KR20110055049A - 진동 방진 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 진동 방진 장치는, 본체의 내부에 설치되어 배관이 삽입되는 삽입구와, 본체에 형성되고, 내부에 유체가 충진되어 있으며, 배관의 진동에 따라 회전 운동하여 유체를 유동시키는 부재를 구비하는 상하부 진동 방진부를 포함하며, 유체의 유동과 부재의 회전 운동에 따른 점성 마찰력에 의해 발생되는 열 에너지를 이용하여 배관의 진동을 감소시킨다.

이와 같이, 본 발명은 열 에너지를 이용하여 배관의 진동을 감소시킴으로써, 별도로 지지대를 설치할 필요가 없기 때문에 용접 및 추가 도장 작업이 필요하지 않아 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 지지대 설치가 어려운 공간에도 손쉽게 배관의 진동을 감소시킬 수 있는 장치를 장착할 수 있다.

진동, 방진, 선박, 배관, 공진

Description

진동 방진 장치{VIBRATION PROTECTING APPARATUS}

본 발명은 진동 방진 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상하 진동 방진부의 부재의 회전 운동과 유체의 유동에 따른 점성 마찰력을 이용하여 열 에너지를 발생시키고, 이를 이용하여 배관의 진동에 따른 진동 에너지를 감쇠시킬 수 있을 뿐만 아니라 배관의 공진에 의한 진동 문제를 해결할 수 있는 진동 방진 장치에 관한 것이다.

진동 및 소음은 인간의 안락감과 밀접한 관계를 가질 뿐 아니라 진동을 그대로 방치하는 경우, 그 진동부 소재의 기계적 성질에 악영향을 미치고(이러한 경향은 공진이 유발될 때 현저하다), 아울러 출력 오차를 유발시키는 등, 진동을 수반하는 장치에 악영향을 미치는 것으로 산업 분야에서는 진동을 방지하기 위한 매우 다양한 방법이 알려지고 또는 연구되고 있다. 특히, 산업 분야에서 진동 방지를 위한 연구는 소구경관과 같은 배관에 대해 이루어지고 있는데, 예를 들어 소구경관에서 공진에 의한 진동 발생을 최소화하기 위한 연구가 진행 중에 있다.

특히, 선박 내부에는 다양한 형태를 갖는 다수의 소구경 배관이 설치되는데, 건조된 선박이 운전 중에 소구경 배관에서 공진에 의한 진동 문제가 발생된다. 이러한 진동 문제를 해결하기 위한 수단으로 철제 배관 지지대 및 클램프가 주로 이용된다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 지지대를 이용하여 다수의 소구경 배관들을 지지해줌으로써, 공진 또는 외부의 충격에 따른 진동 문제를 해결할 수 있다.

종래의 진동 문제를 해결하기 위한 방법은 지지대를 이용하기 때문에 자재 준비, 용접 및 추가 도장 작업으로 인한 공정 지장을 초래하는 문제점이 있을 뿐만 아니라 넓은 공간에 배치된 배관에서 발생된 배관 진동의 경우 필요로 하는 지지를 위하여 큰 지지대가 필요하고, 협소한 공간에 배치된 배관의 경우 작업의 어려움이 있다.

또한, 종래의 진동 문제를 해결하기 위한 방법은 용접이 불가한 공간 내부, 예를 들어 인화성 물질 탱크 등과 같은 공간 내 주변의 배관 진동 문제를 해결하기 위한 조치가 불가능한 문제점이 있다.

종래의 진동 문제를 해결하기 위한 방법은 특수 도장한 공간 주변에 설치된 배관의 경우 용접에 의한 손실 및 추가 도장의 어려움이 있을 뿐만 아니라 문제 발생 시 즉각적인 조치가 불가한 문제점이 있다.

본 발명은 열 에너지를 이용하여 배관의 진동에 따른 진동 에너지를 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 손쉽게 배관에 장착 가능하고, 공진에 의한 진동 문제를 해결할 수 있는 진동 방진 장치를 제공한다.

본 발명의 진동 방진 장치는, 본체의 내부에 설치되어 배관이 삽입되는 삽입구와, 상기 본체에 형성되고, 내부에 유체가 충진되어 있으며, 상기 배관의 진동에 따라 회전 운동하여 상기 유체를 유동시키는 부재를 구비하는 상하부 진동 방진부를 포함하며, 상기 유체의 유동과 상기 부재의 회전 운동에 따른 점성 마찰력에 의해 발생되는 열 에너지를 이용하여 상기 배관의 진동을 감소시킨다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 진동 방진 장치는, 상기 상부 진동 방진부의 유체가 상기 하부 진동 방진부로 이동하면서 열 에너지를 발생시키는 제 1 이동관과, 상기 하부 진동 방진의 유체가 상기 상부 진동 방진부로 이동하면서 열 에너지를 발생시키는 제 2 이동관을 더 포함한다.

본 발명의 실시 예에 따른 상기 유체는 점성을 갖는 오일일 수 있으며, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 부재는 상기 유체 내부에서 회전 운동을 하는 원형구 형태를 갖을 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 상기 상하부 진동 방진부는 실린더 형상을 갖을 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 상기 진동 방지 장치는 상기 삽입구에 삽입된 상기 배관의 소정 부분에 결합되어 고정되기 위한 고정 부재를 더 포함할 수 있다.

본 발명에서는 상하 진동 방진부의 부재의 회전 운동과 유체의 유동에 따른 점성 마찰력을 이용하여 열 에너지를 발생시키고, 이를 이용하여 배관의 진동에 따른 진동 에너지를 감쇠시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 열 에너지를 이용하여 배관의 진동을 감소시킴으로써, 별도로 지지대를 설치할 필요가 없기 때문에 용접 및 추가 도장 작업이 필요하지 않아 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 분지관 설치가 어려운 공간에도 손쉽게 배관의 진동을 감소시킬 수 있는 장치를 장착할 수 있다.

본 발명은 고정 부재에 의해 배관에 착탈 가능하기 때문에 하나의 배관에 다수의 진동 방진 장치를 장착할 수 있을 뿐만 아니라 별도의 지지대 없이 배관의 공진에 의한 진동 문제를 해결할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 아울러 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명의 실시 예에서는 상하 진동 방진부 내 부재의 회전 운동과 유체의 유동에 따른 점성 마찰력을 이용하여 열 에너지를 발생시키고, 이를 이용하여 배관의 진동에 따른 진동 에너지를 감쇠시킬 수 있을 뿐만 아니라 배관의 공진에 의한 진동 문제를 해결할 수 있는 진동 방진 장치에 대해 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 진동 방진 장치를 도시한 도면으로서, 러버(rubber) 재질을 가지며 배관에 연결되는 본체(300), 본체(300)의 내부에 설치되어 배관이 삽입되는 삽입구(310), 삽입구(310)를 기준으로 대칭되어 설치되는 상하부 진동 방진부(320, 322)와, 배관의 진동에 따른 진동 에너지를 감쇠시키기 위한 제 1, 2 이동관(330a, 330b) 및 삽입구(310)에 삽입된 배관의 소정 부분에 연결되어 본체(300)를 배관에 고정시키는 고정 부재(340)를 포함한다.

상하부 진동 방진부(320, 322)의 내부에는 배관의 진동에 따른 진동 에너지를 감쇠시키기 위한 부재(320a, 322a)를 포함하며, 배관의 진동에 따라 부재(320a, 322a)의 회전을 돕기 위한 유체(320b, 322b)가 충진되어 있다. 이러한, 상하부 진동 방진부(320, 322)는 실린더 형태로 본체(300)에 형성될 수 있으며, 부재(320a, 322a)는 배관의 진동에 따라 실린더 내부에서 회전 운동을 하게 된다.

본 발명의 실시 예에 따른 진동 방지 장치에서의 부재(320a, 322a)는 배관의 진동에 따라 회전할 수 있는 원형구로서, 그 예로서 강철로 만든 구슬을 들 수 있다. 이러한 부재(320a, 322a)는 배관의 진동에 따라 진동 방향의 반대 방향으로 회전하면서 부재(320a, 322a)를 구속하는 상하부 진동 방진부(320, 322) 내부 표면을 따라 움직이며, 부재(320a, 322a)의 움직임에 따라 상하부 진동 방진부(320, 322) 내부에는 압력차가 발생된다. 이러한 압력차에 의해 상하부 진동 방진부(320, 322) 내부의 유체(320b, 322b)는 제 1, 2 이동관(330a, 330b)을 통해 이동되게 된다.

배관의 진동 시 상하부 진동 방진부(320, 322) 내부에 충진되어 있는 유체(320b, 322b)가 이동되는 과정에 대해 설명하면 아래와 같다.

도 3a에 도시된 바와 같이, 배관의 진동에 따라 상부 진동 방진부(320)의 부재(320a)는 회전 이동하는데, 부재(320a)의 회전 이동에 따라 A와 같은 압력차를 발생시킨다. 이러한 압력차에 의해 상부 진동 방진부(320) 내에 충진된 유체(320b)는 제 1 이동관(330a)을 통해 하부 진동 방진부(322)에 이동된다.

한편, 상부 진동 방진부(320)의 부재(320a)가 회전 이동할 때, 도 3b에 도시된 바와 같이, 하부 진동 방진부(322)의 부재(322a)도 회전하는데, 부재(322a)의 회전 이동에 따라 B와 같은 압력차를 발생시킨다. 이러한 압력차에 의해 하부 진동 방진부(322) 내에 충진된 유체(322b)는 제 2 이동관(330b)을 통해 상부 진동 방진부(322)에 이동된다.

즉, 배관의 진동 시 상하부 진동 방진부(320, 322)의 부재(320a, 322a)가 회전이동을 하게 되면, 이에 따라 내부의 유체(320b, 322b)가 유동하게 된다. 이러한 유동에 따라 유체(320b, 322b)는 제 1, 2 이동관(330a, 330b)을 통해 흐르게 된다.

부재(320a, 322a)의 회전 운동 시 부재(320a, 322a)와 내부 유체(320b, 322b)간에는 점성 마찰력, 즉 유체(320b, 322b)의 유동과 부재(320a, 322a)의 회전에 따라 점성 마찰력이 발생되며, 이러한 점성 마찰력에 의해 상하부 진동 방진부(320, 322)는 열 에너지를 발생시킨다. 이러한 열 에너지를 이용하여 배관의 진동에 따른 진동 에너지를 감쇠시킬 수 있기 때문에 배관의 진동을 감소시킬 수 있 다.

한편, 부재(320a, 322a)의 회전과 유체(320b, 322b)의 유동에 따라 상하부 진동 방진부(320, 322) 내부의 유체(320b, 322b)는 제 1, 2 이동관(330a, 330b)을 통해 이동하게 되는데, 이때 제 1, 2 이동관(330a, 330b)의 표면과 이동 중인 유체(320b, 322b)간에는 점성 마찰력이 발생된다. 이러한 점성 마찰력에 의해 제 1, 2 이동관(330a, 330b)은 열 에너지를 발생시키며, 이러한 열 에너지는 배관의 진동에 따라 발생되는 진동 에너지를 감쇠시킬 수 있기 때문에 배관의 진동을 감소시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상하부 진동 방진부(320, 322)의 부재(320a, 322a)는 유체(320b, 322b) 내부에서 배관의 진동 방향과 반대 방향으로 회전하면서 이동하게 되는데, 이러한 이동에 따라 배관의 진동을 감소시킬 수 있다. 도 2를 참조하면, 배관이 P 방향으로 이동하게 되면, 부재(320a, 322a)는 상대적으로 -P 방향으로 이동하며, 이러한 부재(320a, 322a)의 회전 이동에 따라 회전 질량의 상대 운동 위상차 만큼의 회전 질량 관성에 의한 역기진력이 배관에 작용하기 때문에 배관의 진동을 감소시킬 수 있다.

본 발명에서의 유체(320b, 322b)는 점성이 있는 액체, 그 예로서 오일을 들 수 있다.

고정 부재(340)는 진동 방진 장치를 배관에 착탈 가능하도록 하기 위한 수단으로서, 그 예로 고정식 볼트를 들 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 진동 방진 장치는 고정 부재(340)에 의해 배관에 착탈 가능하기 때문에, 하나의 배관에 다수의 진동 방진 장치를 장착할 수 있을 뿐만 아니라 별도의 지지대 없이 배관의 공진에 의한 진동 문제를 해결할 수 있다. 즉, 배관의 진동 문제가 공진에 의한 것일 경우 진동 방진 장치의 부가 질량에 의해 공진 회피 효과로 진동을 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 배관의 질량이 M이고, 공진 주파수 f0에 의해 공진할 때, 고정 부재(340)를 이용하여 배관에 진동 방진 장치를 설치하여 배관의 질량을 변화시킬 수 있기 때문에 공진에 의한 진동 문제를 해결할 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따르면, 착탈 가능한 진동 방진 장치를 이용하여 배관의 질량과 공진 주파수를 변경시킬 수 있기 때문에 배관의 고유 질량에 따른 공진에 의한 진동 문제를 해결할 수 있다.

또한, 상하부 진동 방진부(320, 322) 내부의 부재(320a, 322a)의 회전 운동과 유체(320b, 322b)간의 점성 마찰력에 의한 열 에너지를 이용하여 배관의 진동에 따른 진동 에너지를 감쇠시킴으로서, 배관의 진동을 감소시킬 수 있다.

상하부 진동 방진부(320, 322) 내부의 부재(320a, 322a)의 회전 운동에 유체(320b, 322b)가 제 1, 2 이동관(330a, 330b)을 통해 흐르면서 발생되는 점성 마찰력에 의한 열 에너지를 이용하여 배관의 진동에 따른 진동 에너지를 감쇠시킴으로서, 배관의 진동을 감소시킬 수 있다.

지금까지 본 발명의 실시 예에 국한하여 설명하였으나 본 발명의 기술이 당업자에 의하여 용이하게 변형 실시될 가능성이 자명하다. 이러한 변형된 실시 예들은 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 당연히 포함되는 것으로 해석되어 야 할 것이다.

도 1 및 도 2는 종래의 소구경 배관들이 설치된 예를 보여준 도면이며,

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 진동 방진 장치를 도시한 도면이며,

도 4a 내지 도 4b는 본 발명의 실시 예에 따른 상하부 진동 방진부의 동작 과정을 설명하기 위한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

300 : 본체 310 : 삽입구

320 : 상부 진동 방진부 322 : 하부 진동 방진부

330a : 제 1 이동관 330b : 제 2 이동관

340 : 고정 부재

Claims (7)

1. 본체와,

   상기 본체의 내부에 마련되어 배관이 삽입되는 삽입구와,

   상기 본체에 형성되고, 내부에 유체가 충진되어 있으며, 상기 배관의 진동에 따라 회전 운동하여 상기 유체를 유동시키는 부재를 구비하는 상하부 진동 방진부를 포함하며,

   상기 진동 방진 장치는, 상기 유체의 유동과 상기 부재의 회전 운동에 따른 점성 마찰력에 의해 발생되는 열 에너지를 이용하여 상기 배관의 진동을 감소시키는 진동 방진 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 진동 방진 장치는,

   상기 상부 진동 방진부의 유체가 상기 하부 진동 방진부로 이동할 때 열 에너지를 발생시키는 제 1 이동관과,

   상기 하부 진동 방진의 유체가 상기 상부 진동 방진부로 이동할 때 열 에너지를 발생시키는 제 2 이동관

   을 더 포함하는 진동 방진 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 유체는, 점성을 갖는 오일인 것을 특징으로 하는 진동 방진 장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 부재는, 원형구 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 진동 방진 장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 상하부 진동 방진부는, 실린더 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 진동 방진 장치.
6. 제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,

   상기 상하부 진동 방진부는, 각각 상기 삽입구의 상측 및 하측에 설치되는 것을 특징으로 하는 진동 방진 장치.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 진동 방지 장치는,

   상기 삽입구에 삽입된 상기 배관의 소정 부분에 결합되어 고정되기 위한 고정 부재

   를 더 포함하는 진동 방지 장치.

Images