KR20050049194A - 수격 방지기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수격 방지기에 관한 것이다. 본 발명은 원통 형상으로 이루어져 내부에는 압축가스가 충진되고, 피스톤이 삽입되며, 하부 영역에는 하측경사부가 형성되고, 상기 하측경사부의 단부에는 끼움부가 형성된 공기통; 상기 공기통 상부 외경에 삽입되어 용착되고, 상부에는 압력제어수단이 구비된 상부캡; 상기 공기통의 끼움부 외경이 삽입되는 끼움공이 형성된 수직수용부와; 상기 수직수용부의 끼움공과 연통되게 유통공이 형성되고, 하단에 수평으로 일체로 형성된 수평안착부로 이루어진 연결부재; 및 상기 연결부재의 수직수용부 외경에 삽입되고, 상기 수평안착부 상부에 안착되어 배관의 배관플랜지에 체결 고정되는 하부플랜지로 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명은 수도관 등의 배관 내부에 물로 인한 충격을 방지하기 위한 수격 방지기의 구성품을 프레스로써 성형 가공하여 조립하게 됨으로써 대폭적인 시간 경감 및 작업성이 용이하여 원가가 절감되어 생산성이 향상되었으며, 또한 상부캡에 압력제어수단을 구비하여 정확한 가스충전 압력을 알 수 있고, 작동상태를 쉽게 파악할 수 있으며, 압축가스를 재충진할 수 있어 반영구적으로 사용이 가능한 효과가 제공된다.

Description

수격 방지기{WATER HAMMER ARRESTER}

본 발명은 수도관 등의 배관 내부에 물로 인한 충격을 방지하기 위한 기구에 관한 것으로, 특히 제작 및 조립이 용이하여 대폭적인 시간 경감 및 원가가 절감되고, 공기통내부의 압축가스 압력을 알 수 있는 동시에 재충진이 가능하게 되어 반영구적으로 사용이 가능한 수격 방지기에 관한 것이다.

일반적으로 수격현상(Water Hammer Cushion)은 비압축성 유체인 액체가 흐르는 파이프 라인에서 밸브 개폐 등으로 급격한 유체 흐름의 변동이 생길 경우 순간적으로 유체 압력이 급격히 상승하는 충격파가 발생되는 현상으로서, 이 수격현상이 발생되면 극심한 충격음과 진동이 발생되고, 심할 경우 파이프가 파열되며, 접속 부위가 이완되어 누수가 생기기도 하여 파이프 라인에 연결된 밸브, 펌프 등을 파손시키게 된다.

이러한 수격현상이 장기간에 걸쳐 배관에 충격을 가하게 되면, 배관을 신장 및 수축시킴으로써 배관이 누설되고, 파이프의 진동 및 소음을 발생시키게 됨으로써 배관 및 그에 관련된 장치가 고장을 일으키게 되었던 것으로, 이러한 수격을 방지하는 수격 방지기(Water Hammer Arrester)가 사용되고 있는 것이다.

이와 같은 종래의 수격방지 기구에 대하여 첨부된 도면을 참조로 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래 수격 방지기의 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 결합상태 확대 단면도이며, 도 3a,3b는 종래 수격 방지기의 압축가스 충전되는 상태를 도시한 구성도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 종래 수격 방지기는 공기통(100), 상부캡(200) 및 하부플랜지(300)로 이루어진다.

상기 공기통(100)은 적정 외경과 길이를 유지하고, 상하부가 개방된 원통 형상으로 이루어진다.

상기 상부캡(200)은 상부가 막힌 결합홈(210)이 형성되고, 공기통(100) 상부 외경에 연통되게 삽입되어 용착된다.

이때, 공기통(100) 내경에는 밀폐를 위하여 다수의 오링(320)이 삽입된 피스톤(300)이 이동 가능하게 삽입되고, 피스톤(300)이 삽입된 공기통(100) 상부 내경에는 4.2kg/㎠의 압력으로 압축가스(공기 또는 질소)(a)가 충진된다.

상기 하부플랜지(500)는 공기통(100) 하부 외경이 삽입되어 용착되는 수직결합부(510)와, 수직결합부(510)에 수평을 유지하여 일체로 형성된 수평결합부(520)로 이루어진다.

이때, 하부플랜지(500)의 수평결합부(520)는 배관(600)에 입설된 배관플랜지(610)에 체결 고정되고, 하부플랜지(500)의 수평결합부(520)와 배관플랜지(610) 사이에는 고무재질의 패킹부재(700)가 밀착된다.

이와 같이 구성된 종래 수격 방지기의 동작상태를 설명하면, 도 1 및 도 2에서와 같이 배관(600)에서 수격이 발생하여 배관(600) 내부에서 압력이 상승하게 되어 배관(600) 내부의 유체가 배관플랜지(610)와 하부플랜지(500)를 통하여 공기통(100) 내부로 유입되어 피스톤(300)을 상승시키게 된다.

이에 따라 압축가스(400)는 상승하는 피스톤(300)에 의해 압축되어 압력(4.2kg/㎠)이 증가되고, 피스톤(300)은 압축가스(a)의 압력과 수격에 의한 수압이 동일하게 될 때 까지 상승하다가 멈추게 되는데, 이 과정에 의해 충격파의 에너지가 피스톤(300)을 상승시키는 에너지로 소모되어 수격에 의한 충격이 소멸된다.

그리고, 압력에 의해 상승된 피스톤(300)은 배관(600) 내부의 압력이 원래상태로 돌아오면 원치로 하강하게 된다.

한편, 도 3a,3b에서와 같이 공기통(100) 내부에 압축가스(a)를 충진하기 위해서는 공기통(100) 하단에 공기주입지그(800)를 삽입시킨 다음, 공기주입지그(800)를 통하여 질소 등의 압축가스(a)를 충진후, 공기주입지그(800) 내경에 삽입된 피스톤(300) 하부의 실린더(900)를 동작시켜 피스톤(300)을 공기통(100) 내부로 상승시키게 된다.

이러한 상태에서 공기통(100) 하단 외경 양측을 펀칭실린더(920)로써 찍어 내측으로 돌기부(110)를 형성하게 되어 피스톤(300)이 공기통(100) 하부로의 이탈이 방지됨으로써 압축가스(a)의 주입이 완료된다.

그 다음으로는 공기주입지그(800), 실린더(900) 및 펀칭실린더(920)를 분리시킨 다음, 수격방지 기구로 사용하게 되는 것이다.

그러나, 이와 같이 동작되는 종래 수격방지 기구를 구성하는 공기통, 상부캡 및 하부플랜지를 황동의 소재로 선반 등의 절삭공구로써 가공하여 각각 제작한 다음, 이들을 삽입하여, 즉 공기통의 상부 외경에는 상부캡을 삽입하고, 하부 외경에는 하부플랜지를 삽입한 다음, 이들을 용착하여 고정시킴으로써 조립이 유지되는 데, 이는 가공 시간이 과다하게 소요되는 등의 작업성이 용이하지 못하게 되어 생산성이 저하되고, 원가가 상승되는 문제점과, 공기통 내부에 압축가스를 충진하기 위해서는 별도의 충진장치가 필요로 하게 됨으로써 그 구조가 복잡하게 되었으며, 또한 압축가스의 충진이 용이하지 못하게 되었고, 압축가스의 소모량을 정확하게 알지 못하게 되었으며, 또한 압축가스의 재충진을 할 수 없게 되어 새로운 수격방지 기구로 교체해야 되는 등의 문제점 등이 발생되었다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명은 제작 및 조립이 용이하여 대폭적인 시간 경감 및 원가가 절감되고, 공기통내부의 압축가스 압력을 알 수 있는 동시에 재충진이 가능하게 되어 반영구적으로 사용이 가능한 수격 방지기를 제공하는 데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 과제는, 원통 형상으로 이루어져 내부에는 압축가스가 충진되고, 피스톤이 삽입되며, 하부 영역에는 하측경사부가 형성되고, 상기 하측경사부의 단부에는 끼움부가 형성된 공기통; 상기 공기통 상부 외경에 삽입되어 용착되고, 상부에는 압력제어수단이 구비된 상부캡; 상기 공기통의 끼움부 외경이 삽입되는 끼움공이 형성된 수직수용부와; 상기 수직수용부의 끼움공과 연통되게 유통공이 형성되고, 하단에 수평으로 일체로 형성된 수평안착부로 이루어진 연결부재; 및 상기 연결부재의 수직수용부 외경에 삽입되고, 상기 수평안착부 상부에 안착되어 배관의 배관플랜지에 체결 고정되는 하부플랜지로 이루어짐으로써 달성된다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도면중 도 4는 본 발명에 따른 수격 방지기의 분해 사시도이고, 도 5는 도 4의 결합상태 확대 단면도이며, 도 6은 본 발명에 따른 수격 방지기의 동작상태 확대 단면도이다.

도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 수격 방지기는 공기통(10), 상부캡(30), 연결부재(50) 및 하부플랜지(60)로 이루어진다.

상기 공기통(10)은 적정 외경과 길이를 유지하고, 상하부가 개방된 원통 형상으로 이루어지고, 하부 영역에는 하측으로 경사지는 하측경사부(12)가 형성되며, 하측경사부(12)의 단부에는 일체로 끼움부(14)가 형성된다.

상기 상부캡(30)은 공기통(10) 상부 외경에 결합되어 용착되는 상부가 막힌 결합홈(32)이 형성되고, 그 상단에는 결합홈(32)과 연통되게 압력제어수단(A)이 구비된다.

상기 압력제어수단(A)은 상부캡(30)의 결합홈(32)과 연통되고, 상부에 수직으로 체결 고정되며, 내부에 압축가스(a)를 공기통(10) 내부로 충진하게 되는 가스충진구(40)와; 가스충진구(40)에 수평으로 연결되어 공기통(10) 내부의 충진압력 및 충진량을 알 수 있도록 눈금으로 이루어진 게이지(42)로 이루어진다.

한편, 공기통(10) 내경에는 밀폐를 위하여 다수의 오링(22)이 삽입된 피스톤(20)이 이동 가능하게 삽입되고, 피스톤(20)이 삽입된 공기통(10) 상부 내경에는 압력제어수단(A)의 가스충진구(40)와 게이지(42)를 통하여 4.2kg/㎠ 압력의 압축가스(질소)(a)를 충진시키게 된다.

상기 연결부재(50)는 공기통(10)의 끼움부(14) 외경이 삽입되어 은납으로 용착되는 끼움공(52)이 형성된 수직수용부(54)와; 수직수용부(54)의 끼움공(52)과 연통되게 유통공(55)이 형성되고, 하단에 수평으로 일체로 형성된 수평안착부(56)로 이루어진다.

이때, 끼움공(52) 내경에는 끼움부(14) 단부가 안착되어 걸리게 되는 안착걸림단(51)을 형성되어 하부로 이탈이 방지된다.

상기 하부플랜지(60)는 연결부재(50)의 수직수용부(54) 외경에 삽입되는 동시에 수평안착부(56) 상부에 안착된다.

한편, 하부플랜지(60)는 배관(70)에 입설된 배관플랜지(80)에 체결 고정되고, 하부플랜지(60)와 배관플랜지(80) 사이에는 고무재질의 패킹부재(90)가 밀착되어 수밀을 유지하게 된다.

이때, 패킹부재(90)는 연결부재(50)의 수평안착부(56) 두께와 동일하게 이루어져 연결부재(50)의 수직수용부(54) 외경에 삽입되는 동시에 수평안착부(56) 상부에 안착시 발생되는 단차를 없애게 된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 조립상태를 설명하면, 도 4 내지 도 5에서와 같이 수격 방지기를 구성하고 있는 공기통(10), 상부캡(30), 연결부재(50)를 프레스로써 각각 성형 제작한 다음, 이들을 조립하게 되는 데 이를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 공기통(10) 내경으로 다수의 오링(22)이 삽입된 피스톤(20)을 이동 가능하게 삽입시킨 다음, 공기통(10) 상부 외경에 상부캡(30)의 결합홈(32)을 삽입시킨 다음, 용착시키게 된다. 그러면, 상부에 가스주입구(40)와 게이지(42)로 이루어진 압력제어수단(A)이 구비된 상부캡(30)이 용착된다.

이러한 상태에서 연결부재(50)의 수직수용부(54) 외경에 하부플랜지(60)를 삽입시키게 된다. 그러면, 연결부재(50)의 수직수용부(54) 외경에 하부플랜지(60)의 내경이 삽입되는 동시에 하부면이 연결부재(50)의 수평안착부(56) 상부에 안착된다.

이때, 하부플랜지(60)의 직경이 연결부재(50)의 수평안착부(56)의 직경보다 크게되어 이 차이에 의해 단차가 발생된다.

그 다음으로 공기통(10) 하부의 끼움부(14)를 연결부재(50)의 수직수용부(54)에 형성된 끼움공(52)에 삽입시키게 된다. 그러면, 공기통(10)의 끼움부(14) 외경이 수직수용부(54)의 끼움공(52)에 삽입되고, 끼움부(14) 단부가 끼움공(52) 내경의 안착걸림단(51)에 걸리게 되어 하부로 이탈이 방지된다.

이러한 상태에서 공기통(10) 내부로 압력제어수단(A)의 가스충진구(40)와 게이지(42)를 통하여 4.2kg/㎠ 압력의 압축가스(질소)(a)를 충진시키면, 수격 방지기의 조립이 완료된다.

이와 같이 조립이 완료된 수격 방지는 하부플랜지(60)를 배관(70)에 입설된 배관플랜지(80)에 일치시켜 체결 고정시키면 수격 방지기의 설치가 완료된다. 이때, 하부플랜지(60)와 배관플랜지(82) 사이에는 고무재질의 패킹부재(90)가 밀착되어 수밀을 유지하게 된다.

한편, 이와 같이 설치가 완료된 수격 방지기의 동작상태를 살펴보면, 도 6에서와 같이 배관(70)에서 수격이 발생하여 배관(70) 내부에서 압력이 상승하게 되어 배관(70) 내부의 유체가 배관플랜지(80)와, 하부플랜지(60)가 삽입 안착되는 연결부재(50)의 수직수용부(54)와 수평안착부(56)에 연통되게 형성된 끼움공(52)과 유통공(55)을 통하여 공기통(10) 내부로 유입되어 피스톤(20)을 상승시키게 된다.

이에 따라 압축가스(a)는 상승하는 피스톤(20)에 의해 압축되어 압력(4.2kg/㎠)이 증가되고, 피스톤(20)은 압축가스(a)의 압력과 수격에 의한 수압이 동일하게 될 때 까지 상승하다가 멈추게 되는데, 이 과정에 의해 충격파의 에너지가 피스톤(20)을 상승시키는 에너지로 소모되어 수격에 의한 충격이 소멸된다.

그리고, 압력에 의해 상승된 피스톤(20)은 배관(70) 내부의 압력이 원래상태로 돌아오면 원치로 하강하게 된다.

한편, 압력제어수단(A)의 게이지(42) 눈금을 육안으로 식별하여 공기통(10) 내부의 압축가스(a)의 충진압력 및 충진량 등을 쉽게 알 수 있게 되었으며, 또한 충진주입구(40)를 통하여 간편하게 압축가스(a)를 재충진할 수 있는 것이다.

이상에서 상술한 본 발명에 의하면, 수도관 등의 배관 내부에 물로 인한 충격을 방지하기 위한 수격 방지기의 구성품을 프레스로써 성형 가공하여 조립하게 됨으로써 대폭적인 시간 경감 및 작업성이 용이하여 원가가 절감되어 생산성이 향상되었으며, 또한 상부캡에 압력제어수단을 구비하여 정확한 가스충전 압력을 알 수 있고, 작동상태를 쉽게 파악할 수 있으며, 압축가스를 재충진할 수 있어 반영구적으로 사용이 가능한 효과가 제공된다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형이 가능할 것이다.

도 1은 종래 수격 방지기의 분해 사시도.

도 2는 도 1의 결합상태 확대 단면도.

도 3a,3b는 종래 수격 방지기의 압축가스 충전되는 상태를 도시한 구성도.

도 4는 본 발명에 따른 수격 방지기의 분해 사시도.

도 5는 도 4의 결합상태 확대 단면도.

도 6은 본 발명에 따른 수격 방지기의 동작상태 확대 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 공기통 12 : 하측경사부

14 : 끼움부 20 : 피스톤

30 : 상부캡 40 : 가스충진구

42 : 게이지 50 : 연결부재

52 : 안착걸림단 52 : 끼움공

54 : 수직수용부 55 : 유통공

56 : 수평안착부 60 : 하부플랜지

70 : 배관 80 : 배관플랜지

a : 압축가스 A : 압력제어수단

Claims (3)

1. 원통 형상으로 이루어져 내부에는 압축가스(a)가 충진되고, 피스톤(20)이 삽입되며, 하부 영역에는 하측경사부(12)가 형성되고, 상기 하측경사부(12)의 단부에는 끼움부(14)가 형성된 공기통(10);

   상기 공기통(10) 상부 외경에 삽입되어 용착되고, 상부에는 압력제어수단(A)이 구비된 상부캡(30);

   상기 공기통(10)의 끼움부(14) 외경이 삽입되는 끼움공(52)이 형성된 수직수용부(54)와; 상기 수직수용부(54)의 끼움공(52)과 연통되게 유통공(55)이 형성되고, 하단에 수평으로 일체로 형성된 수평안착부(56)로 이루어진 연결부재(50); 및

   상기 연결부재(50)의 수직수용부(54) 외경에 삽입되고, 상기 수평안착부(56) 상부에 안착되어 배관(70)의 배관플랜지(80)에 체결 고정되는 하부플랜지(60);

   로 이루어진 것을 특징으로 하는 수격 방지기.
2. 제 1항에 있어서, 상기 압력제어수단(A)은

   상기 상부캡(30)의 결합홈(32)과 연통되고, 상부에 수직으로 체결 고정되며, 내부에 상기 압축가스(a)를 상기 공기통(10) 내부로 충진하게 되는 가스충진구(40); 및

   상기 가스충진구(40)에 수평으로 연결되어 상기 공기통(10) 내부의 충진압력 및 충진량을 알 수 있도록 눈금으로 이루어진 게이지(42);

   로 이루어진 것을 특징으로 하는 수격 방지기.
3. 제 1항에 있어서, 상기 수직수용부(54)의 끼움공(52) 내경에는 안착걸림단(51)이 형성되어 상기 공기통(10)의 끼움부(14) 단부가 걸리게 되는 것을 특징으로 하는 수격 방지기.