KR20230140780A - 배관 연결용 플랜지 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배관 연결용 플랜지 조립체에 관한 것으로써, 이를 실현하기 위한 본 발명은 일측에 배관 끼움부가 형성되고, 타측 내면 하부에는 돌출된 형태의 연장부가 형성되는 중심부가 관통된 환형의 제1 플랜지 몸체와, 일측에 배관 끼움부가 형성되고, 타측 내면 하부가 상기 연장부의 전면과 접면되는 중심부가 관통된 환형의 제2 플랜지 몸체와, 마주하는 상기 제1 플랜지 몸체의 내면과 상기 제2 플랜지 몸체의 내면 사이에 위치하여 상기 연장부에 감싸져 설치되는 오링 및 마주하는 상기 제1 플랜지 몸체와 상기 제2 플랜지 몸체의 상측 외부에 설치되어 상기 제1 플랜지 몸체와 상기 제2 플랜지 몸체를 서로 결합시켜주는 클램프가 포함되어 구성된 것이 특징이다.

Description

배관 연결용 플랜지 조립체{Flange Assemblies for Pipe Connections}

본 발명은 배관 연결에 사용되는 플랜지 조립체에 관한 것으로, 기체의 흐름을 원활하게 하면서, 파우더의 발생을 감소시키고, 오링의 손상으로 인한 가스의 누출을 방지할 수 있는 배관 연결용 플랜지 조립체에 관한 것이다.

일반적으로, 배관은 유체나 기체 따위를 수송하는데 사용되는 관으로, 주거생활이나 산업시설에 필요한 유체나 기체를 원거리 이동시키는데 사용된다.

한편, 반도체 제조공정에 사용되는 반응가스의 경우, 산화성분, 인화성분 및 유독성분을 포함하고 있기 때문에 사용을 마친 폐가스를 그대로 대기중에 방출하게 되면 인체에 유해할 뿐만 아니라 환경오염의 원인이 된다.

이에 따라, 폐가스는 유해성분함량을 허용농도 이하로 낮추는 정화처리과정을 거쳐 대기중으로 배출하게 되며, 이를 위해 폐가스를 배기시키는 반도체 제조장비의 배기라인에는 폐가스의 유독성분을 제거하기 위한 가스 스크러버가 설치되고, 이러한 가스 스크러버는 가스유입관이 배기라인에 연결되어 폐가스를 공급받은 후 여러 가지 방식에 의해 폐가스를 세정하게 된다.

이러한 경우, 배기라인은 소정의 길이로 이루어진 복수개의 배관을 연결시켜 구성하게 되며, 배관을 연결하기 위한 방법으로는 플랜지 조립체를 이용한 이음 방식을 주로 사용하게 되고, 이러한 플랜지 조립체를 이용한 이음 방식에 대해서는 종래 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0133501호로 선 출원된 바 있다.

한편, 종래 플랜지 조립체의 구성을 보면 도 1 과 도 2에 도시한 바와 같이 한쪽 배관이 연결되는 제1 플랜지 몸체(10)와 다른 한쪽 배관이 연결되는 제2 플랜지 몸체(20)가 서로 마주하여 접면되되, 그 사이에 센터링(40)이 설치되고, 센터링(40)의 외측둘레를 따라 오링(30)이 감싸져 설치되며, 이러한 상태에서 제1 플랜지 몸체(10)와 제2 플랜지 몸체(20)는 클램프(50)에 의해 서로 고정된다.

그러나 이러한 종래의 구성은 제1 플랜지 몸체(10)의 내측둘레와 센터링(40) 내측둘레의 연결지점 및 센터링(40)의 내측둘레와 제2 플랜지 몸체(20) 내측둘레의 연결지점에서 발생되는 단차(F)로 인하여 제1 플랜지 몸체(10)의 내부에서 제2 플랜지 몸체(20)의 내부로 이동되는 기체의 흐름이 방해를 받게 되고, 이와 같이 단차진 센터링(40) 내측둘레에 공정 부산물인 파우더(powder)가 증착되거나 폐액이 고이는 현상이 발생하게 되면서 진공펌프에 고장이 발생되고, 배관이 막히게 되는 문제점이 있었다.

아울러, 가스가 제1 플랜지 몸체(10)의 내부에서 제2 플랜지 몸체(20)의 내부로 이동될 때, 복수의 지점인 제1 플랜지 몸체(10)와 센터링(30)의 연결지점 및 센터링(30)과 제2 플랜지 몸체(20)의 연결지점을 통해 가스가 누설되는 것을 방지하기 위하여 센터링(40)의 외측둘레에 오링(30)이 설치되는데, 이와 같은 오링(30)이 복수의 연결지점으로부터 가스와 접촉되면 빠르게 경화되어 쉽게 손상될 수 있고, 이와 같이 오링(30)이 손상되면 제1 플랜지 몸체(10)와 제2 플랜지 몸체(20) 사이의 기밀이 충분히 유지되지 못하고 가스가 누출되는 문제점이 있었다.

대한민국 공개특허공보 제10-2012-0133501호

본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 서로 연결되는 플랜지 내측둘레 사이의 단차를 제거하여 플랜지의 내부를 따라 이동하는 가스의 마찰 저항을 방지하고, 파우더의 증착 내지 폐액의 고임 현상을 방지하며, 플랜지 사이에 설치되는 오링의 손상을 방지할 수 있도록 한 배관 연결용 플랜지 조립체를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 위에서 언급한 기술적 과제로 제한될 필요는 없으며, 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 배관 연결용 플랜지 조립체는,

일측에는 배관 끼움부가 형성되고, 타측 내면 하부에는 돌출된 형태의 연장부가 형성되는 중심부가 관통된 환형의 제1 플랜지 몸체와,

일측에 배관 끼움부가 형성되고, 타측 내면 하부가 상기 연장부의 전면과 접면되는 중심부가 관통된 환형의 제2 플랜지 몸체와,

마주하는 상기 제1 플랜지 몸체의 내면과 상기 제2 플랜지 몸체의 내면 사이에 위치하여 상기 연장부에 감싸져 설치되는 오링 및

마주하는 상기 제1 플랜지 몸체와 상기 제2 플랜지 몸체의 상측 외부에 설치되어 상기 제1 플랜지 몸체와 상기 제2 플랜지 몸체를 서로 결합시켜주는 클램프가 포함되어 구성된다.

더 바람직하게 상기 연장부의 외측둘레에는 상기 오링의 내측둘레가 안착될 수 있도록 안착홈이 구비될 수 있다.

더 바람직하게 상기 연장부의 전면에는 단턱진 걸림턱이 형성되고, 상기 제2 플랜지 몸체의 타측 내면에는 상기 걸림턱이 걸려 고정되는 걸림홈이 형성될 수 있다.

더욱 바람직하게 상기 걸림턱과 상기 걸림홈 사이에는 링형 가스켓이 설치될 수 있다.

더 바람직하게 마주하는 상기 제1 플랜지 몸체의 내면과 상기 제2 플랜지 몸체의 내면 사이에 위치하여 상기 오링에 감싸져 설치되는 아웃링이 더 포함될 수 있다.

더욱 바람직하게 상기 아웃링은 양측면이 상기 제1 플랜지 몸체의 내면과 상기 제2 플랜지 몸체의 내면에 각각 접면되고, 내측둘레는 상기 오링의 외측둘레에 접면되며, 외측둘레는 클램프의 내면과 접면될 수 있다.

더욱 바람직하게 상기 아웃링은 금속 또는 고무의 재질로 구성될 수 있다.

이상과 같은 본 발명에 따른 배관 연결용 플랜지 조립체는 다음과 같은 효과를 가진다.

즉, 본 발명은 한쪽 배관이 연결된 제1 플랜지 몸체와 다른 한쪽 배관이 연결된 제2 플랜지 몸체를 서로 연결함에 있어서, 센터링의 사용 없이 직접 연결되도록 구성함에 따라 제1 플랜지 몸체와 제2 플랜지의 몸체 사이의 단차를 제거함으로써, 제1 플랜지 몸체와 제2 플랜지의 몸체를 통과하는 가스의 유속을 일정하게 유지시켜 가스의 유속 저하 및 압력 손실에 따른 전력비의 손실을 방지할 수 있으며, 제1 플랜지 몸체와 제2 플랜지의 몸체의 사이에 파우더가 증착되거나 폐액이 고이는 현상을 방지하여 진공펌프의 고장 및 배기라인의 막힘과 배관의 부식을 방지할 수 있는 효과를 가진다.

또한, 제1 플랜지 몸체와 제2 플랜지의 몸체 사이에 설치되는 오링의 내구성을 향상시켜 오링의 손상에 따른 가스의 누출을 방지하는 효과를 가진다.

아울러, 이와 같이 기재된 본 발명의 효과는 발명자가 인지하는지 여부와 무관하게 기재된 내용의 구성에 의해 당연히 발휘되게 되는 것이므로 상술한 효과는 기재된 내용에 따른 몇 가지 효과일 뿐 발명자가 파악한 또는 실재하는 모든 효과를 기재한 것이라 인정되어서는 안 된다.

또한, 본 발명의 효과는 명세서의 전체적인 기재에 의해서 추가로 파악되어야 할 것이며, 설사 명시적인 문장으로 기재되어 있지 않더라도 기재된 내용이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 명세서를 통해 그러한 효과가 있는 것으로 인정할 수 있는 효과라면 본 명세서에 기재된 효과로 보아야 할 것이다.

도 1은 종래에 사용되고 있는 플랜지 조립체의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 2는 종래에 사용되고 있는 다른 형태인 플랜지 조립체의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 플랜지 조립체의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 플랜지 조립체의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 5의 (a)와 (b)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 플랜지 조립체의 결합 전 상태를 나타낸 분리 사시도와 절결 사시도이다.
도 6의 (a)와 (b)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 플랜지 조립체의 결합 상태를 나타낸 사시도와 절결 사시도이다.
도 7의 (a)와 (b)는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 플랜지 조립체의 결합 전 상태를 나타낸 분리 사시도와 절결 사시도이다.
도 8의 (a)와 (b)는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 플랜지 조립체의 결합 상태를 나타낸 사시도와 절결 사시도이다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 구성 및 작용을 상세히 설명하기로 한다.

이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 내용을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이며, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.

또한, 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 하며, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있고, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 판단되어야 한다.

우선, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배관 연결용 플랜지 조립체는 한쪽 배관이 연결되는 제1 플랜지 몸체와, 다른 한쪽 배관이 연결되는 제2 플랜지 몸체와, 이러한 제1 플랜지 몸체와 제2 플랜지 몸체 사이에 설치되는 오링 및 서로 마주하여 접면되는 제1 플랜지 몸체와 제2 플랜지 몸체를 결합시켜주는 클램프로 구분될 수 있으며, 이하 각 구성요소를 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 제1 플랜지 몸체(100)는,

배관에 연결될 수 있도록 중심부가 관통된 환형으로 구성되되,

일측에는 한쪽 배관의 단부가 끼워져 연결될 수 있도록 일체 형태의 배관 끼움부(120)가 돌출 형성되고, 타측에는 내면 하부에 바깥쪽을 향하여 돌출되는 연장부(110)가 형성된다.

그리고 제2 플랜지 몸체(200)는,

전술한 제1 플랜지 몸체(100)와 접면된 상태에서 후술되는 클램프(500)에 의해 서로 결합된다.

제2 플랜지 몸체(200) 또한 배관에 연결될 수 있도록 중심부가 관통된 환형으로 구성되며, 일측에는 다른 한쪽 배관의 단부가 끼워져 연결될 수 있도록 일체 형태의 배관 끼움부(220)가 돌출 형성된다.

따라서, 제1 플랜지 몸체(100)와 제2 플랜지 몸체(200)가 마주하여 서로 접면되면 제1 플랜지 몸체(100)에 형성된 연장부(110)의 전면과 제2 플랜지 몸체(200) 내면의 하측이 서로 접면하게 되며, 제1 플랜지 몸체(100)의 상측 내면과 제2 플랜지 몸체(200)의 상측 내면은 서로 이격된 상태를 유지하게 된다.

오링(300)은,

앞서 설명한 제1 플랜지 몸체(100)의 상측 내면과 제2 플랜지 몸체(200)의 상측 내면의 이격된 틈새에 설치되어 서로 연결되는 제1 플랜지 몸체(100)와 제2 플랜지 몸체(200) 사이의 기밀을 유지시켜준다.

오링(300)은 링 형상으로 구성될 수 있으며, 탄성력을 가지는 고무재질로 구성될 수 있고, 제1 플랜지 몸체(100)와 제2 플랜지 몸체(200)의 이격된 틈새에 설치될 때 제1 플랜지 몸체(100)의 연장부(110)에 감싸져 설치되면서 연장부(110)의 외측둘레와 오링(300)의 내측둘레가 서로 접면될 수 있다.

따라서, 연장부(110)의 외측둘레인 상면에는 오링(300)이 내측둘레가 안착될 수 있도록 안착홈(111)이 구비될 수 있다.

이러한 안착홈(111)은 오링(300)의 내측둘레가 끼워져 안착될 수 있도록 내부를 향해 함몰되는 형태로 구성될 수 있으며, 예를 들어 오링(300)이 링형으로 구성되는 경우, 안착홈(111)은 오링(300)의 내측둘레 일부분이 정확하게 끼워져 안착될 수 있도록 반원형으로 구성될 수 있다.

아울러, 제1 플랜지 몸체(100)의 연장부(110)에는 전면 아래쪽에 단턱진 걸림턱(112)을 돌출 형성하고, 제2 플랜지 몸체(200)의 내면에는 이러한 걸림턱(112)이 걸려 고정될 수 있도록 걸림홈(210)이 형성됨으로써, 제1 플랜지 몸체(100)와 제2 플랜지 몸체(200)가 후술되는 클램프(500)로 결합되기 전에 서로 접면된 상태를 견고하게 유지할 수 있으며, 기밀을 유지하는데도 도움이 될 수 있다.

한편, 걸림턱(112)의 전면과 걸림홈(210)의 내면 사이에 링형 가스켓(도면중 미도시)이 더 설치될 수 있으며, 이와 같이 링형 가스켓이 걸림턱(112)과 걸림홈(210)의 사이에 설치되면 제1 플랜지 몸체(100)와 제2 플랜지 몸체(200) 사이의 기밀을 더욱 견고하게 유지시켜줄 수 있다.

또한, 마주하는 제1 플랜지 몸체(100)의 내면과 상기 제2 플랜지 몸체(200)의 내면 사이에는 앞서 설명한 오링(300)이 감싸지도록 아웃링(400)이 설치될 수 있으며, 이러한 아웃링(400)은 양측면이 제1 플랜지 몸체(100)의 내면 및 제2 플랜지 몸체(200)의 내면과 각각 접면되고, 내측둘레는 오링(300)의 외측둘레와 접면되며, 외측둘레는 후술되는 클램프(500)의 내면과 접면되면서 오링(300)과 함께 아웃링(400)을 통해 제1 플랜지 몸체(100)와 제2 플랜지 몸체(200) 사이의 기밀을 더욱 견고하게 유지시킬 수 있다.

여기서, 아웃링(400)은 금속 재질 내지 탄성력을 가지는 고무 재질로 구성될 수 있으며, 형상은 링형은 물론 기밀을 유지할 수 있는 다양한 형상으로 변경될 수 있다.

클램프(500)는,

제1 플랜지 몸체(100)와 제2 플랜지 몸체(200)의 상측 외부에 설치되어 제1 플랜지 몸체(100)와 제2 플랜지 몸체(200)를 서로 결합시켜준다.

이상과 같은 본 발명은 한쪽 배관과 연결되는 제1 플랜지 몸체(100) 및 다른 한쪽 배관과 연결되는 제2 플랜지 몸체(200)를 서로 연결시켜 클램프(500)로 고정시킴에 있어서, 제1 플랜지 몸체(100)와 제2 플랜지 몸체(200) 사이에 오링(300)을 설치하기 위해 기존 센터링(40)과 같은 부품을 사용할 필요 없이 제1 플랜지 몸체(100)에 제2 플랜지 몸체(200)를 직접 연결하면 되며, 제1 플랜지 몸체(100)의 연장부(110)와 제2 플랜지 몸체(200)의 내면이 직접 접면하게 되면서 연장부(110)를 통해 오링(300)이 설치될 수 있는 것이다.

따라서, 제1 플랜지 몸체(100)의 내측둘레와 제2 플랜지 몸체(200)의 내측둘레가 직접 연결되면서 단차가 발생되지 않아 제1 플랜지 몸체(100)를 거쳐 제2 플랜지 몸체(200)를 지나가게 되는 가스는 별다른 저항 없이 안정된 압력으로 이동될 수 있으며, 단차의 발생으로 인한 파우더의 증착이나 폐액이 고임 현상 또한 미연에 방지할 수 있게 된다.

또한, 제1 플랜지 몸체(100)를 거쳐 제2 플랜지 몸체(200)를 지나가게 되는 가스의 누출을 방지해주는 오링(300)의 경우, 가스와의 접촉 정도가 걸림턱(112)과 걸림홈(210)에 의해 최소화될 수 있고, 가스와의 접촉되는 지점 또한 종래와 같이 복수의 지점이 아닌 하나의 지점으로 축소됨에 따라 그만큼 오링(300)의 경화속도를 늦추어 오링(300)의 내구성 향상 및 배관 연결부위의 기밀을 오랜 시간 유지시킬 수 있는 것이다.

이상과 같이 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관한 설명을 하였으나, 기재된 내용의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 기재된 내용의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해질 필요는 없으며, 후술되는 청구범위 뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

100 : 제1 플랜지 몸체 110 : 연장부
111 : 안착홈 112 : 걸림턱
120, 220 : 배관 끼움부 200 : 제2 플랜지 몸체
300 : 오링 400 : 아웃링
500 : 클램프

Claims (7)

1. 일측에 배관 끼움부(120)가 형성되고, 타측 내면 하부에 돌출된 형태의 연장부(110)가 형성되는 환형의 제1 플랜지 몸체(100);
   일측에 배관 끼움부(220)가 형성되고, 타측 내면 하부가 상기 연장부(110)의 전면과 접면되는 환형의 제2 플랜지 몸체(200);
   마주하는 상기 제1 플랜지 몸체(100)의 내면과 상기 제2 플랜지 몸체(200)의 내면 사이에 위치하여 상기 연장부(110)에 감싸져 설치되는 오링(300); 및
   마주하는 상기 제1 플랜지 몸체(100)와 상기 제2 플랜지 몸체(200)의 상측 외부에 설치되어 상기 제1 플랜지 몸체(100)와 상기 제2 플랜지 몸체(200)를 서로 결합시켜주는 클램프(500);
   가 포함되는 것을 특징으로 하는 배관 연결용 플랜지 조립체.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 연장부(110)의 외측둘레에는 상기 오링(300)의 내측둘레가 안착될 수 있도록 안착홈(111)이 구비된 것을 특징으로 하는 배관 연결용 플랜지 조립체.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 연장부(110)의 전면에는 단턱진 걸림턱(112)이 형성되고, 상기 제2 플랜지 몸체(200)의 타측 내면에는 상기 걸림턱(112)이 걸려 고정되는 걸림홈(210)이 형성된 것을 특징으로 하는 배관 연결용 플랜지 조립체.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 걸림턱(112)과 상기 걸림홈(210) 사이에는 링형 가스켓이 설치되는 것을 특징으로 하는 배관 연결용 플랜지 조립체.
5. 청구항 1에 있어서,
   마주하는 상기 제1 플랜지 몸체(100)의 내면과 상기 제2 플랜지 몸체(200)의 내면 사이에 위치하여 상기 오링(300)에 감싸져 설치되는 아웃링(400)이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 배관 연결용 플랜지 조립체.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 아웃링(400)은,
   양측면이 상기 제1 플랜지 몸체(100)의 내면과 상기 제2 플랜지 몸체(200)의 내면에 각각 접면되고, 내측둘레는 상기 오링(300)의 외측둘레에 접면되며, 외측둘레는 상기 클램프(500)의 내면과 접면되는 것을 특징으로 하는 배관 연결용 플랜지 조립체.
7. 청구항 5에 있어서,
   상기 아웃링(400)은 금속 또는 고무의 재질로 구성되는 것을 특징으로 하는 배관 연결용 플랜지 조립체.

Images