KR101673495B1 - 체크밸브 슬램 및 수충격 방지용 제어디스크를 구비하는 수배관 시스템 및 이를 위한 압력탱크 연결구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수배관 시스템 및 압력탱크 연결구에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 펌프의 급정지시 체크밸브의 슬램 현상 및 수충격을 방지할 수 있는 제어디스크를 구비하는 수배관 시스템 및 이를 위한 압력탱크 연결구에 관한 것이다. 본 발명은, 펌프와, 상기 펌프의 토출측에 구비되는 체크밸브와, 펌프로부터 토출된 유체를 이송하는 주배관과, 상기 주배관으로부터 분기 연결된 압력탱크연결관에 연결되는 압력탱크를 포함하는 수배관 시스템에 있어서, 상기 주배관과 압력탱크연결관이 교차되는 영역에 회동 가능하게 설치되어, 펌프의 가동시에는 상기 주배관은 개방하고 상기 압력탱크연결관은 커버하며, 펌프의 정지시에는 상기 압력탱크연결관은 개방하고 상기 주배관은 커버하여, 펌프 정지시 압력탱크로부터 압력탱크연결관을 통하여 주배관으로 배출되는 유체가 주배관의 주흐름 방향으로 분출되도록 유도하는 제어디스크를 포함한다.

Description

체크밸브 슬램 및 수충격 방지용 제어디스크를 구비하는 수배관 시스템 및 이를 위한 압력탱크 연결구{WATER PIPING SYSTEM HAVING CONTROL DISK FOR ALLEVIATING SLAM OF CHECK VALVE AND WATER HAMMER AND THE PRESSURE TANK CONNECTING MEMBER THEREFOR}

본 발명은 수배관 시스템 및 압력탱크 연결구에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 펌프의 급정지시 체크밸브의 슬램 현상 및 수충격을 방지할 수 있는 제어디스크를 구비하는 수배관 시스템 및 이를 위한 압력탱크 연결구에 관한 것이다.

일반적으로 수배관 시스템에서 펌프의 급정지나 밸브의 급폐쇄의 경우, 유량과 압력이 급격히 변화하게 되는 과도현상(Transient Condition)이 발생하게 되는데, 이러한 현상을 수충격현상(Water Hammer; 또는 수격현상)이라 한다. 이러한 수충격현상의 결과로, 관로 내에서의 갑작스런 유동변화에 의한 압력파의 전파로 관로의 형상에 따라 배관내의 압력이 급격히 높아지거나, 관내 압력이 물의 포화증기압 이하로 내려가서 증기(vapor)가 발생되고, 이어 재결합(Column Separation & Return)하는 과정에서 충격파로 인한 관로의 붕괴 또는 파손을 가져올 수 있다.

일반적으로 수충격(또는 수격) 현상의 유형은 배관계 내의 임의의 점에서, 압력이 급격히 변화되는 형태에 따라 분류할 수 있다. 즉, 배관내의 압력이 급격히 상승(고압)하는 경우와, 압력이 급격히 저하(저압)되는 경우로 분류될 수 있다. 통상적으로 배관내의 고압을 방지하기 위하여는 릴리프밸브(Relief Valve), 안전밸브(Safety Valve) 또는 데시-포트 체크밸브(Dash-Port Check Valve) 등을 설치하여 배관계에서 유체를 배출시키는 방법이 사용되고 있으며, 저압 방지를 위해서는, 에어/진공 밸브(Air/Vaccuum Valve), 또는 원웨이 서지 탱크(One Way Surge Tank) 등을 이용하여 배관계로 공기 또는 유체를 유입시키는 방법이 사용되고 있으며, 고압과 저압 두가지를 방지하기 위한 장치로는 밀폐식 에어챔버가 사용되고 있다.

도 1 에는 종래 통상적인 수배관 시스템의 개략적인 구성도가 도시된다. 도시된 바와 같이, 종래의 수배관 시스템은 흡입측(1)에서 유입된 물을 가압하는 펌프(2), 가압된 물이 이송되는 주배관(P) 및 상기 주배관(P)으로부터 전달된 물이 방류되는 토출측(3)을 포함한다. 또한, 주배관(P)에는 역류를 방지하기 위한 체크밸브(4)와 진동방지를 위한 플렉시블 조인트(미도시) 및 토출측(3)으로 유입되는 물을 단속하는 차단밸브(미도시) 등이 설치된다. 이러한 구성을 갖는 수배관 시스템에서, 급작스럽게 펌프(2)가 정지되거나 차단밸브가 급폐쇄되는 경우 주배관(P)에서 순간적으로 유속이 급격하게 변화함에 따라 압력이 크게 상승하거나 하강하게 되며 수주분리와 같은 유체 과도현상이 발생하여 주배관(P)이나 펌프(2)를 파손시키는 문제점이 발생하게 된다.

이러한 수충격(또는 수격) 현상을 방지하기 위하여, 도 1 에 도시된 바와 같이, 종래의 수배관 시스템 내에는 수충격(또는 수격) 방지 장치로서 압력탱크(5)가 구비된다. 평시 압력탱크(5)의 내부에는 일정량의 유체와 공기가 균형을 이루면서 충진되어 있으며, 압력탱크(5)는 주배관(P)에 연결관(6)으로 접속되어 있다.

이러한 종래의 수배관 시스템에서, 펌프(2)가 갑작스럽게 정지되는 경우, 펌프로부터 유체의 토출이 갑자기 중단되므로 토출된 물은 관성에 의해 주배관(P)의 주흐름 방향으로 이동되지만, 뒤이어 토출되는 유체가 없기 때문에 토출된 유체가 지나간 자리에 압력 강하가 발생한다. 이와 같이 압력강하가 발생하게 되면, 압력탱크(3)의 내부 상측에 충진되어 있던 공기가 강하된 압력만큼 부피가 팽창하게 되고, 팽창된 공기의 양만큼 압력탱크(3)에 저장되어 있던 유체가 유출관(10)과 연결관(6)을 통하여 주배관(P)으로 배출됨에 따라 압력이 보상된다. 그리고, 가압되었던 물이 주배관(P)을 따라 역류되어 돌아오는 경우에는 유입관(7)을 통하여 압력탱크(5)로 유입되어 압축성 유체인 공기의 수축에 의해 충격파가 급속히 감소되기 때문에 주배관(P) 내의 압력이 낮아지고 압력파의 충격으로 인한 주배관(P) 및 펌프(2)의 파손과 같은 수충격이 완화될 수 있다.

한편, 수충격은 체크밸브(4)의 디스크가 닫히면서 발생하는 슬램(slam) 현상으로부터 유발될 수도 있다. 슬램 현상은 도 1 에 도시된 바와 같이, 체크밸브(4)를 구성하는 디스크(4a)가 펌프(2) 구동간에는 'A'와 같이 유체 이송 방향으로 회전 개방되었다가 펌프(2) 급정지시 역류하는 유체에 의해 'B' 위치로 급격하게 닫히면서 역류하던 유체의 속도에너지가 압력에너지로 변환되는 것으로(아래 식(1) 참조), 쉽게 설명하면 디스크(4a)가 '쾅' 하고 닫히는 현상을 일컫는다. 이와 같은 슬램 현상으로 인한 충격파는 주배관(P) 및 펌프(2) 등에 전해져 수배관 시스템의 파손으로 귀결될 수 있다.

△H = (C/g)△V 식(1)

(여기서, H : 양정, C : 배관 재질특성에 따른 충격파 전달 속도, g : 중력가속도, V : 유체속도)

위에서 이미 언급한 바와 같이, 종래에는 펌프(2)의 급정지로 인하여 펌프(2)의 후단측 주배관(P)에 압력강하가 발생하는 경우 압력탱크(5)에 저장된 유체를 배출하여 주배관(P)내 압력 강하를 막고 유체의 역류로 인한 충격파를 감쇄하여 수충격을 완화시키는 방법이 널리 적용되어 왔는데, 이러한 압력탱크(5)의 설치를 통하여 주배관의 압력강하를 막고 역류되는 유체의 충격파를 어느 정도 감쇄시키는 효과를 가져올 수는 있으나, 유체의 역류를 전적으로 차단할 수 없을 뿐만 아니라, 압력탱크(5)로부터 높은 압력으로 토출되는 유체에 의해 오히려 슬램(slam) 현상이 더 심각해지는 결과가 발생하는 것으로 나타났다.

대한민국 등록특허 제10-0868908호 수충격 방지 시스템 대한민국 등록특허 제10-1538728호 슬램 및 수충격 방지용 체크밸브

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 수배관 시스템의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 펌프의 급정지시 체크밸브의 슬램 현상을 방지할 수 있는 수배관 시스템 및 이를 위한 압력탱크 연결구를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 펌프와, 상기 펌프의 토출측에 구비되는 체크밸브와, 펌프로부터 토출된 유체를 이송하는 주배관과, 상기 주배관으로부터 분기 연결된 압력탱크연결관에 연결되는 압력탱크를 포함하는 수배관 시스템에 있어서, 상기 주배관과 압력탱크연결관이 교차되는 영역에 회동 가능하게 설치되어, 펌프의 가동시에는 상기 주배관은 개방하고 상기 압력탱크연결관은 커버하며, 펌프의 정지시에는 상기 압력탱크연결관은 개방하고 상기 주배관은 커버하여, 펌프 정지시 압력탱크로부터 압력탱크연결관을 통하여 주배관으로 배출되는 유체가 주배관의 주흐름 방향으로 분출되도록 유도하는 제어디스크를 포함한다.

여기서, 상기 제어디스크는 주배관과 압력탱크연결관의 교차 영역 중 체크밸브와 가까운 쪽에 힌지에 의해 회동 가능하게 결합되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 주배관의 내벽에는 상기 제어디스크의 회동을 제한하기 위한 스토퍼가 구비되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제어디스크에는 통공이 형성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 제어디스크의 직경은 압력탱크연결관 및 주배관의 직경 보다 더 작게 형성되어, 압력탱크연결관과 주배관을 각각 일부만 커버하도록 구성되는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 압력탱크연결관에 상기 제어디스크의 과도한 회동을 제한하기 위한 스토퍼가 구비되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제어디스크의 일부가 절단된 형태로 구성되어, 압력탱크연결관과 주배관을 각각 일부만 커버하도록 구성될 수도 있다.

한편, 본 발명은, 펌프와, 상기 펌프의 토출측에 구비되는 체크밸브와, 펌프로부터 토출된 유체를 이송하는 주배관과, 상기 주배관에 연결되는 압력탱크를 포함하는 수배관 시스템에서 상기 주배관과 압력탱크를 연결하기 위한 압력탱크연결구로서, 상기 주배관과 동일한 방향으로 수평 배치되고, 좌우 양단에 주배관이 연결되는 조인트관과, 상기 조인트관으로부터 분기되어 압력탱크가 연결되는 압력탱크연결관을 포함하며, 상기 조인트과 압력탱크연결관이 교차되는 영역에 회동 가능하게 설치되어, 펌프의 가동시에는 상기 조인트관은 개방하고 상기 압력탱크연결관은 일부만 커버하며, 펌프의 정지시에는 상기 압력탱크연결관은 개방하고 상기 조인트관은 일부만 커버하여, 펌프 정지시 압력탱크로부터 압력탱크연결관을 통하여 주배관으로 배출되는 유체가 체크밸브의 반대측으로 분출되도록 유도하는 제어디스크를 포함한다.

여기서, 상기 제어디스크는 조인트관과 압력탱크연결관의 교차 영역 중 체크밸브와 가까운 쪽에 힌지에 의해 회동 가능하게 결합되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 조인트관의 내벽에는 상기 제어디스크의 회동을 제한하기 위한 스토퍼가 구비되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제어디스크에는 통공이 형성된 것이 바람직하다.

그리고, 상기 제어디스크의 직경은 압력탱크연결관 및 조인트관의 직경 보다 더 작게 형성되어, 압력탱크연결관과 조인트관을 각각 일부만 커버하도록 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제어디스크의 일부가 절단된 형태로 구성되어, 압력탱크연결관과 조인트관을 각각 일부만 커버하도록 구성되는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 펌프의 급정지시 압력탱크로부터 주배관으로 배출되는 유체가 제어디스크에 의해 주배관의 주흐름 방향으로 유도됨에 따라 체크밸브의 슬램 현상 및 수충격을 방지할 수 있다.

도 1 은 종래 수배관 시스템의 구성도,
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수배관 시스템의 구조도,
도 3 은 본 발명에 따른 제어디스크가 설치된 배관의 부분 절개 사시도,
도 4 는 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 압력탱크연결구의 구조도,
도 5 는 본 발명에 따른 수배관 시스템의 작동 상태도,
도 6 은 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따른 수배관 시스템 구조도
도 7 은 도 6 에 도시된 실시예에 따른 수배관 시스템의 작동 상태도이다.

이하, 본 발명에 따른 수충격 완화 기능을 구비하는 수배관 시스템의 서지탱크 연결 구조 및 작용을 첨부된 도면과 바람직한 실시예를 참조로 상세히 설명한다.

위에서 이미 설명한 바와 같이, 펌프(2)의 급정지시 수충격 완화를 위해 설치한 압력탱크(5)에서 주배관(P)으로 물이 배출되는 경우, 배출된 물이 체크밸브(4)쪽으로 압력을 가하여 체크밸브(4)의 디스크(4a)가 닫히면서 충격파가 발생하여 수충격이 유발된다. 이러한 현상을 방지하기 위하여, 본 발명은 이젝터 효과(ejector effect)를 도입하여 주배관(P)과 압력탱크(5)를 연결하는 압력탱크연결관(6)과 주배관(P)의 교차 영역에 제어디스크(20)를 설치하였다.

이젝터는 압력을 갖는 물, 증기, 공기 등을 분출구에서 높은 속도로 분출하여 주위의 유체를 다른 곳으로 보낼 수 있는 일종의 제트 펌프를 말하는 것으로, 주로 우수나 진흙탕물의 퍼올림과 복수기에 사용되기도 하고, 증기나 물을 배출하거나 응축시키는데 사용되기도 한다(네이버 지식백과 환경공학용어사전 참조).

본 발명은 이와 같은 이젝터의 기능 및 구조를 압력탱크연결관(6) 구조에 응용한 것으로, 펌프(2)와, 상기 펌프(2)의 토출측에 구비되는 체크밸브(4)와, 펌프(2)로부터 토출된 유체를 이송하는 주배관(P)과, 상기 주배관(P)에 연결되어 수충격을 방지하기 위한 압력탱크(5)를 포함하는 수배관 시스템에서, 상기 주배관(P)과, 상기 압력탱크(5)와 주배관(P)을 연결하는 압력탱크연결관(6)이 교차되는 영역에 회동 가능하게 구성되는 제어디스크(20)를 설치하여, 압력탱크(5)로부터 주배관(P)으로 유체가 배출되는 경우, 유체가 주배관(P)의 주흐름 방향을 향하도록 함으로써 체크밸브(4)에 가해지는 압력을 감소시켜 슬램 현상 및 수충격을 완화하도록 하였다.

도 2 에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제어디스크(20)가 설치된 수배관 시스템의 개략적인 모식도가 도시되고, 도 3 에는 상기 제어디스크(20)가 설치된 배관의 부분 절개 사시도가 도시된다. 도시된 바와 같이, 압력탱크(5)는 압력탱크연결관(6)에 의해 주배관(P)에 연결되되 체크밸브(4)의 후단측(출측)에 연결된다. 그리고, 상기 주배관(P)과 압력탱크연결관(6)의 교차 영역에는 회동가능하게 설치되는 제어디스크(20)가 구비된다.

보다 구체적으로, 도 2 및 도 3 에 도시된 바와 같이, 상기 제어디스크(20)는 상단이 주배관(P)과 압력탱크연결관(6)의 교차 영역, 보다 구체적으로는 주배관(P)과 압력탱크연결관(50)의 교차 영역 중 체크밸브(4)와 가까운 쪽에 힌지(H)에 의해 회동가능하게 설치되고, 정역 방향(도면에서는 상하 방향)으로의 회동에 의해 상기 압력탱크연결관(6)과 주배관(P)을 선택적으로 커버한다. 예컨대, 도시된 바와 같이, 상기 제어디스크(20)는 상방으로 회동시에는 압력탱크연결관(6)의 입구를 커버하고, 하방으로 회동시에는 주배관(P)을 커버하도록 구성된다.

여기서, '교차 영역'이란 주배관(P)과 압력탱크연결관(6)이 서로 교차(만나는)하여 연결되는 부분 주위의 근방을 모두 포함하는 것으로, 예컨대, 상기 제어디스크(20)는 힌지(H)가 주배관(P)과 압력탱크연결관(6)의 교차 영역 중 압력탱크연결관(6) 입구 내측에 연결될 수도 있고, 주배관(P) 내벽에 설치될 수도 있다. 즉, 상기 제어디스크(20)가 회동에 의해 상기 주배관(P)과 압력탱크연결관(6)을 선택적으로 커버한다면 그 설치 위치에는 특별한 제한이 없다 할 것이다. 그리고, 상기 제어디스크(20)의 직경 또는 크기, 모양 등에도 특별한 제한이 없어서, 상기 제어디스크(20)가 주배관(P)과 압력탱크연결관(6)을 전체적으로(이하, '전부') 커버할 수도 있고, 주배관(P)과 압력탱크연결관(6)을 부분적으로(이하, '일부') 커버할 수도 있고, 주배관(P)은 전부 커버하되 압력탱크연결관(6)은 일부 커버할 수도 있고, 주배관(P)은 일부 커버하되 압력탱크연결관(6)은 전부 커버할 수도 있다.

그리고, 상기 제어디스크(20)에는 통공이 형성되어 유체가 일부 통과되도록 구성되는 것이 바람직하다. 즉, 이와 같이 상기 제어디스크(20)에 통공이 형성됨에 따라 주배관(P)과 압력탱크연결관(6)은 상기 제어디스크(20)에 의해 전부 커버되는 것이 아니라 일부만 커버된다. 따라서, 제어디스크(20)에 통공이 형성된 실시예에서 '커버'라고 기재된 것은 모두 '일부만 커버'하는 것으로 이해될 수 있다.

한편, 도 4 에는 본 발명의 바람직한 다른 실시예가 도시된다. 도시된 바와 같이, 본 실시예에서는 주배관(P)과 압력탱크연결관(6)의 교차 영역에 위에서 언급한 바와 같은 제어디스크(20)가 힌지(H)에 의해 회동 가능하게 결합되되, 이러한 제어디스크(20)가 설치된 주배관(P)과 압력탱크연결관(6)의 교차 부분이 독립적인 모듈(이하, '압력탱크연결구(60)'라 칭함) 형태로 구성된다. 이러한 압력탱크연결구(60)는 주배관과 동일한 방향으로 수평 배치되고 좌우 양단에 주배관(P)이 연결되는 조인트관(J)과, 상기 조인트관(J)으로부터 분기되어 압력탱크가 연결되는 압력탱크연결관(6)을 포함하여 전체적으로 T자관 형태로 구성된다. 여기서, 상기 압력탱크연결구(60)와 주배관(P) 및 압력탱크(5)의 연결은, 도 4의 (a) 에 도시된 바와 같이, 플랜지에 의해 결합될 수도 있고, 용접에 의해 결합될 수도 있으며, 기타 다른 다양한 체결 방식에 의해 결합될 수 있다. 그리고, 상기 제어디스크(20)는 상기 조인트관(J)과 압력탱크연결관(6)의 교차 영역에 회동가능하게 설치되는 것은 위에서 설명한 바와 동일하다. 본 실시예에서 상기 조인트관(J)은 압력탱크연결구(60)의 설명시 편의를 위하여 별도로 구분하여 명명한 것으로, 실제로는 주배관(P)의 일부를 구성하는 부분이므로, 이하의 설명에서는, 조인트관(J) 부분도 주배관(P)으로 통칭하여 설명한다.

한편, 도 4 의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 제어디스크(20)가 상방으로 회동시에는 단부가 압력탱크연결관(6)의 입구 단턱에 걸려 상방으로 더이상 회동되지 않도록 구성되고, 하방으로 회동시에는 주배관(P)의 하측 내벽에 걸려 더이상 회동되지 않도록 구성되거나 과도한 회동을 제한하거나 제어디스크(20)를 원하는 경사각으로 배치되도록 하기 위해 상기 주배관(P)의 내벽에 스토퍼(30)가 구비되는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 스토퍼(30)의 위치는, 도 4 의 (a)에 도시된 바와 같이, 유체흐름제어디스크(20)(20)가 하방으로 최대 회동시 비스듬히 경사지게 배치되도록 제한하는 위치에 설치되거나, 도 4 의 (b)에 도시된 바와 같이, 수직으로 배치되도록 제한하는 위치에 설치될 수도 있다. 즉, 상기 유체흐름제어디스크(20)(20)의 하방으로의 최대 회동시 배치 각도에는 특별한 제한이 없다.

압력탱크연결구(60) 에는 상술한 제어디스크(20)를 구비하는 수배관 시스템의 작동 상태도가 도시된다. 도 5 의 (a)에 도시된 바와 같이, 펌프(2)의 정상 가동중에는 펌프(2)의 가압력에 의해 상기 제어디스크(20)가 상방으로 회동되어 주배관(P)은 개방되고 압력탱크연결관(6)은 제어디스크(20)에 의해 커버된다. 이에 따라, 유체는 주배관(P)의 주흐름 방향(도면의 좌측에서 우측 방향)을 따라 원활하게 이송된다.

한편, 도 5 의 (b)에 도시된 바와 같이, 펌프(2)의 급정지시에는 펌프(2)의 가압력이 소멸됨에 따라 체크밸브(4) 후단측에 공동이 발생(주배관내 압력강하)하여 압력탱크(5)에 저장되어 있던 유체가 압력탱크연결관(6)을 통해 주배관(P)으로 배출되며, 상기 제어디스크(20)는 하방으로 회동된다. 이에 따라, 상기 압력탱크연결관(6)은 개방되고, 주배관(P)이 제어디스크(20)에 의해 커버되어 압력탱크연결관(6)을 통해 주배관(P)으로 배출되는 유체가 체크밸브(4)의 반대측, 즉, 주배관(P)의 주흐름 방향으로 분출되도록 유도된다. 이와 같이, 압력탱크(5)로부터 주배관(P)으로 고압 분출되는 유체가 주배관(P)의 주흐름 방향으로 유도됨에 따라 체크밸브(4)의 디스크(4a)에 전해지는 압력이 낮아지므로 체크밸브(4) 후단의 압력상승을 늦출 수 있고, 이로 인하여 체크밸브(4)의 전후단 압력차가 작아지게 되어 체크밸브(4)의 슬램 현상이 방지되고, 수충격 완화 효과를 가져오는 것이다.

한편, 도 6 에는 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따른 제어디스크(20')의 구조가 도시된다. 도 6 의 (a)에는 본 실시예에 따른 제어디스크(20')의 연결 구조가 정단면도로 도시되고, 도 6 의 (b)에는 측면도로 각각 도시된다.

도시된 바와 같이, 본 실시예에서는 제어디스크(20')가 주배관(P)과 압력탱크연결관(6)의 교차 영역에 힌지(H')에 의해 회동가능하게 설치되되, 상기 제어디스크(20')의 직경이 압력탱크연결관(6)의 직경 및 주배관(P)의 직경 보다 더 작게 형성되거나, 반디스크(반원형 또는 원형 디스크의 일부가 절단된 형태 등을 모두 포함) 형태로 구성되어, 압력탱크연결관(6)과 주배관(P)을 각각 일부만 커버하도록 구성되는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 제어디스크(20')가 주배관(P)을 커버하도록 하방으로 회동될때 과도하게 회동되는 것을 제한하기 위하여, 상기 주배관(P)의 내벽에 스토퍼(30')가 구비되는 것이 바람직하다. 상기 스토퍼(30')의 형상 및 구조에는 제한이 없으나, 도 6 의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 주배관(P)의 내벽을 따라 원호 형상으로 연장 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제어디스크(20')의 직경이 압력탱크연결관(6) 직경보다 작을 경우 압력탱크연결관(6)에도 상기 제어디스크(20')의 과도한 회동을 제한하는 스토퍼가 추가로 구비되는 것이 바람직하다.

도 7 에는 이러한 구조를 갖는 제어디스크(20')가 설치된 수배관 시스템의 작동 상태도가 도시된다. 먼저, 펌프(2)의 정상 가동시에는 도 7 의 (a)에 도시된 바와 같이, 펌프(2)의 가압력에 의해 상기 제어디스크(20')가 상방으로 회동되어 주배관(P)은 열리고 압력탱크연결관(6)은 제어디스크(20')에 의해 일부 커버된다. 이에 따라, 유체는 주배관(P)의 주흐름 방향(도면의 좌측에서 우측 방향)을 따라 원활하게 이송된다.

한편, 도 7 의 (b)에 도시된 바와 같이, 펌프(2)의 급정지시에는 펌프(2)의 가압력이 소멸됨에 따라 체크밸브(4) 후단측에 공동이 발생(주배관내 압력강하)하여 압력탱크(5)에 저장되어 있던 유체는 압력탱크연결관(6)을 통해 주배관(P)으로 배출되며, 상기 제어디스크(20')는 하방으로 회동된다. 이에 따라, 주배관(P)이 제어디스크(20')에 의해 일부 커버되어 압력탱크연결관(6)을 통해 주배관(P)으로 배출되는 유체가 대부분 체크밸브(4)의 반대측, 즉, 주배관(P)의 주흐름 방향으로 분출되도록 유도된다. 이와 같이, 압력탱크(5)로부터 주배관(P)으로 고압 분출되는 유체가 주배관(P)의 주흐름 방향으로 유도됨에 따라 체크밸브(4)의 디스크(4a)에 전해지는 압력이 낮아지므로 체크밸브(4) 후단의 압력상승을 늦출 수 있고, 이로 인하여 체크밸브(4)의 전후단 압력차가 작아지게 되어 체크밸브(4)의 슬램 현상이 방지되고, 수충격 완화 효과를 가져오는 것이다.

한편, 도 6 및 도 7 에 도시된 실시예에서도 제어디스크(20)가 설치된 주배관(P)과 압력탱크연결관(6)의 교차 부분이 압력탱크연결구(60)와 같은 독립적인 모듈 형태로 구성될 수 있음은 자명하다.

또한, 이상의 설명에서는 압력탱크연결관(6)이 주배관(P)의 상측으로 분기 연결된 형태를 중심으로 설명하였으나, 상기 압력탱크연결관(6)은 주배관(P)의 하측으로 분기 연결될 수도 있고, 주배관(P)의 측면으로 분기 연결될 수도 있는 등 그 연결 방향에는 특별한 제한이 없다. 이에 따라, 본 명세서에서 제어디스크(20)의 회동방향을 지시하는 '상방' 및 '하방'은 압력탱크연결관(6)이 주배관(P)의 상측에 분기 연결된 경우를 기준으로 설명한 것으로, 이러한 제어디스크(20)의 회동방향은 상기 압력탱크연결관(6)의 분기 연결 방향에 따라 달라질 수 있음은 자명하다.

위에서는 수배관 시스템에 펌프가 1개만 있는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 펌프의 개수에는 제한이 없으며, 복수개의 펌프가 헤더에 의해 병렬로 연결되어 운영되는 것이 바람직하다.

지금까지, 본 발명의 실시예를 기준으로 상세히 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시예와 실질적 균등범위까지 포함된다 할 것이다.

P : 주배관 2 : 펌프
4 : 체크밸브 4a : 디스크
5 : 압력탱크 6 : 압력탱크연결관
20 : 제어디스크 24 : 통공
60 : 압력탱크연결구

Claims (13)

1. 펌프와, 상기 펌프의 토출측에 구비되는 체크밸브와, 펌프로부터 토출된 유체를 이송하는 주배관과, 상기 주배관으로부터 분기 연결된 압력탱크연결관에 연결되는 압력탱크를 포함하는 수배관 시스템에 있어서,
   상기 주배관과 압력탱크연결관이 교차되는 영역에 회동 가능하게 설치되어, 펌프의 가동시에는 상기 주배관은 개방하고 상기 압력탱크연결관은 일부만 커버하며, 펌프의 정지시에는 상기 압력탱크연결관은 개방하고 상기 주배관은 일부만 커버하여, 펌프 정지시 압력탱크로부터 압력탱크연결관을 통하여 주배관으로 배출되는 유체가 주배관의 주흐름 방향으로 분출되도록 유도하는 제어디스크를 포함하는 것을 특징으로 하는 수배관 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어디스크는 주배관과 압력탱크연결관의 교차 영역 중 체크밸브와 가까운 쪽에 힌지에 의해 회동 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 수배관 시스템.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 주배관의 내벽에는 상기 제어디스크의 회동을 제한하기 위한 스토퍼가 구비되는 것을 특징으로 하는 수배관 시스템.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 제어디스크에는 통공이 형성된 것을 특징으로 하는 수배관 시스템.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 제어디스크의 직경은 압력탱크연결관 및 주배관의 직경 보다 더 작게 형성되어, 압력탱크연결관과 주배관을 각각 일부만 커버하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 수배관 시스템.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 압력탱크연결관에는 상기 제어디스크의 과도한 회동을 제한하는 스토퍼가 구비되는 것을 특징으로 하는 수배관 시스템.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 제어디스크의 일부가 절단된 형태로 구성되어, 압력탱크연결관과 주배관을 각각 일부만 커버하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 수배관 시스템.
8. 펌프와, 상기 펌프의 토출측에 구비되는 체크밸브와, 펌프로부터 토출된 유체를 이송하는 주배관과, 상기 주배관에 연결되는 압력탱크를 포함하는 수배관 시스템에서 상기 주배관과 압력탱크를 연결하기 위한 압력탱크연결구로서,
   상기 주배관과 동일한 방향으로 수평 배치되고, 좌우 양단에 주배관이 연결되는 조인트관과, 상기 조인트관으로부터 분기되어 압력탱크가 연결되는 압력탱크연결관을 포함하며, 상기 조인트과 압력탱크연결관이 교차되는 영역에 회동 가능하게 설치되어, 펌프의 가동시에는 상기 조인트관은 개방하고 상기 압력탱크연결관은 일부만 커버하며, 펌프의 정지시에는 상기 압력탱크연결관은 개방하고 상기 조인트관은 일부만 커버하여, 펌프 정지시 압력탱크로부터 압력탱크연결관을 통하여 주배관으로 배출되는 유체가 체크밸브의 반대측으로 분출되도록 유도하는 제어디스크를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력탱크연결구.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 제어디스크는 조인트관과 압력탱크연결관의 교차 영역 중 체크밸브와 가까운 쪽에 힌지에 의해 회동 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 압력탱크연결구
10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 조인트관의 내벽에는 상기 제어디스크의 회동을 제한하기 위한 스토퍼가 구비되는 것을 특징으로 하는 압력탱크연결구.
11. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 제어디스크에는 통공이 형성된 것을 특징으로 하는 압력탱크연결구.
12. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 제어디스크의 직경은 압력탱크연결관 및 조인트관의 직경 보다 더 작게 형성되어, 압력탱크연결관과 조인트관을 각각 일부만 커버하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 압력탱크연결구.
13. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 제어디스크의 일부가 절단된 형태로 구성되어, 압력탱크연결관과 조인트관을 각각 일부만 커버하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 압력탱크연결구.

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