KR20210020491A - 배관 스케일 제거용 플렉시블 스프링 및 그를 포함하는 배관 스케일 제거 모듈 - Google Patents

Abstract

배관 스케일 제거용 플렉시블 스프링 및 그를 포함하는 배관 스케일 제거 모듈이 제공된다. 본 발명에 따른 배관 스케일 제거용 플렉시블 스프링은 복수의 와이어 유닛들을 직렬 연결하여 형성된다. 와이어 유닛은 원통부, 원통부의 양단으로부터 축방향을 따라 연장된 형태로 형성된 원통형 스프링부, 및 원통형 스프링부의 말단으로부터 축방향을 따라 연장된 형태로 형성된 반원통부를 포함한다. 와이어 유닛들 간의 직렬 연결은 일 와이어 유닛의 반원통부와 타 와이어 유닛의 반원통부가 대향하면서 포개져서 원통형을 형성한 상태로 체결되어 이루어진다. 본 발명에 의하면, 배관 내에서 이동시 백래쉬, 줄꼬임, 엉킴, 부분 이탈 현상 등의 발생 없이 일정한 회전축(중심선)을 유지하며 이동할 수 있고, 배관 내에서 멀리 가더라도 배관 내의 스케일을 미는 힘이 떨어지지 않고, 일부분만 심하게 마모되거나 파손된 경우에는 전체를 교체하지 않아도 되는 배관 스케일 제거용 플렉시블 스프링을 제공할 수 있다.

Description

배관 스케일 제거용 플렉시블 스프링 및 그를 포함하는 배관 스케일 제거 모듈{FLEXIBLE SPRING FOR REMOVAL OF PIPE SCALE AND PIPE SCALE REMOVAL MODULE INCLUDING THE SAME}

본 발명은 배관 스케일 제거용 플렉시블 스프링 및 그를 포함하는 배관 스케일 제거 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 선단에 장착된 스케일 제거 수단으로 배관 내의 스케일을 제거하기 위하여 배관 내에 삽입되는 플렉시블 스프링 및 그것의 선단에 스케일 제거 수단이 결합된 배관 스케일 제거 모듈에 관한 것이다.

일반적으로, 물을 비롯한 각종 유체를 이송할 수 있도록 설치되는 배관은 주로 건물의 바닥면이나 벽체 내에 매입되거나 거치된다. 설치된 배관의 장기간 사용시에는 배관의 내벽이 산화되거나 배관의 내벽에 각종 이물질이 끼여서 스케일(scale)이 생성된다.

스케일은 오랜 시간이 경과함에 따라 고체화되면서 배관의 유로가 좁아지게 한다. 그로 인하여 수압 등이 낮아지게 되고, 심할 경우에는 배관이 이송 압력을 견디지 못하고 파손된다. 그래서, 배관 내의 스케일을 제거할 필요가 있다.

배관 내의 스케일을 제거하기 위한 통상적인 방식은 와이어의 선단에 스케일 제거 수단을 장착하고, 그 와이어를 배관 내로 삽입하여 정회전 전진 및 역회전 후진시킴으로써 그 와이어의 선단에 장착된 스케일 제거 수단이 스케일과 접촉된 상태로 와이어와 함께 정회전 전진 및 역회전 후진하면서 스케일을 파쇄하도록 하는 것이다.

이와 관련하여, 하기 특허문헌1(KR10-1705845 B1)에는 스프링 와이어를 배관 내로 이동시키면서 스케일을 제거하기 위한 스케일 제거장치가 개시되어 있고, 하기 특허문헌2(KR10-2015-0010480 A)에는 플렉시블한 유연성의 와이어호스의 외측에 내구성 및 탄력성을 갖는 탄성스프링이 끼워져 결속된 배관의 스케일 제거용 와이어장치가 개시되어 있다.

또한, 하기 특허문헌3(KR10-2017-0087649 A)에는 스케일 제거 수단이 선단에 장착된 플렉시블 와이어를 회전 및 이송시키는 샤프트 조인트 주입식 배관스케일 제거장치가 개시되어 있고, 하기 특허문헌4(KR10-2014-0147391 A)에는 와이어 몸체가 체인 형태로 구성된 배관 스케일 제거용 와이어 장치가 개시되어 있다.

그런데, 특허문헌1 내지 4에서와 같은 종래의 와이어를 사용하여 배관 내의 스케일을 제거하는 경우에는, 와이어가 배관 내에서 이동시에(특히, 역회전 후진시에) 와이어가 받는 스트레스에 의하여 와이어에서 백래쉬(backlash), 줄꼬임, 엉킴, 부분 이탈 현상 등이 발생한다. 예를 들어, 스프링 형태의 와이어가 배관 내에서 회전축(중심선) 운동을 하는 중에 스프링이 받는 회전력과 배관 내의 스케일을 미는 힘이 과해지면 그 힘이 스프링의 중앙부분으로 몰려 그 중앙부분부터 일정한 회전축(중심선)을 이탈하는 현상이 발생한다. 그래서, 위와 같은 종래의 와이어를 사용하여 배관 내의 스케일을 제거하는 경우에는, 와이어가 일정하지 않은 회전축(중심선) 운동으로 배관 내를 거칠게 헤치고 나가게 되어 배관 내면이 불균일해지는 문제점이 있었다.

일반적으로, 배관 내의 스케일 제거는 배관 갱생 작업시에 수행되고, 배관 갱생 작업시에는 배관 내의 스케일 제거 후에 배관 내면의 에폭시 코팅이 수행된다. 그런데, 위와 같은 종래의 와이어로 스케일을 제거한 후에 에폭시 코팅을 하게 되면 배관 내면의 불균일로 인하여 균일하지 않은 코팅이 이루어진다. 즉, 돌출된 부분에는 도막이 얇게 형성되고 함몰된 부분에는 도막이 고이는 현상이 발생한다. 그래서, 배관 내면에 코팅된 도막의 두께가 일정하지 않게 된다.

도막의 두께가 일정하지 않음에 따라 도막의 경화시간도 부분별로 일정하지 않게 된다. 즉, 도막이 고인 부분의 경화시간은 도막이 얇게 형성된 부분의 경화시간보다 더 길어지게 된다. 그런데, 어느 한 부분이라도 완전히 경화되지 않은 상태에서 배관 갱생 작업을 종료한 경우, 예를 들어 그 배관이 물을 이송하는 배관이라면, 그 배관을 지나온 물을 마신 사람들의 몸속에는 유해물질이 들어가게 되고, 그 배관을 지나온 물로 몸을 씻는 사람들은 유해물질로 몸을 씻게 된다. 이는 사람들에게 악영향을 미치게 되고, 특히 유아들에게는 치명적일 수 있다.

또한, 위와 같은 종래의 와이어로 스케일을 제거한 후에 에폭시 코팅을 하게 되면 핀홀 현상이 빈번하게 발생한다는 문제점이 있었다. 핀홀 지점이 발견되면 다시 에폭시 코팅을 해주어야 하고 다시 경화과정을 거쳐야 하는데, 이는 작업시간의 연장 및 과도한 에폭시 사용을 초래한다. 극단적으로는 바람직하지 못한 마인드를 가진 작업자의 경우 작업시간의 단축을 위해 한두개 정도의 핀홀쯤은 무시하고 작업을 종료할 수도 있는데, 이는 규정 위반으로 시공 불량 하자를 초래한다.

또한, 위와 같은 종래의 와이어는 배관 내에서 멀리 갈수록 배관 내의 스케일을 미는 힘이 떨어지고, 일부분만 심하게 마모되거나 파손된 경우에도 전체를 교체해야 한다는 문제점이 있었다.

KR 10-1705845 B1 KR 10-2015-0010480 A KR 10-2017-0087649 A KR 10-2014-0147391 A

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 배관 내에서 이동시 백래쉬, 줄꼬임, 엉킴, 부분 이탈 현상 등의 발생 없이 일정한 회전축(중심선)을 유지하며 이동할 수 있고, 배관 내에서 멀리 가더라도 배관 내의 스케일을 미는 힘이 떨어지지 않고, 일부분만 심하게 마모되거나 파손된 경우에는 전체를 교체하지 않아도 되는 배관 스케일 제거용 플렉시블 스프링 및 그를 포함하는 배관 스케일 제거 모듈을 제공하는데 있다.

상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 배관 스케일 제거용 플렉시블 스프링은, 복수의 와이어 유닛들을 직렬 연결하여 형성되고, 상기 와이어 유닛은: 원통부; 상기 원통부의 양단으로부터 축방향을 따라 연장된 형태로 형성된 원통형 스프링부; 및 상기 원통형 스프링부의 말단으로부터 상기 축방향을 따라 연장된 형태로 형성된 반원통부;를 포함하고, 상기 와이어 유닛들 간의 직렬 연결은 일 와이어 유닛의 상기 반원통부와 타 와이어 유닛의 상기 반원통부가 대향하면서 포개져서 원통형을 형성한 상태로 체결되어 이루어진다.

바람직하게는, 상기 와이어 유닛은 내부 중공에 배치된 와이어 로프를 더 포함하고, 상기 와이어 로프의 양단은 상기 와이어 유닛의 양단에 위치한 상기 반원통부에 각각 고정된다.

바람직하게는, 상기 원통형 스프링부를 형성하는 코일선은 상기 원통형 스프링부가 압축되었을 때 서로 접촉하게 되는 면이 평면으로 형성된 것이다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 스케일 제거 모듈은: 상기 플렉시블 스프링; 및 상기 플렉시블 스프링의 선단에 장착된 헤드부를 포함하고, 상기 헤드부는: 상기 플렉시블 스프링의 선단에 직렬 연결되도록 장착된 초경 인서트; 및 상기 초경 인서트의 후단으로부터 상기 초경 인서트의 축방향을 따라 연장 형성된 반원통형의 결합부;를 포함하고, 상기 초경 인서트와 상기 플렉시블 스프링의 직렬 연결은 상기 결합부와 상기 플렉시블 스프링의 선단에 위치한 상기 반원통부가 대향하면서 포개져서 원통형을 형성한 상태로 체결되어 이루어진다.

바람직하게는, 상기 배관 스케일 제거 모듈은 외부로 돌출되는 일부를 제외한 나머지 부분이 상기 결합부와 상기 플렉시블 스프링의 선단에 위치한 상기 반원통부의 사이에 삽입되어 고정된 초경 인서트팁을 더 포함하고, 상기 초경 인서트의 직경은 상기 와이어 유닛의 외경보다 크고, 상기 플렉시블 스프링의 회전축으로부터 상기 초경 인서트팁의 돌출된 부분의 말단까지의 거리는 상기 초경 인서트의 반경과 동일하다.

본 발명에 따른 플렉시블 스프링은, 스프링 부분과 비스프링 부분이 번갈아 배치되도록 구성됨으로써 비스프링 부분이 스프링 부분에 가해지는 스트레스를 최소화할 수 있음에 따라, 배관 내에서 이동시 백래쉬, 줄꼬임, 엉킴, 부분 이탈 현상 등의 발생 없이 일정한 회전축(중심선)을 유지하며 이동할 수 있다.

본 발명에 따른 플렉시블 스프링에서는 스프링 부분의 사이마다 스트레스를 받지 않고 배관 내의 스케일을 밀어줄 수 있는 비 스프링 부분이 배치됨으로써 배관 내의 스케일을 밀어주는 힘이 향상되고, 배관 내에서 멀리 가더라도 배관 내의 스케일을 미는 힘이 떨어지지 않는다.

본 발명에 따른 플렉시블 스프링은 일부분만 심하게 마모되거나 파손된 경우전체를 교체할 필요없이 그 일부분에 해당하는 와이어 유닛만 교체하면 되기 때문에 경제적이다.

본 발명에 따른 플렉시블 스프링은 회전축(중심선) 운동에 최적화되어 배관의 굴곡진 부분에서도 일정한 회전축(중심선)을 유지하며 이동할 수 있다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 스케일 제거용 플렉시블 스프링의 정면도이다.
도2는 도1의 와이어 유닛의 사시도이다.
도3은 도1의 와이어 유닛의 횡단면도이다.
도4는 도2 및 도3의 구슬형 와이어의 사시도이다.
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 스케일 제거 모듈의 정면도이다.
도6은 도5의 배관 스케일 제거 모듈의 평면도이다.
도7은 도6의 배관 스케일 제거 모듈이 인장된 상태의 평면도이다.

본 명세서에 기재된 실시 예는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 명확히 설명하기 위한 것이므로, 본 발명이 본 명세서에 기재된 실시 예에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 본 발명의 사상을 벗어나지 아니하는 수정 예 또는 변형 예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하여 가능한 현재 널리 사용되고 있는 일반적인 용어를 선택하였으나 이는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 의도, 관례 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 다만, 이와 달리 특정한 용어를 임의의 의미로 정의하여 사용하는 경우에는 그 용어의 의미에 관하여 별도로 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가진 실질적인 의미와 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 한다.

본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명을 용이하게 설명하기 위한 것으로 도면에 도시된 형상은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 필요에 따라 과장되어 표시된 것일 수 있으므로 본 발명이 도면에 의해 한정되는 것은 아니다.

본 명세서에서 본 발명에 관련된 공지의 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 이에 관한 자세한 설명은 필요에 따라 생략하기로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 구체적으로 설명한다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 스케일 제거용 플렉시블 스프링(10)의 정면도이다. 도1을 참조하면, 플렉시블 스프링(10)은 선단에 헤드부가 장착된 상태로 배관 내에 삽입되어 정회전 전진 및 역회전 후진함으로써 헤드부에 포함된 스케일 제거 수단이 배관 내면의 스케일과 접촉된 상태로 플렉시블 스프링(10)과 함께 정회전 전진 및 역회전 후진하면서 배관 내의 스케일을 파쇄하도록 하는데 사용되는 것이다. 플렉시블 스프링(10)의 정회전 및 역회전은 구동수단(미도시)의 작동에 따라 회전축(중심선)을 기준으로 이루어진다.

플렉시블 스프링(10)은 복수개의 와이어 유닛(100)들을 직렬 연결하여 형성된다. 와이어 유닛(100)은 필요에 따라 적당한 길이 및 외경을 갖도록 제조될 수 있다. 예를 들어, 와이어 유닛(100)은 100~200mm의 길이 및 10~20mm의 외경을 갖도록 제조될 수 있다. 그러나, 와이어 유닛(100)의 길이 및/또는 외경을 필요에 따라 더 늘이거나 줄이는 것도 가능하다.

플렉시블 스프링(10)을 형성하는 각각의 와이어 유닛(100)은 개별적으로 결합 및 분리가 가능하다. 그래서, 플렉시블 스프링(10)의 총 길이는 직렬 연결되는 와이어 유닛(100)들의 개수를 변경함으로써 필요에 따라 조절될 수 있다. 플렉시블 스프링(10)의 길이를 늘이고 싶으면 늘이고자 하는 만큼 와이어 유닛(100)들을 더 연결하면 되고, 플렉시블 스프링(10)의 길이를 줄이고 싶으면 줄이고자 하는 만큼 와이어 유닛(100)들을 분리해내면 된다.

또한, 각각의 와이어 유닛(100)의 개별적인 결합 및 분리가 가능하기 때문에, 플렉시블 스프링(10)의 일부분만 심하게 마모되거나 파손된 경우에는 플렉시블 스프링(10)의 전체를 교체할 필요없이 그 일부분에 해당하는 와이어 유닛(100)만 분리해낸 후에 정상적인 와이어 유닛(100)으로 교체할 수 있다. 그래서, 플렉시블 스프링(10)의 관리가 용이하고 간편하게 이루어질 수 있다.

예를 들어, 100mm의 길이를 갖는 와이어 유닛(100)들을 직렬 연결하여 15m의 길이를 갖는 플렉시블 스프링(10)을 형성하고 그러한 플렉시블 스프링(10)을 사용하여 배관 내의 스케일을 제거한 경우, 플렉시블 스프링(10)의 사용에 의해 플렉시블 스프링(10)의 일부분만 심하게 마모되거나 파손되었다면 직렬 연결된 와이어 유닛(100)들 모두를 교체할 필요없이 그 일부분에 해당하는 와이어 유닛(100)들만 교체하면 된다.

도2는 도1의 와이어 유닛(100)의 사시도이고, 도3은 도1의 와이어 유닛(100)의 횡단면도이다. 도2 및 도3을 참조하면, 와이어 유닛(100)은 원통부(110), 원통형 스프링부(120), 반원통부(130), 구슬형 와이어(140) 및 볼트(150)를 포함한다.

원통부(110)는 와이어 유닛(100)의 중앙 부위에 배치된다. 원통부(110)는 내부에 중공을 갖고 양단이 개구된 원통 형상을 갖는다. 원통부(110)는 탄소강, 스테인레스, 티타늄, 또는 알루미늄으로 만들어질 수 있다. 그러나, 원통부(110)의 재질이 이들로 한정되는 것은 아니다.

원통형 스프링부(120)는 원통부(110)의 양쪽 각각에 배치된다. 구체적으로, 원통형 스프링부(120)는 원통부(110)의 양단 각각으로부터 원통부(110)의 축방향을 따라 연장된 형태로 각각 형성된다.

원통형 스프링부(120)는 스프링강 등으로 이루어진 선재를 코일선으로 감아 만든 코일 스프링이다. 원통형 스프링부(120)를 형성하는 코일선은 원통형 스프링부(120)가 압축되었을 때 서로 접촉하게 되는 측면이 평면으로 형성된 것이다. 즉, 원통형 스프링부(120)를 형성하는 코일선의 단면은 원형이 아니라 적어도 양 측면이 직선인 형태이고, 원통형 스프링부(120)가 압축되어 뭉쳐졌을 때 이웃하는 코일선들은 곡선 형태의 단면을 형성하는 부분들끼리 선접촉을 하는 것이 아니라 직선 형태의 단면을 형성하는 부분들끼리 면접촉을 하게 된다. 원통형 스프링부(120)를 형성하는 코일선은 이러한 면접촉의 조건을 만족시킬 수 있도록 최소한의 면취들로만 이루어진다.

이와 같이, 원통형 스프링부(120)가 좁은 선접촉이 아닌 넓은 면접촉을 하면서 뭉쳐짐으로써 원통형 스프링부(120)가 배관 내의 스케일을 밀어주는 힘이 극대화되고 원통형 스프링부(120)가 큰 힘에 의해 밀렸을 때 원통형 스프링부(120)의 일부(특히, 중앙부분)가 회전축(중심선)으로부터 이탈하는 현상이 방지된다. 그래서, 플레시블 스프링(10)이 배관 내에서 회전축(중심선)을 유지하며 이동할 수 있게 된다.

원통형 스프링부(120)는 압축되었을 때 원통부(110) 또는 반원통부(130)와도 접촉하게 되는데, 원통부(110) 및 반원통부(130)에서 원통형 스프링부(120)와 접촉하게 되는 부분들도 원통형 스프링부(120)와 면접촉을 할 수 있도록 최소한의 면취들로만 이루어진다. 이에 따라, 원통형 스프링부(120)가 배관 내의 스케일을 밀어주는 힘이 더 극대화된다.

반원통부(130)는 양쪽의 원통형 스프링부(120) 각각의 바깥쪽에 배치된다. 구체적으로, 반원통부(130)는 양쪽의 원통형 스프링부(120) 각각의 말단으로부터 축방향을 따라 연장된 형태로 형성된다. 여기서의 축방향은 원통부(110)로부터 원통형 스프링부(120)로 이어진 축방향을 말한다.

본 실시예에서, 양쪽의 반원통부(130)들 중의 하나는 원통부(110)를 상하로 이등분했을 때의 위쪽 부분에 해당하는 형태를 갖고, 다른 하나는 그 때의 아래쪽 부분에 해당하는 형태를 갖는다. 그러나, 양쪽의 반원통부(130)들이 모두 원통부(110)를 상하로 이등분했을 때의 위쪽 부분에 해당하는 형태를 갖거나 그 때의 아래쪽 부분에 해당하는 형태를 가질 수도 있다.

와이어 유닛(100)들 간의 직렬 연결은 일 와이어 유닛(100)의 반원통부(130)와 타 와이어 유닛(100)의 반원통부(130)가 대향하면서 포개져서 원통부(110)와 같은 원통형을 형성한 상태에서 볼트(150)로 체결되어 이루어진다.

반원통부(130)는 원통부(110)와 마찬가지로 탄소강, 스테인레스, 티타늄, 또는 알루미늄으로 만들어질 수 있다. 그러나, 반원통부(130)의 재질도 이들로 한정되는 것은 아니다.

반원통부(130)는 볼트 삽입구(132, 134), 구슬 고정홈(136), 및 초경 인서트팁 고정홈(138)을 포함한다. 일 와이어 유닛(100)과 타 와이어 유닛(100)이 직렬 연결되면 일 와이어 유닛(100)의 반원통부(130)와 타 와이어 유닛(100)의 반원통부(130)가 대향하면서 포개져서 원통부(110)와 같은 원통형을 형성하는데, 이 때 일 와이어 유닛(100)의 포개진 반원통부(130)에 형성된 볼트 삽입구(132), 구슬 고정홈(136), 및 초경 인서트팁 고정홈(138)은 각각 타 와이어 유닛(100)의 포개진 반원통부(130)에 형성된 볼트 삽입구(134), 구슬 고정홈(136), 및 초경 인서트팁 고정홈(138)과 대향한다.

볼트 삽입구(132, 134)에는 와이어 유닛(100)들을 직렬 연결한 상태로 체결하기 위한 볼트(150)가 삽입된다. 그러한 체결을 위하여, 와이어 유닛(100)의 양쪽에 형성된 반원통부(130)들 중에서 한쪽의 반원통부(130)에는 볼트(150)가 외부로부터 삽입되어 통과할 수 있는 형태의 볼트 삽입구(132)가 형성되고, 반대쪽의 반원통부(130)에는 연결하고자 하는 다른 와이어 유닛의 그와 같은 볼트 삽입구(132)를 통과한 볼트의 선단이 삽입되어 고정될 수 있는 형태의 볼트 삽입구(134)가 형성된다.

본 실시예에서는 연결되는 두 와이어 유닛(100)들을 하나의 볼트(150)로 체결하였지만, 복수의 볼트로 체결할 수도 있다. 또한, 본 실시예에서는 연결되는 두 와이어 유닛(100)들을 볼트(150)로 체결하였지만, 볼트 대신에 핀으로 체결할 수도 있다.

예를 들어, 플렉시블 스프링(10)이 20mm 이하의 내경을 갖는 배관에 사용되는 경우에는 핀으로 체결하고, 20~100mm의 내경을 갖는 배관에 사용되는 경우에는 하나의 볼트로 체결하고, 100mm 이상의 내경을 갖는 배관에 사용되는 경우에는 복수의 볼트로 체결할 수 있다. 그러나, 하나의 볼트, 복수의 볼트 및 핀을 사용하는 대상이 이 수치들로 한정되는 것은 아니다.

도4는 도2 및 도3의 구슬형 와이어(140)의 사시도이다. 도4를 참조하면, 구슬형 와이어(140)는 와이어 로프(142) 및 그의 양단에 각각 장착된 구슬(144)을 포함한다.

다시 도2 및 도3을 참조하면, 구슬형 와이어(140)의 와이어 로프는 와이어 유닛(100)의 내부 중공에 와이어 유닛(100)의 축방향을 따라 배치된다. 와이어 로프(142)의 일단에 장착된 구슬은 와이어 유닛(100)의 일단에 위치한 반원통부(130)에 고정되고, 와이어 로프(142)의 타단에 장착된 구슬은 그 와이어 유닛(100)의 타단에 위치한 반원통부(130)에 고정된다.

구슬 고정홈(136)은 구슬형 와이어(140)의 구슬을 수용하여 고정하기 위한 것이다. 구슬 고정홈(136)은 반원통부(130)의 내면에 형성되되, 와이어 유닛(100)의 중앙 부분으로부터 가까운 곳에 하나 형성되고 먼 곳에도 하나 형성된다.

구슬 고정홈(136)은 직렬 연결된 다른 와이어 유닛의 반원통부(130)에 형성된 구슬 고정홈(136)과 함께 구슬형 와이어(140)의 구슬을 수용하여 고정할 수 있는 공간을 형성하고, 그 공간 내에 구슬형 와이어(140)이 구슬이 수용되어 고정된다.

와이어 유닛(100)의 중앙 부분으로부터 가까운 곳에 형성된 구슬 고정홈(136)에는 그 와이어 유닛(100)의 내부 중공에 배치된 구슬형 와이어(140)의 구슬이 수용되어 고정되고, 먼 곳에 형성된 구슬 고정홈(136)에는 직렬 연결된 다른 와이어 유닛(100)의 내부 중공에 배치된 구슬형 와이어(140)의 구슬이 수용되어 고정된다.

초경 인서트팁 고정홈(138)은 후술할 초경 인서트팁(미도시)을 삽입하여 고정하기 위한 것이다. 초경 인서트팁 고정홈(138)은 반원통부(130)의 반원형 외주면의 말단에 형성된다.

초경 인서트팁 고정홈(138)은 후술할 헤드부(미도시)가 포함하는 결합부의 초경 인서트팁 고정홈과 함께 초경 인서트팁의 일부를 제외한 나머지 부분이 삽입되어 고정될 수 있는 공간을 형성하고, 그 공간 내에 초경 인서트팁의 일부를 제외한 나머지 부분이 삽입되어 고정된다. 초경 인서트팁의 삽입되지 않은 일부는 외부로 돌출된다.

원통부(110), 원통형 스프링부(120) 및 반원통부(130)는 필요에 따라 적당한 길이, 외경, 두께를 갖도록 제조될 수 있다. 예를 들어, 원통부(110)는 12mm의 길이, 10mm의 외경, 2.5mm의 두께를 갖고, 각각의 원통형 스프링부(120)는 27mm의 길이, 10mm의 외경, 1mm의 두께를 갖고, 각각의 반원통부(130)는 17mm의 길이, 10mm의 외경, 2.5mm의 두께를 갖도록 제조될 수 있다. 이때, 구슬형 와이어(140)는 예를 들어 직경이 2~3mm인 와이어 로프의 양단에 직경이 5mm보다 크고 10mm보다 작은 구슬이 장착된 것으로 제조될 수 있다. 그러나, 예시한 치수들을 필요에 따라 더 늘이거나 줄이는 것도 가능하다.

플렉시블 스프링(10)에서는 스프링 부분(즉, 원통형 스프링부(120))과 비스프링 부분(즉, 원통부(110) 또는 포개진 반원통부(130)들로 구성된 원통형의 체결부)이 번갈아 배치됨으로써 비스프링 부분이 스프링 부분에 가해지는 스트레스를 최소화할 수 있다. 또한, 플렉시블 스프링(10)은 유니버셜 조인트와 같은 관절을 갖지도 않는다.

그에 따라, 플랙시블 스프링(10)에서는 종래의 스프링 와이어, 유니버셜 조인트, 플렉시블 와이어에서 발생하던 백래쉬, 줄꼬임, 엉킴, 부분 이탈 현상이 방지된다. 그러한 현상들이 방지되는 효과는 특히 플렉시블 스프링(10)의 역회전시에 현저하게 나타난다.

그래서, 플렉시블 스프링(10)에 부하가 발생하더라도 플렉시블 스프링(10)을 공회전시킬 필요 없이 예를 들어 역회전 후진, 정회전 전진, 역회전 후진, 정회전 전진의 순으로 이동시킬 수 있다.

이와 같이, 플랙시블 스프링(10) 내의 비스프링 부분은 종래의 스프링 형태의 와이어의 구조를 단순 변경한 것이 아니라 종래의 스프링 형태의 와이어에서 발생하던 부분 이탈 현상 등을 방지할 수 있는 현저한 효과를 발휘하는 것이다. 종래의 스프링 형태의 와이어는 배관 내에서 일정한 회전축(중심선) 운동을 하는 중에 스프링이 받는 회전력과 배관 내의 스케일을 미는 힘이 과해지면 그 힘이 스프링의 중앙부분으로 몰려 그 중앙부분부터 일정한 회전축(중심선)을 이탈하는 부분 이탈 현상이 발생했지만, 플렉시블 스프링(10)에서는 비스프링 부분에 의하여 그러한 부분 이탈 현상이 방지된다.

또한, 플렉시블 스프링(10)에서는 포개진 반원통부(130)들로 구성된 원통형의 체결부가 원통부(110)와 동일한 형태의 비스프링 부분을 형성함으로써 스프링 부분(즉, 원통형 스프링부(120))의 사이마다 비스프링 부분(즉, 원통부(110) 또는 포개진 반원통부(130)들로 구성된 원통형의 체결부)이 배치되고, 그러한 비스프링 부분이 스트레스를 받지 않고 배관 내의 스케일을 밀어줄 수 있다. 그래서, 배관 내에서 멀리 가더라도 배관 내의 스케일을 미는 힘이 떨어지지 않는다.

또한, 플렉시블 스프링(10)은 몸체가 둥근 구조이므로 별도의 가이드 없이도 배관 내에서 배관 내면을 손상시키지 않고 정교한 회전축(중심선) 운동으로 선단의 스케일 제거 수단에 의한 스케일 제거만 수행되도록 하면서 이동할 수 있다.

배관 스케일 제거에 사용되던 종래의 와이어들 중에는 소형 배관에 사용하기에는 적합하지 않은 구조를 갖는 것들도 있었다. 그러나, 플렉시블 스프링(10)은 대형 배관에도 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 예를 들어 내경 25mm 이하의 좁은 관로를 갖는 옥내 급수관에 사용하기에도 적합한 구조를 갖는다.

도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 스케일 제거 모듈의 정면도이고, 도6은 도5의 배관 스케일 제거 모듈의 평면도이다. 도5 및 도6을 참조하면, 배관 스케일 제거 모듈은 도1의 플렉시블 스프링(10)의 선단에 헤드부(20, 22) 및 초경 인서트팁(30)이 장착된 것이다.

헤드부(20, 22)는 초경 인서트(20) 및 결합부(22)을 포함한다. 초경 인서트(20)는 스케일 제거 수단으로서, 플렉시블 스프링(10)의 선단에 직렬 연결되도록 장착되어 배관 내면의 스케일과 접촉된 상태로 플렉시블 스프링(10)과 함께 정회전 전진 및 역회전 후진하면서 배관 내의 스케일을 파쇄한다. 이를 위하여, 초경 인서트(20)는 플렉시블 스프링(10)과 동축으로 연결되면서 플렉시블 스프링(10)의 외경보다 조금 큰 직경을 갖는다. 또한, 초경 인서트(20)는 칩 배출이 용이한 구조를 갖고, 너무 경사지지 않고 완만한 각도를 갖는다.

결합부(22)는 초경 인서트(20)를 플렉시블 스프링(10)에 연결하기 위한 것이다. 결합부(22)는 초경 인서트(20)의 후단으로부터 축방향을 따라 반원통형으로 연장 형성된 것으로서 플렉시블 스프링(10)을 구성하는 와이어 유닛의 반원통부(130)와 동일한 형태로 형성된다. 그래서, 결합부(22)와 와이어 유닛의 반원통부(130)가 대향하면서 포개져도 와이어 유닛의 원통부(110)와 같은 원통형이 형성되고, 결합부(22)에도 와이어 유닛의 반원통부(130)와 마찬가지의 볼트 삽입구, 구슬 고정홈 및 초경 인서트팁 고정홈이 형성된다.

초경 인서트(20)와 플렉시블 스프링(10)의 직렬 연결은 초경 인서트(20)로부터 연장 형성된 결합부(22)와 플렉시블 스프링(10)의 선단에 위치한 반원통부(130)가 대향하면서 포개져서 와이어 유닛의 원통부(110)와 같은 원통형을 형성한 상태에서 볼트(150)로 체결되어 이루어진다.

초경 인서트팁(30)은 외부로 돌출되는 일부를 제외한 나머지 부분이 결합부(22)와 플렉시블 스프링(10)의 선단에 위치한 반원통부(130)의 사이에 삽입되어 고정된다. 구체적으로, 초경 인서트팁(30)은 결합부(22)의 초경 인서트팁 고정홈과 플렉시블 스프링(10)의 선단에 위치한 반원통부(130)의 초경 인서트팁 고정홈(138)이 대향하면서 포개져서 형성하는 공간 내에 일부를 제외한 나머지 부분이 삽입되어 고정된다. 삽입된 부분의 고정은 공지기술을 활용하여 이루어지고, 삽입되지 않은 부분은 외부로 돌출된다.

플렉시블 스프링(10)의 회전축(중심선)으로부터 초경 인서트팁(30)의 돌출된 부분의 말단까지의 거리는 초경 인서트(20)의 반경과 동일하다. 즉, 초경 인서트(20)와 초경 인서트팁(30)의 가공 두께는 동일하다.

상기 배관 스케일 제거 모듈로 배관 내의 스케일을 제거하는데 있어서, 초경 인서트(20)는 1차적으로 비교적 큰 스케일을 황삭하는 기능을 수행하고, 초경 인서트팁(30)은 2차적으로 스케일을 깔끔하게 정삭하는 기능을 수행한다. 즉, 상기 배관 스케일 제거 모듈 하나로 황삭과 정삭이 모두 해결된다. 초경 인서트(20)와 초경 인서트팁(30)의 가공 두께가 동일하기 때문에 그러한 황삭과 정삭은 균일하게 이루어진다.

초경 인서트팁(30)은 소모성이므로 교체시기 도래시 교체가 필요하다. 초경 인서트팁(30)의 교체시에는 삽입 고정되어 있는 소모된 초경 인서트팁(30)을 빼낸 후에 그 자리에 정상적인 초경 인서트팁(30)을 삽입 고정하면 된다.

도7은 도6의 배관 스케일 제거 모듈이 인장된 상태의 평면도이다. 도7을 참조하면, 상기 배관 스케일 제거 모듈이 인장되었을 때, 각각의 와이어 유닛(100)의 내부 중공에 배치된 구슬형 와이어(140)는 해당 와이어 유닛(100)이 구슬형 와이어(140)의 길이보다 더 인장되지 못하도록 제한한다.

이와 같이 구슬형 와이어(140)는 와이어 유닛(100)의 원통형 스프링부(120)가 백래쉬 현상 등이 발생할 수 있을 정도로 과도하게 인장되지 못하도록 제어할 수 있다. 그래서, 구슬형 와이어(140)에 의해서도 플렉시블 스프링(10)의 회전시에, 특히 역회전시에, 스프링 부분(즉, 원통형 스프링부(120))의 백래쉬 현상 등이 방지될 수 있다.

이상에서와 같은 상기 배관 스케일 제거 모듈은 배관의 굴곡진 부분에서도 회전축(중심선)을 유지하며 초경 인서트(20)로 1차 절삭을 수행하고 초경 인서트팁(30)으로 2차 절삭을 수행하면서 배관 내부를 통과할 수 있다.

상기 배관 스케일 제거 모듈은 노후된 주택의 부식이 심한 아연 강관에서도 배관에 손상을 주지 않고 사용될 수 있다.

배관 스케일 제거에 사용되던 종래의 와이어 장치들 중에는 와이어가 회전축(중심선)을 유지하며 이동하는데 있어서 취약한 구조를 갖는 것들도 있었다. 일정한 회전축(중심선)을 이탈하여 전진하면서 배관의 거친 내면을 깎게 되면 스케일이 정밀하게 제거되지 않아 거친 구간이 계속 발생하게 되는데, 그러한 거친 구간은 와이어가 일정한 회전축(중심선)을 유지하지 못하게 하고, 이는 배관 손상을 초래하였다. 그리고, 후진시에도 같은 현상이 반복되었다. 그래서, 종래에는 배관의 파손에 따른 유지관리로 인하여 금전 및 시간의 손실이 발생하였다.

그러나, 상기 배관 스케일 제거 모듈에서는 배관 스케일 제거가 초경 인서트(20)에 의한 황삭과 초경 인서트팁(30)에 의한 정삭으로 나뉘어 수행되되, 초경 인서트팁(30)에 의한 정삭은 플렉시블 스프링(10)이 일정한 회전축(중심선)을 유지하며 이동하면서 수행된다. 상기 배관 스케일 제거 모듈은 그러한 방식에 따라 초경 인서트(20)로 스케일을 거칠게 제거한 후에 초경 인서트팁(30)으로 조금더 정교한 가공을 함으로써 일정한 이동통로를 확보할 수 있으므로 노후된 배관의 파손 방지에 더욱 유리하다. 또한, 상기 배관 스케일 제거 모듈은 종래에 비하여 제한된 편각 흡수에 있어서도 유리하다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 이상에서 설명한 본 발명의 실시예들은 서로 별개로 또는 조합되어 구현되는 것도 가능하다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 배관 스케일 제거용 플렉시블 스프링 20: 초경 인서트
22: 결합부 30: 초경 인서트팁
100: 와이어 유닛 110: 원통부
120: 원통형 스프링부 130: 반원통부
132, 134: 볼트 삽입구 136: 구슬 고정홈
138: 초경 인서트팁 고정홈 140: 구슬형 와이어
142: 와이어 로프 144: 구슬
150: 볼트

Claims (5)

1. 복수개의 와이어 유닛들을 직렬 연결하여 형성된 배관 스케일 제거용 플렉시블 스프링으로서, 상기 와이어 유닛은:
   원통부;
   상기 원통부의 양단으로부터 축방향을 따라 연장된 형태로 형성된 원통형 스프링부; 및
   상기 원통형 스프링부의 말단으로부터 상기 축방향을 따라 연장된 형태로 형성된 반원통부;를 포함하고,
   상기 와이어 유닛들 간의 직렬 연결은 일 와이어 유닛의 상기 반원통부와 타 와이어 유닛의 상기 반원통부가 대향하면서 포개져서 원통형을 형성한 상태로 체결되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 배관 스케일 제거용 플렉시블 스프링.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 와이어 유닛은 내부 중공에 배치된 와이어 로프를 더 포함하고, 상기 와이어 로프의 양단은 상기 와이어 유닛의 양단에 위치한 상기 반원통부에 각각 고정되는 것을 특징으로 하는 배관 스케일 제거용 플렉시블 스프링.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 원통형 스프링부를 형성하는 코일선은 상기 원통형 스프링부가 압축되었을 때 서로 접촉하게 되는 면이 평면으로 형성된 것임을 특징으로 하는 배관 스케일 제거용 플렉시블 스프링.
   
4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 따른 배관 스케일 제거용 플렉시블 스프링; 및
   상기 플렉시블 스프링의 선단에 장착된 헤드부를 포함하고,
   상기 헤드부는:
   상기 플렉시블 스프링의 선단에 직렬 연결되도록 장착된 초경 인서트; 및
   상기 초경 인서트의 후단으로부터 상기 초경 인서트의 축방향을 따라 연장 형성된 반원통형의 결합부;를 포함하고,
   상기 초경 인서트와 상기 플렉시블 스프링의 직렬 연결은 상기 결합부와 상기 플렉시블 스프링의 선단에 위치한 상기 반원통부가 대향하면서 포개져서 원통형을 형성한 상태로 체결되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 배관 스케일 제거 모듈.
   
5. 제4항에 있어서,
   외부로 돌출되는 일부를 제외한 나머지 부분이 상기 결합부와 상기 플렉시블 스프링의 선단에 위치한 상기 반원통부의 사이에 삽입되어 고정된 초경 인서트팁을 더 포함하고,
   상기 초경 인서트의 직경은 상기 와이어 유닛의 외경보다 크고, 상기 플렉시블 스프링의 회전축으로부터 상기 초경 인서트팁의 돌출된 부분의 말단까지의 거리는 상기 초경 인서트의 반경과 동일한 것을 특징으로 하는 배관 스케일 제거 모듈.

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