KR102107324B1 - 스프링클러 어댑터 및 파이프 플러그 - Google Patents

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Abstract

스프링클러를 파이프 요소에 결합시키는 어댑터는 외부 평탄면들 및 시일들을 수용하는 홈들이 있는 몸체를 가진다. 파이프 요소를 밀봉하는 플러그는 시일들을 수용하는 원주방향 홈이 있는 원통형 몸체를 가진다. 어댑터 및 플러그 모두는 파이프 요소 내부에 끼워져 고정되고 파이프 요소에서 원주방향 홈으로 형성되는 변형부에 의해 밀봉된다. 변형부는 어댑터 및 플러그 몸체의 홈들과 기계식으로 체결된다.

Description

스프링클러 어댑터 및 파이프 플러그
관련 출원들에 대한 상호 참조
본원은 모두가 참조문헌으로 통합되는 2015.11.30자 출원된 미국임시 특허출원번호 62/260,922 및 2016.7.7자 출원된 미국임시 특허출원번호 62/359,395에 기초하고 우선권을 주장한다.
본 발명은 유체 조절 장치를 파이프 요소들에 장착하기 위한 어댑터 및 파이프 말단을 막아 밀봉하기 위한 플러그에 관한 것이다.
전통적인 화재 진압 시스템 배관 망 설치에는 암형 나사식 이음부 (티, 엘보우, 리듀서)에 의해 결합되는 수형 절삭 나사를 가지는 강재 파이프 요소들이 사용되어 스프링클러를 건설 중인 구조물에 걸쳐 특정 지점에 배치한다. 절삭 나사식 배관 작업은 준비 및 설치에 있어서 힘들고 골치 아픈 일이다. 많은 파이프 요소들이 현장에서 준비되어야 하고 여기에서 개별적으로 측정되고 전용 나사 절삭 기계로 길이에 맞게 나사식 말단이 절삭되고, 파이프 도프 (dope) 및/또는 테이프를 이용하여 암형 나사식 이음부와 결합된다. 나사 절삭 작업은 표면에 오염 및 얼룩을 유발하는 절삭유, 및 모아서 처분하여야 하는 오일 함유 폐 금속 절삭 칩들이 있어 특히 지저분한 작업이다.
절삭 나사식 파이프와 관련된 단점을 감안할 때, 홈형 파이프 요소들 및 홈-체결 기계식 파이프 커플링 및 이음부가 배관 망 구축에 바람직한 철물자재가 되었다. 홈형 파이프 요소들 및 홈-체결 기계식 커플링 및 이음부를 이용하면 기계식 커플링 및 이음부는 파이프 요소들의 말단 근처에 있는 원주방향 홈들과 체결되므로 실질적으로 파이프 요소들에서 절삭 나사가 필요없다. 때로 홈들은 절삭유를 이용하지 않거나 폐 금속 칩들을 발생시키지 않는 롤 홈 가공 기계를 이용하여 현장에서 파이프 요소들에 냉간 형성된다. 이러한 기계식 파이프 커플링으로 인하여 배관부 말단의 이음부는 나사 절삭 없이도 부착될 수 있다.
그러나, 설치를 완료하려면 스프링클러는 파이프 요소에 연결되어야 한다. 스프링클러는 수형 나사식 말단을 가지고, 수형 나사식 말단은, 예를들면, 하기 소위 "아암-오버 (arm-over)" 구성에서 적용되는1 인치 스케줄 40 파이프 사이즈보다 대개 더 작다 (1/2 -3/4 인치 파이프 사이즈). 아암-오버 구성에서, 더 작은 (수형 나사식) 스프링클러 말단을 더 큰 (수형 나사식) 파이프 요소에 연결하기 위하여 상업적으로 입수되는 암형-암형 나사식 축관 이음부가 사용된다. 따라서 홈-체결 기계식 이음부 및 커플링이 사용된다고 하여도, 스프링클러에 연결되는 이러한 최종 파이프 요소는 암형-암형 나사식 축관 이음부에 결합되는 말단에 절삭된 수형 나사를 가지고 있어야 한다. 화재 진압 시스템 배관 망 구축 작업에서 모든 나사 절삭 단계들을 없애는 것이 바람직할 것이다. 또한 배관부를 막아 밀봉하기 위한 기계식 커플링의 필요성을 없앨 수 있다면 바람직할 것이다.
본 발명은 스프링클러를 파이프 요소에 부착시키기 위한 어댑터에 관한 것이다. 하나의 예시적 실시태양에서 어댑터는 관통 보어를 형성하는 내면 및 내면을 둘러싸는 외면을 가지는 몸체를 포함한다. 다수의 평탄 표면들이 외면에 위치한다. 적어도 제1 홈은 외면에 위치하고 보어 주위에서 원주방향으로 연장된다. 적어도 제1 시일은 제1 홈 내부에 위치한다. 적어도 몸체의 제1 일부는 제1 시일이 파이프 요소 내부에 놓일 수 있게 파이프 요소 내부에서 서로 고정되는 크기이다.
예시적 실시태양은 제1 홈 내부에 위치하는 제2 시일을 더욱 포함한다. 또 다른 실시예는 외면에 위치하고 보어 주위에서 원주방향으로 연장되는 제2 홈을 더욱 포함한다. 제2 시일은 제2 홈 내부에 위치한다.
또 다른 예시적 실시태양에서 와셔는 외면을 포위한다. 와셔는 파이프 요소 내부에서 서로 고정되는 크기의 몸체 제1 일부에 인접하게 위치한다. 본 예시적 실시태양에서 외부 홈은 외면에 위치하고 보어 주위에서 원주방향으로 연장된다. 외부 홈은 제1 홈과 공간적으로 떨어져 위치한다. 와셔는 외부 홈 내부에 위치한다.
특정 실시예에 의하면 몸체의 제2 일부는 몸체의 제1 일부보다 더 커서 파이프 요소 내부에 서로 맞추어 지지 않는다. 또 다른 예시적 실시태양에서 외면의 제1 일부는 몸체 주위로 연장되는 다수의 만곡면을 더욱 포함한다. 각각의 평탄 표면은 2개의 만곡면과 연속하고, 몸체의 제2 일부는 외면에 위치하는 다수의 평탄 표면을 포함한다. 예시로써, 만곡면은 볼록 곡면이다. 또 다른 예시적 실시태양에서, 파이프 나사는 내면에 위치한다.
또한 예시로써, 제2 시일은 제1 시일을 둘러싼다. 제1 시일은 탄성 재료를 포함하고 제2 시일은 유연성 재료를 포함한다. 특정 실시예에서, 제2 시일은 직사각 단면을 가진다. 추가 실시예로서, 제2 시일은 폴리에스테르, 실리콘 접착제, 아크릴 접착제 또는 팽창성 겔 시일로 이루어진 군에서 선택된다.
본 발명은 또한 스프링클러를 파이프 요소에 부착하기 위한 어댑터를 포괄한다. 예시적 실시태양에서 어댑터는 관통 보어를 형성하는 내면 및 내면을 둘러싸는 외면을 가지는 몸체를 포함한다. 외면의 제1 일부는 몸체 주위에 연장되는 다수의 평탄 표면들 및 다수의 만곡면들을 가진다. 각각의 평탄 표면은 2개의 만곡면과 연속한다. 외면의 제2 일부는 몸체 주위에 연장되는 다수의 평탄 표면들을 가진다. 적어도 제1 홈은 외면의 제1 일부에 위치하고 보어 주위에서 원주방향으로 연장된다. 적어도 제1 시일은 제1 홈 내부에 위치한다.
또 다른 예시적 실시태양은 외면의 제1 일부에 위치하는 제2 홈을 더욱 포함한다. 제2 홈은 보어 주위에서 원주방향으로 연장된다. 제2 시일은 제2 홈 내부에 위치한다. 추가 실시예는 외면을 둘러싸는 와셔를 포함한다. 와셔는 외면의 제1 일부 및 제2 일부 사이에 위치한다. 외부 홈은 외면에 위치할 수 있다. 본 실시예에서 외부 홈은 보어 주위에 원주방향으로 연장된다. 외부 홈은 외면의 제1 일부 및 제2 일부 사이에 위치하고, 와셔는 외부 홈 내부에 위치할 수 있다.
예시적 실시태양에서, 파이프 나사는 내면에 위치한다. 예시로써, 만곡면은 볼록 곡면이다.
추가 예시적 실시태양은 제1 시일을 둘러싸는 제2 시일을 포함한다. 본 실시예에서 제1 시일은 탄성 재료를 포함하고 제2 시일은 유연성 재료를 포함한다. 특정한 예시적 실시태양에서 제2 시일은 직사각 단면을 가진다. 제2 시일은 폴리에스테르, 실리콘 접착제, 아크릴 접착제 및 팽창 겔 시일로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
본 발명은 또한 파이프 요소 및 어댑터의 조합을 포괄한다. 예시적 실시태양에서 어댑터는 관통 보어를 형성하는 내면을 가지는 몸체를 포함한다. 외면은 내면을 포위한다. 외면의 제1 일부는 몸체 주위로 연장되는 다수의 평탄 표면들 및 다수의 만곡면들을 가진다. 적어도 제1 홈은 외면의 제1 일부에 위치하고 보어 주위에서 원주방향으로 연장된다. 적어도 제1 시일은 제1 홈 내부에 위치한다. 또한 예시로써 파이프 요소는 파이프 보어를 형성하는 측벽을 포함한다. 몸체의 제1 일부는 파이프 보어 내부에 수용된다. 변형부는 측벽에 위치하고 주위를 따라 원주방향으로 연장된다. 변형부는 제1 홈과 정렬되고 적어도 몸체 외면의 일부와 체결되어 파이프 보어 내부에 몸체를 유지시킨다.
또 다른 예시적 실시태양은 몸체 주위에 연장되는 다수의 평탄 표면들을 가지는 외면의 제2 일부를 더욱 포함한다. 예시로써, 변형부는 측벽 내로 압입되는 원주방향 홈을 포함한다. 추가 실시예에서, 제2 시일은 제1 홈 내부에 위치한다.
추가 실시예로써, 제2 홈은 외면의 제1 일부에 위치하고 보어 주위에서 원주방향으로 연장된다. 제2 시일은 제2 홈 내부에 위치한다. 본 실시예에서 제2 홈은 제1 홈에 인접하여 변형부는 제1 및 제2 홈들 모두와 체결된다. 예시적 실시태양은 외면을 둘러싸는 와셔를 더욱 포함한다. 와셔는 외면의 제1 일부 및 제2 일부 사이에 위치한다. 외부 홈은 보어 주위에서 원주방향으로 연장되도록 외면에 위치할 수 있다. 외부 홈은 외면의 제1 일부 및 제2 일부 사이에 위치한다. 본 실시예에서 와셔는 외부 홈 내부에 위치한다.
예시적 실시태양에서, 파이프 나사는 내면에 위치한다. 또한 예시로써, 외면의 제1 일부에서, 각각의 평탄 표면은 2개의 만곡면들과 연속한다. 또 다른 실시예에서, 몸체의 제2 일부는 파이프 보어 직경보다 더 커서 파이프 보어 내부에서 서로 고정되지 않는다. 예시적 실시태양에서, 만곡면은 볼록 곡면이다.
또 다른 실시예는 제1 시일을 둘러싸는 제2 시일을 더욱 포함한다. 제1 시일은 탄성 재료를 포함하고 제2 시일은 유연성 재료를 포함한다. 제2 시일은 파이프 보어 내부에서 측벽과 체결되고 이와 정합된다. 특정한 예시적 실시태양에서 제2 시일은 직사각 단면을 가진다. 예시로써, 제2 시일은 폴리에스테르, 실리콘 접착제, 아크릴 접착제 및 팽창성 겔 시일로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
본 발명은 또한 파이프 요소를 폐쇄하기 위한 플러그를 포괄한다. 하나의 예시적 실시태양에서 플러그는 원통형 외면을 가지는 몸체를 포함한다. 원주방향 홈은 외면 주위로 연장된다. 턱은 외면에서 외향 연장된다. 턱은 홈으로부터 공간적으로 떨어져 위치한다. 적어도 제1 시일은 홈 내부에 위치한다. 적어도 제2 시일은 제1 시일을 포위한다. 본 예시적 실시태양에서 제1 시일은 탄성 재료를 포함하고 제2 시일은 유연성 재료를 포함한다. 예시로써, 제2 시일은 폴리에스테르, 실리콘 접착제, 아크릴 접착제 및 팽창 겔 시일로 이루어진 군에서 선택된다. 추가 실시예에서 공동이 몸체 내부에 위치한다. 또한 예시로써, 턱은 몸체의 말단에 위치한다. 공동은 말단으로부터 몸체 내부로 연장된다.
본 발명은 또한, 파이프 요소 및 플러그의 조합을 포괄한다. 예시로써 플러그는 원통형 외면을 가지는 몸체를 포함한다. 원주방향 홈은 외면 주위에서 연장된다. 턱은 외면으로부터 외향으로 연장된다. 턱은 홈으로부터 공간적으로 떨어져 위치한다. 적어도 제1 시일은 홈 내부에 위치한다. 적어도 제2 시일은 제1 시일을 포위한다. 본 실시예에서 제1 시일은 탄성 재료를 포함하고 제2 시일은 유연성 재료를 포함한다. 또한 예시로써 파이프 요소는 파이프 보어를 형성하는 측벽을 포함한다. 몸체의 일부는 파이프 보어 내부에 수용되는 홈을 포함한다. 변형부는 측벽에 위치하고 주위에서 원주방향으로 연장된다. 변형부는 홈과 정렬되고 제1 시일 및 제2 시일 및 적어도 몸체 외면의 일부와 체결되어 파이프 보어 내부에서 몸체를 밀봉되도록 유지한다.
예시로써 제2 시일은 폴리에스테르, 실리콘 접착제, 아크릴 접착제 및 팽창성 겔 시일로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 예시적 실시태양에서 공동은 몸체 내부에 위치한다. 또한 예시로써 턱은 몸체의 말단에 위치하고, 공동은 말단에서 몸체 내부로 연장된다.
본 발명 또한 몸체 및 파이프 요소 사이의 시일에 영향을 주는 방법을 포괄한다. 하나의 실시예에서 방법은:
몸체를 포위하는 시일을 배치하는 단계;
파이프 요소 내부에 몸체 및 시일을 배치하는 단계;
변형부와 시일을 밀봉되게 체결하기 위하여 시일 위에 놓이는 위치에서 파이프 요소의 측벽에 원주방향 변형부를 형성하는 단계를 포함한다.
예시로써 방법은 시일을 몸체의 원주방향 홈에 배치하는 단계를 더욱 포함한다. 추가 실시예는 변형부 및 몸체 사이의 시일을 압축하는 단계를 포함한다. 시일은 유연성 재료를 포함하므로 압축될 때 파이프 요소의 내면 및 몸체의 외면에 정합된다. 또 다른 실시예는 파이프 요소 내부에 나사식 보어를 포함하는 몸체를 배치하는 단계를 포함한다.
도 1은 스프링클러 시스템의 파이프 요소들의 아암 오버 조립체에 대한 부분 단면 분해도;
도 2는 본 발명에 의한 어댑터의 예시적 실시태양에 대한 부분 단면도;
도 3은 도 2에 도시된 어댑터에 대한 사시도;
도 4는 조합 파이프 요소 및 본 발명에 의한 어댑터의 예시적 실시태양에 대한 길이방향 단면도;
도 5는 유연성 시일 (유연성 시일)을 가지는 예시적 어댑터에 대한 부분 단면도;
도 6은 본 발명의 예시적 실시태양에 사용되는 유연성 시일에 대 사시도 한.
도 7은 유연성 겔 시일 (gel 시일)을 가지는 본 발명에 의한 어댑터의 예시적 실시태양에 대한 부분 단면도;
도 8은 예시적 조합 파이프 요소 및 어댑터에 대한 길이방향 단면도;
도 9는 도 8의 라인 9-9에서 취한 조합 파이프 요소 및 어댑터의 예시적 실시태양에 대한 단면도;
도 10은 본 발명에 의한 예시적 플러그에 대한 사시도;
도 11은 도 10에 도시된 플러그의 부분 측단면도; 및
도 12는 예시적 조합 파이프 요소 및 본 발명에 의한 플러그의 단면도이다.
도 1은 화재 진압 시스템에 의해 보호되는 구역 내에서 원하는 지점에 스프링클러 (12)를 배치하기 위한 통상 "아암 오버" 구성 (10)이라 칭하는 것을 도시한 것이다. 아암 오버 구성 (10)은 다수의 분기 라인 (16)을 공급하는 헤더 파이프 (14), 예를들면, 2.5 인치 파이프를 포함한다. 다수의 스프링클러 (12)는 각각의 분기 라인 (16)과 유체 연통할 수 있다. 도 1에 도시되는 실시예에서 스프링클러 (12)는 1 인치 스케줄 40 사이즈 파이프 요소 (18)에 의해 분기 라인에 연결된다. 파이프 요소 (18)는 보어 (20)를 가진다.
본 발명에 의하면 스프링클러 (12)은 파이프 요소 (18)에 어댑터 (22)에 의해 연결된다. 어댑터 (22)는 도 2 및 3에 상세히 도시되고 몸체 (24)를 포함한다. 몸체 (24)는 탄소강, 스테인리스 강, 황동 및 기타 재료로 형성되고 몸체를 관통 연장하는 보어 (28)가 형성되는 내면 (26)을 가진다. 몸체 (24)의 외면 (30)은 내면 (26)을 둘러싼다. 적어도 몸체 (24)의 일부 (30a)는 파이프 요소 (18)의 보어 (20) 내부에 고정되는 크기이다 (도 1 참고). 도 2 및 3에 도시된 실시예에서, 외면 (30)의 일부 (30a)는 다수의 평탄면 (32)을 가진다. 만곡면 (33)은 일부 (30a)의 평탄면들 (32) 사이에 위치하고, 각각의 평탄면은 따라서 두 만곡면들과 연속된다. 실시예에서 만곡면은 볼록하지만, 기타 실시태양들은 예를들면 오목 표면을 가질 수 있다.
외면 (30)의 제2 일부 (30b)는 또한 다수의 평탄면 (34)을 가진다. 제2 일부 (30b) 상에는 평탄면들 (34) 사이에 개재되는 만곡면이 존재하지 않는다. 일부 (30b)의 돌출 코너 (35)에서 평탄면 (34)은 또 다른 것과 연속적이다. 외면 (30)의 일부 (30a)에서 평탄면들 (32) 사이에서 볼록한 만곡면 (33)을 가지는 것은 몸체 (24) 일부의 크기를 감소시키고 파이프 요소 (18)의 보어 (20) 내부에 수용될 수 있도록 된다. 볼록한 만곡면이 없는 외면 일부 (30b)는 크기가 더 크고, 표면들 (34)이 만나는 코너 (35)는 파이프 요소와 체결되고 정지부로 기능하여, 몸체 (24)가 파이프 보어 (20) 내부로 삽입되는 깊이를 제한한다.
몸체 (24)의 외면 (30)은, 원주방향으로 보어 (28) 주위로 연장되는 홈들을 포함한 추가 특징부를 가진다. 도 2에 도시된 바와 같이, 홈 (36)은 외면 (30)의 일부 (30a)에 위치하고 어댑터가 하기와 같이 파이프 보어 (20) 내부에 수용될 때 몸체 (24) 및 파이프 요소 (18) 사이의 공간을 밀봉하는 하나 이상의 시일 (38)을 수용한다. 본 실시예에서, 시일 (38)은 탄성체 예컨대 EPDM으로 제조되는 O-링을 포함한다. 기타 유형의 시일 및 기타 재료 또한 가능하다. 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 시일 수용 홈 (42)은 또한 외면 (30)의 일부 (30a)에 위치할 수 있다. 도시된 예시적 실시태양에서 홈들은 서로 인접할 수 있다.
도 5에 도시된 또 다른 예시적 어댑터 실시태양 (22a)에서, 제1 시일 (38a)은 몸체 (24)의 외면 (30)에 있는 홈 (36) 내부에 위치한다. 제2 시일 (37)은 제1 시일 (38a)을 포위한다. 본 예시적 실시태양에서 제1 시일 (38a)은 늘어나지 않을 때에 직사각 단면을 가진다. 제2 시일 (37)은 또한 변형되지 않을 때 직사각 단면을 가지고 도 6에 도시된 바와 같이 닫힌 루프 또는 스트립 재료를 포함할 수 있다. 탄성 재료, 예를들면 탄성체 예컨대 EPDM 또는 기타 고무 화합물로 제1 시일 (38a)을 형성하는 것이 바람직하다. 또한 유연성 재료 예컨대 폴리에스테르, 실리콘 계열 접착제, 또는, ND Industries of Clawson, MI에서 공급되는 팽창성 로킹 겔 예컨대 ES0105 Expand-A-시일로 제2 시일 (37)을 형성하는 것이 바람직하다. 겔은 개별적인 에폭시 수지 및 경화제의 마이크로캡슐화 비드들을 함유하며 이들은 겔이 압축될 때 활성화된다. 도 7에 도시된 바와 같이, 겔 시일 (37)은 홈 (36) 내부에서 제1 시일 (38a) 상에 적용된다. 겔은 경화되고 제1 시일 (38a) 상에 접착된다. 시일 (37)이 압축되면 비드들이 파괴되고, 수지 및 경화제가 방출되며, 조합되어 유효한 시일로 팽창되고 경화되어, 하기된 바와 같이 팽창되는 공간으로 정합된다.
다시 도 2를 참고하면, 또 다른 홈 (44)이 외면 (30)에 위치할 수 있다. 홈 (44)은 외면 (30)의 일부 (30a)와 일부 (30b) 사이 경계를 획정한다. 홈 (44)은 와셔 (46)을 수용하고 이는 몸체 (24)로부터 반경방향으로 돌출되며 몸체가 수용될 때 파이프 보어 (20) 및 몸체 (24) 사이의 간격을 막는다. 간격은 원형 보어 (20)가 비-원형 어댑터 몸체 (24)를 수용하면서 생긴다. 와셔 (46)는 플라스틱, 예를들면, 폴리에틸렌으로 제조될 수 있다.
도 2 및 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서 몸체 (24)의 내면 (26)은 원추형 내부 파이프 나사 (48)를 가진다. 원추형 파이프 나사로 인하여 어댑터 (22)는 스프링클러 (12)의 정합 원추형 나사식 말단을 수용하고 전통적인 파이프 도우프 및/또는 테프론 테이프를 이용하여 유체 기밀 밀봉을 형성할 수 있다.
실제 어댑터 (22) 설계에 있어서, 육각 봉재는 나사 절삭 선반에서 회전되어 보어 (28)를 형성하고 파이프 나사 (48)를 절삭한다. 선반은 또한 육각 봉재의 일부로부터 코너를 제거하여 외면 (30)의 일부 (30a)에서 평탄면들 (32) 사이에 볼록한 만곡면 (33)을 형성하기 위하여 사용된다. 이어 홈들 (36, 존재한다면 42, 44)이 외면 (30)에서 절삭되고, 와셔 (46) 및 시일 (38)이 이들 각자의 홈에 놓인다.
육각 봉재의 코너를 제거하여 외면 (30)의 일부 (30a)를 형성하면 몸체 (24) 사이즈가 줄어들어 파이프 보어 (20) 내부에 끼울 수 있다. 그러나, 외면 (30)의 일부 (30b)에서 코너 (35)는 그대로 남아있고, 몸체 (24)로부터 외향 연장되고 파이프 보어 (20)의 직경보다 더 크므로, 파이프 요소 (18)의 말단과 체결되고 몸체 및 파이프 사이 체결 깊이를 제한할 것이다. 이러한 체결 제한은 또한 홈들 (36, 42) 및 이들 시일들 (38)이 정확한 지점에 놓이도록 기여하여 도 4에 도시된 바와 같이 파이프 보어 내부에 몸체 (24)의 설치가 가능하다. 이러한 효과는 홈 (36) 및 시일 (37, 38a)을 가지는 어댑터 실시태양 (22a)에 있어서 유사하다 (도 5 참조).
도 4는 조합 파이프 요소 (18) 및 본 발명에 의한 어댑터 (22)의 예시적 실시태양을 도시한 것이다. 어댑터 (22)는 파이프 요소 (18)의 보어 (20) 내부로 수용된다. 하나의 예시적 실시태양에서 이는 외면 (30)의 일부 (30a)는 보어 (20) 내부에 있지만, 일부 (30b)는 보어 외부에 남겨진다는 것을 의미한다. 홈들 (36, 42) 및 이들 시일 (38)은 따라서 파이프 요소 (18)의 말단으로부터 알려진 거리에 놓인다. 파이프 요소 (18)의 보어 (20)는 측벽 (50)에 의해 형성된다. 변형부 (52)는 측벽 (50)에 놓이고 주위를 따라 원주방향으로 연장된다. 변형부 (52)는 홈들 (36, 42) 및 시일 (38)과 정렬되는 위치에 형성된다. 변형부 (52)는 홈들 (36, 42), 시일 (38) 및 평탄면 (32) (도 2 참조)과 기계적으로 체결된다. 변형부 (52) 및 시일 (38) 사이 기계식 체결로 어댑터 (22) 및 파이프 요소 (18) 사이의 유체 기밀 조인트에 영향을 미친다. 변형부 (52) 및 홈들 (36, 42) 사이 기계식 체결로 파이프 요소 (18) 내에서 축방향 압력에 대하여 어댑터 (22)가 유지된다. 달성되는 유지력은 화재 진압 시스템에서 최대 예상 압력으로 인한 과도한 힘에도 잘 견딜 수 있다. 또한, 변형부 (52) 및 평탄면 (32) 사이 기계식 체결로 파이프 요소의 길이방향 축 (54) 주위로 어댑터 (22) 및 파이프 요소 (18) 간 상대적 회전이 방지되고 마찰력만이 상대 회전을 방지하는 유일한 힘인 경우에 비하여 3배 이상의 토크가 어댑터 (22)에 적용될 수 있다.
도 4에 도시되는 예시적 조합은 이음매 없는 파이프 요소 (18)에 대하여 효과적인 것으로 예상된다. 도 8 및 9에 도시된 바와 같이 용접된 길이방향 이음매 (19)를 가지는 파이프 (18)에 대하여는 도 5 및 7에 도시된 제1 및 제2 시일들 (37, 38a)을 가지는 어댑터 (22a)가 효과적인 것으로 예상된다. 도 9의 단면도에 도시된 바와 같이 용접 이음매 (19)는 파이프 보어 (20) 내부에서 측벽 (50)에 불규칙 돌출부 (21)를 형성한다. 도 8에 도시된 바와 같이, 이음매 (19) 영역에서 유체 기밀 밀봉을 보장하기 위하여 편향 요소로서 작용하는 제1 탄성 시일 (38a)을 사용하여 제2 유연성 시일 (37)을 변형부 (52)에 대하여 편향하는 것이 유리하다. 변형부 (52)가 형성될 때 유연성 시일 (37)은 변형부 및 탄성 시일 (38a) 사이에서 압축될 것이다. 유연 특성으로 인하여, 유연성 시일 (37)은 탄성 시일 (38a) 및 측벽 (50) 변형부 (52) 사이의 공간 형태와 정합하여 유체 기밀 밀봉을 형성하여, 임의의 측벽 표면 불규칙성, 예컨대 용접 이음매 (19)의 돌출부 (21)를 적용시킬 수 있다. 상기된 바와 같이 팽창성 겔 시일 (37)을 이용할 때 추가 이점이 구현될 수 있다.
스프링클러를 파이프 요소에 부착하는 것 외에도 파이프 요소를 예를들면, 배관부 말단에서 편리하게 밀봉하여 막을 수 있다면 또한 바람직하다. 이는 플러그 (54)를 이용하여 용이하게 달성된다, 이의 실시예는 도 10에 도시된다. 예시적 플러그 (54)는 파이프 요소 내부에 끼울 수 있는 크기의 몸체 (56)를 포함한다. 몸체 (56)는 원통형 외면 (58)을 가지고 선반에서 회전되는 재료 예컨대 강재, 스테인리스 강 또는 기타 금속의 원통재에서 형성된다. 원주방향 홈 (60)은 일 말단 근위의 몸체 (56) 외면 (58)에 놓인다. 턱 (62)은 홈 (60)에서 공간적으로 떨어져서, 본 실시예에서, 몸체 (56)의 타 말단 근위에 위치한다. 턱 (62)은 몸체 (56)보다 더 큰 직경을 가지고 플러그 (54)가 삽입되는 파이프 요소의 말단과 체결되어 플러그 및 파이프 요소 (도 12 참조) 간의 체결 정도를 제한할 수 있는 크기이다. 도 11에 도시된 바와 같이, 홈 (60)은 플러그 (54) 및 파이프 요소 (18) 사이 유체 기밀 밀봉에 영향을 줄 수 있는 하나 이상의 시일들을 수용한다. 도시된 실시예에서, 제1 시일 (64)은 홈 (60) 내부에 배치되고 신축성 탄성 재료, 예를들면 탄성체 예컨대 EPDM 또는 기타 고무 화합물로 형성된다. 이러한 단일 시일 (예를들면, O-링)은 매끈한 파이프 요소 내면을 밀봉하는데 적당할 수 있다; 그러나, 거칠거나 불규칙한 내면 (예컨대 용접된 이음매 파이프)을 가지는 파이프 요소에서는 제1 시일 (64) 주위로 제2 시일 (66)을 배치하는 것이 바람직하다. 상기된 바와 같이, 제2 시일은 유연성 재료, 예를들면, 폴리에스테르, 실리콘 계열 접착제, 아크릴 접착제 또는 팽창성 겔 시일로 형성되고 이는 파이프 요소 내부의 불규칙 표면에 정합하여 밀봉에 영향을 미친다.
도 10 및 11은 또한 몸체 (56) 내부에 형성되는 공동 (68)을 도시한다. 플러그 및 파이프 요소 사이 유체 기밀 밀봉에 영향을 줄 수 있는 시일들 (64, 66)과 조합되는 파이프 요소의 변형부가 형성될 때 공동 (68)은 파이프 요소 내부에 플러그 (54)를 처리하여 배치하기 위한 도구를 수용한다. 시일들 (64, 66)과 체결되는 변형부 (52)를 가지는 예시적 조합 파이프 요소 (18) 및 플러그 (54)가 도 12에 도시된다. 변형부 (52)는 또한 홈 (60) 내에서 기계식으로 플러그 (54) 몸체 (56)와 체결되어 내압을 견디며 파이프 요소 내부에서 플러그를 유지한다.
예시로써, 어댑터 (22) (및 22a) 및 플러그 (54) 모두에 있어서, 파이프 요소 (18)의 변형부 (52)는 측벽 (50)으로 압입되는 원주방향 홈 (70)에 의해 형성된다. 원주방향 홈 (70) 형성은 어댑터 또는 플러그가 파이프 요소 내부 제자리에 배치되면 파이프 요소 (18)를 냉간 가공하여 적합하게 달성된다. 변형부 (52)가 연관 시일들과 함께 어댑터의 홈 (36) 또는 플러그의 홈 (60)과 체결되는 위치에서 홈 (70)이 형성된다. 파이프 요소의 냉간 가공은 롤 홈 가공 방법 및 장치뿐 아니라 회전 캠을 적용하는 장치에 의한다.
본 발명에 의한 어댑터를 이용하면 배관 망 설치 과정에서 나사 절삭을 완전히 없앨 수 있다. 따라서 나사 절삭 기계가 필요 없고 이에 수반되는 지저분한 오일 및 폐 금속 칩들이 없어진다. 본 발명에 의한 어댑터를 파이프 요소 내부에서 고정시키고 밀봉하도록 파이프 요소를 변형시키는 동일한 홈 형성용 장치 (롤 홈 성형기, 캠 홈 성형기)는 또한 홈 체결 기계식 커플링으로 결합되도록 파이프 요소에서 원주방향 홈을 냉간 가공하기 위하여 사용되어, 작업 효율 및 편의성을 크게 개선시킬 수 있다.

Claims (26)

  1. 스프링클러를 파이프 요소에 부착시키기 위한 어댑터로서, 상기 어댑터는:
    관통 보어를 형성하는 내면 및 상기 내면을 둘러싸는 외면을 가지는 몸체;
    상기 외면에 위치하고 상기 보어 주위에서 원주방향으로 연장되는 적어도 제1 홈;
    상기 제1 홈 내부에 위치하는 적어도 제1 시일; 을 포함하고
    상기 제1 시일이 상기 파이프 요소 내부에 놓일 수 있게 상기 몸체의 적어도 제1 일부는 상기 파이프 요소 내부에 끼워져 고정될 수 있는 크기이되, 상기 제1 일부는 상기 외면에 위치하는 다수의 평탄면들을 포함하는, 어댑터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 외면을 둘러싸는 와셔를 더욱 포함하고, 상기 파이프 요소 내부에 서로 끼워져 고정될 수 있는 크기로 상기 몸체의 상기 제1 일부에 상기 와셔가 인접하게 위치하는, 어댑터.
  3. 제2항에 있어서, 상기 외면에 위치하고 상기 보어 주위에서 원주방향으로 연장되는 외부 홈을 더욱 포함하고, 상기 외부 홈은 상기 제1 홈과 공간적으로 떨어져 위치하고, 상기 와셔는 상기 외부 홈 내부에 위치하는, 어댑터.
  4. 제1항에 있어서, 상기 파이프 요소 내부에 끼워지지 않도록 상기 몸체의 상기 제1 일부보다 더 큰 상기 몸체의 제2 일부를 더욱 포함하는, 어댑터.
  5. 제1항에 있어서, 파이프 나사는 상기 내면에 위치하는, 어댑터.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 시일을 둘러싸는 제2 시일을 더욱 포함하고, 상기 제1 시일은 탄성 재료를 포함하고 상기 제2 시일은 유연성 재료를 포함하는, 어댑터.
  7. 파이프 요소 및 어댑터의 조합체로서 (In combination), 상기 어댑터는:
    관통 보어를 형성하는 내면을 가지는 몸체;
    상기 내면을 둘러싸는 외면;
    상기 몸체 주위로 연장되는 다수의 평탄면들을 가지는 상기 외면의 제1 일부로서, 상기 제1 일부는 상기 파이프 요소 내부에 끼워져 고정될 수 있는 크기인, 상기 제1 일부;
    상기 외면의 상기 제1 일부에 위치하고 상기 보어 주위에서 원주방향으로 연장되는 적어도 제1 홈;
    상기 제1 홈 내부에 위치하는 적어도 제1 시일; 을 포함하고,
    상기 파이프 요소는:
    상기 외면의 상기 제1 일부가 수용되는 파이프 보어를 형성하는 측벽;
    상기 측벽에 위치하고 주위에서 원주방향으로 연장되는 변형부로서, 상기 변형부는 상기 제1 홈과 정렬되고 상기 몸체의 상기 외면의 적어도 일부와 체결되어 상기 몸체를 상기 파이프 보어 내부에 유지시키는 상기 변형부를 포함하는, 조합체.
  8. 제7항에 있어서, 상기 몸체 주위로 연장되는 다수의 평탄면들을 가지는 상기 외면의 제2 일부를 더욱 포함하는, 조합체.
  9. 제7항에 있어서, 상기 변형부는 상기 측벽 내부로 압입되는 원주방향 홈을 포함하는, 조합체.
  10. 제7항에 있어서, 상기 제1 홈 내부에 위치하는 제2 시일을 더욱 포함하는, 조합체.
  11. 제7항에 있어서, 상기 외면의 상기 제1 일부에 위치하고 상기 보어 주위에서 원주방향으로 연장되는 제2 홈을 더욱 포함하고, 제2 시일은 상기 제2 홈 내부에 위치하는, 조합체.
  12. 제8항에 있어서, 상기 제2 홈은 상기 제1 홈에 인접하여 상기 변형부는 상기 제1 홈 및 제2 홈 모두와 체결되는, 조합체.
  13. 제8항에 있어서, 상기 외면을 둘러싸는 와셔를 더욱 포함하고, 상기 와셔는 상기 외면의 상기 제1 일부 및 제2 일부 사이에 위치하는, 조합체.
  14. 제13항에 있어서, 상기 외면에 위치하고 상기 보어 주위에서 원주방향으로 연장되는 외부 홈을 더욱 포함하고, 상기 외부 홈은 상기 외면의 상기 제1 일부 및 제2 일부 사이에 위치하고, 상기 와셔는 상기 외부 홈 내부에 위치하는, 조합체.
  15. 제7항에 있어서, 파이프 나사는 상기 내면에 위치하는, 조합체.
  16. 제7항에 있어서, 상기 외면의 상기 제1 일부는 다수의 만곡면들을 더욱 포함하고, 상기 평탄면 각각은 2개의 상기 만곡면들과 연속되는, 조합체.
  17. 제8항에 있어서, 상기 몸체의 상기 제2 일부는 상기 파이프 보어의 직경보다 더 커서 상기 파이프 보어 내부에서 끼워져 고정되지 않는, 조합체.
  18. 제16항에 있어서, 상기 만곡면은 볼록 곡면인, 조합체.
  19. 제7항에 있어서, 상기 제1 시일을 둘러싸는 제2 시일을 더욱 포함하고, 상기 제1 시일은 탄성 재료를 포함하고 상기 제2 시일은 유연성 재료를 포함하고, 상기 제2 시일은 상기 파이프 보어 내부에서 상기 측벽과 체결되고 이에 정합되는(conforming thereto), 조합체.
  20. 제19항에 있어서, 상기 제2 시일은 직사각 단면을 가지는, 조합체.
  21. 제19항에 있어서, 상기 제2 시일은 폴리에스테르, 실리콘 접착제, 아크릴 접착제 및 팽창성 겔 시일로 이루어지는 군에서 선택되는, 조합체.
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