KR20060083097A - 관로의 세척장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각종 유체를 이송하는 대구경 관로의 내부를 자주차가 통과하면서 고압의 유체를 관로의 내면에 분출시켜 관로의 손상없이 스케일층을 신뢰적으로 제거할 수 있는 관로의 세척장치에 관한 것이다.

본 발명은, 전면에 관통홀이 형성되고, 양측부에 다수의 바퀴가 구비되어 관로의 내부에서 직진 및 후진하는 본체; 상기 본체의 내부에서 전면 외부로 관통되게 설치되며, 축방향으로 고압유체를 이송하기 위한 제1 통로가 적어도 하나 이상 형성된 고압유체 이송수단; 상기 고압유체 이송수단의 외주면에 회전가능하게 설치되며, 상기 제1 통로와 연통하는 제2 통로가 내부에서 외부로 관통되게 형성된 로타리 조인트; 및 상기 로타리 조인트의 원주면에 적어도 하나 이상 설치되며, 그의 제2 통로에 연결되어 회전하면서 고압유체를 관로의 내면으로 분출하여 스케일층을 제거하기 위한 유체 분사수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

관로, 세척, 자주차, 고압수, 노즐, 로타리 조인트, 카메라

Description

관로의 세척장치{Washing apparatus to remove a scale being the inside of a water supply and drainage}

도1은 본 발명에 의한 관로 세척장치의 제1 실시예 구성을 나타낸 분해사시도.

도2는 도1에 도시된 본 발명에 따른 관로 세척장치의 결합사시도.

도3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 관로 세척장치의 단면구성도.

도4는 본 발명의 제1 실시예의 요부인 본체의 전,후진 구동부의 구성을 나타낸 개략도.

도5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 노즐부의 변형예시도.

도6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 고압수 분출라인의 다른 실시예를 나타낸 정단면도.

도7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 고압수 공급라인에 모래공급라인이 병행 설치된 구조를 나타낸 단면 구성도.

도8은 본 발명에 의한 관로 세척장치의 제2 실시예 구성을 나타낸 단면도.

도9는 본 발명의 제2 실시예의 요부인 로타리 조인트부의 구성을 나타낸 분해사시도.

도10은 도9의 조립사시도.

도11은 본 발명의 제2 실시예의 요부인 분사노즐부의 세부구성을 나타낸 분해사시도.

도12는 본 발명에 의한 관로 세척장치의 제3 실시예 구성을 나타낸 단면도.

도13은 본 발명에 의한 관로 세척장치의 제4 실시예 구성을 나타낸 단면도.

도14는 도13의 정단면도.

* 도면의 주요전체에 대한 부호의 설명

1: 관로 2, 51: 본체

4: 회전장치 6: 스케일 제거장치

8: 본체 지지장치 10:카메라 헤드

52: 원통부재 53: 회전력 제공수단

54: 세척모래 이송관 55: 고압수 이송관

56, 57: 제1 및 제2 로타리 조인트 58: 유체 분사수단

59: 베어링

본 발명은 상, 하수관로의 비굴착 갱생방식에 적용되는 관로 세척장치에 관 한 것으로, 더욱 상세하게는 상, 하수 노후관로의 내면에 각종 이물질 및 슬러지가 증착되어 고형화된 스케일층을 효과적으로 제거하기 위한 관로 세척장치에 관한 것이다.

일반적으로, 수도물을 공급하는 중,대형 직경의 송수관 및 소형직경의 상수도 배관, 오일이나 가스와 같은 각종 유체를 이송하는 관로, 하수를 이송하는 하수관로등은 설치 후 장시간 동안 사용하게 되면, 노후화되면서 관로 내벽면에 물, 오일, 가스등과 같은 유체에 포함되어 있는 각종 이물질이 퇴적되거나 관로 내면이 산화되면서 녹 등이 생성되고, 이들이 고형화되어 스케일(Scale)층을 형성하게 된다.

상기와 같이 유체 관로의 내면에 이물질 퇴적에 의한 스케일층은 시간이 경과함에 따라 점차적으로 두꺼워지면서 고형화되기 때문에 유체의 원활한 흐름을 방해하여 유체압을 떨어뜨리게 되는 문제점이 있으며, 또한 관로에 부착된 스케일층이 유체에 녹아들게 되어 유체를 오염시키는 원인이 되므로 관로를 주기적으로 청소를 해주어야만 한다.

또한, 관로의 노후로 인해 발생된 문제는 상하수도관 네트워크의 기능 유지에 큰 지장을 초래함은 물론 에너지 소비를 증가시키는 중대한 결과를 가져온다.

따라서, 관 내부의 부식생성물과 관 파손등의 문제 해결을 위해 노후관에 대한 개량공사(교체 또는 갱생)를 실시하게 되는데, 이러한 관로개량공사에 적용되는 갱생공법에는 세관(크리닝) 및 라이닝이 대표적이다.

특히, 세관(Pipe cleaning)공법에서 유체의 관로 내면에 퇴적된 스케일층을 제거하기 위한 공법은 여러가지가 제안되어 사용되고 있다.

상기 세관공법에는 기기를 견인하여 퇴적물을 준설(dredging)하는 스크레이퍼(Scrapers)방식과 고압수를 이용한 워터 제트(Water Jet)방식을 혼합한 공법과, 고압에 의해 폴리피그를 돌진시켜 관내면의 스케일층을 제거하는 폴리피그(Polly pigs)공법 등이 개발되어 있으며, 이들 공법들은 일반적으로 관 도장(Pipe lining)의 전처리로서 실시한다.

상기에서 제안된 세관공법들중에서 스크레이퍼 및 워터제트를 이용한 공법은 먼저 갱생관의 직경보다 큰 스크레이퍼에 강철 와이어를 연결하고, 이를 갱생관 후미로 인출되도록 한 후, 상기 강철와이어를 일정속도로 당겨 관내벽에 부착된 녹과 스케일등을 긁어낸다. 다음에 고압펌프에 의한 제공되는 고압수(100kg/㎠~300kg/㎠)를 고압호스의 선단에 부착된 고압수 분사노즐을 통하여 관내벽으로 분사시켜 스크레이퍼에 의해서 제거된 녹 또는 스케일 등의 잔존물을 관외부로 밀어내어 줌으로써 관내면의 녹과 스케일을 깨끗하게 제거하는 공법이다.

상기 공법은 스크레이퍼를 이용하여 녹과 스케일을 제거할 때, 갱생관보다 구경이 큰 스크레이퍼를 사용하는 것을 원칙으로 하나, 녹과 스케일이 많을 경우에는 스크레이퍼를 당기는데 소요되는 압력이 크게 증가할 뿐만 아니라 제거된 녹과 스케일 등이 스크레이퍼 후미부분에 축적되어 스크레이퍼 자체의 이동이 용이하지 않으므로 녹과 스케일 상태에 따라 크기가 작은 스크레이퍼를 관로내에 투입하고, 이어 순차적으로 크기가 증가된 스크레이퍼를 관내부로 삽입하여 스케일을 제거하는 일련의 과정을 거치게 된다. 따라서, 크기가 다른 스크레이퍼를 여러번 교체하 면서 세관하기 때문에 작업이 매우 번거롭고, 세관작업에 많은 시간이 소요된다. 또한, 스크레이퍼에 의한 관로의 녹과 스케일을 제거 후, 행해지는 워터제트는 노즐이 제트추진에 의해 전진하게 되는데, 이때 상기 노즐이 전진하면서 관로내에 존재하는 각종 이물질과 스케일을 밀어내면서 관내면에 부착된 스케일을 제거하는 것이기 때문에, 상기 워터제트과정은 관내면의 스케일 제거기능이 아니라 스크래핑 후 관로내에 떨어진 이물질을 외부로 배출하는 것으로서 이 또한 반복적인 작업을 거쳐야 한다. 이와 같이 종래의 스크레이퍼와 워터제트를 이용한 세관공법은 수회에 걸친 반복적인 스크레이퍼 및 워터제트 작업을 통하여 세관을 수행하기 때문에 세관 작업이 번거롭고, 세관 시간이 오래 걸리는 문제점이 있다. 또한, 상기 공법은 관로의 세척이 스크레이퍼가 수용할 수 있는 직경에 한정하므로, 700mm 이상의 대구경 관로의 세관에는 적합하지 않은 문제점이 있다.

특히, 관로의 내벽면에 장기간의 퇴적으로 인해 고형화된 스케일층, 즉 스크레이퍼로 긁어도 제거되지 않는 고형화 스케일층이나 공사장등에서 유입되어 굳어진 몰탈이나 잘못시공된 콘크리트 연결관등은 상기 공법으로는 제거되지 않을 뿐만 아니라, 관로내에 존재하는 스케일층, 몰탈덩어리등과 같은 장애물이 스크레이퍼와 워터제트 기기 자체의 이동을 제한함으로써 준설작업을 계속하는데 어려움이 따르는 문제점이 있었다.

한편, 관로의 유체압으로 이송시키면서 스케일을 제거하는 기구로서 널리 사용되고 있는 폴리피그 공법은 유체압의 추진력에 의해 폴리피그가 나선방향으로 회전하면서 전진하기 때문에, 관내의 스케일층 제거에 효과적이기는 하나, 이 장치는 소형배관에 적합한 것으로, 통상적인 700mm 이상의 대구경배관에 끼인 스케일층을 제거하는 공법에는 적용할 수 없는 문제점을 내포하고 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 자주차에 회전가능한 고압유체 노즐을 장착하여 각종 유체를 이송하는 대구경 관로의 내부를 통과시키면서 상기 노즐로부터 분출하는 고압의 유체로 관로의 손상없이 그의 내면에 부착된 스케일층을 신뢰적으로 제거할 수 있는 관로의 세척장치를 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 자주차가 후진하면서 노즐로부터 고압의 유체를 분출시켜 관로 내면에 부착된 스케일층을 제거함으로써 상기 스케일층이 자주차의 이동에 따른 장애물로 작용하지 않으므로, 연속하여 세척작업을 행할 수 있는 관로의 세척장치를 제공함에 다른 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제1 실시예에서는, 양측부에 다수의 바퀴가 구비되며, 관로의 내부에서 직진 및 후진이 가능한 본체; 본체의 전면에 설치된 베어링과, 상기 베어링 내에 장착되어 전방위 360°회전하며 중공홀을 갖는 로타리 조인트와, 피니언과 브라켓의 일면에 일체로 구비된 링기어의 조합으로 이루어져 상기 로타리 조인트에 회전력을 전달하는 동력전달수단 및 상기 피니언에 연결되며, 정, 역회전이 가능한 제2 모터를 구비하여 축방향으로 회전력을 제공하는 회전수단; 상기 회전수단의 로타리 조인트를 관통하여 고정되는 고압유체 공급라인과, 상기 고압유체 공급라인의 일단부에 연결된 콤프레셔와, 상기 고압유체 공급라인의 소정위치에서 분기되어 상방향으로 경사지게 위치된 분출라인과, 상기 고압 유체 공급라인의 분기부에 설치되어 고압 유체 공급라인과 분출라인을 연결하며 유연하게 구부러지는 플렉시블 니플 및 상기 고압 유체 분출라인의 단부에 결합되어 유체를 분출하는 노즐을 구비하여 상기 회전수단과 함께 회전하면서 관로면에 성장된 스케일층을 제거하는 스케일 제거수단; 상기 본체의 상면에 설치되며, 그 단부가 관로면에 접촉하여 구름동작하며, 고압유체가 관로에 부딪힘에 따른 반발압력에 의해 상기 본체가 유동되지 못하도록 지탱하는 본체 지지수단; 및 상기 스케일 제거수단의 분출라인 절곡부 하단부에 구비되며, 단차진 형상을 갖는 소정길이의 제1 부재와, 고압수 공급라인의 선단부 상측에 구비된 제2 부재와, 상기 제1 및 제2 부재 사이에 구비되어 탄성작용하는 인장스프링을 구비하여 고압유체의 분출에 따라 발생하는 진동을 완충적으로 흡수하는 진동흡수수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제2 실시예에서는, 전면에 관통홀이 형성되고, 양측부에 다수의 바퀴가 구비되어 관로의 내부에서 직진 및 후진하는 본체; 상기 본체의 내부에서 전면 외부로 관통되게 설치되며, 축방향으로 고압유체를 이송하기 위한 제1 통로가 적어도 하나 이상 형성된 고압유체 이송수단; 상기 고압유체 이송수단의 외주면에 회전가능하게 설치되며, 상기 제1 통로와 연통하는 제2 통로가 내부에서 외부로 관 통되게 형성된 로타리 조인트; 및 상기 로타리 조인트의 원주면에 적어도 하나 이상 설치되며, 그의 제2 통로에 연결되어 회전하면서 고압유체를 관로의 내면으로 분출하여 스케일층을 제거하기 위한 유체 분사수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제3 실시예에서는 제2 실시예에 구비된 로타리 조인트와 유체분사수단이 대칭되게 설치된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제4 실시예에서는 상기 유체 분사수단이 로타리 조인트 원주면에 대칭되게 2개가 설치되며, 관로면의 곡면부를 비스듬히 타격할 수 있도록 소정 각도만큼 틀어지게 위치되되 상호 반대방향으로 틀어져 있으며, 고압유체가 관로면을 타격함에 따른 반발력에 의해 무동력으로 자전할 수 있는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도1 내지 도14의 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명에 의한 관로 세척장치는 고압수와 모래를 단독 또는 병행 사용하여 주로 대구경의 노후 상, 하수 관로에 퇴적되어 고형화된 스케일층을 신뢰적으로 제거할 수 있도록 구현한 것이다.

도1은 본 발명에 의한 관로 세척장치의 제1실시예 구성을 나타낸 분해사시도이고, 도2는 도1의 결합사시도이고, 도3은 본 발명에 의한 관로 세척장치의 단면구성도를 나타낸다.

본 발명의 제1 실시예에서는 도면에 도시된 바와 같이 크게 관로(1)내에 진입되는 본체(2)와; 상기 본체(2)의 선단부에서 축회전하는 회전장치(4)와; 상기 본 체(2)의 내부를 통하여 회전장치(4)의 중앙부측을 관통하여 돌출되며, 상기 회전장치(4)와 연동하면서 유체를 공급하는 스케일 제거장치(6); 및 고압수가 관로(1)에 부딪힘에 따른 반발압력에 의해 상기 본체(2)가 전복되는 것을 방지하기 위한 본체 지지장치(8) 및 관로(1)의 스케일층의 상황데이타를 확보하기 위한 카메라 헤드(10)로 구성된다.

상기 본체(2)는 도3에 도시된 바와 같이 사각통체 형상을 갖는 하우징(11)과; 상기 하우징(11)의 양측하부에 구비된 바퀴(12)를 포함하여 외부 동력에 의해 관로(1)의 내부에서 직진 및 후진한다. 상기 본체(1)에 장착되는 바퀴(12)는 관로의 직경에 따라 적절한 폭이 되도록 가감하여 조절할 수 있다. 상기 바퀴(12)의 전후진 동작은 도4에 도시된 바와 같이 본체(2)의 내부에 장착된 체인구동장치에 의해 구현된다. 상기 체인구동장치는 정,역회전이 가능한 제1 모터(13)와; 상기 제1 모터(13)의 회전력을 소정 비로 감속하여 전륜 또는 후륜에 전달하는 감속기(14)와; 상기 제1 모터(13)의 회전력을 감속기(14)에 전달하는 타이밍 벨트(15)와; 상기 전륜과 후륜을 연결하는 체인(17)으로 구성된다. 본 실시예에서 바퀴동력의 감속비는 180:1이 될 수 있다.

상기 회전장치(4)는 본체(2)의 전면에 설치된 베어링(21)과; 상기 베어링(21) 내에 장착되어 전방위 360°회전하는 로타리 조인트(22)와; 피니언(23)과 브라켓(25)의 일면에 일체로 구비된 링기어(24)의 조합으로 이루어지며, 상기 로타리 조인트(22)와 결합되어 그에 회전동력을 전달하는 동력전달수단; 및 상기 피니언(23)에 연결되며, 정, 역회전이 가능한 제2 모터(26)로 구성된다. 본 발명의 실시 예에서 상기 로타리 조인트(22)는 분당 20 ∼ 30회전하도록 설정되어 있다. 이는 후술할 분출노즐을 통해 분출되는 고압수가 관로(1)내면의 스케일층을 떼어낼 수 있는 시간을 확보하기 위함이다.

상기 스케일층 제거장치(6)는 본체(2)의 내부를 통하여 로타리 조인트(22)의 중앙부를 관통하며, 상기 로타리 조인트(22)와 함께 회전하는 고압수 공급라인(31)과; 상기 고압수 공급라인(31)의 일단부에 연결된 콤프레셔(도시하지 않음)와; 상기 로타리 조인트(22)로부터 돌출된 고압수 공급라인(31)의 소정위치에서 소정 각도만큼 상방향으로 경사지게 위치되도록 분기되며, 그 일부가 관로(1)의 반경방향으로 절곡된 고압수 분출라인(32)과; 상기 고압수 공급라인(32)의 분기부에 설치되어 고압수 공급라인(31)과 분출라인(32)을 연결하며, 유연하게 구부러지는 플렉시블 니플(33)와; 상기 고압수 분출라인(32)의 단부에 결합되며, 고압수의 분출시 분출압력에 의해 회전하도록 분출각도가 서로 어긋나게 위치되는 두개의 분출공(35)이 형성되어 고압수를 관로(1)측으로 분출하여 스케일층을 제거하는 노즐(34); 및 상기 노즐(34)과 관로(1) 내면의 간격을 조절할 수 있도록 고압수 공급라인(31)과 분출라인(32) 간에는 간격조절부재(40)로 구성된다.

여기서, 상기 간격조절부재(40)는 고압수 공급라인(31)의 외주면에 수직방향으로 직립하게 연장되는 제1 브라켓(41)과, 상기 제1 브라켓(41)에 대향하는 고압수 분출라인(31)의 외주면에서 연장되는 제2 브라켓(42) 및 이들 제1 및 제2 브라켓(41, 42)을 관통하여 고정하는 고정핀(43)으로 구성된다. 따라서, 노즐(34)과 관로(1)간의 간격이 밀접하게 위치되거나, 너무 멀리 떨어져 있을 경우, 상기 고압수 분출라인(32)의 경사각을 인위적으로 증가시키거나 감소시킴으로써 노즐(34)과 관로(1)간의 간격을 조절하는 것이며, 이때 상기 고압수 분출라인(32)의 인위적인 승강시 플렉시블 니플(33)이 확장 및 수축되면서 승강변위를 수용하게 된다.

한편, 상기 고압수 공급라인(31)의 선단부 내측에는 차단판(35)(도3에 도시)이 설치된다. 상기 차단판(35)은 고압수 분출라인(32)의 분기위치로부터 선단측으로 벗어낫 곳에 위치되어 고압수의 흐름경로를 차단하는 기능을 한다. 또한, 상기 고압수 분출라인(32)의 절곡부 하단부에는 고압수 이동에 따른 진동을 완충적으로 흡수하기 위한 진동흡수장치가 설치된다.

상기 진동흡수장치는 고압수 분출라인(32)의 절곡부 하단부에 구비되며, 단차진 형상을 갖는 소정길이의 제1 스토퍼(36)와, 고압수 공급라인(31)의 선단부 상측에 구비된 제2 스토퍼(37); 및 상기 제1 스토퍼(36)와 제2 스토퍼(37) 사이에 구비되어 탄성작용하는 인장스프링(38)으로 구성된다.

본 실시예에서, 상기 고압수 분출라인(32)은 소정부가 관로(1)의 반경방향으로 절곡된 형상으로 이루어져 있지만, 도5에 도시된 바와 같이 직선원통관(32')으로 형성될 수도 있다.

또한, 본 실시예에서, 상기 고압수 분출라인(32)은 하나만을 제시하고 있으나, 도6에 도시된 바와 같이 반경방향의 120°간격으로 3개의 고압수 분출라인(32a, 32b, 32c)을 설치할 수도 있다. 이 구조는 3개의 고압수 분출라인을 통해 동시에 고압수가 분출되므로, 로타리 조인트(22)와 고압수 공급라인(31)을 회전시키는 제2 모터(26)의 부하가 가중될 수 있지만, 스케일층을 제거하는데 좀더 효율적 이다.

본 발명의 고압수 공급라인의 변형예를 도7을 참조하여 설명한다.

도면에 도시한 바와 같이 본 변형예에서는 상기 고압수 공급라인(31)에 모래공급라인(51)을 병설한 구조를 제시하고 있다. 즉, 본체(2)의 내부에 위치된 고압수 공급라인(31)의 소정위치에 모래공급라인(51)을 분기시킨 것이다. 이에 따라, 상기 고압수 공급라인(31)을 통해 고압수가 공급될 때, 상기 고압수의 압력에 의해 모래공급라인(51)으로부터 제공되는 모래가 함께 고압수 공급라인(31)측으로 빨려들어감으로써 고압수에 모래가 포함된 상태로 관로(1)에 분출되는 것이다. 상기의 구조에서는 노즐구멍(35)이 단일형태로 이루어져야 하며, 노즐구멍(35)이 모래에 의해 막히지 않는 크기로 형성되어야 한다.

상기 본체 지지장치(8)는 본체(2)의 상면에 소정 간격으로 구비된 고정 브라켓(61)과; 상기 고정 브라켓(61)에서 X자 방향으로 연장하는 지지부재(62)와; 상기 지지부재(62)의 교차부위를 관통하여 고정하는 힌지축(63)과; 상기 지지부재(62)의 단부에 설치되며, 관로(1)의 내면과 접촉하여 구름동작하는 바퀴(64)로 구성된다. 따라서, 상기 본체(2)가 관로(1)내에서 이동할 때, 적은 힘으로도 이동이 원활하게 될 수 있으며, 또한 상기 고압수가 관로(1)면에 부딪힌 후 되돌아오는 반발압력이 본체(2)에 작용할 때, 상기 본체(2)가 유동되는 못하도록 지탱해 주게 된다.

상기 카메라 헤드(10)는 상기 본체(2)의 후단부에 설치되며, 전방측으로 빛을 조사하는 후레쉬와; 상기 후레쉬와 병행으로 설치되어 스케일층의 상황을 촬영하는 카메라로 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용상태를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 관로(1)내에 자주차 본체(2)를 투입하기 전에, 노즐(34)과 관로(1)내면의 간격을 조절한다. 이때, 상기 고압수 분출라인(32)을 강제적으로 올리거나 내리면, 플렉시블 니플(33)이 유연하게 신축하여 고압수 분출라인(32)의 경사각도가 조절된다. 스케일층 제거를 위한 초기 위치가 조절된 후에는 상기 본체(2)를 관로(1)내에 투입하여 전진시키면서, 관로(1) 내면에 성장한 스케일층의 상황을 카메라 헤드(10)를 통하여 조사한다. 그리고, 소정 거리만큼, 즉 세관할 구간만큼 본체(2)가 전진된 상태에서, 상기 제1 모터(13)를 역회전하여 본체(2)를 후진시키고 제2 모터(26)를 구동시킨다.

상기 제2 모터(26)가 구동하면 로타리 조인트(22)가 회전하고, 이와 함께 고압수 공급라인(31) 및 분출라인(32)도 함께 회전하게 된다. 외부의 콤프레셔에 의해 형성된 고압수는 고압수 공급라인(31) 및 분출라인(32)을 통해 노즐(34)에 다다르게 된다. 상기 노즐(34)에서는 두개의 구멍(35)을 통해 고압수를 분출하게 되는데, 이때 상기 노즐구멍(35)이 서로 다른 각도로 형성되어 있으므로, 고압수의 분출력에 의해 상기 노즐(34)이 고속회전하게 된다. 상기 회전하는 노즐(34에서 분출되는 고압수는 관로(1) 내면에 성장한 스케일층을 타격하면서 관로(1)로부터 떼어내게 되는 것이다.

상기 고압수가 노즐(34)을 통해 분출될 때, 고압수 분출라인(32)은 상당한 압력을 받으면서 진동하게 되는데, 이때 고압수 분출라인(32)이 위, 아래로 승강하는 위치변위는 인장스프링(38)이 완충적으로 흡수하게 된다. 또한, 상기 고압수 분 출라인(32)이 회전할 때 원심력에 의한 본체(2)의 유동은 지지부재(62)와 관로(1) 내면에 접촉하는 바퀴(64)에 의해 지탱된다. 이와 같이 본체(2)가 서서히 후진방향으로 이동하고, 고압수는 전진방향으로 분출하면서 관로(1) 내의 스케일층을 제거하기 때문에 떨어진 스케일층에 의해 본체(2)의 이동이 제한받지 않게 된다. 상기 스케일층 제거가 완료되면, 고압호스(도면에 미도시)를 관로(1)의 후진방향에서 전진방향으로 투입하면서 관로(1)내의 스케일 준설을 실시하고, 건조과정을 거쳐 세관작업을 완료한다.

상기 세관과정에서 고압수가 아닌 모래로 세관을 실시하거나, 상기 고압수와 모래를 함께 분출시켜 세관하는 경우에도, 상기와 동일한 방법으로 행한다. 다만, 상기 모래를 단독으로 분출하는 경우에는 고압수 공급라인(31)에 고압의 에어가 투입된다. 이에 따라, 상기 고압수 공급라인(31)으로 투입되는 고압력 에어에 의해 모래공급라인(51)으로부터 공급되는 모래가 고압수 공급라인(31)으로 빨려들어가고, 분출라인(32)을 통해 노즐(34)에 다다르게 되어 분출되는 것이다.

본 발명의 제2 실시예에 대하여 도8 내지 도12를 참조하여 설명한다.

도8 및 도9에 도시된 바와 같이 본 실시예는 전면에 관통홀이 형성되고, 양측부에 다수의 바퀴(도시하지 않음)가 구비되어 관로의 내부에서 직진 및 후진하는 본체(51)와; 상기 본체(51)의 관통홀에 끼워지는 원통부재(52)와; 일측은 상기 원통부재(52)의 외주면에 구비되고, 타측은 상기 본체(51)에 내장되어 상기 원통부재(52)에 회전력을 제공하는 회전력 제공수단(53)과; 세척모래를 이송하기 위해 소정직경의 중공부(54a)가 형성되되 상기 중공부(54a)의 선단측에 반경방향으로 관통된 세척모래 배출통로(54b)가 적어도 하나 이상 형성되며, 선단측면의 중앙부에 결합돌출관(54c)이 축방향으로 구비된 세척모래 이송관(54)과; 상기 세척모래 이송관(54)의 중공부를 거쳐 결합돌출관(54)을 관통하도록 설치되어 고압수를 이송하는 고압수 이송관(55)과; 상기 세척모래 이송관(54)의 결합돌출관(54c) 외면에 수밀을 유지하면서 회전가능하게 끼워지며, 고압수 이송관(55)을 통과하는 고압수를 이송하기 위한 제1 통로(56a)가 축방향으로부터 원주면측으로 관통되게 형성된 제1 로타리 조인트(56)와; 상기 세척모래 이송관(54)의 외주면에 끼워지며, 상기 세척모래 배출통로(54b)와 연통하도록 내경부에 유체안내홈(57a)이 형성되고, 상기 유체안내홈(57a)의 소정위치에서 원주면측(반경방향)으로 관통되는 제2 통로(57b)가 형성된 제2 로타리 조인트(57)와; 상기 제1 및 제2 로타리 조인트(56, 57)의 제1 및 제2 통로(56a, 57a)에 각각 설치되어 고압수와 세척모래를 관로의 내면으로 분출하여 스케일층을 제거하기 위한 유체분사수단(58); 및 상기 본체(51), 원통부재(52) 및 세척모래이송관(54) 사이와 상기 세척모래 이송관(54)과 제2 로타리 조인트(57)사이에 각각 끼워져 회전을 원활히 하기 위한 베어링(59)을 포함한다.

여기서, 상기 회전력 제공수단(53)은 원통부재(52)의 외면에 설치된 제1 기어(61)와; 상기 제1 기어(61)에 치합하는 제2 기어(62)를 축상에 구비하여 정, 역회전구동하는 모터(63); 및 상기 모터(63)의 회전을 소정 비율로 감속하는 감속모터(64)로 구성된다. 본 실시예에서는 상기 회전력 제공수단이 모터와 일반 평기어의 조합구조를 제시하고 있으나, 이 밖에 체인벨트와 같이 회전력을 전달할 수 있는 구조라면 모두 가능하다.

상기 제1 로타리 조인트(56)의 제1 통로(56a)와 제2 로타리 조인트(57)의 제2 통로(57b)는 유체분사수단(58)의 설치갯수에 따라 1개 또는 2개가 가공될 수 있다. 이때, 유체분사수단(58)이 1개 설치될 경우, 제1 로타리 조인트(56)의 제1 통로(56a)는 "L"자 형태로 가공된다.

한편, 도12에 도시된 바와 같이 본 발명의 제3 실시예에서는 상기 유체분사수단(58)이 세척모래 이송관(54)을 중심으로 대칭되게 2개가 설치된 구조를 제시하고 있다. 본 실시예 구조에서는 세척모래 배출통로도 반경방향으로 2개 가공되고, 상기 제1 로타리 조인트(56)의 제1 통로(56a)는 실질적으로 "T"자 형태로 가공된다.

상기 유체분사수단(58)은 도11에 도시된 바와 같이, 일단이 상기 제1 및 제2 로타리 조인트(56, 57)의 제1 및 제2 통로(56a, 57a) 각각에 연결되며, 타단은 관로의 내면을 향하도록 소정 경사각도로 굴곡지게 형성되어 고압수와 세척모래를 이송하는 제1 및 제2 니플곡관(71, 72)과; 상기 제1 니플곡관(71)에 일단이 연결되며, 타단은 관로의 내면에 근접하게 위치되는 노즐뭉치(73)와; 상기 노즐뭉치(73)의 외면에서 분기되어 제1 니플곡관(71)에 연결되며, 고압수를 이송하는 분기관(74)과; 상기 노즐뭉치(73)의 선단부에 설치되며 그 단부가 관로의 내면에 근접하게 위치되어 세척모래와 고압수 단독 또는 이들을 혼합하여 분출하기 위한 노즐관(75)과; 상기 원통부재(52)의 상면에 일단이 고정되고, 상기 노즐뭉치(73)의 상부에서 그와 평행하게 위치되는 지지부재(76)와; 상기 지지부재(76)의 타측부에 구비되어 노즐뭉치(73)를 감싸 고정하는 원형 고정쇠(77)로 구성된다.

상기 노즐뭉치(73)는 중앙부에 모래분출홀(81a)이 축방향으로 관통되고, 상기 모래분출홀(81a)의 원주면에 다수의 고압수 분출홀(81b)이 형성된 동심형 관(81)이 중공관 형태의 노즐뭉치(73) 내부에 끼워진 구조로 되어 있다. 상기 동심형 관(81)의 고압수 분출홀(81b)은 분기관(74)과 연통한다.

따라서, 제2 니플곡관(72)을 통과한 세척모래는 노즐뭉치(73)를 거쳐 동심형 관(81)의 모래분출홀(81a)을 통해 노즐관(75)에 도달하고, 상기 제1 니플곡관(71)을 통과한 고압수는 분기관(74)을 거쳐 동심원 관(81)의 고압수 분출홀(81b)을 통해 노즐관(75)에 도달함으로써 모래와 고압수가 혼합되어 관로의 내면을 타격하게 되는 것이다.

본 발명의 제2 실시예에서는 모래와 고압수를 혼합하여 분사시키는 구조에 대하여 설명하였지만, 모래 또는 고압수를 개별적으로 분사할 경우에는 각각의 용도에 맞는 제1 및 제2 로타리 조인트중 하나만 설치하여 운용할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 제2 실시예의 작용상태는 제1 실시예와 마찬가지로, 관로 외부에 설치된 샌딩키트로부터 세척모래를 공급받고, 고압수는 워터 젯 펌프로부터 공급받는다. 또한, 상기 본체(51)의 후방부에 설치된 카메라 헤드(10)(도7에 도시)에 의해 관로의 전방을 조사하게 된다.

상기 제2 모터(63)가 구동함에 따라 기어조합구조(61, 62)에 의해 원통부재(52)가 베어링(59)을 매개로 회전한다. 또한, 상기 원통부재(52)에 연결된 지지부재(76)가 함께 연동함으로써 유체분사수단(58)이 회전하게 된다. 제1 로타리 조인트(56)는 결합돌출관(54c)과 슬립결합이 되어 있기 때문에 자유롭게 회전하며, 제2 로타리 조인트(57)는 베어링(59)을 매개로 회전하게 된다. 상기 샌딩키트와 워터젯 펌프로부터 공급된 모래 및 고압수는 세척모래이송관(54)과 고압수 이송관(55)을 통해 제1 및 제2 로타리 조인트(56, 57)을 거치게 된다.

상기 세척모래와 고압수는 제1 및 제2 로타리 조인트(56, 57)에 연결된 노즐뭉치(73)를 통과하여 노즐관(75)에서 합쳐져 관로 내면의 스케일층을 타격하여 제거하게 된다.

다음, 본 발명의 제4 실시예에 대하여 도13 및 도14를 참조하여 설명한다.

본 실시예는 분출되는 유체가 관로의 내면을 타격할 때 발생하는 반발력을 이용하여 별도의 동력없이 유체분사수단(58)이 자전할 수 있도록 한 구조로서, 전술한 제2 실시예와 동일구성에 대해서 동일부호를 병기한다.

도13에 도시된 바와 같이, 본 실시예는 유체분사수단(58)이 세척모래 이송관(54)를 중심으로 상, 하(또는 좌, 우) 대칭으로 설치되며, 상기 세척모래 이송관(54)은 본체(51)에 끼워져 고정되고, 회전력을 제공하는 정, 역회전 모터와 기어구조는 생략되어 있다. 좀더 상세하게 설명하면, 상기 세척모래 이송관(54)의 외주면에는 자유로운 회전이 가능하도록 베어링(59)이 내장되어 있는 지지원통(101)이 끼워져 있다. 상기 지지원통(101)에는 대칭으로 지지대(76)가 설치되며, 상기 지지대(76)에는 유체분사수단(58)이 지지되어 있다. 또한, 이러한, 대칭구조의 유체 분사수단과 연통하기 위하여 제1 및 제2 니플곡관(71, 72)과 연결되는 제1 로타리 조인트(56)의 제1 통로(56a)와 제2 로타리 조인트(57)의 제2 통로(57b)는 각각 2개씩 형성된다.

이때, 본 실시예에서는 도14에 도시된 바와 같이 대칭하는 상기 제1 및 제2 로타리 조인트(56, 57)의 통로(56a, 57a)들이 중심선에 대하여 t간격만큼 편심되게 형성되며, 상기 편심된 제1 및 제2 통로(56a, 57a)에 유체 분사수단(58)의 니플곡관(71, 72)이 연결된다. 또한, 상기 대칭하는 유체분사수단(58) 각각의 노즐뭉치(73)와 노즐관(75)은 45°각도만큼 상호 반대방향으로 틀어져 있다. 따라서, 상기 노즐관(75)으로부터 분출되는 모래와 고압수의 혼합유체는 관로의 곡면에 대응하여 비스듬한 각도로 타격하면서 스케일층을 제거하게 되며, 도면에서 화살표로 나타낸 바와 같이 상기 혼합유체가 관로면을 타격할 때에 발생하는 반발력이 상기 노즐관(75)에 작용하여 혼합유체 분출방향과는 반대방향으로 노즐관(75)에 가압력이 부여됨으로써 유체분사수단(58)이 무동력으로 회전할 수 있는 것이다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 전후진이 가능한 자주차 본체에 회전이 가능한 고압수 및 모래 분사장치를 장착함으로써, 고압수 및 모래에 의해 관로내면에 성장한 고형화된 스케일층을 신뢰적으로 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 고압유체 분출라인이 회전하므로 상기 관로내에서 자주차의 이동장애물이 되는 고형 퇴적물도 고압유체에 의해 파쇄할 수 있어 관로의 손상없이 세관작업을 간단하게 깨끗하게 이룰 수 있다.

본 발명은 관로의 직경에 따라 고압수 분출라인의 반경을 증감할 수 있어 관로 직경에 구애됨이 없이 세관할 수 있으며, 특히 본 발명은 자주차가 투입될 수 있는 대구경 관로의 세관에 적합하다. 또한, 본 발명은 자주차가 후진하면서 노후관로 내부의 스케일층을 제거하기 때문에, 관로에서 떨어진 스케일로 인한 이동상의 제약을 받지 않는다.

본 발명의 제4 실시예에 따르면, 상기 노즐관을 대칭으로 설치하되, 엇각으로 비틀어 위치시킨 경우에, 별도의 모터회전동력의 필요없이 자전할 수 있는 효과를 가진다.

Claims (13)

1. 양측부에 다수의 바퀴가 구비되며, 관로의 내부에서 직진 및 후진이 가능한 본체;

   본체의 전면에 설치된 베어링과, 상기 베어링 내에 장착되어 전방위 360°회전하며 중공홀을 갖는 로타리 조인트와, 피니언과 브라켓의 일면에 일체로 구비된 링기어의 조합으로 이루어져 상기 로타리 조인트에 회전력을 전달하는 동력전달수단 및 상기 피니언에 연결되며, 정, 역회전이 가능한 제2 모터를 구비하여 축방향으로 회전력을 제공하는 회전수단;

   상기 회전수단의 로타리 조인트를 관통하여 고정되는 고압유체 공급라인과, 상기 고압유체 공급라인의 일단부에 연결된 콤프레셔와, 상기 고압유체 공급라인의 소정위치에서 분기되어 상방향으로 경사지게 위치된 분출라인과, 상기 고압 유체 공급라인의 분기부에 설치되어 고압 유체 공급라인과 분출라인을 연결하며 유연하게 구부러지는 플렉시블 니플 및 상기 고압 유체 분출라인의 단부에 결합되어 유체를 분출하는 노즐을 구비하여 상기 회전수단과 함께 회전하면서 관로면에 성장된 스케일층을 제거하는 스케일 제거수단;

   상기 본체의 상면에 설치되며, 그 단부가 관로면에 접촉하여 구름동작하며, 고압유체가 관로에 부딪힘에 따른 반발압력에 의해 상기 본체가 유동되지 못하도록 지탱하는 본체 지지수단; 및

   상기 스케일 제거수단의 분출라인 절곡부 하단부에 구비되며, 단차진 형상을 갖는 소정길이의 제1 부재와, 고압수 공급라인의 선단부 상측에 구비된 제2 부재와, 상기 제1 및 제2 부재 사이에 구비되어 탄성작용하는 인장스프링을 구비하여 고압유체의 분출에 따라 발생하는 진동을 완충적으로 흡수하는 진동흡수수단

   을 포함하는 관로 세척장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   고압유체 공급라인의 외주면에 수직방향으로 직립하게 연장되는 제1 브라켓; 상기 제1 브라켓에 대향하는 분출라인의 외주면에서 연장되는 제2 브라켓 및 이들 제1 및 제2 브라켓을 관통하여 고정하는 고정핀을 더 포함하는 관로 세척장치.
3. 전면에 관통홀이 형성되고, 양측부에 다수의 바퀴가 구비되어 관로의 내부에서 직진 및 후진하는 본체;

   상기 본체의 내부에서 전면 외부로 관통되게 설치되며, 축방향으로 고압유체를 이송하기 위한 제1 통로가 적어도 하나 이상 형성된 고압유체 이송수단;

   상기 고압유체 이송수단의 외주면에 회전가능하게 설치되며, 상기 제1 통로와 연통하는 제2 통로가 내부에서 외부로 관통되게 형성된 로타리 조인트; 및

   상기 로타리 조인트의 원주면에 적어도 하나 이상 설치되며, 그의 제2 통로에 연결되어 회전하면서 고압유체를 관로의 내면으로 분출하여 스케일층을 제거하 기 위한 유체 분사수단

   을 포함하는 관로 세척장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 본체의 관통홀에 장착지며, 그 내부에 고압유체 이송수단이 끼워지는 원통부재;

   일측은 상기 원통부재의 외주면에 구비되고, 타측은 상기 본체에 내장되어 상기 원통부재에 회전력을 제공하는 회전력 제공수단;

   상기 본체의 관통홀, 원통부재의 내경 및 유체 이송몸체 사이에 각각 끼워져 회전을 원활히 하기 위한 베어링

   을 더 포함하는 관로 세척장치.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 고압유체 이송수단은

   세척모래를 이송하기 위해 소정직경의 중공부가 형성되되 상기 중공부의 선단측에 반경방향으로 관통된 세척모래 배출통로가 적어도 하나 이상 형성되며, 선단측면의 중앙부에 결합돌출관이 축방향으로 구비된 세척모래 이송관과; 상기 세척모래 이송관의 중공부를 거쳐 결합돌출관을 관통하도록 설치되어 고압수를 이송하 는 고압수 이송관

   을 포함하는 관로 세척장치.
6. 제 3 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 로타리 조인트는

   상기 고압유체 이송수단의 결합돌출관에 수밀을 유지하면서 회전가능하게 끼워지며, 고압수 이송관과 결합하여 그를 통과하는 고압수를 이송하기 위한 제1 이송로가 축방향으로부터 원주면측으로 관통되게 형성된 제1 로타리 조인트와;

   내경부에 베어링이 구비되어 상기 고압유체 이송수단의 외주면에 회전가능하게 끼워지며, 상기 세척모래 배출통로와 연통하도록 내경 원주면에 유체안내홈이 형성되고, 상기 유체안내홈의 소정위치에서 원주면측으로 관통되는 제2 이송로가 형성된 제2 로타리 조인트를 포함하는 관로 세척장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 제1 로타리 조인트의 제1 이송로와 제2 로타리 조인트의 제2 이송로에 유체분사수단이 각각 설치되되, 상기 유체분사수단이 상호 대칭되게 위치되는 것을 특징으로 하는 관로 세척장치.
8. 제 4 항에 있어서,

   상기 회전력 제공수단은

   원통부재의 외면에 설치된 제1 기어;

   상기 제1 기어에 치합하는 제2 기어를 축상에 구비하여 정, 역회전구동하는 모터; 및

   상기 모터의 회전을 소정 비율로 감속하는 감속모터

   를 포함하는 관로 세척장치.
9. 제 3 항에 있어서,

   상기 유체분사수단은

   로타리 조인트 원주면에 대칭되게 2개가 설치되며, 관로면의 곡면부를 비스듬히 타격할 수 있도록 소정 각도만큼 틀어지게 위치되되, 상호 반대방향으로 틀어져 있으며, 고압유체가 관로면을 타격함에 따른 반발력에 의해 자전하는 것을 특징으로 하는 관로 세척장치.
10. 제 3 항에 있어서,

    상기 유체분사수단은

    일단이 상기 로타리 조인트의 제2 통로에 연결되며 타단은 관로의 내면을 향하도록 소정 경사각도로 굴곡진 니플곡관;

    상기 니플곡관에 일단이 연결되며, 타단은 관로의 내면에 근접하게 위치되는 노즐뭉치;

    일단이 본체에 고정되고, 타단은 상기 노즐뭉치에 고정되는 지지수단;

    상기 노즐뭉치의 외면에서 분기되며, 다른 니플곡관에 연결되는 고압수 분기관; 및

    상기 노즐뭉치의 선단부에 결합되며, 그 단부가 관로의 내면에 근접하게 위치되어 모래 및 세척수를 분출하는 경로를 제공하는 노즐관

    을 포함하는 관로 세척장치.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 노즐뭉치는

    중공관 몸체;

    상기 중공관 몸체에 끼워지되, 중앙부에 모래분출홀이 축방향으로 관통되고, 상기 모래분출홀의 원주면에 고압수 분기관과 연통하는 다수의 고압수 분출홀이 형성된 동심형 관을 포함하는 관로 세척장치.
12. 제 9 항에 있어서,

    상기 2개의 유체분사수단이 중심선상에서 상호 반대측으로 소정 간격만큼 편차지게 위치되어 있는 것을 특징으로 하는 관로 세척장치.
13. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

    상기 본체의 후면에 설치되며, 후레쉬와 카메라를 구비하여 상기 관로의 스케일층의 상황데이타를 확보하기 위한 카메라 헤드를 더 포함하는 관로 세척장치.

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