KR102363947B1 - 파이프의 연결 상태를 확인할 수 있는 투명창을 갖는 이음관 - Google Patents

파이프의 연결 상태를 확인할 수 있는 투명창을 갖는 이음관 Download PDF

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Abstract

본 명세서는 파이프의 연결 상태를 확인할 수 있는 투명창을 갖는 이음관에 관한 것이다. 본 명세서의 일 실시예에 따른 이음관은, 내부에 파이프가 삽입되는 다수의 파이프 수용부 및 상기 다수의 파이프 수용부를 연결하는 연결부를 포함하며 투명한 소재로 이루어지는 투명 이음관체 및 상기 투명 이음관체의 외부면에 밀착되는 외피층을 포함하고, 상기 외피층에는 적어도 하나의 개구부가 형성되고, 상기 개구부는 상기 파이프 수용부와 대응되는 위치에 형성된다. 본 명세서의 실시예들에 따른 이음관은 투명한 소재로 이루어진 투명 이음관체 및 투명 이음관체의 외부면에 밀착되는 외피층으로 이루어진다. 이처럼 이중 재질로 된 이음관의 외피층 일부가 제거된 개구부를 통해서 투명 이음관체의 일부를 외부로 노출시킴으로써 파이프와 이음관의 연결 상태가 외부에서 육안으로 손쉽게 확인될 수 있다.

Description

파이프의 연결 상태를 확인할 수 있는 투명창을 갖는 이음관{Pipe fitting with a transparent window for checking the connection status of the pipe}
본 명세서는 파이프의 연결 상태를 확인할 수 있는 투명창을 갖는 이음관에 관한 것이다.
파이프는 주로 유체(기체 또는 액체)나 분체의 수송에 사용된다. 파이프에 의해 구성되는 유체의 통로를 관로라 하고, 유체의 유량, 물성값, 마찰저항 등을 고려하여 관로를 설치하는 것을 배관이라 한다.
배관 작업 시에는 다수의 파이프들이 서로 연결되는데, 관로의 방향을 바꾸거나 관로를 분기하고자 할 때 이음관이 사용된다. 이음관은 파이프와 파이프를 연결하기 위한 배관 자재로서, 용도에 따라서 다양한 형상을 갖는다.
파이프와 이음관을 연결하기 위해서 다양한 연결 방식이 사용된다. 종래에는 본드와 같은 접착제를 이용하여 파이프를 이음관에 고정시키는 방식이 사용되었으며, 최근에는 파이프의 일부를 이음관에 삽입한 후 고정캡을 이음관의 단부에 나사 결합시킴으로써 파이프와 이음관을 고정하는 방식이 사용되고 있다.
배관 작업 시 파이프가 이음관 내부에 완전히 삽입되지 않은 상태로 고정캡이 이음관의 단부에 결합될 수 있다. 또한 배관 작업이 완료된 이후에도 파이프 내부를 흐르는 유체의 압력이나 외부로부터의 충격, 압력 또는 진동에 의해서 파이프가 이음관 내부로부터 이탈할 수 있다. 이처럼 파이프가 이음관 내부에 완전히 삽입되지 않은 상태로 유지되면 파이프 내부를 흐르는 유체가 외부로 누출되거나 배관의 붕괴 가능성이 있다.
그런데 종래 기술에 따르면 배관 작업 과정이나 배관 작업이 완료된 이후 파이프와 이음관의 연결 상태, 즉 파이프가 이음관 내부에 완전히 삽입된 상태인지를 확인할 수 없는 문제가 있다.
본 명세서의 목적은 파이프와 이음관의 연결 상태, 즉 파이프가 이음관 내부에 완전히 삽입된 상태인지를 용이하게 확인할 수 있는 이음관을 제공하는 것이다.
또한 본 명세서의 목적은 파이프 내부에서 유동하는 유체에 의하여 발생되는 소음을 줄일 수 있는 이음관을 제공하는 것이다.
본 명세서의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 명세서의 다른 목적 및 장점들은 이하에서 기술되는 본 명세서의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 명세서의 목적 및 장점들은 청구범위에 기재된 구성요소들 및 그 조합에 의해 실현될 수 있다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 이음관은, 내부에 파이프가 삽입되는 다수의 파이프 수용부 및 상기 다수의 파이프 수용부를 연결하는 연결부를 포함하며 투명한 소재로 이루어지는 투명 이음관체 및 상기 투명 이음관체의 외부면에 밀착되는 외피층을 포함하고, 상기 외피층에는 적어도 하나의 개구부가 형성되고, 상기 개구부는 상기 파이프 수용부와 대응되는 위치에 형성된다.
본 명세서의 일 실시예에서, 상기 투명 이음관체는 상기 개구부와 대응되는 위치에 형성되며 상기 개구부를 통해서 상기 외피층을 향하는 방향으로 돌출되는 돌출부를 더 포함한다.
또한 본 명세서의 일 실시예에서, 상기 돌출부의 상부면은 평면 또는 미리 정해진 곡률을 갖는 곡면으로 이루어진다.
또한 본 명세서의 일 실시예에서, 상기 투명 이음관체는 상기 돌출부의 상부에 배치되는 볼록 렌즈를 더 포함한다.
또한 본 명세서의 일 실시예에서, 상기 투명 이음관체는 상기 개구부와 대응되는 위치에 형성되는 점검선을 더 포함한다.
또한 본 명세서의 일 실시예에서, 상기 점검선은 상기 투명 이음관체의 상부면으로부터 돌출되거나 상기 투명 이음관체의 상부면에 표시된다.
또한 본 명세서의 일 실시예에서, 상기 외피층은 혼합 PVC 수지 10~30 중량부, 열안정제 0.5~1.5 중량부, 가소제 5~25 중량부, 탄산칼슘 35~45 중량부 및 안료 0.1~0.5 중량부로 구성된다.
또한 본 명세서의 일 실시예에서, 상기 혼합 PVC 수지는 PVC 수지 40~80 중량부 및 CPVC 수지 20~60 중량부로 구성된다.
본 명세서의 실시예들에 따른 이음관은 투명한 소재로 이루어진 투명 이음관체 및 투명 이음관체의 외부면에 밀착되는 외피층으로 이루어진다. 이처럼 이중 재질로 된 이음관의 외피층 일부가 제거된 개구부를 통해서 투명 이음관체의 일부를 외부로 노출시킴으로써 파이프와 이음관의 연결 상태가 외부에서 육안으로 손쉽게 확인될 수 있다.
또한 본 명세서의 실시예들에 따르면 개구부를 통해서 노출된 투명 이음관체에 파이프의 최소 삽입 깊이를 나타내는 점검선이 배치된다. 본 명세서의 실시예들에서 점검선은 사용 환경에 따른 온도별 합성수지 열팽창율을 반영하여 배치될 수 있다. 따라서 작업자의 실수나 향후 발생 가능한 누수 사고가 사전에 방지될 수 있다.
또한 본 명세서의 실시예들에 따르면 개구부를 통해서 노출된 투명 이음관체의 일부가 돌출되거나 돌출된 부분에 볼록 렌즈가 배치됨으로써 파이프의 삽입 깊이가 육안으로 용이하게 확인될 수 있다.
또한 본 명세서의 실시예들에 따르면 외피층이 PVC 수지 및 CPVC 수지의 혼합 물질로 이루어진다. 이에 따라서 외피층의 내열도가 향상되고 비중이 증가하므로 이음관의 차음 성능이 향상된다.
도 1은 본 명세서의 일 실시예에 따른 이음관과 파이프가 결합된 상태를 도시한다.
도 2는 본 명세서의 일 실시예에 따른 이음관이 분리된 상태를 도시한다.
도 3은 본 명세서의 일 실시예에 따른 이음관의 단면도를 도시한다.
도 4는 도 3에 도시된 AA 부분의 다른 실시예를 도시한다.
도 5는 도 3에 도시된 AA 부분의 또 다른 실시예를 도시한다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 명세서가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 명세서의 실시예들을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 명세서를 설명함에 있어서 본 명세서와 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리킨다.
도 1은 본 명세서의 일 실시예에 따른 이음관과 파이프가 결합된 상태를 도시하고, 도 2는 본 명세서의 일 실시예에 따른 이음관이 분리된 상태를 도시한다. 또한 도 3은 본 명세서의 일 실시예에 따른 이음관의 단면도를 도시한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이음관(100)은 투명 이음관체(20) 및 외피층(30)을 포함한다.
투명 이음관체(20)는 투명한 소재로 이루어지며 이음관(100)의 외관을 형성한다. 외피층(30)은 불투명한 소재로 이루어지며 투명 이음관체(20)의 외부면에 밀착된다. 외피층(30)은 이음관(100) 내부에서 유체가 이동할 때 발생하는 소음이나 진동을 감소시키는 역할을 한다.
투명 이음관체(20)는 파이프(10, 11)가 내부에 삽입되는 다수의 파이프 수용부(111, 112) 및 다수의 파이프 수용부(111, 112)를 연결하는 연결부(115)를 포함한다.
파이프 수용부(111, 112)는 연결부(115)의 각 단부에 연결되며, 파이프(10, 11)를 수용할 수 있도록 파이프(10, 11)와 동일한 형상을 갖는다. 파이프 수용부(111, 112)의 내경은 파이프(10, 11)의 외경과 동일하거나 더 클 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이 파이프(10, 11)의 단부 중 일부가 파이프 수용부(111, 112) 내부로 삽입되고, 고정캡(130, 131)이 파이프 수용부(111, 112)의 단부와 결합됨으로써 파이프(10, 11)와 이음관(100)이 연결 및 고정된다.
연결부(115)의 형상 또는 이음관(100)에 연결되는 파이프의 개수에 따라서 파이프 수용부의 개수는 달라질 수 있다.
연결부(115)는 파이프 수용부(111, 112) 사이에 배치되어 파이프 수용부(111, 112)를 연결한다. 연결부(115)는 파이프(10, 11)를 통해 유입되는 유체가 유동할 수 있도록 내부가 빈 중공 구조를 갖는다.
참고로 도면에는 "一"자 형상을 갖는 연결부(115)의 실시예가 도시되어 있으나, 연결부(115)의 형상은 실시예에 따라서 달라질 수 있다. 예를 들어 연결부(115)는 "ㄱ"자 형상, "Ｔ"자 형상, "Y"자 형상, "十"자 형상 등 다양한 형상을 가질 수 있으며, 연결부(115)의 형상에 따라서 파이프 수용부의 개수도 달라질 수 있다.
또한 도면에는 연결부(115)의 외경이 파이프 수용부(111, 112)의 외경보다 작게 설정된 실시예가 도시되어 있으나, 연결부(115)의 외경은 파이프 수용부(111, 112)의 외경과 동일하게 설정될 수도 있다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이 연결부(115)의 내경은 파이프 수용부(111, 112)의 내경보다 작게 설정될 수 있다. 이처럼 연결부(115)의 내경이 파이프 수용부(111, 112)의 내경보다 작게 설정됨으로써 연결부(115)와 파이프 수용부(111, 112)의 연결 부위에 파이프 지지부(150)가 형성된다.
파이프 지지부(150)는 연결부(115)와 파이프 수용부(111, 112)의 연결 부위 내부에서 연결부(115) 또는 파이프 수용부(111, 112)의 내부를 향해 돌출된 단턱 형상을 갖는다. 다시 말해서 파이프 지지부(150)는 연결부(115)와 파이프 수용부(111, 112) 내부를 단차지게 연결한다.
파이프(10, 11)가 파이프 수용부(111, 112) 내부로 삽입되면 파이프 지지부(150)가 파이프(10, 11)의 단부를 지지하게 된다. 따라서 파이프(10, 11)는 파이프 지지부(150)와 동일한 위치까지만 삽입될 수 있다. 다시 말해서, 파이프(10, 11)의 최대 삽입 깊이는 파이프 지지부(150)의 위치에 따라서 결정된다.
또한 도 2에 도시된 바와 같이 파이프 수용부(111, 112)의 단부에는 실링부재 수용부(160)가 형성된다. 실링부재 수용부(160)는 실링부재(120)를 수용할 수 있도록 파이프(10, 11)의 삽입 방향(I)을 향해 오목하게 형성된다. 이에 따라서 실링부재 수용부(160)는 실링부재(120)의 단부 형상과 대응되는 형상, 예컨대 "V"자 또는 "U"자 형상을 가질 수 있다.
실링부재(120)는 고무와 같이 탄성력을 갖는 소재로 이루어지며, 파이프(10, 11)와 대응되도록 링 형상을 갖는다. 실링부재(120)의 내경은 파이프(10, 11)의 외경보다 크게 설정된다. 이에 따라서 파이프(10, 11)가 파이프 수용부(111, 112)의 내부로 삽입되면 실링부재(120)가 파이프(10, 11)의 외주면을 둘러싸게 된다.
한편, 실링부재(120)는 파이프(10, 11)의 삽입 방향(I)과 동일한 방향의 장축을 갖는 타원 형상의 단면을 가질 수 있다. 실링부재(120)가 실링부재 수용부(160)에 삽입되면 실링부재(120)의 장축 방향의 일단은 실링부재 수용부(160)와 접촉하고, 실링부재(120)의 장축 방향의 타단은 후술하는 고정캡(130, 131)의 가압부와 접촉한다.
후술하는 바와 같이 파이프(10, 11)가 파이프 수용부(111, 112)의 내부에 삽입된 상태에서 고정캡(130, 131)이 파이프 수용부(111, 112)의 단부와 나사 결함됨에 따라서 실링부재(120)의 장축 방향의 타단은 고정캡(130, 131)의 가압부에 의해서 파이프 수용부(111, 112)의 내부를 향하는 방향으로 가압된다. 이에 따라서 실링부재(120)의 장축 방향의 타단은 파이프 수용부(111, 112)의 내부를 향하는 방향으로 휨 변형된다.
이처럼 실링부재(120)의 장축 방향의 타단이 휨 변형되면 실링부재(120)가 파이프(10, 11)의 외주면에 밀착되면서 파이프(10, 11)와 고정캡(130, 131) 사이에 형성되는 공간을 밀폐하게 된다. 이로 인해 파이프(10, 11)와 이음관(100) 사이의 밀폐가 이루어진다. 또한 실링부재(120)와 파이프(10, 11)의 외주면 사이의 마찰력으로 인하여 파이프(10, 11)가 이음관(100)으로부터 이탈하는 현상이 방지된다.
한편, 실링부재(120)가 파이프(10, 11)의 삽입 방향(I)과 동일한 방향의 장축을 갖는 타원 형상의 단면을 가짐으로써, 파이프(10, 11)가 파이프 수용부(111, 112) 내부로 삽입될 때 파이프(10, 11)의 단부에 의해서 실링부재(120)가 파이프 수용부(111, 112) 내부 방향으로 밀리거나, 실링부재(120)가 파이프(10, 11)의 단부에 의해서 씹히는 현상이 현저하게 줄어드는 효과가 있다.
실링부재(120)의 내경을 파이프(10, 11) 내경 이상으로 설정함과 동시에 실링부재(120)의 단면을 타원 형상으로 형성하면, 파이프(10, 11)를 파이프 수용부(111, 112) 내부로 삽입할 때 파이프(10, 11)가 실링부재(120)와 접촉하는 순간 실링부재(120)가 파이프(10, 11)의 외주면 방향으로 밀려나면서 전술한 밀림 또는 씹힘 현상이 현저하게 감소한다. 이는 파이프(10, 11)가 파이프 수용부(111, 112)에 삽입될 때, 파이프(10, 11)의 단부가 타원 형상의 단면을 갖는 실링부재(120)의 길이 방향 타측 단부와 접촉하는 대신에 실링부재(120)의 내측에 먼저 접촉하기 때문이다.
실제로 파이프를 이음관에 결합할 때 가장 빈번하게 발생하는 현상이 전술한 실링부재의 밀림 또는 씹힘 현상이다. 따라서 이를 해결하는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 매우 중요한 과제이다. 실링부재의 밀림 또는 씹힘 현상으로 인하여, 시공자들은 파이프와 이음관의 결합 과정에서 파이프를 수차례 넣고 빼는 과정을 거쳐야만 한다. 또한 파이프를 삽입한 이후에도 실링부재가 밀려 있는 상태를 시공자가 인지하지 못하게 되면 시공 이후 파이프와 이음관의 연결 부위에서 유체가 새는 현상이 자주 발생한다.
그러나 전술한 실링부재(120)의 형상 및 고정캡(130, 131)의 가압부에 의한 실링부재(120)의 휨 변형으로 인하여, 실링부재(120)의 밀림 또는 씹힘 현상이 현저하게 감소한다. 이로 인하여 배관 시공에 소요되는 인력 및 시간이 대폭 줄어들고, 배관 시공 이후에도 실링 부재의 밀림 또는 씹힘 현상으로 인하여 파이프 내부를 흐르는 유체가 파이프와 이음관의 연결 부위에서 새는 현상을 방지할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 파이프 수용부(111, 112)의 단부의 외주면에는 나사면(170)이 형성된다. 나사면(170)은 고정캡(130, 131)의 내측면에 형성되는 나사면과 치합될 수 있다. 이러한 구조에 의해서 고정캡(130, 131)이 파이프 수용부(111, 112)의 단부와 나사 결합될 수 있다.
또한 도 2에 도시된 바와 같이, 파이프 수용부(111, 112)의 단부의 외주면에는 파이프 수용부(111, 112)의 단부의 외주면을 향하는 방향으로 돌출되는 고정캡 지지부(140, 141)가 형성된다. 고정캡 지지부(140, 141)는 고정캡(130, 131)이 파이프 수용부(111, 112)의 단부와 나사 결합될 때 고정캡(130, 131)의 타단과 마주보도록 배치된다. 고정캡(130, 131)이 파이프 수용부(111, 112)의 단부와 완전히 나사 결합되면 고정캡 지지부(140, 141)에 의해서 고정캡(130, 131)의 단부가 지지된다.
전술한 바와 같이 파이프(10, 11)를 이음관(100)과 결합시키기 위해서는 파이프 수용부(111, 112) 내부로 파이프(10, 11)가 삽입되어야 한다. 이 때 파이프(10, 11)와 이음관(100)이 완전하게 연결되기 위해서는 파이프 수용부(111, 112) 내부로 삽입된 파이프(10, 11)의 단부가 파이프 지지부(150)와 접촉해야 한다.
그런데 배관 작업 과정에서 파이프(10, 11)가 파이프 수용부(111, 112) 내부로 완전하게 삽입되지 않은 상태에서 고정캡(130, 131)이 파이프 수용부(111, 112)의 단부와 나사 결합될 수 있다. 또 다른 예로, 배관 작업이 완료된 이후 파이프(10, 11) 내부를 흐르는 유체의 압력이나 외부로부터의 충격, 압력 또는 진동에 의해서 파이프(10, 11)가 삽입 방향(I)과 반대 방향으로 이동함으로써 파이프(10, 11)의 단부가 파이프 지지부(150)로부터 멀어질 수 있다.
이처럼 파이프(10, 11)의 단부가 파이프 지지부(150)로부터 멀어지면, 다시 말해서 파이프(10, 11)와 이음관(100)이 완전히 연결되지 않으면, 파이프 내부를 흐르는 유체가 외부로 누출되거나 배관의 붕괴 가능성이 있다.
따라서 파이프(10, 11)와 이음관(100)의 연결 상태, 즉 파이프(10, 11)의 단부가 파이프 지지부(150)로부터 얼마나 멀어져 있는지가 작업자에 의해서 확인될 필요가 있다.
이러한 기술적 과제를 해결하기 위해서, 본 명세서의 실시예에 따른 이음관(100)의 외피층(30)에는 개구부(40)가 형성된다. 개구부(40)는 외피층(30)의 일부를 제거함으로써 형성되며, 개구부(40)에 의해서 외피층(30)의 하부에 배치된 투명 이음관체(20)가 외부로 노출된다. 이처럼 개구부(40)에 의해서 외부로 노출되는 투명 이음관체(20) 부분은 '투명창'으로 지칭될 수 있다.
도 3의 AA 부분에 도시된 바와 같이, 개구부(40)는 파이프 수용부(111)와 대응되는 위치에 형성된다. 따라서 작업자는 개구부(40) 또는 투명창을 통해서 파이프 수용부(111, 112)의 내부를 육안으로 확인할 수 있다.
예컨대 작업자는 배관 작업 과정이나 배관 작업 완료 이후 유지 보수 과정에서 파이프(10, 11)의 단부가 파이프 수용부(111, 112)와 접촉되었는지를 개구부(40) 또는 투명창을 통해서 육안으로 용이하게 확인할 수 있다.
도 4는 도 3에 도시된 AA 부분의 다른 실시예를 도시한다.
도 3에 도시된 실시예에서는 개구부(40)에 의해서 외부로 노출되는 투명 이음관체(20)가 개구부(40)를 통해 외부로 돌출되지 않는다. 그러나 도 4에 도시된 실시예에서, 투명 이음관체(20)는 개구부(40)와 대응되는 위치에 형성되며 개구부(40)를 향하는 방향으로 미리 정해진 높이만큼 돌출되는 돌출부(50)를 포함한다.
도 4에서, 돌출부(50)의 높이는 개구부(40)의 깊이와 동일하다. 그러나 실시예에 따라서 돌출부(50)의 높이는 개구부(40)의 깊이보다 작을 수도 있고, 클 수도 있다. 또한 도 4에서 돌출부(50)의 상부면은 평면 형상을 갖는다.
도 5는 도 3에 도시된 AA 부분의 또 다른 실시예를 도시한다.
도 5에서, 투명 이음관체(20)는 개구부(40)와 대응되는 위치에 형성되며 개구부(40)를 향하는 방향으로 돌출되는 돌출부(50)를 포함한다.
도 5에서, 돌출부(50)의 높이는 개구부(40)의 깊이보다 크다. 또한 돌출부(50)의 상부면은 미리 정해진 곡률을 갖는 곡면 형상을 갖는다.
또한 도 5에서 돌출부(50)의 상부면에는 볼록 렌즈(55)가 배치될 수 있다. 볼록 렌즈(55)가 배치되면 개구부(40) 또는 투명창을 통해서 작업자가 투명 이음관체(20)의 내부를 확인할 때 투명 이음관체(20)의 내부가 확대되어 보이므로 파이프와 이음관의 연결 상태를 보다 용이하게 확인할 수 있다.
도 3에 도시된 실시예에서는 개구부(50)를 통해서 투명 이음관체(20)의 외부면이 노출된다. 따라서 개구부(50)를 통해서 외피층(30)과 투명 이음관체(20) 사이로 이물질이 침투할 수 있다. 이로 인해 외피층(30)이 투명 이음관체(20)의 외부면에 밀착되지 못하게 되므로 이음관(100) 내부로 유체가 유동할 때 발생하는 소음이나 진동이 증가할 수 있다.
그러나 도 4 또는 도 5에 도시된 바와 같이 개구부(40)와 대응되는 위치에 돌출부(50)가 배치되면, 도 3의 실시예에 비해서 외피층(30)과 투명 이음관체(20) 사이로 이물질이 침투할 가능성이 낮아진다. 따라서 외피층(30)이 투명 이음관체(20)의 외부면으로부터 박리될 가능성도 낮아진다.
또한 도 4 또는 도 5에 도시된 바와 같이 개구부(40)와 대응되는 위치에 돌출부(50)가 배치되면, 돌출부(50)에 의해서 외피층(30)의 위치가 고정된다. 따라서 이음관(100)의 내부 또는 외부로부터 가해지는 진동이나 충격에 의해서 외피층(30)이 움직이거나 투명 이음관체(20)의 외부면으로부터 박리될 가능성이 현저하게 낮아지는 효과가 있다.
한편, 본 명세서의 일 실시예에서 투명 이음관체(20)는 개구부(40)와 대응되는 위치에 형성되는 점검선을 포함할 수 있다. 예컨대 도 5에 도시된 바와 같이, 돌출부(50)의 상부면에는 투명 이음관체(20)의 외부면을 향하는 방향으로 돌출되도록 형성되는 점검선(57)이 배치될 수 있다.
도시되지는 않았으나, 도 4에 도시된 돌출부(50)의 상부면이나 도 3에 도시된 개구부(40)를 통해 외부로 노출된 투명 이음관체(20)의 상부면에도 도 5와 같이 외부로 돌출된 점검선(57)이 배치될 수도 있다.
또한 도시되지는 않았으나, 본 명세서의 다른 실시예에서 점검선은 도 4 또는 도 5에 도시된 돌출부(50)의 상부면이나 도 3에 도시된 개구부(40)를 통해 외부로 노출된 투명 이음관체(20)의 상부면에 인쇄될 수도 있다.
작업자는 파이프 수용부(111)에 삽입된 파이프의 단부의 위치를 전술한 바와 같은 점검선과 비교함으로써 파이프와 이음관의 연결 상태를 판별할 수 있다.
실시예에 따라서는 파이프의 외부면에 별도의 점검선이 표시 또는 인쇄될 수도 있다. 작업자는 파이프의 외부면에 표시된 점검선과 투명 이음관체(20)에 형성된 점검선을 비교함으로써 파이프와 이음관의 연결 상태를 판별할 수도 있다.
참고로 개구부(40)의 위치 및 점검선의 위치는 실시예에 따라 다르게 설정될 수 있다.
한편, 이음관(100) 및 이음관(100)과 연결되는 파이프(10, 11)를 통해서 유동하는 유체의 온도가 매우 낮거나 매우 높을 경우, 이음관(100)을 구성하는 외피층(30)의 수축 또는 팽창이 발생할 수 있다. 이처럼 외피층(30)이 수축 또는 팽창되면 외피층(30)이 움직이거나 투명 이음관체(20)로부터 박리될 수 있다. 외피층(30)이 움직이거나 투명 이음관체(20)로부터 박리되면 이음관(100) 및 이음관(100)과 연결되는 파이프(10, 11)를 통해서 유동하는 유체에 의해서 발생하는 소음이나 진동에 대한 차단 성능이 저하되는 문제가 있다.
이음관(100) 내부를 유동하는 유체의 온도 차이에 따른 합성수지의 열팽창 문제는 이음관(100)과 파이프의 문제 뿐만 아니라 차음성능에도 영향을 주고 있음을 확인하였다. 차음성능 향상을 위해 사용되는 외피층(30)의 경우 PVC(Poly Vinyl Chloride) 소재를 가소화시킨 재질로 고무의 특성을 가지고 있다. 그러나 가소화 PVC 수지는 주변 온도의 변화에 수축과 팽창으로 인한 물성 저하 현상이 뚜렷하게 나타나 투명 이음관체(20)와의 박리 문제가 발생하여 차음 성능의 저하를 유발하게 된다. 일반적인 가소화 PVC 수지의 열팽창율을 개선하기 위해 탄산칼슘과 같은 무기물이 첨가될 수 있다. 그러나 무기물의 과량 투입은 이음관(100)의 품질 및 가공성을 저하시킬 수 있다. 따라서 외피층(30)의 내열성을 개선하고 물성 및 가공성을 동시에 향상시킬 수 있는 재질이 필요하다.
염소(Cl) 함량이 54~56%인 일반 PVC 수지의 열변형 온도는 50~70℃인 반면, 염소 함량이 66~67%인 CPVC(Chlorinated Poly Vinyl Chloride) 수지, 즉 염소화 PVC 수지는 열변형 온도가 110~120℃에 해당하여 일반 PVC 수지 보다 30℃ 이상의 온도에서도 사용이 가능하여 냉/온수 배관 자재로 널리 사용되고 있다. 그러나 CPVC 수지의 경우 일반 PVC 수지 대비 가소화가 어려워 내열도 개선 효과 달성을 위해서는 균일한 가소화 및 성형성 확보가 요구된다.
또한 CPVC 수지의 비중은 평균 1.46g/cc로 일반 PVC 수지의 비중(약 1.36g/cc)보다 높다. 따라서 외피층(30)을 구성하는 소재에 CPVC 수지가 첨가되면 외피층(30)의 비중을 더 높일 수 있어 외피층(30)에 전달되는 음압의 감쇠을 통해 소음 저감 효과를 보다 높일 수 있다.
본 명세서의 일 실시예에서 외피층(30)은 혼합 PVC 수지 10~30 중량부, 열안정제 0.5~1.5 중량부, 가소제 5~25 중량부, 탄산칼슘 35~45 중량부 및 안료 0.1~0.5 중량부로 구성될 수 있다.
또한 본 명세서의 일 실시예에서, 상기 혼합 PVC 수지는 PVC(Poly Vinyl Chloride) 수지 40~80 중량부 및 CPVC(Chlorinated Poly Vinyl Chloride) 수지 20~60 중량부로 구성될 수 있다.
[표 1]은 본 명세서의 실시예 및 비교예들에 따른 외피층 소재의 조성비 및 각 조성비에 따른 외피층의 물성을 나타낸다.
Figure 112021075189939-pat00001
[표 1]에 기재된 각 물성의 측정 방법은 아래와 같다.
① 비중 : ASTM D 792 (고체 비중 측정 방법)
② MFI (Melt flow index) : ASTM 3364 (열가소성 수지 동점도 측정법)
③ 인장강도 : ASTM D 412-06 (열가소성 수지 인장강도 측정 방법)
- 인장잔율(%) = [열처리 후 인장강도 / 열처리 전 인장강도]×100
④ 열변형측정 : 내온이 85℃로 유지되는 OVEN에 시편을 넣고 7일간 보관 후 부피변화 측정
- 열변형율(%) = [(열처리 전 부피 - 열처리 후 부피) / 열처리 전 부피]/부피×100
⑤ 소음측정 : KS F 2871 (공동주택 배수음의 현장 측정방법)
- 소음_1 : 외피층을 포함하는 이음관을 열처리 하지 않고 파이프와 연결하여 배수 소음 측정
- 소음_2 : 외피층을 포함하는 이음관을 내온이 85℃로 유지되는 OVEN에 넣고 7일간 보관 후 파이프와 연결하여 배수 소음 측정
[표 1]에 기재된 각각의 데이터를 해석하면 아래와 같다.
- 실시예1: 외피층의 내열도 향상을 위해 CPV를 첨가한 결과 CPVC를 첨가하지 않 경우(비교예1) 대비 인장잔율과 열변형율에 개선이 있음을 확인할 수 있으며, 비교예1 내지 4와 대비할 때 소음 차단 효과가 보다 높다.
- 실시예2: 실시예1보다 혼합 PVC 수지에 포함된 CPVC 수지의 비율을 증가시킨 결과, 인장잔율과 열변형율이 높아지고 소음 차단 효과가 실시예1보다 개선됨을 확인할 수 있다.
- 실시예3: 실시예1 또는 실시예2 보다 탄산칼슘의 비율을 늘린 결과 인장잔율과 열변형율이 높아지고 소음 차단 효과가 높아지나, MFI가 급격히 감소하여 가공성 확보에 있어 탄산칼슘의 함량을 높이는 데에는 한계가 있음을 확인할 수 있다.
- 실시예4: 내열도 향상을 위해 CPVC 수지의 비율을 높이는 것이 효과적이나 CPVC는 일반 PVC 대비 가소제에 대한 가소화율 차이가 있어 가공성 확보를 위해 가소제 함량을 높여야 하며, 이로 인한 비중 저하를 극복하기 위해서 탄산칼슘 투입량을 높여야 한다.
- 비교예1: 내열도 향상을 위한 CPVC 수지를 첨가하지 않고 일반 PVC 수지만으로 외피층이 제조되면 실시예1 내지 4와 대비할 때 인장잔율과 열변형율이 낮아지고 소음 차단 효과가 줄어든다.
- 비교예2: 내열도 향상을 위한 CPVC 수지를 첨가하더라도 실시예1 내지 4 대비 탄산칼슘의 비율이 감소하면 외피층의 비중이 감소하고 열변형율이 낮아져 소음 차단 효과가 감소한다.
- 비교예3: CPVC 수지의 비율 증가에 따라서 가소제 비율이 지나치게 높아지면 외피층의 비중이 낮아진다. 외피층의 비중 저하를 극복하기 위해 탄산칼슘을 증량해야 하나, 외피층의 가공성을 고려할 때 탄산칼슘 투입량에 한계가 있으며 소음 차단 효과가 줄어든다.
- 비교예4 : 외피층의 비중을 높이기 위해 탄산칼슘의 비율이 지나치게 높아지면 MFI가 지나치게 감소하여 외피층의 사출 성형 시 가공성이 매우 낮아진다.
이상과 같이 본 명세서에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 명세서가 한정되는 것은 아니며, 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있을 것이다. 아울러 앞서 본 명세서의 실시예를 설명하면서 본 명세서의 구성에 따른 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 한다.

Claims (8)

  1. 내부에 파이프가 삽입되는 다수의 파이프 수용부 및 상기 다수의 파이프 수용부를 연결하는 연결부를 포함하며 투명한 소재로 이루어지는 투명 이음관체; 및
    상기 투명 이음관체의 외부면에 밀착되는 외피층을 포함하고,
    상기 외피층에는 적어도 하나의 개구부가 형성되고,
    상기 개구부는 상기 파이프 수용부와 대응되는 위치에 형성되고,
    상기 외피층은
    혼합 PVC 수지 10~30 중량부;
    열안정제 0.5~1.5 중량부;
    가소제 5~25 중량부;
    탄산칼슘 35~45 중량부; 및
    안료 0.1~0.5 중량부로 구성되는
    이음관.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 투명 이음관체는
    상기 개구부와 대응되는 위치에 형성되며 상기 개구부를 통해서 상기 외피층을 향하는 방향으로 돌출되는 돌출부를 더 포함하는
    이음관.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 돌출부의 상부면은 평면 또는 미리 정해진 곡률을 갖는 곡면으로 이루어지는
    이음관.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 투명 이음관체는
    상기 돌출부의 상부에 배치되는 볼록 렌즈를 더 포함하는
    이음관.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 투명 이음관체는
    상기 개구부와 대응되는 위치에 형성되는 점검선을 더 포함하는
    이음관.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 점검선은 상기 투명 이음관체의 상부면으로부터 돌출되거나 상기 투명 이음관체의 상부면에 표시되는
    이음관.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 혼합 PVC 수지는
    PVC 수지 40~80 중량부; 및
    CPVC 수지 20~60 중량부로 구성되는
    이음관.

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