KR100962050B1 - A device for resisting water hammer - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 수격 방지 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 배관 내부를 유동하는 유체의 유압에 의한 수격 현상으로 인해서 발생하는 소음 또는 진동을 효과적으로 방지할 수 있는 수격 방지 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a water hammer prevention device, and more particularly, to a water hammer prevention device that can effectively prevent the noise or vibration caused by the water hammer phenomenon caused by the hydraulic pressure of the fluid flowing through the pipe.
통상적으로, 유체(fluid material)의 유동 중에 유로(fluid flow path) 저항이 변화되면 유체의 압력이 변화된다. 압축성 유체인 기체의 경우 유로 저항의 변화는 단순한 압력의 변화로 변환되지만, 비압축성 유체인 액체의 경우에는 기체의 경우와 다르다. 예컨대, 넓은 유로로부터 좁은 유로로 진입되는 액체의 흐름은 액위가 상승하는 수력도약(hydraulic jump) 현상이 발생한다.Typically, if the flow path resistance changes during the flow of fluid material, the pressure of the fluid changes. In the case of gas, which is a compressive fluid, the change in flow path resistance is converted into a simple change in pressure, but in the case of liquid, which is an incompressible fluid, it is different from that of gas. For example, the flow of liquid entering a narrow passage from a wide passage results in a hydraulic jump in which the liquid level rises.
실생활에서, 수도관을 구성하는 배관의 경우 물의 흐름 중 밸브가 차단되면 유로 저항의 급격한 변화를 비압축성 유체인 물은 흡수할 수 없으므로, 상당한 충격파가 형성됨으로써, 높은 소음과 진동이 발생하게 된다. 이러한 액체 배관 내에서의 충격파의 발생현상을 수격현상(water hammer)으로 지칭한다.In the real life, in the case of the pipe constituting the water pipe, when the valve is blocked during the flow of water, a sudden change in flow path resistance cannot absorb water, which is an incompressible fluid, so that a significant shock wave is generated, thereby generating high noise and vibration. The occurrence of shock waves in the liquid pipe is referred to as a water hammer.
이러한 수격현상의 문제는 사용의 편의성을 위해 회전식의 밸브가 원터치(one touch) 방식의 밸브로 전환되어감에 따라 심각해지고 있어서, 소음과 진동 뿐만 아니라 배관 및 밸브의 손상을 일으키고 있는 실정이다. 또한, 제한된 배관로 내에서 배관이 급격히 개방되는 경우 액체가 압력 강하에 의해 급격히 비등하게 되어 액체 내에 기포를 발생시키고, 캐비테이션(cavitation) 현상을 유발하기도 한다.This water hammer problem is aggravated as the rotary valve is switched to a one-touch valve for convenience of use, which causes noise and vibration as well as damage to pipes and valves. In addition, when a pipe is rapidly opened in a limited pipe passage, the liquid may boil rapidly due to a pressure drop, causing bubbles in the liquid, and causing a cavitation phenomenon.
따라서, 본 발명은 상기한 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 배관 내부를 유동하는 유체의 유압에 의한 수격 현상을 효과적으로 방지할 수 있는 수격 방지 장치를 제공함을 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a water hammer prevention device that can effectively prevent the water hammer phenomenon caused by the hydraulic pressure of the fluid flowing in the pipe, to solve the above-mentioned conventional problems.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 소정의 직경을 가진 원통 형상으로 형성되고, 소정 형상의 배관에 일단이 연결되어 체결되는 배관 연결부와, 상기 배관 연결부와 연결되며, 실질적으로 원판 형상으로 형성되고, 상기 배관 연결부의 타단과 관통하는 홀이 형성된 제1 프레임; 및 일면이 개방된 원통 형상으로 형성되고, 상기 제1 프레임과 결합하여 소정의 밀폐된 공간을 형성하는 제2 프레임을 포함하는 프레임 본체부와, 상기 프레임 본체부에 의해 형성된 공간 내부에 형성되고, 상기 제1 프레임에 형성된 홀과 연통되는 벨로스로 이루어지되, 상기 벨로스는, 상기 제1 프레임의 홀과 연통하도록 홀이 형성되며, 굴곡된 단면을 가지고, 상기 제1 프레임에 내주연이 결합되는 시트와; 상기 제1 프레임의 홀과 연통하도록 홀이 형성되며, 굴곡된 단면을 가지고, 외주연이 상기 시트의 외주연에 결합되는 제1 원판 및 상기 제1 프레임의 홀과 연통하도록 홀이 형성되며, 상기 제1 원판의 굴곡된 단면에 상응하는 굴곡된 단면을 가지고, 내주연이 상기 제1 원판의 내주연과 결합하는 제2 원판이 한 쌍으로 이루어지되 적어도 두 쌍 이상이 순차적으로 결합되어 적층된 피스톤과; 상기 피스톤의 제2 원판의 외주 연과 결합되고, 상기 시트 및 피스톤에 의해 형성된 내부 공간을 밀폐하는 덮개판으로 이루어지는 수격 방지 장치를 제공한다.In order to achieve the above object, according to a preferred embodiment of the present invention, the tubular connection portion is formed in a cylindrical shape having a predetermined diameter, the one end is connected to the pipe of the predetermined shape and connected to the pipe connection, A first frame formed in a substantially disk shape and having a hole penetrating the other end of the pipe connecting portion; And a frame main body portion having a cylindrical shape having one surface open, and including a second frame coupled to the first frame to form a predetermined closed space, and formed in a space formed by the frame main body portion. The bellows is formed in communication with the hole formed in the first frame, the bellows, the hole is formed to communicate with the hole of the first frame, has a curved cross-section, the inner circumference is coupled to the first frame Wow; The hole is formed to communicate with the hole of the first frame, has a curved cross section, the hole is formed so that the outer peripheral edge is in communication with the hole of the first frame and the first frame coupled to the outer peripheral edge of the sheet, A piston having a curved cross section corresponding to the curved cross section of the first disc, wherein a second disc having an inner circumference coupled with the inner circumference of the first disc consists of a pair, and at least two or more pairs of which are sequentially stacked and stacked and; Provided is a water hammer preventing device which is coupled to the outer circumferential edge of the second disc of the piston and comprises a cover plate for sealing the inner space formed by the seat and the piston.
바람직하게, 상기 배관 연결부의 일측에는 나사산이 형성되고, 상기 배관 연결부는 상기 배관과 나사 결합에 의해 체결될 수 있다.Preferably, a thread is formed on one side of the pipe connection part, and the pipe connection part may be fastened by screwing the pipe.
바람직하게, 상기 제1 및 제2 원판은 각각 하나 이상의 마루와 골로 이루어진 굴곡된 단면을 가질 수도 있다.Preferably, the first and second discs may each have a curved cross section consisting of one or more floors and valleys.
바람직하게, 상기 제1 및 제2 원판에 형성된 홀의 직경은 상기 제1 프레임에 형성된 홀의 직경보다 상대적으로 클 수도 있다.Preferably, the diameters of the holes formed in the first and second discs may be relatively larger than the diameters of the holes formed in the first frame.
바람직하게, 상기 제2 프레임의 중앙부에는 기체 주입구가 형성되고, 상기 프레임 본체부에 의해서 형성된 공간 내부에 상기 기체 주입구를 통해서 질소 기체가 충진되고, 상기 기체 주입구의 직경에 상응하는 볼을 용접하여 상기 프레임 본체부의 내부 공간을 밀폐할 수도 있다.Preferably, a gas injection hole is formed in a central portion of the second frame, nitrogen gas is filled in the space formed by the frame main body through the gas injection hole, and a ball corresponding to the diameter of the gas injection hole is welded to the gas injection hole. The inner space of the frame main body may be sealed.
본 발명에 의하면, 인체에 무해하면서도, 배관 내부를 유동하는 유체의 유압에 의한 수격 현상을 용이하게 방지할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, while harmless to the human body, there is an effect that can easily prevent the water hammer phenomenon due to the hydraulic pressure of the fluid flowing through the pipe.
이하, 본 발명에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1a 본 발명의 실시예에 의한 수격 방지 장치를 예시한 사시도이며, 도 1b는 도 1a의 수격 방지 장치의 분해 사시도이고, 도 2는 도 1a의 수격 방지 장치의 개략적인 단면도이다.1A is a perspective view illustrating a water hammer prevention apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 1B is an exploded perspective view of the water hammer prevention apparatus of FIG. 1A, and FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the water hammer prevention apparatus of FIG. 1A.
도 1a 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 수격 방지 장치(100)는, 배관 연결부(110), 제1 프레임(121)과 제2 프레임(122)으로 이루어진 프레임 본체부(120), 및 벨로스(130)를 포함할 수 있다.1A to 2, the water
배관 연결부(110)는 소정의 직경을 가진 원통 형상으로 형성되고, 소정 형상의 배관(10)에 일단이 연결되어 체결된다. 예컨대, 배관(10)과 연결되는 배관 연결부(110)의 일측에는 나사산(111)이 형성되고, 배관 연결부(110)는 배관(10)과 나사 결합에 의해 체결될 수 있다. 즉, 배관(10)의 내부에는 높은 압력에 의해 유로(fluid flow path)가 형성되는데, 나사 결합에 의해 체결된 배관(10)과 배관 연결부(110)는 높은 압력을 견디면서 기밀을 효과적으로 유지할 수 있다.The
프레임 본체부(120)는, 배관 연결부(110)와 연결되며, 도시된 바와 같이, 실질적으로 원판 형상으로 형성되고, 배관 연결부(110)의 타단과 관통하는 홀(121a)이 형성된 제1 프레임(121); 및 실질적으로 일면이 개방된 원통 형상으로 형성되고, 제1 프레임(121)과 결합하여 소정의 밀폐된 공간(A)을 형성하는 제2 프레임(122)을 포함한다.The
벨로스(bellows)(130)는 프레임 본체부(120)에 의해 형성된 공간 내부(A)에 형성되고, 제1 프레임(121)에 형성된 홀(121a)과 연통된다. 여기서, 벨로스(130)는 배관(10), 배관 연결부(110) 및 제1 프레임(121)의 홀(121a)을 순차적으로 통과한 유체(fluid material)의 수압에 의한 수격(water hammer)을 실질적으로 흡수하게 된다.The
벨로스(130)는, 시트(131)와, 제1 원판(132) 및 제2 원판(133)으로 이루어진 피스톤(135)과, 덮개판(139)로 구성된다.The
구체적으로, 벨로스(130)는, 제1 프레임(121)의 홀(121a)과 연통하도록 홀(131a)이 형성되며, 굴곡된 단면을 가지고, 제1 프레임(121)에 내주연이 결합되는 시트(131)와; 제1 프레임(121)의 홀(121a)과 연통하도록 홀(132a)이 형성되며, 굴곡된 단면을 가지고, 외주연이 시트(131)의 외주연에 결합되는 제1 원판(132) 및 제1 프레임(121)의 홀(121a)과 연통하도록 홀(133a)이 형성되며, 제1 원판(132)의 굴곡된 단면에 상응하는 굴곡된 단면을 가지고, 내주연이 제1 원판(132)의 내주연과 결합하는 제2 원판(133)이 한 쌍으로 이루어지되 적어도 두 쌍 이상이 순차적으로 결합되어 적층된 피스톤(135)과; 피스톤(135)의 제2 원판(133)의 외주연과 결합되고, 시트(131) 및 피스톤(135)에 의해 형성된 내부 공간(B)을 밀폐하는 덮개판(139)으로 이루어질 수 있다. 한편, 덮개판(139)에는 벨로스(130)의 내부 공간(B)의 밀폐를 위해서 홀이 형성되지 않는다. 또한, 제1 프레임(121)과 제2 프레임(122)의 결합은 마이크로 플라즈마 용접(micro plasma welding)에 의해서 이루어질 수 있으나, 특별히 이에 한정되지는 않고 다양한 용접법이 적용될 수 있음은 물론이다.Specifically, the
도시된 바와 같이, 본 실시예에서는 한 세트 또는 한 쌍으로 이루어진 제1 원판(132) 및 제2 원판(133)의 여섯 쌍이, 전술한 바와 같이, 순차적으로 결합 적층되어 형성될 수 있다. 예컨대, 순차적으로, 제1 원판(132)의 내주연은 제2 원판(133)의 내주연과 결합되고, 제2 원판(133)의 외주연은 다른 제1 원판(132)의 외 주연과 결합되고, 다른 제1 원판(132)의 내주연은 다른 제2 원판(133)의 외주연과 결합된다. 전술한 바와 같은 구조로, 제1 및 제2 원판(132,133)은 여섯 쌍 이상으로 순차적으로 적층되어 형성될 수 있다.As shown, in the present embodiment, six pairs of the
또한, 제1 및 제2 원판(132,133)은 각각 하나 이상의 마루(top)와 골(bottom)로 이루어진 굴곡된 단면을 가지는 것이 바람직하다. 즉, 제1 및 제2 원판(132,133)과 배관(10)을 통과한 유체와의 접촉 면적을 최대화함으로써, 유압을 최대한 분산시키고 피스톤(135)의 탄성력을 최대화할 수 있다. 이에 따라, 수격에 의한 배관(10) 내부의 충격(shock), 소음(noise) 또는 진동(vibration)을 최소화할 수 있다.In addition, the first and
또한, 제1 및 제2 원판(132,133)에 형성된 홀(132a,133a)의 직경은 제1 프레임(121)에 형성된 홀(121a)의 직경보다 상대적으로 클 수도 있다. 즉, 제1 프레임(121)에 형성된 홀(121a)의 직경이 제1 및 제2 원판(132,133)에 형성된 홀(132a,133a)의 직경보다 상대적 작음으로써, 벨로스(130)의 내부 공간(B)으로 유입되는 유체의 양을 적정화할 수 있다.In addition, the diameters of the
벨로스(130)의 내부 공간(B)을 제외한, 프레임 본체부(120)에 의해 형성된 공간 내부(A)에는 기체(gas)가 충진될 수 있다. 본 실시예에서는, 프레임 본체부(120)의 내부 공간(A)에 질소 기체(nitrogen gas)가 충진됨으로써, 배관(10)의 수격을 추가적으로 흡수할 수 있다.A gas may be filled in the space A formed by the
한편, 프레임 본체부(120)의 내부 공간(A)에 질소 기체를 충진하는 과정을 상술하면 다음과 같다. 우선, 제2 프레임(122)의 중앙부에 기체 주입구(122a)를 형성한다. 이후, 프레임 본체부(120)의 내부 공간(A)을 진공 상태로 형성한다. 이후, 기체 주입구(122a)를 통해서 프레임 본체부(120)의 내부 공간(A)으로 질소 기체를 충진한다. 이후, 기체 주입구(122a)의 직경에 상응하는 볼(ball)(123)을 용접하여 프레임 본체부(120)의 내부 공간(A)을 밀폐한다.Meanwhile, the process of filling nitrogen gas into the internal space A of the
여기서, 프레임 본체부(120)의 내부 공간(A)에 인체에 무해한 질소 기체를 충진할 수 있으므로, 본 실시예에 의한 수격 방지 장치(100)를 상수도관에 연결하여 사용할 수도 있다. 한편, 배관 연결부(110), 프레임 본체부(120) 및 벨로스(130)는 부식 방지를 위해서 스테인리스 스틸(stainless steel)로 이루어질 수 있다.Here, since the interior space A of the
도 3은 도 1a의 수격 방지 장치의 작동 예를 도시한 개략적인 단면도이다.3 is a schematic cross-sectional view showing an operation example of the water hammer prevention device of FIG. 1A.
도시된 바와 같이, (a)의 상태에서 (b)의 상태로, 벨로스(130), 즉 피스톤(135)에 의해 형성된 내부 공간(B)이 확장되고 질소 기체가 충진된 내부 공간(A)은 축소되어, 유체의 유압을 흡수하게 되므로 수격 현상을 용이하게 방지할 수 있게 된다.As shown, from the state of (a) to the state of (b), the interior space A formed by the
배관(10) 내부의 유압의 변화에 따라서, 내주연과 외주연이 교대로 결합된 제1 및 제2 원판(132,133)이 탄성력 및 복원력에 의해 유체의 이동 방향으로 수축과 팽창을 반복함으로써, 수격 현상에 의한 충격, 소음, 또는 진동을 효과적으로 억제할 수 있게 된다.As the hydraulic pressure inside the
이상에서 본 발명의 실시예를 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 수격 방지 장치에 대해 설명하였으나, 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.In the above description of embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings has been described with respect to the water hammer prevention device having a specific shape and structure, the present invention can be variously modified and changed by those skilled in the art, such variations and modifications It should be interpreted as falling within the protection scope of the present invention.
도 1a 본 발명의 실시예에 의한 수격 방지 장치를 예시한 사시도이다.1A is a perspective view illustrating a water hammer prevention device according to an embodiment of the present invention.
도 1b는 도 1a의 수격 방지 장치의 분해 사시도이다.1B is an exploded perspective view of the water hammer prevention device of FIG. 1A.
도 2는 도 1a의 수격 방지 장치의 개략적인 단면도이다.2 is a schematic cross-sectional view of the water hammer prevention apparatus of FIG. 1A.
도 3는 도 1a의 수격 방지 장치의 작동예를 도시한 개략적인 단면도이다.3 is a schematic cross-sectional view showing an operation example of the water hammer prevention device of FIG. 1A.
Claims (5)
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- 2009-07-03 KR KR1020090060765A patent/KR100962050B1/en active IP Right Grant
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