KR101342725B1 - Apparatus to reduce vibration of piping - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예에 따른 배관 진동 저감 장치는, 배관의 외면 형상에 대응되는 내면 형상을 가지며, 배관에 결합된 후 상호 체결됨으로써 배관에 결합되는 고정부; 및 고정부의 외면에서 둘레 방향을 따라 이격되게 구비되어, 배관에서 발생되는 진동을 저감시키는 복수 개의 진동 저감부;를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 다방향으로 발생 가능한 배관의 진동을 저감시킴으로써 진동으로 인한 배관 파손이 발생되는 것을 방지할 수 있고, 또한 간단한 구성으로 추가 지지대 없이 설치할 수 있으면서도 배관에 대한 조립 및 분리 과정이 용이하여 설치 편의성을 증대시킬 수 있다.Pipe vibration reduction device according to an embodiment of the present invention, has an inner surface shape corresponding to the outer surface shape of the pipe, the fixing portion coupled to the pipe by being coupled to each other after being coupled to the pipe; And a plurality of vibration reduction units provided to be spaced apart from the outer surface of the fixing unit along the circumferential direction to reduce vibrations generated in the pipe. According to an embodiment of the present invention, by reducing the vibration of the pipe which can be generated in multiple directions, it is possible to prevent the damage of the pipe caused by the vibration, and also the assembly and separation process for the pipe while being able to install without additional support in a simple configuration This ease of installation can increase installation convenience.
Description
배관 진동 저감 장치가 개시된다. 보다 상세하게는, 다방향으로 발생 가능한 배관의 진동을 저감시킴으로써 진동으로 인한 배관 파손이 발생되는 것을 방지할 수 있고, 간단한 구성으로 추가 지지대 없이 설치할 수 있도록 설치 편의성을 향상시킨 배관 진동 저감 장치가 개시된다.
An apparatus for reducing pipe vibration is disclosed. More specifically, disclosed is a pipe vibration reduction device that can prevent pipe breakage caused by vibration by reducing vibration of a pipe that can be generated in multiple directions, and improve installation convenience so that installation can be performed without additional support with a simple configuration. do.
일반적으로, 발전소 및 석유화학 플랜트와 같은 설비는 다양한 유체를 이동시키고 고온, 고압의 증기를 생성, 운반하여 에너지를 생성하거나 활용하는 설비 특성상 대부분의 기계 요소가 배관계로 연결되어 있다. 이러한 대형 생산 설비 외에도, 일반 대형 건물이나 산업/주거 현장에도 용수 이동용 펌프 및 배관계가 지하로부터 시작하여 건물 전체에 걸쳐 설치되어 있다. 즉 배관계는 산업 및 주거 현장에서 인체의 혈관처럼 각 기기/설비를 연결하고, 설비 운전 최적화를 유지하는 주요 부분이다.In general, facilities, such as power plants and petrochemical plants, are connected to most mechanical elements due to the characteristics of the facilities that move various fluids and generate or transport high-temperature, high-pressure steam to generate or utilize energy. In addition to these large production facilities, water transfer pumps and plumbing systems are installed throughout the building, starting from the basement, in general large buildings and industrial / residential sites. In other words, the plumbing system is the main part that connects each device / equipment like the blood vessels of the human body in industrial and residential sites and maintains the optimal operation of the facility.
배관계를 설치하는 경우, 배관계의 용도 및 환경에 따라 여러 가지 조건을 고려해야 하는데, 특히 배관계 내부에 고온, 고압의 유체가 이동할 경우 온도 및 압력 변화에 의해서 발생하는 열변형과 열응력문제를 다루는 열역학적/재료적 해석이 중요한 설계 요소로 자리잡고 있다. When installing the piping system, various conditions should be considered depending on the purpose and environment of the piping system. In particular, the thermodynamics / thermal stresses that deal with the thermal deformation and thermal stress caused by temperature and pressure changes when the high temperature and high pressure fluids move inside the piping system. Material analysis has become an important design element.
또한 배관의 구조, 온도 및 압력 조건의 변화에 따라 발생하는 배관내의 수격현상 (water hammering), 공동현상 (cavitation), 압력 맥동등은 배관계에 과도한 진동을 유발시킬 수 있기 때문에 이러한 특성을 규명하는 동특성/구조 해석 역시 중점적으로 고려해야 할 대상으로 인식되고 있다. In addition, water hammering, cavitation, and pressure pulsation in pipes caused by changes in pipe structure, temperature, and pressure conditions can cause excessive vibration in the piping system. Structural analysis is also recognized as an important consideration.
예를 들면, 배관계의 진동은 배관 내 유체가 외부적인 영향으로 급격한 온도, 압력 변화를 나타낼 때, 배관 내부에 고온, 고압의 증기가 이동하는 경우 유체의 상태변화가 관을 자극(가진)할 때, 또한 유체 흐름 특성이 배관 고유 진동수를 가진할 경우 주로 발생한다. 이렇게 발생한 진동이 커질 경우, 배관계에 이상이 발생하고, 심할 경우 파손을 유발할 수 있다. 배관계 이상으로 인하여 발전소 또는 공장 정지로 인한 경제적인 손실이 수반되고, 파손이 발생할 경우에는 내부를 흐르던 증기나 유체가 외부로 배출되어 작업자 또는 기계설비 등에 심각한 피해를 줄 수도 있다.For example, the vibration of piping system is when the fluid in the pipe shows a sudden change in temperature and pressure due to external influences, and when the high-temperature, high-pressure steam moves inside the pipe, the change in fluid condition stimulates the pipe. This also occurs mainly when the fluid flow characteristics have a natural frequency of the pipe. When the vibration generated in this way becomes large, abnormality may occur in the piping system, and in severe cases, it may cause damage. Due to abnormal piping system, economic loss due to power plant or plant shutdown is accompanied, and in case of breakage, steam or fluid flowing inside may be discharged to the outside, which may seriously damage workers or machinery.
배관계의 설계 단계에서는 이러한 문제를 고려하여 열수력적 해석 및 간단한 구조 해석을 통하여 적절한 위치에 배관계를 고정시킬 수 있는 지지대 또는 행거(Hanger)를 설치하고 있으나, 시간이 지나면서 성능 저하가 발생하고 있어 추가로 WEAR(Wire Energy Absorption Rope)나 유압식 완충 장치 등을 설치하여 진동 저감을 수행하고 있다. Considering these problems, the design stage of the piping system is installed with a support or a hanger to fix the piping system in the proper position through thermal hydraulic analysis and simple structural analysis. However, performance deterioration occurs over time. In addition, WEAR (Wire Energy Absorption Rope) or hydraulic shock absorbers are installed to reduce vibration.
하지만 이러한 종래의 완충기는 단방향의 진동에만 효과가 있어 현실적으로 다방향으로 발생하는 배관 진동 문제를 해결하기 어렵고, 대형 배관 구조물에서 밸브, 펌프와의 연성에 의해서 발생하는 고주파수 진동 저감이 어렵다는 한계도 있다. 또한 구조적으로 복잡하고, 설치 시 기존 건물 지지 구조물과 완충기를 연결하여 설치해야 되는 번거로움 때문에 비용적, 공간적 제약이 크다. However, such a conventional shock absorber is effective only in unidirectional vibration, so it is difficult to solve the pipe vibration problem that occurs in multiple directions, and there is a limit that it is difficult to reduce high frequency vibration generated by ductility with a valve and a pump in a large pipe structure. In addition, due to the complexity of the structure, the installation cost and space constraints due to the cumbersome connection between the existing building support structure and the shock absorber is high.
이에, 배관에 발생 가능한 다방향 진동을 감쇠시킬 수 있으면서 단순한 구조로 실제 적용이 용이한 새로운 개념의 배관 진동 저감 장치의 개발이 요구되는 실정이다.
Accordingly, there is a need to develop a new concept of pipe vibration reduction device that can attenuate multidirectional vibrations that can occur in a pipe and is easy to apply in a simple structure.
본 발명의 실시예에 따른 목적은, 다방향으로 발생 가능한 배관 진동을 저감시킴으로써 진동으로 인한 배관 파손이 발생되는 것을 방지할 수 있는 배관 진동 저감 장치를 제공하는 것이다.An object according to an embodiment of the present invention is to provide a pipe vibration reduction device capable of preventing pipe breakage caused by vibration by reducing pipe vibration that can occur in multiple directions.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 다른 목적은, 간단한 구성으로 추가 지지대 없이 설치할 수 있으면서도 배관에 대한 조립 및 분리 과정이 용이하여 설치 편의성을 증대시킬 수 있는 배관 진동 저감 장치를 제공하는 것이다.In addition, another object according to an embodiment of the present invention is to provide a pipe vibration reduction device that can be installed without additional support in a simple configuration, while the assembly and separation process for the pipe is easy to increase the ease of installation.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 다른 목적은, 배관으로부터 발생 가능한 진동을 흡수하는 진동 저감부의 질량을 선택적으로 조절할 수 있어 배관의 진동 주파수 특성이 일정 범위에서 달라지더라도 진동 저감부의 질량을 적절하게 조절함으로써 배관의 진동 저감을 실현할 수 있는 배관 진동 저감 장치를 제공하는 것이다.
In addition, another object according to an embodiment of the present invention, it is possible to selectively adjust the mass of the vibration reducing portion for absorbing the vibration that can be generated from the pipe to properly adjust the mass of the vibration reducing portion even if the vibration frequency characteristics of the pipe varies within a certain range It is providing the piping vibration reduction device which can implement the vibration reduction of piping by adjusting.
본 발명의 실시예에 따른 배관 진동 저감 장치는, 건축물 또는 설비에 구비되는 배관에 직접 장착되어 배관에 발생 가능한 진동을 저감시키는 배관 진동 저감 장치로서, 상기 배관의 외면 형상에 대응되는 내면 형상을 가지며, 상기 배관에 결합된 후 상호 체결됨으로써 상기 배관에 결합되는 고정부; 및 상기 고정부의 외면에서 둘레 방향을 따라 이격되게 구비되어, 상기 배관에서 발생되는 진동을 저감시키는 복수 개의 진동 저감부;를 포함할 수 있다.Pipe vibration reduction device according to an embodiment of the present invention is a pipe vibration reduction device that is mounted directly on the pipe provided in the building or equipment to reduce the vibration that can occur in the pipe, having an inner surface shape corresponding to the outer surface shape of the pipe A fixed part coupled to the pipe by being coupled to each other after being coupled to the pipe; And a plurality of vibration reducing units provided to be spaced apart from the outer surface of the fixing unit in a circumferential direction to reduce vibrations generated in the pipe.
이러한 구성에 의해서, 다방향으로 발생 가능한 배관의 진동을 저감시킴으로써 진동으로 인한 배관 파손이 발생되는 것을 방지할 수 있고, 또한 간단한 구성으로 추가 지지대 없이 설치할 수 있으면서도 배관에 대한 조립 및 분리 과정이 용이하여 설치 편의성을 증대시킬 수 있다.
By this structure, it is possible to prevent the pipe breakage caused by the vibration by reducing the vibration of the pipe which can be generated in multiple directions, and also easy to assemble and separate the pipe while being able to install without additional support in a simple configuration Installation convenience can be increased.
본 발명의 실시예에 따르면, 다방향으로 발생 가능한 배관의 진동을 저감시킴으로써 진동으로 인한 배관 파손이 발생되는 것을 방지할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, it is possible to prevent the pipe breakage caused by the vibration by reducing the vibration of the pipe that can occur in multiple directions.
또한 본 발명의 실시예에 따르면, 간단한 구성으로 추가 지지대 없이 설치할 수 있으면서도 배관에 대한 조립 및 분리 과정이 용이하여 설치 편의성을 증대시킬 수 있다.In addition, according to the embodiment of the present invention, while being able to install without additional support in a simple configuration, the assembling and detaching process for the pipe is easy to increase the ease of installation.
또한 본 발명의 실시예에 따르면, 배관으로부터 발생 가능한 진동을 흡수하는 진동 저감부의 질량을 선택적으로 조절할 수 있어 배관의 진동 주파수 특성이 일정 범위에서 달라지더라도 진동 저감부의 질량을 적절하게 조절함으로써 배관의 진동 저감이 가능하다.
In addition, according to an embodiment of the present invention, the mass of the vibration reducing unit for absorbing the vibrations that can be generated from the pipe can be selectively adjusted to adjust the mass of the vibration reducing unit appropriately even if the vibration frequency characteristics of the pipe varies within a certain range Vibration can be reduced.
도 1은 건축물 또는 설비의 배관에 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 진동 저감 장치가 장착된 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 진동 저감 장치의 개략적인 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 진동 저감부의 구성을 확대한 사시도이다.
도 4는 도 3의 정면도이다.
도 5는 도 3에 도시된 동흡진질량부재에 질량 조절부재가 결합되는 동작을 도시한 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 동흡진질량부재에 질량 조절부재 및 너트부재가 결합되는 동작을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 진동 저감 장치의 장착 상태에 따른 주파수 응답을 그래프로 표현한 도면이다.1 is a perspective view schematically showing a state in which a pipe vibration reduction device according to an embodiment of the present invention is mounted on a pipe of a building or a facility.
2 is a schematic perspective view of a pipe vibration reducing apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is an enlarged perspective view illustrating a configuration of the vibration reducing unit illustrated in FIG. 2.
4 is a front view of Fig.
FIG. 5 is a view illustrating an operation in which a mass adjusting member is coupled to the dynamic suction mass member illustrated in FIG. 3.
6 is a view illustrating an operation in which the mass adjusting member and the nut member are coupled to the dynamic suction mass member illustrated in FIG. 5.
7 is a graph showing a frequency response according to the mounting state of the pipe vibration reduction device according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 적용에 관하여 상세히 설명한다. 이하의 설명은 특허 청구 가능한 본 발명의 여러 태양(aspects) 중 하나이며, 하기의 기술(description)은 본 발명에 대한 상세한 기술(detailed description)의 일부를 이룬다. Hereinafter, configurations and applications according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The following description is one of many aspects of the claimed invention and the following description forms part of a detailed description of the present invention.
다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail for the sake of clarity and conciseness.
도 1은 발전소 또는 플랜트의 배관계에 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 진동 저감 장치가 장착된 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.1 is a perspective view schematically showing a state in which a pipe vibration reduction device according to an embodiment of the present invention is mounted in a piping system of a power plant or a plant.
이에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 진동 저감 장치(100)가 장착되는 배관(1)은 복수 개의 배관(1)이 상호 나란하게 장착되기도 하고, 또한 이들 배관(1)에 가로 방향의 배관(1)이 장착되기도 하는 등 설비의 공간 또는 용도 등에 따라 다양하게 마련될 수 있다.As shown in the drawing, the
이러한 배관(1)은 갑작스러운 온도 및 압력 변화, 밸브 또는 펌프 등 기기와의 연성에 의한 수격현상, 공동현상, 압력맥동 등의 진동 발생원인에 의한 진동이 발생할 수 있고, 이로 인하여 배관(1)에 이상이 발생할 수 있고, 심한 경우 심각한 변형 또는 파손이 발생할 수 있다. Such piping (1) may be caused by a sudden change in temperature and pressure, vibration due to the occurrence of vibration, such as water hammer phenomenon, cavitation phenomenon, pressure pulsation due to the coupling with the device such as valve or pump, thereby causing the pipe (1) Anomalies may occur and, in severe cases, serious deformation or breakage may occur.
그런데, 도 1에 도시된 것처럼, 배관(1)에는 각각 본 실시예에 따른 배관 진동 저감 장치(100)를 장착하여 발생 가능한 다방향으로의 진동을 저감할 수 있다. 이하에서는 이러한 배관 진동 저감 장치(100)의 구성에 대해서 도면을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.However, as illustrated in FIG. 1, the
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 진동 저감 장치의 개략적인 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 진동 저감부의 구성을 확대한 사시도이고, 도 4는 도 3의 정면도이며, 도 5는 도 3에 도시된 동흡진질량부재에 질량 조절부재가 결합되는 동작을 도시한 도면이며, 도 6은 도 5에 도시된 동흡진질량부재에 질량 조절부재 및 너트부재가 결합되는 동작을 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 진동 저감 장치의 장착 상태에 따른 주파수 응답을 그래프로 표현한 도면이다. 2 is a schematic perspective view of a pipe vibration reduction device according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is an enlarged perspective view of the configuration of the vibration reduction unit shown in Figure 2, Figure 4 is a front view of Figure 3, Figure 5 3 is a view showing an operation in which the mass adjusting member is coupled to the dynamic suction mass member shown in FIG. 3, and FIG. 6 is a view illustrating an operation in which the mass adjusting member and the nut member are coupled to the dynamic suction mass member illustrated in FIG. 5. 7 is a graph illustrating a frequency response according to a mounting state of a pipe vibration reduction device according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 진동 저감 장치(100)는, 배관(1)의 외면 형상에 대응되는 내면 형상을 가지며 배관(1)에 결합된 후 체결됨으로써 배관(1)에 결합되는 고정부(110)와, 고정부(110)의 외면에서 둘레 방향을 따라 이격되게 구비되어 배관(1)에서 발생되는 다방향으로의 진동을 저감시키는 복수 개의 진동 저감부(150)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the pipe
방사형으로 설치되는 진동 저감부(150)의 구성에 의해서, 배관 중심축의 상하 및 좌우 진동을 저감시킬 수 있고, 복수 개의 진동 저감 장치(100)를 타 위치 및 방향으로 설치하여 상호 중심축 방향의 진동 저감도 가능하다. 이로부터 배관(1)의 다방향 진동을 저감시킴으로써 배관(1)에 파손이 발생되는 것을 저지할 수 있고, 배관(1)에 직접 체결되는 간단한 구조로 인하여 추가 지지물 설치 없이 진동 저감 장치(100)의 적용이 가능하여 설치 편의성을 증대시킬 수 있다.By the configuration of the
각각의 구성에 대해 설명하면, 본 실시예의 고정부(110)는, 도 1 및 도 2에 도시된 것처럼, 배관(1)에 대응되는 실린더(cylinder) 형상을 기본으로 갖되 배관 형상에 따라 변화가 가능하고, 그 내면은 배관(1)의 외면에 접촉되는 구조를 가짐으로써 배관(1)으로부터의 진동을 직접적으로 받은 후 진동 저감부(150)에 한다. Referring to each configuration, as shown in Figs. 1 and 2, the
이러한 고정부(110)는 배관(1)에 착탈 가능한 구조를 갖기 위해, 상호 분리 가능한 한 쌍의 고정부재(120)를 포함할 수 있다. 즉, 한 쌍의 고정부재(120)는 단면이 반원 형상 (배관이 실린더 형상인 경우)을 가짐으로써 한 쌍의 고정부재(120)를 배관(1)에 결합시킨 후 상호 결합시킴으로써 배관(1)에 대한 배관 진동 저감 장치(100)의 결합 및 분리를 용이하게 할 수 있다.The
다시 말해, 도 2에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 고정부재(120)의 양단에는 배관(1)의 반경 방향을 갖는 연결 부분(121)이 외측으로 연장 형성되기 때문에 한 쌍의 고정부재(120)를 배관(1)에 결합시키는 경우 한 쌍의 고정부재(120)에 마련된 연결 부분(121)이 상호 접면될 수 있으며, 이러한 연결 부분(121)을 상호 결속시킴으로써 배관(1)에 대한 한 쌍의 고정부재(120)의 결합을 할 수 있다. 이 때 한 쌍의 고정부재(120)에 마련된 연결 부분(121)을 상호 결속시키기 위해서는, 스크루 결합 등이 적용될 수 있고, 아울러 클램프 등을 이용한 결속 방법이 적용될 수도 있다. 다만 이에 한정되지는 않는다. 이러한 구조 때문에 현장에서 추가적인 지지구조물 설치 없이 배관 진동 저감 장치(100)를 배관(1)에 적용할 수 있다. In other words, as shown in FIG. 2, the pair of
이러한 고정부(110)는 일반 구조용 압연강재인 예를 들면 SS400으로 제작될 수 있어, 강한 내구성 및 내열성을 가질 뿐만 아니라 내식성을 가짐으로써 외부의 환경에 쉽게 변화되지 않는다. 다만, 고정부(110)는 배관(1)의 열변형 및 열응력 특성을 고려하여 배관(1)과 동일한 재질로 제작되는 것을 원칙으로 하나, 이에 한정되는 것은 아니며, 본 실시예의 고정부(110)로 적용되기에 적합한 성질을 갖는 재질이라면 다른 재질이 적용될 수 있음은 당연하다.The
한편, 본 실시예의 진동 저감부(150)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 고정부(110)의 외면에 방사형 대칭 구조로 복수 개 구비되어 배관(1)에 발생 가능한 다방향으로의 진동을 저감하는 역할을 한다. 이를 위해, 본 실시예의 진동 저감부(150)는, 각각의 고정부재(120)의 외면에서 고정부재(120)의 양단에 형성된 연장 부분(121)들 사이에서45도 간격을 갖도록 배치된다. 즉, 각각의 고정부재(120)에 3개씩의 진동 저감부(150)가 대칭형으로 결합되며, 이로 인해 한 쌍의 고정부재(120)를 상호 결합시키는 경우 진동 저감부(150)들은 상호 대칭되는 구조를 가질 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 2, the
이러한 진동 저감부(150)의 대칭 구조로 인해 배관(1)에 발생 가능한 다방향으로의 진동을 효과적으로 저감할 수 있어 진동으로 인해 발생할 수 있는 배관(1) 변형이나 파손을 방지할 수 있다. 다만, 고정부(110)에 대한 진동 저감부(150)의 결합 구조는 전술한 구조에 한정되는 것은 아니며 더 많은 수의 진동 저감부(150)가 다른 배치 구조로 고정부(110)에 마련될 수 있음은 당연하다. Due to the symmetrical structure of the
그리고, 진동 저감부(150)는 전술한 고정부재(120)와 일체로 제작될 수 있다. 다시 말해, 고정부재(120)와 동일한 재질로 진동 저감부(150)는 고정부재(120)와 일체로 형성될 수 있어 외력에 대한 내구성을 강화할 수 있다. 다만, 이에 한정되지는 않으며, 고정부재(120)와 진동 저감부(150)는 개별적으로 제작되어 상호 결합될 수도 있음은 당연하다.In addition, the
진동 저감부(150)의 구성에 대해 구체적으로 설명하면, 본 실시예의 진동 저감부(150)는, 도 3 및 도 4에 도시된 것처럼, 고정부재(120)의 외면으로부터 반경 방향으로 결합되는 외팔보 타입의 동흡진날개부재(151)와, 동흡진날개부재(151)의 단부에 결합되어 배관(1)의 진동을 실질적으로 흡수하는 동흡진질량부재(155)를 포함할 수 있다. 또한, 진동 저감부(150)는, 동흡진질량부재(155)에 착탈 가능하게 결합되어 동흡진질량부재(155)의 질량을 선택적으로 조절하도록 하는 질량 조절부재(158)을 포함할 수 있다.Referring to the configuration of the
먼저, 본 실시예의 동흡진날개부재(151)는, 배관(1)에 진동이 발생되는 경우 그 진동을 동흡진질량부재(155)로 전달하는 역할을 한다. 이러한 동흡진날개부재(151)는 외팔보 타입으로 마련되기 때문에 고정부재(120)와의 결합 부분을 중심으로 가해지는 외력의 방향에 따라 굽힘이 발생될 수 있다. 따라서 배관(1)으로부터 발생된 진동을 동흡진질량부재(155)에 전달할 수 있으면서도 동흡진질량부재(155)가 외팔보 운동을 할 수 있도록 함으로써 배관(1)에 발생된 진동을 줄일 수 있도록 한다. 이는 동흡진기 원리에 기본을 둔다.First, the copper
이러한 동흡진날개부재(151)는, 도 3 및 도 4에 도시된 것처럼, 고정부재(120)와 결합된 부분으로부터 동흡진질량부재(155)와 결합된 부분으로 갈수록 폭이 좁아지는 테이퍼(taper) 형상을 갖는다. 이는 배관(1)에 진동이 발생하고, 그 진동이 본 실시예의 배관 진동 저감 장치(100)에 전달될 때 상대적으로 큰 응력이 고정부재(120)와 동흡진날개부재(151)의 연결 부분에 집중되는 현상을 해결할 수 있는 방안이다. 고정부재(120)과 동흡진날개부재(151)의 연결 부분에 응력이 집중될 경우 크랙 (crack)이 발생하여 배관 진동 저감 장치(100)가 기능을 상실할 수 있다. 이와 같이 고정부재(120)과 동흡진날개부재(151)의 연결 부분의 집중되는 응력을 분산시키기 위한 목적을 위하여 동흡진날개부재(151)의 형상이 기 서술된 형상이 아닌 다른 형상이 적용될 수 있음은 당연하다. As shown in FIGS. 3 and 4, the copper
또한 본 실시예의 고정부재(120)와 동흡진날개부재(151)의 연결 부분에서는 고정부재(120)와 동흡진날개부재(151)의 접촉 면적을 최소화 하면서 연결 부분의 강성을 향상시키기 위해 정밀 웰딩(welding)으로 처리될 수 있다. 즉, 고정부재(120)에 접하는 동흡진날개부재(151)의 양측에서 도 3 및 도 4에 도시된 'W1'처럼 웰딩을 함으로써 고정부재(120)에 대한 동흡진날개부재(151)의 결합력을 강화시킬 수 있으며, 따라서 과도한 외력이 고정부재(120)와 동흡진날개부재(151)의 연결 부분에 가해지더라도 크랙이 발생되는 것을 저지할 수 있다.In addition, in the connecting portion of the fixing
한편, 본 실시예의 동흡진질량부재(155)는, 도 3 및 도 4에 도시된 것처럼, 원기둥 형상을 가지며 동흡진날개부재(151)의 단부에서 동흡진날개부재(151)와 일체로 구비될 수 있다. 동흡진날개부재(151) 및 동흡진질량부재(155)의 연결 부분 역시 외력이 가해지는 경우 크랙이 발생되기가 상대적으로 쉬운 부분이므로, 도 3 및 도 4에 도시된 'W2'와 같이 웰딩 처리될 수 있다.On the other hand, the dynamic
동흡진질량부재(155)는 배관(1)에 진동이 발생될 때 진동을 저감시키거나 최소로 줄이기 위한 동흡진기 이론을 적용하기 위하여 동흡진질량부재(155)의 질량을 조절하여 진동 저감부(150)의 고유 진동수를 배관(1)의 진동 주파수와 동일하도록 설계될 수 있다.The dynamic
즉, 진동 저감부(150)의 고유 진동수와 배관(1)의 진동 주파수가 동일하다고 가정한 다음, 동흡진기 이론으로부터 도출된 식을 적용하면 동흡진날개부재(151)의 길이에 따른 동흡진질량부재(155)의 적정 질량을 알 수 있고, 이로부터 동흡진질량부재(155)로 사용되는 재료의 밀도를 고려하여 직경 및 길이를 산정할 수 있다. 이와 같이 산출된 수치로 동흡진질량부재(155)를 설계함으로써 동흡진질량부재(155)가 배관(1)에 발생 가능한 진동을 효율적으로 저감시킬 수 있다. 다만, 동흡진기 이론에 의하여 동흡진질량부재(155)의 질량을 구하는 공식은 공지된 것이므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.That is, assuming that the natural frequency of the
다만, 배관(1)에 발생 가능한 진동은 내부 공간을 따라 이동하는 유체의 종류 또는 양 등에 따라 다르게 발생될 수 있고, 배관 진동 저감 장치(100)의 체결로 인하여 진동 특성이 변할 수 있기 때문에, 설계시 고려되었던 동흡진질량부재(155)의 고정된 질량으로는 진동 저감에 있어 최대의 효율을 구현하지 못할 수도 있다 이에, 이러한 부분을 보완하기 위해, 본 실시의 동흡진질량부재(155)에는, 도 5에 개략적으로 도시된 것처럼, 동흡진질량부재(155)의 질량을 선택적으로 조절할 수 있도록 하는 질량 조절부재(158)가 착탈 가능하게 결합될 수 있다.However, the vibration that may occur in the
부연 설명하면, 동흡진질량부재(155)는 그의 양측면으로부터 각각 내측 방향으로 함몰된 삽입홈(155h)이 형성되며, 이러한 삽입홈(155h)에 질량이 다른 다수의 질량 조절부재(158) 중 선택된 질량 조절부재(158)가 착탈 가능하게 부분적으로 삽입 결합될 수 있어 배관(1)에 발생 가능한 진동에 따라 동흡진질량부재(155)의 질량을 선택적으로 조절할 수 있도록 하여 배관(1)의 진동 저감을 보다 신뢰성 있게 수행할 수 있다.In detail, the copper
이러한 질량 조절부재(158)는 삽입홈(155h)에 대응하는 삽입 부분(158a)과, 삽입 부분(158a)과 일체로 결합되는 조절 부분(158b)을 구비할 수 있으며, 조절 부분(158b)을 다르게 함으로써 다수의 질량 조절부재(158)를 마련할 수 있다. 또는 질량 조절부재(158)의 재질을 다르게 함으로써 질량 조절부재(158)의 질량을 다르게 할 수도 있다. 가령, 예를 들면 같은 형상이라도 알루미늄으로 제작되는 질량 조절부재(158), 스틸로 제작되는 질량 조절부재(158)는 질량을 달리 하기 때문에 이러한 재질 등으로 질량 조절부재(158)를 제작함으로써 발생되는 진동에 따라 적절한 질량 조절부재(158)를 동흡진질량부재(158)에 결합시킬 수 있다.The
한편, 도 5를 참조하면, 본 실시예의 질량 조절부재(158)의 외면에는 수나사산이 형성되고, 삽입홈(155h)의 내벽에는 암나사산이 형성되어 동흡진질량부재(155)에 질량 조절부재(158)를 스크루 결합시킬 수 있다. On the other hand, referring to Figure 5, the male thread is formed on the outer surface of the
다만, 도 6에 도시된 것처럼, 질량 조절부재(158)에는 별도의 너트부재(159)가 선택적으로 결합될 수 있으며, 따라서 동흡진질량부재(155)에 추가적으로 결합되는 구성의 질량을 조절할 수 있다. 도 6에는 하나의 너트부재(159)가 결합되는 것으로 도시되었지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 더 많은 수의 너트부재(159)가 결합되거나 도 5에 도시된 것처럼 너트부재(159)가 결합되지 않을 수도 있는 것이다.However, as shown in FIG. 6, a
이와 같이, 질량 조절부재(158)는 동흡진질량부재(155)의 질량을 조절하여 배관 진동 저감 장치(100)의 고유 진동 주파수를 조절하는 목적으로 사용되기 때문에 질량 조절 목적을 위한 다른 방법 또는 체결 방법을 적용할 수 있음은 당연하다. As such, the
한편, 이하에서는 전술한 도 1 및 도 7을 참조하여, 본 실시예의 배관 진동 저감 장치(100)의 배관(1) 설치 개수에 따라 주파수에 따른 변위가 어떻게 나타나는지 설명하기로 한다.On the other hand, with reference to Figures 1 and 7 described above, it will be described how the displacement according to the frequency according to the number of
도 7은 압력 맥동에 의한 배관(1)의 진동을 배관 진동 저감 장치(100)를 설치한 효과를 설명하기 위한 것으로, 도 7의 Case 1은 본 실시예의 배관 진동 저감 장치(100)가 장착되지 않을 때를 나타내며, 도 7의 Case 2는 배관 진동 저감 장치(100)가 주요 배관(1)에 3개 장착된 경우를 나타내며, 도 7의 Case 3는 배관 진동 저감 장치(100)가 주요 배관(1)에 총 6개 장착된 경우를 나타낸다. 이러한 다수의 경우를 통해 배관 진동 저감 장치(100)의 설치 전후의 진동 변화 시뮬레이션을 표현할 수 있다.FIG. 7 illustrates the effect of installing the pipe
도 7을 살펴보면, Case 1에 비해 Case 2의 배관 공진 성분은 변위가 작아지고, 공진주파수의 이동이 발생했음을 알 수 있다. 또한 Case 2에 비해 Case 3는 배관 진동 저감 장치(100)의 설치로 배관 공진 성분이 분리되어 압력 맥동에 의한 진동 변위가 감소하고 있음을 알 수 있다. 즉, 배관 진동 저감 장치(100)가 배관(1)에 전반적으로 장착되는 경우 배관(1)에 발생 가능한 진동을 신뢰성 있게 줄일 수 있음을 알 수 있는 것이다.Referring to FIG. 7, it can be seen that the displacement of the pipe resonance component of Case 2 is smaller than that of
이와 같이, 본 실시예에 따르면, 배관(1)에 발생 가능한 다방향으로의 진동을 저감시킬 수 있어 배관(1) 변형 및 파손 현상을 방지할 수 있으면서, 간단한 구조로 추가 지지대 없이 설치할 수 있으면서도 배관(1) 적용을 위한 조립 및 분리 과정이 용이하여 설치 편의성을 증대시켰음을 알 수 있다.As described above, according to the present embodiment, it is possible to reduce the vibration in the multi-direction that can occur in the
또한, 실질적으로 진동을 흡수하는 동흡진질량부재(155)의 질량을 질량 조절부재(158)에 의해 선택적으로 조절할 수 있어 배관 진동 저감 장치(100)의 배관 설치에 따라 배관(1)에서 발생 가능한 진동의 주파수 특성이 달라지더라도 진동을 효율적으로 저감할 수도 있다.In addition, the mass of the dynamic vibration absorbing
한편, 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, such modifications or variations are intended to fall within the scope of the appended claims.
1 : 배관 100 : 배관 진동 저감 장치
110 : 고정부 120 : 고정부재
150 : 진동 저감부 151 : 동흡진날개부재
155 : 동흡진질량부재 158 : 질량 조절부재1: pipe 100: pipe vibration reducing device
110: fixing part 120: fixing member
150: vibration reduction unit 151: copper suction wing member
155: dynamic suction mass member 158: mass adjusting member
Claims (9)
상기 배관의 외면 형상에 대응되는 내면 형상을 가지며, 상기 배관에 결합된 후 상호 체결됨으로써 상기 배관에 결합되는 고정부; 및
상기 고정부의 외면에서 둘레 방향을 따라 이격되게 구비되어, 상기 배관에서 발생되는 진동을 저감시키는 복수 개의 진동 저감부;
를 포함하며,
상기 진동 저감부는 상기 고정부에 외팔보 타입으로 형성되고,
상기 진동 저감부는,
상기 고정부의 외면으로부터 반경 방향으로 연장 형성되는 동흡진날개부재; 및
상기 동흡진날개부재의 단부에 구비되며, 상기 배관의 설정된 특정 진동 성분과 동일한 고유 진동수를 갖도록 제작되는 원기둥 형상의 동흡진질량부재를 포함하는 배관 진동 저감 장치.
In the pipe vibration reducing device mounted on the pipe provided in the building or equipment to reduce the vibration that can occur in the pipe,
A fixing part having an inner surface shape corresponding to the outer surface shape of the pipe and coupled to the pipe by being fastened to each other after being coupled to the pipe; And
A plurality of vibration reducing units provided to be spaced apart from the outer surface of the fixing unit in a circumferential direction to reduce vibrations generated in the pipe;
Including;
The vibration reducing portion is formed in the cantilevered portion of the fixed portion,
The vibration reduction unit,
A copper suction blade member extending radially from an outer surface of the fixing part; And
And a cylindrical vibration absorbing mass member provided at an end portion of the copper suction wing member and manufactured to have the same natural frequency as the set specific vibration component of the pipe.
상기 고정부는 상기 배관에 대응되는 형상을 가지며, 상기 복수 개의 진동 저감부는 상기 배관으로부터 발생 가능한 진동을 저감할 수 있도록 상기 고정부의 외면에서 대칭 구조로 마련되는 배관 진동 저감 장치.
The method of claim 1,
The fixing part has a shape corresponding to the pipe, and the plurality of vibration reducing unit is provided with a symmetrical structure on the outer surface of the fixing unit so as to reduce the vibration that can be generated from the pipe.
상기 고정부는 상호 결합 시 상기 배관의 외면에 접촉되는 적어도 2개의 고정부재를 포함하며,
상기 고정부재의 양단에는 인접한 다른 고정부재와의 연결을 위한 연결 부분이 상기 배관의 외측 방향으로 연장 형성되는 배관 진동 저감 장치.
The method of claim 1,
The fixing part includes at least two fixing members in contact with the outer surface of the pipe when mutually coupled,
Both ends of the fixing member is connected to the other connection member for connecting pipe for vibration reduction device is formed extending in the outer direction of the pipe.
상기 동흡진날개부재는 상기 고정부와 결합된 부분으로부터 상기 동흡진질량부재와 결합된 부분으로 갈수록 폭이 좁아지는 테이퍼(taper) 형상을 갖는 배관 진동 저감 장치.
The method of claim 1,
And the copper suction wing member has a taper shape in which the width thereof becomes narrower from the portion coupled with the fixed portion to the portion coupled with the dynamic suction mass member.
상기 동흡진날개부재와 상기 고정부는 일체로 형성되거나, 개별 제작되어 결합될 경우 상기 동흡진날개부재과 상기 고정부는 정밀 웰딩(welding) 처리되는 배관 진동 저감 장치.
The method of claim 1,
The vibration absorbing wing member and the fixing part are integrally formed, or when individually manufactured and combined, the vibration absorbing wing member and the fixing part is a precision welding (welding).
상기 진동 저감부는,
상기 동흡진질량부재에 착탈 가능하게 결합되어 상기 동흡진질량부재의 질량을 선택적으로 조절하도록 질량 조절부재를 더 포함하는 배관 진동 저감 장치.
The method of claim 1,
The vibration reduction unit,
And a mass adjusting member detachably coupled to the dynamic suction mass member to selectively control the mass of the dynamic suction mass member.
상기 동흡진질량부재는 상기 동흡진질량부재의 양측면으로부터 각각 내측 방향으로 함몰된 삽입홈이 형성되고, 상기 삽입홈에 질량이 다른 다수의 상기 질량 조절부재 중 선택된 질량 조절부재가 착탈 가능하게 삽입 결합되는 배관 진동 저감 장치.9. The method of claim 8,
The copper suction mass member is formed with insertion grooves recessed inwardly from both sides of the copper suction mass member, respectively, and the mass adjusting member selected from a plurality of mass control members having different masses in the insertion groove is detachably inserted and coupled. Piping vibration reduction device.
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