KR20230043333A - 배기가스누출 방지를 강화한 이중연도의 신축이음관 - Google Patents

Abstract

본 고안은 배기가스누출 방지를 강화한 이중연도의 신축이음관에 관한 것으로서, 배기가스가 내부로 통과하는 내부
관(10); 상기 내부관(10)의 외부를 둘러싸서 그 사이에 단열층을 형성하는 외부관(20); 상기 내부관(10)과 외부
관(20) 사이의 간격을 유지하는 간격유지대(30); 상기 외부관(20)과 다른 외부관(20) 사이를 덮도록 연결하는 커
버부재(40); 상기 내부관(10)의 내면에서 슬라이딩 가능하게 삽입되는 신축이음관(50); 및 상기 내부관(10)의 내
면에서 돌출형성되고 상기 신축이음관(50)의 내면을 덮도록 절곡형성된 배기가스 차단벽(100);을 포함하는 것을
특징으로 한다.
본 고안에 의한 배기가스누출 방지를 강화한 이중연도의 신축이음관에 의하면, 이중관 연도의 신축이음관과 내부관
사이의 틈을 통해 배기가스가 누출되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 고안에 의한 신축 이음 이중
관 연도의 배기가스 차단벽에는 결로 배출구를 형성함으로써, 결로되어 내부에 고이는 이슬을 연도 내부로 배출
할 수 있다.

Description

배기가스누출 방지를 강화한 이중연도의 신축이음관{Double-Year Expansion Joints Strengthening the Prevention of Exhaust Gas Leakage}

본 고안은 신축 이음 이중관 연도의 배기가스 누출방지구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배기가스를 배출

하기 위하여 연도를 신축가능하게 조립할 수 있는 이중관 연도의 신축 이음관에 있어서 신축이음관과 내부관 사

이로 배기가스가 누출되는 것을 차단할 수 있는 신축 이음 이중관 연도의 배기가스 누출방지구조에 관한

것이다.

일반적으로 발전소, 소각장, 지역난방 발전소 굴뚝, 공장 등에서는 필요한 에너지를 얻기 위하여 석탄, 석유,

가스 등의 연료를 사용하여 연소시키게 되는데, 이 때 발생하는 배기가스를 굴뚝을 통해 배출하기 위해 굴뚝까

지 안내하는 연결라인을 연도라 한다.

이러한 연도는 통상 세라믹 코팅된 스테인레스 스틸 또는 강판 재질을 사용하여 연도 내부로 통과할 때 매우 높

은 온도를 갖는 배기가스의 열기가 외부로 빠져나가지 않도록 단열구조를 가지는 이중관 형태로 제작된다. 상기

배기가스를 배출하는 연도의 내부 온도는 200~600℃까지 상승하며, 연도 주위로 배기가스의 열기가 빠져나가지

않도록 단열층을 구비하고 있다.

상기 이중관 연도의 구경은 대략 200~3000mm 정도에서 사용하는데, 그 구조는 도 2에 도시한 바와 같이, 내부관

(10)과 외부관(20) 사이에 간격을 유지할 수 있도록 복수의 간격유지대(30)가 상하부에 각각 부착되어, 내부관

(10)과 외부관(20) 사이에 공기 단열층(70)이 형성되도록 한 구조이다.

상기 이중관 연도에서 적정 치수를 갖는 내부관(10) 및 외부관(20)을 단순히 연결하여 조립하는 경우에는, 설치

길이가 상기 내부관(10)의 단위 길이보다 작게 남게 되면 절단하여 설치해야 하는 등 시공상의 불편함이

있었다. 또한, 연도 전체의 길이가 고정됨에 따라 사용시 고온, 산성의 배기가스에 의해 연도가 신축되어 변형

되는 문제점이 있었다.

따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같은 신축 이음관 구조가 제안되게 되었

다. 신축 이음관 구조는 내부관(10)과 외부관(20), 그리고 그 사이의 간격유지대와 내부관(10)의 내면에서 슬라

이딩 가능하게 삽입되는 신축이음관(50)으로 이루어진다. 그리고, 상하로 연결되는 두 외부관(20) 사이를 신축이음관(50)에 대응되는 부분에서 커버부재(40)로 덮음으로써, 연도의 전 구간을 통해 상기 단열층(70)이 형성될

수 있다.

이러한 이중관 연도의 신축 이음 구조에서는, 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 신축이음관(50)이 상하로 신축될

수 있도록 내부관(10)의 내면에서 슬라이딩 가능하다. 이 신축이음관(50)의 길이는 내부관(10)의 길이와 슬라이

딩 범위 등을 고려하여 여러가지 치수로 제작할 수 있다. 도 3은 두 이중관 연도의 연결부위를 나타낸 일부 단

면도로서, 상하 신축이음관(50)의 플랜지부끼리 맞대고 브이밴드(60)한 후 커버부재(40)로 상하 외부관(20) 사

이를 덮은 상태를 나타내고 있다.

그러나, 이러한 신축 이음관 구조에서는 상기 신축이음관이 상기 내부관의 내면에서 상하로 슬라이딩하기 때문

에, 치수 공차나 배기가스에 의한 열변형에 의해 상기 신축이음관과 내부관 사이에 틈이 생겨 배기가스가 누출

되는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 이중관 연도의 신축이음관과 내부관 사이의 틈을

통해 배기가스가 누출되는 것을 방지할 수 있는 배기가스 차단벽이 형성된 신축 이음 이중관 연도의 배기가스

누출방지구조를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 안출된 본 고안에 따른 신축 이음 이중관 연도의 배기가스 누출방지구조에 의하

면, 배기가스가 내부로 통과하는 내부관; 상기 내부관의 외부를 둘러싸서 그 사이에 단열층을 형성하는 외부관;

상기 내부관과 외부관 사이의 간격을 유지하는 간격유지대; 상기 외부관과 다른 외부관 사이를 덮도록 연결하는

커버부재; 상기 내부관의 내면에서 슬라이딩 가능하게 삽입되는 신축이음관; 및 상기 내부관의 내면에서 돌출형

성되고 상기 신축이음관의 내면을 덮도록 절곡형성된 배기가스 차단벽;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 배기가스 차단벽에는 그 측면 하부에 결로 배출구가 형성되는 것이 바람직하다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 의한 신축 이음 이중관 연도의 배기가스 누출방지구조에 의하면, 이중관

연도의 신축이음관과 내부관 사이의 틈을 통해 배기가스가 누출되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 고안에 의한 신축 이음 이중관 연도의 배기가스 차단벽에는 결로 배출구를 형성함으로써 결로되어 내

부에 고이는 이슬을 연도 내부로 배출할 수 있다.

본 고안의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본

명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는, 고안자가 그 자신의 고안을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해

용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 고안의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로

해석되어야만 한다.

도 4는 본 고안에 따른 신축 이음 이중관 연도의 단면도이고, 도 5는 도 4의 A 부분을 확대하여 도시한 단면도

이다.

본 고안에 따른 신축 이음 이중관 연도에 의하면, 기본적으로 내부관(10), 외부관(20), 간격유지대(30), 커버부

재40), 신축이음관(50) 및 배기가스 차단벽(100)으로 구성된다. 여기서 상기 내부관(10), 외부관(20) 및 간격유

지대(30)는 단위 연도를 구성하고, 일반적으로 용접을 통해 각 부분이 결합된다. 나머지 신축이음관(50)은 상기

내부관(10)의 내면에서 상하로 슬라이딩 가능하므로, 상기 단위 연도를 제작한 후에 상부 또는 하부에서 삽입된

다.

상기 내부관(10)은 연도의 기본적인 골격을 형성하는 원통형 부재로서 배기가스가 그 내부를 통과한다. 이 내부

관(10)의 상하 단부에는 신축이음관(50)의 삽입을 용이하게 하기 위하여 내부관(10)의 측방향으로 굽어진 플랜

지부가 형성되어 있다.

상기 외부관(20)은 내부관(10)보다 더 큰 지름을 갖는 원통형 부재로서, 내부관(10)과의 사이 공간에 공기 단열

층(70)을 형성한다. 이 외부관(20)에는, 도 4에 도시한 바와 같이, 내부관(10)을 통해 다른 외부관과 연결되는

때에 커버부재(40)의 모서리부가 결합될 수 있는 홈이 상하단부 근처에 각각 원주상으로 형성되어 있다.

상기 내부관(10)과 외부관(20) 사이에는 그 간격을 유지하는 간격유지대(30)가 설치된다. 이 간격유지대(30)를

통해 내부관(10)과 외부관(20) 사이 공간에 형성되는 단열층(70)이 유지될 수 있다. 아울러, 이 단열층(70)은

내부관(10)과 외부관(20) 사이뿐만 아니라, 도 3에서와 같이 신축이음관(50)끼리의 연결부위와 상기 커버부재

(40) 사이에도 형성됨이 이해될 것이다.

또한, 상기 신축이음관(50)은 내부관(10)의 내면에서 슬라이딩 가능하게 삽입된다. 도 4에 도시한 바와 같이,

이 신축이음관(50)은 상하 단부에 플랜지부가 형성된 내부관(10)과 달리, 상단부에만 플랜지부가 형성되어있고, 내부관(10)에는 그 상방에서 아래로 삽입할 수 있음이 이해될 것이다.

그리고, 상기 배기가스 차단벽(100)은 상기 내부관(10)의 내면에서 돌출형성되고 상기 신축이음관(50)의 내면을

덮도록 절곡형성된다. 구체적으로는, 신축이음관(50)의 슬라이딩 범위를 고려하여, 내부관(10)의 내면에는 신축

이음관(50)의 최대하강지점에 대응하는 지점에 원환형 바닥부(120)가 연장형성되고, 그 단부에서 상방으로 원통

형 벽부(110)가 일체로 형성된다. 상기 원환형 바닥부(120)의 위치와 원통형 벽부(110)의 상하 길이는 신축이음

관(50)의 길이와 상하 이동 범위에 따라 적절하게 형성할 수 있다. 따라서, 각 부재들의 길이는 서로 대응되는

길이나 형태에 맞추어 여러가지로 제작하여 필요시 사용할 수 있음이 이해될 것이다.

아울러, 상기 배기가스 차단벽(100)에는 그 측면 하부에 결로 배출구(130)가 형성되는 것이 바람직하다.

본 고안에 따라 내부관(10)의 내부에 상기 배기가스 차단벽(100)을 형성하면 신축이음관(50)과 내부관(10) 사이

의 배기가스 누출을 방지할 수 있다. 이는 배기가스가 공기보다 가벼우므로, 외부로 유출되는 배기가스의 유속

과 압력에 의해 상부로 이동하던 배기가스가 배기가스 차단벽(100)과 신축이음관(50) 사이의 틈을 통해 다시 아

래로 돌아 누출되지는 않기 때문이다.

그러나, 배기가스에 포함되어 있던 수증기 등이 신축이음관(50)의 내면에 응결되면서 이슬이 맺히고, 이것이 상

기 배기가스 차단벽(100)의 내부에 모이게 되는 문제점이 있었다. 이는 상기 배기가스 차단벽(100), 신축이음관

(50) 및 내부관(10) 사이에 틈이 전혀 없을 정도로 정밀하게 제작하는 경우에 해결할 수 있는 문제이지만, 현실

적으로 치수 공차와 열변형을 고려하면 이슬이 타고 들어가지 않을 정도로 밀착하도록 제작하는 것에는 한계가

있다.

따라서, 상기 배기가스 차단벽(100)에는 원통형 벽부(110)의 하단부에 결로 배출구(130)를 형성함으로써, 중력

에 의해 이슬을 연도 내부로 다시 배출할 수 있다. 이 결로 배출구(130)는 측방향으로 형성된 구멍으로서, 그

구멍의 위치는 상기 원환형 바닥부(120)에서 결로 배출구(130)를 통해 흘러 나올 수 있도록 하단부에 형성되고,

그 크기는 원환형 바닥부(120)에 고이는 이슬이 배출될 수 있으면서도 배기가스의 누출을 고려하여 작게 형성하

는 것이 바람직하다.

이 결로 배출구(130)는 연도의 내부에서 이동하는 배기가스의 유동방향에 수직으로 형성되어 있기 때문에, 배기

가스가 이 결로 배출구(130)를 통해 누출되어 신축이음관(50)과 내부관(10) 사이의 틈을 통해 외부로 누출되지

않음이 이해될 것이다.

도 5의 확대도에서는 배기가스의 이동방향을 큰 화살표로 나타내고 상기 배기가스 차단벽(100)의 내면을 타고

흘러내리는 이슬이 결로 배출구(130)를 통해 배출되는 것을 작은 화살표로 나타내었다. 여기서 신축이음관(50)

과 배기가스 차단벽(100) 및 내부관(10) 사이의 틈은 단지 도시를 위해 과장하여 나타내었으며, 바람직하게는

슬라이딩 가능할 정도로 접촉되어야 한다.

그리고, 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 배기가스 차단벽(100)이 형성된 연도의 상부에 다른 연도를

연결하는 경우에, 위에 있는 연도의 내면에는 배기가스 차단벽(100)이 형성되어 있지 않으며, 상기 신축이음관

(50)도 아래에 있는 연도와 달리 하단부에만 플랜지부가 형성되어 있고 하방에서 위로 삽입되는 것임을 알 수

있을 것이다. 아울러, 위에 있는 연도에서 신축이음관(50)과 내부관(10) 사이에서 틈이 발생할 수 있는 부분은

신축이음관(50)의 상단이기 때문에, 그러한 틈이 발생하더라도 위로 이동하는 배기가스가 이 틈을 통해 누출될

염려가 없음이 이해될 것이다.

이상에서는 본 고안의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 고안의 범위는 이같은 특정 실시예에만 한정되지 않

으며, 해당분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 고안의 특허청구범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변

경이 가능할 것이다.

Claims (2)

1. 배기가스가 내부로 통과하는 내부관(10);
   상기 내부관(10)의 외부를 둘러싸서 그 사이에 단열층을 형성하는 외부관(20);
   상기 내부관(10)과 외부관(20) 사이의 간격을 유지하는 간격유지대(30);
   상기 외부관(20)과 다른 외부관(20) 사이를 덮도록 연결하는 커버부재(40);
   상기 내부관(10)의 내면에서 슬라이딩 가능하게 삽입되는 신축이음관(50); 및
   상기 내부관(10)의 내면에서 돌출형성되고 상기 신축이음관(50)의 내면을 덮도록 절곡형성된 배기가스 차단벽
   (100);
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 신축 이음 이중관 연도의 배기가스 누출방지구조.
2. 제1항에 있어서,
   상기 배기가스 차단벽(100)에는 그 측면 하부에 결로 배출구(130)가 형성된 것을 특징으로 하는 신축 이음 이중
   관 연도의 배기가스 누출방지구조.