KR20080006798A - 세관 및 도장 겸용 센터링 디바이스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 노즐부로부터 분출되는 고압유체가 관로내면을 타격할 때의 반발력을 이용하여 별도의 회전동력이 없이도 상기 노즐부가 자전하면서 유체를 분출하도록 구성한 단일의 세관장치로 관로 내면의 스케일층 제거 및 세관후의 도장작업을 겸용적으로 수행할 수 있는 센터링 디바이스에 관한 것이다.

본 발명은, 고압유체 공급수단; 상기 고압유체 공급수단을 끼워 지지하며 중공을 갖는 다수의 분절관과, 상기 분절관 각각을 연결하며 곡관의 통과시에 유연한 굽힘성을 제공하여 센터를 유지하기 위한 관연결부재를 포함하는 본체; 일단은 상기 본체의 각 분절관 외면에 소정 각도로 설치되며, 타단은 노후 관로의 내면에 접촉하면서 구름동작하여 본체를 전후방향으로 이동시키기 위한 이동수단; 및 외경은 상기 본체의 선단부에 연결되고 내경은 고압유체 공급수단에 연결되며 센터에서 소정 간격만큼 편차를 갖는 분사노즐을 반경방향으로 구비하여 고압유체가 노후 관로의 내면을 타격할 때의 반발력에 의해 자전하면서, 상기 분출되는 고압유체의 타격압력으로 관로면의 스케일층을 제거하기 위한 고압유체 분사수단을 포함하는 세관 및 도장 겸용 센터링 디바이스를 제공한다.

관로, 세관, 도장, 무동력 자전, 고압유체, 노즐, 고압호스, 센터유지스프링

Description

세관 및 도장 겸용 센터링 디바이스{Centering device have function as cleaning and painting inside of pipe}

도1은 종래 기술에 따른 센터링 디바이스가 곡관을 통과할 때의 내면을 세정하는 상태도.

도2는 종래 기술에 따른 센터링 디바이스의 자전에 다른 세관상태를 나타낸 정단면도.

도3은 본 발명에 의한 세관 및 도장 겸용 센터링 디바이스의 일실시예를 나타낸 분해 사시도.

도4는 도3의 조립사시도.

도5는 본 발명의 요부인 노즐의 분출압력에 의해 상기 노즐이 회전하는 상태를 나타낸 정단면도.

도6은 본 발명에 의한 센터링 디바이스의 작용상태를 나타내기 위한 측단면도.

도7은 본 발명에 의한 센터링 디바이스가 곡관을 통과하는 상태도.

도8은 본 발명의 요부인 도장기의 구성을 나타낸 단면도.

도9는 도장기용 믹서기의 제1 예시 구성을 나타낸 일부 절개사시도.

도10은 도장기용 믹서기의 제2 예시 구성을 나타낸 분해도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2: 고압호스 4: 본체

4a, 4b 4c : 제1 내지 제3 분절관 6: 센터유지 스프링

8: 이동수단 10: 니플 연결관

12: 고압유체 분사수단 14: 카메라 헤드

본 발명은 상수관로의 비굴착 갱생방식에 적용되는 세관 및 도장 겸용 센터링 디바이스에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 별도의 회전동력이 필요없이 유체분사압력만을 이용하여 노즐부를 자전시킬 수 있고, 테이퍼 관 및 곡관을 통과할 때 회전중심을 유지한 채로 고압수를 분사할 수 있으며, 한대의 세정기계로 상수 노후관로의 내면에 증착되어 고형화된 스케일층을 제거한 후, 도장작업도 함께 병용할 수 있는 세관 및 도장 겸용 센터링 디바이스에 관한 것이다.

일반적으로, 수도물을 공급하는 중,대형 직경의 송수관 및 소형 직경의 상수도 배관, 오일이나 가스와 같은 각종 유체를 이송하는 관로, 하수를 이송하는 하수관로등은 설치 후 장시간 동안 사용하게 되면, 노후화되면서 관로 내벽면에 물, 오 일, 가스등과 같이 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 의해 생성되는 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 상,하수도관 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 노후 상수도관 갱생공법에는 세관(크리닝) 및 라이닝이 대표적이다.

노후 상수도관을 갱생하는 공법에 있어서는 그의 공정은 크게 4가지로 구성되어 있으며, 공정 설명은 다음과 같다.

제 1 세관공정 : 매설 노후관을 길이 60∼80m 정도를 1구간으로 단수 후 절단 개관하여 스크레퍼, 와이어 브러쉬, 고압수 분사 크리너(Cleaner)등과 같은 세관장치를 수차례 반복하여 동력 권양기(Winch)로 끌어당겨 관내 부착 스케일을 제거하고 관 밖으로 배출시킨다.

제 2 건조공정 : 관내 스케일을 제거하면 관 내부에 고인 물을 제거한 후에 브로어(Blower)로 공기를 이송하여 관 내부를 건조시킨다. 이때의 공기 온도는 공기의 마찰 저항으로 30∼40℃까지 상승한다.

제 3 에폭시 라이닝 공정 : 관 내부의 표면이 건조되면 도장기 호수를 관 내부에 넣고 도료 분사기를 장착한 후 도막 두께가 1±0.3mm가 되도록 도장 속도를 조정하면서 1회에 도장하여 도장 완료한다.

제 4 관의 조립 및 통수 공정 : 에폭시 수지 도료가 완전경화하면 관 내부를 청소한 후에 관 절개 부분을 연결하여 통수하고 규정에 따라 토사를 메워 갱생공사를 완료한다.

상기와 같은 일련의 노후 상수도관 갱생공정중 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 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 이 상의 대구경 관로의 세관에는 적합하지 않은 문제점이 있다.

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

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.

상기와 같은 세관 공법외에 고압수 분출노즐의 각도를 달리하여 무동력으로 자전하면서 견인되는 무동력 자전을 이용한 세관장치가 개시되어 있으며, 이를 도1 및 도2를 참조하여 간략히 설명하면 다음과 같다.

도면에 도시된 바와 같이, 외부로부터 고압유체를 이송시키기 위한 소정길이의 유체이송관이 구비되어 노후 관로(100)내에서 이동하는 이동본체(200)와; 상기 이동본체(200)의 유체 이송관 전방에 설치되어 고압수를 분출하여 관로(100)내면에 성장한 스케일층을 제거하기 위한 분사노즐(300) 및 상기 이동본체(200)를 견인하기 위한 견인장치(400)로 구성되어 있다.

상기의 무동력자전을 이용한 세관장치는 관로의 직경변화, 예를들어 900mm관경에서 850mm관경으로 축소되거나 소정 곡률 반경을 갖는 곡관을 통과할 경우에 세관장치의 이동본체와 관로의 센터가 일치하지 않는 편심오차(t)가 발생하게 된다.이때, 각 노즐팁과 관로면간의 편심오차 간격이 도면에서 t1>t2 만큼 상이하게 되면, 상기 관로면과 노즐팁간의 상이한 편심오차에 따라 관로면에 미치는 고압수의 타격압력이 서로 상이하게 되어 노즐의 자전이 원활하지 못할 뿐만 아니라, 관로면의 스케일층 제거도 불균일해지는 문제점이 있다. 상기 노즐의 자전이 원활하지 못하는 문제는 이동바퀴를 지지하고 있는 지지대가 뒤틀려지는 원인으로 작용하여 파손을 유도할 수 있으며, 이동본체(100)가 전복되는 경우도 발생하여 세관작업을 할 수 없는 문제점을 야기시킨다. 또한, 상기 편심오차(t)가 심하게 클 경우에는 노즐팁의 관로면에 부딪히는 경우도 발생하게 되는데, 이때에는 상기 노즐팁이 관로면을 타격하지 못하여 자전 자체가 불가능하게 되므로, 실질적인 세관작업을 할수 없는 다른 문제점이 있다.

한편, 종래의 노후 상수도관 갱생공정은 세관작업과 도장작업시 각각 전용장비들을 이용해야 하는 번거로움이 있고, 이들 장비들을 구입하는데 많은 비용이 소요되는 문제점이 있다.

도장작업의 경우, 노후관로의 곡관을 통과시에 노즐이 센터에서 벗어나기 때문에 관로의 도료 분사도달거리가 상이하여 균일한 도장이 이루어지지 않는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 노즐부로부터 분출되는 고압유체가 관로내면을 타격할 때의 반발력을 이용하여 별도의 회전동력이 없이도 상기 노즐부가 자전하면서 유체를 분출하도록 구성한 단일의 세관장치로 관로 내면의 스케일층을 제거함과 동시에, 상기 세관장치를 이용하여 후처리 도장작업을 겸용적으로 수행할 수 있는 세관 및 도장 겸용 센터링 디바이스를 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 소정 곡률반경을 갖는 곡관이나 관경 축소 또는 관경확대와 같이 직경변화를 갖는 관로를 통과할 경우에도 본체와 노후관로간의 중심을 일치시킴으로써, 분사노즐로부터 분출되는 고압유체의 균일한 타격압력을 관로면에 제공할 수 있고, 고압유체의 분출압력에 의해 이동본체가 전복되는 것을 방지할 수 있는 세관 및 도장 겸용 센터링 디바이스를 제공함에 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은 견인장치에 의해 이동본체가 후방으로 이동하면서 자전하는 노즐부로부터 고압의 유체를 분출시켜 관로 내면에 부착된 스케일층을 제거함으로써 상기 스케일층에 의한 이동상의 제약을 받지 않아 연속하여 세척작업을 행할 수 있고, 또한 상기 이동본체의 전단부에 세관노즐과 도장노즐을 각각 탈,부착할 수 있어 하나의 장비로 세관 및 도장작업을 병용할 수 있는 세관 및 도장 겸용 센터링 디바이스를 제공함에 또 다른 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 고압유체 공급수단; 상기 고압유체 공급수단을 끼워 지지하며 중공을 갖는 다수의 분절관과, 상기 분절관 각각을 연결하며 곡관의 통과시에 유연한 굽힘성을 제공하여 센터를 유지하기 위한 관연결부재를 포함하는 본체; 일단은 상기 본체의 각 분절관 외면에 소정 각도로 설치되며, 타단은 노후 관로의 내면에 접촉하면서 구름동작하여 본체를 전후방향으로 이동시키기 위한 이동수단; 및 외경은 상기 본체의 선단측 분절관에 연결되고 내경은 고압유체 공급수단에 연결되며 센터에서 소정 간격만큼 편차를 갖는 분사노즐을 반경방향으로 구비하여 고압유체가 노후 관로의 내면을 타격할 때의 반발력에 의해 자전하면서, 상기 분출되는 고압유체의 타격압력으로 관로면의 스케일층을 제거하기 위한 고압유체 분사수단을 포함하는 세관 및 도장 겸용 센터링 디바이스를 제공한다.

이하, 첨부된 도3 내지 도10의 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명에 의한 세관 및 도장 겸용 센터링 디바이스는 별도의 회전동력 없이도 노즐로부터 분출되는 고압유체가 관로면을 타격할 때의 반발력에 의해 노즐부가 자전하는 것을 이용하여 관로면의 스케일층 제거하되, 축소 또는 확장관로 구간과 곡관을 통과할 때 발생되는 편심오차를 상쇄시켜 이동본체의 중심이 관로의 센터에 항상 일정하게 위치되도록 함으로써 균일한 세관작업 및 도장작업을 병용할 수 있도록 구현한 것이다.

도3은 본 발명에 의한 세관 및 도장 겸용 센터링 디바이스의 일실시예를 나 타낸 분해 사시도이고, 도4는 도3의 조립사시도를 각각 나타낸다.

본 발명의 실시예에서는 도면에 도시된 바와 같이, 플렉시블한 관으로 이루어지되 선단부에 니플(nipple)(2a)이 구비되며, 외부로부터 고압유체를 이송시키기 위한 고압호스(2)와; 다수의 마디로 이루어지되 마주하는 대향 단부에 단차부가 형성된 제1 내지 제3 분절관(4a, 4b, 4c)과, 상기 제1 내지 제3 분절관(4a 4b, 4c) 각 단의 단차부에 끼워져 고정되며, 곡관의 통과시에 유연한 굽힘성을 제공하여 가변되는 곡률을 일정하게 수용하기 위한 센터유지 스프링(6)을 포함하며, 상기 제1 내지 제3 분절관(4a, 4b, 4c)에 고압호스(2)가 통과하도록 하기 위한 본체(4)와; 일단이 상기 본체(4)의 각 분절관(4a, 4b, 4c) 외면에 소정 각도로 설치되며, 타단은 노후 관로(100)의 내면에 접촉하면서 구름동작하여 본체(4)를 전후방향으로 이동시키기 위한 이동수단(8)과; 상기 본체(4)의 제1 분절관(4a)에 끼워져 결합되며, 외경부에 상기 고압호스(2)의 니플(2a)을 끼워 연결하기 위한 니플 연결관(10)과; 상기 니플 연결관(10)의 단부에 연결되며, 센터에서 소정 간격만큼 편차를 갖는 노즐을 반경방향으로 구비하여 고압유체가 노후 관로(100)의 내면을 타격할 때의 반발력에 의해 자전하면서, 상기 분출되는 고압유체의 타격압력으로 노후 관로(100)의 내면에 성장한 스케일층을 제거하기 위한 고압유체 분사수단(12)과; 상기 본체(4)의 제3 분절관(4c)의 외면에 설치되며, 후레쉬와 CCTV를 구비하여 상기 노후 관로(100)의 내면에 성장된 스케일층의 상황데이타를 확보하기 위해 촬영하는 카메라 헤드(14)를 포함한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에서, 상기 본체(4)는 스프링(6)의 탄 성력에 의해 최대 90°까지 구부러질 수 있어 센터를 정확히 유지한 상태에서 90°곡관을 무리없이 통과할 수 있다.

여기서, 상기 이동수단(8)은 제1 내지 제3 분절관(4a, 4b 4c) 각각의 외면에서 120°반경방향으로 설치된 박스프레임(22a)과, 상기 박스프레임(22a)의 내부에서 외부로 돌출되어 신축운동하는 스프링(22b)이 구비된 완충기(22)와; 상기 완충기(22)의 스프링(22a) 상단부에 설치된 "U자" 형상의 고정브라켓(24)과; 상기 완충기(22)의 박스프레임(22a)에 대향되게 결합되며, 상부에 수직으로 장공(26a)이 형성되어 있는 지지브라켓(26)과; 상기 고정브라켓(24)에 끼워지며, 관로(100)의 내면에 접촉하여 360°구름동작하는 바퀴(30)와; 상기 바퀴(30)를 고정 브라켓(24)에 끼워 지지하는 힌지(32)를 포함한다.

본 실시예에서, 상기 바퀴(30)는 원판 형태의 바퀴로 이루어져 있으나, 이에 국한하는 것은 아니고 360°회전할 수 있는 볼 타입으로 이루어질 수 있음은 주지의 사실이다.

상기 니플 연결관(10)은 일측에 니플(2a)이 나사체결되고, 타측에는 외부에서 제공되는 회전력에 회전하는 부싱(36)이 설치된다. 상기 부싱(36)은 니플 연결관(10)과는 별도로 회전한다. 즉 상기 니플 연결관(10)은 고정상태이며, 부싱(36)은 외력에 의해 회전하는 구성이다.

상기 고압유체 분사수단(12)은 상기 니플 연결관(10)의 부싱(36)에 결합되는 결합축(40)과; 상기 결합축(40)에 연결되며, 내부에 고압유체를 임시 저장하기 위한 공간부(42a)를 가지되 센터에서 소정 간격(t)만큼 편차진 위치에서 반경방향으 로 적어도 둘 이상의 유체통로(42b)가 관통되게 형성된 노즐헤드(42)와; 상기 노즐헤드(42)의 각 유체통로(42b)에 결합된 분사노즐(44) 및 상기 노즐헤드(42)의 선단면에 윈치등으로 견인할 수 있도록 마련된 견인고리(46)를 포함한다.

상기와 같이 구성된 고압유체 분사수단(12)은 노즐 헤드(42)의 센터에서 "t" 간격만큼 편심되게 위치된 분사노즐(44)로부터 분출되는 고압유체는 관로면을 비스듬하게 타격하게 되고, 이 타격에 따른 반발력에 의해 노즐헤드(42)와 결합축(40) 및 부싱(36)이 함께 별도의 동력없이 자전하게 되는 것이다.

상기 노즐헤드(42)에 형성된 4개의 유체통로(42b)는 정원으로 가공하지 않고 약간 비스듬하게 가공하여 상기 유체통로(42b)를 통하여 배출되는 유체의 방향이 나선형태가 되도록 할 수도 있다. 이 구조에 의하면, 나선방향으로 형성된 상기 유체통로(42b)를 통하여 유체가 분출될 때, 나선방향으로 회전하려고 하는 회전력이 분사노즐(44)에 작용하도록 하여 자전을 좀더 원활히 할 수 있다. 본 실시예에서 상기 노즐헤드(42)에 설치되는 유체분사노즐이 90°간격으로 4개 설치된 예를 보여주고 있으나, 이에 국한하는 것은 아니고, 노즐헤드(42)의 중심과 상하(또는 좌우) 편심을 가지고, 소정 각도로 구부러진 유체분사노즐을 설치할 수도 있다. 즉, 상기 노즐헤드(42)의 양측면에 대칭으로 유체통로가 형성되되 이 유체통로는 중심선에 대하여 상, 하 또는 좌, 우측으로 소정 간격(t)만큼 편심되며, 대략 45°만큼 서로 반대방향으로 틀어진 구조로 할 수 있다.

한편, 상기 본체(4)의 선단측 제1 분절관(4a)에는 도장기(50)가 설치된다. 이에 따라, 본 발명에서는 하나의 세관장치로 세관작업과 도장작업을 겸용할 수 있 는 것이다.

도8은 본 발명의 요부인 도장기의 구성을 나타낸 단면도이다.

도면에 도시한 바와 같이, 상기 도장기(50)는 본체(4)의 제1 분절관(4a)에 체결되도록 일측부에 나사관(52a)이 일체로 형성된 케이싱(52)과; 상기 케이싱(52)을 축방향으로 관통하며, 호스(2)로부터 제공되는 라이닝 도료를 스케일층이 제거된 관로에 분사하는 도료분사기(54)와; 상기 도료분사기(54)로부터 호스(2)가 자유롭게 유동되도록 연결하는 스위블 조인트(swivel joint)(56)와; 상기 케이싱(52)의 내부에 설치되며, 상기 도료분사기(54)에 회전력을 제공하는 회전력 제공장치(58)로 구성된다.

상기 회전력 제공장치(58)는 1:1 기어비로 치합되며 종동측 기어에 도료분사기(54)를 끼워 지지하는 한쌍의 스퍼어 기어(62)와; 상기 스퍼어 기어(62)의 원통측에 연결되는 감속모터(64) 및 상기 케이싱(52)의 내부에 설치되며, 스퍼어 기어(62)를 끼워 지지하도록 원형 홈이 형성된 지지브라켓(66); 및 상기 케이싱(52)을 관통하여 지지브라켓(66)을 고정하는 고정볼트(68)로 구성된다.

상기 도장기(50)의 구성에서 상기 도료분사기(54)는 90°방향으로 구부려진 적어도 하나 이상의 노즐팁(72)과 상기 노즐팁(72)에 연결되는 도료 공급관(74)으로 구성되며, 상기 구조는 외부에서 혼합된 1액형 도료를 공급하기에 적합한 구조이다. 이때, 상기 도료 공급관(74)은 도료를 혼합하기 위한 믹서기로서의 기능을 수행할 수 있다. 상기 믹서기는 도9에 도시한 바와 같이, 양측에 연결용 니플(76a)이 구비된 연결관(76)과; 일측에 주제와 경화제를 공급하기 위한 2액형 노즐관과 연결되며, 중공관 양단에 믹싱홀(78a)이 관통되고 혼합을 위한 홈이 나사산부에 각각 일직선으로 형성되어 상기 연결관(76)의 내부에 삽입되는 제1 믹서관(78)으로 구성된다.

한편, 도10에 도시된 바와 같이, 상기 도장기(50)는 외부로부터 2액형의 도료가 공급되어 혼합되며, 선단부에 모터가 내장된 믹서관(92)과; 상기 믹서관(92)에서 2갈래로 분기되며, 각각 다른 길이를 가지되 단부가 소정 각도로 구부러져 있는 2개의 노즐(94) 및 상기 모터축에 연결되며, 외주면에 각 노즐(94)로부터 분출되는 도료를 통과시키기 위한 홀이 4열로 형성된 분사홀더(96)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 무동력 자전을 이용한 세관 및 도장 겸용 센터링 디바이스의 작용상태를 상세히 설명한다.

일반적으로, 노후된 상수도 관로(100)를 갱생하는 공정은 노후 관로(100)에 세관기를 투입하여 관로 내면에 성장한 스케일층을 제거하고, 관 밖으로 배출하는 제1 세관공정과; 상기 세관된 관로내에 고인 물을 외부로 배출한 후에 브로어(brower)를 매개로 공기를 불어넣어 관로를 건조하는 제2 건조공정과; 관로 내면이 건조되면 도료 분사장치가 구비된 도장기를 투입하되, 에폭시 수지 도료를 관로내면에 분사하여 소정 두께로 도포하는 제3 에폭시 라이닝 공정; 및 에폭시 수지 도료가 완전 경화되면 관 내부를 청소하고 통수시켜 갱생공사를 완료하는 제4 관로의 조립 및 통수 공정으로 구성된다.

상기와 같이 일련의 공정을 수행하는 노후 관로 갱생공법에서, 본 발명에 의한 세관장치를 이용하여 할 경우 세관공정 및 에폭시 라이닝 공정을 겸용적으로 이 용할 수 있다.

먼저, 관로의 세관공정을 수행하는 경우에 대하여 설명한다.

상기 노후 관로(100)의 내면에 성장한 스케일층을 제거하기 위한 고압유체가 모래일 경우에는 관로 외부에 설치된 샌딩키트로부터 모래를 공급받고, 고압수일 경우에는 워터젯 펌프로부터 공급받는다. 또한, 상기 본체(4)를 관로(100)에 투입하고, 노즐 헤드(42)의 견인고리에 로프를 연결한 후, 윈치등을 매개로 관로의 전방부측으로 견인하면서 상기 본체(4)의 중앙부에 설치된 카메라 헤드(14)에 의해 관로(100)의 전방을 조사하게 된다.

상기 관로(100)의 전방부에서 후방부측으로 본체(4)를 견인하면서 고압수를 고압호스(2)를 통해 고압유체를 공급하게 되면, 상기 고압유체는 고압호스(2)의 니플(2a)에 연결된 니플연결관(10)을 통해 노즐 헤드(42)로 유입되고, 상기 노즐 헤드(42)에 연결된 분사노즐(44)을 통해 관로(100)내면으로 분출된다.

이때, 도5 및 도8에서 화살표로 나타낸 바와 같이, 상기 관로(100)의 센터로부터 소정 간격(t)만큼 편심되게 위치된 분사노즐(44)의 구조에 의해 분출되는 고압유체가 관로의 내부 곡면을 비스듬히 타격하게 된다. 이때, 관로면을 타격할 때에 발생하는 반발력이 상기 분사노즐(44)에 작용하여 고압유체의 분출방향과는 반대방향으로 자전하려고 하는 힘이 발생한다. 상기 분사노즐(44)의 자전하려고 하는 힘은 상기 노즐헤드(42)와 함께 부싱(36)에 전달되어 무동력으로 고압유체 분사수단(12) 전체를 자전시키게 된다.

상기 분사노즐(44)은 자전하면서 고압유체를 분출하여 관로면에 성장한 스케 일층을 제거하게 되며, 이동수단(8)의 바퀴(30)가 관로면에 구름동작하면서 이동하게 된다.

상기 분사노즐(42)에서 분출되는 고압유체를 매개로 관로(100)면의 스케일층을 제거할 때 발생되는 진동은 바퀴(30)에 연결된 완충기(22)에 의해 완충적으로 흡수되기 때문에, 바퀴(30)가 원활한 구름동작을 할 수 있게 된다.

한편, 관경이 축소된 구간, 또는 확장된 구간을 상기 본체(4)가 통과할 경우에는 변화된 관경만큼 바퀴(30)가 완충기(22)를 매개로 완충되면서 관로의 내면에 밀착된다. 예를 들어, 도6에 도시된 바와 같이 상기 관로의 직경이 좁아질 경우에, 좁아진 직경만큼 상기 바퀴(30)가 눌려지고, 이에 따라 힌지핀(32)이 지지브라켓(26)의 장공(26a) 내에서 하강하고, 완충기(22)의 스프링(24)이 압축된다. 반대로, 관로의 축소 구간을 통과했을 때에는 상기 스프링(24)의 복원력에 의해 다시 바퀴(30)가 관로(100)면에 밀착된다. 이와 같이, 관경의 축소 또는 확장될 때, 노즐헤드(42)의 회전중심이 관로의 중심으로부터 벗어나 편심오차가 발생하게 되는데, 이러한 편심량만큼 바퀴(30)가 완충동작하면서 편심량을 보상함으로써 결국, 상기 노즐헤드(42)의 회전중심과 관로 중심의 일치 상태를 유지한 채로 견인된다.

따라서, 도8에 도시된 바와 같이 관로(100)의 내면과 분사노즐(44)간의 간격 t1, t2, t3, t4 는 모두 동일하게 된다.

한편, 도7에 도시된 바와 같이 소정 곡률을 갖는 곡관을 통과할 경우에는, 곡률반경만큼 본체(4)를 연결하는 센터유지 스프링(6)이 구부러지게 된다. 이에 따라, 상기 본체(4)의 중심과 노즐 헤드(42)의 회전중심은 편심되지 않고, 관로의 중 심과 일치된 채로 견인되는 것이다.

상기 세관공정이 완료된 후에는 본체(4)의 제1 분절관(4c)에 체결되어 있는 고압유체 분사장치(12)를 분리하고, 도장기(50)를 연결하여 도장작업을 수행한다.

상기 도장기(50)에는 별도의 감속모터(64)가 설치되어 있어 원하는 회전속도로 노즐을 회전시키면서 관로의 라이닝도료작업을 할 수 있다.

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, 구름동작하는 이동장치를 본체에 장착하여 관로내면을 견인할 수 있도록 하되, 분사노즐의 위치를 노즐헤드의 중심에 대하여 소정 간격(t)만큼 편차지게 위치시키거나, 상기 분사노즐을 엇각으로 비틀어 위치시킨 후에 고압유체를 분출함으로써 관로면에 타격되는 고압유체의 반발력에 의해 노즐헤드가 별도의 모터회전동력의 필요없이 자전할 수 있다.

또한, 본 발명은 본체를 분절관 형태로 하고 각 분절관에 스프링을 연결한 구성을 제공함으로써, 소정 곡률반경을 갖는 곡관의 통과시 그의 곡률반경만큼 상기 본체가 유연하게 구부러지게 되고, 상기 본체의 회전중심과 곡관의 중심을 항상 일치시킬 수 있게 된다. 이에 따라, 상기 분사노즐은 균일한 타격압력을 관로면에 제공할 수 있어 관로의 손상없이 관로면에 성장한 스케일층을 균일하게 제거할 수 있으며, 고압유체의 분출압력에 의해 본체의 견인이 불안정하거나 전복되는 것을 방지할 수 있는 다른 효과가 있다.

또한, 본 발명은 상기 노즐헤드의 회전중심과 관로의 중심의 일치를 유지한 채로 세관작업을 하므로, 관로면에 타격되는 압력이 균일하여 관로의 손상없이 세관작업을 간단하고 깨끗하게 행할 수 있고, 상기 세관 공정이 완료된 후에는 에폭시 수지 도료등을 이용한 도장작업시 상기 세관장치를 이용하여 균일한 두께의 도장을 행할 수 있는 또 다른 효과를 가진다.

Claims (10)

1. 고압유체 공급수단;

   상기 고압유체 공급수단을 끼워 지지하며 중공을 갖는 다수의 분절관과, 상기 분절관 각각을 연결하며 곡관의 통과시에 유연한 굽힘성을 제공하여 센터를 유지하기 위한 관연결부재를 포함하는 본체;

   일단은 상기 본체의 각 분절관 외면에 소정 각도로 설치되며, 타단은 노후 관로의 내면에 접촉하면서 구름동작하여 본체를 전후방향으로 이동시키기 위한 이동수단; 및

   외경은 상기 본체의 선단측 분절관에 연결되고 내경은 고압유체 공급수단에 연결되며 센터에서 소정 간격만큼 편차를 갖는 분사노즐을 반경방향으로 구비하여 고압유체가 노후 관로의 내면을 타격할 때의 반발력에 의해 자전하면서, 상기 분출되는 고압유체의 타격압력으로 관로면의 스케일층을 제거하기 위한 고압유체 분사수단

   을 포함하는 세관 및 도장 겸용 센터링 디바이스.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 본체의 선단측 분절관에 연결된 고압유체 분사수단 대신에 체결되며, 자체 동력을 가지고 회전하면서 세관된 관로에 라이닝 도료를 분사하기 위한 도장 수단을 더 포함하는 세관 및 도장 겸용 센터링 디바이스.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 도장수단은

   본체의 선단측 분절관에 체결되도록 일측부에 나사부가 일체로 형성된 케이싱;

   상기 케이싱을 축방향으로 관통하며, 고압유체 공급수단으로부터 제공되는 라이닝 도료를 스케일층이 제거된 관로에 분사하는 도료분사기;

   상기 도료분사기로부터 호스가 자유롭게 유동되도록 연결하는 스위블 조인트(swivel joint);

   상기 케이싱의 내부에 설치되며, 상기 도료분사기에 회전력을 제공하는 회전력 제공수단

   을 포함하는 세관 및 도장 겸용 센터링 디바이스.
4. 제 3 항에 있어서

   상기 회전력 제공수단은

   1:1 기어비로 치합되며 종동측 기어에 도료분사기를 끼워 지지하는 한쌍의 스퍼어 기어;

   상기 스퍼어 기어의 원통측에 연결되는 감속모터;

   상기 케이싱의 내부에 설치되며, 스퍼어 기어를 끼워 지지하도록 원형 홈이 형성된 지지브라켓; 및

   상기 케이싱을 관통하여 지지브라켓을 고정하는 고정볼트

   를 포함하는 세관 및 도장 겸용 센터링 디바이스.
5. 제 1 항 내지 제4 항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 본체의 분절관중 선택된 어느 하나의 외면에 설치되며, 후레쉬와 CCTV를 구비하여 상기 노후 관로의 내면에 성장된 스케일층의 상황데이타를 확보하기 위한 카메라 헤드를 더 포함하는 세관 및 도장 겸용 센터링 디바이스.
6. 제 1 항 내지 제4 항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 본체의 관 연결부재가 센터유지 스프링으로 이루어진 것을 특징으로 하는 세관 및 도장 겸용 센터링 디바이스.
7. 제 1 항 내지 제4 항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 이동수단은

   본체의 각 분절관 외면에서 120°반경방향으로 설치된 박스프레임과, 상기 박스프레임의 내부에서 외부로 돌출되어 신축운동하는 스프링이 구비된 완충수단;

   상기 완충수단의 스프링 상단부에 설치된 "U자" 형상의 고정브라켓;

   상기 완충기의 박스 프레임에 각각 대향되게 설치되며, 상부에 수직으로 장공이 형성되어 있는 지지브라켓;

   상기 고정브라켓의 내부에 끼워지며, 관로의 내면에 접촉하여 360°구름동작하는 바퀴; 및

   상기 바퀴를 고정 브라켓 내부에 상기 바퀴가 매달려지도록 지지하며, 양단이 상기 지지브라켓의 장공을 관통하여 상기 바퀴의 누름동작에 따라 장공내에서 유동하는 힌지

   를 포함하는 세관 및 도장 겸용 센터링 디바이스.
8. 제 1 항 내지 제4 항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 고압유체 분사수단은

   상기 본체의 선단부에 위치된 분절관에 끼워져 결합되며, 내경부에 일측에 상기 고압호스가 연결되고 내경부 타측에 회전가능한 부싱이 내장되어 있는 니플 연결관;

   상기 니플 연결관의 부싱에 결합되는 결합축;

   상기 결합축에 연결되며, 내부에 고압유체를 임시 저장하기 위한 공간부를 가지되 센터에서 소정 간격(t)만큼 편차진 위치에서 반경방향으로 적어도 둘 이상의 유체통로가 관통되게 형성된 노즐헤드;

   상기 노즐헤드의 각 유체통로에 결합되어 고압유체를 관로면에 타격시켜 스케일을 제거하며, 상기 고압유체가 관로면을 비스듬하게 타격할 때의 반발력에 의해 자전하는 분사노즐

   을 포함하는 세관 및 도장 겸용 센터링 디바이스.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 노즐 헤드의 선단면에 구비된 견인고리를 더 포함하는 세관 및 도장 겸용 센터링 디바이스.
10. 제 8 항에 있어서,

    상기 고압호스는 그의 선단부에 니플이 구비되어 상기 니플 연결관에 나사체결되는 것을 세관 및 도장 겸용 센터링 디바이스.

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