KR20140071730A

KR20140071730A - 파이프 연결장치 및 파이프 연결방법

Info

Publication number: KR20140071730A
Application number: KR1020120139645A
Authority: KR
Inventors: 이준배; 홍원식; 안경욱
Original assignee: 주식회사 로도에이치
Priority date: 2012-12-04
Filing date: 2012-12-04
Publication date: 2014-06-12
Also published as: WO2014088150A1; KR101525564B1; US20150219254A1

Abstract

본 발명은 금속재인 양단 관통의 피팅 커버와 결합용 파이프 사이에서 용융활성화되어 금속재와 이온치환 결합하는 폴리머 본더에 의하여 체결력을 유지하도록 함으로써 저비용이면서도 금속재와 이온치환 결합을 하는 폴리머 본더를 이용하여 금속재인 파이프끼리의 연결은 물론, 플라스틱 복합관 상호 간의 결합 시공 또한 용이하게 이루어지고, 고압 환경에서도 사용이 가능하도록 하는 파이프 연결장치 및 파이프 연결방법에 관한 것이다.

Description

파이프 연결장치 및 파이프 연결방법{PIPE CONNECTING APPARAUS AND PIPE CONNECTING METHOD}

본 발명은 파이프 연결장치 및 파이프 연결방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 저비용이면서도 금속재와 이온치환 결합을 하는 폴리머 본더를 이용하여 금속재인 파이프끼리의 연결은 물론, 플라스틱 복합관 상호 간의 결합 시공 또한 용이하게 이루어지고, 고압 환경에서도 사용이 가능하도록 하는 파이프 연결장치 및 파이프 연결방법에 관한 것이다.

금속재인 파이프 상호 간의 연결은 이미 많은 문헌에서도 알려진 바와 같이 금속재인 복수의 연결장치를 이용하여 나사 체결되도록 하거나, 금속재인 파이프 각각의 단부에 형성된 플랜지 사이에 개스킷을 끼워 볼트 및 너트로 체결하는 방식 등을 채용하고 있다.

그리고, 공조장치의 냉매 배관용으로 사용되는 구리관의 경우, 이음장치와 구리관을 직접 용접하여 연결하기도 한다.

최근에는, 사용되는 용도 및 환경이 극히 제한적이지만, 파이프 연결용의 접착제가 출시되어 파이프와 이웃한 파이프를 접착제로 붙여서 연결하는 경우도 있다.

또한, 복합관은 전술한 구리관의 대용품으로 최근 사용량이 늘어나고 있는 것으로, 수겹의 폴리머와 금속층으로 이루어진 것이다.

그러나, 이러한 복합관은 전용의 연결장치가 부족하여 기존의 금속재인 파이프 상호간을 연결하는 장치를 개량하여 사용하거나, 저압 배관으로 사용되는 경우에는 기존의 일반 커플링을 포함한 연결장치를 사용하여 연결하였다.

이러한 파이프 연결장치들은 다수의 복잡한 금속부품으로 구성되어 그 단가가 비싸거나, 결합 작업이 단순하지 않아 작업자가 많은 작업을 수행하여야 하는 단점이 있다.

그리고, 이러한 파이프 연결장치들은 고압 냉매용으로 사용되는 구리파이프의 연결과 같이 직접 용접기를 구비하여 용접을 수행해야하는 불편함이 있다.

그리고, 이러한 파이프 연결장치들은 접착제를 사용하는 경우에는 완전히 굳는데 까지 시간이 많이 걸리고 사용압력이 제한적이라는 한계가 있었다.

이와 같은 이유로 이종 재료로 이루어진 파이프와 파이프 상호 간의 결합은 실제 현장에서는 엄두를 낼 수 없어서, 동일 재료로 이루어진 파이프 상호 간의 결합 시공만 시행해 온 것이 사실이었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 발명된 것으로, 저비용이면서도 금속재와 이온치환 결합을 하는 폴리머 본더를 이용하여 금속재인 파이프끼리의 연결은 물론, 플라스틱 복합관 상호 간의 결합 시공 또한 용이하게 이루어지고, 고압 환경에서도 사용이 가능하도록 하는 파이프 연결장치 및 파이프 연결방법을 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 양단 관통인 금속재의 피팅 커버; 상기 피팅 커버의 외주면을 따라 돌출된 커버 돌출부; 상기 피팅 커버의 양단부에 각각 삽입되고, 상기 피팅 커버에 의하여 상호 유로가 연결되며, 상기 피팅 커버의 내경보다 작은 외경을 지니며, 금속재와 합성수지의 복합 재료 또는 금속재로 이루어진 결합용 파이프; 및 상기 피팅 커버와 상기 결합용 파이프 사이에 배치되고, 용융활성화되어 상기 피팅 커버의 내주면과 상기 결합용 파이프의 외주면 각각의 금속 이온과 이온치환 결합되면서 상기 피팅 커버와 상기 결합용 파이프 상호간을 결속시키는 폴리머 본더;를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 연결장치를 제공할 수 있다.

여기서, 상기 커버 돌출부는 상기 피팅 커버의 중간부에 형성되며, 상기 결합용 파이프는 각각 상기 피팅 커버의 양단부로부터 삽입되어 상기 피팅 커버와 결합되고, 상기 폴리머 본더는 상기 결합용 파이프 각각의 단부에 결합되어 상기 피팅 커버의 양단부로부터 삽입되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 파이프 연결장치는, 상기 피팅 커버의 양단부 내주면이 각각 상기 커버 돌출부측을 향하여 경사지게 절결되어 형성된 제1 인입 테이퍼부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 피팅 커버는, 상기 커버 돌출부에 대응하는 위치에 배치되고 상기 피팅 커버의 내주면을 따라 돌출된 제1 리브 스토퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 폴리머 본더는, 상기 결합용 파이프 각각의 단부를 감싸는 원통 형상의 양단 관통인 본더 본체와, 상기 본더 본체의 단부 가장자리로부터 내측으로 연장되어 상기 결합용 파이프의 단부가 걸림 고정되는 본더 스토퍼를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 파이프 연결장치는, 상기 폴리머 본더의 외면에 밀착 결합되는 중간 부싱을 더 포함하며, 상기 중간 부싱의 외주면은 상기 피팅 커버의 내주면과 밀착되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 커버 돌출부는 상기 피팅 커버의 일단부에 형성되며, 상기 결합용 파이프는 각각 상기 피팅 커버의 양단부로부터 삽입되어 상기 피팅 커버와 결합되고, 상기 폴리머 본더는 상기 결합용 파이프 각각의 단부 외주면을 감싸도록 결합되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 파이프 연결장치는, 상기 피팅 커버의 일단부 내주면이 상기 커버 돌출부측을 향하여 경사지게 절결되어 형성된 제2 인입 테이퍼부와, 상기 피팅 커버의 타단부 내주면을 따라 돌출되는 제2 리브 스토퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 파이프 연결장치는, 상호 대면하는 상기 결합용 파이프 각각의 단부를 상호 연결하며 중간부 외주면을 따라 돌출된 제3 리브 스토퍼를 구비한 내부 피팅을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 폴리머 본더는, 메틸메타크릴레이트(Methyl methacrylate:NMA) 부타디엔 고무 계열의 수지에 극성매개체의 입자가 분산 배치된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 극성매개체는, 메타크릴레이트(Meth-acrylate;MA), 비닐아세테이트(Vinyl acetate:VA), 무수말레익산(Maleic anhydride :MA), 메틸메타크릴레이트(Methyl methacrylate:NMA) 중 하나 또는 적어도 하나 이상의 조합인 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 폴리머 본더는, 상기 결합용 파이프의 외주면에 복수회 권취되는 띠 형상의 본더 테이프인 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 폴리머 본더는, 상기 본더 테이프의 길이 방향을 따라 적어도 하나 이상 형성되는 선 또는 복수의 점으로 이루어진 점착제층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 피팅 커버는, 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리, 구리 합금, 티타늄, 티타늄 합금, 철, 철 합금, 마그네슘, 마그네슘 합금 중 하나 또는 적어도 하나 이상의 조합으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명은 폴리머 본더를 결합용 파이프의 단부에 결합시키는 제1 단계; 상기 폴리머 본더가 결합된 상기 결합용 파이프의 단부를 각각 양단 관통인 금속재의 피팅 커버 양단부에 삽입하여 상기 결합용 파이프의 외주면과 상기 피팅 커버의 내주면 사이에 상기 폴리머 본더를 밀착시키는 제2 단계; 상기 피팅 커버의 외주면에 열을 가하여 상기 폴리머 본더를 융착 활성화시킨 후, 상기 피팅 커버의 내주면과 상기 결합용 파이프의 외주면 각각의 금속 이온과 상기 폴리머 본더를 구성하는 이온이 상호 이온치환 결합되면서 냉각되면, 상기 피팅 커버와 상기 결합용 파이프 상호간이 결속되는 제3 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 연결방법을 제공할 수도 있다.

또한, 본 발명은 결합용 파이프의 단부를 통하여 금속재의 피팅 커버를 관통시키고, 상기 결합용 파이프의 단부에 폴리머 본더를 결합시키는 제1 단계; 상기 결합용 파이프의 단부에 중간부 외주면을 따라 돌출된 제3 리브 스토퍼를 구비한 내부 피팅을 삽입하고, 상기 결합용 파이프와 이웃한 결합용 파이프의 단부를 상기 제3 리브 스토퍼까지 밀착시켜 연결한 다음, 상기 폴리머 본더가 상기 내부 피팅의 외측 및 상기 결합용 파이프와 이웃한 결합용 파이프의 외측에 배치되도록 하는 제2 단계; 상기 피팅 커버를 위치 이동시켜 상기 폴리머 본더 외측에 밀착 배치시키고, 상기 피팅 커버의 외주면에 열을 가하여 상기 폴리머 본더를 융착 활성화시킨 후, 상기 피팅 커버의 내주면과 상기 결합용 파이프 및 이웃한 결합용 파이프의 외주면 각각의 금속 이온과 상기 폴리머 본더를 구성하는 이온이 상호 이온치환 결합되면서 냉각되면, 상기 피팅 커버와 상기 결합용 파이프 및 이웃한 결합용 파이프 상호간이 결속되는 제3 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 연결방법을 제공할 수도 있음은 물론이다.

여기서, 상기 제1 단계는, 상기 결합용 파이프의 단부 외주면에 원통 형상인 폴리머 본더의 본더 본체를 끼우고, 상기 본더 본체의 단부 가장자리로부터 내측으로 연장된 본더 스토퍼까지 상기 결합용 파이프의 단부를 밀착시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 제1 단계는, 상기 결합용 파이프의 외경과 상기 피팅 커버의 내경 차이를 감안하여 상기 결합용 파이프의 단부 외주면에 띠 형상의 본더 테이프인 상기 폴리머 본더를 복수회 권취하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 폴리머 본더는, 메틸메타크릴레이트(Methyl methacrylate:NMA) 부타디엔 고무 계열의 수지에 극성매개체의 입자를 분산시켜 제작되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제2 단계는, 상기 폴리머 본더가 결합된 상기 결합용 파이프의 단부를 상기 피팅 커버의 중간부 내주면을 따라 돌출된 제1 리브 스토퍼까지 삽입하여 밀착시키며, 상기 피팅 커버의 양단부 내주면에는 각각 상기 제1 리브 스토퍼측을 향하여 경사지게 절결된 제1 인입 테이퍼부가 각각 형성되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제2 단계는, 상기 폴리머 본더의 외면에 양단 관통인 원통 형상의 중간 부싱을 밀착 결합시켜 상기 결합용 파이프의 단부 외측에 배치시키는 과정을 더 포함하며, 상기 중간 부싱의 외주면은 상기 피팅 커버의 내주면과 밀착되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제2 단계는, 상기 폴리머 본더의 중앙부 내측에 상기 제3 리브 스토퍼가 배치되도록 상기 폴리머 본더의 위치를 조정하는 과정을 더 포함하며, 상기 피팅 커버의 일단부 내주면에는 상기 피팅 커버의 타단부측을 향하여 경사지게 절결된 제2 인입 테이퍼부가 형성되고, 상기 피팅 커버의 타단부 내주면을 따라 제2 리브 스토퍼가 돌출되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제3 단계에서 상기 피팅 커버의 외주면에 열이 가해지는 온도는 220 내지 300℃인 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성의 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.

우선, 본 발명은 금속재인 양단 관통의 피팅 커버와 결합용 파이프 사이에서 용융활성화되어 금속재와 이온치환 결합하는 폴리머 본더에 의하여 체결력을 유지하도록 함으로써 저비용으로도 금속재인 파이프끼리의 연결은 물론, 플라스틱 복합관 상호 간의 결합 시공 또한 용이하게 이루어지고, 고압 환경에서도 사용이 가능하게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 연결장치의 전체적인 구성을 나타낸 분해 사시도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 연결장치의 전체적인 구성을 나타낸 분해 단면 개념도
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 파이프 연결장치의 전체적인 구성을 나타낸 분해 단면 개념도
도 4 및 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 파이프 연결장치의 전체적인 구성과 그 체결 과정을 순차적으로 나타낸 단면 개념도
도 6 및 도 7은 본 발명의 기타 실시예에 따른 파이프 연결장치의 주요부인 폴리머 본더를 나타낸 개념도

이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 연결장치의 전체적인 구성을 나타낸 분해 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 연결장치의 전체적인 구성을 나타낸 분해 단면 개념도이다.

본 발명은 도시된 바와 같이 피팅 커버(10)의 양단부에 결합용 파이프(30, 30')가 결합되며, 피팅 커버(10)에는 커버 돌출부(20)가 형성되고, 피팅 커버(10)와 결합용 파이프(30, 30') 사이에는 폴리머 본더(50)가 배치된 구조임을 파악할 수 있다.

피팅 커버(10)는 양단 관통인 금속재로 이루어진 것으로, 결합용 파이프(30, 30') 상호간의 연결을 위한 것이다.

커버 돌출부(20)는 피팅 커버(10)의 외주면을 따라 돌출되어 피팅 커버(10)를 통하여 결합용 파이프(30, 30')가 삽입되어 결합될 때 적은 힘을 가해도 결합이 이루어질 수 있도록 마련된 것으로, 결합용 파이프(30, 30')의 종류와 결합 공차에 따라 생략할 수도 있다.

커버 돌출부(20)는 작업자의 손만으로 피팅 커버(10)를 통하여 결합용 파이프(30, 30')를 결합시키기 어려울 때 랜치나 스패너 등과 같은 별도의 공구를 이용하여 힘을 가할 수도 있음은 물론이다.

결합용 파이프(30, 30')는 피팅 커버(10)의 양단부에 각각 삽입되고, 피팅 커버(10)에 의하여 상호 유로가 연결되며, 피팅 커버(10)의 내경보다 작은 외경을 지닌 것으로, 금속재와 합성수지의 복합 재료 또는 금속재로 이루어진 것이다.

여기서, 결합용 파이프(30, 30') 중 일측의 결합용 파이프(30)와 타측의 결합용 파이프(30')는 각각 동일한 재료로 이루어지거나 전술한 바와 같이 서로 다른 재료로 이루어질 수 있다.

이때, 일측의 결합용 파이프(30)는 연결용 배관의 용도로, 타측의 결합용 파이프(30')는 공조장치와 같은 장치의 냉매 인입부와 같이 연결부로 각각 활용될 수 있으며, 일측의 결합용 파이프(30)와 타측의 결합용 파이프(30') 공히 연결용 배관의 용도로 활용될 수도 있음은 물론이다.

폴리머 본더(50)는 피팅 커버(10)와 결합용 파이프(30, 30') 사이에 배치되고, 용융활성화되어 피팅 커버(10)의 내주면과 결합용 파이프(30, 30')의 외주면 각각의 금속 이온과 이온치환 결합되면서 피팅 커버(10)와 결합용 파이프(30, 30') 상호간을 결속시키는 것이다.

따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 폴리머 본더(50)에 의하여 피팅 커버(10)와 결합용 파이프(30, 30') 상호 간의 접촉부위에 별도의 기계적 가공을 실시하지 않더라도 폴리머 본더(50)의 이온치환 결합에 의하여 강한 체결력을 유지할 수 있을 것이다.

본 발명은 상기와 같은 실시예의 적용이 가능하며, 다음과 같은 다양한 실시예의 적용 또한 가능함은 물론이다.

우선, 본 발명의 각 구성부에 대한 구조 설명에 앞서서 폴리머 본더(50)에 의한 체결력 발생을 위한 '이온치환 결합'이라는 용어를 정의하고자 한다.

폴리머 본더(50)는 적정한 열에너지의 공급에 의하여, 더욱 상세하게는 가열공구(40)의 열공급부(41)를 통하여 220 내지 300℃의 온도로 가열되면서 폴리머 본더(50)의 폴리머와 피팅 커버(10) 및 결합용 파이프(30, 30') 각각의 금속층 사이의 이온치환을 유도하게 된다.

열공급부(41)의 내경(d')은 시공되는 배관의 종류 및 환경에 따라 교체하여 사용할 수 있도록 다양하게 마련되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 피팅 커버(10)의 외경(d)에 맞게 구비되도록 한다.

우선, 반응성이 강하며 활성화된 라디칼인 강산 계열의 원료, 즉 메타크릴레이트(Meth-acrylate;MA), 비닐아세테이트(Vinyl acetate:VA), 무수말레익산(Maleic anhydride :MA) 그리고 메틸메타크릴레이트(Methyl methacrylate:NMA) 중 하나 또는 하나 이상의 조합을 고온에서도 분해되지 않으며 분자량이 큰 러버(rubber) 계열의 수지에 흡착시켜 반응유도체를 만든다.

여기서, 러버 계열의 수지는 메틸메타크릴레이트(Methyl methacrylate: 이하 NMA) 부타디엔 고무 계열의 수지이며, 이러한 NMA 부타디엔 고무 계열의 수지는 분자량이 크고 화학 반응에 둔감하며, 이중결합이나 삼중결합이 적은 것이다.

이후, 열 에너지의 공급에 의하여 폴리머와 금속층 사이의 결합이 이루어지기 전까지는 이온치환 결합을 위한 반응성을 유지하기 위하여 실리콘 오일과 같은 비 반응성 액체로 NMA 부타디엔 고무 계열의 수지에 반응유도체가 흡착된 것의 외면을 코팅한다.

계속하여, 코팅된 반응유도체를 보호하기 위해 결합시키고자 하는 폴리머와 동일한 재질의 수지에 입자가 골고루 분산되는 형태로 가공하여 마스터 배치(master batch)화 하여 가두어 둔다.

플라스틱 원료를 사용하여 압출이나 사출 등의 방법으로 가공 성형할 때 생산하고자 하는 제품에 색상을 입힌다든가 특수한 기능이 첨가된 제품을 얻고자 할 때는 이러한 기능을 수행하는 첨가제를 플라스틱 원료에 투입해야 하는 것이다.

그러나, 이러한 기능을 가진 첨가제는 대부분 분말이나 액체 상태의 것이므로, 직접 플라스틱 원료와 혼합하여 사용하기 힘들며, 플라스틱 원료와의 혼련성이 나빠지는 문제점이 있으므로, 마스터 배치화하는 것이다.

마스터 배치는 이러한 기본적인 플라스틱 원료와 첨가제를 고농도로 농축하여 분산시켜 놓은 펠렛(pellet) 형태의 원료이며, 기본 플라스틱 원료와 이러한 마스터 배치를 함께 섞어서 가공 성형하면 원하는 색상 또는 기능을 가진 제품을 얻을 수 있게 되는 것이다.

반응유도체의 반응비율 즉, 활성화 상태를 높이기 위해서는 폴리머 수지의 메인사슬의 탄소이온(C^-)과 금속재인 피팅 커버(10) 및 결합용 파이프(30, 30') 표면의 금속이온(M⁺) 상호 간의 반데르발스 반발력을 최소화하기 위하여 극성기가 일치하도록 개질하는 작업이 필요하다.

이러한 개질 과정에서 도입되는 기능성 물질, 즉 극성매개체로는 주로 극성기를 가지고 있는 메타크릴레이트(Meth-acrylate;MA), 비닐아세테이트(Vinyl acetate:VA), 무수말레익산(Maleic anhydride :MA) 그리고 메틸메타크릴레이트(Methyl methacrylate:NMA) 등이 사용된다.

이때, 고온의 반응기 내에서 변형이 어려운 분자량이 큰 러버 계열의 사용으로, 올레핀과 극성기를 가진 공단량체에 대해 라디칼 중합과 금속이온 공중합을 동시에 실현할 수 있는 그라프트(graft) 중합법을 사용하였다.

그라프트 중합법에 의하여 생성된 그라프트 중합체는 아래의 화학식 1과 같이 도입된 단량체(B)가 고분자량의 주쇄(A, 主鎖)에 접합된 구조이다.

이것은, 압출기를 사용한 반응압출 방식을 통하여 극성 단량체(주로 메틸메타크릴레이트)가 투입되면 아래의 화학식 2와 같이 극성 단량체가 메인 사슬에 그라프팅된 상태로 압출되는 것이다.

이것은, 금속 이온의 공중합에 있어서, 아래의 화학식 3과 같은 결합 구조를 유도할 수 있는 것이다.

이때, 금속 이온의 공중합 과정에서 발생되는 물과 수소 이온은 수시로 제거되어야 하며, 이렇게 제조된 폴리머 본더(50)는 적정한 정도의 열에너지에 의하여 융착 활성화 가능한 상태가 되는 것이다.

통상, 금속의 표면은 정연한 결정 구조로 되어 있으며, 표면에는 일정 부분 이온 결합이 가능한 원자 결합의 공극을 가지고 있다.

따라서, 피팅 커버(10) 및 결합용 파이프(30, 30')의 표면이 금속이더라도 폴리머 이온(불포화된 폴리머 체인)과의 결합시에 이온을 주고받는 강한 결합을 만들어낼 수 있게 되는 것이다.

즉, '이온치환 결합'은 탄소를 기반으로 하는 고분자의 탄소 메인 사슬(chain)에서 수소 이온이 떨어져 나간 자리에 고분자 사슬인 탄소 이온이 결합되는 경우에 불포화 상태인 불안정한 이온이 흡착되면서 결합을 형성하게 되는 것이다.

이러한 결합은 공유결합의 일종으로 볼 수 있으나, 더욱 강력한 수준의 결합임을 강조하기 위하여 '이온치환 결합'이라 칭한다.

따라서, 이러한 '이온치환 결합'은 일반적인 분자결합 수준의 에너지를 가지게 되며, 강한 결합력을 통하여 폴리머와 금속 상호간이 견고한 체결 상태의 유지가 가능하게 된다.

한편, 피팅 커버(10)는 전술한 바와 같이 결합용 파이프(30, 30') 상호간의 연결을 위한 것으로, 내구성과 내부식성과 내저온성 및 내압성이 우수한 재질로 이루어지는 것이 바람직하며, 구체적으로는 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리, 구리 합금, 티타늄, 티타늄 합금, 철, 철 합금, 마그네슘, 마그네슘 합금 중 하나 또는 적어도 하나 이상의 조합으로 이루어질 수 있다.

여기서, 커버 돌출부(20)는 도 1 및 도 2와 같이 피팅 커버(10)의 중간부에 형성되며, 결합용 파이프(30, 30')는 각각 피팅 커버(10)의 양단부로부터 삽입되어 피팅 커버(10)와 결합되고, 폴리머 본더(50)는 결합용 파이프(30, 30') 각각의 단부에 결합되어 피팅 커버(10)의 양단부로부터 삽입된다.

이때, 피팅 커버(10)는 결합용 파이프(30, 30')가 용이하게 삽입될 수 있도록 피팅 커버(10)의 양단부 내주면이 각각 커버 돌출부(20)측을 향하여 경사지게 절결되어 형성된 제1 인입 테이퍼부(11t)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

그리고, 피팅 커버(10)는 결합용 파이프(30, 30')가 완전히 삽입되면 더 이상 들어가는 것을 차단할 수 있도록, 커버 돌출부(20)에 대응하는 위치에 배치되고 피팅 커버(10)의 내주면을 따라 돌출된 제1 리브 스토퍼(11s)를 더 구비하는 것이 바람직하다.

제1 리브 스토퍼(11s)가 피팅 커버(10)의 내주면으로부터 돌출된 높이는 유체의 흐름에 지장을 주지 않을 정도이면 무방하다.

또한, 피팅 커버(10)가 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 제작되는 경우에는 부식에 취약할 수 있으므로, 커버 돌출부(20)를 포함하는 피팅 커버(10)의 외면에 아노다이징이나 도금 처리하는 것이 바람직하다.

왜냐하면, 폴리머 본더(50)가 융착 활성화되어 이온치환 결합이 일어나는 피팅 커버(10)의 내주면에 전술한 아노다이징 또는 도금 처리가 될 경우, 피팅 커버(10)와 결합용 파이프(30, 30') 상호간의 완전한 결합을 방해할 수 있기 때문이다.

따라서, 피팅 커버(10)가 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 제작될 때 다이캐스팅으로 피팅 커버(10)를 제작한 후, 피팅 커버(10)의 외면과 양단부 가장자리 등 외부 환경에 노출되는 부위에만 아노다이징 또는 도금 처리하여 보호막을 형성하고, 전술한 제1 인입 테이퍼부(11t) 및 제1 리브 스토퍼(11s)는 직접 가공하여 형성하는 것이다.

한편, 피팅 커버(10)에 의한 결합의 대상이 되는 결합용 파이프(30, 30')는 구리, 구리 합금, 알루미늄, 알루미늄 합금, 철, 철 합금, 티타늄, 티타늄 합금, 마그네슘, 마그네슘 합금 및 이들로 이루어진 금속관이거나 폴리에틸렌등 폴리머 재료로 이루어진 통상적인 플라스틱관, 혹은 금속과 플라스틱으로 몇 겹의 층구조를 이루는 복합관이다.

또한, 폴리머 본더(50)는 전술한 바와 같이 열 에너지에 의하여 융착 활성화되면서 피팅 커버(10)와 결합용 파이프(30, 30')를 상호 체결시키는 것으로, 도 1 및 도 2와 같이 결합용 파이프(30) 각각의 단부를 감싸는 원통 형상의 양단 관통인 본더 본체(51)와, 본더 본체(51)의 단부 가장자리로부터 내측으로 연장되어 결합용 파이프(30)의 단부가 걸림 고정되는 본더 스토퍼(52)를 포함하는 구조임을 알 수 있다.

이상과 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 연결장치를 이용하여 파이프를 연결하는 방법에 관하여 세 단계에 걸쳐 순차적으로 설명한다.

제1 단계(S1)에서 작업자는 폴리머 본더(50)를 일측의 결합용 파이프(30) 및 타측의 결합용 파이프(30') 단부에 각각 결합시키는 작업을 수행한다.

일반적으로 커팅된 파이프의 끝단은 불규칙하거나 잔여물이 남아있을 수 있으므로, 커팅된 결합용 파이프(30, 30') 각각의 단부를 사포나 줄과 같은 공구로 다듬는 작업이 선행되는 것도 무방하다.

이때, 제1 단계(S1)에서 작업자는 결합용 파이프(30)의 단부 외주면에 원통 형상인 폴리머 본더(50)의 본더 본체(51)를 끼우고, 본더 본체(51)의 단부 가장자리로부터 내측으로 연장된 본더 스토퍼(52)까지 결합용 파이프(30)의 단부를 밀착시키는 과정을 포함하는 것이다.

다음으로, 제2 단계(S2)에서 작업자는 폴리머 본더(50)가 결합된 결합용 파이프(30)의 단부를 각각 양단 관통인 금속재의 피팅 커버(10) 양단부에 삽입하여 결합용 파이프(30)의 외주면과 피팅 커버(10)의 내주면 사이에 폴리머 본더(50)를 밀착시키는 작업을 수행한다.

이때, 제2 단계(S2)에서 작업자는 폴리머 본더(50)가 결합된 결합용 파이프(30)의 단부를 피팅 커버(10)의 중간부 내주면을 따라 돌출된 제1 리브 스토퍼(11s)까지 삽입하여 밀착시키는 것이다.

계속하여, 제3 단계(S3)에서 작업자는 피팅 커버(10)의 외주면에 가열공구(40)의 열공급부(41)를 통하여 220 내지 300℃의 온도로 열을 가하여 폴리머 본더(50)를 융착 활성화시키는 작업을 수행한다.

이후, 피팅 커버(10)의 내주면과 결합용 파이프(30)의 외주면 각각의 금속 이온과 폴리머 본더(50)를 구성하는 이온이 상호 이온치환 결합되면서 냉각되면, 피팅 커버(10)와 결합용 파이프(30) 상호간이 결속되는 것이다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 연결장치는 실제 현장에서 표준화되지 않은 다양한 파이프의 결합이 있는 경우에, 즉 피팅 커버(10)의 내경과 결합용 파이프(30, 30') 외경 상호간의 결합 오차가 심한 경우 피팅 커버(10)와 폴리머 본더(50) 사이에 도 3과 같이 적정 두께를 갖는 부시 형태의 중간 부싱(60)을 개재하여 결합시킬 수도 있음은 물론이다.

중간 부싱(60)은 폴리머 본더(50)의 외면에 밀착 결합되고, 중간 부싱(60)의 외주면은 피팅 커버(10)의 내주면과 밀착된다.

작업자는 이러한 점을 감안하여 미리 다양한 두께를 지닌 중간 부싱(60)을 미리 구비하는 것도 좋을 것이다.

중간 부싱(60)은 폴리머 본더(50)가 결합용 파이프(30, 30') 각각의 단부에 완전히 밀착되도록 굳이 힘을 가하여 삽입할 필요가 없이 여유있는 공차로 삽입되도록 한다.

알루미늄은 가격이 저렴하고 폴리머 본더(50)와의 이온치환 결합이 잘 일어나며, 소성 변형이 용이하게 일어나므로 중간 부싱(60)의 재료로 적합하다.

여기서, 결합용 파이프(30, 30') 상호간의 연결 부위까지 피팅 커버(10)를 당겨 결합시키는 작업은 중간 부싱(60)이 결여된 도 1 및 도 2의 실시예에 비하여 결합 공차 오차로 인하여 상당한 힘이 소요되므로, 도 3의 실시예에서는 별도의 전용 공구를 사용하는 것이 바람직하다.

전용 공구는 결합용 파이프(30)를 고정시킨 후, 피팅커버(10)의 커버 돌출부(20)를 공구가 파지하여 결합용 파이프(30)측으로 당겨서 결합되도록 하는 것은 당업자 사이에 자명하다.

특히, 도 3의 실시예는 표준화되지 않은 파이프의 외경 오차가 많이 존재하는 환경에서뿐만 아니라, 상용압력이 100kg_f/cm² 이상의 특고압용 환경인 경우에의 파이프 결합에 있어서 결합 강도를 증대시킬 용도로 활용될 수도 있음은 물론이다.

즉, 중간 부싱(60) 층이 피팅 커버(10)와 결합용 파이프(30, 30') 상호 간의 결합 강도를 증대시키는 역할을 함으로써 폴리머 본더(50)에 의한 이온치환 결합에 더하여 기계적인 결합효과가 추가됨으로써 특고압 환경에서의 사용이 가능한 파이프 연결장치로도 사용할 수 있게 되는 것이다.

따라서, 도 3의 실시예에 따른 파이프 연결장치를 이용하여 파이프를 연결하는 방법을 순차적으로 설명하면, 제1 단계(S1) 및 제3 단계(S3)는 도 1 및 도 2의 실시예와 대동소이하며, 제2 단계(S2)에 차이점이 있다.

즉, 제2 단계(S2)에서 작업자는 결합용 파이프(30, 30') 각각의 단부 외주면에 결합된 폴리머 본더(50)의 외면에 양단 관통인 원통 형상의 중간 부싱(60)을 밀착 결합시켜 결합용 파이프(30)의 단부 외측에 배치시키는 과정을 더 실시하게 되는 것이다.

이후, 중간 부싱(60)이 결합된 상태에서 결합용 파이프(30, 30')를 피팅 커버(10)에 삽입하여 밀착 고정시킨 후 제3 단계(S3)를 수행하게 된다.

따라서, 도 1 내지 도 3에 도시된 실시예는 결합용 파이프(30, 30')가 피팅 커버(10)의 양단부로부터 삽입되어 결합되므로, 피팅 커버(10)를 도시된 바와 같이 직선형의 원통 구조 뿐 아니라, 피팅 커버를 절곡하여 45도 또는 90도로 절곡시킨 엘보우 형태로 제작하거나, 결합용 파이프 세 개를 동시에 연결할 수 있도록 피팅 커버를 T자형으로 제작하는 등의 다양한 응용 및 변형 설계가 가능하다.

한편, 본 발명은 도 4 및 도 5와 같이 폴리머 본더(50)를 단일 부시의 형태로 제작하고 벤딩 모멘트를 증가시키기 위하여 내부 피팅(70)을 더 포함하는 구조의 실시예를 적용할 수도 있음은 물론이다.

즉, 커버 돌출부(20)는 피팅 커버(10)의 일단부에 형성되며, 결합용 파이프(30)는 각각 피팅 커버(10)의 양단부로부터 삽입되어 피팅 커버(10)와 결합되어지되, 폴리머 본더(50)는 결합용 파이프(30, 30') 각각의 단부 외주면을 감싸도록 결합되는 것이다.

여기서, 피팅 커버(10)는 일단부 내주면이 커버 돌출부(20)측을 향하여 경사지게 절결되어 형성된 제2 인입 테이퍼부(12t)와, 피팅 커버(10)의 타단부 내주면을 따라 돌출되는 제2 리브 스토퍼(12s)를 더 포함하는 구조로 되어 있다.

이때, 피팅 커버(10)의 내주면에는 폴리머 본더(50)가 피팅 커버(10)의 내주면에 밀착 고정될 수 있도록 제2 리브 스토퍼(12s)로부터 피팅 커버(10)의 일단부측을 향하여 경사지게 형성된 결합 테이퍼부(14)가 더 형성되는 것이 바람직하다.

내부 피팅(70)은 상호 대면하는 결합용 파이프(30, 30') 각각의 단부를 상호 연결하며 중간부 외주면을 따라 돌출된 제3 리브 스토퍼(73)를 구비한 것이다.

도 4 및 도 5의 실시예는 도 1 내지 도 3의 실시예와 달리, 직관(直管) 연결이나 결합용 파이프 상호 간의 연결 부위에 있어서 벤딩에 대한 저항력을 높일 필요가 있는 환경에서 내부 피팅(70)을 사용하는 것이다.

상기와 같은 도 4 및 도 5의 실시예에 따른 파이프 연결장치를 이용한 파이프의 연결 방법에 관하여 세 단계에 걸쳐 순차적으로 설명한다.

제1 단계(S1)에서 작업자는 도 4와 같이 타측의 결합용 파이프(30') 단부를 통하여 금속재의 피팅 커버(10)를 관통시키고, 타측의 결합용 파이프(30') 단부에 폴리머 본더(50)를 결합시키는 작업을 실시한다.

제2 단계(S2)에서 작업자는 타측의 결합용 파이프(30') 단부에 중간부 외주면을 따라 돌출된 제3 리브 스토퍼(73)를 구비한 내부 피팅(70)을 삽입하고, 타측의 결합용 파이프(30')와 이웃한 일측의 결합용 파이프(30) 단부를 제3 리브 스토퍼(73)까지 밀착시켜 연결한 다음, 도 4의 화살표 방향을 따라 도 5와 같이 폴리머 본더(50)가 내부 피팅(70)의 외측 및 양측의 결합용 파이프(30, 30') 각각의 외측에 배치되도록 하는 작업을 수행한다.

이때, 제2 단계(S2)에서 작업자는 폴리머 본더(50)의 중앙부 내측에 제3 리브 스토퍼(73)가 배치되도록 폴리머 본더(50)의 위치를 조정하는 작업을 더 수행하는 것이 바람직하다.

제3 단계(S3)에서 작업자는 도 5와 같이 피팅 커버(10)를 위치 이동시켜 폴리머 본더(50) 외측에 밀착 배치시키고, 피팅 커버(10)의 외주면에 열을 가하여 폴리머 본더(50)를 융착 활성화시키는 작업을 수행한다.

이후, 피팅 커버(10)의 내주면과 일측의 결합용 파이프(30) 및 타측의 결합용 파이프(30') 외주면 각각의 금속 이온과 폴리머 본더(50)를 구성하는 이온이 상호 이온치환 결합되면서 냉각되면, 피팅 커버(10)와 결합용 파이프(30, 30') 상호간이 결속되는 것이다.

한편, 폴리머 본더(50)는 도 1 내지 도 3과 같이 본더 본체(51)에 본더 스토퍼(52)가 구비된 형상이거나, 도 4 및 도 5와 같이 원통 형상인 기성품 형태로 제공될 수 있음은 물론, 도 6 및 도 7과 같이 결합용 파이프(30, 30')의 외주면에 복수회 권취되는 띠 형상의 본더 테이프(55) 형태로 제공될 수도 있음은 물론이다.

본더 테이프(55)는 일종의 씰 테이프 형태로 제작하여 작업자가 결합용 파이프(30, 30')에 지정된 두께 범위 내에서 권취하여 사용할 수 있다.

본더 테이프(55)는 결합용 파이프(30, 30')의 직경이 적용되는 분야 및 시공 환경에 따라 규격화되어 있으나, 제조회사별로 약간의 공차가 있으므로, 그 공차가 심한 경우 작업자는 결합용 파이프(30, 30')의 외경을 미리 측정하고, 폴리머 본더(50)의 두께가 두꺼워질수록 결합력이 저하되므로, 본더 테이프(55)를 권취하는 회수를 적절히 감안하여 결정함으로써 그 공차를 커버할 수 있다.

이러한 본더 테이프(55)는 도 1 내지 도 5의 실시예 모두 적용될 수 있으며, 본더 테이프(55)가 결합용 파이프(30, 30')의 외면에 권취된 상태를 유지하기 위하여는 본더 테이프(55)의 길이 방향을 따라 도 5와 같이 선으로 이루어지거나 도 6과 같이 복수의 점으로 이루어진 점착제층(55a)이 형성되도록 하는 것이 바람직하다.

단, 점착제층(55a)은 폴리머 본더(50)의 이온치환 결합을 방해할 수 있으므로, 본더 테이프(55)의 전체 면적에 걸쳐서 점착제층(55a)을 형성하는 것 보다는 본더 테이프(55)가 결합용 파이프(30, 30')의 외면에 권취된 상태를 유지할 정도이면 충분하므로, 될 수 있는 한 점착제층(55a)이 형성되는 면적은 최소화하는 것이 바람직하다.

따라서, 도 1 내지 도 5의 실시예에 따른 파이프 연결방법에 있어서, 제1 단계(S1)에서 작업자는 결합용 파이프(30, 30')의 외면에 본더 테이프(55) 형태의 폴리머 본더(50)를 권취하는 작업을 수행함으로써 폴리머 본더(50)가 결합용 파이프(30, 30')에 결합되도록 하는 작업을 대체할 수 있다.

즉, 제1 단계(S1)에서 작업자는 결합용 파이프(30, 30')의 외경과 피팅 커버(10)의 내경 차이를 감안하여 결합용 파이프(30)의 단부 외주면에 띠 형상의 본더 테이프(55)인 폴리머 본더(50)를 복수회 권취하는 과정을 더 실시하는 것이다.

이상과 같이 본 발명은 저비용이면서도 금속재와 이온치환 결합을 하는 폴리머 본더를 이용하여 금속재인 파이프끼리의 연결은 물론, 플라스틱 복합관 상호 간의 결합 시공 또한 용이하게 이루어지고, 고압 환경에서도 사용이 가능하도록 하는 파이프 연결장치 및 파이프 연결방법을 제공하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다.

그리고, 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당해 업계 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형 및 응용 또한 가능함은 물론일 것이다.

10...피팅 커버
11s...제1 리브 스토퍼
11t...제1 인입 테이퍼부
12s...제2 리브 스토퍼
12t...제2 인입 테이퍼부
14...결합 테이퍼부
20...커버 돌출부
30, 30'...결합용 파이프
40...가열공구
41...열공급부
50...폴리머 본더
51...본더 본체
52...본더 스토퍼
55...본더 테이프
55a...점착제층
60...중간 부싱
70...내부 피팅
73...제3 리브 스토퍼

Claims

양단 관통인 금속재의 피팅 커버;
상기 피팅 커버의 외주면을 따라 돌출된 커버 돌출부;
상기 피팅 커버의 양단부에 각각 삽입되고, 상기 피팅 커버에 의하여 상호 유로가 연결되며, 상기 피팅 커버의 내경보다 작은 외경을 지니며, 금속재와 합성수지의 복합 재료 또는 금속재로 이루어진 결합용 파이프; 및
상기 피팅 커버와 상기 결합용 파이프 사이에 배치되고, 용융활성화되어 상기 피팅 커버의 내주면과 상기 결합용 파이프의 외주면 각각의 금속 이온과 이온치환 결합되면서 상기 피팅 커버와 상기 결합용 파이프 상호간을 결속시키는 폴리머 본더;를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 연결장치.
청구항 1에 있어서,
상기 커버 돌출부는 상기 피팅 커버의 중간부에 형성되며,
상기 결합용 파이프는 각각 상기 피팅 커버의 양단부로부터 삽입되어 상기 피팅 커버와 결합되고,
상기 폴리머 본더는 상기 결합용 파이프 각각의 단부에 결합되어 상기 피팅 커버의 양단부로부터 삽입되는 것을 특징으로 하는 파이프 연결장치.
청구항 2에 있어서,
상기 파이프 연결장치는,
상기 피팅 커버의 양단부 내주면이 각각 상기 커버 돌출부측을 향하여 경사지게 절결되어 형성된 제1 인입 테이퍼부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 연결장치.
청구항 2에 있어서,
상기 피팅 커버는,
상기 커버 돌출부에 대응하는 위치에 배치되고 상기 피팅 커버의 내주면을 따라 돌출된 제1 리브 스토퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 연결장치.
청구항 2에 있어서,
상기 폴리머 본더는,
상기 결합용 파이프 각각의 단부를 감싸는 원통 형상의 양단 관통인 본더 본체와,
상기 본더 본체의 단부 가장자리로부터 내측으로 연장되어 상기 결합용 파이프의 단부가 걸림 고정되는 본더 스토퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 연결장치.
청구항 2에 있어서,
상기 파이프 연결장치는,
상기 폴리머 본더의 외면에 밀착 결합되는 중간 부싱을 더 포함하며,
상기 중간 부싱의 외주면은 상기 피팅 커버의 내주면과 밀착되는 것을 특징으로 하는 파이프 연결장치.
청구항 1에 있어서,
상기 커버 돌출부는 상기 피팅 커버의 일단부에 형성되며,
상기 결합용 파이프는 각각 상기 피팅 커버의 양단부로부터 삽입되어 상기 피팅 커버와 결합되고,
상기 폴리머 본더는 상기 결합용 파이프 각각의 단부 외주면을 감싸도록 결합되는 것을 특징으로 하는 파이프 연결장치.
청구항 7에 있어서,
상기 파이프 연결장치는,
상기 피팅 커버의 일단부 내주면이 상기 커버 돌출부측을 향하여 경사지게 절결되어 형성된 제2 인입 테이퍼부와,
상기 피팅 커버의 타단부 내주면을 따라 돌출되는 제2 리브 스토퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 연결장치.
청구항 7에 있어서,
상기 파이프 연결장치는,
상호 대면하는 상기 결합용 파이프 각각의 단부를 상호 연결하며 중간부 외주면을 따라 돌출된 제3 리브 스토퍼를 구비한 내부 피팅을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 연결장치.
청구항 1에 있어서,
상기 폴리머 본더는,
메틸메타크릴레이트(Methyl methacrylate:NMA) 부타디엔 고무 계열의 수지에 극성매개체의 입자가 분산 배치된 것을 특징으로 하는 파이프 연결장치.
청구항 10에 있어서,
상기 극성매개체는,
메타크릴레이트(Meth-acrylate;MA), 비닐아세테이트(Vinyl acetate:VA), 무수말레익산(Maleic anhydride :MA), 메틸메타크릴레이트(Methyl methacrylate:NMA) 중 하나 또는 적어도 하나 이상의 조합인 것을 특징으로 하는 파이프 연결장치.
청구항 2 또는 청구항 7에 있어서,
상기 폴리머 본더는,
상기 결합용 파이프의 외주면에 복수회 권취되는 띠 형상의 본더 테이프인 것을 특징으로 하는 파이프 연결장치.
청구항 12에 있어서,
상기 폴리머 본더는,
상기 본더 테이프의 길이 방향을 따라 적어도 하나 이상 형성되는 선 또는 복수의 점으로 이루어진 점착제층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 연결장치.
청구항 1에 있어서,
상기 피팅 커버는,
알루미늄, 알루미늄 합금, 구리, 구리 합금, 티타늄, 티타늄 합금, 철, 철 합금, 마그네슘, 마그네슘 합금 중 하나 또는 적어도 하나 이상의 조합으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 파이프 연결장치.
폴리머 본더를 결합용 파이프의 단부에 결합시키는 제1 단계;
상기 폴리머 본더가 결합된 상기 결합용 파이프의 단부를 각각 양단 관통인 금속재의 피팅 커버 양단부에 삽입하여 상기 결합용 파이프의 외주면과 상기 피팅 커버의 내주면 사이에 상기 폴리머 본더를 밀착시키는 제2 단계;
상기 피팅 커버의 외주면에 열을 가하여 상기 폴리머 본더를 융착 활성화시킨 후, 상기 피팅 커버의 내주면과 상기 결합용 파이프의 외주면 각각의 금속 이온과 상기 폴리머 본더를 구성하는 이온이 상호 이온치환 결합되면서 냉각되면, 상기 피팅 커버와 상기 결합용 파이프 상호간이 결속되는 제3 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 연결방법.
결합용 파이프의 단부를 통하여 금속재의 피팅 커버를 관통시키고, 상기 결합용 파이프의 단부에 폴리머 본더를 결합시키는 제1 단계;
상기 결합용 파이프의 단부에 중간부 외주면을 따라 돌출된 제3 리브 스토퍼를 구비한 내부 피팅을 삽입하고, 상기 결합용 파이프와 이웃한 결합용 파이프의 단부를 상기 제3 리브 스토퍼까지 밀착시켜 연결한 다음, 상기 폴리머 본더가 상기 내부 피팅의 외측 및 상기 결합용 파이프와 이웃한 결합용 파이프의 외측에 배치되도록 하는 제2 단계;
상기 피팅 커버를 위치 이동시켜 상기 폴리머 본더 외측에 밀착 배치시키고, 상기 피팅 커버의 외주면에 열을 가하여 상기 폴리머 본더를 융착 활성화시킨 후, 상기 피팅 커버의 내주면과 상기 결합용 파이프 및 이웃한 결합용 파이프의 외주면 각각의 금속 이온과 상기 폴리머 본더를 구성하는 이온이 상호 이온치환 결합되면서 냉각되면, 상기 피팅 커버와 상기 결합용 파이프 및 이웃한 결합용 파이프 상호간이 결속되는 제3 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 연결방법.
청구항 15에 있어서,
상기 제1 단계는,
상기 결합용 파이프의 단부 외주면에 원통 형상인 폴리머 본더의 본더 본체를 끼우고, 상기 본더 본체의 단부 가장자리로부터 내측으로 연장된 본더 스토퍼까지 상기 결합용 파이프의 단부를 밀착시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 연결방법.
청구항 15 또는 청구항 16에 있어서,
상기 제1 단계는,
상기 결합용 파이프의 외경과 상기 피팅 커버의 내경 차이를 감안하여 상기 결합용 파이프의 단부 외주면에 띠 형상의 본더 테이프인 상기 폴리머 본더를 복수회 권취하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 연결방법.
청구항 15 또는 청구항 16에 있어서,
상기 폴리머 본더는,
메틸메타크릴레이트(Methyl methacrylate:NMA) 부타디엔 고무 계열의 수지에 극성매개체의 입자를 분산시켜 제작되는 것을 특징으로 하는 파이프 연결방법.
청구항 19에 있어서,
상기 극성매개체는,
메타크릴레이트(Meth-acrylate;MA), 비닐아세테이트(Vinyl acetate:VA), 무수말레익산(Maleic anhydride :MA), 메틸메타크릴레이트(Methyl methacrylate:NMA) 중 하나 또는 적어도 하나 이상의 조합인 것을 특징으로 하는 파이프 연결방법.
청구항 15에 있어서,
상기 제2 단계는,
상기 폴리머 본더가 결합된 상기 결합용 파이프의 단부를 상기 피팅 커버의 중간부 내주면을 따라 돌출된 제1 리브 스토퍼까지 삽입하여 밀착시키며,
상기 피팅 커버의 양단부 내주면에는 각각 상기 제1 리브 스토퍼측을 향하여 경사지게 절결된 제1 인입 테이퍼부가 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 파이프 연결방법.
청구항 21에 있어서,
상기 제2 단계는,
상기 폴리머 본더의 외면에 양단 관통인 원통 형상의 중간 부싱을 밀착 결합시켜 상기 결합용 파이프의 단부 외측에 배치시키는 과정을 더 포함하며,
상기 중간 부싱의 외주면은 상기 피팅 커버의 내주면과 밀착되는 것을 특징으로 하는 파이프 연결방법.
청구항 16에 있어서,
상기 제2 단계는,
상기 폴리머 본더의 중앙부 내측에 상기 제3 리브 스토퍼가 배치되도록 상기 폴리머 본더의 위치를 조정하는 과정을 더 포함하며,
상기 피팅 커버의 일단부 내주면에는 상기 피팅 커버의 타단부측을 향하여 경사지게 절결된 제2 인입 테이퍼부가 형성되고,
상기 피팅 커버의 타단부 내주면을 따라 제2 리브 스토퍼가 돌출되는 것을 특징으로 하는 파이프 연결장치.
청구항 15 또는 청구항 16에 있어서,
상기 제3 단계에서 상기 피팅 커버의 외주면에 열이 가해지는 온도는 220 내지 300℃인 것을 특징으로 하는 파이프 연결장치.