KR101766353B1 - 스프링클러용 가요성 조립체 - Google Patents

Abstract

소방 설비(fire suppression system)의 가지 배관(branch line)에 스프링클러(sprinkler)를 연결하기 위한 조립체(assembly)는 가지 배관에 부착된 일 단부를 갖는 가요성 도관을 포함한다. 맞은편 단부는 스프링클러에 부착되어 있다. 어댑터는 도관과 스프링클러 사이에, 도관과 가지 배관 사이에, 또는 도관과 가지 배관 및 스프링클러 사이에 위치할 수 있다. 어댑터는 토크가 도관에 가해지는 것을 방지하는 회전 조인트(rotating joint)를 포함한다. 상기 조인트는 볼 조인트, 동일축 조인트, 또는 외부 슬리브(external sleeve)일 수 있다. 슬리브는 도관을 둘러싸면서 위치한다. 슬리브는 육각형 외부 표면을 가질 수 있고 토크가 도관에 가해지는 것을 방지하기 위해 도관을 중심으로 자유롭게 회전한다.

Description

스프링클러용 가요성 조립체{FLEXIBLE ASSEMBLY FOR SPRINKLERS}

본 발명은, 소방 설비(fire suppression system)의 가지 배관(branch line)에 스프링클러(sprinkler)를 연결하기 위한 가요성 조립체에 관한 것이다.

예를 들어, 사무실용 건물, 호텔, 창고, 및 개인 주택과 같은 구조물에 사용된 소방 스프링클러(fire suppression sprinkler)는, 가압 소방 유체(예를 들어, 물과 같은 액체, 또는 할론과 같은 기체)의 공급원에 연결된 라이저 파이프(riser pipe)를 포함하는 배관망(piping network)을 갖는다. 가지 파이프라인은 구조물의 각 층에서 라이저 파이프에 연결되고 각 층을 통해 뻗어 있어, 소방 유체는 가지 배관을 통해 각 층의 임의의 위치로 운반될 수 있다. 가지 배관은 일반적으로 각 층의 구조상 천장에 부착된 행거(hanger)에 매달려 있다. 화재 발생시 유체를 방출하도록 작용하는 스프링클러는 가요성 도관(flexible conduit)에 의해 가지 배관에 연결되어 있다. 가요성 도관의 사용은, 상기 도관이 스프링클러의 위치를, 각 층의 구조상 천장 아래에 매달려 있을 수 있는 장식용 천장에 대해, 측면과 수직 모두로, 용이하게 조절될 수 있도록 하기 때문에, 상당한 이점을 제공한다. 가요성 도관은 설치하는 동안의 시간을 절약하는데, 이는, 커플링과 파이프 세그먼트로 이루어진 강성 파이프 조립체를 기술자가 층의 각 스프링클러 헤드에 가지 배관을 연결하도록 설치할 필요성을 없애기 때문이다. 강성 파이프 조립체의 경우, 설계 또는 설치 상의 사소한 계산 착오는 미적으로, 그리고 기능적으로 허용될 수 없고, 재설계와 재설치를 필요로 한다.

비록 이점이 있지만, 소방 설비의 가지 배관에 스프링클러를 연결하는데 사용된 가요성 도관은 어느 정도의 단점을 갖는다. 예를 들어, 가요성 도관 사용시 발생하는 한 가지 불리한 점은 도관을 오버 토크(over-torquing)하는 문제이다. 스프링클러는 나사 형상 연결부(threaded connection)를 가질 수 있고, 이를 가요성 도관의 단부에 연결하는데 토크가 가해진다. 스프링클러를 설치하는 동안 도관에 부주의로 가해진 토크는, 예를 들어, 도관이 가지 배관에 연결된 피팅부(fitting)에서 누출이 일어나게 할 수 있다. 또한, 가지 배관과 스프링클러 사이의 상대적인 운동으로 인해 지진과 같은 지진 사건의 결과 가요성 도관에 토크가 가해질 수 있다. 가해진 토크가 가요성 도관에 손상을 입히면, 상기 가요성 도관이 누출되도록 하고, 이는, 지진으로 인해 화재가 발생한 장소에서 소방 유체가 상기 설비의 다른 부분에 도달하지 못하게 할 수 있다. 손상을 피하기 위해 가요성 도관에 토크를 가하는 것을 피하는 것이 유리하다. 알려져 있는 가요성 도관에 관한 불리한 점을 방지하는 가요성 조립체에 대한 필요성이 분명하게 존재한다.

본 발명은, 소방 설비의 가지 배관에 스프링클러를 연결하기 위한 조립체(assembly)에 관한 것이다. 일 실시예에서, 상기 조립체는, 가지 배관에 연결 가능한 제 1 단부와, 스프링클러에 연결 가능한 제 2 단부를 갖는 가요성 도관을 포함한다. 도관은 가지 배관과 스프링클러 사이에 유체 전달을 제공한다. 스프링클러를 도관에 부착하기 위해 스프링클러와 도관의 제 2 단부 사이에 어댑터(adapter)가 위치한다. 어댑터는 스프링클러와 도관 사이에 유체 전달을 제공하는 구멍(bore)을 갖는다. 어댑터는, 스프링클러에 부착 가능한 제 1 어댑터부와, 도관의 제 2 단부에 부착된 제 2 어댑터부를 갖는다. 제 1 어댑터부와 제 2 어댑터부는 서로 회전 가능하다.

일 실시예에서, 제 2 어댑터부는 도관의 제 2 단부에 부착된 관(tube)을 포함한다. 상기 관은 제 1 어댑터부의 구멍 안에 수용된다. 링 시일(ring seal)은 제 1 어댑터부와 제 2 어댑터부 사이에 유체가 새지 않는 연결을 이루기 위해 관의 외부 표면과 제 1 어댑터부의 구멍의 내부 표면 사이에 위치한다. 스플링트 링(split ring)은 관의 외부 표면과 제 1 어댑터부의 구멍의 내부 표면 사이에 위치한다. 스플리트 링은 관의 외부 표면에 위치한 바깥쪽으로 면하는 원주 그루브(circumferential groove) 내에 맞도록 치수가 조절된 내부를 갖는다. 스플리트 링은 제 1 어댑터부의 구멍의 내부 표면에 위치한 안쪽으로 면하는 원주 그루브 내에 맞도록 치수가 조절된 외부를 더 갖는다. 스플리트 링은 제 1 어댑터부와 제 2 어댑터부 사이의 상대적인 축방향 운동을 방지하지만, 상기 구멍과 동심의 세로축을 중심으로 제 1 어댑터부와 제 2 어댑터부 사이의 상대적인 운동을 허용한다.

다른 실시예에서, 제 1 어댑터부는 그 단부에 위치한 오목한 구면(spherical surface)을 포함한다. 오목한 구면은 구멍을 둘러싼다. 제 2 어댑터부는 구멍을 둘러싸는 볼록한 구면을 포함한다. 볼록한 구면은 제 2 어댑터부의 일 단부에 위치한다. 제 2 어댑터부의 맞은편 단부는 도관의 제 2 단부에 부착된다. 볼록한 구면은 오목한 구면 내에 맞아서 제 1 어댑터부와 제 2 어댑터부가 서로 회전할 수 있도록 한다. 상기 실시예는 또한 오목한 구면을 갖는 리테이너(retainer)를 갖는다. 리테이너는 제 2 어댑터부의 볼록한 구면을 둘러싸고 제 1 어댑터부에 부착된다. 제 2 어댑터부는 리테이너와 제 1 어댑터부 사이에 끼어있다.

또 다른 실시예에서, 제 2 어댑터는 도관을 가지 배관에 부착하기 위해 가지 배관과 도관의 제 1 단부 사이에 위치한다. 제 2 어댑터는 가지 배관과 도관 사이에 유체 전달을 제공하는 제 2 구멍을 갖는다. 제 2 어댑터는, 가지 배관에 부착 가능한 제 3 어댑터부와, 도관의 제 1 단부에 부착된 제 4 어댑터부를 갖는다. 제 3 어댑터부와 제 4 어댑터부는 서로 회전 가능하다.

일 실시예에서, 제 4 어댑터부는 도관의 제 1 단부에 부착된 제 2 관을 포함하고, 상기 제 2 관은 제 3 어댑터부의 제 2 구멍 안에 수용된다. 링 시일은 제 3 어댑터부와 제 4 어댑부 사이에 유체가 새지 않는 연결을 이루기 위해 제 2 관의 외부 표면과 제 2 구멍의 내부 표면 사이에 위치한다. 또한, 스플리트 링은 제 2 관의 외부 표면과 제 2 구멍의 내부 표면 사이에 위치한다. 스플리트 링은 제 2 관의 외부 표면에 위치한 바깥쪽으로 면하는 원주 그루브 내에 맞도록 치수가 조절된 내부를 갖는다. 스플리트 링은 제 2 구멍의 내부 표면에 위치한 안쪽으로 면하는 원주 그루브 내에 맞도록 치수가 조절된 외부를 더 갖는다. 스플리트 링은 제 3 어댑터부와 제 4 어댑터부 사이의 상대적인 축방향 운동을 방지하지만, 상기 제 2 구멍과 동심의 세로축을 중심으로 제 3 어댑터부와 제 4 어댑터부 사이의 상대 회전을 허용한다.

또 다른 실시예에서, 제 3 어댑터부는 그 단부에 위치한 오목한 구면을 포함한다. 오목한 구면은 제 2 구멍을 둘러싼다. 제 4 어댑터부는 제 2 구멍을 둘러싸고 그 일 단부에 위치한 볼록한 구면을 포함한다. 제 4 어댑터부의 맞은편 단부는 도관의 제 2 단부에 부착된다. 제 4 어댑터부의 볼록한 구면은 제 3 어댑터부의 오목한 구면 내에 맞아서 제 3 어댑터부와 제 4 어댑터부가 서로 회전할 수 있도록 한다. 상기 실시예는 또한 오목한 구면을 갖는 제 2 리테이너를 포함한다. 제 2 리테이너는 제 4 어댑터부의 볼록한 구면을 둘러싸고 제 3 어댑터부에 부착된다. 제 4 어댑터부는 제 2 리테이너와 제 3 어댑터부 사이에 끼어있다.

소방 설비의 가지 배관에 스프링클러를 연결하기 위한 조립체의 또 다른 실시예에서, 상기 조립체는, 가지 배관에 연결 가능한 제 1 단부와, 스프링클러에 연결 가능한 제 2 단부를 갖는 가요성 도관을 포함한다. 도관은 가지 배관과 스프링클러 사이에 유체 전달을 제공한다. 도관을 가지 배관에 부착하기 위해 스프링클러와 도관의 제 1 단부 사이에 어댑터가 위치한다. 어댑터는 가지 배관과 도관 사이에 유체 전달을 제공하는 구멍을 갖는다. 어댑터는, 가지 배관에 부착 가능한 제 1 어댑터부와, 도관의 제 1 단부에 부착된 제 2 어댑터부를 갖는다. 제 1 어댑터부와 제 2 어댑터부는 서로 회전 가능하다.

일 실시예에서, 제 2 어댑터부는 도관의 제 1 단부에 부착된 관을 포함한다. 상기 관은 제 1 어댑터부의 구멍 안에 수용된다. 링 시일(ring seal)은 제 1 어댑터부와 제 2 어댑터부 사이에 유체가 새지 않는 연결을 이루기 위해 관의 외부 표면과 제 1 어댑터부의 구멍의 내부 표면 사이에 위치한다. 스플링트 링(split ring)은 관의 외부 표면과 제 1 어댑터부의 구멍의 내부 표면 사이에 위치한다. 스플리트 링은 관의 외부 표면에 위치한 바깥쪽으로 면하는 원주 그루브 내에 맞도록 치수가 조절된 내부를 갖는다. 스플리트 링은 제 1 어댑터부의 구멍의 내부 표면에 위치한 안쪽으로 면하는 원주 그루브 내에 맞도록 치수가 조절된 외부를 더 갖는다. 스플리트 링은 제 1 어댑터부와 제 2 어댑터부 사이의 상대적인 축방향 운동을 방지하지만, 상기 구멍과 동심의 세로축을 중심으로 제 1 어댑터부와 제 2 어댑터부 사이의 상대적인 운동을 허용한다.

일 실시예에서, 제 1 어댑터부는 상기 어댑터부의 단부에 위치하고 구멍을 둘러싸는 오목한 구면을 포함한다. 제 2 어댑터부는 구멍을 둘러싸고 상기 어댑터부의 일 단부에 위치한 볼록한 구면을 포함한다. 제 2 어댑터부의 맞은편 단부는 도관의 제 2 단부에 부착된다. 볼록한 구면은 오목한 구면 내에 맞아서 제 1 어댑터부와 제 2 어댑터부가 서로 회전할 수 있도록 한다. 오목한 구면을 갖는 리테이너는 제 2 어댑터부의 볼록한 구면을 둘러싸고 제 1 어댑터부에 부착된다. 제 2 어댑터부는 리테이너와 제 1 어댑터부 사이에 끼어있다.

일 실시예에서, 제 2 어댑터는 도관을 스프링클러에 부착하기 위해 스프링클러와 도관의 제 2 단부 사이에 위치한다. 제 2 어댑터는 스프링클러와 도관 사이에 유체 전달을 제공하는 제 2 구멍을 갖는다. 제 2 어댑터는, 스프링클러에 부착 가능한 제 3 어댑터부와, 도관의 제 2 단부에 부착된 제 4 어댑터부를 갖는다. 제 3 어댑터부와 제 4 어댑터부는 서로 회전 가능하다.

일 실시예에서, 제 4 어댑터부는 도관의 제 2 단부에 부착된 관을 포함한다. 제 2 관은 제 3 어댑터부의 제 2 구멍 안에 수용된다. 링 시일은 제 3 어댑터부와 제 4 어댑터부 사이에 유체가 새지 않는 연결을 이루기 위해 제 2 관의 외부 표면과 제 3 어댑터부의 제 2 구멍의 내부 표면 사이에 위치한다. 스플링트 링은 제 2 관의 외부 표면과 제 3 어댑터부의 제 2 구멍의 내부 표면 사이에 위치한다. 스플리트 링은 제 2 관의 외부 표면에 위치한 바깥쪽으로 면하는 원주 그루브 내에 맞도록 치수가 조절된 내부를 갖는다. 스플리트 링은 제 3 어댑터부의 제 2 구멍의 내부 표면에 위치한 안쪽으로 면하는 원주 그루브 내에 맞도록 치수가 조절된 외부를 더 갖는다. 스플리트 링은 제 3 어댑터부와 제 4 어댑터부 사이의 상대적인 축방향 운동을 방지하지만, 제 2 구멍과 동심의 세로축을 중심으로 제 3 어댑터부와 제 4 어댑터부 사이의 상대적인 운동을 허용한다.

다른 실시예에서, 제 3 어댑터부는 상기 어댑터부의 단부에 위치하고 제 2 구멍을 둘러싸는 오목한 구면을 포함한다. 제 4 어댑터부는 제 2 구멍을 둘러싸고 상기 어댑터부의 일 단부에 위치한 볼록한 구면을 포함한다. 제 2 어댑터부의 맞은편 단부는 도관의 제 2 단부에 부착된다. 제 4 어댑터부의 볼록한 구면은 제 3 어댑터부의 오목한 구면 내에 맞아서 제 3 어댑터부와 제 4 어댑터부가 서로 회전할 수 있도록 한다. 제 2 리테이너는 오목한 구면을 갖는다. 제 2 리테이너는 제 4 어댑터부의 볼록한 구면을 둘러싸고 제 3 어댑터부에 부착된다. 제 4 어댑터부는 제 2 리테이너와 제 3 어댑터부 사이에 끼어있다.

다른 실시예에서, 조립체는, 가지 배관에 연결 가능한 제 1 단부와, 스프링클러에 연결 가능한 제 2 단부를 갖는 가요성 도관을 포함한다. 가요성 도관은 가지 배관과 스프링클러 사이에 유체 전달을 제공한다. 스프링클러를 가요성 도관에 부착하기 위해 스프링클러와 가요성 도관의 제 2 단부 사이에 어댑터가 위치한다. 슬리브(sleeve)는 어댑터에 인접한 가요성 도관의 일 부분을 동일축으로 둘러싼다. 슬리브와 도관은 서로 회전 가능하여, 슬리브를 통해 가요성 도관에 토크가 가해지는 것을 방지한다.

본 발명은, 소방 설비의 가지 배관에 스프링클러를 연결하기 위한 가요성 조립체를 제공하는 효과를 갖는다.

도 1은, 본 발명에 따른 소방 설비의 가지 배관에 스프링클러를 연결하기 위한 조립체의 일 실시예의 등각투상/부분 단면도.
도 1a는, 도 1에 도시된 조립체의 대안 실시예의 부분도.
도 2는, 본 발명에 따른 조립체의 일 실시예의 분해도.
도 3은, 도 2에 도시된 조립체의 실시예의 일 부분에 대한 분해 등각투상도.
도 4는, 도 3의 라인 4-4에서 취해진 부분 단면도.
도 5는, 본 발명에 따른 조립체의 일 실시예의 일 부분의 분해 등각투상도.
도 6은, 도 5에 도시된 조립체의 실시예의 일 부분의 분해 등각투상도.
도 7은, 도 6의 라인 7-7에서 취해진 부분 단면도.
도 8은, 본 발명에 따른 조립체의 일 실시예의 일 부분의 등각투상도.
도 9는, 본 발명에 따른 조립체의 일 실시예의 일 부분의 등각투상도.
도 10은, 도 9에 도시된 실시예의 부분 단면도.
도 11은, 본 발명에 따른 조립체의 일 실시예의 일 부분의 등각투상도.
도 12는, 도 11에 도시된 실시예의 부분 단면도.

도 1은, 소방 설비의 가지 배관(12)을 스프링클러(14)에 연결하기 위한 조립체(10)를 도시한다. 스프링클러는, 본 명세서에서 소방 유체를 방출하고, 스프링클러, 헤드, 노즐, 이미터(emitter) 등과 같은 품목을 포함하지만, 이에 제한되지 않는 (상기 품목이 개방되거나 닫히고 화재시 개방되든지) 임의의 장치로 정의되는 것에 주의한다. 조립체(10)는, 가지 배관(12)에 연결된 제 1 단부(18)와, 스프링클러(14)에 연결된 제 2 단부(20)를 갖는 가요성 도관(16)을 포함한다. 가지 배관(12)은, 이 예에서, 소방 설비가 건물의 구조상 천장(24)에 설치되어 있는 구조물의 일 부분에 부착된 파이프 행거(22)에 의해 지지된다. 가지 배관(12)은 물(미도시)과 같은 소방 유체의 가압 공급원과 유체가 통하는 라이저 파이프(26)에 연결된 많은 가지 배관 중 하나이다. 가요성 도관(16)의 제 2 단부(20)에 인접한 조립체(10)의 일 부분은, 구조상 천장(24)을 숨기도록 의도된 현가 천장(suspended ceiling) 또는 내림 천장(drop ceiling)(미도시)과 같은 장식용 천장을 지지하는 지지 레일(32) 사이에 뻗어있고 지지 레일(32) 위에 설치된 교차 빔(cross beam)(30) 위에 설치된 브래킷(bracket)(28)에 의해 맞물려 있다. 브래킷(28)은 여러 실시예를 갖는다. 즉, 도 1에 도시된 실시예는 본 명세서에 참조로 포함되어 있는 미국 특허 제 7,784,746호에 기재되어 있다. 브래킷(28)은 교차 빔(30)을 수용하기 위해 서로 이격되어 있는 후방 벽(back wall)(38)에 연결된 측벽(side wall)(34)을 포함한다. 브래킷(28)은 또한 상기 조립체(10)의 부분을 수용하는 U자형 개구(40)를 갖는다. 록킹 유닛, 이 예에서, 와이어 베일(wire bail)(42)은 측벽(34와 36)에 선회 가능하게 부착되고, 조립체를 교차 빔(30)에 부착하기 위해 상기 측벽과 연동한다. 도 1a는 미국 특허 제 7,735,787호에 기재되어 있는 다른 예의 브래킷(44)을 예시하고, 이는 본 명세서에 참조로 포함되어 있다. 브래킷(44)은, 교차 빔(30)을 수용하기 위해 서로 이격되어 후방 벽(50)에 각각 부착되어 있는 측벽(46과 48)을 포함한다. 브래킷(44)은 또한 조립체(10)의 부분을 수용하는 U자형 개구(52)를 갖는다. 록킹 유닛, 이 예에서, 핑거(finger)(54)는 측벽(46과 48)에 일 단부가 선회 가능하게 부착되어 있다. 반대편 단부는 선회 윙 넛 조립체(pivoting wing nut assembly)(55)에 의해 측벽(46과 48)에 고정되어 조립체를 교차 빔(30)에 부착한다.

도 2는 조립체(10)의 예시적인 실시예를 상세하게 예시하고, 상기 도면에서, 가요성 도관(16)은 부식에 견디는 가요성이면서 강한 유체 밀폐 부재를 제공하는 골진 스테인리스강 호스(corrugated stainless steel hose)(56)를 포함한다. 조립체(10)의 제 1 단부(18)에서, 도관(16){호스(56)}이 새들 피팅(saddle fitting)(58)에 연결된다. 새들 피팅은 개구를 통해 가지 배관(12)의 일 측을 밀봉 연결하는 새들(60)을 포함하고, 가지 배관(12)의 반대편 측을 둘러싸는 스트랩(62)에 의해 가지 배관에 부착되고, 새들(60)에 볼트 연결되어 있다. 도관(16)을 가지 배관(12)에 연결하기 위해, 어댑터를 사용하거나, 나사형 "T자(tee)" 피팅을 사용하는 직접 용접(direct welding)과 같은 여러 가지 수단이 또한 실행 가능하지만, 새들 피팅(58)의 사용은 이러한 다른 연결 수단에 비해 이점을 제공하는데, 이는, 가지 배관의 원하는 위치에 적절한 크기의 개구를 뚫고, 새들(60)을 상기 개구와 결합하며, 스트랩(62)을 상기 새들(60)에 볼트 결합하여 가지 배관(12)의 길이를 따라 어느 곳에나 새들 피팅이 설치될 수 있기 때문이다. 그래서, 새들 피팅(58)은 용접뿐만 아니라, 설계에서 연결 지점의 정확한 위치를 결정할 필요성을 제거하고, 설치자가 스프링클러(14)의 원하는 위치와 도관(16)의 길이에 관해서 가장 적합한 곳에 연결을 위치하도록 한다. 이러한 특징은 프로젝트의 설계 단계뿐만 아니라 설치하는 동안 시간을 절약하는데, 이는, 설계자가 시스템에서 많은 수의 T자형 피팅의 정확한 위치를 계산하고 명시할 필요가 없기 때문이고, 설계상의 명백한 오류는 설치하는 동안 피할 수 있는데, 이는, 설치자가 T자형 피팅이 위치한 곳에서 연결을 수행하려고 강요되지 않고 더 큰 동작의 자유가 허용되기 때문이다.

도 2의 분해도를 다시 참조하면, 스프링클러(14)에 대한{뿐만 아니라, 새들 피팅(58)을 통해 가지 배관(12)에 대한} 도관(16)의 연결은 회전 가능한 어댑터(64)에 의해 이루어질 수 있다. 도 3과 4에 상세하게 도시된 바와 같이, 예시적인 어댑터(64)는 스프링클러(14)와 도관(16) 사이에 위치한다. 어댑터(64)는 세로 구멍(longitudinal bore)(66)을 갖고, 스프링클러(14)에 부착 가능한 제 1 어댑터부(68)와, 도관(16)의 단부(20)에 부착된 제 2 어댑터부(70)로 형성된다. 상기 예에서, 어댑터부(68)에 대한 스프링클러(14)의 부착은, 스프링클러(14)의 적합한 외부 나사 형성부(screw thread)(74)를 수용하는 일 단부에서 내부 나사 형성부(72)(예를 들어, NPT 나사형성부)를 사용하여 이루어진다. 브레이징(brazing), 용접(welding), 납땜(soldering), 및 무나사 연결(threadless connection){보요넷 마운트(boyonet mount)와 같은}과 같은 다른 부착 수단이 또한 물론 사용 가능하다.

어댑터부(68과 70)는 구멍(66)과 동심의 세로 축(74)을 중심으로 서로 회전 가능하다. 어댑터부가 서로 회전 가능하도록 하여, 예를 들어, 어댑터에 스프링클러(14) 부착시, 또는 브래킷이나 다른 지지체(도 1 참조)에 어댑터 설치시, 축(74)을 중심으로 도관(16)에 토크를 가하는 것뿐만 아니라, 진동성 활동이나 진동에 의한 토크가 방지된다.

도 4에 상세하게 도시된 바와 같이, 어댑터부(68과 70) 사이의 상대 회전은 스플리트 링(76)을 사용하여 허용된다. 제 2 어댑터부(70)는 도관(16)의 단부(20)에 부착된 관(tube)(78)을 포함한다. 제 1 어댑터부(68)의 구멍(bore)(66)은 상기 관(78)을 수용하도록 치수가 조절된다. 상업적으로는 "스냅 링(snap ring)"으로 알려져 있는 스플리트 링은 어댑터부 사이의 상대적인 축 운동을 방지하여, 도관(16)을 스프링클러(14)에 결합하면서, 상기 부품 사이의 상대 회전을 허용하는데 사용된다. 스플리트 링(76)은 관(78)의 외부 표면(84)에 위치한 바깥쪽으로 면하는 원주 그루브(82) 내에 맞도록 치수가 조절된 내부(80)를 갖는다. 스플리트 링(76)은 제 1 어댑터부(68)의 내부 표면(90)에 위치한 안쪽으로 면하는 원주 그루브(88) 내에 맞도록 치수가 조절된 외부(86)를 더 갖는다. 스플리트 링(76)과 원주 그루브(82와 88) 사이의 결합은 어댑터부(68과 70) 사이의 상대 회전을 막지 않지만, 상대적인 축방향 운동을 방지한다. 상기 링(76)이 분할되어 있다는 사실은, 스플리트 링에 대해 잘 이해되는 바와 같이 링의 자유 단부를 서로 향하거나 멀어지도록 힘을 가하여 링이 더 작거나 더 큰 직경으로 압축 또는 팽창되도록 한다. 이는, 링 부분이 어댑터부의 원주 그루브로부터 분리되도록 하여, 스플리트 링에 대해 잘 이해되는 바와 같이 어댑터부(68과 70)의 조립과 분해를 허용한다. 하나 이상의 링 시일(92), 예를 들어, 탄성 O-링은, 어댑터부 사이의 유체가 새지 않는 연결을 이루기 위해 관(78)의 외부 표면(84)과 어댑터부(68)의 내부 표면(90) 사이에 위치한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 예시적인 회전 가능한 어댑터(64)는 도관(16)과 스프링클러(14) 사이에 사용되고/사용되거나 도관(16)과 새들 피팅(58)(또는 이와 다른 부착 수단) 사이에 사용될 수 있다.

도 5 내지 7은 회전 가능한 어댑터(94)의 다른 예를 예시하는데, 이 예는 임의의 축을 중심으로 부과된 비틀림 힘(torsional force)으로부터 도관(16)을 분리하기 위해 사용될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 어댑터(94)는 스프링클러(14)와 도관(16) 사이에 위치하고/위치하거나 도관과 가지 배관에 대한 부착 수단{이 예에서는 새들 피팅(58)} 사이에 위치할 수 있다. 스프링클러(14)를 도관(16)에 부착하기 위해 도 6과 7에 상세히 도시된 바와 같이, 회전 가능한 어댑터(94)는 일 단부에 위치하여 구멍(100)을 둘러싸는 오목한 구면(98)을 갖는 제 1 어댑터부(96)를 포함한다. 스프링클러(14)는 제 1 어댑터부(96)의 대향 단부에 설치될 수 있다. 제 2 어댑터부(102)는, 일 단부에, 구멍(100)을 둘러싸는 볼록한 구면(104)을 갖는다. 어댑터부(102)의 대향 단부는 도관(16)에 부착되어 있다. 볼록한 구면(104)은 어댑터부(96)의 오목한 구면(98) 내에 맞도록 치수가 조절되어, 임의의 세 개의 상호 수직인 축을 중심으로 어댑터부 사이에서 상대 회전을 허용하는 볼 조인트(ball joint)를 생성하여, 스프링클러와 가지 배관 사이의 상대적인 운동에 의해 부과된 임의의 비틀림 힘뿐만 아니라, 예를 들어, 스프링클러 설치시 또는 조립체가 지지체 위에 장착시, 스프링클러 또는 어댑터부(96)에 가해진 힘으로부터 도관(16)을 분리한다. 어댑터부(96과 102)는 리테이너(106)에 의해 결합된다. 리테이너(106)는 제 2 어댑터부(102)의 볼록한 구면(104)을 둘러싸는 오목한 구면(108)을 갖는다. 리테이너는 제 1 어댑터부(96)에 부착된다. 도 7에 도시된 예에서, 리테이너는 스크류 나사(screw thread)(112)를 이용하여 제 1 어댑터부(96)를 결합시키는 넛(nut)(110)을 포함한다. 다른 부착 수단도 가능하다. 어댑터(94)의 유체가 새지 않는 것을 보장하기 위해 시일(seal)(114)이 제 2 어댑터부(102)와 리테이너(106) 사이에 위치할 수 있고 다른 시일(116)이 리테이너(106)와 제 1 어댑터부(96) 사이에 위치할 수 있다. 시일은 O-링과 같은 탄성 링일 수 있다.

도 8은, 어댑터(117)에 인접한 가요성 도관(16)의 일 부분을 동일 축으로 둘러싸는 슬리브(115)를 포함하는 다른 예의 조립체 실시예를 도시한다. 어댑터(117)는 이 예에서 어댑터의 일 단부에 위치한 유니온 피팅(union fitting)(118)에 의해 도관(16)에 연결되고, 부착을 실행하기 위해 타 단부의 내부 나사형성부(internal thread)(120)로 스프링클러의 외부 나사형성부(external thread)(미도시)를 수용한다. 슬리브(115)는 스테인리스강과 같은 내구성이 있는 재료로 제조될 수 있고, 도 1에 도시된 브래킷(28)과 같은 장착 브래킷(mounting bracket)에 의해 쉽게 포획되도록 하는 복수의 바깥쪽으로 면한 편평한 표면(122)을 가질 수 있다. 도 8에 도시된 예시적인 슬리브에는, 육각형의 슬리브 단면을 형성하는 6개의 편평한 표면(122)이 존재한다.

도 8에 도시된 실시예에서, 슬리브(115)는 세로로 연장된 제 2 에지(128)와 면하는 세로로 연장된 제 1 에지(126)를 갖는 스플리트 단일체(split unitary body)(124)로 형성된다. 에지(126과 128)는 갭(130)을 한정하기 위해 서로 이격될 수 있다. 이러한 구성은 슬리브(115)가 반경 방향으로 수축하는 능력을 갖는 콜릿(collet)으로 작용할 수 있도록 한다. 이 실시예에서, 슬리브(115)는 도관(16)을 중심으로 자유롭게 회전할 수 있지만, 축방향 운동은 한 쌍의 고정된 반경 방향으로 돌출한 쇼울더(fixed radially projecting shoulder)(132와 134)에 의해 방지된다. 쇼울더(132)는 슬리브(115)와 어댑터(117) 사이에 위치한 도관(16) 위에 장착되고, 쇼울더(134)는 쇼울더(132)로부터 슬리브의 맞은편 단부에 위치한다. 쇼울더(132와 134)는 도관(16)으로부터 반경 방향으로 바깥쪽으로 돌출하고, 슬리브의 단부를 결합시켜 상기 쇼울더 사이에 슬리브(115)를 포획한다.

도 9와 10은 골진 외부 표면(138)을 갖는 가요성 도관(16)에 장착된 슬리브(136)를 갖는 다른 조립체 실시예를 예시한다. 골진 외부 표면은 나선형으로 뻗어있고 중앙 공간(144)을 한정하는 복수의 마루(crest)(140)와 골(trough)(142)로 이루어진다. 도 10에 도시된 바와 같이, 슬리브(136)는, 나선형으로 뻗어있고 가요성 도관(16)의 골진 외부 표면(138)의 마루(140)와 골(142) 내에 맞도록 치수와 간격이 조절된 복수의 마루(148)와 골(150)을 포함하는 골진 안쪽으로 면하는 표면(146)을 갖는다. 슬리브(136)의 마루 및 골과 도관(16) 사이의 결합은 도관에 관해서 슬리브의 축방향 슬라이딩 운동을 방지하지만, 도관(16)에 관하여 슬리브(136)의 회전에 대한 스크류 작용은 슬리브가 도관을 따라 요구된 바와 같이 위치되도록 하여 스프링클러(미도시)는 슬리브(136)가 브래킷(28)(도 1 참조)과 같은 지지체에 의해 수용시 장식용 천장(decorative ceiling)에 대해 적절한 위치에 위치한다. 슬리브(136)와 도관(16)의 골진 표면(138) 사이의 나사 결합(threaded engagement)은, 슬리브에 대한 도관의 큰 축방향 운동 없이, 슬리브에 대한 도관의 제한된 회전을 허용한다 {이에 따라, 도관(16)에 토크가 가해지는 것을 방지함}. 도 9의 예시적인 실시예에서, 어댑터(152)는 유니온 피팅(154)에 의해 도관(16)에 연결되고, 상기 어댑터는 스프링클러의 외부 나사형성부를 수용하기 위해 내부 나사형성부(156)를 갖는다.

도 11과 12에 도시된 다른 조립체 실시예에서, 도관(16)의 골진 표면(138)을 형성하는 마루와 골(140과 142)은 나사형으로 배열되지 않지만, 원주방향으로 뻗어있고 중앙 공간(144)을 한정한다. 상기 실시예에서, 슬리브(158)는 슬리브 내부 표면(164) 둘레에 원주형으로 뻗어있는 복수의 마루(160)와 골(162)을 또한 갖는다. 슬리브(158)의 마루(160)와 골(162)은 도관(16)의 마루(140)와 골(142)을 결합하도록 치수와 간격이 조절되어, 도관(16)에 대하여 슬리브(158)의 축방향 슬라이딩 운동을 방지하면서, 두 개의 부품 사이의 상대적인 회전 운동을 허용한다. 이 실시예에서, 슬리브(158)는 갭(166)으로 증명된 바와 같이 분할되어 있다 (도 11 참조). 이는, 마루와 골을 도관(16)의 골과 마루에서 분리하도록 슬리브를 바깥쪽으로 탄성 변형하고, 도관을 따라 슬리브를 원하는 위치로 이동한 다음, 슬리브를 해제하여 슬리브(158)가 도관을 따라 축방향으로 위치하도록 하고, 그 탄력성에 의해 마루와 골을 결합하는 변형되지 않은 모양으로 복귀될 수 있도록 한다.

본 명세서에 제공된 실시예는 예를 통해 유니온 조인트를 나타내고, 고정 NPT 스프링클러 아웃렛, 선회 스프링클러 아웃렛(swivel sprinkler outlet) 뿐만 아니라, NPT 어댑터와 같은 다른 유형의 연결장치(connection)가 본 발명에 기재된 조립체와 사용하는데 또한 적합하다.

본 발명에 따른 소방 설비의 가지 배관에 스프링클러를 연결하기 위한 조립체는 종래 기술에 비해 많은 이점을 제공할 것이다. 조립체는 가지 배관에 설치하는데 용이하고, 스프링클러의 최종 위치의 상당한 조절 가능성을 제공하여, 설계 및 설치 작업을 간소화한다. 회전 가능한 어댑터 또는 슬리브에 의해 제공된 회전 자유도 때문에 조립체에 오버 토크를 가하는 것이 훨씬 더 어렵고, 이는, 설치시 또는 지진이 일어나는 동안 손상에 대해 상당히 감소한 포텐셜이 생기게 한다. 또한, 조립체는 유닛으로서 압력 손실 시험을 받을 수 있고 (스프링클러가 설치되거나 설치되지 않고), 이에 따라, 조립체의 각 구성 요소에 대한 동일 길이의 합으로 동일 길이를 계산하는 것에 의지하는 대신 시스템 설계자에게 헤드 손실(head loss)을 나타내는 하나의 동일한 길이 수를 제공한다. 이는 수압 계산의 정확성을 향상시켜야만 한다. 게다가, 스프링클러 헤드를 포함하는 전체 조립체는 K-인자 시험될 수 있고, 이는 정확성이 증가한 단순화된 단일 K-인자 수를 제공하고, K-인자는 노즐에서 압력의 제곱근의 함수로 노즐의 유속을 결정하는데 사용된 비례 상수이다.

본 명세서에 기재된 예시적인 조립체 실시예가 소방 설비를 배경으로 기술되었지만, 상기 설명은 단지 예이고, 본 명세서에 기재된 조립체 실시예는 순환수식 시스템(hydronic system)과 같이, 불필요하고 잠재적으로 손상을 입히는 토크로부터 분리하고자 하는 가요성 도관에 의해 유체가 운반되는 다른 시스템에도 또한 사용될 수 있음을 이해해야 한다.

Claims (33)

1. 소방 설비의 가지 배관에 스프링클러를 연결하기 위한 조립체에 있어서,
   상기 가지 배관에 연결 가능한 제 1 단부와 상기 스프링클러에 연결 가능한 제 2 단부를 갖는 가요성 도관으로서, 상기 가요성 도관은 골진 외부 표면을 갖고, 상기 골진 외부 표면은 원주 방향으로 뻗어있고 중앙 공간을 한정하는 복수의 제 1 마루(crest) 및 골(trough)을 포함하며, 상기 가요성 도관은 상기 가지 배관과 상기 스프링클러 사이에 유체 전달을 제공하는, 상기 가요성 도관;
   상기 스프링클러를 상기 가요성 도관에 부착하기 위해 상기 가요성 도관의 상기 제 2 단부에 설치된 어댑터;
   상기 어댑터에 인접한 상기 가요성 도관의 일 부분을 동일축으로 둘러싸는 슬리브로서, 상기 슬리브는 상기 제 1 마루 및 골 내에 맞도록 이격되고 원주방향으로 뻗어있는 복수의 제 2 마루 및 골을 포함하는 안쪽으로 면하는 골진 표면을 가져서, 상기 도관에 대한 상기 슬리브의 축방향 슬라이딩 운동을 방지하고, 상기 슬리브와 상기 가요성 도관은 서로 회전 가능하여 상기 슬리브를 통해 상기 가요성 도관에 토크가 가해지는 것을 방지하는, 상기 슬리브;
   브래킷 상에 이동 가능하게 설치된 록킹 유닛 및 상기 슬리브를 수용하는 개구를 갖는 브래킷으로서, 상기 록킹 유닛은 상기 개구 내에 상기 슬리브를 맞물리게 하여 보유하는, 상기 브래킷; 및
   상기 브래킷을 상기 가지 배관에 대해 고정하기 위해 상기 브래킷에 수용되는 교차 빔
   을 포함하는, 조립체.
2. 제 1항에 있어서, 상기 슬리브는 복수의 편평한 바깥쪽으로 면하는 표면을 포함하는, 조립체.
3. 제 2항에 있어서, 상기 슬리브는 육각형 단면을 형성하는 여섯 개의 편평한 바깥쪽으로 면하는 표면을 포함하는, 조립체.
4. 제 1항에 있어서, 상기 슬리브는 세로로 연장된 제 1 에지, 및 세로로 연장된 상기 제 1 에지와 면하여 있는 세로로 연장된 제 2 에지를 갖는 단일체를 포함하는, 조립체.
5. 제 1항에 있어서, 세로로 연장된 상기 제 1 에지는, 사이에 간격을 한정하기 위해, 세로로 연장된 상기 제 2 에지와 이격되어 위치하는, 조립체.
6. 제 1항에 있어서, 상기 브래킷은 U자형 개구를 한정하기 위해 간격을 두고 서로 부착된 복수의 측벽을 포함하는, 조립체.
7. 제 6항에 있어서, 상기 록킹 유닛은 상기 브래킷에 선회 가능하게 부착된 와이어 베일로 구성되는, 조립체.
8. 제 6항에 있어서, 상기 록킹 유닛은 상기 브래킷에 선회 가능하게 부착된 핑거(finger)로 구성되는, 조립체.
9. 소방 설비의 가지 배관에 스프링클러를 연결하기 위한 조립체에 있어서,
   상기 가지 배관에 연결 가능한 제 1 단부와 상기 스프링클러에 연결 가능한 제 2 단부를 갖는 가요성 도관으로서, 상기 가요성 도관은 골진 외부 표면을 갖고, 상기 골진 외부 표면은 나선형으로 뻗어있고 중앙 공간을 한정하는 복수의 제 1 마루 및 골을 포함하며, 상기 가요성 도관은 상기 가지 배관과 상기 스프링클러 사이에 유체 전달을 제공하는, 상기 가요성 도관;
   상기 스프링클러를 상기 가요성 도관에 부착하기 위해 상기 가요성 도관의 상기 제 2 단부에 설치된 어댑터;
   상기 어댑터에 인접한 상기 가요성 도관의 일 부분을 동일축으로 둘러싸는 슬리브로서, 상기 슬리브는 상기 제 1 마루 및 골 내에 맞도록 이격되고 나선형으로 뻗어있는 복수의 제 2 마루 및 골을 포함하는 안쪽으로 면하는 골진 표면을 가져서, 상기 도관에 대한 상기 슬리브의 축방향 슬라이딩 운동을 방지하고, 상기 슬리브와 상기 가요성 도관은 서로 회전 가능하여 상기 슬리브를 통해 상기 가요성 도관에 토크가 가해지는 것을 방지하는, 상기 슬리브;
   브래킷 상에 이동 가능하게 설치된 록킹 유닛 및 상기 슬리브를 수용하는 개구를 갖는 브래킷으로서, 상기 록킹 유닛은 상기 개구 내에 상기 슬리브를 맞물리게 하여 보유하는, 상기 브래킷; 및
   상기 브래킷을 상기 가지 배관에 대해 고정하기 위해 상기 브래킷에 수용되는 교차 빔
   을 포함하는, 조립체.
10. 제 9항에 있어서, 상기 슬리브는 복수의 편평한 바깥쪽으로 면하는 표면을 포함하는, 조립체.
11. 제 10항에 있어서, 상기 슬리브는 육각형 단면을 형성하는 여섯 개의 편평한 바깥쪽으로 면하는 표면을 포함하는, 조립체.
12. 제 9항에 있어서, 상기 슬리브는 세로로 연장된 제 1 에지, 및 세로로 연장된 상기 제 1 에지와 면하여 있는 세로로 연장된 제 2 에지를 갖는 단일체를 포함하는, 조립체.
13. 제 12항에 있어서, 세로로 연장된 상기 제 1 에지는, 사이에 간격을 한정하기 위해, 세로로 연장된 상기 제 2 에지와 이격되어 위치하는, 조립체.
14. 제 9항에 있어서, 상기 브래킷은 U자형 개구를 한정하기 위해 간격을 두고 서로 부착된 복수의 측벽을 포함하는, 조립체.
15. 제 14항에 있어서, 상기 록킹 유닛은 상기 브래킷에 선회 가능하게 부착된 와이어 베일로 구성되는, 조립체.
16. 제 14항에 있어서, 상기 록킹 유닛은 상기 브래킷에 선회 가능하게 부착된 핑거로 구성되는, 조립체.
17. 소방 설비의 가지 배관에 스프링클러를 연결하기 위한 조립체에 있어서,
    상기 가지 배관에 연결 가능한 제 1 단부와 상기 스프링클러에 연결 가능한 제 2 단부를 갖는 가요성 도관으로서, 상기 가요성 도관은 상기 가지 배관과 상기 스프링클러 사이에 유체 전달을 제공하는, 상기 가요성 도관;
    상기 스프링클러를 상기 가요성 도관에 부착하기 위해 상기 스프링클러와 상기 가요성 도관의 상기 제 2 단부 사이에 위치하는 어댑터;
    상기 어댑터에 인접한 상기 가요성 도관의 일 부분만을 동일축으로 둘러싸는 슬리브로서, 상기 슬리브와 상기 가요성 도관은 서로 회전 가능하여 상기 슬리브를 통해 상기 가요성 도관에 토크가 가해지는 것을 방지하는, 상기 슬리브;
    상기 슬리브와 상기 어댑터 사이에서 상기 가요성 도관 상에 고정되게 설치된 제 1 쇼울더(shoulder)로서, 상기 제 1 쇼울더는 상기 가요성 도관으로부터 반경방향으로 바깥쪽으로 돌출한, 상기 제 1 쇼울더; 및
    상기 가요성 도관 상에 고정되게 설치되고 상기 제 1 쇼울더로부터 상기 슬리브의 맞은편 단부에 위치하는 제 2 쇼울더로서, 상기 제 2 쇼울더는 상기 가요성 도관으로부터 반경방향으로 바깥쪽으로 돌출하고, 상기 슬리브는 상기 제 1 쇼울더와 상기 제 2 쇼울더 사이에 끼어있는, 상기 제 2 쇼울더
    를 포함하는, 조립체.
18. 제 17항에 있어서, 상기 슬리브는 복수의 편평한 바깥쪽으로 면하는 표면을 포함하는, 조립체.
19. 제 18항에 있어서, 상기 슬리브는 육각형 단면을 형성하는 여섯 개의 편평한 바깥쪽으로 면하는 표면을 포함하는, 조립체.
20. 제 17항에 있어서, 상기 슬리브는 세로로 연장된 제 1 에지, 및 세로로 연장된 상기 제 1 에지와 면하여 있는 세로로 연장된 제 2 에지를 갖는 단일체를 포함하는, 조립체.
21. 제 20항에 있어서, 세로로 연장된 상기 제 1 에지는, 사이에 간격을 한정하기 위해, 세로로 연장된 상기 제 2 에지와 이격되어 위치하는, 조립체.
22. 소방 설비의 가지 배관에 연결 가능한 스프링클러 조립체에 있어서,
    스프링클러;
    상기 가지 배관에 연결 가능한 제 1 단부와 상기 스프링클러에 연결 가능한 제 2 단부를 갖는 가요성 도관으로서, 상기 가요성 도관은 상기 가지 배관과 상기 스프링클러 사이에 유체 전달을 제공하는, 상기 가요성 도관;
    상기 스프링클러를 상기 가요성 도관에 부착하기 위해 상기 스프링클러와 상기 가요성 도관의 상기 제 2 단부 사이에 위치하는 어댑터;
    상기 어댑터에 인접한 상기 가요성 도관의 일 부분만을 동일축으로 둘러싸는 슬리브로서, 상기 슬리브와 상기 가요성 도관은 서로 회전 가능하여 상기 슬리브를 통해 상기 가요성 도관에 토크가 가해지는 것을 방지하는, 상기 슬리브;
    상기 슬리브와 상기 어댑터 사이에서 상기 가요성 도관 상에 고정되게 설치된 제 1 쇼울더(shoulder)로서, 상기 제 1 쇼울더는 상기 가요성 도관으로부터 반경방향으로 바깥쪽으로 돌출한, 상기 제 1 쇼울더; 및
    상기 가요성 도관 상에 고정되게 설치되고 상기 제 1 쇼울더로부터 상기 슬리브의 맞은편 단부에 위치하는 제 2 쇼울더로서, 상기 제 2 쇼울더는 상기 가요성 도관으로부터 반경방향으로 바깥쪽으로 돌출하고, 상기 슬리브는 상기 제 1 쇼울더와 상기 제 2 쇼울더 사이에 끼어있는, 상기 제 2 쇼울더
    를 포함하는, 스프링클러 조립체.
23. 제 22항에 있어서, 상기 슬리브는 복수의 편평한 바깥쪽으로 면하는 표면을 포함하는, 스프링클러 조립체.
24. 제 23항에 있어서, 상기 슬리브는 육각형 단면을 형성하는 여섯 개의 편평한 바깥쪽으로 면하는 표면을 포함하는, 스프링클러 조립체.
25. 제 22항에 있어서, 상기 슬리브는 세로로 연장된 제 1 에지, 및 세로로 연장된 상기 제 1 에지와 면하여 있는 세로로 연장된 제 2 에지를 갖는 단일체를 포함하는, 스프링클러 조립체.
26. 제 25항에 있어서, 세로로 연장된 상기 제 1 에지는, 사이에 간격을 한정하기 위해, 세로로 연장된 상기 제 2 에지와 이격되어 위치하는, 스프링클러 조립체.
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