KR20030044504A - 지역 난방용 배관 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지역 난방용 배관 방법에 관한 것으로서, 이를 위하여 본 발명은 지면에 소정의 깊이로 판 도랑으로 복수의 이중 강관을 용접에 의해 일정 길이 연결되게 한 관체가 소정의 간격으로 이격되게 하면서 다수의 관체가 매설되도록 하는 공정과; 도랑에 매설된 일측의 관체를 전기 예열기를 이용하여 전기적인 히팅에 의해서 예열하는 공정과; 예열한 일측의 관체의 양끝단부 일부를 남기고 토사로 되메움하는 공정과; 매립된 관체 및 상기 관체에 인접하여 매설되는 타측의 관체간 상호 마주보는 끝단부간을 전기적으로 연결하는 공정과; 상기 전기 예열기를 매립된 관체에 인접하는 타측의 관체에 연결하여 이 타측의 관체와 동시에 기매립된 관체의 일단부를 전기적인 히팅에 의해서 예열하는 공정과; 상호 마주보는 양 관체간 이격된 공간으로 동일 구경의 단관을 삽입시켜 용접에 의해 연결하는 공정과; 타측의 관체 끝단부 일부를 남기고 단관에 의해 용접된 양 관체를 토사로 되메움하는 공정으로 수행되도록 하므로서 다량의 온수를 준비하는데 따른 수고를 절감하고, 시공에 필요한 공기를 대폭적으로 단축시켜 시공 비용을 절감시키며, 배관(30)의 부식을 방지하므로서 결국 배관(30)의 내구력을 증강시키게 되는 특징이 있다.

Description

지역 난방용 배관 방법{Piping method for district heating}

본 발명은 지역 난방용 배관 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 지역 난방을 위해 지중 매설되는 배관을 전기적으로 열을 가해 강관의 전기적 저항에 의해 예열되게 하므로서 보다 간편하고 손쉬운 작업 공정을 제공하게 되는 지역 난방용 배관 방법에 관한 것이다.

일반적으로 지역 난방을 위해 지중에 매설되는 배관에는 이중 강관이 주로 사용된다.

강관은 재질적인 특성상 열에 의한 팽창을 하게 하므로 시공시 이를 미연에 감안하지 않으면 안된다.

즉 지역 난방을 위해서 배관으로는 고온(약115℃ 이하)의 난방 온수를 공급하게 되는데 이러한 난방 온수에 의해서 배관에는 응력이 발생되며, 이는 길이방향으로의 열팽창으로서 나타나게 된다.

따라서 배관 매설시 이러한 열팽창을 감안하여 시공을 하지 않게 되면 난방 중 배관의 특히 연결 부위가 열팽창에 의해 강성이 약화되면서 누수될 위험을 안게 되므로 이에 대한 보상이 반드시 필요하다.

한편 지역 난방에서의 배관은 통상 도 1에서와 같이 지면(1)을 소정의 깊이로 도랑(2)을 파 다수의 강관(3)을 용접등에 의해서 연결되도록 하는 구성으로 이루어진다.

배관은 이러한 다수의 강관(3)을 약 200~300m씩 연결하여 하나의 구간을 형성하고, 다시 소정의 간격을 이격하여 다수의 강관(3)을 연결하므로서 또다른 하나의 구간을 구비하는 방식으로 매설하게 된다.

이때 각 구간별 서로 이격되는 부위에는 통상 5~10m 이내의 짧은 길이인 강관(4, 이하 단관이라 함)을 삽입하여 각 구간의 끝단부와 용접등에 의해서 연결되게 하므로서 배관이 이루어지도록 하고 있다.

한편 전술한 바와같이 강관은 고온의 온수에 의해서 길이 방향으로 미세하게 팽창되는 성질이 있으므로 구간과 구간을 단순히 상온의 조건에서 용접시키게 되면 차후에 난방 온수가 통과시 고온의 온수에 의해서 열팽창되어 특히 용접 부위가 손상되어 누수되는 폐단이 발생될 수가 있다.

이를 위해 배관시 열팽창에 대비하기 위해 현재 주로 사용하는 방법은 온수를 이용하는 예열이다.

즉 상온수를 배관에 채운 후 이동식 보일러를 설치하여 물을 소정의 온도로 가열시켜 배관의 일정 구간씩 열팽창이 되도록 하는 것이다.

즉 각 구간을 단관(4)에 의해 연결시키기 전에 각 구간에 온수를 채워 열팽창시킨 후 단관(4)을 삽입시켜 용접에 의해 연결하도록 하는 것이다.

이때 각 구간에 공급되어 예열하게 되는 온수는 약 80℃로서 가열되어 충진되고, 이렇게 해서 열팽창되면 다시 인접하는 다음 구간으로 온수를 바이패스시켜 동일한 온도로 예열되게 한다.

이와같은 방식으로 서로 인접하는 구간을 가열하여 열팽창되게 한 후 내부의 온수를 일단 배출시키고, 열팽창된 구간 사이로 단관(4)을 삽입시켜 용접에 의해 연결하여 관로를 형성시키게 된다.

한편 열팽창시켜 용접된 상태일지라도 이를 그냥 방치하게 되면 점차 팽창 부위가 냉각되면서 수축되므로 이 상태에서 난방용 온수가 채워지게 되면 다시 팽창되면서 단관과의 용접 부위의 피로도가 심해지게 되므로 팽창된 상태가 유지될 수 있도록 재차 용접에 의해 연결된 관로의 내부에는 소정의 온도로 가열된 온수를 재충진시켜 재예열이 이루어지도록 한다.

재예열에 사용되는 온수는 약 40℃의 온도로서 유지되게 하는 동시에 이렇게 충진된 온수는 난방용 온수가 공급되기 직전까지 배관에 채워져 배관 수축을 방지하게 된다.

하지만 이러한 배관 예열을 위해서는 다량의 용수를 필요로 하고, 배관 내에 항상 물이 채워지는 상태가 되면서 배관내에서 정체된 상태이므로 배관의 부식을 촉진시키기도 하고, 물을 사용하게 되면서 물기에 의해 용접에 어려움이 많은 폐단이 있다.

특히 예열을 위한 용수의 충진 및 바이패스한 후 재충진시키는 번거로운 작업을 반복해서 수행해야만 하고, 이들 각 작업에는 대단히 많은 시간이 소요되므로 공기가 길어지게 되면서 시공 비용이 과다해지는 비경제적인 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점들을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 관체를 가열하기 위하여 전기력을 사용하여 시공 장비를 간소화하는 동시에 시공 시간이 저감되도록 하여 저렴한 시공이 될 수 있도록하는데 있다.

또한 본 발명은 배관내를 항상 건조한 상태로서 유지시킬 수가 있으므로 배관의 부식을 방지하여 내구력을 증대시키게 되는데 다른 목적이 있다.

도 1은 일반적인 지역 난방을 위한 배관 시공도,

도 2는 본 발명에 따른 배관 시공에서 관체를 예열하는 구조를 도시한 시공도,

도 3은 본 발명에 따라 관체와 함께 관체간 연결 부위를 예열하는 상태를 도시한 시공도,

도 4는 본 발명의 관체간을 단관을 이용해 연결하는 구성을 보인 배관도,

도 5는 본 발명에 따라 관체를 연결 후 토사로서 되메움한 상태를 도시한 배관도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 지면 20 : 도랑

30 : 관체 40 : 단관

50 : 전기 예열기 60 : 전선

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 지면에 소정의 깊이로 판 도랑으로 복수의 이중 강관을 용접에 의해 일정 길이 연결되게 한 관체가 소정의 간격으로 이격되게 하면서 다수의 관체가 매설되도록 하는 공정과; 도랑에 매설된 일측의 관체를 전기 예열기를 이용하여 전기적인 히팅에 의해서 예열하는 공정과; 예열한 일측의 관체의 양끝단부 일부를 남기고 토사로 되메움하는 공정과; 매립된 관체 및 상기 관체에 인접하여 매설되는 타측의 관체간 상호 마주보는 끝단부간을 전기적으로 연결하는 공정과; 상기 전기 예열기를 매립된 관체에 인접하는 타측의 관체에 연결하여 이 타측의 관체와 동시에 기매립된 관체의 일단부를 전기적인 히팅에 의해서 예열하는 공정과; 상호 마주보는 양 관체간 이격된 공간으로 동일 구경의 단관을 삽입시켜 용접에 의해 연결하는 공정과; 타측의 관체 끝단부 일부를 남기고 단관에 의해 용접된 양 관체를 토사로 되메움하는 공정으로 수행되도록 하는데 특징이 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 지역 난방을 위해 온수가 지나는 관로의 배관 시공시 관로의 열팽창을 감안한 예열을 전기적인 히팅에 의해서 수행되도록 하는 데 가장 두드러진 특징이 있다.

전술한 바와같이 관체는 다수의 이중 강관을 용접에 의해 소정의 길이만큼 일체로 연결시킨 구성이다.

이러한 관체는 다수가 구비되면서 지면을 소정의 깊이로 형성한 도랑을 따라 일정 간격이 이격되도록 하면서 직렬로 매설되도록 하되 이러한 배관을 병렬로 일렬 또는 이열 및 다열로서 형성하기도 한다.

관체의 매설은 종래 기술에서 전술한 공정과 동일한 방식으로 수행된다.

다만 본 발명은 매설된 다수의 관체를 연결시 관체를 전기적으로 열팽창되게 한 후 팽창된 상태에서 토사에 의해 매립되게 하므로서 보다 간소한 배관 시공이 될 수 있도록 하는 것이다.

다시 말해 도랑에 소정의 간격으로 매설되는 관체와 이들 관체의 연결단부를 적절히 열팽창시킨 후 토압에 의해 유지되도록 하는 것이다.

도랑에 관체를 매설하고 나면 우선 도 2에서와 같이 일측끝단에 위치하는 관체(30)를 전기 예열기(50)에 전기적으로 접속시켜 예열을 한다.

전기 예열기(50)는 수동에 의해 예열구간의 관직경과 관두께 및 관로의 길이를 설정하게 되며, 이를 감안하여 예열 온도 및 시간이 제어된다.

전기 예열기(50)에 전기적으로 접속되는 일측 끝단부의 관체(30)는 자체가 저항체가 되어 발열하면서 양측단부로 소정의 길이만큼 팽창하게 된다.

이때 전기 예열기(50)에 의해서 관체(30)의 구경 및 길이에 따라서 다르겠지만 예열시간은 최대한 12시간이 소요된다.

일단부측의 관체(30)가 적절히 예열되면 도 3에서와 같이 관체(30)의 상부로 토사를 덮어 되메운 후 다짐작업을 한다.

이때 관체(30)의 양끝단부는 소정의 길이만큼 남겨두고 되메우기 작업을 한다.

이렇게 관체(30)를 토사에 의해 되메우게 되면 관체(30)는 토압에 의해서 눌려지면서 지열에 의한 보온작용으로 냉각이 방지되는 동시에 팽창된 상태를 지속적으로 유지하게 된다.

한편 토사에 의한 되메움시 미예열 관체(30)측 단부로부터 소정의 위치에는 토사에 의한 되메움이 생략되도록 한다.

그리고 토사에 의해 매립된 관체(30)의 매립되지 않은 부위와 함께 이 관체(30)에 인접하는 미예열 관체(30)의 타측 끝단부에는 전선(60)이 연결되도록 한다.

이렇게 관체(30)간을 전기적으로 연결한 후 미예열 관체(30)에 전기 예열기(50)를 연결하여 전기가 인가되도록 하면 미예열 관체(30)와 함께 이미 예열된 관체(30)의 일부도 동시에 예열되는 상태가 된다.

이때 관체(30)의 양끝단부는 다른 부위에 비해서 변형 가능한 활동 부위이므로 이 부위의 관리가 가장 중요하다.

이와같이 본 발명에서는 서로 인접하는 관체(30)의 양끝단부를 전기적 히팅에 의해 동시에 예열하여 열팽창되게 한 후 그 사이로는 도 4에서와 같이 관체(30)의 구경과 동일한 구경인 단관(40)을 삽입하여 각 관체(30)의 양끝단부와 용접에 의해서 연결되도록 한다.

일단 열팽창된 상태에서 관체(30)간을 단관(40)에 의해 연결한 후 도 5에서와 같이 이 연결부위와 함께 타측의 관체(30)를 동시에 토사로 되메우고 다짐작업을 한다.

이때에도 타측의 관체(30)에서 연결부위와 대응되는 끝단부의 일부를 남기면서 토사에 의해 되메워지도록 한다.

이와같은 방식으로 되메워진 관체(30)에 또 다시 인접하여 매설되어 있는 또 다른 관체(30)를 동일한 방법으로 예열한 후 단관(40)을 삽입시켜 연결하고, 그 위를 토사에 의해 되메워지게 한다.

이처럼 도랑(20)에 매설시킨 다수의 관체(30)를 전기 예열기(50)를 사용하여 예열한 후 인접하는 관체(30)의 서로 마주보는 끝단부간을 단관(40)에 의해 연결하고, 이러한 연결부위와 함께 관체(30)를 토사에 의해 되메우게 되므로서 종전보다 손쉬운 배관 시공을 할 수가 있게 된다.

다시말해 종전에는 관체의 예열을 위해 온수를 사용하는 경우 이 온수를 관체에 충진시키거나 배출 또는 바이패스시키는데 대단히 많은 시간과 수고가 소요되었으나 본 발명에서는 전기 예열기(50)와 전선(60)을 이용하여 전기적인 히팅에 의해 간편하게 예열하게 되므로 보다 시간 및 수고를 절감하게 되는 이점이 있다.

특히 온수를 이용하는 예열 방식에서는 예열 직후 재차 온수에 의해 재예열을 해야만 하는 번거로움이 있었으나 본 발명에서는 오직 한번의 전기적인 예열만으로 시공을 완료할 수가 있으므로 시공이 그만큼 간소해질 수가 있다.

부연하면 본 발명에서는 관체(30)의 예열을 전기적인 히팅에 의해 수행하고, 보온은 되메움한 토사의 지열에 의해 유지되도록 하며, 관체(30)의 팽창 후 수축 방지는 토압에 의해서 이루어진다.

전기한 방식에 의해 도랑에 매설한 다수의 관체(30)들을 전기 예열기(50)를 이용하여 예열하면서 토사 메움에 의해 배관 시공이 순차적으로 수행되도록 한다.

이처럼 지역 난방을 배관 시공시 관체(30)의 예열을 전기 예열기(50)를 이용하게 되면 종전과 같은 다량의 온수가 불필요해지게 되므로 다량의 물을 준비해야만 하는 사전 준비의 번거로움을 해소할 수가 있게 된다.

그리고 전기적으로 관체(30)를 예열하게 되면 적정 온도에 도달하기까지의 예열 시간을 대폭적으로 단축시킬 수가 있을 뿐만 아니라 재예열을 생략시킬 수가 있으므로 배관 시공 기간을 대폭적으로 단축시킬 수가 있게 된다.

특히 본 발명에 의한 관체(30)의 예열에는 더 이상 물을 사용하지 않게 되므로 관체(30)의 부식이 원천적으로 방지될 수가 있다.

즉 종전의 지역 난방용 배관에는 관체의 예열과 보온을 내부에 온수를 채우는 방식에 의해서 수행하므로서 관체의 내부에서 정체되어 있는 온수에 의해 관체의 내벽 부식을 초래하게 되는데 반해 본 발명에서와 같이 관체(30)의 예열을 전기적인 히팅에 의해서 수행하게 되므로 더 이상 관체(30)의 부식을 방지할 수가 있으므로 결국 관체(30)의 사용수명을 더욱 연장시킬 수가 있게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명은 지역 난방의 온수 공급용 배관 시공시 온수에 의한 배관의 열팽창 응력에 대비하여 물 대신 전기적으로 예열을 수행하면서 재예열을 생략토록 하여 다량의 온수를 준비하는데 따른 수고를 절감하고, 시공에 필요한 공기를 대폭적으로 단축시킬 수 있게 하므로서 시공 비용을 절감시키는 효과를 제공할 수가 있다.

특히 본 발명은 배관(30)의 부식을 방지할 수가 있도록 하므로서 결국 배관(30)의 내구력을 증강시켜 사용수명이 연장되도록 하는 이점이 있다.

Claims (4)

1. 지면에 소정의 깊이로 판 도랑으로 복수의 이중 강관을 용접에 의해 일정 길이 연결되게 한 관체가 소정의 간격으로 이격되게 하면서 다수의 관체가 매설되도록 하는 공정과;

   도랑에 매설된 일측의 관체를 전기 예열기를 이용하여 전기적인 히팅에 의해서 예열하는 공정과;

   예열한 일측의 관체의 양끝단부 일부를 남기고 토사로 되메움하는 공정과;

   매립된 관체 및 상기 관체에 인접하여 매설되는 타측의 관체간 상호 마주보는 끝단부간을 전기적으로 연결하는 공정과;

   상기 전기 예열기를 매립된 관체에 인접하는 타측의 관체에 연결하여 이 타측의 관체와 동시에 기매립된 관체의 일단부를 전기적인 히팅에 의해서 예열하는 공정과;

   상호 마주보는 양 관체간 이격된 공간으로 동일 구경의 단관을 삽입시켜 용접에 의해 연결하는 공정과;

   타측의 관체 끝단부 일부를 남기고 단관에 의해 용접된 양 관체를 토사로 되메움하는 공정:

   으로 수행되는 지역 난방용 배관 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 전기 예열기는 수동에 의해 예열구간의 관직경과 관두께 및 관로의 길이를 설정하며, 예열 온도 및 시간이 자동제어되는 지역 난방용 배관 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 전기 예열기에 의해서 전기적으로 히팅되는 온도는 65~80℃인 지역 난방용 배관 방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 전기 예열기에 의한 예열 시간은 최대 12시간인 지역 난방용 배관 방법.