KR102528193B1 - 파이프 밀봉장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 신축성있는 재질로 이루어지고 몸체의 바깥쪽으로 확장되어 파이프 내측면에 밀착됨으로써 파이프를 밀봉하도록 하되 중앙에 통공을 구비하는 몸체와, 상기 몸체의 상하에 삽입되는 테이퍼형상을 갖는 한쌍의 쐐기와, 상기 한쌍의 쐐기 중 하부 쐐기의 통공에 형성되는 나사부와, 상기 한쌍의 쐐기 중 상부 쐐기와 몸체의 통공을 관통하되 상부에는 회전공구연결부가 형성되고 하부에는 나사산이 형성되어 하부 쐐기의 나사부에 결합되는 조임볼트와, 상기 하부 쐐기의 일측에 형성되어 하부 쐐기가 파이프 내부에서 적어도 일방향으로는 회전할 수 없도록 하기 위한 회전방지구로 구성되는 파이프 밀봉장치을 제공하기 위한 것으로, 본 발명의 효과로는 작업자의 손이 닿지 않는 파이프 내부에 작업자가 원하는 위치, 즉 파이프의 절단부 바로 아래 부분에 파이프 밀봉장치를 고정하고 확장시켜 파이프 내측벽에 강하게 밀착시킴으로써 완벽한 밀봉이 가능함과 동시에 수압 등에 의해 밀봉장치가 밀리거나 이탈되는 것을 방지하여 파이프 내부로의 이물질의 유입을 방지할 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

Description

파이프 밀봉장치{Sealing device for a tube}

본 발명은 파이프 밀봉장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지열관과 같이 원통형 파이프의 중간부를 밀폐시키고자 할 때 필요한 파이프 밀봉장치에 관한 것이다.

일반적으로 가정 및 산업용 냉난방에 사용되고 있는 에너지원으로는 석유나 천연가스와 같은 화석연료 등이 있는데 이들은 환경오염의 주원인을 발생시킬 뿐만 아니라 매장량의 한계가 있기 때문에 대체에너지 개발이 활발하게 진행되고 있으며, 대체 에너지로는 풍력, 태양열, 지열 등이 있으며, 이 중에서도 지열에너지는 지하 깊은 곳의 10~20℃의 지열을 이용하는 것으로 냉난방 시스템에 주로 적용하고 있다.

상기 지열을 이용하여 건물 등의 냉난방 기술에 적용하는 경우, 기존 냉난방 장치에 비하여 최대 40% 이상의 에너지를 절감할 수 있으며, 40~70%의 에너지 발생비용을 절감할 수 있는 것으로 알려져 있다.

이러한 지열을 이용한 냉난방 시스템은, 지중 열교환기를 구비하여 상기 열교환기에 의해 하절기에는 지중으로 열을 방출하고 동절기에는 지중으로부터 열을 흡수하는 것으로, 연중 10~20℃로 거의 일정한 온도를 유지한 지온에 의해 냉난방 성능이 저하되지 않아 안정적인 운전이 가능하다.

상기 지열을 이용한 냉난방 시스템은 지열을 회수하기 위한 열교환 파이프와, 상기 열교환 파이프로부터 회수한 지열을 필요한 장소로 이동시켜 냉난방을 행하는 히트펌프로 구성된다.

이러한 지열을 이용한 냉난방 시스템은 지표측의 토양층에 최대 150~200m 이상의 깊이로 다수의 시추공을 굴착하고, 상기 각 시추공의 내부에 지열수를 공급하기 위해 열교환 파이프(A)를 매립하고 있다. 상기 열교환 파이프(A)를 통해 공급되는 지열수는 필요로 하는 수요처로 이동시켜 냉난방을 행하도록 하는 히트펌프(미도시)를 구비하고 있다.

상기와 같이 구성된 종래 기술에 의한 지열을 이용한 냉난방 시스템은 지열을 열원으로 열교환을 수행하는 것으로 지중에 매설된 U자형의 열교환 파이프들을 통해 일정한 온도를 유지하고 있는 지열로부터 열교환 된 냉매를 공급받아 냉난방을 실시하고 있다. 그러나 기술분야에서 설명한 바와 같이, 대도시의 경우 지열을 이용할 수 있는 토지공간이 부족하여 지하 건축물 시공 후 그 지하 건축물 아래로 내려가서 그 지하에 시추공을 천공을 하거나 지하건축물 시공과정에 지상에서 시추공을 천공하는데 그 두가지 공사를 동시에 진행하기에는 비현실적이다.

그러다 보니 시추공 천공이나 기타 작업성이 없어 시추공을 천공하는데 시간과 비용이 많이 들고, 특히, 지하시추공을 완료해야만 건축물 시공이 완료되므로서 건축물 완공 시간이 대폭 길어진다. 이로 인해 입주가 늦어져 투자자 입장에서 보면 막대한 손실이다.

따라서 건축물 설계가 완료되면 건축물 시공 착수 전 건축물이 건설되는 지면에 미리 시추공을 천공한 다음 그 시추공에 열교환 파이프를 수용하고 그라우팅을 마무리한 후 건축물 설계도면에 나타난 지하바닥 아래부분에 위치한 열교환 파이프를 지상에서 절단장치 열교환 파이프 내부로 깊숙히 수용시켜 절단하고 상기 절단 전 그 절단 위치 아래부분을 밀봉하여 열교환 파이프 내부로 이물질(흙 등)이 유입하지 않도록 지상에서 밀봉하도록 하고 있다.

그러나 이경우 천공굴착 후 천공홀에 지열배관 파이프를 삽입하므로 토목 터파기 작업 중 장비에 의해 지열배관 파이프 내 이물질이 유입되어 지열배관 파이프가 막히고 훼손되는 문제가 있다. 따라서 토목 터파기 전에 지열배관 파이프 연결용 소켓을 밀봉하여 이물질 투입을 막는 것이 일반적이다.

또한 상부 천공 공법의 경우에 천공 굴착 과정에서 천공기 및 천공홀의 수직도 불량으로 인해 전체 천공의 10~20%가 천공홀간 교차가 발생되고 이로 인해 천공홀에 삽입된 지중 열교환기로 사용되는 지열배관 파이프가 파손되는 문제가 발생하기도 한다. 이는 천공시 정밀 시공 굴착이 안됨에 따른 수직도 불량 및 천공홀 휨 현상으로 인해 천공홀간 교차로 지열배관 파이프가 파손되며 지열배관 파이프의 파손여부를 토목 터파기가 끝난 후에야 확인할 수 있어 토목 터파기 공정을 완료한 후 파손된 지열배관 파이프를 제거하고 다시 천공을 하여야 하므로 이에 따른 경비 및 인력이 많이 소요되는 문제가 있다. 이는 건축물 하부 토목 터파기 전에 지열배관 파이프 연결용 소켓을 밀봉하여 이물질 투입을 막기 때문에 지열배관 파이프 내 수압테스트를 할 수 없기 때문이다.

종래에는 천공홀이 파공되는 것을 설계부터 감안하여 천공을 10~20% 추가로 더 시공 하지만 이마저도 불안정한 시공으로 위험 부담이 높으며 실제로 실패 사례가 증가하는 추세이다.

따라서, 지중 열교환기 설치시 천공굴착의 부지 협소, 협착, 수직도 등의 불안정성으로 인한 지열배관 파이프 파손 유무를 토목 터파기 작업 전에 확인할 수 있도록 하여 지중 열교환기의 안정성을 확보할 수 있는 방안이 필요하다.

[선행기술문헌]

1. 국내 등록특허 제10-1897166호

따라서 본 발명은 작업자의 손이 닿지 않는 파이프 내부에 작업자가 원하는 위치, 즉 파이프(A)의 절단부(E) 바로 아래 부분에 파이프 밀봉장치를 고정하고 확장시켜 파이프(A) 내측벽에 강하게 밀착시킴으로써 완벽한 밀봉이 가능함과 동시에 수압 등에 의해 밀봉장치가 밀리거나 이탈되는 것을 방지하여 파이프 내부로의 이물질의 유입을 방지함을 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 목적을 성취하기 위한 본 발명의 실시예에 따른, 파이프 밀봉장치는, 신축성있는 재질로 이루어지고 몸체의 바깥쪽으로 확장되어 파이프 내측면에 밀착됨으로써 파이프를 밀봉하도록 하되 중앙에 통공을 구비하는 몸체와, 상기 몸체의 상하에 삽입되는 테이퍼형상을 갖는 한쌍의 쐐기와, 상기 한쌍의 쐐기 중 하부 쐐기의 통공에 형성되는 나사부와, 상기 한쌍의 쐐기 중 상부 쐐기와 몸체의 통공을 관통하되 상부에는 회전공구연결부가 형성되고 하부에는 나사산이 형성되어 하부 쐐기의 나사부에 결합되는 조임볼트와, 상기 하부 쐐기의 일측에 형성되어 하부 쐐기가 파이프 내부에서 적어도 일방향으로는 회전할 수 없도록 하기 위한 회전방지구로 구성됨을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 회전방지구는 체결구에 의해 하부 쐐기에 결합되고 탄성부에 의해 미끌림방지부가 파이프 내측면에 탄성에 의해 계속 밀착된 상태를 유지하도록 구성됨을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 회전방지구에 있어서 파이프 내측면에 밀착되는 미끌림방지부에는 톱니형상의 돌출부가 형성되도록 구성됨을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명의 효과로는 작업자의 손이 닿지 않는 파이프 내부에 작업자가 원하는 위치, 즉 파이프의 절단부 바로 아래 부분에 파이프 밀봉장치를 고정하고 확장시켜 파이프 내측벽에 강하게 밀착시킴으로써 완벽한 밀봉이 가능함과 동시에 수압 등에 의해 밀봉장치가 밀리거나 이탈되는 것을 방지하여 파이프 내부로의 이물질의 유입을 방지할 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 파이프 밀봉장치를 보인 분리사시도.
도 2는 도 1의 결합사시도.
도 3은 도 2의 단면도.
도 4는 본 발명에 있어서 한쌍의 쐐기가 조임볼트에 의해 조여지게 되면 신축성의 몸체가 확장되면서 파이프 내측면에 강하게 밀착되면서 파이프를 밀봉하도록 하는 작용상태를 보이기 위한 참고도.
도 5는 본 발명의 사용상태 참고도.
도 6은 본 발명에 있어서 회전방지구의 작용상태를 보이기 위한 참고도.
도 7은 본 발명에 있어서 금속파이프에 사용하기 위한 다른 실시예의 분리사시도.
도 8은 본 발명에 있어서 금속파이프에 사용되는 회전방지구의 작용상태를 보이기 위한 참고도.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다. 여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 또 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다. 다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 공식적인 의미로 해석되지 않는다.

사시도를 참조하여 설명된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형, 예를 들면 제조 방법 및/또는 사양의 변형이 예상된다. 따라서 실시예들은 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다. 예를 들면, 편평하다고 도시되거나 설명된 영역은 일반적으로 거칠거나/거칠고 비선형인 특성을 가질 수 있다. 또한, 날카로운 각도를 가지는 것으로 도시된 부분은 라운드질 수 있다. 따라서 도면에 도시된 영역은 원래 대략적인 것에 불과하며, 이들의 형태는 영역의 정확한 형태를 도시하도록 의도된 것이 아니고, 본 발명의 범위를 좁히려고 의도된 것이 아니다.

이하, 본 발명에 따른 파이프 밀봉장치에 대한 바람직한 실시예들에 대해 첨부된 도면들을 참조로 하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 파이프 밀봉장치를 보인 분리사시도이고, 도 2는 도 1의 결합사시도이며, 도 3은 도 2의 단면도이고, 도 4는 본 발명에 있어서 한쌍의 쐐기가 조임볼트에 의해 조여지게 되면 신축성의 몸체가 확장되면서 파이프 내측면에 강하게 밀착되면서 파이프를 밀봉하도록 하는 작용상태를 보이기 위한 참고도이며, 도 5는 본 발명의 사용상태 참고도이고, 도 6은 본 발명에 있어서 회전방지구의 작용상태를 보이기 위한 참고도이며, 도 7은 본 발명에 있어서 금속파이프에 사용하기 위한 다른 실시예의 분리사시도이고, 도 8은 본 발명에 있어서 금속파이프에 사용되는 회전방지구의 작용상태를 보이기 위한 참고도이다.

우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 동일한 참조부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략하기로 한다.

본 발명 파이프 밀봉장치(100)는 신축성있는 재질로 이루어지고 바깥쪽으로 확장되어 파이프(A) 내측면에 밀착됨으로써 파이프(A)를 밀봉하도록 하되 중앙에 통공을 구비하는 몸체(110)와, 상기 몸체(110)의 상하에 삽입되는 테이퍼형상을 갖는 경질의 한쌍의 쐐기(120,130)와, 상기 한쌍의 쐐기(120,130) 중 하부 쐐기(130)의 통공(130a)에 형성되는 나사부(132)와, 상기 한쌍의 쐐기(120,130) 중 상부 쐐기(120)와 몸체(110)의 통공(111)을 관통하되 상부에는 회전공구연결부(141)가 형성되고 하부에는 나사산(142)이 형성되어 하부 쐐기(130)의 나사부(132)에 결합되는 조임볼트(140)와, 상기 하부 쐐기(130)의 일측에 형성되어 하부 쐐기(130)가 파이프(A) 내부에서 적어도 일방향으로는 회전할 수 없도록 하기 위한 회전방지구(150)로 구성된다.

이때 몸체(110)의 통공(111)에도 상부 쐐기(120)와 하부 쐐기(130)에 대응하는 경사부(112)가 형성되며 상기 경사부(112)에 역시 테이퍼형상을 갖는 상부 쐐기(120)와 하부 쐐기(130)가 몸체(110)의 통공(111)의 양쪽에 삽입되어 조임볼트(140)의 조임에 의해 서로 당겨지게 되면 결국 몸체(110)의 통공(111) 중간에 내측으로 돌출된 돌출부(113)가 밖으로 밀리게 되고 확장된 몸체(110)의 외측은 파이프(A)의 내측면에 밀착되고 조임볼트(140)를 조이면 조일 수록 몸체(110)의 외측은 파이프(A)의 내측면에 강하게 압착되면서 파이프(A)를 밀봉할 수 있게 된다.

이때 조임볼트(140)의 회전은 전동드릴과 같은 회전공구(C)에 의해 이루어지는데, 상기 전동드릴의 척부분에는 끝단부에 자성을 갖는 다각렌치(F)가 구비된 와이어(B)가 연결된다.

따라서 상기 조임볼트(140)는 자성을 갖는 다각렌치(F)에 분리가능하되 상당한 견인력이 가해지기 전에는 분리되지 않도록 하여야 하는데, 이는 본 발명 파이프 밀봉장치(100)가 상당한 깊이의 파이프(A) 속까지 진입하여야 하기 때문이다.

상기 조임볼트(140)의 일측에 형성된 회전공구연결부(141)는 와이어(B)의 다각렌치(F)에 대응하는 구조로 이루어지고 자력이 작용하도록 철재질로 이루어진다.

상기 와이어(B)는 끝단에 형성된 다각렌치(F)에 회전공구연결부(141)를 부착시켜 파이프(A) 깊숙히 소정의 위치, 즉 절단부(E) 아래까지 밀어넣을 수 있도록 하되 소정의 위치에서의 밀봉작업이 끝나서 본 발명 파이프 밀봉장치(100)가 파이프(A) 내측면에 견고하게 압착되면 약한 힘, 즉 자력을 이길 정도의 힘으로만 와이어(B)를 잡아당겨도 본 발명 파이프 밀봉장치(100), 즉 조임볼트(140)와 다각렌치(F)는 쉽게 분리되어진다.

상기 회전방지구(150, 170)는 탄성을 가지긴 하나 아주 큰 탄성력을 갖는 것이 아니어서 파이프(A)에 넣을 때는 쉽게 들어가고 파이프(A) 내부로 본 발명 파이프 밀봉장치(100)를 밀어넣을 때도 탄성이 본 발명 파이프 밀봉장치(100)의 진행방향으로 작용하는 것이 아니어서 쉽게 들어갈 수 있는 구조이다.

그러나 밀어내는 방향이 아닌 회전방지구(150, 170)의 미끌림방지부(152, 171)와 역방향으로 하부 쐐기(130)가 회전할려고 하면 미끌림방지부(152, 171)는 파이프(합성수지 재질) 내측면에 박히게 되어 회전이 불가능하게 되고, 파이프(금속 재질)에 사용하는 경우에는 회전방지구(150, 170)의 미끌림방지부(152, 171)에 톱니형상의 날카로운 돌출부(172)들이 형성되어 하부 쐐기(130)의 회전을 억제함으로써 조임볼트(140)가 한쌍의 쐐기(120,130)를 조일 수 있는 것이다.

상기 회전방지구(150, 170)는 탄성을 갖는 스프링강, 강도가 강한 금속으로 제작되어 미끌림방지부(152, 171)가 쉬 미끌리지 않고 돌출부(172)들이 쉽게 미끌리지 않도록 구성됨이 바람직하다.

이때 조임볼트(140)의 상부에는 걸림턱(141a)이 형성되어 상부 쐐기(120)의 통공(120a)에 관통될 때 걸리도록 한다. 이때 보다 확실한 걸림을 위해 와셔(140a)를 덧댈 수도 있다.

상술 한 바와 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예들에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다 할 것이다.

100: 본 발명 파이프 밀봉장치
110: 몸체
120: 상부 쐐기
130: 하부 쐐기
140: 조임볼트
150, 170: 회전방지구
151, 170a: 탄성부
152, 171: 미끌림방지부
180: 체결구
A: 파이프
B: 와이어
C: 회전공구
D:터파기공간
E:절단부
F: 자성을 구비하는 다각렌치
G: 지표면

Claims (3)

1. 신축성있는 재질로 이루어지고 몸체의 바깥쪽으로 확장되어 파이프 내측면에 밀착됨으로써 파이프를 밀봉하도록 하되 중앙에 통공을 구비하는 몸체와, 상기 몸체의 상하에 삽입되는 테이퍼형상을 갖는 한쌍의 쐐기와, 상기 한쌍의 쐐기 중 하부 쐐기의 통공에 형성되는 나사부와, 상기 한쌍의 쐐기 중 상부 쐐기와 몸체의 통공을 관통하되 상부에는 회전공구연결부가 형성되고 하부에는 나사산이 형성되어 하부 쐐기의 나사부에 결합되는 조임볼트와, 상기 하부 쐐기의 일측에 형성되어 하부 쐐기가 파이프 내부에서 적어도 일방향으로는 회전할 수 없도록 하기 위한 회전방지구로 이루어지는 파이프 밀봉장치에 있어서,
   상기 회전방지구는 회전방지구를 하부쐐기(130)에 결합하기 위한 체결구(180)와, 상기 하부쐐기(130)가 역방향으로 회전할 때는 회전을 억지하기 위한 미끌림방지부(152, 171)와, 상기 미끌림방지부(152, 171)에 탄성을 부여하여 한쌍의 쐐기를 파이프(A)에 밀어 넣을 때는 쉽게 들어가나 파이프에 들어가서는 파이프 내측면에 밀착된 상태를 유지하도록 하기 위한 탄성부(151,170a)로 이루어지되,
   상기 미끌림방지부(152, 171)는 탄성부(151,170a)에 의해 지지된 상태로 탄성이 작용하여 하부 쐐기(130)의 직경보다 바깥으로 돌출되도록 구성됨을 특징으로 하는 파이프 밀봉장치.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 조임볼트(140)는 회전공구(C)에 연결되고, 상기 회전공구의 척부분에는 와이어(B)의 일측이 결합되되, 상기 와이어의 타측에는 자성을 갖는 다각렌치(F)가 구비됨을 특징으로 하는 파이프 밀봉장치.
   
3. 청구항 1에 있어서, 상기 회전방지구(150, 170)의 탄성부(151,170a)와 미끌림방지부(152, 171)는 스프링강으로 구성됨을 특징으로 하는 파이프 밀봉장치.
   

Images