KR20050002689A - 고급재질(티타늄, 지르코늄)의 화공유체탱크용 노즐의 구조 - Google Patents

고급재질(티타늄, 지르코늄)의 화공유체탱크용 노즐의 구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 탱크내에 유체를 공급 및 유출되는 노즐의 내면에 상기 본체의 클레드재와 동일 또는 합금재의 내부식성의 슬리이브를 형성함에 있어서의 노즐내에서 원통형상의 라이닝슬리이브의 기초부가 탱크몸체와 용접되는 내면라이닝과 용접되고, 노즐의 개구부의 플랜지부에 장착되는 시트링에 라이닝슬리이브의 끝단이 용접되어, 노즐의 플랜지부와 라이닝슬리이브의 입구부의 완전한 밀봉으로 노즐에 유출입되는 유체가 누설되는 방지할 수 있는 고급재질(티타늄, 지르코늄)의 화공유체탱크용 노즐의 구조에 관한 것으로, 화공유체탱크의 본체의 모체(100)내에 클래드재(110)가 형성되고, 탱크(10)내에 유체를 유통시키는 노즐(200)의 모체내에 라이닝슬리이브(210)를 형성함에 있어서, 상기 라이닝슬리이브(210)의 기초부는 본체의 모체의 클래드재(110)와 용접되는 내면라이닝(220)와 용접(W1) 시일링되고, 상기 라이닝슬리이브(210)의 위끝단은 노즐(200)의 플랜지부(250)에 장착되는 시트링(230)과 용접(W2)되어 시일링되어 있고, 상기 시트링(230)은 내면에 용접홈(232)이 형성되어 상기 라이닝슬리이브(210)의 끝단과 용접(W2)되어 있다.

Description

고급재질(티타늄, 지르코늄)의 화공유체탱크용 노즐의 구조{The structure of nozzle for chemistry fluid tank made of high quality}
본 발명은 화공유체를 저장하는 탱크 또는 폐수로부터 폐열을 회수하는 열교환기 등의 탱크에 유체를 유출입시키는 노즐에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 탱크내에 유체를 공급 및 유출되는 노즐의 내면에 상기 본체의 클레드재와 동일 또는 합금재의 내부식성의 슬리이브를 형성함에 있어서의 노즐내에서 원통형상의 라이닝슬리이브의 기초부가 탱크몸체와 용접되는 내면라이닝과 용접되고, 노즐의 개구부의 플랜지부에 장착되는 시트링에 라이닝슬리이브의 끝단이 용접되어, 노즐의 플랜지부와 라이닝슬리이브의 입구부의 완전한 밀봉으로 노즐에 유출입되는 유체가 누설되는 방지할 수 있는 고급재질(티타늄, 지르코늄)의 화공유체탱크용 노즐의 구조에 관한 것이다.
일반적으로, 화공유체를 저장하는 탱크 또는 폐수로부터 폐열을 회수하는 열교환기, 반응기 및 압력용기본체 등은 본체의 모체를 카본스틸재로 형성하며, 내면은 티타늄 및 지르코늄 등의 내부식성의 클래드재를 압착 성형되도록 하여 탱크내에 유출입되는 유체에 의한 부식을 방지하도록 하고 있다.
위와 같이 탱크의 구조를 2중으로 하지 않고 하나의 내부식성부재로 형성할 수도 있으나, 상기 티타늄 및 지르코늄 등의 부재의 가격이 고가일 뿐만 아니라,기계가공처리가 난해하며 가공비용이 고가인 관계로 본체의 모체를 카본스틸로 하고 내부식성부재를 클래드재로 사용되고 있다.
또한, 상기 화공유체를 저장하는 탱크 또는 폐수로부터 폐열을 회수하는 열교환기, 반응기 및 압력용기본체들에 유체의 공급 및 유출입되도록 하는 노즐들은 통상 본체의 모체와는 별개로 만들어져, 용접에 의하여 본체의 모체에 일체로 접합된다.
그리고, 노즐내에도 상기 본체의 모체내에 클래드재의 형성과 마찬가지로 상기 클래드재와 동종 또는 동종의 합금재를 라이닝슬리이브재가 형성된다.
본체의 모체는 일정두께의 원판을 원통으로 말라서 원통형상체를 구성하기 때문에 노즐이 접합되는 부위가 편차가 있는 곡면으로 형성되고, 또한 노즐의 기초부 역시 편차있는 곡면과 내면은 곡면처리로 유체의 유출입에 유체의 간섭을 최소화하기 위한 것으로, 라이닝의 형성에 있어서 통상 노즐의 기초부의 곡면부분과 본체의 모체의 개구부를 밀봉하는 내면라이닝을 형성하고, 또한 노즐의 내면에 장착되는 원통의 라이닝슬리이브를 각각 제작하여, 상기 라이닝슬리이브의 윗끝단은 노즐의 플랜지부위의 가스킷과 용접처리로 시일링하고, 또한 라이닝슬리이브의 기초부는 상기 내면라이닝의 윗단과 용접처리로 시일링하며, 또한 상기 내면라이닝의 끝단은 본체의 모체의 클래드재와 용접처리에 의하여 시일링하도록 하고 있다.
상기 노즐은 유체가 유통되는 부위이기 때문에 노즐의 카본스틸부분과 라이닝슬리이브의 접합부인 라이닝슬리이브의 윗끝단과 노즐의 플랜지부위의 가스킷과의 용접부분에 누수가 발생하면 부식이 심한 유체가 라이닝슬리이브의 내로 유입되어 노즐의 카본스틸을 부식 산화시키는 결과를 초래하게 된다.
특히, 라이닝슬리이브의 윗끝단과 노즐의 플랜지부위의 가스킷이 맞대어 용접되기 때문에, 라이닝슬리이브와 가스킷을 연결하는 정도로 용접처리되어 노즐의 플랜지부에 볼트,너트의 체결 등으로 용접부위에 피로가 심하여 라이닝슬리이브의 강성이 요구되는 부분이며, 용접처리가 다소 불량한 경우 바로 누수를 초래할 수 있다.
본 발명은 상기의 문제를 해소하기 위한 것으로, 노즐내에 장착되는 원통형상의 라이닝슬리이브의 기초부는 본체의 모체의 클래드재와 용접되는 내면라이닝의 윗단과 용접처리로 시일링하도록 하는 동시에, 라이닝슬리이브의 윗끝단의 노즐의 플랜지부위에의 접합에 있어서의 상기 라이닝슬리이브의 끝단에 상기 라이닝슬리이브 재질과 동종 및 동종합금재이면서 상기 노즐의 플랜지부에 장착되는 시트링 안쪽에서 용접처리로 시일링되도록 함으로써, 상기 라이닝슬리이브와 시트링의 용접으로 노즐의 개구부의 밀봉을 확실하게 하여 누수에 의하여 유체가 노즐의 카본스틸로 유입되는 것을 방지할 수 있는 고급재질의 화공유체탱크용 노즐의 구조를 제공하고자 한다.
본 발명은 화공유체탱크의 본체의 모체내에 클래드재가 형성되고, 탱크내에 유체를 유통시키는 노즐의 모체내에 라이닝슬리이브를 형성함에 있어서, 상기 라이닝슬리이브의 기초부는 본체의 모체의 클래드재와 용접되는 내면라이닝와 용접 시일링되고, 상기 라이닝슬리이브의 위끝단은 노즐의 플랜지부에 장착되는 시트링과용접되어 시일링됨을 기본특징으로 한다.
본 발명의 상기 시트링은 내면에 용접홈이 형성되어 상기 라이닝슬리이브의 끝단과 용접되어서 탱크의 본체의 모체에 유체의 유입을 차단할 수 있게 된다.
도 1a,b 는 고급재질의 화공유체탱크의 실시예로써, 노즐이 장착되는 압력용기, 반응기 및 열교환기의 개략도,
도 2 는 본 발명의 고급재질의 화공유체탱크용 노즐에 슬리이브를 형성하기 전상태의 종단면도,
도 3 은 본 발명의 고급재질의 화공유체탱크와 노즐을 분리한 상태의 개략종단면도,
도 4a,b 는 본 발명의 고급재질의 화공유체탱크용 노즐의 구조의 확대 단면 및 요부확대 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 탱크 100 : 본체의 모체
110 : 클래드재 200 : 노즐
201 : 내경 210 : 라이닝슬리이브
220 : 내면라이닝 230 : 시트링
231 : 둘레면 232 : 용접홈
W1,W2 : 용접
본 발명의 구성을 첨부도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1에 나타낸 바와 같이 화공유체를 저장하는 탱크 또는 폐수로부터 폐열을 회수하는 열교환기, 반응기 및 압력용기본체(이하 탱크(10)라 함) 등은 도 3과 같이 본체의 모체(100)를 카본스틸재로 형성하며, 내면은 티타늄 및 지르코늄 등의 내부식성의 클래드재(110)를 압착 성형되도록 하여 탱크(10)내에 유출입되는 유체에 의한 부식을 방지하도록 한다.
그리고, 화공유체탱크(10)는 맨홀 및 노즐(200)들이 형성되어 탱크내로의 유체의 유출입되도록 하고 있으며, 앞서 설명한 바와 같이 탱크(10)의 본체의 모체(100)내에 클래드재(110)의 압착 성형으로 부식성이 강한 유체가 본체의 모체(100)로의 유입을 차단하여 부식 및 산화를 방지하게 되며, 탱크(10)내에 유체를 유통시키는 노즐(200)의 모체내에도 본체의 모체(100)와 마찬가지로 티타늄 및 지르코늄 등의 내부식성재의 라이닝슬리이브(210)가 형성되게 된다.
도 3 에 나타낸 바와 같이 본체의 모체(100)는 일정두께의 원판을 원통으로 말라서 원통형상체를 구성하기 때문에, 노즐(200)이 접합되는 부위에 편차가 있는 곡면으로 형성하고, 또한 상기 노즐(200)은 카본스틸재로 제작되며 도 2 과 같이 노즐의 기초부 역시 편차가 있는 곡면과 내면은 곡면처리로 유체의 유출입에 유체의 간섭을 최소화하도록 하여 노즐(200)이 본체의 모체에 용접에 의하여 고정된다.
그리고, 노즐(200)에는 도 4에 나타낸 바와 같이 라이닝슬리이브(210), 내면라이닝(220) 및 시트링(230) 등의 클래드재가 설치되며, 이들의 재질은 티타늄 및 지르코늄 또는 그들의 합금재들로써 내부식성재이다.
우선, 노즐(200)은 도 2에 나타낸 바와 같이 카본스틸재로 내경(201)을 선삭 등의 가공처리하고 또한 플랜지부(250)는 평편하게 가공처리하고 볼트구멍 등의 가공처리를 행한다. 특히 본 발명은 상기 플랜지부(250)에 장착되어 용접되는 시트링(230)의 형성에 있어서의 시트링(230)의 내면 안쪽에 용접홈(232)이 형성되도록 하여 후술하는 라이닝슬리이브(210)의 윗끝단과 용접할 수 있게 선삭 가공등의 가공처리를 행한다.
이로써, 상기 노즐(200)의 내경(201), 플랜지부(250) 및 용접홈(232)에 라이닝슬리이브(210), 내면라이닝(220), 시트링(230) 등의 클래드재를 형성할 수 있게 된다.
상기 라이닝슬리이브(210)는 노즐(200)의 내경에 삽입되어 장착될 수 있는 칫수의 직경으로써 노즐(200)의 내면에서 단면이 직선부위의 길이까지 위치하며, 라이닝슬리이브(210)의 기초부는 노즐(200)의 기초부에 형성되는 편차있는 곡면이 형성된 내면라이닝(220)과 용접(W1)된다.
탱크(10)의 용량이 크고 또한 노즐(200)이 대형인 경우, 상기 라이닝슬리이브(210)와 내면라이닝(220)의 용접(W1)은 노즐(200)에 접착한 상태에서 용접처리하는 것이 바람직하나, 대체로 소형인 경우에는 먼저 라이닝슬리이브(210)의 하단에내면라이닝(220)이 용접되도록 한 후, 라이닝슬리이브(210)와 내면라이닝(220)의 일체로 된 슬리이브를 노즐(200)의 내면에 조립하도록 하여도 된다. 또한 상기 라이닝슬리이브(210)와 내면라이닝(220)을 단일체로 성형하여 노즐(200)의 내면에 장착되도록 하여도 좋다.
상기와 같이 라이닝슬리이브(210)와 내면라이닝(220)이 일체화되면 내면라이닝(220)의 둘레면을 본체의 모체(100)의 클래드재(110)와 용접처리함으로써, 본체의 모체(100)의 클래드재(110)와 노즐(200)의 내면라이닝(220)을 밀봉시킬 수 있게 된다.
특히, 본 발명은 노즐(200)의 개구부인 플랜지부(250)의 카본스틸에, 티타늄 및 지르코늄 또는 그들의 합금재의 라이닝슬리이브(210)의 위끝단을 기밀하게 접합함에 있어서의 도 4a,b에 나타낸 바와 같이 상기 라이닝슬리이브(210)의 기초부는 본체의 모체의 클래드재(110)와 용접되는 내면라이닝(220)과 용접(W1) 시일링되도록 하고, 상기 라이닝슬리이브(210)의 위끝단은 노즐(200)의 플랜지부(250)에 장착되는 시트링(230)과 용접(W2)되어 시일링하도록 되어 있다.
즉, 상기 시트링(230)은 내면에 용접홈(232)이 형성되어 상기 라이닝슬리이브(210)의 끝단과 용접(W2)에 의하여 노즐(200)의 개구부의 누설을 방지하게 된다.
위와 같이 클래드재의 용접부위가 클래드재에 의하여 기밀을 유지하기 때문에 누수에 의하여 유체가 노즐의 카본스틸으로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
상기 라이닝슬리이브(210) 및 시트링(230)은 티타늄 또는 지르코늄 등의 동종 또는 그들의 합금재의 내부식성재이다.
또한, 도 4 와 같이 본 발명의 상기 시트링(230)의 둘레면(231)과 노즐(200)의 플랜지부(250)는, 은 또는 은합금이 용접되어 고정되어 노즐(200)의 카본스틸과 라이닝슬리이브의 기밀을 확실하게 유지하여 노즐에 유통되는 부식 및 산화가 큰 유체의 유입을 차단할 수 있게 된다.
이상과 같이, 본 발명은 노즐내에 장착되는 원통형상의 라이닝슬리이브의 기초부는 본체의 모체의 클래드재와 용접되는 내면라이닝의 윗단과 용접처리로 시일링하도록 하는 동시에, 라이닝슬리이브의 윗끝단의 노즐의 플랜지부위에의 접합에 있어서의 상기 라이닝슬리이브의 끝단에 상기 라이닝슬리이브 재질과 동종 및 동종합금재이면서 상기 노즐의 플랜지부에 장착되는 시트링 안쪽에서 용접처리로 시일링되도록 함으로써, 상기 라이닝슬리이브와 시트링의 용접으로 노즐의 개구부의 밀봉을 확실하게 하여 누수에 의하여 유체가 노즐의 카본스틸로 유입되는 것을 방지할 수 있다.

Claims (2)

  1. 화공유체탱크의 본체의 모체(100)내에 클래드재(110)가 형성되고, 탱크(10)내에 유체를 유통시키는 노즐(200)의 모체내에 라이닝슬리이브(210)를 형성함에 있어서,
    상기 라이닝슬리이브(210)의 기초부는 본체의 모체의 클래드재(110)와 용접되는 내면라이닝(220)와 용접(W1) 시일링되고, 상기 라이닝슬리이브(210)의 위끝단은 노즐(200)의 플랜지부(250)에 장착되는 시트링(230)과 용접(W2)되어 시일링됨을 특징으로 하는 고급재질(티타늄, 지르코늄)의 화공유체탱크용 노즐의 구조.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 시트링(230)은 내면에 용접홈(232)이 형성되어 상기 라이닝슬리이브(210)의 끝단과 용접(W2)됨을 특징으로 하는 고급재질(티타늄, 지르코늄)의 화공유체탱크용 노즐의 구조.
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