KR0164645B1 - Water hammer arrestor - Google Patents

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KR0164645B1
KR0164645B1 KR1019950024948A KR19950024948A KR0164645B1 KR 0164645 B1 KR0164645 B1 KR 0164645B1 KR 1019950024948 A KR1019950024948 A KR 1019950024948A KR 19950024948 A KR19950024948 A KR 19950024948A KR 0164645 B1 KR0164645 B1 KR 0164645B1
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윤은중
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윤은종
주식회사 엔. 에스. 브이
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L55/00Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
    • F16L55/04Devices damping pulsations or vibrations in fluids
    • F16L55/045Devices damping pulsations or vibrations in fluids specially adapted to prevent or minimise the effects of water hammer
    • F16L55/05Buffers therefor
    • F16L55/052Pneumatic reservoirs
    • F16L55/053Pneumatic reservoirs the gas in the reservoir being separated from the fluid in the pipe

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Abstract

본 발명은 신규한 구성의 수격방지기를 제안한다.The present invention proposes a water hammer of a novel configuration.

종래의 수격방지기는 자체적으로 팽창수축하는 다이어프램이나 에어백에 의해 수격에 의한 충격파를 흡수하였으므로 충격흡수효과 자체가 낮을 뿐아니라 배관내의 압력상태에 따라 충격흡수효과가 달라지고 재질의 열화가 심한등의 문제가 있었다.Conventional water hammer prevents shock absorption due to water hammer by diaphragm or airbag which expands and contracts itself, and the shock absorption effect itself is not only low but also the shock absorption effect varies depending on the pressure state in the pipe and the material deterioration is severe. There was.

본 발명에서는 에어백을 주름상자 형태로 구성하여 재질에 의존하지 않고 기능을 발휘할 수 있도록 하였으며, 또한 압력실을 오리피스구멍으로 연결되는 두 공간으로 구획하여 배관내의 압력변화에 무관하게 우수한 수격 방지효과를 달성하도록 하였다.In the present invention, the airbag is configured in the form of a corrugated box so that the function can be performed without depending on the material, and the pressure chamber is divided into two spaces connected to the orifice hole to achieve excellent water hammer prevention effect regardless of the pressure change in the pipe. It was made.

Description

수격방지기Water hammer

제1도는 종래의 수격방지기의 구성을 보이는 단면도.1 is a cross-sectional view showing the configuration of a conventional water hammer.

제2도는 본원인의 선출원 수격방지기의 구성을 보이는 단면도.Figure 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the applicant's first application water hammer.

제3도는 본 발명에 의한 수격방지기의 구성을 보이는 단면도.3 is a cross-sectional view showing the configuration of a water hammer according to the present invention.

제4도 및 제5도는 각각 본 발명 수격방지기의 작동을 보이는 단면도들이다.4 and 5 are cross-sectional views showing the operation of the water hammer of the present invention, respectively.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : (본 발명) 수격 방지기 2 : (수격방지기기의) 몸체1: (invention) water hammer protector 2: (body of water hammer)

4 : 제한판 5 : 오리피스(orifice)구멍4: limiting plate 5: orifice hole

P : 배관 C : 압력실(pressure chamber)P: Piping C: Pressure chamber

C1 : 제1공간 C2 : 제2공간C1: first space C2: second space

본 발명은 배관 관로내의 수격(水擊)현상에 의한 소음과 진동을 방지하는 수직 방지기에 관한 것이다.The present invention relates to a vertical preventer that prevents noise and vibration caused by water hammer in a pipeline.

유체의 흐름중에 유로저항이 변화되면 유체의 압력이 변화된다. 압축성유체인 기체의 경우 유로저항의 변화는 단순한 압력의 변화로 그치게 되지만, 비압축성 유체인 액체의 경우에는 수두(水頭) 자체가 변화하게 된다. 예를들어 넓은 유로로부터 좁은 유로로 집입되는 액체의 흐름은 그 수두, 즉 액위가 상승되는 바 이를 일반적으로 수력도약(hydraulic jump)현상으로 호칭한다.If the flow resistance changes during the flow of the fluid, the pressure of the fluid changes. In the case of a gas, which is a compressible fluid, the change in flow resistance is merely a change in pressure, but in the case of a liquid, which is an incompressible fluid, the head itself changes. For example, the flow of liquid into a narrow passage from a wide passage is the head, ie, the liquid level, which is generally referred to as a hydraulic jump phenomenon.

배관등과 같이 제한된 단면내로 액체가 공급되는 경우에는 이러한 유로저항의 변화에 대한 문제는 더욱 심각해진다. 예를들면 수도관의 경우 물의 흐름중 밸브가 차단되면 유로저항의 급격한 변화를 비압축성 유체인 물이 흡수할 수 없으므로 큰 충격파가 형성됨으로써 높은 소음과 진동이 발생되는 것이다. 이러한 액체 배관내에서의 충격파의 발생현상을 특히 수격(water hammer) 현상으로 호칭된다. 이러한 수격현상의 문제는 밸브가 나사로 서서히 개방되는 회전식 밸브에서는 다소 덜하지만 최근 사용의 편의성을 위해 회전식의 밸브가 원터치(one touch) 방식의 밸브로 전환되어 감에 따라 더욱 심각해지고 있어서, 소음과 진동뿐아니라 배관이나 밸브 또는 펌프등의 손상까지 야기하고 있다. 제한된 관로내에서의 액체의 흐름은 이외에도 밸브등의 급격히 개발되는 경우 액체가 압력강하에 의해 급격히 비등하게 되어 액체내에 기포를 발생시키고 캐비테이션(cavitation)등을 유발하게 된다.In the case where the liquid is supplied in a limited cross section such as a pipe, the problem of the change of the flow path resistance becomes more serious. For example, in the case of water pipes, when the valve is blocked during the flow of water, the rapid change in flow resistance cannot absorb water, which is an incompressible fluid, so that a large shock wave is formed, thereby generating high noise and vibration. The occurrence of shock waves in the liquid pipe is called water hammer in particular. This water hammer problem is somewhat less for rotary valves where the valve is slowly opened with screws, but for the sake of ease of use in recent years, it has become more serious as the rotary valve is converted to a one-touch valve. In addition, damage to pipes, valves, and pumps can occur. In addition to the flow of the liquid in the limited conduit, if the rapid development of the valve, etc., the liquid is rapidly boiled by the pressure drop to generate bubbles in the liquid and cause cavitation (cavitation).

이와 같은 수격현상등의 방지를 위해 일반적으로 제1도에 도시된 바와 같은 수격방지기가 사용되고 있다.In order to prevent such a water hammer phenomenon, a water hammer as shown in FIG. 1 is generally used.

제1도에서, 배관(P)에 접속된 수격방지기(W')의 몸체(B)는 상,하부 몸체(B1,B2)사이에 지지된 고무등 탄성재질의 다이어프램(D)을 구비하여, 몸체(B)의 상측에 설치된 니플(nipple:N)을 통해 상부몸체(B1)와 다이어프램(D)간의 공간에 공기나 불활성 가스등 압축성 유체인 기체를 소정압력으로 주입하여 일종의 압력실(pressur chamber)을 형성하게 된다.In FIG. 1, the body B of the water hammer preventer W 'connected to the pipe P has an diaphragm D made of elastic material such as rubber supported between the upper and lower bodies B1 and B2. It is a kind of pressure chamber by injecting a gas such as air or an inert gas, which is a compressive fluid, into a space between the upper body B1 and the diaphragm D through a nipple (N): ).

이와같은 수격방지기(W')는 배관(P)내에 액체가 흐르는 도중 밸브(V)가 급격히 차단되어 발생되는 충격파를 다이어프램(D)이 점선상태로 압축되며 흡수하여 수격현상의 발생을 방지하게 된다.Such a water hammer prevents the shock wave generated by the valve V being cut off rapidly while the liquid flows in the pipe P, and the diaphragm D is compressed in a dotted line to prevent the occurrence of water hammer. .

즉 상부몸체(B1)와 다이어프램(D)간에 형성된 압력실의 압축기체가 배관(P)내의 압력 변화를 완충시켜 소음과 진동의 발생을 방지하고 배관(P)이나 밸브(V) 또는 도시되지 않은 펌프의 손상을 방지하는 것이다.That is, the compressor body of the pressure chamber formed between the upper body B1 and the diaphragm D buffers the pressure change in the pipe P to prevent the occurrence of noise and vibration, and prevents the pipe P, the valve V, or the like. To prevent damage to the pump.

그러나 이와같은 종래의 수격방지기(W')는 압력의 변화가 전달되는 면적이 몸체(B)의 직경에 제한되는 다이어그램(D)의 면적에 국한되므로 큰 충격파의 신속한 흡수가 불가능하여 수격방지 효과가 그다지 크지 못한 문제가 있었다. 뿐만 아니라 에어백의 형성과 충격파의 흡수가 모두 다이어프램(D)만에 의존하게 되며, 다이어프램의 외단이 항시 고인장상태로 상하부 몸체(B1,B2) 사이에 지지되고 있으므로 상,하부 몸체(B1,B2)간의 결합이 매우 어렵고 다이어프램(D)이 피로등에 의해 쉽게 노화 및 열화되어 파손됨으로써 제 기능을 달성할 수 없게 되는 등 사용수명도 길지 못한 문제가 있었다.However, such a conventional water hammer (W ') is limited to the area of the diagram (D) in which the pressure change is transmitted to the diameter of the body (B) is not possible to quickly absorb a large shock wave to prevent water hammer There was not a big problem. In addition, both the formation of the airbag and the absorption of the shock wave depend only on the diaphragm (D), and since the outer end of the diaphragm is always supported between the upper and lower bodies (B1, B2) in a high tension state, the upper and lower bodies (B1, B2) There is a problem in that the service life is not long, such as the coupling between the very difficult and the diaphragm (D) is easily aged and deteriorated due to fatigue or the like, and thus the function cannot be achieved.

한편 종래의 수격방지기(W')에 있어서는 배관(P)내에서 발생된 이물의 몸체(B)내에 그대로 유입되어 그 내부의 침전됨으로써 수격방지기 (W')의 작동을 방해하여 그 사용수명을 더욱 단축시키는 문제도 있었다.On the other hand, in the conventional water hammer (W ') is introduced into the body (B) of the foreign matter generated in the pipe (P) as it is to be settled inside of it to interfere with the operation of the water hammer (W') to further extend its service life. There was also a problem of shortening.

이에 따라 본 원인은 제2도에 도시된 바와같이 수격방지기를 고안하여 실용신안등록출원 제94-29737호로 출원한 바 있다.Accordingly, the cause of the present invention has been filed in Utility Model Registration Application No. 94-29737 by devising a water hammer as shown in FIG.

제2도에서 배관(P)의 일측에 접속된 수격방지기(W)의 몸체(B)내에는 구(球) 또는 부레(baldder) 형태의 폐곡면으로 된 에어백(A)이 구비되어 그 상측의 니플(N)에 지지되는 동시에 이를 통해 소정 압력의 기체가 충전된다.In FIG. 2, the body B of the water hammer preventer W connected to one side of the pipe P is provided with an air bag A having a closed curved surface in the form of a sphere or a baldder. It is supported by the nipple N and at the same time a gas of a predetermined pressure is filled.

이러한 구성의 수격방지기(W)는 제1도의 수격방지기에 비교할 때 압력전달면적이 훨씬 크고 에어백(A) 재질자체의 탄성력뿐 아니라 자체적인 형상이 변화하며 배관(P)으로부터 충격파를 흡수하므로 신속하고 효율적인 수격방지효과를 나타낸다.The water hammer preventer W of this configuration has a much higher pressure transfer area than the water hammer of FIG. 1, and changes its elasticity as well as its own shape and absorbs shock waves from the pipe P. Effective water hammering prevention effect.

그런데 이러한 구성의 수격방지기(W)는 에어백(A)이 니플(N)만으로 지지되므로 니플(N)과의 결합부의 밀봉이 중요한 바, 이 결합부가 열화(劣化)되기 쉬어 장기간 사용시 압축기체가 누설될 우려가 있다.However, since the airbag A is supported only by the nipples N, the water stopper W having such a configuration is important to seal the coupling portion with the nipples N. Since the coupling portion is easily deteriorated, the compressor body leaks during long-term use. There is a concern.

또한 제1도 및 제2도의 수격방지기(W,W')는 그 다이어프램(D) 또는 에어백(A)에 압축기체에 의해 일정한 배압(背壓)이 걸리도록 되어 있다. 그런데 이 압축기체가 제공하는 충격흡수력은 보일샤를의 법칙에 의해 압축기체의 전체용적, 즉 압력실의 용적에 반비례하게 된다. 이에 따라 압력실의 용적이 클 경우에는 충격흡수력이 높지만 그 용적이 작은 경우에는 충격흡수력이 작아지게 된다. 그러므로 배관(P)내의 흐름이 맥동(脈動)이나 빈번한 관로의 개폐등으로 압력변화가 심한 경우에는 충격흡수효과가 일정하지 못하고, 고층에 물탱크가 있는 건물의 저층배관등 배관(P)내의 유체의 수두가 높은 경우에는 다이어프램(D) 또는 에어백(A)이 과도하게 눌려 압력실의 수축된 상태가 되므로 적절한 수격방지기능을 발휘할 수 없게 된다.In addition, the water hammer preventers W and W 'of FIG. 1 and FIG. 2 are made to apply constant back pressure to the diaphragm D or the airbag A by a compressor body. However, the shock absorbing force provided by this compressor body is inversely proportional to the total volume of the compressor body, that is, the volume of the pressure chamber, by Boyle's law. Accordingly, when the volume of the pressure chamber is large, the shock absorbing power is high, but when the volume is small, the shock absorbing power is small. Therefore, when the pressure in the pipe P is severe due to pulsation or frequent opening and closing of the pipe, the shock absorbing effect is not constant, and the fluid in the pipe P, such as the low-level pipe of a building with a water tank on a high floor, is not constant. If the head is high, the diaphragm (D) or the airbag (A) is excessively pressed into the contracted state of the pressure chamber, so that the proper water hammering prevention function cannot be exhibited.

뿐만 아리라 종래의 수격방지기(W,W')에 있어서는 유체와 압축기체간의 경계면, 즉, 압력실의 경계면의 표면적이 충격흡수에 따라 확대 및 축소된다. 즉 다이어프램(D) 또는 에어백(A)자체가 팽창 및 수축을 반복하게 되므로 그 자체의 재질이 탄성과 내구성, 그리고 인성이 매우 크고 안정된 고가의 재질로 구성되지 않으면 안되고, 그럼에도 불구하고 재질의 열화등을 감안하여 주기적인 점검과 교체가 요구된다.In addition, in the conventional water hammer arresters W and W ', the surface area of the interface between the fluid and the compressor body, that is, the interface of the pressure chamber is enlarged and reduced in accordance with the shock absorption. That is, the diaphragm (D) or the airbag (A) itself repeats the expansion and contraction, so the material of its own must be composed of elastic, durable, tough and very expensive and stable expensive material. For this reason, periodic checks and replacements are required.

또한 종래의 수격방지기(W,W')는 충격파를 주로 흡수하고 유체를 배관(P)으로 되돌리는 기능이 부족하여, 큰 충격파가 발생되는 경우 비압축성유체의 배관(P)내에서의 연속성이 깨어져 국부적인 배등이나 변형력을 유발함으로써 배관(P)에 무리한 응력이나 부식들을 야기하는 문제도 있었다.In addition, the conventional water hammer preventer (W, W ') mainly absorbs the shock wave and lacks the function of returning the fluid to the pipe (P), when a large shock wave is generated, the continuity in the pipe (P) of the incompressible fluid is broken There was also the problem of causing excessive stress or corrosion in the pipe P by causing local reinforcement or strain.

이와같은 종래의 여러 가지 문제점을 감안하여 본 발명의 목적은 정상적인 상태에서 수격방지효과가 매우 우수하고 배관내의 압력변화에 무관하게 항상 기능을 발휘할 수 있을뿐 아니라 재질에도 무리한 응력이 인가되지 않아 장기간 안정된 성능을 보장할 수 있는 수격방지기를 제공하는 것이다.In view of the various problems of the related art, an object of the present invention is excellent in preventing water hammer in a normal state, and can always function regardless of pressure change in a pipe, and it is stable for a long time because excessive stress is not applied to a material. It is to provide a water hammer to guarantee the performance.

상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 한 수격방지기는 에어백이 주름상자(bellows)형태로 구성되는 것을 특징으로 한다.One water hammer according to the present invention to achieve the above object is characterized in that the airbag is configured in the form of bellows (bellows).

이러한 구성에 의하면 에어백의 내부공간이 충격파흡수를 위해 팽창 및 수축하더라도 이러한 내부용적의 변화는 주름상자가 접히고 펴지는 기하학적 변형에 의해 주로 수행되므로 에어백 재질 자체는 팽창 및 수축에 따른 응력을 거의 받지 않게 된다. 이에따라 에어백은 열화없이 장기간 안정된 특성을 유지하게 된다.According to this configuration, even if the inner space of the airbag is inflated and contracted to absorb the shock wave, the change of the internal volume is mainly performed by the geometric deformation that the corrugated box is folded and unfolded, so the airbag material itself is hardly stressed by the expansion and contraction. Will not. As a result, the airbag maintains stable characteristics for a long time without deterioration.

본 발명의 목적을 달성하는 또다른 수격방지기는 압력실의 중간에 오리피스(orifice)구멍이 형성된 제한판이 구비되는 것을 특징으로 한다.Another water hammer is to achieve the object of the present invention is characterized in that the restriction plate is provided with an orifice (orifice) hole in the middle of the pressure chamber.

이러한 구성에 의하면 에어백의 팽창시 에어백측의 압축기체가 좁은 오리피스구멍을 통해 대향측으로 빠져나가며 배압을 증가시켰다가 서서히 감소시키게 되므로 충격흡수효과를 더욱 높일 수 있게 된다. 또한 이 제한판은 에어백의 축방향 팽창을 제한하여 배관내의 압력이 과도히 높은 경우에도 수격현상에 의한 충격을 흡수할 여유공간을 남겨둘 수 있게 된다. 따라서 배관내의 압력변화에 무관하게 수격방지효과를 달성할 수 있게 된다. 또한 충격흡수의 최종단계에서 유체를 배관측으로 되돌리는 탄성복원력을 충분히 제공할 수 있게 된다.According to this configuration, when the airbag is inflated, the compressor body on the airbag side exits to the opposite side through the narrow orifice hole, increases the back pressure, and gradually decreases the shock absorbing effect. In addition, the limiting plate restricts the axial expansion of the airbag, so that even if the pressure in the pipe is excessively high, it leaves room for absorbing the impact of the water hammer. Therefore, the water hammering prevention effect can be achieved regardless of the pressure change in the pipe. In addition, it is possible to provide sufficient elastic restoring force to return the fluid to the pipe side in the final stage of the shock absorption.

이와같은 본 발명의 첫 번째 특징과 두 번째 특징은 상호 조합되어 사용될 때 더궁 큰 효과를 발휘하는 바, 이와 첨부된 도면을 참조한 바람직한 실시예의 설명으로 그 구체적 특징과 이점들을 살펴보기로 한다.The first feature and the second feature of the present invention have a greater effect when used in combination with each other, and the specific features and advantages will be described with reference to the preferred embodiment with reference to the accompanying drawings.

제3도에서 본 발명에 의한 수격방지기(1)는 배관(P)의 일측에 설치되는데, 대략 원통령의 몸체(2)의 일측은 엔드캡(end cap:2a)에 의해 막혀 있고 타측은 네크(neck:2b)를 통해 배관(P)과 연통되며 그 둘레의 플랜지(flange:2c)에 의해 배관(P)에 결합된다. V는 배관(P)의 밸브이다.In FIG. 3, the water hammer preventing device 1 according to the present invention is installed at one side of the pipe P. Approximately one side of the cylindrical body 2 is blocked by an end cap 2a and the other side is a neck. It communicates with the pipe P through (neck: 2b) and is coupled to the pipe P by a flange 2c around it. V is a valve of the pipe P.

엔드캡(2a)에는 니플(nipple:7)이 설치되어 이를 통해 몸체(1)의 내부에 공기나 질소등 불활성가스가 소정압력으로 주입되어 압력실(C)을 구성하게 된다.Nipple (nipple) (7) is installed on the end cap (2a) through which inert gas such as air or nitrogen is injected at a predetermined pressure to form a pressure chamber (C).

네크(2b)에는 고무등 탄성재질에 의해 주름상자형태로 형성된 에어백(3)이 압력실(C) 내측을 향해 설치된다. 도시된 실시예에서는 배관(P)으로부터 이물질이 몸체(1)내로 유입되지 않도록 하는 스트레이너(strainger:6)가 컵(cup)형태로 구성되어 네크(2b)에 대해 끼워짐으로써 그 사이에 에어백(3)의 일단을 결합지지하도록 구성되어 있다.In the neck 2b, an air bag 3 formed in the shape of a corrugation box by an elastic material such as rubber is provided toward the inside of the pressure chamber C. In the illustrated embodiment, a strainer 6, which prevents foreign matter from entering the body 1 from the pipe P, is configured in the form of a cup and is fitted with the neck 2b, thereby providing an airbag (between). It is configured to engage and support one end of 3).

한편 몸체(1)내의 압력실(C)에는 그 중간에 오리피스구멍(5)이 형성된 제한판(4)이 설치되어, 압력실(C)을 에어백측의 제1공간(C1)과 그 대향측의 제2공간(C2)으로 구획하고 있다. 제한판(4)의 오리피스구멍(5)은 제1공간(C1)으로부터 제2공간(C2)측으로 확개(擴開)된 접시구멍 형태를 하고 있어서, 제1공간(C1)으로부터 제2공간(C2)으로의 압축기체의 이동을 제한하도록 하고 있다.On the other hand, the pressure chamber C in the body 1 is provided with a limiting plate 4 having an orifice hole 5 in the middle thereof, so that the pressure chamber C is provided with the first space C1 on the airbag side and its opposite side. It is divided into 2nd space C2 of. The orifice hole 5 of the limiting plate 4 is in the form of a plate hole extending from the first space C1 to the second space C2 side, so that the second space (from the first space C1) The movement of the compressor body to C2) is restricted.

여기서 에어백(3)의 내부에는 배관(P)에서 연통된 유체가 그 압력으로 충전되고, 그 외부는 압력실(C)내의 압축기체의 압력으로 지지된다. 즉 이 실시예에서 에어백(3)의 제2도의 에어백(A)과는 달리 그 내부에 압축기체가 아닌 유체가 충전되므로 오히려 워터백(water bag)으로 불리워져야 타당할 것이다.Here, the fluid communicated in the pipe P is filled in the inside of the airbag 3 at the pressure, and the outside is supported by the pressure of the compressor body in the pressure chamber C. As shown in FIG. In other words, unlike the airbag A of FIG. 2 of the airbag 3 in this embodiment, it will be proper to be called a water bag because a fluid other than the compressor body is filled therein.

그러나 제한판(4)등 본 발명의 제2특징이 없이 주름상자형태의 에어백(3)에 의한 제1특징만을 구현하는 경우, 이 에어백(3)은 제2도의 구성과 같이 니플(7)에 결합되어 그 내부에 압축기체가 충전되어 압력실을 형성하도록 구성될 수도 있다. 즉 본 발명에 있어서 에어백(3)이라는 명칭은 유체와 압력실(C)을 분리하는 경계면으로서의 의미이며, 그 내부에 충전되는 것이 유체이건 압축기체이건 제한이 없게 된다.However, in the case of realizing only the first feature by the airbag 3 in the form of a corrugated box without the second feature of the present invention, such as the limiting plate 4, the airbag 3 is attached to the nipple 7 as shown in FIG. It may be configured to be combined to fill a compressor body therein to form a pressure chamber. That is, in the present invention, the name of the airbag 3 is meant as an interface for separating the fluid and the pressure chamber C, and there is no limitation whether the fluid or the compressor is filled therein.

한편 제한판(4) 자체는 에어백93)의 축방향 팽창을 제한하는 스토퍼(stopper) 역할도 수행하는데, 이는 주름상자형태의 에어백(3)이 더 이상 기하학적 변형을 하지 못하도록 제한함으로써 에어백(3)에 과도한 응력이 인가되지 않도록 하게 된다. 에어백(3)이 제한판(4)에 접촉하고 나면 유체압력의 증가는 에어백(3)자체의 반경방향팽창으로 수용되는 바, 이는 오피리스구멍(5)과 함께 후술하는 바와 같이 충격흡수효과를 더욱 향상시키게 된다.On the other hand, the limiting plate 4 itself also acts as a stopper to limit the axial expansion of the airbag 93, which restricts the airbag 3 in the form of a corrugated box from further geometrical deformation. This prevents excessive stress from being applied. After the airbag 3 is in contact with the limiting plate 4, the increase in the fluid pressure is accommodated in the radial expansion of the airbag 3 itself, which, together with the opiris hole 5, has a shock absorbing effect as described below. It will be further improved.

이와같은 본 발명 수격방지기(1)의 작동을 제4도 및 제5도를 참조하여 살펴보기로 한다.Such operation of the water hammer 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG.

제3도와 같은 상태에 있던 수격방지기(1)의 에어백(3)은 배관(P)내에 수격현상이 발생되어 그 내부로 충격파가 전달되어 오면 제4도와 같이 그 주름이 도면의 상방으로 퍼지게 된다. 이러한 에버백(3)의 팽창에 따라 압력실(C)의 제1공간(C1)의 용적이 축소되어 제1공간(C1)내의 압력이 증가하는 동시에 제1공간(C1)내의 압축기체는 오리피스구멍(5)을 통해 제2공간(C2)으로 이동하게 된다.In the airbag 3 of the water hammer prevention device 1 in the state shown in FIG. 3, when water hammer occurs in the pipe P, and a shock wave is transmitted to the inside thereof, the corrugation spreads upward in the drawing as shown in FIG. As the everback 3 expands, the volume of the first space C1 of the pressure chamber C is reduced so that the pressure in the first space C1 increases, and the compressor body in the first space C1 is orifice. It moves to the second space C2 through the hole 5.

이때 오리피스구멍(5)은 압축기체의 이동을 제한하게 되므로 제1공간(C1)내의 압축기체가 서서히 제2공간(C2)으로 이동하여 제1공간(C1)내의 압력은 증가된 상태로부터 서서히 감소된다.At this time, since the orifice hole 5 restricts the movement of the compressor body, the compressor body in the first space C1 gradually moves to the second space C2, and the pressure in the first space C1 gradually decreases from the increased state. do.

즉 종래의 수격방지기가 압력실에 의한 에어스프링(air spring)을 하나 구비하여 수격에 의한 충격파를 완충시켰다면, 본 발명에서는 제1공간(C1)과 제2공간(C2)의 두 에어 스프링을 2단으로 구비하고 잇는 셈이며 그것도 오리피스 구멍(5)에 의해 충격파를 버퍼링(buffering)하여 흡수하게 되므로 더욱 부드러운 흡수가 가능하게 된다.That is, if the conventional water hammer prevents shock waves caused by water hammer by providing one air spring by the pressure chamber, the present invention uses two air springs of the first space C1 and the second space C2. In addition, since the shock wave is buffered and absorbed by the orifice hole 5, it is possible to absorb more smoothly.

에어백(3)이 더욱 팽창하여 그 선단이 제5도와 같이 제한판(4)에 접촉하면 오리피스구멍(5)이 막히게 된다. 그러면 제1공간(C1)의 압축기체는 더 이상 제2공간(C2)으로 빠져나가지 못하게 되어 제1공간(C1)의 압력이 증가하게 된다. 이때 에어백(3)내의 더 이상의 압력증가는 에어백(3) 재질 자체의 팽창으로 수용된다.When the airbag 3 is further inflated and its tip contacts the limiting plate 4 as shown in Fig. 5, the orifice hole 5 is blocked. Then, the compressor body of the first space C1 is no longer allowed to escape to the second space C2, thereby increasing the pressure of the first space C1. The further increase in pressure in the airbag 3 is then accommodated by the expansion of the airbag 3 material itself.

이와같이 에어백(3)이 오리피스구멍(5)을 차단한 후에는 제1공간(C1)이 더욱 큰 탄성의 에어스프링을 제공하게 되는바, 이와같은 제4도 및 제5도의 충격흡수 작동을 정리하면 본 발명 수격방지기(1)는 다음과 같은 원리로 작동됨을 알 수 있다.In this way, after the airbag 3 blocks the orifice hole 5, the first space C1 provides a larger elastic air spring. It can be seen that the water hammer 1 of the present invention operates on the following principle.

즉 수격현상에 의해 충격파가 발생되면 먼저 오리피스구멍(5)을 통한 두 공간(C1,C2)이 형성하는 부드러운 2단의 에어스프링으로 충격파를 흡수하고, 충격파 흡수의 마무리 단계가 되면 밀폐된 제1공간(C1)에 의한 딱딱한 에어스프링으로 충격파에 대해 탄성 반력(反力)을 제공하는 것이다.That is, when a shock wave is generated by the water hammer phenomenon, first, the shock wave is absorbed by a soft two-stage air spring formed by the two spaces C1 and C2 through the orifice hole 5, and when the shock wave absorption finishes, the sealed first The rigid air spring by the space C1 provides an elastic reaction force against the shock wave.

이에 따라 수격에 의한 충격파가 부드럽게 흡수되어 소음과 진동의 발생이 거의 없게 될 뿐아니라, 충격흡수의 마무리단계에서 충격파를 전단하고 난 유체를 탄성반력에 의해 배관(P) 관로내로 복원되도록 유도함으로써 배관(P)내의 유체흐름이나 관로에 무리가 가지 않도록 해주게 되는 것이다.Accordingly, the shock wave caused by the water hammer is absorbed smoothly, and almost no noise and vibration are generated. In addition, in the finishing stage of the shock absorption, the fluid sheared by the shock wave is induced into the pipe P pipe by elastic reaction force to restore the pipe. It is to prevent excessive flow to the fluid flow or pipeline in (P).

또한 본 발명에 의하면 배관(P)내의 압력변화가 심하거나 그 수두가 과도히 높아 에어백(3)이 상당히 팽창해 있는 경우에도 압력실(C)이 2단의 에어스프링을 구성하고 있으므로 충격파의 흡수가 가능해지고, 배관(P)내의 수두가 극단적으로 높아 에어백(3)이 제한판(4)에 접촉한 상태에서도 역시 충격파의 흡수가 가능하게 된다. 이에따라 배관(P)의 특성이나 수두에 무관하게 한 규격의 수격방지기(1)를 범용으로 사용할 수 있게 된다.According to the present invention, the pressure chamber C constitutes a two-stage air spring even when the air bag 3 is significantly inflated because the pressure change in the pipe P is severe or the head is excessively large, so that the shock wave is absorbed. And the head in the pipe P is extremely high, so that the shock wave can be absorbed even when the airbag 3 is in contact with the limiting plate 4. Thereby, the water hammer prevention device 1 of the specification which irrespective of the characteristic and the head of the piping P can be used universally.

이상에서 본 발명을 제1특징과 제2특징이 결합된 특정한 실시예를 통해 설명하였으나, 이는 단순히 예시의 목적일 뿐 본 발명을 제한하는 것은 아니다.Although the present invention has been described through specific embodiments in which the first and second features are combined, this is merely for the purpose of illustration and does not limit the invention.

즉 본 발명의 제1특징과 제2특징은 각각 독립적으로 사용될 수 있는 바, 예를 들어 제2도의 구성에 주름상자 형태의 에어백(3)을 니플(7)에 직결하는 제1특징만의 구현이나, 제한판(4)을 가진 제3도의 구성에서 제1도와 같은 다이어프램(D:청구범위에서는 편의상 에어백으로 총칭함)이나 제2도와 같은 폐곡면 형태의 에어백(A)을 배관(P)측으로 설치하는 제2특징만의 구현은 모든 본 발명 범위내에 포함되는 것이다.That is, the first and second features of the present invention can be used independently of each other, for example, the implementation of only the first feature of directly connecting the nipple 7 to the airbag 3 in the form of a corrugated box in the configuration of FIG. 2. Alternatively, the diaphragm as shown in FIG. 1 (D: collectively referred to as air bag for convenience) or the closed curved air bag A as shown in FIG. Implementation of only the second feature to be installed is included within the scope of all the invention.

Claims (6)

배관의 일측에 연결된 몸체내에 압축기체를 수납한 압력실을 형성하고 이 압력실의 압축기체와 배관으로부터의 유체를 탄성재질의 에어백으로 분리하는 수격방지기에 있어서, 상기 에어백(3)이 상기 배관(P)측에 설치되고, 상기 압력실(C)의 중간에 상기 압력실(C)을 상기 에어백(3)측의 제1공간(C1)과 제2공간(C2)으로 분리하는 제한판(4)이 구비되는 것을 특징으로 하는 수격방지기.In the water hammer which forms the pressure chamber which accommodated the compressor body in the body connected to one side of a piping, and isolates the fluid from the compressor body and piping of this pressure chamber with the elastic airbag, The said airbag 3 is the said pipe ( A limiting plate 4 provided on the P side and separating the pressure chamber C into a first space C1 and a second space C2 on the airbag 3 side in the middle of the pressure chamber C. Water hammer preventive, characterized in that is provided. 제1항에 있어서, 상기 압축기체의 상기 제1공간(C1)으로부터 상기 제2공간(C2)으로의 흐름을 제한하는 오리피스구멍(5)이 상기 제한판(4)에 형성되는 것을 특징으로 하는 수격방지기.The limiting plate (4) according to claim 1, characterized in that an orifice (5) is formed in the limiting plate (4) to restrict the flow of the compressor body from the first space (C1) to the second space (C2). Water hammer. 제1항에 있어서, 상기 에어백(3)이 주름상자 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 수격방지기.Water hammer according to claim 1, characterized in that the airbag (3) is configured in the form of a pleat box. 제1항에 있어서, 상기 에어백(3)이 폐곡면 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 수격방지기.Water hammer according to claim 1, characterized in that the airbag (3) is in the form of a closed curved surface. 제1항에 있어서, 상기 에어백(3)이 다이어프램 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 수격방지기.Water hammer according to claim 1, characterized in that the airbag (3) is in the form of a diaphragm. 제1항 내지 제5항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 에어백(3)의 축방향 팽창이 상기 제한판(4)에 의해 제한되고, 상기 에어백(3)이 상기 제한판(4)에 접촉하면 상기 오피리스구멍(5)이 차단되는 것을 특징으로 하는 수격방지기.The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the axial expansion of the airbag (3) is limited by the limiting plate (4), and the airbag (3) contacts the limiting plate (4). Water hammer preventer, characterized in that the opiris hole (5) is blocked.
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