KR20180024205A - 고성능 실링 금속 가스켓 - Google Patents

Abstract

본 발명은 작업공정을 간소화할 수 있고, 무게 및 제품단가를 인하할 수 있도록 구조가 개선된 가스켓에 관한 것이다. 본 발명에 따른 가스켓은 서로 연결되는 두 개의 관 사이에 배치되어 상기 두 개의 관을 따라 유동하는 유체가 유출되는 것을 방지하기 위한 가스켓에 있어서, 평판 형상으로 형성되며, 중앙부에 상기 유체가 유동할 수 있도록 관통공이 형성되어 있는 바디부재와, 환형으로 형성되며, 상기 관통공을 감싸도록 상기 바디부재에 결합되며, 상기 유체가 유출되는 것이 방지되도록 상기 관에 밀착되는 실링부재를 포함하되, 상기 바디부재에는, 상기 관통공을 감싸도록 환형의 형상을 가지며, 상기 바디부재의 전면 또는 후면 방향으로 돌출되는 요철부와, 상기 바디부재의 가장자리로부터 외측 방향으로 연장 형성되며 상기 두 개의 관의 체결을 위한 볼트가 삽입되는 삽입홈이 형성되어 있는 날개부가 마련되어 있으며, 상기 실링부재는 상기 요철부가 돌출됨에 따라 오목하게 형성되는 홈에 삽입되는 것을 특징으로 한다.

Description

고성능 실링 금속 가스켓 {High Performance Sealing Metal Gasket}

본 발명은 고성능 실링 금속 가스켓에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기존의 스파이럴 와운드 가스켓을 대체할 수 있는 고성능 실링 금속 날개 및 원형 가스켓에 관한 것이다.

본 개발 가스켓은 각종 석유화학플랜트 등의 산업용 파이프랜지, 열교환기, 고압밸브, 조선 및 원자력 고온.고압 플란트 등의 프렌지 사이에 끼어져 유체의 누설을 방지하는 것으로, 이와 같은 가스켓에 관하여는 많은 종류의 특허가 공개된 바 있다.

특히, 산업 현장에서는 스파이럴 와운드 가스켓(spiral wound gasket)이 많이 사용되고 있는데, 이에 관해서는 등록번호 20-0176568호(이하, 선행기술)가 출원된 바 있다.

하지만, 종래의 스파이럴 와운드 가스켓은 선행기술의 도 1에 도시된 바와 같이, 내륜(1)과, 본체후프(2)와, 외륜(3)이 별도로 구성으로 이루어져, 이들이 조립된 구조를 가진다. 따라서, 작업공정이 번거로워지며, 기밀에 문제점이 있다.

따라서, 작업공정을 간소화하고 고온.고압에 기밀을 유지할 수 있는 새로운 형태의 날개 및 원형 금속 가스켓과 실링재의 개발이 요구된다.

선행기술1 : 대한민국 등록실용신안공보 20-0176568(발명의 명칭 : 스파이럴 와운드 가스켓)

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 작업공정을 간소화할 수 있고, 고온.고압에 기밀을 유지하고 무게 및 제품단가를 인하할 수 있도록 구조가 개선된 고성능 실링 금속 가스켓을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 고성능 금속 날개 및 원형 가스켓은 서로 연결되는 두 개의 관 사이에 배치되어 상기 두 개의 관을 따라 유동하는 유체가 유출되는 것을 방지하기 위한 가스켓에 있어서, 평판 형상으로 형성되며, 중앙부에 상기 유체가 유동할 수 있도록 관통공이 형성되어 있는 바디부재와, 환형으로 형성되며, 상기 관통공을 감싸도록 상기 바디부재에 결합되며, 상기 유체가 유출되는 것이 방지되도록 상기 관에 밀착되는 실링부재를 포함하되, 상기 바디부재에는, 상기 관통공을 감싸도록 환형의 형상을 가지며, 상기 바디부재의 전면 또는 후면 방향으로 돌출되는 요철부와, 상기 바디부재의 가장자리로부터 외측 방향으로 연장 형성되며 상기 두 개의 관의 체결을 위한 볼트가 삽입되는 삽입홈이 형성되어 있는 날개부가 마련되어 있으며, 상기 실링부재는 상기 요철부가 돌출됨에 따라 오목하게 형성되는 홈에 삽입되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 바디부재의 중심으로부터 외측방향으로 갈수록 상기 삽입홈의 넓이가 넓어지는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 상기 요철부는 복수로 형성되되, 상기 복수의 요철부는 상기 전면 또는 후면 방향 중 어느 하나의 방향으로 교번적으로 돌출되게 형성되며, 상기 실링부재는 복수로 구비되어 상기 각 요철부에 의해 형성되는 홈에 하나씩 삽입되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따르면 상기 바디부재의 가장자리에는 내측 방향으로 오목하게 형성되며, 상기 두 개의 관을 체결하기 위한 볼트가 삽입되는 체결홈이 형성되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따르면 상기 바디부재는 사용온도범위(500℃~700℃)에서는 스테인리스강(stainless steel)으로 이루어며 700℃ 이상에서는 텅스텐 합금(tustion alloy)을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 고성능 실링 금속 가스켓의 제작 및 설치작업을 간소화할 수 있고, 고온 고압에 견딜 수 있고 무게 및 제품단가를 인하할 수 있다. 나아가, 동일 직경의 플랜지에서는 압력 차이에 무관하게 하나의 가스켓을 사용할 수 있으므로 재고부담을 줄일 수 있으며, 그 결과 경제성 및 편의성이 향상된 제품이다.

도 1은 기존 제품의 스파이럴 와운드 가스켓의 사시도 이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스켓의 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 가스켓의 평면도이다.
도 4은 도 2에 도시된 가스켓의 저면도이다.
도 5는 도 2에 도시된 가스켓의 단면도이다.
도 6 내지 도 8은 본 실시예에 따른 가스켓의 사용상태도이다.
도 9는 본 개발품의 설계도 및 성능실험 결과이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가스켓에 관하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스켓의 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 가스켓의 평면도이며, 도 4은 도 2에 도시된 가스켓의 저면도이고, 도 5는 도 2에 도시된 가스켓의 단면도이며, 도 6 내지 도 8은 본 실시예에 따른 가스켓의 사용상태도이다. 도 9는 발명품의 설계도 및 실험 성적 결과이다.

도 2 내지 도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 가스켓(100)은 서로 다른 두 개의 관을 연결할 때 두 개의 관 사이, 보다 정확하게는 각 관의 단부에 마련된 플랜지 사이에 배치되어, 두 관의 내부를 유동하는 유체가 유출되는 것을 방지하기 위한 것이다. 본 실시예에 따른 가스켓(100)은 바디부재(10)와, 실링부재(20)를 포함한다.

바디부재(10)는 평판 형상으로 형성되는데, 본 실시예의 경우 바디부재는 원형의 평판 형상으로 형성된다. 바디부재(10)의 중앙부에는 관을 따라 흐르는 유체가 유동할 수 있도록 관통공(11)이 관통 형성된다. 그리고, 바디부재(10)에는 복수의 요철부(12,13,14,15)가 마련되어 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 각 요철부의 전체적인 형상은 관통공(11)을 감싸도록 환형으로 형성되는데, 본 실시예의 경우 요철부(12~15)는 관통공(11)의 형상에 대응되도록 원환(원형의 고리) 형상으로 형성된다. 그리고, 도 5에 도시된 바와 같이 각 요철부(12~15)는 바디부재(10)가 전면 방향 또는 후면 방향으로 돌출되도록 굴곡져(구부러져서) 형성되며, 이에 따라 돌출된 면의 반대측 면에는 오목하게 홈이 형성된다. 특히, 본 실시예의 경우에는 4개의 요철부(12~15)가 동심원의 형태로 형성되는데, 이때 도 5에 도시된 바와 같이 4개의 요철부는 서로 다른 방향으로 교번적으로 돌출되도록 형성된다(즉, 2개의 요철부(12,14)는 전면 방향으로 돌출되고, 나머지 2개의 요철부(13,15)는 후면 방향으로 돌출됨).

그리고, 바디부재(10)의 가장자리에는 날개부(16)가 마련된다. 날개부(16)는 바디부재의 둘레를 따라 복수로 형성되는데, 본 실시예의 경우 4개의 날개부(16)가 형성된다. 각 날개부(16)는 바디부재(10)의 가장자리로부터 외측 방향으로 연장 형성된다. 그리고, 각 날개부(16)에는 삽입홈(161)이 형성되는데, 이때 삽입홈(161)은 바디부재(10)의 중심으로부터 외측 방향으로 갈수록 그 넓이가 더 넓어지도록 형성된다. 그리고, 도 8에 도시된 바와 같이, 두 개의 관을 연결할 때에는 각 관의 플랜지 사이에 가스켓(100)을 배치한 상태에서 두 개의 플랜지를 볼트 및 너트로 체결하게 되는데, 이때 두 개의 플랜지를 관통하는 볼트가 삽입홈(161)에 삽입된다(도 6 및 도 7 참조).

상기한 바와 같이 구성된 바디부재(10)는 내구성이 강한 소재로 이루어지는 것이 바람직한데, 특히 본 실시예의 경우 바디부재는 사용온도범위(500℃~700℃)에서는 스테인리스강(stainless steel)으로 이루어며 700℃ 이상에서는 텅스텐 합금(tustion alloy)으로 이루어진다.

실링부재(20)는 유체의 유출을 방지하기 위한 것으로, 본 실시예에서 실링부재(20)는 흑연(graphite) 과 운모로 형성된다. 실링부재(20)는 관통공(11)을 감쌀 수 있도록 원환 형상(원형의 고리)으로 형성된다. 특히, 본 실시예의 경우 실링부재는 4개 구비되며, 도 5에 도시된 바와 같이 요철부(12~15)가 돌출됨에 따라 형성되는 홈에 삽입된다.

상술한 바와 같이 구성된 가스켓(100)에 있어서, 도 8의 (A)에 도시된 바와 같이 한 쌍의 플랜지 사이에 가스켓을 배치한 후, 한 쌍의 플랜지를 볼트 및 너트로 체결하면, 도 8의 (B)에 도시된 바와 같이 체결되는 압력에 의해 요철부가 펴지고 동시에 실링부재(20)도 변형(펴지면서)되면서 플랜지에 완전히 밀착되게 된다. 그리고, 이와 같이 실링부재가 플랜지에 완전히 밀착되므로, 플랜지의 직경(즉, 관의 직경)만 맞으면, 관 내부의 압력에 관계없이 모든 관에 사용할 수 있다(즉, 낮은 압력의 관 연결에서부터 높은 압력의 관을 연결하는데 까지 사용할 수 있다).

또한, 도 6에 도시된 바와 같이 볼트의 크기 및 플랜지의 직경(보다 정확하게는 플랜지에 형성된 볼트 삽입 공 사이의 간격)이 큰 경우에는, 삽입홈(161)의 외측 부 부분(즉, 넓은 부분)에 볼트를 삽입하면 된다. 그리고, 도 7에 도시된 바와 같이 볼트의 크기 및 플랜지의 직경이 작은 경우에는, 삽입 홈(161)의 내측 부분(즉, 좁은 부분)에 볼트를 삽입하면 된다. 따라서, 본 발명에 따른 고성는 실링 금속 가스켓은 고온 고압용 다양한 플랜지에 설치 가능하다.

또한, 종래의 경우에는 도 1과 같이 내륜(1)과, 본체후프(2)와, 외륜(3)이 별도로 구성으로 이루어져 이를 조립하여 사용하였으나, 본 실시 예에서는 바디부재(10)에 굴곡을 주어 요철부를 형성하고 이 요철부에 실링부재를 삽입한 구조이므로, 종래에 비하여 작업공정을 간소화할 수 있고, 무게 및 제품단가를 인하할 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

100...가스켓 10...바디부재
11...관통공 12,13,14,15...요철부
16...날개부 161...삽입홈
20...실링부재

Claims (6)

1. 서로 연결되는 두 개의 관 사이에 배치되어 상기 두 개의 관을 따라 유동하는 유체가 유출되는 것을 방지하기 위한 가스켓에 있어서,
   평판 형상으로 형성되며, 중앙부에 상기 유체가 유동할 수 있도록 관통공이 형성되어 있는 바디부재와,
   환형으로 형성되며, 상기 관통 공을 감싸도록 상기 바디부재에 결합되며, 상기 유체가 유출되는 것이 방지되도록 상기 관에 밀착되는 실링부재를 포함하되,
   상기 바디부재에는, 상기 관통 공을 감싸도록 환형의 형상을 가지며, 상기 바디부재의 전면 또는 후면 방향으로 돌출되는 요철부와, 상기 바디부재의 가장자리로부터 외측 방향으로 연장 형성되며 상기 두 개의 관의 체결을 위한 볼트가 삽입되는 삽입 홈이 형성되어 있는 날개부가 마련되어 있으며,
   상기 실링부재는 상기 요철부가 돌출됨에 따라 오목하게 형성되는 홈에 삽입되는 것을 특징으로 하는 가스켓.
2. 제1항에 있어서,
   상기 바디부재의 중심으로부터 외측 방향으로 갈수록 상기 삽입홈의 넓이가 넓어지는 것을 특징으로 하는 가스켓.
3. 제2항에 있어서,
   상기 요철부는 복수로 형성되되, 상기 복수의 요철부는 상기 전면 또는 후면 방향 중 어느 하나의 방향으로 교번적으로 돌출되게 형성되며,
   상기 실링부재는 복수로 구비되어 상기 각 요철부에 의해 형성되는 홈에 하나씩 삽입되는 것을 특징으로 하는 가스켓.
4. 제3항에 있어서,
   상기 바디부재의 가장자리에는 내측 방향으로 오목하게 형성되며, 상기 두 개의 관을 체결하기 위한 볼트가 삽입되는 체결홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 가스켓.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 바디부재는 사용온도범위(500℃~700℃)에서는 스테인리스강(stainless steel)으로 이루어지며 700℃ 이상에서는 텅스텐 합금(tustion alloy)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 가스켓.
6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 실링부재는 흑연(graphite)과 운모(mica)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스켓.
   

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