KR20120128122A - 절연 파이핑의 설치 및 수리 방법 및 장치 - Google Patents

절연 파이핑의 설치 및 수리 방법 및 장치 Download PDF

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라스 구나르손
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Abstract

본 발명은 절연 파이핑의 설치 및 교체 방법에 관한 것으로서, 절연층(4) 안에 박힌 내부 파이프(2, 2.1, 2.2)를 감싸는 용접 가능한 폴리머 물질로 제조된 외부 파이프(1, 1.1, 1.2)를 구비하고, 상기 내부 파이프(2, 2.1, 2.2)는 2개의 외부 파이프들의 끝단들(1a)(1b) 사이의 영역(A)에 노출된다. 본 방법은 그 길이(5)가 상기 외부 파이프의 끝단들(1a)(1b) 사이의 간격보다 크며, 상기 파이핑을 따라 길이 방향으로 뻗어 있는 슬릿(8)을 구비하는 용접 가능한 폴리머 물질로 제조된 슬리브 커플링(7)을 상기 내부 파이프(2, 2.1, 2.2)의 노출된 상기 영역(A) 위에 배치시키고 상기 외부 파이프들의 끝단들(1a)(1b)에 중첩시키는 단계; 상기 외부 파이프(1, 1.1, 1.2)와 상기 슬리브 커플링(7) 사이에서 미리 용융된 플라스틱인 전기 전도성 밴드(9)를 배치시켜 상기 외부 파이프의 끝단들(1a)(1b)에 상기 슬리브 커플링(7)을 용접시키고, 상기 밴드(9)의 자유단들(10)을 상기 슬릿(8)을 통해 상방으로 돌출시키는 단계; 및 상기 밴드(9)와 주변의 상기 폴리머 물질을 미리 결정된 시간 동안 가열시켜 상기 밴드(9) 주위에서 융착시킴으로써 용접 조인트를 형성시키기 위해, 상기 슬릿(8)을 관통하는 상기 밴드(9)의 자유단들(10)에 연류를 연결시키는 단계를 포함하는 절연 파이핑의 설치 및 수리 방법에 있어서, 상기 밴드(9)에 연결될 전류를 생성하기 위해 의사-공진(quasi-resonant) 컨버터(B2)를 가진 파워 컨버터(B1)가 채택되는 것을 특징으로 한다.

Description

절연 파이핑의 설치 및 수리 방법 및 장치{Method and apparatus for installation and repair of insulated line pipes}
본 발명은 독립 청구항 제1항 및 제9항의 전제부에 따른 절연체로 둘러싸인 내부 파이프를 감싸는 용접성 폴리머 물질로 제조된 외부 파이프를 구비하는 절연 파이핑의 설치 및 수리 방법 및 장치에 관한 것이다.
통상적으로, 절연 파이프들은, 지역-난방 또는 지역-냉방 파이핑으로서, 유동하는 가열 또는 냉각 유체 즉, 매체(medium)를 이송하는데 사용되고, 유동 유체 즉, 매체를 이송하기 위한 스틸 파이프를 가진다. 그러면, 스틸 파이프의 외측은 보통 폴리우레탄(PUR) 폼으로 제조된 절연체로 감싸지고, 그 외측은 통상적으로 폴리에틸렌 및 소위, HDPE로 구성된 용접성 플라스틱 재질로 제조된 외측 파이프에 의해 수분으로부터 보호된다. 파이핑은 외측 파이프, 내측 파이프, 절연체가 섹션별로 공장에서 제조된 후 설치 장소로 이송된다. 이러한 형태의 절연 파이핑은 오일의 이송에 사용될 수 있으며 일반적으로 "파이프라인"이라 명명된다.
파이핑은 지하에 숨겨지는 것을 의도하기 때문에 큰 응력을 유발시킨다. 파이프들은 온도 변화 때문에 기계적 충격이 파이프에 가해져서 파이프의 재질의 수축 및 팽창을 야기될 것이다. 또한, 파이핑은 물이나 수분에 노출되어 파이핑을 관통할 수 있고 스틸 파이프를 부식시킬 수 있으므로, 시간의 경과에 따라 누수가 발생되고 종국적으로 수리를 필요로 한다. 파이핑은 종종 벽 기타 같은 종류의 것의 아래를 뚫고 지나가기 때문에, 누수가 발생하는 경우, 손상된 파이핑에 접근하기 위해 구덩이를 파내야 하는 작업이 어렵고 비용이 많이 든다.
특정의 지역-난방 파이핑에 있어서, 비교적 정확하게 누수 위치를 파악할 수 있도록 스틸 파이프와 외부 파이프 사이의 절연 폼(foam)에 경보 와이어(alarm wire)가 설치된 경우라 하더라도, 수리 비용은 여전히 많이 소요될 것이다. 결과적으로, 파이핑을 신규로 설치하거나 그것을 수리하는 경우, 고품질, 고강도의 설치-조인트를 마련하는 것이 매우 중요하다. 규격에 부합하지 않는 품질 또는 최악의 경우, 조립체의 구조적 결함은 지역-난방 시스템의 전체 자본 환경을 최종적으로 파괴할 수 있다.
현재, 시장에는 지역-난방 파이핑의 수분을 차단할 수 있는 외부 파이프의 여러 가지의 결합 방법이 있다. 경험에 의하면, 다른 해결책과 비교하여 장기적 관점에서 용접 조인트들의 채택은 종종 장점을 가진다. 그러나, 이러한 용접은 문제점을 완전히 제거하는 것은 아니다.
전원 공급이 주요한 어려움이다. 변류(current transformation)가 필요하고 용접 장소에 도달하기 위해 상대적으로 긴 거리에 걸쳐 전류가 안내되어야 하기 때문에, 많은 전력 손실이 쉽게 발생될 수 있다.
선행기술의 예는 플라스틱 파이프들의 전기-저항 용접 방법 및 장치를 개시하는 EP 1266745이다. 이 장치는 용접 슬리브 커플링에 전류를 공급하기 위한 파워 유니트를 가진다. 이 선행문헌은 2개의 플라스틱-파이프 끝단들에 접촉을 만드는 2개의 전기 접촉점을 가진 용접 슬리브 커플링을 개시한다. 접점들은 파워 컨트롤러와 교류 전원에 연결된다. 파워 유니트는 컨버터, 트랜스포머, 정류기 바이패스 회로 및 필터 회로를 구비한다. 파워 유니트는 150 내지 300 kHz의 범위의 작동 주파수에서 작동한다. 이러한 주파수 레벨에 의해, 파워 유니트의 출력 측은 정류기와 필터 회로가 제공되어야 하기 때문에, 중량이 무거워지고 효율과 EMI 복사에서 중요한 문제를 야기한다. 출력 측의 정류 및 필터링과 관련하여, 예를 들어, 가열을 통한 에너지 손실이 발생되어, 효율에 악영향을 미친다. 특히, 이것은 파워가 높아질수록 극복이 어려워진다.
본 발명의 목적은 간단하고, 안전하고, 효과적인 방식으로 절연 파이핑의 설치 및 교체 동안 용접을 위한 전류를 신뢰성 있게 공급하여 양호한 조인트를 형성할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.
이러한 목적은 청구항 제1,2,12,13항의 특징부에 개시된 특유한 기술적 특징을 가진 방법 및 장치에 의해 얻어진다.
예시적 실시예들은 종속항들에서 찾을 수 있다.
본 발명은 간단하고, 안전하고, 효과적인 방식으로 절연 파이핑의 설치 및 교체를 하는 동안 용접을 위한 전류를 신뢰성 있게 공급하여 양호한 조인트의 형성이 가능하다.
본 발명의 특유한 특징과 장점은 이어지는 본 발명의 상세한 설명에 개시될 것이며, 이것은 단지 예로서만 설명되고, 본 발명의 보호 범위를 제한하는 방식으로 해석되어서는 안 된다. 이해를 용이하게 하기 위해, 첨부된 도면들에 참조부호가 부여되었으며, 동일 또는 유사한 참조부호들은 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 1은 슬리브 커플링에 배치된, 본 발명의 일 실시예에 따른 장치를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 조인트의 분해된 부품들을 도식적으로 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 서로 용접될 준비가 된 조립체의 부분 절단면도이다.
도 4는 용접 밴드의 단면도이다.
도 5는 슬리브 커플링에 배치된, 본 발명의 다른 실시예에 따른 장치를 도시한다.
도 6은 도 5의 장치의 상세 개략도이다.
도 7은 본 발명의 파워 유니트의 회로도이다.
도 8은 직렬 연결된 본 발명의 2개의 파워 유니트들의 회로도이다.
도 9는 도 8에 도시된 회로도의 다른 실시예이다.
용접성 폴리머 물질로 제조된 외부 파이프(1)와 내부 파이프(2)를 구비하는 지역-난방 파이프들 또는 지역-냉방 파이프들의 설치에 있어서, 대체적으로, 설치 작업은 적어도 2개의 지역-난방 파이프들을 교대로 배치함으로써 시작된다. 서로 면하고, 일반적으로 스틸로 제조되는 2개의 돌출된 내부 파이프들(2.1)(2.1)은 서로 용접되어 용접 조인트(3)가 형성된다.
기존에 존재하는 설치된 파이프들의 수리에 있어서, 지역-난방 파이프 또는 지역-냉방 파이프의 손상된 영역(A:도 4 참조)을 따라 외부 파이프(1)가 제거되면 내부 파이프(2)가 노출되어 수리될 수 있다. 외부 파이프(1)와 내부 파이프(2) 사이에 배치된 절연체(4) 역시 제거되는 것이 바람직하다. 이 상태에서, 수리가 이루어질 때의 작업 영역은 신규 설치 동안 내부 파이프들(2.1)(2.2)이 서로 용접된 후에 존재하는 작업 영역과 비교될 수 있다. 수리하는 경우, 유사한 연결 작업이 수행될 수 있지만, 그 필요한 속성을 복구시키기 위해 내부 파이프(2)는 다른 방식으로 수리될 수도 있다.
슬리브 커플링(sleeve coupling)(7)은 2개의 외부 파이프들(1.1)(1.2)을 서로 연결하도록 설치된다. 슬리브 커플링(7)은 용접성 폴리머 물질로 제조되고 보다 긴 튜브형 제품(workpiece)으로부터 필요한 길이(5)로 절단될 수 있다. 길이(5)는 외부 파이프의 끝단들(1a)(1b) 사이의 거리(A)와 동일하고, 용접 조인트의 필요한 폭을 위한 슬리브 커플링의 중첩부(6)에 상응하도록 그 양측의 추가적인 길이를 가지는 것이 바람직하다. 외부 파이프들(1.1)(1.2)을 슬리브 커플링(7)에 용접시키는 주변 용접 조인트를 만드는데 관여하는 중첩부(6)를 위하여, 실리브 커플링의 중첩부(6)는 충분히 긴 것이 바람직하다. 일 실시예에 있어서, 주변 용접 조인트의 폭은 40mm이고 슬리브 커플링의 각각의 끝단의 중첩부(6)는 100mm이다.
슬리브 커플링 제품, 또는 적어도 슬리브 커플링(7) 그 자체는 길이방향으로 절단되어 길이방향 슬릿(8)을 형성한다. 슬릿(8)은 내부 파이프(2), 또는 내부 파이프들(2.1)(2.2)의 노출된 영역(A)에 길이 만큼 절단된 슬리브 커플링(7)을 위치시키고 부착시키는 것을 가능하게 하고, 내부 파이프(2)가 만들어지지 않는 경우에도, 외부 파이프의 끝단들(1a)(1b)의 중첩에 의해 가능하게 한다.
분리된 슬릿을 가진 슬리브 커플링(7)을 이용한 작업의 장점은, 내부 파이프(2)의 절단을 원하지 않을 때에도 동일한 방법이 수리를 위해 사용될 수 있다는 점이다. 슬리브 커플링(7)에서 아무런 응력이 발생하지 않고, 직경의 변화들은 슬리브 커플링(7)에 있는 축방향 슬릿(8)에 의해 보상되기 때문에, 슬리브 커플링(7)과 외부 파이프(2) 사이의 접촉이 더 양호하게 될 것이다. 슬릿이 없는 파이프가 다른 파이프 위로 미끄러질 수 있는 방식에 비해, 슬릿이 있는 슬리브 커플링(7)은 외부 파이프(1)에 대해 더 낮은 저항으로 이동하며, 상대적으로 덜 구속될 것이다.
용접 조인트의 강도와 경도에 악영향을 미치게 되는 산소와 불순물을 제거하여 용접 조인트에서 최상의 결과를 얻기 위해, 서로 용접될 플라스틱 표면들은 연마된다.
슬리브 커플링(7)은 외부 파이프의 끝단들(1a)(1b)에 중첩된 상태에서, 내부 파이프(2)(2.1)(2.2)의 노출된 영역(A) 위에서 조인트 위에 놓여져 부착된다.
전기 전도성 밴드(9)는 용융 플라스틱 물질이 되기 전에, 길이 방향으로 절단되거나 외부 파이프의 테두리보다 더 큰 길이로 절단된다. 밴드(9)는 그 표면에 균일하게 배열된 개구들을 가진 메쉬(9a) 또는 메쉬와 유사한 다른 본체를 구비할 수 있고, 스테인리스 스틸로 제조된다. 밴드(9)는 외부 파이프들(1.1)(1.2)의 어느 하나와 슬리브 커플링(7) 사이에 삽입되고, 밴드의 자유단(10)은 슬릿(8)을 통과하여 상방으로 돌출되어, 반대 방향으로부터 들어간다. 그러면, 끝단들(10)은 슬릿의 각각의 가장자리 위로 다시 굴곡되어 끝단들(10)과 슬릿(8) 사이에 공간이 형성된다. 밴드(9)와 메쉬(9a)는 폴리머 물질(9b)을 이용하여 적층된다. 폴리머 물질(9b)은 메쉬(9a)의 일측에 배치되고, 밴드(9)가 외부 파이프(1)와 슬리브 커플링(7) 사이에 배치될 때, 메쉬(9a)가 외부 파이프(1)에 면하게 되고, 밴드 끝단들(10)이 슬릿의 가장 자리 위와 그 주변으로 굴곡될 때 메쉬(9a)는 상방으로 면하게 된다.
용접을 위한 열을 공급하게 될 밴드(9)의 부착하기 전에, 슬리브 커플링과 파이프 모두의 폴리머 표면, 플라스틱 표면의 산화물 필름은 마모에 의해 제거된다. 밴드(9)와 메쉬(9a)가 폴리머 물질(9b)로 적층될 때, 밴드(9) 위의 산화물 필름 역시 제거된다. 이것은 몇몇 종류의 기계적 공정 예를 들어, 폴리머 물질층(9b)의 브러쉬 처리에 의해 수행된다.
폴리머 물질과 적층되지 않은 밴드를 이용함으로써, 본 발명의 기능과 장점에 영향을 미치지 않게 하는 것 역시 가능하다.
열을 공급하게 될 밴드(9)에 통합된 메쉬(9a)는 다양한 폭으로 마련될 수 있고, 직선-알갱이(straight-grained)로 길이 방향으로 절단될 수 있고, 통상적인 릴(reel)에 감겨질 수 있다. 이것은 저장과 운송 비용을 매우 낮출 수 있고, 예를 들어, 응급 수리가 필요한 경우, 사용자가 문제가 되는 파이프의 테두리에 맞도록 적절한 길이로 절단하여 사용할 수 있는 유연성을 제공한다. 밴드(9)의 폭은 중첩부(6)보다 더 협소하다. 폭에 상응하는 용접 조인트(3)는 중첩부보다 더 협소하다.
또한, 서로 용접될 표면들 사이의 가열을 위한, 매쉬(9a) 또는 메쉬와 적어도 유사한 구조의 사용은 용접 조인트의 전체 길이와 폭에 걸쳐 열의 균일한 분포를 발생시켜, 고성능, 균일한 용접 조인트를 만들 수 있다.
전기 전도성 요소를 구성하는 굴곡된 밴드 끝단들(10) 및 메쉬(9a)는 각각 폴리머 물질, 플라스틱 물질을 녹이기 위한 온도로 밴드(9)를 가열시키기 충분한 전류를 공급할 수 있는 유니트에 연결될 수도 있고 그들의 자체 전극들(21)에 연결될 수 있다.
전압원에 연결된 적어도 하나의 파워 컨버터(B1)는 전류를 생성하는데 사용된다. 파워 컨버터(B1)는 의사-공진(quasi-resonant) 컨버터(B2)와 트랜스포머를 구비한다.
파워 컨버터(B1)는 그 파워 출력에서 정류기와 필터 회로를 없앤 채 결딜 수 있도록 설계되어 매우 유용하다. 이것은 저비용과 고효율 및 소형, 저중량의 파워 유니트를 의미한다. 유사-공진 컨버터의 디자인은 정현파 전류를 생성하는 파워 반도체 및 트랜스포머를 사용하고, 그것은 20 내지 50 kHz 범위의 주파수에서 작동하도록 설계될 수 있다. 이러한 주파수 범위에서, 종래 기술에서 통상적인 바와 같이, 고주파수에서 파워 변환이 발생할 때와 명백히 구별되게, 필터링이 불필요한 보다 적은 수의 배진동(overtones)을 가진 유용한 전압 곡선을 얻을 수 있다.
현장에서 그리고 설치 장소에서 절연 파이프들을 설치 및 수리할 때 용접을 위해 사용되는 파워 유니트는 경량이고 유연한 것이 중요하다. 동시에 고출력에 대한 요구조건들이 증가해 왔다. 동일한 유니트에 각각 3-kW의 파워 컨버터를 마련하는 것이 바람직하고, 이것은 그들의 각각의 자체 파이프 조인트를 동시에 용접하는데 분리되게 작동하도록 사용될 수 있으며, 아니면, 최대 직경 2미터의 큰 조인트를 위한 총 출력을 위해 직렬로 연결될 수 있다. 동시에, 더 많은 수의 전압원을 구비하는 것을 회피하기 위해, 3-위상 파워 서플라이들로 파워 출력을 16 A/위상으로 제한하는 것이 바람직하다. 이것은 개별 파워 컨버터들 각각을 입력 라인 전압의 그들 자신의 위상에 연결함에 의해 가능해진다.
큰 조인트의 용접을 위한 전류를 생성하기 위해, 본 발명은 각각 그 자신의 위상에 연결되고, 라인 전압의 2개의 다른 위상에 연결된 2개의 직렬-연결된 파워 컨버터들(B1)을 가진 파워 유니트를 제공한다. 2개의 의사-공진 컨버터들(B2)은 동기화되어 작동하여 출력 전압을 합산하고, 즉, 서메이션 펑션(summation function)을 수행하며, 이것은 각각의 출력 전압의 사전 정정, 정류, 필터링이 불필요하다는 의미이고, 파워 변환과 전류 공급이 효율적일 것이며 에너지 손실이 발생하지 않는 것을 의미한다.
전기적 안정성 요구조건들은 용접 장치를 위한 파워 서플라이로부터 라인 입력의 전기적 분리가 필요하다. 결과적으로, 파워 컨버터(B1)는 전기적 분리를 위한 트랜스포머와 통합된다. 그래서, 시장에는 파워 컨버터(B1)에 와이어 결합될 수 있는 소형, 경량의 트랜스포머가 출현하여 중량과 크기가 작아 질뿐만 아니라 비용도 감소될 것이다.
이것은 예를 들어, 50-Hz의 트랜스포머 및 파워 사이리스터(thyristor), 또는 그들의 파워 출력에서 정류기와 필터를 가지기 때문에 전자기적 방사(EMC) 요구조건과 파워 인자 요구조건을 만족하기 위해 중량과 여러 개의 여분의 구성요소를 가질 필요가 있는 하드-스위치 파워 전자 장비를 구비하는 파워 컨버터의 특징을 가진 종래기술(선행기술)과 비교하여 실질적인 장점을 가진다.
본 발명의 파워 컨버터를 위한 회로도는 도 7 내지 도 9에 도시되며, 이하에서 더 상세히 설명된다.
밴드(9)가 가열되기 전에, 클램핑 장치(20)가 슬리브 커플링(7)과 외부 파이프(1)에 부착되어 외부 파이프(1)에 대해 슬리브 커플링(7)을 가압하게 되면 밴드(9)는 그들 표면들 사이에서 가압된다.
모든 부품들이 정 위치에 있는지 예를 들어, 밴드(9)가 정 위치에 있고 슬리브 커플링(7)이 필요한 간격으로 외부 파이프의 끝단들(1a)(1b)에 중첩되는지 여부를 확인한 후, 전극들(21)을 통해 밴드(9)에 전류가 연결된다. 전체 밴드(9)가 가열되고, 밴드(9) 주위에 있고 여기에 합체된 산화물이 없는 플라스틱 표면들과 폴리머 물질(9b)이 서로 융착된다. 전류가 차단되면, 넓고, 완전한 용락(melt-through) 용접 조인트가 형성된다.
본 발명의 다른 장점, 및 주변 용접 조인트의 메쉬 저항(9a)을 가진 전기-저항 용접의 특별한 채택은, 공정, 방법이 매우 작은 공간에서 수행될 수 있어서 현장-작업 비용을 낮출 수 있다. 또한, 용접 장치의 준비가 완료될 때, 모든 것들이 정 위치에 있는지 그리고 장치 전극들과 용접 메쉬 사이의 연결 여부를 조용히 체크할 수 있다. 본 발명의 방법은 230-V 용접 시스템으로 구현될 수 있고, 아니면 어느 하나가 다른 하나에 관련 라인 전압을 위해 평가되어, 예를 들어 전력 공급을 간단하게 하고 준비 시간을 단축시켜 낮은 파워-유니트 용량 조건을 유지하게 된다.
외부 파이프(1) 즉, 2개의 외부 파이프들(1.1)(1.2)에 슬리브 커플링(7)을 용접하기 전에, 슬리브 커플링(7)은 크리스탈 온도(crystalline temperature) 이상의 온도까지 가열될 수 있다. 그러면, 슬리브 커플링(7)은 크리스탈 온도까지 냉각되어 결과적으로 슬리브 커플링(7)은 다시 가열된다. 이어서, 슬리브 커플링(7)은 외부 파이프(1)에 용접된다. 이러한 가열은 슬리브 커플링(7)과 외부 파이프(1)의 물질에 작용되어, 물질의 온도가 동등해져서 물질의 전체 질량의 열적 성질을 균일하게 만들거나, 적어도 용접되어야 하는 영역에서 양호한 용접 조인트를 보장하게 된다. 슬리브 커플링(7)은 2개의 외부 파이프들(1.1)(1.2) 사이에 그것이 설치될 때 가열되고, 이것은 파이프들의 끝단들(1a)(1b) 역시 슬리브 커플링(7)이 가열될 때 가열되는 것을 의미하므로, 서로 용접시킬 때 연속적인 가열을 용이하게 한다.
클램핑 장치(20)가 제거된 후 동일한 작동이 슬리브 커플링의 타단에서 수행된다. 만약, 본 발명의 2개의 장치들이 이용되는 경우, 슬리브 커플링의 각각의 끝단에서 2개 모두의 주변 용접이 동시에 수행될 수 있음은 물론이다.
주변 용접을 만들 때, 스파크 연락(sparkover)과 손상의 위험을 감소시키기 위해, 슬릿(8)에 있는 밴드 끝단들(10) 사이 및 굴곡된 밴드 끝단들(10)과 슬리브 커플링(7)의 외면 사이에 내열성 절연재를 배치하는 것이 유용하다. 예를 들어, Teflon® 조각 또는 열에 상대적으로 저항성을 가진 유사 물질이 사용될 수 있으며, 다양한 여러 형상으로 변형될 수 있는 유연성 물질이 사용될 수 있다.
슬리브 커플링(7)의 주변 용접이 만들어지고 클램핑 장치(20)가 제거되면, 밴드 끝단들(10)은 편리한 방식으로 제거된다. 일 실시예에서, 이것은 예를 들어, 핸드 라우터(hand router) 또는 유사한 도구를 이용하여 슬릿(8)으로부터 그것들을 절단함으로써 수행될 수 있다. 물질을 잘라내고 주변 용접 조인트 근처의 슬릿(8)을 확대함에 의해, 슬릿과 관련하여 존재할 수도 있는 그 어떤 구멍들 또는 크랙들이 제거된다. 이러한 방식으로, 슬릿을 따라 뻗어 있는 길이방향 용접 조인트와 미리 만들어진 주변 용접 조인트 사이에 완전한 중첩이 형성될 수 있다. 이것은 잘려나간 부분은 산화물이 없는 표면에 노출되는 사실과 결합되어 모든 용접 조인트에서 완전한 용락을 보장한다.
조인트들이 용접되면, 그것이 절연재(4)로 채워지기 전에 새로운 영역의 압력-테스트를 실시하는 것이 바람직하다. 압력 테스트를 위해, 가장 높은 위치의 슬리브 커플링(7)의 영역에 구멍이 천공된다. 압력 테스트를 거친 후, 구멍은 절연재(4)를 충진하는데 사용된다. 예를 들어, 폴리우레탄이 주입될 수 있다. 가장 높은 지점에 구멍을 위치시키는 것은 절연재에 의해 것은 공간에 존재하는 공기를 최대한 많이 밖으로 내 보낼 수 있기 때문이다.
다른 구멍들 역시 편의상 필요한 경우 만들어질 수 있다. 슬리브 커플링(7) 내부의 구멍 공간이 절연재(4)(폼)으로 충진되면, 구멍은 예를 들어, 원뿔 형상으로 천공, 라우팅, 리밍되고, 예를 들어, 구멍의 형상에 맞도록 만들어진 플라스틱 플러그(예, 원뿔 플러그)는 예를 들어, 미러(mirror) 용접기 또는 그 목적을 위한 적절한 다른 유니트를 사용하여 구멍을 신속히 막거나 용접한다.
본 발명의 장치는 내부 파이프에 대하여 외부 파이프를 가압하고, 특히, 절연 내부 파이프(2) 위의 외부 파이프(1)에 미끄러진 슬릿 슬리브 커플링을 가압하기 위한 클램핑 장치(20)를 구비한다. 클램핑 장치(20)는 루프(loop)(23)에 배열된 유연성 클램핑 밴드(22)를 구비하며, 클램핑 밴드의 자유단들(22.1)(22.2)은 텐션 장치(23-30)에 연결될 수 있다. 슬리브 커플링(7) 주위(슬리브 커플링의 테두리 주변)에 그것이 배치될 때 클램핑 밴드(22)(루프(23))는 텐션 장치의 작용에 의해 파이프(3)에 대해 슬리브 커플링(7)을 가압할 수 있다.
루프(23)에 텐션을 가하는(조이는) 텐션 장치(24-30)는 서포트 요소(24)의 끝단들 중 어느 하나에 있는 푸트(foot) 요소, 슬리브 커플링(7)에 대항하여 놓여지도록 설계된 접촉 영역을 구비한다. 또한, 2개의 평행한 접촉 롤러들(25)은 슬리브 커플링의 직경보다 실질적으로 더 작은 다른 하나로부터 이격된 거리에서 서포트 요소(24)에 연결된다. 접촉 롤러들(25)의 위치는 위치 조절 장치(25.1)에 의해, 편의상 스크류, 또는 볼트에 의해 슬리브 커플링의 크기(직경)에 따라 조절될 수 있고, 개별 접촉 롤러(25)의 끝단에 배치된 스크류의 회전은 접촉 롤러(25)의 끝단의 위치를 슬리브 커플링을 향하게 하거나 그로부터 이격되게 한다.
접촉 롤러들(25) 사이에 클램핑 밴드(22)를 배치시켜, 루프(클램핑 밴드)의 자유단들(22.1)(22.2)이 접촉 롤러들(25)을 통해 텐션 장치(24-30)에 연결되어 있기 때문에, 루프(23)에 의해 텬션이 부여되는 슬리브 커플링의 테두리의 비율이 증가된다.
롤러들(25)을 서포트 요소(24) 뒤에 서포트 요소의 접촉면 위의 짧은 간격에 배치시킴으로써, 서포트 요소(24)는 루프(23)와 함께 작용하여, 슬리브 커플링의 전체 테두리에 걸쳐 클램핑 력을 가하게 될 것이다.
안정된 접촉을 위하여, 서포트 요소(24)는 슬리브 커플링의 곡면을 따르는 오목한 형상을 가지는 것이 바람직하다. 또한, 서포트 요소(24)와 슬리브 커플링(7)에 접촉하는 그 표면의 적어도 일부는 전기적으로 절연 물질로 제조되며 용접시 발생되는 상승된 온도를 견뎌내는 것이 바람직하다. 또한, 다양한 파이프 직경들에 맞는 양호한 결합을 제공하기 위해 도구의 서포트 요소(24)는 교체될 수 있는 것이 바람직하다. 치수들이 더 커지게 되면 대체적으로 서포트 요소를 관리할 수 있는 한편, 치수들이 20cm보다 더 작아지면 서포트 요소를 특별히 맞출 필요가 있다. 또한, 서포트 요소(24)는 그 접촉면을 특수한 파이프 직경에 맞게 조절하기 위해 어느 정도의 형상을 따르는(shape-conforming) 물질로 제조되는 것이 유용한다.
루프(23)의 클램핑 밴드(22)는 상승된 온도를 견딜 수 있는 유연성 물질로 제조된다. 편의상, 클램핑 밴드는 Kevlar와 Teflon에 통합된 밴드이다. 예를 들어, 클램핑 밴드(22)는 Teflon이 스며든 Kevlar로 제조된다.
서포트 요소(24)는 전기적 절연 돌기(26)를 구비한다. 돌기(26)는 슬릿(8) 속에 수납되도록 설계되고, 거기서 슬릿의 가장자리 위에 굴곡된 전기 전도성 밴드들(9)을 분리하는 벽으로서 작용한다. 돌기(26)는 단면이 직사각형 또는 테이퍼 형태가 되도록 만들어질 수 있다. 돌기(26)는 안과 밖으로 이동가능하고, 슬릿 내부에 그것이 배치되는 깊이는 슬리브 커플링의 두께에 따라 변화할 수 있다.
2개의 전극들(21)은 서포트 요소(24)와 통합되고, 돌기(26)의 각각의 측면에서, 전기 전도성 밴드(9)에 전류를 연결하기 위해, 그 끝단들(10)은, 전술한 바와 같이, 슬릿(8)의 측면에서 각각 굴곡된다. 전극들(21)은 밴드(9)와 최대로 접촉하기 위해 스프링 스프링-하중이 걸린다. 전극들(21)은 조절된 시간 기간 동안 전극들에게 조절된 전류를 공급할 수 있는 적절한 전류원(B)에 연결된다.
전압원에 연결된 적어도 하나의 파워 컨버터(B1)는 전류를 생성하는 데 사용된다. 파워 컨버터(B1)는 의사-공진 컨버터(B2)와 트랜스포머를 구비한다.
조인트가 최대 2m까지 매우 큰 2개의 직열-연결된 파워 컨버터들(B1)이 사용되는 경우, 각각 그 자체의 위상에 연결되고 라인 전압의 2개의 다른 위상들에 연결된다. 2개의 의사-공진 컨버터들(B2)은 동기화되어 작동하여 출력 전압의 서메이션 함수를 수행하고, 이것은 각각의 출력 파워의 사전 정정, 정류, 필터링이 불필요한 것을 의미하고, 파워 변환이 효율적이고 에너지 손실이 발생되지 않는다.
특히 바람직한 실시예에 있어서, 텐션 장치(24-30)는 서포트 요소에 고정되게 부착된 나사 요소(27)와, 나사 요소에 상대적으로 반대 방향으로 이동할 수 있는 나사 요소(28), 및 이러한 나사 요소들을 서로 연결하는 텐션 스크류(29)를 구비하고, 이러한 나사 요소들은, 협력하여, 턴버클(turnbuckle)로 작용함으로써, 스크류(29)가 일방향으로 회전할 때 나사 요소들(27)(28) 사이의 간격이 증가하고, 스크류가 반대 방향으로 회전할 때 나사 요소들(27)(28)은 서로 더 가깝게 당겨진다. 또한, 나사 요소들(27)(28)은 관절 조인트(30), 가이드 레일, 가이드 채널 또는 당업자에게 알려진 유사한 장치들에 의해 서로에 대해 회전이 방지되며, 하나의 요소는 길이 방향으로 이동이 허용되지만 회전은 허용되지 않는다.
여기서, 클램핑 밴드의 자유단들(22.1)(22.2)은 이동 가능한 나사 요소(28) 근방에 배치된다. 클램핑 밴드의 일단(22.1)은 정 위치에 배치되는 한편, 타단은 고정 장치(31)에 비-영구적으로 클램핑된다. 고정 장치(31)는 무단계-클램프(stepless-clamp) 고정 장치를 가지며, 클램핑 밴드(22)는 전기 록킹 시스템에 삽입된다. 록킹 시스템은 클램핑 밴드(22)의 일 방향으로 자유로운 이동을 허용함으로써, 루프(23)는 손으로 슬리브 커플링(7) 주위에 조여질 수 있다. 루프(23)가 슬리브 커플링(7) 주위에 있고, 텐션 스크류(29)가 회전될 때, 클램핑 밴드(22)는 고정 장치(31)의 운동 방향을 변화시키고 편심 록킹 시스템을 자기-고정한다.
고정 장치(31)를 위한 대안적 설계는 무단계-클램프 고정 장치를 가지는 것이며, 클램핑 밴드(22)는 그 자신의 축에서 회전할 수 있는 고정 요소의 슬롯에 삽입된다. 고정 요소가 회전될 때, 클램핑 밴드(22)는 고정 요소 둘레에 감겨지고, 클램핑 밴드(22)는 클램핑 밴드(22)의 각각의 와인딩(winding) 사이로부터 유래하는 마찰 때문에 단단해 진다.
텐션 장치(24-30)의 설계의 예는 본 발명의 개념의 범위안에서 변형될 수 있음은 물론이고, 텐션은 레버 또는 롤러 또는 다른 선형 또는 비선형 밴드-텐션 방법에 의해 생성될 수 있다. 예를 들어, 텐션 스크류(29)는 유압 또는 공압 장치 또는 예컨대, 서포트 요소와 클램핑 밴드의 끝단 사이에서 작용하는 실린더 또는 기어 랙과 같이, 다른 방식으로 작동될 수 있는 장치에 의해 대체될 수 있다.
바람직하지만 강제적이지 않는 뚜렷한 특징은 균형된 클램핑 힘을 제공하기 위해, 루프(23)는 그 양단의 인장력에 의해 텐션이 걸린다.
본 발명에 따르면, 주변 용접 조인트들이 만들어질 때, 핸드 라우터 또는 그 밖의 유사한 것들은 그 양단에서 슬리브 커플링의 축방향 슬릿(8)의 구멍을 내고, 슬릿 속으로 돌출된 밴드(9)의 부분들을 제거하는데 사용된다. 동시에, 슬릿(8)의 이러한 확대는 전체 슬릿(8)을 따라 물질의 양호한 접촉을 보장할 것이다.
예컨대, 벽 하부, 수로 등과 같이, 극도로 노출된 위치들에서, 본 발명에 따르면, 길이 방향 용접 조인트를 만들기 전에 슬리브 커플링(7) 뒤의 공간에 거품을 일으키는 것이 가능하다. 이 경우, 거품을 위한 구멍은 백킹(backing)을 통해 슬릿에 천공되고, 거품화가 수행될 때 구멍은 슬리브 커플링의 슬릿과 동시에 가깝게 용접됨으로써, 플러그 용접이 방지되고, 마무리된 슬리브 커플링은 길이 방향 용접 조인트에 의해 연결된 2개의 주변 용접 조인트들을 가질 것이다. 잠재적인 근원의 고장이 방지된다.
도 7은 본 발명의 파워 컨버터(B1)의 회로도를 도시한다.
파워 컨버터(B1)는 전압원에 연결된 의사-공진 컨버터(B2), 용접 장치에 연결된 트랜스포머(32), 및 전극(21)을 구비한다.
의사-공진 컨버터(B2)는 전파 정류(full-wave rectification)를 위한 다이오드들(33), 결합된 FET 드라이버(34)와 오실레이터(35), 및 반도체를 가진 하프-브리지(half-bridge)(36)(37)를 구비한다. 컨버터(B2)는 초크(choke)(38) 및 트랜스포머(32)의 1차 와인딩에 직렬 연결된 2개의 커패시터들(39)(40)를 가진 용량성 분압기(capacitive voltage divider)를 가진다. 이러한 회로는, 공명 주파수 이상의 주파수들에서, 영-전압 스위칭(zero-voltage switching)과 정형파 전류를 생성하고, 초크(38)는 트랜스포머를 통해 전유의 오르막을 형성하고 커패시터들(39)(40)은 전류의 내리막을 형성하다(따라서, "의사-공진"의 이름이 붙여졌다). 이것은 작은 수의 배진동이 생성되는 것을 고려하면 유용하고, 과도한 필터링없이 전체 조립체에 있어서 전자기적 간섭(EMC)를 만족시키기가 용이하다.
전술한 바와 같이, 의사-공진 컨버터는 20-50 kHZ의 범위의 주파수에서 작동한다. 표시된 주파수 간격 때문에, 본 발명의 의사-공진 파워 컨버터의 설계에서 시장에서 IGBT(Isulated Gate Bipolar Transistor)로서 알려져 있는 특수한 부품을 사용하는 것이 편리하다.
또한, 시장에는 파워 컨버터(B1)에 특히 사용하기 적합한 소형, 경량 트랜스포머가 있다. 그러한 트랜스포머는 선행기술의 파워 유니트들보다 파워 유니트의 크기를 더 작게 하고 중량을 더 가볍게 하는 것을 돕는다.
파워 컨버터(B1)를 이러한 방식으로 설계함으로써, 파워 출력은 필터링 회로를 가지지 않고 출력 전압이 전체적으로 필터링되지 않는다는 사실에도 불구하고, 고효율 및 저 필터링 요구조건들이 달성된다. 출력 전압의 정류, 정정 또는 필터링이 회피되기 때문에, 선행기술과 비교하여, 본 발명의 파워 유니트의 효율이 현격히 증가된다.
파워 변환은 다음과 같이 작동된다.
들어오는 라인 전압은 다이오드들(33)에 의해 정류된 전파(full-wave)이고 하프-브리지(36)(37)에 공급하고, 차례 차례로 직렬 초크(38)를 경유하여 트랜스포머(32)를 구동한다. 트랜스 포머의 1차 와인딩의 타측은 2개의 커패시터들(39)(40)을 구비하는 용량성 분압기로 이어진다. 하프-브리지(36)(37)의 반도체들은 결합된 FET 드라이버(34)와 오실레이터(35)에 의해 제어되어, 작동 주파수는 초크와 커패시터들(6-7)을 위한 공진 주파수 보다 항상 높다. 회로를 위한 공진 주파수 부근의 주파수는 최대 출력 파워를 생성할 것이다. 만약, 주파수가 더 높으면, 컨버터(B1)로부터 나오는 파워 출력이 감소할 것이다. 파워 컨버터의 작동 주파수는 20-50 kHZ의 범위이다.
도 8은 본 발명에 따른 2개의 파워 컨버터들이 직렬로 연결된 회로도를 도시한다. 파워 컨버터들(B1)은 고 출력 파워를 생성하기 위해 출력 측에서 직렬로 연결된다. 하나의 파워 컨버터는 정상적으로 대략 3kW의 출력 파워를 생성하고, 파워 컨버터들(B1)을 직렬로 연결하게 되면 이러한 출력 파워는 6kW로 2배가 된다.
도 8에서, 2개의 파워 컨버터들(B1)은 서로 연결되어 협력하며 연속적인 파워 출력을 증가시킨다. 파워 컨버터들(B1)은 각각 그들 자신의 전압원에 연결될 수 있다.
그러나, 도 8에 도시된 바와 같이, 파워 컨버터들(B1)의 각각을 동일한 전압원의 그 자신의 위상(L1)(L2)에 연결시키는 것이 매우 유용하다. 이러한 방식으로, 파워 출력은 3-위상 공급을 가진 16A/위상으로 제한되고, 동시에 최대 파워 출력은 2배가 된다.
도 8에서, 개별 트랜스포머들의 2차 와인딩들이 상호 연결되어 있는 사실에 의해 2개의 파워 컨버터들은 직렬로 연결되어 있음을 도시한다. 출력 전압을 2배로 하기 위하여, 오실레이터들은 분리된 신호-전달 회로(41)에 의해, 예컨대, 광결합 분리기(optically coupled isolator), 신호 트랜스포머 또는 유사한 분리 신호-전달 메커니즘에 의해 동기화된다. 이러한 방식으로, 의사-공진 컨버터들은 완전히(100%) 동기화하여 작동하도록 강제된다. 이것은 트랜스포머에서의 전압이 하프-브리지의 스위칭 주파수를 가진 위상에서 100%이기 때문에 연속적인 출력 전압이 2배가 된다는 사실의 결과를 낳게 된다.
의사-공진 변환기의 입력 전압은 120도 각도의 위상-천이라는 사실은 연속적인 출력 전압의 2배에 영향을 미치지 않는다.
도 9는 도 8에 도시된 회로도의 다른 실시예를 도시한다.
직렬-연결된 파워 컨버터들(B1)은 2개의 오실레이터들(35.1)(35.2)을 구비하는 공유 제어기(42)를 가진다. 제어기는 광결합 분리기(41.1)(41.2)와 같은 신호 트랜스포머들에 의해 개별 파워 컨버터들(B2)에 연결된다.
개별 광결합 분리기들(41.1)(41.2)은 개별 오실레이터들(35.1)(35.2)에 의해 개별적으로 구동된다. 선택적으로, 광결합 분리기들(41.1)(41.2) 모두는 오실레이터들의 어느 하나에 의해 구동됨으로써, 광결합 분리기들은 동기화되어 작동하고, 따라서 파워 컨버터들(B2) 역시 동기화되어 작동한다.
2개의 파워 컨버터들(B1)이 2개의 용접 조인트를 별도로 용접하기 위해 작동될 때, 오실레이터들(35.1)(35.2)은 서로로부터 분리되어 작동하여 개별 광결합 분리기들 또는 신호 트랜스포머들을 완전히 분리하여 구동한다. 파워 컨버터들(B1)의 출력들이 조인트의 용업을 위해 직렬 연결될 때, 광결합 분리기들(41.1)(41.2) 모두는 동일한 오실레이터(예, 오실레이터(35.1))에 의해 구동되고 동기화 작동은 완전히 자동적으로 수행된다.
본 발명의 장치는, 그 구성요소들의 수가 감소되기 때문에 중량이 작아지고, 설치 작업자의 작업 환경은 엄청나게 복작하고 접근이 어려운 환경에서 비정상적으로 수행되어야 하는 작업 형태를 고려하면 실질적으로 개선된다.
전술한 바와 같이 본 명세서에 설명된 요소와 부품들의 형태에 있어서 특징들은 이어지는 청구범위에 기재된 개념에 속하는 한 본 발명의 범위 내에서 서로 자유롭게 조합될 수 있음을 당업자는 이해할 것이다.
1...외부 파이프 2...내부 파이프
3...용접 조인트 4...절연재
6...중첩부 7...슬리브 커플링
8...슬릿 9...전기 전도성 밴드
10...밴드 끝단 20...클램핑 장치
21...전극 22...클램핑 밴드
23...루프 24...서포트 요소
25...접촉 롤러 26...돌기
27...나사 요소 30...관절 조인트
38...초크 39...커패시터

Claims (24)

  1. 절연층(4) 안에 박힌 내부 파이프(2, 2.1, 2.2)를 감싸는 용접 가능한 폴리머 물질로 제조된 외부 파이프(1, 1.1, 1.2)를 구비하고, 상기 내부 파이프(2, 2.1, 2.2)는 2개의 외부 파이프들의 끝단들(1a)(1b) 사이의 영역(A)에 노출되는 절연 파이핑의 설치 및 수리 방법으로서,
    그 길이(5)가 상기 외부 파이프의 끝단들(1a)(1b) 사이의 간격보다 크며, 상기 파이핑을 따라 길이 방향으로 뻗어 있는 슬릿(8)을 구비하는 용접 가능한 폴리머 물질로 제조된 슬리브 커플링(7)을 상기 내부 파이프(2, 2.1, 2.2)의 노출된 상기 영역(A) 위에 배치시키고 상기 외부 파이프들의 끝단들(1a)(1b)에 중첩시키는 단계;
    상기 외부 파이프(1, 1.1, 1.2)와 상기 슬리브 커플링(7) 사이에서 미리 용융된 플라스틱인 전기 전도성 밴드(9)를 배치시켜 상기 외부 파이프의 끝단들(1a)(1b)에 상기 슬리브 커플링(7)을 용접시키고, 상기 밴드(9)의 자유단들(10)을 상기 슬릿(8)을 통해 상방으로 돌출시키는 단계; 및
    상기 밴드(9)와 주변의 상기 폴리머 물질을 미리 결정된 시간 동안 가열시켜 상기 밴드(9) 주위에서 융착시킴으로써 용접 조인트를 형성시키기 위해, 상기 슬릿(8)을 관통하는 상기 밴드(9)의 자유단들(10)에 연류를 연결시키는 단계를 포함하는 절연 파이핑의 설치 및 수리 방법에 있어서,
    상기 밴드(9)에 연결될 전류를 생성하기 위해 의사-공진(quasi-resonant) 컨버터(B2)를 가진 파워 컨버터(B1)가 채택되는 것을 특징으로 하는 절연 파이핑의 설치 및 수리 방법.
  2. 절연층(4)에 박힌 내부 파이프(2, 2.1, 2.2)를 감싸는 용접 가능한 폴리머 물질로 제조된 외부 파이프(1, 1.1, 1.2)를 구비하고, 상기 내부 파이프(2, 2.1, 2.2)는 2개의 외부 파이프들의 끝단들(1a)(1b) 사이의 영역(A)에 노출된 절연 파이핑의 설치 및 수리 방법으로서,
    그 길이(5)가 상기 외부 파이프의 끝단들(1a)(1b) 사이의 간격보다 크며, 상기 파이핑을 따라 길이 방향으로 뻗어 있는 슬릿(8)을 구비하는 용접 가능한 폴리머 물질로 제조된 슬리브 커플링(7)을 상기 내부 파이프(2, 2.1, 2.2)의 노출된 상기 영역(A) 위에 배치시키고 상기 외부 파이프의 끝단들(1a)(1b)에 중첩시키는 단계;
    상기 외부 파이프(1, 1.1, 1.2)와 상기 슬리브 커플링(7) 사이에서 미리 용융된 플라스틱인 전기 전도성 밴드(9)를 배치시켜 상기 외부 파이프의 끝단들(1a)(1b)에 상기 슬리브 커플링(7)을 용접시키고, 상기 밴드(9)의 자유단들(10)을 상기 슬릿(8)을 통해 상방으로 돌출시키는 단계; 및
    상기 밴드(9)와 주변의 상기 폴리머 물질을 미리 결정된 시간 동안 가열시켜 상기 밴드(9) 주위에서 융착시킴으로써 용접 조인트를 형성시키기 위해, 상기 슬릿(8)을 관통하는 상기 밴드(9)의 자유단들(10)에 연류를 연결시키는 단계를 포함하는 절연 파이핑의 설치 및 수리 방법에 있어서,
    2개의 다른 위상에 연결된 2개의 직렬-연결된 파워 컨버터(B1)가 채택되고, 출력 전압은 2개의 의사-공진 컨버터들(B2)의 동기화 작동을 통해 합쳐져서 상기 밴드(9)에 연결된 전류를 생성하는 것을 특징으로 하는 절연 파이핑의 설치 및 수리 방법.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 밴드(9)는 폴리머 물질(1b)로 적층된 것을 특징으로 하는 절연 파이핑의 설치 및 수리 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 폴리머 물질(9b)은 상기 밴드(9)가 상기 슬리브 커플링(7)과 외부 파이프(2) 사이에 배치되기 전에 브러쉬 처리되는 것을 특징으로 하는 절연 파이핑의 설치 및 수리 방법.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 슬릿(8)은 압출(extrusion)-용접되는 것을 특징으로 하는 절연 파이핑의 설치 및 수리 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 슬릿(8)은 라우팅(routing)에 의해 상기 슬리브 커플링의 전체 길이(L)를 따라 균일하게 확장되는 것을 특징으로 하는 절연 파이핑의 설치 및 수리 방법.
  7. 청구항 5 또는 청구항 6에 있어서,
    상기 슬리브 커플링의 내측으로부터 조인트의 압력-테스트가 가능하도록 상기 용접 조인트를 관통하는 구멍을 천공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 절연 파이핑의 설치 및 수리 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    내부 파이프(2)와 상기 슬리브 커플링(7) 사이의 공간은 천공된 구멍을 통해 충진된 후 상기 구멍이 밀봉되는 것을 특징으로 하는 절연 파이핑의 설치 및 수리 방법.
  9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 슬리브 커플링(7)은 그 결정 온도보다 더 높은 온도로 가열되고, 상기 슬리브 커플링(7)은 그 결정 온도로 냉각되고, 상기 슬리브 커플링은 다시 가열되어, 외부 파이프(1)에 대한 상기 슬리브 커플링(7)의 용접이 계속되는 것을 특징으로 하는 절연 파이핑의 설치 및 수리 방법.
  10. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
    의사-공진 컨버터(B2)는 20-50 kHz의 범위의 주파수에서 작동하는 것을 특징으로 하는 절연 파이핑의 설치 및 수리 방법.
  11. 청구항 2 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 파워 컨버터들(B1)은 2개의 오실레이터들(35.1)(35.2)을 구비하는 공유 제어기(42)에 의해 제어되고, 상기 제어기는 단일의 트랜스포머(41.1)(41.2)에 의해 개별 파워 컨버터들(B2)에 연결되고, 개별 단일의 트랜스포머들(41.1)(41.2)은 개별 오실레이터들(35.1)(35.2)에 의해 개별적으로 구동되고, 또는 단일의 트랜스포머(41.1)(41.2) 모두는 단일 오실레이터에 의해 구동되어 단일의 트랜스포머들이 동기화되어 작동하는 것을 특징으로 하는 절연 파이핑의 설치 및 수리 방법.
  12. 절연층(4)에 박힌 내부 파이프(2, 2.1, 2.2)를 감싸는 용접 가능한 폴리머 물질로 제조된 외부 파이프(1, 1.1, 1.2)를 구비하고,
    상기 내부 파이프(2, 2.1, 2.2)는 2개의 외부 파이프들의 끝단들(1a)(1b) 사이의 영역(A)에 노출되고,
    그 길이(5)가 상기 외부 파이프의 끝단들(1a)(1b) 사이의 간격보다 크며, 상기 파이핑을 따라 길이 방향으로 뻗어 있는 슬릿(8)을 구비하는 용접 가능한 폴리머 물질로 제조되며, 상기 내부 파이프(2, 2.1, 2.2)의 노출된 상기 영역(A)에 배치된 슬리브 커플링(7); 및
    상기 슬리브 커플링(7)을 상기 외부 파이프(1, 1.1, 1.2)에 대항하여 가압시키기 위해 텐션 장치가 조여져서 클램핑 밴드 루프(23)를 유지시킬 때 클램핑 밴드의 자유단들(22.1)(22.2)이 연결되는 텐션 장치(24-30)를 구비하고,
    상기 텐션 장치(24-30)는 상기 슬리브 커플링(7)과 접촉하는 서포트 요소(24), 전극 요소(21), 상기 서포트 요소(24) 근처에서 서로 평행하게 배열되고 상기 슬리브 커플링의 외경보다 더 작은 서로들 사이의 간격을 가진 2개의 접촉 롤러들(25), 및 상기 루프(23)로부터 상기 접촉 롤러들(25) 사이에 뻗어 있는 클램핑 밴드(22)를 구비하는 절연 파이핑의 설치 및 수리 장치에 있어서,
    밴드(9)에 연결될 전류를 상기 슬릿(8)을 통해 끝단들(10)에 생성하기 위해, 미리 결정된 시간 동안, 밴드(9)와 둘러싸는 폴리머 물질을 가열하여 밴드(9) 주위를 융착시켜 용접 조인트를 형성하는 의사-공진 컨버터(B2)를 구비하는 것을 특징으로 하는 절연 파이핑의 설치 및 수리 장치.
  13. 절연층(4)에 박힌 내부 파이프(2, 2.1, 2.2)를 감싸는 용접 가능한 폴리머 물질로 제조된 외부 파이프(1, 1.1, 1.2)를 구비하고,
    상기 내부 파이프(2, 2.1, 2.2)는 2개의 외부 파이프들의 끝단들(1a)(1b) 사이의 영역(A)에 노출되고,
    그 길이(5)가 상기 외부 파이프의 끝단들(1a)(1b) 사이의 간격보다 크며, 상기 파이핑을 따라 길이 방향으로 뻗어 있는 슬릿(8)을 구비하는 용접 가능한 폴리머 물질로 제조되며, 상기 내부 파이프(2, 2.1, 2.2)의 노출된 상기 영역(A)에 배치된 슬리브 커플링(7); 및
    사전에 용융 플라스틱이고, 상기 외부 파이프(1, 1.1, 1.2)와 상기 슬리브 커플링(7) 사이에 배치되며, 그 자유단들(10)이 상기 슬릿(8)을 통해 상방으로 돌출하는 전기 전도성 밴드(9)를 구비하고,
    상기 슬리브 커플링(7) 주위의 루프(23)에 배열된 유연성 클램핑 밴드(22)를 구비하는 클램핑 장치(20), 및
    상기 외부 파이프(1, 1.1, 1.2)에 대항하여 상기 슬리브 커플링(7)을 가압시키기 위해 텐션 장치가 조여져서 클램핑 밴드 루프(23)를 유지시킬 때 클램핑 밴드의 자유단들(22.1)(22.2)이 연결되는 텐션 장치(24-30)를 구비하고,
    상기 텐션 장치(24-30)는 상기 슬리브 커플링(7)과 접촉하는 서포트 요소(24), 전극 요소(21), 상기 서포트 요소(24) 근처에서 서로 평행하게 배열되고 상기 슬리브 커플링의 외경보다 더 작은 서로들 사이의 간격을 가진 2개의 접촉 롤러들(25), 및 상기 루프(23)로부터 상기 접촉 롤러들(25) 사이에 뻗어 있는 클램핑 밴드(22)를 구비하는 절연 파이핑의 설치 및 수리 장치에 있어서,
    2개의 다른 위상들에 연결된 2개의 직렬-연결된 파워 컨버터들(B1)과, 상기 밴드(9)에 연결될 전류을 생성하기 위해, 미리 결정된 시간 동안, 밴드(9)와 둘러싸는 폴리머 물질을 가열하여 밴드(9) 주위를 융착시켜 용접 조인트를 형성하고, 서메이션 펑션(summation function)을 수행하고, 동기화 작동을 통해 출력 전압을 합하는 2개의 의사-공진 컨버터들(B2)을 구비하는 것을 특징으로 하는 절연 파이핑의 설치 및 수리 장치.
  14. 청구항 12 또는 청구항 13에 있어서,
    상기 밴드(9)는 폴리머 물질로 적층된 것을 특징으로 하는 절연 파이핑의 설치 및 수리 장치.
  15. 청구항 12 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서,
    유연성 클램핑 밴드(22)는 Kevlar와 Teflon을 구비하는 것을 특징으로 하는 절연 파이핑의 설치 및 수리 장치.
  16. 청구항 12 내지 청구항 15 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 서포트 요소(24)는 상기 슬리브 커플링(7)과 접촉하는 그 표면 부분에서, 상기 슬리브 커플링의 곡면의 외면과 접촉하기 위한 오목한 면을 가지고 전기절연재로 제조되는 것을 특징으로 하는 절연 파이핑의 설치 및 수리 장치.
  17. 청구항 12 내지 청구항 16 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 서포팅 요소(24)는 상기 슬릿(8) 속으로 수납되도록 설계되어 거기서 슬릿의 반대편으로부터 나오는 밴드(9)를 분리시키고 전기 도체들을 구비하는 전기 절연 돌기(26)를 가지며,
    상기 전극들(21)은 상기 밴드(9)에 상기 전류를 연결시키기 위해 상기 돌기(26)의 각각의 측면에 배치된 것을 특징으로 하는 절연 파이핑의 설치 및 수리 장치.
  18. 청구항 12 내지 청구항 17 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 텐션 장치(24-30)는 상기 서포트 요소(24)에 고정되게 부착된 나사 요소(27) 및 상기 나사 요소(27)에 대하여 반대 방향으로 이동할 수 있는 나사 요소(28), 및 상기 나사 요소(27)와 상기 나사 요소(28)를 서로 연결하는 나사 텐션 스크류(29)를 구비하고,
    유연성 클램핑 밴드의 자유단들(22.1)(22.2)은 이동하는 상기 나사 요소(28)의 근처에 배치되고,
    고정 장치들(31)의 적어도 어느 하나는 밴드(22.2)를 위한 무단계 고정 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 절연 파이핑의 설치 및 수리 장치.
  19. 청구항 12 내지 청구항 18 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 의사-공진 컨버터(B2)는 20-50 kHz의 범위의 주파수에서 작동하도록 설계된 것을 특징으로 하는 절연 파이핑의 설치 및 수리 장치.
  20. 청구항 12 내지 청구항 19 중 어느 한 항에 있어서,
    파워 컨버터(B1)는 전극들(21)에 연결된 트랜스포머(32)를 구비하는 것을 특징으로 하는 절연 파이핑의 설치 및 수리 장치.
  21. 청구항 12 내지 청구항 20 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 의사-공진 컨버터(B2)는 오실레이터(35), 하프-브리지(36)(37), 쵸크(choke)(38), 및 상기 트랜스포머의 1차 와인딩(32)에 직렬로 연결된 적어도 2개의 커패시터들(39)(40)을 구비하는 것을 특징으로 하는 절연 파이핑의 설치 및 수리 장치.
  22. 청구항 13 내지 청구항 21 중 어느 한 항에 있어서,
    2개의 파워 컨버터들(B1)의 직렬 연결은 개별 트랜스포머(32)의 2차 완인들과의 연결을 구비하는 것을 특징으로 하는 절연 파이핑의 설치 및 수리 장치.
  23. 청구항 13 내지 청구항 22 중 어느 한 항에 있어서,
    2개의 파워 컨버터들(B1)의 직렬 연결은 2개의 오실레이터들의 동기화를 유발하는 분리된 신호-전달 연결(41)을 구비하는 것을 특징으로 하는 절연 파이핑의 설치 및 수리 장치.
  24. 청구항 13 내지 청구항 23 중 어느 한 항에 있어서,
    직렬-연결된 파워 컨버터들(B1)은 2개의 오실레이터들(35.1)(35.2)을 구비하는 공유 제어기(42)를 구비하고, 상기 제어기(42)는 단일의 트랜스포머(41.1)(41.2)에 의해 개별 파워 컨버터들(B2)에 연결된 것을 특징으로 하는 절연 파이핑의 설치 및 수리 장치.


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