KR20050105252A - 파이프의 제조에 사용되는 중공 성형재 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 나선형으로 감겨진 이중-벽 열가소성 파이프의 제조에 사용되는 중공 성형재(1)로서, 대체로 직사각형의 단면을 가지고 파이프의 내부 벽을 성형하기 위한 중공 성형재의 벽(2)은 파이프의 외부 벽을 성형하기 위한 벽(4)보다 두꺼운 중공 성형재에 관한 것이다. 본 발명은 상기 중공 성형재의 상기 더 두꺼운 벽(2) 인근의 모서리의 내부 라운딩 반경(inner rounding radius)(7a)이 공동(6)의 다른 두 개의 모서리의 라운딩 반경(7)보다 상당히 더 큰 것을 특징으로 한다.

Description

파이프의 제조에 사용되는 중공 성형재{HOLLOW PROFILE USED IN THE MANUFACTURE OF A PIPE}

본 발명은, 나선형으로 감겨진 이중-벽 열가소성 파이프의 제조에 사용되는 실질적으로 직사각형의 단면을 갖는 중공 성형재(成形材)로서, 파이프의 내부 벽을 성형하기 위한 중공 성형재의 벽이 파이프의 외부 벽을 성형하기 위한 벽보다 두꺼운 중공 성형재에 관한 것이다.

나선형으로 감겨진 이중-벽 열가소성 파이프의 제조 시에, 중공 성형재는 파이프의 내경에 대응하는 드럼 또는 그와 같은 것의 둘레에 나선형으로 감겨지고, 중공 성형재의 인근 고리부는 공지된 방식으로 함께 접합된다. 그러한 방식으로 제조되는 파이프의 이점은 동일한 양의 재료를 사용하여 제조된 솔리드 파이프(solid pipe)에 비하여 가볍고 링 강성(ring stiffness)이 우수하다는 것이다. 또한, 이중-벽 구조는 우수한 절연성을 파이프에 제공하고 파이프 벽 내에 나선형으로 뻗은 공동(cavity)을 통하여 가열 또는 냉각 유체가 흐를 수 있다.

종래의 나선형으로 감겨진 파이프의 제조에 사용되는 중공 성형재의 공동은 단면이 실질적으로 직사각형이고, 그 직사각형의 모든 모서리는 동일한 크기의 라운딩 반경(rounding radius)으로 둥글게 되고 중공 성형재의 모든 벽은 대략 동일한 두께를 가진다. 주로 유체의 무압 운송을 위한 이러한 파이프의 벽 구조는 토양 하중, 지하수, 교통량 하중과 같은 외부 하중을 견디도록 최적화된 것이지, 파이프 내의 내압이 상승되는 경우를 위한 것이 아니다. 즉, 상승된 내압은 파이프의 벽을 손상시킬 수도 있다.

이하에서 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 설명된다.

도 1은 나선형으로 감겨진 파이프의 제조에 사용되는 종래의 중공 성형재의 단면도이다.

도 2는 나선형으로 감겨진 파이프의 제조에 사용되는 본 발명에 따른 중공 성형재의 단면도이다.

본 발명의 목적은 내압에 견디는 파이프의 능력을 크게 향상시키는 중공 성형재 구조를 제공하는 것이다. 이러한 목적은 중공 성형재의 더 두꺼운 벽에 인접한 모서리의 내부 라운딩 반경이 공동의 두 개의 다른 모서리의 라운딩 반경보다 상당히 더 큰 것을 특징으로 하는 중공 성형재에 의하여 달성된다.

유리한 일 실시예에서, 파이프의 내벽을 성형하기 위한 본 발명 중공 성형재의 벽 두께는 벽의 중간부에서 가장 작고 이러한 벽 부근의 두 개의 중공 성형재 측부 모서리를 향하여 점차 커진다. 본 발명 중공 성형재의 다른 세 개의 벽은 바람직하게는 두께가 서로 동일하다.

내경이 1,200 mm인 파이프의 제조를 위한 중공 성형재의 더 두꺼운 벽의 최소 두께와 다른 벽들의 두께의 비는 바람직하게는 120:77이고, 더 두꺼운 벽 인근의 모서리의 내부 라운딩 반경은 바람직하게는 24 mm이다.

중공 성형재의 재료로서는, 폴리올레핀(polyolefin), 바람직하게는 고밀도-폴리에틸렌(HD-polyethylene) 또는 폴리프로필렌과 같은 사출성형 가능한 열가소성 물질이 사용될 수 있다. 충전재(filler) 및/또는 강화제로 열가소성 물질을 보강함으로써 링 강성을 향상시키면서 내압성도 향상시킬 수 있다.

도 1은 가압되지 않은 유체를 운반하는 나선형으로 감겨진 이중-벽 열가소성 파이프의 제조에 사용되어 온 종래의 직사각형 중공 성형재(1a)의 단면을 도시한다. 도면에 도시되는 바와 같이, 성형재의 모든 벽(2, 3, 4, 5)은 대체로 두께가 동일하고 그 중공 공간(6)의 모든 모서리는 동일한 라운딩 반경으로 둥글게 처리되어 있다. 예를 들어, 내경이 1,200 mm인 나선형으로 감겨진 슬로핑 파이프(sloping pipe)의 제조를 위하여, 이러한 형태의 중공 성형재(1a)가 사용될 수 있으며 그 단면의 외부 폭은 93.8 mm이고 외부 높이는 75 mm이다. 중공 성형재(1a)의 중공 공간(6)의 각각의 모서리는 라운딩 반경이 6.7 mm이고, 나선형으로 감겨진 파이프의 내벽을 성형하기 위한 중공 성형재의 벽(2)은 두께가 6.5 mm이고 중공 성형재의 다른 벽(3, 4, 5)은 두께가 5.6 mm이다. 이러한 종류의 중공 성형재로 제조되는 나선형으로 감겨진 파이프는 유체와 같이 가압되지 않은 매질의 운송에 적합하나, 파이프 내에 더 큰 내압이 발생하는 가압 매질의 운송에는 적합하지 않다.

본 발명에 따른 중공 성형재(1)에 의하여, 내압을 훨씬 더 잘 견디는 나선형으로 감겨진 파이프를 제조할 수 있다. 도 2는 본 발명에 따른 중공 성형재(1)의 유리한 일 실시예의 단면을 도시한다. 이러한 중공 성형재(1)는 앞서와 동일한 크기의 내경을 갖는 나선형으로 감겨진 파이프의 제조를 위한 도 1에 도시된 중공 성형재(1a)와 외부 치수가 동일하다. 나선형으로 감겨진 파이프의 내벽을 성형하기 위한 본 발명에 따른 중공 성형재의 벽(2)은 중공 성형재의 다른 벽(3, 4, 5)에 비하여 본질적으로 더 큰 두께를 가지며, 벽(2) 인근의 중공 공간(6)의 모서리의 라운딩 반경(7a)은 다른 두 모서리의 라운딩 반경보다 상당히 더 크고, 후자의 라운딩 반경은 도 1에 도시된 중공 성형재의 모든 라운딩 반경과 같다. 도 2에 도시된 유리한 실시예에 따르면, 벽(2)의 두께는 그 전체 폭에 걸쳐 일정하지 않은데 그 두께는 벽(2)의 중간부에서 가장 작고 벽(2) 인근의 중공 성형재의 두 모서리를 향하여 점차 커져서, 중공 성형재(1)의 공동은 이러한 두꺼운 벽(2)에서 대략 원호 형상의 단면을 가지게 된다. 내경이 1,200 mm인 나선형으로 감긴 파이프의 제조를 위해서는, 두꺼운 벽(2)의 최소 두께는 12 mm로 하고 중공 성형재(1)의 다른 벽(3, 4, 5)의 두께는 7.7 mm로 할 수 있다. 벽(2) 인근의 중공 공간(6)의 모서리에서의 라운딩 반경(7a)은 최소 24 mm가 된다.

도 1 및 도 2에 도시된 중공 성형재(1a, 1)들의 비교를 위하여, 파이프 내의 압력이 2 bar일 때 상기 두 개의 중공 성형재로 제조된 내경 1,200 mm의 나선형으로 감겨진 파이프들의 내벽에서 발생하는 내부 장력을 검사하였다. 비교 계산을 수행한 결과, 도 1의 중공 성형재로 제조된 파이프의 내벽에서의 최대 장력은 8 N/㎟이었고, 도 2의 중공 성형재로 제조된 파이프의 내벽에서의 최대 장력은 겨우 4 N/㎟였다. 검사 결과에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 중공 성형재에 의하여 파이프의 내압성을 크게 향상시킬 수 있다.

Claims (6)

1. 나선형으로 감겨진 이중-벽 열가소성 파이프의 제조에 사용되는 중공 성형재(hollow profile)로서, 단면이 실질적으로 직사각형이고 상기 파이프의 내벽을 성형하기 위한 중공 성형재의 벽(2)이 상기 파이프의 외벽을 성형하기 위한 중공 성형재의 벽(4)보다 더 두꺼운 중공 성형재(1)에 있어서,

   상기 중공 성형재의 상기 더 두꺼운 벽(2) 인근의 모서리의 내부 라운딩 반경(inner rounding radius)(7a)이 공동(6)의 다른 두 개의 모서리의 라운딩 반경(7)보다 상당히 더 큰 것을 특징으로 하는 중공 성형재.
2. 제1항에 있어서, 파이프의 내벽을 성형하는 중공 성형재의 벽(2)의 두께는 벽(2)의 중간부에서 최소이고 벽(2)의 인근에 위치하는 중공 성형재(1)의 두 개의 측부 모서리를 향하여 점차 커지는 것을 특징으로 하는 중공 성형재.
3. 제2항에 있어서, 중공 성형재(1)의 다른 세 개의 벽(3, 4, 5)의 두께는 서로 동일한 것을 특징으로 하는 중공 성형재.
4. 제3항에 있어서, 내경이 1,200 mm인 파이프의 제조를 위한 중공 성형재(1)에 있어서 상기 더 두꺼운 벽(2)의 최소 두께와 다른 벽(3, 4, 5)의 두께의 비는 120:77이고, 상기 더 두꺼운 벽(2) 인근의 모서리의 내부 라운딩 반경(7a)은 24 mm인 것을 특징으로 하는 중공 성형재.
5. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 폴리올레핀(polyolefin), 바람직하게는 고밀도-폴리에틸렌(PE-HD) 또는 폴리프로필렌과 같은 사출성형 가능한 열가소성 물질로 만들어지는 것을 특징으로 하는 중공 성형재.
6. 제5항에 있어서, 상기 열가소성 물질은 내압성과 링 강성(ring stiffness)을 향상시키기 위하여 충전재(filler) 및/또는 강화제로 보강되는 것을 특징으로 하는 중공 성형재.