KR20190004695A - 플루오로카본계 수지제 배관의 접합부의 보강 부재 및 보강 방법 - Google Patents

플루오로카본계 수지제 배관의 접합부의 보강 부재 및 보강 방법 Download PDF

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Abstract

보강 부재는 동일 형상의 플루오로카본계 수지제의 1 쌍의 커버 부재 (1A) 및 (1B) 를 조합하여 이루어진다. 그리고, 커버 부재 (1A) 및 (1B) 를 조합하여 형성되는 원의 내경은, 보강 대상이 되는 배관의 외경과 동일한 내경으로 설정되어 있다. 이 커버 부재 (1A) 및 (1B) 의 폭 방향 중앙부에는 홈부가 내주면을 따라 형성되어 있다. 또, 커버 부재 (1A, 1B) 의 원호의 정부에는, 두께 방향으로 관통하여 배수공 (3) 이 형성되어 있고, 이 배수공 (3) 에는 외측에서 내측을 향하여 나사 홈 (3A) 이 형성되어 있다. 이러한 보강 부재에 의하면, 액체 유통용의 플루오로카본계 수지제 배관과 다른 관상 부재를 용착에 의해 접합한 접합부를 간단하게 보강 가능하다.

Description

플루오로카본계 수지제 배관의 접합부의 보강 부재 및 보강 방법
본 발명은, 순수, 초순수 등의 송수 배관에 사용되는 PVDF 등의 플루오로카본계 수지제 배관과 다른 관상 부재와의 접합부의 보강 부재 및 보강 방법에 관한 것으로, 특히 플루오로카본계 수지제 배관과 다른 관상 부재를 용착에 의해 접합한 접합부를 간단하게 보강 가능한 보강 부재 및 이것을 사용한 보강 방법에 관한 것이다.
최근, 반도체나 액정 디스플레이 제조 분야에 있어서 제품의 미세화, 고기능화, 고성능화가 진행됨에 따라, 이것들의 세정 등에 사용하는 초순수의 수질 등은 매우 고청정인 것이 요구되게 되어 오고 있고, 예를 들어, 수중에 존재가 허용되는 유기물 (TOC：전체 유기 탄소) 의 불순물의 총량은 ppb 의 오더로 되어 오고 있다. 이 때문에 수중의 TOC 량을 줄이는 시도로서, 초순수를 송급하는 관재도 범용인 염화비닐 (PVC：폴리염화비닐) 배관보다 TOC 의 용출이 적은 플루오로카본계 수지계의 PVDF (폴리불화비닐리덴) 제의 배관 등이 사용되도록 되어 오고 있다.
이와 같은 순수의 공급 장치에 있어서, 예를 들어 센트럴 급수 방식 등의 대규모 급수 장치에서는, 순수 제조 장치에서 순수를 제조하고, 이것을 각 유스 포인트까지 송급하고 있는데, 순수 제조 장치와 유스 포인트는 어느 정도 이간되어 있으므로, 당연히 단일 배관에서는 길이가 부족하다. 이 때문에 원하는 길이가 되도록 2 개 이상의 배관을 직렬로 접합한 접합 배관으로 하지 않을 수 없다. 염화비닐관 등의 종래의 수지제 배관을 접합하는 경우에는 접착제 등을 사용했지만, 유기물의 용출이 적은 PVDF 등의 플루오로카본계 수지제 배관재는, 접착제에 의한 접착 강도가 충분히 높지 않다는 문제점이 있다. 그래서, 플루오로카본계 수지제 배관은 열용착에 의해 접합하고 있다. 열용착이란, 접합하는 부분을 접합 부재의 융점 부근까지 가온하고, 부재를 용융하여 접합하는 방법이다.
그러나, 플루오로카본계 수지제 배관을 용착에 의해 접합한 경우에는, 접합에 불균일이 발생하기 쉽고, 이 때문에 접합부에서 누수가 발생하기 쉽다는 문제점이 있었다.
그래서, 배관의 단부를 가공하여 접합부에 조인트 부재를 장착하는 것이 생각되지만, 조인트 부재는 배관의 양단에 나사산을 형성하여 일방의 배관에 금속제의 조인트 부재를 장착함과 함께 타방의 배관 등을 조인트 부재에 비틀어 넣는 것이 일반적이고, 열용착에 의해 접합한 후에 배관에 장착하는 것은 아니다. 이 때문에 배관끼리를 용착하지 않고 조인트만으로 접속하게 되므로, 조인트 부재로부터 누수를 발생시키기 쉽다는 문제점이 있다. 또, 장기적으로는 금속제의 조인트 부재에서 기인하는 미량의 금속 이온의 영향도 염려된다. 또한, 모든 배관을 복잡한 구조의 조인트로 접속하는 것은, 장치 비용의 상승을 초래하기 때문에, 바람직하지 않다.
본 발명은 이러한 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 액체 유통용의 플루오로카본계 수지제 배관과 다른 관상 부재를 용착에 의해 접합한 접합부를 간단하게 보강 가능한 보강 부재 및 이것을 사용한 보강 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 감안하여, 첫번째로, 본 발명은 액체 유통용의 플루오로카본계 수지제의 배관과, 상기 배관과 동(同)직경부를 갖는 플루오로카본계 수지제의 관상 부재를, 그것들의 각 단부를 용융 상태로 맞닿게 하여 접합한 접합부의 보강 부재로서, 그 보강 부재가, 상기 접합부의 외주부를 피복 가능한, 상기 배관의 외경과 동일한 내경을 갖는 1 쌍의 플루오로카본계 수지제의 반원호상 커버 부재로 이루어지는, 플루오로카본계 수지제 배관의 접합부의 보강 부재를 제공한다 (발명 1).
상기 발명 (발명 1) 에 의하면, 먼저 용착에 의해 접합한 플루오로카본계 수지제의 배관과 플루오로카본계 수지제의 관상 부재와의 환상의 접합부를 1 쌍의 플루오로카본계 수지제의 반원호상 커버 부재로 피복하고, 이 1 쌍의 커버 부재와 배관과의 접촉 단부 및 관상 부재와의 접촉 단부를 용접함으로써, 환상의 접합부를 1 쌍의 커버 부재로 이루어지는 보강 부재에 의해 밀봉함으로써 접합부로부터의 액누설을 방지할 수 있다.
상기 발명 (발명 1) 에 있어서는, 상기 커버 부재의 내주면의 폭 방향 중앙부에 상기 접합부를 수용 가능한 홈부가 형성되어 있는 것이 바람직하다 (발명 2).
상기 발명 (발명 2) 에 의하면, 상기 홈부에 접합부가 수용되도록 환상의 접합부를 따라 1 쌍의 플루오로카본계 수지제의 커버 부재로 피복함으로써, 커버 부재를 배관 또는 관상 부재와 공극이 없게 밀착시킬 수 있으므로, 접합부로부터의 누수를 바람직하게 방지할 수 있다.
상기 발명 (발명 2) 에 있어서는, 상기 커버 부재에 배액공이 형성되어 있는 것이 바람직하다 (발명 3).
상기 발명 (발명 3) 에 의하면, 액체 유통용의 플루오로카본계 수지제의 배관에 통액하고 접합부로부터 액누설이 발생하고 있는 상태에 있어서, 그 접합부를 1 쌍의 커버 부재로 피복하면, 누설액이 홈부를 따라 옮겨가 배액공으로부터 배출되어, 커버 부재의 외면이 젖는 경우가 없기 때문에, 통액하면서 1 쌍의 커버 부재를 용접할 수 있다.
상기 발명 (발명 3) 에 있어서는, 상기 배액공이 나사 홈을 갖는 것이 바람직하다 (발명 4).
상기 발명 (발명 4) 에 의하면, 액체 유통용의 플루오로카본계 수지제의 배관에 통액하고 접합부로부터 액누설이 발생하고 있는 상태에 있어서, 그 접합부에 1 쌍의 커버 부재의 용접을 완료하면, 배액공의 나사 홈에 나사산을 구비한 지액 (止液) 부재를 나사 결합함으로써 배액공으로부터의 누설액의 배출을 정지시킬 수 있다.
두번째로, 본 발명은 액체 유통용의 플루오로카본계 수지제의 배관과 상기 배관과 동직경부를 갖는 플루오로카본계 수지제의 관상 부재를, 그것들의 각 단부를 용융 상태로 맞닿게 하여 용착함으로써 접합하고, 이 접합부를, 상기 배관의 외경과 동일한 내경을 갖고 내주면의 폭 방향 중앙부에 상기 용착에 의한 접합부를 수용하는 홈부가 형성되어 있는 1 쌍의 플루오로카본계 수지제의 반원호상 커버 부재로 이루어지는 보강 부재에 의해 피복하고, 그 1 쌍의 커버 부재와, 상기 플루오로카본계 수지제의 배관과의 접촉 단부, 및 플루오로카본계 수지제의 관상 부재와의 접촉 단부를 용접하는, 플루오로카본계 수지제 배관의 접합부의 보강 방법을 제공한다 (발명 5).
상기 발명 (발명 5) 에 의하면, 용착에 의해 접합한 플루오로카본계 수지제의 배관과 플루오로카본계 수지제의 관상 부재와의 환상의 접합부를 1 쌍의 반원호상 커버 부재로 이루어지는 보강 부재로 피복하고, 이 1 쌍의 커버 부재와 배관 및 관상 부재와의 접촉 단부를 용접하는 것만으로, 간이하게 보강 부재를 장착할 수 있고, 또한 접합부로부터의 액누설을 방지할 수 있다.
상기 발명 (발명 5) 에 있어서는, 상기 커버 부재에 나사 홈을 갖는 배액공이 형성되어 있고, 그 커버 부재의 용접시에 상기 배액공으로부터, 상기 접합부로부터 누설되는 액체를 배출 가능하게 되어 있음과 함께, 그 커버 부재의 용접 후에는 그 배액공에 지액 부재를 나사 결합하는 것이 바람직하다 (발명 6).
이러한 발명 (발명 6) 에 의하면, 플루오로카본계 수지제의 배관에 통수하면서 1 쌍의 커버 부재를 접합부와 용접하고, 또한 용착 후에는 지액 부재를 나사 결합함으로써 간단하게 배액공으로부터의 누설액의 배출을 정지시킬 수 있다.
본 발명의 플루오로카본계 수지제 배관의 접합부의 보강 부재에 의하면, 용착에 의해 접합한 플루오로카본계 수지제의 배관과 플루오로카본계 수지제의 관상 부재와의 환상의 접합부를 따라 1 쌍의 플루오로카본계 수지제의 반원호상 커버 부재로 이루어지는 보강 부재를 맞닿게 하여, 배관 및 관상 부재와의 접촉 단부를 용접하는 것만으로, 접합부로부터의 액누설을 방지할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시형태에 의한 플루오로카본계 수지제 배관의 접합부의 보강 부재를 나타내는 정면도이다.
도 2 는 도 1 에 있어서의 A-A 선 화살표도이다.
도 3 은 도 1 에 있어서의 B-B 선 단면도이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시형태에 의한 플루오로카본계 수지제 배관의 접합부의 보강 방법의 초기 상태를 나타내는 개략도이다.
도 5 는 보강 부재의 장착 상태를 나타내는 개략도이다.
도 6 은 보강 부재의 용접 상태를 나타내는 개략도이다.
이하, 본 발명의 플루오로카본계 수지제 배관의 접합부의 보강 부재의 일 실시형태에 대해 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 실시형태에 있어서, 보강 대상이 되는 액체 유통용의 플루오로카본계 수지제의 배관은, 배관으로부터의 유기물의 용출을 기피하고자 하는 초순수의 송급용의 배관이다. 이 플루오로카본계 수지로는, 예를 들어 폴리불화비닐리덴 (PVDF), 테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 퍼플루오로알콕시비닐에테르 (PPFA), 사불화에틸렌·육불화프로필렌 공중합체 (FEP), 사불화에틸렌·에틸렌 공중합체 (ETFE), 비닐플루오라이드 (PVF) 등을 사용할 수 있다. 이들 중, 순수나 초순수의 송급용으로는 PVDF 가 일반적이다.
또, 접속되는 상기 배관과 동직경부를 갖는 관상 부재란, 예를 들어, 동직경의 배관이나 동직경의 관상부를 갖는 플랜지 부재 등이다. 이 관상 부재는 배관과 열용착하는 점에서, 전술한 플루오로카본계 수지제 배관과 동일한 재질의 것을 사용한다.
도 1 ∼ 도 3 은 본 발명의 일 실시형태에 의한 플루오로카본계 수지제 배관의 접합부의 보강 부재를 나타내고 있고, 이 보강 부재는 동일 형상의 1 쌍의 플루오로카본계 수지제의 반원호상의 커버 부재 (1A 및 1B) 를 조합하여 이루어진다. 그리고, 커버 부재 (1A 및 1B) 를 조합하여 형성되는 원의 내경 (D) 은, 보강 대상이 되는 배관의 외경과 동일해지도록 설정되어 있다. 이 커버 부재 (1A 및 1B) 의 폭 방향 중앙부에는 도 2 에 나타내는 바와 같이 홈부 (2) 가 내주면을 따라 형성되어 있다. 또, 도 3 에 나타내는 바와 같이 커버 부재 (1A, 1B) 의 원호의 정부 (頂部) 에는, 두께 방향으로 관통하여 배액공으로서의 배수공 (3) 이 형성되어 있고, 이 배수공 (3) 에는 외측에서 내측을 향하여 나사 홈 (3A) 이 형성되어 있다.
이 커버 부재 (1A 및 1B) 를 구성하는 플루오로카본계 수지로는, 전술한 플루오로카본계 수지제 배관과 동일한 것을 사용할 수 있다. 단, 커버 부재 (1A 및 1B) 는, 플루오로카본계 수지제 배관과 동일한 소재를 사용한다. 예를 들어, 초순수 송급용의 플루오로카본계 수지제의 배관이 PVDF 인 경우에는 커버 부재 (1A 및 1B) 도 PVDF 제로 하면 된다.
다음으로 상기 서술한 바와 같은 구성을 갖는 커버 부재 (1A 및 1B) 로 이루어지는 보강 부재를 사용한 본 실시형태의 플루오로카본계 수지제 배관의 접합부의 보강 방법에 대해 도 4 ∼ 도 6 에 기초하여 설명한다.
먼저, 도 4 에 나타내는 바와 같이 플루오로카본계 수지제의 배관 (11A) 과 이 배관 (11A) 과 동직경의 관상부를 갖는 플루오로카본계 수지제의 관상 부재로서의 플랜지 부재 (11B) 를, 그것들의 각 단부를 용융 상태로 맞닿게 하여 용착한다. 이 때 배관 (11A) 과 플랜지 부재 (11B) 의 접합부에는 용착 비드 (용융된 수지에 의한 상승부) (12) 가 발생한다.
이 상태에서 배관 (11A) 에 통수를 개시하면, 용착 불균일에 의해 용착 비드 (12) 로부터 누수가 발생하는 경우가 있다. 그래서, 도 5 에 나타내는 바와 같이 커버 부재 (1A) 를 상측으로부터, 커버 부재 (1B) 를 하측으로부터, 각각 용착 비드 (12) 를 피복하도록 장착한다. 이 때 용착 비드 (12) 가 커버 부재 (1A, 1B) 의 내주면의 폭 방향 중앙부에 형성한 홈부 (2) 에 수용되도록 피복함으로써 커버 부재 (1A, 1B) 와 배관 (11A) 및 플랜지 부재 (11B) 사이의 공극이 없어지므로, 용착 비드 (12) 로부터 물이 누설되었다고 해도 홈부 (2) 를 지나 배수공 (3) 으로부터 배출됨으로써, 커버 부재 (1A, 1B) 의 외면이 젖는 것이 방지된다.
이와 같이 하여 용착 비드 (12) 를 커버 부재 (1A, 1B) 로 피복하면, 도 6 에 나타내는 바와 같이 커버 부재 (1A, 1B) 와 배관 (11A) 과의 접촉 단부 및 플랜지 부재 (11B) 와의 접촉 단부에 용융된 플루오로카본계 수지를 분사하여 용접부 (13A, 13B) 를 형성함과 함께, 커버 부재 (1A, 1B) 의 맞닿음부를 용접하여 용접부 (13C) 를 형성함으로써 커버 부재 (1A, 1B) 를 고정시킨다. 이 때 전술한 바와 같이 용착 비드 (12) 로부터의 누수에 의해 커버 부재 (1A, 1B) 의 외면이 젖는 것이 방지되어 있으므로, 통수 중에 누수가 발생하고 있는 상태라도 플루오로카본계 수지에 의한 용접이 가능하도록 되어 있다.
그리고, 커버 부재 (1A, 1B) 를 장착하면 지액 부재인 지수 (止水) 플러그 (14) 를 나사 홈 (3A) 에 나사 결합하여 배수공 (3) 을 폐쇄함으로써 용착 비드 (12) 로부터의 누수를 방지할 수 있다. 이와 같이 본 실시형태에 있어서는, 커버 부재 (1A, 1B) 의 내주면의 폭 방향 중앙부에 홈부 (2) 를 형성함과 함께 배수공 (3) 을 형성하고 있으므로, 접합된 배관 (11A) 및 플랜지 부재 (11B) 에 통수하고, 용착 비드 (12) 로부터 누수가 발생하고 있는 상태라도 커버 부재 (1A, 1B) 를 용접에 의해 장착할 수 있다. 또한, 배관 (11A), 플랜지 부재 (11B), 커버 부재 (1A, 1B) 및 용접 재료를 모두 플루오로카본계 수지로 하고 있으므로, 배관 (11A) 및 플랜지 부재 (11B) 에 초순수 등을 통수해도 그 수질이 악화되지 않는다.
이상, 본 발명에 대해 상기 실시형태에 기초하여 설명해 왔지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않고, 여러 가지의 변형 실시가 가능하다. 예를 들어, 상기 실시형태에 있어서는, 배관 (11A) 및 플랜지 부재 (11B) 를 접합한 경우를 예시했지만, 배관 (11A) 끼리의 접합부에도 동일하게 적용 가능하다. 또, 초순수의 송급용의 배관에 한정하지 않고 다른 액체의 공급 배관에도 적용 가능하다.
1A, 1B : 커버 부재 (보강 부재)
2 : 홈부
3 : 배액공 (배수공)
3A : 나사 홈
11A : 플루오로카본계 수지제의 배관
11B : 플랜지 부재 (플루오로카본계 수지제의 관상 부재)
12 : 용착 비드 (접합부)
13A, 13B : 용접부 (접촉 단부)
13C : 용접부 (커버 부재 (1A, 1B) 의 맞닿음부)
14 : 지수 플러그 (지액 부재)

Claims (6)

  1. 액체 유통용의 플루오로카본계 수지제의 배관과, 상기 배관과 동직경부를 갖는 플루오로카본계 수지제의 관상 부재를, 그것들의 각 단부를 용융 상태로 맞닿게 하여 접합한 접합부의 보강 부재로서,
    그 보강 부재가, 상기 접합부의 외주부를 피복 가능한, 상기 배관의 외경과 동일한 내경을 갖는 1 쌍의 플루오로카본계 수지제의 반원호상 커버 부재로 이루어지는, 플루오로카본계 수지제 배관의 접합부의 보강 부재.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 커버 부재의 내주면의 폭 방향 중앙부에 상기 접합부를 수용 가능한 홈부가 형성되어 있는, 플루오로카본계 수지제 배관의 접합부의 보강 부재.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 커버 부재에 배액공이 형성되어 있는, 플루오로카본계 수지제 배관의 접합부의 보강 부재.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 배액공이 나사 홈을 갖는, 플루오로카본계 수지제 배관의 접합부의 보강 부재.
  5. 액체 유통용의 플루오로카본계 수지제의 배관과 상기 배관과 동(同)직경부를 갖는 플루오로카본계 수지제의 관상 부재를, 그것들의 각 단부를 용융 상태로 맞닿게 하여 용착함으로써 접합하고,
    이 접합부를, 상기 배관의 외경과 동일한 내경을 갖고 내주면의 폭 방향 중앙부에 상기 용착에 의한 접합부를 수용하는 홈부가 형성되어 있는 1 쌍의 플루오로카본계 수지제의 반원호상 커버 부재로 이루어지는 보강 부재에 의해 피복하고,
    그 1 쌍의 커버 부재와, 상기 플루오로카본계 수지제의 배관과의 접촉 단부, 및 플루오로카본계 수지제의 관상 부재와의 접촉 단부를 용접하는, 플루오로카본계 수지제 배관의 접합부의 보강 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 커버 부재에 나사 홈을 갖는 배액공이 형성되어 있고, 그 커버 부재의 용접시에 상기 배액공으로부터, 상기 접합부로부터 누설되는 액체를 배출 가능하게 되어 있음과 함께, 그 커버 부재의 용접 후에는 그 배액공에 지액 부재를 나사 결합하는, 플루오로카본계 수지제 배관의 접합부의 보강 방법.
KR1020187028044A 2016-05-06 2017-03-14 플루오로카본계 수지제 배관의 접합부의 보강 부재 및 보강 방법 KR102386164B1 (ko)

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