KR101684232B1 - 강성이 보강된 유체 이송관 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 아라미드 섬유 테이프가 권취되어 강성이 보강된 유체 이송관 및 그 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 강성이 보강된 유체 이송관은, 중공 형태이며 폴리에틸렌(PE) 재질의 내관과, 내관의 외주면을 감싸도록 형성되는 제1 보호층과, 제1 보호층의 외주면을 감싸도록 형성되는 제2 보호층, 및 제2 보호층의 외주면을 감싸도록 형성되는 합성수지 재질의 외관을 포함한다.

Description

강성이 보강된 유체 이송관 및 그 제조방법{REINFORCED PIPE OF FLUID TRANSPORTATION AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 유체 이송관에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 아라미드 섬유 테이프가 권취되어 강성이 보강된 유체 이송관 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 상수, 하수 등을 이송하는 송수관이나, 해수의 취수관, 방류관 등의 용도로 사용되는 파이프는 강도가 요구되는 주조관 또는 강관 등의 금속 파이프가 사용되고 있다.

그러나, 이와 같은 금속 파이프는 중량이 커서 시공시 현장 반입이 용이하지 않아 공사 기간이 길어지는 문제점이 있고, 유연성이 낮아서 지진 등에 의해 큰 부하를 받게 되면 파손되기 쉬운 문제점이 있으며, 또한 내부식성이 낮아서 쉽게 녹이 발생하여 사용 수명이 짧은 문제점이 있다.

이에 따라, 최근에는 금속 파이프에 비해 경량으로 유연성을 가지고, 또한 내부식성이 뛰어난 합성수지 파이프가 주목받고 있는데, 다만 이러한 합성수지 파이프의 경우 금속 파이프에 비해 강도가 낮은 문제점이 있다.

이를 해결하기 위해, 합성수지 파이프에 보강재로서 얇은 테이프 모양의 금속 띠를 둘러 감은 제품이 제공되고 있으나, 보강재로서 적용되는 금속 띠는 강성이 커서, 감을 때 굽힘 저항에 의해 파이프의 외주면에 밀착되기가 어렵다는 문제점이 있다. 또한, 한번 감은 금속 띠는 영구 변형되므로, 불량 발생시 해체 후 재사용하기가 어렵다는 문제점이 있다.

한편, 상/하수도, 오수나 폐수 등 화학 유체의 이송에 사용되는 파이프라인의 경우, 통상적으로 지하에 매설된다. 이러한 유체 이송관은 노후 또는 기타 원인 등으로 인해 일정 지점에서 파손 및 누수가 발생될 수 있으나, 지하에 매설된 관계로 파손 여부 및 파손 위치를 파악하기가 어렵다는 문제점이 있다.

종래의 누수탐지 방법으로는, 누수가 발생될 때 나오는 배관의 파열음을 지표면의 센서를 통해 탐지하는 청음식, 관로상의 양쪽에 센서를 부착하여 쌍방 감지기에 동일한 누수음이 전해지는 시간차를 계산하여 누수 지점을 산출하는 상관식, 배관 내부에 가스를 충만시킨 후 누출되어 나오는 가스를 찾아내는 가스 주입식, 누수 지점은 누수되지 않는 지점에 비해 온도가 낮다는 점을 이용하여 누수 지점을 찾아내는 레이더 탐지식이 있다. 그러나, 이러한 종래의 누수탐지 방법은 누수탐지를 위한 조사 지역의 범위가 넓고, 반복적인 순회조사로 많은 시간과 인력 및 재정이 필요하며, 소량의 누수 발생시 정확한 누수 지점의 탐지가 곤란하다는 문제점이 있다.

최근에는 하나 이상의 도선을 파이프의 외측에 고정 설치하여, 파이프에 파손이 발생하면 수압에 의해 도선이 끊어지게 되고, 이때 발생되는 펄스 신호를 수신함으로써 파손 위치를 측정하는 기술이 개발되었다. 그러나, 도선이 파이프의 외측에 설치됨에 따라, 외부 충격에 쉽게 노출되고 외부 환경에 의해 부식되어 고장나거나 오작동하게 되는 경우가 많다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 강관을 대체하여 고온 고압의 유체를 이송할 수 있는 유체 이송관 및 그 제조방법을 제공함에 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 롤관으로 제조 가능하여 이음부위를 최소화할 수 있는 유체 이송관 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 이송 대상인 유체에 따라 외관의 색상을 달리 할 수 있는 유체 이송관 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 외부 환경이나 충격으로부터 탐지선을 보호할 수 있는 유체 이송관 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 리트머스 부직포의 색상 변화를 육안으로 관찰함으로써 누수 여부를 확인할 수 있는 유체 이송관 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 동결방지의 효과가 있는 유체 이송관 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 내부식성이 높은 유체 이송관 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

전술한 본 발명의 목적은, 중공 형태이며 폴리에틸렌(PE) 재질의 내관; 상기 내관의 외주면을 감싸도록 형성되는 제1 보호층; 상기 제1 보호층의 외주면을 감싸도록 형성되는 제2 보호층; 및 상기 제2 보호층의 외주면을 감싸도록 형성되는 합성수지 재질의 외관을 포함하는 강성이 보강된 유체 이송관을 제공함에 의해 달성될 수 있다.

본 발명의 바람직한 특징에 의하면, 상기 제1 보호층은 상기 내관의 외주면 둘레를 따라 감기는 아라미드섬유 테이프로 이루어지고, 상기 제2 보호층은 상기 제1 보호층의 둘레를 따라 감기는 폴리에스테르 테이프로 이루어지며, 상기 외관은 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 재질로 이루어질 수 있다.

본 발명의 다른 바람직한 특징에 의하면, 파손이나 누수, 또는 위치 탐지를 위해, 상기 제1 보호층과 상기 제2 보호층 사이에 개재되는 탐지선을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 제2 보호층이 리트머스 부직포로 이루어지고, 상기 외관이 투명한 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 재질 또는 투명 PVC 재질로 이루어짐으로써, 누수 발생시 상기 외관을 통해 상기 제2 보호층의 색상 변화 확인이 가능하다.

본 발명의 또 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 외관의 외주면을 감싸도록 형성되는 우레탄 발포층과, 상기 우레탄 발포층의 외주면을 감싸도록 형성되는 주름관을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 외관은 폴리에틸렌 70wt%와 난연 성분 30wt%를 포함하는 난연성 LLDPE 재질로 이루어지고, 상기 난연 성분은 인계 난연제와 수산화마그네슘을 질량비 2:2.5 ~ 2:3의 비율로 혼합한 것일 수 있다.

본 발명의 또 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 주름관은 나선형관 또는 파형관으로 형성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 우레탄 발포층 내에 개재되는 열선을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 우레탄 발포층과 상기 주름관 사이에 형성되는 공간부와, 상기 주름관의 외주면으로부터 상기 공간부로 연통하게끔 관통 형성되는 관통홀을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 공간부에 서로 이격하여 형성되는 복수 개의 격벽에 의해, 상기 공간부가 복수 개로 구획 형성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 격벽에 적어도 하나 이상의 통공이 관통 형성될 수 있다.

한편, 전술한 본 발명의 목적은, 폴리에틸렌(PE) 재질로서 중공 형태의 내관을 압출 형성하는 내관 압출 단계; 상기 내관의 외주면을 아라미드섬유 테이프로 감싸서 제1 보호층을 형성하는 제1 보호층 형성 단계; 상기 제1 보호층의 외주면을 부직포로 감싸서 제2 보호층을 형성하는 제2 보호층 형성 단계; 및 상기 제2 보호층을 감싸도록 합성수지 재질의 외관을 형성하는 외관 형성 단계를 포함하는 강성이 보강된 유체 이송관 제조방법을 제공함에 의해서도 달성될 수 있다.

이때, 본 발명의 바람직한 특징에 의하면, 상기 제2 보호층 형성 단계에서 상기 제1 보호층의 외주면에 탐지선을 배치할 수 있다.

본 발명의 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 외관 형성 단계 이후에, 상기 외관을 감싸도록 주름관을 배치하고 상기 외관과 상기 주름관 사이의 공간부에 우레탄 발포층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 외관은 폴리에틸렌 70wt%와 난연 성분 30wt%를 포함하는 난연성 LLDPE 재질로 이루어지고, 상기 난연 성분은 인계 난연제와 수산화마그네슘을 질량비 2:2.5 ~ 2:3의 비율로 혼합한 것일 수 있다.

본 발명의 또 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 제2 보호층은 리트머스 부직포로 이루어지고, 상기 외관은 투명한 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 재질 또는 투명 PVC 재질로 이루어질 수 있다.

또한, 전술한 본 발명의 목적은, 중공 형태이며 폴리에틸렌(PE) 재질의 내관; 상기 내관의 외주면 둘레를 따라 아라미드섬유 테이프가 감겨서 형성되는 보호층; 및 상기 보호층의 외주면을 감싸도록 형성되는 난연성 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 재질의 외관을 포함하는 강성이 보강된 유체 이송관을 제공함에 의해서도 달성될 수 있다.

이때, 본 발명의 바람직한 특징에 의하면, 상기 외관은 폴리에틸렌 70wt%와 난연 성분 30wt%를 포함하고, 상기 난연 성분은 인계 난연제와 수산화마그네슘을 질량비 2:2.5 ~ 2:3의 비율로 혼합한 것일 수 있다.

본 발명에 따른 강성이 보강된 유체 이송관은, PE 재질의 내관 외측을 아라미드섬유 테이프와 폴리에스테르 테이프로 감싸고, 그 외측에 LLDPE 재질의 외관을 형성함으로써, 강관을 대체하여 고온 고압의 유체를 이송할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 강성이 보강된 유체 이송관 및 그 제조방법에 의하면, 롤관의 형태로 길게 연속 제조할 수 있으므로, 시공시 이음부위를 최소화할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 강성이 보강된 유체 이송관 및 그 제조방법에 의하면, 이송 대상인 유체의 종류에 따라 외관이나 주름관의 색상을 달리함으로써, 시공 후 문제 발생시 즉시 대처 가능하다.

또한, 본 발명에 따른 강성이 보강된 유체 이송관 및 그 제조방법에 의하면, 탐지선이 제1 보호층과 제2 보호층 사이에 개재되어, 제2 보호층과 외관에 의해 보호되는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 강성이 보강된 유체 이송관 및 그 제조방법에 의하면, 투명 외관을 통해 리트머스 부직포의 색상 변화를 육안으로 관찰함으로써, 내관의 누수 여부를 용이하게 확인할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 강성이 보강된 유체 이송관 및 그 제조방법에 의하면, 우레탄 발포층에 의해 동결방지의 효과를 볼 수 있고, 내부식성이 높은 유체 이송관을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 강성이 보강된 유체 이송관의 부분 절개 사시도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 강성이 보강된 유체 이송관 제조방법의 공정 순서도.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 강성이 보강된 유체 이송관의 부분 절개 사시도.
도 4a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 강성이 보강된 유체 이송관의 부분 절개 사시도.
도 4b는 본 발명의 변형에 따른 강성이 보강된 유체 이송관의 부분 단면도.
도 5a와 도 5b 및 도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 강성이 보강된 유체 이송관의 부분 절개 사시도.
도 7a는 본 발명의 제5 실시예에 따른 강성이 보강된 유체 이송관의 횡방향 단면도.
도 7b는 본 발명의 제5 실시예에 따른 강성이 보강된 유체 이송관의 종방향 부분 단면도.

이하에서는 본 발명의 실시예에 관하여 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 이하에서 설명되는 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 쉽게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로 인해 본 발명의 보호범위가 한정되는 것을 의미하지는 않는다. 그리고 본 발명의 여러 실시예를 설명함에 있어서, 동일한 기술적 특징을 갖는 구성요소에 대하여는 동일한 도면부호를 사용하기로 한다.

제1 실시예

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 강성이 보강된 유체 이송관의 부분 절개 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 강성이 보강된 유체 이송관(100)은, 내관(200)과 제1 보호층(300), 제2 보호층(400), 및 외관(500)을 포함한다.

여기서 내관(200)은 유체의 유동이 가능하도록 중공을 갖는 파이프(pipe) 형태이며, 그 내경과 외경, 두께 및 길이 등의 규격은 유체 이송 유량과 내부 압력 등을 고려하여 필요에 따라 적절히 선택될 수 있다. 본 발명의 제1 실시예에 따른 내관(200)은 폴리에틸렌(PE; Polyethylene) 소재를 압출하여 형성할 수 있으며, PE 재질의 내관(200)은 마찰 계수가 낮고 이물질이 잘 흡착되지 않기 때문에, 장시간 사용에도 이물질 흡착에 의한 관경 축소를 방지할 수 있다.

제1 보호층(300)은 내관(200)의 외주면을 감싸도록 형성되며, 본 발명의 제1 실시예에 의하면, 아라이드섬유 테이프를 내관(200)의 외주면 둘레를 따라 나선형으로 감아서 제1 보호층(300)을 형성할 수 있다. 이때, 아라미드섬유 테이프는 내관(200)의 외주면에 밀착되어 외부의 충격으로부터 내관(200)을 보호하는 한편, 내관(200)의 강성을 향상시키는 역할을 한다.

제2 보호층(400)은 제1 보호층(300)의 외측을 감싸도록 형성되며, 본 발명의 제1 실시예에 의하면, 테이프 형태의 폴리에스테르 소재 부직포를 제1 보호층(300) 위로 감아서 제2 보호층(400)을 형성할 수 있다.

이처럼, 내관(200)의 외주면 둘레를 압박하도록 아라미드섬유 테이프와 폴리에스테르 테이프가 차례로 감기게 됨으로써, 유체 이송관(100)의 강성이 높아지고, 고압의 유체를 이송할 수 있게 된다.

제2 보호층(400)의 외주면을 감싸도록 외관(500)이 압출 형성된다. 외관(500)은 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE; Linear low density polyethylene) 재질로 이루어지며, LLDPE 재질의 외관(500)은 자외선 및 부식에 뛰어난 저항성을 가진다. 또한, 거의 모든 배관들이 매설시 날카로운 돌이나 금속 등에 의해 미세 크랙(crack)이 발생되고, 지속적인 압력 발생으로 인해 결국 이 크랙에서 파괴가 일어나게 되는데, 본 발명에 따라 외관(400)을 LLDPE 재질로 구성하는 경우, 이러한 미세 크랙으로부터 내관(200)을 보호하고, 모래 포설 없이도 배관을 보호할 수 있기에 전체적인 시공비가 절감되는 효과를 가져올 수 있다.

다른 예로서, 난연성 LLDEP 재질로 외관(500)이 형성되는 것도 가능하다. 예컨대, 외관(500)은 폴리에틸렌 70wt%와 난연 성분 30wt%를 포함하는 난연성 LLDPE 재질로 이루어질 수 있으며, 이때 난연 성분은 인계 난연제와 수산화마그네슘을 질량비 2:2.5 ~ 2:3의 비율로 혼합한 것일 수 있다. 여기서, 난연 성분이 30wt% 미만이면 화염 차단 효과가 미미하고, 30wt%를 초과하면 외관(400)의 기계적 물성을 약화시켜 바람직하지 않다. 또한, 인계 난연제에 대한 수산화마그네슘의 질량비가 상기 비율 미만이면 원하는 난연 효과를 얻을 수 없고, 상기 비율을 초과하면 입자의 응집이 발생하거나 외관(400)의 기계적 물성이 저하되는 문제가 있다. 한편, 본 발명에 따른 난연성 LLDPE 재질의 외관(400)은 UL-94(미국 난연성 평가 기준) V0 등급 수준으로서, 난연 기능이 강화된 것이다.

아울러, 내관(200)을 흐르는 유체의 종류에 따라 외관(500)의 색상을 구분하여 시공함으로써, 시공 후 문제 발생시 즉시 대처할 수 있다. 예컨대, 오존 폐수, 산 폐수, 알칼리 폐수의 구분에 따라, 또는 무기 폐수, 유기 폐수의 구분에 따라 각각 외관(500)의 색상을 달리할 수 있으며, 황산, 인산, 염산, 암모니아, 불산 등 강 산성의 유체의 경우 외관(500)의 색상을 특정한 색상으로 구분함으로써, 문제 발생시 유체의 종류를 확인하는 별도의 과정을 거치지 않고 신속하게 대처할 수 있다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 유체 이송관(100)은, 내관(200)과 외관(500)이 각각 PE와 LLDPE 재질로 이루어지고 제1,제2 보호층(300,400)으로서 아라미드섬유 테이프와 폴리에스테르 테이프가 내관을 압박하도록 차례로 각각 감기게 됨에 따라, 내외압에 견디는 충분한 강도를 지니며, 부식에 대한 저항성이 뛰어나다. 또한, 유연성이 좋으며 굴곡성이 뛰어나서 최적의 설치 위치를 선택할 수 있고, 단기간에 신뢰성 있는 관 부설이 가능한 장점이 있다.

한편, 본 발명의 변형예로서, 제2 보호층(400)을 삭제하고 외관(500)을 난연성 LLDPE 재질로 형성할 수도 있다. 즉, 내관(200)의 외주면 둘레를 따라 아라미드 섬유 테이프가 감겨서 보호층을 형성하며, 보호층의 외측에는 보호층을 감싸도록 난연성 LLDPE 재질의 외관(500)이 형성되는 것이다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 강성이 보강된 유체 이송관 제조방법의 공정 순서도이며, 본 발명의 제1 실시예에 따른 강성이 보강된 유체 이송관 제조방법은 내관 압출 단계(S10)와 제1 보호층 형성 단계(S20), 제2 보호층 형성 단계(S30) 및 외관 형성 단계(S40)를 포함한다.

내관 압출 단계( S10 ):

도 2를 참조하면, 먼저 내관 성형기(11)에서 고밀도 폴리에틸렌 수지를 사용하여 중공 형태의 내관(200)을 진공 압출 성형한다. 내관 성형기(11)에서 압출 성형된 내관(200)은 내관 사이징기(12)를 거치면서 일정 직경을 형성하며, 일정 직경을 형성한 내관(200)은 내관 견인기(14)에 의해 일정 속도로 견인되면서 내관 냉각기(13)를 거쳐 냉각된다.

제1 보호층 형성 단계( S20 ):

위와 같은 내관 압출 단계(S10)를 거쳐 제조된 내관(200)은 이어서 제1 보호층 형성 단계(S20)를 거치게 되는데, 이때 테이프 권취기(21)에 의해 아라미드섬유 테이프(22)가 내관(200)의 외주면 둘레를 따라 나선형으로 감기게 된다. 도면상에는 2개의 테이프 권취기(21)에 의해 2개의 아라미드섬유 테이프(22)가 서로 교차하도록 감기는 모습이 도시되고 있으나, 테이프 권취기(21)의 개수는 필요에 따라 적절히 선택될 수 있다.

제2 보호층 형성 단계( S30 ):

외측에 제1 보호층(300)이 형성된 내관(200)은 이어서 제2 보호층 형성 단계(S30)를 거치게 된다. 이때, 테이프 권취기(31)에 의해 폴리에스테르 테이프(32)가 아라미드섬유 테이프(21)를 내관(200)의 외주면으로 압박하면서 감기게 되며, 도면상에는 2개의 테이프 권취기(31)에 의해 2개의 폴리에스테르 테이프(32)가 서로 교차하도록 감기는 모습이 도시되고 있으나, 테이프 권취기(31)의 개수는 필요에 따라 적절히 선택될 수 있다.

외관 형성 단계( S40 ):

외주면에 아라미드섬유 테이프(22)와 폴리에스테르 테이프(32)가 차례로 감긴 내관(200)은 외관 성형기(41)로 이송되며, 외관 성형기(41)에서 폴리에스테르 테이프(32)의 외측을 감싸도록 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지 재질의 외관(500)이 진공 압출 형성된다. 외관 성형기(41)에서 압출 성형된 외관(500)은 외관 사이징기(42)를 거치면서 일정 직경을 형성하며, 일정 직경을 형성한 외관(500)은 외관 견인기(44)에 의해 일정 속도로 견인되면서 외관 냉각기(43)를 거쳐 냉각된다.

제2 실시예

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 강성이 보강된 유체 이송관의 부분 절개 사시도이다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 강성이 보강된 유체 이송관(100a)의 구성은 전술한 제1 실시예의 구성과 전체적으로 유사하며, 다만, 제1 보호층(300)과 제2 보호층(400) 사이에 탐지선(600)이 개재된다는 점에서 차이가 있다. 따라서, 전술한 제1 실시예의 구성과 동일한 기능을 하는 동일 구성에 대하여는 동일한 도면부호를 부여하고 반복 설명은 생략하기로 하며, 이하, 제1 실시예와의 차이점을 중심으로 본 발명의 제2 실시예를 설명하기로 한다.

본 발명의 제2 실시예에 따르면, 도 3에 도시된 바와 같이 제1 보호층(300)의 외주면에 내관(200)의 길이 방향을 따라 길게 두 개의 탐지선(600)이 배선될 수 있다. 이때, 탐지선(600)의 개수는 필요에 따라 적절히 선택될 수 있으며, 내관(200)의 외주면 둘레를 따라 나사선 형태로 배선되는 것도 가능하다.

탐지선(600)은 제2 보호층(400)에 의해 제1 보호층(300)의 외주면에 밀착되는 한편 외부의 충격으로부터 보호되며, 예컨대, 도면에 도시된 바와 같이 제2 보호층(400)을 이루는 폴리에스테르 테이프가 제1 보호층(300)을 이루는 아라미드섬유 테이프의 외측 둘레를 따라 감기면서 탐지선(600)을 압박 고정할 수 있다.

여기서, 탐지선(600)은 구리 등 도전성의 금속선으로 이루어질 수 있으며, 내관(200)의 파손이나 이에 따른 유체의 누수 감지, 또는 유체 이송관(100a)의 매설 위치를 탐지하는 관로 탐지 기능을 한다. 예컨대, 탐지선(600)의 단락에 따른 펄스 신호를 측정함으로써 파손 또는 누수 여부를 감지할 수 있고, 탐지선(600)을 마그네틱선으로 구성하여 마그네틱 탐지기로 탐지함으로써 유체 이송관(100a)의 매설 위치를 확인할 수 있다.

제3 실시예

도 4a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 강성이 보강된 유체 이송관의 부분 절개 사시도이다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 유체 이송관(100b)의 구성은 내관(200)과 제1,제2 보호층(300,4003) 및 외관(500')을 포함하여 구성된다는 점에서 전술한 제1 실시예의 구성과 전체적으로 유사하며, 다만, 제2 보호층(400')과 외관(500')의 재질이 제1 실시예와 상이하다는 점에서 차이가 있다. 따라서, 전술한 제1 실시예의 구성과 동일한 기능을 하는 동일 구성에 대하여는 동일한 도면부호를 부여하고 반복 설명은 생략하기로 하며, 이하, 제1 실시예와의 차이점을 중심으로 본 발명의 제3 실시예를 설명하기로 한다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 유체 이송관(100b)은, 제1 보호층(300)의 외측을 감싸는 제2 보호층(400')이 리트머스 부직포로 이루어지며, 제2 보호층(400')의 외측을 감싸는 외관(500')이 투명한 합성수지 재질로 이루어진다.

리트머스 부직포는 테이프 형태로 제1 보호층(300)의 외주면 둘레를 따라 감길 수 있으며, 외관(500')은 투명한 LLDPE 재질 또는 투명한 PVC(Polyvinyl chloride) 재질로 이루어질 수 있다.

본 발명의 제3 실시예에 따라 제1 보호층(300)의 외주면을 리트머스 부직포로 감싸서 제2 보호층(400')을 형성하는 경우, 내관(200)의 파손 등에 의한 유체 누수시, 리트머스 부직포의 색상이 변화하게 되며, 이에 따라 내관(200)의 누수 여부를 육안으로 쉽게 확인할 수 있다. 특히, 내관(200)의 중공을 따라 흐르는 유체가 산성 또는 염기성의 화학 유체이거나 폐수인 경우, 리트머스 부직포의 색상 변화는 더욱 뚜렷하게 관찰된다.

이때 외관(500')은, 제2 보호층(400')을 형성하는 리트머스 부직포의 색상 변화를 외부에서 용이하게 관찰할 수 있도록 투명한 PVC 재질로 형성될 수 있으며, 유체 이송관(100b)의 전체적인 강성 향상을 위해 투명한 LLDPE 재질로 형성하는 것도 가능하다.

도 4b는 본 발명의 변형예에 따른 강성이 보강된 유체 이송관의 부분 단면도이다.

본 발명의 변형예에 따르면, 제1 보호층(300)이 리트머스 부직포로 이루어지고, 제2 보호층(400)은 아라미드섬유 테이프로 이루어지며, 외관(500)은 투명한 LLDPE 재질 또는 투명한 PVC(Polyvinyl chloride) 재질로 이루어질 수 있다.

이 경우, 외관(500')을 통해 제1 보호층(300')의 색상 변화를 확인할 수 있도록, 도 4b에 도시된 바와 같이, 아라미드섬유 테이프로 이루어지는 제2 보호층(400)이 유체 이송관(100b)의 길이 방향을 따라 소정의 간극(g)을 두고 서로 이격하여 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 유체 이송관(100b)의 길이 방향을 따라 일부 구간에는 강성 보강을 위한 아라미드섬유 테이프가 제2 보호층(400)을 형성하고, 다른 구간에는 제2 보호층(400) 없이 빈 간극(g)이 형성되는 것이다. 이 경우, 투명한 외관(500')과 제2 보호층(400) 사이의 간극(g)을 통해, 제1 보호층(300')을 형성하는 리트머스 부직포의 색상 변화를 관찰할 수 있게 된다.

제4 실시예

도 5a와 도 5b 및 도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 강성이 보강된 유체 이송관의 부분 절개 사시도이다.

본 발명의 제4 실시예에 따른 유체 이송관(100c)의 구성은 내관(200)과 제1,제2 보호층(300,400) 및 외관(500)을 포함하여 구성된다는 점에서 전술한 제1 실시예의 구성과 전체적으로 유사하며, 다만, 외관(500)의 외측에 형성되는 우레탄 발포층(700)과 주름관(800)을 더 포함한다는 점에서 제1 실시예의 구성과 차이점이 있다. 따라서, 전술한 제1 실시예의 구성과 동일한 기능을 하는 동일 구성에 대하여는 동일한 도면부호를 부여하고 반복 설명은 생략하기로 하며, 이하, 제1 실시예와의 차이점을 중심으로 본 발명의 제4 실시예를 설명하기로 한다.

본 발명의 제4 실시예에 따른 유체 이송관(100c)은, 외관(500)의 외주면을 감싸도록 형성되는 우레탄 발포층(700)과, 우레탄 발포층(700)의 외주면을 감싸도록 형성되는 주름관(800)을 더 포함한다.

여기서, 우레탄 발포층(700)은 내관(200)을 따라 흐르는 유체의 동결을 방지하는 효과와 함께, 외부로부터의 충격을 흡수하여 파손을 방지하는 효과를 발생시킨다. 주름관(800)은 시공 환경에 따라 자유로이 구부려지고, 외면 마찰을 유발하여 시공 상태를 안정적으로 유지할 수 있도록, 외주면에 복수 개의 골과 산이 형성된다.

이때, 우레탄 발포층(700)은 우레탄 발포액의 충진 및 발포 과정을 거쳐 형성되는데, 우레탄 발포액 충진시 산화 방지제를 첨가하거나 난연 우레탄을 사용함으로써 우레탄의 부식 진행이 억제되도록 하는 것이 바람직하다. 일 예로서, 우레탄 발포시 일정 간격(예컨대, 2~3m)으로 산화 방지제가 첨가된 우레탄 발포액을 분사함으로써, 외관(500)의 파손으로 인해 우레탄 발포층(600)의 일 지점에서 산화가 발생하였을 때, 그 지점에서 다른 지점으로 산화 상태가 전파되는 것을 차단할 수 있다.

한편, 주름관(800)은 도 5a에 도시된 바와 같이 골과 산이 일정 간격으로 반복 형성되는 파형관으로 이루어질 수 있으며, 다른 예로서, 도 5b에 도시된 바와 같이 골과 산이 나사선 형태로 형성되는 나선형관으로 이루어지는 것도 가능하다. 이때, 내관(200)을 흐르는 유체의 종류에 따라 주름관(800)의 색상을 구분하여 시공하는 경우, 시공 후 문제 발생시 즉시 대처할 수 있다.

아울러, 본 발명의 다른 실시예로서, 도 6에 도시된 바와 같이 우레탄 발포층(700)에 열선(710)이 삽입될 수 있다. 이때, 열선(710)은 우레탄 발포액의 발포 공정 전에 삽입되는 것이 바람직하며, 적어도 하나 이상의 열선(710)이 유체 이송관(100c)의 길이 방향으로 배선되거나, 외관(500)의 둘레를 따라 나선형으로 배선될 수 있다. 우레탄 발포층(700)에 삽입된 열선(710)은 전기 공급에 의해 발열함으로써, 주변 온도가 낮은 환경에서 내관(200) 내 유체의 동결을 방지하는 역할을 하게 된다.

제5 실시예

도 7a는 본 발명의 제5 실시예에 따른 강성이 보강된 유체 이송관의 횡방향 단면도이고, 도 7b는 본 발명의 제5 실시예에 따른 강성이 보강된 유체 이송관의 종방향 부분 단면도이다.

본 발명의 제5 실시예에 따른 유체 이송관(100d)의 구성은 내관(200)과 제1,제2 보호층(300,400), 외관(500), 우레탄 발포층(700) 및 주름관(800)을 포함하여 구성된다는 점에서 전술한 제4 실시예의 구성과 전체적으로 유사하며, 다만, 우레탄 발포층(700)과 주름관(800) 사이에 형성되는 공간부(940)와, 주름관(800)의 외주면으로부터 공간부(940)로 연통하는 관통홀(941)을 더 포함한다는 점에서 전술한 제4 실시예의 구성과 차이점이 있다. 따라서, 전술한 제4 실시예의 구성과 동일한 기능을 하는 동일 구성에 대하여는 동일한 도면부호를 부여하고 반복 설명은 생략하기로 하며, 이하, 제4 실시예와의 차이점을 중심으로 본 발명의 제5 실시예를 설명하기로 한다.

본 발명의 제5 실시예에 따르면, 우레탄 발포층(700)과 주름관(800) 사이에 공간부(940)가 형성된다. 이 공간부(940)는 우레탄 발포층(700)과 주름관(800) 사이에 개재되는 PE 등 합성수지 재질의 보조관(900)에 의해 형성될 수 있다. 예컨대, 보조관(900)은 보조 내관(910)과 보조 외관(920) 및 이들을 서로 연결하는 복수 개의 격벽(930)을 포함하여 이루어질 수 있으며, 보조 내관(910)과 보조 외관(920) 사이에 형성되는 이격 공간이 공간부(940)를 이루고, 이 공간부(940)는 복수 개의 격벽(930)에 의해 복수 개의 공간부(940)로 구획 형성되는 것이다.

또한, 주름관(800)의 외주면에는 복수 개의 관통홀(941)이 형성될 수 있다. 이때, 관통홀(941)은 공간부(940)와 연통하도록 주름관(800)을 관통하여 형성되며, 유체 이송관(100d)의 설치 환경을 고려하여, 필요에 따라 이 관통홀(941)을 통해 각각의 공간부(940)에 합성수지 또는 콘크리트몰탈을 주입하여 충진할 수 있다.

예컨대, 공간부(940)에 별도의 물질을 충진하지 않고 빈공간으로 두는 경우에는, 우레탄 발포층(700)의 외측 공간부(940)에 공기층이 형성됨으로써, 보온 및 충격 흡수의 기능을 하게 된다. 또한, 유체 이송관(100d)을 수중에 설치하는 경우에는, 입수 과정에서 관통홀(941)을 통해 해수 또는 하천수가 유입되어 공간부(940)를 채우게 됨으로써, 부력이 점차 상실되면서 부드러운 입수가 이루어질 수 있다. 이때, 설치 장소의 유속이 빠른 경우에는, 공간부(940)에 합성수지 또는 콘크리트몰탈을 주입하여 충진함으로써, 유체 이송관(100d)의 무게를 증가시켜 원하는 위치에 유체 이송관(100d)을 신속히 설치할 수 있으며, 이렇게 공간부(940)에 충진된 합성수지 또는 콘크리트몰탈은 경화에 의해 유체 이송관(100d)의 전체적인 강도를 향상시키게 된다. 아울러, 본 발명의 변형예로서, 유체 이송관(100a~100d)의 해저 배관을 위해, 전술한 제1 실시예 내지 제5 실시예의 내관(200) 외주면에 납 테이프(미도시)를 감아서 자체 무게를 증가시키는 것도 가능하다.

한편, 각각의 격벽(930)에는 적어도 하나 이상의 통공(931)이 형성되어, 격벽(930)에 의해 구획된 각각의 공간부(940)가 서로 연통하도록 형성될 수도 있다.

도 7a에 도시된 실시예의 경우, 공간부(940)의 둘레를 따라 원주 방향으로 서로 이격하여 복수 개의 격벽(930)이 형성됨으로써, 복수 개의 공간부(940)가 원주 방향을 따라 구획 형성되는 예를 도시하고 있다. 또한, 도 7b에 도시된 실시예는, 공간부(940)의 길이 방향을 따라 서로 이격하여 복수 개의 격벽(930)이 형성됨으로써, 복수 개의 공간부(940)가 유체 이송관(100d)의 길이 방향을 따라 일정 간격으로 구획 형성되는 예를 도시하고 있다.

이때, 복수 개로 구획된 각각의 공간부(940)마다 관통홀(941)이 형성되는 것도 가능하고, 일부 공간부(940)에만 관통홀(941)이 형성될 수도 있다. 아울러, 격벽(930)에 형성되는 통공(931) 역시, 격벽(930)마다 모두 통공(931)이 형성될 수도 있고, 일부의 격벽(930)에만 통공(931)이 형성될 수도 있음은 물론이다.

이상에서 본 발명의 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양하게 변형 실시할 수 있을 것으로 이해된다.

100,100a,100b,100c,100d : 유체 이송관
200 : 내관
300,300' : 제1 보호층
400 : 제2 보호층
500,500' : 외관
600 : 탐지선
700 : 우레탄 발포층
800 : 주름관
900 : 보조관
940 : 공간부

Claims (18)

1. 중공 형태이며 폴리에틸렌(PE) 재질의 내관;
   상기 내관의 외주면 둘레를 따라 감기는 아라미드섬유 테이프로 이루어지는 제1 보호층;
   상기 제1 보호층의 외주면 둘레를 따라 감기며 폴리에스테르 테이프 재질의 리트머스 부직포로 이루어지는 제2 보호층;
   상기 제2 보호층의 외주면을 감싸도록 형성되는 투명한 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 재질의 외관;
   상기 외관의 외주면을 감싸도록 형성되는 우레탄 발포층;
   상기 우레탄 발포층의 외주면을 감싸도록 형성되는 주름관;
   상기 우레탄 발포층과 상기 주름관 사이에 형성되는 공간부; 및
   상기 주름관의 외주면으로부터 상기 공간부로 연통하게끔 관통 형성되는 관통홀을 포함하되,
   누수 발생시 상기 외관을 통해 상기 제2 보호층의 색상 변화 확인이 가능하고,
   상기 공간부의 둘레를 따라 서로 이격하여 형성되는 복수 개의 격벽에 의해, 상기 공간부가 원주 방향을 따라 복수 개로 구획 형성되는 것을 특징으로 하는 강성이 보강된 유체 이송관.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   파손이나 누수, 또는 위치 탐지를 위해, 상기 제1 보호층과 상기 제2 보호층 사이에 개재되는 탐지선을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 강성이 보강된 유체 이송관.
4. 삭제
5. 삭제
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 외관은 폴리에틸렌 70wt%와 난연 성분 30wt%를 포함하는 난연성 LLDPE 재질로 이루어지고, 상기 난연 성분은 인계 난연제와 수산화마그네슘을 질량비 2:2.5 ~ 2:3의 비율로 혼합한 것을 특징으로 하는 강성이 보강된 유체 이송관.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 주름관은 나선형관 또는 파형관으로 형성되는 것을 특징으로 하는 강성이 보강된 유체 이송관.
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 우레탄 발포층 내에 개재되는 열선을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 강성이 보강된 유체 이송관.
9. 삭제
10. 삭제
11. 청구항 1에 있어서,
    상기 격벽에 적어도 하나 이상의 통공이 관통 형성되는 것을 특징으로 하는 강성이 보강된 유체 이송관.
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제
15. 삭제
16. 삭제
17. 삭제
18. 삭제

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