KR101170988B1

KR101170988B1 - 배관시스템의 방진 장치

Info

Publication number: KR101170988B1
Application number: KR1020070054426A
Authority: KR
Inventors: 트로신 안드레이
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2007-06-04
Filing date: 2007-06-04
Publication date: 2012-08-08
Also published as: KR20080106689A

Abstract

배관의 병진 진동과 회전 진동을 모두 효과적으로 절연할 수 있는 배관시스템의 방진 장치를 개시한다. 개시된 방진 장치는 진동이 전달되는 배관과 이 배관을 지지하는 구조물 사이에 설치되는 배관시스템의 방진 장치로서, 배관의 길이 방향을 따라 이격되어 배치되는 복수의 탄성체와, 복수의 탄성체 각각에 대응하여 배치되고, 배관과 탄성체를 연결하여 배관에서 탄성체로 진동을 전달하는 복수의 방진 플레이트를 포함하여 구성된다. 배관으로부터 진동이 전달될 때 복수의 방진 플레이트는 복수의 탄성체를 전단 변형시킨다.

Description

배관시스템의 방진 장치{VIBRATION ISOLATOR FOR PIPELINE SYSTEM}

도 1은 종래의 방진 장치를 도시한 사시도.

도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 방진 장치의 구성을 보인 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 방진 장치의 구성을 보인 사시도 및 측단면도.

도 4와 도 5는 본 발명에 따른 방진 장치의 동작을 설명하기 위한 도면.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

10 : 방진 장치 20 : 배관

30 : 탄성체 30a : 제1탄성체

30b : 제2탄성체 40 : 방진 플레이트

40a : 제1방진 플레이트 40b : 제2방진 플레이트

50 : 연결 플레이트 70 : 지지 플레이트

본 발명은 배관시스템의 방진 장치에 관한 것으로, 특히 배관에 작용하는 휨 모멘트에 의한 회전 진동을 효과적으로 방진할 수 있도록 개선된 방진 장치에 관한 것이다.

공기 조화기나 냉장고와 같이 냉각 장치를 채용하는 기기는 냉매사이클을 형성하는 배관시스템을 가지고, 또 세탁기와 같이 배수 장치를 채용하는 기기는 배수유로를 형성하는 배관시스템을 가진다. 대부분의 경우 이러한 배관시스템에는 압축기나 펌프 등과 같이 진동을 유발하는 장치가 설치된다.

압축기나 펌프 등과 같은 진동원에서 발생하는 진동이 배관시스템의 배관을 따라 전달되면 배관이 다양한 양상으로 진동한다. 이 때 배관을 따라 전달되는 진동을 적절히 흡수하여 제거하지 않으면 배관이 심하게 흔들려서 파손되거나 주위의 다른 구조물에 충격을 가할 수 있다. 따라서 배관시스템에는 배관의 진동 저감을 위한 장치가 설치되기도 하는데, 이러한 방진 장치의 예는 대한민국 공개실용신안 제2000-0009089호에 개시되어 있다. 도 1은 개시된 종래의 방진 장치를 도시한 것이다.

도 1과 같이, 개시된 방진 장치는 냉장고에 설치된 압축기로부터 전달되는 진동을 차단하기 위한 방진용 고정구로서, 증발파이프(1)를 고정하는 고정부(2)와, 이 고정부(2)를 지지하는 연장부(3) 및 방진용 고정구를 증발명수대에 고정하기 위한 걸림구조를 가진다. 개시된 방진용 고정구는 자체가 탄성을 갖는 재질로 제조되어 증발파이프(1)를 통해 전달되는 진동을 감쇠한다.

일반적으로 배관을 따라 전달되는 진동에너지는 주로 굽힘파(bending wave)에 의해 전달된다. 이 때 낮은 주파수 영역에서는 주로 배관에 대해 수직한 방향으로 작용하는 전단력에 의한 운동(도 1의 A 참조)(이하에서는 이러한 진동 요소를 '병진 진동'이라 한다)에 의해 진동에너지가 전달되지만, 주파수가 증가할수록 배관 에 작용하는 휨 모멘트에 의한 운동(도 1의 B 참조)(이하에서는 이러한 진동 요소를 '회전 진동'이라 한다)에 의해 전달되는 진동에너지의 비중이 커지게 된다.

그런데 개시된 종래의 방진 장치는 배관이 진동할 때 배관의 병진 진동(증발파이프(1)의 상하 방향의 운동)을 효과적으로 감쇠시킬 수 있으나, 배관의 회전 진동은 제대로 감쇠시키지 못하는 문제점이 있다. 즉 종래의 방진 장치에서는 휨 모멘트에 의한 회전 진동이 전달될 때 연장부(3)의 특정 부분이 압축 변형되면서 진동을 흡수하게 되는데, 이와 같이 진동에 의한 하중이 탄성체의 특정 부분에 집중되면 압축 강성이 크게 작용하여 진동이 제대로 흡수되지 못하는 것이다. 이러한 문제점으로 인해 종래의 방진 장치는 배관이 고주파수로 진동할 때에 있어 방진 성능이 매우 나빠진다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 배관의 병진 진동과 회전 진동을 모두 효과적으로 절연할 수 있는 배관시스템의 방진 장치를 제공하는데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배관시스템의 방진 장치는 진동이 전달되는 배관과 상기 배관을 지지하는 구조물 사이에 설치되는 배관시스템의 방진 장치에 있어서, 상기 배관의 길이 방향을 따라 이격되어 배치되는 복수의 탄성체;와 상기 복수의 탄성체 각각에 대응하여 배치되고, 상기 배관과 탄성체를 연결하여 상기 배관에서 상기 탄성체로 진동을 전달하는 복수의 방진 플레이트;를 포 함하는 것을 특징으로 한다.

또 본 발명의 방진 장치는 상기 배관에 부착되고, 상기 복수의 방진 플레이트를 연결하는 연결 플레이트를 더 포함하고, 상기 복수의 방진 플레이트는 상기 연결 플레이트의 길이 방향 양단부에서 수직한 방향으로 각각 연장되는 제1방진 플레이트와 제2방진 플레이트를 포함할 수 있다.

상기 배관으로부터 진동이 전달될 때 상기 제1방진 플레이트와 제2방진 플레이트는 상기 복수의 탄성체를 전단 변형시킨다.

상기 복수의 탄성체 각각은 대응하는 방진 플레이트가 삽입되는 삽입부를 포함하고, 상기 복수의 탄성체는 상기 삽입부에 삽입된 방진 플레이트에 밀착된다.

또한 본 발명에 따른 배관시스템의 방진 장치는 진동이 전달되는 배관과 상기 배관을 지지하는 구조물 사이에 설치되는 배관시스템의 방진 장치에 있어서, 상기 배관에 부착되는 연결 플레이트;와 상기 연결 플레이트의 길이 방향 양단에서 절곡되어 연장되는 방진 플레이트;와 상기 방진 플레이트가 삽입되고, 상기 방진 플레이트의 외면을 탄성 가압한 상태에서 상기 방진 플레이트를 지지하는 탄성체;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 방진 장치의 구성을 보인 사시도 및 측단면도이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 배관시스템의 방진 장치(10)는 압축기(미도시)나 펌프(미도시) 등과 같은 진동 발생원에 연결되는 배 관(20)과, 배관(20)을 지지하는 구조물(S) 사이에 설치된다. 방진 장치(10)는 배관(20)을 통해 진동이 전달될 때 배관(20)이 요동하지 않도록 배관(20)을 고정하는 한편, 배관(20)에서 구조물(S)로 전달되는 진동을 흡수한다. 배관(20)을 지지하는 구조물(S)은 각종 기기의 본체 프레임(예를 들면, 공기조화기나 세탁기의 본체) 이거나 건물의 바닥이나 벽면 등과 같은 구조물일 수 있다.

방진 장치(10)는 배관(20)의 길이 방향을 따라 서로 이격되어 배치되는 복수의 탄성체(30)와, 이 복수의 탄성체(30) 각각에 대응하도록 배치되어 배관(20)과 탄성체(30)를 연결하는 복수의 방진 플레이트(40)를 구비한다. 방진 플레이트(40)는 배관(20)에서 구조물(S) 쪽으로 전달되는 병진 진동과 회전 진동을 탄성체(30)로 전달하고, 탄성체(30)는 방진 플레이트(40)를 통해 전달되는 진동을 흡수한다. 본 실시예에서는 두 개의 탄성체(30)와 방진 플레이트(40)가 구비된 예에 관해 설명하나, 설계상의 필요에 따라 탄성체(30)와 방진 플레이트(40) 수는 적절히 변경될 수 있다. 이하에서 두 방진 플레이트(40)를 구분하여 설명할 필요가 있는 경우에는 제1방진 플레이트(40a), 제2방진 플레이트(40b)로 구분한다. 또 제1방진 플레이트(40a)에 대응하는 탄성체를 제1탄성체(30a), 제2방진 플레이트(40b)에 대응하는 탄성체를 제2탄성체(30b)라 한다.

두 개의 방진 플레이트(40)는 연결 플레이트(50)에 의해 서로 연결되며, 연결 플레이트(50)는 배관(20)에 밀착된 상태로 고정된다. 이 때 연결 플레이트(50)는 배관(20)의 외주면을 자연스럽게 감쌀 수 있도록 아크 형상을 가지는 것이 바람직하다. 연결 플레이트(50)는 연결 고리(60)를 통해 배관(20)에 고정된다. 그러나 별도의 연결 고리(60) 없이 접착제를 사용하여 연결 플레이트(50)를 배관(20)에 부착하는 것도 가능하다. 본 실시예에서는 방진 플레이트(40)가 연결 플레이트(50)를 통해 배관(20)에 고정되는 예를 보였으나, 연결 플레이트(50) 없이 방진 플레이트(40)를 바로 배관(20)에 연결하는 것도 가능하다.

본 실시예에서 연결 플레이트(50)와 방진 플레이트(40)는 일체로 형성된다. 제1방진 플레이트(40a)는 연결 플레이트(50)의 길이 방향 일단에서 수직한 방향으로 연장되고, 제2방진 플레이트(40b)는 연결 플레이트(50)의 길이 방향 타단에서 수직한 방향으로 연장된다.

탄성체(30)는 엘라스토머(elastomer)를 사용해 제조될 수 있으며, 각 탄성체(30a)(30b)는 대응하는 방진 플레이트(40a)(40b)가 삽입되는 삽입부(31)를 가진다. 삽입부(31)에 방진 플레이트(40)가 삽입된 상태에서 삽입부(31)의 내측면(31a)은 방진 플레이트(40)의 외면(41)을 탄성 가압한다. 따라서 방진 플레이트(40)가 삽입부(31) 내에서 직선 운동하면 방진 플레이트(40)의 외면(41)과 삽입부(31)의 내측면(31a) 사이에서 작용하는 전단력에 의해 탄성체(30)가 전단 변형한다.

삽입부(31)에 방진 플레이트(40)가 삽입된 상태에서 방진 플레이트(40)의 하부에는 일정한 여유 공간(31b)이 마련된다. 이 여유 공간(31b)은 탄성체(30)가 전단 변형될 때 방진 플레이트(40)의 하단이 구조물(S)이나 후술할 지지 플레이트(70)에 간섭되지 않도록 고려한 것이다.

배관(20)을 지지하는 구조물(S)과 탄성체들(30) 사이에는 지지 플레이트(70)가 배치될 수 있다. 이 때 두 탄성체(30)는 지지 플레이트(70)에 부착되고, 지지 플레이트(70)는 볼트와 같은 체결수단을 통해 구조물(S)에 고정된다.

한편 방진 효율을 최적화하기 위해서 제1방진 플레이트(40a)와 제2방진 플레이트(40b)가 이격되어 있는 거리(R)는 다음의 부등식을 만족하도록 설계하는 것이 바람직하다.

1/2λ2≤R≤1/2λ1

여기서 λ1=CB/f1 로서, 배관을 통해 전달되는 굽힘파의 주파수 영역에서 최저 주파수 f1에 관련된 파장이고, λ2=CB/f2 로서, 배관을 통해 전달되는 굽힘파의 주파수 영역에서 최고 주파수 f2에 관련된 파장이다. 또 CB는 배관을 통해 전달되는 굽힘파의 속도이다. 예를 들어 내측 직경이 4mm이고, 외측 직경이 6mm인 구리 배관을 통해 f1=300Hz, f2=500Hz(이 주파수 영역은 공기조화기에 있어 주로 관심이 되는 주파수 영역이다)인 굽힘파가 전달된다고 할 때, 0.08m≤R≤0.1m 인 것이 바람직하다.

이하에서는 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 방진 장치의 동작을 설명한다. 먼저 도 4를 참조하여 병진 진동을 흡수하는 동작을 설명한다.

배관(20)이 병진 진동함에 따라 배관(20)이 도 4의 화살표 방향(C 참조)으로 병진 이동하는 경우 배관(20)에 연결되어 있는 연결 플레이트(50)와 방진 플레이트(40)가 배관(20)과 함께 화살표 방향으로 이동한다. 이 때 방진 플레이트(40)와 탄성체(30) 사이에서 작용하는 마찰력에 의해 진동에너지가 열에너지로 소산되며, 또 탄성체(30)가 전단 변형에 따라 탄성체(30)에 흡수된다.

다음 도 5를 참조하여 회전 진동을 흡수하는 동작을 설명한다. 배관(20)에 작용하는 휨 모멘트에 의해 도 5의 화살표 방향(D 참조)으로 배관(20)이 회전 이동하면 제1방진 플레이트(40a)는 제1탄성체(30a)를 하방으로 전단 변형시키고, 제2방진 플레이트(40b)는 제2탄성체(30b)를 상방으로 전단 변형시킨다. 이 때 배관(20)에서 전달된 진동에너지의 일부는 위에서 설명한 바와 같이 열에너지로 소산되고, 나머지 일부는 제1탄성체(30a)와 제2탄성체(30b)에 의해 흡수된다. 탄성체(30)가 전단 변형할 때의 강성은 탄성체(30)가 압축 변형할 때의 강성보다 작기 때문에 본 발명의 방진 장치(10)는 고주파수 영역에서 보다 효과적으로 진동을 흡수할 수 있다.

위에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 배관의 병진 진동 뿐만 아니라 회전 진동도 효과적으로 절연할 수 있으므로 폭 넓은 주파수 영역에서 향상된 방진 성능을 발휘할 수 있다.

또한 본 발명은 간단한 구조를 가지므로 경제적인 부담 없이 다양한 기기들에 활용될 수 있다.

Claims

진동이 전달되는 배관과 상기 배관을 지지하는 구조물 사이에 설치되는 배관시스템의 방진 장치에 있어서,

상기 배관의 길이 방향을 따라 이격되어 배치되는 복수의 탄성체;와

상기 복수의 탄성체 각각에 대응하여 배치되고, 상기 배관과 탄성체를 연결하여 상기 배관에서 상기 탄성체로 진동을 전달하는 복수의 방진 플레이트;를 포함하고,

상기 복수의 탄성체 각각은 대응하는 방진 플레이트가 삽입되는 삽입부를 포함하고, 상기 복수의 탄성체는 상기 삽입부에 삽입된 방진 플레이트에 밀착되는 것을 특징으로 하는 배관시스템의 방진 장치.
제1항에 있어서,

상기 배관에 부착되고, 상기 복수의 방진 플레이트를 연결하는 연결 플레이트를 더 포함하고,

상기 복수의 방진 플레이트는 상기 연결 플레이트의 길이 방향 양단부에서 수직한 방향으로 각각 연장되는 제1방진 플레이트와 제2방진 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 배관시스템의 방진 장치.
제2항에 있어서,

상기 배관으로부터 진동이 전달될 때 상기 제1방진 플레이트와 제2방진 플레이트는 상기 복수의 탄성체를 전단 변형시키는 것을 특징으로 하는 배관시스템의 방진 장치.
삭제
진동이 전달되는 배관과 상기 배관을 지지하는 구조물 사이에 설치되는 배관시스템의 방진 장치에 있어서,

상기 배관에 부착되는 연결 플레이트;와

상기 연결 플레이트의 길이 방향 양단에서 절곡되어 연장되는 방진 플레이트;와

상기 방진 플레이트가 삽입되고, 상기 방진 플레이트의 외면을 탄성 가압한 상태에서 상기 방진 플레이트를 지지하는 탄성체;를

포함하는 것을 특징으로 하는 배관시스템의 방진 장치.