KR100952954B1 - 이중파형강관 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 높은 외압강도, 내구성 및 시공성 등이 우수하여 생활하수, 도로배수용으로 폭넓게 사용되는 파형강관을 내부 평활관과 외부 파형관의 조합형태로 제조하는 장치 및 이중파형강관 제품에 관한 것이다.

본 발명은 내부 평활관 역할을 하는 아연도강판 등의 소재 성형 라인과 외부 파형관 역할을 하는 일반 파형강판 등의 소재 성형 라인을 별개의 라인으로 구성하여, 각 라인에서 개별적으로 성형을 마친 소재를 최종 쓰리롤 위치에서 함께 이중파형강관의 형태로 조관하는 새로운 제조방식을 구현함으로써, 아연도강판 등의 소재에 대한 변형 발생을 완전히 배제할 수 있고, 이에 따라 조관시 내부 평활관을 매끄럽게 만들 수 있는 등 정확한 규격의 이중파형강관을 조관할 수 있는 한편, 이중파형강관 성형시 외부 파형관과 내부 평활관 사이에 우레탄폼 등을 충진하는 방식을 구현함으로써, 제품의 기능성 및 내구성, 그리고 내부식성 등을 크게 향상시킬 수 있는 이중파형강관과 제조장치를 제공한다.

이중파형강관, 내부 평활관, 외부 파형관, 롤링밀, 쓰리롤, 아연도강판, 우레탄폼

Description

이중파형강관 제조장치{Equipment for producing dual type corrugation pipes}

본 발명은 이중파형강관과 제조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 높은 외압강도, 내구성 및 시공성 등이 우수하여 생활하수, 도로배수용으로 폭넓게 사용되는 파형강관을 내부 평활관과 외부 파형관의 조합형태로 제조하는 장치와 이 장치로 제조한 이중파형강관에 관한 것이다.

일반적으로 도로, 항만, 하수종말처리장 등에 사용되는 콘크리트재의 흄관은 자체의 중량 및 부피 증가로 인하여 운반 및 취급이 불편하고, 또 시공시 중장비 투입이 요구되며, 거푸집 설치 및 해체와 관련하여 작업성이 현저하게 떨어져 공사기한을 맞추기 힘든 단점이 있는 한편, 기초 시멘트 및 연결부의 동결로 인해 동절기에는 시공이 제한되고, 연결부위의 증가로 인하여 공사기간이 길어져 전반적인 공사비용이 증가하는 문제점이 있다.

또한, 콘크리트재의 흄관은 강도는 우수하지만 운반 및 시공시 외부로부터 가해지는 충격에 약해 쉽게 균열 또는 파괴되는 문제점이 있다.

이러한 이유로 최근에는 높은 외압강도, 내구성 및 시공성 등이 우수한 아연도금강판을 이용하여 표면에 나선형의 굴곡부를 형성한 형태의 파형강관을 일반배수관, 생활하수관, 공장배수관 등에 많이 사용하고 있는 추세이다.

이러한 파형강관은 오수 및 폐수의 배수, 생활 용수 또는 산업용수의 급수, 건축 분야에서 중공 거푸집이나 건축 슈트로서 널리 적용되고 있으며, 최근에는 배수관 건설시 증가되는 인력난과 비용 및 환경문제에 대한 인식의 증대로 인하여 기존의 콘크리트재 배수관의 대체 자재로서 주목받고 있다.

그러나, 이와 같은 파형강관의 경우 원주방향으로 나선파형들이 반복되어서 우수 및 오수의 흐름방향에 대하여 거의 직각으로 굴곡져 있는 점을 감안하여 볼 때, 우수 및 오수의 정상적인 흐름을 방해하는 역기능을 가지게 됨으로써, 결과적으로 내부를 따라 흐르는 우수 및 오수가 원활하게 통수되지 못하는 문제점이 있고, 이렇게 파형강관의 굴곡면에 이물질 등이 잔류하게 됨에 따라 부패로 인해 악취가 발생하는 되는 등의 문제점이 있다.

또한, 파형강관은 강판을 소재로 하여 만들어지고 내부를 따라 흐르는 우수 및 오수와 상시적으로 접촉하게 됨으로써, 부식의 촉진으로 사용수명이 크게 단축되는 문제점 등이 있다.

상기의 문제점을 해결하기 위하여 대한민국 공개특허공보 제2004-49948호에서는 이중구조를 가지는 매설관 및 그의 제조방법을 제시하고 있다.

이를 살펴보면, 파형강관의 내부에 평활합성수지관을 삽입하고, 파형강관과 평활합성수지관의 사이에 채움접합수지를 채워 일체로 접합되도록 함으로써, 외적인 충격에 대응하도록 구조적강도를 향상시킴과 아울러 우수 및 오수의 원활한 통수로 부식을 억제하도록 하고 있다.

그러나, 상기 매설관은 파형강관과 평활합성수지관의 사이에 채움접합수지를 채워넣기가 현실적으로 어려울 뿐만 아니라, 최초 파형강관의 제작시 일체로 제작한다 하더라도 가공상에 어려움이 있어 제작이 난해하며, 상기 채움접합수지가 경화되어 수축되게 되면 파형강관으로부터 손쉽게 떨어지게 되는 단점이 있고, 각각의 파형강관을 연결하기가 어려워 제작이 난해함에 따라 생산성의 저하를 가져오는 문제점이 있다.

또한, 기존의 이중파형강관은 거의 대부분이 2골로 시도되고 있어서 락심부위가 많아질 수 밖에 없고, 이로 인해 기밀성 측면에 취약한 면을 보이고 있는 단점이 있고, 합성수지관을 포함하는 파형강관은 락심작업을 할 경우 파손의 우려가 높아 불량이 많이 발생하는 문제점을 갖고 있다.

특히, 기존의 파형강관을 제조하는 공정의 경우 코일 소재의 공급, 골 형성, 제품의 절단 등 전체적인 공정이 개별 공정으로 이루어져 있어서 작업의 연속성이 떨어지고, 이로 인해 파형강관의 제조와 관련한 작업성이나 생산성을 높이는데 한계가 있다.

위와 같은 문제점을 해소하기 위하여 본 출원인이 출원한 한국등록공보 등록번호 10-761088호에서는 아연도 강판 등을 소재로 한 내부 평활관 및 외부 파형관의 이중관 형태로 파형강관을 제조하는 방식을 제시하고 있다.

상기 이중파형강관의 경우, 관 내부의 이물질 잔류로 인한 문제, 락심작업과 관련한 파손의 문제 등을 완전히 배제할 수 있고, 또 6골 형성 방식의 채용으로 락심부위를 줄임에 따라 탁월한 기밀능력을 가질 수 있는 등 제품의 기능성 및 내구성을 향상시킬 수 있는 이점이 있지만, 제품 성형시 성형상의 어려움때문에 제품 불량이 많이 발생하는 단점이 있다.

예를 들면, 도 1의 이중파형강관 제조장치는 복수의 강판 소재 공급을 위한 언코일러(100a),(100b), 공급되는 소재에 골을 성형하는 골성형용 롤링밀(110) 및 락심부를 성형하는 락심성형용 롤링밀(120), 소재를 나선형으로 진행시키면서 소정의 직경으로 둥글게 말아서 성형하는 쓰리롤(130) 등을 포함하는 형태로 이루어져 있다.

따라서, 상기 언코일러(100a),(100b)에서 각각의 소재가 공급되고, 상기 골성형용 롤링밀(110)에서 파형으로 성형된 일반 파형강판과 0.6t 아연도강판은 락심성형용 롤링밀(120)에서 함께 락심 성형된 후에 쓰리롤(130)에서 관형태로 성형된다.

그러나, 롤링밀 구간을 거쳐 쓰리롤 위치에서 성형하고자 할 때, 0.6t 아연도 강판이 좌,우로 움직이면서 변형이 발생하게 되는 등 정확한 규격의 이중파형강관을 조관하는데 어려움이 있다.

즉, 일반 파형강판과 0.6t 아연도강판이 동시에 롤링밀측으로 진입함으로 인해 0.6t 아연도강판이 내부에서 울 현상이 발생하게 되고, 결국 이러한 울 현상으로 인해 쓰리롤 위치에서 성형하고자 할 때 0.6t 아연도강판이 변형되는 문제가 있 다.

또한, 0.6t 아연도강판이 좌,우로 이동함에 따라 이중파형강관을 정확한 규격으로 조관하는데 어려움이 있는 등 불량이 많이 발생하는 문제가 있다.

그리고, 0.6t 아연도강판 조관시 절삭유를 뿌리지 못함으로 인해 아연도강판에 열변형이 발생하여 정확한 규격으로 이중파형강관을 조관하지 못하는 문제가 있다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 내부 평활관 역할을 하는 아연도강판 등의 소재 성형 라인과 외부 파형관 역할을 하는 일반 파형강판 등의 소재 성형 라인을 별개의 라인으로 구성하여, 각 라인에서 개별적으로 성형을 마친 소재를 최종 쓰리롤 위치에서 함께 이중파형강관의 형태로 조관하는 새로운 제조방식을 구현함으로써, 아연도강판 등의 소재에 대한 변형 발생을 완전히 배제할 수 있고, 이에 따라 조관시 내부 평활관을 매끄럽게 만들 수 있는 등 정확한 규격의 이중파형강관을 조관할 수 있는 이중파형강관 제조장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 이중파형강관 성형시 외부 파형관과 내부 평활관 사이에 우레탄폼 등을 충진하는 방식을 구현함으로써, 제품의 기능성 및 내구성, 그리고 내부식성 등을 크게 향상시킬 수 있는 이중파형강관을 제공하는데 다른 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 이중파형강관 제조장치는 앞뒤로 배치되어 내부 평활관 성형 및 외부 파형관 성형을 위한 코일 소재를 각각 공급하는 언코일러 및 각각의 롤성형과 락심성형을 마치고 진입한 내부 평활관 소재 및 외부 파형관 소재를 둥글게 마는 동시에 나선 방향으로 진행시키면서 락심작업을 수행하는 쓰리롤을 포함하는 한편, 특히 외부 파형관 소재에 대한 골성형과 락심성형을 수행하는 골성형용 롤링밀 및 락심성형용 롤링밀과, 상기 외부 파형관 소재의 진행과는 별개로 진행되는 내부 평활관 소재에 대한 락심성형을 수행하는 락심성형용 롤링밀을 포함하는 형태로 이루어져서, 내부 평활관 소재와 외부 파형관 소재를 별개의 라인으로 진행시키면서 해당 성형을 마친 후에 쓰리롤 공정 직전에 합류시켜 쓰리롤에서 함께 성형이 이루어질 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 이중파형강관 제조장치는 쓰리롤의 전방에 설치되어 락심성형을 마친 내부 평활관 소재와 롤성형 및 락심성형을 마친 외부 파형관 소재의 합류 전 그 내부에 충진재를 충진하는 충진재 공급장치를 더 포함하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 내부 평활관 제조에 사용되는 소재는 0.6t 아연도 강판, 0.6t 칼라 강판, 0.6t ps 강판, 0.6t pe 강판, 0.6t 코팅 강판 등을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 제공하는 이중파형강관과 제조장치는 다음과 같은 장점이 있다.

첫째, 내부 평활관과 외부 파형관이 별개의 라인에서 각각 성형된 후에 쓰리롤 위치에서 함께 이중파형강관으로 조관되므로서, 내부 평활관으로 주로 쓰이는 아연도강판 소재 등의 변형을 방지할 수 있고, 결국 조관시 내부 평활관을 매끄럽게 만들 수 있는 등 정확한 규격 및 형태의 이중파형강관 제품을 제조할 수 있는 장점이 있다.

둘째, 이중파형강관의 내부에 우레탄폼 등과 같은 충진재를 충진함으로써, 내부 평활관와 외부 파형관 간의 결속력을 강화할 수 있고, 얇은 두께의 내부 평활관이 노화되어 구멍이 생기는 경우에도 우레탄폼이 채워져 있기 때문에 이물질투입이 원천봉쇄되면서 부식을 최대한 막을 수 있으며, 또 외압 강도가 향상되는 장점이 있다.

셋째, 아연도강판 등을 소재로 하여 내부의 평활관과 외부의 파형관을 조합한 형태의 6골 이중파형강관을 제공함으로써, 관 내부에 이물질이 잔류하는 문제나 락심작업시 파손 등의 문제를 배제할 수 있고, 락심연결부위의 수를 줄여 기밀성을 향상시킬 수 있는 등 제품의 기능성 및 내구성을 크게 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

넷째, 본 장비는 롤러 배열을 바꿈으로 인해서 일반 파형관 또는 이중 파형관을 간단히 제조 가능할 수 있는 설비를 제공하게 된다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2와 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중파형강관 제조장치를 나타내는 정면도와 평면도이다.

도 2와 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 이중파형강관 제조장치는 내부 평활관 소재의 성형을 위한 조관라인과 외부 파형관 소재의 성형을 위한 조관라인을 각각 별개의 라인으로 구성하고, 각 조관라인을 거쳐 성형이 완료된 내부 평활관 소재 및 외부 파형관 소재를 함께 쓰리롤측으로 진입시켜 이중파형강관 형태로 조관하는 방식으로 이루어져 있다.

이를 위하여, 복수의 강판 소재 공급을 위한 언코일러(10a),(10b), 공급되는 하나의 소재에 골과 락심부를 형성하기 위한 골성형용 롤링밀(13) 및 락심성형용 롤링밀(14a), 그리고 나머지 하나의 소재에 락심부를 형성하기 위한 락심성형용 롤링밀(14b), 소재를 나선형으로 진행시키면서 소정의 직경으로 둥글게 마는 동시에 락심작업을 수행하기 위한 쓰리롤(16) 등이 마련된다.

위의 각각의 공정을 수행하기 위한 각 파트는 2열 라인의 형태로 순차적으로 배치되어 연속 자동화 공정을 가능하게 된다.

본 발명에서는 이중파형강관의 제조를 위하여 사용되는 소재는 내부 평활관 소재 및/또는 외부 파형관 소재의 경우 0.6t 아연도 강판, 0.6t 칼라 강판, 0.6t pe 강판, 0.6t ps 강판, 0.6t 코팅 강판 등을 사용할 수 있고, 외부 파형관 소재의 경우 1.6t, 2.0t, 3.2t의 두께를 갖는 강판이나, pe 또는 ps 아연도 강판 등을 사용할 수 있다.

이러한 각각의 강판은 개별적으로 공급된 후, 각 라인의 롤링밀 공정을 거치면서 최종 쓰리롤 공정에서 합쳐져 내외부의 코팅된 이중관 형태로 조합된다.

따라서, 언코일러(10a),(10b)에서 공급되는 2개의 강판 소재는 각각 골성형 및 락심부성형 공정을 연속해서 차례로 거치는 진행을 통해 내부의 평활관과 외부의 파형관이 일체형으로 조합된 형태의 이중파형강관으로 제조될 수 있다.

상기 언코일러(10a),(10b)는 코일 형태의 강판 소재를 공급하는 부분으로서, 앞뒤로 배치되어 각각의 개별적인 경로를 통해 2개의 강판 소재, 즉 내부 평활관 소재 및 외부 파형관 소재를 각각의 롤링밀측으로 제공하는 역할을 한다.

이러한 언코일러는 자체 구동수단에 의해 가동되는 드럼을 갖추고 있어서 드럼의 회전을 통해 강판 소재를 적당한 속도로 풀어줄 수 있으며, 이에 따라 강판 소재의 진행이 후속 공정과 연계되면서 자연스럽게 이루어질 수 있다.

상기 외부 파형관 소재에 대한 롤성형과 락심부성형을 수행하는 롤링밀은 강판 소재의 폭방향으로 다수 개의 골, 예를 들면 6개의 골과 강판 소재의 양쪽 가장자리에 락심부를 성형하는 부분으로서, 모터에 의해 구동되는 축 수단과 이 축 수단에 장착되어 있는 롤러 수단을 이용하여 골과 락심부를 성형하는 역할을 한다.

이러한 롤링밀은 크게 외부 파형관을 위해 골을 성형하는 골성형용 롤링밀(13)과 락심부를 성형하는 락심성형용 롤링밀(14a)로 구분되는데, 예를 들면 언코일러(10a)로부터 공급되는 하나의 강판에 대해 6개의 골을 성형하기 위하여 골성형용 롤러(11)를 가지는 6쌍의 롤링축(17a)을 포함하는 골성형용 롤링밀(13)이 전단부에 배치되고, 계속해서 전단부측에서 넘어오는 골이 성형된 강판의 사이드 부 분에 락심부를 성형하기 위하여 그 양끝으로 락심성형용 롤러(12a)를 가지는 적어도 4쌍의 롤링축(17a)을 포함하는 락심성형용 롤링밀(14a)이 후단부에 배치되는 구조로 이루어질 수 있다.

골성형을 위한 위아래 한쌍의 롤링축(17c)은 프레임 구조물상에서 폭방향으로 길게 배치되면서 회전가능하게 양단 지지되는 구조로 설치되고, 각 축의 한쪽은 기어전동수단을 통해 모터(18)측에 연결되어 구동될 수 있으며, 이러한 롤링축(17c))에는 축의 길이방향을 따라 일정피치로 6쌍의 골성형용 롤러(11)가 장착되어 있어서 위아래 골성형용 롤러(11) 사이를 통과하는 강판 소재에 대해 골을 성형할 수 있게 된다.

이때의 위아래 한쌍의 골성형용 롤러(11)의 경우 윗쪽의 롤러는 요입형태의 가압면을 갖는 롤러로 되어 있고, 아래쪽의 롤러는 요입형태에 대응하여 수용되는 돌출형태의 가압면을 갖는 롤러로 되어 있으며, 이러한 한쌍의 롤러에 의해 강판 소재에 골이 형성될 수 있다.

특히, 상기 골성형용 롤러의 경우 소재 진행방향을 따라 갈수록 점차 그 롤러의 수가 증가하는 형태로 배치될 수 있으며, 이에 따라 초기에는 소재상에 1개의 골이 성형되고 계속 골 수가 증가하다가 최종적으로 6개의 골이 성형되는 형태로 골 성형 작업이 이루어질 수 있다.

그리고, 락심성형을 위한 위아래 한 쌍의 롤링축(17a)의 경우에도 프레임 구조물상에서 폭방향으로 길게 배치되면서 회전가능하게 양단 지지되는 구조로 설치되고, 각 축의 한쪽은 기어전동수단을 통해 모터(18)측에 연결되어 구동될 수 있으 며, 이러한 롤링축(17a))에는 축의 양단위치에 락심성형용 롤러(12a)가 장착되어 있어서 위아래 락심성형용 롤러(12a) 사이를 통과하는 강판 소재에 대해 락심을 성형할 수 있게 된다.

이와 같은 한쌍의 롤링축(17b,17c)들은 대략 10열이 프레임 구조물의 길이방향, 즉 강판 소재의 진행방향을 따라 일정한 간격으로 배치되면서 해당 구간을 통과하는 강판 소재에 대해 골과 락심부를 성형하게 된다.

따라서, 언코일러(10a)로부터 공급되는 외부 파형관 소재가 전단부에 배치되는 6쌍의 롤링축(17c) 구간으로 진입하면, 롤링축(17c)에 있는 위아래 한쌍의 골성형용 롤러(11)에 의해 강판 소재에는 폭 방향으로 이어지는 파형 모양의 6골이 성형되고, 계속해서 후단부에 배치되는 4쌍의 롤링축(17a) 구간으로 진행되는 한편, 계속해서 후단부의 4쌍의 롤링축(17a) 구간으로 진입한 소재는 롤링축(17a)의 양단부에 있는 위아래 한쌍의 락심성형용 롤러(12a)에 의해 양단부가 대략 90°절곡된 모양의 락심부로 성형되며, 이렇게 골 성형과 락심부 성형을 마친 외부 파형관 소재는 후속 공정인 쓰리롤 공정측으로 진행된다.

한편, 하나의 언코일러(10a)에서 공급되는 외부 파형관 소재의 진행과는 별개로 다른 하나의 언코일러(10b)에서 공급되는 내부 평활관 소재는 라인 전체 구간 중간중간에 설치되는 다수의 유도용 롤(23)에 의해 안내를 받으면서 진행될 수 있고, 이에 따라 내부 평활관 소재의 진행이 원활하게 이루어질 수 있게 된다.

그리고, 각각의 성형을 마친 내부 평활관 소재와 외부 파형관 소재가 합류되는 지점에는 충진재 공급장치(20), 예를 들면 우레탄폼을 도포할 수 있는 우레탄폼 공급장치가 설치된다.

이에 따라, 내부 평활관 소재와 외부 파형관 소재가 위아래로 합쳐지기 전 그 내부에는 우레탄폼 공급장치에서 공급되는 우레탄폼이 도포될 수 있고, 결국 내부 평활관(100)과 외부 파형관(110)의 조합형태로 이루어진 이중파형강관의 내부에는 우레탄폼(120)이 채워지게 된다.

즉, 도 8에 도시한 바와 같이, 내부에 우레탄폼이 채워진 내부 평활관과 외부 파형관의 조합형태로 이루어진 이중파형강관을 제조할 수 있다.

이러한 우레탄폼을 내부에 포함하는 이중파형강관은 우레탄폼이 내부 평활관과 외부 파형관을 연결하여 주므로서 단단해질 수 있고, 또 0.6t 강판이 노화되어 구멍이 생겨도 우레탄폼이 있어 이물질이 공간에 투입이 되지 않음으로 다음 부식을 최대한 막을 수 있으며, 또한 외압 강도가 향상될 수 있다.

도 4와 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중파형강관 제조장치에서 내부 평활관의 락심성형을 위한 락심성형용 롤링밀을 나타내는 정면도와 평면도이다.

도 4와 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 락심성형용 롤링밀(14b)는 내부 평활관 소재의 양단부에 락심을 성형하는 수단으로서, 양측에 락심성형용 롤러(12b)를 가지는 위아래 다수 쌍의 롤링축(17b)이 내부 평활관 소재의 진행방향을 따라 일정간격으로 배치되고, 각 롤링축(17b)은 모터(18)의 구동축(24)에 있는 구동기어(25)와 연동되는 축기어(28) 및 다수의 전동기어(26)들에 의해 회전 가능하게 되며, 각 부품들은 플레이트 구조물 형태의 프레임(27)상에 지지되는 구조로 이루어진다.

여기서, 각 롤링축(17b)의 연계적인 회전 메카니즘은 구동축(24)에 있는 하 나의 구동기어(25)가 앞뒤로 배치되는 2개의 롤링축(17b)이 갖는 각 축기어(28) 사이에 치합되어 전동가능하게 되고, 나머지 롤링축(17b)은 전동기어(26)와 치합되어 전동가능하게 되는 메카니즘으로 이루어져 있다.

이에 따라, 언코일러(10b)로부터 공급되는 내부 평활관 소재가 4쌍의 롤링축(17b) 구간으로 진행되는 한편, 이렇게 4쌍의 롤링축(17b) 구간으로 진입한 소재는 롤링축(17b)의 양단부에 있는 위아래 한 쌍의 락심성형용 롤러(12b)에 의해 양단부가 대략 90°절곡된 모양의 락심부로 성형되며, 이렇게 락심부성형을 마친 내부 평활관 소재는 후속 공정인 쓰리롤 공정측으로 진입하기 전 외부 파형관 소재와 합류하기 위해 가이드장치(19)쪽으로 진행된다.

이때, 내부 평활관 소재의 양단부에 락심을 성형하는 락심 성형용 롤러(12b)에 동력을 전달하는 모터(24)의 구동축(24)에는 모터의 동력을 잠시 끊었다가 이어주는 축이음 수단인 클러치(29)가 설치되어, 락심부성형을 마친 내부 평활관이 쓰리롤(130)로 초기 진입시에는 내부 평활관 락심 성형용 롤러(12b)를 구동하는 모터(24)의 구동력을 이용하고 내부 평활관을 쓰리롤(130)측으로 견인시키기고, 이 후에는 클러치(29)에 의해 구동축(24)의 동력을 잠시 끊어서 외부 파형관 락심 성형롤 롤러(12a)의 모터(미도시) 구동력을 이용하여 진입을 완료시킨다.

이와 같이, 모터(24)를 클러치(29)로 동력을 단속하는 이유는 파형 강관 제작시 외부파형관과 내부평활관을 각각 해당 모터를 사용하여 쓰리롤 측으로 진입시키기에는 매우 어려워, 초기 진입시에만 내부 평활관을 모터(24)로 구동하여 진입시키고 초기 진입이 완료된 후에는 쓰릴롤 롤라에서 외부파형관과 내부평활관을 동 시에 누르고 있기 때문에 외부 파형관 모터의 구동력만으로도 동시에 진입을 완료할 수 있게된다.

도 6과 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중파형강관 제조장치에서 내부 평활관과 외부 파형관의 쓰리롤측 진입을 안내하는 가이드장치를 나타내는 정면도와 평면도이다.

도 6과 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 가이드장치는 지지대(21)상에 양단 회전가능한 구조로 설치되는 위아래 한 쌍의 가이드롤(22a),(22b)을 이용하여 락심성형을 마친 내부 평활관 소재와 골성형 및 락심성형을 마친 외부 파형관 소재의 쓰리롤측 직선 진입을 안내하는 역할을 하며, 쓰리롤(16)의 전단부에 설치된다.

이에 따라, 윗쪽에서 진행되어오는 내부 평활관 소재와 아래쪽에서 진행되어오는 외부 파형관 소재는 가이드장치의 가이드롤(22a),(22b)을 통과하면서 합류되어 위아래로 합체된 상태가 되고, 이 상태 그대로 직선 진행되어 쓰리롤(16)측으로 진입하게 된다.

상기 쓰리롤(16)은 골성형 및 락심성형을 마친 외부 파형관 소재와 이와는 별도로 락심성형을 마친 내부 평활관 소재를 원하는 직경을 갖는 관 형태의 제품으로 만드는 부분이며, 소재를 나선 형태로 진행시키면서 둥글게 마는 방식으로 되어 있다.

이를 위하여, 쓰리롤 본체에는 각 롤러들이 본체 좌우 폭선상에 대해 일정한 각도로 틀어진 형태를 하면서 폭선상을 따라 일렬로 나란하게 배치되는 가이드용 롤러(15)가 윗쪽에 1열 아래쪽에 2열 설치되고, 이러한 가이드용 롤러(15)의 연장 선상에서의 본체 한쪽 끝에는 위아래 한 쌍의 락심성형용 롤러(12c)가 설치된다.

이에 따라, 서로 겹쳐 있는 안쪽의 평활관 소재와 바깥쪽의 파형 소재는 그 진행시 파형 소재는 골 부분을 통해, 평활 소재는 평편면을 통해 각 가이드용 롤러(15)에 의한 안내를 받을 수 있게 되고, 이와 동시에 일정각도 틀어진 롤러 안내구조에 의해 강판 소재는 본체 헤드부분을 크게 감싸는 궤적을 그리는 동시에 나선 형태로 둥글게 말리면서 한쪽으로 진행될 수 있다.

강판 소재의 안내를 위하여 상기 가이드용 롤러의 경우 상부 롤러는 그 접촉면이 평면으로 되어 있고, 하부 롤러는 곡면으로 되어 있어서 파형 소재와 평활 소재를 각각 효과적으로 눌러주면서 안내를 할 수 있게 된다.

이때, 평활 강판 소재 및 파형 강판 소재의 가장자리에 있는 양편의 락심부는 판형 소재가 둥글게 말리는 시점에서 서로 일치되고, 이렇게 일치되는 시점에서 두 강판의 락심부가 락심성형용 롤러(12c) 내로 진입하여 함께 프레스 결속되므로서, 기밀이 유지되는 하나의 관 형태로 제작될 수 있다.

여기서, 상기 쓰리롤에 의해 평활 강판 소재와 파형 강판 소재가 둥글게 말리면서 하나의 관 형태로 제작되는 공정은 위의 한국등록공보 등록번호 10-761088호에 개시되어 있는 공정과 동일하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

또한, 본 발명에 따라 제조되는 파형 강관의 제원은 아래의 표1과 같다.

단위:mm

종 류		기호	파의 피치(P)	파의 깊이(H)	파의 굽힘 반지름
단면모양	파형
원형	1S	SCP 1RS	68.0	13.0	17.5
원형	3S	SCP 3RS	76.2	25.4	17.5

- 표 1-

상기 표1의 제원은 수로, 통로, 기타 각종 구조물에 사용되는 파형 가관 및 파형 섹션에 대한 한국 산업 규격(KS)에 따른 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 이중파형강관 제조장치에서 강판 소재의 공급에서부터 최종 이중파형강관(내부 평활관+외부 파형관) 제품이 만들어지기 까지의 과정을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 2개의 언코일러에서는 각각의 강판 소재, 예를 들면 소정의 두께를 갖는 내부 평활관 소재(100)와 외부 파형관 소재(110)가 풀려나와 서로 다른 경로로 진행되는 형태로 롤링밀측으로 공급된다.

예를 들면, 외부 파형관 소재는 전단부의 골성형용 롤링밀과 후단부의 락심성형용 롤링밀을 거치면서 6개의 골성형과 소재 양쪽 가장자리부의 락심부성형이 이루어지는 한편, 내부 평활관 소재는 유도용 롤에 의해 유도되면서 별도로 구비되는 락심성형용 롤링밀을 거치면서 소재 양쪽 가장자리부의 락심부성형이 이루어진다.

다음, 골성형 및 락심부성형 작업을 마친 외부 파형관 소재와 락심부성형 작업을 마친 내부 평활관 소재는 가이드장치를 통해 위아래로 겹쳐지는 동시에 직선으로 진행되면서 쓰리롤측으로 진입되고, 이곳에서 나선형태로 진행되면서 둥글게 말리는 동시에 6골마다 락심성형 작업이 이루어짐으로써, 내부의 평활관 및 외부의 파형관이 조합된 하나의 온전한 관 모양으로 성형되며, 결국 내부 평활관과 외부 파형관의 조합형태로 이루어진 이중파형강관 제품이 완성된다.

여기서, 상기 외부 파형관 소재와 내부 평활관 소재가 쓰리롤측으로 진입되기 직전에 소재 간의 내부에 우레탄폼이 충진될 수 있으며, 따라서 내부 평활관과 외부 파형관의 조합형태로 이루어진 이중파형강관 제품은 그 내부에 우레탄폼이 충진된 이중파형강관 제품으로 제조될 수 있다.

이렇게 언코일러의 소재 공급→각 라인에 배치되는 롤링밀의 골 및 락심부 형성→쓰리롤의 관모양 성형 및 락심작업으로 이어지는 공정을 통해 이중파형강관을 제조할 수 있고, 또 이러한 공정이 연속적으로 반복해서 수행되므로서 이중파형강관을 연속 자동화 공정으로 제조할 수 있다.

특히, 내부 평활관 소재를 별개로 진행시키면서 성형을 수행하기 때문에 조관시 내부 평활관이 울 현상없이 매끄럽게 만들어질 수 있으며, 따라서 이중파형강관 제품의 품질을 확보할 수 있다.

도 1은 종래 이중파형강관 제조장치를 나타내는 정면도

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중파형강관 제조장치를 나타내는 정면도

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중파형강관 제조장치를 나타내는 평면도

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중파형강관 제조장치에서 내부 평활관의 락심성형을 위한 락심성형용 롤링밀을 나타내는 정면도

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중파형강관 제조장치에서 내부 평활관의 락심성형을 위한 락심성형용 롤링밀을 나타내는 평면도

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중파형강관 제조장치에서 내부 평활관과 외부 파형관의 쓰리롤측 진입을 안내하는 가이드장치를 나타내는 정면도

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중파형강관 제조장치에서 내부 평활관과 외부 파형관의 쓰리롤측 진입을 안내하는 가이드장치를 나타내는 평면도

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중파형강관 제조장치에서 제조한 이중파형강관을 나타내는 단면도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10a,10b : 언코일러 11 : 골성형용 롤러

12a,12b,12c : 락심성형용 롤러 13 : 골성형용 롤링밀

14a,14b : 락심성형용 롤링밀 15 : 가이드용 롤러

16 : 쓰리롤 17a,17b,17c : 롤링축

18 : 모터 19 : 가이드장치

20 : 충진재 공급장치 21 : 지지대

22a,22b : 가이드롤 23 : 유도용롤

24 : 구동축 25 : 구동기어

26 : 전동기어 27 : 프레임

28 : 축기어

Claims (11)

1. 이중파형강관 제조장치에 있어서,

   앞뒤로 배치되어 내부 평활관 성형 및 외부 파형관 성형을 위한 코일 소재를 각각 공급하는 언코일러(10a),(10b);

   모터에 의해 구동되면서 외부 파형관 소재의 진행 방향을 따라 일정간격으로 나란하게 배치되는 다수 쌍의 골성형용 롤러(11) 및 락심성형용 롤러(12a)를 이용하여 외부 파형관 소재에 대한 골성형과 락심성형을 수행하는 골성형용 롤링밀(13) 및 락심성형용 롤링밀(14a);

   모터에 의해 구동되면서 상기 외부 파형관 소재의 진행과는 별개로 진행되는 내부 평활관 소재의 진행 방향을 따라 일정간격으로 나란하게 배치되는 다수 쌍의 락심성형용 롤러(12b)를 이용하여 내부 평활관 소재에 대한 락심성형을 수행하는 락심성형용 롤링밀(14b);

   강관의 일방향 진행을 유도하기 위하여 일렬로 나란하게 배치되는 위아래 다수 쌍의 가이드용 롤러(15) 및 한 쌍의 락심성형용 롤러(12c)를 이용하여 각각의 성형을 마치고 진입한 내부 평활관 소재 및 외부 파형관 소재를 둥글게 마는 동시에 나선 방향으로 진행시키면서 락심작업을 수행하는 쓰리롤(16);

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 이중파형강관 제조장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 내부 평활관 소재에 대한 락심성형을 수행하는 락심성형용 롤링밀(14b)은 내부 평활관 소재의 사이드 부분에 락심부를 성형하기 위하여 그 양끝으로 락심성형용 롤러(12b)를 가지는 적어도 4쌍의 롤링축(17b)과, 상기 롤링축(17b)을 구동시켜주는 모터(18)를 포함하며, 상기 외부 파형관 소재의 성형을 위한 골성형용 롤링밀(13) 및 락심성형용 롤링밀(14a) 사이 구간의 상부에 위치되는 것을 특징으로 하는 이중파형강관 제조장치.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 롤링축(17b)은 모터(18)의 구동축(24)에 있는 구동기어(25)와 연동되는 축기어(28) 및 다수의 전동기어(26)들에 의해 회전되며, 상기 모터(18)의 구동축(24)에는 동력을 단속하는 클러치(29)가 구비되는 것을 특징으로 하는 이중파형관 제조장치.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 쓰리롤(16)의 전방에 위치되어 락심성형을 마친 내부 평활관 소재와 롤성형 및 락심성형을 마친 외부 파형관 소재의 합류를 유도하면서 쓰리롤측 직선 진입을 안내하는 롤안내 방식의 가이드장치(19)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이중파형강관 제조장치.
5. 청구항 1에 있어서, 상기 쓰리롤(16)의 전방에 설치되며, 락심성형을 마친 내부 평활관 소재와 롤성형 및 락심성형을 마친 외부 파형관 소재의 합류 전 그 내부에 충진재를 충진하는 충진재 공급장치(20)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이중파형강관 제조장치.
6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서, 상기 내부 평활관 소재로는 0.6t 아연도 강판, 0.6t 칼라 강판, 0.6t ps 강판, 0.6t pe 강판, 0.6t 코팅 강판 중에서 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 이중파형강관 제조장치.
7. 청구항 6에 있어서, 상기 외부 파형관 소재로는 0.6t 아연도 강판, 0.6t 칼라 강판, 0.6t ps 강판, 0.6t pe 강판, 0.6t 코팅 강판 중에서 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 이중파형강관 제조장치.
8. 삭제
9. 청구항 5에 있어서, 상기 충진재 공급장치(20)에서 공급되는 충진재는 우레탄폼인 것을 특징으로 하는 이중파형강관 제조장치.
10. 삭제
11. 삭제

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