KR20110101711A - 벤트파이프 결합구조 및 그 제작방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 벤트파이프의 손상을 방지할 수 있도록 하는 벤트파이프 결합구조에 관한 것으로, 트리클래드부(Tri-Clad)에 관통 형성된 벤트파이프 결합부의 주연부에 트리클래드부(Tri-Clad)의 높이 방향을 따라 외부로 돌출되도록 구비되며 소정의 높이를 갖고 상면이 개구 형성되는 보스부재와; 상기 보스부재의 내주면과 그 외주면이 상호 접촉되도록 상기 보스부재의 내부에 구비되며 상기 벤트파이프 결합부와 연통되도록 설치되어 보스부재의 높이 방향을 따라 트리클래드부(Tri-Clad)의 외부로 연장 형성되는 벤트파이프와; 상기 벤트파이프 단부의 둘레면에 일부 영역이 고정 결합되며 다른 영역이 상기 벤트파이프의 높이 방향을 따라 연장 형성되고, 그 중심에 하측으로 갈수록 직경이 감소하는 개구공이 관통 형성된 걸림부재와; 상기 보스부재의 상면에서 그 높이 방향을 따라 연장 형성되며 상기 걸림부재를 감싸도록 구비되며 그 단부가 소정 길이로 절곡 형성된 상부스토퍼와; 상기 걸림부재의 개구공에 삽입 결합되어 외부의 이물질이 벤트파이프 내부로 들어가는 것을 방지하는 마개를 포함하여 구성됨으로써, 외부의 충격으로부터 벤트파이프가 손상되어 트리클래드부(Tri-Clad)의 내부에 충진된 공정유체가 외부로 유출됨을 방지함과 동시에 벤트파이프의 열팽창률을 고려하여 별도의 갭을 형성함으로써 열팽창으로 인한 트리클래드부(Tri-Clad)의 손상을 방지할 수 있다.

Description

벤트파이프 결합구조 및 그 제작방법{COMBINATION STRUCTURE FOR VENT PIPE AND THE MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 벤트파이프 결합구조 및 그 제작방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 외부의 충격으로부터 벤트파이프가 손상되어 트리클래드부(Tri-Clad)의 내부에 충진된 공정유체가 외부로 유출됨을 방지함과 동시에 벤트파이프의 열팽창률을 고려하여 별도의 갭을 형성함으로써 열팽창으로 인한 트리클래드부(Tri-Clad)의 손상을 방지할 수 있는 벤트파이프 결합구조에 관한 것이다.

도 1은 종래의 벤트파이프가 트리클래드부(Tri-Clad)에 결합된 구조를 도시한 평면도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 종래의 벤트파이프가 트리클래드부(Tri-Clad)에 결합된 구조는, 트리클래드부(Tri-Clad, 1)에 관통 형성된 벤트파이프 결합부(1a)의 주연부에 트리클래드부(Tri-Clad, 1)의 높이 방향을 따라 외부로 돌출되도록 구비되며 소정의 높이를 갖고 상면이 개구 형성되는 외부커버(10)와, 외부커버(10)의 내부에 벤트파이프 결합부(1a)와 연통되도록 설치되어 외부커버(10)의 높이 방향을 따라 트리클래드부(Tri-Clad, 1)의 외부로 연장 형성되는 벤트파이프(20)와, 벤트파이프(20) 단부의 둘레면에 고정 결합되어 외부커버(10)의 절곡된 단부와 접촉되는 상부스토퍼(31)가 형성된 걸림부재(30)와, 벤트파이프(20)에 이물질이 들어가는 것을 방지해 주는 마개(40)로 이루어진다.

트리클래드부(Tri-Clad, 1)는 소정의 내부공간을 구비하여 그 내부공간에 공정유체가 흐르는 부재로서, 상면의 일측에는 용접작업시 비활성 가스를 주입하거나, 공정운전시 공정유체의 누설을 감지할수 있는 벤트파이프 결합부(1a)가 관통 형성되며 모재는 카본 스틸 재질로 형성되고 카본 스틸 재질의 모재의 외면에는 티타늄(Ti)이 코팅된 티타늄층(1b)이 형성된다.

그리고, 티타늄층(1b)의 외면에는 지르코늄(Zr)이 코팅된 지르코늄층(1c)이 형성되어 트리 클래드(tri-clad)로 제작됨으로써 트리클래드부(Tri-Clad, 1)가 공정유체에 의하여 부식됨을 방지할 수 있게 된다.

외부커버(10)는 중공이 형성된 파이프 형상의 부재로서 트리클래드부(Tri-Clad, 1)의 벤트파이프 결합부(1a) 주연부에 그 일단부가 용접에 의하여 접합되어 세워지도록 구비되며, 그 직경은 후술할 벤트파이프(20)의 직경보다 크게 형성되어 있다.

그리고, 벤트파이프 결합부(1a)의 하측에는 별도의 커버플레이트(2)가 용결 접합되어 트리클래드부(Tri-Clad, 1)가 외부와 차폐되도록 한다.

용접에 의하여 트리클래드부(Tri-Clad, 1)의 주연부에 접합되는 일단부와 반대편에 위치하는 타단부은 개구 형성되며, 타단부의 단부는 그 직경 방향을 따라 내측으로 절곡 형성된다.

벤트파이프(20)의 일단부는 트리클래드부(Tri-Clad, 1)의 벤트파이프 결합부(1a)에 용접에 의하여 접합되며 그 직경은 외부커버(10)의 직경보다 작게 형성되어 있다.

외부로 노출되는 외부커버(10)의 단부와 벤트파이프(20)의 단부 사이에는 일정한 두께를 가지며 외부커버(10)의 높이 방향을 따라 외측으로 돌출되도록 구비되는 걸림부재(30)가 결합되어 있다.

걸림부재(30)의 하측 외면에는 외부커버(10)의 굴곡진 단부와 접촉되도록 외부커버(10)와 밴트파이프(20)의 이격거리 만큼의 두께를 갖는 고리 형상의 상부스토퍼(31)가 형성되며, 걸림부재(30)의 중심에는 걸림부재(30)의 높이 방향을 따라 상측으로 갈수록 그 직경이 증가하는 개구공(31)이 형성되어 있다.

걸림부재(30)의 개구공(31)에는 걸림부재(30)의 높이 방향을 따라 상측으로 갈수록 직경이 증가하는 개구공(31)과 대응되는 형상을 갖는 마개(40) 탈부착 가능하게 결합되어 있다.

그리고, 벤트파이프(20)가 벤트파이프 결합부(1a)에 용접에 의하여 접합되는 일단부의 둘레에는 외부커버(10)와 벤트파이프(20)가 이격된 거리만큼의 두께를 갖고 고리 형상으로 형성되는 하부스토퍼(50)가 고정 결합되어 있다.

이러한 종래의 벤트파이프가 트리클래드부(Tri-Clad)에 결합된 구조에 의하여 외부커버(10)는 그 내부에 설치되어 트리클래드부(Tri-Clad, 1) 측으로 비활성 가스를 충진하는 벤트파이프(20)를 외력으로부터 보호하게 된다.

그리고, 상부스토퍼(31)에 의하여 하부로부터의 압력이 작용할 경우에 트리클래드부(Tri-Clad)(10)와 벤트파이프(20)의 용접 부위에 균열이 발생됨을 방지할 수 있으며, 하부스토퍼(50)에 의하여 상부로부터의 압력이 작용할 경우에 벤트파이프(20)가 트리클래드부(Tri-Clad)(10)의 내부로 함입됨을 방지할 수 있다.

그런데, 이러한 종래의 벤트파이프의 결합구조에 있어서는, 벤트파이프(20)를 외부의 충격으로부터 보호하기 위한 외부커버(10)와 벤트파이프(20) 사이의 이격공간을 형성하기 위하여 외부커버(10)의 두께가 얇아질 수 밖에 없으며, 이로 인하여 외부커버(10) 자체의 강성이 보장되지 않으므로 외부의 충격으로부터 벤트파이프(20)를 효과적으로 보호하지 못한다는 문제점이 있다.

또한, 종래의 밴트파이프의 결합구조는 외부의 온도 변화에 따른 벤트파이프(20)의 열팽창에 대한 고려가 전혀 없는 구조이므로 계절에 따른 온도차로 인하여 벤트파이프(20)가 열팽창할 경우에 트리클래드부(Tri-Clad)(10)와 벤트파이프(20)의 결합이 손상될 수 있다는 문제점이 있다.

상기와 같은 점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은, 외부의 충격으로부터 벤트파이프가 손상되어 트리클래드부(Tri-Clad)의 내부에 충진된 공정유체가 외부로 유출됨을 방지함과 동시에 벤트파이프의 열팽창률을 고려하여 별도의 갭을 형성함으로써 열팽창으로 인한 트리클래드부(Tri-Clad)의 손상을 방지할 수 있는 벤트파이프 결합구조 및 그 제작방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 벤트파이프 결합구조는, 트리클래드부(Tri-Clad)에 관통 형성된 벤트파이프 결합부의 주연부에 트리클래드부(Tri-Clad)의 높이 방향을 따라 외부로 돌출되도록 구비되며 소정의 높이를 갖고 상면이 개구 형성되는 보스부재와; 상기 보스부재의 내주면과 그 외주면이 상호 접촉되도록 상기 보스부재의 내부에 구비되며 상기 벤트파이프 결합부와 연통되도록 설치되어 보스부재의 높이 방향을 따라 트리클래드부(Tri-Clad)의 외부로 연장 형성되는 벤트파이프와; 상기 벤트파이프 단부의 둘레면에 일부 영역이 고정 결합되며 다른 영역이 상기 벤트파이프의 높이 방향을 따라 연장 형성되고, 그 중심에 하측으로 갈수록 직경이 감소하는 개구공이 관통 형성된 걸림부재와; 상기 보스부재의 상면에서 그 높이 방향을 따라 연장 형성되며 상기 걸림부재를 감싸도록 구비되며 그 단부가 소정 길이로 절곡 형성된 상부스토퍼와; 상기 걸림부재의 개구공에 삽입 결합되어 외부의 이물질이 벤트파이프 내부로 들어가는 것을 방지하는 마개를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 상부스토퍼에 의하여 감싸지도록 구비되는 걸림부재는 상기 상부스토퍼의 내면과 소정 거리 이격되는 갭이 형성된 것을 특징으로 한다.

그리고, 벤트파이프 결합구조 제작방법은, 트리클래드부(Tri-Clad)의 벤트파이프 결합부 주연부에 보스부재를 설치하는 제1단계와; 상기 보스부재의 내부에 벤트파이프를 삽입하여 상기 트리클래드부(Tri-Clad)의 내부로 매립시키는 제2단계와; 상기 벤트파이프의 상부 둘레면에 개구공이 형성된 걸림부재를 설치하는 제3단계와; 상기 보스부재의 상면에 상기 걸림부재를 감싸도록 상부스토퍼를 설치하는 제4단계와; 상기 걸림부재의 개구공에 마개를 삽입 결합시키는 제5단계를 순차적으로 진행하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제2단계와 제3단계 사이에는 비활성 가스를 상기 트리클래드부(Tri-Clad) 측으로 주입하는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의한 벤트파이프 결합구조 및 그 제작방법은 외부의 충격으로부터 벤트파이프가 손상되어 트리클래드부(Tri-Clad)의 내부에 충진된 공정유체가 외부로 유출됨을 방지함과 동시에 벤트파이프의 열팽창률을 고려하여 별도의 갭을 형성함으로써 열팽창으로 인한 트리클래드부(Tri-Clad)의 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 벤트파이프가 트리클래드부(Tri-Clad)에 결합된 구조를 도시한 평면도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 벤트파이프가 트리클래드부(Tri-Clad)에 결합된 구조를 도시한 평면도이며,
도 3은 도 2의 벤트파이프 결합구조를 시공하는 방법을 순차적으로 도시한 시공흐름도이다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 벤트파이프 결합구조를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 벤트파이프가 트리클래드부(Tri-Clad)에 결합된 구조를 도시한 평면도이고, 도 3은 도 2의 벤트파이프 결합구조를 시공하는 방법을 순차적으로 도시한 시공흐름도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 벤트파이프 결합구조는, 트리클래드부(Tri-Clad, 1)에 관통 형성된 벤트파이프 결합부(1a)의 주연부에 트리클래드부(Tri-Clad, 1)의 높이 방향을 따라 외부로 돌출되도록 구비되며 소정의 높이를 갖고 상면이 개구 형성되는 보스부재(100)와, 보스부재(100)의 내주면과 그 외주면이 상호 접촉되도록 보스부재(100)의 내부에 구비되며 벤트파이프 결합부(1a)와 연통되도록 설치되어 보스부재(100)의 높이 방향을 따라 트리클래드부(Tri-Clad, 1)의 외부로 연장 형성되는 벤트파이프(200)와, 벤트파이프(200) 단부의 둘레면에 일부 영역이 고정 결합되며 다른 영역이 벤트파이프(200)의 높이 방향을 따라 연장 형성되고, 그 중심에 하측으로 갈수록 직경이 감소하는 개구공(310)이 관통 형성된 걸림부재(300)와, 보스부재(100)의 상면에서 그 높이 방향을 따라 연장 형성되며 걸림부재(300)를 감싸도록 구비되며 그 단부가 소정 길이로 절곡 형성된 상부스토퍼(400)와, 걸림부재(300)의 개구공(310)에 삽입 결합되어 외부의 이물질이 벤트파이프 내부로 들어가는 것을 방지하는 마개(500)를 포함하여 구성되어 있다.

트리클래드부(Tri-Clad, 1)는 소정의 내부공간을 구비하여 그 내부공간에 공정유체가 저장되는 부재로서, 상면의 일측에는 비활성 가스를 주입할 수 있는 벤트파이프 결합부(1a)가 관통 형성되며 모재는 카본 스틸 재질로 형성되고 카본 스틸 재질의 모재의 외면에는 티타늄(Ti)이 코팅된 티타늄층(1b)이 형성된다.

그리고, 티타늄층(1b)의 외면에는 지르코늄(Zr)이 코팅된 지르코늄층(1c)이 형성되어 트리 클래드(tri-clad)로 제작됨으로써 트리클래드부(Tri-Clad, 1)가 공정유체에 의하여 부식됨을 방지할 수 있게 된다.

보스부재(100)는 중공이 형성된 파이프 형상의 부재로서 트리클래드부(Tri-Clad, 1)의 벤트파이프 결합부(1a) 주연부에 그 일단부가 용접에 의하여 접합되어 세워지도록 구비되며, 외력에 의하여 변형이 발생하지 않도록 일정 너비 이상의 두께를 갖도록 형성된다.

그리고, 중공의 직경은 벤트파이프(200)가 중공의 내부에 삽입되어 벤트파이프(200)의 외면과 접촉될 수 있도록 벤트파이프(200)의 외경보다 다소 크게 형성되어 있다.

용접에 의하여 트리클래드부(Tri-Clad, 1)의 주연부에 접합되는 일단부와 반대편에 위치하는 보스부재(100)의 타단부는 개구 형성되며, 그 타단부의 상면은 벤트파이프(200)의 상면보다 다소 낮은 높이에 위치하도록 형성된다.

벤트파이프(200)의 일단부는 트리클래드부(Tri-Clad, 1)의 벤트파이프 결합부(1a)에 용접에 의하여 접합되며 타단부는 비활성 가스를 주입할 수 있도록 개구 형성되어 있다.

그리고, 벤트파이프(200)의 직경은 보스부재(100)의 중공에 삽입되어 중공의 외면과 접촉될 수 있는 직경으로 형성되어 있으며, 벤트파이프 결합부(1a)의 하측에는 별도의 커버플레이트(2)가 용접에 의하여 접합됨으로써 트리클래드부(Tri-Clad, 1)는 외부와 차폐된다.

외부로 노출되는 벤트파이프(200)의 일단부에는 보스부재(100)의 외경보다 작은 직경을 갖는 걸림부재(300)가 고정 결합되어 있다.

걸림부재(300)의 일부 영역은 벤트파이프(200)의 상부 둘레면에 고정 결합되고 다른 영역은 벤트파이프(200)의 높이 방향을 따라 소정 길이로 연장 형성되며, 걸림부재(300)의 중심에는 걸림부재(300)의 높이 방향을 따라 상측으로 갈수록 그 직경이 증가하는 개구공(310)이 형성되어 있다.

상부스토퍼(400)는 보스부재(100)의 상면에서 그 높이 방향을 따라 연장 형성되며 걸림부재(300)를 감싸도록 구비되며 그 단부가 소정 길이로 절곡 형성되어 있다.

걸림부재(300)의 외면과 상부스토퍼(400)의 외면 사이에는 소정 거리 이격된 갭(GAP, 2)이 형성되는데, 이는 외부의 온도 변화에 의하여 벤트파이프(200)가 열팽창 혹은 수축하더라도 트리클래드부(Tri-Clad, 1)와의 접합 부위가 손상되지 않도록 하기 위함이다.

걸림부재(300)의 외면과 상부스토퍼(400)의 외면 사이에 형성된 갭(3)은 벤트파이프(200)의 재질에 따른 열팽창률에 따라 적절한 거리가 되도록 설계되는 것이 효과적이며, 대개는 1 mm 내외가 되도록 형성된다.

그리고, 마개(500)는 걸림부재(300)의 높이 방향을 따라 상측으로 갈수록 직경이 증가하는 개구공(310)과 대응되는 형상을 갖도록 형성되며 걸림부재(300)의 개구공(310)에 탈부착 가능하게 결합되어 있다.

이러한 벤트파이프 결합구조에 의하여 보스부재(100)는 일정 강도 이상의 강성을 갖게 되므로 그 내부에 설치되어 트리클래드부(Tri-Clad, 1)의 용접작업시 비활성 가스를 주입하거나, 공정운전시 공정유체의 누설을 감지할수 벤트파이프(20)를 외력으로부터 안전하게 보호함으로써 트리클래드부(Tri-Clad, 1)의 내부에 충진된 공정유체의 누설을 방지할 수 있다.

그리고, 상부스토퍼(400)에 의하여 하부로부터의 압력이 작용할 경우에 트리클래드부(Tri-Clad, 1)와 벤트파이프(200)의 용접 부위에 균열이 발생됨을 방지할 수 있으며, 걸림부재(300)와 상부스토퍼(400) 사이에 형성된 갭(3)에 의하여 외부의 온도 변화에 따른 열팽창에 의한 손상을 방지할 수 있다.

이러한 구성을 갖는 벤트파이프 결합구조가 시공되는 순서는 다음과 같다.

우선, 트리클래드부(Tri-Clad, 1)의 외면 일측에 보스부재(100)를 용접에 의하여 접합시키고, 보스부재(100)에 형성된 중공과 트리클래드부(Tri-Clad, 1)를 연통시키도록 트리클래드부(Tri-Clad, 1)의 표면을 드릴을 이용하여 관통시켜 벤트파이프 결합부(1a)를 형성한다.

그 후, 보스부재(100)의 내부에 벤트파이프(200)를 통하여 비활성 가스를 주입하면서 트리클래드부(Tri-Clad, 1)와 벤트파이프 결합부(1a)를 용접에 의하여 접합되도록 한다.

위와 같은 방법으로 벤트파이프(200)를 통하여 비활성 가스를 주입하면서 트리클래드부(Tri-Clad, 1)와 커버플레이트(2)를 용접 접합함으로써 트리클래드부(Tri-Clad, 1)를 외부와 차폐시킨다.

그리고, 벤트파이프(200)의 상부 둘레면에 개구공(310)이 형성된 걸림부재(300)를 설치하고, 보스부재(100)의 상면에 걸림부재(300)를 감싸도록 상부스토퍼(400)를 설치한 후, 걸림부재(300)의 개구공(310)에 마개(500)를 삽입 결합시킴으로써 시공이 완료된다.

이상, 본 발명의 벤트파이프 결합구조를 바람직한 실시예를 통해 설명하였으나 이는 발명의 이해를 돕고자 하는 것일 뿐, 본 발명의 기술적 범위를 이에 한정하고자 하는 것이 아님은 물론이다.

본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않고도 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 다양한 변형이나 개조가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경이나 개조는 청구범위의 해석상 본 발명의 기술적 범위 내에 있음은 말할 나위가 없다.

1 : 트리클래드부 1a : 벤트파이프 결합부
100 : 보스부재 200 : 벤트파이프
300 : 걸림부재 310 : 개구공
400 : 상부스토퍼 500 : 마개

Claims (4)

1. 트리클래드부(Tri-Clad, 1)에 관통 형성된 벤트파이프 결합부(1a)의 주연부에 트리클래드부(Tri-Clad, 1)의 높이 방향을 따라 외부로 돌출되도록 구비되며 소정의 높이를 갖고 상면이 개구 형성되는 보스부재(100)와;
   상기 보스부재(100)의 내주면과 그 외주면이 상호 접촉되도록 상기 보스부재(100)의 내부에 구비되며 상기 벤트파이프 결합부(1a)와 연통되도록 설치되어 보스부재(100)의 높이 방향을 따라 트리클래드부(Tri-Clad, 1)의 외부로 연장 형성되는 벤트파이프(200)와;
   상기 벤트파이프(200) 단부의 둘레면에 일부 영역이 고정 결합되며 다른 영역이 상기 벤트파이프(200)의 높이 방향을 따라 연장 형성되고, 그 중심에 하측으로 갈수록 직경이 감소하는 개구공(310)이 관통 형성된 걸림부재(300)와;
   상기 보스부재(100)의 상면에서 그 높이 방향을 따라 연장 형성되며 상기 걸림부재(300)를 감싸도록 구비되며 그 단부가 소정 길이로 절곡 형성된 상부스토퍼(400)와;
   상기 걸림부재(300)의 개구공(310)에 삽입 결합되어 외부의 이물질이 상기 벤트파이프 내부로 들어가는 것을 방지하는 마개(500);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 벤트파이프 결합구조.
2. 제1항에 있어서,
   상기 상부스토퍼(400)에 의하여 감싸지도록 구비되는 걸림부재(300)는 상기 상부스토퍼(400)의 내면과 소정 거리 이격되는 갭(3)이 형성된 것을 특징으로 하는 벤트파이프 결합구조.
3. 제1항 또는 제2항에 따른 벤트파이프 결합구조를 시공하는 방법으로서,
   트리클래드부(Tri-Clad)의 벤트파이프 결합부 주연부에 보스부재를 설치하는 제1단계와;
   상기 보스부재의 내부에 벤트파이프를 삽입하여 상기 트리클래드부(Tri-Clad)의 내부로 매립시키는 제2단계와;
   상기 벤트파이프의 상부 둘레면에 개구공이 형성된 걸림부재를 설치하는 제3단계와;
   상기 보스부재의 상면에 상기 걸림부재를 감싸는 상부스토퍼를 설치하는 제4단계와;
   상기 걸림부재의 개구공에 마개를 삽입 결합시키는 제5단계를
   순차적으로 진행하는 것을 특징으로 하는 벤트파이프 결합구조 제작방법.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제2단계와 제3단계 사이에는 비활성 가스를 상기 트리클래드부(Tri-Clad) 측으로 주입하는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 벤트파이프 결합구조 제작방법.

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