KR101572440B1 - Expansion joint preventing pipe thrust - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 배관 추력 발생을 방지하는 신축 이음 장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
배관(pipe)에는 열에 의한 팽창 및 수축, 외부 변위에 의한 팽창 및 수축을 상쇄시키기 위해 드레스 커플링(dress coupling) 혹은 벨로즈(bellows)와 같은 신축 이음 장치(expansion joint)를 설치하게 된다. The pipe is provided with an expansion joint, such as dress coupling or bellows, to compensate for thermal expansion and contraction and expansion and contraction due to external displacement.
대한민국 등록특허공보 10-0607308호에는 건물의 입상 파이프라인에 설치하여 온도 변화에 따른 입상 파이프의 모든 신축변위를 흡수하고, 입상 파이프 라인에 충격이 가해질 경우 발생되는 모든 변형을 흡수할 수 있는 다원 변위 신축관이 개시되어 있다. Korean Patent Publication No. 10-0607308 discloses a multibit displacement system that is installed in a granular pipeline of a building to absorb all the expansion and contraction displacement of the granular pipe due to temperature changes and to absorb all the deformations that occur when an impact is applied to the granular pipeline An expansion and contraction tube is disclosed.
이에 의하면 열변형, 신축변형을 흡수하고 벤딩변위를 흡수할 수 있도록 설계되어 있지만, 이러한 신축 이음 장치를 설치할 경우에도 배관 압력에 의한 힘을 배관이 지지하지 못해 앵커에 하중이 가해지게 되는 경우가 발생하게 된다. According to this, although it is designed to absorb thermal deformation and stretching deformation and to absorb bending displacement, even when such expansion joint device is installed, the pipe can not support the force due to the pipe pressure, and a load may be applied to the anchor .
도 1은 신축 이음 장치가 설치되지 않은 경우와 신축 이음 장치가 설치된 경우의 압력 분포를 나타낸 도면이고, 도 2는 앵커에 가해지는 하중을 나타낸 도면이다. Fig. 1 is a view showing a pressure distribution when a telescopic joint device is not provided and a telescopic joint device is installed, and Fig. 2 is a view showing a load applied to an anchor.
신축 이음 장치가 설치되지 않은 경우(도 1의 (a) 참조), 배관의 내부 압력(internal pressure)을 배관(1)이 모두 흡수하고 있다. 즉, 내부 압력이 배관(1)의 두께에 의해 지지되고, 앵커에 가해지는 하중이 없게 된다. When the expansion joint device is not installed (see Fig. 1 (a)), the
하지만, 제1 배관(1a)과 제2 배관(1b)를 잇는 신축 이음 장치가 설치된 경우(도 1의 (b) 참조), 배관의 내부 압력을 배관이 흡수하지 못하게 되며, 이로 인해 각 배관을 지지하고 있는 앵커에 하중이 가해지게 된다. However, when the expansion joint device connecting the
도 2를 참조하면, 신축 이음 장치(10)가 설치된 경우 양측의 배관(1a, 1b)을 지지하는 앵커(2a, 2b)에 가해지는 하중이 표시되어 있다.Referring to Fig. 2, loads applied to the
이러한 하중을 압력힘(추력)이라 하며, 그 크기는 다음과 같이 계산된다.This load is called the pressure force (thrust), and its size is calculated as follows.
F = P(배관의 내부 압력) × A(배관의 내부 단면적)F = P (internal pressure of piping) × A (internal cross-sectional area of piping)
즉, 앵커(2a, 2b)에 가해지는 하중은 압력에 비례한다. That is, the load applied to the
배관 추력이 발생하는 경우 그 힘에 의해 앵커가 고정되지 못하여 안정적인 배관 지지가 어려운 바 이를 해결할 필요성이 있다. In the case of piping thrust, it is necessary to solve the problem because the anchor is not fixed by the force and it is difficult to support the stable piping.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.The above-described background technology is technical information that the inventor holds for the derivation of the present invention or acquired in the process of deriving the present invention, and can not necessarily be a known technology disclosed to the general public prior to the filing of the present invention.
본 발명은 배관의 내부 압력에 의한 추력을 발생시키지 않으면서 배관의 열팽창 혹은 선체 변형에 의한 배관 변형은 흡수하는 배관 추력 발생을 방지하는 신축 이음 장치를 제공하기 위한 것이다. The present invention is intended to provide a telescopic joint device that prevents generation of piping thrust absorbing pipe deformation due to thermal expansion or hull deformation of a pipe without generating thrust due to internal pressure of the pipe.
본 발명은 제1 배관과 제2 배관의 신축 이음 시 제1 배관의 내부 단면적과 동일한 끝단 단면적을 가지는 제1 이음 구조체와 제2 배관의 내부 단면적과 동일한 끝단 단면적을 가지는 제2 이음 구조체를 슬라이딩 가능하게 결합하여 자체적으로 압력에 의한 추력을 상쇄시킬 수 있는 배관 추력 발생을 방지하는 신축 이음 장치를 제공하기 위한 것이다. The present invention is capable of sliding a first joint structure having a first cross-sectional structure having the same cross-sectional area as an inner cross-sectional area of a first pipe and a second joint structure having an end cross-sectional area equal to an internal cross- To prevent a pipe thrust from being generated, which can cancel the thrust due to pressure by itself.
본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.Other objects of the present invention will become readily apparent from the following description.
본 발명의 일 측면에 따르면, 제1 배관과 제2 배관을 잇는 신축 이음 장치로서, 상기 제1 배관에 연결되며, 상기 제1 배관의 단면적과 동일한 끝단 단면적을 가지는 제1 이음 구조체; 및 상기 제2 배관에 연결되며, 상기 제2 배관의 단면적과 동일한 끝단 단면적을 가지는 제2 이음 구조체를 포함하는 신축 이음 장치가 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a telescopic joint device for connecting a first pipe and a second pipe, the first joint structure being connected to the first pipe and having a cross-sectional area equal to the cross-sectional area of the first pipe; And a second joint structure connected to the second pipe, the second joint structure having an end cross-sectional area equal to a cross-sectional area of the second pipe.
상기 제1 이음 구조체는, 상기 제1 배관에 연결되는 제1 관체와; 내부가 빈 관상으로, 일측에는 상기 제1 관체의 외주면에 고정 결합되는 제1 연결면이 마련되어 있고 타측에는 중심에 제1 관통공이 형성되고 표면적이 상기 제1 배관의 단면적과 동일한 제1 추력상쇄면이 마련되어 있는 제1 몸체부를 포함하고, 상기 제2 이음 구조체는, 상기 제2 배관에 연결되는 제2 관체와; 내부가 빈 관상으로, 일측에는 상기 제2 관체의 외주면에 고정 결합되는 제2 연결면이 마련되어 있고, 타측은 개구되어 있는 제2 몸체부와; 중심에 제2 관통공이 형성되고 표면적이 상기 제2 배관의 단면적과 동일한 제2 추력상쇄면과; 일단이 상기 제2 추력상쇄면에 연결되고 타단이 상기 제2 관체의 외주면에 연결되어 상기 제2 추력상쇄면이 상기 제2 관체의 끝단으로부터 소정 간격 이격되도록 하는 연결부재를 포함할 수 있다.The first joint structure may include: a first pipe connected to the first pipe; A first connecting surface fixedly coupled to an outer circumferential surface of the first tubular body at one side thereof and a first through hole at a center thereof at a second side thereof and having a first thrust canceling surface Wherein the second joint structure comprises: a second tubular body connected to the second tubular body; A second body part having an inner hollow tubular shape and having a second connection surface fixedly coupled to an outer peripheral surface of the second tubular body at one side and an open second side; A second thrust canceling surface having a second through-hole formed at the center thereof and having a surface area equal to a cross-sectional area of the second pipe; And a connecting member having one end connected to the second thrust canceling surface and the other end connected to the outer circumferential surface of the second tubular body so that the second thrust canceling surface is spaced apart from the end of the second tubular body by a predetermined distance.
상기 제1 관통공에는 상기 제2 관체가 삽입되며, 상기 제2 관통공에는 상기 제1 관체가 삽입될 수 있다.The second tubular body may be inserted into the first through hole, and the first tubular body may be inserted into the second through hole.
상기 제2 추력상쇄면이 상기 제1 관체에 슬라이딩 가능하게 끼움 결합하고, 상기 제1 몸체부가 상기 제2 추력상쇄면을 슬라이딩 가능하게 수용하도록 결합되며, 상기 제1 추력상쇄면이 상기 제2 관체에 슬라이딩 가능하게 끼움 결합하고, 상기 제2 몸체부가 상기 제1 몸체부를 슬라이딩 가능하게 수용하도록 결합될 수 있다.Wherein the second thrust canceling surface is slidably fitted in the first tube body, the first body portion is engaged to receive the second thrust canceling surface so as to be slidable, and the first thrust canceling surface is engaged with the second tube body And the second body portion can be engaged to slidably receive the first body portion.
상기 제1 추력상쇄면의 내주부 및 외주부, 상기 제2 추력상쇄면의 내주부 및 외주부 중 적어도 하나에는 실링 부재가 설치되어 있을 수 있다.At least one of the inner circumferential portion and the outer circumferential portion of the first thrust canceling surface and the inner circumferential portion and the outer circumferential portion of the second thrust canceling surface may be provided with a sealing member.
상기 제1 추력상쇄면은 링 형상을 가지며, 상기 제1 배관의 반경이 R1인 경우, 상기 제1 추력상쇄면의 반경 X는 하기 수학식과 같이 결정될 수 있다.The first thrust canceling surface has a ring shape. When the radius of the first pipe is R1, the radius X of the first thrust canceling surface may be determined according to the following equation.
여기서, 수학식은 이다. Here, the equation to be.
혹은 상기 제2 추력상쇄면은 링 형상을 가지며, 상기 제2 배관의 반경이 R1인 경우, 상기 제2 추력상쇄면의 반경 X는 상기 수학식과 같이 결정될 수 있다.Alternatively, the second thrust canceling surface has a ring shape, and when the radius of the second pipe is R1, the radius X of the second thrust canceling surface may be determined according to the above equation.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.Other aspects, features, and advantages will become apparent from the following drawings, claims, and detailed description of the invention.
본 발명의 실시예에 따르면, 배관의 내부 압력에 의한 추력을 발생시키지 않으면서 배관의 열팽창 혹은 선체 변형에 의한 배관 변형은 흡수하는 효과가 있다.According to the embodiment of the present invention, it is possible to absorb pipe deformation due to thermal expansion or deformation of the hull without generating thrust by the internal pressure of the pipe.
또한, 제1 배관과 제2 배관의 신축 이음 시 제1 배관의 내부 단면적과 동일한 끝단 단면적을 가지는 제1 이음 구조체와 제2 배관의 내부 단면적과 동일한 끝단 단면적을 가지는 제2 이음 구조체를 슬라이딩 가능하게 결합하여 자체적으로 압력에 의한 추력을 상쇄시킬 수 있는 효과가 있다. In addition, when the first pipe and the second pipe are expanded and contracted, the first joint structure having the same cross-sectional area as that of the first pipe and the second joint structure having the same cross-sectional area as the inner cross- It is possible to cancel the thrust due to the pressure by itself.
도 1은 신축 이음 장치가 설치되지 않은 경우와 신축 이음 장치가 설치된 경우의 압력 분포를 나타낸 도면,
도 2는 앵커에 가해지는 하중을 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 추력 발생을 방지하는 신축 이음 장치의 결합 사시도,
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 추력 발생을 방지하는 신축 이음 장치의 각 구성요소를 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 추력 발생을 방지하는 신축 이음 장치의 결합 단면도,
도 6은 기존의 신축 이음 장치를 적용한 경우와 본 실시예에 따른 신축 이음 장치를 적용한 경우를 나타낸 도면. 1 is a view showing a pressure distribution when the expansion joint device is not installed and when the expansion joint device is installed,
2 is a view showing a load applied to an anchor,
3 is a perspective view of a telescopic joint device for preventing piping thrust generation according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 4A and 4B are views showing the components of a stretch joint device for preventing the generation of a pipe thrust according to an embodiment of the present invention; FIGS.
5 is an assembled cross-sectional view of a telescopic joint device for preventing piping thrust generation according to an embodiment of the present invention,
6 is a view showing a case where a conventional expansion joint device is applied and a case where an expansion joint device according to the present embodiment is applied.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 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.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
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. It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.
본 명세서에서 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 명세서에서, "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.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprises" or "having" and the like refer to the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
또한, 명세서에 기재된 "…부", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Also, the terms " part, "" module," and the like, which are described in the specification, mean a unit for processing at least one function or operation, and may be implemented by hardware or software or a combination of hardware and software.
또한, 각 도면을 참조하여 설명하는 실시예의 구성 요소가 해당 실시예에만 제한적으로 적용되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상이 유지되는 범위 내에서 다른 실시예에 포함되도록 구현될 수 있으며, 또한 별도의 설명이 생략될지라도 복수의 실시예가 통합된 하나의 실시예로 다시 구현될 수도 있음은 당연하다.It is to be understood that the components of the embodiments described with reference to the drawings are not limited to the embodiments and may be embodied in other embodiments without departing from the spirit of the invention. It is to be understood that although the description is omitted, multiple embodiments may be implemented again in one integrated embodiment.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일하거나 관련된 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to the like elements throughout. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 추력 발생을 방지하는 신축 이음 장치의 결합 사시도이고, 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 추력 발생을 방지하는 신축 이음 장치의 각 구성요소를 나타낸 도면이다. FIG. 3 is an exploded perspective view of a telescopic joint device for preventing the generation of a piping thrust according to an embodiment of the present invention. FIGS. 4A and 4B are views for explaining the construction of a telescopic joint device for preventing piping thrust generation according to an embodiment of the present invention. Fig.
도 3 내지 도 4b를 참조하면, 신축 이음 장치(100), 제1 이음 구조체(110), 제1 관체(111), 제1 몸체부(112), 제1 연결면(113), 제1 추력상쇄면(114), 제1 관통공(115), 제2 이음 구조체(120), 제2 관체(121), 제2 몸체부(122), 제2 연결면(123), 제2 추력상쇄면(124), 제2 관통공(125), 연결부재(126)가 도시되어 있다. 3 to 4B, the
본 발명의 일 실시예에 따른 신축 이음 장치(100)는 이음 대상이 되는 제1 배관과 제2 배관을 잇는 과정에서 제1 배관의 내부 단면적과 동일한 끝단 단면적을 가지는 제1 이음 구조체와 제2 배관의 내부 단면적과 동일한 끝단 단면적을 가지는 제2 이음 구조체를 슬라이딩 가능하게 결합하여 자체적으로 배관 내의 유체 압력에 의한 추력을 상쇄시킬 수 있는 것을 특징으로 한다. The
본 발명의 일 실시예에 따른 신축 이음 장치(100)는 제1 이음 구조체(110)와 제2 이음 구조체(120)를 포함한다. The
제1 이음 구조체(110)는 제1 관체(111) 및 제1 몸체부(112)를 포함한다. The first
제1 관체(111)는 제1 배관과 동일한 내부 단면적을 가지는 파이프로서, 제1 배관이 연장된 형태를 가질 수 있다. The
제1 몸체부(112)는 내부가 빈 관상(예를 들어, 원통 형상)으로, 제1 배관을 향한 쪽에는 제1 관체(111)의 외주면에 제1 몸체부(112)를 고정 결합하기 위한 제1 연결면(113)이 마련되어 있고, 제2 배관을 향한 쪽에는 제1 배관에서 발생하는 추력을 상쇄시키기 위한 제1 추력상쇄면(114)이 마련되어 있다. The
제1 몸체부(112) 내에 수용된 제1 관체(111)의 일부에는 추후 설명할 제2 추력상쇄면(124)이 슬라이딩 가능하게 끼움 결합할 수 있다. A second
제1 추력상쇄면(114)은 중심에 제1 관통공(115)이 형성된 링 형상의 판재로 이루어지며, 그 단면적이 제1 배관의 내부 단면적과 동일하다. 제1 관통공(115)은 후술할 제2 관체(121)가 삽입 관통할 수 있는 크기, 즉 제2 관체(121)의 외주면 반경과 동일한 반경을 가진다. The first
제2 이음 구조체(120)는 제2 관체(121), 제2 몸체부(122) 및 제2 추력상쇄면(124)을 포함한다. The
제2 관체(121)는 제2 배관과 동일한 내부 단면적을 가지는 파이프로서, 제2 배관이 연장된 형태를 가질 수 있다.The
제2 몸체부(122)는 제1 몸체부(112)의 수용이 가능하도록 내부가 빈 관상(예를 들어, 원통 형상)으로, 제1 배관을 향한 쪽은 개구되어 있고, 제2 배관을 향한 쪽에는 제2 관체(121)의 외주면에 제2 몸체부(122)를 고정 결합하기 위한 제2 연결면(123)이 마련되어 있다. The
제1 이음 구조체(110)와 제2 이음 구조체(120)가 결합되면, 제1 몸체부(112)는 제2 몸체부(122) 내부에서 슬라이딩 이동 가능하게 수용된다. When the first and second
제2 추력상쇄면(124)은 중심에 제2 관통공(125)이 형성된 링 형상의 판재로 이루어지며, 그 단면적이 제2 배관의 내부 단면적과 동일하다. 제2 관통공(125)은 제1 관체(111)가 삽입 관통할 수 있는 크기, 즉 제1 관체(111)의 외주면 반경과 동일한 반경을 가진다. The second
또한, 결합 상태에서 제2 추력상쇄면(124)은 제1 몸체부(112) 내에 수용되어, 제1 몸체부(112) 내에 삽입되어 있는 제1 관체(111)의 일부분에 끼워지게 된다. The second
제2 추력상쇄면(124)은 제2 관체(121)의 끝단으로부터 소정 간격 이격되어 고정되며, 이를 위해 제2 추력상쇄면(124)의 표면과 제2 몸체부(122)의 내부에 수용된 제2 관체(121)의 외주면 사이에는 연결부재(126)가 설치되어 있을 수 있다. The second
연결부재(126)는 제2 추력상쇄면(124)의 위치를 고정시키면서 제2 배관 내부에서의 압력이 제2 추력상쇄면(124)에도 걸릴 수 있도록 한다. The connecting
여기서, 제1 추력상쇄면(114) 및 제2 추력상쇄면(124)의 반경은 다음과 같이 결정될 수 있다. Here, the radiuses of the first
우선 제1 추력상쇄면(114)의 경우, 제1 추력상쇄면(114)에서 제1 관통공(115)의 면적과 표면의 면적의 합은 제2 관체(121)의 단면적과 제1 관체(111)의 단면적의 합과 동일하도록 그 반경이 결정될 수 있을 것이다. The sum of the area of the first through
예를 들어, 제1 관체(111) 및 제2 관체(121)의 반경이 R1인 경우를 가정한다. 이 경우 제1 관통공(115)의 반경 역시 R1가 되며, 제1 추력상쇄면(114)에 의한 반경을 X라 할 때, 수학식 1과 같은 관계식이 성립된다. For example, it is assumed that the radiuses of the
여기서, S1은 제1 관체(111)의 단면적, S2는 제2 관체(121)의 단면적을 나타낸다. Here, S1 is the cross-sectional area of the
이 경우 제1 추력상쇄면(114)의 반경은 수학식 2와 같을 수 있다.In this case, the radius of the first
제2 추력상쇄면(124) 역시 위와 동일한 방식에 의해 제1 추력상쇄면(114)과 동일한 반경을 가지게 된다. The second
이상에서는 본 발명의 이해와 설명의 편의를 위해 제1 관체(111) 및 제2 관체(121)의 배관 두께가 매우 작아 그 값이 무시할만한 경우를 가정하여 설명한 것으로서, 실제 제1 관체(111) 및 제2 관체(121)의 두께를 적용한다면 보다 정밀한 값을 산출해 낼 수도 있을 것이다. The present invention has been described on the assumption that the thicknesses of the first and
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 추력 발생을 방지하는 신축 이음 장치의 결합 단면도이다. 5 is an assembled cross-sectional view of a telescopic joint device for preventing the generation of a piping thrust according to an embodiment of the present invention.
도 5의 (a)에는 양 배관에서 신축 이음 장치(100) 측으로 압력이 가해지는 경우의 모습이 도시되어 있고, 도 5의 (b)에는 신축 이음 장치(100)에서 배관 측으로 압력이 가해지는 경우의 모습이 도시되어 있다. 5 (a) shows a state in which pressure is applied to the expansion
제1 이음 구조체(110)와 제2 이음 구조체(120)가 결합된 신축 이음 장치(100)를 보면, 제1 추력상쇄면(114)의 내주부가 제2 관체(121)의 외주면과 만나며, 제2 추력상쇄면(124)의 내주부가 제1 관체(111)의 외주면과 만나게 된다. The inner circumferential portion of the first
제1 이음 구조체(110)과 제2 이음 구조체(120)의 결합은 다음과 같은 순서로 이루어질 수 있다. The coupling between the
우선 제2 관체(121)의 외주면에 연결부재(126)를 이용하여 제2 추력상쇄면(124)를 고정시킨다. 그리고 제2 추력상쇄면(124)에 제1 관체(111)을 끼움 결합한다. 이후 제1 몸체부(112)가 제2 추력상쇄면(124)을 수용하도록 결합하는데, 이 때 제1 추력상쇄면(114)이 제2 관체(121)에 끼움 결합된다. 그 후, 제2 몸체부(122)가 제1 몸체부(112)를 수용하도록 결합할 수 있다. First, the second
여기서, 각 구성요소의 결합 시 제1 이음 구조체(110)의 각 구성요소들끼리 및 제2 이음 구조체(120)의 각 구성요소들끼리는 용접 등의 방식을 통해 고정 결합시키고, 제1 이음 구조체(110)와 제2 이음 구조체(120) 간에는 슬라이딩이 가능하도록 결합할 수 있다. Here, each component of the first
여기서, 슬라이딩이 가능하게 결합된 지점에는 전술한 것과 같이 실링 부재(130a, 130b, 130c, 130d)를 설치하여 유체(5)의 누수를 방지할 수 있다. Here, the sealing
상세하게는 배관 및 신축 이음 장치(100)를 따라 유동하는 유체(5)의 누수를 방지하기 위해 제1 추력상쇄면(114)과 제2 관체(121)가 만나는 지점(130a), 제1 추력상쇄면(114)의 외주부가 제2 몸체부(122)와 만나는 지점(130b), 제2 추력상쇄면(124)과 제1 관체(111)가 만나는 지점(130c), 제2 추력상쇄면(124)이 제1 몸체부(112)의 내주면과 만나는 지점(130d)에 실링 부재(130a, 130b, 130c, 130d)를 설치할 수 있다. A
즉, 제1 추력상쇄면(114)의 내주부 및 외주부, 제2 추력상쇄면(124)의 내주부 및 외주부 중 적어도 하나에 실링 부재가 설치될 수 있다. That is, a sealing member may be provided on at least one of the inner and outer peripheral portions of the first
실링 부재(130a, 130b, 130c, 130d)의 설치로 인해 배관을 따라 흐르는 유체(5)는 외부로 누수되지 않고, 신축 이음 장치(100) 내에서 제1 추력상쇄면(114)과 제2 추력상쇄면(124)에 대해서도 압력을 가할 수 있게 된다. The
즉, 배관의 내부 압력이 제1 추력상쇄면(114)과 제2 추력상쇄면(124)에도 가해짐으로써 배관 추력을 신축 이음 장치(100)가 그대로 흡수할 수 있게 되는 것이다. That is, the internal pressure of the piping is applied to the first
또한, 본 실시예에 따른 신축 이음 장치(100)는 그 결합된 구조에 따를 때, 제1 배관과 제2 배관이 열 팽창 등으로 인해 변형이 일어나는 경우에도 길이 방향으로 변위에 대해서 소정 길이 범위 내에서 제1 이음 구조체(110)와 제2 이음 구조체(120)가 상대적으로 슬라이딩 이동하여 해당 변형을 흡수할 수 있게 된다.Further, according to the combined structure of the expansion
도 5의 (a)는 신축 이음 장치(100)에 대해서 배관 팽창에 의해 압축이 발생된 경우이고, 도 5의 (b)는 신축 이음 장치(100)에 대해서 배관 수축에 의해 신장이 발생된 경우이다. 5 (a) shows a case where compression is caused by pipe expansion with respect to the expansion
각각의 경우마다 제1 이음 구조체(110)와 제2 이음 구조체(120)가 상대적으로 슬라이딩 이동하여 유체의 누수를 방지하고 있으면서도 배관 추력의 발생을 방지하고 있다. In each case, the first and second
도 6은 기존의 신축 이음 장치를 적용한 경우와 본 실시예에 따른 신축 이음 장치를 적용한 경우가 도시되어 있다.6 shows a case in which a conventional expansion joint is applied and a case in which an expansion joint according to the present embodiment is applied.
도 6의 (a)를 참조하면, 기존의 신축 이음 장치(예를 들어, 드레스 커플링)에서는 슬라이딩이 일어나 축방향 변형(열변형)에 대해서는 흡수가 가능하다. Referring to FIG. 6 (a), in a conventional expansion joint device (for example, a dress coupling), sliding occurs and absorption of axial strain (thermal deformation) is possible.
하지만, 압력이 걸리는 경우 압력에 의한 배관 추력이 발생하게 되고, 이를 흡수하지는 못하여 앵커가 고정되지 못하게 되는 문제점이 있다.However, when the pressure is applied, a thrust due to the pressure is generated, and the anchor can not be fixed because it can not absorb the thrust.
이에 비해, 도 6의 (b) 및 (c)에 도시된 본 실시예에 따른 신축 이음 장치(100)를 살펴보면 다음과 같은 특징이 있다.In contrast, the expansion
상온일 때(도 6의 (b)) 제1 배관(1a)의 단면적과 제1 이음 구조체(110)의 제1 추력상쇄면의 단면적이 A1으로 동일하고, 제2 배관(1b)의 단면적과 제2 이음 구조체(120)의 제2 추력상쇄면의 단면적이 A2로 동일하여 유체가 접하는 표면적이 같으므로, 압력에 의한 추력이 상쇄된다.Sectional area of the
배관 온도가 올라갈 때, 즉 파이프가 팽창할 때(도 6의 (c)) 열 팽창은 추력이 상쇄된 상태에서 제1 이음 구조체(110)와 제2 이음 구조체(120)의 슬라이딩을 통해 흡수될 수 있다. When the pipe temperature rises, that is, when the pipe expands (Fig. 6 (c)), the thermal expansion is absorbed through the sliding of the first and second
본 명세서에서는 배관 및 관체의 단면이 원형인 경우를 가정하여 설명하였지만, 이는 일 실시예에 불과하며, 적용대상에 따라 배관 및 관체의 단면은 다양한 형상을 가질 수도 있음은 물론이다. In this specification, it is assumed that the cross section of the piping and the pipe body is circular, but this is only an example, and it goes without saying that the cross section of the pipe and the pipe body may have various shapes depending on the application.
또한, 제1 배관과 제2 배관이 동일한 단면적을 가지는 경우를 가정하여 설명하였지만, 이는 일 실시예에 불과하며, 적용대상에 따라 제1 배관과 제2 배관의 단면적이 다른 경우 제1 추력상쇄면과 제2 추력상쇄면의 면적을 각각 제1 배관과 제2 배관의 면적과 동일하게 제작하는 경우 배관 추력 방지가 가능할 것이다. It is to be understood that the first and second pipes may have the same cross-sectional area, but this is merely an example, and if the cross-sectional areas of the first and second pipes are different depending on the application, And the area of the second thrust canceling surface are made equal to the area of the first pipe and the second pipe, respectively, the pipe thrust can be prevented.
상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the following claims And changes may be made without departing from the spirit and scope of the invention.
100: 신축 이음 장치 110: 제1 이음 구조체
111: 제1 관체 112: 제1 몸체부
113: 제1 연결면 114: 제1 추력상쇄면
115: 제1 관통공 120: 제2 이음 구조체
121: 제2 관체 122: 제2 몸체부
123: 제2 연결면 124: 제2 추력상쇄면
125: 제2 관통공 126: 연결부재
130a, 130b, 130c, 130d: 실링 부재100: expansion joint device 110: first joint structure
111: first tube member 112: first body member
113: first connecting surface 114: first thrust canceling surface
115: first through hole 120: second coupling structure
121: second tube member 122: second body member
123: second connecting surface 124: second thrust canceling surface
125: second through hole 126: connecting member
130a, 130b, 130c, 130d:
Claims (7)
상기 제1 배관에 연결되며, 상기 제1 배관의 단면적과 동일한 끝단 단면적을 가지는 제1 이음 구조체; 및
상기 제2 배관에 연결되며, 상기 제2 배관의 단면적과 동일한 끝단 단면적을 가지는 제2 이음 구조체를 포함하되,
상기 제1 이음 구조체의 제1 몸체부는 상기 제2 이음 구조체의 제2 몸체부 내부에 슬라이딩 가능하게 수용되도록 결합되는 신축 이음 장치.An expansion joint device for connecting a first pipe and a second pipe,
A first joint structure connected to the first pipe and having a cross-sectional area equal to the cross-sectional area of the first pipe; And
And a second joint structure connected to the second pipe and having a cross-sectional area equal to the cross-sectional area of the second pipe,
Wherein the first body portion of the first joint structure is slidably received within the second body portion of the second joint structure.
상기 제1 이음 구조체는, 상기 제1 배관에 연결되는 제1 관체와; 내부가 빈 관상으로, 일측에는 상기 제1 관체의 외주면에 고정 결합되는 제1 연결면이 마련되어 있고 타측에는 중심에 제1 관통공이 형성되고 표면적이 상기 제1 배관의 단면적과 동일한 제1 추력상쇄면이 마련되어 있는 상기 제1 몸체부를 포함하고,
상기 제2 이음 구조체는, 상기 제2 배관에 연결되는 제2 관체와; 내부가 빈 관상으로, 일측에는 상기 제2 관체의 외주면에 고정 결합되는 제2 연결면이 마련되어 있고, 타측은 개구되어 있는 상기 제2 몸체부와; 중심에 제2 관통공이 형성되고 표면적이 상기 제2 배관의 단면적과 동일한 제2 추력상쇄면과; 일단이 상기 제2 추력상쇄면에 연결되고 타단이 상기 제2 관체의 외주면에 연결되어 상기 제2 추력상쇄면이 상기 제2 관체의 끝단으로부터 소정 간격 이격되도록 하는 연결부재를 포함하는 신축 이음 장치. The method according to claim 1,
The first joint structure may include: a first pipe connected to the first pipe; A first connecting surface fixedly coupled to an outer circumferential surface of the first tubular body at one side thereof and a first through hole at a center thereof at a second side thereof and having a first thrust canceling surface And the first body portion is provided with the first body portion,
The second joint structure may include: a second pipe connected to the second pipe; A second tubular body having a hollow tubular inside, a second tubular body having a second connecting surface fixedly coupled to an outer circumferential surface of the second tubular body at one side and an open second side; A second thrust canceling surface having a second through-hole formed at the center thereof and having a surface area equal to a cross-sectional area of the second pipe; And a connecting member having one end connected to the second thrust canceling surface and the other end connected to an outer peripheral surface of the second tubular body so that the second thrust canceling surface is spaced apart from the end of the second tubular body by a predetermined distance.
상기 제1 관통공에는 상기 제2 관체가 삽입되며, 상기 제2 관통공에는 상기 제1 관체가 삽입되는 신축 이음 장치. 3. The method of claim 2,
Wherein the second tubular body is inserted into the first through hole and the first tubular body is inserted into the second through hole.
상기 제2 추력상쇄면이 상기 제1 관체에 슬라이딩 가능하게 끼움 결합하고, 상기 제1 몸체부가 상기 제2 추력상쇄면을 슬라이딩 가능하게 수용하도록 결합되며, 상기 제1 추력상쇄면이 상기 제2 관체에 슬라이딩 가능하게 끼움 결합하는 신축 이음 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the second thrust canceling surface is slidably fitted in the first tube body, the first body portion is engaged to receive the second thrust canceling surface so as to be slidable, and the first thrust canceling surface is engaged with the second tube body Wherein the elastic member is slidably fitted in the elastic member.
상기 제1 추력상쇄면의 내주부 및 외주부, 상기 제2 추력상쇄면의 내주부 및 외주부 중 적어도 하나에는 실링 부재가 설치되어 있는 신축 이음 장치. 3. The method of claim 2,
Wherein at least one of an inner circumferential portion and an outer circumferential portion of the first thrust canceling surface and an inner circumferential portion and an outer circumferential portion of the second thrust canceling surface are provided with a sealing member.
상기 제1 추력상쇄면은 링 형상을 가지며,
상기 제1 배관의 반경이 R1인 경우, 상기 제1 추력상쇄면의 반경 X는 하기 수학식과 같이 결정되는 신축 이음 장치,
여기서, 수학식은 임.3. The method of claim 2,
Wherein the first thrust canceling surface has a ring shape,
Wherein when the radius of the first pipe is R1, a radius X of the first thrust canceling surface is determined according to the following equation:
Here, the equation being.
상기 제2 추력상쇄면은 링 형상을 가지며,
상기 제2 배관의 반경이 R1인 경우, 상기 제2 추력상쇄면의 반경 X는 하기 수학식과 같이 결정되는 신축 이음 장치,
여기서, 수학식은 임.3. The method of claim 2,
Wherein the second thrust canceling surface has a ring shape,
Wherein a radius X of the second thrust canceling surface is determined according to the following equation when the radius of the second pipe is R1,
Here, the equation being.
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JP2002098278A (en) | 2000-09-21 | 2002-04-05 | Toozen Sangyo Kk | Expansion pipe joint |
KR200399453Y1 (en) * | 2005-08-10 | 2005-10-24 | 주식회사 전남프라스틱 | A connecting apparatus of pipes |
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