KR20090050923A

KR20090050923A - 관계수

Info

Publication number: KR20090050923A
Application number: KR1020080047994A
Authority: KR
Inventors: 요시데루 타고
Original assignee: 리켄 코키 가부시키가이샤
Priority date: 2007-11-15
Filing date: 2008-05-23
Publication date: 2009-05-20

Abstract

관계수에 많은 열량이 작용하여도 결합볼트의 체부력이 저하되지 않고, 관내 액체의 누설 및 씰성의 저하를 방지하는 것이 가능한 관계수를 제공한다.

체부환(g, h)과 패킹환(m, n)과의 사이 영역에 단열수단(α)이 개장되고, 복수개의 결합볼트(k)를 포위하는 단열재(제1 단열재 A)와, 단열재(A)의 외주면에 배치되는 차수성 및 단열성을 갖는 피복층(제2 단열재 B)과, 상기 피복층(B)의 외주부에 배치되어 상기 피복층(B)을 단열재(A)측에 눌러 압박하는 판상의 고정부재(C)를 포함한다.

관계수, 체부력, 결합볼트, 단열재, 피복층, 씰성, 차수성, 패킹환

Description

관계수{COUPLING}

본 발명은 2개의 관(피접속관)을 접속하기 위한 관계수(管繼手)의 개량에 관한 것으로, 내화성을 향상시킨 관계수에 관한 것이다.

2개의 관을 접속함에 있어서 일반적으로 요구되는 성능은

(1)피접속관의 내부를 흐르는 유체가 계수 부분에서 누출하지 않을 정도의 씰 성

(2)피접속관의 마주보는 관단부간의 간격이 변동 가능할 것, 즉 피접속관의 축선 방향에 있어서 접동(摺動) 가능할 것

(3)경우에 따라서는 접속 부위에서 2개의 피접속관이 형성하는 각도가 다소 변동 가능한 신축성 등 3 가지가 열거된다.

이러한 성능을 갖는 관계수로서 출원인은 체부환(締付環)(g, h)과, 씰 부재로 이루어진 패킹환(m, n)과 사이의 영역에 단열수단(α)을 장착시켜 화염에 노출되어도 패킹환(m, n)이 노화되지 않는 관계수를 제안하였다(특허문헌 1 참조).

도 16은 관계되는 관계수의 일부 단면을 포함하는 측면을 도시한다.

관계되는 종래기술(특허문헌 1)에 의하면, 상기 단열수단(α)에 의해 패킹 환(m, n)으로의 열전달이 작아져서 패킹환(m, n)은 내열성을 가지며, 800℃의 환경에서 30분간 두어도 열화되지 않는다.

그러나, 발명자의 실험에 의하면 관계수에 작용하는 화염의 열량이 크게 되면, 패킹환(m, n)은 열화되지 않아도 관계수용 결합볼트(k)가 열에 의해 소성변형(늘어남)하게 되는 것을 알았다.

따라서, 관계수용 결합볼트(k)가 소성변형한 결과 볼트(k)에 작용하는 인장력이 감소하고 패킹환(m, n)에 작용하는 체결력이 저하하기 때문에, 관내 액체의 누설이 발생하고 씰성을 확보하는 것이 가능하지 않음이 판명되었다.

[특허문헌 1] 특개2006-112576

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 감안하여 제안된 것으로, 관계수에 과대한 열량이 작용하여도 그 열량에 의해 결합볼트의 체결력이 저하되지 않고, 관내 액체의 누출과 씰성의 상실 저하를 방지하는 것이 가능한 관계수의 제공을 목적으로 한다.

본 발명의 관계수는, (간격 L을 띄고 직렬로 배치된 2개의) 피접속관(b, c)에 끼워지는 소켓관(d)이 피접속관(b, c)의 대향하는 관단(e, f)에 걸쳐져 배치되고, 피접속관(b, c)의 각각에 끼워지는 체부환(g, h)이 소켓관(d)의 양측에 배치되며, 체부환(g, h)은 복수개의 결합볼트(k)로 결합되고, 소켓관(d)의 양단부 내면( 테이퍼면, j, i)과 피접속관(b, c)의 외주면(bf, cf : 관표면)과의 사이에 패킹환(m, n)이 끼워지고, 패킹환(m, n)은 체부환(g, h)에 의해 피접속관(b, c)의 외주면(bf, cf)에 압접되어 피접속관(b, c)이 축방향(X)으로 접동 가능하게 씰링되어 구성되며, 체부환(g, h)과 패킹환(m, n)과의 사이 영역에 단열수단(α)이 개장되고, 복수개의 결합볼트(k)를 포위하는 단열재(제1 단열재 A)와, 단열재(A)의 외주면에 배치되는 차수성 및 단열성을 갖는 재료로 이루어지는 피복층(제2 단열재 B)과, 상기 피복층(B)의 외주부에 배치되어 상기 피복층(B)을 단열재(A)측에 눌러 압박하는 판상의 고정부재(금속제외환 C)를 포함하며, 상기 단열재(A)는 원주방향으로 결합볼트(k)의 수와 같은 수의 구획으로 분할되고, 각 구획의 각각에는 결합볼 트(k)를 수용하는 홈(Au)이 형성되는 것을 특징으로 한다(청구항 1)

본 발명에 있어서, 상기 판상의 고정부재(금속제외환 C)는 힌지부분(Ch)을 포함하고 힌지부분(Ch)의 꺽어지는 각도를 변화시키는 것에 의해 곡률반경을 변화시키는 것이 가능한 기능을 가지며, 상기 판상의 고정부재(금속제외환 C)의 원주방향의 단부에는 고정부(Cb)가 설치되고, 상기 판상의 고정부재(금속제외환 C)의 원주방향 양단부 고정부(Cb) 끼리를 결합하는 것에 의해 상기 피복층(제2 단열재 B)을 단열재(A) 측에 눌러 압박하여 고정하는 기능을 갖는 것이 바람직하다(청구항 2).

또한, 상기 단열재(A)를 구성하는 결합볼트(k)의 수와 같은 수의 구획은, 동일한 형상을 하는 것이 바람직하다(청구항 3).

상기 판상의 고정부재(C)는 축방향 양단부(X방향)가 상기 결합볼트(k)의 축방향 양단부(X방향)보다 소정거리(β : 예를 들어 50mm) 이상 축방향 외방(도 13의 좌우방향, 도 14의 좌방)으로 연장하여 구성되는 것이 바람직하다(청구항 4).

또한 본 발명의 관계수는, 피접속관(b, c)에 끼워지는 소켓관(d)이 피접속관(b, c)의 대향하는 관단(e, f)에 걸쳐져 배치되고, 피접속관(b, c)의 각각에 끼워지는 체부환(g, h)이 소켓관(d)의 양측에 배치되며, 체부환(g, h)은 복수개의 결합볼트(k)로 결합되고, 소켓관(d)의 양단부 내면(j, i)과 피접속관(b, c)의 외주면(bf, cf)과의 사이에 패킹환(m, n)이 끼워지고, 패킹환(m, n)은 체부환(g, h)에 의해 피접속관(b, c)의 외주면(bf, cf)에 압접되어 피접속관(b, c)이 축방향(X)으로 접동 가능하게 씰링되어 구성되며, 체부환(g, h)과 패킹환(m, n)과의 사이 영역 에 단열수단(α)이 개장되고, 상기 체부환(g, h)의 외주면에 배치되는 차수성 및 단열성을 갖는 재료로 이루어지는 피복층(B)과, 상기 피복층(B)의 외주부에 배치되어 상기 피복층(B)을 단열재(A)측에 눌러 압박하는 판상의 고정부재(금속제외환 C)를 포함하며, 상기 고정부재(C)는 축방향(X방향) 양단부가 상기 결합볼트(k)의 축방향 양단부보다 각각 소정거리(β : 예를 들어 50mm) 이상 축방향 외방(도 13의 좌우방향, 도 14의 좌방)으로 연장된다.(청구항 5).

여기에서, 단열재(B)의 축방향(X방향) 길이는, 단열재(B)의 축방향(X방향) 양단부가 결합볼트(k)의 축방향 양단부(X방향) 보다도 축방향 외방(도 13의 좌우방향, 도 14의 좌방)으로 돌출하는 모양으로 연장되는 것이 바람직하다(청구항 6).

상술한 구성을 구비한 본 발명의 관계수에 따르면, 복수개의 결합볼트(k)를 포위하는 단열재(A)와, 단열재(A)의 외주면에 배치된 차수성 및 단열성을 갖는 재료로 이루어진 피복층(제2 단열재 B)과, 상기 피복층(B)의 외주부에 배치되며 상기 피복층(B)을 단열재(A)측에 눌러 압박하는 판상의 고정부재(금속제외환C)를 포함하기 때문에, 관계수에 많은 열량이 작용하여도 단열재(A)와 피복층(제2 단열재 B)과 판상의 고정부재(금속제외환C)에 의해, 체결볼트(k)에 전달되는 열량이 극도로 적게 된다.

따라서, 관계수에 많은 열량이 작용하여도 결합볼트(k)는 소성역에는 이르지 않고, 너트와의 체결로 인해 결합볼트(k)에 작용하는 인장력에 의해 결합볼트(k)가 늘어나는 일이 없고, 결합볼트(k)에 작용하는 인장력 즉 패킹환(m, n)에 작용하는 체부력은 저하하지 않고, 관내 액체의 누설이 방지되며, 관계수의 씰성을 유지하는 것이 가능하다.

여기에서, 체부볼트(k)의 볼트(k)헤드 및 너트가 맞물려 있는 부위는 단열재(A)와 피복층(제2 단열재 B)과 판상의 고정부재(금속제외환C)는 피복되어 있지 않고 노출되어 있기 때문에, 체부볼트(k)의 조임력의 조정(조임력의 증대)이나 관계수의 정비로 내부 유체의 누출을 체크하는 경우에 단열재(A)와 피복층(제2 단열재 B)과 판상의 고정부재(금속제외환C)를 떼어낼 필요가 없다.

그렇기 때문에, 내화성, 내열성을 향상시켜도 관계수로서의 본래의 기능이 손상되는 것은 없고, 정비도 용이하게 된다.

더욱이 본 발명에 따르면, 복잡한 장치나 고가의 장치를 필요로 하지 않고, 기존의 관계수에 있어서 내화성, 내열성을 향상시키는 것이 가능하다.

그리고, 상기 판상의 고정부재(C)를 축방향 양단부(X방향)가 상기 결합볼트(k)의 축방향 양단부(X방향)보다 각각 소정거리(β : 예를 들어 50mm) 이상 축방향 외방(도 13의 좌우방향, 도 14의 좌방)으로 연장하도록 구성하면(청구항 4), 축방향 외방으로 연장된 금속제외환(C)의 축방향 양단부에 의해 반경방향 내방으로 돌아들어온 화염이 결합볼트(k) 및 체부환(g, h)에 도달하는 것이 저해된다. 또는, 반경방향 내방에 돌아들어온 화염이 결합볼트(k) 및 체부환(g, h)에 도달하였다 하여도 그 온도가 150℃~200℃ 저하된다.

그 결과, 결합볼트(k) 및 체부환(g, h)이 직접 화염에 노출되는 것이 방지되고, 또는 고열이 결합볼트(k)에 작용하는 것이 방지되기 때문에 결합볼트(k)의 열 팽창에 의한 늘어남이 억제된다.

또한, 결합볼트(k) 및 체부환(g, h)이 직접 화염에 노출되는 일이 없고, 또는 화염의 온도가 저하하기 때문에, 결합볼트(k) 및 체부환(g, h)에 있어서 온도 상승이 억제되고 패킹환(m, n)에 고열이 전달됨에 따른 악영향을 방지하는 것이 가능하다. 그리고, 체부환(g, h)의 온도 상승이 작기 때문에 패킹환(m, n)으로부터의 유체의 누설이 방지된다.

이에 더하여, 단열재(B)의 축방향 길이를 연장하여 단열재(B)의 축방향 양단부가 각각 결합볼트(k)의 양단부보다도 축방향 외방(도 13에서는 좌우방향, 도 14에서는 좌방)에 돌출되는 모양으로 구성되면(청구항6), 반경방향 내방으로 돌아들어온 화염이 더욱더 결합볼트(k) 및 체부환(g, h)에 도달하기 어렵게 된다.

또한 청구항 5의 발명에 따르면, 단열재(A)를 생략하는 것이 가능하기 때문에 상술한 작용 효과에 더하여 구성부품의 개수를 삭감하고, 조립공정의 수를 삭감하는 것이 가능하기 때문에 각종 코스트 저감이 가능하다.

이하 도 1 내지 도 12를 참조하여 본 발명의 제1 실시형태에 대해서 설명한다.

도시된 실시형태에 있어서, 동일한 부재에는 동일한 부호를 붙였으며 중복설명은 생략한다.

도 1 및 도 2에 있어서, 전체부호 100으로 표시한 신축가요(伸縮可撓)관계수 는, 간격 L을 띄고 직렬로 배치된 2개의 피접속관(b, c)을 화살표 X 방향으로 슬라이드 가능하게 하고 또한 화살표 M으로 표시된 모양으로 굴곡 가능하게(가용성을 갖는 모양으로) 접속한다.

피접속관(b, c)의 반경방향 외방에 소켓관(d)이 끼워지고, 소켓관(d)은 양 피접속관(b, c)의 서로 마주보는 관단(e, f)에 걸쳐져 배치된다.

피접속관(b, c)의 반경방향 외방에는 각각 체부환(g, h)이 끼워지고, 상기 체부환(g, h)은 소켓관(d)의 양단부 근방에 배치되며, 복수개의 결합볼트(k)로 상호간에 결합된다.

소켓관(d)의 양단부 내면에는 테이퍼면(j, i)이 형성되고, 테이퍼면(j, i)과 피접속관(b, c) 외주면(bf, cf)과의 사이에는 씰 부재인 고무제 패킹환(m, n)이 배치된다. 복수개의 볼트(k)를 체결하여 체부환(g, h) 끼리 상호 근접시키면, 고무제 패킹환(m, n)은 눌려 압박되어 피접속관(b, c) 외주면(bf, cf)에 압접된다. 따라서, 고무제 패킹환(m, n)이 피접속관(b, c) 외주면(bf, cf)에 압접되는 것에 의해 각 피접속관(b, c)은 축방향 X로 접동 가능한 상태로 씰링된다.

도 2에 있어서, 부호 S는 소켓관(d)의 이동 제한용으로 설치된 볼트이다.

피접속관(b, c)의 외주면(관표면)(bf, cf)에 체부환(g, h)과 패킹환(m, n)이 배치되어 있는 영역의 상세한 구조에 대하여는 도 3을 참조하여 후술한다.

도시된 실시형태의 신축가요관계수(100)에는 소켓관(d) 및 체부환(g, h)이 피접속관(b, c)에 끼워져 있기 때문에, 소켓관(d)과 체부환(g, h)과의 사이에는 간격 W1이 존재하고, 체부환(g, h)과 피접속관(b, c)과의 사이에는 간격 W2가 존재한 다. 그렇기 때문에, 신축가요관계수(100)에 접속되는 피접속관(b, c)은 패킹환(m, n)이 관표면(bf, cf)에 압접되어 있는 부위를 지렛대로 하여 화살표 M, M 방향으로 휘는 것이 가능하다. 즉, 가요성을 갖는다.

또한, 신축가요관계수(100)에는 패킹환(m, n)이 체부환(g, h)에 의해 피접속관(b, c) 외주면(bf, cf)에 압접되어, 피접속관(b, c)을 축방향 X로 접동 가능한 상태에서 씰링하고 있다. 그렇기 때문에, 피접속관(b, c)은 그 관단(e, f) 사이의 간격 L을 변경하는 것이 가능하다. 즉, 관단(e, f)이 맞닿을 때까지 간격 L을 좁히는 것이 가능하다. 한편, 관단(e, f)이 패킹환(m, n)의 바로 아래 근방에 도달할 때까지, 간격 L을 넓히는 것이 가능하다.

이어서, 도 3을 참조하여 피접속관(b, c)의 외주면(관표면, bf, cf)에 있어서 체부환(g, h)과 패킹환(m, n)이 어떠한 형태로 배치되어 있는가에 대하여 설명한다.

여기에서, 체부환(g, h)과 패킹환(m, n)으로 이루어진 구조는 도 2에 있어서 소켓관(d)의 좌우 양단 근방에 존재하지만, 도 3은 도 2의 좌측의 구조(도 2의 점선의 원 내) 만을 나타낸다.

도 3에 있어서, 체부환(g, h)과 패킹환(m, n)과 소켓관(d) 사이에 끼워지는 영역, 보다 상세하게는 체부환(g, h)의 우측면(hi)와, 체부환(g, h)의 리브(ht)의 하방 측면(hti)과, 패킹환(m, n)의 좌측면(no)과, 소켓관(d)의 외주(df)로 포위되는 영역에는 내열성 재료로 구성된 단열재(α)가 개장(介裝)되어 있다.

단열재(α)는, 전체가 환상(環狀)으로 구성되고 그 둘레에 리브 부분(αt)이 형성되어 있다. 그리고 단열재(α)의 반경방향 안쪽 둘레부(도 3에서는 아래쪽 둘레부, αe)는 피접속관(c)의 외주면(관표면, cf)에 접촉하고 있다.

도 3에 있어서, 부호 ho는 체부환(h)의 좌측면을 나타낸다.

단열재(α)는, 단열성과 조립하는데 불편이 없을 정도의 가요성을 함께 갖는 재료이면 적용 가능하며, 공지의 단열재를 이용하여 형성하는 것이 가능하다. 따라서, 석면이나 석면 대체품으로 개발된 가스켓 재료를 사용하는 것이 가능하다.

단열재(α)로서는 예를 들면 상품명 '논아스죠인트쉬트'(일본 발카 공업주식회사 제품 : '논아스'는 일본 발카 공업주식회사의 등록상표)의 가스켓 재료가 이용 가능하다.

여기에서, 단열재(α) 두께의 치수(도 3에 있어서, 리브 부분αt 이외의 부분에 있어서 X 방향 치수)는 임의로 정하는 것이 가능하며, 예를 들면 5mm~10mm 범위로 하는 것이 가능하다.

다만, 단열재(α) 두께의 치수가 너무 작으면 충분한 단열성능이 발휘되지 않을 염려가 있다. 한편 단열재(α) 두께의 치수가 너무 크면, 결합볼트(k)로 체부환(g, h)간의 거리를 짧게 하여 체결하는 경우 상기 체부력이 단열재(α)의 두께에 흡수되어 버리기 때문에, 패킹환(m, n)에 의한 씰성이 악화될 염려가 있다.

바꾸어 말하면, 단열재(α)의 두께 치수는 씰성에 악영향을 미치지 않는 범위 내에서 또한 필요한 단열성을 발휘하는 범위 내에 있으면, 자유로이 설정하는 것이 가능하다.

출원인이 행한 실험에서는 단열재(α)의 두께 치수가 3 mm이면 효과가 있으 나, 1 mm에서는 효과가 부족했다.

단열재(α)를 개장시키는 것에 의해, 금속제의 체부환(h)의 측면(hi) 및/또는 리브(ht)의 측면(hti)을 통하여 전달되는 열(전열)은, 단열재(α)에 의해 차단되기 때문에 패킹환(n)에 열(전열)은 작용하지 않는다. 따라서, 패킹환(n)이 금속제의 체부환(h)으로부터의 전열에 의해 연화되는 것이 방지된다.

또한, 체부환(h)과 피접속관(c)의 외주면(관표면, cf)과의 간격(공간 W2)을 경유하여 화살표 TF로 표시되는 고온 공기가 패킹환(n)측에 침입하려고 하여도, 단열재(α)의 반경방향 둘레부(도 3에서는 아래쪽 둘레부)가 피접속관(b, c)의 외주면(관표면, cf)에 접촉하여 있기 때문에, 고온공기 TF도 차단되어, 패킹환(n)에 열적인 손상을 끼치는 것이 방지된다.

도시되지 않았으나, 패킹환(m, n)(도 3에서는 패킹환(n) 만을 도시)의 재료로서, 고온에서도 용이하게 연화되지 않는 불소 고무(FPM 고무)를 사용하는 것이 바람직하다. 불소 고무(FPM 고무)는 고온에 노출되어도 용이하게 연화되지 않기 때문에 패킹재가 연화되어 누설될 염려가 없다. 그 밖에 연화점이 높은 재료가 바람직하다.

다만, 패킹환(m, n)을 저렴한 아크릴로니트릴부타디엔 고무(NBR)로 단열재(α)를 구성하여도 내열성은 확보된다. NBR을 사용하는 것에 의해 관계수의 제조 코스트를 억제하는 것이 가능하다.

또한, 불소 고무는 고온에 의해 경화되지만 이러한 경화가 특히 기술적인 문제를 야기하는 것은 없다.

단열재의 구조는 도 2, 도 3에 도시된 단열재(α)의 구조로 한정되는 것은 아니다. 도 4에 도시된 단열재(α1) 와 같은 구성이나 또는 도 5에 도시된 단열재(β) 와 같은 구성으로 하는 것도 가능하다. 더욱이, 도 4, 도 6에 도시된 바와 같이 상이한 구조의 단열재를 조합하여 사용하는 것도 가능하다.

도 1 및 도 2로 되돌아가, 체부환(g, h)의 최외주를 반경으로 하는 원통 공간과, 소켓관(d) 외주(df)와의 사이 영역에, 또한 체부환(g, h)에 의해 끼워지는 영역에는 제1 단열재(A)가 개장되어 있다.

제1 단열재(A)는 도 1에 도시된 바와 같이, 원주방향에 있어서 볼트(k)의 개수와 같은 수(도시된 예에서는 8개)로 분할되어 있다. 단열재(A)의 각 블록(원주방향으로 분할된 각각의 블록)을 환상으로 연결하고 있다.

단열재(A)의 각 블록의 내주면에는 반경방향으로 연장된 홈(Au)이 형성되고, 그 홈(Au)에 결합 볼트(k)가 수용되며, 이로써 단열재(A)에 의해 결합볼트(k)를 둘러싸고 결합볼트(k)를 고열로부터 차폐하는 모양으로 구성되어 있다.

단열재(A)의 1개 블록에는 원주방향 단면에 각각 철부(凸部, Aa)와 요부(凹部, Ab)가 형성되고, 인접하는 블록은 이 요철(Aa, Ab)이 결합하는 것에 의해 반경방향의 위치를 구속하면서 결합되어 있다.

단열재(A)로는 예를 들어 주식회사 ITM의 '파이바 맥스'(상품명) 14 R 보-드, 니찌아스 주식회사의 '파인플렉스'(상품명) 몰드품 T/#5420 등이 있다.

단열재(A)의 재료로는 볼트(k)의 축부가 고온에 노출되어 데미지을 받지 않을 정도의 단열성을 갖는 것이 요구된다.

단열재(A)의 외주에는 시-트상의 제2 단열재(B)가 단열재(A)를 피복하는 모양으로 둘러싸고 있다.

제2 단열재(B)의 외주에는 얇은 판상의 고정부재C(금속제외환C)가 배치되어 있다. 금속제외환(C)으로 조이는 것에 의해 단열재(B)의 폭방향 단부를 체부환(g, h)의 외부면에 압착시켜 침수를 방지하는 것이 가능하다.

제2 단열재(B)에 있어서도, 단열성이 요구되지만, 방수성 또는 차수성을 발휘하는 것이 제2 단열재(B)의 주요한 목적으로 되어 있다. 그리고 단열재(B)는 시-트상이고 단열재(A)의 외주를 둘러싸고 있기 때문에, 방수 혹은 차수의 목적을 달성하는 것이 가능하다. 특히, 시-트상의 단열재(B)를 금속제외환(C)에 의해 체부환(g, h)의 외주면에 압착시키는 것에 의해, 방수성, 차수성이 보다 한층 양호하게 발휘된다.

도2, 도3에 있어서, 금속제외환(金屬製外環)(C)의 폭방향 단부에는 꺽임부(플랜지, cf)가 형성되고, 이 꺽임부(플랜지, cf)에 의해 단열재(B)의 좌우 양단면이 덮이도록 구성되어 있다. 이렇게 구성함으로써 더욱더 방수성을 높히게 된다.

제2 단열재(B)의 재료로서는 방수처리 금선함유세라믹섬유포 등이 바람직하며, 예를 들어 일본 발카 공업주식회사의 '발카텍스가스켓 N314'(상품명)을 사용하는 것이 가능하다. 그러나, 단열재(B)의 재료로는 여기에 한정되는 것은 아니다.

금속제외환(C)은 녹방지를 고려하여 스테인레스제가 바람직하다.

도 1에서는, 금속제외환(C)은 2장의 스테인레스 강판을 단면이 개략 반원상으로 형성되고, 각 스테인레스 강판의 일단에는 힌지(Ch)가 형성되고, 타단에는 고 정볼트(k2) 결합용의 브라켓(Cb)이 용접에 의해 부착되어 있다.

2장의 스테인레스 강판은 힌지(Ch)에 의해 연결되고, 각각의 스테인레스 강판이 힌지(Ch)를 중심으로 회동 가능하게 구성되어 있다.

브라켓(Cb)이 고정볼트(k2)에 의해 꽉 조여지는 것에 의해 금속제외환(C)은 제2 단열재(B)를 압착하도록 고정된다. 여기에서, 고정볼트(k2)로 조여지는 경우 스테인레스강판이 제2 단열재(B)로부터 이격하는 방향으로 휨 모멘트가 작용한다. 이러한 휨 모멘트에 대처하기 위하여, 복수의 보강용 리브(Cr)가 브라켓(Cb)과 스테인레스강판에 걸쳐서 용접된다.

한편, 브라켓(Cb)과 리브(Cr)를 '고정부'로 총칭하는 경우가 있다.

도 1에서는, 금속제외환(C)을 2장의 스테인레스강판으로 구성하고, 상기 2장의 스테인레스강판을 힌지(Ch)에 의해 연결하고 있으나, 스테인레스강판의 원호의 극률(極率)반경에 비하여 강판의 두께가 충분히 얇은 경우에는 금속제외환(C)을 1장의 스테인레스강판으로 구성하고 힌지를 설치하지 않아도 좋다. 도시된 예에서는 스테인레스강판의 두께를 1.2~1.6mm로 하고 있다.

또한, 브라켓(Cb)을 스테인레스강판의 단부에 용접하는 대신에, 스테인레스강판의 타단을 직각으로 구부리고 상기 직각을 이루는 측에 보강용 리브(Cr)를 용접하는 것도 가능하다.

또한, 보강용 리브(Cr) 대신에 스테인레스강판을 프레스 성형하여 비-드를 형성시켜도 좋다.

또한, 고정부를 소위 '빈딩기구'로 구성하는 것도 가능하다. 빈딩기구에 대 해서는 예를 들어 스키용구 등에서 채용되고 있는 공지의 기구를 그대로 적용하는 것이 가능하다.

도 1에 있어서, 단열재(B)의 외주면에 있어 금속제외환(C)의 양단부(Be)를 포함하는 영역에는 예를 들어 스테인레스강의 박판(D)이 배치되어 있다.

스테일레스강의 박판(D)은 금속제외환(C)의 단부에 생기는 간격(도 12의 부호 δ 참조)을 덮고, 단열재(B)가 직접 고온에 노출되는 것을 방지한다.

이어서, 도7~도12에 기초하고, 도 2를 참조하여 도시된 실시형태에 대한 관계수의 조립방법을 설명한다.

먼저, 도 7에 도시된 공정에서는 피접속관(b, c)의 각각에 있어서 관단부 근방에 체부환(g, h), 단열재(α), 패킹환(m, n)을 세트시키고, 상기 피접속관(b, c)을 소켓관(d)의 양단에 삽입한다.

그리고 결합볼트(k)를 체부환(g, h)에 삽입시켜 체결한다.

도 7에 있어서는, 체부환(g, h)을 생략한 상태를 도시하고 있다. 도 8에 있어서는, 볼트(k)를 단열재(A)로 포위한 상태를 도시하고 있다.

도 8에 도시한 공정에 있어서는, 단열재(A)의 각 블록을 반경방향의 안쪽방향으로 이동시켜 홈(Au) 내에 볼트(k)를 삽입한다. 이와 동시에 단열재(A)의 인접한 블록끼리 연결한다. 단열재(A)의 인접한 블록을 연결하는 경우에 있어서는, 원주방향 단면에 있는 요부(Ab)와 철부(Aa)를 결합한다. 이어서 볼트(k)를 단열재(A)로 포위한 상태에서 단열재(A)를 소켓관(d)의 외주부(df)에 장착한다.

도 9는 단열재(A)를 장착시킨 상태를 체부환(g, h)을 생략하지 않고 도시하 고 있으며, 장착된 단열재(A)는 점선으로 도시되어 있다.

도 10에 도시된 공정에서는, 시-트상의 단열재(B)를 단열재(A)의 외주에 감는다. 그리고 다 감은 시-트상의 단열재(B)에 있는 양단부(Be)를 포함하는 영역에 있어서, 단열재(B)의 외주면에 스테인레스강의 박판(D)을 재치한다.

또한, 도10, 도11에 있어서도 도7, 도8과 동일하게 체부환(g, h)을 생략하여 표현하고 있다.

도 11에 도시된 공정에서는, 금속제외환(C)을 설치하고 있다. 도 11에 있어서, 금속제외환(C)의 힌지(Ch)를 스테인레스강의 박판(D)을 재치시킨 위치와 반대측의 위치(도 11에 있어서, 단열재(B)의 곡률중심과 점대칭인 위치)에 재치한다. 그리고, 대향하는 금속제외환(C)의 브라켓(Cb) 끼리를 근접시키면서(화살표 Y 방향으로 이동시키면서), 금속제외환(C)을 시-트상의 단열재(B)의 외주면에 압착한다.

도 12에 도시된 공정에서는, 금속제외환(C)의 대향하는 브라켓(Cb)에 고정볼트(k2)를 끼우고, 너트 N에 의하여 체결한다. 이에 의하여, 관계수(100)의 조립이 완료한다.

금속제외환(C)의 양단은 적정 조임토오크로 조여지더라도, 간극(δ)이 형성된다. 그러나, 스테인레스강의 박판(D)이 상기 간극(δ)을 덮고 있기 때문에 단열재(B, A)를 외기로부터 차단하는 상태가 확보 가능하다.

도시된 제1 실시형태에 의한 관계수(100)에 따르면, 복수개의 결합볼트(k)를 포위하는 단열재(A)와, 단열재(A)의 외주면에 배치된 차수성 및 단열성을 갖는 재료로 이루어진 단열재(B)와, 단열재(B)의 외주부에 배치되며 단열재(B)를 단열 재(A)측에 눌러 압박하는 금속제외환(C)을 포함하기 때문에, 관계수에 많은 열량이 작용하여도 단열재(A)와 단열재(B)와 금속제외환(C)에 의해, 체결볼트(k)에 전달되는 열량이 극도로 적게 된다.

따라서, 관계수에 많은 열량이 작용하여도 결합볼트(k)는 소성역에는 이르지 않고, 너트로 체결한 경우에 작용하는 인장력에 의해 상기 결합볼트(k)가 소성변형(소성신장)을 하는 것이 방지된다.

따라서, 결합볼트(k)에 작용하는 인장력 즉 패킹환(m, n)에 작용하는 체부력은 저하하지 않고, 피접속관(b, c) 내를 흐르는 유체의 누설이 방지되며, 관계수의 씰성을 유지하는 것이 가능하다.

여기에서, 체부볼트(k)의 볼트(k)헤드 및 너트가 맞물려 있는 부위는 단열재(A), 단열재(B), 금속제외환(C)으로는 피복되어 있지 않고 노출되어 있기 때문에, 체부볼트(k)의 조임력의 조정(조임력의 증대)이나 관계수의 정비로 내부 유체의 누출을 체크하는 경우에 단열재(A)와 단열재(B)와 판상의 금속제외환(C)을 떼어낼 필요가 없다.

더욱이 관계수(100)에 따르면, 복잡한 장치나 고가의 장치를 필요로 하지 않고, 기존의 관계수에 있어서 내화성, 내열성을 향상시키는 것이 가능하다.

이어서, 도13, 도14를 참조하여 제2 실시형태를 설명한다.

도1~도12의 제1 실시형태에 따른 관계수(100)는, 금속제외환(C) 및 단열 재(B)는 그 축방향(X 방향)길이가 대향하는 체부환(g, h)의 외주 및 단열재(A)를 덮는데 필요한 최저한의 길이로 되어 있다.

이에 반하여, 도13, 도14에 도시된 제2 실시형태에 따른 관계수(102)에 있어서는, 금속제외환(C)의 축방향(X방향) 길이가 제1 실시형태보다 길게 되어 있다.

보다 구체적으로는, 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이 금속제외환(C)의 축방향 양단부가 결합볼트(k)의 축방향 길이보다 소정량 β 이상 축방향 외방(도 13에서는 좌우방향, 도 14에서는 좌방)으로 연장되어 있다. 여기에서, 소정량 β는 예를 들면 50mm 이상의 수치이다.

또한, 도13, 도14의 제2 실시형태는, 제1 실시형태에 비교해서 단열재(B)의 축방향(X방향) 길이도 연장되어 결합볼트(k) 양단부보다도 축방향 외방(도 13에서는 좌우방향, 도 14에서는 좌방)에 돌출되어 있다.

도1~도12의 제1 실시형태에서는, 축방향 외방(도 13에서는 좌우방향, 도 14에서는 좌방)에서 관계수(100)로 향한 화염이 단열재(B), 금속제외환(C)의 반경방향 내방으로 돌아들어와 결합볼트(k) 및 체부환(g, h)이 직접 화염에 노출되는 경우가 존재한다.

그리고 결합볼트(k) 및 체부환(g, h)이 직접 화염에 노출되면 결합볼트(k)의 열팽창에 의한 늘어남이 크게 된다. 그리고 결합볼트(k) 및 체부환(g, h)이 대폭으로 온도가 상승하고 관계되는 고온이 패킹환(m, n)에 고열을 전달하면 유체의 누설 등 악영향이 생기게 된다.

이에 반하여, 도13, 도14에 도시된 제2 실시형태에 따른 관계수(102)에 따 르면 금속제외환(C)의 축방향 단부가 결합볼트(k)의 축방향 양단부보다 각각 소정거리 β(예를 들면 50mm) 이상 축방향 외방(도 13에서는 좌우방향, 도 14에서는 좌방)으로 연장되고, 반경방향 내방에 돌아들어오려는 화염이 결합볼트(k) 및 체부환(g, h)에 도달하는 것이 저해된다. 또는, 반경방향 내방에 돌아들어온 화염이 결합볼트(k) 및 체부환(g, h)에 도달하였다 하여도 그 온도가 150℃~200℃ 저하된다.

그 결과, 결합볼트(k) 및 체부환(g, h)이 직접 화염에 노출되는 것이 방지되고, 또는 고열이 결합볼트(k)에 작용하는 것이 방지되기 때문에 결합볼트(k)의 열팽창에 의한 늘어남이 억제된다.

이에 더하여, 도13, 도14의 제2 실시형태에서는 단열재(B)도 그 축방향 길이가 연장되어 있고 단열재(B)의 축방향 양단부가 각각 결합볼트(k)의 양단부보다도 축방향 외방(도 13에서는 좌우방향, 도 14에서는 좌방)에 돌출되어 있기 때문에, 금속제외환(C)의 축방향 양단부와 함께 반경방향 내방으로 돌아들어오려는 화염이 결합볼트(k) 및 체부환(g, h)에 도달하기 어렵게 하는 양상으로 작용한다.

도13, 도14의 제2 실시형태에서 그 밖의 구성 및 작용 효과는 도1~도12의 제 1 실시형태와 동일하다.

도 15는, 본 발명의 제3 실시형태에 다른 관계수(103)를 도시한다.

도 15의 제3 실시형태는, 도13, 도14의 제2 실시형태에서 단열재(A)를 생략한 구성으로 되어 있다.

도13, 도14의 제2 실시형태에서 설명한 바와 같이, 금속제외환(C)의 축방향 양단부를 결합볼트(k)의 축방향 양단부보다 각각 소정거리 β(예를 들면 50mm) 이상 축방향 외방(도 13에서는 좌우방향, 도 14에서는 좌방)으로 연장하고, 또한 단열재(B)의 축방향 양단부를 결합볼트(k)의 양단부보다도 축방향 외방(도 13에서는 좌우방향, 도 14에서는 좌방)으로 돌출시키면, 반경방향 내방으로 돌아들어온 화염은 결합볼트(k) 및 체부환(g, h)에 도달하는 것이 저해되고 혹은 화염의 온도가 저하된다.

발명자의 연구에 따르면, 도13, 도14의 제2 실시형태에서와 같이 반경방향 내방으로 돌아들어온 화염은 결합볼트(k) 및 체부환(g, h)에 도달하는 것이 저해되고 혹은 화염의 온도가 저하되면, 단열재(A)를 생략한다 하여도 관계수 내부에의 영향은 작다.

도 15의 실시형태는 관련된 지식에 기초하고 있다.

도15에 도시된 제3 실시형태에 따른 관계수(103)에 따르면, 단열재(A)를 생략하고 그렇기 때문에 구성부품이 삭감되며, 단열재(A)를 조립하는 공정이 불필요하기 때문에 조립공정의 수가 삭감된다. 그 결과 제조 비용의 저감을 도모하는 것이 가능하다.

도14의 제3 실시형태에서 그 밖의 구성 및 작용 효과는 도13, 도14의 제2 실시형태와 동일하다.

도시된 실시형태는 어디까지나 예시적인 것으로, 본 발명의 기술적 범위를 한정하는 취지로 기술한 것이 아님을 부기한다.

도1은 본 발명 제1 실시형태의 구성을 설명한 정면도,

도2는 도1에 대응하여, 도1의 Z-Z 단면을 포함하는 일부단면측면도,

도3은 도3의 요부 확대도,

도4는 도3과 다른 단열재의 배치를 도시한 도면,

도5는 도3, 도4와 다른 단열재의 배치를 도시한 도면,

도6은 도3 및 도5를 조합한 단열재의 배치를 도시한 도면,

도7은 실시형태에 따른 관계수를 조립하는 공정도,

도8은 도7에 연속하는 공정을 도시한 도면,

도9는 도8의 공정이 완료한 상태를 도시한 도면,

도10은 도7 ~ 도9에 연속하는 공정을 도시한 도면,

도11은 도7 ~ 도10에 연속하는 공정을 도시한 도면,

도12는 도7 ~ 도11에 연속하는 공정을 도시한 도면,

도13은 본 발명의 제2 실시형태의 구성을 설명하는 측면도,

도14는 도13의 부분확대도,

도15는 본 발명의 제3 실시형태의 구성을 설명하는 부분 측단면도,

도16은 종래기술에 관한 관계수의 단면도이다.

** 부호의 설명 **

A : 제1 단열재

B : 제2 단열재

C : 금속제외환

D : 박판

b, c : 피접속관

d : 소켓관

g, h : 체부환

k : 결합볼트

m, n : 패킹환

Claims

피접속관(b, c)에 끼워지는 소켓관(d)이 피접속관(b, c)의 대향하는 관단(e, f)에 걸쳐져 배치되고, 피접속관(b, c)의 각각에 끼워지는 체부환(g, h)이 소켓관(d)의 양측에 배치되며, 체부환(g, h)은 복수개의 결합볼트(k)로 결합되고, 소켓관(d)의 양단부 내면( 테이퍼면, j, i)과 피접속관(b, c)의 외주면(bf, cf)과의 사이에 패킹환(m, n)이 끼워지고, 패킹환(m, n)은 체부환(g, h)에 의해 피접속관(b, c)의 외주면(bf, cf)에 압접되어 피접속관(b, c)이 축방향(X)으로 접동 가능하게 씰링되어 구성되며, 체부환(g, h)과 패킹환(m, n)과의 사이 영역에 단열수단(α)이 개장되고, 복수개의 결합볼트(k)를 포위하는 단열재(A)와, 단열재(A)의 외주면에 배치되는 차수성 및 단열성을 갖는 재료로 이루어지는 피복층(B)과, 상기 피복층(B)의 외주부에 배치되어 상기 피복층(B)을 단열재(A)측에 눌러 압박하는 판상의 고정부재(금속제외환 C)를 포함하며, 상기 단열재(A)는 원주방향으로 결합볼트(k)의 수와 같은 수의 구획으로 분할되고, 각 구획의 각각에는 결합볼트(k)를 수용하는 홈(Au)이 형성되는 것을 특징으로 하는 관계수.
제 1항에 있어서, 상기 판상의 고정부재(C)는 힌지부분(Ch)을 포함하고 힌지부분(Ch)의 꺽어지는 각도를 변화시키는 것에 의해 곡률반경을 변화시키는 것이 가능한 기능을 가지며, 상기 판상의 고정부재(C)의 원주방향의 단부에는 고정부(Cb)가 설치되고, 상기 판상의 고정부재(C)의 원주방향 양단부 고정부(Cb) 끼리를 결합 하는 것에 의해 상기 피복층(B)을 단열재(A) 측에 눌러 압박하여 고정하는 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 관계수.
제 2항에 있어서, 상기 단열재(A)를 구성하는 결합볼트(k)의 수와 같은 수의 구획은, 동일한 형상인 것을 특징으로 하는 관계수.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 판상의 고정부재(C)는 축방향 양단부가 상기 결합볼트(k)의 축방향 양단부보다 소정거리(β) 이상 축방향 외방으로 연장되는 것을 특징으로 하는 관계수.
피접속관(b, c)에 끼워지는 소켓관(d)이 피접속관(b, c)의 대향하는 관단(e, f)에 걸쳐져 배치되고, 피접속관(b, c)의 각각에 끼워지는 체부환(g, h)이 소켓관(d)의 양측에 배치되며, 체부환(g, h)은 복수개의 결합볼트(k)로 결합되고, 소켓관(d)의 양단부 내면(j, i)과 피접속관(b, c)의 외주면(bf, cf)과의 사이에 패킹환(m, n)이 끼워지고, 패킹환(m, n)은 체부환(g, h)에 의해 피접속관(b, c)의 외주면(bf, cf)에 압접되어 피접속관(b, c)이 축방향(X)으로 접동 가능하게 씰링되어 구성되며, 체부환(g, h)과 패킹환(m, n)과의 사이 영역에 단열수단(α)이 개장되고, 상기 체부환(g, h)의 외주면에 배치되는 차수성 및 단열성을 갖는 재료로 이루어지는 피복층(B)과, 상기 피복층(B)의 외주부에 배치되어 상기 피복층(B)을 단열재(A)측에 눌러 압박하는 판상의 고정부재(C)를 포함하며, 상기 고정부재(C)는 축 방향 양단부가 상기 결합볼트(k)의 축방향 양단부보다 각각 소정거리(β) 이상 축방향 외방으로 연장되는 것을 특징으로 하는 관계수.
제 5항에 있어서, 상기 단열재(B)의 축방향 길이는, 단열재의 축방향 양단부가 결합볼트(k)의 양단부 보다도 축방향 외방으로 돌출하는 모양으로 연장되는 것을 특징으로 하는 관계수.