KR20210030294A - 상수도관 장비이동시스템 및 그의 운영방법 - Google Patents

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KR20210030294A
KR20210030294A KR1020210025214A KR20210025214A KR20210030294A KR 20210030294 A KR20210030294 A KR 20210030294A KR 1020210025214 A KR1020210025214 A KR 1020210025214A KR 20210025214 A KR20210025214 A KR 20210025214A KR 20210030294 A KR20210030294 A KR 20210030294A
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    • B66D1/60—Rope, cable, or chain winding mechanisms; Capstans adapted for special purposes

Abstract

로프(rope)를 감거나 풀어주는 메인드럼과 보조드럼 및 공압 또는 유압으로 작동하는 모터를 포함하는 일정속도 가동용 윈치와, 상수도관 갱생 및 세척공사와 관련된 장비들에 연결되고 시점 및 종점 작업구의 지상에 설치된 상기 일정속도 가동용 윈치와 연결되는 고강도 섬유로프와, 상수도관 갱생 및 세척공사와 관련된 장비의 전방과 후방에 각각 설치되어 관련 장비의 원활한 이동과 작업성을 확보하는 로프고정식 로프유도장치 및 수평곡관 및 수직곡관에 설치되어 로프 및 각종 호스들의 원활한 이동을 지원하는 로프이동용 로프유도장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 본 발명의 상수도관 장비이동시스템을 개시하며,
또한, 상기 본 발명의 상수도관 장비이동시스템의 장치들과 상수도관 갱생 및 세척공사와 관련된 장비들과 연계된 상태에서의 상수도관 장비이동시스템의 운영방법을 개시한다.

Description

상수도관 장비이동시스템 및 그의 운영방법{The moving system for the equipments in water pipes and its operation methods}
본 발명은, 인력투입이 불가능한 중소형 상수도관 갱생공사 또는 세척공사와 관련된 기술분야에서, 상수도관 갱생공사 또는 세척공사와 관련된 작업 장비들 및 로프와 압축공기 호스 등의 부속자재들의 상수도관 내부에서의 원활한 이동을 실현하는 기술이며,
로프를 관련된 장비들에 고정연결하고 지상에 설치된 본 발명의 윈치들을 사용하여 장비들의 이동방향에 따라 일정속도로 감고 풀어주는 작동을 통해 관련 장비들의 단위시간당 시공품질을 유지함과 함께 장비들로부터 자체의 이동을 위한 관련 장치들을 없앰으로써 관련 장비들의 소형화를 실현할 수 있고,
또한, 수평곡관 및 수직곡관에서의 로프와 압축공기 호스 또는 물-호스 및 관련 장비들이 원활하게 이동되도록 작동하는 본 발명의 로프유도장치들을 통하여 곡관에서 발생하는 각종 호스들의 연결구 탈락과 장비들의 관 내벽과의 접촉으로 인한 장비들의 이동불가와 작업불가 및 상수도관 내벽의 긁힘 등과 같은 여러 하자들을 방지함으로써 상수도관 갱생공사 또는 세척공사와 관련된 작업 장비들의 작업속도를 높이며 작업품질을 높일 수 있는 기술에 대한 것이다.
인력을 직접 관의 내부로 투입할 수 있는 기존 대형 상수도관에서의 관 갱생 및 관 세척공사의 대부분에서는 사람이 직접 장비를 운전하고 압축공기 호스 및 물-호스 등의 이동과 관리를 관 내부에서 사람이 직접 수행할 수 있으므로, 각종 호스(hose)들과 같은 유지부속품들과 관련 장비들의 유지운영에 큰 문제가 발생하지 않는다.
또한, 인력을 직접 관의 내부로 투입할 수 있는 기존 대형 상수도관에서는 관련 장비들의 가동에 필요한 동력을 관 내부에서 장비 자체로부터 직접 발생시켜 공급하는 것도 가능하다.
또한, 인력을 직접 관의 내부로 투입할 수 있는 기존 대형 상수도관에서는 스크레이퍼와 같은 관련 장비들의 작업에 의해 발생하는 부산물들을 인력을 사용하여 운반할 수 있다.
그러나 인력을 직접 관의 내부로 투입할 수 없는 중소형 상수도관에서는 인력을 이용한 상기 모든 작업들이 불가능하며, 특히, 상기 관련 장비들 및 유지부속품들의 관 내부에서의 이동과 관련 장비들의 작업속도를 일정하게 유지하는 것이 매우 어렵다.
또한, 인력을 직접 관의 내부로 투입할 수 없는 중소형 상수도관의 수평곡관 및 수직곡관에서 상기 관련 장비들과 상수도관 내면 사이에 접촉이 심하게 발생하여 관련 장비의 회수가 불가능할 경우, 중장비를 이용하여 해당 위치의 상수도관이 매립된 위치까지 터파기한 후 관을 절단하여 관련 장비를 회수해야만 하는 경우가 발생할 수 있다.
또한, 인력투입이 가능한 대형 상수도관과 비교하여, 중소형관에서의 수평곡관 및 수직곡관의 설치 빈도가 상대적으로 빈번하므로, 호스(hose) 등과 같은 유지부속품들의 이동에 많은 어려움이 있다.
또한, 이동을 위한 동력을 자체적으로 생산하는 상기 관련 장비들은 자체의 크기가 중소형 관 내부에서 작업할 수 없을 정도의 큰 규모일 수 있으며,
또한, 상수도관 내부에서 상기 관련 장비들을 이동시키는 주행로봇은, 외부 동력이 공급되지 않을 경우, 상기 관련 장비들을 이동시키기 위한 견인력과 이동속도에서의 한계가 있으며,
전기와 같은 외부 동력이 주행로봇에 공급될 경우, 동력선의 유지관리에 많은 어려움이 발생한다.
또한, 와이어로프(wire-rope)나 섬유로프를 자체의 드럼(drum)에 적재한 상태에서 로프를 감거나 풀어주는 일반적인 형식의 윈치(winch)는, 드럼(drum)이 일정한 회전속도로 가동되더라도, 드럼(drum) 위에 감겨있는 로프의 상태에 따라 로프가 드럼 위로 감기거나 드럼으로부터 풀리는 속도가 다르므로, 윈치(winch)를 이용하여 상수도관 갱생 및 세척공사와 관련된 장비를 일정속도로 이동시킬 수 없다.
(특허문헌 1) KR0947485 10 “노후 관로의 콜타르 제거장치”는, 노후관로의 내면에서 전후 직진이동하는 본체; 일측이 상기 본체의 외주면에 소정 각도로 고정되며, 타측에는 눌림 압력에 대응하여 신축구동하는 완충부를 구비하여 관로 내면의 스케일에 의한 요철면을 주행하는 이동수단; 상기 본체의 선단에 설치되며, 외부로부터 제공되는 전원에 의해 회전하는 회전수단; 및 상기 회전수단의 중심 축상에서 반경방향으로 설치되며, 단부가 관로면에 일정한 압력으로 접촉한 상태로 회전하면서 노후 관로면에 도포되어 있는 콜타르층에 절단선을 그어 박리시키기 위한 콜타르 커팅수단을 포함하는 노후관로의 콜타르 제거장치에 대한 기술이며,
또한, 상기 장치는, 곡관에서 상기 본체는 다수의 마디로 이루어지되 마주하는 대향 단부에 단차부가 형성된 제1 내지 제3 분절관; 과, 상기 제1 내지 제3 분절관의 각 끝단 단차부에 끼워져 고정되며, 곡관의 통과시에 유연한 굽힘성을 제공하여 가변되는 곡률을 일정하게 수용하기 위한 센터유지 스프링; 과, 상기 제1 내지 제3 분절관 외면에 소정 각도로 설치되며, 선단부가 노후 관로의 내면에 접촉하면서 구름동작하는 이동수단을 포함하며, 상기 콜타르 커팅수단의 선단면에 설치되며, 반구형태로 형성되어 상기 본체가 곡관의 통과시 윈치로 로우프를 끌어당길때 관경의 중심과 본체의 중심이 일치되도록 유지하기 위한 센터유지 지지대 및 상기 센터유지 지지대의 중심부에 설치되어 윈치등으로 견인할 수 있도록 마련된 견인고리를 더 포함하는 장치이다.
그러나 상기 KR0947485 10 “노후 관로의 콜타르 제거장치”는, 수평 및 수직곡관에서 센터유지 지지대가 굽어지지 않아야 하므로, 센터유지 지지대는 로프의 견인력과 관 내벽과의 마찰을 견딜 수 있는 강도를 지녀야 하며,
또한, 만일 센터유지 지지대가 금속일 경우, 로프의 견인력을 초과하는 콜타르나 스케일이 접착된 관 내벽과의 마찰에 의하여 관련 장치의 이동이 불가능할 수 있으며,
또한, 만일 센터유지 지지대가 유연한 재질일 경우, 센터유지 지지대에 의하여 관련 장치의 센터유지가 불가능할 수 있다.
본 발명은 전술한 문제점들을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 중소형 상수도관 갱생공사 및 세척공사와 관련된 장비의 필요한 이동속도를 상수도관 외부에 위치한 윈치(winch)를 통해 구현하고, 수평곡관 및 수직곡관에서의 관련 장비 및 유지부속품들의 원활한 이동을 위한 로프(rope) 유도장치들 및 윈치와 로프(rope) 유도장치들의 조합된 상수도관 장비이동시스템 및 운영방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 과제들을 해결하기 위하여 본 발명은,
일정속도 가동용 윈치와 고강도 섬유로프 및 로프유도장치들의 조합된 가동에 따른 상수도관 장비이동시스템에 있어서,
로프(rope)를 감거나 풀어주는 메인드럼과 보조드럼 및 공압 또는 유압으로 작동하는 모터를 포함하는 일정속도 가동용 윈치;
상수도관 갱생 및 세척공사와 관련된 장비들에 연결되고, 시점 및 종점 작업구의 지상에 설치된 상기 일정속도 가동용 윈치와 연결되는 고강도 섬유로프;
상수도관 갱생 및 세척공사와 관련된 장비의 전방과 후방에 각각 설치되는 로프고정식 로프유도장치; 및
수평곡관 및 수직곡관에 설치되는 로프이동용 로프유도장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 상수도관 장비이동시스템을 제공한다.
또한, 상기 일정속도 가동용 윈치를 작동시키는 모터는 정회전과 역회전이 가능한 공압 또는 유압모터를 사용할 수 있다.
또한, 상기 일정속도 가동용 윈치를 작동시키는 모터는 감속기를 별도로 설치하거나 감속기를 자체의 몸체에 내장한 형식을 사용할 수 있다.
또한, 상기 일정속도 가동용 윈치와 별개로, 일정속도 가동용 윈치의 후방에 인력으로 작동가능한 로프적제용 윈치를 별도로 구비하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 로프이동용 로프유도장치는,
로프와 함께 자체가 이동하기 위하여 작동하는 로프고정용 전기실린더(233)와 상수도관 내의 일정위치에 자체를 고정하기 위한 로프유도장치 고정용 전기실린더(235)의 동력원으로써 축전기(battery)를 자체의 몸체(231) 내부에 구비하는 것이 바람직하며,
또한, 지상으로부터 상기 전기실린더(233, 235)로의 작동신호를 감지하고 작동명령을 전기실린더(233, 235)에 내리는 무선으로 작동하는 센서(sensor) 및 작동회로를 포함한 부속장치를 자체의 몸체(231) 내부에 구비하는 것이 바람직하며,
또한, 곡관에서의 로프(19) 및 압축공기 호스(20)의 이동을 살펴볼 수 있는 무선 카메라를 자체의 몸체(231)에 구비하는 것이 바람직하며,
또한, 지상에서 상기 센서(sensor) 및 작동회로를 통제하는 컨트롤박스와 영상 모니터시스템을 구비하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 상수도관 장비이동시스템의 운영을 위하여,
무선조정이 가능하고 경사에서 주행할 수 있는 소형 이동대차를 이용하여 시점 작업구로부터 종점 작업구까지 상수도관 내부로 로프(19)를 운반하여 시점 작업구에 위치한 일정속도 로프가동용 윈치(21-1)와 종점 작업구에 위치한 일정속도 로프가동용 윈치(21-2) 사이에 로프(19)를 연결하는 단계;
시점 작업구에 위치한 일정속도 로프가동용 윈치(21-1)의 로프(19) 견인작동과 종점 작업구에 위치한 일정속도 로프가동용 윈치(21)의 로프(19) 이송작동으로, 종점 로프이동용 로프유도장치(23)들이 시점 작업구를 향해 종점 작업구로부터 시점 작업구 방향으로 상수도관 내부에 설치되는 단계;
종점 로프이동용 로프유도장치(23)들의 상수도관 내부설치가 끝나고 시점 작업구로부터 로프고정식 로프유도장치(22)들이 상수도관 갱생공사 또는 세척공사와 관련하여 작업할 장비들 사이에 배치된 후, 종점 작업구에 위치한 일정속도 로프가동용 윈치(21-2)의 로프(19) 견인작동과 시점 작업구에 위치한 일정속도 로프가동용 윈치(21-1)의 로프(19) 이송작동으로, 압축공기 호스(20)의 이동과 관련 장비들의 관련 작업이 시작되는 단계;
상기 장비들의 종점 작업구 방향으로의 관련 작업들이 진행됨에 따라, 종점 로프이동용 로프유도장치(23)들이 시점 작업구 방향 설치위치로부터 고정상태를 해제한 후 종점 작업구 방향으로 이동되는 동시에, 시점 작업구와 가까운 후단의 시점 로프이동용 로프유도장치(23)부터 종점 작업구 방향으로 차례로 상수도관 내부의 고정위치에 설치되는 단계;
상기 장비들의 관련 작업들이 종점 작업구 근처 직선구간까지 진행됨에 따라, 종점 로프이동용 로프유도장치(23)들이 지상으로 반출되며, 또한, 시점 로프이동용 로프유도장치(23)들의 상수도관 내 설치가 완료되는 단계; 및
상기 장비들의 관련 작업들이 완료되어 종점 작업구 지상으로 반출된 후, 종점 작업구에 위치한 일정속도 로프가동용 윈치(21-2)와 로프(19)와의 연결을 해제한 후, 시점 작업구에 위치한 일정속도 로프가동용 윈치(21-1)의 로프(19) 견인작동과 시점 로프이동용 로프유도장치(23)들이 종점 작업구로부터 시점 작업구 방향으로 뒤에서부터 차례로 상수도관 내에서의 고정상태를 해제한 후 로프(19)와 함께 시점 작업구로 이동되고 지상으로 반출되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 상수도관 장비이동시스템 운영방법을 제공한다.
상술한 과제해결수단들을 통하여 본 발명은 다음과 같은 효과를 발생시킨다.
첫째, 일정속도 가동용 윈치(21)의 로프(19)를 통한 작동을 통해 상수도관 갱생 및 세척공사와 관련된 장비들을 이동시킴에 따라 관련 장비들 자체에 이동을 위한 동력장치가 생략됨으로써, 관련 장비의 소형화가 가능하다.
둘째, 일정속도 가동용 윈치(21)의 로프(19)를 통한 작동을 통해 상수도관 갱생 및 세척공사와 관련된 장비들의 필요한 이동속도 구현이 가능하여, 관련 장비들의 시공품질이 향상된다.
셋째, 와이어로프(wire-rope)보다 가벼운 고강도 섬유로프를 사용함으로써, 로프 이동에 소요되는 동력을 줄일 수 있다.
넷째, 로프고정식 로프유도장치(22)를 상수도관 내부의 관련 장비들 사이에 배치시킴으로써, 수평곡관 또는 수직곡관에서의 장비들의 관 내벽과의 접촉을 방지할 수 있으며, 장비의 원활한 이동과 작업이 가능하다.
다섯째, 로프이동용 로프유도장치(22)들을 수평곡관 및 수직곡관에 설치하고 자체 내부에 설치된 내부파이프(236)의 회전드럼(drum, 236-1)들 사이의 공간을 통해 로프(19)와 압축공기 호스(20) 및 물-호스가 이동되게 함으로써, 로프(19) 및 압축공기 호스(20)의 원활한 이동이 가능하다.
여섯째, 로프이동용 로프유도장치(22) 몸체(231)와 로프이동용 로프유도장치(22) 이동용 바퀴(232)들의 하부철판과는 볼트 체결할 수 있고, 상수도관의 내경이 변화할 경우, 로프이동용 로프유도장치(22) 이동용 바퀴(232)들을 교체함으로써 로프이동용 로프유도장치(22)의 사용기간을 늘릴 수 있다.
일곱째, 수평곡관용 로프이동용 로프유도장치의 수직곡관용 로프이동용 로프유도장치로의 변경은 내부파이프(236)의 방향전환을 통해 간단하게 이뤄짐으로써, 경제성이 확보된다.
여덟째, 일정속도 가동용 윈치(21)와 로프고정식 로프유도장치(22) 및 로프이동용 로프유도장치(22)의 복합적인 작동으로 상수도관 갱생 및 세척공사와 관련된 이웃하는 작업구 사이의 1회 시공거리가 대폭 늘어날 수 있다.
도 1은 일정속도 로프가동용 윈치(winch)와 로프 유도장치들을 복합 사용하는 상수도관 장비이동시스템의 배치를 설명하기 위한 개략도이다.
도 2는 일정속도 로프가동용 윈치(winch)의 구성형식을 설명하기 위한 계략도이다.
도 3은 일정속도 로프가동용 윈치(winch)의 작동방법을 설명하기 위한 개략도이다.
도 4는 로프고정식 로프유도장치의 구성방법을 설명하기 위한 개략도이다.
도 5는 로프고정식 로프유도장치의 작동방법을 설명하기 위한 개략도이다.
도 6은 로프이동용 로프유도장치의 구성과, 로프와 함께 이동할 경우에서의 로프이동용 로프유도장치의 작동방법을 설명하기 위한 개략도이다.
도 7은 예정된 위치에 고정할 경우에서의 로프이동용 로프유도장치의 작동방법을 설명하기 위한 개략도이다.
도 8은 수평곡관 및 수직곡관용 로프이동용 로프유도장치의 변형방법을 설명하기 위한 개략도이다.
도 9는 수평곡관에서의 로프이동용 로프유도장치의 작동원리를 설명하기 위한 개략도이다.
도 10은 수직곡관에서의 로프이동용 로프유도장치의 작동원리를 설명하기 위한 개략도이다.
도 11은 수평곡관의 경우를 예시하여 상수도관 장비이동시스템 운영방법을 설명하기 위한 개략도이다.
아래에 간략하게 설명하기 위한 도면들은 단지 개략적이고 비-제한적이며,
그리고 인용된 도면들에서, 일부 구성 요소들의 크기는 과장되거나 축소될 수 있으며, 설명의 목적으로 일정 규모로 그려지지 않을 수 있으므로, 치수 및 상대 치수는 본 발명의 실제 수행에 대응하지 않는다.
그리고 본 명세서에 기술된 본 발명의 실시 예는 본 출원에 기재되거나 도시된 것 이외의 다른 순서로 동작할 수 있다.
또한, 본 발명은 특정 실시 예들 및 특정 도면들을 참조하여 설명될 것이나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 청구 범위들에 의해서만 제한된다.
또한, 상세한 설명 및 청구의 범위에서의 사용되는 용어들은 유사한 요소들(elements) 사이에서 구별하기 위해 사용되고, 시간상으로, 공간적으로, 순위에서 또는 임의의 다른 방식에서 어떤 순서(sequence)를 기술하기 위한 것은 아니다. 따라서 그렇게 사용되는 용어는 적절한 환경하에서 교환 가능하고, 본 명세서에 기술된 본 발명의 실시 예들은 본 명세서에 기재되거나 도시된 것 이외의 다른 순서들로 동작할 수 있음을 이해해야 한다.
또한, 상세한 설명 및 청구 범위에서의 "상부", "하부" 등의 용어는 설명의 목적들로 사용되며, 반드시 상대 위치들을 설명하는데 사용되는 것은 아니다.
또한, 청구 범위에서 사용된 "포함하는"이라는 용어는, 그 이후 열거된 수단으로서 한정되는 것으로 해석되어서는 안 되며, 다른 요소들 또는 단계들을 배제하는 것이 아니라는 것은 주목해야 한다.
또한, 하나 이상의 실시 예들에서, 본 개시로부터 당해 기술 분야의 당업자에게 명백한 바와 같이, 특정 특징들, 구조들 또는 특성들이 임의의 적절한 방법에서 결합할 수 있다.
유사하게, 본 발명의 예시적인 실시 예들에서의 설명에서, 본 발명을 능률적으로 설명하고 하나 이상의 다양한 진보적 측면의 이해를 돕기 위한 목적으로 어떤 단일 실시 예, 도면 또는 설명으로 함께 그룹화되는 경우가 있음을 이해해야 한다.
또한, 다른 예들에서, 공지된 방법들, 구조들 및 기술들은 이 설명의 어떤 이해를 모호하게 하지 않기 위해 부분적으로 상세히 도시되지 않았다.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명한다. 본 발명의 실시 예들은, 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자들이 본 발명의 실시가 가능한 범위 내에서 설명된다. 따라서 본 발명의 실시 예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으므로, 본 발명의 특허 청구범위와 기본원리 및 관련 장치들을 응용하여 사용할 수 있는 범위는 아래에서 설명하는 실시 예들로 인하여 한정되는 것은 아니다.
도 1은 일정속도 로프가동용 윈치(winch)와 로프 유도장치들을 복합 사용하는 상수도관 장비이동시스템의 배치를 개략적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 상수도관 장비이동시스템은,
시점 작업구와 종점 작업구의 지상에 각각 설치되고 고강도 섬유로프(19)를 일정속도로 감거나 풀어주는 반대동작을 서로 교환함으로써, 로프(19)와 연결된 상수도관 갱생 및 세척과 관련된 장비들의 필요한 이동속도 구현이 가능한 일정속도 로프가동용 윈치(winch, 21);
상수도관 갱생 및 세척공사와 관련된 장비들과 시점 및 종점 작업구의 지상에 설치된 각각의 일정속도 로프가동용 윈치(winch, 21-1, 21-2)와 서로 연결되고, 감는(winding) 윈치(21)의 견인력에 의하여 상기 장비들을 이동시키는 고강도 섬유로프(19);
상수도관 내부에서 작동하는 상수도관 갱생 및 세척공사와 관련된 장비들의 전후 위치에 설치되고, 상기 장비들과 함께 이동하며, 수평곡관 및 수직곡관에서의 상기 장비들의 곡관 내면으로의 치우침을 억제시키고 원활한 가동을 유지시키는 로프고정식 로프유도장치(22); 및
수평곡관 및 수직곡관에 고정 설치된 후, 로프(19)와 압축공기 호스(20) 및 물-호스(미 도시) 등의 원활한 이동을 유지하는 로프이동용 로프유도장치(23)를 포함한다.
또한, 본 발명의 상수도관 장비이동시스템은, 지상에서 로프(19)를 일정속도 로프가동용 윈치(21)에 공급하는 로프적재용 윈치(13,13-1)를 포함할 수 있고,
압축공기를 사용하는 장비의 투입위치에 따라, 공기압축기(12)와 압축공기 호스 윈치(13,13-1)를 시점 또는 종점 작업구의 지상에 설치할 수 있으며,
로프(19) 및 압축공기 호스(20)의 원활한 상수도관(18) 내부로의 진입 및 상수도관(18) 밖으로의 진출을 위하여 몇 개의 도르래들(15, 16, 17)이 추가로 사용될 수 있으며,
로프이동용 로프유도장치(23)의 전기실린더들(233, 235)의 동작제어를 위한 통제박스(control box, 미 도시)가 지상에 설치될 수 있으며,
로프이동용 로프유도장치(23)와 상수도관 갱생 및 세척공사와 관련된 장비들 일부에 설치되는 무선카메라(미 도시)를 통한 상기 장비들의 거동과 작업품질을 확인할 수 있는 모니터링시스템(마 도시)이 포함될 수 있다.
도 2는 일정속도 로프가동용 윈치(21)의 구성형식을 개략적으로 설명하기 위한 것으로, 일정속도 로프가동용 윈치(21)는,
메인드럼(main drum, 211)에 클러치(214)를 통해 동력을 전달하고, 정회전 및 역회전이 가능하며, 공압 또는 유압으로 작동하는 모터(213);
모터(213)의 회전력을 메인드럼(211)에 전달하는 감속기(미 도시)가 포함된 클러치(clutch, 214);
클러치(214)를 통해 모터(213)로부터 동력을 전달받아 일정한 속도로 로프(19)를 감거나 풀어주며, 로프(19)가 감기는 최소 3개 이상의 외주(外周) 홀(hole)들을 갖는 메인드럼(211); 및
무동력으로 작동되면서 메인드럼(211)의 로프(19) 작동을 지원하며, 메인드럼(211)의 외주(外周) 홀(hole) 개수보다 1개가 적은 외주 홀을 갖으며, 메인드럼(211)과 이격된 상부위치에 설치되고, 메인드럼의 이웃하는 외주 홀들 사이의 각각의 외주면의 중앙과 서로 대응하는 자체의 외주면에 외주 홀들이 각각 설치되는 보조드럼(212)을 포함하며,
또한, 일정속도 로프가동용 윈치(21)는, 모터(213)에 압축공기 또는 유압을 공급하는 압축공기 호스(미 도시) 또는 유압호스(미 도시)를 포함되며,
메인드럼(211) 또는 보조드럼(212)의 외주 홀 일부 위치에, 드럼들(211, 212)의 외주 홀에서의 로프(19)의 탈락을 방지하기 위하여, 자체의 외주(外周)를 따라 홈이 형성된 무동력 소형 롤러(roller, 미 도시)를 설치할 수 있다.
도 3은 일정속도 로프가동용 윈치(21)의 작동방법을 개략적으로 설명하기 위한 것으로, 일정속도 로프가동용 윈치(21)는,
시점 작업구의 지상에 설치되는 일정속도 로프가동용 윈치(211-1)와 종점 작업구의 지상에 설치되는 일정속도 로프가동용 윈치(211-2)는 로프(19)를 일정속도로 감거나 풀어주는 반대동작을 서로 교환하며,
무동력인 보조드럼((212)의 회전은 메인드럼(211)과 보조드럼((212)에 1개의 몸체로 동시에 감긴 로프(19)가 메인드럼(211)의 회전으로 이동됨으로써 발생하며,
이때, 각각의 윈치(21-1, 21-2)에 설치된 메인드럼(211)의 회전방향이 서로 동일하며, 또한, 각각의 보조드럼(212)의 회전방향이 서로 동일하다.
또한, 로프(19)가 일정속도 로프가동용 윈치(21)의 메인드럼(211)과 보조드럼(212)에 감기는 형식은,
로프(19)의 단부가 모터(213) 방향에 위치하는 메인드럼(211)의 바깥쪽 외주 홀(hole)의 하부로부터 상부로 감긴 후, 모터(213) 방향에 위치하는 보조드럼(212)의 바깥쪽 외주 홀(hole)의 하부를 거쳐 상부로 감기며,
이후 연속적으로, 로프(19)의 단부가 상기 보조드럼(212) 바깥쪽 외주 홀(hole)의 상부로부터 메인드럼(211)의 중앙 외주 홀(hole)의 하부를 거쳐 상부로 감긴 후, 모터(213) 반대방향에 위치하는 보조드럼(212)의 바깥쪽 외주 홀(hole)의 하부를 거쳐 상부로 감기며,
이후 연속적으로, 로프(19)의 단부가 상기 모터(213) 반대방향에 위치하는 보조드럼(212) 바깥쪽 외주 홀(hole)의 상부로부터 모터(213) 반대방향에 위치하는 메인드럼(211)의 바깥쪽 외주 홀(hole)의 하부를 경유한 뒤, 수동으로 작동하는 로프적재용 윈치(미 도시)에 감기는 방식이다.
또한, 상기의 형식으로 로프(19)가 일정속도 로프가동용 윈치(21)의 메인드럼(211)과 보조드럼(212)의 외주 홀 일부에 1회만 감기면서 각각의 드럼(211, 212)의 외주 홀에서의 로프(19)의 겹침이 발생하지 않음으로써, 일반 형식의 윈치드럼(winch drum)에서 발생하는 와이어로프나 섬유로프의 불균일한 감김(winding)과 윈치의 드럼 위에서의 로프가 감기는 원주길이에서의 변화가 발생하지 않으므로, 일정속도로 로프(19)를 견인하는 것이 가능하다.
또한, 일정속도 로프가동용 윈치(21)로부터 로프(19)가 풀어질 경우에도, 일정속도 로프가동용 윈치(21)가 로프(19)를 감을 때와 똑같은 원리가 적용되므로, 2대의 일정속도 로프가동용 윈치(21)를 이용하여 한쪽 윈치(211-1)가 로프(19)를 감는 거동을 하는 동시에 다른 쪽 윈치(211-2)는 로프를 풀어주는 거동을 수행함으로써, 상수도관 내부에서의 장비들의 일정속도 이동이 가능하다.
도 4는 로프고정식 로프유도장치(22)의 구성방법을 개략적으로 설명하기 위한 것으로, 로프고정식 로프유도장치(22)는,
로프(19)를 고정하는 하부 지지철판(223)이 내부에 고정 설치되고, 자체의 길이방향 중심부 상부에 1개의 개구부를 갖으며, 로프고정식 로프유도장치(22) 이동용 상/하부 수직바퀴(222)가 자체의 길이방향 양쪽 단부 상/하부 외면에 각각 설치되고, 상부 수직바퀴(222) 각각과 120도 사이 각을 형성하는 2개의 로프고정식 로프유도장치(22) 이동용 경사바퀴(223)가 자체의 외면에 설치되는 덕트(duct) 형상의 몸체(221)와,
이동용 로프고정식 로프유도장치(22) 이동용 수직바퀴(222) 및 경사바퀴(223)와,
몸체(221)의 길이방향 중심에서의 중앙 단면의 내벽에 수평으로 고정 설치되며, 몸체(221)의 길이방향으로 자체의 몸체 주위로 로프(19)를 1번 감은 뒤, 로프고정용 상부 지지철판(225)과 볼트 결합됨으로써, 로프(19)를 고정하는 하부 지지철판(224)과,
하부 지지철판(224)과 볼트 체결되는 상부 지지철판(225)을 포함하며,
로프고정식 로프유도장치(22) 이동용 수직바퀴(222) 및 경사바퀴(223)는, 동일하게, 90도 사이 각을 유지하며 내부몸체(222-5)와 외부몸체(222-6)에 각각 연결 설치되는 4개의 외부스프링(222-4)과, 외부몸체(222-6) 내부의 하부철판(222-3)에 고정 설치되고 내부몸체(222-5)를 지지하는 내부스프링(222-2)과 바퀴(222-1)를 포함하며,
외부스프링(222-4) 및 내부스프링(222-2)은 로프고정식 로프유도장치(22)가 이동할 때, 스케일 등의 장애물에 의한 바퀴(222-1)의 위치변동과 꼬임현상을 수용한 후, 원상으로 복구시키는 역할을 수행하며,
또한, 하부 지지철판(222-3)은 로프고정식 로프유도장치(22)의 몸체(221)와 볼트 연결됨으로써, 관경의 변경에 따라 적절한 크기의 바퀴로 교체할 수 있으며,
또한, 하부 지지철판(222-3)과 외부몸체(222-6)를 연결하는 보강 브래킷들이(brackets, 미 도시) 설치될 수 있으며,
또한, 동일 단면상에 위치하는 이동용 하부 수직바퀴(222)와 이동용 경사바퀴(223)들을 연결하는 보강 수직브래킷들(vertical brackets, 미 도시)이 설치될 수 있으며,
또한, 동일 단면상에 위치하는 로프고정식 로프유도장치(22) 이동용 하부 수직바퀴(222)와 경사바퀴(223)들을 연결하는 보강 브래킷들(brackets, 미 도시)을 보강하는 별도의 몸체(221) 길이방향 수직브래킷들(vertical brackets, 미 도시)이 설치될 수 있으며,
또한, 서로 볼트 체결되는 하부 지지철판(224)과 상부 지지철판(225)이 형성하는 상기 몸체(221)의 내부 상부공간에는, 압축공기 호스(20)가 적재될 수 있다.
도 5는 로프고정식 로프유도장치(22)의 작동방법을 개략적으로 설명하기 위한 것으로, 로프고정식 로프유도장치(22)는,
상수도관 내부에서 이동하며 작동하는 상수도관 갱생 및 세척공사와 관련된 장비들의 전후 위치에 설치되고, 상기 장비들과 함께 이동하며, 수평곡관 및 수직곡관에서의 상기 장비들의 곡관 내면으로의 치우침을 억제하고 원활한 가동을 유지시키는 역할을 하며,
예시한 도면은 45도 수평곡관에서의 스크레이퍼시스템(24)에 포함된 각각의 부속장치들 사이에 로프고정식 로프유도장치(22)가 설치되고, 상기 부속장치들과 함께 이동함으로써, 상기 부속장치들의 상수도관 내벽으로의 쏠림거동을 방지하는 효과를 예시한다.
그러나 좌측 끝단의 로프고정식 로프유도장치(22)의 전면에 위치한 2개의 동일 형상의 장치들은 청소장치의 필터봉투를 적재한 장치이므로, 이들 장치 사이에 로프고정식 로프유도장치(22)가 설치될 수 없음을 이해해야 한다.
도 6은 로프이동용 로프유도장치(23)의 구성과, 로프(19)와 함께 이동할 경우에서의 로프이동용 로프유도장치(23)의 작동방법을 개략적으로 설명하기 위한 것이며, 도 7은 예정된 위치에 고정할 경우에서의 로프이동용 로프유도장치(23)의 작동방법을 개략적으로 설명하기 위한 것으로, 로프이동용 로프유도장치(23)는,
자체의 길이방향 양쪽 단부와 중심부 사이의 상부에 2개의 개구부(231-1)가 형성되며, 로프고정용 전기실린더(233)와 함께 작용하여 로프(19)를 고정하는 철막대(steel rod, 234)가 설치되는 돌출부위가 한쪽 단부의 양쪽에 형성된 덕트(duct) 형태의 몸체(231)와,
몸체(231) 길이방향 양쪽 단부 원통의 상/하부 외면에 수직으로 설치되는 로프이동용 로프유도장치(23) 이동용 수직바퀴(232)와,
몸체(231) 양쪽 단부 원통의 상부 외면에 수직으로 각각 설치되는 이동용 수직바퀴(232)를 기준으로 120도 사이 각으로 몸체(231) 외면에 설치되는 로프이동용 로프유도장치(23) 이동용 경사바퀴(237)와,
몸체(231)의 돌출부위 하부에 설치되어 철막대(234)와의 상호작용으로 로프(19)를 고정하는 로프고정용 전기실린더(233)와,
몸체(231)의 돌출부위 내면에 고정 설치되는 원형 봉(棒) 형태의 철막대(234)와,
몸체(231)의 중심부 원통의 상부 외면 중심을 기준으로 120도 사이 각으로 3개 설치되는 로프유도장치(23) 고정용 전기실린더(235)와,
2개의 개구부 사이에 위치하는 몸체(231)의 3개의 원통부위 내부에 각각 설치되며, 자체의 내부에 회전드럼(236-1)이 설치되는 덕트(duct) 형상의 내부파이프(236)를 포함하며,
로프이동용 로프유도장치(23) 이동용 수직바퀴(232) 및 경사바퀴(237)의 구성과 작동원리는 상기 로프고정식 로프유도장치(22) 이동용 수직바퀴(222) 및 경사바퀴(223)의 구성 및 작동원리와 동일하다.
그리고 로프고정용 전기실린더(233)의 해드(head, 233-1)의 단면 모양은 영문자 'U' 형태를 이루며,
또한, 철막대(234)를 내부로 감싸는 해드(233-1)의 상향작동으로 해드(233-1) 내부 면과 철막대(234) 사이에 로프(19)가 고정됨으로써, 로프이동용 로프유도장치(23)가 로프(19)와 함께 이동되도록 작용하며,
또한, 철막대(234)로부터 멀어지는 해드(233-1)의 하강동작을 통하여, 로프(19)가 철막대(234)와 해드(233-1) 사이의 공간을 통해 자유롭게 이동하며,
반면에, 로프이동용 로프유도장치(23) 고정용 전기실린더(235)의 해드(head, 235-1)는 상수도관 내면과 접촉할 경우, 접촉면적을 키우기 위해 자체의 상부접촉면이 상향의 곡률(曲率, curvature)을 가진다.
또한, 로프이동용 로프유도장치(23)의 3개의 로프유도장치 고정용 전기실린더(235)는 로프고정용 전기실린더(233)의 로프(19) 이완동작과 동시에 상수도관 내면에 자체의 해드(head, 235-1)의 상부접촉면을 접촉시키며, 또한, 로프고정용 전기실린더(233)의 로프(19) 고정동작과 동시에 상수도관 내면으로부터 자체의 해드(235-1)를 분리시키며,
또한, 몸체(231)의 양쪽 단부 내부에 위치하는 내부파이프(236)의 회전드럼(236-1) 설치방향과 몸체(231)의 중심부 원통부위 내부에 위치하는 내부파이프(236)의 회전드럼(236-1) 설치방향이 서로 90도 교차됨으로써, 회전드럼(236-1)들이 교차하는 내부공간을 통해 로프(19)와 압축공기 호스(20) 등이 원활하게 이동되도록 작용한다.
도 8은 수평곡관 및 수직곡관용 로프이동용 로프유도장치(23)의 변형방법을 개략적으로 설명하기 위한 것으로,
내부파이프(236)는 내부에 수직으로 설치된 한 쌍의 회전드럼(236-1) 사이의 중심을 기준으로 한 단면에서 90도 사이 각을 이룬 상태의 4개의 볼트구멍(bolt hole, 236-2)이 자체의 원통의 몸체에 형성되며,
또한, 내부파이프(236)가 몸체(231)의 내부에 설치되는 위치에서, 내부파이프(236)의 수직위치 볼트구멍(bolt hole)을 제외한 나머지 내부파이프(236)의 볼트구멍(236-2)들과 마주보는 위치의 몸체(231)의 원통벽체에 볼트구멍(bolt hole, 231-2)들이 형성되며,
또한, 내부파이프(236) 각각의 볼트구멍과, 내부파이프(236)의 볼트구멍과 마주보는 몸체(231) 원통벽체의 각각의 볼트구멍을 서로 볼트(bolt)체결하는 방법으로 내부파이프(236)가 몸체(231) 내부에 설치된다.
또한, 상기의 제작형식 및 설치방법을 이용하여, 몸체(231) 내부에 설치된 내부파이프(236)의 수직으로 설치된 한 쌍의 회전드럼(236-1)은, 몸체(231)와 내부파이프(236) 사이에 체결된 볼트들을 해체하고 내부파이프(236)를 90도 회전시킨 후 몸체(231) 내부에 내부파이프(236)를 재설치 함으로써, 수평으로 설치된 한 쌍의 회전드럼(236-1)으로 작동한다.
또한, 수평곡관용 로프이동용 로프유도장치(23)는, 몸체(231) 양쪽 단부의 원통 내부에 위치하는 내부파이프(236)의 회전드럼(236-1)이 수직(또는 상향)방향으로 설치되고, 몸체(231) 중심부 원통 내부에 위치하는 내부파이프(236)의 회전드럼(236-1)이 수평방향으로 설치됨으로써, 로프(19) 및 압축공기 호스(20)가 상수도관 중심부에 가깝게 이동되도록 조치되며,
또한, 수직곡관용 로프이동용 로프유도장치(23)는, 몸체(231) 양쪽 단부의 원통 내부에 위치하는 내부파이프(236)의 회전드럼(236-1)이 수평방향으로 설치되고,
몸체(231) 중심부 원통 내부에 위치하는 내부파이프(236)의 회전드럼(236-1)이 수직(또는 상향)방향으로 설치됨으로써, 로프(19) 및 압축공기 호스(20)가 상수도관 중심부에 가깝게 이동되도록 조치된다.
또한, 수평곡관 및 수직곡관용 로프이동용 로프유도장치(23)의 변형된 설치형태로서,
수평곡관 및 수직곡관의 형상 및 크기를 고려한 후, 수평곡관 및 수직곡관별 설치할 로프이동용 로프유도장치(23)의 전체개수를 파악한 다음, 설치될 전체 내부파이프(236)의 개수를 기반으로 수평설치 회전드럼(236-1) 개수와 수직설치 회전드럼(236-1) 개수를 조정하여 설치하는 형식이며,
이러한 설치형태를 사용하면, 로프이동용 로프유도장치(23)가 개별적으로 설치되는 방법보다 좀 더 유연하게 로프(19) 및 압축공기 호스(20)가 내부파이프(236)들의 회전드럼(236-1)들을 거쳐 이동될 수 있다.
도 9는 수평곡관에서의 로프이동용 로프유도장치(23)의 작동원리를 개략적으로 설명하기 위한 것이며, 도 10은 수직곡관에서의 로프이동용 로프유도장치(23)의 작동원리를 개략적으로 설명하기 위한 것으로,
도 9에 나타낸 바와 같이, 30도로 굽어진 수평곡관에서, 로프이동용 로프유도장치(23)가 설치되지 않았을 경우, 그림의 하부에 점선으로 나타낸 로프(19) 및 압축공기 호스(20)와 관 내벽 사이에 접촉이 발생하며,
로프(19)를 와이어로프(wire rope)로 사용할 경우, 상수도관 내벽에 심각한 손상을 일으킬 수 있으며, 또한, 와이어로프(wire rope)의 끊어짐이 발생할 수 있으며,
또한, 로프(19)를 섬유로프를 사용할 경우, 섬유로프의 끊어짐이 발생할 수 있으며,
또한, 압축공기 호스(20)의 연결부위와 상수도관 내벽과의 마찰에 의하여 압축공기 호스(20)의 연결부위가 탈락되어 관련 장비들의 작업이 불가능할 수 있다.
또한, 도 10에 나타낸 바와 같이, 45도로 굽어진 수직곡관에서, 로프이동용 로프유도장치(23)가 설치되지 않았을 경우, 그림의 하부에 점선으로 나타낸 로프(19) 및 압축공기 호스(20)와 관 내벽 사이에 발생하는 접촉거리가 30도로 굽어진 수평곡관에서 발생하는 접촉거리보다 길게 발생하며,
로프(19)를 와이어로프(wire rope)로 사용할 경우, 상수도관 내벽에 심각한 손상을 일으킬 수 있으며, 또한, 와이어로프(wire rope)의 끊어짐이 발생할 수 있으며,
또한, 로프(19)를 섬유로프를 사용할 경우, 섬유로프의 끊어짐이 발생할 수 있으며,
또한, 압축공기 호스(20)의 연결부위와 상수도관 내벽과의 마찰에 의하여 압축공기 호스(20)의 연결부위가 탈락되어 관련 장비들의 작업이 불가능할 수 있다.
그러나 로프이동용 로프유도장치(23)를 사용할 경우, 로프(19) 및 압축공기 호스(20)와 회전드럼(236-1) 사이에 접촉하는 면적 및 길이가 짧으며, 로프(19)의 이동으로 회전드럼(236-1)이 회전하고, 로프(19) 및 압축공기 호스(20)와 회전드럼(236-1) 사이에 발생하는 마찰이 미소(微小)하므로, 로프(19) 및 압축공기 호스(20)가 원활히 이동될 수 있다.
도 11은 수평곡관의 경우를 예시하여 상수도관 장비이동시스템의 운영방법을 개략적으로 설명하기 위한 것으로, 상수도관 장비이동시스템의 운영방법의 순서는,
첫 단계로, 무선조정이 가능하고 경사에서 주행 가능한 소형 이동대차를 이용하여 시점 작업구로부터 종점 작업구까지 상수도관 내부로 로프(19)를 운반함으로써 시점 작업구에 위치한 일정속도 로프가동용 윈치(21-1)와 종점 작업구에 위치한 일정속도 로프가동용 윈치(21-2) 사이에 로프(19)를 연결하는 단계이며,
2번째 단계로, 시점 작업구에 위치한 일정속도 로프가동용 윈치(21-1)의 로프(19) 견인작동과 종점 작업구에 위치한 일정속도 로프가동용 윈치(21)의 로프(19) 이송작동으로, 종점 로프이동용 로프유도장치(23)들이 시점 작업구를 향해 종점 작업구로부터 시점 작업구 방향으로 곡관내부에 설치되는 단계이며,
3번째 단계로, 종점 로프이동용 로프유도장치(23)들의 곡관내부 설치가 끝나고 시점 작업구로부터 로프고정식 로프유도장치(22)들이 상수도관 갱생공사 또는 세척공사와 관련된 작업장비들 사이에 배치된 후, 종점 작업구에 위치한 일정속도 로프가동용 윈치(21-2)의 로프(19) 견인작동과 시점 작업구에 위치한 일정속도 로프가동용 윈치(21-1)의 로프(19) 이송작동으로, 압축공기 호스(20)의 이동과 상기 관련 장비들의 작업이 시작되는 단계이며,
4번째 단계로, 상기 장비들의 종점 작업구 방향으로의 관련 작업들이 진행됨에 따라, 종점 로프이동용 로프유도장치(23)들이 시점 작업구 방향의 곡관 내 설치위치로부터 고정상태를 해제한 후 종점 작업구 방향으로 이동되는 동시에, 시점 작업구와 가까운 후단의 시점 로프이동용 로프유도장치(23)부터 종점 작업구 방향으로 차례로 곡관 내부의 고정위치에 설치되는 단계이며,
5번째 단계로, 상기 장비들의 관련 작업들이 종점 작업구 근처 직선구간까지 진행됨에 따라, 종점 로프이동용 로프유도장치(23)들이 지상으로 반출되며, 또한, 시점 로프이동용 로프유도장치(23)들의 곡관 내 설치가 완료되는 단계이며,
6번째 최종 단계로, 상기 장비들의 관련 작업들이 완료되어 종점 작업구 지상으로 반출된 후, 종점 작업구에 위치한 일정속도 로프가동용 윈치(21-2)와 로프(19)와의 연결을 해제한 후, 시점 작업구에 위치한 일정속도 로프가동용 윈치(21-1)의 로프(19) 견인작동과 시점 로프이동용 로프유도장치(23)들이 종점 작업구로부터 시점 작업구 방향으로 뒤에서부터 차례로 곡관 내에서의 고정상태를 해제한 후 로프(19)와 함께 시점 작업구로 이동되고 지상으로 반출되는 단계를 거친다.
또한, 상기 첫 번째 단계에서, 로프(19)가 상수도관 내벽에 접촉되지만 이동대차의 로프(19) 견인력에 의한 로프(19)와 상수도관 내벽 사이의 마찰력은 무시할 수 있으며,
또한, 상기 2번째 단계에서, 로프(19)가 상수도관 내벽에 접촉되지만 종점 작업구로부터 설치되는 로프이동용 로프유도장치(23)들이 여러 개의 바퀴를 장착한 상태로 이동되고 자중이 무겁지 않으므로, 시점 작업구에 위치한 일정속도 로프가동용 윈치(21-1)의 로프(19) 견인력에 의한 로프(19)와 상수도관 내벽 사이의 마찰력은 크지 않다.
또한, 상기 2번째와 3번째 단계 사이에서, 시점 작업구와 종점 작업구 사이에 주위 상수도관 관로의 수직위치보다 낮은 상수도관 관로구간이 존재하고, 이 구간에 쌓여있는 물과 침전물을 청소하는 선행작업을 시행할 필요가 있을 경우, 시점 작업구와 종점 작업구의 각각의 방향에서부터 이 구간까지 로프이동용 로프유도장치를 각각 설치한 후 청소작업을 하는 변형된 작업단계가 행해질 수 있다.
또한, 상기 첫 번째와 2번째 단계 및 상기 변형된 작업단계를 제외하고, 나머지 단계들에서 로프고정식 로프유도장치(22)들과 시점 작업구로부터 설치된 로프이동용 로프유도장치(23)들 및 종점 작업구로부터 설치된 로프이동용 로프유도장치(23)들의 복합된 거동으로 인하여, 로프(19) 및 압축공기 호스(20)의 상수도관 내벽과의 마찰이 크게 줄어든다.
10 : 지표면 11 : 시점 작업구 11-1 : 종점 작업구
12 : 공기압축기(Air-compressor)
13 : 시점 작업구 지상에 설치되는 에어호스 윈치
13-1 : 종점 작업구 지상에 설치되는 에어호스 윈치
14 : 시점 작업구 지상에 설치되는 로프적재용 윈치
14-1 : 종점 작업구 지상에 설치되는 로프적재용 윈치
15 : 에어호스용 도르래 16 : 로프용 도르래 1 17 : 로프용 도르래 2
18 : 상수도관 또는 수도관 19 : 고강도 섬유로프 20 : 압축공기 호스
21 : 일정속도 로프가동용 윈치
21-1 : 시점 작업구 지상에 설치되는 일정속도 로프가동용 윈치
21-2 : 종점 작업구 지상에 설치되는 일정속도 로프가동용 윈치
211 : 메인드럼 212 : 보조드럼 213 : 공압 또는 유압으로 작동하는 모터
214 : 감속기가 포함된 클러치 215 : 테이퍼베어링 216 : 볼베어링
22 : 로프고정식 로프유도장치 221 : 로프고정식 로프유도장치 몸체
222 : 로프고정식 로프유도장치(22) 이동용 수직바퀴
222-1 : 바퀴 222-2 : 바퀴 내부스프링
222-3 : 바퀴지지용 하부철판 222-4 : 바퀴 외부스프링
222-5 : 바퀴 내부몸체 222-6 : 바퀴 외부몸체
223 : 로프고정식 로프유도장치(22) 이동용 경사바퀴
224 : 로프고정용 하부 지지철판 225 : 로프고정용 상부 지지철판
23 : 로프이동용 로프유도장치 231 : 로프이동용 로프유도장치 몸체
231-1 : 몸체의 개구부 231-2 : 몸체(231)에 설치된 나사구멍
232 : 로프이동용 로프유도장치(23) 이동용 수직바퀴
232-1 : 바퀴 232-2 : 바퀴 내부스프링
232-3 : 바퀴지지용 하부철판 232-4 : 바퀴 외부스프링
233 : 로프고정용 전기실린더 233-1 : 로프고정용 전기실린더 해드(head)
234 : 철막대(steel rod)
235 : 로프이동용 로프유도장치 고정용 전기실린더
235-1 : 로프이동용 로프유도장치 고정용 전기실린더 해드(head)
236 : 회전드럼(236-1) 장착 내부파이프
236-1 : 자체의 내부에 베어링이 장착된 한 쌍의 회전드럼
236-2 : 내부파이프(236)에 설치된 나사구멍
237 : 로프이동용 로프유도장치(23) 이동용 경사바퀴
24 : 로프고정식 로프유도장치를 포함한 스크레이퍼시스템
25 : 물공급 유닛

Claims (13)

  1. 상수도관 갱생공사 또는 세척공사와 관련된 장비들과 로프(19)와 압축공기 호스(20) 및 물-호스의 상수도관 내부에서의 원활한 이동을 위하여,

    시점 및 종점 작업구 지상에 각각 설치되며, 로프(19)를 감거나 풀어주는 메인드럼(211)과 보조드럼(212) 및 공압 또는 유압으로 작동하는 모터(213)를 포함하는 일정속도 가동용 윈치(21);

    상수도관 갱생 및 세척공사와 관련된 장비들에 연결되고, 상기 시점 및 종점 작업구의 지상에 설치된 일정속도 가동용 윈치(21)들과 서로 연결되고, 윈치(21)의 견인력에 의하여 상기 장비들을 이동시키는 고강도 섬유로프(19);

    상기 상수도관 갱생공사 및 세척공사와 관련된 장비들의 전방과 후방에 각각 설치되고 자체의 내부에 상기 로프(19)가 고정된 상태에서 상기 관련 장비들과 함께 이동되는 로프고정식 로프유도장치(22); 및

    상수도관의 수평곡관 및 수직곡관에 설치되어, 상기 로프(19)와 압축공기 호스(20) 및 물 호스의 원활한 이동을 지원하는 로프이동용 로프유도장치(23)를 포함하는 것을 특징으로 하는 상수도관 장비이동시스템.
  2. 제1항에서,
    상기 일정속도 가동용 윈치(21)는,

    메인드럼(211)에 클러치(214)를 통해 동력을 전달하고, 정회전 및 역회전이 가능하며 공압 또는 유압으로 작동하는 모터(213);
    모터(213)의 회전력을 메인드럼(211)에 전달하는 감속기가 포함된 클러치(214);
    클러치(214)를 통해 모터(213)로부터 동력을 전달받아 일정한 속도로 로프(19)를 감거나 풀어주며, 로프(19)가 감기는 최소 3개 이상의 외주(外周) 홀(hole)들을 갖는 메인드럼(211); 및
    무동력으로 작동되면서 메인드럼(211)의 로프(19) 작동을 지원하며, 메인드럼(211)의 외주 홀 개수보다 1개가 적은 외주 홀들을 갖으며, 메인드럼(211)과 이격된 상부위치에 설치되고, 메인드럼(211)의 이웃하는 외주 홀들 사이의 각각의 외주면의 중앙과 서로 대응하는 위치의 자체의 외주면에 외주 홀이 각각 설치되는 보조드럼(212)을 포함하며,

    시점 및 종점 작업구의 지상에 설치된 각각의 일정속도 로프가동용 윈치(21-1, 21-2)들이 로프(19)를 일정속도로 감거나 풀어주는 반대동작을 서로 교환함으로써, 상수도관 갱생공사 및 세척공사와 관련된 장비들의 일정속도 이동을 구현하는 것을 특징으로 하는 상수도관 장비이동시스템.
  3. 제1항과 제2항에서,
    상기 일정속도 가동용 윈치(21)는,

    로프(19)의 단부가 모터(213) 방향에 위치하는 메인드럼(211)의 바깥쪽 외주(外周) 홀(hole)의 하부로부터 상부로 감긴 후, 모터(213) 방향에 위치하는 보조드럼(212)의 바깥쪽 외주 홀(hole)의 하부를 거쳐 상부로 감기며,

    이후 연속적으로, 로프(19)의 단부가 상기 보조드럼(212)의 바깥쪽 외주 홀(hole)의 상부로부터 메인드럼(211)의 중앙 외주 홀(hole)의 하부를 거쳐 상부로 감긴 후, 모터(213) 반대방향에 위치하는 보조드럼(212)의 바깥쪽 외주 홀(hole)의 하부를 거쳐 상부로 감기며,

    이후 연속적으로, 로프(19)의 단부가 상기 모터(213) 반대방향에 위치하는 보조드럼(212) 바깥쪽 외주 홀(hole)의 상부로부터 모터(213) 반대방향에 위치하는 메인드럼(211)의 바깥쪽 외주 홀(hole)의 하부를 경유한 뒤, 수동으로 작동하는 로프적재용 윈치에 감기는 방식을 사용하며,

    상기의 방식으로 로프(19)가 일정속도 로프가동용 윈치(21)의 메인드럼(211)과 보조드럼(212)의 외주 홀 일부에 1회만 감김에 따라 각각의 드럼(211, 212)의 외주 홀에서의 로프(19)의 겹침이 발생하지 않음으로써, 일정속도로 로프(19)를 견인하는 것이 가능한 것을 특징으로 하는 상수도관 장비이동시스템.
  4. 제1항에서,
    상기 로프고정식 로프유도장치(22)는,

    로프(19)를 고정하는 하부 지지철판(223)이 자체의 내벽에 고정 설치되고, 자체의 길이방향 중심부 상부에 1개의 개구부를 갖으며, 로프고정식 로프유도장치(22) 이동용 상/하부 수직바퀴(222)가 자체의 길이방향 양쪽 단부의 상/하부 외면에 각각 설치되고, 상부 수직바퀴(222) 각각과 120도 사이 각을 형성하는 2개의 로프고정식 로프유도장치(22) 이동용 경사바퀴(223)가 자체의 외면에 설치되는 덕트(duct) 형상의 몸체(221);
    로프고정식 로프유도장치(22) 이동용 수직바퀴(222) 및 경사바퀴(223);
    몸체(221)의 길이방향 중심에서의 내부 중앙 단면의 내벽에 수평으로 고정 설치되며, 몸체(221)의 길이방향으로 자체 몸체 주위로 로프(19)를 1번 감은 뒤, 상부 지지철판(225)과 볼트 결합됨으로써 로프(19)를 고정시키는 하부 지지철판(224); 및
    하부 지지철판(224)과 볼트 체결되는 상부 지지철판(225) 을 포함하며,

    상수도관 내부에서 이동하며 작동하는 상수도관 갱생공사 및 세척공사와 관련된 장비들의 전후 위치에 설치되고, 상기 장비들과 함께 이동하며, 수평곡관 및 수직곡관에서의 상기 장비들의 곡관 내면으로의 치우침을 억제하고 상기 장비들의 원활한 가동을 유지시키는 역할을 하는 것을 특징으로 하는 상수도관 장비이동시스템.
  5. 제1항에서,
    상기 로프이동용 로프유도장치(23)는,

    자체의 길이방향 양쪽 단부와 중심부 사이의 상부에 2개의 개구부(231-1)가 형성되며, 로프고정용 전기실린더(233)와 함께 작용하여 로프(19)를 고정하는 철막대(234)가 설치되는 돌출부위가 자체의 한쪽 단부의 양쪽에 형성된 덕트(duct) 형태의 몸체(231);
    몸체(231) 길이방향 양쪽 단부의 원통 상/하부 외면에 수직으로 설치되는 로프이동용 로프유도장치(23) 이동용 수직바퀴(232);
    몸체(231) 양쪽 단부 원통의 상부 외면에 각각 수직으로 설치되는 이동용 수직바퀴(232)를 기준으로 120도 사이 각을 이루며 몸체(231) 외면에 설치되는 로프이동용 로프유도장치(23) 이동용 경사바퀴(237);
    몸체(231)의 돌출부위 하부에 설치되어 철막대(234)와의 상호작동으로 로프(19)를 고정하는 로프고정용 전기실린더(233);
    몸체(231)의 돌출부위 내벽에 설치되는 원형 봉(棒) 형태의 철막대(234);
    몸체(231)의 중심부 원통의 상부 외면 중심을 기준으로 120도 사이 각을 이루며 몸체(231)의 중심부 원통 외면에 3개 설치되는 로프유도장치(23) 고정용 전기실린더(235); 및
    2개의 개구부(231-1) 사이에 위치하는 몸체(231)의 3개의 원통부위 내부에 각각 설치되며, 자체의 내부에 회전드럼(236-1)이 설치되는 덕트(duct) 형상의 내부파이프(236)를 포함하며,

    로프(19) 및 압축공기 호스(20)와 같은 상수도관 갱생공사 또는 세척공사의 부속자재들이 몸체(231)의 내부 3곳에 설치된 내부파이프(236)들의 회전드럼(236-1)들 사이의 공간을 통해 이동됨으로써, 상기 부속자재들이 수평 및 수직곡관 내부에서 원활하게 이동되도록 작용하는 것을 특징으로 하는 상수도관 장비이동시스템.
  6. 제5항에서,
    상기 로프고정용 전기실린더(233)는,

    단면 형상이 영문자 'U' 형태인 해드(233-1)를 구비하며,

    또한, 철막대(234)를 내부로 감싸는 해드(233-1)의 상향동작을 통하여, 해드(233-1) 내부 면과 철막대(234) 사이에 로프(19)가 고정되며,
    또한, 철막대(234)로부터 멀어지는 해드(233-1)의 하강동작을 통하여, 철막대(234)와 해드(233-1) 사이의 공간을 통해 로프(19)가 이동하는 것을 특징으로 하는 상수도관 장비이동시스템.
  7. 제5항에서,
    상기 3개의 로프이동용 로프유도장치(23) 고정용 전기실린더(235)는,

    상수도관 내면과의 접촉면적을 키우기 위하여, 상수도관 내면과 접촉하는 자체의 상부면에 상향의 곡률(曲率, curvature)이 형성된 해드(235-1)를 각각 구비하는 것을 특징으로 하는 상수도관 장비이동시스템.
  8. 제5항에서,
    상기 로프고정용 전기실린더(233)와 로프유도장치(23) 고정용 전기실린더(235)의 작동을 위하여,

    전기(電氣)를 공급하는 축전기(battery)가 로프이동용 로프유도장치(23) 몸체(231)에 설치되며,

    또한, 지상으로부터 상기 전기실린더들(233, 235)의 작동신호를 감지하고 작동명령을 전기실린더들(233, 235)에 내리는 무선으로 작동하는 센서(sensor) 및 작동회로를 포함한 부속장치가 몸체(231)에 구비되는 것을 특징으로 하는 상수도관 장비이동시스템.
  9. 제5항에서,
    상기 로프고정용 전기실린더(233)와 로프유도장치(23) 고정용 전기실린더(235)는,

    로프고정용 전기실린더(233)의 해드(233-1)가 철막대(234)와 로프(19)로부터 멀어지는 이완동작과 동시에, 3개의 로프유도장치(23) 고정용 전기실린더(235)의 해드(235-1)가 상수도관 내면과 접촉거동하며,

    또한, 3개의 로프유도장치(23) 고정용 전기실린더(235)의 해드(235-1)가 상수도관 내면으로부터 분리거동하는 동시에, 로프고정용 전기실린더(233)의 해드(233-1)가 철막대(234)와 로프(19)를 감싸는 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 상수도관 장비이동시스템.
  10. 제5항에서,
    상기 내부파이프(236)는,

    내부에 수직으로 설치된 한 쌍의 회전드럼(236-1) 사이의 중심을 기준으로 한 단면에서 90도 사이 각을 이룬 상태의 4개의 볼트구멍(236-2)이 자체의 몸체에 형성되며,

    또한, 내부파이프(236)가 몸체(231)의 내부에 설치되는 위치에서, 내부파이프(236)의 수직위치 볼트구멍을 제외한 나머지 내부파이프(236)의 볼트구멍들과 마주보는 위치의 몸체(231)의 벽체에 볼트구멍(231-2)이 각각 형성되며,

    또한, 내부파이프(236) 각각의 볼트구멍과, 내부파이프(236)의 볼트구멍과 마주보는 몸체(231) 벽체의 각각의 볼트구멍을 서로 볼트(bolt)체결하는 방법으로 내부파이프(236)가 몸체(231) 내부에 설치되며,

    또한, 몸체(231) 내부에 설치된 내부파이프(236)의 수직으로 설치된 한 쌍의 회전드럼(236-1)은, 몸체(231)와 내부파이프(236) 사이에 체결된 볼트들을 해체하고 내부파이프(236)를 90도 회전시킨 후, 몸체(231) 내부에 내부파이프(236)를 재설치 함으로써 수평으로 설치된 한 쌍의 회전드럼(236-1)으로 작동하는 것을 특징으로 하는 상수도관 장비이동시스템.
  11. 제5항에서,
    수평곡관에 로프이동용 로프유도장치(23)가 설치되는 경우에서의 상기 내부파이프(236)는,
    몸체(231)의 양쪽 단부의 내부에서 자체의 회전드럼(236-1)들이 수직을 유지하도록 배치됨과 함께, 몸체(231)의 중앙부 내부에서 자체의 회전드럼(236-1)들이 수평을 유지하도록 배치되며,

    또한, 수직곡관에 로프이동용 로프유도장치(23)가 설치되는 경우에서의 상기 내부파이프(236)는,
    몸체(231)의 양쪽 단부의 내부에서 자체의 회전드럼(236-1)들이 수평을 유지하도록 배치됨과 함께, 몸체(231)의 중앙부 내부에서 자체의 회전드럼(236-1)들이 수직을 유지하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 상수도관 장비이동시스템.
  12. 제5항에서,
    수평곡관 또는 수직곡관에 여러 개의 로프이동용 로프유도장치(23)를 설치할 경우에서의 상기 내부파이프(236)들의 다른 설치형태로서,

    수평곡관 및 수직곡관의 형상 및 크기를 고려한 후, 수평곡관 및 수직곡관별 설치할 로프이동용 로프유도장치(23)의 전체개수를 파악한 다음,
    전체 내부파이프(236)의 설치 개수를 기반으로 수평설치 회전드럼(236-1) 개수와 수직설치 회전드럼(236-1) 개수를 조정한 뒤 각각의 몸체(231) 내부에 내부파이프(236)들을 설치하는 것으로,

    이러한 설치형태를 사용하면, 로프(19) 및 압축공기 호스(20)가, 개별적으로 로프이동용 로프유도장치(23)를 고려하는 방법보다, 좀 더 유연하게 내부파이프(236)들의 회전드럼(236-1)들을 거쳐 상수도관 내부로 이동될 수 있는 것을 특징으로 하는 상수도관 장비이동시스템.
  13. 상수도관 갱생공사 또는 세척공사와 관련된 장비들과 로프(19)와 압축공기 호스(20) 및 물 호스의 상수도관 내부에서의 원활한 이동과 작업을 위한 상수도관 장비이동시스템의 단계적인 운영방법은,

    무선조정이 가능하고 경사에서 주행가능한 소형 이동대차를 이용하여 시점 작업구로부터 종점 작업구까지 상수도관 내부로 로프(19)를 운반함으로써 시점 작업구에 위치한 일정속도 로프가동용 윈치(21-1)와 종점 작업구에 위치한 일정속도 로프가동용 윈치(21-2) 사이에 로프(19)를 연결하는 단계;

    시점 작업구에 위치한 일정속도 로프가동용 윈치(21-1)의 로프(19) 견인작동과 종점 작업구에 위치한 일정속도 로프가동용 윈치(21)의 로프(19) 이송작동으로, 종점 로프이동용 로프유도장치(23)들이 시점 작업구를 향해 종점 작업구로부터 시점 작업구 방향으로 곡관 내부에 설치되는 단계;

    종점 로프이동용 로프유도장치(23)들의 곡관 내부에서의 설치가 끝나고 시점 작업구로부터 로프고정식 로프유도장치(22)들이 상수도관 갱생공사 또는 세척공사와 관련하여 작업할 장비들 사이에 배치된 후, 종점 작업구에 위치한 일정속도 로프가동용 윈치(21-2)의 로프(19) 견인작동과 시점 작업구에 위치한 일정속도 로프가동용 윈치(21-1)의 로프(19) 이송작동으로, 압축공기 호스(20)의 이동과 상기 관련 장비들의 관련 작업이 시작되는 단계;

    상기 장비들의 종점 작업구 방향으로의 관련 작업들이 진행됨에 따라, 종점 로프이동용 로프유도장치(23)들이 시점 작업구 방향의 곡관 내 설치위치로부터 고정상태를 해제한 후 종점 작업구 방향으로 이동되는 동시에, 시점 작업구와 가까운 후단의 시점 로프이동용 로프유도장치(23)부터 종점 작업구 방향으로 차례로 곡관 내부의 고정위치에 설치되는 단계;

    상기 장비들의 관련 작업들이 종점 작업구 근처 직선구간까지 진행됨에 따라, 종점 로프이동용 로프유도장치(23)들이 지상으로 반출되며, 또한, 시점 로프이동용 로프유도장치(23)들의 곡관 내 설치가 완료되는 단계; 및

    상기 장비들의 관련 작업들이 완료되어 종점 작업구 지상으로 반출된 후, 종점 작업구에 위치한 일정속도 로프가동용 윈치(21-2)와 로프(19)와의 연결을 해제한 후, 시점 작업구에 위치한 일정속도 로프가동용 윈치(21-1)의 로프(19) 견인작동과 시점 로프이동용 로프유도장치(23)들이 종점 작업구로부터 시점 작업구 방향으로 뒤에서부터 차례로 곡관 내에서의 고정상태를 해제한 후 로프(19)와 함께 시점 작업구로 이동되고 지상으로 반출되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 상수도관 장비이동시스템 운영방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2024077851A1 (zh) * 2022-10-15 2024-04-18 内蒙古霍煤鸿骏铝电有限责任公司 一种铝电解烟气脱硫处理系统

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