KR102196217B1 - 수격방지기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수격방지기에 관한 것으로, 배관에서 유체 압력이 순간적으로 급 상승하여 발생하는 충격을 흡수하여 배관의 손상을 방지하며, 유체 압력에 의해 승강구동되는 디스크의 구조를 2중으로 구성하여 유체 압력에 대하여 보다 확실하게 디스크의 균형을 유지할 수 있도록 하며, 작동 안정성을 향상시킨 수격방지기에 관한 것이다.
본 발명은 배관에 설치되는 수격방지기에 있어서, 하부가 개방되고, 내부에 배압실이 형성되어 상기 배관에 설치되는 하우징과, 상기 하우징의 내부에 구비되어 유체압력에 의해 승강구동되는 디스크부와, 상기 하우징의 내부에 구비되어 상기 디스크부를 탄성 지지하는 스프링과, 상기 하우징의 상단에 구비되는 볼체크밸브를 포함하여 이루어지되, 상기 디스크부는 상기 하우징의 내주면에 밀착 구비되는 디스크와, 상기 디스크와 일정거리 이격되도록 결합되는 지지부재에 의해 부배압실이 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

수격방지기 {Water Hammer Arrester}

본 발명은 수격방지기에 관한 것으로, 배관에서 유체 압력이 순간적으로 급 상승하여 발생하는 충격을 흡수하여 배관의 손상을 방지하며, 유체 압력에 의해 승강구동되는 디스크의 구조를 2중으로 구성하여 유체 압력에 대하여 보다 확실하게 디스크의 균형을 유지할 수 있도록 하며, 작동 안정성을 향상시킨 수격방지기에 관한 것이다.

주지된 바와 같이 수격 현상(Water Hammer Cushion)은 비 압축성 유체인 액체가 지나는 배관에서 밸브 개폐 등으로 급격한 유체 흐름의 변동이 생기는 경우 순간적으로 유체 압력이 급격히 상승하는 충격파가 발생되는 현상을 말하는 것이다.

이와 같은 수격 현상은 극심한 충격과 진동을 발생하는데, 수격 현상이 심한 경우에 배관이 파손되고 배관의 접속 부위가 이완되어 누수가 발생하기도 하며, 배관에 연결된 밸브, 펌프 등을 파손시키기도 하는 것이다.

이러한 수격 현상을 방지하기 위해 비 압축성 유체인 액체가 지나는 배관에 수격 방지기(Water Hammer Arrester)를 설치 사용하고 있다.

이와 같은 수격 방지기는 스프링 방식과 가스 방식 등으로 구분되는데, 상기 스프링식은 압력 챔버 없이 단순히 스프링 쿠션에 의해서 압력 상승을 흡수하는 방식이고, 상기 가스 방식은 피스톤과 벨로우즈에 의해 압력 상승을 흡수하는 방식이다.

특히, 최근에는 피스톤과 스프링을 복합적으로 이용하는 방식이 다수 형태로 개시된 바 있는데, 이는 하부에 출입구가 형성된 하우징 내부에 상부에 스프링, 하부에 외주연으로 오링이 다수 결합된 피스톤을 내장하여 배관에 설치하므로 수격이 올 때 피스톤이 스프링을 압축하며 상승하여 압력 상승을 흡수하고 다시 하강 복귀시 스프링의 텐션력에 의해 더 수월하게 복귀하도록 하는 것이다.

그러나, 상기한 종래 방식은 피스톤의 외측의 오링이 상하 대칭 구조를 이루지 못하고, 하우징 내부 벽면에 상하방향이 아닌 내 외측 방향으로 작용하는 탄발력에 의해 밀착하여 피스톤의 승,하강시 쉽게 마모, 손상되는 문제가 있었다.

이와 같이 상기 오링의 상하 비 대칭 구조나 마모, 손상의 문제로 인해 기밀성이 떨어지는 문제는 물론 피스톤이 하우징 내부의 정 중앙에 위치하지 못하는 중심 부정확으로 피스톤의 승,하강 작동 안정성이 떨어져 수격이 올 때 신속, 정확하게 흡수 작동하지 못하는 문제점이 있었다.

뿐만 아니라 상기 종래 방식은 피스톤의 하부면이 단순 평면 형태로 형성되어 있어 하우징의 출입구를 통해 올라온 압력이 초기 피스톤 하부면에 고르게 작용하지 못하므로 피스톤 상승 작동의 신속성이 떨어지고, 피스톤을 전체적으로 균일하게 밀어주지 못하여 작동 안정성도 떨어지는 문제점이 있었다.

한국 등록특허 제10-1704344호 한국 등록특허 제10-1902712호 한국 등록특허 제10-1856161호

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 배관에서 유체 압력이 순간적으로 급 상승하여 발생하는 충격을 흡수하여 배관의 손상을 방지하며, 유체 압력에 의해 승강구동되는 디스크부의 구조를 2중으로 구성하여 유체 압력에 대하여 보다 확실하게 디스크의 균형을 유지할 수 있도록 하며, 작동 안정성을 향상시킨 수격방지기를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 유체 압력에 의해 승강구동되는 디스크부의 구조를 2중으로 구성하여 부배압실을 형성함으로써 보다 정확하게 수격방지가 이루어지도록 하는 수격방지기를 제공하는 것이다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은; 배관에 설치되는 수격방지기에 있어서, 하부가 개방되고, 내부에 배압실이 형성되어 상기 배관에 설치되는 하우징과, 상기 하우징의 내부에 구비되어 유체압력에 의해 승강구동되는 디스크부와, 상기 하우징의 내부에 구비되어 상기 디스크부를 탄성 지지하는 스프링과, 상기 하우징의 상단에 구비되는 볼체크밸브를 포함하여 이루어지되, 상기 디스크부는 상기 하우징의 내주면에 밀착 구비되는 디스크와, 상기 디스크와 일정거리 이격되도록 결합되는 지지부재에 의해 부배압실이 형성된 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 하우징은 원통 형상으로 형성되어 상기 배관에 결합 설치되는 실린더와, 상기 실린더의 상부에 결합되는 캡부재로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 디스크는 중앙부에 배관의 입구측으로 돌출 형성되는 돌출부가 형성된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 디스크에는 대칭을 이루도록 유입홀이 관통 형성된 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 볼체크밸브는 상기 하우징의 상단에 형성된 관통공에 결합설치되고, 상하부에 제1 및 제2통공이 형성된 몸체와, 상기 몸체의 내측에 구비되어 상기 제1통공을 선택적으로 폐쇄시키는 볼부재를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기한 구성의 본 발명에 따르면, 배관에서 유체 압력이 순간적으로 급 상승하여 발생하는 충격을 흡수하여 배관의 손상을 방지하며, 유체 압력에 의해 승강구동되는 디스크의 구조를 2중으로 구성하여 유체 압력에 대하여 보다 확실하게 디스크의 균형을 유지할 수 있도록 하며, 작동 안정성을 향상시킨 효과가 있다.

또한, 본 발명은 유체 압력에 의해 승강구동되는 디스크부의 구조를 2중으로 구성하여 부배압실을 형성함으로써 보다 정확하게 수격방지가 이루어지도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 수격방지기를 도시한 개념도.
도 2의 (a) 및 (b)는 본 발명에 따른 수격방지기의 사용 상태를 도시한 도면.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 더욱 상세하게 설명한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다. 그리고, 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있고, 기술된 실시 예에 한정되지 않음을 이해하여야한다.

도 1은 본 발명에 따른 수격방지기를 도시한 개념도이고, 도 2의 (a) 및 (b)는 본 발명에 따른 수격방지기의 사용 상태를 도시한 도면이다.

본 발명은 배관에서 유체 압력이 순간적으로 급 상승하여 발생하는 충격을 흡수하여 배관의 손상을 방지하며, 유체 압력에 의해 승강구동되는 디스크의 구조를 2중으로 구성하여 유체 압력에 대하여 보다 확실하게 디스크의 균형을 유지할 수 있도록 하며, 작동 안정성을 향상시킨 수격방지기(100)에 관한 것으로, 그 구성은 도 1에 나타낸 바와 같이, 배관(10)에 형성된 입구(12)에 설치되는 하우징(110)과, 상기 하우징의 하부에 구비되는 디스크부(120)와, 상기 하우징(110)의 내부에 구비되어 상기 디스크부(120)를 탄성 지지하는 스프링(130)과, 상기 하우징(110)의 상단에 구비되는 볼체크밸브(140)를 포함하여 이루어진다.

보다 상세히 설명하면, 상기 배관(10)은 유체가 이동하는 것으로 일측에 입구(12)가 형성되어 수격방지기(100)가 설치되며, 배관(10) 내의 유체압력이 급 상승하는 경우 발생하는 충격을 수격방지기(100)가 흡수하여 배관(10)의 손상 및 파손을 방지하게 된다.

한편, 본 발명에 따른 수격방지기(100)의 하우징(110)은 원통형상으로 형성되어 상기 배관(10)의 입구(12)에 결합 설치되는 실린더(112)와, 상기 실린더(112)의 상단에 결합되는 캡부재(114)로 이루어져 내부에 배압실(116)이 형성되게 된다.

이때, 상기 실린더(112)의 하단 외주면에는 나사산이 형성되어 상기 배관(10)의 입구(12)에 나사결합되어 배관(10)에 고정 설치되는 것이다.

또한, 상기 실린더(112)의 상단 내주면에는 나사산이 형성되고, 상기 캡부재(114)의 하단 외주면에는 나사산이 형성되어 실린더(112)와 캡부재(114)가 서로 나사결합되어 설치되며, 여기서, 상기 실린더(112)와 캡부재(114)의 결합부에는 오링(118)이 구비되어 배압실(116)의 기밀이 유지될 수 있도록 한다.

한편, 상기 디스크부(120)는 상기 하우징(110)의 실린더(112) 내주면에 밀착 구비되는 디스크(122)와, 상기 디스크(112)와 일정 거리 이격되도록 결합되는 지지부재(124)로 이루어져, 디스크(122)와 지지부재(124) 사이에 부배압실(126)이 형성되게 된다.

여기서, 상기 디스크(122)와 실린더(112)의 결합되는 사이에는 오링(128)이 구비되어 밀폐되도록 함으로써 배관(10)에 공급되는 유체가 하우징(110) 내부의 배압실(116)로 유입되는 것을 방지하여 수격방지기(100)의 고장 및 손상을 방지하도록 한다.

또한, 상기 디스크(122)는 중앙부에 배관(10)의 내측으로 돌출부(122a)가 돌출 형성되고, 서로 대칭을 이루도록 형성되는 유입홀(122b)이 관통 형성된다.

여기서, 상기 유입홀(122b)은 도시하지는 않았지만, 배관(10) 측 내경이 넓고 부배압실(126)측의 내경이 좁게 형성되도록 테이퍼지게 형성되어 수격 발생에 따른 유체의 유입 시 유체흐름을 둔화시키고 완충하는 효과를 보다 증대시킬 수 있도록 구성될 수도 있다.

그리고, 상기 볼체크밸브(140)는 상기 하우징(110)의 캡부재(114)의 상단에 형성된 관통공에 결합 설치되는 몸체(142)와, 상기 몸체(142)의 내측에 구비되는 볼부재(144)로 이루어진다.

여기서, 상기 몸체(142)는 상부에 외부와 연통되어 외기가 유입되도록 제1통공(142a)이 형성되고, 하부에는 하우징(110)의 배압실(116)과 연통되는 제2통공(142b)이 형성된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 수격방지기(100)의 작동관계를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 초기에는 배관(10) 내의 유체가 디스크(122)의 유입홀(122b)을 통해 부배압실(126)의 내측으로 유체가 유입되고, 하우징(110)에 구비되는 볼체크밸브(140)의 제1통공(142a)을 통해 배압실(116)로 외부 공기가 유입되어 배압실(116) 내부에 일정 압력이 유지된다.

따라서, 도 2의 (a)에 도시한 바와 같이, 지지부재(124)를 지지하는 스프링(130)의 장력 및 배압실(116)에 가해지는 공기압력과 배관(10) 및 부배압실(126)에 가해지는 유체의 압력이 서로 균형을 유지한 상태가 되며, 디스크부(120)는 하우징(110)의 입구측에 위치한 상태를 유지하게 된다.

다음, 배관(10)에 유체 압력이 순간적으로 급 상승하여 수격이 가해지게 되면, 디스크(122)의 돌출부(122a)에 의해 유체 흐름이 양측으로 분산되게 되어 디스크(122)를 균형있게 가압하게 되며, 돌출부(122a)에 의해 흐름이 양측으로 분산된 유체가 유입홀(122b)을 통해 부배압실(126)로 유입되도록 함으로써 1차적으로 충격을 완화시키게 된다.

또한, 도 2의 (b)에 도시한 바와 같이, 상기 스프링(130)의 장력 및 배압실(116) 내부의 공기압력보다 큰 수격에 의해 디스크부(120)가 상승하게 되는데, 이때 상기 스프링(130)을 가압하고, 상기 배압실(116) 내부의 공기를 압축하며 볼체크밸브(140)의 볼(144)이 제1통공(142a)을 폐쇄함으로써 충격을 완화시켜 수격에 따른 배관(10)의 파손을 방지할 수 있게 된다.

따라서, 본 발명에 따른 수격방지기(100)에 의하면, 배관(10)에서 유체 압력이 순간적으로 급 상승하여 발생하는 충격을 흡수하여 배관(10)의 손상을 방지하며, 유체 압력에 의해 승강구동되는 디스크부(120)의 구조를 2중으로 구성하여 유체 압력에 대하여 보다 디스크부(120)의 균형을 유지할 수 있도록 하며, 작동 안정성을 향상시키고, 유체 압력에 의해 승강구동되는 디스크부(120)의 구조를 2중으로 구성하여 부배압실(126)을 형성함으로써 보다 확실하게 수격방지가 이루어지도록 하는 장점을 갖는다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미치는 것으로 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양하게 변형 실시가 가능한 것이다.

본 발명은 수격방지기에 관한 것으로, 배관에서 유체 압력이 순간적으로 급 상승하여 발생하는 충격을 흡수하여 배관의 손상을 방지하며, 유체 압력에 의해 승강구동되는 디스크의 구조를 2중으로 구성하여 유체 압력에 대하여 보다 확실하게 디스크의 균형을 유지할 수 있도록 하며, 작동 안정성을 향상시킨 수격방지기에 관한 것이다.

10: 배관 12: 입구
110: 수격방지기 110: 하우징
112: 실린더 114: 캡
116: 배압실 118: 오링
120: 디스크부 122: 디스크
122a: 돌출부 122b: 유입홀
124: 지지부재 126: 부배압실
128: 오링 130: 스프링
140: 볼체크밸브 142: 몸체
142a: 제1통공 142b: 제2통공
144: 볼부재

Claims (5)

1. 배관에 설치되는 수격방지기에 있어서,
   하부가 개방되고, 내부에 배압실이 형성되어 상기 배관에 설치되는 하우징과,
   상기 하우징의 내주면에 밀착 구비되는 디스크와, 상기 디스크와 일정거리 이격되도록 결합되는 지지부재로 이루어져 유체압력에 의해 승강구동되며 상기 디스크와 지지부재의 사이에 부배압실이 형성된 디스크부와,
   상기 하우징의 내부에 구비되어 상기 디스크부를 탄성 지지하는 스프링과,
   상기 하우징의 상단에 구비되는 볼체크밸브를 포함하여 이루어지되,
   상기 디스크는 중앙부에 배관 측으로 돌출 형성되는 돌출부가 형성되고, 대칭을 이루도록 유입홀이 관통 형성되어 유입홀을 통해 유체가 부배압실로 1차로 유입되고 2차로 디스크를 작동시켜 수압을 흡수하도록 하며,
   상기 유입홀은 배관 측 내경이 넓고 부배압실 측의 내경이 좁게 형성되도록 테이퍼지게 형성되어 수격 발생에 따른 유체의 유입 시 유체흐름을 둔화시키고 충격을 완화할 수 있는 것을 특징으로 하는 수격방지기.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 하우징은 원통 형상으로 형성되어 상기 배관에 결합 설치되는 실린더와,
   상기 실린더의 상부에 결합되는 캡부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수격방지기.
   
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서,
   상기 볼체크밸브는 상기 하우징의 상단에 형성된 관통공에 결합설치되고, 상하부에 제1 및 제2통공이 형성된 몸체와,
   상기 몸체의 내측에 구비되어 상기 제1통공을 선택적으로 폐쇄시키는 볼부재를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수격방지기.
   

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