KR101615898B1

KR101615898B1 - 배관 커플링을 이용한 신축이음장치

Info

Publication number: KR101615898B1
Application number: KR1020140117948A
Authority: KR
Inventors: 정인돈; 박영조
Original assignee: 대우조선해양 주식회사; (주) 정우카프링
Priority date: 2014-09-04
Filing date: 2014-09-04
Publication date: 2016-04-28
Also published as: KR20160028864A

Abstract

본 발명은 배관 상에서 인접하는 일측 파이프(10)와 타측 파이프(10)를 신축적으로 연결하는 장치에 있어서: 일측 파이프(10)와 타측 파이프(10)의 단부에 각각 대향하도록 결합되는 한 쌍의 커플링(20); 및 상기 인접하는 파이프(10)와 동심으로 배치되고 대향하는 커플링(20)에 의하여 결합되는 매개부재(30);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 배관용 커플링 사이에 표면조도가 양호한 단관을 삽입하여 긴밀하게 지지함에 따라 커플링의 연결부에서 파이프 표면의 거칠기에 따른 패킹의 마모를 축소하여 실링성능과 내구성을 증대하는 효과가 있다.

Description

배관 커플링을 이용한 신축이음장치{Flexible joint apparatus using pipe coupling}

본 발명은 배관커플링 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 선박과 같은 이동체에 탑재되는 각종 장비의 배관용 파이프를 연결하기 위한 배관 커플링을 이용한 신축이음장치에 관한 것이다.

일반 선박의 경우 배관용 파이프의 수축과 팽창을 흡수하기 위해서 익스팬션 조인트(expansion joint)의 한 종류인 드레서 커플링(dresser coupling)을 많이 사용한다. 하지만 선박의 호깅(hogging)과 새깅(sagging)으로 인하여 커플링의 연결부에서 누유, 누수에 의한 클레임이 빈번하게 발생하다. 그 발생의 원인 중에 하나가 파이프의 움직임에 따른 파이프 표면 거칠기로 인한 따른 패킹(Packing)의 마찰과 마모이다.

이에 대한 대응책으로 검토할 수 있는 선행기술문헌으로서, 한국 등록특허공보 제0689605호(선행문헌 1), 한국 등록특허공보 제0904290호(선행문헌 2) 등이 알려져 있다.

선행문헌 1은 파이프를 감싸는 환형 재킷; 재킷의 내주면에 밀착되어 삽입된 실링부재; 삽입된 볼트헤드와 볼트에 끼워진 슬리브와셔 및 너트를 지지하는 지지봉;으로 이루어지되, 상기 지지봉 삽입공의 내면이 지지봉의 외주연으로 일부돌출되는 돌출부가 구성되고; 상기 볼트헤드의 내면, 슬리브와셔, 너트, 지지봉에 형성된 접촉면이 정합을 이룬다. 이에 따라, 파이프의 진동에 유연하게 대처하여 삽입공 또는 접촉면이 손상되지 않는 효과를 기대한다.

선행문헌 2는 두 관로가 맞닿은 연결부를 감싸는 실링수단; 상기 실링수단의 외면으로 두 관로를 고정하기 위한 재킷; 상기 재킷의 이음단부 일측에 매입되는 중심코어; 상기 재킷의 이음단부 타측에 장착된 브라켓; 및 상기 중심코어에 설치되어 재킷의 관경을 신축시키기 위한 인장력을 제공하는 스프링을 포함한다. 이에 따라, 관경이 신축적으로 연동되면서 관로의 관경가변치수를 보정하여 실링을 신뢰적으로 유지하는 효과를 기대한다.

그러나, 선행문헌 1에서 볼트와 너트의 정합을 위한 지지봉의 돌출부 구조나 선행문헌 2에서 중심코어의 스프링으로 관경을 가변하는 구조에 의하더라도 선박에 유발되는 진동의 반복하중에 의하여 실링의 마모가 진행되므로 내구성을 증대하기 한계성을 보인다.

1. 한국 등록특허공보 제0689605호 "체결력이 유지되는 에지리스 타입 파이프 커플링" (공개일자 : 2006. 2. 1.) 2. 한국 등록특허공보 제0904290호 "관로 이음용 커플링 밴드" (공개일자 : 2008. 11. 6.)

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 커플링의 연결부에서 파이프 표면의 거칠기에 따른 패킹의 마모를 줄이도록 대향하는 한 쌍의 커플링 사이에 표면조도가 양호한 단관을 삽입하여 지지하는 배관 커플링을 이용한 신축이음장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 배관 상에서 인접하는 일측 파이프와 타측 파이프를 신축적으로 연결하는 장치에 있어서: 일측 파이프와 타측 파이프의 단부에 각각 대향하도록 결합되는 한 쌍의 커플링; 및 상기 인접하는 파이프와 동심으로 배치되고 대향하는 커플링에 의하여 결합되는 매개부재;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일예로서, 상기 커플링은 슬라이드의 양측으로 조임판을 지닌 밴드, 밴드의 내면에 수용되는 관형태의 패킹, 조임판의 일단에 설치되는 너트봉, 조임판의 타단에 설치되는 와셔봉, 너트봉과 와셔봉 사이에 결합되는 나선봉을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 변형예로서, 상기 커플링은 클램프 방식으로 형성되고, 클램프 방식은 연결구로 개폐 가능하게 연결되는 분할밴드, 분할밴드의 내면에 수용되는 관형태의 패킹, 분할밴드의 개방된 단부에 각각 설치되는 로크레버를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 대향하는 커플링은 파이프와 맞물리도록 치형으로 형성된 그립링을 각각의 외단부에 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 매개부재는 외면의 중간 위치에 스톱볼트 또는 스토퍼링을 지닌 관체를 사용하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 스토퍼링은 매개부재보다 탄성력이 높은 고무나 수지로 형성되는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 매개부재는 스톱볼트 또는 스토퍼링의 양측으로 외주면 상에 주름홈을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 상기 매개부재는 패킹의 내면에 대한 마모를 방지하도록 보강편을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 배관용 커플링 사이에 표면조도가 양호한 단관을 삽입하여 긴밀하게 지지함에 따라 커플링의 연결부에서 파이프 표면의 거칠기에 따른 패킹의 마모를 축소하여 실링성능과 내구성을 증대하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 배관 신축이음장치를 개념적으로 나타내는 구성도
도 2는 도 1의 A-A(또는 A′-A′)의 방향으로 나타내는 구성도
도 3은 도 1의 B-B(또는 B′-B′)의 방향으로 나타내는 구성도
도 4는 본 발명의 변형예에 따른 클램프를 나타내는 구성도
도 5는 본 발명의 변형예에 따른 신축이음장치를 나타내는 구성도

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 배관 상에서 인접하는 일측 파이프(10)와 타측 파이프(10)를 신축적으로 연결하는 장치에 관하여 제안한다. 호깅(hogging), 새깅(sagging) 등으로 인한 진동을 받기 쉬운 선박의 배관을 대상으로 하지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다. 배관 상의 인접하는 파이프(10)를 신축적으로 연결하는 장치는 본 출원인에 의하여 2011. 6. 27.자로 발행된 카탈로그 "MP JOINT"에 게시된 모델명 "MPJ" 등을 기반으로 한다.

본 발명에 따르면 한 쌍의 커플링(20)이 일측 파이프(10)와 타측 파이프(10)의 단부에 각각 대향하도록 결합된다. 일측 파이프(10)의 단부에 고정된 커플링(20)과 타측 파이프(10)의 단부에 고정된 커플링(20)은 상호 적절한 간격으로 이격된 상태로 대향한다.

또, 본 발명에 따르면 매개부재(30)가 상기 인접하는 파이프(10)와 동심으로 배치되고 대향하는 커플링(20)에 의하여 결합되는 구조를 특징으로 한다. 매개부재(30)는 양측의 파이프(10)와 동일한 규격(관경)으로 형성된다. 매개부재(30)의 길이는 하나의 커플링(20)의 길이와 유사하거나 다소 길게 설정한다. 이에 일측의 커플링(20)은 일측 파이프(10)와 매개부재(30)의 일단을 동시에 결합하고, 타측 커플링(20)은 타측 파이프(10)와 매개부재(30)의 타단을 동시에 결합한다.

본 발명의 일예로서, 상기 커플링(20)은 슬라이드의 양측으로 조임판(22)을 지닌 밴드(21), 밴드(21)의 내면에 수용되는 관형태의 패킹(23), 조임판(22)의 일단에 설치되는 너트봉(25), 조임판(22)의 타단에 설치되는 와셔봉(26), 너트봉(25)과 와셔봉(26) 사이에 결합되는 나선봉(27)을 구비하는 것을 특징으로 한다. 밴드(21), 조임판(22), 패킹(23), 너트봉(25), 와셔봉(26), 나선봉(27)의 구성은 전술한 카탈로그 "MP JOINT"에 게시된 모델명 "MPJ" 등을 통하여 명확하게 이해될 수 있다. 나선봉(27)을 조이면 너트봉(25)과 와셔봉(26)의 간격이 좁혀지면서 양측의 조임판(22)이 밴드(21)를 당겨 내경을 축소하므로 패킹(23)의 밀착력이 증대되어 배관 이음부의 실링이 가능하다.

종래의 드레서 커플링(dresser coupling)의 경우 본체가 주물로 형성되어 무게가 무거우나. 본 발명의 밴드(21)와 조임판(22)은 강판재를 말아서 사용함으로 상대적으로 경량화 구조에 유리하다.

본 발명의 변형예로서, 상기 커플링(20)은 클램프(40) 방식으로 형성되고, 클램프(40) 방식은 연결구(43)로 개폐 가능하게 연결되는 분할밴드(41), 분할밴드(41)의 내면에 수용되는 관형태의 패킹(23), 분할밴드(41)의 개방된 단부에 각각 설치되는 로크레버(45)를 구비하는 것을 특징으로 한다. 한 쌍의 대향하는 반원형 구조의 분할밴드(41)는 일단에 연결구(43)를 구비하고 타단에 로크레버(45)를 구비한다. 연결구(43)는 고리, 걸림턱 등의 고정식 이음부재를 의미하고, 로크레버(45)는 볼트, 매미고리, 후크와 같은 개폐식 이음부재를 의미한다. 반면 패킹(23)은 반드시 분할된 구조로 적용할 필요는 없다. 특히 좁은 장소에서 이와 같은 클램프(40) 방식을 적용하면 복잡한 배관 상으로 설치와 해체가 용이하다.

이때, 도 4처럼 상기 클램프(40) 방식의 연결구(43)로 힌지를 사용하면 로크레버(45)의 폐쇄시 연결구(43)를 맞출 필요가 없어 편리성이 향상된다. 작업 과정에서 개방된 일측의 분할밴드(41)가 낙하되어 손상될 우려도 적다.

한편, 도 1에서 패킹(23)의 양단은 각각 파이프(10) 및 매개부재(30)와 긴밀하게 접촉하도록 에어포켓(23a)을 구비하는 것이 좋다. 에어포켓(36a)은 진동에 대응하는 신축적인 변형으로 완충성과 실링성능을 높인다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 대향하는 커플링(20)은 파이프(10)와 맞물리도록 치형으로 형성된 그립링(36)을 각각의 외단부에 구비하는 것을 특징으로 한다. 그립링(36)은 밴드(21)의 내주면 상에 균일하게 형성된 다수의 치형 구조이다. 그립링(36)은 파이프(10)의 외주면과 맞물려 진동을 방지하는 수단이지만 파이프(10)에 손상을 초래할 수도 있다. 도 1의 A-A 방향으로 볼 때 도 2처럼 일측 커플링(20)의 외단부에 그립링(36)이 형성된다. A′-A′방향으로 보는 경우에도 타측 커플링(20)의 외단부에 그립링(36)이 형성된다. 도 1의 B′-B′방향으로 볼 때 도 3처럼 일측 커플링(20)의 내단부에 그립링(36)이 생략된다. B-B 방향으로 보는 경우에도 일측 커플링(20)의 내단부에 그립링(36)이 생략된다.

본 발명은 양측 커플링(20)에서 외단부에만 그립링(36)을 형성하므로 내단부에서 신축적인 변동성을 증대하여 진동의 흡수나 파이프(10)의 손상을 방지하는데 유리하다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 매개부재(30)는 외면의 중간 위치에 스톱볼트(31) 또는 스토퍼링(32)을 지닌 관체를 사용하는 것을 특징으로 한다. 종래의 드레서 커플링은 진동발생 시 파이프 표면 거칠기에 따른 패킹(23)의 마모에 취약한 반면, 본 발명은 관체인 매개부재(30)를 인접한 양측의 파이프(10)의 사이에 배치하여 패킹(23)의 마모를 축소한다. 매개부재(30)는 스테인레스(SUS 316L) 강관을 사용하며 외주면의 표면조도를 양호하게 유지한다. 스테인레스 강관은 표면에 도장을 부가하지 않아도 장기간 매끄러운 표면 상태를 유지할 수 있다.

스톱볼트(31) 및 스토퍼링(32)은 양측의 커플링(20)이 과도한 진동으로 충돌하는 현상을 방지한다. 안전성과 내구성 측면에서 스톱볼트(31)가 선호되지만 스토퍼링(32)을 대체적/병용적으로 부가할 수 있다.

이때, 상기 스토퍼링(32)은 매개부재(30)보다 탄성력이 높은 고무나 수지로 형성되는 것을 특징으로 한다. 고무나 수지의 스토퍼링(32)은 강관을 이용한 인서트 몰딩 방식으로 형성할 수 있다. 스토퍼링(32)은 높은 압축강도와 탄성 외에 선박의 배관에 적용하기 위한 내열성, 내한성, 내마모성 등을 요한다.

한편, 상기 매개부재(30)는 스톱볼트(31) 또는 스토퍼링(32)의 양측으로 외주면 상에 주름홈(34)을 더 구비하는 것을 특징으로 한다. 주름홈(34)은 매개부재(30)의 외경보다 작은 홈을 일정한 간격으로 형성한 부분으로서 요철에 의하여 접촉압력을 증대하면서 마모를 축소하여 실링성능을 향상하는데 유리하다. 주름홈(34)은 매개부재(30)와 패킹(23)이 접촉하는 영역에 한정하여 설치할 수 있다.

도 5에서, 본 발명에 따르면 상기 매개부재(30)는 패킹(23)의 내면에 대한 마모를 방지하도록 보강편(38)을 더 구비하는 것을 특징으로 한다. 보강편(38)은 스테린레스 강판을 벤딩한 곡면으로 형성하여 매개부재(30)의 하단에 수용한다. 파이프(10)의 신축적인 변동이나 진동이 발생하는 경우 패킹(23)이 보강편(38)에 의하여 보호되어 내구성을 증대할 수 있다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

10: 파이프 20: 커플링
21: 밴드 22: 조임판
23: 패킹 25: 너트봉
26: 와셔봉 27: 나선봉
30: 매개부재 31: 스톱볼트
32: 스토퍼링 34: 주름홈
36: 그립링 38: 보강편
40: 클램프 41: 분할밴드
43: 연결구 45: 로크레버

Claims

배관 상에서 인접하는 일측 파이프(10)와 타측 파이프(10)를 신축적으로 연결하는 장치에 있어서:
일측 파이프(10)와 타측 파이프(10)의 단부에 각각 대향하도록 결합되는 한 쌍의 커플링(20); 및
상기 인접하는 파이프(10)와 동심으로 배치되고 대향하는 커플링(20)에 의하여 결합되는 매개부재(30);를 포함하여 이루어지고,
상기 대향하는 커플링(20)은 파이프(10)와 맞물리도록 치형으로 형성된 그립링(36)을 각각의 외단부에 구비하며,
상기 매개부재(30)는 외면의 중간 위치에 스톱볼트(31) 또는 스토퍼링(32)을 지닌 관체를 사용하는 것을 특징으로 하는 배관 커플링을 이용한 신축이음장치.
청구항 1에 있어서,
상기 커플링(20)은 슬라이드의 양측으로 조임판(22)을 지닌 밴드(21), 밴드(21)의 내면에 수용되는 관형태의 패킹(23), 조임판(22)의 일단에 설치되는 너트봉(25), 조임판(22)의 타단에 설치되는 와셔봉(26), 너트봉(25)과 와셔봉(26) 사이에 결합되는 나선봉(27)을 구비하는 것을 특징으로 하는 배관 커플링을 이용한 신축이음장치.
청구항 1에 있어서,
상기 커플링(20)은 클램프(40) 방식으로 형성되고, 클램프(40) 방식은 연결구(43)로 개폐 가능하게 연결되는 분할밴드(41), 분할밴드(41)의 내면에 수용되는 관형태의 패킹(23), 분할밴드(41)의 개방된 단부에 각각 설치되는 로크레버(45)를 구비하는 것을 특징으로 하는 배관 커플링을 이용한 신축이음장치.
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청구항 1에 있어서,
상기 스토퍼링(32)은 매개부재(30)보다 탄성력이 높은 고무나 수지로 형성되는 것을 특징으로 하는 배관 커플링을 이용한 신축이음장치.
청구항 1에 있어서,
상기 매개부재(30)는 스톱볼트(31) 또는 스토퍼링(32)의 양측으로 외주면 상에 주름홈(34)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 배관 커플링을 이용한 신축이음장치.
청구항 1에 있어서,
상기 매개부재(30)는 패킹(23)의 내면에 대한 마모를 방지하도록 보강편(38)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 배관 커플링을 이용한 신축이음장치.