KR200194966Y1 - 폴리부티렌관의 수전금구 연결 플라스틱 수전이음쇠제조방법 - Google Patents

Abstract

본 고안은 폴리부틸렌관의 수전금구 연결 플라스틱 수전이음쇠에 관한 것으로 물에 공기가 섞여 흐를 때 발생하는 유수음과 고비용 제조, 접합구 치수 불균일 등의 문제점을 해결하여, 생산효율을 높이고, 관접합구의 가공을 생략하여 저렴하며, 접합구를 규격치수로 균일하게 하고, 유수음을 방지하는 수전이음쇠를 제조하는 방법에 관한 것이다.

본 고안은 이를위해 수전이음쇠 몸체를 고분자 플라스틱 재료로 사출성형하는 방법으로 제작하는데 수전금구의 연결구가 금속체로 된 테이퍼 숫나사로 규격화 되어있기 때문에 상기의 수전이음쇠는 수전금구 연결구 내주는 금속체로 내주면에 관용의 테이퍼 암나사가 형성하였고, 후관체부에 절개부가 형성한 소케트가 조합성형되고, 수전이음쇠의 몸체일측에는 물속에 포함된 공기(개스)가 집합하는 공기포켓 공간이 형성하여 수전금구의 밸브가 열리더라도 공기포켓에 갇혀있는 공기가 즉시 물과 함께 유출하지 않게하여 유수음을 방지하는 폴리부틸렌 관의 수전금구 연결 플라스틱 수전이음쇠의 제조하는 방법을 제시한다.

Description

폴리부티렌관의 수전금구 연결 플라스틱 수전이음쇠 제조방법{The Method of Plastic's Faucet-Joint Connected to Faucet for Polybutylene Pipe}

근래 아파트나 연립주택 등의 공동주택을 건축할 때 위생배관(급수관, 급탕관)으로 사용되는 쉘그릅(Shell)이 최초로 개발한 석유화학 제품인 폴리부틸렌{PolyButylene}관은 폴리부틸렌 재료가 배관자재의 요건인 내식성, 위생성, 내구성 등의 기계적,물리적 성질이 우수하고 또한 영국의 햅워드사{Hepworth}가 발명(국제특허 NO 1-556-008, 1-520-150)한 관이음쇠 방식이 관을 관이음쇠에 밀어넣는 푸쉬핏(PUSH-FIT)방식으로 공사하기가 쉽고, 공기가 빠르며 금속관보다 자재비가 저렴하여 국내는 물론 외국에서도 대중화되어 사용이 증대하고 있다.

그러나 위생배관이란 생활용수로 사용되는 것을 의미하기 때문에 사용목적에따라 반드시 여러 가지 종류의 수전금구(수도꼭지)와 연결되어야만 하고

수전금구가 고장수리나 교체가 가능한 기구이기때문에 국내는 물론 국제적으로도 금속제로된 관용 테이퍼 숫나사에 의한 나사결합방식이 일반화되어있으며 이로인해 수전금구는 기본몸체가 거의 금속으로 제작되어 유통되고 있는 실정이다.

따라서 폴리부틸렌관의 푸쉬핏방식 이음쇠인 여러 가지 형상의 티이, 엘보우, 레듀서, 소케트 등의 플라스틱 관이음쇠이더라도 수전금구와 연결할때는 별도의 금속관용 테이퍼 암나사체를 가진 관이음쇠가 필요하다.

이는 금속제 나사와 플라스틱 나사가 나사배관체결되면 두물질은 열팽창계수 차이로 인해(동합금의 열팽창계수 16∼17mm/mm℃×10^-6폴리부틸렌의 열팽창계수 130mm/mm℃×10^-6)온수에서는 나사부에서 누수가 발생하게되며 금속나사와 플라스틱 나사가 체결될 때 강도와 경도차이로 플라스틱 나사부가 변형등을 일으키기 때문이다.

현재 폴리부틸렌관에서 사용하는 수전이음쇠는 배관하는 방식에 따라 2가지 형상의 수전이음쇠가 사용되고있는데 관말 끝에서 수전금구와 연결하는 일편이 푸쉬핏 접합구를 가지고 일편이 관용 테이퍼 암나사를 가진 엘보우{ELBOW} 형상인 수전이음쇠와, 화장실의 공통구성체인 대소변기와 세면기, 샤워기 등을 배관할 때 공사비를 절감하고, 공기를 단축하기위해 많이 사용하는 공법인 수평배관 즉, 한 개의 관이 화장실로 배관되어서 대소변기에 수전과 연결하고 다시 배관되어 세면기에 연결한 후 최종 샤워기에 연결하는 식의 수평배관을 할 때 사용되는 양편에 푸쉬핏 접합구를 가지고 일편이 관용 테이퍼 암나사를 가진 티이{TEE}형상인 수전금구가 있다.

상기 2가지 형상의 폴리부틸렌 관용 수전이음쇠인 엘보우와 티이는 현재 몸체가 금속제(청동,황동,주물품)로 폴리부틸렌관의 접속구인 푸쉬핏 접합구와 수전금구와 연결시 사용하는 테이퍼 암나사가 가공되어 형성한 금속 수전이음쇠를 사용하고있으며 간혹 푸쉬핏 플라스틱이음쇠 일편에 금속제(청동, 황동) 테이퍼 암나사가 형성이 된 금속 아답터를 체결·고정한후 수전금구와 체결·연결하여 사용하고 있다.

이로인하여 금속제의 관이음쇠는 고가의 금속원자재비와 푸쉬핏 접합구의 절삭가공, 비용, 생산성이 낮다는 등으로 인해 플라스틱 관이음쇠보다 몇배의 높은 가격으로 유통이 되며 플라스틱 관이음쇠에 금속의 테이퍼 암나사가 형성된 금속 아답터를 고정체결하더라도 이중으로 제조되는 원가구성으로 인해 상기 금속제 가격보다 별로 절감할 수가 없는 실정이다.

특히 2방 접속구인 엘보우에 비해 삼방 접속구인 티이는 같은 규격이라도 형상이 복잡하고, 부피와 중량이 크며, 가공성도 낮아서 더욱 높은 제조원가를 구성하게 된다.

폴리부틸렌관의 푸쉬핏방식은 관이음쇠 내측에 그래브링, 스페이스 와셔, 오링이 내장되고, 외측에 캡이 체결되는 구조로, 이중에서 오링은 관외경과 접합구내경에 끼워진 상태에서 누수를 차단하는 일을 담당하게되어 접합구 내경치수가 항상 일정한 치수로 유지되어야 하는 것이 푸쉬핏 이음쇠의 관건이다.

하지만 상기의 금속제로 주물품인 수전이음쇠는 접합구 하나하나를 가공기계로 일일이 가공하여 제조하기 때문에 허용치수와 다른 접합구가 간혹 제조되고있어 누수발생사고의 원인이 되고있다.

물에는 공기나 용존산소에 의해 발생한 개스가 포함되어있고 흐르는 물을 따라 이동을 하며, 배관의 어느 끝부분이며, 물보다 가볍기 때문에 배관의 높은 위치로 모이게 된다.

배관구조 또는 설비 시스템으로 인해 수전이음쇠는 배관 파이프보다 일반적으로 높은 위치에 설치가 되기 때문에 물에 포함이된 개스는 수전이음쇠로 집합될 수밖에 없고 이로인하여 수전이음쇠에 모여있는 개스는 수전금구의 밸브를 열게되면서 물과 함께 모여있던 개스가 함께 흐르면서 일정시간 동안 유수음을 발생하게 하며, 물의 흐름도 불규칙하게 만든다.

본 고안은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 수전이음쇠 몸체부를 고분자 플라스틱으로 사출성형하여 제조함에 있어 수전금구와 연결하는 수전금구 연결구에는 금속 관용 테이퍼 암나사가 형성한 소케트를 조합성형하므로서 금속 수전이음쇠보다 낮은 원자재가격이며 생산효율을 높이고 푸쉬핏 접합구의 가공을 생략하여 저렴하게 제조하고, 플라스틱 금형틀과 금형의 코아에 의해 관이음쇠의 푸쉬핏 접합구 내·외경의 규격 치수를 정밀하고 균일하게 제조하며 수전이음쇠의 몸체 일측의 높은 위치에 공기 포켓 공간부를 구성하여 물에 포함하고 있는 개스를 공기포켓에 모이도록 함으로서 물이 흐를 때 일시에 개스가 유출되는 것을 방지하여 유수음을 차단하고 물의 흐름을 원할하게 하는 수전이음쇠를 제시하는 것이다.

도 1은 본 고안에 의한 플라스틱 수전이음쇠의 단면도

도 2는 제1도에 도시된 플라스틱 수전이음쇠의 측단면도

도 3은 제1도에 도시된 플라스틱 수전이음쇠의 정면도

도 4는 본 고안의 실시예에 사용하는 소케트 사시도

도 5는 제 4도에 도시된 소케트 단면도

도 6은 본 고안의 다른 실시예를 나타내는 소케트의 테이퍼 암나사 단면도

도 7은 본 고안의 조합된 테이퍼 암나사 확대 단면도

도 8은 본 고안의 다른 실시예를 나타내는 플라스틱 수전이음쇠의 단면도

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 플라스틱 수전이음쇠 2 : 수전티이

3, 3a: 푸쉬핏 체결나사 4, 4a: 푸쉬핏 접합구

5 : 수전금구연결구 6 : 소케트

7 : 테이퍼 암나사 8 : 요철부

9 : 후관체부 10 : 절개부

11: 공기포켓 12, 12a : 고정날개

13, 13a : 고정구 14 : 수전엘보우

15: 부분 테이퍼 금속 암나사 16, 16a : 플라스틱 테이퍼 암나사

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 플라스틱 수전이음쇠(1)는 사용목적에 따라 수전티이(2) 형상과 수전엘보우(14) 형상의 2종으로 첨부한 도면을 참조하여 수전티이(2)에 대한 구성 및 작용의 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안에 의한 폴리부틸렌관 수전금구 연결 플라스틱 수전이음쇠(1)인 수전티이(2)의 단면도로 2방향 끝단 외경에 푸쉬핏 체결나사(3,3a)가 형성하고 내경에는 푸쉬핏 접합구(4,4a)가 구성되어 폴리부틸렌관 접합구로 사용되며 중간돌출부를 수전금구 연결구(5)로 사용하는 식의 형상으로 고분자 플라스틱을 사출성형하여 제작하기 때문에 저렴한 원자재와 생산성이 높아 경제성을 가지게 되고 금형과 금형코아로 푸쉬핏 체결나사(3,3a)와 푸쉬핏접합구(4,4a)를 제조하여서 항상 일정한 규격의 치수로 제작되는 장점이 있다.

상기의 수전금구 연결구(5) 내주에는 도 4와 도 5에서 같은 금속제(황동) 소케트(6)를 금형에 사전 조합시킨 후 플라스틱 수전이음쇠(1)를 사출성형하여 제조하는데, 소케트(6)는 내주면에 관용의 테이퍼 암나사(7)가 형성되었고, 테이퍼 암나사(7) 외경에는 다수개의 요철부(8)가 구성하며 테이퍼 암나사(7) 후단을 후관체부(9)로 하여 후단부에서 시작하여 축방향으로 +자 형상으로 절개부(10)가 형성하는 식으로 구성되어있다.

배관되어진 플라스틱 수전이음쇠(1)의 수전금구 연결구(5)에 성형조합하고 있는 소케트(6)의 테이퍼 암나사(7)와 수전금구에 구성하고 있는 테이퍼 숫나사가 나사접속배관을 하면 테이퍼 암나사(7)에는 회전토르크에 의한 응력이 발생하게 되고, 플라스틱 사출품인 플라스틱 수전이음쇠(1)와 소케트(6)는 화학적 결합이나 기계적 접합이 아닌 두 물질간이 단순한 밀착,압압된 상태이므로 응력에 의해 소케트(6)가 조금만 움직이더라도 누수 발생원인이 된다.

이와같이 문제를 해결하는 본 고안의 소케트(6)는 소케트(6) 외경에 형성한 요철부(8) 굴곡이 플라스틱 몸체 살부분과 맞닿는 표면적을 넓게 하면서 밀착,압압 강도를 높이게하고, 소케트(6)의 후관체부(9)에 형성한 +자 형상의 절개부(10)로 충진된 플라스틱 살은 회전토르크 응력이 발생하더라도 충진되어진 플라스틱 살이 깨어지기 전에는 소케트(6)가 움직일 수 없어 소케트(6)는 성형조합이 된 초기 상태의 위치에서 밀착,압압이 유지되어 누수를 방지하게 한다.

도 2는 플라스틱 수전이음쇠(1)의 측단면도로 수전티이(2)를 수평으로 하여 푸쉬핏 접합구(4,4a)와 수전금구 연결구(5)가 분기되는 중심부 몸체의 상향방향으로 일측이 돌출하여 공기포켓(11) 공간부가 형성한다.

앞서 설명하였듯이 수전티이(2)는 수평으로 배관이 되고 또한 배관 파이프보다는 높은 위치에 설치가 되므로 플라스틱 수전이음쇠(1)인 수전티이(2)의 푸쉬핏 접합구(4,4a)와 수전금구 연결구(5)보다 상향방향으로 돌출한 공기포켓(11)으로 물보다 가벼운 개스가 모여지기 때문에 수전금구의 밸브가 열리더라도 돌출한 공기포켓(11)에 갇혀있는 개스는 즉시 물과 섞여 즉시 움직이지 않고 조금씩 서서히 물과 섞여 나오기 때문에 유수음을 방지할 수가 있으며 물의 흐름도 원할하게 할 수가 있다.

금속관과는 달리 모든 플라스틱관과 같이 폴리부틸렌관도 경도가 낮아서 무르기 때문에 휘어지기가 쉽다.

수전금구는 각각의 필요한 장소에서 정해진 위치에 설치되기 때문에 관과 접합된 수전이음쇠가 움직이기 쉬운 상태에서 정해진 위치를 벗어나서 콘크리트나 몰타르에 묻히게되면 재시공 등 어려움을 가지게 된다.

이에 본 고안은 도 3에서와 같이 수전금구 연결구(5)의 외경에 고정날개(12,12a)가 구성한 후 고정날개(12,12a) 중심에 고정구(13,13a)를 형성하여 치구(나무, 금속 등)한후 고정구(13,13a)에 못이나 철사 등으로 고정하여 플라스틱 수전이음쇠(1)가 정위치에서 고정한 채 콘크리트나 몰타르에 묻히도록 하는 것이다.

상기의 소케트(6) 내주면에 구성하는 관용의 테이퍼 암나사(7)는 도 6에서와 같이 나사를 이루는 위치에 중심부 일부에만 나사가 형성하는 부분테이퍼 금속 암나사(15)를 형성하게 한후 플라스틱 수전 이음쇠(1)에 조합하여 성형을 할 때 도 7에서와 같이 중심부 부분 테이퍼 금속 암나사(15)와는 선단과 후단에서 부분 테이퍼 금속 암나사(15)와 연결되는 플라스틱 테이퍼 암나사(16,16a)를 형성하여 규격길이의 관용 테이퍼 암나사(7)를 구성하게하면 나사배관시 실링제로 사용하는 테프론 테이프나 면테이프가 수전금구 숫나사 외측에 여러번 감기어서 테이퍼 암나사(7)에 체결이 될 때 선단과 후단에 형성한 연질의 나사와 이와 연결하고 있는 기계적 강도가 큰 금속나사에 의해 실링제가 고루분포되어서 나사배관시 과도한 힘을 주지 않든가 완전나사 결합이 이루어지지 않더라도 나사결합부의 누수를 극소화 할 수가 있다.

도 8은 일편을 폴리부틸렌관 푸쉬핏 접합구(4)로 하고 일편을 수전금구 연결구(5)로 한 형상의 플라스틱 수전이음쇠(1)중 하나인 수전엘보우(14)는 수전엘보우(14)가 푸쉬핏 접합구(4)를 하향방향으로 하고 급수관과 연결배관을 하게되어 수전금구 연결구(5)보다 높은 위치가 되는 푸쉬핏 접합구(4)와 대칭하는 수전엘보우(14) 상단부에 공기포켓(11)의 공간부를 형성하게된다.

본 고안의 플라스틱 수전이음쇠(1)인 수전엘보우(14) 구성과 작용은 상기에서 설명한 수전티이(2)와 같으므로 생략한다.

본 고안은 폴리부틸렌관의 금속제 수전이음쇠를 플라스틱 수전이음쇠로 제조하게되면서 저렴한 원자재와 푸쉬핏 접합구의 가공을 생략하고, 생산성 등을 높이므로서 경제성을 높이는 동시에 금형의 코아에 의해 푸쉬핏 접합구가 규격치수로 정밀하게 제조되어 누수 하자빈도를 줄이고, 수전이음쇠 몸체에 공기포켓을 구성하므로서 유수음을 차단하고, 중량이 가벼운 플라스틱 수전 이음쇠가 되어서 건축물에 부하하중을 경감하는 효과를 가지도록 한다.

Claims (4)

1. 양단의 외경에 푸쉬핏 체결나사(3,3a)와 내주면에 푸쉬핏 접합구(4,4a)가 형성하고 돌출부를 수전금구 연결구(5)로 하는 티이자 형상의 폴리부틸렌관의 수전금구 연결 플라스틱 수전이음쇠(1)에 있어서 수전금구 연결구(5) 내주면에는 금속재로 내주면에 테이퍼 암나사(7)가 형성하고 테이퍼 암나사(7) 외경부에 다수개의 요철부(8)가 형성을 하며 몸체 후단을 후관체부(9)로 하여 끝단에서 시작하여 축방향으로 +자로 절개된 절개부(10)가 형성한 소케트(6)가 조합되었고, 수전금구 연결구(5) 외경에는 고정날개(12,12a)와 고정구(13,13a)가 구성을 하고 플라스틱 수전 이음쇠(1)를 수평으로하여 푸쉬핏 접합구(14,14a)와 수전금구 연결구(5)가 분기하는 중심부 몸체 일측이 상향방향으로 돌출되는 공기포켓(11)이 형성되어진 것을 특징으로하는 폴리부틸렌관의 수전금구 연결 플라스틱 수전이음쇠
2. 제 1항에 있어서, 상기의 테이퍼 암나사(7)는 중간일부가 부분 테이퍼 금속 암나사(15)이고 선단과 후단이 플라스틱 테이퍼 암나사(16,16a)로 연결,조합되어 일단을 이룬 테이퍼 암나사(7)가 형성한 것을 특징으로 하는 폴리부틸렌 관의 수전금구 연결 플라스틱 수전이음쇠
3. 제 1항에 있어서, 일단에 푸쉬핏 체결나사(3)와 푸쉬핏 접합구(4)가 구성되고 일단은 소케트(6)가 조합된 수전금구 연결구(5)로 구성되는 엘보우 형상으로 푸쉬핏 접합구(4)와 대칭한 상향방향 끝단에 공기포켓(11)이 형성하는 것을 특징으로하는 폴리부틸렌관의 수전금구 연결 플라스틱 수전이음쇠
4. 제 1항에 있어서, 양단에 푸쉬핏 체결나사(3,3a)와 푸쉬핏 접합구(4,4a)가 구성되고 돌출부 일단은 소케트(6)가 조합형성한 급수관 연결구(5)로 구성되는 티이자 형상인 것을 특징으로하는 폴리부틸렌관의 수전금구 연결 플라스틱 수전이음쇠