KR20140112243A - 지하매설배관 오염 조사장치 - Google Patents

지하매설배관 오염 조사장치 Download PDF

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KR20140112243A
KR20140112243A KR1020130026738A KR20130026738A KR20140112243A KR 20140112243 A KR20140112243 A KR 20140112243A KR 1020130026738 A KR1020130026738 A KR 1020130026738A KR 20130026738 A KR20130026738 A KR 20130026738A KR 20140112243 A KR20140112243 A KR 20140112243A
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정철권
이윤정
윤효기
안헌
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(주)나스텍이앤씨
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Abstract

본 발명은 지하매설 배관 오염조사장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 지하매설배관 오염조사장치는, 전면에 전면연결고리와 후면에 후면연결고리를 구비하며 전면에서 후면까지 이어지는 원통형 형상을 가지고 내부에 컨트롤러가 내장된 본체와; 상기 본체의 전면 측에 내장되는 수중음파탐지기(SONAR)와; 상기 본체의 전면 상부측에 결합되는 카메라와; 상기 지하매설배관의 내부표면과의 거리유지 및 상기 본체의 파손 방지를 위해, 일단이 상기 본체의 전면측 및 후면측 외주면 각각의 좌우측에 각각 분리가능하도록 결합되며 일정길이를 가지는 복수의 지지대들과, 상기 복수의 지지대들 각각의 타단에 분리가능하도록 결합되는 복수의 휠들을 구비하는 휠어셈블리를 구비한다. 본 발명에 따르면, 지하매설 배관 내의 하수 등이 만수위 또는 저수위를 가지는 경우에, 오염조사장치가 항상 지하매설 배관 내의 중심부에 위치되도록 하여 검사의 편의 및 효율성을 높일 수 있다. 또한, 오염조사장치의 본체가 배관내의 표면과 접촉하여 본체 또는 배관이 손상되거나 파손되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

지하매설배관 오염 조사장치{Apparatus for contamination inspecting of the underground buried pipelines}
본 발명은 하수도 등의 각종 지하매설배관의 검사작업에 사용되는 지하매설배관 오염조사장치에 관한 것으로, 특히 하수 오염물이 가득차 있거나 일부 채워진 상태의 환경에서 지하매설 배관의 검사를 용이하게 수행할 수 있는 지하매설 배관 오염 조사장치에 관한 것이다.
일반적으로 도시의 노후 하수관로의 보수 및 교체를 위해서는 노후 상수관로 또는 하수관로의 파손부위의 위치나 파손상태를 정확히 찾아야 한다.
이러한 노후 하수관로를 찾는데 사용되는 장치는 카메라를 장착한 자주차를 이용한다.
이러한 자주차는 하수관로를 주행하면서 원격조정된 카메라를 통해 화상을 전송하고, 이 화상을 컴퓨터 처리하여 파손위치 및 노후의 정도를 판단하게 된다.
그런데 하수관로내의 탐사구간에 물이 많이 채워져 있을 경우 즉, 자주차가 물속에 가라앉는 구간이 생기는 경우에는 카메라 및 조명장치도 물속에 잠겨 검사 기능을 발휘할 수 없을 뿐만 아니라, 물속에서 촬영이 이루어지므로 영상이 선명하지 않아 검사를 제대로 수행할 수 없는 문제점이 있다.
또한, 자주차가 관로내의 하수의 유동에 의해 관로의 내부표면과 접촉하여 파손되는 등의 문제점이 발생된다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 극복할 수 있는 지하매설배관 오염 조사장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 오염조사장치의 파손을 최소화하고, 지하매설배관의 검사를 용이하게 수행할 수 있는 지하매설배관 오염 조사장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 지하매설배관의 만수위 상태나 일부 수위를 가지는 상태에서도 용이하게 검사를 수행할 수 있는 지하매설배관 오염 조사장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 지하매설배관의 내부표면을 보다 정확하게 진단할 수 있는 지하매설배관 오염 조사장치를 제공하는 데 있다.
상기한 기술적 과제들의 일부를 달성하기 위한 본 발명의 구체화에 따라, 본 발명에 따른 지하매설배관 오염조사장치는, 전면에 전면연결고리와 후면에 후면연결고리를 구비하며 전면에서 후면까지 이어지는 길이의 원통형 형상을 가지고 내부에 컨트롤러가 내장된 본체와; 상기 본체의 전면 측에 내장되는 수중음파탐지기(SONAR)와; 상기 본체의 전면 상부측에 결합되는 카메라와; 지하매설배관의 내부표면과의 거리유지 및 상기 본체의 파손 방지를 위해, 일단이 상기 본체의 전면측 및 후면측 외주면 각각의 좌우측에 각각 분리가능하도록 결합되며 일정길이를 가지는 복수의 지지대들과, 상기 복수의 지지대들 각각의 타단에 분리가능하도록 결합되는 복수의 휠들을 구비하는 휠어셈블리를 구비한다.
상기 본체의 좌우측 각각 전면측 및 후면측에 결합되는 적어도 두 개의 지지대들 사이를 서로 연결하도록 결합되는 적어도 두 개의 부력체들을 더 구비할 수 있다.
상기 지하매설 배관이 만수위를 가지는 경우에는 상기 복수의 지지대들이 상기 본체의 좌우측 상측에 결합되며, 상기 지하매설 배관이 저수위를 가지는 경우에는 상기 복수의 지지대들이 수평방향으로 결합될 수 있다.
상기 카메라는 상하이동 및 회전이 가능한 구조를 가질 수 있다.
본 발명에 따르면, 지하매설 배관 내의 하수 등이 만수위 또는 저수위를 가지는 경우에, 오염조사장치가 항상 지하매설 배관 내의 중심부에 위치되도록 하여 검사의 편의 및 효율성을 높일 수 있다. 또한, 오염조사장치의 본체가 배관내의 표면과 접촉하여 본체 또는 배관이 손상되거나 파손되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다. 그리고 카메라 및 수중음파탐지기를 이용하여 지하매설 배관 내부표면의 탐지 및 촬영이 가능하므로 보다 정확한 진단이 가능해진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지하매설 배관 오염조사장치의 사시도이고,
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 지하매설 배관 오염조사장치의 사시도이고,
도 3은 만수위의 지하매설 배관 내에서의 지하매설 배관 오염조사장치의 배치구조를 나타낸 도면이고,
도 4는 만수위에 근접한 수위에서의 지하매설 배관 내에서의 지하매설 배관 오염조사장치의 배치구조를 나타낸 도면이고,
도 5는 저수위에서의 지하매설 배관 내에서의 지하매설 배관 오염조사장치의 배치구조를 나타낸 도면이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예가, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 철저한 이해를 제공할 의도 외에는 다른 의도 없이, 첨부한 도면들을 참조로 하여 상세히 설명될 것이다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 지하매설 배관 오염조사장치(100)의 사시도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 지하매설배관 오염조사장치(100)는 본체(110), 휠어셈블리(150), 수중음파탐지기(Sound Navigation and Ranging, SONAR)(140) 및 카메라(145)를 구비한다.
상기 본체(110)는 전면에 전면연결고리(160)와 후면에 후면연결고리(미도시)를 구비하며 전면에서 후면까지 이어지는 길이를 가지는 원통형 형상을 가지고 내부에 컨트롤러가 내장된다.
상기 본체(110)에 내장되는 컨트롤러는 상기 수중음파탐지기(140) 및 상기 카메라(145)의 동작을 제어하고, 상기 수중음파탐지기(140) 및 상기 카메라(145)를 통해 수신되는 신호를 저장하고 분석하는 기능을 수행할 수 있다. 또한 상기 컨트롤러는 상기 수중음파탐지기(140) 및 상기 카메라(145)에서 전송되는 탐지신호 및 영상신호를 외부로 전송하는 기능도 수행할 수 있다.
상기 본체(110)에 구비되는 상기 전면연결고리(160)와 후면연결고리는 별도의 줄이나 와이어를 연결하여, 지하매설배관 내부에 상기 본체(110) 또는 오염조사장치(100)를 위치시킨 상태에서, 상기 본체(110) 또는 상기 오염조사장치(100)를 배관의 내부 관로를 따라서 이동시키기 위한 것이다.
상기 본체(110)의 전면측 및 후면측의 좌우 양측에는 상기 휠어셈블리(150)이 결합되기 위한 가이드 홈들(190)이 각각 형성된다. 상기 가이드 홈들(190)은 상기 본체(110)의 외주면을 따라서 상하방향으로 일정길이로 형성될 수 있다.
상기 휠 어셈블리(150)는 상기 본체(110)와 상기 지하매설배관의 내부표면과의 거리유지 및 상기 본체(110)의 파손 방지를 위해 구비되는 것으로, 복수의 지지대들(120) 및 복수의 휠들(130)을 구비한다.
상기 복수의 지지대들(120)은 일단이 상기 본체(110)의 전면측 및 후면측 외주면 각각의 좌우측에 각각 분리가능하도록 결합되며 일정길이를 가지도록 구비된다. 좀더 구체적으로 상기 복수의 지지대들(120)은 상기 본체(110)가 상기 지하매설 배관 내부의 중심부에 위치되도록 하기 위해, 상기 배관 내부 반경에 인접한 길이를 가질 수 있다. 즉 상기 본체(110)가 상기 지하매설 배관의 내부 중심부에 위치되는 경우, 상기 지지대들(120)의 타단부분이 상기 지하매설 배관의 표면에 접촉되거나 인접될 수 있는 길이를 가질 수 있다.
상기 복수의 휠들(130)은 상기 복수의 지지대들(120) 각각의 타단에 분리가능하도록 결합된다. 상기 복수의 휠들(130)은 일반적인 휠들(130)과 마찬가지로 고무재질의 타이어가 가장자리에 결합되는 구조를 가질 수 있다. 상기 복수의 휠들(130)은 회전이 가능한 구조로 결합된다.
상기 복수의 지지대들(120)은 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 본체(110)의 좌우측의 상측에 결합되는 것도 가능하고, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 본체(110)의 좌우측의 몸체 중간부분에 결합되는 것도 가능하다.
상기 수중음파탐지기(SONAR)(140)는 상기 본체(110)의 전면측에 구비될 수 있다.
상기 수중음파탐지기(140)는 상기 본체(110)의 전면측에 구비된 삽입홈에 일단이 삽입되고, 타단은 노출되는 구조를 가질 수 있으며, 노출되는 부분은 별도의 보호판(170)에 의해 보호되도록 구비된다.
상기 수중음파탐지기(140)는 수중물체의 탐지나 표정에 사용되는 음향표정장치로 통상 수중청음기나 음향탐지기 등을 말한다. 수중청음기는 잠수함 탐지를 위해 제1차 세계대전 이래 개발되어, 특히 제2차 세계대전 중과 전후에 급속히 발달하였다. 가시광선 등의 전자파와 레이더파는 물속에는 전달되지 않으므로 초음파를 써서 표정한다. 물속에 전달되는 소리의 빠르기는 바다의 상황에 따라 다르나 대략 1,500m/s이며, 물체에 닿으면 반사하여 되돌아오는 성질이 있어 각종 수중음파탐지기는 이것을 이용한다.
수중음파탐지기(140)는 음향탐지기형과 같이 스스로 소리를 내어 물체를 표정하는 액티브 수중음파탐지기와 수중청음기형과 같이 음원으로부터의 소리를 측정하여 그것을 표정하는 패시브 수중음파탐지기의 두 종류가 있다.
음향탐지기형은 초음파를 짧은 단속음으로 발사하고 이것이 물체에 부딪쳐 반사하여 되돌아오는 데 걸리는 시간을 재 물체까지의 거리를 측정한다. 또 송파기를 회전시켜 그 방향을 탐지한다. 실제로 레이더의 PPI 스코프 방식과 같으며, 브라운관 위에 거리, 주위에 방위를 눈금으로 새겨 주사선이 송파기의 회전과 함께 회전하도록 되어 있으며, 반향음이 되돌아오면 브라운관 위에 광점으로서 물체가 나타나 거리 및 방위를 탐지하게 된다. 음향측탐기나 어군탐지기, 잠수함 및 지뢰탐지용 수중음파탐지기, 해저의 구조를 탐측하는 사이드루킹(Side Looking) 수중음파탐지기 등은 이와 같은 본체가 음파를 내는 수중음파탐지기의 일종이다.
수중청음기는 지향성이 높은 청음기를 여러 개 조합하여 도달음의 시간차로부터 방위를 알 수 있다. 조건이 좋을 때는 이 종류의 수중음파탐지기는 대략 160km 앞의 선박을 탐지할 수 있고, 선박의 종류나 형태에 따라서 나타내는 소리가 달라 음향탐지기형에 비하여 배의 종류까지도 식별이 가능하다. 이들은 주로 바다의 표면 가까이에서 사용되는데, 수온의 구조가 복잡한 변온층이 있어서 음파의 굴곡과 속도의 변화가 일어나 유효거리는 제한을 받게 된다. 일반적으로 여름보다 겨울이 유효거리가 길며, 열대해와 한대해로서는 열대해쪽이 길다. 최근에는 함선에 장치되는 것 외에 비행기로부터 투하되는 잠수함 탑지용인 음파탐지기 부호에도 이용된다. 음향탐지기형인 수중음파탐지기에서는 보통 매초 5∼50KHz, 100KHz, 400KHz인 초음파 펄스를 사용하고 있다. 이는 대략 3~5Km 이내의 구조물 탐지에 사용되고, 초음파 펄스가 1,250KHz는 대략 35m, 5,450KHz는 1m 이내의 구조물 탐지에 적합하다.
상기 카메라(145)는 상기 본체(110)의 전면측에 구비될 수 있다. 구체적으로, 상기 본체(110)의 전면 외주면의 상부 측에 위치될 수 있다.
상기 카메라(145)는 어두운 곳에서도 영상촬영이 가능하도록 조명장치와 함께 구비될 수 있다
상기 카메라(145)는 상기 지하매설배관이 만수위를 가지지 않을 경우에 하수가 채워지지 않는 부분 즉 지하매설 배관의 상부측에 카메라(145)를 위치시켜 지하매설배관의 내부를 촬영하게 된다. 상기 지하매설배관이 만수위를 가지는 경우에는 상기 수중음파탐지기(140)를 탐지를 통해 지하매설배관의 표면을 검사하게 된다.
상기 카메라(145)는 상하이동 및 회전이 가능하도록 구성될 수 있으며, 이를 위해 상기 본체(110)에는 상기 카메라(145)의 상하이동 및 회전을 위한 구동수단(미도시)이 결합 또는 내장될 수 있다.
상기 구동수단을 구비함에 따라, 상기 카메라(145)는 지하매설배관의 수위에 따라 상하 이동 또는 회전을 통해 지하매설배관을 촬영하고 이를 상기 컨트롤러에 전송하게 되는 것이다.
상기 오염조사장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 적어도 두 개의 부력체들(180)을 더 구비할 수 있다.
상기 부력체들(180)은 상기 본체(110)의 좌측의 전면측 및 후면측에 결합되는 적어도 두 개의 지지대들(120) 사이를 서로 연결하도록 결합되는 제1부력체와, 상기 본체(110)의 우측의 전면측 및 후면측에 결합되는 적어도 두 개의 지지대들(120) 사이들 서로 연결하도록 결합되는 제2부력체로 구분될 수 있다.
상기 부력체들(180)은 일정부력을 가지며, 일정길이를 가지는 원통형상으로 구비될 수 있다.
상기 부력체들(180)은 상기 두 개의 지지대들(120)과 분리가능하도록 결합되며, 필요에 따라 결합 또는 분리할 수 있다.
상기 부력체들(180)은 상기 지하매설 배관이 만수위나 만수위에 근접한 수위를 가질 때 상기 오염조사장치(100)를 부양시키기 위해 필요할 수 있다.
이하 도 3 내지 도 5의 배치구조를 참조하여 상기 지하매설 배관 오염조사장치(100)의 동작을 설명하기로 한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 지하매설배관(200)이 만수위로 하수가 가득차 있는 경우에는, 상기 휠어셈블리(150)가 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 본체(110)의 좌우측 상부측에 결합되어 있다. 이때 상기 본체(110)에는 상기 부력체들(180)이 결합되어 있어, 상기 본체(110)를 상기 지하 매설 배관(200)의 상부측으로 부양시키게 된다.
이때 상기 휠어셈블리(150)가 일정길이를 가지고, 상부측으로 돌출되는 구조를 가지므로, 상기 휠 어셈블리(150)를 구성하는 복수의 휠들(130)은 상기 지하매설 배관(200)의 내부표면에 접촉되거나 인접하게 되어, 상기 수중음파탐지기(140)가 구비된 본체(110)는 항상 상기 지하매설 배관(200)의 중심부에 위치되어 이동하게 된다. 상기 오염조사장치(100)는 전면연결고리(160) 및 후면연결고리에 연결된 와이어나 줄을 통해 천천히 이동하게 되고, 상기 본체(110)에 내장된 컨트롤러는 상기 수중음파탐지기(140)로부터 초음파 펄스가 방사되도록 하여 상기 지하매설 배관(200)의 내부표면을 탐지하여 진단한다.
상기 수중음파탐지기(140)에서 방사된 초음파 펄스는 해당하는 상기 지하매설 배관(200)의 내부표면으로부터 상기 수중음파탐지기(140)는 이 반사된 초음파신호를 감지하여 전기적인 신호로 변환시킨 후에 상기 컨트롤러를 통해 내부에 저장하거나 외부로 유무선 전송하게 된다.
이때 상기 카메라(145)는 하수에 의해 시야가 확보되지 않으므로 사용하지 않는다.
다음으로 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 지하매설배관(200)이 만수위는 아니나 만수위에 근접한 수위를 가지는 경우에는, 상기 휠어셈블리(150)를 포함하여 상기 지하매설배관 오염조사장치(100)의 위치 및 구성은 도 3을 통해 설명한 바와 같다.
다만 이 경우에는 상기 카메라(145)와 상기 수중음파탐지기(140)가 동시에 동작하게 된다. 즉 상기 지하매설배관(200) 내에서 하수가 채워지지 않은 상부부분은 카메라(145)를 이용하여 지하매설배관 내부표면을 촬영 및 검사하게 되고, 상기 지하매설배관(200) 내에서 하수가 채워진 부분은 상기 수중음파탐지기(140)를 이용하여 상기 지하매설 배관(200)의 내부표면을 탐지하여 진단한다. 이때 상기 카메라(145)는 하수가 채워지지 않은 상부부분까지 상승하여 촬영을 진행하게 된다.
다음으로 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 지하매설 배관(200)이 저수위인 경우에는, 상기 부력체(180)는 상기 오염조사장치(100)에 결합되지 않는다.
그리고 상기 휠 어셈블리(150)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 본체(110)에 수평방향으로 결합되는 구조를 가질 수 있다.
상기 본체(110)는 일정 부력을 가지고 있으므로, 상기 배관(200) 내에서 하수 등의 표면에 위치되게 된다. 이 경우 상기 휠 어셈블리(150)는 일정길이를 가지고, 하수 등의 표면과 평행하게 좌우측으로 돌출되는 구조를 가지므로, 상기 휠 어셈블리(150)를 구성하는 복수의 휠들(130)은 상기 지하매설 배관(200)의 내부표면에 접촉되거나 인접하게 되어, 상기 수중음파탐지기(140)가 구비된 본체(110)는 항상 상기 지하매설 배관(200)의 중심부에 위치되어 이동하게 된다.
상기 오염조사장치(100)는 전면연결고리(160) 및 후면연결고리에 연결된 와이어나 줄을 통해 천천히 이동하게 되고, 상기 본체(110)에 내장된 컨트롤러는 상기 수중음파탐지기(140)로부터 초음파 펄스가 방사되도록 하여 상기 지하매설 배관(200)의 내부표면을 탐지하여 진단한다. 또한 상기 카메라(145)를 이용하여 하수가 채워지지 않은 상기 지하매설 배관(200)의 내부표면을 촬영하여 진단하게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 휠 어셈블리를 구비하여, 지하매설 배관 내의 하수 등이 만수위 또는 저수위를 가지는 경우에, 오염조사장치가 항상 지하매설 배관 내의 중심부에 위치되도록 하여 검사의 편의 및 효율성을 높일 수 있다. 또한, 오염조사장치의 본체가 배관내의 표면과 접촉하여 본체 또는 배관이 손상되거나 파손되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다. 또한 카메라 및 수중음파탐지기를 이용하여 지하매설 배관 내부표면의 탐지 및 촬영이 가능하므로 보다 정확한 진단이 가능해진다.
상기한 실시예의 설명은 본 발명의 더욱 철저한 이해를 위하여 도면을 참조로 예를 든 것에 불과하므로, 본 발명을 한정하는 의미로 해석되어서는 안될 것이다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기본적 원리를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 변경이 가능함은 명백하다 할 것이다.
110 : 본체 120 : 지지대
130 : 휠 140 : 수중음파탐지기
145 : 카메라 150 : 휠 어셈블리
160 : 연결고리 170 : 보호판
180 : 부력체

Claims (4)

  1. 지하매설배관 오염조사장치에 있어서:
    전면에 전면연결고리와 후면에 후면연결고리를 구비하며 전면에서 후면까지 이어지는 길이의 원통형 형상을 가지고 내부에 컨트롤러가 내장된 본체와;
    상기 본체의 전면 측에 내장되는 수중음파탐지기(SONAR)와;
    상기 본체의 전면 상부측에 결합되는 카메라와;
    지하매설배관의 내부표면과의 거리유지 및 상기 본체의 파손 방지를 위해, 일단이 상기 본체의 전면측 및 후면측 외주면 각각의 좌우측에 각각 분리가능하도록 결합되며 일정길이를 가지는 복수의 지지대들과, 상기 복수의 지지대들 각각의 타단에 분리가능하도록 결합되는 복수의 휠들을 구비하는 휠어셈블리를 구비함을 특징으로 하는 지하매설배관 오염조사장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 본체의 좌우측 각각 전면측 및 후면측에 결합되는 적어도 두 개의 지지대들 사이를 서로 연결하도록 결합되는 적어도 두 개의 부력체들을 더 구비함을 특징으로 하는 지하매설배관 오염조사장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 지하매설 배관이 만수위를 가지는 경우에는 상기 복수의 지지대들이 상기 본체의 좌우측 상측에 결합되며, 상기 지하매설 배관이 저수위를 가지는 경우에는 상기 복수의 지지대들이 수평방향으로 결합됨을 특징으로 하는 지하매설배관 오염조사장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 카메라는 상하이동 및 회전이 가능한 구조를 가짐을 특징으로 하는 지하매설배관 오염조사장치.
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