KR101335923B1

KR101335923B1 - 스프링으로 지지되는 확장제한부재를 갖는 벨로우즈형 고압 유연 배관부

Info

Publication number: KR101335923B1
Application number: KR1020110137584A
Authority: KR
Inventors: 하성업
Original assignee: 한국항공우주연구원
Priority date: 2011-12-19
Filing date: 2011-12-19
Publication date: 2013-12-03
Also published as: KR20130070323A

Abstract

본 발명은 스프링으로 지지되는 확장제한부재를 갖는 벨로우즈형 고압 유연 배관부에 관한 것으로, 더욱 상세히는, 유체배관을 연결하는 벨로우즈관에 스프링으로 지지되는 확장제한부재를 설치함으로써, 고압에서 동작하면서 직경이 매우 큰 경우, 그리고 사용 유체가 극저온이거나 고온과 같은 가혹한 환경에서도 벨로우즈의 과도한 변형 없이 그 기능을 유지할 수 있도록 스프링으로 지지되는 확장제한부재를 갖는 벨로우즈형 고압 유연 배관부에 관한 것이다.
본 발명은 두 유체배관을 연결하되, 길이 방향으로의 수축 및 팽창이 가능하도록 다수회 굴곡지도록 형성되며, 산과 골이 반복적으로 형성되는 벨로우즈관에 설치되는 것으로, 상기 벨로우즈관의 각 골마다 설치되어 상기 벨로우즈관의 확장을 제한하되, 반원형상으로 두 개가 짝을 이루어 하나의 원을 이루며 하나의 골에 결합되는 확장제한부재; 및 상기 벨로우즈관의 외부에 설치되어 상기 벨로우즈관의 길이방향 신축을 제한함과 동시에 상기 벨로우즈관을 제한된 범위 내에서 굽힘변형이 가능하도록 하는 절첩형 클램핑부재를 포함하며, 상기 확장제한부재는, 외측 테두리면에 원주 방향으로 일정 간격 이격되어 복수 개의 체결부가 구비되며, 상기 벨로우즈관의 각 골마다 설치된 상기 확장제한부재 상호 간은 상기 체결부를 통해 탄성지지부재로 결합되는 것을 특징으로 한다.

Description

스프링으로 지지되는 확장제한부재를 갖는 벨로우즈형 고압 유연 배관부{Bellows Type High Pressure Flexible Joint with Spring supported Extension Limiting Member}

본 발명은 스프링으로 지지되는 확장제한부재를 갖는 벨로우즈형 고압 유연 배관부에 관한 것으로서, 특히, 유체 배관을 연결하는 벨로우즈관에 확장제한부재를 설치하여 직경이 큰 벨루우즈관이라도 벨로우즈관의 과도한 변형 없이 고압, 고온 및 저온에 견딜 수 있도록 구성한 스프링으로 지지되는 확장제한부재를 갖는 벨로우즈형 고압 유연 배관부에 관한 것이다.

유체 배관을 연결하는 벨로우즈관에 확장제한부재를 설치함으로써, 직경이 큰 벨로우즈관이라도 벨로우즈관의 과도한 변형 없이 고압에 견딜 수 있도록 한 벨로우즈형 고압 유연 배관부를 등록번호 10-1041028호에 제시한 바 있다.

그러나, 대한민국 등록특허 10-1041028에 개시된 벨로우즈형 고압 유연 배관부는 다음과 같은 문제가 있었다. 확장방지링을 탄소중합체나 불소중합체로 형성하는 경우 벨로우즈관의 내부 압력을 견딜 수 있는 충분한 강도를 가짐과 동시에 벨로우즈 관의 굽힘 변형 시 벨로우즈관을 원위치 시킬 수 있는 탄성을 가지고 있다는 특징을 보이고 있으나, 직경이 매우 커지거나, 압력이 매우 높아지는 경우, 그리고 초극저온 혹은 고온의 유체가 사용되는 경우 제작과 사용이 어려워진다는 단점 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 주된 목적은 벨로우즈관 외부에 금속형 확장제한부재를 적용하고 각 확장제한부재 간을 스프링으로 지지하도록 하여, 직경이 큰 경우에도 고압, 극저온 및 고온의 환경에서 원활하게 그 기능을 수행하도록 한 스프링으로 지지되는 확장제한부재를 갖는 벨로우즈형 고압 유연 배관부를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명인 스프링으로 지지되는 확장제한부재를 갖는 벨로우즈형 고압 유연 배관부는, 두 유체배관을 연결하되, 길이 방향으로의 수축 및 팽창이 가능하도록 다수회 굴곡지도록 형성되며, 산과 골이 반복적으로 형성되는 벨로우즈관에 설치되는 것으로, 확장제한부재; 및 절첩형 클램핑부재를 포함하며, 상기 확장제한부재는, 상기 벨로우즈관의 각 골마다 설치된 상기 확장제한부재 상호 간은 상기 체결부를 통해 탄성지지부재로 결합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 확장제한부재는 골에 끼워져 설치되는 끼움부; 및 골의 양측에 위치한 산 일부와 인접하도록 형성되는 지지부를 포함하며, 상기 체결부는 상기 지지부에 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 체결부는 상기 지지부에 형성되되, 상기 벨로우즈관의 일단부에서 타단부 방향으로 순차적으로 위치를 달리하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 인접한 상기 확장제한부재는 상호 대향되는 형상인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 탄성지지부재는 탄성스프링; 및 상기 탄성스프링을 체결부에 결합시키는 결합너트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 상술한 본 발명에 따르면, 유체배관을 연결하는 벨로우즈관에 스프링으로 지지되는 확장제한부재를 설치함으로써 직경이 큰 벨로우즈관이라도 고압, 고온 혹은 극저온의 환경에서도 벨로우즈의 과도한 변형 없이 견딜 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 스프링으로 지지되는 확장제한부재를 갖는 벨로우즈형 고압 유연 배관부의 일실시예에 의한 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 스프링으로 지지되는 확장제한부재를 갖는 벨로우즈형 고압 유연 배관부의 일실시예에 의한 유체배관과 벨로우즈관이 결합된 상태를 나타낸 부분 절개 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 스프링으로 지지되는 확장제한부재를 갖는 벨로우즈형 고압 유연 배관부의 일실시예에 의한 확장지지부재와 절첩형 클램핑부재의 일부가 결합된 상태를 나타낸 부분 절개 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 스프링으로 지지되는 확장제한부재를 갖는 벨로우즈형 고압 유연 배관부의 일실시예에 의한 부분 절개 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 스프링으로 지지되는 확장제한부재를 갖는 벨로우즈형 고압 유연 배관부의 일실시예에 의한 부분 평단면도,
도 6은 본 발명에 따른 스프링으로 지지되는 확장제한부재를 갖는 벨로우즈형 고압 유연 배관부의 일실시예에 의한 탄성지지부재가 체결부에 결합된 상태를 나타낸 도면,
도 7은 본 발명에 따른 스프링으로 지지되는 확장제한부재를 갖는 벨로우즈형 고압 유연 배관부의 일실시예에 의한 확장지지부재를 나타낸 도면,
도 8은 본 발명에 따른 스프링으로 지지되는 확장제한부재를 갖는 벨로우즈형 고압 유연 배관부의 일실시예에 의한 작동상태도.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 설명하고자 한다.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

먼저, 본 발명을 설명하기에 앞서, 본 발명은 등록번호 10-1041028호(이하, '등록특허'라 함)에 소개된 확장제한부재를 갖는 벨로우즈형 고압 유연 배관부를 응용할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 설치 상태 사시도이며, 도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 유체배관(10)에 연결된 벨로우즈관(20)에 확장제한부재(100) 및 절첩형 클램핑부재(200)가 설치된 상태를 나타낸 부분 절개 사시도이고, 도 5는 부분 평단면도이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명은 두 유체배관(10)을 연결하되, 길이 방향으로의 수축 및 팽창이 가능하도록 다수회 굴곡지도록 형성되며, 산(22)과 골(21)이 반복적으로 형성되는 벨로우즈관(20)에 설치되는 것으로, 벨로우즈관(20)의 각 골(21)마다 설치되어 벨로우즈관(20)의 확장을 제한하되, 반원형상으로 두 개가 짝을 이루어 하나의 원을 이루며 하나의 골(21)에 결합되는 확장제한부재(100); 및 벨로우즈관(20)의 외부에 설치되어 벨로우즈관(20)의 길이방향 신축을 제한함과 동시에 벨로우즈관(20)을 제한된 범위 내에서 굽힘변형이 가능하도록 하는 절첩형 클램핑부재(200)를 포함하여 구성된다.

이때, 확장제한부재(100)는 외측 테두리면에 원주 방향으로 일정 간격 이격되어 복수 개의 체결부(121)가 구비되며, 벨로우즈관(20)의 각 골(21)마다 설치된 확장제한부재(100) 상호 간은 체결부(121)를 통해 탄성지지부재(300)로 결합되어 구성된다.

더욱 자세하게는, 확장제한부재(100)는 벨로우즈관(20)의 골(21)에 대응되는 형상으로 골(21)에 끼워져 설치되는 끼움부(110); 및 끼움부(110)의 외측에 연장형성되어 골(21)의 양측에 위치한 산(22) 일부와 각각 인접하도록 형성되는 지지부(120)를 포함하며, 체결부(121)는 지지부(120)에 형성된다.

도 6은 탄성지지부재(300)가 체결부(121)에 결합되는 상태를 나타내 도면이고, 도 7은 확장제한부재(100)를 나타낸 평면도이다.

도 1 및 도 6을 참조하면, 체결부(121)는 내측으로 단턱(123)이 구비된 홀(122)이 형성되어 확장제한부재(100)의 테두리부를 따라 지지부(120)에 형성되되, 벨로우즈관(20)의 일단부에서 타단부 방향으로 순차적으로 위치를 달리하여 형성된다.

이때, 하나의 골(21)에 결합되는 확장제한부재(100)의 테두리부에 형성된 체결부(121)는 복수 개로 구성되되, 짝수로 구성되는 것이 바람직하다.

도 7을 참조하면, 확장제한부재(100)는 하나의 골(21)에 반원형으로 이루어진 확장제한부재(100) 두 개가 합쳐져 골(21) 형상에 대응되는 하나의 원 형상으로 구성되며, 이때, 확장제한부재(100)의 결합 접면부에는 결합홀 등을 형성하여 결합볼트(130) 등으로 체결한다.

또한, 도 7의 체결부(121) A는 확장제한부재(100)의 상부 지지부(120)에 형성된 것이고, 도 7의 체결부(121) B는 확장제한부재(100)의 하부 지지부(120)에 형성된 것을 나타낸 것으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 체결부(121)는 확장제한부재(100)의 테두리부에 상부와 하부, 즉, 벨로우즈관(20)의 일단부에서 타단부 방향으로 그 형성 위치를 순차적으로 달리하여 구성된다.

탄성지지부재(300)는 상부와 하부 일부가 각각 확장제한부재(100)의 체결부(121)에 삽입되는 탄성스프링(310); 및 체결부(121)를 통해 탄성스프링(310)의 상하부에 체결되어 탄성스프링(310)을 체결부(121)에 고정결합시키는 결합너트(320)로 구성된다.

즉, 확장제한부재(100)는 벨로우즈관(20)의 각 골(21)마다 설치되되, 인접한 확장제한부재(100)는 상호 대향되는 형상이며, 도 5를 기준으로 상부 골(21)에 형성된 확장제한부재(100)의 체결부(121)와 하부 골(21)에 형성된 확장재한부재(100)의 체결부(121)가 하나의 세트로 이루어져, 도 6에 도시된 바와 같이, 하나의 세트에 탄성지지부재(300)가 결합된다.

결합너트(320)의 상부에는 육각렌치 등을 결합할 수 있도록 결합홈(미도시) 등이 형성되며, 결합너트(320)의 하부에는 내측으로 탄성스프링(310)이 체결되도록 내측 둘레면에 탄성스프링(310)의 나선 구조에 대응되는 암나사선이 형성된다.

탄성스프링(310)의 장력으로 각각의 확장제한부재(100)가 일정한 간격으로 유지된다.

또한, 탄성스프링(310)의 적용은 벨로우즈관(20)이 감당하여야 할 탄성복원력을 일부 부담하게 되므로, 벨로우즈관(20)의 설계를 보다 유연하게 할 수 있도록 한다.

한편, 도 8에 도시된 바와 같이, 절첩형 클램핑부재(200)는 벨로우즈관(20) 외부에 설치하여 내부유동에 영향을 주지 않으면서 벨로우즈관(20)의 운동을 보장하고, 지나친 변형을 막는 기능을 하는 것으로, 그 구성 및 작동 상태 등은 등록특허를 참조할 수 있다.

10 : 유체배관 20 : 벨로우즈관
21 : 골 22 : 산
100 : 확장제한부재 110 : 끼움부
120 : 지지부 121 : 체결부
122 : 홀 123 : 단턱
200 : 절첩형 클램핑부재
300 : 탄성지지부재 310 : 탄성스프링
320 : 결합너트

Claims

두 유체배관을 연결하되, 길이 방향으로의 수축 및 팽창이 가능하도록 다수회 굴곡지도록 형성되며, 산과 골이 반복적으로 형성되는 벨로우즈관에 설치되는 것으로,
상기 벨로우즈관의 각 골마다 설치되어 상기 벨로우즈관의 확장을 제한하되, 반원형상으로 두 개가 짝을 이루어 하나의 원을 이루며 하나의 골에 결합되는 확장제한부재; 및
상기 벨로우즈관의 외부에 설치되어 상기 벨로우즈관의 길이방향 신축을 제한함과 동시에 상기 벨로우즈관을 제한된 범위 내에서 굽힘변형이 가능하도록 하는 절첩형 클램핑부재를 포함하며,
상기 확장제한부재는,
외측 테두리면에 원주 방향으로 일정 간격 이격되어 복수 개의 체결부가 구비되고, 상기 벨로우즈관의 각 골마다 설치된 상기 확장제한부재 상호 간은 상기 체결부를 통해 탄성지지부재로 결합되며,
상기 탄성지지부재는,
상부와 하부 일부가 상기 체결부에 삽입되는 탄성스프링; 및
상기 체결부를 통해 상기 탄성스프링의 상하부에 체결되어 상기 탄성스프링을 체결부에 결합시키는 결합너트를 포함하는 스프링으로 지지되는 확장제한부재를 갖는 벨로우즈형 고압 유연 배관부.
제1항에 있어서, 상기 확장제한부재는,
상기 벨로우즈관의 골에 대응되는 형상으로 골에 끼워져 설치되는 끼움부; 및
상기 끼움부의 외측에 연장형성되어 골의 양측에 위치한 산 일부와 인접하도록 형성되는 지지부를 포함하며,
상기 체결부는 상기 지지부에 형성되는 것을 특징으로 하는 스프링으로 지지되는 확장제한부재를 갖는 벨로우즈형 고압 유연 배관부.
제2항에 있어서, 상기 체결부는,
내측으로 단턱이 구비된 홀이 형성되어 상기 확장제한부재의 테두리부를 따라 상기 지지부에 형성되되, 상기 벨로우즈관의 일단부에서 타단부 방향으로 순차적으로 위치를 달리하여 형성되는 것을 특징으로 하는 스프링으로 지지되는 확장제한부재를 갖는 벨로우즈형 고압 유연 배관부.
제3항에 있어서, 상기 확장제한부재는,
상기 벨로우즈관의 각 골마다 설치되되, 인접한 상기 확장제한부재는 상호 대향되는 형상인 것을 특징으로 하는 스프링으로 지지되는 확장제한부재를 갖는 벨로우즈형 고압 유연 배관부.
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