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KR20160003094U - 튜브의 체결구조 - Google Patents

튜브의 체결구조 Download PDF

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KR20160003094U
KR20160003094U KR2020150001351U KR20150001351U KR20160003094U KR 20160003094 U KR20160003094 U KR 20160003094U KR 2020150001351 U KR2020150001351 U KR 2020150001351U KR 20150001351 U KR20150001351 U KR 20150001351U KR 20160003094 U KR20160003094 U KR 20160003094U
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tube
union nut
nut
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tube insertion
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주식회사유한훌로텍
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Abstract

본 고안은 튜브의 체결구조에 관한 것으로, 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로 알킬 비닐 에테르 코폴리머를 포함하는 튜브; 튜브 삽입방향으로 두께가 감소하는 테이퍼 구조를 갖는 튜브 삽입 홈을 구비하는 유니온 너트; 일부가 튜브와 함께 유니온 너트의 튜브 삽입 홈에 삽입되는 링; 및 튜브 및 링이 유니온 너트와 체결된 상태에서 유니온 너트와 체결되는 너트를 포함하는 튜브의 체결구조를 제공한다.

Description

튜브의 체결구조{Coupling structure of tube}
본 고안은 튜브의 체결구조에 관한 것이다.
반도체 및 디스플레이 등의 제조 공정에는 다양한 액상의 화학 약품 또는 물이 빈번하게 사용된다. 다양한 액상의 화학 약품은 예를 들어, 불산, 황산, 염산, 질산, 인산 등과 같은 산성 용액도 있고, 수산화칼륨, 수산화나트륨, 암모늄 등을 함유하는 알칼리성 용액도 있으며, 세정액에 사용되는 화학 약품 등이 있다. 이 중에서도, 오존화된 희석 불산(ozonated DHF, ozonated dilute hydrofluoride)은 반도체 기판의 세정, 식각 등의 공정에서 사용된다.
이러한 화학 약품들은 튜브나 파이프 등을 포함하는 이송 시스템을 통해 이송되는데, 이때 불소계 수지를 만든 튜브가 일반적으로 사용된다. 반도체 제조설비의 이송 시스템에 사용되는 튜브를 통해 흐르는 약품은 고순도이고 맹독성이므로, 약품의 누출은 반도체 제품의 생산 수율 뿐만 아니라, 사람에게도 치명적일 수 있다. 따라서 이송 시스템을 구성하는 복수의 튜브, 이 튜브의 연결과 개폐 등을 위한 유니온, 너트, 커넥터, 밸브 등에 대해서는 한층 더 엄격한 밀봉성능이 요구된다. 특히, 튜브의 직경이 커질수록 유체 누출의 위험이 커질 수 있다.
본 고안의 목적은 튜브의 직경이 크더라도 밀봉성능이 우수한 튜브의 체결구조를 제공하는 것이다.
본 고안은 상기 목적을 달성하기 위해, 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로 알킬 비닐 에테르 코폴리머를 포함하는 튜브; 튜브 삽입방향으로 두께가 감소하는 테이퍼 구조를 갖는 튜브 삽입 홈을 구비하는 유니온 너트; 일부가 튜브와 함께 유니온 너트의 튜브 삽입 홈에 삽입되는 링; 및 튜브 및 링이 유니온 너트와 체결된 상태에서 유니온 너트와 체결되는 너트를 포함하는 튜브의 체결구조를 제공한다.
본 고안에서 링은 연질의 폴리테트라플루오로에틸렌을 포함할 수 있다.
본 고안에서 링은 고리 형태로 구성되고 튜브의 연결부위를 1차적으로 밀봉하는 제1밀봉부재, 및 제1밀봉부재로부터 튜브 삽입방향으로 연장되고 유니온 너트의 튜브 삽입 홀에 삽입되어 튜브의 연결부위를 2차적으로 밀봉하는 제2밀봉부재를 포함할 수 있다.
본 고안에서 너트는 튜브 삽입부재 및 유니온 너트 삽입부재를 포함하고, 튜브 삽입부재의 입구 내주면은 튜브 삽입방향의 반대방향으로 직경이 확대되는 테이퍼 구조를 가질 수 있다.
본 고안에 따른 튜브의 체결구조는 튜브의 직경이 크더라도 밀봉성능이 우수하다.
도 1은 종래기술에 따른 튜브 체결구조의 조립 단면도이다.
도 2는 도 1의 분해 단면도이다.
도 3은 본 고안에 따른 튜브 체결구조의 조립 단면도이다.
도 4는 도 3의 분해 단면도이다.
이하, 본 고안을 상세하게 설명한다.
도 1은 종래기술에 따른 튜브 체결구조의 조립 단면도이고, 도 2는 도 1의 분해 단면도로서 크기를 고려하여 세로방향으로 회전시킨 것이다. 종래의 튜브 체결과정을 살펴보면, 튜브(1)의 말단부에 열을 가하여 말단부의 직경을 확대시킨 후, 유니온 너트(2)의 연결부위에 끼운 다음, 너트(3)로 튜브(1)와 유니온 너트(2)를 조여서 체결한다. 종래의 체결구조에 따르면, 튜브(1)의 직경이 1인치 미만일 경우 밀봉에 큰 문제가 없지만, 튜브(1)의 직경이 1인치 이상일 경우, 즉 튜브(1)의 직경이 커질수록 유체 누출의 위험이 커질 수 있다. 또한, 종래의 튜브 체결구조의 경우, 도 1의 A 부분 중에서도, 튜브(1), 유니온 너트(2), 너트(3)가 서로 밀착되는 한 포인트에서만 접점 형태의 밀봉구조로 체결되며, 이에 따라 밀봉성능이 저하될 수 있다.
도 3은 본 고안에 따른 튜브 체결구조의 조립 단면도이고, 도 4는 도 3의 분해 단면도로서 크기를 고려하여 세로방향으로 회전시킨 것이다. 본 고안에 따른 튜브 체결구조는 종래기술에 따른 튜브 체결구조의 상술한 문제점을 해결한 것으로, 튜브의 직경이 크더라도 밀봉성능이 우수하다.
본 고안에 따른 튜브 체결구조는 튜브(10), 유니온 너트(20), 링(30), 너트(40)를 포함하여 이루어질 수 있다.
튜브(10)는 불소계 수지를 이용하여 제작할 수 있으며, 바람직하게는 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로 알킬 비닐 에테르 코폴리머(tetrafluoroethyene-perfluoro alkyl vinyl ether copolymer)를 이용하여 제작할 수 있다. 이 고분자 수지의 중량 평균 분자량은 500,000 내지 700,000일 수 있다. 특히, 상기 고분자 수지는 반도체 설비용 튜브 수지로서 매우 적합하다. 튜브(10)는 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로 알킬 비닐 에테르 코폴리머만으로 이루어질 수 있고, 필요에 따라 상기 고분자 수지에 안료 등과 같은 첨가제를 첨가할 수 있다. 첨가제의 함량은 예를 들어 고분자 수지 100 중량부에 대하여 0.01 내지 10 중량부일 수 있다.
튜브(10)는 통상적으로 원통형으로 이루어질 수 있다. 튜브(10)의 직경은 특별히 제한되지 않으며, 필요에 따라 적절하게 변경할 수 있다. 튜브(10)의 직경은 예를 들어 1/4인치, 3/8인치, 1인치, 1과 1/2인치 등과 같이, 통상적으로 많이 사용되는 직경의 튜브를 사용할 수 있다. 튜브(10)의 두께도 특별히 제한되지 않으며, 필요에 따라 적절하게 변경할 수 있다. 예를 들어, 튜브 직경이 1/4인치인 경우, 튜브 두께는 1.2±0.102 mm일 수 있다. 튜브 직경이 3/8 내지 1인치인 경우, 튜브 두께는 1.57±0.102 mm일 수 있다. 튜브 직경이 1과 1/2인치인 경우, 튜브 두께는 2.2±0.102 mm일 수 있다.
튜브(10)는 제1부위(12), 제2부위(14), 제3부위(16)를 포함하여 이루어질 수 있다. 제1부위(12), 제2부위(14), 제3부위(16)의 순으로 직경이 증가할 수 있다. 제1부위(12)는 튜브(10의 대부분을 차지하는 본체 부위로서, 튜브(10)의 원래 직경을 가질 수 있다. 제2부위(14) 및 제3부위(16)는 튜브(10)의 말단부에 위치하여 유니온 너트(20)와 연결되는 연결 부위로서, 인위적으로 직경을 확대한 부위이다. 튜브(10)는 수지로 제작되므로, 열을 가할 경우 직경을 용이하게 확대할 수 있다. 제2부위(14)는 예시된 바와 같이, 직경이 점진적으로 커지는 경사면으로 구성될 수 있다. 제1부위(12)에 해당하는 원래의 직경에서 말단부인 제2부위(14) 및 제3부위(16)의 직경을 확대하는 이유는 유니온 너트(20)와의 체결 시에 밀봉성능을 향상시키기 위함이다. 제2부위(14)의 길이와 경사각도 및 제3부위(16)의 길이 등은 특별히 제한되지 않고 필요에 따라 적절하게 변경할 수 있다.
한편, 튜브(10)는 복층 튜브로 구성될 수 있다. 예를 들어, 튜브(10)는 JIS K 7361-1에 의해 측정한 투과율(transmittance)이 두께 1.48 mm를 기준으로 73% 이상인 제1튜브; 및 제1튜브의 외부 및 내부 중 적어도 한 곳에 형성되고, JIS K 7361-1에 의해 측정한 투과율이 두께 1.47 mm를 기준으로 73% 미만인 제2튜브를 포함하는 복층 튜브로 구성될 수 있다.
복층 튜브는 내측에 배치되는 제1튜브 및 외측에 배치되는 제2튜브, 또는 내측에 배치되는 제2튜브 및 외측에 배치되는 제1튜브로 구성되는 이중 튜브일 수 있다. 또한, 복층 튜브는 내측으로부터 제1튜브, 제2튜브, 제1튜브, 또는 내측으로부터 제2튜브, 제1튜브, 제2튜브로 구성되는 삼중 튜브일 수 있다. 또한, 제1튜브 및 제2튜브 중 적어도 하나는 안료를 포함하여 유색을 가질 수 있다. 제1튜브의 두께는 제2튜브의 두께보다 같거나 크고, 제2튜브의 두께는 0.1 내지 2 mm일 수 있다.
제1튜브 및 제2튜브는 각각 독립적으로 중량 평균 분자량 500,000 내지 700,000의 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로 알킬 비닐 에테르 코폴리머를 포함하며, 제1튜브의 퍼플루오로 알킬기 중에서 탄소수는 105 내지 300이고 불소수는 210 내지 500이며, 제2튜브의 퍼플루오로 알킬기 중에서 탄소수는 1 내지 104이고 불소수는 1 내지 209일 수 있다. 제1튜브의 JIS K 7374에 의해 측정한 이미지 클리어니스(image clearness)는 광학적 빗(optical comb)의 폭 2 mm를 기준으로 98 내지 100%, 폭 1 mm를 기준으로 96 내지 97.9%, 폭 0.5 mm를 기준으로 94 내지 96.9%, 폭 0.25 mm를 기준으로 91 내지 93.9%, 폭 0.125 mm를 기준으로 80 내지 90.9%일 수 있다. 제2튜브의 JIS K 7374에 의해 측정한 이미지 클리어니스는 광학적 빗의 폭 2 mm를 기준으로 92 내지 100%, 폭 1 mm를 기준으로 83 내지 91.9%, 폭 0.5 mm를 기준으로 65 내지 82.9%, 폭 0.25 mm를 기준으로 48 내지 64.9%, 폭 0.125 mm를 기준으로 30 내지 47.9%일 수 있다.
제1튜브의 ASTM D3418에 의한 융점은 300 내지 314℃, ASTM D3418에 의한 결정화 온도는 280 내지 295℃, ASTM D638에 의한 연신율은 23℃에서 370 내지 384%, 200℃에서 510 내지 530%, ASTM D790에 의한 굴곡 탄성률은 23℃에서 350 내지 515 MPa, 200℃에서 40 내지 52 MPa, ASTM D695에 의한 압축 탄성률은 23℃에서 350 내지 535 MPa, 200℃에서 75 내지 90 MPa, ASTM D696에 의한 선팽창계수는 25 내지 50℃에서 10 내지 12.89×10-5/k, 25 내지 200℃에서 10 내지 17.34×10-5/k일 수 있다.
제2튜브의 ASTM D3418에 의한 융점은 315 내지 330℃, ASTM D3418에 의한 결정화 온도는 296 내지 310℃, ASTM D638에 의한 연신율은 23℃에서 385 내지 400%, 200℃에서 490 내지 509%, ASTM D790에 의한 굴곡 탄성률은 23℃에서 516 내지 700 MPa, 200℃에서 53 내지 65 MPa, ASTM D695에 의한 압축 탄성률은 23℃에서 536 내지 700 MPa, 200℃에서 60 내지 74 MPa, ASTM D696에 의한 선팽창계수는 25 내지 50℃에서 12.9 내지 16×10-5/k, 25 내지 200℃에서 17.35 내지 25×10-5/k일 수 있다.
제1튜브의 질소 투과도(permeation)는 7.6 내지 10.5×10-11 ㎤·㎝/㎠·sec·㎝Hg, 30일간 염화수소 투과도는 2250 내지 3300 ㎍·㎜/㎠, 포토레지스트 스트리핑 용매와의 접촉 55일 후 중량 변화는 0.41 내지 0.5 g, 포토레지스트 스트리핑 용매와의 접촉 55일 후 투과도 변화는 18.5 내지 21 g/㎡·day, Ra 조도는 0.04 내지 0.09 ㎛, Rz 조도는 0.3 내지 0.5 ㎛, 파열 압력은 30℃에서 1.8 내지 1.89 MPa, 100℃에서 0.95 내지 1.029 MPa일 수 있다.
제2튜브의 질소 투과도는 4 내지 7.5×10-11 ㎤·㎝/㎠·sec·㎝Hg, 30일간 염화수소 투과도는 1000 내지 2249 ㎍·㎜/㎠, 포토레지스트 스트리핑 용매와의 접촉 55일 후 중량 변화는 0.2 내지 0.409 g, 포토레지스트 스트리핑 용매와의 접촉 55일 후 투과도 변화는 15 내지 18.4 g/㎡·day, Ra 조도는 0.01 내지 0.039 ㎛, Rz 조도는 0.1 내지 0.29 ㎛, 파열 압력은 30℃에서 1.9 내지 2 MPa, 100℃에서 1.03 내지 1.2 MPa일 수 있다.
이와 같이, 튜브(10)를 복층 튜브로 구성할 경우, 투명도와 다른 물성을 동시에 개선할 수 있으며, 이에 따라 내부에 흐르는 유체의 식별성을 높이면서 유체 투과도와 탄성률 등과 같은 다른 물성도 개선할 수 있다.
유니온 너트(20)는 밸브나 분기관의 일부 또는 부품일 수 있고, 또한 별도의 독립적인 부품일 수 있다. 유니온 너트(20)는 대략 원통형으로 이루어질 수 있고, 외주면 및/또는 내주면에 길이방향을 따라 부분적으로 단차가 형성되어 부위별로 외경 및/또는 내경이 다를 수 있다. 단차 부위는 직선 및/또는 곡선으로 구성될 수 있다. 유니온 너트(20)의 내경은 도면에 예시된 바와 같이, 길이방향을 따라 동일할 수 있다. 유니온 너트(20)는 금속으로 제작될 수 있고, 또한 불소계 수지 등으로 제작될 수도 있다.
유니온 너트(20)는 튜브(10)와의 연결을 위한 튜브 삽입 홈(22)을 가질 수 있다. 튜브 삽입 홈(22)은 유니온 너트(20)의 말단부 중에서 튜브(10)가 삽입되는 쪽의 말단부에 형성될 수 있다. 튜브 삽입 홈(22)은 유니온 너트(20)를 정면에서 볼 경우 원형으로 이루어질 수 있다. 즉, 튜브 삽입 홈(22)은 정면에서 볼 경우 유니온 너트(20)의 둘레 방향을 따라 원형으로 형성될 수 있다. 또한, 튜브 삽입 홈(22)은 길이방향 단면으로 볼 경우 상대적으로 길이(깊이)가 긴 장홈일 수 있다.
튜브 삽입 홈(22)은 유니온 너트(20)의 두께 부위에 형성되므로, 정면에서 볼 경우 원형을 이루는 튜브 삽입 홈(22)의 내경은 유니온 너트(20)의 내경보다 커야 한다. 튜브 삽입 홈(22)의 내경은 유니온 너트(20)의 두께에 따라 달라질 수 있고, 예를 들어 유니온 너트(20)의 내경에 대하여 101 내지 150%일 수 있다. 튜브 삽입 홈(22)의 길이는 특별히 제한되지 않고 필요에 따라 적절하게 변경할 수 있으며, 예를 들어 유니온 너트(20)의 길이에 대하여 1 내지 70%, 바람직하게는 10 내지 50%일 수 있다. 튜브 삽입 홈(22)의 두께(폭)는 튜브(10)의 두께에 따라 달라질 수 있고, 예를 들어 튜브(10)의 두께에 대하여 101 내지 500%, 바람직하게는 110 내지 300%일 수 있다.
튜브 삽입 홈(22)은 도 4에서 화살표로 표시된 튜브 삽입방향(도 4의 우측방향)으로 두께가 감소하는 테이퍼(taper) 구조를 가질 수 있다. 즉, 튜브 삽입 홈(22)의 바깥쪽 면인 외측면(23) 및 안쪽 면인 내측면(24) 중에서 적어도 하나의 면은 도면에서 쇄선으로 표시된 중심선을 기준으로 경사진 경사면일 수 있다. 도면에서는 외측면(23)만이 테이퍼 구조를 가진 것으로 예시되어 있으나, 내측면(24)만이 테이퍼 구조를 가질 수 있고, 또한 양쪽 면(23, 24)이 모두 테이퍼 구조를 가질 수 있다. 도면에 예시된 바와 같이, 외측면(23)은 튜브 삽입방향인 도 4의 우측방향으로 유니온 너트(20)의 중심선(쇄선)을 향해 경사질 수 있다. 유니온 너트(20)의 중심선을 기준으로, 외측면(23) 및/또는 내측면(24)의 경사각도는 특별히 제한되지 않고 필요에 따라 다양하게 변경할 수 있으며, 예를 들어 0.01 내지 20도, 바람직하게는 0.1 내지 10도일 수 있다.
내측면(24)은 튜브(10)의 제3부위(16)의 내면과 맞물릴 수 있고, 제3부위(16)와 대응되는 형상을 가질 수 있다. 도면에서는 제3부위(16)가 평면이고 내측면(24)도 평면으로 구성되어 있으나, 제3부위(16)가 경사면일 경우 내측면(24)도 경사면으로 구성될 수 있다.
한편, 튜브(10)가 삽입되는 유니온 너트(20)의 말단부에는 경사면(21)이 형성될 수 있다. 이 경사면(21)은 튜브 삽입방향으로 튜브 삽입 홈(22)보다 앞쪽에 형성될 수 있고, 튜브 삽입 홈(22)과 연결될 수 있다. 경사면(21)은 정면에서 볼 경우 튜브 삽입 홈(22)처럼 원형으로 보일 수 있다. 경사면(21)은 유니온 너트(20)의 내경부터 튜브 삽입 홈(22)까지 연결되는 부위일 수 있다. 경사면(21)은 튜브(10)의 제2부위(14)의 내면과 맞물릴 수 있고, 제2부위(14)와 대응되는 형상을 가질 수 있다. 경사면(21)은 튜브 삽입방향으로 직경이 점진적으로 확대될 수 있다. 이와 같이, 튜브(10)의 말단부(14, 16)와 대응되도록, 유니온 너트(20)의 말단부(21, 24)도 동일한 형상 및 구조를 가질 수 있다.
유니온 너트(20)는 너트(40)와 나사 결합할 수 있다. 그러나 유니온 너트(20)와 너트(40)는 나사 결합 이외에 다른 방식으로도 체결될 수 있다. 나사 결합을 위해, 유니온 너트(20)는 수나사 너트 또는 암나사 너트로 형성될 수 있다. 도면에서는 유니온 너트(20)가 수나사 너트로 형성되고, 너트(40)가 암나사 너트로 형성되는 것으로 예시되어 있으나, 그 반대의 경우도 가능하다. 도면에 예시된 바와 같이, 유니온 너트(20)가 수나사 너트로 형성될 경우, 유니온 너트(20)의 외주면에는 너트(40)와의 결합을 위한 외부 나사선(25)이 형성될 수 있다. 외부 나사선(25)은 유니온 너트(20)의 말단부 중에서 튜브(10)가 삽입되는 쪽의 외주면에 형성될 수 있다. 외부 나사선(25)의 길이는 특별히 제한되지 않고 필요에 따라 적절하게 변경할 수 있으며, 예를 들어 유니온 너트(20)의 길이에 대하여 10 내지 90%, 바람직하게는 30 내지 70%일 수 있다. 도면에서 예시된 바와 같이, 외부 나사선(25)의 길이는 튜브 삽입 홈(22)의 길이와 유사할 수 있다.
유니온 너트(20)의 외주면에는 돌출부(26)가 형성될 수 있다. 돌출부(26)는 유니온 너트(20)의 외주면에서 바깥쪽으로 돌출되는 부위로서, 유니온 너트(20)의 둘레 방향을 따라 전체적으로 또는 부분적으로 형성될 수 있다. 돌출부(26)는 외부 나사선(25)이 끝나는 부위에 설치될 수 있다. 돌출부(26)는 너트(40)에 대한 스토퍼로서 기능할 수 있다.
링(30)은 전체적으로 대략 고리 형태로 구성되며, 일부가 튜브(10)와 함께 유니온 너트(20)의 튜브 삽입 홈(22)에 삽입되는 것으로, 튜브(10)와 너트(20, 40)가 체결될 때 이들을 밀봉하는 역할을 한다.
링(30)은 연질의 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE: Polytetrafluoroethylene)을 포함할 수 있다. 링(30)은 연질의 PTFE를 이용하여 제작함으로써, 튜브(10) 및 너트(20, 40)에 손상을 주지 않을 수 있고, 또한 연성 및 탄성에 의해 밀봉성능도 극대화할 수 있다. 링(30)은 PTFE만으로 구성될 수 있고, 필요에 따라 상기 고분자 수지에 안료 등과 같은 첨가제를 첨가할 수 있다. 첨가제의 함량은 예를 들어 고분자 수지 100 중량부에 대하여 0.01 내지 10 중량부일 수 있다.
링(30)은 제1밀봉부재(32), 연결부재(34), 제2밀봉부재(36)를 포함하여 이루어질 수 있으며, 각 부재들은 압출과 사출 등의 방법을 통해 일체로 제작될 수 있다.
제1밀봉부재(32)는 고리 형태로 구성되고, 튜브(10)의 연결부위를 면 접촉 형태로 1차적으로 밀봉하는 역할을 한다. 제1밀봉부재(32)는 튜브(10)의 제1부위(12)의 외면과 맞물릴 수 있고, 또한 너트(40)의 유니온 너트 삽입부재(46)의 내면과 맞물릴 수 있다. 제1밀봉부재(32)의 내경은 튜브(10)의 외경과 거의 동일할 수 있고, 제1밀봉부재(32)의 외경은 너트(40)의 유니온 너트 삽입부재(46)의 내경과 거의 동일하거나 작을 수 있다. 본 명세서에서 거의 동일하다는 것은 동일 또는 비교 대상 치수의 ±5% 이내, 바람직하게는 ±3% 이내, 더욱 바람직하게는 ±1% 이내를 의미할 수 있다.
연결부재(34)는 제1밀봉부재(32)와 제2밀봉부재(36)를 연결하는 역할을 하며, 경사구간을 포함할 수 있다. 연결부재(34)는 튜브(10)의 제2부위(14)의 외면과 맞물릴 수 있고, 튜브(10)의 제2부위(14) 및 유니온 너트(20)의 경사면(21)과 대응되도록, 튜브 삽입방향으로 직경이 점진적으로 확대되는 경사면을 포함할 수 있다. 연결부재(34)는 제1밀봉부재(32)와 함께 튜브(10)의 연결부위를 면 접촉 형태로 1차적으로 밀봉하는 역할을 할 수 있다.
제2밀봉부재(36)는 제1밀봉부재(32)로부터 튜브 삽입방향으로 길게 연장되고, 튜브(10)와 함께 유니온 너트(20)의 튜브 삽입 홀(22)에 삽입되어 튜브(10)의 연결부위를 면 접촉 형태로 2차적으로 밀봉하는 역할을 한다. 제2밀봉부재(36)는 튜브(10)의 제3부위(16)의 외면과 맞물릴 수 있고, 또한 유니온 너트(20)의 튜브 삽입 홈(22)의 외측면(23)과 맞물릴 수 있다. 제2밀봉부재(36)의 내경은 튜브(10)의 제3부위(16)의 외경과 거의 동일할 수 있고, 제2밀봉부재(36)의 외경은 튜브 삽입 홈(22)의 최대 외경과 거의 동일할 수 있다. 제2밀봉부재(36)의 두께는 제1밀봉부재(32)보다 같거나 이보다 작을 수 있다. 튜브(10) 두께 및 제2밀봉부재(36) 두께의 합은 튜브 삽입 홈(22)의 최대 두께와 거의 동일할 수 있다.
너트(40)는 대략 원통형으로 이루어질 수 있고, 외주면 및/또는 내주면에 길이방향을 따라 부분적으로 단차가 형성되어 부위별로 외경 및/또는 내경이 다를 수 있다. 단차 부위는 직선 및/또는 곡선으로 구성될 수 있다. 너트(40)는 금속으로 제작될 수 있고, 또한 불소계 수지 등으로 제작될 수도 있다.
너트(40)는 튜브 삽입부재(44) 및 유니온 너트 삽입부재(46)를 포함하여 이루어질 수 있다. 튜브 삽입부재(44)는 튜브(10)가 삽입되는 부재로서, 튜브(10)의 외경과 거의 동일한 내경을 가질 수 있다. 유니온 너트 삽입부재(46)는 유니온 너트(20)가 삽입되는 부재로서, 링(30)의 제1밀봉부재(32)의 외경 또는 유니온 너트(20)의 외경과 거의 동일한 내경을 가질 수 있다. 튜브 삽입부재(44)의 내경은 유니온 너트 삽입부재(46)의 내경보다 작을 수 있고, 튜브 삽입부재(44)의 외경은 유니온 너트 삽입부재(46)의 외경보다 같거나 작을 수 있다.
도 4의 D 부분에 예시된 바와 같이, 튜브 삽입부재(44)의 입구 내주면(42)은 튜브 삽입방향의 반대방향으로 직경이 확대되는 테이퍼 구조를 가질 수 있다. 즉, 입구 내주면(42)은 도면에서 쇄선으로 표시된 중심선을 기준으로 경사진 경사면일 수 있다. 도면에 예시된 바와 같이, 입구 내주면(42)은 튜브 삽입방향인 도 4의 우측방향으로 너트(40)의 중심선(쇄선)을 향해 경사질 수 있다. 이와 같은 입구 내주면(42)의 테이퍼 구조에 의해 튜브(10)가 너트(40)에 용이하게 삽입될 수 있다. 너트(40)의 중심선을 기준으로, 입구 내주면(42)의 경사각도는 특별히 제한되지 않고 필요에 따라 다양하게 변경할 수 있으며, 예를 들어 0.01 내지 10도, 바람직하게는 0.1 내지 5도일 수 있다.
너트(40)는 튜브(10) 및 링(30)이 유니온 너트(20)와 체결된 상태에서 유니온 너트(20)와 나사 결합 등을 통해 체결될 수 있다. 나사 결합을 위해, 너트(40)는 수나사 너트 또는 암나사 너트로 형성될 수 있고, 도면에서는 너트(40)가 암나사 너트로 예시되어 있다. 도면에 예시된 바와 같이, 너트(40)가 암나사 너트로 형성될 경우, 너트(40)의 유니온 너트 삽입부재(46)의 내주면에는 유니온 너트(20)의 외부 나사선(25)과의 나사 결합을 위한 내부 나사선(48)이 형성될 수 있다. 내부 나사선(48)의 길이는 특별히 제한되지 않고 필요에 따라 적절하게 변경할 수 있으며, 예를 들어 너트(40)의 길이에 대하여 10 내지 90%, 바람직하게는 30 내지 70%일 수 있다. 도면에서 예시된 바와 같이, 내부 나사선(48)의 길이는 유니온 너트 삽입부재(46)의 길이 또는 외부 나사선(25)의 길이와 유사할 수 있다.
본 고안에 따른 튜브 체결구조의 체결과정을 살펴보면, 도 4에 예시된 바와 같이, 먼저 튜브(10)의 말단부를 가열하는 방법을 통해 말단부의 직경을 확대시킨 후, 튜브(10) 및 유니온 너트(20)를 체결한다. 이때, 튜브(10)의 제3부위(16)의 일부 또는 전부를 유니온 너트(20)의 튜브 삽입 홈(22)에 삽입한다. 다음, 튜브(10) 및 유니온 너트(20)의 조립체에 링(30)을 체결한다. 이때, 튜브(10)의 제3부위(16)의 일부 또는 전부가 유니온 너트(20)의 튜브 삽입 홈(22)에 삽입된 상태에서, 링(30)의 제2밀봉부재(36)의 일부 또는 전부를 튜브 삽입 홈(22)에 삽입한다. 다음, 튜브(10), 유니온 너트(20) 및 링(30)의 조립체에 너트(40)를 체결한다. 유니온 너트(20)의 외부 나사선(25) 및 너트(40)의 내부 나사선(48)과의 나사 결합을 통해, 너트(40)를 조여 튜브(10)의 제3부위(16) 및 링(30)의 제2밀봉부재(36)를 튜브 삽입 홈(22)에 완전히 밀착되게 삽입시킴으로써 도 3에 예시된 체결구조가 완성된다.
본 고안에서는 기존 접점 형태의 밀봉구조에 링(30)을 추가함으로써, 면 접촉 형태의 밀봉구조로 밀봉구조를 2중으로 개선할 수 있다. 구체적으로 살펴보면, 도 4의 B 부분에서는 링(30)의 제1밀봉부재(32) 및 연결부재(34)가 넓은 면적에 걸쳐 면 접촉 형태의 밀봉구조를 통해 1차적으로 연결부위를 밀봉하고, 도 4의 C 부분에서는 링(30)의 제2밀봉부재(36)가 더욱 더 넓은 면적에 걸쳐 면 접촉 형태의 밀봉구조를 통해 2차적으로 연결부위를 밀봉함으로써, 밀봉성능을 극대화할 수 있다.
유니온 너트(20)의 튜브 삽입 홈(22)에 형성된 테이퍼 구조의 구배 형상으로 인해, 너트(40)를 조이면 조일수록 밀봉 부분이 강화되어 유체의 누출 발생을 완벽하게 방지할 수 있다. 구체적으로, 1차 밀봉부분(도 4의 B 부분)에서는 넓은 면에 걸쳐 밀봉이 이루어지고, 2차 밀봉부분(도 4의 C 부분)에서는 너트(40)를 조임에 따라 튜브(10)와 링(30)이 눌리면서 튜브 삽입 홈(22)에 삽입됨으로써 밀봉이 이루어질 수 있다. 이와 같이, 튜브 삽입 홈(22)에 형성된 테이퍼 구조에 의해, 너트(40)를 조이는 힘을 가하면 가할수록, 1차 밀봉부분과 2차 밀봉부분의 밀봉성능이 극대화될 수 있다. 또한, 연질의 링(30)을 사용하여 튜브(10) 및 너트(20, 40)에 손상을 주지 않는다. 또한, 길게 형성된 링(30)이 튜브(10)를 길게 잡아줌으로써, 약품 등의 유체가 이동하면서 튜브(10) 내면에 가하는 진동에도 튜브(10)의 흔들림이 없기 때문에, 너트(20, 40)의 풀림 현상을 줄여 튜브(10)의 빠짐 현상을 방지할 수 있다.
1, 10: 튜브
2, 20: 유니온 너트
3, 40: 너트
12: 제1부위
14: 제2부위
16: 제3부위
21: 경사면
22: 튜브 삽입 홈
23: 외측면
24: 내측면
25: 외부 나사선
26: 돌출부
30: 링
32: 제1밀봉부재
34: 연결부재
36: 제2밀봉부재
42: 입구 내주면
44: 튜브 삽입부재
46: 유니온 너트 삽입부재
48: 내부 나사선

Claims (4)

  1. 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로 알킬 비닐 에테르 코폴리머를 포함하는 튜브;
    튜브 삽입방향으로 두께가 감소하는 테이퍼 구조를 갖는 튜브 삽입 홈을 구비하는 유니온 너트;
    일부가 튜브와 함께 유니온 너트의 튜브 삽입 홈에 삽입되는 링; 및
    튜브 및 링이 유니온 너트와 체결된 상태에서 유니온 너트와 체결되는 너트를 포함하는 튜브의 체결구조.
  2. 제1항에 있어서,
    링은 연질의 폴리테트라플루오로에틸렌을 포함하는 것을 특징으로 하는 튜브의 체결구조.
  3. 제1항에 있어서,
    링은 고리 형태로 구성되고 튜브의 연결부위를 1차적으로 밀봉하는 제1밀봉부재, 및 제1밀봉부재로부터 튜브 삽입방향으로 연장되고 유니온 너트의 튜브 삽입 홀에 삽입되어 튜브의 연결부위를 2차적으로 밀봉하는 제2밀봉부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 튜브의 체결구조.
  4. 제1항에 있어서,
    너트는 튜브 삽입부재 및 유니온 너트 삽입부재를 포함하고, 튜브 삽입부재의 입구 내주면은 튜브 삽입방향의 반대방향으로 직경이 확대되는 테이퍼 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 튜브의 체결구조.
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