KR100517067B1 - 연도 접합부, 이를 이용한 다중 연도관 및 그 설치방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연도접합부, 이를 이용한 다중 연도관 및 그 설치방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 발전기 또는 보일러의 연도(연관)를 경유하는 높은 온도의 배기가스에 의한 열기의 누출을 효과적으로 방지할 수 있는 연도접합부 및 이를 이용한 다중연도관 및 그 설치방법에 관한 것으로서, 발전기 또는 보일러 와 같은 고온의 배기가스를 배출시키는 관 접합부에서, 갈고리 형상 머리부 및 수직부로 구성된 플랜지부의 배면이 서로 접하도록 형성된 내부관; 상기 플랜지부의 머리부 위에 접하여 형성된 역 U자형 밴드;를 포함한다.

Description

연도 접합부, 이를 이용한 다중 연도관 및 그 설치방법{joint assembles of flue, multi layer flue and the installation method using the same}

본 발명은 연도접합부, 이를 이용한 다중 연도관 및 그 설치방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 발전기 또는 보일러의 연도(연관)를 경유하는 높은 온도의 배기가스에 의한 열기의 누출을 효과적으로 방지할 수 있는 연도접합부 및 이를 이용한 다중연도관 및 그 설치방법에 관한 것이다.

산업용 발전기, 보일러 또는 가정용 보일러는 석탄, 석유등과 같은 원료를 연소시켜 필요한 동력을 얻고 있으며, 이러한 연소에 의하여 발생하는 배기가스는 굴뚝으로 배출하게 된다.

이러한 배기가스를 굴뚝으로 배출시키기 위한 관을 통상 연도(연관)이라 한다. 이러한 연도는 통상 연소량, 용도별로 2중관(가정용보일러, 산업용 보일러) 또는 3중관(산업용 발전기용) 형태로 제작하며, 재질은 세라믹 코팅된 스텐레스 또는 철판 등을 이용하게 된다. 즉, 연도 내부를 경유하는 배기가스는 매우 높은 온도(발전기용 연도의 경우 개략 450-500°C)의 열기를 가지고 있어 되도록 연도 주위로 배기가스 등에 의한 열기가 빠져나가지 않도록 단열구조로서 다중관 형태의 연도가 이용되고 있다.

이러한 연도의 경우, 설치장소(통상 지하 또는 건물 중간층의 기계실) 및 다양한 재질의 판의 크기에 따라 다수의 분할된 연도를 연결 접합시킬 필요가 있으며, 특히 연도접합부의 경우 밀실하게 접합되지 않으면 연도 내부의 열기가 그대로 외부로 누출되는 경우가 있어 특히 연도제작 및 설치 시 그 접합부의 처리는 매우 중요하다. 왜냐하면 접합부의 처리가 부실한 경우, 그 접합부 주위에 누출되는 열기에 의하여 안전사고 위험성이 있고, 특히 누출이 누적되는 경우 연도자체의 내구성이 저하되어 대형사고가 발생할 수 있기 때문이다.

도1a는 발전기 연도에 통상 이용되는 3중관 형태의 연도를 부분적으로 도시한 것이며, 도1b는 특히 3중관인 연도의 맨 안쪽의 내부관(10)의 접합부(100)를 정면도로서 도시한 것이다.

즉 양 내부관의 연결접합부(100)는 도1b와 같이 내부관(10)의 단부를 수직으로 형성시킨 수직플랜지부(11)를 서로 맞대 이어놓은 상태에서 실런트(12)를 상기 수직플랜지부를 감싸도록 하고, 역 U자형 밴드(13)로 실런트를 감싸는 방식으로 처리하고 있으며, 상기 역 U자형 밴드는 그 단부를 볼트 등과 같은 연결구로 서로 결합시켜 고정된다.

즉 연결접합부를 씰런트에 의하여 밀실하게 기밀 처리함으로서 고온의 열기를 외부로 누출되지 않도록 하는 것이다. 또한 내부관의 주위로 도1a와 같이 중간관(20) 및 외부관(30)으로 일정간격을 두고 형성시킴으로서 단열성능을 높여 결국 외부관의 표면온도가 제한된 기준값 이하로 되도록 하는데, 통상 60-70°C 정도가 상기 제한 값이며, 이는 씰런트가 계속적으로 연결접합부를 기밀하게 하여 열기를 막아줄 수 있다는 전제가 필요한데, 실제로는 상기 씰런트가 계속되는 열기에 의하여 경화되고, 결국 경화된 씰런트에 크랙이 발생하여 실제 연도의 외부관의 온도는 제한 값을 훨씬 상회하는 온도(개략 100-120°C)가 되며, 이러한 현상 때문에 외부관 주위에 단열재 등을 덮어 나름대로 연도관의 누출되는 열기를 제어하려는 방법이 시도되었지만 이는 근본적인 해결방법이 되지 않아 이를 개선할 방법이 절실하게 요구되었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서,

본 발명의 목적은 연도접합부의 플랜지부의 형상을 변형시켜 연도로부터 고온의 열기가 외부로 누출되는 현상을 방지하기 위한 수단을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 연도로부터 누출되는 열기를 효과적으로 제어할 수 있어 연도의 열기 누출에 의한 안전사고 및 내구성저하를 막을 수 있는 수단을 제공하는 것이다.

본 발명은 연도접합부에 있어, 씰런트와 같은 재료와 같이 일정 온도(300°C) 이상이 되는 상태에서 경화되어 크랙이 발생하고, 심지어 재로 변하여 연도의 열기가 외부로부터 누출될 수밖에 없어 발생하는 씰런트 재료사용에 의한 문제점을 근본적으로 해결하기 위하여, 씰런트와 같은 재료를 이용하지 않고, 연도접합부의 형상을 변경시켜 보다 효율적으로 연도접합부의 기능을 발휘시키는 것을 핵심적 기술사항으로 하며 본 발명의 최선의 실시예를 도2 및 도3을 기준으로 상세히 설명한다.

먼저 연도접합부를 살펴보고, 이를 이용한 다중 연도관 및 그 제작방법을 살펴본다.

<연도접합부>

본 발명의 연도접합부는 4가지 구체예로 나누어 볼 수 있다.

이러한 연도접합부는 내부관의 단부에 형성된 연결부인 플랜지부를 갈고리 형상의 머리부 및 상기 머리부에 수직으로 형성된 수직부로 이루어진 플랜지부로 한다는 것은 동일하며, 단지 열기 누출방지를 위해 보조적으로 사용되는 개스킷 및 단열포의 사용여부에 따라 구분되며, 이하 상기 4가지 구체예를 구체적으로 살펴본다.

연도접합부1(구체예1)

상기 연도접합부1(200)은 연결단부가 갈고리 형상의 머리부(211a) 및 수직부(211b)로 구성된 플랜지부(211)의 배면이 서로 접하도록 형성된 내부관(210); 및 상기 플랜지부의 머리부 위에 접하여 형성된 역 U자형 밴드(220);를 포함하며 도2a를 기준으로 설명한다.

상기 내부관(210)은 연도의 가장 내부를 형성하는 관으로서, 그 재질은 세라믹코팅이 된 스텐레스 또는 철판을 원형단면으로 형성시킨 것으로서, 그 단부는 전체적으로 갈고리 형상의 머리부(211a) 및 상기 머리부에 수직으로 형성된 수직부(211b)로 이루어진 플랜지부(211)로 형성되어 있다.

즉 연결접합부1은 상기 플랜지부(211)의 수직부의 배면(A)이 서로 맞닿도록 한 상태로 한 것인데, 플랜지부의 위에는 역 U자형 밴드(220)가 갈고리 형상의 머리부(B)에 접하도록 설치되어 있다. 따라서 상기 머리부와 접하는 역U자형 밴드에 의하여 내부관으로부터 열기가 차단된다.

종래에는 씰런트와 같은 재료를 사용하여 열기를 차단시키고 있기 때문에 고온의 열기를 받는 경우 경화되어 크랙이 가거나 재로 변하여 결국 고온의 열기를 효과적으로 차단하기 어려웠고, 역 U자형 밴드는 단순히 내부관의 수직플랜지부를 잡아주는 역할을 할 뿐이었는데 본 발명에서는 씰런트와 같은 재료를 사용하지 않아 근본적으로 씰런트와 같은 재료사용에 의한 문제점이 발생하지 않도록 하면서, 단지 내부관을 서로 잡아주는 역할을 하는 역U자형밴드의 역할을 본 발명의 갈고리형상의 머리부에 기계적으로 완전히 밀착시키도록 하여 내부관의 열기를 차단하는 역할(쐐기작용)을 담당하도록 하여, 별도의 재료 사용 없이도 효과적으로 내부관의 열기를 차단할 수 있고, 별도의 씰런트와 같은 재료를 사용하지 않으므로 연도제작비용이 그만큼 절감되는 효과가 있으며, 보수 및 유지관리가 용이 하다는 장점이 있다.

상기와 같은 역 U자형 밴드의 쐐기작용을 발현하기 위해서는 도2a와 같이 역U자형밴드 및 플랜지부의 머리부의 접촉부(B)가 형성될 수 있도록, 상기 접촉부의 플랜지부의 머리부의 폭(C)이 역 U자형 밴드의 머리부의 내부 폭(D)보다는 작되, 역 U자형 밴드의 머리부에 플랜지부의 머리부가 삽입되면서 밀실하게 접하도록 형성시켜야 한다.

연도접합부2(구체예2)

상기 연도접합부2(300)는 갈고리 형상의 머리부(311a) 및 수직부(311b)로 구성된 플랜지부(311)의 배면이 서로 접하도록 형성된 내부관(310); 상기 플랜지부의 배면사이에 형성된 누기방지용 개스킷(320); 상기 플랜지부의 머리부 위에 접하여 형성된 역 U자형 밴드(330);을 포함하며, 도2b를 기준으로 설명한다.

연도접합부2는 상기 연도접합부1과 같이 내부관의 단부에 형성된 플랜지부 및 역 U자형 밴드를 사용하는 것은 동일하며, 단지 플랜지부의 수직부(311b) 사이에 추가적으로 개스킷(320)을 사용한다는 점에서 상이하다.

개스킷(320)은 특히 내부관의 온도에 맞는 다양한 재질의 제품을 사용할 수 있으며, 그 두께 및 크기는 연도접합부에 따라 적의 선택하여 적용하면 된다. 이로서 추가적인 개스킷의 사용으로 보다 효율적인 연도의 열기 누출을 방지할 수 있다는 장점이 있다.

연도접합부3(구체예3)

상기 연도접합부3(400)은 갈고리 형상의 머리부(411a) 및 수직부(411b)로 구성된 플랜지부(411)의 배면이 서로 접하도록 형성된 내부배기관(410); 상기 플랜지부의 머리부 위를 감싸도록 형성된 단열포(420); 및 상기 단열포 위에 접하여 형성된 역 U자형 밴드(430);를 포함한다.

연도접합부3은 상기 연도접합부1과 같이 내부관의 단부에 형성된 플랜지부 및 역 U자형 밴드를 사용하는 것은 동일하며, 단지 플랜지부의 머리부와 역 U자형 밴드 사이에 추가적으로 단열포(420)를 사용한다는 점에서 상이하다.

단열포(420)는 아라미드섬유, 실리카섬유, 유리섬유 등과 같이 단열성능이 뛰어난 직물형태로 단열재로서, 종래의 씰런트와는 달리 고온의 열기에도 크랙이 가거나 재로 변하는 현상이 없어 더욱 효과적인 열기 차단이 가능하며, 이러한 단열포는 역 U자형 밴드에 의하여 기계적으로 머리부에 고정되므로 추가적인 연결철물이 필요없어 설치, 시공도 간편하다는 장점이 있다. 본 발명에서는 역 U자형밴드가 플랜지 머리부에 접하여 쐐기작용에 의한 열기의 차단이 가능한 형식이기 때문에 연도접합부3도 이러한 방식을 채택하되, 그 사이에 단열포가 더 추가되어 된 것이다.

연도접합부4(구체예4)

상기 연도접합부4(500)는 갈고리 형상의 머리부(511a) 및 수직부(511b)로 구성된 플랜지부(511)의 배면이 서로 접하도록 형성된 내부배기관(510); 상기 플랜지부의 배면사이에 형성된 누기방지용 개스킷(520); 상기 플랜지부의 머리부 위를 감싸도록 형성된 단열포(530); 및, 상기 단열포 위에 접하여 형성된 역 U자형 밴드(540);를 포함한다.

연도접합부4는 상기 연도접합부1과 같이 내부관의 단부에 형성된 플랜지부 및 역 U자형 밴드를 사용하는 것은 동일하며, 단지 플랜지부의 머리부와 역 U자형 밴드 사이에 추가적으로 단열포(530)를 사용하고, 내부관의 플랜지부의 수직부 사이에 추가로 개스킷(520)을 사용한다는 점에서 상이하다.

<연도접합부를 이용한 다중연도관>

본 발명의 연도접합부(200,300,400,500)를 이용하여 산업용 발전기에 사용되는 3중관 방식으로 연도관(600)을 제작한 상태를 부분상세도로 도시한 것이 도3a이다. 즉 가장 안쪽의 내부관(610)을 서로 연도접합부1로 처리한 후, 연결철물(640)을 이용하여 중앙관(620) 및 외부관(630)을 차례로 형성시키는 것이다. 상기 연결철물은 연도접합부에 이용되며, 내부관, 중앙관 및 외부관 사이에는 다수의 간격재를 이용하여 각 관의 형태를 계속 유지시켜 주는 것이 바람직하다.

나아가 본 발명의 연도접합부(200,300,400,500)를 이용하여 산업용, 가정용 보일러에 사용되는 2중관 방식으로 연도관(700)을 제작한 상태를 부분 상세도로 도시한 것이 도3b이다. 도3a의 3중관 형태의 다중 연도관에서 중간관을 설치하지 않았다는 점 외에는 상기 3중관과 동일하게 내부관(710) 및 외부관(720)을 연결철물(730)을 이용하여 제작된다.

<다중 연도관을 이용한 연도관 설치방법>

상기 2중관 또는 3중관으로 제작된 다중 연도관을 설치하는 방법은 내부관의 접합부를 연도접합부1 내지 연도접합부4 중 어느 하나의 연도접합부로 형성시키는 단계; 상기 연도접합부 주위에 내부관의 직경보다 큰 다수의 관을 연결철물로 형성시키는 단계; 상기 내부관보다 직경이 큰 관의 접합부를 연결밴드(800)로 마감하는 단계;

3중관 이든 2중관 이든 다중연도관을 서로 연결하여 연도를 설치하기 위해서 먼저 연도의 접합부를 상기 연도접합부1 내지 연도접합부4의 방식으로 형성시키면 일단 내부관이 제작되며,

다수의 연결철물을 이용하여 도3a 및 도3b와 같이 중앙관 및/또는 외부관을 형성시켜 다중 연도관을 제작한다.

또한 내부관 과 중앙관 사이 및 중앙관 과 외부관 사이에는 L 자 형상의 간격재를 삽입하여 원래의 형상을 고온에서도 유지할 수 있도록 함이 바람직하다.

내부관, 내부관의 연결접합부, 중앙관 및 외부관을 차례로 형성시킨 후에는 연결밴드(800)를 이용해 최 외곽 관의 표면을 마감하여 다중 연도관의 설치를 완료한다.

본 발명은 고온에 취약한 씰런트와 같은 재료를 이용하지 않고, 역 U자형 밴드의 기계적 연결(쐐기작용)을 채택함으로서 고온에서도 효율적으로 연도의 고온 누출을 방지할 수 있으며, 추가적으로 단열포 및 캐스킷과 같이 고온에서도 재료적 성질이 변하지 않는 재료를 사용함으로서 자칫 연도의 열기 누출로 인한 안전사고를 방지할 수 있으며, 연도 설치 후 그 재보수, 유지관리가 용이하다.

도1a 및 도1b는 종래의 연도 접합부 및 연도접합부의 정면도이다.

도2a 내지 도2d는 본 발명의 연도접합부의 정면도의 구체예들이다.

도3a 및 도3b는 본 발명의 다중연도관의 연결접합부 구조의 구체예이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

12: 씰런트

200,300,400,500: 연도접합부

220,330,430,540:역 U자형 밴드

320,520:개스킷 420,530:단열포

Claims (6)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 발전기 또는 보일러 와 같은 고온의 배기가스를 배출시키는 관 접합부에서,

   갈고리 형상 머리부 및 수직부로 구성된 플랜지부의 배면이 서로 접하도록 형성된 내부관;

   상기 플랜지부의 배면사이에 형성된 개스킷;

   상기 플랜지부의 머리부 위를 감싸도록 형성된 단열포; 및,

   상기 플랜지의 머리부 위의 단열포에 접하여 형성된 역 U자형 밴드;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 연도 접합부.
5. 제4항에서, 상기 연도접합부의 내부관보다 직경이 큰 중간관 및 외부관과 같은 관이 연결철물에 의해 추가로 더 형성된 다중 연도관.
6. 내부관의 접합부를 제4항의 연도접합부로 형성시키는 단계;

   상기 연도접합부 주위에 내부관의 직경보다 큰 다수의 관을 연결철물로 형성시키는 단계; 및,

   상기 내부관에 보다 직경이 큰 관의 접합부를 연결밴드로 마감하는 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 연도관 설치방법.