KR101163495B1 - 정렬 기능을 가지는 전기 융착식 파이프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정렬 기능을 가지는 전기 융착식 파이프에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기 융착하고자 하는 파이프 상호 간의 중심이 자동 정렬을 이루도록 하여 파이프 둘레의 융착균일성 및 융착품질을 향상시킬 수 있도록 한 정렬 기능을 가지는 전기 융착식 파이프에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 상호 이음을 위한 복수의 제1파이프 및 제2파이프로 구분되되, 상기 제1파이프의 일 선단에 일체로 형성됨으로써, 상기 제2파이프의 끼워맞춤식 이음결합이 가능토록 된 내경 확장형 이음관부; 상기 이음관부의 내주연부에 설치된 채로, 전기 융착을 위해 발열되는 코일; 상기 코일과 전기적으로 접속되도록, 상기 이음관부에 삽입 장착되는 다수의 단자핀; 및, 상기 이음관부 내경면과 상기 제2파이프의 외경면 사이에 끼움됨에 따라 상기 이음관부의 중심에 상기 제2파이프의 중심을 정렬시킬 수 있게 된 다수의 정렬편;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

정렬 기능을 가지는 전기 융착식 파이프{ELECTROFUSION TYPE PIPE HAVING ALIGNING FUNCTION}

본 발명은 정렬 기능을 가지는 전기 융착식 파이프에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기 융착하고자 하는 파이프 상호 간의 중심이 자동 정렬을 이루도록 하여 파이프 둘레의 융착균일성 및 융착품질을 향상시킬 수 있도록 한 정렬 기능을 가지는 전기 융착식 파이프에 관한 것이다.

일반적으로, 주택과 도로 등의 생활기반시설에는 식수 공급 및 오수 처리용 상?하수관이나 통신케이블의 이동통로 역할을 위한 파이프(Pipe)를 지중매설(地中埋設 : 땅속에 파묻음)하는 배관공사(管道工程, Piping work)를 실시하기 마련이다.

이러한 배관공사는, 굴삭기(掘削機, Excavator, 포크레인) 등과 같은 중장비를 이용한 지반의 터파기(Cutting / Excavation, 掘鑿)로 파이프 매설관로를 형성한 다음, 그 매설관로 안으로 정해진 규격의 파이프 다수를 배치시켜 놓고 인력에 의한 파이프이음(Pipe joint, 이하 "이음작업"이라 함) 작업의 실시 후, 터파기한 지반을 다시 되메우기(Backfilling, 覆土)하는 것으로 최종 마무리한다.

여기서, 상기 이음작업은 파이프 연결부위의 조립성 및 내구성 증대와 더불어 누수방지의 목적을 위한 것인바, 대표적인 방식에는 용접이음과 납땜이음 등의 영구결합방식이 있으며, 이 밖에도 파이프를 서로 플랜지 결합시키는 플랜지이음, 나사결합 방식을 이용한 나사이음, 신축관을 이용한 신축이음 등의 분해결합방식이 있다.

한편, 전술한 이음작업이 필요한 파이프 중 누출시 화재 및 폭발의 위험성이 높은 가스 등을 이송시키는 파이프 배관의 경우, 기밀을 완벽하게 유지하여야 하므로 이를 위해 전기 융착식 이음관이 널리 사용되고 있다.

상기한 전기 융착식 이음관은, 코일(Coil)에 의해 전기에너지를 열에너지로 변환하여 열가소성 재질로 이루어진 파이프 융착으로 연결됨으로써, 기밀을 유지하도록 하며, 이를 위해 상기한 코일에는 전기 공급을 위한 단자핀이 더 구비된다.

그러나, 파이프의 삽입 및 융착을 위한 연결부위로부터 갭(Gap)이 필연적으로 발생할 수밖에 없는 바, 파이프 상호 간의 중심정렬을 위한 어떠한 수단도 마련되어 있지 않아 전기 융착 과정에서의 파이프 자중이나 외력의 작용 또는 파이프의 비틀림현상으로 인해 파이프 상호 간의 중심이 불일치하게 되고, 이로써 파이프 둘레의 융착균일성을 저하시켜 융착품질을 현저하게 떨어뜨리는 문제점이 있어 왔다.

또한, 이와 같은 전기 융착식 이음관에 의한 융착품질의 감소로 인한 내구성 저하 및 유체의 누설을 유발할 뿐만 아니라, 이렇게 누설되는 유체가 인화성 가스일 경우 화재나 폭발 사고의 위험을 초래한다.

이와 함께, 상기한 이음관 이용시, 상호 이음의 대상이 되는 파이프 상호 간의 융착을 위한 이음부위 추가 및 그에 따른 누설의 가능성 증가는 물론, 별도 구성품 구비에 따른 작업과정의 번잡성과 함께 공사비용 상승의 주원인이 되어 왔다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 융착하고자 하는 파이프 이음작업과 동시에 파이프 상호 간의 중심이 자동 정렬되도록 함으로써, 파이프 둘레의 융착균일성을 향상시키고 융착품질을 높이며, 이음부위의 내구성을 증대시켜 유체의 누설을 차단할 수 있도록 하는 정렬 기능을 가지는 전기 융착식 파이프를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 상호 이음을 위한 복수의 파이프 중 어느 하나의 파이프 선단에 다른 파이프의 이음작업을 위한 이음관부를 일체화하여, 별도의 이음관 구비에 따른 이음부위의 추가발생 방지와 더불어 그로 인한 파이프 이음작업이 보다 편리하고 신속할 수 있도록 하는 정렬 기능을 가지는 전기 융착식 파이프를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 상호 이음을 위한 복수의 제1파이프 및 제2파이프로 구분되되, 상기 제1파이프의 일 선단에 일체로 형성됨으로써, 상기 제2파이프의 끼워맞춤식 이음결합이 가능토록 된 내경 확장형 이음관부; 상기 이음관부의 내주연부에 설치된 채로, 전기 융착을 위해 발열되는 코일; 상기 코일과 전기적으로 접속되도록, 상기 이음관부에 삽입 장착되는 다수의 단자핀; 및, 상기 이음관부 내경면과 상기 제2파이프의 외경면 사이에 끼움됨에 따라 상기 이음관부의 중심에 상기 제2파이프의 중심을 정렬시킬 수 있게 된 다수의 정렬편;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 이음관부에는, 걸림부가 내측에 마련된 다수의 삽입홀이 측부에 관통형성되고, 끝단으로 갈수록 내주연의 직경이 증가하도록 경사진 가이드부가 일단 내주연에 형성되며, 상기 가이드부가 형성된 끝단의 외주연에는 이탈방지돌기가 형성되며, 상기 단자핀은, 상기 삽입홀에 삽입되되, 상기 이음관부의 내측으로부터 끼워맞춤시 또는 상기 제1,2파이프를 통해 전달되는 유체압력에도 상기 이음관부 외측으로 분리이탈됨을 방지하도록 상기 걸림부에 결착고정되는 걸림턱이 형성되고, 상기 정렬편은, 상기 이음관부와 상기 제2파이프 사이 갭에 삽입되는 삽입단이 상기 가이드부의 기울기에 대응하는 기울기를 가지는 한편, "ㄷ"자 형태임에 따라 상기 가이드부가 형성된 끝단을 감싸도록 끼워지고, 상기 이탈방지돌기에 걸리도록 일단에 걸림돌기가 형성되는 것을 특징으로 한다.

이상의 설명에서 분명히 알 수 있듯이, 본 발명의 정렬 기능을 가지는 전기 융착식 파이프는, 융착하고자 하는 파이프 상호 간의 중심이 자동 정렬이 가능함을 통해, 파이프 둘레의 융착균일성 및 융착품질을 크게 향상시킬 수 있으면서도 이음부위에 대한 내구성을 증대시켜 유체 누설로 인한 사고발생 위험을 완벽히 예방할 수 있도록 하는 효과를 가져다준다.

이와 함께, 파이프 이음작업을 위한 별도의 이음관 구성생략을 통해, 파이프 이음작업시의 구성부품을 최소화할 수 있음으로 인한 배관공사 비용의 절감과 동시에 상기 이음관 이용에 따른 이음부위 증가의 문제점 해소는 물론 그로 인한 단일 이음부위의 전기 융착만으로도 복수의 파이프를 간단하고도 신속하게 이음결합할 수 있는 등의 이음작업의 편의성 극대화의 효과를 나타내는 아주 유용한 발명이다.

도 1은 본 발명에 따른 정렬 기능을 가지는 전기 융착식 파이프의 전체구조를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 정렬 기능을 가지는 전기 융착식 파이프의 이음관계를 나타낸 분해사시도.
도 3은 본 발명에 따른 정렬 기능을 가지는 전기 융착식 파이프의 주요부를 나타낸 확대단면도.
도 4는 본 발명에 따른 정렬 기능을 가지는 전기 융착식 파이프에 있어서, 단자핀의 결합구조를 나타낸 요부확대단면도.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

첨부도면 중 도 1은 본 발명에 따른 정렬 기능을 가지는 전기 융착식 파이프의 전체구조를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 정렬 기능을 가지는 전기 융착식 파이프의 이음관계를 나타낸 분해사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 정렬 기능을 가지는 전기 융착식 파이프의 주요부를 나타낸 확대단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 정렬 기능을 가지는 전기 융착식 파이프에 있어서 단자핀의 결합구조를 나타낸 요부확대단면도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 정렬 기능을 가지는 전기 융착식 파이프는, 상호 이음을 위한 복수의 제1파이프(10-1) 및 제2파이프(10-2)로 구분되되, 상기 제1파이프(Pipe; 10-1)의 일 선단에 일체로 형성됨으로써 상기한 제2파이프(10-1)의 끼워맞춤식 이음결합이 가능토록 된 내경 확장형 이음관부(110)와, 상기 이음관부(110)의 내주연부에 설치된 채로 전기 융착을 위해 발열되는 코일(120)과, 상기 코일(120)과 전기적으로 접속되도록 상기 이음관부(110)에 삽입 장착되는 다수의 단자핀(130)과, 상기 이음관부(110) 내경면과 상기 제2파이프(10-2)의 외경면 사이에 끼움되는 다수의 정렬편(140)을 포함하여 구성된다.

이음관부(110)는, 상기 제2파이프(10-2)의 일 선단을 내부로 끼워맞춤할 수 있도록 상기한 제2파이프(10-2)의 외경 크기와 동일하거나 큰 내경 크기를 형성하고, 상기 단자핀(130)을 장착할 수 있는 다수의 삽입홀(111)이 수직으로 관통형성되며, 상기 삽입홀(111) 내에는 상기한 단자핀(130)의 분리방지를 위한 걸림부(112)가 더 형성될 수 있다.

여기서, 상기 걸림부(112)는, 상기한 삽입홀(111) 내로 상기 단자핀(130)을 장착하되, 상기 이음관부(110)의 내경 측으로부터 외경 측 방향으로 끼움장착할 경우의 최대 삽입위치 선정을 위한 단턱인 것이 바람직하다.

또한, 상기 삽입홀(111)은, 상기 이음관부(110)의 일 부위로부터 길이방향을 따라 일정 간격을 두고 일렬을 이루도록 한 쌍으로 형성되거나, 다수의 쌍으로 형성될 수 있다.

그리고, 상기 제2파이프(10-2)의 삽입이 용이토록 하기 위하여, 상기 이음관부(110)의 선단부 내주연에는, 끝단으로 갈수록 내주연(內周緣)의 직경을 증가시키는 경사형 가이드부(113)가 형성되어 있다.

코일(120)은, 상기 이음관부(110)의 내주연을 따라 권선(捲線, Winding wire)되도록 설치되고, 상기한 이음관부(110)와 상기 제2파이프(10-2) 사이에서 발열토록 상기 제2파이프(10-2)의 외주연(外周緣)에 위치하여 전기의 공급에 의해 융착에 필요한 열을 제공하며, 상기 단자핀(130)의 각 쌍에 대응하는 개수로 구비되어 상기 이음관부(110)의 내주연에서 길이방향을 따라 다수로 배열되도록 설치될 수 있다.

한편, 상기 코일(120)은 이음관부(110)의 내주연에 설치하기 위해, 일 예로 상기 이음관부(110)의 내주연을 따라 장착홈(132)을 형성할 수 있으며, 다른 예로서 이음관부(110)의 사출성형시 내주연에 일체로 권선될 수 있다.

단자핀(130)은, 다수, 예컨대 코일(120) 개수에 대응하는 쌍으로 이루어지고, 상기 삽입홀(111) 각각에 이음관부(110)의 내측으로부터 외측을 향하여 삽입되되, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 이음관부(110)로부터 외측으로 이탈됨을 방지하도록 한 상기 걸림부(112)에 대응하는 걸림턱(131)이 형성된다. 이로써, 상기 제2파이프(10-2)을 통해 전달되는 유체의 압력에도 상기 이음관부(110) 외측으로의 분리이탈이 미연에 방지되는 것이다.

또한, 상기한 단자핀(130)은, 상기 코일(120)의 그 끝단과의 전기적 접속을 이루기 위해, 황동 등과 같은 전도성 재질로 이루어짐이 바람직하다.

이와 함께, 상기 단자핀(130)의 둘레에는, 다수의 장착홈(132)이 길이방향을 따라 간격을 두고서 형성되고, 상기 장착홈(132) 각각에는 상기한 실링부재(150)가 장착된다.

여기서, 상기 실링부재(150)는, 상기한 장착홈(132)에 삽입된 상태로 상기 삽입홀(111)의 내주연에 밀착됨으로써, 상기 단자핀(130)과 삽입홀(111) 사이의 기밀이 유지되도록 하고, 일례로 링 형태로 이루어져서 기밀유지를 위한 밀착력을 높이일 수 있도록 탄성을 갖는 합성고무 혹은 합성수지 등의 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

더하여, 상기 단자핀(130)은, 상기 코일(120) 끝단의 삽입을 위한 접속홈(133)이 일 측의 중심부에 형성되고, 상기 접속홈(133)으로부터 코일(120)이 분리되지 않도록 하기 위한 쐐기형 고정편(134)이 더 구비될 수 있다. 이와 달리, 상기 코일(120)의 끝단은 스팟용접, 솔더링 등에 의하여 접속될 수도 있음이 가능하다.

상기 정렬편(140)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기한 이음관부(110)와 제2파이프(10-2) 사이의 갭(G)을 따라 간격을 두고 다수 끼움장착됨에 따라, 상기 이음관부(110)의 중심에 상기 제2파이프(10-2)의 중심을 정렬시킬 수 있게 된다. 이를 위해, 상기 이음관부(110)의 외경 끝단에는 상기 정렬편(140)의 분리방지를 위한 이탈방지돌기(114)가 형성된다.

정렬편(140)은, "ㄷ"자 형태로 이루어져서 상기 이음관부(110)에서 가이드부(113)가 형성된 끝단을 감싸도록 끼워지고, 상기 이탈방지돌기(114)에 걸리도록 일단에 걸림돌기(142)가 형성되며, 갭(G)에 삽입되는 삽입단(141)이 가이드부(113)의 기울기에 대응하는 기울기를 갖는다.

참고로, 상기 정렬편(140)은, 상기한 걸림돌기(142)가 상기 이탈방지돌기(114)에 용이하게 걸릴 수 있도록 어느 정도 변형이 가능함과 아울러 이러한 변형에 대한 복원력을 가지는 재질로 제작될 수 있다.

미설명부호, (110-1)은 상기 제1파이프(10-1)의 이음관부(110) 내측으로 끼워맞춤되는 상기 제2파이프(10-2)의 끝단을 간섭하여 더 이상의 삽입이 이루어지는 것을 방지토록 하기 위한 관턱이다.

상기와 같은 구성으로 되는 본 발명에 따른 정렬 기능을 가지는 전기 융착식 파이프의 작용을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 이음관부(110)의 내측으로 이음을 필요로 하는 상기 제2파이프(10-2)을 끼워맞춤 결합한 후, 다수의 정렬편(140)을 이음관부(110)의 끝단을 따라 장착함으로써 상기한 제2파이프(10-2) 둘레에 배열되도록 한다.

이로 인해, 상기 정렬편(140)의 삽입단(141)이 제2파이프(10-2)과 이음관부(110) 사이의 갭(G)에 삽입됨으로써, 상기 이음관부(110)와 제2파이프(10-2)의 중심이 서로 자동 정렬을 이루게 되는 것이며, 상기 걸림돌기(142)가 이탈방지돌기(114)에 걸리게 됨에 따라 상기한 정렬편(140)이 쉽게 분리되지 않게 되는 것이다.

계속해서, 상기 이음관부(110)에 대한 상기 제2파이프(10-2)의 정렬을 끝마치면, 단자핀(130)에 전기케이블의 커넥터(미도시)를 연결하고, 전기케이블을 통해 단자핀(130)으로 전기를 공급함으로써, 상기 코일(120)로부터 열이 발산되도록 하여 폴리에틸렌 등과 같은 열가소성 수지로 제작된 제2파이프(10-2)가 전기 융착되어 이음관부(110)에 결합되어 기밀을 유지하도록 한다. 한편, 상기 정렬편(140)은 전기 융착을 마치면 이음관부(110)로부터 분리시킬 수 있다.

또한, 단자핀(130)에 실링부재(150)가 설치되고, 나아가서, 이러한 실링부재(150)가 상기 단자핀(130)의 외주연에 길이방향을 따라 다수로 형성되는 장착홈(132)에 각각 장착됨으로써 단자핀(130)의 설치부위를 통해서 유체가 누설되는 것을 철저히 차단할 수 있으며, 이로 인해 인화성 및 폭발성 가스 등의 유체 누설로 인해 발생할 수 있는 화재나 폭발의 위험을 사전에 방지할 수 있게 되는 것이다.

참고하여, 상기 제1파이프(10-1)의 일측에 상기한 이음관부(110)가 일체로 형성됨에 따라, 별도의 구성품으로 된 기존 이음관의 그 양측 방향으로 각각의 파이프를 연속적으로 끼워맞춤해야만 했던 작업상의 번거로움을 간단히 해결할 수 있으며, 그로 인한 작업기간 단축의 효과를 획기적으로 달성할 수 있게 되는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명을 바람직한 실시 예를 이용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범주와 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다.

10-1 : 제1파이프, 10-2 : 제2파이프
110 : 이음관부, 110-1 : 관턱
111 : 삽입홀, 112 : 걸림부
113 : 가이드부, 114 : 이탈방지돌기
120 : 코일, 130 : 단자핀
131 : 걸림턱, 132 : 장착홈
133 : 접속홈, 134 : 고정편
140 : 정렬편, 141 : 삽입단
142 : 걸림돌기, 150 : 실링부재

Claims (2)

1. 상호 이음을 위한 복수의 제1파이프 및 제2파이프로 구분되되,
   상기 제1파이프의 일 선단에 일체로 형성됨으로써, 상기 제2파이프의 끼워맞춤식 이음결합이 가능토록 된 내경 확장형 이음관부; 상기 이음관부의 내주연부에 설치된 채로, 전기 융착을 위해 발열되는 코일; 상기 코일과 전기적으로 접속되도록, 상기 이음관부에 삽입 장착되는 다수의 단자핀; 및, 상기 이음관부 내경면과 상기 제2파이프의 외경면 사이에 끼움됨에 따라 상기 이음관부의 중심에 상기 제2파이프의 중심을 정렬시킬 수 있게 된 다수의 정렬편;을 포함하여 구성되는 한편,
   상기 이음관부에는, 걸림부가 내측에 마련된 다수의 삽입홀이 측부에 관통형성되고, 끝단으로 갈수록 내주연의 직경이 증가하도록 경사진 가이드부가 일단 내주연에 형성되며, 상기 가이드부가 형성된 끝단의 외주연에는 이탈방지돌기가 형성되며,
   상기 단자핀은, 상기 삽입홀에 삽입되되, 상기 이음관부의 내측으로부터 끼워맞춤시 또는 상기 제1,2파이프를 통해 전달되는 유체압력에도 상기 이음관부 외측으로 분리이탈됨을 방지하도록 상기 걸림부에 결착고정되는 걸림턱이 형성되고,
   상기 정렬편은, 상기 이음관부와 상기 제2파이프 사이 갭에 삽입되는 삽입단이 상기 가이드부의 기울기에 대응하는 기울기를 가지는 한편, "ㄷ"자 형태임에 따라 상기 가이드부가 형성된 끝단을 감싸도록 끼워지고, 상기 이탈방지돌기에 걸리도록 일단에 걸림돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 정렬 기능을 가지는 전기 융착식 파이프.
2. 삭제

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