KR101980287B1 - 배관연결장치용 수밀 부재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배관연결장치용 수밀 부재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배관을 연결하는 배관연결장치에 설치되어 수밀성이 향상되고 부압에 의한 배관연결장치와 수밀부재간 분리 및 이로 인한 누수를 방지할 수 있는 배관연결장치용 수밀 부재에 관한 것이다. 본 발명은 단부가 서로 밀착된 두 개의 배관의 경계 부분을 연결하는 배관 연결 장치용 수밀 부재로써, 상기 배관의 둘레면으로부터 이격된 베이스부; 상기 베이스부의 일측으로부터 상기 배관을 향하여 돌출형성된 돌출부; 상기 배관의 둘레면에 접촉되도록 상기 베이스부의 양단 각각으로부터 절곡되며, 단부는 상기 돌출부를 향하여 연장 형성된 밀착부; 및 상기 베이스부와 상기 돌출부의 연결 부분에 형성된 보강부;를 포함한다.

Description

배관연결장치용 수밀 부재{WATERTIGHT MEMBER FOR PIPE CONNECTING APPARATUS}

본 발명은 배관연결장치용 수밀 부재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배관을 연결하는 배관연결장치에 설치되어 수밀성이 향상되고 부압에 의한 배관 연결장치와 수밀 부재간 분리 및 이로 인한 누수를 방지할 수 있는 배관연결장치용 수밀 부재에 관한 것이다.

일반적인 건축물은 각각의 주거 공간에 용수를 공급하기 위한 배관을 포함한다. 배관은 건축물을 지하에서 옥상까지 설치될 수 있다. 이러한 배관에 의한 주거 공간의 용수 공급 방법은 배관의 가장 상단까지 용수를 펌핑하고, 용수가 자중에 의해 낙하하는 방법일 수 있다.

종래에는 배관들을 서로 용접으로 고정함에 따라 외부 압력 등에 의해 쉽게 변형되어 수시로 보수해야 하고, 시공이 어렵게 되는 등의 문제점이 있었다. 이를 해결하고자, 최근에는 배관의 연결부분에 수밀 부재를 배치하고, 수밀 부재를 체결 유닛으로 체결시키는 것이 사용되고 있다.

한편, 최근에는 건축물이 고층화 됨에 따라 용수가 배관을 따라 낙하할수록 배관 및 수밀 부재에 가해지는 수압이 현저하게 커질 수 있다. 이를 방지하기 위하여 배관의 일부 구간마다 압력 감소 밸브가 설치될 수 있다.

여기서, 용수의 공급 중 압력 감소 밸브에서 파손이 발생되는 경우, 수밀 부재에 가해지는 압력이 증가하다가 수밀 부재의 최대 허용 수압 이상으로 압력이 증가되면 수밀 부재에서 누수가 발생될 수 있다.

이러한 문제점을 해소하기 위하여 종래에는 다음과 같은 배관연결장치용 수밀 부재를 사용하였다.

도 1은 종래의 배관연결장치용 수밀부재를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 배관연결장치용 수밀 부재에서 Ⅱ-Ⅱ’라인을 따라 취한 단면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 배관연결장치용 수밀 부재가 배관 연결장치에 체결된 상태도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 종래의 배관연결장치용 수밀 부재(100)는 단부가 서로 밀착된 두 개의 배관(10)의 경계 부분을 연결하는 배관연결장치용 수밀 부재(100)로써, 베이스부(110), 돌출부(120) 및 밀착부(130)를 포함한다.

밀착부(130)는 상기 배관의 둘레면에 접촉되도록 상기 베이스부(110)의 양단 각각으로부터 절곡되고, 밀착부(130)의 단부는 상기 돌출부(120)를 향하여 연장 형성된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 서로 밀착된 두 개의 배관(10)들의 경계부분에 위치된 상태에서 돌출부(120)는 탄성 변형되어 배관에 접촉될 수 있다. 이러한 돌출부(120)는 배관(20)들이 서로 맞닿도록 위치된 부분을 강하게 압박하여 용수의 유출을 방지할 수 있다.

하지만, 이러한 종래의 배관연결장치용 수밀부재(100)는 배관 수리 등의 이유로 배관의 내부의 잔류된 용수를 펌프를 이용하여 외부로 배출시킬 경우, 부압에 의하여 돌출부(120)의 양측에 형성된 공간(S)에 잔류된 용수가 배관(10)로 유동됨과 동시에 돌출부(120)가 배관(10)의 내측으로 빨려 들어가게되어 공간(S)의 변형이 발생되고, 밀착부(130)가 배관(10)의 둘레면으로부터 분리되어 누수가 발생될 수 있다.

한국등록실용신안공보 제20-0318955호

본 발명은 배관을 연결하는 배관연결장치에 설치되어 수밀성이 향상되고 부압에 의한 배관 연결장치와 수밀부재간 분리 및 이로 인한 누수를 방지할 수 있는 배관연결장치용 수밀 부재를 제공하고자 한다.

본 발명은 단부가 서로 밀착된 두 개의 배관의 경계 부분을 연결하는 배관 연결장치용 수밀 부재로써, 상기 배관의 둘레면으로부터 이격된 베이스부; 상기 베이스부의 일측으로부터 상기 배관을 향하여 돌출형성된 돌출부; 상기 배관의 둘레면에 접촉되도록 상기 베이스부의 양단 각각으로부터 절곡되며, 단부는 상기 돌출부를 향하여 연장 형성된 밀착부; 및 상기 베이스부와 상기 돌출부의 연결 부분에 형성된 보강부;를 포함한다.

상기 보강부에는 상기 베이스부에서 연장되는 높이와 상기 돌출부 양측에 각각 연장되는 길이가 형성될 수 있다.

이때, 상기 보강부는 단면의 형상이 사각형일 수 있다.

상기 보강부의 길이가 3 mm인 경우, 상기 보강부의 높이는 2 mm 내지 3.5 mm인 것이 바람직하다.

이때, 상기 보강부의 길이가 3 mm인 경우, 상기 보강부의 높이는 2.5 mm 내지 3.5 mm인 것이 더욱 바람직하다.

또한, 본 발명은 단부가 서로 밀착된 두 개의 배관의 경계 부분을 연결하는 배관연결장치용 수밀 부재로써, 부압 발생 시 상기 배관의 단부에 걸려 상기 배관의 내측으로 빨려 들어가는 것이 방지되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 배관 연결 장치용 수밀 부재는 보강부에 의하여 수밀 성능이 향상될 수 있으며, 부압에 의한 배관 연결장치와 수밀 부재간 분리 및 이로 인한 누수를 방지할 수 있다.

도 1은 종래의 배관 연결 장치용 수밀 부재를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 배관 연결 장치용 수밀 부재(100)에서 Ⅱ-Ⅱ’라인을 따라 취한 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 배관 연결 장치용 수밀 부재(100)가 배관 연결장치(20)에 체된 상태도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 배관 연결 장치용 수밀 부재(200)에서 보강부(140)의 다양한 형상을 도시한 도면이다.
도 6은 도 4에 도시된 배관 연결 장치용 수밀 부재(300)가 배관 연결장치(20)에 체결된 상태도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 연결 장치용 수밀 부재에서 도 5에 도시된 일례의 수밀 부재의 J값을 변경하면서 최대 허용 수압을 시뮬레이션 수행한 그래프이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 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 실시예들에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적인 실시예에서만 설명하고, 그 외의 다른 실시예에서는 대표적인 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"된 것도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 1은 종래의 배관 연결 장치용 수밀 부재를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 배관 연결 장치용 수밀 부재(100)에서 Ⅱ-Ⅱ’라인을 따라 취한 단면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 배관 연결 장치용 수밀 부재(100)가 배관 연결장치(20)에 체결된 상태도이다.

도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 연결 장치용 수밀 부재(200)에서 보강부(140)의 다양한 형상을 도시한 도면이고, 도 6은 도 4에 도시된 배관 연결 장치용 수밀 부재(200)가 배관 연결장치(20)에 체결된 상태도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 연결 장치용 수밀 부재(200)(이하 “수밀 부재”라 함)는 도 2에 도시된 종래의 수밀 부재(100)와 같이 단부가 서로 밀착된 두 개의 배관(10)의 경계 부분을 연결하는 수밀 부재로써, 베이스부(110), 돌출부(120), 밀착부(130) 및 보강부(140)를 포함한다.

베이스부(110)는 배관(10)의 둘레면으로부터 이격된다. 베이스부(110)는 소정의 두께로 이루어질 수 있다. 베이스부(110)는 소정의 두께로 이루어진 판형상일 수 있다. 베이스부(110)의 두께는 설계에 따라 변경될 수 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

돌출부(120)는 베이스부(110)의 일측으로부터 배관(10)를 향하여 돌출형성된다. 돌출부(120)는 소정의 폭으로 이루어질 수 있다. 베이스부(110)와 돌출부(120)의 형상은 알파벳 ‘T’형상일 수 있다.

밀착부(130)는 배관(10)의 둘레면에 접촉되도록 베이스부(110)의 양단 각각으로부터 절곡된다. 밀착부(130)의 단부는 돌출부(120)를 향하여 연장 형성된다.

보강부(140)는 베이스부(110)와 돌출부(120)의 연결 부분에 형성된다.

보강부(140)는 단면의 형상이 다각형일 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이 보강부(140a)가 삼각형인 경우, 보강부(140a)는 베이스부(110)에서 멀어질수록 폭이 감소될 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이 보강부(140b)의 단면 형상은 사각형일 수도 있다.

보강부(140)는 돌출부(120)의 뿌리(root) 부분을 보강한다. 여기서, 돌출부(120)의 뿌리 부분은 돌출부(120)에서 베이스부(110)와의 경계 부분일 수 있다.

이러한 보강부(140)는 돌출부(120)가 배관(10)에 밀착된 상태에서 돌출부(120)의 변형을 최소화할 수 있으므로, 수밀성이 향상될 수 있다.

수밀 부재(200)를 포함하는 배관 연결 장치는 배관(10)의 연결 부분에 위치된 수밀 부재(200) 및 수밀 부재(100)를 감싸도록 형성된 체결 유닛(20)을 포함할 수 있다.

여기서, 체결 유닛(20)은 일반적인 배관 연결 장치에 포함된 체결 유닛일 수 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 6을 참조하면 수밀 부재(200)는 서로 밀착된 두 개의 배관(10)들의 경계부분에 위치된 상태에서 돌출부(120)는 탄성 변형되어 배관(10)에 접촉될 수 있다. 이러한 돌출부(120)는 배관(10)들이 서로 맞닿도록 위치된 부분을 강하게 압박하여 용수의 유출을 방지할 수 있다.

수밀 부재(200)가 서로 밀착된 두 개의 배관(10)들의 경계부분에 위치된 상태에서 이러한 밀착부(130)는 배관(10)의 표면에 탄성 변형되면서 밀착되어 배관에서 유출된 용수가 배관 연결 장치로부터 유출되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 배관 수리 등의 이유로 배관의 내부의 잔류된 용수를 펌프를 이용하여 외부로 배출시킬 경우, 부압 발생 시 보강부(140)가 배관(10)의 단부에 걸리게 됨으로써 돌출부(120)가 배관(10)의 내측으로 빨려 들어가는 것이 방지된다.

따라서, 돌출부(120)의 양측에 형성된 공간(S), 베이스부(110), 밀착부(130)의 형태 및 밀착부(130)와 배관(10)의 둘레면 간 접촉이 유지되어 배관 연결장치와 수밀 부재간 분리 및 이로 인한 누수를 방지할 수 있다.

도 5에 도시된 실시예를 기준으로, 배관(10)의 수밀성이 향상됨과 동시에 배관(10) 내부에 부압이 발생한 경우에 돌출부(120)가 배관(10) 내측으로 빨려 들어가는 것이 방지될 수 있는 조건에 대해 살펴보기로 한다.

후술하는 길이나 두께는 배관(10)의 축 방향(X) 또는 반경 방향(Y)을 기준으로 측정한 길이로 정의한다.

먼저, 밀착부(130) 하단면의 축 방향 길이(G)가 길어질수록 배관(10)의 외주면에 접촉하는 면적이 증가하게 되므로 수밀성이 향상된다.

다만, 밀착부(130) 하단면의 축 방향 길이(G)가 지나치게 길어지는 경우 수밀부재의 팽창력을 저하시킬 수 있으므로 일정 길이 이내로 제한되는 것이 바람직하다. 이는 수밀 부재가 적절하게 설치되기 위해서는 수밀 부재가 설치된 후 도 6에 도시된 공간(S)에 물이 채워지면서 수밀 부재가 팽창하는 과정이 필수적이기 때문인데, 밀착부(130) 하단면의 축 방향 길이(G)가 지나치게 길어지면 공간(S)에 물이 채워지기 어려울 뿐만 아니라 채워지는 속도가 느려질 수 있기 때문이다.

배관(10) 내부에 부압이 발생함으로 인해 돌출부(120)가 일부 빨려 들어가더라도 다시 원래의 형태로 복원되는 것이 중요한데, 이를 위해 수밀 부재의 재질은 스프링 경도(Hs)가 70 쇼어 A인 것을 사용하는 것이 바람직하다.

아울러 베이스부(110)의 반경 방향 두께(M)가 두꺼워질수록 수밀 부재의 복원력이 향상되는데, 지나치게 두꺼워지는 경우 돌출부 양측의 공간(S)의 크기가 감소하게 되어 수밀 부재의 팽창력이 저하될 수 있으므로 일정 두께 이내로 제한되는 것이 바람직하다.

또한, 배관(10) 내부에 부압이 발생한 경우에 돌출부(120)가 빨려 들어가지 않도록 보강부(140)를 형성하는 것이 바람직하나, 보강부(140)의 크기가 지나치게 커질 경우 전술한 바와 같이, 돌출부 양측의 공간(S)의 크기가 감소하게 되어 수밀 부재의 팽창력이 저하될 수 있으므로 일정 두께 이내로 제한되는 것이 바람직하다.

보강부(140)의 크기는 도 5에 도시된 바와 같이, 베이스부(110)에서 반경 방향을 따라 연장되는 높이(J)와 돌출부(120)의 양측에서 축 방향을 따라 연장되는 길이(L)로 정의될 수 있다.

수밀 부재의 수밀성과 복원성에 가장 적합한 보강부(140)의 크기는 다음과 같이 도출할 수 있다.

도 5에 도시된 부호를 참조하여 내경이 각각 50 mm, 65 mm 및 80 mm인 배관(10)에 적용되는 수밀 부재의 적정 허용치수는 다음과 같다.

<표 1> 수밀 부재의 적정 허용치수

상기 표 1에 기재된 바와 같이, 각 실시예에 따른 보강부(140)의 길이(L)는 3 mm인 것이 바람직하다. 이에 대해 살펴보면, 상호 대향되는 밀착부(130) 사이의 거리(F)는 10 mm인데, 돌출부(120)의 축 방향 길이(H)와 돌출부(120) 양측에 형성되는 보강부(140)의 길이(L)의 합은 10 mm보다 작아야 한다. 이는 전술한 바와 같이, 수밀 부재의 설치 후 공간(S)에 물이 채워져야 하는데, 만일 이들의 합이 10 mm보다 크게 되면 공간(S)으로 물이 채워질 수 없기 때문이다. 즉, 보강부(140)의 길이(L)이 작을수록 공간(S)에 물이 채워지기 유리하나, 지나치게 작아질 경우 배관(10) 내부에 부압이 발생하는 상황에서 돌출부(120)가 빨려 들어가는 문제가 생길 수도 있다.

따라서 보강부(140)의 길이(L)는 수밀 부재의 팽창과 부압 발생 시 빨려 들어가지 않을 것을 동시에 고려할 필요가 있으며, 이를 모두 만족하기 위해서 보강부(140)의 길이(L)는 3 mm인 것이 바람직하다.

보강부(140)의 크기는 전술한 바와 같이, 베이스부(110)에서 반경 방향을 따라 연장되는 높이(J)와 돌출부(120)의 양측에서 축 방향을 따라 연장되는 길이(L)로 정의되는데, 보강부(140)의 길이(L)가 3 mm일 때, 보강부(140)의 높이(J)는 2.5 mm 내지 3.5 mm인 것이 바람직하다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 연결 장치용 수밀 부재에서 도 5에 도시된 일례의 수밀 부재의 J값을 변경하면서 최대 허용 수압을 시뮬레이션 수행한 그래프이다.

그래프에서 x축의 값은 J의 치수값이이고, y축의 값은 수밀 부재에서 누수가 발생하기 시작하는 압력값으로 최대 허용 수압일 수 있다.

배관(10)의 내경에 따라 허용되는 J의 최대값은 모두 상이하다. M과 J를 더한 값은 E보다 작게 설정되어야 하기 때문이다. 만일 M과 J를 더한 값이 E보다 클 경우 수밀 부재를 설치해도 밀착부(130)가 배관(10)의 외주면에 접촉하지 않게 되어 수밀 부재로서의 기능을 할 수 없기 때문이다.

따라서 배관(10)의 내경이 50 mm경우 J의 최대값은 3.8 mm이고, 내경이 65 mm인 경우 J의 최대값은 4.3mm이며, 내경이 80 mm인 경우 J의 최대값은 4.4mm이다.

도 7에서 확인할 수 있는 바와 같이, J 값의 범위가 2 mm 내지 3.5 mm일 때 최대 허용 수압이 급격하게 증가하는 것을 확인할 수 있다. J 값이 3.5 mm를 넘어가는 범위는 배관(10)의 내경에 따라 J 값의 최대값이 모두 상이하므로 J 값의 크기에 따른 허용 수압의 경향성을 파악하기 어려우므로 배관(10)의 내경과 무관하게 경향성 파악이 가능한 범위는 3.5 mm를 한계로 한다.

즉, 보강부(140)의 크기는 바람직하게는 길이(L)가 3 mm이고, 높이(J)가 2 mm 내지 3.5 mm 범위로 형성되는 것이고, 더욱 바람직하게는 길이(L)가 3 mm이고, 높이(J)가 2.5 mm 내지 3.5 mm 범위로 형성될 때 수밀 부재의 수밀성이 향상되고, 부압으로 인해 빨려 들어가는 것을 방지할 수 있는 효과가 있는 것을 확인할 수 있다.

이상에서 본 발명의 여러 실시예에 대하여 설명하였으나, 지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

100: 배관연결장치용 수밀 부재
110: 베이스부 120: 돌출부
130: 밀착부 140: 보강부

Claims (6)

1. 단부가 서로 밀착된 두 개의 배관의 경계 부분을 연결하는 배관 연결 장치용 수밀 부재로써,
   상기 배관의 둘레면으로부터 이격된 베이스부;
   상기 베이스부의 일측으로부터 상기 배관을 향하여 돌출형성된 돌출부;
   상기 배관의 둘레면에 접촉되도록 상기 베이스부의 양단 각각으로부터 절곡되며, 단부는 상기 돌출부를 향하여 연장 형성된 밀착부; 및
   상기 베이스부와 상기 돌출부의 연결 부분에 형성된 보강부;
   를 포함하며,
   상기 보강부에는 상기 베이스부에서 연장되는 높이와 상기 돌출부 양측에 각각 연장되는 길이가 형성되되,
   상기 보강부의 길이가 3 mm인 경우,
   상기 보강부의 높이는 2 mm 내지 3.5 mm인 것을 특징으로 하는 배관연결장치용 수밀 부재.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 보강부는 단면의 형상이 사각형인 배관연결장치용 수밀 부재.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 보강부의 길이가 3 mm인 경우,
   상기 보강부의 높이는 2.5 mm 내지 3.5 mm인 것을 특징으로 하는 배관연결장치용 수밀 부재.
   
6. 삭제

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