KR20100077597A - 보온파이프 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

접착제를 사용하지 않으면서 보온재의 내측면이 파이프의 외측면과 기밀을 유지하며 면접촉하여 보온파이프를 구부렸을 경우 보온재의 두께변화를 최소화 할 수 있는 보온파이프를 제공한다.

본 발명의 보온파이프는, 유체를 이송시키기 위한 파이프, 상기 파이프의 외측면에 설치되는 보온재, 상기 보온재의 외측면을 감싸며 형성되는 외피를 포함하고, 상기 보온재는 파이프의 외측면에 면접촉된 상태로 기밀을 유지하며 설치되는 보온파이프를 제공한다.

또한 본 발명의 보온파이프는, 유체를 이송시키기 위한 파이프, 상기 파이프의 외측면에 설치되는 보온재, 상기 보온재의 외측면을 감싸며 형성되는 외피를 포함하고, 상기 보온재는 비접착식으로 파이프의 외측면을 감싸 상기 파이프는 보온재 내부에서 슬라이드 이동 가능하게 위치하는 보온파이프를 제공한다.

또한 본 발명은, 이송장치 등을 이용하여 공급되는 파이프의 외측면에 시트형상의 보온재에 열을 가하면서 성형기를 통과시켜 파이프의 외측면에 보온재를 성형하는 공정, 상기 보온재의 외측면에 외피를 씌워 외피를 성형하는 외피압출공정 및 상기 외피압출공정에서 완전히 성형되지 않은 외피를 압착하여 외피를 완전히 성형하는 외피압착공정으로 이루어진 외피성형공정. 상기 외피성형공정에서 형성된 외피의 형상을 유지하도록 외피를 냉각하는 냉각공정, 상기 제조된 보온파이프를 일정길이로 절단하거나 롤에 감는 절단 또는 권취공정을 포함하는 보온파이프 제조 방법을 제공한다.

보온파이프, 보온재, 외피성형

Description

보온파이프 및 그 제조방법{PRE-INSULATED PIPE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 보온파이프에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 접착제를 사용하지 않으면서 보온재의 내측면이 파이프의 외측면과 기밀을 유지하며 면접촉하여 보온파이프를 구부렸을 경우 보온재의 두께변화를 최소화시킬 수 있는 보온파이프에 관한 것이다.

일반적으로 건물이나 공동주택, 일반주택 등에는 난방 등을 위하여 유체를 이송시키기 위하여 배관이 설치된다.

그리고 설치된 배관의 외측으로는 배관을 따라 이송되는 유체의 열 손실 또는 침입을 줄이기 위하여 보온재를 감싸게 된다.

통상적으로 배관용 보온재는 소정의 길이를 갖는 원통형의 형상으로 이루어지면서 길이방향으로 절개부가 형성되며, 이 절개부를 양쪽으로 벌린 상태로 보온재를 설치된 배관의 외측에 감싸는 방법으로 설치한다.

이러한 방법으로 배관에 보온재를 설치한 다음, 보온재의 외측면에는 테이프를 감아 보온재 설치작업을 마무리하게 되는데, 이 테이프는 보온재를 배관에 밀착 시키는 역할과 함께 외피 역할을 하게된다.

그러나 이와 같이 설치된 보온재는 절개면 상하부의 불일치 등으로 인해 배관파이프에 완전히 밀착되지 못하고 밀착성이 떨어지므로 단열성능이 저하되는 단점이 있다.

따라서 근래에는 이러한 단점을 해소하기 위하여 파이프의 외측면에 접착제 또는 열융착에 의하여 보온재를 파이프에 접착 또는 융착(이하 "접착" 이라고 표현함)으로 고정한 이른바 보온재 일체형 보온파이프가 생산 및 사용되고 있다.

상기 보온재는 연질 또는 경질의 보온재로 이루어지며, 연질의 보온재는 발포수지 등으로 형성되고, 경질의 보온재는 우레탄 폼으로 형성될 수 있다.

통상적인 보온파이프에는 파이프의 외측면에 연질의 보온재가 제공되고, 지역난방용 열배관 등에는 경질의 보온제가 제공된다.

그러나 이와 같은 보온파이프는, 보온파이프를 구부리면 도 1에 도시된 바와 같이 파이프(100)의 외측에 접착층(200)으로 접착된 보온재(300)의 두께 변화가 발생한다. 즉, 보온재(300)는 파이프(100)에 접착되어 있으므로 파이프(100)를 구부릴 때 변화되는 절곡부위 바깥면의 보온재 두께(t1)가 안쪽면의 두께(t2)보다 더 얇아지는 문제점이 발생한다.

또한 종래의 보온파이프를 서로 연결하려면 슬리브와 같은 연결부재를 파이프(100)에 삽입하기 위하여 파이프(100)의 단부의 접착층(200)과 보온재(300)를 제거해야하는데, 파이프(100) 표면에 달라붙어 있는 접착층(200)을 제거하기 위해서는 사포, 와이어브러쉬, 그라인딩 등으로 제거하여야 됨으로 작업이 번거롭고 시간 이 많이 소요된다.

제거된 보온재(300) 및 접착층(200)의 슬러지가 파이프(100)에서 깨끗하게 제거되지 않으면 연결부재의 삽입이 어렵고, 연결되었다 하더라도 추후에 누수의 원인으로 작용한다.

그리고 파이프(100)와 보온재(300)가 접착층(200)으로 일체화되어있는 배관은, 파이프(100)에 공급되는 유체의 공급온도에 따른 파이프(100)의 팽창과 수축에 따라 보온재(300)도 동시에 팽창과 수축이 이루어진다. 예를 들어 지역난방용 열배관(경질우레탄 이중보온관)의 경우 중온수의 공급온도 변화에 따라 파이프(100)의 팽창과 수축이 일어나며 동시에 경질 우레탄으로 이루어진 보온재(300)도 팽창과 수축이 동시에 일어나므로, 절곡된 부위에서는 도 2에서와 같이 화살표 방향으로 파이프(100)가 팽창되기 때문에 파이프(100)가 지중에 매설된 경우에는 토사와 마찰이 발생하여 보온재(300) 및 파이프(100)의 파손을 초래한다.

이런 이유로 현재 지중에 매설한 열배관 시공에 있어 파이프의 절곡된 팽창 및 수축부위에 신축흡수부재를 별도로 설치하여 막대한 설치비용이 발생한다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 접착제를 사용하지 않고 보온재가 파이프에 기밀을 유지하며 감싸 파이프가 보온재에서 기밀을 유지하며 이동할 수 있도록 하여 보온파이프를 구부렸을 경우 보온재의 두께변화를 최소화시킬 수 있는 보온파이프를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 보온파이프의 연결을 쉽고 빠르게 할 수 있도록 구성된 보온파이프를 제공하는데 있다.

본 발명이 제안하는 보온파이프는, 유체를 이송시키기 위한 파이프, 상기 파이프의 외측면에 설치되는 보온재, 상기 보온재의 외측면을 감싸며 형성되는 외피를 포함하고, 상기 보온재는 파이프의 외측면에 면접촉된 상태로 기밀을 유지하며 설치되는 보온파이프를 제공한다.

또한 본 발명의 보온파이프는, 유체를 이송시키기 위한 파이프, 상기 파이프의 외측면에 설치되는 보온재, 상기 보온재의 외측면을 감싸며 형성되는 외피를 포함하고, 상기 보온재는 비접착식으로 파이프의 외측면을 감싸 상기 파이프는 보온재 내부에서 슬라이드 이동 가능하게 위치하는 보온파이프를 제공한다.

또한 본 발명은, 이송장치 등을 이용하여 공급되는 파이프의 외측면에 시트형상의 보온재에 열을 가하면서 성형기를 통과시켜 파이프의 외측면에 보온재를 성 형하는 공정, 상기 보온재의 외측면에 외피를 씌워 외피를 성형하는 외피압출공정 및 상기 외피압출공정에서 완전히 성형되지 않은 외피를 압착하여 외피를 완전히 성형하는 외피압착공정으로 이루어진 외피성형공정, 상기 외피성형공정에서 형성된 외피의 형상을 유지하도록 외피를 냉각하는 냉각공정을 포함하는 보온파이프 제조방법을 제공한다.

본 발명에 의한 보온파이프는, 파이프를 감싸는 보온재를 접착제를 사용하지 않고 파이프의 외측면을 기밀하게 감싸므로 보온파이프를 구부렸을 경우 보온재의 두께변화를 최소화 할 수 있다.

또한 보온재와 파이프 사이에 접착제가 없는 상태이므로 종래에 비하여 보온파이프의 연결을 쉽고 간단하게 할 수 있어 보온파이프의 시공에 소요되는 작업시간을 대폭적으로 줄일 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 의한 보온파이프의 제조공정도로서, 먼저 본 발명의 보온파이프를 제조하기 위하여 파이프가 감겨있는 롤을 도시되지 않은 풀림장치 등에 거치하고 파이프를 롤에서 풀면서 직선으로 곧게 펴주는 작업을 행하여 파이프(2)를 준비한다.

파이프(2)의 풀림과 펴주는 작업은 뒤에서 설명되는 공정이 진행되면서 계속 적으로 진행되며, 따라서 배관파이프(2)는 롤에서 풀려지면서 직선으로 펴진 상태로 보온파이프 제조장치로 계속적으로 공급될 수 있다. 상기에서는 파이프(2)가 롤에 감겨진 것을 사용하는 것으로 설명하고 있지만 파이프 제조시 일정길이로 컷팅된 파이프를 사용할 수도 있다.

상기 파이프(2)는 난방 등을 위하여 유체를 이송시키기 위한 배관으로 사용되는 것으로서 파이프(2)의 직경은 다양하게 이루어질 수 있으며, 그 재질도 PVC, 복합관(메타폴), PP 등과 같이 다양한 재질로 이루어진다.

또한 본 발명의 보온파이프 제작을 위하여 시트 형상으로 이루어진 보온재(4)를 마련하야 하는데, 이 보온재(4)는 통상적으로 파이프의 보온재로 사용되는 것으로 이루어질 수 있으며, 그러한 것으로서 자유롭게 휘어질 수 있는 발포수지 또는 발포고무 등으로 이루어진 것이 사용될 수 있다.

보온재(4)의 폭은 뒤에서 상세하게 설명되는 바와 같이 파이프(2)의 외둘레면을 감싸면 보온재(4)의 양쪽끝단부가 서로 면 접촉될 수 있는 크기 및 형상으로 이루어진다.

또 보온재(4)는 파이프(2)의 외둘레면을 감싸는 면인 내측면이 파이프(2)의 외측면과 기밀을 유지하며 파이프(2) 외측면에 감싸여질 수 있도록 보온재(4)의 내측면의 표피층을 제거하여 보온재 내측면에 공기구멍을 형성하는 공정을 행한다.

즉, 보온재(4)는 시트형상의 발포수지 또는 합성고무로 이루어지는데 이러한 보온재(4)는 독립기포구조로 미세한 공기층을 형성하며 표피를 가지는 Close Cell이 형성된 구조로 이루어진다. 이러한 보온재(4)의 표피를 제거하면 독립기포구조 의 절단면(Open Cell)이 나타나는데 이렇게 표피층이 제거된 보온재(4)가 파이프(2) 외측면을 감쌀 경우 공기층을 형성하게 되어 단열성이 증대된다.

이렇게 보온재(4)의 표피가 제거되면 상기한 장점 이외에도 압축경도가 현저히 떨어지기 때문에 외부압력에 대한 응력이 작아져 후 공정인 외피 압축 후 지그를 통한 압착공정 시 필요한 압력을 최소화시킬 수 있다.

이와 같이 배관파이프(2)와 보온재(4)가 마련되면 파이프(2)를 제조장치에 투입하고, 파이프(2)와를 콘베이어 벨트와 같은 이송장치를 통하여 소정의 속도로 이송시키면서, 파이프(2)의 외측면에 소정의 온도를 가하면서 보온재(4)를 공급하여 시트형상의 보온재(4)가 성형기를 통과하면서 원통형으로 말려지며 파이프(4) 외측면을 감싸도록 한다.

이와 같은 보온재 성형공정(S2)이 완료되면 보온재(4)는 파이프(2) 외측면에 완전히 밀착되지 않고 이들 사이에는 약간의 공기층이 남아있게 된다. 즉, 경질로 이루어진 파이프(2) 위에 연질로 이루어진 보온재(4)를 덧씌우는 공정에서 공기층을 완전히 제거하면서 파이프(2)와 보온재(4)를 밀착시켜 기밀성을 확보하기는 거의 불가능하다.

이러한 보온재 성형공정(S2)이 완료되면 보온재(4)의 외측면에 외피(6)를 덧씌우는 외피 성형공정(S3)을 행한다.

상기 외피성형공정(S3)은 피복재를 덧씌워 보온재(4)의 표면을 보호하면서 보온재(4)가 외기와 접촉되는 것을 차단하여 열손실을 방지하기 위한 것으로서, 본 발명의 외피성형공정(S3)은 외피압출공정(S3a)과 외피압착공정(S3b)으로 이루어진 다.

상기 외피압출공정(S3a)은 보온재(4)의 외주면에 용융상태의 외피(6) 원료를 토출하면서 내부단면이 원형으로 이루어진 원통형의 성형기를 통과시켜 외피(6)가 보온재(4)의 외측면을 감싸면서 그 점착력에 의하여 고정하는 방법으로 외피(6)를 압출 할 수 있다. 이때 외피(6) 재료로서 PE, PP, PVC 등의 합성수지를 사용할 수 있으며, 보온파이프가 옥내배관, 옥외배관, 매립배관 등의 용도에 따라서 상기 재질을 혼합하여 사용할 수 있다.

이렇게 외피압출공정(S3a)이 완료되면 보온재(4)의 외측면에 외피(6)가 감싸지는데, 이때 보온재(4)의 내측면은 파이프(2)의 외측면에 완전히 밀착되지 않고 약간 떨어져 있는 상태이므로 파이프(2)와 보온재(4) 사이에는 공기층이 남아있게 된다.

이렇게 파이프(2)와 보온재(4) 사이에 남아있는 공기층을 제거하기 위하여 외피압착공정(S3b)을 행한다.

외피압착공정(S3b)은 완전히 성형되지 않은 외피(6)를 압착하여 파이프(2)와 보온재(4) 사이에 남아있는 공기를 모두 제거하기 위한 공정으로서, 도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같이 내부면이 원형단면으로 이루어진 복수개의 지그를 이용하여 외피(6)가 제조장치를 통과하면서 외피(6)를 좌우 및 상하방향에서 압착하여 파이프(2)와 보온재(4) 사이에 남아있는 공기를 모두 제거하도록 하는 공정이다.

또 이러한 외피압착공정(S3b)을 행하면 보온재(4) 내측면이 파이프(2)의 외주면에 완전히 면접되면서 밀착되도록 하여준다.

외피압착공정(S3b)은 복수개로 분할된 제1~4지그(J1)(J2)(J3)(J4)를 갖는 외피압착장치(P)을 이용하여 행할 수 있는데, 외피압착장치(P)를 구성하는 각각의 지그(J1~J4)는 전차의 무한궤도처럼 축을 기준으로 연속적으로 회전할 수 있도록 구성되며, 각각의 지그(J1)(J2)(J3)(J4)는 여러 개로 이루어져 인접된 각각의 지그는 면접촉된 상태로 위치하고 이들 각각의 지그들이 연속적으로 회전하면서 외피를 압착하도록 되어있다.

외피압착공정(S3b)은 먼저 외피압출공정(S3a)을 통하여 보온재(4)의 외측면에 외피(6)가 감싸진 상태로 외피압착장치(P)에 진입하면 이때 지그(J1)(J2)(J3)(J4)는 도 5a에서와 같이 서로 간격을 유지하며 벌어져있는 상태가 되며, 이 상태에서는 보온재(4)는 파이프(2)에 완전히 밀착되지 못하고 이들 사이에는 공기층(A)이 존재한다.

이 상태로 보온파이프가 외피압착장치(P)를 지나면서 도 5b에서 보아 좌우방향으로 위치한 제1,3지그(J1)(J3) 및 이와 대향되는 우측의 제2,4지그(J2)(J4)들 사이의 간격이 좁혀져 압축되면서 외피(6) 및 보온재(4)의 좌우측면을 압착한다. 이러한 작용으로 보온재(4)의 양쪽면은 파이프(2)에 긴밀하게 밀착되면서 그 부위에 있던 공기는 배출된다.

이렇게 제1,3지그(J1)(J3) 및 제2,4지그(J2)(J4)들 사이의 간격이 좁혀지는 과정이 진행되면서 도 5c에서와 같이 상하방향으로 위치한 제1,2지그(J1)(J2) 및 제3,4지그(J3)(J4)들 사이의 간격이 좁혀져 압축되면서 외피(6) 및 보온재(4)의 상하면을 압착한다. 이러한 작용으로 보온재(4)의 상하부면은 파이프(2)에 긴밀하게 밀착되면서 파이프(2)와 보온재(4) 사이에 있던 공기는 모두 배출되고, 아울러 보온재(4)의 내측면은 파이프(2)의 외주면을 긴밀하게 감싸게 된다.

이와 같은 외피압착공정(S3b)은 서로간에 간격이 벌어졌던 각각의 제1~4지그(J1~J4)가 진행방향으로 가면서 점차적으로 좁아지도록 마련된 가이드레일(미도시)을 통과하면서 먼저 제1,3지그(J1)(J3) 및 제2,4지그(J2)(J4)의 간격이 좁혀지도록 하고 이어서 제1,2지그(J1)(J2) 및 제3,4지그(J3)(J4)들 사이의 간격이 좁혀지도록 하여 달성된다.

이러한 외피압착공정(S3b)을 행할 때 각각의 지그(J1)(J2)(J3)(J4)에는 압축코일스프링(S)이 각각 제공되어 이들 각각의 코일스프링을 압축하면서 각각의 지그(J1)(J2)(J3)(J4)들 사이의 간격이 좁혀지고, 외피압착공정(S3b)이 완료되면 압축되었던 각각의 스프링이 복원력에 의하여 각각의 지그(J1)(J2)(J3)(J4)들 사이의 간격이 벌어져 최초의 작업시점으로 복귀하도록 구성된다.

상기와 같은 외피성형공정(S3)이 완료되면 압축된 보온재(4)가 복원되기 전에 외피(6)를 냉각하는 냉각공정(S4)을 행하게 되는데, 이 냉각공정(S4)으로 파이프(2)의 외주면을 긴밀하게 감싸고 있는 보온재(4)는 그 상태를 유지한다.

상기 외피성형공정(S3)시 성형된 외피의 형상은 표면이 일자형으로 이루어질 수도 있도 도 4에서와 같이 돌기와 홈이 연속적으로 형성된 주름관 형태로 이루어질 수 있다.

이와 같이 제조된 보온파이프는 절단 또는 권취공정(S5)을 행하면 제품의 생산이 완료되는데, 보온파이프의 크기나 재질의 유연성에 따라서 일정길이로 절단하 거나 아니면 롤에 감으면 된다.

본 발명에 의하여 제조된 보온파이프는 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이 파이프(2)의 외주면을 보온재(4)의 내주면이 긴밀하게 감싸고 보온재(4)의 외주면은 외피(6)의 내주면이 긴밀하게 감싸고 있게 된다.

이러한 본 발명의 제조공정에 의하여 제조된 보온파이프는 접착제 등을 사용하지 않고 제작되므로 파이프(2)의 외주면은 보온재(4)의 내측면과 긴밀하게 면접촉 된 상태에서 슬라이드 이동 가능하게 위치한다.

따라서 보온파이프는 시공시 구부리거나 또는 슬리브 등을 이용하여 연결하는 작업을 하게 되는데, 본 발명의 제조공정에 의하여 제조된 보온파이프는 접착제 등을 사용하지 않고 제작되므로 파이프(2)를 구부려도 보온재(4)의 두께는 종래에 비하여 최소한의 범위 내에서 발생한다.

또, 보온파이프를 연결하려면 외피(6) 및 보온재(4)만 절단하면 파이프(2)의 외측면에는 접착제 등이 없으므로 종래와 같이 접착제 등을 제거하는 작업을 행하지 않고 바로 연결할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예가 예시를 목적으로 설명되어 있으나 이에 제한되지는 않으며, 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 내에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것도 가능하다.

도 1은 종래 기술에 의한 보온파이프를 구부렸을 경우의 도면으로서, 보온재가 연질로 이루어진 경우 보온파이프를 구부린 상태의 단면도.

도 2는 종래 기술에 의한 보온파이프의 곡관부분을 나타낸 도면으로서, 보온재가 경질로 이루어진 보온파이프의 곡관부분 단면도.

도 3은 본 발명에 의한 보온파이프 제조방법의 공정도.

도 4는 본 발명에 의한 보온파이프 제조방법을 설명하기 위하여 외피압착장치의 구성을 나타내는 도면.

도 5는 본 발명에 의한 보온파이프 제조방법에서 외피압착을 통하여 파이프와 보온재 사이의 공기층을 제거하면서 보온재가 파이프에 기밀을 유지하며 감싸는 것을 설명하기 위한 도면.

도 6은 본 발명에 의하여 제조된 보온파이프의 사시도.

도 7 및 도 8은 도 6의 A-A선 단면도 및 B-B선 단면도.

Claims (8)

1. 유체를 이송시키기 위한 파이프;

   상기 파이프의 외측면에 설치되는 보온재;

   상기 보온재의 외측면을 감싸며 형성되는 외피;

   를 포함하고, 상기 보온재는 파이프의 외측면에 면접촉 된 상태로 설치되는 보온파이프.
2. 유체를 이송시키기 위한 파이프;

   상기 파이프의 외측면에 설치되는 보온재;

   상기 보온재의 외측면을 감싸며 형성되는 외피;

   를 포함하고, 상기 보온재는 비접착으로 파이프의 외측면을 감싸 상기 파이프는 보온재 내부에서 슬라이드 이동 가능하게 위치하는 보온파이프.
3. 청구항 1 또는 2에 있어서,

   상기 외피는 표면이 평면으로 이루어지거나 또는 연속되는 돌기가 형성된 주름관 형태로 이루어지는 보온파이프.
4. 이송장치 등을 이용하여 공급되는 파이프의 외측면에 시트형상의 보온재에 열을 가하면서 성형기를 통과시켜 파이프의 외측면에 보온재를 성형하는 공정;

   상기 보온재의 외측면에 외피를 씌워 외피를 성형하는 외피압출공정 및 상기 외피압출공정에서 완전히 성형되지 않은 외피를 압착하여 외피를 완전히 성형하는 외피압착공정으로 이루어진 외피성형공정;

   상기 외피성형공정에서 형성된 외피의 형상을 유지하도록 외피를 냉각하는 냉각공정;

   을 포함하는 보온파이프 제조방법.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 보온재 성형공정을 행하기 이전에 보온재의 내측면 표피층을 제거하여 보온재 내측면의 공기구멍을 형성하는 공정을 더 행하는 보온파이프 제조방법.
6. 청구항 4에 있어서,

   상기 외피압착공정은 외피를 압착하여 파이프와 보온재 사이에 남아있는 공기를 모두 제거하면서 보온재의 내측면이 파이프의 외측면에 기밀을 유지하며 긴밀하게 면접촉되도록 행하는 보온파이프 제조방법.
7. 청구항 4에 있어서,

   상기 외피압착공정은 복수개의 지그를 이용하여 외피 및 보온재를 좌우 및 상하 방향에서 가압하여 행하는 보온파이프 제조방법.
8. 청구항 5에 있어서,

   상기 외피압착공정에서 외피는 표면이 평면형으로 이루어지도록 압착하거나 또는 연속되는 돌기가 형성된 주름관 형태로 압착하는 보온파이프 제조방법.

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