KR20130001788A - 이형질 가스배관 조립체 및 그 조립방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이형질 가스배관 조립체 및 그 조립방법에 관한 것으로, 본 발명은 이형질 가스배관 조립체를, 일측에는 그 내주면에 복수의 돌기(11)가 형성되는 합성수지관삽입부(12)가 구비되며, 타측에는 강관삽입부(13)가 구비되는 금속재의 연결구(10)와; 상기 돌기(11) 사이에 개재되는 O링(20)과; 상기 합성수지관삽입부(12)에 삽입되는 합성수지관(30) 및; 상기 강관삽입부(13)를 통해 압입되어 용접되는 강관(40)을 포함하고, 상기 강관(40)은 상기 강관삽입부(13)를 통과하여 상기 합성수지관삽입부(12)에 삽입된 상기 합성수지관(30)의 내면에 밀착 압입되도록 구성한 것을 그 특징으로 한다.
본 발명은 상기와 같은 구성 및 절차에 따라 이형질의 가스배관을 서로 연결함으로써 가스배관의 내경이 줄어들지 않아 배관의 압력손실을 크게 줄일 수 있고 또한 합성수지관의 내부에 압입되는 강관의 길이가 짧기 때문에 상대적으로 쉽고 빠르게 설치할 수 있으며, 아울러 가스 누출경로가 대폭 길어져 기밀성능도 향상된다.

Description

이형질 가스배관 조립체 및 그 조립방법{TRANSITION FITTING AND CONNECTING METHOD THEREWITH FOR GAS PIPES}

본 발명은 이형질 가스배관 조립체 및 그 조립방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 강관과 합성수지관 등의 서로 다른 재질(이형질)로 이루어진 가스배관을 서로 조립하여 연결하는 이형질 가스배관 조립체 및 그 조립방법에 관한 것이다.

일반적으로 도시가스나 LPG 가스 등을 사용처까지 공급하기 위해 사용되는 가스배관에는 강관 또는 폴리에틸렌관 등의 합성수지관이 주로 사용되고 있다.

그리고 서로 다른 재질(이형질관)로 이루어진 이들 가스배관을 연결하여 사용하기도 하는데, 이때 이들 이형질의 가스배관은 이형질이음관(transition fittings) (이하 '이형질 가스배관 조립체'라 한다)을 통해 서로 연결된다.

상기와 같은 용도로 사용되는 이형질 가스배관 조립체는 적절한 압력에 견뎌야 할 뿐만 아니라 상당한 정도로 기밀이 유지되어야 하며, 이에 따라 이형질 가스배관 조립체에 의해 양 배관이 결합되었을 때 강한 결합력을 제공하는 동시에 우수한 씰링(sealing) 기능이 담보될 수 있는 구조를 가져야한다.

이러한 목적으로 개발된 종래의 이형질 가스배관 조립체는 도 1에 도시된 바와 같이 금속재의 강관(100) 외부에 그 내부에 치형이 형성된 이음용 강관(100)을 서로 용접에 의해 연결하고, 이렇게 강관(100)에 연결된 이음관(200)에 합성수지관(300)의 일단을 삽입한 다음, 상기 합성수지관(300)의 타단에 그 외경이 합성수지관(300)의 내경과 거의 동일한 인서트 파이프(400)를 삽입한 후 유압장치 등을 이용하여 인서트 파이프(400)를 상기 이음관(200)의 내측에 위치될 때까지 강제로 압입함으로써 합성수지관(300)이 이음관(200)과 인서트 파이프(400) 사이에 밀착 고정되도록 한 것이다.

그러나 종래의 이형질 가스배관 조립체는 상기한 바와 같이 합성수지관(300)의 내부에 금속재의 인서트 파이프(400)를 유압장치에 의해 강제 압입하여 설치하기 때문에 압입과정에서 합성수지관(300)이 변형되거나 합성수지관(300)의 내벽이 손상될 우려가 있고, 또한 인서트 파이프(400) 자체도 압입과정에서 변형될 수 있기 때문에 적절한 강도와 두께를 가져야 하는데, 이 때문에 도 2에 도시된 바와 같이 인서트 파이프(400)가 위치하는 부분의 배관내경이 대폭 줄어들게 되고 이로 인해 인서트 파이프(400)가 위치되는 부분에서 상당한 크기의 압력손실이 발생된다. 실제로 위와 같이 내경이 53mm인 가스배관을 인서트 파이프(400)로 연결하는 경우 그 내경이 45mm인 인서트 파이프(400)를 사용되는데, 이 때문에 가스배관의 내경이 약 15% 이상 줄어들게 되고 따라서 상당한 크기의 압력손실이 발생된다.

또한 이와 같이 배관 내부에 설치된 인서트 파이프(400)에 의해 배관의 직경의 일부가 줄어들게 되고, 이에 따라 이 부분이 벤추리관(Venturi Tube)으로 작용함으로써 배관 내부를 흐르는 가스의 유속이 빨라져 소음발생의 원인이 되기도 한다.

더욱이 긴 길이의 합성수지관(300)의 내부에 인서트 파이프(400)를 삽입하여야 하기 때문에 작업이 더디고 어려울 뿐만 아니라 이음관(200)의 내측에 인서트 파이프(400)를 정확히 위치시키기도 쉽지 않다.

이에 더하여 종래의 이형질 가스배관 조립체는 가스배관 내부를 흐르는 가스가 도 2에 도시된 바와 같이 이음관(200)의 내벽과 합성수지관(300)의 외벽 사이에 형성된 짧은 경로를 가스 누출경로로 가지기 때문에 결과적으로 기밀기능을 하는 부분의 길이가 그리 길지 못하여 이를 통해 가스가 쉽게 누출될 우려가 있고, 이에 따라 이음관(200)의 내측에 2개 또는 3개 이상의 복수의 오(O)링 등을 설치하여 이음관(200)과 합성수지관(300) 사이의 기밀기능을 향상시키고자 하지만 여전히 기밀성능이 미흡하다는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 이형질 가스배관 조립체를 이용하여 이형질 가스배관을 서로 연결하는 기술의 문제점을 개선하기 위한 안출된 것으로, 본 발명은 이형질 가스배관 조립체를 사용하여 이형질의 가스배관을 서로 연결할 때 압력손실이 적고 설치가 용이하며, 또한 기밀성능도 배가시킬 수 있는 이형질 가스배관 조립체 및 그 조립방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적은 이형질 가스배관 조립체를, 일측에는 그 내주면에 복수의 돌기가 형성되는 합성수지관삽입부가 구비되며, 타측에는 강관삽입부가 구비되는 금속재의 연결구와; 상기 돌기 사이에 개재되는 O링과; 상기 합성수지관삽입부에 삽입되는 합성수지관과; 상기 강관삽입부를 통해 압입되어 용접되는 강관을 포함하고, 상기 강관은 상기 강관삽입부를 통과하여 상기 합성수지관삽입부에 삽입된 상기 합성수지관의 내면에 밀착 압입되는 것으로 이루어진 것에 의해 달성된다.

상기 강관과 상기 합성수지관의 내부에 물이 채워진 상태로 용접하거나, 레이저 용접하는 것으로 실시될 수도 있다.

또한 본 발명의 상기 목적은 이형질 가스배관 조립체의 조립방법을, 일측에는 내면에 복수의 돌기가 형성되어 있는 합성수지관삽입부가 구비되고, 타측에는 강관삽입부가 구비되는 금속재의 연결구를 고정시키는 연결구 고정단계와; 상기 합성수지관삽입부에 합성수지관을 삽입하는 합성수지관 삽입단계와; 상기 강관삽입부를 통해 강관을 삽입하여 상기 합성수지관의 내면에 밀착 압입하는 강관 압입단계와; 상기 강관을 상기 강관삽입부와 용접하는 강관 용접단계를 포함하여 구성하는 것에 의해서도 달성된다.

상기 강관 용접단계는 상기 합성수지관과 상기 강관의 내부에 물이 채워진 상태에서 이루어지거나, 레이저 용접에 의해 이루어지는 것으로 실시될 수 있다.

또한 상기 합성수지관 삽입단계와 상기 강관 압입단계 사이에는 상기 강관 일단의 외면을 연삭 또는 절삭하여 상기 강관의 외경을 진원으로 만드는 강관 외면 가공단계를 더 포함하여 실시될 수 있다.

본 발명은 이형질 가수배관 조립체 내부에 인서트 파이프를 설치하지 않고, 연결구에 삽입된 합성수지관 내에 강관을 압입하여 합성수지관이 강관과 연결구 사이에 밀착 고정시키기 때문에 가스배관의 내경이 줄어들지 않아 가스배관의 내경감소에 따른 압력손실과 소음발생을 대폭 줄일 수 있고, 또한 종래에 비해 설치가 상대적으로 용이하다는 장점이 있다.

또한 본 발명은 인서트 파이프를 설치하는 과정에서 발생하던 합성수지관의 변형이나 합성수지관 내벽의 손상을 방지할 수 있으며, 강관이 합성수지관의 내부에 얼마만큼 압입되는지를 쉽게 알 수 있기 때문에 강관의 삽입길이를 쉽고 정확하게 조절할 수 있다.

이에 더하여 본 발명은 가스 누출경로가 종래에 비해 약 2배 이상 길어지고, 따라서 기밀성능도 대폭 향상된다.

도 1은 종래의 이형질이음관의 조립방법을 도시한 공정도,
도 2는 종래의 방법에 따른 이형질 가스배관 조립체의 조립된 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 이형질 가스배관 조립체의 조립방법을 보인 순서도,
도 4(a, b)는 각각 본 발명에 따른 연결구의 일예를 보인 사시도 및 절개 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 이형질 가스배관 조립체의 조립방법을 도시한 공정도,
도 6은 본 발명에 따른 이형질 가스배관 조립체의 가스누출 경로를 도시한 사용상태도,
도 7은 본 발명에 따른 이형질 가스배관 조립체의 다른 실시예를 보인 설치상태도이다.

이하에서는 본 발명의 구성을 실시예를 도시한 첨부도면을 통해 더욱 상세히 설명한다.

본 발명은 이형질 가스배관 조립체 및 그 조립방법에 관한 것으로, 먼저 이형질 가스배관을 연결하기 위해 사용되는 조립체의 구조에 대해 설명한다.

연결구(10)는 그 내부에 합성수지관(30)의 한 쪽 끝단이 설치되는 부품으로서, 이를 위해 연결구(10)에는 도 4(a, b)에 도시된 바와 같이 돌기부(11)가 형성된 합성수지관삽입부(12)와, 후술하는 O링(20)이 설치되기 위한 O링홈(11A) 및 강관(40)이 삽입되는 강관삽입부(13)와 단턱(14)이 형성된다.

돌기부(11)는 후술하는 합성수지관(30)의 일단이 연결구(10)의 내주면에 삽입될 때 삽입되는 방향과 역방향의 경사면이 형성된 톱니형상을 가지며 이에 의해 합성수지관(30)에 외력이 가해지는 경우에도 합성수지관(30)이 연결구(10)로부터 쉽게 이탈되지 않는다.

또한 연결구(10)의 상기 돌기부(11) 사이에는 그 내부에 각각 O링(20)이 설치될 수 있는 한 쌍의 O링홈(11A)이 형성되고, 이에 의해 연결구(10)와 합성수지관(30) 사이의 기밀성능이 더욱 향상된다.

그리고 이러한 O링홈(11A)에 설치되는 O링(20)은 가스배관에 공급되는 가스의 성질에 따라 적절한 내구성을 가지는 것으로 선택된다.

강관삽입부(13)는 상기 연결구(10)의 타단에 형성되며, 그 내부에는 강관(40)의 일단이 밀착 삽입된다.

그리고 연결구(10)의 상기 돌기부(11)가 형성된 부분과 강관삽입부(13) 사이에는 단턱(14)이 형성되는데, 이러한 단턱(14)은 합성수지관(30)이 연결구(10)의 내부에 설치되었을 때 그 일단이 맞닿아 밀착 고정될 수 있도록 한 것으로 이에 의해 합성수지관(30)의 삽입깊이가 정해지는 동시에 연결구(10)와의 밀착이 이루어져 그 만큼 기밀성능도 향상된다.

합성수지관(30)은 상기 연결구(10)의 합성수지관삽입부(12)에 설치 고정되는데, 후술하는 강관(40)이 그 내측으로 삽입되기 용이하도록 그 내경의 선단에는 경사진 테이퍼(도면부호 없음)가 형성되고, 또한 강관(40)의 외경 선단에도 상기 합성수지관(30)에 형성된 테이퍼 형상에 대응하여 테이퍼(도면부호 없음)가 형성된다.

이때 상기 강관(40)을 상기 합성수지관(30) 내에 압입할 때에는 상기 합성수지관(30)의 내경이 상기 강관(40)의 외경보다 약간(약 1~3mm) 작게 함으로써 상기 강관(40)이 상기 합성수지관(30) 내로 압입되면서 억지로 끼워지도록 하는 것이 바람직하다.

이렇게 합성수지관(30)의 내측으로 강관(40)이 억지로 압입되면 상대적으로 연질의 합성수지관(30)의 외경이 확관되어야 하지만, 합성수지관(30)의 외측에 금속재의 연결구(10)가 위치되기 때문에 합성수지관(30)이 확관되지 못하고 연결구(10)에 형성된 돌기(11) 사이로 삽입되면서 돌기(11) 사이의 틈을 메우게 되고, 이에 의해 합성수지관(30)이 연결구(10)에 견고하게 결합 고정된다.

상기와 같은 구조의 이형질 가스배관 조립체를 사용하여 재질이 서로 다른 이형질 가스배관을 조립하는 방법에 대해 설명하면, 도 5에 도시된 바와 같이 크게 연결구 고정단계(S100), 합성수지관 삽입단계(S200), 강관 압입단계(S300) 및 강관 용접단계(S400)를 포함한다.

(1) 연결구 고정단계(S100)

이 단계는 상기와 같은 구조를 가진 금속재의 연결구(10)를 설치장치(도시하지 않음)에 고정한 다음, 그 내부에 형성된 O링홈(11A)에 O링(20)을 설치하는 단계이다.

(2) 합성수지관 삽입단계(S200)

이 단계는 상기 연결구 고정단계(S100)에 의해 그 내부에 O링(20)이 설치된 연결구(10)가 고정장치에 설치 고정되고 나면, 합성수지관(30)의 일단을 연결구(10) 일측의 합성수지관삽입부(12)에 삽입 설치하는 단계이다.

이때 상기 연결구(10)에 삽입되는 합성수지관(30)의 외경은 돌기부(11)가 형성된 합성수지관삽입부(12)의 내경과 같거나 큰 것이 사용되며, 이에 따라 합성수지관(30)이 연결구(10)의 내부에 억지 끼움된다.

(3) 강관 압입단계(S300)

이 단계는 상기 합성수지관 삽입단계(S200)를 통해 연결구(10)의 일단에 마련된 합성수지관삽입부(12)의 내부에 합성수지관(30)이 설치되고 나면, 상기 연결구(10)의 타단 내측과 합성수지관(30)의 내측으로 강관(40)의 일단을 유압장치(도시하지 않음) 등에 의해 압입시켜 고정하는 단계이다.

이에 의해 강관(40)의 외주면에 위치하는 상대적으로 연질의 합성수지관(30)이 외측으로 밀리면서 연결구(10)에 형성된 돌기부(11)의 치형 내부에 압입 고정되고, 따라서 합성수지관(30)과 연결구(10)가 견고하게 결합된다.

본 발명은 상기와 같은 과정에 의해 합성수지관(30)과 강관(40)이 결합되기 때문에 배관의 내부를 흐르는 가스가 누출되기 위해서는 도 6에 확대 도시된 바와 같이 배관 내부의 가스가 강관(40)의 외벽과 합성수지관(30)의 내벽을 타고 흐른 다음, 단턱(14)을 거쳐 다시 합성수지관(30)의 외벽과 연결구(10)의 내벽을 따라 흐르는 누출경로를 가져야 하기 때문에 종래에 비해 가스 누출경로가 2배 이상 길어지고 따라서 종래에 비해 기밀성능이 대폭 향상되는 것이다.

한편, 본 발명은 강관(40)을 연결구(10)의 내부에 설치할 때에는 유압장치를 이용하여 강관삽입부(13)에 강하게 밀어 넣음으로써 삽입하게 되는데, 이때 강관(40)의 외경이 진원을 이루지 못하는 경우가 있으며, 대구경인 경우에는 더욱 그러하다.

이에 따라 본 발명에서는 이러한 경우에 대비하여 상기 연결구(10)에 삽입되는 강관(40)의 길이만큼의 외면을 연삭 또는 절삭 가공함으로써 그 외경을 진원으로 만드는 강관 외면 가공단계(S250)를 더 포함하여 실시될 수도 있다.

이와 같이 강관(40)의 외면을 가공하여 진원을 만들게 되면, 강관(40)이 이와 결합되는 연결구(10) 또는 합성수지관(30)의 내면에 밀착 결합될 수 있고 이에 의해 강관(40)과 연결구(10) 또는 합성수지관(30)과의 연결부위의 기밀성능이 향상된다.

(4) 강관 용접단계(S400)

이 단계는 상기 단계들을 통해 연결구(10)의 양단에 합성수지관(30)과 강관(40)이 각각 설치되고 나면, 상기 연결구(10)와 상기 강관(40)이 서로 접촉되는 부분을 용접에 의해 결합시키는 단계로서, 이에 의해 상기 강관(40)이 연결구(10)에 일체로 연결되면서 이들 간의 기밀이 유지된다.

연결구(10)와 강관(40)은 아르곤 용접에 의해 결합될 수도 있으나, 그 내부에 위치하는 합성수지관(30)이 용접 과정에서 발생되는 열에 의해 손상되지 않도록 레이저 용접방법에 의해 용접하거나 또는 합성수지관(30)과 강관(40)의 내부에 물을 채워 넣은 상태에서 용접하는 것이 바람직하다.

한편, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 강관삽입부(13)와 단턱(14)에는 각각 O링(13A, 14A)을 더 설치하는 것으로 실시될 수도 있는데, 강관삽입부(13)의 O링(13A)은 용접된 부위에 균열이 발생하더라도 배관 내부의 가스가 쉽게 누출되지 않도록 방지하는 기능을 하며, 단턱(14)의 O링(14A)은 합성수지관(30)이 합성수지관삽입부(12)에 압입되는 정도에 따라 서로 강하게 밀착 유지되므로 기밀성능이 더욱 향상된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 인서트 파이프를 사용하지 않기 때문에 인서트 파이프가 위치하는 부분에서의 배관내경이 줄어들지 않아 배관의 압력손실과 소음발생을 크게 줄일 수 있을 뿐만 아니라 합성수지관의 내부에 압입되는 강관의 길이가 짧기 때문에 상대적으로 쉽고 빠르게 설치할 수 있으며, 또한 가스 누출경로가 길어져 기밀성능도 대폭 향상된다.

10: 연결구 11: 돌기
12: 합성수지관삽입부 13: 강관삽입부
13A: O링 14: 단턱
14A: O링 20: O링
30: 합성수지관 40: 강관

Claims (4)

1. 일측에는 그 내주면에 복수의 돌기(11)가 형성되는 합성수지관삽입부(12)가 구비되며, 타측에는 강관삽입부(13)가 구비되는 금속재의 연결구(10)와;
   상기 돌기(11) 사이에 개재되는 O링(20)과;
   상기 합성수지관삽입부(12)에 삽입되는 합성수지관(30) 및;
   상기 강관삽입부(13)를 통해 압입되어 용접되는 강관(40)을 포함하고,
   상기 강관(40)은 상기 강관삽입부(13)를 통과하여 상기 합성수지관삽입부(12)에 삽입된 상기 합성수지관(30)의 내면에 밀착 압입되는 것을 특징으로 하는 이형질 가스배관 조립체.
   
2. 일측에는 그 내면에 복수의 돌기(11)가 형성된 합성수지관삽입부(12)가 구비되고, 타측에는 강관삽입부(13)가 구비된 금속재의 연결구(10)를 고정시키는 연결구 고정단계(S100)와;
   상기 합성수지관삽입부(12)에 합성수지관(30)을 삽입하는 합성수지관 삽입단계(S200)와;
   상기 강관삽입부(13)를 통해 강관(40)을 삽입하여 상기 합성수지관(30)의 내면에 밀착 압입하는 강관 압입단계(S300) 및;
   상기 강관(40)을 상기 강관삽입부(13)와 용접하는 강관 용접단계(S400)를 포함하는 것을 특징으로 하는 이형질 가스배관 조립체의 조립방법.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 강관(40)과 연결구(10)를 연결하는 강관 용접단계(S400)는 상기 합성수지관(30)과 상기 강관(40)의 내부에 물이 채워진 상태에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 이형질 가스배관 조립체의 조립방법.
   
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 합성수지관 삽입단계(S200)와 상기 강관 압입단계(S300) 사이에는 상기 강관(40)의 외면을 연삭 또는 절삭하는 강관 외면 가공단계(S250)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이형질 가스배관 조립체의 조립방법.

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