KR20100112321A - 분기 연결관 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 콘크리트, 카본등과 같은 비중이 큰 물질을 배관으로 공급시에 사용하는 분기연결관 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 운반매체의 이송시 내벽에 대한 충돌을 최소화하고 저항을 크게 경감함으로써 분기 공급율 및 내구성이 우수하도록 하는 분기연결관 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

보다 상세히 설명드리자면, 분기관(2)이 본관(1)에 대해 일정각도로 결합되어진 분기 연결관에 있어서, 상기 분기관(2)은 직선형태가 아니라 완만하게 구부러진 형태로 이루어지고, 상기 본관(1)에 결합되는 분기관(2)의 절단부위는, 분기관 선단(21)에서는 파이프 단면적의 20~70% 정도가 남도록 직선으로 절단되고, 길이방향으로 비스듬하게 분기관 후단(22)까지 절단되어지고, 본관(1)은 분기관의 절단부위에 일치하도록 절단되며,

상기 본관(1)과 분기관(2)은 절단부위가 서로 인접한 상태에서 용접결합부(3)에 의해 접합되어진 것을 특징으로 하는 분기 연결관에 관한 것이다.

분기연결관, 용접, 분기관, 지그, 카본, 콘크리트, 배관

Description

분기 연결관 및 그 제조방법{Pipe arrangement and the method for making it}

본 발명은 콘크리트, 카본등과 같은 비중이 큰 물질을 배관으로 공급시에 사용하는 분기연결관 및 그의 제조방법에 관한 것으로,

운반매체의 이송시 내벽에 대한 충돌을 최소화하고 저항을 크게 경감함으로써 분기 공급율 및 내구성이 우수하도록 하는 분기연결관 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

물, 기체와 같은 유체가 주로 배관을 통해 운반되어지지만, 콘크리트, 카본과 같은 고체도 경우에 따라서는 배관을 통해 운반되어진다.

즉, 건설현장에서는 펌프카에 의해 콘크리트를 고층까지 운반하기도 하고, 해안의 대륙붕 지역에서는 드릴쉽(Drill ship)에 의해 원유나 가스등을 시추하는 과정에서 콘크리트등을 해저에 배관을 통해 공급하기도 하며, 제철소에서는 카본을 배관을 통해 공급하기도 한다.

그런데, 콘크리트나 카본 등을 운반하기 위한 배관에서는, 기체나 액체를 운반하기위한 배관에서와는 달리 운반 매체의 비중이 매우 커서 운반 도중 저항이 크 게 작용되어지는 특성이 있으므로, 구조적인 면에서 다소 차이를 보이고 있다.

즉, 배관 내부에서 운반매체와의 충돌이 심하게 발생하므로, 강도의 면에서 보다 우수한 재질을 사용해야하고 배관 두께도 상대적으로 두꺼운 것을 사용해야할 것이며, 매체 운송도중 저항이 크게 작용하게 되므로 배관 내부의 구조도 보다 단순하게 구성될 필요가 있다.

특히, 배관이 구부려지거나 분기(分岐)되는 부위에서는 응력이 집중되기 쉽고, 저항도 더욱 크게 작용하게 될 것이므로, 기체나 액체용 배관에서와는 달리 구성될 필요가 있는 것이다.

도 1 및 도 2는 종래 사용되어지던 분기연결관의 도면으로서,

도 1은 분기관이 본관으로부터 45°각도로 연결되어진 분기연결관의 도면이며, 도 2는 분기관이 본관으로부터 90°각도로 연결되어진 분기연결관의 도면이다.

여기에서 보면, 종래 사용되어지던 분기연결관에서는 기체나 액체를 운반하기 위한 분기관과 동일 형태로 구성되어 있으며, 단지 재질 및 관의 두께에서만 차이가 있을 뿐이다.

즉, 분기관(200)(200')은 본관(100)(100')의 측벽에 일정한 각도(도 1에서는 45°, 도 2에서는 90°)로 결합되어지는데, 상기 분기관(200)(200')은 본관(100)(100')과 마찬가지로 직선의 형태로 구성되고, 본관(100)(100')과 분기관(200)(200')은 각 관의 외벽 연장선이 서로 접하는 부위에 각각의 절단면이 형성되어있으며, 이들 절단면이 서로 인접한 상태에서 용접결합부(300)(300')를 형성해줌으로써 분기연결관이 완성되어지는 것이다.

그런데, 이와 같이 구성된 종래의 분기 연결관에서는 분기관이 직선형태로 구성되어 있으므로, 운반매체가 본관(100)(100')으로부터 분기관(200)(200')으로 공급될 시에, 운반매체의 이동경로가 처음부터 일정각도(45°또는 90°)로 꺽여지게되므로, 분기관이 결합된 부위에서 운반매체의 충돌이 심하게 발생하고 저항이 크게 작용하게되는 등 운반매체의 이송을 저해하는 요인이 발생하게된다.

따라서, 도 1에서와 같은 "y"형 분기연결관에서는 유입된 매체의 약 60% 는 "A"방향(본관)으로 공급되고, 약 40% 만이 "B"방향(분기관)으로 공급될 뿐이며,

도 2에서와 같은 "T"형 분기연결관에서는 그 차이가 더욱 커져서, 유입된 매체의 약 70% 는 "A"방향(본관)으로 공급되고, 약 30% 만이 "B"방향(분기관)으로 공급될 뿐이다.

이와 같이 운반매체의 낮은 분기 공급율은 작업 효율을 떨어뜨리게 되며, 더 높은 펌프 공급압을 요하게 되므로 작업에 소요되는 경비가 크게 증가하는 문제점이 있다.

또한, 본관(100)(100')과 분기관(200)(200')은 각 관의 외벽 연장선이 서로 접하는 부위에 각각의 절단면이 형성되어있으며, 이들 절단면이 서로 인접한 상태에서 용접결합부(300)(300')가 형성되어 있는데, 이러한 구조에서는 운반매체의 충돌이 집중되어지는 부위에 용접결합부(300)(300)(300')가 위치하게되므로 응력이 집중되어 내구성이 저하되는 문제점이 있었으며, 매체 이송도중에 저항이 크게 작용되는 문제점이 있었다.

본 발명의 첫 번째 목적은, 콘크리트나 카본등의 매체를 관을 통해 운반할 시에 분기되는 부위에서의 내부충돌을 최소화함으로써 분기 공급율을 크게 향상시키는 한편, 이송을 방해하는 방향으로 작용되는 저항을 크게 경감할 수 있도록 하는 분기 연결관을 제공하는데에 있다.

또한, 본 발명의 두 번째 목적은, 본관과 분기관과의 결합부위를 응력이 집중되지않는 부위에 형성함으로써, 내구성도 크게 향상될 수 있도록 하는 분기 연결관을 제공하는데에 있는 것이다.

상기 목적은, 분기관을 직선형태가 아닌 완만하게 구부러진 곡선의 형태의 것을 사용함으로써, 운반매체가 분기관에 초기 유입될 시에 큰 저항없이 공급될 수 있도록 하고, 내부 충돌을 최소화함으로써 분기공급율도 양호한 상태를 유지할 수 있도록 한다.

또한, 본 발명에 따른 본관에 결합되는 분기관의 절단부위에서는, 분기관 선단에서는 파이프 단면적의 20~70% 정도가 남도록 직선으로 절단되고, 길이방향으로 비스듬하게 분기관 후단까지 절단되어지고, 본관은 분기관의 절단부위에 일치하도록 절단되며, 상기 본관과 분기관은 절단부위가 서로 인접한 상태에서 용접결합부에 의해 접합되어짐으로써, 용접결합부의 위치는 운반매체의 충돌 부위로부터 벗어난 곳에 위치하게된다.

따라서, 응력 집중으로 인한 내구성 저하의 문제를 해결할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명에 따르면, 간단하고 단순한 구조를 가지면서도 운반매체의 배관 내부의 충돌현상을 최소화시킬 수 있으므로, 매체 이송을 방해하는 방향으로 작용되는 저항은 크게 경감할 수 있으며, 분기 공급율은 크게 향상시킬 수 있는 것이다.

또한, 본관과 분기관과의 결합부위를 응력이 집중되지않는 부위에 형성하게됨으로써, 내구성도 크게 향상시킬 수 있는 것이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 분기연결관의 제 1실시예를 도시한 정면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 분기연결관의 제 2실시예를 도시한 정면도이다.

본 발명에 따른 분기연결관에서는, 분기관(2)이 본관(1)에 대해 일정각도로 결합되어있는데, 도시된 실시예에서는 10~45°로 결합되어있다.

분기관(2)과 본관(1)은 같은 재질의 강관으로서 인접한 부위는 용접결합부(3)가 형성되어있는데, 용접중에 열변형이 작게 발생하기 위해서는 아르곤 용접하는 것이 바람직하나 용접방법을 이에 한정할 필요는 없을 것이다.

본 발명에서는 분기관(2)이 직선형태가 아니라 완만하게 구부러진 형태로 이루어진다. 따라서 분기관(2)은 본관(1)과 인접한 부위에서는 결합각도가 10°이내이지만, 뒤로 갈수록 완만하게 구부러진 형태이므로 후단에서의 결합각도는 약 45°정도가 된다.

또한, 본관(1)에 결합되는 분기관(2)의 절단부위는, 분기관 선단(21)에서는 파이프 단면적의 20~70% 정도가 남도록 직선으로 절단되고, 길이방향으로 비스듬하게 분기관 후단(22)까지 절단되어진다.

본관(1)에서는 분기관의 절단부위에 일치하도록 절단되어야하므로, 본관(1)의 절단면(11)은 선단(21)에서는 파이프 단면적의 80~30% 정도가 남도록 직선으로 절단되고, 길이방향으로 비스듬하게 후단(22)까지 절단되어진다.

이와 같이 절단되어진 본관(1)과 분기관(2)은 절단면을 일치시킨 상태에서 상기 절단면을 따라 용접결합부(3)를 형성해줌으로써 본 발명에 따른 분기연결관이 완성되어진다.

본원발명에서는 분기관(2)이 직선형태가 아니라 완만하게 구부러진 형태이므로, 분기관(2)의 선단부위, 즉 본체(1)와의 결합부위에서는 결합각도가 10°이내이므로 운반매체가 용이하게 유입될 수 있으며, 길이방향으로 완만하게 구부러진 형태이므로 운반매체의 이동방향이 단계적으로 꺽이면서 원하는 각도까지 공급할 수 있게되는 것이다.

즉, 본원발명에 따른 분기연결관에서는 운반매체의 이동방향이 한꺼번에 꺽이지않고 단계적으로 조금씩 꺽이게되므로, 운반매체의 충돌이나 저항을 최소화할 수 있으며, 특히 본관과 분기관과의 결합부에서 충돌이 집중되는 현상을 방지할 수 있으므로, 분기 공급율을 비교적 양호하게 유지할 수 있으며 운반 저항도 크게 경감할 수 있는 것이다.

또한, 본관(1)과 분기관(2)의 결합부에서 분기관(2)의 절단부위는 처음부터 파이프 단면적의 20~70% 정도가 남은 상태로 결합되어있으므로, 운반매체의 분기관으로의 유입이 종래의 구조보다 용이해질 뿐만 아니라, 용접결합부(3)의 위치가 매체 충돌이 집중되는 부위에서 벗어나게되므로 내구성의 향상에도 크게 기여하게되는 것이다.

한편, 도 4는 본 발명의 제 2실시예에 대한 도면으로서,

여기에서는 본관(1')도 분기관(2')에서와 같이 완만하게 구부러진 형태로 된 것을 사용하고 있는데, 서로 등을 맞대고 대칭된 형태로 결합되어진다.

상기 분기관(2')의 선단(21)에서는 파이프 단면적의 50% 정도가 남도록 직선으로 절단되고, 길이방향으로 비스듬하게 후단(22')까지 절단되고, 상기 본관(1')의 절단면(11')은 이에 대칭되도록 형성되어진다.

이와 같이 절단되어진 본관(1')과 분기관(2')은 절단면을 일치시킨 상태에서 상기 절단면을 따라 용접결합부(3')를 형성해줌으로써 본 발명에 따른 분기연결관이 완성되어진다.

이러한 본 발명의 제 2실시예에서는 본관(1')과 분기관(2')이 서로 대칭된 형태로서 모두 완만하게 구부러져있으므로, 좌,우로의 분기 공급되는 양을 비슷하게 유지할 수 있는 장점이 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 분기연결관의 제조공정에 대해 설명하자면 다음과 같다. (도 5 참조)

먼저, 완만하게 밴딩되어진 분기관(2)(2')과 본관(1)(1')에 대해 절단면을 형성하되, 상기 분기관(2)(2')은 선단부에서 파이프 단면적의 20~70% 정도가 남도 록 한 상태에서 비스듬하게 길이방향으로 절단하며, 상기 본관(1)(1')은 분기관(2)(2')의 절단부에 일치하는 형태가 되도록 절단하여야 하며,

두 번째로, 상기 본관(1)(1')와 분기관(2)(2')의 절단부를 서로 맞댄 다음, 인접부위를 가용접하여야 하며(도 8 참조),

세 번째로, 도 6 및 도 7에서와 같이 제작된 고정구 위에 본 발명에 따른 분기연결관을 배열하여야 하는데, 상기 고정구는 목적하는 분기연결관의 형태대로 제작된 밑판(4)(4')과, 상기 밑판(4)(4')의 각 단부마다 입설되어진 지그(5)(5')로 구성된다.

네 번째로는, 분기연결관이 지그 위에 배열된 상태에서 인접부위를 용접하여야 하며,

마지막으로, 분기연결관을 대기중에서 냉각한 후에 지그(5)(5')로부터 분리하면 된다.

본 발명에서는 분기관을 용접 결합하거나 대기중에서 냉각하는 작업이, 목적하는 형태대로 이루어진 지그(5)(5')위에서 고정되어진 상태에서 이뤄지므로, 열변형됨없이 제작할 수 있는 것이다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

도 1은 종래기술에 따른 분기연결관(본관과의 결합각도: 45°)의 정면도 및 좌측면도,

도 2는 종래기술에 따른 분기연결관(본관과의 결합각도: 90°)의 정면도 및 좌측면도,

도 3은 본 발명에 따른 분기연결관의 제 1실시예를 도시한 정면도,

도 4는 본 발명에 따른 분기연결관의 제 2실시예를 도시한 정면도,

도 5는 본 발명에 따른 분기연결관의 제조방법을 설명하기위한 블록도,

도 6은 본 발명의 제 1실시예에 대한 제조방법을 설명하기위한 사진으로서, 도 6a는 분기연결관이 지그에 설치되기 전 상태를 도시한 사진이며, 도 6b는 분기연결관이 지그에 설치된 상태를 도시한 사진,

도 7은 본 발명의 제 2실시예에 대한 제조방법을 설명하기위한 사진으로서, 도 7a는 분기연결관이 고정구에 설치되기 전 상태를 도시한 사진이며, 도 7b는 분기연결관이 고정구에 설치된 상태를 도시한 사진,

도 8은 본 발명에 따른 분기연결관이 가용접되는 과정을 도시한 사진.

도 9는 본 발명에 따른 분기연결관이 완전히 용접된 상태를 도시한 사진.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1, 1' : 본관 2, 2' : 분기관

3, 3' : 용접결합부 4, 4' : 밑판

5, 5' : 지그 11, 11' : 절단면

12, 12' : 결합부 21, 21' : 선단

22, 22' : 후단 23, 23' : 결합부

Claims (6)

1. 분기관(2)이 본관(1)에 대해 일정각도로 결합되어진 분기 연결관에 있어서,

   상기 분기관(2)은 직선형태가 아니라 완만하게 구부러진 형태로 이루어지고, 상기 본관(1)에 결합되는 분기관(2)의 절단부위는, 분기관 선단(21)에서는 파이프 단면적의 20~70% 정도가 남도록 직선으로 절단되고, 길이방향으로 비스듬하게 분기관 후단(22)까지 절단되어지고, 본관(1)은 분기관의 절단부위에 일치하도록 절단되며,

   상기 본관(1)과 분기관(2)은 절단부위가 서로 인접한 상태에서 용접결합부(3)에 의해 접합되어진 것을 특징으로 하는 분기 연결관.
2. 제 1항에 있어서,

   본관(1)에 대한 분기관(2)의 결합부 선단은 결합각도가 0~10°인 것을 특징으로 하는 분기 연결관.
3. 제 1항에 있어서,

   본관(1')도 상기 분기관(2')과 마찬가지로 완만하게 구부러진 형태의 것을 사용하여 서로 등을 맞대어 접합하되, 상기 분기관(2')의 선단(21)에서는 파이프 단면적의 절반이 남도록 직선으로 절단되고, 길이방향으로 비스듬하게 후단(22')까지 절단되며, 상기 본관(1')의 절단면(11')은 이와 대칭되도록 형성됨으로써, 상기 본관(1)과 분기관(2)은 절단부위가 서로 인접한 상태에서 용접결합부(3)에 의해 접합되어진 것을 특징으로 하는 분기 연결관.
4. 본관에 분기관을 일정각도로 결합하는 분기 연결관의 제조방법에 있어서,

   (1) 완만하게 밴딩되어진 분기관과 본관에 대해 절단면을 형성하되, 상기 분기관은 선단부에서 파이프 단면적의 20~70% 정도가 남도록 한 상태에서 비스듬하게 길이방향으로 절단하며, 상기 본관은 분기관의 절단부에 일치하는 형태가 되도록 절단하는 공정과,

   (2) 상기 본관와 분기관의 절단부를 서로 맞댄 다음, 인접부위를 가용접하는 공정과,

   (3) 가용접된 분기연결관을 고정구 위에 배열하는 공정과,

   (4) 분기연결관이 상기 고정구 위에 배열된 상태에서 상기 본관와 분기관의 인접부위를 용접하는 공정과,

   (5) 분기연결관을 대기중에서 냉각한 후에 지그로부터 분리하는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 분기 연결관의 제조방법.
5. 제 4항에 있어서,

   본관도 상기 분기관과 마찬가지로 완만하게 구부러진 형태의 것을 사용하여 서로 등을 맞대어 접합하되, 상기 분기관의 선단에서는 파이프 단면적의 절반이 남도록 직선으로 절단되고, 길이방향으로 비스듬하게 후단까지 절단되며, 상기 본관 의 절단면은 이와 대칭되도록 형성됨으로써, 상기 본관과 분기관은 절단부위가 서로 인접한 상태에서 용접결합부에 의해 접합되어진 것을 특징으로 하는 분기 연결관의 제조방법.
6. 제 4항에 있어서,

   상기 고정구는 목적하는 분기연결관의 형태대로 제작된 밑판과, 상기 밑판의 각 단부마다 입설된 지그로 구성되어진 것을 사용함을 특징으로 하는 분기 연결관의 제조방법.

Images