KR20230014977A - Cpvc 연결부를 구비한 스프링클러 신축배관 - Google Patents

Abstract

본 발명의 소방용 스프링클러 신축배관에 적용된 CPVC 연결부(50)는, CPVC 재질로 제작된 원통 형상으로 형성되어, 내부에 소방용 스프링클러 신축배관의 일 단부가 삽입되는 슬리브(51); 소방용 스프링클러 신축배관의 일 단부의 외주면과 슬리브 내면(52) 사이에 설치되는 오링; 스프링클러 신축배관의 끝 부분 외주면에 돌출 형성되어 상기 슬리브(51)의 일단을 지지하는 이탈방지편(53); 스프링클러 신축배관의 끝 부분 외주면에 설치하여 상기 슬리브(51)의 타단을 지지하는 백업링(54); 및 상기 백업링(54)이 주름부(10) 쪽으로 이동하는 것을 방지하는 돌출환부(56)를 포함하여 구성된다.

Description

CPVC 연결부를 구비한 스프링클러 신축배관{Sprinkler Flexible Pipe With Joint Part Of CPVC Pipe Connection}

본 발명은 CPVC 재질의 파이프와 금속재질의 파이프를 연결하는 CPVC 연결부에 관한 것으로서, 상세하게는 CPVC 재질의 소방용 가지배관에 연결하기에 적합하도록 구성된 CPVC 연결부를 구비한 소방용 스프링클러 신축배관에 관한 것이다.

고층 또는 대형 건물에는 화재가 발생할 때 초기에 진압할 수 있도록 다양한 화재진압장치를 설치하고 있다. 특히 건물의 각층의 천장 부위에서 고압의 물을 살포하여 화재를 진압할 수 있는 스프링클러(Sprinkler) 장치는 의무적으로 건물에 설치하도록 되어 있는 화재진압장치 중 하나이다.

상기 스프링클러 장치는, 물을 공급하는 주배관에서 분지된 가지배관을 천장의 내부에 설치하고, 이 가지배관에 스프링클러 헤드가 연결된 신축배관을 연결하여 구성하는 것이 일반적이다.

상기 신축배관은 유연성이 있어서 구부림이 용이한 배관을 말하는 것이며, 이에 따라 그 단부에 설치된 스프링클러 헤드의 위치를 조정할 수 있다. 이러한 신축배관으로는 스테인리스 스틸로 제조된 얇은 주름관을 많이 사용한다.

그런데 종래 주배관이나 가지배관 등은 모두 금속제인 탄소강관이나 동관이 주로 사용되었으므로, 사용기간이 경과함에 따라 부식에 따른 누수 발생의 문제가 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 근래에는 비금속성인 CPVC(Chlorinated Polyvinyl Chloride, 염소화염화비닐수지)를 주배관과 가지배관의 배관재로 사용하여 부식을 원천적으로 방지하는 방법을 많이 이용한다. 상기 CPVC는 종래 PVC의 최대 약점인 내열성, 내후성, 내식성을 크게 개선한 물질로서, CPVC로 제조된 배관은 소방용 합성수지배관으로 공인되어 있다.

그런데 작업 현장에서는 서로 다른 물성을 갖는 상기 CPVC 재질의 가지배관과 스테인리스 재질의 주름관인 신축배관을 연결하여 시공하여야 한다.

흔히 쓰이는 연결 시공법은 스테인리스 주름관의 일단에 CPVC 소켓을 일체로 결합시킨 신축배관을 이용하는 것이다. 도 6은 한국 등록특허 제10-1865460호(공고일:2018.06.07.)에 개시된 종래기술로서, 스테인리스 주름관(1)의 일단에 결합된 CPVC 소켓(2)과 이 소켓에 CPVC 가지배관(B)이 삽입 결합되는 일반적 사례를 보여준다.

도 6을 살펴보면, CPVC 소켓(2)의 한쪽이 스테인리스 주름관(1)의 단부에 오링(3)을 강하게 가압하며 결합되어 있고, 반대쪽은 CPVC 가지배관(B)이 삽입될 수 있는 내부 공간(S)이 형성되어 있는데, 이는 종래 CPVC 소켓(2)의 일반적인 특징이다. 따라서 스테인리스 주름관(1)의 단부에 결합되어 있는 종래 CPVC 소켓의 내부 공간(S) 쪽 내주면과 이 공간에 삽입되는 CPVC 가지배관(B)의 외주면에 각각 강력한 접착제를 발라 끼워 결합시키면, 결합부위에서는 둘 사이의 분리가 거의 일어나지 않게 된다.

그런데 이러한 종래 원통 형태의 CPVC 소켓을 사출성형으로 제조할 때, 금형 게이트로 주입된 액상 CPVC가 금형 내를 양방향으로 돌아 서로 만나는 부분에서 도 6에 표시된 웰드라인(C)(Weld Line)을 형성하게 되는 경우가 많다. 잘 알려졌듯이 사출물에 형성된 이러한 웰드라인(C)은 강도가 매우 취약하다.

따라서 CPVC 소켓(2)을 스테인리스 주름관(1)의 단부에 설치된 오링(3)이 기밀성능을 발휘하도록 강하게 결합할 때에, 상기 웰드라인(C)을 따라 크랙이 흔하게 발생하곤 한다.

또한, 종래 원통 형태의 CPVC 소켓은, 설치 작업이나 사용 중에 외력이 작용하게 되면 도 6에 도시된 A 점선 부근에서 균열이 너무 쉽게 발생하는 문제가 보고되고 있다.

한국 등록특허 제10-1865460호(공고일:2018.06.07.)

본 발명은 상기한 문제를 해결하고자 하는 것으로서, CPVC 파이프와 연결하기 위하여 스프링클러용 스테인리스 신축배관에 단부에 설치되는 종래 CPVC 소켓을 대신하여, 설치시공 중이나 사용 중에 과도한 외력이 작용하더라도 크랙같은 파손이 일어나지 않는 구조의 CPVC 연결부를 구비한 스프링클러 신축배관의 구성을 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명의 CPVC 연결부를 구비한 스프링클러 신축배관은 CPVC 재질의 배관에 연결하는 연결부를 구비하는 것으로서, 상기 연결부는, CPVC 재질로 제작된 원통 형상으로 형성되어, 내부에 소방용 스프링클러 신축배관의 일 단부가 삽입되는 슬리브;와 소방용 스프링클러 신축배관의 일 단부의 외주면과 슬리브 내면 사이에 설치되는 오링;과 스프링클러 신축배관의 끝 부분 외주면에 돌출 형성되어 상기 슬리브의 일단을 지지하는 이탈방지편;과 스프링클러 신축배관의 끝 부분 외주면에 설치하여 상기 슬리브의 타단을 지지하는 백업링; 및 상기 백업링이 주름부 쪽으로 이동하는 것을 방지하는 돌출환부를 포함하여 구성된다.

그리고 상기 오링은 복수개가 설치될 수 있으며, 이 경우 소방용 스프링클러 신축배관의 일 단부의 외주면에서 상기 오링에 대응하여 복수개의 오링홈을 형성할 수 있다. 그리고 상기 복수개의 오링홈은 한쪽을 향하여 차례로 일정한 깊이 차를 가지도록 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 슬리브는, 슬리브 내면이 소정의 기울기를 갖는 경사면으로 형성할 수 있다.

한편, 상기 연결부는, 일단에 가지배관이 결합되는 소켓의 타단에서 상기 소켓의 내부로 삽입되어 결합되도록 할 수 있다.

본 발명에 따른 CPVC 연결부를 구비한 스프링클러 신축배관은, 그 연결부의 슬리브가 가지배관과 연결해주는 소켓의 내부에 접착 연결되므로 슬리브에 응력이 집중되지 않으며, 따라서 설치시공 중이나 사용 중에 과도한 외력이 작용하더라도 연결부에 크랙같은 파손이 일어나지 않는다.

또한, 연결부의 슬리브에 사출성형 시 웰드라인이 형성되더라도, 슬리브가 소켓에 삽입되어 접착제로 소켓의 내면과 일체화되어 있으므로 웰드라인에 걸리는 응력은 소켓으로 분산되어 균열이 발생하지 않는다.

또한, 본 발명에서 슬리브의 내면이 소정의 기울기를 갖는 경사면으로 형성되더라도, 신축배관의 외주면에서 형성된 오링홈들의 깊이를 변화시킴으로써 슬리브에 의한 다수개의 오링들의 압착량을 모두 동일하게 할 수 있으므로 밀폐력이 균일하게 발생하도록 만들 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 스프링클러 신축배관의 주요 구성도
도 2는 본 발명의 스프링클러 신축배관의 CPVC 연결부 부분의 단면도
도 3은 도 2의 D부분 확대도
도 4는 본 발명의 스프링클러 신축배관과 가지배관의 연결 전 상태도
도 5는 본 발명의 스프링클러 신축배관과 가지배관의 연결 후 상태도
도 6은 스프링클러 신축배관과 가지배관을 연결하는 종래 소켓 개념도

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 CPVC 연결부를 구비한 스프링클러 신축배관의 바람직한 실시례를 상세히 설명한다. 다만, 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 본 발명의 구성을 좀 더 명료하게 이해할 수 있도록 편의상 과장되거나 축소되어 있을 수 있다.

본 발명의 설명을 위해 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들이다. 그런데 이러한 용어들은 설계자나 사용자의 의도 또는 관례에 따라 다른 용어로 표현될 수 있으므로, 본 발명에서 사용되는 이러한 용어들에 대한 실질적 정의는 본 명세서 전반에 기재된 내용을 참작하여 내려져야 할 것이다.

또한, 본 발명의 설명에서 사용되는 '상', '하', '앞', '뒤', '전', '후', '좌, '우', '선단', '후단' 등과 같은 방향성 용어는 개시된 도면(들)의 배향을 기준으로 한 것이다. 하지만, 본 발명 실시례의 구성요소는 다양한 배향으로 위치 설정될 수 있기 때문에 방향성 용어는 예시를 목적으로 사용되는 것이지 이를 제한하는 것은 아니다.

본 발명에서 사용되는 구성요소들이 서로 '연결', '결합' 또는 '체결' 등이 되었다고 기재한 경우는, 중간 매개 구성요소를 통한 간접적 방법으로 이루어진 경우도 포함하는 것으로 이해해야 한다.

그리고 본 발명의 설명에서는 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 CPVC 연결부를 구비한 스프링클러 신축배관에 대한 바람직한 실시례의 주요 구성요소를 설명한다.

본 발명의 스프링클러 신축배관은 기본적으로 CPVC 재질의 가지배관(B)에서 유입되는 방화수를 스프링클러 헤드(40)로 보내주는 배관이다.

이때 스프링클러 헤드(40)는 리듀서(20)(Reducer)를 이용하여 스프링클러 신축배관에 연결한다.

본 발명의 스프링클러 신축배관은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 주름부(10), 체결너트(30), 연결부(50)를 포함하여 구성된다.

신축배관은 중앙부에 형성된 주름부(10)의 작용으로 유연성이 있어서 구부림이 용이한 특징이 있다. 따라서 스프링클러 헤드(40)의 설치 위치를 유연하게 조절하면서 시공할 수 있다. 신축배관은 휘어질 때 발생하는 커다란 응력을 견뎌야 하므로 보통 스테인리스강을 이용하여 제조된다.

체결너트(30)는 신축배관의 스프링클러 헤드 쪽 단부에 장착되어 상기 리듀서(20)를 신축배관 연결해 주는 체결수단이다.

상기 연결부(50)는 가지배관(B)과 신축배관을 연결해 주기 위한 본 발명의 핵심 구성으로서, 가지배관(B) 쪽을 향하는 신축배관 단부에 형성한다.

도 2를 참조해 설명하면, 상기 연결부(50)는 슬리브(51), 복수개의 오링(58, 59), 이탈방지편(53), 백업링(54) 및 돌출환부(56)를 포함하는 구성이다.

상기 슬리브(51)는 CPVC 재질로 제작되며, 전체적으로 속이 빈 원통 형상으로 이루어져 있다. 따라서 슬리브(51)의 내부 공간에 소방용 스프링클러 신축배관의 일 단부를 삽입하여 설치할 수 있다.

설치된 슬리브(51)는 추후 설명하는 소켓(60)과 동일하게 CPVC 재질로 제조하므로, 슬리브(51) 외면과 소켓(60) 내면을 CPVC용 접착제를 이용하여 접착결합시킬 수 있다.

한편, 도 3에 도시된 것처럼, 슬리브 내면(52)은 소정의 기울기(a)를 갖는 경사면으로 형성하여 사출성형작업의 편의를 도모할 수 있다. 즉, 이 경사면은 슬리브를 사출성형으로 제조할 때 슬리브를 금형에서 빼내기 좋도록 하는 것으로서, 상기 기울기(a)는 1도 미만의 미소한 각도로 형성한다. 단, 도 3에서는 이해를 돕기 위해 약간 과장하여 기울기(a)를 도시하였다.

도 2에 도시된 실시례에서, 연결부(50)의 오링(58, 59)는 한 쌍을 설치하는 것으로 도시하였으나, 필요에 따라 추가 설치를 할 수도 있다.

오링(58, 59)은 스프링클러 신축배관 단부의 외주면과 슬리브 내면(52) 사이에 설치하는 환형의 탄성체이며, 슬리브(51)에 의해 압착된 상태가 되도록 설치한다.

따라서 오링(58, 59)은 슬리브(51)와 신축배관 사이를 밀폐시키며, 연결부(50)를 가지배관(B)에 연결시켰을 때 누수를 방지하게 된다.

한편, 상기 오링이 설치되는 소방용 스프링클러 신축배관 외주면에는 오링이 제자리에 안착할 수 있도록 오링홈(18, 19)을 형성할 수 있다. 오링홈은 설치하는 오링의 개수에 맞춰 동일한 개수로 형성하는 것이 바람직하다.

그런데 같이 사용하는 슬리브(51)가 슬리브 내면(52)이 소정의 기울기(a)를 갖는 경사면으로 형성되어 있는 것이라면, 도 3에 도시된 것처럼 복수개의 오링홈을 한쪽을 향하여 차례로 일정한 깊이차(t)를 가지도록 형성하는 것이 바람직하다.

만일, 도 3에서 한 쌍의 오링홈(18, 19) 사이에 깊이 차가 없다고 가정한다면, 슬리브 내면(52)이 소정의 기울기(a)를 갖는 슬리브를 결합할 때, 신축배관의 외주면에서 많이 벌어진 쪽의 압착된 오링(59-1)이 덜 벌어지는 쪽 압착된 오링(58-1)보다 슬리브(51)에 의해 덜 압착되므로, 두 오링(58, 59) 사이에 밀폐력이 불균일하게 되어 품질이 저하될 것이다.

따라서 슬리브 내면(52)이 소정의 기울기(a)를 갖는 슬리브(51)를 결합할 때는, 슬리브 내면(52)이 신축배관의 외주면에서 벌어지는 쪽에 형성된 오링홈(19)을 그렇지 않은 쪽 오링홈(18) 보다 깊이 t만큼 덜 깊게 형성한다. 이러한 구조를 형성하면 슬리브(51)에 의한 오링(58, 59)들의 압착량을 동일하게 할 수 있으므로 밀폐력이 균일하게 발생할 것이다.

한편, 스프링클러 신축배관의 끝 부분 외주면에는 상기 슬리브(51)의 일단을 지지하여 외부로 이탈되지 않도록 하는 이탈방지편(53)을 돌출 형성한다.

상기 이탈방지편은 신축배관의 외주면에서 외부를 환형상으로 향하여 돌출된 것이데, 연결부(50)에 슬리브(51)를 먼저 끼운 후, 신축배관의 끝 부분을 벌징(Bulging)가공 등의 방법으로 성형하여 제조할 수 있다.

이탈방지편(53)에 의해 지지가 되는 슬리브(51)의 반대편 단부는 환형의 고리형태로 형성된 백업링(54)을 설치하여 슬리브(51)의 단부를 지지한다. 백업링은 슬리브(51)를 연결부에 조립하기 전에 먼저 조립하며, 슬리브(51)가 주름부(10) 쪽으로 이탈하는 것을 방지한다.

또한, 상기 백업링(54)이 주름부(10) 쪽으로 이동하는 것을 방지하기 위해서는 백업링(54) 위치 바로 뒤편 위치에 돌출환부(56)를 형성한다. 돌출환부(56)는 신축배관의 필요 부분을 벌징(Bulging)가공하여 형성할 수 있다.

다음은 도 4와 도 5를 참조하여 본 발명 스프링클러 신축배관의 CPVC 연결부와 가지배관(B)의 연결 구성을 설명한다.

본 발명에서는 연결부(50)와 가지배관(B)을 연결하기 위하여 전체적으로 중공 원통형상을 하고 있는 소켓(60)을 매개체로 사용한다.

도 4에는 본 발명 스프링클러 신축배관의 연결부(50)를 투시도 형태로 도시하고 있으며, 이는 앞서 설명한 구성과 다르지 않다. 도 5에서는 소켓(60)의 내부 구성이 투시도 형태로 도시되어 있다.

본 발명에서 사용되는 소켓(60)은 소방용이므로 CPVC 재질로 제조하며, 도 5에 도시된 것처럼 내부에 신축배관의 연결부(50)가 삽입되는 공간과 가지배관(B)이 삽입되는 공간이 저지턱(62)에 의해 구분되어 있다.

즉, 도 5에 도시된 소켓(60)은 중공 원통체의 형상으로 제작되므로 내부에 내부공간(61)이 형성되어 있고, 이 내부공간은 내면에 돌출 형성된 저지턱(62)에 의해 신축배관의 연결부(50)가 결합되는 공간과 가지배관(B)이 결합되는 공간으로 구분된다.

저지턱(62)은 소켓 양방향 입구로 각각 삽입되는 신축배관의 연결부(50)와 가지배관(B)의 적정 삽입 길이를 쉽게 알 수 있도록 형성하는 것이다. 작업자는 저지턱(62)에 끼우지는 구성품의 삽입 길이를 일일이 계측하지 않아도, 도 5에 도시된 것처럼 저지턱(62)에 닿을 때까지만 밀어 넣으면 되므로 작업의 편의성이 향상된다. 다만, 작업자의 편의에 따라 상기한 저지턱이 없는 중공원통형 소켓을 본 발명에 사용하여도 무관하다.

도 4 및 도 5의 도시를 참조하여 신축배관의 연결부(50)와 가지배관(B)을 소켓(60)에 각각 연결하는 작업을 설명한다.

우선 신축배관의 연결부(50)와 가지배관(B)이 각각 삽입되는 소켓(60)의 내부공간 내주면과 상기 연결부(50)의 슬리브(51) 및 가지배관(B)의 외주면에 모두 접착제를 도포한다.

그 다음 소켓(60) 양방향 입구로 연결부(50)와 가지배관(B)을 저지턱(61)에 닿을 때까지 각각 밀어 넣고 접착제가 굳어 단단히 결합되도록 하면, 가지배관(B)과 스프링클러 신축배관의 연결이 완료된다.

상술한 구성과 방법으로 소켓(60)에 삽입 결합된 신축배관 연결부(50)의 슬리브(51)에는 도 6에 도시된 A 점선 부근처럼 쉽게 균열이 일어나는 하중집중 부분이 없다.

또한 슬리브(51)를 사출성형 할 때 웰드라인이 형성되더라도, 이 부분이 소켓(60)에 삽입되어 접착제로 소켓(60)의 내면과 일체화되어 있으므로 웰드라인에 걸리는 응력은 소켓(60)으로 분산되어 균열이 발생하지 않게 된다.

위에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 스프링클러 신축배관에 사용하는 CPVC 연결부는 고압의 방화수에 대해 신뢰성 있는 밀폐력을 확보할 수 있으며, 그 제조 및 시공의 작업성이 좋고, 내구성 또한 대폭 증대시킬 수 있다.

본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량이나 변경하는 것이 가능하다. 따라서 앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시례는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 즉 상기 개량 및 변경이 통상의 지식을 가진 자에게 쉬운 것이라면 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

10: 주름부 18, 19: 오링 홈
20: 리듀서 30: 체결너트
40: 스프링클러 헤드
50: 연결부
51: 슬리브 52: 슬리브 내면
53: 이탈방지편 54: 백업링
56: 돌출환부 58, 59: 오링
58-1, 59-1: 압착된 오링
60: 소켓
61: 내부공간 62: 저지턱

Claims (4)

1. CPVC 재질의 배관에 연결하는 연결부를 구비하는 소방용 스프링클러 신축배관에 있어서,
   상기 연결부(50)는,
   CPVC 재질로 제작된 원통 형상으로 형성되어, 내부에 소방용 스프링클러 신축배관의 일 단부가 삽입되는 슬리브(51);
   소방용 스프링클러 신축배관의 일 단부의 외주면과 슬리브 내면(52) 사이에 설치되는 오링;
   스프링클러 신축배관의 끝 부분 외주면에 돌출 형성되어 상기 슬리브(51)의 일단을 지지하는 이탈방지편(53);
   스프링클러 신축배관의 끝 부분 외주면에 설치하여 상기 슬리브(51)의 타단을 지지하는 백업링(54); 및
   상기 백업링(54)이 주름부(10) 쪽으로 이동하는 것을 방지하는 돌출환부(56)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 CPVC 연결부를 구비한 스프링클러 신축배관.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 오링은 복수개가 설치되되,
   소방용 스프링클러 신축배관의 일 단부의 외주면에서 상기 오링에 대응하여 복수개의 오링홈이 형성되며,
   상기 복수개의 오링홈은 한쪽을 향하여 차례로 일정한 깊이 차(t)를 가지도록 형성하는 것을 특징으로 하는 CPVC 연결부를 구비한 스프링클러 신축배관.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 슬리브(51)는,
   슬리브 내면(52)이 소정의 기울기(a)를 갖는 경사면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 CPVC 연결부를 구비한 스프링클러 신축배관.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 연결부(50)는,
   일단에 가지배관(B)이 결합되는 소켓(60)의 타단에서 상기 소켓(60)의 내부로 삽입되어 결합되는 것을 특징으로 하는 CPVC 연결부를 구비한 스프링클러 신축배관.
   

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