(57)【要約】本発明は合成樹脂管と電気融着で連結されるための配管装置に係り、ネジ山によって増幅した力で発熱体と発熱体によって溶融した合成樹脂溶溶部を加圧して、融着に必要な圧力を得るのみならず、結果として発熱体によって溶融する溶融部が加圧されて、不純物による境界層を破壊させることで、融着効率を高めることができる新規の電気融着用配管装置を提供する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
他の合成樹脂管と連結されるための配管連結部が合成樹脂でなる配管装置において、
前記連結部の周面に螺合のために形成された連結部ネジ山と、
前記連結部の内周面に電気融着のために備えられるリング状発熱体と、
前記連結部ネジ山に螺合される螺合部、及び前記螺合部の回転によって前進して前記リング状発熱体を加圧するようになった加圧部が形成される加圧部材とを含んでなることを特徴とする、ネジ山による加圧構造を有する電気融着用配管装置。
【請求項２】
前記発熱体は、伝導性プラスチックでなることを特徴とする、請求項１に記載のネジ山による加圧構造を有する電気融着用配管装置。
【請求項３】
前記発熱体に電気を供給するための電気接続端子が、前記連結部または前記加圧部材に備えられることを特徴とする、請求項１または２に記載のネジ山による加圧構造を有する電気融着用配管装置。
【請求項４】
前記発熱体に電気を供給するための電気接続端子用孔が、前記連結部または前記加圧部材に備えられることを特徴とする、請求項１または２に記載のネジ山による加圧構造を有する電気融着用配管装置。
【請求項５】
前記リング状発熱体と隣接してリング状の熔接用フィラーが備えられることを特徴とする、請求項１または２に記載のネジ山による加圧構造を有する電気融着用配管装置。
【請求項６】
前記リング状熔接用フィラーは、前記加圧部と前記リング状発熱体との間に備えられることを特徴とする、請求項５に記載のネジ山による加圧構造を有する電気融着用配管装置。
【請求項７】
前記リング状発熱体は複数で備えられ、前記リング状熔接用フィラーは前記リング状発熱体の間に備えられることを特徴とする、請求項５に記載のネジ山による加圧構造を有する電気融着用配管装置。
【請求項８】
前記リング状発熱体と前記リング状熔接用フィラーが互いに一体に備えられることを特徴とする、請求項５に記載のネジ山による加圧構造を有する電気融着用配管装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はガス管、上水道管またはその他の用途に使用されている合成樹脂管を連結するために電気融着を行う電気融着用配管装置に関するものである。
【０００２】
本発明は他の合成樹脂管と容易に連結するための配管装置に関するもので、その連結方式は電気融着として分類されることができる。
【背景技術】
【０００３】
このような電気融着は継ぎ手管の連結に主に利用されているので、以下では先に継ぎ手管の電気融着を主に説明する。
【０００４】
ガス管、上水道管その他の用途に使用されているポリエチレンまたはポリプロピレンなどの材料からなったパイプを接合するにあたって、完全な気密性を得るために、基本的に熱融着方式を利用して来た。
【０００５】
従来の熱融着方式では、バットフュージョン溶接方式（Ｂｕｔｔ Ｆｕｓｉｏｎ Ｗｅｌｄｉｎｇ）、一般ソケット熱融着方式（Ｈｅａｔ Ｆｕｓｉｏｎ Ｓｏｃｋｅｔ Ｗｅｌｄｉｎｇ）、そして電子式ソケット融着方式（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｆｕｓｉｏｎ Ｓｏｃｋｅｔ ＷｅｌｄｉｎｇまたはＥｌｅｃｔｒｉｃ Ｆｕｓｉｏｎ）などがある。
【０００６】
バットフュージョン溶接方式は、いわゆる突き合わせる溶接方式であって、別の連結用ソケットを使用せずに、パイプの端面と端面を互いに突き合わせ、当接面を溶融させて接合するもので、油圧または空圧によって作動するクランプに接合しようとするパイプの端部を見合わせて固定安着させ、溶融接面を平滑に面処理をした後、加熱板をその間に介在し、油圧または空圧でパイプの接合端面を加圧密着させ、適切な溶融温度（たとえば、ポリエチレン材料は２１０℃前後）に加熱溶融させた後、迅速に加熱板を除去し、溶融したパイプの両端面を加圧密着させ、一定時間を維持した後に冷却すれば、凝固して接合される。
【０００７】
したがって、この方式は、パイプの接合に際して、パイプ母材を溶融させて接合させるもので、別の連結用ソケットが不要であるが、作業現場に運ぶのにはあまり重く、使用時に構造の複雑な熱融着機が必要である。
【０００８】
つぎに、一般連結用ソケットであって、連結用ソケットの内周面とパイプの外周面を同時に溶融させて接合する方法がある。すなわち、パイプの外周面と連結用ソケットの内週面を同時に加熱して、それぞれの面が同時に溶融するようにし、加熱が完了すれば、パイプの外周面に連結用ソケットの内週面を迅速に密着挿入し、この状態で冷却させるために、一定時間を維持する。
【０００９】
つぎに、電子式ソケット融着であって、連結用ソケットの内部に加熱コイルのような発熱体を挿入させて一体に射出成形したものである。加熱コイルとしては、ある程度の電気抵抗を維持する銅線または銅合金線またはニクロム線などを使用する。このような電子式連結用ソケットを製造するための代表的な方法としては、前記熱可塑性樹脂でコートした電気抵抗線または電気抵抗線の裸線をコイル形態に巻線し、端部に電気接続端子を連結した後、これを射出金型に挿入した状態で射出して一体化させる。このような方式で製造された電子式連結用ソケットを融着しようとするパイプに挿入した後、簡単な電源供給装置によって一定時間の間に通電を行うと、パイプの外周面と電子式連結用ソケットの内周面が同時に溶融して接合される。
【００１０】
前記及び以下では、電子式ソケット融着を電気融着方式という。
【００１１】
このような電気融着方式は継ぎ手管に主に使用されて来た。
【００１２】
現在、電気融着用継ぎ手管は、その作業の簡便性のため、使用者から好まれており、このような電気融着用継ぎ手管の発熱体としては多様な技術が開発されている。
【００１３】
一方、前記の技術の外にも、本明細書に引用する従来の技術として、大韓民国公開特許公報特第１０−２００２−００１２８０９号の“プリンティング（コーティング）された加熱回路による熱可塑性樹脂（ポリエチレン、ポリプロピレンなど）パイプの電子式融着シート”、大韓民国公開特許公報第１０−２００４−００６９６２２号の“合成樹脂管融着用発熱ブッシング”、大韓民国公開特許公報第１０−２００４−００９６７５７号の“合成樹脂管融着構造”、大韓民国公開特許公報第１０−２００５−０００３２３１号の“融着リングを用いる合成樹脂管の融着構造”などが知られている。
【００１４】
しかし、現在の電気融着用継ぎ手管は次のような問題がある。
【００１５】
（１）融着による接合の場合、その気密性ないし水密性を得るためには、溶融接合面に不純物があってはいけなく、不純物が存在する場合、その不純物は一種の境界層として作用し、境界層を介在する溶融物は互いに接合しないため、接合効率を低める要因になる。このような点に鑑みて、融着による接合に先立ち、溶融接合面に対して洗浄作業を行うが、微細な薄膜形態の不純物の場合には完全な洗浄が困る。
【００１６】
（２）融着による接合は、基本的に適正圧力が加えられる状態で圧着連結されることが作業上非常に重要な要素であるが（たとえば、バットフュージョン溶接方式の場合には、その融着部位を加圧密着して接合し、このための加圧作業を油圧または空圧で行う）、電気融着の場合、発熱体が継ぎ手管の内周面に挿入されているから、溶融による自然膨脹による圧力のみを利用することができるだけ、人為的な加圧を考慮することができなかった。
【００１７】
（３）また、自然膨脹による圧力を利用するためには、電気融着用継ぎ手管の内周面とこれに挿入される合成樹脂管の外周面の誤差が小さくなければならなく、このための精密加工の際に生産単価が上昇することになる。
【００１８】
【特許文献１】大韓民国公開特許公報特第１０−２００２−００１２８０９号
【特許文献２】大韓民国公開特許公報第１０−２００４−００６９６２２号
【特許文献３】大韓民国公開特許公報第１０−２００４−００９６７５７号
【特許文献４】大韓民国公開特許公報第１０−２００５−０００３２３１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明は前記のような従来技術の問題を解決するために、加圧部材の回転運動をネジ山によって直線運動に変換して、配管装置の配管連結部の内周面に備えられた発熱体を直接的にまたは間接的に加圧し、結果として発熱体によって溶融する溶融部が加圧されることにより、融着に必要な圧力を得るだけでなく、不純物による境界層を破壊して融着効率を高めることができる新規の電気融着用配管装置を提供しようとする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
前記の課題を解決するために、本発明は、他の合成樹脂管と連結されるための配管連結部が合成樹脂でなる配管装置において、前記連結部の周面に螺合のための連結部ネジ山が形成され、前記連結部の内周面に電気融着のためのリング状発熱体が備えられ、前記連結部ネジ山に螺合される螺合部及び前記螺合部の回転によって前進して前記リング状発熱体を加圧するようになった加圧部が形成される加圧部材を含んでなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
前記のように、本発明は、電気融着用配管装置の配管連結部に螺合される加圧部材の回転運動をネジ山によって直線運動に変化させて、配管連結部の内周面で発熱体によって溶融する溶融部を加圧して融着に必要な圧力を得るだけでなく、不純物による境界層を破壊して融着効率を高めることができる新規の電気融着用配管装置を提供する。
【００２２】
すなわち、本発明は、接合部位が高温で所定の圧力で圧着されながら融着されて冷却されたので、接合効率が非常に優秀である。
【００２３】
また、本発明は、溶融部が所定の圧力で圧着される課程で、融着部位の不純物による境界層が高温及びせん断力によって破壊されるので、不純物の境界層による接合性能の低下を防止することができる。
【００２４】
結果として、合成樹脂管の外径と配管装置連結部の内径の誤差許容範囲も広くして合成樹脂管と配管装置の製造費用も減らすことができるので、高品質の電気融着を経済的に提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の第１実施例によるその構成及び作用を詳細に説明する。
【００２６】
図１は本発明の第１実施例による電気融着用配管装置及び合成樹脂管の主要部品を分離して示す斜視図、図２は図１の電気融着用配管装置と合成樹脂管が電気融着される前の状態の電気融着用配管装置の配管連結部の断面図である。
【００２７】
図１に示す電気融着用配管装置１０は継ぎ手管である。
【００２８】
２本の合成樹脂管２０を連結するために、この継ぎ手管１０が利用されている。
【００２９】
したがって、継ぎ手管１０には少なくとも二つ以上の配管連結部１００が備えられ、前記配管連結部１００に他の合成樹脂管２０が連結される。もちろん、継ぎ手管１０の少なくとも配管連結部１００は合成樹脂でならなければならない。
【００３０】
配管連結部１００は、合成樹脂管２０が挿入できるように、内週面を形成している。
【００３１】
また、配管連結部１００の内周面には、挿入される合成樹脂管２０の一端を支持するように内側端１１０が形成されている。内側端１１０は、合成樹脂管２０が適切な深さに挿入されてその位置が決まるようにするためのものである。
【００３２】
配管連結部１００の端部に隣合う外周面には連結部ネジ山１２０が形成されている。前記連結部ネジ山１２０には、後述する加圧部材２００が螺合される。
【００３３】
もちろん、連結部ネジ山１２０は、場合によって配管連結部１００の内周面に形成されることもでき、あるいは連結部ネジ山１２０は、配管連結部１００の端部から離隔して形成されることもできる。
【００３４】
一方、配管連結部１００の内周面には電気融着のためのリング状発熱体３００が備えられる。前記リング状発熱体３００は電気接続端子４００に連結されており、電気接続端子４００を介して外部の電源が供給されれば、リング状発熱体３００が発熱する。リング状発熱体３００が発熱すれば、その周辺部が溶融する。
【００３５】
リング状発熱体とは、電気を通電すれば発熱するすべてのリング状の物体を言う。本実施例においては、発熱体として伝導性プラスチックを利用する。しかし、実施例によっては、金属発熱体を利用することもできる。
【００３６】
一方、配管連結部１００の端部に加圧部材２００が螺合される。
【００３７】
加圧部材２００は、外側に、配管連結部１００の端部に螺合するための雌ネジ山が形成された螺合部２２０が形成されており、また、加圧部材２００は、その内側に、配管連結部１００の内周面に挿入されて、リング状発熱体３００を直接的にあるいは間接的に加圧することになる加圧部２１０が形成されている。
【００３８】
また、加圧部材２００はその外部が全体的に六角ナットの形状を取って、加圧部材２００の回転操作を容易にする。
【００３９】
したがって、加圧部材２００を回転させれば、配管連結部１００と螺合した螺合部２２０が回転しながら前進することになり、前記螺合部２２０と一体に形成された加圧部材２００が同時に前進することになる。
【００４０】
以下、本発明の実施例の作用を説明する。
【００４１】
図２に示すように、電気融着用継ぎ手管１０及び合成樹脂管２０を配置した後、電気接続端子４００を電源供給装置（図示せず）と連結し、一定時間の間に通電を行えば、発熱体３００の発熱によって発熱体３００の周辺部（すなわち、配管連結部１００の内周面と合成樹脂管２０の外周面など、前記及び以下で“溶融部”という）の温度が上昇して溶融する。
【００４２】
この際、配管連結部の内周面と合成樹脂管の外周面は、その温度が上昇しながらガラス転移温度（Ｇｌａｓｓ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）を通して軟化点（Ｓｏｆｔｅｎｉｎｇ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）に到逹することになる。
【００４３】
このように、溶融部の温度が上昇して軟化点に到逹すれば、前記加圧部材２００を回転させ、これによって加圧部材２００が前進して直接的にあるいは間接的にリング状発熱体３００を加圧すれば、これにより溶融部が加圧され、溶融部が加圧される圧力は螺合部２２０の回転程度によって調節され、螺合部２２０の回転が停止すれば、その加圧力は一定に維持される。
【００４４】
その後、溶融部は、所定の圧力を受けた状態で溶融して、発熱体周辺の配管連結部の内周面と合成樹脂管の外周面が融着される。
【００４５】
実施例によっては、溶融部の温度が軟化点の以下あるいは以上の温度で溶融するようにした後、加圧部材２００を回転させて溶融部を加圧することができる。
【００４６】
このように、高温で所定の圧力で圧着されながら接合され、冷却した部位はその融着効率が非常に優れる。
【００４７】
また、溶融部が所定の圧力で圧着される課程で、融着部位（すなわち、配管連結部の内周面あるいは合成樹脂管の外周面）の不純物による境界層が高温及びせん断力によって破壊されることにより、不純物の境界層による接合性能の低下を防止することができる。
【００４８】
以下、本発明の第２実施例を説明する。
【００４９】
図３は本発明による第２実施例の電気融着用配管装置と合成樹脂管が電気融着される前の状態の電気融着用配管装置の配管連結部の断面図である。
【００５０】
本実施例においては、発熱体として一対のリング状発熱体３００を備える。
【００５１】
前記のように対になったリング状発熱体３００は、電気接続端子４００から供給される電源によって発熱する。
【００５２】
また、一対のリング状発熱体３００の間には、溶融のための合成樹脂材のリング状熔接用フィラー５００が備えられる。
【００５３】
リング状熔接用フィラー５００は配管連結部１００の融点より低い融点を有する合成樹脂材料であって、発熱体３００の温度上昇によって配管連結部１００より先に溶融して圧着されてから冷却されることにより、配管連結部１００と合成樹脂管２０を緊密に融着させることになる。
【００５４】
リング状熔接用フィラー５００は、両側に位置するリング状発熱体３００の電気的連結のために、内部に連結線５１０が備えられている。
【００５５】
このような一対のリング状発熱体３００とその間に備えられるリング状熔接用フィラー５００はそれぞれ個別的に製作されるかあるいは一体に製作されることができる。
【００５６】
以下、本発明の第３実施例を説明する。
【００５７】
図４は本発明による第３実施例の電気融着用配管装置と合成樹脂管が電気融着される前の状態の電気融着用配管装置の配管連結部の断面図である。
【００５８】
本実施例においては、配管連結部１００の内周面に連結部ネジ山１２０が形成されている。したがって、前記連結部ネジ山１２０に螺合されるための加圧部材２００の螺合部２２０は加圧部材２００の外周面に形成されている。
【００５９】
以下、本発明の第４実施例を説明する。
【００６０】
図５は本発明による第４実施例の電気融着用配管装置と合成樹脂管が電気融着される前の状態の電気融着用配管装置の配管連結部の断面図である。
【００６１】
本実施例においては、配管装置そのものに電気接続端子が備えられないようにする。
【００６２】
すなわち、配管連結部１００に電気接続端子用孔１３０が形成され、外部の電源供給装置の電気接続端子（図示せず）が前記電気接続端子用孔１３０に挿入されることにより、配管連結部１００の内周面に位置するリング状発熱体３００に電気を供給することができることになる。
【００６３】
一方、前記接続端子４００または／あるいは電気接続端子用孔１３０の配置は、発熱体の数によって多様な方式を考慮することができ、かつ複数の発熱体に電気を供給する場合、発熱体の回路構成を直列にまたは並列に選択するかによって、多様な構造を提案することができる。
【００６４】
また、電気接続端子あるいは電気接続端子用孔は、配管連結部あるいは加圧部材に備えられることができ、場合によっては、配管連結部と加圧部材との間、加圧部材と合成樹脂管との間などに備えられることもできる。
【００６５】
前記実施例らは、発熱体と溶融部はまったく別のものに説明されているが、発熱体自体が溶融する場合も想定することができる。
【００６６】
たとえば、発熱体を伝導性プラスチックで形成し、その伝導性プラスチックに電源を供給すれば、伝導性プラスチックが発熱体として利用されるだけでなく、伝導性プラスチック自体及びその周辺の合成樹脂が溶融するようにこの技術を適用することができる。
【００６７】
図６及び図７は、本発明の電気融着用配管装置がバルブ１０（図６参照）及び分岐ヘッダー１０（図７参照）に適用された形態を示すものである。
【００６８】
電気融着用バルブ１０は、配管内に備えられて配管内部を流れる流体の流れを開閉するかあるいはその流量を調節するために使用される。したがって、電気融着用配管装置１０には少なくとも二つ以上の配管連結部１００が備えられ、前記配管連結部１００に他の合成樹脂管２０が連結される。もちろん、電気融着のために、配管装置１０の少なくとも配管連結部１００は合成樹脂でならなければならない。
【００６９】
電気融着用分岐ヘッダー１０は、配管内に備えられ、配管連結部の一種である流入管に流入した流体を配管連結部の一種である複数の流出管に流して送るために使用される。図７の分岐ヘッダー１０は暖房用分岐ヘッダーの一種で、ボイラーなどから暖房水が流入する一つの流入管と複数の暖房水使用器具に暖房水を送るための多数の流出管が備えられている。したがって、電気融着用分岐ヘッダー１０には少なくとも二つ以上の配管連結部１００が備えられ、前記配管連結部１００に他の合成樹脂管２０が連結される。もちろん、電気融着のために、分岐ヘッダー１０の少なくとも配管連結部１００は合成樹脂でならなければならない。
【００７０】
このような構成において、配管連結部１００と合成樹脂管２０の連結構造は図２〜図５の構造が応用できる。
【００７１】
前記の実施例らは本発明の好ましい実施例であるだけ、本発明の技術的思想は本発明が属する技術分野の当業者によって多様に変形ないし修正されて実施できる。このような変形ないし修正が本発明の技術的思想を利用したら、これは本発明の範囲に属するものである。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は、ガス管、上水道管またはその他の用途に使用されている合成樹脂管を連結するための電気融着用配管装置、具体的には継ぎ手管、バルブ、分岐ヘッダーなどに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の第１実施例による電気融着用配管装置と合成樹脂管の主要部品を分離して示す斜視図である。
【図２】図１の電気融着用配管装置と合成樹脂管が電気融着される前の状態の電気融着用配管装置の配管連結部の断面図である。
【図３】本発明による他の実施例において、電気融着用配管装置と合成樹脂管が電気融着される前の状態の電気融着用配管装置の配管連結部の断面図である。
【図４】本発明による他の実施例において、電気融着用配管装置と合成樹脂管が電気融着される前の状態の電気融着用配管装置の配管連結部の断面図である。
【図５】本発明による他の実施例において、電気融着用配管装置と合成樹脂管が電気融着される前の状態の電気融着用配管装置の配管連結部の断面図である。
【図６】本発明が電気融着用配管装置において、バルブと分岐ヘッダーにそれぞれ適用された形態を示す図である。
【図７】本発明が電気融着用配管装置において、バルブと分岐ヘッダーにそれぞれ適用された形態を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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