KR20060096669A - 배관자재에 구비된 방음부재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조립식 배관자재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 발포폴리프로필렌의 단일재질로 이루어진 배관자재의 내경면에 다수의 유체안내돌기가 소정간격에 따라 사선모양으로 배치되어 형성되는 사선형상을 가지는 복수의 안내유로를 따라 유동체가 회전하면서 수직낙하 하거나 또는 흐르기 때문에 격류현상이 최소화됨으로써 소음 자체의 발생을 적게 하여 주는 방음성이 향상된 조립식 배관자재에 관한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 발포폴리프로필렌으로 이루어진 단일재질로서, 관형상의 일단부의 외경면에 형성된 외부나사산(21)과, 관형상의 타단부의 내경면에 형성된 내부나사홈(22)이 구비된 조립식 배관자재(20)에 있어서, 상기 조립식 배관자재(20)의 내경면에 유체안내돌기(23)가 다수 형성되되, 상기 형성된 다수의 유체안내돌기(23)는 소정간격에 따라 사선모양으로 배치되어진다.

발포폴리프로필렌, 파이프, 돌기, 유로, Y자형 연결관, T자형 연결관, 엘보

Description

배관자재에 구비된 방음부재{Piping materials having a soundproof unit}

도 1은 종래의 배관자재의 공정순서도,

도 2는 도 1의 공정순서도에 따라 제작된 배관자재의 파이프에 대한 사시도,

도 3은 종래 배관자재를 연결한 것을 나타낸 사용상태 단면도,

도 4는 본 발명의 조립식 배관자재의 일부절개 사시도,

도 5는 도 4의 단면도,

도 6은 도 4의 요부절개 사시도,

도 7은 본 발명의 조립식 배관자재를 T자형 연결관에 응용한 것을 나타낸 요부절개사시도,

도 8은 본 발명의 조립식 배관자재를 엘보에 응용한 것을 나타낸 요부절개사시도,

도 9는 본 발명의 조립식 배관자재를 Y자형 연결관에 응용한 것을 나타낸 요부절개사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10,10a,10b,20 : 파이프 11,21 : 외부나사산

12,22 : 내부나사홈 23,33,43,53 : 유체안내돌기

30 : T자형 연결관 40 : 엘보

50 : Y자형 연결관

본 발명은 조립식 배관재의 내경면에 수직낙하 하거나 또는 흐르는 유동체간에 격류현상을 최소화시켜 소음 자체의 발생이 적도록 발포폴리프로필렌의 단일재질로 이루어진 배관자재의 내경면에 다수의 유체안내돌기가 소정간격에 따라 사선모양으로 배치되어 형성되는 사선형상을 가지는 복수의 안내유로가 내경면에 형성된 조립식 배관자재에 관한 것이다.

우리의 일상생활에는 액체 또는 기체와 같은 유동체의 이동통로로서 여러 가지 배관자재가 사용되고 있는데, 이의 구체적인 예로서는 상하수도관과 같이 급수나 배수 또는 급탕, 냉난방 등에 사용되는 각종 수관(水管 : water pipe)과 가스의 이동통로로 사용되는 각종 기관(氣管 : windpipe)으로 대별될 수 있고, 더 나아가 공기나 기타 유체가 흐르는 통로 및 구조물을 일컫는 덕트(duct)를 포함하고 있다.

이와 같은, 일반적인 배관자재는 폴리비닐클로라이드 재질의 내, 외관 사이에 폴리스티렌(polystyrene), 우레탄(urethane), 폴리에틸렌 또는 이들의 발포체로 이루어진 중간층이 개재된 통상의 3중 구조로 이루어져 일정 정도 이상의 단열 및 소음효과를 가지기는 하나 서로 상이한 재질이 사용되기 때문에 이들의 접착을 위한 별도 공정이 필요하여 제조비용이 증가되고, 그 접착부위를 통해 물이 새는 누수현상이 야기되는 문제점이 있다.

이와 같은 문제점을 개선하고자 본 출원인에 의해 선출원(출원번호; 10-2004-0004321)된 것으로 도 1은 종래의 조립식 배관자재의 공정순서도이고, 도 2는 도 1의 공정순서도에 따라 제작된 조립식 배관자재의 파이프에 대한 사시도이며, 도 3은 종래 조립식 배관자재를 연결한 것을 나타낸 사용상태 단면도이다.

도시된 바와 같이, 종래의 조립식 배관자재 중 파이프의 제조방법은 먼저 캐비티(cavity)와 상기 캐비티에 내삽되는 것으로 파이프와 실질적인 동양(同樣)의 금형공간을 정의하는 플러그를 구비하여 형체화 한다.(st1)

이후, 캐비티의 일측을 관통하여 금형공간과 연통되게 형성된 주입홀을 통해서 소정 공기압으로 발포재(blowing agent)가 함유된 폴리프로필렌 비드를 금형공간으로 주입(st2)하고, 그 금형공간에 주입된 발포재가 함유된 폴리프로필렌 비드를 진공냉각시켜 파이프로 고형화시킨다.(st3)

이후, 캐비티 및 플러그를 제거하여 고형화된 발포재가 함유된 폴리프로필렌 비드가 포함된 파이프를 추출한다.(st4)

상기와 같은 제조방법으로 제조된 종래의 배관자제인 파이프(10)는 발포폴리프로필렌으로 이루어진 단일재질로서 관형상의 일단부의 외경면에 형성된 외부나사산(11)과, 관형상의 타단부의 내경면에 형성된 내부나사홈(12)이 구비되어 있어 이를 다수 개 연결하여 사용하고자 할 경우 도 3을 참조하여 파이프(10a)의 일단부의 외경면에 형성된 외부나사산(11a)에 다른 파이프(10b)의 타단부의 내경면에 형성된 내부나사홈(12b)을 맞물려 나사체결 함으로써 소망하는 길이만큼 연결하여 사용한다.

상술한 종래의 파이프(10)의 재질은 단일재질인 발포폴리프로필렌(expended polypropylene : EPP)으로 이루어져 있는데, 이와 같은 발포폴리프로필렌은 우수한 내유성과 내화성 및 내열성을 지니며 온도변화에 따른 열팽창율이 작아 안정된 규격을 유지할 수 있고 내구성과 완충성이 뛰어난 기계적 특성으로 인하여 높은 강도를 유지하면서도 내부의 비드에 의해 단열 및 방음성을 기본적으로 제공할 뿐만 아니라 단일재질을 사용하기 때문에 누수의 가능성이 적은 이점이 있다.

그러나 이와 같은 이점에도 불구하고, 종래의 파이프를 포함하는 배관자재의 경우 배관자재의 내경면이 민자로 형성되어 있어 유동체가 내경면을 따라 수직낙하 하거나 흐를 경우 유체들간의 충돌(격류현상)에 의해 발생되는 소음은 파이프를 형성하는 발포폴리프로필렌에 구비된 비드에 의해 서만 흡음되기 때문에 방음효과가 제한적인 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 본 발명의 목적은 발포폴리프로필렌의 단일재질로 이루어진 배관자재의 내경면에 다수의 유체안내돌기가 소정간격에 따라 사선모양으로 배치됨으로써 생겨나는 사선형상을 가지는 복수의 안내유로를 따라 회전하면서 수직낙하 하거나 또는 흐르기 때문에 격류현상이 최소화됨으로써 소음 자체의 발생을 적게 하여 주는 방음성이 향상된 조립 식 배관자재를 제공하는데 있다.

이하에서는 본 발명의 실시예의 구성 및 작용에 대하여 첨부한 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 조립식 배관자재의 일부절개 사시도이고, 도 5는 도 4의 단면도이며, 도 6은 도 4의 요부절개 사시도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 조립식 배관자재(20)는 발포폴리프로필렌으로 이루어진 단일재질로서, 관형상의 일단부의 외경면에 형성된 외부나사산(21)과, 관형상의 타단부의 내경면에 형성된 내부나사홈(22)이 구비된 조립식 배관자재(20)에 있어서, 상기 조립식 배관자재(20)의 내경면에 유체안내돌기(21)가 다수 형성되되, 상기 형성된 다수의 유체안내돌기(23)는 소정간격에 따라 사선모양으로 배치되어진다.

상기 조립식 배관자재는 파이프, T자형 연결관, 엘보, Y자형 연결관을 포함한다.

이와 같이, 구성되는 본 발명의 방음성이 향상된 조립식 배관자재의 제조를 파이프(20)를 이용하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 파이프(20)를 구성하는 관 형상에 외부나사산(21), 내부나사홈(22) 및 다수의 유체안내돌기(23)를 형성시켜 주는 금형을 준비한다. 즉, 고정금형인 두 부분으로 분리가 가능한 캐비티의 경우 파이프(20)의 외경면에 외부나사산(21)이 형성될 수 있도록 금형틀을 가공하여야 하고, 이동금형인 플러그의 경우 파이프(20)의 내경면에 내부나사홈(22)과 다수의 유체안내돌기(23)가 소정간격에 따라 사선모양으로 배치되도록 금형틀을 가공하여야 한다.

이와 같이, 가공된 캐비티에 플러그를 내삽시켜 형체시킬 경우 캐비티와 플러그 사이에는 본원발명의 조립식 배관자재인 파이프(20)를 형성하는 금형공간이 정의된다.

다음으로 캐비티 일측을 관통하여 금형공간과 연통된 주입홀을 통해서 소정 공기압으로 발포재(blowing agent)가 함유된 폴리프로필렌 비드(bead)를 금형공간으로 주입한 후 스팀으로 가열하고 진공으로 냉각시켜 고형화시킨다.

이때, 구(球)형상을 갖는 상기 비드(bead)의 입자는 발포 배율에 따라 5배, 8배, 10배, 15배, 30배, 45배 및 60배 등으로 구분되며, 사용목적에 따라 다양한 크기의 입자로 발포된다.

또한, 금형공간 내의 발포폴리프로필렌이 고화되는 과정 중에 발생될 수 있는 수축현상을 보상하기 위하여 주입홀을 통해서 충분한 압력으로 발포재가 함유된 폴리프로필렌 비드를 추가 주입할 수 있다.

마지막으로 이와 같은 냉각 및 고화가 완료되면 플러그를 외부로 빼낸 후 캐비티를 분리함으로서 내/외경면에 외부나사산(21), 내부나사홈(22) 및 다수의 유체안내돌기(23)가 형성된 발포폴리프로필렌 단일재질의 파이프(20)를 얻을 수 있다. 이때, 발포폴리프로필렌의 표면은 반경질 상태를 유지하여 적절한 강도와 유연성 및 탄성을 보유하고 있는 바, 파이프(20) 내의 플러그 제거 시 내부나사홈(22)의 파손을 예방할 수 있다.

또한 별도의 도면으로 나타내지는 않았지만 목적에 따라서는 파이프의 일단부에 외부나사산 대신 이의 외면을 두르는 적어도 두 개 이상의 돌출단을 구성하고, 파이프 타단부에 내부나사홈 대신 상기 각각의 돌출단이 삽입될 수 있는 끼움홈을 형성하여 억지끼움 방식으로 결합할 수도 있음은 물론이며, 이 경우 역시 표면이 반경질상태인 발포폴리프로필렌의 특징에 의해 누수 가능성 없이 긴밀하게 결합 가능함은 당업자라면 쉽게 예상할 수 있을 것이다.

한편, 상기한 설명에 있어서 두 부분으로 분리되는 캐비티를 완전 결합하지 않고 소정간격을 유지하도록 이격 시킨 상태에서 플러그를 내삽시켜 실제 제품두께보다 두껍게 금형공간을 형성한 상태에서 발포재를 함유한 폴리프로필렌 비드를 주입한 후 캐비티를 서로 결합시키고, 이어서 동일한 스팀가열 및 진공 냉각을 통한 고화를 수행하는 압축성형방법이 사용될 수도 있는데, 이를 통해서 잔류 응력을 감소시키고 응력의 분포를 제품 전체에 균일하게 하는 것도 가능하다.

또한 소위 저발포성형이라 불리우는 방법이 사용될 수도 있는데, 이는 열가소성 수지에 발포재를 혼합하여 발포성형하되 제품의 내부로만 비드가 형성되도록 하는 특수 성형방법으로 소개된 바 있다.

구체적으로는 캐비티 및 이에 내삽된 플러그로 정의되는 밀폐된 금형공간으로 발포재가 함유된 폴리프로필렌 비드를 주입하는 단계에서 기체압을 조절하여 발포를 억제시키고, 주입이 완료되면 캐비티 및 플러그 내면에 접촉된 표면을 냉각시킨 상태에서 기체압을 조절하여 제품 내부만을 발포시켜 완성하게 된다.

이러한 저발포성형방법을 사용할 경우 표면이 깨끗하고 내부만이 발포된 제품을 얻을 수 있어 샌딩(sanding), 스프레이(spary) 등의 후처리 공정이 필요 없는 장점이 있다.

상술한 제조방법으로 제조된 본원발명의 조립식 배관자제인 파이프(20)는 발포폴리프로필렌으로 이루어진 단일재질로서 관형상의 일단부의 외경면에 형성된 외부나사산(11)과, 관형상의 타단부의 내경면에 형성된 내부나사홈(12)과 더불어 내경면에 소정간격에 따라 규칙적으로 사선모양으로 배치된 다수의 유체안내돌기(23)가 구비되어 있어, 이를 조립하여 사용하고자 할 경우 파이프의 일단부의 외경면에 형성된 외부나사산에 다른 파이프의 타단부의 내경면에 형성된 내부나사홈을 맞물려 나사체결 함으로써 소망하는 길이만큼 연결하여 사용한다.

이때, 내부나사홈에는 유체안내돌기가 형성되지 않도록 플러그를 가공함으로써 각 파이프 간의 나사결합을 더욱더 견고하게 할 수 있다.

이와 같이, 소망하는 길이 정도로 본원발명의 조립식 배관자제인 파이프를 건물에 시공하여 사용 시 파이프(20)의 내경면을 따라 수직낙하 하거나 또는 흐를 경우 다수의 유체안내돌기(23)가 소정간격에 따라 사선모양(‥, A<n-1>, A<n>, A<n+1>, ‥)으로 배치됨으로써 생겨나는 사선형상을 가지는 복수의 안내유로(‥, R<n-1>, R<n>, ‥)를 따라 회전하면서 수직낙하 하거나 또는 흐르기 때문에 격류현상이 최소화되어 소음 자체의 발생을 적게 하여 줌으로써 방음성을 향상시켜 준다.

또한 본 명세서에서 배관자재라 함은 파이프를 포함하며, 내부로 유체가 흐를 수 있는 모든 관로형 부재를 일컫는 바, 구체적으로는 상하수도관과 같이 급수 나 배수 또는 급탕, 냉난방 등에 사용되는 각종 수관과 가스의 이동통로로 사용되는 기관 그리고 기타 공기나 기타 유체가 흐르는 통로 및 구조물 등의 덕트를 총칭하는 의미로 일관되게 사용될 것이다.

이를 위해, 첨부된 도 7 내지 도 9는 각각 본 발명에 따른 조립식 배관자재의 여러 가지 예를 나타낸 사시도로서, 구체적으로는 상술한 파이프(20)와 각각 연결될 수 있는 소위 티(tea)라 불리는 것으로 내경면에 소정간격에 따라 사선모양으로 배치된 다수의 유체안내돌기(33)가 형성된 T자형 연결관(30)과, 내경면에 소정간격에 따라 사선모양으로 배치된 다수의 유체안내돌기(43)가 형성된 엘보(40)와, 내경면에 소정간격에 따라 사선모양으로 배치된 다수의 유체안내돌기(53)가 형성된 90°Y이라 불리는 Y 자형 연결관(50)이 도시되어 있다.

이때 엘보(40)는 두 개의 파이프(20)를 서로 연결시키기 위한 통상의 기능을 수행하는 것으로 도시된 90°엘보 이외에도 45°등도 가능하며, T자형 연결관(30)과 Y자형 연결관(50)은 각각 세 개의 파이프(20)를 연결시키기 위한 것이다.

또한 마찬가지로 비록 별도의 구체적인 도면이 첨부되지는 않았지만 4개의 파이프를 십자형으로 접속하는 크로스나 두 개의 파이프를 U형으로 접속하는 귀환 벤드(return bend) 등도 쉽게 얻어질 수 있음은 물론이다.

더불어 바람직하게는 이들 각각의 배관자재는 일체형으로 제조되는 것이 유리하지만 목적에 따라서는 두 개 이상의 부분으로 분리되도록 각각 별도의 제조공정으로 제조된 후 이들을 접착 시켜 사용할 수 도 있는 바, 이와 같은 변형은 모두 이하의 본 발명에 따른 권리청구범위 내에 속한다 해야 할 것이다.

이상에서 설명한 본 발명은 발포폴리프로필렌의 단일재질로 이루어진 배관자재의 내경면에 다수의 유체안내돌기가 소정간격에 따라 사선모양으로 배치되어 형성되는 사선형상을 가지는 복수의 안내유로를 따라 유동체가 회전하면서 수직낙하 하거나 또는 흐르기 때문에 격류현상이 최소화되어 소음 자체의 발생을 적게 하여 주는 효과를 발휘한다.

Claims (3)

1. 관형상의 일단부의 외경면에 형성된 외부나사산(21)과, 관형상의 타단부의 내경면에 형성된 내부나사홈(22)이 구비된 조립식 배관자재에 있어서,

   상기 조립식 배관자재의 내경면에 유체안내돌기(23)가 다수 형성되되, 상기 형성된 다수의 유체안내돌기(23)는 소정간격에 따라 사선모양으로 배치되어진 것을 특징으로 하는 방음기능이 향상된 조립식 배관자재.
2. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 조립식 배관자재는 발포폴리프로필렌으로 이루어진 단일재질인 것을 특징으로 하는 방음기능이 향상된 조립식 배관자재.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 조립식 배관자재는 파이프(20), T자형 연결관(30), 엘보(40), Y자형 연결관(50)을 포함하는 것을 특징으로 하는 방음기능이 향상된 조립식 배관자재.

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