KR101558493B1 - 플랜지 체결 공구 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 플랜지 체결 공구는, 제1 및 제2 플랜지를 서로 대향시키고 볼트/너트 쌍을 조임으로써 제1 및 제2 플랜지를 체결하는 데에 사용되는 플랜지 체결 공구로서, 중앙부에 제1 플랜지의 배관이 관통하는 배관 삽입공이 형성되고, 배관 삽입공의 둘레에 복수의 볼트 머리 삽입공이 형성되고, 평면 원형 또는 다각형 형상의 몸체; 및 몸체의 일측 단부에 형성되어 작업자가 파지하는 손잡이;를 구비하고, 상기 몸체는, 몸체의 일단부에서 몸체가 이루는 평면에 수직한 방향으로 돌출되어 형성된 플랜지 안착부를 구비한다. 본 발명에 의하면, 두 플랜지의 체결 작업이 매우 간편해지고, 협소한 공간에서도 신속하게 플랜지를 체결할 수 있으며, 두 플랜지의 중심축이 자동적으로 정렬된다.

Description

플랜지 체결 공구{Flange Connection Tool}

본 발명은 배관 공사에서 두 플랜지를 체결하는 공구에 관한 것으로서, 특히 두 플랜지를 체결할 때 볼트/너트 쌍의 체결이 용이하고, 두 플랜지 사이에 장착되는 가스켓을 편심 없이 삽입하여 플랜지를 체결할 수 있는 플랜지 체결 공구에 관한 것이다.

화학 공장이나 반도체 공장 등의 제조 라인에는, 각종 공정에 사용되는 물이나 화학약품 등의 액체나 각종 기체를 공급하거나 회수하기 위한 많은 배관들이 설치되어 있다. 이러한 배관들은 통상 플랜지에 의해 서로 연결되고, 서로 연결(체결)되는 두 플랜지 사이에는 기밀 유지를 위한 가스켓이 삽입되기도 한다.

그런데, 보통 두 플랜지를 연결할 때에는 볼트/너트 쌍을 조이기 위한 스패너 이외에 특별한 도구 없이 작업자가 직접 손으로 두 플랜지 사이에 가스켓을 삽입하고 가고정(假固定)한 후 플랜지에 형성된 볼트공으로 일방의 플랜지의 외면에서 볼트를 삽입하여 관통시키고 타방의 플랜지 외면에서 너트를 조임으로써 두 플랜지를 체결하는 것이 일반적이다. 특히, 볼트/너트 쌍의 조임은 보통 작업자가 양손에 각각 하나씩의 스패너를 들고 한쪽 스패너로 볼트를 잡은 다음 다른 쪽 스패너로 너트를 조이는 작업에 의해 수행된다.

한편, 두 플랜지를 연결하는 데에는 적어도 2쌍 이상의 볼트/너트 쌍이 사용되는데, 위와 같이 작업자가 수동으로 복수 쌍의 볼트/너트 쌍을 조이는 작업을 하게 되면 작업시간과 작업에 필요한 공간이 많이 필요할 뿐만 아니라, 서로 다른 볼트/너트 쌍 간의 조임력에도 차이가 생길 수 있다.

또한, 별도의 체결 공구 없이 두 플랜지를 체결하게 되면, 도 1에 도시된 바와 같이, 두 플랜지(11,21) 사이에 삽입된 가스켓(30)이 정확히 중심에 위치하지 않고 중심으로부터 소정량 편심(도 1의 (B)에서 'e' 참조)되는 경우가 종종 발생한다. 또한, 두 플랜지(11,21)에 형성된 볼트공의 직경은 보통 볼트의 직경보다 약간 더 크게 형성되어 있다. 따라서, 체결된 두 플랜지(11,21)(두 배관(10,20))의 중심축(12,22)이 일치하지 않는(도 1의 (A)에서 'm' 참조) 경우도 종종 발생한다.

이렇게 서로 다른 볼트/너트 쌍 간의 조임력에도 차이가 생기거나, 두 플랜지(11,21)의 중심축(12,22)이 일치하지 않거나 가스켓(30)이 편심되게 되면, 두 배관(10,20)의 연결부인 플랜지부에서 유체가 누설되거나 유체의 유압이나 유량이 규정된 유압이나 유량과 달라지는 문제가 발생한다. 특히, 배관(10,20)을 통해 흐르는 유체가 인화성이나 독성을 가지는 경우 유체의 누설은 심각한 안전사고를 초래하고, 규정된 유압이나 유량과 다른 유압이나 유량으로 공급되는 유체는 공정불량을 야기하는 원인이 되기도 한다.

한편, 특허문헌 1(등록실용신안 제20-0449661호)은 작업자가 가스켓을 파지하여 두 플랜지(11,12) 사이에 삽입할 때 손가락이 끼여 안전사고가 발생하는 등의 문제를 해결하기 위해, 도 2에 도시된 바와 같이, 가스켓(30)의 하부를 안착하여 지지하는 안착패널(43)과 손잡이봉(44)을 구비하는 가스켓 설치용 가스켓 지지구(40)를 제안한 바 있다.

그러나, 특허문헌 1의 가스켓 지지구(40)를 사용하면 가스켓 설치 작업 초기에 작업자의 손가락이 두 플랜지(11,12) 사이에 끼는 문제는 어느 정도 방지할 수 있을지라도, 두 플랜지(11,12)의 중심축이 일치하지 않는 문제나 가스켓(30)의 편심 문제는 여전히 해결되지 않는다.

특허문헌 1: 등록실용신안 제20-0449661호

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 두 플랜지의 연결(체결) 작업시 두 플랜지의 중심축이 정확히 일치하고, 또한, 볼트/너트 쌍의 조임을 간편하게 행할 수 있는 플랜지 체결 공구를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 두 플랜지의 중심축이 정확히 일치하고, 또한, 두 플랜지 사이에 개재되는 가스켓을 편심 없이 삽입하여 플랜지를 체결할 수 있는 플랜지 체결 공구를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 플랜지 체결 공구는, 제1 및 제2 플랜지를 서로 대향시키고, 상기 제1 및 제2 플랜지에 형성된 복수의 볼트공에 볼트를 삽입하여 너트로 조임으로써 상기 제1 및 제2 플랜지를 체결하는 데에 사용되는 플랜지 체결 공구로서, 중앙부에 상기 제1 플랜지의 배관이 관통하는 배관 삽입공이 형성되고, 상기 배관 삽입공의 둘레에서 상기 제1 및 제2 플랜지에 형성된 복수의 볼트공에 대응되는 위치에, 볼트 머리가 삽입되는 상기 볼트공과 동일한 개수의 볼트 머리 삽입공이 형성되고, 평면 원형 또는 다각형 형상의 몸체; 및 상기 몸체의 일측 단부에 형성되어 작업자가 파지하는 손잡이;를 구비하고, 상기 몸체는, 상기 몸체의 일단부에서 상기 몸체가 이루는 평면에 수직한 방향으로 돌출되어 형성된 플랜지 안착부를 구비하여, 상기 제1 플랜지의 배관을 상기 배관 삽입공에 삽입함과 함께, 상기 몸체의 표면에 상기 제1 플랜지의 표면을 접촉시키면서, 상기 제1 및 제2 플랜지를 서로 대향시켜 상기 제1 및 제2 플랜지의 외주면을 상기 플랜지 안착부에 안착시키고, 상기 몸체에서 상기 제1 플랜지가 접촉된 표면과 반대쪽 표면쪽에서 상기 볼트 머리 삽입공, 상기 제1 플랜지의 볼트공 및 상기 제2 플랜지의 볼트공의 순으로 관통하여 볼트를 삽입하고, 상기 제2 플랜지의 배관이 연장되는 쪽의 표면쪽에서 상기 볼트에 너트를 조임으로써 상기 제1 및 제2 플랜지를 체결하도록 이루어진다.

여기서, 상기 몸체는, 이웃하는 2개의 상기 볼트 머리 삽입공 사이를 통해 상기 배관 삽입공의 일측이 상기 몸체의 외주부까지 개방된 평면 U자 형상으로 이루어질 수 있다.

이 경우, 상기 몸체는, 상기 배관 삽입공의 일측이 상기 몸체의 외주부까지 개방된 부분의 중심선을 중심으로 분리된 제1 몸체 및 제2 몸체로 이루어지고, 상기 제1 및 제2 몸체가 상기 배관 삽입공의 타측에서 서로 연결되며, 상기 제1 및 제2 몸체는 상기 중심선을 중심으로 벌려지고 오므려질 수 있도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 몸체는, 상기 플랜지 안착부에 대향하는 위치의 타단부에서 상기 플랜지 안착부와 평행하게 돌출되어 형성된 플랜지 고정부를 구비할 수 있다.

또한, 상기 볼트 머리 삽입공의 내주면에는, 볼트 머리가 n개의 각을 가지는 정n각형일 때, 상기 볼트 머리의 각을 수용하는 홈이 n의 자연수배 개수만큼 형성되어 있는 것이 편리하다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제1 및 제2 플랜지는 그 사이에 가스켓을 삽입하여 체결되고, 상기 플랜지 안착부의 상기 제1 및 제2 플랜지의 외주면이 안착되는 표면에는, 상기 몸체가 이루는 평면으로부터 상기 제1 플랜지의 두께만큼 이격되어 상기 몸체가 이루는 평면에 평행하게 상기 배관 삽입공을 향해 돌출되도록 마련되고, 돌출된 선단부가 상기 가스켓의 외주의 일부와 일치하는 원호상으로 이루어지며, 그 두께가 상기 가스켓의 두께보다 작거나 같은 평판형 부재로 이루어진 가스켓 홀더를 더 구비한다.

이 경우, 상기 가스켓은, 외주부의 두께가 다른 부분의 두께보다 작게 형성된 이른바 ODS 가스켓일 수 있고, 상기 가스켓 홀더의 상기 선단부에는, 상기 ODS 가스켓의 외주의 일부가 안착할 수 있도록 가스켓 안착홈이 형성되어 있다.

본 발명에 의하면 두 플랜지의 체결 작업이 매우 간편해지고, 협소한 공간에서도 신속하게 플랜지를 체결할 수 있다. 따라서, 작업자의 숙련도나 집중 정도에 의존하지 않고 간단하고 정확하게 플랜지 체결 작업을 할 수 있다.

특히, 볼트와 너트를 체결할 때, 복수개의 볼트의 볼트 머리를 한꺼번에 고정할 수 있어 볼트/너트 쌍의 체결 작업이 훨씬 수월해진다.

또한, 본 발명의 플랜지 체결 공구를 이용하면, 플랜지 안착부에 두 플랜지가 안착되고 볼트 머리 삽입공에 복수개의 볼트의 볼트 머리가 삽입됨에 따라 두 플랜지의 중심축이 자동적으로 정렬된다.

또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 가스켓 홀더를 사용함으로써 두 플랜지의 체결 작업이 매우 간편해짐은 물론, 가스켓의 정렬까지 간단하게 이루어져 가스켓의 편심에 따른 문제가 발생하지 않는다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술된 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되지 않아야 한다.
도 1은 수작업에 의해 체결된 플랜지의 체결 불량을 나타낸 도면으로서, (A)는 두 플랜지의 중심축이 일치하지 않는 경우를 나타낸 단면도이고, (B)는 두 플랜지 사이에 삽입된 가스켓이 편심된 경우를 나타낸 도 1의 (A)에서 B-B선 측면도이다.
도 2는 특허문헌 1에 개시된 가스켓 지지구를 도시한 도면으로, (A)는 그 사용상태를 나타내는 단면도이고, (B)는 가스켓 지지구(40)로 가스켓(30)을 지지한 상태를 나타내는 측면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 플랜지 체결 공구를 도시한 사시도이다.
도 4는 제1 실시예에 따른 플랜지 체결 공구를 이용하여 플랜지 체결 작업을 하는 상태를 도시한 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 플랜지 체결 공구를 도시한 사시도이다.
도 6은 제2 실시예에 따른 플랜지 체결 공구를 이용하여 플랜지 체결 작업을 하는 상태를 도시한 분해 사시도이다.
도 7은 제2 실시예에 따른 플랜지 체결 공구의 플랜지 안착부의 구조를 설명하기 위한 일부 단면도이다.
도 8은 제2 실시예에 따른 플랜지 체결 공구의 가스켓 홀더의 변형예를 도시한 도면으로서, (A)는 주요부 측면도이고, (B)는 주요부 단면도이다.
도 9는 본 발명의 플랜지 체결 공구를 이용하여 체결되는 플랜지의 구조예들을 도시한 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 플랜지 체결 공구에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과하고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도면에서 각 구성요소 또는 그 구성요소를 이루는 특정 부분의 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 따라서, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그러한 설명은 생략하도록 한다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 플랜지 체결 공구를 도시한 사시도이고, 도 4는 제1 실시예에 따른 플랜지 체결 공구를 이용하여 플랜지 체결 작업을 하는 상태를 도시한 분해 사시도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 플랜지 체결 공구(100)는, 몸체(110)와 손잡이(120)를 구비한다. 몸체(110)와 손잡이(120) 및 그 세부 구성부품은 스테인레스강이나 알루미늄 합금 등의 금속이나, 플라스틱 등의 합성수지로 이루어질 수 있다.

몸체(110)는 대략 원형 또는 다각형(본 실시예에서는 사각형) 형상으로 이루어지고, 그 중앙부에는 제1 플랜지(11)의 배관(10)이 관통하는 배관 삽입공(113)이 형성되어 있다. 여기서, 배관 삽입공(113)의 내경은 제1 플랜지(11)의 배관(10)의 외경과 대략 일치한다. 또한, 배관 삽입공(113)의 둘레에는 방사상으로, 제1 및 제2 플랜지(11,21)의 체결시 사용하는 볼트(16)가 관통되고 볼트 머리(17)가 삽입되는 볼트 머리 삽입공(116)이 형성되어 있다. 여기서, 볼트 머리 삽입공(116)은 제1 및 제2 플랜지(11,21)에 형성된 복수(본 실시예에서는 4개)의 볼트공(15,25)에 대응되는 위치에, 볼트공(15,25)과 동일한 개수(본 실시예에서는 4개)로 형성된다.

볼트 머리 삽입공(116)의 내주면은 볼트 머리(17) 형상과 동일하게 정n각형(통상, 정6각형)으루 이루어질 수 있지만, 볼트 머리(17)의 각진 부분의 위치가 정확하게 일치하지 않더라도 볼트 머리(17)가 볼트 머리 삽입공(116)에 쉽게 삽입될 수 있도록, 볼트 머리(17)의 각진 부분을 수용하는 홈이 n의 자연수배 개수(본 실시예에서는 12개)만큼 형성된 소켓(일명 복스알)(115)으로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 실시예에서, 상기 몸체(110)는, 이웃하는 2개의 볼트 머리 삽입공(116) 사이를 통해 배관 삽입공(113)의 일측이 몸체(110)의 외주부까지 개방된 평면 U자 형상으로 이루어진다. 나아가, 상기 몸체(110)는, 배관 삽입공(113)의 일측이 몸체(110)의 외주부까지 개방된 개방부(114)의 중심선(y축)을 중심으로 분리된 제1 몸체(111) 및 제2 몸체(112)로 이루어진다.

또한, 이렇게 분리된 제1 및 제2 몸체(111,112)는 배관 삽입공(113)의 타측(손잡이(120)쪽)에서 서로 연결되며, 제1 및 제2 몸체(111,112)는 상기 중심선(y축)을 중심으로 벌려지고 오므려질 수 있다. 구체적으로, 제1 및 제2 몸체(111,112)는 각각 링크(151 및 152,153) 및 개방 손잡이(150)를 개재하여 연결되고, 제2 몸체(112)에 고정되고 제1 몸체(111)를 관통하여 제1 몸체(111)쪽으로 돌출된 가이드 봉(154)과 이 가이드 봉(154)의 외주면에 설치된 스프링(155)의 탄성력에 의해 제1 및 제2 몸체(111,112)는 상기 중심선(y축)을 중심으로 서로 밀접하게 된다. 따라서, 작업자가 개방 손잡이(150)를 손잡이(120)쪽으로 누르면 스프링(155)의 탄성력을 이겨내고 서로 이격되는 방향으로 벌어진다(도 4 참조). 또한, 작업자가 개방 손잡이(150)를 누르던 힘을 제거하면, 스프링(155)의 복원력에 의해 제1 및 제2 몸체(111,112)는 서로 밀접하게 된다(도 3 참조).

또한, 몸체(110)(본 실시예에서는 제1 몸체(111))는, 몸체(110)가 이루는 평면(xy 평면)에서 상기 중심선(y축)에 수직한 방향(-x축 방향)의 일단부에서 몸체(110)가 이루는 평면(xy 평면)에 수직한 방향(-z축 방향)으로 돌출되어 형성된 플랜지 안착부(130)를 구비한다. 이 플랜지 안착부(130)에는 제1 및 제2 플랜지(11,21)의 외주면의 일부가 안착되는 부분으로 제1 플랜지(11)의 두께보다는 크게, 바람직하게는 대략 제1 및 제2 플랜지(11,21)의 합계 두께만큼 몸체(110)가 이루는 평면(xy 평면)에서 돌출된다. 또한, 플랜지 안착부(130)는 제1 및 제2 플랜지(11,21)의 외경에 대응하여 플랜지 안착부(130)에 안착되는 높이를 조절할 수 있도록 조절 볼트(132)를 구비할 수 있다.

또한, 몸체(110)(본 실시예에서는 제2 몸체(112))는, 상기 플랜지 안착부(130)에 대향하는 위치의 타단부에서 플랜지 안착부(130)와 평행하게 -z축 방향으로 돌출되어 형성된 플랜지 고정부(140)를 구비한다. 플랜지 고정부(140)의 크기나 형상, 나아가 조절 볼트(142)를 구비하는 구성은 상기 플랜지 안착부(130)와 동일하게 할 수 있다.

한편, 본 실시예에서 플랜지 안착부(130)와 플랜지 고정부(140)는 각각 조절 볼트(132,142)를 구비하는 것으로 설명되고 도시되었지만, 어느 일방에만 조절 볼트를 설치하거나, 정해진 규격의 제1 및 제2 플랜지(11,21)를 체결하는 용도로 본 실시예의 플랜지 체결 공구를 사용하는 경우에는, 양방 모두 조절 볼트를 구비하지 않을 수도 있다. 이렇게 조절 볼트를 구비하지 않는 경우, 제1 및 제2 플랜지(11,21)의 외주면이 안착되거나 고정되는 플랜지 안착부(130)나 플랜지 고정부(140)의 내면(131)은 제1 및 제2 플랜지(11,21)의 외주면 형상과 일치하는 원호상으로 이루어질 수도 있다. 또한, 제1 및 제2 플랜지(11,21)의 안정적인 안착과 고정을 위해 플랜지 안착부(130)나 플랜지 고정부(140)의 내면(131)에는 고무 등과 같은 탄성 재질로 이루어진 패킹(도시 생략)이 마련될 수도 있다.

이와 같이 이루어진 본 실시예의 플랜지 체결 공구(100)를 사용하여 제1 및 제2 플랜지(11,21)를 체결하는 과정을, 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 제1 플랜지(11)의 배관(10)을 몸체(110)의 배관 삽입공(113)에 삽입하고, 플랜지 안착부(130)가 돌출된 쪽의 몸체(110) 표면에 제1 플랜지(11)의 배관(10)이 연장되는 쪽의 표면을 접촉시킨다. 이때, 제1 플랜지(11)의 배관(10)을 몸체(110)의 표면쪽에서 z축 방향으로 배관 삽입공(113)에 밀어넣을 수도 있지만, 개방 손잡이(150)를 눌러 제1 및 제2 몸체(111,112)를 서로 벌려 넓어진 개방부(114)를 통해 제1 플랜지(11)의 배관(10)을 -y축 방향으로 배관 삽입공(113)에 밀어넣는 것이, 이미 길게 설치된 배관의 플랜지 체결 작업시에는 수월하다.

이어서 또는 위와 동시에, 제1 및 제2 플랜지(11,21)를 서로 대향시켜 제1 및 제2 플랜지(11,21)의 외주면을 플랜지 안착부(130)에 안착시키고, 플랜지 고정부(140)에 의해 안정적으로 고정한다. 이때, 제1 및 제2 플랜지(11,21)에 형성된 각각의 볼트공(15,25)과 볼트 머리 삽입공(116)은 서로 정렬된 상태가 되도록 한다. 그러면, 제1 및 제2 플랜지(11,21)의 중심축도 서로 일치하는 상태가 된다.

이 상태에서, 몸체(110)에서 제1 플랜지(11)가 접촉된 표면과 반대쪽 표면쪽에서 서로 정렬된 볼트 머리 삽입공(116)과 제1 및 제2 플랜지의 볼트공(15,25)의 순으로 관통하여 볼트(16)를 삽입하여 볼트 머리(17)가 볼트 머리 삽입공(116)에 삽입되게 한다. 그러면, 볼트 머리(17)가 볼트 머리 삽입공(116)에 삽입되어 볼트(16)의 중심축을 중심으로 회전하지 않고 고정된 상태가 된다.

이어서, 제2 플랜지(21)의 배관(20)이 연장되는 쪽의 표면쪽으로 돌출된 볼트(16)에, 와셔(28)를 개재하여 너트(26)를 스패너나 전동 공구를 사용하여 조임으로써 제1 및 제2 플랜지(11,21)를 체결한다.

체결이 완료되면 플랜지 고정부(140)의 조절 볼트(142)를 풀고, 손잡이(120)를 이용하여 몸체(110)를 z축 방향으로 이동시켜 볼트 머리 삽입공(116)에서 볼트 머리(17)를 빼내고, 개방 손잡이(150)를 눌러 제1 및 제2 몸체(111,112)를 벌려 -y축 방향으로 플랜지 체결 공구(100)를 분리한다.

이와 같이 본 실시예의 플랜지 체결 공구(100)를 이용하면 두 플랜지(11,21)의 체결 작업이 매우 간편해진다. 특히, 볼트(16)와 너트(26)를 체결할 때, 복수개의 볼트(16)의 볼트 머리(17)를 한꺼번에 고정할 수 있어 볼트/너트 체결 작업이 훨씬 수월해진다. 또한, 본 실시예의 플랜지 체결 공구(100)를 이용하면, 플랜지 안착부(130)에 두 플랜지(11,21)가 안착되고 볼트 머리 삽입공(116)에 복수개의 볼트(16)의 볼트 머리(17)가 삽입됨에 따라 두 플랜지(11,21) 즉 두 배관(10,20)의 중심축이 자동적으로 정렬된다.

한편, 상술한 제1 실시예에서 몸체(110)는 제1 몸체(111)와 제2 몸체(112)로 분리되어 제작된 것으로 도시되고 설명되었지만, 제1 몸체(111)와 제2 몸체(112)는 분리되지 않는 일체형으로 제작될 수도 있다. 즉, 도 3에서 개방부(114)가 존재하지 않고 제1 몸체(111)와 제2 몸체(112)가 연결된 구조가 되며, 이 경우 개방 손잡이(150), 가이드 봉(154) 및 스프링(155)도 필요없게 되어 구조가 단순화된다. 다만, 이러한 변형예의 플랜지 체결 공구를 이용하여 두 플랜지(11,21)를 체결하는 경우, 제1 플랜지(11)의 배관(10)을 배관 삽입공(113)에 삽입할 때, 반드시 몸체(110)의 표면쪽에서 제1 플랜지(11)의 배관(10)을 z축 방향으로 배관 삽입공(113)에 밀어넣어야 한다. 따라서, 이미 길다란 배관(10,20)이 형성된 경우에는 몸체(110)가 제1 및 제2 몸체(111,112)로 분리된 제1 실시예의 플랜지 체결 공구(100)를 이용하는 것이 바람직하다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 플랜지 체결 공구를 도시한 사시도이고, 도 6은 제2 실시예에 따른 플랜지 체결 공구를 이용하여 플랜지 체결 작업을 하는 상태를 도시한 분해 사시도이며, 도 7은 제2 실시예에 따른 플랜지 체결 공구의 플랜지 안착부의 구조를 설명하기 위한 일부 단면도이다.

도 5 내지 도 7을 참조하여, 제2 실시예의 플랜지 체결 공구(100')에 대해, 전술한 제1 실시예의 플랜지 체결 공구(100)와 다른 점을 중심으로 설명한다.

먼저, 본 실시예의 플랜지 체결 공구(100')는 제1 및 제2 플랜지(11,21) 사이에 기밀 유지를 위한 가스켓(30)이 개재되어 두 플랜지(11,21)를 체결하는 경우에 적합하다. 배경기술란에서 설명한 바와 같이, 가스켓(30)을 개재하여 두 플랜지(11,21)를 체결하는 경우에는, 볼트/너트 쌍의 체결 전에 가스켓(30)을 대향시킨 두 플랜지(11,21)의 중심축을 따라 정확하게 정중앙에 정렬할 필요가 있다. 그런데, 별도의 공구 없이 가스켓(30)을 정확하게 정렬하기는 매우 어려운 일이다. 본 실시예는 이러한 경우에 가스켓(30)을 정확하고 간단하게 정렬할 수 있도록 가스켓 홀더(160)를 구비하는 구성을 취한다.

즉, 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 플랜지 체결 공구(100')는, 플랜지 안착부(130')의 구조가 전술한 실시예와 다르다. 구체적으로 본 실시예에서 플랜지 안착부(130')에는, 전술한 조절 볼트(132) 대신에 평판 형상의 가스켓 홀더(160)가 도면 아래쪽에서 x축 방향으로 삽입될 수 있는 가스켓 홀더 삽입 슬롯(133)이 형성되어 있다. 이 가스켓 홀더 삽입 슬롯(133)은, 제1 및 제2 플랜지(11,21)의 외주면이 안착되는 표면(131)에서, 몸체(110)가 이루는 평면(xy 평면)으로부터 제1 플랜지(11)의 두께만큼 이격되어 몸체(110)가 이루는 평면(xy 평면)에 평행하게 형성되어 있다.

한편, 가스켓 홀더(160)는 기본적으로 평판형 부재로 이루어지고, 선단부(161)가 가스켓(30)의 외주의 일부와 일치하는 원호상으로 이루진다. 또한, 평판형 부재인 가스켓 홀더(160)의 기단부는 z축 방향으로 연장되어 가스켓 홀더(160)를 가스켓 홀더 삽입 슬롯(133)에 x축 방향으로 삽입했을 때 더 이상 삽입되지 않고 걸리도록 되어 있다. 또한, 가스켓 홀더(160)의 기단부에서 y축 방향 양단부에는 후크(162)가 형성되어 있고, 플랜지 안착부(130')의 그에 대응되는 위치에는 후크홈(134)이 형성되어 있어, 가스켓 홀더(160)를 가스켓 홀더 삽입 슬롯(133)에 x축 방향으로 삽입하여 고정하였을 때 중력에 의해 빠지지 않게 된다.

따라서, 이와 같이 이루어진 가스켓 홀더(160)를 가스켓 홀더 삽입 슬롯(133)에 x축 방향으로 삽입하여 고정하게 되면, 도 6에 도시된 바와 같이, 플랜지 안착부(130')의 제1 및 제2 플랜지(11,21)의 외주면이 안착되는 표면(131)에는, 몸체(110)가 이루는 평면(xy 평면)으로부터 제1 플랜지(11)의 두께만큼 이격되어 몸체가 이루는 평면(xy 평면)에 평행하게 배관 삽입공(113)을 향해 가스켓 홀더(160)가 돌출되게 된다.

이때, 가스켓 홀더(160)의 두께(T)는 가스켓(30)의 두께(t)보다 작거나 같게 형성되고, 가스켓 홀더(160)의 기단부로부터의 높이(h)는, 플랜지 안착부(130')에 제1 및 제2 플랜지(11,12)가 안착되고 가스켓(30)의 외주 일부가 가스켓 홀더(160)의 선단부(161)에 놓였을 때(도 7 참조), 가스켓(30)이 xy 평면의 정중앙에 정렬되도록 설정된다.

이와 같은 본 실시예에 따른 플랜지 체결 공구(100')를 이용하여 제1 및 제2 플랜지(11,12)를 체결할 때에는, 먼저 가스켓 홀더(160)를 플랜지 안착부(130')의 저면쪽에서 x축 방향으로 가스켓 홀더 삽입 슬롯(133)에 끼워 고정한다.

이어서, 제1 플랜지(11)의 배관(10)을 배관 삽입공(113)에 삽입함과 함께, 제1 플랜지(11)를 몸체(110)의 표면과 가스켓 홀더(160)의 사이의 플랜지 안착부 표면(131)에 안착시킨다. 이어서, 가스켓(30)을 가스켓 홀더(160)의 돌출된 선단부(161)에 올려놓고, 제2 플랜지(12)를 가스켓 홀더(160) 바깥쪽의 플랜지 안착부 표면(131)에 안착시킨다. 나머지 볼트(16)와 너트(26)의 체결 작업은, 도 4를 참조하여 설명한 전술한 실시예에서와 같다.

한편, 체결이 완료되면 플랜지 고정부(140)의 조절 볼트(142)를 풀고, 가스켓 홀더(160)를 -x축 방향으로 가스켓 홀더 삽입 슬롯(133)으로부터 분리한 후, 손잡이(120)를 이용하여 몸체(110)를 z축 방향으로 이동시켜 볼트 머리 삽입공(116)에서 볼트 머리(17)를 빼내고, 개방 손잡이(150)를 눌러 제1 및 제2 몸체(111,112)를 벌려 -y축 방향으로 플랜지 체결 공구(100')를 분리한다.

이와 같이, 본 실시예의 플랜지 체결 공구(100')를 이용하면 두 플랜지(11,21)의 체결 작업이 매우 간편해짐은 물론, 가스켓(30)의 정렬까지 간단하게 이루어진다.

도 8은 전술한 제2 실시예에 따른 플랜지 체결 공구(100')에서 가스켓 홀더의 변형예를 도시한 도면으로서, (A)는 그 주요부 측면도이고, (B)는 주요부 단면도이다.

도 8에 도시된 본 변형예는 두 플랜지(11,21)의 사이에 외주부의 두께가 다른 부분의 두께보다 작은 가스켓(30')을 개재하여 두 플랜지를 체결하는 경우에 적합하다.

즉, 본 변형예에 사용되는 가스켓(30')은 이른바 ODS 가스켓으로서, PTFE(Polytetrafluoroethylene) 등의 합성수지로 이루어진 링 형태의 판상 부재(32) 사이에 쿠션재(34)를 넣고 테두리 부분을 열융착 등의 방법으로 밀봉하여 만들어진다. 따라서, 이러한 가스켓(30')은 그 외주부(36)가 나머지 부분보다 얇게 되어 있고, 평판형의 가스켓(30)에 비해 축방향으로부터의 압축력에 탄성을 가지고 변형됨으로써 기밀성과 내약품성 등에서 더욱 우수하다.

이러한 ODS 가스켓(30')에 적합하도록 본 변형예의 가스켓 홀더(160')는, 선단부(161')에 가스켓(30')의 외주부(36)가 안착할 수 있도록 가스켓 안착홈(163)이 형성되어 있다. 따라서, 본 변형예에 따른 가스켓 홀더(160')는 전술한 실시예보다 가스켓을 더욱 안정적으로 지지할 수 있다.

한편, 본 변형예에서도 가스켓 홀더(160')의 두께(T)가 가스켓(30')의 두께(t)보다 작음은 물론이다. 따라서, 본 변형예에서도 두 플랜지(11,21)의 체결 후에 가스켓 홀더(160')를 포함한 플랜지 체결 공구(100')를 쉽게 분리할 수 있다.

한편, 상술한 실시예에서 제1 및 제2 플랜지(11,21)는 각각 제1 및 제2 배관(10,20)과 일체형으로 연결된 형태의 것으로 도시되고 설명되었지만, 본 발명의 플랜지 체결 공구를 이용하여 상호 체결할 수 있는 플랜지의 형태는 다양하게 변형 가능하다.

예를 들어, 도 9의 (A)에 도시된 바와 같이, 플랜지(11',21')의 배관쪽 단부 내주면에는 나사산이 형성되고, 이 나사산에 배관(10,20)을 나사 결합함으로써 배관과 플랜지를 체결하는 형태로 할 수 있다. 또한, 도 9의 (B)에 도시된 바와 같이, 배관(10,20)과 플랜지(11",21") 사이에 별도의 어댑터(14,24)를 개재할 수도 있다. 즉, 링 형태의 플랜지(11",21")의 서로 대향하는 플랜지면에 단차부(13,23)를 형성하고, 이 단차부(13,23)에 어댑터(14,24)를 안착시키고, 어댑터(14,24)의 배관쪽 단부 외주면에 형성된 나사산에 배관(10,20)을 나사 결합함으로써 어댑터를 개재하여 배관과 플랜지를 체결하는 형태로 할 수 있다.

한편, 도 9에 도시된 플랜지의 구조예에서 나사산의 형성 위치는 변경가능하다. 즉, 플랜지(11',21')의 단부 내주면 또는 어댑터(13,23)의 단부 외주면에 형성된 나사산은 각각 외주면 또는 내주면에 형성할 수 있고, 그에 대응하여 배관(10,20)의 단부 외주면 또는 내주면에 형성된 나사산도 각각 내주면 또는 외주면에 형성할 수 있다.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다. 특히, 전술한 제1 실시예 및 제2 실시예와 변형예에서 각각 설명된 다양한 변형예들은 서로 모순되지 않는 한 다양하게 임의로 조합하여 실시할 수 있다.

10, 20 : 배관 11, 21 : 플랜지
30, 30' : 가스켓 16 : 볼트
100, 100' : 플랜지 체결 공구 110, 111, 112 : 몸체
113 : 배관 삽입공 114 : 개방부
116 : 볼트 머리 삽입공 120 : 손잡이
130 : 플랜지 안착부 131 : 플랜지 안착부 표면
140 : 플랜지 고정부 132, 142 : 조절 볼트
150 : 개방 손잡이 151, 152, 153 : 링크
154 : 가이드 봉 155 : 스프링
160, 160' : 가스켓 홀더

Claims (7)

1. 제1 및 제2 플랜지를 서로 대향시키고, 상기 제1 및 제2 플랜지의 사이에 가스켓을 삽입하고, 상기 제1 및 제2 플랜지에 형성된 복수의 볼트공에 볼트를 삽입하여 너트로 조임으로써 상기 제1 및 제2 플랜지를 체결하는 데에 사용되는 플랜지 체결 공구로서,
   중앙부에 상기 제1 플랜지의 배관이 관통하는 배관 삽입공이 형성되고, 상기 배관 삽입공의 둘레에서 상기 제1 및 제2 플랜지에 형성된 복수의 볼트공에 대응되는 위치에, 볼트 머리가 삽입되는 상기 볼트공과 동일한 개수의 볼트 머리 삽입공이 형성되고, 평면 원형 또는 다각형 형상의 몸체; 및
   상기 몸체의 일측 단부에 형성되어 작업자가 파지하는 손잡이;를 구비하고,
   상기 몸체는, 상기 몸체의 일단부에서 상기 몸체가 이루는 평면에 수직한 방향으로 돌출되어 형성된 플랜지 안착부를 구비하고,
   상기 플랜지 안착부의 상기 제1 및 제2 플랜지의 외주면이 안착되는 표면에는, 상기 몸체가 이루는 평면으로부터 상기 제1 플랜지의 두께만큼 이격되어 상기 몸체가 이루는 평면에 평행하게 상기 배관 삽입공을 향해 돌출되도록 마련되고, 돌출된 선단부가 상기 가스켓의 외주의 일부와 일치하는 원호상으로 이루어지며, 상기 가스켓의 두께보다 작거나 같은 두께를 가지는 평판형 부재로 이루어진 가스켓 홀더를 더 구비하여,
   상기 제1 플랜지의 배관을 상기 배관 삽입공에 삽입함과 함께, 상기 몸체의 표면에 상기 제1 플랜지의 표면을 접촉시키고, 상기 가스켓 홀더의 선단부에 상기 가스켓을 안착시키고, 상기 제1 및 제2 플랜지를 상기 가스켓을 개재하여 서로 대향시켜 상기 제1 및 제2 플랜지의 외주면을 상기 플랜지 안착부에 안착시키고, 상기 몸체에서 상기 제1 플랜지가 접촉된 표면과 반대쪽 표면쪽에서 상기 볼트 머리 삽입공, 상기 제1 플랜지의 볼트공 및 상기 제2 플랜지의 볼트공의 순으로 관통하여 볼트를 삽입하고, 상기 제2 플랜지의 배관이 연장되는 쪽의 표면쪽에서 상기 볼트에 너트를 조임으로써 상기 제1 및 제2 플랜지를 체결하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 플랜지 체결 공구.
2. 제1항에 있어서,
   상기 몸체는, 이웃하는 2개의 상기 볼트 머리 삽입공 사이를 통해 상기 배관 삽입공의 일측이 상기 몸체의 외주부까지 개방된 평면 U자 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 플랜지 체결 공구.
3. 제2항에 있어서,
   상기 몸체는, 상기 배관 삽입공의 일측이 상기 몸체의 외주부까지 개방된 부분의 중심선을 중심으로 분리된 제1 몸체 및 제2 몸체로 이루어지고, 상기 제1 및 제2 몸체가 상기 배관 삽입공의 타측에서 서로 연결되며, 상기 제1 및 제2 몸체는 상기 중심선을 중심으로 벌려지고 오므려질 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 플랜지 체결 공구.
4. 제1항에 있어서,
   상기 몸체는, 상기 플랜지 안착부에 대향하는 위치의 타단부에서 상기 플랜지 안착부와 평행하게 돌출되어 형성된 플랜지 고정부를 구비하는 것을 특징으로 하는 플랜지 체결 공구.
5. 제1항에 있어서,
   상기 볼트 머리 삽입공의 내주면에는, 볼트 머리가 n개의 각을 가지는 정n각형일 때, 상기 볼트 머리의 각을 수용하는 홈이 n의 자연수배 개수만큼 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플랜지 체결 공구.
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 가스켓은, 외주부가 나머지 부분보다 얇게 형성되어 있고,
   상기 가스켓 홀더의 상기 선단부에는, 상기 가스켓의 외주의 일부가 안착할 수 있도록 가스켓 안착홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플랜지 체결 공구.

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