KR101656426B1 - 가스누설 및 압력변화 감지가 가능한 배관연결조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스누설 및 압력변화 감지가 가능한 배관연결조립체에 관한 것으로, 각각의 배관과 연결되는 한 쌍의 플랜지(30,30')와, 유체가 누설되는 것을 방지하기 위해 상기 플랜지(30,30')의 사이에 구비되는 오링(50)과, 상기 한 쌍의 플랜지(30,30') 및 오링(50)의 외주면을 감싸고 일측이 상기 오링(50)을 향해 개구된 센서연결포트(25)가 구비되는 센서링(20)과, 상기 센서연결포트(25) 타측에 연결되는 벨로우즈센서(70)를 포함하여 구성된다. 그리고, 상기 벨로우즈센서(70)에는 상기 배관과의 사이에서 발생되는 유체 이동에 따른 압력변화에 의해 선택적으로 신축되는 벨로우즈(95)가 내부에 구비되어, 작업자가 일일이 배관연결부를 센서로 검사할 필요 없이, 벨로우즈(95)의 체적변화를 육안으로 확인함으로써 플렌지나 오링(50)의 손상여부를 인지할 수 있다.

Description

가스누설 및 압력변화 감지가 가능한 배관연결조립체{Pipe connection device having a function of detecting for gas leakage and sensing for change of pressure}

본 발명은 배관연결조립체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배관내부를 흐르는 가스의 누설이나 배관내부의 압력변화를 감지할 수 있는 배관연결조립체에 관한 것이다.

반도체 제조를 위해서는, 화학증착(CVD) 및 식각(Etch) 공정 진행시 여러 종류의 가스(Gas) 및 화학약품(Chemicals)을 사용함과 아울러 피처리물(예를 들어, 웨이퍼, 기판 등)은 물론 장치 내부의 구성품을 손상시키거나 오염시킬 수 있는 외부기체의 유입을 차단하도록 진공(眞空, Vacuum) 상태를 유지시켜주어야만 한다.

이를 위해, 진공상태에서 공정을 처리하는 챔버, 챔버 내부의 진공을 위한 진공펌프, 진공펌프에 의해 배출되는 가스를 세척하여 오염물을 분리시키는 스크러버, 스크러버에 의해 세척된 기체를 대기방출하기 위한 덕트, 상기 진공펌프세척장치, 덕트에 연이어 설치하여 챔버의 진공상태 유지 및 가스의 출입을 유도하기 위한 진공배관(Vacuum pipe) 등이 설비된다.

그리고, 플랜지(Flange) 가공된 상기 진공배관의 각 연결부위를 클램프(Clamp) 및 직관 제작의 오차에 대응하여 진로변경이 자유로운 벨로우즈(Bellows)를 이용하여 관이음하게 되는데, 관이음부에 구비되는 실링재인 오링이 경화되거나 체결구인 클램프의 풀림 등으로 인하여 배관내의 가스가 외부로 누설될 수 있다.

종래에는 이러한 가스의 누설을 감지하기 위하여 상기 클램프를 체결시킨 진공배관의 연결부위마다 작업자가 직접 별도의 점검기를 가지고 일일이 체크(검사)해야만 했으므로 검사작업이 번거로운 면이 있으며, 또한 이미 가스가 외부 누출된 상태에서만 발견할 수 있어 환경의 오염문제도 발생하였다.

이를 해결하기 위하여, 최근에는 클램프 및 벨로우즈로부터 누설되는 가스에 화학반응하는 반응체를 이용하여 가스누설을 감지하는 기술이 개발되었다. 그러나, 이러한 반응체는 특정 종류의 가스에만 반응하므로 다른 종류의 가스가 사용되는 작업환경에서는 동일한 기능을 기대할 수 없고, 따라서 호환성이 떨어지는 문제점이 있다.

또한, 진공챔버가 필요한 반도체 제조 설비와 같이, 가스의 배출 또는 공급 뿐 아니라 진공상태가 필요한 경우에도 배관 및 배관을 연결하는 플랜지가 사용되는데, 플랜지를 고정한 클램프가 풀어지거나 오링이 손상되면 배관내의 진공상태가 깨지게 된다. 그러나, 앞서 설명한 종래의 기술은 화학반응이나 압력변화를 통해 가스의 누설은 탐지할 수 있으나 배관 내부의 진공상태 변화여부는 감지할 수 없는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허 제10-1349313호 대한민국 등록특허 제10-1119825호

본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 배관을 연결하는 배관연결조립체로부터 가스가 누설되면 센싱모듈 내부의 벨로우즈가 체적변화를 일으켜 이를 육안으로 확인할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 배관내 가스의 누설뿐 아니라 배관 내부의 진공상태가 변화되는 것을 하나의 센싱모듈로 측정할 수 있도록 하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 각각의 배관과 연결되는 한 쌍의 플랜지와, 유체가 누설되는 것을 방지하기 위해 상기 플랜지의 사이에 구비되는 오링과, 상기 한 쌍의 플랜지 및 오링의 외주면을 감싸고 일측이 상기 오링을 향해 개구된 센서연결포트가 구비되는 센서링과, 상기 센서연결포트 타측에 연결되어 상기 배관과의 사이에서 발생되는 유체 이동에 따른 압력변화에 의해 선택적으로 신축되는 벨로우즈가 내부에 구비된 벨로우즈센서와, 상기 한 쌍의 플랜지, 오링 및 센서링을 감싸고 상기 한 쌍의 플랜지를 서로 가까워지는 방향으로 가압하여 고정하는 클램프를 포함하여 구성된다.

상기 벨로우즈센서는 상기 센서연결포트와 연결되는 연결튜브와, 상기 연결튜브와 연결되고 내부에 신축공간이 형성된 하우징과, 상기 하우징의 신축공간에 구비되고 상기 벨로우즈센서와 상기 배관 사이에서 발생되는 유체이동에 의한 압력변화에 따라 신축되는 벨로우즈를 포함하여 구성된다.

상기 벨로우즈센서의 하우징은 투명 또는 반투명한 재질로 형성되어 상기 벨로우즈의 신축상태가 외부에서 식별가능하다.

상기 연결튜브는 상기 센서연결포트에 분리가능하게 결합된다.

상기 벨로우즈센서에는 상기 벨로우즈가 신축되는 과정에서 상기 벨로우즈와 선택적으로 접촉되는 스위치센서가 더 포함된다.

상기 스위치센서는 외부의 알림부에 연결되고, 상기 알림부는 스피커 또는 디스플레이로 구성되어 상기 스위치센서의 온오프상태를 외부에 알린다.

상기 클램프에는 상기 벨로우즈센서가 통과할 수 있는 회피부가 요입되어 형성되고, 상기 클램프의 안착부와 상기 한 쌍의 플랜지의 서로 접하는 외면에는 경사부가 형성되어 상기 클램프가 상기 플랜지를 상기 안착부 방향으로 가압한다.

상기 오링은 금속재질의 이너링과, 상기 이너링을 감싸는 탄성재질의 아우터링으로 구성되고, 상기 이너링에는 가이드리브가 돌출되고 상기 한 쌍의 플랜지에는 상기 가이드리브에 대응되는 가이드홈이 형성된다.

위에서 살핀 바와 같은 본 발명에 의한 가스누설 및 압력변화 감지가 가능한 배관연결조립체에서는 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.

본 발명에서는 작업자가 일일이 배관연결부를 센서로 검사할 필요 없이, 배관연결조립체로부터 가스가 누설되면 벨로우즈센서 내부의 벨로우즈가 체적변화를 일으켜 작업자가 이를 육안으로 확인할 수 있으므로 플렌지나 오링의 손상여부에 대한 검사편의성이 향상되고, 작업자가 보다 직감적으로 센서의 상태를 감지할 수 있다.

또한 본 발명에서는 외부와 전기적으로 연결되거나 별도의 전원이 필요한 센서가 아니라, 물리적으로 체적변화하여 작동되는 벨로우즈를 통해 센서가 작동하므로, 센서의 구조가 간소화되고 설치편의성이 향상되는 효과가 있다.

그리고, 본 발명에서는 벨로우즈센서가 특정 가스와의 화학작용이 아니라 유체의 이동에 따른 압력변화에 의해 작동하므로, 가스의 종류에 관계없이 가스누설여부를 확인할 수 있어 센서의 호환성이 좋아지는 효과도 있다.

또한, 본 발명에서는 배관 내부의 가스가 누설되는 것뿐 아니라, 벨로우즈의 체적변화를 통해 배관 내부의 진공상태가 깨지거나 압력이 떨어지는 것도 감지할 수 있으므로 배관연결조립체를 보다 다양한 환경에서, 여러 목적으로 활용할 수 있다.

그리고, 본 발명에서는 배관 내부의 가스가 누설되더라도 바로 외부로 배출되지 않고 먼저 벨로우즈센서를 거치게 되므로, 벨로우즈센서 자체가 가스 누설을 일차적으로 방지하는 완충기능도 수행함으로써 환경오염을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에서는 벨로우즈의 신축에 따른 체적변화 자체를 작업자가 식별할 수 있을 뿐 아니라, 벨로우즈의 신축과정에서 스위치센서가 자연스럽게 ON/OFF되어 별도의 센싱이 이루어지므로, 배관의 이상 여부를 이중으로 감지할 수 있어 센서의 동작신뢰성 및 식별성이 향상된다.

도 1은 본 발명에 의한 가스누설 및 압력변화 감지가 가능한 배관연결조립체의 일실시례의 구성을 보인 사시도.
도 2는 본 발명의 구성을 보인 분해사시도.
도 3은 본 발명을 구성하는 오링 및 이를 감싸는 플랜지의 구성을 보인 단면도.
도 4는 본 발명을 구성하는 벨로우즈센서의 벨로우즈가 늘어난 모습을 보인 사시도.
도 5는 본 발명을 구성하는 벨로우즈센서의 벨로우즈가 줄어든 모습을 보인 사시도.

이하, 본 발명의 일부 실시례들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시례를 설명함에 있어, 관련된 공지구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시례에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 실시례의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

본 발명에 의한 가스누설 및 압력변화 감지가 가능한 배관연결조립체(이하 '배관연결조립체'라고 함)는 서로 다른 두 개의 배관(미도시) 사이를 연결하기 위한 것으로, 각각의 배관 끝부분과 연결되는 한 쌍의 플랜지(30,30')와, 상기 한 쌍의 플랜지(30,30') 사이에 구비되는 오링(50), 그리고 한 쌍의 플랜지(30,30')를 가압하여 고정하는 클램프(10)를 포함한다.

먼저 클램프(10)에 대해 설명하면, 상기 클램프(10)는 일반적으로 배관 사이를 연결할 때 널리 사용되는 것으로, 제1몸체(11) 및 제2몸체(12) 사이에 형성되는 안착부(15)에 후술할 센서링(20)과 플랜지(30,30')가 위치된 상태에서 클램프(10)를 결속하여 한 쌍의 플랜지(30,30')가 견고하게 결합되고, 결과적으로 배관 사이가 연결된다.

보다 구체적으로는, 도 1 및 도 2에서 보듯이, 클램프(10)는 제1몸체(11) 및 제2몸체(12)로 구성되고, 상기 제1몸체(11) 및 제2몸체(12)는 링크부(13)로 연결되어 회전을 통해 상기 제1몸체(11) 및 제2몸체(12) 사이가 결합된다. 참고로 도 1 및 도 2에는 상기 제1몸체(11) 및 제2몸체(12)가 서로 결합된 상태가 도시되어 있다.

상기 제1몸체(11)와 제2몸체(12)에는 서로 대응되는 안착부(15)가 형성되는데, 상기 안착부(15)에는 한 쌍의 플랜지(30,30')와 플랜지(30,30')를 감싸는 센서링(20)으로 구성된 조립체가 안착된다.

상기 제1몸체(11)와 제2몸체(12)에 의해 형성되는 안착부(15)는 내측으로 소정 깊이 요입된 형상이며, 상기 안착부(15)의 양측에는 안착리브(16)가 구비되어 아래에서 설명될 플랜지(30,30')의 링가압부(35)를 감싸게 된다.

이때, 도 3에서 보듯이, 상기 안착리브(16)와 상기 링가압부(35)에는 서로 대응되는 경사부(16',35')가 각각 구비된다. 상기 경사부(16',35')에 의해 상기 클램프(10)가 조립되면 상기 클램프(10)의 경사부(16')는 상기 플랜지(30,30')의 경사부(35')를 눌러 플랜지(30,30')를 안착부(15)의 내측으로 유도하게 된다.

상기 클램프(10)에는 회피부(17)가 형성된다. 상기 회피부(17)는 후술할 벨로우즈센서(70)가 통과할 수 있도록 클램프(10)의 일부가 요입되거나 관통하여 형성되는 것으로, 본 실시례에서 상기 회피부(17)는 제1몸체(11)의 일측에 개구되어 형성된다.

상기 제1몸체(11) 및 제2몸체(12)는 결속수단(19)에 의해 서로 결합이 유지된다. 상기 결속수단(19)은 상기 제1몸체(11) 및 제2몸체(12) 사이가 밀착된 상태를 유지시켜주는 것으로, 볼트부 및 너트부를 포함하는 클립으로 구성된다.

상기 결속수단(19)은 볼트부를 분리되는 방향으로 회전시킨 후에 결속수단(19) 자체를 상기 회전시켜 제1몸체(11)와 제2몸체(12)가 회전되어 안착부(15)가 개방되도록 할 수 있다. 즉, 상기 결속수단(19)은 그 일단이 제2몸체(12)에 회전가능하게 고정되고, 타단은 상기 제1몸체(11)에 선택적으로 걸어지는 것인데, 상기 결속수단(19)은 도 1의 화살표 방향으로 회전되면서 제1몸체(11)와 제2몸체(12) 사이를 선택적으로 결속하게 된다.

상기 클램프(10)에 결합되는 플랜지(30,30')에 대해 설명하면, 상기 플랜지(30,30')는 제1플랜지(30)와 제2플랜지(30')가 한 쌍으로 구성되는데, 상기 한 쌍의 플랜지(30,30')는 서로 동일한 구조이거나 암수구조로 구성될 수도 있다. 본 실시례에서는 양측 플랜지(30,30')가 동일한 형상으로 구성되는 NW 플랜지를 예로 들어 설명하나, 본 발명은 NW 플랜지뿐 아니라, ISO 플랜지, CF플랜지 등 다양한 용도와 규격의 플랜지에 적용될 수 있음은 자명한 것이다.

제1플랜지(30)를 기준으로 설명하면, 상기 제1플랜지(30)는 원통형상의 플랜지몸체(31)에 배관이 용접 등의 방법을 통해 고정되고, 상기 플랜지몸체(31)의 일단에는 링가압부(35)가 직경이 더 넓어지는 방향으로 돌출되어 구비된다. 상기 링가압부(35)는 오링(50)을 가압하기 위한 부분으로, 앞서 설명한 클램프(10)의 안착부(15)에 안착되는 부분이기도 하다.

상기 제1플랜지(30)의 링가압부(35) 내측에는 가이드홈(37)이 구비된다. 상기 가이드홈(37)은 상기 링가압부(35)와 상기 플랜지몸체(31)의 사이에 해당하는 위치에 단차지게 형성된 부분으로, 상기 가이드홈(37)에는 아래에서 설명될 오링(50)의 이너링(52)에 구비된 가이드리브(53)가 안착된다. 이를 통해 오링(50)은 한 쌍의 플랜지(30,30') 사이에 정확한 위치로 정렬될 수 있다.

상기 한 쌍의 플랜지(30,30') 사이에는 오링(50)이 구비된다. 상기 오링(50)은 상기 한 쌍의 플랜지(30,30') 사이에 위치하여, 상기 플랜지(30,30') 사이로 유체가 누설(漏泄)되거나 외부의 유체가 유입되는 것을 방지하기 위한 것이다. 여기서 유체란 배관을 통해 공급되는 퍼지(purge)용 불활성가스 등 특정한 목적의 가스는 물론 공기를 포함하며, 유체의 유동방향은 배관에서 벨로우즈센서(70) 방향 및 그 반대방향을 포함하는 것이다.

도 2에서 보듯이, 상기 오링(50)은 금속재질의 이너링(52)과, 상기 이너링(52)을 감싸는 탄성재질의 아우터링(51)으로 구성된다. 그리고 상기 이너링(52)에는 가이드리브(53)가 돌출되어 상기 플랜지(30,30')에 구비된 가이드홈(37)에 안착됨으로써, 상기 한 쌍의 플랜지(30,30')와 오링(50)이 동심(同心)으로 정확하게 정렬될 수 있다.

상기 한 쌍의 플랜지(30,30')와 상기 오링(50) 조립체의 외주면에는 센서링(20)이 결합된다. 상기 센서링(20)은 원형틀 구조로 구성되어 상기 플랜지(30,30')의 링가압부(35)와 오링(50)의 외주면을 감싸게 된다. 그리고 상기 센서링(20)은 아래에서 설명될 벨로우즈센서(70)와 연결되어, 오링(50)이 경화 등의 이유로 손상되거나, 클램프(10)가 풀려 한 쌍의 플랜지(30,30') 사이에 간격이 형성되는 경우에, 배관 내부와 벨로우즈센서(70) 사이에 유체가 이동되도록 유도한다.

보다 정확하게는, 상기 센서링(20)은 링몸체(21)가 골격을 형성하고, 상기 링몸체(21)의 내측에 오링홈(22)이 요입되어 상기 오링(50)의 아우터링(51)이 상기 오링홈(22)에 안착된다. 상기 오링홈(22)은 아우터링(51)의 위치를 정확하게 설정하는 역할도 하지만, 경화 등에 의해 손상된 아우터링(51)을 통해 가스가 누설되면, 누설된 가스가 오링홈(22)을 따라 안내되어 센서연결포트(25)로 전달되도록 유도하는 역할도 한다.

상기 링몸체(21)의 일측에는 센서연결포트(25)가 구비된다. 상기 센서연결포트(25)는 벨로우즈센서(70)와의 연결을 위한 것으로, 상기 센서링(20)의 중심부와 외측이 연통시킨다. 본 실시례에서 상기 센서연결포트(25)는 상기 센서링(20)으로부터 소정 높이만큼 돌출되어 구비되나 그 돌출된 정도는 변형될 수 있으며, 물론 상기 센서연결포트(25)는 돌출되지 않고 상기 센서링(20)의 일부가 개구되어 형성될 수도 있다.

상기 센서링(20)에는 벨로우즈센서(70)가 결합된다. 상기 벨로우즈센서(70)는 배관연결조립체, 보다 정확하게는 한 쌍의 플랜지(30,30') 사이나 오링(50)을 통해 유체가 누설되거나 유입되는 것을 감지하기 위한 것이다. 즉, 상기 벨로우즈센서(70)를 통해 가스의 누설이나 배관의 압력변화를 감지할 수 있다. 이를 위해, 벨로우즈센서(70)에는 상기 배관과의 사이에서 발생되는 유체 이동에 따른 압력변화에 의해 선택적으로 신축되는 벨로우즈(95)가 구비되는데, 보다 상세한 구조는 아래와 같다.

도 1 및 도 2에서 보듯이, 상기 벨로우즈센서(70)에는 연결튜브(90)가 구비되어 상기 센서연결포트(25)와 연결된다. 상기 연결튜브(90)는 일방향으로 길게 연장되는 원통형상의 튜브몸체(91)로 구성되거나, 또는 여러 방향으로 휘어질 수 있는 벨로우즈구조로 구성될 수도 있다.

상기 연결튜브(90)는 상기 센서연결포트(25)에 분리가능하게 결합되는 것이 바람직한데, 이를 통해 상기 벨로우즈센서(70)를 센서링(20)으로부터 분리/재조립이 용이해지며, 벨로우즈센서(70)의 유지보수가 편리해질 수 있다.

상기 연결튜브(90)는 그 일측이 상기 센서연결포트(25)와 연결되고, 타측이 하우징(71)과 연결된다. 상기 하우징(71)은 상기 벨로우즈센서(70)의 외관 및 골격을 형성하는 것으로, 내부에는 신축공간(75)이 형성되어, 그 내부에 위치된 벨로우즈(95)가 늘어나거나 줄어드는 공간을 제공하게 된다. 상기 하우징(71)의 신축공간(75)에는 아래에서 설명할 스위치센서(80)가 구비될 수도 있다.

상기 벨로우즈센서(70)의 하우징(71)은 투명 또는 반투명한 재질로 형성되어 벨로우즈(95)의 신축상태가 외부에서 관찰가능하도록 구성되는 것이 바람직하다.

상기 하우징(71)의 신축공간(75)에는 벨로우즈(95)가 구비된다. 상기 벨로우즈(95)는 배관과 벨로우즈센서(70) 사이에서 발생되는 유체이동에 따른 압력변화에 의해 신축되는 구성으로서, 다수개의 주름부가 연속적으로 구비되어 벨로우즈(95)의 내부에 유체가 유입되어 압력이 증가하면 늘어나고(도 5참조), 벨로우즈(95)의 내부로부터 유체가 빠져나가 압력이 감소하면 줄어들게 된다(도 4참조). 이와 같은 벨로우즈(95)의 신축은 투명 또는 반투명한 하우징(71)을 통해 외부에서 육안으로 관찰할 수 있으므로 작업자는 벨로우즈(95)의 상태로부터 배관연결조립체의 상태를 알 수 있다.

상기 벨로우즈센서(70)에는 상기 벨로우즈(95)가 신축되는 과정에서 상기 벨로우즈(95)와 선택적으로 접촉되는 스위치센서(80)가 구비된다. 상기 스위치센서(80)는 센서몸체(81)에 구비된 누름부(83)가 상기 신축공간(75)의 내부에 누름부(83)가 위치하고, 외부와의 연결을 위한 와이어(85)는 하우징(71)의 외측에 구비되어 외부의 디스플레이나 스피커에 연결될 수 있다. 도 2에는 와이어(85)의 일부만 도시되어 있다.

상기 신축공간(75)에 누름부(83)가 위치된 스위치센서(80)는, 벨로우즈(95)가 늘어남에 따라 선택적으로 눌려 작동하게 되는데, 상기 스위치센서(80)는 누름부(83)가 눌린 상태가 ON이거나 눌림이 해제된 상태가 ON일 수 있다. 즉, 배관 내부의 가스가 누설된 경우를 감지하고자 하는 경우에는 도 5와 같이 늘어난 벨로우즈(95)의 일단이 누름부(83)에 접한 경우가 ON 상태가 되도록 설정할 수 있는 것이다.

반대로, 배관 내부가 진공 상태로 사용되는 경우에, 오링(50)이 손상되면 오링(50)을 통해 벨로우즈센서(70) 내부의 유체가 배관 방향으로 빠져나가 압력이 떨어지게 되고, 따라서 도 4와 같이 벨로우즈(95)가 줄어든다. 이와 같이 벨로우즈(95)가 줄어들어 벨로우즈(95)의 일단이 누름부(83)로부터 이격된 경우를 ON상태로 설정하면 배관 내부의 진공 유지 여부를 알 수 있다.

이하에서는 본 발명에 의한 배관연결조립체의 조립과 사용에 대해 상세하게 설명하기로 한다.

먼저 배관연결조립체의 조립을 위해, 한 쌍의 플랜지(30,30') 사이에 오링(50)을 위치시키고, 플랜지(30,30')의 가이드홈(37)에 오링(50)의 가이드리브(53)가 삽입되도록 하여 이들 사이를 정렬한다.

정렬된 오링(50)과 플랜지(30,30') 조립체의 외주면에는 센서링(20)을 결합시킨다. 보다 정확하게는 상기 센서링(20)의 오링홈(22)에 오링(50)의 아우터링(51)이 위치되도록 하고, 플랜지(30,30') 및 오링(50)과 결합된 센서링(20)을 다시 클램프(10)의 안착부(15)에 안착시킨다.

이때, 상기 클램프(10)는 제1몸체(11)와 제2몸체(12)가 분리되어 안착부(15)가 개방된 상태이므로, 플랜지(30,30'), 오링(50) 및 센서링(20)의 결합체는 안착부(15)에 용이하게 안착될 수 있다. 이 상태에서 상기 제1몸체(11)와 제2몸체(12)를 결합시키면, 상기 클램프(10)의 안착리브(16)와 링가압부(35)에 서로 대응되는 경사부(16',35')가 밀착되고, 클램프(10)가 닫히는 과정에서 상기 안착리브(16)의 경사부(16')에 의해 상기 링가압부(35)의 경사부(35')가 눌려 플랜지(30,30')를 안착부(15)의 내측으로 유도하게 된다.

이어서, 상기 클램프(10)가 닫힌 상태에서 상기 클램프(10)의 결속수단(19)을 조작하여 상기 제1몸체(11)와 제2몸체(12)가 조립된 상태로 유지되도록 한다.

마지막으로, 상기 센서링(20)에는 벨로우즈센서(70)가 결합된다. 상기 벨로우즈센서(70)는 상기 센서링(20)의 센서연결포트(25)에 연결되는데, 상기 센서연결포트(25)에 벨로우즈센서(70)의 연결튜브(90)가 연결됨으로써 센서링(20)과 벨로우즈센서(70)가 결합된다. 물론, 상기 벨로우즈센서(70)가 센서링(20)에 미리 결합된 상태에서 상기 센서링(20)이 클램프(10)에 의해 결속될 수도 있다.

상기 센서연결포트(25)가 상기 연결튜브(90)와 결합되면, 상기 센서링(20)의 내측과 벨로우즈센서(70)의 하우징(71)이 서로 연통됨으로써 센서링(20) 내측과 하우징(71) 사이에 서로 유체가 유동가능한 상태가 된다. 앞서 설명한 바와 같이, 여기서 유체란 배관을 통해 공급되는 퍼지(purge)용 가스 등 특정한 종류의 가스는 물론 공기를 포함하며, 유체의 유동방향은 배관에서 벨로우즈센서(70) 방향 및 그 반대방향을 포함하는 것이다.

이 상태에서 배관이 사용되고, 배관 내부를 통해 가스 등 유체가 유동하게 된다. 예를 들어 퍼지용 불활성 가스가 배관을 통해 공급될 수 있는데, 가스의 공급과정에서 오링(50)의 아우터링(51)이 경화되면 아우터링(51)을 통해 가스가 누설될 수 있다. 누설된 가스는 센서연결포트(25) 및 연결튜브(90)를 통해 벨로우즈센서(70)의 하우징(71) 내부로 전달되고, 하우징(71)에 구비된 벨로우즈(95)의 내부는 압력이 증가하여 주름부가 펼쳐지면서 늘어나게 된다. 즉, 배관의 가스가 누설되는 경우 상기 벨로우즈센서(70)는 도 4와 같은 상태에서 도 5의 상태로 변하는 것이다.

이렇게 되면 작업자는 투명 또는 반투명한 하우징(71)을 통해 벨로우즈(95)가 늘어난 모습을 볼 수 있고, 가스의 누설여부를 인식하고 조치를 취할 수 있다. 즉, 별도의 검사장비 없이도 가스 누설여부를 알 수 있는 것이다.

또한, 배관 내부의 가스가 누설되더라도 바로 외부로 배출되지 않고 먼저 상기 벨로우즈센서(70)를 거치게 되므로, 벨로우즈센서(70) 자체가 가스 누설을 일차적으로 방지하는 역할도 수행하게 된다.

이와 동시에 늘어난 벨로우즈(95)는 스위치센서(80)의 누름부(83)를 눌러 상기 스위치센서(80)를 ON상태로 만들고, 스위치센서(80)는 이격되어 있는 디스플레이나 스피커를 통해 ON상태를 알리거나, 또는 통신망을 통해 외부에 이를 전달함으로써 현장에 있지 않은 작업자도 가스 누설여부를 알 수 있다.

한편, 상기 배관이 진공 배관으로 사용되는 경우에는 벨로우즈(95)가 도 5와 같은 상태로 유지된다. 즉 벨로우즈센서(70)의 하우징(71) 내부 압력이 어느 정도 높은 상태로 유지되면 벨로우즈(95)는 늘어난 상태로 유지될 수 있는 것이다.

이 상태에서 배관의 오링(50)이 손상되면 진공을 위한 배관 내부 압력이 떨어지게 되고, 이는 센서연결포트(25) 및 연결튜브(90)를 통해 벨로우즈센서(70)의 하우징(71)에 전달되어 하우징(71) 내부의 압력도 함께 떨어지게 된다.

이 과정에서 상기 벨로우즈(95)는, 도 4와 같이, 다수개의 주름부가 접히는 방향으로 줄어들게 되고, 작업자는 투명 또는 반투명한 하우징(71)을 통해 벨로우즈(95)가 줄어든 모습을 볼 수 있다. 이를 통해 작업자는 진공이 깨지거나 약해진 상태를 인식하고 조치를 취할 수 있다.

이와 동시에 줄어든 벨로우즈(95)가 스위치센서(80)의 누름부(83)를 누르던 상태에서 누르지 않는 상태로 변하므로, 상기 스위치센서(80)가 ON상태로 변하면서 스위치센서(80)는 이격되어 있는 디스플레이나 스피커를 통해 ON상태를 알리거나, 또는 통신망을 통해 외부에 이를 전달함으로써 현장에 있지 않은 작업자도 진공이 해제되거나 약해진 것을 바로 알 수 있다. 물론 이는 상기 스위치센서(80)의 누름부(83)가 눌려진 상태를 OFF로 설정했을 경우를 예로 든 것이다.

이와 같이, 상기 벨로우즈센서(70)는 벨로우즈(95)의 신축에 따른 체적변화 자체를 작업자가 식별할 수 있을 뿐 아니라, 벨로우즈(95)의 신축과정에서 스위치센서(80)가 자연스럽게 ON/OFF되어 별도의 센싱이 가능하므로, 작업자는 배관의 이상여부를 이중으로 감지할 수 있다.

이상에서, 본 발명에 따른 실시례를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시례에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

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 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시례들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시례에 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.

10: 클램프 20: 센서링
25: 센서연결포트 30,30': 플랜지
50: 오링 51: 아우터링
52: 이너링 70: 벨로우즈센서
95: 벨로우즈

Claims (10)

1. 각각의 배관과 연결되는 한 쌍의 플랜지와,
   유체가 누설되는 것을 방지하기 위해 상기 플랜지의 사이에 구비되는 오링과,
   상기 한 쌍의 플랜지 및 오링의 외주면을 감싸고 일측이 상기 오링을 향해 개구된 센서연결포트가 구비되는 센서링과,
   상기 센서연결포트 타측에 연결되어 상기 배관과의 사이에서 발생되는 유체 이동에 따른 압력변화에 의해 선택적으로 신축되는 벨로우즈가 내부에 구비된 벨로우즈센서와,
   상기 한 쌍의 플랜지, 오링 및 센서링을 감싸고 상기 한 쌍의 플랜지를 서로 가까워지는 방향으로 가압하여 고정하는 클램프를 포함하고,
   상기 오링은 상기 센서링의 내주면 중심을 따라 구비되고,
   상기 오링은 한 쌍의 플랜지 사이에서 압축되어 상기 한 쌍의 플랜지 사이 공간과 상기 센서연결포트 사이에 형성된 경로를 가로막도록 설치되며,
   상기 센서링의 내면에는 상기 오링에 결합되는 아우터링이 안착되도록 오링홈이 요입되어 상기 아우터링 및 오링의 위치를 정확하게 설정하고, 누설된 가스가 오링홈을 따라 안내되어 상기 센서연결포트로 전달되도록 유도하는 가스누설 및 압력변화 감지가 가능한 배관연결조립체.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 벨로우즈센서는
   상기 센서연결포트와 연결되는 연결튜브와,
   상기 연결튜브와 연결되고 내부에 신축공간이 형성된 하우징과,
   상기 하우징의 신축공간에 구비되고 상기 벨로우즈센서와 상기 배관 사이에서 발생되는 유체이동에 의한 압력변화에 따라 신축되는 벨로우즈를 포함하여 구성되는 가스누설 및 압력변화 감지가 가능한 배관연결조립체.
   
3. 제 2 항에 있어서, 상기 벨로우즈센서의 하우징은 투명 또는 반투명한 재질로 형성되어 상기 벨로우즈의 신축상태가 외부에서 식별가능함을 특징으로 하는 가스누설 및 압력변화 감지가 가능한 배관연결조립체.
   
4. 제 2 항에 있어서, 상기 연결튜브는 상기 센서연결포트에 분리가능하게 결합됨을 특징으로 하는 가스누설 및 압력변화 감지가 가능한 배관연결조립체.
   
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 벨로우즈센서에는 상기 벨로우즈가 신축되는 과정에서 상기 벨로우즈와 선택적으로 접촉되는 스위치센서가 더 포함되는 가스누설 및 압력변화 감지가 가능한 배관연결조립체.
   
6. 제 5 항에 있어서, 상기 스위치센서는 외부의 알림부에 연결되고, 상기 알림부는 스피커 또는 디스플레이로 구성되어 상기 스위치센서의 온오프상태를 외부에 알리는 것을 특징으로 하는 가스누설 및 압력변화 감지가 가능한 배관연결조립체.
   
7. 제 1 항에 있어서, 상기 클램프에는 상기 벨로우즈센서가 통과할 수 있는 회피부가 요입되어 형성되는 가스누설 및 압력변화 감지가 가능한 배관연결조립체.
   
8. 제 1 항에 있어서, 상기 클램프의 안착부와 상기 한 쌍의 플랜지의 서로 접하는 외면에는 경사부가 각각 형성되어 상기 클램프가 상기 플랜지를 상기 안착부 방향으로 가압함을 특징으로 하는 가스누설 및 압력변화 감지가 가능한 배관연결조립체.
   
9. 제 1 항에 있어서, 상기 오링은
   금속재질의 이너링과,
   상기 이너링을 감싸는 탄성재질의 아우터링으로 구성됨을 특징으로 하는 가스누설 및 압력변화 감지가 가능한 배관연결조립체.
   
10. 제 9 항에 있어서, 상기 이너링에는 가이드리브가 돌출되고 상기 한 쌍의 플랜지에는 상기 가이드리브에 대응되는 가이드홈이 형성됨을 특징으로 하는 가스누설 및 압력변화 감지가 가능한 배관연결조립체.
    
    
    

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