KR20140097102A

KR20140097102A - 다중 결합 장치를 구비한 건식 스프링클러

Info

Publication number: KR20140097102A
Application number: KR1020147002304A
Authority: KR
Inventors: 요람 린거; 마누엘 알. 주니어 실바; 조지 비. 코레타; 로저 에이치. 레듀크; 션 디. 위드
Original assignee: 타이코 파이어 프로덕츠 엘피
Priority date: 2011-06-28
Filing date: 2012-06-28
Publication date: 2014-08-06
Also published as: US10953252B2; WO2013003626A3; MX2013014637A; EP2726159A4; BR112013033413B1; TWI549716B; IN2014CN00494A; EP3597273A1; CN103826705B; AU2012275272A1; US20210205645A1; RU2014102608A; NZ618903A; US11925826B2; CN103717266A; CN107261373A; MX340093B; US20140096981A1; CA2839017A1; MY180630A

Abstract

시스템의 유체 공급 배관에 연결하기 위해 대안적인 다중 결합 장치들을 구비하는 화재 방지 시스템용 건식 스프링클러.

Description

다중 결합 장치를 구비한 건식 스프링클러{DRY SPRINKLERS WITH MULTIPLE COUPLING ARRANGEMENTS}

우선권 주장 및 참조에 의한 포함

본 국제 출원은 2011년 6월 28일 출원된 미국 가출원 제 61/501,959호에 대한 우선권의 이익을 주장하며, 그 전체가 참조로서 포함된다.

건식 스프링클러는 습식 또는 건식 파이프 화재 방지 시스템에서 사용될 수 있다. 습식 파이프 화재 방지 시스템에서, 모든 시스템 파이프들은 작동되는 임의의 스프링클러를 통해 즉각적으로 방출되는 물을 함유한다. 건식 파이프 화재 방지 시스템에서, 분기선들 및 다른 분배 파이프들은 압력 하의 건식 가스(공기 또는 질소)를 함유할 수 있다. 일단 작동이 되면, 건식 스프링클러는 소방 유체, 바람직하게는 물을, 방 또는 빌딩 내에 살포한다. 예를 들면, "NFPA 13: 스프링클러 시스템들의 설치를 위한 표준"(2010 ed.)("NFPA 13")이라는 제목의 국가 화재 방지 협회(National Fire Protection Association(NFPA)) 표준과 같은 산업 수용된 표준은 건식 스프링클러를 "스프링클러가 작동되기까지 물이 접속관으로 유입되는 것을 방지하기 위해 유입구 단부에 씰을 구비하는 연장 접속관에 고정된 스프링클러"로 정의한다. 알려진 건식 스프링클러들은 일반적으로 씰 또는 폐쇄 조립체, 유입구에 연결된 특정 길이의 튜브, 및 튜브의 다른 하나의 단부에 위치된 유체 편향 구조물을 함유하는 유입구를 포함한다.

스프링클러 시스템의 유체 공급은, 예를 들면, 스프링클러들에 가압된 공급 유체를 운반하는 분기선들을, 상부에 배관 분배 네트워크를 구비한 수직도관에 공급하는 지하수 본관을 포함할 수 있다. 스프링클러의 유입구는 나사 결합 또는 클램프 결합 중 하나에 의해 분기선에 고정될 수 있다. 예시적으로 알려진 건식 스프링클러가 잭슨(Jackson)등의 미국 공개 특허 출원 제2007/0187116호에 도시되고 설명된다. 대안적인 다중 결합 장치들을 구비하는 단일 건식 스프링클러에 대한 요구가 존재한다. 또한, 표준 파이프 이음매, 즉 습식 또는 건식 스프링클러 시스템에서 볼 수 있는 T-이음매, 파이프 접속관, 파이프 리듀서 등에 연결할 수 있는 대안적인 결합 장치들에 대한 요구도 있다.

본 발명은 시스템의 유체 공급 배관으로의 연결을 위한 대안적인 다중 결합 장치들을 구비한 유입구 이음매를 구비하는 건식 스프링클러들, 시스템들 및 방법들을 제공한다.

일 특정 구현예는 나사 타입 결합 연결을 위한 외부 나사산 및 홈 타입 결합 연결을 위한 외부 홈을 포함하는 이중 연결 유입구 이음매를 구비하는 건식 스프링클러를 제공한다. 건식 스프링클러의 일 실시예는 근위 유입구, 원위 배출구, 및 스프링클러의 종축을 정의하며 유입구와 배출구 사이에서 연장되는 내부 통로를 구비하는 외부 구조 조립체를 포함한다. 바람직한 외부 구조 조립체는 근위 헤드부 및 원위 본체부를 포함하는 유입구 이음매를 포함하되, 헤드부는 외부 나사산 직경을 정의하는 외부 나사산을 구비한다. 바람직한 일 양태에서, 본체부는 공칭 외부 나사산 직경보다 큰 본체부의 공칭 직경을 정의하는 외부 홈을 포함한다. 외부 나사산 및 홈은 유체 공급 파이프에 연결하기 위한 대안적인 나사산 및 홈 결합 장치를 구비한 스프링클러를 제공한다. 유입구 이음매는 건식 스프링클러의 밀폐 표면을 정의하는 내부 표면을 구비한다. 배출구 프레임은 배출구로부터 고정된 거리만큼 축방향으로 이격된 편향기를 포함하고, 케이싱 튜브는 유입구 이음매와 배출구 프레임 사이에 배치된다. 밀폐 조립체는 스프링클러 유입구 이음매를 밀폐하기 위하여 통로를 따라 배치된다.

본 발명은 유체 공급 파이프에 건식 스프링클러를 결합하기 위한 바람직한 방법, 시스템 및 장치를 제공한다. 바람직하게 방법은 유체 공급 파이프를 따라 건식 스프링클러의 유입구 이음매를 배치하는 것을 포함하되, 유입구 이음매는 근위 헤드부 및 원위 본체부를 구비한다. 바람직한 건식 스프링클러 결합 시스템 및 방법은 유입구 이음매, 배출구 프레임 및 스프링클러의 통로를 정의하기 위한 유입구 이음매와 배출구 프레임 사이의 케이싱 튜브를 구비하는 건식 스프링클러를 제공한다. 바람직한 유입구 이음매는 근위 헤드부 및 원위 본체부를 포함하며, 근위 헤드부와 원위 본체부 사이에 파이프 전이부를 구비한다. 헤드부는 외부 나사산을 구비하고, 본체부는 외부 홈을 포함하며, 스프링클러는 유입구 이음매에 통로를 밀폐하기 위한 내부 조립체를 포함한다. 바람직한 시스템 및 방법은 유입구 이음매와 유체 공급 파이프 이음매 사이에 나사산 연결 및 홈 타입 결합 연결 중 하나를 제공한다. 나사산 연결에서, 유체 공급 파이프 이음매는 외부 나사산들이 나사산 파이프 이음매로 나사 결합되면서 공칭적으로 치수화된 내부 나사산 이음매이다. 홈 타입 결합 연결에서, 유체 공급 파이프 이음매는 홈 이음매 내에 실질적으로 배치되는 외부 나사산을 구비한 유입구 이음매의 외부 홈에 결합된 공칭 치수 파이프 홈을 정의하는 홈 이음매이다.

여기에 포함되고 본 명세서의 구성 부분인 첨부한 도면들은 본 발명의 예시적인 구현예들을 도시하며, 위에서 제공된 일반적인 설명 및 아래에 제공되는 상세한 설명과 함께, 본 발명의 특징을 설명하기 위하여 제공된다.
도 1은 도 1a 및 1b의 설치 연결들에 사용되는 바람직한 건식 스프링클러의 부분 사시도이다.
도 1a는 나사산 연결을 사용하는 바람직한 건식 스프링클러의 바람직한 나사산 연결을 도시한다.
도 1b는 도 1a의 건식 스프링클러의 바람직한 홈 타입 결합 연결을 도시한다.
도 2a는 축 A-A의 일 측면에서 비작동 상태이고 축 A-A의 다른 측면에서 작동 상태인 건식 스프링클러의 바람직한 구현예의 부분 단면도들이다.
도 2b는 도 2a의 건식 스프링클러의 유입구 이음매의 단면도이다.
도 3a는 축 A-A의 일 측면에서 비작동 상태이고 축 A-A의 다른 측면에서 작동 상태인 건식 스프링클러의 부분 단면도이다.
도 3b는 도 3a의 건식 스프링클러의 유입구 이음매의 단면도이다.

도 1a 및 1b의 건식 스프링클러의 부분 상세 사시도가 도 1에 도시된다. 더욱 구체적으로는, 예를 들어 도 1a 및 1b에 도시된 바와 같은 소화 방지 배관 네트워크의 분기선(BL)과 같은 유체 공급선에 건식 스프링클러(10)를 결합시키기위한 스프링클러의 유입구 이음매(20)가 도시된다. 유입구 이음매(20)는 외부 표면(22a) 및 내부 표면(22b)을 포함한다. 유입구 이음매 외부 표면(22a)은 바람직하게는 외부 이음매 나사산들(24), 클램프 홈(26), 및 바람직하게는 이음매(20)의 원위 단부(28)에 있는 공구 결속부를 포함한다. 바람직한 유입구 이음매(20)는 외부 이음매 나사산들(24)을 포함하는 근위 헤드부(20a) 및 외부 클램프 홈(26)을 포함하는 더 큰 원위 본체부(20b)를 정의한다. 따라서, 바람직한 유입구 이음매(20) 및 그 외부 프로파일은 헤드부(20a)와 본체부(20b) 사이의 전이부를 정의한다. 더욱 바람직하게는, 유입구 이음매(20)는 헤드부(20a)와 본체부(20b) 사이에 유입구 이음매(20)의 전이부(34)를 정의하기 위하여 바람직하게는 축 A-A 주위를 원형으로 둘러싸는, 이음매 나사산들(24)과 홈(26) 사이의 계단 전이부를 정의한다. 바람직하게 클램프 홈(26)은 하류방향으로 전이부(34)의 원위 또는 헤드부(20a)의 원위에, 그리고 더욱 바람직하게는 유입구 이음매 나사산들(24)의 원위에 배치된다.

나사산들(24) 및 홈(26)은 건식 스프링클러(10)를 스프링클러 시스템의 유체 공급선들(BL)에 결합하기 위해 바람직한 대안적인 결합 장치 또는 수단을 구비하는 단일 이음매를 건식 스프링클러에 제공한다. 더욱 구체적으로는, 예들 들면 도 1a에서 보여지는 바와 같이, 나사산들(24)은 나사산 타입 결합 연결에 의해 건식 스프링클러가 유체 공급선에 결합되도록 한다. 클램프 홈(26)은, 예들 들면 도 1b에서 보여지는 바와 같이, 홈 타입 결합 연결에 의해 건식 스프링클러(10)가 유체 공급선(BL)에 연결되도록 한다. 도 1a 및 1b는 소화 유체, 즉, 가압 유체 공급원으로부터의 유체를 공급받는 배관 네트워크의 파이프 이음매에 설치되고 결합되는 건식 스프링클러(10)의 바람직한 설치를 도시한다. 다시 도 1을 참조하면, 이음매(20)의 원위 단부(28)는 건식 스프링클러(10)가 이음매 나사산들(24)에 의해 배관 네크워크에 나사 결합될 때, 유입구 이음매(20)에, 예들 들어, 토크를 가하기에 적합한 외부 형상, 즉, 육각형을 갖는 공구 결속부를 포함한다. 근위 헤드부(20a) 및 더 큰 본체부(20b)를 구비한 유입구 이음매(20)의 바람직한 형상은 케이싱 튜브(36)를 향하여 테이퍼되는 홈(26) 원위의 테이퍼 프로파일을 정의한다.

외부 구조 조립체(60), 내부 구조 조립체(80), 및 열 트리거(100)를 포함하는 건식 스프링클러(10)의 단면도가 도 2a에 도시된다. 외부 구조 조립체(60)는 근위 유입구 단부(64) 및 원위 배출구 단부(66) 사이의 중심 종축 A-A를 따라 연장되는 내부 통로(62)를 정의한다. 바람직하게는 외부 구조 조립체(60)는 근위 단부에 있는 유입구 이음매(20), 유입구 이음매(20)를 배출구 프레임(70)에 결합하기 위해 바람직하게는 그 사이의 케이싱 튜브(36)를 구비한 원위 단부에 있는 배출구 프레임(70)을 포함한다.

도 2a의 바람직한 외부 구조 조립체(60)에 대하여, 케이싱 튜브(36)는 유입구 이음매 단부(38) 및 배출구 프레임 단부(40) 사이로 연장된다. 케이싱 튜브(36)는 통로(62)의 일부를 둘러싸는 케이싱 튜브 내부 표면(42)을 구비한다. 케이싱 튜브(36)는 유입구 이음매 단부(38)에 근접하여 배치되는 근위 결합 나사산들(44a) 및 케이싱 튜브(36)의 배출구 프레임 단부(40)에 근접하여 배치되는 원위 결합 나사산들(44b)을 포함한다. 근위 결합 나사산들(44a)은 원위 단부 또는 유입구 이음매(20)에서 내부 나사산들(25)과 협동하여 결속한다. 케이싱 튜브 윈위 나사산들(44b)은 배출구 프레임(70)의 보조적인 외부 나사산들(76)과 결합한다. 대안적으로, 케이싱 튜브(36)는, 예를 들면, 크림핑, 접착, 용접, 또는 핀과 홈과 같은 임의의 적합한 기술에 의하여 유입구 이음매(20) 및 배출구 프레임(70)에 결속될 수 있다.

전이부(34)로부터 더 작은 윈위 단부(28) 및 공구 결속부로 유입구 이음매(20)의 외부 표면(22a)이 바람직하게 테이퍼됨으로써, 케이싱 튜브(22)는 바람직하게 길이에 걸쳐 전이부(34)보다 더 작은 직경을 구비한다. 예를 들면, 전이부(34) 및 홈(26)이 공칭 2 인치 파이프 이음매에 결합하기 위해 치수가 정해지면, 케이싱 튜브(36)는 바람직하게 공칭 1.5 인치 직경 파이프, 스케쥴 10 아연 도금 강관(Schedule 10 galvanized steel pipe)으로 제작된다. 여기에서 사용되는 바와 같이, '공칭'은 측정된 파라미터가 그 값에 대하여 수용된 오차범위, 즉 공칭 파이프 크기(Nominal Pipe Size(NPS-in)), 공칭 직경(Diameter Nominal(DN-mm))에 의해 정의된 바와 같이 변할 수 있는, 수용된 표준 하에 표기된, 숫자값을 의미한다. 대안적으로, 외부 표면(22a)은 축방향 길이에 걸쳐 대안적인 프로파일들을 정의할 수 있다. 예를 들면, 외부 표면은 유입구 이음매(20)의 길이에 걸쳐 원위 방향으로 근접하게 확장하는 프로파일을 정의할 수 있다.

또한 대안적으로, 유입구 이음매(20) 및 케이싱 튜브(36)는 결합 나사산들(25 및 44a)이 사용되지 않도록 단일 부재로 형성될 수 있다. 예를 들면, 케이싱 튜브(36)는 유입구(64)로부터 배출구(66)까지 단일 튜브로서 연장될 수 있다. 크림핑 또는 접착을 포함할 수 있는 다른 기계적인 결합 기술들 같은, 유입구 이음매(20)를 케이싱 튜브(36)에 고정하기 위한 나사산 연결에 대한 대안들이 또한 사용될 수 있다.

배출구 프레임(70)의 다양한 구성들이 바람직한 구현예들에 따라 건식 스프링클러들(10)과 함께 사용될 수 있다. 배출구 프레임(70)이 바람직하게 고정된 거리만큼 건식 스프링클러(10)의 배출구(66)로부터 바람직하게 축방향으로 이격된 유체 편향 구조(40)를 위치시킨다면 어떠한 적합한 배출구 프레임(70)이라도 사용될 수 있다. 배출구 프레임(70)은 배출구 프레임 외부 표면(71) 및 통로(62)의 일부를 둘러싸는 내부 보어를 정의하는 배출구 프레임 내부 표면(74)을 구비한다. 배출구 프레임 외부 표면(72)은 배출구 프레임(30)의 근위 단부(32)에 형성된 외부 결합 나사산들(76)을 구비할 수 있다. 결합 나사산들(76)은 바람직하게 케이싱 튜브(36)의 결합 나사산들(44b)과 협동하여 결속한다.

배출구 프레임(70)은 유체 편향 구조(90)에 결합하는 적어도 하나의 프레임 암(78)을 포함할 수 있다. 바람직하게, 배출구 프레임(70) 및 프레임 암(78)은 단일 부재로서 형성될 수 있다. 배출구 프레임(70), 프레임 암(78), 및 유체 편향 구조(90)는 거친 또는 정밀 주물로부터 제작될 수 있고, 그리고 필요하다면 가공될 수 있다. 유체 편향 구조(90)는 조정 스크류(92) 및 프레임 암(78)에 결합되고 바람직하게는 배출구(66)로부터 이격된 축방향 거리에 고정된 평면 표면 부재(94)를 포함할 수 있다. 따라서, 도시된 바와 같이, 바람직한 배출구 프레임(70) 및 편향 구조(90)는 현수 건식 스프링클러 구성을 제공한다. 평면 표면 부재(94)는 적절한 분무 형태를 형성하기 위하여 스프링클러로부터 유체 유동을 편향시키도록 구성된다. 평면 표면 부재(94) 대신에, 다른 구성들이 요구되는 유체 편향 형태를 제공하기 위해 사용될 수 있다. 그러나 다른 편향 구조들 및 건식 스프링클러 구성들이 가능한데, 예를 들면 측벽 편향기 같은 것이 수평 측벽 스프링클러에 제공되도록 사용될 수 있다. 조정 스크류(92)는 내부 구조 조립체(80)의 축방향 부하 및 열 트리거(100)를 조정하기 위하여 사용될 수 있는 외부 나사산들을 구비한다. 조정 스크류(92)는 바람직하게 열 트리거(100)와 결속하는 시트부를 포함한다. 비작동상태로부터 스프링클러를 열적으로 작동시키기 위해 열 트리거(100)는 배출구 프레임에 결속된다. 열 트리거(100)는 바람직하게 스트럿 및 레버와의 조합으로 사용되는 땜납 링크이다. 대안적으로, 열 트리거(100)는 깨지기 쉬운 전구 또는 건식 스프링클러(10)를 작동시킴으로써 적절한 조건(들)에 반응하는 구성요소들의 임의의 적합한 장치가 될 수 있다.

다시 도 1, 1a 및 1b를 참조하면, 바람직한 파이프 전이부(34)는 보조 홈이 있는 파이프의 단부 또는 유체 공급 분기선의 파이프 이음매와 접하고/하거나, 접촉하고/하거나, 결속하고/하거나 바람직하게는 인접하는 표면(35)을 제공한다. 더 바람직하게는, 전이부(34)의 표면(35)은, 일반적으로 스프링클러의 종축(A-A)에 실질적으로 수직으로 연장되고, 일 양태에서 정지 표면을 정의하는 표면을 제공한다. 따라서, 바람직하게는 건식 스프링클러(10) 및 결합하는 파이프 이음매가 상업적으로 구입 가능한 홈 타입 파이프 결합들에 의하여 같이 결합될 수 있도록, 홈(26)은 바람직하게 정지 표면(35)의 원위로, 정지 표면(35)과 원위 단부 사이에 위치된다. 따라서 정지 표면(35)과 홈(26) 사이의 전이부는 홈 타입 결합에 대해 허용한다면 다양한 프로파일을 정의할 수 있다. 또한, 홈(26)의 각 측면에 배치된 유입구 이음매의 외부 표면의 일부분들은 홈 타입 결합을 가능하게 하기 위하여 축방향 길이 및 프로파일을 정의한다. 이 기술분야에 잘 알려진 바와 같이, 예들 들어, Tyco Fire & Building Products Technical Data Sheet TFP1950 (July 2004)에 도시된 바와 같은 그린넬 홈 화재 방지 제품들(Grinnell Grooved Fire Protection Products), 도 772, 강체 연결(Rigid Coupling)과 같은 홈 결합은 예를 들어, 보조적으로 공치 크기 파이프 홈을 유사하게 포함하는 T 이음매와 같은 배관 네트워크(BL) 이음매와 유입구 이음매(20)를 결합하기 위하여 사용될 수 있다. 건식 스프링클러(10)에 대하여, 유입구 이음매(20) 및 클램프 홈(26)은 상응하게 크기가 정해진 파이프 또는 파이프 이음매에 결합하기 위하여 바람직하게 최소 공칭 2 인치 크기 파이프로 크기가 정해진다. 그러나, 유입구 이음매 및 유입구 이음매의 클램프 홈은 대안적으로 더 작게 또는 더 크게 공칭적으로 크기가 정해질 수 있다. 유입구 이음매 및 유체 공급 파이프 이음매가 그 사이에 홈 타입 파이프 결합 연결을 형성할 경우, 정지 표면(35)에 근접한 유입구 이음매(20)의 헤드부(20a)는 바람직하게는, 예들 들어 도 1b에 보여지는 바와 같이, 건식 스프링클러(10)가 결합되는 홈이 있는 파이프 또는 파이프 이음매의 내경 안에 삽입되도록 구성된다.

건식 스프링클러(10)의 이음매 나사산들(24)은 건식 스프링클러(10)와 유체 공급 배관 네트워크(BL) 사이의 바람직한 나사 연결을 형성하는데 사용된다. 일 양태에서, 전이부(34)는 유입구 헤드(20)와 공급 파이프 또는 파이프 이음매 간의 상대적인 나사 결합을 제한하는 바람직한 정지선을 제공한다. 이음매(20)의 유입구 단부 및 나사산들(24)은 바람직하게 ANSI/ASME B1.20.1-1983 하의 미국 국가 표준 테이퍼 파이프 나사(American National Standard Taper Pipe Thread (NPT))로 구성된다. 예들 들면, 유입구 이음매 나사산들(24)은 바람직하게 공칭 3/4 인치, 1인치, 1.25인치 NTP 및/또는 국제 표준 ISO 7-1(3d. ed., 1994) 중 적어도 하나로서 형성된다. 예를 들어 도 1a에서 도시된 바와 같은 나사 결합 설치에 대하여, 유체 공급 배관 이음매(BL)는 외부 나사산(24)과의 보조적인 나사 결합을 위하여 공칭적으로 크기가 정해진 내부 나사산과 내부적 나사산 T 이음매 또는 결합일 수 있다. 나사산 타입 결합 설치의 특정한 일 구현예에서, 유체 공급 파이프 이음매의 내부 나사산의 공칭 크기는 원위 본체부(20b)의 외경보다 작고 더 구체적으로는 전이부(34)의 외경보다 작다. 바람직한 홈 타입 결합 연결의 경우에, 유입구 이음매(20)의 헤드부(20a)는 바람직하게 홈이 있는 파이프의 내경 내에 삽입되도록 구성된다. 따라서, 바람직한 일 구현예에서, 이음매 나사산들(24)의 크기는 바람직하게 홈 결합 크기의 함수이다. 더 구체적으로는, 외부 나사산들(24)의 공칭 나사산 직경은 최대화되지만 홈이 있는 유체 공급 파이프 또는 이음매 내부에 맞도록 크기가 정해진다. 예를 들면, 유입구 이음매의 홈(26)이 공칭 2 인치 파이프에 결합하기 위하여 크기가 정해지면, 유입구 이음매 나사산(24)은 최대 1.25 인치 NPT가 된다. 따라서, 유입구 이음매의 외부 나사산(24) 직경은 바람직하게 전이부(34) 외경보다 작다.

도 2b를 참조하면, 유입구 이음매(20)의 단면도가 도시된다. 유입구 이음매(20)는 바람직하게 통로(62)의 일부를 둘러싸는 내부 표면(20b)을 포함하며 바람직하게 (i) 바람직한 입구 표면(21)을 정의하고/하거나, (ii) 건식 스프링클러의 비작동 상태에서 내부 밀폐 조립체와 접촉하기 위한 밀폐 표면(23)을 정의하고/하거나, (iii) 건식 스프링클러(10)가 작동 상태에 있을 경우 스프링클러의 내부 밀폐 조립체 및/또는 다른 내부 구성요소들을 수용하기 위한 유입구의 내부 챔버를 정의한다. 유입구 이음매 내부 표면(22b) 및 통로(62)의 특징들은 바람직하게 유입구 이음매(20) 내에서 두 개 이상의 섹션들을 정의하며 더 바람직하게는 유입구 이음매 내부 표면(21)의 다른 표면들에 의해 각각 둘러싸이는 4 개의 섹션들(I, II, III 및 IV)을 정의한다. 바람직하게 섹션 I은 바람직하게 입구 표면(21)과 밀폐 표면(23) 사이에서 전이부(34)에 근접한 유입구 이음매(20)의 통로(62)의 유입구부를 정의한다. 바람직하게 섹션 II는 밀폐 표면(23)과, 유입구 이음매(20)의 내부 및 유입구 이음매의 섹션III의 통로(18a)의 가장 넓은 부분 사이로 섹션 I으로부터 원위로 전이되는 통로의 확장 영역을 정의한다. 바람직하게 섹션 IV는 케이싱 튜브(36)를 향하여 테이퍼되도록 축에서 원위 방향으로 수렴된다.

유입구 이음매(20)에서 통로(62)의 결과적인 프로파일이 그를 통하여 필요한 유체가 유동하도록 하는 유입구 이음매 내부 표면(22b)이 대안적으로 구성될 수 있다. 유입구 입구 표면(21)은 유체가 건식 스프링클러(10)로 주입되는 내부 표면 프로파일을 정의한다. 유입구 입구 표면(21)은 밀폐 표면(23)에 이르는 다양한 프로파일들을 정의할 수 있다. 도 2b에서 도시된 바와 같이, 유입구 입구 표면(21)은, 단면도에서, 종축(A-A)을 향하여 수렴하고 대략 평면인 밀폐 표면(23)을 교차하는 프로파일을 갖는 종축(A-A) 주위에 배치되는 실질적으로 절단 원뿔형 표면일 수 있다. 바람직하게는, 프로파일은 선형이다. 그러나, 예를 들면, 프로파일은 계단형일 수 있다. 도 2b의 바람직한 유입구 이음매(20)는 바람직하게 필요한 외부 나사산들(24) 및 내부 유입구 표면(22b)을 포함하기 위하여 주조거나 단조되고 가공된 균질한 재료로 제조되는 단일의, 통합된 부품이다. 본체부(20b)는 바람직하게 홈 타입 결합을 위해 외부 홈(26)을 포함하도록 주조되거나 단조되고 가공되며, 밀폐 표면(23)을 정의하고 통로(62)의 섹션들을 변화시키는 표면 프로파일을 따라 유입구 이음매(20)의 원위 단부에 근접한 내부 나사산(25)을 포함하도록 내부 가공된다.

밀폐 표면(23)의 위치는 건식 스프링클러(10)가 바람직하게 결합될 수 있는 시스템의 타입, 습식 또는 건식을 정의할 수 있다. 예를 들면, 도 2a 및 2b에서 도시된 바와 같이, 유입구 이음매(20)의 밀폐 표면(23)이 유체가 스프링클러의 비작동 상태에서 밀폐 표면(23) 위로 모일 수 있도록 이음매(20)의 유입구 단부 아래로 축방향 거리에 위치되는 경우에, 바람직하게 건식 스프링클러(10)는 습식 시스템에서 설치되기 위하여 구성된다. 바람직한 공칭 2 인치(2 in.) 직경 전이부(34)에 대하여, 바람직하게 밀폐 표면(23)은 약 1.25인치의 바람직한 내부 개구 직경을 정의한다.

건식 스프링클러(10)의 내부 구조 조립체(80)는 유입구(64)와 배출구(66) 사이의 유체 유동을 가능하게 한다. 내부 구조 조립체(80)는, 바람직하게, 튜브형 외부 구조 조립체(60) 내에 배치된다. 여기에서 사용되는 바와 같이, 용어들 "튜브" 또는 "튜브형"은 예를 들면, 원형, 타원형 또는 다각형과 같은 종축에 대해 횡적으로 적절한 단면 형상을 갖는 연장 부재를 나타낸다. 바람직하게, 유입구 이음매(20) 및 내부 구조 조립체(80) 각각은 구리, 청동, 황동, 아연 도금 탄소강, 탄소강, 또는 스테인레스강 재료로 제작될 수 있다. 또한, 튜브의 내부 및 외부 표면들의 단면 프로파일들은 다를 수 있다. 도 2a 및 2b에 도시된 바람직한 구현예에 따라서, 내부 구조 조립체(80)는 유체 튜브(102), 안내 튜브(104), 트리거 시트(106), 및 밀폐 조립체(108)를 포함한다. 건식 스프링클러(10)의 바람직한 구성에서, 밀폐 조립체(108)는 유체 튜브(102)와 결속되거나 결합되고, 유체 튜브(102)는 안내 튜브(104)에 결속되거나 결합되며, 안내 튜브(104)는 트리거 시트(106)에 결속되거나 결합된다. 이중 연결 이음매를 구비하는 바람직한 외부 구조 조립체에 대하여, 건식 스프링클러의 작동시에 내부 조립체의 작동이 필요한 유동을 제공하는 임의의 내부 조립체가 사용될 수 있다.

유체 튜브(102)는 밀폐 조립체 단부(102a)와 안내 튜브 단부(102b) 사이의 종축(A-A)을 따라 연장되는 튜브형 본체를 포함한다. 바람직하게 유체 튜브(102)의 종방향 길이는 케이싱 튜브(36)의 길이에 상응하거나 실질적으로 동일하다. 바람직한 공칭 1.5 인치 케이싱 튜브(36)에 대하여, 유체 튜브(102)는 바람직하게 1.125 인치(내경) x 1.25 인치(외경) 바람직하게 스테인레스강 튜브로부터 제작된다. 건식 스프링클러(10)의 전체 길이는 유체 공급 파이프로부터 필요한 거리에, 예를 들면, 둘러싸인 영역의 천정, 벽, 또는 바닥에 배출구 프레임(70)을 바람직하게 위치시키도록 선택될 수 있다. 건식 스프링클러(10)의 적용에 따라 전체 길이는 임의의 값이 될 수 있으며, 바람직하게는 약 2 인치에서 약 50 인치 사이, 더 바람직하게는 최소 약 9 인치로부터 약 48 인치 범위 또는 다른 고정된 길이이다. 일 구현예에서, 케이싱 튜브(36)는 약 1.5 인치에서 약 40.5 인치 범위의 근위 단부로부터 원위 단부까지 공칭 축방향 길이를 정의할 수 있다.

유체 튜브(102)는 유동이 튜브를 통하여 흐를 수 있게 하고/하거나 통로(62)를 따라 튜브(102)의 실질적으로 중심 축 정렬을 유지하게 보조하는 추가적인 특징들을 포함할 수 있다. 바람직하게 유체 튜브(102)는 유체를 유체 튜브(102)로 들어오게 하기 위한 튜브의 단부들 사이에 위치되는 하나 이상의 이격되어 떨어진 구멍들 또는 개구들(103)을 포함한다. 또한, 유체 튜브는 유체가 통로(62)를 따라 실질적으로 중심에 정렬되어 유지되도록 케이싱 튜브(36)에 대해 작용할 수 있는 하나 이상의 표면 특징들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 돌출부(105)가 유체 튜브를 케이싱 튜브(36) 내에서 실질적으로 중심축방향으로 정렬되어 유지시키기 위하여 케이싱 튜브(36)의 내부 표면에 접촉하도록, 유체 튜브(102)는 하나 이상의 이격되어 떨어진, 바람직하게는 튜브(102)에 형성된 표면 특징들, 돌출부들, 패인 곳들(dimple), 융기들(ridge) 또는 범프들(105)을 포함할 수 있다. 바람직하게 안내 튜브(104)는 배출구 프레임(70)의 보어에 매끄럽게 미끄러져 들어가도록 크기가 정해지는 외경을 구비한다. 안내 튜브는 바람직하게 통로(62)를 둘러싸는 유체 튜브(102)를 수용하도록 내부 표면을 구비한다. 트리거 시트(106)는 안내 튜브(104) 및 열 트리거(100)에 결합되거나, 즉, 근접하여 접하는 종축(A-A)을 따라 연장되는 디스크 부재를 포함할 수 있다.

건식 스프링클러(10)의 비작동 상태에서, 내부 구조 조립체(80)는 내부 구조 조립체(80)의 밀폐 조립체(108)가 유입구 이음매(20)의 밀폐 표면(23)과 접촉하도록 외부 구조 조립체(60)의 일부분에 대해 지지된다. 작동시에, 열 트리거(100)가 작동되는 경우, 열 트리거(100)는 건식 스프링클러(10)로부터 분리된다. 열 트리거(100)의 분리는 바람직한 스프링 밀폐(110)의 탄성 스프링력 및/또는 유입구(64)에서 유체의 압력에 대하여 내부 구조 조립체(80)에 대한 지지를 제거한다. 결과적으로, 내부 구조 조립체(80)가 완전히 작동된 위치로, 예를 들면, 도 2a의 축(A-A)의 우측으로 도시된 바와 같이, 배출구(66)를 향하여 종축(A-A)을 따라 이동함에 따라, 스프링 밀폐(110)는 밀폐 표면(23)으로부터 분리된다. 스프링 밀폐(110)에 의해 제공되는 축방향 힘은 유입구 이음매(20)의 밀폐 표면(23)으로부터 내부 구조 조립체(80)를 분리시키는 것을 보조한다. 밀폐 표면(23)으로부터 이격되고 바람직하게는 유입구 이음매(20)의 섹션 III에 위치된 밀폐 조립체(108)로, 물 또는 다른 적절한 소방 유체는 유입구(64)를 통해, 케이싱 튜브(36) 및 유체 튜브(102)를 통해 배출구(66)로 흘러 건식 스프링클러(10) 아래 보호 영역에 분사를 위해 평면 표면 부재(94) 또는 다른 형태의 편향기에 충격을 가할 수 있다. 바람직한 스프링 밀폐(90)는 바람직하게는 유체 튜브(102)의 근위 단부(102a)에 고정되거나 더욱 바람직하게는 적어도 부분적으로 배치되는 고정 부재(112) 주위에 배치된다.

습식 또는 건식 시스템 설치에 대하여 구성되는 비작동 및 작동 상태의 건식 스프링클러(10')의 대안적인 구현예가 도 3a 및 3b에 도시된다. 도 3a 및 3b의 유사한 참조 번호들은 도 2a 및 2b의 유사한 특징들을 지칭한다. 유입구 이음매(20')는 유입구 헤드(20a)와 유입구 본체(20b) 사이에 상대적인 나사 결속을 제공하기 위하여, 조합으로, 이음매(20)에 나사산들(204) 및 클램프 홈(266)을 제공하도록 서로 결합되는 분리된 유입구 헤드(20a) 및 유입구 본체(20b)를 포함한다. 유입구 이음매(20')는 대략 평면인 밀폐 표면(23)을 교차하는 복합 곡선 표면을 형성하기 위하여 종축(A-A)에 대하여 반경 프로파일을 그리고 더욱 바람직하게는 볼록한 프로파일을 정의하는 바람직한 유입구 입구 표면(21)을 포함한다.

밀폐 표면(23)이 섹션 I에서 유입구 이음매 나사산들(24)에 축방향으로 근위에 위치되거나 또는 실질적으로 인접하고 더욱 구체적으로는 입구 표면(21)과 이음매 나사산들(24)의 축방향 시작점 사이에 위치하는, 도 3a의 유입구 이음매(20')를 구비한 건식 스프링클러(10')가 도시된다. 유입구 이음매 나사산들(24)의 바람직한 구성이 유입구 이음매(20')의 최소 직경을 정의하기 때문에, 밀폐 표면(23) 직경은 최소화된다. 1.25 인치 직경의 이음매 나사산(24)의 최대 공칭 파이프 나사산 직경에 대하여, 밀폐 표면(23)은 약 1 인치(1 in.)의 직경을 가진 밀폐 표면의 바람직한 내부 개구를 정의한다. 따라서, 바람직한 섹션 III 유입구 이음매(20) 내에 밀폐 조립체(108')를 적절하게 위치시키기 위하여, 밀폐 조립체는 도 1c의 건식 스프링클러(10) 구현예에 비해 밀폐 표면(23)으로부터 더 긴 축방향 변위가 요구된다.

밀폐 조립체(108')의 필요한 축방향 변위를 제공하기 위하여, 건식 스프링클러(10)는 바람직하게 밀폐 조립체(108')가 요크 서브-조립체(114)를 포함하는 수축성 있는 내부 조립체(80')를 포함한다. 바람직하게 요크 서브-조립체(114)는 밀폐 조립체(108')와 유체 튜브(102) 사이의 상대적인 축방향 변위를 제공한다. 바람직하게 요크 서브조립체(114)는, 예를 들면, 네 개의 각각의 맞춤 핀들(120), 디버터(122) 및 스프링 밀폐부(110)에 의해 고정 부재(116)에 피봇 회전 가능하게 결합되는 네 개의 레버들(118)을 구비한 고정부(116)를 구비하여 구성된다. 고정부(116)는 주변에 분포된 복수의 창들 또는 개구들(117)을 구비한 튜브형 본체를 포함한다. 각각의 창(117)은 튜브형 본체(612)의 챔버에 개구를 제공한다.

바람직하게, 레버(118)가 도 3a의 스프링클러(10')의 비작동 상태에서 종축(A-A)에 실질적으로 수직으로 연장되는 제1 방향과 레버(118)가 스프링클러(10')의 작동 상태에서 종축(A-A)에 실질적으로 평행하게 있는 제2 방향 사이의 각각의 레버(118). 레버들(118)은 유입구 이음매(20')의 밀폐 표면(23)과의 접촉에 의해 제1 방향에 배치된다. 레버들 제1 방향은 밀폐 스프링(110)이 밀폐 표면(23)과 접촉하도록 유체 튜브(102) 위로 요크 조립체를 지지한다. 도 3a의 축(A-A)의 좌측으로 보이는 바와 같이, 건식 스프링클러(10')의 비작동 상태에서, 전환 요소(122)는 유입구 및 이음매(20)의 근위 단부에 실질적으로 인접한 밀폐 표면(23) 위로 연장된다. 건식 스프링클러(10')의 작동된 배치에서 열 트리거(100)의 작동은 배출구(66)를 향하여 종축(A-A)을 따라 내부 구조 조립체(80')의 최초 축방향 변위를 발생시킨다. 바람직한 축방향 변위는 스프링클러(10')의 비작동 상태에서 출구 프레임(70)의 상부와 안내 튜브(104)의 근위 단부 사이의 축방향 길이에 의해 정의된다. 이러한 최초 이동은 레버들이 제2 방향으로 그리고 본체(116)의 각각의 개구들(117)로 축들에 대해 피봇 회전할 수 있게 하면서 레버들(118)이 유입구(20)의 표면(23)으로부터 해제될 수 있게 한다. 채널들 내로 레버들(118)의 수축 또는 붕괴는 유체 튜브(102)에 상대적으로 종축(A-A)을 따라 요크 서브-조립체(114)를 축방향으로 변위시킨다. 더욱 구체적으로는, 레버들(118)은 요크가 튜브(102) 내에서 축방향으로 변위되도록 요크(114)의 지지를 제거하기 위하여 피봇 회전한다. 고정부(116)의 이동 정지선은 요크 서브-조립체(114)가 유체 튜브(102) 내에서 이동할 수 있는 거리를 제한하기 위하여 유체 튜브(102)의 상부 또는 근위 단부와 접촉한다. 따라서, 스프링클러(10)의 비작동 상태에서 고정부(116)의 이동 정지선과 유체 튜브(102)의 근위 단부 사이의 축방향 거리는 스프링클러(10')의 작동시에 유체 튜브(102)에 대한 요크 서브조립체(114)의 축방향 이동을 정의한다.

본 발명은 특정한 구현예들에 대해 개시되었지만, 첨부되는 청구항들에서 정의되는 바와 같이, 본 발명의 범위 및 범주로부터 벗어나지 않으면서 설명된 구현예들에 대하여 많은 변경들, 대안들, 및 변형들이 가능하다. 따라서, 본 발명은 설명된 구현예들에 한정되지 않으며 아래의 청구항들의 언어에 의해 그리고 청구항들의 등가물들에 의해 정의되는 전체 범위를 가지는 것으로 의도된다.

Claims

근위 유입구, 원위 배출구, 및 스프링클러의 종축을 정의하며 상기 유입구와 상기 배출구 사이로 연장되는 내부 통로를 구비하는 외부 구조 조립체로서,
근위 헤드부 및 원위 본체부를 포함하는 유입구 이음매로서, 상기 헤드부는 공칭 외부 나사산 직경을 정의하는 외부 나사산을 구비하고, 상기 본체부는 공칭 외부 나사산 직경보다 큰 공칭 홈 직경을 정의하는 외부 홈을 포함하며, 상기 외부 나사산 및 홈은 유체 공급 파이프에 연결하기 위한 대안적인 나사산 및 홈 결합 장치들을 스프링클러에 제공하고, 상기 유입구 이음매는 건식 스프링클러의 밀폐 표면을 정의하는 내부 표면을 구비하는 것인 유입구 이음매;
상기 배출구로부터 고정된 거리만큼 축방향으로 이격된 편향기를 포함하는 배출구 프레임; 및
상기 유입구 이음매 및 배출구 프레임 사이에 배치되는 케이싱 튜브를 포함하는 것인 외부 구조 조립체;
상기 밀폐 표면과 접촉하기 위해 통로를 따라 배치된 밀폐 조립체; 및
건식 스프링클러의 비작동 상태에서 상기 밀폐 표면에 대하여 상기 밀폐 조립체를 지지하기 위한 열 트리거를 포함하는,
건식 스프링클러.
제1항에 있어서,
상기 유입구 이음매는 상기 외부 나사산과 상기 외부 홈 사이에 전이부를 정의하기 위하여 상기 근위 헤드부 및 상기 원위 본체부 사이의 전이부를 형성하는 외부 표면부를 구비하는,
건식 스프링클러.
제2항에 있어서,
상기 전이부는 상기 외부 나사산과 상기 외부 홈 사이에 계단 전이부를 정의하되, 상기 계단 전이부는 상기 축의 상기 종축에 실질적으로 수직으로 연장되는 표면을 정의하는 것인,
건식 스프링클러.
제1항에 있어서,
상기 외부 홈은 공칭 2 인치 직경을 정의하고 상기 케이싱 튜브는 공칭 1.5 인치를 정의하는 건식 스프링클러.
제1항에 있어서, 상기 외부 홈은 공칭 2 인치 직경을 정의하고 상기 외부 나사산은 공칭 0.75 인치, 1 인치, 및 1.25 인치 NPT 중 어느 하나의 공칭 나사산을 정의하는,
건식 스프링클러.
제1항에 있어서,
상기 밀폐 조립체는 유체 튜브, 안내 튜브 및 상기 스프링클러의 비작동 상태에서 열 트리거에 의해 지지되는 트리거 시트를 구비하는 내부 조립체에 의해 지지되되, 상기 유체 튜브는 복수의 구멍들 및 복수의 돌출부들을 포함하는 것인,
건식 스프링클러.
제1항에 있어서,
스프링클러는 약 9 인치에서 약 48 인치의 범위의 스프링클러 축방향 길이를 정의하는,
건식 스프링클러.
제1항에 있어서,
상기 원위 본체부는 약 2 인치의 외경을 정의하며, 상기 밀폐 표면은 약 1.25 인치의 내부 개구 직경을 정의하는,
건식 스프링클러.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외부 나사산은 상기 밀폐 표면의 근위로 연장되는 건식 스프링클러.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 외부 나사산은 상기 밀폐 표면의 원위로 연장되는,
건식 스프링클러.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유입구 이음매의 상기 원위 본체부는 상기 케이싱 튜브 방향으로 테이퍼되는 상기 외부 홈 원위의 외부 표면을 포함하는,
건식 스프링클러.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 케이싱 튜브는 공칭 1.5 인치를 정의하는,
건식 스프링클러.
건식 스프링클러를 유체 공급 파이프에 연결시키기 위한 시스템으로서,
유체 공급 파이프 이음매; 및
유입구 이음매, 배출구 프레임 및 스프링클러의 통로를 정의하기 위한 유입구 이음매와 배출구 프레임 사이의 케이싱 튜브를 구비하는 건식 스프링클러로서, 상기 유입구 이음매는 근위 헤드부 및 원위 본체부와 함께 근위 헤드부와 원위 본체부 사이의 전이부를 포함하고, 상기 헤드부는 외부 나사산을 구비하고, 상기 본체부는 외부 홈을 포함하고, 상기 스프링클러는 상기 유입구 이음매에 상기 통로를 밀폐하기 위한 내부 조립체를 포함하는 것인 건식 스프링클러; 및
상기 유입구 이음매와 상기 유체 공급 파이프 이음매 사이의 나사산 타입 결합 연결 및 홈 타입 결합 연결 중 하나를 포함하되,
상기 나사산 타입 결합 연결에서, 상기 유체 공급 파이프 이음매는 내부 나사산 이음매이고, 상기 외부 나사산들은 상기 나사산 파이프 이음매로 나사 결합되고;
상기 홈 타입 결합 연결에서, 상기 유체 공급 파이프 이음매는 상기 홈 이음매 내에 실질적으로 배치되는 상기 외부 나사산을 구비한 상기 유입구 이음매의 상기 외부 홈에 결합되는 홈 이음매인 것인,
시스템.
제13항에 있어서,
상기 외부 나사산은 공칭 외부 나사산 직경을 정의하고 상기 외부 홈은 상기 외부 나사산 직경보다 큰 공칭 홈 직경을 정의하는,
시스템.
제13항에 있어서,
상기 유입구 이음매의 상기 원위 본체부는 상기 케이싱 튜브를 향하여 테이퍼되는 상기 외부 홈 원위의 외부 표면을 포함하는,
시스템.
제13항에 있어서,
상기 케이싱 튜브는 1.5 인치의 공칭 직경을 정의하는,
시스템.
제13항에 있어서,
상기 전이부는 약 2 인치의 외경을 정의하고, 상기 밀폐 표면은 약 1.25 인치의 내부 개구 직경을 정의하는,
시스템.
제13항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외부 나사산은 상기 밀폐 표면의 근위로 연장되는 시스템.
제13항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 외부 나사산은 상기 밀폐 표면의 원위로 연장되는,
시스템.
제13항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 내부 조립체는 유체 튜브, 안내 튜브 및 상기 스프링클러의 비작동 상태에서 상기 열 트리거에 의해 지지되는 트리거 시트를 포함하되, 상기 유체 튜브는 복수의 구멍들 및 복수의 돌출부들을 포함하는,
시스템.
건식 스프링클러를 유체 공급 파이프에 결합하는 방법으로서, 상기 건식 스프링클러는 유입구 이음매, 배출구 프레임 및 상기 유입구 이음매와 상기 유입구 이음매에서 상기 통로를 밀폐하기 위한 내부 조립체 사이에 케이싱 튜브를 구비하되, 방법은:
상기 건식 스프링클러의 상기 유입구 이음매를 상기 유체 공급 파이프를 따라 배치하는 단계로서, 상기 유입구 이음매는 근위 헤드부 및 원위 본체부를 구비하고, 상기 본체부는 상기 근위 헤드부 및 원위 본체부 사이의 전이부를 포함하고, 상기 헤드부는 외부 나사산을 포함하고, 상기 본체부는 외부 홈을 포함하는 것인 단계; 및
상기 유입구 이음매 및 유체 공급 파이프 이음매 사이에 나사산 타입 결합 연결과 홈 타입 결합 연결 중 하나를 형성하는 단계를 포함하되,
상기 나사산 타입 결합 연결을 형성하는 단계는 상기 외부 나사산들을 내부 나사산 파이프 이음매에 나사 결합하는 것을 포함하고;
상기 홈 타입 결합 연결을 형성하는 단계는 상기 유입구 이음매의 상기 외부 홈을 홈이 있는 유체 공급 파이프 이음매에 결합하고 상기 홈이 있는 유체 공급 파이프 이음매 내에 상기 외부 나사산을 배치하는 것을 포함하는 것인,
방법.
제21항에 있어서,
상기 나사산 연결을 형성하는 단계는 상기 나사산 파이프 이음매와 상기 전이부를 결속시키는 것을 포함하는,
방법.
제21항에 있어서,
상기 홈 타입 연결을 형성하는 단계는 상기 홈이 있는 파이프 이음매와 상기 전이부를 결속시키는 것을 포함하는,
방법.