KR101368830B1 - 댐퍼 - Google Patents

Abstract

댐퍼가 개시된다. 본 발명에 따른 댐퍼는 배관에 연결되고 내부에 배관 내의 유체가 유입 또는 배출될 수 있도록 챔버가 형성된 하우징, 챔버 내에 이동 가능하게 설치되어 유체의 유입량 또는 배출량을 조절하는 격막부 및 격막부에 결합되어 격막부를 이동시키는 구동부를 포함한다.

Description

댐퍼{Damper}

본 발명은 댐퍼에 관한 것이다.

속도 가변형 유압 펌프를 통해 배관에 유체를 압송하는 경우, 매 전달 사이클마다 강력한 맥동압이 발생하게 된다. 이와 같은 배관의 맥동압은 맥동의 진동수에 따라 배관 내에서 부적절한 진동을 초래한다.

따라서, 이러한 맥동압을 완충하여 저감시키기 위해 배관에 유압 댐퍼를 설치하는 것이 일반적이다. 이러한 유압 댐퍼는 배관의 맥동압이 증가할 때에는 배관 내의 유체를 챔버로 유입시켜 압력을 흡수하고, 반대로 맥동압이 감소할 때에는 챔버 내의 유체를 배관으로 방출시켜 압력을 제공함으로써, 발생되는 맥동압을 완충하도록 되어 있다.

그러나, 이와 같은 종래의 유압 댐퍼는 강성과 질량이 거의 일정하므로 단일의 고유 진동수만을 갖게 되고, 이에 따라 속도 가변형 유압 펌프의 송출압에 따라 주파수가 변화하는 배관의 맥동압을 적절히 흡수하는 데 한계가 있다는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2008-0032845호 (2008.04.16.)

본 발명은 강성과 질량을 변화시키는 것을 통해 고유 진동수를 조절할 수 있도록 하여, 주파수가 변화하는 배관의 맥동압을 적절하게 흡수할 수 있는 댐퍼를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 배관에 연결되고 내부에 배관 내의 유체가 유입 또는 배출될 수 있도록 챔버가 형성된 하우징, 챔버 내에 이동 가능하게 설치되어 유체의 유입량 또는 배출량을 조절하는 격막부 및 격막부에 결합되어 격막부를 이동시키는 구동부를 포함하는 댐퍼가 제공된다.

여기서, 댐퍼는 배관 내의 유체에 가해지는 압력을 측정하는 센서부 및 센서부에 의해 측정되는 압력에 따라 구동부의 작동을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

센서부는 배관 내의 유체를 압송시키는 펌프의 압력을 측정할 수 있다.

구동부는 일단이 격막부에 결합되어 구동 시 격막부를 이동시키는 구동 로드 및 구동 로드의 타단에 결합되어 구동 로드에 구동력을 제공하는 구동 모터를 포함할 수 있다.

그리고, 구동 로드는 길이가 변하도록 구동될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 구동부가 격막부를 이동시켜 댐퍼의 강성과 질량을 변화시키는 것을 통해 고유 진동수를 조절할 수 있으므로, 주파수가 변화하는 배관의 맥동압을 적절하게 흡수할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 댐퍼를 나타낸 도면.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 댐퍼의 작동 상태를 나타낸 도면.

본 발명에 따른 댐퍼의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

또한, 결합이라 함은, 각 구성 요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 댐퍼를 나타낸 도면이다. 도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 댐퍼의 작동 상태를 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 댐퍼(1000)는 하우징(100), 격막부(200) 및 구동부(300)를 포함하고, 센서부(400) 및 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다.

하우징(100)은 배관(10)에 연결되고 내부에 배관(10) 내의 유체가 유입될 수 있도록 챔버(110)가 형성되는 부분으로, 댐퍼(1000)의 외관을 형성한다. 이 경우, 하우징(100)은 접속 플랜지 등의 결합 부재를 통해 배관(10)에 연결될 수 있다.

챔버(110)는 하우징(100) 내부의 공간으로, 배관(10)과 연결되는 부분에 유체 유입구가 형성될 수 있다. 이로 인해, 배관(10)과 챔버(110) 사이에서 유체가 유입과 유출을 반복하며 배관(10)에 발생하는 맥동압을 완충할 수 있다.

격막부(200)는 챔버(110) 내에 신축 가능하고, 이동 가능하게 설치되어 유체의 유입량을 조절하는 부분으로, 챔버(110)를 유체가 차지하는 공간과 그렇지 않은 공간으로 구획할 수있다. 이 경우, 챔버(110)로 유입되는 유체는 격막부(200)에 의해 차단될 수 있다.

여기서, 격막부(200)는 유체를 차단하며 챔버(110)를 구획하는 격막(210) 및 격막(210)을 지지하는 지지대(220)를 포함할 수 있다.

한편, 격막부(200)는 자체 탄성 내지 챔버(110) 중 유체가 차지하지 않는 공간의 공기압 등에 의해 일정한 강성(K)을 유지할 수 있다. 이 경우, 강성(K)이란 유체의 압력이 격막부(200)에 변형을 가할 때 격막부(200)가 유체의 압력에 의한 변형에 저항하는 정도를 수치화한 것을 일컫는다.

따라서, 이러한 강성(K)보다 챔버(110)로 유입되는 유체의 압력이 큰 경우 유체에 의해 밀려나고, 반대로 강성(K)보다 챔버(110)로 유입되는 유체의 압력이 작은 경우 유체를 밀어내는 방식으로 챔버(110) 내에서 이동할 수 있다.

그런데, 격막부(200)의 강성(K)이 적정 요구치보다 큰 경우에는 댐퍼(1000)의 고유 진동수(f)가 충분히 높아 공진에 따른 성능 저하는 방지될 수 있으나, 높은 강성(K)으로 인해 맥동압의 흡수 성능이 떨어질 수 있다. 반대로, 격막부(200)의 강성(K)이 적정 요구치보다 작은 경우에는 공진 문제가 발생하여 맥동압이 더욱 증가될 수 있다.

그러므로, 격막부(200)의 강성(K)을 적정 요구치에 맞도록 최적화할 필요가 있으며, 특히 속도 가변형 유압 펌프(20)를 사용한 경우와 같이 송출압에 따라 주파수가 변화하는 배관(10)의 맥동압의 경우에는 격막부(200)의 강성(K) 및 챔버(110)의 유체 질량(M)을 적절하게 변화시켜 고유 진동수(f)를 조절할 필요가 있다.

이를 위해, 본 실시예에 따른 댐퍼(1000)는 구동부(300)가 격막부(200)를 이동시켜 격막부(200)의 강성(K) 및 챔버(110)의 유체 질량(M)을 적절하게 변화시킬 수 있다.

구동부(300)는 격막부(200)에 결합되어 격막부(200)를 이동시키는 부분으로, 격막부(200)에 외력을 가할 수 있도록 결합되어 격막부(200)의 강성(K)을 변화시킬 수 있다. 또한, 격막부(200)의 위치를 조절하여 챔버(110)로 유입된 유체의 양을 조절할 수 있으므로, 챔버(110)의 유체 질량(M)을 적절하게 변화시킬 수 있다.

이로 인해, 배관(10)의 맥동압이 증가할 때에는 도 2에 도시된 바와 같이, 격막부(200)의 강성(K)을 작게 하거나 격막부(200)의 위치를 배관(10)으로부터 멀어지게 해서 챔버(110)로 유입된 유체의 양을 크게 하여 배관(10) 내의 유체 압력을 충분히 흡수할 수 있다.

반대로 배관(10)의 맥동압이 감소할 때에는 도 3에 도시된 바와 같이, 격막부(200)의 강성(K)을 크게 하거나 격막부(200)의 위치를 배관(10)에 가까워지게 해서 챔버(110)에서 방출되는 유체의 양을 크게 하여 배관(10)에 압력을 충분히 제공할 수 있다.

여기서, 구동부(300)는 구동 로드(310) 및 구동 모터(320)를 포함할 수 있다. 구동 로드(310)는 일단이 격막부(200)에 결합되어 구동 시 격막부(200)를 이동시키는 부분으로, 형상이 변형되거나 위치가 변하도록 구동되면서 격막부(200)를 이동시킬 수 있다.

구동 모터(320)는 구동 로드(310)의 타단에 결합되어 구동 로드(310)에 구동력을 제공하는 부분으로, 전원 장치 등과 연결되어 전기 에너지를 구동 로드(310)를 구동시키는 기계적 에너지로 변환시킬 수 있다.

이와 같이, 구동부(300)는 구동 로드(310) 및 구동 모터(320)를 포함하여, 보다 세밀하고 정교하게 격막부(200)를 조절할 수 있다.

한편, 구동 로드(310)는 유압 실린더 등과 같이 길이가 변하도록 구동될 수 있다. 이로 인해, 구동 모터(320) 등의 여타 부재는 고정된 채로 구동 로드(310)만이 변형되면서 격막부(200)를 조절할 수 있다.

센서부(400)는 배관(10) 내의 유체에 가해지는 압력을 측정하는 부분으로, 배관(10)의 맥동압 변화 여부를 감지하여 구동부(300)를 자동적으로 구동시키기 위한 것이다.

여기서, 센서부(400)는 배관(10) 내의 유체를 압송시키는 펌프(20)의 압력을 측정할 수 있다. 예를 들면, 센서부(400)는 배관(10)의 RPM(revolution per minute) 등을 측정하여 그에 따라 제어부(미도시)가 구동부(300)의 작동을 제어하도록 할 수 있다.

이로 인해, 센서부(400)를 배관(10)에 설치할 필요 없이 펌프(10)에만 설치하여도 배관(10)의 맥동압 변화 여부를 감지할 수 있으므로, 보다 용이하게 배관(10) 내의 유체에 가해지는 압력을 측정할 수 있다.

이 경우, 제어부(미도시)는 센서부(400)에 의해 측정되는 압력에 따라 구동부(300)의 작동을 제어하여, 주파수가 변화하는 배관(10)의 맥동압에 대응되도록 격막부(200)의 강성(K) 및 챔버(110)의 유체 질량(M)을 적절하게 변화시킬 수 있다.

이상, 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

10: 배관 20: 펌프
100: 하우징 110: 챔버
200: 격막부 210: 격막
220: 지지대 300: 구동부
310: 구동 로드 320: 구동 모터
400: 센서부 1000: 댐퍼

Claims (5)

1. 배관에 연결되고 내부에 상기 배관 내의 유체가 유입 또는 배출될 수 있도록 챔버가 형성된 하우징;
   상기 챔버 내에 이동 가능하게 설치되어 상기 유체의 유입량 또는 배출량을 조절하는 격막부; 및
   상기 격막부에 결합되어 상기 격막부를 이동시키는 구동부;를 포함하고,
   상기 구동부는,
   일단이 상기 격막부에 결합되어 구동 시 상기 격막부를 이동시키는 구동 로드; 및
   상기 구동 로드의 타단에 결합되어 상기 구동 로드에 구동력을 제공하는 구동 모터;를 포함하는 댐퍼.
2. 제1항에 있어서,
   상기 배관 내의 유체에 가해지는 압력을 측정하는 센서부; 및
   상기 센서부에 의해 측정되는 압력에 따라 상기 구동부의 작동을 제어하는 제어부;를 더 포함하는 댐퍼.
3. 제2항에 있어서,
   상기 센서부는 상기 배관 내의 유체를 압송시키는 펌프의 압력을 측정하는 댐퍼.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 구동 로드는 길이가 변하도록 구동되는 댐퍼.

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