KR19990040320U - Bayonet type vacuum insulation pipe using Teflon - Google Patents
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Abstract
본 고안은 초저온 액화가스 이송을 위한 베이오넷(bayonet)형 진공단열배관에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 베이오넷형 진공단열배관에서 액화가스 누설을 방지하기 위한 숫 베이오넷과 암 베이오넷의 내관 연결부를 씰링하는 방법에 있어서 상온과 초저온 사이의 온도변화에 대하여 수축률이 크고 내구성이 좋은 테플론(PTFE)을 이용한 베이오넷형 진공단열배관에 관한 것이다.The present invention relates to a bayonet-type vacuum insulated pipe for cryogenic liquefied gas transfer, and more particularly, an inner pipe connection portion of a male bayonet and an arm bayonet for preventing liquefied gas leakage in a bayonet-type vacuum insulated pipe. In the method for sealing the present invention relates to a bayonet-type vacuum insulation pipe using Teflon (PTFE) with high shrinkage and durability against temperature change between room temperature and ultra low temperature.
본 고안은, 초저온 상태에서 가스가 누설되지 않도록 내관과 내관이 접촉하는 부위의 외측면에 테플론 또는 Kel-F인 환형의 밀봉재가 착설되며, 상기 밀봉재의 내측중심에 환형으로 형성되는 돌출부는 내관과 내관의 접촉하는 사이에 끼워지는 것을 특징으로 하는 테플론을 이용한 베이오넷형 진공단열배관을 제공한다.The present invention is a teflon or Kel-F annular sealing member is installed on the outer surface of the inner tube and the inner tube contact portion so that the gas does not leak in the cryogenic state, the protrusion formed in the annular center of the sealing member and the inner tube and Provided is a bayonet type vacuum insulating pipe using Teflon, which is sandwiched between the inner tube contact.
Description
본 고안은 초저온 액화가스 이송을 위한 베이오넷(bayonet)형 진공단열배관에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 베이오넷형 진공단열배관에서 액화가스 누설을 방지하기 위하여 숫 베이오넷과 암 베이오넷의 내관 연결부를 씰링하는 방법에 있어서 상온과 초저온 사이의 온도변화에 대하여 수축률이 크고 내구성이 좋은 테플론(PTFE)을 이용한 베이오넷형 진공단열배관에 관한 것이다.The present invention relates to a bayonet type vacuum insulated pipe for cryogenic liquefied gas transfer, and more specifically, to the inner pipe connection of a male bayonet and an arm bayonet to prevent liquefied gas leakage in a bayonet type vacuum insulated pipe. In the method for sealing the present invention relates to a bayonet-type vacuum insulation pipe using Teflon (PTFE) with high shrinkage and durability against temperature change between room temperature and ultra low temperature.
일반적으로 초저온 액화가스의 이송시에 사용하는 베이오넷(bayonet)형 진공단열배관은 숫 베이오넷(male bayonet)과 암 베이오넷(female bayonet)으로 구성되어 있고, 내관과 내관사이에 설치되는 액화가스 누설방지 씰은 베이오넷 진공단열배관의 핵심부분으로써 크게 3가지 방법을 사용하고 있다.In general, the bayonet type vacuum insulation pipe used for the transfer of cryogenic liquefied gas is composed of a male bayonet and a female bayonet, and is a liquefied gas installed between an inner tube and an inner tube. The leak-tight seal is a key part of the Bayonet vacuum insulated pipe.
첫째, 상온과 초저온 사이의 온도영역에서 열팽창계수가 매우 작은 INVAR36을 베이오넷(bayonet)의 내관으로 사용하여 씰(seal)을 하는 방법이 있다.First, there is a method of sealing using INVAR36, which has a very small coefficient of thermal expansion in the temperature range between room temperature and cryogenic temperature, as an inner tube of a bayonet.
둘째, 테플론 오-링(O-RING)을 숫 베이오넷의 내관에 설치하고 경사각을 가진 암 베이오넷에 삽입하여 밀착시킴으로써 초저온 액화가스의 누설을 방지하는 방법이 있다.Second, there is a method of preventing the leakage of cryogenic liquefied gas by installing a Teflon O-ring in the inner tube of the male bayonet and inserting it in close contact with the female bayonet having an inclination angle.
셋째, 아무런 씰을 사용하지 않고 단순히 대류 공간과 베이오넷 재료의 두께를 줄여서 열전도를 최소화한 방법이 있다.Third, there is a method of minimizing heat conduction by simply reducing the thickness of the convection space and bayonet material without using any seals.
전술한 3가지 방법에 의하여 씰을 하는 경우의 문제점을 찾아보면 다음과 같다. 첫째, INVAR36을 사용하는 경우, 제작이 용이한 반면에 높은 재료가격으로 진공배관의 제작비용이 높고 수분에 의하여 쉽게 부식되는 단점이 있다.Looking for problems in the case of sealing by the three methods described above are as follows. First, in the case of using INVAR36, while manufacturing is easy, the manufacturing cost of the vacuum pipe is high due to the high material price and there is a disadvantage that it is easily corroded by moisture.
둘째, 테플론 오-링(O-RING)을 숫 베이오넷의 내관에 설치하고 경사각을 가진 암 베이오넷에 삽입하여 밀착시킴으로써 초저온 액화가스의 누설을 방지하는 경우는 장시간 사용할 때에 온도 사이클(thermal cycle)에 의하여 테플론 O-RING이 탄성을 잃게되어 누설이 되는 단점이 있으며, 부품들의 가공 비용이 높아서 전체적인 제작비용이 높다.Second, when the Teflon O-ring is installed in the inner bay of the male bayonet and inserted into the female bayonet with the inclination angle to closely adhere to prevent leakage of the cryogenic liquefied gas, a thermal cycle is used for a long time. There is a disadvantage that the Teflon O-ring loses elasticity due to leakage, and the overall manufacturing cost is high due to the high processing cost of the parts.
셋째, 아무런 씰을 사용하지 않고 단순히 대류공간과 베이오넷의 두께를 줄여서 열전도를 최소화하고자 하는 방법의 경우 제작비용은 상대적으로 저렴하지만 사용압력이 상승할 경우 열손실이 매우커서 비경제적이다.Third, the manufacturing cost is relatively low in the case of minimizing the heat conduction by simply reducing the thickness of convection space and bayonet without using any seal, but it is uneconomical because the heat loss is very large when the working pressure is increased.
본 고안은 전술한 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 본 고안의 목적은, 액체질소, 액체산소, 액체알곤과 같은 초저온 액화가스 이송을 위한 베이오넷형 진공단열배관에 관한 것으로써, 내관과 외관으로 구성된 2중 배관을 연결시에 온도변화에 대하여 수축률이 크고 저온에서 기계적 성질이 좋은 밀봉재인 원통형 테플론과 Kel-F를 베이오넷의 내관과 내관의 연결부위에 결합시켜 초저온 액화가스 이송시에 테플론의 수축에 의하여 씰이되어 액화가스 누설을 방지할 수 있도록 테플론을 이용한 베이오넷형 진공단열배관을 제공하고자 하는 것이다.The present invention has been made in view of the above problems, the object of the present invention relates to a bayonet-type vacuum insulation pipe for the transfer of cryogenic liquefied gas, such as liquid nitrogen, liquid oxygen, liquid argon, the inner tube and the external Cylindrical Teflon and Kel-F, which are sealing materials with high shrinkage against temperature change and good mechanical properties at low temperatures when connecting the constructed double pipes, are connected to the inner and inner pipes of the bayonet, It is to provide a bayonet-type vacuum insulation pipe using Teflon to prevent the liquefied gas leakage by being sealed by shrinkage.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은, 초저온 상태에서 가스가 누설되지 않도록 내관과 내관이 접촉하는 부위의 외측면에 테플론 또는 Kel-F인 환형의 밀봉재가 착설되며, 상기 밀봉재의 내측중심에 환형으로 형성되는 돌출부는 내관과 내관의 접촉하는 사이에 끼워지는 것을 특징으로 하는 테플론을 이용한 베이오넷형 진공단열배관을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention, an annular sealing member of Teflon or Kel-F is installed on the outer surface of the portion where the inner tube and the inner tube contact so that the gas does not leak in the cryogenic state, the inner center of the sealing member The protruding portion formed in an annular shape provides a bayonet type vacuum insulating pipe using Teflon, which is sandwiched between the inner tube and the inner tube in contact.
도 1은 본 고안의 베이오넷형 진공단열배관의 단면도.1 is a cross-sectional view of the bayonet-type vacuum insulation pipe of the present invention.
도 2는 도 1에서 밀봉재로 사용하는 원통형 테플론 씰의 상세도.FIG. 2 is a detailed view of a cylindrical teflon seal used as the sealing material in FIG. 1. FIG.
도 3은 도 1에서 밀봉재인 원통형 테플론 씰의 연결부 상세도.3 is a detailed view of the connection of the cylindrical Teflon seal which is a seal in FIG.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
1 : 베이오넷형 진공단열배관 2,2' : 내관1: Bayonet type vacuum insulation pipe 2,2 ': inner tube
3 : 외관 4 : 숫 플랜지(male flange)3: appearance 4: male flange
5 : 암 플랜지(female flange) 6 : 숫 베이오넷(male bayonet)5: female flange 6: male bayonet
7 : 암 베이오넷(female bayonet) 8 : 숫 베이오넷 측판7: female bayonet 8: male bayonet side plate
9 : 암 베이오넷 측판 10: 밀봉재9: arm bayonet side plate 10: sealing material
11: 흡착제 12: 돌출부11: adsorbent 12: protrusion
본 고안의 첨부도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the accompanying drawings of the present invention will be described a preferred embodiment of the present invention in detail.
도 1은 본 고안의 베이오넷형 진공단열배관의 단면도이고, 도 2는 도 1에서 밀봉재로 사용하는 원통형 테플론 씰의 상세도이다. 베이오넷형 진공단열배관(1)은 2중 배관으로서 중앙 내부에 내관을 설치하고 상기 내관의 외부에 외관을 설치하는 2중 배관구조로 구성되는데, 상기 베이오넷형 진공단열배관(1)은 내관(2)과 내관(2')을 연결할 때 접촉하는 부위의 외측면에 환형의 밀봉재(10)가 설치된다. 상기 밀봉재(10)는 원통형 테플론(PTFE) 및 Kel-F를 사용하는데, 본 고안에서는 원통형 테플론을 중심으로 상세하게 설명한다.1 is a cross-sectional view of the bayonet-type vacuum insulation pipe of the present invention, Figure 2 is a detailed view of the cylindrical Teflon seal used as the sealing material in FIG. The bayonet type vacuum insulation pipe (1) is composed of a double pipe structure in which an inner pipe is installed inside the center as a double pipe and an exterior is installed outside the inner pipe. The bayonet type vacuum insulating pipe (1) is an inner pipe. An annular sealant 10 is provided on the outer side surface of the contact portion when connecting (2) and the inner tube 2 '. The sealant 10 uses cylindrical teflon (PTFE) and Kel-F, which will be described in detail with reference to the cylindrical teflon.
상기 밀봉재(10)를 설치시 일측에 밀봉재인 원통형 테플론과 연결되는 숫 베이오넷(6)을 설치하고 숫 베이오넷(6)의 내측에 숫 베이오넷 측판(8)을 설치하며, 상기 숫 베이오넷 측판(8)을 설치한 반대편으로 암 베이오넷 측판(9)을 설치하고 숫 베이오넷(6)의 외측에 암 베이오넷(7)을 암 베이오넷 측판(9)과 연결설치하게 된다. 다시말하면, 상기 밀봉재(10)인 원통형 테플론을 중앙에 위치시키고 일측에 숫 베이오넷 측판(8)을 설치하고 타측에 암 베이오넷 측판(9)을 연결설치한 형상이다. 상기 밀봉재(10)로서 사용하는 원통형 테플론은 중앙부위가 내부쪽을 향하여 돌출하는 환형의 돌출부(12)를 형성하고 있어 내관(2)과 내관(2')이 접하는 부위를 견고하게 밀폐(sealing)할 수 있게 된다.When installing the sealant 10, a male bayonet 6 connected to a cylindrical teflon as a sealant is installed on one side, and a male bayonet side plate 8 is installed inside the male bayonet 6, and the male bayonet The female bayonet side plate 9 is installed on the opposite side of the side plate 8 and the female bayonet 7 is connected to the female bayonet side plate 9 on the outside of the male bayonet 6. In other words, the cylindrical teflon, which is the sealing material 10, is positioned at the center, and the male bayonet side plate 8 is installed at one side, and the female bayonet side plate 9 is connected to the other side. Cylindrical Teflon used as the sealant 10 forms an annular protrusion 12 protruding toward the inner side, so that the inner tube 2 and the inner tube 2 'are tightly sealed. You can do it.
상기 숫 베이오넷(6)과 암 베이오넷(7)을 길게 연결한 일측에는 배관을 서로 연결하여 볼트로 체결하기 위한 숫 플랜지(male flange)(4)와 암 플랜지(female flange)(5)를 설치하는데, 상기 숫 플랜지(4)와 암 플랜지(5)는 외관(3)을 관통하여 외부로 돌출되도록 설치되어 있으며 볼트로 관통공을 관통시켜 고정결합시키게 된다.One side of the male bayonet (6) and the female bayonet (7) long connected to the male flange (male flange) (4) and female flange (5) for connecting the pipes to each other and fastened with bolts In the installation, the male flange (4) and the female flange (5) is installed so as to protrude to the outside through the exterior (3) is to be fixed through the through hole through the bolt.
또한, 상기 내관(2)을 설치한 일측에는 흡착제(11)를 설치한다.In addition, an adsorbent 11 is installed on one side of the inner tube 2.
전술한 구성에 대한 본 고안의 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the present invention with respect to the above-described configuration in detail as follows.
도 3은 도 1에서 밀봉재인 원통형 테플론 씰의 연결부 상세도로서, 베이오넷형 진공단열배관(1)은 내관(2)과 내관(2')이 연결되는 곳으로 밀봉재(10)인 원통형 테플론의 돌출부(12)를 삽입되도록 연결설치하여 밀폐를 하게된다. 상기 연결부는 밀폐를 2중적으로 보강하기 위하여 밀봉재(10)인 원통형 테플론을 중심으로 숫 베이오넷(6)과 내관(2)의 사이에 숫 베이오넷 측판(8)을 설치하였고, 상기 숫 베이오넷(6)의 상부로 접하도록 암 베이오넷(7)을 설치하고 최외측에 암 베이오넷 측판(9)을 연결설치하여 2중적으로 밀폐할 수 있도록 구성하였다.FIG. 3 is a detailed view of the connection portion of the cylindrical Teflon seal which is the sealing material in FIG. Connected to be inserted so that the protrusion 12 is sealed. The connecting portion was installed with a male bayonet side plate (8) between the male bayonet (6) and the inner tube (2) around the cylindrical Teflon (10) to reinforce the seal twice, the male bayonet Arm bayonet (7) was installed to contact with the upper part of (6) and the arm bayonet side plate (9) was connected to the outermost side and configured to be double sealed.
즉, 베이오넷형 진공단열배관(1)은 내관(2)과 내관(2')을 연결할 때 원통형상의 구조로 이루어진 밀봉재(10)인 원통형 테플론을 내관(2)과 내관(2')의 연결부위에 설치하면, 각각의 내관(2)(2')의 끝부분은 효율적인 씰을 하기위한 원통형 테플론의 돌출부(12)에 닿게되고 숫 플랜지(4)와 암 플랜지(5)를 볼트로 체결하면 원통형 테플론은 숫 베이오넷 측판(8)과 암 베이오넷 측판(9) 사이에서 밀착되어 각각의 배관이 결합되는 것이다.That is, the bayonet-type vacuum insulation pipe 1 connects the cylindrical teflon, which is a sealing material 10 having a cylindrical structure, when the inner tube 2 and the inner tube 2 'are connected to the inner tube 2 and the inner tube 2'. When installed in the site, the end of each inner tube (2) (2 ') touches the projection (12) of the cylindrical teflon for efficient sealing and bolts the male flange (4) and the female flange (5). Cylindrical Teflon is in close contact between the male bayonet side plate 8 and the female bayonet side plate 9 to which respective pipes are coupled.
상기 내관(2)(2')에 초저온 액화가스가 흐르게 되면 베이오넷형 진공단열배관(1)의 내관(2)과 내관(2')의 연결부분은 상온으로부터 초저온 상태로 온도가 내려가고, 그로인해 밀봉재(10)인 원통형 테플론은 강하게 수축하여 씰(seal)이 되어 내관(2)(2')을 흐르는 초저온 액화가스의 누설을 방지하게 되는 것이다. 상기 밀봉재(10)로서 사용하는 원통형 테플론과 Kel-F(제품의 명칭임)는 상온과 초저온 사이의 온도변화에 따른 수축응력 혹은 수축성질을 이용하여 누설을 방지하는 것이다.When the cryogenic liquefied gas flows into the inner tube (2) (2 '), the connection portion of the inner tube (2) and the inner tube (2') of the bayonet-type vacuum insulation pipe (1) is lowered from the room temperature to the ultra low temperature As a result, the cylindrical Teflon, which is the sealing material 10, is strongly contracted to become a seal to prevent leakage of the cryogenic liquefied gas flowing through the inner tube 2, 2 '. Cylindrical Teflon and Kel-F (name of the product) used as the sealing material 10 is to prevent leakage by using the shrinkage stress or shrinkage property according to the temperature change between the room temperature and the ultra-low temperature.
본 고안에 의한 씰 방법은 테플론 씰을 손상시키는 것이 아니기 때문에 장시간 사용하는 동안의 온도 사이클에 대해서도 견딜 수 있으므로 수명은 거의 반영구적이며, 기존 방식으로 하는 씰보다는 제작비용이 저렴하고 제작시간이 현저히 단축되는 것이 특징이다.Since the seal method according to the present invention does not damage the Teflon seal, it can withstand the temperature cycle during long time use, so the life is almost semi-permanent, and the manufacturing cost is lower than that of the conventional seal, and the manufacturing time is significantly shortened. Is characteristic.
또한, 본 고안은 베이오넷형 진공단열배관에 열응력 흡수를 위한 벨로우즈를 장착하여 길이가 긴 초저온 액화가스 이송라인에도 사용할 수 있으며, LNG(Liquid Natural Gas)의 이송에도 사용될 수 있다.In addition, the present invention can be used in a long cryogenic liquefied gas transfer line by mounting a bellows for absorbing thermal stress in the bayonet-type vacuum insulation pipe, can also be used for the transfer of LNG (Liquid Natural Gas).
전술한 구성과 작용에 의한 본 고안의 효과를 알아보면 다음과 같다.Looking at the effects of the present invention by the above-described configuration and operation are as follows.
테플론을 이용한 베이오넷형 진공단열배관은 종래의 배관들에 비하여 내구성이 강하여 반영구적이라 말할 수 있고, 간단한 구조 때문에 제작비용이 작아서 원가절감 효과가 크다.Bayonet type vacuum insulated pipe using Teflon is more durable than conventional pipes, and can be said to be semi-permanent.
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