KR102881179B1 - 평활도 및 내구성이 향상된 파형강관과 이의 제조방법 및 제조장치 - Google Patents

평활도 및 내구성이 향상된 파형강관과 이의 제조방법 및 제조장치

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Abstract

본 발명은 평활도 및 내구성이 향상된 파형강관과 이의 제조방법 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 평활도 향상을 위해 내측 또는 외측의 골을 따라 연장된 보강구조를 갖는 파형강관과 이의 제조방법 및 장치에 관한 것이다.

Description

평활도 및 내구성이 향상된 파형강관과 이의 제조방법 및 제조장치{Corrugated steel pipe with improved smoothness and durability and its manufacturing method and manufacturing device}
본 발명은 평활도 및 내구성이 향상된 파형강관과 이의 제조방법 및 제조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 평활도 향상을 위해 내측 또는 외측의 골을 따라 연장된 보강구조를 갖는 파형강관과 이의 제조방법 및 장치에 관한 것이다.
도로, 항만, 하수종말 처리장 등에서는 유체를 이동시키기 위한 방안으로 통상 콘크리트 흄관이 주로 사용되어지고 있으나, 콘크리트 흄관은 자체의 중량 및 부피의 증가로 인하여 운반 및 취급에 많은 어려움이 있으며, 시공 시 거푸집의 설치 및 해체에 따른 작업성의 저하와 연결부의 증가로 인하여 공기가 길어지는 원인이 있었다.
또한 콘크리트 흄관은 강도는 높지만 운반 및 시공하는 과정에서 외부로부터 가해지는 적은 충격에 의하여 쉽게 파손되는 원인이 있었다.
이러한 원인을 해소하기 위한 방안으로 높은 외압강도, 내구성 및 시공성 등이 높은 강관이 제안되면서, 소정 두께를 갖는 강판의 양측 가장자리에 걸고리 형태를 갖는 락심(Lock Seam)을 형성하고, 락심이 서로 맞물리도록 결합시킨 평관의 형태를 갖도록 하여 콘크리트 흄관에 비하여 전체적으로 하중을 가볍게 한 강관이 사용되었으나, 락심과 락심 사이의 강도가 낮아져 쉽게 변형되는 또 다른 문제점이이 있었다.
이에 따라, 강관의 락심과 락심 사이의 강도를 높이기 위하여 강판에 파형을 형성한 상태에서 나선상으로 말아 강판의 양측을 락심결합함으로써 락심과 락심 사이의 강도를 높일 수 있도록 한 파형강관이 주로 사용되고 있다.
그런데, 상기의 파형강관은 대체로 지하에 매설되므로 토압과 같은 외부 압력에 의해 절곡부가 느슨해지거나 결합 상태가 풀릴 수 있는 문제점이 있어, 대한민국 등록특허공보 제10-1875069호에 게시된 바와 같이, 절곡부를 가압하여 락심의 외압강도를 높일 수 있는 구조가 개발되고 있다.
또한, 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.
대한민국 등록실용신안공보 제20-0428386호 : 내면이 매끈한 파형강관 대한민국 등록특허공보 제10-2151157호 : 보강구조를 갖는 파형강관
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 하중, 토압 및 온도변화 등으로 인한 인장력 및 수축력에 순응하여 인장 및 수축이 할 수 있으면서 내구성이 향상된 평활도 및 내구성이 향상된 파형강관과 이의 제조방법 및 제조장치를 제공하고자 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 평활도 및 내구성이 향상된 파형강관은 파형으로 형성된 파형강판의 양측 가장자리에 상호 반대방향으로 각각 절곡된 절곡부가 상호 걸림가능하도록 상기 파형강판이 나선형으로 감기면서 상기 절곡부들이 가압된 락심을 통해 형성되는 파형강관 본체와; 상기 파형강관본체의 외측 또는 내측의 골부를 따라 나선 연장된 관형상으로 형성되되 형상변형수단에 의해 가압되어 상기 골부에 대응되게 형상변형되어 상기 파형강관본체의 외측 또는 내측의 산부와 함께 평활구조를 형성하는 보강용 관;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 보강용 관은 PE관, 알루미늄관, 강관 중 어느 하나인 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 평활도 및 내구성이 향상된 파형강관 제조방법은 언코일러에 감겨진 강판을 권취 해제하는 언코일링 단계와; 권취 해제된 상기 강판을 골과 산이 연속된 파형을 가지며 폭 방향 양측 가장자리에 상호 반대방향으로 절곡되어 상호 걸림 가능한 절곡부가 형성되는 파형강판으로 성형하는 파형강판 성형단계와; 곡률이 증가된 상기 파형강판을 강관성형기로 공급하여 상기 파형강판을 나선형으로 감으면서 상호 접하는 상기 절곡부를 가압하여 락심을 형성하여 파형강관으로 성형하는 파형강관본체 성형단계와; 상기 절곡부를 가압하는 락심형성부에 대해 원주방향으로 이격되게 배치되어, 상기 파형강관 성형단계 중, 상기 파형강관본체의 내측을 형성하는 상기 파형강판의 일면측 골부 또는 상기 파형강관본체의 외측을 형성하는 상기 파형강판의 타면측에 형성된 골부로 투입되는 보강용 관을 형상변형수단을 통해 가압하여 상기 골부에 대응되게 형상 변형시켜, 형상 변형된 상기 보강용 관이 상기 파형강관본체의 내측을 형성하는 상기 파형강판의 일면측 산부 또는 상기 파형강관본체의 외측을 형성하는 상기 파형강판의 일면측 산부와 함께 평활구조를 형성하도록 하여 평활도 향상을 위한 보강구조를 갖는 파형강관을 형성하는 보강구조 형성단계와; 상기 파형강관을 일정 길이로 절단하는 파형강관 절단단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 평활도 및 내구성이 향상된 파형강관 제조장치는 권취된 강판을 일정속도로 권취해제하는 언코일러와; 상기 언코일러에서 공급되는 강판을 골부와 산부가 반복된 파형강판으로 성형하고 상기 파형강판의 폭 양측 가장자리에 상호 반대방향으로 절곡시켜 상호 걸림 가능한 절곡부를 각각 형성키기는 폴 포밍기와; 상기 파형강판을 나선상으로 말기 위한 가이드 유닛과, 상기 파형강판이 나선상으로 말려 서로 물림 가능하게 근접되는 폭 일측의 상기 절곡부와 폭 타측의 상기 절곡부를 함께 가압하여 락심 체결하여 상기 파형강판을 원통형상의 파형강관본체로 성형하는 락심형성부와, 상기 파형강판의 외측 또는 내측의 골부를 따라 나선 연장되게 공급되는 보강용 관이 상기 파형강관본체의 외측 또는 내측의 산부와 함께 평활구조를 형성하도록 상기 골부에 대응되게 형상변형되게 상기 보강용 관을 가압하는 형상변형수단을 포함하는 강관성형기;를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 형상변형수단은 상기 파형강관본체 성형을 위해 상기 파형강판 권취 시 상호 접하는 절곡부를 가압하는 상기 락심형성부에 대해 상기 파형강관본체가 회전되는 방향으로 이격되게 배치되며, 상기 보강용 관이 공급되는 상기 골부의 양측에 배치된 한 쌍의 상기 산부와 접한 상태로 회전되면서 상기 보강용 관을 가압 성형하는 원통형상의 평활부 성형롤러와, 상기 파형강관본체를 사이에 두고 상기 평활부 성형롤러와 마주하게 배치되어 상기 파형강관본체를 지지하도는 지지롤러를 구비하는 것이 바람직하다.
상기 지지롤러는 상기 골부로 진입되는 돌부와 상기 산부를 지지하는 홈부가 길이방향을 따라 반복형성되는 것이 바람직하다.
상기 보강용 관은 PE관이 적용되는 경우, 상기 형상변형수단은 상기 평활부 성형롤러와 상기 지지롤러가 상기 보강용 관을 열 가압하여 형상변형할 수 있도록, 상기 평활부 성형롤러와 상기 지지롤러에 열을 인가하는 롤러 가열부를 더 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명의 평활도 및 내구성이 향상된 파형강관은 파형강관본체의 골부를 따라 보강용 관이 연장되어 내구성이 향상될 수 있으면서, 보강용 관이 파형강관본체의 산부와 함께 평활된 구조를 형성하여 유체가 원활하게 흐를 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 평활도 및 내구성이 향상된 파형강관 제조방법 및 제조장치는 골부를 따라 보강용 관이 연장되어 내구성이 향상될 수 있으면서, 상기 보강용 관이 산부와 함께 평활된 구조를 형성하여 유체가 원활하게 흐를 수 있는 파형강관을 제조할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 평활도 및 내구성이 향상된 파형강관에 대한 사시도이고,
도 2는 도 1의 파형강관에 대한 단면도이고,
도 3은 도 1의 파형강관의 제조장치에 대한 개략적인 도면이고,
도 4는 도 1의 파형강관의 제조를 위해 파형강판과 보강용 관이 공급되는 상태를 도시한 사시도이고,
도 5는 도 1의 파형강관 제조를 위한 제조장치에 대한 일부 사시도이고,
도 6은 도 3의 파형강관 제조장치의 제1락심롤러와 제2락심롤러에 의해 락심을 형성하는 상태를 도시한 단면도이고,
도 7은 도 1의 파형강관의 내측의 골을 따라 연장된 보강용 관이 평활구조 성형용 롤러유닛에 의해 가압된 상태를 도시한 단면도이고,
도 8은 도 1의 파형강관 제조방법에 대한 블록도이고,
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 파형강관의 제조를 위해 파형강판과 보강용 관이 공급되는 상태를 도시한 사시도이고,
도 10은 도 9의 파형강관에 대한 측단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 평활도 및 내구성이 향상된 파형강관과 이의 제조방법 및 제조장치에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 1 내지 도 8에는 본 발명의 일 실시 예에 따른 평활도 및 내구성이 향상된 파형강관과 이의 제조방법 및 제조장치가 도시되어 있다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 평활도 및 내구성이 향상된 파형강관(120)은 파형으로 형성된 파형강판(110)의 양측 가장자리에 상호 반대방향으로 각각 절곡된 절곡부(113,114)가 상호 걸림가능하도록 파형강판(110)이 나선형으로 감기면서 절곡부(113,114)들이 가압된 락심(126)을 통해 원통형상으로 형성된 파형강관 본체(121)와; 상기 파형강관본체(121)의 내측의 골부(111)를 따라 나선 연장된 관형상으로 형성되되 후술되는 형상변형수단(40)에 의해 가압되어 파형강관본체(121)의 내측의 골부(111)에 대응되게 형상변형되어 상기 파형강관본체(121)의 내측의 산부(112)와 함께 평활구조를 형성하는 보강용 관(127);을 구비한다.
보강용 관(127)은 PE관, 알루미늄관, 또는 강관 일 수 있다.
상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 일 실시 예에 따른 평활도 및 내구성이 향상된 파형강관(120)은 파형강관본체의 내측 골부를 따라 보강용관(127)이 연장되어 내구성이 향상될 수 있고, 상기 보강용관(127)이 파형강관본체(121)의 내측 산부(112)와 함께 평활된 구조를 형성하여 유체가 원활하게 흐를 수 있는 이점이 있다.
앞에서 서술한 파형강관본체(121)의 내측의 골부 및 산부는 파형강판(100)의 골부(111)와 산부(112)에 대응되는 것으로서 동일 부호로 표기한다.
도 3 내지 도 6을 참고하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 평활도 및 내구성이 향상된 파형강관(120)을 제조하기 위한 제조장치(5)는 권취된 강판(100)을 일정속도로 권취해제하는 언코일러(10)와; 상기 언코일러(10)에서 공급되는 강판(100)을 골부(112)와 산부(112)가 반복된 파형강판(110)으로 성형하고 파형강판(110)의 폭 양측 가장자리에 상호 반대방향으로 절곡되어 상호 걸림 가능한 절곡부(113,114)를 각각 형성시키는 롤 포밍기(20)와; 상기 파형강판(110)을 나선상으로 말기 위한 가이드 유닛(31)과, 상기 파형강판(110)이 나선상으로 말려 서로 물림 가능하게 근접되는 폭 일측의 절곡부(113)와 폭 타측의 절곡부(114)를 함께 가압하여 락심(126) 체결하여 파형강판(110)을 원통형상의 파형강관본체(121)로 성형하는 락심형성부(36)와, 파형강판(110)의 외측 또는 내측의 골부(111)를 따라 나선 연장되게 공급되는 보강용 관(127)이 파형강관본체(121)의 내측의 산부(112)와 함께 평활구조를 형성하도록 파형강관본체(121)의 내측 골부(111)에 대응되게 형상변형되도록 보강용 관(127)을 가압하는 형상변형수단(40)을 포함하는 강관성형기(30);를 구비한다.
언코일러(10)는 강판(100)이 권취된 코일이 회전가능하게 장착되어 상기 강판(100)이 권취해제될 수 있으면 한정되지 않는다.
롤 포밍기(20)는 도 2를 참고하면, 상하로 배치된 한 쌍의 상부 및 하부포밍롤러(21,22)가 강판 연장방향으로 다수 개 배치된다.
상부 및 하부포밍롤러(21,22)는 구체적으로 도시되지는 않았으나, 강판(100)을 사이에 두고 상호 맞물려 강판(100)에 골부(111)와 산부(112)가 형성되고 양측 가장자리에 상호 반대방향으로 절곡된 절곡부(113,114)가 형성되게 강판을 가압할 수 있는 상부 및 하부가압부(미도시)가 각각 형성된다.
상부 및 하부가압부의 형상은 강판(100)에 길이방향으로 연장된 다수의 골부(111)와 산부(112)가 형성되고 강판의 양측에 일측 및 타측 절곡부(113,114)가 형성되게 강판을 가압할 수 있으면 한정되지 않으나, 양측 절곡부(113,114) 사이에 1~3개의 골부 및 산부가 형성되게 강판(100)을 가압할 수 있도록 형성되는 것이 바람직하다
강관성형기(30)는 길이방향으로 복수의 골부(111)와 산부(112)가 형성된 파형강판(110)을 나선상으로 말아 그 말아지는 경계부분 즉, 파형강판(110)의 폭 일측에 형성된 절곡부(113)와 폭 타측에 형성된 절곡부(114)를 락심(126) 연결하여 원통형태가 되도록 하는 것이다.
파형강판(110)의 가이드유닛(31)은 구체적으로 도시되지는 않았으나, 후술되는 제1락심롤러(37)와 제2락심롤러(38)의 전후방에 배되는 가이드롤러와, 롤 포밍기(20)에서 인입되는 파형강판(110)의 하면을 지지하도록 배치되는 리드롤러(32)와, 상기 제1 및 제2락심롤러(37,38)를 통과한 파형강판(110)이 나선형으로 코일링 되도록 지지하는 버트리스롤러(34)를 구비한다.
리드 롤러(32)는 인입되는 파형강판(110)의 높이가 상하방향으로 조절되도록, 상하로 길이신축한 액추에이터와 같은 높이조절수단(미도시)이 리드롤러(32)를 지지하는 리드롤러 지지부(33)에 구비될 수 있다.
그리고, 버트리스 롤러(34)는 파형강판(110)이 나선형으로 코일링되어 형성되는 파형강관본체(121)의 직경이 조절되도록 수평방향으로 길이신축한 액추에이터와 같은 수평조절수단(미도시)이 버트리스롤러 지지부(35)에 구비될 수 있다.
강관성형기(30)를 통과하는 파형강판(110)은 리드 롤러(32)와 버트리스롤러(34)에 의해 나선상으로 말아지고 그 말아지는 과정에서 경계부분인 일측 절곡부(113)와 타측 절곡부(114)가 서로 물림 가능하게 근접된다.
락심형성부(36)는 리드롤러(32)와 버트리스롤러(34) 사이에서 강관성형기(30)의 프레임(P)에 축결합되어 서로 걸리게 근접된 절곡부(113,114)를 압착하는 제1락심롤러(37)와 제2락심롤러(38)를 구비한다.
서로 근접된 절곡부(113,114)가 제1락심롤러(37)와 제2락심롤러(38) 사이를지나면서 물려들어가 압착되고, 이에 따라 나선상의 말리는 파형강판(110)의 경계부분에 락심(Lock seam)이 형성되면서 완전한 원통형태의 파형강관(120)이 성형된다.
도 6을 참고하면, 제2락심롤러(38)는 제1락심롤러(35)보다 긴 폭을 갖도록 형성되고,외주면 중심측에 원주방향으로 인입되어 절곡부(113,114)들이 안착되는 절곡부 수용부 수용부(39)가 형성된다. 그리고, 제1락심롤러(35)가 상방에 배치되고 제2락심롤러(38)가 하방에 배치되는 것이 바람직하나, 반대로 배치될 수도 있다.
형상변형수단(40)은 락심형성부(36)에 대해 파형강관본체(121)가 회전되는 원주방향으로 이격되게 배치된다.
형상변형수단(40)은 보강용 관(127)이 공급되는 골부(111)의 양측에 배치된 한 쌍의 산부(112)와 접한 상태로 회전되면서 골부(11)에 안착된 보강용 관(127)을 가압 성형하는 일정한 직경의 원통형상의 평활부 성형롤러(41)와, 파형강관본체(121)를 사이에 두고 평활부 성형롤러(41)와 마주하게 배치되어 파형강관본체(121)를 지지하는 지지롤러(46)를 구비한다.
지지롤러(46)는 골부(111)로 진입되는 돌부(46a)와 산부(112)를 지지하는 홈부(46b)가 길이방향을 따라 반복형성된 일체로된 구조를 가질 수 있다.
또는, 지지롤러(46)는 축(47)에 돌부(46a)를 형성하는 다수의 제1단위롤러(48)와, 제1단위롤러(48)들 사이에 배치되며 제1단위롤러(48) 보다 작은 직경을 가져 양측에 배치된 제1단위롤러(48)와 함께 홈부(46b)를 형성하는 제2단위롤러(49)를 구비할 수도 있다.
그리고, 구체적으로 도시되지는 않았으나, 형상변형수단(40)은 평활부 성형롤러(41)를 지지하는 가압지지부와, 상기 프레임(P)에서 파형강관 본체(121)의 내측으로 연장되되 파형강관 본체(121)의 중심측에서 방사상으로 길이신축가능하며 단부에 상기 가압지지부가 연결된 가압조절용 액추에이터를 구비할 수 있다.
한편, 파형강관본체(121)의 내측 골부(111)로 공급되는 원형상의 보강용 관(127)은 형상변형수단에 의해, 파형강판(110)의 골부(111) 양측의 산부(112)의 상단들을 연결한 직선(l)과 골부(111) 일측의 산부(112)의 상단에서 골부(111) 타측의 다른 산부 상단까지 골부(111)의 인입된 형상을 따라 연결한 곡선(l')이 이루는 면적에 대응되는 횡단면적을 갖도록 형상변형될 수 있는 직경을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 평활도 및 내구성이 향상된 파형강관(120)은 파형강관본체(121)의 내측 골부를 따라 보강용 관(127)이 연장되어 내구성이 향상될 수 있으면서, 보강용 관(127)의 일면이 파형강관본체(121) 내측의 산부(112)들의 단부를 연결한 직선 상에 배치되어 상기 산부들과 함께 파형강관본체(121)의 길이방향으로 평활된 구조를 형성하여 유체가 원활하게 흐를 수 있는 이점이 있다.
상기와 같은 구조를 갖는 제조장치(5)를 이용한 평활도 및 내구성이 향상된 파형강관 제조방법은 아래와 같다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 평활도 및 내구성이 향상된 파형강관 제조방법은 언코일링 단계(S1)와, 파형강판 성형단계(S3)와, 파형강관 본체 성형단계(S5)와, 보강구조 형성단계(S11)와, 강관 절단단계(S11)를 포함한다.
언코일링 단계(S1)는 언코일러(10)에 권취된 강판(100)이 일정속도로 권취해제되어 롤포밍부(20)로 공급되도록 하는 단계이다.
파형강판 성형단계(S3)는 롤 포밍기(20)를 이용하여 권취 해제된 강판(100)을 골부(111)와 산부(112)가 연속된 파형을 가지며 폭 방향 양측 가장자리에 상호 반대방향으로 절곡되어 상호 걸림 가능한 절곡부(113,114)가 형성되는 파형강판(110)으로 성형하는 단계이다.
파형강관 본체 성형단계(S5)는 곡률이 증가된 상기 파형강판을 강관성형기(30)로 공급하여 파형강판(110)을 나선형으로 감으면서 상호 접하는 절곡부(113,114)를 가압하여 락심(126)을 형성하여 원통형상의 파형강관본체(121)로 성형하는 단계이다.
파형강관 본체 성형단계(S5)는 강관성형기(30)로 공급된 파형강판(110)을 리드롤러(32) 및 버트리스 롤러(34)를 이용하여 나선형으로 감으면서 서로 반대방향으로 절곡된 절곡부(113,114)가 서로 걸리도록 하는 파형강판 권취단계(S7)와, 파형강판(110)의 서로 반대방향으로 절곡된 절곡부(113,114)를 락심형성부(36)의 제1락심롤러(37)와 제2락심롤러(38) 사이로 통과시켜 압착하여 락심(126)을 형성하는 락심형성단계(S9)를 포함한다.
보강구조 형성단계(S11)는 파형강관본체(121)의 내측을 형성하는 파형강판(110)의 일면측 골부(111)(도 4 참조)로 보강용 관(127)을 공급하는 보강용 공급단계(S13)와, 상기 골부(111)로 투입되는 보강용 관(127)을 형상변형수단(40)을 통해 가압하여 골부(111)에 대응되게 형상 변형시켜, 형상 변형된 보강용 관(111)이 상기 파형강관본체(121)의 내측을 형성하는 파형강판(110)의 일면측 산부(112)와 함께 평활구조를 형성하도록 하는 보강용 관 가압성형단계(S15)를 포함한다.
보강용 관(127)은 골부(111)를 따라 연장되게 파형강관본체(121)로 투입되기 전에 소정의 곡률을 갖도록 굴곡 성형될 수도 있고, 평활부 성형롤러(41)에 가압되면서 골부(111)를 따라 안착되어 나선형상으로 굴곡될 수도 있다.
한편, 보강용 관(127)이 PE관 같이 합성수지 관인 경우, 평활부 성형롤러(41)와 지지롤러(46)로부터 열을 전달바다 열 가압되면서 형상변형될 수 있도록, 형상변형수단은 평활부 성형롤러(41)와 지지롤러(46)에 열을 인가하는 롤러 가열부(미도시)를 더 하는 것이 바람직하다.
상기 롤러가열부는 금속 소재로된 평활부 성형롤러(41)와 지지롤러(46)를 가열하도록, 평활부 성형롤러(41)와 지지롤러(46) 내로 삽입되어 전기 인가시 발열되는 히팅선이 적용될 수 있다.
또는 상기 롤러가열부는 금속 소재로된 평활부 성형롤러(41)와 지지롤러(46) 내로 고압 고열의 스팀을 공급하는 스팀발생기가 적용될 수도 있다. 이 경우, 평활부 성형롤러(41)와 지지롤러(46)는 고압 및 고열의 스팀을 보강용 관(127) 이나 파형강관본체(121) 측으로 토출할 수 는 토출공들이 각각 형성될 수도 있다.
강관 절단단계(S17)는 파형강관성형기(30)에서 형성된 파형강관(120)을 절단기(미도시)에 의하여 일정길이로 절단하는 단계이다.
파형강관성형기(30)에서 연속적으로 형성되는 파형강관(120)은 파형강판(110)이 파형강관성형기(30)로 진입되는 방향에 직교하는 방향으로 연장되어지는데, 절단기(미도시)는 필요에 따른 길이로 연장된 파형강관(120)을 종방향으로 절단한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 평활도 및 내구성이 향상된 파형강관 제조방법 및 제조장치는 파형강관본체(121)의 골부를 따라 보강용 관(127)이 연장되어 내구성이 향상될 수 있으면서, 상기 보강용 관(127)이 파형강관 본체(121)의 산부와 함께 평활된 구조를 형성하여 유체가 원활하게 흐를 수 있는 파형강관을 제조할 수 있는 이점이 있다.
한편, 도 9 및 도 10에는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 파형강관과 이의 제조장치가 도시되어 있다. 앞서 도시된 도면에서 동일 기능을 갖는 구성요소는 동일 참조부호로 표기한다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 파형강관(220)은 파형강관 본체(121)와; 상기 파형강관본체(121)의 외측의 골부(111)를 따라 나선 연장된 관형상으로 형성되되 형상변형수단(240)에 의해 가압되어 파형강관본체(121)의 외측의 골부(111)에 대응되게 형상변형되어 상기 파형강관본체(121)의 외측의 산부(112)와 함께 평활구조를 형성하는 보강용 관(227);을 구비한다.
상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 일 실시 예에 따른 평활도 및 내구성이 향상된 파형강관(220)은 파형강관본체의 외측 골부를 따라 보강용관(227)이 연장되어 내구성이 향상될 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 파형강관를 제조하기 위한 제조장치는 형상변형수단(240)을 제외하고 본 발명의 일 실시 예와 동일한 구조를 갖는다.
형상변형수단(240)은 락심형성부(36)에 대해 파형강관본체(121)가 회전되는 원주방향으로 이격되게 배치된다.
형상변형수단(240)은 파형강관 본체(121) 외측에 배치되어 보강용 관(227)이 공급되는 골부(111)의 양측에 배치된 파형강관 본체(121) 외측의 한 쌍의 산부(112)와 접한 상태로 회전되면서 골부(111)에 안착된 보강용 관(227)을 가압 성형하는 일정한 직경의 원통형상의 평활부 성형롤러(41)와, 파형강관본체(121)를 사이에 두고 평활부 성형롤러(41)와 마주하게 파형강관본체(121) 내에 배치되어 파형강관본체(121)를 지지하는 지지롤러(46)를 구비한다.
그리고, 구체적으로 도시되지는 않았으나, 형상변형수단(240)은 평활부 성형롤러(41)를 지지하는 가압지지부와, 상기 프레임(P)에서 파형강관 본체(121)의 둘레로 연장되되 파형강관 본체(121)의 중심측에서 방사상으로 길이신축가능하며 단부에 상기 가압지지부가 연결된 가압조절용 액추에이터를 구비할 수 있다.
또한, 상기와 같은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 파형강관의 제조방법은 보강구조 형성단계(S11)를 제외하고, 본 발명의 일 실시 예와 동일한 구조를 갖는다.
보강구조 형성단계(S11)는 파형강관본체(121)의 외측을 형성하는 파형강판(110)의 일면측 골부(111)(도 9 및 도 10 참조)로 보강용 관(127)을 공급하는 보강용 공급단계(S13)와, 상기 골부(111)로 투입되는 보강용 관(127)을 형상변형수단(40)을 통해 가압하여 골부(111)에 대응되게 형상 변형시켜, 형상 변형된 보강용 관(111)이 상기 파형강관본체(121)의 외측을 형성하는 파형강판(110)의 일면측 산부(112)와 함께 평활구조를 형성하도록 하는 보강용 관 가압성형단계(S15)를 포함한다.
보강용 관(127)은 골부(111)를 따라 연장되게 파형강관본체(121)로 투입되기 전에 소정의 곡률을 갖도록 굴곡 성형될 수도 있고, 평활부 성형롤러(41)에 가압되면서 골부(111)를 따라 안착되어 나선형상으로 굴곡될 수도 있다.
한편, 도시되지는 않았으나, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 파형강관은 파형강관 본체(121)와; 상기 파형강관본체(121)의 내측의 골부(111)를 따라 나선 연장된 관형상으로 형성되되 형상변형수단(40)에 의해 가압되어 파형강관본체(121)의 내측의 골부(111)에 대응되게 형상변형되어 상기 파형강관본체(121)의 내측의 산부(112)와 함께 평활구조를 형성하는 보강용 관(127)과; 상기 파형강관본체(121)의 외측의 골부(111)를 따라 나선 연장된 관형상으로 형성되되 형상변형수단(240)에 의해 가압되어 파형강관본체(121)의 외측의 골부(111)에 대응되게 형상변형되어 상기 파형강관본체(121)의 외측의 산부(112)와 함께 평활구조를 형성하는 보강용 관(227);을 구비한다.
이를 위한 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 파형강관의 제조장치는 본 발명의 일 실시 예의 구조에, 본 발명의 다른 실시 예의 형상변형수단(240)을 더 구비하는 것이 바람직하다.
이상, 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 사람이라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록 청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
5 : 평활도 및 내구성이 향상된 파형강관 제조장치
10 : 언코일러 20 : 롤포밍기
30 : 강관성형기 36 : 락심형성부
41 : 평활부 성형롤러 46 : 지지롤러
110 : 파형강판 111 : 골부
112 : 산부
120 : 평활도 및 내구성이 향상된 파형강관
121 : 파형강관본체 127 : 보강용 관

Claims (9)

  1. 파형으로 형성된 파형강판의 양측 가장자리에 상호 반대방향으로 각각 절곡된 절곡부가 상호 걸림가능하도록 상기 파형강판이 나선형으로 감기면서 상기 절곡부가 가압된 락심을 통해 형성되는 파형강관 본체와; 상기 파형강관본체의 내측에 나선연장 형성된 골부를 따라 연장되게 상기 골부에 배치된 원형상의 관이 형상변형수단에 의해 가압되어, 횡단면이 상기 골부의 일측에 배치되는 산부의 상단에서 상기 골부의 타측에 배치된 다른 산부의 상단까지 상기 골부의 인입된 형상을 따라 연결한 곡선과, 상기 골부의 양측의 상기 파형강관본체의 상기 산부들의 상단부를 연결한 직선이 함께 이루는 형상에 대응되게 변형되어 형성되며, 일면이 상기 파형강관본체의 내측의 상기 산부들의 단부들을 연결한 상기 파형강관본체의 길이방향의 직선상에 배치되어 상기 산부들과 함께 상기 파형강관본체의 길이방향으로 평활한 구조를 형성하는 보강용 관;을 포함하는 파형강관에 있어서,
    상기 파형강관은
    권취된 강판을 일정속도로 권취해제하는 언코일러와;
    상기 언코일러에서 공급되는 강판을 골부와 산부가 반복된 상기 파형강판으로 성형하고 상기 파형강판의 폭 양측 가장자리에 상호 반대방향으로 절곡되어 상호 걸림 가능한 상기 절곡부를 각각 형성시키는 롤 포밍기와;
    상기 파형강판을 나선상으로 말기 위한 가이드 유닛과, 상기 파형강판이 나선상으로 말려 서로 물림 가능하게 근접되는 폭 일측의 상기 절곡부와 폭 타측의 상기 절곡부를 함께 가압하여 락심 체결하여 상기 파형강판을 원통형상의 파형강관본체로 성형하는 락심형성부와, 상기 파형강판의 내측의 상기 골부를 따라 나선 연장되게 공급되는 상기 보강용 관의 일면이 상기 파형강관본체의 내측의 상기 산부들의 단부들을 연결한 상기 파형강관본체의 길이방향의 직선상에 배치되어 상기 산부들과 함께 평활구조를 형성하도록 상기 골부의 횡단면 형상에 대응되도록 형상변형되게 상기 보강용 관을 가압하는 형상변형수단을 포함하는 강관성형기;를 포함하는 파형강관 제조장치에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 평활도 및 내구성이 향상된 파형강관.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 보강용 관은
    합성수지관, 알루미늄관, 강관 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 평활도 및 내구성이 향상된 파형강관.
  3. 삭제
  4. 언코일러에 감겨진 강판을 권취 해제하는 언코일링 단계와;
    권취 해제된 상기 강판을 골과 산이 연속된 파형을 가지며 폭 방향 양측 가장자리에 상호 반대방향으로 절곡되어 상호 걸림 가능한 절곡부가 형성되는 파형강판으로 성형하는 파형강판 성형단계와;
    곡률이 증가된 상기 파형강판을 강관성형기로 공급하여 상기 파형강판을 나선형으로 감으면서 상호 접하는 상기 절곡부를 가압하여 락심을 형성하여 파형강관으로 성형하는 파형강관본체 성형단계와;
    상기 절곡부를 가압하는 락심형성부에 대해 원주방향으로 이격되게 배치되어, 상기 파형강관본체 성형단계 중, 상기 파형강관본체의 내측을 형성하는 상기 파형강판의 일면측 골부로 투입되어 상기 골부를 따라 연장되게 상기 골부에 배치된 원형상의 보강용 관을, 형상변형수단을 통해 가압하여, 상기 골부의 일측에 배치된 산부의 상단에서 상기 골부의 타측에 배치된 다른 산부의 상단까지 상기 골부의 인입된 형상을 따라 연결한 곡선과 상기 골부 양측의 상기 파형강판의 산부들의 상단부를 연결한 직선이 함께 이루는 형상에 횡단면이 대응되게 형상 변형시켜, 형상 변형된 상기 보강용 관의 일면이 상기 파형강관본체의 내측의 산부들의 단부들을 연결한 상기 파형강관본체의 길이방향의 직선상에 배치되어 상기 산부들과 함께 평활구조를 형성하도록 하는 보강구조 형성단계와;
    상기 파형강관을 일정 길이로 절단하는 파형강관 절단단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 평활도 및 내구성이 향상된 파형강관 제조방법.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 형상변형수단은
    상기 파형강관본체 내측에서, 상기 파형강관본체 성형을 위해 상기 파형강판 권취 시 상호 접하는 절곡부를 가압하는 상기 락심형성부에 대해 상기 파형강관본체가 회전되는 방향으로 이격되게 배치되며,
    상기 보강용 관이 공급되는
    상기 파형강관본체의 내측의 상기 골부의 양측에 배치된 한 쌍의 상기 파형강관본체의 내측의 상기 산부들과 접한 상태로 회전되면서 상기 보강용 관을 가압 성형하는 원통형상의 평활부 성형롤러와, 상기 파형강관본체를 사이에 두고 상기 평활부 성형롤러와 마주하게 상기 파형강관본체의 외측에 배치되어 상기 파형강관본체의 외측을 지지하는 지지롤러를 구비하는 것을 특징으로 하는 평활도 및 내구성이 향상된 파형강관 제조방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 지지롤러는
    상기 파형강관본체의 내측의 상기 골부로 진입되는 돌부와 상기 파형강관본체의 내측의 상기 산부를 지지하는 홈부가 길이방향을 따라 반복형성되는 것을 특징으로 하는 평활도 및 내구성이 향상된 파형강관 제조방법.
  7. 권취된 강판을 일정속도로 권취해제하는 언코일러와;
    상기 언코일러에서 공급되는 강판을 골부와 산부가 반복된 파형강판으로 성형하고 상기 파형강판의 폭 양측 가장자리에 상호 반대방향으로 절곡되어 상호 걸림 가능한 절곡부를 각각 형성시키는 롤 포밍기와;
    상기 파형강판을 나선상으로 말기 위한 가이드 유닛과, 상기 파형강판이 나선상으로 말려 서로 물림 가능하게 근접되는 폭 일측의 상기 절곡부와 폭 타측의 상기 절곡부를 함께 가압하여 락심 체결하여 상기 파형강판을 원통형상의 파형강관본체로 성형하는 락심형성부와, 상기 파형강판의 내측의 골부를 따라 나선 연장되게 공급되는 보강용 관의 일면이 상기 파형강관본체의 내측의 산부들의 단부들을 연결한 상기 파형강관본체의 길이방향의 직선상에 배치되어 상기 산부들과 함께 평활구조를 형성하도록 상기 골부의 횡단면 형상에 대응되도록 형상변형되게 상기 보강용 관을 가압하는 형상변형수단을 포함하는 강관성형기;를 구비하는 것을 특징으로 하는 평활도 및 내구성이 향상된 파형강관 제조장치.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 형상변형수단은
    상기 파형강관본체 내측에서, 상기 파형강관본체 성형을 위해 상기 파형강판 권취 시 상호 접하는 절곡부를 가압하는 상기 락심형성부에 대해 상기 파형강관본체가 회전되는 방향으로 이격되게 배치되며,
    상기 보강용 관이 공급되는 상기 파형강관본체의 내측의 상기 골부의 양측에 배치된 한 쌍의 상기 파형강관본체의 내측의 상기 산부들과 접한 상태로 회전되면서 상기 보강용 관을 가압 성형하는 원통형상의 평활부 성형롤러와, 상기 파형강관본체를 사이에 두고 상기 평활부 성형롤러와 마주하게 상기 파형강관본체의 외측에 배치되어 상기 파형강관본체의 외측을 지지하는 지지롤러를 구비하는 것을 특징으로 하는 평활도 및 내구성이 향상된 파형강관 제조장치.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 지지롤러는
    상기 파형강관본체의 내측의 상기 골부로 진입되는 돌부와 상기 파형강관본체의 내측의 상기 산부를 지지하는 홈부가 길이방향을 따라 반복형성되며,
    상기 보강용 관은 PE를 포함하는 합성수지관이 적용되며,
    상기 형상변형수단은
    상기 평활부 성형롤러와 상기 지지롤러가 상기 보강용 관을 열 가압하여 형상변형할 수 있도록, 상기 평활부 성형롤러와 상기 지지롤러에 열을 인가하는 롤러 가열부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 평활도 및 내구성이 향상된 파형강관 제조장치.
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