KR20120110747A - 전단제어링을 구비하는 지역난방 열배관용 이형관 및 이의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전단제어링을 구비하는 지역난방 열배관용 이형관 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 일정 곡률로 벤딩되어 지역난방 열배관과 양단이 연결되고, 내부에 중온수가 이동되는 내관과; 상기 내관의 직경보다 큰 직경으로 형성되어 내부에 공간부를 형성하고, 상기 내관이 내부에 삽입되는 외관과; 상기 내관과 외관 사이의 공간부에 충진되는 보온재; 및 상기 내관의 벤딩부에 결합되는 전단제어링을 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기와 같은 본 발명에 따르면 일정 곡률로 벤딩된 이형관의 내관 벤딩부에 전단제어링을 설치함으로써 보온재에 전달되는 전단응력을 분산시킴으로써 열배관에서 변형이 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있다.

Description

전단제어링을 구비하는 지역난방 열배관용 이형관 및 이의 제조 방법{SHAPE TUBE FOR DISTRICT HEATING HEAT PIPE HAVING SHEAR CONTROL RING AND THE METHOD THEREOF}

본 발명은 전단제어링을 구비하는 지역난방 열배관용 이형관에 관한 것으로서, 상세하게는 곡선으로 절곡되는 열배관의 내관 곡선부에 전단제어링(SCR, Shear Control Ring)을 적용하여 보온재에 전달되는 전단응력을 분산시키도록 하는 전단제어링을 구비하는 지역난방 열배관용 이형관에 관한 것이다.

지역난방시스템은 1920년대 유럽에서 도시인구 급증에 따른 대기공해 해소 및 에너지 절약을 목적으로 처음 개발되었다.

열배관이란 지역냉난방열 공급을 목적으로 설치하는 열수송 시설물을 말하며 열생산 시설에서 생산된 지역냉난방열을 사용자 기계실까지 보내는데 이용된다.

지역난방 열배관 재료는 지역난방 개발 초기인 1920년대의 경우 콘크리트 덕트(duct)를 사용하여 보온효과가 떨어져 실효성이 부족하였으나, 1960년대 공장제작보온관의 개발로 지역난방 시스템이 본격적으로 활성화되고 세계 각지로 보급되었다.

현재 국내에서 사용 중인 열 공급 배관은 단일 보온관이 아닌 이중보온관을 적용하고 있으며 열배관이라 함은 통상 지중매설 열배관을 칭하며 단열성, 경제성 등의 이유로 이중보온관이 보편적으로 사용된다.

도 1은 일반적인 이중보온관의 구조를 도시한 것으로, 강재인 내관(1)과, 폴리우레탄과 같은 보온재(3)와, 강재 또는 합성수지재질의 외관(5) 및 누수감지선(7)으로 구성된다.

80년대 초 국내에 지역난방사업이 처음 도입된 이후 짧은 기간 동안 지역난방사업은 양적으로나 질적으로 괄목할만한 성장을 하였다. 이 시기에는 특별히 산업화에 따른 인구의 도시집중에 의한 주택문제와 에너지 사용량 증가에 따른 에너지 효율성이 부각됨으로써 지역난방사업이 확대 보급되는데 기회요인으로 작용하였다.

하지만 전 세계적으로 열배관 기술 분야는 아직 정확한 표준화가 이루어지지 않았다. 그리고 한국은 전통적으로 온돌난방방식의 간헐난방을 선호하였기 때문에 지역 난방수의 온도변화폭이 크고 이에 따라 열배관은 운영단계에서 많은 어려움이 나타나고 있다.

지중에 매설된 열배관은 강관 내부를 흐르는 중온수의 온도 및 압력에 의한 팽창력 및 외관과 토사와의 마찰력 및 반력 등 압축력과 같은 작용 하중에 의하여 벤드말단에서 횡 변형을 발생시킨다.

특히, 열배관의 피팅(fitting)류 중 일정 곡률로 벤딩된 이형관은 형상조건에 의해 열팽창 발생 시 구조적으로 취약한 곳으로서 힘과 변위가 집중되어 파손이 일어날 우려가 있으며 이를 방지하기 위하여 이형관의 외관(5)에 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이 신축 흡수재(폼패드, foam pad)(8) 또는 덕트(9)를 부착하여 사용한다.

그러나, 이러한 신축흡수재는 시간이 경과함에 따라 열팽창력과 지반반력에 의해 압착이 되어 본연의 기능을 상실하게 되고 이에 따라 열배관의 수명감소, 구조불안정, 배관파손 등의 원인이 되고 있다. 또한 지중 매설 열배관은 지형에 따라 혹은 설치된 장애물에 따라 배관해야 하는 조건 때문에 공간에 대한 제약이 많을 수밖에 없다. 이 때문에 덕트 설치는 실용성이 낮은 결과를 초래하게 된다.

이러한 문제점을 해결하기 위해서 근본적으로 신축흡수재와 덕트 등을 고려하지 않고 자체적으로 열팽창력에 대하여 안정적인 열배관의 개발이 대두되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 요구에 부응하기 위한 것으로, 일정 곡률로 벤딩된 이형관의 내관 벤딩부에 전단제어링(SCR, Shear Control Ring)을 설치함으로써 보온재에 전달되는 전단응력을 분산시키도록 하는 전단제어링을 구비하는 지역난방 열배관용 이형관을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은,

일정 곡률로 벤딩되어 지역난방 열배관과 양단이 연결되고, 내부에 중온수가 이동되는 내관과; 상기 내관의 직경보다 큰 직경으로 형성되어 내부에 공간부를 형성하고, 상기 내관이 내부에 삽입되는 외관과; 상기 내관과 외관 사이의 공간부에 충진되는 보온재; 및 상기 내관의 벤딩부에 결합되는 전단제어링을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기에서, 상기 내관과 외관 사이에는 조립시 상기 공간부를 유지하는 스페이서가 더 구비된다.

여기에서 또한, 상기 내관과 외관 사이에는 이들의 길이 방향으로 설치되어 상기 보온재에 의해 고정되는 누수감지선이 더 구비된다.

여기에서 또, 상기 전단제어링은 금속 재질로 상기 내관이 압입되는 내경을 가지고, N개가 설치된다.

여기에서 또, 상기 N개는 홀수개이다.

여기에서 또, 상기 전단제어링은 상기 내관의 벤딩부에 1개를 설치시 상기 벤딩부의 중심선(C1)에 설치된다.

여기에서 또, 상기 전단제어링은 상기 내관의 벤딩부에 3개 이상 설치시 상기 벤딩부의 중심선(C1)에 1개가 설치되고, 나머지는 상기 벤딩부의 중심선(C1)에서 연장된 어느 하나의 기준점(P1)을 중심으로 양방향으로 동일 각도를 가지며 각각 형성된다.

여기에서 또, 상기 전단제어링은 그 높이가 상기 외관의 내측면과 미접촉되는 높이를 갖는다.

여기에서 또, 상기 전단제어링은 상기 내관의 벤딩부에 티그 용접 결합된다.

본 발명의 다른 특징은,

상기의 전단제어링을 구비하는 지역난방 열배관용 이형관의 제조 방법에 있어서, 중공상의 금속관 또는 금속판을 절단기를 이용하여 절단하여 내관의 외측에 압입되는 직경을 갖는 전단제어링을 제조하는 전단제어링 제조 공정과; 상기 전단제어링을 상기 내관의 벤딩부에 압입한 후 티그 용접하여 부착하는 부착 공정과; 상기 전단제어링이 부착된 내관을 외관에 삽입하여 조립하는 조립 공정; 및 상기 외관과 내관 사이에 보온재를 충진하여 발포하는 보온재 발포 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

여기에서, 상기 부착 공정은 상기 전단제어링을 부착후 침투탐상 비파괴검사를 더 수행한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명인 전단제어링을 구비하는 지역난방 열배관용 이형관에 따르면, 일정 곡률로 벤딩된 이형관의 내관 벤딩부에 전단제어링을 설치함으로써 보온재에 전달되는 전단응력을 분산시킴으로써 열배관에서 변형이 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 일반적인 열배관의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 2a 및 도 2b는 일반적인 열배관용 이형관의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 전단제어링을 구비하는 지역난방 열배관용 이형관의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 3의 단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 전단제어링을 구비하는 지역난방 열배관용 이형관중 내관의 구성을 나타낸 측면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 전단제어링의 설계를 위해 이형관 내에 댐(dam) 설치에 유무에 따른 곡선 유로 내 유체의 흐름을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 전단제어링 유/무에 따른 보온재의 전단응력 분포를 비교한 도면이다.
도 8은 전단제어링을 포함한 벤드부의 상세모델링 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 전단제어링을 구비하는 지역난방 열배관용 이형관의 제조 과정을 설명하기 위한 공정도이다.

이하, 본 발명에 따른 전단제어링을 구비하는 지역난방 열배관용 이형관의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 전단제어링을 구비하는 지역난방 열배관용 이형관의 구성을 나타낸 사시도이고, 도 4는 도 3의 단면도이며, 도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 전단제어링을 구비하는 지역난방 열배관용 이형관중 내관의 구성을 나타낸 측면도이다.

도 3 내지 도 5b를 참조하면, 본 발명에 따른 전단제어링을 구비하는 지역난방 열배관용 이형관(100)은, 내관(110)과, 외관(120)과, 보온재(130)와, 전단제어링(140)으로 이루어진다.

먼저, 내관(110)은 금속 재질로 일정 곡률로 벤딩되어 벤딩부(111)를 구비하고, 지역난방 열배관(미도시)과 양단이 연결되고, 내부에 중온수가 이동된다. 여기에서, 내관(110)은 외측면에 복수의 스페이서(113)가 더 구비되는 것이 바람직하다.

그리고, 외관(120)은 금속 또는 합성수지 재질로 내관(110)의 삽입시 내부에 공간부(121)를 구비하도록 내관(110)의 직경보다 더 큰 직경으로 형성되고, 내관(110)이 내부 중앙부에 삽입되어 스페이서(113)에 의해 간격을 유지한다. 여기에서, 외관(120)은 이의 내부에서 길이 방향으로 설치되어 보온재(130)에 의해 고정되는 누수감지선(123)을 더 구비한다.

또한, 보온재(130)는 폴리우레탄폼으로서, 내관(110)의 외측면과 외관(120)의 내측면 사이에 형성된 공간부(121)에 충진된다.

한편, 전단제어링(140)은 내관(110)과 동종 또는 이종 재질의 금속으로 이루어져 내관(110)의 벤딩부(111)에 삽입되어 티그 용접 결합되는 데, 내관(110)이 압입되는 내경을 가지고, N개(N=홀수)가 설치된다. 여기에서, 전단제어링(140)은 도 5a에 도시된 바와 같이 내관(110)의 벤딩부(111)에 1개를 설치시 벤딩부(111)의 중심선(C1)에 설치된다. 여기에서 또한, 전단제어링(140)은 도 5b에 도시된 바와 같이 내관(110)의 벤딩부(111)에 3개 이상 설치시 벤딩부(111)의 중심선(C1)에 1개가 설치되고, 나머지는 벤딩부(111)의 중심선(C1)에서 연장된 어느 하나의 기준점(P1)을 중심으로 양방향으로 동일 각도(θ)를 가지며 각각 형성된다. 여기에서 또, 전단제어링(140)은 그 높이가 외관(120)의 내측면과 미접촉되는 높이를 갖는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명에 따른 전단제어링을 구비하는 지역난방 열배관용 이형관의 설계 과정을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 전단제어링(SCR, Shear Control Ring) 사양의 형상 최적 설계를 위한 연구를 수행하였다.

먼저, 전단제어링을 적용함으로 인해 보온재에 발생하는 최대전단응력을 감소시키는 기법의 기본원리를 도식화하여 설명하였으며, 실험계획법의 하나인 다구찌 방법(Taguchi method)을 적용하여 각 관경 별 최적의 전단제어링 치수를 산출하였다.

전단제어링에 의한 보온재의 전단강도 개선 기본원리는 다음과 같다.

지중에 매설된 열배관은 강관 내부를 흐르는 중온수의 온도 및 압력에 의한 팽창력 및 외관과 토사와의 마찰력 및 반력 등 압축력과 같은 작용 하중에 의하여 벤드 말단에서 횡 변형을 발생시킨다. 이러한 조건 하에서 이형관을 구성하는 부품 중 구조적으로 가장 취약한 부위는 보온재의 전단강도임을 확인하였으며, 이를 개선하기 위한 이형관의 하나로써 전단제어링을 설치하였다.

부재의 하중 및 그에 따른 응력이나 변위를 살피는 구조역학적 접근과 유체의 흐름 및 그에 따른 압력과 속도를 살피는 유체역학적 접근은 그 대상이 구조물과 유체와의 차이는 있으나 주어진 조건 하에서 에너지의 총합은 일정하다는 물리법칙의 관점에 있어서는 유사점을 찾을 수 있다.

이러한 관점에서 본 발명에서 제안된 전단제어링의 적용을 통해 보온재에 작용하는 전단응력을 감소시키는 방법에 대한 원리를 설명하기 위하여 도 6의 (a), (b)와 같은 곡선 유로를 생각해 볼 수 있다. 도 6은 본 발명에 따른 전단제어링의 설계를 위해 이형관 내에 댐(dam) 설치에 유무에 따른 곡선 유로 내 유체의 흐름을 나타낸 도면이다.

유로 내에는 임의의 유체가 흐르고 있으며 이 때 문제의 단순화를 위하여 곡선구간에서 유체 자체의 관성력(원심력)에 의한 압력의 집중을 무시할 수 있을 만큼 유체는 느린 속도로 흐르고 있으며, 유체와 유로의 경계면에 작용하는 마찰력은 무시할 수 있다고 가정하였다.

유로 내에 유체의 흐름을 막는 어떠한 장치도 없는 경우와 곡선 유로 내에 유체의 흐름을 방해하는 댐(dam), 즉 전단제어링이 설치된 두 가지 경우로 나누어 살펴보았다.

도 6의 (a)는 댐이 없는 곡선 유로를 흐르는 유체의 유선(stream line)을 도시한 것이다. 유체역학적 기본 원리에 의해 유로의 입구인 지점 ①과 출구인 지점 ③에서 유체의 속도는 반경방향으로 일정하다고 볼 수 있다. 흐름을 방해하는 어떠한 방해물도 없으므로 관 내부를 흐르는 유체는 관 내에 화살표선으로 표시한 바와 같이 어떠한 점에서도 유로의 형상과 평행한 유선을 갖는다. 그러나 유체 내의 임의의 한 점은 90°로 꺾여있는 유로의 형상 때문에 곡선 유로를 지나는 동안 이동해야 하는 거리가 서로 다르다. 즉 도 6의 (a)에서 곡선 유로를 흐르는 지점 ②의 경우, 가장 안쪽으로부터 빨간색 유선과 초록색 유선, 가장 바깥쪽의 파란색 유선을 비교해 볼 때 유체의 속도는 빨간색 유선이 가장 느리고(곡선 구간에서 흘러야 하는 거리가 가장 짧고) 초록색, 파란색 유선으로 갈수록 빨라지게 된다. 지점 ②와 같은 임의의 한 단면을 지나는 유체의 속도가 반경방향으로 달라질 때, 즉 층별 속도가 달라질 때 유체에는 전단력이 작용하게 되면 전단력의 크기는 가장 느린 유체의 속도와 가장 빠른 유체 속도의 편차에 의해 결정된다. 그러므로 곡선 구간내 임의의 단면을 흐르는 유체 속도의 최대/최소값의 편차를 줄일 수 있다면, 즉 임의 단면을 흐르는 유체의 반경방향 속도가 일정해질수록 유체에 발생하는 전단력을 줄일 수 있다.

도 6의 (b)는 유로 내 곡선 구간에 유체의 흐름을 방해하는 댐(dam)을 설치한 경우이다. 비록 댐 설치에 의해 유동 조건은 변화되었으나 충분히 거리가 떨어져 있다는 전제하에 입구인 지점 ①과 출구인 지점 ③에서 유체의 속도는 댐이 없는 경우와 마찬가지로 반경방향으로 일정하고 볼 수 있다. 댐 설치에 의해 관 내부를 흐르는 유선은 더 이상 유로의 형상과 평행하지 못하고 구불구불한 형태로 바뀌게 된다. 관의 안쪽에 댐이 설치되어 있기 때문에, 관에 의한 영향은 반경방향으로 안쪽에 있을수록 크게 받으며 바깥쪽으로 갈수록 영향이 작아질 것이다. 즉, 반경방향으로 안쪽의 빨간색 유선이 가장 큰 구불구불한 경로로 흐르게 되며 바깥쪽으로 갈수록 원래의 유선 형상을 유지하게 된다. 유선의 길이는 유체의 속도에 비례하므로 댐 설치에 의해 유로 곡선 구간의 반경방향 안쪽의 유체는 속도가 상승하게 된다. 즉 도 6의 (a)의 댐이 없는 유로의 경우는 지점 ②에서 반경방향으로 안쪽의 빨간색 유선과 바깥쪽의 파란색 유선이 속도(유선의 길이)차가 크고 그에 의해 전단력이 커지게 되지만 도 6의 (b)와 같이 댐을 설치할 경우 지점 ②에서의 속도는 빨간색 유선의 속도(유선의 길이) 상승에 의하여 반경방향으로 속도의 편차를 줄어들게 되며 이는 이 단면에 작용하는 유체의 반경방향의 전단력을 감소시킨다.

본 발명에서 제안한 전단제어링 사양은 위의 개념을 구조적으로 구현한 것으로서, 전단제어링은 강관과 외관 사이(유로)에 위치한 보온재(유체)에 분포하는 전단력(유체의 속도)의 편차를 줄이는 역할을 하게 되며, 반경방향의 전단력 편차감소는 보온재에 분포하는 전단응력을 감소시키는 효과를 갖게 된다.

도 7은 본 발명에 따른 전단제어링 유/무에 따른 보온재의 전단응력 분포를 비교한 도면이다.

도 7의 (a) 및 (b)는 전단제어링의 효과를 확인할 수 있는 하나의 예로써, 125A 관경에 대하여 전단제어링의 설치 유무에 따른 보온재의 최대전단응력을 구조해석을 수행하여 도시한 것이다. 도 7의 (a)에서 볼 수 있는 것처럼, 전단제어링이 없는 벤드의 경우 최대전단응력은 반경방향의 안쪽(내관과의 접촉부)에 위치하고 있으며 벤드의 굴골형상에 평행하게 얇은 영역에 집중되고 있다. 반면 전단제어링을 설치한 도 7의 (b)의 경우, 전단제어링 설치에 의해 전단응력이 집중된 흐름을 끊음과 동시에 상대적으로 높은 전단응력이 분포하는 영역을 넓혀주어 전단응력의 분포가 분산된 양상을 볼 수 있으며, 최대전단응력이 발생하는 부위도 내관과 보온재의 접촉부에서 전단제어링과 보온재의 접촉부로 반경방향으로 바깥쪽으로 이동한 것을 확인할 수 있다.

그리고, 전단제어링 형상 최적화를 위한 실험계획은 다음과 같다.

본 발명에서 다구찌 방법의 목적함수는 손실의 최소화이다. 우선 다구찌 방법을 이용하여 제품이나 공정의 최적 조건을 결정하는 데 있어서 손실을 줄일 수 있는 여러 인자를 선택하였다. 둘째로 각 인자를 직교표(orthogonal table)에 배치하여 각 수준을 계산하고 이를 SN비(Signal-to-Noise ratio)로 표현하여 분석하였다. 결과적으로 손실을 줄이기 위한 각 인자의 영향력이 어느 정도 인지를 분석할 수 있으므로 최종적으로 선택되는 수준이 최적조건이 된다. 구체적으로는 현재 시공되고 있는 관경 중 800A, 400A, 200A와 125A 네 가지 관경을 선정하여 분석하였다.

도 8은 전단제어링을 포함한 벤드부의 상세모델링 도면이다.

다구찌 방법을 이용한 전단제어링의 최적 형상을 찾기 위하여 전단제어링의 개수(A), 높이(B), 두께(C)를 인자로 선정하고 3개의 수준(level)으로 분석을 수행하였다. 적용된 형상의 예를 도 8에 도시하였으며 아래의 표 1에 선정된 인자의 정의와 수준에 따른 적용 값을 정리하였다. 이때 각 인자의 수준에 따른 수치는 기존의 열배관의 치수조건 내에서 설치 가능한 값을 고려하여 선정하였다. 예를 들어 전단제어링의 높이는 관경별 외관의 형상과 크기에 의하여 제약을 고려하여 결정되었다.

각 관경별로 모든 가능한 수준의 조합은 27개이며 필요한 자유도가 2이고 다구찌 방법에서 가용한 직교좌표가 한정적이므로 4개 인자까지 배열할 수 있는 L₉(3⁴)직교표를 선택하여 3개의 인자(A, B, C)를 배열하고 나머지는 e(empty)로 처리하여 인자를 배열하였다. 본 발명에서는 단일인자에 관한 영향만을 고려하므로 각 인자간의 교호작용은 고려하지 않았다.

상기와 같은 실험결과 모든 관경에 있어 고려한 모든 인자가 개수 및 크기가 커짐에 따라 효과가 증대하는 방향으로 나타나는 것을 확인하였으며 공통적으로 모든 관경에서 고려한 인자 중 보온재의 최대전단응력을 줄이는데 가장 큰 영향을 끼치는 요인은 전단제어링의 개수임을 알 수 있었다. 높이와 두께의 기여율은 관경별로 약간의 차이를 나타내는데 이는 인자의 수준을 결정 할 때 기준이 제작 가능한 범위였기에 차이를 보이는 것으로 보인다.

아래의 표 2에 다구찌 방법을 통해 결정된 전단제어링 벤드의 최종 사양을 나타내었다.

아래의 표 3은 폼패드를 적용한 현 사양과 본 발명을 통해 제안된 최적 전단제어링 벤드사양의 최대전단응력과 개선율을 정리한 것이다. 전단제어링은 보온재의 최대전단응력을 종래보다 20%~40%가량 감소시키는 강도개선 효과를 가질 것으로 예상된다.

이하, 본 발명에 따른 전단제어링을 구비하는 지역난방 열배관용 이형관의 제조 과정을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 9는 본 발명에 따른 전단제어링을 구비하는 지역난방 열배관용 이형관의 제조 과정을 설명하기 위한 공정도이다.

먼저, 중공상의 금속관 또는 금속판을 절단기를 이용하여 기설계된 크기에 따라 절단하여 내관(110)의 외측에 압입되는 직경을 갖는 전단제어링(140)을 제조한다(S100).

그리고, 전단제어링(140)을 내관(110)의 벤딩부(111)에 압입한 후 티그 용접하여 부착한다(S110). 이때, 내관(110)의 벤딩부(111)는 기가공된 상태이고, 전단제어링(140)을 부착후 침투탐상 비파괴검사를 더 수행하여 누수 여부를 확인한다.

그런 다음, 전단제어링(140)이 부착된 내관(110)을 외관(120)에 삽입하여 조립한다(S120). 이때, 외관(120)은 내관(110)이 삽입되도록 벤딩된 형태로 기가공된 상태이고, 내관(110)에 스페이서(113)와 누수감지선(123)이 설치된다.

그리고, 외관(120)과 내관(110) 사이에 보온재(130)를 충진하여 발포한다(S130).

본 발명은 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있으며 상기 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

110 : 내관 111 : 벤딩부
113 : 스페이서 120 : 외관
121 : 공간부 123 : 누수감지선
130 : 보온재 140 : 전단제어링

Claims (11)

1. 일정 곡률로 벤딩되어 지역난방 열배관과 양단이 연결되고, 내부에 중온수가 이동되는 내관과;
   상기 내관의 직경보다 큰 직경으로 형성되어 내부에 공간부를 형성하고, 상기 내관이 내부에 삽입되는 외관과;
   상기 내관과 외관 사이의 공간부에 충진되는 보온재; 및
   상기 내관의 벤딩부에 결합되는 전단제어링을 포함하는 것을 특징으로 하는 전단제어링을 구비하는 지역난방 열배관용 이형관.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 내관과 외관 사이에는,
   조립시 상기 공간부를 유지하는 스페이서가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 전단제어링을 구비하는 지역난방 열배관용 이형관.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 내관과 외관 사이에는,
   이들의 길이 방향으로 설치되어 상기 보온재에 의해 고정되는 누수감지선이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 전단제어링을 구비하는 지역난방 열배관용 이형관.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 전단제어링은,
   금속 재질로 상기 내관이 압입되는 내경을 가지고, N개가 설치되는 것을 특징으로 하는 전단제어링을 구비하는 지역난방 열배관용 이형관.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 N개는,
   홀수개인 것을 특징으로 하는 전단제어링을 구비하는 지역난방 열배관용 이형관.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 전단제어링은,
   상기 내관의 벤딩부에 1개를 설치시 상기 벤딩부의 중심선(C1)에 설치되는 것을 특징으로 하는 전단제어링을 구비하는 지역난방 열배관용 이형관.
7. 제 5 항에 있어서,
   상기 전단제어링은,
   상기 내관의 벤딩부에 3개 이상 설치시 상기 벤딩부의 중심선(C1)에 1개가 설치되고, 나머지는 상기 벤딩부의 중심선(C1)에서 연장된 어느 하나의 기준점(P1)을 중심으로 양방향으로 동일 각도를 가지며 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 전단제어링을 구비하는 지역난방 열배관용 이형관.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 전단제어링은,
   그 높이가 상기 외관의 내측면과 미접촉되는 높이를 갖는 것을 특징으로 하는 전단제어링을 구비하는 지역난방 열배관용 이형관.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 전단제어링은,
   상기 내관의 벤딩부에 티그 용접 결합되는 것을 특징으로 하는 전단제어링을 구비하는 지역난방 열배관용 이형관.
10. 제 1 항의 전단제어링을 구비하는 지역난방 열배관용 이형관의 제조 방법에 있어서,
    중공상의 금속관 또는 금속판을 절단기를 이용하여 절단하여 내관의 외측에 압입되는 직경을 갖는 전단제어링을 제조하는 전단제어링 제조 공정과;
    상기 전단제어링을 상기 내관의 벤딩부에 압입한 후 티그 용접하여 부착하는 부착 공정과;
    상기 전단제어링이 부착된 내관을 외관에 삽입하여 조립하는 조립 공정; 및
    상기 외관과 내관 사이에 보온재를 충진하여 발포하는 보온재 발포 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전단제어링을 구비하는 지역난방 열배관용 이형관의 제조 방법.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 부착 공정은,
    상기 전단제어링을 부착후 침투탐상 비파괴검사를 더 수행하는 것을 특징으로 하는 전단제어링을 구비하는 지역난방 열배관용 이형관의 제조 방법.

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