KR101773098B1 - 스프링클러 헤드용 스프링시트 변형방지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 천장에 설치되어 화재 발생 시 소화액을 사방으로 살수하는 스프링클러 헤드(sprinkler head)용 스프링시트 변형방지장치에 관한 것으로, 스프링클러의 헤드를 조립하는 과정에서 과잉 체결로 인해 스프링시트가 변형됨에 따른 누수현상을 근본적으로 해소할 수 있도록 한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 바디(2)의 오리피스부(2b)에 형성된 요입홈(2c)에 스프링시트(3)를 조립하여 오리피스부(2b)에 의해 스프링시트(3)를 가압하여 스프링시트(3)의 조립하중을 조절하는 것에 있어서, 상기 바디(2)의 오리피스부 높이(H)를 디플렉터(20)의 상면으로부터의 높이(h)보다 높게 설정하고 오리피스부(2b)에 형성된 요입홈(2c)의 깊이(d)는 인너 로딩 플레이트(9)의 저면이 디플렉터(20)의 저면에 닿도록 헤드(100)를 조립하였을 때 스프링시트(3)의 최대유효하중이 최대치가 되는 깊이로 설정된 것을 특징으로 한다.

Description

스프링클러 헤드용 스프링시트 변형방지장치{Device for Preventing the Strain of Spring Seat for Sprinkler Head}

본 발명은 천장에 설치되어 화재 발생 시 소화액을 사방으로 살수하는 스프링클러 헤드(sprinkler head)에 관한 것으로서, 좀더 구체적으로는 스프링클러의 헤드를 조립하는 과정에서 과잉 체결로 인해 스프링시트가 변형됨에 따른 누수현상을 근본적으로 해소할 수 있도록 하는 스프링클러 헤드용 스프링시트 변형방지장치에 관한 것이다.

일반적으로, 스프링클러 설비는 화재발생 시 소화액을 이용하여 화재를 초기 진압하는 설비로서, 화재발생 시 이를 자동으로 감지하여 소화함과 동시에 경보기능을 가지므로 오 동작하는 경우가 적어 백화점, 시장, 호텔, 병원 등 많은 사람이 밀집되는 대규모 건물에 의무적으로 설치하도록 규정하고 있다.

상기 스프링클러 설비는 작동방법에 따라 습식(Wet system), 건식(Dry system), 일제살수식(一齊撒水式 : Deluge system)으로 대별되고, 감응속도에 따라 표준반응형과 조기반응형으로 대별된다.

이러한 스프링클러는 화재 발생으로 천장 부근의 온도가 일정 온도 이상으로 상승하면 자동으로 작동되도록 설계되어 있으나, 스프링클러 헤드의 종류 및 부착 위치, 방수량에 대해서는 건물의 종류와 내장(內裝)의 정도에 따라서 소방법으로 규정하고 있다.

도 1 및 도 2는 종래의 플러쉬타입 스프링클러 헤드를 나타낸 종단면도로써, 가지관(1)에 나사 결합되는 바디(2)의 중심부에 출수구(2a)가 형성되어 있고 상기 바디의 저면에는 통상의 상태에서 출수구를 폐쇄하는 디플렉터(4)가 스프링시트(3)에 의해 기밀을 유지하며 설치되어 있는데, 상기 디플렉터(4)의 바깥 둘레에는 분사공간(4a)이 형성되어 있고 하부 중심부에는 세트스크류(5)가 나사 결합되어 있다.

이때, 출수구(2a)의 유로를 폐쇄하는 스프링시트(3)의 표면에는 기밀을 유지하도록 테프론(도시는 생략함)이 코팅되어 있다.

상기 바디(2)에는 프레임(6)이 나사 결합되어 있는데, 상기 프레임(6)의 하부 중심에 형성된 관통공의 내 측 둘레 면에는 리테이닝 링(7)의 반지름보다 깊이가 얕으며 상, 하향 경사면이 구비된 수용공간(8)이 형성되어 있다.

상기 디플렉터(4)의 직하방에는 세트스크류(5)의 회전에 따라 플랜지가 수용공간(8)에 위치된 리테이닝 링(7)에 하중을 가하는 인너 로딩 플레이트(9)가 설치되어 있고 상기 인너 로딩 플레이트(9)의 직하방에는 리테이닝 링(7)의 일부가 수용되어 있다가 화재 발생 시 리테이닝 링(7)과 함께 프레임(6)으로부터 이탈되는 아우터 로딩 플레이트(10)가 차례로 설치되어 있다.

또한, 아우터 로딩 플레이트(10)의 직하방에 화재 발생 시 열기를 신속하게 감응하도록 복수 개로 이루어진 히트콜렉터(11)가 설치되어 있고 상기 히트콜렉터 중 최하방에 위치된 히트콜렉터의 내부에는 납(Pb)을 주성분으로 하여 이루어진 퓨즈메탈(12)이 설치되어 있으며 상기 아우터 로딩 플레이트(10) 및 히트 콜렉터(11)는 록킹스크류(13)에 의해 일체화되어 있다.

도 1과 같이 스프링클러 헤드가 조립된 상태에서는 리테이닝 링(7)이 프레임(6)의 수용공간(8)에 위치되어 있어 록킹스크류(13)에 의해 일체화된 인너 로딩 플레이트(9), 아우터 로딩 플레이트(10), 히트콜렉터(11)가 프레임(6)에서 이탈되지 않고, 스프링시트(3)에 의해 출수구(2a)가 폐쇄되므로 소화액이 살수되지 않는다.

이러한 상태에서 건물에 화재가 발생하여 열기가 대류현상에 의해 천장 면을 따라 이동하는 과정에서 히트콜렉터(11)가 열을 감응하여 퓨즈메탈(12)이 용해되면 아우터 로딩 플레이트(10)가 퓨즈메탈의 높이만큼 하강하면서 인너 로딩 플레이트(9)로부터 이탈되므로 상기 인너 로딩 플레이트(9) 및 아우터 로딩 플레이트(10) 사이에 위치되어 있던 리테이닝 링(7)이 복원력에 의해 오므러들게 되고, 이에 따라 인너 로딩 플레이트(9)의 직하방에 위치되어 있던 아우터 로딩 플레이트(10) 및 히트콜렉터(11)가 도 2와 같이 자유 낙하되어 프레임(6)으로부터 이탈된다.

이와 같이 프레임(6)으로부터 인너 로딩 플레이트(9), 아우터 로딩 플레이트(10), 리테이닝 링(7), 히트콜렉터(11)가 도 2와 같이 이탈되고 나면 바디(2)의 출수구(2a)에 위치된 스프링시트(3)를 누르고 있던 디플렉터(4)는 자중에 의해 하방으로 자유 낙하되어 프레임(6)의 하단에 걸쳐 출수구(2a)를 개방하므로 고압의 소화액이 출수구(2a)를 통해 출수되어 디플렉터(4)에 부딪히게 되고, 이에 따라 소화액은 디플렉터(4)에 형성된 분사공간(4a)을 통해 사방으로 골고루 분사되므로 화재를 진압하게 된다.

상기한 바와 같이 같은 동작을 하는 스프링클러에서 본 원 출원인은 일체형 디플렉터(20)를 출원하여 국내공개특허공보 제10-2016-0069352호로 공개된 바 있다.

즉, 도 3과 같이 하부 중심에 스프링시트(3)가 안착되는 상향돌출부(21)가 형성되고 외주면 상측으로는 분사공간(22a)이 형성되도록 복수 개의 상향절곡부(22)를 수직 형성하면서 상면에는 링 형상으로 외향절곡부(23)가 3개의 수직 바(24)에 의해 연결되도록 디플렉터(20)를 성형하여 구성되어 있다.

따라서 화재 발생으로 일체형 디플렉터(20)가 자중에 의해 하방으로 자유 낙하되어 디플렉터(20)의 상부에 형성된 외향절곡부(23)가 프레임(6)의 하단에 걸치면 고압의 소화액이 출수구(2a)를 통해 출수되어 디플렉터(20)의 내부 상면에 부딪히게 되므로 소화액은 디플렉터(20)에 형성된 분사공간(22a)을 통해 분사되므로 화재를 진압하게 된다.

이러한 종래의 디플렉터(20)는 도 1에 나타낸 바와 같이 상향절곡부(21)의 상면에 스프링시트(3)가 조립되어 디플렉터(20)의 저면에 인너 로딩 플레이트(9)의 상면이 접속 지지되어 있고 바디(2)의 중심 하부에 형성된 원통형의 오리피스부(2b)에는 스프링시트(3)가 조립되는 요입홈(2c)이 형성되어 바디(2)에 디플렉터(20)를 조립하면 원통형의 오리피스부(2b)가 디플렉터(20)와 소정의 간격(s)을 유지하게 된다.

따라서 헤드의 조립이 완료된 상태에서 세트스크류(5)를 조여 디플렉터(4)를 가압하면 상기 상향돌출부(21)에 얹혀진 스프링시트(3)가 오리피스부(2b)에 의해 눌리게 되므로 스프링시트(3)에 조립하중이 걸리게 된다

(선행기술문헌)

(특허문헌 0001) 대한민국 등록특허공보 등록번호 10-0809627호(2008.02.26. 등록)

(특허문헌 0002) 대한민국 공개특허공보 공개번호 10-2016-0069352호(2016.06.16. 공개)

그러나 상기한 구성으로 이루어진 종래의 스프링클러의 헤드는 상향돌출부(21)에 얹혀져 조립하중이 걸리는 스프링시트(3)가 바디(2)의 오리피스부(2b)에 형성된 요입홈(2c)에 조립되어 있고, 상기 바디(2)의 오리피스부(2b)는 디플렉터(20)의 상면과 소정의 간격(s)을 유지하고 있어 헤드의 조립이 완료된 상태에서 스프링시트(3)의 조립하중을 조절할 때, 부주의로 프레임(6) 또는 세트스크류(5)를 과잉 조이면 스프링시트(3)의 표면에 코팅된 테프론이 찢어지거나, 스프링시트(3)가 변형되므로 이들 사이에서 누수가 발생되는 치명적인 결함이 있었다.

이러한 현상은 벌브타입의 스프링클러 헤드에서도 동일하게 나타난다.

또한, 규정치의 조립하중으로 스프링시트(3)를 조립하였더라도 지진 등에 의한 진동 또는 충격이 스프링시트(3)에 가해질 경우, 스프링시트(3)에 과하중이 걸리게 되므로 테프론이 찢어지는 현상이 발생된다.

본 발명은 종래의 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로써, 바디 및 디플렉터의 구조를 개선하여 비숙련공이 헤드를 조립하더라도 스프링시트의 조립하중을 항상 일정하게 유지할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 스프링클러의 시공작업을 하거나, 헤드가 설치 완료된 상태에서 헤드에 외력에 의한 과하중이 걸리더라도 디플렉터에 가해지는 충격을 흡수할 수 있도록 하여 스프링시트의 테프론이 훼손되는 현상을 미연에 방지할 수 있도록 하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 바디의 오리피스부에 형성된 요입홈에 스프링시트를 조립하여 오리피스부에 의해 스프링시트를 가압하여 스프링시트의 조립하중을 조절하는 것에 있어서, 상기 바디의 오리피스부 높이를 디플렉터의 상면으로부터의 높이보다 높게 설정하고 오리피스부에 형성된 요입홈의 깊이는 바디의 오리피스부 저면과 디플렉터의 상면이 닿도록 프레임을 바디에 인너 로딩 플레이트의 저면이 디플렉터의 저면에 닿도록 헤드를 조립하였을 때 스프링시트의 최대유효하중이 최대치가 되는 깊이로 설정된 것을 특징으로 하는 스프링클러 헤드용 스프링시트 변형방지장치가 제공된다.

상기 오리피스부에 형성되는 요입홈의 깊이는 스프링시트의 두께 이상으로 하는 것이 바람직한데, 더욱 바람직하기는 상기 오리피스부에 형성되는 요입홈의 깊이를 스프링시트의 두께의 1.2 ∼ 1.5배로 하는 것이 좋다.

이에 따라, 비숙련공이더라도 스프링시트의 조립하중을 균일하게 유지하면서 헤드를 조립할 수 있게 된다.

또한, 상기 인너 로딩 플레이트의 상면에 출수구의 내경보다 작은 크기로 상향돌출턱을 형성하여 상기 상향돌출턱이 디플렉터의 저면에 접속되도록 되어 있다.

이에 따라, 스프링클러 헤드가 시공된 상태에서 지진 등에 의해 건물에 진동이 가해져 과하중이 걸리더라도 디플렉터가 상기 상향돌출턱에 의해 미세하게 변형되면서 스프링역할을 하므로 충격을 흡수하게 된다.

본 발명은 종래의 스프링클러 헤드에 비하여 다음과 같은 여러 가지 장점을 갖는다.

첫째, 스프링클러 헤드를 조립하는 과정에서 프레임 또는 세트스크류를 조여 인너 로딩 플레이트의 상면이 디플렉터의 저면에 닿아 디플렉터를 상측으로 밀어 올리더라도 오리피스부의 저면이 디플렉터의 상면에 닿아 요입홈에 설치된 스프링시트가 더 이상 변형되지 않으므로 비숙련공이더라도 항상 스프링시트의 최대유효하중이 최대치가 되게 조립하중을 균일하게 조립할 수 있게 된다.

둘째, 바디의 오리피스부에 형성되는 요입홈의 깊이를 조절하면 스프링시트에 걸리는 조립하중을 조절할 수 있으므로 스프링시트의 조립하중의 조절작업이 편리해지게 된다.

셋째, 인너 로딩 플레이트의 상면에 상향돌출턱이 형성되어 있어 스프링클러 헤드에 외력이 가해졌을 때 상향돌출턱에 의해 디플렉터에서 완충작용이 일어나므로 스프링시트에 데미지(damage)가 가해지는 현상을 근본적으로 해소하게 된다.

도 1 및 도 2는 종래의 플러쉬타입 스프링클러 헤드를 나타낸 종단면도
도 3은 종래의 디플렉터를 분해하여 나타낸 단면도
도 4는 본 발명의 장치가 구비된 디플렉터의 종단면도

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.

도 4는 본 발명의 장치가 구비된 디플렉터의 종단면도로써, 본 발명은 중심부에 출수구(2a)가 형성된 바디(2)의 오리피스부 높이(H)가 종래의 디플렉터와는 달리 디플렉터(20)의 상면으로부터의 전체 높이(h)보다 높게 설정되어 있고 오리피스부(2b)의 하단에 형성된 요입홈(2c)의 깊이(d)는 바디(2)의 오리피스부(2b) 저면과 디플렉터(20)의 상면이 닿도록 프레임(6)을 바디(2)에 조립하였을 때 스프링시트(3)의 최대유효하중이 최대치가 되는 깊이로 설정되어 있어 오리피스부(2b)의 요입홈(2c)에 설치된 스프링시트(3)가 과잉 변형되는 현상을 방지하도록 되어 있다.

상기 오리피스부(2b)에 형성되는 요입홈(2c)의 깊이(d)는 스프링시트(3)의 두께 이상으로 형성되어 있는데, 상기 오리피스부(2b)에 형성되는 요입홈(2c)의 깊이(d)는 스프링시트(3)의 두께의 1.2 ∼ 1.5배로 설정하는 것이 바람직하다.

이때, 상기 오리피스부(2b)에 형성되는 요입홈(2c)의 깊이(d)가 깊을수록 스프링시트(3)에 작용되는 유효하중이 낮아지게 되므로 스프링시트(3)에 작용되는 유효하중에 따라 요입홈(2c)의 깊이(d)를 적절히 설계하여야 됨은 이해 가능한 것이다.

상기 인너 로딩 플레이트(9)의 상면에 상향돌출턱(9a)가 형성되어 상기 상향돌출턱(9a)이 디플렉터(20)의 저면에 접속되도록 구성되어 있다.

이에 따라, 본 발명의 스프링클러 헤드를 시공하거나, 시공된 상태에서 작업자의 실수등으로 인하여 스프링클러 헤드에 충격이 가해지거나, 지진 등에 의해 건물에 진동이 가해져 스프링클러 헤드(100)의 과하중이 걸리더라도 디플렉터(20)가 상기 상향돌출턱(9a)에 의해 미세하게 변형되면서 스프링역할을 하므로 충격을 흡수하게 된다.

이하, 본 발명의 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 디플렉터(20)에 형성된 상향돌출부(21)에 스프링시트(3)를 안착시킨 상태에서 상기 디플렉터(20)를 바디(2)에 조립하면 상기 디플렉터(20)의 상향돌출부(21)에 얹혀져 있던 스프링시트(3)가 오리피스부(2b)의 요입홈(2c)에 수용된다.

이때, 상기 오리피스부(2b)의 요입홈(2c)에 수용된 스프링시트(3)는 조립하중이 걸리지 않는다.

이러한 상태에서 프레임(6)에 인너 로딩 플레이트(9) 및 아우터 로딩 플레이트(10)의 외주면 둘레에 리테이너 링(7)을 조립한 후 상기 프레임(6)을 바디(2)에 나사 조립하게 된다.

상기한 바와 같이 바디(2)에 프레임(6)을 나사 조립하는 과정에서 프레임(6)을 조이면 종래와 같이 별도 부품의 구성을 필요로 하지 않고도 인너 로딩 플레이트(9)의 상면이 디플렉터(20)의 저면에 직접 닿아 디플렉터(20)를 상승시키게 되므로 부품의 최소 개수로 인하여 가공오차를 최소화하게 되고 오리피스부(2b)의 요입홈(2c)에 수용된 스프링시트(3)가 요입홈(2c)에 의해 눌려 압축되어 상기 스프링시트(3)에 조립하중이 걸리게 된다.

상기한 바와 같이 프레임(6)의 조임에 따라 스프링시트(3)에 걸리는 조립하중은 인너 로딩 플레이트(9)에 의해 디플렉터(20)가 상승하여 상기 디플렉터(20)의 상면이 오리피스부(2b)의 저면에 닿을 때까지이므로 종래와 같이 별도의 부품이 필요 없게 되어 가공오차가 거의 없이 미세한 상태로 누구나 손쉽게 조립이 가능하게 된다.

이에 따라, 비숙련공이 프레임(6)을 과도하게 조이더라도 디플렉터(20)가 더 이상 상승하지 않게 되므로 스프링시트(3)에 걸리는 조립하중이 일정하게 유지됨은 물론이고 스프링시트(3)의 과도한 변형에 따라 표면에 코팅된 테프론(3a)이 찢어지는 현상을 미연에 방지할 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 헤드(100)가 설치된 상태에서 헤드에 진동 또는 충격이 가해지면 인너 로딩 플레이트(9)의 상면에 출수구(2a)의 내경보다 작은 크기로 형성된 상향돌출턱(9a)이 디플렉터(20)의 저면에 접속되어 있어 디플렉터(20)가 상향돌출턱(9a)의 높이 범위 내에서 진동에 따른 폭만큼 변위되면서 충격을 흡수하게 되므로 스프링시트(3)의 표면에 코팅된 테프론(3a)이 찢어지는 현상을 방지하게 되는 것이다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 상기 상세한 설명에서 기술된 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

2 : 바디 2a : 출수구
2b : 오리피스부 2c : 요입홈
3 : 스프링시트 6 : 프레임
7 : 리테이너 링 9 : 인너 로딩 플레이트
9a : 상향돌출턱 10 : 아우터 로딩 플레이트
20 : 디플렉터 20a : 상향돌출부
H : 오리피스부의 높이 h : 디플렉터의 상면으로부터 높이
d : 요입홈의 깊이

Claims (5)

1. 바디(2)의 오리피스부(2b)에 형성된 요입홈(2c)에 스프링시트(3)를 조립하여 오리피스부(2b)에 의해 스프링시트(3)를 가압하여 스프링시트(3)의 조립하중을 조절하는 것에 있어서, 상기 바디(2)의 오리피스부 높이(H)를 디플렉터(20)의 상면으로부터의 높이(h)보다 높게 설정하고 오리피스부(2b)에 형성된 요입홈(2c)의 깊이(d)는 바디(2)의 오리피스부(2b) 저면과 디플렉터(20)의 상면이 닿도록 프레임(6)을 바디(2)에 조립하였을 때 스프링시트(3)의 최대유효하중이 최대치가 되는 깊이로 설정하며, 인너 로딩 플레이트(9)의 상면에 출수구(2a)의 내경보다 작은 크기로 상향돌출턱(9a)을 형성하여 상기 상향돌출턱(9a)이 디플렉터(20)의 저면에 직접 접속되도록 한 것을 특징으로 하는 스프링클러 헤드용 스프링시트 변형방지장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 오리피스부(2b)에 형성되는 요입홈(2c)의 깊이(d)는 스프링시트(3)의 두께 이상으로 형성한 것을 특징으로 하는 스프링클러 헤드용 스프링시트 변형방지장치.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 오리피스부(2b)에 형성되는 요입홈(2c)의 깊이(d)를 스프링시트(3)의 두께의 1.2 ∼ 1.5배인 것을 특징으로 하는 스프링클러 헤드용 스프링시트 변형방지장치.
   
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 디플렉터(20)의 중심부에 스프링시트(3)가 안착되는 상향돌출부(21)를 일체로 형성한 것을 특징으로 하는 스프링클러 헤드용 스프링시트 변형방지장치.

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