KR101452876B1

KR101452876B1 - 압력 배관의 접속 구조

Info

Publication number: KR101452876B1
Application number: KR1020137007831A
Authority: KR
Inventors: 카즈미 코바야시; 마사토 코바야시
Original assignee: 카즈미 코바야시
Priority date: 2011-01-13
Filing date: 2011-10-20
Publication date: 2014-10-22
Also published as: EP2613073A1; US20130285374A1; JP5646653B2; CN103270357A; EP2613073A4; CN103270357B; KR20130081700A; US9217525B2; EP2613073B1; WO2012096042A1; JPWO2012096042A1

Abstract

배관 현장에서의 용접을 필요로 하지 않고 유체 밀봉성을 확보해서 압력 배관을 결합시킨다. 원통 형상의 슬리브(1a)에는 길이 방향의 위치를 어긋나게 해서 둘레 방향으로 서로 겹치지 않고, 또한 등각도 간격으로 천공된 복수의 관통된 구멍(h1)이 형성되어 있다. 압력 배관(p1, p2)에는 구멍(h1)이 대응하는 위치에 나사산이 가공된 비관통 구멍(h2)이 형성되어 있다. 인서트(2a)는 대향한 한 쌍의 환상면(b1, b2)을 구비하고, 환상면(b1, b2)의 각각에 O링(3)을 수용하는 환상의 링 홈(b11, b21)이 형성되어 있다. 인서트(2a)를 슬리브(1a)에 삽입한 후 슬리브(1a)의 내부 중공에 압력 배관(p1, p2)을 양측으로부터 삽입하고, 슬리브(1a)의 복수의 구멍(h1)에 볼트(4)를 삽입하여 압력 배관(p1, p2)의 나사산에 나사 결합한다.

Description

압력 배관의 접속 구조{CONNECTING STRUCTURE FOR PRESSURE PIPING}

본 발명은 배관 현장 등에 있어서 용접을 필요로 하지 않고 압력 배관을 결합시킬 수 있게 한 압력 배관의 접속 구조에 관한 것이다.

JIS 규격에는 접속하는 압력 배관에 따라서 사용해야 할 조인트의 강도가 규정되어 있다. 구체적으로 조인트의 강도는 인장 시험에 있어서 조인트에 접속되는 압력 배관의 모재 쪽이 절단되는 강도로 할 것을 요구하고 있다. 또한, 용접에 의한 접속에 대해서도 마찬가지로 압력 배관의 모재 쪽이 절단되는 용접 강도를 갖게 하기 위해서 전체 둘레에 걸쳐 압력 배관에 대하여 각장(脚長)을 연장하는 것이 요구되고 있다. 이러한 용접 작업에는 숙련을 요해 작업을 행할 수 있는 사람에게는 한계가 있다.

용접에 의하지 않는 결합 수단으로서 접착제나 볼트 등 수단이 있다. 예를 들어 특허문헌 1 및 특허문헌 2에는 볼트로 관과 관을 결합시키는 것이 개시되어 있다. 이들 기술은 전선을 수용하는 관의 둘레면벽에 그 반경 방향을 따라 나사 장착된 볼트의 체결력으로 관 측을 변형시켜서 고정하는 것이다. 이러한 볼트에 의해 결합되는 관은 내부의 전선을 보호하는 것이며, 내부의 전선 자체가 압력을 갖거나 누설되거나 하는 것은 아니다. 또한, 특허문헌 3에서는 볼트로 봉끼리를 결합시키는 기술이 개시되어 있지만 이것도 앞선 특허문헌과 마찬가지로 볼트의 체결력으로 봉 측을 변형시켜서 고정한다.

: 실용 신안 공고 소 51-9667호 공보 : 일본 특허 공개 2003-180011호 공보 : 일본 특허 공개 2010-180957호 공보

용접을 이용하지 않고 고압의 유체를 안내하는 압력 배관을 결합시키기 위해서는 강한 인장 강도나 내부 유체에 대한 시일성을 확보할 필요가 있다. 상기 볼트에 의한 결합에 있어서는 볼트 재질의 강도, 볼트 지름, 및 체결 압력을 높이면 결합 강도가 향상되는 것이 예측된다. 그러나, 강도를 향상시키기 위해서 어떤 구성이 좋을지, 또한 압력 배관 내를 흐르는 유체의 취급을 어떻게 시일할지에 대한 과제가 해결되어 있지 않다. 본 발명은 볼트를 결합 수단으로서 이용한 압력 배관의 결합 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 달성하기 위해 본 발명에서는 압력이 가해진 유체를 내부에 흐르게 하는 압력 배관을 결합시키는 결합 구조에 있어서, 길이 방향의 위치를 어긋나게 해서 둘레 방향으로 서로 겹치지 않고 또한 등각도 간격으로 천공된 복수의 관통된 구멍을 갖고 내부의 중공에 상기 압력 배관이 삽입되는 원통 형상의 슬리브와, 상기 슬리브의 복수의 구멍에 삽입되는 복수의 볼트를 갖고, 상기 압력 배관은 상기 구멍이 대응하는 위치에 나사산이 가공된 비관통 구멍이 형성되고, 상기 압력 배관이 상기 슬리브의 내부 중공에 삽입되었을 때 각각의 구멍끼리가 연통되고, 상기 볼트는 상기 연통된 구멍에 나사 결합되는 것을 특징으로 한다.

[발명의 효과]

본 발명의 관조인트에 의하면 인장 강도가 요구되는 압력 배관의 배관 공사에 있어서, 용접을 이용하지 않고 볼트에 의해 압력 배관의 결합을 행할 수 있다.

도 1은 결합 구조의 시험 시료를 나타내는 도면이다.
도 2는 결합 구조의 다른 시험 시료를 나타내는 도면이다.
도 3은 결합 구조의 또 다른 시험 시료를 나타내는 도면이다.
도 4는 제 1 실시예에 의한 결합 구조를 나타내는 도면이다.
도 5는 제 2 실시예에 의한 결합 구조를 나타내는 도면이다.
도 6은 제 3 실시예에 의한 결합 구조를 나타내는 도면이다.
도 7은 제 4 실시예에 의한 결합 구조를 나타내는 도면이다.
도 8은 제 6 실시예에 의한 결합 구조를 나타내는 도면이다.
도 9는 제 7 실시예에 의한 결합 구조를 나타내는 도면이다.
도 10은 제 8 실시예에 의한 회전 스토퍼를 사용한 결합 구조를 나타내는 도면이다.
도 11은 제 9 실시예에 의한 결합 구조를 나타내는 도면이다.
도 12는 제 10 실시예에 의한 결합 구조를 나타내는 도면이다.
도 13은 제 11 실시예에 의한 결합 구조를 나타내는 도면이다.
도 14는 제 12 실시예에 의한 결합 구조를 나타내는 도면이다.
도 15는 제 13 실시예에 의한 결합 구조를 나타내는 도면이다.
도 16은 제 14 실시예에 의한 결합 구조를 나타내는 도면이다.
도 17은 제 15 실시예에 의한 결합 구조를 나타내는 도면이다.
도 18은 제 16 실시예에 의한 결합 구조를 나타내는 도면이다.
도 19는 제 17 실시예에 의한 결합 구조를 나타내는 도면이다.
도 20은 제 18, 제 19 실시예에 의한 결합 구조를 나타내는 도면이다.
도 21은 제 20, 제 21 실시예에 의한 결합 구조를 나타내는 도면이다.
도 22는 제 22 실시예에 의한 결합 구조를 나타내는 도면이다.

압력 배관끼리를 볼트에 의해 결합시킨 결합 구조의 인장 강도에 대해서 검증한다. 앞서 보았던 특허문헌에서는 나사 장착된 볼트의 압박력에 의해 발생한 관 외주벽의 변형으로 결합되어 있다. 한편, 압력 배관 설비에 있어서는 JIS 규격에 의해 압력 배관에 대한 인장 강도가 결정되어 있고, 이를 만족하는 결합력을 얻기 위해서 외주벽의 변형으로는 부족해 압력 배관에 구멍을 뚫어서 볼트를 끼워 넣는 형태로 한다.

또한, 압력 배관에 구멍을 뚫는다는 것은 압력 배관 자체가 갖는 파단 강도가 저하되는 것이지만 본 실시예에서는 결합 강도가 압력 배관의 항복 하중을 초과하는 것을 목표로 한다.

도 1은 시험을 위해 사용한 시료를 설명하는 도면이다. 도 1에 나타내는 시료는 원통 형상 슬리브(1)의 양측으로부터 압력 배관(p1, p2)을 끼워 넣고, 슬리브(1)와 압력 배관(p1, p2)을 연통한 볼트 구멍(h1, h2)에 의해 동일 둘레 상으로 90도 간격을 두고 4개의 볼트(4)를 나사 결합시킨 시료이다. 도 1B는 도 1A의 x-x 단면이며, 볼트 구멍(h1)이 90도마다 슬리브(1)에 천공되어 있는 상태를 나타내고, 도 1C는 볼트(4)를 나사 결합시킨 상태를 나타내고, 도 1D는 그 단면도를 나타내고 있다.

볼트(4)를 체결했다고 해도 슬리브(1)의 내벽과 압력 배관(p1, p2)의 외벽을 균일하게 밀착시킬 수 없다. 한쪽측의 볼트(4)를 체결해서 벽끼리를 밀착시키면 180도 반대측의 벽끼리는 이간되는 방향으로 움직이기 때문이다. 따라서, 본 시료와 같은 결합 구조의 경우 결합 구조의 인장 강도를 볼트(4)의 체결에 의한 벽끼리의 마찰력에 기대할 수 없고, 오직 슬리브와 압력 배관이 인장력에 의해 어긋나는 것에 의한 전단력에 대하여 볼트가 견디는 힘에 기대하게 된다.

우선, 도 1의 시료에 있어서 압력 배관(p1, p2)보다 강도가 낮은 볼트(4)를 각각에 8개씩 사용하여 인장 강도와 볼트(4)의 단면적의 관계를 검토한다. 사용한 압력 배관(p1, p2)은 STPT410(압력 배관용 탄소강관), sch160, 20A이다. 볼트(4)는 직경 2.5㎜와 4㎜의 2종류를 사용했다. 결과로서, 어느 시험에 있어서나 볼트(4)가 파단되고, 2.5㎜에서는 파단 하중이 20KN, 4㎜에서는 파단 하중이 54KN이 되었다. 어느 시험에 있어서나 볼트(4)의 단위 단면적당 강도는 0.54KN/㎟∼0.51KN/㎟로 거의 일치하고, 볼트(4)의 단면적이나 개수에 따라서 인장 강도가 구해지는 것을 확인할 수 있다.

이어서, 도 2의 시료에 있어서 볼트(4)는 압력 배관(p1, p2)보다 고강도의 것을 사용했다. 사용한 압력 배관(p1, p2)은 STPG370(압력 배관용 탄소강관), sch80, 20A이다. 이 압력 배관(p1, p2)은 단면적이 285㎟이고, 인장 파단 하중이 106KN(105, 450=370×285) 이상이며, 항복 하중이 62KN 이상이다. 이 압력 배관(p1, p2)의 동일 둘레 내에 직경 10㎜, 깊이 3.9㎜의 구멍을 4개 뚫었을 경우 압력 배관(p1, p2)의 둘레 방향에서 본 단면적의 감소분은 156㎟(10×3.9×4)이 된다. 구멍이 없는 상태의 인장 강도 106KN 이상에서부터 단면적이 감소함으로써 압력 배관(p1, p2)의 모재의 인장 파단 하중은 48KN 이상이 되고, 항복 하중을 하회할 가능성이 예상된다.

이 시료에 대하여 인장 시험을 행한 결과 볼트 구멍(h1)이 뚫렸던 둘레 위치에 있어서 78KN에서 파단되고, 항복 하중보다 큰 장력에 대하여 견디는 것임을 알 수 있었다. 한편, 도 2 시료의 압력 배관(p1, p2)의 단면적으로부터 계산에 의해 얻은 인장 파단 하중보다 큰 값을 갖는 이유 중 하나로서, 사용한 압력 배관 STPG370이 원래 규격으로 정해진 강도 370N/㎟ 보다 강한 것이었다고 추측된다.

또한, 도 3에 나타내는 시료는 압력 배관(p1, p2)의 길이 방향으로 위치를 어긋나게 하고 다른 둘레 상에 각 1개씩 90도 각도를 어긋나게 해서 4개의 볼트로 체결한 시료이다. 또한, 도면 중 지면 앞이 되는 구멍은 1점 쇄선으로 나타내고 있다. 도 3B는 슬리브(1)의 사시도를 나타내고 있고, 압력 배관의 길이 방향으로 위치를 어긋나게 한 둘레(a1, a2, a3, a4)에 각각 1개씩 볼트 구멍이 형성되어 있는 상태를 나타내고 있다. 도면 중 2점 파선은 구멍(h1)의 중심 위치를 지나는 원주를 나타내고 있다. 각 둘레의 어긋남량이란 서로 이웃한 볼트 구멍에 있어서 중심선(c) 방향에서 가장 가까운 외경간의 거리를 말하고, 본 시료에서는 어긋남량(t)은 2㎜로 했다. 어긋남량은 0보다 커야만 한다. 도 3C는 볼트를 나사 결합시켰을 때의 단면도이다. 사용한 볼트는 직경 10㎜, 인장 강도 1000N/㎟이다.

이 시료의 경우 둘레에 있어서의 단면적의 감소분은 1개의 구멍에 의해 상실된 39㎟이며, 이것이 강도의 감소분으로서 둘레(a1, a2, a3, a4) 위치에서의 압력 배관(p1, p2)의 모재의 인장 하중은 92KN 이상이 된다고 예상된다. 이 값은 항복 하중 62KN을 상회한다. 한편, 슬리브(1) 및 볼트가 압력 배관(p1, p2)보다 충분한 강도를 갖는다고 하면 압력 배관(p1, p2)의 구멍(h2)의 후방측 위치(a5)(도 3A)가 인장력에 의해 파괴된다고 예상된다. 도 3의 각 시료에 대하여 인장 시험을 행한 결과 109KN에서 파단됐다. 파단면은 가장 가까운 구멍으로부터 구멍으로 비스듬히 연속되어 있었다. 한편, 압력 배관(p1, p2)의 둘레(a1, a2, a3, a4) 위치에서의 파괴가 보이지 않았다.

마찬가지로, STPT410, sch160, 20A의 압력 배관에 대해서도 도 3의 시료를 제작하여 시험했다. 이 압력 배관은 단면적이 375㎟이며, 인장 파단 하중이 154KN(153, 750=410×375) 이상이며, 항복 하중이 92KN 이상이다. 예상되는 둘레(a1, a2, a3, a4) 위치에서의 압력 배관(p1, p2)의 모재의 인장 하중은 단면적으로부터 131KN이다. 시험 결과에서는 134KN에서 파단됐다. 파단면은 앞선 시험예와 마찬가지로 가장 가까운 구멍으로부터 구멍으로 비스듬히 연속되어 있었다. 볼트 구멍은 전체 둘레에 걸쳐 등각도 간격으로, 또한 중심선 방향으로 서로 겹치지 않도록 배치하고 있다. 볼트에 전단력을 균일화하기 위해서이다.

그 결과 볼트의 단위 면적당 인장 파단 하중을 높이면 적은 단면적, 볼트 수로 강도를 갖게 할 수 있고, 또한 볼트에 의해 상실되는 압력 배관의 단면적을 적게 할 수 있다는 것을 알 수 있다. 여기에 있어서, 볼트의 강도는 전단 강도가 인장 강도의 60%라고 예측되는 점에서 사용되는 압력 배관의 인장 강도보다 1.67배(1/0.6)의 강도이며, 이에 필적하는 강도를 갖는 볼트를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 도 3의 시료에 있어서 압력 배관과 슬리브 사이에 접착제를 더 도포한 것에 대해서도 시험을 했지만 인장 강도의 향상은 보이지 않았다. 따라서, 접착제의 사용은 압력 배관 내와 외기의 시일성을 보다 향상시키는 점을 기대하게 된다.

또한, 슬리브의 재질은 적어도 접속되는 압력 배관과 동일하거나, 또는 보다 인장 강도가 높은 재질, 또는 압력 배관보다 인장 파단 하중이 커지는 단면적을 갖는 것을 사용한다.

이상과 같이, 압력 배관을 볼트로 접속시켰을 경우에 볼트의 인장 전단 하중, 개수, 및 배치를 적정화하면 적어도 볼트 구멍에 의해 단면적이 감소된 압력 배관의 둘레(a1∼a4) 위치에 있어서의 파단은 없고, 압력 배관의 항복 강도 이상의 인장 파단 하중을 발휘하는 것을 나타냈다.

구체적으로는 다른 둘레 위치에 대하여 볼트를 배치하는 것으로 하고, 그때의 볼트의 개수, 볼트의 단위 면적당 강도는 압력 배관의 항복 강도에 대하여 이하와 같이 정하면 좋다.

F<(S-L)×N1=n×(r/2)²×π×N2×0.6····식 1

또한, 식 1에 있어서,

단위 면적당 압력 배관의 인장 파단 강도 N1

단위 면적당 볼트의 인장 파단 강도 N2

볼트의 지금 r

관의 단면적 S

볼트의 개수 n

압력 배관의 항복 하중 F

동일 둘레에 있어서의 볼트 구멍에 의해 상실된 단면적 L

0.6은 전단력에 의한 볼트 강도의 수정 계수이다.

단면적(L)에 대해서 동일 둘레에 볼트 구멍이 복수개 있는 경우는 그 복수의 볼트 구멍에 의해 상실된 단면을 합계한 값이 된다. 또한, 단면적(L)은 둘레에 따라 상실된 단면적이 다른 경우 가장 크게 상실된 둘레의 단면적이 된다. 또한, 동일 둘레에 복수의 볼트 구멍을 천공하면 압력 배관의 강도를 상실하게 되므로 동일 둘레의 볼트는 1개소가 좋다. 이와 같이 정함으로써 압력 배관의 단면적을 감소시킨 것에 의한 상기 둘레 위치(a1∼a4)에서의 파단이나 볼트 자체의 파단을 피할 수 있게 된다.

또한, 압력 유체를 내부에 흐르게 하는 배관의 결합 구조로서 이하의 구성을 이용한다.

압력 배관에의 볼트 구멍은 관통 구멍으로 하지 않는다. 내부 유체가 볼트 구멍을 통해 외부로 누설되기 때문이다. 또한, 시일하는 위치를 압력 배관의 끝면에 있어서 행하는 것으로 한다. 내부 유체가 접촉하는 범위를 한정하기 위해서이다. 또한, O링을 사용하는 경우에는 O링의 홈은 압력 배관의 끝면에 형성하지 않고 인서트측에 형성한다. 압력 배관은 배관 현장에서 길이 조정을 위해 절단되는 경우가 많아 압력 배관의 두께 내에 현장에서 O링 홈을 새기는 것이 곤란하기 때문이다.

이하에 볼트에 의해 얻어지는 접속 강도를 이용하여 압력 배관을 접속시키는 구체적인 예에 대해서 도면을 참조해서 상세하게 설명한다.

실시예 1

제 1 실시예에 의한 결합 구조(100)를 도 4에 나타낸다. 결합 구조(100)는 슬리브(1a), 인서트(2a), O링(3), 및 다수의 볼트(4)로 이루어져 있다.

슬리브(1a)는 직선 형상의 원통관이며, 내주면에는 인서트(2a)가 삽입되어 있다.

인서트(2a)는 슬리브(1a)의 중심선(c) 방향으로 환상면(b1, b2)을 갖고 있고, 각각의 환상면(b1, b2)에 1개의 환상의 링 홈(b11, b21)이 형성되어 있다. O링(3)은 링 홈(b11, b21)의 각각에 끼워 장착되어 있다. 볼트(4)는 도 3의 결합 구조와 마찬가지로 중심선(c) 방향으로 위치를 어긋나게 한 다른 둘레 상에 각 1개씩 90도 각도를 어긋나게 해서 체결되어 있다. 압력 배관(p1, p2)의 구멍(h2)은 관통되어 있지 않다. 이는 내부의 유체가 나사산을 따라서 외부로 누설되는 것을 막기 위해서이다. 슬리브(1a)측의 구멍(h1)에는 나사산이 절삭되어 있지 않고, 구멍(h2)만이 나사산을 갖는다. 이에 대응하여, 볼트(4)도 구멍(h2)에 나사 결합되는 위치(s)에만 나사산이 절삭되어 있고, 볼트(4)의 헤드부와의 사이에는 나사산이 없다. 이는 볼트의 강도를 향상시키기 위해서이다. 또한, 인서트(2a) 대신에 압력 배관(p1, p2)을 흐르는 유체(액체, 기체, 저압, 고압)에 따라서 여러 가지 시일재를 인서트로서 이용할 수 있다. 시일재로서는 기밀성, 수용성을 갖게 하기 위해 사용하는 개스킷이나 패킹 등(도 4B, 도 4C의 2c 참고)을 이용할 수 있다.

이어서, 결합 구조(100)에 의한 2개의 압력 배관(p1, p2)을 결합시키는 요령을 설명한다.

각 압력 배관(p1, p2)의 단부에 인서트(2a)를 끼우고, 슬리브(1a) 내에 압입하고, 이들 압력 배관(p1, p2)을 서로 압박하여 인서트(2a)의 O링(3)이 압축된 상태로 한다. 압축시의 압력은 O링(3)의 사용 상태에 있어서의 프리스트레스에 상당하는 압력이다.

이 상태 하에서 필요한 복수의 구멍(h1)의 위치에 대응하는 압력 배관(p1, p2)의 위치를 마킹한다. 압력 배관(p1, p2)을 슬리브(1a)로부터 분리하고, 마킹한 위치에 구멍(h2)을 형성한다. 구멍(h2)의 깊이는 압력 배관(p1, p2)의 두께부를 초과하지 않는 정도의 깊이다. 구멍(h2)에 대하여 나사 가공을 실시한다.

이어서, 인서트(2a)를 끼우고, 각 압력 배관(p1, p2)을 슬리브(1a) 내에 압입하고, O링(3)의 프리스트레스에 상당하는 압력으로 압박하여 각 압력 배관(p1, p2)과 슬리브(1a)의 상대 위치를 구멍(h2)을 마킹했을 때의 상태로 되돌린다. 그 후, 볼트(4)를 슬리브(1a)의 구멍(h1)으로부터 나사 삽입하여 체결한다. 또한, 슬리브(1a)측의 구멍(h1)에 나사산을 절삭하는 경우에 있어서는 마킹을 하지 않고 압력 배관(p1, p2)의 쌍방으로부터 압력을 가한 상태에서 구멍(h1, h2)에 동시에 나사산을 새기고, 구멍(h1, h2)의 개소에 나사산을 갖는 볼트를 사용해서 체결한 후 압력을 개방해도 좋다.

또한, 인서트(2a)의 링 홈(b11, b12)의 깊이를 O링(3)에 적절한 시일 압력이 부여되었을 때 정확히 링 홈(b11, b12) 내로 눌리는 깊이로 해두면, 압력 배관(p1) 또는 압력 배관(p2)의 끝면이 인서트(2a)의 환상면(b1, b2)에 맞닿을 때까지 슬리브(1a) 또는 슬리브(1b)에 압입됨으로써 자연히 O링(3)에 적정한 압력이 가해지게 된다. 이와 같이, 미리 링 홈(b11, b12)의 깊이를 정해두면 가장 압입된 때에 있어서의 슬리브(1)의 구멍(h1)의 위치가 압력 배관(p1, p2)의 어느 위치에 있을지는 사전에 알고 있으므로 마킹하지 않더라도 구멍(h2)의 위치를 특정하여 가공할 수 있다.

이것에 의해, O링(3)에 적정한 프리스트레스가 가해진 상태에서 압력 배관(p1)과 압력 배관(p2)이 결합된다. 구멍(h2)을 천공 후 압력 배관(p1, p2)을 슬리브(1a)에 재차 압입하기 전에 접착제를 압력 배관(p1, p2)의 외주 또는 슬리브(1a)의 내주면에 사용해도 좋다. 접착제를 사용하면 유체 밀봉 성능이 향상된다. 인서트(2a)는 슬리브(1a)의 내벽에 의해 관 내에서의 위치가 규제되기 때문에 압력 배관(p1, p2)의 끝면의 위치에 O링(3)을 위치시킬 수 있다. 압력 배관(p1, p2)은 구멍(h2)을 천공한 주위를 침탄 담금질법이나 고주파 담금질법 등에 의해 담금질을 행해서 단위 면적당 인장 강도를 증가시키고, 구멍(h2)을 천공함으로써 저하된 압력 배관(p1, p2)의 인장 파괴 하중을 증가시켜도 좋다.

이 제 1 실시예에서는 압력 배관(p1, p2)이나 슬리브(1a)에 강재를 사용하지만 다른 금속 재료로 해도 지장이 없다. 이후도 마찬가지이다.

실시예 2

도 5에 제 2 실시예의 결합 구조(101)를 나타낸다. 결합 구조(101)에 있어서는 슬리브(1b)의 길이 방향 중앙부에는 내주측으로 돌출된 환상의 넥부(neck part)(5)가 형성되어 있다. 넥부(5)의 양 측면은 중심선(c)에 대하여 수직인 면이며, 압력 배관(p1, p2)과 동일한 두께를 갖는다. 또한, 넥부(5)의 내주측의 둘레면은 압력 배관(p1, p2)의 내주와 동일한 지름을 갖는 곡면이다.

인서트(2a)가 O링(3)이 부착된 상태에서 슬리브(1b)의 양측으로부터 삽입되고 있고, 넥부(5)에 접촉하고 있다. 넥부(5)가 형성되어 있기 때문에 모든 볼트(4)가 파단됐을 때에 있어서도 슬리브(1b)가 압력 배관(p1, p2) 상을 미끄러져서 맞대어진 개소로부터 탈락하는 것이 억제된다.

이어서, 결합 구조(101)에 의한 2개의 압력 배관(p1, p2)의 결합 순서를 설명한다. 슬리브(1b)로부터 인서트(2a)를 삽입하고, 이어서 2개의 압력 배관(p1, p2)을 양측으로부터 슬리브(1b)에 압입하고, 압력 배관(p1, p2)에 압박력을 부여한다. 이 압박력은 인서트(2a)에 장착되어 있는 O링(3)이 사용 상태에서 받는 프리스트레스에 상당한다.

이 상태 하에서 제 1 실시예의 경우와 마찬가지로 구멍(h1)의 위치에 대응하는 압력 배관(p1, p2)의 위치를 마킹하고, 그 후 각 압력 배관(p1, p2)을 슬리브(1b)로부터 빼내고, 구멍(h2)을 천공하고, 나사 가공을 행한다.

인서트(2a)를 슬리브(1b)의 양측으로부터 삽입하고, 압력 배관(p1, p2)의 단부를 압입하고, O링(3)의 프리스트레스에 대응하는 압박력을 가하고, 볼트(4)를 나사 삽입하여 체결한다. 또한, 압력 배관(p1, p2)과 슬리브(1a) 사이에 접착제를 병용해도 좋다.

상기와 마찬가지로 인서트(2a)의 링 홈(b11, b21)의 깊이를 O링(3)에 적절한 시일 압력이 부여되었을 때 정확히 링 홈(b11, b21) 내로 눌리는 깊이로 해 두면 마킹하지 않더라도 구멍(h2)의 위치를 특정하여 가공할 수 있다.

실시예 3

도 6은 제 2 실시예의 슬리브(1b)를 변형한 슬리브(1c)와 인서트(2b)를 이용한 결합 구조(102)(실시예 3)를 나타내고 있다. 변형 개소는 넥부(5)의 전후 부분이며, 도면에서는 이 부분을 확대해서 나타내고 있다. 도 3에 기술한 부위에는 동일 부호를 붙이고 있다.

도 6에 있어서 한 쌍의 인서트(2b)의 외주면이 넥부(5)측을 향할 수록 소경이 되는 원뿔 형상의 수테이퍼면(male tapered face)으로 형성되어 있고, 또한 슬리브(1c)의 내주면 일부의 면도 넥부(5)측을 향할 수록 소경이 되는 원뿔 형상의 암테이퍼면(female tapered face)으로 형성되어 있다.

본 실시예에 의하면, 각 인서트(2b)가 안쪽측으로 압박됐을 때 원뿔 형상의 암수의 테이퍼면에 의해 슬리브(1c)나 압력 배관(p1, p2)이 동심 형상으로 위치 결정되게 된다.

실시예 4

도 7을 참조하여 실시예 4를 설명한다. 본 실시예에 의한 결합 구조(103)는 슬리브부(1d), 플랜지부(6), 인서트(2a), O링(3), 및 복수의 볼트(4)로 이루어져 있다. 도 7에 있어서 실시예 2와 실질적으로 동일한 부위에는 동일한 부호를 붙이고 있다.

슬리브부(1d)와 플랜지부(6)는 일체의 부품으로 하여 플랜지 조인트(8)로서 구성되어 있다. 플랜지부(6)는 유체 통로로서 슬리브부(1d)의 내부 중공과 동심의 내측 구멍(6a)을 갖고, 또한 내측 구멍(6a)과 슬리브부(1d) 사이에는 중심선(c)에 수직인 환상면(6b)을 갖고 있다. 그리고, 플랜지부(6)의 외주측에는 플랜지부(6)를 다른 플랜지 조인트에 결합시키기 위한 볼트가 삽통되는 복수개의 볼트 구멍(6c)이 형성되어 있다. 슬리브부(1d)의 내주면 내에는 인서트(2a)가 삽입된다. 슬리브부(1d)에는 복수의 구멍(h1)이 형성되어 있다.

결합 구조(103)에 의한 압력 배관(p1)의 결합 순서는 실시예 2의 한쪽측의 압력 배관의 접속 예와 마찬가지이다. 환상면(6b)을 실시예 2의 넥부(5)(도 5)의 양측면의 한쪽면으로 치환하여 슬리브부(1d)와 압력 배관(p1)을 결합시키면 좋다.

이와 같이 플랜지부(6)를 결합시킨 압력 배관(p1)은, 예를 들면 볼트 구멍(6c)에 삽통되는 볼트나 이 볼트에 나사 결합되는 너트나 패킹을 통해 다른 임의 구조의 플랜지 조인트와 결합된다.

실시예 5

실시예 5의 결합 구조로서 실시예 4의 슬리브부(1d)의 내주면에 환상면(6b)측을 향할 수록 소경이 되는 암테이퍼면을 형성하고, 실시예 3의 인서트(2b)를 사용해도 좋다. 이와 같이 구성하면, 실시예 3과 마찬가지로 인서트(2a)의 위치 결정이 용이해진다.

실시예 6

도 8을 참조해서 실시예 6을 설명한다. 본 실시예에 의한 결합 구조(104)에 있어서는 슬리브(1e)의 넥부(5a)는 실시예 2의 슬리브(1b)의 넥부(5)와 상위하고, 양 측면에는 각각 1개의 환상의 링 홈(b11, b21)이 동심 형상으로 형성되어 있다. 링 홈(b11, b21)의 각각에는 O링(3)이 끼워 장착되어 있다.

이 구조는 실시예 2에 있어서의 넥부(5)에 인서트(2a)의 시일 기능을 갖게 한 것이다. 본 실시예에 있어서는 슬리브(1e)의 안쪽부에 있는 링 홈(b11, b21)에 대하여 O링(3)을 장착하는 것이 용이하지 않지만 인서트(2a)를 사용하지 않기 때문에 부품점수가 감소한다.

실시예 7

실시예 4에 의한 결합 구조(103)는 도 9에 나타내는 바와 같이 변형해서 결합 구조(105)로 할 수 있다. 결합 구조(105)에서는 2개의 압력 배관(p1, p2)의 외주면의 선단부를 앞이 가는 형상의 수테이퍼면으로 형성한다. 그리고 슬리브(1f)의 내주면을 안쪽이 가는 형상의 암테이퍼면으로 한다.

이와 같이 하면, 슬리브(1f)의 내주면과 삽입된 압력 배관(p1, p2) 사이에 반지름 상의 간극(g1, g2)이 있는 경우에도 암수테이퍼면의 안내 작용에 의해 자동적으로 동심 배치 상태가 된다.

실시예 8

도 10에 실시예 8을 나타낸다. 본 실시예는 슬리브 및 볼트의 변형 예이다. 볼트(4a)는 구멍(h2)에 대응하는 개소에 나사산이 형성된 플러스 나사이며, 그 헤드부에 대각선 상으로 4개소에 노치(r)가 형성되어 있다. 볼트(4b)는 구멍(h1) 및 구멍(h2)에 대응하는 개소에 나사산이 형성되어 있다. 한편, 슬리브(1g)의 구멍(h1)은 슬리브(1g)의 외주측에 정사각형의 오목부(h3)가 형성되어 있다. 도 10B는 회전 스토퍼(7)를 나타내고 있다. 회전 스토퍼(7)는 볼트를 구멍(h1)에 삽입했을 때 정사각형의 오목부와 볼트 헤드부의 원 사이에 생긴 공간 형상에 대응한 평면 형상을 갖고 있다. 회전 스토퍼(7)의 볼록부(7a)는 볼트(4b) 헤드부의 노치(r)에 삽입된다. 회전 스토퍼(7)를 오목부(h3)와 볼트 헤드부(4a)의 간극의 4개소에 끼워 넣음으로써 볼트(4a)의 회전 방지 처리를 할 수 있다. 회전 스토퍼(7)의 재질로서는 스테인리스가 좋다.

실시예 9

도 11에 실시예 9를 나타낸다. 본 실시예는 실시예 4의 접속 구조(103)에 있어서의 플랜지 조인트(8)를 일부 변경한 플랜지 조인트(11)이며, 실질적으로 동일한 부위에는 동일한 부호를 붙이고 있다.

슬리브부(1h)와 플랜지부(9)는 일체의 부품이다. 플랜지부(9)는 유체 통로로서의 내측 구멍(9a)을 갖고 있다. 실시예 4의 플랜지 조인트(8)와의 차이는 플랜지부(6)와 슬리브부(1d) 사이에 수직인 환상면(6b)(도 7)이 없고, 연속적으로 연결되어 있다는 점이다. 이 때문에, 압력 배관(p1)은 플랜지 조인트(11)의 중공을 통하여 그 끝면을 플랜지부(9)측의 끝면(9b)에서 바라보이게 하고 있다. 압력 배관(p1)의 단부는 플랜지 조인트(11)를 관통하고, 또한 끝면(9b)으로부터 돌출된 위치에 도달해도 좋고, 끝면(9b)의 앞에서 밖을 들여다보는 상태여도 좋다. 플랜지부(6)의 외주측에는 볼트가 삽통되는 복수개의 볼트 구멍(6c)이 형성되어 있다. 도 11B에 나타내는 바와 같이, 압력 배관(p1)에 접속한 후 다른 플랜지 조인트와 접속할 경우는 인서트(2a)나 패킹(10)(도 11C)을 압력 배관(p1)의 끝면 또는, 압력 배관(p1)의 끝면과 플랜지부(9)의 끝면(9b)에 대어 접속시킨다. 압력 배관(p1)의 끝면이 노출 상태이고, 플랜지 조인트(11)를 다른 조인트로부터 분리했을 때 인서트(2a)나 패킹(10) 등의 시일재를 즉시 탈락시킬 수 있다.

실시예 10

도 12에 실시예 10을 나타낸다. 본 실시예는 실시예 4의 접속 구조(103)에 있어서의 플랜지 조인트(8)를 일부 변경한 플랜지 조인트(12)이며, 실질적으로 동일한 부위에는 동일한 부호를 붙이고 있다. 다른 플랜지 조인트와 연결하기 위한 볼트 구멍(12b)을 갖는 플랜지부(12a)가 슬리브부(12c)와 서로 겹쳐 있다. 슬리브부(12c)에 형성되는 구멍(h1)과 볼트 구멍(12b)이 서로 간섭하지 않도록 각도를 어긋나게 해서 각각이 천공되어 있다. 본 실시예의 플랜지(12)는 실시예 4에 있어서의 플랜지부(6)의 외주면이 그대로 슬리브부(1d)(도 7)까지 연속된 것이라고 생각해도 좋다.

실시예 11

도 13에 실시예 11을 나타낸다. 본 실시예는 실시예 1의 압력 배관(p1)에 플랜지부(12)를 형성한 플랜지 조인트(14)이다. 압력 배관(p2)과의 접속은 실시예 1에 준한다.

실시예 12

도 14에 있어서 도 12의 실시예에 있어서의 플랜지 조인트(12)에 대하여 다른 플랜지 조인트와 연결하기 위해서 인서트(2a) 또는 시트 패킹(2d)을 사용해도 좋다.

실시예 13

압력 배관(p1, p2)과 슬리브를 연결시키는 볼트(4)는 슬리브와 압력 배관의 접촉면에서 전단력을 받는다. 도 15는 전단력에 대하여 강도를 강하게 한 볼트(40)를 나타내고 있다. 접촉면(PL)에 위치하는 볼트(40)의 원주 부분(40a)에는 나사산을 형성하지 않고 스트레이트인 곡면을 형성한다.

실시예 14

또한, 슬리브에 대하여 인서트를 볼트로 접속 가능하도록 해도 좋다. 도 16에 있어서 인서트(2e)는 압력 배관(p1, p2)과 동일한 내경의 관이며, 외표면으로부터 관통하고 있지 않은 나사 구멍(h4)이 형성되어 있다. 슬리브(1a)에는 나사 구멍(h4)에 대응하는 위치에 관통된 구멍(h5)(나사산이 있어도 없어도 좋다)이 형성되어 있고, 볼트(4)에 의해 인서트(2e)는 슬리브(1a)에 접속된다.

이 구성에 있어서, 압력 배관(p2)을 분리하고 싶은 경우에는 볼트(4)를 모두 풀고, 슬리브(1a)를 도면 좌측으로 슬라이드시켜서 압력 배관(p2)의 단부를 노출시킨다. 그 결과, 현장에 설치되어 있는 압력 배관(p1)의 위치 관계를 변경하지 않고 압력 배관(p2)을 분리할 수 있다.

실시예 15

도 17은 루스 조인트에 의해 압력 배관을 접속시키는 다른 실시예를 나타내고 있다. 도 17C에 있어서 원통 형상의 슬리브(1i)는 앞선 실시예의 슬리브(1a) 이외와 마찬가지로 길이 방향의 위치를 어긋나게 해서 둘레 방향으로 서로 겹치지 않고, 또한 등각도 간격으로 천공된 복수의 관통된 구멍(h1)을 갖고 있다. 그러나, 슬리브(1i)의 길이는 압력 배관(p2)의 단부까지의 길이밖에 안된다. 한편으로, 압력 배관(p2)을 다르게 접속시키기 위해서는 루스 조인트(13)가 이용된다. 루스 조인트(13)는 슬리브(1i)의 한쪽의 단부(e)에 접촉하는 칼라부(collar part)(13a)와, 슬리브(1i)의 외주면을 경유해서 슬리브(1i)의 타단(f)측으로 신장된 몸통부(13b)를 갖고 있고, 다른 것과 접속하기 위한 볼트 구멍(13c)을 갖고 있다. 본 실시예에서는 몸통부(13b)는 슬리브(1i)의 타단(f)측에 이르는 길이를 갖고 있지만 슬리브(1i)의 타단(f)측에 이르지 않아도 좋다.

도 17A에 나타내는 바와 같이, 우선 루스 조인트(13)를 압력 배관(p2)에 통과시키고나서 도 17B에 나타내는 바와 같이 슬리브(1i)를 압력 배관(p2)에 대하여 볼트(4)[도면에는 실시예 8의 볼트(4b)를 나타냈다]에 의해 나사 결합한다. 여기에서 사용하는 볼트(4b)는 헤드부가 슬리브(1i)의 외주면으로 돌출되지 않는 볼트이다. 회전 스토퍼(7)와 함께 사용되는 것이 좋다. 압력 배관(p2)에 구멍(h1)이 대응하는 위치에 나사산이 가공된 비관통 구멍(h2)이 형성되는 것은 앞선 실시예와 같다. 마찬가지로 해서 압력 배관(p1)에도 슬리브(1i)를 볼트(4b)로 고정하고, 조인트끼리를 볼트(m)와 너트(n)로 고정한다. 압력 배관(p1)과 압력 배관(p2) 사이에는 도 17C의 도면 중에 화살표로 나타내는 바와 같이 시일을 행하는 각종 인서트(개스킷, 패킹, O링 등)를 끼운다. 압력 배관(p2)[또는 압력 배관(p1)]의 끝면이 시일을 배치하는 시일면이 되면 좋고, 슬리브(1i) 또는 루스 조인트의 끝면에 시일은 배치되도, 되지 않아도 좋다. 루스 조인트를 접속시키는 상대 조인트는 도 7이나 도 12의 플랜지 조인트나 다른 형태여도 좋다.

실시예 16

도 18은 시일을 행하는 인서트(2a) 등에 대하여 압력 배관(p1)[또는 압력 배관(p2)]을 슬리브(1a, 1b)에 삽입함으로써 소정의 프리스트레스를 부여하는 실시예를 나타낸다. 도 18A는 도 4A의 실시예(실시예 1), 도 18B는 도 5A의 실시예(실시예 2), 도 18C는 도 16의 실시예(실시예 16)를 일례로서 나타내고 있다. 압력 배관(p1, p2)의 외주에는 나사산(sc1)이 형성되고, 슬리브(1a, 1b)의 내주에는 나사산(sc1)에 나사 결합되는 나사산(sc2)이 형성되어 있다. 압력 배관(p1) 또는 압력 배관(p2)을 슬리브(1a) 또는 슬리브(1b)에 삽입함으로써 인서트(2a, 2e)에 대한 압력이 인가된다. 삽입량을 조정함으로써 인서트의 시일재에 대한 프리스트레스를 부여할 수 있다. 본 실시예는 도 7의 실시예(실시예 4)나 도 12의 실시예(실시예 10)에 개시한 플랜지부의 슬리브부(1d, 12c)를 인서트(2a)를 사이에 두고서 압력 배관(p1)과 접속시킬 때에도 적용할 수 있다.

인서트(2a)의 링 홈(b11, b21)의 깊이를 O링(3)에 적절한 시일 압력이 부여되었을 때 정확히 링 홈(b11, b21) 내로 눌리는 깊이로 해 두면, 압력 배관(p1) 또는 압력 배관(p2)의 끝면이 인서트(2a)의 환상면(b1, b2)에 맞닿을 때까지 슬리브(1a) 또는 슬리브(1b)에 삽입하면 자연히 O링(3)에 적정한 압력이 가해지게 된다.

실시예 17

도 10에 나타낸 실시예 8에서는 볼트(4a)는 구멍(h2)에 대응하는 개소에 나사산이 형성된 나사였지만, 구멍(h1)에 대응하는 개소만 나사산을 형성하고 구멍(h2)에 대응하는 개소는 원기둥 상태로 해도 좋다. 도 19는 구멍(h1)에 대응하는 볼트(4c)의 개소(s1)에 나사산이 형성되어 있고, 구멍(h2)에 대응하는 개소(s2)는 원기둥이다. 압력 배관(p1) 및 압력 배관(p2) 모두 구멍(h2)은 나사산을 갖고 있지 않고, 볼트(4c)의 개소(s2)의 원기둥이 끼워지는 원통 형상의 비관통 구멍으로 되어 있다. 한편, 슬리브(1a)는 도 4에 나타낸 것과 동일하다. 압력 배관(p1)과 압력 배관(p2) 사이에는 도 4의 실시예에 나타낸 인서트(2a)가 삽입되어 있다. 압력 배관(p1) 또는 압력 배관(P2) 사이에 인서트를 압축 상태로 배치한 후 볼트(4c)의 개소(s2)가 구멍(h2)에 끼워 넣어짐으로써 인서트(2a)의 O링(3)은 필요한 적정 압력에 의해 시일을 행한다. 본 실시예에 의하면, 압력 배관(p1, p2)의 구멍(h2)의 내표면이 매끄러운 원기둥 곡면이 되므로 압력 배관측의 강도가 높아진다. 압력 배관의 구멍(h2)은 나사산을 갖지 않고, 슬리브의 구멍(h1)에만 나사산을 형성하여 압력 배관측의 강도를 높게 하는 것은 상술한 실시예 1∼16에 모두 적용할 수 있다.

실시예 18

도 20A에는 도 19의 볼트(4c)를 이용하고, 인서트(2e)(도 16)를 이용하여 압력 배관(p1, p2)을 접속시키는 예를 나타내고 있다. 본 실시예에 있어서는 인서트(2e)를 슬리브(1a)에 고정한 후 압력 배관(p1, p2)을 각각 슬리브(1a)에 압력을 가해서 압입하고, 인서트(2e) 좌우의 O링을 적정 압력으로 압축한 상태에서 볼트(4c)의 개소(s2)가 구멍(h2)에 끼워 넣어진다.

실시예 19

도 20C는 굵기가 굵은 O링(3)을 사용하기 위해서 개량된 인서트(2f)를 나타내고 있다.

도 20B는 인서트(2f)를 이용해서 압력 배관(p1, p2)을 접속시킨 상태를 나타내고 있다.

인서트(2f)는 링 형상이며, 그 내주면(20)은 압력 배관(p1)의 내주면과 동일한 지름이며, 외주면(21)은 슬리브(1a)의 내주면의 지름보다 약간 작다. 인서트(2f)의 외주면(21)으로부터 인서트(2f) 좌우의 끝면(22) 사이에는 동심원으로 오목한 스텝 형상 홈(23)이 형성되어 있다. 스텝 형상 홈(23)은 반경 방향에 평행한 도넛면(24)과 중심선 방향에 병행한 링면(25)을 갖고 있다.

또한, 인서트(2f)의 링면(25)의 넓이를 O링(3)에 적절한 시일 압력이 부여되었을 때 정확히 끝면(22)의 높이로 눌리는 넓이로 해 두면 압력 배관(p1) 또는 압력 배관(p2)의 끝면이 인서트(2f)의 끝면(22)에 맞닿을 때까지 슬리브(1a) 또는 슬리브(1b)에 압입됨으로써 자연히 O링(3)에 적정한 압력이 가해지게 된다.

인서트(2f)에는 또한 슬리브(1a) 내에 있어서 고정되는데 이용되는 비관통 구멍(26)이 형성되어 있다. 슬리브(1a)에는 그 외주면으로부터 내주면을 향해서 구멍(h5)이 관통되어 있고, 인서트(2f)의 구멍(26)과 슬리브(1a)의 구멍(h5)은 볼트(4)에 의해 체결된다.

인서트(2f)가 슬리브(1a) 내에 볼트(4)로 고정되었을 때, 도넛면(24)과 링면(25)과 슬리브(1a)의 내주면은 O링(3)을 수용하는 홈의 저면 및 양측면이 된다.

O링은 일정한 압축률로 한 경우 굵기가 굵은 편이 압축 영구 변형이 적어 굵은 굵기의 O링을 사용하는 편이 밀봉성을 안정시키는데 우위에 있다. 본 실시예에 의하면 굵은 O링을 이용할 수 있다. 또한, 압력 배관(p1, p2)의 구멍(h2)은 나사산이 없기 때문에 볼트(4c)를 이용했다. 그러나, 압력 배관(p1, p2)의 구멍(h2)은 나사산을 가져도 상관없다. 나사산을 갖는 경우는 볼트(4)를 이용한다.

또한, 인서트(2f)의 링면(25)의 폭을 O링(3)에 적절한 시일 압력이 부여되었을 때 정확히 링면의 폭 내로 눌리는 깊이로 해 두면, 압력 배관(p1) 또는 압력 배관(p2)의 끝면이 인서트(2f)의 끝면(22)에 맞닿을 때까지 슬리브(1a) 또는 슬리브(1b)에 압입됨으로써 자연히 O링(3)에 적정한 압력이 가해지게 된다.

실시예 20

도 21A에 있어서 실시예 4(도 7)의 결합 구조(103)에 대하여 인서트(2g)(도 21B)를 이용한 예를 나타내고 있다. 인서트(2g)는 인서트(2f)와 마찬가지로 링 형상이며, 그 내주면(20)은 압력 배관(p1)의 내주면과 동일 지름이고, 외주면(21)은 슬리브부(1d)의 내주면의 지름보다 약간 작다. 인서트(2g)의 외주면(21)으로부터 인서트(2g)의 좌우 끝면(22) 사이에는 동심원으로 오목한 스텝 형상 홈(23)이 형성되어 있다. 스텝 형상 홈(23)은 반경 방향에 평행한 도넛면(24)과 중심선 방향에 병행한 링면(25)을 갖고 있다. 인서트(2g)는 인서트(2f)에서 나타낸 바와 같은 비관통 구멍(26)을 갖고 있지 않다. 인서트(2g)는 넥부(6b)와 압력 배관(p1) 사이에 끼워지므로 고정될 필요가 없기 때문이다. 또한, 압력 배관(p1, p2)의 구멍(h2)은 나사산을 가져도 상관없다. 나사산을 갖는 경우는 볼트(4)를 이용한다.

실시예 21

도 5의 실시예 2의 결합 구조(101)의 변형 예를 도 21C에 나타낸다. 도 21C에 있어서 슬리브(1b)의 구멍(h1)에 나사산이 형성되어 있고, 압력 배관(p1, p2)의 구멍(h2)에는 나사산이 형성되어 있지 않다. 슬리브(1b)의 내주측으로 돌출된 환상의 넥부(5)가 형성되어 있고, 인서트(2f)가 장착되어 있다. 볼트(4c)(도 19)를 이용하여 슬리브(1b)와 압력 배관(p1, p2)을 결합시킨다. 인서트(2g)의 O링의 압축에 대해서는 상술한 바와 같다. 또한, 압력 배관(p1, p2)의 구멍(h2)은 나사산이 없기 때문에 볼트(4c)를 이용했다. 그러나, 압력 배관(p1, p2)의 구멍(h2)은 나사산을 가져도 상관없다. 나사산을 갖는 경우는 볼트(4)를 이용한다.

실시예 22

도 18의 실시예 16의 변형 예를 도 22에 나타낸다. 본 실시예는 실시예 16과 마찬가지로 시일을 행하는 인서트(2f, 2g)에 대하여 압력 배관(p1)[또는 압력 배관(p2)]을 슬리브에 삽입함으로써 O링(3)을 압축하는 실시예이다. 슬리브(1a, 1b)의 내주에는 구멍(h1)의 개소를 포함하여 전체 길이에 나사산(sc2)이 형성되어 있다. 한편, 압력 배관(p1, p2)의 외주에는 나사산(sc2)에 나사 결합되는 나사산(sc1)이 형성되어 있다. 압력 배관(p1) 또는 압력 배관(p2)을 슬리브(1a) 또는 슬리브(1b)에 삽입함으로써 인서트(2f, 2g)에 대한 압력이 인가된다. 삽입량을 조정함으로써 O링(3)에 대한 프리스트레스를 부여할 수 있다.

또한, 인서트(2g)의 링면(25)의 폭을 O링(3)에 적절한 시일 압력이 부여되었을 때 정확히 링면의 폭 내로 눌리는 깊이로 해 두면, 압력 배관(p1) 또는 압력 배관(p2)의 끝면이 인서트(2g)의 끝면(22)에 맞닿을 때까지 슬리브(1a) 또는 슬리브(1b)에 압입됨으로써 자연히 O링(3)에 적정한 압력이 가해지게 된다. 또한, 압력 배관(p1, p2)의 구멍(h2)은 나사산이 없기 때문에 볼트(4c)를 이용했다. 그러나, 압력 배관(p1, p2)의 구멍(h2)은 나사산을 가져도 상관없다. 나사산을 갖는 경우는 볼트(4)를 이용한다.

100∼105 : 결합 구조 1, 1a∼1i : 슬리브 또는 슬리브부
2 : 인서트 3 : O링
4, 4a : 볼트 5 : 넥부
6 : 플랜지부 7 : 회전 스토퍼
8 : 플랜지 조인트 p1 : 압력 배관
p2 : 압력 배관

Claims

압력이 가해진 유체를 내부에 흐르게 하는 압력 배관끼리를 결합시키는 결합 구조에 있어서:
길이 방향의 위치를 어긋나게 해서 둘레 방향으로 서로 겹치지 않고 또한 등각도 간격으로 천공된 복수의 관통된 구멍을 갖고 내부의 중공에 상기 압력 배관이 양측으로부터 삽입되는 원통 형상의 슬리브와,
상기 슬리브 내부의 중공에 상기 압력 배관에 끼워져 위치해 압력 배관을 시일하는 인서트와,
상기 슬리브의 복수의 구멍에 삽입되는 복수의 볼트를 갖고,
상기 압력 배관은 상기 구멍이 대응하는 위치에 나사산이 가공된 비관통 구멍이 형성되고, 상기 압력 배관이 상기 슬리브의 내부 중공에 삽입되었을 때 각각의 구멍끼리가 연통되고, 상기 볼트는 상기 슬리브의 구멍을 통해서 상기 압력 배관의 나사산에 나사 결합되는 것을 특징으로 하는 결합 구조.
제 1 항에 있어서,
상기 슬리브는 삽입된 압력 배관의 단부가 대면하는 위치에 다른 내부 중공 위치보다 작은 지름의 넥부를 갖고, 상기 인서트는 상기 슬리브의 양측으로부터 삽입되고, 각 인서트는 대응하는 압력 배관의 단부와 상기 넥부 사이에 끼워져 있는 것을 특징으로 하는 결합 구조.
제 1 항에 있어서,
상기 인서트는 대향한 한 쌍의 환상면을 구비하고, 상기 환상면의 각각에 환상의 링 홈이 형성되고, 상기 링 홈에 O링이 감합되어 있는 것을 특징으로 하는 결합 구조.
제 2 항에 있어서,
상기 인서트의 외주면이 상기 넥부측을 향할 수록 소경이 되는 수테이퍼면으로 형성되어 있고, 또한 상기 슬리브의 내주면 중 상기 수테이퍼면을 포위한 개소가 상기 넥부측을 향할 수록 소경이 되는 암테이퍼면으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 결합 구조.
제 1 항에 있어서,
상기 슬리브에 삽입된 압력 배관의 외주면과 대면하는 상기 슬리브의 내부 중공의 면 사이가 접착제에 의해 충전되어 있는 것을 특징으로 하는 결합 구조.
제 1 항에 있어서,
상기 압력 배관은 나사산이 가공된 비관통 구멍의 주위에 담금질 가공이 되어 있는 것을 특징으로 하는 결합 구조.
압력이 가해진 유체를 내부에 흐르게 하는 압력 배관에 플랜지 조인트를 결합시키는 결합 구조에 있어서:
상기 압력 배관이 삽입되는 원통 형상의 중공을 갖고 또한 상기 중공의 길이 방향의 위치를 어긋나게 해서 둘레 방향으로 서로 겹치지 않고 또한 등각도 간격으로 상기 중공을 향해서 천공된 복수의 관통된 구멍을 갖는 플랜지 조인트와,
상기 플랜지 조인트의 복수의 구멍에 삽입되는 복수의 볼트를 갖고,
상기 압력 배관은 상기 구멍이 대응하는 위치에 나사산이 가공된 비관통 구멍이 형성되고, 상기 압력 배관이 상기 플랜지 조인트의 내부 중공에 삽입되었을 때 각각의 구멍끼리가 연통되고, 상기 볼트는 상기 플랜지 조인트의 구멍을 통해서 상기 압력 배관의 나사산에 나사 결합되는 것을 특징으로 하는 결합 구조.
제 7 항에 있어서,
상기 플랜지 조인트의 중공에 삽입된 상기 압력 배관의 단부가 다른 조인트와의 접속측에서 상기 플랜지 조인트의 중공을 통하여 바라보고 있는 것을 특징으로 하는 결합 구조.
제 7 항에 있어서,
상기 플랜지 조인트는 상기 내부 중공과 동심이며, 또한 소경의 내주면을 갖고, 상기 소경의 내주면과 상기 내부 중공 사이에 환상면이 형성되어 있고, 또한 상기 압력 배관의 단부와 상기 환상면 사이에 시일을 행하는 인서트가 끼워져 있는 것을 특징으로 하는 결합 구조.
제 9 항에 있어서,
상기 인서트의 외주면이 상기 환상면측을 향할 수록 소경이 되는 수테이퍼면으로 형성되어 있고, 또한 상기 플랜지 조인트의 내주면 중 상기 수테이퍼면을 포위한 개소가 상기 환상면측을 향할 수록 소경이 되는 암테이퍼면으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 결합 구조.
압력이 가해진 유체를 내부에 흐르게 하는 압력 배관끼리를 결합시키는 결합 구조에 있어서:
길이 방향의 위치를 어긋나게 해서 둘레 방향으로 서로 겹치지 않고 또한 등각도 간격으로 천공된 복수의 관통된 구멍을 갖고 내부의 중공에 상기 압력 배관이 양측으로부터 삽입되는 원통 형상의 슬리브이며 상기 슬리브는 내부 중공보다 작은 지름의 넥부를 그 내부 중공에 갖고 상기 넥부의 양측의 환상면에는 각각에 환상의 링 홈이 형성된 슬리브와,
상기 링 홈에 감합된 O링과,
상기 슬리브의 복수의 구멍에 삽입되는 복수의 볼트를 갖고,
상기 압력 배관은 상기 구멍이 대응하는 위치에 나사산이 가공된 비관통 구멍이 형성되고, 상기 압력 배관이 상기 슬리브의 내부 중공에 삽입되었을 때 각각의 구멍끼리가 연통되고, 상기 볼트는 상기 슬리브의 구멍을 통해서 상기 압력 배관의 나사산에 나사 결합되는 것을 특징으로 하는 결합 구조.
압력이 가해진 유체를 내부에 흐르게 하는 압력 배관을 결합시키는 결합 구조에 있어서:
길이 방향의 위치를 어긋나게 해서 둘레 방향으로 서로 겹치지 않고 또한 등각도 간격으로 천공된 복수의 관통된 구멍을 갖고 내부의 중공에 상기 압력 배관이 삽입되는 원통 형상의 슬리브와,
상기 슬리브의 복수의 구멍에 삽입되는 복수의 볼트를 갖고,
상기 압력 배관은 상기 구멍이 대응하는 위치에 나사산이 가공된 비관통 구멍이 형성되고, 상기 압력 배관이 상기 슬리브의 내부 중공에 삽입되었을 때 각각의 구멍끼리가 연통되고, 상기 볼트는 상기 슬리브의 구멍을 통해서 상기 압력 배관의 나사산에 나사 결합되는 것을 특징으로 하는 결합 구조.
제 12 항에 있어서,
상기 볼트의 헤드부에는 노치가 형성되어 있고, 상기 슬리브의 구멍에 삽입되었을 때 상기 노치에 슬리브와의 사이의 상대 위치를 고정하는 회전 스토퍼가 삽입되는 것을 특징으로 하는 결합 구조.
제 12 항에 있어서,
상기 슬리브의 한쪽의 단부에 접촉하는 칼라부와, 상기 슬리브의 외주면을 경유해서 상기 슬리브의 타단측으로 신장된 몸통부를 갖는 루스 조인트를 갖는 것을 특징으로 하는 결합 구조.
제 1 항에 있어서,
상기 인서트의 외표면에 비관통 나사 구멍이 형성되어 있고, 상기 나사 구멍에 대응하는 위치에 형성된 상기 슬리브의 관통 구멍을 통해서 볼트에 의해 상기 인서트가 상기 슬리브에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 결합 구조.
제 1 항에 있어서,
상기 압력 배관의 외주에는 나사산이 형성되고, 상기 슬리브의 내주에는 상기 나사산에 나사 결합되는 나사산이 형성되어 있고, 상기 압력 배관을 상기 슬리브에 삽입함으로써 상기 인서트에 대한 압력을 인가하는 것을 특징으로 하는 결합 구조.
압력이 가해진 유체를 내부에 흐르게 하는 압력 배관을 결합시키는 결합 구조에 있어서:
길이 방향의 위치를 어긋나게 해서 둘레 방향으로 서로 겹치지 않고 또한 등각도 간격으로 천공된 복수의 관통된 구멍을 갖고 내부의 중공에 상기 압력 배관이 삽입되는 원통 형상의 슬리브와,
상기 슬리브의 복수의 구멍에 삽입되는 복수의 볼트를 갖고,
상기 압력 배관은 상기 구멍이 대응하는 위치에 나사산이 가공된 비관통 구멍이 형성되고, 상기 압력 배관이 상기 슬리브의 내부 중공에 삽입되었을 때 각각의 구멍끼리가 연통되고, 상기 볼트는 상기 연통된 상기 슬리브의 구멍에 나사 결합되는 것을 특징으로 하는 결합 구조.
제 17 항에 있어서,
상기 압력 배관의 비관통 구멍은 내주가 매끄러운 원통 형상이며, 상기 볼트는 상기 비관통 구멍에 삽입되는 개소는 나사산이 없는 원기둥 형상이며, 상기 압력 배관이 상기 슬리브의 내부 중공에 삽입되었을 때 각각의 구멍끼리가 연통되고 감합되는 것을 특징으로 하는 결합 구조.
제 17 항에 있어서,
상기 슬리브의 내주면에 대향하는 외주면과, 길이방향의 양 단부와, 상기 압력 배관의 내주와 동일한 지름의 내주면을 갖고, 상기 외주면으로부터 길이방향의 양 단부 사이에 동심원으로 오목하고 반경 방향의 도넛면과 중심선 방향의 링면을 갖는 스텝 형상 홈을 갖는 인서트와,
상기 인서트의 스텝 형상 홈에 끼워지는 O링이고 상기 슬리브의 내주면과 상기 인서트의 스텝 형상 홈으로 둘러싸인 공간 내에서 상기 압력 배관의 단부에 접촉하는 O링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 결합 구조.
제 19 항에 있어서,
상기 슬리브는 삽입된 압력 배관의 단부가 대면하는 위치에 다른 내부 중공 위치보다 작은 지름의 넥부를 갖고, 상기 인서트는 압력 배관의 단부와 상기 넥부 사이에 끼워져 있는 것을 특징으로 하는 결합 구조.
제 19 항에 있어서,
상기 압력 배관의 외주에는 나사산이 형성되고, 상기 슬리브의 내주에는 상기 나사산에 나사 결합되는 나사산이 형성되어 있고, 상기 압력 배관을 상기 슬리브에 삽입함으로써 상기 인서트에 대한 압력을 인가하는 것을 특징으로 하는 결합 구조.
제 17 항에 있어서,
상기 슬리브의 한쪽의 단부에 접촉하는 칼라부와, 상기 슬리브의 외주면을 경유해서 상기 슬리브의 타단측으로 신장한 몸통부를 갖는 루스 조인트를 갖는 것을 특징으로 하는 결합 구조.