KR200292303Y1 - 유체배관라인의 수격방지장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 유체배관라인의 수격방지장치에 관한 것으로, 그 목적은 실린더의 에어쳄버 내용적을 보다 크게 형성하여 수격방지기능을 보다 향상시키고자 하는 것이다.

이를 위해 본 고안에 따른 유체배관라인의 수격방지장치에 의하면; 실린더(20)는 에어쳄버(21)의 내용적이 최대로 형성되도록 하부가 폐쇄된 통형상으로 이루어져 본체(10)에 장착되며, 스프링(40)은 실린더(20)의 내부에 길이방향으로 설치되는 코일스프링으로 이루어지되 일단(41)은 피스톤(30)에 지지되며 타단(42)은 실린더(20)의 하부에 지지된다. 이에 따라 에어쳄버(21)의 내용적이 최대한 크게 이루어져 충격 흡수능력이 월등하게 향상되며, 아울러 실린더(20)를 보다 콤팩트하게 구성할 수 있는 작용효과가 있다.

Description

유체배관라인의 수격방지장치{WATER HAMMERING PREVENTIVE DEVICE}

본 고안은 유체배관라인의 수격방지장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유체가 흐르는 배관라인에 설치되어 수격현상에 의한 압력에너지를 흡수하여 진동과 충격음 발생을 방지하는 유체배관라인의 수격방지장치에 관한 것이다.

일반적으로 수도관이나 송유관 등과 같이 유체가 흐르는 유체배관라인에는 밸브를 개폐하여 물이나 기름 등의 유체 공급량을 조절하게 된다. 그러나 이러한 배관라인에는 수격현상(water hammering)이라는 고질적인 문제점을 지니고 있다. 즉, 수격현상이란 배관라인을 유체가 흐를 때 밸브를 급속으로 닫으면, 유체의 급격한 유속변화로 배관내의 압력이 급상승하면서 유체가 가지는 운동에너지가 압력에너지로 변환되며 이로 인해 배관내에서 진동과 충격음이 발생된다.

이러한 수격현상을 방지하기 위해, 유체배관라인에는 수격방지장치가 장착되는데, 도 1은 종래 수격방지장치를 보인 것으로 수도 배관라인에 설치된 경우를 예로 하여 설명한다.

종래 수격방지장치는 이에 도시한 바와 같이, 2개의 배관연결구(1a)(1b) 및 1개의 실린더연결구(1c)가 형성된 본체(1)와, 이 본체(1)의 실린더연결구(1c)에 장착되며 내부에 에어쳄버(2a)가 형성된 실린더(2)와, 이 실린더(2) 내부에 승하강 가능하게 설치된 피스톤(3)과, 이 피스톤(3)을 실린더(2)내에서 탄성 지지하는 스프링(4)를 갖추고 있다.

2개의 배관연결구(1a)(1b) 중 어느 하나는 수도전측 배관라인(5)과 연결되며, 다른 하나는 수도밸브(미도시)측 배관라인(6)과 연결된다. 이에 따라 수격방지장치는 본체(1)를 매개로 배관라인(5)(6)의 중도에 연결되는 것이다.

그리고 에어챔버(2a)가 형성된 실린더(2)는 본체(1)의 실린더연결구(1c)에 나사방식으로 연통 결합된다. 이를 위해 실린더연결구(1c)의 외주에는 수나사가 가공되며, 실린더(2)의 개방부는 내부에 암나사가 가공된 연결구(2b)로 이루어져있다. 또한, 실린더(2)의 중간부위 내벽에는 스프링(4)을 지지하기 위한 지지돌기(2c)가 마련되며, 여기에는 피스톤(3)의 중심축(3a)이 여유있게 관통하도록 관통공(2d)이 형성되어 있다.

따라서 수도밸브를 개방하면, 수돗물은 수도전측 배관라인(5)을 통해 본체(1)내로 유입되면서 수도밸브측 배관라인(6), 즉 화살표 F1 방향으로 흐른다.

반면에, 수도밸브를 급히 잠그면, 급격한 압력변화로 수도 배관라인(5)에 충격이 발생된다. 따라서 피스톤(3)이 화살표 F2 방향으로 밀리면서 완충작용을 한다. 즉, 피스톤(3)이 스프링(4)의 지지력을 이기면서 화살표 F2 방향으로 밀림에 따라 실린더(2) 에어쳄버(2a) 공기가 압축되면서 충격을 흡수한다.

그러나 이러한 종래 수격방지장치의 실린더(2)에서는 피스톤(3)의 승하강을 안내함과 동시에 스프링(4)을 지지하기 위한 지지돌기(2c)가 내벽에 돌출되게 형성되어 있어서, 에어쳄버(2a)의 내용적이 줄어들게 되며 이로 인해 압력변화에 따른 충격 흡수능력이 줄어들게 된다.

즉, 에어쳄버(2a)의 내용적이 커짐에 따라 충격 흡수능력 역시 증대되는데, 지지돌기(2c) 및 피스톤(3)의 중심축(3a)으로 인해 에어쳄버(2a)의 내용적이 줄어들게 된다. 또한, 에어쳄버(2a)의 내용적을 크게 하기 위해 실린더(2)의 길이 및 내경을 크게 제작하는 방법도 있는데, 이러한 경우에는 전반적인 수격방지장치의 사이즈가 커지는 문제점이 있다.

본 고안은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로; 본 고안의 목적은 실린더의 내부구조를 개선하여 에어쳄버의 내용적을 향상시키며 실린더를 보다 콤팩트하게 구성할 수 있는 유체배관라인의 충격흡수장치를 제공하는 것이다.

도 1은 종래 수격방지장치를 보인 단면도이다.

도 2는 본 고안에 따른 유체배관라인의 수격방지장치를 보인 분해사시도이다.

도 3은 도 2의 Ⅲ - Ⅲ선에 따른 단면도로, 본 고안에 따른 수격방지장치의 내부구조를 보인 것이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10..본체 11,12..배관연결구

13..실린더연결구 20..실린더

21..에어쳄버 30..피스톤

40..스프링

이러한 목적을 달성하기 위한 본 고안은;

2개의 배관연결구 및 1개의 실린더연결구가 형성된 본체와, 이 본체의 실린더연결구에 장착되며 내부에 에어쳄버를 형성하는 실린더와, 이 실린더의 내부에 승하강 가능하게 설치되는 피스톤과, 이 피스톤을 완충지지하여 충격을 흡수하기 위한 스프링을 갖춘 유체배관라인의 수격방지장치에 있어서,

실린더는 에어쳄버의 내용적이 최대로 형성되도록 하부가 폐쇄된 통형상으로 이루어지며,

스프링은 실린더의 내부에 길이방향으로 설치되는 코일스프링으로 이루어지되 일단은 피스톤에 지지되며 타단은 실린더의 하부에 지지되는 것을 특징으로 한다.

이러한 구성에 의하면, 에어쳄버의 내용적은 최대한 크게 구성할 수 있음과 동시에 실린더의 외형은 콤팩트하게 구성할 수 있게 된다.

이하, 본 고안에 따른 하나의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 첨부도면을 간략히 설명하면, 도 2는 본 고안에 따른 유체배관라인의 수격방지장치를 보인 분해사시도이고, 도 3은 본 고안에 따른 수격방지장치의 단면도이다.

본 고안에 따른 유체배관라인의 수격방지장치는, 도 2와 도 3에 도시한 바와같이, 배관라인(50)(60)과 연결되는 본체(10)와, 이 본체(10)에 장착되며 내부에 에어쳄버(21)가 형성된 실린더(20)와, 이 실린더(20) 내부에 승하강 가능하게 설치되는 피스톤(30)과, 이 피스톤(30)을 탄성 지지하는 스프링(40)을 갖추고 있다.

본체(10)에는 유체배관라인(50)(60)들과 연결되는 2개의 배관연결구(11)(12)와, 실린더(20)가 장착되는 실린더연결구(13)가 일체로 형성되어 있다. 2개의 배관연결구(11)(12) 중 어느 하나는 수도전측 배관라인(50)과 연결되며, 다른 하나는 수도밸브측 배관라인(60)과 연결된다. 이에 따라 수도밸브(미도시)를 개방하면, 수돗물은 수도전측 배관라인(50)과 본체(10) 및 수도밸브측 배관라인(60)을 지나면서 배출되게 된다.

그리고 실린더(20)는 본체(10)의 실린더연결구(13)에 나사방식으로 장착되는데, 이를 위해 실린더연결구(13)에는 내부에 암나사(14)가 가공되며, 실린더(20)의 개방부에는 외주에 수나사(22)가 가공된다. 따라서 실린더(20)의 개방부를 실린더연결구(13)에 조립하면, 실린더(20)가 본체(10)에 견실하게 장착되게 된다. 이러한 실린더(20)는 본 고안의 특징적인 요소로 에어쳄버(21)의 내용적이 최대로 형성되도록 하부가 폐쇄된 원통형상으로 이루어져 있다.

또한, 피스톤(30)은 실린더(20)의 상부에서 승하강 가능하게 배치되되, 이의 외주에는 수돗물이 에어쳄버(21)내로 유입되는 것을 방지하기 위한 오링(31)이 설치되어 있다.

한편, 스프링(40)은 피스톤(30)을 완충지지하여 수도밸브의 급격한 작동으로 인해 발생되는 충격을 흡수하기 위한 것으로, 실린더(20)의 내부 즉 에어쳄버(21)에 길이방향으로 설치되도록 코일스프링으로 이루어져 있다. 이 때, 코일스프링(40)의 일단(41)은 피스톤(20)의 저면에 지지되며, 이의 타단(42)은 실린더(20)의 폐쇄된 하부에 지지된다. 이에 따라 실린더(20)를 보다 콤팩트하게 구성하여도 실린더(20) 내부의 에어쳄버(21) 내용적은 최대로 형성되게 된다.

다음에는 이와 같이 구성된 본 고안에 따른 수격방지장치의 작동 및 이에 따른 효과를 설명한다.

먼저, 미도시된 수도밸브를 개방하면, 수돗물은 수도전측 배관라인(50)을 통해 본체(10)내로 유입되며 계속하여 수도밸브측 배관라인(60)을 통해 빠져나가면서 외부로 배출된다(도 3의 화살표 F1 방향 참조). 이 때, 배관라인(50)(60)에는 압력변화가 거의 없기 때문에, 피스톤(30)은 스프링(40)의 탄성 지지력에 의해 실린더(20)내의 상부공간에 위치된 상태로 유지된다.

한편, 수도밸브를 급격하게 잠그면, 배관라인(50)(60)에는 급격한 압력변화가 발생된다. 즉, 배관라인(50)(60)에는 압력변화에 따른 압력에너지가 발생됨에 따라 피스톤(30)이 화살표 F2 방향으로 밀리면서 완충작용을 함에 따라, 배관라인(50)(60)의 손상이 방지된다.

결국, 피스톤(30)이 스프링(40)의 지지력을 이김과 동시에 에어쳄버(21)내의 공기를 압축시키면서 화살표 F2 방향으로 밀림에 따라, 압력에너지가 흡수된다. 이 때, 에어쳄버(21)는 실린더(20) 내부에 최대한 크게 형성되어 있기 때문에, 압력에너지를 보다 효과적으로 흡수할 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이; 본 고안에 따른 유체배관라인의 수격방지장치에 의하면, 실린더는 에어쳄버의 내용적이 최대로 형성되도록 하부가 폐쇄된 통형상으로 이루어져 본체에 장착되며, 스프링은 실린더의 내부에 길이방향으로 설치되는 코일스프링으로 이루어지되 일단은 피스톤에 지지되며 타단은 실린더의 하부에 지지된다. 이에 따라 에어쳄버의 내용적이 최대한 크게 이루어져 충격 흡수능력이 월등하게 향상되며, 아울러 실린더를 보다 콤팩트하게 구성할 수 있는 작용효과가 있다.

Claims (1)

1. 2개의 배관연결구(11)(12) 및 1개의 실린더연결구(13)가 형성된 본체(10)와, 상기 본체(10)의 실린더연결구(13)에 장착되며 내부에 에어쳄버(21)를 형성하는 실린더(20)와, 상기 실린더(20)의 내부에 승하강 가능하게 설치되는 피스톤(30)과, 상기 피스톤(30)을 완충지지하여 충격을 흡수하기 위한 스프링(40)을 갖춘 유체배관라인의 수격방지장치에 있어서,

   상기 실린더(20)는 에어쳄버(21)의 내용적이 최대로 형성되도록 하부가 폐쇄된 통형상으로 이루어지며,

   상기 스프링(40)은 상기 실린더(20)의 내부에 길이방향으로 설치되는 코일스프링으로 이루어지되 일단(41)은 상기 피스톤(30)에 지지되며 타단은 상기 실린더(20)의 하부에 지지되는 것을 특징으로 하는 유체배관라인의 수격방지장치.