KR102155643B1 - 파이프 분기용 커플링 어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파이프 분기용 커플링 어셈블리에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 조립 공수를 감소시킬 수 있고, 구성이 단순화되어 시공 비용을 절감할 수 있으며, 스프링클러로 유체를 공급하는 분기 파이프 내부의 유량 증가를 위해 유입 파이프에 형성된 분기홀의 직경이 증가하는 경우에도 분기되는 유체의 누설을 효과적으로 방지할 수 있는 파이프 분기용 커플링 어셈블리에 관한 것이다. 이를 위한 본 발명에 따른 커플링 어셈블리는 유입 유체의 분기를 위한 분기홀이 형성된 유입 파이프와, 상기 분기홀을 통해 분기된 유체가 흐르도록 상기 유입 파이프와 연통된 분기 파이프, 및 상기 유입 파이프와 상기 분기 파이프를 상호 연결하는 커플러를 포함하는 커플링 어셈블리에 있어서, 상기 커플러에는 상기 분기홀을 관통해서 상기 유입 파이프 내부로 삽입되는 연장부가 형성되되, 상기 연장부의 내경은 상기 유입 파이프의 내경과 동일한 크기로 형성된다.

Description

파이프 분기용 커플링 어셈블리{Coupling assembly for pipe branching}

본 발명은 파이프 분기용 커플링 어셈블리에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 조립 공수를 감소시킬 수 있고, 구성이 단순화되어 시공 비용을 절감할 수 있으며, 스프링클러로 유체를 공급하는 분기 파이프 내부의 유량 증가를 위해 유입 파이프에 형성된 분기홀의 직경이 증가하는 경우에도 분기되는 유체의 누설을 효과적으로 방지할 수 있는 파이프 분기용 커플링 어셈블리에 관한 것이다.

일반적으로 빌딩이나 공동주택 등의 건축물 각층에는 그 천정 주위에 화재 발생 시 화재를 감지하여 고압의 유체를 자동 살수함으로써 화재를 조기에 진압하기 위한 센서가 구비된 스프링클러가 설치된다.

이를 위하여 외부로부터 유체를 공급하는 메인 파이프가 설치되고, 이러한 메인 파이프에 다수의 스프링클러가 설치되는 유입 파이프가 연통 설치되며, 유입 파이프에는 스프링클러로 유체를 공급하기 위한 분기 파이프가 설치된다.

다만, 종래의 경우 유입 파이프와 분기 파이프를 연통 설치하기 위해 유입 파이프에 형성된 분기홀에 분기 파이프를 용접하는 방식으로 설치하거나, 또는 분기가 형성된 T형 파이프에 유입 파이프와 분기 파이프를 각각 설치하는 방식으로 상호 유체 연통시켰으나, 이와 같은 방식은 조립 공수가 많이 소요되고, 부품수가 많아 시공 비용이 낭비되는 문제가 있었다.

또한, 스프링클러로 공급되는 유체의 유량 증가를 위해 유입 파이프에 형성된 분기홀의 직경을 증가시킬 경우 유체가 누설되는 문제도 있었다.

따라서 상기한 문제에 대한 개선이 필요한 실정이다.

본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제는 조립 공수를 감소시킬 수 있고, 구성이 단순화되어 시공 비용을 절감할 수 있는 파이프 분기용 커플링 어셈블리를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 스프링클러로 유체를 공급하는 분기 파이프 내부의 유량 증가를 위해 유입 파이프에 형성된 분기홀의 직경이 증가하는 경우에도 분기되는 유체의 누설을 효과적으로 방지할 수 있는 파이프 분기용 커플링 어셈블리를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제는 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 커플링 어셈블리는 유입 유체의 분기를 위한 분기홀이 형성된 유입 파이프와, 상기 분기홀을 통해 분기된 유체가 흐르도록 상기 유입 파이프와 연통된 분기 파이프, 및 상기 유입 파이프와 상기 분기 파이프를 상호 연결하는 커플러를 포함하는 커플링 어셈블리에 있어서, 상기 커플러에는 상기 분기홀을 관통해서 상기 유입 파이프 내부로 삽입되는 연장부가 형성되되, 상기 연장부의 내경은 상기 유입 파이프의 내경과 동일한 크기로 형성된다.

이때, 상기 연장부의 외주면에는 상기 유입 파이프의 내주면에 의해 지지되는 지지면이 형성될 수 있다.

이때, 상기 연장부의 외경은 상기 유입 파이프의 내경보다 크게 형성되고, 상기 분기홀의 내경은 상기 연장부의 외경과 동일한 크기로 형성될 수 있다.

이때, 상기 유입 파이프의 내주면에는 상기 연장부의 삽입 방향을 따라 형성되되, 상기 분기홀과 동일한 크기의 내경을 갖는 삽입홈이 형성될 수 있다.

이때, 상기 삽입홈에는 상기 지지면이 삽입 지지될 수 있다.

이때, 상기 커플러에는 상기 유입 파이프의 외주면 둘레를 가압하는 보강대가 형성될 수 있다.

이때, 상기 보강대에는 상기 유입 파이프의 외주면 둘레를 가압하는 가압면이 형성되되, 상기 가압면의 양측에는 상기 유입 파이프의 반경 방향으로 돌출된 지지벽이 형성될 수 있다.

상기한 구성을 갖는 본 발명의 파이프 분기용 커플링 어셈블리는 유입 파이프에 커플러를 체결하는 방식으로 시공이 가능하므로 조립 공수 감소 및 시공 비용이 절감될 뿐만 아니라 유입 파이프의 내부로 삽입되는 연장부가 형성되므로 유입 파이프에 형성되는 분기홀의 직경이 증가하는 경우에도 분기되는 유체의 누설을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.

특히, UL(Underwriters Laboratories) 기준에 따르면 유입 파이프와 동일한 내경을 갖는 분기 파이프를 사용하기 위해서는 유입 파이프에서 분기되는 부분에서의 내경이 유입 파이프와 동일하게 형성되어야 하는데, 전술한 바와 같이, 커플러에 형성되는 연장부의 내경이 유입 파이프의 내경과 동일한 크기로 형성되므로 유입 파이프와 동일한 내경을 갖는 분기 파이프를 사용할 수 있게 된다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 커플링 어셈블리의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 커플링 어셈블리가 체결되는 유입 파이프를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 커플링 어셈블리의 정면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 커플링 어셈블리의 분해 사시도이다.
도 5 및 도 6는 본 발명에 따른 커플링 어셈블리의 단면도로서, 도 5는 유입 파이프의 반경 방향을 따라 절단한 상태를 도시한 도면이고, 도 6은 유입 파이프의 축 방향을 따라 절단한 상태를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 커플링 어셈블리의 보강대의 단면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 커플링 어셈블리의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 커플링 어셈블리가 체결되는 유입 파이프를 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 커플링 어셈블리의 정면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 커플링 어셈블리의 분해 사시도이고, 도 5 및 도 6는 본 발명에 따른 커플링 어셈블리의 단면도로서, 도 5는 유입 파이프의 반경 방향을 따라 절단한 상태를 도시한 도면이고, 도 6은 유입 파이프의 축 방향을 따라 절단한 상태를 도시한 도면이며, 도 7은 본 발명에 따른 커플링 어셈블리의 보강대의 단면도이다.

이하에서는 도 1 내지 도 7에 도시된 구성을 참조하여 설명하도록 한다.

본 발명에 따른 커플링 어셈블리는 유입 유체의 분기를 위한 분기홀(11)이 형성된 유입 파이프(10)와, 분기홀(11)을 통해 분기된 유체가 흐르도록 유입 파이프(10)와 연통된 분기 파이프(20), 및 유입 파이프(10)와 분기 파이프(20)를 상호 연결하는 커플러(100)를 포함하는 커플링 어셈블리에 있어서, 커플러(100)에는 분기홀(11)을 관통해서 유입 파이프(10) 내부로 삽입되는 연장부(110)가 형성되되, 이러한 연장부(110)의 내경(CID)은 유입 파이프(10)의 내경(PID)과 동일한 크기로 형성된다.

즉, 유입 파이프(10)에 단순히 커플러(100)를 체결하는 방식으로 시공이 가능하므로 조립 공수 감소 및 시공 비용이 절감된다.

또한, UL(Underwriters Laboratories) 기준에 따라 유입 파이프(10)와 동일한 내경을 갖는 분기 파이프(20)를 사용하기 위해서는 유입 파이프(10)에서 분기되는 부분에서의 내경이 유입 파이프(10)와 동일하게 형성되어야 하며, 전술한 바와 같이, 커플러(100)에 형성되는 연장부(110)의 내경(CID)이 유입 파이프(10)의 내경(PID)과 동일한 크기로 형성되므로 유입 파이프(10)와 동일한 내경을 갖는 분기 파이프(20)를 사용할 수 있게 된다.

이러한 커플러(100)에는 유입 파이프(10)를 중심으로 유입 파이프(10)의 상부에 배치되어 분기 파이프(20)가 연결되는 제1 부분과, 유입 파이프(10)의 하부에 배치되어 제1 부분과 체결되는 제2 부분이 구비된다.

이러한 제1 부분과 제2 부분이 유입 파이프(10)의 상부와 하부에 배치된 상태에서 상호 고정되도록 고정 부재가 관통하는 플랜지(130)가 형성된다. 고정 부재는 볼트, 너트와 같은 고정 부재를 사용할 수 있으나, 제1 부분과 제2 부분을 상호 고정할 수 있는 구성이라면 어떠한 구성이라도 사용 가능하다.

아울러 제2 부분에는 유입 파이프(10)의 외주면을 가압하는 지지 돌기(140)가 형성될 수 있으며, 이러한 지지 돌기(140)는 커플러(100) 장착 이후에 외력이 인가되는 경우에도 커플러(100)가 유입 파이프(10)의 둘레 방향을 따라 회전하지 않도록 지지하게 된다. 지지 돌기(140)는 유입 파이프(10)의 둘레 방향을 따라, 또는 유입 파이프(10)의 축 방향을 따라 상호 분리된 복수 개의 지지 돌기(140)로 구성될 수 있다.

유입 파이프(10)와 커플러(100)의 사이에는 탄성 재질의 가스켓이 구비될 수 있으며, 이러한 가스켓은 커플러(100) 장착 시 고정 부재를 통한 체결력에 의해 가압되면서 유체 누설을 효과적으로 방지하게 된다.

이때, 연장부(110)의 외주면에는 유입 파이프(10)의 내주면에 의해 지지되는 지지면(111)이 형성될 수 있다. 즉, 커플러(100) 장착 시 연장부(110)는 분기홀(11)의 관통하여 유입 파이프(10)의 내부에 배치되는데, 연장부(110)의 외주면에 지지면(111)이 형성되면 유입 파이프(10)의 내주면과 연장부(110)의 외주면이 상호 밀착 지지되는 것이다.

즉, 커플러(100)가 장착된 부분에서는 유입 파이프(10)의 축 방향을 따라 흐르는 유체 흐름과 분기 파이프(20)로 분기되도록 유입 파이프(10)의 반경 방향을 따라 흐르는 유체 흐름이 형성되며, 전술한 바와 같이, 연장부(110)의 외주면에 지지면(111)이 형성되면 유입 파이프(10)의 내주면과 연장부(110)의 외주면이 상호 밀착 지지되면서 이와 같은 유체 흐름을 방해하지 않게 되어 유체가 원활하게 흐를 수 있게 된다.

이때, 연장부(110)의 외경(COD)은 유입 파이프(10)의 내경(PID)보다 크게 형성된다. 전술한 바와 같이, 연장부(110)의 내경(CID)은 유입 파이프(10)의 내경(PID)과 동일하게 형성되며, 이러한 연장부(110)는 커플러(100)에 외력이 인가되는 경우에도 이를 효과적으로 지지할 수 있도록 소정의 두께를 갖게 되므로 연장부(110)의 외경(COD)은 유입 파이프(10)의 내경(PID)보다 크게 형성되는 것이다.

또한, 분기홀(11)의 내경(HID)은 연장부(110)의 외경(COD)과 동일한 크기로 형성될 수 있다. 이와 같이 구성하게 되면 연장부(110)를 분기홀(11)에 삽입 시 연장부(110)의 외주면과 분기홀(11)의 내주면이 상호 밀착 지지되면서 이들 사이로 유체가 누설되는 것을 효과적으로 방지할 수 있고, 작업자는 이러한 연장부(110)를 분기홀(11)에 삽입하는 방식으로 간단하게 이들을 정위치에 설치할 수 있게 되므로 쉽고 빠른 설치가 가능하게 된다.

이와 같이 분기홀(11)의 내경(HID)이 연장부(110)의 외경(COD)과 동일한 크기로 형성될 수 있도록 작업자는 연장부(110)의 외경(COD)과 동일한 크기를 갖는 공구를 이용해서 유입 파이프(10)의 외주면을 타공하는 방식으로 분기홀(11)을 형성하게 된다.

이때, 유입 파이프(10)의 내주면에는 연장부(110)의 삽입 방향을 따라 형성되되, 분기홀(11)과 동일한 크기의 내경을 갖는 삽입홈(12)이 형성될 수 있다. 작업자는 분기홀(11)을 형성하기 위해서 연장부(110)의 외경(COD)과 동일한 크기를 갖는 공구를 이용해서 유입 파이프(10)의 외주면을 타공하게 되며, 유입 파이프(10)의 상면에 분기홀(11)이 형성되더라도 계속해서 타공을 진행하게 되며, 최종적으로 유입 파이프(10)의 측면에 배치된 내주면 부분에 연장부(110)가 삽입되는 삽입홈(12)이 형성될 때까지 타공을 진행하게 된다.

즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 유입 파이프(10)의 내경(PID)과 연장부(110)의 내경(CID)은 동일한 크기로 형성되므로 유입 파이프(10)의 내부를 흐르는 유체가 분기 파이프(20)로 분기되는 부분인 연장부(110)에서의 순간 유량이 유입 파이프(10)를 흐르는 유체의 순간 유량과 동일하게 형성되므로 유입 파이프(10)와 동일한 크기의 내경을 갖는 분기 파이프(20)를 사용하기 위해서 UL 기준에서 요구하는 조건을 만족할 수 있게 된다.

또한, 유입 파이프(10)의 내경(PID)보다 큰 내경을 갖는 연장부(110)가 삽입되므로 유체 누설을 효과적으로 방지하고, 안정적인 지지 구조를 확보하기 위해서 연장부(110)가 유입 파이프(10)의 상면을 관통한 상태에서 유입 파이프(10)의 측면에 형성되는 삽입홈(12)에 안착되도록 구성하는 것이다. 즉, 이러한 삽입홈(12)에는 연장부(110)에 형성된 지지면(111)이 삽입 지지되는 것이다.

이때, 연장부(110)의 단면 형상은 유입 파이프(10)와 같은 원형 둘레를 갖는 형상에서 일부분이 제거된 형상으로 형성된다. 즉, 연장부(110)가 유입 파이프(10)에 삽입된 상태에서 유입 파이프(10)의 축 방향을 따라 흐르는 유체에 대해 저항으로 작용하지 않는 형상으로 형성되는 것이 바람직하며, 도 5에 도시된 바와 같이, 유입 파이프(10)의 삽입홈(12)에 삽입되는 부분을 제외한 나머지 부분을 제거하는 것이다.

이와 같이 구성하면 유입 파이프(10) 내부의 유체 흐름이 원활해질 수 있을 뿐만 아니라 연장부(110)가 유입 파이프(10)에 형성된 삽입홈(12)에 의해 지지되므로 커플러(100)의 안정적인 지지가 가능하게 된다.

이때, 커플러(100)에는 유입 파이프(10)의 외주면 둘레를 가압하는 보강대(120)가 형성될 수 있다. 전술한 가스켓에는 유입 파이프(10)의 외주면에 밀착되는 면적이 증가하도록 유입 파이프(10)의 축 방향을 따라 연장되는 연장 리브가 형성되며, 커플러(100)에 형성된 보강대(120)는 이러한 연장 리브를 가압하여 유체 누설을 효과적으로 방지하고 있다.

이를 위해 보강대(120)에는 유입 파이프(10)의 외주면 둘레를 가압하는 가압면(121)이 형성되어 전술한 연장 리브를 가압하도록 구성된다. 아울러 보강대(120)에 형성된 가압면(121)의 양측에는 유입 파이프(10)의 반경 방향으로 돌출된 지지벽(121a)이 형성될 수 있다. 즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 가압면(121)의 상부에는 이러한 지지벽(121a)이 형성되지 않으므로 커플러(100) 장착 시 가압면(121)의 상부가 유입 파이프(10)의 외주면에 접촉할 때까지 가스켓을 가압할 수 있으므로 분기홀(11)의 크기가 유입 파이프(10)의 내경(PID)보다 크게 형성되더라도 유체 누설을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.

이러한 가압면(121)의 양측에는 유입 파이프(10)의 반경 방향으로 돌출된 지지벽(121a)이 형성될 수 있다. 즉, 커플러(100) 장착 시 지지벽(121a)이 형성된 부분은 이러한 지지벽(121a)이 유입 파이프(10)의 외주면에 접촉할 때까지만 가스켓을 가압하게 된다. 이때, 지지벽(121a)은 유체 흐름으로 인한 압력 인가 시에도 가스켓의 연장 리브를 지지하여 가스켓이 외부로 이탈하는 것을 방지할 뿐만 아니라 연장 리브의 외부 노출을 방지하여 가스켓의 내구성 저하를 효과적으로 방지하게 된다.

즉, 가압면(121)의 상부에는 지지벽(121a)이 형성되지 않으므로 가스켓을 충분히 가압하여 분기홀(11) 주변의 유체 누설을 효과적으로 방지하고, 가압면(121)의 양측에는 지지벽(121a)이 형성되어서 가스켓의 가압 정도는 일부 감소할 수 있으나 분기홀(11)에서 일정 거리 이격된 부분이므로 이와 같이 가압 정도가 감소한 상태에서도 유체 누설을 효과적으로 방지할 수 있을 뿐만 아니라 가스켓 이탈 방지 및 가스켓 외부 노출을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.

본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

10 : 유입 파이프 11 : 분기홀
12 : 삽입홈 20 : 분기 파이프
100 : 커플러 110 : 연장부
111 : 지지면 120 : 보강대
121 : 가압면 121a : 지지벽
130 : 플랜지 140 : 지지 돌기
CID : 연장부의 내경
COD : 연장부의 외경
HID : 분기홀의 내경
PID : 유입 파이프의 내경

Claims (7)

1. 유입 유체의 분기를 위한 분기홀이 형성된 유입 파이프와, 상기 분기홀을 통해 분기된 유체가 흐르도록 상기 유입 파이프와 연통된 분기 파이프, 및 상기 유입 파이프와 상기 분기 파이프를 상호 연결하는 커플러를 포함하는 커플링 어셈블리에 있어서,
   상기 커플러에는 상기 분기홀을 관통해서 상기 유입 파이프 내부로 삽입되는 연장부가 형성되되,
   상기 연장부의 내경은 상기 유입 파이프의 내경과 동일한 크기로 형성되며,
   상기 연장부의 외경은 상기 유입 파이프의 내경보다 크게 형성되고,
   상기 분기홀의 내경은 상기 연장부의 외경과 동일한 크기로 형성되며,
   상기 유입 파이프의 내주면에는 상기 연장부의 삽입 방향을 따라 형성되되, 상기 분기홀과 동일한 크기의 내경을 갖는 삽입홈이 형성되는 커플링 어셈블리.
2. 제1항에 있어서,
   상기 연장부의 외주면에는 상기 유입 파이프의 내주면에 의해 지지되는 지지면이 형성되는 커플링 어셈블리.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제2항에 있어서,
   상기 삽입홈에는 상기 지지면이 삽입 지지되는 커플링 어셈블리.
6. 제5항에 있어서,
   상기 커플러에는 상기 유입 파이프의 외주면 둘레를 가압하는 보강대가 형성되는 커플링 어셈블리.
7. 제6항에 있어서,
   상기 보강대에는 상기 유입 파이프의 외주면 둘레를 가압하는 가압면이 형성되되,
   상기 가압면의 양측에는 상기 유입 파이프의 반경 방향으로 돌출된 지지벽이 형성되는 커플링 어셈블리.

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