KR200219024Y1 - 수지관 융착접합시트 - Google Patents

Abstract

본 고안은 하수관, 배수관 등의 수지관을 서로 접합하기 위하여 소요되는 발열 부재의 이상적인 배열을 통해 관의 융착작업성을 향상 시키는 한편 관의 접합 단면 특성에 적응되고, 과전류에 의한 전열선의 쇼트를 방지하여 관 접합 기능 상실을 예방하는 수지관 융착접합시트에 관한 것으로서, 소정의 두께를 갖고 마름모형상의 판체로 이루어진 열가소성 수지판(1)과, 입구는 2~3줄로 상기 열가소성수지판(1)전체로 세로로 형성시킨 후 중앙에는 파도형으로 하부의 일부를 형성시킨 다음 마무리부분에서는 입구부분과 동일하게 형성하여 상기 열가소성 수지판(1)의 전체에 열을 균일하게 가열할 수 있도록 형성하였으며, 마지막에는 상기 열가소성수지판(1)의 측면부에 열선(3)을 형성하여 상기 열가소성수지판(1)이 접합을 할 때 이음새부분에 열융착이 용이하도록 구성된 열선(2,3)과, 상기 마름모형상의 열가소성수지판(1)에 내장된 상기 열선(2,3)을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 수지관 융착시트인 것이다.

Description

수지관 융착접합시트 {resin pipe for fusion joining seat}

본 고안은 하수관, 배수관 등의 수지관을 서로 접합하기 위하여 소요되는 발열 부재의 이상적인 배열을 통해 관의 융착작업성을 향상시키는 한편 관의 접합 단면 특성에 적응되고, 과전류에 의한 전열선의 쇼트를 방지하여 관 접합 기능 상실을 예방하는 수지관 융착접합시트에 관한 것이다.

일반적인 폴리에틸렌관(수지관)의 접합은 열융착 접합 방법으로 맞대기 융착법(Butt), 소켓융착법, 시트융착법이 소개되었다.

이들중 소켓융착법에 해당하는 1992년 일본공개특허공보 공개번호 평 4-171392호는 전원단자(4)(4a)가 있는 열가소성 합성 수지재 관연결구본체(1)와, 상기 본체(1) 내부 두께상에 설치된 가열선(2)과, 상기 관연결구본체(1)의 양단 내경에 관을 지지하는 지지부재(3)로 이루어지는 전기융착 관연결구(5)를 제공하여 지중 매설시에 나타나는 관(6)(6a) 접합 결함을 줄이고 관의 융착 작업성과 치구의 사용절제 및 열융착 기술이 기재되어 있으나, 상기 구조는 시공단계에서 관경에 대응하는 크기를 갖는 통체로 이루어진 관연결구(5)를 선택한 뒤, 이를 맞추어시공 하여야 하는 부담이 있고, 특히 관의 각 단면이 어긋나거나 굴절된 상태에서의 적용이 불가능한 문제점이 있다.

또한, 상기 구조는 제작단계에서 한가닥의 가열선(2)을 포밍작업공정을 통해 스파이럴 형상의 가열선(2)으로 제작하고 난뒤, 이를 금형에 넣고 직접 사출성형하여 완제품으로 제작됨으로써 가열선(2)이 관연결구본체(1)내에 격납되어 외부와 격리된 구조적 특징을 갖게된다. 따라서 외부충격에 의하거나 융착기(7)에 의한 통전 과정에서 과전류에 의한 가열선(2)의 쇼트가 발생되면 발열 불능 현상이 나타나 기능상실로 발전될 우려가 있었으나 가열선(2)이 관연결구본체(1)에 인서트된 상태에 있어 이러한 현상을 바로잡아 보수하는 사후 관리가 불가능한 단점이 있는 것이다.

국내공개특허공보 공개번호 93-17696호은 수지관의 전기적 융착 접합을 구현하기 위하여 제4도와 같이 시트(10)에 전열코일(11)을 내장 배치하고 이 전열코일 (11)의 열에 의해 시트층이 용융되면서수지관(6)(6a)의 양단을 서로 접합시키도록 한 것으로 융착기(7)와, 상기 융착기의 정전압에 의해 발생하는 발열시트(10)에 의해 서로 조우하는 관(6)(6a)의 두 단면을 맞대오 그 외부에 시트(10)를 감아 시트 (10)에 전류를 인가함으로서 관을 융착 시키도록 하는 폴리에틸렌관의 융착방법시트가 기재되어 있으나, 상기 시트융착법에서 소요되는 시트(10)는 전열코일(11)을 규칙적으로 수지판에 함몰시킨 판상체의 형상이며 열이 전열코일(11)에서 발열될 때 시트(10)의 변형을 유도하는 열가소성 특성을 갖게된다.

따라서, 시트(10)에 의한 관의 융착접합은 준비된 시트(10)를 관의 접합 대상 둘레에 단순히 감아 돌려주는 것에 의해 관의 두 단면 접촉을 완료할 수 있어, 관의 접합을 위한 작업조건, 관경의 대소 등에 제약받지 않고 또한 별도 기자재의보조장비를 필요치 않는 점등이 있어 상기와 같은 전기융착법중 소켓융착법을 대체하여 다양한 관의 시공환경에 대응하는 바람직한 관의 접합 방법을 제공할 수 있었다.

그러나, 상기 관 접합 시트(10)에 배열되는 전열코일(11) 및 가열선(2)을 연결구본체(1)에 인서트 시키는 종래의 전열선배치 방법들은 다같이 일정한 형태로 전열선을 형상 가공하는 포밍 작업공정을 필요로 하여 다공정이 요구되어 각각 제작비용 상승을 초래하는 문제점이 있다.

또한, 한가닥의 전열코일(11) 및 가열선(2)이 수지판 시트(10) 또는 연결구본체(1)에 연속적으로 배열되거나 인서트된 구조적 특징을 나타내므로 융착기로 부터 정전압 불안에 의한 일시적인 과전류가 공급되면 단선의 우려가 있는 것이다. 즉이러한 공급전압의 불안정성은 융착기가 갖는 자체적 요인도 있지만 융착기(7)의 운용에 있어서 그 빈도가 크게 나타나는데, 예를 들면, 융착대상 관의 직경에 따라 접합부재(시트/연결구)측의 저항량이 달라지고 여기에 맞추어 공급되는 전압의 조절이 필요하여 운용자가 지나치게 과전류를 공급하면 쇼트현상이 쉽게 나타나는 것이다.

이럴 경우, 관 접합 시공 자체가 정상적으로 이루어질 수 없는 현상이 초래되고 재시공의 번거로움이 생기는데, 특히 시공진행과정에서 이러한 현상이 발생되면 관의 전부 또는 부분 교체를 병행하여 작업 손실이 커질 가능성이 있는 것이다.

또한, 단순히 가열선(2)을 관연결구(5) 두께에 매입시키거나, 박판의 시트(10)에 전열코일(11)을 증착시킨 종래의 구조는 그 구조가 갖는 상대적 가치에도 불구하고, 어느 것이나 열의 균일 분포를 통한 열가소성수지의 균일 융착에는 못 미치는 것으로 나타났다.

이는 서로 이웃하는 전열선의 배열 간격이 지나치게 넓어서 관 둘레에 접촉시킬 경우 전열선의 비접촉 단면적이 비교적 넓게 형성됨으로써 고른 분포의 열전달을 이룰 수 없는데 따른 것이다.

국내등록실용신안공보 등록번호 제124493호에는 증착되는 열선코일의 이상적인 배열을 통해 관의 융착 안정도를 높혀주기위한 것으로 평면의 수지관과 상기 수지판에 최소한 여러개의 코일을 가로세로 방향으로 연속적으로 교차되도록 고르게 배치한 매쉬코일을 수지판 중앙과 가장자리에 소정의 공백부를 두고 증착시킨 수지관융착 접합시트에 관한 것으로서,

상기 종래의 시트는 도7과 같이 'ㄷ'자모양의 열선을 하부 직사각형의 시트에 형성한 다음 수지관의 이음새를 상기 시트의 중앙에 위치하게 하여 직사각형의 시트에 가열하여 열융착시키는 기술이나, 상기 'ㄷ'자 모양의 열선에서 굴곡이 있는 내부에서는 과열이 되어 직사각형의 시트가 녹아 흘러내리며, 상기 'ㄷ'자 모양의 열선에서 굴곡이 있는 외부에서는 가열이 되지 않아 직사각형의 시트가 열융착이 일어나지 않아 미세한 틈이 형성되며, 수지관의 미세한 직경차이와, 수평이 정확하지 않음으로 인하여 상기 열융착시트의 이음새부분이 엇갈리거나, 중복되어 접합되는 현상(도8 참조)이 자주 일어나는데 상기와 같이 엇갈리거나, 중복된 부분의 접합은 열이 충분히 전도되지 않아 열융착이 완전히 일어나지 않아 틈이 있어 상기 틈사이로 물이나, 가스등이 누출되어 누출되는 양이 축적되어 대형사고로 변하는 위험의 문제점이 있어 왔다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 고안의 목적은 시트를 마름모형태로 형성하고 시트의 상부와 일측면에 전열선을 설치하여 관경에 대한 전열선의 유효 접촉 단면적을 균일하게 유지하였을 뿐만 아니라 시트가 접합되거나, 맞닿은 부분까지 융착 접합 가능하여 수지관의 직경차이나, 수평이 맞지 않아 어느 정도 어긋나 설치된 수지관을 틈새가 없도록 접합하여 누수로 인한 대형사고를 미연에 방지할 수 있는 수지관 융착접합시트를 제공하는 것을 그 목적으로 하는 것이다.

제1도는 일반적인 관의 전기융착법 개요도.

제2도는 종래의 수지관 융착 접합용 관연결구의 요부 단면도.

제3도는 본 고안의 수지관 융착 접합시트

제4도는 본 고안의 수지관 융착 접합시트 측면도.

제5도는 본 고안에 따른 수지관 접합시트 사용상태도.

제6도는 본 고안에 따른 수지관 접합시트 사용예

제7도는 종래의 수지관 접합시트 상세도

제8도는 종래의 수지관 접합시트 사용 상태도

〈도면의 부호의 설명>

접합시트(1), 가열선(2,3), 수지관(4),

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은 소정의 두께를 갖는 판체로 이루어진 마름모형상의 열가소성 수지판과, 상기 수지판의 한쪽 면부와 한쪽의 측면부에 열선을 안착시키며, 상기 열선의 연결부의 상대측은 연결단자를 구분하여 접촉시키는 전극으로 구성된 수지관 융착접합시트에 관한 것이다.

이하 본 고안을 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 일반적인 관의 전기융착법 개요도, 제2도는 종래의 수지관 융착 접합용 관연결구의 요부 단면도, 제3도는 본 고안의 수지관 융착 접합시트, 제4도는 본 고안의 수지관 융착 접합시트 측면도, 제5도는 본 고안에 따른 수지관 접합시트 사용상태도, 제6도는 본 고안에 따른 수지관 접합시트 사용예, 제7도는 종래의 수지관 접합시트 상세도 및 제8도는 종래의 수지관 접합시트 사용 상태도를 도시한 것이며, 접합시트(1), 가열선(2,3), 수지관(4)을 나타낸 것임을 알 수 있다.

구성을 살펴보면, 도3과 같이 소정의 두께를 갖고 마름모형상의 판체로 이루어진 열가소성 수지판(1)과, 상기 마름모형상의 열가소성수지판(1)에 열선을 입구는 2~3줄로 상기 열가소성수지판(1)전체로 세로로 형성시킨 후 중앙에는 파도형으로 하부의 일부를 형성시킨 다음 마무리부분에서는 입구부분과 동일하게 형성하여 상기 열가소성 수지판(1)의 전체에 열을 균일하게 가열할 수 있도록 형성하였으며, 마지막에는 상기 열가소성수지판(1)의 측면부에 열선(3)을 형성하여 상기 열가소성수지판(1)이 접합을 할 때 이음새부분에 열융착이 용이하도록(도5 및 도6 참조) 구성된 수지관 융착시트에 관한 것이다

상기 수지판(1)과 더불어 접합시트를 구성하는 소재인 열선(2,3)은 고유저항 값이 비교적 높은 스테인레스 재질이나 니켈(Ni)-크롬(Cr)합금의 소재를 사용하며, 열선(2,3)은 각 코일간의 교차간격을 좁히거나 넓혀 줌으로써 융착접합 대상 수지관(4)에 대한 열전도 특성을 새롭게 맞출 수 있다.

수지판(1)은 유연성 수지물을 선택하고 여기에 적층되는 열선(2,3)은 수지판 (1)의 유연성에 맞추어 변성이 가능하다.

한편, 본 고안에 의한 관 접합 시공순서는 제5도와 같이 먼저 접합 하고자 하는 수지관(4)의 관경을 고려하여 시트사이즈를 결정하여 선택하고, 관의 융착 대상면부를 아세톤, 알콜 등을 이용하여 닦아낸 후 선택된 시트를 관의 접촉단면부를 중심으로 감싼다.

그 후, 수지판(1)측 열선(2,3)에 전류를 공급하여 시트(1)와 수지관(4)의 융착에 필요한 융착 시간이 경과되어 충분히 융착이 이루어지면 정전류 트랜스측 전원케이블을 연결단자로부터 제거하고 냉각시킴으로써 관의 접합이 완료된다.

상기와 같은 관 접합 시공단계에서 시트의 유연성은 수지판(1)을 저밀도 폴리에틸렌을 이용하고 발열선을 내장시킴으로써 확보된다.

이러한 열선(2,3)접합시트는 서로 마주보는 두 수지관(4)의 융착 접합 이음에 사용될 경우 열융착 접합 과정에서 생기는 순간적인 과전류에 의한 열선(2,3)의 부분적인 단선에 대하여 이웃하는 무수히 많은 열선(2,3)에 의해 통전을 보상하는 구조여서 융착불능 현상을 방지하고 수지관(1)의 불균등 융착 현상을 없애준다.

관의 융착 정도에는 전류의 적절한 공급 제어가 우선되지만 발열재료인 시트와 수지관(1)을 소성 변형시켜 관을 접합하는 자체 열전달 체계가 무엇보다 영향을 미친다.

본 고안의 열 전달체계는 저밀도 폴리에틸렌으로 이루어진 수지판(22)에 적절한 열원을 열선(2,3)을 통해 제공한다.

즉, 시트의 유연성 확보를 위해서는 수지판(1)의 선택에 있어서, 고밀도 폴리에틸렌수지는 적합하지 않아 수지판(1)의 유연성을 유지하는 가운데 알맞은 열원을 제공하기 위해서는 보다 제어된 열원의 공급이 필요할 것이다.

예를 들면, 용융점이 높은 고밀도 폴리에틸렌 수지는 용융점에 상당하는 제어된 적절한 열원을 필요로 하지만 저밀도 폴리에틸렌의 경우는 보다 낮은 용융점을 갖고 있어 열의 제공에 보다 주위가 필요하다.

본 고안의 경우 가열수단이 열선(2,3)으로 되어 있어 저밀로 폴리에틸렌 수지판(1)에 알맞은 열원으로 제공될 수 있는 것이다.

이러한 열전도에 의한 소성변형 차이는 고른 분포로 균질한 접합 상태를 얻는 쪽으로 제공되는 열융착 접합 의도에서 어긋나는 저해 요인으로 작용한다.

이를 보상하기 위하여 본 고안의 경우 수지판(1)상에 열선(2,3)을 상기 마름모형상의 열가소성수지판(1)에 열선을 입구는 2~3줄로 상기 열가소성수지판(1)전체로 세로로 형성시킨 후 중앙에는 파도형으로 하부의 일부를 형성시킨 다음 마무리부분에서는 입구부분과 동일하게 형성하여 상기 열가소성 수지판(1)의 전체에 열을 균일하게 가열할 수 있도록 형성하였으며, 마지막에는 상기 열가소성수지판(1)의 측면부에 열선(3)을 형성하여 상기 열가소성수지판(1)이 접합을 할 때 이음새부분에 열융착이 용이하도록(도5 및 도6 참조)하여 시트(1) 전체 형상의 조기 변형을 방지하여 지나치게 빠르게 시트(1) 형상이 변형되어 나타나는 접합부위의 균형 상실을 방지하는 역할을 한다.

또한 본 고안은 제6도와 같이 두 수지관(4)의 접선 단면이 어긋난 특수한 관의 접합도 가능하다.

상기와 같은 본 고안은 시트를 관에 감아 관 접합 시공을 달성함으로써 대구경의 관이음 및 어긋난 관의 이음에도 적절히 대응하여 관의 시공 영역을 더 확장 시키는 효과와 시트를 통한 열전달 과정에서 열선이 관의 둘레에 고르게 조밀한 분포로 접촉되어 균일한 열전달을 통해 융착 안정성을 높여 주고, 수지판과 가열선의 간단한 결합 과정을 유도하여 시트 제작 작업을 단순화 시켜 제작비용을 절감시키는데 기여하였으며, 시공 편의성과 작업성을 향상시킨 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 마름모 형상의 열가소성 수지판에 내장된 하나의 열선으로 구성된 수지관 융착접합시트에 있어서,

   소정의 두께를 갖고 마름모 형상의 판체로 이루어진 열가소성수지판(1)과, 상기 열가소성수지판(1)에 내장되어 있으며, 상기 열가소성수지판(1)의 전체와 측면부에 열을 균일하게 가열시켜 상기 열가소성수지판(1)이 접합을 할 때 이음새 부분에 열융착이 용이하도록 구성된 열선(2,3)을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 수지관 융착접합시트.