KR20100046104A

KR20100046104A - 루즈 플랜지식 관 이음매

Info

Publication number: KR20100046104A
Application number: KR1020097014349A
Authority: KR
Inventors: 시게유키 마츠모토; 스스무 홋타
Original assignee: 노라 엔지니어링 가부시키가이샤
Priority date: 2007-08-27
Filing date: 2008-08-11
Publication date: 2010-05-06
Also published as: US20100059988A1; WO2009028322A1; TW200923239A

Abstract

본 발명의 루즈 플랜지식 관 이음매는, 관 내압이 높아질수록, 탄성 가스킷의 시일 측면 및 바깥 둘레면이 보강링의 쪽으로 압착되어 밀봉력을 증가하고, 또한 각 볼트에 의한 조임력은 관이 빠지는 힘에 견딜 수 있는 정도이면 된다. 이 루즈 플랜지식 관 이음매에서는, 밀봉부재로서, 플랜지부 끝면 사이에 둥근 고리형상의 탄성 가스킷 및 해당 가스킷의 바깥 둘레측에 배치하는 금속제의 보강링을 사용하고, 탄성 가스킷의 안 둘레면이 실질적으로 V자형 단면이며, 해당 탄성 가스킷의 축방향 폭은 미압축상태에서 보강링의 그것보다 크다.

Description

루즈 플랜지식 관 이음매{LOOSE FLANGE PIPE JOINT}

본 발명은, 관 내압이 높아질수록, 탄성 가스킷의 시일 측면 및 바깥 둘레면이 보강링쪽으로 압착되어 밀봉력을 증가하는 루즈 플랜지식 관 이음매에 관한 것이다.

수도나 공기조화의 배관공사에서는, 미리 배관도를 작성하여, 이 배관도에 따라 금속 파이프를 공장에서 가공하고 있고, 금속 파이프를 직선형상으로 접속하기 위해서는, 연결부분의 기계강도 및 큰 지름관의 배관 작업성 등의 점에서 플랜지식의 결합방식이 바람직하다. 고정 플랜지식의 관 이음매에서는 플랜지를 파이프 끝부에 용접하기 때문에, 배관시에 플랜지의 볼트 설치구멍을 일치시키는 것이 용이하지 않고, 금속 파이프를 강제적으로 비틀어서라도 볼트구멍을 일치시키지 않으면 안되어, 이것이 배관작업의 지연원인과 파이프의 손상요인이 되기 쉽다.

루즈 플랜지식 관 이음매는, 일본국 특개평9-14545호에 첨부한 도 13 등에서 다수 개시되어 있고, 고정 플랜지식의 관 이음매에 비하여 볼트구멍을 일치시키는 것이 용이하다. 도 13에 예시하는 바와 같이 루즈 플랜지(100)는, 금속 파이프(102, 102)와 별개로 형성하여, 파이프 끝부에 스터브 엔드를 용접하거나 또는 파이프 끝부를 플랜징 가공하기 전에, 금속 파이프(102)에 각각 끼워 맞춰둔다. 양 플랜지(100)에는, 원주방향으로 등간격으로 복수의 볼트 설치구멍(l04)을 설치한다. 양 파이프의 플랜지부(106)의 표면을 시트 패킹(108)를 거쳐 맞대고, 각 설치구멍(104)에 볼트(110)를 통과시켜 너트로 조인다. 시트 패킹(108)은, 일반적으로 경질 수지나 경질 고무 등으로 이루어지고, 금속 파이프 본체에 비하여 연질이기 때문에, 관 내가 고압화되거나 부압이 되었을 때에 소성 변형하지 않도록, 도 13과 같이 플랜지부(106)와 대략 동일한 크기의 표면적으로 정하고, 마찰저항으로 변형되지 않도록 하는 것을 필요로 한다.

종래의 루즈 플랜지식 관 이음매에서는, 개재한 시트 패킹(108)에 의하여 파이프(102, 102) 사이에서 높은 밀봉력을 확보하기 위하여, 각 볼트(110)에 의한 조임력을 매우 강하게 하지 않으면 않되고, 이 볼트의 지나친 조임으로 시트 패킹(108)이 깨어져 누수가 발생하는 경우가 있다. 또, 강한 조임력을 요하기 때문에, 루즈 플랜지(100)도 높은 강도가 필요하게 되어, 그 중량이 무거워지는 데다가, 플랜지 외경도 커지기 때문에 작업현장에서 작업 공간이 확보하기 어려워진다.

루즈 플랜지식 관 이음매에서, 양 파이프 사이에서 높은 밀봉력을 얻기 위하여, 시트 패킹과 함께 O링을 사용하는 것은, 일본국 특개평9-14545호 또는 일본국 실개평4-133430호 등으로부터 공지이다. 일본국 특개평9-14545호는, 첨부하는 도 4에서, 패킹의 안 둘레면측에 O링을 배치하고, 해당 패킹의 외경은 루즈 플랜지의 외경과 대략 동일하다. 한편, 일본국 실개평4-133430호는, 첨부하는 도 2에서 시트 패킹에 상당하는 아웃터링의 안 둘레면측에 O링을 배치하고, 해당 아웃터링의 외경은 파이프 플랜지부의 외경보다 크다.

[특허문헌 1]

일본국 특개평9-14545호 공보

[특허문헌 2]

일본국 실개평4-133430호 공보

일본국 특개평9-14545호나 실개평4-133430호와 같이, 루즈 플랜지식 관 이음매에서 O링을 병용하면, O링은 O링 홈에 수납하여 설치하는 것으로, 양 파이프 사이의 밀봉력을 비교적 높게 할 수 있으나, 볼트의 지나친 조임을 방지할 수 있을 만큼 밀봉력이 높아지는 있는 것은 아니고, 강한 조임력을 요하는 점은 종래 와 대략 마찬가지이다. 이 O링은, 통상, 원형 단면의 탄성소재이기 때문에, 파이프 내부가 부압이 되었을 때에 직사각형으로 변형되기 쉽고, 양 파이프 사이의 밀봉력이 다소 저하한다는 문제가 생긴다.

또, 일본국 특개평9-14545호에서는, 시트 패킹의 외경은 루즈 플랜지의 외경과 대략 동일하고, 루즈 플랜지는 플랜지의 크게 따라 중량이 무거워지고, 해당 플랜지의 외경도 크기 때문에 작업현장에서 작업공간을 확보하기 어렵다. 한편, 일본국 실개평4-133430호에서는, 패킹에 상당하는 아웃터링의 소재는 명확하지 않아도, 해당 아웃터링의 외경은 파이프 플랜지부의 외경보다 크고 또한 축방향 폭도 매우 커져, 아웃터링의 가공 시에 비용과 시간이 소요되는 데다가, 설치 시에 아웃터링의 위치 결정도 어렵다.

본 발명은, 종래의 루즈 플랜지식 관 이음매에 관한 상기의 문제점을 개선하기 위하여 제안된 것으로, 관 내압이 높아지면 질수록, 탄성 가스킷에 의한 밀봉력을 증대하는 루즈 플랜지식 관 이음매를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다. 본 발명의 다른 목적은, 볼트에 의한 강한 조임력이 필요없기 때문에, 조임 볼트의 갯수를 종래보다 대략 반감할 수 있어, 루즈 플랜지를 얇고 또한 플랜지 외경을 비교적 작게 할 수 있는 루즈 플랜지식 관 이음매를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은, 작업현장에서 작업공간을 확보하기 쉬운 루즈 플랜지식 관 이음매를 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은, 파이프 내부가 부압이 되어도, 탄성 가스킷이 직사각형으로 변형되지 않고, 양 파이프 사이의 밀봉력이 저하하는 경우가 생기지 않는 루즈 플랜지식 관 이음매를 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은, 이미 설치한 배관에도 조립 가능하여 비교적 저렴한 관 이음매 조립품을 제공하는 것이다.

본 발명에 관한 루즈 플랜지식 관 이음매는, 파이프 끝부를 플랜징 가공하거나, 또는 스터브 엔드를 용접하고, 양 파이프의 플랜지부 끝면 사이에 밀봉부재를 개재시키고 나서, 끼워 넣은 양 루즈 플랜지를 결합하여 조인다. 본 발명의 관 이음매는, 밀봉부재로서, 둥근 고리형상의 탄성 가스킷 및 해당 가스킷의 바깥 둘레측에 배치하는 금속제의 보강링을 사용하고, 탄성 가스킷의 안 둘레면이 실질적으로 V자형 단면이고, 해당 탄성 가스킷의 축방향 폭은 미압축 상태에서 보강링의 그것보다 크다.

본 발명에 관한 관 이음매에 있어서, 탄성 가스킷의 횡단면은, 안 둘레측에 V자형의 립부를 가지는 직사각형체이면 바람직하다. 바람직하게는, 보강링은 직사각형 단면을 가지고, 그 축방향 폭은 탄성 가스킷의 축방향 폭보다 해당 가스킷의 압축분만큼 얇고, 탄성 가스킷의 축방향 폭의 50∼95% 이다. 또, 보강링의 두께는, 접속 파이프의 관 두께와 동일한 정도 이상의 강도를 가지는 두께로 정해지면 바람직하다.

본 발명의 관 이음매에는, 보강링에는 방사방향의 바깥쪽으로 돌출하는 연장부를 적어도 1개 형성하여도 되고, 해당 연장부에 볼트 관통구멍을 설치한다. 예를 들면, 보강링에는 직경방향의 바깥쪽으로 돌출하는 2개의 연장부를 형성하고, 해당 연장부에 각각 볼트 관통구멍을 설치한다.

본 발명의 관 이음매에는, 양 루즈 플랜지의 직사각형 끝면에 원형 오목부를 각각 형성하여도 되고, 해당 원형 오목부의 깊이는, 파이프 끝부의 플랜지부의 두께와, 보강링의 두께의 절반과의 가산값과 대략 동등하거나 또는 그 가산값보다 작다. 예를 들면, 이음매 조립시에, 파이프 끝부의 플랜지부를 루즈 플랜지의 원형 오목부에 수용함과 동시에, 양 플랜지부 사이에 탄성 가스킷 및 보강링을 배치한 후에 양 루즈 플랜지를 조인다.

본 발명에 관한 관 이음매에 있어서, 보강링은 스테인리스강, 탄소강 또는 주물제이면 바람직하다. 또, 탄성 가스킷은 고무 또는 플라스틱제이면 바람직하다.

본 발명의 관 이음매는, 탄성 가스킷의 안 둘레측에 금속제의 지지링을 배치함으로써, 파이프 내부가 부압이 되었을 때에 탄성 가스킷의 직사각형 변형을 지지링으로 방지하여도 된다. 바람직하게는, 지지링은 스테인리스강, 탄소강 또는 주물제이며, 해당 지지링은 원형 또는 직사각형 단면을 가진다.

본 발명의 관 이음매 조립품은, 양 스터브 엔드의 플랜지부 끝면 사이에 밀봉부재를 개재시키고 나서, 끼워 맞춘 양 루즈 플랜지를 결합하여 조인다. 이 관 이음매 조립품은, 밀봉부재로서, 둥근 고리형상의 탄성 가스킷 및 해당 가스킷의 바깥 둘레측에 배치하는 금속제의 보강링을 사용하고, 탄성 가스킷의 안 둘레면이 실질적으로 V자형 단면이고, 해당 탄성 가스킷의 축방향 폭이 미압축상태에서 보강링의 그것보다 크고, 양 스터브 엔드를 파이프 끝에 용접함으로써 배관에 조립된다.

본 발명의 루즈 플랜지식 관 이음매는, 밀봉부재로서, 둥근 고리형상의 탄성 가스킷 및 해당 가스킷의 바깥 둘레측에 배치하는 금속제의 보강링을 사용하고, 상기 탄성 가스킷의 안 둘레측에 금속제의 지지링을 배치함으로써, 파이프 내부가 부압이 되었을 때에 탄성 가스킷의 직사각형 변형을 지지링으로 방지하여도 된다. 지지링은 스테인리스강, 탄소강 또는 주물제이며, 해당 지지링은 원형 또는 직사각형 단면을 가지면 바람직하다.

본 발명을 도면에 의하여 설명하면, 루즈 플랜지식 관 이음매(1, 34)에서, 접속 파이프(3, 3)는, 동일 또는 유사 직경의 금속관 또는 플라스틱관이고, 다른 내경의 파이프 또는 금속관과 플라스틱관을 사용하여도 된다. 파이프(3) 및 플랜지(2)에는, 여러가지 금속이 사용 가능하나, 바람직하게는 파이프(3)는 탄소강 또는 스테인리스강제이고, 플랜지(2)는 스테인리스강, 탄소강 또는 주물제이다. 탄소강 또는 주물제의 경우는, 아연도금이나 플라스틱 코팅을 실시하여도 된다.

루즈 플랜지(2, 36)는, 도너츠형 평면을 가지고, 3, 4 또는 6개 중 어느 하나의 볼트 설치구멍(5)을 원주방향으로 등간격으로 설치한다. 이 루즈 플랜지는, 통상, 도 8에 예시하는 바와 같은 원형 평면이나, 그 윤곽을 도 2나 도 8에 나타내는 바와 같이 설치구멍(5)이 존재하는 부분(26) 이외를 오목하게 하여 콤팩트화하는 것도 가능하고, 그 윤곽은 실질적으로 각형이나 타원형 평면 등이어도 된다. 이 루즈 플랜지에 대하여, 그 내경 즉 중심 구멍의 직경은, 접속해야 할 파이프(3)의 외경과 대략 같아도 또는 약간 여유가 있어도 된다. 이 루즈 플랜지의 두께는, 원형 오목부(38)(도 7)를 설치하지 않은 경우에는 종래와 대략 동일하여도 되고, 더욱 고압으로 조이는 것을 요하는 형태에서는 더욱 두께가 두꺼운 플랜지를 사용하면 된다.

이 루즈 플랜지에 있어서, 도 7이나 도 8에 나타내는 바와 같이, 그 직사각형면에 원형 오목부(38)가 설치되는 경우에는, 해당 오목부의 직경은, 파이프 끝부의 플랜지부(7)의 외경 및 둥근 고리형상의 보강링(42)(도 9)의 외경과 대략 같거나 또는 약간 커지도록 정한다. 또, 원형 오목부(38)의 깊이는, 파이프 끝부의 플랜지부(7)의 두께와, 보강링(42)의 두께의 절반과의 가산값과 대략 동등 또는 그 가산값보다 작아지도록 정한다.

탄성 가스킷(10, 44)은, 탄성이 풍부한 고무 또는 플라스틱제이고, 예를 들면, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리에틸렌, 폴리아세탈 등을 사용하고, 화학 플랜트 등의 배관에 사용하는 경우에는, 그 주위면에 내부식성의 박막을 코팅하면 바람직하다. 탄성 가스킷(10, 44)은, 그 외경을 보강링(8, 42)의 내경과 대략 같게 하면 된다. 이 탄성 가스킷은, 통상, 보강링과 일체로 몰드되나, 별체로 끼워 넣어 설치하여도 된다. 이 탄성 가스킷은, 압축 변형되어 두께 즉 축방향 폭이 50∼95%로 감소하면, 보강링의 두께와 일치하게 된다.

탄성 가스킷(10, 44)은, 도 4 또는 도 10에 나타내는 바와 같이 그 횡단면이 대략 직사각형체이고, 보강링(8, 42)쪽으로 압착되기 쉽도록, 안 둘레면에 오목부(18, 46)을 가진다. 탄성 가스킷(10, 44)은, 그 안 둘레면이 실질적으로 V자형 단면이고, 전체가 V자형이어도 안 둘레면만이 V자형을 가지고 있어도 되고, 이 V자형 단면에는 U자형, 반타원형이나 반원형 단면도 포함한다. 이 가스킷의 횡단면에서, 오목부의 개선(開先) 각도는 통상 90°를 넘고 있기 때문에, 해당 가스킷의 바깥 둘레면은, 그 양 측면과 플랜지부 끝면과의 사이보다 강하게 보강링의 안 둘레면과 밀착한다.

도 4에 나타내는 가스킷(10)에는, 그 횡단면에서, 립부(23, 23)가 비스듬하게 옆쪽으로 연장 설치되어 있기 때문에 바람직하다. 립부(23, 23)는, 그 선단이 가스킷(10)의 측면(20, 20)보다 바깥쪽으로 돌출함으로써, 해당 가스킷의 측면(20, 20)이 파이프(3)의 플랜지부 표면에 더욱 밀착되기 쉽다.

보강링(8, 42)은, 둥근 고리형상으로 얇은 스테인리스강, 탄소강 또는 주물제이며, 탄소강 또는 주물제의 경우에는 아연도금이나 수지 코팅 등의 방식가공을 실시한다. 한쪽의 보강링(8)에는, 방사방향의 바깥쪽으로 돌출하는 위치 결정용의 연장부(24)(도 3)를 적어도 1개 형성한다. 다른쪽의 보강링(42)은, 오목부(38)를 설치한 플랜지(36)와 함께 사용하고, 파이프(3)의 플랜지부(7)의 직경과 대략 같은 외경과 또한 파이프(3)의 내경보다 큰 내경을 가지는 단순한 둥근 고리체이다. 이 보강링의 강도는, 관 내압에 대한 접속 파이프(3)의 강도와 대략 동등한 정도이면 된다. 이 때문에, 해당 보강링의 두께(T1)는, 통상, 접속 파이프(3)의 두께(T2)와 대략 동일 또는 그것 이상으로 정하게 된다.

한쪽의 보강링(8)에서는, 연장부(24)에 볼트 관통구멍(12)을 설치한다. 보강링(8)은, 도 3에 나타내는 바와 같이, 예를 들면, 직경방향에 관하여 반대방향으로 돌출하는 2개의 연장부(24, 24)를 가지고, 해당 연장부에 각각 볼트 관통구멍(12)을 설치하면 된다.

보강링(8)에서, 연장부(24)의 수는, 플랜지(2)의 볼트 설치구멍(5)의 수와 위치에 따라 임의로 정할 수 있고, 예를 들면, 연장부를 90°간격으로 4개 배열하거나, 120°간격으로 3개로 배열하는 것도 가능하다. 또, 이 연장부를 잘라내어 훅 형상으로 형성하면, 양 플랜지(2)에 볼트(14)로 가고정 후에도 보강링(8) 및 탄성 가스킷(10)의 설치가 가능하고, 훅 형상의 연장부도 볼트 설치구멍에 포함된다.

보강링(8)을 금속 시트로부터 재단할 때에는, 해당 시트에서 비스듬하게 배열하면, 보강링(8)에 방사방향의 바깥쪽으로 돌출하는 연장부(24, 24)를 설치하여도, 금속 시트를 대부분 여분으로 사용하는 경우는 없다. 연장부(24, 24)를 도면에 나타내는 것으로부터 다소 변형하면, 금속 시트의 사용량을 종래의 원형 패킹과 완전히 동일한 것도 가능하다. 보강링(8)은, 볼트(14)에 의한 조임시에 변형되지않기 때문에, 이 때에 파이프(3)의 플랜지부 표면을 보강링(8)의 표면과 밀착시키는 것이 필요하나, 미량의 간극은 탄성 가스킷(10)의 압축 변형에 의해 밀봉된다.

다른쪽의 보강링(42)은, 볼트(14)에 의한 조임시에 거의 변형되지 않기 때문에, 이때에 파이프(3)의 플랜지부 표면을 보강링(42)의 표면과 밀착시키는 것을 필요로 한다. 보강링(42)은, 도 7에 나타내는 바와 같이 양 플랜지(36, 36)의 끝면이 완전히 밀접하면 불필요하나, 실제로는 파이프 신축을 가스킷이 직접 받게 되기 때문에 설치하는 것이 필요하다. 보강링(42)은, 탄성 가스킷과 미리 밀착시켜 일체화하여도, 그 구경을 다소 작게 하여 가스킷 내부에 인서트하는 것도 가능하다.

루즈 플랜지식 관 이음매(1)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 파이프(3, 3)에 공지의 루즈 플랜지(2)를 각각 끼워 맞추고, 해당 파이프의 끝부를 플랜징 가공하거나 또는 스터브 엔드(54)(도 11)를 용접한다. 이 플랜징 가공은, 예를 들면, 일본국 특허제2810847호에 개시하는 바와 같이, 파이프 가공 공장이나 배관현장에서, 공지의 플랜징 가공기에 의해 플랜지부(7)를 직경방향 바깥쪽으로 직각으로 형성하고, 이어서 해당 파이프의 다른쪽 끝부도 마찬가지로 플랜징 가공한다. 이 후에 파이프(3)의 플랜지부(7)의 끝면 사이에 보강링(8) 및 탄성 가스킷(10)을 개재시키고, 이어서 볼트(14)와 너트(16)로 양 플랜지(2, 2)를 결합하여 조인다. 또, 플랜징 가공 후에, 반할(半割)형의 플랜지를 끼워 맞추어 고착하는 것도 가능하다.

이 조립시에, 예를 들면, 파이프(3)의 끝부에 링 밴드 등의 가고정 금속구 이어서 플랜지(2)를 끼워 맞추고 나서, 파이프(3)의 끝부를 플랜징 가공하면 바람직하다. 배관현장에서, 수직이나 경사방향 등으로 배치한 파이프(3, 3)의 플랜지부(7)를 근접시켜, 2개의 플랜지(2, 2)를 정확하게 위치 결정한다. 이 때에, 이 가고정 금속구를 플랜지(2)의 바로 뒤쪽에 배치하면, 해당 가고정 금속구의 조임에 의하여 플랜지(2)가 무거워도 그 낙하나 어긋남을 방지할 수 있다. 또, 파이프(3, 3)를 수평 배치할 때에는, 보강링(8)의 관통구멍(12)을 볼트(14)에 삽입하여 가고정함으로써, 해당 보강링을 정확하게 위치 결정할 수 있다. 이 파이프 결합작업이 완료되면, 파이프(3)를 벽면 등에 고정하는 것을 필요로 한다. 이 고정작업시에, 고정 금속구를 파이프 주위면을 따라 U 볼트 등의 고정 금속구(도시 생략)의 설치위치까지 이동하여, 해당 고정 금속구의 직사각형에서 정지하고, 이어서 이 고정 금속구를 조여 파이프(3, 3)를 고정하면 된다.

이 루즈 플랜지식 관 이음매에서, 탄성 가스킷(10) 및 보강링(8)을 배치함 과 동시에, 탄성 가스킷(10)의 안 둘레측에 다시 지지링(32)(도 6)을 배치하고 있어도 된다. 지지링(32)은, 원형 또는 직사각형 단면이고, 스테인리스강, 탄소강 또는 주물제이다. 지지링(32)의 직경은, 탄성 가스킷(10)의 내경보다 약간 작으나, 파이프 내경보다 크고, 그 두께는 보강링(8)의 두께와 동등하거나 또는 그것 이하이면 된다. 지지링(32)은, 접속 파이프(3, 3)의 내부가 부압이 되었던 때에, 탄성 가스킷(10)이 직사각형으로 변형되어 누수사고가 발생하는 것을 방지한다.

본 발명에 관한 루즈 플랜지식 관 이음매는, 비교적 압축 변형되기 쉬운 탄성 가스킷을 사용하여 밀봉하기 때문에, 각 볼트에 의한 조임력은 관이 빠지는 힘(拔管力)에 견딜 수 있을 정도이면 되고, 종래의 시트 패킹과 같이 강하게 조일 필요가 없다. 본 발명의 루즈 플랜지식 관 이음매는, 접속 파이프의 플랜지부 사이에 둥근 고리형상의 보강링 및 탄성 가스킷을 배치하고, 관 내압이 높아지면 질수록 압축 변형의 탄성 가스킷의 시일 측면 및 바깥 둘레면이 보강링쪽으로 압착되어, 높은 밀봉력을 얻을 수 있다.

본 발명의 루즈 플랜지식 관 이음매는, 이 높은 밀봉력에 의하여, 볼트에 의한 강한 조임력이 필요없고, 조임시 및 사용시에 탄성 가스킷이 파손되지 않기 때문에 누수의 문제가 발생하지 않는다. 본 발명의 루즈 플랜지식 관 이음매에서는, 볼트에 의한 강한 조임력이 필요없기 때문에, 조임 볼트의 갯수를 종래보다 대략 반감할 수 있어, 루즈 플랜지를 얇고 또한 플랜지 외경을 비교적 작게 할 수 있어, 작업현장에서 작업공간이 확보하기 쉽고, 파이프 접속작업이 용이해진다.

본 발명의 루즈 플랜지식 관 이음매는, 탄성 가스킷의 직사각형에 지지링을 배치함으로써, 파이프 내부가 부압이 되어도, 탄성 가스킷이 안쪽으로 변형되지 않고, 접속 파이프 사이의 밀봉력이 저하하는 일이 생기지 않기 때문에, 어떠한 환경 하에서도 누수사고가 발생하는 일이 없다. 이 보강링은, 복수개의 볼트와 너트로 양 루즈 플랜지를 결합할 때에, 접속 파이프의 플랜지부 끝면 사이에 배치하고, 그 연장부의 관통구멍에 볼트를 통과시키고 나서 플랜지를 조이기 때문에, 양 플랜지를 조일 때에, 보강링이나 탄성 가스킷의 위치 어긋남이나 낙하가 발생하는 일이 없고, 그것들의 내경은 항상 접속 파이프의 그것과 일치하거나 또는 크고, 반송 유체는 관 이음매 내를 항상 순조롭게 통과할 수 있다.

도 1은 본 발명에 관한 루즈 플랜지식 관 이음매의 일례를 나타내는 종단면도,

도 2는 도 1의 관 이음매에서 사용하는 루즈 플랜지를 나타내는 정면도,

도 3은 도 1의 관 이음매에서 사용하는 보강링 및 탄성 가스킷을 나타내는 정면도,

도 4는 도 3의 보강링 및 탄성 가스킷의 횡단면을 나타내는 확대 단면도,

도 5는 도 4의 탄성 가스킷이 조여진 상태를 나타내는 확대 단면도로서, 도 6의 변형예에서의 지지링도 도시하고 있는 도,

도 6은 관 이음매의 변형예를 나타내는 종단면도,

도 7은 관 이음매의 다른 변형예를 나타내는 종단면도,

도 8은 도 7의 관 이음매에서 사용하는 루즈 플랜지를 나타내는 정면도,

도 9는 도 7의 관 이음매에서 사용하는 보강링 및 탄성 가스킷을 나타내는 정면도,

도 10은 도 9의 보강링 및 탄성 가스킷의 횡단면을 나타내는 확대 단면도,

도 11은 본 발명에 관한 관 이음매 조립품을 나타내는 종단면도,

도 12는 도 11의 관 이음매 조립품을 파이프에 접속한 상태를 나타내는 단면도,

도 13은 종래의 루즈 플랜지식 관 이음매를 나타내는 종단면도이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 루즈 플랜지식 관 이음매 2 : 루즈 플랜지

3, 3 : 접속 파이프 5 : 볼트 설치구멍

7 : 플랜지부 8 : 보강링

10 : 탄성 가스킷 12 : 볼트 관통구멍

14 : 볼트 16 : 너트

32 : 지지링

다음에, 본 발명을 실시예에 의거하여 설명하나, 본 발명은 실시예에 한정되는 것은 아니다. 도 1에 나타내는 루즈 플랜지식 관 이음매(1)에서, 금속제의 루즈 플랜지(2, 2)는, 도 2에 나타내는 바와 같이 평면이 대략 도너츠형이고, 접속해야 할 파이프(3, 3)와 별개로 형성한다. 파이프(3, 3)는, 동일 또는 유사한 직경의 금속관이다. 플랜지(2)에는, 원주방향으로 4개의 볼트 설치구멍(5)을 등간격으로 설치하고, 플랜지 내경은 접속 파이프(3)의 외경과 대략 같으며, 각 설치구멍(5)의 안 둘레면 아래 쪽을 통과하는 가상 원의 직경은, 파이프(3)의 플랜지부(7)의 외경 및 보강링(8)의 외경보다 크다.

플랜지(2)는, 관 끝부를 플랜징 가공하기 전에 파이프(3)에 각각 끼워 맞춰 두거나 또는 반할형의 루즈 플랜지(도시 생략)를 플랜징 가공 후에 끼워 맞춘다. 양쪽의 파이프(3, 3)는, 보강링(8) 및 탄성 가스킷(10)을 사이에 두고 플랜지부(7)의 표면을 맞대고, 플랜지의 설치구멍(5) 및 보강링(8)의 관통구멍(12)(도 3)에 볼트(14)를 통과시켜 너트(16)로 가고정한다. 보강링(8)은, 2개의 관통구멍(12)에 볼트(14)를 통과시키면 정확하게 위치 결정할 수 있고(도 2 참조), 그 위치 결정 후에 4개의 볼트(14)를 너트(16)로 조이면 된다.

탄성 가스킷(10)은, 탄성이 풍부한 고무 또는 플라스틱제이고, 도 4에 나타내는 바와 같이 그 횡단면은 대략 V자형 배치의 립부(23, 23)를 가지는 직사각형체 이다. 탄성 가스킷(10)은, 그 외경은 보강링(8)의 내경과 대략 같고, 또한 그 내경은 접속 파이프(3)의 내경과 동등하거나 또는 해당 내경보다 다소 커지도록 정한다.

탄성 가스킷(10)에서, 그 횡단면이 대략 V자형의 립부(23, 23)를 가지는 직사각형체이기 때문에, 해당 횡단면의 안 둘레 중앙부가 약간 오목해져 있고, 이 오목부(18)(도 4)에 의해 파이프 내부의 압력으로 탄성 가스킷(10)의 측면(20, 20)이 파이프(3)의 플랜지부 표면에 미쳐 바깥 둘레면(22)이 보강링(8)쪽으로 압착되기 쉬워진다. 가스킷(10)의 횡단면에서, 립부(23, 23)가 비스듬하게 아래쪽을 향하여 외향으로 연장 설치되고, 양 립부의 선단 사이의 간격은 가스킷(10)의 축방향 폭(W2)보다 큰 것에 의하여, 해당 가스킷(10)의 측면(20, 20)이 파이프(3)의 플랜지부 표면에 더욱 밀착되기 쉽다.

둥근 고리형상의 보강링(8)은, 도 1 또는 도 4에 나타내는 바와 같이 직사각형 단면을 가진다. 보강링(8)은, 스테인리스강, 탄소강 또는 주물제이며, 탄소강또는 주물제의 경우에는 아연도금이나 수지 코팅 등의 방식(防蝕)가공을 실시하면 된다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 보강링(8)에는, 직경방향에 관하여 반대방향으로 바깥쪽으로 돌출하는 연장부(24, 24)를 연장 설치하고, 해당 연장부에 각각 볼트 설치구멍(12)을 설치하고 있다. 연장부(24)는, 주변이 반원형인 텅(tongue) 형상의 평면형상을 가지고, 그 중심에 원형의 볼트 설치구멍(12)을 설치하고 있다.

보강링(8)은, 도 4에 나타내는 바와 같이 직사각형 단면을 가지고, 그 축방향 폭 (W1)은 탄성 가스킷(10)의 축방향 폭(W2)보다 해당 가스킷의 압축분만큼 얇 게 하고(도 5 참조), 통상, 탄성 가스킷(10)의 축방향 폭(W2)의 50∼95%로 정한다. 축방향 폭(W1)은, 탄성 가스킷(10)이 비교적 연질인 경우에는 축방향 폭(W2)의 75%에 근접하고, 탄성 가스킷(10)이 비교적 경질인 경우에는 축방향 폭(W2)의 95%에 근접한다. 보강링(8)은, 그 외경이 파이프(3)의 플랜지부(7)의 외경과 대략 같고, 또한 그 내경은 파이프(3)의 내경보다 크다.

보강링(8)은, 관 내압에 대한 접속 파이프(3)의 강도와 대략 동등 또는 그것 이상으로 강도를 가지는 것이 바람직하다, 이 때문에, 보강링(8)의 두께(T1)는, 접속 파이프(3)의 두께(T2)와 대략 같거나 또는 그 이상으로 정한다.

루즈 플랜지식 관 이음매(1)에서는, 비교적 압축 변형되기 쉬운 탄성 가스킷(10)으로 도 5와 같이 밀착시키기 때문에, 각 볼트(14)에 의한 조임력은 관이 빠지는 힘에 견딜 수 있는 정도이면 되고, 종래의 시트 패킹과 같이 강하게 조일 필요가 없다. 이 때문에, 조임 볼트의 갯수를 종래보다 대략 반감할 수 있고, 접속 파이프(3)의 플랜지부(7, 7)의 밀착면의 면적은, 종래보다 작아도 되며, 플랜지부(7)의 외경을 종래보다 작게 할 수 있다. 또, 4개의 볼트 설치구멍(5)을 가지는 플랜지(2)는, 그 내경은 접속 파이프(3)의 외경과 대략 같아도, 도 13에 나타내는 종래의 플랜지(100)에 비하여 외경 및 두께가 작고, 그 윤곽은 도 2에 나타내는 바와 같이 설치구멍(5)이 존재하는 부분(26) 이외를 오목하게 하는 것이 가능하며, 전체가 콤팩트해짐으로써 공간 절약화를 도모할 수 있다.

도 6은 본 발명의 변형예를 나타내고, 루즈 플랜지식 관 이음매(30)에서는, 밀봉부재로서 탄성 가스킷(10) 및 보강링(8)을 배치하고, 탄성 가스킷(10)의 안 둘 레측에 다시 원형 단면의 지지링(32)(도 5 참조)을 배치하고 있다. 지지링(32)은, 스테인리스강, 탄소강 또는 주물제이면 되고, 탄소강 또는 주물제의 경우에는 아연도금이나 수지 코팅 등의 방식가공을 실시한다. 지지링(32)의 직경은, 탄성 가스킷(10)의 내경보다 약간 작고, 그 두께는 보강링(8)의 두께와 동등하거나 또는 그것 이하이면 된다.

지지링(32)은, 접속파이프(3, 3)의 내부가 부압이 되었던 때에, 탄성 가스킷(10)이 안쪽으로 변형되어 누수사고가 발생하는 것을 방지한다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 원형 단면의 지지링(32)이 탄성 가스킷(10)의 오목부(18)에 끼워 넣어 있으면, 해당 가스킷의 안쪽 변형을 한층 더 효과적으로 방지할 수 있기 때문에 바람직하다.

도 7은, 본 발명의 다른 변형예를 나타내고, 상기의 실시예와 동일한 부재에는 동일한 도면 번호를 사용한다. 도 7에 나타내는 루즈 플랜지식 관 이음매(34)에서, 금속제의 루즈 플랜지(36, 36)의 안쪽 끝면에 동심형상으로 원형 오목부(38)를 각각 형성한다. 루즈 플랜지(36)에는, 원형 오목부(38)보다 바깥쪽에 4개의 볼트 설치구멍(5)을 원주방향으로 등간격으로 설치한다.

루즈 플랜지(36)에 대하여, 중심 관통구멍의 직경은, 접속해야 할 파이프(3)의 외경과 대략 같다. 원형 오목부(38)의 직경은, 파이프 끝부의 플랜지부(7)의 외경 및 보강링(42)의 외경과 대략 같아지도록 정한다. 또, 원형 오목부(38)의 깊이는, 파이프 끝부의 플랜지부(7)의 두께와, 보강링(42)의 두께의 절반과의 가산값보다 약간 작아지도록 정한다(도 7 참조).

둥근 고리형상의 보강링(42)은, 도 7 또는 도 10에 나타내는 바와 같이 가로로 긴 직사각형 단면을 가진다. 보강링(42)은, 그 외경이 파이프(3)의 플랜지부(7)의 외경과 대략 같고, 또한 그 내경은 파이프(3)의 내경보다 크다. 보강링(42)은, 관 내압에 대한 접속 파이프(3)의 강도와 대략 동등해지도록, 해당 보강링의 두께(T1)를 접속 파이프(3)의 두께(T2)와 대략 같거나 또는 그것 이상으로 정한다. 보강링(42)의 축방향 폭(W1)은, 탄성 가스킷(44)의 축방향 폭(W2)보다 해당 가스킷의 압축분만큼 얇게 하고(도 10 참조), 통상, 탄성 가스킷(44)의 축방향 폭(W2)의 50∼95%로 정한다.

탄성 가스킷(44)은, 도 10에 나타내는 바와 같이 그 횡단면이 대략 직사각형체이고, 그 안 둘레면이 축방향에서 V자형이다. 탄성 가스킷(44)에서, 그 안 둘레면이 축방향에서 V자형이기 때문에, 이 오목부(46)에 의하여 파이프 내부의 압력으로 탄성 가스킷(44)의 측면(48, 48)이 파이프(3)의 플랜지부 표면에 미쳐 바깥 둘레면(50)이 보강링(42)쪽으로 압착되게 된다. 가스킷(44)의 횡단면에서, V자형의 개선 각도는 통상 90°를 넘고 있기 때문에, 해당 가스킷(44)의 바깥 둘레면(50)은 측면(48, 48)보다 강하게 바깥쪽으로 밀착된다.

양쪽의 파이프(3, 3)는, 보강링(42) 및 탄성 가스킷(44)을 개재시켜 플랜지부(7)의 표면을 맞대고, 4개의 볼트(14)를 양 루즈 플랜지의 각 설치구멍(5)을 통과시켜 너트(16)로 조여 조립한다. 이 때, 파이프 끝부의 플랜지부(7)는 루즈 플랜지(36)의 원형 오목부(38) 내에 수용되도, 이 위치 결정 후에, 4개의 볼트(14)를 너트(16)로 조이면 된다.

루즈 플랜지식 관 이음매(34)에서는, 비교적 압축 변형되기 쉬운 탄성 가스킷(44)으로 도 7과 같이 밀착시키기 때문에, 각 볼트(14)에 의한 조임력은 관이 빠지는 힘에 견딜 수 있는 정도이면 된다. 이 때문에, 조임 볼트의 갯수를 종래보다 대략 반감할 수 있고, 접속 파이프(3)의 플랜지부(7, 7)의 밀착면의 면적은, 종래보다 작아도 된다. 또, 4개의 볼트 설치구멍(5)을 가지는 플랜지(36)는, 그 내경은 접속 파이프(3)의 외경과 대략 같고, 그 윤곽은 도 2에 나타내는 바와 같이 설치구멍(5)이 존재하는 부분(26) 이외를 오목하게 하는 것이 가능하다.

도 11은 관 이음매 조립품의 일례를 나타내고, 상기한 실시예와 동일한 부재에는 동일한 도면 번호를 사용한다. 관 이음매 조립품(52)은, 동일 직경인 1쌍의 금속제 스터브 엔드(54, 54)를 구비하고, 양 스터브 엔드의 플랜지부(56)가 대향하 도록 배치한다. 스터브 엔드(54)는, 플랜지부(56)와, 해당 플랜지부의 외경보다 작은 직경의 원통부(58)로 이루어지고, 원통부(58)의 둘레 끝면(60)을 모따기한다. 둥근 고리형상의 루즈 플랜지(2)에는, 원주방향으로 등간격으로 4개의 볼트 설치구멍(5)을 설치한다.

플랜지(2)는, 스터브 엔드(54)에 각각 끼워 맞춰 둔다. 양쪽의 스터브 엔드(54, 54)는, 보강링(8) 및 탄성 가스킷(10)을 거쳐 플랜지부(56)의 표면을 맞대고, 플랜지의 설치구멍(5) 및 보강링(8)의 관통구멍(12)에 볼트(14)를 통과시켜 너트(16)로 가고정한다. 보강링(8)은, 2개의 원통구멍(12)에 볼트(14)를 통과시키면 정확하게 위치 결정할 수 있고, 그 위치 결정 후에 모든 볼트(14)를 너트(16)로 조인다.

관 이음매 조립품(52)은, 각 너트(16)를 가볍게 조인 도 11의 형태로 판매되고, 스터브 엔드(54)의 직경이 시판 파이프(62)의 구경에 일치하도록, 시판 파이프의 구경에 맞춘 구경의 것을 복수종 판매한다. 조립품(52)의 접속 전에, 접속해야 할 파이프(62)의 끝면을 모따기한다. 관 이음매 조립품(52)의 조립시에는, 하나하나의 파이프(62)의 모따기 둘레 끝면(64)을 스터브 엔드(54)의 모따기 둘레 끝면(60)과 합치시켜, 파이프 끝과 스터브 엔드(54)를 고리형상으로 용접하고, 이어서 볼트(14)와 너트(16)로 도 12와 같이 조립하면 된다.

소규모의 배관공사에서 도 11의 관 이음매 조립품(52)을 사용하면, 1개 또는 복수개의 루즈 플랜지 관 이음매를 조립하여 공사를 용이하고 또한 신속하게 달성할 수 있다. 또 이미 설치한 배관에 조립하면, 파이프의 부분적인 교환이나 정기적인 보수를 용이하게 실시할 수 있다. 관 이음매 조립품(52)은 범용품이기 때문에, 대량 생산하여 저렴하게 판매하는 것이 가능하다.

Claims

파이프 끝부를 플랜징 가공하거나 또는 스터브 엔드를 용접하고, 양 파이프의 플랜지부 끝면 사이에 밀봉부재를 개재시키고 나서, 끼워 맞춘 양 루즈 플랜지를 결합하여 조이는 관 이음매에 있어서,

밀봉부재로서, 둥근 고리형상의 탄성 가스킷 및 해당 가스킷의 바깥 둘레측에 배치하는 금속제의 보강링을 사용하고, 탄성 가스킷의 안 둘레면이 실질적으로 V자형 단면이며, 해당 탄성 가스킷의 축방향 폭은 미압축상태에서 보강링의 그것보다 큰 루즈 플랜지식 관 이음매.
제 1항에 있어서,

탄성 가스킷의 횡단면은, 안 둘레측에 V자형의 립부를 가지는 직사각형체 인 관 이음매.
제 1항에 있어서,

보강링은 직사각형 단면을 가지고, 그 축방향 폭은 탄성 가스킷의 축방향 폭보다 해당 가스킷의 압축분만큼 얇고, 탄성 가스킷의 축방향 폭의 50∼95%인 관 이음매.
제 1항에 있어서,

보강링의 두께는, 접속 파이프의 관 두께와 동일한 정도 이상의 강도를 가지는 두께로 정해지는 관 이음매.
제 1항에 있어서,

보강링에는 방사방향의 바깥쪽으로 돌출하는 연장부를 적어도 1개 형성하고, 해당 연장부에 볼트 관통구멍을 설치하는 관 이음매.
제 5항에 있어서,

보강링에는 직경방향의 바깥쪽으로 돌출하는 2개의 연장부를 형성하고, 해당 연장부에 각각 볼트 관통구멍을 설치하는 관 이음매.
제 1항에 있어서,

양 루즈 플랜지의 안쪽 끝면에 원형 오목부를 각각 형성하고, 해당 원형 오목부의 깊이는, 파이프 끝부의 플랜지부의 두께와, 보강링의 두께의 절반과의 가산값과 대략 동등 또는 그 가산값보다 작은 관 이음매.
제 7항에 있어서,

이음매 조립시에, 파이프 끝부의 플랜지부를 루즈 플랜지의 원형 오목부에 수용함과 동시에, 양 플랜지부 사이에 탄성 가스킷 및 보강링을 배치한 후에 양 루즈 플랜지를 조이는 관 이음매.
제 1항에 있어서,

보강링은 스테인리스강, 탄소강 또는 주물제인 관 이음매.
제 1항에 있어서,

탄성 가스킷은 고무 또는 플라스틱제인 관 이음매.
제 1항에 있어서,

탄성 가스킷의 안 둘레측에 금속제의 지지링을 배치함으로써, 파이프 내부가 부압이 되었을 때에 탄성 가스킷의 안쪽 변형을 지지링으로 방지하는 관 이음매.
제 11항에 있어서,

지지링은 스테인리스강, 탄소강 또는 주물제이고, 해당 지지링은 원형 또는 직사각형 단면을 가지는 관이음매.
양 스터브 엔드의 플랜지부 끝면 사이에 밀봉부재를 개재시키고 나서, 끼워 맞춘 양 루즈 플랜지를 결합하여 조이는 관 이음매 조립품에 있어서,

밀봉부재로서, 둥근 고리형상의 탄성 가스킷 및 해당 가스킷의 바깥 둘레측에 배치하는 금속제의 보강링을 사용하고, 탄성 가스킷의 안 둘레면이 실질적으로 V자형 단면이며, 해당 탄성 가스킷의 축방향 폭이 미압축상태에서 보강링의 그것보 다 크고, 양 스터브 엔드를 파이프 끝에 용접함으로써 배관에 집어 넣는 관 이음매 조립품.