KR200363178Y1 - 고강도 이중벽 관 구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 오폐수 관 및 전선용 관 등으로 사용되는 이중벽 관에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 소정의 두께를 갖는 중공의 관 부재 외면에 수지를 1∼5㎜의 두께로 피복된 수지층을 갖는 소형관을 구성하고, 상기 소형관이 나선형으로 감겨지며 소형관과 소형관의 접촉부는 수지층과 수지층으로 접착되어진 몸체를 구성한 것으로서, 직경이 큰 하수관, 오수관, 우수관, 상수관, 가스관, 전선관 등으로 사용되는 이중벽 관을 성형시 1차로 관부재를 압출한 후 2차로 외면 전체 또는 부분적으로 수지를 피복시켜 소형관을 성형한 다음 이를 이용하여 이중벽 관을 성형함으로, 이중벽 관 성형시 소형관과 소형관이 접착되는 이음부에 별도의 접착제를 사용하지 않고 접합시킬 수 있도록 하는 동시에 고강도의 이중벽 관이 형성되도록 하고, 필요시 관로에 따라서 색상을 자유롭게 선택할 수 있도록 된 고강도 이중벽 관을 제공할 수 있도록 한 것이다.

Description

고강도 이중벽 관 구조{The structure tube wall duplex High-in-tensity}

본 고안은 오폐수 관 및 전선용 관 등으로 사용되는 이중벽 관에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 직경이 큰 하수관, 오수관, 우수관, 상수관, 가스관, 전선관 등으로 사용되는 이중벽 관을 성형시 1차 관부재를 압출한 후 2차로 외면 전체 또는 부분적으로 수지를 피복시켜 소형관을 성형한 다음 이를 이용하여 이중벽 관을 성형함으로서 이중벽 관 성형시 소형관과 소형관이 접착되는 이음부에 별도의 접착제를 사용하지 않고 접합시킬 수 있도록 하여 고강도의 이중벽 관이 형성되도록 하며, 필요시 관로에 따라서 색상을 자유롭게 선택할 수 있도록 된 고강도 이중벽 관 구조에 관한 것이다.

기존에도 오폐수관 또는 전선관으로 이용되는 이중벽 관이 제공되었으나 기존의 이중벽 관(200)은 도7과 같이 소형관으로 이루어진 관부재(300)를 롤러성형기로 성형시 관부재(300)와 관부재(300)가 나선형으로 연결되는 이음부에 수지로된 보강부재를 주입시켜 관부재(300)와 관부재(300)를 연결하여 직경이 큰 대형관을 제작하였다.

상기와 같이 대형관을 제작시 소형관으로 제작된 관부재는 이미 소정의 두께로 형성된 후 나선형으로 연결되는 이음부에 수지형태의 보강부재(190)를 사용하여 대형관을 성형함으로서 대형관 성형시 많은 문제점이 노출되었다. 즉, 관의 이중벽을 형성하는 관부재(300)가 소정의 하중에 견디도록 고강도로 형성하기 위해 소형관의 관부재 두께를 소정의 두께로 이루어지도록 한번에 성형함으로서, 대형관을 성형시 성형롤러에 관부재를 나선형으로 감기 위한 취급이 불편할 뿐만 아니라 나선형의 이음부에 고강도 접착수지를 주입시켜 경화시켜야 하는 문제점이 있어 작업이 고난이도의 작업을 요하는 불편이 있었다.

또한 기존의 이중벽 관은 외면에 형성되는 색상이 한가지 또는 두 가지의 색상으로 도출된다. 즉, 소형관을 검정색으로 하고 이음부에 분사되는 접착수지의 색상을 힌색으로 할 경우와 소형관과 이음부에 분사되는 접착수지를 검정색으로 동일하게 하는 경우의 예를 들 수 있다.

현재 하수관, 전선관, 배수관, 우수관, 상수도관, 가스관 등으로 사용되는 이중벽 관은 사용용도의 관로에 따라서 관의 외면 색상을 달리할 경우에는 상기에서 예시한 기존의 실시 예에 의해 관의 색상을 형성할 경우 검정색은 차이가 없으나 회색, 노란색, 파란색, 주황색 등의 색상을 단일 색으로 형성할 경우, 이음부와 소형관의 색상을 동일한 안료를 이용하여 색상을 형성하더라도 반드시 얼룩이 발생하여 색상의 차이가 생기게 되는 문제점이 있었다.

통상적으로 합성수지에 안료를 혼합하여 색을 갖는 관을 성형할 경우 당시의 성형온도와 시간에 따라서 색상의 명암차이가 발생되므로 소형관 압출시의 온도와이음부의 수지의 온도가 서로 차이를 갖게되고 외기 조건이 서로 다른 압출기와 노즐에서 수지가 분사 됨으로 2중 색상이 발생될 수밖에 없는 문제점이 있다. 특히 기존에는 외면에 동일한 색상이 표출되도록 하기 위해서는 소형관을 제작하는 압출 성형기의 원료수지에 안료를 혼합하게 됨으로 관의 내외면 전체에 색상이 표출되어 내면과 외면을 분리하여 색상을 표출시킬 수 없는 문제점이 있었다.

본 고안은 이와 같은 문제점을 감안하여 고안 한 것으로서, 직경이 큰 하수관, 오수관, 우수관, 상수관, 가스관, 전선관 등으로 사용되는 이중벽 관을 성형시 1차 관부재를 압출한 후 2차로 외면 전체 또는 부분적으로 수지를 피복시켜 소형관을 성형한 다음 이를 이용하여 이중벽 관을 성형함으로서 이중벽 관 성형시 소형관과 소형관이 접착되는 이음부에 별도의 접착제를 사용하지 않고 접합시킬 수 있도록 하여 고강도의 이중벽 관이 형성되도록 하고, 필요시 관로에 따라서 색상을 자유롭게 선택할 수 있도록 된 고강도 이중벽 관 구조를 제공함을 목적으로 한 것이다.

도1은 본 고안의 이중벽 관을 나타낸 단면 구성도.

도2a는 본 고안의 이중벽 관을 이루는 소형관의 단면 구성도.

도2b는 본 고안의 수지가 피복된 소형관으로 이중벽 관을 형성한 상태의 일부 단면 구성도.

도3a는 본 고안의 다른 실시 예로서 이중벽 관부재 외면과 양측면에 수지를 피복한 상태의 소형관 단면 구성도.

도3b는 도3a의 소형관을 이용하여 이중벽 관을 형성한 상태를 예시한 단면 구성도.

도4a는 본 고안의 또다른 실시예로서 이중벽 관부재 외면과 일측면에만 수지를 피복한 상태의 소형관 단면도.

도4b는 도4a의 소형관을 이용하여 이중벽 관을 형성한 상태를 예시한 단면 구성도.

도5는 본 고안의 이중벽 관 성형장치를 이용하여 이중벽 관을 성형하는 상태의 예시도.

도6은 본 고안의 이중벽 관부재 외면에 수지를 피복시켜 소형관을 형성하는 피복기를 나타낸 단면 구성도.

도7은 종래의 이중벽 관 구조를 나타낸것이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

10:이중벽 관 11:관부재

12:수지층 13:소형관

이하 본고안을 상세히 설명하면 다음과 같다.

나선형으로 감긴 소형관과 소형관의 이음부에 수지로 이루어진 보강부재가 개재된 이중벽 관구조에 있어서,

소정의 두께를 갖는 중공의 관 부재(11) 외면에 수지를 1∼5㎜의 두께로 피복된 수지층(12)을 갖는 소형관(13)을 구성하고, 상기 소형관이 나선형으로 감겨지며 소형관과 소형관의 접촉부는 수지층과 수지층으로 접착되어진 몸체를 구성한 이중벽 관 구조로 이루어진 것이다.

본 고안의 다른 실시 예로서 상기 소형관은 이중벽 관으로 권회되는 외면과 양측면에만 수지층(12)이 피복된 것을 특징으로한다.

본 고안의 또 다른 실시 예로서 상기 소형관은 이중벽 관으로 권회되는 외면과 일측면에만 수지층(12)이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 수지 층은 안료가 혼합되어 이중벽 관 외면에 색상이 형성되도록 수지층이 이루어진 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 본 고안의 이중벽 관 구조를 이하에서 상세히 설명하기로 한다.

먼저 관 부재(11)를 성형하기 위해 일측에 구비된 통상의 호퍼에 수지원료를 투입하여 원료수지가 용융되도록 히터가 설치된 압출성형기로 공급한다.

상기 압출성형기로 공급된 원료수지는 압출성형기에서 가열되어 액상으로 용융되고 압출성형기를 통과하면서 관부재로 형성된다. 상기 관부재(11)의 성형방법은 통상적인 관부재 성형방법으로 제작되면 관부재 압출 성형기 역시 통상적인 것을 사용한다.

다만 본 고안에서 기존의 이중벽 관 제조시 성형되는 소형관의 두께보다 관부재의 두께를 작게 성형하여 차후 피복되는 수지층(12)과 더불어 완전한 소형관(13)이 이루어지도록 한다.

상기와 같이 압출성형기에서 액상으로 용융된 수지액은 관부재 압출성형기(도시없음)를 통과하면서 사각형관 형태의 관부재(11)로 성형된다.

본 고안에서는 관부재를 사각형 형상을 일예로 도시하고 이를 설명하고 있으나 관부재의 형상은 반드시 사각형으로 한정하는 것은 아니며, 원형 타원형, 직사각형, 정사각형등로 제작할 수 있다.

상기 성형되는 관부재(11)는 완전히 경화된 상태는 아니며 사각관 형상을 취하고 외면은 열이 식지 않은 상태로 전면에 설치된 피복기(20)로 인입되어 외면에 2∼10㎜의 두께로 수지가 피복되어 수지층(12)을 형성한다.

상기와 같이 압출성형기에서 1차 두께가 얇게 성형된 관부재(11)는 피복기(20)에 인입된 후 피복기의 내부면에 형성된 요홈(21)에 충입된 수지에 의해 외면에 2∼10㎜의 두께로 피복되어 수지층(12)을 갖는 소형관으로 형성된다.

상기와 같이 관부재에 수지 피복층을 형성하는 피복기(20) 내면의 요홈(21)은 상부에 위치한 수지주입관과 연결되어 별도의 압출성형기에서 수지액이 용융되어 수지주입관을 통하여 공급되고 피복기의 요홈(21) 내부를 지나는 소형관 외면에 수지액이 2∼10㎜의 두께로 피복되어진다.

즉, 본 고안에서 실시되는 소형관은 1차성형시 통상의 소형관 보다 두께가 얇게 성형된다. 일 예로 높이30㎜, 넓이26㎜의 외경을 갖는 소형관 벽두께가 4㎜라고 가정할 경우 본 고안에서는 1차 소형관을 성형시 외경의 높이 28㎜, 넓이 24㎜와 벽체의 두께를 2㎜로 형성하여 압출한 다음 피복기에서 수지액을 2㎜를 피복시키면 피복기에서 인출되는 소형관의 외경은 높이30㎜, 넓이26㎜와 벽체 두께 4㎜를 갖는 소형관을 형성할 수 있다.

상기와 같이 형성된 소형관은 경화되기 전에 통상의 성형롤러(22)에 나선형으로 권선되어 직경큰 하수관, 오수관, 우수관, 전선관, 상수관 등으로 사용되는 이중벽을 갖는 관을 성형할 수 있다.

상기 피복기에서 인출되는 소형관이 이중벽 관으로 만들어지기 위해 성형롤러에 감길때 성형롤러 일측에는 지지봉(24)이 연결에 밀착롤러(23)가 설치되어 권선되는 소형관 일측면을 밀게되므로 소형관은 나선형으로 감기면서 소형관과 소형관의 이음부가 접착된다.

이때 소형관은 피복기에서 인출되는 동시에 성형롤러(22)에 나선형으로 감기게 되므로 소형관 외면에 피복된 수지층(12)이 경화된 상태가 아니므로 소형관(13)과 소형관(13)이 접촉되는 이음부가 별도의 수지를 분사시키지 않더라도 일체의 몸체가 되도록 접착된다.

상기 밀착롤러(23)는 지지봉(24)에 의해 성형롤러 상에서 좌우로 이동될 수 있도록 설치되어 소형관이 감기는 위치에 따라서 이동될 수 있도록 하였다.

상기 성형롤러에 나선형으로 권선되는 소형관의 이음부는 타측에 설치된 압착롤러(25)에 의해 외면이 평활하도록 마감처리되어 성형되는 이중벽 관(10)의 외면이 판판하고 매끄럽게 이루어진다.

본 고안에서 첨부되는 도면 도 2a 내지 도4b의 도시에서는 소형관과 소형관이 접합되는 이음부가 점선으로 표기되어 있으나, 성형롤러에서 피복된 소형관을 감은 다음 외면에서 압착롤러가 가압하고 내면에서는 회전롤러(27)가 대응된 상태이므로 실제의 제품에서는 소형관의 수지층과 수지층이 접촉되므로 실제의 이중벽관에서는 나타나지 않으나, 고안의 상세한 설명에서 이해가 용이 하도록 도면상에서는 접착되어 일체형으로 이루어지는 수지층과 수지층의 이음부를 점선으로 도시 하였으며, 또한 관부재와 외면에 피복된 수지층의 이음부에는 선으로 표기 하였다.

또한 상기 이중벽 관은 성형롤러에서 관으로 성형시 일측에 설치된 한개 이상의 냉각노즐(28)에 의해 냉각수가 분사되어 성형되는 관을 냉각시켜 경화되도록 한다.

상기와 같이 이루어진 본 고안의 이중벽 관은 피복기(20) 내부에 형성되는 요홈(21)의 깊이에 따라서 소형관의 두께를 작게 또는 크게 형성할 수 있다.

또한 본 고안은 피복기(20)의 내면에 형성되는 요홈이 형성된 위치에 따라서 괌부재의 4면에 수지층은 형성할 수도 있고, 또는 관부재 외주면 3면 또는 2면에만 수지를 피복하여 수지층을 형성할 수 있다.

상기와 같이 관부재의 외면에 피복되는 수지층을 선택적으로 실시하기 위해서는 수지층의 형태에 따라서 피복기를 교체사용하는 것이 당연한 것이다.

이하 첨부된 도면을 설명하면 다음과 같다.

도2a는 본 고안의 이중벽 관을 이루는 소형관의 단면 구성도로서, 관부재 외면 전체에 수지층을 형성한 것을 나타낸 것으로 수지층의 두께는 피복기에서 1㎜∼5㎜로 피복된 것이다.

상기 관부재 외면에 피복된 수지층의 두께는 사용되는 이중벽 관의 직경이 작을 경우에는 관부재 외면에 최소 1㎜로 수지층을 형성할 수 있게 되고, 이중벽 관의 직경 대형일 경우에는 5㎜의 두께로 수지층이 형성되도록 하는 것이 바람직하다.

또한 필요에 따라서 그 이상의 두께로 피복층을 형성할 수 있으나 이 경우 피복기에서 수지를 피복시킬 때 수지가 늘어지는 경우가 발생될 수 있으며, 또한 수지층의 두께가 5㎜로 피복될 경우 관부재의 두께 역시 5㎜가 되므로 소형관의 일측 두께는 총 10㎜가 되므로 특수한 경우 이외에는 일측 두께가 10㎜이상의 것을 사용할 경우가 없으므로 본 고안에서는 관부재(11)에 피복되는 수지층(12)의 두께를 1㎜∼5㎜로 한정하였다.

도2b는 본 고안의 수지가 피복된 소형관으로 이중벽 관을 형성한 상태의 일부 단면 구성도로서, 상기 도2a에서 형성된 소형관을 성형롤러로 권선하여 이중벽 관을 형성하게 되는데 이때 감겨지는 소형관(13)과 소형관(13)의 일측면이 서로 대응접촉되는 이음부는 수지층(12)과 수지층(12)이 접촉된 상태에서 일측의 밀착롤러(23)가 가압하여 별도의 접착 수지를 사용하지 않더라도 일체로 접착된다.

도2b의 소형관과 소형관이 접촉된 부분에 점선으로 도시된 것은 상기에서 설명하였듯이 실제의 물건에서는 구분되지 않으나 도면상 수지층과 수지층의 이음부를 구분하기 위해 표기한 것이다.

도3a는 본 고안의 다른 실시 예로서 이중벽 관부재 외면과 양측면에 수지를 피복한 상태의 소형관 단면 구성도로서, 관부재의 외면에 피복되는 수지층을 3면에만 피복시킨 상태의 소형관을 예시한 것이다. 즉, 관부재의 외면부와 양측면에만 수지를 피복시켜 수지층을 형성한 것이다.

도3b는 도3a의 소형관을 이용하여 이중벽 관을 형성한 상태를 예시한 단면구성도로서, 상시 3a의 소형관을 이용하여 이중벽 관을 형성한 것으로 소형관의 외면부와 양측면에만 수지층이 형성되므로 나선형으로 감겨지는 소형관과 소형관의 이음부가 수지층과 수지층이 접촉되어 일체형으로 이루어지는 반면에 내측면에는 수지층이 피복된 상태가 아니므로 수지의 원료를 절약할 수 있게된다.

이때 색상을 갖는 이중벽 관을 형성할 경우에는 피복되는 수지에 안료를 혼합하여 수지층을 형성함으로 성형된 이중벽 관의 외면에는 색상이 표출되는 반면에 내면에는 원래의 관부재 색상이 표출되므로 안료의 낭비를 막을 수 있게 된다.

도4a는 본 고안의 또다른 실시예로서 이중벽 관부재 외면과 일측면에만 수지를 피복한 상태의 소형관 단면도로서 관부재에 피복되는 수지층을 외면부와 일측면에만 형성되도록 하여 피복되는 수지를 절약할 수 있게된다.

도4b는 도4a의 소형관을 이용하여 이중벽 관을 형성한 상태를 예시한 단면 구성도로서, 소형관의 수지층이 외면부와 일측면에만 형성되도록 함으로 소형관이 감겨지는 이음부에 소형관 일측면의 수지층과 수지층이 형성되지 않은 관부재의 몸체거 대응 접촉되도록 하여 이중벽 관을 형성한 것으로서 수지의 원료를 절약할 수 있는 장점이 있다.

도5는 본 고안의 이중벽 관 성형장치를 이용하여 이중벽 관을 성형하는 상태의 예시도로서, 상기 피복기(20)를 통과한 소형관(13)이 성형롤러(22)에서 나선형으로 감긴다. 이때 성형롤러에 감기는 소형관은 지지봉(24)을 갖는 밀착롤러(23)가 설치되어 나선형으로 감기도록 안내하는 동시에 소형관의 이음부가 접착되도록 안내하며, 타측에는 쇼버(26)에 연결된 압착롤러(25)가 소형관의 외면을 가압하여 평활하게 한다.

상기 압착롤러는 쇼버(26)에 의해 지지되며 쇼버는 통상의 신축성을 갖는 쇼버를 사용하였으며, 쇼버는 압착롤러(25)가 감겨지는 이중벽 관체에 대응시 압력에 대한 탄성을 갖고 가압되도록 지지한다.

또한 성형롤러 일측에는 한개 이상의 냉각노즐(28)이 설치되어 성형되는 이중 벽 관을 냉각수로 냉각시켜 경질관으로 형성한다.

도6은 본 고안의 이중벽 관부재 외면에 수지를 피복시켜 소형관을 형성하는 피복기를 나타낸 단면 구성도로서, 피복기 내벽에 요홈(21)이 형성되어 수지주입관과 연결되어 수지를 충입하도록 함으로 피복기를 통과하는 관부재를 피복시킬 수 있도록 하였다.

상기 피복기의 내벽에 형성되는 요홈의 깊이는 필요에 따라서 1㎜∼5㎜로 형성하여 피복층을 두껍게 할 수 있으나, 특별한 경우 이외에는 1㎜∼5㎜범위 내의 깊이를 갖도록 형성하는 것이 바람직하다.

상기 요홈 깊이를 1㎜∼5㎜로 한정하는 것은 상기 도2a의 관부재에 피복되는 수지층의 두께 설명에서 설명한 내용과 동일하며, 소형관의 직경크기에 따라서 피복되는 두께가 달라질 수 있는 것으로 피복기의 요홈 역시 대응되도록 깊이가 형성되는 것은 당연한 것이다.

상기와 같이 이루어지는 본 고안은 피복기를 설치하여 소형관의 4면 또는 3면, 2만을 선택적으로 수지를 피복여 수지층을 형성할 수 있으며, 더불어 피복기에 공급되는 수지에 안료를 혼합하여 색상이 이중벽 관 외면에만 표출되도록 하여, 설치되는 하수관, 오수관, 우수관, 상수관, 배수관, 전선관등의 관 종류와 그 관로에 따라 색을 구분할 수 있도록 원하는 색상의 안료를 혼합하여 색상을 표출시킬 수 있도록 한 것이다.

또한 본 고안은 이중벽 관을 성형시 수지층과 수지층이 접착되어 몸체가 일체형으로 이루어지도록 함으로서 기존의 이중벽 관보다 고강도로 성형할 수 있다.

즉, 기존의 이중벽 관은 소형관을 성형시 그 두께를 한번에 형성되도록 압출성형하고 이음부에는 별도의 접착수지 또는 보강부재를 이용함으로서 두께에 대한 강도가 한정되었으나, 본 고안은 소형관을 성형시 관부재의 외면에 사용용도에 따라서 수지층의 두께를 선택적으로 형성함으로서 고강도의 이중벽 관을 제공토록한 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안은 1차로 관부재를 압출 성형하고 이의 관부재에 수지를 피복시켜 수지층을 형성함으로서 이중 벽을 갖는 관의 두께를 자유롭게 조절할 수 있으며, 수지층을 형성하는 수지에 안료를 혼합하여 소형관을 형성함으로서 하수관, 오수관, 우수관, 상수관, 전선관 등의 관로에 적합한 색상를 자유롭게 적용할 수 있는 효과가 있으며, 특히 소형관과 소형관을 별도의 접착수지를 사용하지 않고 소형관에 피복되는 수지층을 이용하여 이음부를 접착함으로서 수지의 원료를 절감함과 동시에 소형관의 이음부가 수지층에 의해 일체형으로 접착되므로 고강도의 이중벽 관을 제공할 수 효과를 갖는 것이다.

Claims (4)

1. 나선형으로 감기는 소형관과 소형관의 이음부에 수지로 이루어진 보강부재가 개재된 이중벽 관구조에 있어서,

   소정의 두께를 갖는 중공의 관 부재(11) 외면에 수지를 1∼5㎜의 두께로 피복된 수지층(12)을 갖는 소형관(13)을 구성하고, 상기 소형관이 나선형으로 권회되며 소형관과 소형관의 접촉부는 수지층과 수지층으로 접착되어진 몸체를 구성한 것을 특징으로 하는 고강도 이중벽 관 구조.
2. 제1항에 있어서,

   상기 소형관은 이중벽 관의 외면부와 양측면에만 수지층(12)이 피복된 것을 특징으로 하는 고강도 이중벽 관 구조.
3. 제1항에 있어서,

   상기 소형관은 이중벽 관의 외면부와 어느 한 측면에만 수지층(12)이 형성된 것을 특징으로 하는 고강도 이중벽 관 구조.
4. 제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 소형관은 수지층에 안료가 혼합되어 이중벽 관 외면에 색상이 형성되도록 구성한 것을 특징으로 하는 고강도 이중벽 관 구조.