KR101703089B1 - 내부보호관을 갖는 금속파이프와 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내부식성, 내마모성을 높일 수 있는 내부보호관을 내부에 삽입하여 금속파이프의 사용수명을 연장하고, 부식 등으로 인한 내부 수송물의 오염을 방지할 수 있는 내부보호관을 갖는 금속파이프와 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 내부보호관을 갖는 금속파이프의 제조방법은 파이프본체의 내부에 상기 파이프본체의 내경보다 작은 외경을 갖는 내부보호관을 삽입하는 단계와, 상기 내부보호관의 내부로 확관유닛을 삽입하는 단계와, 상기 내부보호관에 삽입된 확관유닛을 통해 내부보호관을 외측으로 확관시켜 상기 내부보호관의 외주면이 상기 파이프본체의 내주면에 접촉하여 상호 결합되게 하는 확관단계를 포함한다.
그리고 상기 내부보호관을 상기 파이프본체의 내부에 삽입한 후 내부보호관을 확관할 확관대상위치에서 상기 파이프본체를 가열하여 상기 파이프본체의 내경을 소정길이 확장하기 위한 파이프 가열단계를 더 구비할 수 있다.

Description

내부보호관을 갖는 금속파이프와 이의 제조방법 {Method of manufacturing a metal pipe having an inner protective tube}

본 발명은 내부보호관을 갖는 금속파이프와 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내부식성, 내마모성을 높일 수 있는 내부보호관을 내부에 삽입하여 금속파이프의 사용수명을 연장하고, 부식 등으로 인한 내부 수송물의 오염을 방지할 수 있는 내부보호관을 갖는 금속파이프와 이의 제조방법에 관한 것이다.

'배관'이란 함은 기체액체분체(粉體)입체물질(粒體物質)의 수송에 사용하는 파이프, 관 또는 튜브 등(이하 '파이프'라 한다)의 파이프를 부설(敷設)하는 것을 말하며, 부설된 파이프와 이것에 접속되는 기기장치를 통틀어 '배관용설비'라 한다.

상기 파이프의 재료로는 각종 금속관(주철관, 강관스테인리스관, 구리관, 황동관, 납관), 무기재료관(철근콘크리트관, 석면시멘트관, 세라믹관, 콘크리트관), 각종 합성수지관(경질염화비닐관, 폴리에틸렌관) 등이 이용된다.

배관은 용도에 따라 급수급탕소화(消火), 배수, 통기, 냉난방, 공기조화, 냉동환기, 집진기, 송압축공기, 도시가스, 전력(전선관, 배전용 덕트), 화학공업 등의 분야로 분류될 수 있으며, 특히 산업의 발달에 따라 송유관, 송수관, 배수관 및 가스이송관의 배관이 계속적으로 대형화 및 증가추세에 있다.

배관 파이프는 수송 유체의 화학적 성질, 유량, 유속, 압력 등 각 분야의 특수성에 따라 파이프의 재료, 파이프의 지름, 파이프의 두께 등이 결정되며, 배관 파이프는 기본적으로 ⅰ) 내구성이 있을 것, ⅱ) 수송 유체와의 반응성이 적을 것, ⅲ) 수송유체의 흐름에 방해를 주지 않을 것 등이 요청되고 있다.

이와 같은 배관 파이프는 장기간 사용 시 표면 특히 내면이 부식되게 되는데, 이로 인해 사용수명이 짧아지게 되고 교체 시 작업이 매우 번거롭고 많은 비용이 소요되는 문제점이 있으며, 부식에 따라 파이프의 내부로 흐르는 수송유체의 오염이 발생하는 2차적 문제점이 발생한다.

상기와 같은 부식에 의한 이물질을 제거하기 위해 파이프의 내부로 고압의 유체를 분사하여 파이프의 내부 표면에 부착된 오염물을 제거하는 방법이 사용되고 있으나, 파이프 내부 표면에서의 유속은 경계조건에 의해 유속이 매우 느려서 실질적으로 오염물의 제거 효율이 높지 못하다.

그리고 상기와 같은 배관 부식 제거는 사후 관리 방법으로서, 부식을 원천적으로 방지하지 못하고 부식 제거 작업이 수시로 이루어져야 하는 문제점이 있다. 더욱이 세척을 위한 고압수가 파이프의 내벽에 충격을 가해 세척과정에서 파이프가 파손되는 문제도 발생한다.

따라서, 배관 부식을 근본적으로 해결하는 기술이 요구된다.

상기와 같이 배관 부식을 근본적으로 해결하기 위한 종래 기술로는 각종 금속관 또는 무기재료관을 별도의 처리없이 배관으로 사용하거나, 아니면 단순한 수지층을 배관 파이프의 내부 표면에 코팅하는 정도가 고작이었다.

근래 들어는, 금속관에 있어서 방청작용을 하는 코팅조성물을 배관 내부표면에 코팅하는 기술이 적용되기도 하였으며, 그 대표적인 예로 크롬산의 처리를 들 수 있으나, 상기 크롬산은 이를 이용한 금속판의 전처리 공정시, 크롬산의 강력한 산화력으로 인하여 작업자에게 폐암 등을 유발할 수 있고, 처리공정에서 발생된 폐수가 방출될 경우 심각한 수질 오염을 야기하며, 이에 따라 폐수 처리비용이 과다하게 발생하는 문제점이 있다.

또한, 배관 부식을 근본적으로 해결하기 위한 다른 방식의 종래 기술로는 배관 표면에 강한 DC전압을 인가하여 아킹(Arcing)을 발생시키고, 아킹에 의해 형성된 플라즈마를 이용하여 배관 내부를 코팅하는 것을 예로 들 수 있다.

이 경우, DC방전은 주로 배관의 끝 지점 즉, 모서리에서 발생하게 되어 배관 내부에서 균등한 플라즈마를 형성하기 어려운 문제점이 있다. 특히, 배관의 L/R(L: 길이, R: 반경)이 커질수록 균등한 플라즈마를 얻기 어렵기 때문에 양산에 필요한 긴 배관의 경우 내부 코팅이 더욱 난해한 문제점이 있다.

대한민국등록특허공보 제10-1077858호 : 배관 코팅방법 대한민국공개특허공보 제10-2007-0103465호 : 고온 화학 증기 증착 장치

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 금속관의 내부에 내부식성 및 내마모성이 높은 소재의 보호관을 결합하여 파이프의 사용수명을 늘리고, 수송유체의 오염을 방지할 수 있는 내부보호관을 갖는 금속파이프와 이의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 금속파이프에 대해 열팽창 및 수축 공정을 이용하여 내부보호관과 파이프본체 간의 밀착도를 향상시키며, 파이프 내경을 확장시킬 수 있는 금속파이프 제조방법을 제공하는데에 또다른 목적이 있다.

본 발명에 따른 내부보호관을 갖는 금속파이프의 제조방법은 파이프본체의 내부에 상기 파이프본체의 내경보다 작은 외경을 갖는 내부보호관을 삽입하는 단계와, 상기 내부보호관의 내부로 확관유닛을 삽입하는 단계와, 상기 내부보호관에 삽입된 확관유닛을 통해 내부보호관을 외측으로 확관시켜 상기 내부보호관의 외주면이 상기 파이프본체의 내주면에 접촉하여 상호 결합되게 하는 확관단계를 포함한다.

그리고 상기 내부보호관을 상기 파이프본체의 내부에 삽입한 후 내부보호관을 확관할 확관대상위치에서 상기 파이프본체를 가열하여 상기 파이프본체의 내경을 소정길이 확장하기 위한 파이프 가열단계를 더 구비할 수 있다.

상기 파이프 가열단계에서 파이프본체의 가열은 상기 파이프본체를 감싸도록 설치되는 고주파가열기에 의해 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 확관유닛은 상기 내부보호관의 내부를 따라 연장되는 회전축과, 상기 회전축의 단부에 설치되며 상기 내부보호관의 내주면을 향해 연장되는 지지부와, 상기 지지부의 단부에 설치되며 상기 내부보호관의 내주면에 접촉하여 내부보호관을 외측으로 확장시키는 확장부재를 구비할 수 있다.

상기 확장부재는 볼 또는 롤러이고, 상기 지지부에 상기 내부보호관의 내주면을 향하는 방향으로 이동 가능하게 설치되는 이동브라켓에 회전 가능하게 설치되어 있으며, 상기 이동브라켓은 상기 지지부에 설치되는 실린더 또는 스프링에 의해 내부보호관을 향해 이동하도록 형성되는 것이 바람직하다.

상기 확관유닛은 베이스부와, 상기 베이스부로부터 상기 내부보호관의 길이방향을 따라 연장되며 신축성이 있는 소재로 형성되는 연장부와, 상기 연장부의 단부에 형성되며 확관단계에서 상기 내부보호관의 내주면에 접촉하여 내부보호관을 확관시키는 확관가동부와, 상기 확관가동부의 내측에 설치되어 유체 또는 기체의 주입에 의해 팽창하여 상기 확관가동부를 확장시키는 팽창튜브를 포함하여 형성될 수 있다.

본 발명의 내부보호관을 갖는 금속파이프는 상기 내부보호관을 갖는 금속파이프의 제조방법에 따라 내부보호관이 파이프본체의 내부에 삽입 설치되도록 형성된 것이다.

본 발명의 내부보호관을 갖는 금속파이프와 이의 제조방법에 따르면, 금속관의 내부에 부식 및 오염방지를 위한 내부보호관이 장착되기 때문에 파이프의 사용수명이 늘어나고 수송유체의 오염을 방지할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명의 금속파이프와 이의 제조방법에 따르면, 내부보호관을 기계적인방법(예, 볼, 롤러등)에 의해 눌러 회전하며 이동하여 성형함으로써 두께가 얇아지면서 외경이 확장되는 원리를 이용하여 밀착도를 높인다. 이러한 방법에 의하여 생산성과 밀착도를 향상시키고, 열팽창 및 수축 공정을 함께 이용하면 내부보호관과 파이프본체 간의 밀착도를 현저히 향상시킬 수 있다는 이점이 있다.

본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명에 의한 효과가 비단 전술된 사항에 국한되지 아니하고 보다 폭넓게 인정될 수 있음을 이해할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 내부보호관을 갖는 금속파이프의 일 실시예를 도시한 사시도,
도 2는 본 발명의 내부보호관을 갖는 금속파이프를 제작하기 위한 장치의 제1 실시예의 구성을 도시한 개념도,
도 3은 도 2의 실시예에서 금속파이프의 내부에 내부보호관이 결합되는 상태를 도시한 단면도,
도 4는 내부보호관을 갖는 금속파이프를 제작하는 장치의 제2 실시예의 구성을 도시한 도면,
도 5는 내부보호관을 갖는 금속파이프를 제작하는 장치의 제3 실시예의 구성을 도시한 도면,
도 6은 내부보호관을 갖는 금속파이프를 제작하는 장치의 제4 실시예의 구성을 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 내부보호관을 갖는 금속파이프가 온수보일러에 적용되는 사용예를 도시한 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 내부보호관을 갖는 금속파이프와 이의 제조방법에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1에는 본 발명에 따른 내부보호관을 갖는 금속파이프(10)의 일 실시예가 도시되어 있다.

도시되어 있는 것처럼 본 실시예의 내부보호관을 갖는 금속파이프(10)는 철로 된 파이프본체(11)와, 파이프본체(11)의 내부에 피복되는 내부보호관(12)을 갖는다.

철은 잘 알려진 것처럼 강성은 뛰어나지만 부식이 쉽게 이루어지기 때문에 부식이 쉽게 일어날 수 있다. 특히 물 또는 다양한 화학물질의 경우 파이프본체(11)의 부식 속도를 가중시켜 부식에 의해 발생하는 이물질에 의해 수송유체가 오염되거나 파이프본체(11)의 사용수명을 단축시키는 원인이 된다.

내부식성 및 내마모성이 뛰어난 소재 중에는 동이 있는데, 동파이프의 경우에는 변형이 쉽게 일어나기 때문에 유로를 설정된 상태로 유지시키기가 어렵다. 따라서 철로 된 파이프본체(11)의 내부에 동 소재의 내부보호관(12)을 결합한 본 발명의 내부보호관을 갖는 금속파이프(10)를 구성하면 내부식성 및 내마모성이 우수하며, 외력에 대해서 충분한 강도를 갖기 때문에 사용수명이 연장되고 수송유체의 오염 발생을 방지할 수 있다.

이하에서는 본 발명에 내부보호관을 갖는 금속파이프(10)를 형성하기 위한 제작방법 및 이에 사용되는 보조장치들에 대해 상세하게 설명한다.

도 2 및 도 3에는 본 발명에 따른 내부보호관을 갖는 금속파이프(10)를 제작하는 제1 실시예가 사시도 및 단면도로 도시되어 있다.

본 발명의 내부보호관을 갖는 금속파이프(10)의 제조방법은 파이프본체(11)의 내부에 내부보호관(12)을 삽입하는 단계와, 상기 내부보호관(12)의 내부로 확관유닛(20)을 삽입하는 단계와, 상기 내부보호관(12)에 삽입된 확관유닛(20)을 통해 내부보호관(12)을 외측으로 확관시켜 상기 내부보호관(12)의 외주면이 상기 금속파이프의 내주면에 접촉하여 상호 결합되게 하는 확관단계를 포함한다.

상술한 것처럼 상기 파이프본체(11)는 소재가 철이며, 내부보호관(12)은 동으로 된 것이다. 내부보호관(12)은 파이프본체(11)의 내경보다 작은 외경을 갖기 때문에 내부보호관(12)을 파이프본체(11)의 내부로 삽입할 수 있다.

내부보호관(12)을 파이프본체(11)의 내부에 삽입한 상태에서 상기 확관유닛(20)을 통해 내부보호관(12)을 파이프본체(11)를 향해 확장하여 내부보호관(12)과 파이프본체(11)를 결합할 수 있다.

내부보호관(12)으로 적용된 동은 연신율이 높은 소재이며, 확관유닛(20)을 통해 내부보호관(12)을 내측으로부터 외측으로 가압하면 내부보호관(12)은 두께가 다소 감소하면서 내경과 외경이 확장되어 외주면이 파이프본체(11)의 내주면에 접촉하게 된다.

확관유닛(20)은 내부보호관(12)의 내부에서 내부보호관(12)을 외측으로 가압하는 것으로, 회전축(21)과, 회전축(21)의 단부에 설치되는 지지부(22)와, 지지부(22)에 설치되는 확장부재(24)들을 포함한다.

회전축(21)은 내부보호관(12)의 길이방향을 따라 연장되어 있으며, 내부보호관(12)의 중심을 따라 연장되는 중심축을 중심으로 회전할 수 있다.

상기 지지부(22)는 회전축(21)의 단부에 형성되어 회전축(21)과 함께 회전하며, 양측 단부가 내부보호관(12)의 내주면을 향해 연장되도록 형성되어 있다.

상기 확장부재(24)는 지지부(22)의 단부에 설치된다.

확장부재(24)는 지지부(22)의 양측 단부에 설치되어 있는 이동브라켓(23)에 회전 가능하게 결합되어 있으며, 내부보호관(12)의 내주면에 접촉하여 내부보호관(12)의 내주면을 따라 주행하면서 내부보호관(12)을 외측으로 가압한다.

확장부재(24)는 볼이나 롤러 등 회전 가능한 부재로 형성되며, 합성수지나 구리보다 경도가 높은 금속재가 적용될 수 있다.

상기 이동브라켓(23)은 지지부(22)에 회전축(21)으로부터 내부보호관(12)의 내주면을 향하는 방향으로 소정길이 슬라이딩 가능하도록 설치된다. 따라서 확장유닛을 내부보호관(12)의 내측으로 삽입할 때에는 확장부재(24)가 지지부(22)를 향해 이동하여 확장부재(24)가 내부보호관(12)으로 삽입이 가능하게 하고, 삽입된 상태에서 이동브라켓(23)이 내부보호관(12)의 내주면을 향해 이동하여 확장부재(24)가 내부보호관(12)의 내주면에 접촉 및 가압이 이루어지도록 한다.

상기 확장부재(24)가 내부보호관(12)의 내주면과 접촉되어 외측으로 가압할 수 있도록 본 실시예에서는 상기 지지부(22)에 유압 또는 공압으로 작동하는 실린더(25)가 설치되고, 상기 이동브라켓(23)이 실린더(25)로드에 의해 인출 및 인입된다.

본 실시예와는 달리 상기 지지부(22)에 이동브라켓(23)을 탄성지지하는 압축스프링이 설치될 수도 있으며, 이 경우 확장부재(24) 및 이동브라켓(23)을 지지부(22)의 중심측으로 가압한 상태에서 확장유닛을 내부보호관(12)의 내측으로 삽입한 후 손을 놓으면 압축스프링의 탄성력에 의해 상기 확장부재(24)가 내부보호관(12)의 내주면에 접촉하고 내부보호관(12)을 외측으로 가압하게 된다.

아울러 본 실시예에서는 확장부재(24)가 지지부(22)의 양측 단부에 상호 대향되도록 두 개가 설치된 것으로 도시되었으나, 이와는 달리 세 개 이상의 확장부재(24)가 소정간격으로 이격되도록 설치될 수도 있다.

이렇게 본 실시예의 확관유닛(20)은 확장부재(24)가 내부보호관(12)의 내부에서 내부보호관(12)의 내주면을 따라 주행하면서 내부보호관(12)을 외측으로 확관시켜 내부보호관(12)이 파이프본체(11)의 내주면에 밀착되게 하여 상호 결합이 이루어진다.

파이프본체(11)와 내부보호관(12)의 결합이 더욱 용이하게 이루어질 수 있도록 도 4에 도시된 것처럼 내부보호관(12)의 확관이 이루어지기 전에 확관할 위치에서 파이프본체(11)를 소정길이 확관시키기 위해 파이프본체(11)를 가열하는 파이프 가열단계를 추가할 수 있다.

본 실시예의 경우 파이프 가열단계에서 파이프본체(11)의 가열을 위해 파이프본체(11)를 감싸는 고주파발생기(50)를 적용하였다.

고주파발생기(50)를 통해 해당 위치에서 파이프본체(11)를 가열하면, 파이프본체(11)의 온도가 올라가면서 소정길이 직경이 확장된다. 이 상태에서 상기 확관유닛(20)을 통해 내부보호관(12)을 확관시켜 내부보호관(12)이 파이프본체(11)의 내주면에 밀착되게하면 파이프보호관은 파이프본체(11)가 확관된 상태에서의 직경에 대응하게 확관된다. 그리고 가열을 정지하면, 파이프본체(11)는 온도가 낮아지면서 초기 상태로 수축되며, 파이프본체(11)가 수축되면서 내부보호관(12)과의 결합력이 더욱 증대가 된다.

상기 고주파발생기(50)와 확관유닛(20)을 파이프본체(11)의 길이방향을 따라 이동시키면서 내부보호관(12)을 확관하여 결합시킬 수도 있고, 고주파발생기(50)와 확관유닛(20)은 고정시킨 상태에서 파이프본체(11) 및 내부보호관(12)을 이동시켜 순차적으로 내부보호관(12)과 파이프본체(11)를 결합시킬 수도 있다.

도 5에는 확관유닛(30)의 다른 실시예가 도시되어 있다.

본 실시예의 확관유닛(30)은 파이프 외부에서 고주파발생기(50)를 통해 열을 가해 파이프본체(11)를 확관시킨 상태에서 확관유닛(30)을 이용해 내부보호관(12)을 파이프본체(11)로 확장시키도록 구성되어 있다.

확관유닛(30)은 확관축(35)이 내부보호관의 내측에 길이방향을 따라 연장되어 있고, 확관축(35)의 단부에는 확관부싱(34)이 형성되어 있다. 상기 확관부싱(34)은 확관축(35)으로부터 멀어지는 방향으로 연장될수록 외경이 점점 커지도록 형성되어 있다.

확관축(35)의 일측에는 베이스판(31)이 결합되어 있으며, 베이스판(31)의 가장자리로부터 연장판(32a)이 내부보호관(12)의 내주면을 향하도록 경사지게 연장되어 있고, 연장판(32a)의 단부에는 확관가동판(32b)이 형성되어 있다.

확관가동판(32b)과 확관부싱(34) 사이에는 고무나 신축성을 갖는 합성수지재로 형성된 확장완충재(33b)와, 콜릿부재(33a)가 설치되어 있다. 그리고 베이스판(31)과 확관부싱(34) 사이에는 스프링(36)이 설치되어 있어서 확관부싱(34)을 베이스판(31)으로부터 멀어지는 방향으로 탄력지지한다.

본 실시예의 확관유닛(30)은 확관축(35)을 이동시켜 확관부싱(34)이 베이스판(31)에 가까워지도록 당기면, 확관부싱(34)의 외경 변화에 의해 콜릿부재(33a)가 벌어지면서 확장완충재(33b)를 외측으로 가압하게되고, 이것에 의해 확관가동판(32b)이 외측으로 밀려나면서 내부보호관(12)을 파이프본체(11)측으로 가압하게 된다. 이러한 과정을 거치면서 확관유닛(30)이 전방으로 이동하면서 길이방향을 따라 내부보호관(12) 전체를 파이프본체(11)의 내주면에 밀착시키게 된다.

도 6에는 확관유닛(40)의 다른 실시예가 도시된다. 구체적으로 파이프 외부에서 고주파발생기(50)를 통하여 열을 가하는 동시에, 확관유닛(40)이 파이프의 회전축을 중심으로 회전하면서 파이프본체(11)의 길이 방향으로 고주파발생기(50)와 이동하거나, 고정된 고주파발생기(50) 및 확관유닛(40)에 대해 파이프본체(11)가 이동함으로써 확관이 이루어지는 양상을 도시한다.

도 6은 파이프 외부에서 고주파발생기(50)를 통하여 열을 가하는 동시에, 확관유닛(40)이 회전하며 확관유닛(40) 내부의 팽창튜브(44)를 기체나 액체가 팽창시키면서 확관유닛(40)을 파이프본체(11)의 길이 방향으로 고주파발생기(50)와 이동하거나, 고정된 고주파발생기(50) 및 확관유닛(40)에 대해 파이프본체(11)가 이동함으로써 확관이 이루어지는 양상을 도시한다.

본 실시예의 확관유닛(40)은 베이스부(41), 연장부(42), 확관가동부(43), 팽창튜브(44)를 포함한다.

베이스부(41)는 내부보호관(12)의 내부에 원판형으로 설치되고, 연장부(42)는 상기 베이스부(41)로부터 연장된다.

연장부(42)는 베이스부(41)로부터 내부보호관(12)의 길이방향을 따라 연장될수록 직경이 점점 커지도록 형성되는데, 연장부(42)는 신축 가능한 소재로 되어 있으므로 경사도가 변할 수 있다.

상기 확관가동부(43)는 연장부(42)의 단부에 형성되어 있으며, 후술하는 팽창튜브(44)에 의해 확장될 때 내부보호관(12)의 내주면에 접촉하여 내부보호관(12)을 외측으로 가압해 확관시킨다.

팽창튜브(44)는 연장부(42)와 확관가동부(43)의 내측에 위치하며, 일측 단부는 베이스부(41)와 연결되어 있고, 베이스부(41)와 연결된 연결부분에는 내부로 유체나 기체가 출입할 수 있도록 출입구가 형성되어 있다. 그리고 상기 팽창튜브(44)로 유체 또는 기체를 주입하거나 배출하기 위한 주입관(45)이 연결된다.

팽창튜브(44)는 주입되는 유체 또는 기체에 의해 팽창될 때 상기 길이방향으로 분할된 확관가동부(43)와 연장부(42)를 외측으로 벌려 확관가동부(43)를 내부보호관(12)에 접촉 및 가압하게 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 강도는 높지만 부식에 취약한 철 소재의 파이프본체(11) 내부에 내부보호관(12)을 결합함으로써 수송유체에 의한 부식 및 수송유체의 오염을 효과적으로 방지할 수 있다.

이를 위해 파이프본체(11)의 내경보다 보다 작은 직경의 내부보호관(12)을 삽입한 후 내부보호관(12)을 확관유닛(20,30)을 통해 확관시켜 내부보호관(12)이 파이프본체(11)에 밀착되게 하여 결합시킴으로 내부보호관(12)과 파이프본체(11)를 용이하고 견고하게 결합할 수 있다. 특히 결합 과정에서 파이프본체(11)를 가열해 내부보호관(12)의 확관 위치에서 파이프본체(11)의 열팽창 및 냉각에의한 수축 공정을 함께 이용하여 확관되게 하면 파이프본체(11)와 내부보호관과 파이프본체 간의 밀착도를 현저히 향상시켜 내부보호관(12)의 체결력을 더욱 높일 수 있다.

이러한 도 4 내지 도 6에서, 도시의 일관성을 위하여, 확관 유닛(20, 30, 또는 40) 및 고주파 발생기(50)이 좌측으로부터 우향하여 이동가능한 것으로 도시되었을지라도, 이들 방향성에 국한되는 것이 아닐 뿐 아니라 확관 유닛(20, 30, 또는 40) 및 고주파 발생기(50)는 고정된 상태에서 파이프 본체(11)가 좌향 또는 우향하여 이동가능할 수도 있다.

도 7에는 본 발명의 내부보호관을 갖는 금속파이프(10)가 온수보일러의 가열관으로 적용되는 사용예가 도시되어 있다.

도시된 것처럼 온수보일러는 물탱크(70)가 형성되어 있고, 물탱크의 물이 가열관을 통과해 순환할 수 있도록 순환구조를 형성한다.

아울러 가열관을 가열하는 고주파발생기(60)가 가열기로서 마련되어 있는데, 상기 고주파발생기(61)의 고주파열발생부(61)가 가열관인 본 발명의 내부보호관을 갖는 금속파이프(10)를 감싸도록 설치되어 파이프본체(11)를 가열하면, 파이프본체(11)의 열이 내부보호관(12)을 통해 물로 전달되어 물을 승온시키게 된다.

종래에 가열관이 철로된 파이프본체(11)만으로 구성된 경우에는 시간이 지남에 따라 파이프본체(11)의 부식에 의해 파이프본체(11)의 사용수명이 급격하게 단축되고, 부식에 의해 발생한 녹이 물에 유입되어 물을 오염시키는 원인이 되었다.

그러나 본 발명의 내부보호관을 갖는 금속파이프(10)는 물과 접촉하는 내부보호관(12)이 구리 소재로서, 부식에 의한 오염문제나 파손 위험이 현저하게 줄어들게 된다.

제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

10: 내부보호관을 갖는 금속파이프
11: 파이프본체 12: 내부보호관
20: 확관유닛
21: 회전축 22: 지지부
23: 이동브라켓 24: 확장부재
25: 실린더
30: 확관유닛
31: 베이스판
32a: 연장판 32b: 확관가동판
33a: 콜릿부재 33b: 확관완충재
34: 확관부
35: 확관축
36: 스프링
40: 확관유닛
41: 베이스부 42: 연장부
43: 확관가동부 44: 팽창튜브
45: 주입관
50: 고주파발생기

Claims (8)

1. 파이프본체의 내부에 상기 파이프본체의 내경보다 작은 외경을 갖는 내부보호관을 삽입하는 단계;
   상기 내부보호관의 내부로 확관유닛을 삽입하는 단계;
   상기 내부보호관에 삽입된 확관유닛을 통해 내부보호관을 외측으로 확관시켜 상기 내부보호관의 외주면이 상기 파이프본체의 내주면에 접촉하여 상호 결합되게 하는 확관단계;를 포함하고,
   상기 확관유닛은,
   상기 내부보호관의 내부를 따라 연장되는 회전축과;
   상기 회전축의 단부에 설치되며 상기 내부보호관의 내주면을 향해 연장되는 지지부와;
   상기 지지부의 단부에 설치되며 상기 내부보호관의 내주면에 접촉하여 내부보호관을 외측으로 확장시키는 확장부재를 구비하는 것을 특징으로 하는,
   내부보호관을 갖는 금속파이프의 제조방법.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 내부보호관을 상기 파이프본체의 내부에 삽입한 후 내부보호관을 확관할 확관 대상 위치에서 상기 파이프본체를 가열하여 상기 파이프본체의 내경을 소정길이 확장하기 위한 파이프 가열단계;를 더 포함하는,
   내부보호관을 갖는 금속파이프의 제조방법.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 파이프 가열단계에서 파이프본체의 가열은 상기 파이프본체를 감싸도록 설치되는 고주파가열기에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는
   내부보호관을 갖는 금속파이프의 제조방법.
   
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서,
   상기 확장부재는 볼 또는 롤러인 것을 특징으로 하는
   내부보호관을 갖는 금속파이프의 제조방법.
   
6. 제 1항에 있어서,
   상기 확장부재는 상기 지지부에 상기 내부보호관의 내주면을 향하는 방향으로 이동 가능하게 설치되는 이동브라켓에 회전 가능하게 설치되어 있으며,
   상기 이동브라켓은 상기 지지부에 설치되는 실린더 또는 스프링에 의해 내부보호관을 향해 이동하도록 형성된 것을 특징으로 하는
   내부보호관을 갖는 금속파이프의 제조방법.
   
7. 제 1항에 있어서,
   상기 확관유닛은 베이스부와,
   상기 베이스부로부터 상기 내부보호관의 길이방향을 따라 연장되며 신축성이 있는 소재로 형성되는 연장부와,
   상기 연장부의 단부에 형성되며 확관단계에서 상기 내부보호관의 내주면에 접촉하여 내부보호관을 확관시키는 확관가동부와,
   상기 확관가동부의 내측에 설치되어 유체 또는 기체의 주입에 의해 팽창하여 상기 확관가동부를 확장시키는 팽창튜브를 포함하는 것을 특징으로 하는
   내부보호관을 갖는 금속파이프의 제조방법.
   
8. 삭제

Images