KR100998358B1 - 자동 신축 이음관 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동 신축 이음관에 관한 것으로, 그 목적은 신축 이음관의 구조를 단순화하여 제작비용을 낮추고, 제작이 용이함과 더불어 시공성을 향상시킬 수 있는 자동 신축 이음관을 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명은 두 관의 신축이음에 사용되는 신축 이음관에 있어서, 상기 두 관에 각각 결합되는 한쌍의 유동 플랜지관; 상기 두 유동 플랜지관의 내부로 양단부가 삽입되도록 배치되며, 다수개의 오링을 매개로 두 유동 플랜지관의 내경면에 밀착되어 수밀구조를 형성하는 내관몸체; 상기 두 유동 플랜지관의 단부를 감싸도록 배치되고, 다수개의 오링을 매개로 두 유동 플랜지관의 외경면과 밀착되며, 상기 내관몸체에 결속되어 유동 플랜지관이 이탈하지 못하도록 구속하는 외관덮개로 구성된 자동 신축 이음관에 관한 것을 기술적 요지로 한다.

Description

자동 신축 이음관{Expansion joint}

본 발명은 유체를 다른 곳으로 보내기 위하여 배관된 이웃한 두 관을 연결하도록 설치되어 관의 길이변화를 수용하는 자동 신축 이음관에 관한 것으로, 특히 지반의 거동이나 온도변화에 따른 관의 길이변화를 효과적으로 수용하여 관의 파손을 방지함과 더불어 관내에 존재하여 유체의 흐름을 방해하는 공기가 수용되는 공간을 제공함으로써 유체의 원활한 흐름을 유도할 수 있는 자동 신축 이음관에 관한 것이다.

일반적으로 신축이음은 배관의 온도 변화에 따라 파이프 라인(pipe line)의 팽창과 수축, 펌프나 보일러에 의한 진동 및 풍압, 지진, 지반 침하로 인한 배관의 위치 이동과 파손, 과도한 응력을 흡수하여 사고를 미연에 방지하고 소음을 감소시키기 위하여 사용되고 있다.

도 1은 두 관의 신축이음에 사용되는 종래의 신축 이음관의 구조를 나타낸 단면도를 도시하고 있다.

종래의 신축 이음관은 두 관의 단부에 각각 결합되는 두 단관(11,12)과, 상기 두 단관(11,12)의 끝단부를 함께 감싸도록 배치되며 기밀을 유지하기 위한 실링재(21)를 내경면에 구비하는 외관(20)과, 상기 외관(20)의 양끝단부에 각각 배치되어 외관(20)과 단관(11,12)의 사이로 삽입되면서 실링재(21)를 가압하는 한쌍의 압륜(31,32)과, 상기 두 압륜(31,32)을 상호 결속시킴과 더불어 두 압륜이 외관과 단관의 사이로 삽입되도록 가압하는 다수개의 볼트(41) 및 너트(42)로 구성되어 있다.

이와 같은 신축 이음관을 이용하여 두 관을 연결하게 되면, 주위의 온도 변화나 기타 외력에 의하여 관의 길이나 위치가 변화될 경우, 단관이 외관 내에서 이동함으로써 길이변화를 수용하게 된다.

그러나 상기와 같은 종래의 신축 이음관은 볼트의 양끝단에 체결되는 너트에 의해 압륜이 가압됨으로써 기밀유지가 이루어지는 구조적 한계로 인하여 큰 폭의 길이변화에는 효과적으로 대응하지 못하는 문제점을 갖고 있다.

즉, 종래의 신축 이음관은 볼트의 양끝단에 체결되는 너트에 의해 두 압륜이 적정한 간격을 유지함으로써 기밀상태를 유지하게 되는 바, 관의 길이변화량을 예측하여 적당한 크기를 갖는 신축 이음관을 선택하여 사용하게 된다. 이러한 경우 최초 예측된 관의 길이변화를 초과하는 변화가 발생될 경우 두 관의 이음이 해체되거나 이음부에서 누수가 발생될 수 있다. 물론 관의 길이변화를 충분히 수용할 수 있도록 길이변화의 수용폭이 큰 신축 이음관을 사용할 수도 있으나, 이 경우 신축 이음관의 크기가 불필요하게 증가되는 것은 물론이고 신축 이음관의 단가 상승으로 이해 공사비가 증가하게 되는 문제가 있다.

또한 종래의 신축 이음관은 두 압륜의 원주 상에 다수개의 긴 볼트를 설치하고, 각 볼트의 양끝단에 너트를 체결하는 방식으로 제작이 이루어지게 되므로 제작절차가 복잡하고, 제작시 작업자가 취급해야 하는 부품이 많아 망실될 우려가 높다.

또한 두 압륜이 다수개의 긴 볼트에 의해 결속된 구조로써, 관내에 작용하는 압력이 볼트로 그대로 전달되는 구조를 갖고 있으므로, 부식으로 인해 볼트가 강도가 저하되는 경우, 볼트의 파손으로 인해 신축이음이 와해되는 문제점을 갖고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 신축 이음관의 구조를 단순화하여 제작비용을 낮추고, 제작이 용이함과 더불어 시공성을 향상시킬 수 있는 자동 신축 이음관을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 유동하는 유체 내에 용해되어 있는 공기가 유리되고 축적되어 형성되는 공기주머니가 통수 단면적을 감소시키는 것을 방지하여 유체의 원활한 유동이 가능하도록 하는 자동 신축 이음관을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 관내의 압력 변화에도 효과적으로 대응할 수 있는 자동 신축 이음관을 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명의 자동 신축 이음관은 두 관의 신축이음에 사용되는 신축 이음관으로써, 상기 두 관에 각각 결합되는 한쌍의 유동 플랜지관; 상기 두 유동 플랜지관의 내부로 양단부가 삽입되도록 배치되며, 다수개의 오링을 매개로 두 유동 플랜지관의 내경면에 밀착되어 수밀구조를 형성하는 내관몸체; 및 상기 두 유동 플랜지관의 단부를 감싸도록 배치되고, 다수개의 오링을 매개로 두 유동 플랜지관의 외경면과 밀착되며, 상기 내관몸체에 결속되어 유동 플랜지관이 이탈하지 못하도록 구속하는 외관덮개로 구성되며,

상기 내관몸체의 외경면 중앙부에는 두 유동 플랜지관 사이의 공간을 구획함과 더불어 외관덮개의 내경면에 밀착되어 볼트체결에 의해 외관덮개와 결속되는 결속외륜이 형성된 것을 특징으로 한다.

이때 상기 결속외륜에는 관내의 공기가 내관몸체와 외관덮개 및 유동 플랜지관의 사이에 형성된 공간으로 소통가능하게 하기 위한 흡입배출구가 형성된다.

한편 상기 유동 플랜지관의 외경면에는 걸림턱이 형성되고, 상기 외관덮개의 양끝단부에는 외관덮개의 외부로부터 내부로 돌출되게 체결되어 상기 걸림턱의 이동을 제한함으로써 유동 플랜지관의 이탈을 방지하는 다수개의 이탈방지용 볼트가 체결된다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 관에 결합된 유동 플랜지관이 내관몸체와 외관덮개의 사이에서 관의 길이변화나 압력변화에 따라 자유롭게 이동하도록 구성되어 지반거동이나 온도 변화에 따른 관의 길이나 위치변화를 종래의 신축 이음관에 비하여 보다 효과적으로 수용할 수 있게 되었다.

또한 관내에 형성된 공기주머니에 의해 통수 단면적이 감소되는 것을 방지하여 유체의 원활한 유동을 위한 환경을 제공할 수 있게 되었다.

도 1은 두 관의 신축이음에 사용되는 종래의 신축 이음관의 구조를 나타낸 단면도,
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 신축 이음관의 단면도,
도 3 은 본 발명에 따른 유동 플랜지관의 사시도,
도 4 는 본 발명에 따른 유동 플랜지관의 단면도,
도 5 는 본 발명에 따른 내관몸체의 사시도,
도 6 은 본 발명에 따른 내관몸체의 단면도,
도 7 은 본 발명에 따른 외관덮개의 사시도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 신축 이음관의 단면도를 도시하고 있다.

본 발명의 자동 신축 이음관은 상수도관, 하수도관, 송유관 등 유체를 수송하기 위하여 배관된 관들이 주위 온도의 변화 또는 관내 유체압력의 변화 또는 외력에 의하여 길이가 변화될 때, 관들의 길이변화를 효과적으로 수용하도록 함으로써 배관의 손상을 방지하는 것으로, 한쌍의 유동 플랜지관(111,112)과, 내관몸체(120)와, 외관덮개(130)로 구성되어 있다.

도 3은 본 발명에 따른 유동 플랜지관의 사시도를, 도 4는 본 발명에 따른 유동 플랜지관의 단면도를 도시하고 있다.

상기 한쌍의 유동 플랜지관(111,112)은 신축 이음될 이웃한 두 관의 단부에 각각 설치되는 것이다. 이러한 유동 플랜지관(111,112)은 관과의 결합을 위한 플랜지부(113)와, 상기 플랜지부(113)로부터 연장되는 단관부(114)로 구성되며, 상기 단관부(114)에는 기밀유지를 위한 하나 이상의 오링(115)이 설치되고, 또 후술될 외관덮개(130)에 구속되는 걸림턱(116)이 외경면(111a)에 형성되어 있다. 이때 걸림턱(116)은 단관부(114)의 원주를 따라 연속된 구조로 형성되거나 또는 일정한 길이를 갖는 다수개의 걸림턱(116)이 상호 일정한 간격을 유지한 채로 단관부(114)의 원주를 따라 배치된 구조로 형성될 수 있다.

한편 이웃한 두 관의 단부에 설치된 두 유동 플랜지관(111,112)은 상호 이격된 구조를 가짐으로써, 관의 길이변화 시 자유롭게 유동할 수 있도록 구성된다.

도 5는 본 발명에 따른 내관몸체의 사시도를, 도 6은 본 발명에 따른 내관몸체의 단면도를 도시하고 있다.

상기 내관몸체(120)는 두 유동 플랜지관(111,112)의 내부로 양단부가 삽입되도록 배치되며, 다수개의 오링(121)을 매개로 두 유동 플랜지관(111,112)의 내경면(111b)에 밀착되어 수밀구조를 형성하는 것이다.

이러한 내관몸체(120)는 일측 유동 플랜지관(111)에 일단부가 삽입된 채로 타측 유동 플랜지관(112)에 타단부가 삽입될 수 있도록 충분한 길이를 갖는 원통형의 부재로 구성되며, 외경면(120a)에는 다수개의 오링(121)이 설치되어 있다.

한편 상기 내관몸체(120)의 외경면(120a) 중앙부에는 외측방향으로 돌출되어 외관덮개(130)의 내경면(130b)에 밀착되는 결속외륜(122)이 형성되며, 이 결속외륜(122)은 두 유동 플랜지관(111,112)의 사이를 구획하도록 형성된다. 이러한 결속외륜(122)에 의해 구획된 두 유동 플랜지관(111,112)의 사이에는 밀폐된 공간(S: 도 2에 도시됨)이 형성되고, 이 공간(S)으로 관내의 공기가 상황에 따라 유입되거나 다시 배출되도록 함으로써 관내에 형성되는 공기주머니에 의하여 통수 단면적이 감소되는 것을 방지할 수 있게 된다.

이를 위하여 상기 결속외륜(122)에는 내관몸체(120)의 내경면(120b)으로부터 연장되어 두 공간(S)으로 연결됨으로써, 공기의 소통이 자유롭게 이루어지도록 하는 다수개의 흡입배출구(123)가 형성되어 있다. 이러한 다수개의 흡입배출구(123)는 결속외륜(122)의 원주방향에서 상호 일정한 간격을 유지하도록 형성된다.

도 7은 본 발명에 따른 외관덮개의 사시도를 도시하고 있다.

상기 외관덮개(130)는 두 유동 플랜지관(111,112)의 단관부(114)를 감싸도록 배치되고, 유동 플랜지관(111,112)에 설치된 오링(115)을 매개로 유동 플랜지관(111,112)의 외경면(111a)과 밀착되어 수밀구조를 형성하게 되며, 상기 내관몸체(120)에 결속되어 자동 신축 이음관을 구성하는 것과 함께 내관몸체(120)와 외관덮개(130)의 사이에 위치한 유동 플랜지관(111,112)이 바깥쪽으로 이탈하는 것을 방지하게 된다.

한편 내관몸체(120)와의 결속은 외관덮개(130)의 외부에서 체결되는 결속용 볼트(B1:도 2에 도시됨)가 외관덮개(130)를 관통하여 내관몸체(120)에 형성된 결속외륜(122)에 체결됨으로써 이루어지게 되며, 이러한 결속용 볼트(B1)의 체결을 위하여 외관덮개(130)의 중앙부 원주 상에는 다수개의 관통공(131)이 형성되어 있다.

또한 상기 외관덮개(130)의 양끝단부에는 외관덮개(130)의 외부로부터 내부로 돌출되게 체결되는 이탈방지용 볼트(B2)의 체결을 위한 다수개의 체결공(132)이 형성된다. 한편 체결공(132)에 체결된 이탈방지용 볼트(B2)의 끝단은 외관덮개(130)의 내부로 돌출되므로, 유동 플랜지관(111,112)이 이탈하려 할 경우, 걸림턱(116)의 이동을 제한함으로써 유동 플랜지관(111,112)의 이탈을 방지하게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 자동 신축 이음관에 의해 연결된 두 관이 온도변화 또는 지반 거동과 같은 외적요인에 의하여 관의 길이에 변화가 발생된 경우, 관과 결합되며 내관몸체(120)와 외관덮개(130)의 사이에서 자유로운 이동이 가능한 구조를 갖는 유동 플랜지관(111,112)이 길이변화가 이루어지는 방향에 따라 전진 또는 후진함으로써 관의 길이변화를 수용하게 된다.

이와 같이 본 발명의 자동 신축 이음관은 내관몸체(120)와 외관덮개(130)의 사이에서 유동 플랜지관(111,112)이 자유롭게 전,후방향으로 이동하면서 관의 길이변화를 수용하도록 구성되는 바, 종래의 신축 이음관과 비교하여 같은 크기에서 보다 큰 길이변화를 수용할 수 있는 이점이 있다.

특히 본 발명의 자동 신축 이음관에는 내관몸체(120)와 외관덮개(130) 및 유동 플랜지관(111,112)에 의해 형성되어 공기가 수용되는 공간(S)이 구비되고, 이 공간(S)으로 공기의 소통이 자유롭게 이루어지도록 구성됨으로써, 유체로부터 유리된 공기가 모여 형성된 공기주머니가 신축 이음관에 도달할 경우, 공기주머니를 형성하는 공기가 흡입배출구(123)를 통해 공간(S)으로 유입되어 일시적으로 수용되며, 그 결과 공기주머니에 의해 통수 단면적이 감소하는 것을 방지할 수 있게 된다.

또한 관내의 압력이 증가될 경우, 상기 공간(S)으로 유입되는 유체의 압력 증가로 인해 유동 플랜지관(111,112)이 밀려나면서 신축 이음관의 길이신축이 자동으로 이루어짐으로써 유체의 압력변화에도 효과적으로 대응할 수 있게 된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
(111),(112) : 유동 플랜지관 (116) : 걸림턱
(120) : 내관몸체 (122) : 결속외륜
(123) : 흡입배출구 (130) : 외관덮개

Claims (4)

1. 삭제
2. 두 관의 신축이음에 사용되는 신축 이음관에 있어서,
   상기 두 관에 각각 결합되는 한 쌍의 유동 플랜지관(111,112);
   상기 두 유동 플랜지관(111,112)의 내부로 양단부가 삽입되도록 배치되며, 다수개의 오링을 매개로 두 유동 플랜지관(111,112)의 내경면(111b)에 밀착되어 수밀구조를 형성하는 내관몸체(120); 및
   상기 두 유동 플랜지관(111,112)의 단부를 감싸도록 배치되고, 다수개의 오링을 매개로 두 유동 플랜지관(111,112)의 외경면(111a)과 밀착되며, 상기 내관몸체(120)에 결속되어 유동 플랜지관(111,112)이 이탈하지 못하도록 구속하는 외관덮개(130)로 구성되며,
   상기 내관몸체(120)의 외경면(120a) 중앙부에는 두 유동 플랜지관(111,112) 사이의 공간을 구획함과 더불어 외관덮개(130)의 내경면(130b)에 밀착되어 볼트체결에 의해 외관덮개(130)와 결속되는 결속외륜(122)이 형성된 것을 특징으로 하는 자동 신축 이음관.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 결속외륜(122)에는 관내의 공기가 내관몸체(120)와 외관덮개(130) 및 유동 플랜지관(111,112)의 사이에 형성된 공간(S)으로 소통가능하게 하기 위한 흡입배출구(123)가 형성된 것을 특징으로 하는 자동 신축 이음관.
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 유동 플랜지관(111,112)의 외경면(111a)에는 걸림턱(116)이 형성되고,
   상기 외관덮개(130)의 양끝단부에는 외관덮개(130)의 외부로부터 내부로 돌출되게 체결되어 상기 걸림턱(116)의 이동을 제한함으로써 유동 플랜지관(111,112)의 이탈을 방지하는 다수개의 이탈방지용 볼트(B2)가 체결됨을 특징으로 하는 자동 신축 이음관.

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