KR100853876B1 - 스위벨조인트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 강관 배관을 하도록 된 스위벨조인트에 관한 것으로, 특히 관절수가 적어서 좁은 공간에서 설치가 가능함은 물론, 유체 마찰손실이 적을 뿐만 아니라, 제조 및 설치비용이 저렴하도록 된 스위벨조인트에 관한 것이다.

본 발명의 스위벨조인트는, 플랜지(111)를 통해서 유체가 유입되거나 또는 배출되는 플랜지(111)의 중심축과 직교하는 방향으로 안내하는 유체유도부(112)가 구성된 한쌍의 케이싱(110)과, 각각의 상기 케이싱(110)의 유체유도부(112)로 끼워져 상기 플랜지(111)의 중심축과 직교하는 방향으로 회전가능하게 유체를 안내하는 사이드센터(120)와, 일측의 상기 케이싱(110)에 연결된 상기 사이드센터(120)로부터 유입되는 유체를 일측 상기 케이싱(110)에 구성된 상기 플랜지(111)의 중심축과 동축상으로 공급함과 더불어 타측의 케이싱(110)에 연결된 상기 사이드센터(120)와 연결되어 타측 케이싱(110)에 구성된 플랜지(111)의 중심축과 동축상으로 유체가 배출되도록 각각 설치된 회전엘보우(130)와, 각각의 상기 회전엘보우(130)에 각각 일단부가 고정되어 중심축방향으로 서로 끼워져서 슬라이드되어 신축가능함과 더불어 중심축을 기준으로 회전가능하면서 유체를 일측 회전엘보우(130)에서 타측 회전엘보우(130)로 안내하도록 구성된 로드바수단(140)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

스위벨조인트, 케이싱, 사이드센터, 회전엘보우, 로드바수단

Description

스위벨조인트{SWIVEL JOINT}

도 1은 본 발명의 1실시예에 따른 스위벨조인트의 종단면도,

도 2는 도 1의 평면도,

도 3은 도 1의 X부 상세도,

도 4는 도 1의 Y부 상세도,

도 5는 도 2의 상태에서 일단이 상부와 하부로 이동되는 상태를 나타내는 설명도,

도 6은 종래 스위벨조인트의 1실시예를 나타내는 개략적인 단면도,

도 7은 도 6의 스위벨조인트를 이용하여 3차원으로 연결하도록 도시한 설명도,

도 8은 종래 스위벨조인트의 2실시예를 나타내는 개략적인 단면도,

도 9는 도 8의 스위벨조인트를 이용하여 3차원으로 연결하도록 도시한 사시도,

도 10은 도 9의 정면도,

도 11은 도 10의 평면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 스위벨조인트

110: 케이싱 111 : 플랜지

112 : 유체유도부 120 : 사이드센터

130 : 회전엘보우 140 : 로드바수단

141 : 내측로드바 142 : 외측로드바

143 : 실링박스 144,145 : 플랜지

본 발명은 강관 배관을 하도록 된 스위벨조인트에 관한 것으로, 특히 관절수가 적어서 좁은 공간에서 설치가 가능함은 물론, 유체 마찰손실이 적을 뿐만 아니라, 제조 및 설치비용이 저렴하도록 된 스위벨조인트에 관한 것이다.

일반적으로 스위벨조인트는 일측 배관에 타측배관이 연결되어 회전하면서 여러개의 스위벨조인트를 이용하여 일단은 고정되고 타단은 부두가에 정박한 움직이는 선박과 같은 곳에 연결하여, 유체등을 이송하도록 하는데 사용하여 왔다.

종래 이러한 스위벨조인트(10)의 일실시예가 도 6에 도시되어 있는바, 축방향으로 관통구멍이 형성되고 이 관통구멍에 직각방향으로 연통하는 관통구멍이 형성된 케이싱(11)과, 이 케이싱의 중심축방향에 직각방향으로 연통하는 관통구멍에 고정된 파이프(12)와, 상기 케이싱의 중심축방향에 실링된 상태로 회전할 수 있도 록 끼워짐과 더불어 중심축방향으로 일정길이의 구멍(13a)이 형성되고 이 구멍(13a)에 직교하는 구멍(13b)이 형성된 로터(13)를 갖춘 구조로 되어 있다.

이러한 상기 스위벨조인트(10)를 이용하여 지상에 고정된 파이프와 정박한 선박에 유체를 이송하도록 연결하는 경우에는 도 7과 같이 구성되게 된다,

즉, 도 7에 도시된 것과 같이 3차원으로 유동되는 배관을 구성하기 위해서는 다수개의 스위벨조인트(10a,10b,10c,10d,10e,10f)와 다양한 파이프(14a,14b,14c, 14d,14e) 및 플랜지(15a,15b)와 엘보우(16)로 이루어져 구성되게 된다.

따라서 이러한 스위벨조인트는 배관을 구성하기 위해 관절수가 많게 되므로 공간이 넓게 필요하게 되고, 이로 인하여 배관에서 유체 마찰손실이 매우 클 뿐만 아니라, 제조 및 설치비용이 많이 소요되는 문제점이 있다.

한편 도 8에 다른 실시예에 의한 스위벨조인트(20)가 도시되어 있는바, 제1관(21)에 제2관(22)이 끼워지고, 상기 제2관(22)의 단부와 제1관(21)의 내측에서 실링되며, 상기 제1관(21)의 내주면과 제2관(22)의 외주면에 베어링볼(23)이 일정한 간격을 두고 배치되며, 상기 베어링볼(23)은 상기 제1관(21)의 외주면에 형성된 스크류체결부(21a)를 통해서 삽입되도록 구성되어 있다.

이러한 상기 스위벨조인트(20)를 이용하여 지상에 고정된 파이프와 정박한 선박에 유체를 이송하도록 연결하는 경우에는 도 9 내지 도 11과 같이 구성되게 된다,

즉, 도 9 내지 도 11에 도시된 것과 같이 3차원으로 유동되는 배관을 구성하기 위해서는 다수개의 스위벨조인트(20a,20b,20c,20d,20e,20f)와 다양한 파이 프(24a,24b,24c,24d,24e) 및 플랜지(25a,25b,25c,25d,25e)와 엘보우(26a,26b,26c, 26d,26e,26f,26g,26h)로 이루어져 구성되게 된다.

따라서 이러한 스위벨조인트(20)는 배관을 구성하기 위해 관절수가 많게 되므로 공간이 넓게 필요하게 되고, 이로 인하여 제조 및 설치비용이 많이 소요되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 관절수가 적어서 좁은 공간에서 설치가 가능함은 물론, 유체 마찰손실이 적을 뿐만 아니라, 제조 및 설치비용이 저렴하도록 된 스위벨조인트를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스위벨조인트는, 플랜지를 통해서 유체가 유입되거나 또는 배출되는 플랜지의 중심축과 직교하는 방향으로 안내하는 유체유도부가 구성된 한쌍의 케이싱과, 각각의 상기 케이싱의 유체유도부로 끼워져 상기 플랜지의 중심축과 직교하는 방향으로 회전가능하게 유체를 안내하는 사이드센터와, 일측의 상기 케이싱에 연결된 상기 사이드센터로부터 유입되는 유체를 일측 상기 케이싱에 구성된 상기 플랜지의 중심축과 동축상으로 공급함과 더불어 타측의 케이싱에 연결된 상기 사이드센터와 연결되어 타측 케이싱에 구성된 플랜지의 중심축과 동축상으로 유체가 배출되도록 각각 설치된 회전엘보우와, 각각의 상기 회전엘보우에 각각 일단부가 고정되어 중심축방향으로 서로 끼워져서 슬라이드되어 신축가능함과 더불어 중심축을 기준으로 회전가능하면서 유체를 일측 회전엘보우에서 타측 회전엘보우로 안내하도록 구성된 로드바수단을 포함한다.

본 발명에 따른 스위벨조인트는, 상기 사이드센터는 상기 케이싱으로 끼워지는 쪽에서 중심축방향으로 일정 깊이로 구멍이 형성되고, 외주면에서 상기 구멍으로 연통되는 구멍이 등각도에 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 스위벨조인트는, 상기 로드바수단은, 일측의 상기 회전엘보우에 연통되도록 일단이 고정된 내측로드바와, 다른 타측의 상기 회전엘보우에 연통되도록 일단이 고정됨과 더불어 상기 내측로드바의 외측으로 끼워진 외측로드바와, 상기 내측로드바의 외측으로 끼워져 상기 외측로드바의 타단에 밀착고정되는 실링박스를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 스위벨조인트는, 상기 외측로드바와 실링박스에는 플랜지가 설치되어 상호간에 밀착고정되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 스위벨조인트의 구성 및 동작을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 1실시예에 따른 스위벨조인트의 종단면도이고, 도 2는 도 1의 평면도이며, 도 3은 도 1의 X부 상세도이고, 도 4는 도 1의 Y부 상세도이며, 도 5는 도 2의 상태에서 일단이 상부와 하부로 이동되는 상태를 나타내는 설명도이다.

본 발명의 스위벨조인트(100)는 굴절조인트(REFRACTION JOINT)라고도 부르는 것으로 도 1에 도시된 것과 같이, 육지내의 고정된 도시되지 않은 유체 이송관의 플랜지에 고정되거나 또는 해상등과 같이 정박된 상태에서 X축과 Y축은 물론 Z축으로도 유동하는 선박의 도시되지 않은 유체 이송관의 플랜지에 보울트와 너트등으로 결합된 플랜지(111)를 통해서 유체가 유입되거나 또는 배출되는 플랜지(111)의 중심축과 직교하는 방향으로 안내하는 유체유도부(112)가 구성된 한쌍의 케이싱(110)과, 각각의 상기 케이싱(110)의 유체유도부(112)로 끼워져 상기 플랜지(111)의 중심축과 직교하는 방향으로 회전가능하게 유체를 안내하는 사이드센터(120)와, 일측의 상기 케이싱(110)에 연결된 상기 사이드센터(120)로부터 유입되는 유체를 일측 상기 케이싱(110)에 구성된 상기 플랜지(111)의 중심축과 동축상으로 공급함과 더불어 타측의 케이싱(110)에 연결된 상기 사이드센터(120)와 연결되어 타측 케이싱(110)에 구성된 플랜지(111)의 중심축과 동축상으로 유체가 배출되도록 각각 설치된 회전엘보우(130)와, 각각의 상기 회전엘보우(130)에 각각 일단부가 고정되어 중심축방향으로 서로 끼워져서 슬라이드되어 신축가능함과 더불어 중심축을 기준으로 회전가능하면서 유체를 일측 회전엘보우(130)에서 타측 회전엘보우(130)로 안내하도록 구성된 로드바수단(140)을 포함한다.

따라서 일측의 상기 케이싱(110)의 플랜지(111)로 유입된 유체가 유체유도부(112)를 통해서 상기 플랜지(111)의 중심축과 직교하는 방향으로 유체를 안내하고, 이렇게 안내된 유체는 일측의 상기 케이싱(110)과 연결된 상기 사이드센터(120)에 의해 안내되어 일측 상기 회전엘보우(130)로 공급된다. 이후 일측 상기 회전엘보우(130)로 공급된 유체는 상기 로드바수단(140)에 의해 반대측에 설치된 타측 상기 회전엘보우(130)와 사이드센터(120) 및 케이싱(110)을 통해서 유체를 이송하게 된다.

이때 각각의 상기 케이싱(110)과 회전엘보우(130)는 각각의 사이드센터(120)를 매개로 X방향의 회전이 가능하게 되고, 또 상기 로드바수단(140)은 중심축을 기준으로 회전가능하게 되는 것에 의해 Y방향으로의 회전이 가능하며, 또 중심축방향으로 슬라이드되는 것에 의해 Z축 방향으로의 이동이 가능하게 되어, 육지등의 고정측 플랜지와 바다등의 이동측 플랜지를 일직선 상에서 연결할 수 있어서 넓은 설치공간이 필요하지 않다.

여기서 각각의 상기 사이드센터(120)에 대하여 좀더 상세히 설명하면, 각각의 상기 케이싱(110)으로 끼워지는 쪽에서 중심축방향으로 일정 깊이로 구멍(121)이 형성되고, 외주면에서 상기 구멍(121)으로 연통되는 구멍(122)이 등각도에 형성되어 있다.

물론 각각의 상기 케이싱(110)의 유체유도부(112)와 사이드센터(120)의 접촉면에는 유체의 누출을 방지할 수 있도록 오링(123)이 설치됨과 더불어, 상기 유체유도부(112)와 사이드센터(120)는 보울트(124)에 의해 밀착고정 된다.

그리고 각각의 상기 사이드센터(120)와 회전엘보우(130)의 결합은 도 1 및 도 3에 도시된 것과 같이, 상기 사이드센터(120)와 회전엘보우(130)의 사이에 끼워진 베어링(131)에 의해 회전이 자유롭게 이루어지고, 또 상기 사이드센터(120)와 회전엘보우(130)의 유체 누출은 오링(132)과 시일(133) 및 보울트(134)에 의해 밀착고정되어 방지한다.

상기 회전엘보우(130)의 내부 유로는 직각방향으로 유체가 용이하게 흐르도록 다양하게 성형될 수 있음은 물론이다.

따라서 상기 케이싱(110)과 회전엘보우(130)는 사이드센터(120)를 매개로 유체의 누출이 없이 X방향의 회전이 가능하게 된다.

또한 상기 회전엘보우(130)와 상기 로드바수단(140)은 일체로 형성될 수 있고, 본 발명의 실시예에서와 같이 용접에 의해 고정될 수 있다.

한편 상기 로드바수단(140)에 대해 도 1 및 도 4를 참조로 좀더 상세히 설명하면, 일측의 상기 회전엘보우(130)에 연통되도록 일단이 고정된 내측로드바(141)와, 다른 타측의 상기 회전엘보우(130)에 연통되도록 일단이 고정됨과 더불어 상기 내측로드바(141)의 외측으로 끼워진 외측로드바(142)와, 상기 내측로드바(141)의 외측으로 끼워져 상기 외측로드바(142)의 타단에 밀착고정되는 실링박스(143)를 포함한다.

여기서 상기 외측로드바(142)의 단부와 상기 실링박스(143)의 단부에는 플랜지(144,145)가 구비되어 상호간에 도시되지 않은 보울트와 너트로 밀착시켜 고정할 수 있다.

그리고 상기 실링박스(143)의 내주면에는 상기 내측로드바(141)와 실링을 위해 시일(143a)과 웨어링(143b) 및 패킹(143c)과 오링(143d)이 순차적으로 외측부터 내측으로 설치되며, 상기 실링박스(143)의 외주면에는 내주면과 연통하여 윤활유를 공급할 수 있도록 구리스니플(GREASE NIPPLE;143e)이 설치된다.

따라서 상기 로드바수단(140)의 내측로드바(141)와 외측로드바(142)의 슬라이딩부에서 유체가 누출되는 것을 방지하게 된다.

또한 도 2 및 도 5에 도시된 것과 같이, 일직선으로 양쪽의 플랜지(111)가 육지 및 해상에 고정된 상태에서 상기 케이싱(110)과 회전엘보우(130)는 사이드센터(120)를 매개로 유체의 누출이 없이 X방향의 회전이 가능하게 되고, 상기 로드바수단(140)의 내측로드바(141)와 외측로드바(142)의 상대회전에 의해 Y방향의 회전이 이루어지는 한편, 상기 로드바수단(140)의 내측로드바(141)와 외측로드바(142)의 축방향 슬라이딩에 의해 Z방향의 이동이 용이하게 된다.

따라서 본 발명에 의하면 양단의 플랜지(111)를 3차원으로 이동하기 위하여 관절이 많이 소요되지 않고, 넓은 설치공간이 필요하지 않으므로 제조 및 설치비용이 저렴하게 된다. 또한 다수의 꺽임 관절이 필요하지 않으므로 유체의 마찰손실이 적게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 스위벨조인트에 의하면, 관절수가 적어서 좁은 공간에서 설치가 가능함은 물론, 유체 마찰손실이 적을 뿐만 아니라, 제조 및 설치비용이 저렴한 효과가 있다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는, 본 발명을 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

Claims (4)

1. 플랜지(111)를 통해서 유체가 유입되거나 또는 배출되는 플랜지(111)의 중심축과 직교하는 방향으로 안내하는 유체유도부(112)가 구성된 한쌍의 케이싱(110)과,

   각각의 상기 케이싱(110)의 유체유도부(112)로 끼워져 상기 플랜지(111)의 중심축과 직교하는 방향으로 회전가능하게 유체를 안내하는 사이드센터(120)와,

   일측의 상기 케이싱(110)에 연결된 상기 사이드센터(120)로부터 유입되는 유체를 일측 상기 케이싱(110)에 구성된 상기 플랜지(111)의 중심축과 동축상으로 공급함과 더불어 타측의 케이싱(110)에 연결된 상기 사이드센터(120)와 연결되어 타측 케이싱(110)에 구성된 플랜지(111)의 중심축과 동축상으로 유체가 배출되도록 각각 설치된 회전엘보우(130)와,

   각각의 상기 회전엘보우(130)에 각각 일단부가 고정되어 중심축방향으로 서로 끼워져서 슬라이드되어 신축가능함과 더불어 중심축을 기준으로 회전가능하면서 유체를 일측 회전엘보우(130)에서 타측 회전엘보우(130)로 안내하도록 구성된 로드바수단(140)을 포함하는 스위벨조인트.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 사이드센터(120)는 상기 케이싱(110)으로 끼워지는 쪽에서 중심축방향으로 일정 깊이로 구멍(121)이 형성되고, 외주면에서 상기 구멍(121)으로 연통되는 구멍(122)이 등각도에 형성된 것을 특징으로 하는 스위벨조인트.
3. 제 1 항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 로드바수단(140)은, 일측의 상기 회전엘보우(130)에 연통되도록 일단이 고정된 내측로드바(141)와,

   다른 타측의 상기 회전엘보우(130)에 연통되도록 일단이 고정됨과 더불어 타단이 상기 내측로드바(141)의 외측으로 끼워진 외측로드바(142)와,

   상기 내측로드바(141)의 외측으로 끼워져 상기 외측로드바(142)의 타단에 밀착고정되는 실링박스(143)를 포함하는 것을 특징으로 하는 스위벨조인트.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 외측로드바(142)와 실링박스(143)에는 플랜지(144,145)가 설치되어 상기 외측로드바(142)와 실링박스(143)의 상호간에 밀착고정되는 것을 특징으로 하는 스위벨조인트.

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