KR20080018239A

KR20080018239A - 수격 흡수 장치

Info

Publication number: KR20080018239A
Application number: KR1020080013033A
Authority: KR
Inventors: 권영우
Original assignee: 권영우
Priority date: 2008-02-13
Filing date: 2008-02-13
Publication date: 2008-02-27

Abstract

본 발명은 배관(500) 내의 수격을 흡수하는 장치에 있어서, 내부가 중공이고 그 일방은 밀폐되며, 그 내부에는 수격을 흡수하기 위한 압축가스와 피스톤(200)을 포함하는 하우징(110)과, 개방된 상기 하우징(110)의 타방에 상기 하우징(110)의 직경보다 작은 직경을 가지도록 구성되는 연결부(120)를 포함하는 몸통부(100); 그 일측은 상기 몸통부의 연결부(120)와 결합되고, 그 타측은 배관(500)과 결합되는 배관 결합부(400); 및 그 일측은 상기 피스톤(200)과 소정 간격 이격되며 그 타측은 상기 배관 결합부(400)와 결합 고정되되, 그 내부에는 소정 형태의 홀이 가공되며, 상기 홀의 직경은 상기 배관 결합부의 내경보다 작게 구성되는 압력 감소부(300);를 포함하며, 상기 압력 감소부(300)의 홀의 직경은 3~7mm, 압력 감소부(300)의 길이는 10~50mm로 설정하고, 압력감소부의 일단부와 피스톤간 간격(d)을 1.8 ~ 2mm로 설정함으로써 상기 배관(500) 내에서 수격이 발생되면 배관(500)내 압력(P₃)이 압력 감소부(300)를 거치면서 점점 떨어지고(P₄), 반대로 유체의 이동 속도는 올라가며, 상기 유체는 피스톤(200)과 압력 감소부(300) 사이에 형성된 공간(121)을 채운 후, 상기 피스톤(200)을 밀어주게 되며, 상기 유체가 피스톤을 미는 면적이 압력감소부의 면적보다 넓으므로 상기 피스톤(200)은 밀폐된 하우징(110)의 타방으로 이동하게 됨을 특징으로 한다.

수격, 압력 감소부, 배관, 피스톤, 압축가스

Description

수격 흡수 장치{WATER HAMMER ARRESTOR}

도 1은 종래의 기술에 따른 수격 흡수 장치를 나타내는 단면도이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 수격 흡수 장치의 분리 사시도이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 수격 흡수 장치의 결합 사시도이다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 수격 흡수 장치의 단면도이다.

도 5는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 수격 흡수 장치의 단면도이다.

도 6은 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 수격 흡수 장치의 단면도이다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 수격 흡수 장치의 실시 상태도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 몸통부 110 : 하우징

111 : 압축 공기실 120 : 연결부

200 : 피스톤 300 : 압력 감소부

310 : 압력 감소관 320 : 관 지지판

400 : 배관 결합부 500 : 배관

본 발명은 수격 흡수 장치에 관한 것으로, 특히 유체의 이동속도를 향상시켜 워터 해머 발생에 따른 충격파를 효과적으로 흡수할 수 있는 수격 흡수 장치에 관한 것이다.

일반적인 배관에 있어서, 배관을 따라 물이 유동하는 도중에 밸브 등에 의해, 유동이 순간적으로 차단되면 밸브로부터 수압이 급격하게 상승하게 된다.

이처럼 배관 속에서 밸브의 차단 또는 개방에 의해 배관 내부의 압력이 급격하게 변화하는 현상을 수격(Water Hammer, 이하 '워터 해머'라고도 함)이라고 하는데, 이러한 수격 현상은 배관 내에서 진동과 소음을 발생시키며, 배관의 수명을 감소시키는 문제점이 된다.

상기와 같은 문제점(수격 발생)을 해결하기 위해 다양한 특허가 출원이 되었다. 그 중 하나를 예로 들어 설명하기로 한다.

도 1을 참조하여 종래에 따른 수격 흡수장치에 대해 설명하면, 내부가 중공이고 그 일방은 밀폐되며, 그 내부에는 수격을 흡수하기 위한 압축가스와 피스톤(200)을 포함하는 하우징(110)과, 개방된 상기 하우징(110)의 타방에 상기 하우징(110)의 직경보다 작은 직경을 가지도록 구성되는 연결부(120)를 포함하는 몸통부(100); 그 일측은 상기 몸통부의 연결부(120)와 결합되고, 그 타측은 배관(미도시됨)과 결합되는 배관 결합부(400)를 포함하여 구성된다.

상기 피스톤(200)은 그 일단부가 테이퍼진 몸통부(100)의 연결부에 걸쳐지게 된다.

그러나 상기와 같이 구성된 종래의 수격 흡수 장치는 워터 해머 발생에 따른 충격파의 흡수가 용이하지 않는 구조로 이루어졌다.

즉, 종래의 수격 흡수 장치는 몸통부의 연결부(120)의 내경이 대략 12~15mm이고, 배관 결합부(400)의 내경이 대략 9~12mm로, 배관에서 수격 현상이 발생되면 배관에서 수격 흡수 장치로 유입되는 부분의 압력(P₁)과 몸통부의 연결부에서의 압력(P₂) 차가 크지 않아 충격압력이 제품(수격흡수장치)에 효과적으로 집중될 수 없었다.

이로 인해 상기 피스톤을 밀어주는 힘이 미약하여 워터 해머에 의해 발생된 충격파 중 일부를 상기 수격 흡수 장치가 흡수(수용)하지 못하는 문제점이 발생되었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 본 발명은 배관에서 수격 흡수 장치로 유입되는 부분의 압력과 몸통부의 연결부에서의 압력 강하가 크고 유체의 이동속도를 증가시키며, 유체가 피스톤을 미는 면적을 최대화하여 충격압력을 효과적으로 흡수할 수 있는 수격 흡수 장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 이루기 위해 본 발명은 배관(500) 내의 수격을 흡수하는 장치에 있어서, 내부가 중공이고 그 일방은 밀폐되며, 그 내부에는 수격을 흡수하기 위한 압축가스와 피스톤(200)을 포함하는 하우징(110)과, 개방된 상기 하우징(110)의 타방에 상기 하우징(110)의 직경보다 작은 직경을 가지도록 구성되는 연결부(120)를 포함하는 몸통부(100); 그 일측은 상기 몸통부의 연결부(120)와 결합되고, 그 타측은 배관(500)과 결합되는 배관 결합부(400); 및 그 일측은 상기 피스톤(200)과 소정 간격 이격되며 그 타측은 상기 배관 결합부(400)와 결합 고정되되, 그 내부에는 소정 형태의 홀이 가공되며, 상기 홀의 직경은 상기 배관 결합부의 내경보다 작게 구성되는 압력 감소부(300);를 포함하며, 상기 압력 감소부(300)의 홀의 직경은 3~7mm, 압력 감소부(300)의 길이는 10~50mm로 설정하고, 압력감소부의 일단부와 피스톤간 간격(d)을 1.8 ~ 2mm로 설정함으로써

상기 배관(500) 내에서 수격이 발생되면 배관(500)내 압력(P₃)이 압력 감소부(300)를 거치면서 점점 떨어지고(P₄), 반대로 유체의 이동 속도는 올라가며, 상기 유체는 피스톤(200)과 압력 감소부(300) 사이에 형성된 공간(121)을 채운 후, 상기 피스톤(200)을 밀어주게 되며, 상기 유체가 피스톤을 미는 면적이 압력감소부의 면적보다 넓으므로 상기 피스톤(200)은 밀폐된 하우징(110)의 타방으로 이동하게 됨을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서는 상기 배관 결합부와 압력 감소부를 일체형으로 형성시킬 수도 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하고자 한다.

도 2, 도 3 및 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 수격 흡수 장치의 분리 사시도, 결합 사시도 및 단면도이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 수격 흡수 장치는 몸통부(100), 압력 감소부(300) 및 배관 결합부(400)를 포함하여 이루어진다.

상기 몸통부(100)는 내부가 중공이며, 그 일방은 밀폐되며, 그 타방은 뚫린(개방된) 형태를 가진 하우징(110)과, 상기 개방된 하우징(110)의 타방에 상기 하우징(110)의 직경보다 작은 직경을 가지는 연결부(120)를 포함하여 구성된다.

상기 몸통부의 하우징(110)의 밀폐된 부분의 형태는 특별히 한정하지는 않지만, 원통형으로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 몸통부의 하우징(110)과 몸통부의 연결부(120) 사이는 테이퍼진 형상을 가진다.

상기 몸통부(100)는 내식성, 가공의 편의성 및 인체 무해성을 고려하여 순동 재질로 이루어지며, 동일한 두께를 가지는 것이 바람직하다.

상기 몸통부의 연결부(120)의 내부는 상기 하우징(110)과 마찬가지로 중공이다.

본 발명에서는 상기 몸통부(100) 내에 피스톤(200)이 형성되는데, 상기 피스톤(200)은 외부의 힘이 전달되기 전에는 상기 몸통부의 하우징(110)과 연결부(120)의 경계부분에 걸쳐진다.

상기에서 몸통부(100)와 배관 결합부(400)를 결합하면 상기 배관 결합부(400)와 피스톤(200) 사이에 위치한 몸통부의 연결부(120)에는 소정의 공간(121)이 형성된다.

상기와 같이, 몸통부(100) 내에 피스톤(200)을 형성시킴으로써 내측에 밀폐된 공간(이하, '압축 가스실'이라고도 함)(111)이 형성되는데, 상기 압축 가스실(111)은 질소가스 등의 압축가스가 충전된다.

도면부호 210은 상기 피스톤(200)을 기준으로 안과 밖의 공기 진행을 차단시키는 기밀유지용 파킹이다.

배관 결합부(400)의 일측은 상기 몸통부의 연결부(120)와 결합되고, 배관 결합부(400)의 타측은 배관(500)과 결합된다.

상기 배관 결합부(400)의 내부는 길이방향으로 관통된다. 즉, 상기 배관 결합부(400)의 내부에는 소정의 홀이 상기 배관 결합부의 일측에서 타측 방향으로 형성되며, 상기 배관 결합부(400)의 타측 내부에는 테이퍼부(421)가 형성된다.

또한, 상기 배관 결합부(400)의 일측 내부에는 상기 몸통부의 연결부(120) 및 하기 설명될 압력 감소부의 관 지지판(320)이 안착될 안착부(이하, '지지판 안착부'라 함)(410)가 형성된다.

본 발명에서는 상기 테이퍼부(121)에서의 유체의 이동 속도를 보다 향상시켜 피스톤에 가해지는 힘을 향상시키는 수단(이하, '압력 감소부'라 함)(300)을 더 포함한다.

상기에서 '압력 감소부'라 지칭한 이유는, 이 부분을 통과하기 전의 압력(P₃)이 통과한 후의 압력(P₄)보다 높기 때문(P₃-P₄>0)이며, 이 부분에서의 압력강하가 크고, 유체의 이동속도가 증가하므로 효과적으로 충격압력을 흡수할 수 있다.

상기 압력 감소부(300)의 일측(일단부)은 상기 피스톤(200)과 소정 간격(d) 이격되며 상기 압력 감소부(300)의 타측은 상기 배관 결합부(400)와 결합 고정된다. 또한, 상기 압력 감소부(300)의 내부에는 소정 형태의 홀이 가공되며, 상기 홀의 직경은 상기 몸통부의 연결부(120)의 내경보다 작은 것이 바람직하다.

보다 상세히 설명하면, 상기 압력 감소부(300)는 소정의 홀이 가공된 원기둥 형상의 압력 감소관(310)과, 상기 압력 감소관(310)의 하부에 일체로 형성되고, 그 중앙에는 소정 홀이 형성되며, 상기 홀은 상기 압력 감소관(310)의 홀과 연통되는 관 지지판(320)으로 구성된다. 즉, 상기 압력 감소관(310)의 상부는 피스톤(200)의 하부와 소정 간격(d) 이격되고, 상기 관 지지판(320)의 하부면은 상기 배관 결합부(400)와 결합 연결된다.

상기 압력 감소부(300)의 홀의 직경(지름)은 3~7mm인 것이 바람직하다.

또한, 상기 압력 감소부의 길이(L₁)는 10mm 이상이면 바람직하나, 10~50mm인 것이 보다 바람직하다.

상기에서 압력 감소부의 길이(L₁)가 10mm미만이면 수격 흡수 효율성이 떨어 지고, 상기에서 압력 감소부의 길이(L₁)가 50mm를 초과하면 비용면에서 효율성이 떨어진다.

또한, 상기 압력 감소부의 일단부와 피스톤간 간격(d)은 1.8~2.2mm인 것이 바람직하다.

만약 상기와 같이 상기 압력 감소부(300)의 일단부와 피스톤(200)간 간격(d)을 두지 않고 밀착시키면 상기 피스톤(200)과 접하는 단면적이 너무 작아 상기 피스톤(200)을 밀어주는 힘이 감소되므로 수격이 흡수되지 않는다.

상기 몸통부의 연결부(120)와 배관 결합부(400)간 결합 방식은 다양하나, 그 일례를 들어 설명하면 들면 다음과 같다.

즉, 상기 몸통부의 연결부(120)의 외주면에 요홈 또는 돌출부를 형성시키고, 상기 요홈 또는 돌출부와 대응되게 상기 배관 결합부(400)의 내측에 돌출부 또는 요홈을 형성시킴으로써 몸통부의 연결부(120)와 배관 결합부(400)간 요철 결합으로 결합시킬 수 있다.

본 발명에서는 상기 지지판의 안착부(410)에 압력 감소부의 관 지지판(320)이 먼저 안착되고, 상기 안착된 관 지지판(320) 위로 몸통부의 연결부(120)가 안착되도록 하는 것이 바람직하다.

도 5를 참조하면, 도 2 내지 도 4에 도시된 수격 흡수 장치에서의 배관 결합 부(400') 및 압력 감소부(300')의 형태를 달리 적용시켰다.

즉, 배관 결합부(400')의 경우, 테이퍼부를 형성시키지 않았으며, 그 내측에 소정 형태의 홈을 가공시켰다. 상기 홈에는 압력 감소부(300')의 타측이 끼워진다.

이에 따라, 상기 압력 감소부(300')는 도 4에 도시된 관 지지판을 구성시키지 않았다.

상기와 같이, 배관 결합부(400') 및 압력 감소부(300')의 형태를 변경{압력 감소부(300')의 길이(L₂)가 길어짐}시킴으로써 도 4에 도시된 수격 흡수 장치보다 충격파를 보다 잘 집중시킬 수 있다.

도 6을 참조하면, 본 발명에서는 도 5에 도시된 수격 흡수장치에서의 압력 감소부(300')와 배관 결합부(400')를 일체로 형성시킬 수도 있다. (이를 도면 부호 600으로 표기함) 참고로, 본 명세서에서는 도 6을 도 5보다 간소하게 도시시켰다.

미 도시되어 있지만 배관과 결합되는 부위에는 도 2 내지 도 4에 도시된 것처럼 테이퍼부를 형성시킬 수도 있다.

상기와 같이 압력 감소부(300)와 배관 결합부(400)를 일체로 형성시킴으로써 본원 발명에 따른 수격 흡수 장치의 조립 및 분리 작업을 간소화시킬 수 있다.

*본 발명에 따른 수격 흡수 장치는 수격이 발생될 배관(500)에 설치되며, 상기 배관(500)과 수격 흡수 장치간 연결은 나사결합 또는 용접에 의한 결합 등이 있다.

이에, 본 발명에서는 배관(500) 내에서 수격이 발생되면 배관(500)내 압력(P₃)이 압력 감소부를 거치면서 점점 떨어지며(P₄), 반대로 유체의 이동 속도는 올라간다. 상기 유체는 피스톤(200)과 압력 감소부(300)(300') 사이에 형성된 공간(121)을 채운 후, 상기 피스톤(200)을 밀어준다. 이때, 상기 유체가 피스톤을 미는 면적이 넓기 때문에 상기 피스톤(200)은 밀폐된 하우징(110)의 타방으로 용이하게 이동한다.

이후, 배관(500) 내의 압력이 점차 낮아지면 상기 피스톤(200)은 다시 원래의 위치로 되돌아온다.

상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

이상에서와 같이, 본 발명은 배관에서 수격 흡수 장치로 유입되는 부분의 압력과 몸통부의 연결부에서의 압력 강하가 크고 유체의 이동속도를 증가키며, 유체가 피스톤을 미는 면적을 최대화함으로써 충격압력을 효과적으로 흡수할 수 있다.

Claims

배관 내의 수격을 흡수하는 장치에 있어서,

내부가 중공이고 그 일방은 밀폐되며, 그 내부에는 수격을 흡수하기 위한 압축가스와 피스톤을 포함하는 하우징과, 개방된 상기 하우징의 타방에 구성되는 연결부를 포함하는 몸통부;

그 일측은 상기 몸통부의 연결부와 결합되고, 그 타측은 배관과 결합되며 그 내부가 길이방향으로 관통되는 배관 결합부; 및

상기 몸통부와 상기 배관결합부와 별개로 구성되되 원기둥 형태이면서 그 내부에는 소정형태의 홀이 가공되며, 상기 홀의 직경은 상기 배관 결합부의 내경보다 작으며, 그 일측은 상기 피스톤과 소정간격 이격되고, 그 타측은 상기 배관 결합부와 결합 고정된 압력감소부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수격흡수장치.
제1항에 있어서

상기 배관결합부는 그 내부에 상기 압력감소부가 결합되되

상기 압력감소부(300)는 소정의 홀이 가공된 원기둥 형상의 압력 감소관(310)과, 상기 압력 감소관(310)의 하부에 일체로 형성되고, 그 중앙에는 소정 홀이 형성되며, 상기 홀은 상기 압력 감소관(310)의 홀과 연통되는 관 지지판(320)으로 구성되고,

상기 배관결합부(400)의 일측 내부에는 상기 몸통부의 연결부(120) 및 상기 압력 감소부의 관 지지판(320)이 안착되도록 지지판 안착부(410)가 형성되어

상기 압력감소부의 관 지지판(320)이 배관결합부(400)의 지지판안착부(410)에 안착되어 결합되는 것을 특징으로 하는 수격흡수장치.
제1항 또는 제2항에 있어서

상기 배관 결합부(400)의 내부에 관통된 홀은 상기 배관 결합부의 일측에서 타측 방향으로 형성되며, 그 상기 배관 결합부(400)의 관통 홀에는 테이퍼부(421)가 형성되어 일측과 타측의 홀 크기가 다른 것을 특징으로 하는 수격흡수장치.
제1항 또는 제2항에 있어서

상기 몸통부의 연결부(120)의 외주면에 요홈 또는 돌출부를 형성시키고, 상기 요홈 또는 돌출부와 대응되게 상기 배관 결합부(400)의 내측에 돌출부 또는 요홈을 형성시킴으로써 몸통부의 연결부(120)와 배관 결합부(400)간 요철 결합으로 결합된 것을 특징으로 하는 수격흡수장치.
제1항 또는 제2항에 있어서

상기 압력감소부(300)의 홀의 직경(지름)과 압력감소부(300)의 길이(L₁)와 상기 압력 감소부의 일단부와 피스톤간 간격(d)를 조절하여 상기 배관(500) 내에서 수격이 발생되면 배관(500)내 압력(P₃)이 압력 감소부(300)를 거치면서 점점 떨어지고(P₄), 반대로 유체의 이동 속도는 올라가며, 상기 유체는 피스톤(200)과 압력 감소부(300) 사이에 형성된 공간(121)을 채운 후, 상기 피스톤(200)을 밀어주어, 상기 피스톤(200)이 밀폐된 하우징(110)의 타방으로 이동하게 됨을 특징으로 하는 수격흡수장치.
제5항에 있어서

상기 압력 감소부(300)의 홀의 직경은 3~7mm, 압력 감소부(300)의 길이는 10~50mm로 설정하고, 압력감소부의 일단부와 피스톤간 간격(d)을 1.8 ~ 2mm로 설정하는 것을 특징으로 하는 수격흡수장치.