KR101826985B1 - 배관 연장 연결용 밴딩 엘보우 - Google Patents

Abstract

본 발명은 양단 모두에 플랜지부를 형성할 수 있도록 절곡 전 배관의 단부 기장을 조절하여, ① 용접을 수행하지 않아서 외관상 문제를 해결하고, ② 일체로 구성되어 내부 코팅면의 품질을 향상시킬 수 있는, 배관 연장 연결용 밴딩 엘보우에 관한 것이다.

Description

배관 연장 연결용 밴딩 엘보우{BANDING ELBOWELBOW FOR LINKED EXTENSION OF PIPE}

일반적으로 배관 연장 연결을 목적으로 하는 밴딩 엘보우는, 직관 형태의 배관을 원하는 직경만큼 라운딩 시켜 절곡된 형태로 구성하여, 라운딩 구간에 배관을 연결하는 목적으로 사용된다.

이때, 통상의 배관 연장은 플랜지부를 통해 플랜지 결합 방식으로 이루어지는데, 종래 엘보의 경우 직관 형태의 배관을 강제로 라운딩시키기 때문에 단부만 플랜지부의 형성이 가능하고, 나머지 다른 단부의 경우 다른 직관을 용접시켜 사용하고 있는 실정이다(도 2 참조).

이에 따라, 종래의 엘보우를 보면 용접에 따라 외관의 심미성이 저하되는 문제가 있고, 특히 다른 이종 배관을 용접으로 연결한 만큼 배관 내부에 코팅된 코팅면의 품질이 저하되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 양단 모두에 플랜지부를 형성할 수 있도록 절곡 전 배관의 단부 기장을 조절하여, ① 용접을 수행하지 않아서 외관상 문제를 해결하고, ② 일체로 구성되어 내부 코팅면의 품질을 향상시킬 수 있는, 배관 연장 연결용 밴딩 엘보우에 관한 것이다.

일반적으로 배관 연장 연결을 목적으로 하는 밴딩 엘보우는, 직관 형태의 배관을 원하는 직경만큼 라운딩 시켜 절곡된 형태로 구성하여, 라운딩 구간에 배관을 연결하는 목적으로 사용된다.

이때, 통상의 배관 연장은 플랜지부를 통해 플랜지 결합 방식으로 이루어지는데, 종래 엘보우의 경우 직관 형태의 배관을 강제로 라운딩시키기 때문에 단부만 플랜지부의 형성이 가능하고, 나머지 다른 단부의 경우 다른 직관을 용접시켜 사용하고 있는 실정이다(도 2 참조).

이에 따라, 종래의 엘보우를 보면 용접에 따라 외관의 심미성이 저하되는 문제가 있고, 특히 다른 이종 배관을 용접으로 연결한 만큼 배관 내부에 코팅된 코팅면의 품질이 저하되는 문제점이 있었다.

상기와 같은 이유로, 엘보우의 양단에 플랜지부를 형성하기 위한 방안으로, 상기와 같이 용접으로 다른 배관을 연결하기도 하지만, 엘보우를 조립체 형식으로 제작하기도 한다.

다른 일예로는, 사출성형을 이용하기도 하나, 이는 플라스틱 종류의 재질을 갖는 엘보우에서만 적용될 뿐, 본 발명과 같은 금속 배관에서의 적용은 불가능하다(공개특허공보 특2001-0044523호, 이중관 구조를 갖는 엘보우 및 그 제조방법).

따라서, 사출성형을 이용하는 종래 기술을 본 발명에 대한 선행기술에 될 수 없다.

관련된 기술로서, 공개실용신안공보 실1998-067866호의 구조관 연결용 개량 엘보우(선행기술 1)과, 공개특허공보 제10-2017-0018778호의 엘보우관의 성형방법(선행기술 2)와, 등록특허공보 제10-0376003호의 엘보우와 그 제조방법 및 장치가 기재되어 있다.

그러나 상술된 기술들은, 엘보우를 조립하는 형식의 기술로서, 상술된 다른 배관(직관)을 용접하는 기술과 마찬가지로, 외관상 분할되어 보여 심미성이 저하되는 문제점이 있고, 특히 내부면에 코팅면의 품질이 저하되는 큰 단점이 있다.

공개특허공보 특2001-0044523호(2001.06.05.) 공개실용신안공보 실1998-067866호(1998.12.05.) 공개특허공보 제10-2017-0018778호(2017.02.20.) 등록특허공보 제10-0376003호(2003.03.15. 공고)

본 발명의 목적은, 양단 모두에 플랜지부를 형성할 수 있도록 절곡 전 배관의 단부 기장을 조절하여, ① 용접을 수행하지 않아서 외관상 문제를 해결하고, ② 일체로 구성되어 내부 코팅면의 품질을 향상시킬 수 있는, 배관 연장 연결용 밴딩 엘보우를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명에 따른 배관 연장 연결용 밴딩 엘보우는, 용접을 수행하지 않고 하나의 배관으로 양 단부에 플랜지부를 형성할 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 엘보우는 배관을 사다리꼴 형태로 준비하고, 준비된 사다리꼴 형태의 배관을 곡관 변경하여 엘보우로 성형하며, 성형된 엘보우에 열처리를 진행한 후, 식힌 엘보우의 양 단부를 면취하고, 면취된 엘보우의 양 단부에 프레스를 가하여 플랜지부를 형성하며, 플랜지부가 형성된 뒤 쇼트작업, 산 세정작업 및 건조작업을 수행하는 과정으로 성형되는 것을 특징으로 한다.

또한, 사다리꼴 형태의 배관은 상측과 하측을 기준으로 어느 한측이 다른 한측보다 길게 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 어느 한측이 다른 한측보다 길게 형성되는 배관의 양단 중 어느 일단(a)과 다른 일단(b)의 비율은 2 : 1인 것을 특징으로 한다.

상술된 바와 같이 구성되는 본 발명에 따른 배관 연장 연결용 밴딩 엘보우에 의하면, 종래의 엘보우를 보면 용접에 따라 외관의 심미성이 저하되는 문제점과, 다른 이종 배관을 용접으로 연결한 만큼 배관 내부에 코팅된 코팅면의 품질이 저하되는 문제점을 해결할 수 있고,

종래 달성할 수 없었던, 기초 배관의 직경과 길이에 관계없이 엘보우를 형성하여도 양 단부에 플랜지부를 형성할 수 있는 현저한 효과를 갖는다.

이에 따라, ① 용접을 수행하지 않아서 외관상 문제를 해결하고, ② 일체로 구성되어 내부 코팅면의 품질을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 배관 연장 연결용 밴딩 엘보우의 형상을 나타낸 사진이다.
도 1a는 본 발명에 따른 배관 연장 연결용 밴딩 엘보우의 내부면 형상을 나타낸 사진이다.
도 1b는 본 발명에 따른 배관 연장 연결용 밴딩 엘보우의 다른 형상을 나타낸 사진이다.
도 2는 종래의 밴딩 엘보우의 형상을 나타낸 사진이다.
도 2a는 종래의 밴딩 엘보우의 내부면 형상을 나타낸 사진이다.
도 2b는 종래의 밴딩 엘보우의 다른 형상을 나타낸 사진이다.
도 3은 본 발명에 따른 배관 연장 연결용 밴딩 엘보우의 부연 설명을 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 배관 연장 연결용 밴딩 엘보우를 제조하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 발명에 따른 배관 연장 연결용 밴딩 엘보우의 곡관을 수행하는 일 실시형태를 나타낸 것이다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 사항은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 도면을 참조하여 설명하기에 앞서, 본 발명의 요지를 드러내기 위해서 필요하지 않은 사항 즉 통상의 지식을 가진 당업자가 자명하게 부가할 수 있는 공지 구성에 대해서는 도시하지 않거나, 구체적으로 기술하지 않았음을 밝혀둔다.

일반적으로 배관 연장 연결을 목적으로 하는 밴딩 엘보우는, 직관 형태의 배관을 원하는 직경만큼 라운딩 시켜 절곡된 형태로 구성하여, 라운딩 구간에 배관을 연결하는 목적으로 사용된다.

이때, 통상의 배관 연장은 플랜지부를 통해 플랜지 결합 방식으로 이루어지는데, 종래 엘보의 경우 직관 형태의 배관을 강제로 라운딩시키기 때문에 단부만 플랜지부의 형성이 가능하고, 나머지 다른 단부의 경우 다른 직관을 용접시켜 사용하고 있는 실정이다(도 2 참조).

이에 따라, 종래의 엘보우를 보면 용접에 따라 외관의 심미성이 저하되는 문제가 있고, 특히 다른 이종 배관을 용접으로 연결한 만큼 배관 내부에 코팅된 코팅면의 품질이 저하되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 양단 모두에 플랜지부를 형성할 수 있도록 절곡 전 배관의 단부 기장을 조절하여, ① 용접을 수행하지 않아서 외관상 문제를 해결하고, ② 일체로 구성되어 내부 코팅면의 품질을 향상시킬 수 있는, 배관 연장 연결용 밴딩 엘보우에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 첨부된 도면을 통해 설명한다.

먼저, 도 1은 본 발명에 따른 배관 연장 연결용 밴딩 엘보우의 형상을 나타낸 사진이고, 도 2는 종래의 밴딩 엘보우 형상을 나타낸 사진이다.

또한, 도 1a는 본 발명에 따른 배관 연장 연결용 밴딩 엘보우의 내부면 형상을 나타낸 사진이고, 도 2a는 종래의 밴딩 엘보우의 내부면 형상을 나타낸 사진이다.

그리고 도 1b는 본 발명에 따른 배관 연장 연결용 밴딩 엘보우의 다른 형상을 나타낸 사진이며, 도 2b는 종래의 밴딩 엘보우의 다른 형상을 나타낸 사진이다.

첨부된 도면을 참조하면,

종래의 엘보우는 상술된 바와 같이 한측 단부에 플랜지부가 형성되지 않기 때문에, 직관을 용접하여 플랜지부를 형성한다. 이와 같이 플랜지부를 형성하여야 하는 이유는, 엘보우와 다른 직관을 연결할 때 플랜지 간의 결합을 통해 배관을 연결하여야 하기 때문에 필수인데,

상술된 바와 같이 종래의 방법으로 성형된 엘보우는 한측 단부에 플랜지부 형성이 불가능하다.

그렇기 때문에, 본 명세서에 첨부된 종래기술과 같이 조립 형태로 제작되기도 하지만, 이는 용접과 마찬가지로 외관의 심미성을 저하시킴은 물론 내부면의 코팅면의 품질을 저하시키는 단점이 있다.

이를 위해, 본 발명에 따른 배관 연장 연결용 밴딩 엘보우는, 사다리꼴 파이프 절단 단계 → 엘보우 성형 단계 → 열처리 단계 → 면취 단계 → 플랜지부 형성 단계 → 마무리 단계로 성형되는 성형과정을 거치는데,

이러한 본 발명에 따른 엘보우 성형과정에 의하면, 양 단부에 플랜지부의 성형이 가능하므로, 종래 달성하지 못했던 문제점을 극복할 수 있다.

이하에서는 첨부된 도면의 도 3 및 도 4를 참조한다.

도 3은 본 발명에 따른 배관 연장 연결용 밴딩 엘보우의 부연 설명을 위한 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 배관 연장 연결용 밴딩 엘보우를 제조하는 과정을 나타낸 흐름도이다.

먼저, 첨부된 도면의 도 4를 참조하면,

사다리꼴 파이프 절단 단계는, 배관을 첨부된 도면의 도 3과 같이 사다리꼴 형태로 절단한다.

이때 사다리꼴의 형태로서, 배관의 상측(또는 하측)이 하측(또는 상측) 보다 짧게되도록 절단하는 것으로서, 일단부(a)와 다른단부(b)의 비율이 2 : 1의 비율이 되도록 함이 바람직하다.

상기와 같이 배관을 사다리꼴로 배관을 절단하여야 하는 이유는, 엘보우로 성형하기 위하여 배관을 절곡시키는 경우, 절곡되는 바깥측(상측) 외주연 측의 길이가 내측(하측) 외주연 측의 길이보다 더 많이 필요한 것이 당연하기 때문이다.

이때, 일단부(a)와 다른단부(b)의 비율을 1 : 1로 하는 경우, 종래와 마찬가지로 엘보우로 성형된 뒤, 일측의 단부에 플랜지부를 형성하기 못하는 문제점이 있었고, 3 : 1 이상으로 하는 경우, 엘보우로 성형되더라도 길이가 길었던 방향이 여전히 길이가 길어서 동일한 길이가 되지 않는 문제점이 있었다.

한편, 다른 설계 조건에 따라서는, 사다리꼴 파이프 절단 단계에서는, 준비된 사다리꼴 형태의 배관 중 길이가 긴 영역을 소정의 압력을 가하여 프레스를 가해 압축시킬 수 있다. 이때 소정의 압력이라 함은, 길이가 긴 영역이 짧은 영역까지 짧아지지 않는 정도가 될 수 있는 압력이면 충분하다.

이와 같이 소정의 압력으로 예비 프레스를 가한 뒤, 바로 다음의 엘보우 성형 단계가 진행됨이 바람직하다.

이로 인해, 성형된 엘보우의 단부에 플랜지부를 형성할 때, 요구되는 길이를 미리 확보할 수 있으며, 예비 프레스를 가하고 바로 엘보우를 성형함으로써, 배관에 물리적인 스트레스가 인가된 상태에서 엘보우를 성형할 수 있어서 엘보우 성형이 유연하게 수행될 수 있을 것이다.

엘보우 성형 단계는, 사다리꼴 파이프 절단 단계 후, 사다리꼴 형태의 배관을 가지고 엘보우를 성형하는 단계이다.

이때, 엘보우의 성형은 금형을 통해 이루어지는 것으로서 배관 내부에 배관의 직경보다 작은 쇠구슬을 삽입하고, 배관과 같이 밀면서 곡관 변경을 진행한다.

이는, 2개의 층으로 구성된 실린더와 상기 실린더 단부에 형성된 판부를 준비하고, 배관 내부에 쇠구슬을 삽입한 상태로, 실린더의 제1 층 및 제2 층를 조작하여 배관과 쇠구슬을 밀어주다가, 금형을 통과하는 배관이 곡관되면, 실린더의 제1 층을 조작하여 쇠구슬이 금형 밖으로 배출될 수 있도록 더 밀어주도록 한다.

이러한 이유는 쇠구슬이 곡관으로 변형된 엘보우의 내부면을 지나가면서 곡관된 엘보우의 직경이 찌그러지는 것을 방지하기 위함이다. 이는 첨부된 도면의 도 5를 참조한다.

그리고 엘보우 성형 단계에서는, 사다리꼴 형태의 배관에 있어서 길이가 짧게 형성된 영역의 방향으로 절곡되도록 곡관 변경을 진행한다.

열처리 단계는, 엘보우 성형 단계를 통해 성형된 엘보우에 열처리를 진행하는 단계이다. 이때 열처리 수행의 장치와 조건은 통상의 배관에 열처리를 진행하는 방법을 사용하며, 이는 당업자에 의해 예측될 수 있는 것이라면, 본 발명에서는 어떻게든 적용될 수 있다.

이는, 열처리의 조건이 성형된 엘보우의 양 단부에 플랜지부를 형성하는데 영향을 미치지 않기 때문이다.

면취 단계는, 열처리 단계 후, 식혀진 엘보우의 양 단부를 면취시키는 단계이다.

플랜지부 형성 단계는, 면취 단계를 통해 면취 작업된 엘보우의 양 단부에 플랜지부를 형성하는 단계이다. 이때, 플랜지부의 형성은 프레스를 통해 이루어진다.

다만, 설계 조건에 따라서는, 최초 배관이 사다리꼴이었기 때문에, 성형된 엘보우의 단부의 상측, 하측 길이가 완전히 동일하진 않을 것이므로, 길이가 길었던 영역에 1차 프레스를 수행하고, 단부 전체에 2차 프레스를 수행함으로써, 플랜지부를 형성하도록 할 수도 있다.

이때, 상술된 바와 같이 일단부(a)와 다른단부(b)의 비율이 2 : 1 임에 따라, 1차 프레스 수행시 길이가 길었던 영역에만 본래 프레스를 수행할 힘의 1/10의 압력으로 프레스를 수행하고, 2차 프레스는 엘보우 단부 전체 영역에 대하여 본래 인가하려던 압력으로 프레스를 수행하는 것이다.

이에 따라, 더욱 견고한 플랜지부의 형성이 가능함은 당연하고, 이는 본 발명의 상술된 일단부(a)와 다른단부(b)의 비율과 유기적인 결합관계를 갖는 것이고, 종래기술로부터 도출될 수 없는 효과를 갖는 것이다.

마무리 단계는, 플랜지부 형성 단계까지 수행된 엘보우에 쇼트작업, 산 세정작업 및 건조작업을 수행함으로써, 본 발명에 따른 배관 연장 연결용 밴딩 엘보우를 최종품으로 제조하는 단계이다.

상술된 바와 같이 구성되는 본 발명에 따른 배관 연장 연결용 밴딩 엘보우에 의하면, 종래의 엘보우를 보면 용접에 따라 외관의 심미성이 저하되는 문제점과, 다른 이종 배관을 용접으로 연결한 만큼 배관 내부에 코팅된 코팅면의 품질이 저하되는 문제점을 해결할 수 있고,

종래 달성할 수 없었던, 기초 배관의 직경과 길이에 관계없이 엘보우를 형성하여도 양 단부에 플랜지부를 형성할 수 있는 현저한 효과를 갖는다.

이에 따라, ① 용접을 수행하지 않아서 외관상 문제를 해결하고, ② 일체로 구성되어 내부 코팅면의 품질을 향상시킬 수 있다.

다만, 다른 설계 조건에 따라서, 본 발명에 따른 배관 연장 연결용 밴딩 엘보우는, 엘보우와 직관(배관)의 연결을 더욱 견고하게 하기 위한 목적으로, 다음의 구성을 더 포함할 수도 있다.

엘보우의 플랜지부가 형성된 단부의 내부면에 삽입되도록 결합판을 용접하는 것이다. 이때의 용접은 단부 전체를 연결하는 목적이 아닌 결합판을 부착하기 위한 목적이므로, 코팅면의 품질을 저하시킬 우려가 없다.

구체적으로, 결합판은 엘보우의 단부의 내부면에 부착되어 상기 단부를 초과할 수 있는 길이를 갖는다. 이에 따라, 결합판이 부착되고나면, 엘보우의 단부에는 결합판 일부가 노출된다.

이때, 노출된 결합판의 엘보우 외측 방향의 일면에는 '^'의 형태가 일정길이로 배열된 돌기가 형성될 수 있고, 배열된 돌기 중 엘보우에서 가장 멀게 위치한 돌기는 다른 돌기들보다 크게 형성될 수 있다.

그리고 결합판이 부착된 엘보우의 단부의 반대 단부에는 위의 가장 큰 돌기가 삽입될 수 있도록 내부면에 홈부가 형성된다. 상기 홈부의 위치는 다른 배관에 부착된 결합판의 가장 큰 돌기의 위치에 대응되도록 형성된다.

이에 따라, 엘보우에 결합판이 부착된 다른 엘보우 혹은 다른 배관이 결합되는 경우, 큰 돌기가 인접한 다른 배관 또는 엘보우의 홈부에 삽입되고, 나머지 작은 돌기들이 인접한 다른 배관 또는 엘보우의 내부면에 맞닿아 마찰력을 증진시킴으로써, 이종의 배관 또는 엘보우 간의 결합력이 견고해질 수 있도록 한다.

또한, 결합판의 비중이 배관이나 엘보우의 내부에서 크지 않기 때문에, 내부에 흐르는 물질을 방해하지 않으면서, 저항을 증가시키지 않을 수 있는 이점이 있다.

이러한 돌기는 하나의 결합판에 복수 열로 배열될 수도 있다.

상기에서 도면을 이용하여 서술한 것은, 본 발명의 주요 사항만을 서술한 것으로, 그 기술적 범위 내에서 다양한 설계가 가능한 만큼, 본 발명이 도면의 구성에 한정되는 것이 아님은 자명하다.

Claims (4)

1. 용접을 수행하지 않고 하나의 배관으로 양 단부에 플랜지부를 형성할 수 있는, 배관 연장 연결용 밴딩 엘보우에 있어서,
   엘보우는,
   (a) 배관을 측면의 형태가 사다리꼴 형태인 것으로 준비하고, 준비된 사다리꼴 형태의 배관을 곡관 변경하여 엘보우로 성형하며, 성형된 엘보우에 열처리를 진행한 후, 식힌 엘보우의 양 단부를 면취하고, 면취된 엘보우의 양 단부에 프레스를 가하여 플랜지부를 형성하며, 플랜지부가 형성된 뒤 쇼트작업, 산 세정작업 및 건조작업을 수행하는 과정으로 성형되고,
   (b) 이의 단부의 내부면에 상기 단부를 초과하여 노출되도록 구성된 결합판을 포함하되, 상기 결합판의 엘보우 외측 방향의 일면에는 '^'의 형태로 배열된 돌기가 형성되고, 배열된 돌기 중 결합판이 포함된 엘보우의 단부에서 가장 멀게 위치한 돌기는 다른 돌기들보다 크게 형성되며, 상기 결합판이 포함된 단부의 반대 단부 내면 일측 중 큰 돌기의 위치에 대응되는 위치에는 홈부가 형성되고,
   (a-1) 사다리꼴 형태의 배관은,
   상측과 하측을 기준으로 어느 한측이 다른 한측보다 길게 형성되며,
   어느 한측이 다른 한측보다 길게 형성되는 배관의 양단 중 어느 일단의 경사(a)와 다른 일단 경사(b)의 길이비율은 2 : 1이되,
   (a-2) 상기 플랜지부의 형성은,
   배관의 상, 하측 단부 길이비율이 서로 다르기 때문에,
   길이비율이 긴 일단을 본래 프레스를 수행할 힘보다 약한 압력으로 프레스를 수행하고, 상기 일단과 다른 일단에 본래 인가하려던 압력으로 프레스를 수행하는 것을 특징으로 하는, 배관 연장 연결용 밴딩 엘보우.
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