KR102377244B1 - 플랜지 결합 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플랜지 결합 구조에 관한 것으로, 압력용기; 상기 압력용기의 내, 외부를 관통하도록 설치되는 파이프; 중공체로 형성되어 상기 파이프의 외주연을 감싸되, 상기 압력용기의 내부에 일부구간이 내입되도록 용접결합되며, 상기 압력용기의 외부로 노출된 외주연에는 외측방향으로 돌출되게 링 형상의 제1 체결부가 형성되고, 상기 제1 체결부에는 방사형으로 복수 개의 제1 체결구가 형성된 제1 플랜지; 중공체로 형성되어 상기 파이프의 외주연을 감싸되, 외주연 일단에는 외측방향으로 돌출되게 링 형상의 제2 체결부가 형성되고, 상기 제2 체결부에는 방사형으로 복수 개의 제2 체결구가 형성되며, 상기 제2 체결부 및 제2 체결구가 상기 제1 플랜지의 제1 체결부 및 제2 체결구와 대향되게 배치되는 제2 플랜지; 상기 제1 체결구와 제2체결구를 모두 관통하도록 마련되어 제1 플랜지와 제2 플랜지를 상호 체결시키는 체결부재; 상기 제1 플랜지와 대향되는 상기 제2 플랜지의 대향면에 장착되어 제1 플랜지와 제2 플랜지가 상호 기밀되도록 하는 제1 가스켓; 상기 제2 플랜지의 내주연에 장착되어 파이프의 외주연와 제2 플랜지의 내주연 사이공간을 기밀하는 제2 가스켓 및 제3 가스켓;을 포함하는 것으로, 본 발명은 파이프의 외주연을 감싸되, 제1 플랜지는 압력용기의 내부에 일부구간 내입되도록 용접결합되고, 제2 플랜지는 압력용기 외부에 배치되되 제1플랜지와 내부가 기밀되도록 결합되어 압력용기 내부와 외부를 관통하여 설치되어야 하는 파이프가 압력용기를 안전하게 관통 설치될 수 있도록 하는 현저한 효과가 있다.

Description

플랜지 결합 구조 {Connecting structure of Flange}

본 발명은 플랜지 결합 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 석유화학, 가스플랜트 등에서 사용되는 압력용기에 적용되며, 파이프가 압력용기 내부와 외부를 관통하여 설치되도록 하는 플랜지 결합 구조에 관한 것이다.

본 발명은 대규모 석유화학 및 화학, 가스플랜트 등의 광범위한 압력용기에 적용되어 튜브와 플랜지 사이공간에서 유동되는 기체의 누출을 방지하기 위한 플랜지 결합 구조에 관한 것이다.

일반적으로 플랜지 결합 구조는, 파이프와, 상기 파이프의 외주연에 설치되는 한 쌍의 플랜지를 포함하되, 상기 파이프보다 직경이 큰 플랜지가 서로 마주보게 접촉된 상태에서, 상기 두 개의 마주 접촉하는 플랜지 사이에 누수 및 누유방지를 위한 가스켓을 삽입하고, 플랜지에 형성된 다수의 볼트공으로 볼트와 같은 체결부재를 삽입하여 한 쌍의 플랜지가 상호 결합되도록 한다.

그러나 이러한 종래의 플랜지 결합구조로는 압력용기 내부와 외부를 관통하여 설치되어야 하는 파이프가 안정적으로 설치되어 질 수 없으며, 파이프와 플랜지 사이에 형성되는 틈을 통해 압력용기 내부의 압력이 외부로 누출되어 안전사고가 발생하는 등의 문제점이 있다.

대한민국, 공개특허공보 제10-2012-0008737호

본 발명은 이를 해결하고자 안출된 것으로, 파이프의 외주연을 감싸되, 제1 플랜지는 압력용기의 내부에 일부구간 내입되도록 용접결합되고, 제2 플랜지는 압력용기 외부에 배치되되 제1플랜지와 상호 기밀되도록 결합되어 압력용기 내부와 외부를 관통하여 설치되어야 하는 파이프가 압력용기를 안전하게 관통 설치될 수 있도록 하는 플랜지 결합 구조를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명은 플랜지 결합 구조에 관한 것으로, 압력용기; 상기 압력용기의 내, 외부를 관통하도록 설치되는 파이프; 중공체로 형성되어 상기 파이프의 외주연을 감싸되, 상기 압력용기의 내부에 일부구간이 내입되도록 용접결합되며, 상기 압력용기의 외부로 노출된 외주연에는 외측방향으로 돌출되게 링 형상의 제1 체결부가 형성되고, 상기 제1 체결부에는 방사형으로 복수 개의 제1 체결구가 형성된 제1 플랜지; 중공체로 형성되어 상기 파이프의 외주연을 감싸되, 외주연 일단에는 외측방향으로 돌출되게 링 형상의 제2 체결부가 형성되고, 상기 제2 체결부에는 방사형으로 복수 개의 제2 체결구가 형성되며, 상기 제2 체결부 및 제2 체결구가 상기 제1 플랜지의 제1 체결부 및 제2 체결구와 대향되게 배치되는 제2 플랜지; 상기 제1 체결구와 제2체결구를 모두 관통하도록 마련되어 제1 플랜지와 제2 플랜지를 상호 체결시키는 체결부재; 상기 제1 플랜지와 대향되는 상기 제2 플랜지의 대향면에 장착되어 제1 플랜지와 제2 플랜지가 상호 기밀되도록 하는 제1 가스켓; 상기 제2 플랜지의 내주연에 장착되어 파이프의 외주연와 제2 플랜지의 내주연 사이공간을 기밀하는 제2 가스켓 및 제3 가스켓;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 플랜지의 내경은, 상기 제2 플랜지의 내경보다 큰 직경을 가지도록 마련되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2 가스켓은 한 쌍으로 마련되며 상기 제2 플랜지의 내주연 양단에 각각 장착되고, 상기 제3 가스켓은 한 쌍으로 마련되며, 한 쌍의 제2 가스켓 사이 공간에 상호 소정간격 이격되게 장착되는 것을 특징으로 한다.

따라서 본 발명은 파이프의 외주연을 감싸되, 제1 플랜지는 압력용기의 내부에 일부구간 내입되도록 용접결합되고, 제2 플랜지는 압력용기 외부에 배치되되 제1플랜지와 내부가 기밀되도록 결합되어 압력용기 내부와 외부를 관통하여 설치되어야 하는 파이프가 압력용기를 안전하게 관통 설치될 수 있도록 하는 현저한 효과가 있다.

본 발명에 따른 플랜지 결합 구조는 압력용기에 적용가능하며, 설치 및 유지보수가 용이한 현저한 효과가 있다.

도1은 본 발명에 따른 플랜지 결합 구조의 단면도이다.
도2는 본 발명에 따른 제1 플랜지의 단면도이다.
도3은 본 발명에 따른 제2 플랜지의 단면도이다.
도4는 본 발명의 다른 실시례인 제4 가스켓이 추가된 상태의 도면이다.
도5는 본 발명의 사용사진이다.
도6은 본 발명의 가스켓의 또 다른 실시례를 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.

첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일례에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.

도1은 본 발명에 따른 플랜지 결합 구조의 단면도이다.

도1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 플랜지 결합 구조(100)는 파이프(P), 제1 플랜지(120), 제2 플랜지(140), 가스켓(160), 체결부재(180)를 포함한다.

먼저, 상기 파이프(P)는 내부에 물, 기름 등의 유체가 흐르는 요소이다.

도1 및 도5에 도시된 바와 같이, 상기 제1 플랜지(120)는 파이프(P)의 외주연을 감싸되, 압력용기(10)의 내부에 일부구간 내입되도록 용접결합되고, 제2 플랜지(140)는 압력용기 외부에 배치되되 제1플랜지와 상호 기밀되도록 결합되어 압력용기 내부와 외부를 관통하여 설치되어야 하는 파이프가 압력용기를 안전하게 관통 설치될 수 있도록 한다.

더욱 상세하게, 도2에 도시된 바와 같이, 상기 제1 플랜지(120)는 중공체로 형성되며, 상기 파이프의 외주연에 상기 파이프와 동심을 가지도록 체결되는 요소이다.

상기 제1 플랜지는 압력용기에 용접결합되며, 이 때, 상기 제1 플랜지는, 압력용기에 형성된 관통홀(도면미도시)을 관통하도록 설치되고, 제1 플랜지의 외주연은 상기 관통홀(도면미도시)의 내주연에 접촉되어 용접된다.

덧붙여, 상기 제1 플랜지의 일단 외주연에는 외측방향으로 돌출되게 링 형상의 제1 체결부(121)가 형성되며, 상기 제1 체결부에는 방사형으로 제1 체결구(122)가 복수 개 형성된다.

도3에 도시된 바와 같이, 상기 제2 플랜지(140)는 중공체로 형성되며, 상기 파이프의 외주연에 상기 파이프와 동심을 가지도록 체결되는 요소이다.

상기 제2 플랜지의 일단 외주연에는 외측방향으로 돌출되게 링 형상의 제2 체결부(141)가 형성되며, 상기 제2 체결부에는 방사형으로 제2 체결구(142)가 복수 개 형성된다.

이때, 상기 제2 체결부 및 제2 체결구는 상기 제1 체결부 및 제1 체결구와 대응되는 형상으로 형성된다.

덧붙여, 상기 제2 플랜지는 파이프의 외주연에 장착되되, 제1 플랜지와 상호 대향되게 배치되며 상기 제1, 2 체결구(122, 142)들을 관통하여 체결부재(180)가 체결됨에 따라 상기 제1 플랜지 및 제2 플랜지는 상호 결합된다.

아울러, 도1에 도시된 바와 같이, 상기 제1 플랜지의 내경(d1)은, 상기 제2 플랜지의 내경(d2)보다 큰 직경을 가지도록 마련되며, 이에 따라 상기 제1 플랜지의 내주연과 파이프의 외주연 사이에는 소정간격의 틈이 형성되고, 상기 제2 플랜지 내주연과 파이프 외주연 사이에는 틈이 거의 형성되지 않는다.

상기 파이프는 압력용기 내부에서상기 제1 플랜지를 통해 압력용기 내외부를 관통하도록 설치되어야 하므로 제1 플랜지의 내경(d1)은 비교적 큰 직경을 가지도록 마련되어, 작업자가 용이하게 제1 플랜지의 내주연에 파이프를 삽입할 수 있도록 한다.

상기 제2 플랜지는, 압력용기의 외부에서 파이프의 외주연을 통과하여 제1 플랜지와 체결되는 요소인 것으로, 작업자는 비교적 쉽게 제2 플랜지를 제1 플랜지와 체결하게 되므로, 상기 제2플랜지의 내주연은 비교적 작은 직경으로 형성되고 파이프의 외주연과 밀착 결합되도록 마련되어, 제1 플랜지의 내주연과 파이프의 외주연 사이 공간을 유동하는 고압의 기체가 외부로 누출되지 않도록 한다.

또한, 상기 제2 플랜지에는 파이프 및 제1 플랜지와의 기밀을 더욱 공고히 하기 위한 가스켓(160)이 삽입되는 삽입홈이 복수 개 형성된다.

더욱 상세하게, 상기 제1 플랜지와 대향되는 제2 플랜지의 일면에는 제1 가스켓(162)이 삽입되기 위한 제1 삽입홈(143)이 형성된다.

상기 제2 플랜지의 내주연에는 한 쌍의 제2 가스켓(164) 및 한 쌍의 제3 가스켓(166)이 삽입되기 위한 한 쌍의 제2 삽입홈(144) 및 한 쌍의 제3 삽입홈(145)이 형성되며, 상기 한 쌍의 제3 삽입홈(145)은, 한 쌍의 제2 삽입홈(144) 사이 공간부에 형성된다.

본 발명에서는 실시례로서, 도3에 도시된 바와 같이, 상기 제2 플랜지의 내주연에는 상기 제2 삽입홈, 제3 삽입홈, 제3 삽입홈, 제2 삽입홈이 순차적으로 형성되되 상호 소정간격 이격되게 설치된다.

상기 제2 삽입홈과 제3 삽입홈은 그 폭(w)과 깊이(h)가 서로 달리 형성되는 것으로, 상기 제2 삽입홈의 폭(w2)과 제3 삽입홈의 폭(w3)은 8:7 비율로 형성되고, 제2 삽입홈의 깊이(h2)와 제3 삽입홈의 깊이(h3)는 2:3.5 비율로 형성되며,

상기 제2, 3 삽입홈은 후술할 제2, 3 가스켓과 대응되므로 상기 제2, 3 가스켓을 후술하면서 상세히 설명하고자 한다.

다음으로, 상기 가스켓(160)은, 상기 제2 플랜지(140)에 장착되어 파이프의 누출을 방지하는 요소이다.

도1 및 도3에서 도시된 바와 같이, 상기 가스켓(160)은, 제1 가스켓(162), 제2 가스켓(164), 제3 가스켓(166)을 포함한다.

상기 제1 가스켓(162)은 제1 플랜지와 제2 플랜지의 접촉면(대향면)에서 발생할 수 있는 누출을 방지하는 요소이며,

상기 제2 가스켓(164) 및 제3 가스켓(166)은 상기 제1, 2 플랜지의 내주연과 파이프의 외주연 사이에 형성된 틈에서 발생할 수 있는 누출을 방지하는 요소이다.

본 발명에서의 상기 제2 가스켓 및 제3 가스켓은 각각 한 쌍으로 구성되며, 상기 제2 가스켓 및 제3 가스켓은 그 폭(w)과 깊이(h)가 서로 달리 형성되는 것으로, 상기 제2 가스켓은 상기 제2 삽입홈(144)과 동일한 크기로 마련되고, 상기 제3 가스켓은 상기 제3 삽입홈(145)과 동일한 크기로 마련된다.

즉, 상기 제2 가스켓의 폭과 제3 가스켓의 폭은 8:7 비율로 형성되고, 제2 가스켓의 깊이와 제3 가스켓 깊이는 2:3.5 비율로 형성된다.

상기 한 쌍의 제2 가스켓은 제2 플랜지의 내주연 양단에 장착되는 것으로, 상기 제1, 2 플랜지의 내주연과 파이프의 외주연 사이에 형성된 틈에서 발생할 수 있는 누출을 1차로 기밀하는 1차 기밀요소이고,

상기 한 쌍의 제3 가스켓은 한 쌍의 제2 가스켓 사이에 배치되어 상기 제1, 2 플랜지의 내주연과 파이프의 외주연 사이에 형성된 틈에서 발생할 수 있는 누출을 2차 방지하는 2차 기밀요소이다.

상기 제2 가스켓은 제3 가스켓에 비해, 비교적 넓은 폭과 낮은 높이를 가지도록 형성되며 파이프의 외주연에 넓은 면적으로 접촉되며, 교체가 용이하도록 얕은 깊이를 가지도록 마련된다.

상기 제3 가스켓은 2차 기밀요소로서, 비교적 좁은면적으로 파이프의 외주연에 접촉되고, 제2 가스켓에 비해 교체주기가 길므로 비교적 깊은 깊이를 가지도록 마련된다.

마지막으로, 상기 체결부재(180)는 상기 제1 플랜지(120)에 형성된 제1 체결구(122)와 제2 플랜지(140)에 형성된 제2 체결구(142)를 모두 관통하여 체결되어 상기 제1 플랜지와 제2 플랜지를 상호 체결시키는 요소이다.

상기 체결부재는, 볼트, 너트, 와셔 등을 포함하며, 상기 체결부재는 이미 널리 알려진 관용수단이므로 자세한 설명은 생략한다.

한편, 본 발명의 다른 실시례로서, 도4에 도시된 바와 같이, 상기 제1 플랜지 및 제2 플랜지의 사이공간에는 제4 가스켓(190)이 추가로 장착되어질 수 있다.

상기 제4 가스켓은 환 형상으로 형성되며, 상기 체결부재(180)와 대응되는 위치에 방사형으로 체결홀이 형성된다.

상기 제4 가스켓은 제1 체결부(121)와 제2 체결부(141) 사이공간에 배치되어 제1 체결부 및 제2 체결부와 직접 접촉되므로 제1 체결부 및 제2 체결부를 지지하며, 상기 제1 가스켓(162)에 의해 1차 기밀되는 제1 플랜지와 제2 플랜지의 접촉면을 2차 기밀하여 본 발명의 안정성을 향상시키는 효과를 가진다.

이 때, 상기 제1, 2체결부는 제1, 2 플랜지에 대하여 제1, 2 플랜지 외주연의 끝단에 형성되지 아니하고, 끝단에서부터 내측방향으로 소정거리 이격된 위치에 형성되어 상기 제1 체결부와 제2 체결부 사이에 제4 가스켓이 장착될 공간부가 형성되도록 한다.

한편, 도6에 도시된 바와 같이, 가스켓의 또 다른 실시례로서, 제4가스켓(190)은 기존의 제1가스켓(162)과 일체로 형성되어질 수 있으며, 제4가스켓과 제1가스켓이 일체로 형성된 가스켓을 설명의 편의를 위해 제5 가스켓(192)이라한다.

상기 제5 가스켓(192)은, 제1가스켓 및 제4가스켓을 대체할 수 있는 요소이다.

상기 제5 가스켓은 중앙에 파이프가 관통되는 홀이 형성되어 전체적인 형상이 환형상으로 형성되며, 내측 일부구간은 비교적 얇은 두께를 가지도록 마련되어 제1플랜지 및 제2플랜지의 사이공간에 접촉되어 끼움장착되고, 외측 일부구간은 비교적 두꺼운 두께를 가지도록 마련되어 제1체결부 및 제2체결부의 사이공간에 끼움장착된다.

이 때, 상기 내측 일부구간의 일면에는 제1삽입홈(143)에 끼움 삽입되도록 링 형상의 돌기가 형성된다.

즉, 상기 제5가스켓은, 하나의 부재로 제1플랜지와 제2 플랜지의 접촉면을 1차 수밀하고, 제1체결부와 제2체결부의 접촉되면 2차 수밀하는 효과를 가진다.

이상과 같이 본 발명을 도면에 도시한 실시례를 참고하여 설명하였으나, 이는 발명을 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 발명의 상세한 설명으로부터 다양한 변형 또는 균등한 실시례가 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

따라서 본 발명의 진정한 권리범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 결정되어야 한다.

10:압력용기
100:플랜지 결합 구조
P:파이프
120:제1 플랜지
121:제1 체결부
122:제1 체결구
140:제2 플랜지
141:제2 체결부
142:제2 체결구
143:제1 삽입홈
144:제2 삽입홈
145:제3 삽입홈
160:가스켓
162:제1 가스켓
164:제2 가스켓
166:제3 가스켓
180:체결부재
190:제4 가스켓
192:제5 가스켓
d1:제1 플랜지의 내경
d2:제2 플랜지의 내경
w2:제2 삽입홈의 폭
w3:제3 삽입홈의 폭
h2:제2 삽입홈의 깊이
h3:제3 삽입홈의 깊이

Claims (3)

1. 압력용기;
   상기 압력용기의 내, 외부를 관통하도록 설치되는 파이프;
   중공체로 형성되어 상기 파이프의 외주연을 감싸되, 상기 압력용기의 내부에 일부구간이 내입되도록 용접결합되며, 상기 압력용기의 외부로 노출된 외주연에는 외측방향으로 돌출되게 링 형상의 제1 체결부가 형성되고, 상기 제1 체결부에는 방사형으로 복수 개의 제1 체결구가 형성된 제1 플랜지;
   중공체로 형성되어 상기 파이프의 외주연을 감싸되, 외주연 일단에는 외측방향으로 돌출되게 링 형상의 제2 체결부가 형성되고, 상기 제2 체결부에는 방사형으로 복수 개의 제2 체결구가 형성되며, 상기 제2 체결부 및 제2 체결구가 상기 제1 플랜지의 제1 체결부 및 제2 체결구와 대향되게 배치되는 제2 플랜지;
   상기 제1 체결구와 제2체결구를 모두 관통하도록 마련되어 제1 플랜지와 제2 플랜지를 상호 체결시키는 체결부재;
   상기 제1 플랜지와 대향되는 상기 제2 플랜지의 대향면에 장착되어 제1 플랜지와 제2 플랜지가 상호 기밀되도록 하는 제1 가스켓;
   상기 제2 플랜지의 내주연에 양단에 각각 장착되어 파이프의 외주연와 제2 플랜지의 내주연 사이공간을 기밀하는 한 쌍의 제2 가스켓;
   상기 제2 플랜지의 내주연에 장착되어 파이프의 외주연와 제2 플랜지의 내주연 사이공간을 기밀하되, 한 쌍의 제2 가스켓 사이에 배치되는 제3 가스켓;을 포함하되,
   상기 제2 가스켓은, 상기 제3 가스켓에 비해 넓은 폭과 낮은 높이를 가지도록 형성되어 상기 파이프의 외주연에 넓은 면적으로 접촉되고, 교체가 용이하도록 얕은 깊이를 가지도록 마련되며,
   상기 제1 플랜지의 내경은, 상기 제2 플랜지의 내경보다 큰 직경을 가지도록 마련되는 것을 특징으로 하는 플랜지 결합 구조.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 제2 가스켓의 폭과 상기 제3 가스켓의 폭은 8 : 7 비율로 형성되고,
   상기 제2 가스켓의 깊이와 제3 가스켓 깊이는 2 : 3.5 비율로 형성되는 것을 특징으로 하는 플랜지 결합 구조.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 제3 가스켓은 한 쌍으로 마련되며, 한 쌍의 제2 가스켓 사이 공간에 상호 소정간격 이격되게 장착되는 것을 특징으로 하는 플랜지 결합 구조.
   

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