KR100631141B1 - 자동압력조절장치가 설치된 벨로우즈 신축이음관 - Google Patents

자동압력조절장치가 설치된 벨로우즈 신축이음관 Download PDF

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Abstract

본 발명은 각종 공정 엔지니어링의 배관설비에 사용되는 벨로우즈 신축이음관 내부에서 발생되는 압력과 온도변화에 따라 자동적으로 조절이 가능한 자동압력조절장치가 설치된 벨로우즈 신축이음관으로, 상기 신축이음관(100)의 엔드파이프(101,102) 양단에 각각 설치되는 고정플랜지(110,110‘); 상기 고정플랜지 중 어느 한쪽에 간격을 두고 설치되는 이동플랜지(120); 및 상기 고정플랜지를 체결하기 위한 타이로드(130) 및 너트(131); 상기 고정플랜지와 이동플랜지 사이에 설치되어 신축이음관(100)의 내부에서 발생되는 압력, 온도에 따라 자동적으로 변위를 흡수할 수 있도록 한 자동압력조절장치(140)로 구성된다.

Description

자동압력조절장치가 설치된 벨로우즈 신축이음관{Bellows Type PTFE Expansion Joint and Process for Preparing Same}
도1은 종래의 벨로우즈 신축이음관이 설치된 상태를 나타낸 도면이다.
도2는 본 발명에 따른 자동압력조절장치가 설치된 벨로우즈 신축이음관을 나타낸 도면이다.
도3는 도2의 요부확대 단면도이다.
도4는 본 발명에 따른 자동압력조절장치가 설치된 벨로우즈형 신축이음관의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
*도면의 주요부호에 대한 간단한 설명*
100 : 신축이음관 101,102 : 엔드파이프
110,110‘ : 고정플랜지 111,121 : 구멍
120 : 이동플랜지 130 : 타이로드
131 : 너트 140 : 자동압력조절장치
발명의 분야
본 발명은 자동압력조절장치가 설치된 벨로우즈 신축이음관에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 각종 공정 엔지니어링의 배관설비에 사용되는 벨로우즈 신축이음관 내부에서 발생되는 압력과 온도변화에 따라 자동적으로 조절이 가능한 자동압력조절장치가 설치된 벨로우즈 신축이음관에 관한 것이다.
발명의 배경
벨로우즈 신축이음관은 각종 공정 엔지니어링의 배관(pipe-work)이나 연도가스배관(duct-line)에 사용된다. 각종 엔지니어링 배관에서는 열이나 압력으로 인한 팽창이나 기계적인 진동이 발생하게 되는데, 벨로우즈 신축이음관은 이러한 열팽창이나 진동 등을 흡수할 목적으로 광범위하게 적용되고 있다.
예를 들어, 발전소, 석유화학, 냉동, 야금, 원자력, 공조시스템, 항공, 건설, 자동차, 수 처리, 소각로 등의 많은 분야에 벨로우즈 신축이음관이 적용되고 있다.
벨로우즈 신축이음관은 금속이나 PTFE 수지를 원료로 하여 제조되는데, 그 제조방법은 이미 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에 의하여 잘 알려져 있다.
상기 벨로우즈 신축이음관(1)은 도1에 도시된 바와 같이, 타이로드(2) 및 체결너트(3,3‘)에 의해 고정된다.
즉, 상기 벨로우즈 신축이음관은 신축이음관 내의 유체의 압력, 온도의 변동이나 신축이음관의 외부의 압력 변화에 따른 배관의 변위를 흡수하기 위해 타이로드(2)를 체결하였다.
그러나 상기 타이로드를 체결하기 위해서는 유체의 압력, 온도의 변동 등을 계산하여 체결너트(3,3‘)를 일정한 간극(공차)(4)을 두고 체결해야 만했기 때문에 조작이 번거롭고, 상기 조작을 위한 전문 인력이 필요하였다.
특히 기존 발전소에서 변압기용 고압차단기에 사용되는 GIS(Gas Insulation Switiching Gear) 벨로우즈 분야에 특히 요구된다.
본 발명자는 상기와 같은 종래의 벨로우즈 신축이음관을 설치하기 위한 타이로드 타입대신에 유체의 압력, 온도의 변동이나 신축이음관의 외부의 압력 변화에 따라 자동으로 유격을 조절할 수 있도록 한 자동압력조절장치가 설치된 벨로우즈 신축이음관을 개발하기에 이른 것이다.
본 발명의 목적은 벨로우즈 신축이음관 내부의 압력, 온도 변화에 따라 자동적으로 변위를 조절할 수 있도록 한 자동압력조절장치가 설치된 벨로우즈 신축이음관을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 신축이음관에 자동압력조절장치를 설치함으로써, 유지보수가 필요 없어 경제적인 효과를 도모할 수 있도록 하기 위한 것이다.
본 발명의 상기 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
발명의 요약
본 발명은 압력과 온도변화가 큰 유체를 이송하는 배관에 내부튜브와 외부튜브로 이루어지는 2겹의 벨로우즈 신축이음관을 고정함에 있어서,
상기 신축이음관(100)의 엔드파이프(101,102) 양단에 각각 설치되는 고정플랜지(110,110‘); 및
상기 고정플랜지 중 어느 한쪽에 간격을 두고 설치되는 이동플랜지(120);
상기 고정플랜지를 체결하기 위한 타이로드(130) 및 너트(131); 및
상기 고정플랜지와 이동플랜지 사이에 설치되어 신축이음관(100)의 내부에서 발생되는 압력, 온도에 따라 자동적으로 변위를 흡수할 수 있도록 한 자동압력조절장치(140);
로 구성됨을 특징으로 한다.
상기 자동압력조절장치는 단동식 가스 또는 유압실린더인 것을 특징으로 한다.
상기 자동압력조절장치는 고탄성 스프링인 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 내용을 첨부된 도면을 참조로 하여 아래에서 상세히 설명한다.
도2는 본 발명에 따른 자동압력조절장치가 설치된 벨로우즈 신축이음관을 일 부 절결하여 나타낸 도면이고, 도3은 도2의 요부확대 단면도이다.
본 발명 벨로우즈 신축이음관(100)은, 도3에 도시된 바와 같이, 금속재로 두께가 균일하게 산과 골을 반복적으로 형성한 내부튜브와 외부튜브 2겹으로 이루어진다.
상기 신축이음관(100)의 양단에 설치되는 엔드파이프(101,102) 각각에는 고정플랜지(110,110‘)가 용접에 의해 일체로 고정된다.
상기 고정플랜지 중 어느 한쪽에 신축관의 팽창에 따라 원활하게 움직일 수 있도록 이동플랜지(120)가 설치된다.
상기 고정플랜지(110)와 이동플랜지(120)에는 도3에 도시된 바와 같이, 원주방향을 따라 구멍(111,121)이 각각 형성된다.
상기 구멍을 통하여 고정플랜지(110,110‘)와 이동플랜지(120)가 타이로드(130)와 너트(131)에 의해 체결된다.
또한, 상기 고정플랜지 중 어느 하나의 고정프레이트(110)와 이동플랜지(120) 사이에는 신축이음관(100)의 내부에서 발생되는 압력, 온도에 따라 자동적으로 변위를 흡수할 수 있도록 한 자동압력조절장치(140)가 설치된다.
상기 자동압력조절장치(140)는 가스 또는 유압실린더로, 가스 실린더로 할 경우 특수 가스(N2 : Nitrogen)를 고압으로 주입하였다.
예를 들면, 직경이 300 × 630mml GIS(Gas Insulation Switching Gear) 벨로우즈 제품의 압력이 대략 -760mmHg +8.1kg/㎠G 일 때, 압축 트러스트는 πㆍd²/4 × P의 공식을 적용하면 +8.063kg/-995kg으로 총 9,058kg의 흡수능력이 발생하게 된다.
따라서 가스 실린더의 설계는 신장력(Extension Movement)과 압축력(Compression Movement)을 감안하여 토탈 압력 트러스트의 1/2로 설정하여 가스 장입 압력을 1110㎏/㎠로 하면 실린더 1개의 흡수능력(Forece)는 1,130㎏/set가 된다.
그러므로 가스 실린더를 4개를 설치하게 되면 1,130㎏/set×4= 4,520㎏s의 흡수 능력을 +, - 방향으로 흡수할 수가 있다.
도4는 본 발명에 따른 자동압력조절장치가 설치된 벨로우즈형 신축이음관의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
이 실시 예에서는 본 실시예의 구성과 동일하며 다만 자동압력조절장치(140)인 가스실린더를 고탄성 스프링으로 대체 하였다.
상기 스프링의 인장ㆍ신장력은 스프링의 직경과 권수에 의해 결정된다.
본 발명은 벨로우즈 신축이음관 내부의 압력, 온도 변화에 따라 자동적으로 변위를 조절할 수 있도록 함으로써, 유지보수가 필요 없어 경제적인 효과를 도모할 수 있도록 한 효과를 갖는다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 이용될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (3)

  1. 압력과 온도변화가 큰 유체를 이송하는 배관에 내부튜브와 외부튜브로 이루어지는 2겹의 벨로우즈 신축이음관을 고정함에 있어서,
    상기 신축이음관의 엔드파이프 양단에 각각 설치되는 고정플랜지;
    상기 고정플랜지 중 어느 한쪽에 간격을 두고 설치되는 이동플랜지; 및
    상기 고정플랜지를 체결하기 위한 타이로드 및 너트; 및
    상기 고정플랜지와 이동플랜지 사이에 설치되어 신축이음관의 내부에서 발생되는 압력, 온도에 따라 자동적으로 변위를 흡수할 수 있도록 한 자동압력조절장치;
    로 됨을 특징으로 하는 자동압력조절장치가 설치된 벨로우즈 신축이음관.
  2. 제1항에 있어서, 상기 자동압력조절장치는 단동식 가스 또는 유압실린더인 것을 특징으로 하는 자동압력조절장치가 설치된 벨로우즈 신축이음관.
  3. 제1항에 있어서, 상기 자동압력조절장치는 고탄성 스프링인 것을 특징으로 하는 내압에 따라 변위되는 자동압력조절장치가 설치된 벨로우즈 신축이음관.
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