KR101781957B1 - 유지보수가 용이한 극저온용 스위블 조인트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유지보수가 용이한 극저온용 스위블 조인트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액화천연가스(LNG)의 하역에 사용하는 로딩암(Loading arm)의 각 배관들의 연결부위에 구성되어, 배관의 회전동작시 액화천연가스가 누설되는 것을 방지할 수 있도록 한 것이다.
특히, 본 발명은 샤프트에 커버가 슬라이딩 방식으로 결합되도록 함으로써, 플렌지와 샤프트가 쉽게 분리 및 결합될 수 있도록 함으로써, 실링 등의 부품교환 및 유지보수를 용이하게 할 수 있다.
또한, 본 발명은 샤프트에서 베이링볼이 접촉되는 부분을 별도의 가이드로 구성하고, 커버 분리시 가이드 또한 쉽게 분리되도록 함으로써, 베어링볼에 의한 가이드의 마모시, 간단한 분해 및 조립으로 가이드를 교체할 수 있다.
따라서, 선박용 화물의 선적 및 하역 분야, 액체상태의 화물을 선적하거나 하역하는 장치에 관련된 분야, 특히 초저온 유체화물을 하역하는 로딩암 분야는 물론, 이와 유사 내지 연관된 분야에서 신뢰성 및 경쟁력을 향상시킬 수 있다.

Description

유지보수가 용이한 극저온용 스위블 조인트{Swivel joint for extremely low temperature with easy maintenance}

본 발명은 유지보수가 용이한 극저온용 스위블 조인트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 액화천연가스(LNG)의 하역에 사용하는 로딩암(Loading arm)의 각 배관들의 연결부위에 구성되어, 배관의 회전동작시 액화천연가스가 누설되는 것을 방지할 수 있도록 한 것이다.

특히, 본 발명은 샤프트에 별도의 가이드를 구성하고, 커버를 슬라이딩 방식으로 결합 및 분리할 수 있도록 구성함으로써, 실링 등의 구성들에 대한 유지보수는 물론 베어링볼에 의한 가이드의 마모시, 간단한 분해 및 조립으로 가이드를 교체할 수 있도록 한 유지보수가 용이한 극저온용 스위블 조인트에 관한 것이다.

일반적으로, 원유나 액화천연가스 등과 같은 유체는 특수 제작된 선박, 예를 들어 원유선이나 LNG선박 등을 이용하여 수송하게 되며, 이러한 선박들은 액체상태의 화물(유체화물)를 저장하기 위하여 특별히 제작된 화물창과, 유체화물을 선적하거나 하역하기 위한 배관망이 구성되어 있다.

이에, 일반적인 화물들이 컨테이너에 적재되어 크레인에 의해 하역되는 것과 달리, 액체상태의 화물은 선박의 배관망과 연결되는 별도의 장치를 이용하여 하역되며, 이를 위하여 사용되는 장치를 로딩암(Loading arm)이라고 한다.

하기의 선행기술문헌인 대한민국 공개특허공보 제10-2015-0100128호 '해양 로딩암의 설계방법'(이하, '선행기술1'이라 한다)은, 육상에 설치되어 액체상태의 화물을 하역하는데 사용하는 로딩암에 관한 것이다.

선행기술1을 살펴보면, 유체화물은 절곡이 가능하도록 구성된 파이프 라인을 이용하여 선박에 선적하거나 육상으로 하역하게 된다.

이때, 연결된 두 개의 파이프 라인이 다양한 각도로 회전이 가능하도록 하기 위하여, 각 파이프 라인의 연결부위에는 스위블 조인트(Swivel joint)가 설치되어 있다.

이러한, 스위블 조인트는 일측을 기준으로 다른 일측이 회전이 가능하도록 구성됨과 동시에, 하역되는 유체가 유출되지 않도록 기밀성을 유지되어야 한다.

하기의 선행기술문헌인 대한민국 공개특허공보 제10-2016-0064812호 '초저온 로딩암용 스위블 조인트'(이하, '선행기술2'라 한다)는, 액화천연가스와 같은 초저온 유체화물의 하역을 위해 사용되는 로딩암에 구성되는 스위블 조인트에 관한 것이다.

그러나, 선행기술2는 해당 문헌의 도 4에 나타난 바와 같이, 스위블 조인트를 이루는 구성이 매우 많기 때문에, 설치 및 관리 등의 유지보수에 많은 어려움이 있다.

특히, 로딩암을 통해 하역되는 유체가 초저온 상태인 경우, 외기온도와 하역되는 유체의 온도 차이로 인해, 각 구성들이 팽창과 수축을 반복하게 되므로, 선행기술2와 같이 실링(Sealing)의 개수가 많으면 많을수록, 실링의 탄력저하 및 손상 등으로 인한 누설확률이 점점 더 증가하게 된다는 문제점이 있다.

또한, 선행기술2의 도 10에 나타난 결합구조를 참조하면, 실링이나 특정 부품을 교체하는데도 상당한 어려움이 있음을 알 수 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2015-0100128호 '해양 로딩암의 설계방법' 대한민국 공개특허공보 제10-2016-0064812호 '초저온 로딩암용 스위블 조인트'

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명은 구성의 개수 및 각 구성간 기밀성을 유지하기 위한 실링의 개수를 최소화함으로써, 액화천연가스 등과 같은 초저온의 유체화물을 하역하는 과정에서 기밀성을 충분히 보장할 수 있는 유지보수가 용이한 극저온용 스위블 조인트를 제공하는데 목적이 있다.

한편, 선행기술2의 경우, 해당 스위블 조인트를 사용하는 과정에서, 볼(선행기술2에서는 베어링이라 칭하고 있으나, 일반적으로 베어링은 외륜과 내륜, 그리고 그 사이 구성된 회전요소(볼)를 포함하는 것으로, 선행기술2의 해당 구성은 볼임)과 미들 케이스의 마찰로 인해, 미들 케이스의 베어링홈에 마모가 발생할 경우, 미들 케이스 전체를 교체해야만 하는 문제점이 있다.

이에, 본 발명은 샤프트에 별도의 가이드를 구성하고, 커버를 슬라이딩 방식으로 결합 및 분리할 수 있도록 구성함으로써, 실링 등의 구성들에 대한 유지보수는 물론 베어링볼에 의한 가이드의 마모시, 간단한 분해 및 조립으로 가이드를 교체할 수 있는 유지보수가 용이한 극저온용 스위블 조인트를 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 유지보수가 용이한 극저온용 스위블 조인트는, 어느 하나의 로딩암배관과 연결되는 플렌지(Flange); 다른 하나의 로딩암배관과 연결되며, 상기 플렌지를 기준으로 축회동하도록 구성된 샤프트(Shaft); 상기 샤프트의 외측면에 탈부착가능하도록 결합되며, 베어링의 내륜역할을 하는 가이드(Guide); 상기 플렌지에 고정결합되며, 베어링의 외륜역할을 하도록 상기 가이드에 결합되는 커버(Cover); 및 상기 가이드와 커버 사이에 삽입되는 복수 개의 베어링볼;을 포함한다.

또한, 상기 가이드는, 노출면이 상기 샤프트의 외측면과 동일하도록, 상기 샤프트의 일측종단부 외측면에 삽입되고, 상기 커버는, 상기 가이드와 밀착되도록 샤프트의 일측종단부에 슬라이딩되어 끼워지며, 상기 플렌지는, 상기 샤프트의 일측종단부에 끼워진 상기 커버와 고정결합될 수 있다.

또한, 상기 플렌지는, 중심부에 제1 연결공간부가 형성된 링형의 플렌지몸체; 상기 플렌지몸체의 일측방향으로 연장형성되어, 상기 어느 하나의 로딩암배관과 연결되는 제1 연결부; 및 상기 플렌지몸체의 다른 일측방향의 내측가장자리에 형성된 실링홈;을 포함할 수 있다.

또한, 상기 샤프트는, 중심부에 제2 연결공간부가 형성된 원통형의 샤프트몸체; 상기 샤프트몸체의 다른 일측방향으로 연장형성되어, 상기 다른 하나의 로딩암배관과 연결되는 제2 연결부; 및 상기 가이드가 삽입되도록 상기 샤프트몸체의 외측면에 형성된 결합홈;을 포함할 수 있다.

또한, 상기 샤프트는, 상기 결합홈의 내부에, 상기 가이드가 끼워지는 끼움레일이 돌출형성될 수 있다.

또한, 상기 가이드는, 제1 가이드몸체 및 제2 가이드몸체가 결합되어 링 형상을 형성하고, 상기 제1 가이드몸체 및 제2 가이드몸체의 노출면에는, 적어도 하나의 제1 볼가이드홈이 이어지도록 형성될 수 있다.

또한, 상기 샤프트는, 상기 가이드가 끼워지는 결합홈의 내부에 끼움레일이 돌출형성되고, 상기 가이드는, 상기 제1 가이드몸체 및 제2 가이드몸체의 내측면에, 상기 끼움레일이 끼워지는 끼움홈이 형성될 수 있다.

또한, 상기 커버는, 링형의 커버몸체; 및 상기 커버몸체에서 다른 일측방향으로 연장형성된 연장부;를 포함하며, 상기 커버몸체 및 연장부 중 적어도 하나의 내측면에는, 적어도 하나의 제2 볼가이드홈이 형성될 수 있다.

또한, 상기 가이드 및 커버의 밀착면에는 각각 제1 볼가이드홈 및 제2 볼가이드홈이 형성되고, 상기 제1 볼가이드홈 및 제2 볼가이드홈에 의해 형성되는 볼배치공간부에는 복수 개의 상기 베어링볼이 배치되며, 상기 베어링볼 사이에는 스페이서가 배치될 수 있다.

또한, 상기 커버에는, 상기 베어링볼 및 스페이서를 삽입 또는 제거하기 위한 볼홀이, 상기 볼배치공간부와 공간적으로 연결되어 외측면으로 개방되도록 형성될 수 있다.

상기와 같은 해결수단에 의해, 본 발명은 유체화물의 하역에 사용되는 로딩암(Loading arm)의 각 배관들의 연결부위에 구성되어, 배관의 회전동작시 유체화물이 누설되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.

특히, 본 발명은 구성의 개수 및 각 구성간 기밀성을 유지하기 위한 실링의 개수를 최소화함으로써, 액화천연가스(LNG) 등과 같은 초저온의 유체화물을 하역하는 과정에서 기밀성을 충분히 보장할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 샤프트에 커버가 슬라이딩 방식으로 결합되도록 함으로써, 플렌지와 샤프트가 쉽게 분리 및 결합될 수 있도록 하는 장점이 있다.

이를 통해, 본 발명의 스위블 조인트는 실링 등의 부품교환 및 유지보수가 용이해지는 장점이 있다.

특히, 본 발명은 샤프트에서 베이링볼이 접촉되는 부분을 별도의 가이드로 구성하고, 커버 분리시 가이드 또한 쉽게 분리되도록 함으로써, 베어링볼에 의한 가이드의 마모시, 간단한 분해 및 조립으로 가이드를 교체할 수 있는 장점이 있다.

따라서, 선박용 화물의 선적 및 하역 분야, 액체상태의 화물을 선적하거나 하역하는 장치에 관련된 분야, 특히 초저온 유체화물을 하역하는 로딩암 분야는 물론, 이와 유사 내지 연관된 분야에서 신뢰성 및 경쟁력을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 유지보수가 용이한 극저온용 스위블 조인트의 일 실시예를 나타내는 부분절개 사시도이다.
도 2는 도 1의 사시도이다.
도 3은 도 1의 분해사시도이다.
도 4는 도 1에 나타난 플렌지를 설명하기 위한 부분절개 사시도이다.
도 5는 도 1에 나타난 샤프트를 설명하기 위한 사시도이다.
도 6은 도 1에 나타난 가이드를 설명하기 위한 사시도이다.
도 7은 도 1에 나타난 커버를 설명하기 위한 사시도이다.
도 8은 도 1에 나타난 가이드 및 커버의 결합관계를 설명하기 위한 부분절개 사시도이다.
도 9는 도 1에 나타난 샤프트, 가이드 및 커버의 결합과정을 설명하는 도면이다.
도 10은 도 9가 결합된 상태를 설명하기 위한 부분절개 사시도이다.
도 11은 도 10에 플렌지가 결합된 상태를 설명하기 위한 부분절개 사시도이다.
도 12는 도 2의 'a-a'선 단면의 부분확대도이다.

본 발명에 따른 유지보수가 용이한 극저온용 스위블 조인트에 대한 예는 다양하게 적용할 수 있으며, 이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 가장 바람직한 실시 예에 대해 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 유지보수가 용이한 극저온용 스위블 조인트의 일 실시예를 나타내는 부분절개 사시도이고, 도 2는 도 1의 사시도이며, 도 3은 도 1의 분해사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 의한 스위블 조인트(A)는 플렌지(Flange, 100), 샤프트(Shaft, 200), 가이드(Guide, 300), 커버(Cover, 400) 및 베어링볼(500)을 포함한다.

플렌지(100)는 도 12에 나타난 바와 같이 어느 하나의 로딩암배관(P1)과 연결되는 것으로, 어느 하나의 로딩암배관(P1)과는 용접 등에 의해 연결될 수 있다.

샤프트(200)는 도 12에 나타난 바와 같이 다른 하나의 로딩암배관(P2)과 연결되는 것으로, 플렌지(100)를 기준으로 축회동하도록 구성된다.

예를 들어, 어느 하나의 로딩암배관(P1)이 베이스라이저(Base riser)인 경우, 다른 하나의 로딩암배관(P2)은 인보드암(Inboard arm)이 될 수 있으며, 스위블 조인트(A)에 의해 베이스라이저를 기준으로 인보드암이 회동될 수 있다.

다른 예로, 어느 하나의 로딩암배관(P1)이 인보드암인 경우, 다른 하나의 로딩암배관(P2)은 아웃보드암(Outboard arm)이 될 수 있으며, 스위블 조인트(A)에 의해 인보드암을 기준으로 아웃보드암이 회동될 수 있다.

또 다른 예로, 어느 하나의 로딩암배관(P1)이 아웃보드암인 경우, 다른 하나의 로딩암배관(P2)은 선박측 연결관이 될 수 있으며, 스위블 조인트(A)에 의해 아웃보드암을 기준으로 선박측 연결관이 회동될 수 있다.

가이드(300)는 샤프트(200)의 외측면에 탈부착가능하도록 결합되는 것으로, 베어링의 내륜역할을 하는 하며, 도 3에 나타난 바 와 같이 제1 가이드몸체(310) 및 제2 가이드몸체(320)로 분리되어 구성될 수 있다.

커버(400)는 샤프트(200)에 슬라이딩 방식으로 끼워지며, 플렌지(100)에는 고정결합되는 것으로, 베어링의 외륜역할을 하도록 가이드(300)에 결합된다.

베어링볼(500)은 가이드(300)와 커버(400) 사이에 삽입되는 것으로, 커버(400)를 기준으로 가이드(300)가 회전하는 과정에서, 마찰력을 최소화하도록 할 수 있다.

또한, 샤프트(200)에 슬라이딩 방식으로 끼워진 커버(400)는 베어링볼(500)에 의해 분리되지 않고 안정적으로 결합된 상태를 유지할 수 있다.

다시 말해, 가이드(300)는 샤프트(200)에 결합되고, 커버(400)는 플렌지(100)에 결합되며, 가이드(300) 및 커버(400)는 베어링볼(500)에 의해 안정적으로 결합될 수 있다.

보다 구체적으로, 가이드(300)는 도 1에 나타난 바와 같이 샤프트(200)의 일측종단부(도 1에서 좌측하부) 외측면에 삽입될 수 있다. 이때, 가이드(300)는 삽입된 부분을 제외한 노출면이 샤프트(200)의 외측면과 동일하도록 구성될 수 있다.

그리고, 커버(400)는 샤프트(200)의 일측종단부에 슬라이딩되어 끼워지면서, 가이드(300)의 노출면에 밀착될 수 있다.

이와 같이, 커버(400)가 끼워져 결합되면, 도 2에 나타난 볼홀(412)을 통해 베어링볼(500)이 공급되어 도 1에 나타난 바와 같이 가이드(300)와 커버(400) 사이에 구성될 수 있다.

이후, 플렌지(100)는 샤프트(200)의 일측종단부에 끼워진 커버(400)와 고정결합될 수 있다.

그리고, 각 구성들 사이에는 도 1에 나타난 바와 같이 제1 실링(Sealing, 610) 내지 제3 실링(630)이 구성될 수 있다.

이하에서, 도 1 및 도 3에 나타난 각 구성에 대하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

도 4는 도 1에 나타난 플렌지를 설명하기 위한 부분절개 사시도이다.

도 4를 참조하면, 플렌지(100)는 플렌지몸체(110), 제1 연결부(120) 및 제1 실링홈(130)을 포함할 수 있다.

플렌지몸체(110)는 중심부에 제1 연결공간부(101)가 형성되도록 링형으로 구성되며, 커버(400)와 결합하기 위한 복수 개의 체결홀(111)이 형성될 수 있다.

제1 연결부(120)는 플렌지몸체(110)의 일측방향(도 4에서 좌측하부방향, 전방)으로 연장형성되어, 도 12에 나타난 바와같이 어느 하나의 로딩암배관(P1)과 연결될 수 있다.

이때, 제1 연결부(120)의 연장에 대응하여, 제1 연결공간부(101) 또한 동일한 단면적으로 연장형성될 수 있다.

그리고, 플렌지몸체(110)의 후방(다른 일측방향으로, 도 4에서 우측상부방향)에는, 내측가장자리를 따라 제1 실링홈(130)이 형성될 수 있다.

제1 실링홈(130)은 도 1 및 도 3에 나타난 바와 같이, 제1 실링(610)이 끼워질 수 있다.

또한, 제1 실링홈(130)은 외측방향(플렌지의 중심축 방향과 반대방향)으로 완충공간부(131)가 연장되어 형성될 수 있다.

완충공간부(131)는 초저온의 유체화물과 외기와의 온도차에 의한 기체의 부피팽창을 완충시키기 위한 것으로, 도 4에 나타난 바와 같이 테스트홀(112)과 공간적으로 연결될 수 있으며, 특히 기밀성을 테스트하는 과정에서 그 기능이 발휘될 수 있다. 여기서, 테스트홀(112)을 통한 기밀성 테스트 방식 등에 대해서는 당업자 요구에 따라 다양한 방법이 적용될 수 있으므로, 특정한 것에 한정하지는 않는다.

도 5는 도 1에 나타난 샤프트를 설명하기 위한 사시도이다.

도 5를 참조하면, 샤프트(200)는 샤프트몸체(210), 제2 연결부(220) 및 결합홈(230)을 포함할 수 있다.

샤프트몸체(210)는 중심부에 제2 연결공간부(201)가 형성되도록 원통형으로 구성될 수 있다. 이때, 제2 연결공간부(201)는 플렌지(100)의 제2 연결공간부(101)와 동일한 단면적으로 형성될 수 있음은 물론이다.

샤프트몸체(210)의 외부면에는 커버(400)의 이동을 제한하는 이동제한턱(211)이 형성될 수 있다.

또한, 샤프트몸체(210)의 외부면에는 제3 실링(630)이 끼워지는 실링지지턱(212)이 돌출형성될 수 있다. 다시 말해, 도 12에 나타난 바와 같이 이동제한턱(211)까지 결합된 커버(400)의 종단부 외측면와 실링지지턱(212)에 의해 형성된 공간에 제3 실링(630)이 끼워져 결합될 수 있다.

그리고, 샤트프몸체(210)의 일측방향(도 5에서 좌측하부방향)종단부 외측면에는 마모방지턱(213)이 형성될 수 있다.

예를 들어, 샤프트(200)를 제조 및 운반하는 과정에서, 샤트프(200)의 일측 종단부가 지면에 놓여지게 되는 경우, 해당 부분에 마모나 손상이 발생하게 되면 유체화물의 하역과정에서 누설이 발생할 수 있기 때문에, 해당 면(도 5의 좌측하부에 형성된 링형의 외측면)을 보호하기 위하여 해당 면으로부터 돌출되도록 마모방지턱(213)을 형성할 수 있다.

제2 연결부(220)는 샤프트몸체(210)의 다른 일측방향(도 5에서 우측상부방향)으로 연장형성되는 것으로, 도 12에 나타난 바와 같이 다른 하나의 로딩암배관(P2)과 연결될 수 있다.

결합홈(230)은 샤프트몸체(210)의 외측면에 형성되어, 도 1에 나타난 바와 같이 가이드(300)가 삽입되는 것으로, 가이드(300) 결합시 가이드(300)의 노출면이 샤프트몸체(210)의 외측면과 동일하도록 하기 위하여, 가이드(300)의 단면형상과 동일한 단면으로 형성될 수 있다.

이때, 결합홈(230)의 내부에는 가이드(300)가 끼워지는 끼움레일(231)이 돌출형성될 수 있다. 이러한 결합홈(230)은 초저온 유체의 하역과정에서 외기와의 온도차이에 의해 발생하는 각 구성간 수축 및 팽창시, 가이드(300)가 안정적으로 결합되어 그 상태를 유지하도록 하는 역할을 할 수 있다.

도 6은 도 1에 나타난 가이드를 설명하기 위한 사시도이다.

도 6을 참조하면, 가이드(300)는 제1 가이드몸체(310) 및 제2 가이드몸체(320)가 결합되어, 전체적으로 링 형상으로 형성될 수 있다.

그리고, 제1 가이드몸체(310) 및 제2 가이드몸체(320)의 노출면(330)에는, 적어도 하나의 제1 볼가이드홈(340)이 이어지도록 형성될 수 있다. 도 6에서는 두 개의 제1 볼가이드홈(340)이 형성된 상태를 나타낸 것으로, 제1 볼가이드홈(340)의 개수는 스위블 조인트(A)의 용도 및 당업자의 요구에 따라 다양하게 변형이 가능함은 물론이다.

또한, 제1 가이드몸체(310) 및 제2 가이드몸체(320)의 내측면, 구체적으로 두 개의 제1 볼가이드홈(340) 사이에 해당하는 내측면에는, 도 5에 나타난 샤프트(200)의 끼움레일(231)에 끼워지는 끼움홈(350)이 형성될 수 있다.

도 7은 도 1에 나타난 커버를 설명하기 위한 사시도이다.

도 7을 참조하면, 커버(400)는 커버몸체(410) 및 연장부(420)를 포함할 수 있다.

커버몸체(410)는 링형으로 형성되며, 일측면(도 7에서 좌측하부면)에는 도 4에 나타난 플렌지(100)의 체결홀(111)과 연결되는 체결홀(411)이 형성될 수 있다.

그리고, 커버몸체(410)의 일측면 내측가장자리에는 도 1 및 도 3에 나타난 제2 실링(620)이 끼워지는 제2 실링홈(430)이 형성될 수 있다.

연장부(420)는 커버몸체(410)에서 다른 일측방향(도 7에서 우측상부방향)으로 연장형성되는 것으로, 앞서 살펴본 가이드(300)을 감쌀 수 있도록 충분한 폭으로 돌출형성될 수 있다.

또한, 앞서 설명한 바와 같이 연장부(420)의 종단부 외측면은, 도 5에 나타난 샤프트(200)의 이동제한턱(211)에 밀착될 수 있다.

그리고, 커버몸체(410) 및 연장부(420) 중 적어도 하나의 내측면에는, 적어도 하나의 제2 볼가이드홈(440)이 형성될 수 있다.

제2 볼가이드홈(440)은 도 6에 나타난 가이드(300)의 제1 볼가이드홈(340)에 대응하여 형성될 수 있다.

도 8은 도 1에 나타난 가이드 및 커버의 결합관계를 설명하기 위한 부분절개 사시도이다.

도 8을 참조하면, 가이드(300)의 외측면(노출면)과 커버(400)의 내측면이 서로 밀착되면서, 가이드(300)의 제1 볼가이드홈(340)과 커버(400)의 제2 가이드홈(440)은 공간적으로 연결되어, 하나의 원형링 형태의 공간부인 볼배치공간부(700)를 형성할 수 있다.

그리고, 볼 배치공간부(700)에는 복수 개의 상기 베어링볼(500)이 배치될 수 있다.

이때, 베이링볼(500)은 커버(400)의 외측면에 형성된 볼홀(412)을 통해 삽입 또는 회수할 수 있다.

다시 말해, 사용자는 볼배치공간부(700)와 공간적으로 연결되어 커버(400)의 외측면으로 개방되도록 형성된 볼홀(412)을 통해, 베어링볼(500)을 볼배치공간부(700)로 삽입하거나, 볼배치공간부(700)에 있는 베어링볼(500)를 회수할 수 있다.

한편, 볼배치공간부(700)에 구성된 베어링볼(500)이 서로 접촉하게되면, 베어링볼(500)들이 서로 마모되면서 가이드(300)와 커버(400)의 볼가이드홈(340, 440)에도 영향을 줄 수 있다.

이러한 베어링볼(500)의 마모를 최소화하기 위하여, 도 8에 나타난 바와 같이 볼배치공간부(700)에 스페이서(710)를 더 구성할 수 있다.

스페이서(710)는 베어링볼(500) 사이에 구성되는 것으로, 양측면에는 베어링볼(500)의 외측면에 대응하는 곡면의 볼지지홈(711)이 형성될 수 있다.

이와 같은 스페이서(710) 또한 볼홀(412)을 통해 삽입 또는 회수될 수 있음은 물론이다.

도 9는 도 1에 나타난 샤프트, 가이드 및 커버의 결합과정을 설명하는 도면이고, 도 10은 도 9가 결합된 상태를 설명하기 위한 부분절개 사시도이며, 도 11은 도 10에 플렌지가 결합된 상태를 설명하기 위한 부분절개 사시도이다.

먼저, 샤프트(200)의 끼움레일(231)에 끼움홈(350)이 끼워지도록 하여, 샤프트(200)의 결합홈(230)에 제1 가이드몸체(310) 및 제2 가이드몸체(320)를 결합시킨다.

그리고, 샤프트(200)의 일측방향으로부터 제3 실링(620)을 끼운 후, 커버(400)를 결합한다.

결과적으로, 도 10에 나타난 바와 같이 샤프트(200)의 실링지지턱(212)과 커버(400)의 연장부(420) 사이에 제3 실링(630)이 끼워져 결합될 수 있다. 이때, 일측방향(도 10에서 좌측하부)으로 제2 실링홈(430)이 개방되도록 형성되어 있다.

이후, 제2 실링홈(430)에 제2 실링(620)이 끼워지고, 플렌지(100)의 제1 실링홈(130)에 제1 실링(610)이 끼워진 상태에서, 플렌지(100)와 커버(400)를 결합하면, 도 11에 나타난 바와 같이 결합될 수 있다.

도 12는 도 2의 'a-a'선 단면의 부분확대도로서, 스위블 조인트(A)의 양측으로 로딩암배관(P1, P2)이 연결된 상태를 나타낸 것이다.

도 12를 참조하면, 가이드(300)는 지지핀(800)에 의해 샤프트(200)에 지지될 수 있다.

지지핀(800)은 도 9에 나타난 바와 같이 샤프트(200)에 가이드(300)가 결합되고 커버(400)가 결합되기 이전에 고정되도록 끼워지는 것으로, 샤프트(200)가 회동하는 과정에서 가이드(300)가 샤트프(200)와 함께 회전하도록 하기 위한 것이다.

따라서, 샤프트(200)의 회전시 베어링볼(500)에 의한 마모는 가이드(300) 및 커버(400)에서만 발생하게 되며, 마모발생시 샤프트(200)는 로딩암배관(P2)에 용접된 상태에서 가이드(300)만 교체하면 되므로, 유지보수가 매우 쉽게 이루어질 수 있다.

도 12에서, 미설명 부호 '900'은 탭(Tap)으로 평상시 테스트홀(112)을 밀폐하기 위한 것이다.

이상에서 본 발명에 의한 유지보수가 용이한 극저온용 스위블 조인트에 대하여 설명하였다. 이러한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다.

A : 스위블 조인트
100 : 플렌지(Flange) 101 : 제1 연결공간부
110 : 플렌지몸체 112 : 테스트홀
120 : 제1 연결부
130 : 제1 실링홈 131 : 완충공간부
200 : 샤프트(Shaft) 201 : 제2 연결공간부
210 : 샤프트몸체 211 : 이동제한턱
212 : 실링지지턱 213 : 마모방지턱
220 : 제2 연결부
230 : 결합홈 231 : 끼움레일
300 : 가이드(Guide)
310 : 제1 가이드몸체 320 : 제2 가이드몸체
330 : 노출면 340 : 제2 볼가이드홈
350 : 끼움홈
400 : 커버(Cover)
410 : 커버몸체
411 : 체결홀 412 : 볼홀
420 : 연장부 430 : 제2 실링홈
440 : 제2 볼가이드홈
500 : 베어링볼
610 : 제1 실링(Sealing) 620 : 제2 실링
630 : 제3 실링
700 : 볼베치공간부 710 : 스페이서(Spacer)
800 : 지지핀
900 : 탭(Tap)

Claims (10)

1. 어느 하나의 로딩암배관과 연결되는 플렌지(Flange);
   다른 하나의 로딩암배관과 연결되며, 상기 플렌지를 기준으로 축회동하도록 구성된 샤프트(Shaft);
   상기 샤프트의 외측면에 탈부착가능하도록 결합되며, 베어링의 내륜역할을 하는 가이드(Guide);
   상기 플렌지에 고정결합되며, 베어링의 외륜역할을 하도록 상기 가이드에 결합되는 커버(Cover); 및
   상기 가이드와 커버 사이에 삽입되는 복수 개의 베어링볼;을 포함하며,
   상기 플렌지는,
   중심부에 제1 연결공간부가 형성된 링형의 플렌지몸체;
   상기 플렌지몸체의 일측방향으로 연장형성되어, 상기 어느 하나의 로딩암배관과 연결되는 제1 연결부; 및
   상기 플렌지몸체의 다른 일측방향의 내측가장자리에 형성된 실링홈;이 형성되고,
   상기 실링홈의 외측방향으로는 상기 플렌지몸체를 관통하여 형성된 테스트홀과 공간적으로 연결되는 완충공간부가 연장형성된 것을 특징으로 하는 유지보수가 용이한 극저온용 스위블 조인트.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 샤프트는,
   중심부에 제2 연결공간부가 형성된 원통형의 샤프트몸체;
   상기 샤프트몸체의 다른 일측방향으로 연장형성되어, 상기 다른 하나의 로딩암배관과 연결되는 제2 연결부; 및
   상기 가이드가 삽입되도록 상기 샤프트몸체의 외측면에 형성된 결합홈;을 포함하며,
   상기 샤프트몸체의 외부면에는 상기 커버의 이동을 제한하는 이동제한턱이 형성된 것을 특징으로 하는 유지보수가 용이한 극저온용 스위블 조인트.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 샤프트는,
   상기 이동제한턱에 인접하여 돌출되며, 실링이 끼워져 결합되는 실링지지턱이 더 형성된 것을 특징으로 하는 유지보수가 용이한 극저온용 스위블 조인트.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 샤프트는,
   일측방향 종단부 외측면에 마모방지턱이 돌출형성된 것을 특징으로 하는 유지보수가 용이한 극저온용 스위블 조인트.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 커버는,
   링형의 커버몸체; 및
   상기 커버몸체에서 다른 일측방향으로 연장형성된 연장부;를 포함하며,
   상기 커버몸체의 이리측면 내측가장자리에는 실링이 끼워지는 실링홈이 형성된 것을 특징으로 하는 유지보수가 용이한 극저온용 스위블 조인트.
   
6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 가이드가 상기 샤프트와 함께 회전하도록 하기 위하여, 상기 샤프트에 고정되도록 끼워져 상기 가이드를 지지하는 지지핀;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유지보수가 용이한 극저온용 스위블 조인트.
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