KR101987148B1 - 코팅 파이프 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 코팅 파이프는 양단이 개구된 중공체인 파이프본체와, 상기 파이프본체의 내면에 접하여 구비되는 합성수지인 코팅부재로 이루어지며; 상기 코팅부재는 양단이 파이프본체의 단부로부터 돌출되어 파이프본체의 단부의 외면을 감싸도록 구비되는 오버랩부를 가지는 것을 특징으로 하는 코팅 파이프에 관한 것이다.

Description

코팅 파이프 및 그 제조 방법{A Coated Pipe And The Manufacturing Method Thereof}
본 발명은 코팅 파이프 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제조 및 시공이 간단하며, 견고하게 밀착되며, 사용시 손상을 확인하여 신속하게 대처할 수 있는 코팅 파이프 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
난방을 위한 배관재로는 철, 동, 반투명 합성수지 파이프 등을 주로 사용하였다. 철관은 부식 및 스케일의 문제로 사용이 제한되었고, 동관은 열전달율등에서 여러 가지 장점이 있으나 고가이며 스케일 문제점이 있었다.
난방용으로 흔히 사용되는 반투명 합성수지 파이프는 햇빛에 의해 경화되고 부식되어 특히 겨울에 동파되는 문제점을 갖고 있었다.
상하수도용 배관과 같이 중·장거리 배관은 코팅관을 용접 및 접합 등으로 연결하여 사용하였으나 용접 및 접합부에 코팅을 적용할 수 없는 문제점이 있었다.
대한민국 등록번호 제10-1203057호 등록특허공보
본 발명은 상기와 같은 종래 기술이 가지는 문제점을 해결하기 제안된 것으로 재질에 대한 제한이 없고, 간단하게 제조 및 시공할 수 있으며, 서로 견고하게 밀착되고, 사용 중 이상 발생을 신속하게 감지할 수 있고 보수도 용이하며, 또한 상하수도 배관과 같이 접합부가 많은 장거리 배관에 시공이 용이한 코팅 파이프 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 코팅 파이프는 양단이 개구된 중공체인 파이프본체와, 상기 파이프본체의 내면에 접하여 구비되는 합성수지인 코팅부재로 이루어지며; 상기 코팅부재는 양단이 파이프본체의 단부로부터 돌출되어 파이프본체의 단부의 외면을 감싸도록 구비되는 오버랩부를 가지는 것을 특징으로 하는 코팅 파이프를 제공한다.
상기에서, 코팅부재의 파이프본체의 내면에 접하는 부분의 단면은 폐회로를 이루는 것을 특징으로 한다.
상기에서, 오버랩부는 파이프본체의 양단으로부터 돌출되고 중심부를 향하여 절곡되어 파이프본체 양단부의 외면을 감싸도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기에서, 파이프본체에는 측방으로 관통된 본체공이 하나 이상 형성되며, 상기 본체공은 오버랩부의 내측 단부로부터 축 방향 외향 이격되어 오버랩부의 내측 단부와 파이프본체의 단부 사이에 위치하는 것을 특징으로 한다.
상기에 기재된 코팅 파이프를 제조하는 방법에 있어서,
양단이 개구된 중공체인 파이프본체에 단면이 폐회로를 형성하는 합성수지 재질로서 파이프본체보다 길이가 긴 코팅부재를 코팅부재의 일측 단부가 파이프본체의 적어도 일측 단부로부터 돌출되도록 삽입하는 단계(코팅부재 삽입단계)와;
파이프본체의 양단으로부터 돌출된 코팅부재의 일측 단부를 절곡하여 파이프본체의 외면을 감싸도록 오버랩부를 형성하는 단계(제1 오버랩부 형성 단계)와;
오버랩부가 형성된 코팅부재의 일측 단부로부터 축 방향 내측으로 가압부재가 삽입되는 단계(가압부재 삽입 단계)와;
스팀공급수단과 연결된 연결관을 오버랩부가 형성된 코팅부재의 일측 단부에 연결하는 단계(연결관 연결 단계)와;
코팅부재 내측으로 스팀을 공급하여 가압부재가 축 방향으로 이동하며 코팅부재가 가열 가압되도록 하는 단계(가열 가압 단계)와;
파이프본체의 타측 단부로부터 돌출된 코팅부재의 타측 단부를 절곡하여 파이프본체의 외면을 감싸도록 오버랩부를 형성하는 단계(제2 오버랩부 형성 단계)로 이루어져 파이프본체 내로 코팅부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 코팅 파이프 제조 방법을 제공한다.
상기에서, 가압부재 삽입 단계에서 상기 가압부재는 원통부와 원추부로 이루어지며, 상기 원추부는 코팅부재의 단부를 향하여 단면적이 좁아지도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기에서, 가열 가압 단계에서는 연결관을 통하여 코팅부재로 스팀을 공급하여 가압부재를 가압하며, 스팀의 압력에 의해 가압부재가 슬라이딩 이동되며 코팅부재가 가열 가압되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 코팅 파이프 및 그 제조 방법은 코팅 파이프의 제조 및 시공이 간단하며, 코팅부재가 파이프본체에 견고하게 밀착되고, 코팅 파이프 사용시 손상을 신속하게 감지하여 대처할 수 있는 효과가 있다. 또한, 굴곡진 배관과 장거리 배관의 접합부 및 용접부에도 코팅부재의 시공이 용이한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 코팅 파이프를 도시한 단면도이고,
도 2는 본 발명에 따른 코팅 파이프를 제조 및 시공하는 코팅 파이프 제조 및 시공 장치의 일부를 도시한 단면도이며,
도 3은 본 발명에 따른 코팅 파이프의 사용 예를 도시한 단면도이고,
도 4는 도 3의 일부분을 확대 도시한 단면도이며,
도 5는 도 4의 일부분을 확대 도시한 단면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 코팅 파이프 및 그 제조 방법을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 코팅 파이프를 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 코팅 파이프를 제조 및 시공 하는 코팅 파이프 제조 및 시공 장치의 일부를 도시한 단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 코팅 파이프의 사용 예를 도시한 단면도이고, 도 4는 도 3의 일부분을 확대 도시한 단면도이며, 도 5는 도 4의 일부분을 확대 도시한 단면도이다.
이하에서는 도 1에서 파이프본체(110)의 길이 방향을 "축 방향"으로 하여 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 코팅 파이프(100)는 파이프본체(110)와 코팅부재(120)로 이루어진다.
상기 파이프본체(110)는 양단이 개구된 중공체로 형성된다. 상기 파이프본체(110)의 재질은 스틸이나 동과 같은 금속 또는 PET와 같은 열경화성 수지로 이루어진다.
상기 파이프본체(110)에는 측방으로 관통된 본체공(111)이 형성된다. 상기 본체공(111)은 하나 이상 형성된다. 상기 본체공(111)은 상기 파이프본체(110)의 단부로부터 축 방향 내향 이격되어 형성된다. 상기 본체공(111)은 코팅부재(120)의 오버랩부(121)에 의하여 덮이는 위치에 형성된다.
상기 코팅부재(120)는 상기 파이프본체(110)의 내면에 접하여 밀착되어 구비된다. 상기 코팅부재(120)는 합성수지로 이루어진다. 상기 코팅부재(120)는 PP 또는 PE와 같은 연신율이 좋은 합성수지류(예를 들어, 열가소성 수지 등)로 이루어진다. 상기 코팅부재(120)는 상황에 따라 코팅부재(120)의 외면 또는 파이프본체(110)의 내면에 접착제를 도포하여 사용할 수도 있다. 상기 코팅부재(120)의 길이는 상기 파이프본체(110)의 길이보다 길게 형성된다. 상기 코팅부재(120)의 두께는 0.1∼1㎜ 범위로 형성된다. 상기 코팅부재(120)의 파이프본체(110)의 내면에 접하는 부분의 단면은 폐회로를 이루도록 형성된다.
상기 코팅부재(120)는 상기 파이프본체(110)의 일측 단부에서 타측 단부를 향하여 파이프본체(110) 내로 삽입된다. 상기 파이프본체(110) 내로 삽입된 코팅부재(120)는 양단이 파이프본체(110)로부터 돌출되어 구비된다.
상기 코팅부재(120)의 적어도 일측 단부는 상기 파이프본체(110)의 단부의 외면을 감싸며 오버랩부(121)로 구비된다. 상기 오버랩부(121)는 파이프본체(110)의 단부로부터 돌출되고 축 방향 중심부를 향하여 절곡되어 파이프본체(110)의 단부의 외면을 감싸도록 구비된다.
상기 오버랩부(121)의 축 방향 내측 단부는 상기 파이프본체(110)의 본체공(111)으로부터 축 방향 내향 이격되어 상기 본체공(111)을 덮도록 구비된다. 상기 본체공(111)은 오버랩부(121)의 축 방향 내측 단부와 파이프본체(110)의 단부 사이에 위치한다.
상기 오버랩부(121)는 파이프본체(110)의 외면에 접하여 구비된다. 상기 오버랩부(121)는 상기 본체공(111)과 오버랩부(121)의 축 방향 내측 단부 사이에서 파이프본체(110)에 가압 접합되며 본딩 접합부(121a)가 형성될 수 있다. 상기 본딩 접합부(121a)는 상기 오버랩부(121)와 파이프본체(110) 사이에서 오버랩부(121)의 외면을 밴드 등으로 묶어 가압되며 형성된다.
이하에서는 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 상기 코팅 파이프(100)의 제조 방법에 대하여 설명한다.
상기 코팅 파이프(100)의 제조 방법은 코팅부재 삽입 단계와, 제1 오버랩부 형성 단계와, 가압부재 삽입 단계와, 연결관 연결 단계와, 가열 가압 단계와, 제2 오버랩부 형성 단계로 이루어진다.
상기 코팅부재 삽입 단계에서는 상기 파이프본체(110) 내로 상기 코팅부재(120)를 삽입한다. 상기 코팅부재(120)의 단부는 상기 파이프본체(110)의 적어도 일측 단부로 돌출되도록 구비된다. 상기 코팅부재(120)의 양단은 상기 파이프본체(110)의 양단으로 돌출되도록 구비될 수 있다.
상기 제1 오버랩부 형성 단계에서는 상기 파이프본체(110)의 적어도 일측 단부로부터 돌출된 코팅부재(120)의 단부를 절곡하여 일측 파이프본체(110)의 외면을 감싸도록 오버랩부(121)를 형성한다. 상기 오버랩부(121)는 상기 파이프본체(110)의 단부에서 절곡되어 파이프본체(110)의 외측에서 파이프본체(110)와 중첩되어 파이프본체(110) 외면을 감싸도록 구비된다. 상기 오버랩부(121)는 본체공(111)을 덮도록 구비된다. 상기 오버랩부(121)는 상기 파이프본체(110)의 외면을 감싸며 접하여 구비된다. 상기 오버랩부(121)는 상기 본체공(111)과 오버랩부(121)의 축 방향 내측 단부 사이에서 접착제로 접착되거나 밴드 등에 의해 가압 접합되며 파이프본체(110)에 고정될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 가압부재 삽입 단계에서는 상기 오버랩부(121)가 형성된 파이프본체(110)의 일측 단부에서 코팅부재(120) 내로 가압부재(230)가 축 방향 내향 삽입된다.
상기 가압부재(230)는 탄성체(예: 스펀지 등)로 구비된다. 상기 가압부재(230)는 파이프본체(110) 내에서 파이프본체(110)에 의하여 압축되는 크기로 구비된다. 상기 가압부재(230)에 의해 코팅부재(120)는 파이프본체(110)와 가압부재(230) 사이에서 가압부재(230)의 진행 방향으로 공기를 배출하며 파이프본체(110)의 내부에 밀착된다.
상기 가압부재(230)는 원통부(231)와 원추부(232)로 이루어진다. 상기 원추부(232)는 상기 원통부(231)의 축 방향 일측에 구비된다. 상기 원추부(232)는 코팅부재(120)의 타측 단부를 향하여 단면적이 좁아지도록 첨부로 형성된다. 상기 원추부(232)는 축 방향으로 가압되며 코팅부재(120)를 확장시키는 역할을 하며, 상기 원통부(231)는 코팅부재(120)가 파이프본체(110)를 향하여 가압시켜 코팅부재(120)를 파이프본체(110)에 밀착시키는 역할을 한다.
상기 연결관 연결 단계에서는 상기 코팅 파이프(100)의 일측 단부에 연결관(210)이 연결 구비된다. 상기 연결관(210)에 스팀공급수단과 연결되어 구비된다. 상기 연결관(210)은 압축공기를 발생시키는 장치에 연결되어 구비될 수도 있다. 상기 연결관(210)은 코팅부재(120) 내로 억지끼움 결합되어 연결된다. 상기 코팅부재(120)의 내부는 상기 연결관(210)과 연통되도록 구비된다.
상기 연결관(210)의 단부에는 중공체인 삽입체(240)가 더 구비될 수 있다. 상기 삽입체(240)는 코르크 등의 재질로 이루어진다. 상기 삽입체(240)는 상기 코팅부재(120) 내로 억지끼움 가능한 크기로 형성되어 코팅부재(120) 내부로 공급되는 스팀 또는 압축공기가 외부로 배출되는 것이 방지된다.
상기 연결관(210)이 일측의 오버랩부(121)가 형성된 코팅 파이프(100)의 단부로 삽입되며 코팅부재(120)의 일측 단부는 연결관(210)과 파이프본체(110) 사이에서 가압된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 코팅 파이프(100)의 일측 단부는 외측으로부터 오버랩부(121), 파이프본체(110), 코팅부재(120), 삽입체(240)가 적층되어 중첩된 상태로 된다.
상기 가열 가압 단계에서는 상기 코팅부재(120) 내측으로 스팀을 공급하여 코팅부재(120)가 가열 가압되도록 한다. 상기 가열 가압 단계에서는 상기 가압부재(230)가 스팀에 의해 축 방향으로 이동하며 코팅부재(120)가 파이프본체(110) 내면에 밀착하여 접하도록 형성된다. 상기 가열 가압 단계에서는 스팀의 압력에 의해 가압부재(230)가 슬라이딩 이동되며 코팅부재(120)가 스팀에 의해 가열 가압된다.
상기 가열 가압 단계에서는 상기 코팅부재(120) 내측으로 압축공기를 공급하여 코팅부재(120)가 가압될 수도 있다. 상기 가압부재(230)가 압축공기에 의해 축 방향으로 이동하며 코팅부재(120)가 파이프본체(110) 내면에 밀착하여 접하도록 형성된다. 상기 압축공기의 압력에 의해 가압부재(230)가 슬라이딩 이동되며 코팅부재(120)가 가압된다.
상기 가열 가압 단계에서 스팀으로 가압하는 경우 스팀 열에 의해서 밀착 효과가 더 좋다.
상기 가압부재(230)가 슬라이딩 이동되며 파이프본체(110)와 코팅부재(120) 사이의 공기가 배출되어 코팅부재(120)가 파이프본체(110) 내면에 밀착된다.
상하수도 배관과 같이 접합부가 많은 장거리 배관에서는 용접부 및 접합부에서 가압부재(230)가 수축되며 통과 가능하여 용접부 및 접합부에도 코팅부재(120)가 밀착되도록 구비된다. 굴곡진 파이프본체(110)에서는 가압부재(230)가 파이프본체(110)를 따라 수축과 팽창을 반복하며 파이프본체(110)의 내부에 고르게 코팅부재(120)가 밀착하여 접하도록 구비된다.
상기 제2 오버랩부 형성 단계에서는 상기 파이프본체(110)의 단부로부터 돌출된 코팅부재(120)의 타측 단부를 절곡하여 타측 파이프본체(110)의 외면을 감싸도록 오버랩부(121)를 형성한다. 상기 오버랩부(121)는 상기 파이프본체(110)의 단부에서 절곡되어 파이프본체(110)의 외측에서 파이프본체(110)와 중첩되어 파이프본체(110) 외면을 감싸도록 구비된다. 상기 오버랩부(121)는 상기 본체공(111)과 오버랩부(121)의 축 방향 내측 단부 사이에서 접착제로 접착되거나 밴드 등에 의해 가압 접합되며 파이프본체(110)에 고정된다.
상기 제2 오버랩부 형성 단계 후 가압부재(230)와 삽입체(240) 및 연결관(210)이 분리되며 코팅 파이프(100)가 완성된다.
상기 코팅 파이프(100)는 현장에서 시공하면서 파이프본체(110)의 내면에 코팅부재(120)를 밀착시켜 제조할 수도 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 코팅 파이프(100)는 열교환기 등에 설치되어 사용될 수 있다.
열교환기는 중공의 열교환본체(H1)와 상기 열교환본체(H1)의 내부에 상하 방향으로 구비되는 복수의 코팅 파이프(100)로 이루어진다.
상기 열교환본체(H1)에는 열교환본체(H1)의 하부에 연결되어 차가운 유체가 유입되는 제2 유체관(H5)과, 열교환본체(H1)의 상부에 연결되며 상기 코팅 파이프(100)와 열교환된 유체가 배출되는 제4 유체관(H3)이 구비된다.
상기 복수의 코팅 파이프(100)는 서로 이격되어 구비된다. 상기 복수의 코팅 파이프(100) 중 어느 하나의 코팅 파이프(100)의 하단부에는 열교환본체(H1)를 관통하여 구비되는 제1 유체관(C3)이 구비된다. 나머지 복수의 코팅 파이프(100) 중 어느 하나의 코팅 파이프(100)의 상단부에는 열교환본체(H1)를 관통하여 구비되는 제3 유체관(C5)이 구비된다.
상기 서로 이격된 코팅 파이프(100)는 이웃하는 코팅 파이프(100)와 연결관(C1)으로 연결되어 상기 제1 유체관(C3)부터 제3 유체관(C5)까지 연통되도록 구비된다.
상기 제1 유체관(C3)을 통해 유체가 코팅 파이프(100) 내로 유입되고, 유체가 상기 코팅 파이프(100) 내에서 유동하며 상기 열교환본체(H1) 내의 유체와 열교환 되어 제3 유체관(C5)을 통해 열교환된 유체가 배출된다.
도 4 및 도5 에 도시된 바와 같이, 상기 연결관(C1)이 코팅 파이프(100)에 결합되며 오버랩부(121)가 코팅 파이프(100)와 연결관(C1) 사이에서 가압되어 서로 견고하게 결합된다.
또한, 본 발명에 따른 코팅 파이프(100)는 본체공(111)이 코팅부재(120)의 오버랩부(121)에 의해 덮이는 위치에 형성됨으로써 파이프본체(110)와 코팅부재(120) 사이의 진공도가 유지되며, 코팅부재(120) 소손시 이송되는 유체가 본체공(111)으로 흘러나와 부풀어 오르는 것을 유관검사 또는 센서를 통해 소손 여부 판단이 용이하게 된다.
지금까지 본 발명에 따른 코팅 파이프 및 그 제조 방법은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100 : 코팅 파이프
110 : 파이프본체 111 : 본체공
120 : 코팅부재 121 : 오버랩부
121a : 본딩 접합부
200 : 코팅 파이프 제조장치
210 : 연결관 230 : 가압부재
240 : 삽입체

Claims (6)

  1. 양단이 개구된 중공체인 파이프본체(110)와, 상기 파이프본체(110)의 내면에 접하여 구비되는 합성수지인 코팅부재(120)로 이루어지며; 상기 코팅부재(120)는 양단이 파이프본체(110)의 단부로부터 돌출되어 파이프본체(110)의 단부의 외면을 감싸도록 구비되는 오버랩부(121)를 가지며;
    상기 코팅부재(120)의 파이프본체(110)의 내면에 접하는 부분의 단면은 폐회로를 이루며;
    상기 오버랩부(121)는 파이프본체(110)의 양단으로부터 돌출되고 중심부를 향하여 절곡되어 파이프본체(110) 양단부의 외면을 감싸도록 구비되며;
    상기 파이프본체(110)에는 측방으로 관통된 본체공(111)이 하나 이상 형성되며, 상기 본체공(111)은 오버랩부(121)의 내측 단부로부터 축 방향 외향 이격되어 오버랩부(121)의 내측 단부와 파이프본체(110)의 단부 사이에 위치하며;
    상기 오버랩부(121)는 파이프본체(110)의 외면에 접하며, 상기 본체공(111)과 오버랩부(121)의 축 방향 내측 단부 사이에서 파이프본체(110)에 가압 접합되는 것을 특징으로 하는 코팅 파이프(100).
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1 항에 기재된 코팅 파이프(100)를 제조하는 방법에 있어서,
    양단이 개구되며 본체공(111)이 하나 이상 형성된 중공체인 파이프본체(110)에 단면이 폐회로를 형성하는 합성수지 재질로서 파이프본체(110)보다 길이가 긴 코팅부재(120)를 코팅부재(120)의 일측 단부가 파이프본체(110)의 적어도 일측 단부로부터 돌출되도록 삽입하는 단계(코팅부재 삽입단계)와;
    파이프본체(110)의 양단으로부터 돌출된 코팅부재(120)의 일측 단부를 절곡하여 파이프본체(110)의 외면을 감싸도록 오버랩부(121)를 형성하는 단계(제1 오버랩부 형성 단계)와;
    오버랩부(121)가 형성된 코팅부재(120)의 일측 단부로부터 축 방향 내측으로 가압부재(230)가 삽입되는 단계(가압부재 삽입 단계)와;
    스팀공급수단과 연결된 연결관(210)을 오버랩부(121)가 형성된 코팅부재(120)의 일측 단부에 연결하는 단계(연결관 연결 단계)와;
    코팅부재(120) 내측으로 스팀을 공급하여 가압부재(230)가 축 방향으로 이동하며 코팅부재(120)가 가열 가압되도록 하는 단계(가열 가압 단계)와;
    파이프본체(110)의 타측 단부로부터 돌출된 코팅부재(120)의 타측 단부를 절곡하여 파이프본체(110)의 외면을 감싸도록 오버랩부(121)를 형성하는 단계(제2 오버랩부 형성 단계)와;
    상기 본체공(111)과 오버랩부(121)의 축 방향 내측 단부 사이에서 상기 오버랩부(121)를 파이프본체(110)에 가압 접합하여 본딩 접합부(121a)를 형성하는 단계(본딩 접합부 형성단계)로 이루어져 파이프본체(110) 내로 코팅부재(120)가 구비되는 것을 특징으로 하는 코팅 파이프 제조 방법.
  6. 제5 항에 있어서, 상기 가압부재 삽입 단계에서 상기 가압부재(230)는 원통부(231)와 원추부(232)로 이루어지며, 상기 원추부(232)는 코팅부재(120)의 단부를 향하여 단면적이 좁아지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 코팅 파이프 제조 방법.
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