KR101856161B1 - 소방용 수격방지기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소방 라인의 배관에서 유체 압력이 순간적으로 급 상승하여 발생하는 충격을 흡수하여 손상을 방지하는 소방용 수격방지기에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 하우징 내부에 복귀 스프링과 피스톤을 상하로 삽입 설치하되, 상기 피스톤은 하부에 "V"형 구조의 원추형 돌출부를 형성하여 수격이 올 때 힘을 고르게 분산하므로 피스톤을 신속하고 균형 있게 밀어주는 역활을 수행하고, 상기 피스톤의 외측 둘레에 상하로 "U"형 패킹을 서로 대향되게 장착하여 승,하강시 날개 부분이 내부 압력에 의해 벌어지면서 하우징이 내 벽면에 밀착하여 완벽한 기밀과 마모 최소화는 물론 피스톤이 하우징 내부 중심에 위치하도록 균형 있게 지지하면서 안정적인 승,하강 작동을 수행하도록 하므로 기밀성과 작동 안전성을 우수하게 제공하는데 그 특징이 있다.

Description

소방용 수격방지기{Water Hammer Arrester}

본 발명은 소방 라인의 배관에서 유체 압력이 순간적으로 급 상승하여 발생하는 충격을 흡수하여 손상을 방지하는 소방용 수격방지기에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 기존 피스톤의 단점을 보완하여 피스톤과 피스톤 패킹의 구조 개선으로 기밀성, 작동 안전성이 우수한 소방용 수격방지기에 관한 것이다.

주지된 바와 같이 수격 현상(Water Hammer Cushion)은 비 압축성 유체인 액체가 지나는 배관에서 밸브 개폐 등으로 급격한 유체 흐름의 변동이 생기는 경우 순간적으로 유체 압력이 급격히 상승하는 충격파가 발생되는 현상을 말하는 것이다.

이와 같은 수격 현상은 극심한 충격음과 진동을 발생하는데, 수격 현상이 심한 경우에 배관이 파손되고 배관의 접속 부위가 이완되어 누수가 발생하기도 하며, 배관에 연결된 밸브, 펌프 등을 파손시키기도 하는 것이다.

이러한 수격 현상을 방지하기 위해 비 압축성 유체인 액체가 지나는 배관에 수격 방지기(Water Hammer Arrester)를 설치 사용하고 있다.

이와 같은 수격 방지기는 스프링 방식과 가스 방식 등으로 구분되는데, 상기 스프링식은 압력 챔버 없이 단순히 스프링 쿠션에 의해서 압력 상승을 흡수하는 방식이고, 상기 가스 방식은 피스톤과 벨로우즈에 의해 압력 상승을 흡수하는 방식이다.

특히, 최근에는 피스톤과 스프링을 복합적으로 이용하는 방식이 다수 형태로 개시된 바 있는데, 이는 하부에 출입구가 형성된 하우징 내부에 상부에 스프링, 하부에 외주연으로 오링이 다수 결합된 피스톤을 내장하여 배관에 설치하므로 수격이 올 때 피스톤이 스프링을 압축하며 상승하여 압력 상승을 흡수하고 다시 하강 복귀시 스프링의 텐션력에 의해 더 수월하게 복귀하도록 하는 것이다.

그러나 상기한 종래 방식은 피스톤의 외측의 오링이 상하 대칭 구조를 이루지 못하고, 하우징 내부 벽면에 상하 방향이 아닌 내 외측 방향으로 작용하는 탄발력에 의해 밀착하여 피스톤의 승,하강시 쉽게 마모, 손상되는 문제가 있었다. 이와 같이 상기 오링의 상하 비 대칭 구조나 마모, 손상의 문제로 인해 기밀성이 떨어지는 문제는 물론 피스톤이 하우징 내부의 정 중앙에 위치하지 못하는 중심 부정확으로 피스톤의 승,하강 작동 안정성이 떨어져 수격이 올 때 신속, 정확하게 흡수 작동하지 못하는 문제점이 있었다.

뿐만 아니라 상기 종래 방식은 피스톤의 하부면이 단순 평면 형태로 형성되어 있어 하우징의 출입구를 통해 올라온 압력이 초기 피스톤 하부면에 고르게 작용하지 못하므로 피스톤 상승 작동의 신속성이 떨어지고, 피스톤을 전체적으로 균일하게 밀어주지 못하여 작동 안정성도 떨어지는 문제점이 있었다.

한편, 산업의 발달에 따라 도심지 건축물들이 점차 고층화되어 가면서 각 건축물에 자동화 설비, 예를 들면 화재 예방 및 진화를 위한 소방 시설 등이 복잡한 구조로 설계되어 있다.

특히, 상기 소방 시설은, 화재 감지수단, 제어수단 및 진화수단으로 구성되어 화재 감지수단의 화재 감지시 제어수단의 제어 작동으로 소방 라인의 관로를 통해 소화액을 화재 발생 장소의 분사 헤드를 통해 분사하므로 화재를 진화하도록 하고 있다.

이와 같은 소방 설비에서도 유체가 소화액이 지나는 배관에 전술한 수격 현상(Water Hammer Cushion)의 문제가 심각하였고, 더우기 화재 안전과 연관되어 작동 안전성이 더욱 우수한 수격 방지기를 제공하여 제 문제를 해결하고자 본 출원인은 연구 노력하였다.

특허문헌 1: 등록특허 제10-0552118호 특허문헌 2: 등록실용신안 제20-0322672호 특허문헌 3: 등록실용신안 제20-0476170호

본 발명은 상기한 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 해결하고자 발명된 것으로서, 소방 라인의 배관에서 유체 압력이 순간적으로 급 상승하여 발생하는 충격을 흡수하여 손상을 방지하되, 기존 수격 방지기의 피스톤 단점을 보완하여 피스톤과 피스톤 패킹의 구조 개선으로 기밀성, 작동 안전성을 우수하게 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 본 발명은 하부에 출입구를 형성하는 하우징과; 상기 하우징 내부에 삽입되되 하부에 수격이 올 때 힘을 고르게 분산하는 "V"형 구조의 원추형 돌출부를 형성하고 외측 둘레에 상하로 "U"형 패킹을 서로 대향되게 장착하여 승,하강시 "U"형 패킹의 날개 부분이 내부 압력에 의해 벌어지면서 하우징 내 벽면에 밀착하는 피스톤 및; 상기 하우징 내부 상측과 피스톤 상부로 탄발 삽입 설치되는 복귀 스프링으로 구성함에 그 특징이 있다.

본 발명의 상기 하우징은 상부 캡과 하부 캡 및 상기 상,하부 캡 사이에 결합되는 원통형 본체로 분할 구성하되, 상기 원통형 본체는 호닝 파이프(honing pipe)로 형성하여 구성함에 그 특징이 있다.

본 발명의 상기 하우징은 상부 중앙에 하우징 내부의 진공(압)을 만들어 줄 수 있도록 압력 코크를 결합 구성함에 그 특징이 있다.

이러한 본 발명은 수격 방지기의 하우징 내부에 복귀 스프링과 피스톤을 상하로 삽입 설치하되, 상기 피스톤은 하부에 "V"형 구조의 원추형 돌출부를 형성하여 수격이 올 때 힘을 고르게 분산하므로 피스톤을 신속하고 균형 있게 밀어주는 역활을 수행하고, 상기 피스톤의 외측 둘레에 상하로 "U"형 패킹을 서로 대향되게 장착하여 승,하강시 날개 부분이 내부 압력에 의해 벌어지면서 하우징이 내 벽면에 밀착하여 완벽한 기밀과 마모 최소화는 물론 피스톤이 하우징 내부 중심에 위치하도록 균형 있게 지지하면서 안정적인 승,하강 작동을 수행하도록 하므로 기밀성과 작동 안전성이 우수한 효과를 갖는 것이다.

또한, 상기 하우징의 내부를 필요시 진공(압) 상태로 만들어 줄 수 있어 피스톤의 작동 안전성을 더욱 우수하게 할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 장치가 설치된 구조를 보여주는 구성도.
도 2는 도 1의 "A"부분 확대도.
도 3은 본 발명 피스톤을 보여주는 사시도.
도 4는 도 2의 작동도.

이하, 상기한 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 구체적으로 살펴보기로 한다.

본 발명의 소방용 수격방지기는 소방 라인의 배관에서 유체 압력이 순간적으로 급 상승하여 발생하는 충격을 흡수하여 손상을 방지하도록 이루어지는 것이다.

이러한 본 발명은 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 하우징(10)과, 피스톤(20) 및 복귀 스프링(30)으로 구성되어 이루어진다.

상기 하우징(10)은 하부에 출입구(10a)를 형성하고, 전체 몸체를 하나의 구조로 구성할 수도 있지만 조립식으로 구성하여 이룬다.

즉, 상기 하우징(10)은 상부 캡(11)과 하부 캡(12) 및 상기 상,하부 캡 사이에 결합되는 원통형 본체(13)로 분할 구성하되, 서로 나사 결합하거나 단순 끼움 결합후 용접 등에 의해 접합하도록 구성할 수 있다. 그리고 상기 하부 캡(12) 하부에는 출입구를 형성하는 부싱(15)을 일체 또는 별도 조립 구조로 형성하도록 구성된다.

상기 원통형 본체(13)는 내 벽면의 마찰, 마모를 최소화하기 위해 호닝 파이프(honing pipe)로 형성하여 구성된다.

그리고 상기 부싱(15)은 외측에 나사부(16)를 형성하여 소방 라인의 배관(2)에 나사 결합하도록 구성된다.

상기 피스톤(20)는 하우징(10) 내부에 삽입되어 결합하되, 하부에 "V"형 구조의 원추형 돌출부(22)를 형성하여 수격이 올 때 힘을 고르게 분산하여 피스톤을 신속하고 균형 있게 밀어주는 역활을 행하도록 구성된다.

상기 피스톤(20)의 외측 둘레는 상하로 "U"형 패킹(25)(25')을 서로 대향되게 장착하여 피스톤(20)의 승,하강시 "U"형 패킹(25)(25')의 날개 부분(26)이 내부 압력에 의해 벌어지면서 하우징(10) 내 벽면에 밀착하도록 구성된다. 즉 완벽한 기밀과 마모 최소화는 물론 피스톤(20)을 하우징(10) 내부 중심에 위치하도록 균형 있게 지지하면서 피스톤의 승,하강 작동을 안정적으로 수행하도록 구성되는 것이다.

상기 복귀 스프링(30)은 피스톤(20)의 원위치 복귀 작동을 돕도록 구성하되, 하우징의 상부 캡(11) 하부와 피스톤(20) 상부의 요홈(21) 사이로 탄발 삽입 설치되어 구성된다.

또한, 상기 하우징의 상부 캡(11) 중앙에는 필요시나 하우징 내부의 진공(압)이 빠진 경우에 진공(압) 상태를 만들어 줄 수 있도록 통상의 구조를 갖는 압력 코크(18)를 결합 구성하고, 또 압력계(미도시)를 더 설치하여 압력 체크가 가능하도록 구성할 수도 있음은 물론이다.

다음은 상기와 같이 구성되는 본 발명의 작동 및 작용에 대해 살펴보기로 한다.

본 발명의 하우징(10)은 상부 캡(11)과 하부 캡(12) 사이에 원통형 본체(13)를 조립하되, 상기 피스톤(20)과 상기 상부 캡과 피스톤 사이로 복귀 스프링(30)을 삽입하여 조립하는 것이다.

이와 같이 조립되는 본 발명의 수격방지기(100)는 소방 라인의 배관에 하우징 하부의 부싱(15) 외측으로 형성된 나사부(16)에 의해 나사 결합하여 설치하는 것이다.

이와 같이 설치된 본 발명은 소방 라인의 배관에서 급격한 유체 흐름의 변동이 생기는 경우 순간적으로 유체 압력이 급격히 상승하는 충격파가 발생되는 수격 현상이 일어나게 된다.

이와 같은 수격이 오면, 배관에 설치된 수격 방지기(100)의 하우징(10) 하부 출입구(10a)를 통해 압력이 유입되고 이 압력에 대해 피스톤(20)이 복귀 스프링(30)을 압축하면서 상승하여 상쇄하여 압력 상승을 흡수하게 되는 것이다.

이와 같이 과정에서 상기 피스톤(20)은 하부에 "V"형 구조의 원추형 돌출부(22)를 형성하기 때문에 하우징(10)의 하부 출입구(10a)를 통해 유입되는 압력이 원추형 돌출부(22)에 의해 피스톤 하부면 전체로 분산하여 피스톤(20)을 신속하고 균형 있게 밀어주게 되는 것이다.

또한, 상기 피스톤(20)은 외측 둘레에 상하로 "U"형 패킹(25)(25')을 서로 대향되게 장착하기 때문에 피스톤(20)의 승,하강시 "U"형 패킹(25)(25')의 날개 부분(26)이 내부 압력에 의해 벌어지면서 교대로 하우징(10) 내 벽면에 밀착하게 되는 것이다.

즉, 상기 "U"형 패킹(25)(25')은 종래 오링과 같이 하우징(10) 내 벽면의 내외측으로 밀착력이 작용하는 것이 아니라 피스톤(20)의 승,하강시 "U"형 패킹(25)(25')은 날개 부분(26)이 내부 압력에 의해 일정하게 벌어지면서 하우징이 내 벽면에 밀착하기 때문에 완벽한 기밀과 함께 패킹의 마모를 최소화하고, 무엇 보다 피스톤(20)을 하우징(10)의 내부 중심에 위치하도록 균형 있게 지지하면서 피스톤의 승,하강 작동을 원활히 수행하게 되는 것이다.

또한, 상기 하우징의 원통형 본체(13)는 호닝 파이프(honing pipe)로 형성하여 "U"형 패킹(25)(25')이 내 벽면과의 마찰, 마모를 최소화하고, 이로 인해 피스톤(20)의 승하강 작동을 원활하게 안내하게 되는 것이다.

이와 같이하여 상기 피스톤(20)의 기밀성과 작동 안전성이 종래 보다 월등 우수하게 확보되는 것이다.

그 밖에 본 발명의 수격방지기(100)는 하우징의 상부 캡(11) 중앙에 압력 코크(18)를 설치하여 필요시나 하우징 내부의 진공(압)이 빠진 경우에 진공(압) 상태를 손쉽게 만들어 줄 수 있도록 하므로 하우징 내부에서 피스톤(20)의 승하강 작동 안전성을 더욱 우수하게 제공하게 되는 것이다.

10: 하우징 10a: 출입구
11: 상부 캡 12: 하부 캡
13: 원통형 본체 18: 압력 코크
20: 피스톤 22: 원추형 돌출부
25,25': "U"형 패킹 26: 날개 부분
30: 복귀 스프링

Claims (3)

1. 소방 라인의 배관에서 유체 압력이 순간적으로 급 상승하여 발생하는 충격을 흡수하여 손상을 방지하는 수격방지기에 있어서,
   하부에 출입구(10a)를 형성하는 하우징(10)과;
   상기 하우징 내부에 삽입되되 하부에 수격이 올 때 힘을 고르게 분산하는 "V"형 구조의 원추형 돌출부(22)를 형성하고, 외측 둘레에 상하로 2개의 "U"형 패킹(25)(25')을 일정 간격 서로 대향되게 장착하여 승,하강시 "U"형 패킹(25)(25')의 날개 부분(26)이 내부 압력에 의해 벌어지면서 하우징(10) 내 벽면에 밀착하는 피스톤(20) 및;
   상기 하우징(10) 내부 상측과 피스톤(20) 상부로 탄발 삽입 설치되는 복귀 스프링(30)으로 구성되어 소방 라인의 배관에 설치되며,
   상기 하우징(10)은 상부 캡(11)과 하부 캡(12) 및 상기 상,하부 캡 사이에 결합되는 원통형 본체(13)로 분할 구성되는 것을 특징으로 하는 소방용 수격방지기.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 하우징(10)의 상부 중앙에는 하우징 내부의 진공(압)을 만들어 줄 수 있도록 압력 코크(18)가 결합 구성된 것을 특징으로 하는 소방용 수격방지기.

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