KR100704645B1 - 냉동사이클 시스템의 배관 플랜지 연결구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고압 냉동사이클 시스템의 배관 플랜지 연결구조에 관한 것으로 메일 플랜지 블록(3)과 피메일 플랜지 블록(4)이 제 1, 2 결합돌기부(10, 20)을 제 1, 2 돌기결합홈(4b, 4c)에 각각 결합시킴으로써 결합되어 그 결합부분에서 강도가 증대되며, 그 사이에 삽입되는 실링부재(30)가 제 2 결합돌기부(20)에 끼워져 제 1, 2 파이프 결합구멍(3a, 4a)의 내, 외측에서 이중으로 실링작용을 하므로 조립 후 결합부분에서 기밀성이 증대되는 것이다.

즉, 이산화탄소와 같이 분자량이 작고 고압 사이클을 이용하는 냉동사이클 시스템에서 이산화 탄소 냉매의 고압에도 견딜 수 있으며, 배관과 배관사이, 열교환기와 배관사이, 또는 두 부재간의 연결시, 고압에 견딜 수 있고, 저온과 고온에서 실링부재(30)의 변형 및 형상의 변화없이 기밀을 유지하며, 이산화탄소가 실링부재로 흡수되는것을 방지하여 냉매의 누설을 방지하는 효과가 있는 것이다.

또한 메일 플랜지 블록(3)과, 피메일 플랜지 블록(4), 실링부재(30)의 조립 및 재조립이 용이하여 작업 편의성과 효율을 증대시키며 특히 재조립 시 기밀과 내구성을 유지할 수 있는 효과가 있는 것이다.

또한 메일 플랜지 블록(3)과, 피메일 플랜지 블록(4), 실링부재(30)의 조립 및 재조립이 용이하여 작업 편의성과 효율을 증대시키며 특히 재조립 시 기밀과 내구성을유지할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Description

냉동사이클 시스템의 배관 플랜지 연결구조{Fitting structure for pipe flange of a refrigeration cycle system}

도 1은 종래의 배관 플랜지 연결구조를 도시한 분해사시도

도 2는 본 발명의 분해사시도

도 3은 본 발명의 메일 플랜지 블록을 도시한 단면도

도 4는 본 발명의 피메일 플랜지 블록을 도시한 단면도

도 5는 본 발명의 실링부재를 도시한 정면도

도 6은 도 5의 A-A' 단면도로서, 실링부재의 형상을 나타내고 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예를 도시한 요부확대 사시도

도 8은 본 발명의 결합상태를 도시한 사용 상태 단면도

도 9는 본 발명의 일 실시예를 도시한 요부확대 사시도

도 10은 본 발명의 일 실시예를 도시한 요부확대 사시도

도 11은 본 발명의 일 실시예로서 복합 결합 블록의 분해사시도

도 12에서는 실링부재의 단면 두께비 파괴압에 대한 그래프

도 13은 본 발명의 볼트체결거리(G) 별로 파괴압을 비교하여 나타낸 그래프

도 14는 본 발명의 단차부 높이(H2)의 변화에 따른 파괴압의 변화를 나타낸 그래프

*도면 중 주요 부호에 대한 설명*

1 : 제 1 파이프 2 : 제 2 파이프

3 : 메일 플랜지 블록 4 : 피메일 플랜지 블록

10 : 제 1 결합돌기부 20 : 제 2 결합돌기부

30 : 실링부재 31 : 오링부

32 : 내측부 33 : 날개부

40 : 체결수단 41 : 체결볼트

50 : 위치고정핀 60 : 단차부

본 발명은 냉동사이클 시스템의 배관 플랜지 연결구조에 관한 것으로 더 상세하게는 초임계 냉동 사이클에서 배관 사이를 연결하는 연결구의 조립성과 기밀성을 증대시킬 수 있도록 발명된 것이다.

일반적으로 자동차에는 탑승객의 호흡이나 외부 대기 상태, 외부의 온도변화 등에 의하여 오염된 실내를 신선한 상태로 유지하거나 실내 온도를 냉, 난방하여 탑승자의 신체에 적합한 온도로 유지시켜 쾌적한 실내 환경을 형성할 수 있도록 하는 공조장치가 설치된다.

이러한 공조장치에는 엔진을 냉각하여 고온으로 가열된 냉각수를 순환시켜 주위의 공기를 가열하는 난방사이클과 냉매를 순환시켜 주위 공기의 열을 흡수함으 로써 공기를 냉각시키는 냉동사이클로 구분된다.

이 냉동사이클은 엔진의 구동에 의해 냉매를 고온 고압의 기체상태로 압축시키는 압축기와 상기 압축기에서 압축된 냉매를 공급받아 열을 방출하고 응축시키는 응축기와 상기 응축기로부터 응축된 고압의 액체 냉매를 저장하는 리시버탱크와 상기 리시버탱크의 고압의 냉매를 증발하기 쉽도록 분무상태로 만드는 팽창밸브와 상기 팽창밸브에 연결되어 분무상태의 냉매를 흡열작용에 의해 증발시켜 냉기를 발생시키며, 압축기에 연결되어 사용된 냉매를 압축기로 이송하는 증발기와, 증발기와 압축기 사이에 구비되며 내부에 냉매를 저장할 수 있는 증발기탱크를 포함한다.

그리고 냉동사이클은 배관 파이프를 통해 냉매가 순환되며, 이 배관 파이프는 각각 연결구로 연결되어 배관된다.

이 배관 파이프 연결 구조는 도 1에서 도시한 바와 같이 도1에 도시한 바와 같이 플랜지 블록을 사용하여 연결하고 있다.

즉, 제1파이프(1)가 결합된 땅콩 단면형태의 메일 플랜지 블록(3 : male flange block)과, 제2파이프(2)가 결합된 땅콩 단면형태의 피메일 플랜지 블록(4 : female flange block)이 볼트(8)에 의해 체결되는 플랜지 연결구조로서, 상기 메일 플랜지 블록(3)에는 상기 제1파이프(1)에 연통하는 구멍을 가진 돌출부(5)가 형성되고, 상기 피메일 플랜지 블록(4)에는 상기 돌출부(5)가 삽입되는 삽입부(6)가 형성되며, 상기 돌출부(5)에 고무재질의 오링(7)이 끼워져 실링하게 된다. 상기 볼트(8)는 상기 메일 플랜지 블록(3)의 관통구멍(9a)을 통해 피메일 플랜지 블록(4)의 구멍(9b)에 삽입되어 고정된다.

그러나 상기한 종래의 냉동사이클 시스템의 배관 플랜지 연결구조는 기존의 프레온 냉매를 사용할 경우에 배관 파이프 내로 통과하는 냉매의 압력이 낮아 사용하는 데 문제가 없었으나 근래에 지구 온난화 문제로 프레온 냉매의 사용이 규제되고 있어 이를 대체하는 이산화탄소 냉매를 사용하는 경우 배관 파이프를 통과하여 순환되는 이산화탄소의 압력이 높아 내구성에 문제점이 발생하였던 것이다.

열교환 매체로서 이산화탄소(CO₂) 냉매를 이용한 냉동사이클은 압력이 임계점을 넘어선 초임계 냉동사이클을 구성하기 때문에 냉동사이클 시스템 내 압력은 종래 프레온계 냉매를 사용하는 냉동사이클의 시스템보다 매우 높으며, 또한 시스템 내 온도는 -40℃~ 180℃ 에 분포되는 특징이 있다.

또한 종래의 배관 파이프 연결 구조에서 메일 플랜지 블록과 피메일 플랜지 블록 결합부분을 실링하는 오링은 단순히 고무 또는 합성 고무 재질로 링형상으로 제조되어 이산화탄소 냉매를 사용하는 초임계 냉동 사이클에서는 발생하는 고압에 견딜 수 없고, 기온이 현저하게 낮을 경우 탄력성이 부족하게 되어 외부 충격 시 충격부분을 흡수하지 못하고 간극이 생기거나 뒤틀리면서 이산화 탄소 냉매의 누출을 발생시키는 폐단이 있었던 것이다.

본 발명의 목적은 배관 파이프를 연결하는 연결구의 결합부분에서 기밀성과 내압성을 증대시켜 고압의 냉매를 사용하는 초임계 냉동 사이클에서 냉매의 누출을 방지하고, 내구성을 향상시키는 냉동사이클 시스템의 배관 플랜지 연결구조를 제공 하는 데 있다.

이러한 본 발명의 목적은 자동차용 냉동 사이클에서 냉매를 순환 시키며 연결되어 배관되는 제 1, 2 파이프와, 이 제 1, 2 파이프를 연결하는 연결수단을 포함하는 냉동사이클 시스템의 배관 플랜지 연결구조에 있어서, 상기 연결수단은 일측에 상기 제 1 파이프가 결합하는 제 1 파이프 결합구멍이 뚫려진 메일 플랜지 블록과, 상기 메일 플랜지 블록의 일면에 제 1 파이프 결합구멍과 연통된 상태로 돌출되는 제 1 결합돌기부와, 상기 제 1 결합돌기부의 단부면에 돌출되며 내측으로 제 1 안착면이 형성되는 제 2 결합돌기부와, 상기 제 2 결합돌기부에 끼워져 결합하여 제 2 결합돌기부의 외측면을 감싸고 제 2 결합돌기부의 내측으로 제 1 안착면으로 안착되는 실링부재와, 일면에 상기 제 2 파이프가 결합하는 제 2 파이프 결합구멍이 뚫려지며 반대측면에 상기 이 제 2 파이프 결합구멍과 연통되며 상기 제 1 결합돌기부가 결합하는 제 1 돌기결합홈이 파여지며 이 제 1 돌기결합홈의 내측으로 상기 제 2 결합돌기부가 결합하는 제 2 돌기결합홈이 형성되고 제 2 결합돌기홈의 외측 둘레로 실링부재의 일면이 안착되는 제 2 안착면이 형성되는 피메일 플랜지 블록과, 상기 메일 플랜지 블록과 피메일 플랜지 블록을 체결하여 결합시키는 체결수단을 포함하여 달성된다.

즉, 메일 플랜지 블록과 피메일 플랜지 블록은 제 1, 2 결합돌기부가 제 1, 2 돌기결합홈에 각각 결합함으로써 그 결합부분에서 강도가 증대되며, 실링부재는 제 2 결합돌기부에 끼워져 제 1, 2 파이프 결합구멍의 내, 외측에서 이중으로 실링 작용을 하므로 조립 후 결합부분에서 기밀성이 증대되는 것이다.

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 분해사시도로서, 메일 플랜지 블록과 피메일 플랜지 블록과 실링부재, 체결수단이 분리된 상태를 나타내고 있다.

도 3은 본 발명의 메일 플랜지 블록을 도시한 단면도로서, 메일 플랜지 블록의 내부 구조를 나타내고 있다.

도 4는 본 발명의 피메일 플랜지 블록을 도시한 단면도로서, 피메일 플랜지 블록의 내부 구조를 나타내고 있다.

도 5는 본 발명의 실링부재를 도시한 정면도이고, 도 6은 도 5의 A-A' 단면도로서, 실링부재의 형상을 나타내고 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예를 도시한 요부확대 사시도로서, 실링부재가 제 2 결합돌기부에 끼워져 결합되며, 홈 회전 걸림부를 두어 실링부재의 이탈을 방지하는 것을 나타내고 있다.

도 8은 본 발명의 결합상태를 도시한 사용 상태 단면도로서, 메일 플랜지 블록과 피메일 플랜지 블록이 결합되어 제 1, 2 파이프가 연결된 구조를 나타내고 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예를 도시한 요부확대 사시도로서, 실링부재가 제 2 결합돌기부에 끼워져 결합하는 것을 나타내고 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예를 도시한 요부확대 사시도로서, 실링부재가 제 2 결합돌기부에 끼워져 결합되며, 요부 끝단부에 단을 두어 실링부재의 이탈을 방지하는 것을 나타내고 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시예를 도시한 분해사시도로서, 두 개의 배관 연결을 하나의 조립 블록으로 구상한 것이다.

도 12에서는 실링부재의 단면 두께비 파괴압에 대한 그래프로서, 파괴압에 따라 최적의 단면 두께비(t1/t2)를 나타내고 있다.

도 13은 본 발명의 볼트체결거리(G) 별로 파괴압을 비교하여 나타낸 그래프로서, 플랜지 두께에 따른 볼트체결거리 별 파괴압을 그래프로 나타낸 것이다.

도 14는 본 발명의 단차부 높이(H2)의 변화에 따른 파괴압의 변화를 나타낸 그래프이다.

이하, 도 2에서 도시한 바와 같이 자동차용 냉동 사이클에서 냉매를 순환 시키는 제 1, 2 파이프(1, 2)는 메일 플랜지 블록(3)과 피메일 플랜지 블록(4)을 포함한 연결수단에 의해 연결되어 배관된다.

이 연결수단의 메일 플랜지 블록(3)은 도 2 내지 도 3에서 도시한 바와 같이 몸체 일 측에 제 1 파이프(1)의 단부가 결합되는 제 1 파이프 결합구멍(3a)이 뚫려지며, 몸체 타측에 후술될 체결볼트(41)가 결합하는 제 1 체결구멍(3b)이 관통되어 형성된다.

이 메일 플랜지 블록(3)은 피메일 플랜지 블록(4)과 결합되는 결합면에 제 1 결합돌기부(10)가 돌출되며, 이 제 1 결합돌기부(10)는 상기 제 1 파이프 결합구멍(3a)과 연통된 상태로 돌출된다.

이 제 1 결합돌기부(10)는 중앙으로 제 1 파이프 결합구멍(3a)이 연통되어 뚫려지며 이 제 1 파이프 결합구멍(3a)의 외측 둘레로 소정의 간격을 두고 제 2 결합돌기부(20)가 돌출된다.

이 제 2 결합돌기부(20)와 제 1 파이프 결합구멍(3a) 사이에는 후술될 실링부재(30)의 내측 실링부(32)가 안착되는 제 1 안착면(23)이 형성되는 것이다.

이 제 1 안착면(23)에는 실링비드(24)가 돌설되어 실링부재(30)의 내측 실링부(32)가 안착되도록 하며 이 실링비드(24)는 삼각 단면 형상, 원형단면 형상, 다각형단면 형상 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다.

또 상기 제 2 결합돌기부(20)는 단부에서 수직으로 뚫리는 수직결합홈(21)이 간격을 두고 다 수개 형성되며, 상기 수직결합홈(21)에 연결되어 외주면을 따라 수평으로 일정길이로 뚫리는 수평결합홈(22)을 외주면을 따라 간격을 두고 다 수개 형성할 수도 있다.

상기 실링부재(30)는 제 2 결합돌기부(20)에 수직결합홈(21)만 형성된 경우 후술된 바와 같이 실링부재(30)의 오링부(31)의 내경을 제 2 결합돌기부(20)의 내경보다 작게 형성하여 꽉 끼워지도록 결합하거나 제 2 결합돌기부(20)의 단부에 실링부재의 오링부(31)가 걸리는 걸림턱(21a)을 형성한다.

또 상기 실링부재(30)는 제 2 결합돌기부(20)에 수직결합홈(21)과 수평결합홈(22)이 형성된 경우에 후술된 날개부(33)를 수직결합홈(21)에 삽입한 후 수평결합홈(22)으로 삽입되도록 오링부(31)를 회전시킴으로써 제 2 결합돌기부(20)로 결합 고정되는 것이다.

즉, 실링부재(30)는 제 2 결합돌기부(20) 외경보다 상기 실링부재(30)의 오링부(31) 내경을 약 0.8배 작게 하여 오링부(31)의 신축성에 의해 제 2 결합돌기부(20)로 결합하여 고정되는 것이다.

또, 상기 실링부재(30)의 결합력을 강화하기 위하여 상기 제 2 결합돌기부(20) 끝단에 실링부재(30)가 걸리는 걸림턱(21a)이 외측으로 돌출되어 실링부재(30)가 빠지는 것을 방지한다.

상기 걸림턱(21a)은 제 2 결합돌기부(20) 끝단 외주면 둘레에 간격을 두고 다수개 돌출되어 형성될 수도 있고, 원주방향으로 돌출되어 형성될 수도 있으며, 오링부(31)의 두께(t1)보다 작아 상기 오링부(31)의 역할을 유지하며 이탈을 방지하도록 형성된다.

상기 피메일 플랜지 블록(4)은 상기 메일 플랜지 블록(3)과 대응되는 형상으로 형성되며, 몸체 일측에 상기 제 1 파이프 결합구멍(3a)과 일치되는 위치로 제 2 파이프 결합구멍(4a)이 뚫려진다.

또 피메일 플랜지 블록(4)은 상기 메일 플랜지 블록(3)과 결합되는 결합면에 제 1 결합돌기가 결합하는 제 1 돌기결합홈(4b)이 형성되며, 이 제 1 돌기결합홈(4b)은 제 2 파이프 결합구멍(4a)에 연통된다.

또 이 제 1 돌기결합홈(4b)은 중앙에 제 2 파이프 결합구멍(4a)이 관통되어 형성되며 이 제 2 파이프 결합구멍(4a)의 외측 둘레로 소정의 간격을 두고 상기 제 2 결합돌기의 단부가 결합하는 제 2 돌기결합홈(4c)이 파여진다.

이 제 2 돌기결합홈(4c)과 제 2 파이프 결합구멍(4a) 사이에는 실링부재(30) 의 내측 실링부(32) 일면이 안착되는 제 2 안착면(4d)이 형성되며 이 제 2 안착면(4d)에는 실링비드(24)가 돌설된다.

이 피메일 플랜지 블록(4)은 몸체 일 측에 상기 제 1 체결구멍(3b)에 대응되도록 제 2 체결구멍(4e)이 뚫려져 후술될 체결볼트(41)가 관통되어 결합된다.

이 제 1 체결구멍(3b) 또는 제 2 체결구멍(4e)은 내주면에 볼트가 체결되는 체결홈이 형성된다.

상기 메일 플랜지 블록(3)과 피메일 플랜지 블록(4)의 결합면에는 각각 핀결합홈(3c, 4f)이 형성되어 위치고정핀(50)의 단부가 각각 삽입되어 결합된다.

이 위치고정핀(50)은 메일 플랜지 블록(3)과 피메일 플랜지 블록(4)이 정확한 위치로 결합하도록 결합위치를 가이드하는 것이다.

한편, 상기 제 2 결합돌기부(20)에는 실링부재(30)가 끼워져 결합되며, 이 실링부재(30)는 도 5 내지 도 6에서 도시한 바와 같이 제 2 결합돌기부(20)의 외측을 감싸도록 결합하여 실링하는 오링부(31)와, 상기 오링부(31)의 내측에 상기 제 2 결합돌기부(20)의 내측으로 결합하여 상기 제 1 안착면(23)에 안착되고 제 1, 2 파이프 결합구멍(3a, 4a)에 연통되는 관통구멍(32a)이 형성된 내측 실링부(32)를 포함한다.

상기 실링부재(30)는 상기 오링부(31)와 내측 실링부(32)가 일체로 형성될 수 있으며, 상기 내측 실링부(32)의 외주면을 따라 간격을 두고 다 수개 돌출되며 단부가 상기 오링부(31)에 고정되어 내측 실링부(32)와 오링부(31) 사이의 간격을 유지하는 날개부(33)를 포함하여 형성할 수도 있다.

상기 오링부(31)는 내경이 제 2 결합돌기부(20)의 외경보다 크지 않는 원형 링형상으로 형성되어 제 2 결합돌기부(20)의 외측으로 끼워져 결합되는 것이다.

또 상기 오링부(31)는 합성고무 또는 고무재질로 제조되며, 내한성 및 기밀성이 우수한 에틸렌계 고무(EPDN) 또는 니트롤계 고무(H-NBR)로 제조하는 것이 바람직하다.

상기 내측 실링부(32)는 중앙에 관통구멍(32a)이 뚫린 원판형상으로 형성되며 외주면과 상기 오링부(31)의 내주면 사이에 제 2 결합돌기부(20)가 끼워져 결합하는 간격(D1)이 형성되도록 오링부(31)의 내부에 고정된다.

이 내측 실링부(32)는 주석합금, 연질알루미늄, 백납 등의 연질 금속이나 불소수지, 테프론 계열의 수지재를 사용하여 제조된다.

즉, 내측 실링부(32)는 메일 플랜지 블록(3) 또는 피메일 플랜지 블록(4)보다 연질 재질을 사용하고, 동일 재질 사용시 경도 차이를 주어 사용할 수 있으며 또는, 수지재를 사용하여 제조되는 것이다.

또 상기 내측 실링부(32)는 외주면에 간격을 두고 다 수개의 날개부(33)가 일체로 돌출되며, 이 날개부(33)의 단부는 상기 오링부(31)의 내측으로 인서트되어 고정된다.

상기 날개부(33)는 그 결합력을 강화하기 위하여 그 외측으로 일정부분 오링부(31)가 덮여지도록 한다.

그리고 이 날개부(33)는 상기 제 2 결합돌기부(20)에 형성되는 수직결합홈(21)에 대응되는 개수로 돌출되고, 수직결합홈(21)과 수평결합홈(22)에 끼워져 결합 가능한 폭과 두께를 가진다.

상기 오링부(31)와 내측 실링부(32) 사이의 간격(D1)은 제 2 결합돌기부(20)의 두께(D2)보다 1 ~ 2 배로 형성하여 기밀성을 저하시키지 않는 범위에서 실링부재(30)를 제 2 결합돌기부(20)에 끼워 결합하기 용이하게 하는 것이다.

도 12에서는 파괴압에 따른 최적의 단면 두께비(t1/t2)를 나타내었다.

또한 상기 오링부(31)는 도 12에 나타난 것과 같이 단면 두께(t1)가 내측 실링부(32)의 두께(t2)보다 1.0 ~ 2.0배로 형성되는 것이 바람직하며 이는 오링부(31)의 압착에 의한 2차 실링 및 주 실링기능인 내측 실링부(32)의 실링을 균등하게 하는 것으로 오링부 단면 두께(t1)가 크면 2차 실링 효과가 커지는 반면, 주실링부인 내측 실링부(32)의 실링기능은 약화되고 조립성 및 구조적 불리함이 있으며, 오링부 단면 두께(t1)가 작으면 주실링 기능은 증가하나 2차 실링 기능이 저하되어 외부의 부식물질이 침투하여 내측 실링부의 부식을 발생시킬 수 있다.

또한, 상기 단면 두께비(t1/t2)는 메일부와 피메일부 조립성 및 플랜지 크기 증가에도 영향이 있어 단면 두께비가 커질 때(t1>t2) 조립성은 어려워지고 메일부 크기는 커져야 한다.

한편, 상기 메일 플랜지 블록(3)과 피메일 플랜지 블록(4)을 체결하는 체결수단(40)은 제 1, 2 체결구멍(3b, 4e)으로 결합하여 체결홈으로 체결되는 체결볼트(41)를 사용한다.

상기 메일 플랜지 블록(3)의 측단부에는 상기 체결볼트(41)의 체결력을 보강하는 계단형상의 단차부(60)가 돌출되며, 이 단차부(60)는 지렛대 역할을 하여 체 결볼트(41)의 체결력이 균일하게 전달되도록 하는 것이다.

또 상기 메일 플랜지 블록(3)과 피메일 플랜지 블록(4)은 결합 시 사이에 상기 단차부(60)의 높이(H2) 이하의 간격(H1)이 발생하도록 조립하는 것이 바람직하다.

또한 상기 단차부(60)의 높이(H2)는 파이프 중심과 체결볼트(41)의 중심간의 거리인 볼트체결거리(G)를 고려하여 설계된다.

상기 체결볼트(41)의 체결거리(G)는 도 13에서 나타난 것과 같이 거리가 멀어질수록 파괴압의 강도가 급격히 낮아지므로 13 ~ 16mm로 하는 것이 바람직하다.

또한 단차부(60)의 높이(H2)는 도 14에서 도시한 바와 같이 파괴압 강도가 가장 높은 0.3~1.5mm로 형성하는 것을 기본으로 한다.

체결거리(G)는 최소화될수록 높은 파괴압을 형성하며, 단차부(60)가 지나치게 높으면 오히려 파괴압이 감소하게된다.

즉, 상기 단차부(60)는 메일 플랜지 블록(3)과 피메일 플랜지 블록(4)의 결합 시 지렛대 역할을 하여 체결볼트(41)의 체결력을 단부까지 균등하게 전달시키고, 고압의 냉매가 통과될 경우 체결력 저하로 누수가 발생하거나 고압에 견딜 수 있는 체결력을 유지시키는 역할을 하는 것이다.

상기한 본 발명의 구성으로 메일 플랜지 블록(3)과 피메일 플랜지 블록(4)의 조립을 상세히 설명하면 다음과 같다.

메일 플랜지 블록(3)과 피메일 플랜지 블록(4)의 제 1, 2 파이프 결합구멍(3a, 4a)으로 각각 제 1, 2 파이프(1, 2)가 결합되고, 이 제 1, 2 파이프(1, 2) 는 용접되거나 블레이징되어 제 1, 2 파이프 결합구멍(3a, 4a)에 고정된다..

그리고 상기 실링부재(30)는 날개부(33)가 제 2 결합돌기부(20)의 수직결합홈(21)으로 결합하면서 오링부(31)가 제 2 결합돌기부(20)의 외측으로, 내측 실링부(32)가 제 2 결합돌기부(20)의 내측으로 결합한다.

그리고 상기 실링부재(30)는 날개부(33)가 제 2 결합돌기부(20)의 수직결합홈(21)으로 결합된 후 원주방향으로 회전시켜면 수평결합홈(22)으로 결합되어 분리되지 않도록 견고히 결합된다.

이렇게 실링부재(30)는 오링부(31)와 내측 실링부(32) 사이의 간격으로 제 2 결합돌기부(20)가 끼워져 결합되므로서 조립되는 것이다.

이 실링부재(30)는 내측 실링부(32)가 일정 강성을 가지는 연질 금속재 또는 수지재로 제조되므로 제 1, 2 파이프 결합구멍(3a, 4a)을 통과하는 냉매의 고압에 견디면서 냉매를 1차적으로 실링하고, 오링부(31)가 제 2 결합돌기부(20)의 외측을 감싸 지지하면서 2차로 실링하는 것이다.

또 이 실링부재(30)는 제 2 결합돌기부(20)에 결합하면서 제 1 안착면(23)에 안착되어 실링비드(24)에 의해 내측 실링부(32)에 자국이 남게 되고, 재조립 시 비드자국이 실링비드(24)에 정확히 위치해야 기밀성을 유지할 수 있는 것이다.

이 자국으로 실링부재(30)의 재결합 위치를 정확히 안내할 수 있어 재조립성 및 재조립 후 기밀성을 유지할 수 있도록 하는 것이다.

상기 실링부재(30)를 제 2 결합돌기부(20)에 상기한 바와 같이 결합한 후 제 2 결합돌기부(20)를 제 2 돌기결합홈(4c)에 결합하고 제 1 결합돌기부(10)를 제 1 결합홈에 결합하면서 메일 플랜지 블록(3)과 피메일 플랜지 블록(4)을 결합시키는 것이다.

이 경우 메일 플랜지 블록(3)과 피메일 플랜지 블록(4)의 각각의 핀결합홈(3c, 4f)에 결합되는 위치고정핀(50)이 그 결합되는 위치를 가이드하여 결합작업이 용이하도록 하는 것이다.

상기한 바와 같이 메일 플랜지 블록(3)과 피메일 플랜지 블록(4)이 결합된 후 체결볼트(41)를 제 1, 2 체결구멍(3b, 4e)으로 결합시켜 체결함으로써 제 1, 2 파이프(1, 2)의 연결이 완료되는 것이며 체결볼트(41)의 체결력은 단차부(60)에 의해 메일 플랜지 블록(3)과 피메일 플랜지 블록(4)에 균일하게 작용하여 고압에 의한 내구성과 기밀성을 유지할 수 있는 것이다.

한편, 본 발명은 도 11에서 도시한 바와 같이 두 개의 메일 플랜지 블록과 하나의 피메일 플랜지 블록과 실링부재, 체결수단로 구성할 수도 있다.

즉, 서브 메일 플랜지 블록(3-2)이 메일 플랜지 블록(3-1)의 홈(3d)에 안착되고 피메일 플랜지 블록(4-1)에 연결되어 배관되며 체결 볼트(41)에 의해 체결된다.

상기한 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 실시 예로 변형하여 실시할 수 있으며 이러한 변형 실시도 본 발명의 특허청구범위에 포함됨을 밝혀둔다.

상기한 본 발명의 구성에 의하면, 이산화탄소를 냉매로 사용하는 냉동사이클 시스템에서 이산화 탄소 냉매의 고압에도 견딜 수 있으며, 배관과 배관사이, 열교환기와 배관사이, 또는 두 부재간의 연결시, 고압에 견딜 수 있고, 저온과 고온에서 실링부재의 변화 및 형상의 변경없이 기밀을 유지하며, 이산화탄소의 투과를 방지하여 냉매의 누설을 방지하는 효과가 있는 것이다.

또한 메일 플랜지 블록과, 피메일 플랜지 블록, 실링부재의 조립 및 재조립이 용이하여 작업 편의성과 효율을 증대시키며 특히 재조립 시 기밀과 내구성을 유지할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (17)

1. 자동차용 냉동 사이클에서 냉매를 순환 시키며 연결되어 배관되는 제 1, 2 파이프(1, 2)와, 이 제 1, 2 파이프(1, 2)를 연결하는 연결수단을 포함하는 냉동사이클 시스템의 배관 플랜지 연결구조에 있어서,

   상기 연결수단은 일측에 상기 제 1 파이프(1)가 결합하는 제 1 파이프 결합구멍(3a)이 뚫려진 메일 플랜지 블록(3)과,

   상기 메일 플랜지 블록(3)의 일면에 제 1 파이프 결합구멍(3a)과 연통된 상태로 돌출되는 제 1 결합돌기부(10)와;

   상기 제 1 결합돌기부(10)의 단부면에 돌출되며 내측으로 제 1 안착면(23)이 형성되는 제 2 결합돌기부(20)와;

   상기 제 2 결합돌기부(20)에 끼워져 결합하여 제 2 결합돌기부(20)의 외측면을 감싸고 제 2 결합돌기부(20)의 내측으로 제 1 안착면(23)으로 안착되는 실링부재(30)와;

   일면에 상기 제 2 파이프(2)가 결합하는 제 2 파이프 결합구멍(4a)이 뚫려지며 반대 측면에 상기 이 제 2 파이프 결합구멍(4a)과 연통되며 상기 제 1 결합돌기부(10)가 결합하는 제 1 돌기결합홈(4b)이 파여지며 이 제 1 돌기결합홈(4b)의 내측으로 상기 제 2 결합돌기부(20)가 결합하는 제 2 돌기결합홈(4c)이 형성되고 제 2 결합돌기홈의 외측 둘레로 실링부재(30)의 일면이 안착되는 제 2 안착면(4d)이 형성되는 피메일 플랜지 블록(4)과;

   상기 메일 플랜지 블록(3)과 피메일 플랜지 블록(4)을 체결하여 결합시키는 체결수단(40)을 포함한 것을 특징으로 하는 냉동사이클 시스템의 배관 플랜지 연결구조.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 제 2 결합돌기부(20)는 단부에서 수직으로 뚫리는 수직결합홈(21)이 형성된 것을 특징으로 하는 냉동사이클 시스템의 배관 플랜지 연결구조.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 제 2 결합돌기부(20)는 수직결합홈(21)에 연결되어 외주면을 따라 수평으로 일정길이로 뚫리는 수평결합홈(22)이 외주면을 따라 간격을 두고 다 수개 형성된 것을 특징으로 하는 냉동사이클 시스템의 배관 플랜지 연결구조.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 제 2 결합돌기부(20)는 단부에서 수직으로 뚫리는 수직결합홈(21)이 외주면을 따라 소정 간격을 두고 다 수개 형성되며, 끝단부에 걸림턱(21a)이 외측으로 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 냉동사이클 시스템의 배관 플랜지 연결구조.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 제 1 안착면(23) 또는 제 2 안착면(4d)에는 실링비드(24)가 돌설되는 것을 특징으로 하는 냉동사이클 시스템의 배관 플랜지 연결구조.
6. 청구항 1에 있어서,

   상기 실링부재(30)는 제 2 결합돌기부(20)의 외측을 감싸도록 결합하여 실링하는 오링부(31)와, 상기 오링부(31)의 내측에 상기 제 2 결합돌기부(20)의 내측으로 결합하여 상기 제 1 안착면(23)에 안착되고 제 1, 2 파이프 결합구멍(3a, 4a)에 연통되는 관통구멍(32a)이 형성된 내측 실링부(32)로 구성된 냉동사이클 시스템의 배관 플랜지 연결구조.
7. 청구항 6에 있어서,

   상기 오링부(31)와 내측 실링부(32)가 일체로 구성된 것을 특징으로 하는 냉동사이클 시스템의 배관 플랜지 연결구조.
8. 청구항 7에 있어서,

   상기 내측 실링부(32)의 외주면을 따라 간격을 두고 다 수개 돌출되며 단부가 상기 오링부(31)에 고정되어 내측 실링부(32)와 오링부(31) 사이의 간격을 유지하는 날개부(33)를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉동사이클 시스템의 배관 플랜지 연결구조.
9. 청구항 7에 있어서,

   상기 날개부(33)의 단부는 상기 오링부(31)의 내측으로 인서트되어 고정되며 그 외측으로 일정부분 오링부(31)가 연장되어 덮여지는 것을 특징으로 하는 냉동사이클 시스템의 배관 플랜지 연결구조.
10. 청구항 6에 있어서,

    상기 오링부(31)는 단면 두께(t1)가 내측 실링부(32)의 두께(t2)보다 1.0 ~ 2.0배로 형성되는 것을 특징으로 하는 냉동사이클 시스템의 배관 플랜지 연결구조.
11. 청구항 6에 있어서,

    상기 오링부(31)와 내측 실링부(32) 사이의 간격(D1)은 제 2 결합돌기부(20)의 두께(D2)보다 1 ~ 2 배로 형성되는 것을 특징으로 하는 냉동사이클 시스템의 배관 플랜지 연결구조.
12. 청구항 6에 있어서,

    상기 오링부(31)는 에틸렌계 고무(EPDN) 또는 니트롤계 고무(H-NBR)로 제조되는 것을 특징으로 하는 냉동사이클 시스템의 배관 플랜지 연결구조.
13. 청구항 6에 있어서,

    상기 내측 실링부(32)는 메일 플랜지 블록(3) 또는 피메일 플랜지 블록(4)보다 연질 재질을 사용하고, 동일 재질 사용시 경도 차이를 주어 사용할 수 있으며 또는, 수지재를 사용하여 제조되는 것을 특징으로 하는 냉동사이클 시스템의 배관 플랜지 연결구조.
14. 청구항 1에 있어서,

    상기 메일 플랜지 블록(3)의 측단부에는 계단형상의 단차부(60)가 돌출되는 것을 특징으로 하는 냉동사이클 시스템의 배관 플랜지 연결구조.
15. 청구항 1 또는 청구항 14에 있어서,

    상기 메일 플랜지 블록(3)과 피메일 플랜지 블록(4)은 결합 시 사이에 상기 단차부(60)의 높이(H2) 이하의 간격(H1)이 발생하도록 형성하는 것을 특징으로 하는 냉동사이클 시스템의 배관 플랜지 연결구조.
16. 청구항 14에 있어서,

    상기 단차부(60)의 높이(H2)는 0.3~1.5mm로 형성하고, 파이프 중심과 체결볼트(41)의 중심간의 거리인 볼트체결거리(G)는 13 ~ 16mm로 형성하는 것을 특징으로 하는 냉동사이클 시스템의 배관 플랜지 연결구조.
17. 청구항 1 또는 청구항 4에 있어서,

    상기 제 2 결합돌기부(20)의 끝단부에 상기 걸림턱(21a)은 오링부(31)의 두께(t1)보다 작게 돌출되는 것을 특징으로 하는 냉동사이클 시스템의 배관 플랜지 연결구조.

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