KR101578328B1 - 플렉시블 연료가스 배관 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파형의 제1 주름을 갖는 외측 벨로즈 관, 파형의 제2 주름을 가지며 제2 주름이 제1 주름과 대응하여 겹치되 제1 주름과의 사이가 이격되도록 외측 벨로즈 관의 내부에 배치되고 제2 주름의 마루가 갖는 지름이 제1 주름의 골이 갖는 지름보다 큰 내측 벨로즈 관(inner bellows tube), 및 외측 벨로즈 관의 단부 및 내측 벨로즈 관의 단부에 결합되어 제1 주름과 제2 주름 사이의 공간이 밀폐되도록 하는 마감부를 포함하는 플렉시블 연료가스 배관 및 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

플렉시블 연료가스 배관 및 그 제조방법{FLEXIBLE FUEL GAS LINE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 과변형(過變形)되지 않는 범위 내에서 휨 변형이 허용되는 플렉시블 연료가스 배관 및 그 제조방법에 관한 것이다.

연료가스 배관은 연료가스의 공급처로부터 그 수요처로 연료가스가 공급될 수 있도록 연결되는 배관을 말하며, 연료가스의 수요처로는 예컨대 발전소를 들 수 있다.

발전소는 그 형식에 있어서, 건설기간, 비용, 환경문제, 운전의 편리성 등을 고려하여 최근 가스터빈 발전소의 비중이 높아지고 있는데, 이 가스터빈 발전소는 잦은 기동, 중지와 직접열을 이용하는 가스터빈의 특성상 연료 공급 계통의 점검 및 수리가 빈번하게 요구된다.

그리고, 가스터빈은 좁은 공간에 여러 계통의 부품들이 집적되어 있기 때문에, 점검 및 정비시 상호 간의 간섭으로 인한 불필요한 분해조립이 잦아 정비 시간이 지연되는 경우가 많다.

특히 연료가스 배관(Fuel Gas Line)은 가스터빈 1호기당 수십 개가 복잡하게 설치되는데, 노즐 등 연료 공급 계통의 점검 및 수리 시에 이 배관들을 완전 분해를 해야 하기 때문에 정비에 매우 오랜 시간이 소요될 뿐만 아니라 수리 비용 측면에서도 손실이 크다.

뿐만 아니라, 종래의 연료가스 배관은 일반적으로 고정식 배관이 사용되기 때문에, 가스터빈 운용시 발생하는 진동 등의 영향으로 인해 배관이 쉽게 손상되는 등 내구성이 떨어지는 문제가 있고, 배관 손상으로 인한 연료 누설 우려가 있어 시설물 안전 관리에 어려움이 있는 등 개선해야 할 여러 문제점을 가지고 있다.

발전설비는 국가 기간산업으로, 긴급히 수리 또는 복구되어야 한다. 특히 가스터빈은 즉시 기동이 가능하도록 준비되어 있어야 하는데, 종래 가스터빈에 사용되는 연료가스 배관은 전술한 문제점을 지니고 있어, 안전성, 내구성 측면에서 더욱 개선된 연료가스 배관의 제작이 시급한 실정이다.

본 발명은 종래 연료가스 배관의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 과변형되지 않는 범위 내에서 휨 변형이 허용되는 구조로 이루어지되, 안전성 및 내구성이 향상된 연료가스 배관을 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예에 따른 플렉시블 연료가스 배관은, 파형의 제1 주름을 갖는 외측 벨로즈 관(outer bellows tube), 파형의 제2 주름을 가지며 상기 제2 주름이 상기 제1 주름과 대응하여 겹치되 상기 제1 주름과의 사이가 이격되도록 상기 외측 벨로즈 관의 내부에 배치되고 상기 제2 주름의 마루가 갖는 지름이 상기 제1 주름의 골이 갖는 지름보다 큰 내측 벨로즈 관(inner bellows tube), 및 상기 외측 벨로즈 관의 단부 및 상기 내측 벨로즈 관의 단부에 결합되어 상기 제1 주름과 상기 제2 주름 사이의 공간이 밀폐되도록 하는 마감부를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따른 플렉시블 연료가스 배관에 있어서, 상기 외측 벨로즈 관의 단부는 상기 제1 주름의 골이 갖는 지름보다 큰 지름을 가지면서 상기 외측 벨로즈 관의 축방향으로 연장되는 제1 연장부를 포함하고, 상기 내측 벨로즈 관의 단부는 상기 제2 주름의 골이 갖는 지름과 동일하거나 보다 작은 지름을 갖는 동시에 상기 제1 연장부의 지름보다 작은 지름을 가지면서 상기 내측 벨로즈 관의 축방향으로 연장되는 제2 연장부를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 플렉시블 연료가스 배관에 있어서, 상기 마감부는 서로 결합되는 제1 마감부와 제2 마감부를 포함하며, 상기 제1 마감부는 제1 몸체부와 상기 제1 몸체부로부터 연장되어 상기 제1 연장부의 내부로 삽입되는 제1 삽입부를 포함하고 상기 제1 몸체부와 상기 제1 삽입부의 경계 지점에서 상기 제1 연장부의 단부와 결합되며, 상기 제2 마감부는 제2 몸체부와 상기 제2 몸체부로부터 연장되어 상기 제2 연장부의 내부로 삽입되는 제2 삽입부를 포함하고 상기 제2 몸체부와 상기 제2 삽입부의 경계 지점에서 상기 제2 연장부의 단부와 결합될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 플렉시블 연료가스 배관에 있어서, 상기 마감부는 상기 외측 벨로즈 관의 단부가 결합되는 제1 결합 영역과 상기 내측 벨로즈 관의 단부가 결합되는 제2 결합 영역을 갖되, 상기 제1 결합 영역과 상기 제2 결합 영역은 상기 마감부 상에서 중첩되지 않을 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 플렉시블 연료가스 배관에 있어서, 상기 외측 벨로즈 관을 감싸는 브래이드(braid)를 더 포함하되, 상기 브래이드는 홑겹 또는 두 겹 이상으로 이루어질 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 플렉시블 연료가스 배관에 있어서, 상기 브래이드를 감싸는 인터락 튜브(interlock tube)를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 플렉시블 연료가스 배관의 제조방법은, (a) 파형의 제1 주름이 형성된 제1 관을 상기 제1 주름에 대응하는 주름 성형부를 갖는 금형 내에 배치하는 단계, (b) 상기 제1 관 내부에 제2 관을 배치하는 단계, 및 (c) 상기 제2 관의 내부 공간으로, 그리고 상기 제1 관 및 상기 제2 관 사이의 공간으로 압력을 제공하여, 상기 제2 관에 파형의 제2 주름이 형성되도록 확관 성형하면서, 상기 제1 주름과 상기 제2 주름이 서로 대응하여 겹치되 상기 제1 주름과 상기 제2 주름의 사이가 이격되도록 하고 또한 상기 제2 주름의 마루가 갖는 지름이 상기 제1 주름의 골이 갖는 지름보다 크도록, 상기 제1 관 및 상기 제2 관을 성형하는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따른 플렉시블 연료가스 배관의 제조방법에 있어서, 상기 (a) 단계에서의 제1 관은, 단부에 확관된 제1 연장부가 형성된 것으로, (a-1') 주름 성형부 및 연장부 성형부를 갖는 금형 내에 제1 관을 배치하는 단계, 및 (a-2') 제1 관의 내부 공간으로 압력을 제공하여 상기 제1 주름 및 상기 제1 연장부가 형성되도록 확관 성형하는 단계를 포함하는 제조방법에 의해 제조될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 플렉시블 연료가스 배관의 제조방법에 있어서, 상기 (a) 단계에서의 제1 관은, 단부에 확관된 제1 연장부가 형성된 것으로, (a-1") 제1 관을 확관 성형하여 제1 관의 단부에 상기 제1 연장부가 형성되도록 하는 단계, (a-2") 주름 성형부 및 제1 연장부에 대응하는 공간부를 갖는 금형 내에 제1 관을 배치하는 단계, 및 (a-3") 제1 관의 내부 공간으로 압력을 제공하여 상기 제1 주름이 형성되도록 확관 성형하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 플렉시블 연료가스 배관의 제조방법에 있어서, 상기 (c) 단계에서, 상기 제2 관의 내부로 제공되는 압력은 제1 압력값을, 그리고 상기 제1 관과 상기 제2 관 사이의 공간으로 제공되는 압력은 제2 압력값을 가지되, 상기 제2 압력값이 상기 제1 압력값보다 클 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 플렉시블 연료가스 배관의 제조방법에 있어서, 상기 (c) 단계에서, 상기 제2 관의 내부 공간으로, 그리고 상기 제1 관 및 상기 제2 관 사이의 공간으로 압력이 동시에 제공될 수 있다.

본 발명에 따르면, 연료가스 배관의 휨 변형이 허용되어 사용 상태에 따라 발생되는 진동을 용이하게 흡수할 수 있다. 특히, 이중 벨로즈 관 구조가 채용됨으로써 연료가스 배관의 강성이 향상되는 동시에 과변형이 방지될 수 있다.

또한, 이중 벨로즈 관은 서로 접촉된 중첩 구조가 아니라 이격되어 그 사이에 공간이 형성된 구조로서, 동일한 두께를 갖는 단일의 벨로즈 관이나 동일한 두께를 가지면서 서로 접촉된 중첩 구조를 갖는 이중 벨로즈 관보다 휨 변형의 변위 범위가 더 크기 때문에, 진동에 대한 구조 자체의 흡수 성능이 더 향상되는 이점을 갖는다.

또한, 벨로즈 관 사이가 비접촉된 구조이기 때문에, 서로 접촉된 중첩 구조의 이중 벨로즈 관과 비교하여 진동시 벨로즈 관 사이에서 마찰에 따른 마모가 발생하지 않는다. 그로 인해 연료가스 배관의 내구성이 향상된다.

또한, 벨로즈 관 사이의 공간이 공기층을 형성하므로 이 공기층에 의한 단열 효과를 얻을 수 있기 때문에, 연료가스 배관 주위의 구성이 연료가스 배관에서의 방열에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 외측 벨로즈 관과 내측 벨로즈 관이 마감부 상의 중첩되지 않는 서로다른 영역에서 각각 결합되기 때문에, 내측 벨로즈 관이 파손되더라도 외측 벨로즈 관에 의해 연료가스의 외부 누설이 차단될 수 있는 등, 이중 벨로즈 관이 마감부 상의 한 곳에서 중첩되어 결합되는 구조와 비교하여 구조의 안정성이 크게 향상된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플렉시블 연료가스 배관의 벨로즈 관 및 마감부 구조를 개략적으로 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 플렉시블 연료가스 배관 구조를 개략적으로도시한 도면,
도 3 내지 5는 도 1에 도시된 외측 벨로즈 관의 성형 과정을 도시한 도면,
도 6은 도 1에 도시된 내측 벨로즈 관의 성형 과정을 도시한 도면,
도 7 및 도 8은 제1 주름 및 제2 주름 사이의 공간 형성 과정을 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 플렉시블 연료가스 배관에 관하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플렉시블 연료가스 배관의 벨로즈 관 및 마감부 구조를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 플렉시블 연료가스 배관 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.

본 발명의 실시예에 따른 플렉시블 연료가스 배관은 연료가스 공급로를 형성하는 것으로, 여기서 연료가스 공급로는 예컨대 가스터빈장치에 연료가스를 공급하는 공급로일 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 배관은 도 1에 도시된 바와 같이, 외측 벨로즈 관(outer bellows tube, 10), 내측 벨로즈 관(inner bellows tube, 20), 및 마감부를 포함한다.

외측 벨로즈 관(10)은 기밀을 유지하면서 신축이나 굽힘에 대한 변형력을 흡수하는 기능을 수행하며, 변형력 흡수를 위해 전체 길이 중 적어도 일부에서 마루(111)와 골(112)이 연속하는 파형의 제1 주름(110)을 갖는다.

내측 벨로즈 관(20) 또한, 외측 벨로즈 관(10)과 동일한 기능을 수행할 수 있으며, 전체 길이 중 적어도 일부에서 마루(211)와 골(212)이 연속하는 파형의 제2 주름(210)을 갖는다.

내측 벨로즈 관(20)은 외측 벨로즈 관(10)의 내부에 배치된다. 달리 말해, 외측 벨로즈 관(10)은 내측 벨로즈 관(20)의 외면을 감싸는 형태로 내측 벨로즈 관(20)의 외부에 배치된다. 이때, 외측 벨로즈 관(10)과 내측 벨로즈 관(20)은 제1 주름(110)과 제2 주름(210)이 서로 대응하여 겹치되 제1 주름(110)과 제2 주름(210) 사이가 이격되도록 배치된다.

여기서 제1 주름(110)과 제2 주름(210)이 서로 대응하여 겹친다는 것은 제1 주름(110)의 마루(111)와 제2 주름(210)의 마루(211)가, 그리고 제1 주름(110)의 골(112)과 제2 주름(210)의 골(212)이 서로 마주하면서 포개어진 형태를 이루도록 겹친다는 것을 의미한다.

그리고, 제1 주름(110)과 제2 주름(210) 사이는 서로 이격된다. 이때 내, 외측 벨로즈 관(10, 20)은 제2 주름(210)의 마루(211)가 갖는 지름이 제1 주름(110)의 골(112)이 갖는 지름보다 크도록 성형되어, 서로 이격되지만 구조적으로 허용되는 범위 내에서 가능한 한 서로 접근되도록 배치될 수 있다.

그로 인해 내, 외측 벨로즈 관(10, 20)은 구조적으로 서로 일체화되어 변형되는 이중의 벨로즈 관 구조를 형성하게 된다. 따라서, 본 실시예에 따른 연료가스 배관은 강성 측면에서도 향상될 뿐만 아니라, 전체적인 관 지름을 불필요하게 크게 설계하지 않아도 되는 장점이 있다.

한편, 내, 외측 벨로즈 관(10, 20)을 성형함에 있어서, 제1 주름(110)과 제2 주름(210) 사이가 상기한 구조를 갖도록 성형하는 것은 기술적으로 쉽지 않다. 그러나, 하기에서 설명될 본 발명의 실시예에 따른 연료가스 배관의 제조방법에 의하여 이 기술적 어려움이 극복되고 상기한 구조가 실현된다. 그 구체적인 제조방법에 대해서는 하기에서 자세히 설명하기로 한다.

제1 주름(110)과 제2 주름(210) 사이는 공간이 형성되는데, 이 공간은 공기가 채워질 수 있다. 또는 오일(oil)과 같은 비압축성 유체가 채워질 수도 있다. 공기가 채워지는 경우, 이 공간은 공기층을 형성하게 되며, 이러한 공기층은 단열층으로서 기능할 수 있기 때문에 연료가스 배관의 단열 성능이 향상될 수 있다.

제1 주름(110)과 제2 주름(210) 사이 공간은 외측 벨로즈 관(10)의 단부 및 내측 벨로즈 관(20)의 단부에 결합되는 마감부에 의해 밀폐된다.

한편, 외측 벨로즈 관(10)의 단부는 제1 주름(110)의 골(112)이 갖는 지름과 동일하거나 보다 큰 지름을 가지면서 외측 벨로즈 관(10)의 축방향으로 연장되는 제1 연장부(120)를 포함할 수 있다. 도 1에서는 제1 연장부(120)가 제1 주름(110)의 골(112)의 지름보다 큰 지름을 갖는 예를 제시하고 있다.

또한, 내측 벨로즈 관(20)의 단부는 제2 주름(210)의 골(212)이 갖는 지름과 동일하거나 보다 작은 지름을 가지면서 내측 벨로즈 관(20)의 축방향으로 연장되는 제2 연장부(220)를 포함할 수 있다.

도 1에서는 제2 연장부(220)가 제2 주름(210)의 골(212)의 지름과 거의 동일한 지름을 갖는 예를 제시하고 있다. 이때, 제2 연장부(220)는 제1 연장부(120)의 지름보다 작은 지름을 가질 수 있다.

제1 연장부(120)와 제2 연장부(220)가 이와 같이 형성되는 이유는 제1 주름(110)과 제2 주름(210) 사이가 이격되도록 성형하는 방법이 적용되도록 하기 위함으로, 이에 관하여는 하기에서 설명될 제1 주름(110)과 제2 주름(210) 사이가 이격되도록 성형하는 방법에 관한 설명에서 더 자세히 설명하기로 한다.

내, 외측 벨로즈 관(10, 20)의 단부에 결합되는 마감부의 구체적인 일례로서, 도 1에서는 제1 마감부(310)와 제2 마감부(320)를 포함하는 마감부가 제시된다.

여기서, 제1 마감부(310)는 제1 몸체부(311)와, 제1 몸체부(311)로부터 연장되는 제1 삽입부(312)를 포함할 수 있다. 제1 삽입부(312)는 외경이 제1 연장부(120)의 내경에 대응할 수 있으며, 다만 이와 같이 한정되는 것은 아니다. 제1 삽입부(312)는 제1 연장부(120)의 내부로 삽입된다. 그리고 제1 마감부(310)는 제1 몸체부(311)와 제1 삽입부(312) 사이의 경계 지점에서 제1 연장부(120)의 단부와 결합되어, 이 지점에서 제1 연장부(120)와 결합되는 제1 결합 영역(313)을 갖는다. 이때 결합 방식으로 공지된 다양한 방식이 사용될 수 있으며, 일례로서 용접 방식이 사용될 수 있다.

제2 마감부(320)는 제2 몸체부(321)와, 제2 몸체부(321)로부터 연장되는 제2 삽입부(322)를 포함할 수 있다. 제2 삽입부(322)는 외경이 제2 연장부(220)의 내경에 대응할 수 있으며, 다만 이와 같이 한정되는 것은 아니다. 제2 삽입부(322)는 제2 연장부(220)의 내부로 삽입된다. 그리고 제2 마감부(320)는 제2 몸체부(321)와 제2 삽입부(322) 사이의 경계 지점에서 제2 연장부(220)의 단부와 결합되어, 이 지점에서 제2 연장부(220)와 결합되는 제2 결합 영역(323)을 갖게 된다. 결합은 일례로서 용접에 의해 이루어질 수 있다.

그리고, 제1 마감부(310)와 제2 마감부(320)는 서로 접촉되는 부위에서 결합될 수 있다. 도 1에서는 제1 몸체부(311)의 단부가 제2 몸체부(321)에 접촉된 지점(330)에서 서로 용접 결합된 예를 제시하고 있다.

이와 같이, 본 실시예에 따른 배관은 마감부(310, 320)와 내, 외측 벨로즈 관(10, 20)의 결합에 있어서, 마감부(310, 320) 상에는 외측 벨로즈 관(10)의 단부, 즉 제1 연장부(120)의 단부가 결합되는 제1 결합 영역(313)과 내측 벨로즈 관(20)의 단부, 즉 제2 연장부(220)의 단부가 결합되는 제2 결합 영역(323)이 서로 중첩되지 않는 이격된 지점에서 형성된다.

그로 인해, 제2 결합 영역(323)에 손상이 발생하거나 또는 내측 벨로즈 관(20) 자체가 파손되더라도 제1 결합 영역(313)에서의 결합이 유지되는 외측 벨로즈 관(10)에 의해 연료가스의 누설이 방지될 수 있다.

따라서, 내, 외측 벨로즈 관(10, 20)이 서로 접촉되어 겹친 구조이면서 내, 외측 벨로즈 관(10, 20)의 단부가 한 지점에서 동시에 마감부에 용접 결합되는 구조와 비교하여, 본 실시예에 따른 연료가스 배관은 내, 외측 벨로즈 관(10, 20)과 마감부 사이의 결합의 견고성, 그리고 구조의 안정성이 더욱 향상된다.

본 실시예에 따른 연료가스 배관은 도 2에 도시된 바와 같이 브래이드(braid, 40)를 더 포함할 수 있다. 브래이드(40)는 내, 외측 벨로즈 관(10, 20)을 외부 환경으로부터 보호할 뿐만 아니라 연료가스 배관의 휨 변형을 허용하면서도 배관 자체의 강성을 향상시키는 기능을 수행한다.

브래이드(40)는 외측 벨로즈 관(10)의 외측을 감싸는 편조(編造)된 와이어 매쉬(wire mesh)일 수 있다. 그리고 홑겹의 브래이드일 수도 있고, 또는 상기한 기능이 제고되도록 도 2에 도시된 바와 같이 두 겹이 중첩 형성된 브래이드일 수도 있다. 또는 그 이상의 겹으로 구성될 수도 있다.

또한, 본 실시예에 따른 배관은 브래이드(40)의 외측을 감싸는 인터락 튜브(interlock tube, 50)를 더 포함할 수도 있다.

인터락 튜브(50)는 내, 외측 벨로즈 관(10, 20) 및 브래이드(40)를 외부 환경으로부터 보호하는 기능을 수행하며, 이들과 마찬가지로 신축이나 굽힘 방향으로의 변형을 흡수하는 동시에 연료가스 배관이 일정 변위 범위 이내에서 휨 변형되도록, 다시 말해 과변형되지 않도록 제한하는 기능을 수행할 수 있다.

한편, 전술한 마감부(310, 320)는 도 2에 도시된 리듀서(reducer, 60)일 수 있다. 또는 전술한 마감부에 도 2에 도시된 리듀서(60)가 결합될 수도 있다. 그리고, 브래이드(40)와 인터락 튜브(50)는 리듀서(60)에 고정되는 캡(cap, 70)에 결합되어 고정될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 플렉시블 연료가스 배관의 제조방법에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 3 내지 5는 도 1에 도시된 외측 벨로즈 관의 성형 과정을 도시한 도면, 도 6은 도 1에 도시된 내측 벨로즈 관의 성형 과정을 도시한 도면, 그리고 도 7 및 도 8은 제1 주름 및 제2 주름 사이의 공간 형성 과정을 도시한 도면이다.

본 발명의 실시예에 따른 배관의 제조방법은, (a) 파형의 제1 주름(110)이 형성된 제1 관(11)을 제1 주름(110)에 대응하는 주름 성형부(901)를 갖는 금형 내에 배치하는 단계, (b) 제1 관(11) 내부에 제2 관(21)을 배치하는 단계, 및 (c) 제2 관(21)의 내부 공간으로, 그리고 제1 관(11) 및 제2 관(21) 사이의 공간으로 압력을 제공하여, 제2 관(21)에 파형의 제2 주름(210)이 형성되도록 확관 성형하면서, 제1 주름(110)과 제2 주름(210)이 서로 대응하여 겹치되 제1 주름(110)과 제2 주름(210)의 사이가 이격되도록 하고 또한 제2 주름(210)의 마루(211)가 갖는 지름이 상기 제1 주름(110)의 골(112)이 갖는 지름보다 크도록, 상기 제1 관(11) 및 상기 제2 관(21)을 성형하는 단계를 포함한다.

상기 (a) 단계에서의 제1 관(11)은, 단부에 확관된 제1 연장부(120)가 형성된 것으로, (a-1') 주름 성형부 및 연장부 성형부를 갖는 금형 내에 제1 관(11)을 배치하는 단계와, (a-2') 제1 관(11)의 내부 공간으로 압력을 제공하여 상기 제1 주름(110) 및 상기 제1 연장부(120)가 형성되도록 확관 성형하는 단계를 포함하는 제조방법에 의해 제조될 수도 있다.

상기 (a-1') 단계 및 (a-2') 단계를 더욱 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

우선, 제1 금형(80) 내에 제1 관(11)을 배치한다. 이때 제1 금형(80)은 도 3에 도시된 바와 같이 내부에 제1 주름(110)의 성형 공간인 주름 성형부(801)를 가진다. 또한 제1 연장부(120)의 성형 공간인 연장부 성형부(802)를 가진다.

제1 금형(80) 내에 배치된 제1 관(11)은 예컨대 원통형 관일 수 있다. 이 제1 관(11)은 도 3에 도시된 바와 같이 양단부가 제1 밀폐부재(810) 및 제1 실링부재(820)에 의해 폐쇄되면서 그 내부 공간이 밀폐된다.

그리고 제1 밀폐부재(810)에 관통하여 설치된 제1 압력 공급수단(830)에 의해 제1 관(11)의 내부로 압력이 제공된다. 이 압력은 기체 또는 액체의 공급에 의한 압력일 수 있다.

제1 관(11)은 압력 공급수단에 의해 제공되는 압력에 의해 도시된 바와 같이 주름 성형부(801)에 대응하도록 확관 성형되면서 제1 주름(110)이 형성되며, 또한 단부 측에도 연장부 성형부(802)에 대응하도록 확관 성형되면서 제1 연장부(120)가 형성된다.

성형된 제1 관(11)은 제1 밀폐부재(810)가 결합된 영역에서 확관이 이루어지지 않으므로 도 4에 도시된 형태를 가지게 되는데, 제1 관(11)에서 이와 같이 확관되지 않은 양 단부를 포함하는 일부분을 커팅라인(c)을 따라 커팅함으로써 제1 주름(110) 및 제1 연장부(120)를 갖는 외측 벨로즈 관(10)이 제조될 수 있다.

다만, 위 과정으로 외측 벨로즈 관(10)을 성형하기 위해서는 확관 성형 후에 전술한 커팅 공정이 수행되어야 하는 등 공정이 다소 복잡할 수 있다. 따라서, 공정의 단순화를 도모하기 위하여 상기 (a) 단계에서의 제1 관(11)은 다음과 같은 다른 제조방법으로 제조될 수도 있다.

상기 (a) 단계에서의 제1 관(11)은, 단부에 확관된 제1 연장부(120)가 형성된 것으로, (a-1") 제1 관(11)을 확관 성형하여 제1 관(11)의 단부에 제1 연장부(120)가 형성되도록 하는 단계, (a-2") 주름 성형부 및 제1 연장부(120)에 대응하는 공간부를 갖는 금형 내에 제1 관(11)을 배치하는 단계, 및 (a-3") 제1 관(11)의 내부 공간으로 압력을 제공하여 제1 주름(110)이 형성되도록 확관 성형하는 단계를 포함하는 제조방법에 의해 제조될 수 있다.

상기 (a-1") 단계, (a-2") 단계, 및 (a-3") 단계를 더욱 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

제1 관(11)에 제1 주름(110)을 성형하기에 앞서, 먼저 도 5에 도시된 바와 같이 제1 관(11)의 단부에 확관된 제1 연장부(120)가 형성되도록, 공지된 다양한 확관 방법을 이용하여 제1 관(11)을 확관 성형할 수 있다.

이와 같이 확관되어 제1 연장부(120)가 형성된 제1 관(11)을, 예컨대 도 6에 도시된 제2 금형(90)과 같이 주름 성형부(901) 및 제1 연장부(120)에 대응하는 공간부(902)를 갖는 금형 내에 배치하여 전술한 압력 제공 공정을 진행할 수 있다.

이 공정을 통해 제1 주름(110)을 형성함으로써 제1 주름(110) 및 제1 연장부(120)가 형성된 외측 벨로즈 관(10)이 제조될 수 있다.

상기 (a) 단계는, 상기 (a-1') 단계 및 (a-2') 단계를 포함하는 제조방법으로 제조된 제1 관(11)을, 제1 주름(110)에 대응하는 주름 성형부(901)를 갖는 제2 금형(90) 내에 배치하는 단계이다.

한편, (a-1") 단계, (a-2") 단계, 및 (a-3") 단계를 포함하는 제조방법으로 제조되는 제1 관(11)은 이 단계들이 다른 금형에서 진행된 후 제2 금형(90) 내에 배치될 수도 있고, 또는 (a-2") 단계 및 (a-3") 단계가 직접 제2 금형(90) 내에서 진행될 수도 있다.

후자의 경우, 상기 (a) 단계는 제1 관(11)이 제2 금형(90) 내에서 (a-3") 단계를 수행한 이후에 그 배치 상태를 유지하는 단계를 말한다.

상기 (b) 단계는, 이와 같이 배치된 제1 관(11) 내에 내측 벨로즈 관(20)으로 성형될 제2 관(21)을 배치하는 단계이다. 제2 관(21)은 예컨대 원통형 관일 수 있으며, 제1 관(11) 내에 삽입되어 배치된다.

제2 관(21)은 후술할 압력 제공 공정을 통해 확관되면서 제2 주름(210)이 형성되며, 확관되지 않는 단부는 제2 주름(210)의 골(212)과 대체로 동일한 지름을 가지면서 전술한 제2 연장부(220)가 된다.

제2 관(21)은 양단부가 제2 밀폐부재(911) 및 제2 실링부재(921)에 의해 폐쇄되어 그 내부 공간이 밀폐된다. 그리고 제1 관(11)의 단부인 제1 연장부(120)와 제2 관(21)의 단부인 제2 연장부(220) 사이는 제3 밀폐부재(912) 및 제3 실링부재(922)에 의해 폐쇄되어, 제1 관(11)과 제2 관(21) 사이의 공간이 밀폐된다.

제1 연장부(120)가 제1 관(11)의 원래 지름보다 확관 성형되는 이유는 이와 같이 제1 연장부(120)와 제2 연장부(220)의 사이에서 제3 밀폐부재(912)가 삽입되는 공간을 확보하기 위함이다.

다만, 제1 관(11)의 제1 연장부(120)가 원래의 제1 관(11)으로부터 반드시 확관되어야 하는 것은 아니다. 제1 관(11)과 제2 관(21)의 원래의 지름의 차이에 의해 제1 연장부(120)와 제2 연장부(220)의 사이에 압력 공급을 위한 공간이 마련될 수도 있고, 또는 제1 관(11)과 제2 관(21)의 단부 사이에 충분한 공간이 확보되지 않더라도 다양한 방법으로 제1 주름(110)과 제2 주름(210) 사이 공간에 압력을 제공할 수 있기 때문이다.

상기 (c) 단계는, 제2 관(21)의 내부 공간으로 제2 밀폐부재(911)에 관통하여 설치된 제2 압력 공급수단(931)에 의해 제1 압력값을 갖는 압력이 제공되고, 제1 관(11)과 제2 관(21)의 사이 공간으로 제3 밀폐부재(912)에 관통하여 설치된 제3 압력 공급수단(932)에 의해 제2 압력값을 갖는 압력이 제공되는 과정으로 수행된다.

그리고, 제2 관(21)의 내부 공간으로의 압력 제공과 제1 관(11)과 제2 관(21)의 사이 공간으로의 압력 제공은 동시에 진행되며, 이때, 제2 압력값은 제1 압력값보다 큰 압력값을 가질 수 있다.

제1 압력값을 갖는 압력에 의해 제2 주름(210)이 확관 성형된다. 다만 제1 주름(110)과 제2 주름(210) 사이 공간으로 제공되는 압력값이 제2 관(21) 내부 공간으로 제공되는 압력값보다 크기 때문에, 그 압력차에 의해 7에 도시된 바와 같이 제1 관(11)과 제2 관(21)에 도시된 화살표 방향으로 힘이 작용한다.

그로 인해 제2 주름(210)은 제1 주름(110)에 접촉되도록 확관되지 못하며 도 8에 도시된 바와 같이 제1 주름(110)과 제2 주름(210) 사이가 서로 이격되도록 성형된다.

제2 관(21)의 내부 공간으로의 압력 제공은 제1 관(11)과 제2 관(21)의 사이 공간으로의 압력 제공보다 시간적으로 먼저 진행되는 것도 가능하다. 1차적으로 제2 관(21) 내부로 압력을 먼저 제공하여 제2 주름(210)을 성형하고, 2차적으로 제1 관(11)과 제2 관(21) 사이 공간으로 압력을 제공하여 이들 사이가 이격되도록 성형할 수도 있는 것이다.

이러한 공정을 거치면서 내, 외측 벨로즈 관(10, 20)은 제1 주름(110)과 제2 주름(210)이 서로 겹치되 이격되는 구조를 갖도록 배치된다. 이러한 구조에서 제1 연장부(120)의 단부 및 제2 연장부(220)의 단부에 전술한 바와 같이 마감부를 결합시킴으로써 도 1에 도시된 내, 외측 벨로즈 관(10, 20) 및 마감부의 구조를 포함하는 연료가스 배관을 제조할 수 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이 실시예는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 일례로서 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명은 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형이나 개량될 수 있음은 명백하다.

10: 외측 벨로즈 관 11: 제1 관
110: 제1 주름 120: 제1 연장부
20: 내측 벨로즈 관 21: 제2 관
210: 제2 주름 220: 제2 연장부
310: 제1 마감부 311: 제1 몸체부
312: 제1 삽입부 313: 제1 결합 영역
320: 제2 마감부 321: 제2 몸체부
322: 제2 삽입부 323: 제2 결합 영역
40: 브레이드 50: 인터락 튜브
60: 리듀서 70: 캡
80: 제1 금형 801: 주름 성형부
802: 연장부 성형부 810: 제1 밀폐부재
820: 제1 실링부재 830: 제1 압력 공급수단
90: 제2 금형 901: 주름 성형부
902: 공간부 911: 제2 밀폐부재
912: 제3 밀폐부재 921: 제2 실링부재
922: 제3 실링부재 931: 제2 압력 공급수단
932: 제3 압력 공급수단

Claims (11)

1. (a) 파형의 제1 주름이 형성된 제1 관을 상기 제1 주름에 대응하는 주름 성형부를 갖는 금형 내에 배치하는 단계;
   (b) 상기 제1 관 내부에 제2 관을 배치하는 단계; 및
   (c) 상기 제2 관의 내부 공간으로, 그리고 상기 제1 관 및 상기 제2 관 사이의 공간으로 압력을 제공하여, 상기 제2 관에 파형의 제2 주름이 형성되도록 확관 성형하면서, 상기 제1 주름과 상기 제2 주름이 서로 대응하여 겹치되 상기 제1 주름과 상기 제2 주름의 사이가 이격되도록 하고 또한 상기 제2 주름의 마루가 갖는 지름이 상기 제1 주름의 골이 갖는 지름보다 크도록, 상기 제1 관 및 상기 제2 관을 성형하는 단계를 포함하는 플렉시블 연료가스 배관의 제조방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 (a) 단계에서의 제1 관은, 단부에 확관된 제1 연장부가 형성된 것으로,
   (a-1') 주름 성형부 및 연장부 성형부를 갖는 금형 내에 제1 관을 배치하는 단계; 및
   (a-2') 제1 관의 내부 공간으로 압력을 제공하여 상기 제1 주름 및 상기 제1 연장부가 형성되도록 확관 성형하는 단계를 포함하는 제조방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 플렉시블 연료가스 배관의 제조방법.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 (a) 단계에서의 제1 관은, 단부에 확관된 제1 연장부가 형성된 것으로,
   (a-1") 제1 관을 확관 성형하여 제1 관의 단부에 상기 제1 연장부가 형성되도록 하는 단계;
   (a-2") 주름 성형부 및 제1 연장부에 대응하는 공간부를 갖는 금형 내에 제1 관을 배치하는 단계; 및
   (a-3") 제1 관의 내부 공간으로 압력을 제공하여 상기 제1 주름이 형성되도록 확관 성형하는 단계를 포함하는 제조방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 플렉시블 연료가스 배관의 제조방법.
4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 (c) 단계에서,
   상기 제2 관의 내부로 제공되는 압력은 제1 압력값을, 그리고 상기 제1 관과 상기 제2 관 사이의 공간으로 제공되는 압력은 제2 압력값을 가지되,
   상기 제2 압력값이 상기 제1 압력값보다 큰 것을 특징으로 하는 플렉시블 연료가스 배관의 제조방법.
5. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 (c) 단계에서,
   상기 제2 관의 내부 공간으로, 그리고 상기 제1 관 및 상기 제2 관 사이의 공간으로 압력이 동시에 제공되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 연료가스 배관의 제조방법.
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