KR20110046783A - 교량의 우물통 청소장치 및 청소방법 - Google Patents

Abstract

본원 발명은 교량의 우물통을 청소하기 위한 우물통 외벽 청소장치 및 상기 청소장치를 이용하는 청소방법에 관한 것이다.

본원에서 제공되는 청소장치는 수면상부에 부상하여 전체적 균형을 잡아주는 베이스부인 부력부재와, 부력부재 상부나 측부에서 청소장치를 고정/이동시키는 수평고정수단(A)과 부력부재 저부에서 우물통 외벽면을 따라 상하로 이동하면서 우물통 외벽을 청소해주는 외벽청소수단(B)이 연계되는 구성을 갖는 우물통 외벽 청소장치에 관한 기술사상이 개시된다.

본원의 수평고정수단(A)은 우물통 외벽을 감싸 고정되어 외벽청소수단(B)이 상하로 수직 이동할 수 있도록 지지해주는 기능을 갖고, 일측의 청소작업이 완료되었을 때는 좌측이나 우측의 수평방향으로 이동될 수 있는 수평고정수단을 가지며, 수평고정수단(A)과 우물통 외벽 사이에는 간격유지부재가 마련되어 외벽청소수단(B)이 상하로 수직 이동할 수 있는 일정한 공간을 제공하게 된다.

외벽청소수단(B)은 접이식 사다리가 펴지거나 접혀지므로 레일을 형성하도록 제공되고 청소부재가 수면하에서 레일을 따라 상,하로 이동하면서 우물통 외벽의 이끼나 이물질을 분리/제거시키며 청소할 수 있도록 제공되는 교량 우물통 청소장치가 제공된다.

본원에서 제공하는 교량의 우물통 청소장치는 사용자가 수중에 들어갈 필요없이 수상에서 조작하면서 교량의 우물통 외벽을 청소할 수 있어 간단하고 수월하 게 수중의 우물통 외벽을 청소할 수 있게 되며, 본원의 우물통 청소장치에 수중플래쉬와 수중카메라를 장착하여 청소를 하면서 수상의 모선 등에서 모니터를 통하여 우물통 외벽의 청소상태를 조사하거나 외벽의 크랙이나 파손 상태를 바로 찾아낼 수 있으므로 심각한 파손에 의해 교량이 위험해지는 것을 방지할 수 있는 효과를 갖는다.

교량, 수중보, 우물통, 청소장치, 이끼, 부력부재, 고정/이동수단(A), 외벽청소수단(B), 간격유지부재

Description

교량의 우물통 청소장치 및 청소방법{cleaning apparatus and the cleaning method for concerte well of bridge}

본원 발명은 교량의 우물통을 청소하기 위한 우물통 외벽 청소장치 및 상기 청소장치를 이용하는 청소방법에 관한 것이다.

본원에서 제공되는 청소장치는 수면상부에 부상하여 전체적 균형을 잡아주는 베이스부인 부력부재와 부력부재 상부에서 청소장치를 고정하거나 이동시키는 수평고정수단(A)과 부력부재 저부에서 우물통 외벽면을 따라 상하로 이동하면서 우물통 외벽을 청소해주는 외벽청소수단(B)이 연계되는 구성을 갖는 청소장치에 관한 것이다.

교량은 하천, 호수, 만, 운하, 해협 등 물 위나 다른 교통로나 구축물의 위를 건너갈 수 있도록 만든 고가구조물로 통상적으로 '다리' 라고도 한다.

교량형태는 지지할 시설의 종류 및 건너야 할 것의 종류에 따라 다종다양한 교량이 나올 수 있으며, 물 위를 건너갈 수 있도록 교량을 만들 때에 교량을 지지할 시설로 많이 쓰이는 것 중 하나가 우물통이다.

우물통은 콘크리트 시설 구조물로서 일반적으로 내부가 빈 원통 또는 타원형 통 모양을 띠고 있으며 하상면을 굴착하여 상기 우물통을 깊이 박아 수중에 고정 설치하고, 우물통 위에 다른 우물통을 결합하여 쌓아 올려 교량을 지지할 수 있도록 하는 것으로 수심이 낮은 하천이나 호수 등에서 많이 사용되고 있다.

그런데 교량을 설치한 후에 시간이 지나게 되면 우물통 외벽으로 이끼나 수중미생물이 부착하거나 침식이 일어나게 되어 장기간 사용한 교량의 경우 정기적으로 교량의 우물통을 청소해주지 않으면 구조물의 안전관리에 어려움을 겪게 된다.

교량의 우물통 외벽, 특히 수중에 잠겨있는 우물통 외벽을 청소하기 위해서는 장비를 착용한 전문 잠수부가 우물통의 외벽을 따라 잠수하면서 브러쉬 등으로 외벽을 닦아주거나, 잠수하여 우물통 외벽에 고압의 물을 분사하는 방법으로 청소를 하게 되는데, 잠수부가 일일이 우물통의 외벽을 돌면서 청소하기란 현실적으로 쉽지 않고 또한 고압의 물을 분사하기 위해서는 잠수부가 수중에 떠있는 상태가 아니라 수중 지면에 발을 딛고 지지하면서 물을 분사하여야 하므로 잠수부가 뒤로 밀리지 않는 구조를 이루기 어렵고, 자세가 불안정하므로 물 분사압 세기도 떨어져서 효율적인 분사가 이루어지지 않는 문제점을 갖는다.

또한 잠수부를 동원하여 교량의 우물통을 청소하는 방법은 청소 자체가 쉽지 않고 잠수부의 잠수시간이 길어지면 잠수부가 쉽게 지쳐 시간적, 경제적인 어려움이 발생하게 되는 문제점을 갖는다.

또한 교량의 우물통에 크랙 등의 하자가 발생하여 보수할 필요가 있다 하더라도 청소중인 잠수부가 이를 발견하기가 어려워 보수할 필요가 있는 교량의 우물통을 방치하게 되는 문제점이 발생하게 되었다.

출원인은 하천이나 호수 수중 밑바닥의 오니를 제거하는 것을 업으로 하는 자로서, 잠수부를 동원하여 교량 우물통을 청소하는 것이 매우 비효율적이고 낭비가 심한 사업인지를 확인하여, 어떻게 하면 보다 안정적이고 경제적으로 교량의 우물통을 청소할 수 있을 것인가를 고민하여 본원 발명을 완성하게 되었다.

본원 발명은 잠수부가 청소 작업자로서 장시간 잠수하여 교량 우물통을 청소하는 것이 위험한 일일 뿐 아니라 청소효과를 기대할 수 없다는 점을 감안하여, 청소업무를 수행하는 작업자가 수상에서 모든 청소작업을 안전하게 진행할 수 있는 청소장치 및 청소방법을 제공하고자 하는 과제를 갖고 시작된 발명이다.

본원에서 제공되는 청소장치는 수면상부에 부상하여 전체적 균형을 잡아주는 베이스부인 부력부재와 부력부재 상부나 측부에서 청소장치를 고정하거나 이동시키는 수평고정수단(A)과 부력부재 저부에서 우물통 외벽면을 따라 상하로 이동하면서 우물통 외벽을 청소해주는 외벽청소수단(B)이 연계되는 구성을 갖는 청소장치와 이를 이용하는 안전하고 효율적인 청소방법을 제공하고자 하는 목적을 갖는다.

또한 본원 발명은 우물통의 외벽을 청소하면서 동시에 우물통의 외벽을 관찰하여 우물통 외벽에 발생한 크랙이나 파손을 발견할 수 있도록 하여 피해가 생기기 전에 미리 보수할 수 있는 사전정보를 제공하는 우물통 외벽 청소방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본원에서 제공되는 청소장치는 수면상부에 부상하여 전체적 균형을 잡아주는 베이스부 격인 부력부재와, 부력부재 상부에서 청소장치를 고정하거나 이동시키는 수평고정수단(A)과 부력부재 저부에서 우물통 외벽면을 따라 상하로 이동하면서 우물통 외벽을 청소해주는 외벽청소수단(B)이 연계되는 구성을 갖는 청소수단을 갖고 본원의 목적을 달성할 수 있다.

본원에서 제공되는 외벽청소수단(B)은 수면에서 수중 쪽으로 접이식 사다리가 펴지거나 접혀지므로 레일을 형성하도록 제공되고 청소부재가 수면하에서 레일을 따라 상,하로 이동하면서 우물통 외벽의 이끼나 이물질을 분리/제거시키며 청소작업을 할 수 있도록 하는 교량의 우물통 청소장치 및 청소방법에 대한 기술사상이 개시된다.

본원에서 외벽청소수단(B)이 수중에서 상,하로 이동하면서 우물통 외벽의 이끼나 이물질을 분리/제거시키는 청소작업을 할 수 있도록 지지해 주는 수평고정수단(A)은 우물통 외벽면에 감겨 고정시키는 기능을 수행할 수 있는 구조는 어느 것이나 선택되어 적용될 수 있을 것인바, 예를들어 간단한 방법으로 로프를 부력부재 상부 양쪽 끝단에 각각 드럼을 이용해 우물통 외벽을 팽팽하게 감싸는 수단으로 고정시킬 수 있으며, 장기적으로 공사가 많아 대규모로 실시하는 경우에는 로보트 구조를 도입하여 우물통 외벽을 로보트의 양팔로 둘러 감싸서 고정하는 형태의 구조를 갖고 외벽청소수단(B)이 수중에서 안전하게 작업하도록 우물통 외벽에 고정시킬 수 있다.

또한, 수평고정수단(A)과 우물통 외벽 사이에는 외벽청소수단(B)이 상하로 이동할 때 일정 폭의 여유공간을 확보하기 위한 간격유지부재가 끼워짐으로 외벽청소수단(B)이 일정 폭을 유지하며 상하로 이동되도록 할 수 있으며 간격유지부재가 고정과 이동을 동시에 충족시키기 위해 무한괘도와 같이 수평이동이 가능한 간격유지부재가 설치되는 것이 바람직하다.

따라서 본원에서는 부력부재 및 수평고정수단(A)이 우물통 외벽에 매달린 상태로 밀착 고정시킬 수 있도록 제공되고, 부력부재 및 수평고정수단(A) 저부에서 외벽청소수단(B)이 상,하를 이동하면서 부분적 또는 의심스러운 곳은 반복적 청소작업이 실시된 후, 수평고정수단(A)을 좌측 또는 우측으로 수평적 이동시킬 수 있는바, 예를들어 로프가 감긴 줄을 약간 늦춰서 드럼을 회전시키면서 무한괘도를 작동시켜 부력부재가 우물통 외벽을 따라 좌측이나 또는 우측으로 수평적 이동된 후 다시 로프를 졸여서 고정시킨 후 다음 청소작업을 수행할 수 있다.

외벽청소수단(B)은 하수면 아래에 위치한 우물통 외벽을 청소하기 위한 수단으로서, 하천 또는 호수의 깊이만큼 펼쳐질 수 있는 접이식 사다리가 부력부재나 또는 수평고정수단(A)에 연결 설치되고, 상기 접이식 사다리에는 쭉 쭉 펼쳐지거나 또는 접혀지면서 레일을 형성하는 구조로 제공되고 청소부재가 수면하에서 레일을 따라 상,하로 이동하면서 우물통 외벽의 이끼나 이물질을 분리/제거시키는 청소를 반복할 수 있도록 하는 기술구성이 개시된다.

또한 본원의 청소부재에는 우물통의 외벽을 청소하기 위하여 브러쉬는 수평브러쉬나 수직브러쉬 구조를 갖거나 또는 고압의 물을 분사하는 분사노즐이 함께 설치되는 구성으로 제공되어 상하로 청소부재가 오르락 내리락 하면서 우물통 외벽을 상하로 왕복 이동하면서 위치나 상황에 따라 수평브러쉬가 적용되거나 또는 수직브러쉬가 적용되는 수단으로 벽면을 쓸어주면서 청소작업을 수행할 수 있도록 하고, 별도로 청소부재에 수중플래쉬와 수중카메라가가 추가로 설치되는 구성으로 제공되어 청소작업을 진행하면서 또한 청소작업이 완료된 후에 사용자가 수중의 우물 통 외벽의 청소상태를 관찰하면서 미진한 부분을 반복작업을 수행하면서 우물통 외벽의 균열이나 훼손 정도를 확인할 수 있도록 하는 기술사상이 포함된다.

또한 본원에서는 외벽청소수단(B)의 하부가 흐르는 물살에 의하여 중심을 잡지 못하는 경우가 발생할 수 있음으로 외벽청소수단(B)의 중심을 잡아주기 위해 추가로 중심조절수단(C)이 구비될 수 있는바, 부력부재에서 우물통이 있는 방향의 반대쪽에는 무게중심을 잡아주기 위한 중심추가 설치되어 수중으로 뻗은 접이식 사다리에 마련된 청소부재가 우물통 외벽에 달라붙어 중심을 잡을 수 있도록 하는 기술구성이 추가된다.

또한 상기 부력부재나 별도로 마련되는 바지선 등에서 중심조절수단과 청소작업이 실시되는 외벽청소작업을 수행할 수도 있을 것이나 별도로 제공되는 모선에 탑승하여 외벽청소수단(B)의 청소실시 상황을 모니터를 통하여 지켜보면서 외벽청소수단(B)의 각 기능을 조절/콘트롤함으로 더욱 안전하고 수월한 운전조작이 가능하도록 하는 기술구성이 바람직하다.

또한, 환경친화적공법을 적용하기 위하여 본원의 청소부재 외주연으로는 탄성재질로 부유물방지패드가 설치되어 내부 청소제거물이 외부로 퍼지지 않도록 하여 2차적 오염요소를 제거하고, 청소부재의 안쪽으로 청소제거물 유출구를 갖고 부력부재나 모선이나 제3의 장소로 청소제거물을 인출하여 외부의 정화시설로 보내주는 청소/제거작업이 수행될 수 있는 기술사상을 포함하고 있다.

본원에서 제공하는 교량의 우물통 청소장치는 사용자가 수중에 들어갈 필요 없이 수상에서 조작하면서 교량의 우물통 외벽을 청소할 수 있어 간단하고 수월하게 수중의 우물통 외벽을 청소할 수 있게 한다.

또한 본원의 우물통 청소장치에 수중플래쉬와 수중카메라를 장착하면 청소를 하면서 우물통 외벽을 조사하여 크랙이나 파손을 바로 찾아낼 수 있어, 심각한 파손에 의해 교량이 위험해지는 것을 방지할 수 있으며 연쇄적으로 발생할 수 있는 크랙이나 파손을 재빠르게 복구할 수 있게 하는 효과를 갖는다.

본원의 기술사상을 구현하기 위한 발명의 실시내용을 도면 등을 제시하며 본원 기술사상의 구현 적용예를 제시하기에 앞서, 본 출원의 명세서나 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 될 것이며, 본원의 보호범위는 본원발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 할 것이며, 본 명세서나 도면에 제시된 사용예는 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본원의 기술사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 할 것이다.

또한 본원의 기술사상에서 아래에 기재되는 실시양태는 본원의 기술사상을 구현하기 위한 하나의 적용예를 제시한 것 뿐으로 본원에서 제시되는 구성에 기존의 공지.공용의 수중작업장치는 이에 접목되어 사용되도록 하는 장치나 제어시스템등이 추가되어 적용될 수 있음은 물론이다.

이하 본원 발명의 기술사상을 바람직하게 구현한 일 실시예를 첨부된 도면을 겸하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본원의 기술사상으로 제공되는 교량의 우물통 청소장치의 기본구성의 한 적용예로 5 m 정도의 얕은 깊이에서 사용가능한 상태를 사시도로 나타낸 것으로서, 물 위로 부상하여 베이스부역활을 하는 부력부재(10)와 부력부재의 상부의 로프드럼1,2(25,26)에 걸리는 로프(20)가 우물통 외통(1)의 외주면을 따라 감겨 고정되는 구성으로 수평고정수단(A)이 제공될 수 있음을 나타내고 있고, 부력부재(10) 및 외벽청소수단(B)의 고정사다리(40a) 상단 안쪽부와 우물통외벽(1) 사이로 무한괘도(30)와 같은 간격유지부재가 내삽되어 우물통 벽면과 외벽청소수단(B)의 펼쳐지는 사다리 사이에 청소부재(50)가 오르내릴 수 있는 공간을 확보하게 된다.

외벽청소수단(B)의 청소부재(50)가 오르내릴 수 있는 공간을 확보하게 되는 구성은 예를들어 청소부재(50)의 높이가 50㎝로 제공된다고 가정하면, 상부에서는 무한괘도(30)가 50㎝의 두께로 제공되어 외벽면과 고정사다리(40a) 사이로 내삽되어 50㎝의 간격을 유지하도록 할 수 있고, 하부에서는 말단사다리(40b)가 단부에 뽀쪽한 구성으로 제공되어 바닥부 쪽에서도 외벽면과 말단사다리(40b) 사이의 간격이 50㎝ 범위의 간격을 이루도록 말단사다리(40b)가 바닥면에 박혀 고정되는 구성을 이루면서 사다리 레일을 형성하도록 제공될 수 있다.

본원에서 사용되는 접이식 사다리(40)는 제일 상단의 고정사다리(40a)는 고정되어 있으나 나머지 사다리는 일측으로 쭉쭉 빠지면서 레일(41)을 형성하도록 제공될 수 있는바, 이는 이삿짐 차량에서 고층으로 짐을 운반할 때 상 방향으로 사다리가 빠지면서 레일을 형성하며 짐을 실은 운반체가 레일을 따라 로프에 끌려 무거 운 짐을 운반하는 구성임에 반하여 본원에서는 상기 구조가 수면으로 수직하향으로 사다리가 펼쳐지면서 레일을 형성하고 레일을 따라 수직브러쉬나 수평브러쉬나 물분사노즐을 갖는 청소부재의 측면 상부에 로프에 걸려 상,하로 수직 이동하면서 청소작업을 수행하게 되는 기본구성으로 적용될 수 있음을 나타내고 있으며, 도 1의 사시도에서 보이지 않는 부분이 있어서 일부 설명이 미진한 부분에 대해서는 도 2의 설명에서 더욱 상세히 설명하고자 한다.

도 2는 본원의 기술사상이 적용되는 청소장치를 나타낸 것으로 도 1 상태를 뒤집어 반대 방향에서 바라본 사시도로서, 본원에서 제공하는 우물통 청소장치의 구성이 5~20 m 정도의 깊은 곳에서 적용될 수 있는 구성을 제시한 것이다.

부력부재(10)는 물 위로 부상하는 부재로서 부력부재 상부에 로프드럼1,2(25, 26), 무한괘도(30), 사다리(40), 무거운 추(60) 등이 설치되는 구성으로 제공될 수 있으며, 도면의 복잡성을 피하기 위하여 도시되지는 않았으나 로프드럼이나 무한괘도를 작동시키고 사다리를 접거나 펼치면서 사다리의 레일을 따라 청소부재(50)가 고리부(58)를 갖고 부력부재(10)의 일측이나 고정사다리(40a)의 상부에 마련되는 권취장치(42)와 고리부(58)사이에 로프가 연결되어 청소부재(50)가 오르내릴 수 있도록 별도의 동력장치와 전원장치가 구비됨은 당연하며, 상기 장치들을 모두 지탱하면서 부력부재가 물 위로 뜰 수 있을 정도로 높은 부력을 갖도록 제공되는 구성은 도 1과 동일한 원리가 적용될 수 있는 것이나, 도 2에서는 수심 5~20 m 정도의 깊은 수심에서 청소작업이 수행될 때 외벽청소수단(B)의 청소부재(50)가 우물통 외벽쪽으로 붙어 사다리와 우물통 외벽면 사이가 일정한 간격을 유지하도록 말단사다리(40b)가 바닥면에 박혀 고정되거나 또는 사다리와 우물통 외벽면 사이에 상부에서와 같이 간격유지부재를 대고 청소부재(50)가 일정간격을 유지하면서 상하로 이동할 수 있도록 제공되는 것이 바람직하나 수중 지하 면에서 이러한 작업이 불가능할 경우를 대비하여 부력부재의 외부측 즉, 우물통 외벽방향의 반대되는 쪽으로 유압실린더(61)에 의해 거리변경이 가능한 추(60)가 매달려 져 있어서 외벽청소수단인 청소부재(50)를 우물통 외벽 쪽으로 밀어주는 중심조절수단(C)을 갖는 구성을 포함하는 청소장치로 적용될 수 있음을 나타낸 것이다.

상기 중심조절 추(60)는 수심에 따라 중량이 조절될 수 있으며 또한 유압실린더의 로드길이 조절을 통하여 저울 추의 거리를 조절하는 방식으로 제공되는 것이 바람직하다.

기타의 구성으로 도 1 및 도 2를 참조하여 사용분야별로 설명하여 보면, 로프(20)는 부력부재 상부 일측에 설치된 로프드럼(25)에 감겨 있다가 로프 일측 끝단이 로프드럼에서 풀려 우물통 외벽(1)을 둘러맬 수 있도록 하고, 우물통 외벽을 둘러맨 후에 부력부재 상부 타측에 설치된 로프드럼(26)에 연결되어 감김으로서 로프가 팽팽하게 우물통 외벽에 부착되어 부력부재(10)가 우물통으로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있도록 하며, 또한 상기 로프드럼(25, 26)에서 권취된 로프를 풀어주거나 감겨줌으로써 부력부재가 우물통으로부터 이탈되지 않는 상태에서 우물통의 외주를 따라 이동할 수 있도록 제공될 수 있다.

간격유지부재로서 무한괘도(30)가 이용되는 경우, 부력부재 상부에서 우물통 외벽 쪽으로 설치되며, 상기 무한괘도는 우물통 외벽에 접촉하여 부력부재와 우물 통 외벽간의 간격을 일정하게 유지할 수 있도록 함과 동시에, 무한괘도에 브레이크를 걸어두면 우물통 외벽에 접촉된 무한괘도가 팽팽히 당겨진 로프(20)와 함께 부력부재와 우물통을 연결하여 고정시키는 역할을 하게 되고, 무한괘도를 작동시켜 좌측 또는 우측으로 부력부재를 이동시키면 로프가 우물통에 감겨진 상태의 부력부재는 우물통의 외주면을 따라 이동할 수 있게 된다.

상기 무한괘도(30)는 부력부재를 고정시키기 위한 고정수단 및 부력부재가 우물통의 외주면을 따라 이동할 수 있도록 하는 이동수단을 겸한 것으로서, 무한괘도 말고 일측으로 밀리는 바퀴나 롤러 등이 부착된 베개나 방석모양의 다른 간격유지부재가 사용될 수도 있다. 그러나 무한괘도를 사용하면 다른 간격유지부재에 비해 우물통 외벽과의 마찰력을 최대한으로 높일 수 있어 무한괘도를 사용하는 것이 바람직하며, 무한괘도에 걸쳐진 강판 조각을 고무 등의 탄성재질로 하면 무한괘도에 의해 우물통 외벽이 파손되는 상황을 방지할 수 있다.

상기 로프(20)와 무한괘도(30)를 통해 부력부재(10)는 우물통의 외벽에 고정 위치하거나 우물통의 외벽을 따라 이동할 수 있는 수평고정수단(A)을 가질 수 있게 된다. 그러나 상기 수평고정수단(A)은 반드시 로프와 무한괘도 만을 이용하는 것이 아니라 로보트를 이용하여 양팔로 수중보를 감싸서 고정하는 형태로 제공될 수 도 있으며, 무한괘도 대신 단순한 베개형상 구조의 고무나 플라스틱 완충부재 등으로 변형된 간격유지부재로 제공될 수 있으며 이 외에도 당업자에 다양한 변형 예가 나올 수 있을 것이다.

또한 본원에서 우물통 외벽을 청소하기 위한 외벽청소수단(B)은 부력부 재(10)에 접이식 사다리(40)가 펼쳐지면서 레일을 형성하는 구조로 제공될 수 있는바, 접이식 사다리는 부력부재의 중앙 위치에서 고정사다리(40a)가 부력부재의 상부에서 하부까지 관통하고 고정사다리(40a)내부로 나머지 사다리가 내삽되는 구조를 이루도록 제공되는 것이 바람직하며, 상기 접이식 사다리는 수중으로 뻗어가며 길어지거나 좁혀질 수 있도록, 즉 하수면에서 수중 지면 쪽으로 펼쳐졌다 접어지는 구조를 갖는 것이 바람직하다.

상기 접이식 사다리에는 일측으로 뻗으면서 자연스럽게 레일(41)이 구비되는 구조가 바람직하며 청소부재(50)가 상기 레일을 따라 다리를 오르내릴 수 있고, 접이식 사다리를 접거나 펼치는 수단으로서 유압실린더를 이용하거나 와이어를 이용할 수 있으며, 접이식 사다리(40)를 단순히 레일(41)로 이용하지 않고 접이식 사다리의 말단부에 청소부재(50)가 부착되어 로프에 의해 올리고 내리는 구성이 아니라 단순히 청소부재(50)가 부착된 말단부의 사다리가 상,하로 이동하면서 청소작업을 수행하는 것도 가능할 것이다.

그러나 청소부재(50)가 안정된 레일을 따라 로프에 의지하여 상하로 이동하며 청소하는 것이 바람직하고 청소부재(50)의 상부측벽 중앙부에 로프를 걸어놓고 상부로 오르고 내리는 기술은 종래에 엘레베이터 구조나 크레인 구조에서 많이 사용되고 있고 이미 공지. 공용의 기술이므로 본원에서 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

본원에서 적용되는 청소부재(50)는 접이식 사다리의 레일을 오르내릴 수 있도록 하면서 또한 브러쉬나 물분사노즐 등의 청소부재를 갖도록 제공되는바, 수중 에서 효율적인 청소작업을 수행하기 위해 솔을 이용하는 청소부재는 출원인의 선등록 특허 제 0451031호 "수중의 오니퇴적물 제거방법 및 그를 위한 장치", 제 0543778호 "궤도를 구비한 수면 부상형 오니 준설기", 제 0729843호 "이중 브러시를 이용한 수중 오니퇴적물 제거장치" 등에는 다양한 종류의 브러쉬와 물분사노즐을 이용하여 수중 바닥면의 오니를 제거하는 기술사상이 개시되어 있는바, 수중 밑바닥의 오니를 제거하는 방법처럼 청소부재가 우물통 외벽을 수직으로 이동하면서 우물통 외벽의 이끼와 이물질을 제거하고 청소가 이루어질 수 있도록 제공되는 것이므로, 상기 특허 및 출원인의 선출원 특허에서 수직부러쉬나 수평브러쉬 구조와 작동원리가 상세히 제시되어 있으므로 본원에서는 이에 대한 상세한 설명을 생략한다.

특히, 본원의 청소부재(50)에는 수중플래쉬와 수중카메라가 추가로 설치될 수 있으며, 청소를 하면서 동시에 우물통 외벽의 상태를 관찰하여 크랙이나 파손이 있는지 있다면 경미한지 심각한지를 조사할 수 있도록 구성할 수 있다.

수면상에 부상하여 떠 있는 부력부재(10)가 우물통 외벽에 로프(20)가 감겨지고 무한괘도(30)를 이용하여 고정되어 있다 하더라도, 접이식 사다리(40)가 수중으로 펼쳐지고 청소부재(50)가 레일(41)을 따라 이동하면서 하수면 아래의 우물통 외벽을 청소하는 과정에서 청소부재가 우물통 외벽에 달라붙지 못하고 이격이 발생하여 청소할 수 없는 상황이 발생할 수 있다.

이는 수면상에서는 부력부재가 우물통과 고정됨에 반해 수중에서는 접이식 사다리의 끝단을 고정 연결할 것이 없어 사다리가 길게 펼쳐질수록 흐르는 물에 의 해 흔들리거나 하여 사다리에 연결된 청소부재가 우물통 외벽으로부터 떨어지게 되는 위험요소를 갖고 있으므로, 이를 해소하기 위해 수중의 사다리 끝단을 수중 지하면이나 수중 우물통 외벽에 고정하는 것이 가장 안전을 도모하고 바람직하나 예를들어 수심 5~20 m 범위의 깊이에서 사다리 끝단을 수중 지하면에 고정하거나 연결하는 것은 많은 시간과 노력이 소모되어야 하고 현실적으로 어렵다.

따라서 청소장비의 안전관리는 위해 본원에서는 중심조절수단(C)을 도입하기 위해 부력부재(10) 상에 우물통 방향의 반대쪽으로 무게추(60)를 설치하고, 또한 상기 무게추(60)와 부력부재 간의 거리를 조절할 수 있도록 무게추(60)가 유압실린더(61)를 통해 부력부재와 연결되도록 함으로써, 부력부재의 무게중심을 우물통 방향의 바깥쪽이 더 쏠리도록 하고 상기 부력부재에 설치된 접이식 사다리와 청소부재(50)가 바깥쪽으로 쏠린 무게중심에 의해 우물통쪽으로 밀착되도록 하는 구성을 통하여 중심을 잡도록 제공된다.

즉, 무한괘도(30)를 축으로 하여 무게추(60)에 의해 가해지는 힘이 접이식 사다리에 부착된 청소부재(50)를 우물통 외벽으로 눌러주도록 함으로써, 청소부재가 우물통 외벽과 이격되는 것을 방지하면서 보다 더 효과적으로 우물통 외벽을 청소할 수 있도록 하는 것이다.

상기 무게추(60)를 통해 부력부재에 가해지는 무게중심은 하천의 깊이나 사다리의 길이에 따라 달라질 수 있으며, 이때마다 유압실린더(61)가 무게추(60)를 멀리 떨어뜨리거나 가까이 옮김으로써 적당한 무게중심을 맞출 수 있도록 하는 것도 중요하다.

도 3은 우물통 외벽에 매달린 상태의 청소장치의 상부를 도시한 평면도로서, 우물통(1)의 외벽을 둘러감싸는 로프(20)가 부력부재(10)의 상부 좌우양측단에 위치한 로프드럼(25, 26)에 감겨져 있고, 부력부재의 상부 우물통쪽으로는 무한괘도(30)가 설치되되, 상기 무한괘도는 무한괘도의 축(31, 31')을 지지하는 지지부(32)와 축과 축 사이를 연결하는 고무판 벨트(33)로 구성되어 상기 무한괘도의 고무판 벨트의 우물통의 외벽을 따라 달라붙도록 하며, 부력부재(10) 상의 중앙에는 아래 수중쪽으로 펼쳐지는 접이식사다리(40)가 위치하고 상기 접이식 사다리의 레일이 구비된 곳에는 청소부재(50)가 마련되어 있으며, 부력부재 상의 우물통 방향의 반대쪽으로 무게추(60)가 유압실린더(61)에 의해 설치되어 있는 청소장치를 나타내고 있다.

도 4는 우물통 외벽에 매달린 청소장치의 청소 실시예를 도시한 단면도로서, 도 4a는 접이식 사다리가 펼쳐지지 않고 접혀져 있을 때 하수면 아래 가까운 곳의 우물통 외벽을 청소할 때의 실시 상태를 예시한 단면도이고, 도 4b는 사다리가 펼쳐지고 하수면 아래 깊은 위치의 우물통 외벽을 청소할 때의 실시상태를 예시한 단면도이다.

접이식 사다리(40)가 펼쳐질수록 부력부재(10)의 무게중심이 우물통(1) 쪽으로 쏠리게 되고 결국 청소부재(50)가 우물통 외벽으로부터 이격되는 상황이 발생할 수 있으며, 이를 방지하기 위해 접이식 사다리를 내릴 때 유압실린더(61)를 이용하여 부력부재(10)와 무게추(60) 사이의 간격을 넓혀 줌으로써 청소부재가 우물통 외벽에 붙어 있을 수 있도록 한다.

도 5는 청소부재의 구성상태를 예시한 단면도로서, 도 5a는 우물통 외벽과 수직으로 회전하는 수직회전브러쉬(51)가 구비된 청소부재를 나타내고 있고, 도 5b는 우물통 외벽과 수평으로 회전하는 수평회전브러쉬(52)가 구비된 청소부재를 나타내고 있으며, 도 5c는 고압수분사노즐(53)이 구비된 청소부재를 나타내고 있는 것으로 도시되어 있으나 실제 적용에서는 수직회전브러쉬 및 수직회전브러쉬가 물분사노즐과 함께 일체로 구성된 구조로 제공될 수 있음은 물론이다.

특히 도 5c와 같이 청소부재에 수중플래쉬(54)와 수중카메라(55)를 추가로 설치하여 청소를 하면서 우물통 외벽의 상태를 관찰할 수 있도록 하는 구성이 나올 수 있으며, 또한 청소부재(50)의 외통 외주 연으로 고무판 등의 탄성재질로 제공되는 부유물유출방지패드(57)가 설치되어 우물통 외벽으로부터 박리된 내부 청소제거물이 외부로 퍼지지 않도록 하고 청소부재(50)의 안쪽 면으로는 청소제거물 유출호스(58)가 연결되고 유출호스(58)의 타측이 부력부재 상이나 또는 제3의 장소로 청소제거물을 배출하여 인출하여 외부의 정화시설로 보내서 처리하거나 또는 별도의 바지선 등에 침강응집조를 만들어 놓고 수중 청소제거물을 인출하여 응집조로 보내면서 신속응집제를 추가하여 주는 수단 등으로 응집물 만을 외부의 정화시설로 보내고 상부의 맑은 물은 다시 원수 속으로 재순환시키는 구성을 추가해 줌으로 수중오염을 저감시키는 청소방법이 적용될 수 있다.

또한 우물통 외벽과 청소부재 간의 마찰로 우물통 외벽이나 청소부재 상에 파손이 발생하는 것을 방지하기 위해 청소부재에 바퀴(56)를 추가하는 구성도 바람직하다.

도 6은 사용자가 별도로 준비된 모선(90)을 이용하여 청소부재를 원격으로 작동하고 모선상에 준비된 모니터(91)를 통하여 우물통 외벽을 관찰할 수 있음을 나타내는 예시도이다.

도 1은 본원의 교량 우물통 청소장치를 구성한 사시도.

도 2는 도 1의 청소장치를 다른 각도에서 바라본 사시도.

도 3은 우물통 외벽에 매달린 청소장치의 상부를 도시한 평면도

도 4는 우물통 외벽에 매달린 청소장치의 청소 실시예를 도시한 단면도.

도 5는 청소부재의 구성상태를 예시한 단면도.

도 6은 모선이 추가로 구비된 청소장치를 예시한 예시도.

********* 도면의 주요 부호에 대한 설명 *********

A : 수평고정수단 B : 외벽청소수단

C : 중심조절수단 1 : 우물통

10 : 부력부재 20 : 로프

25 : 로프드럼 1 26 : 로프드럼 2

30 : 무한괘도 40 : 접이식 사다리

40a : 고정식 사다리 40b : 말단사다리

41 : 레일 42 : 권취수단

50 : 청소부재 51 : 수직회전브러쉬

52 : 수평회전브러쉬 53 : 고압수 분사노즐

54 : 수중플래쉬 55 : 수중카메라

56 : 바퀴 57 : 부유물유출방지패드

58 : 로프걸림 고리 59 : 유출호스

60 : 무게추 61 : 유압실린더

Claims (6)

1. 교량을 지지하는 우물통의 외벽 수면 아랫부분의 이끼나 이물질을 분리/제거시키기 위한 청소장치에 있어서,

   상기 청소장치는 물 위에 부상하여 베이스부 역활을 하는 부력부재(10)와, 외벽청소수단(B)을 우물통의 외벽에 고정 또는 이동시키는 역활을 수행하는 수평고정수단(A)과, 우물통 외벽에서 상,하로 이동하는 외벽청소수단(B)이 연계되는 구성을 갖되,

   부력부재(10) 상부나 일측에 마련되는 수평고정수단(A)은 우물통 외벽을 감싸 고정 또는 이동되되, 수평고정수단(A)과 우물통(1)외벽 사이에 간격유지부재가 끼워지고 고정 또는 이동되는 구성을 이루면서 외벽청소수단(B)이 상하로 수직 이동할 수 있는 공간을 마련해주고,

   외벽청소수단(B)은 접이식 사다리(40)가 펼쳐지거나 접혀지므로 레일(41)을 형성하도록 제공되고, 수직부러쉬(51)나 수평브러쉬(52)나 물분사노즐(53) 중에서 선택되는 청소수단을 포함하는 청소부재(50)가 레일(41)을 따라 상,하로 이동하면서 우물통 외벽의 이끼나 이물질을 분리/제거시키며 청소할 수 있도록 제공되는 것을 특징으로 하는 교량우물통 청소장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 외벽청소수단(B)이 우물통(1) 외벽에서 이탈되지 않도록 부력부재(10) 에서 우물통외벽 반대 방향으로 무게중심을 잡아주는 중심조절수단(C)을 갖도록 제공되는 것을 특징으로 하는 교량우물통 청소장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 청소부재(50)에는 수중플래쉬(54)와 수중카메라(55)가 추가로 부착되는 구성으로 제공되어 수면 아래의 우물통 외벽 청소시 외벽표면을 관찰 및 촬영할 수 있도록 제공되는 것을 특징으로 하는 교량우물통 청소장치.
4. 교량을 지지하는 우물통의 외벽 수면 아랫부분의 이끼나 이물질을 분리/제거하기 위한 청소방법에 있어서,

   물 위에 부상하여 베이스부 역활을 하는 부력부재(10)와 외벽청소수단(B)을 우물통의 외벽에 고정 또는 이동시키는 역활을 수행하는 수평고정수단(A)과 우물통 외벽에서 상,하로 이동하는 외벽청소수단(B)이 연계되는 구성을 포함하고,

   외벽청소수단(B)은 접이식 사다리(40)가 펴지거나 접혀지므로 레일(41)을 형성하도록 제공되고 청소부재(50)가 수면하에서 레일(41)을 따라 상,하로 이동하면서 우물통 외벽의 이끼나 이물질 청소/제거작업을 실시하는 것을 특징으로 하는 교량우물통 청소방법.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 외벽청소수단(B)의 운전제어시스템이 별도의 모선에 마련되고 청소부재(50)의 수중플래쉬(54) 및 수중카메라(55)를 이용하여 우물통 외벽 청소상태를 관찰 및 촬영한 결과가 모선에 마련된 모니터(91)를 통하여 관찰/감시하며 우물통 외벽의 이끼나 이물질 청소/제거작업을 실시하는 것을 특징으로 하는 교량우물통 청소방법.
6. 제 4항에 있어서,

   상기 청소부재(50)의 외주 연으로는 탄성재질로 부유물방지패드가 설치되어 내부 청소제거물이 외부로 퍼지지 않도록 하고 청소부재(50)의 안쪽 면으로는 청소제거물 유출구를 갖고 부력부재(10)나 제3의 장소로 청소제거물을 인출하여 수중 오염을 저감시키며 우물통 외벽의 이끼나 이물질 청소/제거작업을 실시하는 것을 특징으로 하는 교량우물통 청소방법.

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