KR20130082295A - 노즐 및 이의 장착방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 노즐 및 이의 장착방법에 관한 것으로, 이는 용기의 용기 라이닝에 접합되며 축 방향 및 방사상 방향으로 다수의 나사공이 형성된 플랜지부재와; 이 플랜지부재의 외측으로 끼워지면서 플랜지부재의 방사상 방향의 나사공과 대응되게 방사상 방향으로 다수의 관통공이 형성되어 있어 다수의 나사에 의해 플랜지부재와 결합함과 동시에 용기의 용기 본체와 접합되는 링형상부재를 포함하여서, 막힘 현상이 빈번하게 발생하던 목부를 없앨 수 있게 되어 노즐 내 슬러리에 의한 고착이 방지됨과 더불어, 노즐 주위의 라이닝은 내구성이 향상되는 효과가 있다.

Description

노즐 및 이의 장착방법 {Nozzle and mounting method thereof}

본 발명은 예컨대 탱크 또는 반응기와 같은 용기에 장착가능한 노즐 및 이의 장착방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내부식성 등의 목적을 위해 용접되기 곤란한 재료의 용기 라이닝(lining)을 가진 용기에 장착시킬 수 있는 구조를 갖춘 노즐 및 이의 장착방법에 관한 것이다.

일반적으로, 탱크 또는 반응기 등과 같이 내부에 부식성이 높은 액체나 고체 상태의 물질을 수용하는 용기는 부식을 방지할 목적으로 티타늄(Ti) 또는 지르코늄(Zr)과 같은 내부식성 재료로 제조하게 된다. 여기서, 용기 전체를 티타늄 등과 같은 내부식성 재료로 성형할 경우, 고가(高價)인 재료가 다량으로 소요되고 그 재료의 가공이 쉽지 않기 때문에, 전체적으로 내부식성 재료를 사용하지 않고 용기 본체는 탄소강 등의 강(Steel)으로 성형한 후, 부식성이 높은 물질과 직접적으로 접촉하는 내면만 내부식성 재료로 제작하는 방법이 흔히 채택된다.

이러한 용기에는 수용될 물질의 공급 또는 수용된 물질의 배출을 위한 노즐이 필요한데, 노즐은 통상 용기 본체와 별도로 만들어진 후 용접 등에 의해 용기 본체에 접합되게 된다. 부식성이 높은 물질과 접촉하게 될 노즐의 내면도 내부식성 재료로 형성되어 내부식성을 가져야만 한다. 이를 위해, 용기가 티타늄 또는 지르코늄과 같이 용접되기 곤란한 비철금속 재료로 된 용기 라이닝을 갖는 경우에는, 노즐 내면에 구비될 노즐 라이닝도 용기 라이닝과 동일한 재료나 그 합금으로 만들어지는 것이 바람직하다.

도 1은 종래기술에 따른 노즐의 장착구조를 도시한 단면도이다. 이에 도시된 바와 같이, 종래기술에 따르면 용기 본체(1)와 동일한 재료로 된 노즐 본체(2)를 용기 본체(1)에다 제1용접부(3)에서 용접시키고, 노즐 본체(2)의 내면에 티타늄 등과 같이 특수한 재료로 된 노즐 라이닝(4)을 부착한다. 용기 본체(1) 내에 위치한 제2용접부(6)에서 용기 라이닝(5)과 노즐 라이닝(4)을 용접시킴으로써 노즐의 장착을 완료한다.

노즐 본체(2)의 외측 단부에는 플랜지부(7)를 갖도록 형성되면서 다수의 볼트공(8)을 구비하고 있다. 이 플랜지부(7)에는 도시되지 않은 배관이나 밸브 등이 볼트 및 너트에 의해 결합할 수 있다.

한편, 용기 내에 수용된 액체나 고체 상태의 물질을 배출하기 위한 노즐은 통상 용기의 하부에 위치하게 된다. 이러한 노즐에서 밸브 등에 의해 물질의 유동이 차단되는 경우에, 노즐의 목부(Neck Part; 9)에는 슬러리 상태의 물질이 정체되기 쉽다. 또한, 슬러리가 노즐의 목부(9)에서 정체되는 시간이 지체되면, 슬러리는 점차 건조되어 고체 상태의 층을 형성하게 된다. 이러한 층들이 지속적으로 두터워지면서 고착되게 되면, 결국 노즐의 목부(9)가 막히게 되고, 이에 따라 나중에 밸브를 개방할 때에는 노즐의 밖으로 유동이 이루어지지 않는 문제점이 있게 된다. 이와 같이 막힘 현상이 있을 때에는, 노즐에 연결되어 있는 밸브 또는 배관을 분리한 후 유지보수를 해야하는 불편함이 있었다.

게다가, 전술한 노즐에서는 노즐 라이닝(4)의 구조가 목부(9)를 구성하는 원통부와 플랜지부(7)를 함께 구비해야 하므로 복잡해지게 되며, 따라서 노즐의 제작비용이 높아지고, 가공 및 조립 등이 어렵게 되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은, 막힘 현상이 빈번하게 발생하는 노즐의 목부를 없애도록 노즐의 구조를 개선하되, 용접되기 곤란한 재질의 용기 라이닝과 일체로 형성된 용기 본체에 용이하게 장착할 수 있는 구조를 갖춘 노즐 및 이의 장착방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 노즐은, 용기의 용기 라이닝에 접합되며 축 방향 및 방사상 방향으로 다수의 나사공이 형성된 플랜지부재와; 상기 플랜지부재의 외측으로 끼워지면서 상기 플랜지부재의 방사상 방향의 나사공과 대응되게 방사상 방향으로 다수의 관통공이 형성되어 있어 다수의 나사에 의해 상기 플랜지부재와 결합함과 동시에 상기 용기의 용기 본체와 접합되는 링형상부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 노즐의 장착방법은, 용기의 용기 라이닝에 플랜지부재를 접합하는 단계; 상기 플랜지부재의 외측으로 링형상부재를 끼우고 상기 플랜지부재와 상기 링형상부재를 다수의 나사로 결합하는 단계; 및 상기 링형상부재를 상기 용기의 용기 본체에 접합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 막힘 현상이 빈번하게 발생하던 목부를 없앨 수 있게 되어 노즐 내 슬러리에 의한 고착이 방지됨과 더불어, 노즐 주위의 라이닝은 내구성이 향상되게 되는 효과가 있다.

더구나, 노즐을 구성하는 플랜지부재 및 링형상부재의 구조가 단순하여, 노즐의 제작비용을 절감하고, 가공 및 장착과정이 용이하게 되는 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 따른 노즐의 장착구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 노즐의 장착방법을 설명하기 위한 도면으로서, 플랜지부재가 용기 라이닝에 접합되어 용기에 설치된 상태를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 노즐의 장착방법을 설명하기 위한 도면으로서, 플랜지부재에 링형상부재가 끼워져 결합됨과 동시에 용기 본체에 접합된 상태를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 노즐의 장착방법을 설명하기 위한 도면으로서, 노즐의 플랜지부재에 밸브가 설치된 예를 도시한 단면도이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 당업자에게 자명하거나 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명에 따른 노즐의 장착방법을 설명하기 위한 도면으로서, 플랜지부재가 용기에 접합된 상태를 도시한 사시도이고, 도 3은 플랜지부재에 링형상부재가 끼워져 결합됨과 동시에 용기에 접합된 상태를 도시한 사시도이다. 또한, 도 4는 노즐의 플랜지부재에 밸브가 설치된 예를 도시한 단면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 노즐은, 용기의 용기 라이닝(5; 도 4 참조)에 접합되며 축 방향 및 방사상 방향으로 다수의 나사공(11, 12)이 형성된 플랜지부재(10)와; 이 플랜지부재(10)의 외측으로 끼워지면서 플랜지부재(10)의 방사상 방향의 나사공(12)과 대응되게 방사상 방향으로 다수의 관통공(21)이 형성되어 있어 다수의 나사(30)에 의해 플랜지부재(10)와 결합됨과 동시에 용기의 용기 본체(1)와 접합되는 링형상부재(20)를 포함하고 있다.

플랜지부재(10)는 환형상의 부재로서, 용기가 내부식성 등의 목적을 위해 티타늄 또는 지르코늄과 같이 용접되기 곤란한 비철금속 재료로 된 용기 라이닝(5)을 갖는 경우에는, 이 용기 라이닝(5)과 동일한 재료나 이 재료를 포함하는 합금으로 만들어지는 것이 바람직하다. 이로써, 플랜지부재(10)가 용기 라이닝(5)과 용접 등의 방법으로 쉽게 접합될 수 있다.

플랜지부재(10)에는 다수의 축 방향의 나사공(11) 및 다수의 방사상 방향의 나사공(12)이 형성되어 있는데, 축 방향의 나사공(11)과 방사상 방향의 나사공(12)은 서로 엇갈리게 위치되는 것이 좋다.

차후에, 이 플랜지부재(10)에는 축 방향의 나사공(11)을 이용해서 배관이나 밸브 등이 나사로 결합될 수 있다.

링형상부재(20)는 방사상 방향으로 다수의 관통공(21)을 구비하여, 플랜지부재(10)의 외측으로 끼워지면서 그 관통공(21)과 플랜지부재(10)의 방사상 방향의 나사공(12)에 삽입되는 다수의 나사(30)에 의해 플랜지부재(10)와 결합한다. 또, 용기의 용기 본체(1)와 용접 등의 방법으로 접합되는데, 이 때문에 링형상부재(20)가 용기 본체(1)와 동일한 재료나 이 재료를 포함하는 합금으로 만들어지는 것이 바람직하며, 예를 들어 용기 본체(1)가 탄소강으로 구성된 경우에는 링형상부재(20)도 탄소강으로 구성될 수 있다. 하지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

링형상부재(20)가 용기 본체(1)에 접합되면서 플랜지부재(10)와 나사(30)로 결합되기 때문에, 대략 2 ~ 3 mm 정도의 두께를 갖는 용기의 용기 라이닝(5)에 플랜지부재(10)가 접합됨으로 인한 강도의 저하가 없게 됨은 물론, 오히려 노즐 주위의 라이닝에서 내구성이 향상되는 장점이 있게 된다.

이제 본 발명에 따른 노즐의 장착방법에 대해 설명하기로 한다.

도 2에 도시된 바와 같이 용기의 용기 라이닝(5; 도 4 참조)에 플랜지부재(10)를 접합한다. 이때, 용기의 용기 라이닝(5)에 플랜지부재(10)를 접합하기 위해서는 용기 라이닝(5)이 외부로 노출되도록 해야 한다. 통상, 용기 본체(1)가 일정 두께의 강판을 만곡되게 말아서 원통 형상체 또는 원뿔 형상체로 구성한 것이기 때문에, 노즐이 접합되는 부위는 편차가 있는 곡면으로 형성되게 된다. 따라서, 용기 본체(1) 중 노즐이 접합될 편차가 있는 곡면 부위를 절삭하여, 용기 라이닝(5)이 외부로 노출될 수 있게 한다. 또, 용기 본체(1)의 절삭되는 부위는 플랜지부재(10)의 외경 정도의 크기를 갖게 한다.

그 후에, 노출된 용기 라이닝(5)에 플랜지부재(10)를 용접 등의 방법으로 접합한다. 즉, 용기 본체(1) 내에 위치한 제2용접부(6; 도 4 참조)에서 용기 라이닝(5)과 플랜지부재(10)를 용접시킴으로써, 플랜지부재(10)의 장착을 완료한다.

다음으로, 도 3에 도시된 바와 같이 플랜지부재(10)의 외측으로 링형상부재(20)를 끼우고 방사상 방향으로 다수의 나사(30)를 삽입하여 플랜지부재(10)와 링형상부재(20)를 서로 결합한다. 이어서, 링형상부재(20)를 용기 본체(1)에 용접 등의 방법으로 접합한다. 즉, 용기 본체(1)의 제1용접부(3; 도 4 참조)에서 링형상부재(20)를 용접시킴으로써, 링형상부재(20)의 장착을 완료한다.

만약, 플랜지부재(10)의 외측으로 링형상부재(20)를 끼우고 링형상부재(20)를 용기 본체(1)에 접합한 다음에 플랜지부재(10)와 링형상부재(20)를 다수의 나사(30)로 결합하게 되면, 링형상부재(20)를 용기 본체(1)에 접합하는 과정에서 링형상부재(20)의 방사상으로 형성된 관통공(21)과 플랜지부재(10)의 방사상으로 형성된 나사공(12)의 정렬이 어긋나게 될 우려가 크고, 이로 인해 나사(30)의 삽입이 어렵게 될 가능성이 높아지게 된다. 따라서, 플랜지부재(10)와 링형상부재(20)를 나사(30)로 결합한 후 링형상부재(20)를 용기 본체(1)에 접합하는 것이 좋다.

용기에 본 발명의 노즐을 장착한 다음에, 노즐의 플랜지부재(10)에 배관이나 밸브(40) 등을 나사로 결합할 수 있다. 도 4에는 노즐의 플랜지부재에 밸브가 설치된 예가 나타나 있다. 이때, 플랜지부재(10)와 밸브(40) 사이에는 가스켓 등의 밀봉수단(미도시)이 개재될 수 있음은 당연하다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1: 용기 본체 5: 용기 라이닝
10: 플랜지부재 20: 링형상부재
30: 나사 40: 밸브

Claims (9)

1. 용기의 용기 라이닝에 접합되며 축 방향 및 방사상 방향으로 다수의 나사공이 형성된 플랜지부재와;
   상기 플랜지부재의 외측으로 끼워지면서 상기 플랜지부재의 방사상 방향의 나사공과 대응되게 방사상 방향으로 다수의 관통공이 형성되어 있어 다수의 나사에 의해 상기 플랜지부재와 결합됨과 동시에 상기 용기의 용기 본체와 접합되는 링형상부재
   를 포함하는 노즐.
2. 제1항에 있어서,
   상기 플랜지부재는 상기 용기 라이닝과 동일한 재료나 상기 재료를 포함하는 합금으로 만들어지는 노즐.
3. 제2항에 있어서,
   상기 플랜지부재는 내부식성의 금속재료로 만들어지는 노즐.
4. 제3항에 있어서,
   상기 플랜지부재는 티타늄 또는 지르코늄으로 만들어지는 노즐.
5. 제1항에 있어서,
   상기 플랜지부재는 축 방향의 나사공과 방사상 방향의 나사공이 서로 엇갈려 위치되는 노즐.
6. 제1항에 있어서,
   상기 링형상부재는 상기 용기 본체와 동일한 재료나 상기 재료를 포함하는 합금으로 만들어지는 노즐.
7. 용기의 용기 라이닝에 플랜지부재를 접합하는 단계;
   상기 플랜지부재의 외측으로 링형상부재를 끼우고 상기 플랜지부재와 상기 링형상부재를 다수의 나사로 결합하는 단계; 및
   상기 링형상부재를 상기 용기의 용기 본체에 접합하는 단계
   를 포함하는 노즐의 장착방법.
8. 제7항에 있어서,
   상기 용기의 용기 라이닝에 플랜지부재를 접합하는 단계 전에, 상기 용기 본체 중 일부를 절삭하여, 상기 용기 라이닝을 노출시키는 단계를 더 포함하는 노즐의 장착방법.
9. 제7항에 있어서,
   상기 용기에 상기 노즐을 장착한 다음에, 상기 플랜지부재에 배관이나 밸브를 결합하는 단계를 더 포함하는 노즐의 장착방법.
   

Images