KR20050005003A - 배기관용 이중관의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배기관용 이중관의 제조방법에 관한 것으로, 내측관의 외경에 흡음재를 끼우는 1차 끼움공정; 상기 내측관이 끼워진 흡음재의 외경에 외측관을 끼워 이중관의 형상이 되도록 하는 2차 끼움공정; 상기 이중관을 선반 공작기계를 사용하여 고정시키되, 선반의 양단에 형성된 주축대와 심압대의 척에 상기 이중관의 일측과 타측을 각각 고정시켜 주축의 회전을 준비하는 이중관 고정공정; 상기 선반에 고정된 이중관을 회전시킴과 동시에 왕복대에 고정된 압입공구를 상기 이중관의 외경에 가압한 상태로 베드를 따라 왕복 이송시키면서 상기 내측관과 외측관으로 이루어진 이중관을 압점하는 이중관 압입공정;으로 구성함으로써, 강도와 내구성 및 단열성이 보다 향상된 고품질의 이중관을 제조할 수 있는 효과가 있다.

Description

배기관용 이중관의 제조방법{MANUFACTURING PROCESS OF DUPLEX TUBE FOR EXHAUST PIPE}

본 발명은 배기관용 이중관의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내측관의 외경에 흡음재를 먼저 끼우고 상기 흡음재의 외경에 외측관을 덧끼워 이중관이 되도록 하되, 상기 이중관의 양단을 선반에 의해 고정함과 동시에 주축의 회전운동에 의해 상기 이중관을 회전시키고, 압입공구가 회전하는 이중관의 외경을 가압한 상태에서 왕복 이송됨으로써, 강도 및 내구성이 보다 향상된 고품질의 이중관을 제조할 수 있도록 한 배기관용 이중관의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차의 배기관이나 땅속에 매몰되어 설치되는 상하수도 시설의 도관 또는 전선 매립용 관 등은 관의 내부환경 및 외부환경의 현격한 차이와, 관의 내부를 흐르는 배관 물질의 특성상 대부분이 고온·고압의 배기가스로 이루어짐으로 인해 일반적인 배관에 비해 보다 높은 강도와 내구성 및 단열성 등을 요구하게 된다.

이를 위하여, 아파트나 주택단지의 하수관 및 오수관, 공장이나 양축장 등의 하수관 및 오수관, 시가지 도로양측의 하수관 및 오수관, 도로나 아스팔트 보호용 지하 배수관, 도로 지하횡단 배수관, 운동구장 및 골프장이나 광장 등의 배수관, 농업용수 송배수관 등과 같이 내하중을 필요로 하는 곳에 설치되는 배기관의 경우에, 시공자는 일반적인 단일구조의 배관 대신 외측관과 내측관을 각각 구비하여 상기 외측관의 내부 공간에 상기 내측관이 삽입된 형상의 이중의 관으로 구성시키게 된다.

상기와 같은 구성의 이중관은 내측관의 외경에 외측관이 끼워진 상태이므로 내측관의 외경과 외측관의 내경이 상호 맞닿을 수밖에 없으며, 이는 내측관의 내부를 흐르는 고온·고압의 배기가스의 온도와 압력이 외측관에 그대로 전도되므로 단열성이 약할 뿐만 아니라 내측관의 유체흐름에 따른 방사소음이 외부에 전달되기 때문에 이중관의 본래의 기능을 충분히 발휘할 수 없게 되는 문제점이 있다.

또한, 상기와 같은 구성의 이중관을 자동차의 배기관에 적용하여 사용하였을 경우에는 상기 배기관을 흐르는 매연가스의 내부온도가 외기의 온도에 비하여 높고 매연가스를 통해 내측관으로부터 외측관으로 이동하는 열전달력이 매우 높아 열의 손실정도가 상당한 것이 되는데, 이는 상기 배기관과 일체로 연결된 컨버터의 특성상 상기 컨버터가 배기관을 통과하여 외부로 배출되는 매연가스에 포함된 유독가스를 걸러주게 되는 역할을 수행하므로, 상기 배기관을 거쳐 컨버터에 도달되는 매연가스의 온도가 엔진으로부터 발생되었을 당시의 초기 온도로 유지되지 못하고 떨어지게 되면 컨버터가 유독가스를 걸러주지 못하게 되는 것을 의미하는 것이다.

따라서, 매연가스의 온도가 최종적으로 컨버터에 도달하여 필터링과정을 거친 후 외부로 배출될 때까지 엔진에서 발생된 매연가스의 초기온도를 계속 유지하기 위하여, 상기 이중관의 내측관과 외측관 사이에 소정 형태의 중공 또는 공간부가 형성될 수 있게 구성하거나 상기 내외측관 사이에 공간생성부재를 내삽시켜 열의 전도율을 최소화될 수 있도록 한다.

하지만, 상기와 같이 이중관을 구성함에 있어서 이중관을 형성하는 내측관과 외측관의 결합이 용이하지 못하고 이중관의 외관이 불규칙하게 성형이 되면 제조시 관의 일부에 균열이 생길 가능성이 있고, 균열이나 깨짐없이 이중관이 제조되어 사용된다 하더라도 계절에 따른 온도 변화에 의해 압축 및 이완이 반복되면 그 경질성 때문에 충격을 흡수하지 못하고 쉽게 파손될 수 있어 배수시설의 배관이나 자동차용 배기관으로 사용되기에는 어려운 점이 있으며, 이중관의 외측관이 파손되면 파손된 균열 사이로 토사 및 우수 등 이물질이 침입하게 되고 이것은 내측관의 파손으로 이어짐으로써 결과적으로 이중관의 손상을 불러오게 되는 문제점을 내포하고 있는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 안출한 것으로, 강도와 내구성 등이 보다 향상된 이중관을 제조하도록 하되, 제조시 파손율 및 불량율을 최소화하고 제조후 상기 이중관을 매설하여 사용시에도 계절변화에 따른 압축 및 이완으로 인해 쉽게 균열이 가거나 파손되지 않도록 하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위해서, 내측관의 외경에 흡음재를 끼우는 1차 끼움공정; 상기 내측관이 끼워진 흡음재의 외경에 외측관을 끼워 이중관의 형상이 되도록 하는 2차 끼움공정; 상기 이중관을 선반 공작기계를 사용하여 고정시키되, 선반의 양단에 형성된 주축대와 심압대의 척에 상기 이중관의 일측과 타측을 각각 고정시켜 주축의 회전을 준비하는 이중관 고정공정; 상기 선반에 고정된 이중관을 회전시킴과 동시에 왕복대에 고정된 압입공구를 상기 이중관의 외경에 가압한 상태로 베드를 따라 왕복 이송시키면서 상기 내측관과 외측관으로 이루어진 이중관을 압점하는 이중관 압입공정;으로 이루어짐을 특징으로 하는 배기관용 이중관의 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시례에 의한 배기관용 이중관의 제조방법을 도시한 공정도

도 2(a)(b)(c)(d)는 본 발명의 일실시례 의한 배기관용 이중관의 제조방법을 개략적으로 도시한 모식도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1. 이중관 10. 내측관

11. 흡음재 12. 외측관

20. 선반 21. 주축대

21a. 척 21b. 척죠

22. 심압대 23. 왕복대

23a. 압입공구 24. 베드

상기에서 구현된 본 발명에 의한 배기관용 이중관의 제조방법은 내측관의 외경에 흡음재를 끼운 상태에서 상기 흡음재의 외경에 외측관을 끼워 이중관의 형상이 되도록 하되, 선반 공작기계를 이용하여 이중관을 양단을 고정시키고 주축대의 주축을 회전시켜 상기 이중관이 회전되도록 한 후 압입공구를 상기 이중관의 외경에 가압한 상태로 베드를 따라 왕복 이송시키면서 상기 내측관과 외측관으로 이루어진 이중관을 압점함으로써, 강도와 내구성이 뛰어나 제조시 파손이 적고 단열성이 보다 향상된 이중관을 제조할 수 있으며 제조후 매설하여 사용시 계절변화에 따른 압축·이완이 반복되어도 쉽게 파손되지 않는 고품질의 이중관을 생산할 수 있는 특징이 있다.

이하, 본 발명의 일실시례에 의해 이루어진 벤딩이 용이한 배기관용 이중관의 구성 및 작용을 첨부된 도면과 관련하여 상세히 설명하되, 첨부된 도면은 본 발명의 일실시례를 구체적으로 설명하는 예시일 뿐이며, 본 발명의 범위가 도면 또는 상기 도면을 참조한 설명에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일실시례에 의한 배기관용 이중관의 제조방법을 도시한 공정도이고, 도 2(a)(b)(c)(d)는 본 발명의 일실시례 의한 배기관용 이중관의 제조방법을 개략적으로 도시한 모식도를 나타낸 것으로, 함께 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 배기관용 이중관의 제조공정을 도시한 것으로, 상기 도시된 바와 같이 배기관용 이중관(1)을 제조하는 공정은 크게 1차 끼움공정(100) 및 2차 끼움공정(200)에 의해 흡음재(11)가 외경에 끼워진 상태의 내측관(10)이 외측관(12)의 내경에 삽입되어 이중관(1)의 형상이 되도록 하되, 상기 이중관(1)의 일측과 타측을 선반(20)의 양단에 형성된 주축대(21)와 심압대(22)의 척(21a)에 고정시키는 이중관 고정공정(300)과 상기 고정된 이중관(1)을 주축을 이용하여 회전시킴과 동시에 왕복대(23)에 고정된 압입공구(23a)는 베드(24)를 따라 왕복 이송되어 상기 내측관(10)과 외측관(12)을 압입하게 되는 이중관 압입공정(400)으로 이루어진다.

제1단계인 1차 끼움공정(100)은 도 2(a)에 도시된 바와 같이 내측관(10)의 외경에 흡음재(11)를 끼우는 공정으로, 내측관(10)의 외경에 직접적으로 외측관(12)을 시공하기 이전에 상기 내측관(10)의 외경에 흡음재(11)를 설치하여, 내측관(10)의 외경과 외측관(12)의 내경이 소정이 거리만큼 이격되도록 함과 동시에 배관을 흐르는 배기가스 및 유체로 인해 발생되는 소음과 열의 손실 및 열전도를 최소화할 수 있도록 하는 공정이다.

상기 흡음재(11)는 재료 표면에 부딪히는 소리에너지의 일부를 흡수하여 반사음을 줄이므로 소음이 많이 발생하는 장소에 사용하면 방음 및 흡음 효과를 나타낼 수 있도록 한 재료로써, 진동에 의한 먼지나 이물질 발생이 없고 방수가 잘 되는 것이 특징이며 하이버그라스가 주로 사용된다.

제2단계인 2차 끼움공정(200)은 도 2(b)에 도시된 바와 같이 1차 끼움공정(100)에서 보는 바와 같이 내측관(10)의 외경에 흡음재(11)가 끼워진 상태에서 상기 내측관(10)이 내삽된 흡읍재(11)의 외경에 내측관(10)보다 반경이 다소 큰 외측관(12)을 끼워 내측관(10)과 외측관(12)의 사이에 흡음재(11)가 삽입된 이중관(1)의 형상이 되도록 하는 공정으로, 내측관(10)과 외측관(12) 사이에 끼워진 흡음재(11)에 의해 내측관(10)에서 이동되는 배기가스 및 배기물에 의한 유체의 흐름으로부터 발생되는 소음을 차단하여 외부방사소음을 줄일 수 있게 되고, 상기 내측관(10)과 외측관(12)의 사이에는 어느 위치에서든 인접되지 않고 동일한 간극을 유지할 수 있어, 배기가스가 배출되는 과정에서 배기가스의 자체열기가 상기 내측관(10)의 내관에 접촉되어 가열되더라고 외측관(12)은 상기 내외측관(10,12) 사이에 생성된 소정의 간극에 의해 열전도가 차단됨으로써 이중관(1)의 표면온도 상승을 방지할 수 있게 된다.

제3단계인 이중관 고정공정(300)은 도 2(c)에 도시된 바와 같이, 내측관(10)의 외경부에 흡음재(11)를 끼우는 1차 끼움공정(100)과 상기 흡음재(11)가 내측관(10)의 외경에 설치된 상태에서 상기 흡음재(11)의 외경부에 외측관(12)을 하나 더 끼우는 2차 끼움공정(200)에 의해 제조된 이중관(1)을 선반(lathe)(20) 공작기계를 이용하여 고정시키되, 선반(20)의 양단에 형성된 주축대(21)와 심압대(22)의 척(21a)에 상기 이중관(1)의 일측과 타측 각각을 고정시켜 주축의 회전을 준비하는 공정이다.

상기 선반(20)은 공작물을 회전시키고 수행하고자 하는 작업에 알맞은 공구를 공구대(미도시됨)에 고정하여 이송운동에 의해 공작물을 가공하는 공작기계로써, 크게 주축대(21), 심압대(22), 왕복대(23), 이송기구(미도시됨) 및 베드(24)로 이루어져 상기 주축대(21)와 심압대(22) 사이에 가공물을 고정시키고 상기 주축대(21)로부터 회전운동을 인가받을 수 있도록 설계되는 것이 일반적이며, 주로 원통형의 공작물을 가공하는데 사용된다.

이때 상기 주축대(21)는 본 발명에 의한 이중관(1)에 회전 운동을 부여하기위한 수단으로, 주축대(21)에는 이중관(1)을 지지하면서 회전을 주는 주축과 이것을 지지하는 베어링 및 주축에 회전을 주는 구동 기구인 속도 변환 장치가 내장되어 있고, 상기 주축의 선단에는 상기 이중관(1)을 고정하기 위한 척(Chuck)(21a)이 구비되어 있으며 상기 척(21a)에는 몇몇 개의 척죠(chuck jaw)(21b)가 함께 구비되어 있다.

따라서, 상기 이중관(1)의 형상이나 재질 및 중공부의 지름에 맞도록 척(21a)의 압력을 조절하고 상기 척죠(21b)를 알맞게 벌려 이중관(1)이 변형되지 않도록 넣은 후 다시 외부로 이탈되지 않도록 척죠(21b)를 엇갈리게 조임으로써, 상기 이중관(1)은 일측이 단단하게 고정된 상태에서 회전될 준비를 하게 되는 것이다.

상기 심압대(22)는 주축대(21)의 반대쪽 베드(24)위에 설치되어 공작물인 이중관(1)의 또 다른 타측을 고정 또는 지지하기 위한 수단으로, 심압축의 중심은 상기 주축대(21)의 주축 회전 중심에 따라 편위될 수 있고, 상기 이중관(1)의 형태 및 길이에 따라 선반(20)의 베드(24) 위 어느 곳이든 임의로 고정할 수 있게 되어 가변적인 조정이 가능하게 된다.

상기 왕복대(23)는 주축대(21)와 심압대(22) 사이의 베드(24) 안내면 상에 위치되어 좌우 왕복 운동을 주기적으로 반복하는 수단으로, 새들, 에이프런, 공구대 등으로 구성되고 상기 공구대로는 가공하고자 하는 목적에 알맞은 공구가 연결되어 공작물을 가공처리하게 되는데, 본 발명에서는 이중관(1)을 가공처리하고자 압입공구(23a)가 상기 왕복대(23)에 연결된다.

상기 이송장치(미도시됨)는 주축대(21)의 주축 회전운동을 리드 스크루(미도시됨) 또는 이송축(미도시됨)에 전달하는 수단으로, 기어로 동력이 전달되는 형태이고, 상기 베드(24)는 상기에서 전술한 주축대(21), 심압대(22), 왕복대(23) 등 장치의 주요 부분을 지지하여 이들의 하중에 전달할 수 있도록 하고, 각각을 운동을 바르게 안내하는 수단으로, 주축의 회전이나 기타 가공에 의해 변형되지 않도록 충분한 강성을 가져야 한다.

제4단계인 이중관 압입공정(400)은 도 2(d)에 도시된 바와 같이, 상기 이중관 고정공정(300)에 의해 주축대(21) 및 심압대(22) 양단에 고정된 이중관(1)을 회전시킴과 동시에 왕복대(23)에 고정된 압입공구(23a)를 상기 이중관(1)의 외경에 가압한 상태로 베드(24)를 따라 왕복 이송시키면서 상기 내측관(10)과 외측관(12)으로 이루어진 이중관(1)을 압점하여 최종적으로 강도 및 내구성이 향상된 이중관(1)을 생성하기 위한 수단이다.

이는 상기 내측관(10)과 외측관(12) 사이에 내삽된 흡음재(11)가 전체적으로 균일한 위치에 자리잡을 수 있도록 함과 동시에 최종 완성되는 이중관(1)의 표면을 균일하게 하여 관의 내구성을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

이상과 같이 본 발명은, 이중관(1)을 제조함에 있어서 제1차 끼움공정인 1단계(100), 제2차 끼움공정인 2단계(200), 이중관 고정공정인 3단계(300), 이중관 압입공정인 4단계(400)로 구성하여 이중관을 제조함으로써, 강도 및 내구성이 보다 향상된 고품질의 이중관(1)을 생산해낼 수 있는 특징이 있는 것이다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시례 및 첨부된 도면에 한정되는 것은 아니다.

이상과 같이 본 발명은 배기관용 이중관은 내측관의 외경에 흡음재를 끼우고 상기 흡음재의 외경에 외측관을 끼워 이중관의 형상으로 성형하고, 상기 이중관을 선반 공작기계에 고정시켜 주축의 회전에 의해 회전운동이 가능하도록 하되, 회전되는 이중관의 외경을 압입공구에 의해 압점한 상태에서 상기 압입롤러의 좌우 이송에 의해 이중관을 압입시킴으로써, 강도와 내구성 및 단열성이 보다 향상된 고품질의 이중관을 제조할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 배기관용 이중관에 있어서,

   내측관의 외경에 흡음재를 끼우는 1차 끼움공정; 상기 내측관이 끼워진 흡음재의 외경에 외측관을 끼워 이중관의 형상이 되도록 하는 2차 끼움공정; 상기 이중관을 선반 공작기계를 사용하여 고정시키되, 선반의 양단에 형성된 주축대와 심압대의 척에 상기 이중관의 일측과 타측을 각각 고정시켜 주축의 회전을 준비하는 이중관 고정공정; 상기 선반에 고정된 이중관을 회전시킴과 동시에 왕복대에 고정된 압입공구를 상기 이중관의 외경에 가압한 상태로 베드를 따라 왕복이송왕복 이송시키면서측관과 외측관으로 이루어진 이중관을 압점하는 이중관 압입공정;으로 이루어짐을 특징으로 하는 배기관용 이중관의 제조방법.