KR101992653B1

KR101992653B1 - 압력 배관의 접속 방법 및 플랜지 부착 압력 배관의 작성 방법

Info

Publication number: KR101992653B1
Application number: KR1020177024779A
Authority: KR
Inventors: 마사토 코바야시
Original assignee: 니혼칸센 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2015-09-08
Filing date: 2015-09-08
Publication date: 2019-06-25
Also published as: WO2017042874A1; CN108027096B; CN108027096A; KR20170109057A; EP3348890A1; EP3348890A4; JP6525057B2; JPWO2017042874A1

Abstract

압력 배관에 대한 가공 공정수를 감소시키고, 또한 높은 가공 정밀도를 요구하지 않고 압력 배관을 접속하는 접속 구조를 제공한다. 복수의 원호 부재(5a, 5b)는 그 끝면(50a, 50b)끼리를 맞춤으로써 1회전하는 바퀴 형상으로 된다. 원호 부재(5a, 5b)의 외주에는 비관통 구멍(53)이 형성되어 있다. 복수의 원호 부재(5a, 5b)에 의한 바퀴는 압력 배관(2)의 외경보다 작고, 내경보다 큰 내경을 갖고 있다. 원통 형상의 슬리브(1)는 대향하는 입구로부터 각각 압력 배관(2)이 삽입되는 내부의 중공(10)에 전체 원주에 걸쳐서 원호 부재(5a, 5b)의 외주를 밖으로 끼우는 원통 내주면(11a)과, 외측으로부터 관통하여 암나사산이 형성된 복수의 관통 구멍(12)을 갖고 있다. 압력 배관(2)을 설치 장소에 적합한 길이로 잘라 맞추고, 홈(23)을 절삭 가공한다. 원호 부재(5a, 5b)를 홈(23)에 감합하고, 압력 배관(2)을 슬리브(1)에 삽입하여 원호 부재(5a, 5b)를 원통 내주면(11a)에 위치시켜서 각각의 관통 구멍과 비관통 구멍끼리를 연통시켜 볼트(4)에 의해 고정한다.

Description

압력 배관의 접속 방법 및 플랜지 부착 압력 배관의 작성 방법

본 발명은 배관 설치 개소에 적합한 길이로 잘라 맞추어진 압력 배관에 대하여 용접을 필요로 하지 않고 접속시키는 것을 가능하게 한 압력 배관의 접속 방법 및 플랜지 부착 압력 배관의 작성 방법에 관한 것이다.

압력 배관용의 강관으로서는 탄소강 강관(STPG)이 사용된다. 탄소강 강관은 최저한으로서 요구되는 항복 하중 및 파단 강도가 JIS 규격에 의해 결정되어 있다. 한편, 압력 배관의 접속을 행하는 이음매에 대해서, 압력 배관의 항복 하중 및 파단 강도를 초과하는 것인 것이 요구된다. 구체적으로는, 이음매의 강도는 인장 시험에 있어서 이음매에 접속되는 압력 배관의 모재의 쪽이 절단되는 강도로 한다. 또한, 용접에 의한 접속에 대해서도 마찬가지로 압력 배관의 모재의 쪽이 절단되는 용접 강도를 갖게 하기 위해, 전체 둘레에 걸쳐서 압력 배관에 대하여 다리 길이를 연장하는 것이 요구되고 있다. 이러한 용접 작업에는 숙련을 요하여 작업을 행할 수 있는 사람에는 한계가 있다.

용접에 의하지 않는 접속 수단으로서, 접착제나 볼트 등의 수단이 있다. 예를 들면, 특허문헌 1 및 특허문헌 2에는 볼트에 의해 관과 관을 접속하는 것이 개시되어 있다. 이들 기술은 전선을 수용하는 관의 둘레면벽에 그 반경 방향을 따라서 나사부착된 볼트의 체결력에 의해 관측을 변형시켜서 고정하는 것이다. 이러한 볼트에 의해 접속되는 관은 내부의 전선을 보호하는 것이고, 내부의 전선 자체가 압력을 갖거나 누설되거나 하는 것은 아니다. 또한, 특허문헌 3에서는 볼트에 의해 막대끼리를 접속하는 기술이 개시되어 있지만, 이것도 앞의 특허문헌과 마찬가지로 볼트의 체결력에 의해 막대측면을 변형시켜 고정한다.

한편, 용접을 이용하지 않고, 고압의 유체를 안내하는 압력 배관을 접속하는 기술로서, 출원인은 특허문헌 4에 나타내는 바와 같이 볼트를 접속 수단으로서 이용한 압력 배관의 접속 구조를 제안했다. 압력 배관에 바닥이 있는 구멍을 다수 형성하여 압력 배관을 밖으로 끼우는 슬리브의 표면으로부터 이 바닥이 있는 구멍을 향해서 볼트에 의해 고정하는 것이다. 압력 배관에 바닥이 있는 구멍을 개방한다고 하는 것은 압력 배관 자체가 갖는 파단 강도를 저하시킨다. 특허문헌 4에 있어서는 접속부의 강도가 압력 배관에 대하여 요구되는 항복 하중(압력 배관이 STPG370이면 규격에서 정한 강도 370N/㎟)을 초과하도록 하기 위해서, 바닥이 있는 구멍의 개구 위치를 압력 배관의 전체 둘레에 걸쳐 등각도 간격으로, 또한 중심선 방향으로 서로 겹치지 않도록 배치하여 응력을 분산시키는 것을 개시하고 있다.

일본 실용신안 공고 소51-9667호 공보 일본 특허 공개 2003-180011호 공보 일본 특허 공개 2010-180957호 공보 WO 2012/096042A1호 공보

특허문헌 4에 나타내어지는 접속 구조에 의하면, 인장 강도가 요구되는 압력 배관의 배관 공사에 있어서, 용접을 이용하지 않고 볼트에 의해 압력 배관의 접속을 행할 수 있다. 그러나, 천공은 필요한 길이로 잘라 맞추어진 압력 배관에 대하여 볼트의 수에 대응해서 다수의 바닥이 있는 구멍을 개구하는 작업이며, 많은 가공 공정수를 요한다. 또한, 바닥이 있는 구멍을 압력 배관의 길이 방향으로 분산시켜 개구하기 때문에 가공 정밀도가 높은 공구가 필요하게 된다.

본 발명의 목적은 압력 배관에 대한 가공 공정수를 감소시키고, 또한 높은 가공 정밀도를 요구하지 않고 압력 배관을 접속하는 접속 방법 및 플랜지 부착 압력 배관의 작성 방법을 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 대표적인 구성을 나타내면 이하와 같다. 압력이 걸린 유체를 내부에 흐르게 하는 압력 배관끼리를 접속하는 접합 방법에 있어서, 끝면끼리를 맞춤으로써 1회전하는 바퀴 형상으로 되는 복수의 원호 부재로서, 외주에 대하여 비관통 구멍이 형성되고, 상기 압력 배관의 외경보다 작고, 내경보다 큰 내경을 갖는 복수의 원호 부재를 준비하고, 대향하는 입구로부터 각각 압력 배관이 삽입되는 내부의 중공에 전체 원주에 걸쳐서 상기 하나의 바퀴 형상으로 된 원호 부재의 외주를 밖으로 끼우는 원통 내주면을 갖고, 상기 비관통 구멍에 대응하는 위치에 외측으로부터 관통하여 암나사산이 형성된 복수의 관통 구멍을 갖는 원통 형상의 슬리브를 준비하고, 상기 슬리브의 복수의 관통 구멍에 나사삽입되는 복수의 볼트를 준비하고, 상기 압력 배관을 설치 장소에 적합한 길이로 잘라 맞추고, 상기 잘라 맞추어진 단부로부터 떨어진 위치에 상기 복수의 원호 부재가 감합하는 홈을 절삭 가공하고, 상기 복수의 원호 부재를 상기 홈에 감합하여 하나의 바퀴로 하고, 상기 압력 배관을 상기 슬리브의 내부 중공에 삽입하여 상기 홈에 감합한 원호 부재를 상기 원통 내주면에 위치시켜서 각각의 관통 구멍과 비관통 구멍끼리를 연통시키고, 상기 볼트는 상기 슬리브의 관통 구멍을 통해서 상기 압력 배관을 고정하는 것을 특징으로 한다.

압력이 걸린 유체를 내부에 흐르게 하는 플랜지 부착 압력 배관의 작성 방법에 있어서, 끝면끼리를 맞춤으로써 1회전하는 바퀴 형상으로 되는 복수의 원호 부재로서, 외주에 대하여 비관통 구멍이 형성되고, 상기 압력 배관의 외경보다 작고, 내경보다 큰 내경을 갖는 복수의 원호 부재를 준비하고, 대향하는 입구로부터 각각 압력 배관이 삽입되는 내부의 중공에 전체 원주에 걸쳐서 상기 하나의 바퀴 형상으로 된 원호 부재의 외주를 밖으로 끼우는 원통 내주면을 갖고, 상기 비관통 구멍에 대응하는 위치에 외측으로부터 관통하여 암나사산이 형성된 복수의 관통 구멍을 갖고, 또한 상기 중공의 중심선 방향의 가로 구멍이 원주를 따라서 등각도 간격으로 천공된 원통 형상의 플랜지를 준비하고, 상기 플랜지의 복수의 관통 구멍에 나사삽입되는 복수의 볼트를 준비하고, 상기 압력 배관을 설치 장소에 적합한 길이로 잘라 맞추어 상기 잘라 맞춘 단부로부터 떨어진 위치에 상기 복수의 원호 부재가 감합하는 홈을 절삭 가공하여, 상기 복수의 원호 부재를 상기 홈에 감합하여 하나의 바퀴로 하고, 상기 압력 배관을 상기 플랜지의 내부 중공에 삽입하여 상기 홈에 감합한 원호 부재를 상기 원통 내주면에 위치시켜서 각각의 관통 구멍과 비관통 구멍끼리를 연통시키고, 상기 볼트는 상기 플랜지의 관통 구멍을 통해서 상기 압력 배관을 고정하는 것을 특징으로 한다.

(발명의 효과)

본 발명에 의하면, 필요한 길이로 잘라 맞추어진 압력 배관에 대하여, 원호 부재가 감합하는 홈을 절삭 가공하는 작업은 선반을 이용하면 비교적 용이하게 또한 정확하게 할 수 있는 작업이며, 이후에는 미리 작성되어 있는 슬리브, 플랜지, 볼트 등의 부품을 장착함으로써 배관 작업이 완료되기 때문에, 압력 배관에 대한 가공 공정수를 감소시키고, 또한 높은 가공 기술을 필요로 하지 않고 배관 작업을 행할 수 있다고 하는 효과가 있다.

도 1은 실험예를 나타내는 도면이다.
도 2는 슬리브 이음매에 의한 실시예의 접속 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 슬리브와 인서트를 나타내는 도면이다.
도 4는 링을 나타내는 도면이다.
도 5는 다른 실시예를 나타내는 도면이다.
도 6은 또 다른 실시예에 의한 접속 구조를 나타내는 도면이다.
도 7은 플랜지 이음매에 의한 다른 실시예에 따른 접속 구조를 나타내는 도면이다.
도 8은 플랜지 이음매에 의한 또 다른 실시예에 의한 접속 구조를 나타내는 도면이다.
도 9는 슬리브 이음매에 의한 실시예의 접속 구조를 나타내는 도면이다.
도 10은 플랜지 이음매에 의한 또 다른 실시예에 따른 접속 구조를 나타내는 도면이다.
도 11은 플랜지 이음매에 의한 접속예를 나타내는 도면이다.

이하, 볼트에 의해 얻어지는 접속 강도를 이용해서 압력 배관을 접속하는 접속 구조를, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 발명의 실시예로서 이하 설명하는 몇 가지의 접속 구조에는 슬리브 이음매에 의한 접속 구조와 플랜지 이음매에 의한 접속 구조가 있지만, 이것들을 설명하기 전에, 먼저 이들 실시예에 있어서 공통하는 원리부터 설명한다. 특허문헌 4에 있어서는 접속부의 강도가 압력 배관에 대하여 요구되는 항복 하중을 초과하도록 하기 위해서, 바닥이 있는 구멍의 개구 위치를 압력 배관의 전체 둘레에 걸쳐서 등각도 간격으로, 또한 중심선 방향으로 서로 겹치지 않도록 배치해서 응력을 분산시켰다.

본 발명에 있어서는 압력 배관의 단부로부터 떨어진 위치에 대하여 압력 배관의 전체 둘레에 걸쳐서 같은 폭으로 1회전하는 홈을 형성하는 가공이 이루어진다. 특허문헌 4의 고찰에 의거하면, 압력 배관의 두께부가 전체 둘레에 걸쳐서 깍아내어 떨어지기 때문에 접속부의 강도가 저하되어 압력 배관에 대하여 요구되는 항복 하중에 도달하지 않는 것으로 생각했다.

실험에서는 압력 배관의 두께부가 전체 둘레에 걸쳐서 깎아내어 떨어졌을 때에 접속 부분의 구조가 변형되는지의 여부를 확인했다. 도 1의 장치에 있어서, 압력 배관(2)으로서 두께 t1은 3.9㎜의 STPG370 sch40 20A의 시료를 2개(시료 1-1, 시료 1-2) 사용했다. 시료 1-1는 홈(23)의 깊이 t2는 전체 둘레에 있어서 1.5㎜로 하고, 압력 배관(2)의 잔여 두께 t3은 2.4㎜이다. 시료 1-2는 홈(23)의 깊이 t2는 전체 둘레에 있어서 1.0㎜로 하고, 압력 배관(2)의 잔여 두께 t3은 2.9㎜이다. STPG370 sch40 20A는 48KN 이상의 내력(항복점)을 갖고, 파단 강도는 82KN 이상으로 규격 상은 규정되어 있다. 홈(23)에는 링(5)을 감합시켜서 지그(F3)에 용접(w1)을 하고, 철막대(F1)에 대하여 인장력(P)을 가했다. 또한, 철막대(F1)는 외경이 압력 배관(2)보다 작아 철막대(F1)는 압력 배관(2)에 삽입되고, 압력 배관(2)의 단부와 철막대(F1) 사이는 압력 배관(2)의 두께에 상당하는 다리 길이를 가져서 용접(w2)되어 있다.

시료 1-1은 89.5KN의 인장력(P)을 가했을 때에, 시료 1-2는 64.6KN의 인장력(P)을 가했을 때에, 개소 Z가 홈(23)으로부터 절단되었다. 절단면은 홈(23)의 바닥의 모서리부로부터 홈(23)의 중심을 향해서 약간 들어간 위치에 있어서 거의 수직으로 파열된 상태였다. 이 시점에서, 홈(23)과 링(5)에 의한 접속 구조가 파괴된 것으로 간주된다.

양쪽의 시료 모두, 압력 배관(2)에 대하여 요구되는 내력 이상의 강도를 접속부가 갖는 것을 나타냈다. 이것은 홈(23)이 압력 배관의 전체 둘레에 걸쳐서 같은 폭으로 1회전하기 때문에 응력이 둘레의 전체에 분산되었기 때문인 것은 아닌지라고 추측할 수 있다. 또한, 홈(23)의 부분은 두께가 얇아져 있기 때문에, 압력 배관(2)의 항복점(48KN 이상) 근처의 인장력을 가하면 항복점의 힘 이하에서 변형될 가능성은 있지만, 개소 Z의 길이는 변하지 않기 때문에 후술하는 O링 등의 시일재에의 압축 압력은 변화되지 않아 접속 구조로서는 파괴된 것으로는 되지 않는다.

실시예 1

제 1 실시예에 의한 접속 구조(100)를 도 2에 나타낸다. 본 실시예는 압력 배관끼리를 접속하는 슬리브 이음매의 예를 나타낸다. 접속 구조(100)는 슬리브(1), 압력 배관(2, 2'), 인서트(3), 다수의 볼트(4) 및 링(5)으로 이루어져 있다. 슬리브(1), 인서트(3), 볼트(4), 링(5)은 미리 공장 등에서 양산해 두는 것이다. 한편, 압력 배관(2, 2') 자체는 규격화된 양산품이지만, 그 길이는 설치 설비에 대응하여 절단되어서 조정되는 것이다.

슬리브(1)는 압력 배관(2, 2')을 밖으로 끼우는 중공(10)을 갖는 직선 형상의 원통관이며, 중공(10)의 대향하는 입구로부터 압력 배관(2, 2')이 각각 삽입된다. 상기 입구의 각각에는 전체 원주에 걸쳐서 반경 방향 외측으로 후퇴한 단차(11b)가 형성되어 있다. 단차(11b)는 중공(10)으로부터 반경 방향으로 후퇴하여 압력 배관(2)의 외주를 밖으로 끼우는 원통 내주면(11a)에 이른다. 원통 내주면(11a)의 개소는 반드시 슬리브(1)의 전체 길이 중 가장 출구에 가까운 위치에 존재시켜 둔다. 원통 내주면(11a)을 출구에 가까운 위치에 배치하지 않을 때에는 원통 내주면(11a)과 출구 사이에는 지름이 좁아진 부분이 존재하지 않을 필요가 있다.

도 3에 있어서, 도 3A는 슬리브(1)의 사시도를 나타내고 있다. 슬리브(1)의 외주면으로부터 원통 내주면(11a)을 향해서 암나사산을 갖는 관통 구멍(12)이 등각도 간격(예를 들면, 90도 간격)으로 복수 천공되어 있다. 볼트(4)는 머리부(41)와 몸통부(42)와 꼬리부(43)를 갖고 있으며, 볼트 구멍(13)에 몸통부(42)가 나사결합한다. 몸통부(42)는 관통 구멍(12)에 나사결합하는 범위(42a)에 수나사산이 깍여지고, 그 밖의 범위(42b)는 원통 형상의 표면을 갖는다. 꼬리부(43)는 테이퍼 각도 θ1의 원추 형상의 수테이퍼면이 형성되어 있다.

도 2로 돌아가서, 압력 배관(2)은 설치 장소에 적합한 길이로 잘라 맞추어진 후에, 단부에 대하여 단부로부터 거리 S만큼 떨어진 위치에 홈(23)이 형성되는 가공이 이루어져 있다. 홈(23)의 깊이는 압력 배관(2)의 두께와 관 구경에 의하지만, 적어도 홈(23)의 폭(W)은 홈(23)의 잔여 두께 t3과 같거나 그것 이상일 필요가 있다. 선반을 이용하여 홈(23)을 절삭 가공할 수 있다. 예를 들면, 절삭 바이트를 압력 배관(2)에 대하여 압박하고, 중심선(C)을 중심으로 해서 압력 배관(2) 또는 절삭 바이트를 회전시키면서 절삭함으로써 홈(23)을 형성할 수 있다.

도 4에 있어서, 도 4A는 홈(23)이 형성된 압력 배관(2)의 단부의 사시도를 나타내고 있다. 거리 S는 적어도 홈(23)의 잔여 두께 t3과 같거나 그것 이상으로 한다. 홈(23)은 압력 배관(2)의 전체 둘레에 걸쳐서 같은 폭으로 1회전한다.

링(5)은 180도의 원호 부재(5a 및 5b)로 이루어지고, 원호 부재(5a 및 5b)의 각각이 홈(23)에 감합하는 돌기부(50)를 갖고 있다. 돌기부(50)의 내경은 압력 배관(2)의 외경보다 작고, 내경보다 크다. 돌기부(50)의 내경은 홈(23)의 지름과 같게 되어 있다. 압력 배관(2)에 형성된 홈(23)에 돌기부(50)를 끼워넣어, 원호 부재(5a 및 5b)의 각각의 끝면(50a, 50b)을 맞춤으로써 압력 배관(2)을 둘러싸는 하나의 바퀴 형상으로 된다(도 4B). 이 때, 원호 부재(5a 및 5b)의 내주측의 표면이며, 돌기부(50) 이외의 개소(51)는 압력 배관(2)의 외주면에 접촉하고 있는 상태이다. 링(5)의 외주면(52)에는 등각도 간격으로 비관통 구멍(53)이 천공되어 있다. 비관통 구멍(53)은 슬리브(1)의 관통 구멍(12)에 대응하는 위치에 형성된다.

도 2로 돌아가서, 비관통 구멍(53)은 나사산을 갖고 있지 않은 원통 형상 내주면으로 형성된 개소(53a)와 그 안쪽으로 계속된 원추 형상의 암테이퍼면으로 형성된 개소(53b)를 갖고 있다. 개소(53a)는 볼트(4)의 범위(42b)가 삽입되는 개소이며, 개소(53b)는 꼬리부(43)가 삽입되는 개소이다. 개소(53b)의 테이퍼 각도 θ1은 볼트(4)의 꼬리부(43)의 테이퍼 각도 θ1과 같게 되어 있다.

압력 배관(2)에 링(5)을 감합시키고, 압력 배관(2)의 끝면(2a)을 슬리브(1)의 중공(10)에 삽입하면, 슬리브(1)의 원통 내주면(11a)이 링(5)의 외주면(52)에 전체 둘레에 걸쳐서 밖으로 끼워져 접촉한다. 또한, 단차(11b)는 링(5)에 맞닿는다. 이 상태가 도 2A의 좌측의 상태이다. 슬리브(1)의 중공(10)에 인서트(3)를 삽입한다. 인서트(3)는 압력 배관(2)의 끝면(2a)을 시일하는 것이다.

도 3B는 인서트(3)의 사시도, 도 3C는 인서트(3)의 단면을 각각 나타내고 있다. 인서트(3)는 양측에 1회전하는 스텝 형상의 홈(31, 32)이 형성되어 있다. 인서트(3)의 외경은 슬리브(1)의 중공(10)의 내경과 같다. 스텝 형상의 홈(31, 32)에는 O링이 장착된다. 슬리브(1)에 압력 배관(2)을 삽입한 상태에 있어서, 스텝 형상의 홈(31, 32)에 O링(40)을 장착한 인서트(3)를 슬리브(1)의 중공(10)에 반대측으로부터 삽입하면 압력 배관(2)의 끝면(2a)이 O링(40)에 접촉한다.

또한, 도 2B에 나타내는 바와 같이 링(5)을 감합한 압력 배관(2')을 압력 배관(2)의 반대측으로부터 삽입한다. 압력 배관(2')의 끝면(2a)은 O링(40)에 맞닿고, 중심선(C)을 따른 방향에 있어서 어긋나 슬리브(1)의 관통 구멍(12)과 대응하는 링(5)의 비관통 구멍(53)이 어긋난 상태로 되어 있다.

이 상태에서, 볼트(4)가 관통 구멍(12)에 나사삽입되면 볼트(4)의 꼬리부(43)의 수테이퍼면이 비관통 구멍(53)의 암테이퍼면에 미끄러져 진입하는 과정에서 압력 배관(2')은 슬리브(1)의 중공(10) 내에 진입하여 끝면(2a)과 홈(31, 32) 사이에서 O링(40)을 압축한다. 볼트(4)가 나사삽입되어 종료된 단계에서 O링(40)에 대하여 적절한 압축력이 가해진 상태로 된다.

본 실시예에 있어서는 링(5)은 180도의 원호 부재(5a 및 5b)로 이루어지는 것이었지만, 180도 이하로 링(5)을 분할하는 경우에는 원호 부재는 합계로 360도로 되는 복수의 원호 부재여도 좋다.

실시예 2

실시예 2를 도 5에 나타낸다. 실시예 1에 있어서는 링(5)의 단면이 T자 형상으로 돌기부(50)를 갖는 것이었지만, 본 실시예에 있어서는 단면이 직사각형인 링(55)이 나타내어져 있다. 원호 부재(55a와 55b)로 이루어지고, 양자에 의해 하나의 원을 형성한다. 비관통 구멍(53)을 갖는 점은 링(5)과 같다. 링(5)과 비교해서 압력 배관(2)의 외주면에 접촉하고 있는 상태가 되는 개소(51)를 갖고 있지 않은 점에서 링(55)은 강도적으로 떨어지는 것으로 되지만, 개소(51)의 성형을 필요로 하지 않기 때문에 제조 비용이 저감된다고 하는 이점이 있다.

실시예 3

실시예 1에 있어서는 O링(40)을 수용하는 인서트(3)는 슬리브(1)와는 독립된 것이었지만, 실시예 3의 슬리브(300)에 있어서는 일체로 하고 있다. 그 때에 있어서, 가능한 한 지름이 큰 O링(40)을 수용하기 위해서 압력 배관(2)의 단부는 테이퍼 각도가 각도 θ2의 수테이퍼면(2b)으로 가공되어 있으며(도 6C), 슬리브(300)에는 수테이퍼면(2b)을 수용하는 암테이퍼면(321, 322)이 형성되어 있다(도 6D). 슬리브(300)의 중공(310)에는 압력 배관(2)의 내경과 같은 반경 위치까지 돌출된 돌출부(320)를 갖고 있다. 돌출부(320)는 슬리브(300)의 중공(310)의 출구를 향해서 암 테이퍼면(321, 322)을 갖고 있으며, 암테이퍼면(321, 322)의 도중에 O링(40)을 수용하는 O링 홈(323, 324)이 형성되어 있다. 암테이퍼면(321, 322)은 압력 배관(2)의 수테이퍼면(2b)과 면접촉하기 때문에 테이퍼 각도를 각도 θ2로 설정되어 있다. 홈(23)의 위치는 수테이퍼면(2b)의 후측에 압력 배관(2)의 홈부의 두께에 상당하는 거리만큼 적어도 떨어진 위치에 가공되어 있다.

볼트(4) 및 링(5)은 실시예 1과 같으며, 슬리브(300)에는 슬리브(1)와 마찬가지로 링(5)의 비관통 구멍(53)에 대응하는 위치에 나사산이 형성된 관통 구멍(12)을 갖고 있다.

O링 홈(323, 324)에 O링(40)을 장착하고, 슬리브(300)의 양측으로부터 링(5)을 장착한 압력 배관(2, 2')을 삽입한다(도 6A). 압력 배관(2, 2')의 수테이퍼면(2b)은 O링(40)에 맞닿거나, 중심선(C)의 방향에 있어서 슬리브(300)의 관통 구멍(12)과 대응하는 링(5)의 비관통 구멍(53)이 연통하고 있지 않은 상태로 되어 있다.

이 상태에서, 볼트(4)가 관통 구멍(12)에 나사삽입되면 볼트(4)의 꼬리부(43)가 비관통 구멍(53)의 원추형 내주면으로 형성된 개소에 진입하는 과정에서, 압력 배관(2, 2')의 수테이퍼면(2b)과 O링 홈(323, 324)의 저면 사이에서 O링(40)을 압축하고, 볼트(4)가 나사삽입되어 완료된 단계에서 O링(40)에 대하여 적절한 압축력이 가해진 상태로 된다(도 6B).

실시예 4

상기 실시예에 있어서는 압력 배관(2, 2')끼리를 접속하는 접속 구조를 나타냈지만, 본 실시예는 플랜지 이음매에 의한 접속 구조이다.

도 7에 있어서, 압력 배관(2)에 대하여 홈(23)이 형성되는 점은 실시예 1과 같다. 또한, 인서트(3) 및 링(5)도 마찬가지이다.

플랜지(400)는 압력 배관(2)을 밖으로 끼우는 중공(410)을 갖는 직선 형상의 원통관이며, 중공(410)의 한쪽의 입구에는 전체 원주에 걸쳐서 반경 방향 외측으로 후퇴한 단차(411b)가 형성되어 있다. 단차(411b)는 중공(410)으로부터 반경 방향으로 후퇴하여 압력 배관(2)의 외주에 바로 마주보는 원통 내주면(411a)에 이르고 있다.

플랜지(400)의 외주면으로부터 원통 내주면(411a)을 향해서 나사산을 갖는 관통 구멍(412)이 등각도 간격으로 복수 천공되어 있다. 플랜지(400)에는 중공(410)의 중심선(C)의 방향으로, 등각도 간격으로 다수의 가로 구멍(430)을 더 갖고 있다. 가로 구멍(430)을 이용하여 체결 볼트(N)에 의해 다른 기기와의 접속을 행한다.

관통 구멍(412)에는 볼트(44)가 나사삽입된다. 볼트(44)의 몸통부(442)는 관통 구멍(412)에 나사 결합하는 범위(442a)에 수나사산이 깍여지고, 그 밖의 범위(442b)는 원통 형상의 표면을 갖는다. 한편, 볼트(44)는 볼트(4)와는 상위하고, 볼트(4)가 가진 원추형의 꼬리부(43)를 갖고 있지 않다.

인서트(3)의 O링(40)에 대한 압축은 가로 구멍(430)에 삽입되는 볼트를 이용하여 행한다.

실시예 5

도 8에 나타내는 실시예 5도, 실시예 4와 마찬가지로 압력 배관(2)에 대하여 플랜지를 장착한 접속 구조이다.

플랜지(500)는 압력 배관(2)를 밖으로 끼우는 중공(510)을 갖는 직선 형상의 원통관이며, 한쪽의 중공(510)의 입구에는 전체 원주에 걸쳐서 반경 방향 외측으로 후퇴한 단차(511b)가 형성되어 있다. 단차(511b)는 중공(510)으로부터 반경 방향으로 후퇴하면 압력 배관(2)의 외주에 바로 마주하는 원통 내주면(511a)에 이른다. 플랜지(500)는 플랜지(400)에 있어서의 관통 구멍(412)을 갖고 있지 않다. 플랜지(500)에는 중심선(C)의 방향으로 등각도 간격으로 다수의 가로 구멍(530)을 더 갖고 있다. 가로 구멍(530)을 이용하여 체결 볼트(N)에 의해 다른 기기와의 접속을 행한다.

한편, 링(550)은 링(5)에 있어서의 비관통 구멍(53)을 갖고 있지 않은 점을 제외하고 링(5)과 마찬가지이며, 복수의 원호 부분(551, 552)으로 분할되어 돌기부(555)가 압력 배관(2)의 홈(23)에 감합된다.

길이가 잘려 맞춰지고, 단부에 홈(23)이 절삭 가공된 압력 배관(2)에 대하여, 단차(511b)보다 원통 내주면(511a)이 끝면(2a)에 가까운 위치에 위치하도록 플랜지(500)를 압력 배관(2)에 밖으로 끼운다. 원호 부분(551, 552)을 압력 배관(2)의 홈(23)에 감합시킨 후, 압력 배관(2)에 밖으로 끼우고 있던 플랜지(500)를 링(550)의 위치로 이동시켜서 링(550)과 원통 내주면(511a)을 대향시킨다. 다수의 가로 구멍(530)을 이용하여 개스킷(30)을 사이에 두고, 다른 기기 등에 접속한다.

실시예 6

도 9에 나타내는 실시예 6은 실시예 1과 마찬가지로 압력 배관끼리를 접속하는 슬리브 이음매의 예이지만, 실시예 1과는 슬리브(600)가 전체 길이에 걸쳐서 링(5)의 외주와 같은 원통 형상인 점과, 인서트(35)가 인서트(3)와는 달리 링(5)의 외주와 같은 외경을 갖는 점이 다르다. 그 밖의 구성은 실시예 1과 공통하므로 설명을 생략한다.

실시예 7

도 10에 나타내는 실시예 7도, 실시예 4, 실시예 5와 마찬가지로 압력 배관(2)에 대하여 플랜지를 장착하는 접속 구조이다.

플랜지(700)는 반원의 원호 부재(700a 및 700b)로 이루어지고, 원호 부재(700a 및 700b)의 각각이 홈(23)에 감합하는 돌기부(755)를 갖고 있다. 원호 부재(700a와 700b)와는 동일 형상이다. 돌기부(755)의 내경은 압력 배관(2)의 외경보다 작고, 내경보다 크다. 돌기부(755)의 내경은 홈(23)의 지름과 같게 되어 있다. 압력 배관(2)에 형성된 홈(23)에 돌기부(755)를 끼워넣어, 원호 부재(700a 및 700b)의 각각의 끝면(750a, 750b)을 맞춤으로써 압력 배관(2)을 둘러싸는 하나의 바퀴 형상으로 된다(도 10B). 이 때, 원호 부재(700a 및 700b)의 내주측의 표면이며, 돌기부(755) 이외의 개소(756)는 압력 배관(2)의 외주면에 접촉하고 있는 상태이다. 또한, 끝면(750a, 750b)에는 나사산을 갖는 나사 구멍(751b)과, 외주로 빠지는 나사 구멍(751a)이 형성되어 있고, 원호 부재(700a 및 700b)는 무두 나사(45)에 의해 연결 고정할 수 있도록 되어 있다. 플랜지(700)는 원호 부재(700a 및 700b)로 이루어지는 원의 중심선(C)의 방향으로 등각도 간격으로 다수의 가로 구멍(730)을 더 갖고 있다. 가로 구멍(730)을 이용하여 체결 볼트(N)에 의해 다른 기기와의 접속을 행한다.

플랜지(700)는 이와 같이 앞의 실시예 4, 실시예 5에 있어서의 링(5 또는 550)의 기능을 겸비한 것으로 되어 있다.

도 11은 실시예 7의 플랜지(700)를 다른 기기(800)의 커넥터(810)에 접속하는 상태를 나타내고 있다. 인서트(850)가 인서트(3)와는 달리 링(5)의 외주와 같은 지름을 갖고, 또한 중심선(C)의 방향으로 가로 구멍(730)의 대응하는 위치에 관통 구멍(860)을 갖고 있다. 플랜지(700)는 가로 구멍(730)을 이용하여 체결 볼트(N)에 의해 다른 기기의 볼트 구멍(830)에 나사결합된다. 인서트(850) 대신에, 도 8에 나타낸 개스킷(30)을 끼워도 좋다.

1, 300, 600: 슬리브 2, 2': 압력 배관
2a: 끝면 2b: 수테이퍼면
3, 35, 850: 인서트 4: 볼트
5, 55, 550P: 링 10: 중공
11a: 원통 내주면 11b: 단차
12, 412: 관통 구멍 23: 홈
40: O링 50a, 50b: 끝면
53: 비관통 구멍 400, 500, 700: 플랜지

Claims

압력이 걸린 유체를 내부에 흐르게 하는 압력 배관끼리를 접속하는 접합 방법에 있어서,
끝면끼리를 맞춤으로써 1회전하는 바퀴 형상으로 되는 복수의 원호 부재로서, 외주에 대하여 비관통 구멍이 형성되고, 상기 압력 배관의 외경보다 작고, 내경보다 큰 내경을 갖는 복수의 원호 부재를 준비하고,
대향하는 입구로부터 각각 압력 배관이 삽입되는 내부의 중공에 전체 원주에 걸쳐서 하나의 바퀴 형상으로 된 원호 부재의 외주를 밖으로 끼우는 원통 내주면을 갖고, 상기 비관통 구멍에 대응하는 위치에 외측으로부터 관통하여 암나사산이 형성된 복수의 관통 구멍을 갖는 원통 형상의 슬리브를 준비하고,
상기 슬리브의 복수의 관통 구멍에 나사삽입되는 복수의 볼트를 준비하고,
상기 압력 배관을 설치 장소에 적합한 길이로 잘라 맞추고,
상기 잘라 맞춘 단부로부터 떨어진 위치에 상기 복수의 원호 부재가 감합하는 홈을 절삭 가공하고,
상기 복수의 원호 부재를 상기 홈에 감합하여 하나의 바퀴로 하고,
상기 압력 배관을 상기 슬리브의 내부 중공에 삽입하여 상기 홈에 감합한 원호 부재를 상기 원통 내주면에 위치시켜서 각각의 관통 구멍과 비관통 구멍끼리를 연통시키고,
상기 볼트는 상기 슬리브의 관통 구멍을 통해서 상기 압력 배관을 고정하는 것을 특징으로 하는 압력 배관의 접속 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 원호 부재의 비관통 구멍은 원추형의 암테이퍼면을 갖고 있고, 또한 상기 볼트의 꼬리부에는 상기 암테이퍼면에 대응하는 수테이퍼면이 형성되어 있고, 상기 압력 배관끼리의 사이에 배치되는 O링을, 상기 볼트의 수테이퍼면이 상기 비관통 구멍의 암테이퍼면을 미끄러지는 과정에서 압축하는 것을 특징으로 하는 압력 배관의 접속 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 슬리브의 중공 내이며, 상기 압력 배관 사이에는 상기 O링을 수용하는 O링 홈이 형성된 인서트를 삽입하는 것을 특징으로 하는 압력 배관의 접속 방법.
압력이 걸린 유체를 내부에 흐르게 하는 플랜지 부착 압력 배관의 작성 방법에 있어서,
끝면끼리를 맞춤으로써 1회전하는 바퀴 형상으로 되는 복수의 원호 부재로서, 외주에 대하여 비관통 구멍이 형성되고, 상기 압력 배관의 외경보다 작고, 내경보다 큰 내경을 갖는 복수의 원호 부재를 준비하고,
대향하는 입구로부터 각각 압력 배관이 삽입되는 내부의 중공에 전체 원주에 걸쳐서 하나의 바퀴 형상으로 된 원호 부재의 외주를 밖으로 끼우는 원통 내주면을 갖고, 상기 비관통 구멍에 대응하는 위치에 외측으로부터 관통하여 암나사산이 형성된 복수의 관통 구멍을 갖고, 또한 상기 중공의 중심선 방향의 가로 구멍이 원주를 따라서 등각도 간격으로 천공된 원통 형상의 플랜지를 준비하고,
상기 플랜지의 복수의 관통 구멍에 나사삽입되는 복수의 볼트를 준비하고,
상기 압력 배관을 설치 장소에 적합한 길이로 잘라 맞추고,
상기 잘라 맞춘 단부로부터 떨어진 위치에 상기 복수의 원호 부재가 감합하는 홈을 절삭 가공하고,
상기 복수의 원호 부재를 상기 홈에 감합하여 하나의 바퀴로 하고,
상기 압력 배관을 상기 플랜지의 내부 중공에 삽입하여 상기 홈에 감합한 원호 부재를 상기 원통 내주면에 위치시켜서 각각의 관통 구멍과 비관통 구멍끼리를 연통시키고,
상기 볼트는 상기 플랜지의 관통 구멍을 통해서 상기 압력 배관을 고정하는 것을 특징으로 하는 플랜지 부착 압력 배관의 작성 방법.
삭제
삭제