KR20130008716A - 관로보수 라이닝공법의 증기 주입장치 - Google Patents

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Abstract

대구경 관로를 보수하기 위하여 대구경 관로에 삽입되는 튜브재의 중간에 증기를 주입하는 역할을 하되, 대구경 관로에 삽입되는 튜브재의 외면에 배치되는 주입유닛과, 주입유닛이 튜브재의 외면에서 배치될 수 있도록 주입유닛과 연결되는 동시에 튜브재의 외면을 감싸는 케이블과, 주입유닛을 통해 튜브재의 내부로 증기가 공급될 수 있도록 튜브재에 증기 주입공을 형성하는 증기 주입공 형성부재를 포함하는 관로보수 라이닝공법의 증기 주입장치를 개시한다. 개시된 증기 주입장치는 대구경 관로에 삽입되는 튜브재의 내부로 충분한 양의 증기가 주입될 수 있으므로 증기의 부족으로 인해 튜브재에 함침된 수지가 용융되지 않아 관로가 보수되지 않는 것을 방지할 수 있다.

Description

관로보수 라이닝공법의 증기 주입장치{Apparatus for dispensing steam in lining process for reparing pipeline under ground}
본 발명은 관로보수 라이닝공법의 증기 주입장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 대구경 관로에 삽입되는 튜브재의 중간에서 증기를 주입시킬 수 있는 장치에 관한 것이다.
일반적으로 지중에 매설된 하수관, 상수관, 통신 케이블관, 전력케이블관 등의 기존 매설관이 노후한 경우, 그 기존 매설관을 지중에서 굴착하지 않고, 그 내면에 보수용 라이닝튜브를 접합하여 보수하는 비굴착식 관로보수 라이닝공법이 알려져 있다.
상기 관로보수 라이닝공법의 일예로서, 외측 표면에 플라스틱필름으로 기밀적으로 피복한 관상의 수지흡착재에 경화되지 않은 액상경화성 수지를 함침시켜 만든 튜브재를 사용하여 관로 내벽을 보수하는 공법이 알려져 있다. 이 공법에서 튜브재 반전장치를 사용하여 튜브재를 공기압으로 관로내에 반전삽입한 후, 이 튜브재를 공기압에 의해 팽창시켜 관로의 내면에 압착시킨 상태에서 튜브재에 함침시킨 경화성수지를 경화시킨다.
그리고, 상기 비굴착식 관로보수 라이닝공법에는 튜브재 반전장치가 사용된다. 이 튜브재 반전장치는 본 출원인이 출원한 한국등록특허 제10-0951450호에 개시된 바와 같은 것이 알려져 있다.
한편, 개시된 튜브재 반전장치를 사용하여 관로를 보수하는 과정을 살펴보면 다음과 같다.
튜브재를 반전시켜 관로의 내부로 삽입시키고, 관로의 내부에 삽입된 튜브재를 팽창시켜서 관로의 내벽에 압착시킨다. 이러한 상태에서 튜브재 내부로 고온의 증기를 주입하면 튜브재에 함침된 수지가 용융된다. 용융된 수지는 관로 내부의 보수부위에 침투하여 경화됨으로써 관로의 내벽에 형성된 균열이나 구멍 등이 수지로 보수된다.
그러나, 종래의 튜브재 반전장치를 사용하여 대구경 관로를 보수할 경우에는 대구경 관로의 길이가 길어 이 대구경 관로에 삽입되는 튜브재 역시 긴 길이를 갖는다.
따라서 종래에는 대구경 관로에 삽입되는 튜브재에 충분한 고온의 증기를 충분히 공급하지 못하고, 이로 인해 튜브재에 함침된 수지가 충분히 용융되지 못해 대구경 관로를 보수하는데 한계가 있었다.
따라서 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 대구경 관로의 경우에도 용이하게 보수할 수 있도록 마련된 관로보수 라이닝공법의 증기 주입장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 관로보수 라이닝공법의 증기 주입장치는, 대구경 관로를 보수하기 위하여 상기 대구경 관로에 삽입되는 튜브재의 중간에 증기를 주입하는 역할을 하되, 상기 대구경 관로에 삽입되는 튜브재의 외면에 배치되는 주입유닛과, 상기 주입유닛이 상기 튜브재의 외면에서 배치될 수 있도록 상기 주입유닛과 연결되는 동시에 상기 튜브재의 외면을 감싸는 케이블과, 상기 주입유닛을 통해 상기 튜브재의 내부로 증기가 공급될 수 있도록 상기 튜브재에 증기 주입공을 형성하는 증기 주입공 형성부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 주입유닛은,
상기 튜브재의 상면에 밀착되는 원호형상의 플레이트로 마련되는 밀착부와, 상기 밀착부와 장착되며 증기 발생장치로부터 증기를 공급받을 수 있도록 개폐되는 밸브부를 포함하고,
상기 밸브부는,
상기 밀착부에 장착되는 밸브몸체와, 상기 밸브몸체의 상단에 배치되며 상기 증기 주입공 형성부재가 삽입되어 상기 튜브재의 외면에 상기 증기 주입공을 형성할 수 있도록 개폐되는 제1밸브와, 상기 밸브몸체의 일측에 배치되어 상기 증기 발생장치와 연결되는 도관과 연결되며, 상기 증기 발생장치의 증기가 상기 증기 주입공을 통해 상기 튜브재의 내부로 주입될 수 있도록 개폐되는 제2밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1밸브는 상기 밸브몸체와 결합되는 몸체와, 상기 몸체의 내부에 배치되되 상기 증기 주입공 형성부재가 삽입되어 관통되는 통공이 형성되는 볼부재와, 상기 볼부재를 회동시키도록 마련된 레버부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 밀착부는 적어도 일부가 상기 튜브와 밀착될 수 있도록 고무재질로 이루어지며,
상기 밀착부의 양측에는 상기 케이블이 상기 튜브재의 외면을 감싸도록 상기 케이블의 단부에 마련되는 걸림부재가 연결되는 연결부재가 마련된 것을 특징으로 한다.
상기 증기 주입공 형성부재는 작업자가 상기 증기 주입공 형성부재를 파지하여 회전시킬 수 있도록 상부에 마련된 손잡이와, 상기 손잡이를 회전시킬 때 상기 튜브재의 외면에 증기 주입공을 형성시킬 수 있도록 첨단으로 이루어진 하단부를 갖는 것을 특징으로 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 관로보수 라이닝공법의 증기 주입장치는 대구경의 관로를 보수할 때 이 관로에 삽입되는 튜브재의 중간 부분에 주입유닛, 케이블, 증기 주입공 형성부재를 포함하는 증기 주입장치를 통해 증기를 주입할 수 있으므로 튜브재의 내부로 충분한 양의 증기가 주입될 수 있다.
또, 본 발명의 관로보수 라이닝공법의 증기 주입장치는 상기와 같이 충분한 양의 증기가 주입될 수 있으므로 증기의 부족으로 인해 튜브재에 함침된 수지가 용융되지 않아 관로가 보수되지 않는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 증기 주입장치가 관로보수 라이닝공법에 적용된 상태를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 관로보수 라이닝공법의 튜브재 반전장치의 결합단면도를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 증기 주입장치가 튜브재가 설치된 상태를 도시한 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 증기 주입장치에서 제21밸브가 개방되어 증기 주입공 형성부재에 의해 튜브재의 외면에 증기 주입공을 형성할 수 있는 상태를 도시한 도면이다.
도 5는 도 3에 도시된 증기 주입장치에서 제21밸브가 폐쇄된 상태를 도시한 도면이다.
도 6은 도 1에 도시된 관로보수 라이닝공법에서 튜브재의 전단에 설치되는 압축공기 및 증기를 배출하기 위한 배출장치가 설치된 상태를 도시한 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 관로보수 라이닝공법의 스팀 주입 및 배출장치에 대해 상세히 설명한다.
도 1을 참고하면, 관로보수 라이닝공법을 수행하기 위한 설비는 보수하고자 하는 지중의 관로(P)에 튜브재(T)를 삽입시키는 튜브재 반전장치(A)와, 튜브재(T)를 관로(P)에 삽입하기 위하여 튜브재(T)를 반전시키는 동시에 팽창시키도록 튜브재(T)에 압축공기를 공급하는 압축공기 발생장치(C)와, 튜브재 반전장치(A)에 의해 관로(P)에 삽입된 튜브재(T)에 함침된 수지를 용융시키기 위하여 제1튜브재(T)의 내부로 증기를 공급하는 증기 발생장치(B)를 포함한다.
상기의 튜브재 반전장치(A)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 튜브재(T)가 인입되는 입구(101), 내부공간(102) 및 튜브재(T)가 인출되는 출구(103)를 구비한 주 챔버(100)와, 주 챔버(100)의 출구에 연통되게 연장되며 전방 선단에는 주 챔버(100)의 출구와 내부공간(102)을 통과한 튜브재(T)의 선단을 외측에서 반전시켜 고정한 고정부(112)를 구비한 반전용 보조 챔버(110)와, 튜브재(T)를 주 챔버(100)의 내부공간으로 견인하는 견인기구(200)와, 주챔버(100)의 입구(101) 및 출구(103)를 개폐하도록 실린더(104,106)에 의해 작동되는 입구 및 출구 개폐밸브(105,107)와, 관로(P)에 일정 부분 삽입된 튜브재(T)의 후방 끝단을 지지하도록 연결하는 지지밴드를 권취하는 권취롤(R)을 포함한다.
이때, 상기와 같은 구성을 포함하는 튜브재 반전장치(A)는 개시된 한국등록특허 제10-0951450호와 동일하므로 구체적인 설명을 생략한다.
압축공기 발생장치(C)는 상술한 바와 같이 튜브재(T)를 관로(P)에 삽입시키기 위하여 튜브재(T)의 내부에 압축공기를 공급하는 역할을 한다.
구체적으로, 압축공기 발생장치(C)는 도시된 바와 같이 압축공기를 제1관로(L1)를 통해 주 챔버(100)의 내부공간(102)으로 주입한다. 이와 같이 주 챔버(100)의 내부공간(102)으로 유입된 압축공기는 주 챔버(100)의 출구(103)를 통하여 보조 챔버(110) 안으로 배출되면서 주 챔버(100)의 내부공간(102)의 튜브재(T)를 보조 챔버(110)로 이송시키고 이어서 튜브재(T)를 보조 챔버(110)의 출구 외측으로 팽창시켜 밀어낸다.
상기의 과정에서 튜브재(T)의 선단은 고정부(112)에 고정되어 있으므로 튜브재(T)의 내측면이 외측을 향하고 반대로 외측면은 내측을 향하도록 반전되면서 보조 챔버(110)의 출구 외측으로 연장된다.
즉, 본 발명은 압축공기 발생장치(C)에 의해 발생되는 압축공기에 의해 상기와 같은 작동을 반복함에 따라 튜브재(T)가 반전되면서 지중의 관로(P)의 내부로 삽입된다.
증기 발생장치(B)는 상술한 바와 같이 튜브재 반전장치(A)에 의해 관로(P)에 삽입된 튜브재(T)에 함침된 수지를 용융시키기 위하여 제1튜브재(T)의 내부로 제2관로(L2)를 이용하여 증기를 공급하는 역할을 한다.
한편, 근래에는 지중에 매설되는 관로가 점차 대구경화되는 추세에 따라 이 대구경 관로의 보수재로 사용되는 튜브재(T)도 1,300mm 이상의 대구경으로 이루어진다. 이러한 대구경 튜브재(T)는 도 1에 도시된 바와 같이 종래와 비교할 때 긴 길이를 갖는다.
상기와 같이 증기 발생장치(B)를 이용하여 대구경 관로(P)에 삽입되는 튜브재(T)에 증기를 공급하는 과정에서 증기는 제2관로(L2)를 통해 튜브재(T)에 공급되므로, 튜브재(T)의 중간 부분에는 증기가 용이하게 공급되지 않을 수 있다.
예를 들면, 하나의 증기 발생장치(B)는 관로(P)의 직경이 1300mm 일 때 100m 길이의 튜브재(T)에 증기를 용이하게 공급할 수 있다. 하지만 대구경 관로(P)의 경우에는 100m 이상의 튜브재(T)가 관로(P)에 삽입될 수 있는데, 이러한 경우에는 튜브재(T)의 길이가 100m 이상의 길이를 가지므로 하나의 증기 발생장치(B)로 튜브재(T)의 내부로 충분한 증기를 공급할 수 없게 된다.
이를 방지하기 위해 본 발명에서는 관로(P)에 삽입되는 튜브재(T)의 중간 부분에 별도의 증기 발생장치(B')를 통해 증기를 공급받을 수 있도록 하는 증기 주입장치(300)를 배치한다. 이러한 증기 주입장치(300)는 도시된 바와 같이 맨홀을 통해 노출되는 튜브재(T)의 외면에 배치되는 것이 바람직하다.
증기 주입장치(300)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 튜브재(T)의 외면에 배치되는 주입유닛(310)과, 이 주입유닛(310)이 튜브재(T)의 외면에서 용이하게 배치될 수 있도록 주입유닛(310)과 연결되는 동시에 튜브재(T)의 외면을 감싸는 케이블(370)과, 주입유닛(310)을 통해 튜브재(T)의 내부로 증기가 공급될 수 있도록 튜브재(T)에 증기 주입공(미도시)을 형성하는 증기 주입공 형성부재(380)를 포함한다.
주입유닛(310)은 튜브재(T)의 상면에 밀착되는 밀착부(320)와, 이 밀착부(320)와 연결되며 별도의 증기 발생장치(B')로부터 증기를 공급받을 수 있도록 마련되는 밸브부(330)를 포함한다.
밀착부(320)는 도시된 바와 같이 원호형상의 플레이트로 마련되어 튜브재(T)의 상면에 밀착된다. 이러한 밀착부(320)는 튜브재(T)와 용이하게 밀착될 수 있도록 고무재질로 이루어질 수 있다. 특히, 밀착부(320) 중 적어도 바닥은 고무재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
또, 밀착부(320)에는 밸브부(330)가 장착되는 장착부재(321)가 형성된다. 이러한 장착부재(321)에는 튜브재(T)의 외면에 증기 주입공을 형성하기 위해 증기 주입공 형성부재(380)가 밸브부(330)를 통해 삽입된다.
또, 밀착부(320)의 양 측에는 케이블(370)이 용이하게 튜브재(T)의 외면을 감싸도록 연결되는 연결부재(323)가 마련된다. 즉, 케이블(370)의 단부에는 밀착부(320)의 연결부재(323)에 연결되게 하는 걸림부재(371)가 각각 장착된다.
밸브부(330)는 도시된 바와 같이 밀착부(320)의 장착부재(321)에 장착되는 밸브몸체(340)와, 이 밸브몸체(340)의 일측에 배치되며 별도의 증기 발생장치(B')와 연결되는 제3도관(L3)이 연결되는 제2밸브(360)와, 밸브몸체(340)의 상단에 배치되며 증기 주입공 형성부재(380)가 삽입되도록 개폐 가능하게 마련된 제1밸브(350)를 포함한다.
제1밸브(350)는 상술한 바와 같이 증기 주입공 형성부재(380)가 삽입되어 튜브재(T)의 외면에 증기 주입공을 형성할 수 있도록 개폐한다. 이러한 제1밸브(350)는 밸브몸체(340)와 결합되는 몸체(351)와, 이 몸체(351)의 내부에 배치되되 통공(354)이 형성되는 볼부재(353)와, 이 볼부재(353)를 회동시키도록 마련된 레버부재(355)를 포함한다.
이때, 볼부재(353)는 평상 시 상하방향으로 통공(354)이 형성되도록 배치되는데, 작업자가 이 통공(354)을 관통하여 증기 주입공 형성부재(380)를 삽입시켜 튜브재(T)의 외면에 증기 주입공을 형성한다. 또, 증기 주입공을 형성한 후에는 작업자가 레버부재(355)를 이용하여 볼부재(353)를 회전시켜 통공(354)을 통해 튜브재(T) 내부의 압축공기 또는 증기가 외부로 배출되지 않게 한다.
제2밸브(360)는 상술한 바와 같이 별도의 증기 발생장치(B')와 연결되는 제3도관(L3)이 연결된다. 이로 인해 본 발명에서는 작업자가 증기 주입공 형성부재(380)를 이용하여 튜브재(T)의 외면에 증기 주입공을 형성한 후 이 제2밸브(360)의 개폐에 따라 튜브재(T)의 내부로 증기가 유입되거나 차단된다.
케이블(370)은 상술한 바와 같이 주입유닛(310)이 튜브재(T)의 외면에서 용이하게 배치될 수 있도록 주입유닛(310)과 연결되는 동시에 튜브재(T)의 외면을 감싸는 역할을 한다. 이를 위해 케이블(370)의 단부에는 주입유닛(310)의 밀착부(320)에 형성된 연결부재(323)에 걸리게 되는 걸림부재(371)가 설치된다.
증기 주입공 형성부재(380)는 작업자가 이 증기 주입공 형성부재(380)를 용이하게 회전시킬 수 있도록 상부에 마련된 손잡이와, 이 손잡이의 회전에 따라 튜브재(T)의 외면에 증기 주입공을 용이하게 형성하도록 첨단으로 이루어진 하단부를 포함한다.
또한, 다시 도 1 및 도 6을 참고하면 관로(P)에 삽입되는 튜브재(T)의 전단에는 이 튜브재(T)의 내부로 주입되는 압축공기 및 증기로 인해 튜브재(T)의 내부압력이 상승되어 튜브재(T)가 손상되는 것을 방지하도록, 튜브재(T) 내부의 공기를 배출시키는 배출장치(400)가 마련된다.
이러한 배출장치(400) 역시 증기 주입장치(300)와 같은 구성으로 마련되되, 밸브몸체에 공기 배출을 위한 다수의 밸브가 장착되는 것이 상이하다. 미설명부호 410은 다수의 밸브에 장착되는 별도의 도관이다.
따라서 본 발명에서는 대구경의 관로를 보수할 때 이 관로에 삽입되는 튜브재의 중간 부분에 주입유닛, 케이블, 증기 주입공 형성부재를 포함하는 증기 주입장치를 통해 증기를 주입할 수 있으므로 튜브재의 내부로 충분한 양의 증기가 주입될 수 있다.
또, 본 발명에서는 상기와 같이 충분한 양의 증기가 주입될 수 있으므로 증기의 부족으로 인해 튜브재에 함침된 수지가 용융되지 않아 관로가 보수되지 않는 것을 방지할 수 있다.
A : 튜브재 반전장치 B,B' : 증기 발생장치
C : 압축공기 발생장치 P : 관로
T : 튜브재 100 : 주 챔버
101 : 입구 102 : 내부공간
103 : 출구 104,106 : 실린더
15,107 : 입구 및 출구 개폐밸브 110 : 보조 챔버
112 : 고정부 200 : 튜브재의 견인기구
300 : 증기 주입장치 310 : 주입유닛
320 : 밀착부 321 : 장착부재
323 : 연결부재 330 : 밸브부
340 : 밸브몸체 350 : 제1밸브
351 : 제1밸브의 몸체 353 : 볼부재
354 : 볼부재의 통공 355 : 레버부재
360 : 제2밸브 370 : 케이블
371 : 걸림부재 380 : 증기 주입공 형성부재

Claims (5)

  1. 대구경 관로(P)를 보수하기 위하여 상기 대구경 관로(P)에 삽입되는 튜브재(T)의 중간에 증기를 주입하는 관로보수 라이닝공법의 증기 주입장치에 있어서,
    상기 증기 주입장치(300)는,
    상기 대구경 관로(P)에 삽입되는 튜브재(T)의 외면에 배치되는 주입유닛(310)과, 상기 주입유닛(310)이 상기 튜브재(T)의 외면에서 배치될 수 있도록 상기 주입유닛(310)과 연결되는 동시에 상기 튜브재(T)의 외면을 감싸는 케이블(370)과, 상기 주입유닛(310)을 통해 상기 튜브재(T)의 내부로 증기가 공급될 수 있도록 상기 튜브재(T)에 증기 주입공을 형성하는 증기 주입공 형성부재(380)를 포함하는 것을 특징으로 하는 관로보수 라이닝공법의 증기 주입장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 주입유닛(310)은,
    상기 튜브재(T)의 상면에 밀착되는 원호형상의 플레이트로 마련되는 밀착부(320)와, 상기 밀착부(320)와 장착되며 증기 발생장치(B')로부터 증기를 공급받을 수 있도록 개폐되는 밸브부(330)를 포함하고,
    상기 밸브부(330)는,
    상기 밀착부(320)에 장착되는 밸브몸체(340)와,
    상기 밸브몸체(340)의 상단에 배치되며 상기 증기 주입공 형성부재(380)가 삽입되어 상기 튜브재(T)의 외면에 상기 증기 주입공을 형성할 수 있도록 개폐되는 제1밸브(350)와,
    상기 밸브몸체(340)의 일측에 배치되어 상기 증기 발생장치(B')와 연결되는 도관과 연결되며, 상기 증기 발생장치(B')의 증기가 상기 증기 주입공을 통해 상기 튜브재(T)의 내부로 주입될 수 있도록 개폐되는 제2밸브(360)를 포함하는 것을 특징으로 하는 관로보수 라이닝공법의 증기 주입장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1밸브(350)는 상기 밸브몸체(340)와 결합되는 몸체(351)와, 상기 몸체(351)의 내부에 배치되되 상기 증기 주입공 형성부재(370)가 삽입되어 관통되는 통공(354)이 형성되는 볼부재(33)와, 상기 볼부재(33)를 회동시키도록 마련된 레버부재(355)를 포함하는 것을 특징으로 하는 관로보수 라이닝공법의 증기 주입장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 밀착부(320)는 적어도 일부가 상기 튜브재(T)와 밀착될 수 있도록 고무재질로 이루어지며,
    상기 밀착부(320)의 양측에는 상기 케이블(370)이 상기 튜브재(T)의 외면을 감싸도록 상기 케이블(370)의 단부에 마련되는 걸림부재(371)가 연결되는 연결부재(323)가 마련된 것을 특징으로 하는 관로보수 라이닝공법의 증기 주입장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 증기 주입공 형성부재(380)는 작업자가 상기 증기 주입공 형성부재(380)를 파지하여 회전시킬 수 있도록 상부에 마련된 손잡이와, 상기 손잡이를 회전시킬 때 상기 튜브재(T)의 외면에 증기 주입공을 형성시킬 수 있도록 첨단으로 이루어진 하단부를 갖는 것을 특징으로 하는 관로보수 라이닝공법의 증기 주입장치.
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