KR101970172B1 - 배관용 내진 슬립 조인트 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 배관용 내진 슬립 조인트는 내부로 유체가 통과 가능한 내관; 상기 내관의 외측에 배치되어 상기 내관의 중심축 방향을 따라 선형 이동 가능한 외관; 상기 외관의 단부에 설치되어 상기 외관과 함께 상기 내관의 중심축 방향을 따라 선형 이동 가능하고, 상기 내관의 반경방향으로 상기 내관의 외주면을 탄성적으로 지지하여 상기 외관의 중심축을 상기 내관의 중심축과 일치시키는 제1 완충부; 상기 내관의 외주면에 설치되고, 상기 내관의 반경방향으로 상기 제1 완충부에 지지되는 제1 기밀부재; 상기 외관의 외주면에 설치되어 상기 외관과 상기 제1 완충부 사이를 기밀하는 제2 기밀부재; 및 상기 제1 완충부에 체결되어 상기 제1 완충부를 상기 외관에 고정시키는 체결부;를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 복수개의 완충부를 통하여 내관을 탄성적으로 지지함과 동시에, 내관으로부터 전달되는 진동을 감쇠시킴으로써, 진동이 발생될 경우에도 신속히 외관과 내관의 중심축을 일치시켜 안정적인 유체의 흐름이 가능할 수 있음은 물론, 외관과 내관의 파손을 예방할 수 있으며, 나아가 제품의 성능 및 사용수명을 향상시킬 수 있다.

Description

배관용 내진 슬립 조인트{Earthquake proof slip joint for piping}

본 발명은 배관용 내진 슬립 조인트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 외부 배관을 통해 전달되는 축방향 변위 및 좌우/상하 방향의 변위를 완충시킬 수 있는 배관용 내진 슬립 조인트에 관한 것이다.

일반적으로, 각종 산업용 플랜트, 열병합발전소, 빌딩 및 아파트, 대형 선박 등에서는 온수, 기름, 가스, 증기 등과 같은 유체를 이송하기 위해 배관라인이 설치되는데, 이러한 배관라인은 외기와 이송 유체의 온도 및 압력변화 또는 지진 및 풍압의 영향을 받아 팽창 또는 수축되거나, 비틀림 등의 변형이 생길 경우 배관의 연결부위에 응력이 집중되어 균열이 생기면서 유체가 누출되는 사고가 발생된다.

따라서, 이와 같은 배관라인의 설치작업 시에는 반드시 배관의 연결부위에 외기와 이송 유체의 온도 및 압력변화 또는 지진 및 풍압에 의한 팽창 및 수축이나 비틀림 등의 변형에 의해 유발되는 과도한 응력을 흡수하여 배관을 보호하기 위한 신축 조인트(Expansion Joint)를 설치하게 된다.

대표적인 신축 조인트로는 주름관 형태로 형성되는 벨로우즈형 신축 조인트가 있다.

벨로우즈형 신축 조인트는 신축 가능한 주름관의 변형을 통하여 배관의 축 방향의 변위를 완화시킨다.

이와 같은 벨로우즈형 신축 조인트는 구조가 간단하고 저가라는 이점이 있으나, 신축 길이가 짧아 신축성의 한계가 있기 때문에 적용 범위가 극히 제한적일 뿐만 아니라 양단부가 배관 사이에 고정됨에 따라 회전력에 의한 비틀림이 생길 경우 쉽게 파손되는 문제점이 있었다.

따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 종래에는 도 1에 도시된 바와 같이 내관(1)과, 내관(1)의 축방향을 따라 슬라이드 이동 가능한 외관(2)으로 이루어진 슬립 조인트가 개발되었다.

종래의 슬립 조인트는 외관(2)과 내관(1)이 텔레스코프 구조를 통하여 신축 가능하도록 형섬 됨에 따라 벨로우즈형 신축 조인트에 비해 배관 사이의 길이에 구애받지 않고 다양한 구조에 적용 가능하며, 내관(1)이 외관(2)의 내주면을 따라 회전 가능하도록 설치됨에 따라, 중심축을 중심으로 회전력이 발생될 경우에도 파손되거나 변형되지 않는 이점이 있다.

그러나, 종래의 슬립 조인트는 시간이 지남에 따라 기밀재(3)의 기밀성능이 저하되어 기밀재(3)와 내관(1) 사이의 유격이 점차 커지고, 이로 인해 기밀재(3)와 내관(1) 사이로 유체가 누수되는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 슬립 조인트는 진동 등에 의해 외관(2)과 내관(1)의 중심축이 서로 틀어지는 비틀림이 발생할 경우, 외관(2) 또는 내관(1)이 파손 혹은 변형되는 문제점이 있었다.

공개특허공보 제10-2014-0087869호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 기밀부재의 성능을 지속적으로 유지시키고, 진동 등으로 인하여 외관과 내관의 중심축이 서로 틀어질 경우에도 진동을 감쇠시킴과 동시에, 탄성력을 통하여 안정적으로 외관과 내관의 중심축을 일치시킴으로써, 외관과 내관의 변형 또는 파손을 방지하고, 이를 통해 제품의 성능을 향상시킬 수 있는 배관용 내진 슬립 조인트를 제공하는 것이다.

본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 배관용 내진 슬립 조인트는 내부로 유체가 통과 가능한 내관; 상기 내관의 외측에 배치되어 상기 내관의 중심축 방향을 따라 선형 이동 가능한 외관; 상기 외관의 단부에 설치되어 상기 외관과 함께 상기 내관의 중심축 방향을 따라 선형 이동 가능하고, 상기 내관의 반경방향으로 상기 내관의 외주면을 탄성적으로 지지하여 상기 내관 및 상기 외관의 중심축을 일치시키는 제1 완충부; 상기 내관의 외주면에 설치되고, 상기 내관의 반경방향으로 상기 제1 완충부에 지지되는 제1 기밀부재; 상기 외관의 외주면에 설치되어 상기 외관과 상기 제1 완충부 사이를 기밀하는 제2 기밀부재; 및 상기 제1 완충부에 체결되어 상기 제1 완충부를 상기 외관에 고정시키는 체결부;를 포함한다.

상기 제1 완충부는, 외주면에 상기 체결부와 체결 가능한 나사산이 형성되고, 내측에 상기 외관의 단부 및 상기 제2 기밀부재를 수용 가능한 수용홈을 형성하며, 일 측에 상기 내관의 외주면에 접촉되고, 수축 또는 신장을 통하여 상기 내관의 반경방향으로 상기 내관의 외주면을 탄성적으로 지지하는 주름 또는 코일 형태의 탄성지지부가 형성되는 제1 지지부; 및 상기 제1 지지부의 단부로부터 미리 설정된 각도로 절곡된 후 중심축 방향으로 연장되어, 내측에는 상기 제1 기밀부재를 수용 가능한 제1 수용공간을 형성하고, 외측에는 유체를 수용 가능한 제2 수용공간을 형성하는 제2 지지부;를 포함할 수 있다.

상기 제2 지지부에는 상기 중심축 방향을 따라 나선형의 요철부가 형성될 수 있다.

상기 제1 완충부와 상기 외관 사이에 설치되어 상기 내관의 반경방향으로 상기 제1 완충부를 탄성적으로 지지하는 제2 완충부;를 더 포함할 수 있다.

상기 제2 완충부는 상기 제2 지지부의 외주면에 설치되고, 상기 제2 지지부의 단부에는 상기 제2 완충부를 지지하는 지지편이 형성되며, 상기 제2 완충부는 상기 요철부 및 상기 지지편에 지지되어 상기 제2 지지부 상에서 중심축 방향으로의 유동이 제한될 수 있다.

상기 제1 완충부에 회전 가능하게 설치되고, 상기 내관의 외주면에 항시 접촉된 상태를 유지하여, 상기 내관을 통해 전달되는 충격을 감쇠시키는 제3 완충부;를 더 포함할 수 있다.

상기 제3 완충부는, 내부에 유체가 충전되고, 상기 유체가 통과 가능한 오리피스구조가 형성되는 실린더; 일부가 상기 실린더에 수용된 상태로 배치되고, 하중이 가해지거나 해제될 경우 상기 실린더의 중심축 방향을 따라 선형 이동하며 상기 실린더 내부에 충전된 유체를 유동시키는 피스톤; 상기 피스톤의 선단에 회전 가능하게 설치되는 하우징; 및 상기 하우징에 수용되고, 상기 내관의 외면에 접촉된 상태를 유지하는 압착패드;를 포함할 수 있다.

상기 제3 완충부는, 상기 압착패드에 수용되어 내부에 복수개의 수용공간을 형성하는 케이지; 및 상기 케이지에 수용되어 상기 내관의 외주면에 접촉된 상태를 유지하고, 중심축 방향으로 하중이 전달될 시 구름운동을 수행하여 상기 외관의 이동을 안내 가능한 복수개의 볼부재;를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 복수개의 완충부를 통하여 내관을 탄성적으로 지지함과 동시에, 내관으로부터 전달되는 진동을 감쇠시킴으로써, 진동이 발생될 경우에도 신속히 외관과 내관의 중심축을 일치시켜 안정적인 유체의 흐름이 가능할 수 있음은 물론, 외관과 내관의 파손을 예방할 수 있으며, 나아가 제품의 성능 및 사용수명을 향상시킬 수 있다.

또한, 제1 완충부의 탄성지지부 및 제2 완충부를 통하여 복수의 위치에서 제1 기밀부재를 가압하고, 유체를 수용 가능한 제2 수용공간을 형성하여 유체를 통해 제1 기밀부재를 추가적으로 가압함으로써, 제1 기밀부재의 기밀성능을 향상시키고, 이를 통해 유체의 누수를 예방할 수 있다.

또한, 내관의 외주면을 지지하여 내관으로부터 발생되는 진동을 감쇠시키는 제3 완충부에 볼 베어링 구조를 적용함으로써, 외관의 축방향 이동을 보다 수월하게 하고, 이를 통해 축방향으로 작용하는 하중을 신속히 분산시켜 외관 및 내관의 변형을 예방할 수 있다.

또한, 제1 완충부를 용접 혹은 접합공정을 통해 외관에 고정시키지 않고, 별도의 체결부를 이용하여 외관에 고정시킴으로써, 조립이 용이하여 신속한 설치가 가능하고, 용접 혹은 접합부위의 파손을 배제하여 생산비용을 절감할 수 있다.

도 1은 종래의 배관용 슬립 조인트를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배관용 내진 슬립 조인트를 개략적으로 나타낸 반단면도이다.
도 3은 도 2의 "A"부분을 확대한 확대도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배관용 내진 슬립 조인트를 개략적으로 나타낸 반단면도이다.
도 5는 발명의 또 다른 실시예에 따른 배관용 내진 슬립 조인트를 개략적으로 나타낸 반단면도이다.
도 6은 도 5의 "B"부분을 확대한 확대도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 다양한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에 기재된 실시 예는 다양하게 변형될 수 있다. 특정한 실시예가 도면에서 묘사되고 상세한 설명에서 자세하게 설명될 수 있다. 그러나, 첨부된 도면에 개시된 특정한 실시 예는 다양한 실시 예를 쉽게 이해하도록 하기 위한 것일 뿐이다. 따라서, 첨부된 도면에 개시된 특정 실시 예에 의해 기술적 사상이 제한되는 것은 아니며, 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 균등물 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성요소들은 상술한 용어에 의해 한정되지는 않는다. 상술한 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 명세서에서, "포함한다" 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. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

한편, 본 명세서에서 사용되는 구성요소에 대한 "모듈" 또는 "부"는 적어도 하나의 기능 또는 동작을 수행한다. 그리고, "모듈" 또는 "부"는 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합에 의해 기능 또는 동작을 수행할 수 있다. 또한, 특정 하드웨어에서 수행되어야 하거나 적어도 하나의 프로세서에서 수행되는 "모듈" 또는 "부"를 제외한 복수의 "모듈들" 또는 복수의 "부들"은 적어도 하나의 모듈로 통합될 수도 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

그 밖에도, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그에 대한 상세한 설명은 축약하거나 생략한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배관용 내진 슬립 조인트(100)를 개략적으로 나타낸 반단면도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배관용 내진 슬립 조인트(100)(이하 '배관용 내진 슬립 조인트(100)'라 함)는 내관(110)을 포함한다.

내관(110)은 단면이 원형 혹은 다각형 모양으로 형성되고, 후술할 외관(120)의 내측에 수용되도록 외관(120)에 비하여 작은 외경의 크기를 갖도록 형성된다. 그리고, 내관(110)의 내부에는 내부로 유체가 통과 가능하도록 유로가 형성된다. 예컨대, 내관(110)은 스틸 계열의 소재로 형성되는 것이 바람직하나, 필요에 따라 다양한 소재로 적용될 수 있다.

내관(110)에 대하여 더욱 자세히 설명한다.

내관(110)은 내관체(111), 제1 플랜지(112) 및 스토퍼(113)를 포함할 수 있다.

내관체(111)는 단면이 원형 혹은 다각형 모양으로 형성되고, 미리 설정된 길이로 형성되어 일부는 외관(120)의 내부에 수용되고, 나머지 일부는 외관(120)의 외부로 노출되도록 배치될 수 있다. 그리고, 내관체(111)의 내부에는 상술한 바와 같이 유체가 흐를 수 있도록 소정 크기의 유로가 형성될 수 있다.

제1 플랜지(112)는 내관체(111)의 일 측에 구비되며, 용접을 통하여 내관체(111)에 일체로 구비되거나, 별도의 체결수단(예컨대, 볼트 및 너트 등)을 통하여 내관체(111)에 탈착 가능하게 결합될 수 있다. 그리고, 제1 플랜지(112)에는 복수개의 체결공(미도시)이 형성될 수 있다. 따라서, 제1 플랜지(112)는 외부 배관(미도시)에 구비된 플랜지(미도시)에 맞닿도록 연결되어 상술한 체결수단을 통해 결합될 수 있다. 이를 통해, 외부 배관으로부터 공급된 유체가 내관체(111)로 유입될 수 있다.

스토퍼(113)는 내관체(111)의 타 측 외면 중 어느 한 위치에 구비되고, 본 내진 슬립 조인트의 전체 길이가 신장될 경우, 후술할 제1 기밀부재(140)에 걸려 지지됨에 따라, 내관(110)의 중심축 방향을 따라 선형 이동하는 외관(120)의 이동을 제한할 수 있다.

예컨대, 스토퍼(113)는 내관체(111)의 외주면 중 어느 한 부위로부터 반경방향으로 미리 설정된 길이만큼 돌출되는 돌기형태로 형성되거나, 또는 내관체(111)의 외주면 전체에 형성된 고리형태로 형성될 수 있다. 또한, 스토퍼(113)는 내관체(111)로부터 탈착 가능하도록 내관체(111)와 체결 가능한 형태로 형성될 수 있다. 그러나, 스토퍼(113)는 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 동일한 기능을 수행할 수 있는 범위 내에서 다양한 형태로 변경되어 적용될 수 있다.

한편, 도면에는 도시되지 않았으나, 내관체(111)의 외주면에는 내관(110)에 가해지는 충격을 완충시킬 수 있도록 고리 형상으로 형성된 탄성체가 더 설치될 수 있다.

또한, 본 배관용 내진 슬립 조인트(100)는 외관(120)을 포함한다.

외관(120)은 후술할 제1 완충부(130)에 지지되어 내관(110)과 중심축이 일치되도록 내관(110)의 외측에 배치되고, 중심축 방향으로 변형이 발생될 경우, 내관(110)의 중심축 방향을 따라 선형 이동된다. 그러나, 반드시 외관(120)만 내관(110)의 중심축 방향을 따라 선형 이동되는 것은 아니며, 내관(110)도 동일하게 선형 이동 될 수 있다.

더 자세하게는, 외관(120)은 단면이 원형 혹은 다각형 모양으로 형성되고, 내관(110)을 내측에 수용할 수 있도록 내관(110)에 비하여 큰 외경의 크기를 갖도록 형성된다. 그리고, 외관(120)의 내부에는 내부로 유체가 통과 가능하도록 유로가 형성된다. 예컨대, 외관(120)은 내관(110)과 동일한 스틸 계열의 소재로 형성되는 것이 바람직하나, 필요에 따라 다양한 소재로 적용될 수 있다.

외관(120)에 대하여 더욱 자세히 설명한다.

외관(120)은 외관체(121) 및 제2 플랜지(122)를 포함할 수 있다.

외관체(121)는 단면이 원형 혹은 다각형 모양으로 형성되고, 미리 설정된 길이로 형성되어 내관(110)의 일부가 내측에 수용될 수 있다. 그리고, 외관체(121)의 내부에는 상술한 바와 같이 유체가 흐를 수 있도록 소정 크기의 유로가 형성될 수 있다. 여기서, 외관체(121)의 일 측은 내부에 내관(110)과 함께 후술할 제1 완충부(130) 및 제1 기밀부재(140)를 수용할 수 있도록 확관된 구조로 형성될 수 있다. 따라서, 외관체(121)는 중심축 방향을 따라 내부에 형성된 유로의 크기가 점차 작아지는 구조로 형성될 수 있다.

제2 플랜지(122)는 외관체(121)의 타 측에 구비되며, 용접을 통하여 외관체(121)에 일체로 구비되거나, 별도의 체결수단(예컨대, 볼트 및 너트 등)을 통하여 외관체(121)에 탈착 가능하게 결합될 수 있다. 그리고, 제2 플랜지(122)에는 복수개의 체결공(미도시)이 형성될 수 있다. 따라서, 제2 플랜지(122)는 외부 배관(미도시)에 구비된 플랜지(미도시)에 맞닿도록 연결되어 상술한 체결수단을 통해 결합될 수 있다. 이를 통해, 외관체(121)로 유입된 유체가 외부 배관으로 이동될 수 있다.

한편, 도면에는 도시되지 않았으나, 외관체(121)의 외주면에는 외관(120)에 가해지는 충격을 완충시킬 수 있도록 고리 형상으로 형성된 탄성체가 더 설치될 수 있다.

또한, 본 배관용 내진 슬립 조인트(100)는 제1 완충부(130)를 포함한다.

도 2를 참조하면, 제1 완충부(130)는 일 측 및 타 측이 개구된 관형상으로 형성되어 외관(120)의 단부에 설치되고, 외관(120)의 이동 시 외관(120)과 함께 내관(110)의 중심축 방향을 따라 선형 이동된다. 또한, 제1 완충부(130)는 내관(110)의 반경방향으로 내관(110)의 외주면을 탄성적으로 지지하여 내관(110) 및 외관(120)의 중심축을 신속히 일치시킨다.

제1 완충부(130)에 대하여 더욱 자세히 설명한다.

도 3은 도 2의 "A"부분을 확대한 확대도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 제1 완충부(130)는 제1 지지부(131) 및 제2 지지부(132)를 포함할 수 있다.

제1 지지부(131)는 외관(120)의 단부에 접촉되는 평면구간과 평면구간으로부터 미리 설정된 각도로 절곡되어 외관(120)의 외주면을 감싸도록 배치되는 절곡구간을 포함할 수 있다. 여기서, 절곡구간의 외주면에는 후술할 체결부(160)와 체결 가능한 나사산(131a)이 형성되고, 제1 지지부(131)의 반경방향을 따라 절곡구간으로 소정 간격 이격된 제1 지지부(131)의 내측에는 외관(120)의 단부 및 후술할 제2 기밀부재(150)를 수용 가능한 수용홈(131b)이 형성될 수 있다.

또한, 제1 지지부(131)의 일 측에는 평면구간으로부터 연장되어 내관(110)의 외주면에 접촉되고, 내관(110) 및 외관(120)의 중심축이 서로 틀어질 경우, 수축 또는 신장되어 내관(110)의 반경방향으로 내관(110)의 외주면을 탄성적으로 지지하는 탄성지지부(131c)가 형성될 수 있다. 예컨대, 탄성지지부(131c)는 압축 시 수축되고 압축 해제 시 팽창되는 주름 또는 코일의 형태로 형성될 수 있다. 그러나, 탄성지지부(131c)는 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 동일한 기능을 수행할 수 있는 조건 내에서 다양한 형상으로 변경되어 적용될 수 있다.

제2 지지부(132)는 내관(110)의 외주면에 접촉되지 않도록 제1 지지부(131)의 단부로부터 미리 설정된 각도로 절곡된 후 중심축 방향을 따라 소정의 길이만큼 연장될 수 있다. 이를 통하여, 제2 지지부(132)의 내측에는 후술할 제1 기밀부재(140)를 수용 가능한 제1 수용공간(S1)이 형성되고, 제2 지지부(132)의 외측에는 유체를 수용 가능한 제2 수용공간(S2)이 형성될 수 있다.

따라서, 내관(110)을 통해 외관(120)으로 유입된 고압의 유체는 제2 수용공간(S2)으로 유입되고, 이를 통해 제1 지지부(131)의 탄성지지부(131c) 및 제2 지지부(132)를 가압함으로써, 탄성지지부(131c)의 탄성 지지력과, 제1 기밀부재(140)와 내관(110) 사이의 기밀력이 더욱 향상될 수 있다.

한편, 제2 지지부(132)에는 중심축 방향을 따라 나선형의 요철부(132a)가 형성될 수 있다.

이를 통하여, 제1 수용공간(S1)에 수용된 제1 기밀부재(140)는 요철구조로 형성된 제2 지지부(132)의 내주면에 지지됨에 따라, 평면을 통해 지지되는 것에 비하여 가압력이 증대됨은 물론, 내관(110) 혹은 외관(120)의 선형 이동 시에도 중심축 방향으로 유동되어 제2 지지부(132)로부터 이탈되는 것이 예방될 수 있다.

또한, 본 배관용 내진 슬립 조인트(100)는 제1 기밀부재(140)를 포함한다.

제1 기밀부재(140)는 고무, 실리콘 등과 같은 탄성체 재질로 이루어진 고리 형상으로 형성되어, 내관(110)의 외주면에 설치되고, 제1 완충부(130)의 제2 지지부(132)를 통해 내관(110)의 반경방향으로 가압되어 지지된다. 이를 통하여, 제1 기밀부재(140)의 밀착력이 보다 향상될 수 있다.

예컨대, 제1 기밀부재(140)는 제2 지지부(132)를 통해 형성되는 제1 수용공간(S1)의 크기보다 더 큰 크기로 형성되어, 제2 지지부(132)에 가압될 경우 제2 지지부(132)와 내관(110)의 외주면 사이에 압축된 상태로 배치될 수 있다.

또한, 본 배관용 내진 슬립 조인트(100)는 제2 기밀부재(150)를 포함한다.

제2 기밀부재(150)는 외관(120)의 외주면에 설치되어 외관(120)과 제1 완충부(130) 사이를 기밀한다.

더 자세하게는, 제2 기밀부재(150)는 고무, 실리콘 등과 같은 탄성체 재질로 이루어진 고리 형상으로 형성되어, 외관(120)의 단부와 함께 제1 지지부(131)의 수용홈(131b)에 수용될 수 있다. 이에 따라, 제2 기밀부재(150)는 외관(120)과 제1 완충부(130) 사이를 기밀할 수 있다.

예컨대, 제2 기밀부재(150)는 수용홈(131b)에 대응되거나, 이보다 더 큰 크기로 형성되어, 외관(120)과 제1 완충부(130) 사이에 압입된 상태로 배치될 수 있다.

또한, 본 배관용 내진 슬립 조인트(100)는 체결부(160)를 포함한다.

체결부(160)는 제1 완충부(130)에 체결되어 제1 완충부(130)를 외관(120)에 고정시킨다.

더 자세하게는, 체결부(160)는 고리 형상으로 형성되어 외관(120)의 외주면에 설치될 수 있다. 그리고, 체결부(160)의 내주면에는 제1 완충부(130)의 제1 지지부(131)에 구비된 나사산(131a)과 체결 가능하도록 제1 지지부(131)의 나사산(131a)에 대응되는 나사산(161)이 형성될 수 있다.

따라서, 체결부(160)는 상술한 나사산들(131a, 161) 간의 체결을 통해 제1 완충부(130)를 외관(120)의 단부 측으로 밀착시키게 되고, 이를 통해, 제1 완충부(130)를 외관(120)의 단부에 완전히 고정시킨다. 또한, 체결부(160)와 제1 완충부(130)의 체결 시, 수용홈(131b)에 압축된 상태로 배치된 제2 기밀부재(150)는 체결부(160)에 의해 중심축 방향으로 가압되어 더 압축됨에 따라, 제1 완충부(130)와 외관(120)의 단부 사이의 기밀력이 더욱 향상될 수 있다.

또한, 본 배관용 내진 슬립 조인트(100)는 제2 완충부(170)를 더 포함할 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배관용 내진 슬립 조인트(100)를 개략적으로 나타낸 반단면도이다.

도 4를 참조하면, 제2 완충부(170)는 제1 완충부(130)와 외관(120) 사이에 설치되어 내관(110)의 반경방향으로 제1 완충부(130)를 탄성적으로 지지할 수 있다.

더 자세하게는, 제2 완충부(170)는 고무, 실리콘 등과 같은 탄성체 재질로 이루어진 고리 형상으로 형성되어 제2 지지부(132)의 외주면에 설치되고, 외관(120)의 내주면에 가압되어 외관(120)의 내주면 사이에 압축된 상태로 배치될 수 있다. 이를 통하여, 제2 완충부(170)는 내관(110)의 반경방향으로 제1 완충부(130)를 탄성적으로 지지할 수 있다.

여기서, 제2 완충부(170)에는 내관(110)을 통해 외관(120)으로 유입된 유체가 제2 수용공간(S2)으로 유입될 수 있도록, 유체의 유입을 안내하는 유체 유입공(171)이 형성될 수 있다. 예컨대, 유체 유입공(171)은 유체의 출입이 원활할 수 있도록 미리 설정된 크기로 형성되거나, 복수개로 형성될 수 있다. 아울러, 유속을 증가시킬 수 있도록 유체의 유입방향을 따라 경사지도록 형성될 수 있다. 그러나, 유체 유입공(171)은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 형상으로 변경되어 적용될 수 있다.

한편, 제2 지지부(132)에는 제2 완충부(170)의 유동을 제한하는 구조가 적용될 수 있다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 제2 지지부(132)의 단부에는 소정의 각도로 절곡되어 제2 지지부(132)의 외주면에 안착된 제2 완충부(170)의 후면을 지지하는 지지편(132b)이 형성될 수 있다.

즉, 제2 완충부(170)의 전면은 요철부(132a)를 통해 지지되고, 제2 완충부(170)의 후면은 상술한 지지편(132b)을 통해 지지됨에 따라, 제2 완충부(170)는 제2 지지부(132) 상에서 중심축 방향으로의 유동이 제한될 수 있고, 이를 통해 외관(120) 또는 내관(110)이 중심축 방향으로 이동될 경우에도 제2 지지로부터 이탈되는 것을 예방할 수 있다.

또한, 본 배관용 내진 슬립 조인트(100)는 제3 완충부(180)를 더 포함할 수 있다.

도 5는 발명의 또 다른 실시예에 따른 배관용 내진 슬립 조인트(100)를 개략적으로 나타낸 반단면도이고, 도 6은 도 5의 "B"부분을 확대한 확대도이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 제3 완충부(180)는 제1 완충부(130)의 전방에 설치된 브라켓에 힌지를 통해 회전 가능하게 설치되고, 내관(110)의 외주면에 항시 접촉된 상태를 유지할 수 있다.

따라서, 제3 완충부(180)는 내관(110)이 회전되어 내관(110)의 중심축이 외관(120)의 중심축과 틀어지게 될 경우에도, 항시 내관(110)의 외주면에 접촉된 상태를 유지하고, 내관(110)을 통해 전달되는 충격을 감쇠시킬 수 있다.

더 자세하게는, 제3 완충부(180)는 실린더(181), 피스톤(182), 하우징(183) 및 압착패드(184)를 포함할 수 있다.

실린더(181)는 내부에 유체가 충전될 수 있다. 그리고, 실린더(181)의 내부에는 후술할 피스톤(182)의 이동 시 유체가 통과되며 피스톤(182)을 통해 전달된 충격을 감쇠시킬 수 있는 오리피스구조 및 밸브가 구비될 수 있다.

피스톤(182)은 일부가 실린더(181)에 수용된 상태로 배치되어, 하중이 가해지거나, 해제될 경우 실린더(181)의 내주면에 안내되어 실린더(181)의 중심축 방향으로 선형 이동되고, 이를 통해 실린더(181) 내부에 충전된 유체가 오리피스구조 및 밸브를 통과하도록 유동시켜 충격을 감쇠시킬 수 있다.

하우징(183)은 피스톤(182)의 선단에 힌지를 통해 회전 가능하게 설치되고, 내측에 후술할 압착패드(184)를 수용할 수 있도록 소정의 수용공간을 형성할 수 있다. 예컨대, 하우징(183)의 내면에는 압착패드(184)가 분리되는 것을 예방할 수 있도록 내측으로 돌출되어 압착패드(184)를 가압하여 압착패드(184)를 하우징(183)에 고정시킬 수 있는 고정수단이 구비될 수 있다. 예컨대, 고정수단은 후크 혹은 돌기의 형태로 형성될 수 있다. 그러나, 고정수단은 이에 한정되는 것운 아니며, 동일한 기능을 수행할 수 있는 조건 내에서 다양한 형상으로 변경되어 적용될 수 있다.

압착패드(184)는 하우징(183)에 수용되고, 내관(110)의 외면에 접촉된 상태를 유지할 수 있다.

예컨대, 압착패드(184)는 고무, 실리콘 등과 같은 탄성체 재질로 형성될 수 있다.

또한, 제3 완충부(180)에는 중심축 방향으로 하중이 작용할 경우, 구름운동을 통하여 신속히 하중을 분산시키는 축방향 하중 분산수단이 더 적용될 수 있다.

더 자세하게는, 제3 완충부(180)는 케이지(185) 및 볼부재(186)를 포함할 수 있다.

케이지(185)는 압착패드(184)에 수용되어 고정될 수 있다. 그리고, 케이지(185)의 내부에는 복수개의 수용공간이 형성될 수 있다.

복수개의 볼부재(186)는 케이지(185)의 각 수용공간에 수용되어 내관(110)의 외주면에 접촉된 상태를 유지하고, 중심축 방향으로 충격이 전달될 경우 구름운동을 수행하여 외관(120)의 이동을 안내할 수 있다.

예컨대, 케이지(185)는 전체적인 무게의 감소를 위하여 플라스틱 등과 같이 스틸 계열의 소재보다는 가벼운 소재로 형성되고, 복수개의 볼부재(186)는 구름운동의 수행 시 내관(110)의 외주면 측으로 가해지는 가압력에 의해 파손 또는 변형되지 않도록 스틸 계열의 소재로 형성될 수 있다.

이처럼 본 발명의 실시예에 따르면, 복수개의 완충부(130, 170, 180)를 통하여 내관(110)을 탄성적으로 지지함과 동시에, 내관(110)으로부터 전달되는 진동을 감쇠시킴으로써, 진동이 발생될 경우에도 신속히 외관(120)과 내관(110)의 중심축을 일치시켜 안정적인 유체의 흐름이 가능할 수 있음은 물론, 외관(120)과 내관(110)의 파손을 예방할 수 있으며, 나아가 제품의 성능 및 사용수명을 향상시킬 수 있다.

또한, 제1 완충부(130)의 탄성지지부(131c) 및 제2 완충부(170)를 통하여 복수의 위치에서 제1 기밀부재(140)를 가압하고, 유체를 수용 가능한 제2 수용공간(S2)을 형성하여 유체를 통해 제1 기밀부재(140)를 추가적으로 가압함으로써, 제1 기밀부재(140)의 기밀성능을 향상시키고, 이를 통해 유체의 누수를 예방할 수 있다.

또한, 내관(110)의 외주면을 지지하여 내관(110)으로부터 발생되는 진동을 감쇠시키는 제3 완충부(180)에 볼 베어링 구조를 적용함으로써, 외관(120)의 축방향 이동을 보다 수월하게 하고, 이를 통해 축방향으로 작용하는 하중을 신속히 분산시켜 외관(120) 및 내관(110)의 변형을 예방할 수 있다.

또한, 제1 완충부(130)를 용접 혹은 접합공정을 통해 외관(120)에 고정시키지 않고, 별도의 체결부(160)를 이용하여 외관(120)에 고정시킴으로써, 조립이 용이하여 신속한 설치가 가능하고, 용접 혹은 접합부위의 파손을 배제하여 생산비용을 절감할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 될 것이다.

100. 배관용 내진 슬립 조인트
110. 내관
111. 내관체
112. 제1 플랜지
113. 스토퍼
120. 외관
121. 외관체
122. 제2 플랜지
130. 제1 완충부
131. 제1 지지부
131a. 나사산
131b. 수용홈
131c. 탄성지지부
132. 제2 지지부
132a. 요철부
132b. 지지편
140. 제1 기밀부재
150. 제2 기밀부재
160. 체결부
161. 나사산
170. 제2 완충부
171. 유체 유입공
180. 제3 완충부
181. 실린더
182. 피스톤
183. 하우징
184. 압착패드
185. 케이지
186. 볼부재
S1. 제1 수용공간
S2. 제2 수용공간

Claims (8)

1. 내부로 유체가 통과 가능한 내관;
   상기 내관의 외측에 배치되어 상기 내관의 중심축 방향을 따라 선형 이동 가능한 외관;
   상기 외관의 단부에 설치되어 상기 외관과 함께 상기 내관의 중심축 방향을 따라 선형 이동 가능하고, 상기 내관의 반경방향으로 상기 내관의 외주면을 탄성적으로 지지하여 상기 내관 및 상기 외관의 중심축을 일치시키는 제1 완충부;
   상기 내관의 외주면에 설치되고, 상기 내관의 반경방향으로 상기 제1 완충부에 지지되는 제1 기밀부재;
   상기 외관의 외주면에 설치되어 상기 외관과 상기 제1 완충부 사이를 기밀하는 제2 기밀부재; 및
   상기 제1 완충부에 체결되어 상기 제1 완충부를 상기 외관에 고정시키는 체결부를 포함하는 것으로서,
   상기 제1 완충부는,
   외주면에 상기 체결부와 체결 가능한 나사산이 형성되고, 내측에 상기 외관의 단부 및 상기 제2 기밀부재를 수용 가능한 수용홈을 형성하며, 일 측에 상기 내관의 외주면에 접촉되고, 수축 또는 신장을 통하여 상기 내관의 반경방향으로 상기 내관의 외주면을 탄성적으로 지지하는 주름 또는 코일 형태의 탄성지지부가 형성되는 제1 지지부; 및
   상기 제1 지지부의 단부로부터 미리 설정된 각도로 절곡된 후 중심축 방향으로 연장되어, 내측에는 상기 제1 기밀부재를 수용 가능한 제1 수용공간을 형성하고, 외측에는 유체를 수용 가능한 제2 수용공간을 형성하는 제2 지지부를 포함하되,
   상기 제1 완충부와 상기 외관 사이에 설치되어 상기 내관의 반경방향으로 상기 제1 완충부를 탄성적으로 지지하는 제2 완충부;를 더 포함하고,
   상기 제2 지지부에는 상기 중심축 방향을 따라 나선형의 요철부가 형성되는 배관용 내진 슬립 조인트.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 제2 완충부는 상기 제2 지지부의 외주면에 설치되고,
   상기 제2 지지부의 단부에는 상기 제2 완충부를 지지하는 지지편이 형성되며,
   상기 제2 완충부는 상기 요철부 및 상기 지지편에 지지되어 상기 제2 지지부 상에서 중심축 방향으로의 유동이 제한되는 배관용 내진 슬립 조인트.
6. 제1항에 있어서,
   상기 제1 완충부에 회전 가능하게 설치되고, 상기 내관의 외주면에 항시 접촉된 상태를 유지하여, 상기 내관을 통해 전달되는 충격을 감쇠시키는 제3 완충부;를 더 포함하는 배관용 내진 슬립 조인트.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제3 완충부는,
   내부에 유체가 충전되고, 상기 유체가 통과 가능한 오리피스구조가 형성되는 실린더;
   일부가 상기 실린더에 수용된 상태로 배치되고, 하중이 가해지거나 해제될 경우 상기 실린더의 중심축 방향을 따라 선형 이동하며 상기 실린더 내부에 충전된 유체를 유동시키는 피스톤;
   상기 피스톤의 선단에 회전 가능하게 설치되는 하우징; 및
   상기 하우징에 수용되고, 상기 내관의 외면에 접촉된 상태를 유지하는 압착패드;
   를 포함하는 배관용 내진 슬립 조인트.
8. 제7항에 있어서,
   상기 제3 완충부는,
   상기 압착패드에 수용되어 내부에 복수개의 수용공간을 형성하는 케이지; 및
   상기 케이지에 수용되어 상기 내관의 외주면에 접촉된 상태를 유지하고, 중심축 방향으로 하중이 전달될 시 구름운동을 수행하여 상기 외관의 이동을 안내 가능한 복수개의 볼부재;
   를 더 포함하는 배관용 내진 슬립 조인트.

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