KR20160123013A - 배관 진동 제어 시스템 - Google Patents

Abstract

천정으로부터 매달려서 지지된 배관의 진동을 방지하는 배관 진동 제어 시스템에 대해서, 대지진 시에 배관을 손상하는 일 없이 배관의 진동을 유효하게 방지할 수 있도록 한다.
배관 진동 제어 시스템은, 천정에 부착되어서 배관(D)의 양측부에 배치되는 세로 부재(1)와, 세로 부재(1)에 부착되어서 배관(D)의 상하부에 배치되는 가로 부재(2)로 이루어지고, 세로 부재(1)와 가로 부재(2)가 배관(D)을 상하 좌우 방향으로 간극을 두어 비접촉 상태로 둘러싸는 프레임체를 구성한 배관 진동 제어 장치(A)를 구비하고, 상기 배관 진동 제어 장치(A)를 천정으로부터 매달려서 지지된 배관(D)의 배관 라인과, 이것에 직교하는 방향의 배관 라인의 2개 이상의 개소에 설치한다.

Description

배관 진동 제어 시스템{A PIPE VIBRATION CONTROL SYSTEM}

본 발명은, 천정으로부터 매달려 지지된 배관의 진동을 방지하는 배관 진동 제어 시스템에 관한 기술 분야에 속하는 것이다.

최근, 천정으로부터 매달기 볼트 등으로 매달려서 지지된 스프링쿨러 설비와 같이, 물, 소화액 등이 충전되어서 중량이 있는 배관이 대지진 시에 큰 진폭으로 진동되어 천정으로부터 탈락하는 일도 확인되었다. 이 때문에, 대지진 시에 배관의 진동을 유효하게 방지하는 새로운 기술의 개발이 요망되고 있다.

종래, 배관의 진동을 방지하는 기술로서는, 예를 들면, 특허 문헌 1에 기재된 것이 알려져 있다.

특허 문헌 1에는, 배관을 천정으로부터 매달아서 지지하는 매달기 볼트 형상으로 구성된 것으로, 소위 3점 매달기 구조로 이루어지는 기술이 기재되어 있다.

특허 문헌 1에 관한 기술은, 배관의 진동을 3 방향에서 억제하는 것으로, 배관의 진동을 확실히 방지하고자 하는 것이다.

일본 실용 신안 등록 공보 제3152656호

특허 문헌 1에 관한 기술에서는, 대지진 시에 배관이 강하게 진동되면 매달기 볼트의 매달기 지점에 응력이 집중되어 버리고, 배관의 일부가 손괴해 버린다는 문제점이 있다.

본 발명은, 이러한 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 대지진 시에 배관을 손상시키는 일 없이 배관의 진동을 유효하게 방지할 수 있는 배관 진동 제어 시스템을 제공하는 것을 과제로 한다.

상술한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 관한 배관 진동 제어 시스템은, 특허 청구의 범위의 청구항 1 ~ 4에 기재된 수단을 채용한다.

즉, 청구항 1에 기재된 배관 진동 제어 시스템은, 천정에 부착되어서 배관의 양측부에 배치되는 세로 부재와, 세로 부재에 부착되어서 배관의 상하부에 배치되는 가로 부재로 이루어지고, 세로 부재와 가로 부재가 배관을 상하 좌우 방향으로 간극을 두어 비접촉 상태로 둘러싸는 틀을 구성한 배관 진동 제어 장치를 구비하고, 상기 배관 진동 제어 장치를 천정으로부터 매달려 지지된 배관의 배관 라인과 이것에 직교하는 방향의 배관 라인의 2개 이상의 개소에 설치한 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항 2에 기재된 배관 진동 제어 시스템은, 천정에 부착되어서 배관의 양측부에 배치되는 세로 부재와, 세로 부재에 부착되어서 배관의 상하부에 배치되는 가로 부재로 이루어지고, 세로 부재와 가로 부재가 배관을 상하 좌우 방향으로 간극을 두어 비접촉 상태로 둘러싸는 프레임체를 구성한 배관 진동 제어 장치를 구비하고, 상기 배관 진동 제어 장치를 천정으로부터 매달려 지지된 배관의 배관 라인과 이것에 직교하는 방향을 향해서 고정된 보조관의 2개 이상의 개소에 설치한 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항 3에서는, 청구항 1 또는 2의 배관 진동 제어 시스템에 있어서, 배관 진동 제어 장치의 세로 부재와 가로 부재의 길이 방향으로 다수개의 장공(長孔)이 규칙적으로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항 4에서는, 청구항 1 ~ 3의 배관 진동 제어 시스템에 있어서, 배관 진동 제어 장치의 세로 부재와 가로 부재의 배관 또는 보조관에 대면하는 면에 쿠션재가 부착되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 청구항 1에 관한 배관 진동 제어 시스템은, 배관 진동 제어 장치의 세로 부재와 가로 부재가 배관을 비접촉 상태로 둘러싸는 것으로, 배관의 진동의 진폭이 일정 이하의 경우에는 자연의 진동을 허용하고, 일정 이상으로 커졌을 경우에만 진동을 억제한다. 그 결과, 배관의 진동의 진폭이 일정 이하인 경우에는, 자연의 진동에 의한 전체적인 흔들림이 촉진되고, 이윽고 진동 감쇠에 의한 진동에너지의 자기(自己) 흡수 작용에 따라 수습되고, 고정으로부터 생기는 일부에의 진동의 응력의 집중을 피할 수 있다. 한편, 진동이 일정 이상으로 커졌을 경우에는, 진동폭이 제한되고, 대지진 등의 큰 흔들림에 의한 손상을 면한다.

그리고, 이 배관 진동 제어 장치를, 배관의 배관 라인과 이것에 직교하는 방향의 배관 라인의 2개 이상의 개소에 설치하는 것으로, 한쪽의 배관 라인에 평행한 방향으로부터 진동이 가해졌을 경우, 배관 진동 제어 장치의 프레임체는 관통되는 방향으로 설치되어 있기 때문에, 진동이 관통 방향으로 빠져나가 버리고, 그 배관 라인에 마련된 진동 제어 장치는 방지 기능을 발휘하지 않지만, 다른 쪽의 직교하는 배관 라인에 마련된 배관 진동 제어 장치가 상기 진동 제어 기능을 발휘한다. 반대로, 한쪽의 배관 라인에 직교하는 방향으로부터 진동이 가해졌을 경우에는, 이 직교하는 배관 라인에 마련된 진동 제어 장치는 방지 기능을 발휘하지 않지만, 평행한 배관 라인에 마련된 진동 제어 장치가 기능을 발휘한다. 전체적으로, 서로의 약점이 커버되고, 평행 방향, 직교 방향의 어느 방향으로부터 진동이 가해지는 경우에도, 상기 비접촉 프레임체에 의한 유효한 진동 방지 기능이, 항상 얻어지는 것이 된다.

본 발명의 청구항 2에 관한 배관 진동 제어 시스템은, 상기 청구항 1에 기재된 배관 진동 제어 시스템과 동일한 작용·효과가, 천정으로부터 매달려 지지된 배관의 배관 라인과 이것에 직교하는 방향을 향해서 고정된 보조관의 2개 이상의 개소에 설치된 시스템에 있어서 실현된다.

청구항 3에서는, 배관 진동 제어 장치의 세로 부재와 가로 부재의 길이 방향으로 형성되어 있는 장공에 고정하는 볼트 너트의 위치를 변화시키는 것으로, 배관에 대한 간극의 상호의 거리를 변화시켜, 간극의 크기를 미세 조정할 수 있다.

또한, 청구항 4에서는, 배관 진동 제어 장치의 세로 부재와 가로 부재에 쿠션재가 부착되는 것으로, 배관 또는 보조관이 세로 부재 및 가로 부재에 접촉했을 때의 충격이 완충되기 때문에, 세로 부재 및 가로 부재에 접촉한 배관 또는 보조관의 손상이 방지되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 관한 배관 진동 제어 시스템을 실시하기 위한 형태의 제1예의 사시도이다.
도 2는 도 1의 주요부의 정면도이다.
도 3은 도 2의 중앙 종단면도이다.
도 4는 본 발명에 관한 배관 진동 제어 시스템을 실시하기 위한 형태의 제2예의 사시도이다.
도 5는 본 발명에 관한 배관 진동 제어 시스템을 실시하기 위한 형태의 제3예의 사시도이다.

이하, 본 발명에 관한 배관 진동 제어 시스템을 실시하기 위한 형태를 도면에 근거하여 설명한다.

도 1 ~ 3은, 본 발명에 관한 배관 진동 제어 시스템을 실시하기 위한 형태의 제1예를 나타내는 것이다.

제1예에서는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 진동 제어 대상이 되는 배관(D)으로서, 천정 등에 매달기 볼트(E)로 매달려서 지지된 스프링쿨러 설비용 배관이 나타나 있다. 다만, 지관(枝管)이나 살수 단말 등의 상세는 생략되어 있다.

제1예는, 배관 진동 제어 장치(A(A1, A2))를 배관(D)의 배관 라인(X축 방향)과 이것에 직교하는 방향의 배관 라인(Y축 방향)의 2개 이상의 개소에 설치하고 있다.

배관 진동 제어 장치(A)는, 도 2, 도 3에 상세하게 나타내는 바와 같이, 공통의 앵글재로 형성된 세로 부재(1)와 가로 부재(2)에 의해서 구성되어 있다.

배관 진동 제어 장치(A)의 세로 부재(1)는, 단면 형상이 L자형의 2개의 면(11, 12)을 가진 앵글재로 이루어지는 것으로, 면(11, 12)의 길이 방향에는 다수개의 장공(13, 14)이 규칙적으로 형성되어 있다.

이 세로 부재(1)는, 2개가 1세트가 되고, 천정인 H형 강의 빔(B:beam)에 장공(13)에 걸어멈춰진 클램프(C)로 장착되어서, 천정으로부터 매달기 볼트 등으로 매달려서 지지된 배관(D)의 양측부에 배치된다. 배관(D)에 대면하는 면(12)의 배관(D)에 접촉할 가능성이 있는 부분에는, 러버(고무) 등으로 이루어지는 쿠션재(15)가 부착되어 있다.

배관 진동 제어 장치(A)의 가로 부재(2)는, 단면 형상이 L자형의 2개의 면(21, 22)을 가진 앵글재로 이루어지는 것으로, 면(21, 22)의 길이 방향에는 다수개의 장공(23, 24)이 규칙적으로 형성되어 있다.

이 가로 부재(2)는, 2개가 1세트가 되고, 장공(23, 24)(세로 부재(1)의 장공(13, 14)을 포함한다)을 이용하여 볼트 너트(3)로 세로 부재(1)에 부착되고, 배관(D)의 상하부에 배치된다. 배관(D)에 대면하는 면(22)의 배관(D)에 접촉할 가능성이 있는 부분에는, 러버 등으로 이루어지는 쿠션재(25)가 부착되어 있다.

이러한 배관 진동 제어 장치(A)의 세로 부재(1) 및 가로 부재(2)의 장착은, 배관(D)의 신규 설치의 경우에 한정되지 않고, 이미 설치된 배관(D)에 대해서도 간단하게 실시할 수 있다.

장착된 배관 진동 제어 장치(A)의 세로 부재(1) 및 가로 부재(2)는, 배관(D)을 상하 좌우 방향으로 간극(S)을 두어 비접촉 상태로 둘러싸는 프레임체를 구성하게 된다.

이 간극(S)의 가로 세로의 크기는, 대략, 세로 부재 및 가로 부재의 길이로 결정되나, 세로 부재 및 가로 부재의 장공을 이용한 볼트 너트의 고정 위치를 변화시키는 것으로, 간극(S)의 크기를 변화시킬 수 있고, 배관에 대한 거리를 미세 조정할 수 있다.

제1예에 의하면, 배관 진동 제어 장치(A)의 세로 부재(1)와 가로 부재(2)가 배관(D)을 비접촉 상태로 둘러싸는 것으로, 배관(D)의 진동의 진폭이 일정 이하의 경우에 자연의 진동을 허용하고, 일정치 이상의 큰 진동이 되었을 경우에 이것을 제어한다.

그 결과, 일정폭 이하의 작은 진동의 경우에는, 자연의 진동에 의한 전체적인 흔들림이 촉진되고, 고정으로부터 생기는 일부에의 진동의 응력의 집중을 피할 수 있다. 즉, 일정폭 이하의 작은 진동은 허용해도, 작은 흔들림이 배관 전체에 미치고, 이윽고 진동감쇠에 의한 진동에너지의 자기(自己) 흡수 작용에 의해서 수습시킬 수 있다. 반대로 이것을 허용하는 일 없이 고정하면, 진동이 배관 시설 중의 국소(局所)에 응력이 집중되고, 1, 2회의 진동에는 버텨도 그것이 반복되면 이윽고 파손에 도달할 우려가 있다.

한편, 일정치 이상의 큰 진동의 경우에 이것을 방치하면, 진동에 의한 흔들림폭이 커지고, 배관과 다른 시설과의 강한 충돌 및 손상이나, 매달기 기구로부터의 탈락이 일어나고, 중대한 위험을 초래한다.

여기서, 일정 간극을 두고 세로 부재(1)와 가로 부재(2)가, 배관(D)을 비접촉 상태로 둘러싸는 배관 진동 제어 장치(A)를 마련하면, 진동이 일정 이상으로 커졌을 경우, 세로 부재(1)와 가로 부재(2)로 형성된 프레임체가 그 이상의 진동을 억제하도록 작용하고, 진동폭이 일정 이하로 제한되는 것으로, 대지진 등의 큰 흔들림에 의한 손상을 면한다.

또한, 세로 부재(1)의 쿠션재(15)와 가로 부재(2)의 쿠션재(25)는, 세로 부재(1) 및 가로 부재(2)에 접촉하는 배관(D)이 손상되는 것을 방지하는데 도움이 된다.

또한, 배관 진동 제어 장치(A)의 세로 부재(1)와 가로 부재(2)가 배관(D)을 둘러싸는 프레임체를 구성하고 있는 것으로부터, 가령 배관(D)을 매달고 있는 매달기 볼트 등이 파단되어도, 배관(D)을 하측의 가로 부재(2)로 지지하여 탈락을 방지할 수 있다.

또한, 배관 진동 제어 장치(A)를 배관(D)의 배관 라인의 서로 직교하는 방향의 복수 개소에 설치하고 있기 때문에, 배관(D)의 X축 방향, Y축 방향(배관 라인 방향)의 진동의 방지 기능이 없는 약점이 서로 커버된다. 그 결과, 배관(D)의 배관 라인 전체(전방향)에 대해서 대지진 시에 배관(D)의 진동을 유효하게 방지할 수 있다.

예를 들면, 한쪽의 배관 라인(X축 방향의 배관 라인)에 평행한 방향으로부터 진동이 가해졌을 경우에, 이 X축 방향으로 마련된 배관(D)에 대응하는 배관 진동 제어 장치(A1)의 프레임체는 관통되는 방향으로 설치되어 있기 때문에, 진동이 관통 방향으로 빠져나가 버리고, 이것을 진동 억제하도록 작용하지 않는다. 그러나 이 경우, 이것에 직교하는 방향(Y축 방향)의 배관 라인에 마련된 배관 진동 제어 장치(A2)의 프레임체가 작용하고, 이 진동에 대해 억제하도록 작용한다.

한편, X축 방향의 배관 라인에 Y축 방향으로부터의 진동이 있었을 경우에는 반대의 현상이 일어나고, 진동 제어 작용이 작용하지 않는 배관 진동 제어 장치(A2) 대신에, Y축과 직교하는 방향의 배관 라인에 배치된 배관 진동 제어 장치(A1)의 프레임체가 상기 진동을 억제하도록 작용한다. 따라서, 서로의 약점이 커버되고, X축 방향 또는 Y축 방향의 어느 방향에서의 진동이 있어도, 상기 배관 진동 제어 장치가 유효하게 기능하고, 항상 진동은 억제된다.

보조관이 마련되어 있는 경우에도 동일하게, 예를 들면, 한쪽의 배관 라인(X축 방향의 배관 라인)에 X축 방향으로부터의 진동이 있었을 경우에, 그 진동에 대해서 배관 진동 제어 장치(A1)는 진동 억제하도록 작용하지 않지만, 이것에 직교하는 방향(Y축 방향)을 향해서 고정된 보조관에 마련된 배관 진동 제어 장치(A2)가, 이 진동에 대해서 억제하도록 작용한다.

한편, X축 방향의 배관 라인에 Y축 방향으로부터의 진동이 있었을 경우에는 반대의 현상이 일어나서, 배관 진동 제어 장치(A2) 대신에, Y축과 직교하는 방향의 배관 라인에 배치된 배관 진동 제어 장치(A1)가 상기 진동을 억제하도록 작용한다. 따라서, 서로의 약점이 커버되고, 어느 방향에서의 진동이 있어도, 상기 배관 진동 제어 장치가 유효하게 기능하고, 항상 진동은 억제된다.

또한, 상하 방향에의 진동이 있었을 경우에는, 본 배관 진동 제어 장치에 상기와 같은 약점은 없고, 세로 방향으로 일정폭 이하의 작은 진동은 허용하고, 일정치 이상의 큰 진동이 되었을 때 이것을 제어하는 작용이 유효하게 기능한다. 그리고, 이 기능은, 본 배관 진동 제어 장치가 다수로, 전체에 분산되어서 설치되면, 그만큼 균일한 진동 제어 기능이 발휘된다.

도 4는, 본 발명에 관한 배관 진동 제어 시스템을 실시하기 위한 형태의 제2예를 나타내는 것이다.

제2예에서는, 배관(D)과, 배관(D)의 배관 라인의 단말(端末)에 직교하는 방향을 향해서 고정된 보조관(d)에 배관 진동 제어 장치(A)가 설치되어 있다. 보조관(d)은 관 길이는 짧지만, 배관(D)과 동일한 것으로 좋고, 관의 상호의 접속도 동일하게 취급할 수 있다. 보조관은, 배관(D)과 동일한 관체를 짧게 하여 이용할 수 있다.

제2예에 의하면, 배관 진동 제어 장치(A)에 대해서, 보조관(d)은 실질적으로 배관(D)이 되는 것으로부터, 배관(D)이 직선 형상으로 길게 배치되어 있는 경우에, 배관(D)을 무리하게 연장하지 않아도 본 발명을 실시할 수 있다. 또한, 보조관(d)은 배관(D)과 동일 지름인 것이 바람직하다.

도 5는, 본 발명에 관한 배관 진동 제어 시스템을 실시하기 위한 형태의 제3예를 나타내는 것이다.

제3예에서는, 제2예의 보조관(d)을 배관(D)의 배관 라인의 중도부에 고정하고 있다.

제3예에 의하면, 제2예와 동일한 작용, 효과가 있는 것에 더하여, 배관(D)의 배관 라인의 단말의 벽면 등을 피하여 실시할 수 있는 이점이 있다.

이상, 도시한 각 예 외에, 배관 진동 제어 장치(A)의 세로 부재(1)를 빔(B) 이외의 천정에 장착하는 것이 가능하다. 또한, 배관 진동 제어 장치(A)의 세로 부재(1)의 장착에 있어서, 클램프(C) 이외의 것을 사용하는 것도 가능하다.

또한, 배관 진동 제어 장치(A)의 세로 부재(1)와 가로 부재(2)를 3개 이상 준비하여, 상하 좌우로 복수개의 배관(D)이 배열되어 있는 경우에도 대응하는 것이 가능하다.

본 발명에 관한 배관 진동 제어 시스템은, 상시 가압형의 스프링쿨러와 상시 흡인형의 스프링쿨러의 어느 쪽에도 적용할 수 있는 것 외에, 천정으로부터 매달리는 타입의 다른 배관에도 적용이 가능하다.

1: 세로 부재
2: 가로 부재
A: 배관 진동 제어 장치
B: 빔(천정)
D: 배관
d: 보조관
S: 간극

Claims (4)

1. 천정에 부착되어서 배관의 양측부에 배치되는 세로 부재와, 세로 부재에 부착되어서 배관의 상하부에 배치되는 가로 부재로 이루어지고, 세로 부재와 가로 부재가 배관을 상하 좌우 방향으로 간극을 두어 비접촉 상태로 둘러싸는 프레임체를 구성한 배관 진동 제어 장치를 구비하고, 상기 배관 진동 제어 장치를 천정으로부터 매달려 지지된 배관의 배관 라인과 이것에 직교하는 방향의 배관 라인의 2개 이상의 개소에 설치한 것을 특징으로 하는 배관 진동 제어 시스템.
2. 천정에 부착되어서 배관의 양측부에 배치되는 세로 부재와, 세로 부재에 부착되어서 배관의 상하부에 배치되는 가로 부재로 이루어지고, 세로 부재와 가로 부재가 배관을 상하 좌우 방향으로 간극을 두어 비접촉 상태로 둘러싸는 프레임체를 구성한 배관 진동 제어 장치를 구비하고, 상기 배관 진동 제어 장치를 천정으로부터 매달려 지지된 배관의 배관 라인과 이것에 직교하는 방향을 향해서 고정된 보조관의 2개 이상의 개소에 설치한 것을 특징으로 하는 배관 진동 제어 시스템.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   배관 진동 제어 장치의 세로 부재와 가로 부재의 길이 방향으로 다수개의 장공(長孔)이 규칙적으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 배관 진동 제어 시스템.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   배관 진동 제어 장치의 세로 부재와 가로 부재는 배관 또는 보조관에 대면하는 면에 쿠션재가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 배관 진동 제어 시스템.

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