KR101506815B1 - 소화전을 이용한 비굴착형 부단수 내시경 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 부단수 내시경에 관한 것으로서, 특히 상수도관을 굴착하지 않고 기존에 설치된 소화전들을 이용한 작업이 가능하도록 내시경 카메라의 방향을 자유롭게 전환하면서 수회 굴절된 지면 아래 상수도관체 내부까지 진입시켜 실시간 촬영 및 검사를 수행할 수 있는 비굴착형 부단수 내시경 장치 및 이를 이용한 관로조사 방법에 관한 것이다.
이를 위하여, 본 발명은 소화전에 설치되는 본체; 상기 본체와 소화전을 관통하여 관로 내로 투입되는 내시경; 상기 내시경을 최초 소화전 내부까지 진입시키는 케이블인젝션 파이프(Cable Injection Pipe),; 및 상기 내시경의 여러 부분을 개별적으로 당겨서 방향을 전환하는 방향 전환 유닛을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 소화전을 이용한 비굴착형 부단수 내시경 장치를 제공한다.

Description

소화전을 이용한 비굴착형 부단수 내시경 장치{Apparatus for Trenchless Endoscope without Suspension of Water Supply using Hydrant}

본 발명은 부단수 내시경에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 부단수 상태의 상수도관을 굴착하지 않고 작업이 가능하며 투입된 카메라의 방향을 자유롭게 전환하면서 촬영할 수 있는 소화전을 이용한 비굴착형 부단수 내시경 장치 및 이를 이용한 관로조사 방법에 관한 것이다.

종래 기술에 따른 내시경 방식의 부단수 상수도관 누수탐사 및 내부 검사장치는 예를 들어 도 4에 도시된 바와 같이, 컨트롤 겸용 압력탱크(110), 검사모듈(120), 검사모듈/케이블 삽입유닛(140), 모니터(130) 및 컨트롤러를 포함하여 구성될 수 있다(특허 제467681호 참조).

구체적으로 상기 컨트롤 겸용 압력탱크(110)는 케이블이 풀리거나 감기는 케이블 릴(111, cable reel)과, 상기 케이블 릴(111)에서 풀리는 케이블을 안내하는 케이블 안내롤러(112)와, 상기 케이블 안내롤러(112)를 구동시키는 삽입 구동모터(113)와, 상기 케이블을 되감을 때 구동되는 되감기 구동 모터(118)와, 상기 케이블의 동작을 감지하는 케이블 센서(117)와, 상기 케이블이 풀리면서 삽입되는 삽입길이를 측정하는 삽입길이 측정기(119)를 구비한다.

그리고, 상기 검사모듈(120)은 케이블의 단부에 결합되어 상수도관의 내부를 검사하고, 상기 검사모듈/케이블 삽입유닛(140) 상수도관에 연결되는 새들분수전(S)에 착탈 가능하게 결합되어 상기 상수도관 내부로 상기 검사모듈(120)과 상기 케이블을 삽입한다.

또한, 상기 모니터(130)는 컨트롤 겸용 압력탱크(110)의 외측에서 상기 케이블 릴(111)과 연결고, 상기 컨트롤러는 검사모듈(120)에 의한 상기 상수도관의 내부 상황을 상기 모니터(130)로 출력하고 상기 삽입 구동모터(113), 상기 되감기 구동모터(118), 상기 케이블 센서(117) 및 상기 삽입길이 측정기(119)를 컨트롤한다.

상기 구성에 의해, 단수작업 없이도 관로 내부를 용이하게 검사할 수 있고 관 내부에 카메라 모듈을 삽입하여 연속적으로 진행할 수 있으며, 관로 내부에서 발생하고 있는 누수음을 적취하여 누수지점을 찾아낼 수 있고 검사 효율을 향상시킬 수 있다.

하지만, 이러한 종래 기술의 부단수 내시경 장치는 내시경 조사작업을 위해 조사지점에 대한 지면 굴착작업 및 작업 후 복구작업, 그리고 새들분수전 설치 및 천공작업 등의 매우 복잡한 작업이 선행되어야 하기 때문에 한 번의 내시경 검사작업 당 시간적 , 비용적 손실이 매우 크다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 지면을 굴착하지 않고 기존에 설치되어 있는 지상의 소화전을 통해 내시경 카메라를 곧바로 지면의 아래의 부단수 상태 상수도관 내에 투입할 수 있어서 그 절차가 간단하고, 조사속도도 빠르며, 굴착 및 천공 작업 등이 생략 가능하여 비용면에서 이전의 굴착방식에 비해 월등히 절약이 될 수 있는 비굴착형 부단수 내시경 장치 및 이를 이용한 관로조사 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 소화전을 이용한 비굴착형 부단수 내시경 장치는 소화전에 설치되는 본체; 상기 본체와 소화전을 관통하여 관로 내로 투입되는 내시경; 상기 내시경을 최초 소화전 내부까지 진입시키는 케이블 인젝션 파이프(Cable Injection Pipe); 및 상기 내시경의 여러 부분을 개별적으로 당겨서 방향을 전환하는 방향 전환 유닛을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 방향 전환 유닛은, 상기 내시경 카메라 헤드의 바로 뒷부분에 부착되고 여러 개의 스트링이 세 개 방향으로 고정되는 전환체; 상기 내시경의 방향전환을 매개하는 관절 역할을 하는 관절체, 상기 전환체에 고정되어 상기 관절체의 스트링 고정구 각각을 관통하여 연장되는 스트링; 및 상기 스트링을 개별적으로 감고 풀어서 내시경의 방향을 전환하는 틸트 와인더를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 내시경의 케이블에는 상기 전환체로부터 연장되는 스트링이 틸트 와인더 까지 연결됨에 있어 여러 개의 스트링 관통구가 구비되는 관절체가 간격을 두고 여러 개 부착되어 있어 스트링이 각 관절체를 관통하여 연장되어짐으로 인간의 관절과 힘줄처럼 내시경 방향전환을 가능하도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 본체는 소화전에 설치할 때 본체를 지상에 고정하며 길이 조절이 가능한 실린더 지지대가 구비되는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 소화전을 이용한 비굴착형 부단수 내시경 장치를 이용한 관로조사 방법은 부단수 내시경 장치를 이용한 관로조사 방법에 있어서, 소화전에 커플링실린더를 장착하는 단계, 소화전 밸브 개구 및 통수하는 단계, 케이블 인젝션 파이프를 소화전 내로 삽입하는 단계, 내시경 방향전환으로 내시경 카메라 헤드부를 지면 아래 상수도관 내부까지 삽입하는 단계 및 상수도관체 내부에 진입완료된 내시경의 케이블을 밀어넣어 전진 및 촬영하는 단계를 갖는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 내시경 방향전환시 내시경의 케이블에 부착된 관절체로부터 연장되는 여러 개의 스트링을 틸트 와인더가 개별적으로 감고 풀어서 방향을 전환하는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 소화전을 이용한 비굴착형 부단수 내시경 장치 및 이를 이용한 관로조사 방법은 다음과 같은 유용한 효과를 발휘한다.

첫째, 소화전을 통해 부단수 내시경을 바로 투입하기 때문에 상수도관을 굴착하지 않아도 되어 절차가 간단해서 신속한 작업이 가능해진다.

둘째, 굴착, 복구, 새들분수전설치, 부단수천공 등 여러 절차가 생략되어 그 비용이 절감된다.

셋째, 관로 내로 투입된 카메라의 방향을 스트링(String)에 의해 틸팅(Tilting)시켜 방향 전환을 자유롭게 함으로써 내시경 진입로가 두 세 번 이상 굴절되어 있는 소화전 등의 기존 시설을 활용 가능하게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 소화전을 이용한 비굴착형 부단수 내시경 장치의 사용 상태를 나타내는 일부 측단면도;
도 2는 본 발명에 따른 소화전을 이용한 비굴착형 부단수 내시경 장치를 이용한 관로조사 방법을 나타내는 흐름도;
도 3은 종래 기술에 따른 내시경 방식의 부단수 상수도관 누수탐사 및 내부 검사장치이다.

이하, 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 소화전을 이용한 비굴착형 부단수 내시경 장치의 사용 상태를 나타내는 일부 측단면도이다.

본 발명의 소화전을 이용한 비굴착형 부단수 내시경 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 본체(100), 내시경(200), 케이블인젝션파이프(140) , 방향 전환 유닛(400)을 포함하여 구성된다.

본체(100)는 커플링실린더가 사용될 수 있으며, 상수도관의 굴착 없이 지상 소화전(H)의 측면 연결구(L)를 통해 외측으로 확장된 플랜지관(110)을 이용하여 설치되어, 굴착에 의한 종래 기술에 비해 작업절차를 간소화하여 신속한 관로 조사가 가능하다.

내시경(200)은 관로(P) 내부를 촬영하기 위한 내시경 카메라(210)와 내시경 카메라(210)를 투입하기 위해 연결되는 내시경 케이블(220)로 구성되어 상기 본체(100)와 소화전(H)을 차례로 관통하여 지명 아래에 매설된 부단수 상태의 상수관로(P) 내로 투입된다.

케이블 인젝션 파이프(140)는 최초 본체 내부에 위치한 내시경을 소화전 내부까지 밀어 넣어 위치 시킨다.

방향 전환 유닛(400)은 상기 내시경(200)의 여러 부분을 개별적으로 당겨서 방향을 전환하는 것으로, 본 발명의 일 실시예로서 전환체(410), 스트링(String)(420) 및 틸트 와인더(Tilt Winder)(430)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 관절체(500)는 타원형의 구 형상으로 내시경(200)의 전단부, 즉 내시경 케이블(220)의 전단에 여러 개의 관절형태로 부착되고, 내시경(200) 헤드 방향을 3 방향으로 전환시키기 위한 스트링(String)(420)을 고정하기 위해 3개의 스트링 고정구(411)가 내시경 케이블(200)과 평행된 방향으로 각각 구비된다.

도면에서는 본 발명의 일 실시예로서, 스트링 고정구(411)가 관절체(500)에 간격을 두고 각각 3군데가 천공되어 홀을 이루고 이러한 홀에 스트링(String)(420)이 삽입된 상태로 고정되어 있지만, 홈 형태 등 스트링(String)을 고정하기 위해 다양한 형태로 구성될 수 있다.

스트링(String)(420)은 상기 스트링 고정구(411) 각각으로부터 후방으로 연장되어 개별적으로 전환체(410)를 당겨서 결국 내시경 카메라(210)의 이동(방향 전환)을 매개한다.

틸트 와인더(Tilt Winder)(430)는 상기 여러 개의 스트링(String)(420)을 릴(Reel)(431)에 개별적으로 감고 풀어서 전환체(410)를 당김으로써 내시경(200)의 방향을 전환한다. 즉, 틸트 와인더(Tilt Winder)(430)에 의해 전환체(410) 여러 곳에 부착된 스트링이 각각 다른 거리로 당겨짐으로써 실제 내시경(200)의 방향이 전환될 수 있는 것이다.

또한, 상기 내시경(200)의 삼방향 방향 전환을 가능하게 하기 위해 내시경 케이블(220)에는 상기 전환체(410)로부터 후방으로 연장되는 스트링(String)(420)이 통과하여 틸트 와인더(430)로 연결되도록 여러 개의 스트링 관통구(510)가 구비되는 타원형 구 형상의 관절체(500)가 간격을 두고 여러 개 부착된다.

즉, 상기 전환체(410)로부터 각각 후방으로 연장되는 스트링(420)이 내시경 케이블(220)에 부착되어 있는 여러 개의 관절체(500)의 스트링 관통구(410)를 통과하여 틸트 와인더(430)에 감기는 것이다.

이와 같이, 본 발명은 전환체(410)와 스트링(420)에 의한 틸팅(Tilting) 방식으로 카메라의 위치를 전환하되, 관절체(500)가 스트링(420)의 위치를 가이드 내지 고정함으로써, 전환체(410)와 관절체(500)가 인간의 관절 역할을 하고 스트링(420)이 힘줄 기능을 하여 여러 회 절곡되는 소화전을 이용한 내시경 관 삽입 절차 시 내시경(200)의 방향을 자유롭게 전환할 수 있다.

도면에서는 본 발명의 일 실시예로서, 스트링 관통구(410)가 관절체(500)에 간격을 두고 각각 3군데가 천공되어 홀을 이루고 이러한 홀에 스트링(String)(430)이 통과하도록 구성되어 있다.

여기서, 상기 본체(100)는 소화전(H)에 설치할 때 본체(100)를 지상에 고정하며 길이 조절이 가능한 실린더 지지대(120)가 구비되는 것이 바람직하며, 길이 조절을 위해 2단 조임 잠금식 확장봉의 형태를 구비하는 것이 바람직하다.

도 2는 본 발명에 따른 소화전을 이용한 비굴착형 부단수 내시경 장치를 이용한 관로조사 방법을 나타내는 흐름도이다.

한편, 본 발명의 상기 소화전을 이용한 비굴착형 부단수 내시경 장치를 이용한 관로조사 방법은 도 2에 도시된 바와 같이, 소화전에 본체, 즉 커플링실린더를 장착하는 단계(S10), 소화전 밸브 개구 및 통수 단계(S20), 케이블인젝션 파이프의 소화전내 삽입단계(S30), 내시경 방향전환으로 관내부까지 삽입하는 단계(S40) 및 내시경 전진 촬영하는 단계(S50)를 포함하여 구성된다.

소화전에 본체를 장착하는 단계(S10)는 소화전 측면에 위치한 플랜지관(110)에 본체(100)를 장착하는 단계로 그 무게를 지탱할 수 있도록 실린더 지지대(120)를 이용하여 본체(100)를 지면에 지지 고정하는 작업을 함께 하는 것이 바람직하다.

소화전 밸브 개구 및 통수 단계(S20)는 내시경이 소화전내부를 지나 지면 아래 매설된 상수관 내부까지 진입할 수 있도록 진입로를 열어주는 단계로 이 작업단계에서 고압의 상수도 압력이 내시경 카메라에 전해질 수 있으므로 일시적으로 물을 배수하여 압력을 분산시킬 수 있는 배수밸브(300)를 가지는 구조물 형태가 바람직하며, 또한 수압 압력계를 동일한 위치에 배치하여 부단수 상수도관의 수압을 측정가능하게 한다.

케이블인젝션파이프의 소화전내 삽입단계(S30)는 최초 본체(100) 내에 위치하고 있던 내시경(200)을 소화전 내부로 까지 위치시키기 위해 케이블인젝션파이프(140)를 소화전 내부로 밀어넣은 단계이다.

내시경 방향전환으로 관내부까지 삽입하는 단계(S40)는 상기 내시경(200)의 여러 부분, 즉 내시경 케이블(220)의 전단에 부착된 전환체(410)에 고정된 스트링(420)의 여러 부분을 틸트 와인더(430)를 이용하여 개별적으로 당겨서 방향을 전환(Tilting)하여 내시경 카메라(210)를 지면 아래에 위치한 부단수 상태의 상수관 내부까지 진입시키는 것이다.

즉, 상기 방향을 전환하여 관내부까지 삽입하는 단계(S40)는 상기 내시경의 케이블(220)에 부착된 전환체(410)로부터 연장되는 여러 개의 스트링(420)을 틸트 와인더(430)가 개별적으로 감고 풀어서 방향을 전환하는 것이다.

내시경 전진 촬영하는 단계(S50)는 지면 아래 매설된 상수관까지 도달한 내시경 카메라(210)를 내시경 케이블을 지상에서 조작운영자가 수동으로 밀어 넣음으로써 관내부 조사 구간 전반에 걸쳐 전진 촬영하는 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 소화전을 이용한 비굴착형 부단수 내시경 장치 및 이를 이용한 관로조사 방법에 의해 조사지점에 대한 굴착과 복구작업 없이 소화전을 통해 내시경을 곧바로 투입하고 전환체(410), 연결체(500) 및 스트링(420)을 이용하여 틸팅(Tilting)시켜 지면아래 매설된 상수도 관체 내부까지 수차례 굴절된 진입통로 구간을 거쳐 내시경 카메라(210)를 삽입 시켜 촬영검사하는 것이다.

특히, 종래 기술과 달리 소화전(H)을 철거하지 않고 소화전의 측면으로 내시경(200)을 바로 투입하는 경우 기본적으로 2회 이상 절곡되어야 하는 환경이므로 본 발명에서와 같은 틸팅(Tilting)작업이 더욱 유용하게 활용될 수 있을 것이다.

이와 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술분야에 있어 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.

그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하며, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수 있다.

100: 본체 110: 플랜지관
120: 실린더 지지대 130: 핸들
140: 케이블인젝션 파이프 200: 내시경
210: 내시경 카메라 220: 내시경 케이블
300: 배수 밸브 310: 수압계
400: 방향 전환 유닛 410: 전환체
411: 스트링 고정구 420: 스트링
430: 틸트 와인더 431: 릴
500: 관절체 510: 스트링 관통구

Claims (6)

1. 소화전에 설치되는 본체;
   상기 본체와 소화전을 관통하여 상수도 관로 내로 투입되는 내시경;
   상기 본체 내에 위치한 내시경 카메라를 소화전 내부까지 진입시키는 케이블 인젝션파이프; 및
   상기 내시경의 여러 부분을 개별적으로 당겨서 방향을 전환하는 방향 전환 유닛을 포함하여 구성되며,
   상기 방향 전환 유닛은,
   상기 내시경의 전단부에 부착되고 여러 개의 스트링 고정구가 구비되는 전환체; 상기 스트링 고정구 각각으로부터 연장되는 스트링; 및 상기 스트링을 개별적으로 감고 풀어서 내시경의 방향을 전환하는 틸트 와인더를 포함하여 구성되고,
   상기 내시경의 케이블에는 상기 전환체로부터 연장되는 스트링이 통과하여 틸트 와인더로 연결되도록 여러 개의 스트링 관통구가 구비되는 관절체가 간격을 두고 여러 개 부착되는 것을 특징으로 하는 소화전을 이용한 비굴착형 부단수 내시경 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 본체는 소화전에 설치할 때 본체를 지면에 평행하도록 횡방향으로 고정할 때 그 무게를 지탱할 수 있도록 길이 조절이 가능한 실린더지지대가 구비되는 것을 특징으로 하는 소화전을 이용한 비굴착형 부단수 내시경 장치.
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6. 삭제

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