KR200477221Y1 - 신축특성이 향상된 신축조인트 - Google Patents

Abstract

본 고안은 신축특성이 향상된 신축조인트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 신축관의 표면으로 이물질의 유입을 차단하여 신축관의 원활한 이동성을 확보함으로써, 내구성, 안전성 및 품질이 향상되도록 한 신축특성이 향상된 신축조인트에 관한 것이다.
본 고안에 따른 신축특성이 향상된 신축조인트는 신축조인트에 있어서, 내부관, 이 내부관의 일단부 또는 양단부에 설치되고 패킹의 삽입을 위한 패킹홈이 형성되는 패킹하우징, 상기 패킹하우징에 형성되는 패킹실린더, 상기 내부관의 일단부 또는 양단부에 내부로 슬라이딩 가능하게 삽입되는 신축관, 상기 내부관의 외부에 배치되는 외부관을 포함하고, 상기 신축관의 습동부 외부에 위치하도록 일단이 상기 패킹하우징에 결합되고 타단이 상기 신축관의 습동부 말단에 위치하도록 형성된 신축관보호슬리브; 상기 신축관보호슬리브의 타단과 접속되는 제1 슬리브고정부재; 및 상기 신축관보호슬리브의 타단과 상기 제1 슬리브고정부재의 연결부위에 개재되는 제1 단열부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 의하면, 패킹하우징에 신축관의 습동부를 감싸서 보호하는 신축관보호슬리브가 설치되어 있으므로 습동부의 표면에 불순물이나 이물질의 부착이 방지된다. 이로 인해 신축관의 미끄럼 이동이 원활하게 수행되므로 단열이중관의 내관 열변형에 따른 신축작용을 효과적으로 수행할 수 있어서 단열이중관의 안전성 및 내구성을 향상시킬 수 있다.
그리고, 제1 및 제2 슬리브고정부재 사이에 개재된 단열부재에 의해 열전도가 차단되고, 제1 및 제2 단열부고정부재 사이에 개재된 보조 단열부재에 의해 서로 고정되어 열전도가 차단됨에 따라 외부관으로의 열전달이 방지되므로 신축조인트 부위의 열손실을 줄일 수 있어서 열효율을 향상시킬 수 있고, 단열층 내부, 외부관 표면 등의 부위에 응축수가 생성되지 않아 부식이 발생되지 않은 장점이 있다.

Description

신축특성이 향상된 신축조인트{EXPANSION JOINT WITH IMPROVED EXPANSION FUNCTION}

본 고안은 신축특성이 향상된 신축조인트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 신축관의 표면으로 이물질의 유입을 차단하여 신축관의 원활한 이동성을 확보함으로써, 내구성, 안전성 및 품질이 향상되도록 한 신축특성이 향상된 신축조인트에 관한 것이다.

일반적으로, 열병합발전소, 에너지통합관리시설 등의 시설로부터 생산된 온수나 스팀은 배관을 통해 사용처로 공급되도록 되어 있다.

그리고, 고온의 유체가 이송되는 배관은 이송 중의 에너지 손실을 최소화하기 위해 단열이중관을 통해 공급되도록 되어 있고, 이 단열이중관은 유체가 유동되는 내관과, 이 내관의 외부에 이격 배치되는 외관으로 구성된다.

또한, 단열이중관은 지중 혹은 교각 등을 따라 시공된 경우 고온의 열기에 의한 팽창과 지반의 침하 등에 의해 변형력을 받게 되므로 이를 흡수, 완화하기 위해 신축조인트가 관경 등의 여러 조건에 따라 일정한 거리를 두고 설치되어 있다.

예컨대 신축조인트는 도1에 도시된 바와 같이 대한민국 등록특허 등록번호 제10-0834849호로 등록된 것이 사용되고 있다.

상기한 등록특허 제10-0834849호는 도1에 도시된 바와 같이 배관(100)의 일단부에 용접 고정되며, 그 외측으로 수직 설치되고, 내부에 플런저(112)로서 패킹물질(120)의 주입이 이루어지도록 하며, 저부는 소정의 패킹공간(113)을 형성하는 스터핑박스(110)와, 상기 배관(100)과 배관(100)사이의 조인트부를 이루는 스터핑박스(110)의 패킹공간(113)에서 배관(100)보다 작은 직경으로 슬립가능하게 관착된 슬립관(130)과, 상기 패킹공간(112)내에 상기 슬립관과 배관사이의 틈새를 차단하기 위하여 상기 패킹공간(113)과 슬립관(130) 사이에 위치하는 제 1패킹물질(122), 이 제 1패킹물질(122)위에서 패킹실린더(111)의 플런저(112)로서 적층하여 가압되는 제2패킹물질(124)로 이루어진 패킹물질(120)을 포함한다.

전술한 등록특허 제10-0834849호에 개시된 신축조인트는 단열이중관의 내관과 결합된 슬립관(130)이 스터핑박스(110)의 내부로 이동되면서 신축작용을 수행하지만, 슬립관(130)이 외부로 노출되어 있으므로 습동부의 표면에 토사 등과 같은 이물질이 쌓이거나 부착된다. 이에 따라 슬립관(130)의 이동시에 이물질에 의한 간섭이나 마찰력으로 인해 원활한 이동이 불가능한 단점이 있고, 이물질이 스터핑박스(110)의 내부로 유입될 경우 기밀이 파괴되어 신축조인트가 제기능을 수행할 수 없어서 유체의 누설이 발생되고, 패킹물질(120)의 손상을 유발하여 신축조인트의 내구성을 저하시키는 요인으로 작용하고 있다.

그리고, 대한민국 등록특허 등록번호 제10-0841563호에는 상기한 등록특허 제10-0834849호에 따른 신축조인트의 문제점을 어느 정도 해결할 수 있도록 구성된 매립형 단열이중관의 신축 조인트장치가 개시되어 있다.

등록특허 제10-0841563호는 도2에 도시된 바와 같이 외관(100); 상기 외관(100)의 내측에 고정되는 고정관(120); 상기 고정관(120)의 내측으로 슬라이드 안내되는 내관(110); 상기 외관(100)과 고정관(120)의 사이를 수직 연결하는 구획벽(130); 상기 구획벽(130)과의 사이에 제2공간(b)을 형성하도록 소정 간격을 두고 외관(100)과 내관(110) 사이를 차단함과 동시에 신축되게 연결된 신축부재(150); 및 상기 제2공간(b)의 외관(100)에 설치되는 누설유체 배출구(160)를 포함하여 상기 구획벽(130)과, 신축부재(150) 사이에 형성된 제2공간(b)을 통하여 내관(110) 이동시 발생되는 누설유체를 배출 가능하게 되어 있다.

전술한 바와 같은 상기한 등록특허 제10-0841563호는 내관(110)의 연장부(112)를 감싸는 신축부재(150)가 구비되어 있으므로 연장부(112)에 이물질이 부착되는 문제점을 어느 정도 줄일 수 있지만 이하와 같은 다양한 문제점을 가지고 있다.

상기한 종래 신축조인트장치는 신축부재(150)의 일단이 외관(100) 내측에 형성된 상부연결부재(151)와 연결되고, 타단이 내관(110) 외측에 형성된 하부연결부재(152)와 용접으로 연결되어 있으므로 내관(110)의 열기가 외관(100)으로 그대로 전달됨에 따라 열손실이 발생되어 스팀의 품질이 저하되는 단점이 있다. 특히, 스팀을 공급하는 단열이중관은 통상 수 킬로미터 이상의 긴 길이로 매설되고 수많은 신축조인트에 의해 연결되므로 이러한 신축조인트 부위의 열손실은 에너지의 낭비가 막대하여 열효율을 심각하게 저해하고 있는 실정에 있다.

그리고, 전술한 종래 신축조인트장치는 내관(110)의 열기가 외관(100)으로 전달되면서 온도차이로 인해 제1공간(a)에 채워진 단열재 내부와 외관(100) 표면 등의 부위에 응축수가 생성되어 부식을 초래하게 되므로 내구성을 저하시키는 문제점이 있다. 특히, 온도차로 발생된 응축수가 연결부위나 각종 패킹 부위로 유입되어 패킹의 슬립, 비정상 마모, 부식 등을 야기시켜 기밀불량을 초래하므로 스팀의 유출과 같은 심각한 안전사고를 발생시키게 된다.

또한, 상기한 종래 신축조인트장치는 신축부재(150)에 열기가 전달됨에 따라 신축부재 자체가 열기에 의해 팽창되거나 수축되는 신축작용이 반복 수행되므로 장기간 사용시에 균열이 발생되고, 신축부재(150)의 신축과정에서 제1공간(a)에 채워진 단열재와 마찰되므로 신축부재(150)의 마모가 발생되고 단열재를 손상시키는 등 전체적인 내구성 저하를 초래하는 문제점이 있다.

아울러, 상기한 종래 신축조인트장치의 신축부재(150)는 제조가 어렵고 제작비용이 고가인 벨로우즈 구조이므로 제조비용의 상승을 초래하는 단점이 있다.

특히, 상기한 종래 신축조인트장치의 신축부재(150)는 내관(110)의 연장부(112)를 감싸서 보호하므로 이물질의 유입은 방지할 수 있지만 연장부(112)의 표면에 발생되는 녹이나 고착된 이물질의 제거는 불가능하므로 연장부(112)의 원활한 이동성을 안정적으로 확보할 수 없고 패킹부(140) 내부로 유입되는 이물질을 완벽하게 차단할 수 없는 한계점이 있다.

본 고안은 상기 내용에 착안하여 제안된 것으로, 신축관의 표면으로 이물질의 유입을 차단하여 신축관의 원활한 이동성을 확보함으로써, 내구성, 안전성 및 품질이 향상되도록 한 신축특성이 향상된 신축조인트를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 고안의 다른 목적은, 내부관 내부로 유동되는 유체의 열기가 외부관으로 전달되지 않도록 함으로써 열손실을 방지하여 열효율을 향상시킬 수 있고, 내구성과 안전성이 향상되도록 한 신축특성이 향상된 신축조인트를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 고안에 따른 신축특성이 향상된 신축조인트는 신축조인트에 있어서, 내부관, 이 내부관의 일단부 또는 양단부에 설치되고 패킹의 삽입을 위한 패킹홈이 형성되는 패킹하우징, 상기 패킹하우징에 형성되는 패킹실린더, 상기 내부관의 일단부 또는 양단부에 내부로 슬라이딩 가능하게 삽입되는 신축관, 상기 내부관의 외부에 배치되는 외부관을 포함하고, 상기 신축관의 습동부 외부에 위치하도록 일단이 상기 패킹하우징에 결합되고 타단이 상기 신축관의 습동부 말단에 위치하도록 형성된 신축관보호슬리브; 상기 신축관보호슬리브의 타단과 접속되는 제1 슬리브고정부재; 및 상기 신축관보호슬리브의 타단과 상기 제1 슬리브고정부재의 연결부위에 개재되는 제1 단열부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 본 고안에 따른 신축특성이 향상된 신축조인트는 상기 신축관보호슬리브의 일단과 접속되도록 상기 패킹하우징에 형성되는 제2 슬리브고정부재; 및 상기 신축관보호슬리브의 일단과 상기 제2 슬리브고정부재의 연결부위에 개재되는 제2 단열부재를 더 구비하고, 상기 제1 슬리브고정부재는 상기 외부관의 내면에 설치되어 있다.

그리고, 상기 신축관보호슬리브는 원통형으로 형성된 슬리브몸체의 양단에 프랜지 형상의 접속부가 형성된 구조로 형성되고, 상기 제1 및 제2 슬리브고정부재는 상기 접속부와 대응하는 형상으로 형성되어 고정볼트에 의해 서로 체결될 수 있다.

또한, 상기 패킹하우징의 자유단의 내주면에 형성되는 보조 패킹홈; 상기 보조 패킹홈에 삽입되어 상기 신축관의 외주면과의 사이에 형성된 보조 패킹부; 상기 패킹하우징의 자유단의 단부에 설치되고 상기 보조 패킹부를 압박, 지지하는 패킹지지부재; 및 상기 패킹지지부재에 가압력을 인가하도록 상기 패킹하우징에 결합되는 고정부재를 포함할 수 있다.

한편, 상기 내부관의 외면에 설치되는 제1 단열부고정부재; 상기 제1 단열부고정부재와 대응하는 상기 외부관의 내면에 설치되는 제2 단열부고정부재; 및 상기 제1 단열부고정부재와 상기 제2 단열부고정부재의 연결부위에 개재되어 고정되는 보조 단열부재를 포함할 수 있다.

특히, 상기 신축관보호슬리브에는 상기 습동부를 향해 돌출되어 상기 습동부의 표면을 닦아내는 표면처리부가 더 구비된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 표면처리부는, 상기 신축관보호슬리브의 내면에 링형 판으로 돌출되는 브러쉬지지부 및 상기 브러쉬지지부에 설치되는 브러쉬를 포함하여 구성될 수 있다.

본 고안에 따른 신축특성이 향상된 신축조인트에 의하면, 패킹하우징에 신축관의 습동부를 감싸서 보호하는 신축관보호슬리브가 설치되어 있으므로 습동부의 표면에 불순물이나 이물질의 부착이 방지된다. 이로 인해 신축관의 미끄럼 이동이 원활하게 수행되므로 단열이중관의 내관 열변형에 따른 신축작용을 효과적으로 수행할 수 있어서 단열이중관의 안전성 및 내구성을 향상시킬 수 있다.

그리고, 본 고안에 따른 신축특성이 향상된 신축조인트에 의하면, 제1 및 제2 슬리브고정부재 사이에 개재된 단열부재에 의해 열전도가 차단되고, 제1 및 제2 단열부고정부재 사이에 개재된 보조 단열부재에 의해 서로 고정되어 열전도가 차단됨에 따라 외부관으로의 열전달이 방지되므로 신축조인트 부위의 열손실을 줄일 수 있어서 열효율을 향상시킬 수 있고, 단열층 내부, 외부관 표면 등의 부위에 응축수가 생성되지 않아 부식이 발생되지 않은 장점이 있다.

또한, 본 고안에 따른 신축특성이 향상된 신축조인트에 의하면, 신축관의 자유단 부위의 패킹하우징 부분에 마련된 패킹부에 의해 내부관으로 유동되는 유체의 누설을 1차적으로 차단하고, 패킹하우징의 자유단 부분에 마련된 보조 패킹홈에 삽입, 배치된 보조 패킹부에 의해 누설이 2차적으로 차단되어 다단으로 기밀을 유지하게 되므로 기밀특성이 현저히 향상되는 효과가 있다.

도1 및 도2는 종래 신축조인트를 설명하기 위한 도면,
도3은 본 고안의 제1 실시예에 따른 신축특성이 향상된 신축조인트를 나타내는 사시도,
도4는 본 고안의 제1 실시예에 따른 신축특성이 향상된 신축조인트의 요부를 확대하여 나타낸 단면도,
도5는 본 고안의 제1 실시예에 따른 신축특성이 향상된 신축조인트의 제1 변형예를 나타낸 단면도,
도6은 본 고안의 제1 실시예에 따른 신축특성이 향상된 신축조인트의 제1 변형예를 설명하기 위한 요부의 부분절개 사시도,
도7은 본 고안의 제2 실시예에 따른 신축특성이 향상된 신축조인트의 전체적인 구조를 나타낸 단면도이다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 도3 내지 도7에 의거하여 상세히 설명하고, 도3 내지 도7에 있어서 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조번호를 부여한다. 한편 각 도면에서 일반적인 기술로부터 이 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성과 그에 대한 작용 및 효과에 대한 도시 및 상세한 설명은 간략히 하거나 생략하고 본 고안과 관련된 부분들을 중심으로 도시하였다.

도3은 본 고안의 제1 실시예에 따른 신축특성이 향상된 신축조인트를 나타내는 사시도, 도4는 본 고안의 제1 실시예에 따른 신축특성이 향상된 신축조인트의 요부를 확대하여 나타낸 단면도이다.

도3을 참조하면, 본 고안의 제1 실시예에 따른 신축특성이 향상된 신축조인트는 내부관(1), 외부관(2), 패킹하우징(3), 패킹실린더(4), 및 신축관(5)을 구비하되, 신축관보호슬리브(71), 제1 슬리브고정부재(72), 제2 슬리브고정부재(73), 단열부재(74) 및 고정볼트(75)가 더 구비되어 신축관의 표면으로 이물질의 유입을 차단함으로써 신축관이 원활하게 이동 되도록 구성한 점에 특징이 있다.

신축관보호슬리브(71)는 신축관(5)의 습동부(51) 외부에 위치하도록 일단이 패킹하우징(3)에 결합되고 타단이 신축관(5)의 습동부 말단에 위치하도록 형성된 것으로, 원통형으로 형성된 슬리브몸체(712)의 양단에 프랜지 형상의 접속부(711)가 형성되어 있다. 그리고 접속부(711)에는 고정볼트(75)의 체결을 위한 제1 볼트체결공(711a)이 관통되어 있다.

제1 슬리브고정부재(72)는 신축관보호슬리브(71)의 타단과 접속되도록 외부관(2)의 내면에 설치되는 부재로서, 중심부에 중공홀이 관통된 원판형 몸체(721)의 외주면이 외부관(2)의 내면에 용접방식으로 결합되고 내주면은 신축관(5)에 근접되게 배치된다. 그리고 원판형 몸체(721)에는 신축관보호슬리브(71)의 접속부(711)와 체결되도록 제1 볼트체결공(711a)과 대응되게 제2 볼트체결공(722)이 형성되어 있다.

제2 슬리브고정부재(73)는 신축관보호슬리브(71)의 일단과 접속되도록 패킹하우징(3)에 형성되는 부재로서 중공홀이 관통된 원판형 몸체(731)의 내주면이 패킹하우징(3)의 내주면에 용접방식으로 결합된다. 그리고, 원판형 몸체(731)에는 신축관보호슬리브(71)의 접속부(711)와 체결되도록 제1 볼트체결공(711a)과 대응되게 제3 볼트체결공(732)이 형성되어 있다.

단열부재(74)는 신축관보호슬리브(71)의 일단 및 타단과 제1 및 제2 슬리브고정부재(72,73)의 연결부위에 개재되는 부재로서, 내부관(1)의 열기가 신축관보호슬리브(71)를 경유하여 외부관(2)으로 전달되지 않도록 단열 특성을 갖는 소재에 의해 신축관보호슬리브(71)의 접속부(711)와 유사한 형상으로 형성된다. 그리고, 단열부재(74)는 신축관보호슬리브(71)의 타단과 제1 슬리브고정부재(72)의 연결부위에 개재되는 제1 단열부재(741)와 신축관보호슬리브(71)의 일단과 제2 슬리브고정부재(73)의 연결부위에 개재되는 제2 단열부재(742)로 구성된다.

그리고, 단열부재(74)는 고정볼트(75)에 의해 제1 및 제2 슬리브고정부재(72,73)에 결속된 상태에서 상호간에 열기의 전달을 차단할 수 있는 부재라면 형태나 구조에 특별한 제한은 없으나 본 실시예에서는 제1 및 제2 슬리브고정부재(72,73)와 접속부(711) 사이에 개재되도록 구성되어 있다. 즉, 제1 및 제2 단열부재(741,742)는 대략 프랜지 형상을 갖는 제1 및 제2 슬리브고정부재(72,73)와 접속부(711)의 사이에 개재될 수 있도록 중공부가 형성된 원형링 형상 몸체에 고정볼트의 삽입을 위한 연통공이 형성된 구조로 형성되어 있다. 여기서, 단열부재는 에어로겔, 석면, 테프론 등과 같이 열전도성이 낮은 소재를 시트 형성한 것을 적용할 수 있다.

한편, 내부관(1)은 유체가 유동되는 구성요소로서 외측 단부는 단열이중관(a)의 내관(a1)과 결합되고, 그 내측 단부는 패킹하우징(3)에 결합된다. 그리고, 내부관(1)은 도3에 도시된 바와 같이 신축관(5)이 단일 구조인 단식 조인트일 경우 단열이중관(a)의 내관(a1)에 접속되는 부분의 관경이 레듀싱(감소)되는 형태로 형성되어 있다.

외부관(2)은 내부관(1)의 외면으로부터 이격, 배치되는 중공 파이프 형상의 구성요소로서, 후술되는 실린더보호용 슬리브(8)가 체결되는 슬리브체결공(21)과, 후술되는 누설유체배출관(91)이 삽입되는 배출관설치공(22)이 형성되어 있다. 아울러, 외부관(2)과 내부관(1) 사이에 형성되는 이격공간에는 보온작용을 위해 단열재가 채워져 형성되는 단열층(92)이 구비되어 있다.

패킹하우징(3)은 도3 및 도4에 도시된 바와 같이 내부관(1)과 신축관(5) 사이의 기밀을 유지하기 위해 마련되는 구성요소로서, 내부관(1)의 내측 단부에 용접되어 결합되는 파이프 형상의 하우징몸체(31) 내주면에 기밀을 유지하기 위한 패킹홈(32)이 요입, 형성되어 있다.

패킹홈(32)은 하우징몸체(31)의 내면과 신축관(5)의 외면 사이에 형성되는 틈새를 밀폐시키기 위한 패킹부(33)가 설치되는 홈으로서, 파우더나 입자 형태로 형성된 패킹파우더(331)가 삽입되는 중앙 패킹홈(321)과, 이 중앙 패킹홈(321)의 양쪽으로 링 형상의 링형 패킹(332)이 삽입되는 좌,우 패킹홈(322,323)으로 구성되어 있다. 여기서 링형 패킹(332)은 내열 특성과 기밀성이 우수한 것으로 알려진 흑연입 테프론 섬유 아라미드 섬유 패킹(GFO and aramid fiber packing), 그라파이트 섬유 패킹(Graphite fiber packing) 등을 적용할 수 있다.

패킹실린더(4)는 중앙 패킹홈에 패킹파우더를 주입하기 위해 패킹하우징(3)에 형성되는 구성요소로서, 패킹하우징(3)에 형성되고 주입로를 갖는 실린더몸체(41), 이 실린더몸체(41)에 체결되고 중앙에 주입로를 갖는 주입돌부(42a)가 형성된 실린더연결부재(42), 및 실린더연결부재(42)의 주입로 상부에 체결되는 실린더캡(43)으로 구성되어 있다.

그리고, 패킹실린더(4)는 패킹하우징(3)의 둘레를 따라 복수 개가 일정한 각도로 이격되어 링 구조로 배치되어 있다. 이때, 패킹실린더(4)의 형성 수량은 단열이중관의 내관(a1) 관경이 증가함에 따라 증가하게 되는데, 통상의 관경 사이즈 20 내지 65A일 경우 2개, 80 내지 150A일 경우 3개, 200 내지 250A일 경우 5개, 300 내지 350A일 경우 6개, 400 내지 450A일 경우 8개, 500 내지 1000A일 경우 10개가 원주방향을 따라 등각도로 설치된다.

전술한 패킹실린더(4)는 중앙 패킹홈(321)에 패킹파우더(331)를 충진하거나 보충하고자 할 경우 실린더캡(43)을 해제하고 주입도구(미도시)를 이용하여 패킹파우더를 주입한 후 다시 체결하는 방식으로 주입작업을 간편하게 수행할 수 있는 것으로, 도4에 도시된 구조 외에도 다양한 구조로 형성될 수 있다.

신축관(5)은 내부관(1)의 내부로 슬라이딩 가능하게 삽입되는 구성요소로서, 대략 파이프 형상을 갖는 부재로 형성되고, 패킹하우징(3)을 통해 내부관(1)으로 삽입되는 부분에 슬라이딩 이동시 패킹하우징으로부터 완전 이탈되는 것을 방지하기 위한 이탈방지핀(94)이 돌출, 형성되어 있다.

그리고, 신축관(5)은 그 일단에 접속된 단열이중관(a)의 내관(a1)이 신축될 경우 패킹하우징(3)을 타고 이동되는 습동부(51)가 마련된 것으로 이 습동부(51)의 외부에는 불순물이나 이물질이 유입을 차단하여 원활한 미끄럼 이동을 가능하도록 신축관보호슬리브(71), 제1 슬리브고정부재(72), 제2 슬리브고정부재(73), 단열부재(74) 및 고정볼트(75)로 구성된 습동부 보호를 위한 수단이 마련되어 있다.

한편, 본 고안에 따른 신축특성이 향상된 신축조인트는 내부관(1) 내부로 유동되는 스팀과 같은 유체의 기밀특성 향상을 위해 보조 패킹홈(61), 보조 패킹부(62), 패킹지지부재(63), 및 고정부재(64)가 더 구비되어 있다.

보조 패킹홈(61)은 패킹하우징(3)의 자유단의 내주면에 형성되는 홈 형태의 구성요소로서, 후술되는 바와 같이 중앙 부분에 패킹파우더(621)가 주입되고, 이 패킹파우더(621)가 채워지는 중앙 부분의 내측 및 외측에 복수의 링형 패킹(622)이 삽입되도록 되어 있다.

보조 패킹부(62)는 상기한 보조 패킹홈(61)에 삽입, 배치되어 신축관(5)의 외주면에 밀착 설치되는 구성요소로서 내부관으로 유동되는 유체의 누설을 2차적으로 차단하는 기능을 수행한다.

그리고, 보조 패킹부(62)는 보조 패킹홈(61)의 내측과 외측에 삽입되는 복수의 링형 패킹(622)과, 이 보조 패킹홈(61)의 중앙에 삽입되는 패킹파우더(621)로 구성되어 있다.

패킹지지부재(63)는 패킹하우징(3)의 자유단의 단부에 설치되어 보조 패킹부(62)를 압박, 지지하는 구성요소로서, 보조 패킹부(62)를 효과적으로 가압하여 지지할 수 있다면 특별히 형상에 제한은 없지만 본 실시예에서는 보조 패킹홈(61)으로 삽입되면서 보조 패킹부(62)를 압박하는 원통 형상의 가압부(631)와, 이 가압부(631)에 일체로 상방 돌출되어 패킹하우징의 단부에 걸림되고 후술되는 볼트가 삽입되는 복수의 삽입공(632a)이 등각도로 형성된 링 형상의 고정부(632)로 구성되어 있다.

고정부재(64)는 패킹지지부재(63)가 보조 패킹부(62)를 압박, 지지하도록 가압력을 인가하는 부재로서 볼트로 구성되어 패킹하우징(3)에 결합되도록 되어 있다. 그리고, 패킹하우징(3)에는 볼트의 체결을 위한 체결공(35)이 삽입공(632a)과 대응되게 형성되어 있다.

전술한 패킹홈(32)과 보조 패킹홈(61) 사이에는 보조 패킹부(62)로부터 누설이 발생될 경우 이를 배기하기 위한 수단으로서, 패킹하우징(3)에 천공, 형성되는 누설유체배기공(36)과 이 누설유체배기공(36)에 결합되는 누설유체배출관(91)이 구성되어 있다. 누설유체배출관(91)은 누설유체배기공(36)의 형성 부위에 마련되는 관접속부(37)에 결합되는 파이프 형상의 부재로 구성된 것으로 시공시 그 상단부가 지면의 외부로 노출되게 설치된다.

한편, 본 고안의 제1 실시예에 따른 신축특성이 향상된 신축조인트는 도3의 확대부에 도시된 바와 같이 내부관(1)을 안정적으로 지지하면서도 내부관의 열기가 외부관(2)으로 전달되지 않도록 하기 위해 내부관(1)의 외면에 설치되는 제1 단열부고정부재(77), 이 제1 단열부고정부재(77)와 대응하는 외부관(2)의 내면에 설치되는 제2 단열부고정부재(78), 및 제1 단열부고정부재(77)와 제2 단열부고정부재(78)의 연결부위에 개재되어 내부관(1)의 열기가 외부로 전달되지 않도록 하는 보조 단열부재(79)가 구비되어 있다. 이때, 제1 및 제2 단열부고정부재와 그 사이에 개재된 보조단열부재(79)는 고정볼트(75)에 의해 고정되어 있다.

아울러, 본 고안의 제1 실시예에 따른 신축특성이 향상된 신축조인트는 패킹실린더(4)를 감싸도록 배치되는 실린더보호용 슬리브(8)를 구비하되, 실린더보호용 슬리브(8)는 내부관(1)의 열기가 외부관(2)으로 전달되지 않도록 패킹하우징(3)에 일체로 결합되지 않고 이격되게 설치된다.

보다 구체적으로 설명하면, 실린더보호용 슬리브(8)는 도4에 도시된 바와 같이 상측 부분이 외부관(2)에 체결되고, 하측 부분은 패킹하우징(3)에 접촉되지 않도록 자유단으로 구성되어 있다.

그리고, 실린더보호용 슬리브(8)는 패킹실린더(3)의 상부 둘레 부분에 위치하도록 배치되어 외부관(2)의 체결공(21)에 용접 또는 체결되는 파이프 형상의 슬리브몸체(81), 이 슬리브몸체(81)의 상부에 체결되고 공구의 삽입을 위한 공구홈(82a)이 형성된 슬리브커버(82)로 구성되어 있다. 이때, 슬리브커버(82)는 슬리브몸체(81)와 일체로 형성될 수도 있지만, 도4에 도시된 바와 같이 독립적으로 구성되어 슬리브몸체(81)에 형성된 체결공에 체결되도록 구성되는 것이 바람직하다.

한편, 도3의 미설명부호 96은 하우징몸체(31)의 내주면 단부에 설치되는 슬립가이드(33)로서 신축관(5)이 동심도를 유지하면서 안정적으로 지지되도록 되어 있다.

이하 본 고안의 제1 실시예에 따른 신축특성이 향상된 신축조인트의 작용을 간략하게 설명한다.

전술한 바와 같은 본 고안의 제1 실시예에 따른 신축특성이 향상된 신축조인트의 조립과정을 간략하게 살펴보면, 먼저 내부관(1), 외부관(2), 패킹홈(32)에 링형 패킹(332)을 삽입한 패킹하우징(3), 패킹실린더(4), 및 신축관(5), 제1 슬리브고정부재와 신축관보호슬리브(71)를 차례로 조립하고, 패킹실린더(4)를 통해 패킹홈(32)에 패킹파우더(331)을 주입한 다음 보조 패킹홈(61)에 링형 패킹(622), 패킹파우더(621), 및 링형 패킹(622)을 순차적으로 삽입한다. 그리고 고정부재(64)를 체결하여 패킹지지부재(63)를 내측으로 이동시키게 되면 가압부(631)가 링형 패킹(622), 패킹파우더(621), 및 링형 패킹(622)을 가압하여 압박하게 되면서 견고하게 보조 패킹부(62)가 형성된다.

이와 같이 조립된 신축특성이 향상된 신축조인트를 지반(d) 내부에 매립한 단열이중관(a)과 접속한다. 즉, 신축조인트의 내부관(1)과 신축관(5)을 단열이중관의 내관(a1)에 용접하여 접속하고, 외부관(2)을 단열이중관의 외관(a2)에 용접하여 접속한다. 이후 스팀의 공급장치로부터 단열이중관(a)을 통해 공급개소로 스팀을 이송하게 되면 스팀의 열기에 의해 단열이중관의 내관(a1)이 길이방향으로 팽창되고 이에 접속된 신축관(5)이 패킹하우징(3)에 안내되어 슬라이딩 이동하게 된다.

이때, 신축관(5)의 습동부(51) 외부에 위치하도록 신축관보호슬리브(71)가 설치되어 있으므로 습동부(51)의 표면에 불순물이나 이물질의 부착이 방지된다. 이로 인해 신축관(5)이 효과적으로 미끄럼 이동되므로 단열이중관(a)의 내관 열변형에 따른 신축작용이 안정적으로 이루어지게 되어 단열이중관의 안전성 및 내구성을 향상시킬 수 있다.

또한, 제1 및 제2 슬리브고정부재(72,73) 사이에 개재된 단열부재(74)에 의해 열전도가 차단되고, 제1 및 제2 단열부고정부재(77,78) 사이에 개재된 보조 단열부재(79)에 의해 열전도가 차단되므로 외부관(2)으로의 열전달이 방지되게 된다. 이로 인해 신축조인트 부위의 열손실로 인한 막대한 에너지의 낭비가 방지되므로 열효율이 향상되고 에너지 비용을 절감할 수 있다. 또한, 내부관(1)의 열기가 외부관(2)으로 전달되지 않으므로 단열층(92) 내부, 외부관(2) 표면 등의 부위에 응축수가 생성되지 않아 부식이 발생되지 않은 장점이 있다.

한편, 본 고안에 따른 신축특성이 향상된 신축조인트는 신축관(5)의 자유단 부분과 대응하는 패킹하우징(3) 부분은 패킹홈(32)에 삽입, 배치되어 있는 패킹부(33)의 패킹파우더(331)와 링형 패킹(332)에 의해 기밀적으로 접촉되어 있으므로 내부관(1)으로 유동되는 유체의 누설을 1차적으로 차단하는 기능이 수행된다.

그리고, 설사 패킹홈(32)을 통해 1차 누설이 발생되더라도 보조 패킹홈(62)에 삽입, 배치된 패킹파우더(621), 링형 패킹(622)에 의해 스팀의 누설이 2차적으로 방지되면서 패킹홈(32)과 보조 패킹홈(61) 사이의 누설유체공간부(c)에 체류하게 된다. 이와 같이 누설유체공간부(c)에 체류하는 누설 유체는 누설유체배출관(91)를 통해 외부로 배출된다.

이에 따라 본 고안에 따른 신축특성이 향상된 신축조인트는 패킹부(33)와 보조 패킹부(62)에 의해 다단으로 기밀을 유지하게 되므로 기밀특성이 현저히 향상되는 장점이 있다.

도5는 본 고안의 제1 실시예에 따른 신축특성이 향상된 신축조인트의 제1 변형예를 나타낸 단면도, 도6은 본 고안의 제1 실시예에 따른 신축특성이 향상된 신축조인트의 제1 변형예를 설명하기 위한 요부의 부분절개 사시도이다.

도5 및 도6을 참조하면, 제1 변형예에 따른 신축특성이 향상된 신축조인트는 내부관(1), 외부관(2), 패킹하우징(3), 패킹실린더(4), 및 신축관(5), 신축관보호슬리브(71), 제1 슬리브고정부재(72), 제2 슬리브고정부재(73), 단열부재(74) 및 고정볼트(75)를 구비하되, 신축관보호슬리브(71)에는 습동부(51)를 향해 돌출되어 습동부(51)의 표면을 닦아내는 표면처리부(76)가 더 구비되어 있다.

표면처리부(76)는 습동부(51)의 청결을 유지할 수 있도록 표면을 닦아내거나 마찰력을 작용할 수 있다면 특별히 형태나 구조에 제한은 없지만, 본 실시예에서는 신축관보호슬리브(71)의 내면에 링형 판으로 돌출되는 브러쉬지지부(761)와, 이 브러쉬지지부(761)에 설치되는 브러쉬(762)로 구성되어 있다.

이때, 브러쉬(762)는 내열성을 갖는 합성수지재로 형성된 다수 가닥의 모가 설치되거나, 미세 금속선으로 형성된 다수 가닥의 모가 설치될 수 있다. 이때, 모에 방청유나 그리스유와 같은 오일을 도포하여 습동부(51)가 보다 원활하게 이동되도록 구현할 수 있다.

전술한 바와 같은 본 고안의 제1 변형예에 따른 신축특성이 향상된 신축조인트는 신축관보호슬리브(71)에 습동부(51)를 향해 돌출되게 표면처리부(76)가 추가로 구성됨에 따라 신축관보호슬리브(71)에 의한 이물질 유입방지작용 외에 습동부(51)의 표면에 형성되는 녹이나 고착된 이물질을 닦아낼 수 있으므로 습동부(51)를 보다 청결하게 유지할 수 있다. 이로 인해 신축관(5)의 신축작용이 보다 효과적으로 수행되므로 단열이중관과 신축조인트의 안전성 및 내구성을 더욱 향상시킬 수 있다.

첨부도면, 도7은 본 고안의 제2 실시예에 따른 신축특성이 향상된 신축조인트의 전체적인 구조를 나타낸 단면도이다. 이하, 도7을 참조하여 제2 실시예를 설명하되, 전술한 제1 실시예와 동일, 유사한 구성요소에 대해서는 동일부호를 부여하고, 동일, 유사한 구성요소 및 작용효과에 대한 구체적인 설명을 생략한다.

본 고안의 제2 실시예에 따른 신축특성이 향상된 신축조인트는 전술한 제1 실시예와 유사한 구조로 형성된 내부관(1), 외부관(2), 패킹하우징(3), 패킹실린더(4), 및 신축관(5), 신축관보호슬리브(71), 제1 슬리브고정부재(72), 제2 슬리브고정부재(73), 단열부재(74) 및 고정볼트(75)가 구성되되 도7에 도시된 바와 같이 상기한 신축관보호슬리브(71), 제1 슬리브고정부재(72), 제2 슬리브고정부재(73), 단열부재(74) 및 고정볼트(75)가 내부관(1)의 양쪽 단부에 대칭되게 구성되어 있다.

즉, 내부관(1)의 일측 및 타측에 접속된 신축관(5)의 습동부(51) 외부에 위치하도록 신축관보호슬리브(71)가 각각 설치되어 있으므로 습동부(51)의 표면에 불순물이나 이물질의 부착이 방지된다.

그리고, 내부관(1)의 일측 및 타측에 접속된 패킹하우징(3)에는 보조 패킹홈(61), 보조 패킹부(62), 패킹지지부재(63), 및 고정부재(64)가 구성되어 있어서 양쪽에서 유체의 2차적인 누출을 차단하게 된다.

또한, 본 고안의 제2 실시예에 따른 신축특성이 향상된 신축조인트는 신축관(5)이 내부관(1)의 양쪽에 배치되는 복식 조인트 구조라는 점이 전술한 제1 실시예와의 주요한 차이점으로서, 내부관(1)은 양쪽이 대칭 구조인 파이프 형상으로 구성되고, 신축관(5)의 슬라이딩 이동시에 패킹하우징(3)과의 틈새로 누설되는 유체가 채워지는 누설유체공간부(c)가 양쪽에 형성되며, 이 양쪽 누설유체공간부(c)의 누설 유체의 배기를 위한 연결라인(95)이 더 구비되어 외부관(2)에 설치되어 외부와 연통되는 단일 구조의 누설유체배출관(91)과 연결되도록 되어 있다.

이상에서 설명한 것은 본 고안에 따른 신축특성이 향상된 신축조인트를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 고안은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 고안의 요지를 벗어나지 않은 범위 내에서 당해 고안이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 고안의 기술적 사상이 있다고 할 것이다.

상기한 실시예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 고안을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

1:내부관 2:외부관
3:패킹하우징 31:하우징몸체
32:패킹홈 33:패킹부
331,621:패킹파우더 332,622:링형 패킹
4:패킹실린더 5:신축관
61:보조 패킹홈 611:제1 보조패킹홈부
612:제2 보조패킹홈부 613:패킹지지돌부
62:보조 패킹부 63:패킹지지부재
631:가압부 632:고정부
64:고정부재 67:공기배기홀
71:신축관보호슬리브 72:제1 슬리브고정부재
73:제2 슬리브고정부재 74:단열부재
741:제1 단열부재 742:제2 단열부재
75:고정볼트 76:표면처리부
761:브러쉬지지부 762:브러쉬
8:실린더보호용 슬리브 91:누설유체배출관
92:단열층 94:이탈방지핀
95:연결라인

Claims (7)

1. 신축조인트에 있어서,
   내부관, 이 내부관의 일단부 또는 양단부에 설치되고 패킹의 삽입을 위한 패킹홈이 형성되는 패킹하우징, 상기 패킹하우징에 형성되는 패킹실린더, 상기 내부관의 일단부 또는 양단부에 내부로 슬라이딩 가능하게 삽입되는 신축관, 상기 내부관의 외부에 배치되는 외부관을 포함하고,
   상기 신축관의 습동부 외부에 위치하도록 일단이 상기 패킹하우징에 결합되고 타단이 상기 신축관의 습동부 말단에 위치하도록 형성된 신축관보호슬리브;
   상기 신축관보호슬리브의 타단과 접속되는 제1 슬리브고정부재; 및
   상기 신축관보호슬리브의 타단과 상기 제1 슬리브고정부재의 연결부위에 개재되는 제1 단열부재를 포함하되,
   상기 내부관의 외면에 설치되는 제1 단열부고정부재;
   상기 제1 단열부고정부재와 대응하는 상기 외부관의 내면에 설치되는 제2 단열부고정부재; 및
   상기 제1 단열부고정부재와 상기 제2 단열부고정부재의 연결부위에 개재되어 고정되는 보조 단열부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신축특성이 향상된 신축조인트.
2. 제1항에 있어서,
   상기 신축관보호슬리브의 일단과 접속되도록 상기 패킹하우징에 형성되는 제2 슬리브고정부재; 및
   상기 신축관보호슬리브의 일단과 상기 제2 슬리브고정부재의 연결부위에 개재되는 제2 단열부재를 더 구비하고,
   상기 제1 슬리브고정부재는 상기 외부관의 내면에 설치된 것을 특징으로 하는 신축특성이 향상된 신축조인트.
3. 제2항에 있어서,
   상기 신축관보호슬리브는 원통형으로 형성된 슬리브몸체의 양단에 프랜지 형상의 접속부가 형성된 구조로 형성되고,
   상기 제1 및 제2 슬리브고정부재는 상기 접속부와 대응하는 형상으로 형성되어 고정볼트에 의해 서로 체결되는 것을 특징으로 하는 신축특성이 향상된 신축조인트.
4. 제1항에 있어서,
   상기 패킹하우징의 자유단의 내주면에 형성되는 보조 패킹홈;
   상기 보조 패킹홈에 삽입되어 상기 신축관의 외주면과의 사이에 형성된 보조 패킹부;
   상기 패킹하우징의 자유단의 단부에 설치되고 상기 보조 패킹부를 압박, 지지하는 패킹지지부재; 및
   상기 패킹지지부재에 가압력을 인가하도록 상기 패킹하우징에 결합되는 고정부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 신축특성이 향상된 신축조인트.
5. 삭제
6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 신축관보호슬리브에는 상기 습동부를 향해 돌출되어 상기 습동부의 표면을 닦아내는 표면처리부가 더 구비된 것을 특징으로 하는 신축특성이 향상된 신축조인트.
7. 제6항에 있어서,
   상기 표면처리부는,
   상기 신축관보호슬리브의 내면에 링형 판으로 돌출되는 브러쉬지지부 및 상기 브러쉬지지부에 설치되는 브러쉬를 포함하는 것을 특징으로 하는 신축특성이 향상된 신축조인트.

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