KR970009016B1 - 석영관이음매 - Google Patents

Abstract

내용없음.

Description

석영관이음매

제1도는 석영관과 합성수지튜브 등을 접속하기 위해 사용되는 실시예에 의한 석영관이음매를 나타내는 분해사시도.

제2도는 상기한 석영관이음매의 사용상태를 나타낸 수직단면도.

제3도는 다른 실시예에 의한 석영관이음매의 사용상태를 나타낸 수직단면도.

제4도는 또다른 실시예에 의한 석영관이음매의 사용상태를 나타낸 수직단면도.

제5도는 제4도의 V-V선에 따라 절단한 수직단면도.

제6도는 제4도의 석영관이음매에 사용되고 있는 밀폐부재의 일부를 확대한 수직단면도.

제7도는 또다른 실시예에 의한 석영관이음매의 사용상태를 나타낸 수직단면도.

제8도는 또다른 실시예에 의한 석영관이음매의 사용상태를 나타낸 수직단면도.

제9도는 제1도의 석영관이음매의 시험방법을 나타낸 열사이클시험방법구성도.

제10도는 제9도의 열사이클시험방법의 시험로를 확대한 배관도.

제11도는 제9도의 열사이클시험방법의 시험로를 확대한 배관도.

제12도는 종래의 관이음매의 사용상태를 나타낸 수직단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 이음매 2 : 제1체결용너트

3 : 밀폐부재 4 : 탈락방지링

5 : 제2체결용너트 6 : 슬리브

7 : 석영관 11 : 접속구

13 : 가압면 14 : 접속홈

31 : 원통면 19 : 숫나사

22 : 가압부 51 : 암나사

33 : 수용면 42 : 분할홈

71 : 띠홈 91 : 열사이클시험장치

99 : 공급펌프 200 : 합성수지튜브

본 발명은 예를들면, 실리콘웨이퍼 세정설비의 석영탱크와 약액(藥液)공급시스템의 접속, 반도체제조라인의 약액공급시스템, 액정관리시스템 등에 사용되는 석영관이음매에 관한 것이다.

이런 종류의 관이음매로는 본출원인에 의해 개발된 관이음매가 있다. 이것은 일본국 특공평 1-54599호 공보에 기재되어 있으며, 제12도를 참조해서 이 관이음매(100)을 설명한다.

이 관이음매(100)에서는 체결용 너트(110)과 밀폐용 체결링(120)등을 차례로 합성수지튜브(200)에 끼워넣어서 합성수지튜브(200)의 단부(201)을 이음매(130)의 접속구(131)에 삽입한다.

그리고, 체결용너트(110)을 이음매(130)에 대해 강하게 조임으로서 이음매(130)의 테이퍼면(132)과 너트(110)과의 사이에 링(120)을 끼운다. 121은 이음매(130)의 테이퍼면(132)에 대한 수용면이며, 이 수용면(121)은 체결링(120)에 마련되어 있다.

이 관이음매(100)에 의하면 이음매(130)의 테이퍼면(132)와 체결용너트(110) 등에 의해 끼워진 체결링(120)이 그 자체의 재료강성에 대항해서 압축변형을 하고, 그와 같은 압축변형된 체결링(120)이 합성수지튜브(200)에 맞물린 상태가 되어 그 합성수지튜브(200)의 빠짐을 방지한다.

제12도에서 설명한 관이음매(100)에서 체결링(120)은 관이음매(100)과 합성수지튜브(200)과의 접속부분을 밀폐해서 유체의 누설을 방지하는 밀폐작용과 합성수지튜브(200)을 강하게 체결해서 합성수지튜브(200)의 탈락을 방지하는 작용을 나타내다. 그렇지만, 제12도에 설명한 관이음매(100)은 사용시에 부가되는 유체압이 한도이상으로 높아지면 체결링(120)의 맞물려 있는 부분(체결부)에서 합성수지튜브(200)이 변형되어서 빠지기 쉽게 된다.

또한, 유체압력의 정도에 불구하고, 유체온도가 높을 때에는 합성수지튜브(200)의 상기한 부분이 경화해서 빠지기 쉽게 된다.

더우기, 합성수지튜브(200)의 구경이 커지는 만큼 합성수지튜브(200)의 상기한 부분에서 응력이 현저하게 완화되어 합성수지튜브(200)이 관이음매(100)으로부터 쉽게 빠지게 된다.

이 때문에 제12도에서 설명한 관이음매(100)은 유압이나 유은, 직경등의 점으로부터 적용범위가 한정을 받게 된다.

그런데, 실리콘웨이퍼 세정설비나 반도체제조라인, 액정관련시스템 등의 약액공급시스템에는 약액공급용의 배관에 내약품성이나 내압성, 내열성 등에 대해서 고도로 우수한 특성이 요구된다.

이와같은 관점으로부터 배제관로서 석영관 바람직하게 사용되어 왔다.

석영관 우수한 내약품성을 가지며, 유압이나 유은의 변화에 의한 악영향을 별로 받지 않는 성질을 가지고 있다.

따라서, 제12도에서 설명한 합성수지튜브(200) 대신에 석영관을 채용하면 유압이나 유은, 직경 등의 영향으로 체결링(120)에 의한 체결부위에 응력완화 현상이 발생하지 않으며, 그들의 영향으로 석영관이 관이음매(100)으로부터 쉽게 빠질 염려가 적어지게 된다.

그런데, 제12도에서 설명한 합성수지튜브(200)대신에 석영관을 채용하더라도 석영관은 거의 압경변형되지 않는 성질을 가지고 있으므로, 스패너 등의 공구로 너트(110)를 강하게 조여도 체결링(120)에 의한 체결력은 향상되지 않는다.

본 발명은 이상의 사정에 감안해서 구성된 것이다.

본 발명의 목적은 석영관을 접속할 때에 우수한 밀폐작용과 우수한 탈락 방지작용을 발휘하는 석영관이음매 즉, 안전성과 신뢰성이 우수한 석영관이음매를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 밀폐부재가 석영관을 접속할 때의 밀폐작용만을 담당하면서 석영관의 탈락방지 작용에 우수한 석영관이음매를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 내약품성, 내열성, 내압성등이 우수한 석영관이음매를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 이음매에 대한 체결용 너트의 체결력을 그 만큼 크게 하지 않아도 밀폐부재가 우수한 밀폐작용을 발휘하는 석영관이음매를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 밀폐부재에 가해지는 힘의 크기가 과다하게 되어도 밀폐부재에 의한 밀폐작용에 해가 가해지지 않는 석영관이음매를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 밀폐부재에서 석영관을 체결함으로써 밀폐작용을 하면서 석영관에 가해지는 체결력에 의해 석영관이 파손될 염려가 적은 석영관 이음매를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 석영관의 파괴한도를 넘을 정도의 높은 탈락 방지력을 가지는 석영관이음매를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 석영관을 빠지지 않게 하기 위한 탈락방지링을 석영관에 장착할 때에 그 링을 체결용너트에 의해 석영관으로부터 빠지지 않도록 유지할 수 있는 석영관이음매를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해 구성된 본 발명에 의한 석영관이음매는 석영관이 끼워진 접속구를 가지는 이음매와 석영관의 외주에 끼워져 내주면이 석영관의 외주면과 밀착되는 통형의 밀폐부재와 밀폐부재의 한끝면에 갖추어진 테이퍼형의 수용면과 이음매의 접속구에 구비되면서 석영관의 외주에 끼워진 밀폐부재의 상기한 수용면에 겹쳐진 테이퍼형의 가압면과 압경변형이 가능하고 석영관의 축방향부분의 외주에 갖추어진 띠홈에 결합가능하며 이 띠홈에 결합된 상태에서는 내주가 이 띠홈의 벽면에서 축방향으로 결합 가능한 탈락방지링과 석영관에서 외주결합되어서 이음매와 나사결합되는 체결용너트와 체결용너트에 설치되며, 이 너트와 이음매와의 나사결합에 의해 석영관의 띠홈에 끼워진 탈락방지링과 석영관의 외주에 끼워진 밀폐부재 등을 이음매의 가압면과 함께 움직여 축방향에 끼워진 가압부 등을 가지고 있은 것을 특징으로 한다.

이와같이 구성된 본 발명에 의한 석영관이음매에 의하면 체결너트와 이음매 등을 나사결합해서 너트의 가압부와 이음매의 가압면을 함께 움직임으로써 석영관의 띠홈에 끼워진 탈락방지링과 석영관의 외주에 끼워진 밀폐부재 등을 축방향으로 끼워 넣으므로 밀폐부재의 수용면이 이음매의 압축면에 의해 반경방향안쪽으로 밀려서 밀폐부재가 압경변형을 한다.

이 때문에, 너트와 이음매 등을 나사결합시키는 힘에 알맞는 힘으로 밀폐부재의 내주면이 석영관의 외주면과 밀착해서 밀폐가 이루어 진다. 밀폐부재의 내주면이 원통면으로 되어 있으면 너트와 이음매를 나사결합시키는 힘이 과다할 때에도 밀폐성이 나빠지는 일은 없다.

또한, 석영관이 나빠지려고 할 때에는 탈락방지링의 내주부가 석영관의 띠홈의 벽면에 결합해서 석영관을 빠지지 않게 한다.

이와같은 탈락방지링에 의한 탈락방지작용은 청구범위 제8항의 구성에 의해 현저히 발휘된다.

더우기, 제4항, 5항, 6항, 7항에 기재된 구성에 의하면 석영관이 손상을 입거나 파손되지 않는 석영관이 음매를 제공할 수가 있다.

제9항에 기재된 구성에 의하면, 석영관에 장착된 탈락방지링에 체결용너트를 끼움으로써 탈락방지링이 직경이 확대되는 변형이 불가능하게 되므로 체결용너트를 이음매에 나사결합시키더라도 탈락방지링이 석영관으로부터 탈락되지 않도록 체결용너트에 의해 유지된다.

따라서, 이와같은 석영관이음매에 의하면 안전성이 더욱 향상된다.

본 발명에 의한 다른 석영관이음매는 석영관이 끼워지는 접속구를 갖춘 이음매와 석영관의 외주에 결합되어서 외주면이 석영관의 외주면에 밀착되는 통형의 밀폐부재와 밀폐부재의 일단면에 구비된 테이퍼형의 수용면과 이음매의 접속구가 갖추어짐과 동시에 석영관의 외주에 끼워진 밀폐부재의 상기한 수용면에 겹쳐진 테이퍼형의 가압면과 확경변형 및 압축변형이 가능해서 석영관의 축방향의 소정부분의 외주에 구비된 띠홈에 결합가능하며, 이 띠홈에 결합된 상태에서는 내주부가 이 띠홈의 벽면에서 축방향으로 결합가능한 탈락방지링과 석영관의 외주에 끼워져서 이음매가 나사결합되는 체결용너트와 체결용너트에 설치되며, 이 너트와 이음매와의 나사결합에 의해 석영관의 띠홈에 결합된 탈락방지링과 석영관에 결합된 밀폐부재와 이음매의 가압면과 함께 움직여서 축방향으로 끼우는 가압부와 밀폐부재의 타단면 내주부에 형성되며, 이 밀폐부재가 탈락방지링과 함께 이음매의 가압면과 체결용너트의 가압부에 의해 축방향으로 끼워질 때에 석영관의 띠홈의 벽면을 둘러쌈으로써 밀폐부재의 내주면을 석영관의 외주면의 띠홈으로부터 떨어진 위치에 밀착시키는 테이퍼면 등을 가진 것을 특징으로 한다.

이와같이 구성된 본 발명에 의한 다른 석영관이음매에 의하면 밀폐부재에 설치되어 있는 테이퍼면이 밀폐부재의 내주면을 석영관의 외주면의 띠홈으로부터 떨어진 위치에 밀착시키기에 유용하므로 밀폐부재에 의해 석영관에 가해지는 체결력이 석영관의 띠홈부근에 집중되게 된다.

그 때문에, 석영관의 띠홈부근이 응력집중에 따른 파손으로부터 보호된다.

그 위에 석영관의 외주면에 대한 밀폐부재의 내주면의 접촉면적이 밀폐부재의 축방향의 길의 비로 작게 되므로 체결용너트와 이음매 등을 나사결합시키는 힘이 적어도 접촉압이 크게 된다.

따라서, 적은 체결력으로 높은 밀폐성이 확보되며, 동시에 석영관이 파손되는 일이 없게 된다.

제12항이나 13항 등에 기재된 구성에 의하면 밀폐부재가 압경변형되는 일이 없다.

본 발명에 의한 또 다른 석영관이음매는 석영관이 끼워진 접속구를 갖춘 석영관이음매와 이음매의 접속구에 유지되면서 동시에 그 접속구에 끼워진 석영관의 외주면에 밀착되는 링모양의 밀폐부재와 직경이 확대되거나 축소되는 변형이고 석영관의 축방향 소정부분의 외주에 구비된 띠홈에 결합가능하며, 이 띠홈에 결합된 상태에서는 내주가 이 띠홈의 벽면에서 축방향으로 결합가능한 탈락방지링과 석영관의 외주에 끼워져 이음매와 나사결합되는 체결용너트와 너트에 설치되며, 이 너트와 이음매와의 나사결합에 의해 석영관의 띠홈에 결합된 탈락방지링을 이음매의 단면과 함께 움직여서 축방향으로 끼워지는 가압부 등을 가진 것을 특징으로 하고 있다.

이와같이 구성된 본 발명에 의한 또다른 석영관이음매에 의하면, 밀폐부재로서 범용적으로 값싼 합성수지제의 O링을 사용하는 것이 가능하며, 또한, 석영관의 탈락방지작용은 탈락방지링에 의해 이미 서술된 발명과 같은 형태로 발휘된다.

본 발명의 다른 특징이나 효과는 이하에 설명하는 실시예에 의해 명확하게 될 것이다.

[실시예]

제1도 및 제2도와 같은 실시예의 석영관이음매(A)는 이음매(1)과 제1체결용너트(이하 제1너트라 한다.)(2)와 밀폐부재(3)과 탈락방지링(4)와 제2체결용너트(이하, 제2너트라 한다.)(5)와 슬리브(6)등을 갖추고 있다.

이음매(1)은 원통형으로 형성되어 있다. 이음매(1)의 한끝에는 접속홈(14)가 설치된 접속구(11)이 있다. 이 접속홈(14)는 석영관(7)의 단부(73)와 일치하는 치수로 되어 있다.

접속구(11)에서 단면의 내주면은 이 접속구(11)의 안으로부터 밖을 향해서 점차 직경이 커지는 테이퍼형의 가압면(13)으로 형성되어 있다.

이음매(1)의 타단쪽에 합성수지튜브(200)이 접속되는 접속구(18)을 갖추고 있다.

타단쪽의 접속구 내주부에는 합성수지튜브(200)의 단부(201)을 끼우기 위한 접속홈(17)이 있다.

한끝 및 다른끝의 각 접속구(11), (18)에는 각각 숫나사(12), (19)가 형성되어 있다.

제1너트(2)는 석영관(7)을 삽입가능한 크기의 삽입구멍(21)을 가지는 가압부(22)를 함께 갖추고 있다.

제1너트(2)는 이음매(1)의 숫나사(12)에 나사결합가능한 암나사(23)을 가지고 있다.

제2너트(5)는 합성수지튜브(200)에 삽입가능하며, 또한 이음매(1)의 숫나사(19)에 나사결합가능한 암나사(51)을 가지고 있다.

밀폐부재(3)은 석영관(7)의 외경치수보다 약간 큰 삽입구멍(32)를 가지고 있음과 동시에 그 일단면에 석영관(7)을 끼우는 방향을 향해서 점차 직경이 작아지는 테이퍼형의 수용면(33)을 갖추고 있다.

이 수용면(33)과 이음매(1)의 가압면(13)등을 축선에 대한 경사각이 동일하게 되어 있고, 양자는 서로 일치하는 형상과 치수로 되어 있다. 따라서, 양자는 서로 겹치게 되어 있다.

이 밀폐부재(3)의 외주면(34)는 상기한 삽입구멍(32)를 둘러 싸고 있는 내주면(31)에 평행한 원통면으로 되어 있다.

탈락방지링(4)는 석영관(7)의 축방향의 소정부분의 외주에 구비된 띠홈(71)과 일치하는 형상과 치수의 삽입구멍(41)과 원주방향의 한 곳을 나누어서 형성된 분할홈(42)등을 가짐과 동시에 그 분할홈(42)의 반대쪽의 외주를 부분적으로 잘라내서 형성된 얇은 부분(43)을 가지고 있다.

이와같이 구성된 탈락방지링(4)는 얇은 부분(43)의 재료탄성을 이용함으로써 석영관(7)의 외경보다도 직경이 큰 확경변형 시키는 것이 가능하며, 분할 홈(42)의 홈폭이 소실될 정도까지 압경변형시키는 것도 가능하다.

또한, 자연상태로의 탈락방지링(4)의 내주부가 상기한 띠홈(71)의 벽면(72)에 축방향에 대항해서 그 띠홈(71)에 결합가능하게 된다.

그런데, 상기한 석영관이음매(A)를 강산이나 강알칼리 등의 약액을 수송하는 배관계에 사용하는 경우에는 석영관이음매(A)를 구성하고 있는 각 요소, 즉 이음매(1), 제1너트(2), 밀폐부재(3), 탈락방지링(4), 제2너트(5), 및 슬리브(6)은 강산이나 강알칼리 등에 견딜 수 있는 재료로 구성하는 것이 바람직하다.

내약품성, 내열성, 내압성이 우수한 재료로서 PTFE나 PFA등의 합성수지가 있으며, 본 실시예에 있어서도 이음매(1)이나 밀폐부재(3)을 PTFE나 PFA로 구성하고 있다.

이어서, 석영관이음매(A)를 사용해서 석영관(7)과 합성수지튜브(200)등을 접속할 때의 순서의 일예를 설명한다.

제1도나 제2도로부터 유추할 수 있도록 석영관이음매(A)와 석영관(7)등을 접속할 때에는 석영관(7)에 있어서 띠홈(71)보다도 안쪽에 제1너트(2)를 결합하는 것과 확경변형시켜서 석영관(5)에 끼운 탈락방지링(4)를 석영관(7)의 띠홈(71)에 결합해서 자연상태로 복귀시킴으로써 그 띠홈(71)에 끼운 탈락방지링(4)에 접하는 위치까지 밀폐부재(3)을 이동시키는 것등을 행한 후, 이음매(1)에 있어서 한쪽 끝의 접속구(11)의 접속홈(14)에 석영관(7)의 단부(73)을 깊이 찔러 넣으며, 이음매(1)쪽의 가압면(13)과 밀폐부재(3)의 수용면(33)과 밀착시킨다.

이어서, 이음매(1)의 숫나사(12)와 제1너트(2)의 암나사(23)을 나사결합시킨다. 이 나사결합은 말하자면, 처음엔 제1너트(2)를 여러번 돌려서 손으로 돌아가지 않는 때부터 스패너 등의 공구를 사용해서 규정값만큼 강하게 조이도록 할 수가 있다.

제1너트(2)를 체결하면, 제1너트(2)의 가압면(22)와 이음매(1)의 가압면(13)등이 함께 움직여서 탈락방지링(4)와 밀폐부재(3)등이 축방향으로 강하게 끼워진다.

이 때문에 제1너트(2)에 의한 체결에 따라서 밀폐부재(3)의 수용면(33)이 이음매(1)의 가압면(13)에 눌려서 밀폐부재(13)이 재료탄성에 대항해서 강제적으로 압경변형되며, 이 밀폐부재(13)의 내주면(31)이 석영관(7)의 외주면에 밀착한다.

이것에 의해 이음매(1)의 가압면(13)과 밀폐부재(3)의 수용면(33)등이 기밀(氣密)하지 않고 액밀(液密)상태로 밀착됨과 동시에 석영관(7)의 외주면과 밀폐부재(3)의 내주면(31)등이 기밀하지 않은 액밀상태로 밀착되므로 이음매(1)의 접속구(11)과 석영관(7)등이 기밀하지 않은 액밀상태로 밀폐되어 접속된다.

또한, 석영관(7)이나 석영관이음매(A)에 가해지는 어떤 외력에 의해 석영관(7)이 잡아 당겨지는 방향으로 늘여지며, 그것에 의해 석영관(7)이 인발방향으로 움직였을 때, 혹은 움직이려고 한때에는 제1너트(2)의 가압부(22)에 의해 지지된 탈락방지링(4)의 내주부가 석영관(7)에서 띠홈(71)의 벽면(72)에 결합해서 석영관(7)의 탈락이 방지된다.

석영관이음매(A)와 합성수지튜브(200)등을 접속할 때에는 합성수지튜브(200)의 단부(201)에 슬리브(6)을 설치하는 것과 합성수지튜브(200)의 단부(201)에 제2너트(5)를 끼우는 것등을 행한 후, 합성수지튜브(200)의 단부(201)을 이음매(1)에 있어서 타단측의 접속구(18)의 삽입홈(17)에 끼워 넣는다.

다음으로 이음매(1)의 접속구(18)의 숫나사(19)와 제2너트(5)의 암나사(51)를 나사결합시켜서 체결한다.

이 나사결합은 처음엔 제2너트(5)를 손으로 돌려서 돌아가지 않을 때부터 스패너 등의 공구를 사용해서 규정회전수만큼 강하게 체결한다.

이와 같이 하면, 이음매(1)의 타단접속부(18)에 합성수지튜브(200)등이 기밀하지 않고 액밀상태로 접속된다.

이어서, 제1도 및 제2도에서 설명한 석영관이음매(A)에 대해서 행한 열사이클시험을 제9∼제11도를 참조해서 설명한다.

이 열사이클시험에서는 관직경 19mm의 석영관의 접속의 사용되는 4개의 석영관이음매를 No.1∼No.4의 시험재료로 하고, 관직경 8mm의 석영관의 접속에 사용되는 4개의 석영관이음매를 No.5∼No.8의 시험재료로 하여 각시험의 석영관이음매를 제2도에서 설명한 요령으로 석영관이나 합성수지튜브를 접속한다.

그 경우, 제1 및 제2너트(2), (5)를 손으로 조인 후 스패너등으로 1/2회전시킨다. 제9도에 열사이클시험장치(91)의 구성을 제10도는 열사이클시험장치(91)의 시험로(92)의 상세를 각각 나타내고 있다.

제9도와 같은 열사이클시험장치(91)의 시험로(92)는 한끝이 제1오일순환로(93)의 중간에 설치되며, 다른 끝이 제2오일순환로(94)의 중간에 접속되어 있다. 또한, 시험로(92)의 오일회수축에 온도계(95)와 압력계(96)이 접속되어 있다.

한편, 제1오일순환로(93)의 한끝이 밸브(96) 및 공급펌프(97)을 통해서 고온측탱크(90)의 출구쪽에 접속되며, 동오일순환로(93)의 타단측이 밸브(98) 및 공급펌프(99)를 통해서 저온탱크(80)의 출구쪽에 접속되어 있다.

또한, 제2오일순환로(94)의 한끝이 밸브(81)을 통해서 고온측탱크(90)의 입구측에 접속되며, 동오일순환로(94)의 타단쪽이 밸브(82)를 통해서 저온탱크(80)의 입구쪽에 접속되어 있다.

제10도에 도시한 바와같이 No.1∼No.4의 시험재료 및 No.5∼No.8의 시험재료는 각각 석영관(7)을 사용해서 서로 접속되어 있다.

No.4의 시료와 No.5의 시료는 SUS제의 금속관(83)과 그 양단부에 접속되는 합성수지튜브(200)을 통해서 서로 접속되어 있다.

No.1의 시료와 No.8의 시료에는 합성수지튜브(200)이 접속되며, 이들의 합성수지튜브(200)이 제9도와 같이 제1오일순환로(93)과 제2오일순환로(94)에 각각 접속되어 있다.

또한, 각 시료 No.1∼No.4 및 No.5∼No.8에서 석영관(7)이나 합성수지튜브(200)에 대한 접속부분의 구조는 제2도에서 설명한 것과 같은 형태이다.

상기한 열사이클시험장치(91)에 있어서, 고온오일순환용의 밸브(81), (96)과 순환오일순환용의 밸브(82), (98)을 번갈아 개폐함으로써 고온측탱크(90)에 저장된 200℃의 실리콘오일을 시험로(92)에 1시간에 걸쳐서 순환시킨 후, 저온측탱크(80)에 저장된 상온의 실리콘오일을 시험로(92)에 다음 한시간에 걸쳐서 순환시켜, 이것을 1사이클(2시간)으로 100사이클(200시간)을 반복한다.

제11도에서는 시험시간과 시험로(92)의 유체온도와의 관계를 일부 생략해서 나타내고 있다.

이 열사이클시험에서는 시험용의 운송유체에 실리콘오일(KF968)을 사용하고, 고온오일공급시의 유압은 1kg/㎠, 고온오일공급시의 탱크출구온도는 196℃(실측온도), 저온오일공급시의 탱크출구온도는 약 40℃(실측온도)였다.

No.1∼No.8의 시료에 대해서 누설의 유무를 조사한 시험결과를 표 1에 나타낸다.

열사이클시험의 결과, 초기의 체결시보다도 스패너등으로 1/2회전 더 조인 경우, No.1∼No.4 및 No.5∼No.8의 시료에 대해서는 고온의 실리콘오일과 상온의 실리콘오일 등을 번갈아 순환공급하는 동작을 100사이클 반복해도 누설이 발생하지 않으며, 양호한 밀폐성능을 얻을 수 있다고 판단되었다.

이 실험결과에 의해 관직경 19mm 또는 관직경 8mm의 석영관(7)을 접속하는 경우, 제1너트(2) 또는 제2너트(5)를 손으로 조이고나서 스패너등으로 1/2회전조임으로서 수송유체의 누설을 확실하게 방지할 수가 있다.

이것에 의해 상기한 석영관이음매(7)이나 합성수지튜브에 대한 접속작업성이 좋다고 말할 수 있다.

또한, No.1∼No.8의 각 시료에 대해서 석영관(7)의 탈락이 발생하는가 아닌가를 조사하는 경우, 석영관(7)의 탈락을 발견할 수가 없었다.

이것에 의해 석영관(7)의 띠홈(71)에 탈락방지링(4)를 끼워서 고정하기 때문에 No.1∼No.8의 각 시료에 고압력 및 고온이 가해지더라도 석영관(7)이 탈락하거나 하지 않고, 석영관(3) 자체의 파괴한계를 넘는 높은 관유지력을 얻을 수가 있는 것으로 판단되었다.

더우기, 석영관(7)이 유체 압력변화나 온도변화에 의한 악영향을 받지 않는 재질이기 때문에 최고사용온도(200℃) 및 최고사용압력(항상 2kg/㎠)이 대폭 향상되어 관이음매로서의 적용범위를 확대할 수가 있다고 판단되었다.

제3도에 도시한 다른 실시예에 의한 석영관이음매(A)는 제1도 또는 제2도에서 설명한 밀폐부재(3)대신, 불소이음매지로 형성된 O링을 밀폐부재(3)으로서 사용한 것이다.

이 석영관이음매(A)에서는 이음매(1)에서 한끝이 접속구(11)의 접속홈(14)의 내주면에 홈(15)를 설치하고 있다.

그리고, 이 홈(15)에 O링으로 이루어진 밀폐부재(3)을 끼운후, 상기한 접속홈(14)에 석영관(7)의 단부(73)을 끼우면 석영관(7)의 외주면에 그 밀폐부재(3)이 기밀하지 않는 액밀상태로 밀착해서 밀폐가 이루어진다.

탈락방지링(4)에 의한 탈락방지작용 등에 대해서는 제1도나 제2에서 설명한 부분과 동일함 부분 또는 상응하는 부분에서는 동일부호를 붙여서 상세한 설명을 생략한다.

제4도에서 도시한 또다른 실시예의 석영관이음매(A)는 밀폐부재(3)의 구조가 제1도 및 제2도에 설명된 석영관이음매(A)의 그것과 다르다.

제6도에 확대해서 표시한 바와같이 이 실시예의 석영관이음매(A)에 사용된 밀폐부재(3)은 내주면(31)이 원통면이며, 그 일단면에 테이퍼형의 수용면(33)이 갖추어져 있는 점에서 제1도나 제2도에서 설명한 석영관이음매(A)의 밀폐부재(3)과 같다.

그러나, 이 실시예의 밀폐부재(3)에서는 타단면의 내주부가 바깥쪽으로 확장된 테이퍼면(36)으로 되어 있으며, 이 테이퍼면(36)이 밀폐부재(3)에 안쪽 깊이 뻗어 있는 점, 외주면(37)이 상기한 수용면(36)보다도 축선 L-L에 대한 경사각도가 완만해서 그 수용면(33)에 가까운 만큼 점차 직경이 작아지게 되어 그 가장 직경이 작은 부분이 수용면(33)에 접하는 테이퍼형으로 형성되어 있는 점에서 제1도나 제2도에서 설명한 석영관이음매(A)의 밀폐부재(3)과 다르다.

제4도에 도시한 바와같이 석영관이음매(A)와 석영관(7)을 접속한 상태에서는 이음매(1)의 가압면(13)과 이음매(1)에 나사결합된 제1너트(2)의 가압부(22)에 의해 밀폐부재(3)과 탈락방지링(4)가 축방향으로 끼워져 있다.

그리고, 밀폐부재(3)의 타단면의 내주부가 바깥쪽으로 확장된 테이퍼면(36)으로 되어 있음으로써 이 테이퍼면(36)이 석영관(7)에서 띠홈(71)의 벽면(72)를 둘러싸고 있다.

이 때문에 밀폐부재(3)의 원통면(내주면)(31)은 석영관(7)의 띠홈(71)로부터 조금 떨어진 위치에서 석영관(7)의 외주면에 밀착되어 있다.

이와같은 밀폐부재(3)의 원통면(31)이 석영관(7)의 띠홈(71)로부터 조금 떨어진 위치에서 석영관(7)의 외주면에 밀착하고 있으면, 압경변형된 밀폐부재(3)에 의해 석영관(7)이 강하게 체결되어도 그 체결에 의한 띠홈(71)의 형성부분으로의 응력집중이 발생하기 어렵게 된다.

따라서, 이음매(1)과 제1너트(2)를 나사결합시켜서 강하게 조임으로써 밀폐부재(3)의 내주면(31)을 석영관(7)의 외주면에 강하게 밀착시켜서 밀폐성을 높여도 석영관(7)이 파괴될 염려가 없게 된다.

또한, 바깥쪽으로 확장된 테이퍼면(36)이 밀폐부재(3)의 안쪽에서 뻗어나오고 있으므로 그것만으로 내주면(31)의 축방향길이가 짧아지게 되며, 석영관(7)의 외주면에 대한 내주면(31)의 접촉면적이 제2도의 경우보다도 작아지게 된다. 이 때문에 제1너트(2)의 체결력을 제2도의 경우와 같은 크기로 하는 경우, 석영관(7)의 외주면에 대한 밀폐부재(3)의 접촉압은 제2도의 경우보다도 크게 된다.

바꾸어 말하면, 작은 체결력으로 제2도의 경우와 같은 접촉압이 얻어지므로, 체결력이 작아도 밀폐부재(3)에 의한 밀폐성이 저하하지 않음에도 불구하고, 석영관(7)이 파괴될 염려가 적어지게 된다.

더우기, 이 밀폐부재(3)에 대해서는 바깥쪽으로 확장된 테이퍼면(36)을 갖추며, 게다가 외주면(37)이 수용면(33)보다도 축선에 대한 경사각도가 완만하므로 그 수용면(33)에 가까운 만큼 점차 직경이 작아지게 되어 그 가장 직경이 작은 부분이 수용면(33)에 접하는 테이퍼형으로 형성되어 있는 구성에 의해 이음매(1)의 가압면(13)에 수용면(33)이 눌릴 때에 밀폐부재(3)이 압경변형하기 쉽다고 판단된다.

여기서, 밀폐부재(3)의 외주면에 갖추어진 테이퍼형의 외주면(37)의 축선 L-L에 대한 경사각을 β로 할 때,

3°β-α10°……………………………………………………………(1)

의 관계를 만족하고 있으면, 밀폐부재(3)의 압경변형의 용이함이 적절하게 되는 것이 판단되었다.

또한, 밀폐부재의 타단면의 내주부의 바깥쪽으로 확장된 테이퍼면의 축선에 대한 경사각을 γ로 할때, 상기한 (1)의 관계에 더해서,

3°γ10°…………………………………………………………………(2)

의 관계를 만족하고 있으면 밀폐부재(3)의 압경변형의 용이함이 더욱 바람직하게 되는 것으로 판단되었다.

또한, 밀폐부재(3)의 원통면으로된 내주면(31)의 축방향길이를 δ로 할때,

0.5mmδ5mm ……………………………………………………………(3)

의 관계를 만족하고 있으면, 제1너트(2)에 의한 적은 체결력으로 제1도의 경우와 손색없는 접촉압이 얻어져서 양호한 밀폐성이 확보되며, 게다가 석영관(7)의 띠홈(71)로의 응력집중에 의한 석영관(7)의 파괴도 일어나지 않는 것으로 판단되었다.

δ가 0일 경우, 즉, 밖으로 확장되는 테이퍼면(36)이 밀폐부재(3)의 전장부분에 걸쳐 뻗은 경우에는 체결용너트(2)를 조이면 밀폐부재(3)의 일단면의 내주부만이 압궤해서 밀폐성이 불완전하게 되기 쉬우며, 거꾸로 δ가 5mm보다도 길면 적은 체결력으로 제1도의 경우와 같은 접촉압이 얻어지기 어렵게 된다.

δ가 상기한 범위에 있으면 힘이 과대하게 되어도 밀폐작용이 해를 입지않는다.

이어서, 제4도의 석영관이음매(A)에서는 제5도에 도시한 바와같이 탈락 방지링(4)의 내경을 A, 석영관(7)에서 띠홈(71)의 홈저면 외경을 C, 석영관의 외경을 D로 할때,

CAD………………………………………………………………………(4)

의 관계가 만족되고 있다.

이 때문에 석영관(7)의 띠홈(71)에 결합된 탈락방지링(4)는 체결용너트(2)를 이음매(1)에 결합시키기 전, 후인가에 관계없이 항상 자연상태(무하중상태)로 유지하고 있다.

이로써 탈락방지링(4)가 석영관(7)을 조여서 띠홈(71)의 형성부위에 응력 집중을 발생시킬 염려가 전혀 없게 된다.

또한, 체결용너트(2)의 내경 E, 탈락방지링(4)의 외경을 F로 할 때에 제1너트(2)를 자연상태의 탈락방지링(4)로 결합시킬 수 있으며, 그 상태에서는 탈락방지링(4)가 확경변형불가능하게 유지된다.

이 때문에 띠홈(71)에 결합된 탈락방지링(4)에 제1너트(2)를 결합시키면, 제1너트(2)를 이음매(1)에 나사결합시키기 전에 탈락방지링(4)가 확경변형하지 않으므로, 탈락방지링(4)가 석영관(7)로부터 빠져나갈 염려가 없다.

이 작용은 제1도나 제2도에서 설명한 석영관이음매(A)에 관해서도 발휘되는 작용이다.

제4도에서 설명된 석영관이음매(A)에서 탈락방지링(4)에 의한 탈락방지작용이나 그 외의 작용은 제1도나 제2도에서 설명한 석영관이음매(A)와 같은 형태로 발휘되는 것이 분명하다.

따라서, 제4도∼제6도에서는 제1도 및 제2도에 도시한 부분과 동일한 부분 또는 상응하는 부분에 동일부호를 붙여서 상세한 설명은 생략하고 있다.

제7도에 도시한 또다른 실시예의 석영관이음매(A)는 밀폐부재(3)의 구조가 제4도의 석영관이음매(A)의 그것과 다르다.

이 실시예의 석영관이음매(A)에 사용되고 있는 밀폐부재 A는 외주면(37)이 원통면인 내주면(31)과 평행한 원통면으로 되어 있다.

그 외의 구성이나 작용은 제1도나 제2도, 제4도 등에서 설명한 석영관이음매(A)와 같은 형태이다.

따라서, 제7도에서는 제1도, 제2도, 제4도, 제5도 및 제6도에서 도시한 부분과 동일한 부분 또는 상응하는 부분에 동일 부호를 붙여서 상세한 설명을 생략하고 있다.

제8도에 도시한 제5실시예의 석영관이음매(A)는 밀폐부재(3)의 구조가 제4도에서 설명한 석영관이음매(A)의 그것과 다르게 되어 있다.

이 실시예의 석영관이음매(A)에 사용되는 밀폐부재(3)에서 외주면(37)은 그 전장부분이 원통면인 내주면(31)과 평행한 원통면으로 되어 있다.

따라서, 제8도의 실시예에 사용되고 있는 밀폐부재(3)은 제6도에 확대되어 도시되고 있는 것과 같은 테이퍼형의 외주면(37)을 갖추고 있지 않다.

그 외의 구성이나 작용은 이미 서술한 각 실시예의 석영관이음매(A)에 대해서 설명한 것과 같은 형태이다.

따라서, 제8도에서는 제1도, 제2도, 제4도, 제5도 및 제6도에 도시된 부분과 동일한 부분 또는 상응하는 부분에는 동일부호를 붙여서 상세한 설명을 생략하고 있다.

이상 설명한 각 실시예에 의한 석영관이음매(A)에 있어서, 이음매(1), 제1너트(2), 탈락방지링(4)등의 각 요소의 구성이나 재질, 또는 석영관(7)을 접속할 때의 순서에 관해서는 제1도나 제2도의 설명한 것과 같은 형태이다.

또한, 석영관(7)을 접속한 경우의 탈락방지작용등에 대해서도 각 실시예에 있어서 같은 형태이다.

또한, 본 발명에 의한 석영관이음매는 기술된 각 실시예의 구성만으로 한정되는 것이 아니라, 작용 및 효과를 해치지 않는 범위에서는 필요한 설계변경을 임의로 행할 수가 있다.

또한, 본 발명에 의한 석영관이음매는 석영관과 석영관을 접속하기 위해 사용하는 것도 가능하다.

Claims (16)

1. 석영관(7)이 끼워진 접속구(11)를 갖춘 이음매(1)와, 석영관(7)의 외주에 결합되어서 내주면이 석영관(7)의 외주면에 밀착된 원통의 밀폐부재(3)와, 밀폐부재(3)의 한단면에 구비된 테이퍼형의 수용면(33)과, 이음매의 접속구(11)에 갖추어짐과 동시에 석영관(7)의 외주에 결합된 밀폐부재(3)의 상기한 수용면에 겹쳐진 밖으로 확장되는 테이프 형상의 가압면(13)과, 확경변형 및 압경변형이 가능하고 석영관(7)의 축방향의 소정부분의 외주에 갖추어진 띠홈(71)에 결합가능하며 이 띠홈(71)에 결합된 상태에서는 내주가 이 띠홈(71)의 벽면에 축방향에서 결합가능한 탈락방지링(4)과, 석영관(7)에 외주에 결합되어 이음매와 나사결합되는 체결너트와, 체결너트에 설치되며 이 너트와 이음매과의 나사결합에 의해 석영관(7)의 띠홈(71)에 결합되는 탈락방지링(4)과 석영관(7)의 외주에 결합되는 밀폐부재(3)와 이음매의 가압면(13)과 함께 움직여서 축방향에 끼워 붙인 가압부(22)를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 석영관이음매.
2. 제1항에 있어서, 밀폐부재(3)의 내주면이 원통면(31)인 것을 특징으로 하는 석영관이음매.
3. 제1항에 있어서, 이음매는 일단에 석영관(7)이 끼워진 접속구(11)를 갖추며, 타단에 합성수지튜브(200)가 접속되는 접속구(11)를 갖춘 것을 특징으로 하는 석영관이음매.
4. 제1항에 있어서, 이음매가 합성수지로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 석영관이음매.
5. 제1항에 있어서, 밀폐부재(3)가 합성수지로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 석영관이음매.
6. 제1항에 있어서, 체결너트가 합성수지로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 석영관이음매.
7. 제1항에 있어서, 탈락방지링(4)이 합성수지로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 석영관이음매.
8. 제1항에 있어서, 탈락방지링(4)의 내경을 A, 석영관(7)에 있어서 띠홈(71)의 홈저면의 외경을 C, 석영관(7)의 외경을 D라고 할 때, CAD의 관계를 만족하고 있는 석영관이음매.
9. 제8항에 있어서, 탈락방지링(4)은 자연상태에서 체결너트에 확경변형가능하게 결합되는 외경을 가진 것을 특징으로 하는 석영관이음매.
10. 석영관(7)이 끼워진 접속구(11)를 갖춘 이음매(1)와, 석영관(7)의 외주에 끼워진 내주면이 석영관(7)의 외주면에 밀착되는 원통형의 밀폐부재(3)와, 밀폐부재(3)의 한단면에 설치된 테이퍼형의 수용면(33)과, 이 이음매의 접속구(11)에 설치되면서 석영관(7)의 외주에 결합된 밀폐부재(3)의 상기한 수용면에 겹쳐진 밖으로 확장되는 형태의 테이퍼상의 가압면(13)과, 확경변형 및 압경변형이 가능하고 석영관(7)의 축방향의 소정부위의 외주에 설치된 띠홈(71)에 결합가능하며 이 띠홈(71)에 결합된 상태로는 내주부가 이 띠홈(71)의 벽면에 축방향으로 결합가능한 탈락방지링(4)과, 석영관(7)의 외주에 결합되어 이음매와 나사결합되는 체결용너트와, 체결용너트에 설치되며 이 너트와 이음매과의 나사결합에 의해 석영관(7)의 띠홈(71)에 결합된 탈락방지링(4)과 석영관(7)의 외주에 결합된 밀폐부재(3)을 이음매의 가압면(13)과 함께 움직여서 축방향으로 끼워 붙이는 가압부(22)와, 밀폐부재(3)의 타단면의 내주부에 형성되며 이 밀폐부재(3)가 탈락방지링(4)과 함께 이음매의 가압면(13)과 체결용너트의 가압부(22)에 의해 축방향으로 끼위질 때에 석영관(7)의 띠홈(71)의 벽면을 둘러쌈으로써 밀폐부재(3)의 내주면을 석영관(7)의 외주면의 띠홈(71)으로부터 떨어진 위치에 밀착시키는 바깥쪽으로 확장된 테이퍼면을 가진 것을 특징으로 하는 석영관이음매.
11. 제10항에 있어서, 밀폐부재(3)의 내주면이 원통면(31)인 것을 특징으로 하는 석영관이음매.
12. 제10항에 있어서, 이음매는 일단에 석영관(7)이 끼워진 접속구(11)를 갖추며, 타단에 합성수지튜브(200)가 접속되는 접속구(11)를 갖춘 것을 특징으로 하는 석영관이음매.
13. 제12항에 있어서, 밀폐부재(3)의 외주면에 갖추어진 테이퍼형의 외주면의 축선에 대한 경사각을 α, 밀폐부재(3)의 테이퍼의 수용면의 축선에 대한 경사각을 β로 할 때, 3°β-α10°의 관계를 만족하고 있는 것을 특징으로 하는 석영관이음매.
14. 제12항에 있어서, 밀폐부재(3)의 외주면에 갖추어진 테이퍼형의 외주면의 축선에 대한 경사각을 α, 밀폐부재(3)의 테이퍼의 수용면의 축선에 대한 경사각을 β, 밀폐부재(3)의 타단면의 내주면의 바깥쪽으로 확장된 테이퍼면의 축선에 대한 경사각을 γ로 할때, 3°β-α10°및 3°γ10°의 관계를 만족하고 있는 것을 특징으로 하는 석영관이음매.
15. 제12항에 있어서, 밀폐부재(3)의 내주면의 축방향길이를 δ라고 할때, 0.5mmδ5mm의 관계를 만족하고 있는 것을 특징으로 하는 석영관이음매.
16. 석영관(7)이 삽입되는 접속구(11)를 갖춘 이음매(1)와, 이음매의 접속구(11)에 유지되면서 상기한 석영관(7)이 접속구(11)내에 끼워지되 상기한 접속구는 석영관과 접속되는 내주면에 홈부를 형성하며 이 홈부내에 O형의 링으로 설치된 밀폐부재(3)와, 확경변형 및 압경변형이 가능하고 석영관(7)의 축방향의 소정부위의 외주에 갖추어진 띠홈(71)에 결합가능하며 이 띠홈(71)에 결합된 상태에서는 내주부가 이 띠홈(71)의 벽면에서는 축방향으로 결합가능한 탈락방지링(4)과, 석영관(7)의 외주에 결합되고 이음매와 나사결합되는 체결용너트와, 체결용너트에 설치되며 이 너트와 이음매와의 나사결합에 의해 석영관(7)의 띠홈(71)에 결합된 탈락방지링(4)을 이음매의 단면과 함께 움직여서 축방향으로 끼우는 가압부(22)를 갖춘 것을 특징으로 하는 석영관이음매.