KR20090034213A - 유체 분사 장치 - Google Patents

Abstract

개시된 본 발명에 의한 유체 분사 장치는, 유체가 분사되는 노즐이 형성되는 노즐부와, 노즐부가 회전가능하도록 노즐부와 베어링 결합되는 베어링부 및 베어링부가 지지되며, 유체가 흐르는 관에 끼워져서 고정되는 한 쌍의 플렌지부를 포함하며, 유체가 분사되어 발생되는 추진력에 의하여 노즐부가 회전되도록, 노즐은 노즐유로의 연장선이 상기 노즐부의 접선과 예각(銳角) 또는 둔각(鈍角)을 이루도록 형성된다. 이에 의하면, 노즐로부터 분사되는 유체가 유체관의방사상 방향으로 균일하게 분사될 수 있다. 또한, 관로의 방사상 방향으로 균일하게 분사됨으로써 관로의 내부로 반전삽입된 라이너를 전체적으로 균일하게 경화시킴으로써 관로 내벽을 효과적으로 재형성할 수 있다. 또한, 노즐 장치가 그 하중에 의하여 관로 바닥과 접하더라도 노즐부의 회전이 방해되지 않으므로 여전히 균일하게 유체를 유체관의 방사상 방향으로 균일하게 분사할 수 있다.

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Description

유체 분사 장치 {Apparatus for spraying a fluid}

본 발명은 유체 분사 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 관로 라이닝 작업시 반전 삽입되는 라이너를 경화시키기 위한 온수를 라이너 전체에 균일하게 분사시킬 수 있는 유체 분사 장치에 관한 것이다.

일반적으로 상,하수관로과 같은 유체가 흐르는 관로 부식이나 노후화로 인하여 유지보수를 하여야 하며 종래에는 지하에 매설된 관로을 교체하였으나, 이러한 관로교체방법은 예를 들어 도로가 위치한 곳에서는 그 교체작업시 교통혼잡이 발생할 수 있으며 또한 도로를 파낸후 노후된 관로을 새로운 관로으로 교체후 다시 도로를 매설하고 아스팔트를 새로이 도포하는 등의 문제가 있었다.

이러한 불편함을 해소하기 위하여 최근에는 관로의 교체작업없이 즉, 도로를 파거나 교통흐름을 차단함이 없이 간단하게 관로를 유지, 보수하는 방법이 제안되고 있으며 그 중 하나가 라이너를 이용한 방법이다.

도 1은 라이너를 이용한 관로 라이닝 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 1을 참조하면, 관로(P)이 매설되는 위치를 따라 관로의 유지보수를 위한 접근을 위하여 맨홀(M)이 위치되고 있다.

이러한 맨홀(M) 내부로 라이너(L)를 삽입한 후 공압 또는 유압을 이용하여 라이너(L)를 관로(P) 내부로 반전삽입한다. 이러한 반전삽입 기술은 여러 방법이 제안되고 있으며 일반적인 사항으로서 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.

관로(P)의 내부로 반전삽입된 라이너(L)는 공압 또는 유압에 의하여 관로(P)의 내벽과 어느 정도 밀착되게 부풀어 오르며, 이와 같이 부풀어 오른 상태에서 온수나 증기를 라이너(L)로 분사하게 되면 라이너(L)는 온수나 증기의 온도에 의하여 경화되면서 관로(P)와 완전하게 밀착되어 새로운 관로(P)의 내벽을 형성하게 된다. 이러한 라이너(L)는 친환경적인 저스티렌 불포화 폴리에스테르 수지로 형성되어 열에 의하여 경화되는 성질을 가진다.

이와 같이 라이너(L)를 관로(P) 내부로 반전삽입후 온수나 증기의 열에 의하여 경화시켜 새로운 관로(P)의 내벽을 형성하면 도로의 파기나 매설, 관로의 교체 없이도 유지보수가 가능하다.

여기서, 종래 라이너(L)를 경화시키는 방법은, 관로(P) 내부로 반전삽입된 라이너(L)의 내부로 도 1에 도시된 바와 같이 온수관(P1)(온수나 증기를 분사할 수 있으나 이하에서는 온수로 하여 설명한다)을 삽입하며, 온수관(P1)에는 온수 분사공이 형성되어 온수가 라이너(L) 측으로 분사된다. 온수관(P1)은 온수 공급관과 온수 배출관으로 구비되어, 온수 공급관을 통하여 온수가 공급되면서 분사공을 통하여 온수가 분사되고 온수 배출관을 통하여 온수가 회기되어 순환된다.

그러나, 도 2에 도시된 바와 같이 종래의 기술에서는 온수는 온수관(P1)의 분사공을 통하여 분사되나 상방향으로만 배출되고 하방향으로는 배출되지 않는다. 즉, 라이너를 경화시켜 새로운 관로의 내벽을 형성하기 위해서는 라이너의 전방향으로 균등하게 온수가 분사되어 균등하게 경화시켜야 하나, 종래에는 상방향으로 온수가 분사되고 분사된 온수가 라이너를 타고 내려오면서 라이너의 다른 부분을 경화시키게 된다. 그러나, 이러한 방법은 온수가 직접적으로 분사되는 라이너의 상방향에서의 온수 온도는 라이너를 타고 내려오는 온수의 온도가 틀려 균일한 온도에서 라이너를 경화시키기 어려우며 또한 온수가 라이너로 균등하게 분사되지 못하여 라이너를 균일하게 경화시키지 못하는 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 관로로 반전삽입된 라이너를 균일하게 경화시킬 수 있는 유체 분사 장치를 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 유체를 관로의 방사상으로 균일하게 분사할 수 있는 유체 분사 장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.

본 발명의 바람직한 제1 실시예에 의한 유체 분사 장치는, 유체가 분사되는 노즐이 형성되는 노즐부와, 상기 노즐부가 회전가능하도록, 상기 노즐부와 베어링 결합되는 베어링부 및 상기 베어링부가 지지되며, 유체가 흐르는 관에 끼워져서 고정되는 한 쌍의 플렌지부를 포함하며, 유체가 분사되어 발생되는 추진력에 의하여 상기 노즐부가 회전되도록, 상기 노즐은 노즐유로의 연장선이 상기 노즐부의 접선과 예각 또는 둔각을 이루도록 형성된다.

이로써, 유체가 분사됨으로써 발생되는 추진력에 의하여 노즐부가 회전하게 됨으로써 노즐부의 방사상 방향으로 균일하게 유체가 분사될 수 있다.

또한, 상기 노즐은 상기 노즐부상에 복수개 형성되어 적은 시간 예를 들어, 노즐부가 1회전시 분사를 더 많이 할 수 있으며 추진력을 더 가질 수 있게 된다.

또한, 상기 복수의 노즐의 노즐유로는 상기 노즐부의 회전방향과 평행하게 형성됨으써 노즐로부터 분사되는 유체의 추진력간 간섭을 최소화하여 노즐부의 회 전을 효율적으로 할 수 있다.

한편, 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 의한 유체 분사 장치는, 유체가 분사되는 노즐이 형성되는 노즐부와, 상기 노즐부가 회전가능하도록, 상기 노즐부와 베어링 결합되는 베어링부와, 상기 베어링부가 지지되며, 유체가 흐르는 관에 끼워져서 고정되는 한 쌍의 플렌지부 및 상기 노즐부의 회전력을 발생시키도록, 상기 관속을 흐르는 유체에 의하여 회전하며 상기 노즐부의 내측에 고정되는 스크류부를 포함한다.

이로써, 관로를 따라 유체가 흐르면서 스크류를 회전시키고 회전되는 스크류와 고정된 노즐부가 회전됨으로써 노즐을 통하여 유체가 분사됨으로써 노즐부의 방사상 방향으로 유체가 균일하게 분사될 수 있다.

또한, 유체가 분사되어 발생되는 추진력에 의하여 상기 노즐부가 회전되도록, 상기 노즐은 노즐유로의 연장선이 상기 노즐부의 접선과 예각 또는 둔각을 이루도록 형성함으로써, 스크류에 의한 회전력에 더하여 유체의 분사에 의하여 발생되는 추진력을 가지게 됨으로써 노즐부의 회전력을 더 보장할 수 있다.

또한, 상기 노즐은 상기 노즐부의 회전방향과 평행하게 복수개 형성되게 함으로써 동일한 단면적상에 복수개 형성되어 적은 시간 예를 들어, 노즐부가 1회전시 분사를 더 많이 할 수 있으며 추진력을 더 가질 수 있게 되며, 노즐로부터 분사되는 유체의 추진력간 간섭을 최소화하여 노즐부의 회전을 효율적으로 할 수 있다.

한편, 상기 제1 실시예 및 제2 실시예에 공통적으로, 상기 노즐부의 직경은 상기 플렌지부의 직경보다 작게 형성하는 것이 바람직하며, 이로써, 분사 장치가 관로에 접촉될 때 노즐부의 방해되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 플렌지부가 관로와 접촉하며 플렌지부보다 직경이 작은 노즐부는 관로와 접촉하지 않게 되어 자유롭게 회전할 수 있다.

상기한 바와 같이 본 발명에 의하면, 노즐로부터 분사되는 유체가 유체관의방사상 방향으로 균일하게 분사될 수 있다.

또한, 관로의 방사상 방향으로 균일하게 분사됨으로써 관로의 내부로 반전삽입된 라이너를 전체적으로 균일하게 경화시킴으로써 관로 내벽을 효과적으로 재형성할 수 있다.

또한, 노즐 장치가 그 하중에 의하여 관로 바닥과 접하더라도 노즐부의 회전이 방해되지 않으므로 여전히 균일하게 유체를 유체관의 방사상 방향으로 균일하게 분사할 수 있다.

본 발명의 상기와 같은 목적 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 유체 분사 장치를 설명하기 위하여 개략적으로 나타낸 도면, 도 4는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 의한 유체 분사 장치의 분해 사시도, 도 5는 도 3의 A-A선을 따라 절개한 단면도이다.

도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 의한 유체 분사 장치를 설명한다.

본 발명의 바람직한 제1 실시예에 의한 유체 분사 장치(10)는 노즐부(13), 베어링부(15) 및 플렌지부(11)를 포함한다.

노즐부(13)는 원통형으로 형성되는 것이 바람직하며, 노즐(13a)이 본체를 관통하여 형성되어 온수관(P1)을 따라 흐르는 온수나 증기가 분사된다. 노즐부(13)에 형성된 노즐(13a)은 도 5에 도시된 바와 같이 그 유로의 연장선이 노즐부(13)의 외면 접선과 예각(銳角) 또는 둔각(鈍角)으로 형성된다. 이로써, 노즐(13a)로부터 분사되는 온수 또는 증기가 노즐부(13)의 중심점을 기준으로 방사상으로 분사되지 않으므로 온수 또는 증기의 분사에 의한 추진력이 발생되어 노즐부(13)가 회전하게 된다.

베어링부(15)는 노즐부(13)의 회전을 지지하는 것으로서 노즐부(13)의 양단에 위치되며, 일단은 노즐부(13)와 베어링 결합이 되며, 타단은 플렌지부(11)와 베어링 결합된다.

플렌지부(11)는 그 일단은 베어링부(13)와 각각 베어링 결합되며, 타단은 각각 온수관(P1)과 고정되어 결합된다. 일반적으로 온수관(P1)은 관로(P)로 반전삽입되는 라이너의 내부로 삽입되어야 하므로 가요성(可撓性, Flexible) 재질로 형성된다. 따라서, 노즐부(13)의 회전을 보장하기 위하여 플렌지부(11)가 온수관(P1)에 끼워져서 베어링부(15) 및 노즐부(13)를 지지한다.

이러한 유체 분사 장치(10)는 온수관(유체관으로는 온수 또는 증기가 흐를 수 있으며, 이하에서는 온수로 한정하여 설명한다.)에 복수개 설치된다.

한편, 노즐부(13)의 직경은 플렌지부(11)의 직경보다 작게 형성하는 것이 바 람직하다. 이로써, 유체 분사 장치(10) 및 온수관(P1)의 하중에 의하여, 유체 분사 장치(10)가 관로(P)의 내벽과 접촉하게 되더라도, 노즐부(13)가 라이너(L)에 의하여 간섭받지 않고 자유롭게 회전할 수 있게 된다. 즉, 플렌지부(11)가 라이너(L)와 접하게 됨으로써 플렌지부(11)보다 직경이 작은 노즐부(13)는 라이너(L)와 접하지 않게 위치됨으로써 자유회전이 보장된다.

한편, 노즐부(13)에 형성되는 노즐(13a)은 복수개 형성되는 것이 바람직하며, 이로써, 노즐(13a)로부터 분사되는 온수에 의한 추진력을 더 많이 확보하게 되어 노즐부(13)의 회전을 확실하게 보장할 수 있다.

또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 이와 같이 복수개 형성되는 노즐(13a)은 각각의 노즐(13a)로부터 분사되는 온수에 의한 추진력(d1)(d2)(d3)이 일방향, 즉 노즐부(13)의 회전방향(D)과 평행하게 형성되는 것이 바람직하다. 이로써, 노즐(13a)로부터 분사되는 온수에 의한 추진력(d1, d2, d3 : 벡터)간의 간섭이 없이 노즐부(13)의 회전력을 증가시킬 수 있다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 제1 실시예에 의한 유체 분사 장치(10)의 작동을 설명하면, 관로(P)를 라이닝 처리하기 위하여 라이너(L)가 맨홀(M)을 통하여 관로(P) 내부로 반전삽입되고, 라이너를 경화시키기 위하여 온수관(P1)이 라이너 내부로 삽입된다.

삽입된 온수관(P1)으로 온수가 공급되면 노즐부(13)의 노즐(13a)을 통하여 온수가 분사되고 분사되는 온수의 추진력(d1, d2, d3)에 의하여 노즐부(13)가 회전하게 되면서 온수가 온수관(P1)의 방사상 방향으로 균일하게 분사되면서 라이너(L) 를 경화시키게 되고, 라이너(L)가 경화되면서 관로(P)의 내벽과 밀접하게 고착되어 새로운 관로(P)의 내벽을 형성하게 된다.

한편, 도 6는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 의한 유체 분사 장치를 나타낸 분해 사시도, 도 7a 및 도 7b는 도 5에 도시된 유체 분사 장치를 설명하기 위한 도면이다.

이하, 도 6, 도 7a 및 도 7b를 참조하여 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 의한 유체 분사 장치를 설명한다.

본 발명의 바람직한 제2 실시예에 의한 유체 분사 장치(10)는 노즐부(13), 베어링부(15), 플렌지부(11) 및 스크류부(17)를 포함한다.

노즐부(13), 베어링부(15) 및 플렌지부(11)는 상기한 제1 실시예에 의한 유체 분사 장치(10)와 그 기능 및 작동이 동일한 부분에 대해서는 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.

스크류부(17)는 노즐부(13)의 내벽과 고정되게 설치되어 노즐부(13)의 회전력을 발생시키는 것으로서, 노즐부(13)의 내측으로 온수가 흐르면 그 온수에 의하여 스크류부(17)가 회전하게 되고, 스크류부(17)와 고정된 노즐부(13)가 연동하여 회전하게 된다.

이로써, 노즐부(13)에 형성된 노즐(13b)로부터 온수가 온수관(P1)의 방사상 방향으로 분사되어 라이너(L)를 전체적으로 균일하게 경화시킬 수 있다.

한편, 노즐부(13)에 형성된 노즐(13b)의 노즐유로의 연장선이 제1 실시예와 동일하게 노즐부(13)의 외면 접선과 예각 또는 둔각을 이루도록 형성하여 스크류 부(17)의 회전력뿐만 아니라 노즐(13b)로부터 분사되는 온수의 추진력(d1, d2, d3)을 가함으로써 노즐부(13)의 회전력을 보다 확실하게 보장하는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성되는 제2 실시예에 의한 유체 분사 장치(10)의 작동을 설명하면, 관로(P)를 라이닝 처리하기 위하여 라이너(L)가 맨홀(M)을 통하여 관로(P) 내부로 반전삽입되고, 라이너(L)를 경화시키기 위하여 온수관(P1)이 라이너(L) 내부로 삽입된다.

삽입된 온수관(P1)으로 온수가 공급되면 노즐부(13)의 노즐(13b)을 통하여 온수가 분사되고 노즐부(13)의 내측에 고정되는 스크류부(17)가 회전하면서 이와 연동하여 노즐부(13)가 회전하게 되면서 온수가 온수관(P1)의 방사상 방향으로 균일하게 분사되면서 라이너(L)를 경화시키게 되고, 라이너(L)가 경화되면서 관로(P)의 내벽과 밀접하게 고착되어 새로운 관로(P)의 내벽을 형성하게 된다.

또한, 노즐유로를 그 연장선이 노즐부(13)의 외면 접선과 예각 또는 둔각을 이루도록 형성함으로써, 노즐부(13)의 회전력을 보장하여 확실하게 노즐부(13)가 회전하면서 온수를 온수관(P1)의 방사상 방향으로 분사시킴으로써 라이너를 전체적으로 균일하게 경화시킬 수 있다.

이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범위를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 관로를 라이닝 공법에 의하여 라이닝하는 방법을 설명하기 위한 도면,

도 2는 종래 온수관을 통하여 온수를 분사하는 방법을 설명하기 위한 도면,

도 3은 본 발명에 의한 온수 분사 장치를 개략적으로 나타낸 도면,

도 4는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 의한 온수 분사 장치의 분해 사시도,

도 5는 도 4에 도시된 온수 분사 장치의 작동을 설명하기 위한 도면,

도 6은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 의한 온수 분사 장치의 분해 사시도,

도 7a 및 도 7b는 도 6에 도시된 온수 분사 장치의 작동을 설명하기 위한 도면이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 유체 분사 장치 11 : 플렌지부

13 : 노즐부 13a : 노즐

15 : 베어링부 17 : 스크류부

P : 관로 M : 맨홀

P1 : 유체관, 온수관 L : 라이너

Claims (7)

1. 유체가 분사되는 노즐이 형성되는 노즐부;

   상기 노즐부가 회전가능하도록, 상기 노즐부와 베어링 결합되는 베어링부; 및

   상기 베어링부가 지지되며, 유체가 흐르는 관에 끼워져서 고정되는 한 쌍의 플렌지부;를 포함하며,

   유체가 분사되어 발생되는 추진력에 의하여 상기 노즐부가 회전되도록, 상기 노즐은 노즐유로의 연장선이 상기 노즐부의 접선과 예각(銳角) 또는 둔각(鈍角)을 이루는 것을 특징으로 하는 유체 분사 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 노즐은 상기 노즐부상에 복수개 형성되는 것을 특징으로 하는 유체 분사 장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 복수 노즐의 노즐유로는 상기 노즐부의 회전방향과 각각 평행하게 형성되는 것을 특징으로 하는 유체 분사 장치.
4. 유체가 분사되는 노즐이 형성되는 노즐부;

   상기 노즐부가 회전가능하도록, 상기 노즐부와 베어링 결합되는 베어링부;

   상기 베어링부가 지지되며, 유체가 흐르는 관에 끼워져서 고정되는 한 쌍의 플렌지부; 및

   상기 노즐부의 회전력을 발생시키도록, 상기 관속을 흐르는 유체에 의하여 회전하며 상기 노즐부의 내측에 고정되는 스크류부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 분사 장치.
5. 제4항에 있어서,

   유체가 분사되어 발생되는 추진력에 의하여 상기 노즐부가 회전되도록, 상기 노즐은 노즐유로의 연장선이 상기 노즐부의 접선과 예각 또는 둔각을 이루는 것을 특징으로 하는 유체 분사 장치.
6. 제5항에 있어서,

   상기 노즐은 복수개 형성되며, 복수 노즐의 노즐유로는 각각 상기 노즐부의 회전방향과 평행하게 형성되는 것을 특징으로 하는 유체 분사 장치.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서,

   상기 노즐부의 직경은 상기 플렌지부의 직경보다 작은 것을 특징으로 하는 유체 분사 장치.

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