KR101291828B1

KR101291828B1 - 플랜지 연결 구조

Info

Publication number: KR101291828B1
Application number: KR1020107018962A
Authority: KR
Inventors: 요시노리 기타구치
Original assignee: 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
Priority date: 2008-03-25
Filing date: 2008-12-11
Publication date: 2013-07-31
Also published as: EP2256393B1; EP2865930A1; EP2256393A4; KR20100113597A; EP2256393A1; CN102588592A; JP2009228849A; US20110012338A1; EP2865930B1; CN101960196B; US8393649B2; CN101960196A; CN102588592B; WO2009118961A1; JP5297061B2

Abstract

배관 (101) 의 플랜지 (102) 및 배관 (103) 의 플랜지 (104) 가 상기 플랜지를 통해 연결된다. 플랜지 (104) 의 플랜지 면 (104a) 에는 고리형 시일 홈 (105) 이 형성되어 있다. 이 시일 홈 (105) 에는, 실링 액체 주입부 (110) 로부터 주입로 (106) 를 통해 실링 액체가 주입 및 충전된다. 따라서, 시일 홈 (105) 에 충전된 실링 액체가 액체 시일 구조를 형성하여 실링성을 향상시킨다. 또한, 실링 액체는, 방출로 (107) 및 방출관 (121) 에도 충전된다. 배관 (101, 103) 내의 가스가 시일 홈 (105) 내에 들어가면, 이 가스는 방출 장치 (120) 로부터 방출될 수 있고, 가스 센서 (123) 에 의해 검출되어 사용자가 안전 조치를 할 수 있게 한다.

Description

플랜지 연결 구조{FLANGE CONNECTION STRUCTURE}

본 발명은, 배관 등이 플랜지에 의해 연결되는 경우, 또는 탱크의 맨홀 및 뚜껑이 플랜지에 의해 연결되는 경우와 같은 경우에 실링 액체를 이용하여 실링 특성을 향상시키기 위해 할당되는 플랜지 연결 구조에 관한 것이다.

본 발명은, 유체, 특히 가스를 포함하는 유체에 대한 실링 특성을 향상시키기 위한 것이다.

화력 발전소나 화학 플랜트에서는, 다수의 배관이 경로설정되어 배치되고, 다수의 탱크가 설치된다. 이 경우, 배관 중 하나 및 배관 중 다른 하나를 배관 연결에 있어서의 편의를 위해 플랜지로 연결할 수도 있다. 또한, 탱크의 맨홀 및 맨홀을 밀폐하기 위한 뚜껑을 플랜지로 연결할 수도 있다.

도 9 는 파이핑 (piping) 또는 배관에 적용하는 종래의 플랜지 연결 구조를 나타내고 있다. 도면에 나타내는 바와 같이, 일 배관 (1) 에는 플랜지 (2) 가 형성되어 있고, 다른 배관 (3) 에는 플랜지 (4) 가 형성되어 있다. 플랜지 (2) 의 플랜지 면과 플랜지 (4) 의 플랜지 면 사이에 가스켓을 개재시키고, 플랜지 (2) 와 플랜지 (4) 를 볼트 (도시 생략) 로 체결함으로써, 플랜지 (2) 의 플랜지 면과 플랜지 (4) 의 플랜지 면을 함께 결합하고 있다. 이렇게 함으로써, 배관 (1) 및 배관 (4) 을 함께 연결한다.

배관 (1) 및 배관 (3) 이 이러한 플랜지 연결 구조에 의해 연결되는 경우, 유지보수, 점검 또는 청소를 위해 배관 (1) 및 배관 (3) 을 해체할 때, 플랜지 (2) 및 플랜지 (4) 를 체결하고 있는 볼트를 느슨하게 하여 떼어내는 것으로 충분하다. 이런 조치에 의해, 배관 (1) 및 배관 (3) 을 해체할 수 있다.

배관 (1, 3) 을 원 상태로 복구할 시에는, 볼트로 플랜지 (2) 및 플랜지 (4) 를 체결하는 간단한 작업을 실행하면 충분하다.

도 10 은 탱크에 적용되는 종래의 플랜지 연결 구조를 나타내고 있다. 도면에 나타내는 바와 같이, 탱크 (10) 의 맨홀 (11) 에는 플랜지 (12) 가 형성되어 있고, 뚜껑 (13) 에는 플랜지 (14) 가 형성되어 있다. 플랜지 (12) 의 플랜지 면과 플랜지 (14) 의 플랜지 면 사이에는 가스켓을 개재시키고, 플랜지 (12) 및 플랜지 (14) 를 볼트 (도시 생략) 로 체결함으로써, 플랜지 (12) 의 플랜지 면과 플랜지 (14) 의 플랜지 면을 함께 결합하고 있다. 이렇게 함으로써, 맨홀 (11)을 뚜껑 (13) 으로 밀폐한다.

이러한 플랜지 연결 구조에 따라 맨홀 (11) 을 뚜껑 (13) 으로 밀폐하는 경우, 유지보수, 점검 또는 청소를 위해 탱크 (10) 의 내부에 접근을 허용할 때, 플랜지 (12) 및 플랜지 (14) 를 체결하는 볼트를 느슨하게 하여 떼어내는 것으로 충분하다. 이런 조치에 의해, 탱크 (10) 를 개방할 수 있다.

탱크를 원 상태로 복구할 시에는, 볼트로 플랜지 (12) 및 플랜지 (14) 를 체결하는 간단한 작업을 실행하면 충분하다.

특허 문헌 1: JP-A-2001－289331 호

지금까지, 배관의 플랜지 연결 구조 및 탱크의 맨홀의 플랜지 연결 구조를 완전한 실링을 할 수 있는 실링 구조라고 생각하였다.

그러나, 보다 높은 안전성 및 신뢰성이 요구되는 최근의 플랜트 등에서는, 상기 플랜지 연결 구조도, 실링 특성에 있어서 반드시 완전하지 않은 것으로 가정되며 어떠한 안전 조치를 하는 것이 요구되게 되었다.

예를 들어, 도 9 에 나타낸 배관 (1, 3) 을 통해 흐르는 유체가 정압의 가연성 가스이거나, 도 10 에 나타낸 탱크 (10) 에 저장된 유체가 정압의 가연성 가스인 경우, 도 9 에 나타낸 플랜지 연결 구조를 둘러싸는 영역 (α) 을 폭발-방지 범위 (즉, 위험 영역) 로 지정하거나, 도 10 에 나타낸 플랜지 연결 구조를 둘러싸는 영역 (β) 을 폭발-방지 범위로 지정한다.

폭발-방지 범위로 지정된 영역 (α) 또는 영역 (β) 에는, 착화 근원이 되는 기기 또는 게이지를 설치하지 않거나, 또는 특수 설계의 기기나 게이지를 사용하고 있었다.

그러나, 이와 같이 한 것은, 플랜트의 설계의 자유도가 제한되고 비용이 드는 문제가 있었다.

그러나, 배관의 플랜지 연결 구조에 있어서, 가스의 누출을 확실하게 방지하고 싶은 경우에는, 배관을 용접으로 연결한다. 그러나, 이런 조치는, 배관의 배치의 자유도가 없어지고, 용이하게 점검 및 청소를 할 수 없게 되는 문제를 일으켰다.

본 발명은, 상기 종래 기술을 감안하여 달성되었다. 본 발명의 목적은, 배관을 함께 연결하는 플랜지 연결 구조, 탱크나 기기의 연결 구조, 탱크의 맨홀을 뚜껑으로 밀폐하는 플랜지 연결 구조와 같은 플랜지 연결 구조에 있어서 향상된 실링 특성을 갖는 플랜지 연결 구조를 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 특징에 따른 본 발명은, 일 플랜지 및 다른 플랜지를 포함하고, 상기 플랜지를 볼트로 체결하여, 상기 플랜지의 플랜지 면을 함께 결합하여 연결하는, 플랜지 연결 구조로서,

상기 플랜지의 플랜지 면에는 고리형 시일 홈을 형성하고, 이 시일 홈에 실링 액체를 압입 및 충전하는, 플랜지 연결 구조를 제공한다.

다른 특징에 따른 본 발명은,

일 플랜지 및 다른 플랜지를 포함하고, 상기 플랜지를 볼트로 체결하여, 상기 플랜지의 플랜지 면을 결합하여 연결하는, 플랜지 연결 구조, 또는

탱크의 맨홀에 형성된 플랜지 및 뚜껑에 형성된 플랜지를 포함하고, 상기 플랜지를 볼트로 체결하여, 상기 플랜지의 플랜지 면을 함께 결합하여 상기 맨홀을 상기 뚜껑으로 밀폐하는, 플랜지 연결 구조, 또는

배관에 형성된 플랜지 및 뚜껑에 형성된 플랜지를 포함하고, 상기 플랜지를 볼트로 체결하여, 상기 플랜지의 플랜지 면을 함께 결합하여 상기 배관을 상기 뚜껑으로 밀폐하는, 플랜지 연결 구조로서,

상기 플랜지 중 한 플랜지의 플랜지 면에 형성된 고리형 시일 홈;

상기 플랜지 중 한 플랜지에 형성되어, 상기 시일 홈 및 상기 플랜지 중 한 플랜지의 외면을 서로 연통하게 하고, 외부로부터 내부에 실링 액체가 주입되는 주입로; 및

상기 플랜지 중 한 플랜지에 형성되고, 상기 시일 홈과 연통하고 있어, 상기 주입로를 통해 주입되어 상기 시일 홈을 충전한 실링 액체를 외부에 방출하는 방출로를 포함하는, 플랜지 연결 구조를 제공한다.

다른 특징에 따른 본 발명은,

유체가 흐르는 배관에 형성된 플랜지 및 유체가 흐르는 다른 배관에 형성된 플랜지를 포함하고, 상기 플랜지를 볼트로 체결하여, 상기 플랜지의 플랜지 면을 함께 결합하여 상기 배관을 함께 연결하는 플랜지 연결 구조, 또는

유체를 저장하는 탱크의 맨홀에 형성된 플랜지 및 뚜껑에 형성된 플랜지를 포함하고, 상기 플랜지를 볼트로 체결하여, 상기 플랜지의 플랜지 면을 함께 결합하여 상기 맨홀을 상기 뚜껑으로 밀폐하는 플랜지 연결 구조, 또는

상기 플랜지 중 한 플랜지에 형성되어, 시일 홈 및 플랜지 중 한 플랜지의 외면을 서로 연통시키는 주입로;

상기 플랜지 중 한 플랜지에 형성되어, 상기 시일 홈 및 상기 플랜지 중 한 플랜지의 외면을 서로 연통시키는 방출로;

상기 주입로에 연결되어 상기 시일 홈에 실링 액체를 주입하는 실링 액체 주입 수단; 및

상기 방출로에 연결되어, 이 방출로로부터 나온 실링 액체가 외부에 방출하는 것을 방지하면서 실링 액체에 포함되어 있는 가스를 외부에 방출하는 방출 장치를 포함하는, 플랜지 연결 구조를 제공한다.

다른 특징에 따른 본 발명은, 상기 실링 액체 주입 수단에 의해 주입되는 실링 액체의 주입 압력이 상기 유체의 유체 압력보다 낮게 설정되는 것을 특징으로 한다.

다른 특징에 따른 본 발명은, 유체가 흐르는 배관에 형성된 플랜지 및 유체가 흐르는 다른 배관에 형성된 플랜지를 포함하고, 상기 플랜지를 볼트로 체결하여, 상기 플랜지의 플랜지 면을 함께 결합하여 상기 배관을 함께 연결하는, 플랜지 연결 구조, 또는

유체를 저장하는 탱크의 맨홀에 형성된 플랜지 및 뚜껑에 형성된 플랜지를 포함하고, 상기 플랜지를 볼트로 체결하여, 상기 플랜지의 플랜지 면을 함께 결합하여 상기 맨홀을 상기 뚜껑으로 밀폐하는, 플랜지 연결 구조, 또는

상기 플랜지 중 한 플랜지에 형성되어, 상기 시일 홈 및 상기 플랜지 중 한 플랜지의 외면을 서로 연통시키는 주입로;

상기 플랜지 중 한 플랜지에 형성되어, 상기 시일 홈, 및 상기 플랜지의 내주측에 위치되며 상기 유체가 존재하는 공간을 서로 연통시키는 방출로; 및

상기 주입로에 연결되어 상기 시일 홈에 실링 액체를 주입하는 실링 액체 주입 수단을 포함하는, 플랜지 연결 구조를 제공한다.

다른 특징에 따른 본 발명은, 상기 실링 액체 주입 수단에 의해 주입되는 실링 액체의 주입 압력이 상기 유체의 유체 압력보다 높게 설정되는 것을 특징으로 한다.

다른 특징에 따른 본 발명은, 상기 실링 액체 주입 수단에, 상기 주입로에 주입되는 실링 액체의 압력을 검출하는 압력 검출 수단, 또는 상기 주입로에 주입되는 실링 액체의 유량을 검출하는 유량 검출 수단이 제공되고, 상기 플랜지 연결 구조는, 상기 압력 검출 수단에 의해 검출된 압력이 급격하게 감소했을 경우, 또는 상기 유량 검출 수단에 의해 검출된 유량이 급격하게 증가했을 경우, 상기 플랜지의 결합에 이상이 발생했다고 판정하는 이상 판정 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 플랜지의 플랜지 면에 고리형 시일 홈을 형성하고, 이 시일 홈에 실링 액체를 압입 및 충전한다. 따라서, 액체 시일 구조는, 시일 홈에 압입 및 충전된 실링 액체에 의해 구성되고, 플랜지의 실링 특성을 향상시킬 수 있다.

그러므로, 플랜지 연결 구조로부터의 누출의 발생 빈도를 비약적으로 감소시킬 수 있다. 결과적으로, 플랜지 연결 구조 주위는 폭발-방지 범위로서 정할 필요가 없고, 배관 등을 설계하기 위한 자유도를 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 플랜지 연결 구조를 채용할 수 있기 때문에, 분해 (overhaul) 점검 및 청소를 용이하게 할 수 있다.

도 1 은 본 발명의 실시형태 1 에 따른 배관의 플랜지 연결 구조를 나타내는 구성도이다.
도 2 는 도 1 의 II－II 화살표선을 따라 취한 도면이다.
도 3 은 본 발명의 실시형태 2 에 따른 배관의 플랜지 연결 구조를 나타내는 구성도이다.
도 4 는 도 3 의 IV－IV 화살표선을 따라 취한 도면이다.
도 5 는 본 발명의 실시형태 3 에 따른 탱크 등의 플랜지 연결 구조를 나타내는 구성도이다.
도 6 은 도 5 의 VI－VI 화살표선을 따라 취한 도면이다.
도 7 은 본 발명의 실시형태 4 에 따른 탱크 등의 플랜지 연결 구조를 나타내는 구성도이다.
도 8 은 도 7 의 VIII－VIII 화살표선을 따라 취한 도면이다.
도 9 는 배관에 적용되는 종래의 플랜지 연결 구조를 나타내는 구성도이다.
도 10 은 탱크에 적용되는 종래의 플랜지 연결 구조를 나타내는 구성도이다.

본 발명을 실행하기 위한 최선의 형태를 이하의 실시형태에 기초하여 상세하게 설명한다.

실시형태 1

도 1 은 본 발명의 실시형태 1 에 따른 배관의 플랜지 연결 구조 (100) 를 나타낸다. 도 2 는 도 1 의 화살표선 Ⅱ-Ⅱ 을 따라 취한 도면이다.

양 도면에 나타낸 바와 같이, 일 배관 (101) 에는 플랜지 (102) 가 형성되어 있고, 다른 배관 (103) 에는 플랜지 (104) 가 형성되어 있다. 플랜지 (102) 및 플랜지 (104) 는 볼트 (도시 생략) 에 의해 체결되어, 플랜지 (102) 의 플랜지 면 (102a) 및 플랜지 (104) 의 플랜지 면 (104a) 이 함께 결합된다. 이렇게 함으로써, 파이프 (101) 및 파이프 (103) 는 함께 연결된다.

본 실시형태에서는, 플랜지에 의해 연결된 배관 (101) 및 배관 (103) 을 통해 가스 압력이 정압인 가연성 가스 (예를 들어, 수소 가스) 가 흐르는 것으로 가정하고 있다.

플랜지 (104) 의 플랜지 면 (104a) 에는, 고리형 시일 홈 (105) 이 형성되어 있다. 이 시일 홈 (105) 은, 플랜지 (104) 의 내주연 (inner peripheral edge) 의 외주측 (outer peripheral side) 에서, 그리고 이러한 상태에서 플랜지 (104) 의 내주면 (inner peripheral surface) 을 둘러싸도록 형성되어 있다.

플랜지 (104) 에는, 주입로 (106) 및 방출로 (107) 가 형성되어 있다.

둘레 방향에 관하여, 주입로 (106) 및 방출로 (107) 는 180° 어긋나도록 형성되어 있다. 수직 방향에 관하여, 주입로 (106) 는 하측에 배치되고, 방출로 (107) 는 상측에 배치되어 있다.

주입로 (106) 는, 그 일단 (106a) 이 플랜지 (104) 의 외면의 주위면에 개방되어 있고, 그 타단 (106b) 이 시일 홈 (105) 에서 개방되어 있어, 시일 홈 (105) 및 플랜지의 주위면이 서로 연통하게 한다.

주입로 (106) 는 일단 (106a) 으로부터 대략 수직 상방향으로 연장되고 나서 수평 방향으로 꺽여져 타단 (106b) 에 이르고 있다.

방출로 (107) 는, 그 일단 (107a) 이 플랜지 (104) 의 외주면의 주위면에 개방되어 있고, 그 타단 (107b) 이 시일 홈 (105) 에 개방되어 있어, 시일 홈 (105) 및 플랜지 주위면을 서로 연통하게 한다.

이 방출로 (107) 는, 일단 (107a) 으로부터 대략 수직 하방향으로 연장되고 나서 수평 방향으로 꺽여져 타단 (107b) 에 이르고 있다.

플랜지 (102) 의 플랜지 면 (102a) 과 플랜지 (104) 의 플랜지 면 (104a) 사이에는 고리형 가스켓 (108, 109) 이 개재되어 있다.

가스켓 (108) 은 시일 홈 (105) 의 내주측에 배치되어 있고, 가스켓 (109) 은 시일 홈 (105) 의 외주측에 배치되어 있다. 고리형 가스켓 (108), 시일 홈 (105) 및 가스켓 (109) 은 정확히 동심으로 배치되어 있다.

실링 (sealing) 액체 주입부 (110) 는, 실링 액체 (예를 들어, 물 또는 오일) 를 분사하는 실링 액체 주입원 (111) 을 가지고 있다. 이 실링 액체 주입원 (111) 의 분사구 및 주입로 (106) 의 일단 (106a) 은, 주입관 (112) 에 의해 연결되어 있다. 주입관 (112) 에는, 제어 밸브 (113), 오리피스 (114), 및 역지 밸브 (115) 가 개재되어 있고, 압력 게이지 (116) 가 장착되어 있다.

본 실시형예에서는, 실링 액체 주입부 (110) 로부터 주입관 (112) 및 주입로 (106) 를 통해 시일 홈 (105) 에 주입되는 실링 액체의 주입 압력은 배관 (101) 및 배관 (103) 을 통해 흐르는 가연성 가스의 가스 압력보다 낮게 설정되어 있다.

압력 게이지 (116) 는, 주입로 (106) 에 주입되는 실링 액체의 압력을 검출하여 그 검출 압력 값을 이상 판정부 (117) 에 보낸다. 이상 판정부 (117) 는, 검출 압력 값이 급감한 경우, 이상이 발생했다고 판정한다. 이상 판정의 경우, 이상 판정부 (117) 는 배관 (101) 내의 유체의 흐름을 차단하는 것과 같은 안전 조치를 취하고 제어 밸브 (113) 를 밀폐한다.

도 1 에서는, 1 개의 실링 액체 주입원 (111) 으로부터 실링 액체를 1 개의 플랜지 연결 구조 (100) 에 주입한다. 그러나, 배관 계통에 배치한 복수의 플랜지 연결 구조에 실링 액체를 주입할 수 있도록, 주입관 (112) 을 배치할 수도 있다.

방출 장치 (120) 는, 방출관 (121) 을 통해 방출로 (107) 의 일단 (107a) 에 연결되어 있다. 방출 장치 (120) 는 플로트 (float) 기구 및 배기 밸브를 가지고 있다.

방출 장치 (120) 는 아하와 같이 구성된다: 방출관 (121) 을 통해 방출 장치 (120) 에 실링 액체가 보내져 오면, 이 실링 액체는 외부에 방출되는 일 없이 실링된다. 그러나, 실링 액체에 가스가 포함되어 있으면, 이 가스만을 외부에 방출할 수 있다.

방출 장치 (120) 로부터 방출된 가스는 배기관 (122) 을 통해 대기에 방출된다. 이 방출 위치는, 배관 (101) 및 배관 (103) 이 놓이는 플랜트로부터 떨어진 안전한 장소에 설정된다.

배기관 (122) 에는 가스 센서 (123) 가 배치되어 있다. 이 가스 센서 (123) 는 배기관 (122) 을 통해 방출되는 가스의 종류를 검출한다.

방출관 (121) 에는 안전 장치 (124) 가 접속되어 있어, 방출관 (121) 내의 실링 액체의 압력이 이상 상승한 경우에는, 실링 액체를 외부에 방출한다.

상기 구성의 플랜지 연결 구조 (100) 에서는, 실링 액체 주입부 (110) 의 실링 액체 주입원 (111) 으로부터 실링 액체를 분사하고 주입하면, 실링 액체가 주입관 (112), 주입로 (106), 시일 홈 (105), 방출로 (107), 방출관 (121), 및 방출 장치 (120) 안으로 압입 및 충전된다. 이때, 각 관내에 들어가 있던 공기는 방출 장치 (120) 를 통해 대기로 방출된다.

이와 같이 하여 고리형 시일 홈 (105) 안으로 실링 액체를 압입하고 충전하면, 이 시일 홈 (105) 내의 실링 액체가 액체 시일 구조를 구성한다.

따라서, 배관 (101) 및 배관 (103) 을 통해 흐르는 정압의 가연성 가스는, 내주측의 가스켓 (108) 및 시일 홈 (105) 내에 충전된 실링 액체를 포함하는 액체 시일 구조에 의해 이중으로 시일되게 된다.

상기와 같이, 플랜지 연결 구조 (100) 에 있어서, 가스켓 (108) 뿐만 아니라 시일 홈 (105) 내에 충전된 실링 액체를 포함하는 액체 시일 구조에 의해 실링이 되고, 따라서 더 확실한 실링을 할 수 있다.

상기 실링에 의해, 가연성 가스의 누출의 발생 빈도를 급격히 감소시킬 수 있다. 따라서, 플랜지 연결 구조 (100) 주위의 폭발-방지 범위를 최소한으로 억제할 수 있다.

외주측의 가스켓 (109) 은 실링 액체가 외부로 누출하는 것을 방지하는 기능을 한다.

실링 액체의 압력을 배관 (101, 103) 내를 흐르는 가연성 가스의 가스 압력보다 낮게 하면, 실링 액체는 배관 (101, 103) 내에 들어가지 않고, 가연성 가스에 실링 액체가 혼합되는 것이 방지된다.

통상적으로, 상기와 같이, 내주측의 가스켓 (108) 과 시일 홈 (105) 내에 충전된 실링 액체를 포함하는 액체 시일 구조에 의한 이중 실링은 확실한 시일을 보장한다. 그러나, 사고와 같은 어떤 원인으로 내주측의 가스켓 (108) 의 실링면에 변위 또는 간극이 발생하는 경우, 배관 (101, 103) 내를 흐르는 가연성 가스는 시일 홈 (105) 내에 누출될 수도 있다.

이와 같이 하여 시일 홈 (105) 내에 누출된 가연성 가스는, 이 가연성 가스와 실링 액체 사이의 비중 차이로 인해, 시일 홈 (105), 방출로 (107) 및 방출관 (121) 내를 흐르면서 상방으로 부상하여 방출 장치 (120) 에 이른다.

방출 장치 (120) 는, 실링 액체를 방출시키는 일 없이, 가연성 가스만을 배기관 (122) 을 통해 외부 (대기) 에 방출한다. 배기관 (122) 을 통해 대기에 가연성 가스를 방출하는 방출 위치는, 배관 (101, 103) 이 놓이는 플랜트로부터 떨어진 안전한 장소에 있다. 따라서, 가연성 가스를 방출해도 문제는 없다.

가연성 가스가 배기관 (122) 을 흐르면, 가스 센서 (123) 는 가연성 가스가 그것을 통해 유통한 것을 검출할 수 있다. 가스 센서 (123) 에 의해 가연성 가스의 유통이 검출되면, 경보를 발생시키거나 또는 배관 (101, 103) 을 통해 흐르는 가연성 가스의 유통을 정지시키는 등의 안전 조치를 취할 수가 있다.

배관 (101, 103) 을 통해 흐르는 가연성 가스의 열 또는 플랜지 주위의 분위기의 열에 의해, 실링 액체가 팽창하고 그 압력이 극도로 높아지면, 안전 장치 (124) 가 작동하여 실링 액체를 외부에 방출한다.

그러므로, 실링 액체가 열적으로 팽창해도, 플랜지 (102, 104) 의 파손 또는 실링 액체로 충전된 배관 등의 파손을 방지할 수 있다.

한편, 플랜지 (102) 및 플랜지 (104) 가 서로 크게 변위되는 경우, 시일 홈 (105) 내에 주입된 실링 액체가 대량으로 유출되고, 압력 게이지 (116) 에 의해 검출된 검출 압력 값이 급격히 감소한다.

이러한 검출 압력 값의 급격한 감소의 경우, 이상 판정부 (117) 는 이상이 발생했다고 판정하고, 배관 (101) 내의 유체의 흐름의 차단과 같은 안전 조치를 취하며, 제어 밸브 (113) 를 밀폐한다. 이런 조치에 의해, 실링 액체의 추가적인 유출을 방지할 수 있다.

압력 게이지 (116) 대신에 유량계를 설치할 수도 있다. 유량계에 의해 검출된 검출 유량의 양이 급증한 경우, 이상 판정부 (117) 는 이상으로 판정하고 제어 밸브 (113) 를 밀폐할 수도 있다.

상기 실시형태는, 배관 (101, 103) 을 통해 가연성 가스 (가스만) 가 흐르는 경우를 가정하고 있다. 그러나, 실시형태 1 은 가스와 액체가 혼합된 2-상 유체가 배관 (101, 103) 을 통해 흐르는 경우에도 그대로 적용될 수 있다.

실시형태 2

도 3 은 본 발명의 실시형태 2 에 따른 배관의 플랜지 연결 구조 (100A) 를 나타낸다. 도 4 는 도 3 의 IV－IV 화살표선을 따라 취한 도면을 나타낸다.

도 1 및 도 2 에 나타낸 실시형태 1 의 부분과 동일한 부분에는 실시형태 1 과 동일한 부호를 할당하고, 중복되는 부분의 설명은 간략화한다.

본 실시형태에 있어서도, 플랜지에 의해 연결된 배관 (101, 103) 을 통해 가스 압력이 정압인 가연성 가스 (예를 들어, 수소 가스) 가 흐르는 것으로 가정하고 있다.

플랜지 (104) 의 플랜지 면 (104a) 에는 고리형 시일 홈 (105) 이 형성되어 있다. 이 시일 홈 (105) 은, 플랜지 (104) 의 내주연의 외주측에서, 그리고 이러한 상태에서 플랜지 (104) 의 내주면을 둘러싸도록 형성되어 있다.

플랜지 (104) 에는 주입로 (106) 및 방출로 (107－1) 가 형성되어 있다.

주입로 (106) 는, 그 일단 (106a) 이 플랜지 (104) 의 외주면의 주위면에 개방되고, 그 타단 (106b) 이 시일 홈 (105) 에 개방되어, 시일 홈 (105) 및 플랜지의 주위면이 서로 연통되게 한다.

방출로 (107-1) 는, 그 일단 (107-1a) 이 플랜지 (104) 의 내주측의 공간에 개방되고, 그 타단 (107-1b) 이 시일 홈 (105) 에 개방되어, 시일 홈 (105) 및 플랜지의 내주측의 공간이 서로 연통되게 한다.

상기와 같이, 실시형태 2 는, 방출로 (107-1) 의 일단 (107-1a) 이 플랜지 (104) 의 내주측의 공간에 개방되고 있다는 점에서 실시형태 1 과 상이하다.

방출로 (107-1) 의 일단 (107-1a) 에는, 실링 액체의 누출을 억제하기 위한 누출 억제 장치 (107-1c) 가 제공될 수도 있다.

플랜지 (102) 의 플랜지 면 (102a) 과 플랜지 (104) 의 플랜지 면 (104a) 사이에는 고리형 가스켓 (109) 이 개재된다.

실링 액체 주입부 (110) 는, 실링 액체 (예를 들어, 물 또는 오일) 를 주입하기 위한 실링 액체 주입원 (111), 주입관 (112), 제어 밸브 (113), 오리피스 (114), 역지 밸브 (115), 압력 게이지 (116), 및 이상 판정부 (117) 를 가지고 있다.

본 실시형태에서는, 실링 액체 주입부 (110) 로부터 주입관 (112) 및 주입로 (106) 를 통해 시일 홈 (105) 으로 주입되는 실링 액체의 주입 압력은, 배관 (101) 및 배관 (103) 을 통해 흐르는 가연성 가스의 가스 압력보다 높게 설정된다.

실시형태 1 에서는, 실링 액체의 주입 압력은 배관 (101) 및 (103) 을 통해 흐르는 가연성 가스의 가스 압력보다 낮게 설정된다. 실시형태 2 는, 실링 액체의 주입 압력이 배관 (101) 및 (103) 을 통해 흐르는 가연성 가스의 가스 압력보다 더 높게 되는 것을 가정하고 있다는 점에서 실시형태 1 과 상이하다.

상기 구성의 플랜지 연결 구조 (100A) 에서는, 실링 액체 주입부 (110) 의 실링 액체 주입원 (111) 으로부터 실링 액체를 분사 및 주입하면, 실링 액체가 주입관 (112) 및 주입로 (106) 를 통해 시일 홈 (105) 내에 압입 및 충전된다. 또한, 시일 홈 (105) 내에 압입 및 충전된 실링 액체는 방출로 (107-1) 를 통해 배관 (103) 내에 방출되고 배관 (103) 을 통해 흐른다.

즉, 시일 홈 (105) 이 실링 액체로 충전되고, 특히 실링 액체의 압력이 배관 (101, 103) 내를 흐르는 유체의 압력보다 더 높게 되면, 만족스러운 실링 특성이 달성된다. 배관 (103) 내에 누출하는 액체는 또한 누출 억제 장치 (107-1c) 에 의해 조정될 수 있다. 누출된 액체는 적절한 분리 장치 (도시 생략) 에 의해 가스 및 액체로 분리되어 회수된다. 따라서, 가스 및 액체의 2 상 흐름을 포함하는 액체를 실링 액체로서 사용하면 매우 효율적이다.

이와 같이 하여, 고리형 시일 홈 (105) 에 실링 액체가 압입 및 충전되면, 이 시일 홈 (105) 내의 실링 액체는 액체 시일 구조를 구성한다.

따라서, 배관 (101, 103) 을 통해 흐르는 정압의 가연성 가스는, 시일 홈 (105) 내에 충전된 고압의 실링 액체를 포함하는 액체 시일 구조에 의해 확실하게 실링된다.

상기 실링으로 인해, 가연성 가스의 누출의 발생 빈도를 비약적으로 감소시킬 수 있다. 그러므로, 플랜지 연결 구조 (100A) 주위의 폭발-방지 범위를 최소한으로 억제할 수가 있다.

통상적으로는, 시일 홈 (105) 내에 충전된 실링 액체를 포함하는 액체 시일 구조에 의한 실링이 확실한 시일을 보장한다. 그러나, 사고와 같은 어떠한 원인으로 플랜지 연결면에서 변위 또는 간극이 나타나는 경우, 통상적인 양보다 더 많은 양의 실링 액체가 배관 (101, 103) 내에 누출할 수도 있지만, 가연성 가스는 외부에 누출되지 않는다.

즉, 플랜지 접합면에서 간극 등이 발생하는 경우에도, 가스 누출을 방지할 수 있다.

한편, 플랜지 (102) 및 플랜지 (104) 가 서로 크게 변위되는 경우에는, 시일 홈 (105) 에 주입된 실링 액체가 대량으로 유출되고, 압력 게이지 (116) 에 의해 검출된 검출 압력 값이 급격하게 감소한다.

검출 압력 값의 이러한 급격한 감소의 경우에는, 이상 판정부 (117) 는 이상이 발생했다고 판정하고, 배관 (101) 내의 유체의 흐름을 차단하는 것과 같은 안전 조치를 취하며, 제어 밸브 (113) 를 밀폐한다. 이런 조치에 의해, 실링 액체의 외부로의 추가적인 유출을 방지할 수 있다.

압력 게이지 (116) 대신에 유량계를 설치할 수도 있다. 유량계에 의해 검출된 검출 유량의 값이 급격하게 증가했을 경우, 이상 판정부 (117) 는 이상을 판정하여 제어 밸브 (113) 를 밀폐할 수도 있다.

상기 실시형태는, 배관 (101, 103) 을 통해 가연성 가스 (가스만) 가 흐르는 경우를 가정하고 있다. 그러나, 실시형태 2 는 가스와 액체가 혼합된 2-상 유체가 배관 (101, 103) 을 통해 흐르는 경우에서도 그대로 적용할 수 있다.

실시형태 3

도 5 는 본 발명의 실시형태 3 에 따른 배관 단부 밀폐 뚜껑 또는 탱크의 플랜지 연결 구조 (200) 를 나타낸다. 도 6 은 도 5 의 VI－VI 화살표선을 따라 취한 도면이다. 실시형태 1 의 기능과 동일한 기능을 실행하는 부분에는 실시형태 1 과 동일한 부호를 할당하여 설명을 한다.

양 도면에 나타내는 바와 같이, 탱크 (도시 생략) 에 형성된 맨홀 (201) 에는 플랜지 (202) 가 형성되어 있고, 뚜껑 (203) 에는 플랜지 (204) 가 형성되어 있다. 플랜지 (202, 204) 는 볼트 (도시 생략) 에 의해 체결되어, 플랜지 (202) 의 플랜지 면 (202a) 및 플랜지 (204) 의 플랜지 면 (204a) 이 서로 결합된다. 이렇게 함으로써, 맨홀 (201) 을 뚜껑 (203) 으로 밀폐한다.

본 실시형태에서는, 맨홀 (201) 을 뚜껑 (203) 으로 밀폐하여, 가스 압력이 정압이고 탱크에 저장되는 가연성 가스 (예를 들어, 수소 가스) 를 내부에 실링한다.

맨홀 (201) 대신에, 이 부재 (맨홀 (201)) 를 배관으로 교체하는 경우, 뚜껑 (203) 이, 이 배관의 단부를 밀폐하는 배관 단부 밀폐 뚜껑의 역할을 하고 배관의 단부를 밀폐한다.

플랜지 (204) 의 플랜지 면 (204a) 에는 고리형 시일 홈 (205) 이 형성되어 있다. 뚜껑 (203) 측의 이 시일 홈 (205) 은, 맨홀 (201) 측에 위치한 플랜지 (202) 의 내주연의 외주측에서, 그리고 이러한 상태에서 플랜지 (202) 의 내주면을 둘러싸도록 형성되어 있다.

플랜지 (204) 에는 주입로 (206) 및 방출로 (207) 가 형성되어 있다.

둘레 방향에 관하여, 주입로 (206) 및 방출로 (207) 는 180° 어긋나서 형성되어 있다. 상하 방향에 관하여, 주입로 (206) 가 하측에 배치되고, 방출로 (207) 가 상측에 배치되어 있다.

주입로 (206) 는 그 일단 (206a) 이 플랜지 (204) 의 외면 중 주위면에 개방되어 있고, 그 타단 (206b) 이 시일 홈 (205) 에 개방되어 있어, 시일 홈 (205) 및 플랜지의 주위면이 서로 연통하게 한다.

주입로 (206) 는, 일단 (206a) 으로부터 대략 수직 상방향으로 연장되고 나서 수평 방향으로 꺽여서 타단 (206b) 에 이른다.

방출로 (207) 는, 그 일단 (207a) 이 플랜지 (204) 의 외주면 중 주위면에 개방되어 있고, 그 타단 (207b) 이 시일 홈 (205) 에 개방되어 있어, 시일 홈 (205) 및 플랜지의 주위면이 서로 연통하게 한다.

방출로 (207) 는, 일단 (207a) 으로부터 대략 수직 하방향으로 연장되고 나서 수평 방향으로 꺽여서 타단 (207b) 에 이른다.

플랜지 (202) 의 플랜지 면 (202a) 과 플랜지 (204) 의 플랜지 면 (204a) 사이에는 고리형 가스켓 (208, 209) 이 개재되어 있다.

가스켓 (208) 은 시일 홈 (205) 의 내주측에 배치되어 있고, 가스켓 (209) 은 시일 홈 (205) 의 외주측에 배치되어 있다. 고리형 가스켓 (208), 시일 홈 (205) 및 가스켓 (209) 이 정확히 동심으로 배치되어 있다.

실링 액체 주입부 (110) 는, 실링 액체 (예를 들어, 물 또는 오일) 를 분사하기 위한 실링 액체 주입원 (111) 을 가지고 있다. 실링 액체 주입원 (111) 의 분사구와 주입로 (206) 의 일단 (206a) 은 주입관 (112) 에 의해 연결되어 있다. 주입관 (112) 에는, 제어 밸브 (113), 오리피스 (114), 및 역지 밸브 (115) 가 개재되어 있고, 압력 게이지 (116) 가 장착되어 있다.

본 실시형태에서는, 실링 액체 주입부 (110) 로부터 주입관 (112) 및 주입로 (206) 를 통해 시일 홈 (205) 내에 주입된 실링 액체의 주입 압력은, 탱크 내의 가연성 가스의 가스 압력보다 낮게 설정된다.

압력 게이지 (116) 는 주입로 (206) 에 주입된 실링 액체의 압력을 검출하여 그 검출 압력 값을 이상 판정부 (117) 에 보낸다. 이상 판정부 (117) 는, 검출 압력 값이 급격하게 감소한 경우, 이상이 발생했다고 검출한다. 이상 판정의 경우에, 이상 판정부 (117) 는 경보를 발하는 것과 같은 안전 조치를 취하고, 제어 밸브 (113) 를 밀폐한다.

방출 장치 (120) 는, 방출관 (121) 을 통해 방출로 (207) 의 일단 (207a) 에 연결되어 있다. 방출 장치 (120) 는, 플로트 기구 및 배기 밸브를 가지고 있다.

방출 장치 (120) 는 이하와 같이 구성된다: 방출관 (121) 을 통해 방출 장치 (120) 에 실링 액체가 보내져 오면, 이 실링 액체는 외부에 방출시키는 일 없이 실링된다. 가스가 실링 액체에 포함되어 있는 경우, 단지 이 가스만이 외부에 방출될 수 있다.

방출 장치 (120) 로부터 방출된 가스는 배기관 (122) 을 통해 대기로 방출된다. 방출 위치는, 탱크가 배치되어 있는 플랜트로부터 떨어진 안전한 장소에 설정된다.

배기관 (122) 에는 가스 센서 (123) 가 배치되어 있다. 이 가스 센서 (123) 는, 배기관 (122) 을 통해 방출되는 가스의 종류를 검출한다.

방출관 (121) 에는 안전 장치 (124) 가 연결되어 있어, 방출관 (121) 내의 실링 액체의 압력이 이상 상승한 경우, 실링 액체를 외부에 방출한다.

상기 구성의 플랜지 연결 구조 (200) 에서는, 실링 액체 주입부 (110) 의 실링 액체 주입원 (111) 으로부터 실링 액체를 분사 및 주입하면, 실링 액체가 주입관 (112), 주입로 (206), 시일 홈 (205), 방출로 (207), 방출관 (121) 및 방출 장치 (120) 내에 압입 및 충전된다. 이때, 각 관내에 들어가 있는 공기는 방출 장치 (120) 를 통해 대기로 방출된다.

이와 같이 하여, 고리형 시일 홈 (205) 에 실링 액체가 압입 및 충전되면, 이 시일 홈 (205) 내의 실링 액체가 액체 시일 구조를 구성한다.

따라서, 탱크에 저장된 정압의 가연성 가스는, 내주측의 가스켓 (208) 및 시일 홈 (205) 내에 충전된 실링 액체를 포함하는 액체 시일 구조에 의해 이중으로 실링된다.

상기와 같이, 플랜지 연결 구조 (200) 에 있어서, 가스켓 (208) 뿐만 아니라, 시일 홈 (205) 내에 충전된 실링 액체를 포함하는 액체 시일 구조도 실링을 하고, 따라서 더 확실한 실링을 할 수 있다.

상기 실링으로 인해, 가연성 가스의 누출의 발생 빈도를 비약적으로 감소시킬 수 있다. 그러므로, 플랜지 연결 구조 (200) 를 둘러싸는 폭발-방지 범위는 최소한으로 억제될 수 있다.

외주측의 가스켓 (209) 은, 실링 액체가 외부에 누출되는 것을 방지하는 기능을 한다.

실링 액체의 압력이 탱크에 저장된 가연성 가스의 가스 압력보다 낮아지게 되는 경우, 실링 액체는 탱크 내에 들어가지 않고, 실링 액체가 가연성 가스와 혼합되는 것이 방지된다.

통상적으로는, 상기와 같이, 내주측의 가스켓 (208) 및 시일 홈 (205) 내에 충전된 실링 액체를 포함하는 액체 시일 구조에 의한 이중 실링이 확실한 시일을 보장한다. 그러나, 사고와 같은 어떤 원인으로 내주측의 가스켓 (208) 의 실링면에 변위 또는 간극 나타나는 경우, 탱크 내의 가연성 가스가 시일 홈 (205) 내에 누출될 수도 있다.

이와 같이 하여, 시일 홈 (205) 내에 누출된 가연성 가스는, 이 가연성 가스와 실링 액체 사이의 비중 차이로 인해, 시일 홈 (205), 방출로 (207) 및 방출관 (121) 을 통해 유동하면서 상방으로 부상하고, 방출 장치 (120) 에 이른다.

방출 장치 (120) 는, 실링 액체를 방출시키는 일 없이, 가연성 가스만을 배기관 (122) 을 통해 외부 (대기) 에 방출한다. 배기관 (122) 을 통해 대기에 가연성 가스를 방출하는 방출 위치는, 탱크가 배치되어 있는 플랜트로부터 떨어진 안전한 장소에 있다. 따라서, 가연성 가스의 방출이 문제를 일으키는 일이 없다.

가연성 가스가 배기관 (122) 을 흐르면, 가스 센서 (123) 는 가연성 가스가 지나간 것을 검출할 수 있다. 가스 센서 (123) 에 의한 가연성 가스의 유통의 검출시, 경보의 발생과 같은 안전 조치를 취할 수 있다.

탱크 내의 가연성 가스의 열 또는 플랜지 주위의 분위기의 열로 인해, 실링 액체가 팽창하고 그 압력이 극도로 높아지면, 안전 장치 (124) 가 작동하여 실링 액체를 외부에 방출한다.

그러므로, 실링 액체가 열적으로 팽창하는 경우에도, 플랜지 (202, 204) 의 파손 또는 실링 액체가 충전되는 관 등의 파손을 방지할 수 있다.

한편, 플랜지 (202) 및 플랜지 (204) 가 서로 크게 변위되는 경우, 실링 홈 (205) 에 주입된 실링 액체는 대량으로 유출되고, 압력 게이지 (116) 에 의해 검출된 검출 압력 값은 급격하게 감소한다.

검출 압력 값의 이러한 급격한 감소의 경우, 이상 판정부 (117) 는 이상이 발생했다고 판정하고 제어 밸브 (113) 를 밀폐한다. 이런 조치에 의해, 실링 액체의 외부로의 추가적인 유출을 방지할 수 있다.

압력 게이지 (116) 대신에 유량계를 설치할 수도 있다. 유량계에 의해 검출된 검출 유량의 양이 급격하게 증가한 경우, 이상 판정부 (117) 는, 이상으로 판정을 하고 경보를 발하는 것과 같은 안전 조치를 취하고, 또는 제어 밸브 (113) 를 밀폐할 수도 있다.

상기 실시형태는, 탱크 내에 가연성 가스 (가스만) 를 저장하는 경우를 가정하고 있다. 그러나, 가스 및 액체의 혼합물을 포함하는 2-상 유체를 탱크에 저장하는 경우에도 실시형태 3 을 그대로 적용할 수 있다.

상기 설명 및 도 5 에서는, 시일 홈 (205), 주입로 (206), 방출로 (207) 등을 뚜껑 (203) 에 제공하고 있지만, 필요에 따라 플랜지 (202) 에 제공할 수도 있다.

실시형태 4

도 7 은 본 발명의 실시형태 4 에 따른 배관 단부 밀폐 뚜껑 또는 탱크의 플랜지 연결 구조 (200A) 를 나타낸다. 도 8 은 도 7 의 VIII-VIII 화살표선을 따라 취한 도면을 나타낸다.

도 5 및 도 6 에 나타낸 실시형태 3 의 부분과 동일 부분에는 실시형태 3 에서와 동일한 부호를 할당하고, 중복하는 부분의 설명은 간략화한다.

본 실시형태에서도, 맨홀 (201) 을 뚜껑 (203) 으로 밀폐한 탱크 (도시 생략) 내에, 가스 압력이 정압인 가연성 가스 (예를 들어, 수소 가스) 를 저장하고 있다.

맨홀 (201) 대신에, 이 부재 (맨홀 (201)) 를 배관으로 대체한 경우, 뚜껑 (203) 이, 이 배관의 단부를 밀폐하는 배관 단부 밀폐 뚜껑의 역할을 하고, 배관의 단부를 밀폐한다.

뚜껑 (203) 의 플랜지 (204) 의 플랜지 면 (204a) 에는 고리형 시일 홈 (205) 이 형성되어 있다. 뚜껑 (203) 측의 이 시일 홈 (205) 은, 맨홀 (201) 측의 플랜지 (202) 의 내주연의 외주측에서, 그리고 이러한 상태에서 플랜지 (202) 의 내주면을 둘러싸도록 형성되어 있다.

플랜지 (204) 에는 주입로 (206) 및 방출로 (207-1) 가 형성되어 있다.

주입로 (206) 는, 그 일단 (206a) 이 플랜지 (204) 의 외면 중 주위면에 개방되어 있고, 그 타단 (206b) 이 시일 홈 (205) 에 개방되어 있어, 시일 홈 (205) 및 플랜지의 주위면이 서로 연통하게 한다.

방출로 (207-1) 는, 그 일단 (207-1a) 이, 맨홀 (201) 의 내주측의 공간에 개방되고, 그 타단 (207-1b) 이 시일 홈 (205) 에 개방되어, 시일 홈 (205) 및 맨홀 (201) 의 내주측의 공간이 서로 연통하게 한다.

상기와 같이, 실시형태 4 는, 방출로 (207-1) 의 일단 (207-1a) 이 맨홀 (201) 의 내주측의 공간에 개방되고 있다는 점에서 실시형태 3 과 상이하다.

방출로 (207-1) 의 일단 (207-1a) 에 실링 액체 누출 억제 장치 (207-1c) 를 제공할 수도 있다.

플랜지 (202) 의 플랜지 면 (202a) 과 플랜지 (204) 의 플랜지 면 (204a) 사이에는 고리형 가스켓 (209) 이 개재된다.

실링 액체 주입부 (110) 는, 실링 액체 (예를 들어, 물 또는 오일) 를 분사하기 위한 실링 액체 주입원 (111), 주입관 (112), 제어 밸브 (113), 오리피스 (114), 역지 밸브 (115), 압력 게이지 (116) 및 이상 판정부 (117) 를 가지고 있다.

본 실시형태에서는, 실링 액체 주입부 (110) 로부터 주입관 (112) 및 주입로 (206) 를 통해 시일 홈 (205) 에 주입되는 실링 액체의 주입 압력이 탱크 내의 가연성 가스의 가스 압력보다 더 높게 설정된다.

실시형태 3 은, 실링 액체의 주입 압력이 탱크 내의 가연성 가스의 가스 압력보다 낮게 설정되어 있다는 가정에 기초한다. 실시형태 4 는, 실링 액체의 주입 압력이 탱크 내의 가연성 가스의 가스 압력보다 더 높게 되는 것을 가정한다는 점에서 실시형태 3 과 상이하다.

상기 구성의 플랜지 연결 구조 (200A) 에서는, 실링 액체 주입부 (110) 의 실링 액체 주입원 (111) 으로부터 실링 액체가 시일 홈 (205) 내에 주입되어 내부 압력보다 더 높게 유지되는 경우, 실링 특성이 향상된다. 맨홀 (201) 내에 누출된 실링 액체는 적절한 분리장치 (도시 생략) 에 의해 가스 및 액체로 분리되어 회수된다. 따라서, 가스 및 액체의 2 상 흐름을 포함하는 액체를 실링 액체로 사용하는 것이 효율적이다.

이와 같이 하여, 고리형 시일 홈 (205) 에 실링 액체를 압입 및 충전하면, 시일 홈 (205) 내의 이 실링 액체는 액체 시일 구조를 구성한다.

따라서, 탱크 내의 정압의 가연성 가스는, 시일 홈 (205) 내에 충전된 고압의 실링 액체를 포함하는 액체 시일 구조에 의해 확실하게 실링된다.

상기 실링으로 인해, 가연성 가스의 누출의 발생 빈도를 비약적으로 감소시킬 수 있다. 그러므로, 플랜지 연결 구조 (200A) 를 둘러싸는 폭발-방지 범위를 최소한으로 억제할 수 있다.

통상적으로는, 상기와 같이, 시일 홈 (205) 내에 충전된 실링 액체를 포함하는 액체 시일 구조에 의한 실링이 확실한 시일을 보장한다. 그러나, 사고와 같은 어떤 원인으로 플랜지 연결면에서 변위 또는 간극이 발생하는 경우, 통상적인 양보다 더 많은 양의 실링 액체가 맨홀 (201) 내에 누출될 수도 있지만, 가연성 가스는 외부에 누출되지 않는다.

즉, 플랜지 연결 면에 간극 등이 발생하는 경우에도, 가스 누출을 방지할 수 있다.

한편, 플랜지 (202) 및 플랜지 (204) 가 서로 크게 변위되는 경우, 시일 홈 (205) 내에 주입된 실링 액체는 대량으로 유출하고, 압력 게이지 (116) 에 의해 검출된 검출 압력 값은 급격하게 감소한다.

검출 압력 값의 이러한 급격한 감소의 경우, 이상 판정부 (117) 는 이상이 발생했다고 판정하고, 경보 발생과 같은 안전 조치를 취하며, 제어 밸브 (113) 를 밀폐한다. 이렇게 함으로써, 실링 액체의 외부로의 추가적인 유출을 방지할 수 있다.

압력 게이지 (116) 대신에 유량계를 설치할 수도 있다. 이런 유량계에 의해 검출된 검출 유량의 양이 급격하게 증가된 경우, 이상 판정부 (117) 는 이상 판정을 하고, 경보 발생과 같은 안전 조치를 취하거나, 또는 제어 밸브 (113) 를 밀폐할 수도 있다.

상기 실시형태는, 탱크 내에 가연성 가스 (가스만) 를 저장하는 경우를 가정하고 있다. 그러나, 실시형태 4 는 혼합된 가스 및 액체를 포함하는 2-상 유체를 탱크에 저장하는 경우에도 그대로 적용할 수 있다.

상기 설명 및 도 7 에서는, 시일 홈 (205), 주입로 (206), 방출로 (207) 등을 뚜껑 (203) 에 제공하지만, 필요에 따라 플랜지 (202) 에 제공될 수도 있다.

100, 100A 플랜지 연결 구조
101, 103 배관
102, 104 플랜지
102a, 104a 플랜지 면
105 시일 홈
106 주입로
107, 107-1 방출로
108, 109 가스켓
110 실링 액체 주입부
120 방출 장치
200, 200A 플랜지 연결 구조
201 맨홀
202, 204 플랜지
202a, 204a 플랜지 면
203 뚜껑
205 시일 홈
206 주입로
207, 207-1 방출로
208, 209 가스켓

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유체가 흐르는 배관에 형성된 플랜지 및 유체가 흐르는 다른 배관에 형성된 플랜지를 포함하고, 상기 플랜지를 볼트로 체결하여, 상기 플랜지의 플랜지 면을 함께 결합하여 상기 배관을 함께 연결하는 플랜지 연결 구조, 또는
유체를 저장하는 탱크의 맨홀에 형성된 플랜지 및 뚜껑에 형성된 플랜지를 포함하고, 상기 플랜지를 볼트로 체결하여, 상기 플랜지의 플랜지 면을 함께 결합하여 상기 맨홀을 상기 뚜껑으로 밀폐하는 플랜지 연결 구조, 또는
배관에 형성된 플랜지 및 뚜껑에 형성된 플랜지를 포함하고, 상기 플랜지를 볼트로 체결하여, 상기 플랜지의 플랜지 면을 함께 결합하여 상기 배관을 상기 뚜껑으로 밀폐하는 플랜지 연결 구조로서,
상기 플랜지 중 한 플랜지의 플랜지 면에 형성된 고리형 시일 홈;
상기 플랜지 중 한 플랜지에 형성되어, 시일 홈 및 플랜지 중 한 플랜지의 외면을 서로 연통시키는 주입로;
상기 플랜지 중 한 플랜지에 형성되어, 상기 시일 홈 및 상기 플랜지 중 한 플랜지의 외면을 서로 연통시키는 방출로;
상기 주입로에 연결되어 상기 시일 홈에 실링 액체를 주입하는 실링 액체 주입 수단; 및
상기 방출로에 연결되어, 이 방출로로부터 나온 실링 액체가 외부에 방출하는 것을 방지하면서 실링 액체에 포함되어 있는 가스를 외부에 방출하는 방출 장치를 포함하고,
상기 실링 액체 주입 수단에 의해 주입되는 실링 액체의 주입 압력이 상기 유체의 유체 압력보다 낮게 설정되는 것을 특징으로 하는 플랜지 연결 구조.
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유체가 흐르는 배관에 형성된 플랜지 및 유체가 흐르는 다른 배관에 형성된 플랜지를 포함하고, 상기 플랜지를 볼트로 체결하여, 상기 플랜지의 플랜지 면을 함께 결합하여 상기 배관을 함께 연결하는 플랜지 연결 구조, 또는
유체를 저장하는 탱크의 맨홀에 형성된 플랜지 및 뚜껑에 형성된 플랜지를 포함하고, 상기 플랜지를 볼트로 체결하여, 상기 플랜지의 플랜지 면을 함께 결합하여 상기 맨홀을 상기 뚜껑으로 밀폐하는 플랜지 연결 구조, 또는
배관에 형성된 플랜지 및 뚜껑에 형성된 플랜지를 포함하고, 상기 플랜지를 볼트로 체결하여, 상기 플랜지의 플랜지 면을 함께 결합하여 상기 배관을 상기 뚜껑으로 밀폐하는 플랜지 연결 구조로서,
상기 플랜지 중 한 플랜지의 플랜지 면에 형성된 고리형 시일 홈;
상기 플랜지 중 한 플랜지의 플랜지 면에 형성되어, 상기 시일 홈 및 상기 플랜지 중 한 플랜지의 외면을 서로 연통시키는 주입로;
상기 플랜지 중 한 플랜지에 형성되어, 상기 시일 홈, 및 상기 플랜지의 내주측에 위치되며 상기 유체가 존재하는 공간을 서로 연통시키는 방출로; 및
상기 주입로에 연결되어 상기 시일 홈에 실링 액체를 주입하는 실링 액체 주입 수단을 포함하는 플랜지 연결 구조.
제 5 항에 있어서, 상기 실링 액체 주입 수단에 의해 주입되는 실링 액체의 주입 압력이 상기 유체의 유체 압력보다 높게 설정되는 플랜지 연결 구조.
제 3 항, 제 5 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 실링 액체 주입 수단에, 상기 주입로에 주입되는 실링 액체의 압력을 검출하는 압력 검출 수단, 또는 상기 주입로에 주입되는 실링 액체의 유량을 검출하는 유량 검출 수단이 제공되고, 그리고
상기 플랜지 연결 구조는, 상기 압력 검출 수단에 의해 검출된 압력이 급격하게 감소했을 경우, 또는 상기 유량 검출 수단에 의해 검출된 유량이 급격하게 증가했을 경우, 상기 플랜지의 결합에 이상이 발생했다고 판정하는 이상 판정 수단을 더 포함하는 플랜지 연결 구조.