KR20100029174A - 부품 조합에서 굽힘파를 제동시키기 위한 장치 - Google Patents

Abstract

부품 조합 내에서 굽힘파를 제동시키기 위한, 바람직하게는 도관 시스템 내에서 굽힘파를 제동시키기 위한 장치가 두 개의 부품을 커플링시키도록 설계된다. 이 장치는 상기 부품들, 및 블로킹 덩어리를 접속시키는 탄성 부분을 포함한다.

부품 조합, 굽힘파, 제동

Description

부품 조합에서 굽힘파를 제동시키기 위한 장치{DEVICE FOR DAMPING BENDING WAVES IN A COMPONENT COMBINATION}

본발명은 청구항 1항에서 특정된 특징을 갖는, 부품 조합에서 굽힘파를 제동시키기 위한 장치에 관한 것이다.

구조음은 굽힘파의 형태로 전파하고, 한 부품으로부터, 거기에 커플링된 다른 부품으로 이런 식으로 전송될 수 있다. 그러한 소리 전파 또는 소리 전송을 방지하거나 최소한 감소시키는 것이 종종 필요하다. 따라서, 예를 들면 군용 잠수함 상에는, 음향 지문를 가능한 한 작게 유지시키기 위해, 지속적인 방음이 필요하다.

베이스를 통한 소리 전달을 사용한 방음은 베이스의 탄성 받침대에 의해 간편하게 실행될 수 있다. 방음은 파이프 구조 시스템과 같은 소위 소리 우회를 통해 구조음의 전파를 갖는 것이 더 문제이다. 구조음 방음용으로 그러한 시스템 내에 보상기 또는 주름관(flexible tube)을 적용시킨다. 이들은 파이프 구조 부품의 탄성 디커플링을 실행시키는 것이다. 그렇지만, 이들은 굽힘파의 주파수 증가에 따라 딱딱해지고, 이에 의해 이들 탄성 요소의 방음 효과는 상당히 감소된다는 문제를 가지고 있다. 만약 공격적 매체 또는 가압 하의 매체가 파이프 구조 시스템 내에서 운반된다면, 보상기에 의한 구조음 방음에 대해 또다른 문제가 생길 수 있다. 이러한 경우, 대체로, 덜 유리한 동적 특성을 갖는 금속 보상기 또는 주름관에 의해 파이프 구조 부품들의 탄성 디커플링을 수행할 필요가 있다.

탄성 디커플링과는 별도로, 구조음 방음을 위한 블로킹 덩어리의 사용도 또한 Cremer, L., Heckl, M: Korperschall(구조음), 5창, Berlin: Springer publishing house 1996로부터 공지되어 있다. 여기서, 그러한 블로킹 덩어리를 통해, 특히 이러한 블로킹 덩어리의 질량 관성 모멘트를 통해, 굽힘파의 전파에 대해 어떻게 동적 저항이 발생하는지를, 블로킹 덩어리가 굽힘파의 도착을 위한 반사 장소를 형성하고 그의 추가적 전파는 이런 식으로 더욱 어려워진다는 점에서 기술되어 있다. 여기서 중요한 것은 구조물, 예를 들면 파이프 구조 시스템의 굽힘파 파장이다. 이 굽힘파 파장은 구조물의 굽힘 강성 및 질량 분포와는 별도로, 또한 주파수에 의존한다. 저주파수의 긴 굽힘파를 갖는 크고 단단한 파이프를 갖는 파이프 구조 시스템에서는, 충분한 블로킹 효과를 달성하기 위해, 매우 큰 관성 질량 모멘트를 갖는 큰 블로킹 덩어리가 필요해지는 것을 유발한다. 그러한 블로킹 덩어리는 대체로 부피가 큰 디자인을 필요로 하기 때문에, 예를 들면 잠수함 내에서처럼, 한정된 공간 조건으로는 실현하기 어렵다.

이러한 배경 하에, 본발명의 목적은 부품 조합에서 굽힘파를 제동하기 위한 장치를 제공하는 것으로, 이 장치는 콤팩트한 구조를 가져서 굽힘파에 대해 향상된 블로킹 효과를 보장한다.

이러한 목적은 청구항 제 1항에 특정된 특징을 갖는 장치에 의해 달성된다. 본발명의 더욱 바람직한 형태는 종속항, 이후의 설명뿐만 아니라 도면으로부터 유추될 수 있다.

부품 조합에서 굽힘파를 제동하기 위한 본발명에 따른 장치는 바람직하게는 도관 시스템 내에서 굽힘파를 제동하기 위해 제공된다. 여기서, 예를 들면 유체를 인도하기 위한 파이프 구조 시스템, 또는 전기 인도 시스템의 경우를 들 수 있다. 본 장치는 두 부분을 커플링시키기 위해 설계된다. 본발명에 따르면, 본 장치는 이들 부품들을 접속시키는 탄성 부분, 및 블로킹 덩어리를 포함한다.

이것은 탄성 부품에서의 굽힘파 파장이 고정 부품에서보다 훨씬 낮고, 따라서 장치의 탄성 부분과 조합한 블로킹 덩어리는 단순한 블로킹 덩어리보다도 상당히 더 효과적이기 때문에 유리하다. 이런 식으로, 본발명에 따라 사용되는 블로킹 덩어리는 굽힘파 제동을 위해 고정 부품에 부착되는 종래기술에서 공지된 블로킹 덩어리와 비교하여 동일한 블로킹 효과를 달성하면서도, 상당히 크기가 축소될 수 있다. 이것은 본발명에 따른 장치를 특히 제한적인 조건 하에서 굽힘파를 제동하는데 적합하도록 해준다. 특히 바람직하게는 본발명에 따른 장치는 굽힘파 제조기와 이에 부착된 부품 사이에서, 이 굽힘파 제조기의 바로 뒤에 배치된다. 따라서, 파이프 구조 시스템을 사용하여, 본장치는 예를 들면 진동 발생 펌프와 파이프 도관으로 구성된 부품 조합에 적용될 수 있는데, 여기서 펌프와 파이프 도관은 본발 명에 따른 장치에 의해 유체-인도 방식으로 서로 접속되어 있다.

본발명에 따른 장치의 탄성 부분은 바람직하게는 수직으로 연장하고 주름 방식으로 설계된다. 여기서, 세로로 연장된 설계는 부품의 접속 방향으로 탄성 부분의 크기가 접속 방향에 횡단하는 방향의 크기보다 상당히 큰 탄성 부분의 설계로서 이해되어야 한다. 따라서, 예를 들면 케이블 또는 코드가 장치의 탄성 부분으로서 제공되어야 하고, 여기서 이 케이블 또는 코드는 부품 조합의 두 개의 부품을 접속시킨다. 여기서 사용되는 케이블 또는 코드는 본질적으로 흐느적거려서 세로 연장 방향에 횡단하여 강도가 없거나 거의 없는 크기로 만들어진다. 이러한 특성으로 인해, 블로킹 덩어리, 및 탄성 부분에 부착되는 블로킹 덩어리의 질량 관성 모멘트는 주어진 효과를 달성하기 위해 따라서 낮을 수 있다.

특히, 파이프 구조 시스템 내에서 본발명에 따른 장치를 사용할 때, 주름관, 또는 더욱 유리하게는 보상기(compensator)를 탄성 부품으로서 적용시킬 수 있다. 주름관 및 보상기는 유체를 인도하도록 설계되고 동시에 필요한 탄성을 가질 수 있기 때문에 유리하다. 이 경우 장치의 탄성 부분은 따라서 중공체이고 이를 통해 유체가 흐르고, 이 중공체 자체는 도관의 일부를 형성한다. 이러한 주름관 및 보상기의 제작 방식은 본질적으로 무한하고, 파이프 구조 시스템 내에서 운반되는 유체의 타입, 및 이 유체가 파이프 구조 시스템 내에서 운반되는 물리적 조건, 예를 들면 온도 및 압력에 본질적으로 달려 있다.

블로킹 덩어리를 형성하는 장치의 부품은 본발명에 따른 장치의 탄성 부분의 세로 연장된 형태에 맞추어서 세로 연장 방식으로 유리하게는 유사하게 설계되고, 본질적으로는 커플링되는 두 부품의 접속 방향으로 정렬될 수 있다. 즉, 이러한 본발명의 추가적 디자인을 갖는 블로킹 덩어리의 주요 연장부는 탄성 부품의 연장부에 대해 수직으로 연장하지 않고, 평행하게 연장한다. 이것은 장치에 특히 콤팩트한 형상을 부여하는데, 블로킹 덩어리가 탄성 부분의 세로 연장에 대해 횡단하여 단지 약간만 연장하기 때문이다.

이러한 콤팩트한 형상으로 인해, 블로킹 덩어리는 높은 자연 주파수를 갖는다. 이점은 유리한데, 블로킹 덩어리의 효과는 첫번째, 즉 가장 낮은 자연 주파수 이상으로 크게 감소하기 때문이다. 그렇지만, 본발명에 따라 사용되는 블로킹 덩어리는 높은 자연 주파수로 인해, 비교적 높은 굽힘파 주파수에서도 효과적인 블로킹 덩어리 굽힘파를 유지한다.

블로킹 덩어리는 바람직하게는 본장치의 탄성 부분의 외측 상에 배치된다. 이러한 배치는 파이프 구조 시스템에 대한 굽힘파가 본발명에 따른 장치를 사용하여 제동될 때 특히 바람직한데, 여기서 중공-실린더 주름관 또는 보상기가 탄성 부분으로서 사용된다. 이 경우, 블로킹 덩어리는 주름관 또는 보상기에 의해 형성된 흐름 채널의 외측 상에 배치되고, 여기서, 경우에 따라서, 거기에 배치된 부품뿐만 아니라 몇가지 부품도 블로킹 덩어리를 형성할 수 있다. 이 블로킹 덩어리는 외측 상의 이러한 배치로 인해 매우 접근성있게 되고, 따라서 교환 또는 재배치에 의해, 수행되어야 하는 제동 작업에 쉽게 적응될 수 있다.

본발명에 따른 장치 내에서 블로킹 덩어리는 대형 블로킹 덩어리에 비교적 큼팩트한 제작 크기로 큰 질량 관성 모멘트를 부여할 수 있기 위해, 외측 상에서 본 장치의 탄성 부분을 둘러싸도록 배치되는 것이 유용하다. 블로킹 덩어리가 본질적으로 전체 길이 및 전체 외측 주변에 걸쳐 탄성 부분을 감쌀 때, 본발명에 따른 장치의 콤팩트한 제작 형상에 대해 특히 유리하여, 블로킹 덩어리는 본질적으로 관형 디자인을 갖는다.

본발명의 더욱 유리한 설계에 따르면, 블로킹 덩어리는 모듈 방식으로 설계될 수 있다. 따라서, 블로킹 덩어리는 몇 개의 부품으로 구성되고, 각경우 부품들은 탄성 부분 상에서 및/또는 서로 고정될 수 있다. 본 장치의 자연 주파수는 블로킹 덩어리를 형성하는 개별 부분의 고정에 의존하여, 가능한 가장 좋은 블로킹 효과를 달성하기 위해 변경될 수 있다. 바람직하게는 블로킹 덩어리는 조립 후 탄성 부분을 관형으로 둘러싸는 쉘-형 부품에 의해 형성된다. 마지막으로, 본 장치는 추가의 덩어리를 수용하도록 설계되는 것이 유리하다. 이것은 최적의 제동 효과를 달성하기 위해, 표적 방식으로 블로킹 덩어리의 질량 관성 모멘트가 증가하는 것을 가능하게 한다.

상기한 바와 같이, 본발명에 따른 장치는 잠수함 내에서의 적용에 특히 유리하고 적합하다. 이런 이유로, 본발명은 예를 들면 파이프 구조 시스템 내에서, 본발명에 따라 굽힘파를 제동시키기 위해 적어도 하나의 장치가 사용되는 잠수함에 관한 것이기도 하다. 이 잠수함의 음향 지문 특성은 굽힘파를 제동시키기 위한 본발명 장치의 사용에 의해 상당히 향상된다.

본발명은 이후 도면에 나타낸 구체예에 의해 더욱 상세히 설명한다. 도 1은 펌프에 접속되는 파이프 구조 시스템의 일부를 매우 단순화된 모식도로서 나타낸다.

탄성있게 장착된 펌프(2)는 파이프 구조 시스템 내로 유체를 운반하기 위해 제공된다. 이 펌프(2)는 구조음의 공급원을 나타낸다. 펌프(2)의 진동으로 인해 파이프 구조 시스템 내에서 굽힘파가 생성되고, 그리하여 이로 인한 구조음이 생성되는 것을 방지하기 위해, 파이프 구조 시스템은 펌프(2)에 바로 접속되지 않는다. 대신, 굽힘파를 제동시키기 위한 장치(10)가 펌프(2)의 유체 출구에 있는 플랜지(4)와, 파이프 구조 시스템의 파이프(8)의 유체 입구에 있는 플랜지(6) 사이에 배치된다.

본장치(10)는 탄성 부분(12)을 포함한다. 이 부분(12)은 유체를 인도하기 위해 중공-실린더 방식으로 설계되고, 플랜지(4, 6)에 접속되고, 그리하여 펌프(2)를 파이프(8)에 접속시킨다. 이 탄성 부분(12)은 세로로 연장된 보상기(12)에 의해 형성되고, 이 보상기(12)는 세로 연장 방향을 횡단하는 어떠한 방향으로 탄성적으로 굽혀질 수 있다. 또한, 장치(10)는 블로킹 덩어리(14)를 포함한다. 이 블로킹 덩어리(14)는 플랜지-형 부품(16)의 외측 상에 배치되고, 플랜지-형 부품(16)은 그 길이의 대략 1/2의 높이에 보상기(12) 상에 제작된다. 블로킹 덩어리(14)는 관 형식으로 보상기(12) 길이의 대부분에 걸쳐 보상기(12)를 감싸는 식으로 설계되고, 펌프(2)에 의해 생성된 굽힘파에 대한 반사 위치를 형성한다. 블로킹 덩어리(14) 는 최적의 방식으로 파이프 구조 시스템 내에서 장치(10)가 제동 작업을 할 수 있도록 하기 위해 모듈 방식으로 제작될 수 있다. 즉, 블로킹 덩어리(14)는 몇 개, 예를 들면 원형 및/또는 쉘-형 부품으로 구성될 수 있고, 이들은 부품(16) 상에서, 및또는 서로 고정된다. 시험 결과, 100 mm의 공칭 폭을 갖는 파이프(8)를 갖는 구리 고압 도관에 대해, 상기한 방식으로 40 kg 무게 및 700 mm 길이의 블로킹 덩어리가 부착된 고압 엘라스토머 보상기(12)의 적용에 의해, 약 20 데시벨만큼 150 Hz의 주파수에서 구조음을 감소시킬 수 있다.

도면 참조 부호 목록

2 펌프

4 플랜지

6 플랜지

8 파이프

10 장치

12 부분, 보상기

14 블로킹 덩어리

16 부품

도 1은 펌프에 접속되는 파이프 구조 시스템의 일부를 매우 단순화된 모식도로서 나타낸다.

Claims (10)

1. 두 개의 부품을 커플링시키도록 설계되고, 부품 조합, 바람직하게는 도관 시스템 내에서 굽힘파를 제동시키기 위한 장치(10)에 있어서, 이 장치는 상기 부품들, 및 블로킹 덩어리(14)를 접속시키는 탄성 부분(12)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치(10).
2. 제 1항에 있어서,

   탄성 부분(12)은 세로로 연장되고 주름 방식으로 설계되는 것을 특징으로 하는 장치(10).
3. 제 1항 또는 2항에 있어서,

   탄성 부분(12)은 보상기(12)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 장치(10).
4. 제 1항 또는 2항에 있어서,

   탄성 부분(12)은 주름관에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 장치(10).
5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

   블로킹 덩어리(14)는 세로로 연장되는 방식으로 설계되고 본질적으로 커플링될 두 부품의 접속 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 장치(10).
6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,

   블로킹 덩어리(14)는 탄성 부분(12)의 외측 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 장치(10).
7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,

   블로킹 덩어리(14)는 외측 상에서 탄성 부분(12)을 둘러싸는 것을 특징으로 하는 장치(10).
8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,

   블로킹 덩어리(14)는 모듈 방식으로 설계되는 것을 특징으로 하는 장치(10).
9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,

   장치(10)는 부가적인 덩어리를 수용하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 장치(10).
10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 잠수함.

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