KR102338706B1 - 배열회수보일러용 신축이음관 - Google Patents

배열회수보일러용 신축이음관 Download PDF

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Abstract

본 발명은 커버부가 배열회수보일러의 배관의 수팽창 또는 진동에 의해 발생하는 배열회수보일러의 배관의 움직임과 연동하여 거동하도록 플랜지부에 취부용접 또는 볼트결합을 통해 결합 설치되어 배관의 열기가 외부로 노출되는 것을 차단하여 신축부의 단열부분의 손상과 이탈을 방지하여 신축이음관의 내구성과 안전성을 향상하고, 수명을 증대시키며, 유지보수 비용을 절감하고, 배열회수보일러의 열손실을 최소화하여 운영효율을 극대화하고, 배열회수보일러의 안정성과 신뢰성을 향상할 수 있는 배열회수보일러용 신축이음관에 관한 것이다.

Description

배열회수보일러용 신축이음관{Expansion joint for heat recovery steam generator}
본 발명은 배열회수보일러용 신축이음관에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 커버부가 배열회수보일러의 배관의 수팽창 또는 진동에 의해 발생하는 배열회수보일러의 배관의 움직임과 연동하여 거동하도록 플랜지부에 취부용접 또는 볼트결합을 통해 결합 설치되어 배관의 열기가 외부로 노출되는 것을 차단하여 신축부의 단열부분의 손상과 이탈을 방지하여 신축이음관의 내구성과 안전성을 향상하고, 수명을 증대시키며, 유지보수 비용을 절감하고, 배열회수보일러의 열손실을 최소화하여 운영효율을 극대화하고, 배열회수보일러의 안정성과 신뢰성을 향상할 수 있는 배열회수보일러용 신축이음관에 관한 것이다.
일반적으로 복합발전시스템은 연료를 연소시켜 고압 고온의 연소가스를 발생시키고, 이 고온 고압의 연소가스를 이용하여 가스터빈을 구동하여 전기를 발생하는 가스터빈 시스템, 가스터빈을 구동하고 배출되는 연소가스의 열을 회수하는 배열회수보일러, 및 배열회수보일러에서 발생된 고온 고압의 증기를 이용하여 증기터빈을 구동시켜 전기를 발생시키는 증기 터빈 시스템으로 구성된다.
일반적으로, 발전기의 가스터빈에서 전력을 생산한 후 배출되는 배기가스는 대략 530도 정도의 높은 온도와 그에 따른 많은 에너지를 내포하고 있다. 이러한 고온의 에너지를 대기로 방출하는 경우 상당한 에너지 손실을 초래하는 결과가 되므로, 배기가스로부터 에너지를 회수하기 위하여 배열회수보일러가 이용된다.
즉, 배열회수보일러(HRSG; Heat Recovery Steam Generator)는 복합화력(Combined Cycle) 발전소와 열병합(Cogeneration) 발전소에서 가스터빈, 증기터빈과 더불어 핵심 설비 중의 하나로서, 천연액화가스(LNG;Liquefied Natural Gas) 등 청정연료를 사용하여 가스터빈을 운전하면서 발생하는 고온의 배기가스의 배열을 회수하여 증기터빈용 증기를 생산하는 증기 발생기이다.
일반적으로 배열회수보일러는 케이싱 및 케이싱 내부에 배설된 다수의 전열관군을 포함한다. 케이싱은 대략 입방체 형상을 가지며, 전열관군은 그 역할에 따라 과열기, 증발기 등으로 구분된다.
또한, 일반적으로 배열회수보일러에서의 열교환은 배열회수보일러의 하프모듈에서 이뤄진다. 하프모듈은 복수의 튜브를 배기가스가 흐르는 방향을 따라 복수 열로 정렬시킨 것이다. 튜브는 열교환에 유리한 방열핀이 부착된 핀튜브일 수 있다.
일반적으로 배열회수보일러의 튜브는 고온ㆍ고압의 환경에서 장시간 동안 과열증기와 접촉하여 운전되므로 튜브 내면이 산화되어 스케일이 생성된다. 배열회수보일러의 튜브 내면의 스케일 축적은 국부 과열을 원인으로 하여 증기와 튜브벽 사이의 화학적 작용에 의해 생성된다.
또한, 일반적으로 신축이음관이란 배관과 다른 배관을 연결함과 동시에, 배관으로 전달되는 진동이나 충격을 흡수하는 장치이다. 이러한 신축이음관은 배관과 연결되는 한 쌍의 플랜지와 양 플랜지 사이에 형성된 고무재질 또는 금속재질로 된 신축부를 가짐으로써, 양 배관 사이에서 약간의 신축이 가능하여 배관으로 전달되는 충격을 흡수할 수 있다.
따라서 각종 엔지니어링 배관에서는 열이나 압력으로 인한 팽창이나 기계적인 진동이 발생하게 되는데, 신축이음관은 이러한 열팽창이나 진동 등을 흡수할 목적으로 광범위하게 적용되고 있다. 예를 들어, 발전소, 석유화학, 냉동, 야금, 원자력, 공조시스템, 항공, 건설, 자동차, 수처리, 소각로 등의 많은 분야에 이러한 신축이음관이 적용되고 있는 것이 일반적이다.
이러한 신축이음관은 사용이 지속되다 보면 휘어지게 되는 변형이 발생된다. 여러가지 요인이 있으나, 특히 신축부의 노쇠화로 인한 처짐 현상 등이 있다.
또한, 일반적으로 배열회수보일러는 장척이면서 높기도 한 단일체이고, 내부에 다수의 블록형 열회수장치가 적층된 구조인데, 여러 내부 장치 중에서 어느 라인에 가동장애현상이 발견되었거나 기기의 노후화로 부분 교체가 요구되는 회수장치 전체를 가동 정지시키고 부분 보수나 부품교체작업이 가능하다.
도 1 내지 도 3에 도시된 것처럼, 종래 배열회수보일러용 신축이음관(1)은 배열회수보일러의 파이프(2)를 둘러싸도록 설치되었다.
종래 배열회수보일러용 신축이음관은 신축이음관의 상부가 개방된 상태로 배열회수보일러의 파이프에 결합 설치되어 배열회수보일러의 파이프가 수팽창 또는 진동으로 움직임이 발생할 때에 배열회수보일러의 파이프의 열기를 그대로 신축이음관의 단열부분(insulation)에 전달되어 단열부분이 파손되거나 손상되는 문제점이 있었다.
또한, 종래 배열회수보일러용 신축이음관은 신축이음관의 상부가 개방된 상태로 배열회수보일러의 파이프에 결합 설치됨에 따라 단열부분의 손상에 의해 신축이음관의 금속부분이 열에 의한 경화로 손상됨에 따라 내구성이 저하되고, 최종적으로 수명이 저하되어 유지보수 및 교체에 많은 비용과 시간이 소모되고, 배열회수보일러의 안전성과 신뢰성이 저하되고 안전사고가 증가하는 문제점이 있었다.
더욱이, 종래 배열회수보일러용 신축이음관은 신축이음관의 상부가 개방된 상태로 배열회수보일러의 파이프에 결합 설치됨에 파이프로부터 열이 외부로 누출되어 열손실이 발생하고, 배열회수보일러의 운영효율이 감소하며, 자원낭비를 초래하는 문제점이 있었다.
게다가. 종래 배열회수보일러용 신축이음관은 작업자의 안전사고에 따른 위험성이 증가하고 잦은 유지보수에 따른 작업자의 불편을 초래하는 문제점이 있었다.
대한민국 특허공개공보 제10-2020-0011771호 대한민국 특허공개공보 제10-2016-0033281호 대한민국 특허공개공보 제10-2018-0129380호 대한민국 특허등록공보 제10-1241278호 대한민국 특허공개공보 제10-2016-0064162호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 커버부가 배열회수보일러의 배관의 수팽창 또는 진동에 의해 발생하는 배열회수보일러의 배관의 움직임과 연동하여 거동하도록 플랜지부에 취부용접 또는 볼트결합을 통해 결합 설치되어 배관의 열기가 외부로 노출되는 것을 차단하여 신축부의 단열부분의 손상과 이탈을 방지하여 신축이음관의 내구성과 안전성을 향상하고, 수명을 증대시키며, 유지보수 비용을 절감하고, 배열회수보일러의 열손실을 최소화하여 운영효율을 극대화하고, 배열회수보일러의 안정성과 신뢰성을 향상할 수 있는 배열회수보일러용 신축이음관을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 배열회수보일러용 신축이음관은 배열회수보일러의 배관의 일부에 신축 가능하도록 결합 설치되는 신축부; 상기 신축부의 일단에 형성되는 플랜지부; 및 상기 플랜지부에 탈부착 가능하게 결합 설치되어 상기 배열회수보일러의 배관의 수팽창 또는 진동에 의해 발생하는 상기 배열회수보일러의 배관의 움직임과 연동하여 거동하는 커버부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 배열회수보일러용 신축이음관의 바람직한 다른 실시예에서, 배열회수보일러용 신축이음관의 상기 커버부는 하우징부; 상기 배열회수보일러의 배관이 관통 배치되는 관통홈을 구비하고 원판 형태로 형성되어 상기 배열회수보일러의 배관과 상기 신축부 사이의 개방부를 차폐시키는 차폐부; 및 상기 하우징부의 내부에 복수개로 설치되어 상기 배열회수보일러의 배관의 움직임과 연동하여 상기 차폐부의 거동을 조절하는 조절부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 배열회수보일러용 신축이음관의 바람직한 다른 실시예에서, 배열회수보일러용 신축이음관의 커버부의 상기 조절부는 상기 하우징부의 내부에 상기 커버부의 중심을 기준으로 90도 각도로 이격하여 4개가 설치될 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 배열회수보일러용 신축이음관의 바람직한 다른 실시예에서, 배열회수보일러용 신축이음관의 커버부의 상기 하우징부는 수평방향으로 연장 형성되는 하부 베이스부; 상기 하부 베이스부와 수직방향으로 이격하면서 서로 평행하도록 수평방향으로 연장 형성되는 상부 베이스부; 및 상기 하부 베이스부와 상기 상부 베이스부 사이에 수직방향으로 연장 형성되는 연결부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 배열회수보일러용 신축이음관의 바람직한 다른 실시예에서, 배열회수보일러용 신축이음관의 커버부의 상기 조절부는 상기 하부 베이스부의 상단면에서 수평방향으로 슬라이딩 가능하도록 수평방향으로 연장 형성되는 하부 가이드부; 상기 하부 가이드부와 수직방향으로 이격하면서 서로 평행하고 상기 상부 베이스부의 하단면에서 수평방향으로 슬라이딩 가능하도록 수평방향으로 연장 형성되는 상부 가이드부; 상기 연결부와 수평방향으로 서로 마주하면서 평행하도록 상기 하부 가이드부의 일측과 상기 상부 가이드부의 일측 사이에 수직방향으로 연장 형성되는 지지부; 및 상기 지지부와 상기 연결부 사이에 설치되어 상기 차폐부를 탄성 가압하는 가압부;를 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 배열회수보일러용 신축이음관은 커버부가 배열회수보일러의 배관의 수팽창 또는 진동에 의해 발생하는 배열회수보일러의 배관의 움직임과 연동하여 거동하도록 플랜지부에 취부용접 또는 볼트결합을 통해 결합 설치되어 배관의 움직임에 따라 조작부에 의해 차폐부가 배관과 밀착된 상태로 거동함에 따라 배관의 열기가 외부로 노출되는 것을 차단하여 신축부의 단열부분의 손상과 이탈을 방지하여 신축이음관의 내구성과 안전성을 향상하고, 수명을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의한 배열회수보일러용 신축이음관은 커버부가 배열회수보일러의 배관의 수팽창 또는 진동에 의해 발생하는 배열회수보일러의 배관의 움직임과 연동하여 거동하도록 플랜지부에 결합 설치되어 배관의 움직임에 따라 조작부에 의해 차폐부가 배관과 연동하여 거동함에 따라 신축이음관의 유지보수 비용을 절감하고, 작업자의 편의를 도모할 수 있는 효과가 있다.
더욱이, 본 발명에 의한 배열회수보일러용 신축이음관은 배열회수보일러의 열손실을 최소화하여 배열회수보일러의 운영효율을 극대화하고, 자원낭비를 방지할 수 있는 효과가 있다.
게다가, 본 발명에 의한 배열회수보일러용 신축이음관은 신축이음관의 손상을 최소화하여 배열회수보일러의 안정성과 신뢰성을 향상하고, 안전사고를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 배열회수보일러의 파이프에 설치된 배열회수보일러용 신축이음관의 개념을 설명하기 위한 단면도를 나타낸다.
도 2 및 도 3은 종래 배열회수보일러의 파이프에 설치된 배열회수보일러용 신축이음관의 손상 및 파손 상태에 대한 사진 자료를 나타낸다.
도 4는 배열회수보일러의 파이프에 설치된 본 발명에 의한 배열회수보일러용 신축이음관의 개념을 설명하기 위한 단면도를 나타낸다.
도 5는 본 발명에 의한 배열회수보일러용 신축이음관의 투명 평면도를 나타낸다.
도 6은 본 발명에 의한 배열회수보일러용 신축이음관의 시제품 사진을 나타낸다.
이하, 본 발명의 실시예에 의한 배열회수보일러용 신축이음관의 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시 예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며, 따라서 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
도 4는 배열회수보일러의 파이프에 설치된 본 발명에 의한 배열회수보일러용 신축이음관의 개념을 설명하기 위한 단면도를 나타내고, 도 5는 본 발명에 의한 배열회수보일러용 신축이음관의 투명 평면도를 나타내며, 도 6은 본 발명에 의한 배열회수보일러용 신축이음관의 시제품 사진을 나타낸다.
이하에서 사용하는 용어의 정의는 다음과 같다. "수평방향"이란 동일부재에서 가로방향, 즉 도 4에서 X축 방향을 의미하고, "수직방향"이란 수평방향에 대해 직교하면서 동일부재에서 세로방향, 즉 도 4에서 Y축 방향을 의미한다. 또한, "상방(상부)"이란 수직방향에서 위쪽 방향, 즉 도 4에서 Y축의 위쪽을 향하는 방향을 의미하고, "하방(하부)"이란 수직방향에서 아래쪽 방향, 즉 도 4에서 Y축 아래쪽을 향하는 방향을 의미한다. 또한, "내부(내측)"란 동일부재에서 상대적으로 중심에 가까운 쪽, 즉 도 4 내지 도 6에서 안쪽을 의미하고, "외부(외측)"란 동일부재에서 상대적으로 중심에서 먼쪽, 즉 도 4 내지 도 6에서 바깥쪽을 의미한다. 또한, "일단"이란 동일부재에서 수직방향의 상부 끝부분을 의미하고, "타단"이란 동일부재에서 수직방향의 하부 끝부분을 의미한다. 또한, "일측"이란 동일부재에서 수평방향의 어느 한쪽의 끝부분을 의미하고, "타측"이란 동일부재에서 수평방향의 일측과 반대되는 남은 한쪽의 끝부분을 의미한다. 즉, 예를 들어 도 4에서 일측은 수평방향인 가로방향의 왼쪽 또는 오른쪽의 끝부분을 의미하고, 타측은 일측이 왼쪽 끝부분인 경우에 오른쪽 끝부분을 의미한다.
도 4 내지 도 6을 참조하여 본 발명에 의한 배열회수보일러용 신축이음관(10)을 설명한다. 도 4 내지 도 6에 도시된 것처럼, 본 발명에 의한 배열회수보일러용 신축이음관(10)은 신축부(100), 플랜지부(200), 및 커버부(300)를 포함한다.
신축부(100)는 배열회수보일러의 배관(2)의 일부에 신축 가능하도록 결합 설치된다. 즉, 신축부(100)는 배열회수보일러의 배관(2)의 일부를 감싸거나 배열회수보일러의 배관(2)의 일단과 타단 또는 배열회수보일러의 배관의 일측과 타측을 연결하도록 설치된다. 또한, 신축부(100)는 금속 또는 고무재질로 형성되는 주름관 부분을 구비하여 신축된다.
플랜지부(200)는 신축부의 일단에 형성된다. 즉, 구체적으로 플랜지부(200)는 신축부(100)의 상단에서 신축부의 외측으로 방사상으로 돌출되게 형성되어 배열회수보일러의 다른 지지장치 등에 결합하거나 지지하는 기능을 수행한다.
커버부(300)는 플랜지부(200)에 탈부착 가능하게 결합 설치되어 배열회수보일러의 배관(2)의 수팽창 또는 진동에 의해 발생하는 배열회수보일러의 배관(2)의 움직임과 연동하여 거동한다. 즉, 커버부(300)는 플랜지부(200)에 취부용접 또는 볼트나 리벳 등을 통해 탈부착 가능하게 결합 설치되어 배열회수보일러의 구동에 따라 고온고압의 가스가 배관을 따라 유동하면 고온고압의 가스에 의한 배열회수보일러의 배관(2)의 수팽창 또는 진동에 의해 발생하는 배열회수보일러의 배관(2)의 움직임과 연동하여 거동하면서 배관과 신축부 사이의 개방부를 커버한다.
이처럼, 본 발명에 의한 배열회수보일러용 신축이음관은 커버부가 배열회수보일러의 배관의 수팽창 또는 진동에 의해 발생하는 배열회수보일러의 배관의 움직임과 연동하여 거동하도록 플랜지부에 취부용접 또는 볼트결합을 통해 결합 설치되어 배관의 움직임에 따라 조작부에 의해 차폐부가 배관과 밀착된 상태로 거동함에 따라 배관의 열기가 외부로 노출되는 것을 차단하여 신축부의 단열부분의 손상과 이탈을 방지하여 신축이음관의 내구성과 안전성을 향상하고, 신축이음관의 수명을 증대시킬 수 있다.
도 4 및 도 6에 도시된 것처럼, 본 발명에 의한 배열회수보일러용 신축이음관(10)의 커버부(300)는 하우징부(310), 차폐부(320), 및 조절부(330)를 포함한다.
하우징부(310)는 전체적으로 내부에 공동이 형성되고 소정의 높이와 체적을 갖는 원기둥 형태로 형성되어 커버부의 외형을 형성한다. 또한, 하우징부는 차폐부와 조절부가 설치되는 공간을 제공한다.
도 4 및 도 6에 도시된 것처럼, 본 발명에 의한 배열회수보일러용 신축이음관(10)의 커버부(300)의 하우징부(310)는 하부 베이스부(311), 상부 베이스부(312), 및 연결부(313)를 포함한다.
하부 베이스부(311)는 수평방향으로 연장 형성된다. 즉, 하부 베이스부(311)는 플랜지부(200)의 상부면과 결합하는 부분으로 수평방향으로 소정의 길이(L)를 갖도록 연장 형성된다.
상부 베이스부(312)는 하부 베이스부와 수직방향으로 이격하면서 서로 평행하도록 수평방향으로 연장 형성된다. 즉, 상부 베이스부(312)는 하부 베이스부와 수직방향으로 소정 거리만큼 이격하면서 서로 평행하도록 수평방향으로 소정의 길이를 갖도록 연장 형성된다. 이때에 제작의 편의성과 신속성을 위해 상부 베이스의 수평길이와 하부 베이스의 수평 길이는 동일하게 형성될 수 있다.
연결부(313)는 하부 베이스부(311)와 상부 베이스부(312) 사이에 수직방향으로 연장 형성된다. 즉, 연결부(313)는 연결부의 일단이 상부 베이스부의 타측 하단면과 결합하고 연결부의 타단이 하부 베이스부의 타측 상단면과 결합하도록 하부 베이스부와 상부 베이스부 사이에 수직방향으로 연장 형성된다.
차폐부(320)는 배열회수보일러의 배관(2)이 관통 배치되는 관통홈(321)을 구비하고 원판 형태로 형성되어 배열회수보일러의 배관(2)과 신축부(100) 사이의 개방부(110)를 차폐시킨다. 즉, 차폐부(320)는 소정의 두께와 반지름(D)을 갖도록 얇은 원판(disk) 형태로 형성되고, 중앙에 배열회수보일러의 배관이 관통하도록 관통홈이 관통 형성된다. 또한, 차폐부(320)는 배열회수보일러의 배관의 외주면과 접촉하고 차폐부의 외주면은 후술하는 조절부의 지지부의 일측면에 결합 설치된다.
조절부(330)는 하우징부(310)의 내부에 복수개로 설치되어 배열회수보일러의 배관(2)의 움직임과 연동하여 차폐부(320)의 거동을 조절한다. 이러한 조절부(330)는 하우징부(310)의 내부에 커버부의 중심(C)을 기준으로 일정한 각도로 이격하도록 복수개가 설치된다. 즉, 예를 들어 180도 각도로 2개, 120도 각도로 3개, 90도 각도로 4개, 72도 각도로 5개, 60도 각도로 6개, 45도 각도로 8개, 30도 각도로 12개가 설치될 수 있다. 도 5에 도시된 것처럼, 바람직하게는 조절부는 하우징부(310)의 내부에 커버부의 중심(C)을 기준으로 90도 각도로 이격하여 4개가 설치된다. 이에 따라, 최적의 상태로 안정적으로 배관의 움직임에 따라 차폐부의 거동을 조절하여 안정성과 신뢰성을 극대화하고, 제조비용과 제조시간을 절감하고, 유지보수 비용을 최소화할 수 있다.
이처럼, 본 발명에 의한 배열회수보일러용 신축이음관은 커버부에 의해 배열회수보일러의 배관(2)과 신축부(100) 사이의 개방부(110)를 차폐하여 배열회수보일러의 배관의 열기가 외부로 노출되는 것을 방지하여 열에 의한 신축이음관의 손상을 방지하여 신축이음관의 유지보수 비용을 절감하고, 작업자의 편의를 도모하며, 안전사고를 미연에 방지하고, 열손실에 의한 배열회수보일러의 운전효율을 극대화할 수 있다.
또한, 도 4에 도시된 것처럼, 본 발명에 의한 배열회수보일러용 신축이음관(10)의 커버부(300)의 조절부(330)는 하부 가이드부(331), 상부 가이드부(332), 지지부(333), 및 가압부(334)를 포함한다.
하부 가이드부(331)는 하부 베이스부(311)의 상단면에서 수평방향으로 슬라이딩 가능하도록 수평방향으로 연장 형성된다. 즉, 하부 가이드부(331)는 하부 베이스부의 상단면에서 수평방향으로 슬라이딩 가능하도록 하부 베이스부의 상단면에 결합되고, 수평방향으로 소정의 길이(L)를 갖도록 연장 형성된다.
상부 가이드부(332)는 하부 가이드부와 수직방향으로 이격하면서 서로 평행하고 상부 베이스부의 하단면에서 수평방향으로 슬라이딩 가능하도록 수평방향으로 연장 형성된다 즉, 상부 가이드부(332)는 상부 가이드부의 하단면에서 수평방향으로 슬라이딩 가능하도록 상부 베이스부의 하단면에 결합되고 수평방향으로 하부 가이드부에 대응하는 소정의 수평방향의 길이(L)를 갖도록 연장 형성된다.
지지부(333)는 연결부(313)와 수평방향으로 서로 마주하면서 평행하도록 하부 가이드부의 일측과 상부 가이드부의 일측 사이에 수직방향으로 연장 형성된다. 즉, 지지부는 지지부의 일단이 상부 가이드부의 일측의 하단면과 결합하고 지지부의 타단이 하부 가이드부의 일측의 상단면과 결합하도록 하부 가이드부와 상부 가이드부 사이에 연결부와 수평방향으로 서로 마주하면서 평행하도록 수직방향으로 연장 형성된다.
가압부(334)는 지지부(333)와 연결부(313) 사이에 설치되어 차폐부(320)를 탄성 가압한다. 즉, 가압부(334)는 코일스프링 형태로 소정의 탄성계수를 갖고 지지부와 연결부 사이에 설치되어 배열회수보일러의 수팽창 또는 진동에 의해 발생하는 배열회수보일러의 배관의 움직임과 연동하여 차폐부가 거동할 때에 탄성력에 의한 차폐부의 부하를 경감하면서 개방부를 완벽하게 폐쇄할 수 있다.
이처럼, 본 발명에 의한 배열회수보일러용 신축이음관은 커버부가 배열회수보일러의 배관의 수팽창 또는 진동에 의해 발생하는 배열회수보일러의 배관의 움직임과 연동하여 차폐부가 이동할 때에 해당 차폐부의 부하를 가압부가 모든 방향에서 부하를 경감하면서 거동함에 따라 개방부를 통해 배관의 열기가 외부로 노출되는 것을 완벽하게 차단하여 신축부의 단열부분을 보호하여 신축이음관의 내구성과 안정성을 향상하고 수명을 극대화함에 따라 신축이음관의 유지보수 비용을 절감하고, 작업자의 편의를 도모하며, 배열회수보일러의 열손실을 최소화하여 배열회수보일러의 운영효율을 극대화하고,배열회수보일러의 안정성과 신뢰성을 향상하고, 안전사고를 미연에 방지할 수 있다.
또한, 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 본 발명에 의한 배열회수보일러용 신축이음관의 커버부의 조절부의 하부 베이스부의 수평방향 길이(L)와 차폐부의 반지름(D)과 하부 가이드부의 수평방향 길이(W)의 비율은 1: 0.4 이상 내지 0.6 이하 : 0.2 이상 내지 0.4 이하가 되도록 형성되는 것이 바람직하다. 만약, 배열회수보일러용 신축이음관의 커버부의 조절부의 하부 베이스부의 수평방향 길이(L)와 차폐부의 반지름(D)과 하부 가이드부의 수평방향 길이(W)의 비율이 1 : 0.4 미만 : 0.2 미만으로 형성되는 경우에는 차폐부의 거동에 따라 하부 가이드부와 상부 가이드부가 수평방향으로 슬라이딩시에 상부 베이스부와 하부 베이스부와의 마찰력과 응력집중에 의해 상부 가이드부와 하부 가이드부의 손상과 마모가 증가하고, 차폐부가 열에 의해 변형과 손상이 가속화되어 수명이 감소하고, 차폐부와 배관의 이격거리가 넓어짐에 따라 개방부로부터 외부로 노출되는 열기가 증가하여 신축이음관의 단열부분이 손상과 파손이 증가하는 문제점이 발생한다. 또한, 배열회수보일러용 신축이음관의 커버부의 조절부의 하부 베이스부의 수평방향 길이(L)와 차폐부의 반지름(D)과 하부 가이드부의 수평방향 길이(W)의 비율이 1 : 0.6 초과 : 0.4 초과로 형성되는 경우에는 차폐부의 거동에 따라 하부 가이드부와 상부 가이드부가 수평방향으로 슬라이딩시에 진동과 소음이 증가하고 6개 이상의 조절부를 설치해야함에 따라 제조비용과 제조시간이 증가하고, 차폐부의 거동을 즉각적으로 반영하여 가압부를 탄성가압하지 못함에 따라 차폐부의 접촉부분의 마모가 증가하여 개방부로부터 외부로 노출되는 열기가 증가하여 신축이음관의 단열부분이 손상과 파손이 증가하는 문제점이 발생한다.
따라서, 본 발명에 의한 배열회수보일러용 신축이음관의 커버부의 조절부의 하부 베이스부의 수평방향 길이(L)와 차폐부의 반지름(D)과 하부 가이드부의 수평방향 길이(W)와 이에 따른 조절부의 설치개수까지 최적화된 비율과 갯수로 설계하여 배열회수보일러용 신축이음관의 제조비용과 제조시간을 감소하고, 유지보수 비용을 절감하며, 배열회수보일러의 소형화 및 컴팩트화를 도모하고, 공간활용도를 극대화할 수 있다.
신축부, 플랜지부, 커버부는 방수 코팅층을 포함한다. 특히 커버부의 하우징부, 차폐부, 조절부는 방수 코팅층을 포함하며, 상기 방수 코팅층은 방수 코팅 조성물을 이용하여 형성된다. 또한, 다른 실시 예로, 수축 필름, 진공 필름이 사용될 수 있다. 이때, 수축 필름, 진공 필름의 재질은 PP, PE 등이 활용된다.
상기 방수 코팅 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 실란 화합물; 바인더; 무기 입자; 계면 활성제 및 분산제를 포함한다.
Figure 112020048182919-pat00001
상기 바인더는 아크릴계 바인더, 우레탄계 바인더, 실리콘계 바인더 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되며, 보다 구체적으로 실리콘계 바인더이며, 보다 더 구체적으로 폴리하이드로실록산을 바인더로 이용할 수 있으나, 상기 예시에 국한되지 않는다.
상기 계면활성제는 베타인계 계면활성제이며, 보다 구체적으로 알킬베타인계， 아미드베타인계， 술포베타인계， 히드록시술포베타인계， 아미도술포베타인계, 포스포베타인계 및 이미다졸리늄베타인계로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으나, 상기 예시에 국한되지 않는다.
상기 분산제는 카본계 필러의 분산제로 당업계에서 채용하는 공지된 성분을 사용할 수 있다. 보다 구체적으로 폴리에스테르계　분산제, 폴리페닐렌에테르계　분산제, 폴리올레핀계　분산제, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체　분산제, 폴리아릴레이트계　분산제, 폴리아미드계　분산제, 폴리아미드이미드계　분산제, 폴리아릴설폰계　분산제, 폴리에테르이미드계　분산제, 폴리에테르설폰계　분산제, 폴리페닐렌 설피드계　분산제, 폴리이미드계　분산제; 폴리에테르케톤계분산제, 폴리벤족사졸계　분산제, 폴리옥사디아졸계　분산제, 폴리벤조티아졸계　분산제, 폴리벤즈이미다졸계　분산제, 폴리피리딘계　분산제, 폴리트리아졸계　분산제, 폴리피롤리딘계　분산제, 폴리디벤조퓨란계　분산제, 폴리설폰계　분산제, 폴리우레아계　분산제, 폴리우레탄계　분산제, 폴리포스파젠계　분산제 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으나, 상기 예시에 국한되지 않는다.
상기 무기 입자는 티타늄졸, 알루미나졸, 실리카졸 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되며, 바람직하게는 알루미나졸 및 실리카졸을 혼합하여 이용할 수 있으나, 상기 예시에 국한되지 않는다.
보다 구체적으로, 상기 코팅 조성물은 바인더를 포함하며, 상기 바인더 100 중량부에 대하여, 하기 화학식 1로 표시되는 실란 화합물 30 내지 50 중량부; 무기 입자 5 내지 10 중량부; 계면 활성제 10 내지 20 중량부 및 분산제 10 내지 15 중량부를 포함할 수 있다. 상기 범위 내에서 사용하는 경우에, 코팅 조성물의 구성 성분 간의 혼합 작용에 의해, 방수 효과가 나타나며, 범위 미만 이거나 범위 초과인 경우 방수 효과가 저해되는 문제가 발생할 수 있다.
상기 방수 코팅 조성물은 스프레이 코팅법에 의해 방수 코팅층을 형성할 수 있으며, 방수 코팅 조성물을 이용하여 방수 코팅층을 형성하는 것은 상기 스프레이 코팅법 이외에 다른 공지된 방법을 이용할 수 있다.
이에 따라 신축부, 플랜지부, 커버부, 특히 커버부를 형성하는 하우징부, 차폐부, 조절부의 방수성을 극대화하여 배관의 열기와 외기의 온도차에 의해 발생하거나 압력차이에 의해 발생하는 습기로부터 신축이음관을 보호하여 신축이음관의 내식성과 수명을 증대시켜 유지보수 비용을 절감하고, 안정성을 향상하여 배열회수보일러의 신뢰성과 안전성을 극대화하고, 안전사고를 미연에 방지할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술할 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
10 : 신축이음관
100 : 신축부
200 : 플랜지부
300 : 커버부

Claims (5)

  1. 배열회수보일러의 배관의 일부에 신축 가능하도록 결합 설치되는 신축부; 상기 신축부의 일단에 형성되는 플랜지부; 및 상기 플랜지부에 탈부착 가능하게 결합 설치되어 상기 배열회수보일러의 배관의 수팽창 또는 진동에 의해 발생하는 상기 배열회수보일러의 배관의 움직임과 연동하여 거동하는 커버부;를 포함하고,
    상기 커버부는 하우징부; 상기 배열회수보일러의 배관이 관통 배치되는 관통홈을 구비하고 원판 형태로 형성되어 상기 배열회수보일러의 배관과 상기 신축부 사이의 개방부를 차폐시키는 차폐부; 및 상기 하우징부의 내부에 상기 커버부의 중심을 기준으로 90도 각도로 이격하여 4개가 설치되어 상기 배열회수보일러의 배관의 움직임과 연동하여 상기 차폐부의 거동을 조절하는 조절부;를 포함하며,
    상기 하우징부는 수평방향으로 연장 형성되는 하부 베이스부; 상기 하부 베이스부와 수직방향으로 이격하면서 서로 평행하도록 수평방향으로 연장 형성되는 상부 베이스부; 및 상기 하부 베이스부와 상기 상부 베이스부 사이에 수직방향으로 연장 형성되는 연결부;를 포함하고,
    상기 조절부는 상기 하부 베이스부의 상단면에서 수평방향으로 슬라이딩 가능하도록 수평방향으로 연장 형성되는 하부 가이드부; 상기 하부 가이드부와 수직방향으로 이격하면서 서로 평행하고 상기 상부 베이스부의 하단면에서 수평방향으로 슬라이딩 가능하도록 수평방향으로 연장 형성되는 상부 가이드부; 상기 연결부와 수평방향으로 서로 마주하면서 평행하도록 상기 하부 가이드부의 일측과 상기 상부 가이드부의 일측 사이에 수직방향으로 연장 형성되는 지지부; 및 상기 지지부와 상기 연결부 사이에 설치되어 상기 차폐부를 탄성 가압하는 가압부;를 포함하며,
    상기 하부 베이스부의 수평방향 길이(L)와 상기 차폐부의 반지름(D)과 상기 하부 가이드부의 수평방향 길이(W)의 비율은 1: 0.4 이상 내지 0.6 이하 : 0.2 이상 내지 0.4 이하가 되도록 형성되고,
    상기 커버부는 방수 코팅 조성물로 형성되는 방수 코팅층을 구비하고, 상기 방수 코팅 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 실란 화합물; 바인더; 무기 입자; 계면 활성제 및 분산제를 포함하되, 상기 방수 코팅 조성물은 상기 바인더 100 중량부에 대하여 하기 화학식 1로 표시되는 실란 화합물 30 내지 50 중량부; 무기 입자 5 내지 10 중량부; 계면 활성제 10 내지 20 중량부 및 분산제 10 내지 15 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배열회수보일러용 신축이음관.
    [화학식 1]
    Figure 112021131855055-pat00008


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