KR100594944B1 - 압력용기의 강도 보강구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압력용기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자켓형 압력용기에 있어서 현재 보온수의 저장역할만을 담당하는 자켓이 압력용기의 강도와 강성을 보강할 수 있도록 하는 압력용기의 강도보강 구조에 관한 것이며, 압력용기의 외부에 장착하는 보강구조에 있어서, 각각의 일단이 압력용기(24)에 접하도록 압력용기(24)의 외벽을 트러스 형태를 이루며 연결되어 둘러싸도록 설치되는 다수개의 링크판(1); 상기 최외측에 고정되는 2개의 링크판(1) 사이에 연결되어 설치되며, 상기 최외측 링크판(1) 사이에 조절 가능한 인장력을 주어 상기 압력용기(24)를 향하여 가압하여 고정하는 고정가압부; 로 구성되는 것을 특징으로 한다.

압력용기, 온도조절 자켓, 보강구조, 트러스

Description

압력용기의 강도 보강구조 {A reinforcing apparatus for a pressure vessel}

도 1은 본 발명의 압력용기의 강도 보강구조를 도시한 조립 개략도.

도 2는 도 1의 A방향 정면도.

도 3은 본 발명의 압력용기의 강도 보강구조의 요부 사시도.

도 4는 본 발명의 링크판을 도시한 사시도.

도 5는 본 발명의 제1압력판을 도시한 사시도.

도 6은 본 발명의 제2압력판을 도시한 사시도.

도 7은 본 발명의 연결구를 도시한 사시도.

도 8은 본 발명의 압력링크를 도시한 사시도.

도 9는 본 발명의 관통링크와 탭링크를 도시한 사시도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명 >

1 : 링크판 2 : 제1압력판

3 : 제2압력판 4 : 연결구

5 : 압력링크 6 : 관통링크

7 : 탭링크 8 : 돌출고정부

9 : 오목고정부 10, 15 : 압력지지부

11, 13 : 연결고정부 12 : 돌출고정부

14 : 오목고정부 16 : 압력판고정홀

17 : 링크고정홀 18 : 연결부

19 : 볼트관통홀 20 : 볼트고정홀

21, 22 : 링크고정부 23 : 볼트

24 : 압력용기 25 : 온도조절 자켓

본 발명은 압력용기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자켓형 압력용기에 있어서 현재 보온수의 저장 역할만을 담당하는 자켓이 압력용기의 강도와 강성을 보강할 수 있도록 하는 압력용기의 강도보강 구조에 관한 것이다.

여러가지 압력 용기는 용기를 가열 또는 냉각시키는 수단을 필요로 하고 있고, 이 요구를 충족시키기 위해 종래에 온도 조절 자켓을 압력용기에 용접시켜 용기주위에 환상공간을 만들고 여기를 통해서 열전달을 하는 방법이 행해져 왔다.

비교적 저압에서 운전되는 압력용기들은 통상 용접강판으로 제작되는데, 일반적으로 이와 같은 용기에 온도조절 자켓을 용접하는 데에는 아무런 어려움이 없었다. 그러나 고압용기에 있어서는 용접부의 팽창과 수축에 의하여 결함이 발생할 가능성이 있으며, 안전도 문제가 발생한다.

압력용기의 경우 용기내 압력이 높은 경우에 용기가 반경방향으로 팽창되려 는 경향이 있으므로 이러한 반경방향의 팽창에 의하여 압력용기와 자켓 사이의 내부용적이 감소하고, 이에 따라 온도조절 자켓 내부에 내부압력이 발생하여 자켓에서 미세 누설이 발생한다.

정상적인 설계와 제작 공정을 거친 온도조절 자켓이 설치된 압력용기라도 최종 자켓압력시험에서 자켓부의 미세 압력누설이 감지되는 경우가 발생하는데, 이는 전술한 바와 같이 압력용기 본체의 팽창에 따른 자켓 내부용적축소에 의한 자켓 내압이 발생되어 일어나는 현상으로 보이며, 이러한 현상이 발생하는 것은 현재의 압력용기의 설계가 강도를 주로 고려하고 강성을 고려하지 않음으로 인한 것이다.

이와같이 미세한 압력누설로 인하여 공정에서는 승인검사를 받았으나, 제품마감검사에서 불합격판정이 나올수도 있으며, 자켓형 압력용기에서도 순간적인 과압력이 걸릴경우 안전에 심각한 문제가 발생한다.

따라서 자켓형 압력용기 제작에서 현행 설계를 유지하는 범위내에서 추가비용과 압력용기 본체에 미치는 영향을 최소로하고, 일반적인 모든 자켓형 압력용기에도 적용할 수 있는 압력용기의 강도보강 구조를 필요로 한다.

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 기존의 압력용기 설계를 유지하면서 자켓의 강도와 강성을 이용하여 압력용기 본체에 외압을 가함으로서 압력용기와 자켓이 압력용기에 가하여지는 압력에 같이 반응하도록 하여 압력용기와 자켓 사이의 내부공간의 체적감소와 압력용기의 팽창량을 최소화시켜서 자켓의 미세 압력누설을 방지하고, 압력용기와 자켓이 일체화되어 움직임으로서 자 켓의 강도 및 강성이 압력용기 본체의 안정성 증강에 기여할 수 있으며, 일반적인 다른 조건의 자켓형 압력용기에도 사용할 수 있는 압력용기의 강도 보강구조를 제공하고자 하는 목적을 가지고 있다.

본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위하여 압력용기의 외부에 장착하는 보강구조에 있어서, 각각의 일단이 압력용기에 접하도록 압력용기의 외벽을 트러스 형태를 이루며 연결되어 둘러싸도록 설치되는 다수개의 링크판; 상기 최외측에 고정되는 2개의 링크판 사이에 연결되어 설치되며, 상기 최외측 링크판 사이에 조절 가능한 인장력을 주어 상기 압력용기를 향하여 가압하여 고정하는 고정가압부; 로 구성되며, 상기 링크판은 일단의 중앙이 돌출되어 측면으로 볼트홀이 형성된 돌출고정부가 형성되고, 타단은 상기 돌출고정부와 서로 맞물리도록 중앙이 오목하게 형성되고 양측부에 볼트홀이 형성된 오목고정부가 형성되며, 상기 고정가입부는 중앙에 볼트관통홀이 형성되고, 양측부에 링크고정부가 형성되는 관통링크; 중앙에 나사산이 형성된 볼트고정홀이 형성되고, 양측부에 링크고정부가 형성되는 탭링크; 길게 형성된 몸체의 길이방향 양단부에 연결부를 형성하여 일단은 상기 링크고정부와 회동가능하게 고정하고, 타단은 연결구와 회동가능하게 고정하는 4개의 압력링크; 상기 압력링크 사이를 연결하도록 2개의 링크고정홀이 몸체 일측에 형성되고, 상기 링크고정홀과 수직방향으로 압력판고정홀이 형성되는 연결구; 일단에 상기 압력용기에 접하는 압력지지부가 형성되고, 타단은 중앙이 돌출되어 측면으로 볼트홀이 형성된 돌출고정부가 형성되며, 측면에 볼트홀이 형성된 연결고정부가 상기 돌출고정부가 돌출시작되는 부분의 양측 상면으로 돌출되어 형성되는 제1압력판; 일 단에 상기 압력용기에 접하는 압력지지부가 형성되고, 타단은 상기 링크판의 돌출고정부와 맞물려 고정되도록 중앙이 오목하게 형성되고 양측부에 볼트홀이 형성된 오목고정부가 형성되며, 측면에 볼트홀이 형성된 연결고정부가 상면 일측에 돌출되어 형성되는 제2압력판; 및 상기 관통링크와 탭링크를 연결하여 고정하는 볼트; 로 구성되는 것을 특징으로 하며, 상기 링크판과 고정가압부의 내측단은 압력용기에 접하도록 설치하고, 외측단에는 온도조절자켓이 접하도록 설치하여 상기 링크판과 고정가압부를 통한 열전달에 의하여 압력용기의 온도조절이 가능한 것을 특징으로 하는 압력용기의 강도보강 구조를 제공한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

압력용기(24)의 외측면 둘레에 압력용기(24)의 팽창량을 억제하는 보강구조를 설치하고, 상기 보강구조의 외측단에 접하도록 온도조절자켓을 설치하는 것을 주요 구성으로 한다.

상기 보강구조는 크게 트러스 형태로 연결되는 다수개의 링크판(1)과 최외측 링크판(1)을 고정하여 가압하는 고정가압부로 이루어진다.

링크판(1)을 평판 형상으로 형성하되, 일단의 중앙을 돌출시켜 돌출고정부(8)를 헝성하고, 상기 돌출고정부(8)의 측면을 관통하여 볼트홀을 형성한다. 상기 링크판(1)의 타단은 상기 돌출고정부(8)와 서로 맞물리도록 중앙을 오목하게 형성하고, 상기 오목하게 들어간 중앙의 양측부를 관통하여 볼트홀이 형성 된 오목고정부(9)를 형성한다. 상기 링크판(1)은 다수개가 트러스 형태로 서로 돌출고정부(8)와 오목고정부(9)가 맞물려 볼트로 고정되며, 각각의 일단이 상기 압력용기(24)에 접하도록 주위를 둘러싸며 고정된다.

상기 고정가압부는, 상기 최외측에 고정되는 2개의 링크판(1) 사이에 연결되어 설치되며, 상기 최외측 링크판(1) 사이에 조절 가능한 인장력을 주어 상기 압력용기(24)를 향하여 가압하여 고정한다.

상기 고정가압부의 바람직한 실시예를 살펴보면, 중앙에 볼트관통홀(19)이 상하로 관통되어 형성되고, 양측부에 링크고정부(21)가 형성되는 관통링크(6)를 형성하고, 상기 링크고정부(21)는 몸체 중앙에서 양측으로 돌출되는 돌출부의 측면으로 볼트홀을 형성하여 구성한다.

상기 관통링크(6)의 볼트관통홀(19)을 통하여 삽입되는 볼트(23)의 단부와 체결되도록 중앙에 나사산이 형성된 볼트고정홀(20)이 형성되고, 양측부에 링크고정부(22)가 형성되는 탭링크(7)를 형성하여 상기 볼트(23)와 결합한다. 상기 탭링크(7)의 링크고정부(22) 또한 몸체 중앙에서 양측으로 돌출되는 돌출부의 측면으로 볼트홀을 형성하여 구성한다.

상기 관통링크(6)와 탭링크(7)의 링크고정부(21)(22)에 일단이 고정되도록 길게 형성된 몸체의 길이 방향 양단부에 연결부(18)를 형성하여, 일단은 상기 링크고정부(21)(22)와 회동가능하게 고정하고, 타단은 연결구(4)를 매개로 하여 서로 회동가능하게 고정하는 4개의 압력링크(5)를 구비한다. 상기 연결부(18)는 일반 힌지 형태로 형성하여 그 가운데에 후술할 연결구(4)의 몸체가 끼워져 연결구(4)에 형성된 링크고정홀(17)과 동시에 볼트를 관통시켜 고정한다.

상기 연결구(4)는 상기 압력링크(5)의 연결부(18) 사이를 연결하도록 2개의 링크고정홀(17)이 몸체 일측에 2개가 형성된다. 상기 링크고정홀(17)과 수직방향으로 관통되어 압력판고정홀(16)이 형성되고, 상기 압력판 고정홀(16)은 후술할 제1압력판(2)과 제2압력판(3)의 연결고정부(11)(13)에 볼트로 고정된다.

상기 제1압력판(2)은 일단에 상기 압력용기(24)에 접하는 압력지지부(10)가 형성되고, 타단은 중앙이 돌출되어 측면으로 볼트홀이 형성된 돌출고정부(12)가 형성되며, 측면에 볼트홀이 형성된 연결고정부(11)가 상면 일측에 돌출되어 형성된다. 상기 연결고정부(11)는 상기 돌출고정부(12)가 돌출시작되는 부분의 양측 상면으로 돌출되어 형성되는 것이 바람직하나, 꼭 그 자리에 한정되지는 않는다.

상기 제2압력판(3)은 일단에 상기 압력용기(24)에 접하는 압력지지부(15)가 형성되고, 타단은 상기 링크판(1)의 돌출고정부(8)와 맞물려 고정되도록 중앙이 오목하게 형성되고 양측부에 볼트홀이 형성된 오목고정부(14)가 형성되며, 측면에 볼트홀이 형성된 연결고정부(13)가 상면 일측에 돌출되어 형성된다.

상기 볼트(23)는 상기 관통링크(6)와 탭링크(7)를 연결하여 고정한다.

상기 링크판(1)과 고정가압부의 제1압력판(2)과 제2압력판(3)의 내측단은 압력용기(24)에 접하도록 설치하고, 외측단에는 온도조절자켓(25)이 접하도록 설치하여 상기 링크판과 고정가압부를 통한 열전달에 의하여 압력용기의 온도조절을 한다.

이와 같은 구조의 가압고정부에 있어서, 볼트(23)를 돌리게 되면 상기 관통 링크(6)와 탭링크(7)가 상하이동을 하여 그 사이의 길이가 늘어나거나 줄어들게 되고, 상기 관통링크(6)와 탭랭크(7)에 각각 연결된 압력링크(5)의 사이에 연결된 연결구(4)가 수평이동을 한다. 수평이동을 하는 연결구(4)에 고정된 제1압력판(2)과 제2압력판(3)도 연결구(4)를 따라 수평이동을 하고, 상기 제1압력판(2)과 제2압력판(3)에 연결된 링크판(1)을 잡아당기거나 풀어주어서 압력용기(24)에 가해지는 압력을 조절한다.

이상과 같은 본 발명의 압력용기의 강도 보강구조를 사용하면 내부 압력용기는 외부자켓과 일체로 반응하게 되어 자켓 내부의 체적변화량이 1/10 이하로 되어 현재에 발생하는 자켓의 압력누설을 방지할 수 있으며, 현재 설계를 변경할 필요없이 기존의 압력용기의 둘레에 설치하여 별도의 설계변경없이 압력용기의 안정성과 강성을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

구조가 간단하고, 최소의 비용으로 제작이 가능하며 설치 길이를 마음대로 조절할 수 있으므로 다른 조건의 압력용기의 설계에도 적용할 수 있을 뿐만 아니라 설치에 의하여 본체에 발생하는 예압이 외압으로 작용하여 안전도의 향상에 기여하는 효과가 있다.

그리고 용기에 직접 온도조절 자켓을 용접하여 고정하지 않기 때문에 용접으로 인하여 발생하는 용접 변형이 발생하지 않아 그로 인한 조기 파손의 우려를 없애주는 효과가 발생한다.

Claims (4)

1. 삭제
2. 압력용기의 온도조절자켓 내부에 다수개가 일렬로 연결되는 링크판과, 이 링크판의 양단이 고정가압부로 연결되어 장착되는 강도 보강구조에 있어서,

   상기 링크판(1)은 각각의 가장자리 일단이 압력용기(24)에 접하도록 압력용기(24)의 외벽에 트러스 형태로 둘러싸도록 연결되고, 일단의 중앙이 돌출되어 측면으로 볼트홀이 형성된 돌출고정부(8)와, 타단은 상기 돌출고정부(8)와 서로 맞물리도록 중앙이 오목하게 형성되고 양측부에 볼트홀이 형성된 오목고정부(9)가 형성되어 조립 설치되며,

   상기 고정 가압부는 최외측에 고정되는 2개의 링크판(1) 사이에 연결되어 설치되며, 상기 최외측 링크판(1) 사이에 조절 가능한 인장력을 주어 상기 압력용기(24)를 가압하도록 고정 설치되어 구성되는 것을 특징으로 하는 압력용기의 강도보강구조.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 고정가입부는

   중앙에 볼트관통홀(19)이 형성되고, 양측부에 링크고정부(21)가 형성되는 관통링크(6);

   중앙에 나사산이 형성된 볼트고정홀(20)이 형성되고, 양측부에 링크고정부(22)가 형성되는 탭링크(7);

   길게 형성된 몸체의 길이방향 양단부에 연결부(18)를 형성하여 일단은 상기 링크고정부(21)(22)와 회동가능하게 고정하고, 타단은 연결구(4)와 회동가능하게 고정하는 4개의 압력링크(5);

   상기 압력링크(5) 사이를 연결하도록 2개의 링크고정홀(17)이 몸체 일측에 형성되고, 상기 링크고정홀(17)과 수직방향으로 압력판고정홀(16)이 형성되는 연결구(4);

   일단에 상기 압력용기(24)에 접하는 압력지지부(10)가 형성되고, 타단은 중앙이 돌출되어 측면으로 볼트홀이 형성된 돌출고정부(12)가 형성되며, 측면에 볼트홀이 형성된 연결고정부(11)가 상면 일측에 돌출되어 형성되는 제1압력판(2);

   일단에 상기 압력용기(24)에 접하는 압력지지부(15)가 형성되고, 타단은 상기 링크판(1)의 돌출고정부(8)와 맞물려 고정되도록 중앙이 오목하게 형성되고 양측부에 볼트홀이 형성된 오목고정부(14)가 형성되며, 측면에 볼트홀이 형성된 연결고정부(13)가 상면 일측에 돌출되어 형성되는 제2압력판(3); 및

   상기 관통링크(6)와 탭링크(7)를 연결하여 고정하는 볼트(23); 로 구성되는 것을 특징으로 하는 압력용기의 강도보강 구조.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 링크판(1)과 고정가압부의 내측단은 압력용기(24)에 접하도록 설치하고, 외측단에는 온도조절자켓(25)이 접하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 압력용기의 강도보강 구조.

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