KR102146210B1 - 수지제관 이음매 - Google Patents

Abstract

이음매 본체와 이너 링 사이의 시일 성능의 향상을 도모할 수 있는 수지제관 이음매를 제공한다. 수지제관 이음매(1)는 통부(22)를 갖는 이음매 본체(11)와, 상기 통부와 직경 방향으로 접하도록 상기 통부에 삽입될 수 있는 삽입부(32) 및 상기 튜브의 긴쪽 방향 일단부측에 압입될 수 있는 압입부(31)를 갖는 이너 링(12)과, 상기 이음매 본체에 연결 가능하게 구성된 유니온 너트(13)를 구비하고 있다. 그리고, 상기 이음매 본체와 상기 이너 링이 수지 재료를 이용하여 구성되어, 각각 분위기 온도의 변화에 따라 수축하는 성질을 갖고 있다. 상기 이음매 본체의 통부에 있어서의 직경 방향의 수축률이 상기 이너 링의 삽입부에 있어서의 직경 방향의 수축률보다 0.09%이상 크게 설정되어 있다.

Description

수지제관 이음매

본 발명은 수지제관 이음매에 관한 것이다.

종래, 반도체 제조, 의료·의약품 제조, 식품 가공 및 화학공업 등의 기술 분야의 제조 장치에 있어서 사용될 수 있는 수지제관 이음매가 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조). 이러한 종류의 수지제관 이음매는 초순수 또는 약액 등의 유체를 유통시키기 위한 튜브를 별도의 튜브 또는 유체 기기와 연결하기 위한 것이며, 상기 튜브에 접합 가능하게 구성되어 있다.

상기 수지제관 이음매는 상기 튜브와의 접합을 위해, 이음매 본체와, 이너 링과, 유니온 너트를 구비하고, 상기 이너 링과 이것을 압입한 상기 튜브의 긴쪽 방향 일단부를 상기 이음매 본체에 삽입하고, 상기 이너 링과 상기 이음매 본체 사이에 시일 성능이 형성되도록 상기 튜브의 긴쪽 방향 일단부를 상기 유니온 너트에 의해 유지하도록 되어 있다.

상기 수지제관 이음매는 종종 열 사이클(구체예: 상온(20℃ 정도)→고온(200℃ 정도)→상온)을 부하받으면서, 상기 제조 장치에 있어서 사용된다. 그 때문에, 상기 수지제관 이음매가 그 사용에 의해 상온에 비해 고온의 환경에 노출된 후에도, 상기 이음매 본체와 상기 이너 링 사이의 시일 성능을 양호하게 지속시킬 수 있도록, 이 시일 성능의 향상이 요망되고 있었다.

특허문헌 1: 일본국 특허공개공보 평성10-054489호

본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 이음매 본체와 이너 링 사이의 시일 성능의 향상을 도모할 수 있는 수지제관 이음매의 제공을 목적으로 한다.

본 발명은 튜브와 접합 가능한 수지제관 이음매에 있어서, 통부를 갖는 이음매 본체와, 상기 통부와 직경 방향으로 접하도록 상기 통부에 삽입될 수 있는 삽입부 및, 상기 튜브의 긴쪽 방향 일단부측에 압입될 수 있는 압입부를 갖는 이너 링과, 상기 삽입부가 상기 통부에 삽입된 상태를 유지하도록, 상기 이음매 본체에 연결 가능하게 구성된 유니온 너트를 구비하고, 상기 이음매 본체와 상기 이너 링이 수지 재료를 이용하여 구성되어, 각각 분위기 온도의 변화에 따라 수축하는 성질을 갖고, 상기 이음매 본체의 통부에 있어서의 직경 방향의 수축률이 상기 이너 링의 삽입부에 있어서의 직경 방향의 수축률보다 0.09% 이상 크게 설정되어 있는 것이다.

이 구성에 따르면, 상기 튜브를 상기 수지제관 이음매에 접합한 상태에서, 상기 이음매 본체 및 상기 이너 링이 그들 내측을 흐르는 유체로부터의 열 전달 등에 의해 가열된 후에 냉각된 경우(열 사이클을 부하받은 경우)에, 상기 이음매 본체의 통부를 상기 이너 링의 삽입부에 비해 크게 직경 방향으로 수축시키는 것이 가능하게 된다.

따라서, 열 사이클을 거쳤을 때, 상기 이음매 본체의 통부를 그 내경이 상기 이너 링의 삽입부의 외경에 비해 큰 변화량으로 감소하도록 변형시켜(직경 축소시켜), 상기 이음매 본체의 통부를 이것에 직경 방향으로 중첩된 상기 이너 링의 삽입부에 압접시킬 수 있다.

따라서, 상기 이음매 본체의 통부와 상기 이너 링의 삽입부 사이의 시일 성능을, 상기 수지제관 이음매가 상온에 비해 고온의 환경에 노출된 후에도 양호하게 지속시킬 수 있도록 향상시킬 수 있다. 즉, 상기 이음매 본체와 상기 이너 링 사이의 시일 성능의 향상을 도모할 수 있다.

본 발명의 또 다른 양태에 의하면, 상기 이음매 본체와 상기 이너 링은 동일한 수지 재료를 이용하여 구성된다.

본 발명의 또 다른 양태에 의하면, 상기 이음매 본체와 상기 이너 링은 서로 다른 수지 재료를 이용하여 구성된다.

본 발명의 또 다른 양태에 의하면, 상기 이음매 본체는, 본체 통부와, 상기 본체 통부에서 그 축 방향 한쪽에 동축적으로 돌출설치된 상기 통부로서의 외통부와, 상기 외통부의 직경 방향 안쪽에 배치되는 동시에, 돌출 단부가 상기 외통부의 돌출 단부보다 상기 본체 통부측에 위치하도록 상기 본체 통부에서 상기 외통부와 동일 방향에 동축적으로 돌출설치된 내통부와, 축 방향 한쪽에 개구하도록 상기 본체 통부와 상기 외통부와 상기 내통부에 둘러싸여 형성된 홈부를 갖고, 상기 이너 링은, 상기 외통부에의 상기 삽입부의 삽입시에, 직경 방향에 작용하는 제 1 시일 영역이 상기 삽입부와 상기 내통부 사이에 형성되도록, 상기 삽입부를 상기 홈부에 압입시킨다.

이 구성에 따르면, 열 사이클을 거쳐 상기 이음매 본체의 외통부가 수축했을 때, 상기 홈부에 압입된 상기 이너 링의 삽입부를 상기 이음매 본체의 외통부에 의해 상기 이음매 본체의 내통부를 향해 압압하는 것이 가능하게 되고, 이들 삽입부와 내통부가 직경 방향으로 압접하는 압접력을 강하게 할 수 있다.

따라서, 상기 이음매 본체의 내통부와 상기 이너 링의 삽입부 사이에 형성되는 상기 제 1 시일 영역의 시일 성능을, 상기 수지제관 이음매가 상온에 비해 고온의 환경에 노출된 후에도 양호하게 지속시킬 수 있도록 향상시킬 수 있다. 그 결과, 상기 이음매 본체와 상기 이너 링 사이의 시일 성능의 가일층의 향상을 도모할 수 있다.

본 발명에 따르면, 이음매 본체와 이너 링 사이의 시일 성능의 향상을 도모할 수 있는 수지제관 이음매를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 수지제관 이음매와 튜브의 긴쪽 방향 일단부의 접합 구조를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 실시예 1 및 실시예 2의 각각에 있어서의 이너 링 및 이음매 본체의 일부 치수를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 비교예 1, 비교예 2, 비교예 3 및, 비교예 4의 각각에 있어서의 이너 링 및 이음매 본체의 일부 치수를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 2 또는 도 3의 기재에 의거하여, 실시예 1, 실시예 2, 비교예 1, 비교예 2, 비교예 3 및, 비교예 4의 각각에 있어서의 이너 링 및 이음매 본체의 수축률을 나타내는 도면이다.
도 5는 실시예 1, 실시예 2, 비교예 1, 비교예 2, 비교예 3 및, 비교예 4의 각각에 있어서의 시일 성능을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시형태에 관한 수지제관 이음매와 튜브의 긴쪽 방향 일단부의 접합 구조를 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시형태에 관한 실시예 3, 실시예 4 및, 실시예 5의 각각에 있어서의 이너 링 및 이음매 본체의 일부 치수를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시형태에 관한 비교예 5, 비교예 6 및, 비교예 7의 각각에 있어서의 이너 링 및 이음매 본체의 일부 치수를 나타내는 도면이다.
도 9는 도 7 또는 도 8의 기재에 의거하여, 실시예 3, 실시예 4, 실시예 5, 비교예 5, 비교예 6 및, 비교예 7의 각각에 있어서의 이너 링 및 이음매 본체의 수축률을 나타내는 도면이다.
도 10은 실시예 3, 실시예 4, 실시예 5, 비교예 5, 비교예 6 및, 비교예 7의 각각에 있어서의 시일 성능을 나타내는 도면이다.

본 발명의 제 1 실시형태에 대해 도면을 참조하면서 설명한다.

본 발명의 제 1 실시형태에 관한 수지제관 이음매(1)는 반도체, 액정 또는 유기 EL의 제조 장치 등에 있어서 사용될 수 있는 것이다. 상기 수지제관 이음매(1)는 상기 제조 장치 등에 있어서 사용될 때, 튜브(2)를 도시하지 않은 별도의 튜브, 또는 밸브 또는 펌프 등의 유체 기기와 연결시키기 위해, 도 1에 나타내는 바와 같이, 튜브(2)와 접합 가능하게 구성되어 있다.

상기 수지제관 이음매(1)는 상기 튜브(2)의 긴쪽 방향 일단부(5)를 해당 수지제관 이음매(1)의 내부에 삽입한 상태에서 상기 튜브(2)와 접합 가능한 것이며, 이음매 본체(11)와, 이너 링(12)과, 유니온 너트(13)를 구비하고 있다. 본 실시형태에 있어서, 상기 튜브(2)는 가요성을 갖는 대략 일정 내경의 원통형상의 것이며, 불소 수지 재료 등의 수지 재료를 이용하여 구성되어 있다.

이하의 설명에 있어서, 축 방향 한쪽측은 도 1 중의 수지제관 이음매(1)에 있어서의 튜브(2)측을 가리키고, 축 방향 다른쪽측은 도 1 중의 수지제관 이음매(1)에 있어서의 이음매 본체(11)측을 가리킨다.

상기 이음매 본체(11)는 상기 튜브(2)의 긴쪽 방향 일단부(5)를 삽입 가능한 통부(후술하는 외통부(22))를 갖고 있다. 상기 이음매 본체(11)는 또, 유체용 유로(16)를 갖고 있다. 상기 유체용 유로(16)는 상기 튜브(2)의 긴쪽 방향 일단부(5)가 상기 외통부(22)(그 받이구부(15))에 삽입된 경우에, 상기 튜브(2)의 유체용 유로(7)와 연통하도록 상기 이음매 본체(11)의 내부에 마련되어 있다.

본 실시형태에 있어서, 상기 이음매 본체(11)는 본체 통부(21)와, 상기 외통부(22)와, 내통부(23)를 구비하고 있다. 상기 본체 통부(21)는 원통형상 부분을 가지며, 상기 튜브(2)의 유체용 유로(7)와 연통 가능한 제 1 유체용 유로(24)를 갖고 있다. 상기 제 1 유체용 유로(24)는 대략 원형 단면을 가지며, 상기 유체용 유로(16)의 일부를 이루도록 상기 본체 통부(21)의 내부에 축 방향을 따라 마련되어 있다.

상기 외통부(22)는 상기 유니온 너트(13)와 나사결합 가능한 나사결합 부분을 가지며, 상기 받이구부(15)를 형성하도록 상기 본체 통부(21)의 축 방향 한쪽측 단부에서 그 축 방향 한쪽에 동축적으로 돌출설치되어 있다. 상기 외통부(22)는 원통형상으로 형성되며, 상기 받이구부(15)를 내부에 구비하고 있다. 상기 나사결합 부분은 수나사부(25)로서, 상기 외통부(22)의 외주부에 축 방향을 따라 마련되어 있다.

상기 내통부(23)는 상기 외통부(22)의 직경 방향 안쪽에 배치되어 있다. 상기 내통부(23)는 돌출 단부(26)를 갖고 있으며, 이 돌출 단부(26)가 상기 외통부(22)에 구비된 돌출 단부(27)보다 상기 본체 통부(21)측에 위치하도록, 상기 본체 통부(21)의 축 방향 한쪽측 단부에서 상기 외통부(22)와 동일 방향(상기 본체 통부(21)의 축 방향 한쪽)에 동축적으로 돌출설치되어 있다.

상기 내통부(23)는 상기 본체 통부(21)의 내경과 대략 동일 치수의 내경을 가지며, 또한, 상기 외통부(22)의 내경보다 작은 외경을 갖는 원통형상으로 형성되고, 상기 튜브(2)의 유체용 유로(7)와 연통 가능한 제 2 유체용 유로(28)를 갖고 있다. 상기 제 2 유체용 유로(28)는 대략 원형 단면을 가지며, 상기 제 1 유체용 유로(24)와 함께 상기 유체용 유로(16)를 이루도록 해당 제 1 유체용 유로(24)에 동축적으로 연이어 마련되어 있다.

상기 이음매 본체(11)는 또한 축 방향 한쪽에 개구하도록 상기 본체 통부(21)와 상기 외통부(22)와 상기 내통부(23)에 둘러싸여 형성된 홈부(29)를 구비하고 있다. 상기 홈부(29)는 상기 이너 링(12)의 축 방향 다른쪽측 단부(후술하는 끼워 넣음부(36))를 압입 가능하도록, 상기 내통부(23)의 외주면의 전체 둘레를 따라 연장하는 환상으로 형성되어 있다.

또, 상기 이너 링(12)은 상기 외통부(22)와 직경 방향으로 접하도록 상기 외통부(22)에 삽입될 수 있는 삽입부(32)와, 상기 튜브(2)의 긴쪽 방향 일단부(5)측에 압입될 수 있는 압입부(31)를 갖고 있다. 상기 압입부(31)는 상기 튜브(2)의 긴쪽 방향 일단부(5)측에 그 개구 부분(8)으로부터 압입된 상태에서, 적어도 일부가 상기 삽입부(32) 및 상기 튜브(2)의 긴쪽 방향 일단부(5)와 함께 상기 외통부(22)의 받이구부(15)(상기 이음매 본체(11)의 내부)에 삽입될 수 있는 구성으로 되어 있다.

본 실시형태에 있어서, 상기 삽입부(32)는 감합부(35)와, 상기 끼워 넣음부(36)와, 접촉부(37)를 포함하고 있다. 상기 이너 링(12)은 또한 상기 튜브(2)의 유체용 유로(7)와 상기 이음매 본체(11)의 유체용 유로(16)를 연통시킬 수 있는 유체용 유로(38)를 갖고 있다.

상세하게는 상기 압입부(31)는 그 외주 형상이 상기 튜브(2)의 긴쪽 방향 일단부(5)(상기 압입부(31)가 압입되는 것에 의해 직경확대된 부분)의 내주 형상과 동일 형상(원통형상)의 것이며, 상기 이너 링(12)의 축 방향 한쪽측에 배치되어 있다. 상기 압입부(31)는 상기 튜브(2)의 내경(직경확대되어 있지 않은 상태에서의 내경이며, 이하 동일)과 대략 동일 치수의 내경을 갖고, 상기 유체용 유로(38)의 축 방향 한쪽측 부분을 내부에 포함하도록 마련되어 있다. 여기서, 상기 유체용 유로(38)는 대략 원형 단면을 갖고 있다.

상기 압입부(31)는 또, 상기 튜브(2)의 내경보다 큰 외경을 가지며, 상기 튜브(2)의 긴쪽 방향 일단부(5)측을 직경확대시키도록 상기 튜브(2)의 긴쪽 방향 일단부(5)측의 내주면과 전체둘레에 걸쳐 압접하면서, 상기 튜브(2)의 긴쪽 방향 일단부(5)측에 상기 개구 부분(8)으로부터 압입되고, 상기 튜브(2)의 긴쪽 방향 일단부에 대해 소정의 압입 위치에서 유지될 수 있도록 구성되어 있다.

그리고, 상기 압입부(31)는 상기 튜브(2)의 긴쪽 방향 일단부(5)측에 압입된 상태에 있어서, 상기 튜브(2)의 긴쪽 방향 일단부에 대한 압입 위치가 변하지 않도록, 이 튜브(2)의 긴쪽 방향 일단부(5)와 함께 해당 압입부(31)의 축 방향 다른쪽측으로부터 상기 외통부(22)의 받이구부(15)(상기 이음매 본체(11)의 내부)에 삽입 가능한 구성으로 되어 있다.

상기 압입부(31)는 상기 외통부(22)의 받이구부(15)에 삽입되었을 때, 상기 튜브(2)의 긴쪽 방향 일단부(5)를 상기 외통부(22)와의 사이에 둔다. 즉, 상기 압입부(31)가 상기 튜브(2)의 긴쪽 방향 일단부(5)에 직경 방향 내측으로부터 전체 둘레 및 축 방향 전체 길이에 걸쳐 압접하는 동시에, 상기 외통부(22)가 상기 튜브(2)의 긴쪽 방향 일단부(5)에 그 전체 둘레 및 축 방향 전체 길이에 걸쳐 직경 방향 외측으로부터 접한다.

상기 압입부(31)는 또한 팽출 부분(39)을 갖고 있다. 상기 팽출 부분(39)은 상기 압입부(31)가 상기 튜브(2)의 긴쪽 방향 일단부(5)측에 압입된 경우에, 이들 양자의 사이에 있어서의 시일 성능의 향상을 도모하고, 또한, 상기 튜브(2)의 빠짐방지를 도모하기 위한 환상 볼록부이며, 상기 압입부(31)의 축 방향 한쪽측에 있어서 상기 이너 링(12)의 직경 방향 바깥쪽으로 팽출하도록 형성되어 있다.

상기 팽출 부분(39)은 그 정상부(직경 방향 외측의 최단부)를 사이에 두고 축 방향 한쪽 및 다른쪽의 각각에 면하도록 배치된 테이퍼형상의 제 1 외주면 및 제 2 외주면을 포함하는 단면 볼록 형상을 갖고 있다. 상기 팽출 부분(39)의 제 2 외주면은 상기 외통부(22)에의 상기 압입부(31)의 삽입시에 상기 튜브(2)의 긴쪽 방향 일단부(5) 중의 축 방향 한쪽측 부분을 상기 외통부(22)와의 사이에 둘 수 있도록 되어 있다.

상기 삽입부(32)는 상기 압입부(31)가 상기 튜브(2)의 긴쪽 방향 일단부(5)측에 압입된 경우에, 상기 튜브(2) 밖에 배치되는 것이다. 상기 삽입부(32)는 통형상의 것이며, 상기 이너 링(12)의 축 방향 다른쪽측에 배치되어 있다. 상기 삽입부(32)는 상기 압입부(31)의 내경과 대략 동일 치수의 내경을 가지며, 상기 유체용 유로(38)의 축 방향 다른쪽측 부분을 내부에 포함하도록 마련되어 있다.

상기 삽입부(32)는 대략 상기 압입부(31)의 외경보다 큰 외경을 가지며, 상기 압입부(31)가 상기 튜브(2)의 긴쪽 방향 일단부(5)와 함께 상기 외통부(22)의 받이구부(15)에 삽입될 때, 상기 외통부(22)에 그 직경 방향 내측으로부터 전체 둘레 및 축 방향 전체 길이에 걸쳐 접하도록, 상기 압입부(31)보다 먼저 상기 외통부(22)의 받이구부(15)에 삽입되는 구성으로 되어 있다.

상기 삽입부(32)에 있어서, 상기 감합부(35)는 통형상의 것이며, 상기 압입부(31)의 축 방향 다른쪽측 단부에 동축적으로 연이어 마련되어 있다. 상기 감합부(35)는 상기 압입부(31)의 내경 및 상기 튜브(2)의 내경의 각각과 대략 동일 치수의 내경을 갖는 원통형상으로 형성되며, 상기 유체용 유로(38)의 축 방향 다른쪽측 부분의 일부를 이루는 유체 유로를 갖고 있다.

상기 감합부(35)는 상기 압입부(31)(상기 팽출 부분(39)의 정상부 부근 제외)의 외경보다 큰 외경을 가지며, 상기 삽입부(32)가 상기 외통부(22)의 받이구부(15)에 삽입되었을 때, 상기 외통부(22)에 그 직경 방향 내측으로부터 근접, 당접 또는 압접하도록 되어 있다. 여기서, 상기 감합부(35)는 그 전체 둘레 및 축 방향 전체 길이에 걸쳐 상기 외통부(22)와 근접, 당접 또는 압접하도록 되어 있다.

상기 끼워 넣음부(36)는 상기 이음매 본체(11)의 홈부(29)에 압입 가능한 통형상의 것이며, 상기 감합부(35)에서 축 방향 다른쪽에 동축적으로 돌출설치되어 있다. 상기 끼워 넣음부(36)는 상기 이음매 본체(11)의 내통부(23)의 외경보다 약간 작은 내경을 갖고, 또한, 상기 감합부(35)에 대해 대략 동일 또는 약간 큰 외경을 갖는 원통형상으로 형성되어 있다.

상기 끼워 넣음부(36)는 상기 삽입부(32)가 상기 외통부(22)의 받이구부(15)에 삽입되었을 때, 상기 홈부(29)에 압입되어, 상기 내통부(23)와의 사이에 제 1 시일 영역(41)을 형성하도록, 상기 내통부(23)에 그 직경 방향 외측으로부터 압접하도록 되어 있다. 여기서, 상기 끼워 넣음부(36)는 그 전체 둘레 및 축 방향 전체 길이에 걸쳐 상기 내통부(23)와 접하도록 되어 있다.

이 때, 상기 끼워 넣음부(36)는 상기 외통부(22)에 그 직경 방향 내측으로부터 당접 또는 압접하도록 되어 있다. 여기서도, 상기 끼워 넣음부(36)는 그 전체 둘레 및 축 방향 전체 길이에 걸쳐 상기 외통부(22)와 접하도록 되어 있다.

상기 접촉부(37)는 통형상의 것이며, 상기 끼워 넣음부(36)의 직경 방향 안쪽에 배치되어 있다. 상기 접촉부(37)는 상기 이너 링(12)의 축 방향에 관해, 해당 접촉부(37)의 돌출 단부(43)가 상기 끼워 넣음부(36)의 돌출 단부(44)보다 상기 감합부(35)측에 위치하도록, 상기 감합부(35)로부터 상기 끼워 넣음부(36)와 동일 방향(상기 감합부(35)의 축 방향 다른쪽)에 동축적으로 돌출설치되어 있다.

상기 접촉부(37)는 상기 감합부(35)의 내경 및 상기 이음매 본체(11)의 내통부(23)의 각각의 내경과 대략 동일 치수의 내경을 갖는 원통형상으로 형성되어 있다. 상기 접촉부(37)는 상기 끼워 넣음부(36)의 축 방향 한쪽측 부분과의 사이에 상기 내통부(23)의 돌출 단부(26)측을 사이에 둘 수 있도록, 상기 끼워 넣음부(36)의 내경보다 작은 외경을 갖고 있다.

그리고, 상기 접촉부(37)는 상기 끼워 넣음부(36)가 상기 홈부(29)에 압입되었을 때, 그 압입에 의한 상기 내통부(23)의 직경 방향 안쪽으로의 변형 이동을 규제하면서, 상기 내통부(23)와의 사이에 제 2 시일 영역(42)을 형성하도록, 상기 내통부(23)에 그 축 방향 한쪽측으로부터 압접하도록 되어 있다. 여기서, 상기 접촉부(37)는 그 전체 둘레에 걸쳐 상기 내통부(23)와 접하도록 되어 있다.

또, 상기 유니온 너트(13)는 상기 삽입부(32), 상기 압입부(31)의 적어도 일부 및, 상기 튜브(2)의 긴쪽 방향 일단부(5)가 상기 외통부(22)에 삽입된 상태를 유지하도록, 상기 이음매 본체(11)에 연결 가능하게 구성되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 상기 유니온 너트(13)는 상기 튜브(2)를 통과시킬 수 있는 관통구멍을 축부에 갖고 있다.

상기 유니온 너트(13)는 상기 튜브(2)에 대해 그 긴쪽 방향으로 상대 이동할 수 있도록 상기 튜브(2)에 헐겁게 끼움 가능하게 구성되는 동시에, 상기 관통구멍에 상기 튜브(2)를 통과시킨 상태에서 상기 이음매 본체(11)의 외통부(22)에 체결 가능하게 구성되어 있다. 상기 유니온 너트(13)는 연결부(46)와, 압압부(47)를 갖고 있다.

상기 연결부(46)는 상기 튜브(2)의 긴쪽 방향 일단부(5)측을 상기 이음매 본체(11)에 연결하도록, 상기 압입부(31)가 상기 튜브(2)의 긴쪽 방향 일단부(5)와 함께 상기 받이구부(15)에 삽입된 상태에서, 직경 방향에 관해 상기 압입부(31)와의 사이에 상기 튜브(2)의 긴쪽 방향 일단부(5)를 사이에 두도록 상기 이음매 본체(11)의 외주부에 나사결합될 수 있도록 구성되어 있다.

상기 연결부(46)는 상기 관통구멍의 일부를 구비하는 동시에, 상기 이음매 본체(11)의 외통부(22)의 나사결합 부분(상기 수나사부(25))과 나사결합 가능한 나사결합 부분을 구비하고 있다. 상기 연결부(46)는 통형상의 것이며, 상기 유니온 너트(13)의 축 방향 다른쪽측에 배치되어 있다. 상기 연결부(46)의 나사결합 부분은 암나사부(49)로서, 상기 이음매 본체(11)의 외통부(22)의 나사결합 부분과 대응하도록, 상기 연결부(46)의 내주부에 축 방향을 따라 마련되어 있다.

상기 연결부(46)는 상기 암나사부(49)가 상기 이음매 본체(11)의 외통부(22)에 있어서의 상기 수나사부(25)에 대해 나사결합된 후에 축 방향 다른쪽으로 나사전진되었을 때, 상기 외통부(22)를 직경 방향 외측으로부터 포위하여, 상기 외통부(22) 및 이것에 상기 이너 링(12)의 압입부(31)와 함께 삽입된 상기 튜브(2)의 긴쪽 방향 일단부(5)를 상기 압입부(31)와의 사이에 둔다.

이 때, 상기 연결부(46)는 상기 외통부(22)에 대해 상기 암나사부(49)가 상기 외통부(22)에 있어서의 상기 수나사부(25)에 직경 방향 외측으로부터 나사결합된 나사결합 영역의 전체 둘레에 걸쳐 접하고, 상기 외통부(22)의 받이구부(15)에 삽입된 상기 튜브(2)의 긴쪽 방향 일단부(5)에 대해 상기 나사결합 영역의 전체 둘레에 걸쳐 상기 외통부(22)를 통해 간접적으로 접한다.

상기 압압부(47)는 상기 압입부(31)가 상기 튜브(2)의 긴쪽 방향 일단부(5)와 함께 상기 받이구부(15)에 삽입된 상태에서, 상기 연결부(46)가 상기 외통부(22)에 있어서의 상기 수나사부(25)에 대해 나사 전진됨에 따라, 상기 튜브(2)의 긴쪽 방향 일단부(5)측을, 그 축 방향 한쪽측에서 상기 이음매 본체(11)를 향해 압압하는 동시에, 그 직경 방향 외측에서 상기 압입부(31)를 향해 압압할 수 있도록 구성되어 있다.

상기 압압부(47)는 통형상의 것이며, 상기 유니온 너트(13)의 축 방향 한쪽측에 배치되어 있다. 상기 압압부(47)는 그 내주부가 상기 연결부(46)의 내주부보다 직경 방향 내측에 위치하도록, 상기 연결부(46)에 동축적으로 연이어 마련되어 있다. 상기 압압부(47)는 상기 연결부(46)의 내경보다 작고 또한 상기 튜브(2)의 외경에 대해 약간 큰 내경을 가지며, 상기 관통구멍의 잔부를 구비하고 있다.

상기 압압부(47)는 상기 연결부(46)가 상기 외통부(22) 및 이것에 상기 이너 링(12)의 압입부(31)와 함께 삽입된 상기 튜브(2)의 긴쪽 방향 일단부(5)를 상기 압입부(31)와의 사이에 둘 때, 상기 외통부(22) 밖이고 그 축 방향 한쪽에 배치되며, 상기 튜브(2)의 긴쪽 방향 일단부(5)측을 상기 압입부(31)와의 사이에 둘 수 있다.

상세하게는 상기 압압부(47)는 그 내주부의 축 방향 다른쪽측에 마련된 각부(48)를 가지며, 상기 연결부(46)가 상기 외통부(22)에 있어서의 상기 수나사부(25)에 대해 나사전진되었을 때, 상기 튜브(2)의 긴쪽 방향 일단부(5)측을, 그 축 방향 한쪽측에서 상기 각부(48)에 의해 상기 이음매 본체(11)를 향해 압압하는 동시에, 그 직경 방향 외측에서 상기 각부(48)에 의해 상기 압입부(31)를 향해 압압하여, 환언하면 상기 압입부(31)와의 사이에 두고 유지(협지)할 수 있도록 되어 있다.

여기서, 상기 각부(48)는 상기 연결부(46)가 상기 외통부(22)에 있어서의 상기 수나사부(25)에 대해 나사전진되는 것에 의해, 즉 상기 이음매 본체(11)에 대한 상기 유니온 너트(13)의 체결이 진전되는 것에 의해 축 방향으로 이동하고, 상기 팽출 부분(39)에 의한 상기 튜브(2)의 직경확대 부분(상기 제 1 외주면을 따르는 부분)에 그 전체 둘레에 걸쳐 쐐기를 박아 넣도록 해당 튜브(2)의 직경확대 부분을 압압한다.

상기 유니온 너트(13)는 또, 소정의 수지 재료로 구성되어 있다. 바람직하게는 상기 유니온 너트(13)는 본 실시형태와 같이 불소 수지 재료를 이용하여 구성된다. 이 불소 수지 재료로서는 구체적으로는 예를 들면, PFA(퍼플루오로 알콕시 불소 수지), PTFE(폴리 테트라 플루오르 에틸렌) 또는 ETFE(에틸렌·4불화 에틸렌 공중합체)를 들 수 있다.

이와 같이 구성되는 상기 수지제관 이음매(1)에 상기 튜브(2)를 접합하는 경우에는 예를 들면, 우선, 상기 유니온 너트(13)를 상기 튜브(2)에 헐겁게 끼운다. 다음에, 상기 이너 링(12)을 상기 튜브(2)와 연결시키도록, 그 긴쪽 방향 일단부(5)에 상기 개구 부분(8)으로부터 상기 압입부(31)를, 상기 팽출 부분(39)에 의한 상기 튜브(2)의 직경확대를 실행하면서 동축적으로 압입한다.

그리고, 상기 외통부(22)의 받이구부(15)(상기 수지제관 이음매(1)의 내부)에, 상기 튜브(2) 밖에 있는 상기 이너 링(12)의 삽입부(32)를 삽입하고, 계속해서 상기 압입부(31) 및 이것을 압입한 상기 튜브의 긴쪽 방향 일단부(5)를 삽입한다. 마지막으로, 상기 유니온 너트(13)의 연결부(46)를 상기 외통부(22)에 있어서의 상기 수나사부(25)에 나사결합시켜, 상기 이음매 본체(11)를 향해 소정 위치까지 나사전진시킨다.

이 나사전진시, 본 실시형태에 있어서는 시일력이 직경 방향에 작용하는 상기 제 1 시일 영역(41)이 형성되도록 상기 끼워 넣음부(36)를 상기 홈부(29)에 압입할 수 있고, 또한, 시일력이 축 방향에 작용하는 상기 제 2 시일 영역(42)이 형성되도록 상기 접촉부(37)를 상기 내통부(23)에 압접시킬 수 있도록, 상기 유니온 너트(13)의 체결을 실행한다.

또한, 상기 수지제관 이음매(1)에 있어서는 상기 이음매 본체(11)와 상기 이너 링(12)이 동일한 수지 재료를 이용하여 구성되어, 각각 분위기 온도의 변화에 따라 수축하는 성질을 갖고 있다. 그리고, 상기 이음매 본체(11)의 외통부(22)에 있어서의 직경 방향의 수축률이 상기 이너 링(12)의 삽입부(32)(특히, 상기 끼워 넣음부(36))에 있어서의 직경 방향의 수축률보다 0.09%이상 크게 설정되어 있다.

상기 이음매 본체(11) 및 상기 이너 링(12)은 각각 소정의 수지 재료로 구성되어 있다. 바람직하게는 상기 이음매 본체(11) 및 상기 이너 링(12)은 각각 본 실시형태와 같이 불소 수지 재료를 이용하여 구성된다. 이 불소 수지 재료로서는 구체적으로는 예를 들면, PFA, PTFE, 또는 ETFE를 들 수 있다.

상기 이음매 본체(11)는 분위기 온도(상기 수지제관 이음매(1)의 내부를 흐르는 유체 온도 포함)가 상온(약 25℃) 부근에서 소정값 상승하는 것에 의해 가열되고, 그 상태에서 분위기 온도가 상기 상온 부근까지 하강하는 것에 의해 냉각되는 것이며, 이러한 온도 변동이 처음 발생한 경우에 상기 외통부(22)를 당초에 비해 직경 방향으로 수축시킬 수 있도록 되어 있다.

상기 이너 링(12)은 분위기 온도(상기 수지제관 이음매(1)의 내부를 흐르는 유체 온도 포함)가 상온 부근에서 소정값 상승하는 것에 의해 가열되고, 그 상태에서 분위기 온도가 상기 상온 부근까지 하강하는 것에 의해 냉각되는 것이며, 이러한 온도 변동이 처음 발생한 경우에 상기 삽입부(32)를 당초에 비해 직경 방향으로 수축시킬 수 있도록 되어 있다.

상세하게는 상기 이음매 본체(11) 및 상기 이너 링(12)은 각각 상기 외통부(22) 및 상기 삽입부(32)를 포함시켜, 가열시(분위기 온도의 변화에 의해 소정량의 열을 부여받았을 때)에 열 부여 전과 비교하여 팽창하고, 그 후의 냉각시(분위기 온도의 변화에 의해 열을 빼앗겼을 때)에 당초(처음의 열 부여 전)보다 수축된 상태로 된다.

그리고, 그 수축시에, 상기 이음매 본체(11)의 외통부(22)가 상기 이너 링(12)의 삽입부(32)보다 크게 직경 방향으로 수축하도록 설정되어 있다.

상기 이음매 본체(11)와 상기 이너 링(12)에 있어서는 예를 들면, 상기 이음매 본체(11) 및 상기 이너 링(12)의 각각의 제작시에 있어서의 열 처리의 유무에 따라, 상기 이음매 본체(11)의 외통부(22)에 있어서의 직경 방향의 수축률과 상기 이너 링(12)의 삽입부(32)에 있어서의 직경 방향의 수축률 사이에 소정 범위의 차를 초래할 수 있다.

여기서의 열 처리는 예를 들면, 상기 이음매 본체(11) 또는 상기 이너 링(12)의 제작시에 성형된 성형물에서 내부 왜곡을 제거하는 것을 목적으로 해서, 그 성형품에 대해 소정 온도로 소정 시간(예를 들면, 재질이 PFA 또는 PTFE의 경우에는 약 200℃ 내지 약 250℃의 범위내에서 약 180분간, 재질이 ETFE의 경우에는 약 120℃ 내지 약 140℃의 범위내에서 약 180분간) 가열을 실시하는 처리(어닐 처리)이다.

따라서, 본 실시형태에 있어서는 상기 이너 링(12)의 삽입부(32)에 대해서는 온도 변동 후의 수축률이 대략 제로로 되도록(거의 수축하지 않도록) 열 처리를 실시하고 있다. 한편, 상기 이음매 본체(11)의 외통부(22)에 대해서는 온도 변동 후의 수축률이 상기 이너 링(12)의 삽입부(32)에 비해 커지도록 열 처리를 실시하고 있지 않다.

또한, 상기 이음매 본체(11)의 외통부(22)에 있어서의 직경 방향의 수축률과 상기 이너 링(12)의 삽입부(32)에 있어서의 직경 방향의 수축률 사이에 소정 범위의 차를 초래하는 수단으로서는 상기 열 처리의 유무에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면, 상기 이음매 본체(11) 및 상기 이너 링(12)의 각각의 성형 조건을 적절히 조정하는 수단을 채용해도 좋다. 구체적으로는 사출 성형의 경우, 성형시의 사출 압력, 유지 압력, 사출 속도, 금형 온도 등의 성형 조건이 다르면, 성형품의 특성(잔류 응력, 밀도 등)이 다른 경우가 있으며, 성형품의 수축률에도 차가 생길 수 있다. 그 때문에, 상기 이음매 본체(11)와 상기 이너 링(12) 사이에서 성형 조건을 변화시키는 것에 의해서도, 양자의 수축률에 유의한 차(0.09%이상의 차)를 발생시킬 수 있는 경우가 있다.

또, 본 실시형태에 있어서, 상기 이음매 본체(11)의 외통부(22)에 있어서의 직경 방향의 수축률과 상기 이너 링(12)의 삽입부(32)에 있어서의 직경 방향의 수축률의 차는 약 0.09% 내지 약 10%의 범위내의 값으로 설정되어 있다. 바람직하게는 이들 양자의 수축률의 차는 약 0.09% 내지 약 5%의 범위내의 값으로 설정된다.

이러한 구성에 의해, 상기 튜브(2)를 상기 수지제관 이음매(1)에 접합한 상태에서, 상기 이음매 본체(11) 및 상기 유니온 너트(13)가 그들 내측을 흐르는 유체로부터의 열 전달 등에 의해 가열된 후에 냉각된 경우(열 사이클을 부하받은 경우), 상기 이음매 본체(11)의 외통부(22)를 상기 이너 링(12)의 삽입부(32)에 비해 크게 직경 방향으로 수축시키는 것이 가능하게 된다.

따라서, 열 사이클을 거쳤을 때, 상기 외통부(22)를 그 내경이 상기 삽입부(32)의 외경에 비해 큰 변화량으로 감소하도록 변형시켜(직경 축소시켜), 상기 외통부(22)를 이것에 직경 방향으로 중첩된 상기 삽입부(32)에 압접시킬 수 있다.

따라서, 상기 이음매 본체(11)의 외통부(22)와 상기 이너 링(12)의 삽입부(32) 사이의 시일 성능을, 상기 수지제관 이음매(1)가 상온에 비해 고온의 환경에 노출된 후에도 양호하게 지속시킬 수 있도록 향상시킬 수 있다. 즉, 상기 이음매 본체(11)와 상기 이너 링(12) 사이의 시일 성능의 향상을 도모할 수 있다.

또, 본 실시형태에 있어서는 전술한 바와 같이, 상기 이음매 본체(11)가 상기 본체 통부(21)와, 상기 본체 통부(21)에서 그 축 방향 한쪽으로 동축적으로 돌출설치된 상기 외통부(22)와, 상기 외통부(22)의 직경 방향의 안쪽에 배치되는 동시에, 돌출 단부(26)가 상기 외통부(22)의 돌출 단부(27)보다 상기 본체 통부(21)측에 위치하도록 상기 본체 통부(21)에서 상기 외통부(22)와 동일 방향으로 동축적으로 돌출 설치된 상기 내통부(23)와, 축 방향 한쪽에 개구하도록 상기 본체 통부(21)와 상기 외통부(22)와 상기 내통부(23)에 둘러싸여 형성된 상기 홈부(29)를 갖고 있다.

그리고, 상기 이너 링(12)이 상기 외통부(22)에의 상기 삽입부(32) 및 상기 압입부(31)의 적어도 일부의 삽입시에, 직경 방향에 작용하는 상기 제 1 시일 영역(41)이 상기 삽입부(32)(상기 끼워 넣음부(36))와 상기 내통부(23) 사이에 형성되도록, 상기 삽입부(32)(상기 끼워 넣음부(36))를 상기 홈부(29)에 압입시키도록 되어 있다.

따라서, 열 사이클을 거쳐 상기 이음매 본체(11)의 외통부(22)가 수축되었을 때, 상기 홈부(29)에 압입된 상기 삽입부(32)(상기 끼워 넣음부(36))를 상기 외통부(22)에 의해 상기 내통부(23)를 향해 압압하는 것이 가능하게 되고, 이들 삽입부(32)와 내통부(23)가 직경 방향으로 압접하는 압접력을 강하게 할 수 있다.

따라서, 상기 이음매 본체(11)의 내통부(23)와 상기 이너 링(12)의 삽입부(32)(상기 끼워 넣음부(36)) 사이에 형성되는 상기 제 1 시일 영역(41)의 시일 성능을, 상기 수지제관 이음매(1)가 상온에 비해 고온의 환경에 노출된 후에도 양호하게 지속시킬 수 있도록 향상시킬 수 있다. 그 결과, 상기 이음매 본체(11)와 상기 이너 링(12) 사이의 시일 성능의 가일층의 향상을 도모할 수 있다.

이상과 같은 작용 효과는 시일 성능에 대한 비교 실험을 실행함으로서 확인할 수 있었다. 이 비교 실험에 있어서는 우선, 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 실시예 1 및 실시예 2를 준비하는 동시에, 상기 수지제관 이음매(1)와 동일한 구조를 갖고 또한 이음매 본체 및 이너 링에 관해 본 발명의 제 1 실시형태와는 다른 수축률의 차를 갖는 비교예 1, 비교예 2, 비교예 3 및, 비교예 4를 준비하였다.

다음에, 실시예 1, 실시예 2, 비교예 1, 비교예 2, 비교예 3 및, 비교예 4의 분위기 온도를 상온에서 약 200℃까지 상승시키는 것에 의해, 각각을 약 200℃에서 1시간 가열하였다. 그 후, 분위기 온도를 약 200℃에서 상온까지 하강시키는 것에 의해, 실시예 1, 실시예 2, 비교예 1, 비교예 2, 비교예 3 및, 비교예 4를 각각 자연 냉각하였다.

또한, 이 가열 및 자연 냉각은 실시예 1, 실시예 2, 비교예 1, 비교예 2, 비교예 3 및, 비교예 4가 각각 튜브와 접합되기 전의 상태(각각의 이음매 본체 및 이너 링이 서로 분리되고 또한 이음매 본체로부터도 분리된 상태)에서, 실시예 1, 실시예 2, 비교예 1, 비교예 2, 비교예 3 및, 비교예 4의 각각에 대해 실시하였다.

도 2, 도 3에 나타내는 바와 같이, 실시예 1, 실시예 2, 비교예 1, 비교예 2, 비교예 3 및, 비교예 4에 관해 각각, 온도 변동(가열) 전후에, 이음매 본체의 외통부의 내경 치수와 이너 링의 삽입부의 외경 치수를 측정하고, 이음매 본체의 외통부의 직경 방향의 수축률 및, 이너 링의 삽입부의 직경 방향의 수축률을 산출하였다.

그리고, 도 4에 나타내는 바와 같이, 이음매 본체의 외통부에 있어서의 직경 방향의 수축률이 이너 링의 삽입부에 있어서의 직경 방향의 수축률에 대해 갖는 수축률의 차를 산출하였다.

여기서, 실시예 1은 PFA제의 이음매 본체와 PFA제의 이너 링을 구비하는 것이다. 실시예 1에 있어서, 이음매 본체는 가열 전후에, 외통부가 수축하도록 제작하고 있다. 이너 링은 가열 전후에, 삽입부가 수축하지 않도록 제작하고 있다. 이렇게 해서, 이음매 본체의 외통부에 있어서의 직경 방향의 수축률에, 이너 링의 삽입부에 있어서의 직경 방향의 수축률에 대해 0.32% 상회하는 차를 갖게 하고 있다.

실시예 2는 PTFE제의 이음매 본체와 PTFE제의 이너 링을 구비하는 것이다. 실시예 2에 있어서, 이음매 본체는 가열 전후에, 외통부가 수축하도록 제작하고 있다. 이너 링은 가열 전후에, 삽입부가 수축하지 않도록 제작하고 있다. 이와 같이 해서 이음매 본체의 외통부에 있어서의 직경 방향의 수축률에, 이너 링의 삽입부에 있어서의 직경 방향의 수축률에 대해 0.09% 상회하는 차를 갖게 하고 있다.

비교예 1은 PFA제의 이음매 본체와 PFA제의 이너 링을 구비하는 것이다. 비교예 1에 있어서, 이음매 본체는 가열 전후에, 외통부가 수축하지 않도록 제작하고 있다. 이너 링은 열 가열 전후에, 삽입부가 수축하지 않도록 제작하고 있다. 이와 같이, 이음매 본체의 외통부에 있어서의 직경 방향의 수축률을 이너 링의 삽입부에 있어서의 직경 방향의 수축률에 대해 동일하게 하고 있다.

비교예 2는 PFA제의 이음매 본체와 PFA제의 이너 링을 구비하는 것이다. 비교예 2에 있어서, 이음매 본체는 가열 전후에, 외통부가 수축하도록 제작하고 있다. 이너 링은 가열 전후에, 삽입부가 수축하도록 제작하고 있다. 이와 같이, 이음매 본체의 외통부에 있어서의 직경 방향의 수축률에, 이너 링의 삽입부에 있어서의 직경 방향의 수축률에 대해 0.22% 하회하는 차를 갖게 하고 있다.

비교예 3은 PTFE제의 이음매 본체와 PTFE제의 이너 링을 구비하는 것이다. 비교예 3에 있어서, 이음매 본체는 가열 전후에, 외통부가 수축하지 않도록 제작하고 있다. 이너 링은 가열 전후에, 삽입부가 수축하지 않도록 제작하고 있다. 이렇게 해서, 이음매 본체의 외통부에 있어서의 직경 방향의 수축률을, 이너 링의 삽입부에 있어서의 직경 방향의 수축률에 대해 동일하게 하고 있다.

비교예 4는 PTFE제의 이음매 본체와 PTFE제의 이너 링을 구비한다. 비교예 4에 있어서, 이음매 본체는 가열 전후에, 외통부가 수축하도록 제작하고 있다. 이너 링은 가열 전후에, 삽입부가 수축하도록 제작하고 있다. 이와 같이, 이음매 본체의 외통부에 있어서의 직경 방향의 수축률에, 상기 이너 링의 삽입부에 있어서의 직경 방향의 수축률에 대해 0.04% 상회하는 차를 갖게 하고 있다.

그리고, 실시예 1, 실시예 2, 비교예 1, 비교예 2, 비교예 3 및, 비교예 4의 각각에 대해, 이음매 본체 및 이너 링을 조립하도록 PFA제의 튜브를 접합한 후에, 열 사이클(상온→고온(약 200℃)→상온)을 부하하였다. 그리고, 열 사이클을 부하하기 전후에, 튜브의 누설 한계 압력비를 측정하였다.

여기서의 튜브의 누설 한계 압력비는 0회 내지 5회의 열 사이클 후마다의 튜브의 누설 한계 압력을 측정하고, 열 사이클 전(즉, 열 사이클 회수가 O회인 경우)의 누설 한계 압력과 비교한 것이며, 구체적으로는 열 사이클 후의 튜브의 누설 한계 압력을 열 사이클 전의 튜브의 누설 한계 압력으로 나눈 것이다.

도 5에 나타내는 측정 결과로부터, 실시예 1 및 실시예 2에 대해서는 튜브의 누설 한계 압력비가 비교예 1, 비교예 2, 비교예 3 및, 비교예 4에 비해 커지는 것을 알 수 있었다. 즉, 본 발명의 제 1 실시형태에 의하면, 열 사이클을 반복 부하받은 경우에도, 수지제관 이음매에 있어서의 시일 성능을 양호하게 유지할 수 있는 것이 명백하게 되었다.

다음에, 본 발명의 제 2 실시형태에 대해 도면을 참조하면서 설명한다.

본 발명의 제 2 실시형태에 관한 수지제관 이음매(101)는 이음매 본체(111)와 이너 링(112)이 서로 다른 수지 재료를 이용하여 구성되어 있는 점에서, 제 1 실시형태에 관한 상기 수지제관 이음매(1)와 다르다. 이 차이점을 제외하고, 본 실시형태에 관한 상기 수지제관 이음매(101)는 제 1 실시형태에 관한 상기 수지제관 이음매(1)와 실질적으로 동일한 것이므로, 상기 수지제관 이음매(101)에 대해서는 도 6에 나타내는 바와 같이, 제 1 실시형태에 관한 상기 수지제관 이음매(1)의 구성요소와 실질적으로 동일한 구성요소에는 동일한 부호를 붙이고, 그 상세한 설명을 생략한다.

상기 수지제관 이음매(101)에 있어서는 상기 이음매 본체(111)와 상기 이너 링(112)이 서로 다른 수지 재료를 이용하여 구성되어, 각각 분위기 온도의 변화에 따라 수축하는 성질을 갖고 있다. 그리고, 상기 이음매 본체(111)의 외통부(22)에 있어서의 직경 방향의 수축률이 상기 이너 링(112)의 삽입부(32)(특히, 상기 끼워 넣음부(36))에 있어서의 직경 방향의 수축률보다 0.09%이상 크게 설정되어 있다. 즉, 상기 이음매 본체(111)에는 상기 이너 링(112)에 이용하는 수지 재료에 비해, 성형 후의 수축률이 커지는 수지 재료가 이용된다.

여기서, 서로 다른 수지 재료는 수지명이 다른 것 뿐만 아니라, 수지명은 동일해도 그 수지 그레이드가 다른 것도 포함하는 의미이다. 즉, 수지 그레이드가 다르면, 분자 구조, 분자량, 결정화도 등이 다른 것에 기인하여, 성형시의 MFR(용융 유동성), 성형 후의 플럭스 라이프(굴곡 내성) 등이 다른 경우가 있어, 성형품의 수축률에 차가 생기는 경우가 있다. 그 때문에, 상기 이음매 본체(111)와 상기 이너 링(112)의 사이에서, 서로 다른 수지 그레이드의 수지 재료를 이용하는 것에 의해서도, 양자의 수축률에 유의한 차(0.09%이상의 차)를 발생시킬 수 있는 경우가 있다.

상기 이음매 본체(111) 및 상기 이너 링(112)은 각각 소정의 수지 재료로 구성되어 있다. 바람직하게는 상기 이음매 본체(111) 및 상기 이너 링(112)은 각각 본 실시형태와 같이 불소 수지 재료를 이용하여 구성된다. 이 불소 수지 재료로서는 구체적으로는 예를 들면, PFA, PTFE, 또는 ETFE를 들 수 있다.

상기 이음매 본체(111)는 분위기 온도(상기 수지제관 이음매(101)의 내부를 흐르는 유체 온도 포함)가 상온(약 25℃) 부근에서 소정값 상승하는 것에 의해 가열되고, 그 상태에서 분위기 온도가 상기 상온 부근까지 하강하는 것에 의해 냉각되는 것이며, 이러한 온도 변동이 처음 발생한 경우에 상기 외통부(22)를 당초에 비해 직경 방향으로 수축시킬 수 있도록 되어 있다.

상기 이너 링(112)은 분위기 온도(상기 수지제관 이음매(101)의 내부를 흐르는 유체 온도 포함)가 상온 부근에서 소정값 상승하는 것에 의해 가열되고, 그 상태에서 분위기 온도가 상기 상온 부근까지 하강하는 것에 의해 냉각되는 것이며, 이러한 온도 변동이 처음 발생한 경우에 상기 삽입부(32)를 당초에 비해 직경 방향으로 수축시킬 수 있도록 되어 있다.

상세하게는 상기 이음매 본체(111) 및 상기 이너 링(112)은 각각 상기 외통부(22) 및 상기 삽입부(32)를 포함시켜, 가열시(분위기 온도의 변화에 의해 소정량의 열을 부여받았을 때)에 열 부여 전과 비교하여 팽창하고, 그 후의 냉각시(분위기 온도의 변화에 의해 열을 빼앗겼을 때)에 당초(처음의 열 부여 전)보다 수축한 상태로 된다.

그리고, 그 수축시에, 상기 이음매 본체(111)의 외통부(22)가 상기 이너 링(112)의 삽입부(32)보다 크게 직경 방향으로 수축하도록 설정되어 있다.

상기 이음매 본체(111)와 상기 이너 링(112)에 있어서는 전술한 바와 같이, 이용하는 수지 재료를 다르게 하는 것에 의해, 상기 이음매 본체(111)의 외통부(22)에 있어서의 직경 방향의 수축률과 상기 이너 링(112)의 삽입부(32)에 있어서의 직경 방향의 수축률 사이에 소정 범위의 차를 초래할 수 있지만, 열 처리의 유무나 성형 조건의 조정 등에 따라, 양자의 수축률의 차가 더욱 커지도록 해도 좋다. 구체적으로는 상기 이너 링(112)에 대해서만, 온도 변동 후의 수축률이 대략 제로로 되도록(거의 수축하지 않도록) 열 처리를 실시하고, 양자의 수축률의 차가 더욱 커지도록 해도 좋다.

여기에서의 열 처리는 예를 들면, 상기 이너 링(112)의 제작시에 성형된 성형물에서 내부 왜곡을 제거하는 것을 목적으로 해서, 그 성형물에 대해 소정 온도에서 소정 시간(예를 들면, 재질이 PFA 또는 PTFE의 경우에는 약 200℃ 내지 약 250℃의 범위내에서 약 180분간, 재질이 ETFE의 경우에는 약 120℃ 내지 약 140℃의 범위내에서 약 180분간) 가열을 실시하는 처리(어닐 처리)이다.

또, 본 실시형태에 있어서, 상기 이음매 본체(111)의 외통부(22)에 있어서의 직경 방향의 수축률과 상기 이너 링(112)의 삽입부(32)에 있어서의 직경 방향의 수축률의 차는 약 0.09% 내지 약 10%의 범위내의 값으로 설정되어 있다. 바람직하게는 이들 양자의 수축률의 차는 약 0.09% 내지 약 5%의 범위내의 값으로 설정된다.

이러한 구성에 의해, 상기 튜브(2)를 상기 수지제관 이음매(101)에 접합한 상태에서, 상기 이음매 본체(111) 및 상기 유니온 너트(13)가 그들 내측을 흐르는 유체로부터의 열 전달 등에 의해 가열된 후에 냉각된 경우(열 사이클을 부하받은 경우), 상기 이음매 본체(111)의 외통부(22)를 상기 이너 링(112)의 삽입부(32)에 비해 크게 직경 방향으로 수축시키는 것이 가능하게 된다.

따라서, 열 사이클을 거쳤을 때, 상기 외통부(22)를 그 내경이 상기 삽입부(32)의 외경에 비해 큰 변화량으로 감소하도록 변형시켜(직경 축소시켜), 상기 외통부(22)를 이것에 직경 방향으로 중첩된 상기 삽입부(32)에 압접시킬 수 있다.

따라서, 상기 이음매 본체(111)의 외통부(22)와 상기 이너 링(112)의 삽입부(32) 사이의 시일 성능을, 상기 수지제관 이음매(101)가 상온에 비해 고온의 환경에 노출된 후에도 양호하게 지속시킬 수 있도록 향상시킬 수 있다. 즉, 상기 이음매 본체(111)와 상기 이너 링(112) 사이의 시일 성능의 향상을 도모할 수 있다.

또, 본 실시형태에 있어서는 전술한 바와 같이, 상기 이음매 본체(111)가, 상기 본체 통부(21)와, 상기 본체 통부(21)에서 그 축 방향 한쪽에 동축적으로 돌출설치된 상기 외통부(22)와, 상기 외통부(22)의 직경 방향 안쪽에 배치되는 동시에, 돌출 단부(26)가 상기 외통부(22)의 돌출 단부(27)보다 상기 본체 통부(21)측에 위치하도록 상기 본체 통부(21)에서 상기 외통부(22)와 동일 방향에 동축적으로 돌출설치된 상기 내통부(23)와, 축 방향 한쪽에 개구하도록 상기 본체 통부(21)와 상기 외통부(22)와 상기 내통부(23)에 둘러싸여 형성된 상기 홈부(29)를 갖고 있다.

그리고, 상기 이너 링(112)이 상기 외통부(22)에의 상기 삽입부(32) 및 상기 압입부(31)의 적어도 일부의 삽입시에, 직경 방향에 작용하는 상기 제 1 시일 영역(41)이 상기 삽입부(32)(상기 끼워 넣음부(36))와 상기 내통부(23) 사이에 형성되도록, 상기 삽입부(32)(상기 끼워 넣음부(36))를 상기 홈부(29)에 압입시키도록 되어 있다.

따라서, 열 사이클을 거쳐 상기 이음매 본체(111)의 외통부(22)가 수축했을 때, 상기 홈부(29)에 압입된 상기 삽입부(32)(상기 끼워 넣음부(36))를 상기 외통부(22)에 의해 상기 내통부(23)를 향해 압압하는 것이 가능하게 되고, 이들 삽입부(32)와 내통부(23)가 직경 방향으로 압접하는 압접력을 강하게 할 수 있다.

따라서, 상기 이음매 본체(111)의 내통부(23)와 상기 이너 링(112)의 삽입부(32)(상기 끼워 넣음부(36)) 사이에 형성되는 상기 제 1 시일 영역(41)의 시일 성능을, 상기 수지제관 이음매(101)가 상온에 비해 고온의 환경에 노출된 후에도 양호하게 지속시킬 수 있도록 향상시킬 수 있다. 그 결과, 상기 이음매 본체(111)와 상기 이너 링(112) 사이의 시일 성능의 가일층의 향상을 도모할 수 있다.

이상과 같은 작용 효과는 시일 성능에 대한 비교 실험을 실행함으로써 확인할 수 있었다. 이 비교 실험에 있어서는 우선, 본 발명의 제 2 실시형태에 관한 실시예 3, 실시예 4 및, 실시예 5를 준비하는 동시에, 상기 수지제관 이음매(101)와 동일한 구조를 갖고 또한 이음매 본체 및 이너 링에 관해 본 발명의 제 2 실시형태와는 다른 수축률의 차를 갖는 비교예 5, 비교예 6 및, 비교예 7을 준비하였다.

다음에, 실시예 3, 실시예 4, 실시예 5, 비교예 5, 비교예 6 및, 비교예 7의 분위기 온도를 상온에서 약 200℃까지 상승시키는 것에 의해, 각각을 약 200℃에서 1시간 가열하였다. 그 후, 분위기 온도를 약 200℃에서 상온까지 하강시키는 것에 의해, 실시예 3, 실시예 4, 실시예 5, 비교예 5, 비교예 6 및, 비교예 7을 각각 자연 냉각하였다.

또한, 이 가열 및 자연 냉각은 실시예 3, 실시예 4, 실시예 5, 비교예 5, 비교예 6 및, 비교예 7이 각각 튜브와 접합되기 전의 상태(각각의 이음매 본체 및 이너 링이 서로 분리되고 또한 이음매 본체로부터도 분리된 상태)에서, 실시예 3, 실시예 4, 실시예 5, 비교예 5, 비교예 6 및, 비교예 7의 각각에 대해 실시하였다.

도 7, 도 8에 나타내는 바와 같이, 실시예 3, 실시예 4, 실시예 5, 비교예 5, 비교예 6 및, 비교예 7에 관해, 각각 온도 변동(가열) 전후에, 이음매 본체의 외통부의 내경 치수와 이너 링의 삽입부의 외경 치수를 측정하고, 이음매 본체의 외통부의 직경 방향의 수축률 및, 이너 링의 삽입부의 직경 방향의 수축률을 산출하였다.

그리고, 도 9에 나타내는 바와 같이, 이음매 본체의 외통부에 있어서의 직경 방향의 수축률이 이너 링의 삽입부에 있어서의 직경 방향의 수축률에 대해 갖는 수축률의 차를 산출하였다.

여기서, 실시예 3은 PFA제의 이음매 본체와 ETFE제의 이너 링을 구비하는 것이다. 그리고, 이음매 본체의 외통부에 있어서의 직경 방향의 수축률에, 이너 링의 삽입부에 있어서의 직경 방향의 수축률에 대해 0.09% 상회하는 차를 갖게 하고 있다.

실시예 4는 PFA제의 이음매 본체와 PTFE제의 이너 링을 구비하는 것이다. 그리고, 이음매 본체의 외통부에 있어서의 직경 방향의 수축률에, 이너 링의 삽입부에 있어서의 직경 방향의 수축률에 대해 0.27% 상회하는 차를 갖게 하고 있다.

실시예 5는 ETFE제의 이음매 본체와 PTFE제의 이너 링을 구비하는 것이다. 그리고, 이음매 본체의 외통부에 있어서의 직경 방향의 수축률에, 이너 링의 삽입부에 있어서의 직경 방향의 수축률에 대해 0.22% 상회하는 차를 갖게 하고 있다.

비교예 5는 PFA제의 이음매 본체와 PFA제의 이너 링을 구비하는 것이다. 그리고, 이음매 본체의 외통부에 있어서의 직경 방향의 수축률에, 이너 링의 삽입부에 있어서의 직경 방향의 수축률에 대해 0.22% 하회하는 차를 갖게 하고 있다.

비교예 6은 ETFE제의 이음매 본체와 ETFE제의 이너 링을 구비하는 것이다. 그리고, 이음매 본체의 외통부에 있어서의 직경 방향의 수축률에, 이너 링의 삽입부에 있어서의 직경 방향의 수축률에 대해 0.05% 상회하는 차를 갖게 하고 있다.

비교예 7은 PTFE제의 이음매 본체와 PTFE제의 이너 링을 구비하는 것이다. 그리고, 이음매 본체의 외통부에 있어서의 직경 방향의 수축률을, 이너 링의 삽입부에 있어서의 직경 방향의 수축률에 대해 0.04% 상회하는 차를 갖게 하고 있다.

그리고, 실시예 3, 실시예 4, 실시예 5, 비교예 5, 비교예 6 및, 비교예 7의 각각에 대해, 이음매 본체 및 이너 링을 조립하도록 PFA제의 튜브를 접합한 후에, 열 사이클(상온→고온(약 200℃)→상온)을 부하하였다. 그리고, 열 사이클을 부하하기 전후에, 튜브의 누설 한계 압력비를 측정하였다.

여기서의 튜브의 누설 한계 압력비는 0회 내지 5회의 열 사이클 후마다의 튜브의 누설 한계 압력을 측정하고, 열 사이클 전(즉, 열 사이클 회수가 O회인 경우)의 누설 한계 압력과 비교한 것이며, 구체적으로는 열 사이클 후의 튜브의 누설 한계 압력을 열 사이클 전의 튜브의 누설 한계 압력으로 나눈 것이다.

도 10에 나타내는 측정 결과로부터, 실시예 3, 실시예 4 및, 실시예 5에 대해서는 튜브의 누설 한계 압력비가 비교예 5, 비교예 6 및, 비교예 7에 비해 커지는 것을 알 수 있었다. 즉, 본 발명의 제 2 실시형태에 의하면, 열 사이클을 반복 부하받은 경우라도, 수지제관 이음매에 있어서의 시일 성능을 양호하게 유지할 수 있는 것이 명백하게 되었다.

또한, 상술한 교시를 고려하면, 본 발명이 대부분의 변경 형태 및 변형 형태를 취할 수 있는 것은 명백하다. 따라서, 본 발명이 첨부의 특허청구의 범위내에서, 본 명세서에 기재된 이외의 방법으로 실시될 수 있는 것을 이해하기 바란다.

1; 수지제관 이음매 2; 튜브
5; 튜브의 긴쪽 방향 일단부 11; 이음매 본체
12; 이너 링 13; 유니온 너트
22; 외통부(통부) 31; 압입부
32; 삽입부 101; 수지제관 이음매 111; 이음매 본체 112; 이너 링

Claims (4)

1. 튜브와 접합 가능한 수지제관 이음매에 있어서,
   통부를 갖는 이음매 본체와,
   상기 통부와 직경 방향으로 접하도록 상기 통부에 삽입될 수 있는 삽입부 및, 상기 튜브의 길이 방향 일단부측에 압입될 수 있는 압입부를 갖는 이너 링과,
   상기 삽입부가 상기 통부에 삽입된 상태를 유지하도록, 상기 이음매 본체에 연결 가능하게 구성된 유니온 너트를 구비하고,
   상기 이음매 본체와 상기 이너 링이 수지 재료를 이용하여 구성되어, 각각 분위기 온도의 변화에 따라 수축하는 성질을 갖고,
   분위기 온도의 변화에 수반하여 상기 이음매 본체의 통부가 나타내는 직경 방향의 수축률이 상기 이너 링의 삽입부가 나타내는 직경 방향의 수축률보다 0.09% 이상 크게 설정되어 있는 수지제관 이음매.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 이음매 본체와 상기 이너 링은 동일한 수지 재료를 이용하여 구성되어 있는 수지제관 이음매.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 이음매 본체와 상기 이너 링은 서로 다른 수지 재료를 이용하여 구성되어 있는 수지제관 이음매.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서,
   상기 이음매 본체는,
   본체 통부와,
   상기 본체 통부에서 그 축 방향 한쪽에 동축적으로 돌출설치된 상기 통부로서의 외통부와,
   상기 외통부의 직경 방향 안쪽에 배치되는 동시에, 돌출 단부가 상기 외통부의 돌출 단부보다 상기 본체 통부측에 위치하도록 상기 본체 통부에서 상기 외통부와 동일 방향에 동축적으로 돌출설치된 내통부와,
   축 방향 한쪽에 개구하도록 상기 본체 통부와 상기 외통부와 상기 내통부에 둘러싸여 형성된 홈부를 갖고,
   상기 이너 링은,
   상기 외통부에의 상기 삽입부의 삽입시에, 직경 방향에 작용하는 제 1 시일 영역이 상기 삽입부와 상기 내통부 사이에 형성되도록, 상기 삽입부를 상기 홈부에 압입시키는 수지제관 이음매.
   

Images