KR970008063B1 - 교체 파이프 제품과 그 제조 방법 및 제조 장치 - Google Patents

Abstract

요약 없음

Description

교체 파이프 제품과 그 제조 방법 및 제조 장치

도1은 팽창되어 둥글게 된 상태에서 본 발명에 따라 사용되는 PVC 파이프와 같은 종래의 열가소성 파이프의 횡단면도.

도2는 스풀에 저장하기 위해 둥근상태에서 오므라들어 접힌 상태로 파이프를 축소하는 장치 및 도1의 열가소성 파이프의 사시도.

도3은 도2의 3-3선을 따라 취한, 접힌 후의 열가소성 파이프의 횡단면도.

도4는 도2 및 도3의 접혀서 감겨진 열가소성 파이프를 맨홀로부터 하수 본관내로 설치하는 공정과, 상기 열가소성 파이프를 로울에 저장하여 보수될 지하 파이프에 설치하기 위해 재가열하는 상태를 도시한 개략도.

도5는 도2 및 도3의 접힌 열가소성 파이프를 도4에 도시한 바와 같이 기존의 주 파이프라인에 삽입한 후, 그것을 팽창시키고 둥글게 하는 장치의 요부를 도시한 개략 단면도.

도6은 접힌 열가소성 파이프를 기존의 도관 내에 삽입한 후, 팽창시키고 둥글게하는 다른 구조를 도시한 개략 단면도.

도7은 본 발명에 따라 기존의 건물 하수관에 열가소성 파이프를 설치하는 방법을 예시하고, 건물로부터 주하수관으로 뻗은 전형적인 건물 하수관의 개략 단면도.

도8은 기존의 지하 도관에 설치하기 위해 접은 도1의 열가소성 파이프의 바람직한 형태의 단면도.

도9는 도1의 열가소성 파이프를 도8에 도시된 바와같은 접힌 형태로 제조하는 장치의 개략 입면도.

도10은 열가소성 파이프를 도8에 도시된 형태로 제조하기 위해 사용하는 도9의 장치의 보정기의 확대 입면도.

도11은 도10의 11-11선에서 본, 도10의 보정기의 단일 보정판의 정면도.

도12는 파이프를 기존의 도관으로 밀어 넣기 위해 사용되고 파이프가 팽창되도록 그 내부를 가압하기 위하여 파이프 단부를 구속하기 위해 사용되는 단부 클램핑 장치가 부착된, 도8의 열가소성 파이프의 접힌 단부의 평면도.

도13은 도12의 13-13선을 따라 취한 단면도.

도14는 도8의 접힌 열가소성 파이프를 인입 측방 하수관으로 견인하기 위해 사용되는, 도7에 도시한 케이블-풀리 장치를 작동 위치에서 도시한 일부 개략 평면도.

도15는 도14와 유사하지만, 인입 측방 하수관에 삽입하기 위해 접힌 상태로 있는 장치의 평면도.

도16은 도14 및 도15장치의 일부 개략 측면도.

도17은 유체, 열 및 유체 압력을 열가소성 파이프의 내부로 전달하기 위해, 도8에 도시된 열가소성 파이프의 길이방향 단부가 둥글게 된 후, 그 단부를 막기 위해 사용하는 플러그 기구(공구)의 측면도.

도18은 도17의 기구의 도입 단부의 정면도.

도19는 파이프에 삽입되고 체인 클램핑 장치에 의해 제 위치에 클램프된 도17 및 도18의 플러그 기구를 구비한 열가소성 파이프 단부의 입면도.

도20은 도19의 파이프 및 플러그에 설치되기 전의 상태를 도시한 도19의 체인 클램핑 장치의 측면도.

도21은 도19 및 도20의 체인 클램핑 장치가 열가소성 파이프 단부를 도17내지 도19의 플러그 기구에 클램핑하는 상태를 도시한 도19의 21-21선을 따라 취한 횡단면도.

도22는 파이프 단부에 설치된 도12 및 도13의 단부 클램프(클램핑 장치)와 둥글게 팽창된 파이프의 나머지 부분 및 파이프의 나머지 부분으로 부터 클램프 된 단부를 절단하기 위해 둥근 파이프 단부에 삽입된 본 발명에 따른 절단 기구와 함께 도8의 열가소성 파이프의 도입 단부를 도시한 일부 개략 종단면도.

도23은 도22의 23-23선을 따라 취한 도22파이프 및 절단기구의 단면도.

도24는 히터(가열) 기구가 도8의 열가소성 파이프의 접힌 단부에 설치된 상태를 나타내며, 열가소성 파이프의 단부를 재가공하기 위해 그 단부를 가열하는 데 사용되는 단부 히터 장치의 일부 개략 측면도.

도25는 접힌 열가소성 파이프를 팽창시키고 둥글게 할 수 있도록, 제12도 및 도13의 단부 클램핑 수단 대신에 열가소성 파이프의 단부를 막거나 제한하기 위해 사용되는 부풀릴 수 있는(팽창가능한) 단부 플러그 기구의 사시도.

도26은 도25의 팽창가능한 파이프의 일부를 단면으로 도시한 축소 측면도.

도27은 팽창되어 둥글게 된 상태의 열가소성 파이프에 도25 및 도26의 팽창가능한 플러그 기구를 설치한 것을 예시하는 개략도.

도28은 도27와 유사하지만 내측에 수축된 상태로 있는 팽창가능한 플러그와 함께 다시 접힌 후의 도27의 파이프를 도시하는 개략도.

도29는 인입 측방 하수관에 열가소성 파이프를 설치하는 동안 도25 및 도26의 팽창가능한 플러그 기구의 사용 방법을 예시하는 개략도.

도30은 도25 및 도26의 팽창가능한 플러그 기구의 다른 사용 방법을 예시하는 개략도.

도31은 도30에 예시된 방법에 따라 도25 및 도26의 팽창가능한 플러그 기구의 사용을 예시하는 개략도.

도32는 접힌 열가소성 파이프를 기존의 지하 도관으로 삽입시킨 후 그 파이프를 팽창시켜 둥글게 하기 위해 도25 및 도26의 팽창가능한 플러그 기구를 사용하는 또 다른 예를 예시하는 개략도.

도33은 수리하고자 하는 인입 측방관으로 도8의 열가소성 파이프를 견인하는 다른 방법을 예시하는 주파이프라인 구간과 교차 인입 측방 파이프라인의 개략도.

도34는 파이프를 지하 도관에 삽입시킨 후 파이프의 도입 단부로부터 견인 케이블을 해제하는 하나의 방법을 예시하는 도8의 접힌 열가소성 파이프의 단부의 개략도.

도35는 열가소성 파이프를 지하 도관으로 삽입시킨 후 열가소성 파이프로부터 견인 케이블을 해제하는 다른 방법을 예시하는 도34와 동일한 개략도.

도36은 인입 측방 파이프라인과 주 파이프라인 사이를 재개통시키기 위해 새롭게 설치된 열가소성 파이프를 관통하는 개구를 형성시키고 절단하는 방법을 예시하고, 수리하고자 하는 주 파이프라인 내에 도 8의 열가소성 파이프가 설치 및 팽창된 후의 주 파이프라인과 인입 측방 파이프 라인의 교차부의 단면도.

도37은 기존의 지하 도관에 삽입하기 위해, 둥글게 제조된 열가소성 파이프를 접기 위한 방법 및 장치를 예시하는 개략적인 측면도.

도38a-e는 도37의 38a-38a 내지 38e-38e 선들을 따라 각각 취한 개략 단면도.

도39는 도8의 접힌 파이프를 설치하는 동안 파이프의 도입 단부를 클램핑하기 위해 사용하는 해제가능한 단부 클램프(클램핑 장치), 부착된 견인 케이블 및 해제 라인의 일부를 개략적으로 도시한 측면도.

도40은 도39의 단부 클램프의 평면도.

도41은 도39의 단부 클램프의 해제 쐐기부의 평면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 파이프12 : 스풀

16 : 맨홀18 : 핫 박스

19 : 공기 순환 장치20 : 트럭

21 : 출입문22 : 홈통

23 : 로울러28 : 클램프 장치

42 : 압력 게이지44 : 릴리이프 밸브

50 : 맨드릴60, 61 : 편평 로울러

70 : 주파이프라인96, 88, 89 : 통로

90 : 굴착부94 : 본관

108 : 진공 박스118 : 다이

120 : 핀122, 123 : 칸막이판

130 : 조립 봉137 : 오리피스

147 : 노오즈부150 : 클램핑 볼트

152 : 단부 가열기

본 발명은 만곡부 및 커브가 있는 건물 하수관과 같은 기존의 지하 도관에 특히 설치하기 적합한 신규의 향상된 수리 및 교체용 파이프라인 제품에 대한 것이며, 또한 그 파이프라인 제품을 제조하고, 곧게 뻗거나 휘어져 있는 기존의 도관내에 그 파이프라인 제품을 설치하고, 그 제품을 접힌 상태에서 기존의 도관으로 삽입한 후 둥근 형상으로 재형성(재현)하는 일련의 밀접하게 관련된 방법, 장치 및 공구에 관한 것이다. 본 발명의 제품, 방법, 장치 및 공구는 특히 측방관에 의해 교차되거나, 만곡부나 커브가 있거나, 도관이 일 단부에만 출입 수단을 가지는 여러가지 기존의 지하 도관 및 건물 하수관 내에 상기 제품을 설치할 때에 사용하기 적합하다.

본 발명의 일 특징에 의하면, 교체 파이프라인 제품은 압출되고 우선적으로 독특하게 접혀 평평한 형태로 성형되는 열경화성 플라스틱재이므로, 재가열된 경우 접힌 메모리(memory)를 유지할 수 있고, 저장 및 사용을 위해 용이하게 감겨질 수 있고, 기존의 지하 도관 내에 용이하게 삽입되도록 횡당면 크기가 축소될 수 있으며, 플라스틱 재료에 대한 굴착 또는 손상 없이 맨홀이나 청소 구멍 또는 기타의 작은 수직 구멍 및 둘레의 급격한 만곡부를 통해 지하 깊숙한 파이프라인으로 삽입될 수 있으며, 또한 평평하게 접힌 상태임에도 불구하고 전체 길이를 재가열하기 위해 뜨거운 유체가 유통될 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 의하면, 상술한 플라스틱(가소성)파이프 제품은, 예를 들어 가소성 파이프를 유연한 상태로 재가열한 후, 고온의 유연하게 접힌 가소성 파이프를 견인 케이블 및 측방관과 본관의 교차부에 일시적으로 장착되는 풀리장비나 또는 본관과 가장 인접한 맨홀로부터 케이블 원치에 의해 측방관으로 끌어당김으로써, 기존의 굴곡된 측방관 내에 설치된다. 그 후 접힌 상태로 설치된 파이프에 뜨거운 유체를 통과시켜서 그 전체 길이에 걸쳐 가열하고, 그 도입 단부(선단부)를 막거나 제한하고, 일정 압력하에서 공기와 같은 가압 유체를 타단부로 분사시킴으로써 둥근 형상(환형)으로 재형성 및 팽창시킨다. 그후, 재형성된 둥근 파이프에 내부 압력을 계속 가하면서, 냉각시켜 둥근 형상으로 안정화시킨다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 접힌 상태에서 뜨거운 유체가 통과될 수 있도록 그리고 내부 유체 압력을 가하여 접힌 파이프를 둥근 형상으로 팽창 및 재형성할 수 있도록 하기 위해 플라스틱 파이프의 도입단부를 막거나 제한(구속)하는 다양한 수단을 제공한다.

본 발명의 또다른 특징에 의하면, 접힌 파이프가 기존의 지하 파이프라인으로 삽입된 경우 접힌 파이프의 내부 유체를 가압하기 위해 접힌 파이프의 도입 단부를 막거나 밀봉하는 수단을 제공한다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 인입 측방관을 통해 인입 측방관과 주 파이프라인과의 교차부로 밀어 넣을 수 있고, 케이블의 양 단부에 장력을 유지시켜 그 교차부에 임시로 장착할 수 있는 독특한 풀리 및 케이블 장치가 제공되다. 케이블의 일단부는 설치되고자 하는 접힌 파이프라인의 도입 단부에 고정되고, 그후 케이블의 타단부는 가열되어 유연한 상태의 접힌 플라스틱 파이프를 기존의 측방관으로 당기기 위해 견인된다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 플라스틱 파이프의 선택된 부분을 재가공하여 채결하기 위해, 그리고 플러그를 삽입하기 위해, 또는 곧지 않게 뻗은 기존의 도관 내에 삽입되도록 파이프의 전 길이를 충분히 유연하게 하기 위해, 플라스틱 파이프 제품의 양 단부 및 기타 여러부분을 가열하기 위한 다양한 수단을 제공한다.

본 발명의 이상과 같은 목적과 기타의 목적, 그리고 특징 및 이점들은 첨부 한 도면을 참고로 한 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.

바람직한 실시예의 상세한 설명

하수본관 등의 수리

도1에 있어서, 도면 참고 부호(10)은 본 발명에 따라 하수 파이프 등과 같은 지하 파이프라인 구간을 재설치, 수리 또는 교체하는데 사용되는 파이프를 나타낸다. 파이프의 특징은 PVC 등과 같은 열가소성 재질로 형성된 것으로, 특히 지하에 노출된 경우 외부의 토사 압력 및 유체 압력을 버틸정도로 충분한 후우프 강도를 가지는 경질의 두꺼운 재질로 형성된다. 또 이러한 열가소성 파이프는 가령 PVC 파이프의 경우 예를 들어 93.3℃(200℉) 이상의 온도로 가열하면 유연해진다. 파이프(10)의 특성은 전형적인 지상이 대기 온도 및 지하 온도에서 구조적으로 경질이지만, 가열되거나 재가열되는 경우 유연해져서 다양한 형태로 변형될 수 있게 된다. 이러한 열가소성 재질의 다른 특성은 다음과 같은 메모리를 가지는 것이다. 즉, 열가소성 재료를 둥근 관형과 같은 특수한 형상으로 제조하고 나서, 가열하여 평평해지게 하거나 접은 후, 그 접힌 형상이 안정화되도록 냉각시키고, 그 후 구속 없이 재가열한다면, 본래의 둥근 관형으로 되돌아가게 된다는 것이다. 반대로, 예를 들어 도3 및 도8에 예시한 바와 같이 파이프를 초기에 접힌 형태로 제조하고, 그 후 가열하고 내부 압력하게 둥근 형태로 팽창시킨 다음, 냉각시켜 둥근 형태로 안정화되면, 구속 없이 후속해서 재가열하는 경우 본래의 접힌 형태로 되돌아갈 것이다. 이러한 열가소성 파이프의 메모리 형태는 본 발명의 어떠한 실시예에도 유익하게 사용된다.

본 발명을 실시하는데 사용할 수 있는 형태의, 종래의 용이하게 이용하능한 파이프는 배수 라인, 상수 라인 등과 같은 지하 파이프라인용으로 이용 가능한 표준 치수비율(외부 직경/벽 두께)이 13 내지 65의 범위인 폴리비닐 클로라이드(PVC)파이프이다.

본 발명의 가장 바람직한 실시예에 있어서, 열가소성 파이프를 도9-도11의 장치에 대해 서술하는 방식으로 도8에 도시한 바와 같이 접힌 형태로 제조한다고 하더라도, 본 발명의 소정의 특징들은 또한 관형 또는 둥근 형태로 제조한 열가소성 파이프를 사용하여 실시될 수 있음을 물론이다. 도2는 둥근 형태로 제조한 종래의 PVC 파이프(10)를 재형성하는 장치(11)를 예시한다. 도3은 도2의 장치를 사용하여 파이프를 평평하게 하고 접히게 함으로써 재형성(형상 가공)한 후의 파이프 횡단면을 예시한다. 특히, PVC 파이프는 온도 조절 가능하게 제어되는 증기(steam) 박스나 또는 온도 조절 가능하도록 제어되는 전기 가열 부재를 함유하는 하우징 등과 같은 가열 수단(11a)에 의해 종래의 방식으로 가열된다. 원래의 둥근 파이프(10)를 가열 박스 즉 가열 수단(11a)을 통과시킴으로써, 파이프는 소성으로 되거나 또는 유연하게 될 수 있을 정도의 충분한 온도로 가열된다. 그후 접는 장치(11)에 의해 그 전체 횡단면 크기가 감소하도록 평평하게 되거나 접혀져서, 열가소성 파이프의 원래의 외경과 같거나 약간 더 큰 내경을 가지는 지하 도관으로 용이하게 끌어 당겨질 수 있다. 축소된 크기로 접힌 열가소성 파이프(10a)가 도3에 예시되어 있다.

도2의 장치(11)가 파이프 접는 장치를 개략적으로 예시한다 하더라도, 실제적인 파이프 접는 장치 및 방법을 도37 및 도38a-e의 장치와 관련하여 더욱 상세히 설명한다. 여기서, 가열 수단 즉 히터(11a)를 통과한 둥근 파이프(10)는 먼저 한 쌍의 대향하는 편평 로울러(60), (61)에 의해 평평해지고, 세 개의 다른 세트의 접는 로울러(63), (64), (65)에 의해 점진적으로 지지되면서 접는 휘일(62)아래로 통과된다. 한 쌍의 접는 로울러(63)는 접는 휘일(62)과 상호작용하도록 배열되어 파이프(10)를 U형으로 접기 시작한다. 그후, 세 개의 접는 로울러(64)는 접는 휘일(62)과 협력하기 위해 반 U자형으로 배열됨으로써 접는 공정을 계속한다. 마지막으로, 4개의 접는 로울러(65)의 세트는 접는 휘일(62)과 협동하도록 U형으로 배열되어 파이프(10)를 U형으로 접는 공정을 완성한다. 그 후, 접힌 파이프는 파이프를 U형으로 안정하도록 냉각시키는 존속형태부(66)를 통과하여서, U형 메모리를 갖게 된다. 존속형태부(66)로부터 나온 접힌 파이프는 소정 길이로 저장되거나 또는 기존의 도관으로 직접 삽입되기 위해 재가열되어 유연해지도록 증기 튜브를 통과하게 된다.

선택적으로, 편평화시키는 공정 후 그리고 접는 고정 전에, 파이프는 도4에 도시된 핫 박스(hot box)(18)에서 평평한 상태로 감겨질 수 있다. 평평하게 감겨진 파이프는 작업 현장에서 핫 박스 내에서 재가열될 수 있으므로, 핫 박스로부터 당겨져서 재설치될 파이프로 삽입하기 바로 전에 이미 설명된 바와 같이 접힌다.

어떤 경우들에 있어서, 특히 둥근 상태에서의 열가소성 파이프가 수리하고자 하는 파이프라인의 내경보다 더 작은 외경을 가지면, 열가소성 파이프를 평평한 상태로 기존의 파이프에 설치하는 것이 가능하지만, 대부분의 상태에서는, 열가소성 파이프가, 도3, 도8 그리고 도38e에 도시한 바와 같이 세로로 접힌 형태로 기존의 파이프라인내에 설치되는 것이 바랍직하다. 하지만, 접힌 형태는 이하에 설명하는 이유 때문에 도8의 형태가 바람직하다.

전술한 바와같이, 둥근 형태로 제조된 열가소성 파이프는, 접힌 후 재가열된 경우 둥근 형태로 되돌아가려는 메모리를 가진다. 그래서, 접힌 파이프를 기존의 파이프라인 내에 설치하기 위해 유연해지도록 재가열하는 것이 필요하다면, 피이프는 구속이 없을 경우 조속히 둥근 형태로 되돌아갈 것이다. 이러한 이유 때문에 일차적으로 열가소성 파이프가 소망의 접힌 상태로 제조되는 것이 바람직하다. 그 후, 접힌 파이프가 기존의 파이프라인 내에 삽입되기 위해 유연해지도록 재가열될 경우, 파이프는 기존의 파이프라인으로 완전히 삽입되어 둥근 형태로의 재형성 공정이 준비될 때까지 접힌 형태를 유지한다.

열가소성 파이프가 둥글거나 접힌 형상으로 제조됨에 관계없이, 기존의 배관에 삽입되도록 준비되는 경우 파이프는 접힌형태이어야 한다. 또한 열가소성 파이프가 가열되어 감겨지는 것이 바람직하므로, 도4에 도시된 스풀(12 ; spool)과 같은 저장 스풀에서 휠수 있게 되어 있다.

접힌 열가소성 파이프의 스풀(12)은 핫 박스의 내부를 가열하기 위해 온도 조절되도록 제어되는 히터(24)를 장착한 하우징 또는 "핫 박스"(18)내에 저장되어, 스풀(12)은 원하는 경우 접힌 파이프(10a)를 유연하게 한다. 또한 핫 박스(18)에는, 핫 박스내의 열의 충상화(stratification)를 방지하여 접힌 파이프의 스풀이 일정하게 가열될 수 있도록, 공기 순환 장치(19)가 장착되는 것이 바람직하다. 핫 박스(18)는 휴대용으로 장착되는 것이 바람직하며, 도4에서는 현장으로 이동하기 위해 트럭(20)의 화물칸에 장착된 것을 도시하고 있다. 작은 형태의 핫 박스는 바퀴를 달아서 건물 하수관과 같은, 소형이어서 출입하기 어려운, 파이프라인으로 인입하는 때 사용되도록 수동으로 이동될 수 있다. 동력으로 또는 수동으로 작동되는 어느 경우등지, 파이프를 스풀 상에 감거나 풀기위해 스풀을 회전시키는 수단이 제공된다. 핫 박스(18)에는 출입문(21)이 장착되며, 또한 접힌 열가소성 파이프를 하수 본관(14)의 맨홀(16)과 같은 수직 출입 개구를 통해 지하 파이프라인으로 용이하게 삽입시키기 위한 홈통(22) 및 로울러(23)가 장착될 수 있다.

하수 본관의 수리방법

본 발명의 일 실시예에 의하면 핫 박스(18)는 수리하고자 하는 하수 본관(14)과 같은 지하 파이프의 맨홀(16)과 같은 작업 현장의 개구로 옮겨진다. 축소된 파이프(10a)의 일단부는, 다른 맨홀(도시하지 않음)과 같은 기존의 파이프라인의 인접 개구부에서 이용 가능하게 만들어진 견인 라인(26)에 접속되고, 클램프 수단(28)에 의해 새로운 파이프의 자유 단부 또는 도입 단부에 접속된다. 새로운 파이프는 히터(24)를 경유해서 핫 박스(18)내의 스풀(12)을 가열함에 의해 휠 수 있게 된다. 그 후 견인 라인(26)은 가령, 맨홀(16) 하류의 다음 맨홀에 있는 윈치에 의해 작동되어, 휘어질 수 있는 접힌 파이프(10a)를 스풀(12)로부터 기존의 하수 본관(14)을 향하는 홈통(22) 및 그 주변의 로울러(23)를 통해 다음 맨홀까지 견인하게 된다. 접힌 새로운 파이프는 삽입된 후, 외부 유압 및 지표 압력에 저항하기에 충분한 후우프 강도를 가지는 두께의 견고한 형상으로 설치되는 파이프로 제공되도록, 가열 팽창되어 둥글게 되거나 대체로 둥근 형태를 이루게 된다.

도5는 축소된 치수의 파이프를 재설치되거나 교체될 원래의 파이프로 밀어 넣은 후 팽창시키는 하나의 방법을 예시한다. 이러한 방법에 의하면, 한 쌍의 플러그(30), (32)는 적어도 접힌 파이프의 단부들이 가열되어 휘어질 수 있는 상태에 있는 경우 그 대향 단부들로 삽입된다. 플러그(30)는 기존의 파이프라인의 삽입 단부에 있는 새로운 파이프 구간의 후미 단부에 설치된다. 플러그(32)는 견인 라인(26)을 분리시킨 후 새로운 파이프의 도입 단부 또는 견인용 단부에 설치된다. 각각의 플러그(30), (32)에는 원래의 파이프 즉 하수 본관(14)과 새로운 파이프(10a)와의 해제 가능한 밀봉 계합을 위해 설치된 분리가능한 주변 팽창 가스켓 부재(34)가 장착된다. 가스켓 부재(34)는 지상의 제어 수단(도시하지 않음)에 연결되는 공기 압력 라인과 같은 압력 라인(36)을 통해 부푼다(팽창된다). 플러그(30)는 생증기 또는 뜨거운 물과 같은 팽창 매체를 새로운 파이프로 유입시키기 위한 유입 도관(38)을 구비한다. 이러한 도관에는 적절한 제어 벨브(40)뿐 아니라 압력 게이지(42) 및 릴리이프 밸브(44)가 장착된다. 플러그(32)는 두 개의 플러그와 적절히 설치된 밸브(48) 사이의 영역을 연통시키는 방출 도관(46)을 가진다.

대향 단부에 플러그가 삽입된, 새롭게 설치된 접힌 파이프는 도8에 명백히 도시한 새로운 파이프의 접힌 부분에 제공된 작은 통로를 통해 생증기를 유통시킴에 의해 내부적으로 가열된다. 하류 단부의 밸브(48)가 개방되어서, 새로운 파이프의 전체 길이가 가열된다. 그 후 밸브(48)는 폐쇄되고 가압 증기가 플러그(30)를 통해 계속해서 유입되면서, 접힌 파이프를 가압하여, 그것을 둥근 형태로 재형성하고 팽창시킨다. 새로운 파이프가 접힌 형태로 제조되면, 둥근 형태를 얻은 후 차가운 공기 압력과 같은 내부 압력을 유지하면서 냉각되어야 하며 그로 인해 파이프는 둥근 형태로 고정된다. 이러한 마지막 단계는, 파이프의 재형성 공정시 원래의 직경을 초과해서 팽창시키거나 곧게 펼치는 과정을 제외하고, 파이프가 둥근 형태로 제조된다면 필요하지 않게 된다.

새로운 파이프를 도3에 도시한 바와 같이 완전히 평평하게 접은 경우처럼 접힌 새로운 파이프에 내부 통로가 제공되지 않는다면, 새로운 파이프는 플러그(30), (32)가 새로운 파이프의 양 단부로 삽입되기 전에, 기존의 파이프를 통해 생증기를 유통시키는 것처럼, 새로운 파이프의 외부에서 가열되어야만 한다. 그 후, 그 전체 길이에 걸쳐 가열된 새로운 파이프에 대해, 플러그(30), (32)는 대향 단부로 용이하게 삽입되고, 밸브(48)는 폐쇄되고, 생증기 및 뜨거운 물은 플러그(30)를 통해 도입되어, 접힌 파이프를 팽창시키고, 둥근 형태로 재형성한다.

도6은 축소된 파이프를 팽창시키는 장치의 다른 형태를 도시한다. 이러한 장치는 새로운 파이프를 유연한 상태로 가열할 수 있는 가열 수단(52)을 가지는 맨드릴(50)로 이루어진다. 맨드릴(50)은 원래의 파이프를 통해 새 파이프를 끌어넣기 위한 견인 케이블(54) 또는 기타 수단에 접속된다. 맨드릴을 가열하고 견인 케이블에 대해 장력을 인가하면, 맨드릴은 원래의 파이프를 통해 끌어당겨져서, 새로운 파이프를 원하는 직경으로 팽창시킨다. 이러한 방법으로부터 알 수 있는 바와 같이, 새로운 파이프를 기존의 파이프라인으로 삽입하기 위해 접기 전에, 견인 케이블(54)을 새로운 파이프로 삽입한다.

새로운 파이프를 가열하고, 둥글게 처리하고, 팽창시키는 제3의 방법은, 설치되었지만 아직은 접혀 있는 새로운 파이프의 하류 단부에서 원하는 온도가 얻어질 때까지 새로운 파이프와 나란히 기존의 수리될 파이프 아래로 온수 또는 증기를 공급하는 공정을 포함한다. 그러면 새로운 파이프는 온수 또는 증기로 가압되며 압력 하에서 둥근 형태로 팽창하여 소망의 직경으로 된다.

예

구체적인 파이프 재형성 공정에 있어서, 통상적인 PVC 파이프는 보수될 파이프 내경보다 3.8cm 내외의 크기 만큼 더 작은 외경을 가진다. PVC 파이프는 앞서 언급한 바와 같이 외경에 대해 표준 크기 비율의 벽 두께를 가진다. PVC 파이프는 적어도 93.3℃(200-210℉)로 가열되어, 도3, 도8 또는 도38e에 도시한 형태로 축소된다. 접힌 파이프는 큰 스풀에 저장된 채로 작업 현장까지 이송될 수 있다. 지하의 도관 등에 설치하는 동안, 깊숙한 맨홀을 통해 수직 아래로 드리워지고 휘어져서 도관을 통해 수평으로 용이하게 이끌릴 수 있도록, 핫 박스(18)내에서 재가열되는 것이 바람직하다. 접힌 파이프가 기존의 도관의 소정 구간에 설치되면 플러그되어, 가열되며 둥글게 된다. 필요하다면, 원래의 또는 설계된 둥근 직경을 초과하도록 팽창시켜, 기존의 파이프라인 구간에 대해 꼭 받게 삽입할 수 있다.

건물하수관의 접속부 위치를 찾아내는 방법

새롭게 설치된 열가소성 파이프를 원래의 설계 직경을 초과하여 팽창시키는 것의 이점이 도36과 관련하여 예시되었는데, 여기서 수리될 기존의 파이프라인 구간은 적어도 하나의 건물 하수관 또는 기타의 인입 측방관과 교차된다. 도36에 있어서, 주 파이프라인(70)은 건물 하수관과 같은 인입 측방관(74)과 접속부(72)에서 교차된다. 새로운 열가소성 파이프를 주 파이프라인(70)에 설치하여 둥글게 하고 주 파이프라인(70)의 내측벽에 꽉 끼에 계합되도록 원래의 둥글게 설계된 직경을 초과해서 팽창시키거나 곧게 펼치는 경우, 팽창부 또는 딤플(76)이 주 파이프라인과 인입 측방관이 개구부 또는 접속부(72)에 형성된다. 효과면에서 이러한 팽창부(76)는 주 파이프라인으로 통하는 인입 측방관의 개구부의 정확한 위치를 표시하는 표시기이다. 주 파이프라인으로 텔레비젼 카메라를 통과시켜, 팽창부 또는 팀플의 정확한 위치와 인입 측방관의 개구브의 정확한 위치가 결정된다. 그후, 원격 제어되는 절단 기구(78)가 주 파이프라인을 통해 팽창부의 정확한 위치로 유입될 수 있고, 새로운 파이프(80)로 부터 팽창부(76)를 절단하도록 사용되어, 주 파이프라인으로 통하는 인입 측방관(74)의 출입구를 재개한다.

새로 설치된 열가소성 파이프를 둥글게 하고 팽창시키거나 또는 펼치는 공정이 이미 설명한 방법 또는 추가적인 실시예에 대한 이후의 설명에 의해 명백하게 된다.

접힌 파이프의 바람직한 형태

도3 및 도38e의 평평하게 접힌 열가소성 파이프가 진술한 설치 공정에 사용하기 적절하다 하더라도, 이러한 접힌 파이프(10)의 바람직한 형태를 도8에 도시한다. 도8의 열가소성 파이프(10)는 도시한 접힌 형태로 제조된다. 파이프는 볼록한 길이 방향 접힘부(82)를 따라, 긴 다리부(83)와 짧은 다리부(84)를 포함하는 한 쌍의 상하로 겹친 다리부로 접힌다. 긴 다리부(83)은 굴곡되거나 볼록한 자유단(85)에서 끝나서 접힌 파이프를 관통하는 작은 길이 방향 통로(86)를 형성한다. 짧은 다리부(84)는 또한 파이프를 관통해 길이 방향통로(88)를 형성하는 굴곡되거나 불록한 자유단(87)에서 끝난다. 더우기, 유연하게 접힌 부분(82)은 그 내부를 따라 파이프의 일단으로 부터 타단까지 통로(89)를 형성한다.

전술한 바와 같은 볼록한 접힘부 및 다리부의 단부들은, 파이프가 도3에 도시된 방법으로 평평하게 접힐 경우에, 특히 파이프의 벽이 두껍다면, 접힘부의 갈라짐을 방지하는데 있어서 중요하다. 또한 통로(86), (88) 및 (89)는, 접힌 파이프를 지하 도관에 설치한 후 재가열하여 재가공하기 위해 접힌 파이프를 통해 전체 길이에 걸쳐 증기 또는 기타 뜨거운 유체를 통과시키기 위해 중요하다. 접힘부의 내부에 이러한 통로가 없으면, 재가열은 장시간의 느린 공정이 되어 달성하기 어렵게 될 것이다.

도8과 같이 접힌 형태의 파이프는 주 파이프라인(94)과의 교차부(92)로 부터 건문(96)로 인입되는, 도7에 도시한 건물 하수관 라인(90)과 같은 건물 하수관의 수리시 교체 파이프로서 사용하기에 특히 적합하다. 이러한 건물 하수관내에 교체 파이프를 설치할 경우에 그러한 하수관의 특성 때문에 특수한 문제를 발생시킨다. 첫째, 출입상의 문제인데, 이는 이러한 측방관이 종종 잔디, 나무 및 관목 아래를 지나고 맨홀로는 출입할 수 없기 때문이다. 기존의 측방관을 수리하기 위해 파낼 경우 매우 많은 비용이 소요된다. 새로운 측방관을 지하의 기존 측방관으로 삽입시킬 경우에, 그것의 출입은 도7에 도시한 바와 같이, 건물에 인접한 단일의 소형 수직 굴착부(98)에서만 통상적으로 실시된다. 이러한 굴착부에는 대규모의 장비를 이동시키기 위한 공간이 거의 없게 된다.

둘째, 건물 하수관은 통상 본관 본다 훨씬 작은 직경을 가지며, 맨홀로 부터 다른 맨홀까지 통상적으로 곧게 뻗은 본관과는 달리 때때로 급격한 굴곡부 또는 밴드부를 구비한다. 예를 들면, 건물 하수관(90)은 지점(100)에서 굴곡부를 가지므로 직선의 강성 파이프를 기존의 측방관으로 삽입하는 것이 불가능하게 된다. 도7에 있어서, 건물(96)에 인접한 수직 굴착부(98)로 출입되는 건물 하수관(90)은 도로(104) 아래쪽으로 상당한 깊이에서 본관(94)까지 잔디(102) 아래로 뻗는다. 설명하고자 하는 방법 및 장치는, 소형이고 대체로 수직인 단일의 출입 개구부로부터 지하의 기존의 측방 파이프 내로 교체용 측방 파이프를 설치하는데 관련된 독특한 문제점을 해결하기 위해 특히 적합하다. 이러한 방법 및 장치는 도8에 도시한 접힌 열가소성 파이프의 제조 형태를 이용한다.

열가소성 파이프를 접힌 형태로 제조하는 방법 및 장치

도9 내지 도11에 있어서, 도8과 같이 접힌 열가소성 파이프는 진공 박스(108)로 압출하는 통상적인 플라스틱 파이프 압출기(106)를 사용해서 제조된다. 진공 박스 하류의 일련의 대향된 펀치 로울(111), (112)로 이루어진 견인 수단(110)은 압출 성형된 재료를 진공 박스로부터 장력하에서 견인하고, 휠 수 있는 상태로 재가열하기 위해 증기 튜브(114)로 공급시키며, 얻어진 접힌 파이프는 도4의 핫박스(18)에 위치되는 저장 스풀(116) 위에 접힌 형태로 감긴다.

다이(118) 및 핀(120)은 압출기의 유출구에 위치된다. 다이(118)의 하류 단부와 진공 박스(108)에 대한 유입구 사이에는 약 30.48 내지 60.96cm(12 내지 24인치)의 갭(121)이 있다.

진공 박스는 칸막이판(122), (123)에 의해 내부적으로 세 개의 구간으로 나누어진다. 세 개의 구간 전부는 박스 내의 수준(124)까지 물로 채워진다. 박스의 상류 또는 첫 번째 구간은 진공원(125)에 접속된다. 전체의 진공 박스가 이러한 접속 때문에 부압(negative perssure)하에 있을지라도, 최대 부압은 박스의 상류 구간에 있다. 보정 수단(126)이 진공 박스의 첫 번째 구간에 제공된다. 보정 수단은, 압출된 플라스틱 재료가 냉각되어 응고될 때, 그 재료를 소망의 접힌 형상으로 되도록 성형, 유지한다. 진공 박스 내의 물은 냉각 기능을 하고, 박스에 인가된 진공은 보정 수단과 협력하여, 냉각을 통해 구속 없이 그러한 형태를 유지할 수 있을 때까지, 그 플라스틱 재료를 소망의 접힌 형상으로 유지한다.

도10 및 도11에 있어서, 보정 수단은 일련의 보정판(128)을 포함하는데, 이 보정판은 간격진 상태로 배열되고, 조립 봉(130)에 의해 함께 조립되며, 판 사이의 간격자(spacer)(132)에 의해 이격된다. 조립 봉(130)들은 양 단부에서 나사 결합되고 너트(134)에 의해 체결된다. 보정기의 유입 단부와 더 가까운 보정판(128)은, 유입 단부에서 더욱 뛰어난 플라스틱의 가소성과 유동성 때문에, 하류의 보정판들보다 서로 더욱 촘촘하게 이격되므로 그 부분의 보정기에서 압출 형상을 유지할 필요가 더욱 크게 된다. 또한, 보정기는 플라스틱 재질의 더욱 급속한 냉각을 위해 판 사이에 냉각수를 전달하는 오리피스(137)를 구비한 중앙 튜브(136)를 구비한다.

도11에 있어서, 각각의 보정판(128)은, 보정판 내에 형성 유지되며 접힌 파이프의 외형 및 외부 크기에 꼭 맞도록 정밀하게 절단된 개구(138)를 가진다. 도8 및 도11을 비교하면, 보정판의 개구(138)는 접힌 파이프의 짧은 다리부(84)에 대응하는 짧은 다리부(138a)와, 파이프의 길이를 따라 둥글게 된 접힘부(82)에 상당하는 둥근 접힘부(138c)뿐 아니라, 파이프의 긴 다리부(83)에 상당하는 긴 다리부(138b)도 갖는다.

도8의 파이프를 제조함에 있어서, 염화 폴리비닐과 같은 원료(raw) 플라스틱 혼합물이, 예를 들어 약 182℃(360℉)의 고온으로 재료가 가열되는 공급 깔때기(107)를 통해 압출기(106)로 공급되고, 다이(118)를 통해 압출되며 여기서 매우 고온인 플라스틱(가소성) 재료는 핀(120)과 만나게 된다. 다이 및 핀은 플라스틱 재료를 원하는 튜브의 형상 및 최종 크기로 성형하도록 규격화되어 있다. 이 플라스틱 재료는 갭(121)을 따라서 진공 박스(118)의 첫 번째 구간으로 공급되며 보정판을 통과한다. 보정판은 개구(138)에 결정된 형상 및 크기로 플라스틱 재료(물질)를 성형하고 유지한다.

이 플라스틱 재료가 일차로 보정기로 들어가는 경우 매우 고온이며 오히려 유체라 할 수 있으므로, 보정판(128)은 이러한 지점에서 서로 매우 근접해서 소망형상을 유지한다. 박스 내의 진공은, 냉각수가 플라스틱 재료를 냉각시킬 경우에 개구(138)의 외주변에 대해 플라스틱 재료를 지지한다. 원한다면, 진공원(140)으로부터 핀(120)으로 분사된 압축 공기를, 플라스틱 재료가 완전히 접히지 않은 상태에서 파이프의 관형을 확실히 유지시키기 위해서, 접힌 형태의 플라스틱 재료의 내부통로(86), (88), (89)를 통해 하류로 통과되도록 할 수 있다. 플라스틱 재료는 보정기(126)의 하류 단부에 이르는 시점에서 냉각되고 견인 로울(110)에 의해 야기되는 장력하에서 그 자체에 형상을 유지할 수 있다. 이러한 로울은 접힌 플라스틱 재료를 연속하는 스트립 형상으로 진공 박스로부터 견인한다. 보정판으로부터, 스트립은 점차적으로 설치된 진공 박스의 제2 및 제3챔버를 통해 이동한다. 스트립은 진공 박스를 떠나는 시점에서 냉각되어 도8에 도시한 강성(즉 경질)의 형태로 된다. 견인 로울(110)은 장력 하에서 압출기로부터 플라스틱 재료의 흐름 또는 스트립을 견인함에 의해 접힌 파이프의 벽의 두께 및 기타의 수치 인자들을 조절한다.

접힌 스트립은 견인 로울(110)로부터 증기 튜브(114)를 통과하도록 공급되고, 이 증기 튜브에는 유입 개구부(117)를 통해 증기원(115)이 연결되어 증기를 공급하여 스트립을 휠 수 있는 상태로 재가열하므로 스트립은 저장 스풀(116)상에 감길 수 있다.

보정기에 사용된 보정판의 수 및 간격은 견인 로울에 의해 결정되는 바와같은 압출 속도 및 마무리된 파이프의 소망의 벽 두께의 함수이다.

상술한 바와같이, 접힌 파이프(10)가 저장된 스풀(116)은 현장에서 사용하도록 이동시키기 위하여 도4에 도시된 핫 박스(18)내에 설치하는 것이 좋다.

측방관에 열가소성 파이프를 설치하는 방법, 장치 및 기구

도7은 상술한 바와 같은 하수 측방관을 예시할 뿐만 아니라 도8의 접힌 열가소성 파이프를 측방관으로 삽입하는 방법, 장치 및 기구를 예시한다. 우선, 수직 굴착부(98)는 기존의 측방관(90)으로 관통하는 출입구를 제공하기 위해 측방관(90)에 의해 인입된 건물(96)에 가능한 한 가깝게 파는 것이 바람직하다.

수리하거나 교체하고자 하는 측방 하수관의 길이는, 굴착부에서 가요성 파이버그래스 로드를 측방 하수관으로 삽입하고, 그것이 본관(94)과 교차할때까지 측방 하수관을 통해 로드를 공급함에 의해 결정된다. 이렇게 하면, 측방관내의 로드의 길이는 출입개구부에 표시될 수 있고 그 후 로드를 꺼내 길이를 측정하여 작업에 필요한 플라스틱 파이프(10)의 길이를 결정한다. 수리하고자 하는 일련의 측방 하수관의 길이를 알면, 작업 현장으로부터 떨어진 제조 플랜트 또는 기타의 장소에서, 측정한 길이에 대응하도록 접힌 파이프(10)를 미리 절단할 수 있다. 그 후 미리 절단한 길이의 파이프를 설치하기 위해 작업 현장으로 이송한다.

이와 달리, 요구되는 길이는 작업 현장으로 옮겨진 핫박스(18)내의 스풀(116) 또는 (12)(도4)로부터 작업 현장에서 절단을 수 있다. 수리하고자 하는 측방 하수관을 위한 굴착부로 핫 박스(18)를 장착한 트럭(20)이 접근할 수 없는 경우, 필요한 길이의 플라스틱 파이프(10)는 각각의 굴착부로 이동 가능한 소형의 바퀴달린 핫 박스(도시하지 않음)내의 소형 스풀로 저장된다. 접힌 파이프(10)의 스풀(142)을 내장한 소형의 "미니 핫 박스"(140)가 도7에 도시된다.

이와 달리, 수리하고자 하는 측방 하수관의 길이에 대응하는 길이로 접힌 플라스틱 파이프(10)를 미리 측정해서 절단하는 대신에, 새로운 접힌 파이프가 핫 박스(140)내에서 가열되어 본관(94)과의 교차부에 이르기까지 측방 하수관으로 공급된 후, 스풀에서 절단할 수도 있다.

또한, 접힌 플라스틱 파이프(10)가 공장에서 미리 길이 별로 절단되었다면, 그 미리 절단된 길이대로 다양한 작업 현장으로 옮겨서, 도9에 도시한 증기 튜브(114) 등에 의해 가열한 후 측방 하수관으로 삽입할 수도 있다. 증기 튜브는 캔버스 또는 금속 또는 그에 상당하는 재질로 만들어질 수 있고, 그 내면의 증기를 유지하기 위해 접힌 플라스틱 파이프 둘레를 묶을 수 있는 가요성 직물 또는 그와 대등한 단부를 구비한다. 이러한 튜브는 가벼워서 현장으로 용이하게 옮길 수 있고, 6.1m(20피이트) 이상으로 할 수 있다. 사용 분야에 따라 중량을 고려해야 하기 때문에 캔버스 증기 튜브가 금속 튜브 보다 바람직하다.

측방 하수관이 곧게 뻗어 있고, 굴착부에서의 측방 하구관의 출입 개구부가 표면에 충분히 가깝거나 굴착부가 충분히 넓거나 하면, 새로운 파이프의 도입 단부가 본관에 이를때까지 기존의 측방 하수관으로 새로운 파이프를 간단하게 밀어넣음으로써 접힌 플라스틱 파이프(10)의 필요한 길이를 측방 하수관으로 삽입하는 것이 가능하다. 하지만 이 방법은, 어떤 때에는 굴착부나 측방 하수관 또는 양쪽 모두의 굽어진 곳을 따라 새로운 파이프를 통과시켜야 할 필요성 때문에, 불가능하다. 이러한 경우에 있어서 굽어진 곳을 통과시키기 위해 길이 방향으로 휘어질 수 있도록 통상적으로 경질인 접힌 플라스틱 파이프를 가열하는 것이 필요하며, 새로운 접힌 파이프를 미는 방법보다는 측방 하수관으로 견인하는 것이 더 좋게 된다. 측방 하수관의 본관측 단부에 출입개구부가 없는 상태에서, 가요성의 접힌 플라스틱 파이프를 측방 하수관으로 견인하는 것은 본 발명에서 언급한 특수한 문제점을 나타낸다.

출입 개구부로부터 기존의 측방관으로 새로운 측방관을 견인하는 방법

견인에 의해 기존의 측방 하수관으로 새로운 측방 하수관을 삽입하는 하나의 방법은 새로운 측방 하수관의 도입 단부(선단)에 부착된 견인 케이블을 사용하는 것을 포함한다. 케이블은 본관과 측방 하수관의 접속부에서 풀리 주위를 통과하고, 측방 하구관의 입구로 되돌아오도록 안내된다. 굴착부(98)에서의 출입 개구부로부터 견인 케이블에 견인력을 인가함에 의해 새로운 파이프는 기존의 측방 하수관의 전체 길이에 걸쳐 견인될 수 있다. 이러한 방법에는 특수한 기구(공구)를 사용한다.

우선 새로운 측방 하수관의 도입 단부는 도8에 도시한 관통로(86), (88), (89)의 크기를 제한하도록 클램프되어야 하며, 이로 인해 기존의 측방 하수관으로 삽입된 후에는 접힌 파이프의 내부를 가압하면서 뜨거운 유체가 접힌 파이프를 통과하도록 하여 전체 길이에 걸쳐 가열될 수 있고, 따라서 팽창 및 라운딩을 위해 휠 수 있게 된다. 이러한 제한 및 단부 클램핑을 달성하기 위하여, 도12 및 도13에 도시한 바와 같은 단부 클램핑 장치가 사용된다. 단부 클램핑 장치의 측면도를 또는 도22에 도시한다. 이상의 세 도면을 참고할 때, 단부 클램핑 장치(144)는 한 쌍의 강성 금속판을 가진다. 판은 상부판(145)과 그에 마주하는 바닥판(146)으로 되어 있다. 양 판은, 중심이 일치된 견인 케이블 접속구멍(148)이 일렬로 관통되며 전방으로 돌출하는 노즈부(147)를 가진다. 또 한쌍의 중심이 일치된 구멍(149)은 클램핑 볼트(150)를 수용하기 위해 케이블 접속구멍(148)의 후방 쪽으로 바닥판 및 상부판을 관통 연장된다. 또한 볼트(150)는 접힌 플라스틱 파이프(10)를 통해 중심이 일치되도록 천공된 구멍(151)을 통해 연장된다.

접힌 플라스틱 파이프(10)의 도입 단부에 단부 클램핑장치(144)를 설치하기 위해 파이프의 도입 단부는 예를 들어 도24에 도시한 단부 가열기(152)에 의해 휠 수 있도록 가열된다. 단부 가열기(152)는 중기 호스 접속부(158)를 구비한 중앙 유입구(157)를 가지는 단부판(156)에 의해 일단이 패쇄된 얇은 강성 파이프(154)를 포함한다. 가열기의 대향 단부는 접속 밴드(162)에서 파이프(154)에 결속되는 가요성 캔버스 또는 기타 적절한 직품 랩(160)을 포함한다. 랩(160)의 자유단은, 증기가 접힌 플라스틱 파이프(10)와 랩의 접속부(164)에서 빠져나갈 수 있도록 파이프(10)에 대해 결속되어서 파이프의 전체 단부는 증기가 접속부(158)를 통해 파이프로 분사되는 때에 소망온도로 가열된다. 파이프(154)의 길이는 사용 상태에 따라 길거나 짧게 할 수 있지만 대략 0.61m(2 피이트)인 것이 좋다.

파이프(10)의 도입 단부를 휠 수 있게 한 후, 단부 클램핑 장치(144)의 판들은 파이프의 단부에 체결되고, 볼트(150)는 볼트 구명(151)을 관통하고 조여져서, 마주하는 판(145), (146)이 접힌 파이프의 중간부를 더욱 평평한 상태로 꽉 끼게 하여, 접힌 파이프의 단부에서 통로(86), (88), (89)의 크기를 축소시킨다. 클램핑 판(145), (146)의 폭은 접힌 파이프(10)의 전체 폭보다 더 좁아서, 접힘부에서의 통로(89)와 긴 다리부의 단부에서의 통로(86)는, 접힌 파이프에 구속력을 가할 때 완전히 폐쇄되지 않는다는 점을 주목해야 한다. 이와 같이 구속력이 가해지면, 유체는 파이프의 클램프된 단부를 완전히 통과할 수 있고, 통로들의 크기는 접힌 파이프의 내부 압력이 파이프를 팽창시켜 둥글게 할 수 있을 정도의 압력으로 형성될 만큼 충분히 작게 된다.

상술한 단부 가열기는 기타 목적으로 유용하다는 것이 다음의 설명으로부터 명백해질 것이다.

해제 가능한 단부 클램프

단부 클램핑 장치(144) 대신에 사용할 수 있는 단부 클램프 장치의 다른 형태는, 도39-41에 도시한 해제가능한 단부 클램프 장치(250)이다. 클램핑 장치(144)는, 후술할 도22 및 도23에 도시한 바와 같은, 특수한 원격 작동 절단 기구를 사용하여 도관의 클램프된 단부를 절단하지 않고서는 잘 보이지 않는 도관으로 삽입되는 경우 파이프(10)의 도입단부로부터 제거할 수 없다는 결점이 있다. 하지만, 해제 가능한 단부 클램프장치(250)는, 원한다면 새로운 파이프의 클램프된 단부로부터 원격 해제될 수 있고, 기존의 도관에서 케이블에 의해 견인될 수 있다.

해제가능한 클램프 장치(250)는 저단 죠오(256)에 대해 지점(254)에서 피봇(pivot)되는 상단 죠오(252)를 포함한다. 저단 죠오(256)는, 견인 케이블(26)을 부착시키기 위해 연장되며 견인 케이블 구멍(260)을 구비한, 선단 돌출부(258)를 포함한다. 죠오(252), (256)는, 가열되어 휠 수 있게 된 접힌 플라스틱 파이프(10)의 도입 단부(266)를 압축하고 파지하는 집게 단부(263), (264)를 갖는다.

볼트(268)는 볼트의 헤드(269)보다 더 큰 개구(270)를 통과하고, 저단 죠오(256)내의 중심이 일치된 소형 볼트 구멍(272)를 통해 연장된다. 볼트 구멍(272)은 너트(273) 및 볼트(268)의 해드(269)보다 더 작다. 두 갈래로 갈라진 해제 쐐기 부재(276)는 슬롯(280)을 형성하며 수직으로 형성된 쐐기 본체(282)에 결합되는 평행 아암(277), (278)을 갖는다. 가요성 해제 케이블 또는 코드(284)는 본체구멍(286)을 통과해서 본체(282)에 부착된다. 쐐기 부재(276)는 볼트(268)의 헤드(269)와 상단 죠오(252)의 상부면 사이에 쐐기 고정되도록 설계되며, 아암(277), (278)은 상기 헤드의 아래에서 연장되고 슬롯(280)은 볼트의 자루부를 수용한다. 그래서 볼트 헤드(269)는, 볼트가 파이프(10)에 대해 죠오단부(263), (264)를 클램프하도록 꽉 조여지는 경우, 상단 죠오 개구(270)를 통과하지 않고 아암(277), (278)에 대해 접하게 된다.

새로운 파이프가 견인 케이블(262)을 사용하여 기존의 측방 하수관으로 견인된 후, 그리고 새로운 파이프가 클램프 단부를 제외하고 둥글게 된 후에, 새로운 파이프로부터 클램프 장치를 해제하기 위하여, 해제 케이블(284)은 견인된다. 이렇게 쐐기 부재(276)를 볼트 헤드(269)(또는 볼트의 너트 단부가 상부 죠오 위에 있으면 너트(273)) 아래에서 견인하여, 볼트 해드를 상단 죠오(252)내의 큰 개구(270)를 통해 떨어지게 해서 죠오가 파이프 단부를 해제하여 파이프 단부는 개방된다. 쐐기 부재 및 클램프 장치는 그 각각의 견인 케이블을 사용하는 측방 하수관 또는 본관으로부터 견인된다.

풀리 및 케이블 프로그(Frog)

출입 개구부(98)로부터 기존의 측방 하수관으로 새로운 접힌 측방 하수관을 견일한 시에 사용하는 다른 기구는 도14내지 도16에 도시한 "프로그(frog)"라 일컫는 풀리 및 케이블 수단이다. 프로그(152)는 축(157)상의 풀리 하우징(156)내에 회전 가능하게 장착되는 케이블 풀리 휘일(154)를 포함한다. 한 쌍의 각진 다리부(158)가 풀리 하우징의 개방 후미단의 대향 측면에 부착된다. 각각의 다리부는 전방 다리부(158a) 그리고 일체로 된 후방 다리부(158b)를 포함한다. 후방 다리부(158b)로부터 후방으로 늘어지는 것은, 후방 단부(161)에서 안쪽으로 비틀린(말린) 한쌍의 가요성 스틸로 된 다리부 안내 밴드(160)이다. 하우징(156)에 대한 다리부(158)의 피봇 접속부(162)는 도14에 도시한 바와 같이 다리부를 바깥쪽으로 밀도록 부세(spring-loaded)된다. 하지만, 다리부는 도15에 도시된 위치를 향해 안쪽으로 피봇될 수 있어서, 다리부 및 전체 조립체는 측방 하수관을 통해 이동할 수 있게 된다.

한 쌍의 대체로 삼각형 아암(164)은 부세된(스프링 힘을 받는) 피봇 접속부(166)에서 전후방 다리부(158a), (158b)의 이음부에 피봇된다. 부세된 피봇 접속부(166)는 아암(164)으로 하여금, 도14와 같이 펼쳐진 위치에 있을 때 후방 다리부(158b)와 직각으로 되어 펼쳐진 위치에 있게 되도록 한다. 하지만 아암(164)은 도15에 도시한 접힘 위치가 되도록 스프링 압력에 저항하여 접힐 수 있으며, 이 경우 프로그를 측방 하수관을 통해 그 목적지로 이동시키게 된다. 출입개구부(98)로 되돌아 오는 양단을 구비한 견인 케이블(168)을 풀리 휘일(154) 주위를 돈다.

견인 케이블(168)이 설치되고 케이블 양단에 출입개구부(98)로 되돌아오게 되어 있는 상태에서, 프로그는 가요성 파이버그래스 푸시 로드(도시하지 않음)을 사용하여 기존의 측방 하수관부로 삽입되어 통과하게 된다. 프로그가 측방 하수관과 본관의 교차부에 도달하고, 하우징(156) 및 이에 접속된 풀리가 본관 내로 밀려지고 또한 전방 다리부(158a)가 본관으로 들어가는 경우에, 아암(164)은 탄력에 의해 도15에 도시된 위치로부터 도14에 도시된 개방 위치까지 바깥쪽으로 피봇된다. 다리부의 개방 위치에서, 후방 다리부(168b) 및 거기에 접속된 안내밴드(160)는 기존의 측방 하수관의 내벽에 대해 가압된다. 이 시점에서, 견인 케이블(168)의 양단부는 측면 하수관 및 본관의 접합부에 프로그를 확실하게 장착하도록 견인된다.

정착된 프로그가 제위치에 유지되도록 견인 케이블에 계속 장력을 인가하는 동안, 견인 케이블의 일단은 단부 클램핑 장치(144)(도12-도13) 또는 해제 가능한 단부 클램프 장치(250)(도39-도41)에 장착된다. 여전히 출입 개구부(98)에 있는 케이블의 타단은 견인되어, 가열하여 휠 수 있게 된 접힌 파이프(10)의 도입 단부가 프로그(152)가 위치하는 측방 하수관과 본관이 교차부에 도달할 때까기, 측방 하수관과 만곡부(100) 둘레를 통과하도록 잡힌 가소성 파이프(10)를 견인한다. 견인력은 출입 개구부(98)에서 수동 또는 동력 윈치(170)(도7)를 이용하여 케이블(168)에 인가될 수 있다. 삼각형의 아암(164)이기 때문에, 케이블(168)에 인가되는 인장력으로 인한 프로그의 상하 이동은 방지된다.

새로운 접힌 플라스틱 파이프가 본관내의 프로그에 도달한 후, 파이프 단부 클램프 장치에 대한 케이블 접속은 해제되고, 케이블의 단부를 풀리를 통해 견인되어, 프로그를 본관에 낙하시킨다. 그 후, 케이블은 입구 개구부에서 인입 라인 밖으로 인출되고, 프로그는 잠시 후 통상적인 인출 방법을 사용하여 본관으로부터 회수된다. 이때, 접힌 플라스틱 파이프(10)는, 본관에 클램프된 도입 단부와 함께, 수리하고자 하는 측방 하수관으로 완전히 삽입된다. 접힌 플라스틱 파이프는 기존의 인입 측방 하수관내에서 둥근 형태로 재가열 되고 팽창되도록 준비된 상태이다.

인입 측방 하수관에 적용되는 팽창 및 라운딩 공정을 논하기 전에, 견인 케이블(168)이 프로그를 통해 견인될 수 있도록, 견인 케이블(168)을 단부 클램핑 장치(144)로부터 해제하는 수단 및 방법을 설명하고자 한다. 이것은, 예를 들어 도34 및 도35에 도시한 바와같은 몇가지 방법으로 달성된다.

도34는 소위 "파단 방식"이라 불리우는 케이블 해제 방식을 예시한다. 이 방법에서는, 견인 케이블(168)의 "슬랙(slack)" 단부(168a)가 비교적 낮은 강도의 파단 가능한 스트링 또는 케이블(172)에 부착되며, 이 케이블(172)은 측방 하수관으로 삽입되는 접힌 파이프(10)의 도입 단부로 연이어 도면부호(173)에서 테이프 등으로 부착된다. 슬랙 단부(168a)에서, 견인 케이블(168)은 도시한 바와 같이 느슨한 루우프(168b), (168c)로 단부 클램프내의 케이블 구멍(148)을 통해 느슨하게 감기게 되고, 프로그의 풀리를 통해 견인된다. 케이블의 견인 단부는 출입 개구부에서 측방 하수관까지 유지된다. 단부 클램프를 사용하지 않는다면, 케이블 구멍(148)은 직접 플라스틱 파이프의 접힌 도입 단부를 관통하도록 뚫리는 것이 좋다. 출입 개구부에서 윈치가 접힌 새로운 파이프를 기존의 측방 하수관으로 위치이동시키도록 프로그를 통해 케이블을 견인함에 따라, 스트링(172)은 케이블의 슬랙단부(168a)상의 적절한 장력을 수용한다. 접힌 새로운 파이프의 도입 단부가 프로그에 도달한 경우, 케이블의 견인 단부에는 급격하게 장력이 작용하여 스트링(172)을 파단시키며, 케이블 구멍(148)을 통해 케이블의 슬랙단부(168a)를 해제하여 케이블을 인출할 수 있다.

도35는 수동 케이블 해제 방법과 유사한 케이블 해제 방법을 예시한다. 이 방법은, 케이블(168)의 슬랙단부(168a)가 이중 루우프(168b), (168c)를 형성하도록, 새로운 접힌 파이프(10)의 도입 단부에서 케이블 구멍(148)을 통해 느슨하게 두 번 감김다. 그 후 견인 케이블(168)은 기존의 측방 하수관(90)을 통해 프로그로 도입되며, 입구 개구부로 되돌아오게 된다. 케이블의 슬랙단부(168a)는 삽입되고자 하는 새로운 파이프(10)의 길이보다 더 길어야 한다. 윈치가 새로운 파이프를 기존의 측방 하수관으로 견인할 때, 적정한 장력이 케이블의 슬랙단부(168a)에 유지되어, 새로운 접힌 파이프를 측방 하수관으로 밀게 된다. 새로운 파이프가 측방 하수관으로 적절히 삽입된 경우, 케이블의 슬랙단부(168a)는 입구 개구부에서 해제되어, 케이블 개구부(148)를 통해 새로 삽입된 파이프의 도입 단부에서 자유로이 견인된다.

측방관내에서 접힌 파이프를 팽창시키고 라운딩하는 방법 및 장치

접힌 새로운 파이프가 기존의 측방(하수)관내에 위치하는 상태에서, 이 파이프는 측방관을 새로운 인입 측방관으로 교체시키도록 팽창되어 둥글게 될 준비가 되어 있다. 이때, 접힌 새로운 파이프(10)의 도입 단부는 단부 클램프 장치(144), (250)에 의해 이미 구속(억제)된 상태이므로, 접힌 파이프가 유체가 가 그곳을 통과할 수 있게 된다. 이로써 가열되고자 하는 접힌 파이프의 전체 내부 길이가 팽창을 위해 휠 수 있는 상태로 될 수 있는 것이다. 물론, 이때, 새롭게 삽입된 접힌 파이프의 후미 단부는 가열 및 팽창을 위해 뜨거운 증기 또는 기타 유체를 도입할 수 있도록 덮혀있다. 어렇게 덮는(capping) 수단 또는 플러그(plug)가 도17 내지 도21에 도시된다.

소위 "토페도 플러그(torpedo plug)"(176)라는 원추형 플러그는 도입 단부에 오리피스(180)를 가지는 원추부(178)를 구비한다. 원추부(178)는 후미 단부판(184)에 의해 덮히는 짧은 원통부(182)까지 후방으로 연장된다. 단부판(184)는 뜨거운 가압 유체가 접힌 파이프의 내부로 유입되도록 증기 또는 온수 공급 호스를 결합하는 유입구(186) 및 호스 저속부(188)를 구비한다. 공기 호스 접속부와 같은 다른 호스 접속부가, 공기 압력을 사용하여 파이프를 팽창시키거나 팽창되어 둥글게된 상태로 파이프를 회복시키는 경우 팽창된 파이프내의 공기 압력을 유지하기 위해, 단부판(184)을 통해 제공될 수 있다.

전술했던 단부 가열기(152)를 사용하여 가열된 접힌 파이프(10)의 후미 단부가 휠 수 있게 됨으로서, 토페도 플러그(176)의 원추부는, 도19에 도시한 바와 같이 단부판(184)이 새로운 파이프의 단부 모서리에 접할 때까지, 파이프(10)의 후미 단부로 밀어 넣어져 원통부(182)의 외경에 일치하는 둥근 형태로 새로은 파이프의 단부를 팽창시킨다. 조절가능한 체인 클램프(190)는, 파이프를 플러그에 대해 밀봉시키기 위해 새로운 파이프의 팽창된 단부를 토페도 플러그의 원통부(182)에 대해 클램프하도록 사용된다.

체인 클램프(190)를 도20 및 도21에 상세하게 도시한다. 체인 클램프는 굴곡된 파이프 계합면(193)을 가지는 클램핑 판(192)을 포함한다. 판의 볼록하게 휘어진 외면에는 너트 부재(195)가 사이에서 피봇 선회되는 U링크(클리비스)(194)가 장착된다. 너트 부재(195)는 렌칭 단부(197)를 가지는 나사 로드(196)를 수용한다. 클램핑 체인(198)은 상기 로드의 대향 단부에 접속된다. 체인은 트랜스미션 체인 또는 자전거 체인 등이 바람직하다. 체인은 클램핑 판(192)의 외면 상의 앵커 포스트(199)에 조절가능하게 접속된다.

파이프(10)의 단부가 가열되어 휠 수 있게 되고, 토페도 플러그(176)가 그러한 단부에 삽입된 상태에서, 클램핑 판(192)은 둥근 파이프 단부 상에 위치하고, 체인(198)은 원통형 파이프 단부 둘레에 감겨지고, 손으로 가능한 한 바싹 죄어서 앵커 포스트(199)에 고정된다. 클램핑 체인(198)의 유효 길이를 짧게 하기 위한 방향으로 나사 로드(196)를 회전시킴으로써 가해진다. 플라스틱 파이프는 가열하면 변형되는 경향이 있기 때문에 클램프를 용이하게 조이는 것이 중요하고, 클램프는 새로운 파이프의 가열 및 라운딩의 공정시 제위치에 있게 되도록 꽉 조여야만 한다.

새로 삽입된 파이프의 후미 단부에서 토페도 플러그가 제 위치에 클램프된 상태에서, 증기 호스는 플러그 접속부(188)에 접속된다. 뜨거운 증기는, 접힌 파이프의 길이를 통과하도록 특히 그곳을 통하는 작은 통로들을 통과하도록 강제되어, 파이프의 전체 길이를 가열되도록 한다. 동시에, 접힌 파이프의 도입 단부에서 단부 클램프에 의해 가해지는 구속은 파이프가 약 24PSI(1.68Kg/㎠)까지 내부적으로 가압되도록 한다. 파이프가 가열되어 가압되므로서, 클램프된 단부를 제외하고는 그 전체 길이에 걸쳐 원통형으로 팽창하고 둥글게 된다.

기존의 측방 하수관의 내벽에 대해 새로운 파이프가 소망의 치수로 팽창되어 둥글게 되는 경우, 플라스틱 파이프는 예를 들어 일정 압력하에서 공기의 유입을 통해 내부 압력을 유지하면서 냉각됨에 의해 새로운 파이프가 새로이 둥글게 된 형태로 안정화된다. 새로운 파이프가 안정화되면, 체인 클램프는 파이프의 후미 단부에서 해제되고 토페도 플러그도 제거된다.

새로운 파이프의 클램프된 단부를 제거하는 방법

다음 공정은 그러한 파이프의 나머지 둥근 부분으로부터 새로운 파이프의 접히고 클램프된 도입 단부 및 단부 클램프를 제거하는 것이다. 이것은 도22 및 도23에 도시한 바와 같이 팽창되어 둥글게 된 새로운 파이프로부터 클램프되어 접힌 도입 단부를 절단함에 의해 달성된다.

도22 및 도23에는 기존의 파이프내에서 팽창되어 둥글게 된 파이프(10)의 접히고 클램프된 도입 단부를 절단하기 위한 절단 수단이 도시된다. 절단 수단은 동력으로 작동되는 절단 기구(200)로 이루어진다. 절단 기구는 둥글게 된 플라스틱 파이프(10)의 내면 직경 보다 더 작은 직경의 원통형 모터 하우징(204)내에 내장되는 소형의 고속 전동기 또는 공기 모터(202)를 포함한다. 가요성 공기 호스 또는 전력 코드(206)는 입구 개구부에서 떨어진 전력원에서부터 기존의 인입 측방 하수관까지 모트(202)에 동력을 공급한다. 모터 구동축(208)에는 회전자(210)가 장착되며, 회전자의 외측 단부에 인접한 피봇 접속부(214)에는 한쌍의 컷팅 또는 프레일(frailing) 브레이드(212), (213)가 피봇 가능하게 장착된다.

모터 하우징(204)은, 팽창된 경우, 절단 장치를 둥근 플라스틱 파이프내의 제위치에 중심을 맞추어 고정시키는 팽창가능한 고무 슬리브(216)내에 격납된다. 가요성 공기 공급 호스(218)는 슬리이브(216)를 팽창시키기 위해 압축 공기를 공급한다.

도시한 프레일 브레이드(212), (213)가 강으로 제조되지만, 체인 또는 케이블로 만들 수도 있다. 또한, 회전자(210)가 회전함에 따라 상기 브레이드는 원심력하에 바깥쪽으로 뻗도록 설계되므로, 플라스틱 파이프(10)를 절달하게 된다.

사용시 절단 장치(200)는, 새로운 플라스틱 파이프(10)가 설치되어 둥글게 된 후, 파이프(10)를 통해 하류로 밀린다. 미는 것은 가요성 파이퍼그래스 로드 및 수축된 고무 슬리이브(216)에 의해 달성된다. 커터는 접히고 클램프된 도입 단부에 도달할 때까지 기존의 측방 하수관으로 밀려진다. 이시점에서, 슬리이브(216)는 팽창되어 둥근 플라스틱 파이프내에서 절단 장치의 중심이 맞추어지고 정착되도록 한다. 슬리이브가 부풀어진 상태에서, 공기 호스 또는 전력 코드(206)를 통해서 동력이 공급되어 모터(202)가 구동된다. 브레이드가, 클램프되고 접힌 플라스틱 파이프의 단부를 절단할 때까지 모터는 프레일 브레이드(212), (213)가 구동되도록 회전자(210)를 회전시킨다. 절단된 단부는 본관으로 낙하되고, 그후 종래의 방법으로 인출될 수 있다.

파이프의 도입 단부를 절단한 후, 슬리이브(216)는 수축되고, 절단 장치는 단지 새로운 파이프의 입구 단부로부터 전력 코드(206)와 공기 호스(218)를 잡아당김으로써, 둥글게 된 플라스틱 파이프로부터 간단하게 인출된다. 새로운 측방 하수관이 기존의 측방 하수관내에 설치되고, 건물(96)(도7)로 도입되는 측방 하수관까지 접속된 후, 사용가능하게 된다.

기존의 측방관내에 새로운 파이프를 설치하고 팽창시키는 다른 방법 및 장치

도33은 출입 개구부(98a)를 통해, 교차부(92a)에서 본관(94a)과 교차하는 기존의 측방 하수관(90a)내로, 접힌 플라스틱 파이프(10)를 견인하는 다른 방법을 예시한다. 교차부(92a)로부터 소정거리 이격된 지점에서, 본관(94a)에는 본관(94a)으로 출입하기 위한 맨홀(216)이 구비된다. 케이블 윈치(218)는 맨홀(216)에 고정된다. 견인 케이블(220)의 도입 단부는, 견인 케이블의 도입 단부를 그립핑하는 그립퍼가 장착된 도입 단부를 갖는 가요성 파이버글래스 로드에 의해 출입 개구부(98a)에 기존의 측방 하수관(90a)으로 안내되고, 측방관 하류의 교차부(92a)로 밀려진다.

푸시 로드의 도입 단부는 교차부에 도달한 경우, 모퉁이를 돌아 본관으로 향해서 휘어질 수 있다. 이때 푸시 로드는 도면 참고 부호(220a)로 도시한 바와 같이 견인 케이블의 도입 단부가 맨홀(216)에 이를 때까지 본관을 통해 견인 케이블(220)을 계속해서 민다. 견인 케이블의 도입 단부는 위치(219)에서 케이블 윈치에 부착된다. 여전히 출입 개구부(98a)에 있는 견인 케이블(220)의 후미 단부는 전술 했었던 케이블 해제 방법 중의 하나를 사용하여 접힌 새로운 파이프(10)의 도입 단부에 접속된다. 새로운 파이프는 휘어질 수 있도록 가령 핫 박스(18)내에서 가열 된 후, 맨홀(216)에서 윈치(218)를 사용하는 케이블(220)에 의해 기존의 측방관(90a)으로 견인된다. 이 견인은 새로운 파이프(10)의 도입 단부가 교차부(92a)에 도달할 때까지 계속된다. 그 후 견인 케이블(220)은 전술한 방법중의 하나를 사용하여 새로운 파이프의 도입 단부에서 해제된다. 새로운 파이프는 전술했었던 라운딩 방법 또는 기타의 방법을 사용하여 기존의 측방관(90a)내에서 팽창과 라운딩 될 준비를 갖추게 된다.

부풀릴 수 있는 플러그를 사용하여 파이프를 둥글게 라운딩하는 방법

기존의 인입 측방관내에 새롭게 설치된 플라스틱 파이프를 팽창시키는 다른 방법 및 장치를 도25-도29에 도시한다. 이러한 방법은 부풀릴 수 있는(팽창가능한) 플러그를 이용하는 방법으로서 알려져 있다. 이 방법에 사용되는 팽창가능한 플러그(222)가 도25 및 도26에 도시되어 있다. 이 방법에서는, 출입이 힘든 새로운 플라스틱 파이프의 도입 단부를 제한하거나 봉하는 단부 클램프 장치(144)(도12-도13) 또는 단부 클램프장치(250)(도39-도41)대신에 플러그를 사용하여서, 이러한 파이프를 가압시키고 둥글게 하고 팽창시킬 수 있다. 이 플러그는 적어도 25PSI(1.75Kg/㎠)의 공기 압력을 수용할 수 있도록 설계되어 플러그의 외경을 둥글게 된 새로운 파이프의 내경의 크기로 팽창시키지만, 새로운 파이프에 의해 구속 되지 않는다 해도 파열되지 않는다. 플러그는 또한 약 93.3℃(200℉)를 초과하는 온도를 견디도록 설계되어야 한다.

팽창 가능한(부풀수 있는) 플러그는 상기 세부 사항에 알맞은 재료라고 한다면 단일층의 가요성 재료로 구성될 수 있다. 하지만, 그러한 적당한 물질은 아직 발견되지 않았다. 그러므로, 현재는 2-층 구조의 플러그가 사용된다. 플러그는 앞단부(225)에서 접히고 차단되고 꿰매져서, 폐쇄된 외측 캔버스(canvas) 튜브 또는 기타 직물 튜브(224)로 구성된다. 가요성의 외측 캔버스 튜브(224)는 둥글게 된 경우 새로운 파이프의 소망의 내경에 상당하는 팽창된 직경을 갖는다. 캔버스 튜브의 후미 단부(226)는 개방 상태를 유지한다. 팽창가능한 고므로 된 내측 브레이더(bradder) 또는 내측 튜브(228)는 외측 캔버스 튜브(224)의 내면에 위치된다. 플러그의 총 길이는 적용에 따라 약 0.305m(1피이트) 내지 6.1m(20피이트)까지 변할 수 있다. 외측 캔버스 튜브 및 내측 고무 튜브의 후미 단부는, 압력하의 유체를 내측 튜브의 내부로 공급하는 공기 또는 증기 공급 호스(234)용 공기 호스 접속부(232)를 제공하는 파이프 스탭(230) 주위에서 모여진다. 내의측 튜브의 후미 단부는 파이프 스템(230) 주위에 모여지고 밴드 클램프(236)에 의해 타이트하게 결합되어, 내측 튜브로부터 가압된 유체의 누설을 방지한다.

전술한 바와 같은 부풀수 있는 플러그는 전형적으로 새로운 인입 측방관을 설치하고 라운딩(둥글게)할 경우에 사용되므로, 상술한 단부 클램프 및 단부 커터를 사용할 필요가 없다. 부풀수 있는 즉, 팽창가능한 플러그를 사용하는 전형적인 방법은 다음과 같다 : 수리할 기존의 인입 측방관에 대해 요구되는 접힌 플라스틱 파이프의 소정 길이는 예를 들어, 전술한 증기 튜브를 사용하여 작업장내에서 가열되어 둥글게 된다. 플러그를 가압하기 위한 호스(234)는, 팽창가능한 플러그가 둥근 플라스틱 파이프의 도입 단부에 위치될 때까지, 그 플러그에 접속된 채 둥근 플라스틱 파이프의 길이를 통해 삽입된다.

이 때 소정 길이의 둥근 플라스틱 파이프는 재가열되고, 수축된 플러그와 호스가 내측에 삽입된 채로 다시 접히게 된다. 도27은 공기 호스 및 그에 접속되어 수축된 플러그(222)를 둥근 플라스틱 파이프(10)로 삽입한 상태를 도시한다. 도28은 접힌 파이프 내면에 수축된 플러그(222) 및 호스(234)가 삽입된 상태에서 파이프(10)를 다시 접은 것을 예시한다.

현장에서 플라스틱 파이프는 가열되어, 수리될 측방관으로 접히고 가요성이 있는 상태에서 삽입된다. 완전히 삽입되면, 접힌 플라스틱 파이프는 증기가 그 파이프를 통과함에 따라 수축된 플러그와 같이 가열된다. 설치된 플라스틱 파이프의 전체 길이가 가열된 경우, 플러그(222)는 공기 호스(234)를 통해 부풀어져서 팽창되고, 플러그를 둘러싸며 여전히 고온이며 휠 수 잇는 플라스틱 파이프(10)의 도입 단부가 완전히 막힐 수 있게 한다. 플러그가 팽창된 후, 플러그 상류 쪽의 플라스틱 파이프는 가령 압축 공기에 의해, 즉 출입 개구부(98)에 있는 새로운 파이프의 후미 단부에서 토페도 플러그(176)로 도입되는 호스(236)를 따라 공급되는 압축 공기에 의해 가압되고, 둥글게 되고 팽창된다.

새로운 플라스틱 파이프가 기존의 측방관(90)내에서 소망의 직경으로 완전히 둥글게되어 팽창된 후 냉각되어, 플러그(222)는 수축되고 공기 호스(234)에 의해 새롭게 둥글게 된 파이프(10)로부터 인출된다. 새롭게 설치된 플라스틱 측방관은 사용을 위해 준비된 상태이다.

부풀수 있는 플러그를 사용하는 기타의 방법

도30 내지 도32는 바로 위에서 설명한 부풀 수 있는 플러그를 사용하는 다른 방법을 예시한다.

도27 내지 도29에 예시한 방법에서 약간 변형된 점은, 파이프를 라운딩하는 공정시, 부풀 수 있는 플러그를 슬라이딩 플러그로서 사용하는 것이다. 이러한 변형 실시예에 의하면, 도30에 있어서 부풀 수 있는 플러그(222) 및 그 공기 호스는 설명한 바와 같이 미리 둥글게 한 플라스틱 파이프(10)내에 설치되고 파이프와 함께 접히지만, 플러그는 파이프의 도입 단부(238)로부터 약 15.24cm(6인치) 정도에 위치되고, 기존의 측방관으로 용이하게 삽입되도록 하기 위해 그러한 도입 단부를 가능한 콤팩트하게 접힐 수 있게 한다. 내면에 수축된 플러그(222)를 구비한 접힌 파이프(10)는 기존의 측방관에 삽입되기 이전에 접혀서 설치된다. 새로운 파이프의 후미 단부는, 토페도 플러그내의 시일을 통과해서 뻗은, 공기 호스(234)를 구비한 토페도 플러그(176)에 의해 덮혀진다.

부풀 수 있는 플러그(222)가 수축된 상태에서, 접힌 파이프는 전체 길이에 걸져휠 수 있도록 내부를 통과하는 증기 의해 가열된다. 토페도 플러그(176)로부터 뻗은 공기호스(234)는 팽팽하게 견인되고, 클램프(240)는 토페도 플러그의 후미단부를 30.48cm(12인치) 정도 지나 호스에 위치된다. 접힌 새로운 파이프가 뜨거워지는 경우 부풀 수 있는 플러그는 팽창된다. 또한 팽창된 플러그(222) 및 토페도 플러그(176) 사이의 접힌 새로운 파이프는 공기 라인(236)을 경유하고 토페도 플러그를 통해서 분출되는 압축 공기로 가압된다. 새로운 파이프의 가압화는, 토페도 플러그의 후단에 클램프(240)가 접하여 멈출 때까지, 부풀어진 플러그(222)를 새로운 파이프이 도입 단부(238)를 향해서 미끄러지게 한다. 이때, 도입 단부는 새롭게 설치된 파이프의 나머지와 같이 완전히 둥글게 된다. 부풀어진 플러그(222)는 수축되고 새롭게 설치된 파이프로부터 끌어당겨진다.

도32는 일단에만 출입구를 갖는 기존의 측방관 또는 기타의 도관 내에서 부풀 수 있는 플러그(222)를 사용하여 새로운 파이프를 막고 둥글게하고 팽창시키는 다른 방법을 예시한다.

이 방법에 의하면 새로운 파이프는, 진술한 삽입 방법의 하나를 사용하고 파이프의 도입 단부 또는 하류 단부를 구속하거나 밀봉하기 위한 도입 단부 클램프 또는 부풀 수 있는 플러그 없이도 접힌 상태로 측방관으로 삽입된다. 하지만, 접힌 플라스틱 파이프의 적어도 약 3.05m(10피이트)의 잔여 길이를, 기존의 측방관에 대해 출입 단부에서 노출되도록 남겨 놓는다. 접힌 파이프는 내부적으로 증기 가열되어 그 전체 길이에 걸쳐서 휘어질 수 있게 된다. 뜨거워지면, 바깥쪽 클램프(242)는 토페도 플러그(176)의 하류 약 3.05m에서 접힌 파이프에 인가된다. 그 후 클램프 및 토페도 플러그 사이의 플라스틱 파이프의 상단 3.05m 정도는, 라인(236)에서부터 증기를 토페도 플러그 사이의 플라스틱 파이프의 상단 3.05m로 분사함에 의해, 둥글게 된다. 둥글게 된 3.05m의 파이프는 둥근 상태로 냉각된다.

토페도 플라그(176)는 제거되고, 부풀 수 있는 플러그(222)는 새로운 파이프의 둥근 부분으로의 삽입을 용이하게 하기 위해 적어도 일부 부풀어진 상태로 삽입된다. 토페도 플러그(176)는 부풀 수 있는 플러그로부터 토페도 플러그를 관통하여 뻗는 공기 호스(234)와 함께 새로운 파이프의 둥근 부분의 단부로 다시 삽입된다. 클램프(242)는 새로운 파이프로 부터 제거되고, 부풀 수 있는 플러그(222)는 수축된다. 새로운 파이프는 그 전체 길이에 걸쳐 내부적으로 증기 가열되어 재차 휘어질 수 있게 된다. 새로운 파이프가 가열되면, 부풀 수 있는 플러그(222)는 부분적으로 팽창된다. 증기 또는 공기 압력일 수도 있는 새로운 파이프내의 내부 압력이 증가되고, 부분적으로 부풀어진 플러그(222)는 새로운 파이프를 통해 추진되며, 이때 새로운 파이프는 부분적으로 펼쳐져서 부분적으로 둥글게 된다. 부풀 수 있는 플러그(222)가 새로운 파이프의 하류 또는 도입 단부에 이르는 경우, 그 단부를 막도록 완전히 부풀어진다. 새로운 파이프는 유체로 가압되어 완전히 둥글게 되고, 냉각되어서 둥근 상태로 안정된다. 새로운 파이프가 설치된 경우, 부풀어진 플러그(222)는 완전히 둥근 파이프로 부터 수축되어 끌어 당겨진다.

원격 단부 파이프 시일

맨홀이등지 또는 다른 파이프이든지 간에 이런 개구와 교차하는 새로운 둥근 파이프 및 기존의 파이프 사이의 공간을 시일하기 위해 제공되는 방법 및 수단이 있다. 전형적인 파이프 교차부는 하수 본관으로 들어가는 건물 하수관의 하류 단부에 있게 된다.

시일은 접힌 새로운 파이프의 교차 단부를 에워싸는 압축가능한 고무 슬리이브이다. 이것의 두께는 약 0.635cm 내지 0.318cm(1/4 내지 1/8인치)이지만 소정의 일정한 두께를 가질 수도 있다. 길이는 약 30.48cm 내지 60.96cm(12 내지 24인치)이지만 소정의 소요 길이를 가질 수도 있다.

접힌 새로운 파이프의 도입 단부가 설치되고 맨홀 등에서 출입 가능한 경우, 슬리이브는 이러한 단부가 둥글게되기 전에 새로운 파이프의 접힌 단부 표면에 걸쳐져서 미끄러질 수 있다. 파이프 단부의 라운딩(둥글게 되는)동안, 슬리이브도 또한 둥글게 된다. 새로운 파이프는, 고무 슬리이브가 새로운 파이프 및 기존의 파이프 사이에 유체 밀봉 시일을 형성하도록 꽉 끼게 압축될 때까지, 라운딩 공정 동안 팽창된다. 멀리 떨어지고 출입이 불가능한 건물 하수관의 하류 단부를 밀봉하기 위해 다른 방법이 사용된다. 접착제가 도포된 고무 슬리이브가 사용된다. 접힌 새로운 파이프의 도입 단부가 기존의 파이프로 삽입되기 전에 가열되고, 펴져 둥글게 된다. 접착제가 도포된 슬리이브는 둥글게 된 단부에 부착되고, 이 단부는 슬리이브가 부착된 상태로 다시 접힌다. 그 후 접힌 새로운 파이프는 전술한 방법의 하나를 사용해서 기존의 파이프로 삽입된다.

전술한 팽창가능한 플러그를 사용하는 것은 밀봉하고자 하는 원격 단부를 라운딩하고 팽창하는 바람직한 방법이다. 이러한 플러그에 의해, 팽창 및 이에 따른 밀봉은 다른 방법보다 더욱 확실하고 완전하게 된다.

기본의 지하 도관으로부터 설치된 열가소성 교체 파이프를 제거하는 방법

전술한 내용에서 알 수 있는 바와같이, 열가소성 파이프(10)는 도8에 도시한 접힌 형상으로 제조되는 것이 바람직하다. 일차 냉각되고 그렇게 접힌 형상으로 설정되어 있으므로, 열가소성 파이프는 재가열되어 구속되지 않게 될 때마다 원래의 접힌 형상으로 되돌아오려고 하는 그러한 형상에 관한 메모리를 유지한다. 이러한 접힌 형상에 대한 메모리는 기존의 지하 도관으로부터 그러한 파이프의 손상면을 제거하는 경우 유리하게 이용될 수 있다.

손상된 열가소성 파이프라인 내면에서 제거하기 위해, 손상된 파이프는 생증기를 통과시켜서 가열되고, 가능하다면, 그 외면 둘레로 생증기를 통과시켜서 가열된다. 가열되면, 제거하고자 하는 손상된 파이프 구간이 그 원래의 접힌 형상으로 오므라들게 된다. 이러한 오므라듬과 재접힘은 그 내부 압력을 낮추도록 파이프의 내부에 진공 펌프를 접속함에 의해 가속된다. 오므라들어 접혀지면 가열된 플라스틱 파이프는, 오므라든 파이프이 출입가능한 단부에 부착된 견인 케이블을 구시한 케이블 윈치에 의해, 기존의 파이프라인으로부터 끌어당겨진다.

삽입을 위해 열가소성 파이프를 가열 및 성형하는 방법

특히 기존의 파이프 또는 도관내의 구부러진 곳을 통과해야만 하거나, 새로운 파이프가 작고 깊은 수직 구멍을 통해 아래로 공급되어야만 하는 경우에 용이하게 삽입되도록 접힌 열가소성 파이프를 가열하는 것은 중요하다. 핫 박스 또는 긴증기 튜브의 사용을 포함하여, 삽입을 위한 몇가지 방법을 앞서 기재하였다. 다른 방법은 열가소성 파이프가 십입될 기존의 파이프라인의 내면을 가열하는 것이다. 이 방법에 의하면, 증기 접속부를 갖는 파이프의 짧은 구간을 수리하고 하는 기존의 파이프의 후미 단부에 접속시킨다. 증기 파이프 구간의 후미 단부상의 캔바스 폐쇄부는, 삽입 공정중에 새로운 파이프를 가열하도록 증기 파이프 접속부를 통해 기존의 파이프로 공급될 때, 접힌 새로운 파이프 굴레에 감긴다. 이러한 방법도 전술했던 다른 가열 방법들과 함께 효과적으로 사용될 수 있다.

도3 및 도8에 도시한 강성(경질)의 열가소성 파이프(10)의 평평하게 접힌 형태도 또한 중요한데, 그 이유는 이 형태가 기존의 파이프에 삽입하기 위해 전체의 횡단면 치수를 축소할 목적만으로 접혀지거나 부분적으로 접힌 다른 파이프로는 얻을 수 없었던 특성을 파이프에 제공하기 때문이다. 첫째, 가열되어 휠 수 있게 된 경우에 도시된 평평하게 접힌 형태는 스풀상에 길거나 짧은 길이로 편리하고 콤팩트하게 저장된다. 스풀은 잇달아 파이프를 저장, 재가열, 그리고 도관으로 공급하기 위해 사용될 수 있다.

둘째, 가열되어 휠 수 있게 된 경우에, 도시한 파이프의 형태는 맨홀과 같이 소형의 수직인 출입 개구부로부터 급격하게 굴곡부를 돌아 파이프라인으로 삽입될 수 있고, 급격한 굴곡부 둘레에서 파이프라인에 설치될 수 있다. 예를 들면, 전술한 범위내의 두께 대 직경 비로 된 강성 PVC 파이프는, 도3 또는 도8에 도시한 독특한 형태로 평평하게 접히고 휠 수 있는 상태로 가열된 경우, 최소 굴곡 반경대 둥글게 된 외경의 비율이 1과 2사이로 될 것이다. 즉 전형적인 약 10.16cm(4인치) 직경의 강성 PVC 파이프가 도3 또는 도8에 도시한 바와 같이 휠 수 있고 평평하게 접힌 경우, 파이프 벽 두께에 따라 파이프 벽을 손상함이 없이 약 10.16cm와 약 20.32cm 사이의 반경을 가지는 커브를 통과할 수 있다 . 이러한 최소굽힘 반경은, 휠 수 있는 상태에 있는 기타 공지된 강성 열가소성 파이프의 기타 공지의 형태로는 결코 얻을 수 없다.

셋째, 가열되어 휠 수 있게 된 경우, 전술한 장점에도 불구하고 도3 및 도8에 도시한 접힌 파이프 형태는 둥근 형태로 용이하게 재형성될 수 있고, 구조적으로 강성이 되도록 설치할 수 있고, 지표 압력 및 유체 압력을 지탱하도록 충분히 강하게 된다. 이와 같이 설치된 본 발명의 열가소성 파이프는 단순히 손상된 기존의 파이프를 위한 라이너가 아니라 진정한 교체 파이프인 것이다.

지금까지 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 교체 파이프가 제공됨에 따라서, 기존의 지하 파이프라인 구간 중 특히 본관과 교차하는 건물 하수관과, 만곡부와 커브를 갖는 파이프라인 구간, 및 수리하고자 하는 파이프라인 구간의 양단으로부터 용이하게 출입될 수 없는 파이프라인 등을 용이하게 수리할 수 있게 되고 기존의 지하 도관에 그 교체 파이프를 저렴한 비용으로 수월하게 설치할 수 있게 된다.

특히 본 발명에 의해 제조된 교체 파이프는 가열되어 휠 수 있게 된 경우에, 첫째, 스풀상에 길거나 짧은 길이로 편리하고 콤팩트하게 저장될 수 있고 이 스풀은 잇달아 파이프를 저장, 재가열, 그리고 도관으로 공급하기 위해 사용될 수 있으며 ; 둘째, 맨홀과 같이 소형의 수직인 출입 개구부로부터 급격하게 굴곡부를 돌아 파이프라인으로 삽입될 수 있고, 급격한 굴곡부 둘레에서 파이프라인에 설치될 수 있으며 ; 셋째, 전술한 장점에도 불구하고 도3 및 도8에 도시한 접힌 파이프 형태는 둥근 형태로 용이하게 재형성될 수 있고, 구조적으로 강성이 되도록 설치할 수 있으며, 지표 압력 및 유체 압력을 지탱하도록 충분히 강하게 될 수 있는 등의 효과를 가져온다.

본 발명의 요지를 본 명세서에서는 몇 개의 바람직한 실시예 및 그 변형예로서 서술하였지만, 당업자라면 그러한 요지에서 벗어남이 없이 여러 변형을 할 수 있음을 이해할 것이다. 본 발명의 바람직한 실시예 및 모든 변형예 및 기타 그것에 동등한 것은 다음의 청구범위로부터 보호될 수 있을 것이다.

발명이 속하는 기술 분야 및 그 분야의 종래기술

본 발명은 수리 또는 교체할 필요가 있는 파이프라인 구간과 같은 기존의 지하도관 내면에 교체 파이프라인 부분을 설치하는 개선된 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명은 특히 하수 본관과 교차하는 건물의 하수관내, 주 파이프라인과 교차하는 기타의 측방 파이프라인내, 커브 및 굽힘부를 포함하는 파이프라인 구간내, 건물의 하수관과 교차하는 다른 파이프라인 구간내 등에 교체 파이프라인 부분을 설치하는 방법 및 장치에 관한 것이며, 또한 새로운 파이프라인 부분을 기존의 지하 파이프라인 구간내에 설치한 후 위치 설정이 어려운 측방(측면) 하수관과의 접속 등에 관한 것이다.

종래의 기술로서 플라스텍제의 가요성 막(membrane) 또는 라이너(liner)를 지하의 소정 위치에 있는 기존의 파이프라인에 설치하거나 또는 새로운 플라스틱 파이프를 그 기존의 파이프라인에 설치하거나 또는 새로운 플라스틱 파이프를 그 기존의 파이프로 삽입함으로써, 하수 라인 등과 같은 지하 파이프라인을 수리하는 여러가지의 방법 및 장치가 제안되어 있다.

그 중의 하나로서, 폴리에틸렌과 같은 가요성 플라스틱으로 파이프라인을 라이닝하는(덧대는) 방법이 알려져 있다. 이러한 방법에 의하면 라이너는 파이프라인을 따라 소정 간격을 두고 삽입 구멍을 통해서 삽입되지만, 이 방법을 실행하는 데에는 많은 비용이 든다.

다른 예로서 미합중국 특허 제3, 927, 164호 및 제4, 064, 211호에 개재된 바와 같은 방법에 의하면, 가요성 튜브는 팽창될 때 뒤집히고 파피프라인 구간의 일단부로부터 그 파이프라인 구간 속으로 취입된다. 이러한 방법에는 특수 장비, 광범위한 가열 및 고가의 재료를 요하기 때문에 많은 비용이 든다.

이상의 방법 및 대부분의 다른 방법에서는 소정의 외부 유체 정역학적 압력 또는 토사(earth) 압력을 버틸수 없는 가요성 또는 반가요성 라이너를 사용하므로, 기존의 지하게 있는 파이프라인은, 그 중 어느 부분이 파손된다면, 라이너가 예를 들어 약 0.28Kg/㎠(inch²당 약 4파운드)를 넘는 외부 압력으로부터 오므라들 수 있기 때문에 적절하게 보수할 수 없게 된다.

토마스 등의 미합중국 특허 제4,394,202호 및 하하퍼 등의 미합중국 특허 제2,794,758호에도, 가요성 튜브를 파이프라인용 내면막으로서 지하의 파이프라인으로 삽입하는 방법이 개시되어 있다. 토마스 등의 특허에서는 접착제가 피복된 경질 플라스틱으로 된 팽창가능한 짧은 부분을 사용하여 가요성 튜브를 기존의 파이프라인에 부착하는 방법을 개시하고 있다. 하지만 토마스와 하퍼 등의 방법에도, 외부의 토사 압력 및 유체 압력을 버티는데 필요한 후우프 강도가 부족하다는 견지에서 가요성 막 재료를 사용하는 기타의 종래 방법에 대해 상술한 바와 같은 결점과 동일한 결점을 가진다.

이와 달리, 수리를 필요로 하는 파이프라인 내면에 결징의 튜브를 삽입하는 방법이 제안되어 있다. 예를 들면, 영국 출원 공개 제2,084,686호에는 대형의 둥근 경질 플라스틱 튜브가 작업 현장에서 평평해지거나 또는 축소되며, 그 후 맨홀에서 대규모 굴착을 통해 냉각된 경질의 상태로 기존의 파이프라인으로 삽입된다. 삽입후, 플라스틱 튜브는 열 및 내부 압력을 사용하여 팽창된다. 플라스틱 튜브는 기존의 파이프라인을 향해 팽창된다.

영국 특허 제1,580,438호에 의하면, 기존의 지하 파이프는 플라스틱 메모리를 갖는 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌과 같은 플라스틱 재질로 된 플라스틱 라이너 튜브에 의해 라이닝된다. 라이너 튜브는 기존의 파이프 내면에 끼워지도록 둥글지 않은 U자형으로 제조된 후 둥글지 않은 형태로 기존의 파이프 내로 삽입되며, 그 후 열 및 압력에 의해 기존의 파이프를 향해 둥근 상태로 팽창된다.

EPC 특허 출원 공개 제0,000,576호에는 기존의 파이프 내면에 반경질의 플라스틱 튜브를 삽입하는 것이 제안되어 있다. 반경질의 플라스틱 튜브는 튜브에 가해진 외부 압력이 전부 또는 일부를 버티기에 충분한 후우프 강도를 갖는다.

a. 구부러진 파이프라인 및 일단에서만 출입구를 구비한 파이프라인의 수리

기존의 지하 파이프라인에 삽입하기 위해 경질 또는 반경질의 튜브를 사용하는 이상과 같은 대부분의 방법 및 기타 종래 기술의 방법은 다음과 같은 공통의 결점이 있다.

튜브 자체의 경질 또는 경질에 가까운 성질 때문에, 직선 또는 거의 직선형인 기존의 파이프라인에만 삽입되어야 한다. 이것은 예를 들어 지하의 하수 라인에 관해서, 하수 본관들이 맨홀들 사이에서 통상 직선형 파이프라인을 가지기 때문에 이러한 종래의 방법은 하수 본관에만 사용하는 것으로 제한된다는 것을 의미한다. 대부분의 이러한 종래의 방법은 하수 본관으로부터 건물로 뻗은 다수의 건물 하수관의 보수에 사용하기에는 적합하지 않다. 종종 그러한 측방관에는 경질 또는 반경질의 플라스틱 파이프가 통과할 수 없는 커브 또는 굴곡부가 있다. 또한 이러한 측방관은 어느쪽 단부에서도 맨홀로 정상적으로 출입할 수 없으므로, 양 단부에 맨홀 또는 다른 출입 수단을 요하는 공지의 라이닝 또는 교체 파이프 설치 방법에는 현저히 많은 비용이 들게 된다. 대부분의 공지된 지하의 교체 파이프 설치 방법은 재보수(재덧대기) 즉 라이닝하거나 수리해야 할 측방관의 일단에서, 쭉 뻗은(직선형) 경질 플라스틱 교체 파이프의 삽입용 공간을 제공하도록, 대규모 굴착을 해야만 한다. 측방관이 인입되는 건물과 인접한 곳 또는 측방관이 본관과 교차하는 타단부에서 이러한 대규모 굴착은 비실용적이며 통상 많은 비용이 든다.

더우기, 대부분의 공지된 기존의 지하 파이프라인의 라이닝(재덧대기) 또는 수리 방법은 보수될 파이프라인 구간의 양 단부에 출입구를 필요로 한다. 이 방법은 측방관이 통상적으로 맨홀에 의해 출입되지 않은 지점에서 본관과 교차하도록 형성되므로 불가능하다.

이러한 이유 때문에, 지하 파이프라인의 라이닝 방법 및 수리 방법은 건물 하수관에 간단하게 적용할 수 없는 것이다.

b. 하수 본관의 수리

직선형의 경질 또는 반경질 배관을 사용하여 건물 하수 라인과 교차되는 기존의 파이프라인 구간을 수리하고 라이닝(재덧대기)하는 공지의 방법을 사용할 경우의 기타의 결점은, 일단 교체 배관이 기존의 파이프라인 구간 내에 위치하게 되면, 교체 배관에 인입 측방관(service laterals)으로 통하는 출입구를 잘라내기 위해, 인입 측방관과 주 파이프라인이 교차하는 정확한 위치를 설정하는 것이 매우 어렵다는 점이다. 이것은 교체 배관이 충분한 두께를 가진다면 그래서 그 자체의 후우프 강도가 전형적인 유체 압력 및 지표 압력을 버텨내기에 충분하다면 특히 그러하다.

전술한 여러 이유 때문에, 기존의 지하 파이프라인 구간 특히 하수관, 만곡부와 커브를 갖는 기타의 파이프라인 구간, 및 수리하고자 하는 파이프라인 구간의 양단으로부터 용이하게 출입될 수 없는 파이프라인 구간의 양단으로부터 용이하게 출입될 수 없는 파이프라인 등을 수리(보수)할 수 있는 향상된 방법, 장치 및 기구(공구)를 필요로 한다.

발명이 이루어지고자 하는 기술적 과제

따라서, 본 발명의 주 목적은 다음과 같은 것을 제공하는 것이다 :

1. 건물하수관과 교차되는 본관 및 곧지 않게 뻗은 건물하수관 라인을 수리하고 교체할 때 사용하기 특히 적합하며, 기존의 지하도관에 설치하기 위한 신규의 개량된 교체 파이프라인 제품을 제공한다.

2. 측방 인입 라인과 교차되거나 곧지 않게 뻗은 기존의 지하 도관에 설치하기 위해 특히 적합한 수리 및 교체 파이프라인 제품의 신구의 개선관 제조 방법을 제공한다.

3. 건물하수관 라인과 교차되거나 곧지 않게 뻗은 기존의 지하 도관에 새로운 또는 교체용의 파이프라인 부분을 설치하는 방법을 제공한다.

4. 상술한 교체 파이프라인 제품을 제조하는 장치 및 공구(기구)를 제공한다.

5. 측방 인입 라인과 교차되거나 곧지 않게 뻗은 기존의 지하 도관에 전술한 파이프라인 제품을 설치하는 장치 및 공구를 제공한다.

6. 새로운 또는 교체용의 파이프를 접힌 상태에서 삽입한 후, 기존의 지하도관 특히 건물 하수관 내에서 안정된 둥근 형상으로 재형성(재현)함으로써, 지하도관 내에 설치되는 새로운 또는 교체용의 열가소성 파이프 부분을 재형성하는 장치 및 공구를 제공한다.

Claims (13)

1. 기존의 도관내로 삽입하기 위한 교체 파이프 제품에 있어서, 소정 길이의 강성의 열가소성 파이프가,축소된 형태에 대한 메모리를 유지하고 유연하게 휠 수 있으며 소정 크기의 관 형상으로 팽창될 수 있도록, 축소된 형태로 있게 되고, 축소된 형태에서의 상기 열가소성 파이프(10, 10a)의 최대 크기는 관형 형태에서의 크기보다 작게 되는 것을 특징으로 하는 교체 파이프 제품.
2. 제1항에 있어서, 상기 열가소성 파이프(10, 10a)는 폴리비닐 클로라이드로 된 것을 특징으로 하는 교체 파이프 제품.
3. 기존의 도관내로 삽입하기 위한 교체 파이프 제품에 있어서, 소정의 길이의 파이프(10)가, 대기 온도에서는 강성이고 예정된 상승 온도에서는 유연하게 되어 소정 크기의 관 형태로 팽창될 수 있도록, 열가소성 수지 재료로 이루어지며 ; 상기 파이프(10)는, 둥글고 볼록한 길이방향 접힘부(82)에서 상호 연결되는 제1 및 제2의 다리부(83, 84)를 포함하는, 평평하고 길이방향으로 접혀진 형상을 가지며 ; 상기 접혀진 파이프(10)의 상기 제1 및 제2다리부(83, 84)는 접혀진 파이프의 전 길이에 걸쳐 유체 통로(86, 88, 89)를 형성하면서 둥글고 볼록한 자유 단부(85, 87)에서 종료하며 ; 상기 제1, 제2다리부(83, 84) 중의 하나는 다른 하나보다길게 되고, 짧은 다리부의 볼록한 단부가 긴 다리부의 볼록한 단부의 뒤에서 서로 포개져 겹치도록 위치됨으로써 상기 접혀진 교체 파이프(10)의 전체 두께를 최소화시키는 것을 특징으로 하는 교체 파이프 제품.
4. 제3항에 있어서, 상기 파이프(10)는 평평한 접힌 형상에 대한 메모리를 가지는 것을 특징으로 하는 교체 파이프 제품.
5. 제4항에 있어서, 상기 수지는 폴리비닐 클로라이드인 것을 특징으로 하는 교체 파이프 제품.
6. 열가소성 파이프를 축소된 형태로 제조하기 위한 방법에 있어서, 열가소성 파이프 재료를 소정 크기의 관 형태로 성형하기 위하여, 고온이고 가소성 상태에 있는 열가소성 파이프 재료를 다이(118)를 통해 압출하는 단계와 ; 가소성 상태로 유지되며 압출된 고온의 관형 열가소성 재료를, 상기 재료를 소정의 축소된형태로 성형하여 유지시킬 수 있는 크기로 형성된, 보정기(126)를 통하여 공급하는 단계 ; 및 열가소성 재료를 축소된 형태로 경화시키기 위해 축소된 형태의 열가소성 재료를 냉각시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 열가소성 파이프의 제조방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 보정기(26)에서 상기 고온의 열가소성 재료에 부분 진공을 가하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제6항에 있어서, 상기 관형의 열가소성 재료는 평평하게 길이 방향으로 접혀진 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제6항에 있어서, 축소된 형태의 파이프(10)를 유연하게 하기 위하여 상기 축소된 형태의 파이프를 가열하는 단계와, 상기 유연해진 축소된 형태의 파이프(10)를 저장 스풀(12; 116; 142) 위에 감는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 제9항에 있어서, 상기 가열은 상기 파이프(10)에 증기를 공급하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
11. 일정 길이의 강성의 열가소성 파이프를 축소된 형태로 제조하기 위한 장치에 있어서, 고온의 가소성상태에 있는 열가소성 재료를 압출하여 소정 크기의 대체로 관형 횡단면을 갖는 일정한 길이의 파이프로되게 하는 압출 수단(106, 118, 120)과; 상기 압출된 관형이 열가소성 재료를, 축소된 모든 크기가 상기 관형상보다 작은 소정의 축소된 형태로 되도록, 성형 및 유지시키기 위한 보정 및 냉각 수단(126, 108)을 구비하는 것을 특징으로 하는 축소된 형태의 열가소성 파이프의 제조장치.
12. 제11항에 있어서, 상기 보정 수단(126)에서 상기 압출된 재료의 형상을 유지시키기 위한 가압 수단을추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
13. 제12항에 있어서, 상기 가압 수단은 파이프의 외측으로 가해지는 진공 수단(108, 125)인 것을특징으로 하는 장치.

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