KR940007611B1

KR940007611B1 - 부동파이프

Info

Publication number: KR940007611B1
Application number: KR1019880006250A
Authority: KR
Inventors: 다케후미 다케나카지마; 가즈오 니시무라; 마모루 후지야마; 도시히로 후쿠시마
Original assignee: 조지루시 마호빈 가부시키가이샤; 이치가와 히로구니
Priority date: 1987-05-27
Filing date: 1988-05-27
Publication date: 1994-08-22
Also published as: KR880014204A; DE3863003D1; EP0293203A1; US5014752A; CA1302309C; EP0293203B1

Abstract

내용 없음.

Description

부동파이프

제 1 도는 본 발명에 따른 부동파이프의 1실시예를 나타낸 부분절개측면도.

제 2 도는 안쪽파이프가 바깥파이프에 삽입되어진 상태를 나타낸 제 1 도 부동파이프의 부분절개측면도.

제 3 도는 본 발명에 따른 부동파이프가 조립되어지는 부동급수파이프 시스템의 개략도.

제 4 도는 본 발명에 따른 부동파이프의 다른 실시예를 나타낸 부분단면도.

제 5 도는 본 발명에 따른 부동파이프의 또 다른 실시예를 나타낸 부분단면도.

제 6 도는 본 발명에 따른 부동파이프의 또 다른 실시예의 부분절개 측면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 부동파이프 2 : 지관

3, 6 : 엘보우관 4 : 배수밸브

5 : 커버 10 : 안쪽파이프

11 : 바깥파이프 12 : 팁튜브

13, 14 : 선단막힘부 15, 16 : 캡

17 : 밀봉재 21 : 급수파이프

22 : 열절연파이프 23 : 안쪽쉘

24 : 바깥쉘 27 : 선단막힘부

28 : 밀봉재 29 : 간격량

본 발명은 부동파이프에 관한 것으로, 특히 땅속에 묻힌 지관으로 부터 땅위나 건물내에 설치되는 지점까지 연결 설치되는 상수도 급수파이프에 사용되는 부동파이프에 관한 것이다.

일반적으로 배관을 통하여 흐르는 액체가 어는 것을 방지하기 위해 배관 바깥둘레를 열절연재질로 감싸 냉기로 부터 배관을 절연시키도록 되어 있으나, 이러한 절연재질 및 보호재질들을 주위상태의 변화에 따라 점진적으로 그 효력이 약화되어져 절연성질의 저하내지는 그 기능이 상실되어지게 되는바, 이와같은 이유로 인하여 열절연재질을 자주 보수해 주어야 할 뿐만 아니라 새것으로 교체해주어야 함으로써 그 유지를 위해 경비와 시간이 많이 소요되어지는 문제점이 있었다.

종래에도 이러한 문제를 해결하기 위하여 동심원의 안쪽 및 바깥파이프가 원통형으로 이루어지면서 대향된 테이퍼진 선단을 갖춘 바깥파이프에 안쪽파이프의 바깥벽부가 이 대향된 선단에 용접 접합되어지는 2중 파이프구조로서, 상기 안쪽 및 바깥파이프사이의 공간에 차있는 공기를 빼내어 열절연재를 채워넣는 기술이 일본국 공개실용신안 소59-151971호로 기히 공지되어 있는데, 이 부동파이프는 물이 결빙되어 지는 것을 방지할 수 있는 열절연성질은 탁월하나, 종래 부동파이프의 결점을 해결시키지 못한 여러가지 문제점이 있는바, 예컨대 구조의 복잡성 때문에 신뢰성있는 부동파이프를 생산하기가 곤란하였다.

즉 통상적으로 부동파이프는 2중파이프를 형성하기 위하여 안쪽파이프의 바깥벽부에 접촉되어지나 이 바깥파이프상에 설치되기에 앞서서 팁튜브내지는 흡입구를 통하여 안쪽 및 바깥파이프사이의 공간내에 차있는 공기를 빼낸 다음, 상기 팁튜브를 막거나 플랩으로 상기 흡입구를 접합시켜 부동파이프를 완성시키는 단계로 생산되어 진다. 그러나 이러한 2중파이프는 진공작용동안에 고온으로 가열되어질 뿐만 아니라, 안쪽파이프가 바깥파이프로 덮어져 있기 때문에 이 안쪽파이프의 열팽창이 바깥파이프 보다 더 작게 되어지므로서 상기 안쪽 및 바깥파이프사이의 결합부에 과응력이 발생되어지며, 이러한 과응력은 부동파이프가 냉각될때나 시효될때에 이 결합부에서 크랙을 야기시키게 되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 신뢰성과 열절연성질이 우수하면서도 쉽게 생산할 수 있을 뿐만 아니라 응력크랙의 발생을 방지하고 간단화 구조로 인해 저렴한 제조가격으로 부동 급수 공급시스템에 설치되어지는 부동파이프를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 부동파이프는 양쪽 대향된 선단부위가 개구된 안쪽파이프와, 이 안쪽파이프 둘레에 환상형공간을 형성시키기 위하여 상기 안쪽파이프둘레에 축방향으로 연장된 바깥파이프 및, 상기 환상형공간에 선단막힘벽을 설치하기 위하여 바깥파이프의 한쪽선단과 안쪽파이프의 바깥벽부사이를 연결하는 1대이상의 선단막힘부로 이루어지면서, 상기 환상형공간의 내부가 진공으로 되어 있다.

또한 본 발명의 제 1 실시예에 있어서 상기 부동파이프의 바깥파이프는 안쪽파이프의 바깥직경과 거의 동일한 직경을 갖도록 그 한쪽선단이 테이퍼져 상기 안쪽파이프의 바깥벽에 연결되어져 있는데, 이 경우 상기 바깥파이프의 다른쪽선단은 안쪽파이프의 바깥벽부로 부터 연장된 선단막힘부에 의해 밀봉되어져 있으므로 상기 안쪽 및 바깥파이프와 선단막힘부에 의해 형성된 공간은 진공상태를 유지하게 되어있다.

그리고 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 상기 부동파이프는 원통형의 바깥파이프와, 이 바깥파이프에 동심적으로 연장된 안쪽파이프 및, 신장된 원통형 공간에 선단막힘벽들을 설치하기 위하여 안쪽파이프의 바깥벽부와 바깥파이프의 선단사이를 연결하도록 상기 바깥파이프의 양선단에 배치된 2개의 선단막힘부로 이루어지되 상기 공간내에는 열절연체가 내장되어져 있다.

상기 막힘선단부는 통상적으로 2개의 원통형부를 구성하는 원통형부재와 상기 2개의 원통형부재를 연결하는 링부의 형태로 이루어지되 그 단면은 U형단면, M형단면, Z형단면이나 이들과 비슷한 다른 단면으로 되어져 있다.

또한 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면 바깥벽부, 즉 안쪽파이프의 진공공간과 접하는 면쪽은 박막, 필름내지는 용착층형태의 열반사재질이 붙어 설치되어 있는바, 이 열반사재질은 알루미늄박막, 구리박막 화학적 혹은 물리적 용착된 은 코팅 및, 이들과 유사한 재질들로 되어져 있다.

또한, 이 실시예의 부동파이프는 양쪽선단들이 개구된 급수파이프와 이 급수파이프 둘레공간에 설치되어 상기 급수파이프둘레에 연장된 열절연파이프로 이루어지되, 상기 열절연파이프는 양쪽선단들이 개구된 안쪽쉘과 이 안쪽쉘둘레에 환상형공간을 형성하도록 상기 안쪽쉘둘레에 축방향으로 연장된 바깥쉘 및 상기 환상형공간에 막힘선단벽을 설치하기 위하여 바깥쉘의 한쪽선단과 안쪽쉘의 바깥벽부사이를 연결하는 1개이상의 선단막힘부로 이루어지고 상기 2개의 쉘사이에 형성된 공간내에는 공기가 취출되어져 진공상태를 유지하도록 되어 있다.

또한 상기 열절연쉘은 급수파이프둘레에 연장되어지면서 고정부재를 매개로 급수파이프에 그 한쪽선단이 동일축상으로 부착되어진다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

제 1 도를 참조하면, 본 발명의 1실시예로 도시된 부동파이프(1)는 이격된 동심파이프로서, 안쪽파이프(10)둘레에 신장된 원통형공간(S)을 형성하기 위하여 바깥파이프(11)의 양쪽선단에 선단막힘부(13, 14)가 연결되어진 안쪽 및 바깥파이프로 이루어지되 상기 안쪽파이프(10)둘레에 형성된 공간(S)내에 진공의 절연성질이 열을 유지시키도록 되어져 있으며, 상기 안쪽파이프(10)는 그 한쪽끝이 가옥급수지관에, 다른쪽끝은 수도꼭지에 각각 연결되어 있다.

상기 안쪽파이프(1)에는 열을 반사하도록 진공공간(S)에 접한 바깥주면에 구리박막이 부착되어져 있는데, 이 구리박막은 알루미늄박막내지는 화학적 은판 혹은 이들과 유사한 재질로 대체될 수가 있다.

또 상기 안쪽파이프(10)는 통상적인 급수파이프로 사용되어질때 1mm의 두께로 내경이 22mm인 스테인레스강철로 만들어지는바, 여기서 부동파이프가 길게 되어있다면, 상기 안쪽 및 바깥파이프(10, 11)의 일정한 간격을 유지시키면서 이들의 접촉을 방지하기 위해 상기 안쪽파이프(10)상에 여러개의 스페이서를 사용할 수 있음은 물론이다.

한편, 상기 바깥파이프(11)는 안쪽파이프(10)에 동축상에 놓여지면서 그 둘레에 동심원으로 연장되어 이의 양쪽선단에서 선단막힘부(13, 14)의 바깥원통부에 용접밀봉내지는 이와 유사한 수단으로서 접합되어진다.

그리고 상기 바깥파이프(11)는 1.2mm의 두께로 내경이 42mm인 스테인레스강철로 만들어지는바, 이 바깥파이프(11)의 윗쪽측면에는 공기를 뽑아내기 위해 구리재질의 팁튜브(12)가 설치되어져 있는데, 일반적으로 상기 팁튜브(12)의 아래쪽부위에는 바깥파이프(11)의 내부벽부상에 게터(getter, 도면에 도시되어 있지 않음)가 설치되어진다.

상기 선단막힘부(13, 14)는 각각 링부(13a 혹은 14a)와 안쪽원통부(13b 혹은 14b) 및 바깥원통부(13c 혹은 14c)를 갖춘 U형 단면의 스테인레스강철로 된 원통부인데, 여기서 상기 선단막힘부(13, 14)의 안쪽원통부(13b, 14b)는 안쪽파이프(10)의 외경보다 거의 동일하거나 약간 큰 내경으로 되어 있는 반면, 상기 바깥원통부(13c, 14c)는 바깥파이프(11)의 내경보다 거의 동일하거나 약간 작은 외경으로 되어 있으며, 상기 선단막힘부(13, 14)들을 덮기 위해 안쪽파이프(10)에는 스테인레스강철의 캡(15, 16)이 끼워 장착되어지고, 상기 선단막힘부(13,14)와 캡(15,16)사이에 형성된 공간내에는 밀봉재(17)가 채워진다.

그리고 상기 밀봉 팁튜브(12)는 캡(16)의 아래쪽원통부와 다른 캡(18)에 의해 보호되어지며, 또 다른 캡(19)으로 대체되어질 수 있다. 그리고 참조부호 20은 상기 캡(19)내에 채워진 밀봉재를 나타내며, 이러한 캡들은 부동파이프의 열절연성질을 개선시킨다.

이어 본 발명 부동파이프는 다음 아래에서 설명하는 방식으로 생산되어지는바, 즉 우선 선단막힘부(13)는 이의 원통부(13b, 13c)의 자유단들이 바깥쪽방향으로 접하여지도록 안쪽파이프(10)상에 장착되어진 다음 접촉 A부위가 이 안쪽파이프(10)에 용접 접합되어지는 반면, 다른 상기 선단막힘부(14)는 이의 원통부들의 자유단들이 바깥쪽방향으로 접하여 지도록 바깥파이프(11)의 1개 개구부위내에 장착되어지고, 이어 상기 바깥파이프(11)의 상부 오른쪽선단의 안쪽주변벽에 접촉 B부위가 용접 접합되어진 다음, 상기 바깥파이프(11)는 안쪽파이프(10)의 상부선단이 설정된 간격으로 이 선단막힘부(14)뒷쪽으로 돌출되어질 때까지 이 안쪽파이프(10)의 상부 오른족 선단으로 부터 안쪽파이프(10)에 장착되어진다.

그런 다음 상기 안쪽 및 바깥파이프(10, 11)가 동심적으로 배치정렬되어진 후, 상기 선단막힘부(13, 14)(13, 14)들은 각각 바깥파이프(11)의 내부벽부와 안쪽파이프(10)의 바깥벽부에 C, D부위에 맞붙여져 상기 안쪽파이프(10)둘레에 환상형공간(S)을 형성시킨다.

이와같은 맞춤 단계동안에는 상기 안쪽 및 바깥쪽 파이프(10, 11)의 팁선단들이 서로 접촉하지 않으므로서 상기 안쪽파이프(10) 내지는 바깥파이프(11)상에 설치된 게터와 구리박막을 손상시키지 않으면서 손쉽고 원활하게 2중벽구조의 파이프로 형성시킬 수가 있다.

이러한 2중벽파이프에는 진공펌프(도면에 도시되어 있지 않음)가 팁튜브(12)에 연결되어져 상기 공간(S)내에 차있는 공기를 뽑아내도록 되어 있다.

어느 정도까지 상기 공간(S)내에 차있는 공기를 뽑아낸후, 파이프를 약 450℃로 유지된 노속에 위치시켜 이 온도에서 상기 공간(S)내에 공기를 뽑아내도록 가열시킨다.

이어 상기 팁튜브(12)를 밀봉한 후 2중벽파이프를 냉각시키면 부동파이프가 완성되어진다.

여기서 상기 노속에서 2중벽파이프를 가열할때 상기 노의열은 처음에 바깥파이프(11)의 온도를 상승시키고, 이어 안쪽파이프(10)의 온도를 상승시키므로서 상기 바깥파이프(11)는 안쪽파이프(10)에 비해 더큰 열팽창을 받게 되어진다. 이러한 이유로 인하여 상기 선단막힘부(13, 14)들은 제 1 도의 화살표 a, b로 도시된 바와같이 응력이 작용되어 변형되어지는 한편, 이와반대로 상기 파이프를 냉각시킬때 바깥파이프(11)는 이 바깥파이프(11)의 더 큰 냉각율로 인해 안쪽파이프(10)에 비해 더 큰 수축이 이루어지게 되어지므로서, 상기 선단막힘부(13, 14)들은 제 1 도의 화살표 a', b'로 도시된 방향으로 반대로 응력이 작용되어 변형되어지게 된다.

위에서 설명한 바와같이 상기 안쪽 및 바깥파이프에 발생된 열응력은 선단막힘부(13, 14)들에 의해 흡수되어지므로서 생산과정동안에 파이프의 용접부위를 크랙으로 부터 보호할 수가 있게 된다.

또한 이 실시에에서 상기 선단막힘부(13, 14)들은 U형 단면으로 설계되어 있지만 이들 부재의 형상은 다른형상으로 할 수 있는바, 예컨대 상기 1개의 선단파이프를 안쪽 및 바깥파이프(10, 11)의 두께보다 더 얇은 두꼐로 설계되어진다면 제 4 도에 도시된 단면형상으로 할 수 있으며, 또한 이들 선단막힘부는 제 5 도에 도시된 바와같이 M형단면으로 할 수 있는데, 이들 경우에도 거의 유사한 효과를 얻을 수 있다.

더욱이 공기취출은 공지의 진공로를 사용하여 이용할 수 있는바, 이 경우에 있어서 2중벽파이프는 약 1000℃의 온도로 가열된 진공로에서 열을 받게 되어 미리 바깥파이프에 설치된 진공흡입구를 통해 뽑아진 다음, 이 흡입구를 이 흡입구에 설치된 마개부재를 이용하여 적당한 지지부재를 매개로 막아버린다.

이와같이 조립완성되어진 부동파이프는 제 3 도에 도시된 바와같이 부동급수파이프시스템을 구성하도록 3방밸브 내지는 콕크와 조립되어 상수도관에 이용되어지는바, 여기서 부동급수파이프시스템은 부동파이프(1)와 이에 엘보우관(6)을 통하여 연결된 배수밸브(4)로 이루어져 있다. 상기 배수밸브(4)는 땅속과 연통된 배수입구(41)가 형성되어 있으면서 지면아래에 배설된 지관(6)에 설치되어지는 다른 엘보우관(3)에 그 입구가 연결되어져 있다.

상기 부동파이프(1)는 건물의 바닥부를 통하여 상기 엘보우관(6)으로 부터 건축물(100)내지는 가옥 내부(101)에 수직방향으로 연장되어 적당한 높이로 돌출되어지는데, 상기 부동파이프(1)의 아래쪽선단은 설치되어지는 지점까지 연장된 내부급수파이프(103)에 연결되고 이 내부급수파이프(103)의 끝부위에는 수도꼭지(102)가 설치되여 있다.

실제 사용에 있어서, 상기 지관(2)은 배수밸브(4)를 통하여 부동파이프(1)에 연결되고 상기 배수밸브(4)의 배수입구(41)는 커버(5)속으로 연장된 축(53)을 통하여 핸들(52)로 작동되어지는 밸브디스크(53)에 의해 막혀져 있다. 따라서 지관(2)을 통해 공급된 물을 상기 수도꼭지(102)가 열려질때 부동파이프(1)내로 흘르게 되어 수도꼭지(102)를 통하여 물이 공급되어지나, 물이 장시간 공급되어지지 않을 때에는 상기 핸들(52)을 이용하여 밸브디스크(54)로 밸브(4)의 입구를 막으면서 배수입구(41)를 개방시키면, 상기 부동파이프(1)내에 남아있는 물은 배수입구(41)를 통하여 땅속으로 배출되어진다.

그러나, 상기 부동파이프내에 있는 물이 진공열절연성질에 의해 얼지 않기 때문에 이 부동파이프(1)내에 있는 물을 배출시킬 필요는 없다.

실제로 본 발명 부동파이프(1)를 사용하여 이 부동파이프의 양선단부를 제외한 대부분의 부동파이프가 -30℃에서 약 80시간 동안 냉각시킨 결과 물이 얼어 붙어지는 것이 방지되어지는 결빙시험이 나왔는데, 이 시험동안 상기 부동파이프의 양선단부들은 약 5℃를 유지시켰다.

제6도를 참조하면, 본 발명 부동파이프의 또 다른 실시예로서, 이 부동파이프(1)는 양선단들이 개방된 급수파이프(21)와 이 급수파이프(21)둘레에 연장된 원통형 연결연파이프(22) 및 공기가 취출되어 진공공간(S)을 갖춘 2중벽파이프구조로 이루어져 있는바, 상기 열절연파이프(22)는 고정부재내지는 간격링(29)에 의해 급수파이프(21)에 그 한쪽선단이 고정되어져 있다.

상기 열절연파이프(22)는 양선단부가 개방된 안쪽쉘(23)과, 이 안쪽쉘(23)둘레에 축방향으로 연장되어 있으면서 상기 안쪽쉘(23)을 둘러싼 환상형간격(S)을 형성하는 바깥쉘(24) 및 상기 환상형간격에 선단막힘벽을 설치하기 위하여 바깥쉘(24)의 한쪽선단과 안쪽쉘(23)의 바깥벽부사이를 연결하는 1개의 선단막힘부(27)로 이루어져 있으며, 상기 바깥쉘(24)의 다른쪽선단은 그 선단벽에 의해 상기 안쪽쉘(23)에 직접연결되어져 있다.

또한 상기 선단막힘부(27)는 링부(27a)와 안쪽원통부(27b) 및 바깥원통부(27c)로 이루어진 U형단면의 원통형부재로 되어 있는데, 상기 안쪽원통부(27b)는 안쪽쉘(23)의 외경보다 약간 크거나 동일한 내경으로 되어 있는데 반하여, 상기 바깥원통부(27c)는 바깥쉘(24)의 내경보다 약간 작거나 동일한 외경으로 되어 있으며, 상기 막힘선단부(27)와 팁튜브(12)를 덮기위하여 안쪽쉘(23)상에는 캡(26)이 부착되어 있고, 상기 선단막힘부(27)와 캡(26)사이에 형성된 공간내에는 적당한 밀봉재(28)가 채워져 있다.

그리고 상기 팁튜브(12)는 캡(18, 26)들에 의해 보호되어진다.

이상과 같이 본 발명에 따른 부동파이프는 과응력이 작용할때 안쪽 및 바깥파이프가 축방향으로 팽창 및 수축하여 선단막힘부를 변형시키기 때문에 용접부위에 균열이나 크랙을 야기시키지 않고, 간단한 방법으로 생산되어지는 잇점이 있다.

Claims

양쪽선단에 개구부를 갖춘 안쪽파이프(10)와, 이 안쪽파이프(10) 둘레에 축방향으로 연장되어 상기 안쪽파이프(10)를 둘러싸 환상형공간(S)을 형성하는 바깥파이프(11) 및, 상기 환상형공간(S)에 선단벽부를 부착하기 위하여 바깥파이프(11)의 한쪽선단과 안쪽파이프(10)의 바깥벽사이를 연결하는 1개이상의 선단막힘부(13, 14)로 이루어지면서, 상기 환상형공간(S)의 내부가 진공으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 부동파이프.
제 1 항에 있어서, 상기 안쪽파이프(10)의 진공환상형공간(S)과 접하는 면은 열반사층으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 부동파이프.
제 1 항에 있어서, 상기 바깥파이프(11)는 거의 양선단이 테이퍼지되, 이 테이퍼진 선단이 안쪽파이프(10)의 바깥벽부에 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 부동파이프.
제 1 항에 있어서, 상기 2개의 막힘선단부(13, 14)에는 바깥파이프(11)의 대향된 양선단에 설치되어지는 각각의 안쪽 및 바깥원통부(13b, 14b, 13c, 14c)로 이루어지되 상기 바깥원통부(13c, 14c)는 바깥파이프(11)의 내부벽에, 상기 안쪽원통부(13b, 14b)는 안쪽파이프(10)의 바깥벽에 부착되어지는 것을 특징으로 하는 부동파이프.
양선단에 개방부를 갖춘 급수파이프(21)와 이 급수파이프(21)둘레에 연장되어 상기 급수파이프(21)를 둘러싼 공간(S)에 설치되어지는 열절연파이프(22)로 이루어지되, 상기 연절연파이프(22)는 양선단에 개구부를 갖춘 안쪽쉘(23)과 이 안쪽쉘(23)둘레에 축방향으로 연장되어 상기 안쪽쉘(23)을 둘러싸면서 환상형공간(S)을 형성하는 바깥쉘(24) 및 상기 환상형공간(S)에 선단막힘벽을 설치하기 위하여 바깥쉘(24)의 한쪽 선단과 안쪽쉘(23)의 바깥벽부사이를 연결하는 1개이상의 막힘선단부(27)로 이루어지면서, 상기 2개의 쉘(23, 24)사이에 형성된 공간(S)내부가 진공으로되어 있는 것을 특징으로 하는 부동파이프.
제 5 항에 있어서, 상기 열절연파이프(22)는 고정부재인 간격링(29)에 의해 급수파이프(21)에 그 한쪽선단이 설치되어지는 것을 특징으로 하는 부동파이프.