KR102722887B1

KR102722887B1 - 서비스 밸브용 배관 연결장치

Info

Publication number: KR102722887B1
Application number: KR1020220007633A
Authority: KR
Inventors: 최안균
Original assignee: 주식회사 우정메카트로닉스
Priority date: 2022-01-19
Filing date: 2022-01-19
Publication date: 2024-10-29
Anticipated expiration: 2042-01-19
Also published as: KR20230111773A

Abstract

본 발명에 따른 서비스 밸브용 배관 연결장치는 플레어 타입의 서비스 밸브에 배관을 연결하는 장치이다. 부싱은 외면에 수나사를 갖고, 중앙 원형홀을 통해 배관을 통과시킨다. 너트는 중앙 원형홀을 갖고, 한쪽 개구 내측에 밸브 포트의 수나사와 체결되는 제1 암나사가 형성되며, 다른 쪽 개구 내측에 부싱의 수나사와 체결되는 제2 암나사가 형성되며, 내면으로부터 밸브 포트의 경사면으로 돌출되어 밀착되는 돌출부가 형성된다. 밸브용 오링은 너트와 밸브 포트 간에 실링한다. 너트용 오링은 부싱과 너트 간에 실링한다. 배관용 오링은 부싱과 배관 간에 실링한다. 스톱 링은 배관용 오링보다 배관 선단에 가깝게 너트 내에 배치되어 배관을 클램핑한다. 컵 플런저는 스톱 링과 밸브 포트 사이에서 중앙 원형홀을 통해 배관을 끼운 상태로 밸브 포트가 너트와 체결됨에 따라 밸브 포트의 경사면에 밀려 스톱 링을 배관에 밀착시킨다. 와셔는 스톱 링과 배관용 오링 사이에 배치되어 스톱 링을 지지한다. 로킹 캡은 너트의 제1 암나사에 미리 체결된 상태로 배관의 삽입 깊이를 맞추게 한 후 너트로부터 해체되어 밸브 포트의 후속 체결이 이루어지게 한다.

Description

서비스 밸브용 배관 연결장치{Pipe connector for service valve}

본 발명은 서비스 밸브용 배관 연결장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플레어(flare) 타입의 서비스 밸브를 배관에 연결하기 위해 사용되는 장치에 관한 기술이다.

일반적으로, 에어컨 설치시 실외기의 서비스 밸브와 실내기의 유니온에 체결 너트를 이용하여 배관 연결 작업을 하도록 되어 있는데, 기존에는 배관 및 서비스 밸브의 종류가 단일화되어 있고 작업 방법도 동일하여 설치 작업에 혼선/오사용이 없었다.

그러나, 최근들어, 원자재 가격 급등과 설치자재 수급 불안정 등으로 서비스 밸브 형태를 개조하거나, 배관 종류를 기존 구리 재질에서 알루미늄 재질로 변경하는 등 다양한 배관 자재가 사용되면서 설치 작업시 혼선이 가중되고 배관 자재를 오사용하는 사례가 빈번하므로, 가스 누출 및 배관 이탈 등 사고가 급증하는 추세이다.

에어컨에 적용되는 서비스 밸브는 플레어(flare) 타입의 서비스 밸브와, 피팅(fitting) 타입의 서비스 밸브로 크게 2종류이다. 플레어 타입의 서비스 밸브는 체결 너트와 체결되는 밸브 포트의 단부가 테이퍼진 경사면을 갖고, 밸브의 경사면에 맞춰 배관의 체결 단부가 나팔꽃 모양으로 플레어 가공되어 사용되는 관계로, 플레어 타입이라 칭해진다.

종래에 따르면, 플레어 타입의 서비스 밸브는 구리 배관을 사용해야 하는데, 그 이유는 다음과 같다. 배관이 구리 재질로 이루어져야 플레어 가공이 용이하다. 배관이 체결 너트에 의해 밸브에 체결되면, 배관의 플레어 가공부는 밸브의 경사면과 체결 너트의 경사면 사이에 압착되어 기밀을 유지해야 하므로, 구리 재질로 이루어진 밸브 및 체결 너트와 동일한 재질의 구리 배관을 적용해야 이종금속 부식을 방지할 수 있다.

알루미늄 배관을 적용해서 강하게 체결할 경우, 알루미늄 배관의 플레어 가공부가 밸브의 경사면과 체결 너트의 경사면에 압착되어 얇아지고 취약해져 고압에 견디지 못하여 파단되는 현상이 발생된다. 이와 같이, 종래에 따르면, 고가의 구리 배관이 반드시 적용되어야 하므로, 알루미늄 배관이 적용되는 것보다 비용이 상당히 상승된다.

에어컨 제조사/설치사에서도 교육을 통해 구비 배관을 사용할 것을 권고함에도 일부 현장에서는 원가절감 목적으로 알루미늄 배관을 오사용하는 사례들이 있으며, 이로 인하여 부식이 발생되어 가스 누설, 배관의 찢김 및 파단에 의한 배관이탈 사고 등이 발생하고 있다.

또한, 에어컨 1대 설치시 평균적으로 플레어 가공부는 4~6개소가 되며 그 규격이 모두 상이하므로 작업 숙련자가 아닐 경우 상당한 시간이 소요된다. 플레어 가공 후 검사했을시 표면조도 및 형상 등이 미흡하면, 작업자는 배관 절단 후 재가공을 반복해야 하는 등 고충이 있다.

작업자는 배관의 압착량을 잘 고려해서 체결 너트를 체결해야 하나, 비숙련자의 경우 약하게 체결하여 가스 누설이 발생하거나 너무 강하게 체결하여 배관의 압착부가 유실되어 다시 가스 누설이 발생할 수 있으므로, 대부분 토크 렌치 등을 사용해야 하는 번거로움이 있다. 그에 따른 시간 소요, 비용 지출이 크고, 작업성이 저하되는 문제가 있었다.

등록특허공보 제10-1153412호(2011.02.18, 공개)

본 발명의 과제는 다양한 재질의 배관을 적용할 수 있게 하여 원가절감을 도모하고 시공 품질을 유지할 수 있는 서비스 밸브용 배관 연결장치를 제공함에 있다.

상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 서비스 밸브용 배관 연결장치는 외면에 수나사를 갖는 밸브 포트의 단부가 테이퍼져 경사면을 이루는 플레어 타입의 서비스 밸브에 배관을 연결하는 장치로서, 부싱(bushing)과, 너트(nut)와, 밸브용 오링(O-ring)과, 너트용 오링(O-ring)과, 배관용 오링(O-ring)과, 스톱 링(stop ring)과, 컵 플런저(cup plunger)와, 와셔(washer), 및 로킹 캡(locking cap)을 포함한다.

부싱은 외면에 수나사를 갖고, 중앙 원형홀을 통해 배관을 통과시킨다. 너트는 중앙 원형홀을 갖고, 한쪽 개구 내측에 밸브 포트의 수나사와 체결되는 제1 암나사가 형성되며, 다른 쪽 개구 내측에 부싱의 수나사와 체결되는 제2 암나사가 형성되며, 내면으로부터 밸브 포트의 경사면으로 돌출되어 밀착되는 돌출부가 형성된다. 밸브용 오링은 너트와 밸브 포트 간에 실링한다. 너트용 오링은 부싱과 너트 간에 실링한다. 배관용 오링은 부싱과 배관 간에 실링한다. 스톱 링은 배관용 오링보다 배관 선단에 가깝게 너트 내에 배치되어 배관을 클램핑한다.

컵 플런저는 스톱 링과 밸브 포트 사이에서 중앙 원형홀을 통해 배관을 끼운 상태로 밸브 포트가 너트와 체결됨에 따라 밸브 포트의 경사면에 밀려 스톱 링을 배관에 밀착시킨다. 와셔는 스톱 링과 배관용 오링 사이에 배치되어 스톱 링을 지지한다. 로킹 캡은 너트의 제1 암나사에 미리 체결된 상태로 배관의 삽입 깊이를 맞추게 한 후 너트로부터 해체되어 밸브 포트의 후속 체결이 이루어지게 한다.

여기서, 스톱 링은, 링 테두리와, 링 테두리의 내주를 따라 등간격으로 배열되되 각각 컵 플런저 쪽으로 경사지게 꺾인 후크부들을 포함할 수 있다. 또한, 컵 플런저는, 배관을 밀착 상태로 끼우는 중앙 몸체부와, 배관 선단을 걸림 처리하도록 중앙 몸체부의 선단으로부터 테이퍼진 형태로 연장된 경사 단턱부와, 경사 단턱부로부터 연장되어 밸브 포트의 경사면에 접촉되는 플런저 접촉부, 및 중앙 몸체부의 후단으로부터 확장된 형태로 연장되어 후크부들을 배관으로 가압하는 플런저 경사부를 포함할 수 있다.

여기서, 부싱은 배관용 오링을 향한 와셔의 이동을 제한하도록 내면으로부터 돌출된 부싱 단턱과, 배관용 오링과 대응되는 내측에 배관 선단으로부터 멀어질수록 협소해지게 경사진 형태로 배관용 오링을 압축 변형시켜 배관에 밀착시키는 부싱 경사부를 포함할 수 있다.

여기서, 로킹 캡은 캡 몸체와, 한 쌍의 탄성 작동부들과, 걸쇠들과, 보스부들과, 걸쇠 보호부들을 포함할 수 있다. 캡 몸체는 너트를 향한 후면에 장착홀이 형성된 캡 헤드와, 캡 헤드의 후면으로부터 중공 원통 형태로 연장되되 외면에 너트의 제1 암나사와 체결되는 수나사가 형성된 캡 체결부를 구비한다. 한 쌍의 탄성 작동부들은 캡 헤드의 장착홀에 수용되어 한쪽 단이 캡 헤드에 고정되고 다른 쪽 단이 자유로운 상태로 놓인다.

걸쇠들은 캡 몸체가 너트에 체결됨에 따라 너트의 걸쇠홈들에 끼워지도록 탄성 작동부들의 자유단들에 각각 형성된다. 보스부들은 너트로 삽입되는 배관 선단에 의해 밀려나면서 걸쇠들을 걸쇠홈로부터 분리시키도록 탄성 작동부들로부터 캡 체결부의 중공을 통해 돌출된다. 걸쇠 보호부들은 걸쇠들의 각 외측에서 걸쇠들과 걸쇠홈들의 끼움 부위를 가리도록 캡 헤드의 후면에 형성된다.

본 발명에 따른 서비스 밸브용 배관 연결장치는 다양한 재질의 배관을 사용하는데 제약이 없으므로, 가격이 저렴한 알루미늄 배관을 사용할 수 있게 하고, 현장에서 별도의 플레어 가공 없이 배관을 바로 사용할 수 있게 함으로써, 설치 공수 및 시간을 줄여 원가절감 효과를 높이며, 시공 품질을 유지할 수 있게 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 서비스 밸브용 배관 연결장치가 적용되는 서비스 밸브의 일 예를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 서비스 밸브용 배관 연결장치에 대한 사시도이다.
도 3은 도 2에 대한 단면도이다.
도 4는 도 2에 대한 분해 사시도이다.
도 5는 로킹 캡의 후면을 나타낸 사시도이다.
도 6은 스톱 링에 대한 평면도이다.
도 7 및 도 8은 서비스 밸브용 배관 연결장치에 배관을 삽입한 후 로킹 캡을 해체하는 과정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 9 및 도 10은 서비스 밸브용 배관 연결장치에 서비스 밸브를 가체결한 후 최종 체결하는 과정을 설명하기 위한 단면도이다.

본 발명에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 동일한 구성에 대해서는 동일부호를 사용하며, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 서비스 밸브용 배관 연결장치가 적용되는 서비스 밸브의 일 예를 나타낸 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 서비스 밸브용 배관 연결장치에 대한 사시도이다. 도 3은 도 2에 대한 단면도이다. 도 4는 도 2에 대한 분해 사시도이다. 도 5는 로킹 캡의 후면을 나타낸 사시도이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 서비스 밸브용 배관 연결장치(100)는 서비스 밸브(10)에 배관(20)을 연결하는 장치로서, 부싱(110)과, 너트(120)와, 밸브용 오링(130)과, 너트용 오링(140)과, 배관용 오링(150)과, 스톱 링(160)과, 컵 플런저(170)와, 와셔(180), 및 로킹 캡(190)을 포함한다.

여기서, 서비스 밸브(10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 외면에 수나사(11a)를 갖는 밸브 포트(11)의 단부가 테이퍼져 경사면(11b)을 이루는 플레어 타입의 서비스 밸브에 해당한다. 서비스 밸브(10)는 구리 재질로 이루어진다. 배관(20)은 구리 재질 또는 알루미늄 재질 등 여러 종류의 재질로 이루어진 배관이 사용될 수 있다.

부싱(110)은 외면에 수나사(111)를 갖고, 중앙 원형홀을 통해 배관(20)을 통과시킨다. 부싱(110)의 수나사(111)는 너트(120)의 제2 암나사(122)와 체결되게 형성된다. 부싱(110)은 너트(120)와 함께 컵 플런저(170)와 스톱 링(160)과 와셔(180) 및 배관용 오링(150)을 내장해서 삽입된 배관(20)을 고정함과 동시에 기밀을 유지할 수 있게 한다.

일 예로, 부싱(110)은 부싱 단턱(112)과 부싱 경사부(113)를 포함할 수 있다. 부싱 단턱(112)은 배관용 오링(150)을 향한 와셔(180)의 이동을 제한하도록 부싱(110)의 내면으로부터 돌출된다. 부싱 단턱(112)은 배관용 오링(150)을 압축하기 위해 이동하는 와셔(180)가 필요 이상으로 배관용 오링(150)을 압축시키는 현상을 방지하는 스토퍼 역할을 한다.

따라서, 부싱 단턱(112)은 배관용 오링(150)의 과다 압축으로 손상되는 현상을 차단하고, 연질의 배관(20)이 배관용 오링(150)의 과다 압축에 견디지 못하고 변형 병목현상을 초래하는 것을 방지함으로써, 배관용 오링(150)에서 가스가 누설되는 문제를 해소할 수 있게 한다.

부싱 경사부(113)는 배관용 오링(150)과 대응되는 부싱(110) 내측에 배관(20) 선단으로부터 멀어질수록 협소해지게 경사진 형태로 배관용 오링(150)을 압축 변형시켜 배관(20)에 밀착시킨다. 부싱 경사부(113)는 배관용 오링(150)의 압축시 배관용 오링(150)을 경사진 협소 공간으로 유입시켜 기밀력을 높일 수 있게 한다.

배관용 오링(150)이 고압을 받았을 때 부싱 경사부(113)에 의한 협소 공간으로 더욱 유입되려는 성질을 띄게 되므로, 밀폐력이 더욱 증가될 수 있다. 즉, 부싱(110)은 사용 압력이 높을수록 배관용 오링(150)의 밀폐력도 비례적으로 높아질 수 있게 구성된다. 부싱(110)은 플라스틱 재질 등으로 이루어질 수 있다.

너트(120)는 중앙 원형홀을 갖고, 한쪽 개구 내측에 밸브 포트(11)의 수나사(11a)와 체결되는 제1 암나사(121)가 형성되며, 다른 쪽 개구 내측에 부싱(110)의 수나사(111)와 체결되는 제2 암나사(122)가 형성되며, 내면으로부터 밸브 포트(11)의 경사면(11b)으로 돌출되어 밀착되는 돌출부(123)가 형성된다.

돌출부(123)는 밸브 포트(11)와 너트(120)가 최종 체결된 상태에서 밸브 포트(11)의 경사면(11b)에 압착됨으로써, 너트(120)와 밸브 포트(11) 간에 실링한다. 따라서, 너트(120)와 밸브 포트(11)는 밸브용 오링(130)에 의해 1차 실링되고, 너트(120)의 돌출부(123)와 밸브 포트(11)의 경사면(11b)에 의해 2차 실링됨으로써, 2중 밀폐 구조로 실링될 수 있다.

너트(120)는 제1 암나사(121)에 로킹 캡(190)을 체결한 상태로 준비되어 있다가, 에어컨 설치시 로킹 캡(190)의 해체 후 실외기의 서비스 밸브(10)와 체결되어 배관(20)을 연결할 수 있게 한다. 너트(120)는 외주가 육각형으로 이루어져 육각 렌치 등의 체결 공구로 서비스 밸브(10)와 체결될 수 있다. 너트(120)는 제1,2 암나사(121, 122)가 앞뒤로 배치된 기준으로 제1 암나사(121)의 뒤쪽 끝에 밸브용 오링(130)을 장착하는 제1 장착홈(124)을 가질 수 있다. 돌출부(123)는 제1 장착홈(124)의 후방 주변으로부터 밸브 포트(11)의 경사면(11b)으로 돌출될 수 있다.

너트(120)는 제2 암나사(122)의 앞쪽 끝에 너트용 오링(140)을 장착하는 제2 장착홈(125)을 가질 수 있다. 너트(120)는 제2 장착홈(125)과 통하게 형성된 상태로 스톱 링(160)과 컵 플런저(170)의 플런저 경사부(174)를 수용하는 수용홈(126)을 가질 수 있다. 너트(120)는 구리 재질로 이루어진다.

밸브용 오링(130)은 너트(120)와 밸브 포트(11) 간에 실링한다. 밸브용 오링(130)은 너트(120)의 제1 장착홈(124)에 끼워진 상태에서 너트(120)에 체결되는 밸브 포트(11)에 의해 제1 장착홈(124)으로 밀려 압축 변형됨으로써, 너트(120)와 밸브 포트(11) 간의 기밀을 확보할 수 있게 한다. 밸브용 오링(130)은 고무 등의 실링 재질로 이루어질 수 있다.

너트용 오링(140)은 부싱(110)과 너트(120) 간에 실링한다. 너트용 오링(140)은 너트(120)의 제2 장착홈(125)에 끼워진 상태에서 너트(120)에 체결되는 부싱(110)에 의해 제2 장착홈(125)으로 밀려 압축 변형됨으로써, 부싱(110)과 너트(120) 간의 기밀을 확보할 수 있게 한다. 너트용 오링(140)은 고무 등의 실링 재질로 이루어질 수 있다.

배관용 오링(150)은 부싱(110)과 배관(20) 간에 실링한다. 배관용 오링(150)은 부싱(110) 내에 배치되어 중앙 홀에 배관(20)을 끼운 상태에서 너트(120)와 밸브 포트(11) 간의 체결에 따라 이동하는 와셔(180)에 의해 부싱 경사부(113)로 밀려 압축 변형됨으로써, 부싱(110)과 배관(20) 간의 기밀을 확보할 수 있게 한다. 배관용 오링(150)은 통상적인 안전 범위를 고려해서 2개로 구비되어 부싱(110)과 배관(20) 간에 실링할 수 있다. 배관용 오링(150)은 고무 등의 실링 재질로 이루어질 수 있다.

스톱 링(160)은 배관용 오링(150)보다 배관(20) 선단에 가깝게 너트(120) 내에 배치되어 배관(20)을 클램핑한다. 스톱 링(160)은 컵 플런저(170)와 와셔(180) 사이에 위치한 상태로 밸브 포트(11)와 너트(120) 간의 체결에 따라 배관(20)을 강제로 클램핑할 수 있게 한다.

일 예로, 스톱 링(160)은 링 테두리(161)와, 링 테두리(161)의 내주를 따라 등간격으로 배열되되 각각 컵 플런저(170) 쪽으로 경사지게 꺾인 후크부(162)들을 포함할 수 있다. 후크부(162)들의 경사각은 배관(20) 체결이 완료된 시점에서 컵 플런저(170)의 플런저 경사부(174)에 의해 정배열되어 교정될 수 있게 설정된다. 스톱 링(160)은 후크부(162)들의 꺾임 경계마다 홀이 형성될 수 있다. 스톱 링(160)은 금속 재질로 이루어질 수 있다.

스톱 링(160)에 삽입된 배관(20)은 고압이 걸리면 삽입 방향의 반대 방향으로 이탈되려는 성향을 보인다. 이때, 스톱 링(160)의 내측인 후크부(162)들은 배관(20)의 이탈 방향으로 하중이 걸리게 되며, 스톱 링(160)의 외측인 링 테두리(161)는 와셔(180)에 의해 지지되어 배관(20)의 삽입 방향으로 하중이 걸리게 됨으로써, 배관(20)의 이탈을 방지할 수 있게 한다.

이와 같이, 스톱 링(160)은 내,외측으로 상반된 힘이 인가되는데, 이로 인해 스톱 링(160)은 방사 형태로 넓어지려는 성향을 보이게 된다. 본 실시예의 스톱 링(160)은 링 테두리(161)가 일정 폭을 갖는 원형 띠 형태를 이루어져 있으므로, 내,외측으로 상반된 힘이 인가되더라도, 링 테두리(161)가 원형 띠 형태를 유지해서 방사 형태로 넓어지는 것을 억제할 수 있게 한다. 그 결과, 배관(20) 이탈을 방지하는 효과가 높아질 수 있다.

컵 플런저(170)는 스톱 링(160)과 밸브 포트(11) 사이에서 중앙 원형홀을 통해 배관(20)을 끼운 상태로 밸브 포트(11)가 너트(120)와 체결됨에 따라 밸브 포트(11)의 경사면(11b)에 밀려 스톱 링(160)을 배관(20)에 밀착시킨다.

일 예로, 컵 플런저(170)는 중앙 몸체부(171)와, 경사 단턱부(172)와, 플런저 접촉부(173), 및 플런저 경사부(174)를 포함할 수 있다. 중앙 몸체부(171)는 배관(20)을 밀착 상태로 끼운다. 경사 단턱부(172)는 배관(20) 선단을 걸림 처리하도록 중앙 몸체부(171)의 선단으로부터 테이퍼진 형태로 연장된다. 경사 단턱부(172)는 배관(20) 삽입시 추가 삽입이 되지 않고 필요량만 삽입되도록 하는 스토퍼 역할을 한다. 또한, 경사 단턱부(172)는 수지 코팅된 배관(20) 사용시 원 소재와 수지 코팅층이 들뜨지 않도록 배관(20) 선단을 감싸서 보호할 수 있게 한다.

플런저 접촉부(173)는 경사 단턱부(172)로부터 연장되어 밸브 포트(11)의 경사면(11b)에 접촉된다. 플런저 경사부(174)는 중앙 몸체부(171)의 후단으로부터 확장된 형태로 연장되어 후크부(162)들을 배관으로 가압한다. 컵 플런저(170)는 금속, 플라스틱 재질 등으로 이루어질 수 있다.

컵 플런저(170)는 서비스 밸브(10)와 너트(120)의 체결시 플런저 접촉부(173)가 밸브 포트(11)의 경사면(11b)에 접촉된 후 밸브 포트(11)에 의해 스톱 링(160) 방향으로 이동하게 된다. 그에 따라, 컵 플런저(170)는 플런저 경사부(174)가 배관(20) 삽입시 변형된 스톱 링(160)의 후크부(162)들을 감싸며 다시금 정상 상태로 견고히 교정해줄 수 있게 한다.

이와 동시에, 컵 플런저(170)는 플런저 경사부(174)가 스톱 링(160)과 와셔(180)를 함께 배관용 오링(150) 방향으로 밀어 배관용 오링(150)을 압축시킴으로써 배관(20)을 감싸고 있는 배관용 오링(150)의 밀폐력을 향상시킬 수 있게 한다.

와셔(180)는 스톱 링(160)과 배관용 오링(150) 사이에 배치되어 스톱 링(160)을 지지한다. 와셔(180)는 고압이 걸린 배관(20)을 고정하고 있는 스톱 링(160)에 인가되는 물리적인 힘으로 인한 스톱 링(160)의 변형을 방지하도록 스톱 링(160)을 지지한다. 와셔(180)는 배관용 오링(150)의 압축시 백업링 역할을 함으로써, 배관용 오링(150)이 변형 없이 고압에 견딜 수 있게 유도하는 역할도 함께 수행한다.

또한, 와셔(180)는 너트(120)에 대한 밸브 포트(11)의 체결이 진행될수록 컵 플런저(170)와 스톱 링(160)과 밀착되어 배관용 오링(150)을 압축하게 되는데, 이 과정에서 부싱 단턱(112)에 걸려 정지됨으로써, 배관용 오링(150)의 과도한 압축을 방지해서 일정 압축량을 보정할 수 있게 한다. 와셔(180)는 금속 재질로 이루어질 수 있다.

로킹 캡(190)은 너트(120)의 제1 암나사(121)에 미리 체결된 상태로 배관(20)의 삽입 깊이를 맞추게 한 후 너트(120)로부터 해체되어 밸브 포트(11)의 후속 체결이 이루어지게 한다. 로킹 캡(190)은 너트(120) 내에 주요 부품들이 조립된 상태에서 서비스 밸브용 배관 연결장치(100)의 사용에 앞서 너트(120)에 체결됨으로써, 너트(120) 내의 주요 부품들이 오염 및 훼손되지 않도록 보호할 수 있게 한다.

로킹 캡(190)은 너트(120)에 체결된 상태에서 배관(20)이 너트(120)에 정상적인 깊이로 삽입된 경우에만 너트(120)로부터 해체되게 구성된다. 따라서, 작업자는 배관(20)의 정상적인 삽입 없이 임의로 로킹 캡(190)을 해체할 수 없게 되므로, 로킹 캡(190)의 안내를 받아 너트(120)에 대한 배관(20)의 삽입 깊이를 손쉽게 맞출 수 있다. 즉, 로킹 캡(190)은 너트(120)에 대한 배관(20)의 정상적인 삽입 여부에 대한 정보를 작업자에게 제공할 수 있게 한다.

일 예로, 로킹 캡(190)은 캡 몸체(191)와, 한 쌍의 탄성 작동부(194)들과, 걸쇠(195)들과, 보스부(196)들과, 걸쇠 보호부(197)들을 포함할 수 있다. 캡 몸체(191)는 캡 헤드(192)와, 캡 체결부(193)를 구비한다. 캡 헤드(192)는 너트(120)를 향한 후면에 장착홀(192a)이 형성된다. 캡 헤드(192)의 장착홀(192a)은 탄성 작동부(194)들의 설치를 위한 것이다. 장착홀(192a)은 탄성 작동부(194)들을 수용한 상태로 탄성 작동부(194)들의 전후 이동을 허용할 수 있는 크기로 이루어진다. 장착홀(192a)은 캡 헤드(192)의 후면으로부터 십자 형태로 관통된 형태로 이루어질 수 있다.

캡 체결부(193)는 캡 헤드(192)의 후면으로부터 중공 원통 형태로 연장되되 외면에 너트(120)의 제1 암나사(121)와 체결되는 수나사(193a)가 형성된다. 캡 체결부(193)의 중공은 캡 헤드(192)의 장착홀(192a)과 통하게 형성된다. 따라서, 보스부(196)들은 탄성 작동부(194)들로부터 캡 체결부(193)의 중공을 통해 돌출될 수 있다.

한 쌍의 탄성 작동부(194)들은 캡 헤드(192)의 장착홀(192a)에 수용되어 한쪽 단이 캡 헤드(192)에 고정되고 다른 쪽 단이 자유로운 상태로 놓인다. 탄성 작동부(194)들은 중앙에 전방으로 힘이 가해지면 고정단이 탄성 변형되면서 자유단이 전방으로 이동한 후, 중앙에 가해진 힘이 제거되면 고정단의 탄성 복원력에 의해 자유단이 후방으로 복귀하도록 작동한다.

탄성 작동부(194)는 90도로 구부러져 한쪽 단이 장착홀(192a)의 외곽에 고정되고 다른 쪽 단이 장착홀(192a)의 외곽에 자유롭게 놓일 수 있다. 탄성 작동부(194)들은 고정단들끼리 180도를 이루고, 자유단들끼리 180도를 이루게 배치될 수 있다.

걸쇠(195)들은 캡 몸체(191)가 너트(120)에 체결됨에 따라 너트(120)의 걸쇠홈(127)들에 끼워지도록 탄성 작동부(194)들의 자유단들에 각각 형성된다. 걸쇠홈(127)들은 너트(120)의 외면에 둘레 방향으로 등간격으로 배열될 수 있다. 각각의 걸쇠홈(127)은 너트(120)의 앞단으로부터 일정 폭으로 오목하게 형성될 수 있다. 걸쇠홈(127)들은 캡 몸체(191)의 회전 위치에 관계 없이 걸쇠(195)들을 끼울 수 있는 개수, 예컨대 6개로 구비될 수 있다.

걸쇠(195)는 캡 몸체(191)의 해체 방향으로 갈수록 두꺼워지게 경사진 형태로 이루어질 수 있다. 따라서, 걸쇠(195)들은 캡 몸체(191)가 너트(120)에 체결될 때 걸쇠홈(127)들을 원활히 지나가면서 최종 체결된 시점에서 해당 걸쇠홈(127)들에 끼워질 수 있다. 이 상태에서, 걸쇠(195)들은 캡 몸체(191)의 해체 방향 회전시 걸쇠홈(127)들에 걸림 처리됨으로써, 캡 몸체(191)의 해체를 방지할 수 있다. 걸쇠(195)들은 별도로 성형되어 탄성 작동부(194)들에 부착되거나, 탄성 작동부(194)들에 일체로 성형될 수 있다.

보스부(196)들은 너트(120)로 삽입되는 배관(20) 선단에 의해 밀려나면서 걸쇠(195)들을 걸쇠홈(127)로부터 분리시키도록 탄성 작동부(194)들로부터 캡 체결부(193)의 중공을 통해 돌출된다. 보스부(196)들은 탄성 작동부(194)들의 중앙에 배관(20) 선단에 마주하게 위치될 수 있다. 보스부(196)들은 탄성 작동부(194)들에 일체로 성형될 수 있다.

보스부(196)들이 너트(120)로 삽입되는 배관(20) 선단에 접촉되어 밀려나면, 탄성 작동부(194)들이 전방으로 밀려난다. 그에 따라, 탄성 작동부(194)의 자유단이 전방으로 이동함에 따라 걸쇠(195)들이 해당 걸쇠홈(127)들로부터 분리될 수 있다.

걸쇠 보호부(197)들은 걸쇠(195)들의 각 외측에서 걸쇠(195)들과 걸쇠홈(127)들의 끼움 부위를 가리도록 캡 헤드(192)의 후면에 형성된다. 걸쇠 보호부(197)들은 캡 헤드(192)의 후면 외곽에 돌출되어 걸쇠(195)들의 외측을 가릴 수 있다. 걸쇠 보호부(197)들은 캡 헤드(192)에 일체로 성형될 수 있다. 걸쇠 보호부(197)들은 작업자가 걸쇠(195)들을 직접적으로 조작해서 걸쇠홈(127)들로부터 분리시키지 못하게 차단한다. 따라서, 걸쇠 보호부(197)들은 작업자가 배관(20)의 정상적인 삽입 없이 임의로 로킹 캡(190)을 해체할 수 없게 한다. 로킹 캡(190)의 부품들은 플라스틱 재질 등으로 이루어질 수 있다.

전술한 구성의 서비스 밸브용 배관 연결장치(100)에 의해 서비스 밸브(10)에 배관(20)을 연결하는 과정에 대해, 도 2 및 도 3과 함께 도 7 내지 도 10을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 여기서, 도 7 및 도 8은 서비스 밸브용 배관 연결장치에 배관을 삽입한 후 로킹 캡을 해체하는 과정을 설명하기 위한 단면도이다. 도 9 및 도 10은 서비스 밸브용 배관 연결장치에 서비스 밸브를 가체결한 후 최종 체결하는 과정을 설명하기 위한 단면도이다.

먼저, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 밸브용 오링(130)이 너트(120)의 제1 장착홈(124)에 장착되고, 너트용 오링(140)이 너트(120)의 제2 장착홈(125)에 장착된다. 컵 플런저(170)와 스톱 링(160) 및 와셔(180)가 너트(120) 내에 차례로 삽입된다. 여기서, 컵 플런저(170)는 플런저 접촉부(173)가 너트(120)의 돌출부(123)를 지나 밸브용 오링(130)에 가깝게 위치되고, 플런저 경사부(174)가 너트(120)의 수용홈(126)에 위치된다. 스톱 링(160)은 후크부(162)들이 플런저 경사부(174)에 마주한 상태로 와셔(180)와 함께 너트(120)의 수용홈(126)에 위치된다.

이 상태에서, 부싱(110)은 내부에 배관용 오링(150)들을 삽입한 상태로 너트(120)의 제2 암나사(122)에 체결된다. 부싱(110)이 너트(120)에 최종 체결되면, 너트용 오링(140)은 부싱(110) 선단에 의해 제2 장착홈(125)으로 밀려 압축 변형됨으로써, 부싱(110)과 너트(120) 간의 기밀을 확보한다.

그리고, 로킹 캡(190)은 너트(120)의 제1 암나사(121)에 체결된다. 로킹 캡(190)은 너트(120)에 최종 체결되면, 걸쇠(195)들이 너트(120)의 해당 걸쇠홈(127)들에 각각 끼워진 상태로 로킹 캡(190)의 해체 방향으로 회전 방지된다. 또한, 로킹 캡(190)은 걸쇠 보호부(197)들이 걸쇠(195)들의 외측을 가짐으로써, 작업자가 걸쇠(195)들을 직접적으로 조작해서 걸쇠홈(127)들로부터 분리시키지 못하게 차단한다.

이러한 과정으로 서비스 밸브용 배관 연결장치(100)가 준비된 상태에서, 도 7에 도시된 바와 같이, 배관(20)은 부싱(110)을 통해 선단이 컵 플런저(170)의 경사 단턱부(172)에 걸릴 때까지 삽입된다. 경사 단턱부(172)는 수지 코팅된 배관(20) 사용시 원 소재와 수지 코팅층이 들뜨지 않도록 배관(20) 선단을 감싸서 보호할 수 있다. 이 과정에서, 로킹 캡(190)은 보스부(196)들이 배관(20) 선단에 의해 밀려나면서 탄성 작동부(194)들을 밀어내며, 그에 따라 걸쇠(195)들이 해당 걸쇠홈(127)들로부터 분리되어 캡 몸체(191)를 해체 방향으로 회전 가능하게 허용한다.

이 상태에서, 도 8에 도시된 바와 같이, 로킹 캡(190)이 너트(120)로부터 최종 해체되면, 너트(120)는 배관(20)을 정상적인 깊이로 삽입시킨 상태로 서비스 밸브(10)를 체결하기 위해 준비된다.

이러한 과정으로 너트(120)로부터 로킹 캡(190)이 분리되어 준비된 상태에서, 도 9에 도시된 바와 같이, 서비스 밸브(10)의 밸브 포트(11)가 수작업으로 너트(120)의 제1 암나사(121)에 가체결된다. 밸브 포트(11)와 너트(120) 간의 가체결은 밸브 포트(11)의 경사면(11b)이 밸브용 오링(130)과 컵 플런저(170)의 플런저 접촉부(173)와 접촉될 때까지 이루어진다.

이 상태에서, 도 10에 도시된 바와 같이, 밸브 포트(11)가 너트(120)에 체결 공구에 의해 최종 체결된다. 그러면, 밸브용 오링(10)은 밸브 포트(11)에 의해 제1 장착홈(124)으로 밀려 압축 변형됨에 따라 1차 실링하고, 밸브 포트(11)의 경사면(11b)이 너트(120)의 돌출부(123)에 압착되어 2차 실링함으로써, 밸브 포트(11)와 너트(120) 간의 기밀이 2중 밀폐 구조로 이루어지게 된다.

컵 플런저(170)는 플런저 접촉부(173)가 밸브 포트(11)의 경사면(11b)에 의해 밀려남에 따라 스톱 링(160) 방향으로 이동한다. 그에 따라, 플런저 경사부(174)는 배관(20) 삽입시 변형된 스톱 링(160)의 후크부(162)들을 감싸며 다시금 정상 상태로 견고히 교정해준다. 스톱 링(160)은 링 테두리(161)에 의해 방사 방향으로 넓어지는 것을 억제한 상태로 내,외측에 가해지는 상반된 힘으로 배관(20)을 이탈 없이 견고하게 클램핑하게 된다.

이와 동시에, 플런저 경사부(174)는 스톱 링(160)과 와셔(180)를 함께 배관용 오링(150) 방향으로 밀어 배관용 오링(150)들을 압축시킨다. 와셔(180)는 스톱 링(160)을 지지한 상태로 부싱 단턱(112)에 걸려 정지됨으로써, 배관용 오링(150)의 과도한 압축을 방지한다. 배관용 오링(150)들은 부싱 경사부(113)에 의한 협소 공간으로 밀려 압축 변형됨으로써, 배관(20)과 부싱(110) 간에 높은 기밀력을 유지시킬 수 있게 한다.

이와 같이, 본 실시예의 서비스 밸브용 배관 연결장치(100)는 다양한 재질의 배관(10)을 사용하는데 제약이 없으므로, 가격이 저렴한 알루미늄 배관을 사용할 수 있게 하고, 현장에서 별도의 플레어 가공 없이 배관(10)을 바로 사용할 수 있게 함으로써, 설치 공수 및 시간을 줄여 원가절감 효과를 높이며, 시공 품질을 유지할 수 있게 한다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

10..서비스 밸브 11..밸브 포트
11b..경사면 20..배관
100..서비스 밸브용 배관 연결장치 110..부싱 112..부싱 단턱
113..부싱 경사부 120..너트
121..제1 암나사 122..제2 암나사
123..돌출부 127..걸쇠홈
130..밸브용 오링 140..너트용 오링
150..배관용 오링 160..스톱 링
161..링 테두리 162..후크부
170..컵 플런저 171..중앙 몸체부
172..경사 단턱부 173..플런저 접촉부
174..플런저 경사부 180..와셔
190..로킹 캡 191..캡 몸체
192..캡 헤드 193..캡 체결부
194..탄성 작동부 195..걸쇠
196..보스부 197..걸쇠 보호부

Claims

외면에 수나사를 갖는 밸브 포트의 단부가 테이퍼져 경사면을 이루는 플레어 타입의 서비스 밸브에 배관을 연결하는 장치로서,
외면에 수나사를 갖고, 중앙 원형홀을 통해 배관을 통과시키는 부싱;
중앙 원형홀을 갖고, 한쪽 개구 내측에 밸브 포트의 수나사와 체결되는 제1 암나사가 형성되며, 다른 쪽 개구 내측에 상기 부싱의 수나사와 체결되는 제2 암나사가 형성되며, 내면으로부터 밸브 포트의 경사면으로 돌출되어 밀착되는 돌출부가 형성된 너트;
상기 너트와 밸브 포트 간에 실링하는 밸브용 오링;
상기 부싱과 너트 간에 실링하는 너트용 오링;
상기 부싱과 배관 간에 실링하는 배관용 오링;
상기 배관용 오링보다 배관 선단에 가깝게 상기 너트 내에 배치되어 배관을 클램핑하는 스톱 링;
상기 스톱 링과 밸브 포트 사이에서 중앙 원형홀을 통해 배관을 끼운 상태로 밸브 포트가 상기 너트와 체결됨에 따라 밸브 포트의 경사면에 밀려 상기 스톱 링을 배관에 밀착시키는 컵 플런저;
상기 스톱 링과 배관용 오링 사이에 배치되어 상기 스톱 링을 지지하는 와셔; 및
상기 너트의 제1 암나사에 미리 체결된 상태로 배관의 삽입 깊이를 맞추게 한 후 상기 너트로부터 해체되어 밸브 포트의 후속 체결이 이루어지게 하는 로킹 캡;
을 포함하는 서비스 밸브용 배관 연결장치.
제1항에 있어서,
상기 스톱 링은,
링 테두리와, 상기 링 테두리의 내주를 따라 등간격으로 배열되되 각각 상기 컵 플런저 쪽으로 경사지게 꺾인 후크부들을 포함하며;
상기 컵 플런저는,
배관을 밀착 상태로 끼우는 중앙 몸체부와, 배관 선단을 걸림 처리하도록 상기 중앙 몸체부의 선단으로부터 테이퍼진 형태로 연장된 경사 단턱부와, 상기 경사 단턱부로부터 연장되어 밸브 포트의 경사면에 접촉되는 플런저 접촉부, 및 상기 중앙 몸체부의 후단으로부터 확장된 형태로 연장되어 상기 후크부들을 배관으로 가압하는 플런저 경사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 서비스 밸브용 배관 연결장치.
제1항에 있어서,
상기 부싱은,
상기 배관용 오링을 향한 상기 와셔의 이동을 제한하도록 내면으로부터 돌출된 부싱 단턱과,
상기 배관용 오링과 대응되는 내측에 배관 선단으로부터 멀어질수록 협소해지게 경사진 형태로 상기 배관용 오링을 압축 변형시켜 배관에 밀착시키는 부싱 경사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 서비스 밸브용 배관 연결장치.
제1항에 있어서,
상기 로킹 캡은,
상기 너트를 향한 후면에 장착홀이 형성된 캡 헤드와, 상기 캡 헤드의 후면으로부터 중공 원통 형태로 연장되되 외면에 상기 너트의 제1 암나사와 체결되는 수나사가 형성된 캡 체결부를 구비하는 캡 몸체;
상기 캡 헤드의 장착홀에 수용되어 한쪽 단이 상기 캡 헤드에 고정되고 다른 쪽 단이 자유로운 상태로 놓이는 한 쌍의 탄성 작동부들;
상기 캡 몸체가 상기 너트에 체결됨에 따라 상기 너트의 걸쇠홈들에 끼워지도록 상기 탄성 작동부들의 자유단들에 각각 형성된 걸쇠들;
상기 너트로 삽입되는 배관 선단에 의해 밀려나면서 상기 걸쇠들을 상기 걸쇠홈로부터 분리시키도록 상기 탄성 작동부들로부터 상기 캡 체결부의 중공을 통해 돌출된 보스부들; 및
상기 걸쇠들의 각 외측에서 상기 걸쇠들과 걸쇠홈들의 끼움 부위를 가리도록 상기 캡 헤드의 후면에 형성된 걸쇠 보호부들;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 서비스 밸브용 배관 연결장치.