KR101986199B1 - 스팀용 보일러가 제거된 반전 관로 보수 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 별도의 스팀 공급용 보일러 장치가 필요치 않고, 스팀 공급시 생성되는 응축수에 의한 경화 불량을 방지할 수 있으며, 공급 공정시 반전 튜브가 의도치 않게 경화되거나, 경화 공정시 반전 튜브가 온도 미달로 경화되지 않는 것을 방지할 수 있는 스팀용 보일러가 제거된 반전 관로 보수 장치에 관한 것으로서, 반전 하우징 내부로 압축 공기 주입시 반전 튜브가 펼쳐지며 외측으로 인출되되 상기 반전 튜브의 인출되는 부분은 상기 반전 튜브의 기 인출된 부분의 내측으로 이동되는 반전기; 상기 반전 하우징의 일측에 연통 결합되는 압축 공기 공급 파이프; 상기 압축 공기 공급 파이프와 연통 결합되어 상기 반전 하우징에 압축 공기를 제공하는 공기 압축기; 상기 공기 압축기 내부의 윤활유가 순환되도록 상기 공기 압축기의 일측에 구비되는 열교환기를 포함하는 압축기 쿨러; 상기 압축 공기 공급 파이프상에 구비되어 상기 압축 공기와 접촉되는 복수의 히팅 플레이트 또는 히팅 코일을 포함하는 히팅기; 상기 압축 공기 공급 파이프상에 구비되어 상기 압축 공기 공급 파이프 내부의 상기 압축 공기의 온도를 측정하는 기온 센서; 상기 공기 압축기, 상기 압축기 쿨러 또는 상기 히팅기의 구동을 제어하는 제어부;를 포함한다.

Description

스팀용 보일러가 제거된 반전 관로 보수 장치{Pipe repairing device using turning inside out of reinforce tube}

본 발명은 스팀용 보일러가 제거된 반전 관로 보수 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 별도의 스팀 공급용 보일러 장치가 필요치 않고, 스팀 공급시 생성되는 응축수에 의한 경화 불량을 방지할 수 있으며, 공급 공정시 반전 튜브가 의도치 않게 경화되거나, 경화 공정시 반전 튜브가 온도 미달로 경화되지 않는 것을 방지할 수 있는 스팀용 보일러가 제거된 반전 관로 보수 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 상수관, 하수관, 가스관, 통신관 등과 같은 지중 매설관은 구조적인 노후화 및 지하 지반의 침하, 지상에서의 토압 변동, 외부하중에 의한 균열 및 파손 등의 흠결에 의해 빗물이 침수되거나 관 내부의 오폐수가 이러한 균열 및 파손된 부분을 통해 지하에 스며들어 토양을 오염시키거나 지반의 침식을 일으키므로, 지중 매설관의 보수가 빈번하게 요구된다.

이러한 지중 매설관의 보수 공법으로 최근 매설관 주변을 굴착하지 않는 비굴착 보수 공법이 널리 시공되고 있다.

이러한 비굴착 보수 공법에는 견인 공법 및 반전 공법 등이 있으며, 견인 공법은 튜브 형태의 보강재를 노후된 관내로 견인한 후에 보강재의 내경면에 공압을 인가하여 외경 방향으로 팽창시킴으로써 보강재를 관로의 내벽면에 밀착시킨 상태에서 보강재 내로 스팀을 인가하여 열경화시키는 공법이고, 반전 공법은 튜브 형태의 보강재를 관로 입구로 견인한 후에 보강재를 공압에 의해 반전 팽창시킴으로써 보강재를 관로의 내벽면에 밀착시킨 상태에서 보강재 내로 스팀을 인가하여 열경화시키는 공법이다.

이와 같이, 종래의 비굴착 보수 공법은 공압에 의해 보강재를 팽창시킨 후에 보일러에서 고온의 스팀을 보강재 내로 공급하여 보강재를 열경화시키므로, 보일러 차량을 반드시 동반하여야 하는 불편함이 있었고, 또한, 스팀의 분사에 따른 응축수가 보강재 하단에 고이게 되면서, 응축수가 고인 부분의 보강재는 충분한 열을 공급받지 못해 완전히 경화되지 못하는 문제가 있었다.

또한, 종래의 비굴착 보수 공법은 고온의 스팀에 의해 보수재를 경화시킴으로, 스팀 생산을 위한 보일러가 반드시 필요하여 보수관로 입구까지 스팀용 보일러를 이송시키고 반전 튜브와 연결하는 과정이 필요하므로 이송장비가 많이 소요되고, 튜브를 인입시키기까지의 시간이 오래 걸리는 문제가 있다. 나아가 반전 튜브는 냉동차에 의한 저온으로 보관되어 이송되나, 보수 관로에 냉동차가 도착한 이후에 공기압축기(콤프레샤), 스팀보일러, 각종 파이프의 연결까지 1시간 가까이 소요되어 튜브와 튜브 사이에서 반경화가 발생되어 관로에 인입되었을 시에 관로에 밀착되지 못하는 문제가 있었다.

따라서, 관로 내에 배치된 보강재에 충분한 열을 공급하여 보강재를 경화시킬 수 있으면서도 응축수가 발생하지 않아 고른 경화 품질을 얻을 수 있는 장치의 개발이 필요로 하게 되었다.

KR10-1002710(등록번호) 2010.12.14.

본 발명은, 별도의 스팀 공급용 보일러 장치가 필요치 않고, 스팀 공급시 생성되는 응축수에 의한 경화 불량을 방지할 수 있는 스팀용 보일러가 제거된 반전 관로 보수 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은, 공급 공정시 반전 튜브가 의도치 않게 경화되거나, 경화 공정시 반전 튜브가 온도 미달로 경화되지 않는 것을 방지할 수 있는 스팀용 보일러가 제거된 반전 관로 보수 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

나아가 본 발명의 목적은 스팀 공급용 보일러가 제거됨으로써 장비 설치의 시간이 감소되어 보강 관로에까지 냉장보관되어 이송된 보강 튜브가 다른 겹쳐진 튜브와 반경화가 발생될 시간을 감소시켜 관로 보수의 성능을 향상시킬 수 있는 스팀용 보일러가 제거된 반전 관로 보수 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 스팀 공급용 보일러 없이 반전 관로 보수가 가능하도록 하여 스팀 공급용 보일러 비용을 절감하고, 관로를 보수하는 장비의 소형화가 가능해져 튜브 공급 차량의 크기를 줄일 수 있어 큰 트럭의 진입이 어려운 소로 또는 농로에서도 작업이 가능한 스팀용 보일러가 제거된 반전 관로 보수 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 일측이 개구되어 인출부가 형성된 반전 하우징과, 일단이 상기 반전 하우징의 인출부에 연통 결합되고, 타단이 권취된 반전 튜브를 포함하며, 상기 반전 하우징 내부로 압축 공기 주입시 상기 반전 튜브가 펼쳐지며 상기 인출부 외측으로 인출되되 상기 반전 튜브의 인출되는 부분은 상기 반전 튜브의 기 인출된 부분의 내측으로 이동되는 반전기; 상기 반전 하우징의 일측에 연통 결합되는 압축 공기 공급 파이프; 상기 압축 공기 공급 파이프와 연통 결합되어 반전 튜브가 펼쳐지는 공급 공정을 위해 상기 반전 하우징에 압축 공기를 제공하되 압축 공기를 하강시켜 제공하며, 반전 튜브가 펼쳐진 이후의 경화 공정에서 공기를 압축하면서 발생된 고온의 공기를 반전 튜브의 경화를 위해 반전 하우징에 공급하는 스크류식공기 압축기; 상기 공기 압축기 내부의 윤활유가 순환되도록 상기 공기 압축기의 일측에 구비되는 열교환기를 포함하며, 상기 공급 공정에서 사용되는 압축기 쿨러; 상기 압축 공기 공급 파이프상에 구비되어 상기 압축 공기와 접촉되는 복수의 히팅 플레이트 또는 히팅 코일을 포함하며, 상기 경화 공정에서 사용되는 히팅기; 상기 압축 공기 공급 파이프상에 구비되어 상기 압축 공기 공급 파이프 내부의 상기 압축 공기의 온도를 측정하는 기온 센서; 상기 공기 압축기, 상기 압축기 쿨러 또는 상기 히팅기의 구동을 제어하는 제어부;를 포함하며, 상기 제어부는, 상기 반전 튜브의 인출되는 단부가 관로상의 설정 지점에 도달될 때까지 공급 공정을, 상기 반전 튜브의 인출되는 단부가 상기 관로상의 설정 지점에 도달된 이후에 경화 공정을 진행하되, 상기 기온 센서의 측정값을 토대로 상기 압축기 쿨러 또는 상기 히팅기의 구동을 제어하여, 상기 공급 공정시에는 상기 기온 센서의 측정값이 제 1 설정 온도 미만이 되도록 상기 공기 압축기와 상기 압축기 쿨러를 제어하고, 상기 경화 공정시에는 상기 기온 센서의 측정값이 제 1 설정 온도보다 높게 설정되는 제 2 설정 온도 이상이 되도록 상기 공기 압축기와 상기 히팅기를 제어한다.

또한, 본 발명의 상기 압축기 쿨러는, 상기 열교환기상에 또는 상기 공기 압축기와 상기 열교환기의 사이에 구비되어 상기 공기 압축기 내부의 윤활유가 상기 열교환기로 공급되어 순환되도록 하는 순환 펌프;를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 공급 공정 중 상기 기온 센서의 측정값이 제 1 설정 온도 이상인 경우 상기 순환 펌프를 구동시켜 상기 윤활유의 온도를 하강시킨다.

또한, 본 발명의 상기 제어부는, 상기 경화 공정 중 상기 기온 센서의 측정값이 제 2 설정 온도 미만인 경우 상기 히팅기를 구동시켜 상기 압축 공기의 온도를 상승시키고, 상기 기온 센서의 측정값이 제 2 설정 온도 이상인 경우 상기 히팅기의 구동을 중지시킨다.

또한, 본 발명은, 상기 공기 압축기의 일측에 구비되어 상기 윤활유의 온도를 측정하는 유온 센서;가 더 포함되며, 상기 제어부는, 상기 경화 공정 중 상기 유온 센서의 측정값이 제 3 설정 온도를 초과하면 상기 순환 펌프를 구동시켜 상기 윤활유의 온도를 하강시킨다.

또한, 본 발명의 상기 제어부는, 상기 경화 공정 중 상기 기온 센서의 측정값이 제 2' 설정 온도를 초과하면 상기 순환 펌프를 구동시키되, 제 2' 설정 온도는 제 2 설정 온도보다 높고, 제 3 설정 온도보다 낮다.

본 발명은, 공기 압축기로부터 생성되는 압축 공기의 압축열을 이용하여 반전 튜브를 경화시키므로, 별도의 스팀 공급용 보일러 장치가 필요치 않고, 스팀 공급시 생성되는 응축수에 의한 경화 불량을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은, 반전 튜브의 공급 공정시와 경화 공정시의 압축 공기의 온도를 제어함으로써 공급 공정시 반전 튜브가 의도치 않게 경화되거나, 경화 공정시 반전 튜브가 온도 미달로 경화되지 않는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

나아가 본 발명은 스팀 공급용 보일러가 제거됨으로써 장비 설치의 시간이 감소되어 보강 관로에까지 냉장보관되어 이송된 보강 튜브가 다른 겹쳐진 튜브와 반경화가 발생될 시간을 감소시켜 관로 보수의 성능을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 스팀 공급용 보일러 없이 반전 관로 보수가 가능하도록 하여 스팀 공급용 보일러 비용을 절감하고, 관로를 보수하는 장비의 소형화가 가능해져 튜브 공급 차량의 크기를 줄일 수 있어 큰 트럭의 진입이 어려운 소로 또는 농로에서도 작업이 가능한 장점이 있다.

도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 스팀용 보일러가 제거된 반전 관로 보수 장치의 예시도.
도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 스팀용 보일러가 제거된 반전 관로 보수 장치의 요부 단면도.
도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 스팀용 보일러가 제거된 반전 관로 보수 장치의 공급 공정시의 제어부의 처리 순서도.
도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 스팀용 보일러가 제거된 반전 관로 보수 장치의 경화 공정시의 제어부의 처리 순서도.

이하에서, 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명은, 일측이 개구되어 인출부(111)가 형성된 반전 하우징(110), 반전 하우징(110)의 내부에 구비되는 권취 롤러(120), 일단이 반전 하우징(110)의 인출부(111)에 연통 결합되고, 타단이 권취 롤러(120)에 권취된 반전 튜브(200)를 포함하며 반전 하우징(110) 내부로 압축 공기 주입시 반전 튜브(200)가 권출되면서 인출부(111) 외측으로 인출되되 반전 튜브(200)의 인출되는 부분은 반전 튜브(200)의 기 인출된 부분의 내측으로 이동되는 반전기(100)와, 반전 하우징(110)의 일측에 연통 결합되는 압축 공기 공급 파이프(300)와, 압축 공기 공급 파이프(300)와 연통 결합되어 반전 하우징(110)에 압축 공기를 제공하는 공기 압축기(400)와, 공기 압축기(400) 내부의 윤활유가 순환되도록 공기 압축기(400)의 일측에 구비되는 열교환기(510)를 포함하는 압축기 쿨러(500)와, 압축 공기 공급 파이프(300)상에 구비되어 압축 공기와 접촉되는 복수의 히팅 플레이트(620) 또는 히팅 코일(620)을 포함하는 히팅기(600)와, 공기 압축기(400), 압축기 쿨러(500) 및 히팅기(600)의 구동을 제어하는 제어부(미도시)를 포함하여 구성된다.

반전기(100)는, 관로상에 반전 튜브(200)가 공급될 수 있도록 하는 역할을 하며, 이를 위하여 반전 튜브(200)가 권취되어 수용되는 반전 하우징(110)과, 반전 하우징(110)의 인출부(111)에 일단이 연통 결합되고 나머지 부분이 반전 하우징(110)의 내부에 권취되어 수용되는 반전 튜브(200)를 포함하여 구성된다.

이러한 반전기(100)는, 반전 하우징(110)의 인출부(111)에 반전 튜브(200)의 일단이 연통 결합되어 있으므로, 반전 하우징(110)의 내부로 압축 공기를 공급할 때 인출부(111)를 통해 토출되는 압축 공기에 의해 권취된 반전 튜브(200)가 권출되며 밀려나오게 된다. 이때의 반전 튜브(200)는 인출되는 부분이 기 인출된 부분의 내측으로 이동되며, 권출되며 이동된 반전 튜브(200)는 인출 끝단에서 반전되어 외측 부분을 형성하게 된다.

반전 하우징(110)은, 반전 튜브(200)를 권취 수용하고 반전 튜브(200)에 압축 공기가 제공될 수 있도록 하는 역할을 하며, 이를 위하여 내부에 중공부가 형성된 밀폐 용기로 제작되며, 일측이 개구되어 인출부(111)가 형성된다.

이러한 반전 하우징(110)의 다른 일측에는 압축 공기 공급 파이프(300)가 연통 결합되어서 하술할 공기 압축기(400)로부터 생성된 압축 공기가 반전 하우징(110)의 내부로 공급될 수 있도록 구성된다.

반전 하우징(110)의 인출부(111)는 반전 튜브(200)의 일단과 연통 결합된다. 이러한 반전 하우징(110)에 압축 공기가 공급되면 공급된 압축 공기는 인출부(111)를 통해 토출되려 하고, 이때 인출부(111)와 반전 튜브(200)의 일단은 밀폐 결합되어 있으므로, 반전 튜브(200)가 용어 그대로 뒤집어지며 인출되게 된다. 즉, 이미 인출된 반전 튜브(200)의 내측으로 인출되는 반전 튜브(200)가 이동되고, 인출 끝단에서 반전되어 외측면을 계속적으로 형성하고 내측으로는 후속되는 반전 튜브(200)가 이동하게 된다.

그리고, 반전 하우징(110)의 내측에는 반전 튜브(200)가 타단으로부터 권취되어 있는 권취 롤러(120)가 구비되며, 반전 튜브(200)가 압축 공기에 의해 인출될 때 인출되는 반전 튜브(200)에 의해 당겨져 회전되면서 반전 튜브(200)를 권출하게 된다.

한편, 반전 튜브(200)는 권취 롤러(120)에 의하여 권취되지 않고, 적층되어 있는 경우도 있으나, 반전되어 외부로 인출되는 동작이 순차적으로 이루어져 권취된 반전튜브와 동일하게 작동하므로, 본 발명에서는 이러한 적층된 반전튜브도 설명의 편의상 권취 롤러에 의하여 권취되었다고 일괄 표현한다.

반전 튜브(200)는, 보수재가 도포되어 관로의 내부에 삽입된 후 팽창 경화되어 파손된 관로를 보강 보수하는 역할을 하며, 이를 위하여 일단이 반전 하우징(110)의 인출부(111)에 연통 결합되고, 타단으로부터 권취 롤러(120)에 권취되어 구비된다.

반전 튜브(200)는 반전 하우징(110)의 내부로 압축 공기가 공급되면 인출부(111)를 통해 토출되는 압축 공기의 압력에 의해 인출부(111) 외측으로 인출되며, 이러한 반전 튜브(200)를 관로의 입구까지 안내하여 위치시키면, 이후에는 공기압에 의해 관로의 내부로 진행하며 인출되게 된다.

반전 튜브(200)에 도포된 보수재는 종류에 따라 차이가 있으나, 통상 84도씨 이상의 온도에서 경화가 시작되므로, 이러한 반전 튜브(200)를 관로상에 배치시키기 위한 공급 공정시에는 반전 하우징(110)에 공급되는 압축 공기의 온도가 80도씨 미만이 되도록 하는 것이 바람직하다. 그리고, 반전 튜브(200)가 관로상에 배치된 이후 반전 튜브(200)를 관로에 밀착시켜 경화시킬 때에는 반전 튜브(200) 내의 압축 공기의 온도가 90도씨 이상이 되도록 하는 것이 바람직하다. 이때, 관로의 길이에 따라 관로 입구측으로부터 출구측으로 갈수록 압축 공기의 온도가 하강하게 되므로, 경화 공정시 반전 하우징(110) 내로 공급되는 압축 공기의 온도는 180도씨 이상이 되는 것이 바람직하다. 이러한 압축 공기의 온도 조절 구성은 하기의 공기 압축기(400), 압축기 쿨러(500) 및 히팅기(600)의 설명에서 상세히 설명하기로 한다.

종래의 스팀 보일러에서 제공된 스팀은 관로 입구에서 150℃ 이상으로 하고, 관로의 끝단에서 90도씨가 유지되도록 하였다.

압축 공기 공급 파이프(300)는, 공기 압축기(400)로부터 생성된 압축 공기를 반전기(100)의 반전 하우징(110)에 공급하는 역할을 하며, 이를 위하여 반전 하우징(110)의 인출부(111)가 형성된 다른 일측에 연통 결합된다.

압축 공기 공급 파이프(300)는 비단 하나의 파이프가 공기 압축기(400)로부터 반전 하우징(110)에 연결되는 것을 한정하지 않고, 공기 압축기(400)와 히팅기(600), 히팅기(600)와 반전 하우징(110)에 각각 결합되어 최종적으로 공기 압축기(400)로부터 반전 하우징(110)으로의 유로를 형성하는, 즉, 압축 공기가 이동되는 통로를 모두 지칭하는 것으로 해석되는 것이 바람직하다.

압축 공기 공급 파이프(300)상에는 내부를 흐르는 압축 공기의 온도를 측정하는 기온 센서(310)가 구비된다. 기온 센서(310)는 압축 공기 공급 파이프(300)상의 압축 공기의 온도를 측정하여 측정값을 제어부에 전송한다.

공기 압축기(400)는, 공기를 압축하여 반전기(100)에 제공하는 역할을 하며, 이를 위하여 반전 하우징(110)과 압축 공기 공급 파이프(300)를 통하여 연통된다.

공기 압축기(400)는 에어 콤프레셔(air compressor)가 이에 해당되며, 본 발명에서는 스크류식 공기 압축기(screw compressor)를 대상으로 한다.

공기를 압축하여 공급하는 공기 압축기는 주변 공기를 끌여들여 압력을 가하여 공기 탱크로 넣는 장치인 펌프와 연료와 공기를 연소시켜 공기를 압축시키는 모터, 압축된 공기를 저장하는 공기 탱크로 이루어진다.

공기 압축기는 구조에 따라 왕복기(reciprocathing)와 회전식(rotray)으로 분류되며, 왕복기는 다시 피스톤 공기압축기(piston compressor)와 다이아프램 공기압축기와 분류된다. 여기에서 피스토 공기압축기는 실린더 내에서 크램핑 샤프트를 중심으로 콘넥팅 로드가 피스톤 왕복운동을 하며, 급배기구로 공기가 유입되고 압축된 공기가 배출된다. 다아이프램 공기 압축기는 다이아프램이 왕복하는 것으로 소형의 전자석으로 인하여 다이아프램이 진동되는 원로로 급기부로 공급된 공기가 압축되어 배기부로 배기부로 배출된다.

회전식은 스크류 공기압축기, 벤 공기압축기, 터보 공기압축기로 분류된다. 스크류 공기압축기는 스크류 형상의 요철형인 2개의 로터가 맞물리며 캐싱과 스크류로 둘러쌓인 공간의 공기를 압축하고 토출한다. 벤 공기압축기는 캐싱 안에 편심된 로터가 있고, 로터의 절단된 홈 안으로 벤이라고 불리는 판이 끼워져 로터가 회전하면 캐싱, 로터, 벤으로 둘러쌓인 용적이 변하면서 급기구로 공기가 유입되고 배기구에서 압축된 공기가 토출된다. 터보 공기압축기는 근차를 회전하며 공기에 압력 에너지를 가하는 방식이다.

본 발명의 공기압축기는 2개의 요철형인 로터가 맞물리며 회전하며 공기를 압축하는 스크류식 공기압축기를 대상으로 하며, 이러한 스크류식 공기압축기는 공기가 압축되면서 300℃ 이상으로 토출되는 공기 온도가 상승된다. 본 발명은 이러한 스크류식 공기 압축기의 상승된 토출 온도를 이용하여 스팀용 보일러를 제거하면서도 관로 보수에 필요한 고온의 공기를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 스크류식 공기 압축기(400)는 공기를 압축할 때 열이 발생된다. 공기 압축기(400)에 의한 압축은 폴리트로픽 압축에 가까운 식을 따르게 되는데, 공기의 압축 후 온도 상승은 다음의 식을 따르게 된다.

T1 = 압축 전 공기 절대 온도

T2 = 압축 후 공기 절대 온도

P1 = 압축 전 공기 절대 압력

P2 = 압축 후 공기 절대 압력

k = cp/cp = 공기의 정압 비열/공기의 정적 비열 (단열 압축시 1.4, 폴리트로픽 압축시 1.3)

따라서, 20도씨의 공기를 흡입하여 10kgf/cm²으로 압축했을 때의 온도는, T1=293, P1=1.0332, P2=11.0332이며, 이를 위 수식에 대입해보면,

가 되고, 이를 정리해보면, T2=293*1.727=506.08이 되며, 이를 섭씨 온도로 변환해보면, 506.08-273=233.08도씨가 된다. 이러한 공기의 압축열은 스크류, 로터 등에서 일부 흡수되어도 압축 공기의 토출 온도는 220도씨 이상이 된다.

따라서, 공기 압축기(400)는 구동시 공기의 압축열 및 부품의 마찰 등에 의해 온도가 상승되며, 이러한 온도의 상승은 다른 부품의 성능을 저하시키고 수명을 단축시키므로 온도를 저하시켜 부품의 성능을 유지하기 위하여 부품 주요 부위를 순환하는 윤활유가 내장된다.

이러한 윤활유는 별도의 냉각 수단을 이용하여 냉각시켜주지 않으면 윤활 성능이 떨어져 기기의 내구성에 영향을 주게 되고, 또한, 공기 압축기(400)에서 압축되는 공기의 온도를 상승시키는 원인이 된다. 따라서, 공기 압축기(400)의 일측에는 공기 압축기(400)의 윤활유 온도를 하강시키는 압축기 쿨러(500)가 구비된다. 또한, 압축기 쿨러(500)의 순환 펌프(520)의 동작 여부를 판정하기 위한 유온 센서(410)가 일측에 구비된다.

압축기 쿨러(500)는, 공기 압축기(400) 내의 윤활유를 순환시키며 냉각시키는 역할을 하며, 이를 위하여 공기 압축기(400)의 일측에 구비되어 공기 압축기(400) 내의 윤활유 순환 통로와 연통되는 열교환기(510)와, 열교환기(510)상에 또는 공기 압축기(400)와 열교환기(510)의 사이에 구비되어 공기 압축기(400) 내부의 윤활유가 열교환기(510)로 공급되어 순환되도록 하는 순환 펌프(520)를 포함하여 구성된다. 그리고, 열교환기(510)로 공급된 윤활유를 냉각시킬 수 있도록 열교환기(510)에 장착되는 송풍팬(530)이 더 구비될 수 있다.

압축기 쿨러(500)는, 제어부로부터 순환 펌프(520)의 구동 제어 신호가 수신되면 순환 펌프(520)가 구동되어 공기 압축기(400) 내부의 윤활유가 열교환기(510)로 유입된 후 열교환기(510)를 지나는 동안 냉각되어 다시 공기 압축기(400) 내로 회귀되며, 경우에 따라 송풍팬(530)이 구동되어 냉각 성능을 향상시킬 수 있다.

히팅기(600)는, 반전기(100)의 반전 하우징(110) 내로 공급되는 압축 공기의 온도를 상승시키는 역할을 하며, 이를 위하여 압축 공기 공급 파이프(300)상에 구비되어 압축 공기와 접촉되는 복수의 히팅 플레이트(620) 또는 히팅 코일(620)을 포함하여 구성된다.

히팅기(600)는 내부가 중공된 밀폐형의 용기 형상으로 형성된 히팅 하우징(610)과, 히팅 하우징(610)의 내부에 구비되는 히팅 플레이트(620) 또는 히팅 코일(620)을 포함하여 구성된다.

히팅 하우징(610)은 일측이 공기 압축기(400)와 압축 공기 공급 파이프(300)를 통해 연통되고, 다른 일측이 반전 하우징(110)과 압축 공기 공급 파이프(300)를 통해 연통된다. 이때, 히팅 하우징(610)과 공기 압축기(400), 히팅 하우징(610)과 반전 하우징(110)에 각각 연통되는 압축 공기 공급 파이프(300)는 전술한 바와 같이 개별의 파이프로 구성되며, 공기 압축기(400)로부터 반전 하우징(110)으로 도달되는 압축 공기의 유로라는 측면에서 동일하게 압축 공기 공급 파이프(300)로 지칭하기로 한다.

히팅 플레이트(620) 또는 히팅 코일(620)은 전열체로서, 전기가 공급될 때 발열이 이루어지는 소재로 구성된다. 따라서, 히팅 하우징(610) 내를 지나는 압축 공기가 히팅 플레이트(620) 또는 히팅 코일(620)에 접촉되며 가열될 수 있게 된다. 따라서, 기온 센서(310)는 바람직하게는 히팅 하우징(610)을 지난 이후의 압축 공기의 온도를 측정해야 하며, 히팅 하우징(610)과 반전 하우징(110)의 사이를 잇는 압축 공기 공급 파이프(300)상에 구비된다.

제어부는, 공기 압축기(400), 압축기 쿨러(500) 또는 히팅기(600)의 구동을 제어하는 역할을 하며, 이를 위하여 공기 압축기(400), 압축기 쿨러(500), 히팅기(600), 기온 센서(310) 및 유온 센서(410)와 전기적으로 연결된다.

제어부의 구동은 반전 튜브(200)를 관로상으로 배치시키는 공급 공정과, 관로상에 배치된 반전 튜브(200)를 경화시키는 경화 공정으로 나뉜다.

공급 공정은 반전 튜브(200)를 반전 하우징(110)으로부터 배출시켜 관로상에 배치시키는 공정으로서, 제어부는 공기 압축기(400)를 구동시켜 압축 공기가 반전 하우징(110)의 내부로 공급되도록 한다.

이때, 반전 튜브(200)는 84도씨 이상의 온도에서 경화되므로, 공급 공정시의 압축 공기의 온도는 80도씨 이상이 되지 않도록 하여야 하는데, 이를 위하여 제어부는 기온 센서(310)로부터 압축 공기의 온도 측정값을 전송받는다. 만일 기온 센서(310)의 측정값이 제 1 설정 온도인 80도씨 이상인 경우에는 압축기 쿨러(500)의 순환 펌프(520)를 구동시켜 공기 압축기(400) 내부의 윤활유 온도를 하강시킴으로써, 공기 압축기(400)에서 생성되는 압축 공기의 온도를 하강시킨다. 이때 경우에 따라 압축기 쿨러(500)의 송풍팬(530)을 구동시킬 수 있다.

반전 튜브(200)의 인출측 끝단이 관로의 설정 지점에 도달되면 제어부는 공급 공정을 종료하고 경화 공정을 진행한다.

경화 공정은 반전 튜브(200)에 고온의 압축 공기를 공급하여 반전 튜브(200)의 표면에 도포된 보수재가 경화되면서 관로를 보수하도록 하는 공정으로서, 제어부는 공기 압축기(400)를 구동시키되 경우에 따라 히팅기(600)를 구동시키게 된다.

반전 튜브(200)는 84도씨 이상의 온도에서 경화되는데, 이러한 경화가 관로의 인입부 뿐만 아니라 관로의 설정 지점, 즉, 관로의 끝단에 도달된 반전 튜브(200)에서도 일어나야 한다. 그러나 반전 하우징(110)에 공급되는 압축 공기는 관로를 따라 배치된 반전 튜브(200) 내부를 지나며 열을 빼앗겨, 반전 튜브(200)의 인출측 끝단에서는 상당히 많은 온도 저하가 발생된다. 따라서, 반전 튜브(200)의 인출측 끝단에서도 90도씨 이상의 온도가 유지되도록 하려면 반전 하우징(110)에 공급되는 압축 공기의 온도가 압축 공기의 온도가 150℃ 이상이 되어야 하고, 관로의 길이가 긴 경우에는 180℃도가 되어야 할 수도 있다. 본 발명에서는 관로가 긴 경우로 설명하며, 따라서 관로 인입부에서의 온도를 180℃로 한다.

이를 위하여 제어부는 기온 센서(310)로부터 압축 공기의 온도 측정값을 전송받고, 만일 기온 센서(310)의 측정값이 제 2 설정온도인 180도씨 미만인 경우 히팅기(600)를 구동시켜 압축 공기의 온도를 상승시킨다.

또한, 반전 튜브(200)의 경화를 위하여 공급되는 압축 공기의 온도가 높은 것이 좋지만, 그 온도가 지속적으로 상승되어 200℃ 이상이 되는 경우 스크류 공기 압축기(400)의 부품에 고장을 일으키고 수명을 단축시킬 수 있다. 따라서, 제어부는 기온 센서(310)의 측정값이 제 2' 설정 온도를 초과하면 압축기 쿨러(500)의 순환 펌프(520)를 구동시켜 윤활유의 온도를 하강시킴으로써 반전 튜브(200) 내로 공급되는 압축 공기의 온도가 일정하게 유지될 수 있도록 한다. 이때, 제 2' 설정 온도라 함은, 제 2 설정 온도보다 높지만 제 2 설정 온도와 크게 차이가 나지 않는 온도로서, 스크류 공기 압축기(200)의 고장을 방지할 수 있는 200도씨 이하의 온도, 일례로 190도씨를 제 2' 설정 온도로 설정할 수 있다. 이는 압축 공기의 온도를 제 2 설정 온도인 180도씨에 무리하게 맞추려 하는 경우 때에 따라 순환 펌프(520) 또는 송풍팬(530)이 무의미하게 구동될 수 있으므로, 이러한 무의미한 에너지 낭비를 방지하기 위함이다. 따라서, 제어부는, 기온 센서(310)의 측정값이 제 2 설정 온도 이상이 되면 히팅기(600)에 공급되는 전원을 우선 차단하고, 공기 압축기(400)의 윤활유 온도에 의해 압축 공기가 제 2' 설정 온도에 다다르기 전까지는 순환 펌프(520) 또는 송풍팬(530)을 구동시키지 않는다.

한편, 제어부는 경화 공정시에 공급되는 압축 공기에 의해 반전 튜브(200)가 관로의 설정 지점보다 더 인출되는 것을 방지하기위하여, 반전기(100)의 권취 롤러(120)의 구동을 제한할 수 있다. 그러나 반전기(100)의 권취 롤러(120)의 동작은 수동으로 이루어질 수 있으며 이를 한정하는 것은 아니다.

또한, 한편, 제어부는 공기 압축기(400)에 구비된 유온 센서(410)로부터 공기 압축기(400) 내의 윤활유의 온도를 측정한 측정값을 전송받는다. 이러한 유온 센서(410)의 측정값은 윤활유의 온도가 필요 이상으로 상승되어 공기 압축기(400)의 내구성이 저하되는 것을 방지학 위하으로서, 제어부는 유온 센서(410)의 측정값이 제 3 설정온도를 초과하면 순환 펌프(520)를 구동시켜 윤활유가 열교환기(510)로 순환되도록 함으로써 윤활유의 온도를 하강시킨다. 경우에 따라 제어부는 순환 펌프(520)와 함께 송풍팬(530)을 더 구동시킬 수 있다. 이때, 제 3 설정 온도는 200도씨인 것이 바람직하나 이를 한정하는 것은 아니다. 더불어, 제 1 설정 온도와 제 2 설정 온도 역시 각각 80도씨와 180도씨로 설명하였으나 반전 튜브(200)의 경화 온도 및 인출측 끝단 도달시의 온도에 따른 일수치이며 이를 한정하는 것은 아니다.

상술한 구성으로 이루어진 본 발명은, 공기 압축기(400)로부터 생성되는 압축 공기의 압축열을 이용하여 반전 튜브(200)를 경화시키므로, 별도의 스팀 공급용 보일러 장치가 필요치 않고, 스팀 공급시 생성되는 응축수에 의한 경화 불량을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은, 반전 튜브(200)의 공급 공정시와 경화 공정시의 압축 공기의 온도를 제어함으로써 공급 공정시 반전 튜브(200)가 의도치 않게 경화되거나, 경화 공정시 반전 튜브(200)가 온도 미달로 경화되지 않는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 물을 가열하여 스팀으로 변환하는 에너지를 절약할 수 있고, 공기 압축시 상승된 공기를 이용하므로 소용 비용이 저렴한 장점도 있다.

100 : 반전기 110 : 반전 하우징
111 : 인출부 200 : 반전 튜브
300 : 압축 공기 공급 파이프 310 : 기온 센서
400 : 공기 압축기 410 : 유온 센서
500 : 압축기 쿨러 510 : 열교환기
520 : 순환 펌프 600 : 히팅기
610 : 히팅 하우징 620 : 히팅 플레이트, 히팅 코일

Claims (5)

1. 일측이 개구되어 인출부가 형성된 반전 하우징과, 일단이 상기 반전 하우징의 인출부에 연통 결합되고, 타단이 권취된 반전 튜브를 포함하며, 상기 반전 하우징 내부로 압축 공기 주입시 상기 반전 튜브가 펼쳐지며 상기 인출부 외측으로 인출되되 상기 반전 튜브의 인출되는 부분은 상기 반전 튜브의 기 인출된 부분의 내측으로 이동되는 반전기;
   상기 반전 하우징의 일측에 연통 결합되는 압축 공기 공급 파이프;
   상기 압축 공기 공급 파이프와 연통 결합되어 반전 튜브가 펼쳐지는 공급 공정을 위해 상기 반전 하우징에 압축 공기를 제공하되 압축 공기를 하강시켜 제공하며, 반전 튜브가 펼쳐진 이후의 경화 공정에서 공기를 압축하면서 발생된 고온의 공기를 반전 튜브의 경화를 위해 반전 하우징에 공급하는 스크류식 공기 압축기;
   상기 공기 압축기 내부의 윤활유가 순환되도록 상기 공기 압축기의 일측에 구비되는 열교환기를 포함하며, 상기 공급 공정에서 사용되는 압축기 쿨러;
   상기 압축 공기 공급 파이프상에 구비되어 상기 압축 공기와 접촉되는 복수의 히팅 플레이트 또는 히팅 코일을 포함하며, 상기 경화 공정에서 사용되는 히팅기;
   상기 압축 공기 공급 파이프상에 구비되어 상기 압축 공기 공급 파이프 내부의 상기 압축 공기의 온도를 측정하는 기온 센서;
   상기 공기 압축기, 상기 압축기 쿨러 또는 상기 히팅기의 구동을 제어하는 제어부;
   를 포함하며,
   상기 제어부는, 상기 반전 튜브의 인출되는 단부가 관로상의 설정 지점에 도달될 때까지 공급 공정을, 상기 반전 튜브의 인출되는 단부가 상기 관로상의 설정 지점에 도달된 이후에 경화 공정을 진행하되, 상기 기온 센서의 측정값을 토대로 상기 압축기 쿨러 또는 상기 히팅기의 구동을 제어하여, 상기 공급 공정시에는 상기 기온 센서의 측정값이 제 1 설정 온도 미만이 되도록 상기 공기 압축기와 상기 압축기 쿨러를 제어하고, 상기 경화 공정시에는 상기 기온 센서의 측정값이 제 1 설정 온도보다 높게 설정되는 제 2 설정 온도 이상이 되도록 상기 공기 압축기와 상기 히팅기를 제어하는 스팀용 보일러가 제거된 반전 관로 보수 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 압축기 쿨러는, 상기 열교환기상에 또는 상기 공기 압축기와 상기 열교환기의 사이에 구비되어 상기 공기 압축기 내부의 윤활유가 상기 열교환기로 공급되어 순환되도록 하는 순환 펌프;를 포함하고,
   상기 제어부는, 상기 공급 공정 중 상기 기온 센서의 측정값이 제 1 설정 온도 이상인 경우 상기 순환 펌프를 구동시켜 상기 윤활유의 온도를 하강시키는 스팀용 보일러가 제거된 반전 관로 보수 장치.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 제어부는, 상기 경화 공정 중 상기 기온 센서의 측정값이 제 2 설정 온도 미만인 경우 상기 히팅기를 구동시켜 상기 압축 공기의 온도를 상승시키고, 상기 기온 센서의 측정값이 제 2 설정 온도 이상인 경우 상기 히팅기의 구동을 중지시키는 스팀용 보일러가 제거된 반전 관로 보수 장치.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 공기 압축기의 일측에 구비되어 상기 윤활유의 온도를 측정하는 유온 센서;가 더 포함되며,
   상기 제어부는, 상기 경화 공정 중 상기 유온 센서의 측정값이 제 3 설정 온도를 초과하면 상기 순환 펌프를 구동시켜 상기 윤활유의 온도를 하강시키는 스팀용 보일러가 제거된 반전 관로 보수 장치.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 제어부는, 상기 경화 공정 중 상기 기온 센서의 측정값이 제 2' 설정 온도를 초과하면 상기 순환 펌프를 구동시키되, 제 2' 설정 온도는 제 2 설정 온도보다 높고, 제 3 설정 온도보다 낮은 스팀용 보일러가 제거된 반전 관로 보수 장치.
   

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