KR200272385Y1 - 보강부재가 일체로 형성된 엘보우파이프 - Google Patents

Abstract

본 고안은 보강부재가 일체로 형성된 엘보우파이프에 관한 것으로, 더 상세하게는 이송에 의한 충격하중 및 마찰력이 전달되어 파손이 발생될 수 있는 부분을 다른 고강도 재질의 금속으로 형성한 엘보우파이프에 관한 것이다.

상기 엘보우파이프는, 곡관부와, 상기 곡관부의 곡률반경이 큰 외곡부 일부에 고강도 재질의 보강부재가 일체로 형성되었다. 또한, 상기 보강부재의 외주면은 요철로 형성되어 상기 곡관부를 형성하는 용융금속에 의해 그 접면과 긴밀하게 교착되어 있으며, 상기 교착되는 곡관부의 외주면에는 융기된 돌출턱을 더 형성되어있다.

이와같이 구성되는 본 고안은, 곡관부 파손의 주원인인 마모홈의 형성을 지연시키기 위해 주 파손부분을 내마모성과 강인성을 향상한 재질의 보강부재로 형성한 것으로, 강화된 금속 재질을 부분 적용하여, 전체를 강화된 금속으로 형성한 엘보우파이프와 동일한 효과를 얻는 것이 가능하며, 엘보우파이프의 사용시간을 연장하고, 설치비를 감할 수 있는 엘보우파이프의 제공이 가능하다.

Description

보강부재가 일체로 형성된 엘보우파이프{ELBOW-PIPE CONTAINING REINFORCEMENT}

본 고안은 쉽게 마모되는 일부면을 강화시킨 엘보우파이프에 관한 것으로, 더 상세하게는 이송에 의한 충격하중이 전달되어 파손이 발생될 수 있는 부분을 다른 고강도 재질의 금속으로 형성한 엘보우파이프에 관한 것이다.

일반적으로 고체, 액체, 기체등의 원료를 이송하는 과정에서 상기 원료의 진행방향에 변화를 주기 위해 45°, 60°, 90°등으로 각이진 엘보우파이프가 많이 사용되고 있다. 상기 직선으로 이동하는 원료는 엘보우 파이프에 의해 그 진행방향이 변화하게 되는데, 이때 원료는 상기 엘보우파이프의 내측일면에 충돌하게 된다. 그러므로, 일정시간이 지나면 엘보우파이프의 내측일면은 충격마찰로 인한 마모홈이 서서히 형성되고, 상기 마모홈이 일정크기 이상이 되면, 이송물질이 상기 마모홈과 직각으로 부딪치는 경우가 심하게 발생하게 된다. 따라서, 관체에 전달되는 충격하중이 커짐에 따라 마모홈의 생성이 더욱 활발해지게 되고, 피로균열 또는 마모에 의한 관통공이 형성되어 더 이상 사용할 수 없는 문제점이 발생하게 된다.

상기 문제점을 해소하기 위해 종래에는 도 6a에 도시된 바와같이 관 자체에 편심을 주어 충격이 전달되는 엘보우파이프(70)의 면을 두껍게한 보강면(71)을 형성하는 방법과, 도 6b에 도시된 충격이 전달되는 엘보우파이프(80)의 외부면에 금속판인 보강부재(81)를 덧붙이는 방법을 사용하고 있다.

그러나, 상기 두 방법은 충격하중이 전달되는 엘보우파이프의 면을 다른 면보다 두껍게 형성하여 마모에 의한 파손시간은 어느정도 지연 할 수 있으나, 같은재질의 금속을 사용함에 따라 마모홈의 생성 및 확장과 피로균열 발생은 억제하지 못하였다.

물론, 고강도 재질의 금속을 사용하여 관체를 제작 사용하면 되지만, 일부분의 파손을 지연시키기 위해 엘보우파이프의 전체를 고비용의 금속으로 제조하여야 되는 단점이 있다.

이에 본 고안은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,

엘보우파이프의 주파손 부위만을 고강도의 금속으로 형성하여 적은 비용으로 엘보우파이프의 강도와 수명을 연장시키는 제품의 생산 및 제공을 목적으로 한다.

도 1은 본 고안의 엘보우파이프를 도시한 사시도.

도 2a, 2b, 2c는 일예의 제작단계를 도시한 평면도.

도 3은 본 고안의 실시예를 도시한 단면도.

도 4는 본 고안의 다른 실시예를 도시한 단면도.

도 5는 본 고안의 또다른 실시예를 도시한 단면도.

도 6a, 6b는 종래의 엘보우파이프를 도시한 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 엘보우파이프 20 : 곡관부

21 : 돌출턱 30 : 보강부재

31 : 쐐기형돌기 32 : 후크형돌기

33 : 웨브 34 : 플랜지

40 : 주물사 41 : 주형공간

70, 80 : 종래의 엘보우파이프 71 : 보강면

81 : 종래의 보강부재

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 엘보우파이프는,

곡관부와, 상기 곡관부의 곡률반경이 큰 외곡부의 일부에 고강도 재질의 보강부재가 일체로 형성되었다.

상기 엘보우파이프는, 다른 각으로 설치된 직선형관을 서로 연결하는 이음관으로 보통 곡률반경이 현저히 작은 것을 말하지만, 본 명세서에서는 곡률반경에 상관없이 일정한 각이 형성한 관체를 통칭한다. 또한, 상기 다른 관과의 연결은 플랜지를 이용할 수도 있고, 각 관에 나사산을 형성하여 결합할 수도 있다.

또한, 상기 보강부재란, 넓게는 특수한 재질이나 가공법으로 성형한 모든 금속부재를 말하고, 좁게는 일반적으로 사용되는 합금 및 특수철을 말한다. 즉, 좁은 의미에서는 강인성과 내부식성을 향상시키기 위해 니켈을 첨가하거나, 내마모성을증가하기 위해 크롬과 망간을 첨가한 합금 및, 마그네슘, 세륨, 칼슘이 첨가된 구상흑연주철등의 특수철을 말하는 것이다.

그리고, 보강부재가 위치하는 면은, 직선으로 이송되는 물질이 엘보우파이프의 형상에 따라 그 진행방향이 변하는 과정에서 원심력에 의해 외부로 밀려나 부딪쳐 파손되는 엘보우파이프의 면을 말한다.

상기 보강부재는 곡관부를 성형하기 위한 주형에 미리 삽입 고정하며, 용융된 금속을 주입한 후 응고시키는 방법으로 일체화 시킨다.

한편, 본 고안은 보강부재의 외주면을 요철로 형성하여 상기 곡관부와의 접면과 긴밀하게 교착시킨다.

상기 외주면이란, 곡관부를 형성하는 금속과 접하는 부분으로, 쐐기 또는 후크등의 형상으로 형성 할 수 있다. 상기 두 재질의 경계면을 요철로 형성하는 것은 결합력을 높이기 위해 접착면적을 증가시키는 이유도 있지만, 두 금속이 분리되었을 때 보강부재가 곡관부 내부의 압력으로 비산되거나 떨어지는 것을 방지하기 위함이다.

또한, 상기 보강부재가 교착되는 부분의 곡관부에는 외부로 융기된 돌출턱이 더 형성되어, 응고되는 시간을 지연시켜 곡관부과 보강부재의 결합력을 향상시킨다.

본 고안의 보강부재가 일체로 형성된 엘보우파이프는 공간형성단계, 보강단계, 주입단계로 제조된다.

도 2a, 2b, 2c는 주물사를 이용하여 주조하는 방법을 도시한 것이다. 물론 주조하는 방법은 여러가지가 있으나, 본 명세서에서는 가장 기본적인 주물사를 이용한 방법으로 설명하겠다.

상기 공간형성단계는, 도2a에 도시된 바와같이 주물사(40)로 채워진 방에 곡관부가 형성될 공간을 만드는 주형공간(41)을 형성하는 단계이다. 또한 보강단계는, 도 2b에 도시된 바와같이 강성, 내마모성을 증강시키는 보강부재(30)를 곡관부의 주파손부위가 위치하는 주형공간(41)에 삽설하는 단계이며, 주입단계는, 도 2c에 도시된 바와같이 상기 주형공간에 용융된 금속을 주입하여 엘보우파이프(10)를 형성하고, 상기 주물사를 제거하는 단계이다.

또한, 상기 보강단계 이전에 보강부재 제조단계와 보강부재 가열단계를 추가 할 수 있다. 상기 보강부재 제조단계는 곡관부의 주파손부위에 삽설되는 보강부재(30)를 미리 제조하는 것이며, 상기 제조단계에서 곡관부가 접하는 보강부재의 경계면을 요철(이형)로 형성할 수 있다. 그리고, 상기 가열단계는, 보강부재를 주형공간에 삽설하기 전에 주입단계에서 주입되는 용융금속과의 결착력을 향상시키기 위해 보강부재의 경계면을 미리 가열하여 삽설하는 단계이다. 상기 보강부재의 경계면을 가열하는 것은 용융된 금속이 주입되었을 때 급속히 냉각되는 것을 방지하는 것이며, 서서히 냉각됨에 따라 곡관부(20)와 보강부재(30)의 교착이 잘 이루어지도록 한 것이다. 또한 냉각되는 시간을 지연시키기 위해 두 재질의 경계면에 위치하게되는 곡관부의 일측에 돌출턱을 더 형성할 수 있다.

도 1은 본 고안의 보강부재가 일체로 형성된 엘보우파이프를 도시한 사시도이다. 도시된 곡관부(20)의 돌출턱(21)은 성형시 열의 냉각시간을 지연시키기 위해 형성한 것이다. 따라서, 냉각시간을 지연시키는 다른 수단을 이용한다면 없어도 무방하다. 상기 돌출턱(21)이 없을 경우 본 고안의 엘보우파이프(10)는 일반 엘보우파이프와의 외형에는 차이가 없다.

실시예 1

도 3에 도시된 바와같이, 곡관부(20)와 접하는 보강부재(30)의 면에, 상기 곡관부로 삽입되는 쐐기형 돌기(31)를 형성한 것이다. 상기 두 재질은 성형 당시에 고온의 열을 유지하여 서로 교착이 잘 되도록 한 것으로, 상기 보강부재의 쐐기형 돌기(31)는 곡관부(20)와의 접면을 넓게 형성하여 교착되는 면을 증가시켜 결합력이 향상되도록 한 것이다.

또한, 상기 두 재질의 교착되는 부분에 경계면이 형성되어 결합력이 떨어져도, 곡관부(20)가 보강부재의 쐐기형 돌기(31)를 파지하고 있으므로, 보강부재(30)가 외부로 떨어지거나 비산되는 것을 방지한다.

상기 보강부재(30)의 쐐기형 돌기(31)는 곡관부(20)의 내부로 돌출 형성되고 있으나, 보강부재(30)의 내부로 들어가는 쐐기형의 홈으로 형성할 수도 있다.

실시예 2

도 4에 도시된 바와 같이, 곡관부(20)와 접하는 보강부재(30)의 면에, 상기 곡관부(20) 내부로 삽입되는 웨브(33)를 형성하였고, 상기 웨브(33)의 단부에는 플랜지(34)를 대양되게 형성하였다.

실시예3

도 5에 도시된 바와같이, 곡관부(20)에 접하는 보강부재(30)의 면에, 상기 곡관부(20)로 삽입되는 후크형 돌기(32)를 형성한 것이다.

상기 첨부된 도면과 도면의 설명은 본 고안을 설명하고자하는 예일 뿐이며, 본 고안이 속하는 기술분야의 통상적인 전문가가 본 도면 및 상세한 설명을 참조하여 개량할 수 있는 적절한 변형도 본 고안의 범위에 속하는 것은 당연할 것이다.

본 고안의 엘보우파이프는, 곡관부 파손의 주원인인 마모홈의 형성을 지연시키기 위해 주 파손부분을 내마모성과 강인성을 향상한 재질의 보강부재로 형성한 것이다.

따라서, 본 고안은 강화된 금속 재질을 부분 적용하여, 전체를 강화된 금속으로 형성한 엘보우파이프와 동일한 효과를 얻는 것이 가능하다. 또한, 두 재질 경계면의 결합력이 떨어져 보강부재가 곡관부에서 탈거되는 현상을 방지하기 위하여, 두 재질의 경계면을 요철로 형성하는 등; 엘보우파이프의 사용시간을 연장하고, 설치비를 감하며, 작업의 안전을 고려한 엘보우파이프의 제공이 가능하다.

Claims (3)

1. 엘보우파이프에 있어서,

   곡관부와;

   상기 곡관부의 곡률반경이 큰 외곡부 일부에 고강도 재질의 보강부재;가 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 보강부재가 일체로 형성된 엘보우파이프.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 보강부재의 외주면은 요철로 형성되어 상기 곡관부와의 접면과 긴밀하게 교착되는 것을 특징으로 하는 보강부재가 일체로 형성된 엘보우파이프.
3. 제 1항 또는 2항에 있어서,

   상기 보강부재와 교착되는 곡관부의 외주면에는 융기된 돌출턱이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 보강부재가 일체로 형성된 엘보우파이프.