KR200379478Y1 - 선박의 스팀 및 오일파이프라인용 신축이음장치 - Google Patents

선박의 스팀 및 오일파이프라인용 신축이음장치 Download PDF

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KR200379478Y1
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윤복현
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해조산업(주)
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    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L27/00—Adjustable joints, Joints allowing movement
    • F16L27/10—Adjustable joints, Joints allowing movement comprising a flexible connection only, e.g. for damping vibrations
    • F16L27/107—Adjustable joints, Joints allowing movement comprising a flexible connection only, e.g. for damping vibrations the ends of the pipe being interconnected by a flexible sleeve
    • F16L27/11—Adjustable joints, Joints allowing movement comprising a flexible connection only, e.g. for damping vibrations the ends of the pipe being interconnected by a flexible sleeve the sleeve having the form of a bellows with multiple corrugations
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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Abstract

본 고안은 유조선의 상부 데크에 설치되는 스팀 및 오일파이프라인에 관한 것으로 작동유체인 스팀 및 오일의 온도변화에 의한 파이프라인의 신축량을 흡수하고 선박의 운항 중 발생되는 진동과 변위를 흡수하여 파이프라인의 파손을 방지하는 역할을 하는 것이다. 또한 메인벨로우즈 이외에 부차적인 안전장치로 별도의 보조용 벨로우즈를 추가로 설치하여 선박의 운항 중 비정상적인 작동으로 인한 불의의 사고로 메인벨로우즈가 파손될 경우에도 선박이 항구에 도착하여 보수시 까지 임시로 작동유체의 유출을 방지할 수 있도록 하여 선박운항의 안전을 도모하였다. 이 밖에도 보조용 벨로우즈는 해수로 인한 염분이나 기타 이물질이 메인벨로우즈 측으로 유입되지 못하도록 차단하는 역할도 겸하도록하여 메인벨로우즈의 수명을 연장시키는 효과를 부여하였으며, 벨로우즈의 외부에는 전장길이에 대하여 보호용 커버를 설치하여 외부로부터의 충격이나 작업자의 부주의로 인한 벨로우즈의 파손을 방지할 수 있도록 하였다.

Description

선박의 스팀 및 오일파이프라인용 신축이음장치 {Metallic expansion joint for steam and oil pipe line of tanker}
본 고안은 유조선의 상부 데크에 설치되는 스팀 및 오일파이프라인에 관한 것으로 작동유체인 스팀 및 오일의 높은 온도에 의한 파이프라인의 신축량을 흡수함과 동시에 선박의 운항 중 발생되는 진동과 변위를 흡수하여 파이프라인의 파손을 방지하기 위하여 배관라인에 설치되는 장치이다. 현재까지 슬리브타입 커플링이 사용되고 있으나 중량이 크고 실링재의 마모로 장기간 동안 안정적으로 사용할 수 없으며, 선박의 운항 중 작동유체의 유출사고가 빈번하여 이의 수리를 위한 시간과 비용이 과다하게 지출되는 문제점이 있었다. 이에 관련 선급사에서는 슬리브타입 커플링의 사용을 금지토록 하고 있다.
종래의 슬리브타입 커플링은 중량의 과다 문제와 실링재의 마모로 인한 작동유체의 유출사고가 빈번히 발생되어 선박의 운항에 필요한 시스템에 문제를 발생시킨다는 것과 이의 수리를 위한 시간과 비용이 과다하게 지출된다는 문제점이 있다.
이와 같은 문제점을 감안한 본 고안의 주목적은 실링재를 사용하지 않는 신축이음장치를 개발함과 동시에 선박의 운항 중 비 정상적인 작동으로 인한 불의의 사고로 메인벨로우즈가 파손될 경우에도 선박이 항구에 도착할 때까지 선박의 운항에 필요한 주요기기에 공급되는 작동유체가 신축이음장치의 외부로 유출되지 않고 공급될 수 있도록 유출을 차단할 수 있는 보조용 벨로우즈를 설치하여 선박운항의 안전을 도모하고 유지보수의 부담을 최소화 하려는 것이다. 또한 제품중량을 종래의 슬리브타입 커플링 대비 약 3분의 1수준으로 감소시켜 선박설계상의 이점을 부여하고자 한다.
본 고안를 구성하는 선박의 스팀 및 오일파이프라인용 신축이음장치를 크게 대별하면 양측에는 파이프라인에 조립을 위한 플렌지(1), 파이프라인의 열팽창 량을 신축에 의하여 흡수하는 메인벨로우즈(5), 메인벨로우즈(5)의 파손 시 파손부위를 통하여 메인벨로우즈(5)의 외부로 유출되는 유체의 유출을 보수 시 까지 임시적으로 차단시키며, 또한 외부의 이물질이 메인벨로우즈(5) 측으로 유입되는 것을 방지하는 보조용벨로우즈(8)와 오링(9) 및 초기 조립시 파이프(2)의 외주부에 오링(9)이 압착될 수 있도록 하기 위하여 체결용으로 설치한 스프링와셔(12)와 볼트(13), 외부로부터의 충격이나 작업자의 부주의로 인하여 메인벨로우즈(5)가 손상되는 것을 방지하기 위한 보호용 커버(3)로 구성되어 있다.
대형 선박에 설치되는 파이프라인은 그 길이가 짧게는 수미터에서 길게는 수십미터에 이르며 초대형 선박의 경우에는 수백미터에 이르는 경우도 있다. 이러한 파이프라인에 흐르는 유체의 온도는 영하 수백도에서부터 영상 수백도에까지 다양하다. 따라서 상온상태에서 설치된 배관라인은 선박운항 시 작동유체의 온도변화로 파이프라인이 신축하게 되므로 이의 흡수를 위하여 파이프라인상에 일정간격으로 신축이음 장치를 설치하여 사용하게 된다. 이렇게 작동유체의 온도변화에 의하여 발생되는 파이프라인의 길이변화를 배관라인보다 상대적으로 강성이 약한 신축이음장치인 메인벨로우즈(5)가 도 6과 도 7에서 보는 바와 같이 축 방향으로 압축변형하여 파이프라인의 신축량을 흡수한다. 또한 배관라인이 설계치 보다 과도하게 신장될 경우 메인벨로우즈(5)가 과대한 압축변형으로 파손될 수 있으므로 이의 방지를 위하여 메인벨로우즈(5)의 외부에 설치된 보호용 커버(3)가 압축되는 방향으로 이동하여 보호용 커버(3)와 일체로 설치된 엔드 링플레이트(7)가 플렌지(1)에 접촉하게 됨으로써 더 이상 압축변형이 일어나지 않도록 제한하여 보호한다.
비 정상적인 작동, 즉 과부하 또는 선박의 운항 중 폭풍이나 천재지변등으로 인하여 파이프라인에 설계치를 초과하는 변형발생 및 파이프라인의 지지부파손 등으로 메인벨로우즈(5)가 설계치를 초과하여 변형하게 되면 배관라인보다 상대적으로 취약한 신축이음장치 중 메인벨로우즈(5)가 제일 먼저 손상이나 파손을 일으키게 된다. 이렇게 손상 또는 파손된 부분으로 작동유체가 메인벨로우즈(5)의 파손부위를 통하여 메인벨로우즈(5)의 외부로 유출하게 되는데, 이때 유출된 유체 및 유체의 압력은 오링(9)이 설치된 보조용 벨로우즈(8)의 외부로 작용하게 되므로 결과적으로 보조용 벨로우즈(8)는 외압을 받는 형태로 되므로써 도4에서 보는바와 같이 파이프(2)의 외부에 설치된 오링(9)을 파이프(2)의 외부에 더욱 압착시켜 밀봉효과를 증대시키므로 메인벨로우즈(5)에서 유출된 유체를 밀봉시켜 작동유체가 신축이음장치의 외부로 유출되는 것을 방지한다.
이러한 일련의 작동은 선박의 운항 중 사고로 인한 작동유체의 유출로부터 발생될 수 있는 부차적인 위험 즉, 작동유체의 공급량 부족이나 공급정지 등으로 선박의 운항에 필요한 주요 기기의 작동을 불가능하게 하여 대양을 운항하는 선박에 막대한 지장을 초래할 수 있는데 본 고안장치의 채용으로 이러한 위험을 최소화 할 수 있음은 자명한 일이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 의한 선박의 스팀 및 오일파이프라인용 신축이음장치는 배관라인의 열팽창량과 진동으로 인한 변위를 흡수하여 보호 및 유지시키는 작용과 부차적인 안전장치인 보조용 벨로우즈를 추가하여 배관 시스템의 신뢰성을 향상시키는 효과와 기존 사용제품인 슬리브타입 커플링 대비 약 3분의1 수준의 중량으로 제작됨으로써 선박설계상의 이점을 제공하는 효과가 있다.
도 1은 본 고안 장치의 전체적인 구성을 나타낸 도면 임.도 2는 도 1의 DETAIL-"B"를 나타낸 도면 임.
도 3은 도 1의 DETAIL-"C"를 나타낸 도면으로 보조용 벨로우즈의 조립상태를 나타낸 도면 임.도 4는 메인벨로우즈가 축방향으로 압축변형을 일으키기 전의 상태 임.도 5는 도 4의 DETAIL-"D"를 나타낸 도면 임.
도 6은 메인벨로우즈가 파이프라인의 신축량에 의하여 축 방향으로 압축변형을 일으킨 상태를 나타낸 도면으로 전체길이가 압축변형 전의 길이보다 짧다.도 7은 도 6의 DETAIL-"E"를 나타낸 도면 임.
도 8은 메인벨로우즈 파손 시 배관라인에 흐르는 유체의 압력이 메인벨로우즈의 파손부위를 통하여 외부로 유출되어 추가로 설치된 보조용 벨로우즈의 외부에 유출된 유체의 압력이 작용하여 보조용 벨로우즈와 오링이 변형된 상태를 나타낸 도면 임.도 9는 도8의 DETAIL-"F"를 나타낸 도면 임.
삭제
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
1 ; 플렌지 2 ; 파이프 3 ; 보호용 커버
4 ; 내부 슬리브 5 ; 메인벨로우즈 6 ; 보강 용접용 밴드플레이트
7 ; 엔드 링플레이트 8 ; 보조용 벨로우즈
9 ; 오링 10 ; 스톱퍼 링플레이트 11 ; 링플레이트
12 ; 스프링 와셔 13 ; 볼트

Claims (3)

  1. 파이프라인의 신축량을 흡수하는 메인벨로우즈에 메인벨로우즈의 파손 시 유체가 신축이음장치의 외부로 유출되지 않게 하기위하여 밀봉효과를 부여하여 추가로 설치한 보조용 벨로우즈의 채용에 있어서;
    오링을 비롯하여 오링의 형상으로 제작한 소형의 "U"자형인 벨로우즈와 파이프의 외주부에 오링이 압착될 수 있도록 스프링와셔와 볼트로 구성되는 부차적인 안전장치를 가지고 있는 것을 특징으로하는 신축이음장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
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