KR20120095061A - 튜브용 클램프 - Google Patents

Abstract

튜브용 클램프가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 튜브용 클램프는, 작업유체가 유동되는 튜브(tube)를 사이에 두고 상호 조립되는 한 쌍의 클램프 몸체; 및 한 쌍의 클램프 몸체에 각각 형성되며, 한 쌍의 클램프 몸체가 조립될 때 튜브를 둘러싸면서 지지하되 튜브와의 접촉면적이 감소되도록 튜브의 외면에 부분적으로 접촉지지되는 접촉면적 감소용 클램핑부를 포함한다.

Description

튜브용 클램프{Clamp for tube}

본 발명은, 선박 내에 설치되는 튜브를 클램핑하는 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 튜브의 클램핑 구조가 개선된 튜브용 클램프에 관한 것이다.

선박은 그 사용 목적에 따라 상선, 군함, 어선 및 특수 작업선 등으로, 또한 용적에 따라 대형, 중형, 소형으로 나뉜다.

이들 선박에는 가스나 오일 등의 작업유체가 유동되는 라인으로서 튜브(tube 혹은 파이프)가 설치된다.

예컨대, 해저의 지하에 있는 석유, 가스 등을 시추하는 장비를 탑재한 선박인 시추선의 경우, 수십 내지 수백 미터 박힌 시추용 볼스크루의 동작을 위해, 혹은 시추용 볼스크루로 향하는 유압조절을 위한 밸브의 동작을 위해 작업유체, 즉 고압의 오일이 공급되는데, 이때의 오일은 튜브를 통해 공급된다.

이처럼 튜브는 작업유체를 원거리까지 이송시키기 때문에 흔들림 없이 고정되어야 하며, 이를 위해 튜브용 클램프가 사용된다.

선박 설계의 규정에 따라 튜브용 클램프는 튜브의 길이 방향을 따라 일정 간격으로 설치되어 튜브를 견고하게 지지한다.

통상 작업유체가 이송되는 튜브는 스테인리스 스틸(stainless steel) 계열의 금속 재질로 제작되고, 튜브를 클램핑하는 튜브용 클램프는 플라스틱 재질로 제작된다. 만약, 튜브용 클램프마저도 금속 재질로 제작하게 되면 금속 간의 마찰에 의해 튜브에 스크래치가 발생될 수 있고, 스크래치의 발생이 심화되면 그곳에 구멍이 발생되면서 작업유체가 샐 수 있기 때문에 바람직하지 않다. 따라서 튜브용 클램프는 플라스틱 재질로 제작되는 것이 보편적이다.

한편, 작업유체를 이송시키는 튜브는 손상 없이 오랜 기간 반영구적으로 사용되는 것이 이상적이므로 튜브 자체의 품질 외에도 튜브를 클램핑하는 튜브용 클램프의 관리도 엄격하게 진행된다.

특히, 수십 내지 수백 미터 이하의 지하 쪽으로 연결되는 튜브의 경우에는 작업자의 접근이 어렵기 때문에 튜브가 부식되어 손상되는 것에 매우 민감하다. 만약, 튜브가 자체적으로 부식되거나 혹은 튜브용 클램프로 인해 부식되어 손상되면 부식된 영역으로 작업유체인 고압 오일이 새면서 화재나 폭발을 일으킬 수 있기 때문에 철저한 관리가 요구된다.

그런데, 선박에 사용되고 있는 대부분의 튜브용 클램프는 튜브의 외면에서 튜브를 넓은 접촉면적으로 면접촉하면서 튜브를 지지하는 극히 단순한 구조를 가지고 있기 때문에, 이러한 튜브용 클램프를 장기간 사용하다 보면 튜브용 클램프와의 접촉영역에서 튜브의 외면에 틈새 부식(crevice corrosion)이 발생될 수 있고, 심화되면 부식 영역에서 구멍이 생길 수 있다.

따라서 튜브에 틈새 부식을 발생시키지 않는 특수한 재질을 이용하여 튜브용 클램프를 제작하는 것을 고려해볼 수도 있지만 대형 선박의 경우, 실로 많은 개수의 튜브용 클램프가 사용된다는 점을 감안할 때 튜브용 클램프의 단가가 높아지는 것은 그리 바람직하지 않으므로 새롭고 진보된 타입의 튜브용 클램프의 개발이 요구된다.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 튜브에 틈새 부식(crevice corrosion)이 발생되는 것을 감소시켜 튜브의 라이프 타임(life time)을 증가시킬 수 있는 튜브용 클램프를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 작업유체가 유동되는 튜브(tube)를 사이에 두고 상호 조립되는 한 쌍의 클램프 몸체; 및 상기 한 쌍의 클램프 몸체에 각각 형성되며, 상기 한 쌍의 클램프 몸체가 조립될 때 상기 튜브를 둘러싸면서 지지하되 상기 튜브와의 접촉면적이 감소되도록 상기 튜브의 외면에 부분적으로 접촉지지되는 접촉면적 감소용 클램핑부를 포함하는 튜브용 클램프가 제공될 수 있다.

상기 접촉면적 감소용 클램핑부는, 상기 튜브의 외면에 실질적으로 선접촉 또는 점접촉 지지되는 다수의 접촉지지부를 포함할 수 있다.

상기 접촉면적 감소용 클램핑부는, 상기 다수의 접촉지지부를 연결하되 상기 튜브의 외면에 접촉되지 않는 비접촉구간부를 더 포함할 수 있으며, 상기 접촉지지부와 상기 비접촉구간부는 연속된 라인을 형성할 수 있다.

상기 접촉면적 감소용 클램핑부는, 상기 튜브의 길이 방향을 따라 상기 클램프 몸체에 상호간 이격되게 다수 겹으로 마련될 수 있다.

상기 다수 겹으로 마련되는 상기 접촉면적 감소용 클램핑부는 상기 클램프 몸체의 내부에서 상기 접촉면적 감소용 클램핑부와 교차되는 방향으로 형성되는 지지리브에 일체로 지지될 수 있다.

상기 클램프 몸체는 내부에 통공이 형성된 조립용 보스를 더 포함할 수 있다.

상기 지지리브와 상기 클램프 몸체의 외벽 사이에는 공간부가 형성될 수 있으며, 상기 클램프 몸체에는 내부에 통공이 형성된 조립용 보스가 마련될 수 있다.

상기 한 쌍의 클램프 몸체가 설치될 설치브래킷의 반대편에서 상기 한 쌍의 클램프 몸체에 배치되는 보강플레이트; 및 상기 보강플레이트를 통해 상기 한 쌍의 클램프 몸체를 상기 설치브래킷 쪽으로 체결시키는 체결부재를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들은, 간단하고 단순한 구조를 가지면서도 튜브와의 접촉면적을 감소시켜 튜브에 틈새 부식(crevice corrosion)이 발생되는 것을 감소시킬 수 있으며, 이로 인해 튜브의 라이프 타임(life time)을 증가시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 튜브용 클램프에 의해 튜브가 설치된 상태의 사시도이다.
도 2는 도 1의 A 영역에 대한 분해 사시도이다.
도 3은 튜브와 한 쌍의 클램프 몸체의 분해 사시도이다.
도 4는 도 3의 결합 상태의 정면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 튜브용 클램프의 부분 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 튜브용 클램프의 부분 분해 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 튜브용 클램프의 부분 분해 사시도이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 튜브용 클램프에 의해 튜브가 설치된 상태의 사시도이다.

도 1을 참조하면, 튜브(10, tube)는 파이프(pipe) 형상의 금속 재질로 제작되며, 작업유체가 유동되는 공간을 형성한다. 작업유체는 고압의 오일, 또는 고압의 가스일 수 있다.

이처럼 튜브(10)의 내부로 고압의 오일 또는 가스로서의 작업유체가 유동되면서 원거리까지 이송되어야 하기 때문에 튜브(10)는 내부식성과 강도가 우수한 스테인리스 스틸(stainless steel)이나 스테인리스 스틸 계열의 합금으로 제작된다.

이러한 튜브(10)는 상선, 군함, 어선을 비롯하여 시추선과 같은 특수 작업선에 사용될 수 있는데, 튜브(10)를 설치할 때는 내부로 흐르는 작업유체로 인한 진동이나 소음 방지를 위해 도 1처럼 군데군데 튜브용 클램프(20)로 클램핑하여 설치브래킷(1)에 고정한다.

통상, 튜브(10)의 직경대비 60배의 거리부분마다 하나씩의 튜브용 클램프(20)를 설치하는 것으로 알려지고 있다. 물론, 이는 하나의 예이며, 선박의 종류마다 다를 수 있다.

튜브(10)를 클램핑하기 위하여 사용되는 튜브용 클램프(20)는 튜브(10)와는 달리 플라스틱 재질로 제작된다. 물론, 모든 플라스틱 재질이 전부 사용되는 것은 아니며, 가급적 튜브(10)에 틈새 부식(crevice corrosion)을 발생시키지 않는 재질, 예컨대 테프론 혹은 테프론을 함유한 복합 합성수지 재질, 플라스틱 또는 글라스 화이버(galss fiber)가 함유된 테프론 재질로 제작될 수 있다.

참고로, 도 1에 도시된 설치브래킷(1)은 편의상 도시된 하나의 예에 불과하다. 따라서 튜브용 클램프(20)가 고정될 장소는 반드시 도 1에 도시된 설치브래킷(1)일 필요는 없으며, 선박의 내장패널이나 바닥패널 등에 튜브용 클램프(20)가 고정될 수도 있다.

도 2는 도 1의 A 영역에 대한 분해 사시도이고, 도 3은 튜브와 한 쌍의 클램프 몸체의 분해 사시도이며, 도 4는 도 3의 결합 상태의 정면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 튜브(10)를 클램핑하기 위한 튜브용 클램프(20)는 튜브(10)를 사이에 두고 상호 조립되는 한 쌍의 클램프 몸체(30)를 포함한다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 클램프 몸체(30)는 튜브(10)를 사이에 두고 서로 마주보면서 조립될 뿐 그 구조는 동일하다.

다시 말해, 튜브(10)를 클램핑하고자 할 때는 2개의 클램프 몸체(30)가 사용될 뿐 이들의 구조가 서로 다른 것은 아니다.

참고로, 본 실시예의 경우, 2개의 접촉지지부(41)가 마련되는 클램프 몸체(30) 2개를 사용하여 튜브(10)를 클램핑하고 있지만, 2개의 클램프 몸체(30)가 반드시 동일한 구조일 필요는 없다. 다시 말해, 최종적으로 접촉지지부의 개수가 3개가 될 수 있도록 클램프 몸체를 제작할 수도 있을 것인데, 이러한 경우 2개의 클램프 몸체의 구조가 반드시 동일하다고 할 수는 없다.

또한 한 쌍의 클램프 몸체(30) 중 어느 하나가 다른 하나와 다른 구조를 갖도록 할 수도 있겠지만 이러한 경우에는 작업도 불편할 뿐만 아니라 비용도 상승되어 바람직하지만은 않다.

클램프 몸체(30)에는 한 쌍의 클램프 몸체(30)가 상호 조립되면서 튜브(10)를 클램핑할 때 튜브(10)를 둘러싸면서 지지하는 접촉면적 감소용 클램핑부(40)가 마련된다.

이러한 접촉면적 감소용 클램핑부(40)는 튜브(10)와의 접촉면적이 감소되도록 하면서 튜브(10)의 외면에 부분적으로 접촉지지된다. 즉 본 실시예에서 접촉면적 감소용 클램핑부(40)는 튜브(10)의 외면에 실질적으로 선접촉 또는 점접촉 지지되는 다수의 접촉지지부(41)를 구비한다.

참고로, 도 3에 도시된 접촉지지부(41)의 접촉 방식은 사실상 면접촉에 가깝다고 간주될 수 있다. 따라서 본 실시예에서 설명되는 선접촉 또는 점접촉이라는 의미는 수학적인 혹은 문언적인 의미에서 벗어나 종래기술에 비해 접촉면적이 감소될 수 있는 정도를 의미할 수 있다. 실제, 본 실시예의 경우, 종래기술에 비해 튜브(10)의 외면에 접촉되는 접촉면적이 대폭 감소되기 때문에 우수한 효과를 제공할 수 있는데, 이러한 의미로서 선접촉 또는 점접촉이라는 용어를 기재한 것임을 미리 언급한다. 다시 말해, 실질적으로 선접촉 또는 점접촉 지지된다는 의미는 실질적으로 종래보다 접촉면적이 감소될 수 있도록 지지된다는 의미로서 해석되어야 할 것이다.

본 실시예의 경우, 접촉면적 감소용 클램핑부(40)에는 2개의 포인트(point)에서 튜브(10)의 외면에 실질적으로 선접촉 또는 점접촉 지지되는 2개의 접촉지지부(41)가 마련된다. 물론, 이의 개수에 본 실시예의 권리범위가 제한될 필요는 없다.

그리고 접촉면적 감소용 클램핑부(40)는 다수의 접촉지지부(41)를 연결하되 튜브(10)의 외면에 접촉되지 않는 다수의 비접촉구간부(42)를 구비한다.

이때, 다수의 접촉지지부(41)와 다수의 비접촉구간부(42)는 분리되지 않은 연속된 라인을 형성하게 되는데, 다수의 접촉지지부(41)와 다수의 비접촉구간부(42)에 의해 형성되는 연속된 라인은 곡선의 형상을 갖는다. 쉽게 표현하여, 한 쌍의 클램프 몸체(30)가 조립될 때 형성되는 접촉면적 감소용 클램핑부(40)는 마치 방사상의 꽃 봉우리 형상을 가질 수 있다.

이와 같은 형태로 접촉면적 감소용 클램핑부(40)를 마련하게 되면, 그 사이에서 튜브(10)를 클램핑하는 본연의 기능은 충실히 수행하면서도 실제로 튜브(10)와 접촉되는 부분이 접촉지지부(41)에서 점접촉 또는 선접촉에 국한되기 때문에, 종래보다 튜브(10)와의 접촉면적이 현격하게 줄어든다.

따라서 튜브용 클램프(20)를 장기간 사용할 때 튜브용 클램프(20)와의 접촉영역에서 튜브(10)의 외면에 틈새 부식이 발생되는 현상을 최소화시킬 수 있다.

틈새 부식은 앞서도 기술한 바와 같이, 금속 재질의 튜브(10)와 플라스틱 재질의 튜브용 클램프(20)가 맞닿는 부분에서 튜브용 클램프(20)의 열적변형에 의해 튜브(10)의 외면에 손상을 주는 현상을 말하는데, 튜브(10)와 튜브용 클램프(20)가 맞닿는 부분이 넓으면 넓을수록 틈새 부식의 발생 영역이 증가할 수밖에 없다.

하지만, 본 실시예처럼 튜브(10)는 견고하게 지지할 수 있으면서도 튜브(10)와 튜브용 클램프(20)가 맞닿는 부분을 가급적 줄이게 되면, 설사 틈새 부식이 발생되더라도 그 발생 영역이 종래보다 현저히 줄게 되어 튜브(10)의 라이프 타임(life time)을 증가시킬 수 있게 되는 것이다.

도 3을 참조하면, 접촉면적 감소용 클램핑부(40)는 튜브(10)의 길이 방향을 따라 클램프 몸체(30)에 상호간 이격되게 다수 겹으로 마련된다.

본 실시예의 경우, 튜브(10)의 길이 방향을 따라 클램프 몸체(30)에 상호간 이격되게 4겹의 접촉면적 감소용 클램핑부(40)가 형성되고 있다. 물론, 이의 수치는 하나의 예에 불과하며, 도면의 형상에 본 실시예의 권리범위가 제한될 필요는 없다.

이처럼 접촉면적 감소용 클램핑부(40)를 다수 겹으로 마련하는 경우, 튜브(10)와의 맞닿는 부위는 가급적 좁게 유지하면서 이를 군데군데 분산시킴으로써 한 곳에서 틈새 부식이 심화되는 현상을 줄일 수 있으며, 또한 보다 안정적으로 튜브(10)를 클램핑할 수 있게 된다.

다수 겹으로 마련되는 접촉면적 감소용 클램핑부(40)는 클램프 몸체(30)의 내부에서 접촉면적 감소용 클램핑부(40)와 교차되는 방향으로 형성되는 지지리브(44)에 일체로 지지될 수 있다.

클램프 몸체(30)의 내부 구조를 좀 더 살펴보면, 클램프 몸체(30)의 외벽과 지지리브(44) 사이에는 공간부(45)가 형성된다. 공간부(45)는 클램프 몸체(30)의 중량을 가볍게 하면서도 재료비를 절감하기 위한 수단일 수 있다.

그리고 지지리브(44)의 영역에는 내부에 통공(46a)이 형성된 조립용 보스(46)가 마련된다. 조립용 보스(46)는 볼트(B)의 체결을 위한 장소로 활용된다.

이 외에도 본 실시예의 튜브용 클램프(20)는 한 쌍의 클램프 몸체(30)가 설치될 설치브래킷(1)의 반대편에서 한 쌍의 클램프 몸체(30)에 배치되는 보강플레이트(50)와, 보강플레이트(50)를 통해 한 쌍의 클램프 몸체(30)를 설치브래킷(1) 쪽으로 체결시키는 체결부재로서의 볼트(B)와 너트(N)를 더 구비한다.

이러한 구성을 갖는 튜브용 클램프(20)의 사용 방법에 대해 간략하게 설명하면 다음과 같다.

우선, 도 2처럼 클램핑 대상의 튜브(10)를 사이에 두고 한 쌍의 클램프 몸체(30)를 배치한다.

그리고 나서 클램프 몸체(30)에 형성되는 접촉면적 감소용 클램핑부(40)가 튜브(10)의 외면을 둘러싸도록 하면서 한 쌍의 클램프 몸체(30)를 맞대어 배치한다.

그러면 앞서 강조하여 반복한 것처럼, 실제로 튜브(10)와 접촉되는 부분은 접촉지지부(41)에 국한되기 때문에, 종래보다 튜브(10)와의 접촉면적이 현격하게 줄어든다.

다음, 한 쌍의 클램프 몸체(30)의 상부에 보강플레이트(50)를 배치하고, 볼트(B)를 보강플레이트(50)의 통공(50a), 한 쌍의 클램프 몸체(30)에 형성되는 통공(46a)들, 그리고 설치브래킷(1)의 통공(1a)들로 끼워 넣은 후, 설치브래킷(1)의 하부에서 너트(N)를 볼트(B)에 체결함으로써 손쉽게 완료된다.

이와 같은 구조로서 튜브(10)를 클램핑하는 본 실시예의 튜브용 클램프(20)에 따르면, 종래의 어떤 것들보다도 간단하고 단순한 구조를 가지면서도 튜브(10)와의 접촉면적을 감소시켜 튜브(10)에 틈새 부식이 발생되는 것을 감소시킬 수 있으며, 이로 인해 튜브(10)의 라이프 타임을 증가시킬 수 있게 된다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 튜브용 클램프의 부분 분해 사시도이고, 도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 튜브용 클램프의 부분 분해 사시도이며, 도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 튜브용 클램프의 부분 분해 사시도이다.

전술한 실시예의 접촉면적 감소용 클램핑부(40)는 방사상의 꽃 봉우리 형상을 가졌으나 이의 형상에 본 실시예의 권리범위가 제한될 수는 없다.

즉 접촉면적 감소용 클램핑부(40a~40c)의 형태는 직선형으로서의 도 5처럼 사각형, 도 6처럼 마름모형, 그리고 도 7처럼 십자가형 등 다양하게 변형될 수 있다.

이상 도면을 참조하여 본 실시예에 대해 상세히 설명하였지만 본 실시예의 권리범위가 전술한 도면 및 설명에 국한되지는 않는다.

전술한 실시예의 경우, 보강플레이트가 사용되었으나 보강플레이트가 반드시 사용되어야 하는 것은 아니다.

전술한 실시예의 경우, 볼트와 너트를 이용하여 튜브용 클램프를 고정하였으나 볼트와 너트 외에 리벳이나 와이어 벤딩 방법 등이 적용될 수도 있다.

전술한 실시예에서는 작업유체를 가스나 오일이라 하여 설명하였지만 작업유체는 물일 수도 있다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

1 : 설치브래킷 10 : 튜브
20 : 튜브용 클램프 30 : 클램프 몸체
40 : 접촉면적 감소용 클램핑부 41 : 접촉지지부
42 : 비접촉구간부 44 : 지지리브
45 : 공간부 46 : 조립용 보스

Claims (7)

1. 작업유체가 유동되는 튜브(tube)를 사이에 두고 상호 조립되는 한 쌍의 클램프 몸체; 및
   상기 한 쌍의 클램프 몸체에 각각 형성되며, 상기 한 쌍의 클램프 몸체가 조립될 때 상기 튜브를 둘러싸면서 지지하되 상기 튜브와의 접촉면적이 감소되도록 상기 튜브의 외면에 부분적으로 접촉지지되는 접촉면적 감소용 클램핑부를 포함하는 튜브용 클램프.
2. 제1항에 있어서,
   상기 접촉면적 감소용 클램핑부는, 상기 튜브의 외면에 실질적으로 선접촉 또는 점접촉 지지되는 다수의 접촉지지부를 포함하는 튜브용 클램프.
3. 제2항에 있어서,
   상기 접촉면적 감소용 클램핑부는, 상기 다수의 접촉지지부를 연결하되 상기 튜브의 외면에 접촉되지 않는 비접촉구간부를 더 포함하며,
   상기 접촉지지부와 상기 비접촉구간부는 연속된 라인을 형성하는 튜브용 클램프.
4. 제1항에 있어서,
   상기 접촉면적 감소용 클램핑부는, 상기 튜브의 길이 방향을 따라 상기 클램프 몸체에 상호간 이격되게 다수 겹으로 마련되는 튜브용 클램프.
5. 제4항에 있어서,
   상기 다수 겹으로 마련되는 상기 접촉면적 감소용 클램핑부는 상기 클램프 몸체의 내부에서 상기 접촉면적 감소용 클램핑부와 교차되는 방향으로 형성되는 지지리브에 일체로 지지되는 튜브용 클램프.
6. 제1항에 있어서,
   상기 클램프 몸체는 내부에 통공이 형성된 조립용 보스를 더 포함하는 튜브용 클램프.
7. 제1항에 있어서,
   상기 한 쌍의 클램프 몸체가 설치될 설치브래킷의 반대편에서 상기 한 쌍의 클램프 몸체에 배치되는 보강플레이트; 및
   상기 보강플레이트를 통해 상기 한 쌍의 클램프 몸체를 상기 설치브래킷 쪽으로 체결시키는 체결부재를 더 포함하는 튜브용 클램프.

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