KR102403238B1

KR102403238B1 - 테이퍼나사가 형성된 파이프 연결용 피팅

Info

Publication number: KR102403238B1
Application number: KR1020210184186A
Authority: KR
Inventors: 박재곤; 박철성
Original assignee: 박재곤; 박철성
Priority date: 2021-12-21
Filing date: 2021-12-21
Publication date: 2022-05-26

Abstract

본 발명은 유체의 이동을 위해 사용되는 파이프 연결용 피팅에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유로가 형성된 몸체에 수나사가 형성된 돌출부를 형성하고, 상기 돌출부에는 암나사가 형성된 너트가 결합되며, 상기 너트 내부에는 페럴을 구비하여 너트가 돌출부에 결합될수록 페럴의 내부직경이 좁아지면서 파이프를 견고하게 파지하여 기밀성을 높이되, 상기 너트에 형성된 암나사는 평나사로 형성하고, 돌출부에 형성된 수나사는 테이퍼나사로 형성하여 너트가 돌출부에 결합될수록 기밀성을 더욱 높일 수 있으며, 너트의 결합량을 인위적으로 제한하지 않아도 결합력과 기밀성을 일정하게 가져갈 수 있는 테이퍼나사가 형성된 파이프 연결용 피팅이다.

Description

테이퍼나사가 형성된 파이프 연결용 피팅{Fitting for connecting pipes with tapered screws}

일반적으로 파이프의 연결을 위해 사용되는 피팅(fitting)은 파이프를 고정해주기 위해 사용되는 부품으로써 파이프 내부를 따라 흐르는 유체의 종류, 유압 및 유량에 따라 다양한 제품이 사용되고 있다.

특히, 가스배관과 같이 유체가 새는 것이 보이지 않는 경우에는 피팅의 기밀성이 더욱 요구되며, 고압으로 가스가 흐르는 경우 미세한 틈만 있어도 심각한 문제를 야기할 수 있어서, 다양한 구성을 가지는 피팅이 개발되어 사용되고 있다.

피팅과 관련된 종래기술로서는 등록실용신안 제20-0228224호에 제안되어 있는 나사부와 경사부를 가지는 파이프 피팅이 있다.

상기 실용신안에는 경사부와 나사부로 구성된 파이프 피팅 구조로서, 접합될 파이프의 돌출부와 삽입부를 각각 경사지게 하여 나사 접속부의 조립 및 분해시 나사부와 파이프 측면들의 접촉 및 걸림을 방지하므로써, 파이프 조립 및 분리시 작업성을 향상한 경사부와, 경사부의 일부 또는 전부에 나사를 설치하여 파이프가 접할될 때 나사를 조여서 나사부의 물리적인 결속력으로 파이프 접속부를 압착하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 나사부와 경사부를 가지는 파이프 피팅이 제안되어 있는데, 파이프 자체에 경사부를 형성함으로써 경사부의 형상이 정밀하지 못할 경우 파이프 내부를 따라 흐르는 유체가 샐 수 있는 위험성이 있다.

또 다른 종래기술로서는 등록특허 제10-0987333호에 제안되어 있는 튜브 피팅 구조가 있다.

상기 특허에는 바디에 삽입되는 튜브와 상기 튜브 외면에 끼워지는 제1,2 페럴 및 상기 바디와 체결됨에 따라 상기 제1,2 페럴의 변형을 유도하여 씰링이 되도록 하는 너트로 구성되는 튜브 피팅 구조에 있어서, 상기 튜브의 외면에 함몰되게 제1누설방지홈이 형성되고, 상기 제1누설방지홈의 후방으로 이격한 위치의 튜브 외면에 함몰되게 제2누설방지홈이 다수개 연속적으로 형성됨으로써, 상기 너트가 조여짐에 따라 제1페럴의 선단부와 제2페럴의 선단부가 변형되며서 각각 상기 제1누설방지홈과 제2누설방지홈 속으로 들어감에 의하여 씰링이 이루어지고, 표면이 손상된 튜브라도 상기 제1,2 누설방지홈 성형으로 피팅에 적용될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 튜브 피팅 구조가 제안되어 있는데, 너트의 조임량에 따라 제1페럴과 제2페럴의 형상이 각각 변형되어야 하므로 너트의 조임량을 정확히 가져가야만 기밀성을 유지할 수 있으므로 너트의 조임량 변화로 인해 기밀성의 변화가 생기기 쉬운 구조이다.

등록실용신안공보 제20-0228224호(2001. 6. 15. 공고) 등록특허공보 제10-0987333호(2010. 10. 12. 공고)

따라서, 본 발명은 유체의 이동을 위해 사용되는 파이프 연결용 피팅을 제공하기 위해, 유로가 형성된 몸체에 수나사가 형성된 돌출부를 형성하고, 상기 돌출부에는 암나사가 형성된 너트가 결합되며, 상기 너트 내부에는 페럴을 구비하여 너트가 돌출부에 결합될수록 페럴의 내부직경이 좁아지면서 파이프를 견고하게 파지하여 기밀성을 높이되, 상기 너트에 형성된 암나사는 평나사로 형성하고, 돌출부에 형성된 수나사는 테이퍼나사로 형성하여 너트가 돌출부에 결합될수록 기밀성을 더욱 높일 수 있으며, 너트의 결합량을 인위적으로 제한하지 않아도 결합력과 기밀성을 일정하게 가져갈 수 있는 테이퍼나사가 형성된 파이프 연결용 피팅을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 상기 돌출부에 형성된 수나사는 돌출부의 단부 쪽에서 몸체의 중심 쪽으로 갈수록 직경이 커지도록 형성하여 너트의 결합량을 제한해줄 수 있는 파이프 연결용 피팅을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

본 발명에 의한 테이퍼나사가 형성된 파이프 연결용 피팅은 유체의 이동을 위해 사용되는 파이프 연결용 피팅에 있어서, 내부에 유체의 이동을 위한 유로가 형성되고 양측으로 돌출된 돌출부가 형성되며 상기 돌출부에는 수나사가 형성된 몸체와, 상기 몸체의 돌출부에 나사로 결합되며 상기 돌출부의 수나사와 동일한 피치의 암나사가 형성된 너트와, 상기 너트 내부에 수용되어 너트가 돌출부에 결합될수록 파이프와의 밀착력이 커지는 페럴로 구성되며, 상기 돌출부에 형성된 수나사는 테이퍼나사로 형성되고, 상기 너트에 형성된 암나사는 평나사로 형성된 것이 특징이다.

본 발명에 의한 테이퍼나사가 형성된 파이프 연결용 피팅은 유로가 형성된 몸체에 수나사가 형성된 돌출부를 형성하고, 상기 돌출부에는 암나사가 형성된 너트가 결합되며, 상기 너트 내부에는 페럴을 구비하여 너트가 돌출부에 결합될수록 페럴의 내부직경이 좁아지면서 파이프를 견고하게 파지하여 기밀성을 높이되, 상기 너트에 형성된 암나사는 평나사로 형성하고, 돌출부에 형성된 수나사는 테이퍼나사로 형성하여 너트가 돌출부에 결합될수록 기밀성을 더욱 높일 수 있으며, 너트의 결합량을 인위적으로 제한하지 않아도 결합력과 기밀성을 일정하게 가져갈 수 있는 현저한 효과가 있으며, 상기 돌출부에 형성된 수나사는 돌출부의 단부 쪽에서 몸체의 중심 쪽으로 갈수록 직경이 커지도록 형성하여 너트의 결합량을 제한해줄 수 있는 현저한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 전체구성 사시도
도 2는 본 발명의 분리구성도
도 3은 본 발명의 측면구성도
도 4는 도 3의 A-A섹션 단면도
도 5는 도 4의 일부분 확대도

이하, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 전체구성 사시도이고, 도 2는 본 발명의 분리구성도이며, 도 3은 본 발명의 측면구성도이고, 도 4는 도 3의 A-A섹션 단면도이며, 도 5는 도 4의 일부분 확대도로써, 본 발명에 의한 테이퍼나사가 형성된 파이프 연결용 피팅은 유체의 이동을 위해 사용되는 파이프 연결용 피팅에 있어서, 내부에 유체의 이동을 위한 유로(10a)가 형성되고 양측으로 돌출된 돌출부(11)가 형성되며 상기 돌출부(11)에는 수나사(11a)가 형성된 몸체(10)와, 상기 몸체(10)의 돌출부(11)에 나사로 결합되며 상기 돌출부(11)의 수나사(11a)와 동일한 피치의 암나사(12a)가 형성된 너트(12)와, 상기 너트(12) 내부에 수용되어 너트(12)가 돌출부(11)에 결합될수록 파이프(14)와의 밀착력이 커지는 페럴(13)로 구성되며, 상기 돌출부(11)에 형성된 수나사(11a)는 테이퍼나사로 형성되고, 상기 너트(12)에 형성된 암나사(12a)는 평나사로 형성된 것이 특징이다.

먼저, 몸체(10)는 내부에 유체의 이동을 위한 유로(10a)가 형성되어 있으며, 도시되어 있는 몸체(10)는 유체의 흐름을 직각으로 꺾어주기 위한 L자형 피팅이며, L자형 피팅 이외에 일자형이나 2~4구의 분기관을 가지는 분기관형 등 다양한 형태가 될 수 있다.

상기 몸체(10)의 양측 즉, 유체가 들어오는 쪽과 나가는 쪽에는 돌출부(11)가 각각 형성되고, 상기 돌출부(11)에는 수나사(11a)가 형성되어 있으며, 상기 돌출부(11)의 수나사(11a)에는 암나사(12a)가 형성된 너트(12)가 나사로 결합되게 되며, 상기 너트(12) 내부에는 파이프(14)의 외경보다 조금 큰 크기의 파이프 결합홀이 형성된 페럴(13)이 설치되어 있다.

이때, 상기 돌출부(11)에 형성된 수나사(11a)는 테이퍼나사로 형성되어 있고, 너트(12)에 형성된 암나사(12a)는 평나사로 형성되어, 너트(12)와 돌출부(11)는 피치가 같은 평나사와 테이퍼나사가 서로 결합되는 방식으로 결합된다.

여기서, 상기 돌출부(11)에 형성된 수나사(11a)는 돌출부(11)의 단부 쪽에서 몸체(10)의 중심 쪽으로 갈수록 직경이 커지도록 형성되어 있다.

즉, 돌출부(11)에 형성된 수나사(11a)는 단부 쪽의 직경이 상대적으로 가장 작고, 몸체(10)의 중심 쪽으로 갈수록 직경이 커지도록 경사져 있어서, 너트(12)의 암나사(12a)는 직경이 가장 작은 수나사(11a)와 먼저 결합된 다음 너트(12)의 회전에 의해 결합이 깊게 이루어질수록 점점 직경이 커지는 수나사(11a)와 결합되게 된다.

이러한 결합방식에 의해 너트(12)는 돌출부(11)의 형상이 외력에 의해 변하지 않는 이상 결합량이 제한되게 되고, 이로써 사용자는 과도한 힘으로 너트(12)를 돌출부(11)에 결합시키지 않는 이상은 일정한 위치로 너트(12)를 반복 결합시킬 수 있다.

또한, 상기 돌출부(11)에는 몸체(10)의 유로(10a)와 연통되어 있는 유로(11b)가 형성되고, 상기 유로(11b)는 돌출부(11)의 단부 쪽에서 몸체(10)와 가까워질수록 내경이 줄어들도록 경사져 있어서, 너트(12)가 돌출부(11)에 결합될수록 페럴(13)의 외경을 축소시키게 된다.

즉, 너트(12)가 돌출부(11)에 결합되게 되면 페럴(13)을 돌출부(11)의 유로(11b) 쪽으로 밀어주는 힘을 가해주게 되는데, 이로써 페럴(13)의 외경이 축소되고, 페럴(13)의 외경이 축소됨에 따라 파이프(14)와 밀착되며 밀착력이 커짐에 따라 기밀성을 더욱 높일 수 있다.

부연하면, 페럴(13)의 양측 단부에는 각각 경사부(13a)가 형성되어 있어서 너트(12)의 결합에 따라 페럴(13)이 몸체(10) 쪽으로 밀리는 힘을 받으면 페럴(13)에 형성된 경사부(13a)의 직경이 축소되게 되어 파이프(14)와 더욱 밀착되게 된다.

또한, 상기 돌출부(11)에 형성된 수나사(11a)의 산을 잇는 연결선(M)은 돌출부의 중심선(C)을 지나는 면으로 절단한 단면을 기준으로 상기 중심선(C)과 0.02~0.2° 사이의 사잇각을 갖는 것이 특징이다.

즉, 도 4 및 도 5와 같이 절단한 단면을 기준으로 돌출부(11)의 중심을 지나는 선을 중심선(C)이라 할 때 돌출부(11)에 형성된 수나사(11a)의 산과 산을 연결하는 연결선(M)과 중심선(C)은 그 사잇각(α)이 0.02~0.2° 사이가 된다.

상기 연결선(M)은 이러한 구성의 설명을 위해 그 위치를 아래로 내려서 그은 연결선(M')과 평행한 선이고, 중심선(C)은 돌출부(11)의 중심선이면서 너트의 골과 골을 이어주는 선(C')과 평행한 선으로써, 중심선(C)과 연결선(M) 사이의 사잇각은 너트의 골과 골을 이어주는 선(C')과 연결선(M') 사이의 사잇각(α)과 동일하다.

이러한 사잇각(α)의 범위는 임계적 의의가 있는 수치로써, 실제 테스트 결과는 아래의 표 1과 같다.

구분	압력		진동(분당)		결과
구분	6000psi (413bar)	11500psi (792bar)	2000회	5000회	결과
실시예 1 (사잇각 0.01°)	누수 없음	미세한 누수 발생	풀림 없음	미세한 풀림 발생	불합격
실시예 2 (사잇각 0.02°)	누수 없음	누수 없음	풀림 없음	풀림 없음	합격
실시예 3 (사잇각 0.1°)	누수 없음	누수 없음	풀림 없음	풀림 없음	합격
실시예 4 (사잇각 0.2°)	누수 없음	누수 없음	풀림 없음	풀림 없음	합격
실시예 5 (사잇각 0.3°)	누수 없음	미세한 누수 발생	풀림 없음	풀림 없음	불합격

먼저, 실시예 1은 피팅의 단면을 기준으로 돌출부(11)의 중심선(C)과 돌출부(11)에 형성된 수나사(11a)의 산과 산을 연결하는 연결선(M) 사이의 사잇각(α)을 0.01°으로 형성하여 파이프(14)를 따라 흐르는 유체의 압력을 6000psi와 11500psi 두 가지로 테스트한 결과 압력이 6000psi일 때는 누수가 없었으나 압력이 11500psi로 높아졌을 때 미세한 누수가 발생하였으며, 진동테스트 역시 초당 5000회의 진동을 가한 결과 너트(12)가 미세하게 풀려서 불합격 판정을 받았다.

실시예 2는 상기 사잇각(α)을 0.02°으로 형성하여 파이프(14)를 따라 흐르는 유체의 압력을 6000psi와 11500psi 두 가지로 테스트한 결과 누수가 없었고, 진동테스트 역시 풀림이 없어서 합격 판정을 받았으며, 실시예 3 즉, 사잇각(α)이 0.1°와 실시예 4 즉, 사잇각(α)이 0.2°일 때 모두 합격점을 받았다.

실시예 5는 상기 사잇각(α)이 0.3°일 때 파이프를 따라 흐르는 유체의 압력을 6000psi와 11500psi 두 가지로 테스트한 결과 압력이 6000psi일 때는 누수가 없었으나 압력을 높여 11500psi로 테스트한 결과 미세한 누수가 발생하였으므로 불합격 판정을 받았다.

따라서, 상기 돌출부(11)에 형성된 수나사의 연결선(M)은 절단한 단면을 기준으로 돌출부의 중심선(C)과 0.02~0.2° 사이의 사잇각(α)을 갖는 것이 가장 바람직하다.

이러한 사잇각(α)은 실제 육안으로 보면 그 차이를 확인할 수 없으며, 3차원 측정장비 등을 이용하여야만 사잇각(α)의 크기를 확인할 수 있다.

결국, 본 발명에 의한 테이퍼나사가 형성된 파이프 연결용 피팅은 유로가 형성된 몸체에 수나사가 형성된 돌출부를 형성하고, 상기 돌출부에는 암나사가 형성된 너트가 결합되며, 상기 너트 내부에는 페럴을 구비하여 너트가 돌출부에 결합될수록 페럴의 내부직경이 좁아지면서 파이프를 견고하게 파지하여 기밀성을 높이되, 상기 너트에 형성된 암나사는 평나사로 형성하고, 돌출부에 형성된 수나사는 테이퍼나사로 형성하여 너트가 돌출부에 결합될수록 기밀성을 더욱 높일 수 있으며, 너트의 결합량을 인위적으로 제한하지 않아도 결합력과 기밀성을 일정하게 가져갈 수 있는 현저한 효과가 있으며, 상기 돌출부에 형성된 수나사는 돌출부의 단부 쪽에서 몸체의 중심 쪽으로 갈수록 직경이 커지도록 형성하여 너트의 결합량을 제한해줄 수 있는 현저한 효과가 있다.

10. 몸체 10a. 유로
11. 돌출부 11a. 수나사 11b. 유로
12. 너트 12a. 암나사
13. 페럴 13a. 경사부
14. 파이프
C. 중심선 M. 연결선
α. 사잇각

Claims

유체의 이동을 위해 사용되는 파이프 연결용 피팅에 있어서,
내부에 유체의 이동을 위한 유로(10a)가 형성되고 양측으로 돌출된 돌출부(11)가 형성되며 상기 돌출부(11)에는 수나사(11a)가 형성된 몸체(10)와, 상기 몸체(10)의 돌출부(11)에 나사로 결합되며 상기 돌출부(11)의 수나사(11a)와 동일한 피치의 암나사(12a)가 형성된 너트(12)와, 상기 너트(12) 내부에 수용되어 너트(12)가 돌출부(11)에 결합될수록 파이프(14)와의 밀착력이 커지는 페럴(13)로 구성되며, 상기 돌출부(11)에 형성된 수나사(11a)는 테이퍼나사로 형성되고, 상기 너트(12)에 형성된 암나사(12a)는 평나사로 형성되고,
상기 돌출부(11)에 형성된 수나사(11a)는 돌출부(11)의 단부 쪽에서 몸체(10)의 중심 쪽으로 갈수록 직경이 커지며,
상기 돌출부(11)에는 몸체(10)의 유로(10a)와 연통되어 있는 유로(11b)가 형성되고, 상기 유로(11b)는 돌출부(11)의 단부 쪽에서 몸체(10)와 가까워질수록 내경이 줄어들도록 경사져 있어서, 너트(12)가 돌출부(11)에 결합될수록 페럴(13)의 외경을 축소시키게 되며,
상기 돌출부(11)에 형성된 수나사의 산을 잇는 연결선(M)은 돌출부의 중심선(C)을 지나는 면으로 절단한 단면을 기준으로 상기 중심선(C)과 0.02~0.2° 사이의 사잇각(α)을 갖는 것이 특징인 테이퍼나사가 형성된 파이프 연결용 피팅.
삭제
삭제
삭제