KR101595859B1

KR101595859B1 - 선박 연료주입관용 이중관 가스 벨로즈의 제조방법

Info

Publication number: KR101595859B1
Application number: KR1020150012433A
Authority: KR
Inventors: 김종도; 김평수
Original assignee: 한국해양대학교 산학협력단; 주식회사 한조
Priority date: 2015-01-27
Filing date: 2015-01-27
Publication date: 2016-02-19

Abstract

본 발명은 선박 연료주입관용 이중관 가스 벨로즈의 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 반쪽씩 제조하거나 하나의 관을 이등분하여 각각 벤딩한 후 접합하고 외부 벨로즈와 내부 벨로즈를 용접하는 대신, 플랜지 용접 후 벤딩하고 외부 벨로즈와 내부 벨로즈를 용접함으로써, 벤딩이 용이하도록 하고 벤딩 부위의 외경 및 내경 변화를 최소화하며, 복잡한 검사과정을 생략하고 용접개소를 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 외부 벨로즈 용접시 슬라이드 구조를 적용하여 용접 전에 임시로 슬라이드한 후 필요한 부분을 용접하고, 다시 슬라이드하여 밀착한 후 다음 용접을 수행함으로써 효율성을 극대화하는 선박 연료주입관용 이중관 가스 벨로즈의 제조방법에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 (a) 제1 내부관, 제1 내부관의 외부에 배치되되 제1 내부관보다 큰 직경을 가지며 일측 단부는 제1 내부관보다 연장되고 타측 단부는 제1 내부관이 노출되는 제1 외부관을 구비하는 제1 이중관의 일측 단부에 제1 플랜지를 용접하는 단계; (b) 제1 플랜지 용접 후 제1 이중관을 벤딩(bending)하는 단계; (c) 내부 벨로즈의 일측 단부에 제2 내부관을 용접하고, 내부 벨로즈의 타측 단부에 제3 내부관을 용접하며, 제3 내부관의 외부에 배치되는 제3 외부관의 타측 단부와 제3 내부관의 타측 단부를 제2 플랜지와 용접하는 단계; (d) 외부 벨로즈의 일측 단부에 제2 내부관의 외부에 이격 배치되는 제2 외부관을 용접하고, (a)단계의 제1 내부관 타측 단부에 (c)단계의 제2 내부관 일측 단부를 용접하는 단계; (e) 제1 외부관의 타측 단부와 제2 외부관의 일측 단부를 용접하는 단계; 및 (f) 외부 벨로즈의 타측 단부를 제3 외부관에 용접하는 단계를 포함하는, 선박 연료주입관용 이중벽 가스 벨로즈의 제조방법을 제공한다.

Description

선박 연료주입관용 이중관 가스 벨로즈의 제조방법{Method for making double wall gas bellows for injecting gas fuel of ship}

본 발명은 선박 연료주입관용 이중관 가스 벨로즈의 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 반쪽씩 제조하거나 하나의 관을 이등분하여 각각 벤딩한 후 접합하고 외부 벨로즈와 내부 벨로즈를 용접하는 대신, 플랜지 용접 후 벤딩하고 외부 벨로즈와 내부 벨로즈를 용접함으로써, 벤딩이 용이하도록 하고 벤딩 부위의 외경 및 내경 변화를 최소화하며, 복잡한 검사과정을 생략하고 용접개소를 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 외부 벨로즈 용접시 슬라이드 구조를 적용하여 용접 전에 임시로 슬라이드한 후 필요한 부분을 용접하고, 다시 슬라이드하여 밀착한 후 다음 용접을 수행함으로써 효율성을 극대화하는 선박 연료주입관용 이중관 가스 벨로즈의 제조방법에 관한 것이다.

선박 연료로 액화천연가스(LNG)와 디젤(Diesel)을 병행해서 사용하는 DF(Dual Fuel) 엔진이 사용되고 있다. 특히, 최근 국제해사기구(IMO, International Maritime Organization)의 규제를 충족하기 위해서는 액화천연가스를 연료로 사용하여야 하는 상황이다.

액화천연가스를 연료로 사용하는 선박의 연료주입관에는 이중관 가스 벨로즈(Double Wall Gas Bellows)가 사용된다.

일반적인 이중관 가스 벨로즈는 벤딩(bending)된 외부관과 내부관, 외부관 및 내부관과 각각 연결된 외부 벨로즈 및 내부 벨로즈를 구비한다.

이러한 일반적인 이중관 가스 벨로즈는 외부관과 내부관으로 이루어진 이중관을 원주가 아닌 길이 방향으로 이등분한 후 각각 벤딩하고, 다시 용접하여 접합한 후에 외부 벨로즈와 내부 벨로즈를 용접하는 방식으로 제조된다. 즉, 반씩 제조한 후에 접합하여 이중관 가스 벨로즈를 제조한다.

이 경우 길이방향으로 이등분된 이중관을 벤딩하는 작업은 매우 번거로울 뿐만 아니라 외경과 내경의 변화를 최소화하면서 벤딩하는 것이 거의 불가능한 문제점이 있다. 또한, 용접 부위의 가스 누출 여부를 테스트하기 위해 X-ray 검사 등 복잡한 검사과정을 거쳐야 하며, 하나의 제품을 생산하기 위해 수많은 개소의 용접작업을 필요로 하는 문제점이 있다.

선행기술문헌 : KR등록실용신안공보 제0233466호(2001.9.29.공고)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 특히 벤딩시 변형을 최소화하고 복잡한 검사과정을 생략하며 용접개소를 줄일 수 있는 공법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명에 따른 선박 연료주입관용 이중관 가스 벨로즈의 제조방법은 (a) 제1 내부관, 제1 내부관의 외부에 배치되되 제1 내부관보다 큰 직경을 가지며 일측 단부는 제1 내부관보다 연장되고 타측 단부는 제1 내부관이 노출되는 제1 외부관을 구비하는 제1 이중관의 일측 단부에 제1 플랜지를 용접하는 단계; (b) 제1 플랜지 용접 후 제1 이중관을 벤딩(bending)하는 단계; (c) 내부 벨로즈의 일측 단부에 제2 내부관을 용접하고, 내부 벨로즈의 타측 단부에 제3 내부관을 용접하며, 제3 내부관의 외부에 배치되는 제3 외부관의 타측 단부와 제3 내부관의 타측 단부를 제2 플랜지와 용접하는 단계; (d) 외부 벨로즈의 일측 단부에 제2 내부관의 외부에 이격 배치되는 제2 외부관을 용접하고, (a)단계의 제1 내부관 타측 단부에 (c)단계의 제2 내부관 일측 단부를 용접하는 단계; (e) 제1 외부관의 타측 단부와 제2 외부관의 일측 단부를 용접하는 단계; 및 (f) 외부 벨로즈의 타측 단부를 제3 외부관에 용접하는 단계를 포함한다.

또한, (d)단계는 제3 외부관의 외주면에 외부 벨로즈의 타측 단부를 삽입하고 제1 외부관의 타측 단부와 제2 외부관의 일측 단부가 일정 간격 이격되도록 한 상태에서 수행될 수 있다.

또한, (d)단계와 (e)단계 사이에, 외부 벨로즈와 제2 외부관을 제1 외부관 방향으로 슬라이드하여 제1 외부관의 타측 단부와 제2 외부관의 일측 단부를 밀착시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면 반쪽씩 제조하거나 하나의 관을 이등분하여 각각 벤딩한 후 접합하고 외부 벨로즈와 내부 벨로즈를 용접하는 대신, 플랜지 용접 후 벤딩하고 외부 벨로즈와 내부 벨로즈를 용접함으로써, 벤딩이 용이하도록 하고 벤딩 부위의 외경 및 내경 변화를 최소화하며, 복잡한 검사과정을 생략하고 용접개소를 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면 외부 벨로즈 용접시 슬라이드 구조를 적용하여 용접 전에 임시로 슬라이드한 후 필요한 부분을 용접하고, 다시 슬라이드하여 밀착한 후 다음 용접을 수행함으로써 효율성을 극대화하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선박 연료주입관용 이중벽 가스 벨로즈의 제조방법에 의해 제조된 선박 연료주입관용 이중벽 가스 벨로즈의 단면도,
도 2는 도 1의 우측면도,
도 3 내지 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선박 연료주입관용 이중벽 가스 벨로즈의 제조방법을 순서대로 도시한 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선박 연료주입관용 이중벽 가스 벨로즈의 제조방법에 의해 제조된 선박 연료주입관용 이중벽 가스 벨로즈의 단면도이고, 도 2는 도 1의 우측면도이다.

본 발명에 의해 제조된 선박 연료주입관용 이중벽 가스 벨로즈는, 도 1 및 도 2를 참조하면, 제1 내부관(4)과 제1 외부관(6)을 구비하는 제1 이중관(2), 제1 플랜지(8), 제2 내부관(12)과 제2 외부관(14)을 구비하는 제2 이중관(10), 제3 내부관(18)과 제3 외부관(20)을 구비하는 제3 이중관(16), 내부 벨로즈(22), 외부 벨로즈(24), 서포트 링(support ring)(26), 및 제2 플랜지(28)를 포함하여 이루어진다.

이하에서 '일측'은 제1 플랜지(8) 방향을 가리키는 것으로, '타측'은 상대적으로 제2 플랜지(28) 방향을 가리키는 것으로 사용하기로 한다.

본 발명에서는 발명의 배경이 되는 기술에서 언급한 바와 같이 제1 이중관을 길이 방향(도 2에서 제1 이중관(2)의 중심에 세로 방향으로 표시된 1점 쇄선)으로 절단하여 2등분된 상태에서 제1 이중관을 벤딩한 후 나머지 부품들을 용접하는 대신, 파이프 상태의 제1 이중관(2)의 일측 단부에 제1 플랜지(8)를 용접한 후 제1 이중관(2)을 벤딩함으로써, 벤딩이 용이하도록 하고 벤딩에 의한 제1 이중관(2)의 변형을 최소화한다.

도 3 내지 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선박 연료주입관용 이중벽 가스 벨로즈의 제조방법을 순서대로 도시한 단면도이다. 도 3 내지 도 6에서 W1 ~ W10은 용접 개소를 용접 순서대로 지시한다. 즉, 용접은 W1→W2→...→W10의 순서로 수행된다.

도 3을 참조하면, 먼저 제1 이중관(2)의 일측 단부에 제1 플랜지(8)를 용접(W1, W2)한 후 제1 이중관(2)을 벤딩한다.

제1 이중관(2)은 제1 내부관(4)과 제1 외부관(6)을 포함한다.

제1 외부관(6)은 제1 내부관(4)의 외부에 배치되되 제1 내부관(4)보다 큰 직경을 가진다. 제1 외부관(6)의 일측 단부는 제1 내부관(4)보다 연장되고, 제1 외부관(6)의 타측 단부는 제1 내부관(4)보다 짧아 제1 내부관(4)이 외부로 노출되도록 배치된다. 즉, 제1 내부관(4)은 제1 외부관(6)에 대하여 타측 방향으로 평행이동된 형태를 취하고 있다.

도 4를 참조하면, 내부 벨로즈(22)의 일측 단부에 제2 내부관(12)을 용접(W3)하고, 내부 벨로즈(22)의 타측 단부에 제3 내부관(18)을 용접(W4)하며, 제3 내부관(18)의 외부에 배치되는 제3 외부관(20)의 타측 단부와 제3 내부관(18)의 타측 단부를 제2 플랜지(28)와 용접(W5, W6)한다.

도 5를 참조하면, 외부 벨로즈(24)의 일측 단부에 제2 외부관(14)을 용접(W7)하고, 제1 내부관(4) 타측 단부에 제2 내부관(12) 일측 단부를 용접(W8)한다. 제2 내부관(12)과 제2 외부관(14)은 서로 결합되어 있지 않고 제2 외부관(14)은 제2 내부관(12)의 외부에 이격 배치된다..

W7과 W8의 용접은 제3 외부관(20)의 외주면에 외부 벨로즈(24)의 타측 단부를 삽입하고 제1 외부관(6)의 타측 단부와 제2 외부관(14)의 일측 단부가 일정 간격 이격되도록 한 상태에서 수행된다.

도 6을 참조하면, W7과 W8의 용접을 완료한 후 외부 벨로즈(24)와 제2 외부관(14)을 제1 외부관(6) 방향으로 슬라이드하여 제1 외부관(6)의 타측 단부와 제2 외부관(14)의 일측 단부를 밀착시킨다. 그 후 제1 외부관(6)의 타측 단부와 제2 외부관(14)의 일측 단부를 용접(W9)하고, 외부 벨로즈(24)의 타측 단부를 제3 외부관(20)에 용접(W10)한다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

2 - 제1 이중관 4 - 제1 내부관
6 - 제1 외부관 8 - 제1 플랜지
10 - 제2 이중관 12 - 제2 내부관
14 - 제2 외부관 16 - 제3 이중관
18 - 제3 내부관 20 - 제3 외부관
22 - 내부 벨로즈 24 - 외부 벨로즈
26 - 서포트 링 28 - 제2 플랜지

Claims

(a) 제1 내부관, 제1 내부관의 외부에 배치되되 제1 내부관보다 큰 직경을 가지며 일측 단부는 제1 내부관보다 연장되고 타측 단부는 제1 내부관이 노출되는 제1 외부관을 구비하는 제1 이중관의 일측 단부에 제1 플랜지를 용접하는 단계;
(b) 제1 플랜지 용접 후 제1 이중관을 벤딩(bending)하는 단계;
(c) 내부 벨로즈의 일측 단부에 제2 내부관을 용접하고, 내부 벨로즈의 타측 단부에 제3 내부관을 용접하며, 제3 내부관의 외부에 배치되는 제3 외부관의 타측 단부와 제3 내부관의 타측 단부를 제2 플랜지와 용접하는 단계;
(d) 외부 벨로즈의 일측 단부에 제2 내부관의 외부에 이격 배치되는 제2 외부관을 용접하고, (a)단계의 제1 내부관 타측 단부에 (c)단계의 제2 내부관 일측 단부를 용접하는 단계;
(e) 제1 외부관의 타측 단부와 제2 외부관의 일측 단부를 용접하는 단계; 및
(f) 외부 벨로즈의 타측 단부를 제3 외부관에 용접하는 단계
를 포함하는, 선박 연료주입관용 이중벽 가스 벨로즈의 제조방법.
제1항에 있어서,
(d)단계는 제3 외부관의 외주면에 외부 벨로즈의 타측 단부를 삽입하고 제1 외부관의 타측 단부와 제2 외부관의 일측 단부가 일정 간격 이격되도록 한 상태에서 수행되는, 선박 연료주입관용 이중벽 가스 벨로즈의 제조방법.
제2항에 있어서,
(d)단계와 (e)단계 사이에,
외부 벨로즈와 제2 외부관을 제1 외부관 방향으로 슬라이드하여 제1 외부관의 타측 단부와 제2 외부관의 일측 단부를 밀착시키는 단계
를 더 포함하는, 선박 연료주입관용 이중벽 가스 벨로즈의 제조방법.