KR20230135791A - 소음 차단 및 초경량 불연 u형 볼트 - Google Patents

소음 차단 및 초경량 불연 u형 볼트 Download PDF

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Abstract

본 발명은 소정의 위치에 배관(P)을 견고하게 지지하기 위한 U형 볼트에 관련되며, 그 구성의 특징으로서 상기 배관(P)의 곡률에 대응하여 감싸도록 곡면부(15)를 구비하고, 특수FRP소재를 주재로 하여 형성하는 동체(10); 상기 동체(10)의 양단에 각각 연장되도록 일체로 형성하고, 구조물(S)에 너트(25)로 체결 고정되도록 나사산(23)을 구비하는 체결부(20); 및 상기 동체(10)의 내주면에 감싸도록 장착하고, 배관(P)을 감싸 유동을 해소하여 소음을 차단하는 소음차단패킹(30);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라 본 발명은, 기존 U형 볼트의 동체를 금속재가 아닌 특수FRP(Glass Fiber reinforced Plastic)를 프리프레그(Prepreg) 공법에 의해 소재의 변화를 통한 기능적으로 개선함에 따라, 고강도를 추구하면서도 중량을 대폭 감소시켜 경량화도 도모하고 부식에 의한 방수성과 강한 내구성을 가져 전반적인 수명을 대폭 증가시킬 수 있는 한편 고정력이 뛰어나면서 유격에 따른 소음이 완벽히 차단되고 특히 완벽한 소음차단에 의해 대형 선박이나 잠수함 또는 항공모함이나 특수장비 등과 같은 특수분야에 유용하게 활용할 수 있게 함은 물론, 모양변경의 성형성과 유연성이 양호하여 적용분야 확대 및 용도활용의 최적화를 도모할 수 있는 효과가 있다.

Description

소음 차단 및 초경량 불연 U형 볼트{Noise isolation and ultra-light non-flammable U-shaped Bolt}
본 발명은 U형 볼트에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 기존 U형 볼트의 동체를 금속재가 아닌 특수FRP(Glass Fiber reinforced Plastic)를 프리프레그(Prepreg) 공법에 의해 소재의 변화를 통한 기능적으로 개선함에 따라, 고강도를 추구하면서도 중량을 대폭 감소시켜 경량화도 도모하고 부식에 의한 방수성과 강한 내구성을 가져 전반적인 수명을 대폭 증가시킬 수 있는 한편 고정력이 뛰어나면서 유격에 따른 소음이 완벽히 차단되고 특히 완벽한 소음차단에 의해 대형 선박이나 잠수함 또는 항공모함이나 특수장비 등과 같은 특수분야에 유용하게 활용할 수 있게 함은 물론, 모양변경의 성형성과 유연성이 양호하여 적용분야 확대 및 용도활용의 최적화를 도모할 수 있는 소음 차단 및 초경량 불연 U형 볼트에 관한 것이다.
통상, U형 볼트(U-bolt 또는 유볼트)는 영문 알파벳 U자 형상으로, 그 양단에 나사산이 형성된 것을 지칭한다. 이러한 U형 볼트는 견고한 재질의 금속재로 형성되면서 대체적으로 볼트머리 부분이 없이 U자형을 이루는 몸체의 양쪽 끝에 나사산을 형성하고 양쪽 나사산에 각각 나사 결합되는 너트로 이루어져 각종 배관(파이프, 케이블, 코일 등)을 소정의 위치에 견고하게 고정시킬 수 있도록 구성된다. 이러한 U형 볼트는 전반적인 산업 현장에서 폭넓게 사용된다.
특히, 조선용 및 육상용 배관 또는 덕트에 사용되는 금속 및 합성수지재로 구성된 다양한 종류의 배관파이프 또는 덕트에 대단히 많은 수의 배관들이 설치된다. 이러한 배관들은 2인치, 3인치 등의 소형 배관으로부터 10인치, 20인치 등 대형 배관에 이르기까지 다양한 배관들이 설비된다. 뿐만 아니라, 이들 배관들은 단관, 장관은 물론 엘보관, 직선관, 복합관 등 형태 또한 다양하여 설치장소에 따라 혹은 용도에 따라 연결방법이 까다롭고 복잡하다. 이때, 상기한 배관들을 견고하게 고정하기 위하여 U형 볼트(U-bolt)가 많이 사용되는 것이다.
이와 관련되는 선행기술문헌으로서, 한국 등록실용신안공보 제20-0261367호(선행문헌 1), 한국 공개특허공보 제10-2011-0133949호(선행문헌 2), 한국 공개실용신안공보 제20-2014-0002398호(선행문헌 3) 등이 제안되고 있다.
선행문헌 1은 지상기기 외함(10)내의 앵글(14)에 한쌍의 유볼트(30) 및 너트(18)에 의해 케이블(20)을 지지하도록 구성된 지상기기 외함의 케이블 지지용 유볼트구조에 있어서, 상기 유볼트(30)는 전체길이(L)에 대하여 그 양끝단에서 직선부(30a)의 소정구간까지 형성된 나사부(30c)의 거리(L1)가 곡선부(30b)에서 직선부(30a)의 소정구간까지 형성된 비나사부의 거리(L2)보다 길게 구성되고, 상기 유볼트(30)는 그 양끝단 직선부(30a)에서 곡선부(30b)까지의 전체길이(L)가 77㎜일때 그 양끝단에서 직선부(30a)의 소정구간까지 형성된 나사부(30c)의 거리(L1)가 40㎜이고, 상기 곡선부(30b)에서 직선부(30a)의 소정구간까지 형성된 비나사부의 거리(L2)가 37㎜로 구성된 지상기기 외함의 케이블 지지용 유볼트구조를 제시한다.
선행문헌 2는 히팅배관의 외주면을 감싸 지지하는 지지부가 마련되고 양단부에 나사산이 형성된 유볼트; 상기 유볼트의 양 나사산이 관통되는 한 쌍의 관통공이 형성된 서포트; 상기 서포트와 히팅배관 사이에 개재되고 서포트의 관통공과 동일 위치에 관통공이 형성된 슬라이딩패드; 및 상기 유볼트의 양 나사산에 나사 체결되어 각각 슬라이딩패드 및 서포트의 표면에 조임 고정되는 복수의 너트; 를 포함하여 구성되는 유볼트/너트를 이용한 히팅배관 고정구조에 있어서, 상기 슬라이딩패드의 표면에 조임 고정되는 너트에 의해 이 슬라이딩패드가 눌려지는 것을 방지하기 위한 눌림방지구가 더 구비된 것을 특징으로 하는 유볼트/너트를 이용한 히팅배관 고정구조를 제시한다.
선행문헌 3은 배관(100)과 접촉되는 내주면 및 외주면이 모두 평면으로 구성되는 플랫 바(110)와; 서포트(140)와 결합하기 위한 결합부(120)를 포함하고, 상기 결합부(120)는 상기 플랫 바(110)의 양단부에 일체로 형성되고, 상기 결합부(120)는 상기 서포트(140)와 너트(160)에 의해 결합하기 위한 나사 산이 형성되며, 상기 플랫 바(110)의 내주면과 상기 배관(100)의 접촉면 사이에 스트랩(130)이 더 구비된 것을 특징으로 하는 선박 배관용 유-볼트를 제시한다.
그러나 상기한 선행문헌들에 의하면, 주로 금속재로 형성되어 무게가 무거울 뿐 아니라 부식에 취약하여 전반적으로 내구성이 약하고, 특히 배관의 내부에 있는 고온의 유체에 의해 배관이 열 팽창하는 경우 배관과 U볼트간에 변형되는 문제점이 있다.
더군다나, U볼트는 배관과의 접촉면이 선 접촉에 가까운데, 이러한 선 접촉일 경우에는 장기간 사용하다보면 배관과 U볼트의 결합력이 저하되고, 특히 배관에 유체가 흐르게 될 경우 진동이 발생하여 U볼트와 배관의 결합력이 점차적으로 약화되면서 이로 인하여 소음이 발생되는 등의 문제로 특수한 목적을 지닌 잠수함이나 특수장비 등과 같은 특수분야 등에 활용할 수 없는 단점이 있다.
한국 등록실용신안공보 제20-0261367호 "지상기기 외함의 케이블 지지용 유볼트구조"(공고일자: 2002.01.24.) 한국 공개특허공보 제10-2011-0133949호 " 유볼트/너트를 이용한 히팅배관 고정구조"(공개일자: 2011.12.14.) 한국 공개실용신안공보 제20-2014-0002398호 "선박 배관용 유-볼트"(공개일자: 2014.04.25.)
상기와 같은 종래의 문제점들을 근본적으로 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 기존 U형 볼트의 동체를 금속재가 아닌 특수FRP(Glass Fiber reinforced Plastic)를 프리프레그(Prepreg) 공법에 의해 소재의 변화를 통한 기능적으로 개선함에 따라, 고강도를 추구하면서도 중량을 대폭 감소시켜 경량화도 도모하고 부식에 의한 방수성과 강한 내구성을 가져 전반적인 수명을 대폭 증가시킬 수 있는 한편 고정력이 뛰어나면서 유격에 따른 소음이 완벽히 차단되고 특히 완벽한 소음차단에 의해 대형 선박이나 잠수함 또는 항공모함이나 특수장비 등과 같은 특수분야에 유용하게 활용할 수 있게 함은 물론, 모양변경의 성형성과 유연성이 양호하여 적용분야 확대 및 용도활용의 최적화를 도모할 수 있는 소음 차단 및 초경량 불연 U형 볼트를 제공하려는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 소정의 위치에 배관을 견고하게 지지하기 위한 U형 볼트에 있어서: 상기 배관의 곡률에 대응하여 감싸도록 곡면부를 구비하고, 특수FRP소재를 주재로 하여 형성하는 동체; 상기 동체의 양단에 각각 연장되도록 일체로 형성하고, 구조물에 너트로 체결 고정되도록 나사산을 구비하는 체결부; 및 상기 동체의 내주면에 감싸도록 장착하고, 배관을 감싸 유동을 해소하여 소음을 차단하는 소음차단패킹;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이때, 본 발명의 상기 동체는 유리섬유 또는 실리카섬유 중 어느 하나를 택일하거나 혼합한 소재로 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 동체는 유리섬유 또는 실리카섬유에 페놀수지를 함침시켜 겔화한 다음, 금형틀에서 열과 압력을 가하여 경화한 프리프레그(Prepreg) 공법을 통하여 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 소음차단패킹은 연질의 합성수지재로 형성되면서 상하로 분할하여 결합돌부와 결합홈에 의해 상호 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 소음차단패킹은 외주면 상에 동체의 내주면을 감싸도록 장착되는 요홈부, 내주면 상에 배관을 감싸는 반원형의 내경홈, 내경홈 상에 소음이 외부로 방출되는 것을 차단하기 위한 적어도 하나 이상의 차단홈을 구비하는 것을 특징으로 한다.
한편, 이에 앞서 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이상의 구성 및 작용에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 소음 차단 및 초경량 불연 U형 볼트는 기존 U형 볼트의 동체를 금속재가 아닌 특수FRP(Glass Fiber reinforced Plastic)를 프리프레그(Prepreg) 공법에 의해 소재의 변화를 통한 기능적으로 개선함에 따라, 고강도를 추구하면서도 중량을 대폭 감소시켜 경량화도 도모하고 부식에 의한 방수성과 강한 내구성을 가져 전반적인 수명을 대폭 증가시킬 수 있는 한편 고정력이 뛰어나면서 유격에 따른 소음이 완벽히 차단되고 특히 완벽한 소음차단에 의해 대형 선박이나 잠수함 또는 항공모함이나 특수장비 등과 같은 특수분야에 유용하게 활용할 수 있게 함은 물론, 모양변경의 성형성과 유연성이 양호하여 적용분야 확대 및 용도활용의 최적화를 도모할 수 있는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명에 따른 소음 차단 및 초경량 불연 U형 볼트의 전체 구성을 분해하여 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 소음 차단 및 초경량 불연 U형 볼트의 주요 구성만을 나타내는 제품 사진.
도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 소음 차단 및 초경량 불연 U형 볼트의 조립되는 상태 및 결합된 상태 및 단면하여 나타내는 구성도.
도 6은 본 발명에 따른 소음 차단 및 초경량 불연 U형 볼트의 사용 상태를 나타내는 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
본 발명은 소정의 위치에 배관(P)을 견고하게 지지하기 위한 U형 볼트에 관련되며, 특히 U형 볼트의 동체(10)를 금속이 아닌 특수FRP(Glass Fiber reinforced Plastic)를 프리프레그(Prepreg) 공법에 의해 형성함에 따라 고강도를 추구하면서도 중량을 대폭 감소시켜 경량화도 도모하고 고정력이 뛰어나면서 유격에 따른 소음이 완벽히 차단되고 특히 완벽한 소음차단에 의해 대형 선박이나 잠수함 또는 항공모함이나 특수장비 등과 같은 특수분야에 유용하게 활용할 수 있는 소음 차단 및 초경량 불연 U형 볼트에 관하여 제안한다.
한편, 본 발명의 U형 볼트는 배관(P)을 견고하게 지지한다. 여기서, 배관(P)은, 파이프(pipe), 덕트(duct) 등을 총칭하는 개념일 수 있다. 그러나 반드시 속이 빈상태의 배관(P)이 아니더라도 지름이 비교적 큰 봉이나 샤프트(Shaft)도 널리 포함되는 개념으로 이해될 수 있다.
본 발명에 따르면 상기 배관(P)의 곡률에 대응하여 감싸도록 곡면부(15)를 구비하는 동체(10)는 특수FRP소재를 주재로 하여 형성한다. 동체(10)는 종래의 금속재가 아닌 특수FRP(Glass Fiber reinforced Plastic)소재를 주재로 하여 형성한다. 동체(10)는 그 형상이 배관(P)을 외주면을 감싸도록 형성하는데, 배관(P)의 곡률에 대응하도록 곡면부(15)를 구비하여 후술하는 소음차단패킹(30)이 장착된다. 이러한 동체(10)는 특수FRP(Glass Fiber reinforced Plastic)소재로 형성하는 경우 내후성은 물론 고강도, 성형성, 경량성 등에서 우수한 물성을 나타내고 부식에 의한 방수성과 강한 내구성을 지녀 전반적인 제품 수명을 대폭 증가시킬 수 있다.
이때, 본 발명의 세부 구성에 따르면 상기 동체(10)는 유리섬유 또는 실리카섬유 중 어느 하나를 택일하거나 혼합한 소재를 페놀수지에 함침시켜 겔화한 다음, 금형틀에서 열과 압력을 가하여 경화한 프리프레그(Prepreg) 공법을 통하여 형성하는 것을 특징으로 한다. 동체(10)는 상기한 설명처럼 특수FRP 소재를 이용하여 프리프레그(Prepreg)공법으로 형성하는 바, 즉 유리섬유 또는 실리카섬유 중 어느 하나를 택일하거나 혼합한 소재에 페놀수지와 같은 액상 합성수지를 함침시켜 겔화한 다음, 동체(10)를 성형하기 위한 금형틀에서 열과 압력을 가하여 경화하여 만들어진다. 물론 동체(10)를 성형할 때 후술하는 체결부(20)를 인서트(insert)하여 일체로 형성하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 동체(10)는 본 발명인에 의해 개발한 선등록된 한국 등록특허공보 제10-1495506호의 "프리프레그 기반의 안경테 제조방법"을 통해, 이러한 제조방법을 응용으로 하여 동체(10)를 형성하는 것이 바람직하다할 것이다.
또, 본 발명에 따르면 상기 동체(10)의 양단에 각각 연장되도록 일체로 형성하는 체결부(20)는 구조물(S)에 너트(25)로 체결 고정되도록 나사산(23)을 구비한다. 체결부(20)는 구조물(S)에 체결하여 고정하기 위해 나사산(23)이 구비되는데, 나사산(23)은 미설명된 도면부호 27인 플레이트를 끼워 너트(25)로 체결 고정하는 역할을 수행한다. 이러한 체결부(20)는 상기한 설명처럼 동체(10)를 프리프레그(Prepreg)공법에 의해 형성할 때, 동체(20)의 양단에 각각 연장되도록 인서트(insert)하여 일체로 형성한다.
또, 본 발명에 따르면 상기 동체(10)의 내주면에 감싸도록 장착하는 소음차단패킹(30)은 배관(P)을 감싸 유동을 해소하여 소음을 차단한다. 소음차단패킹(30)은 배관(P)으로부터 유동에 따른 소음을 차단하는 역할을 수행하는데, 이는 배관(P)의 외주면을 전체적으로 감싸 유동을 해소한다. 이러한 소음차단패킹(30)은 도시된 것처럼 외주면에 동체(10)의 내주면을 감싸도록 장착되고 이와 동시에 내주면은 배관(P)을 전체적으로 감싸 유동을 해소하여 소음을 차단하는 바, 이에 따른 상세한 구성은 후술하여 자세히 설명하도록 한다.
이때, 본 발명의 세부 구성에 따르면 상기 소음차단패킹(30)은 연질의 합성수지재로 형성되면서 상하로 분할하여 결합돌부(31)와 결합홈(33)에 의해 상호 결합되는 것을 특징으로 한다. 소음차단패킹(30)은 금속재가 아닌 연질의 합성수지재로 형성하여 배관(P)의 유동을 억제하여 소음을 차단한다. 이러한 소음차단패킹(30)은 도시된 것처럼 상하로 분할된 구조를 채택하면서 서로 결합돌부(31)와 결합홈(33)에 의해 결합되는 구성이다. 이로 인해 소음차단패킹(30)은 동체(10)의 내주면에서 감싸도록 장착되면서 배관(P)의 외주면을 전체적으로 감싸 유동을 해소하여 소음을 차단한다.
또한, 본 발명의 세부 구성에 따르면 상기 소음차단패킹(30)은 외주면 상에 동체(10)의 내주면을 감싸도록 장착되는 요홈부(35), 내주면 상에 배관(P)을 감싸는 반원형의 내경홈(36), 내경홈(36) 상에 소음이 외부로 방출되는 것을 차단하기 위한 적어도 하나 이상의 차단홈(37)을 구비하는 것을 특징으로 한다. 소음차단패킹(30)은 요홈부(35), 내경홈(36), 차단홈(37)로 구성되는데, 요홈부(35)는 외주면 상에 형성되어 동체(10)의 곡면부(15)을 감싸도록 장착된다. 내경홈(35)은 소음차단패킹(30) 상에 형성되어 배관(P)을 감싸 유동을 해소한다. 차단홈(37)은 소음차단패킹(30)의 내경홈(36) 상에 적어도 하나 이상 구비되어 배관(P)으로부터 전해지는 소음을 차단하는데, 이는 배관(P)으로부터 전해지는 소음이 차단홈(37)에 머물게 하는 동시에 소음이 외부로 방출되지 않고 머물게 하여 자연 소멸되도록 한다.
이와 같이, 본 발명은 기존 U형 볼트의 동체를 금속재가 아닌 특수FRP(Glass Fiber reinforced Plastic)를 프리프레그(Prepreg) 공법에 의해 소재의 변화를 통한 기능적으로 개선함에 따라, 고강도를 추구하면서도 중량을 대폭 감소시켜 경량화도 도모하고 부식에 의한 방수성과 강한 내구성을 가져 전반적인 수명을 대폭 증가시킬 수 있는 한편 고정력이 뛰어나면서 유격에 따른 소음이 완벽히 차단되고 특히 완벽한 소음차단에 의해 대형 선박이나 잠수함 또는 항공모함이나 특수장비 등과 같은 특수분야에 유용하게 활용할 수 있게 함은 물론, 모양변경의 성형성과 유연성이 양호하여 적용분야 확대 및 용도활용의 최적화를 도모할 수 있다.
본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.
10: 동체 15: 곡면부
20: 체결부 23: 나나산
25: 너트 27: 플레이트
30: 소음차단패킹 31: 결합돌부
33: 결합홈 35: 요홈부
36: 내경홈 37: 차단홈
P: 배관 S: 구조물

Claims (5)

  1. 소정의 위치에 배관(P)을 견고하게 지지하기 위한 U형 볼트에 있어서:
    상기 배관(P)의 곡률에 대응하여 감싸도록 곡면부(15)를 구비하고, 특수FRP소재를 주재로 하여 형성하는 동체(10);
    상기 동체(10)의 양단에 각각 연장되도록 일체로 형성하고, 구조물(S)에 너트(25)로 체결 고정되도록 나사산(23)을 구비하는 체결부(20); 및
    상기 동체(10)의 내주면에 감싸도록 장착하고, 배관(P)을 감싸 유동을 해소하여 소음을 차단하는 소음차단패킹(30);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 소음 차단 및 초경량 불연 U형 볼트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 동체(10)는 유리섬유 또는 실리카섬유 중 어느 하나를 택일하거나 혼합한 소재로 형성하는 것을 특징으로 하는 소음 차단 및 초경량 불연 U형 볼트.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 동체(10)는 유리섬유 또는 실리카섬유에 페놀수지를 함침시켜 겔화한 다음, 금형틀에서 열과 압력을 가하여 경화한 프리프레그(Prepreg) 공법을 통하여 형성하는 것을 특징으로 하는 소음 차단 및 초경량 불연 U형 볼트.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 소음차단패킹(30)은 연질의 합성수지재로 형성되면서 상하로 분할하여 결합돌부(31)와 결합홈(33)에 의해 상호 결합되는 것을 특징으로 하는 소음 차단 및 초경량 불연 U형 볼트.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 소음차단패킹(30)은 외주면 상에 동체(10)의 내주면을 감싸도록 장착되는 요홈부(35), 내주면 상에 배관(P)을 감싸는 반원형의 내경홈(36), 내경홈(36) 상에 소음이 외부로 방출되는 것을 차단하기 위한 적어도 하나 이상의 차단홈(37)을 구비하는 것을 특징으로 하는 소음 차단 및 초경량 불연 U형 볼트.
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