KR20030006406A - 수격 방지기구 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수격 방지기구에 관한 것으로, 하우징과 피팅을 일체로 형성하여, 수격 방지기구를 배관에 연결할 경우에 납땜이나 용접 등의 접합작업이 불필요하고, 납땜이나 용접 작업에 사용되는 납 또는 수은 등의 인체에 유해한 성분이 없으므로, 식수용 배관에 사용할 수 있으며, 온수 또는 열수 배관에 장기간 사용해도 누수가 발생하지 않는 수격 방지기구에 관한 것이다.

Description

수격 방지기구{WATER HAMMER ARRESTER}
본 발명은 수격 방지기구에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수격 방지기구를 배관에 연결하는 피팅부를 하우징과 일체로 형성하여, 배관작업이 용이해지며, 납땜 또는 용접 작업이 불필요하므로, 땜납 또는 용접봉에 포함된 납 또는 수은에 의한 오염의 우려가 없는, 식수용 배관에 사용할 수 있는 수격 방지기구에 관한 것이다.
배관을 따라 물이 유동하는 도중에 밸브 등에 의해 유동이 순간적으로 차단되면 유체의 운동에너지가 압력에너지로 바뀌어 밸브 부근의 물의 압력이 급격히상승한다. 반대로, 닫힌 밸브가 순간적으로 열리면 밸브 부근의 물의 압력이 급격히 하강한다. 이러한 현상은 물 이외의 다른 비압축성 유체에서도 발생한다. 이와 같이, 배관 속에서 유체 유속이 급격하게 변화하면 이상 압력이 발생하는 수격(water hammer, 워터 해머)이 일어난다.
특히, 유체 유동의 급격한 차단에 의해 순간적으로 발생하는 높은 압력은 충격파를 발생시켜서, 진동과 충격음을 야기하므로, 배관이 파손되는 경우도 있고, 배관이 건물에 설치되어 있을 경우에는 건물의 수명을 단축시키기도 한다는 것은 잘 알려진 사실이다.
이러한 수격 현상에 의한 피해를 방지하기 위해서, 원통형 하우징 내에 피스톤을 설치하고, 하우징과 피스톤 사이에 형성되는 공간에 압축 가스를 주입한 수격 방지기구를 배관에 연결하는 방법이 통상적으로 실시되고 있다.
수격 현상이 발생하여 배관 내의 압력이 상승되면 배관 내의 유체가 배관에 연결되어 있는 상기 수격 방지기구의 피스톤을 상승시킨다. 피스톤은 압축 가스의 압력이 물의 압력과 같이 질 때까지 상승하다가 멈추는데, 이 과정에 의해 충격파의 에너지가 피스톤을 밀어올리는 에너지로 소모되어 수격에 의한 충격파가 소멸된다.
그런데, 통상적으로 이러한 수격 방지기구는 납땜 또는 용접을 통해 배관에 직접 부착되거나, 납땜 또는 용접을 통해 수격 방지기구의 단부에 황동 재질의 나사식 연결부재가 부착되어 배관에 나사 결합된다.
건물 등의 배관 작업에는, 다량의 수격 다량의 방지기구가 사용되므로, 일일이 납땜 또는 용접을 행하는 것은 비효율적이며 번거롭다는 문제가 있다. 또한, 납땜 또는 용접 작업을 통해 수격 방지기구를 식수 배관에 직접 부착하거나, 황동 재질의 연결부재를 부착하여 사용하는 경우에는 납땜이나 용접한 부위에 존재하는 납 또는 수은 등의 중금속이 배관 내에 흐르는 식수에 직접 접하게 되므로, 식수가 오염된다는 문제가 있다.
더욱이, 통상적으로 수격 방지기구의 재질로 사용되는 순동과, 연결부재의 재질로 사용되는 황동은 열에 대한 팽창률이 상이하므로, 온수 또는 열수 배관에 부착하여 장기간 사용할 경우에는 수격 방지기구와 연결부재간의 납땜 또는 용접 부위에 균열이 발생하여 누수가 일어나는 일이 빈번하다.
도 1에는 종래 기술인 국내 공개실용신안 공개번호 제1998-035170호에 따른 수격 방지기구가 도시되어 있다.
종래기술에 따른 수격 방지기구(100)는 상단이 막힌 원통형상의 하우징(110)에 밀폐를 위하여 오링(140)이 구비된 피스톤(130)이 삽입되고, 하우징(110)과 피스톤(130)이 형성하는 공간에 압축 가스(120)가 주입된다.
종래 기술에 따른 수격 방지기구(100)를 너트부(190)가 형성된 파이프(180)에 연결하기 위해서, 연결부재(160)를 하우징(110)의 끼움부(150)에 끼우고 납땜으로 접합한다. 따라서, 끼움부(150)와 연결부재(160)의 사이에는 접합부(170)가 형성된다.
상술한 바와 같이, 파이프(180)에 연결된 수격 방지기구(100)는 파이프(180)에 수격이 발생하여 급격이 압력이 상승하면 피스톤(130)이 하우징(110)의 상부 방향으로 이동(130')한다. 따라서, 압축 가스(120)는 상승하는 피스톤(130')에 의해 더욱 압축되어 압력이 증가하는데, 피스톤(130)은 압축 가스(120)의 압력과 수격에 의한 수압이 동일하게 될 때 까지 상승하게 된다.
따라서, 수격에 의해 발생한 고압의 충격파는 피스톤(130)을 밀어올리는 일로 변환되어 소멸된다. 압력에 의해 상승된 피스톤(130')은 파이프(180) 내의 압력이 원상태로 돌아오면 원위치(130)로 하강한다.
한편, 하우징(110)은 통상 동으로 제작되는데, 동에 직접 나사를 형성하여 배관에 연결할 경우, 수격 방지기구(100)를 배관에 일일이 나사결합 해야 하므로 작업에 장시간이 소요된다. 또한, 동은 외력에 의해 쉽게 변형되므로, 연결작업 중에 나사가 손상되거나, 수격에 의한 충격파에 의해 변형이 발생하여 누수가 발생할 우려가 있다.
따라서, 수격 방지기구(100)의 끼움부(150)에는 통상 황동재질의 연결부재(160)를 납땜 방법으로 접합하여 사용했다. 그러나, 상술한 바와 같이, 납땜에 사용하는 땜납은 납을 포함하고 있으므로, 식수 배관에 사용하면 식수가 납에 의해 오염되는 문제가 있었다. 또한, 동과 황동은 열팽창률이 상이하므로, 상술한 바와 같이 수격 방지기구(100)를 온수 또는 열수 배관에 부착하여 장시간 사용하면, 접합부(170)에 균열이 발생하여 누수가 발생하는 문제가 있었다.
도 2에는 종래 기술인 국내 공개특허 공개번호 제2001-044056호에 따른 U자형 수격 방지기구가 도시되어 있다.
종래기술에 따른 U자형 수격 방지기구(200)는 U자형 하우징(210)에, 밀폐를위해 오링(240, 241)을 구비하는 두 개의 피스톤(230, 231)이 삽입되고, 두 개의 피스톤(230, 231)과 하우징(210)이 형성하는 공간에 압축 가스(220)가 주입된다.
종래기술에 따른 U자형 수격 방지기구(200)가 배관에 연결되기 위해서, 연결부재(250, 251)가 스피닝(spinning)에 의한 열융착 방법으로 하우징의 두 단부에 접합된다.
종래기술에 따른 U자형 수격 방지기구(200)를 배관에 연결하여 사용할 경우, 수격이 발생하면 상술한 바와 같이 피스톤(230, 231)이 상승된다. 이 때, 도 1에서 설명한 종래기술에 따른 수격 방지기구(100)와는 달리 하우징(210)의 상부가 곡선이므로, 피스톤(230, 231)이 하우징(210)의 곡선부분까지 상승하면 피스톤(230, 231)에 부착된 오링(240, 241)의 형상이 찌그러져 압축 가스(220)가 피스톤(230, 231) 아래로 누출되거나, 피스톤(230, 231)이 배관 내의 압력이 소멸된 후에도 원위치로 하강하지 않는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명의 일 목적은, 수격 방지기구의 하우징과 피팅부를 일체로 형성함으로써, 사용이 편리하고, 식수를 오염시키지 않으며, 온수 또는 열수 배관에서도 장기간 사용할 수 있고, 제조가 용이한 수격 방지기구를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, U자형 수격 방지기구의 피스톤이 피스톤의 곡선부분에 끼어 원위치로 복귀되지 않는 현상을 방지하는데 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 수격 방지기구를 나타낸 종단면도.
도 2는 종래 기술에 따른 U자형 수격 방지기구를 나타낸 종단면도.
도 3은 본 발명에 따른 수격 방지기구를 나타낸 종단면도.
도 4는 본 발명에 따른 U자형 수격 방지기구를 나타낸 종단면도.
상술한 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 원통형 하우징 내에 피스톤이 삽입되고, 하우징과 피스톤 사이의 공간에는 압축가스가 주입되며, 하우징의 개방측 단부에는 하우징과 일체로 피팅부가 형성되는 수격 방지기구가 제공된다.
이 때, 피스톤에는 밀폐를 위한 복수개의 오링이 부착되는 것이 바람직하다.
상술한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, U자형 하우징 내에 두 개의 피스톤이 삽입되고, 하우징과 두 피스톤이 형성하는 공간에는 압축 가스가 주입되며, 하우징의 두 개방측 단부에는 하우징과 일체로 피팅부가 각각 형성되고, 하우징의 직선 부분과 곡선 부분의 경계선상에는 원주 방향을 따라 걸림턱이 형성되는 U자형 수격 방지기구가 제공된다.
이 때, 두 피스톤에는 밀폐를 위한 복수개의 오링이 부착되는 것이 바람직하다.
이하, 본 도면을 참조하여 본 발명에 따른 수격 방지기구를 상세하게 설명한다.
도 3에는 본 발명에 따른 수격 방지기구(300)가 도시되어 있다.
수격 방지기구(300)에는 상단이 막힌 원통형의 하우징(310), 하우징(310)에 삽입된 피스톤(330), 피스톤(330)의 외주면에 부착된 복수개의 오링(340) 및 하우징(310)과 피스톤(330)이 형성하는 공간에 주입된 압축 가스(320)로 구성되고, 하우징(310)의 개방측 단부에는 하우징(310) 보다 짧은 직경을 갖는 원통형의 피팅부(350)가 하우징(310)과 일체로 형성되며, 피팅부의 외주면에는 원주방향을따라서 연결홈(360)이 형성된다.
피팅부(350)는 통상적으로 사용되는 원터치 피팅의 형상으로, 연결홈(360)에 강도가 높은 금속으로 제작된 연결링(도시되지 않음)이 부착되어, 배관 측에 형성된 암피팅에 삽입, 고정된다. 따라서, 현재 우리나라에서 통상적으로 사용되고 있는 나사식 결합 보다 장착 및 분해가 간편하므로, 배관 공사에 소요되는 시간을 절감할 수 있다. 특히, 근래에 온돌용으로 사용되는 PB관 또는 PE관에는 원터치 피팅을 적용하기가 용이하므로, 아파트 건축 등 대규모의 배관 공사가 필요한 곳에서는 배관에 수격 방지기구를 부착하는데 소요되는 시간을 크게 절감할 수 있다.
수격 방지기구(300)가 연결된 식수 배관에 수격이 발생하여 피팅부(350)를 통하여 하우징(310)내로 물이 들어오면, 피스톤(330)이 하우징(310) 상방향으로 상승(330')하게 된다. 따라서, 물이 하우징(310)의 내측 표면에 접하게 되므로, 수격 방지기구(300)에 인체에 유해한 납 등의 중금속 성분이 포함된 경우에는 물이 오염된다. 이 때, 수격 방지기구(300)는 상술한 바와 같이, 하우징(310)과 피팅부(350)가 일체로 형성되어 있고, 통상 그 재질은 식수 배관에 쓰이는 순동을 사용하므로, 수격이 일어나서 하우징(310)의 내측 표면에 물이 접하게 되어도 물이 오염되지 않는다.
수격 방지기구(300)에 주입된 압축 가스는 장기간 사용하여도 하우징(310)을 손상시키지 않는 불활성가스 또는 질소를 사용한다. 또한, 현재 상수도는 주거용 건물에는 3~4kg/cm2, 상업용 건물에는 4~5kg/cm2의 압력으로 공급되므로, 수격 방지기구(300)에 주입되는 압축 가스는 급수 급탕 표준압력인 4kg/cm2(60psi)를 기준으로 주입되는 것이 바람직하다.
도 4에는 본 발명에 따른 U자형 수격 방지기구가 도시되어 있다.
U자형 수격 방지기구(400)는 U자형 관인 하우징(410), 하우징(410)의 곡선 부분과 직선 부분의 경계에 형성된 걸림턱(470, 471), 하우징(410)의 양측 개방부에 각각 삽입된 피스톤(430, 431), 피스톤(430, 431)의 외주면에 각각 부착된 복수개의 오링(440, 441) 및 하우징(410)과 두 피스톤(430, 431)이 형성하는 공간에 주입된 압축 가스(320)로 구성되고, 하우징(410)의 두 개방측 단부에는 하우징(430) 보다 짧은 직경을 갖는 원통형의 피팅부(450, 451)가 하우징(430)과 일체로 각각 형성되며, 각 피팅부(450, 451)의 외주면에는 원주방향을 따라서 연결홈(460, 461)이 형성된다.
U자형 수격 방지기구(400)는 같은 장소로 냉수와 온수를 공급하기 위해 나란히 설치된 냉온수 배관과 같이, 두 개의 배관이 근접하여 설치되는 경우에 사용된다. 도 3에서 설명한 바 있는 직선형 수격 방지기구(300)의 하우징의 상단을 막지 않고, 피스톤을 삽입하고 피팅부를 형성한 후, 가스를 주입한 다음, 벤딩 하여 U자형으로 제작하는 것이므로, 제조 공정이 단순하여 대량생산이 용이하다는 장점이 있다.
U자형 수격 방지기구(400)의 하우징(410)의 곡선 부분과 직선 부분이 접하는 두 경계선 부분에는 걸림턱(470, 471)이 형성된다. 걸림턱(470, 471)은피스톤(430, 431)의 상승 범위를 제한함으로써, 수격에 의해서 상승한 피스톤(430', 431')이 하우징(410) 곡선부분까지 상승하여 압축 가스(420)가 누출되거나 피스톤(430', 431')이 원래의 위치로 복귀되지 않는 현상을 방지한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 수격 방지기구의 하우징과 피팅부를 일체로 형성함으로써, 수격 방지기구를 배관에 연결하는 작업의 효율을 높일 수 있고, 용접이나 납땜 등에 의해 배관 내의 유체가 오염되는 것을 방지할 수 있으며, 온수 또는 열수 배관에도 장기간 누수현상 없이 사용할 수 있다.
또한, U자형 수격 방지장치의 하우징에 걸림턱을 형성함으로써, 피스톤이 하우징의 곡선부분에 끼어 압축 가스가 누출되거나, 피스톤이 원래의 위치로 복귀되지 않는 현상을 방지할 수 있다.

Claims (2)

  1. 일측단이 막힌 원통형의 하우징;
    상기 하우징의 내부에 삽입된 피스톤; 및
    상기 하우징과 상기 피스톤 사이의 공간에 주입된 압축 가스를 포함하고,
    상기 하우징의 개방측 단부에는 상기 하우징 보다 짧은 직경을 갖는 원통형의 피팅부가 형성되고, 상기 피팅부의 외주면에는 원주방향을 따라서 연결홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 수격 방지장치.
  2. U자형 파이프 형태의 하우징;
    상기 하우징의 곡선부분과 직선부분의 경계 부분에 원주 방향으로 형성된 걸림턱;
    상기 하우징의 양쪽 개방부에 각각 삽입되는 두 개의 피스톤; 및
    상기 하우징과 상기 두 개의 피스톤에 의해 형성된 공간에 주입된 압축 가스를 포함하고,
    상기 하우징의 양측 개방부의 단부에 상기 하우징 보다 짧은 직경을 갖는 원통형의 피팅부가 각각 형성되고, 상기 각각의 피팅부의 외주면에는 원주방향을 따라서 연결홈이 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 수격 방지장치.
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KR100661804B1 (ko) * 2006-07-20 2006-12-28 주식회사 대율케이앤피 수격 방지기 내장형 급수 분배기

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