KR101078006B1 - 상하수용 이음관 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상하수용 이음관 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기존의 열선(히터선) 대신에 관 내표면에 융점이 낮은 접착성 수지를 압출성형하고, 관 내부에 공급된 고온의 유체에 의해 접착성 수지를 융착시켜 상하수용 파이프를 연결함으로써, 제조공정이 단순하여 생산성을 향상 및 제조비용을 절감할 수 있고, 접착성 수지에 의해 접착되므로 제품불량확률이 거의 없고 견고한 기밀성 및 결합력을 유지할 수 있는 상하수용 이음관 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 상기 제1 및 제2파이프에 접촉가능하게 접착성 수지를 갖는 내부층과, 상기 내부층에서 연장되며 주입구 및 배출구를 갖는 외부층과, 상기 내부층과 외부층 사이에 형성된 중공층을 포함하고, 고온의 유체가 상기 주입구를 통해 주입되고 중공층을 따라 이동하면서 접착성 수지에 열을 가한 후 배출구를 통해 배출되며, 상기 접착성 수지는 고온의 유체로부터 열을 받아 제1 및 제2파이프에 융착되는 것을 특징으로 하는 상하수용 이음관을 제공한다.

이음관, 내부층, 외부층, 중공층, 주입구, 배출구, 접착성 수지, 융점

Description

상하수용 이음관 및 이의 제조방법{Jointing pipe and manufacturing method of it}

본 발명은 상수도 및 하수도용 파이프를 연결하는 상하수용 이음관 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

종래의 상하수용 이음관은 볼트조임식의 환봉지지결합연결구와, 전기융착식의 퓨전소켓 및 전기융착시트 등이 있다.

상기 볼트조임식의 환봉지지결합연결구는 단순히 상하수관의 이음새 부분을 감싸서 볼트로 조여주는 타입으로서, 개당 단가가 전기융착식에 비하여 상당히 비싼 단점이 있다.

상기 전기융착식의 퓨전소켓 및 전기융착시트는 그 내면에 열선이 내장된 수지재가 도포된 형태로서, 열선이 내장된 수지재 부분을 상하수관의 이음새 부분에 밀착시켜 감싸준 다음, 열선을 가열시킴으로써, 열선의 가열 온도에 의하여 수지재가 녹으면서 상하수관의 이음새 부분에 들러붙어 상하수관을 이어주는 이음관 역할 을 하게 된다.

그러나, 상기 전기융착식 퓨전소켓 및 전기융착시트의 경우, 상하수관의 이음새 부분을 감싸는 이음관(수지재)에 열선(히터선)을 설치하는 공정이 복잡해지므로, 생산성이 저하되고 제조비용을 증가시키는 요인이 된다.

또한, 상기 열선이 단선되는 경우 이음관에 열을 가하지 못하여 연결대상체인 상하수관 이음새 부위와 이음관이 서로 결합되지 못하게 되므로 기밀성이 저하되고, 제품불량이 발생할 수 있다.

또한, 상하수관의 이음새 부위에 수지재가 가열압착되므로, 상기 수지재가 냉각될 때 수지재의 수축으로 인해 수지재와 상하수관의 이음새 사이의 결합력을 약화시킬 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 기존의 열선(히터선) 대신에 관 내표면에 융점이 낮은 접착성 수지를 압출성형하고, 관 내부에 공급된 고온의 유체에 의해 융점이 낮은 접착성 수지를 융착시켜 상하수용 파이프를 연결함으로써, 제조공정이 단순하여 생산성을 향상 및 제조비용을 절감할 수 있고, 접착성 수지에 의해 접착되므로 제품불량확률이 거의 없고 견고한 기밀성 및 결합력을 유지할 수 있는 상하수용 이음관 및 이의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적은 상하수용 제1 및 제2파이프를 연결하는 상하수용 이음관에 있어서,

상기 제1 및 제2파이프에 접하는 내부층과, 상기 내부층에서 연장 형성된 외부층과, 상기 내부층과 외부층 사이에 형성된 중공층을 포함하고, 상기 외부층에 주입구 및 배출구가 형성되고, 상기 내부층에 접착성 수지가 형성되고, 고온의 유체가 상기 주입구를 통해 주입되고 중공층을 따라 이동하면서 접착성 수지에 열을 가한 후 배출구를 통해 배출되며, 상기 접착성 수지는 고온의 유체로부터 열을 받아 제1 및 제2파이프에 융착되는 것을 특징으로 하는 상하수용 이음관에 의해 달성된다.

한편, 본 발명에 따른 다른 측면은 상하수용 제1 및 제2파이프를 연결하는 상하수용 이음관의 제조방법에 있어서,

상기 이음관보다 상대적으로 융점이 낮은 접착성 수지를 원형 파이프 형태로 제조하는 단계; 상기 접착성 수지를 내부코어 삽입하는 단계; 상기 내부코어에 외부코어를 조립하여 내부코어와 외부코어 사이에 캐비티를 형성하는 단계; 상기 캐비티에 분말상태의 수지재를 넣는 단계; 및 상기 내부코어와 외부코어를 회전시키면서 열을 가하여 이음관을 성형하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 상하수용 이음관의 제조방법에 의해 달성된다.

이에 따라 본 발명에 따른 상하수용 이음관에 의하면, 고온의 유체로부터 열을 전달받아 접착성 수지를 융착시킴으로써, 접착성 수지에 의해 상하수용 이음관과 상하수용 파이프 사이의 결합력을 증가시킬 수 있다.

또한, 기존에는 열선을 이음관(수지재)의 내측면에 설치하고 열선을 이용하여 이음관을 융착시켰으나, 본 발명은 이음관의 내측면에 융점이 낮은 접착성 수지를 부착한 다음, 고온의 유체를 공급하여 접착성 수지를 융착시킴으로써, 제조공정이 단순하고 제조비용이 절감되며, 제품 불량 확률이 거의 없는 장점이 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명한다.

첨부한 도 1a는 본 발명의 일실시예에 따른 상하수용 이음관이 상하수용 파이프에 융착되기 전 상태를 나타내는 단면도이고, 도 1b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 상하수용 이음관이 상하수용 파이프에 융착되기 전 상태를 나타내는 단면도이고, 도 1c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 상하수용 이음관이 상하수용 파이프에 융착되기 전 상태를 나타내는 단면도이고, 도 1d는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 상하수용 이음관이 상하수용 파이프에 융착되기 전 상태를 나타내는 단면도이고, 도 2a는 도 1a의 상하수용 이음관이 상하수용 파이프에 융착된 후 상태를 나타내는 단면도이고, 도 2b는 도 1d의 상하수용 이음관이 상하수용 파이프에 융착된 후 상태를 나타내는 단면도이다.

본 발명은 상하수용 파이프(1,2)를 연결하기 위한 상하수용 이음관(10)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 관 내표면에 융점이 낮은 접착성 수지(14)를 부착하고, 고온의 유체를 이용하여 상기 접착성 수지(14)에 열과 압력을 가하여 상하수용 파이프(1,2)를 연결하는 상하수용 이음관(10)에 관한 것이다.

본 발명의 일실시예에 따른 상하수용 이음관(10)은 내부에 중공부가 형성된 원통형 구조로 이루어진 것으로서, 상기 이음관(10)의 단면을 살펴보면 상하수용 파이프(1,2)의 외표면에 접하는 내부층(11)과, 내부층(11)의 테두리단에서 일정 두께로 연장되어 외부를 커버하는 외부층(12)과, 내부층(11)과 외부층(12) 사이에 체적공간이 형성된 중공층(13)으로 구성된다. 이때, 내부층(11)과 외부층(12)은 일체로 형성된다.

상기 외부층(12)에는 주입구(18)가 형성되고, 주입구(18)에 주입파이프를 연 결하여 외부로부터 주입구를 통해 고온의 유체를 공급한다.

이때, 상기 이음관은 예를 들어 밀도 0.910~0.925g/㎤, 대표용융점 105℃인 LDP(Low Density Polyethylene), 대표용융점 120℃ LLDPE(Linear Low Density Polyethylene), 밀도 0.926~0.940g/㎤, 대표용융점 125℃인 MDP(Medium Density Polyethylene), 밀도 0.941~0.966g/㎤, 융점이 135℃인 HDP(High Density Polyethylene) 중 어느 하나를 사용할 수 있다.

상기 내부층(11)의 외표면, 즉 상하수용 파이프(1,2)와 접하는 부분에는 융점이 낮은 접착성 수지(14)가 내부층(11) 안쪽으로 부착되어 있고, 이 접착성 수지(14)는 상기 고온의 유체로부터 열을 받아 파이프의 외표면에 융착됨으로써 이음관(10)의 내부층(11)과 상하수용 파이프(1,2)를 접합하는 역할을 한다.

여기서, 상기 접착성 수지(14)는 이음관(10)보다 상대적으로 낮은 융점을 가짐으로써, 고온의 유체로부터 열을 받아 이음관(10)의 내부층(11)이 녹지 않고 접착성 수지가 녹아서 이음관(10)과 파이프(1,2) 사이에 융착된다.

상기 유체로 공기, 물, 기름 및 수증기 중 어느 하나가 사용되어 이음관(10) 내부에 열을 전달할 수 있고, 본 발명의 일실시예에 따라, 상기 유체는 외부에서 가열되어 공급될 수 있다.

상기 접착성 수지(14)로 예를 들어 PE(Polyethylene), EAA(Ethylene Acrylic Acid), EMAA(Ethylene Methancrylic Acid), EEA(Ethylene ethylacrylate), EVA(ethylene Vinyl Acetate)가 사용될 수 있으며, 이 접착성 수지(14)의 녹는점에 따라 상기 유체 온도의 하한값이 결정되고, 이음관(10)의 녹는점에 따라 유체 온도 의 상한값이 결정된다.

여기서, 유체 온도의 하한값이 50~100℃인 것이 바람직하고, 유체 온도의 상한값이 90~200℃인 것이 바람직하다. 왜냐하면, 상기 접착성 수지(14)과 이음관(10)의 녹는 점은 물질의 종류에 따라 다르고, 접착성 수지(14)는 이음관(10)보다 융점이 낮은 것으로 채택되어야 하기 때문이다.

본 발명의 다른 실시예에 따라, 주입구(18)를 통해 이음관(10)의 내부에 발열제를 넣은 다음 찬물을 부으면, 그 즉시 발열이 시작되어 순식간에 98℃ 까지 뜨거워지므로, 외부에서 물을 데우지 않고도 간편하게 고온의 유체를 공급할 수 있다.

상기 발열제의 주원료는 생석회로서, 생석회는 물과 반응하여 많은 열을 발생시킨다. 발열제는 이 생석회를 최적의 발열효과가 나도록 배합되고, 또한 생석회는 토양에 비료로 사용되기 때문에 환경친화적이라는 장점을 갖는다.

상기 이음관(10)의 내부층(11)의 내둘레면에는 상하수용 파이프(1,2)의 이음새 부위 표면에 최초로 밀착되는 기준돌기(15)가 형성되며, 이음관(10)을 상하수용 파이프(1,2)의 이음새 부위에 조립할 때, 상기 기준돌기(15)가 상하수용 파이프(1,2)의 진입깊이를 알려주는 역할을 하며, 상하수용 파이프(1,2)의 단부가 기준돌기(15)의 표면에 밀착됨으로써 진입이 완료된다.

이때 상기와 같이 상하수용 파이프(1,2)의 진입깊이를 기준돌기(15)를 이용하여 알 수 있으나, 기준돌기(15)가 없는 경우에는 이음관(10)의 길이의 반을 파이프(1,2)에 표시하여 파이프(1,2)를 이음관(10)의 중심부까지 진입시킬 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 이음관(10)의 연결방법 및 작동상태를 살펴보면, 이음관(10)의 상단과 하단에 형성된 개구부를 통해 제1 및 제2파이프(1,2)를 각각 삽입하고, 고온의 유체를 이음관(10)의 주입구(18)를 통해 주입한다.

이때, 상기 기준돌기(15)가 상하수용 파이프(1,2)의 이음새 부위에 위치하도록 이음관(10)의 둘레면을 가압하여 상하수용 파이프(1,2)에 밀착시킨 상태에서 주입구(18)를 통해 고온의 공기를 주입한다.

상기 고온의 공기가 주입구(18)를 통해 충진되면 중공층(13)을 통해 이동하면서 일정시간이 경과한 후, 접착성 수지(14)가 열을 받아 상하수용 파이프(1,2)에 융착됨으로써, 접착성 수지(14)에 의해 이음관(10)이 제1 및 제2파이프(1,2)에 접착된다. 이때, 상기 접착성 수지(14)가 열을 받아 녹을 때까지 주입구(18) 및 배출구(19)를 통해 고온의 유체를 순환 및 유체의 순환을 단속하기도 한다. 이때, 유체의 순환을 단속한다는 말은 주입구(18)를 열고 개폐밸브(23)에 의해 배출구(19)를 닫은 상태에서 고온의 유체를 공급하여 이음관(10)의 중공층(13)에 일시적으로 내압이 걸리게 한다는 의미이다.

만약 상기 파이프(10)의 외경과 이음관(10)의 내경 사이의 틈새가 아주 작은 경우에는 접착성 수지(14)의 융착만으로 이음관(10)이 파이프(1,2)를 잘 접합시킬 수 있으나, 파이프(1,2)의 외경과 이음관(10)의 내경 사이의 틈새가 큰 경우, 즉 파이프(1,2)와의 공차가 큰 경우 접착성 수지(14)의 융착만으로 이음관(10)이 파이프(1,2)에 접착이 안될 수 있다.

이와 같은 문제점을 보완하기 위해 도 1d 및 도 2b에 도시한 바와 같이 내부 층(11)과 외부층(12)을 연결하는 부위, 즉 상기 도면에서 보면 이음관(10)의 상단부와 하단부에 벨로우즈형태(일명, 자바라)로 팽창가능한 팽창부(23)를 형성함으로써, 파이프(1,2)와의 공차를 흡수할 수 있다.

상기 실시예(파이프와의 공차가 큰 경우)에 따른 이음관(10)의 작동상태를 살펴보면, 이음관(10)의 배출구(19)를 개폐밸브(23)로 닫은 다음, 이음관(10)의 주입구(18)를 통해 고온의 유체를 공급하면 중공층(13)에 내압이 걸림으로써 내압에 의해 상기 팽창부(23)가 팽창하여 용융된 접착성 수지(14)가 파이프(1,2)에 완전하게 접착된다.

따라서, 상기와 같은 방법에 의해 피복열선 없이 고온의 유체로부터 열을 전달받아 융점이 낮은 접착성 수지(14)가 융착됨으로써, 이음관(10)을 제1 및 제2파이프(1,2)에 접합시켜 기밀성을 유지할 수 있다.

본 발명에 따른 이음관의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 접착성 수지의 제조방법을 설명하기 위한도면이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 접착성 수지의 제조방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 5a는 내부코어에 본 발명의 일실시예에 따른 접착성 수지가 삽입된 상태를 나타내는 도면이고, 도 5b는 내부코어에 본 발명의 다른 실시예에 따른 접착성 수지가 삽입된 상태를 나타내는 도면이고, 도 5c는 내부코어에 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 접착성 수지가 삽입된 상태를 나타내는 도면이다.

먼저, 융점이 낮은 접착성 수지(14)를 미리 제작한다. 상기 접착성 수지(14)는 일정한 두께를 갖는 파이프 형태로서 압출성형에 의해 길이가 긴 하나의 원형 파이프로 만든 다음 상기 파이프를 소정 길이로 절단한다(도 3 참조).

이때, 상기 접착성 수지(14)는 사출성형에 의해 절단할 필요 없이 소정길이의 파이프로 제작할 수 있고, 두께가 얇은 막(film) 형태로도 제작가능하다(도 4 참조).

또한, 상기 접착성 수지는 도 1b 및 도 5b에 도시한 바와 같이 내부의 중공부가 형성된 튜브(141a)형태 또는 도 1c 및 도 5c에 도시한 바와 같이 내부가 채워진(solid) 봉(141b) 형태로 제작될 수 있다.

상기와 같이 원형 파이프, 필름, 튜브(141a) 및 봉(141b) 형태 중 어느하나의 접착성 수지(14)가 만들어지면, 압출성형을 위해 준비된 금형 중 아래 위로 분리된 제1 및 제2내부코어(16,17)에 각각 접착성 수지를 삽입한 다음, 내부코어(16,17)의 바깥쪽에 외부코어를 조립한다.

계속해서, 외부코어의 내표면과 내부코어(16,17)의 외표면 사이에 형성된 캐비티에 분말 상태의 수지재를 충진한 후, 소정 형상의 마개를 이용하여 상기 캐비티를 밀폐시킨다.

그리고, 상기 외부코어 및 내부코어(16,17)를 회전시키면서 적절한 가열수단을 이용하여 외부코어 및 내부코어(16,17)에 소정 온도로 열을 가하여 회전 성형을 실시함으로써 이음관(10)이 완성된다.

상기와 같은 방법에 의해 제작된 내측면에 접착성 수지(14)를 갖는 이음관(10)에 고온의 유체를 공급하는 방법을 설명하면 다음과 같다.

도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 유체공급방법을 나타내는 단면도로서, 연결호스(21)를 이용하여 이음관(110)의 내부층(111) 상부와 하부에 형성된 접착성 수지에 열을 가하는 모습을 보여준다.

즉, 이음관(110)의 내부층(111)에 상부측 제1파이프(1)와 하부측 제2파이프(2)를 삽입하여 그 끝단부가 상기 내부층(111) 중심부에 형성된 기준돌기(15)까지 삽입되게 한다. 이때, 상기 이음관(110)의 외부층(112) 상부에는 제1주입구(18a) 및 제1배출구(19a)가 형성되고, 상기 외부층(112) 하부에는 제2주입구(18b) 및 제2배출구(19b)가 형성되며, 이음관(110)의 내부층(111) 상부에는 제1접착성 수지(14a)가 형성되고, 상기 내부층(111)의 하부에는 제2접착성 수지(14b)가 형성된다. 또한, 상기 제1배출구(19a)와 제2주입구(18b)에는 고온의 유체를 순환시키기 위해 연결호스(21)가 연결되어 있다.

상기 제1주입구(18a)를 통해 중공층(113)에 고온의 유체를 공급하고 연결호스(21)를 통해 제1배출구(19a)와 제2주입구(18b)를 연결시켜 제1 및 제2접착성 수지(14a,14b) 각각에 열을 전달하고, 제2배출구(19b)를 통해 고온의 유체를 배출 또는 순환시킨다.

도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 유체공급방법을 나타내는 단면도로서, 이음관(120) 자체에 나선형의 중공층(123)을 형성하여 이음관(120)의 내부층(121) 상부와 하부에 형성된 접착성 수지(14)에 열을 가하는 모습을 보여준다.

이경우, 상기 접착성 수지(14)가 기준돌기(15)를 제외한 이음관(120) 내부층(121) 전체면에 형성되므로, 상기 접착성 수지(14) 전체면에 열을 가하기 위해 이음관(120) 내부의 중공층(123)이 나선형으로 형성되고, 이음관(120)의 상부에 형 성된 주입구(18)를 통해 고온의 유체가 유입되어 중공층(123)을 따라 순환하면서 접착성 수지(14)에 골고루 열을 가하며 이음관(120)의 하부에 형성된 배출구(19)를 통해 고온의 유체가 배출된다.

도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 유체공급방법을 나타내는 단면도로서, 히팅튜브(20)를 통해 이음관(130)의 내부층(131) 상부와 하부에 형성된 접착성 수지(14)에 고온의 유체를 공급하여 열을 가하는 모습을 보여준다.

이 경우, 이음관(130)의 외부층(132)에 주입구(18) 및 배출구(19)가 형성되지 않고 히팅튜브(20)에 직접 고온의 유체를 공급한다. 즉, 히팅튜브(20)는 접착성 수지(14) 안쪽으로 이음관(130)의 내부층(131)에 나선형으로 매입 설치되되, 히팅튜브(20)의 양단부가 이음관(130)의 외부로 노출되게 설치되며, 히팅튜브(20)의 상단부를 통해 고온의 유체가 유입되고 히팅튜브(20)를 통해 나선형으로 이동하면서 접착성 수지에 열을 가하여 융착시키고, 히팅튜브(20)의 하단부를 통해 고온의 유체가 배출된다.

이때, 상기 이음관(130)의 내부층(131) 상부에 제1접착성 수지(14a)가 형성되고, 상기 이음관(130)의 내부층(131) 하부에 제2접착성 수지(14b)가 형성되며, 상기 히팅튜브(20)는 제1 및 제2접착성 수지(14a,14b) 안쪽에 각각 서로 인접하게 나선형으로 감겨진다.

상기와 같이 히팅튜브(20)를 이용한 고온 유체의 열전달방법의 효과를 설명하면, 상기 히팅튜브(20)는 고온의 유체가 중공층(132)에 공급되는 경우보다 훨씬 작은 단면적을 갖고, 히팅튜브(20)를 통해 유입된 고온의 유체로부터 열이 전달되 는 거리가 중공층(132)을 통해 전달되는 거리보다 훨씬 더 짧으므로 상대적으로 적은 량의 유체를 이용하여 최대한 많은 양의 열에너지를 가할 수 있어 열전달 효율이 매우 향상된다.

도 9는 본 발명의 제4실시예에 따른 이음관(140)의 유체공급방법을 나타내는 단면도로서, 이음관(140)의 상부와 하부에 고온의 유체를 별개로 분리하여 공급 및 배출시키는 모습을 보여주고 있다.

상기 이음관(140)의 내부층(141) 상부 및 하부에 각각 원주방향으로 제1 및 제2접착성 수지(14a,14b)가 형성되어 있고, 이음관(140)의 외부층 상부에는 제1주입구(18a)와 제1배출구(19a)가 형성되어 있고, 고온의 유체가 제1주입구(18a)를 통해 유입되며 일방향으로 이동하여 제1접착성 수지(14a)에 열을 가한 후 제1배출구(19a)를 통해 배출된다.

또한, 이음관(140)의 외부층 하부에는 제2주입구(18b)와 제2배출구(19b)가 형성되어 있고, 고온의 유체가 제1주입구(18a)를 통해 유입되며 일방향으로 이동하여 제2접착성 수지(14b)에 열을 가한 후 제2배출구(19b)를 통해 배출된다. 이때 상기 제1주입구(18a) 및 제1배출구(19a)와, 제2주입구(18b) 및 제2배출구(19b)는 서로 반대방향 또는 같은 방향으로 설치될 수 있고, 이에 따라 유체의 이동방향이 서로 같거나 반대일 수 있다.

도 10은 본 발명의 제5실시예에 따른 이음관(150)의 유체공급방법을 나타내는 단면도로서, 이음관(150)의 상부와 하부 사이에 유체가 흐를 수 있는 연결통로(154)를 형성하여 고온의 유체를 이음관(150)의 상부와 하부에 공급 및 배출시키 는 모습을 보여준다.

상기 이음관(150)의 내부층(151) 상부에 제1접착성 수지(14a)가, 이음관(150)의 내부층(151) 하부에 제2접착성 수지(14b)가 원주방향으로 형성되어 있고, 상기 이음관(150)의 외부층(152) 상부에 주입구(18)가 형성되고 이음관(150)의 외부층(152) 하부에 배출구(19)가 형성되며, 이음관(150)의 상부와 하부에 각각 형성된 중공층(153) 사이를 연결하기 위해 수직방향으로 연결통로(154)가 형성된다. 따라서, 고온의 유체가 주입구(18)를 통해 유입되고 제1접착성 수지(14a)에 열을 가한 후, 연결통로(154)를 통해 하부로 이동하여 제2접착성 수지(14b)에 열을 가하고 배출구(19)를 통해 배출된다.

한편, 일반적으로 두개의 파이프(1,2)를 관내부에 양방향으로 삽입하여 연결하는 이음관을 소켓이라고 말하고, 한개의 파이프만을 관 내부에 삽입하여 연결하는 이음관을 편수칼라라고 말한다.

상기 실시예가 소켓에 관한 것이라면, 후술할 실시예는 편수칼라에 관한 것이다.

도 11은 본 발명의 제6실시예에 따른 상하수용 이음관(160)을 나타내는 단면도로서, 두께가 상대적으로 얇은 제1파이프(1)와 두께가 상대적으로 두꺼운 제2파이프(2)가 상하수용 이음관(160)에 의해 연결되는 모습을 보여준다.

전술한 바와 같이 상기 제1파이프(1)는 제2파이프(2)에 비해 내경은 같으나 두께의 차이로 인해 제1파이프(1)가 이음관(160) 내부에 접합되고, 제2파이프(2)의 일단부가 이음관(160)의 끝단부에 강제로 열압착된다(Butt 열압착).

이 경우, 상기 이음관(160)의 단면구조는 제1파이프(1)의 외표면에 접합되는 내부층(161)과, 내부층(161)에 연장되어 일체로 형성된 외부층(162)과, 상기 내부층(161)과 외부층(162) 사이에 형성된 중공층(163)으로 구성되고, 상기 제1파이프(1)의 끝단부가 삽입가능하게 이음관(160) 일부의 내부 직경은 제1파이프(1)의 외경보다 약간 크게 제작되고, 제2파이프(2)에 열압착되는 이음관(160)의 일부는 제2파이프(2)와 동일한 두께 및 내경을 갖는다.

상기 중공층(163)은 이음관(160) 내부에 전체적으로 형성되고, 상기 제1파이프(1)에 접착되는 내부층(161)에는 접착성 수지(14)가 형성되며, 접착성 수지(14)에 열을 가하기 위해 외부층(162)에 주입구(18) 및 배출구(19)가 형성된다.

따라서, 상기 고온의 유체가 주입구(18)를 통해 유입되고 중공층(162)을 따라 이동하면서 접착성 수지(14)에 열을 가한 후 배출구(19)를 통해 배출된다.

도 12는 본 발명의 제7실시예에 따른 상하수용 이음관(170)을 나타내는 단면도로서, 제2파이프(1)의 일단부에 이음관(170)을 형성하고, 고온의 유체를 주입구(18)를 통해 주입하여 접착성 수지(14)에 열을 가한 후 배출구(19)를 통해 배출시키는 모습을 보여준다.

이 경우, 서로 두께가 다른 파이프에서 제2파이프(2)의 끝단부에 이음관(170) 형태로 내부층(171), 외부층(172) 및 중공층(173)을 형성하고, 내부층(171)에 접착성 수지(14)를 형성하고 외부층(172)에 주입구(18) 및 배출구(19)를 형성함으로써, 제1파이프(1)가 제2파이프(2)의 끝단부에 삽입된 상태에서 고온의 유체가 주입구(18)를 통해 공급되고, 중공층(183)을 따라 이동하면서 접착성 수 지(14)에 열을 가한 후, 배출구(173)를 통해 배출된다.

도 13은 본 발명의 제8실시예에 따른 상하수용 이음관(180)을 나타내는 단면도로서, 제1파이프(1)가 이음관(180) 내부에 삽입되고, 상기 제1파이프(1)가 삽입되는 이음관(180)의 일부가 내부층(181), 외부층(182) 및 중공층(183)으로 구성되고, 상기 외부층(182)에 형성된 제1주입구(18a)를 통해 고온의 유체가 유입되고 중공층(183)을 따라 이동하면서 내부층(181)에 형성된 제1접착성 수지(14a)에 열을 가한 후 외부층(182)에 형성된 제1배출구(19a)를 통해 배출되는 구조는 제6실시예와 대동소이하다.

그러나, 제8실시예에서 구별되는 차이점을 살펴보면, 제2파이프(2)와 연결되는 이음관(180)의 일부가 버트 압착에 의해 강제로 열 압착되는 것이 아니라, 고온의 유체로부터 열을 받아 제2접착성 수지(14b)가 제2파이프(2)의 끝단면에 융착된다.

즉, 제2파이프(2)에 연결되는 이음관(180)의 단부는 내부층(181), 외부층(182) 및 중공층(183)으로 구성되고, 제2주입구(18b) 및 제2배출구(19b)가 서로 반대방향으로 외부층(182)에 형성되고, 제2파이프(2)의 끝단면과 접하며 외부층(182) 및 내부층(181)을 연결하는 부위에 제2접착성 수지(14b)가 형성된다.

따라서, 제2주입구(18b)를 통해 유입된 고온의 유체가 중공층(183)을 따라 이동하면서 제2접착성 수지(14b)에 열을 가한 후 제2배출구(19b)를 통해 배출됨으로써, 제2접착성 수지(14b)에 의해 이음관(180)의 끝단부가 제2파이프(2)에 접합된다.

도 14는 본 발명의 제9실시예에 따른 상하수용 이음관(190)을 나타내는 사시도로서, 서로 두께가 다른 제1파이프(1) 및 제2파이프(2)가 접착성 수지(14)에 의해 접합되는 모습을 보여준다.

즉, 제1파이프(1)는 제2파이프(2)보다 상대적으로 두께가 두껍고 내경이 크며, 제1파이프(1)의 끝단에는 내부층(191), 외부층(192) 및 중공층(193)을 포함하는 이음관(190)이 형성되어 있다. 이때, 상기 외부층(192)에는 주입구(18)와 배출구(19)가 형성되어 있고, 내부층(18)에 접착성 수지(14)가 원주방향으로 형성된다.

따라서, 상기 주입구(18)를 통해 유입된 고온의 유체가 중공층(193)을 따라 이동하면서 접착성 수지(14)에 열을 가한 후 배출구(19)를 통해 배출됨으로써, 접착성 수지(14)에 의해 상기 이음관(190)을 제2파이프(2)에 접합한다.

한편, 기존 파이프는 순수 레진 또는 일정비율의 재생수지를 혼합하여 성형하므로 물성이 떨어지고 취약할 수 있다. 상기 이음관(10)의 내부층에 일체로 형성된 접착성수지만으로 두개의 파이프에 완벽하게 붙지 않을 수 있다.

따라서, 상기 이음관(10)이 두개의 파이프(1,2)를 연결하는데 보조적인 수단으로서, 이하에서는 파이프(1,2)의 외표면에 접착성 수지(24)를 도포하거나 히터장치를 장착하는 방법을 채택한다.

도 15는 본 발명의 일실시예에 따라 파이프에 접착성 수지가 도포된 상태를 나타내는 단면도이다.

본 발명의 일실시예에 따라 파이프(1,2)의 일정부분(예, 끝단부)이나 전체 표면에 분말형태의 접착성 수지(24)를 스프레이로 도포함으로써, 이음관(10)이 두 개의 파이프(1,2)를 접합하는데 보조할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따라 파이프(1,2)의 일정부분과 이음관(10)의 결합부분에 PE 접착제를 도포한다. 이때, 상기 접착제는 접착성 수지 뿐만 아니라 전처리제(PRIMER)로서 표면처리제(표면활성제)를 포함함으로써, 파이프(1,2)와 이음관(10)이 더 잘 붙게 된다.

본 발명의 일실시예에 따라 파이프(1,2)의 일정부분을 토치램프로 가열한다. 일반적으로 플라스틱 제품의 파이프(1,2)에는 유분이 포함되어 있으므로, 파이프(1,2)에 열이 가해져 유분이 흘러나와서 접착성 수지(24)와 파이프(1,2)의 접착을 방해한다. 따라서, 상기 토치램프로 파이프(1,2)의 일부를 가열함으로써 유분을 증기상태로 날려 보내고, 토치램프로 파이프(1,2)의 일정부분을 가열하여 극성기를 주어 접착성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 일실시예에서는 파이프(1,2)와 이음관(10)의 접합을 위한 보조적인 수단으로 파이프 성형 후에 상기와 같은 방법으로 파이프(1,2)의 외표면에 접착성 수지(24)를 도포할 수 있고, 파이프(1,2) 성형 시 파이프 외측면에 접착성 수지(24)를 압출하여 코팅할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따라 파이프(1,2)의 외표면에 히터장치를 장착한다. 도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따라 파이프에 면상발열체가 장착된 상태를 나타내는 단면도이고, 도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 파이프에 전선이 감겨진 상태를 나타내는 단면도이다.

상기 히터장치의 일실시예는 면상발열체(25)로서 얇은 수지판 위에 인쇄를 한 후 전기를 통하면 열이 발생되는데, 이 열을 발생시켜 파이프(1,2)의 표면을 녹임으로써 이음관(10)의 접착성 수지(14)와 접착을 용이하게 한다.

상기 히터장치의 다른 실시예는 전선(27)을 파이프(1,2) 주위에 감아 열을 발생시킴으로써, 파이프(1,2) 표면을 녹여 이음관(10)과 접착을 완벽하게 한다.

또한, 본 발명에 따른 이음관(10)은 두개의 파이프(1,2)를 연결하는 역할을 하고, 두개 파이프(1,2)의 연결부위에서 물 등이 누출되지 않도록 기밀유지수단을 포함한다.

도 18 및 도 19는 본 발명의 일실시예에 따라 파이프에 오링(26)이 장착되어 이음관과 접착 전후를 나타내는 단면도이고, 도 20 및 도 21은 본 발명의 다른 실시예에 따라 파이프에 스폰지가 장착되어 이음관과 접착전후를 나타내는 단면도이다.

본 발명에 따른 기밀유지수단의 일실시예에 따라, 파이프(1,2)와 이음관(10)의 결합부 사이에 오링(26)이 장착된다. 상기 오링(26)은 실리콘 고무 재질일 수 있다.

또한, 상기 기밀유지수단은 고무링, 실리콘튜브, 스폰지(28)(실리콘), 테이프 접착가스켓, PE 접착제, 형상기억수지, 실리콘 발포호스 중 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다.

도 1a는 본 발명의 일실시예에 따른 상하수용 이음관이 상하수용 파이프에 융착되기 전 상태를 나타내는 단면도이고,

도 1b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 상하수용 이음관이 상하수용 파이프에 융착되기 전 상태를 나타내는 단면도이고,

도 1c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 상하수용 이음관이 상하수용 파이프에 융착되기 전 상태를 나타내는 단면도이고,

도 1d는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 상하수용 이음관이 상하수용 파이프에 융착되기 전 상태를 나타내는 단면도이고,

도 2a는 도 1a의 상하수용 이음관이 상하수용 파이프에 융착된 후 상태를 나타내는 단면도이고,

도 2b는 도 1d의 상하수용 이음관이 상하수용 파이프에 융착된 후 상태를 나타내는 단면도이고,

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 접착성 수지의 제조방법을 설명하기 위한도면이고,

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 접착성 수지의 제조방법을 설명하기 위한 도면이고,

도 5a는 내부코어에 본 발명의 일실시예에 따른 접착성 수지가 삽입된 상태를 나타내는 도면이고,

도 5b는 내부코어에 본 발명의 다른 실시예에 따른 접착성 수지가 삽입된 상 태를 나타내는 도면이고,

도 5c는 내부코어에 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 접착성 수지가 삽입된 상태를 나타내는 도면이고,

도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 유체공급방법을 나타내는 단면도이고,

도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 유체공급방법을 나타내는 단면도이고,

도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 유체공급방법을 나타내는 단면도이고,

도 9는 본 발명의 제4실시예에 따른 유체공급방법을 나타내는 단면도이고,

도 10은 본 발명의 제5실시예에 따른 유체공급방법을 나타내는 단면도이고,

도 11은 본 발명의 제6실시예에 따른 유체공급방법을 나타내는 단면도이고,

도 12는 본 발명의 제7실시예에 따른 유체공급방법을 나타내는 단면도이고,

도 13은 본 발명의 제8실시예에 따른 유체공급방법을 나타내는 단면도이고,

도 14는 본 발명의 제9실시예에 따른 유체공급방법을 나타내는 단면도이고,

도 15는 본 발명의 일실시예에 따라 파이프에 접착성 수지가 도포된 상태를 나타내는 단면도이고,

도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따라 파이프에 면상발열체가 장착된 상태를 나타내는 단면도이고,

도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 파이프에 전선이 감겨진 상태를 나타내는 단면도이고,

도 18 및 도 19는 본 발명의 일실시예에 따라 파이프에 오링이 장착되어 이음관과 접착전후를 나타내는 단면도이고,

도 20 및 도 21은 본 발명의 다른 실시예에 따라 파이프에 스폰지가 장착되어 이음관과 접착전후를 나타내는 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 이음관 11 : 내부층

12 : 외부층 13 : 중공층

14 : 접착성 수지 14a : 제1접착성수지

14b : 제2접착성 수지 15 : 기준돌기

16 : 제1내부코어 17 : 제2내부코어

18 : 주입구 19 : 배출구

20 : 히팅튜 브 21 : 연결호스

22 : 팽창부 23 : 개폐밸브

141a : 튜브 141b : 봉

24 : 접착성수지 25 : 면상발열체

26 : 오링 27 : 전선

28 : 스폰지

Claims (8)

1. 상하수용 제1파이프 및 제2파이프를 연결하는 상하수용 이음관에 있어서,

   상기 상하수용 제1파이프 및 제2파이프의 외표면에 접하는 내부층;

   고온의 유체 공급을 위한 주입구와 유체 배출을 위한 배출구를 가지면서 상기 내부층의 테두리단에서 일정 두께로 일체 연장 형성되어 외부를 커버하는 외부층;

   상기 내부층과 외부층 사이에 형성되며, 주입구를 통해 유입되는 고온의 유체가 내부를 따라 순환하면서 접착성 수지에 골고루 열을 가하며 배출구를 통해 빠져나갈 수 있도록 하는 나선형의 중공층;

   상기 내부층의 외표면인 상하수용 제1파이프 및 제2파이프와 접하는 부분에 부착되어 있으며 이음관보다 상대적으로 낮은 융점을 갖는 접착성 수지;

   를 포함하며, 고온의 유체를 이용하여 접착성 수지에 열과 압력을 가하여 상하수용 제1파이프와 제2파이프를 연결하되, 이음관의 내부층이 녹지 않고 접착성 수지가 녹아서 이음관과 상하수용 제1파이프 및 제2파이프 사이에 융착되면서 연결되도록 한 것을 특징으로 하는 상하수용 이음관.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 이음관의 측단부에 벨로우즈형태의 팽창부가 형성되고, 상기 팽창부가 고온의 유체로부터 압력을 받아 축방향에 대해 수직방향으로 팽창하는 것을 특징으로 하는 상하수용 이음관.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 두개의 파이프의 외표면에 도포된 접착성 수지를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상하수용 이음관.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 두개의 파이프의 외표면에 면상발열체 또는 전선을 설치하여 파이프의 외표면에 열을 가하는 것을 특징으로 하는 상하수용 이음관.
6. 청구항 1에 있어서,

   상기 파이프와 이음관 사이에 설치된 오링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상하수용 이음관.
7. 상하수용 제1 및 제2파이프를 연결하는 상하수용 이음관의 제조방법에 있어서,

   상기 이음관보다 상대적으로 융점이 낮은 접착성 수지를 내부코어에 장착하는 단계;

   상기 내부코어에 외부코어를 조립하여 내부코어와 외부코어 사이에 캐비티를 형성하는 단계;

   상기 캐비티에 분말상태의 수지재를 넣는 단계;

   상기 내부코어와 외부코어를 회전시키면서 열을 가하여, 상하수용 제1파이프 및 제2파이프의 외표면에 접하는 내부층과, 고온의 유체 공급을 위한 주입구와 유체 배출을 위한 배출구를 가지면서 상기 내부층의 테두리단에서 일정 두께로 일체 연장 형성되어 외부를 커버하는 외부층과, 상기 내부층과 외부층 사이에 형성되며 주입구를 통해 유입되는 고온의 유체가 내부를 따라 순환하면서 접착성 수지에 골고루 열을 가하며 배출구를 통해 빠져나갈 수 있도록 하는 나선형의 중공층과, 상기 내부층의 외표면인 상하수용 제1파이프 및 제2파이프와 접하는 부분에 부착되어 있으며 이음관보다 상대적으로 낮은 융점을 갖는 접착성 수지를 이음관을 성형하는 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 상하수용 이음관의 제조방법.
8. 청구항 7에 있어서,

   상기 접착성 수지는 일정한 두께를 갖는 원형 파이프 구조이거나, 또는 내부에 중공부를 갖는 복수의 튜브 또는 내부가 채워진 봉이 나선형으로 감긴 구조인 것을 특징으로 하는 상하수용 이음관의 제조방법.

Images