KR20200020030A - 응축기의 수실 밀봉용 가스켓 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉각기의 수실에 튜브시트를 체결하고 시험용 수압을 가하면 튜브시트의 내면이 평탄치 않더라도 양측 플랜지의 안쪽으로 벗어난 부위에 돌기가 밀착되어 기밀유지가 가능하고, 플랜지 사이에 찡기지 않아 수압시험 후에도 원형이 유지되어 후속 수압시험에도 재활용할 수 있는 응축기의 수실 밀봉용 가스켓을 제공하려는 것으로서, 수실의 플랜지와 튜브시트의 플랜지 사이에 찡겨 물리는 고정부와, 고정부의 안쪽은 상기 플랜지로부터 자유로운 넉넉한 폭의 비고정부로 하되, 상기 비고정부의 단부 쪽에서 튜브시트의 체결부에 연한 내면이 평탄하지 않더라도 수압에 의해 강력히 밀착되는 폐쇄형 돌기를 형성하여 기밀성을 강화할 수 있게 한 응축기의 수실 밀봉용 가스켓을 특징으로 한다.

Description

응축기의 수실 밀봉용 가스켓{Advanced Sealing Gasket for Non Standard Large Flat Face Flange Joint}

본 발명은 화력발전소 등에 설치되는 냉각기의 수실 튜브시트와 같이 규격을 불문하고 수실의 플랜지와 튜브시트간의 밀봉성을 강화할 수 있게 한 응축기의 수실 밀봉용 가스켓에 관한 것이다.

도 1에서와 같이, 설계도대로 제작한 냉각기 워터박스의 수실(1)에 대한 수압시험을 하려면 수실(1)의 플랜지(2)와 튜브시트(3)의 가장자리 사이에 플랫형 가스켓(4)을 재치하여 체결하고 수압시험에 대비한다. 플랫형 가스켓은 구조 특성상 플랜지에 대한 압착력이 높지 않기 때문에 고압으로 수압을 시험할 때 누수가 발생할 가능성이 크다.

플랫형 가스켓의 압착이 완벽하지 않음에 따라 보울트의 토르크값을 어떻게 설정해야할 지에 대한 고민이 깊다.

응축기용 수실과는 기술분야가 다르긴 하지만, 등록실용신안 제20-0160716호와 같이 상부판과 하부판 사이의 삽입판에 상향 및 하향 비드부를 형성하여 실린더 블록과 실린더 헤드 사이에서 면압 대응력을 높임으로써 기밀성을 강화한 적층형 실린더 헤드 가스켓이 있다.

상향 및 하향 비드부는 실린더 블록의 보어 상단과 실린다 헤드의 저면 사이에 가스켓을 개입시키고 체결하면 상향 비드는 상부판에 그리고 하향 비드부는 하부판에 탄력적으로 짓눌려 밀착되어 기밀성을 높이게 되는 데, 비드부가 경시적으로 소성변형을 일으키므로 노후로 인해 누압이 발생하면 복원이 불가능하고, 비드부가 실린더 블록의 보어 단부와 실린더 헤드의 플랜지를 벗어나면 비드부의 압착력이 떨어지기 때문에 응축기용 수실의 완전 밀봉용으론 부적합하다.

여기서 진일보한 추정되는 선행기술로 등록특허 제10-0203114호가 있다. 이는 일측 플랜지에 접촉하는 비드부가 형성된 상부판과, 상부판의 저면과 하부판의 상면에 각기 접촉하는 비드부를 가진 중간판 그리고 타측 플랜지에 접촉하는 비드부를 가진 하부판으로 구성되는 데, 양측 플랜지를 체결하면 비드부가 짓눌려서 소성변형을 일으키기 때문에 재사용이 불가능하고, 노후 시 누압이 발생하면 복원이 불가능하며, 비드부가 실린더 블록의 보어 단부와 실린더 헤드의 플랜지를 벗어나면 비드부의 압착력이 떨어지기 때문에 응축기용 수실의 완전 밀봉용으로 부적합하기는 매한가지다.

또, 등록실용신안 제20-0486111호에 개시된 가스켓은 본체와 덮개의 플랜지 사이에 짓눌려 기밀을 강화하는 지지돌기가 형성되어 있고, 지지돌기를 포함한 부분에 단면이 캡형으로 된 보강부 본체를 씌워 보강부를 덮은 보강돌기가 양측 플랜지 사이에 짓눌려 기밀성을 강화한 것인 데, 보강돌기는 궁극적으로 소성변형을 일으켜 탄성을 잃기 때문에 재사용이 불가능하고, 양측 플랜지를 보울트로 체결하지 않고는 보강돌기의 효과를 기대할 수 없다.

기밀성이 강화된 가스켓의 재활용은 규격이 동일한 여러 제품에 대하여 수압시험을 할 때 특수 제작된 고가의 가스켓을 반복 사용함으로써 수압시험비용의 경감에 도움이 되련만, 상기 선행기술들의 가스켓은 기밀강화용 돌기, 비드부가 높은 토르크로 보울트를 체결함에 따라 납작하게 짓눌려 변형되고 재사용 시 누압의 우려가 커 반복 사용이 불가능하다는 것이다.

특히, 플랜지의 영역을 벗어난 비압착부분이 없어 압착부분의 내측 플랜지 부분의 면이 거칠면 밀착되지 않고 남은 미세한 틈으로 누수가 발생할 가능성이 크다.

등록실용신안 제20-0160716호 등록특허 제10-0203114호 등록실용신안 제20-0486111호

본 발명의 목적은 냉각기의 수실에 튜브시트를 체결하고 시험용 수압을 가하면 튜브시트의 내면이 평탄치 않더라도 양측 플랜지의 안쪽으로 벗어난 부위에 돌기가 밀착되어 기밀유지가 가능하고, 플랜지 사이에 찡기지 않아 수압시험 후에도 원형이 유지되어 후속 수압시험에도 재활용할 수 있는 응축기의 수실 밀봉용 가스켓을 제공하려는 것이다.

상기 과제는, 수실의 플랜지와 튜브시트의 플랜지 사이에 찡겨 물리는 고정부의 내측은 상기 플랜지로부터 자유로운 넉넉한 폭의 비고정부로 하고, 상기 비고정부의 표리면의 단부 쪽에 적어도 2줄을 1조로 하는 폐쇄형 돌기테를 형성하여 튜브시트의 체결부에 연한 내면이 평탄하지 않더라도 수압에 의해 강력하게 밀착되어 기밀성을 강화할 수 있게 한 응축기의 수실 밀봉용 가스켓으로 달성할 수 있다.

비고정부의 표리면에 각기 적어도 2줄 이상의 폐쇄형 돌기테는 소정의 거리를 두고 나란히 형성하여 표면측 돌기테 사이로 집중되는 수압은 이면쪽 외측 돌기테가 튜브시트의 내면에 더욱 강력하게 밀착되도록 돕고, 이면쪽 외측 돌기테는 표면측 돌기테 사이에 그리고 내측 돌기테는 표면측 내측 돌기테와 위치가 겹치지 않게 형성하여 높은 시험수압에도 튜브시트에 대한 밀착성을 높임으로써 수압시험을 진행하는 동안 누수 가능성을 원천 배제한다.

본 발명에 의하면 수실과 튜브시트 사이에 찡겨 물리는 고정부는 비록 보울트를 높은 토르크로 체결하여 짓눌리더라도 비고정부는 자유방임상태 하에 놓여 돌기테가 변형될 소지가 없으므로 다른 수실에 대한 수압시험용으로 재활용할 수 있다.

또, 비고정부의 이면쪽에 주어진 복수의 돌기테는 설령 튜브시트의 내면이 다소 거칠더라도 그 내면에 차질없이 밀착되므로 수압시험의 정확도를 높일 수 있다.

도 1은 응축기용 수실과 가스켓 및 튜브시트의 분해도
도 2는 도 1에 사용된 가스켓의 정면도
도 3은 본 발명에 의한 가스켓의 확대단면도
도 4는 가스켓 설치 구성부의 분해도
도 5는 수실의 플랜지에 가스켓을 안착하고 튜브시트를 체결한 상태의 부분 확대단면도

도 1은 알려진 통상의 냉각기 워터박스의 구성을 보인 것으로, 응축기용 수실(1)의 플랜지(3)와 튜브시트(2)의 가장자리에 위치한 플랜지(4) 사이에 가스켓(5)을 개입시켜 보울트로 체결함으로써 기밀성을 갖도록 구성한다.

도 2에서와 같이, 통상의 가스켓(5)은 수실(1)측 플랜지(3)의 형상에 부합하는 중공형이자 사면이 막힌 폐쇄형이며, 일정한 간격으로 체결공(6)이 천공된 납작한 평판형의 가스켓이다.

도 3은 본 발명에 의한 가스켓(10)의 일부를 종단한 절단면도로서, 고정부(11)와 비고정부(12)로 역할이 분담되어 있다. 고정부(11)는 수실측 플랜지와 튜브시트측 플랜지 사이에 찡겨 물려 고정되는 부분이고, 비고정부(12)는 고정부(11)의 내측에 일체화되어 플랜지 사이에 찡겨지 않는 하향 노출형 자유단이다.

상기 비고정부(12)의 표리면에는 돌기테(13)(14)가 형성되어 있다. 이들 돌기테(13)(14)는 비고정부(11)의 전반에 걸쳐 형성된 폐쇄형이며, 각 면마다 복수로 형성한다.

돌기테(13)(14)는 각기 안팎의 돌기테 사이에 일정한 거리를 두고 있으며, 돌기테(13)와 (14)는 위치가 서로 중복되지 않게 한다. 이를테면, 표면측 돌기테(13a,13b) 사이의 홈(15) 이면에 외측 돌기테(14a)를 위치시키고, 표면측 내측 돌기테(13b)의 내측 평탄면(16) 이면 쪽에 내측 돌기테(14b)를 위치시키는 것이다. 다시 말해, 돌기테(13a,13b)와 (14a,14b)를 엇갈리게 형성한다.

이렇게 돌기테(14,14b)를 형성하면 수압시험 시 가스켓(10)의 내측단과 튜브시트(2)의 내면 사이 틈으로 물이 침투하여 돌기테(14a,14b)에 의한 대튜브시트용 밀착성이 저하되는 현상을 막고, 특히 돌기테(13a,13b)는 비고정부의 강도를 높여 높은 수압에도 나불거리지 않게 하여 기밀성을 유지하는 데 기여한다.

돌기테(13a,13b) 사이의 홈(15)에 작용하는 수압은 외측 돌기테(14a)로 하여금 튜브시트의 내면에 강하게 밀착되도록 하고, 돌기테(13b)의 내측 표면(16)에 작용하는 수압은 내측 돌기테(14b)를 강하게 압박하여 튜브시트의 내면에 밀착되도록 한다.

도 5와 같이 수실(1)의 플랜지(3)에 가스켓(10)의 고정부(11)를 밀착시키고, 상기 고정부(11)의 외면에 튜브시트(2)의 플랜지(4)를 맞댄 다음에 일치된 플랜지(3,4)의 보울트공에 보울트(18)를 끼우고 보울트의 양측 단에 규정 토르크로 너트를 체결하여 수압시험에 대비한다.

수실(1)에 압력수를 주입하면 수압은 화살표 D방향으로 가스켓(10)의 비고정부(12)에 작용한다. 돌기테(13a,13b) 사이의 홈(15)에 작용하는 수압은 외측 돌기테(14a)를 압박하여 튜브시트(2)에 밀착시키고, 돌기테(13b)의 내측 평탄면(16)에 작용하는 수압은 돌기테(14b)를 압박하여 튜브시트(2)의 내면을 거듭 밀착시킨다.

이와 같이 튜브시트(2)의 내면에 대한 돌기테(14a,14b)의 2중 밀착은 돌기테(14a,14b) 사이의 튜브시트(2) 내면이 평탄치 않더라도 완벽한 기밀을 기하는 데 절대적이며, 이런 작용은 돌기테(14a)와 보울트공(17) 사이의 튜브시트(2) 내면이 평탄하지 않은 경우에도 효력이 미친다.

해당 수실(1)에 대한 수압시험을 마치고 양측 너트 중의 어느 하나를 풀어 보울트(18)를 제거한 후 튜브시트(2)와 가스켓(10)을 해체하면 고정부(11)는 보울트 체결력의 영향으로 양측 플랜지(3,4) 사이에 찡겨 눌린 흔적이 남지만, 비고정부(12)는 온전하다.

그래서 선사용 후 수거한 가스켓(10)은 후속 응축기용 수실의 수압시험에 재활용할 수 있다.

이상 설명한 대로, 수실과 튜브시트 사이에 찡겨 물리는 가스켓의 고정부는 비록 보울트를 높은 토르크로 체결하여 강하게 짓눌려지더라도 비고정부는 자유방임상태에 놓여서 이면측 돌기테가 변형될 소지가 없으므로 후속 시험대상인 다른 수실용 수압시험에 재활용할 수 있다.

비고정부의 이면쪽에 주어진 복수의 돌기테는 설령 튜브시트의 내면이 다소 거칠더라도 그 내면에도 확실히 밀착되므로 수압시험의 정확도도 높일 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 기술적 사상을 한정하는 것은 결코 아니며, 본 발명과 기술분야를 같이하는 한 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형도 가능하다.

1: 수실
2: 튜브시트
10: 가스켓
11: 고정부
12: 비고정부
13(13a,13b),14(14a,14b): 돌기테
15: 홈
16: 평탄면

Claims (3)

1. 응축기의 수실측 플랜지와 튜브시트의 플랜지 사이에 찡겨 물리는 고정부와, 상기 고정부의 안쪽을 상기 수실측 플랜지보다 폭이 넓은 비고정부로 수성하며, 상기 비고정부의 단부에서 그 표리면에 폐쇄형 돌기테를 형성하여 기밀성을 강화한 것을 특징으로 하는 응축기의 수실 밀봉용 가스켓.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 돌기테는 표리면에 적어도 2줄이 1조를 이루고, 줄마다 소정의 거리를 둔 응축기의 수실 밀봉용 가스켓.
   
3. 제2항에 있어서, 표면측 돌기테와 이면측 돌기테가 위치를 엇갈리게 형성한 응축기의 수실 밀봉용 가스켓.
   
   
   
   
   
   

Images