KR102253778B1 - 고주파 및 저주파 저감 클램프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고주파 및 저주파 저감 클램프에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 선박 운항시 발생하는 다양한 주파수 대역의 진동과 충격이 배관시스템에 전달되는 것을 최소화하여 피로파괴 등으로 인해 배관이 손상되는 것을 방지하는 클램프에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 배관 외측을 감싸도록 단면이 반원형상으로 형성되며, 좌우방향 양단이 각각 절곡연장되어 평판의 플랜지를 구비한 몸체; 및 상기 몸체 내주면에 설치되어 상기 배관 외주면에 밀착되며, 이종고무로 이루어진 복수의 고무층으로 형성되어 상기 배관에 전달되는 단일 혹은 복합 주파수 영역의 진동과 충격을 흡수하는 방진고무부재;를 포함하는 고주파 및 저주파 저감 클램프를 제공할 수 있다.

Description

고주파 및 저주파 저감 클램프{Clamp with Function of Decrease in High and Low Frequency}

본 발명은 고주파 및 저주파 저감 클램프에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 선체에 배관을 고정시키며 외부로부터 가해지는 충격이나 단일 혹은 복합 주파수 영역의 진동이 전달되는 것을 저감시켜 배관이 손상되는 것을 방지하는 클램프에 관한 것이다.

잠수함을 비롯한 대부분의 선박은 오일, 청수, 해수, 스팀, 빌지 등 다양한 유체를 이송하기 위한 배관들을 구비하며, 이러한 배관들은 선체의 벽면, 천장, 갑판 등에 고정된다.

배관 설치시에는, 선체의 벽면이나 천장에 지지브래킷 또는 행거를 설치한 후, 배관을 지지시킨 상태에서 클램프를 체결하여 고정한다.

통상의 클램프는 선내에 설치되는 배관에 체결되어 배관을 정위치로 고정해주는 역할을 하는 것으로, 선내 배관의 긴밀한 고정을 위하여 클램프의 견고한 고정이 필요하나, 견고하게 고정된 상태에서는 설치 장비로부터의 진동이 배관에 그대로 전달될 가능성이 높다.

이러한 진동은 특히 군사용 함정의 경우, 수중방사소음(Underwater Radiated Noise) 하며, 그로 인해 적함에게 탐지될 가능성 높아진다.

이를 해결하기 위하여 한국공개특허공보 제10-2010-0023337호는 함정의 특수성능 중 수중방사소음의 성능 향상을 위해 해당 성능에 영향이 큰 소스(Source) 중의 하나인 파이프로부터 전달되는 고체 소음 및 진동의 전달을 최소화하도록 하는 파이프 지지용 방진 클램프에 관한 기술을 공지한 바 있으나, 단일 재질의 러버 패드로는 다양한 주파수 대역의 단일 혹은 복합 주파수 영역의 진동을 커버하기가 어렵다는 단점이 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2010-0023337(2010.03.04.)

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 선체에 배관을 견고하게 고정시킴과 동시에 외부로부터 가해지는 충격이나 선박 운항으로 발생되는 단일 혹은 복합 주파수 영역의 진동이 배관으로 전달되는 것을 최소화하여 피로파괴 등으로 배관이 손상되는 것을 방지할 수 있는 고주파, 저주파 저감 클램프를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해서, 배관 외측을 감싸도록 단면이 반원형상으로 형성되며, 좌우방향 양단이 각각 절곡연장되어 평판의 플랜지를 구비한 몸체; 및 상기 몸체 내주면에 설치되어 상기 배관 외주면에 밀착되며, 이종고무로 이루어진 복수의 고무층으로 형성되어 상기 배관에 전달되는 단일 혹은 복합 주파수 영역의 진동과 충격을 흡수하는 방진고무부재;를 포함하는 고주파 및 저주파 저감 클램프를 제공할 수 있다.

여기서, 상기 방진고무부재는, 경도가 40 내지 50 이하인 천연고무(NR)로 형성되어 고주파 대역의 진동을 흡수하는 제1 고무층과, 상기 제1 고무층 일면에 적층되어 상기 방진고무부재의 외면을 이루며, 경도가 60 내지 70 이하인 니트릴부타디엔고무(NBR)로 형성되어 저주파 대역의 진동을 흡수하는 제2 고무층을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2 고무층은, 외면에 다양한 형상의 패턴을 가지며 양각 혹은 음각으로 형성된 요철부가 구비되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 요철부는, 반복적으로 변곡되어 다수의 변곡점(25-1, 25-2)이 형성된 지그재그(ZigZag) 형태로 양각 혹은 음각되어 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 요철부는, 허니콤(honeycomb) 형태로 양각 혹은 음각되어 형성될 수도 있다.

본 발명은 선체에 배관을 견고하게 고정시킴과 동시에 외부로부터 가해지는 충격이나 선박 운항으로 발생되는 단일 혹은 복합 주파수 영역의 진동이 배관으로 전달되는 것을 최소화하여 피로파괴 등으로 배관이 손상되는 것을 방지할 수 있다는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 고주파 및 저주파 저감 클램프의 사시도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 고주파 및 저주파 저감 클램프의 저면도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 고주파 및 저주파 저감 클램프의 저면도.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고주파 및 저주파 저감 클램프의 저배면도.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

아래 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 상세히 설명한다. 도면에 관계없이 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도있음은 물론이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 고주파 및 저주파 저감 클램프의 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 고주파 및 저주파 저감 클램프는 배관을 사이에 두고 대칭되게 서로 맞대어진 상태에서 볼트, 너트 등의 체결부재에 의해 결합됨으로써 배관이 선체의 벽면, 천장, 갑판 등에 고정되도록 지지함과 동시에 선박 운항시 발생하는 다양한 주파수 대역의 진동을 흡수하여 배관 손상을 방지하는 것으로, 크게 몸체(10) 및 방진고무부재(20)를 포함한다.

우선, 몸체(10)는 통상의 배관의 외면에 대응하도록 단면이 반원형상으로 형성되며, 반원형의 내곡면을 구비하여 상기 배관의 외측에서 상기 배관을 감싸듯이 지지한다.

상기 몸체(10) 좌우방향 양측에는 각 단부가 절곡연장되어 평판의 플랜지(12)가 형성된다.

이때, 상기 플랜지(12)에는 상면으로부터 하면까지 수직관통된 결합공(미도시)이 형성되며, 상기 클램프가 서로 맞대어진 상태에서 볼트(미도시)가 상기 결합공(미도시)에 삽입관통되고, 상기 볼트(미도시)에 너트(미도시)가 체결되어 서로 대향하는 상기 클램프가 상호 결합됨으로써, 상기 클램프가 상기 배관을 감싸듯이 지지할 수 있는 것이다.

한편, 상기 몸체(10) 내측에는 유연하며 신축성을 갖는 고무재질로 형성된 상기 방진고무부재(20)가 설치된다.

상세하게는 상기 방진고무부재(20)가 상기 몸체(10) 내주면에는 설치되어 상기 배관 외주면에 밀착되며, 상기 클램프가 상기 배관을 안정적으로 고정지지할 수 있도록 하며, 동시에 선박의 운항시, 상기 배관으로 전달되는 진동과 충격을 흡수하여 감쇠시키는 역할을 한다.

이때, 상기 방진고무부재(20)는 이종고무로 이루어진 복수의 고무층으로 형성되어 상기 배관 전달되는 단일 혹은 복합 주파수 영역의 진동과 충격을 흡수한다.

바람직하게는 상기 방진고무부재(20)는, 고주파 대역의 진동을 흡수하는 제1 고무층(22)과, 상기 제1 고무층(22) 일면에 적층되어 상기 방진고무부재(20)의 최외곽층을 이루며, 저주파 대역의 진동을 흡수하는 제2 고무층(24)을 포함하여 형성된다.

요컨데, 고주파 대역의 진동은 매질에서의 감쇠가 커 장거리 전파가 불리한 반면, 저주파 대역의 진동은 매질에서의 감쇠도가 낮아 고주파에 비해 장거리 전파가 가능하므로, 상기 방진고무부재(20)는 상기 제1 고무층(22) 일면에 상기 제2 고무층(24)을 적층함으로써 상기 선체의 운항시 발생하는 저주파 대역의 진동부터 고주파 대역의 진동까지 충분히 흡수하여 상기 배관에 전달되는 것을 방지할 수 있다.

구체적으로, 상기 제1 고무층(22)은 고주파 대역의 진동을 원활히 흡수할 수 있도록 경도가 40 내지 50 이하인 천연고무(Natural Rubber, NR)로 형성되며, 바람직하게는 경도가 45인 천연고무(NR)로 형성된다.

상기 제2 고무층(24)은 경도가 60 내지 70 이하인 합성고무로 형성되며, 만일, 경도가 60 미만이거나 70을 초과하면 저주파 대역의 진동을 충분히 흡수할 수 없다.

바람직하게는, 상기 제2 고무층(24)가 저주파 대역의 진동을 보다 효과적으로 흡수하도록 경도가 65인 니트릴부타디엔고무(Nitrile Butadiene Rubber, NBR)로 형성될 수 있다.

또한, 상기 제2 고무층(24) 외면에는 다양한 형상의 패턴을 가지며 양각 혹은 음각으로 형성된 요철부(25)가 구비되어 상기 방진고무부재(20)로 하여금 상기 배관에 전달되는 충격 및 진동을 최소화시킬 수 있으며, 보다 상세한 설명은 후술하도록 한다.

게다가, 상기 방진고무부재(20)는, 상기 제1 고무층(22)과 상기 제2 고무층(24) 사이에 개재되어 상기 제1 고무층(22)과 상기 제2 고무층(24) 간의 접착력을 향상시키는 접착층(미도시)을 더 포함할 수 있다.

상기 접착층(미도시)은 클로로프렌고무(Chloroprene Rubber, CR)로 형성된다.

주지된 바와 같이, 클로로프렌고무(CR)는 피착제에 대한 높은 접착강도를 발휘할 수 있는 합성고무로, 내노화성이 우수하여 이종 소재간의 접착에 유리하므로 이종고무로 이루어진 상기 제1 고무층(22)과 상기 제2 고무층(24) 간의 상호 접착력을 높일 수 있다.

여기서, 상기 접착층(미도시)은 시트형태로 가공된 클로로프렌고무(Chloroprene Rubber, CR) 형성되는 것이 바람직하며, 이를 통해 상기 방진고무부재(20)의 제조에 있어, 작업의 용이성을 제공할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 고주파 및 저주파 저감 클램프의 저면도이고, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 고주파 및 저주파 저감 클램프의 저면도이며, 도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고주파 및 저주파 저감 클램프의 저배면도이다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제2 고무층(24) 외면에는 다양한 형상의 패턴으로 양각 혹은 음각된 요철부(25)가 형성된다.

상기 요철부(25)는 상기 방진고무부재(20)의 형성되는 것으로, 상기 클램프가 상기 배관을 지지할 때, 상기 요철부(25)의 돌출된 부위는 상기 배관의 외면에 밀착되며, 이와 동시에 상기 요철부(25)의 요입된 부위는 진공상태가 되어 외부로부터 가해지는 충격 및 진동이 배관에는 전달되지 않게 차단한다.

한편, 상기 요철부(25)는 상기 클램프의 폭방향 일측과 타측을 향해 반복적으로 변곡되어 다수의 변곡점(25-1, 25-2)이 형성된 지그재그(ZigZag) 형태로 양각 혹은 음각되거나 상기 클램프의 길이방향 일측과 타측을 향해 반복적으로 변곡되어 다수의 변곡점(25-3, 25-4)이 형성된 지그재그 형태로 양각 혹은 음각되어 형성될 수 있다.

또한, 폭방향 일측과 타측을 향해 반복적으로 변곡된 지그재그형 패턴과 상기 클램프의 길이방향 일측과 타측을 향해 반복적으로 변곡된 지그재그형 패턴이 동시에 양각 혹은 음각되어 상기 요철부(25)를 형성할 수 있으며, 이를 통해 상기 요철부(25)의 유효표면적을 증가시켜 상기 방진고무부재(20)와 상기 배관 사이의 밀착력을 높일 수 있다.

그뿐만 아니라, 상기 요철부(25)는 육각형 반복 패턴 즉, 허니콤(honeycomb) 형태로 양각 혹은 음각되어 형성될 수 있다.

주지된 바와 같이, 허니콤 형태는 구조역학적 가장 안정적인 구조로 상기 요철부(25)가 허니콤 형태로 양각 혹은 음각되어 형성됨으로써, 유효표면적을 증가시켜 상기 방진고무부재(20)와 상기 배관 사이의 밀착력을 높일 수 있을 뿐만 아니라 상기 배관에 밀착되는 상기 요철부(25)의 돌출된 부위의 상기 배관에 대한 지지력을 향상시켜 상기 클램프가 상기 배관을 견고하게 고정지지할 수 있도록 돕는다.

아울러, 상기 요철부(25)는 요입된 부위의 내벽은 기울기가 대략 10 내지 20°로 형성되어 외부로부터의 충격 및 진동에 대한 방진고무부재(20)의 반력효과를 증대시킬 수 있다.

이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해되어야 한다.

10 : 몸체
12 : 플랜지
20 : 방진고무부재
22 : 제1 고무층
24 : 제2 고무층
25 : 요철부

Claims (5)

1. 배관 외측을 감싸도록 단면이 반원형상으로 형성되며, 좌우방향 양단이 각각 절곡연장되어 평판의 플랜지를 구비한 몸체; 및
   상기 몸체 내주면에 설치되어 상기 배관 외주면에 밀착되며, 이종고무로 이루어진 복수의 고무층으로 형성되어 상기 배관에 전달되는 단일 혹은 복합 주파수 영역의 진동과 충격을 흡수하는 방진고무부재;를 포함하되,
   상기 방진고무부재는, 경도가 40 내지 50 이하인 천연고무(NR)로 형성되어 고주파 대역의 진동을 흡수하는 제1 고무층과, 상기 제1 고무층 일면에 적층되어 상기 방진고무부재의 외면을 이루며, 경도가 60 내지 70 이하인 니트릴부타디엔고무(NBR)로 형성되어 저주파 대역의 진동을 흡수하는 제2 고무층을 구비하며,
   상기 방진고무부재는, 시트형태로 가공된 클로로프렌고무(CR) 형성되며, 제1 고무층과 상기 제2 고무층 사이에 개재되어 상기 제1 고무층과 상기 제2 고무층 간의 접착력을 향상시키는 접착층을 더 구비하며,
   상기 제2 고무층은, 외면에 다양한 형상의 패턴을 가지며 양각 혹은 음각으로 형성된 요철부를 구비하되, 상기 요철부는, 반복적으로 변곡되어 다수의 변곡점이 형성된 지그재그(ZigZag) 형태로 양각 혹은 음각되어 형성됨으로써 상기 방진고무부재와 상기 배관 사이의 밀착력을 향상시키며,
   상기 요철부는, 요입된 부위의 내벽은 기울기가 대략 10 내지 20°로 형성되어 외부로부터의 충격 및 진동에 대한 방진고무부재의 반력효과를 증대시키는 것을 특징으로 하는 고주파 및 저주파 저감 클램프.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 요철부는,
   허니콤(honeycomb) 형태로 양각 혹은 음각되어 형성되는 것을 특징으로 하는 고주파 및 저주파 저감 클램프.

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