KR102151157B1 - 보강 구조를 갖는 파형강관 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보강 구조를 갖는 파형강관에 관한 것으로, 이를 위해 산과 골로 이루어지는 파형들이 반복되는 단면을 가진 파형강관; 및 상기 파형강관 내부의 골에 결합되어 파형강관을 보강하는 보강 프로파일;을 포함하여 이루어지되, 상기 보강 프로파일은 내부의 골이 산과 수평을 이룰 수 있도록 산과 산의 사이에 결합되는 평활대와, 상기 평활대의 중앙에 연장되어 골의 내부로 진입되는 수직대와, 상기 수직대에서 양측 대각선 방향으로 분기되어 골의 내측벽에 밀착되는 분기대로 이루어지고, 상기 평활대의 양단에는 상기 골의 곡률반경에 대응되게 굴곡된 형태이되, 상하로 확장된 접착부가 형성되고, 상기 접착부에는 접착재가 도포되어 파형강관과 일체화되는 것을 특징으로 한다.

Description

보강 구조를 갖는 파형강관{CORRUGATED STEEL PIPE WITH REINFORCEMENT STRUCTURE}

본 발명은 보강 구조를 갖는 파형강관에 관한 것으로, 보다 상세하게는 파형강관의 내부 골에 트리 형태의 보강 프로파일을 결합시킴으로써 파형강관의 내부로 흐르는 유체의 흐름을 원활히 하고, 더불어 외부에서 가해지는 외부 충격(하중, 충격 및 토압)이 분산되도록 하여 파손의 위험을 최소화할 수 있도록 한 보강 구조를 갖는 파형강관에 관한 것이다.

일반적으로 상하수도 설비시 지중에 매설되어 사용되는 관은 역학적으로 큰 하중이나 토압을 견디어 낼 수 있는 파형강관(나선관)이 폭 넓게 사용되고 있다.

이러한 파형강관(나선관)은 요철 파형이 반복되는 구조로 제작되어, 외부에서 가해지는 하중, 충격 및 토압이 역학적으로 분산되어 파손의 위험이 적은 장점이 있는 반면에, 파형 구조로 인하여 내부를 흐르는 상하수가 원활히 흐르지 못하고, 하수에 포함될 수도 있는 쓰레기 등이 요철파형에 걸리어 하수의 흐름을 방해하고, 때로는 파형강관(나선관)을 파손시키는 문제점이 있었다.

이러한 문제점으로 인하여, 최근에는 파형강관 내부면에 원통형태의 내벽을 구비한 이중나선 파형강관이 많이 사용되고 있다.

그러나 이중나선파형강관은 파형의 단면을 가진 외벽과 평활면을 가진 내벽이 접합되어 있어, 하중, 토압 및 온도변화 등으로 인하여 이중나선파형강관에 무리한 인장력 및 수축력이 가하여졌을시 외벽체는 힘에 순응하여 인장 및 수축이 되나 평활형의 내벽체는 힘에 순응하지 못하고 오히려 접합되어 있는 외벽체로부터 인장력 및 수축력을 전달받아 결국에는 파열되거나 내벽체와 접합되어 있는 부분이 파손되는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 개선한 것으로, "이중벽체 나선관(대한민국 공개실용신안 제1998-059207호)"이 공개된 바 있다.

하지만 이러한 이중벽체 나선관은 외벽체의 내부에 접합되는 내벽체의 가변신축부를 두고 있지만, 이러한 가변신축부는 주름이 형성되어 유체의 흐름에 방해가 되는 문제점이 있었다.

또한 본 출원인에 의해 등록된 등록특허 제1515226호에 내부가 보강된 이중벽체 나선관이 개시되었다.

하지만 이러한 이중벽체 나선관은 나선관의 내부에 접착되는 보강체의 형태가 삼각형태로 구성되어 이중벽체 나선관의 제조시 보강체가 파손될 우려가 있는 문제점이 있었다.

또한 종래의 보강체는 보강을 더욱 증대하기 위해 내부에 보강대를 구비하였으나, 이러한 보강대를 갖는 보강체는 수직방향으로는 강성이 증대되지만 측면방향으로는 여전이 보강이 잘 이루어지지 않는 문제점이 있었다.

또한 이중벽체 나선관은 보강체의 하부에 관체(평활띠)를 결합시켜 구성되므로, 생산 단가가 매우 높아지는 문제점이 있었다.

대한민국 공개실용신안 제1998-059207호 대한민국 등록특허 제1515226호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 제 1목적은, 평활대와, 수직대 및 분기대로 이루어지는 보강 프로파일은 트리 구조로 이루어져 있어 재료를 절감할 수 있고, 더불어 2개의 분기대가 파형강관을 떠받치는 구조로 충격 흡수가 뛰어나고, 분기대의 자유도가 향상되어 외부 충격에 의해 파단되는 것을 방지할 수 있는 보강 구조를 갖는 파형강관를 제공하는데 있다.

본 발명의 제 2목적은, 평활대의 접착부를 통해 파형강관에 접착 고정되기 때문에 접착재의 소비를 최소화하고 손쉽게 접착할 수 있고, 평활대와 분기대가 파형강관의 골 4지점을 지지할 수 있도록 하여 충격 분산 효과가 증대된 보강 구조를 갖는 파형강관을 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 특징에 따르면, 제 1발명은 보강 구조를 갖는 파형강관에 관한 것으로, 이를 위해 산과 골로 이루어지는 파형들이 반복되는 단면을 가진 파형강관; 및 상기 파형강관 내부의 골에 결합되어 파형강관을 보강하는 보강 프로파일;을 포함하여 이루어지되, 상기 보강 프로파일은 내부의 골이 산과 수평을 이룰 수 있도록 산과 산의 사이에 결합되는 평활대와, 상기 평활대의 중앙에 연장되어 골의 내부로 진입되는 수직대와, 상기 수직대에서 양측 대각선 방향으로 분기되어 골의 내측벽에 밀착되는 분기대로 이루어지고, 상기 평활대의 양단에는 상기 골의 곡률반경에 대응되게 굴곡된 형태이되, 상하로 확장된 접착부가 형성되고, 상기 접착부에는 접착재가 도포되어 파형강관과 일체화되는 것을 특징으로 한다.

제 2발명은, 제 1발명에서, 상기 각 분기대는 파형강관 내부의 골에 형상적으로 대응되어 밀착되는 받침부가 더 형성되되, 상기 받침부는 상기 골의 곡률반경에 대응되게 굴곡된 형태이되, 상하로 확장된 형태인 것을 특징으로 한다.

제 3발명은, 제 1발명에서, 상기 받침부는 밀착면에는 다수의 반구형 홈부가 형성되어 유연성을 확보하는 것을 특징으로 한다.

제 4발명은, 제 1발명에서, 상기 수직대는 분기대로부터 전달되는 외력에 의해 파손되는 것을 방지하기 위해 상기 분기대의 폭 보다 상대적으로 더 넓게 형성되는 것을 특징으로 한다.

제 5발명은, 제 1발명에서, 상기 평활대는 양측으로 연장되는 연장대가 더 형성되어 인접한 골까지 폐쇄할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 보강 구조를 갖는 파형강관에 따르면, 평활대와, 수직대 및 분기대로 이루어지는 보강 프로파일은 트리 구조로 이루어져 있어 재료를 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한 2개의 분기대가 파형강관을 떠받치는 구조로 충격 흡수가 뛰어나고, 분기대의 자유도가 향상되어 외부 충격에 의해 파단되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한 평활대의 접착부를 통해 파형강관에 접착 고정되기 때문에 접착재의 소비를 최소화하고 손쉽게 접착할 수 있는 효과가 있다.

또한 평활대와 분기대가 파형강관의 골 4지점을 지지하므로, 충격 분산 효과가 매우 큰 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 보강 구조를 갖는 파형강관의 단면구성도,
도 2는 도 1에서 발췌된 보강 프로파일의 사시도,
도 3은 본 발명의 제 2실시예에 따른 보강 구조를 갖는 파형강관의 단면구성도,
도 4는 도 3에서 발췌된 보강 프로파일의 사시도이고,
도 5는 다른 실시예에 따른 보강 프로파일의 단면도이다.

이하의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.

오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는 데 있어 혼돈을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.

도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 보강 구조를 갖는 파형강관의 단면구성도이고, 도 2는 도 1에서 발췌된 보강 프로파일의 사시도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1실시예는 파형강관의 내부 골에 트리 형태의 보강 프로파일을 결합시킴으로써 파형강관의 내부로 흐르는 유체의 흐름을 원활히 하고, 더불어 외부에서 가해지는 외부 충격(하중, 충격 및 토압)이 분산되도록 하여 파손의 위험을 최소화할 수 있도록 한 보강 구조를 갖는 파형강관(100)에 관한 것이다.

본 발명의 보강 프로파일(20)은 트리 형태로 소재를 절감할 수 있는 구조이고, 또한 파형강관(10)의 내부 4지점을 보강하여 어느 한 지점에 외부충격이 전달된다 하더라도 3축방향으로 외력을 전달될 수 있도록 하고, 더불어 접착재(30)를 소비를 최소하여 원가를 절감할 수 있는 특징이 있다.

본 발명의 보강 구조를 갖는 파형강관(100)은 크게 2부분으로 구성되는데, 이는 파형강관(10) 및 보강 프로파일(20)로 구성된다.

상기 파형강관(10)은 지중에 매설되어 유체를 이송하는데 사용하는 것으로, 산(11)과 골(12)로 이루어지는 파형들이 반복되는 단면을 갖는 형태이다.

이러한 상기 파형강관(10)은 합성수지, 금속, 수지코팅금속 중에서 선택된 하나의 소재로 이루어질 수 있으며, 설계조건에 따라, 다수의 소재를 여러층으로 구성하여 형성될 수 있다.

예를 들어, 파형강관이 다수의 소재가 여러층으로 구성되는 경우, 강판을 심재로하여 내외면에 탄력이 있는 합성수지이 피복되어 구성될 수 있다.

상기 보강 프로파일(20)은 파형강관(10) 내부의 골(12)에 각각 결합되어 파형강관(10)을 보강하는 기능을 한다.

이러한 보강 프로파일(20)은 파형강관(10)을 보강하여 외부 충격에 의한 파손을 방지할 수 있도록 기능함은 물론, 유체가 파형강관(10)의 내부 골(12)에 의해 흐름이 방해 받지 않도록 하는 기능을 겸한다.

상기 보강 프로파일(20)은 파형강관(10) 내부의 골(12)이 산(11)과 수평을 이룰 수 있도록 산(11)과 산(11)의 사이에 결합되는 평활대(21)와, 상기 평활대(21)의 중앙에 연장되어 골(12)의 내부로 진입되는 수직대(22)와, 상기 수직대(22)에서 양측 대각선 방향으로 분기되어 골(12)의 내측벽에 밀착되는 분기대(23)로 구성된다.

상술된 보강 프로파일(20)은 파형강관(10)에 외부 충격이 가해지면 분기대(23)가 이를 전달받아 3축 방향으로 충격이 분산되도록 기능한다.

여기서 상기 평활대(21)는 파형강관(10)의 내부로 흐르는 유체가 간섭받지 않도록 기능하고, 또한 보강 프로파일(20)을 파형강관(10)의 내부 골(12)에 고정될 수 있도록 기능을 겸한다.

이를 위해 상기 평활대(21)의 양단은 상기 골(12)의 곡률반경에 대응되게 굴곡된 형태이되, 상하로 확장된 접착부(211)가 형성된다.

상기 접착부(211)는 접착면적을 증대된 것으로, 도포되는 접착재(30)를 통해 골(12)의 굴곡면에 접착 고정될 수 있는 구조가 마련된다.

그리고 상기 각 분기대(23)는 파형강관(10)의 내부 골(12) 벽면을 떠받쳐 지지하는 구성으로, 상기 파형강관(10)의 내부의 골(12)에 형상적으로 대응되어 밀착되는 받침부(231)가 더 형성된다.

이 때 상기 받침부(231) 역시 상기 파형강관(10)의 골(12) 곡률반경에 대응되게 굴곡된 형태이되, 상하로 확장된 형태로 지지면적을 증대시키고, 더불어 골(12)과의 밀착면에는 다수의 반구형 홈부(231a)가 형성되어 있어 유연성을 확보할 수 있도록 구성된다.

상기 반구형 홈부(231a)는 받침부(231)의 유연성을 증대시켜 파형강관(10)의 골(12) 곡률반경에 밀착되는 받침부(231)의 밀착 정도를 보다 향상시켜 준다.

이상에서와 같이, 본 발명의 제 1실시예에 따른 보강 구조를 갖는 파형강관은 다음과 같은 차별적인 특징을 갖는다.

첫째: 평활대와, 수직대 및 분기대로 이루어지는 보강 프로파일은 트리 구조로 이루어져 있어 재료를 절감할 수 있다.

둘째: 2개의 분기대가 파형강관을 떠받치는 구조로 충격 흡수가 뛰어나고, 분기대의 자유도가 향상되어 외부 충격에 의해 파단되는 것을 방지할 수 있다.

셋째: 평활대의 접착부를 통해 파형강관에 접착 고정되기 때문에 접착재의 소비를 최소화하고 손쉽게 접착할 수 있다.

넷째: 평활대와 분기대가 파형강관의 골 4지점을 지지하므로, 충격 분산 효과가 매우 크다.

도 3은 본 발명의 제 2실시예에 따른 보강 구조를 갖는 파형강관의 단면구성도이고, 도 4는 도 3에서 발췌된 보강 프로파일의 사시도이다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제 2실시예는 제 1실시예를 포함하며, 다만 상기 평활대(21)는 양측으로 인접한 골(12)까지 폐쇄할 수 있도록 수평 연장되는 연장대(212)를 갖는 구성이다.

상기 연장대(212)는 하나의 보강 프로파일(20)로 3개의 골(12)을 보강 폐쇄할 수 있도록 한 것으로, 이러한 연장대(212)는 파형강관(10) 내 산(11)을 거쳐 인접한 골(12)까지 연장되기 때문에 상기 산(11)에 접착되는 곡률부(213)가 더 형성될 수 있다.

따라서 제 2실시예는 제 1실시예와는 달리 보강 프로파일(20)의 불필요한 사용을 최소화하여 시공비용 및 시공시간을 최소화할 수 있는 구조가 마련된다.

도 5는 다른 실시예에 따른 보강 프로파일의 단면도이다.

먼저 도 5의 (a)와 같이, 상기 보강 프로파일(20)의 수직대(22)는 분기대(23)로부터 전달되는 외력에 의해 파손되는 것을 방지하기 위해 상기 분기대(23)의 폭 보다 상대적으로 더 넓게 형성되게 구성할 수 있다.

이러한 구성은 분기대(23)를 통해 외력이 수직대(22)로 직접 전달되므로, 상기 수직대(22)의 강성을 증대시켜 줌으로써, 이는 결국 보강 프로파일(20)의 내구성을 증대시켜 줄 수 있는 구조가 마련된다.

또한 도 5의 (b)와 같이 상기 보강 프로파일(20)은 분기대(23)와 수직대(22)의 연결부위에 동심부(24)를 형성하여 구성할 수 있다.

이러한 구성은 외력이 분기대(23)를 거쳐 분기대(23)와 수직대(22)의 연결부위에 집중되는 바, 분기대(23)와 수직대(22)의 연결부위에 동심부(24)를 형성함으로써, 외력을 효과적으로 분산시킬 수 있다.

본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

10: 파형강관 11: 산 12: 골
20: 보강 프로파일 21: 평활대 211: 접착부
212: 연장대 213: 곡률부
22: 수직대
23: 분기대 231: 받침부
231a: 홈부
24: 동심부
30: 접착재
100: 보강 구조를 갖는 파형강관

Claims (5)

1. 산(11)과 골(12)로 이루어지는 파형들이 반복되는 단면을 가진 파형강관(10); 및
   상기 파형강관(10) 내부의 골(12)에 결합되어 파형강관(10)을 보강하는 보강 프로파일(20);을 포함하여 이루어지되,
   상기 보강 프로파일(20)은 내부의 골(12)이 산(11)과 수평을 이룰 수 있도록 산(11)과 산(11)의 사이에 결합되는 평활대(21)와,
   상기 평활대(21)의 중앙에 연장되어 골(12)의 내부로 진입되는 수직대(22)와,
   상기 수직대(22)에서 양측 대각선 방향으로 분기되어 골의 내측벽에 밀착되는 분기대(23)로 이루어지고,
   상기 평활대(21)의 양단에는 상기 골(12)의 곡률반경에 대응되게 굴곡된 형태이되, 상하로 확장된 접착부(211)가 형성되고,
   상기 접착부(211)에는 접착재(30)가 도포되어 파형강관(10)과 일체화되는 것을 특징으로 하는 보강 구조를 갖는 파형강관.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 각 분기대(23)는 파형강관(10) 내부의 골(12)에 형상적으로 대응되어 밀착되는 받침부(231)가 더 형성되되,
   상기 받침부(231)는 상기 골(12)의 곡률반경에 대응되게 굴곡된 형태이되, 상하로 확장된 형태인 것을 특징으로 하는 보강 구조를 갖는 파형강관.
   
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   상기 수직대(22)는 분기대(23)로부터 전달되는 외력에 의해 파손되는 것을 방지하기 위해 상기 분기대(23)의 폭 보다 상대적으로 더 넓게 형성되는 것을 특징으로 하는 보강 구조를 갖는 파형강관.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 평활대(21)는 양측으로 연장되는 연장대(212)가 더 형성되어 인접한 골까지 폐쇄할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 보강 구조를 갖는 파형강관.

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