KR20140017030A - 가변형 비굴착 관로 보수 장치를 이용한 보수 공법 - Google Patents

Abstract

가변형 비굴착 관로 보수 장치를 이용한 보수 공법이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 가변형 비굴착 관로 보수 장치를 이용한 보수 공법은, 배관 내의 보수구간을 확인하고 이를 분석하는 단계, 상기 보수구간 내의 장애물을 제거하는 단계, 상기 보수구간 내로 가변형 보수 장치를 삽입하는 단계, 상기 가변형 보수 장치의 직경을 상기 보수구간의 직경에 맞게 확장하는 단계, 상기 가변형 보수 장치의 외측에 형성되어 상기 보수구간의 상기 내측표면과 밀착된 라이너를 경화시키는 단계, 및 상기 가변형 보수 장치의 직경을 축소시켜 상기 라이너로부터 상기 가변형 보수 장치를 분리하는 단계를 포함한다.

Description

가변형 비굴착 관로 보수 장치를 이용한 보수 공법{REPARING METHOD FOR CONDUIT USING CHANGEABLE REPARING DEVICE}

본 발명은 가변형 비굴착 관로 보수 장치를 이용한 보수 공법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상하수도관에 대한 보수 시공 효율을 높이고, 보수 시공 시간을 단축시킬 수 있는 가변형 비굴착 관로 보수 장치를 이용한 보수 공법에 관한 것이다.

도시화와 함께 지하에는 상하수도관 및 가스관과 같은 각종 배관이 매설되었으며, 이와 같은 배관은 시간이 지남에 따라 점차 노후화되어 부식이 발생하게 되었다. 배관의 부식으로 인해 상하수가 누출되거나, 식수의 오염이 발생하며, 가스가 누출되어 노후된 배관의 보수 문제가 중요한 이슈가 되고 있다.

지하에 매설된 상하수도관 또는 가스관 등을 보수하기 위하여 굴착 공사를 하는 경우, 이에 따른 막대한 공사비와 교통체증의 가중, 안전사고의 발생, 환경문제 등 사회적 손실 비용이 증가하게 된다. 이에 따라, 비굴착식 상하수도 보수 공법이 개발되기 시작하였다. 특히 우리나라의 경우는 도로의 폭이 좁고 굴곡부위가 많으며, 가지관 연결부나 맨홀과 같은 부대시설 접합부위가 많다. 또한, 배관의 매설 심도가 깊어 작업 환경이 열악하여 지장물의 제거 등에 사용되는 부대비용이 많이 소비되는 현장이 많아 비굴착식 배관 보수 공법이 유리하다.

비굴착식 상하수도 보수 공법으로는 신관 삽입 공법(slip lining), 변형관 삽입 공법(close fit pipes lining, fold and form lining), 제관공법(spirally wound pipes lining) 및 보강 튜브 경화 공법(cured in place pipe) 등이 있다.

이중에서 최근에는 보강 튜브 경화 공법이 가장 주목 받고 있으며, 세계 각국에서 다양한 기술을 개발 중에 있다. 보강 튜브 경화 공법은, 균열 또는 손상된 상하수도관에 라이너를 삽입한 후 라이너를 경화시켜서 상하수도관을 보강하게 된다.

기존의 라이너는 직경이 일정한 형태이며, 상하수도관 중에서 보강할 손상부의 직경에 맞춰 라이너를 하수구 통로를 통해 삽입한 후 해당 손상부 위치까지 라이너를 이동시키게 된다. 라이너의 직경이 큰 경우에는 좁은 하수구 통로를 통해 삽입한 후 이동경로를 따라 라이너를 이동시키기 어려운 경우가 발생하게 된다.

따라서, 보강 튜브 경화 공법을 보완하여, 보강 튜브를 원하는 위치로 정밀하게 삽입한 후 이를 원하는 위치까지 용이하게 이동시킬 수 있는 새로운 공법이 요구된다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 손상된 상하수도관의 직경 및 손상부위의 길이에 무관하게 사용될 수 있는 가변형 비굴착 관로 보수 장치를 이용한 보수 공법을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 가변형 비굴착 관로 보수 장치를 이용한 보수 공법은, 배관 내의 보수구간을 확인하고 이를 분석하는 단계, 상기 보수구간 내의 장애물을 제거하는 단계, 상기 보수구간 내로 가변형 보수 장치를 삽입하는 단계, 상기 가변형 보수 장치의 직경을 상기 보수구간의 직경에 맞게 확장하는 단계, 상기 가변형 보수 장치의 외측에 형성되어 상기 보수구간의 상기 내측표면과 밀착된 라이너를 경화시키는 단계, 및 상기 가변형 보수 장치의 직경을 축소시켜 상기 라이너로부터 상기 가변형 보수 장치를 분리하는 단계를 포함한다.

상술한 바와 같은 본 발명에 실시예에 따른 가변형 비굴착 관로 보수 장치를 이용한 보수 공법에 의하면, 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 가변형 비굴착 관로 보수 장치를 이용한 보수 공법은 유체충전백에 의해 수지 함침 부직포를 포함하는 라이너의 직경이 가변되어 상하수도관에 용이하게 삽입되며 경로 전환이 자유롭기 때문에 공간 활용 측면에서 유리하다.

또한, 보수할 상하수도관의 직경이 서로 다르더라도 직경 가변형 보수 장치의 직경을 배관의 직경에 맞게 가변시켜 범용적으로 사용할 수 있으며 신속한 보수 작업을 수행할 수 있다.

본 발명의 효과는 상기한 내용에 한정되지 않으며, 후술하는 실시예에 따라 추가적인 효과가 기술된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변형 비굴착 관로 보수 장치를 이용한 보수 공법을 나타내는 순서도이다.
도 2 내지 도 10은 도 1에 따른 보수 공법을 순서대로 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 도 1에 따른 보수 공법에 사용되는 가변형 보수 장치의 사시도이다.
도 12는 도 11의 가변형 보수 장치의 구조를 나타내는 측면도이다.
도 13은 도 11의 가변형 보수 장치의 다른 구조를 나타내는 측면도이다.
도 14는 도 12의 가변형 보수 장치의 내부 구조를 나타내는 단면도이다.
도 15는 도 14의 가변형 보수 장치의 길이가변 후의 내부 구조를 나타내는 단면도이다.
도 16은 도 15의 가변형 보수 장치의 길이가변 후의 외부 구조를 나타내는 도면이다.
도 17은 도 11의 가변형 보수 장치의 유체충전백에 유체를 공급하기 위한 공급관이 연결된 구조를 도시한 도면이다,
도 18은 도 17의 공급관을 통해 유체가 공급되어 부피가 팽창된 가변형 보수 장치를 도시한 도면이다.
도 19는 도 18의 가변형 보수 장치의 유체 공급 전후의 부피변화를 비교하는 도면이다.
도 20은 도 1에 따른 보수 공법에 사용되는 다른 보수 장치의 도면이다.
도 21은 도 20의 가변형 보수 장치의 바퀴 배치 구조를 나타내는 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

이하, 도 1 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 가변형 비굴착 관로 보수 장치를 이용한 보수 공법에 대하여 상세히 설명한다. 여기서, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변형 비굴착 관로 보수 장치를 이용한 보수 공법을 나타내는 순서도이고, 도 2 내지 도 10은 도 1에 따른 보수 공법을 순서대로 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가변형 비굴착 관로 보수 장치를 이용한 보수 공법은, 배관 내의 보수구간을 확인하고 이를 분석하는 단계(S110), 상기 보수구간 내의 장애물을 제거하는 단계(S120), 상기 보수구간 내로 가변형 보수 장치를 삽입하는 단계(S130), 상기 가변형 보수 장치의 직경을 상기 보수구간의 직경에 맞게 확장하는 단계(S140), 상기 가변형 보수 장치의 외측에 형성되어 상기 보수구간의 상기 내측표면과 밀착된 라이너를 경화시키는 단계(S150), 및 상기 가변형 보수 장치의 직경을 축소시켜 상기 라이너로부터 상기 가변형 보수 장치를 분리하는 단계(S160)를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 적용되는 가변형 비굴착 관로 보수 장치를 이용한 보수 공법은 보수의 대상이 되는 배관(200)에 열경화성 수지가 함침된 부직포를 포함하는 라이너(liner: 150)를 삽입하고, 저온 또는 고온에서 경화시켜, 배관(200)의 내측을 라이너(150)로 보강하여 파손된 배관(200)을 보수하는 공법이다.

도 1 및 도 2를 함께 참조하면, 먼저 손상부위(210)가 존재하는 배관(200) 내의 보수구간을 확인하고 이를 분석한다(S110). 협소한 배관(200) 내의 손상부위(210)를 파악하기 위해 소형 탐지 장치(300)가 사용될 수 있다.

소형 탐지 장치(300)는 외부로부터 수신된 제어신호를 처리하는 제어유닛, 배관 내부를 탐색하기 위한 바퀴구동체, 바퀴구동체가 동력을 전달하는 모터, 배관 내부의 영상을 촬영하기 위한 촬영유닛, 촬영유닛에 의해 획득한 영상을 외부로 전달하기 위한 통신유닛, 어두운 배관 내부에 조명을 조사하는 조명유닛을 포함할 수 있다.

바퀴구동체가 구동하여 배관(200) 내부를 이동하게 되고, 조명유닛에 의해 소정의 조도가 확보된 상황에서 촬영유닛에 의해 배관(200) 내부의 영상을 얻을 수 있으며, 획득된 영상은 통신유닛 등을 통해 배관(200) 외부의 모니터 장비에 전송될 수 있다.

따라서, 작업자는 배관(200) 외부의 모니터 장비를 통해 배관(200) 내부의 상태를 파악할 수 있으며, 제어유닛으로 방향 및 속도에 대한 제어신호를 전송하여 소형 탐지 장치(300)를 제어할 수 있다.

작업자의 모니터 장비 상에서 손상부위가 발견되면, 작업자는 해당 위치를 기록하고, 보수구간의 정보를 분석하게 된다. 보수구간은 손상부위(210)가 존재하는 배관 내의 가상의 구획 영역일 수 있으며, 손상부위(210)의 면적에 따라 보수구간이 좁거나 넓게 설정될 수 있다.

몇몇 다른 실시예에 따르면, 배관(200)의 내부를 조사하는 방법으로는 내시경 또는 카메라가 장착된 로봇을 투입하여 육안으로 파손 부위를 확인할 수도 있다. 내시경 또는 로봇은 맨홀을 통하여 투입될 수 있으며, 필요에 따라서는 배관(200)의 일부를 굴착하여 삽입할 수도 있다.

도 1 및 도 3을 함께 참조하면, 보수구간의 확인 및 분석 작업이 완료되면 이어서 보수구간 내의 장애물(250)을 제거하게 된다(S120). 배관(200) 내의 장애물(250)의 종류에는 제한이 없으며, 부유물이 퇴적되어 형성된 퇴적물이거나, 배관(200) 내에 투입된 나뭇가지 등과 같은 이물질일 수 있다.

소형 탐지 장치(300)를 배관(200)에서 빼낸 후, 장애물(250)을 제거하기 위한 소형 절삭 장치(400)를 배관(200)에 다시 투입할 수 있다.

몇몇 실시예에서는, 소형 탐지 장치(300)과 소형 절삭 장치(400)가 하나로 구성될 수도 있다.

소형 절삭 장치(400)는 절삭날(410)를 포함하여 배관(200) 내부의 장애물(250)를 절삭 또는 파괴할 수 있다.

소형 절삭 장치(400)는 소형 탐지 장치(300)와 마찬가지로 외부의 작업자로부터 제어 신호를 수신하여 제어되어 손상부위(210)가 존재하는 보수구간까지 이동될 수 있으며, 보수구간 내의 장애물(250)를 제거할 수 있다.

몇몇 다른 실시예에서 배관(200)의 장애물(250) 제거 작업이 수행되기 전에 보수 작업을 위하여 배관(200) 내부를 세정하는 작업이 수행될 수 있다. 구체적으로, 작업할 배관(200) 내부로 상수 또는 하수 등이 유입되는 것을 방지하기 위하여 상류관을 차수 장치로 차단할 수 있으며, 배관(200) 내부에 고압 분사기를 이용하여 고압의 세정수를 분사하여 배관(200) 내부를 세정할 수 있다. 이와 같은 고압 분사기에 의한 세정수의 분사와 함께 내부의 이물질 또는 침전물을 흡입하여 배관(200) 내부를 깨끗하게 세정한다.

도 1 및 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 가변형 비굴착 관로 보수 장치를 이용한 보수 공법은, 손상부위(210)가 존재하는 보수구간의 내측표면을 그라인딩하는 단계를 더 포함할 수 있다(S125). 배관(200)의 내측표면은 물때나 이끼 등이 적층되어 미끄러운 면으로 구성될 수 있다. 따라서, 추후에 보수 작업을 위해 삽입한 라이너가 배관(200)의 내측표면에 밀착 결합되지 않을 수 있다.

따라서, 손상부위(210)가 존재하는 보수구간의 내측표면을 그라인딩하여 인위적인 표면거칠기를 제공할 수 있다. 그라인딩 표면(270)은 미세 요철이 형성되어 라이너와의 흡착력이 증가될 수 있다.

그라인딩 표면(270)은 소형 절삭 장치(400)에 포함된 그라인더(420)에 의해 생성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 그라인더를 포함하는 별도의 장비를 통해 수행될 수도 있다.

도 1 및 도 5 내지 도 7을 함께 참조하면, 그라인딩 표면(270)이 생성되면, 보수구간 내로 가변형 보수 장치(100)가 삽입된다(S130). 배관(200) 내의 보수구간 내로 가변형 보수 장치(100)가 삽입되는 과정에서, 본 실시예에 따른 가변형 비굴착 관로 보수 장치를 이용한 보수 공법은, 가변형 보수 장치(100)의 길이를 축소하는 단계, 가변형 보수 장치(100)가 배관(200) 내의 소정 지점(290)을 통과되도록 하는 단계, 소정 지점(290)을 통과시킨 후 가변형 보수 장치(100)의 길이를 증가시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

즉, 도시된 바와 같이, 보수구간의 길이에 맞춰서 가변형 보수 장치(100) 및 라이너를 형성하게 될 경우, 소정 지점(290) 예를 들어, 배관(200) 내에서 진행방향이 변경되는 선회 지점 등에서 가변형 보수 장치(100)를 회전시키지 못하는 경우가 발생할 수 있다.

따라서, 선회 지점(290)을 통과하기 전에 가변형 보수 장치(100)의 길이를 축소하고, 선회 지점(290)를 통과한 후에 다시 가변형 보수 장치(100)의 길이를 원상회복 시킬 수 있다. 이를 위해 가변형 보수 장치(100)는 직경이 가변될 뿐만 아니라 길이가 가변되는 구조를 가질 수 있다. 이와 같은 가변형 보수 장치(100)의 구조에 대해서는 상세히 후술한다.

도 1 및 도 8을 함께 참조하면, 가변형 보수 장치(100)가 원하는 위치에 도달한 후, 가변형 보수 장치(100)의 직경을 배관(200)의 보수구간의 직경에 맞게 조절한다(S140).

이를 위해, 후술하는 바와 같이 가변형 보수 장치(100)는 라이너의 내측에 유체충전백(140)을 포함한다. 유체충전백(140)은 유체공급관(180)이 삽입되는 유체의 양에 따라 직경이 가변될 수 있으며, 이로 인해 가변형 보수 장치(100)의 전체 직경이 가변될 수 있다.

유체충전백(140)이 팽창하면 유체충전백(140)의 외부에 형성된 라이너(150)도 함께 팽창하게 되고, 라이너(150)가 그라인딩 표면(270)과 맞닿아서 결합하게 된다.

이와 같이 파손된 배관(200) 내측면에 라이너(150)가 삽입되는데, 라이너(150)는 배관(200)의 파손부(210)를 통하여 배관(200) 내의 하수, 상수 및 가스 등과 같은 유체가 유출되는 것을 방지하고 배관(200) 내부로 이물질이 유입되는 것을 방지하는 역할을 한다.

도 1, 도 9 및 도 10을 함께 참조하면, 가변형 보수 장치(100)의 외측에 형성되어 보수구간의 내측표면과 밀착된 라이너(150)를 경화시키게 된다(S150).

라이너(150)에 포함된 열경화성 수지에 열을 가하여 팽창된 상태에서 라이너(150)를 경화시킬 경우, 라이너(150)가 그라인딩 표면(270)과 밀착된 상태로 경화되어 손상부위(210)를 라이너(150)로 보강할 수 있게 된다.

이어서, 가변형 보수 장치(100)의 직경을 축소시켜 라이너(150)로부터 가변형 보수 장치(100)를 분리한다(S160).

따라서, 경화된 라이너(150)가 배관(200)에 고착된 상태로 유지되어 손상부위(210)가 경화된 라이너(150)에 의해 커버될 수 있다.

이하, 도 11 내지 도 19를 참조하여, 보수 공법에 사용되는 가변형 보수 장치의 상세한 구조에 대해 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 보수 공법에 사용되는 가변형 보수 장치(100)는, 제1 원통 형상의 제1 본체(110), 제1 본체(110)의 일단에 형성되는 제1 결합단(111), 제1 본체(110)와 연결되는 제2 원통 형상의 제2 본체(120), 제2 본체(120)의 일단에 형성되되 제1 결합단(111)과 결합되는 제2 결합단(121), 및 제1 및 제2 본체(110, 120)의 외면에 삽입되는 유체충전백(140)을 포함할 수 있다.

도 11을 참조하면, 본체(110, 120)의 외면에 유체가 충진되어 부피가 가변되는 유체충전백(140) 및 유체충전백(140)의 외면에 열경화성 수지가 함침된 부직포를 포함하는 라이너(150)가 형성되는 구조가 도시된다. 본 실시예에 따른 직경 가변형 보수 장치는 손상된 부위를 포함하는 상하수도관에 삽입되고, 외면에 형성된 라이너(150)가 경화되어 손상된 상하수도관을 보강하게 된다.

본체(110, 120), 유체충전백(140) 및 라이너(150)는 상하수도관의 일반적인 형상에 대응하여 원통 형상으로 형성되나, 이에 한정되는 것은 아니며 삽입되는 관의 단면 형상에 따라 다른 형태로 형성될 수도 있다.

유체충전백(140)은 유체주입관에 의해 유체가 주입되는 유체주입구(141)가 형성된다. 유체충전백(140)은 본체(110, 120)를 감싸는 튜브 형태로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

유체충전백(140)에 주입된 유체의 양에 따라 전체 직경이 가변될 수 있다. 유체충전백(140)에 주입되는 유체는 일반적인 조성비를 가지는 공기일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 질소 가스 등과 같은 단일 가스로 충전될 수도 있다.

유체충전백(140)이 본체(110, 120)에 삽입된 상태가 유지될 수 있도록, 제1 본체의 타단 및 제2 본체의 타단에는 걸림부(112, 122)가 형성될 수 있다. 걸림부(112, 122)는 본체(110, 120)의 외곽면보다 더 돌출되어 유체충전백(140)의 양 단부를 지지하여 유체충전백(140)이 본체(110, 120)로부터 이탈되지 않도록 방지할 수 있다.

유체충전백(140)의 재질에는 제한이 없으며, 유체가 충전될 경우 부피가 증가될 수 있도록 복원력을 지니는 재질이면 제한없이 유체충전백(140)을 구성할 수 있다.

라이너(150)는 열경화성 수지가 함침된 부직포(151)와 부직포(151)의 외측을 둘러싸는 비닐(152)을 포함할 수 있다. 구체적으로 설명하면, 두 겹으로 접힌 부직포(151)에 액상의 열경화성 수지를 함침시킨다. 예를 들어, 열경화성 수지는 저온 경화성 수지일 수 있다. 저온 경화성 수지란 상온에서 별도의 열을 가하지 않더라도 약 1~6 시간 안에 경화되는 수지를 말하며, 메틸메타크릴레이트(Methyl Methacrylate: MMA)를 사용하기 때문에 0~10?이 환경조건인 하수관거에서 종래의 방식인 순환온수나 고온증기 등의 열에 의한 경화과정을 거치지 않고 저온에서도 경화될 수 있다. 수지가 함침된 부직포(151)의 외측에 비닐(152)을 덮어 배관(200) 내부에 삽입한 후, 수지를 경화시키면 배관(200) 형상의 내측관이 형성된다.

비닐(152)은 부직포(151) 내부에 공기가 채워져 부직포(151)가 팽창하게 되는 경우 부직포(151)를 둘러싸는 커버가 된다. 즉, 부직포(151)를 둘러싸는 커버로는 비닐(152)만 한정되는 것은 아니고, 부직포(151)의 피복 재료로 사용될 수 있는 폴리 프로필렌, 폴리스티렌 등 다양한 재료를 이용할 수 있을 것이다. 특히, 시공 환경에 따라 초저온의 조건에서도 수지의 경화가 가능할 수 있도록 단열재로 형성된 커버를 사용할 수도 있다.

도 12를 참조하면, 유체충전백(140) 내부의 본체(110, 120) 구조가 도시된다. 제1 본체(110)와 제2 본체(120)가 동일한 직경의 원통 형상으로 형성될 수 있으며, 제1 본체(110)의 제1 결합단(111)과 제2 본체(120)의 제2 결합단(121)이 결합되어, 결합된 본체(110, 120)를 형성한다.

도시된 바와 같이, 제1 결합단(111)과 제2 결합단(121)은 끼워맞춤되어 결합될 수 있으며, 이를 위해 제1 결합단(111)과 제2 결합단(121)의 직경이 미세하게 상이하도록 구성될 수 있다.

결합단(111, 121)은 일측이 타측의 내부 공간으로 삽입되는 형태일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 돌기와 홈이 맞물리는 형태 등으로 제한없이 구성될 수 있다.

도 13을 참조하면, 제1 결합단(111)과 제2 결합단(121) 사이에 오링(O-ring; 160)이 추가로 삽입되는 구성이 도시된다. 오링(160)은 제1 결합단(111)과 제2 결합단(121)의 결합력을 부가하며, 내부로 이물질이 침투되지 않도록 차단하는 역할을 수행할 수 있다. 오링(160)은 결합단(111, 121)의 길이에 따라 복수로 구성될 수 있다. 도시된 예에서, 오링(160)은 직경이 상대적으로 작은 제1 결합단(111)의 외면의 원주방향을 따라 삽입된 형태로 도시되었으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 반대로 제2 결합단(121)의 직경이 작은 경우 오링(160)은 제2 결합단(121)의 외주면에 형성될 수도 있다.

후술하는 바와 같이, 가변길이연결부(130)의 수축 또는 팽창에 따라 제1 본체(110) 및 제2 본체(120) 사이의 간격이 가변될 때, 제1 결합단(111) 및 제2 결합단(121)의 결합 상태가 함께 변경된다. 즉, 결합단(111, 121)이 끼워맞춤 형태로 결합되는 경우에 있어서, 본체(110, 120)가 수축 상태인 경우 제1 결합단(111)의 전체부분이 제2 결합단(121) 내부로 삽입되고, 본체(110, 120)가 팽창 상태인 경우 제1 결합단(111)의 일부만이 제2 결합단(121)에 삽입되는 형태일 수 있다. 이때, 오링(160)이 복수로 구비되는 경우, 본체(110, 120)의 상태에 무관하게 결합단(111, 121) 간의 밀착 상태를 유지할 수 있다.

도 14를 참조하면, 본체(110, 120) 및 결합단(111, 121)의 내부 구조가 도시된다. 제1 본체(110)와 제2 본체(120)는 가변길이연결부(130)에 의해 연결되어 있으며, 가변길이연결부(130)가 수축 또는 팽창됨에 따라 제1 본체(110)와 제2 본체(120) 사이의 간격이 가변되어 전체 본체(110, 120)의 길이가 가변될 수 있다.

도시된 바와 같이, 가변길이연결부(130)는 제1 결합단(111)과 제2 결합단(121)이 형성하는 내부 공간에 배치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 본체(110, 120) 내부의 다른 영역에 배치될 수도 있으며, 본체(110, 120)의 외부에 배치될 수도 있다.

몇몇 실시예에서, 가변길이연결부(130)는 에어실린더 또는 유압실린더일 수 있다. 따라서, 외부에서 공기 또는 유체를 주입 또는 배출시켜서 실린더 내의 압력을 제어하고, 제어된 압력에 따라 가변길이연결부(130)의 수축 또는 팽창이 제어될 수 있다. 가변길이 연결부(130)가 수축 또는 팽창하게 되면, 가변길이연결부(130)의 양단에 연결된 제1 본체(110)와 제2 본체(120) 사이의 간격이 제어될 수 있다.

도 14에 도시된 바와 같이, 가변길이연결부(130)가 수축된 상태인 경우, 제1 본체(110)와 제2 본체(120)가 밀착된 상태로 유지된다.

반면, 도 15에 도시된 바와 같이, 가변길이연결부(130)가 팽창된 상태인 경우, 제1 본체(110)와 제2 본체(120)가 서로 멀어지는 방향으로 이격된 상태로 변경된다. 다만, 제1 본체(110)와 제2 본체(120)가 완전히 분리되지 않도록, 제1 결합단(111)과 제2 결합단(121)의 일부가 서로 맞닿아 결합된 상태를 유지하는 최대팽창범위 이내로 제어될 수 있다.

도 16을 참조하면, 앞서 설명한 바와 같이, 가변길이연결부(130)가 최대로 팽창되어 본체(110, 120)의 길이가 최대로 늘어난 상태를 도시한다. 제1 결합단(111)과 제2 결합단(121)의 일부가 끼워맞춤 상태로 유지되며, 제1 결합단(111)과 제2 결합단(121) 사이의 오링(160)에 의해 밀착 상태가 견고하게 유지될 수 있다.

이하, 도 17 내지 도 19를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 가변형 보수 장치의 직경 가변 구조에 대해 설명한다.

도 17을 참조하면, 본 실시예에 따른 직경 가변형 보수 장치의 유체충전백(140)의 유체주입구(141)에 유체공급관(180)이 연결되어 유체를 주입하게 된다.

도 18을 참조할 때, 유체충전백(140)에 유체가 충전되면 유체충전백(140)의 내압이 증가하여 팽창하게 되고, 유체충전백(140)의 외면에 형성된 라이너(150)도 함께 팽창하여 전체 직경이 증가하게 된다. 반대로 유체충전백(140)으로부터 유체를 배출시키면, 유체충전백(140)의 내압이 감소하여, 유체충전백(140) 및 라이너(150)의 부피가 감소하여 전체 직경이 마찬가지로 감소하게 된다.

위와 같이, 유체충전백(140) 내의 유체의 양을 제어하여 직경 가변형 보수 장치의 직경을 제어할 수 있다.

도 19를 참조하면, 본 실시예에 따른 직경 가변형 보수 장치의 유체 주입 전후의 직경 변화를 나타내는 단면이 도시된다. 도시된 바와 같이, 본체(110, 120)의 직경은 동일하나, 유체충전백(140) 내의 유체의 양에 따라서 본체(110, 120)의 외주면을 감싸는 유체충전백(140) 및 라이너(150)의 부피가 변화된다.

따라서, 보수 작업을 진행하는 배관의 직경이 서로 다르다고 하더라도 유체충전백(140)의 부피(직경)를 제어하여 배관에 밀착되도록 할 수 있다.

이하, 도 20 및 도 21을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 가변형 보수 장치에 대해 설명한다.

본 실시예에 따른 직경 가변형 보수 장치는, 제1 본체(110)의 타단에 부착되는 제1 구동바퀴(171) 및/또는 제2 본체(120)의 타단에 부착되는 제2 구동바퀴(172)를 더 포함할 수 있다.

제1 구동바퀴(171) 및 제2 구동바퀴(172)는 복수로 구비될 수 있으며, 도시된 바와 같이 본체(110, 120)의 방향에 무관하게 안정적으로 지지할 수 있도록 3개 이상의 바퀴를 포함할 수 있다.

본 실시예에 다른 직경 가변형 보수 장치를 견인하는 로봇 구조체에 연결하여 하수관 내로 투입할 때, 직경 가변형 보수 장치의 이동성을 향상시키기 위해 구동바퀴(171, 172) 구조를 포함할 수 있다.

도 20에는 본체(110, 120)의 양 단부에 제1 및 제2 구동바퀴(171, 172)가 구비된 것으로 도시되었으나, 이에 한정되는 것은 아니며 일 단부에만 구동바퀴가 구비되는 구성일 수도 있으며, 본체(110, 120)의 측면에 구동바퀴가 구비되는 구성일 수도 있다.

도 21을 참조하면, 제1 본체(110)의 길이방향에 수직한 단면상에서, 제1 구동바퀴(171)의 외면은 제1 본체(110)의 외주면보다 외측으로 뻗어 있는 구조를 가질 수 있으며, 마찬가지로 제2 본체(120)의 길이방향에 수직한 단면상에서, 제2 구동바퀴(172)의 외면은 제2 본체(120)의 외주면보다 외측으로 뻗어 있는 구조를 가질 수 있다.

따라서, 본체(110, 120)가 지면과 나란한 방향으로 놓이는 경우, 직경 가변형 보수 장치의 이동성을 향상시킬 뿐만 아니라, 본체(110, 120)의 외주면에 형성된 열경화성 수지가 함침된 부직포를 포함하는 라이너(150)가 바닥면에 끌리지 않도록 제1 및/또는 제2 구동바퀴(171, 172)가 본체(110, 120)를 지지하게 되어, 상하수도관 내부에서 목적지까지 이동하는 과정에서 라이너(150)를 보호할 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

100: 가변형 보수 장치
200: 배관

Claims (12)

1. 배관 내의 보수구간을 확인하고 이를 분석하는 단계;
   상기 보수구간 내의 장애물을 제거하는 단계;
   상기 보수구간 내로 가변형 보수 장치를 삽입하는 단계;
   상기 가변형 보수 장치의 직경을 상기 보수구간의 직경에 맞게 조절하는 단계;
   상기 가변형 보수 장치의 외측에 형성되어 상기 보수구간의 상기 내측표면과 밀착된 라이너를 경화시키는 단계; 및
   상기 가변형 보수 장치의 직경을 축소시켜 상기 라이너로부터 상기 가변형 보수 장치를 분리하는 단계를 포함하는, 가변형 비굴착 관로 보수 장치를 이용한 보수 공법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 보수구간의 내측표면을 그라인딩하는 단계를 더 포함하는, 가변형 비굴착 관로 보수 장치를 이용한 보수 공법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 라이너는 상기 그라인딩된 내측표면에 밀착되는, 가변형 비굴착 관로 보수 장치를 이용한 보수 공법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 삽입하는 단계는,
   상기 가변형 보수 장치의 길이를 축소하는 단계;
   상기 가변형 보수 장치가 상기 배관 내의 소정 지점을 통과되도록 하는 단계;
   상기 소정 지점을 통과시킨 후 상기 가변형 보수 장치의 길이를 증가시키는 단계를 포함하는, 가변형 비굴착 관로 보수 장치를 이용한 보수 공법.
5. 제4항에 있어서,
   상기 소정 지점은, 상기 배관 내에서 진행방향이 변경되는 선회 지점인, 가변형 비굴착 관로 보수 장치를 이용한 보수 공법.
6. 제1항에 있어서,
   상기 라이너는 열경화성 수지가 함침된 부직포를 포함하는, 가변형 비굴착 관로 보수 장치를 이용한 보수 공법.
7. 제6항에 있어서,
   상기 열경화성 수지는 변성에폭시인, 가변형 비굴착 관로 보수 장치를 이용한 보수 공법.
8. 제1항에 있어서,
   상기 라이너의 내측에는 유체충전백이 포함되고,
   상기 유체충전백은 유체공급관이 삽입되는 유체주입구가 형성되는, 가변형 비굴착 관로 보수 장치를 이용한 보수 공법.
9. 제8항에 있어서,
   상기 가변형 보수 장치는 상기 유체충전백에 주입된 유체의 양에 따라 전체 직경이 가변되는, 가변형 비굴착 관로 보수 장치를 이용한 보수 공법.
10. 제1항에 있어서,
    상기 가변형 보수 장치는, 일측에 부착되는 구동바퀴를 더 포함하는, 가변형 비굴착 관로 보수 장치를 이용한 보수 공법.
11. 제10항에 있어서,
    상기 가변형 보수 장치의 길이방향에 수직한 단면상에서, 상기 구동바퀴의 외면은 상기 가변형 보수 장치의 외주면보다 외측으로 돌출되는, 가변형 비굴착 관로 보수 장치를 이용한 보수 공법.
12. 제10항에 있어서,
    상기 구동바퀴는 복수로 구비되는, 가변형 비굴착 관로 보수 장치를 이용한 보수 공법.

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