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KR101107332B1 - 주름관 연결구가 결합된 주름관 및 주름관 연결구와 주름관의 결합방법 - Google Patents

주름관 연결구가 결합된 주름관 및 주름관 연결구와 주름관의 결합방법 Download PDF

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KR101107332B1
KR101107332B1 KR1020100010051A KR20100010051A KR101107332B1 KR 101107332 B1 KR101107332 B1 KR 101107332B1 KR 1020100010051 A KR1020100010051 A KR 1020100010051A KR 20100010051 A KR20100010051 A KR 20100010051A KR 101107332 B1 KR101107332 B1 KR 101107332B1
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welding
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최진림
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동아금속주름관(주)
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 주름관 연결구가 결합된 주름관은, 외면 또는 내면에 걸림턱이 형성된 주름관 연결구 및, 산과 골이 형성된 일단부가 걸림턱에 걸리도록 주름관 연결구의 적어도 일부에 삽입되고, 용가재에 의하여 일단부가 주름관 연결구에 용접되는 주름관을 포함한다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 주름관 연결구와 주름관의 결합방법은, 산과 골이 형성된 주름관의 일단부와, 주름관의 일단부가 삽입되는 주름관 연결구의 결합부 중 적어도 어느 하나에 용가재가 도포되는 용가재 도포단계와, 주름관의 일단부가 주름관 연결구에 형성된 걸림턱에 걸리도록 주름관 연결구에 형성된 결합부에 삽입되는 주름관 삽입단계 및, 주름관 연결구에 삽입된 주름관의 적어도 일부를 가열시켜 용가재에 의하여 주름관의 일단부와 주름관 연결구가 용접되도록 하는 주름관 용접단계를 포함한다.

Description

주름관 연결구가 결합된 주름관 및 주름관 연결구와 주름관의 결합방법{Flexible pipe combined connecting apparatus for flexible pipe and combining method for using the same with flexible pipe}
본 발명은 주름관 연결구가 결합된 주름관 및 주름관 연결구와 주름관의 결합방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주름관의 용접이 용이하게 되고, 열처리에 따른 열영향을 적게 받는 주름관 연결구가 결합된 주름관 및 주름관 연결구와 주름관의 결합방법에 관한 것이다.
일반적으로 항공기, 자동차, 기계설비, 건축물의 배관공사에 사용되는 주름관은 스테인레스스틸로 형성되며, 그 양단부에 프렌지나 엘보우 등의 연결구가 아크 용접방법, 플라즈마 용접방법, 브레이징 용접방법 또는 나사결합구조 등에 의해 결합된다.
스테인레스스틸의 주름관은 두께가 0.3mm이하이고, 여기에 용접되는 연결구의 니플 또는 피팅의 두께는 1mm이상이 경우가 보편적인데, 두께 차에 의하여 박판 용접이 불가능하였다.
따라서, 두께 0.5mm이상의 용접용 링과 주름관을 아크용접 또는 플라즈마 용접을 한 후에, 용접된 용접용 링과 연결구의 니플 또는 피팅에 용접하였다. 이 경우 용접공정이 복잡하고, 용접비용이 과다하게 소요되며, 두께가 얇은 주름관의 용접비드부 및 용접 열영향부에 용접응력에 의한 균열부식이 발생하는 문제가 있었다.
한편, 브레이징용접방법은 길이가 짧은 주름관과 여기에 용접되는 연결구의 두께 1mm이상의 니플 또는 피팅을 용접하는 경우에, 용접자의 용접기술이 뛰어난 숙련공의 경우에만 용접이 가능하여, 숙련자가 아닌 경우에는 용접이 불가능 하였다. 또한 용접부와 용접 열영향부에 용접응력에 의한 균열부식이 발생하는 문제가 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 주름관의 용접이 용이하게 되고, 열처리에 따른 열영향을 적게 받는 주름관 연결구가 결합된 주름관 및 주름관 연결구와 주름관의 결합방법에 관한 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 주름관 연결구가 결합된 주름관은,
외면 또는 내면에 걸림턱이 형성된 주름관 연결구; 및 산과 골이 형성된 일단부가 상기 걸림턱에 걸리도록 상기 주름관 연결구의 적어도 일부에 삽입되고, 용가재에 의하여 상기 일단부가 상기 주름관 연결구에 용접되는 주름관; 을 포함하여 구성된다.
또한, 상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 주름관 연결구와 주름관의 결합방법은,
산과 골이 형성된 주름관의 일단부와, 상기 주름관의 일단부가 삽입되는 주름관 연결구의 결합부 중 적어도 어느 하나에 용가재가 도포되는 용가재 도포단계;상기 주름관의 일단부가 상기 주름관 연결구에 형성된 걸림턱에 걸리도록 상기 주름관 연결구의 결합부에 삽입되는 주름관 삽입단계; 및 상기 주름관 연결구에 삽입된 상기 주름관의 적어도 일부를 가열시켜 상기 용가재에 의하여 상기 주름관의 일단부와 상기 주름관 연결구가 용접되도록 하는 주름관 용접단계; 를 포함하여 구성된다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 주름관 연결구가 결합된 주름관 및 주름관 연결구와 주름관의 결합방법에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째, 주름관 연결구의 결합부와 주름관의 산 및 골 중 적어도 어느 하나에서 용가재가 용융되어 결합부와 주름관이 용접되도록 하여, 용접이 숙련자에 의하지 않고도 용접이 이루어 지도록 한다.
둘째, 걸림턱이 구비되어 주름관이 주름관 연결구에 체결될 때, 주름관을 지지하도록 한다.
셋째, 걸림턱이 구비되어 용가재의 용융 시 흘러내리는 것을 막아, 주름관 연결구와 주름관의 일단부의 틈에 용가재가 용착되어 용접이 잘 일어나도록 한다
넷째, 주름관의 끝단면과 단차부의 사이가 용접됨으로써, 주름관의 산과 골에 도포된 용가재가 외부로 흘러내리지 않고 주름관 연결구의 결합부와 용접되도록 한다.
다섯째, 나선형의 산과 골이 주름관의 일단부와 결합부에 형성되어, 주름관과 결합부가 산과 골에 의하여 스크류 결합과 같이 회전되어 결합되고, 회전된 결합에 의하여, 용접되기 전에 일정한 강도로 결합된 상태를 유지 하도록 한다.
여섯째, 주름관 용접단계에서, 주름관의 열처리시 같은 열처리로 내에서 주름관의 열처리와 용가재에 의한 용접이 동시에 수행되어, 별도의 용접공정이 실시되지 않아, 제조원가가 절감된다.
일곱째, 별도의 용접공정시 발생하는 용접 열에 의한 열응력이 발생되지 않음으로써, 용접부의 열응력에 의한 부식이 방지된다.
여덟째, 주름관 용접단계에서, 용가재가 용융되어 용접될 때, 주름관과 주름관 연결부가 전체적으로 골고루 열이 전달되어, 용가재의 용융 및 용접이 잘 일어나게 되므로, 용접강도가 향상된다.
아홉째, 주름관 용접단계에서, 주름관과 주름관 연결부가 일체로 열처리로 내에서 용접되므로, 주름관의 길이에 상관없이 용접이 가능하고, 이러한 주름관 연결구가 구비되어 별도의 용접링이 필요하지 않게 되어 미숙련자에 의하여도 용접이 가능하게 된다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 주름관 연결구와 주름관의 단면도이다.
도 2는 주름관 연결구가 주름관에 결합된 상태를 나타내는 도면이다.
도 3은 걸림턱의 또 다른 실시예를 나타내는 도면이다.
도 4는 주름관 연결구에 주름관이 용접된 후의 상태를 나타내는 도면이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 주름관 연결구를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 주름관과 주름관 연결구의 용접방법을 나타내는 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 주름관 연결구(1)와 주름관(2)의 단면도이고, 도 2는 주름관 연결구(1)가 주름관(2)에 결합된 상태를 나타내는 도면이고, 도 3은 걸림턱(13)의 또 다른 실시예를 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 주름관 연결구(1)가 결합된 주름관(2)은, 외면 또는 내면에 걸림턱(13)이 형성된 주름관 연결구(1) 및, 산(21)과 골(23)이 형성된 일단부가 걸림턱(13)에 걸리도록 주름관 연결구(1)의 적어도 일부에 삽입되고, 용가재(3)에 의하여 일단부(25)가 주름관 연결구(1)에 용접되는 주름관(2)을 포함하여 구성된다.
주름관(2)은 크롬과 니켈을 함유하거나, 용도에 따라, 니켈, 텅스텐, 티타늄, 몰리브덴 등의 원소를 함유한 내식성 강철로써, 항공기, 자동차, 기계설비, 건축물의 유체가 통과하는 유로를 형성하기 위해 설치된다.
주름관(2)은 구부리거나 신장이 가능하도록 다수의 산(21)과 골(23)이 연속되어 형성되는 플렉시블 튜브(flexible tube)로 형성된다. 주름관(2)의 일단부(25)는 후술하는 주름관 연결구(1)와 결합되는 주름관(2)의 일부분으로써, 주름관(2)과 동일한 산(21)과 골(23)이 형성된다.
주름관(2)은 오스테나이트계 스테인레스스틸에 속하는 STS 304 및 STS 316L로 제조되는 것이 바람직하며, STS 304는 C 0.08% 이하, Si 0.5∼0.75%, P 0.035% 이하, Ni 8.00∼15.00%, Cr 17.00∼18.00%가 함유된다. STS 316L은 C 0.03% 이하, Si 0.5∼0.75%, P 0.035% 이하, S 0.03% 이하, Ni 12.00∼15.00%, Cr 17.00∼18.00%, Mo 2.00∼3.00%가 함유된 스테인레스스틸을 의미한다.
주름관 연결구(1)는 주름관(2)이 삽입되도록 하는 일종의 연결 부재이다. 주름관 연결구(1)는 하나의 주름관(2)과 다른 주름관(2)을 결합하여 주름관(2)을 연장하거나, 다른 장치와의 연결, 직경의 다른 주름관(2)의 연결 등에 사용된다. 주름관 연결구(1)에 주름관(2)이 삽입되는 구조에 관하여는 다양한 실시예가 실시될 수 있으며. 이에 관하여는 후술한다.
주름관 연결구(1)는 탄소강 단강품(KSD3710)이나 탄소강 주강품(KSD4101)으로 이루어 지는 것이 바람직하나, 이에 주름관 연결구(1)의 재질이 한정되는 것은 아니다.
주름관 연결구(1)는 외면 또는 내면 중 적어도 어느 하나에 걸림턱(13)이 형성된다. 걸림턱(13)은 주름관(2)의 일단부(25)가 주름관 연결구(1)의 적어도 일부에 삽입될 때, 주름관(2)의 일단부(25)가 일정거리 삽입된 후 정지되도록 하는 스토퍼 역할과, 용접 시 용가재(3)가 흘러내리지 않도록 막아주는 역할을 한다. 용접 시 걸림턱(13)의 역할에 대하여는 후술한다.
걸림턱(13)의 스토퍼 역할에 대해 설명하면, 주름관(2)의 일단부(25)가 주름관 연결구(1)에 삽입될 때, 삽입된 주름관(2)의 일단부(25)가 걸림턱(13)에 걸리게 되어 주름관(2)의 일단부(25)가 주름관 연결구(1)에 적어도 일부 삽입되게 하는 것이 스토퍼의 역할이다.
걸림턱(13)은 주름관 연결구(1)의 외면 또는 내면 중 적어도 어느 하나에 형성될 수 있으며, 도 1내지 도 3에는 걸림턱(13)이 주름관 연결구(1)의 내면에 형성되어 있다. 주름관(2)의 일단부(25)가 주름관 연결구(1)에 삽입될 때, 주름관 연결구(1)의 내면에 삽입되는 경우에는 걸림턱(13)이 주름관 연결구(1)의 내면에 형성되어, 스토퍼 및 용접시 용가재(3)가 흘러내리지 않도록 막아주는 역할을 하게 된다. 걸림턱(13)이 주름관 연결구(1)의 외면에 형성되는 것에 관하여는 도 5 및 도 7 등에서 상술한다.
용가재(3)는 페이스트(Paste) 타입의 BNi계가 포함되는 것으로 사용되는 것이 바람직하다. 구체적으로 용가재(3)는 주름관(2)의 재질에 따라 달라진다. STS 304 및 STS 316L의 주름관(2)은 응력제거를 위한 고용화 열처리의 온도범위가 1065℃∼1120℃ 이며, 용접온도가 주름관(2)의 고용화 열처리온도와 유사한 1050℃∼1150℃인 Ni 65∼75%, Cr 13∼20%, B 2.75∼4.75% 및 Fe, Si, C가 미량 함유된 BNi계 용가재(3)가 사용되는 것이 바람직하다.
용가재(3)는 주름관(2)의 일단부(25) 또는 주름관 연결구(1)의 적어도 일부에 도포될 수 있다. 이하에서는 용가재(3)가 주름관 연결구(1)의 적어도 일부에 도포되는 것으로 설명하나, 이에 본 발명의 사상이 한정되는 것은 아니다.
용가재(3)는 주름관 연결구(1)의 외면 또는 내면 중 적어도 어느 하나에 도포될 수 있다. 이는 주름관 연결구(1)와 주름관(2)의 일단부(25)가 삽입되는 실시예에 따라서 달라지며, 이에 관하여는 후술한다. 이하에서는 주름관 연결구(1)의 내면에 주름관(2)의 일단부(25)가 삽입되는 것으로 설명하나, 이에 본 발명의 사상이 한정되는 것은 아니다.
용가재(3)가 주름관(2)의 연결구의 일부에 도포된 상태에서, 주름관(2)의 일단부(25)가 주름관 연결구(1)에 삽입되고, 이때 걸림턱(13)은 주름관(2)의 일단부(25)가 걸리도록 한다. 이 상태에서 용접장치 또는 열처리로(爐)에 의해 용접온도에 이르면 용가재(3)가 용융되어 주름관(2)의 일단부(25)와 주름관 연결구(1)가 용접된다.
이 때, 걸림턱(13)은 주름관 연결구(1)와 주름관(2)의 일단부(25)의 틈새를 막아 용융된 용가재(3)가 흘러내리지 않도록 한다. 구체적으로 주름관 연결구(1)에 도포된 용가재(3)는 주름관 연결구(1)와 주름관(2)의 일단부(25)의 사이에 구비되며, 용융온도에 이르면 점성이 있는 액체상태로 용접이 진행되며, 이때 걸림턱(13)이 없다면 주름관 연결구(1)의 내면을 따라 흘러내려 주름관 연결구(1)와 주름관(2)의 일단부(25)의 용접이 불완전하게 된다. 따라서 주름관 연결구(1)에 형성된 걸림턱(13)이 용가재(3)의 용융 시 흘러내리는 것을 막아, 주름관 연결구(1)와 주름관(2)의 일단부(25)의 틈에 용가재(3)가 용융되어 용접이 잘 일어나도록 한다. 또한 걸림턱(13)과 주름관(2) 일단부가 용접됨으로써, 후술하는 주름관(2)의 산(21)과 골(23)에 도포된 용가재(3)가 외부로 흘러내리지 않고 주름관 연결구(1)의 결합부(11)와 용접되도록 한다.
주름관(2)과 주름관 연결구(1)의 용접시, 주름관(2)이 용접되는 온도는 1050℃ 내지 1150℃로써, 이 온도는 주름관(2)의 용접응력과 가공경화를 제거하기 위한 고용화 열처리 온도에 해당한다. 용가재(3)는 1050℃ 내지 1150℃에서 용융되어 용접이 되는 재질을 가진 것으로, 상술한 것과 같이 BNi계 용가재(3)를 사용한다. 이로 인하여, 주름관(2)의 열처리시 같은 열처리로 내에서 주름관(2)의 열처리와 용가재(3)에 의한 용접(브레이징 용접, Brazing)이 동시에 수행되어, 별도의 용접공정이 실시되지 않아, 제조원가가 절감된다. 또한 별도의 용접공정시 발생하는 용접 열에 의한 열응력이 발생되지 않음으로써, 용접부의 열응력에 의한 부식이 방지된다.
또한 용가재(3)가 용융되어 용접될 때, 주름관(2)과 주름관(2) 연결부가 전체적으로 골고루 열이 전달되어, 용가재(3)의 용융 및 용융이 잘 일어나게 되므로, 용접강도가 향상된다.
또한, 주름관(2)과 주름관 연결구(1)가 일체로 열처리로 내에서 용접되므로, 주름관(2)의 길이에 상관없이 용접이 가능하고, 이러한 주름관 연결구(1)가 구비되어 별도의 용접링이 필요하지 않게 되어 미숙련자에 의하여도 용접이 가능하게 된다.
최종적으로, 열처리 및 용접이 완료된 주름관(2)과 주름관 연결구(1)를 열처리로 내부에서 인출하여 냉각시키면, 용접이 종료된다.
이하에서는 주름관 연결구(1)의 구성과 용가재(3)에 의해 용접이 되는 구체적인 구성들에 대하여 상술한다.
먼저 주름관 연결구(1)의 구성에 대하여 상술하면, 주름관 연결구(1)는 몸체부(15)와, 몸체부(15)보다 두께가 작게 형성되고 주름관(2)의 일단부(25)가 삽입되어 용접되는 결합부(11)를 포함하여 구성된다.
몸체부(15)는 주름관 연결구(1)의 몸체를 이루는 부분을 말한다.
결합부(11)는 주름관(2)의 일단부(25)가 삽입되어 용접되는 부분이다. 결합부(11)는 몸체부(15)보다 두께가 작게 형성된다. 이 경우, 걸림턱(13)은 몸체부(15)와 결합부(11) 사이에 형성되는 단차부(13)에 해당한다. 몸체부(15)와 몸체부(15)보다 두께가 작게 형성된 결합부(11)의 사이에 각각의 두께의 차이에 의한 단차부(13)가 형성되고, 이 단차부(13)가 상술한 걸림턱(13)의 역할을 한다.
또한, 걸림턱(13)의 또 다른 실시예로 도 3에 도시된 것과 같이 주름관 연결구(1)의 외면 또는 내면에 돌출되어 형성된 돌기부(13)로 형성될 수 있다. 이하에서 걸림턱(13)은 도 1 내지 도 2에 도시된 단차부(13)로 형성되는 것으로 설명하나, 이에 걸림턱(13)의 형상이나 위치가 한정되는 것은 아니다.
결합부(11)의 외면 또는 내면 중 어느 하나와, 주름관(2)의 일단부(25)의 내면 또는 외면이 각각 대응되어 접촉된다. 즉 결합부(11)의 내면에 주름관(2)의 일단부(25)가 삽입되면, 주름관(2)의 일단부(25)의 외면이 결합부(11)의 내면과 접촉된다. 이때, 용가재(3)는 결합부(11)의 내면에 도포된다. 또한 결합부(11)의 외면에 주름관(2)의 일단부(25)가 삽입되면, 주름관(2)의 일단부(25)의 내면이 결합부(11)의 외면과 접촉된다. 이때, 용가재(3)는 결합부(11)의 외면에 도포된다. 이하에서는 주름관(2)의 일단부(25)의 외면이 결합부(11)의 내면과 접촉되는 것으로 설명하고, 후자에 관하여는 도 5에서 설명한다.
단차부(13)의 두께(t)는 0.01mm 내지 0.03mm로 형성된다. 단차부(13)는 주름관(2)을 지지하고, 또한 단차부(13)에 의한 주름관(2)과 주름관 연결구(1) 사이의 유로를 일치시키기 위해 작은 두께로 형성되는 것이 바람직하며, 이러한 작은 두께에 해당하는 0.01mm 내지 0.03mm로 형성되는 것이 좋다.
용접 시, 적어도 단차부(13)와 주름관(2)의 끝단면(D)이 용가재(3)에 의하여 용접된다. 상술한 것과 같이, 주름관 연결구(1)와 주름관(2)의 일단부(25)가 용접될 때, 주름관 연결구(1)의 단차부(13)와, 주름관(2)의 일단부(25)의 끝단면(D)의 사이가 용가재(3)에 의하여 용접된다. 즉, 단차부(13)와 주름관(2)의 끝단면(D)이 용접되어, 주름관(2)의 일단부(25)와 결합부(11)사이에 용융된 용가재(3)가 흘러내리는 것을 막도록 한다.
용가재(3)가 용접되는 부분은 주름관(2)의 끝단면(D)의 일부에 해당할 수 있고, 또한 끝단면(D) 전체의 둘레 사이와 단차부(13)의 사이가 용접될 수 있다. 상술한 것과 같이 단차부(13)가 용가재(3)의 용융 시 흘러내리는 것을 막도록 하며, 주름관(2)의 끝단면(D)과 단차부(13)의 사이에 용가재(3)가 용융되어 용접이 이루어지도록 한다. 또한 주름관(2)의 끝단면(D)과 단차부(13)의 사이가 용접됨으로써, 후술하는 주름관(2)의 산(21)과 골(23)에 도포된 용가재(3)가 외부로 흘러내리지 않고 주름관 연결구(1)의 결합부(11)와 용접되도록 한다.
도 2 및 도 4는 주름관 연결구(1)에 주름관(2)이 용접된 후의 상태를 나타내는 도면이다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 주름관(2)의 산(21)과 골(23) 중 적어도 일부가 용가재(3)에 의하여 결합부(11)와 용접된다.
용가재(3)는 상술한 것과 같이 주름관 연결구(1)의 내면과 주름관(2)의 일단부(25)의 외면 사이에 구비되며, 이 상태에서 용융되어 용접된다. 용가재(3)가 용융되면 주름관(2)의 끝단면(D)과 단차부(13) 사이에서 용융되며, 또한 도 2에 개시된 것과 같이 주름관 연결구(1)의 결합부(11)에 삽입된 주름관(2)의 일단부(25)의 골(23)의 적어도 일부에 용가재(3)가 채워져 주름관(2)이 용접될 수 있다. 즉, 용가재(3)가 결합부(11)에 도포된 상태에서 주름관(2)의 일단부(25)가 삽입되면, 결합부(11)와 주름관(2)의 일단부(25)의 사이의 빈 공간인 골(23) 부분들 중 적어도 일부에 용가재(3)가 채워지며, 이 상태에서 용융되어 결합부(11)와 주름관(2)의 일단부(25)를 용접한다. 또한 도 4에 개시된 것과 같이, 주름관(2)의 일단부(25)의 적어도 일부 산(21)과 결합부(11)의 사이에 용가재(3)가 용융되어 용접될 수 있다. 또한 용가재(3)는 산(21)의 일부와 골(23)의 일부에 채워져 결합부(11)와 주름관(2)의 일단부(25)를 용접할 수 있다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 주름관 연결구(1)를 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 주름관 연결구(1)는 외면에 걸림턱(13)이 형성되고, 주름관(2)의 일단부(25)의 내면에 결합부(11)의 외면이 접촉된다.
주름관(2)의 일단부(25)가 주름관 연결구(1)의 결합부(11)에 삽입될 수 있다. 이 경우 용가재(3)는 주름관(2)의 일단부(25)의 내면 또는 결합부(11)의 외면에 도포될 수 있으며, 바람직하게는 도 5에 도시된 것과 같이 결합부(11)의 외면에 도포된다.
용가재(3)가 도포된 상태에서 주름관(2)의 일단부(25)가 삽입되고, 걸림턱(13)은 단차부(13)로 형성되어 주름관 연결구(1)의 외면에 형성된다. 주름관(2)의 일단부(25)가 결합부(11)의 외면에 삽입되어 접촉하고, 용가재(3)는 주름관(2)의 일단부(25)의 산 또는 골 중 적어도 일부와 결합부(11)의 외면의 사이에서 용융되어 용접된다. 단차부(13)는 주름관(2)의 일단부(25)의 끝단면(D)과 용접되어 용가재(3)가 용융 시 주름관 연결구(1)의 외면을 타고 흘러 내리는 것을 방지한다.
도 6 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 주름관 연결구(1)가 결합된 주름관(2)은, 주름관(2)에 나선형의 산(21)과 골(23)이 형성되고, 결합부(11)는 주름관(2)의 산(21)과 골(23)에 대응되는 나선형의 산(15)과 골(17)이 형성되어, 주름관(2)이 결합부(11)에 회전 결합된다.
주름관(2)은 나선형의 산(21)과 골(23)이 형성되어 있으며, 결합부(11)는 주름관(2)의 산(21)과 골(23)에 대응하는 나선형의 산(15)과 골(17)이 형성된다.
나선형은, 스크류와 같은 나선으로 이루어지는 것이 바람직하며, 주름관(2)과 결합부(11)는 상술한 산(15)과 골(17)에 의하여 스크류 결합과 같이 회전되어 결합된다. 회전된 결합에 의하여, 용접되기 전에 일정한 강도로 결합된 상태로 된다.
결합부(11)에 도포되는 용가재(3)는 회전 결합시, 주름관(2)의 산(21) 및/또는 골(23)과 결합부(11)의 사이에 구비된다. 용가재(3)는 이 상태에서 용융되어, 주름관(2)과 결합부(11)를 용접한다.
주름관(2)의 일단부(25)와 결합부(11)가 체결되는 실시예에 대하여 설명하면, 도 6에 개시된 것과 같이 주름관(2)의 일단부(25)의 외면에 결합부(11)의 내면이 회전 결합되며, 단차부(13)는 결합부(11)의 내면에 형성된다.
주름관(2)의 일단부(25)가 결합부(11)의 내측에서 삽입되어, 주름관(2)의 일단부(25)의 외면과 결합부(11)의 내면이 접촉한다. 이때, 결합부(11)에 형성된 산(15)과 골(17)에 의하여 주름관(2)이 회전 결합된다. 결합부(11)에 도포된 용가재(3)는 주름관(2)의 회전 결합시, 주름관(2)의 골(23)과 결합부(11)의 사이에 다량 구비되며, 미량이 주름관(2)의 치수공차 등에 의해 주름관(2)의 산(21)과 결합부(11) 사이에 구비될 수 있다. 용가재(3)는 상술한 것과 같이 용융되어 결합부(11)와 주름관(2)을 용접한다.
주름관(2)의 일단부(25)와 결합부(11)가 체결되는 또 다른 실시예에 대하여 설명하면, 도 7에 개시된 것과 같이, 결합부(11)가 주름관(2)의 일단부(25)의 내측에서 삽입되어, 주름관(2)의 일단부(25)의 내면과 결합부(11)의 외면이 접촉한다. 이때, 결합부(11)에 형성된 산(15)과 골(17)에 의하여 주름관(2)이 회전 결합된다. 결합부(11)에 도포된 용가재(3)는 주름관(2)의 회전 결합시, 주름관(2)의 산(21)의 안쪽면에 해당하는 골(23)과 같이 형성된 부분과 결합부(11)의 사이에 다량 구비되며, 미량이 주름관(2)의 치수공차 등에 의해 주름관(2)의 골(23)과 결합부(11) 사이에 구비될 수 있다. 용가재(3)는 상술한 것과 같이 용융되어 결합부(11)와 주름관(2)을 용접한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 주름관(2)과 주름관 연결구(1)의 용접방법을 나타내는 순서도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 주름관(2)과 주름관 연결구(1)의 용접방법은, 산(21)과 골(23)이 형성된 주름관(2)의 일단부(25)와, 주름관(2)의 일단부(25)가 삽입되는 주름관 연결구(1)의 결합부(11) 중 적어도 어느 하나에 용가재(3)가 도포되는 용가재 도포단계(S10)와, 주름관(2)의 일단부(25)가 주름관 연결구(1)에 형성된 걸림턱(13)에 걸리도록 주름관 연결구(1)의 결합부(11)에 삽입되는 주름관 삽입단계(S20) 및, 주름관 연결구(1)에 삽입된 주름관(2)의 적어도 일부를 가열시켜 용가재(3)에 의하여 주름관(2)의 일단부(25)와 주름관 연결구(1)가 용접되도록 하는 주름관 용접단계(S30)를 포함한다.
용가재 도포단계(S10)에서는 주름관(2)의 일단부(25)와 주름관 연결구(1)의 결합부(11) 중 적어도 어느 하나에 용가재(3)가 도포된다. 도 1 내지 도 7에서 상술한 것과 같이 주름관(2)의 일단부(25)와 주름관 연결구(1)가 삽입되는 실시예에 따라 용가재(3)가 도포되는 위치가 각각 다르다. 용가재(3)는 주름관(2)의 일단부(25)와 결합부(11)가 삽입되는 실시예에 대응하여 그 도포되는 위치가 결정되도록 한다.
주름관 삽입단계(S20)는 상술한 도 1 내지 도 5에 개시된 주름관(2)의 일단부(25)와 결합부(11)가 삽입되는 실시예에 따라 삽입된다. 구체적으로, 결합부(11)의 외면 또는 내면 중 어느 하나와, 주름관(2)의 일단부(25)의 내면 또는 외면이 각각 대응되어 접촉되며, 결합부(11)의 내면에 주름관(2)의 일단부(25)가 삽입되면, 주름관(2)의 일단부(25)의 외면이 결합부(11)의 내면과 접촉된다. 이때, 우선적으로 용가재 도포단계(S10)의 용가재(3)는 결합부(11)의 내면에 도포된다. 또한 결합부(11)의 외면에 주름관(2)의 일단부(25)가 삽입되면, 주름관(2)의 일단부(25)의 내면이 결합부(11)의 외면과 접촉된다. 이때, 우선적으로 용가재 도포단계(S10)의 용가재(3)는 결합부(11)의 외면에 도포된다. 이하에서는 주름관(2)의 일단부(25)의 외면이 결합부(11)의 내면과 접촉되는 것으로 설명하나, 이에 본 발명의 사상이 한정되는 것은 아니다.
또한 주름관 삽입단계(S20)는 도 6 또는 도 7에 개시된 것과 같이 나선형의 산(21)과 골(23)이 형성된 상기 주름관(2)이, 주름관(2)의 산(21)과 골(23)에 대응되는 나선형의 산(21)과 골(23)이 형성된 결합부(11)에, 회전 결합되면서 삽입될 수 있다.
주름관 삽입단계(S20)는, 용가재(3)가 도포된 상태에서 주름관(2)의 일단부(25)가 주름관 연결구(1)에 삽입되고, 이때 걸림턱(13)은 주름관(2)의 일단부(25)가 걸리도록 한다.
주름관 용접단계(S30)는 상술한 주름관 연결구(1)와 주름관(2)을 용접장치 또는 열처리로(爐)에 의해 용접온도에 이르게 하고, 용접온도에 이르러 용가재(3)가 용융되어 주름관(2)의 일단부(25)와 주름관 연결구(1)가 용접되도록 하는 단계이다.
주름관 용접단계(S30)에서, 적어도 걸림턱(13)과 주름관(2)의 끝단면(D)이 용가재(3)에 의해 용접된다. 즉, 걸림턱(13)과 주름관(2)의 끝단면(D)이 용접되어, 주름관(2)의 일단부(25)와 결합부(11)사이에 용융된 용가재(3)가 흘러내리는 것을 막도록 한다. 또한, 용가재(3)가 용접되는 부분은 주름관(2)의 끝단면(D)의 일부에 해당할 수 있고, 또한 끝단면(D) 전체의 관 둘레 사이와 걸림턱(13)의 사이가 용접될 수 있다. 상술한 것과 같이 걸림턱(13)이 용가재(3)의 용융 시 흘러내리는 것을 막도록 하며, 주름관(2)의 끝단면(D)과 걸림턱(13)의 사이에 용가재(3)가 용융되어 용접이 이루어지도록 한다. 또한 주름관(2)의 끝단면(D)과 걸림턱(13)의 사이가 용접됨으로써, 주름관(2)의 일단부(25)의 산(21)과 골(23)에 도포된 용가재(3)가 외부로 흘러내리지 않고 주름관 연결구(1)의 결합부(11)와 용접되도록 한다.
주름관 용접단계(S30)는 결합부(11)와 결합부(11)에 삽입된 주름관(2)의 일단부(25)의 산(21)과 골(23) 중 적어도 일부가 용가재(3)에 의하여 용접된다.
구체적으로 도 2에 개시된 것과 같이 주름관 연결구(1)의 결합부(11)에 삽입된 주름관(2)의 일단부(25)의 골(23)의 적어도 일부에 용가재(3)가 채워져 결합부(11)와 주름관(2)이 용접될 수 있다. 즉, 용가재(3)가 결합부(11)에 도포된 상태에서 주름관(2)의 일단부(25)가 삽입되면, 결합부(11)와 주름관(2)의 일단부(25)의 사이의 빈 공간인 골(23) 부분들 중 적어도 일부에 용가재(3)가 채워지며, 이 상태에서 용융되어 결합부(11)와 주름관(2)의 일단부(25)를 용접한다.
또한 도 4에 개시된 것과 같이, 주름관(2)의 일단부(25)의 적어도 일부 산(21)과 결합부(11)의 사이에 용가재(3)가 용융되어 용접될 수 있다. 또한 용가재(3)는 산(21)의 일부와 골(23)의 일부에 채워져 결합부(11)와 주름관(2)의 일단부(25)를 용접할 수 있다.
또한 도 6 내지 도 7에 도시된 것과 같이, 주름관 연결구(1)의 결합부(11)와 주름관(2)의 일단부(25)가 회전 결합되는 경우에도, 산(21) 및/또는 골(23)의 적어도 일부에 용가재(3)가 채워져 결합부(11)와 주름관(2)의 일단부(25)가 용접될 수 있다.
주름관(2)과 주름관 연결구(1)의 용접시, 주름관(2)이 용접되는 온도는 1050℃ 내지 1150℃로써, 이 온도는 주름관(2)의 용접응력과 가공경화를 제거하기 위한 고용화 열처리 온도에 해당한다. 용가재(3)는 1050℃ 내지 1150℃에서 용융되어 용접이 되는 재질을 가진 것으로, 상술한 것과 같이 BNi계 용가재(3)를 사용한다. 이로 인하여, 주름관(2)의 열처리시 같은 열처리로 내에서 주름관(2)의 열처리와 용가재(3)에 의한 용접(브레이징 용접, Brazing)이 동시에 수행되어, 별도의 용접공정이 실시되지 않아, 제조원가가 절감된다. 또한 별도의 용접공정시 발생하는 용접 열에 의한 열응력이 발생되지 않음으로써, 용접부의 열응력에 의한 부식이 방지된다.
또한 용가재(3)가 용융되어 용접될 때, 주름관(2)과 주름관(2) 연결부가 전체적으로 골고루 열이 전달되어, 용가재(3)의 용융 및 용접이 잘 일어나게 되므로, 용접강도가 향상된다.
또한, 주름관(2)과 주름관 연결구(1)가 일체로 열처리로 내에서 용접되므로, 주름관(2)의 길이에 상관없이 용접이 가능하고, 이러한 주름관 연결구(1)가 구비되어 별도의 용접링이 필요하지 않게 되어 미숙련자에 의하여도 용접이 가능하게 된다.
최종적으로, 열처리 및 용접이 완료된 주름관(2)과 주름관 연결구(1)를 열처리로 내부에서 인출하여 냉각시키면, 용접이 종료된다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
1 : 주름관 연결구 2 : 주름관
3 : 용가재 11 : 결합부
13 : 단차부, 걸림턱 15 : 산
17 : 골 21 : 산
23 : 골 t : 두께
D : 단면부

Claims (14)

  1. 외면 또는 내면에 걸림턱이 형성된 주름관 연결구; 및
    산과 골이 형성된 일단부가 상기 걸림턱에 걸리도록 상기 주름관 연결구의 적어도 일부에 삽입되고, 용가재에 의하여 상기 일단부가 상기 주름관 연결구에 용접되는 주름관;
    을 포함하는 주름관 연결구가 결합된 주름관.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 주름관 연결구는,
    몸체부; 및
    상기 몸체부보다 두께가 작게 형성되고, 상기 주름관의 일단부가 삽입되어 용접되는 결합부;
    를 포함하여 구성되고,
    상기 걸림턱은 상기 몸체부와 상기 결합부 사이에 형성되는 단차부인 주름관 연결구가 결합된 주름관.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 주름관은 상기 단차부와 상기 주름관의 끝단면이 상기 용가재에 의하여 용접된 주름관 연결구가 결합된 주름관.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 주름관은 상기 산과 골 중 어느 하나 또는 산과 골이 다같이 상기 용가재에 의하여 상기 결합부와 용접된 주름관 연결구가 결합된 주름관.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 주름관은 상기 결합부에 삽입된 상기 주름관의 일단부의 골에 상기 용가재가 채워져 용접된 주름관 연결구가 결합된 주름관.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 주름관은 나선형의 산과 골이 형성되는 주름관 연결구가 결합된 주름관.
  7. 제2항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 결합부의 외면 또는 내면과,
    상기 결합부에 삽입된 상기 주름관의 일단부의 내면 또는 외면이 각각 대응되어 접촉되는 주름관 연결구가 결합된 주름관.
  8. 제2항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 주름관에는 나선형의 산과 골이 형성되고,
    상기 결합부는 상기 주름관의 상기 산과 골에 대응되는 나선형의 산과 골이 형성되어,
    상기 주름관이 상기 결합부에 회전 결합되는 주름관 연결구가 결합된 주름관.
  9. 산과 골이 형성된 주름관의 일단부와, 상기 주름관의 일단부가 삽입되는 주름관 연결구의 결합부 중 적어도 어느 하나에 용가재가 도포되는 용가재 도포단계;
    상기 주름관의 일단부가 상기 주름관 연결구에 형성된 걸림턱에 걸리도록 상기 주름관 연결구의 결합부에 삽입되는 주름관 삽입단계; 및
    상기 주름관 연결구에 삽입된 상기 주름관의 적어도 일부를 가열시켜 상기 용가재에 의하여 상기 주름관의 일단부와 상기 주름관 연결구가 용접되도록 하는 주름관 용접단계;
    를 포함하는 주름관 연결구와 주름관의 결합방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 주름관 용접단계는 1050℃ 내지 1150℃의 로 내부에서 수행되어 용접 공정 및 열처리 공정이 동시에 수행되는 주름관 연결구와 주름관의 결합방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 주름관 삽입단계는,
    나선형의 산과 골이 형성된 상기 주름관이, 상기 주름관의 상기 산과 골에 대응되는 나선형의 산과 골이 형성된 상기 결합부에, 회전 결합되면서 삽입되는 주름관 연결구와 주름관의 결합방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 주름관 용접단계는 상기 걸림턱과 상기 주름관의 끝단면이 상기 용가재에 의하여 용접되는 주름관 연결구와 주름관의 결합방법.
  13. 제9항 내지 제12항에 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 주름관 용접단계는,
    상기 결합부와, 상기 결합부에 삽입된 상기 주름관의 일단부의 산과 골 중 어느 하나 또는 산과 골이 다같이 상기 용가재에 의하여 용접되는 주름관 연결구와 주름관의 결합방법.
  14. 제9항 내지 제12항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 주름관 용접단계는,
    상기 결합부에 삽입된 상기 주름관의 일단부의 골에 상기 용가재가 채워져 용접되는 주름관 연결구와 주름관의 결합방법.
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