KR200303272Y1 - 스크레이핑 금속 비트형 피그 - Google Patents

스크레이핑 금속 비트형 피그 Download PDF

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KR200303272Y1
KR200303272Y1 KR20-2002-0031850U KR20020031850U KR200303272Y1 KR 200303272 Y1 KR200303272 Y1 KR 200303272Y1 KR 20020031850 U KR20020031850 U KR 20020031850U KR 200303272 Y1 KR200303272 Y1 KR 200303272Y1
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Abstract

개시된 내용은, 관의 내벽에 붙은 이물질을 제거하는 스크레이핑 금속 비트형 피그에 관한 것으로서, 상기 피그의 몸체 직경을 D1, 상기 금속 비트 뿌리의 최대폭 혹은 직경을 d, 상기 금속 비트 머리의 최대폭 혹은 직경을 W1및 W2, 한 쌍의 금속 비트 사이의 간격을 L1, 그리고 상기 금속 비트의 수를 n 으로 할 경우, 상기 몸체에 심어지는 상기 금속 비트 배열의 기준이 되는 제1열의 금속 비트의 수는 하기의 [수식 1](단,의 조건임), [수식 2](단, n은 정수)에 의해 결정되는 것을 특징으로 한다.
이에 의해, 사용상 가장 실용적이고도 클리닝 효과를 증대시킬 수 있도록 한 스크레이핑 금속 비트형 피그가 제공된다.

Description

스크레이핑 금속 비트형 피그{Scraping metal-bit pig}
본 고안은, 스크레이핑 금속 비트형 피그에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 소정의 밀도를 갖는 발포제 피그의 몸체에 고경도 악성 스케일 제거를 위한 적절한 사양의 스크레이핑 금속 비트를 유효 적절하게 설치함으로써 사용상 가장 실용적이고도 클리닝 효과를 증대시킬 수 있도록 한 스크레이핑 금속 비트형 피그에 관한 것이다.
일반적으로 배관(이하, 이를 "관"이라고도 표현함)을 오래 사용하다 보면 관의 내벽에는 이물질이 들러붙게 된다. 이처럼 그 내부에 이물질이 발생한 관은 폐처리되는 것이 보통이나 이를 재사용하기 위해서는 그 내부의 이물질을 제거한 후 사용해야만 한다. 이러한 배관의 스케일 제거(관 내부의 이물질 제거)를 위한 시스템에는 배관 클리닝시스템 및 배관 재사용을 위한 라이닝시스템 등이 알려져 있다.
배관 재사용을 위한 라이닝시스템은, 관의 내벽에 붙은 이물질을 제거하는 초기 단계에서 펌프나 압축공기를 이용하여 관 내부로 피그를 주행시킴으로써 관 내벽이 깨끗해지도록 하며, 피그의 주행 시간은 관 내부가 소정의 재사용 상태로 깨끗해질 때까지 연속적으로 행해진다. 초기 단계의 클리닝에서 관 내로 주행되는피그는 그 몸체 표면에 와이어브러시나 별도의 금속핀이 없는 형태로 채용된다.
그리고, 금속 브러시가 몸체의 표면에 부착된 피그를 이용하여 관 내로 주행시킴으로써 관 내의 2차 클리닝을 수행한다. 그 다음에는, 금속핀이 몸체에 심어진 형태의 피그로 마지막 스크랩핑을 담당하거나 라이닝 전용피그 등으로 마지막 단계의 클리닝 작업을 행한다.
이처럼 관 내부를 주행하여 관 내에 붙은 이물질을 제거하는 피그(혹은, 클리닝용 피그(Cleaning Pig)라고도 함)는 상기한 단계와 같이, 그 클리닝 목적과 용도에 따라 다양하게 개발되고 있는 실정이다.
다양한 종류의 피그 중, 관의 내벽에 붙은 고경도 악성스케일의 제거를 위한 피그는 폴리우레탄 발포제로 된 몸체에 금속 재질의 비트를 심어 성형한다. 이 같은 피그는 비교적 높은 몸체 재질의 밀도로 인해 몸체가 매우 단단하게 될 수밖에 없고, 관의 내부 주행시에도 높은 압송압력을 필요로 한다.
그 이유는, 스케일 경도가 높고 요철상태로 형성된 경우 스케일의 평균 두께가 5mm 정도만 되어도 압송되는 과정에서 앞에서 제거되기 때문에 앞으로 밀려가던 스케일들과 관 내부에서 함께 엉겨서 배관 내부를 막아 버리는 폐색 문제를 자주 일으키기 때문이다.
특히, 이와 같이 단단한 경도의 몸체에 고경도의 악성 스케일을 긁어내기 위하여(스크레이핑(Scraping) 하기 위하여), 피그 몸체에 심는 스크레이핑 금속 비트(Scraping metal bit)는, 그 모양, 배열상태 및 몸체에 심긴 상태가 적절하지 않을 경우, 압송압력의 급격한 상승을 야기시켜 배관이 터지거나 피그의 주행중단또는 주행 중 폐색 현상이라는 치명적인 문제를 일으킨다.
또한, 몸체에 마련되는 스크레이핑 금속 비트의 개수 및 금속 비트를 심는 방법에 따라 과다한 압력 상승으로 일반 펌프를 사용할 수 없게 되거나, 혹은 금속 비트가 심겨진 원주열 단면의 결합력 저하로 피그가 곡관부 주행시 혹은, 스케일이 집중적으로 형성된 병목부분 통과시에 피그가 부러지거나 파손되어 배관 폐색현상을 일으킬 수도 있다.
이러한 문제를 내포하는 피그를 사용하여 클리닝 시공을 강행하여 배관이 폐색되면, 매설배관의 경우는 그 부위를 찾는 것이 거의 불가능할 정도로 어렵다. 만일, 그 부위를 어렵게 찾더라도 굴착하여 그 부분의 배관을 절단 제거하기 위한 작업을 위하여 시공시간 및 비용 등이 막대하게 소요되며, 상수도 배관의 경우에는 그에 더불어 정해진 단수 시간 내에 시공을 마쳐야 하는 시간적 제약으로 민원의 대상이 되기도 한다.
그러므로, 스크레이핑 금속 비트형 피그가 악성스케일 제거에 좋은 줄 알면서도 이러한 문제로 인한 위험부담으로 인하여 함부로 사용하지 못하고 있는 것이 현실이며, 현재 사용되고 있는 스크레이핑 금속 비트형 피그는 합리적인 사양 및 금속 비트의 설치 기준이 없이 단순한 경험에 의해 적당하게 제작 사용하고 있으므로 인하여 시공 중 수많은 시행착오와 문제를 일으키고 있는 것이 사실이다.
다음은 종래의 피그가 합리적인 사양 및 금속 비트의 설치 기준 없이 시공에 사용됨으로써 야기되는 시행착오 및 문제에 대해 설명하도록 한다.
첫째, 피그의 몸체에 스크레이핑 금속 비트의 수를 너무 많이 심은 상태에서피그가 관 내의 곡선부를 통과하게 되면, 도 1에 도시된 바와 같이, 금속 비트(130)가 심겨진 원주선 단면을 따라 균열(C)이 발생하여 몸체(120)가 부러지는 현상이 발생한다.
이유는 금속 비트(130)를 심은 원주열을 중심으로 한 피그(110) 몸체(120) 전후반부간의 결합력이 금속 비트(130)수의 증가에 비례하여 감소하게 되기 때문이다.
이를 개선하기 위해서는 원주열당 심는 금속 비트(130)의 수를 적절하게 규정해야 하며, 이는 결국, 금속 비트(130)와 금속 비트(130)간의 심겨진 거리의 조정을 의미한다.
즉, 금속 비트(130)를 너무 드문드문하게 심으면 클리닝 효과가 저하하게 되며 반면에 클리닝 효과를 올리기 위하여 너무 촘촘히 붙여서 많이 심으면 많이 심을수록 그 원주단면의 결합력이 급속히 저하되는 문제가 발생한다.
또한, 너무 많이 심는다는 것은 압송압력의 급속한 증가를 야기시켜 그러한 압력을 낼 수 있는 특수한 펌프를 실제로 구할 수 없게 되는 경우가 발생하게 된다. 뿐만 아니라, 스크레이핑 금속 비트(130)는 특수 가공을 필요로 하는 고가의 금속부품으로 많이 소요될수록 그만큼 급격한 제조원가 상승의 문제를 야기시킨다.
둘째, 도 2에 도시된 바와 같이, 피그(110) 몸체(120)에 심어지는 스크레이핑 금속 비트(130)의 뿌리의 길이가 길어질수록 금속 비트(130)가 심겨진 원주열 단면의 전후간의 결합력을 저하시키게 된다.
이와는 반대로, 금속 비트(130)의 뿌리의 길이가 짧아지면 짧아질수록피그(110)가 배관 내부 주행시 도중에 계속 만나게 되는 용접 비드부와 그 외의 돌출부에 걸리는 순간 쉽사리 빠져버리는 문제를 일으킨다. 왜냐하면 피그(110)의 배관내부 주행시 금속 비트(130)의 머리가 배관 내벽과 강력하게 밀착하면서 주행하기 때문이다.
이처럼 빠진 금속 비트(130)는 회수가 쉽지 않을 뿐만 아니라 빠진 부분이 심지어, 밸브의 내부나 기타 관 주변의 부분에 남에 잔류하게 되는 경우, 밸브의 완전 차단이 불가능하게 되어 누설의 원인이 되기도 하는 등 여러가지 문제를 일으키게 된다.
그러므로 스크레이핑 금속 비트(130)의 뿌리의 길이를 적절하게 조정하여야 할 필요성이 있으며 이는 스크레이핑 금속 비트형 피그(110)의 제작에 있어 대단히 중요한 요소 중의 하나임을 증명하는 것이다.
셋째, 스크레이핑용 금속 비트(130)의 설치방법은 피그(110)의 사이즈나 사용목적에 따라 원주 방향으로 2열, 3열, 4열, 5열 등이 있으나 지금까지는 스크레이핑 금속 비트(130)의 설치기준이 없이 적당하게 심어온 것이 현실이다.
제1열로부터 시작하여 제2열 및 제3열로 금속 비트(130)를 심는 과정에서 앞 열의 금속 비트(130)와 뒷 열의 금속 비트(130) 사이의 거리를 가까이하여(촘촘히) 심게되면 그 부분에서 피그(110)가 곡관부 통과시나 단단한 악성스케일이 심한 요철형태로 형성된 부분이나 병목형상으로 형성된 스케일 형성 부분을 지날 때 부러지거나 파손되는 현상이 발생한다.
그러므로 최적의 심는 위치 및 방법에 대한 선정기준이 필요한 것이다.
넷째, 금속 비트(130)의 불규칙한 설치는 스크레이핑 효과에도 영향을 미치게 된다.
다섯째, 금속 비트(130)의 심는 사양과 기준이 없이는 압송압력의 예측도 어렵게 되며 따라서 압송 펄프 용량의 결정도 어렵게 된다.
이처럼 시공에 적정한 피그(110)의 개발 없이는 그에 따르는 시공기술의 개발도 이루어질 수 없고 이러한 이유로 인하여 스크레이핑 금속 비트형 피그(110)를 이용하는 시공기술 또한 발전하지 못하고 있는 것이 현실이다. 왜냐하면 이 두 요소는 서로 상관관계를 가지고 있기 때문이다.
그러므로 적절한 밀도를 가지는 발포제 피그(110) 몸체(120)에 적절한 사양의 스크레이핑 금속 비트(130)를 가장 효과적으로 배치하여 심는 것은 시공효과 향상과 사고예방에 크게 기여할 수 있게 될 뿐만 아니라 지금까지도 지지부진한 상태로 되어 있는 노후배관의 고경도 악성 스케일제거 시공기술을 크게 향상시킬 수 있게 된다.
본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 소정의 밀도를 갖는 발포제 피그의 몸체에 고경도 악성 스케일 제거를 위한 적절한 사양의 스크레이핑 금속 비트를 유효 적절하게 설치함으로써 사용상 가장 실용적이고도 클리닝 효과를 증대시킬 수 있도록 한 스크레이핑 금속 비트형 피그를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 금속 비트를 피그 몸체에 많이 심은 상태에서 피그가 관의 곡선부를 통과할 경우, 피그에 변형이 발생하는 상태를 도시한 도면,
도 2는 종래의 피그 몸체에 심어지는 스크레이핑 금속 비트의 뿌리 길이가 긴 상태를 도시한 도면,
도 3은 본 고안에 따른 스크레이핑 금속 비트형 피그를 제조하기 위해 금속 비트의 전체 및 일부의 부분별 직경, 간격, 수에 대한 기호 및 위치를 도시한 도면,
도 4는 금속 비트 머리의 형상에 대해 다양한 실시예를 도시한 사시도,
도 5는 피그에 심어지는 금속 비트의 배열 상태를 개략적으로 도시한 구성도,
도 6은 금속 비트의 머리의 형상과 뿌리의 형상에 대해 다양한 실시예를 도시한 도면,
도 7은 피그의 직경, 금속 비트의 머리 높이 및 금속 비트의 뿌리 길이에 대한 위치를 설명하기 위한 금속 비트의 측면도,
도 8은 피그 몸체에 심어진 스크레이핑 금속 비트의 배치 상태도이다.
※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 피그 20 : 몸체
30, 30a~30k : 비트
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 합성수지제의 몸체와, 이 몸체에 다수 고정되는 금속 비트로 이루어져 관의 내부를 따라 주행하면서 상기 관의 내벽에 붙은 이물질을 제거하는 스크레이핑 금속 비트형 피그에 있어서, 상기 피그의 몸체 직경을 D1, 상기 금속 비트 뿌리의 최대폭 혹은 직경을 d, 상기 금속 비트 머리의 최대폭 혹은 직경을 W1및 W2, 한 쌍의 금속 비트 사이의 간격을 L1, 그리고 상기 금속 비트의 수를 n 으로 할 경우, 상기 몸체에 심어지는 상기 금속 비트 배열의 기준이 되는 제1열의 금속 비트의 수는 하기의 [수식 1](단,의 조건임), [수식 2](단, n은 정수)에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 스크레이핑 금속 비트형 피그에 의해 달성된다.
여기서, 상기 금속 비트 머리의 형상은 원형, 사각형, 삼각형, 오각형, 원추형 및 삼각뿔형 중 어느 하나로 채용되더라도 무관하다.
상기 금속 비트는 상기 피그 몸체의 길이방향을 따라 복수의 열로 배치되며, 상기 각 열 중 어느 한 열은 인접한 열과 겹치지 않도록 상호 지그재그식으로 배치되는 것이 유리하다.
상기 몸체에 심어진 상기 금속 비트들 중 상기 피그의 주행 방향에 대해 앞쪽에 배치된 열의 금속 비트가 스크레이핑 못한 부분을 뒤쪽에 배치된 열의 금속 비트가 스크레이핑 할 수 있도록 상기 금속 비트들은 상기 피그 몸체의 축방향에 대해 어긋나게 배치된다.
상기 금속 비트의 머리 높이가 h1이고 상기 금속 비트의 뿌리 길이가 h2인 경우, 상기 금속 비트의 머리 높이(h1)와 상기 금속 비트의 뿌리 길이(h2)간에는 하기의 [수식 3]과 같은 상관 관계가 성립된다.
상기 수식 [수식 3]이 적용되면서 상기 금속 비트가 상기 몸체로부터 이탈되는 것을 저지하도록 상기 몸체의 밀도는 약 0.1g/㎠ 내지 0.1g/㎠를 갖는 것이 보다 효과적이다.
상기 금속 비트의 머리의 높이(h1)는 하기의 [수식 4]을 만족하도록 설계된다.
상기 피그는 하기의 [수식 5](여기서, D2는 시공 대상 배관의 내경) 를 만족하는 사이즈로 제조되는 것이 바람직하다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 구체적으로 설명하며, 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여한다.
본 고안에서는 전술한 문제점을 최소화시켜 압송압력이 5Kg/㎠ 내지 20Kg/㎠ 정도 내에서도 주행할 수 있는 가장 효과적인 스크레이핑 금속 비트형 피그(10)를 제작하기 위해 다음과 같은 피그(10)의 사양, 금속 비트(30)의 사양 및 설치법을 규정/적용함으로써 효과적인 성능의 스크레이핑 금속 비트형 피그(10)를 제조하고 있다.
특히, 본 고안에서는 금속 비트(30)의 수가 지나치게 많게 되어 결합력이 저하하게 되어 파손되거나 부러지는 문제를 최소화시키면서도 금속 비트(30)의 수를 최대한 많게 하여 1회 주행대비 클리닝의 효과를 최대화시킬 수 있도록 가장 이상적인 금속 비트(30)의 배열을 다음의 기준으로 하고 있다.
첫째, 도 3에 도시된 바와 같이, 피그(10)의 몸체(20)에 심어지는 금속 비트(30)의 수를 다음과 같이 결정한다. 도 3에는 다음과 같이 금속 비트(30)의 부분별 직경, 간격, 수에 대한 기호 및 위치가 도시되어 있다.
D1:피그(10)의 몸체(20) 직경, d:금속 비트(30) 뿌리(R, 도 6 및 도 7 참조)의 최대폭 혹은 직경, W1:금속 비트(30) 머리(H, 도 6 및 도 7 참조)의 최대폭 혹은 직경, W2:금속 비트(30) 머리(H)의 최대폭 혹은 직경, L1:금속 비트(30)와 금속 비트(30)간의 간격, n : 스크레이핑 금속 비트(30)의 수이다.
여기서, 금속 비트(30) 머리(H)의 형상은 도 4에 도시된 바와 같이, 원형(30a), 사각형(30b), 삼각형(30c), 오각형(30d), 원추형(30e) 및 삼각뿔형(30f) 등 여러 형태가 있을 수 있으며, 이러한 형태 중 어느 것을 채용하더라도 본 고안의 효과를 충분히 달성할 수 있다.
제1열(A, 도 5 참조)의 금속 비트(30)간의 간격 "L1"은 금속 비트(30) 머리(H)의 최대 폭 "W1"에 의해 결정된다. 이렇게 결정된 "L1"은 금속 비트(30) 설치 원주열의 원주단면의 결합력에 직접적인 영향을 미친다.
그러므로 비트(30)의 수를 최대한 많게 하여 1회 주행대비 클리닝의 효과를최대화시키면서도 금속 비트(30)의 수가 지나치게 많게 되어 결합력이 저하하게 되어 파손되거나 부러지는 문제를 최소화시킬 수 있는 방법이 가장 이상적인 금속 비트(30)의 배열이 되며 다음의 기준이 가장 이상적이다.
제1열(A)이 금속 비트(30) 배열의 기준이 되며 제1열(A)의 금속 비트(30)의 수는 다음의 수식들에 의해 결정된다.
[수식 1]
(단,의 조건임)
[수식 1]에 의해 금속 비트(30)와 금속 비트(30)간의 간격인 "L1"이 정해지면 다음의 [수식 2]에 의해 스크레이핑 금속 비트(30)의 수인 "n"을 구한다.
[수식 2]
(단, n은 정수)
금속 비트(30)의 머리(H)의 최대폭의 크기는 피그(10)의 직경에 따라 다양하게 달라질 수 있는 이 요소는 금속 비트(30) 수 결정에도 영향을 미친다. 즉, 피그(10) 직경이 작은 경우는 금속 비트(30)의 머리(H)의 최대폭이 작은 것을 사용하고 큰 직경의 경우에는 큰 것을 사용할 수도 있다.
피그(10)의 직경이 클 경우에는 작은 사이즈의 금속 비트(30)를 수량을 늘여 심을 수 있다. 그러나 어떠한 경우에든 상기한 범위 내에서 금속 비트(30)의 수량을 조절한 후, 결정하는 것이 가장 효과적이다.
그 이유는 도 5에 도시된 바와 같이, 제2열(B, 도 5 참조), 제3열(C, 도 5참조), 제4열(미도시), 제5열(미도시)에 심어지는 금속 비트(30)를 제1열(A)과 겹치지 않게 하면서도 최대한 적절한 간격으로 지그재그식으로 효과적으로 배치/배열시키면서 심을 수 있게 되기 때문이다.
그러나, 도 5와 같은 경우, 제2열(B)부터 나머지 열까지의 각 열이 제1열(A)과 동일한 수가 되도록 금속 비트(30)를 심을 필요는 없다. 단지, 축방향으로 볼 때 어긋나게 심으면 되고, 이럴 경우, 주행시 금속 비트(30)가 이 원주 모두를 커버 할 수 있게 되기 때문이다.
여기서, 피그(10) 몸체(20)에 심는 금속 비트(30)의 총수량은 위의 수식에서 산출되는 제1열(A)의 적정 금속 비트(30)의 수의 5배 즉 열 당 동일한 수량을 심는 경우의 다섯열의 총수량에 해당하는 수량을 넘지 않게 제한하는 것이 효과적이다.
다음은, 설명의 편의를 위해 피그(10)의 몸체(20)에 심어지는 금속 비트(30)의 수를 결정하는 상기 규정의 적용예에 대해 설명하도록 한다.
하기의 적용예에서는 피그(10) 몸체(20)의 직경(D1)이 150mm 이고, 금속 비트(30) 머리(H)의 최대폭 혹은 직경(W1)이 16mm인 경우를 예로 하여 설명한다.
먼저, 상기의 구체적인 데이터를 [수식 1]에 대입하여 금속 비트(30)와 금속 비트(30)간의 간격(L1)의 허용 한계를 구한다.
구해진 금속 비트(30)와 금속 비트(30)간의 간격(L1)의 허용 한계는이 된다.
이처럼 금속 비트(30)와 금속 비트(30)간의 간격(L1)의 허용 한계가 구해지면 간격(L1)의 상기 범위를 충족시키는 범위 내에서 금속 비트(30)의 수를 결정하면 된다.
예를 들어, 간격(L1)을 50으로 정한 경우, 스크레이핑 금속 비트(30)의 수(n)는 [수식 2]에 대입함으로써,n의 값을 구한다.
이 때, 스크레이핑 금속 비트(30)의 수(n)는 정수이어야 하므로 스크레이핑 금속 비트(30)의 수(n)는 9나 10으로 결정한 후, 역으로 금속 비트(30)와 금속 비트(30)간의 간격(L1)을 계산하여 최종적으로 금속 비트(30)와 금속 비트(30)간의 간격(L1)을 결정한 후, 다시 스크레이핑 금속 비트(30)의 수(n)를 결정한다.
9측은 10을 대입하여 "L1"의 범위가 상기의 범위를 벗어나는 경우, 그 수를 채택하지 않도록 한다.
즉, 52.3mm는범위에 들며 이 간격으로 금속 비트(30)를 심으면 된다.
제1열(A)의 금속 비트(30)의 간격과 수량이 위와 같이 결정되면 제2열(B) 이하는 열간에 어긋나게만 하면서 차례로 심으면 된다. 이 때, 제2열(B)인 L2는 최소한 금속 비트(30) 머리(H)의 최대폭 혹은 직경(W2)이상의 거리가 되도록 심는 것이 바람직할 것이다.
둘째, 스크레이핑 금속 비트(30)의 뿌리(R) 부분의 길이를 적절하게 정하여 피그(10) 몸체(20)가 뿌리(R)를 견고하게 척킹할 수 있도록 해주면서도 금속 비트(30)가 심긴 각 배열의 원주 단면부의 결합력을 최대화시킬 수 있게 한다.
이 때, 금속 비트(30)의 머리(H)의 형상과 뿌리(R)의 형상은 도 6에 도시된 바와 같이, 여러 가지의 형태(30g~30j)가 존재할 수 있으나, 도 7에 도시된 바와 같이, 일실시예로 채용되는 금속 비트(30k)를 기준으로 할 때, 피그(10)의 직경, 금속 비트(30)의 머리(H) 높이 및 금속 비트(30k)의 뿌리(R) 길이는 다음의 기호로 표현된다.
금속 비트(30)의 머리(H) 높이는 h1이고, 금속 비트(30)의 뿌리(R) 길이는 h2이다. 이 때, 금속 비트(30)의 머리(H) 높이(h1)와 금속 비트(30)의 뿌리(R) 길이(h2)간에는 다음의 [수식 3]과 같은 상관 관계가 성립한다.
[수식 3]
여기서, h2가보다 길어지면 도 8에 도시된 바와 같이, 복수의 금속비트(30)가 심어진 비트(30)의 내부 단면적(a)이 급격히 적어져 피그(10)가 쉽게 부러지는 원인을 야기한다. 이러한 것은 특히, 직경이 작은 피그(10)의 경우는 더욱 심각한 문제가 된다. 반면에 h2가 2 ×h1보다 얕아지면 주행 중 쉽사리 뽑혀져 빠져 버리는 문제가 발생한다.
그러므로 금속 비트(30)의 뿌리(R)의 길이는 상기한 [수식 3]과 같은 상관 관계를 갖는 것이 가장 이상적이라 할 수 있다.
셋째, 스크레이핑 금속 비트(30)는 피그(10) 몸체(20)에 심긴 상태에서 몸체(20) 밀도에 의해 잡혀 고정되어 있다. 그러므로 쉽게 이탈되느냐(빠지느냐) 쉽게 빠지지 않느냐 하는 것은 피그(10) 몸체(20)의 밀도와 밀접한 관계가 있다. 이는, 피그(10) 몸체(20)의 밀도가 피그(10) 몸체(20)의 경도와 내부 조직의 치밀성을 의미하기 때문이다.
피그(10) 몸체(20)의 밀도가 낮아 극단적으로 스펀지와 같은 경우에는 금속 비트(30)를 전혀 잡아 고정시킬 수가 없고 밀도가 높아질수록 고정력이 강하게 된다.
그렇다고 해서 피그(10) 몸체(20)의 밀도를 너무 높이면 과도한 압송 압력이 소요되게 되므로 실제의 현장에 채용하기는 곤란하다. 또한, 피그(10) 몸체(20)의 밀도가 너무 높으면 너무 딱딱하고 빳빳하여 곡관부에서 부러지거나 주행 압력이 급상승하거나 혹은, 시공 중 배관이 터지거나 피그(10)가 주행 중 막히는 문제가 발생한다.
밀도가 높아질수록 뿌리(R)를 잡아주는 힘은 더 강하게 되나 반면에 몸체(20)의 취성이 높아지고 굴곡성이 떨어져 부러지기 쉽게 된다. 그에 더불어 원추상의 금속 비트(30)의 수가 많으면 많아질수록 더욱 부러지기 쉽게 되고 주행중은 물론 곡관부 통과시 엄청난 압력 상승이 발생하므로 이에 맞는 압송펌프의 용량을 구하기가 어렵게 된다.
이러한 모든 문제점을 감안할 때 상기한 [수식 3]인이 적용되면서 금속 비트(30)가 피그(10) 몸체(20)로부터 쉽게 빠지지 않도록 하는 피그(10) 몸체(20)의 밀도는 약 0.1g/㎠ 내지 0.99g/㎠ 사이의 값이 가장 적당한 것이다.
이러한 피그(10) 몸체(20)의 밀도 기준은 압송 펌프의 압송용량을 시중이나 공장과 공사현상에서 쉽게 수배가 가능한 정도의 수준인 약 5Kg/㎠ 내지 20Kg/㎠에서 주행을 가능토록 하는 조건에 근거한다.
넷째, 피그(10) 몸체(20)의 길이방향을 따라 배열되는 금속 비트(30)는 도 5를 참조할 때, 제1열(A)을 기준으로 배열간에 동일 선상에 일렬로 심지말고 범위 내에서 제2열(B)부터 이하 열은 배열간에 가능하면 어긋나게 심도록 하여 금속 비트(30)의 중심이 제1열(A)의 배열과 겹치지 않도록 하는 것이 보다 유리하며 이러한 경우, 스크레이핑 효과가 크게 된다.
즉, 제1열(A)이 못 긁은 부분(스크레이핑 못한 부분)은 제2열(B)이, 제2열(B)이 못 긁은 부분은 제 3열이, 제3열(C)이 못 긁은 부분은 제4열이, 제4열이 못 긁은 부분은 제5열이 긁어 나가게 되는 효과를 볼 수 있게 되기 때문이다.
이 경우 열간에 겹쳐져서 긁는 부분이 발생하는 경우, 1회 주행대비 클리닝 효과를 더욱 더 높일 수 있는 효과를 볼 수가 있다. 단, 제2열(B) 이하 열들의 긁는 순서는 서로 뒤바뀔 수도 있으나 그 효과는 동일하다.
다섯째, 상기 모든 조건이 충족이 된다 하더라도 금속 비트(30)의 머리(H)의 높이가 너무 높으면 또한 압송압력의 상승과 폐색이나 파손의 문제가 따른다. 왜냐하면 피그(10)의 몸체(20)의 직경, 경도, 금속 비트(30)의 수, 금속 비트(30)의 머리(H)의 높이는 모두 서로 상관관계가 있기 때문이다.
그러므로 금속 비트(30)의 머리(H)의 높이(h1)에 대해서도 규정하여야 하며 다음과 같은 [수식 4]에 의해 머리(H)의 높이(h1)가 규정될 수 있다.
[수식 4]
여섯째, 상기한 제반 조건을 만족시킬 수 있는 피그(10)의 사이즈는 다음의 [수식 5]와 같다.
[수식 5]
여기서, D2는 시공 대상 배관의 내경이다.
일곱째, 상기 조건을 만족시키는 조건의 하나로 금속 비트(30)의 배열수는 제2열(B), 제3열(C), 제4열, 제5열 형의 피그(10)에 한정될 수 있다.
이와 같이, 본 고안에서는 특정 밀도 이상을 갖는 폴리우레탄과 같은 수지를 이용한 발포제 피그(10)의 몸체(20)에 고경도 악성 스케일 제거를 위한 적절한 사양의 스크레이핑 금속 비트(30)를 유효 적절하게 설치함으로써 사용상 가장 실용적이고도 클리닝 효과를 향상시킬 수 있다.
전술한 실시예에서는 피그의 재질인 합성수지제에 대해서는 별도의 언급을 하지 않았다. 그러나, 합성수지제라 함은, 예를 들어, 폴리우레탄 등으로 적용할 수 있을 것이다.
이상 본 고안에 따르면, 적절한 밀도를 가지는 발포제 피그에 적절한 사양의 스크레이핑 금속 비트를 가장 효과적으로 배치하여 심는 것은 시공효과 향상과 사고예방에 크게 기여할 수 있게 될 뿐만 아니라 지금까지도 지지부진한 상태로 되어 있는 노후배관의 고경도 악성 스케일제거 시공기술을 크게 향상시킬 수 있게 된다.

Claims (9)

  1. 합성수지제의 몸체와, 이 몸체에 다수 고정되는 금속 비트로 이루어져 관의 내부를 따라 주행하면서 상기 관의 내벽에 붙은 이물질을 제거하는 스크레이핑 금속 비트형 피그에 있어서,
    상기 피그의 몸체 직경을 D1, 상기 금속 비트 뿌리의 최대폭 혹은 직경을 d, 상기 금속 비트 머리의 최대폭 혹은 직경을 W1및 W2, 한 쌍의 금속 비트 사이의 간격을 L1, 그리고 상기 금속 비트의 수를 n 으로 할 경우,
    상기 몸체에 심어지는 상기 금속 비트 배열의 기준이 되는 제1열의 금속 비트의 수는 하기의 [수식 1]
    (단,의 조건임)
    [수식 2]
    (단, n은 정수)
    에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 스크레이핑 금속 비트형 피그.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 금속 비트 머리의 형상은 원형, 사각형, 삼각형, 오각형, 원추형 및 삼각뿔형 중 어느 하나로 채용되는 것을 특징으로 하는 스크레이핑 금속 비트형 피그.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 금속 비트는 상기 피그 몸체의 길이방향을 따라 복수의 열로 배치되며, 상기 각 열 중 어느 한 열은 인접한 열과 겹치지 않도록 상호 지그재그식으로 배치되는 것을 특징으로 하는 스크레이핑 금속 비트형 피그.
  4. 제1항에 있어서,
    제 1열의 한쌍의 금속비트 간격이
    가 되게 심는 것을 특징으로 하는 스크레이핑 금속 비트형 피그.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 몸체에 심어진 상기 금속 비트들 중 상기 피그의 주행 방향에 대해 앞쪽에 배치된 열의 금속 비트가 최대한 스크레이핑 못한 부분을 뒤쪽에 배치된 열의 금속 비트가 스크레이핑 할 수 있도록 상기 금속 비트들은 상기 피그 몸체의 축방향에 대해 어긋나게 배치되는 것을 특징으로 하는 스크레이핑 금속 비트형 피그.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 금속 비트의 머리 높이가 h1이고 상기 금속 비트의 뿌리 길이가 h2인경우, 상기 금속 비트의 머리 높이(h1)와 상기 금속 비트의 뿌리 길이(h2)간에는 하기의 [수식 3]
    과 같은 상관 관계가 성립하는 것을 특징으로 하는 스크레이핑 금속 비트형 피그.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 수식 [수식 3]이 적용되면서 상기 금속 비트가 상기 몸체로부터 이탈되는 것을 저지하도록 상기 몸체의 밀도는 약 0.1g/㎠ 내지 0.99g/㎠를 갖는 것을 특징으로 하는 스크레이핑 금속 비트형 피그.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 금속 비트의 머리의 높이(h1)는 하기의 [수식 4]
    을 만족하는 것을 특징으로 하는 스크레이핑 금속 비트형 피그.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피그는 하기의 [수식 5]
    (여기서, D2는 시공 대상 배관의 내경)를 만족하는 사이즈로 제조되는 것을 특징으로 하는 스크레이핑 금속 비트형 피그.
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