KR101618686B1 - 개량형 관로 보수구조 및 이의 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 노후되거나 손상된 지중의 관로(10)를 보수하기 위한 것으로,
상기 관로(10) 내부로 삽입되어 상기 관로(10)의 양단부에 양단부가 위치하는 라이너(100); 및,
상기 라이너(100)의 양단부 외주면과 상기 관로(10)의 양단부 내주면 사이에 설치되는 신축밀폐재(200);를 포함하여 구성되되,
상기 신축밀폐재(200)는 U형으로 접힌 상태의 상기 라이너(100)에 감겨있다가 상기 라이너(100)를 스팀주입기(미도시)로 확장시켜 상기 라이너(100)의 외주면이 상기 관로(10)의 내주면에 밀착될 때, 상기 라이너(100)의 양단부 외주면과 상기 관로(10)의 양단부 내주면 사이를 수밀성을 유지하며 밀폐하는 것을 특징으로 하는 개량형 관로 보수구조 및 이의 시공방법을 제공한다.
요약서는 간단히 기재하는 것이므로 생략하고,
물론 본문의 경우 여러 부가기능과 디테일(기존 기술에 없는 내용)이 포함되면 나중에 보정할 때나 심판단계에서 정정할 때 유리합니다.

Description

개량형 관로 보수구조 및 이의 시공방법{the improved pipe line repairing structure and the construction method thereof}

본 발명은 기존의 관로 보수공법과 다르게 라이너 단부를 플렌지면과 맞추기 위하여 라이너 단부를 가열하여 성형하는 단계를 생략할 수 있는 개량형 관로 보수구조 및 이의 시공방법에 관한 것이다.

아래 그림은 종래기술로써 대한민국 등록특허 제10-0825025호(‘노후 수도관의 비굴착 갱생용 ＰＥ 라이닝 연결 플랜지부의플랜지 성형 방법 및 그 장치’, 2008년04월24일)의 개념도이다.

위 종래특허를 간단히 설명하면, 폴리에틸렌 라이너를 기존관보다 돌출시킨 후 가열성형기를 라이너에 가열 및 가압하여 돌출된 라이너가 기존관 절단부분에 설치된 플렌지가 있는 바깥쪽으로 부채꼴 형태로 벌어지게 만든 후, 플렌지의 볼트 구멍과 동일하게 구멍을 뚫고 맞은편 플렌지와 볼트체결하여 연결함으로써 상수관을 보수하는 기술이다.

위 종래특허의 문제점은 다음과 같다.

○ 가열성형기 사용의 위험

가열성형기는 쇠(Steel)로 구성되었으며 이를 80~100도가 되도록 열로 달구어 폴리에틸렌 라이너를 물렁하게 하여 밖으로 펴지도록 힘을 가하는 것이므로 매우 무겁고 뜨거운 기기임. - 취급의 주의가 매우 요구되며, 인부들 안전사고 위험이 높음.

특히 1,000mm이상의 대형관을 보수하는 경우에는 성형기의 크기가 지름1,500mm에 달할 정도로 매우 크고, 무겁고, 140도의 높은 열을 내는 쇠붙이이므로 작업성이 매우 낮고 안전사고 위험이 높음.

○ 성형시간 및 성형작업의 어려움.

폴리에틸렌 라이너가 서서히 펴지도록 가열, 가압해야 하고, 펴지는 라이너가 말리지 않고 플렌지 쪽으로 평평하게 펴지게 하지 위하여 클램프, 집게 등의 기구로 집어주며 서서히 작업해야 하기 때문에 작업시간이 4시간 이상(관경600mm 경우) 소요되며, 대형관의 경우에는 6시간 이상 소요됨.

○ 형체변형

폴리에틸렌 라이너는 자신의 형상을 기억하여 원 상태의 모양으로 돌아가려는 성질이 있음. 따라서 플렌지쪽으로 인위적으로 가열, 가압하여 바깥쪽으로 벌려놓은 부채꼴 형상 라이너가 원상태로 돌아가려는 힘이 작용하여 안쪽으로 수축함. 플렌지2개 사이에 고정되어 있는 라이너가 수축하면서 플렌지와 라이너 사이에 틈이 생기며, 압력이 가해져 흐르는 상수가 그 틈으로 누수됨.

다른 종래기술로써 대한민국 등록특허 제10-1342527호(‘관로 연결플러그 및 연결장치, 이를 이용한 관로 보수공법’, 2013년12월17일)를 예로 들 수 있다.

위 종래특허를 간단히 설명하면, 폴리에틸렌 라이너를 기존 상수관과 동일하게 절단하고 ‘T’자 형태의 폴리에틸렌으로 형성된 마감재를 라이너에 열 융착시킴으로써 관로를 보수하는 기술이다.

위 종래특허의 문제점은 다음과 같다.

○ 열융착으로 마감재를 라이너에 연결하는 방식이므로 발열을 위한 전기전원, 융착기기, ‘T’자 형태의 마감재 등의 작업을 위한 준비물과 준비 작업이 필요함.

○ 열융착 방식 이므로 140도의 높은 열을 내는 발열기로 폴리에틸렌으로 이루어진 마감재와 라이너를 녹여서 녹인 부분을 연결하는 방식임. 따라서 140도의 높은 열을 내는 발열기를 사용하므로 안전사고 위험이 있음. 특히 1,000mm이상의 대형관을 보수하는 경우, 작업성이 떨어짐.

[문헌 1] 대한민국 등록특허 제10-0825025호 ‘노후 수도관의 비굴착 갱생용 ＰＥ 라이닝 연결 플랜지부의플랜지 성형 방법 및 그 장치’, 2008년04월24일 [문헌 2] 대한민국 등록특허 제10-1342527호 ‘관로 연결플러그 및 연결장치, 이를 이용한 관로 보수공법’, 2013년12월17일

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해서 제시되는 것이다. 그 목적은 다음과 같다.

첫째, 라이너 단부의 가열성형 등 불필요한 공정을 없애고 미숙련공도 소정의 품질로 간단히 시공할 수 있는 개량형 관로 보수구조 및 이의 시공방법을 제공하고자 한다.

둘째, 밀폐재가 라이너와 관로 사이를 밀폐하여 하자 위험이 없는 개량형 관로 보수구조 및 이의 시공방법을 제공하고자 한다.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은 노후되거나 손상된 지중의 관로(10)를 보수하기 위한 것으로,

상기 관로(10) 내부로 삽입되어 상기 관로(10)의 양단부에 양단부가 위치하는 라이너(100); 및,

상기 라이너(100)의 양단부 외주면과 상기 관로(10)의 양단부 내주면 사이에 설치되는 신축밀폐재(200);를 포함하여 구성되되,

상기 신축밀폐재(200)는 U형으로 접힌 상태의 상기 라이너(100)에 감겨있다가 상기 라이너(100)를 스팀주입기(미도시)로 확장시켜 상기 라이너(100)의 외주면이 상기 관로(10)의 내주면에 밀착될 때, 상기 라이너(100)의 양단부 외주면과 상기 관로(10)의 양단부 내주면 사이를 수밀성을 유지하며 밀폐하는 것을 특징으로 하는 개량형 관로 보수구조 및 이의 시공방법을 제공한다.

본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 기대된다.

첫째, 라이너 단부의 가열성형 등 불필요한 공정을 없애고 미숙련공도 소정의 품질로 간단히 시공할 수 있는 개량형 관로 보수구조 및 이의 시공방법을 제공한다.

둘째, 밀폐재가 라이너와 관로 사이를 밀폐하여 하자 위험이 없는 개량형 관로 보수구조 및 이의 시공방법을 제공한다.

도 1은 본 발명의 개량형 관로 보수구조를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 개량형 관로 보수구조의 다른 실시예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 개량형 관로 보수구조의 다른 실시예를 도시한 것이다.
도 4 및 5는 본 발명의 개량형 관로 보수구조의 시공방법을 순서대로 도시한 것이다.
도 6은 도 3을 확대한 것이다.

이하 첨부한 도면과 함께 상기와 같은 본 발명의 개념이 바람직하게 구현된 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

1. 개량형 관로 보수구조

도 1은 본 발명의 개량형 관로 보수구조를 도시한 것이다.

본 발명의 개량형 관로 보수구조는 노후되거나 손상된 지중의 관로(10)를 보수하기 위한 것으로,

상기 관로(10) 내부로 삽입되어 상기 관로(10)의 양단부에 양단부가 위치하는 라이너(100); 및, 상기 라이너(100)의 양단부 외주면과 상기 관로(10)의 양단부 내주면 사이에 설치되는 신축밀폐재(200);를 포함하여 구성되되,

상기 신축밀폐재(200)는 U형으로 접힌 상태의 상기 라이너(100)에 감겨있다가 상기 라이너(100)를 스팀주입기(미도시)로 확장시켜 상기 라이너(100)의 외주면이 상기 관로(10)의 내주면에 밀착될 때, 상기 라이너(100)의 양단부 외주면과 상기 관로(10)의 양단부 내주면 사이를 수밀성을 유지하며 밀폐하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 신축밀폐재(200)는 상술한 바와 같이 상기 라이너(100)의 양단부 외주면과 상기 관로(10)의 양단부 내주면 사이에 설치되는 것이 바람직하나, 현장사정에 따라 상기 라이너(100)의 양단부에서 안쪽으로 소정간격 이격된 외주면과 상기 관로(10)의 양단부에서 안쪽으로 소정간격 이격된 내주면 사이에 설치될 수도 있다.

도 2는 본 발명의 개량형 관로 보수구조의 다른 실시예를 도시한 것이다.

구체적으로 도 2(a)는 밀폐재(200)를 폭넓게 적용하도록 직렬로써 연장해 사용한 실시예이고,

도 2(b)는 밀폐재(200)를 두껍게 적용하도록 중첩하여 사용한 실시예이다.

도 3은 본 발명의 개량형 관로 보수구조의 다른 실시예를 도시한 것이다.

도 3의 본 발명의 개량형 관로 보수구조의 다른 실시예는 상기 라이너(100) 내부면에는 신축밀폐와셔(300)가 부착되고, 앵커(400)가 상기 라이너(100)와 상기 신축밀폐재(200)를 관통하여 상기 관로(10)의 내벽에 박힐 때, 상기 신축밀폐와셔(300)는 상기 앵커(400)의 앵커머리와 상기 라이너(100) 내부면 사이에 위치하면서 상기 앵커(400)의 관입구멍으로 밀려들어가 상기 신축밀폐재(200)에 접촉하고 상기 앵커(400)와 상기 라이너(100) 사이의 공극을 밀폐하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 신축밀폐와셔(300)와 상기 신축밀폐재(200)는 각각 자신의 신축성으로 인하여 빈틈을 메우는 역할을 하며 특히 상기 앵커(400)가 박히며 생기는 공극에 딸려들어가 밀폐시키는 기능을 한다.

도 6은 도 3을 확대한 것이다.

도 6을 기초로 부연하여 설명하면,

본 발명은 도 6에 도시된 바와 같이 “상기 신축밀폐와셔(300)는 상기 앵커(400)의 앵커머리와 상기 라이너(100) 내부면 사이에 위치하면서 상기 앵커(400)의 관입구멍으로 밀려들어가 신축밀폐재(200)에 접촉하고 상기 앵커(400)와 상기 라이너(100) 사이의 공극을 밀폐하는 것”을 특징으로 한다.

따라서 신축밀폐와셔(300)가 수압을 외부에서만 1차적으로 저지할 뿐만 아니라, 앵커(400)의 관입구멍의 공극을 메우므로 2차적으로 수압을 저지하여 완전한 밀폐가 가능하다.

그리고 본 발명은 “신축밀폐와셔(300)가 앵커(400)의 관입구멍으로 일부 밀려들어가 밀폐하므로 라이너(100)와 앵커(400) 사이를 단단히 메우게 되므로, 라이너(100)를 상부에서 고정함과 동시에 나아가 관입구멍에서 고정하는 구조로써 라이너(100)의 신축팽창에 대하여 대응하는 구조”를 특징으로 한다.

따라서 라이너(100)의 신축팽창으로 발생될지 모르는 공극을 신축밀폐와셔(300) 자체의 신축성으로 메우게 되어 보다 강하고 유연하게 라이너(100)를 고정하는 특징이 있다.

특히 상기 앵커(400)의 외주면에 나사산 또는 돌기를 형성하면 상기 신축밀폐와셔(300)의 관입효과를 높일 수 있으며, 상기 앵커(400)의 선단을 화살촉과 같은 형상으로 하거나 우산살과 같이 펼쳐지는 구조로 형성하면 상기 관로(10)의 내벽에 잘 박힐 수 있다.

물론 경우에 따라 상기 관로(10)의 내벽에 구멍을 뚫고 상기 앵커(400)가 상기 구멍을 관통하는 구조로 하더라도 상기 신축밀폐와셔(300)가 상기 앵커(400)의 관입구멍을 메우듯이 상기 앵커(400) 선단으로 인한 상기 구멍은 상기 신축밀폐재(200)가 채우게 되므로 보수효과를 유지할 수 있다.

또한 상기 신축밀폐와셔(300) 없이 상기 앵커(400)로 상기 라이너(100)를 상기 관로(10)에 고정하는 경우 상기 라이너(100)가 온도변화 등의 이유로 수축팽창하게 되면 상기 앵커(400)로 인하여 상기 관입구멍이 커질 수 있으나 상기 신축밀폐와셔(300)가 상기 관입구멍을 메워주므로 보수 및 방수 효과가 그대로 유지된다.

아래 사진은 본 발명의 발명자가 제작한 상기 신축밀폐재(200)이다.

*상기 신축밀폐재(200) 또는 상기 신축밀폐와셔(300)는 이소부틸렌 계열의 접착성능 및 신축성이 있는 수팽창 접착테이프로써, 제작시 위 사진과 같이 양면테이프와 같이 보양지를 수반하여 롤형태로 감겨있는 것을 특징으로 한다.

상기 신축밀폐재(200) 또는 상기 신축밀폐와셔(300)는 변위에 대응할 수 있도록 신축성 및 탄성을 가지며 물이 투수되지 않는 재질로써 수분이 가해지면 100% 이상 팽창될 수 있어야 한다. 또한 접착력이 있어 겹쳐지면 자연적으로 밀폐성이 유지된다.

그리고 상기 신축밀폐재(200) 또는 상기 신축밀폐와셔(300)는 물과 접촉 후 일정시간이 경과한 후에 팽창하는 것을 특징으로 한다. 즉 공사중에 물과 접촉하더라도 공사가 완료된 후에 팽창해야 한다.

왜냐하면 보수공사 중에 물과의 접촉으로 팽창하여 공사를 방해하면 안되기 때문이다.

상기 수팽창 접착테이프의 특징을 부연하면 다음과 같다.

(1) 물질 자체가 접착성을 가지므로 시공성이 우수하다.

- 수팽창 접착테이프가 자기 스스로 접착성을 가지고 있어 시공시에 PE파이프에 돌려 감기만 해도 그 자체로 파이프에 부착되어 작업이 용이함.

(2) 물과 접촉하면 팽창된다.

(3) 물과 접촉한 후 일정시간 후에 팽창하므로 시공시에 미리 팽창되지 않아 공사에 지장을 주지 않는다.

(4) 수팽창 접착테이프 제작시 배합조건을 조절하므로써 팽창시간과 팽창율을 임의로 선택할 수 있다.

2. 개량형 관로 보수구조 및 이의 시공방법

도 4 및 5는 본 발명의 개량형 관로 보수구조의 시공방법을 순서대로 도시한 것이다.

본 발명의 개량형 관로 보수구조의 시공방법은 상기 개량형 관로 보수구조를 시공하기 위한 방법으로,

(1) 도 4(a)에 도시된 바와 같이 노후되거나 손상된 관로(10)에 U형으로 접힌 상태의 상기 라이너(100)를 삽입하는 라이너삽입단계;

*(2) 도 4(b)에 도시된 바와 같이 양단부의 여유길이를 두고 상기 라이너(100)를 절단하는 라이너절단단계;

(3) 도 4(c)에 도시된 바와 같이 상기 신축밀폐재(200)의 중단이 상기 관로(10)의 양단부에 위치하도록 상기 라이너(100)의 양단부 외주면에 상기 신축밀폐재(200)를 감는 신축밀폐재설치단계;

(4) 도 4(d)에 도시된 바와 같이 상기 라이너(100)의 양단부를 밀폐하고 상기 스팀주입기(미도시)를 사용하여 상기 라이너(100)의 외주면이 확장되어 상기 관로(10)의 내주면에 밀착하도록 상기 라이너(100) 내부를 고온 가압하는 라이너확장단계;

(5) 상기 라이너(100)의 확장된 상태를 고정하도록 상기 라이너(100) 내부에 찬공기를 주입하는 쿨링단계; 및,

(6) 도 4(e)에 도시된 바와 같이 상기 관로(10)의 양단부에 일치하도록 상기 신축밀폐재(200)와 상기 라이너(100)의 결합체를 절단하는 마감단계;

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 개량형 관로 보수구조의 시공방법의 다른 실시예는 도 3에 도시된 상기 개량형 관로 보수구조를 시공하기 위한 방법으로,

(1) 도 4(a)에 도시된 바와 같이 노후되거나 손상된 관로(10)에 U형으로 접힌 상태의 상기 라이너(100)를 삽입하는 라이너삽입단계;

(2) 도 4(b)에 도시된 바와 같이 양단부의 여유길이를 두고 상기 라이너(100)를 절단하는 라이너절단단계;

(3) 도 4(c)에 도시된 바와 같이 상기 신축밀폐재(200)의 중단이 상기 관로(10)의 양단부에 위치하도록 상기 라이너(100)의 양단부 외주면에 상기 신축밀폐재(200)를 감는 신축밀폐재설치단계;

(4) 도 4(d)에 도시된 바와 같이 상기 라이너(100)의 양단부를 밀폐하고 상기 스팀주입기(미도시)를 사용하여 상기 라이너(100)의 외주면이 확장되어 상기 관로(10)의 내주면에 밀착하도록 상기 라이너(100) 내부를 고온 가압하는 라이너확장단계;

(5) 상기 라이너(100)의 확장된 상태를 고정하도록 상기 라이너(100) 내부에 찬공기를 주입하는 쿨링단계;

(6) 도 4(e)에 도시된 바와 같이 상기 관로(10)의 양단부에 일치하도록 상기 신축밀폐재(200)와 상기 라이너(100)의 결합체를 절단하는 마감단계; 및,

(7) 상기 신축밀폐와셔(300) 및 상기 앵커(400)를 설치하여 보강하는 보강단계;

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상기에서 언급한 바와 같이 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었으나, 본 발명의 요지를 벗어남이 없는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하며, 다양한 분야에서 사용 가능하다.

따라서 본 발명의 청구범위는 이건 발명의 진정한 범위 내에 속하는 수정 및 변형을 포함한다.

10: 관로
100: 라이너
200: 신축밀폐재
300: 신축밀폐와셔
400: 와셔

Claims (4)

1. 노후되거나 손상된 지중의 관로(10)를 보수하기 위한 것으로,
   상기 관로(10) 내부로 삽입되어 상기 관로(10)의 양단부에 양단부가 위치하는 라이너(100); 및,
   상기 라이너(100)의 양단부 외주면과 상기 관로(10)의 양단부 내주면 사이에 설치되는 신축밀폐재(200);를 포함하여 구성되되,
   상기 신축밀폐재(200)는 U형으로 접힌 상태의 상기 라이너(100)에 감겨있다가 상기 라이너(100)를 스팀주입기(미도시)로 확장시켜 상기 라이너(100)의 외주면이 상기 관로(10)의 내주면에 밀착될 때, 상기 라이너(100)의 양단부 외주면과 상기 관로(10)의 양단부 내주면 사이를 수밀성을 유지하며 밀폐하는 것을 특징으로 하고,
   상기 라이너(100) 내부면에는 신축밀폐와셔(300)가 부착되고,
   앵커(400)가 상기 라이너(100)와 상기 신축밀폐재(200)를 관통하여 상기 관로(10)의 내벽에 박힐 때,
   상기 신축밀폐와셔(300)는 상기 앵커(400)의 앵커머리와 상기 라이너(100) 내부면 사이에 위치하면서 상기 앵커(400)의 관입구멍으로 밀려들어가 상기 신축밀폐재(200)에 접촉하고 상기 앵커(400)와 상기 라이너(100) 사이의 공극을 밀폐하는 것을 특징으로 하는 개량형 관로 보수구조.
   
2. 제1항에서,
   상기 신축밀폐재(200) 또는 상기 신축밀폐와셔(300)는 이소부틸렌 계열의 접착성능 및 신축성이 있는 수팽창 접착테이프로써,
   제작시 양면테이프와 같이 보양지를 수반하여 롤형태로 감겨있는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 개량형 관로 보수구조.
   
3. 제2항에서,
   상기 신축밀폐재(200) 또는 상기 신축밀폐와셔(300)는 물과 접촉 후 일정시간이 경과한 후에 팽창하는 것을 특징으로 하는 개량형 관로 보수구조.
   
4. 제1항의 개량형 관로 보수구조를 시공하기 위한 방법으로,
   (1) 노후되거나 손상된 관로(10)에 U형으로 접힌 상태의 상기 라이너(100)를 삽입하는 라이너삽입단계;
   (2) 양단부의 여유길이를 두고 상기 라이너(100)를 절단하는 라이너절단단계;
   (3) 상기 신축밀폐재(200)의 중단이 상기 관로(10)의 양단부에 위치하도록 상기 라이너(100)의 양단부 외주면에 상기 신축밀폐재(200)를 감는 신축밀폐재설치단계;
   (4) 상기 라이너(100)의 양단부를 밀폐하고 상기 스팀주입기(미도시)를 사용하여 상기 라이너(100)의 외주면이 확장되어 상기 관로(10)의 내주면에 밀착하도록 상기 라이너(100) 내부를 고온 가압하는 라이너확장단계;
   (5) 상기 라이너(100)의 확장된 상태를 고정하도록 상기 라이너(100) 내부에 찬공기를 주입하는 쿨링단계;
   (6) 상기 관로(10)의 양단부에 일치하도록 상기 신축밀폐재(200)와 상기 라이너(100)의 결합체를 절단하는 마감단계; 및,
   (7) 상기 신축밀폐와셔(300) 및 상기 앵커(400)를 설치하여 보강하는 보강단계;
   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 개량형 관로 보수구조의 시공방법.

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