KR200246859Y1 - 열수축 연결관 - Google Patents

Abstract

본 고안은 합성수지관을 비롯한 각종 관체의 연결시공에 사용되는 열수축 연결관의 구조개선에 관한 것이다.

본 고안은, 관체(1)(1')의 연결시공에 사용되는 열수축 연결관으로서 통상의 합성수지로 이루어진 내층(11)과, 내층(11)에 비해서 상대적으로 얇은 두께를 가지며 화학가교된 외층(12)이 일체로 형성된 2중층으로 이루어진 관벽구조를 구비하며, 내층(11)의 내주면 양측으로는 적어도 한개씩의 밴드상 접착층(13)이 도포되고, 압출성형후 물리적으로 확관되어 열적으로 불안정한 상태로서 가열에 의해 수축되는 특성을 지닌다.

본 고안은 통상의 합성수지로 이루어진 내층과 화학가교된 상대적으로 얇은 외층이 일체로 형성된 단관 형태의 원통형 관체로서 그 내면의 양측에는 밴드상의 접착층이 도포되어 있어 연결하고자 하는 양 관체를 삽입한 후 가열함에 의해서 관체의 연결이 이루어지는 특성을 지닌 것으로, 상대적으로 두터운 두께를 유지하는 내층이 일반적인 수지로 이루어져 있음으로 해서 종래의 시트나 슬리브 전체를 조사가교나 화학가교한 열수축 제품에 비해서 제조단가가 훨씬 낮다는 장점과 함께 원통형 단일체로 이루어진 본 고안의 열수축 연결관만으로 관체의 연결이 이루어짐으로써 종래의 열수축 시트 및 연결밴드를 이용한 관연결 방식에 비해서 손쉽게 연결작업이 이루어지며 구성부재의 단일화를 통해서 연결구조의 단순화를 도모할 수 있는 효과가 있다.

Description

열수축 연결관 {Heat-shrinkable connecting pipe}

본 고안은 합성수지관을 비롯한 각종 관체를 서로 연결하는 데 사용되는 연결관에 관한 것으로, 보다 자세하게는 연결관의 관벽을 일반적인 합성수지로 이루어진 내층과 가교결합된 외층으로 이루어진 2층구조로 형성하여 직경방향으로 연신하고 내주면의 양측으로 적어도 한 곳씩에 접착층을 도포함으로써 관체의 연결작업시 관체의 양 연결단부 외측에 위치하는 열수축 연결관을 가열하는 작업만에 의해 관연결부의 수밀성과 내압강도가 확보된 가운데 연결이 이루질 수 있도록 한 열수축 연결관에 관한 것이다.

일반적으로 합성수지나 금속등의 재질로 이루어진 관체는 일정한 길이를 갖는 규격제품으로 제조되어 출하되고, 그 출하된 관체는 시공 현장에서의 연결작업을 통해서 하나의 연속된 배관(pipe line)을 구성하게 된다.

특히, 상,하수도관이나 배수관을 비롯한 전선 보호관등의 경우에는 지중에 매설시공됨에 따라 지중에서 일정한 길이의 단관을 서로 연결하는 데는 많은 인력과 시간을 요구하게 되고, 또한 이와같은 연결작업시에는 무엇보다도 관체 연결부에서의 완벽한 수밀성(또는 기밀성)과 충분한 내압강도가 유지될 수 있도록 하여야 할 것이다.

도1은 종래 관 연결구조의 대표적인 일예를 보인 일부절결 정면도이고, 도2는 도1의 연결구조에 사용되는 구성부재로서의 열수축 시트를 보인 사시도로서, 이에 의거하여 종래 관 연결방식 및 구조를 살펴보면 다음과 같다.

도시된 바와같이, 종래의 관 연결구조는 연결대상 관체(1)(1')의 단부를 서로 맞대어 관체의 길이방향을 따라 일직선 상태가 유지되도록 한 다음 그 연결단부의 외주면상에 열수축 시트(2)를 감아 붙이고 다시 그 외주면에 연결밴드(3)를 둘러씌워 체결볼트(3a) 고정하는 구조로 이루어져 있다.

이때, 상기 열수축 시트(2)는 그 내면의 전체 표면에 걸쳐서 접착층(4)이 도포되어 있어서 관체(1)(1')의 외주면과 열수축 시트(2)가 그 접착층(4)에 의해서 완전하게 밀착접착이 이루어지도록 함으로써 관체 연결부의 수밀성이 확보되도록 하는 역할을 하게 된다.

그리고, 상기 열수축 시트(2)의 외주면에 복개되는 연결밴드(3)는 비교적 두터운 두께를 구비하여 일정치 이상의 자체 강도를 지님에 따라 관체 연결부에의 체결시 그 연결부의 강도를 유지시켜 줌과 아울러 안쪽의 열수축 시트(2)가 관체(1)(1')의 외주면에 압착상태로 밀착접착되도록 함으로써 수밀성 또는 기밀성이 보다 확실하게 유지되도록 하는 역할도 겸하게 된다.

한편, 상기 열수축 시트(2)는 일정한 온도이상으로 가열되면 수축이 일어나는 특성을 지니고 있는 것으로, 이와같은 특성을 이용하여 관체에 대한 연결시공을 할 때에는 관체의 연결부상에 열수축 시트(2)를 감아붙인 상태에서 토치 램프등으로 가열을 행하여 열수축 시트의 수축이 일어나도록 함으로써 관체의 연결부 외주면상에 열수축 시트가 긴밀하게 밀착접촉되도록 하고 있다.

이와같이 관체의 연결에 사용되는 종래 열수축 시트는 도2의 (가) 및 (나)에도시된 바와같이 유연한 시트상으로 성형되어 사용되거나 원통형의 슬리브로 제작되어 사용되는 바, 이러한 열수축 시트나 열수축 슬리브의 특성을 보다 자세하게 살펴보면 다음과 같다.

열수축성 제품은, 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌을 비롯한 중합체성 고분자 물질로 이루어진 시트나 슬리브에 대하여 방사선을 조사(irradiation)하거나 수지 원료의 배합시 가교제를 첨가하여 분자간에 공유결합상태로 되어 가교 결합이 이루어지도록 한 후 가교 결합된 중합체를 결정용융온도(crystalline melting point) 또는 연화점(softening point) 이상의 온도로 가열하여 변형시키고 변형된 상태로 냉각시킴에 의해서 제조되는 데, 이러한 제품은 열적으로 불안정한 상태에 있기 때문에 가열을 하게 되면 원래의 열안정한 상태로 돌아오면서 변형 이전의 상태로 복원되는 특성을 나타내게 된다.

상기 열가소성 중합체에 가교 결합이 이루어지도록 함에 있어서 방사선을 조사하는 방식의 가교는 통상 조사가교라 불리워지며, 그라프트화된 가수분해성 실란군등으로 이루어진 화학적 첨가제를 가교제로 첨가하는 방식의 가교는 화학가교로 불리워지고 있다.

그리고, 종래의 열수축성 시트(또는 슬리브)는 그 단면구조에 따라 도2의 (가)에 도시된 것과 같이 열가소성 중합체만으로 이루어지고 상대적으로 그 두께가 얇은 형태와, 도2의 (나)와 같이 날줄방향의 열수축성 필라멘트(a)와 씨줄방향의 유리사(b)로 이루어진 직물이 열가소성 중합체 매트릭스(c)에 완전히 매설된 적층체 구조로 구분되어 진다.

그런데, 상기와 같은 수축성 시트나 슬리브를 사용하여 도1과 같은 방식으로 관체를 연결하는 구조에 있어서는 다음과 같은 여러가지의 문제점이 지적되고 있다.

첫째, 내주면 전체에 접착층(4)이 형성된 열수축 시트(2)를 관체(1)(1')의 연결부에 감아붙인 상태에서 열수축 시트(2)를 가열하여 수축이 일어나도록 하는 과정에서 접착층(4)을 형성하고 있는 접착제가 녹아서 양 관체(1)(1')의 단부에 형성된 틈새로 흘러들어 관체의 연결부 내주면 안쪽으로 접착제가 돌출된 채로 경화됨으로써 관로 내부를 흐르는 유체에 대한 저항수단으로 작용하여 유체의 원활한 유동을 방해하게 된다.

둘째, 통상 열수축 시트나 슬리브는 얇은 두께와 유연성 재질로 이루어져 있음으로 해서 열수축 시트만으로서는 관체 연결부에 대한 충분한 내압강도를 확보할 수 없기 때문에 그 외주면에 도1에서와 같이 별도의 연결밴드(3)를 부가적으로 결합시켜야 하기 때문에 관체의 연결시공 작업에 많은 시간과 노력을 필요로 하며, 또한 구조적으로 복잡하다.

셋째, 방사선 빔에 의한 조사가교나 가교제 첨가에 의한 화학가교시 가교비용이 매우 높기 때문에 열수축 시트나 슬리브가 고가이다. 일예로 조사가교시에는 3 내지 7메가라드(Mrads)의 방사선을 조사하여 가교결합이 이루어지도록 하게 되는 데, 이때 사용되는 장치가 매우 고가이고 취급에 상당한 주의를 요하며, 또한 일회에 조사처리를 할 수 있는 용량이 한정되어 있기 때문에 가교비용의 증가를 피할 수 없는 실정이다.

본 고안은 상기 종래의 열수축 시트나 슬리브를 이용한 관 연결 구조에서 지적되고 있는 상기의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 연결관의 관벽을 일반적인 합성수지로 이루어진 내층과 화학가교된 외층으로 이루어진 2층구조로 형성하여 직경방향으로 연신하고 내주면의 양측으로 적어도 한 곳씩에 접착제층을 도포함으로써 관체의 연결작업시 관체의 양 연결단부 외측에 위치하는 열수축 연결관을 가열하는 작업만에 의해 관연결부의 수밀성과 내압강도가 확보될 수 있도록 한 열수축 연결관을 제공하는 데 목적을 두고 있다.

본 고안의 다른 목적은 연결관 자체의 두께를 충분히 두텁게 형성함으로써 연결부의 내압강도 보강을 위한 별도의 연결밴드등을 필요로 함이 없이 단순히 연결관만에 의해 연결부의 충분한 내압강도가 확보된 가운데 관체의 연결작업이 이루어질 수 있도록 한 열수축 연결관을 제공하는 데 있다.

본 고안의 다른 목적은 연결관의 내면중 중앙부로부터 일정한 거리만큼 떨어진 위치의 양편에 일정폭의 접착층을 형성함으로써 연결관의 가열시 접착제가 관체의 단부 사이에 형성된 틈새로 흘러드는 것을 방지하여 연결시공된 관로를 흐르는 유체의 원활한 유동이 이루어질 수 있도록 하고자 함에 두고 있다.

도1은 종래 관연결 구조를 보인 일부절결 정면도.

도2의 (가),(나)는 종래 관연결시에 사용되는 열수축 시트에 대한 사시도.

도3은 본 고안의 일실시예 열수축 연결관에 대한 사시도.

도4는 도3의 연결관에 대한 종단면도.

도5는 본 고안의 연결관을 이용한 관연결 구조의 연결전 상태에 대한 분해사시도.

도6 및 도7은 본 고안의 연결관을 이용한 관연결 구조를 보인 것으로,

도6은 일부절결 정면도이고,

도7은 사시도이다.

(( 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ))

1, 1'. 관체 10. 연결관

11. 내층 12. 외층

13. 접착층

본 고안의 상기 목적은, 소정 길이를 갖는 원통형 직관 형태의 연결관으로서 그 연결관의 관벽은 통상의 합성수지로 이루어진 내층과 통상의 합성수지에 가교제가 첨가되어 화학가교된 외층이 일체로 형성되고, 연결관의 내면 양편으로는 적어도 한개씩의 밴드상 접착제층이 도포된 구조에 의해서 달성된다.

이때, 상기 연결관은 내층과 외층을 형성하기 위한 두대의 압출기를 통해서 2중층의 관벽구조를 갖는 원통형 관체로 성형되며, 이와같이 성형된 관체는 별도의 확관장치를 통해서 소정온도로 가열된 상태에서 직경이 증가되도록 하는 물리적인 확관작업을 거치게 된다.

상기 연결관을 구성하는 내층과 외층의 재질은 열가소성을 갖는 일반적인 수지로서, 예를 들면 폴리에틸렌(PE)이나 고밀도폴리에틸렌(HDPE)등을 들 수 있다.

본 고안의 고안자는 일반적인 열가소성 수지의 경우에 있어서도 가교결합을 행하지 않은 상태에서 소정온도에서 물리적인 힘을 가하여 변형시킨 후 변형된 상태로 냉각시키게 되면 열적으로 불안정한 상태가 되어 이후에 열이 가해지는 경우 원래의 상태로 복원되는 특성을 지니고 있음에 착안하여 본 고안을 완성하기에 이르렀다.

본 고안의 상기 열수축 연결관은 대구경의 지중 매설용 합성수지관의 연결시공시에 특히 적합하다.

본 고안의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에따른 작용효과에 대한 자세한 사항은 본 고안의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 아래의 상세한 설명에 의해서 보다 명확하게 이해될 것이다.

먼저, 도3은 본 고안의 일실시예 열수축 연결관의 외관을 보인 사시도이고, 도4는 도3의 연결관에 대한 종단면도이다.

도시된 바와같이, 본 고안의 열수축 연결관(10)은, 소정길이를 갖는 원통형 직관 형태를 띠고 있으며, 그 관벽은 통상의 합성수지로 이루어진 내층(11)과, 내층(11)에 일체로 형성되고 가교제의 첨가에 의해서 화학가교된 외층(12)로 이루어지며, 연결관(10)의 중앙을 중심으로 그 양편의 내주면상에는 적어도 한개씩의 밴드상 접착층(13)이 도포된 구조로 이루어져 있다.

이때, 상기 내층(11)의 두께(T)는 외층(12)의 두께(t)에 비해서 두터운 두께를 유지하도록 성형되는 데, 외층(12)의 두께(t)는 내층 두께(T)의 1/3 내지 1/10 정도범위를 유지하도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 열수축 연결관(10)은 변형된 상태를 전제로 하고 있는 것으로, 이러한 변형은 별도의 확관장치를 이용하여 관체의 직경이 증가되도록 물리적인 외력을 가함에 의해서 일어나며, 이러한 확관작업은 관체가 어느 정도 이상으로 가열된 상태에서 행해지게 되는 데, 그 가열방식은 확관과정에서의 물리적인 마찰에 의해서 발생되는 마찰열과 별도의 가열원을 통한 가열이 병행되어 사용될 수 있을 것이다.

이와같이, 확관된 상태의 열수축 연결관(10)은 열적으로 불안정한 상태에 있으므로 해서 다시 열이 가해지는 때에는 관체의 직경이 축소되는 방향으로 수축되는 특성을 지니게 된다.

본 고안의 열수축 연결관(10)에서 관체의 외벽을 구성하는 외층(12)을 화학가교된 수지층으로 구성하는 이유는, 관체의 연결부에 본 고안의 열수축 연결관(10)을 위치시키고 토치 램프등으로 가열할 때 일반적인 수지의 경우에는 화염에 의해서 수지가 타는 현상이 발생하게 되나, 화학가교된 수지의 경우에는 난연성의 특성을 지니고 있음에 기인하는 것으로, 화염에 의해서 내층(11)이 타는 것을 방지하기 위한 보호층으로서의 역할을 하도록 하는 데 일차적인 목적을 두고 있다.

다음, 상기와 같은 구조로 이루어진 본 고안의 열수축 연결관(10)을 이용하여 관체를 연결하는 과정을 도5 내지 도7에 의거하여 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 도5는 관체 연결전 상태의 사시도이고, 도6 및 도7은 연결시공된 상태의 관체 연결부에 대한 종단면도 및 사시도이다.

도시된 바와같이, 본 고안의 열수축 연결관(10)을 이용한 관체(1)(1')의 연결시공을 할 때에는 먼저 연결하고자 하는 관체(1)(1')의 일측에 열수축 연결관(10)을 삽입한 다음 나머지 관체를 반대편의 연결관에 끼워넣는다.

이때, 연결관(10)은 연결시공되는 관체(1)(1')의 직경보다는 약간 큰 직경을 갖는 것이 사용되어 진다.

이와같이 연결관(10)의 내부에 양 관체(1)(1')의 단부가 삽입되도록 함에 있어 양 관체의 접촉단부가 연결관(10)의 중심부에 위치하도록 한 상태에서 양 관체(1)(1')가 일직선 상태로 유지되도록 함과 아울러 별도의 지지목등으로 관체의 유동이 없도록 지지한 후 토치 램프등의 가열수단을 이용하여 연결관(10)의 외측을 가열하게 된다.

이와같이, 연결관(10)의 외부를 가열하게 되면, 열적으로 불안정한 상태에 있던 연결관(10)이 변형 이전의 원래 상태, 즉 확관 이전의 상태로 수축이 일어나게 됨으로써 연결관(10)의 내주면이 관체(1)(1')의 외주면에 압착상태로 밀착이 이루어지게 된다.

이와같은 연결관(10)의 수축과 병행하여 연결관(10)의 내주면에 도포된 접착층(13)이 녹아서 연결관(10)과 관체(1)(1') 사이를 접착시키게 되는 데, 이때 상기 접착층(13)은 양 관체(1)(1')의 연결단부로부터 일정한 간격을 두고 밴드상으로 형성되어 있기 때문에 어느정도의 번짐이 일어나더라도 액상의 접착제가 관체(1)(1') 단부 사이의 틈새(C)로까지 번지거나 그 틈새로 과도하게 흘러드는 것이 방지된다.

한편, 열수축 연결관(10)의 수축을 위해 토치 램프등으로 연결관의 외주면을 가열할 때 그 불꽃은 열에 강하고 타지않는 성질을 지닌 화학가교된 외층(12)에 근접하거나 접촉하므로서 열수축관(10)이 타거나 불규칙한 변형이 일어나는 것이 근본적으로 방지된다.

그리고, 열수축 연결관(10)에 대한 가열시에는 열수축 연결관의 중앙부로부터 외측을 향해서 토치 램프를 이동하도록 하여 열수축 연결관(10)과 관체(1)(1') 외주면 사이의 공기가 외부로 배출되도록 하는 것이 바람직하다.

이와같은 열수축 연결관(10)의 수축과 접착층(13)의 용융접착에 의해서 관체(1)(1')의 연결단부는 완전히 밀봉되어짐과 함께 열수축 연결관(10) 자체가 지니고 있는 충분한 강도에 의해서 연결부는 별도의 강도보강을 위한 연결밴드를 필요로 함이 없이 소정의 내압강도를 구비한 상태로 연결이 이루어지게 된다.

즉, 본 고안의 열수축성 연결관(10)은 종래 관체 연결시에 사용되는 열수측성 시트(또는 슬리브)와 연결밴드의 역할을 동시에 수행하게 된다.

상기 실시예에서는 본 고안의 열수축성 연결관(10)을 이용하여 원통형 직관을 연결하는 구조에 대하여 예시하고 있으나, 본 고안의 열수축성 연결관은 합성수지재관이나 금속재관으로서 그 표면형상이 직관인 것이외에 나선관 및 주름관을 피롯한 다양한 형태의 관체에 적용이 가능할 것이다.

이상에서 살펴본 바와같이, 본 고안의 열수축 연결관은 통상의 합성수지로 이루어진 내층과 화학가교된 상대적으로 얇은 외층이 일체로 형성된 단관 형태의 원통형 관체로서 그 내면의 양측에는 밴드상의 접착층이 도포되어 있어 연결하고자 하는 양 관체를 삽입한 후 가열함에 의해서 관체의 연결이 이루어지기 때문에 다음과 같은 여러가지의 장점과 효과를 지니고 있다.

첫째, 열수축 연결관에서 상대적으로 두터운 두께를 유지하는 내층이 일반적인 수지로 이루어져 있음으로 해서 종래의 시트나 슬리브 전체를 조사가교나 화학가교한 열수축 제품에 비해서 제조단가가 훨씬 낮다는 장점이 있다.

둘째, 원통형 단일체로 이루어진 본 고안의 열수축 연결관만으로 관체의 연결이 이루어짐으로써 종래의 열수축 시트 및 연결밴드를 이용한 관연결 방식에 비해서 손쉽게 연결작업이 이루어지며 구성부재의 단일화를 통해서 연결구조의 단순화를 도모할 수 있다.

셋째, 본 고안의 열수축 연결관은 그 내주면의 양편에 밴드상 접착층이 형성되어 있기 때문에 연결관의 가열에 의한 접착층의 용융시 그 용융된 접착제가 관체의 접촉단부에 형성된 틈새로 흘러들어 관로 내부를 흐르는 유체의 흐름을 저해할우려가 근본적으로 배제된다.

넷째, 본 고안의 열수축 연결관은 자체가 충분한 내압강도를 갖는 비교적 두터운 두께를 지니고 있기 때문에 연결부의 강도보강을 위해 별도로 연결밴드를 체결하거나 할 필요가 없다.

본 고안의 열수축 연결관은 상기와 같은 특징적인 장점과 특유의 효과를 나타냄에 따라 각종 합성수지 관체의 연결시에 유용하며, 특히 대구경의 지중매설용 합성수지관 연결작업시에 유용하게 활용될 것으로 기대되고 있다.

Claims (2)

1. 관체(1)(1')의 연결시공에 사용되는 연결관으로서, 통상의 합성수지로 이루어진 내층(11)과 내층(11)에 비해서 상대적으로 얇은 두께를 가지며 화학가교된 외층(12)이 일체로 형성된 2중층으로 이루어진 관벽구조를 구비하며, 압출성형 후 물리적으로 확관된 열수축관으로 이루어진 것을 특징으로 하는 열수축 연결관.
2. 제1항에 있어서, 상기 내층(11)의 내주면 양측으로는 적어도 한개씩의 밴드상 접착층(13)이 도포됨을 특징으로 하는 열수축 연결관.