KR101574531B1 - 이중 보온관용 폴리에틸렌 외피 파이프의 수축 및 절단면 변형 방지 방법 - Google Patents

Abstract

절단된 파이프의 수축을 줄일 수 있으며 파이프의 절단면이 내부쪽으로 휘어져 변형되는 것을 방지할 수 있는, 보온관용 외피 파이프를 절단하기 전에 파이프의 수축 및 절단 절단면 변형을 방지하는 방법과 그 방법을 수행하는 장치에 관한 것으로, 이중 보온관용 폴리에틸렌 외피 파이프의 수축 및 절단면 변형 방지 방법으로서, 용융된 폴리에틸렌을 압출하여 파이프를 제조하고, 압출되어 나오는 파이프를 냉각기에서 물을 분사하여 냉각시킨 다음, 냉각되어 인장되는 파이프를 코로나 방전기를 통하여 내부를 코로나 처리한 후, 풀림기 내에서 파이프의 외부 온도를 상승시킨 다음 절단하는 방법으로 구성되는, 이중 보온관용 외피 파이프의 수축 및 절단면 변형 방지 방법을 제공한다.

Description

이중 보온관용 폴리에틸렌 외피 파이프의 수축 및 절단면 변형 방지 방법{PREVENTING DISTORTION METHOD FOR A SHRINKING AND CUTTING-PLANE OF POLYETHYLENE PIPE}

본 발명은 이중 보온관용 폴리에틸렌 외피 파이프의 수축 및 절단면 변형방지방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 폴리에틸렌 재질의 보온관 외피용 파이프를 제조함에 있어서, 파이프의 제조 후 수축율을 현저히 낮추어서 동절기 및 하절기 등 계절에 관계없이 이중 보온관 작업을 원활히해줄 수 있고, 계획된 길이에 맞춰 파이프를 사축 제조 후 절단시 파이프의 내부와 외부의 온도차로 인하여 파이프의 절단면 내부쪽으로 휘어져 변형되는 문제를 해결하기 위하여 이중 보온관용 폴리에틸렌 외피 파이프를 절단 전에 내부와 외부의 온도를 등온화시켜 파이프 절단 후의 수축 변형과 절단면 변형을 방지시키기 위한 방법에 관한 것이다.

일반적으로 파이프 제조 방법은 폴리에틸렌 등의 합성수지를 일정 온도로 가열하여 용융시킨 후 사출 또는 압출 등을 통해 다이스를 통과시켜 원하는 형태의 성형품으로 제작하여 완성된다.

이러한 종래의 파이프 제조 방법에 사용되는 장치(10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 합성수지를 압출시키는 압출장치(11), 합성수지가 압출되어 형성된 성형품을 냉각시키는 냉각장치(12)를 통과한 합성수지를 절단하는 절단장치가 포함되어 이루어졌다.

여기서, 냉각장치(12)는 압출장치(11)에서 고온으로 배출된 성형품에 대해 노즐(13)로 저온냉각수를 분사하여 성형품을 급냉각시킴으로써, 압출장치(11)에서 배출된 성형품의 형태를 유지시키도록 이루어졌다.

하지만, 냉각장치(12)에서 성형품의 외면에 냉각수를 분사하게 되면 표면은 급속히 냉각되어 고형화되는 반면, 내부에는 소성상태의 잔류응력이 발생하게 되어 표면층과 내부층의 수축율이 크게 다르게 작용되어 뒤틀림 또는 균열이 발생하고 또한, 제작 당시에는 올바르게 제작되었던 성형품 역시 저온의 환경에 지속적으로 노출되면 파괴되거나 수축되거나 크랙이 발생하는 문제점이 있었다.

또한, 상기와 같은 파이프 중 보온용수를 전달하는 역할을 하는 보온관은 도 2에서 도시된 바와 같이, 용수가 직접적으로 전달되는 금속 재질의 금속관(S)을 우레탄 재질로 형성되는 보온재(V)가 감싸고, 상기 보온재(V)의 보호를 위하여 폴리에틸렌(Polyethylene) 재질의 보온관용 외피 파이프(P)가 상기 보온재(V)를 감싸는 3중의 구조로 형성된다.

여기서 상기 이중 보온관용 외피 파이프(P)는 제조공장에서 상기와 같이 원료를 용융시켜 파이프의 형태를 제조하는 제조공정, 상기 제조된 파이프에 대하여 냉각수를 분사하여 파이프를 식히는 냉각공정, 그리고 상기 냉각된 파이프를 이송 및 설치가 용이하도록 15~25m 정도의 크기로 절단하는 절단공정을 통하여 제조된다. 상기 적당한 길이로 절단된 파이프들은 각각 설치 장소로 운반되어 이중 보온관용 외피 파이프(P)로써 사용되며, 필요할 경우 상호간의 절단면을 맞댄 채로 용접하여 길이를 연장하여 사용하거나 또는 추가적으로 절단하여 사용할 수 있다.

여기서 상기 이중 보온관용 외피 파이프(P)로 사용되는 파이프의 제조 공정의 문제점으로는, 상기한 바와 같이 상기 제조공정을 통하여 높은 온도 상태로 제조된 파이프에 대하여 냉각수를 분사하여 냉각공정이 실시되는데, 이때 연속적으로 제조공정을 통하여 제조되는 파이프의 내부로는 냉각수를 분사할 수 없기 때문에, 파이프의 외부면은 냉각공정을 통하여 냉각될 수 있지만 파이프의 내부는 냉각이 지연되게 되고, 이러한 상태에서 파이프의 절단공정을 실시하게 되면, 파이프의 절단된 단면이 오그라들어 변형되고, 절단된 파이프가 수축되는 현상이 발생하게 된다.

이를 개선하기 위해서는 파이프의 성형을 위해 장시간 냉각공정을 거쳐야 하는데, 이는 생산원가를 상당히 높여야 하는 원가 손실을 유발하게 된다.

도 3은 상기와 같이 절단공정이 실시된 파이프(P, 보온관용 외피 파이프)의 단면도이다. 도 3를 통하여 상기의 파이프의 변형과 수축현상에 대하여 더 자세히 설명하면, 파이프(P)가 냉각공정 후 절단공정을 거쳐 절단된 직후에는, 상기 파이프(P)의 외측(P-O)과 내측(P-I)이 상술한 이유로 온도차가 발생하기 때문에 상기 파이프(P)의 절면면(e)이 온도가 높은 내측으로 화살표 방향으로 힘을 받게 된다. 즉 상기 절다면(e)의 오그라드는(shrink) 작용으로 인하여 상기 파이프(P)의 절단면(e)이 도 3에서 도시된 바와 같이 전체가 안쪽으로 휘어지는 변성이 발생한다.

상기와 같이 절단면(e)이 휘어져 변성된 파이프(P)는 여러 가지 현상이 일어나는데, 첫째로는 상기와 같이 파이프(P)의 절단면(e)이 휘어짐으로 인하여 상기 파이프(P) 끼리 접착 용접하여 연장된 길이의 긴 파이프(P)를 형성할 때, 접촉하는 절단면(e)이 안정적으로 맞닿지 않고 불완전하게 맞닿게 되므로 상기 연장된 파이프(P)의 접착 용접부위가 매우 취약해져 내구성이 적어지게 된다.

또한 상기와 같이 절단면(e)이 휘어져 변성된 파이프(P)는 도 2에서 도시되어 있는 보온관을 형성하기가 매우 어렵게 되는데, 왜냐면 상기 금속관(S)과 보온관용 외피 파이프(P) 사이로 보온재(V)를 끼워 넣어 보온관을 형성할 때, 상기와 같이 보온관용 외피 파이프(P)의 절단면(e)이 휘어져 변성되어 있을 경우 상기 보온재(V)를 끼워 넣기 어려워지게 된다.

상기와 같은 단점을 극복하기 위해서 현재는 이미 제작되어 있는 파이프(P)의 변형된 절단면(e)을 잘라내고 사용하고 있는데, 상기와 같이 하면 잘려나간 절단면(e)은 사용하지 못하므로 경제적인 낭비를 초래하게 되나, 상기 절단면(e)의 변형으로 인하여 어쩔 수 없이 경제적인 낭비를 감수하고 변형된 절단면(e)을 잘라내고 사용하고 있는 실정이다.

이러한 상기 단점을 방지하여 파이프(P) 절단면(e)의 변형을 미연에 방지하기 위해서는, 냉각 공정을 거친 파이프(P)의 내부 온도와 외부 온도를 동일하게 맞춰주면 되는데 연속적으로 생산되는 상기 파이프(P)의 내부를 냉각할 수 있는 적합한 수단이 없으므로, 외부의 온도를 다시 일정 온도까지 높임으로써 파이프(P)의 외부 온도와 내부 온도를 최대한 동일하게 맞추는 것이 바람직한 방법이다.

상기와 같은 단점들을 해결하기 위하여 일본국공개특허공보 특개평 10-166468호에서는 열가소성 수지관의 제조방법 및 장치를 공개하고 있다.

즉, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 일본국 공개특허에서는 열가소성 수지관의 제조장치는 압출기(1)와, 압출기(1)로 용융 혼련된 폴리올레핀 (polyolefin)수지를 원통형으로 밀어내는 다이스(2)와, 다이스(2)에서 배출되는 파이프를 냉각하는 감압 수조(low pressure water tank)(3) 및 냉각수조(cooling water pond)(4)와, 냉각된 파이프를 어닐링(annealing)하는 가열 장치(7)와, 파이프를 인수하는 인수 장치(5)와, 파이프를 절단하기 전에 냉각하는 냉각장치(8) 및 관을 절단하는 절단 장치(6)로 구성된다.

그러나, 상기의 열가소성 수지관의 제조장치는 다이스에 원료를 주입시 하나의 관로를 통해 주입하고, 다이스가 일정 온도로 유지되면서 파이프의 형상으로 배출하기 때문에 파이프의 내외부 온도차이가 없는데, 다이스에서 배출된 다음 감압 수조에서 파이프의 외부 표면이 냉각수에 의해 냉각되고, 파이프 내부면에는 다이스 내부에서 배출되어 감압 수조로 연장된 냉각관에서 배출되는 냉각수에 의해 냉각되어 내외부 표면의 온도를 낮추나 다이스 내부에서 배출되는 열기와 자체적인 잠열에 의해 파이프 내부 온도가 상승되고, 외부 표면을 재가열하여도 내부 온도가 계속해서 높게 유지되기 때문에 결국 잔류응력이 남아 있게 된다는 단점이 있다.

또한, 이러한 종래의 파이프를 어닐링하는 장치가 원적외선 히터로 구성되어 있기 때문에 히터에서 조사되는 90~120℃의 고온의 열 때문에 파이프를 녹이고, 일정 온도로 유지하기가 어려워 상대적으로 어닐링 효과가 떨어지게 된다.

상기의 또다른 단점들을 보완하기 위하여 등록특허 10-1414809호에서는 잔류응력 제거가 가능한 파이프 제조장치, 이를 이용한 제조방법 및 그 제조방법에 의하여 제조된 파이프를 개시하고 있다. 상기의 선행특허는 상기 냉각공정 이후 파이프(P) 외부의 온도를 다시 높일 수 있는 장치 및 방법으로써, 상기 파이프(P)의 외부면에 가열수, 즉 높은 온도의 물 또는 스팀을 이용하여 파이프(P)의 외부 온도를 높여 파이프(P)의 내부 온도와 외부 온도를 맞추도록 하는 장치를 제공하고 있다.

하지만 상기의 선행특허에 따라 높은 온도의 물 또는 스팀을 이용하여 파이프(P)를 가열하는 장치 및 방법은 하기에서 서술할 단점을 가지고 있는데, 첫째로는 상기 파이프(P)는 상술한 바와 같이 제조공정을 통하여 연속적으로 생산되므로, 상기 파이프(P)의 가열을 위하여 가열수를 지속적으로 공급해 주어야 하기 때문에 가열수가 되는 물의 지속적인 공급이 필요하여 제작 단가를 크게 높일 수 있게 되며, 또한 상기 가열수로 인하여 파이프(P)가 제조되는 제조 공장에 지나치게 높은 습기가 발생하게 되는 단점 또한 발생한다.

특히 상기와 같이 제조 공장 내부에 높은 수준의 습기가 발생하면, 내부에서 작업하는 작업자의 작업생산효율을 떨어트리고 스트레스를 유발하는 간접적인 제조효율저하 원인 외에도 파이프(P)를 제조하는 제조 및 절단장치 등 나머지 장치들의 부식 또는 손상의 직접적인 원인이 된다. 특히 최근의 제조 장비들은 모두 전기에 의해 동작하며 컴퓨터를 통하여 동작하는 것이 보편화되어 있는데, 이러한 장비들은 미세한 전류차로도 쉽게 고장날 수 있기 때문에 습기에 특히 취약하다. 상기와 같은 상황에서, 공장 내부 습기 수준을 높이는 것은 제조 장비 전체에 악영향을 끼칠 수밖에 없다.

또한, 상기 선행특허 제 10-1414809호에서는 도 5에서와 같이 구성되는데 어닐링조(150)를 통과한 다음 냉각조(160)를 거쳐 코로나 방전기(190)을 통하고 바로 절단기(200)로 절단하는 구조이고, 여기서의 코로나 방전 처리는 파이프의 표면을 처리하기 위한 것으로서 본 발명에서의 방전 처리와는 다른 것이다.

그리고 상기와 같은 파이프(P) 절단면(e)의 변형을 방지하는 또 다른 방법으로써, 절단 직후 절단면(e)의 변형 전에 미리 일정 크기로 세팅된 지그(Jig)를 절단면(e)에 위치시켜 절단면(e)의 변형을 억제하는 방법이 있다. 본 출원인은 상기의 지그를 등록특허 10-0749700호를 통하여 개시한 바 있다. 또한 등록실용신안 20-0451559호 역시 상기의 지그에 관련된 기술을 개시하고 있다.

하지만 본 발명은 지그를 이용한 방식이 아닌 절단 전 파이프(P)의 외부 온도를 높이는 방법에 관련된 것으로써 상기의 지그에 관한 두 기술은 본 발명과는 완전히 상이한 기술이다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 단점들을 보완하여, 파이프의 제조공정 및 냉각공정 이후에 파이프 외부와 내부의 온도를 적합한 수준까지 맞춰주기 위하여 파이프의 외부면을 일정 온도까지 높일 수 있는 특별한 방법으로서, 절단된 파이프의 수축을 줄일 수 있으며 파이프의 절단면이 내부쪽으로 휘어져 변형되는 것을 방지할 수 있는, 보온관용 외피 파이프를 절단하기 전에 파이프의 수축 및 절단 절단면 변형을 방지하는 방법과 그 방법을 수행하는 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여,

용융된 폴리에틸렌을 압출하여 파이프를 제조하고, 제조되어 압출되는 파이프를 냉각기에서 물 분사에 의해 냉각시킨 후, 냉각된 파이프의 내부를 20000~25000V 전압으로 코로나 처리한 다음, 풀림기를 통과하되, 풀림기의 내부 온도를 30~90℃로 유지시켜 파이프의 외부온도를 내부온도와 등온이 되게 상승시킨 후 절단하되, 풀림기는 내부로 파이프가 통과할 수 있도록 파이프의 직경보다 큰 직경의 파이프 홀이 형성되고, 몸체는 난연보온재로 형성되며, 내부면에는 하나 이상의 파이프형 히터가 원주상으로 설치되고, 파이프 홀의 내부 온도를 측정할 수 있는 하나 이상의 온도센서가 설치되며; 하나 이상의 히터와 온도센서는 외부의 컨트롤박스와 연결되고, 풀림기의 외부에는 두 개의 송풍기가 설치되어 있을 수 있다.

두 개의 송풍기는 중공인 중공관으로 연통되어 있을 수 있다.

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본 발명에 의하면, 냉각공정 이후 내부 코로나 방전 처리를 거친 다음 풀림공정을 위한 풀림공정장치로 파이프 외부를 가열하기 위한 수단으로 전기로 작동하는 하나 이상의 열선을 사용함으로써 적은 비용만으로도 파이프 절단면의 변형을 위한 파이프 내, 외부의 온도 평형을 달성할 수 있으며, 상기의 풀림공정장치를 이용한 방법을 사용하여 풀림공정을 실시하므로 파이프 절단면의 변형을 방지함으로써 파이프의 절단면 절단으로 인한 경제적인 낭비를 방지하고 설치작업 및 보온관 제작 작업의 용이함과 제조 후의 수축 변형을 방지할 수 있게 한다.

또한 상기 파이프의 제조에 있어서 냉각공정 후 풀림공정장치의 풀림기를 이용하여 풀림공정을 실시함으로써, 파이프의 질이 견고해지고 파이프 내부에 질김현상을 발생시킴으로써, 파이프의 운반 및 보관시에 파이프의 쳐짐으로 인하여 휘어지는 현상이 적어지고 파이프의 뒤틀리는 현상을 방지할 수 있는 효과 또한 기대할 수 있다.

도 1은 일반적인 파이프 제조 방법 개략도.
도 2는 일반적인 보온파이프의 구조도.
도 3은 파이프 절단 공정 후의 일반적 파이프 단면도.
도 4는 종래의 파이프 제조 공정 개략도.
도 5는 또 다른 종래의 파이프 제조 공정 개략도.
도 6은 본 발명의 실시에 따른 파이프 제조 공정 개략도.
도 7은 본 발명에 사용되는 파이프 풀림공정장치의 단면도.
도 8은 본 발명에 사용되는 파이프 풀림공정장치의 정면도.

이하에서는 첨부되는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 하기의 설명은 본 발명의 이해와 실시를 돕기 위한 것이지 본 발명을 이에 한정하는 것은 아니다. 당업자들은 이하의 특허청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 내에서 다양한 변형 및 변경이 가능함을 이해할 것이다.

먼저, 도 6은 본 발명의 방법을 수행하는 것이며 폴리에틸렌 재질의 보온관용 외피 파이프(P)를 제조하는 전체 공정도이다.

도 6에서 원료인 용융 폴리에틸렌은 일반적인 파이프 제조장치(1000)에서 제조되어 압출되어 화살표(⇒) 방향으로 나오게 된다.

상기와 같이 압출되어 나오는 파이프(P)는 용융된 폴리에틸렌으로 제조되기 때문에 내·외부가 고온으로 성형되어 나오게 된다.

따라서 압출되어 나오는 파이프(P)는 냉각기(2000)에서 분무되는 냉수로 냉각시키게 된다.

상기와 같이 냉각된 파이프(P)는 통상의 코로나 처리기(3000)를 통해 내부를 코로나 처리한 다음 절단하는 것이 종래의 방법이었다. 그러나 상기와 같이 파이프(P)가 냉각기(2000)에서 분사되는 물로 냉각하더라도 그 내부에는 잔열이 남아있게 되어 파이프(P)의 내·외부는 온도의 차이가 있게 되는데, 여기서 파이프(P)의 내부를 다시 코로나 처리기(3000)에서 코로나 처리를 하게 되면 파이프(P)의 내부온도는 더 높아지게 된다.

즉, 파이프(P)의 제조에서, 특히 본 발명에서는 통상의 코로나 처리기를 이용해 파이프(P)의 내부를 코로나 처리인 방전 처리를 하게 되는데, 이는 파이프(P)의 원료인 폴리프로필렌이 석유화학제품이어서 기름기 등 이물질이 존재하게 되므로 금속재로 된 코로나 처리기를 파이프(P)가 통과하는 내부에 위치시키고 외부에서 전원을 가해 방전처리를 하여 내부의 기름기 등이 물질을 건조시켜 제거한다. 이는 본 발명의 파이프(P) 사용시 보온재(V)를 끼워넣기 용이하게 하고 이물질인 기름기 등의 존재로 인해 발생될지도 모르는 문제점을 미연에 방지하고자 하는 것이다.

상기에서의 코로나 처리기(3000)를 통해 방전처리를 하는 경우 고압인 약 20000~25000V가 파이프(P)의 내부로 통하게 되므로, 상기 냉각기(2000)를 통해 냉각되지만, 이러한 냉각에도 파이프(P)의 내부에 잔열이 남아 있는데, 이에 더해 고압을 파이프(P) 내부에 발생시키게 되면 내부에서 다시 열이 발생하여 파이프(P)의 내·외부 온도차는 더 커지게 되고 이를 그냥 절단하게 되면 절단 후 파이프(P)의 절단면의 휨은 물론 파이프(P) 자체가 휘게 되어 보온관으로 사용이 어렵게 되는 현상이 발생하게 된다.

따라서 본 발명에서는 냉각기(2000)를 통과하여 냉각되고 파이프(P) 내부의 기름기 등을 제거하기 위해 금속재의 코로나 처리기(3000)를 통해 방전처리하여 기름기 등을 건조한 파이프(P)를 본 발명의 방법을 수행하기 위한 풀림공정장치(4000)을 통과시켜 파이프(P)의 내·외부 온도를 등온되게 하여 절단장치(5000)를 통해 절단하여도 절단된 파이프(P)의 절단면의 휨 방지와 파이프(P) 자체의 휨 방지 및 파이프(P)의 수축을 방지하게 한다.

상기에서의 방전처리를 위한 코로나 처리기(3000)는 통상의 것을 사용하면 되므로 그 상세한 설명은 생략한다.

이하에서는 본 발명을 수행하기 위한 풀림공정장치에 대해 설명한다.

도 7은 본 발명 방법을 수행하기 위한 풀림공정장치(4000)의 단면 구조도이며, 도 8은 상기 풀림공정장치(4000)의 정면도이다. 이하에서는 도 7 및 도 8를 통하여 본 발명의 이중 보온관용 외피 파이프의 수축 및 절단면 변형방지 방법을 수행하기 위한 풀림공정장치(4000)의 구성요소, 구조 및 동작에 대해 기술한다.

그리고 설명에 앞서, 본 풀림공정장치(4000)는 상술한 이중 보온관용 외피 파이프(P)의 전체 제작공정에 있어서 제조공정, 냉각공정 및 코로나 처리 공정 이후에 파이프(P)의 내부 온도에 맞춰서 상기 파이프(P)의 외부 온도를 높이는 방법을 수행하는 장치이며, 상기한 냉각공정 및 코로나 처리 공정 이후의 파이프(P)의 외부 온도를 상승시켜 내부 온도와의 차이를 없애는 공정을 이하에서는 풀림공정(annealing process)라 하고, 본 발명에서 사용되는 풀림공정장치(4000)는 상기 풀림공정을 적합하게 달성하기 위한 장치를 말한다.

상기 풀림공정장치(4000)의 구성요소 및 구조에 대해 설명하면, 상기 풀림공정장치(4000)는 몸체(4300) 위로 풀림공정기(4100)가 위치하며, 상기 몸체(4300)는 하나 이상의 지지대(4400)에 의해 지면상에 받쳐진다. 상기 풀림공정기(4100)는 크게 원통형의 풀림기(4110)와, 부대장치인 하나 이상의 받침대(4130)로 구성되어, 상기 원통형의 풀림기(4110) 하단으로 받침대(4130)가 위치하고 상기 받침대(4130)를 몸체(4300) 상단에 설치함으로써, 상기 하나 이상의 받침대(4130)가 몸체(4300)상에서 원통형의 풀림기(4110)를 받쳐서 지지하도록 한다.

여기서 파이프(P) 외부면의 실제 가열을 수행하며 본 발명의 방법을 수행하는 풀림기(4110)에 대해 자세히 설명하면, 상기 풀림기(4110)는 내부로 파이프(P)가 통과할 수 있도록 파이프(P)의 직경보다 큰 직경의 파이프홀(4120)이 형성되는 원통형의 몸체로 형성되며, 상기 풀림기(4110)의 몸체는 난연보온재(4112)로 형성되며 상기 난연보온재(4112)의 내, 외부면은 각각 내피(4111) 및 외피(4113)를 통해 풀림기(4110)의 몸체 외형을 형성한다.

그리고 상기 풀림기(4110)의 내부면으로는 상기 풀림기(4110)의 파이프홀(4120) 내부로 열을 전달할 수 있도록 하나 이상의 히터(4200)가 설치된다. 바람직한 상기 하나 이상의 히터(4200)의 구성 및 설치형태는, 상기의 히터(4200)를 파이프히터로 구성하여 풀림기(4110)의 파이프홀(4120) 내부에 고르게 열을 전달할 수 있도록 원주상으로 설치하는 것이다.

또한 상기 파이프홀(4120)의 내부 온도를 측정할 필요가 있으므로 상기 풀림기(4110)에는 상기 파이프홀(4120)의 내부 온도를 측정할 수 있도록 하나 이상의 온도센서(4114)가 설치된다. 바람직하게는 상기 온도센서(4114) 중 적어도 하나는 출구 측에 설치한다.

상기와 같이 구성되는 풀림기(4110)는 연속적으로 제작되어 인입되는 파이프(P)에 대하여 상기 하나 이상의 히터(4200)를 통하여 적절하게 가열함으로써, 파이프(P)의 내부 온도와 외부 온도를 맞출 수 있도록 하여야 한다.

이를 위하여 본 발명의 풀림공정장치(4000)는 컨트롤박스(4500)를 추가로 구성한다. 상기 컨트롤박스(4500)는 상기 파이프홀(4120)의 온도 조절을 위하여 히터(4200)의 온도를 조절할 수 있도록 하는 수단을 제공하며, 또한 상기 하나 이상의 온도센서(4114)를 통하여 측정된 파이프홀(4120)의 현재 온도를 가시적으로 관리자에게 제공하는 수단을 제공한다. 이에 따라, 상기 하나 이상의 히터(4200)와 온도센서(4114)는 각각 모두 컨트롤박스(4500)에 연결된다.

여기서 상기 컨트롤박스(4500)는 몸체(4300)에 설치하며, 상기 하나 이상의 히터(4200) 및 온도센서(4114)와 컨트롤박스(4500)의 연결에 따른 배선은 일반적인 것으로 이에 대한 설명은 생략하도록 한다.

또한 상기 컨트롤박스(4500)가 설치되는 몸체(4300)의 내부로는, 본 발명을 수행하기 위한 풀림공정장치(4000)를 구동시키기 위한 전력원(도시되지 않음)을 설치하는 것이 바람직하나, 외부로부터 전력을 공급받게 할 수도 있다.

그리고 상기 몸체(4300)는 높낮이 조절이 가능한 하나 이상의 지지대(4400)에 의하여 지면에 지지되어 있다. 상기의 지지대(4400)는 도 7에서 도시된 바와 같이 한 쌍으로 구성되는 것이 바람직하다.

상기 지지대(4400)는 각각 지면을 직접 지지하는 지지다리(4410)와, 상기 몸체(4300)에 고정 설치되는 받침대(4430), 그리고 상기 지지다리(4410)와 받침대(4430)를 연결하며, 상기 지지다리(4410) 상에서 받침대(4430)를 높이 조절 가능하도록 떠받히는 하나 이상의 조절핀(4420)으로 구성된다. 여기에서 상기 조절핀(4420)은 도 7에서 도시된 바와 같이 한 쌍(4421, 4422)으로 구성하여, 상기 조절핀(4420)을 안정적으로 받침으로써 상기 몸체(4300) 및 이와 연결된 풀림공정기(4100)를 안정적으로 지면상에 지지하도록 하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서는 상기 풀림공정기(4100)의 상·하 중 적어도 하나 이상의 부위에 송풍기(4600)를 설치하여 풀림공정기(4100)의 내부 히터(4200)으로부터의 열을 풀림공정기(4100)의 내부로 분산시켜 파이프(P)의 외부에 열을 골고루 가하게하여 파이프(P)의 내부와 외부를 등온화시키게 한다.

또한 상기 송풍기(4600)는 하부의 송풍기(4600)와 중공인 증공관(4610)과 연통하여 하나의 송풍기(4600)만 작동시켜도 풀림공정기(4100)의 내부에 골고루 열이 송풍되게 한다.

이하에서는 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

먼저 파이프제조장치(1000)으로부터 제조되어 화살표(⇒) 방향(도 6 참조)으로 압출되는 파이프(P)는 냉각기(2000)에서 통상적으로 냉각된 후 코로나 처리기(3000)에서 파이프(P)의 내부 코로나 처리 장치에 약 20000~25000V의 전압이 되게하여 파이프(P)의 내부를 건조시킨다.

그 다음 본 발명의 방법을 수행하기 위한 풀림공정장치(4000)의 풀림기(4110) 내부히터(4200)에 열을 가하고 상기 송풍기(4600)를 가동시킨다.

본 발명의 실시예에서는 다음과 같은 조건으로 풀림기(4110)의 내부온도를 컨트롤박스(4500)에 세팅한 후 본 발명의 방법을 수행하고 그 결과 수축량과 통상의 방법으로 제조된 것(본 발명을 적용치 않는 경우)과의 비교를 표 1에 나타내었다.

상기 표에서 확인할 수 있듯이, 본 발명의 풀림공정장치의 풀림기를 이용해 보온관용 외피 파이프(P)의 수축 및 절단면 변형 방지 방법을 사용하면, 실시예를 기준으로 파이프(P)의 길기 11800~11820㎜, 외경 284~3148.0㎜의 파이프를 30~90℃로 풀림공정을 실시해 본 결과, 파이프(P)의 길이는 제조 후 2일이 경과해도 5~25㎜가 수축되고, 외경은 1~5㎜만 수축되었으며, 이는 본 발명과 같은 방법을 실시하지 않은 통상의 편차인, 길이 수축 20~60㎜, 외경 2~8㎜가 수축되는 것보다 월등히 그 수축이 줄어듬을 알 수 있다.

따라서, 전체 길이의 수축율이 작다는 것은 파이프(P)의 변형이 작을 수 밖에 없다는 것을 알 수 있고 또한 제조 후 파이프의 휨 현상이 거의 일어나지 않으며, 변형이 작음은 파이프(P) 제조시 내·외부의 온도가 거의 일정하다는 뜻이 되므로 절단 후 파이프(P)의 절단면이 내부로 휘는 현상이 없어짐을 의미하기도 하는 것이다.

4000 : 보온관용 외피 파이프의 터널식 파이프 풀림공정장치
4100 : 풀림공정기 4110 : 풀림공정장치
4111 : 내피 4112 : 난연보온재
4113 : 외피 4114 : 온도센서
4120 : 파이프홀 4130 : 받침대
4200 : 히터 4300 : 몸체
4400 : 지지대 4410 : 지지다리
4420 : 조절핀 4430 : 받침대
4500 : 컨트롤박스 4600 : 송풍기
4610 : 중공관

Claims (3)

1. 용융된 폴리에틸렌을 압출하여 파이프를 제조하고, 상기 제조되어 압출되는 파이프를 냉각기에서 물 분사에 의해 냉각시킨 후, 상기 냉각된 파이프의 내부를 20000~25000V 전압으로 코로나 처리한 다음, 풀림기를 통과하되, 상기 풀림기의 내부 온도를 30~90℃로 유지시켜 파이프의 외부온도를 내부온도와 등온이 되게 상승시킨 후 절단하되,
   상기 풀림기는 내부로 파이프가 통과할 수 있도록 파이프의 직경보다 큰 직경의 파이프 홀이 형성되고, 몸체는 난연보온재로 형성되며, 내부면에는 하나 이상의 파이프형 히터가 원주상으로 설치되고, 상기 파이프 홀의 내부 온도를 측정할 수 있는 하나 이상의 온도센서가 설치되며; 상기 하나 이상의 히터와 온도센서는 외부의 컨트롤박스와 연결되고, 상기 풀림기의 외부에는 두 개의 송풍기가 설치되어 있음을 특징으로 하는, 이중 보온관용 폴리에틸렌 파이프의 수축 및 절단면 변형 방지 방법.
   
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 두 개의 송풍기는 중공인 중공관으로 연통되어 있음을 특징으로 하는 이중 보온관용 폴리에틸렌 외피 파이프의 수축 및 절단면 변형 방지 방법.
   

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