KR101035004B1 - 3중 파이프, 이의 제조장치 및 제조방법, 3중 파이프를 연결하는 연결부재 및 이를 이용한 연결방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 금속관 및 금속관의 외주면을 내피 및 외피로 이루어진 이중 합성수지로 감싸는 3중 파이프 제조장치에 있어서, 금속관에 내피를 압출 성형하기 위한 합성수지를 공급하는 제 1 압출기; 내피의 외주면에 금속관의 외피를 압출 성형하기 위한 합성수지를 공급하는 제 2 압출기; 제 1 압출기 및 제 2 압출기와 연결되고, 금속관의 외주면에 내피를 형성고 내피에 복수의 중공부를 형성하기 위한 복수의 성형 돌기가 형성되어 회전하는 내부 금형 및 외피를 형성하기 위해 고정된 외부 금형으로 이루어진 압출 금형; 및 내부 금형의 일측에 연결되어 내부 금형을 회전시켜주는 회전수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 3중 파이프 제조장치 및 제조방법, 이에 의해 제조된 3중 파이프, 3중 파이프를 연결하는 연결부재 및 이를 이용한 연결방법을 구현하였다.
Figure R1020080127948
금속관, 합성수지, 내피, 외피, 중공, 나선형, 3중 파이프, 연결부재, 장치, 방법

Description

3중 파이프, 이의 제조장치 및 제조방법, 3중 파이프를 연결하는 연결부재 및 이를 이용한 연결방법{Triple Pipe, Manufacturing Apparatus for the Same and Manufacturing Method for the Same, Connection Meterial for Triple Pipe and Connection Method for the Same}
본 발명은 3중 파이프, 이의 제조장치 및 제조방법, 3중 파이프를 연결하는 연결부재 및 이를 이용한 연결방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 금속관의 외주면에 복수의 나선형 중공이 형성된 내피 및 외피를 형성하여 관의 내구성을 향상하고 강한 내부 압력에도 견딜 수 있는 3중 파이프, 이의 제조장치 및 제조방법, 이러한 3중 파이프를 견고하게 연결하는 연결부재 및 이를 이용한 연결방법에 관한 것이다.
종래에는 송유관, 가스관, 석유시추관, 해수관, 통신 케이블관 또는 상하수도관 등은 PVC 또는 폴리에틸렌을 주원료로 하여 압출 성형한 플라스틱관을 사용하였다.
그러나 이와 같이 압출 성형한 플라스틱관은 강도가 약하고 쉽게 파손되기 때문에 많은 충격을 요하는 부분에는 적용하기 어려운 문제점이 있다. 특히, 하수 관으로의 사용을 위하여 직영이 큰 플라스틱관을 압출 형성하기 위해서는 상당한 기계적인 장치가 요구되는 문제점이 있다. 또한, 내부의 압력 외에 외부에서 가해지는 지반의 지압에 의한 강도로 인해 쉽게 파손되는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 값이 저렴하고 작업성이 용이한 경질의 폴리에틸렌 이중 관으로 대체되고 있다. 하지만, 종래의 이중 관은 우선 평활관을 제조한 다음 그 평활관을 다시 이중벽관으로 제조해야하는 번거로움이 있고, 이러한 방법을 이용하는 경우, 제조장치의 부피가 대형으로 이루어지고, 장치가 고가인 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 금속관의 외주면에 복수의 나선형 중공이 형성된 내피 및 외피를 형성하여 관의 내구성을 향상하고 강한 내부 압력에도 견딜 수 있는 3중 파이프, 이의 제조장치 및 제조방법, 이러한 3중 파이프를 견고하게 연결하는 연결부재 및 이를 이용한 연결방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적은 금속관 및 금속관의 외주면을 내피 및 외피로 이루어진 이중 합성수지로 감싸는 3중 파이프 제조장치에 있어서, 금속관에 내피를 압출 성형하기 위한 합성수지를 공급하는 제 1 압출기; 내피의 외주면에 금속관의 외피를 압출 성형하기 위한 합성수지를 공급하는 제 2 압출기; 제 1 압출기 및 제 2 압출기와 연결되고, 금속관의 외주면에 내피를 형성고 내피에 복수의 중공부를 형성하기 위한 복수의 성형 돌기가 형성되어 회전하는 내부 금형 및 외피를 형성하기 위해 고정된 외부 금형으로 이루어진 압출 금형; 및 내부 금형의 일측에 연결되어 내부 금형을 회전시켜주는 회전수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 3중 파이프 제조장치에 의해 달성될 수 있다.
여기서, 제 1 압출기 및 제 2 압출기에서 공급되는 합성수지는 고강도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 이들의 혼합물을 사용한다.
또한, 본 발명에 따른 회전 수단은 체인과 모터 또는 기어로 이루어진다.
또한, 본 발명에 따른 제조장치는 압출 금형을 통해 제조된 3중 파이프를 냉각하는 냉각부; 및 완전하게 냉각된 3중 파이프를 소정의 길이로 절단하는 절단기;를 더 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 냉각기는 공기를 이용하여 1차 냉각하는 제 1 냉각기 및 물을 이용하여 2차 냉각하여 경화하는 제 2 냉각기로 이루어진다.
다른 카테고리로서, 본 발명의 목적은 금속관 및 금속관의 외주면을 내피 및 외피로 이루어진 이중 합성수지로 감싸는 3중 파이프 제조장치에 있어서, 금속관에 내피를 압출 성형하기 위한 합성수지를 공급하는 제 1 압출기; 내피의 외주면에 금속관의 외피를 압출 성형하기 위한 합성수지를 공급하는 제 2 압출기; 제 1 압출기 및 제 2 압출기와 연결되고, 금속관의 외주면에 내피를 형성고 내피에 복수의 중공부를 형성하기 위한 복수의 성형 돌기가 형성되어 회전하는 내부 금형 및 외피를 형성하기 위해 고정된 외부 금형으로 이루어진 압출 금형; 및 내부 금형의 일측에 연결되어 내부 금형을 회전시켜주는 회전수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 3중 파이프 제조장치를 이용하여 3중 파이프를 제조하는 제조방법에 있어서, 압출 금형에 금속관을 공급하는 제 1 단계; 제 1 압출기에서 복수의 성형 돌기가 형성된 내부 금형에 합성수지를 제공하여 내부 금형을 회전시켜 금속관의 외주면에 복수의 나선형 중공이 형성된 내피를 형성하는 제 2 단계; 제 2 압출기에서 외부 금형에 합성수지를 제공하여 내피의 외주면에 외피를 형성하여 3중 파이프를 제조하는 제 3 단계; 제조된 3중 파이프를 공기를 이용하여 1차 냉각하는 제 4 단계; 1차 냉각된 3중 파이프를 물을 이용하여 2차 냉각하여 경화하는 제 5 단계; 및 경화된 3중 파이프를 소정의 길이로 절단하는 제 6 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3중 파이프 제조방법에 의해 달성될 수 있다.
여기서, 제 1 단계에 선행하여 금속관의 표면을 쇼트 블라스팅 또는 널링 처리하는 전처리 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 제 6 단계는 3중 파이프를 절단하는 제 6-1 단계 및 절단된 3중 파이프의 양측 종단으로부터 소정 길이의 내피 및 외피를 깎아내는 제 6-2 단계로 이루어진다.
또 다른 카테고리로서, 본 발명의 목적은 표면이 널링 또는 쇼트 블라스팅 처리된 금속관; 금속관의 외주면에 형성되고, 길이 방향을 따라 복수의 나선형 중공부가 균일하게 형성된 합성수지재의 내피; 내피 외주면에 압출 형성된 외피;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3중 파이프에 의해 달성될 수 있다.
또 다른 카테고리로서, 본 발명의 목적은 3중 파이프를 연결하기 위한 관 연결부재에 있어서, 3중 파이프의 내피 및 외피의 외부로 돌출된 금속관에 결합하는 결합링; 결합링이 구비된 3중 파이프의 연결부위에 구비되고, 길이 방향을 따라 복수의 관통공이 형성된 중공인 원통 형상의 캡; 및 캡의 내주면 양측 종단에 구비되고, 그 일측 종단은 캡의 관통공을 통해 외부로 돌출되는 열선;을 포함하는 것을 특징으로 하는 관 연결부재에 의해 달성될 수 있다.
여기서, 결합링의 일측에는 사선의 절단면이 형성된다. 또한, 이러한 결합링의 두께는 3중 파이프의 내피 및 외피의 두께와 동일한 두께로 이루어진다.
또 다른 카테고리로서, 본 발명의 목적은 관 연결부재를 이용하여 복수의 3 중 파이프를 연결하는 관 연결방법에 있어서, 복수의 3중 파이프를 설치 장소로 이송하는 제 1 단계; 복수의 3중 파이프 중 임의의 3중 파이프의 금속관이 드러나도록 캡에 삽입하는 제 2 단계; 각각의 3중 파이프의 금속관이 서로 접촉하도록 밀착하여 설치하는 제 3 단계; 금속관을 용접하는 제 4 단계; 외피 및 내피가 구비되지 않은 금속관의 외주면에 결합링을 비틀어 끼워 결합하는 제 5 단계; 및 캡의 중심을 3중 파이프의 연결부위에 고정하고, 열선에 전원을 연결하여 캡을 3중 파이프의 외피의 외주면에 열융착하는 제 6 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 관 연결방법에 의해 달성될 수 있다.
여기서, 제 6 단계에서는 열선을 160℃ 내지 200℃로 가열한다.
또한, 제 6 단계 후에는 3중 파이프의 연결사태를 검사하는 제 7 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면 금속관 및 금속관의 외주면에 합성수지로 이루어진 내피 및 외피를 한 번의 제조공정에 의해 제조할 수 있으므로 제조시간을 감소할 수 있는 효과가 있다.
또한, 합성수지의 2중 관 내부에 금속관이 삽입되어 내구성이 향상되고 큰 내부 압력에도 견딜 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명에 따른 3중 파이프를 송유관으로 사용하여도 금속관에 의해 합성수지재 2중관이 변형되지 않고 사용수명이 증가하는 효과가 있다. 열 팽창 또는 열수축에 의해 관 연결부의 크기 변형으로 인해 발생할 수 있는 관의 파열 및 누수 등을 결합부재의 결합링에 의해서 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 결합링 및 열선을 구비한 캡으로 이루어진 관 연결부재를 이용하여 3중 파이프를 쉽고, 견고하게 연결할 수 있는 효과가 있고, 이로 인해 공사 기간을 단축할 수 있는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
<3중 파이프 제조장치의 구성>
도 1은 본 발명에 따른 3중 파이프 제조장치의 개략적이 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 3중 파이프 제조장치는 전체적으로 금속관(11)을 공급하는 널링장치(100), 수지를 공급하는 제 1 압출기(200) 및 제 2 압출기(300), 3중 파이프(10)를 형성하는 내부 금형(410) 및 외부 금형(420)으로 이루어진 압출 금형(400), 내부 금형(410)을 회전시켜주는 회전수단(500), 압출 금형(400)에서 형성된 3중 파이프(10)를 냉각하는 냉각부(600) 및 냉각되어 경화된 3중 파이프(10)를 소정의 길이로 절단하는 절단기(800)로 이루어진다.
본 발명에 따른 널링장치(100)는 3중 파이프(10)의 기초인 금속관(11)의 표면을 널링 처리하여 금속관을 공급하는 장치로서, 금속관(11)의 표면을 널링처리하여 공급할 수 있는 장치라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하다. 이때, 널링장치(100)에서 널링 처리된 금속관(11)은 컨베이어 벨트 또는 다수의 회전 가능한 타이어를 구비한 관 공급장치(110)를 이용하여 공급하는 것이 좋다.
본 발명에 따른 제 1 압출기(200)는 금속관(11)의 외주면에 형성되는 3중 파이프(10)의 내피(12)를 형성하기 위한 합성수지를 제공하는 장치이다. 이러한 제 1 압출기(200)는 합성수지를 용융하여 용융된 수지를 압출 금형(400)에 제공하는 장치이다. 이러한 목적을 달성할 수 있는 것이라면 어떠한 압출기를 사용하여도 무방하다. 이때, 사용되는 합성수지는 고강도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 좋다.
본 발명에 따른 제 2 압출기(300)는 제 1 압출기(200)에서 공급되는 합성수지로 형성된 3중 파이프(10)의 내피(12)의 외주면에 외피(14)를 형성하기 위한 합성수지를 제공하는 장치이다. 이러한 제 2 압출기(300)는 합성수지를 용융하여 용융된 수지를 압출 금형(400)에 제공하는 장치이다. 이러한 목적을 달성할 수 있는 것이라면 어떠한 압출기를 사용하여도 무방하다. 이때, 사용되는 합성수지는 제 1 압출기(200)에서 공급되는 수지와 동일한 고강도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 좋다. 하지만, 사용양태에 따라 제 1 압출기(200)에서 공급되는 합성수지와 다른 재질의 합성수지를 사용할 수도 있다.
도 2는 도 1의 A 부분의 단면도를 도시한 것이다. 본 발명에 따른 압출 금형(400)은 전술한 관 공급수단(100)에서 공급되는 관의 외주면에 제 1 압출기(200) 및 제 2 압출기(300)에서 공급되는 용융된 수지를 이용하여 내피(12) 및 외피(14)를 형성하는 장치이다. 이러한 압출 금형(400)은 관 공급수단(100)에서 공급되는 관의 진행 방향에 대응되도록 설치되고, 제 1 압출기(200) 및 제 2 압출기(300)와 연결되도록 설치된다. 이때, 제 1 압출기(200)가 금속관(11)의 진행 방향에 대해 제 2 압출기(300)보다 먼저 압출 금형(400)에 용융된 합성수지를 공급할 수 있도록 연결된다. 또한, 압출 금형(400)은 도 2에 도시된 바와 같이, 회전 가능한 내부 금형(410) 및 고정된 외부 금형(420)으로 이루어진다. 여기서, 내부 금형(410)은 금속관(11)이 관통할 수 있도록 중공인 원통형상으로 이루어지고, 그 외주면 일측에 내피(12)에 복수의 나선형 중공부(13)를 형성하기 위한 복수의 성형 돌기(411)가 형성된다. 이러한 복수의 성형 돌기(411)는 내부 금형(410)의 중심축을 중심으로 방사형으로 형성된다. 또한, 성형 돌기(411)의 단면은 평행사변형, 직사각형, 정사각형, 원형 또는 타원형으로 형성될 수 있다. 복수의 성형 돌기(411)는 관의 크기 및 사용 양태에 따라 다양하게 형성될 수 있으며, 바람직하게는 35 내지 55개 형성되는 것이 좋다.
본 발명에 따른 외부 금형(420)은 전체적으로 원통형상으로 이루어지고, 내부에 전술한 내부 금형(410)이 금속관(11)이 공급되는 입구측이 소정 길이 돌출되고, 돌출된 부분을 제외한 부분이 삽입될 수 있도록 중공부가 형성된다. 또한, 제 2 압출기(300)에서 공급되는 수지가 공급될 수 있도록 홈이 형성되어 있다. 외부 금형(420)의 길이는 내부 금형(410)의 출구측 길이보다 소정 길이 더 길게 형성되어, 내부 금형(410)에서 공급되는 합성수지를 먼저 금속관(11)에 정착하여 내피(12)를 형성한 후 그 내피(12)의 외주면에 외피(14)를 형성할 수 있도록 하는 것이 좋다. 이러한 외부 금형(420)이 내부 금형(410)과 접합하는 일측은 내부 금형(410)이 회전할 수 있도록 베어링 등으로 연결되어 내부 금형(410)의 회전을 방해하지 않도록 하는 것이 좋다.
전술한 내부 금형(410) 및 외부 금형(420)의 출구측은 제 1 압출기(200) 및 제 2 압출기(300)에서 공급되는 합성수지들이 금속관(11)에 원활하게 정착될 수 있도록 소정각도 중심으로 경사지도록 형성되는 것이 좋다. 제 1 압출기(200)에서 공급되는 합성수지는 내부 금형(410)과 외부 금형(420)의 사이로 흘러 금속관(11)의 내피(12)를 형성하고, 제 2 압출기(300)에서 공급되는 합성수지는 외부 금형(420)에 형성된 홈으로 흘러 금속관(11)의 외피(14)를 형성한다.
본 발명에 따른 회전수단(500)은 상기 외부 금형(420)의 외부로 돌출된 내부 금형(410)의 외주면에 감싸도록 구비되는 체인(510) 및 체인(510)을 회전하는 모터(520)로 구성된다. 모터(520)에서 제공되는 회전력에 의해 체인(510)은 내부 금형(410)을 회전 시킨다. 이러한 모터(520)의 회전 속도는 내부 금형(410)을 회전시켜 3중 파이프(10)의 내피(12)에 완만한 나선형 중공부(13)를 형성할 수 있는 속도로 회전하는 것이 좋고, 바람직하게는 내부 금형(410)을 25초 내지 35초에 1회전 시키는 속도로 회전하는 것이 좋다. 체인(510)과 모터(520)로 이루어진 회전수단(500)은 사용 양태에 따라서 기어(미도시)로 대체하여 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 냉각부(600)는 금속관(11)의 외주면에 형성된 내피(12) 및 외피(14)를 냉각하여 경화하기 위한 장치로서 이러한 목적을 달성할 수 있는 것이라면 어떠한 냉각장치를 사용하여도 무방하다. 하지만, 바람직하게는 공기를 이용하여 3중 파이프(10)를 1차 냉각하는 제 1 냉각기(610) 및 물을 이용하여 3중 파이프(10)를 2차 냉각하여 3중 파이프(10)의 합성수지를 완전히 냉각하여 경화시키는 제 2 냉각기(620)로 이루어진다. 공냉식의 제 1 냉각기(610)와 수냉식의 제 2 냉각 기(620)로 분리하는 이유는, 높은 온도로 용융되었던 합성수지를 공냉식의 제 1 냉각기(610)만으로 냉각하는 경우에는 냉각 시간이 오래 걸리는 문제점이 있고, 수냉식의 제 2 냉각기(620)만을 사용하여 냉각하는 경우에는 높은 온도로 용융되었던 합성수지가 급격한 온도변화로 인해 뒤틀림 등의 변형 또는 파손이 발생하는 문제점이 있기 때문이다. 이러한 문제점들을 방지하기 위하여 공기를 이용하여 1차 냉각하고, 1차 냉각된 3중 파이프(10)를 물을 이용하는 제 2 냉각기(620)에서 2차 냉각하여 순식간에 경화하는 것이다.
본 발명에 따른 인출기(700)는 길이가 긴 금속관(11)이 관 공급수단(100)만으로는 원활한 관의 공급이 진행되기 어렵기 때문에 이를 보다 원활하게 공급하기 위한 장치이다. 이러한 목적을 달성할 수 있는 것이라면 어떠한 인출기(700)를 사용하여도 무방하다. 하지만, 바람직하게는 컨베이어 벨트 또는 내부에 복수의 회전장치를 구비하여 회전장치의 회전력에 의해 3중 파이프(10)를 인출하는 인출기(700)를 사용하는 것이 좋다.
본 발명에 따른 절단기(800)는 제 2 냉각기 및 제 2 냉각기에 의해 완전히 냉각되어 경화된 3중 파이프(10)를 이송 및 설치가 용이하도록 소정의 길이로 절단하는 장치이다. 이러한 목적을 달성할 수 있는 절단기(800)라면 어떠한 절단기(800)를 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 당업계에서 통상적으로 사용하는 절단기(800)를 사용하는 것이 좋다. 이러한 절단기(800)는 그 내부에 절단된 3중 파이프(10)의 양측 종단의 합성수지를 소정 길이 깎아낼 수 있는 장치를 더 구비할 수 있다. 하지만, 설치 상황 등에 따라 이러한 장치를 구비하기 어려운 경우에는 합성수지를 수작업에 의해 벗겨낼 수도 있다. 이렇게, 내피(12) 및 외피(14)의 합성수지를 깎아내어 외부로 돌출되는 금속관(11)의 길이는 관의 결합시 금속관(11)을 용접하기 위한 용접봉이 삽입될 수 있는 정도의 길이인 것이 좋다. 하지만, 바람직하게는 금속관(11)이 3.5mm 내지 5mm 돌출되도록 내피(12) 및 외피(14)를 깎아내는 것이 좋다.
<3중 파이프의 제조방법>
도 3은 본 발명에 따른 3중 파이프의 제조방법을 순차적으로 나타낸 순서도를 도시한 것이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 가장 먼저, 널링 장치(100)에서 쇼트 블라스팅 또는 널링 작업 등을 이용하여 금속관(11)의 표면을 처리한다(S50).
다음으로, 압출 금형(400)에 표면 처리가 완료된 금속관(11)을 공급한다(S100).
다음으로, 제 1 압출기(200)에서 공급되는 용융된 합성수지를 이용하여 복수의 성형 돌기(411)가 형성된 내부 금형(410)을 회전시켜 공급되는 금속관(11)의 외주면에 복수의 나선형 중공부(13)가 형성된 내피(12)를 형성한다(S200). 이때, 제 1 압출기(200)에서 공급되는 용융된 합성수지는 압출 금형(400)의 내부 금형(410)과 외부 금형(420)의 사이로 흐르고, 내부 금형(410)은 내부 금형(410)의 일측과 체인(510)으로 연결된 모터(520)의 회전력에 의해 회전한다.
다음으로, 제 2 압출기(300)에서 공급되는 용융된 합성수지를 이용하여 내피(12)의 외주면에 외피(14)를 형성하여 3중 파이프(10)를 제조한다(S300). 이때, 제 2 압출기(300)에서 공급되는 용융된 합성수지는 압출 금형(400)의 외부 금형(420)에 형성된 홈으로 흐른다.
다음으로, 금속관(11)의 외주면에 내피(12) 및 외피(14)를 형성하여 제조된 3중 파이프(10)를 공기를 이용한 공냉식 냉각기인 제 1 냉각기(610)로 이송하여 3중 파이프(10)의 내피(12) 및 외피(14)를 냉각한다(S400). 이때, 제 1 냉각기(610)에서는 내피(12) 및 외피(14)를 약 100℃ 이하로 냉각하는 것이 좋다.
다음으로, 1차 냉각된 3중 파이프(10)를 물을 이용한 수냉식 냉각기인 제 2 냉각기(620)에서 완전히 냉각하여 3중 파이프(10)의 내피(12) 및 외피(14)를 경화시킨다(S500).
마지막으로, 경화된 3중 파이프(10)를 소정의 길이로 절단하여 3중 파이프(10)의 제조를 완료한다(S600). 이때, 3중 파이프(10)의 절단(S600)은 우선적으로 파이프(10)를 전체적으로 소정의 길이로 절단하고(S610), 3중 파이프(10)의 관 연결을 위해 3중 파이프(10)의 양측 종단으로부터 소정 길이의 내피(12) 및 외피(14)를 구성하는 합성수지를 깎아내어 작업을 마무리한다(S620).
<3중 파이프의 구성>
도 4는 본 발명에 따른 3중 파이프의 사시도를 도시한 것이다. 본 발명에 따른 3중 파이프(10)는 송유관, 가스관, 석유 시추관 해수관, 통신 케이블관 또는 상하수도 등에 사용되는 관이다. 이러한, 3중 파이프(10)의 구성은 도 4에 도시된 바와 같이, 소정 길이의 금속관(11), 금속관(11)의 외주면에 형성되고, 금속관(11)의 길이 방향에 따라 다수의 나선형 중공부(13)가 형성된 내피(12) 및 내피(12)의 외주면에 형성된 외피(14)로 이루어진다. 이때, 금속관(11)의 길이가 내피(12) 및 외피(14)의 길이보다 소정 길이 길더 형성되어 내피(12) 및 외피(14)의 양측 종단으로 3.5mm 내지 5mm 돌출되도록 이루어진 것이 좋다. 금속관(11)의 재질은 일반 금속관, 강관, 스테인레스관, 주철관 또는 동관을 사용하는 것이 좋다. 또한, 금속관(11)의 외주면에 형성되는 내피(12) 및 외피(14)의 재질은 고강도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 이들의 혼합물인 것이 좋다. 이때, 내피(12) 및 외피(14)의 재질은 동일한 재질로 이루어질 수도 있고, 사용양태에 따라 서로 다른 재질로 이루어질 수도 있다.
<관 연결부재의 구성>
본 발명에 관 연결부재는 전술한 제조장치 또는 제조방법에 의해 제조된 3중 파이프(10)의 연결 시 연결부의 누수를 방지하기 위한 장치로서, 전체적으로 결합링(20) 및 열선(32)을 구비한 캡(30)으로 이루어진다.
도 5는 본 발명에 따른 결합부재의 결합링의 사시도를 도시한 것이다. 본 발명에 따른 결합링(20)은 2개의 3중 파이프(10)의 금속관(11)이 서로 용접하여 용접부(15)를 형성한 후에 외부로 드러난 금속관(11)을 덮기 위한 것으로서, 도 5a에 도시된 바와 같이, 원형 링 형상으로 이루어진다. 이러한 결합링(20)은 3중 파이프(10)가 연결된 이후에 결합하는 것으로서, 그 일측에 절단면(21)이 형성된다. 이러한 절단면(21)은 도 5b에 도시된 바와 같이, 결합링(20)을 비틀어 끼워 넣기 용 이하도록 사선으로 형성되는 것이 좋다. 결합링(20)은 3중 파이프(10)의 내피(12) 및 외피(14)와 동일하게 2중으로 이루어질 수도 있다. 또한, 결합링(20)의 두께는 3중 파이프(10)의 내피(12) 및 외피(14)를 합친 두께와 동일한 두께로 이루어지는 것이 좋다. 이러한 결합링(20)은 길이가 긴 3중 파이프(10)가 설치 환경에 의해 열 팽창에 의한 3중 파이프(10)의 연결부위 파손 또는 열수축에 의한 연결부위의 누수 발생 등을 방지하여 3중 파이프(10)의 사용 수명을 연장할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 결합부재의 캡의 사시도를 도시한 것이다. 본 발명에 따른 캡(30)은 3중 파이프(10)의 외경과 동일한 내경을 갖는 중공인 원통형상으로 이루어진다. 이러한 캡(30)의 일측에는 복수의 관통공(31)이 형성되고, 캡(30) 길이는 200mm 내지 300mm인 것이 좋다. 이때, 관통공(30)의 개수는 2개 또는 4개 형성되는 것이 좋다. 또한, 캡(30)의 내주면 양측 종단에 구비되어 캡(30)의 내주면을 따라 소정 길이 나선형으로 감기도록 구비되고 그 일측 종단은 캡(30)의 관통공(31)을 통해 외부로 관통되는 열선(32)이 구비된다.
<관 연결방법>
도 7은 본 발명에 따른 결합부재를 사용하여 3중 파이프를 연결하는 관 연결 방법을 순차적으로 나타낸 순서도를 도시한 것이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 가장 먼저, 복수의 3중 파이프(10)를 설치 장소로 이송한다.
도 8은 본 발명에 따른 결합부재의 사용양태도를 도시한 것이다. 다음으로, 도 8에 도시된 바와 같이, 복수의 3중 파이프(10) 중 임의의 3중 파이프(10)를 캡(30)에 삽입한다. 그 후 3중 파이프(10)의 금속관(11)이 드러나도록 캡(30)을 3중 파이프(10)의 중심으로 소정 길이 밀어 넣는다(S100).
다음으로, 각각의 3중 파이프(10)의 금속관(11)이 서로 접촉하도록 밀착하여 설치위치에 맞추어 설치한다(S200).
도 9는 본 발명에 따른 결합부재를 사용하여 3중 파이프를 연결한 사용양태를 나타내는 측단면도를 도시한 것이다.
다음으로, 도 9에 도시된 바와 같이, 용접기를 이용하여 각각의 3중 파이프(10)의 금속관(11)을 용접하여 용접부(15)를 형성한다(S300).
다음으로, 내피(12) 및 외피(14)가 형성되지 않은 금속관(11)의 외주면, 즉, 용접된 금속관(11)의 외주면에 결합부재의 결합링(20)의 사선으로 절단된 절단면(21)의 방향에 따라 결합링(20)을 비틀어 끼워 결합한다(S400).
마지막으로, 3중 파이프(10)의 중심으로 소정 길이 멀어 넣은 캡(30)을 연결부위에 맞추어 고정한다. 이때, 캡(30)의 중심이 3중 파이프(10)의 용접부(15)에 맞추는 것이 좋다. 그리고 캡(30)의 내주면에 감기고 그 일측 종단이 캡(30)의 관통공(31)으로 돌출된 열선(32)에 전원을 연결하여 가열한다. 이때, 열선(32)을 160℃ 내지 200℃로 가열하여 열선(32) 주변의 캡(30)의 내주면 및 3중 파이프(10)의 외피(14)의 외주면을 녹여 열융착하여 접합시킴으로써 관 연결 작업을 마무리한다(S500).
이때, 비파괴 검사 또는 유체의 누수 상태를 확인하여 연결된 관의 연결상태를 검사할 수 있다(S600).
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술한 실시예들은 모든 면에 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명에 따른 3중 파이프 제조장치의 개략적인 구성도,
도 2는 도 1의 A 부분의 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 3중 파이프의 제조방법을 순차적으로 나타낸 순서도,
도 4는 본 발명에 따른 3중 파이프의 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 결합부재의 결합링의 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 결합부재의 캡의 사시도,
도 7은 본 발명에 따른 결합부재를 사용하여 3중 파이프를 연결하는 관 연결방법을 순차적으로 나타낸 순서도,
도 8은 본 발명에 따른 결합부재의 사용양태도,
도 9는 본 발명에 따른 결합부재를 사용하여 3중 파이프를 연결한 사용양태를 나타내는 측단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 3중 파이프 11 : 금속관
12 : 내피 13 : 나선형 중공부
14 : 외피 15 : 용접부
20 : 결합링 21 : 절단면
30 : 캡 31 : 관통공
32 : 열선 100 : 널링 장치
110 : 관 공급수단 200 : 제 1 압출기
300 : 제 2 압출기 400 : 압출 금형
410 : 내부 금형 411 : 성형 돌기
420 : 외부 금형 500 : 회전수단
510 : 체인 520 : 모터
600 : 냉각부 610 : 제 1 냉각기
620 : 제 2 냉각기 700 : 인출기
800 : 절단기

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  17. 금속관(11) 및 상기 금속관(11)의 외주면을 내피(12) 및 외피(14)로 이루어진 이중 합성수지로 감싸는 3중 파이프 제조장치에 있어서,
    상기 금속관(11)에 내피(12)를 압출 성형하기 위한 합성수지를 공급하는 제 1 압출기(200);
    상기 내피(12)의 외주면에 금속관(11)의 외피(14)를 압출 성형하기 위한 합성수지를 공급하는 제 2 압출기(300);
    상기 제 1 압출기(200) 및 상기 제 2 압출기(300)와 연결되고, 상기 금속관(11)의 외주면에 상기 내피(12)를 형성하고 상기 내피(12)에 복수의 나선형 중공부(13)를 형성하기 위한 복수의 성형 돌기(411)가 형성되어 회전하는 내부 금형(410) 및 상기 외피(14)를 형성하기 위해 고정된 외부 금형(420)으로 이루어진 압출 금형(400); 및
    상기 내부 금형(410)의 일측에 연결되어 상기 내부 금형(410)을 회전시켜 주는 회전수단(500)을 포함하는 3중 파이프 제조장치에 의해 제조된 표면이 널링 또는 쇼트 블라스팅 처리된 금속관(11);
    상기 금속관(11)의 외주면에 형성되고, 길이 방향을 따라 다수의 나선형 중공부(13)가 균일하게 형성된 합성수지재의 내피(12); 및
    상기 내피(12)의 외주면에 압출 형성된 외피(14)를 포함하는 3중 파이프(10)를 연결하기 위한 관 연결부재에 있어서,
    상기 3중 파이프(10)의 내피(12) 및 외피(14)의 외부로 돌출된 금속관(11)에 결합하는 결합링(20);
    상기 결합링(20)이 구비된 3중 파이프(10)의 연결부위에 구비되고, 길이 방향을 따라 복수의 관통공(31)이 형성된 중공인 원통 형상의 캡(30); 및
    상기 캡(30)의 내주면 양측 종단에 구비되고, 그 일측 종단은 상기 캡(30)의 관통공(31)을 통해 외부로 돌출되는 열선(32);을 포함하는 것을 특징으로 하는 관 연결부재.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 결합링(20)은 결합되는 각각의 3중 파이프(10)의 금속관(11)에 끼워 넣기 위해 일측에 절단면(21)이 형성된 것을 특징으로 하는 관 연결부재.
  19. 제 17항에 있어서,
    상기 결합링(20)의 두께는 상기 금속관(11)의 외주면에 형성된 내피(12) 및 외피(14)의 두께와 동일한 두께로 이루어진 것을 특징으로 하는 관 연결부재.
  20. 제 17항에 따른 관 연결부재를 이용하여 복수의 3중 파이프(10)를 연결하는 관 연결방법에 있어서,
    상기 복수의 3중 파이프(10) 중 임의의 3중 파이프(10)의 금속관(11)이 드러나도록 캡(30)에 삽입하는 제 1 단계(S100);
    상기 각각의 3중 파이프(10)의 상기 금속관(11)이 서로 접촉하도록 밀착하여 설치하는 제 2 단계(S200);
    상기 금속관(11)을 용접하는 제 3 단계(S300);
    상기 내피(12) 및 외피(14)가 구비되지 않은 금속관(11)의 외주면에 결합 링(20)을 비틀어 끼워 결합하는 제 4 단계(S400); 및
    상기 캡(30)의 중심을 3중 파이프(10)의 연결부위에 고정하고, 열선(32)에 전원을 연결하여 캡(30)을 3중 파이프(10)의 외피(14)의 외주면에 열융착하는 제 5 단계(S500);를 포함하는 것을 특징으로 하는 관 연결방법.
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