KR20190137987A - 방열구조를 구비한 플렉시블 조인트 결합구조 - Google Patents

Abstract

오늘 날 새로이 소방 배관으로 사용되는 씨피뷔씨(CPVC) 등의 플라스틱 배관과 플렉시블 조인트를 연결 결합하는 소방 배관 시스템이 보편화 되고 있다. 이들 배관 결합에는 용융 시멘트를 도포하여 접합면을 녹여 융착 결합 방식으로 연결 결합하고 있다. 본 발명은 위와 같이 플렉시블 조인트와 플라스틱 파이프와 결합 연결할 때 용융 시멘트를 적용하도록 하는 플렉시블 조인트 결합 구조에 관한 것이다.
특히 이러한 공법으로 결합할 때 접합부가 열팽창으로 부풀어 오르는 변형과 접합부의 크랙 발생으로 시공 하자가 다발하고 있어 이러한 하자의 원인이 방열 상의 장애로 인한 것으로 진단하여 이를 해결하기 위하여 방열전달체를 설치하여 플렉시블관을 방열장치 기능을 할 수 있도록 하는
방열구조를 구비한 플렉시블 조인트 결합구조에 관한 것이다.

Description

방열구조를 구비한 플렉시블 조인트 결합구조{ a flexible joint assembly system installed with radiant heat transferor}

플렉시블 조인트는 파이프를 산과 골을 교차한 주름을 형성하여 가요성을 부여한 니플, 소켓, 티, 엘보 등을 포함하는 중간 연결구(1)를 용접으로 연결 사용하거나 아니면 패킹을 설치하여 이종 금속간의 접촉 부식을 차단하려면 절연체 부재를 설치하여 결합용 너트로 구성 결합한 단위 결합체로 하여 일반 배관과 연결하는 연결관으로 사용하고 있다. 이 연결관은 플렉시블관(3)의 특성인 길이 변화, 방향 전환, 진동과 충격 흡수 기능이 요구되는 배관 특히 소방배관에 사용되고 있다.

오늘날에는 국내의 소방배관에 씨피뷔씨(CPVC)을 재질과 같은 플라스틱 배관이 소방배관으로 사용되고 있어 금속관에 주름을 형성한 플렉시블관(3)을 기초로 하는 조인트과 결합 연결사용하고 있다. 따라서 플라스틱으로 된 소방배관의 가지관 혹은 삽입 파이프(4)와 결합하기 위하여 씨피뷔씨 같은 플라스틱 재질로 된 중간연결구(1)를 플렉시블관에 결합 설치된 구조로 하는 단위 결합체로 하는 플렉시블 조인트로 하여 중간 연결구에 삽입하는 삽입 배관(4)으로 소방배관의 가지관 혹은 연결 파이프를 용융 시멘트을 도포하여 융착 접합연결 사용하고 있다.

본 발명은 이렇게 플라스틱을 재질로 하는 소방배관의 가지관과 같은 삽입 파이프를 용융 시멘트를 적용하여 융착하여 연결하게 되는 플렉시블관 조인트의 플라스틱 연결구와 결합 관계를 이룰 때 발생하는 문제점을 해결하기 위하여 방열 전달체로 된 방열구조를 구비한 플렉시블 조인트 결합구조에 관한 것이다.

플라스틱을 재질로 하는 소방 배관의 가지관 혹은 파이프와 플렉시블관 조인트에 설치된 플라스틱 연결구의 접합부를 용융 시멘트를 적용하여 양 접합부의 표면을 녹여 융착하는 방법으로 접합연결 사용하고 있다.

플라스틱을 재질로 하는 가지관이나 파이프는 열전도성이 낮은 특성이고 동시에 플렉시블 조인트에 결합 설치되는 중간 연결구 역시 가지관이나 파이프와 동일한 플라스틱을 재질로 하고 있어 동일하게 열전도성이 낮은 구조적 특성을 이루어 사용되고 있다.

중간 연결구가 결합된 플렉시블 조인트는 재질이 금속으로 되어 있어 동파 방지를 하기 위하여 두꺼운 단열재를 씌워 사용하고 있고 플렉시블 조인트의 한측 끝단에는 수압 테스트 등을 위하여 헤드 설치용 연결구에 헤드를 결합하거나 혹은 플러그를 설치하여 사용한다.

이와 같은 구조와 특성을 지닌 양측 연결관을 용융시멘트를 도포하여 연결하게 되면 화학 반응에 의하여 장시간에 걸쳐 지속적인 발열과정이 필수적으로 수반 된다. 그러나 이곳에 적용되는 용융 시멘트는 통상적인 대기중의 냉각과정을 전제로 제품이 완성 보급되고 있다. 따라서 통상의 접합 환경과 조건하에 제품의 성능이 확보되어야 한다.

그러므로 위와 같은 구조와 재질로 하는 양측 결합물에 용융 시멘트를 적용하여 연결 결합 구조가 정상적으로 접합 성능을 발휘하게 되면 누수로 인한 하자가 없어야 함에도 실상은 플라스틱 접합 부분이 부풀어 오르거나 접합 부분이 불완전 접합으로 크랙이 발생하여 결국 누수 하자가 자주 발생하는 것이 시공현장의 현실이다.

플렉시블 조인트의 중간 연결구와 소방 배관의 가지관이나 혹은 파이프를 용융 시멘트를 적용하는 접합부(13)가 구조로 인하여 발생하는 위와 같은 변형과 하자성이 없도록 하는 것이 최대의 과제이다.

본 발명자는 중간 연결구의 내측에 위치하는 접합부의 끝단으로 유출된 용융 시멘트가 하부에 쌓임에도 시공 대상물이 이루는 밀폐와 보온으로 냉각작용의 지장을 초래하여 결국 과다한 화학 반응이 중간 연결구의 내측 접합부를 연약화하고 동시에 열팽창으로 부풀어 오르게 되어 결국 지연된 냉각이 이루어져도 결국 변형과 크랙이 남게 된다는 합리적 진단을 하였다.

또한 용융 시멘트의 도포가 삼투압으로 접합부에 적정하게 이루어지면 비록 중간 연결구의 내측에 위치하는 접합부가 밀폐 보온 공간이라 하더라도 정상적인 구조체와 형상을 유지하여 부풀어오르거나 크랙이 발생하지 않음을 확인하였다.

그리고 기본적으로 용융 시멘트는 씨피뷔씨 같은 플라스틱 재질과 반응하여 고온을 발생하게 되고 보온 밀폐공간에서는 화학 반응이 더욱 활성화되고 발열 현상이 지속적으로 이루어지고 냉각 경화가 지연되는 특성을 가지고 있음에 비추어 접합부로 부터 유출되는 액은 하부에 집중적으로 모이게 되면 화학반응의 연료를 과다하게 제공하는 것이 되어 중간 연결구의 홑겹을 이루는 부분은 얇아지고 고온 상태로 부풀어 지도록 하는 특성으로 나타나게 되고 이는 크랙이라는 틈새를 만들어 누수의 원인으로 작용하게 되는 것이다.

위 과제를 해결하려면 결국 중간 연결구 내주면에 접합부로부터 유출되는 용융 시멘트가 하측에 모이는 것은 물리적으로 어쩔 수 없지만 이것이 중간 연결구의 내주면에 용융반응으로 반응하지 않도록 차단하거나 최대한 제거하여 접합부의 적정 도포량 만으로 용융작용이 일어나도록 구조를 이루도록 하는 것이 우선적인 해결책이다. 그리고 보온 밀폐공간에서 지속적으로 발생하는 열이 대류 작용으로 융착이 지나치게 지연되는 것을 막기 위하여 화학반응에 의한 발열을 분산할 수 있도록 하는 구조를 이루어 해결하려 한다.

따라서 본 발명은 중간 연결구 내측의 표면에 유출되는 용융 시멘트가 직접적으로 쌓이는 것을 막기 위하여 플라스틱 배관과 접합하여 연결구 내에 융착 부분의 노출되는 경계 부분에 보호 거튼을 이루고 접합부로 부터 발생하는 반응 열을 분산하는기능을 위하여 방열 전달체(2)를 설치하여 해결하려 한다.

접합면(13)으로부터 누출되는 용융시멘트가 중간 연결구의 내주면을 보호하는 커튼 기능을 하는 방열 전달체는 가능하면 용융 시멘트와의 화학 반응에 둔감한 재질을 택하는 것이 유리하며 동시에 삽입 파이프의 삽입 시 적정한 깊이로 삽입 시 멈추도록 하는 삽입의 한계를 표준화하는 삽입 정지턱의 기능을 하도록 하게 되면 중간 연결구의 내측 접합부와 가장 가까운 위치에 자리하도록 하여 가장 현실적인 해결수단이 되도록 하려 한다. 이리하게 되면 열기가 접합부로부터의 용융작용에 의한 발열을 최대한 포집하여 플렉시블관에 연결하여 결국 금속으로 된 플렉시블관이 방열판 작용으로 비록 내부가 온실 밀폐공간이라 하여도 열기를 분산하는 기능과 구조를 이루도록 하여 위 문제를 해결하려 하는 것이다.

위를 이루게 되면 구조물이 보온 밀폐 공간을 이룰지라도 유출하는 용융 시멘트가 화락 반을 하지 못해 발열이 적게 일어나게 되고 동시에 발생하는 열기가 대류 작용을 하여도 머무는 열기를 분산할 수 있게 되고, 냉각 시간이 단축되어 반응시간을 줄이게 된다.

이는 중간 연결구의 홑겹의 내주면의 접합부가 과다한 용용 시멘트의 화학 반응의 집중적인 공격으로 인한 침식과 팽창 그리고 구조의 연약화 작용을 막을 수 있고 동시에 용융 시 발생하는 열을 흡수와 분산을 효과적으로 이룰 수 있게 되고, 대류 열기에 의하여 반복 상승되는 열기를 줄일 수 있게 되어 열팽창에 의한 부풀어 오르는 형상과 냉각 시 발생하는 크랙의 원인을 제거할 수 있게 되어 궁극적으로 시공 품질의 안정성과 보장성을 강화하는 구조를 이루게 된다.

그리고 위 구조를 최적화하는 것은 삽입 파이프의 삽입 시 적정한 깊이로 삽입 시 멈추도록 하는 삽입의 한계를 표준화하여 시공의 품질을 확보하게 된다.

도1은 본 발명의 대표도.
도2는 대표도의 응용도.
도3는 본 발명의 또 다른 적용도.

플렉시블관(3)에 중간 연결구(1)를 결합 설치하는 구조는 플렉시블관의 플렌지와 중간 연결구 사이에 기밀을 확보하기 위하여 패킹 링(6)을 설치하여 결합 상태의 구조로 되어 있다.

즉, 플렉시블관의 플렌지(12)와 중간 연결구에 형성한 단차턱(10) 사이에 패킹 링을 설치하거나 혹은 중간 연결구의 내주면과 플렉시블관의 외주면 사이에 패킹 링을 설치하게 된다. 특히 플렉시블관의 플렌지와 중간 연결구의 단차 턱 사이에 설치하는 패킹 링이 기밀을 유지할 수 있도록 충분한 압박을 받아 유지할 수 있도록 하기 위하여 중간 연결구의 후단에 압박을 위하여 중간 연결구의 내주면과 플렉시블관의 외주면이 이루는 틈새를 메우는 메움 링(7)부재로 사용하여 이를 플렉시블관에 환상의 돌출 볼록형을 이루어 뒤로 밀리지 않도록 기능을 하는 버팀 턱(5)을 형성하여 스토퍼 기능을 하도록 한다.

또한 위 구조와 대비하여 플렌지의 이면을 압착하는 방법으로 중간 연결구의 내주면에 환상의 홈으로 된 삽입 홈(11)을 형성하여 패킹 링이 압박 상태로 유지한 체 멈출 수 있도록 삽입 설치하는 스토퍼 링(8)의 설치구조를 이루거나 혹은 중간 연결구의 내주면에 나사를 형성하여 볼트 조임으로 압착 상태를 유지할 수 있도록 조임 볼트(9)을 설치하는 구조를 택할 수 있다. 물론 이 경우에도 조임 볼트의 전 혹은 후에 위 스토퍼 링을 추가로 설치할 수도 있다.

본 발명은 위와 같이 플렉시블관과 중간 연결구가 결합하는 구조에 중간 연결구와 플라스틱 배관으로 된 소방배관을 이루는 삽입 파이프(4)를 용융 시멘트를 도포하여 접합 시 발생하는 열을 효율적으로 배출하도록 구조와 용융 시멘트의 도포 액이 양 접합부(13)에서 주로 화학 반응이 일어 날 수 있도록 하는 구조를 위하여 발열 전달체(2)를 형성 또는 부착하려는 것이다.

플렉시블관(3)을 기본으로 하는 블렉시블 조인트는 직관으로 된 직관부와 산과 골이 교대로 연속된 주름으로 된 주름부를 형성한 주름관의 직관부에 형성한 외향 돌출한 환상의 산을 압착한 플렌지가 구성된 플렉시블관에 일측은 너트를 설치하여 스프링클러 헤드를 설치할 수 있도록 레듀사로 이루어진 중간 연결구를 결합 설치하고 또 다른 일측은 몸통 내측은 단차턱(10)를 경계로 내주면을 소구경과 대구경으로 구성하고 대구경의 내주면에는 필요에 따라 환상의 홈으로 이루어진 삽입 홈을 형성하거나 혹은 나사 결합이 요구되면 나사를 형성한 씨피뷔씨 같은 플라스틱 재질로 이루어지는 중간 연결구를 플렉시블관의 플렌지와 중간 연결구의 단차면 사이에 설치하는 패킹 링을 결합하여 패킹 링을 설치하는 플렉시블관의 플렌지에 설치하여 결합구조를 이루게 된다.

이와 같은 결합은 일반적으로 중간 연결구의 후단에 중간 연결구의 소구경 내주면과 플렉시블관의 외주면이 이루는 틈새에는 공간의 메움이 요구되면 때로는 메움링(7) 부재를 설치하고 중간 연결구의 후단에 위치하는 플렉시블관에는 외향하는 환상의 볼록을 형성한 버팀턱(5) 부재를 형성하여 중간 연결구를 결합하거나 혹은 대구경에 형성한 삽입홈(11) 부재에 설치하는 스토퍼 링(8)을 설치하여 중간 연결구를 결합하거나 혹은 중간 연결구의 내주면에 나사를 형성하여 이와 결합하는 조임 볼트(9)로 중간 연결구를 결합하는 구조를 이루어 사용한다.

이와 같이 플렉시블관에 설치하는 플라스틱을 재질로 하는 중간 연결구 결합구조에 있어 방열 전달체를 구비하는 방법으로는 위 나열한 결합구조에 따라 다양한 구조와 형상으로 이루어진다.

우선 중간 연결구에 특별한 장치를 하지 않는 구조는 도1과 같이 플렉시블관의 플렌지로부터 연장하는 끝단을 플레어링으로 벌려 나팔같이 벌려진 판으로 이루어진 방열 전달체(2)를 구비할 수 있다. 이 방열 전달체의 끝단은 중간 연결구와 결합하는 상태물인 소방배관의 가지관이나 혹은 파이프의 삽입이 일정한 깊이에서 멈추도록 하여 삽입의 한계를 표준화하는 삽입 정지턱을 이루게 된다.

또 다른 방법은 주로 대구경에 플렉시블관과 중간 연결구의 결합을 위한 스토퍼 링을 설치할 경우에는 소방배관의 가지관이나 삽입 파이프의 접합면이 접할 수 있는 위치에 구비하여 결국 플렉시블관 접하는 결합이 가능하도록 하여 방열 전달체가 되도록 할 수 도 있고 결합 나사로 결합 구조를 이루게 되면 이 역시 조임 볼트나 결합 나사를 발열되는 열을 분산 전달하는 위치에 설치할 수 있으며 이곳에 보조링을 추가로 채용할 경우에는 이 역시 조임 볼트와 접하여 단일 혹은 복합으로 발열 전달체가 되도록 할 수 있다. 이들은 공히 접합부(13)에 직접 접하여 이곳에서 발생하는 열을 플렉시블관의 몸통과 연결하도록 구조를 이루도록 설치함이 필수적 조건이며 동시에 접합부의 화학 반응하는 열이 중간 연결구의 내측에 접하거나 머물지 않도록 단절하는 기능과 구조를 이루기 위하여 내측에 차단 막의 기능을 하도록 설치되는 것이며 더 나아가 유출되는 용융 시멘트 역시 중간 연결구 몸통에 접하지 않도록 차단하는 기능을 하도록 접합부의 중간 연결구 내주면에 커튼 차단식 접하는 설치구조를 이루도록 구조를 이루어 방열 전달체를 이루게 된다.

특히 중간 중간 연결구의 내주면에 환상형의 홈으로 하는 삽입홈(11) 부재를 형성하여 플렉시블관의 플렌지의 일면 이상을 접촉할 수 있도록 원형체를 금속으로 이루어진 방열 전달체를 내장 설치하는 경우에는 플렉시블관의 플렌지를 삽입 시에는 용이하게 삽입하고 이탈할 경우에는 방열 전달체가 플렌지가 빠지지 않도록 스프링 구조로 하여 중간 연결구에 일체로 삽입 설치할 수도 있고 혹은 착탈이 가능한 구조를 취할 수도 있다. 또한 중간 연결구의 내주면을 나사를 형성하고 역시 이 나사에 대응 결합하는 나사를 구비한 나사체와 위 나사체에 병립 설치되는 원형의 보조링 부재를 금속을 재질로 하는 방열 전달체를 내장 설치하는 경우에는 조임 볼트 만을 설치할 경우에는 조임 볼트의 후단이 소방 배관의 가지관이나 삽입 파이프의 삽입 한계가 된다. 여기에 보조링 부재를 설치할 경우에는 삽입한계의 기능을 보조링 부재가 대체할 수 있게 된다.

중간 연결구(1), 방열 전달체(2), 플렉시블관(3), 삽입 파이프(4), 버팀 턱(5), 패킹 링(6), 메움 링(7), 스토퍼 링(8), 조임 볼트(9),단차 턱(10), 삽입 홈(11), 플렌지(11), 접합 부(13).

Claims (5)

1. 직관으로 된 직관부와 산과 골이 교대로 연속된 주름부가 복합 형성하는 주름관의 직관부에 형성한 외향 돌출한 환상의 산을 압착한 플렌지가 구성된 플렉시블관과; 몸통 내측을 경계가 되는 단차로 이루어지는 단차턱을 중간에 두고 소구경과 대구경을 구비한 플라스틱 재질로 이루어진 중간 연결구와; 플렉시블관의 플렌지와 플렉시블관의 외주면에 설치되는 중간 연결구의 단차턱이 이루는 사이 공간에 설치하는 패킹 링이 기본 요소로 구성 결합하고 중간 연결구의 소구경 내주면과 플렉시블관의 외주면이 이루는 틈새을 메우는 메움링 부재를 설치하고 플렉시블관의 외주면을 환상의 볼록 형성한 버팀턱 부재를 구성하는 플렉시블 조인트 결합 구조에 있어서,
   중간 연결구의 대구경 내측에 삽입 파이프의 삽입 시 한계의 표준을 제공하는 삽입정지 턱을 이루고 플렉시블관의 일측과 대구경의 내주면 사이를 접합 연결하는 원형의 링체로 이루어진 방열 전달체로 하는 방열구조를 구비한 플렉시블 조인트 결합구조.
   
2. 제1항에 있어서,
   플렉시블관의 끝단을 연장하여 플레어링으로 벌려진 원형의 끝단으로 대구경 내주면과 접합 연결하는 방열 전달체로 하는 방열구조를 구비한 플렉시블 조인트 결합구조.
3. 제1항에 있어서,
   대구경의 내주면에 형성된 환상의 홈으로 된 삽입 홈 부재를 형성한 중간 연결구의 내주면과 플렉시블관의 일측 사이에 접합 연결을 한 개 이상의 링으로 된 스토퍼링을 방열 전달체로 하는 방열구조를 구비한 플렉시블 조인트 결합구조.
4. 제1항에 있어서,
   중간 연결구의 내주면을 나사를 형성하고 이 나사에 대응 결합하는 나사를 구비한 나사체로 된 조임볼트를 방열 전달체로 하는 방열구조를 구비한 플렉시블 조인트 결합구조.
5. 제 4항에 있어서,
   중간 연결구의 내주면에 환상의 홈으로 이루어진 삽입홈 부재를 형성하여 설치하는 링체와 복합으로 이루어진 방열 전달체로 하는 방열구조를 구비한 플렉시블 조인트 결합구조.
   
   

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