KR20160039398A - 하수관거의 보수를 위한 물막이 바이패스 방법이 적용된 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하수관거의 보수를 위한 물막이 바이패스 방법이 적용된 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하수관거의 유지보수구간 상하 방향에 하수 물막이 바이패스 시스템을 설치하여 하수관거의 유지보수구간에서의 하수 유입을 차단하고 하수관거 유지보수를 원활히 할 수 있도록 하는 하수관거 유지보수를 위한 물막이 바이패스 방법이 적용된 시스템에 관한 것이다.

Description

하수관거의 보수를 위한 물막이 바이패스 방법이 적용된 시스템{HOW TO BY-PASS THE DAM BODY SYSTEM APPLIED FOR THE MAINTENANCE OF THE SEWER}

본 발명은 하수관거 기술 분야 중 하수관거의 보수를 위한 물막이 바이패스 방법이 적용된 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하수관거의 유지보수구간 상하 방향에 하수 물막이 바이패스 시스템을 설치하여 하수관거의 유지보수구간에서의 하수 유입을 차단하고 하수관거 유지보수를 원활히 할 수 있도록 하는 하수관거 유지보수를 위한 물막이 바이패스 방법이 적용된 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 하수관거라 함은 지하에 매설되어 오폐수, 하수 등을 하수처리장까지 유도하도록 하기 위한 것으로, 이의 재료로는 주로 콘크리트가 사용되고 그 단면은 원형, 직사각형 또는 타원형이 많다. 지하에 매설된 하수관거는 시간경과에 따른 노후화, 충격에 의한 균열, 체결부위의 신축 등으로 인해 누수가 발생되면 관거매설지역을 굴착하여 신설하거나 내부의 누수부위를 직접적으로 보수하고 있다.

그러나 전자의 방식은 시공기간과 비용이 증가됨과 더불어 굴착작업에 따른 지반침하 등의 문제가 있기 때문에 이를 해결하기 위해 지면을 굴착하거나 손상된 관거를 철거하지 않고 이를 건식상태에서 보수하기 위한 방식이 사용되고 있는데, 이는 인구밀집 지역으로부터 배출되는 대량의 하수를 하수처리장까지 보내기 위한 대형 하수관거, 예를 들어 1980년대 시공된 한강 주변의 하수관거들은 그 단면이 가로세로 2.8X2.8m 내외에 달하므로 이러한 하수관거의 일정구간을 단순히 가물막이만을 사용하여 건식상태로 유지한 후에 사람이 보수작업을 하기에는 매우 위험할 뿐만 아니라, 가물막이가 대량의 하수유입에 따른 수압을 충분히 견딜 수 있다고 가정할지라도 가물막이가 설치되는 관거부위에 심한 응력집중현상이 발생됨에 따라 가물막이 자체에 의한 관거 훼손이 예상되므로 이러한 대형 하수관거의 유지보수를 위한 전처리 단계로 안정성이 확보된 관거의 차단 장치 또는 공법이 시급히 필요로 하였다.

종래에 들어, 지면을 굴착하거나 구조물을 철거하지 않고 하수관거를 건식상태에서 보수 보강하는 일부 공법(대한민국 특허 등록번호 제10-0494356호, 2003.07.23., 조립식 가물막이 수밀재를 이용한 관거의 물돌리기 공법)으로 제안된 바 있다.

이러한 가물막이 수밀재는 지하구조물의 공사구간을 건식상태로 보수, 보강할 수 있도록 하는 것이어서 공사를 용이하게 할 수 있고, 공기가 단축되어 공사의 능률이 향상되는 등의 잇점이 있으나, 상기 가물막이 수밀재를 지하구조물에 설치하기 위하여 중량의 자재를 작업자가 직접 지하구조물 내부로 운반하여야 되므로, 가물막이 공사의 작업성이 저하되는 문제가 있었다.

또한, 지하구조물 내부를 흐르는 물에 직접 저항을 받는 튜브와 수밀패널이 오직 지지대에만 의존하여 지지되는 것이므로, 상기 지하구조물의 내부를 흐르는 물의 양이 많아 수압이 큰 경우에는 가물막이 수밀재가 수압을 극복하지 못하고 쓰러지게 되는 등의 문제가 있었다.

따라서 근래에 들어, 로봇을 이용한 '하수관거 차수로봇용 가물막이 수밀패널'(대한민국 특허 등록번호 제10-0886461호, 2009.02.24.) 등이 제시된 바 있다.

종래의 하수관거 차수로봇용 가물막이 수밀패널은 공기나 물의 삽입으로 팽창되는 튜브가 수밀패널의 가장자리에 형성되어 지하구조물의 내부에 가물막이용으로 설치되는 공지의 것에 있어서, 자주식바퀴가 설치된 플레이트와, 플레이트에 설치되며 가이드가 이동 안내되는 레일과, 플레이트에 회동 가능하게 설치되며 단부가 수밀패널에 결합된 회동레버와, 일측은 수밀패널에 결합되고 타측은 가이드에 결합되며 유압 또는 공기압에 의하여 출몰되는 피스톤이 구비된 잭으로 구성됨을 특징하고 있었다.

그러므로, 이러한 종래의 발명은 자주식바퀴를 형성함으로써 운반 및 이동이 용이하고 지상에서 제어가 가능하여 최소의 인원으로 신속 용이하게 설치할 수 있었고, 설치 및 수밀 상태가 견고하게 유지되어 안전한 상태에서 지하구조물을 보수, 보강할 수 있게 되는 등의 유용한 효과가 있는 것이어서, 수밀재의 전도로 인한 문제점을 해결할 수 있게 되었다.

그러나, 지상에서 제어하는 로봇에 의하여 자주식(自走式)으로 구동되는 것이며, 이는 맨홀 등 미리 준비된 작업구로 투입되어야 하는 바, 이러한 맨홀이나 확보 가능한 작업구는 그 규격이 한정되어 있는바, 하수관거 등을 차단하기 위한 하수관거 차수로봇용 가물막이 수밀패널은 오수가 흐르는 상태에서의 이동 조작이 현실적인 어려움이 있으며, 차수용 로봇장비가 중량물이므로 작업 위치로 투입하기 위해서는 또 다른 크레인 장비 등이 필요하며, 작업 위치 내에서 정확히 차수 작업의 중간 위치에 로봇을 설치하기가 용이하지 않는 등 여러 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 일부 개선한 종래기술로 대한민국 특허 등록번호 제10-1279504호(2013.06.21.)"하수관거 유지보수를 위한 물막이 바이패스 시스템 및 그 물막이 바이패스 방법"이 개시된 바 있다.

하지만, 상기 등록특허의 경우에도, 메인 차수패널과 보조 차수패널을 서로 연결하면서 씰링하는 차수패널 연결소켓의 설치구조가 불량하여 누수의 우려가 높고, 차수패널이 굴곡되면서 변형될 때 이와 연동하면서 긴밀하게 탄성을 유지할 수 있는 구조가 아니라서 이에 대한 개선이 요구되고 있다.

대한민국 특허 등록번호 제10-0494356호(2003.07.23.) '조립식 가물막이 수밀재를 이용한 관거의 물돌리기 공법' 대한민국 특허 등록번호 제10-0886461호(2009.02.24.) '하수관거 차수로봇용 가물막이 수밀패널' 대한민국 특허 등록번호 제10-1279504호(2013.06.21.) '하수관거 유지보수를 위한 물막이 바이패스 시스템 및 그 물막이 바이패스 방법'

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 하수관거의 유지보수구간 상하 방향에 하수 물막이 바이패스 시스템을 설치하여 하수관거의 유지보수구간에서의 하수 유입을 차단하고 하수관거의 유지보수를 원활히 할 수 있도록 하는 하수관거의 보수를 위한 물막이 바이패스 방법이 적용된 시스템을 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 프레임본체(100)와; 상기 프레임본체(100)의 전방에서 양측으로 펼쳐지도록 설치되어 상기 프레임본체(100)를 하수관거(1)의 벽체(5)에서 지지하기 위한 작동 지지암(200)과; 상기 프레임본체(100)의 후방에서 양분되도록 설치되어 하수관거(1)를 흐르는 하수를 막아 차단하기 위한 차수패널(300)과; 상기 프레임본체(100)의 전방 상단에 설치되어 굴삭기(40)의 암(41)과 연결되기 위한 굴삭기 암 연결구(400)와; 상기 차수패널(300)을 상기 프레임본체(100)의 후방에서 수직으로 상하 구동시키는 슬라이딩 구동수단으로 구성되는 물막이용 차수장치(10)를 포함하고, 상기 물막이용 차수장치(10)를 굴삭기(40)의 암(41)에 장착하고 굴착기(40)의 암(41)을 이용하여 하수가 흐르는 하수관거(1) 내에 상기 물막이용 차수장치(10)를 삽입하여 하수관거(1)의 유지보수구간(P) 전.후방 차단지점(P1)(P2)에서 하수를 차단시키도록 이루어지며, 상기 하수관거(1)의 유지보수구간(P) 전방 차단지점(P1)에서 하수를 펌핑하여 상기 물막이용 차단장치(10)가 차단하고 있는 반대편 후방 차단지점(P2)으로 이송관(30)에 의해 하수를 바이패스 시키도록 이루어지며; 상기 프레임본체(100)는 그 전면부에 하수관거를 흐르는 하수가 통과하도록 개방된 다수의 관통홀(111)(121)이 형성되어 하수의 유속과 수압에 따른 물막이용 차수장치(10)의 대응력을 가지도록 이루어지고; 상기 작동 지지암(200)은 상기 프레임본체(100)의 전방에 힌지축(212) 결합되는 좌우 한 쌍의 상하 작동프레임(210)(220A)과; 상기 상하 작동프레임(210)(220A)을 상하로 연결하여 같은 구동을 하도록 형성되는 연결 작동봉(230)과; 상기 연결 작동봉(230)의 중심부에 일측이 힌지 결합되고, 타측이 상기 프레임본체(100)에 힌지 결합되어 상기 상하 작동프레임(210)(220A)을 펼치거나 오므리도록 작동시키기 위한 구동실린더(240)와; 상기 상하 작동프레임(210)(220A)의 양측 끝단부에 결합되어 하수관거에서 미끄럼을 방지하는 미끄럼돌기(251)를 갖는 미끄럼방지구(250)를 더 포함하여 이루어지고, 하수관거(1)의 벽체(5)에 지지되는 상기 작동 지지암(200)의 작동으로 상기 하수관거(1)를 따라 밀려오는 하수의 유속과 유량에 대해 물막이용 차수장치(10)가 흔들림 없이 차수지점 위치에서 고정되도록 설치되며; 상기 차수패널(300)은 상기 프레임본체(100)의 후방 중앙부에 설치되는 메인 차수패널(310)과; 상기 메인 차수패널(310)의 양측 좌우에 슬라이딩 결합되는 보조 차수패널(320)(320A)을 포함하고, 하수관거(1)의 관경 크기에 따라 상기 보조 차수패널(320)(320A)을 크기 별로 교체가 가능하도록 설치되고; 상기 슬라이딩 구동수단은 상기 차수패널(300)의 정면에 설치되어 상하 수직방향으로 일정 길이로 형성되는 랙이동바(510)와; 상기 프레임본체(100)의 후방 상단에 설치되어 상기 랙 이동바(510)를 수직으로 상하 이동시키기 위한 피니언기어(521)를 갖는 구동모터(520)와; 상기 프레임본체(100)의 후면에서 수직으로 일정 길이 설치되는 가이드 플레이트(530)와; 상기 차수패널(300)의 정면 일측에 상하 수직방향으로 일정 길이로 설치되어 상기 가이드 플레이트(530)에 끼움되어 상기 차수패널(300)을 상하로 안내하도록 설치되는 슬라이드 플레이트(540)를 포함하고; 상기 메인 차수패널(310)과 보조 차수패널(320,320A)의 대향면에는 각각 메인티홈(50)과 보조티홈(52)이 형성되며; 상기 메인티홈(50)과 보조티홈(52)의 내부 후측벽면에는 만곡지게 요입된 형태로 볼홈(54)이 동일하게 형성되고; 상기 메인티홈(50)과 보조티홈(52)에는 각각 메인티바(56)와 보조티바(58)가 삽입되며; 상기 메인티바(56)와 보조티바(58)의 일측단면에는 상기 볼홈(54)과 대향하는 대칭형 볼삽입홈(62)이 요입 형성되고; 상기 볼삽입홈(62)에는 구름볼(60)이 삽입되며; 상기 구름볼(60)은 볼구멍(64)이 형성된 볼브라켓(66)에 의해 이탈되지 않도록 결속되는데, 결속구조는 고정볼트(68)를 체결하는 형태이고; 상기 메인티바(56)와 보조티바(58)의 각 타단면에는 메인소켓하우징(70)과 보조소켓하우징(72)이 일체로 고정되며; 상기 메인소켓하우징(70)과 보조소켓하우징(72)은 원통형상으로 형성되고; 원주 일부에는 길이방향으로 길게 슬릿(74)이 형성되며; 상기 메인소켓하우징(70)과 보조소켓하우징(72)의 원 중심에는 메인스파이어럴축(76)과 보조스파이어럴축(78)이 각각 고정되고; 상기 메인스파이어럴축(76)과 보조스파이어럴축(78)에는 각각 메인스파이어럴스프링(80)과 보조스파이어럴스프링(80)의 각 일단이 고정된 채 권취되며; 상기 메인스파이어럴스프링(80)과 보조스파이어럴스프링(82)의 각 타단은 상기 슬릿(74)을 통해 인출된 후 각각 씰링막(84)의 양단에 결속되되, 상기 메인스파이어럴스프링(80)과 보조스파이어럴스프링(82)은 서로 점 대칭된 상태로 배치되어 항상 일정한 장력을 유지하도록 구성된 것을 특징으로 하는 하수관거의 보수를 위한 물막이 바이패스 방법이 적용된 시스템을 제공한다.

본 발명에 따르면, 하수관거의 유지보수구간 전방 차단지점에서 하수를 펌핑하여 상기 물막이용 차단장치가 차단하고 있는 반대편 후방 차단지점으로 이송관에 의해 하수를 바이패스시키도록 이루어지는 것이므로, 하수관거의 규격이나 확보 가능한 공간 없이 바로 설치가 가능한 하수관거 유지보수를 위한 물막이 바이패스 시스템을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 하수관거 유지보수를 위한 물막이 바이패스 시스템을 보인 전체 설치 상태도,
도 2는 본 발명에 의한 하수관거 유지보수를 위한 물막이 바이패스 시스템을 보인 전체 상태도,
도 3은 본 발명에 의한 하수관거 유지보수를 위한 물막이 바이패스 시스템에 따른 물막이 차수장치를 보인 전체 사시도,
도 4는 도 3의 분해 사시도,
도 5는 도 3의 정면도,
도 6은 도 5의 평면도,
도 7은 도 3의 측면도,
도 8은 본 발명에 의한 하수관거 유지보수를 위한 물막이 바이패스 시스템에 따른 물막이 차수장치의 작동을 보인 평면 상태도,
도 9는 하수관거 내에서 물막이 차수장치의 작동 지지암이 펼쳐지기 전을 보인 평면 상태도,
도 10은 하수관거 내에서 물막이 차수장치의 작동 지지암이 펼쳐지는 것을 보인 기 평면 상태도,
도 11은 하수관거 내에서 물막이 차수장치의 작동 지지암이 펼쳐진 후를 보인 평면 상태도,
도 12는 하수관거 내에서 물막이 차수장치의 차수패널 작동 전 상태 평면도,
도 13은 하수관거 내에서 물막이 차수장치의 차수패널 작동 후 상태 평면도,
도 14는 하수관거의 유지보수구간 전.후방을 관통해 놓은 상태도,
도 15는 하수관거에 삽입 전, 물막이 차수장치의 상태도,
도 16은 하수관거에 삽입 단계 물막이 차수장치의 상태도,
도 17은 하수관거에 삽입 후, 물막이 차수장치의 상태도,
도 18은 하수관거에 물막이 차수장치의 삽입 후 설치를 보인 상태도,
도 19는 하수관거의 유지보수구간 전.후방에 굴삭기를 이용하여 물막이 차수장치를 설치하여 유지보수구간을 차단하는 것을 보인 상태도,
도 20은 하수관거의 유지보수구간 전.후방 차단지점에서 하수를 바이패스 하는 과정을 보인 상태도,
도 21은 본 발명에 따른 추가 실시예를 보인 예시도이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명은 후술되는 선등록특허 제1279504호를 그대로 이용한다. 때문에, 이하 설명되는 장치 구성상 특징들은 모두 등록특허 제1279504호에 기재된 사항들이다.

다만, 본 발명은 상기 등록특허 제1279504호에 개시된 구성들 중 목적을 달성하기 위해 특정 구성 일부를 개선한 추가 실시예 부분이 가장 핵심적인 구성상 특징을 이룬다.

따라서, 이하 설명되는 장치 구성과 특징 및 작동관계는 상기 등록특허 제1279504호의 내용을 그대로 인용하기로 하며, 후단부에서 본 발명의 주된 특징과 관련된 구성에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.

이하에서는 도 1에 도시된 하수관거(1)의 좌우를 전.후방으로 하여 설명하며, 1은 하수관거, 3은 하수관거의 하수통로, 5는 하수관거의 벽체, 7은 하순관거의 바닥면으로 설명한다.

도 1 내지 도 20은 본 발명에 의한 하수관거 유지보수를 위한 물막이 바이패스 시스템 및 그 물막이 바이패스 방법을 보인 것으로, 도 1 내지 도 8은 본 발명에 의한 하수관거 유지보수를 위한 물막이 바이패스 시스템을 보인 것이다.

본 발명에 의한 하수관거 유지보수를 위한 물막이 바이패스 시스템은, 하수관거(1)의 유지보수구간(P) 전.후방에서 양방향 차단지점(P1)(P2)에 삽입되어 하수를 차단시키도록 설치되는 물막이 차수장치(10)와; 상기 전방 하수 차단지점(P1)에서 하수를 펌핑하여 하수를 저장하는 하수 수조탱크(20)와; 상기 하수 수조탱크(20)에 수용된 하수를 자중 유하로 상기 후방 하수 차단지점(P2)의 건너편으로 이송시키는 이송관(30)을; 포함하여 구성된다.

상기 본 발명에 따른 물막이 차수장치(10)는 프레임본체(100)와; 상기 프레임본체(100)의 전방에서 펼쳐지도록 작동되는 작동 지지암(200)과; 상기 프레임본체(100)의 후방에서 양분되도록 설치되어 하수를 차단하기 위한 차수패널(300)과; 상기 프레임본체(100)의 전방 상단에 설치되어 굴삭기(40)와 연결되기 위한 굴삭기 암 연결구(400); 상기 차수패널(300)을 상기 프레임본체(100)의 후방에서 상하 구동시키는 슬라이딩 구동수단을; 포함하여 구성된다.

상기 프레임본체(100)는 평평하도록 형성되는 한 쌍의 전.후방 지지프레임(110)(120)으로 이루어지고, 상기 전.후방 지지프레임(110)(120)은 그 전면부에 하수관거(1)의 하수통로(3)를 따라 흐르는 하수가 통과하도록 개방된 다수의 관통홀(111)(121)이 형성된다.

또한 상기 전.후방 지지프레임(110)(120)의 사이에는 H빔과 같은 연결프레임(130)이 설치되어 프레임본체(100)를 보강하거나 일부 장치박스들이 설치될 수 있도록 형성되는 것이 바람직하다.

또한 상기 전방 지지프레임(110)의 정면 상.하부에는 상기 작동 지지암(200)이 연결되어 회동할 수 있도록 하는 연결브래킷(140)이 형성되는 것이 바람직하다.

또한 상기 전방 지지프레임(110)의 정면 중앙부에는 상기 작동 지지암(200)을 구동시키는 구동실리더(240)가 장착되기 위한 고정브래킷(150)이 형성되는 것이 바람직하다.

상기 작동 지지암(200)은 상기 프레임본체(100)의 전방에서 양측으로 펼쳐지도록 설치되어 상기 프레임본체(100)를 하수관거(1)의 벽체(5)에서 지지하기 위한 것으로, 상기 프레임본체(100)의 전방에 축 결합되는 좌우 한 쌍의 상하 작동프레임(210)(220A)과; 상기 상하 작동프레임(210)(220A)을 상하로 연결하여 같은 구동을 하도록 형성되는 연결 작동봉(230)과; 상기 연결 작동봉(230)의 중심부에 일측이 힌지 결합되고, 타측이 상기 프레임본체(100)에 축 결합되어 상기 상하 작동프레임(210)(220A)을 펼치거나 오므리도록 작동시키기 위한 구동실린더(240)와; 상기 상하 작동프레임(210)(220A)의 양측 끝단부에 결합되어 하수관거(1)에서 미끄럼을 방지하는 미끄럼 방지구(250)를 더 포함하여 형성된다.

또한 상기 상하 작동프레임(210)(220A)은 팔과 같이 일정 길이방향 프레임 형태로 연장되는 몸체(211)와, 상기 몸체(211)의 일측으로 상기 프레임본체(100)의 전방 지지프레임(110)에 형성된 연결브라켓(140)에 축 결합되는 힌지축(212)과, 타측에 상기 미끄럼 방지구(250)를 핀 결합하는 연결핀(213) 및 상기 몸체(211)의 중앙부에는 상기 연결 작동봉(230)이 축 결합되도록 형성된다.

바람직하게는, 상기 상하 작동프레임(210)(220A)은 상기 프레임본체(100)의 전방으로 일정한 각을 이루도록 구부러져 형성된다. 이는 상기 프레임본체(100)의 후방에서 밀려오는 하수의 수압에 대한 대응력을 가질 수 있도록 하기 위한 것으로 그 구부러진 형태나 각도를 반듯이 한정하는 것은 아니며, 하수 수압에 대한 대응력을 키울 수 있는 정도이면 족하다.

또한 상기 연결 작동봉(230)은 상기 상하 작동프레임(210)(220A)을 연결하는 파이프 봉 형태로 상하 양끝단부는 상기 상하 작동프레임(210)(220A)의 몸체(211)에 축 결합하도록 형성되는 것이 바람직하다.

또한 상기 연결 작동봉(230)은 수직 길이방향 중앙에 상기 구동실린더(240)가 결합되도록 형성된다.

또한 상기 구동실린더(240)는 일단이 상기 연결 작동봉(230)에 고리 형태로 결합되고, 타단이 상기 전방 지지프레임(110)의 정면 중앙부에 형성된 고정브래킷(150)과 힌지봉(151)으로 결합하도록 형성된다. 이때 상기 구동실린더(240)의 일단과 타단은 모두 고리 형태로 자유롭게 회전할 수 있도록 결합되는 것이 바람직하다. 이는 상기 작동 지지암(200)의 움직임에 따라 구동실리더(240)의 양단이 자유로운 움직임 반경을 갖도록 하면서 작동 지지암(200)을 원활히 작동시킬 수 있도록 하기 위함이다.

또한 상기 미끄럼방지구(250)는 하수관거(1)의 벽체(5)를 향하는 일면이 톱니형태로 돌출되어 밀착과 미끄럼 방지 기능을 수행할 수 있도록 하는 미끄럼 방지돌기(251)가 다수개 형성되는 것이 바람직하다.

상기 차수패널은(300)은 상기 프레임본체(100)의 후방에서 양분되도록 설치되어 하수통로(3)를 흐르는 하수를 차단하기 위한 것으로, 상기 프레임본체(100)의 후방 중앙부에 설치되는 메인 차수패널(310)과; 상기 메인 차수패널(310)의 좌우에 슬라이딩 결합되며, 하수관거의 관경 크기에 따라 교체가 가능하도록 결합되는 보조 차수패널(320)(320A)과; 상기 보조 차수패널(320)(320A)의 측면 및 바닥 모서리단부를 따라 설치되어 하수관거(1)의 벽체(5)와 차수패널(300) 간의 틈새 사이의 수밀을 유지하기 위한 팽창튜브(330); 및 상기 메인 차수패널(310)의 하단부에 설치되어 차수패널(300)과 하수관거(1)의 바닥면(7)과 사이의 수밀을 유지하기 위한 바닥 받침구(340)를 더 포함하여 구성된다.

또한 상기 메인 차수패널(310)과 상기 보조 차수패널(320)(320A)의 양 일측 모서리단부에는 일측이 모서리단부를 따라 수직으로 결합되며, 타측은 돌출되어 타원 고리 형태로 말려 형성되는 차수패널 연결소켓(350)(350A)을 더 포함하고, 상기 메인 차수패널(310)과 상기 보조 차수패널(320)(320A)의 각 양측 차수패널 연결소켓(350)(350A)의 암수가 맞대응하는 결합으로 상기 메인 차수패널(310)의 좌우에서 상기 보조 차수패널(320)(320A)이 슬라이딩 결합 가능하도록 형성된다.

한편 상기 보조 차수패널(320)(320A)의 상측에는 상기 팽창튜브(330)에 에어나 물을 공급하기 위한 공급노즐(321)이 형성되는 것이 바람직하다.

상기 굴삭기 암 연결구(400)는 상기 프레임본체(100)의 전방 상단에 설치되어 굴삭기(40)의 암(41)과 연결되기 위한 것으로, 상기 프레임본체(100)의 전방 지지프레임(110)의 상측 정면에서 정면으로 굴삭기(40)의 암(41)과 결합되기 위한 링크 구조로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 슬라이딩 구동수단은 상기 차수패널(300)을 상기 프레임본체(100)의 후방에서 상하 구동시키는 것으로, 상기 메인 차수패널(310)과 상기 보조 차수패널(320)(320A)의 전방 정면에 상하 수직방향으로 일정 길이로 형성되는 랙 이동바(510)와, 상기 프레임본체(100)의 후방 지지프레임(120) 상단에 설치되어 상기 랙 이동바(510)를 수직으로 상하 이동시키기 위한 피니언 기어(521)를 갖는 구동모터(520)와, 상기 프레임본체(100)의 후방 지지프레임(120) 후면에서 수직으로 일정길이 설치되는 가이드 플레이트(530)와, 상기 메인 차수패널(310)과 상기 보조 차수패널(320)(320A)의 정면 일측에 상하 수직방향으로 일정 길이로 설치되어 상기 가이드 플레이트(530)에 끼움되어 상기 차수패널(300)을 상하로 안내하도록 설치되는 슬라이드 플레이트(540)를 포함하여 구성된다.

또한 가이드 플레이트(530)는 가이드 안내홈(531)이 형성되고, 상기 슬라이드 플레이트(540)의 일측은 상기 가이드 안내홈(531)에 결합되기 위한 슬라이드 돌기(541)를 가지도록 형성되는 것이 바람직하다.

상기 하수 수조탱크(20)는 상기 전방 하수 차단지점(P1)에서 하수를 펌핑하여 하수를 저장하였다가 하수를 자중유하로 흐려 보내기 위한 것으로, 일측은 하수를 펌핑하는 펌프(21)와 연결되고, 타측은 상기 이송관(30)으로 하수를 배출하는 배출구(22)를 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.

여기서 상기 하수 수조탱크(20)에 의해 하수를 자중 유하 하는 것으로, 하수 바이패스 구간에서 강제 압송시에 슬러지와 펌핑모터 과부하에 따른 기계장치의 고장을 방지할 수 있다.

상기 이송관(30)은 하수관거(3)의 유지보수구간 전.후 양방향 차단지점(P1)(P2)에서 상기 하수를 펌프(30)로 펌핑하여 하수를 반대편으로 이송하는 것으로, 상기 이송관은 하수를 이송함에 있어서 현장여건에 따라 이송 길이에 구애받지 않으며 구부러짐이 자유로운 연성 튜브체로서, 폴리에스터 계열의 섬유로 직포 또는 부직포 중에 어느 하나로 선택되도록 이루어질 수 있다.

또한 상기 튜브체는 면상섬유의 안쪽과 바깥 양쪽 면에 수밀을 유지하기 위한 폴리에스터 필름을 코팅하고 열융착으로 말아 관 형태의 튜브체로 형성된다. 이는 기존 하수를 흘려보내는 방류관으로 폴리염화비닐(PVC) 및 주름관을 연결 사용하나, 이 경우 6미터 마다 이음부를 연결해야되는 공사 목적상 비효율이기 때문에 구부러짐이 자유로워 바닥에 깔아 놓을 수 있는 연질의 폴리에스터 튜브를 이송관으로 사용함이 바람직하다.

아울러 상기 이송관을 이루는 튜브체는 수밀유지와 강도 보강을 위해 폴리비닐, 폴리우레탄, 폴리우레탄 필름층을 하나 이상의 여러층으로 적층하도록 형성할 수 있으며, 보강 면상섬유(유리섬유)로도 제작할 수도 있다.

이하 본 발명에 의한 하수관거 유지보수를 위한 물막이 바이패스 시스템에 따른 작용 효과를 설명하면 다음과 같다.

도 9 내지 도 13은 본 발명에 의한 하수관거 유지보수를 위한 물막이 바이패스 시스템에 따른 물막이 차수장치가 하수관거 내에서 설치되는 과정을 보인 평면 상태도이고, 도 14 내지 도 20은 본 발명에 의한 하수관거 유지보수를 위한 물막이 바이패스 시스템에 따른 물막이 차수장치를 하수관거에 투입 설치하는 과정을 보인 상태도이다.

먼저, 하수관거(1)의 유지보수구간(P) 전.후방 양방향 차단지점(P1)(P2)에서 상기 물막이 차수장치(10)의 차수패널(300)을 수직으로 삽입하여 상기 물막이 차수장치(10)의 작동 지지암(200)을 하수관거(1)의 벽체(5)에 지지되도록 펼쳐 상기 물막이 차수장치(10)를 하수관거(1)의 하수통(3) 내에 밀착 고정하여 하수관거(1)를 흐르는 하수를 차단시키도록 설치할 수 있다.

다음 상기 하수관거(1)의 유지보수구간(P) 차단된 전방 차단지점(P1)에서 하수를 펌핑한다.

다음으로, 상기 전방 하수 차단지점(P1)에서 하수를 펌핑하여 하수를 하수 수조탱크(20)로 저장한다.

끝으로 상기 하수 수조탱크(20) 내의 하수를 상기 이송관(30)에 의해 후방 차단지점(P2)의 건너편으로 하수를 바이패스 시키도록 할 수 있다.

다시 말해, 상기 물막이용 차수장치(10)를 굴삭기(40) 암(41)에 장착하고 굴착기 암(41)을 이용하여 하수가 흐르는 하수관거(1) 내에 물막이용 차수장치(10)를 삽입하여 하수관거(1)의 유지보수구간(P) 전.후방 차단지점(P1)(P2)에서 하수를 차단시키도록 이루어지며, 상기 하수관거(1)의 유지보수구간(P) 전방 차단지점(P1)에서 하수를 펌핑과 동시에 하수 수조탱크(20)에 저장하여 상기 물막이용 차단장치(10)가 차단하고 있는 반대편 후방 차단지점(P2)으로 이송관(30)에 의해 하수를 바이패스 시키도록 이루어지는 것이다.

그리고 상기 물막이 차수장치(10)의 프레임본체(100)는 그 전면부에 하수관거를 흐르는 하수가 통과하도록 개방된 다수의 관통홀(111)(121)이 형성되어 있어 물막이 차단 초기에 흐르는 하수의 유속과 수압에 따른 물막이용 차수장치의 대응력을 가지도록 이루어질 수 있다.

한편, 하수관거(1)의 벽체(5)에 지지되는 상기 작동 지지암(200)의 작동으로 상기 하수관거(1)를 따라 밀려오는 하수의 유속과 유량에 대해 물막이용 차수장치(10)가 흔들림 없이 차수지점 위치에서 고정되도록 설치할 수 있다.

더불어, 상기 메인 차수패널(310)의 양측 좌우에 슬라이딩 결합되는 보조 차수패널(320)(320A)에 의해 하수관거(1)의 관경 크기에 따라 상기 보조 차수패널(320)(320A)을 크기 별로 교체가 가능하도록 설치할 수 있다.

이상과 같이 본 발명의 하수관거 유지보수를 위한 물막이 바이패스 시스템을 이용한 그 물막이 바이패스 방법을 설명하면 다음과 같다.

도 9 내지 도 13은 본 발명에 의한 하수관거 유지보수를 위한 물막이 바이패스 시스템에 따른 물막이 차수장치가 하수관거 내에서 설치되는 과정을 보인 평면 상태도이고, 도 14 내지 도 20은 본 발명에 의한 하수관거 유지보수를 위한 물막이 바이패스 시스템에 따른 물막이 차수장치를 하수관거에 투입 설치하는 과정을 보인 상태도이다.

이하에서는 도 1에 도시된 하수관거(1)의 좌우를 전.후방으로 하여 설명하며, 1은 하수관거, 3은 하수통로, 5는 벽체, 7은 바닥면으로 설명한다.

본 발명의 하수관거 유지보수를 위한 물막이 바이패스 시스템을 이용한 그 물막이 바이패스 방법은 하수관거(1)의 유지보수구간(P) 전.후방에서 양방향 차단지점(P1)(P2)에 삽입되어 하수를 차단시키도록 설치되는 물막이 차수장치(10)와; 상기 전방 하수 차단지점(P1)에서 하수를 펌핑하여 하수를 저장하는 하수 수조탱크(20)와; 상기 하수 수조탱크(20)에 수용된 하수를 자중 유하로 상기 후방 하수 차단지점(P2)의 건너편으로 이송시키는 이송관(30)을; 포함하여 이루어진다.

[하수관거 유지보수구간 차단지점 굴착단계]

하수관거(1)의 유지보수구간(P)에 따른 하수통로(3) 차단지점(P1)(P2)을 설정하고 유지보수구간(P)의 전후 하수통로(3)의 상단부 차단지점(P1)(P2)을 굴착한다.(도 14 참조)

[물막이용 차수장치 장착단계]

상기 하수관거(1)의 하수통로(3) 차단지점(P1)(P2)을 흐르는 하수를 차단하기 위한 물막이용 차수장치(10)를 굴삭기(40)의 암(41)에 장착한다.

[물막이용 차수장치 투입단계]

상기 전후 하수통로(3) 차단지점(P1)(P2)에서 하수가 흐르는 하수통로(3)에 상기 굴삭기(40)에 장착된 물막이용 차수장치(10)를 하수통로(3)의 바닥면(7)까지 투입한다.(도 15 참조)

[물막이용 차수장치 고정단계]

하수통로(3) 내부에 투입되어 있는 상기 물막이용 차수장치(10)에 설치되는 작동 지지암을 펼쳐 하수통로(3)의 벽체(5)에 지지되도록 하면서 물막이용 차수장치(10)를 안정되게 세워지도록 거치시켜 위치를 잡도록 설치한다.[도 16 참조]

[차수패널 하강단계]

상기 물막이용 차수장치(10)의 위치를 확보 한 후, 상기 물막이용 차수장치 상부에 설치되는 중앙의 차수패널을 하수통로(3)의 바닥면(7)까지 수직으로 하강시킨다.[도 17 참조]

[차단지점 하수 펌핑단계]

상기 중앙부의 차수패널(300) 하강 후, 하수가 유입되는 전방 하수통로(3)에 펌프를 투입하여 하수를 펌핑한다.(도 18 참조)

[하수통로 밀폐 차단단계]

상기 차단지점 하수 펌핑이 이루어지는 동안 상기 물막이용 차수장치(10)의 상부에 설치되는 좌우 차수패널을 수직으로 하강시켜 하수통로(3) 좌우 벽체(5)의 남은 구간을 차단 및 밀폐시킨다.[도 18 내지 도 19 참조]

[하수 저장단계]

상기 전방 하수 차단지점(P1)에서 하수를 펌핑하여 하수를 하수 수조탱크(20)로 저장한다.[도 19 참조]

[하수 바이패스 단계]

상기 하수 수조탱크(20)에서 저장된 하수를 자중 유하로 이송관(30)을 통해 하수관거(1) 후방 차단지점(P2)의 차수패널 건너편으로 지속적으로 하수를 흘려 보내도록 바이패스 한다.[도 20 참조]

이상과 같이 본 발명의 하수관거 유지보수를 위한 물막이 바이패스 시스템을 이용한 그 물막이 바이패스 방법을 통해 하수관거(1)의 유지보수구간(P) 전.후방 양방향 차단지점(P1)(P2)에서 상기 물막이 차수장치(10)를 수직으로 삽입하여 하수관거(1)의 하수통로(3)를 흐르는 하수를 차단시키도록 설치할 수 있다.

또한 상기 하수관거(1)의 차단된 전방 차단지점(P1)에서 하수를 펌핑하고 하수 수조탱크(20)에 저장하여 자중유하를 통해 이송관(30)을 따라 후방 차단지점(P2)의 건너편으로 안전하게 하수를 바이패스시킬 수 있는 것이다.

따라서 하수관거(1)의 유지보수구간(P)에서의 하수 유입을 차단하고 하수관거(1)의 유지보수를 위한 작업을 원활히 할 수 있게 되는 것이다.

본 발명은 상술한 바와 같은 구성을 기본 전제로 하면서 도 21과 같은 추가 실시예를 통해 차수패널 연결소켓(350)(350A)의 구조를 개량함으로서 메인 차수패널(310)과 보조 차수패널(320)(320A) 사이의 씰링성을 더욱 더 긴밀하게 유지할 수 있도록 구성된다.

이를 위해, 도 21에서와 같이, 메인 차수패널(310)과 보조 차수패널(320,320A)의 대향면에는 각각 메인티홈(50)과 보조티홈(52)이 형성된다.

또한, 상기 메인티홈(50)과 보조티홈(52)의 내부 후측벽면에는 만곡지게 요입된 형태로 볼홈(54)이 동일하게 형성된다.

그리고, 상기 메인티홈(50)과 보조티홈(52)에는 각각 메인티바(56)와 보조티바(58)가 삽입된다.

이때, 상기 메인티바(56)와 보조티바(58)는 상당히 길이가 길기 때문에 상기 메인티홈(50)과 보조티홈(52)에 쫄대처럼 끼워질 때 뻑뻑하여 쉽게 끼워지지 않을 수 있다.

이를 해소키 위해, 본 발명 추가 실시예에서는 구름볼(60)을 구비하는데, 상기 구름볼(60)은 메인티바(56)와 보조티바(58)에 동일한 구조로 장착된다.

즉, 상기 메인티바(56)와 보조티바(58)의 일측단면에는 상기 볼홈(54)과 대향하는 대칭형 볼삽입홈(62)이 요입 형성되고, 상기 볼삽입홈(62)에는 구름볼(60)이 삽입되며, 상기 구름볼(60)은 볼구멍(64)이 형성된 볼브라켓(66)에 의해 이탈되지 않도록 결속되는데, 결속구조는 고정볼트(68)를 체결하는 형태이다.

그러면, 상기 메인티바(56)와 보조티바(58)를 메인티홈(50)과 보조티홈(52)에 각각 끼워 넣었을 때 돌출된 구름볼(60)이 상기 볼홈(54)과 구름접촉하면서 이동하기 때문에 매우 원활한 조립성을 확보할 수 있다.

아울러, 상기 메인티바(56)와 보조티바(58)의 각 타단면에는 메인소켓하우징(70)과 보조소켓하우징(72)이 일체로 고정된다.

상기 메인소켓하우징(70)과 보조소켓하우징(72)은 원통형상으로 형성되며, 원주 일부에는 길이방향으로 길게 슬릿(74)이 형성된다.

또한, 상기 메인소켓하우징(70)과 보조소켓하우징(72)의 원 중심에는 메인스파이어럴축(76)과 보조스파이어럴축(78)이 각각 고정되고, 상기 메인스파이어럴축(76)과 보조스파이어럴축(78)에는 각각 메인스파이어럴스프링(80)과 보조스파이어럴스프링(80)의 각 일단이 고정된 채 권취된다.

뿐만 아니라, 상기 메인스파이어럴스프링(80)과 보조스파이어럴스프링(82)의 각 타단은 상기 슬릿(74)을 통해 인출된 후 각각 씰링막(84)의 양단에 결속된다.

특히, 상기 메인스파이어럴스프링(80)과 보조스파이어럴스프링(82)은 서로 점 대칭된 상태로 배치되어 항상 일정한 장력을 유지하도록 구성된다.

따라서, 상기 메인 차수패널(310)에 대해 보조 차수패널(320,320A)이 굴곡되면서 변형이 되더라도 상기 상기 메인스파이어럴스프링(80)과 보조스파이어럴스프링(82)이 서로 풀거나 당기면서 일정한 장력을 유지하기 때문에 굴곡된 각도만큼 씰링막(84)이 휘어지면서 팽팽한 상태로 씰링을 지속적으로 유지할 수 있게 된다.

결국, 메인 차수패널(310)과 보조 차수패널(320,320A)은 자유롭게 움직일 수 있으며, 이들의 움직임에 따라 상기 메인스파이어럴스프링(80)과 보조스파이어럴스프링(82)이 서로 당기거나 밀면서 항상 적정 장력을 유지하기 때문에 안정적인 밀폐력을 구현할 수 있게 된다.

1 : 하수관거 10 : 물막이 차수장치
20 : 하수 수조탱크 30 : 이송관
40 : 굴삭기

Claims (1)

1. 프레임본체(100)와; 상기 프레임본체(100)의 전방에서 양측으로 펼쳐지도록 설치되어 상기 프레임본체(100)를 하수관거(1)의 벽체(5)에서 지지하기 위한 작동 지지암(200)과; 상기 프레임본체(100)의 후방에서 양분되도록 설치되어 하수관거(1)를 흐르는 하수를 막아 차단하기 위한 차수패널(300)과; 상기 프레임본체(100)의 전방 상단에 설치되어 굴삭기(40)의 암(41)과 연결되기 위한 굴삭기 암 연결구(400)와; 상기 차수패널(300)을 상기 프레임본체(100)의 후방에서 수직으로 상하 구동시키는 슬라이딩 구동수단으로 구성되는 물막이용 차수장치(10)를 포함하고, 상기 물막이용 차수장치(10)를 굴삭기(40)의 암(41)에 장착하고 굴삭기(40)의 암(41)을 이용하여 하수가 흐르는 하수관거(1) 내에 상기 물막이용 차수장치(10)를 삽입하여 하수관거(1)의 유지보수구간(P) 전.후방 차단지점(P1)(P2)에서 하수를 차단시키도록 이루어지며, 상기 하수관거(1)의 유지보수구간(P) 전방 차단지점(P1)에서 하수를 펌핑하여 상기 물막이용 차단장치(10)가 차단하고 있는 반대편 후방 차단지점(P2)으로 이송관(30)에 의해 하수를 바이패스 시키도록 이루어지며; 상기 프레임본체(100)는 그 전면부에 하수관거를 흐르는 하수가 통과하도록 개방된 다수의 관통홀(111)(121)이 형성되어 하수의 유속과 수압에 따른 물막이용 차수장치(10)의 대응력을 가지도록 이루어지고; 상기 작동 지지암(200)은 상기 프레임본체(100)의 전방의 힌지축(212)에 결합되는 좌우 한 쌍의 상하 작동프레임(210)(220A)과; 상기 상하 작동프레임(210)(220A)을 상하로 연결하여 같은 구동을 하도록 형성되는 연결 작동봉(230)과; 상기 연결 작동봉(230)의 중심부에 일측이 힌지 결합되고, 타측이 상기 프레임본체(100)에 힌지 결합되어 상기 상하 작동프레임(210)(220A)을 펼치거나 오므리도록 작동시키기 위한 구동실린더(240)와; 상기 상하 작동프레임(210)(220A)의 양측 끝단부에 결합되어 하수관거에서 미끄럼을 방지하는 미끄럼돌기(251)를 갖는 미끄럼방지구(250)를 더 포함하여 이루어지고, 하수관거(1)의 벽체(5)에 지지되는 상기 작동 지지암(200)의 작동으로 상기 하수관거(1)를 따라 밀려오는 하수의 유속과 유량에 대해 물막이용 차수장치(10)가 흔들림 없이 차수지점 위치에서 고정되도록 설치되며; 상기 차수패널(300)은 상기 프레임본체(100)의 후방 중앙부에 설치되는 메인 차수패널(310)과; 상기 메인 차수패널(310)의 양측 좌우에 슬라이딩 결합되는 보조 차수패널(320)(320A)을 포함하고, 하수관거(1)의 관경 크기에 따라 상기 보조 차수패널(320)(320A)을 크기 별로 교체가 가능하도록 설치되고; 상기 슬라이딩 구동수단은 상기 차수패널(300)의 정면에 설치되어 상하 수직방향으로 일정 길이로 형성되는 랙이동바(510)와; 상기 프레임본체(100)의 후방 상단에 설치되어 상기 랙 이동바(510)를 수직으로 상하 이동시키기 위한 피니언기어(521)를 갖는 구동모터(520)와; 상기 프레임본체(100)의 후면에서 수직으로 일정 길이 설치되는 가이드 플레이트(530)와; 상기 차수패널(300)의 정면 일측에 상하 수직방향으로 일정 길이로 설치되어 상기 가이드 플레이트(530)에 끼움되어 상기 차수패널(300)을 상하로 안내하도록 설치되는 슬라이드 플레이트(540)를 포함하고;
   상기 메인 차수패널(310)과 보조 차수패널(320,320A)의 대향면에는 각각 메인티홈(50)과 보조티홈(52)이 형성되며; 상기 메인티홈(50)과 보조티홈(52)의 내부 후측벽면에는 만곡지게 요입된 형태로 볼홈(54)이 동일하게 형성되고; 상기 메인티홈(50)과 보조티홈(52)에는 각각 메인티바(56)와 보조티바(58)가 삽입되며; 상기 메인티바(56)와 보조티바(58)의 일측단면에는 상기 볼홈(54)과 대향하는 대칭형 볼삽입홈(62)이 요입 형성되고; 상기 볼삽입홈(62)에는 구름볼(60)이 삽입되며; 상기 구름볼(60)은 볼구멍(64)이 형성된 볼브라켓(66)에 의해 이탈되지 않도록 결속되는데, 결속구조는 고정볼트(68)를 체결하는 형태이고; 상기 메인티바(56)와 보조티바(58)의 각 타단면에는 메인소켓하우징(70)과 보조소켓하우징(72)이 일체로 고정되며; 상기 메인소켓하우징(70)과 보조소켓하우징(72)은 원통형상으로 형성되고; 원주 일부에는 길이방향으로 길게 슬릿(74)이 형성되며; 상기 메인소켓하우징(70)과 보조소켓하우징(72)의 원 중심에는 메인스파이어럴축(76)과 보조스파이어럴축(78)이 각각 고정되고; 상기 메인스파이어럴축(76)과 보조스파이어럴축(78)에는 각각 메인스파이어럴스프링(80)과 보조스파이어럴스프링(82)의 각 일단이 고정된 채 권취되며; 상기 메인스파이어럴스프링(80)과 보조스파이어럴스프링(82)의 각 타단은 상기 슬릿(74)을 통해 인출된 후 각각 씰링막(84)의 양단에 결속되되, 상기 메인스파이어럴스프링(80)과 보조스파이어럴스프링(82)은 서로 점 대칭된 상태로 배치되어 항상 일정한 장력을 유지하도록 구성된 것을 특징으로 하는 하수관거의 보수를 위한 물막이 바이패스 방법이 적용된 시스템.
   

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