KR20170091314A - 파이프 커플링 - Google Patents

Abstract

본 발명은 두 개의 파이프를 상호 연결하기 위한 파이프 커플링에 관한 것이다. 파이프 커플링은 제1부재와 제2부재가 파이프를 감싼 상태에서 볼트와 너트에 의하여 체결되는데, 본 발명에서는 볼트에 고리형의 삽입홈부를 설치하여 너트가 체결되어야 하는 기준점을 제시한다. 그리고 삽입홈부를 넘어서 너트가 체결된 경우에 삽입홈부에 표식자를 끼워서 체결작업이 정상적으로 수행되었음을 육안으로 쉽게 확인할 수 있다. 본 발명을 통해 파이프 커플링의 양측 중 어느 한쪽의 볼트가 느슨하게 체결되는 작업상의 하자를 피할 수 있다.

Description

파이프 커플링{PIPE COUPLING}

본 발명은 2개의 파이프를 상호 연결하기 위한 파이프 커플링에 관한 것이다.

파이프 커플링은 2개의 파이프를 상호 연결하기 위한 것으로서, 유동식 파이프 커플링(flexible pipe cooupling)과 고정식 파이프 커플링(rigid pipe coupling)의 2종류로 나누어진다. 유동식 파이프 커플링은 연결되는 두 개의 파이프에 체결된 후 이 파이프들이 진동되거나 열변형되는 것을 고려하여 상기 파이프의 길이방향을 따라 약간 유동될 수 있는 커플링이며, 이에 반하여 고정식 파이프 커플링은 연결되는 두 개의 파이프에 체결되면 파이프의 길이방향을 따라 유동될 수 없는 커플링을 말한다. 파이프를 연속적으로 연결할 때에는 고정식 커플링이 주로 사용되며, 고정식 커플링들 사이에 유동식 커플링을 하나씩 설치하여 파이프의 열변형이나 진동 등에 대비한다. 예컨대 5개의 고정식 커플링을 연속되게 설치된 후 하나의 유동식 커플링을 설치한다.

유동식 커플링이 도 1 및 도 2에 도시되어 있다. 도 1은 종래의 유동식 파이프 커플링의 개략적 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시된 파이프 커플링의 개략적 측면도로서, 파이프 커플링은 실선으로 표시되어 있으며 연결대상인 파이프는 2점 쇄선의 가상선으로 표시되어 있다.

도 2를 참조하면, 제1파이프(p1)와 제2파이프(p2)가 가상선으로 도시되어 있다. 제1파이프(p1)와 제2파이프(p2)의 양단부에는 연결부(j)가 형성되어 있다. 이 연결부(j)는 파이프들이 상호 연결되는 부분으로서, 외경이 파이프 본체보다 약간 작게 형성되어 있다. 즉 본체와 연결부(j) 사이에 약간의 단차가 형성된다.

도 1 및 도 2를 참고하면 유동식 커플링(1a)은 연결부(j)에 결합되어 제1파이프(p1)와 제2파이프(p2)를 상호 연결시킨다. 유동식 커플링(1a)은 제1부재(2)와 제2부재(3)로 이루어져 있으며, 제1부재(2)는 연결부(j)의 상측을 감싸며 배치되고 제2부재(3)는 연결부(j)의 하측을 감싸며 배치된다. 참조번호 9a는 제1부재와 제2부재가 맞닿은 결합선이다. 1부재(2)와 제2부재(3)의 양단부에는 각각 관통공(7,8)이 형성되어 있고, 이 관통공(7,8)에 끼워진 볼트(5)가 너트(6)에 체결됨으로써 제1부재(2)와 제2부재(3)는 상호 결합된다. 제1파이프(p1)와 제2파이프(p2)는 커플링의 압착력에 의하여 상호 연결된다. 한편, 연결부(j)의 외주면에는 개스킷(4)이 끼워져 두 파이프(p1,p2)사이의 기밀을 유지한다. 유동식 커플링의 양측으로는 약간의 간격(d)이 있으므로 약간의 유동이 허용된다.

한편, 도 3과 도 4에는 종래의 고정식 파이프 커플링이 도시되어 있다. 도 3은 종래의 고정식 파이프 커플링이 파이프에 완전히 결합되기 전 상태의 개략적 측면도이며, 도 4는 도 3에 도시된 고정식 파이프 커플링이 파이프에 완전히 결합된 상태의 개략적 측면도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 고정식 파이프 커플링(1b)의 모든 구성은 도 1 및 도 2에 도시되어 있는 유동식 파이프 커플링(1a)와 동일하다. 다만, 제1부재(2)의 단부와 제2부재(3)의 단부가 만나는 결합선(9b)은 볼트(5)의 체결되는 방향과 수직한 방향에 대하여 경사지게 배치되어 있다. 따라서, 도 3에 도시된 바와 같이 완전히 볼트(5)를 체결하지 않은 상태에서는 제1부재(2)와 제2부재(3)가 동일한 직선상에 배치되지만, 볼트(5)를 체결하는 과정에서 제1부재(2)와 제2부재(3)는 상호 접촉되는 방향으로 가압됨으로써 도 3에 도시된 바와 같이 제1부재(2)와 제1부재(2)는 상호 미끄러져 어긋나게 배치된다. 이렇게 제1부재(2)와 제2부재(3)가 어긋나게 배치되면, 제1부재(2)는 제2파이프(p2)에 완전히 밀착되고 제2부재(3)는 제1파이프(p1)에 완전히 밀착되어, 고정식 커플링(1b)는 파이프의 연결부(j) 사이에는 간격이 형성되지 않는다. 즉, 유동식 커플링(1a)과는 달리, 고정식 커플링(1b)은 파이프의 연결부(j)에 고정되어 파이프의 길이방향을 따라 유동이 허용되지 않는다. 고정식 커플링(1b)은 파이프들 사이의 완고한 결합을 위해 사용된다.

상기한 바와 같이, 파이프의 연결에 사용되는 커플링은 고정식과 유동식 모두 제1부재(2)와 제2부재(3)가 볼트(5)와 너트(6)에 의하여 결합된다.

커플링의 구조는 상기한 바와 같이 매우 간단한 구성으로 이루어진다. 기계적 구성이 간단하기 때문에 커플링 자체의 결함에 의하여 문제가 생기는 경우는 드물다. 문제는 커플링을 설치할 때 볼트와 너트의 조임이 정확하지 않은 경우에 발생한다. 즉, 파이프 내부에 높은 수압이 걸리더라도 커플링 양측의 볼트와 너트가 정확히 체결되어 있다면 문제가 발생하지 않는다. 그러나 도 5 및 도 6의 현장 사진과 같이 볼트와 너트의 체결이 완전하게 이루어지지 않은 경우 고압의 수압이 걸리면 커플링의 결합이 해제되어 대형 사고가 발생하게 된다.

이렇게 커플링의 설치시에 하자가 발생하는 이유는 작업상의 오류에 기인한 것이다. 앞에서도 설명하였지만, 커플링은 양측에서 각각 볼트와 너트를 체결하게 된다. 그러나 어느 한쪽이 깊게 체결되면, 다른 한쪽이 얕게 체결될 수 밖에 없다. 양측이 일정한 깊이로 체결되어야 하는데 어느 한쪽으로 치우치게 체결이 됨으로써 작업상의 하자가 발생한다. 작업자는 어느 한쪽으로 치우치게 체결이 된 경우 볼트를 풀고 다시 작업을 해야 하지만 간과하기 일수이다. 이러한 하자는 기본적으로 작업자의 실수이지만, 구조적으로 작업상의 하자가 발생되지 않도록 하는 파이프 커플링의 개발이 요구된다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서 커플링이 견고하게 체결되었는지를 육안으로 명확하게 점검할 수 있도록 구조가 개선된 파이프 커플링을 제공하는데 목적이 있다.

한편, 본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 것이다.

이와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 파이프 커플링은 상호 맞닿아 있는 두 개의 파이프의 연결부에 결합되어 상기 두 개의 파이프를 연결하기 위한 것으로서, 상기 파이프 연결부의 상부를 감싸도록 내주면이 호형으로 형성되는 본체부와, 상기 본체부의 양측으로부터 각각 돌출되며 관통공이 형성되어 있는 한 쌍의 플랜지부를 구비하는 제1부재; 상기 파이프 연결부의 하부를 감싸도록 내주면이 호형으로 형성되는 본체부와, 상기 본체부의 양측으로부터 각각 돌출되며 관통공이 형성되어 있는 한 쌍의 플랜지부를 구비하며, 상기 제1부재의 하측에 결합되는 제2부재; 상기 제1부재와 제2부재의 관통공에 끼워지며, 머리부와 나사부로 이루어지며, 상기 머리부로부터 일정 거리 이상의 지점에서 상기 나사부에 삽입홈부가 형성되어 있는 볼트; 상기 볼트에 체결되는 너트; 및 상기 볼트의 삽입홈부에 끼워지는 표식자;를 구비하는 것에 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 상기 삽입홈부는 나사부의 둘레를 따라 고리형으로 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 표식자는 상기 나사부의 삽입홈부에 끼워지도록 슬롯이 형성되어 있는 끼움판과, 상기 끼움판으로부터 구부러져 연장형성된 연결부와, 상기 연결부로부터 구부러져 상기 제1부재 또는 제2부재에 거치되는 장착부를 구비한다.

그리고, 상기 제1부재 또는 제2부재에는 상기 장착부가 끼워져 들어갈 수 있는 삽입부가 형성되어 있다. 표식자는 볼트와 삽입부에 함께 끼워짐으로써 위치고정된다.

한편, 표식자는 플라스틱 또는 고무 소재로 이루어질 수 있다.

본 발명에 따른 파이프 커플링은 작업자의 실수나 부주의에 의하여 파이프 커플링이 정상적으로 결합되지 않고 느슨하게 결합되는 것을 구조적으로 방지할 수 있다.

즉, 볼트의 나사부에 삽입홈부가 형성되어 있고, 너트가 이 삽입홈부를 넘어서 체결되어야만 표식자를 삽입홈부에 끼울 수 있다. 즉, 표식자를 설치하기 위해서는 일정 깊이 이상으로 볼트와 너트가 체결되어야 한다.

매우 간단한 방법이지만, 작업자에게 파이프 커플링 체결작업을 온전하게 수행할 수 있는 가이드를 마련해주고, 작업의 완료 여부에 대해서 누구나 쉽게 파악할 수 있으므로 부실 설치에 따른 위험을 방지할 수 있다.

한편, 여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.

도 1은 종래의 유동식 파이프 커플링의 개략적 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 파이프 커플링의 개략적 측면도이다.
도 3은 종래의 고정식 파이프 커플링이 파이프에 완전히 결합되기 전 상태의 개략적 측면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 고정식 파이프 커플링이 파이프에 완전히 결합된 상태의 개략적 측면도이다.
도 5 및 도 6은 종래에 파이프 커플링이 부실시공된 상태를 보여주는 현장 사진이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 커플링과 표식자의 결합전 분리사시도이다.
도 8은 도 7의 상태에서 결합이 완료된 상태의 사시도이다.
도 9는 도 8의 개략적 단면도이다.
도 10은 볼트와 너트의 결합이 불완전한 상태의 단면도이다.
첨부된 도면들은 본 발명의 기술사상을 구체적으로 설명하기 위한 예시에 불과하며, 도면들에 의해 본 발명의 권리범위를 제한적으로 해석해서는 아니된다.

본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 커플링에 대하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 커플링과 표식자의 결합전 분리사시도이며, 도 8은 도 7의 상태에서 결합이 완료된 상태의 사시도이고, 도 9는 도 8의 A-A선 단면도이다.

도 7 내지 도 9를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 커플링(100)은 제1부재(10)와 제2부재(20), 볼트(30), 너트(40) 및 표식자(50)를 구비한다.

제1부재(10)는 두 개의 파이프가 맞닿아 있는 부분('파이프 연결부'라 함)의 상측을 감싸도록 내주면이 호형으로 형성된다. 마찬가지로 제2부재(50)는 파이프 연결부의 하측을 감싸도록 내주면이 호형으로 형성된다.

제1부재(10)와 제2부재(50)의 양측에는 각각 플랜지부(11,21)가 돌출되게 형성되며, 이 플랜지부(11,21)에는 관통공(12,22)이 형성된다.

제1부재(10)와 제2부재(20)가 파이프 연결부를 함께 감싼 상태에서 볼트(30)가 제1부재(10)의 관통공(12)과 제2부재(20)의 관통공(22)에 삽입되고, 너트(40)가 체결됨으로써 제1부재(10)와 제2부재(20)의 결합이 완료된다. 두 개의 파이프는 제1부재(10)와 제2부재(20)가 결합될 때의 압착력에 의하여 상호 연결된다. 그리고 제1부재(10)와 제2부재(50)의 내주면 및 파이프 연결부의 외주면 사이에 고무 등 압축가능한 소재로 이루어진 링 형상의 개스킷이 개재되어 파이프 사이가 밀페되도록 한다.

상기한 구성의 파이프 커플링(100)을 이용하여 파이프를 연결할 때 가장 중요한 점은 파이프 커플링(100)의 양측이 모두 일정한 깊이로 체결되어야 한다는 점이다. 어느 한쪽에 볼트와 너트를 너무 세게 체결하면 반대쪽에서는 볼트가 깊게 체결될 수 없다. 파이프 설치 현장에서 사고나 부실이 발생하는 것은 주로 파이프 커플링을 연결할 때 위의 유의사항이 정확하게 지켜지지 않기 때문이다. 파이프 커플링은 매우 간단한 구성으로 되어 있기 때문에 다른 물리적 하자가 발생할 것은 거의 없다. 작업자가 파이프 커플링을 설치할 때 볼트와 너트를 일정 세기 이상으로 조임하면서도 커플링 양측의 조임 정도를 비슷하게 해야 하는데 이를 지키지 못하는 것이다. 초보 작업자의 경우에는 볼트가 체결되기만 하면 일견 튼튼하게 조임된 것으로 보이기 때문에 안심하게 되는 것도 있다.

즉, 작업자가 초심자이거나 또는 작업자가 능숙하다고 하더라도 혹시의 부주의에 의해 파이프 커플링이 정확하게 설치되지 못할 수 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하는데 있어서 작업자의 숙련도나 주의력에 의존하는 것이 아니라, 볼트와 너트의 체결이 정상적으로 이루어질 수 있는 표식자를 설치해서 작업을 가이드한다.

이를 위하여 본 발명에서는 특수한 구성의 볼트(30)를 사용한다. 본 발명에서 사용하는 볼트(30)는 보통의 볼트와 마찬가지로 머리부(31)와 나사산이 형성되어 있는 나사부(32)를 구비한다. 그리고 나사부(32)의 일측에 삽입홈부(33)가 형성된다는 점에 특징이 있다. 본 실시예에서 삽입홈부(33) 나사부(32)의 둘레방향을 따라 오목하게 고리형으로 형성된다. 일반적으로 파이프 커플링에 사용되는 볼트는 고장력 볼트로서 기성 제품을 사용하지 않고 자체적으로 제작한다. 따라서 나사부를 깎아서 삽입홈부를 제작하더라도 볼트의 강도에는 지장을 주지 않는다.

이 삽입홈부(33)는 너트(40)가 체결되어야 하는 기준선으로 작용한다. 너트(40)가 삽입홈부(33)보다 더 깊게 체결되어야 한다. 도 9에는 정상적으로 체결된 상태를, 도 10에는 부적합하게 체결된 상태가 나타나 있다. 도 9를 보면 너트(40)가 깊게 체결되어 외부에서 볼트의 삽입홈부(33)를 확인할 수 있다. 그러나 도 10에서는 볼트와 너트 사이의 체결 깊이가 약해서 삽입홈부(33)가 너트(40)에 의하여 가려져 있다. 즉, 작업자는 삽입홈부(33)가 보일 때까지 너트를 깊게 체결하면 된다. 파이프 커플링의 일측에서 너무 세게 체결을 한 경우 타측에서는 삽입홈부(33)를 넘어서까지 체결하는 것이 곤란해지므로 일측의 볼트를 다시 풀고 조임강도를 조절하게 된다. 결국 작업자는 파이프 커플링 양측의 볼트를 모두 기준점 이상으로 체결하여 설치상의 하자를 줄일 수 있다.

더 나아가, 본 발명에서는 볼트(30)의 삽입홈부(33)에 표식자(50)를 장착하게 함으로써 작업이 정상적으로 완료되었음을 작업자와 감독자가 모두 쉽게 확인할 수 있도록 하였다.

표식자(50)는 볼트의 삽입홈부(33)에 끼워져서 볼트가 정상적으로 체결되었음을 알려주는 역할을 한다. 즉, 볼트와 너트가 정상적으로 체결된 경우에만 삽입홈부(33)가 외부로 노출되어 표식자(50)를 삽입홈부(33)에 끼울 수 있다. 볼트와 너트의 체결이 적합하지 않은 경우 삽입홈부(33)가 너트(40)에 가려져서 표식자(50)를 설치할 수 없다.

본 실시예에서 표식자(50)는 끼움판(51)과, 끼움판(51)의 후단으로부터 굽어져 연장형성되는 연결부(52) 그리고 연결부(52)로부터 다시 구부러져 제1부재(10) 또는 제2부재(20)의 플랜지부(11,21)에 거치되는 장착부(53)를 구비한다. 본 실시예에서 표식자(50)는 탄성을 가지는 플라스틱 소재로 이루어진다.

끼움판(51)에는 슬롯(54)이 형성된다. 이 슬롯(54)은 볼트(30)의 삽입홈부(33)에 끼워져 들어간다. 슬롯(54)의 전단에는 볼트(40)가 쉽게 끼워지도록 슬롯(54)보다 더 넓게 유도부(55)가 형성된다. 슬롯(54)의 직경은 삽입홈부(33)보다는 크지만 볼트(30)의 나사부(32)보다는 작게 형성된다. 즉, 슬롯(54)이 너무 큰 직경을 가지면 삽입홈부(33) 이외에 나사부(32)의 아무 곳에나 끼워질 수 있기 때문이다.

장착부(53)는 끼움판(51)이 볼트(30)에 끼워진 상태에서 제자리에서 회전되는 것을 방지하고 위치고정시키기 위한 것이다. 장착부(53)는 제1부재(10) 또는 제2부재(20)의 플랜지부(11,21)에 형성된 삽입부(29)에 장착된다. 표식자(50)의 끼움판(51)은 볼트(30)의 삽입홈부(33)에 끼워지고, 표식자(50)의 장착부(53)는 제1부재 또는 제2부재의 삽입부(29)에 끼워지면 표식자(50)는 위치고정될 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명에서는 볼트(30)에 삽입홈부(33)를 형성하여 볼트와 너트가 체결되어야 하는 깊이의 기준선을 육안으로 볼 수 있게 하여 작업자의 설치작업을 명확하게 가이드할 수 있다.

더 나아가 삽입홈부(33)에 표식자(50)를 설치하여 작업의 완료를 작업자는 물론 감독자가 육안으로 명확하게 확인할 수 있도록 하였다.

이러한 두 가지의 조치를 통해 작업자는 초심자의 미숙함 또는 숙달자의 부주의나 오류에 의해서 발생할 수 있는 설치상의 하자를 피할 수 있다. 작업자는 파이프 커플링의 양측의 볼트에서 삽입홈부가 노출되는 것을 확인하고 조임작업을 완료하고, 정상적으로 체결이 완료되었다는 것을 확인하기 위해 표식자를 설치하게 된다.

감독자는 파이프 설치 현장에서 수 많은 파이프 커플링을 모두 하나하나 정밀하게 검사할 필요 없이 표식자가 제대로 설치되었는지를 확인함으로써 작업상의 하자를 피할 수 있다.

한편, 지금까지 볼트에 형성되는 삽입홈부가 고리형으로 이루어진 것으로 설명 및 도시하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 예컨대 나사에 일방향으로 깊게 홈이 나 있고, 표식자도 일방향으로 길게 형성되어 이 홈에 끼워지는 구조도 채용할 수 있다. 즉, 삽입홈부와 표식자는 볼트와 너트의 체결 정도를 육안으로 명확하게 확인할 수 있는 구조로 선택되면 어떤 것이든지 가능하다.

본 발명의 보호범위가 이상에서 명시적으로 설명한 실시예의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명이 보호범위가 제한될 수도 없음을 다시 한 번 첨언한다.

100: 파이프 커플링
10: 제1부재, 11: 플랜지부, 12: 관통공
20: 제2부재, 21: 플랜지부, 22: 관통공, 29: 삽입부
30: 볼트, 31: 머리부, 32: 나사부, 33: 삽입홈부
40: 너트, 50: 표식자, 51: 끼움판, 53: 장착부

Claims (4)

1. 상호 맞닿아 있는 두 개의 파이프의 연결부에 결합되어 상기 두 개의 파이프를 연결하기 위한 것으로서,
   상기 파이프 연결부의 상부를 감싸도록 내주면이 호형으로 형성되는 본체부와, 상기 본체부의 양측으로부터 각각 돌출되며 관통공이 형성되어 있는 한 쌍의 플랜지부를 구비하는 제1부재;
   상기 파이프 연결부의 하부를 감싸도록 내주면이 호형으로 형성되는 본체부와, 상기 본체부의 양측으로부터 각각 돌출되며 관통공이 형성되어 있는 한 쌍의 플랜지부를 구비하며, 상기 제1부재의 하측에 결합되는 제2부재;
   상기 제1부재와 제2부재의 관통공에 끼워지며, 머리부와 나사부로 이루어지며, 상기 머리부로부터 일정 거리 이상의 지점에서 상기 나사부에 삽입홈부가 형성되어 있는 볼트;
   상기 볼트에 체결되는 너트; 및
   상기 볼트의 삽입홈부에 끼워지는 표식자;를 구비하는 것을 특징으로 하는 파이프 커플링.
2. 제1항에 있어서,
   상기 삽입홈부는 나사부의 둘레를 따라 고리형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 파이프 커플링.
3. 제1항에 있어서,
   상기 표식자는 상기 나사부의 삽입홈부에 끼워지도록 슬롯이 형성되어 있는 끼움판과,
   상기 끼움판으로부터 구부러져 연장형성된 연결부와,
   상기 연결부로부터 구부러져 상기 제1부재 또는 제2부재에 거치되는 장착부를 구비하는 것을 특징으로 하는 파이프 커플링.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제1부재 또는 제2부재에는 상기 장착부가끼워져 들어갈 수 있는 삽입부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 파이프 커플링.

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