KR20040075309A

KR20040075309A - 관로 부분보수용 장치 및 이를 이용한 관로 부분보수 공법

Info

Publication number: KR20040075309A
Application number: KR1020040062243A
Authority: KR
Inventors: 이문상
Original assignee: 제이케이산업 주식회사
Priority date: 2004-08-07
Filing date: 2004-08-07
Publication date: 2004-08-27

Abstract

본 발명은 하수도, 농업용수, 우수 배수관 등의 파이프라인의 결손부에 대한 부분적인 보수를 위한 관로 부분보수용 장치 및 이를 이용한 관로 부분보수 공법에 관한 것이다.

본 발명에 의한 관로 부분보수용 장치는, 관로 내의 부분적인 결손부에 라이닝을 형성하기 위해 액상의 열경화성 수지를 함침시킨 관상 수지흡수재로 이루어진 관라이닝재와, 이 관라이닝재의 안에 삽입되어 내부 유체압이 관로의 벽면에 상기 관라이닝재를 압착시킨 상태에서 내부에 열매가 공급되어 상기 관라이닝재를 경화시켜 상기 관로 내에 라이닝을 형성하는 압력백을 포함하는 것으로, 상기 열매는 온수이고, 이 온수를 만드는 온수조가 상기 압력백의 내부와 온수공급용 호스 및 온수리턴용 호스에 의해 연결되고, 상기 온수조로부터 상기 온수공급용 호스를 통해 압력백 내로 온수를 공급하기 위한 온수펌프 등의 가압장치가 설치되며, 상기 압력백으로부터 상기 온수리턴용 호스를 통해 상기 온수조로 배수시키기 위한 펌프 또는 흡인장치가 설치되며, 상기 압력백 내의 공기를 흡입하여 공기호스를 통해 외부로 배출시키는 압축기가 설치되는 것을 특징으로 한다.

Description

관로 부분보수용 장치 및 이를 이용한 관로 부분보수 공법 {APPARATUS FOR MENDING A PORTION OF CONDUIT LINE AND METHOD FOR MENDING A PORTION OF CONDUIT LINE USING THE SAME}

본 발명은 관로 부분보수용 장치 및 이를 이용한 관로 부분보수 공법에 관한 것으로, 특히, 하수도, 농업용수, 우수 배수관 등의 파이프라인의 결손부에 대한 부분적인 보수를 위한 관로 부분보수용 장치 및 이를 이용한 관로 부분보수 공법에 관한 것이다.

종래에는, 열경화성 수지를 함침시킨 관상 수지흡수재를 짧게 절단(0.2m∼5.0m)한 부분보수용 관라이닝재의 내부에 압력백을 삽입하여 이를 관로 내에 삽입하고, 그런 다음 관로 내의 소정 위치까지 이동시키며, 이후 압력백 내에 공기(유체압)를 공급하여 부분보수용 관라이닝재를 관로 벽면에 압착시킨 상태에서, 상기 압력백 내에 열매(熱媒,온수)를 공급해 상기 열경화성 수지를 경화시킴으로써, 관로 내에 부분적으로 플라스틱 파이프를 형성하여 관로 내를 부분적으로 보수하는 공법이 실시되었다.

그러나, 열원 위치(물을 뜨겁게 끓이는 온수조)와, 열매 공급위치(압력백)가 멀리 떨어져 있는(20m이상) 경우, 열매(온수)의 온도가 저하하여 압력백 내에 충분한 열을 작용시키는 것이 불가능하여 열경화성 수지를 경화시키는 것이 불가능하였다. 즉, 미경화가 부분적 또는 전체적으로 발생하였다.

한편, 압력백 내에 공급된 온수(가열로 공급된 온수)를 관로 내로부터 지상에 있는 열원 위치까지 리턴하여, 온수조(열원)에서 재가열시켜 다시 압력백에 보내는 순환가열 과정을 거치게 되는데 상기 문제 발생의 주된 원인은 온수의 순환에 있다.

이에 따라, 지하에 매설된 관로 내로부터 지상에 설치된 온수조(열원)까지 온수를 효율적으로 리턴시키고 대량 순환시키려고 하면, 압력백으로부터 리턴되는 온수의 유속을 높이거나, 또는 리턴용 온수호스를 굵게 할 필요가 있었다.

그러나, 압력백으로부터 리턴되는 온수의 유속을 높이는 경우, 압력백에 압력이 과잉 작용하는 문제가 있었으며, 리턴호스를 매우 굵게 하면 작업성을 악화시키는 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 관라이닝재에 함침시킨 열경화성 수지를 확실하게 경화시킬 수 있는 관로 부분보수용 장치 및 이를 이용한 관로 부분보수 공법을 제공하는 데에 있다.

도 1은 본 발명에 의한 관로 부분보수용 장치의 작동 상태도

도 2는 도 1의 B부분 확대도

도 3은 본 발명에 의한 관로 부분보수용 장치에 있어서 라이닝재와 압력백의 결합 상태도

도 4는 도 3의 A-A' 단면도

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명

11 : 압축기 12, 17, 18 : 밸브

13 : 보일러 14 : 제 1온수펌프

15 : 온수조 16 : 제 2온수펌프

19 : 제 3온수펌프 21 : 온수리턴용 호스

22 : 온수공급용 호스 23 : 공기 호스

24 : 온수호스 25 : 공기배출용 호스

26 : 노즐 27 : 부력체

28 : 밀봉재 29, 33 : 훅

30 : 압력백 31 : 체결벨트

32 : 체결부 34 : 견인로프

35 : 케이블 36 : TV카메라

37 : 릴 38 : 윈치

39 : 모니터 40 : 관로

41 : 부분보수용 관라이닝재

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 관로 부분보수용 장치는,

관로 내의 부분적인 결손부에 라이닝을 형성시키기 위해 액상의 열경화성 수지를 함침시킨 관상 수지흡수재로 이루어지는 부분보수용 관라이닝재와, 이 관라이닝재의 내부에 삽입되어 내부에 유체압이 공급되면 팽창되어 상기 관로의 벽면에 상기 관라이닝재를 압착시킨 상태에서 내부에 열매가 공급되어 상기 관라이닝재를 경화시켜서 상기 관로 내에 부분적인 라이닝을 형성하는 압력백을 포함하는 관로 부분보수용 장치에 있어서, 상기 열매는 온수이고, 이 온수를 만드는 온수조가 상기 압력백의 내부와 온수공급용 호스 및 온수리턴용 호스에 의해 연결되고, 상기 온수조로부터 상기 온수공급용 호스를 통해 압력백 내로 온수를 공급하기 위한 온수펌프 등의 가압장치가 설치되며, 상기 압력백으로부터 상기 온수리턴용 호스를 통해 상기 온수조로 배수시키기 위한 펌프 또는 흡인장치가 설치되며, 상기 압력백 내의 공기를 흡입하여 공기호스를 통해 외부로 배출시키는 압축기가 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 관로 부분보수 공법은, 상기 관로 내의 결손부에 상기 압력백이 삽입된 관라이닝재를 근접시키는 단계와, 상기 압축기로부터 상기 압력백에 압력 공기를 공급하여 상기 관라이닝재를 관로 벽면에 압착시키는 단계와, 상기 온수조에서 가열된 온수를 상기 온수공급용 호스를 통해 상기 압력백에 공급함과 아울러 상기 압력백으로부터 상기 공기 호스를 통해 공기를 배출시키는 단계와, 상기 압력백 내의 압력을 소정의 압력으로 일정하게 한 후 상기 압력백에 있는 온수를 상기 온수리턴용 호스를 통해 상기 온수조로 리턴시켜 재가열한 후 상기 압력백으로 다시 공급하는 단계 및 상기 관라이닝재가 관로 벽면에 부분적으로 라이닝되면 상기 압력백 내의 온수를 완전히 배출시킨 후 상기 압력백을 관로의 출구로 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기에서, 상기 온수공급용 호스의 내부 단면적은, 상기 온수리턴용 호스의 내부 단면적보다 작게 설정되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 압력백이 관로 내에 있을 때 그 위치를 감시하기 위한 TV카메라 및 모니터가 설치되어 있으며, 상기 압력백의 일측에는 견인로프를 통해 윈치가 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의해 상세히 설명하기로 한다.

첨부 도면 중, 도 1은 본 발명에 의한 관로 부분보수용 장치의 작동 상태도이고, 도 2는 도 1의 B부분 확대도이고, 도 3은 본 발명에 의한 관로 부분보수용 장치에 있어서 라이닝재와 압력백의 결합 상태도이며, 도 4는 도 3의 A-A' 단면도이다.

도 1 내지 도 4를 참고하여 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다.

불포화 폴리에스테르수지 또는 에폭시수지 등의 열경화성 수지를, 폴리에스테르섬유 또는 유리섬유로 구성되는 관상 수지흡수재에 함침하고, 길이는 약 0.2m∼5.0m, 판두께는 약 1.0㎜∼30.0㎜의 범위로 임의로 설정한 부분보수용 관라이닝재(41)의 내부에, 유체압에 견디고 기밀성을 갖는 압력백(30)을 삽입한다.

상기 압력백(30)은, 통상 내면이 폴리우레탄 또는 나일론을 함유하는 복합필름으로 구성되고, 외면이 폴리에스테르 또는 나일론의 직포로 구성되며, 관형으로가공되어 있다. 그 압력백(30)의 길이는 상기 관라이닝재(41)보다 길게 설정되며, 내부에는 온수공급호스(24)가 구비된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 압력백(30)의 일단은 온수리턴 호스단(21')과 온수공급 호스단(22')과 공기 호스단(23')이 결합된 압력백 노즐(26)에, 체결벨트(31)에 의해 기밀 부착된다.

이때, 상기 온수공급 호스단(22')에는 온수호스(24)가 접속되고, 상기 공기 호스단(23')에는 선단에 부력체(27)가 부착된 공기배출용 호스(25)가 접속된다.

그리고, 상기 압력백(30)의 타단에는, 양쪽에 온수호스(24)와 견인로프(34)가 각각 부착된 훅(29,33)을 압력백(30) 단부와 함께 접어넣고, 그 부분에 폴리우레탄 또는 실리콘 등의 밀봉재(28)를 내측에서 도포하며, 볼트나 너트 또는 벨트 등의 체결부(32)로 확실히 체결하거나, 또는 로프 등으로 조임으로써 밀폐한다.

상기 압력백(30)과 상기 관라이닝재(41)는, 관로(40) 내에서 이동중에 어긋나지 않도록 실이나 테이프로 묶는다.

그리고, 상기 압력백(30)의 일단에 부착된 훅(33)에, 상기 견인로프(34)의 일단을 부착하여 관로(40)의 출구까지 통선하고, 상기 압력백(30)의 타단에 부착된 압력백 노즐(26)에는, 공기 호스(23)와 온수공급용 호스(22)와 온수리턴용 호스(21)를 부착하며, 상기 관로(40) 안을 TV카메라(36)로 모니터링하면서 견인로프(34)를 당겨 상기 관라이닝재(41)를 상기 관로(40) 안으로 이동시켜 소정 장소에 배치한다.

또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 공기 호스(23)의 단부에는 압축기(11)가, 온수공급용 호스(22)의 단부에는 제 2온수펌프(16)가, 온수리턴용 호스(21)의 단부에는 온수펌프 또는 자동흡수식의 제 3온수펌프(19) 또는 진공탱크가 접속된다.

상기 각 호스들(21,22,23)에는 밸브(18,17,12)를 부착해 각각의 유체를 밀폐하도록 하며, 상기 공기 호스(23)를 통해 상기 압력백(30) 내에 압력공기를 공급한다.

이때, 상기 압력백(30) 내의 압력은 0.03㎫∼0.15㎫로 설정하고, 상기 압력백(30)의 팽창으로 인해 상기 관라이닝재(41)가 관로(40) 벽면에 압착되면, 온수조(열원;15)에서 80℃이상으로 가열된 온수를, 상기 온수공급용 호스(22)를 통해 상기 압력백(30) 내에 보낸다.

그리고, 상기 압력백(30) 내에 온수가 공급되면, 동시에 압력백(30) 내의 공기는 공기배출용 호스(25)를 통하여 배기된다. 즉, 공기와 온수가 치환된다.

이때, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 공기배출용 호스(25) 선단은 부력체(27)가 부착되어 있기 때문에 온수의 표면에 뜨고, 압력백(30) 상부에 체류하는 공기를 완전히 제거할 수 있다.

이때, 치환작업 중의 압력백(30) 내부 압력은 일정 압력으로 조절된다.

압력백(30) 내부 전체에 온수가 공급되면 가열로 공급된 온수는 온수리턴용 호스(21)를 통해 온수조(15)로 배수된다.

이때, 본 발명에서는 온수조(15)에서 만들어진 온수가 제 2온수펌프(16) 등의 가압장치에 의해 고압온수로 되기 때문에, 압력백(30)으로 공급되는 온수의 유속을 빠르게 하여, 온도를 거의 저하시키지 않고 공급할 수 있게 된다.

그리고, 상기 온수리턴용 호스(21)에 접속된 자동흡수식의 제 3온수펌프(19)를 작동시켜서 리턴되는 온수의 유속을 증가시킨다. 또 자동흡수식의 제 3온수펌프(19)는 맨홀 저부에 설치하여도 좋다.

온수조(15)로 리턴된 온수는, 제 1온수펌프(14)에 의해 보일러(13)를 통하여 재가열된다. 온수공급용 호스(22)의 외부는 온수가 냉각되지 않도록 단열재를 감거나, 단열효과가 있는 부재를 사용하면 된다.

온수리턴용 호스(21)의 내부 단면적은 통상 온수공급용 호스(22)의 내부 단면적보다 크게 설정된다. 그리고 온수리턴용 호스(21)에는 진공력이 작용하기 때문에 진공력에 견디어 변형되지 않는 호스가 사용된다.

온수조(15)에서 재가열된 온수는 다시 압력백(30) 내에 공급된다. 즉, 순환가열된다.

약 20분~60분 부분보수용 관라이닝재(41)를 가열함으로써 열경화성 수지가 완전히 경화되어, 관로 벽면에 붙여진 상태로 부분적 라이닝이 형성된다.

그리고, 압력백(30) 내의 온수를 완전히 방출하여 압력백(30)을 당기고, 관로(40)단 출구를 향해 이동시킴으로써 관로 내를 부분적으로 보수할 수 있다.

온수조(15)에서 만들어진 온수는 제 2온수펌프(16) 등의 가압장치에 의해 고압온수로 되기 때문에 압력백(30)으로의 온수공급의 유속을 빠르게 하여, 온도를 거의 저하시키지 않고 공급할 수 있게 된다.

그러나, 압력백(30)에 공급되어, 관라이닝재(41)의 가열을 위해 공급된 온수를, 공급된 고압력을 유지한 상태로 압력백(30)으로부터 온수조(15)로 리턴하는 경우, 압력백(30)에 고온, 고압력이 작용하여 압력백(30)이 파열될 우려가 있어, 고압으로 공급된 온수를 압력백(30) 내에서 감압할 필요가 있었다. 압력백(30)으로부터 온수를 온수조(15)로 리턴하는 온수리턴용 호스(21)에 제 3온수펌프(19) 또는 흡인장치를 연결시키고, 제 3온수펌프(19) 또는 흡인장치를 작동하여 압력백(30) 내로부터 리턴되는 온수를 빨아올림으로써, 리턴온수의 유속을 빠르게 하여 압력백(30)에 고압을 작용시키지 않고, 압력백(30)에 공급된 동일량의 온수를 리턴시킬 수 있어 온수의 대량 순환이 가능하게 되고, 관라이닝재(41)를 효율적으로 가열하여 열경화 시간을 단축할 수 있다.

또 온수조(15)로부터 압력백(30)에 공급되는 온수공급용 호스(22)의 단면적을 압력백(30)으로부터 온수조(15)로 리턴되는 온수리턴용 호스(21)의 단면적보다 작게 설정한 것은, 고압온수는 제 2온수펌프(16) 등의 가압장치에 의해 온수를 고압력화하는 것은 간단하지만, 압력백(30)으로부터 리턴되는 온수를 제 3온수펌프(19)나 흡인장치로 감압하는 것은 수두압으로 말하면 -7m∼-9m정도가 한계이기 때문에, 감압에 의해 유속을 빠르게 할 수 있는 효과는 온수공급에 비하여 낮은 효과로 되기 때문에, 온수공급용 호스의 내경을 작게 설정하였다고 하여도, 온수를 고압화하여 유속을 빠르게 압력백(30)으로의 공급이 가능하게 되고, 온수리턴용 호스의 단면적보다 작게 함으로써 시공작업을 양호하게 하였다. 예를 들면, 온수공급용 호스 1개에 대하여 온수리턴용 호스를 2개로 하는 구성이어도 좋다.

한편, 압력백(30) 내에 부력체(27)를 부착한 공기배출용 호스(25)를 설치해압력백(30) 내에 온수를 공급할 때 위쪽에 있는 공기를 배출하고, 압력백(30) 내를 온수로 만수한다. 이때 공기배출용 호스 배기구에 진공펌프 등을 사용하여 감압함으로써 배기 효과를 상승시켜도 좋다.

압력백 안이 비열이 높은 온수로 채워져 관로 부분보수용 관라이닝재를 효율 좋게 가열할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에서는, 온수조에서 만들어진 온수를 온수펌프 등의 가압장치에 의해 고압온수로 압력백에 공급함으로써, 공급되는 온수의 유속을 빠르게 하여 온도를 거의 저하시키지 않고 공급할 수 있으며, 압력백에 공급되어 관라이닝재의 가열에 사용된 고온, 고압의 온수를 압력백으로부터 온수조로 리턴할 때, 온수리턴용 호스에 펌프 또는 흡인장치를 연결 작동하여 온수를 빨아올림으로써, 리턴되는 온수의 유속을 빠르게 하여 압력백에 고압이 작용하는 것을 방지할 수 있고, 압력백에 공급된 동일량의 온수를 리턴해 온수의 대량순환을 가능하게 함으로써, 관라이닝재를 효율적으로 가열함으로써 관라이닝재에 함침시킨 열경화성 수지를 확실하게 경화시킬 수 있다.

Claims

관로 내의 부분적인 결손부에 라이닝을 형성시키기 위해 액상의 열경화성 수지를 함침시킨 관상 수지흡수재로 이루어지는 부분보수용 관라이닝재와, 이 관라이닝재의 내부에 삽입되어 내부에 유체압이 공급되면 팽창되어 상기 관로의 벽면에 상기 관라이닝재를 압착시킨 상태에서 내부에 열매가 공급되어 상기 관라이닝재를 경화시켜서 상기 관로 내에 부분적인 라이닝을 형성하는 압력백을 포함하는 관로 부분보수용 장치에 있어서:

상기 열매는 온수이고;

이 온수를 만드는 온수조가 상기 압력백의 내부와 온수공급용 호스 및 온수리턴용 호스에 의해 연결되고;

상기 온수조로부터 상기 온수공급용 호스를 통해 압력백 내로 온수를 공급하기 위한 온수펌프 등의 가압장치가 설치되며;

상기 압력백으로부터 상기 온수리턴용 호스를 통해 상기 온수조로 배수시키기 위한 펌프 또는 흡인장치가 설치되며;

상기 압력백 내의 공기를 흡입하여 공기호스를 통해 외부로 배출시키는 압축기가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 관로 부분보수용 장치.
제 1항에 있어서,

상기 온수공급용 호스의 내부 단면적은, 상기 온수리턴용 호스의 내부 단면적보다 작게 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 관로 부분보수용 장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 압력백 내에 부력체를 부착한 공기배출용 호스를 설치한 것을 특징으로 하는 관로 부분보수용 장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 압력백이 관로 내에 있을 때 그 위치를 감시하기 위한 TV카메라 및 모니터가 설치되어 있으며;

상기 압력백의 일측에는 견인로프를 통해 윈치가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 관로 부분보수용 장치.
제 1항 또는 제 2항에 기재된 관로 부분보수용 장치를 이용하여 관로 내의 부분적인 결손부에 라이닝을 형성하기 위한 관로 부분보수 공법에 있어서,

상기 관로 내의 결손부에 상기 압력백이 삽입된 관라이닝재를 근접시키는 단계;

상기 압축기로부터 상기 압력백에 압력 공기를 공급하여 상기 관라이닝재를 관로 벽면에 압착시키는 단계;

상기 온수조에서 가열된 온수를 상기 온수공급용 호스를 통해 상기 압력백에 공급함과 아울러 상기 압력백으로부터 상기 공기배출용 호스를 통해 공기를 배출시키는 단계;

상기 압력백 내의 압력을 소정의 압력으로 일정하게 한 후 상기 압력백에 있는 온수를 상기 온수리턴용 호스를 통해, 온수리턴용 호스에 접속된 펌프 또는 흡인장치를 작동시켜 상기 온수조로 리턴시켜 재가열한 후 상기 압력백으로 다시 공급하는 단계;

상기 관라이닝재가 관로 벽면에 부분적으로 라이닝되면 상기 압력백 내의 온수를 완전히 배출시킨 후 상기 압력백을 관로의 출구로 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 관로 부분보수 공법.
제 5항에 있어서,

상기 압력백 내의 압력공기를 부력체를 부착한 공기배출용 호스를 통해 배출시키는 것을 특징으로 하는 관로 부분보수 공법.