KR100912857B1 - 이중보온관 열 수축 포밍홀의 웰딩 플러그 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이중보온관 열 수축 포밍홀의 웰딩 플러그에 관한 것으로서, 두 이중보온관(11)을 용접하고, 열 수축 케이싱(20)을 연결부위에 위치시킨 다음 열 수축 케이싱(20)의 양단에 열을 가하여 열 수축 케이싱(20)의 끝 부분을 이중보온관(11)에 밀착 되도록 하여 열 수축 케이싱(20)에 형성되어 있는 구멍으로 폴리우레탄 폼을 주입하여 경화시켜 이중보온관 이음부를 단열하는 데 있어서, 상기 구멍에 끼워지는 구멍삽입부(31)를 구비한 실링판(30)과; 상기 실링판(30) 상에 적층 형성된 웰딩층(40)과; 상기 웰딩층(40) 상에 적층 형성된 메쉬히터(50) 및; 상기 메쉬히터(50) 상에 적층 형성된 웰딩 확인공(61)을 갖춘 실링판(60)으로 구성되어 이중보온관 연결부위 단열시공에서 발포 폴리우레탄 폼 주입구를 플러그를 사용하여 포밍의 품질을 높이고 이후 포밍홀의 마감을 수밀이 되지 않도록 완전 열융착하여 접착하는 시공이 용이하면서도 이중보온관 연결부위 단열시공시 폴리우레탄 폼의 발포 품질의 향상으로 이중보온관 연결부위 단열시공의 하자발생을 최소화함으로써 유지보수 비용의 절감으로 경제적인 이중보온관 연결부위 단열시공을 가능하게 하는 각별한 장점이 있는 유용한 발명이다.

이중보온관, 이음부, 폴리우레탄 폼, 플러그, 단열시공.

Description

이중보온관 열 수축 포밍홀의 웰딩 플러그{A Welding plug of thermal contraction forming hole in double insulation pipe}

본 발명은 열융착 마개에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이중보온관 이음부를 열수축관을 사용하여 양단을 열수축시킨 후 열수축관의 중앙 부분에 폴리우레탄 폼을 충진하기 위하여 구멍을 뚫고 이곳에 폴리우레탄 폼을 넣어서 단열하고, 구멍을 최종적으로 막는데 사용하는 이중보온관 열수축 포밍홀의 웰딩 플러그에 관한 것이다.

일반적으로 지역난방시스템은 집단에너지를 공급하는 사업자가 다수의 개별 사용자에게 난방 및 급탕을 위해 배관을 통해 집단에너지를 공급하는 시스템으로 개별적으로 사용자가 난방설비를 갖추는 개별난방 시스템과는 차이가 있다.

즉, 지역난방은 한 개의 도시 또는 일정한 지역 내에 있는 주택, 상가, 사무실, 학교, 병원, 공장 등 각종 건물이 개별적으로 난방설비를 갖추지 않고, 대규모 열생산시설, 즉 열병합발전소를 건설하여 난방 및 급탕에 필요한 중온수(80 ∼ 120℃)를 생산, 열 수송관을 통해 각 수용가에 공급하는 시스템으로 집단에너지 공급방식 중 하나이다.

한편, 이러한 열병합발전소는 열전용 보일러와, 축열조와, 열교환기 및 순환펌프로 이루어진다. 그리고 상기 순환펌프에는 열 공급대상지역까지 열을 수송 및 회수하는 열수송관과, 사용자 열교환기가 연결된다. 여기에서, 열수송관은 공급관과 회수관으로 이루어진다. 이처럼, 지역 난방을 위해 지중에 매설되는 열수송관에는 이중보온관이 주로 사용된다.

상기 이중보온관은, 강관(steel carrier pipe)으로 된 내관, 상기 내관의 외부를 감싸며 화학적 저항력이 크고 강도가 높은 외관 및 상기 내관과 외관의 사이에 개재되는 단열재(예컨대, 폴리우레탄 보온재)로 구성된다.

이중보온관은 내관으로부터 누수가 되지 않아야 함은 물론이고 외관을 통한 외부 침수 등이 적어도 30년 이상 발생하지 않아야 하며, 이를 위해서 응력 발생과 열수축 팽창에 의한 이중보온관의 변형이 허용치 이내에서 발생하도록 시공되어야 한다.

이러한 이중보온관 부품의 구조상 및 시공상 요구사항들은 특히 이중보온관이 접속되는 개소에서 충실히 유지되어야 한다. 이중보온관의 접속 과정은 접속하고자 하는 이중보온관의 외관 및 단열재를 벗겨 내관이 노출되도록 한 후, 내관을 맞대어 용접으로 상호 접속한다. 용접이 완료되어 용접부분을 검증하여 누수의 위험이 없다고 판단되면, 파이프 접속 부분을 열수축재(heat shrinkable sleeve)를 덮어씌우고 열수축밀봉하기 전에 우레탄 수지를 접속부위에 채워 단열 보온을 한후, 열을 가하여 밀봉한다. 이러한 열 수축 접속방법 이외에도 쉘조인트 접속방법, 용접접속방법 등이 있다.

지역 난방에서의 배관은 통상 지면에 소정의 깊이로 도랑을 파 다수의 이중보온관을 용접 등에 의해서 연결되도록 하는 구성으로 이루어진다. 즉, 배관은 다수의 90mm ~ 1200mm의 이중보온관을 관경별로 땅에 묻어서 약 12m씩 연결하여 하나의 구간을 형성하고, 다시 소정의 간격을 이격하여 다수의 이중보온관을 연결함으로써 또 다른 하나의 구간을 구비하는 방식으로 매설하게 된다. 이때 각 구간별 서로 이격되는 부위에는 통상 5 ~ 10m 이내의 짧은 길이인 이중보온관을 삽입하여 각 구간의 끝단 부와 용접 등에 의해서 연결되게 함으로써 배관이 이루어지도록 하고 있다.

이러한 이중보온관의 연결부위를 단열처리하는 종래의 방법은 도 1 a 내지 도 1d에 도시한 바와 같이 먼저 열수축케이싱(2)을 강관(1)에 삽입한 후 두 강관(1)을 용접하고(도 1a), 이중보온관 이음부 강관 외부 폴리에스테르(PE) 양끝과 열수축케이싱(2)이 만나는 부분에 메스틱 테이프(4)를 감는다. 이어 열수축케이싱(2)을 중앙으로 이동시켜 연결부위에 위치시킨(도 1b) 다음 고임목을 받친 후 열수축케이싱(2)의 양 끝단에 토치를 이용하여 열을 가하여 열수축케이싱(2)을 수축시켜 열수축케이싱(2)을 강관(1)에 밀착 되도록 하여(도 1c) 열수축케이싱(2)에 포밍홀(3;forming hole)을 뚫고, 열수축케이싱(2)에 형성한 포밍홀(3)로 폴리우레탄 폼 용액을 주입한 후 30초 내지 60초 가스를 방출시키고 포밍홀(3)을 손바닥으로 10초 정도 막아주어 폴리우레탄 폼의 경화로 구멍이 막히고, 내부에서는 발포가 계속적으로 이루어져 24시간 지난 후 포밍홀(3)의 주위를 깨끗이 청소하고, 포밍홀(3)을 웹스로 막는다. 그 후 새들(saddle)로 웹스를 고정한 후 웹스를 전기융착 시킨다.

그러나 이러한 종래 이중보온관 연결부위 단열처리는 폴리우레탄 폼 용액을 포밍홀(3)에 주입하여 발포시킬 때 발포중인 폴리우레탄 폼이 뜨거운 관계로 포밍홀(3)을 막아주던 손을 일찍 떼게 되면 포밍홀(3)로 폴리우레탄 폼이 누출되어 현장 이음부위의 발포 폴리우레탄 폼의 밀도가 60kg/㎥ 보다 낮아지게 되거나 또는 발포 폴리우레탄 폼 내의 가스가 포밍홀(3)을 통해 밖으로 배출되지 못하여 폴리우레탄 폼의 품질이 불량하게 되는 결점이 있었다.

이러한 폴리우레탄 폼의 품질불량은 이중보온관 연결부위의 시공불량을 초래하게 되어 필연적으로 하자보수를 하여야 하므로 하자보수에 소요되는 비용이 증가하게 되는 단점도 있었다.

또한, 작업자의 손으로 포밍홀(3)을 막아주게 됨으로써 폴리우레탄 폼의 충진상태를 육안으로 점검할 수 없을 뿐만 아니라 폴리우레탄 폼의 밀도를 적정하게 유지시킬 수 없다고 하는 문제점도 있었다.

상기한 종래 이중보온관의 포밍홀 마감은 열을 표면에 가하여 녹여서 순간적으로 접착하는 방법과 반도전체의 특성을 갖는 시트를 표면에 접착하는 방법을 사용하고 있다.

이들 방법은 열수축관이나 폴리에틸렌 파이프의 두께가 얇아 접착이 곤란하므로 사용이 큰 관경에만 채용되고 있으며, 반도체의 특성을 갖는 시트표면 접착방법은 주위온도, 시공 및 특수한 자재의 수급 등에 어려움이 있어 현재는 쐐기형 플러그와 열을 가하여 시트를 붙이는 이중 방법으로 시공하고 있는 실정이다.

이와 같은 결점 및 문제점 들을 해결하기 위하여 본 발명의 발명자는 "이중보온관 이음부에 사용하는 플러그"를 개발하여 특허출원 제10-2007-46703호로서 출원한 바 있다.

상기 특허출원 제10-2007-46703호의 이중보온관 이음부에 사용하는 플러그는 이중보온관 연결부위 단열시공에서 발포 폴리우레탄 폼 주입구를 간편하고 용이하게 막아 폴리우레탄 폼의 발포시 내부의 공기를 원활하게 배출시켜 폴리우레탄 폼이 완전히 충진되도록 함과 더불어 그 밀도가 60kg/㎥ 이상이 되도록 발포시켜 보온 품질을 향상시킬 수 있어 이중보온관 연결부위 단열시공의 하자발생을 최소화함으로써 유지보수 비용의 절감으로 경제적인 이중보온관 연결부위 단열시공을 할 수 있고, 폴리우레탄 폼의 밀도를 적정하게 유지시킬 수 있어 폴리우레탄 폼의 밀도 불균일에 의한 내부의 온도 손실이 방지되어 열 손실량을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 이중보온관 연결부위 단열시공에서 발포 폴리우레탄 폼 주입구를 손으로 막지 않아 폴리우레탄 폼의 충진 상태를 육안으로 점검할 수 있어 이중보온관 연결부위 단열시공의 품질을 향상시킬 수 있는 장점이 있는 것이다.

본 발명은 상기한 특허출원 제10-2007-46703호의 이중보온관 이음부에 사용하는 플러그와는 또 다른 이중보온관 열 수축 포밍홀의 웰딩 플러그를 제공하는 것이다.

본 발명은 상기한 실정을 감안하여 종래 이중보온관 연결부위 단열처리 방법에서 야기되는 여러 가지 결점 및 문제점 들을 해소하기 위해 발명한 것으로서, 이중보온관 연결부위 단열시공에서 발포 폴리우레탄 폼 주입구를 플러그를 사용하여 포밍의 품질을 높이고 이후 포밍홀의 마감을 수밀이 되지 않도록 완전 열융착하여 접착하는 이중보온관 열 수축 포밍홀의 웰딩 플러그를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 이중보온관 연결부위 단열시공시 발포 폴리우레탄 폼 내의 가스를 용이하게 배출시킬 수 있어 폴리우레탄 폼의 밀도가 60kg/㎥ 이상으로 되어 발포 폴리우레탄 폼의 품질을 향상시킬 수 있는 이중보온관 열 수축 포밍홀의 웰딩 플러그를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 이중보온관 연결부위 단열시공시 폴리우레탄 폼의 발포 품질의 향상으로 이중보온관 연결부위 단열시공의 하자발생을 최소화함으로써 유지보수 비용의 절감으로 경제적인 이중보온관 연결부위 단열시공을 가능하게 하는 이중보온관 열 수축 포밍홀의 웰딩 플러그를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 이중보온관 열 수축 포밍홀의 웰딩 플러그는 두 이중보온관을 용접하고, 열 수축 케이싱을 연결부위에 위치시킨 다음 열 수축 케이싱의 양단에 열을 가하여 열 수축 케이싱의 단부를 이중보온관에 밀착 되도록 하여 열 수축 케이싱에 형성되어 있는 구멍으로 폴리우레탄 폼을 주입하여 경 화시켜 이중보온관 이음부를 단열하는 데 있어서, 상기 구멍에 끼워지는 구멍삽입부를 구비한 실링판과; 상기 실링판 상에 적층 형성된 웰딩층과; 상기 웰딩층 상에 적층 형성된 메쉬히터 및; 상기 메쉬히터 상에 적층 형성된 웰딩 확인공을 갖춘 실링판으로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명 이중보온관 열 수축 포밍홀의 웰딩 플러그는 이중보온관 연결부위 단열시공에서 발포 폴리우레탄 폼 주입구를 플러그를 사용하여 포밍의 품질을 높이고 이후 포밍홀의 마감을 수밀이 되지 않도록 완전 열융착하여 접착하는 시공이 용이하면서도 이중보온관 연결부위 단열시공시 발포 폴리우레탄 폼 내의 가스를 용이하게 배출시킬 수 있어 폴리우레탄 폼의 밀도가 60kg/㎥ 이상으로 되어 발포 폴리우레탄 폼의 품질을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 이중보온관 연결부위 단열시공시 폴리우레탄 폼의 발포 품질의 향상으로 이중보온관 연결부위 단열시공의 하자발생을 최소화함으로써 유지보수 비용의 절감으로 경제적인 이중보온관 연결부위 단열시공을 가능하게 하는 각별한 장점이 있다.

이하, 첨부된 도면 및 바람직한 실시예로서 본 발명 이중보온관 열수축 포밍홀의 웰딩 플러그를 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명 이중보온관 열 수축 포밍홀의 웰딩 플러그의 사시도, 도 3은 본 발명 이중보온관 열 수축 포밍홀의 웰딩 플러그의 단면도, 도 4는 본 발명 이중보온관 열 수축 포밍홀의 웰딩 플러그의 사용상태도, 도 5는 본 발명에 따른 시공 시간에 대한 허용되는 주위온도의 관계를 나타낸 그래프로서, 본 발명 이중보온관 열 수축 포밍홀의 웰딩 플러그는 두 이중보온(11)을 용접하고, 열 수축 케이싱(20)을 연결부위에 위치시킨 다음 열 수축 케이싱(20)의 양단에 열을 가하여 열 수축 케이싱(20)의 단부를 이중보온관(11)에 밀착 되도록 하여 열 수축 케이싱(20)에 형성되어 있는 구멍으로 폴리우레탄 폼을 주입하여 경화시켜 이중보온관 이음부를 단열하는 데 있어서, 상기 구멍에 끼워지는 구멍삽입부(31)를 구비한 실링판(30)과; 상기 실링판(30) 상에 적층 형성된 웰딩층(40)과; 상기 웰딩층(40) 상에 적층 형성된 메쉬히터(50) 및; 상기 메쉬히터(50) 상에 적층 형성된 웰딩 확인공(61)을 갖춘 실링판(60)으로 구성되어 있다.

상기 실링판(30)과 실링판(60)은 HDPE 플라스틱 재질이고, 메쉬히터(50)의 가열에 의해 상기 웰딩층(40)이 용융되어 열 수축 케이싱(20) 표면에 실링판(30)과 실링판(60)이 메쉬히터(50)에 의해 접착되도록 되어 있다.

또한, 상기 메쉬히터(50)에는 새들(80; saddle)을 통해 전원공급부(70)가 연결되어 전원공급부(70)로부터 200 ∼ 280V, 40 ∼ 70Hz, 55 ∼ 65A, 550 ∼ 650W의 전원이 공급되어 가열되도록 되어 있다.

그리고 상기 전원공급부(70)에는 온도, 전원의 입출력, 시작, 종료, 전류의 투입을 나타내는 표시램프가 구비되어 있고, 웰딩시간과 전압 및 에러메시지를 표시할 수 있는 기능이 구비되어 있으며, 주위온도를 감지하여 웰딩에 적절한 시간을 제어하는 제어기능이 구비되어 있다.

미설명부호 10은 강관, 21은 새들밴드를 각각 나타낸다.

다음에는 상기한 바와 같이 구성된 본 발명 이중보온관 열수축 포밍홀의 웰딩 플러그의 사용에 대하여 설명한다.

이중보온관의 연결부위를 단열시공하고자 하면, 먼저 도 4에 도시한 바와 같이 두 이중보온관(10)을 용접하고, 열수축케이싱(20)을 연결부위에 위치시킨 다음 열 수축 케이싱(20)의 양단에 열을 가하여 열수축케이싱(20)의 단부를 이중보온관(10)에 밀착 되도록 하여 열수축케이싱(20)에 형성되어 있는 포밍홀로 폴리우레탄 폼 용액을 주입한 후 30초 내지 60초 대기하여 가스가 방출되도록 하고, 포밍홀을 플러그로 막는다. 이와 같이 하면 폴리우레탄 내의 잔여 가스가 배출되고, 이어 발포되는 폴리우레탄 폼이 내부에서는 폴리우레탄의 발포가 계속적으로 이루어지게 된다. 이와 같이 한 후 24시간 후에는 플러그의 메쉬히터(50)에 새들(80; saddle)을 통해 전원공급부(70)로부터 200 ∼ 280V, 40 ∼ 70Hz, 55 ∼ 65A, 550 ∼ 650W의 전원을 공급한다.

이때에는 도 5에 나타낸 시공시간에 대해 허용되는 주위온도를 고려하여 웰딩 시간을 제어함으로써 메쉬히터(50)의 가열온도를 적절히 제어하여 실링판(30)과 실링판(60)을 열수축케이싱(20)의 표면에 전기융착시키면, 이중보온관 연결부위의 단열시공이 완료된다.

지금까지 본 발명을 바람직한 실시예로서 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않고 발명의 요지를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있음은 물론이다.

도 1a 내지도 1d는 이중보온관 이음부를 단열처리하는 방법을 나타낸 도면,

도 2는 본 발명 이중보온관 열수축 포밍홀의 웰딩 플러그의 사시도,

도 3은 본 발명 이중보온관 열수축 포밍홀의 웰딩 플러그의 단면도,

도 4는 본 발명 이중보온관 열수축 포밍홀의 웰딩 플러그의 사용상태도,

도 5는 본 발명에 따른 시공시간에 대한 허용되는 주위온도와의 관계를 나타낸 그래프이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 이중보온관 20 : 열 수축 케이싱

30 : 실링판 31 : 구멍삽입부

40 : 웰딩층 50 : 메쉬히터

60 : 실링판 61 : 웰딩 확인공

70 : 전원공급부

Claims (4)

1. 두 이중보온관(10)을 용접하고, 열 수축 케이싱(20)을 연결부위에 위치시킨 다음 열 수축 케이싱(20)의 양단에 열을 가하여 열 수축 케이싱(20)의 단부를 이중보온관(10)에 밀착 되도록 하여 열 수축 케이싱(20)에 형성되어 있는 구멍으로 폴리우레탄 폼을 주입하여 경화시켜 이중보온관 이음부를 단열하는 데 있어서, 상기 구멍에 끼워지는 구멍삽입부(31)를 구비한 실링판(30)과; 상기 실링판(30) 상에 적층 형성된 웰딩층(40)과; 상기 웰딩층(40) 상에 적층 형성된 메쉬히터(50) 및; 상기 메쉬히터(50) 상에 적층 형성된 웰딩 확인공(61)을 갖춘 실링판(60)으로 구성된 것을 특징으로 하는 이중보온관 열 수축 포밍홀의 웰딩 플러그.
2. 제 1항에 있어서, 상기 실링판(30)과 실링판(60)은 HDPE 플라스틱 재질이고, 메쉬히터(50)의 가열에 의해 상기 웰딩층(40)이 용융되어 열 수축 케이싱(20) 표면에 실링판(30)과 실링판(60)이 메쉬히터(50)에 의해 접착되도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 이중보온관 열 수축 포밍홀의 웰딩 플러그.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 메쉬히터(50)에는 새들(80; saddle)을 통해 전원공급부(70)가 연결되어 전원공급부(70)로부터 200 ∼ 280V, 40 ∼ 70Hz, 55 ∼ 65A의 전원이 공급되어 가열되도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 이중보온관 열 수축 포밍홀의 웰딩 플러그.
4. 제 3항에 있어서, 상기 전원공급부(70)에는 온도, 전원의 입출력, 시작, 종료, 전류의 투입을 나타내는 표시램프가 구비되어 있고, 웰딩시간과 전압 및 에러메시지를 표시할 수 있는 기능이 구비되어 있으며, 주위온도를 감지하여 웰딩에 적절한 시간을 제어하는 제어기능이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 이중보온관 열 수축 포밍홀의 웰딩 플러그.

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