KR102344695B1

KR102344695B1 - 부식방지 기능이 향상된 덕트결합구조

Info

Publication number: KR102344695B1
Application number: KR1020210003630A
Authority: KR
Inventors: 강미석
Original assignee: 강미석
Priority date: 2021-01-11
Filing date: 2021-01-11
Publication date: 2021-12-29

Abstract

본 발명은 덕트는 물론, 복수의 해당 덕트를 서로 체결시에 사용하는 체결수단의 부식을 방지시킬 수 있는 덕트결합구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 외면 또는 내면 중 적어도 어느 한 면에 부식방지용 도포층이 형성된 관 형상으로 이루어진 중공부를 갖는 덕트 및 한 쌍의 상기 덕트가 체결수단에 의해 서로 체결시에 중공부로 통행하는 기체나 유체의 기밀을 유지함과 동시에 해당 체결수단의 부식을 방지할 수 있는 가스켓부재를 포함하되, 상기 가스켓부재는 서로 체결된 한 쌍의 상기 덕트 사이에 적어도 하나 이상 구비되어 기밀을 유지하되 복수의 중공부가 서로 연통될 수 있게 환형(環形)으로 이루어진 몸체 및 상기 몸체에 방사상으로 다수 구비되되 상기 덕트 외부에 체결된 체결수단 외면을 감싸도록 구비되어 해당 체결수단이 외기에 의한 영향을 받지 않도록 구비되는 덮개를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

부식방지 기능이 향상된 덕트결합구조{The duct coupling structure in which the corrosion prevention function is improved}

본 발명은 덕트는 물론, 복수의 해당 덕트를 서로 체결시에 사용하는 체결수단의 부식을 방지시킬 수 있는 덕트결합구조에 관한 것이다.

FRP(유리 섬유 강화 플라스틱: Fiber glass Reinforced Plastic)는 기존 플라스틱의 단점인 낮은 내충격성과 낮은 인장강도를 보완할 수 있는 것으로서, 일반적으로 유리섬유, 탄소섬유, 케블라 등의 방향족 나일론섬유와 불포화 폴리에스테르, 에폭시 수지 등의 열경화성 수지를 결합하여 제조된다.

FRP는 통상적으로 비중이 철에 비해 월등히 가벼운 반면, 중량에 대한 강도비가 크기 때문에 수송이나 설치, 부착 공사가 용이하고 대형기기, 탱크, 파이프, 환경오염방지시설, 화학 장치, 기타 산업 설비 제작에 있어서 여타 재료에 비해 우수한 특성을 가진다.

또한, 열가소성수지와 같이 고온에서도 연화하거나 변형되지 않은 반면 저온에서도 부서지거나 크랙(Crack)이 생기지 않고, 내식성이 우수하며, 열전도율이 철보다 훨씬 작아 단열성이 양호하므로 보온, 및 보냉에 유리하여 열손실이 적은 장점이 있다.

일반적으로 FRP의 성형방법에는 Spray up 성형법, Resin Injection 성형법, 필라멘트 와인딩(Filament Winding) 성형법, Cold press 성형법, SMC 성형법, RTM 성형법, 인발(Pultrusion) 성형법 및 열 프레스 성형법 등이 알려져 있다.

FRP를 이용한 제품 중에서 덕트는 공기의 유로를 형성하기 위해 사용되는 것으로 공간활용성 및 효율성을 위해 사각형 또는 원형의 단면을 가지는데, 단면의 형상에 따라 적절한 성형법을 사용하여 제조될 수 있으며, 일례로 원형 덕트는 상기 성형 방법 중에서 필라멘트 와인딩 성형법을 통하여 제작될 수 있다.

일 예로, 일본 공개특허 제2003-329235호(2003.11.19)는 FRP로 이루어지는 배기 덕트에 관한 것으로서, FRP 덕트는 내식성이 강한 재질의 특성상 반도체 제조공장, 화학공장, 도금공장, 석유정제공장, 소각로 후단설비, 제약공장 등의 산업 시설에서 발생하는 유해가스 및 화학물질을 처리하는 데 널리 이용된다.

상기 산업 시설 중 일례로 반도체 제조공장에는 반도체 제조를 위한 각종 장비가 설치되어 있고, 반도체 제조장비로부터 발생하는 가스 및 악취 등이 덕트를 통하여 실외로 배출될 수 있다. 반도체 재료, 소자, 제품 및 메모리의 제조 과정에서 발생하는 다양한 가스 배출물은 광범위한 화학 물질을 포함하는데, 이들 가스는 덕트를 통하여 후 공정으로 이동하거나, 정화 시설로 보내진다.

상기 공정에서 FRP 덕트는 화학물질에 대한 내식성이 강하므로 각종 가스의 관로로서 널리 사용된다.

하지만, 일부 공정에서 발생하는 가스 중에는 불소 또는 불소 화합물 등이 포함될 수 있는데, FRP는 이에 대하여 취약한 특성을 가진다. 즉, 불소 계열 물질이 포함되는 가스는 반응성과 전기음성도가 크고, FRP에 포함되는 유리 섬유의 Si와 반응하므로 FRP 덕트는 물론, 복수의 해당 덕트를 서로 연결하기 위해 사용되는 체결수단을 부식시켜 수명을 단축시키는 문제점이 있다.

일본 공개특허 제2003-329235호(2003.11.19) 국내등록특허 제10-1307327호(공고일:2013.09.10.) 국내공개특허 제10-2017-18244호(공개일:2017.02.16.)

상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 덕트의 기밀성은 유지한체 해당 덕트는 물론, 복수의 상기 덕트가 서로 연결될 수 있게 사용되는 체결수단의 부식을 모두 방지시킬 수 있는 덕트 구조를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

상술한 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명에 따른 부식방지 기능이 향상된 덕트결합구조는 외면 또는 내면 중 적어도 어느 한 면에 부식방지용 도포층이 형성된 관 형상으로 이루어진 중공부를 갖는 덕트 및 한 쌍의 상기 덕트가 체결수단에 의해 서로 체결시에 중공부로 통행하는 기체나 유체의 기밀을 유지함과 동시에 해당 체결수단의 부식을 방지할 수 있는 가스켓부재를 포함하되, 상기 가스켓부재는 서로 체결된 한 쌍의 상기 덕트 사이에 적어도 하나 이상 구비되어 기밀을 유지하되 복수의 중공부가 서로 연통될 수 있게 환형(環形)으로 이루어진 몸체 및 상기 몸체에 방사상으로 다수 구비되되 상기 덕트 외부에 체결된 체결수단 외면을 감싸도록 구비되어 해당 체결수단이 외기에 의한 영향을 받지 않도록 구비되는 덮개를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 덮개는 일측에 상기 몸체 외면에 형성된 안착홈과 형상 맞춤으로 삽입 안착하는 연장부 및 타측에는 상기 연장부와 이어지게 반구형상으로 이루어져 체결수단 외부를 감싸는 홈부를 포함하되, 상기 덮개는 상기 덕트 외측으로 노출되되 구부러짐이나 펴짐이 가능한 재질로 성형되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 덮개는 체결수단을 감싸는 홈부가 상기 덕트에서 분리되지 않게 고정수단에 의해 상기 덕트 외면에 고정되되 상기 고정수단은 조임에 의해 내부 지름이 가변하는 클램프이거나 상기 홈부 외면에 구비되어 상기 덕트 외면과 탈착 가능하게 부착되는 접착제 중 어느 하나인 것이 바람직하다.

또한, 상기 부식방지용 도포층은 실리콘 오일과 불용성 계면활성제를 에멀전 형성한 수용액에 PEO-b-PS(poly(ethylene oxide)-polystyrene)을 혼합한 부식방지액에 상기 덕트를 침지시키거나 스프레이건을 통해 상기 덕트 표면에 분사키켜 형성하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 종래와는 차별적으로 덕트 외면이나 내면에 구비된 부식방지 도포층을 통해 상기 덕트의 부식을 방지할 수 있으며, 나아가 한 쌍의 상기 덕트가 서로 연결되게 체결하는 체결수단 외부를 감싸는 것과 동시에 기밀을 유지할 수 있는 가스켓부재를 통해 해당 체결수단의 부식도 함께 방지할 수 있는 효과를 구현할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 부식방지 기능이 향상된 덕트결합구조를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 부식방지 기능이 향상된 덕트결합구조에 대한 한 쌍의 덕트와 가스켓부재 간의 결합을 나타낸 확대 단면도.
도 3은 도 2에 대한 몸체와 덮개 간의 결합관계를 나타낸 도면.
도 4는 도 2에 대한 고정수단을 나타낸 도면.

이하, 상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백히 드러나게 될 것이며, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 부식방지 기능이 향상된 덕트결합구조(이하, 간략하게 '덕트결합구조'라 한다)에 대하여 상세히 설명하도록 한다. 설명에 앞서, 하기에 설명되는 체결수단(P)은 각각의 플랜지(110)가 서로 면접하게 마주보는 한 쌍의 덕트(100)가 서로 이어지게 결합시키는 통상의 금속재질로 이루어지되 나사 결합하는 볼트나 너트 등을 의미하며, 본 발명의 요지를 명확하게 이해시키기 위해 해당 체결수단(P)에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.

먼저, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 덕트결합구조(1)는 크게 복수의 덕트(100) 및 한 쌍의 상기 덕트(100) 사이에 면접하도록 배치되어 상기 덕트(100) 내부를 통행하는 유체나 기체의 외부 이탈을 방지할 수 있게 기밀(밀봉)을 유지하는 가스켓부재(200)를 포함한다.

더욱 상세하게 설명하면, 상기 덕트(100)는 양측 또는 일측이 개구되되 유체나 기체가 그 내부로 이동할 수 있도록 금속재질을 재료로 하여 내부에 길이방향으로 중공부(S)가 형성된 관(PIPE) 형상의 물건을 의미하며, 상기 덕트(100)는 체결수단(P)에 의해 다수가 서로 이어지게 체결된다.

각각의 덕트(100) 일측이나 양측에는 체결수단(P)이 관통 삽입되어 한 쌍의 상기 덕트(100)가 서로 결합할 수 있도록 체결공이 천공 형성된 플랜지(110)가 구비되며, 서로 마주보는 상기 플랜지(110) 사이에는 후술하는 가스켓부재(200)가 배치되어 서로 연결된 복수의 상기 덕트(100)를 통해 길이방향으로 이어진 다수의 중공부(S)를 통해 이동하는 유체나 기체의 외부 이탈이 방지될 수 있도록 한다.

한편, 본 발명에서의 덕트(100) 외면이나 내면 중 적어도 어느 한 면에는 부식방지 도포층(120)이 형성되어 외기 또는 중공부(S)를 통해 이동하는 유체나 기체로부터 상기 덕트(100)의 부식을 방지할 수 있도록 한다.

이를 위해, 부식방지 도포층(120)은 부식방지액이 수용된 수용용기 내부에 덕트(100)를 형성하는 판 형상의 플레이트(덕트 성형 이전)를 각각 담구어 그 표면에 도포하거나 상기 덕트(100)를 성형한 이후에 그 표면에 스프레이건 등으로 해당 부식방지액을 분사시켜 상기 부식방지 도포층(120)이 형성될 수 있도록 한다.

여기서, 부식방지액은 오일의 성질을 갖는 디메틸 실리콘(예를 들어, 현재 시판 중인 TSF-400, TSF-405, TSF-451 중 적어도 어느 하나) 또는 메틸페닐 실리콘(예를 들어, 현재 시판 중인 TSF-431, TSF-433, TSF-434 중 적어도 어느 하나) 중 어느 하나가 선택된 실리콘 오일에 PEO-b-PS(poly(ethylene oxide)-polystyrene)를 소정의 중량부로 혼합한 수용액을 부식방지액으로 사용할 수 있다.

이때, 부식방지액의 중량비는 실리콘 오일이 1 내지 1.5 중량부 일 때 PEO-b-PS 는 1 내지 1.2 중량부의 비율을 갖도록 혼합되는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에서의 오일 성질을 갖는 디메틸 실리콘 또는 메틸페닐 실리콘은 물에 불용성(不溶性)의 성질을 가지고 있어 용매를 물로하는 수용액(水溶液)을 형성하기 어려운 점을 극복할 수 있게 해당 실리콘 오일에 불용성 계면활성제를 혼합 후, 이를 O/W 에멀전을 형성함으로써, 실리콘 오일의 수용액을 형성이 만족될 수 있도록 하며, 부식방지액의 도포가 가능하도록 하였다.

나아가, 본 발명에서의 부식방지액은 스프레이건으로 도포시에 그 도포 능력의 향상은 물론, 부식방지의 효과를 더욱 극대화할 수 있게 메틸피롤리돈이나 메틸이소부틸 케톤으로 이루어진 코팅제 100 중량부에 대하여, 상술한 실리콘 오일 15 내지 20 중량부를 더 혼합하여 몸체(100) 표면의 도포(코팅) 능력이 향상될 수 있도록 할 수 있다.

그리고, 상기 가스켓부재(200)는 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 상술한 한 쌍의 덕트(100) 사이에 배치되어 중공부(S)의 기밀을 유지하되 한 쌍의 상기 덕트(100)가 서로 체결시에 사용된 체결수단(P)을 외기로부터 보호하여 부식을 방지할 수 있도록 하기 위한 구성으로 몸체(210) 및 덮개(220)를 포함한다.

예컨대 몸체(210)는 비석면, 테프론 및 고무 등을 재료로 하여 전제척으로 환형(環形)의 형상을 갖도록 형성되며, 상술한 체결공과 대향되는 위치에 관통공이 천공 형성되어 체결수단(P)의 관통 설치가 가능하도록 한다.

몸체(210) 외면에는 덮개(220)가 삽입되기 위해 소정의 깊이를 갖는 안착홈(211)이 형성되어 있으며, 상기 안착홈(211)은 소정 지름을 갖는 상기 몸체(210) 중앙부를 기준으로 방사상으로 다수 형성되어 한 쌍의 덕트(100)를 결합시키기 위해 체결된 각각의 체결수단(P) 외부가 덮개(220)에 의해 덮혀질 수 있도록 한다.

이때, 안착홈(211)의 형성 개수는 한 쌍의 덕트(100)를 체결하기 위한 체결수단(P)의 개수와 동일하게 형성하여 상기 안착홈(211)에 삽입 안착된 다수의 덮개(220)를 통해 해당 체결수단(P) 외면이 각각 덮혀질 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 덮개(220)는 덕트(100) 외부로 노출된 체결수단(P)이 감싸 공기나 습기 등에 의한 외기의 영향으로부터 해당 체결수단(P)의 부식이 방지될 수 있도록 하기 위한 구성으로 연장부(221) 및 홈부(223)를 포함한다.

연장부(221)는 상술한 안착홈(211) 내에 형상 맞춤으로 삽입 안착할 수 있게 덮개(220) 일측에 형성되되 상기 덮개(220) 타측에는 반구형상으로 이루어진 홈부(223)가 상기 연장부(221)와 이어지게 형성되어 체결수단(P) 외부가 감싸질 수 있도록 한다.

이를 위해, 덮개(220)는 구부러짐이나 펴짐이 가능한 고무나 실리콘 등의 재질로 성형되어 그 구부러짐이나 펴짐에 의해 덕트(100)에 체결된 체결수단(P) 외부가 용이하게 감싸질 수 있도록 한다.

이때, 본 발명에서의 가스켓부재(200)는 한 쌍의 덕트(100)를 서로 체결하기 위한 볼트(특히, 볼트의 머리부)와 너트로 이루어진 체결수단(P) 전체를 외기로부터 차단할 수 있도록 각각의 안착홈(211)이 서로 마주보는 한 쌍의 몸체(210)와 각각의 상기 몸체(210)에 다수의 덮개(220)가 서로 반대되게 구부러지거나 펴질 수 있도록 구비되는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에서의 가스켓부재(200)는 도 4에 도시한 바와 같이, 홈부(223)에 의해 볼트의 머리부나 너트 외부가 감싸지도록 한 상태에서 외부 진동 등에 의해 상기 홈부(223)가 체결수단(P)에서 분리되는 것을 방지할 수 있게 고정수단(230)을 더 포함할 수 있으며, 상기 고정수단(230)은 조임에 의해 지름 폭이 가변되는 클램프를 통해 다수의 상기 홈부(223) 외면이 감싸지도록 하거나 각각의 상기 홈부(223) 외면에 접착제가 도포되어 덕트(100) 즉, 플랜지(110) 외면과 탈착 가능하게 부착될 수 있도록 한다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 덕트결합구조(1)는 종래와는 차별적으로 덕트(100) 외면이나 내면에 구비된 부식방지 도포층(120)을 통해 상기 덕트(100)의 부식을 방지할 수 있으며, 나아가 한 쌍의 상기 덕트(100)가 서로 연결되게 체결하는 체결수단(P) 외부를 감싸는 것과 동시에 기밀을 유지할 수 있는 가스켓부재(200)를 통해 해당 체결수단(P)의 부식도 함께 방지할 수 있는 효과를 구현할 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적인 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

1: 본 발명에 따른 부식방지 기능이 향상된 덕트결합구조
100: 덕트
110: 플랜지 120: 부식방지 도포층
200: 가스켓부재
210: 몸체 211: 안착홈
220: 덮개 221: 연장부
223: 홈부 230: 고정수단
P: 체결수단

Claims

외면 또는 내면 중 적어도 어느 한 면에 부식방지용 도포층(120)이 형성된 관 형상으로 이루어진 중공부(S)를 갖는 덕트(100); 및
한 쌍의 상기 덕트(100)가 체결수단(P)에 의해 서로 체결시에 중공부(S)로 통행하는 기체나 유체의 기밀을 유지함과 동시에 해당 체결수단(P)의 부식을 방지할 수 있는 가스켓부재(200);를 포함하되,
상기 가스켓부재(200)는 서로 체결된 한 쌍의 상기 덕트(100) 사이에 적어도 하나 이상 구비되어 기밀을 유지하되 복수의 중공부(S)가 서로 연통될 수 있게 환형(環形)으로 이루어진 몸체(210) 및 상기 몸체(210)에 방사상으로 다수 구비되되 상기 덕트(100) 외부에 체결된 체결수단(P) 외면을 감싸도록 구비되어 해당 체결수단(P)이 외기에 의한 영향을 받지 않도록 구비되는 덮개(220)를 포함하며,
상기 덮개(220)는 일측에 상기 몸체(210) 외면에 형성된 안착홈(211)과 형상 맞춤으로 삽입 안착하는 연장부(221) 및 타측에는 상기 연장부(221)와 이어지게 반구형상으로 이루어져 체결수단(P) 외부를 감싸는 홈부(223)를 포함하되 상기 덮개(220)는 상기 덕트(100) 외측으로 노출되되 구부러짐이나 펴짐이 가능한 재질로 성형되며,
상기 덮개(220)는 체결수단(P)을 감싸는 홈부(223)가 상기 덕트(100)에서 분리되지 않게 고정수단(230)에 의해 상기 덕트(100) 외면에 고정되되 상기 고정수단(230)은 조임에 의해 내부 지름이 가변하는 클램프이거나 상기 홈부(223) 외면에 구비되어 상기 덕트(100) 외면과 탈착 가능하게 부착되는 접착제 중 어느 하나이고,
상기 부식방지용 도포층(120)은 실리콘 오일과 불용성 계면활성제를 에멀전 형성한 수용액에 PEO-b-PS(poly(ethylene oxide)-polystyrene)을 혼합한 부식방지액에 상기 덕트(100)를 침지시키거나 스프레이건을 통해 상기 덕트(100) 표면에 분사시켜 형성하되 부식방지액은 오일의 성질을 갖는 디메틸 실리콘 또는 메틸페닐 실리콘 중 어느 하나가 선택된 실리콘 오일에 PEO-b-PS를 소정의 중량부로 혼합한 수용액을 부식방지액으로 사용하되 물에 불용성(不溶性)의 성질을 갖는 디메틸 실리콘 또는 메틸페닐 실리콘은 용매를 물로하는 수용액(水溶液)을 형성하기 어려운 점을 극복할 수 있게 실리콘 오일에 불용성 계면활성제를 혼합 후, 이를 O/W 에멀전을 형성함으로써, 실리콘 오일의 부식방지액의 도포가 가능하도록 하고, 부식방지액의 중량비는 실리콘 오일이 1 내지 1.5 중량부 일 때 PEO-b-PS 는 1 내지 1.2 중량부의 비율을 갖도록 혼합된 것을 특징으로 하는 부식방지 기능이 향상된 덕트결합구조.
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