KR101495444B1 - 플렉시블 조인트 - Google Patents

Abstract

금속관에 주름을 형성한 플렉시블관(2)에 플렉시블관, 플렉시블관과 일반 배관 사이를 연결해주는 이음쇠(3), 플레시블관에 이탈이 되지 않도록 설치되어 이음쇠와 결합하도록 하는 중간 이음쇠, 플렉시블관과 이음쇠의 상호 접합면 사이에 설치하는 패킹(5) 부재, 이종금속 간의 전위차에 의한 접촉 부식을 차단하기 위하여 설치하는 절연체(6) 부재로 구성 결합하여 이루는 단위 결합체인 플렉시블 조인트에 있어서,
플렉시블관과 이음쇠를 연결하는 중간 이음쇠를 종래에는 금속봉을 단조하거나 또는 주물로 대체적인 형상을 이룬 후 후 절삭 가공한 결합용 너트를 사용하던 것을 프레스 공정으로 간단하고 가벼운 공정으로 저렴하게 대량 생산할 수 있는 중간 이음쇠로 하여 종래의 중간 이음쇠인 결합용 너트와 같이 결합과 해체의 기본 기능은 물론 종래의 결합용이 가지지 못한 그러나 절대적으로 중요한 결합상태로 부터 풀림을 방지하는 기능과 현장의 시공품질을 우수하게 균일화하고 표준화하여 생산성을 제고할 수 있고 획기적인 원가절감을 이룰 수 있도록 구성 결합되는 플렉시블 조인트를 이루려는 것이다.

Description

플렉시블 조인트 {a flexible joint}

얇은 금속관에 환상형 또는 나사선형의 주름을 형성하여 가요성을 부여한 플렉시블관(2)은 굴절이 용이한 특성으로 다양한 배관 시스템에 적용된다. 그러나 얇은 금속관인 플렉시블관을 유체가 인입하는 측의 일반 배관과 배출하는 측의 밸브 혹은 스프링클러 헤드에 결합하려면 사용에 한계가 있고 제약을 받는 용접을 사용하지 않고는 일자, L자, T자 혹은 이들의 이경의 이음쇠(3)를 사용하여야 한다.

그러나 플렉시블 관(2)과 이음쇠의 결합도 용접 외에는 이질적인 구조와 기능을 가진 이 둘을 연결해주는 방법으로는 중간 이음쇠(1)를 사용하여야 한다. 따라서 본 발명은 플렉시블관과 이음쇠 그리고 플렉시블관과 이음쇠를 중간에서 연결해주는 중간 이음쇠가 연결하여 하나의 단위 결합체를 구성하여 인입하는 측의 배관시스템과 배출하는 측의 목적물인 밸브 혹은 스프링클러 사이를 연결시켜주는 연결관으로 사용하는 플렉시블 조인트에 관한 것이다.

중간 이음쇠(1)로 연결되는 플렉시블관(2)과 이음쇠(3)는 각각의 끝단에 형성한 접합면이 상호 접합하여 유체의 누설이 발생한다면 누수 방지용 패킹(5) 부재를 설치하여 사용하고 구성 부품 사이에 서로 종을 달리하는 접촉 금속 간이 전위차에 의한 부식이 우려되면 접촉을 차단할 수 있도록 하는 절연체 부재를 사용하여 단위 결합체로 구성되는 것이 플렉시블 조인트의 결합구조이다.

종래의 플렉시블 조인트 결합구조에서는 중간 이음쇠를 결합용 너트를 사용하고 있다. 그러나 원재료가 직관인 상태에서 안으로 눌러 주름을 성형하는 플렉시블 관의 용량은 내경이 대폭 축소되어 소구경이 되었음에도 결합용 너트는 대구경으로 유지되는 플렉시블관의 외주면에 설치되므로 대구경용 결합용 너트를 사용하여야 하며 더 나아가 외주면에 이탈되지 않기 위하여는 결합용 너트에 걸림턱을 형성하여야 하므로 더욱 큰 결합용을 사용하여야 한다. 이러한 구조의 결합용 너트가 되어야 플렉시블관의 주름을 압착하거나 플렉시블관에 형성한 직관을 외부로 돌출하여 주압착하거나 또는 플레어 공정으로 나팔과 같은 형상을 만들어 사용하는 이탈 방지턱(21)이 삽입될 수 있다.

그러므로 종래의 플렉시블 조인트의 결합 구조에 사용하는 중간 이음쇠인 결합용 너트는 관의 용량에 비추어 지나치게 비효율적으로 비대하고 경제적인 측면에서 대단히 비 효율적인 구조이다. 특히 내구성이 어느 때보다 강조되어 부식성 재질을 피해야 하는 건축 문화로 고가 재질인 스텐레스 스틸, 황동 등의 사용으로 지나치게 비대한 결합용 너트는 과중한 원가 부담이 되고 있다.

종래의 결합용 너트를 대체하는 중간 이음쇠는 플렉시블 조인트에서 길이 방향으로 연결되는 플렉시블관과 이음쇠를 상호 결합할 수 있도록 하여야 하고, 제조 공장에서는 물론 납품 후 시공현장에서도 결합과 해체가 용이하여야 하며, 결합 후 플렉시블관과 이음쇠가 결합한 후에는 길이 방향과 횡 방향으로 이탈과 유동이 방지되는 기능과 구조를 충실히 갖추어야 한다. 나아가 제조 공장과 시공 현장의 시공 품질에서 우수하고 균일한 수준을 유지되는 구조를 이루어야 한다.

본 발명은 이러한 과제를 해결하고자 플렉시블관과 이음쇠 사이를 연결해주는 중간 이음쇠를 프레스 생산 공정에 의한 간단한 공법으로 얇고 가벼운 원통형을 형성하여 바탁은 타공하고 원통형의 측면에 경사진 홈을 형성하여 조임 기능을 부여하려는 것이다. 이러한 중간 이음쇠는 종래의 플렉시블관의 외주면에 설치하는 방법과 동일한 걸림턱을 형성하도록 하나 이음쇠는 중간 이음쇠와 결합이 가능하도록 외주면의 끝단을 고정턱과 삽입홈을 교대로 형성하여 중간 이음쇠를 삽입하여 회전으로 잠금과 풀림 구조를 갖도록 하고 이음쇠 간에는 탈착이 용이하도록 상호 간에는 삽입과 이탈이 이루어질 수 있도록 하려는 것이다. 이러한 종래의 이음쇠와 같은 결합과 풀림의 기본 기능에 더 나아가 중간 이음쇠에 돌출 턱으로 된 풀림 방지 턱을 형성하여 종래의 결합체에서 가장 난제였던 이음쇠와 결합 후 결합의 풀림을 방지하는 기능을 확보하며 동시에 시공 품질을 표준화하여 누구나 시공을 완료하면 완벽한 시공을 보장할 수 있게 하려는 것이다.

그리고 플렉시블관과 이음쇠는 일자 형으로 연결되므로 상호 외부의 결합체에 의하여 꺾이거나 변형되는 힘을 강력하게 받아 제품 구조의 왜곡 현상을 최대한 억제하여야 하므로 중간 이음쇠를 연장하여 이음쇠의 외주면을 상당 부분 밀착되게덮는 구조를 이루려 한다.

본 발명에 의한 중간 이음쇠는 연결 대상품인 플렉시블관과 이음쇠의 두 구성품이 종 방향과 횡 방향으로 이탈과 유동을 방지하는 구조가 가능하고, 기능과 구조적인 측면에서 종래의 것이 각각 10여 차례의 나사 회전으로 하였던 결합과 해체가 1회전이 안 되는 회전 수로 간단하게 이루어지고 종래의 결합체에서는 표준화가 되지 않고 작업자의 기분과 컨디션에 의존하여 불균일한 시공품질이나 장기적으로 서서히 결합이 풀리는 잠재적인 문제로 허다한 누수와 누수에 의한 재산상의 피해를 예방 가능하게 한다.

그럼에도 종래의 결합체인 결합용 너트에 비하여 크기와 중량을 대폭 줄일 수 있을 뿐 아니라 결합용 너트가 단조와 절삭의 시간과 인원이 많이 투입되는 복잡하고 과다한 공해 공정이 요구됨에 비추어 본 발명은 금속판을 프레스로 연속 찍는 신속한 연속 공정만으로 우수한 품질의 제품을 생산할 수 있어 획기적인 생산성 향상과 대폭적인 원가 절감이 가능하다.

도1은 본 발명의 대표도
도2는 본 발명의 일부 분해도
도3은 본 발명의 또 다른 일부 분해도
도4는 종래의 구조도

플렉시블관은 두께가 얇아서 일반 배관에 통칭 장단의 레듀샤, 니플, 소켓, 티, 엘보 등을 포함하는 이음쇠(3)를 통하여 일반 배관과 연결하게 되는 데 이러한 이음쇠와 일반 배관이나 설치 결합물은 일반 나사를 형성한 접속구로 된 결합부를 통하여 일반 배관과 연결하게 되고, 플렉시블관과 이음쇠 간에는 용접이 아니면 플렉시블관의 이탈 방지턱(21)에 의하여 결합 시 이탈되지 않도록 설치되는 중간 이음쇠인 결합용 너트(4)를 통하여 상호 결합되며, 누수 방지를 위하여 필요하다면 플렉시블관과 이음쇠의 양 끝단 접합면 사이에 패킹(5) 부재를 설치하고 이종 금속간의 접촉에 의한 전위차 부식이 우려되면 이종 금속 간에는 절연체(6) 부재를 필요에 따라 삽입 설치하여 사용하는 것이 종래의 플렉시블 조인트 결합구조이다.

본 발명은 플렉시블관(2)과 이음쇠를 결합해주는 중간 이음쇠를 금속 봉을 단조하거나 주물로 성형한 것을 절삭 가공하여 비대하고 비 경제적인 종래의 결합용 너트로 사용하던 것을 금속판을 프레스로 찍어낼 수 있는 구조의 중간 이음쇠(1)와 이 특수한 중간 이음쇠와 결합하게 한 구조로 된 이음쇠(3)로 대체한 플렉시블 조인트 결합체를 이루려는 것이다. 이러한 중간 이음쇠를 설치하는 플렉시블관은 이탈되지 않도록 관말에 주름을 압착하거나 압착된 주름의 직전의 골에 이탈 방지링을 설치하거나 직관 부를 두어 환상의 돌출형을 형성하거나 또는 직관의 끝단을 벌려 나팔형으로 하여 형성하는 종래의 이탈 방지턱(21)과 같은 구조로 한다.

본 발명의 중간 이음쇠는 개방된 원통형으로 되어 크게 바닥면과 몸통부로 구분된다. 중앙에 플렉시블관을 삽입하도록 소구경의 원과 바닥 면의 원의 차이로 턱을 이룬 걸림턱(12)을 형성하여 바닥면을 이루고, 상부에 이음쇠의 외주면을 수용할 수 있는 크기로 완전 개방하여 이음쇠를 삽입 시 이음쇠의 몸통과 중첩되는 중첩 결합부(16)로 하고 몸통 중간에 완만한 사선으로 부분 절단하여 절단선 위측을 내주면으로 돌출시켜 사선으로 한 조임턱(13)의 다수 개를 간헐적으로 횡방향으로 배치하여 일렬로 하며 해제용 홀(16)을 뚫은 익편으로 내주면에 돌출하도록 한 풀림 방지턱(15)을 형성하여 몸통부(11)로 이루어진 중간 이음쇠를 형성한다. 이때 조임턱을 완만한 사선으로 하는 이유는 점진적으로 저항을 적게 받음으로서 힘을 적게 들이고 강력한 조임을 이루게 한다. 이렇게 하면 플렉시블관의 이탈 방지턱(21)에 걸림턱(12)에 의하여 이탈이 방지되도록 설치된 중간 이음쇠와 이음쇠(3)와 결합하여 조임 작용을 하면 바닥면으로 벌어진 조임턱이 이음쇠의 고정턱(31)을 서서히 사선을 따라 움직이도록 하여 중간 이음쇠의 바탁면과 서서히 가까워 지면서 플렉시블관과 이음쇠의 상호 접합면 사이를 압착하게 되고 이 사이에 설치한 패킹(5)부재는 압착력에 의하여 누수 방지 구조를 이루게 된다.

이러한 중간 이음쇠와 결합하도록 중간 이음쇠의 조임턱과 결합하도록 이음쇠의 한쪽 끝단을 조임턱이 삽입되도록 턱을 낮추거나 없앤 삽입부(32), 조임턱에 상호 조임 작용할 때 고정축의 역할을 하도록 삽입부를 기준으로 높이를 높혀 돌출 턱을 이루나 중간 이음쇠의 내주면에 삽입할 수 있는 높이로 된 고정턱(31) 그리고 삽입부와 고정턱이 교대로 한 결합부와 몸통부를 사이에는 외주면을 따라 홈으로 한 원형 홈(33)을 이루어 이음쇠를 형성한다. 이때 이음쇠에 몸통과 결합부 사이에 형성한 원형 홈(33)은 원통형의 중간 이음쇠에 내향 돌출로 이루어진 조임턱이 이삽입되고 조임턱을 걸어 고정할 수 있는 높이를 형성하고 몸통을 삽입할 수 있으려면 결합부와 몸통부 사이에 홈으로 된 완충 공간을 두면 해결이 용이하며 때로는 내향하는 돌출 부분을 수용하여 조임 작동을 원할히 할 수 있도록 하는 공간을 확보할 수 있게 하며 이렇게 하여 중간 이음쇠의 내주면에 이음쇠의 고정턱은 물론 몸통까지 삽입하여 상호 간에 중첩 삽입부와 중첩 결합부 이중 결합을 하게 한다.

위와 같은 중첩 결합이 요구되는 이유는 외부 배관과 결합되는 이음쇠는 외부의 배관으로부터 각종 강력한 왜곡된 힘을 받게 되고 이를 고스란히 중간 이음쇠에 전달되므로 결합 구조에 커다란 충격과 변형력으로 작용하게 된다. 그러므로 중간 이음쇠와 이음쇠의 결합구조는 이러한 구조 변형력을 견딜 수 있도록 이에 대한 대응 구조를 이루어야 한다. 이를 위하여 중간 이음쇠의 내주면이 연장된 중첩 결합부(16)와 이음쇠의 몸통으로 이 중첩 결합부에 타이트하게 삽입되는 중첩 삽입부(34)를 결합하게 되면 외부의 변형력으로 부터 보호하며 동시에 결합물 상호 간에는 유동을 최대한 방지할 수 있어 안정되고 강력한 결합구조를 이루게 된다.

한편 중간 이음쇠에 의하여 요구되는 조임이 이루어지면 조임턱의 중간 부분에서 이음쇠의 고정턱에 의하여 더 이상 회전하지 않고 정지되게 된다. 이렇게 이루어진 결합 구조는 원할 때를 제외하고는 조임 방향에서 역방향으로 풀리지 않아야 한다. 이를 위하여 중간 이음쇠가 풀림 방향으로 회전하게 되면 고정턱의 후단 절곡부의 후단면에 중간 이음쇠의 익편의 풀림 방지턱이 걸리도록 하려 한다. 중간 이음쇠의 몸통에 ㄱ따기 절단한 익편을 조임 방향이 낮게 구부려 내주면으로 돌출 형성한 풀림 방지턱(15)을 형성하면 중간 이음쇠와 이음쇠가 결합하게 되면 중간 이음쇠의 경사진 익편과 풀림 방지턱은 이음쇠의 고정턱 외주면에 의하여 들어 올려져 조임이 이루어지나 희망하는 조임이 이루어져 정지한 상태가 되면 들어 올려주던 외주면이 끝나는 고정턱의 후단 절곡부가 지나면 더 이상 들어 올려질 수 없어 자동적으로 익편과 풀림 방지턱은 원상으로 회복되어 원래의 경사진 상태로 내려와 고정턱 후단면을 걸게 되어 중간 이음쇠와 이음쇠는 조임 방향과 역 방향으로회전 할 수 없게 되어 결합이 풀리는 현상을 방지하는 구조와 기능을 이루게 된다.

이러한 구조에 있어 풀림 방지턱은 중간 이음쇠의 내주면에 돌출 익편이 실제로는 아주 낮은 높이가 되어 고정턱의 후단면 상부를 약간 걸기만 해도 풀림 방지 기능을 훌륭하게 수행하게 된다. 왜냐하면 구조상 결합 상태에서 풀리는 힘은 압착된 패킹(5)이 원상 회복하려는 힘으로 발생하거나 조임 상태 자체에서 풀리려는 복구력에 의하여 발생하게 되는 데 이들을 모두 합해도 미미하여 풀림 방지를 위한 지지력이 크게 작용하지 않아도 된다. 그리고 결합을 풀려면 익편에 송곳이나 드라이브 같은 도구를 삽입하는 해제용 홀(16)을 형성하여 이들 도구를 홀에 삽입하여 익편을 들어올리면 풀림 방지 기능을 해제하여 중간 이음쇠와 이음쇠의 결합 상태을 풀 수 있게 된다.

이렇게 이루어진 풀림 방지 기능은 이음쇠의 고정턱에 풀림 방지턱이 걸리는 위치까지 조이게 되면 시공이 완료되도록 한 것이므로 그 자체 시공 품질이 보장되는 표준화를 이루게 되므로 종래의 구조가 시공자의 숙련도와 개성과 기분에 따라 시공 품질의 천차만별이어서 시공상의 하자가 많았던 문제와 시간이 지남에 따라 결합이 서서히 풀어져 누수 발생으로 많은 보상이 수반되어야 하였던 구조적 난제를 해결함으로서 배관 시공현장의 숙원과제를 해결할 수 있게 하는 것이다.

본 발명의 중간 이음쇠와 결합하는 이음쇠는 종래와 같이 타 배관, 타 이음쇠 혹은 타 목적물과 연결하는 방법은 종래와 같이 용접이나 나사 결합으로 하는 것은 동일하다. 그러나 이와 같이 나사를 형성하여 연결하도록 하는 종래의 구조는 나사 형성을 할 수 있게 대단히 두껍고 육중한 재질과 구조로 되어 있고 특히 이러한 구조를 사용하기 위한 재질이 스텐레스 스틸이나 황동 또는 구리 등의 비싼 재질을 사용할 경우에는 지나치게 과중한 부담이 될 수밖에 없다.

이를 개선하기 위하여 본 발명 중간 이음쇠의 취지에 맞게 얇은 파이프 재료를 이용하여 종래와 같이 분류되는 일자, T자, L자와 혹은 이들을 이경으로 한 이음쇠를 배관과 결합하는 측의 내주 면에 환상의 홈으로 형성한 패킹 삽입 홈(35)에 오링과 같은 패킹(5) 부재를 설치한 본 발명의 이음쇠에 배관을 삽입하여 전용 공구로 패킹 삽입홈의 외부면을 압착 사용하게 되면 훨씬 경제적이고 효율적인 일자(3A)혹은 T자(3B)와 L자 같은 이음쇠를 형성할 수 있다.

중간 이음쇠(1), 플렉시블관(2), 이음쇠(3), 걸림턱(12), 조임턱(13), 풀림 방지턱(15), 이탈 방지턱(21), 고정턱(31).

Claims (3)

1. 산과 골을 연속 반복한 주름으로 가요성을 부여한 금속관 말에 환상형으로 돌출하고 압착하여 턱을 이룬 이탈 방지턱(21)을 형성한 플렉시블관, 이탈 방지턱에 의하여 이탈이 되지 않게 플렉시블관의 외주면에 설치되고 이음쇠와 결합하는 중간 이음쇠, 외부 배관 결합물과 결합부를 통하여 결합을 이루고 플렉시블관과 패킹 부재를 사이에 두고 접합하는 이음쇠, 플렉시블관의 관말과 이음쇠의 관말 사이에 설치하는 패킹(5)부재로 구성 결합되는 플렉시블 조인트에 있어서,
   상부가 완전 개방된 원통형인 것이 중앙에 관통한 원형의 외경과 바닥면의 내경이 사이를 이루는 폭의 원형이 턱이 되는 걸림턱(12)을 이룬 바닥면과 상부가 연장되어 이음쇠의 몸통의 외주면이 삽입되어 몸통과 중첩 결합을 이루는 중첩 결합부(16)와 몸통의 내주면에 바탕면을 방향으로 벌린 내향하는 돌출 턱이 완만한 사선으로 이루어진 다수 개가 횡 방향으로 일렬의 원형으로 배치된 조임턱(13)으로 이루어진 몸통부(11)로 형성된 중간 이음쇠와
   중간 이음쇠의 내주면의 조임턱이 삽입되는 낮은 높이로 된 삽입부(32)와 조임턱을 걸수 있는 높이와 중간 이음쇠의 내주면에 삽입이 될 수 있는 높이를 충족하는 돌출 턱으로 된 고정턱(31)이 교대로 횡방향으로 일렬의 배치되어 원상으로 한쪽 끝단을 이루는 결합부와 중간 이음쇠의 내주면에 삽입되는 중첩 삽입부(34)을 둔 몸통부와 이 몸통부와 결합부 사이의 외주면에 홈으로 원을 이룬 원형 홈(33)으로 형성한 이음쇠로 구성 결합되는 플렉시블 조인트.
2. 제1항에 있어서,
   결합을 위하여 조임 중에는 이음쇠의 고정턱의 외주면에 의하여 들려지고 누수를 방지하는 수준으로 조임이 이루어지면 고정턱의 외주면이 끝나도록 형성하여 풀림 방지턱이 원상 회복되어 내주면에 돌출하여 고정턱의 후단면을 지지하여 고정턱이 역회전 되지 않도록 하기 위하여 중간 이음쇠의 몸통에 ㄱ형으로 절단하여 절단 모서리를 높게하고 조임 방향이 낮게 구부린 익편이 내주면에 돌출하여 익편의 절단 모서리로 이루는 풀림 방지턱(15)과 익편 상에 홀을 두어 송곳이나 드라이브을 삽입하여 익편을 들어올릴 수 있도록 이는 해제용 홀을 형성한 중간 이음쇠로 구성 결합되는 플렉시블 조인트.
3. 제 1항 혹은 제2항에 있어서,
   일측은 중간 이음쇠와 결합하는 측으로 하고 다른 측은 내부 면을 외향 돌출하여 홈을 이룬 패킹 삽입홈(35)을 형성하고 이 패킹 삽입홈에 패킹을 삽입하여 패킹 삽입홈의 외주면을 압착하여 외부 배관과 결합하도록 한 이음쇠로 구성 결합되는 플렉시블 조인트.
   

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