KR102180752B1 - 파이프 조인트 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파이프의 원터치 착탈 및 삽입을 제공하고, 파이프 간섭 구조를 개선하였으며, 종래에 비해 인장력이 향상되고, 내식성 및 경도성을 향상시킨 배관연결구용 조우를 구비한 파이프 조인트 장치에 관한 것이다.
이러한 본 발명은, 파이프가 삽입되는 삽입부 및 상기 삽입부의 둘레를 감싸는 형태로 구비된 조우 홀더에 장착되어, 상기 파이프의 외면을 조여서 고정시키는 조우를 구비한 파이프 조인트 장치로, 상기 조우가, 상기 조우 홀더에 결합되는 몸체부, 그리고 상기 몸체부의 일 측에 구비되고, 다수의 톱날을 포함하는 톱날부, 그리고 상기 톱날부의 전방에 구비되고, 소정 각도로 면취된 면취부, 그리고 상기 면취부에 연결되고, 상기 파이프의 삽입 방향과 수직을 이루는 전면부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

파이프 조인트 장치{PIPE JOINT APPARATUS}

본 발명은 배관(파이프)과 배관을 연결하는 파이프 조인트 장치(배관연결구)에서 파이프를 고정시키는 파이프 조인트 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 파이프의 원터치 착탈 및 삽입을 제공하고, 파이프 간섭 구조를 개선하였으며, 종래에 비해 인장력이 향상되고, 내식성 및 경도성을 향상시킨 배관연결구용 조우를 구비한 파이프 조인트 장치에 관한 것이다.

가정이나 업소 등 건물에는 수도, 가스 등을 공급하기 위해 파이프가 설치되며, 이러한 파이프는 제조상 길이의 한계를 갖기 때문에, 소정 길이로 제작된 파이프들이 연결 시공된다. 상기와 같이 각 단위 파이프를 연결하는 연결수단으로서 배관연결구가 사용되며, 이러한 배관연결구는 유체가 흐르는 관로 상에서 파이프와 파이프를 연결 및 고정하여 파이프의 기밀성을 유지하는 수단으로 주로 사용되며, 그 구조적 형태에 따라 직선형, 엘보형, T자형, 십자형 등 다양한 형태를 지니고 있다.

특히 배관연결구는 파이프의 삽입 시, 파이프가 삽입 상태에서 이탈되지 않고 고정될 수 있도록 내부에 조우 홀더와 이에 장착된 조우를 구비한다. 이러한 조우는 다수의 톱날을 구비하여 톱날이 파이프의 외면을 가압함으로써 파이프가 배관연결구 내에서 이탈되지 않도록 하는 역할을 한다.

종래의 조우는 파이프 삽입 시 파이프가 조우와 직각면으로 면접촉하여 파이프의 외면이 긁히는 문제가 발생하였는데, 파이프의 삽입 시 파이프가 조우에 의하여 간섭되는 문제는 파이프의 파손, 심한 경우 파이프의 부식은 물론 누출 사고까지 유발할 수 있는 바, 반드시 해결되어야 하는 문제이다.

또한 종래의 조우는 부식 또는 경도 저하로 인하여 파괴되어 그 자체의 기능을 상실하는 경우가 있었고, 이에 수압 또는 인장력에 의하여 배관연결구로부터 파이프가 이탈되어 버리는 문제가 발생하곤 하였다.

한편, 조우에 관한 종래의 기술로, 본 출원인의 선행 특허인 공개특허 제10-2009-0131519호(2009년12월29일) 등이 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 파이프의 원터치 착탈 및 삽입을 제공하고, 조우가 파이프를 간섭하는 문제, 조우에 의하여 파이프에 긁힘이 발생하는 문제, 나아가 파이프의 파손에 의한 누출 문제를 개선하는 것을 목적으로 한다.

또한 반복되는 파이프의 삽입 및 착탈에 의하여 부식 또는 경도 저하가 발생하고, 이로 인해 조우가 파괴되어 그 기능을 상실하거나, 파이프가 수압 또는 인장력에 의해 이탈되는 문제를 개선하는 것을 목적으로 한다.

또한 종래의 조우에 비해 파이프의 인장력을 최대로 발현시킬 수 있고, 나아가 내식성, 경도성 및 신뢰성이 우수한 조우를 구비한 파이프 조인트 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제의 해결을 목적으로 하는 본 발명은 다음의 구성 및 특징을 갖는 다.

본 발명은, 파이프가 삽입되는 삽입부 및 상기 삽입부의 둘레를 감싸는 형태로 구비된 조우 홀더에 장착되어, 상기 파이프의 외면을 조여서 고정시키는 조우를 구비한 파이프 조인트 장치로, 상기 조우가, 상기 조우 홀더에 결합되는 몸체부, 그리고 상기 몸체부의 일 측에 구비되고, 다수의 톱날을 포함하는 톱날부, 그리고 상기 톱날부의 전방에 구비되고, 소정 각도로 면취된 면취부, 그리고 상기 면취부에 연결되고, 상기 파이프의 삽입 방향과 수직을 이루는 전면부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 면취부의 면취각은 상기 톱날의 단부와 골이 이루는 각과 동일하게 구성될 수 있음을 특징으로 한다.

또한 상기 면취부의 면취각은 상기 톱날부의 단부에 대하여 30°의 각도로 면취되도록 구성될 수 있음을 특징으로 한다.

또한 상기 조우는 상기 몸체부, 톱날부 및 전면부의 외면에 구비되는 코팅부를 더 포함하되, 상기 코팅부는, 아연으로 구성된 제1코팅층, 상기 제1코팅층 상부에 적층되고 아연과 동의 합금으로 구성된 제2코팅층, 상기 제2코팅층 상부에 적층되고 동으로 구성된 제3코팅층 및 상기 제3코팅층 상부에 적층되고 니켈로 구성된 제4코팅층을 포함할 수 있음을 특징으로 한다.

또한 상기 제1 내지 제4코팅층의 두께는 다음의 조건, [제1코팅층의 두께 : 제2코팅층의 두께 : 제3코팅층의 두께 : 제4코팅층의 두께 = 100 : 10 ~ 20 : 60 ~ 70 : 20 ~ 30]을 만족하도록 구성될 수 있음을 특징으로 한다.

또한 상기 조우는 상기 몸체부의 상단에 구비된 테이퍼부를 더 포함하고, 상기 테이퍼부는 경사각이 6 ~ 10°로 구성될 수 있음을 특징으로 한다.

상기 구성 및 특징을 갖는 본 발명은 파이프의 원터치 착탈 및 삽입을 제공함은 물론, 전면부 일부에 구비된 면취부를 통해, 파이프 삽입 시 조우가 파이프에 간섭되는 문제, 파이프의 긁힘 문제 등을 개선하는 효과를 갖는다.

또한 상기한 면취부 및 톱날부의 고유 구조를 통해, 종래의 조우에 비해 파이프의 인장력을 최대로 발현시킬 수 있도록 한다는 효과를 갖는다.

아울러 상기한 고유 조성으로 구성된 코팅부의 구비를 통해 반복되는 파이프의 착탈에도 불구하고 조우의 부식 내지는 경도 저하가 발생하지 않도록 하고, 이를 통해 내식성, 경도성 및 신뢰성이 우수한 조우를 구비한 파이프 조인트 장치를 제공할 수 있다는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 파이프 조인트 장치에 관한 실시예.
도 1a 및 도 1b는 제1실시예에 따른 파이프 조인트 장치.
도 1c는 제2실시예에 따른 파이프 조인트 장치.
도 2는 본 발명에 따른 조우에 관한 측면도.
도 3은 테이퍼 각도 한정에 따른 효과를 입증하기 위한 실험데이터.
도 4는 코팅부에 관한 일 실시예를 도시한 도면.
도 5 내지 도 6은 코팅부의 효과를 입증하기 위한 실험 결과를 비교한 도면.
도 7은 조우 제작 방식에 따른 인장력 차이를 비교한 도면.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 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 기술분야에서 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.

본 명세서에서 기재한 ~제1~, ~제2~ 등은 서로 다른 구성 요소들임을 구분하기 위해서 지칭할 것일 뿐, 제조된 순서에 구애받지 않는 것이며, 발명의 상세한 설명과 청구범위에서 그 명칭이 일치하지 않을 수 있다.

본 발명은 배관(파이프)과 배관을 연결하는 파이프 조인트 장치(배관연결구)에서 파이프를 고정시켜 파이프의 원터치 착탈 및 삽입을 제공하는 배관연결구용 조우를 구비한 파이프 조인트 장치에 관한 것이다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 배관연결구용 조우(이하 본 조우(J)를 구비한 파이프 조인트 장치(이하 본 장치(C))에 대해 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 파이프 조인트 장치(또는 배관연결구)는 양단부가 개방되어 있어, 이 개구부를 통해 2개의 파이프를 삽입하여 상호 접속할 수 있도록 구성된다. 파이프 조인트 장치의 양 개구부 부근의 구성은 동일하며, 삽입된 파이프는 파이프 조인트 장치 내부에 조립 및 고정되고 지지된다. 또한 본 파이프 조인트 장치에 삽입된 파이프는 리무버라고 지칭하는 분리 부재를 이용하거나 또는 조우 홀더를 가압하는 형태로 장치로부터 분리될 수 있다.

본 발명은 파이프 조인트 장치 중에서도 특히 배관연결구용 조우를 개선시킨 것으로, 파이프 조인트 장치에 관한 구체적인 내용은 생략하며, 구체적인 파이프 조인트 장치에 관한 사항은 본 출원인의 선행 특허인 등록특허 제10-1905607호(2018년10월01일)를 참고할 수 있다.

본 조우(J)의 설명에 앞서, 본 조우(J)가 적용되는 본 장치(C)의 구성 및 구조에 대해 설명하면, 도 1(도 1a 내지 도 1b)에 도시된 바와 같이, 제1실시예에 따른 본 장치(C)는 파이프(P)가 삽입되는 삽입부와 삽입부 내에서 삽입부의 둘레를 감싸는 형태로 구비된 조우 홀더(C2), 그리고 삽입부 내에 구비된 1차 백업링(C3), 2차 백업링(C4), 스프링(C5), 스프링 가이드(C6) 및 오링(C7)을 포함한다.

각 구성 별로, 삽입부는 파이프(P)가 삽입되는 공간을 의미하며, 파이프(P)의 형상에 상응하는 형상을 갖고, 일반적으로 파이프(P)의 형상에 따라 원형 또는 사각형을 포함하는 다각형의 형상을 가질 수 있다. 또한 상기한 조우 홀더(C2), 1차 백업링(C3), 2차 백업링(C4), 스프링(C5), 스프링 가이드(C6) 및 오링(C7) 등 역시 삽입부의 형상에 상응하는 원형 또는 다각형의 형상을 가지게 된다.

다음으로, 조우 홀더(C2)는 삽입부의 전단에 구비되며, 삽입부의 둘레를 감싸는 형태로 구비되고, 중앙에는 본 조우(J)가 삽입되는 장착부를 갖는다. 도 1에서 확인 가능한 바와 같이, 장착부는 본 조우(J)가 파이프(P)를 물어줄 수 있도록 일 측이 개구된 공간의 형태를 갖는다.

다음으로, 1차 백업링(C3)은 파이프(P)의 전단을 지지하는 구성으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 삽입부의 후단에 구비되고, 파이프(P)가 삽입되는 삽입부를 구비한다.

다음으로, 2차 백업링(C4)은 파이프(P)의 중간을 지지하는 구성으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 1차 백업링(C3)의 전방에 구비되고, 역시 파이프(P)가 삽입되는 삽입부를 구비한다.

다음으로, 스프링(C5) 및 스프링 가이드(C6)는 파이프(P) 삽입 시의 완충을 제공하는 구성으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 1차 백업링(C3)과 조우 홀더(C2) 사이에 구비되고, 스프링(C5)은 스프링 가이드(C6)와 조우 홀더(C2)에 걸쳐 결합된다.

다음으로, 오링(C7)은 기밀 유지, 구성 간의 결합력 강화, 밀림 방지 등을 위해 구비되는 구성으로, 1차 백업링(C3)과 2차 백업링(C4) 사이, 2차 백업링(C4)과 스프링 가이드(C6) 사이에 구비될 수 있으며, 바람직하게는 두 군데 모두 구비되는 것이다.

상기와 같은 본 장치(C)는 개구된 일 측으로 파이프(P)가 진입되어 삽입부에 삽입되고, 조우 홀더(C2), 스프링 가이드(C6), 2차 백업링(C4), 1차 백업링(C3) 순으로 통과하여 삽입부의 후단까지 삽입된다. 이 후 파이프(P)의 분리 시에는 리무버로 불리는 분리부재를 통해 분리가 이루어진다. 도 1a에는 파이프(P)가 삽입되는 도중에 관한 실시가, 도 1b에는 파이프(P)의 삽입이 완료된 후의 실시가 도시되어 있다.

추가로, 도 1c에는 제2실시예에 따른 본 장치(C')에 관한 실시가 도시되어 있다. 제2실시예예 따른 본 장치(C')는 리무버를 사용하지 않고 조우 홀더(C2)의 가압만으로 파이프(P)를 분리할 수 있는 것이 특징인데, 조우 홀더(C2)의 전단 가압부(C8)를 가압하면 조우 홀더(C2)가 후진하게 되고, 이 때 본 조우(J)는 조우 홀더(C2)의 내면 경사에 의해 상승하게 되며, 본 조우(J)의 상승에 의해 파이프(P)를 쉽게 분리할 수 있게 된다.

본 발명은 상기 조우 홀더(C2)에 장착되어 파이프(P)의 외면을 조여서 파이프(P)의 삽입 상태를 유지시키는 조우에 핵심 특징이 있으므로, 이하에서는 본 조우(J)의 세부적인 특징들에 대해 상세하게 설명하기로 한다.

본 조우(J)의 측면도를 도시한 도 2를 참고하면, 본 조우(J)는 조우 홀더(C2)에 장착되어 상기 파이프(P)의 외면을 조여서 고정시키는 구성으로, 몸체부(1), 몸체부(1)의 일 측에 구비된 톱날부(2), 톱날부(2)의 전방에 구비된 면취부(3) 및 면취부(3)에 연결된 전면부(4)를 포함한다.

구체적으로, 몸체부(1)는 조우 홀더(C2)에 결합되는 구성으로, 조우 홀더(C2)의 장착부에 삽입되며, 본 조우(J)의 베이스에 해당하여 기타 각 부는 몸체부(1)와 일체를 이루는 형태로 구성된다.

다음으로, 톱날부(2)는 파이프(P)를 압박하여 파이프(P)를 고정시키는 구성으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 몸체부(1)의 일 측에 구비되고, 다수의 톱날을 포함한다. 여기에서 몸체부(1)의 일 측이라는 것은 상부 또는 하부가 될 수 있고, 본 장치(C)의 상부에 구비된 조우는 톱날부(2)가 하부에 구비되고, 본 장치(C)의 하부에 구비된 조우는 톱날부(2)가 상부에 구비되는데, 이는 설치 방향에 따라 달라지는 것일 뿐이다.

다음으로, 면취부(3)는 파이프(P)의 삽입 시 파이프(P)가 직각면으로 면접촉 되지 않도록 하기 위해 구비되는데, 도 2에 도시된 바와 같이, 톱날부(2)의 전방에 구비되고, 소정 각도로 면취된 것을 특징으로 한다.

다음으로, 전면부(4)는 본 조우(J)의 전면에 해당하는 구성으로, 면취부(3)에 연결되고, 파이프(P)의 삽입 방향과 수직을 이루는 구성이다. 상부에 구비되는 조우를 기준으로, 면취부(3)의 상부로 연장된 수직 벽면이 전면부(4)가 된다.

상기 구성 및 특징을 갖는 본 발명은 조우의 전방이 전면부(4)와 면취부(3)로 구성되어 있기 때문에, 파이프(P)의 삽입 시 면취부(3)에 의해 파이프(P)의 긁힘이 방지되는데, 가령 전면부(4)만 구비되는 것을 가정했을 때, 파이프(P)의 삽입 시 전면부(4)의 하단에 의해 파이프(P)가 긁히는 문제가 발생하나, 면취부(3)가 구비되는 경우 파이프(P)와 전면부(4)가 직각으로 면접촉 되지 않기 때문에 긁힘 발생이 미연에 방지될 수 있다.

특히 도 2에 도시된 바와 같이, 면취부(3)의 면취각(a3)은 톱날의 단부와 골이 이루는 각, 즉 톱날각(a2)과 동일하게 구성되는 것이 바람직한데, 면취각(a3)을 톱날각(a2)과 동일하게 구성하게 되면 톱날의 구비 과정과 동일한 과정에서 면취부(3)를 구성할 수 있기 때문에 제조 용이성이 향상된다.

보다 바람직하게는 면취부(3)의 면취각(a3)은 톱날부(2)의 단부에 대하여 30°의 각도로 면취되는 것인데, 이 때 톱날각(a2) 역시 30°가 되고, 면취각(a3)이 30°보다 작은 경우 파이프(P)의 긁힘 현상이 발생할 우려가 있고, 면취각(a3)이 30°보다 큰 경우 톱날각(a2)이 상승하여 파이프(P)의 인장력이 저하되는 문제가 있다.

더하여, 톱날부(2)에 관한 일 실시예로, 본 발명은 톱날부(2)가 톱날의 수가 4개이고, 각 톱날의 톱날각(a2)이 30°인 것이 바람직한데, 상기 조건 하에서 파이프(P)의 인장력이 최대가 될 수 있다.

본 발명의 추가적인 특징으로, 본 조우(J)는 몸체부(1)의 상부 전후단에 구비된 라운드부(6) 및 몸체부(1)의 상단에 구비된 테이퍼부(7)를 더 포함할 수 있음을 특징으로 한다.

구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 라운드부(6)는 몸체부(1)의 상부 전단 및 후단에 구비되며, 소정의 곡률로 라운드 처리된 것을 특징으로 하는데, 이러한 라운드부(6)는 본 조우(J)가 조우 홀더(C2)에 삽입될 때 보다 쉽게 삽입될 수 있도록 하며, 파이프(P) 삽입에 따라 조우가 상승할 때 본 장치(C)의 내면과의 접촉면을 줄여줌으로써 걸림을 방지한다. 이러한 라운드부(6)의 곡률은 라운드 처리된 부분을 원주로 하는 가상의 원의 반지름이 0.5 ~ 1mm가 되게끔 구성되는 것이 바람직하며, 가상의 원의 반지름이 상기 범위보다 작게 구성되는 경우 라운드부(6)의 전체 크기가 너무 작아지게 되고, 가상의 원의 반지름이 상기 범위보다 크게 구성되는 경우 직각 모서리에 비해 실익이 없어지게 되어, 결과적으로 상기 범위를 벗어나는 경우 라운드 처리에 따른 삽입 용이성 및 걸림 방지 효과가 저하되게 된다.

또한 도 2에 도시된 바와 같이, 테이퍼부(7)는 몸체부(1)의 상단에 구비되며, 전방으로 갈수록 하향 경사를 갖는 것을 특징으로 하는데, 이러한 테이퍼부(7)는 본 장치(C)가 전방으로 갈수록 좁아지는 형태로 구성함에 따라 구비될 수 있으며, 본 조우(J)의 삽입 용이성을 제공하는 효과도 부가한다. 이러한 테이퍼부(7)는 그 경사각이 6 ~ 10°가 되는 것이 바람직하다.

가령, 테이퍼부(7)의 경사각이 상기 범위를 벗어나는 경우 제품의 인장력 특성이 저하되는 문제가 발생하며, 나아가 상기 테이퍼부(7)의 경사각이 6° 미만인 경우, 테이퍼부(7)의 길이가 길어지게 되고, 이는 본체의 길이 증가로 귀결되어 소재 등의 비용 증대 문제가 발생하게 되고, 테이퍼부(7)의 경사각이 10°를 초과하는 경우, 경사가 심해짐에 따라 톱날이 균일하게 물지 못하는 문제가 발생하게 된다.

이를 뒷받침하기 위한 근거로서, 제품의 인장력 실험 결과가 하기 표 1 및 도 3에 도시되어 있다. 표 1 및 도 3을 참고하면, 테이퍼부(7)의 경사각을 6 ~ 10°로 구성한 실험그룹1(도 3의 종단 값 기준 중간)에서 평균 최대 인장력이 2930N으로 가장 크게 나타났고, 테이퍼부(7)의 경사각을 상기 범위 초과인 11 ~ 15°로 구성한 실험그룹2(도 3의 종단 값 기준 상부)에서는 일부 구간에서 최대 인장력이 실험그룹1보다 높게 나타났으나 그 평균은 2300N으로 실험그룹1보다 낮게 측정되었고, 테이퍼부(7)의 경사각을 상기 범위 미만인 3 ~ 5°로 구성한 실험그룹3(도 3의 종단 값 기준 하부)에서는 실험그룹1보다 대체적으로 최대 인장력이 낮게 측정되었으며 최대 인장력의 평균 역시 2500N으로 낮게 측정되었다. 상기 인장력 실험을 통해 테이퍼부(7)의 경사각이 6 ~ 10°인 경우에서 인장력 특성이 좋은 것으로 확인되었다.

실험그룹	테이퍼 각도(°)	평균 최대 인장력(N)
1	6 ~ 10	2930
2	11 ~ 15	2300
3	3 ~ 5	2500

한편, 조우는 잦은 파이프(P)의 삽입 및 착탈에 의해 조우 표면에 긁힘이 발생하게 되고, 이에 부식 또는 경도 저하로 인하여 파괴되는 등과 같은 기능 상실의 우려가 있고, 파이프(P)의 수압 또는 인장력에 의해 이탈되어버리는 문제가 발생할 여지가 있다.

본 발명은 이를 해결하기 위해 전처리 및 후처리를 통해 조우에 내식성을 부가함은 물론 경도성을 향상시키고, 나아가 소재의 신뢰성을 확보할 수 있는 방안을 제시하고자 한다.

본 조우(J)는 전처리 과정에서 표면의 내식성을 올리기 위해 크롬(Cr) 성분의 전처리를 시행할 수 있음을 특징으로 한다.

상기한 내식성 부가를 위한 방안으로, 본 조우(J)는 몸체부(1), 톱날부(2) 및 전면부(4)의 외면에 구비되는 코팅부(5)를 더 포함할 수 있음을 특징으로 한다.

구체적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 코팅부(5)는 아연(Zn)으로 구성된 제1코팅층(51), 제1코팅층(51) 상부에 적층되고 아연(Zn)과 동(Cu)의 합금으로 구성된 제2코팅층(52), 제2코팅층(52) 상부에 적층되고 동(Cu)으로 구성된 제3코팅층(53) 및 제3코팅층(53) 상부에 적층되고 니켈(Ni)로 구성된 제4코팅층(54)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

보다 구체적으로, 제1코팅층(51)은 아연으로 구성되며, 아연은 대표적인 방식성 소재로, 제1코팅층(51)의 적층 전 조우의 표면은 고용화 열처리되는 것이 바람직하다. 그리고 크롬(Cr) 성분의 전처리 후 아연(Zn)으로 구성된 제1코팅층(51)까지 적층을 완료할 수도 있다.

그리고 제2코팅층(52)은 아연과 동의 합금으로 구성되며, 제1코팅층(51) 상부에 동을 적층시키면서 Wet 에칭, 전해 에칭 등의 방식으로 아연과 동의 합금을 구성한다.

그리고 제3코팅층(53)은 동으로 구성되며, 동은 아연과 니켈을 접합시키기 위한 일종의 본딩 메탈로서 사용된다.

그리고 제4코팅층(54)은 니켈로 구성되며, 니켈은 내식성을 부가하는 소재로, 상기한 아연은 색이 어두워서 미관상 좋지 않기 때문에, 반짝거리는 외관을 제공할 수 있는 니켈이 가장 외곽에 배치되는 제4코팅층(54)을 구성하는 것이 바람직하다.

특히 코팅부(5)의 구조적 안정성 및 최상의 보호 효율을 위해 이러한 제1 내지 제4코팅층의 두께(t51)(t52)(t53)(t54)는 다음의 조건, [제1코팅층의 두께(t51) : 제2코팅층의 두께(t52) : 제3코팅층의 두께(t53) : 제4코팅층의 두께(t54) = 100 : 10 ~ 20 : 60 ~ 70 : 20 ~ 30]을 만족하는 것이 바람직하다.

상기한 코팅부(5)에 관한 실시예에 따른 내식성 평가를 위해 통상의 아연 도금과 상기 코팅부(5) 간의 내식성을 비교 평가하였다. 그 시험 방식은 아래 표 2와 같고, 그 결과는 도 5와 같다.

목적	도금의 내식성 평가
평가 규격	KS D 8334(도금 내식성 평가)
시험 규격	KS D 9502(염수 분무 시험 방법)
챔버 내 온도	35℃(ㅁ2℃)
공기 압력	0.07 ~ 0.17 Mpa
염수 농도	5% NaCl 99.98%(공업용 1급 정제염)
시험 시간	1440 시간

시험 결과, 도 5a에서 확인할 수 있는 바와 같이 아연 도금 조우에서는 적청 현상 및 부식이 관찰되는 반면, 도 5b에서 확인할 수 있는 바와 같이 본 조우(J)에서는 적청 현상 및 부식이 전혀 관찰되지 않았다.

상기 본 조우(J)의 코팅부(5)의 내식성 및 고경도성을 더 알아보기 위해 Galvanic 부식 평가, Acid 부식 평가, 경도 Test 등을 더 수행하였고, 그 결과는 도 6에 도시되어 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, Galvanic 부식 평가 결과(이종접합 400시간 조건), 아연 도금에서는 이종접합 금속인 동과의 전위차로 인하여 급속하게 부식되는 것이 관찰되는 반면, 본 조우(J)의 코팅(EZ 도금으로 명명됨)에서는 부식이 전혀 관찰되지 않았다.

또한 도 6에 도시된 바와 같이, Acid 부식 평가 결과(염산 10%, 10분 침지 조건), 아연 도금에서는 침전 시 화학 반응으로 인하여 도금이 완전히 벗겨져 용액의 색깔이 변질된 것이 확인되는 반면, 본 조우(J)의 코팅에서는 도금 피막이 벗겨지지 않은 상태로 유지되는 것을 확인할 수 있었다. 즉 본 코팅의 내산성이 더욱 우수함이 관찰되었다.

또한 도 6에 도시된 바와 같이, 경도 Test Rock Well 시험 결과(최소 50, 최대 55 조건), 아연 도금 조우의 부식 테스트 후 경도는 33정도 수준으로 상당히 저하된 반면, 본 조우(J)의 경우 부식 테스트 후 경도가 51 수준으로 경도에 이상이 없음이 관찰되었다.

추가로, SUS 파이프를 결합 상태에서 상기 시험들을 추가로 진행한 결과, 아연 도금의 경우 노출된 부분 주변의 아연도금 층이 선택적으로 용해되어 노출된 부분의 직경 확대 및 빠른 부식 진행이 관찰되었으나, 본 조우(J)는 이러한 문제가 관찰되지 않았다.

한편, 내식성 부가를 위한 또 다른 실시예로, 코팅부(5)는 니켈 및 고인(High Phosphorus) 무전해 니켈로 구성될 수도 있다. 니켈 및 고인 무전해 니켈로 구성된 코팅부(5) 역시 아연 도금 방식에 비해 훌륭한 내식성을 제공한다.

추가로, 본 발명은 톱날부(2)의 톱날이 정밀 초경 커팅에 의해 제조될 수 있음을 특징으로 한다. 이러한 정밀 초경 커팅 방식은 프레스 방식에 비하여 톱날의 형태가 균일하게 구성되어 인장력이 향상된다는 효과를 갖는다.

일반 프레스 커팅 방식에 의해 제조된 톱날을 갖는 일반 조우와 정밀 초경 커팅에 의해 제조된 톱날부(2)를 갖는 본 조우(J)의 인장력 비교 결과 그래프를 도 7에 도시하였다.

도 7a에 도시된 바와 같이 프레스 커팅 방식을 채용한 일반 조우는 최대 하중이 5947.7(N)인 반면, 도 7b에 도시된 바와 같이 정밀 초경 커팅 방식을 채용한 본 조우(J)는 최대 하중이 6688.1(N)이어서, 인장력이 더욱 우수함을 알 수 있다.

이상에서 첨부된 도면을 참조하여 설명한 본 발명은 통상의 기술자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

C: 본 장치(파이프 조인트 장치)
C1: 삽입부 C2: 조우 홀더
P: 파이프
J: 본 조우(배관연결구용 조우)
1: 몸체부
2: 톱날부 a2: 톱날각
3: 면취부 a3: 면취각
4: 전면부
5: 코팅부 51: 제1코팅층
52: 제2코팅층 53: 제3코팅층
54: 제4코팅층
6: 라운드부
7: 테이퍼부

Claims (6)

1. 파이프가 삽입되는 삽입부 및 상기 삽입부의 둘레를 감싸는 형태로 구비된 조우 홀더에 장착되어, 상기 파이프의 외면을 조여서 고정시키는 조우를 구비한 파이프 조인트 장치에 있어서,
   상기 조우는,
   상기 조우 홀더에 결합되는 몸체부;
   상기 몸체부의 일 측에 구비되고, 다수의 톱날을 포함하는 톱날부;
   상기 톱날부의 전방에 구비되고, 소정 각도로 면취된 면취부; 및
   상기 면취부에 연결되고, 상기 파이프의 삽입 방향과 수직을 이루는 전면부;
   를 포함하고,
   상기 면취부의 면취각은 상기 톱날부의 단부에 대하여 30°의 각도로 면취되고,
   상기 조우는 상기 몸체부, 톱날부 및 전면부의 외면에 구비되는 코팅부를 더 포함하되,
   상기 코팅부는, 아연으로 구성된 제1코팅층, 상기 제1코팅층 상부에 동을 적층시키면서 에칭 방식으로 아연과 동의 합금으로 구성한 제2코팅층, 상기 제2코팅층 상부에 적층되고 동으로 구성되어 아연과 니켈 간의 본딩 메탈로 작용하는 제3코팅층 및 상기 제3코팅층 상부에 적층되고 니켈로 구성된 제4코팅층을 포함하고,
   상기 조우는 상기 몸체부의 상단에 구비된 테이퍼부를 더 포함하고,
   상기 테이퍼부는 경사각이 6 ~ 10°로 구성되는 것을 특징으로 하는 파이프 조인트 장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 면취부의 면취각은 상기 톱날의 단부와 골이 이루는 각과 동일하게 구성되는 것을 특징으로 하는 파이프 조인트 장치.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1코팅층은 상기 조우의 표면이 고용화 열처리되어 크롬 성분이 전처리된 후 적층되는 것을 특징으로 하는 파이프 조인트 장치.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 몸체부의 상부 전단 및 후단에 구비되고 소정의 곡률로 라운드 처리된 라운드부를 더 포함하되,
   상기 라운드부의 곡률은 라운드 처리된 부분을 원주로 하는 가상의 원의 반지름이 0.5 ~ 1mm가 되게끔 구성되는 것을 특징으로 하는 파이프 조인트 장치.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 내지 제4코팅층의 두께는 다음의 조건,
   [제1코팅층의 두께 : 제2코팅층의 두께 : 제3코팅층의 두께 : 제4코팅층의 두께 = 100 : 10 ~ 20 : 60 ~ 70 : 20 ~ 30]
   을 만족하는 것을 특징으로 하는 파이프 조인트 장치.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 톱날부의 톱날은 정밀 초경 커팅에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 파이프 조인트 장치.

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