KR20130120972A - 플렉시블 조인트 결합구조 - Google Patents

Abstract

플렉시블 조인트는 가요성을 가진 단위 결합체로 한 연결관으로 플렉시블관의 양측 관말에 각각 패킹 부재와 절연체 부재를 설치하고 중간 연결구로 구성되어 배관 시스템에 사용하는 가요성 연결관을 말한다.
본 고안은 이러한 가용성 연결관인 플레시블 조인트의 결합구조에 관한 것으로 특히 플렉시블관과 연결구를 결합해주는 이음체를 너트로 하는 종래의 결합구조가 플렉시블관의 용량에 비추어 너무 비대한 부피와 중량의 너트와 연결구를 구성요소로 인하여 불합리한 낭비와 과중한 원가 부담이 있어 이를 개선하고 다양한 차이가 있는 시공자들의 시공품질을 균일하게 보장할 수 있는 플렉시블 조인트 결합구조를 이루려는 것이다.

Description

플렉시블 조인트 결합구조{ an assembly system for the flexible joint}

얇은 금속관에 환상형 또는 나사선형의 주름을 형성하여 가요성을 부여한 플렉시블관은 굴절이 용이한 특성으로 배관 시스템에 다양하게 적용된다. 그러나 얇은 금속관인 플렉시블관을 용접을 하기 않고 배관에 적용하려면 플렉시블관(2)에 배관에 연결하는 중간 연결구(3)를 통하여 연결하고 플렉시블관과 중간 연결구는 결합 연결구인 너트(4)를 설치하여 단위 결합체로 배관에 사용하는 것이 플렉시블 조인트이다. 본 발명은 이렇게 플렉시블관에 결합연결구인 너트와 중간 연결구를 설치하여 배관 시스템에 사용하도록 하나의 결합체로 구성한 플렉시블관과 플렉시블관의 양단에 설치하는 결합 연결구와 이 결합 연결구와 연결 결합하는 중간 연결구로 구성되는 플렉시블 조인트의 결합구조에 관한 것이다.

가요성에 의한 주기능을 하는 플렉시블관과 플렉시블관의 양단에 결합연결구인 너트가 이탈되지 않도록 설치하고 이 너트와 중간 연결구의 결합력으로 결국 플렉시블관과 중간 연결구가 접합하여 상호 연결하도록 구조를 이루는 것이 종래의 플렉시블 조인트의 기본적인 구성품이다. 이러한 기본 구성품에 누수 방지를 위하여 플렉시블관과 중간 연결구가 상호 맞대어 접하는 접합면 사이에는 패킹(5) 부재를 설치하고, 플렉시블관과 연결구가 이종 금속일 경우 이종 금속 간의 전위차에 부식이 우려되면 이들 간의 접촉을 차단하도록 접촉 차단용 절연체(6) 부재 등을 설치하여 사용되는 것이 종래의 플렉시블 조인트의 결합구조이다.

종래의 플렉시블 조인트의 주재료인 플렉시블관의 제작과정은 우선 직관으로 조형하고 이 직관을 가요성을 부여하기 위하여 다이스라는 도구로 직관을 안으로 압착하여 주름을 성형하여 이루어진다. 따라서 이러한 구조는 관의 용량을 의미하는 관 규격이 압착 축소된 내경으로 결정되므로 플렉시블관은 자연히 규격에 비하여 너무 비대한 구조와 형상을 지니게 된다. 이렇게 형성된 플렉시블관에 결합 연결구인 너트(4)를 설치하는 종래의 구조는 플렉시블관의 직관 부분을 역으로 플레어링 하거나 부풀러 올린 후 압착하는 방식으로 하여 결국 외부로 벌린 방식으로 너트가 이탈되지 않도록 설치하는 구조를 이룬다. 이는 그렇지 않아도 관 규격에 비추어 비대한 구조의 플렉시블관에 이보다 더 비대한 이탈방지턱을 형성하고 여기에 너트를 설치하므로 너트의 사이즈는 지나치게 비대한 사이즈를 사용하여야 하고 여기에 설치하는 중간 연결구 역시 이와 비례하게 큰 사이즈를 사용하게 된다.

이러한 구조는 관규격에 비하여 지나치게 비대한 결합 연결구와 중간 연결구의 사용을 의미하며 이는 과다한 낭비 요인과 과중한 원가부담의 원인이 된다. 특히 스텐레스 스틸, 황동 등의 고가의 원재료를 사용할 경우에는 비례하여 부담이 증대된다. 이를 개선하고자 플렉시블관의 말단의 주름을 펴서 축소된 직관을 만들어 외경을 줄여 사용하고 있으나 이러한 공정에 요구되는 가공비와 인건비와 자재의 로스 그리고 소음 등을 고려하면 개선의 효과가 별로 없다.

더 나아가 종래의 너트와 연결구의 나사 가공에 투입되는 인력 집중 공정에 단조 절삭 등의 가공기술과 면밀한 품질검수 과정이 수반되고, 제조 조립 단계에서와 납품 후에 시공 현장에서의 필수적인 해체와 재조립에 따른 시공품질의 차이가 커 누수와 보수가 상당수 수반되며, 그리고 시공 후 시간의 경과 에 따라 나사 풀림 현상, 과도한 너트 조임은 패킹이 너트의 나사에 말려 들어가는 현상으로 누수 발생의 문제도 있다.

비대한 구조에 의하여 지나치게 원가 부담이 큰 부품을 비대하더라도 가격의 차이가 크지 않은 구조로 대치하고, 동시에 작은 규격의 중간 연결구도 선택할 수 있어야 하며, 그러면서도 플렉시블 조인트에서 길이 방향으로 연결되는 플렉시블관과 연결구를 상호 결합할 수 있도록 하여야 하고, 제조공정에도 그리고 납품 후 시공현장에서도 결합과 해체가 용이하여야 하며, 결합 후 플렉시블관과 연결구가 결합한 후에는 길이 방향과 횡 방향으로 이탈과 유동이 방지되는 구조를 이루어야 하며 나아가 제조 공장과 시공 현장의 시공 품질이 우수하고 균일할 수 있어야 한다. 특히 안전과 직결되는 가스용의 경우에는 시공품질의 확보가 더욱 중요하다.

본 발명은 이러한 과제를 해결하고자 결합 연결구를 커플러 밴드(1)로 한 플렉시블 조인트 결합구조를 이루려는 것이다. 플렉시블관과 연결구를 길이 방향으로 연결해주는 커플러의 결합력은 단면이 "ㄷ"형의 양측 날개의 구조적 버팀력에서 얻도록 하고, 횡 방향의 이탈과 유동 방지는 커플러의 원호(11)가 좁혀져 이루는 원형의 원호 자체의 구조와 원호와 원호의 결합력 그리고 플렉시블관의 말단 삽입부(22)가 결합 상대 물인 중간 연결구의 내주 면에 밀착 삽입하도록 하거나 또는 환상형으로 형성한 중간연결구의 유동 방지턱(32)이 결합 상대 물인 플렉시블관의 내주 면에 삽입된 구조를 통하여 이루려는 것이다.

이러한 밴드와 체결구조는 종래의 구조가 결합 연결구가 너트의 조임력으로 누수를 방지의 주기능을 확보하도록 하는 반면에 본 발명은 원호가 합해져 원을 이룬 상태로 유지하는 소극적 기능만으로 시공 안정성이 보장되고 시공 완료를 확인할 수 있다는 점에서 차이가 있다. 따라서 종래의 플렉시블 조인트가 편차가 심한 너트의 조임력으로 시공품질이 좌우되던 고질적 문제에서 벗어나 조립이 완성되는 것으로 품질을 부장하는 작업의 표준화와 일정한 시공품질을 보장할 수 있게 된다.

커플러 밴드에 의한 결합구조는 연결 대상품인 플렉시블관과 연결구의 두 구성품이 종 방향과 횡 방향으로 이탈과 유동을 방지하는 구조가 가능하고, 기능과 구조가 간단 명료하고 해체와 결합이 용이하며, 결합력이 표준화되어 조립 시공이 완료되는 것만으로 시공 품질이 균일하게 보장되는 커다란 장점이 있게 된다.

또한 종래의 결합 연결구인 너트에 비하여 크기와 중량을 대폭 줄일 수 있을 뿐 아니라 너트와 결합하기 위하여 사용하였던 상응한 각종 중간 연결구의 크기와 중량을 대폭 줄일 수 있으며 특히 레듀샤 등의 축관된 중간 연결구는 훨씬 더한 효과를 기대할 수 있다. 또한 상대적으로 복잡하고 비싼 단조와 절삭 가공을의 공정을 단순한 프레스 가공으로 대체는 생산성의 향상과 대폭적인 원가의 절감이 가능하다.

도1은 본 발명의 대표도
도2 본 발명의 커플러밴드의 입체도와 중간연결구와의 결합 단계도

스프링클러용 플렉시블 조인트는 두께가 얇은 관에 주름을 형성한 플렉시블관(2)의 가요성을 활용하고 일반 배관에 결합하도록 구성한 단위 연결관이다. 플렉시블관은 두께가 얇아서 나사 형성이 어려우므로 그 자체로 일반 배관에는 용접 외에는 연결관으로 사용할 수 없어 통칭 레듀샤, 니플, 소켓, 티, 엘보 등을 포함하는 중간 연결구(3)를 플렉시블관에 고정 설치한 결합 연결구인 너트(4)와 결합하여 하나의 단위 결합체로 사용하는 것이 종래의 결합구조이다. 이러한 결합구조는 플레시블관의 관말에 환상형으로 돌출 형성하여 너트가 이탈되지 않도록 형성된 플렉시블 고정턱(21)에 내향하는 환상형의 걸림 턱을 형성한 너트를 설치하여 이 너트를 통하여 플렉시블관의 상대 결합물인 중간 연결구(3)와 나사 결합하는 구조를 이룬다. 패킹(5) 부재 혹은 이종 금속간의 접촉을 차단하는 절연체(6) 부재를 필요에 따라 삽입 설치할 수 있다.

본 발명은 플렉시블관과 중간 연결구를 연결 결합시키는 결합 연결구를 커플러 밴드(1)로 한 플렉시블 조인트를 결합구조를 이루려는 것이다. 커플러 밴드는 단면이 "ㄷ형"인 원호가 두 부분 이상이 연결되어 밴드를 이룬다. 한편 단면이 "ㄷ"형의 내부 홈인 고정홈(15)에서는 플렉시블관의 고정턱(21)과 중간 연결구의 고정턱(31)을 병립하여 삽입할 수 있게 되어 결국 플렉시블관과 중간 연결구가 이 홈을 통하여 연결 결합하게 되는 것이다. 이러한 기능을 제공하는 단면이 "ㄷ"형으로 형성된 고정홈으로 이루어진 반원형의 원호가 두 개 이상 연결되어 오므리면 원을 이루고 겹치는 부분을 형성하여 이 부위를 체결할 수 있도록 하여 밴드를 이루게 된다. 결국 단면이 "ㄷ"형으로 하여 결국 플렉시블관과 중간연결구를 상호 연결해주는 커플러 기능을 하며 이 커플러가 밴드로 이루어져 이를 커플러 밴드라 한다.

이 커플러 밴드는 두개 이상의 반원 형의 원호가 하나로 연결되고 이 원호와 원호가 분리되는 지점에 열거나 닫기가 용이하도록 고정홈의 "ㄷ"의 양날개를 제거하여 날개 부분을 전체로 보면 요(凹)형이 되는 절곡부(12)로 한다. 이 절곡부은 상호 단절된 부분을 결합하여 연결할 수도 있다. 또한 절곡부는 플렉시블관의 고정턱과 연결구의 고정턱이 병립한 상태로 용이하게 삽입하도록 양 고정턱이 통과되도록 커플러 밴드가 열린 상태(A)를 제공하게 되어 이 지점에서 플렉시블관의 고정턱과 연결구의 고정턱이 병립하여 삽입되면 닫게 되어 결합을 이루는 것이다.

이때 양 고정턱을 고정홈에 삽입하기 위한 방법으로는 절곡 점에 근접 위치하는 고정홈에는 "ㄷ" 상의 양 날개를 크게 벌려 경사각을 제공하여 양 고정턱을 용이하게 삽입하도록 하는 구조를 이루거나 또는 도3과 같이 고정홈의 날개를 굳이 벌리지 않고 중간 연결구의 고정턱을 가장 자리의 특정 부위 폭이 가장 좁게 시작하여 양 옆으로 갈수록 점진적으로 넓어져 결국 고정턱의 폭과 같도록 한 경사부(33)을 형성하여 경사부의 폭이 가장 좁은 쪽부터 삽입하여 밴드가 서서히 닫히게 되면 도3에서 보는 바와 같이 경사부의 단계적인 삽입을 통하여 중간 연결구의 고정턱이 삽입되고 동시에 커플러 밴드가 서서히 닫히게 되고 또는 이 둘을 결합하여 고정홈의 날개도 벌리고 중간 연결구의 고정턱의 경사부도 반영할 수도 있다.

이렇게 되면 플렉시블관과 중간 연결구의 양립한 양 고정턱은 시초에 용이하게 삽입하고 점점 삽입하면서 밴드도 닫히게 되고 결국 커플러 밴드는 원을 이루게 되며 밴드가 닫히면 체결장치가 체결위치에 도달하게 되므로 이때 체결하면 작업이 완성되는 것이다. 이 상태가 플렉시블관과 중간 연결구의 연결은 결합이 완료되는 위치(B)에 이르게 되는 것이다. 플렉시블관과 연결구 그리고 커플러 밴드를 결합 시 필요에 따라 설치하는 누수 방지용 패킹 부재 또는 이종 금속 간의 접촉 부식을 방지하는 절연체 부재의 설치는 이미 기술한 종래의 구조와 같이 적용하면 된다.

이렇게 되면 고정홈의 "ㄷ"형에 삽입 고정하는 고정턱은 플렉시블관의 주름관의 산과 곡의 형성을 그대로 고정턱으로 사용할 수 있고 그 외 몇 개의 환상형의 주름을 압착한 것을 고정턱으로 사용할 수도 있다. 그리고 중간 연결구는 끝단을 나팔 모양이나 직각으로 하여 연결구의 고정턱(31)을 형성하면 된다.

한편 두 개 이상으로 나누어진 원호의 형상은 단면이 "ㄷ"형으로 성형된 반원형의 원호의 날개가 연속적으로 이어진 구조로 하여 절곡점을 사이에 두고 2개의 연속적인 부분으로 형성할 수도 있고, 반원형의 원호를 연속적인 하나의 날개로 성형하는 것이 어려운 경우에는 측면 날개를 단속적으로 절단한 톱니 같은 형상으로 하여 롤링을 하여 반원을 형성하여 사용할 수 있다. 어느 것이든 원가와 생산의 편의에 따라 선택하면 된다.

그리고 반원형의 원호을 닫게 되면 겹쳐지는 부분을 만들어 이 부분에 체결 장치를 설치한다. 즉 겹쳐지는 부분에서 안에 위치하는 "ㄷ"형의 고정홈의 등 부위에는 고정을 위하여 직각으로 세워 날개를 형성한 체결익(14)을 형성하고 외측에 위치하는 상대 측에는 체결익을 삽입할 수 있도록 타공한 체결용 홀(16)을 형성하여 체결용 홀에 체결익을 삽입하도록 형성한다. 그리고 체결익은 체결용 홀이 걸리도록 홈을 형성한 걸림홈(17)을 두어 그대로 걸리게 두어도 되고 필요 시 체결익을 구부리게 되면 체결은 보다 확실하게 잠금 기능을 하게 된다.

이와 같이 본 발명은 플렉시블관과 연결구의 고정턱이 커플러 밴드의 고정홈의 양 측면 날개의 폭이 구성하는 압력으로 누수 또는 누설이 방지되는 목적을 달성하는 것이며 이는 통상의 밴드가 결합하여 조임작용으로 원주와 지름을 줄여서 누수를 방지하는 것과 달리 본 발명의 밴드의 결합은 원주와 지름을 줄이는 조임력의 작용으로 제공하는 것이 아니라 원호가 단지 원을 이루어 그 형상을 유지하도록 하게 하는 기능을 제공할 뿐이다. 횡 방향으로의 이탈이나 유동 방지 기능 역시 고정 형상인 원호에 의하여 주로 이루어고 단지 조임력은 형상유지 기능의 보조 기능을 제공하는 것이다.

따라서 횡적인 이탈이나 유동 방지를 보강하기 위하여 플렉시블관이나 중간 연결구의 끝단을 상대 결합물의 내주 면에 일정 길이를 밀착 삽입하도록 플렉시블관의 관말의 삽입부(22)와 유동방지턱(32)을 형성하여 상대 결합물의 구조에 따라 삽입 설치하면 된다. 특히 중간 연결구의 유동방지턱을 이용하는 방법을 사용하게 되면 중간 연결구의 크기를 획기적으로 줄일 수 있으며 이때 커플러 밴드는 단지 날개의 길이를 늘리기만 하면 별다른 원가의 증가 없이 간단히 해결이 된다.

커플러 밴드(1), 플렉시블관(2), 중간 연결구(3), 플렉시블 고정턱(21), 걸림턱(41), 절곡부(12), 체결익(14), 고정홈(16)

Claims (5)

1. 금속관에 주름을 형성한 플렉시블관(2), 플렉시블관과 일반 배관과 연결해주는 중간 연결구(3), 플렉시블관과 중간 연결구를 결합해주는 결합연결구, 그리고 플렉시블관과 중간 연결구의 상호 접합면 사이에 설치하는 패킹(5) 부재 또는 중간 연결구와 플렉시블관 간의 접촉 부식을 차단하는 절연체(6) 부재가 연결 결합하여 단위 결합체로 이루어진 플렉시블 조인트의 결합구조에 있어서,
   단면이 "ㄷ"형의 고정홈(15)으로 이루어진 반원형의 원호(11)를 두 개소 이상으로 형성하고, 원호 사이에 고정홈의 "ㄷ"형의 양 날개를 제거하여 요(凹)홈을 이루어 원호를 열거나 닫게하는 변곡이 가능한 절곡부(12)을 형성하며, 원호가 합쳐서 원을 이룰 시 겹치는 부분을 만들어 안측에 위치하는 고정홈의 등 부분에 직립하는 날개를 형성한 체결익(14)을 설치하고 바깥에 위치하는 다른 측은 이 체결익을 삽입할 수 있도록 타공한 체결용 홀(16)을 형성한 구조로 결합연결구로 한 커플러 밴드; 관 말에 환상형으로 돌출한 고정턱(21)을 형성한 플렉시블관; 역시 끝단을 환상형으로 돌출한 고정턱(31)을 형성한 중간 연결구로 결합체를 이루는 플렉시블 조인트 결합구조.
2. 제1항에 있어서,
   중간 연결구의 고정턱의 가장 자리의 특정 부위에 폭이 가장 좁게 시작하여 양 옆으로 갈수록 점진적으로 넓어져 결국 고정턱의 폭과 같도록 경사각으로 이루어진 경사부(33)을 형성한 중간 연결구로 구성되는 플렉시블 조인트 결합구조.
3. 제1항에 있어서,
   절곡점에서 시작되는 양측의 고정홈의 "ㄷ"의 양 날개를 벌린 구조의 초입부(13)을 형성한 커플러 밴드를 결합 연결구로 결합체를 이룬 플렉시블 조인트 결합구조.
4. 제1항 혹은 제2항 혹은 제3항에 있어서,
   플렉시블관의 고정턱과 중간 연결구의 고정턱을 결합할 시 플렉시블관의 내주 면에 삽입되어 플렉시블관의 구조를 보강하고 횡 방향으로의 이탈과 유동을 방지하기 위하여 중간 연결구의 고정턱의 끝단을 연장하여 돌출 삽입구로 이루어진 유동 방지턱(32)을 형성한 중간 연결구로 결합하는 플렉시블 조인트 결합구조.
5. 제1항 혹은 제2항 혹은 제3항에 있어서,
   플렉시블관의 고정턱과 중간 연결구의 고정턱을 결합할 시 중간 연결구의 내주 면에 밀착 삽입되어 횡 방향으로의 이탈과 유동을 방지하기 위하여 플렉시블관의 걸림턱에서 연장하여 환상형의 돌출 삽입구로 이루어진 유동 방지턱을 형성한 플렉시블관으로 결합하는 플렉시블 조인트 결합구조.
   

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