KR20150055910A - 하이브리드 접합을 이용한 파이프 연결 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예는 제1배관의 인입부를 확관시키는 과정과, 상기 인입부에 인입되는 제2배관의 연결관부 중 일부가 확관되는 과정과, 상기 연결관부에 접착부를 도포하는 과정 및 상기 연결관부를 인입부에 위치시킨 후에 경화시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 접합을 이용한 파이프 연결 방법에 관한 것이다.

Description

하이브리드 접합을 이용한 파이프 연결 방법{Pipe connecting method using hybrid bonding}

본 발명은 하이브리드 접합을 이용한 파이프 연결 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 접착 체결과 구조적 체결을 혼용한 하이브리드 접합을 이용한 파이프 연결 방법에 관한 것이다.

일반적으로 에어컨 라디에이터 등과 같이 높은 가공성을 필요로 하는 배관에는 연성과 열전도성이 우수한 동이나 알루미늄 재질이 사용된다.

이러한 배관 중 동관과 동관 사이, 또는 동관과 알루미늄관 사이의 연결은 용접이 용이하지 않기 때문에 통상적으로 브레이징 접합이 사용된다.

도 1은 브레이징 접합을 통한 종래 배관의 연결과정을 나타내는 개략사시도이고, 도 2는 도 1의 개략단면도이다.

종래 배관의 브레이징 접합을 통한 연결과정은 다음과 같다.

배관의 연결을 위한 준비과정은 도 1의 (a) 및 도 2의 (a)와 같이 끝단이 일정한 직경으로 형성된 제2배관(10)을 형성하고, 상기 제2배관(10)의 직경보다 큰 인입부에서 점차 직경이 감소하여 제2배관(10)의 직경과 동일한 직경으로 형성되는 제1배관(20)을 형성하며, 상기 제2배관(10)의 끝단을 제1배관(20)의 인입부로 인입시키면서 제2배관(10)의 끝단 외경과 제1배관(20)의 인입부 내경 사이에 링 형태의 필러(Filler)부재(30)를 위치시키는 과정을 포함한다.

배관의 연결을 위한 준비과정이 완료되면 상기 필러부재(30)가 위치된 연결부를 가스토치로 열공급하여 접합하는 과정을 거쳐 도 1의 (b) 및 도 2의 (b)와 같은 접합 상태가 된다.

그러나, 이러한 종래 브레이징 접합은 접합부를 섭씨 450도 이상으로 가열해야 하기 때문에 산소토치, 가열로 등의 설비가 필요하며 에너지가 과다하게 소모되는 문제가 발생된다.

한편, 종래에 에폭시 등과 같은 접착제를 이용하는 접합 방법은 상온에서부터 섭씨 200도 온도범위까지 경화공정이 가능하여 산소토치, 가열로 등의 설비가 필요없어 공정이 비교적 간편하지만, 접착제 단독으로는 접합부 강도 및 내구신뢰성의 확보가 어려운 문제가 발생된다.

본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 접합을 이용한 파이프 연결 방법은 접착제를 이용하면서도 접합부 강도 및 내구신뢰성이 확보되는 접합 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일측면에 따르면, 제1배관의 인입부를 확관시키는 과정과, 상기 인입부에 인입되는 제2배관의 연결관부 중 일부가 확관되는 과정과, 상기 연결관부에 접착부를 도포하는 과정 및 상기 연결관부를 인입부에 위치시킨 후에 경화시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 접합을 이용한 파이프 연결 방법이 제공될 수 있다.

상기 제1배관의 인입부를 확관시키는 과정은 제1배관 중 제2배관과 같은 직경의 몸체에서 외측으로 외측경사확관부분이 형성된 후 다시 일정한 직경으로 형성되는 과정일 수 있다.

상기 인입부에 인입되는 제2배관의 연결관부 중 일부가 확관되는 과정은 외측경사확관부분 및 인입부의 끝단부분과 인접하게 위치될 연결관부에 확관부분이 각각 형성될 수 있다.

상기 제1배관의 인입부 끝단을 축(縮)관하는 과정이 더 포함될 수 있다.

상기 제1배관의 인입부 끝단과 제2배관의 연결관부 사이에 씰링부재가 형성되는 과정이 더 포함될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 접합을 이용한 파이프 연결 방법은 다음과 같은 효과가 발생된다.

첫째, 제2배관과 제1배관이 접착부에 의해 접착됨과 동시에 제2배관의 연결관부에 2개의 확관부분이 형성됨을 통하여 접착부에 의한 접합강도 및 수밀성 확보와, 2개의 확관부분에 의한 가장자리 접합부가 벌어지는 현상 방지 효과가 발생된다.

둘째, 종래 브레이징 접합을 통한 연결과정에서 필요한 산소토치, 가열로 등의 설비가 필요없고 에너지가 과다하게 소모되는 문제도 해결되는 효과가 발생된다.

도 1은 브레이징 접합을 통한 종래 배관의 연결과정을 나타내는 개략사시도.
도 2는 도 1의 개략단면도.
도 3은 본 발명의 실시예 중 제1실시예 과정을 나타내는 단면도.
도 4는 도 3을 통하여 형성된 파이프 연결 구조를 나타내는 단면도.
도 5는 본 발명의 실시예 중 제2실시예 과정을 나타내는 단면도.
도 6은 도 5를 통하여 형성된 파이프 연결 구조를 나타내는 단면도.
도 7은 본 발명의 실시예 중 제3실시예 과정을 나타내는 단면도.
도 8은 도 7을 통하여 형성된 파이프 연결 구조를 나타내는 단면도.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 첨부된 도면은 본 발명의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다.

그리고, 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

또한, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 3은 본 발명의 실시예 중 제1실시예 과정을 나타내는 단면도이며, 도 4는 도 3을 통하여 형성된 파이프 연결 구조를 나타내는 단면도다.

본 발명의 실시예 중 제1실시예는 도 3의 (a)와 같이 제1배관(201)의 인입부(211)를 확관시키는 제1과정(S101)과, 도 3의 (b)와 같이 상기 인입부(211)에 인입되는 제2배관(101)의 연결관부(111)에 2부분이 확관되는 제2과정(S201)과, 도 3의 (c)와 같이 상기 2개의 확관부분(121, 131) 사이에 접착부(301)를 도포하는 제3과정(S301) 및 도 3의 (d)와 같이 제2배관(101)의 연결관부(111)를 인입부(211)에 위치시킨 후에 경화시키는 제4과정(S401)을 포함한다.

상기 제1과정(S101)은 제1배관(201) 중 제2배관(101)과 같은 직경의 몸체에서 외측으로 외측경사확관부분(221)이 형성된 후 다시 일정한 직경으로 형성되는 과정이다.

그리고 상기 제2과정(S201)은 연결관부(111)의 일부가 구조적으로 확관되는 과정으로 상기 외측경사확관부분(221) 및 인입부(211)의 끝단부분과 각각 인접하게 위치될 연결관부(111)에 확관부분(121, 131)이 형성된다.

상기 확관부분(121, 131)은 접착부(301)의 취약부인 가장자리 접합부가 벌어지는 현상을 구조적으로 보강하는 작용을 한다.

상기 확관부분(121, 131)의 단면 형상은 외측으로 경사지게 증가되다가 내측으로 상기 경사 방향과 대향되게 경사지면서 형성되며, 그 밖에 다양한 볼록부 형태로 형성되는 것도 가능하다.

상기 제3과정(S301)은 2개의 확관부분(121, 131) 사이에 에폭시 등과 같은 접착제를 도포하는 과정이다.

상기 제4과정(S401)은 상온에서부터 섭씨 200도까지의 온도범위에서 진행된다.

도 4는 도 3을 통하여 형성된 파이프 연결 구조를 나타내며, 직경이 제2배관(101)의 직경보다 큰 인입부(211)가 형성된 제1배관(201)과 제2배관(101)이 결합된 상태를 나타낸다.

본 발명의 제1실시예는 제2배관(101)과 제1배관(201)이 접착부(301)에 의해 접착됨과 동시에 제2배관(101)의 연결관부(111)에 2개의 확관부분(121, 131)이 형성됨을 통하여 외력에 의해 접착부(301)의 취약부인 가장자리 접합부가 벌어지는 현상을 구조적으로 방지하고, 구조적 체결의 부족한 접합강도 및 수밀성을 접착제가 보완함으로써 접합부의 기계적 특성이 향상된다.

한편, 도 5는 본 발명의 실시예 중 제2실시예 과정을 나타내는 단면도이고, 도 6은 도 5를 통하여 형성된 파이프 연결 구조를 나타내는 단면도다.

이하에서는 제2실시예 과정 중 제1실시예 과정과 상이한 부분을 중심으로 설명한다.

본 발명의 제2실시예는 도 5의 (a)와 같이 제1배관(202)의 인입부(212)를 확관시키는 제1과정(S102)과, 도 5의 (b)와 같이 상기 인입부(212)에 인입되는 제2배관(102)의 연결관부(112) 끝단(132)이 확관되는 제2과정(S202)과, 도 5의 (c)와 같이 상기 제2과정(S202)을 거친 후에 진행되는 접착부(302)를 도포하는 제3과정(S302)과, 도 5의 (d)와 같이 제3과정(S302)을 거친 제2배관(102)을 제1배관(202)의 인입부(212)에 위치시키는 제4과정(S402) 및 도 5의 (e)와 같이 제4과정(S402)을 거친 후에 진행되는 제1배관(202)의 인입부(212) 끝단(222)을 축(縮)관하는 제5과정(S502)을 포함한다.

도 6은 도 5를 통하여 형성된 파이프 연결 구조로, 제1실시예와 상이한 부분은 제2배관(102)만 확관되어 연결부분에서 변형되는 것이 아니고, 제1배관(202)도 연결부분에서 변형된 구조를 형성한다는 점이다.

즉, 접착부(302)를 중심으로 하부에는 제2배관(102)의 확관 부분이 형성되고 상부에는 제1배관(202)의 축관 부분이 형성되어 접착부(302)의 상하부에서 내측과 외측 방향으로 접착부(302)의 취약부인 가장자리 접합부가 벌어지는 현상을 구조적으로 방지한다.

한편, 도 7은 본 발명의 실시예 중 제3실시예 과정을 나타내는 단면도이고, 도 8은 도 7을 통하여 형성된 파이프 연결 구조를 나타내는 단면도이다.

제3실시예 과정도 제1실시예 및 제2실시예 각각의 과정과 상이한 부분을 중심으로 설명한다.

본 발명의 제3실시예는 도 7의 (a)와 같이 제1배관(203)의 인입부(213)를 확관시키는 제1과정(S103)과, 도 7의 (b)와 같이 상기 인입부(213)에 인입되는 제2배관(103)의 연결관부(113) 끝단(133)이 확관되는 제2과정(S203)과, 도 7의 (c)와 같이 상기 제2과정(S203)을 거친 후에 진행되는 제2배관(103)을 제1배관(203)의 인입부(213)에 위치시키고 접착제(303)를 제2배관(103)의 연결관부(113)와 제1배관(203)의 인입부(213) 사이에 인입시키는 제3과정(S303) 및 도 7의 (d)와 같이 제3과정(S303)을 거친 후에 진행되는 제1배관(203)의 인입부(213) 끝단과 제2배관(103)의 연결관부(113) 사이에 씰링부재(403)가 형성되는 제4과정(S403)을 포함한다.

상기 씰링부재(403)는 오링(O-ring) 형태일 수 있고, 인입부(213)와 연결관부(113) 사이에서 기밀과 지지 작용을 한다.

도 8은 도 7을 통하여 형성된 파이프 연결 구조로, 제1실시예와 상이한 부분은 제2배관(103)에 확관되는 부분이 하나라는 것이고, 제2실시예와 상이한 부분은 제1배관(203)의 인입부(213)에 축관 부분이 형성되지 않고 씰링부재(403)가 형성된다는 것이다.

제3실시예는 제1실시예와 제2실시예에 비하여 확관 공정을 감소시킬 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 접합을 이용한 파이프 연결 방법은 제2배관과 제1배관이 접착부에 의해 접착됨과 동시에 제2배관의 연결관부에 2개의 확관부분이 형성됨을 통하여 접착부에 의한 접합강도 및 수밀성 확보와 2개의 확관부분에 의한 가장자리 접합부가 벌어지는 현상 방지 효과가 발생된다.

그리고 종래 브레이징 접합을 통한 연결과정에서 필요한 산소토치, 가열로 등의 설비가 필요없고 에너지가 과다하게 소모되는 문제도 해결되는 효과가 발생된다.

이상과 같이 본 발명에 따른 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

101: 제2배관 111: 연결관부
121, 131: 확관부분 201: 제1배관
211: 인입부 301: 접착부

Claims (5)

1. 제1배관의 인입부를 확관시키는 과정과,
   상기 인입부에 인입되는 제2배관의 연결관부 중 일부가 확관되는 과정과,
   상기 연결관부에 접착부를 도포하는 과정 및
   상기 연결관부를 인입부에 위치시킨 후에 경화시키는 과정
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 접합을 이용한 파이프 연결 방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1배관의 인입부를 확관시키는 과정은 제1배관 중 제2배관과 같은 직경의 몸체에서 외측으로 외측경사확관부분이 형성된 후 다시 일정한 직경으로 형성되는 과정인 것을 특징으로 하는 하이브리드 접합을 이용한 파이프 연결 방법.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 인입부에 인입되는 제2배관의 연결관부 중 일부가 확관되는 과정은 외측경사확관부분 및 인입부의 끝단부분과 인접하게 위치될 연결관부에 확관부분이 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 접합을 이용한 파이프 연결 방법.
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 제1배관의 인입부 끝단을 축(縮)관하는 과정이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 접합을 이용한 파이프 연결 방법.
5. 청구항 2에 있어서,
   상기 제1배관의 인입부 끝단과 제2배관의 연결관부 사이에 씰링부재가 형성되는 과정이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 접합을 이용한 파이프 연결 방법.
   

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