KR101512122B1 - 진자형 마찰 댐퍼 - Google Patents
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Abstract
부재간의 슬라이딩 접촉면에 긁힘 현상이 발생하지 않고 거동이 원활하며, 마찰접촉부재와 요면부재에 상호간의 유동을 방지하기 위한 유동방지 피안내부와 이를 안내하기 위한 유동방지 안내부가 구비되어 있어 장치를 구성하는 부품 상호간에 흔들림이 생기지 않는 진자형 마찰 댐퍼가 개시된다. 상기 마찰 댐퍼는 요면부재의 적어도 일부분을 내부에 수용하여 상기 요면부재가 요면이 경사지게 배치된 방향으로 이동하는 것을 허용하는 중공부를 구비하고, 탄성가압수단과 결합하여 상기 탄성가압수단이 상기 요면이 경사지게 배치된 방향으로 상기 요면부재와 함께 이동하지 못하도록 상기 탄성가압수단을 잡아주는 중공의 안내부재를 포함하고, 상기 중공의 안내부재는 엔지니어링 플라스틱으로 이루어진 구성을 한다.
Description
본 발명은 댐퍼(damper)의 개선에 관련된 것으로, 특히 교각과 교량 상판 등과 같이 상호간에 상대적인 이동이 허용되는 두 구조물 사이에 설치되어 두 구조물 상호간에 작용하는 충격을 완충 및 흡수할 수 있으면서도, 원자력 발전소의 배관을 지지하는 데에 적합하게 사용될 수 있는 진자형 마찰 댐퍼의 개선에 관련된 것이다.
최근 들어, 전 세계적으로 지진의 강도 및 빈도가 증가하고 있으며, 이로 인해 교량이나, 빌딩 및 원자력 발전소 등 주요시설물의 내진 설계에 대한 중요성이 높아지고 있다. 특히, 원자력 발전소의 안전과 직결되는 배관에 큰 변위가 발생하게 되는 경우, 발전소의 큰 문제를 유발할 수 있다. 배관의 손상에 따른 피해를 방지하기 위한 배관지지 기술의 필요성이 증가하고 있다.
상기와 같은 원자력 발전소의 배관지지를 위한 방진시스템에는 배관을 지지구조물에 안정적으로 지지하고 지진 등의 충격력을 완충 및 흡수하여 배관이 파손되는 것을 방지하기 위한 완충기구가 필요하다.
일반적으로, 교량에 사용되어온 오일 완충기구는 두 구조물 상호간에 서서히 작용하는 상시하중은 받아주면서 지진 등에 의해 두 구조물 상호간에 급격히 작용하는 충격력은 완충 및 흡수하여 주기 위해 오일이 채워진 실린더와 실린더 내부에 이동 가능케 설치되고 오리피스가 형성된 피스톤 및 피스톤과 연결된 로드로 이루어져 있다.
이러한 종래의 오일 완충기구는 실린더에서 유밀을 유지해야 되기 때문에 제작과 유지 및 보수가 어렵고 이에 따라 비용이 많이 소요되고, 장기간 동안 안정적인 성능유지가 필요한 원자력 발전소에 사용하기에는 적합지 않다.
뿐만 아니라 오일의 점성은 온도 변화에 영향을 많이 받기 때문에, 종래의 오일 완충기구는 온도에 따라 그 성능에 편차가 심하다는 단점이 있다.
또한 종래의 오일 완충기구는 충격흡수 성능이 미흡하다는 문제점이 있다.
그리고 또한 종래의 오일 완충기구는 댐핑 성능을 조정하기가 어렵다는 문제점이 있다.
일반적인 오일 완충기구는 상기와 같은 단점이 있기 때문에 원자력 발전소의 배관 등을 지지하기 위한 장치로 사용하기에 부적합한 점이 있다.
오일 완충기구의 문제점을 해결하기 위해 개발된 것이 등록번호 10-1200692호(마찰 댐퍼, 발명자 조영철, 이유인, 이하, "선등록발명"이라 함)의 등록공보에 개시되어 있다. 여기에서 이 선등록발명을 인용하는 것에 의해, 그 등록공보에 개시된 내용은 본원의 종래기술로서 본원의 명세서에 통합된다.
본 발명자는, 선등록발명의 마찰 댐퍼는 종래 오일 완충기구의 제반 문제점을 해결하고 있고 뛰어난 성능을 발휘하고 있어, 원자력 발전소의 배관지지를 위해서는 사용하기에 적합하지만, 요면부재 장공의 내면과 축부재 접촉면의 초기 유격 및 마모로 인한 흔들림 발생의 우려가 있고, 접촉부의 양쪽 모두 금속으로 된 부분은 작동이 원활하지 않고 긁힘이 발생되고, 긁힘을 방지하려다보면 두 부재 간에 간격이 생기게 되어 흔들림이 발생되기 쉽고, 마찰부위에 미끄럼 마찰재를 설치하는 데에 따른 생산성 저하 등에서 개선의 필요가 있음을 인지하였다.
본 발명의 목적은 오일 완충기구의 문제점을 해결하면서도 접촉부재간의 초기 유격, 요면부재에 형성된 장공의 내면과 축부재 접촉면 등의 초기 유격 및 마모로 인한 부재들 간의 흔들림 발생을 억제할 수 있는 마찰 댐퍼를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 부재간의 미끄럼 접촉이 매끄럽게 이루어지고 접촉면에 긁히는 현상이 발생하지 않아 거동이 원활한 마찰 댐퍼를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 별도의 마찰재를 설치하는 데 소요되는 시간과 인력을 줄일 수 있는 마찰 댐퍼를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 배관지지에 적합한 베어링요소를 가지는 마찰 댐퍼를 제공하는데 있다.
본 발명에 따른 진자형 마찰댐퍼는 상면과 하면 중 적어도 하나에 표면이 경사지게 배치된 요면이 형성되어 있는 요면부재, 상기 요면에 접촉되며 상기 요면에 접촉되는 면에 상기 요면에 대응되는 곡률 반경의 제1볼록곡면이 형성되어 있고 상기 요면부재가 상기 요면이 경사지게 배치된 방향으로 이동하는 것을 허용하는 마찰접촉부재 및 상기 마찰접촉부재를 상기 요면에 대해 탄성적으로 가압하여 상기 요면부재에 대한 상기 마찰접촉부재의 마찰력을 증가시킴으로써 상기 요면부재가 상기 마찰접촉부재에 대해 상기 요면이 경사지게 배치된 방향으로 이동하는 것을 방해하는 힘을 작용시키는 탄성가압수단을 포함하는 진자형 마찰 댐퍼에 있어서,
상기 요면부재의 적어도 일부분을 내부에 수용하여 상기 요면부재가 상기 요면이 경사지게 배치된 방향으로 이동하는 것을 허용하는 중공부를 구비하고, 상기 탄성가압수단과 결합하여 상기 탄성가압수단이 상기 요면이 경사지게 배치된 방향으로 상기 요면부재와 함께 이동하지 못하도록 상기 탄성가압수단을 잡아주는 중공의 안내부재를 포함하고,
상기 중공의 안내부재는 엔지니어링 플라스틱으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 중공의 안내부재에는 연결부가 설치되고,
상기 중공의 안내부재는 좌우로 분할되고 일단에 상기 연결부의 일부가 결합되는 결합홈이 형성된 2개의 분할몸통을 상기 연결부의 일부를 상기 결합홈에 결합하여 개재한 상태로 결합수단으로 마주보고 결합하여서 된 것이 바람직하다.
상기 요면부재에는 상기 요면이 경사지게 배치된 방향을 따라 설치된 유동방지 피안내부가 형성되어 있고,
상기 마찰접촉부재에는 상기 유동방지 피안내부에 결합되어 상기 유동방지 피안내부를 안내하는 유동방지 안내부가 설치되어 있는 것이 좋다.
상기 유동방지 피안내부는 상기 요면이 경사지게 배치된 방향으로 상기 요면부재에 설치된 장공이고,
상기 유동방지 안내부는 상기 제1볼록곡면에서 돌출되게 형성되고 상기 장공에 삽입되어 상기 요면부재의 좌우 유동을 방지하면서 상기 요면부재가 상기 장공의 길이방향으로 이동하는 것을 안내하는 돌출부이고,
상기 탄성가압수단은,
상기 장공을 상하로 통과하는 축부재;
상기 축부재 외주면에 결합되고 상기 요면을 기준으로 상기 마찰접촉부재 바깥쪽으로 배치된 탄성체;
상기 축부재 외주면에 승강 가능케 결합되고 상기 요면을 기준으로 상기 탄성체 바깥쪽에 배치된 승강부재; 및
상기 축부재에 결합되어 상기 승강부재를 상기 탄성체에 대해 가압하는 가압부재를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 탄성체와 상기 마찰접촉부재 사이에 상기 축부재 외주면에 승강 가능케 결합된 커버부재가 구비되고,
상기 커버부재는 상기 마찰접촉부재와의 접촉면에 상기 마찰접촉부재의 회동을 허용하는, 상기 요면보다 작은 곡률 반경의 반원통형 오목홈이 형성되어 있는 것이고, 상기 마찰접촉부재의 상기 제1볼록곡면 반대면에 상기 오목홈에 대응되는 곡률 반경의 제2볼록곡면이 형성되어 있고,
상기 안내부재에는 상기 요면부재의 이동방향에 수직한 방향으로 상기 마찰접촉부재와 상기 커버부재의 상하 이동을 안내하기 위한 승강안내부가 형성되어 있는 것이 좋다.
상기 마찰접촉부재는 엔지니어링 플라스틱으로 된 것이 바람직하다.
상기 마찰접촉부재는 표면에 별도의 미끄럼 마찰판을 부착하지 않은 초고분자량 피이(UPE)인 것이 좋다.
상기 요면은 상기 요면부재의 상면과 하면 모두에 형성되어 있고,
상기 마찰접촉부재는 상기 요면부재의 상기 상면 쪽 요면에 접촉되는 상측 마찰접촉부재와 상기 요면부재의 상기 하면 쪽 요면에 접촉되며 상기 상측마찰접촉부재와 상하대칭을 이루는 하측 마찰접촉부재를 구비하고,
상기 탄성가압수단은 상기 상측 마찰접촉부재를 상기 요면부재에 대해 탄성적으로 가압하기 위한 상측 탄성체와 상측 승강부재 및 상기 하측 마찰접촉부재를 상기 요면부재에 대해 탄성적으로 가압하기 위한 하측 탄성체와 하측 승강부재를 구비하는 것이 좋다.
상기 상측 탄성체와 상기 상측 마찰접촉부재 사이에 상기 축부재 외주면에 승강 가능케 결합된 상측 커버부재가 구비되고,
상기 상측 커버부재는 저면에 상기 상측 마찰접촉부재의 회동을 허용하는, 상기 요면보다 작은 곡률 반경의 오목홈이 형성되어 있는 것이고, 상기 상측 마찰접촉부재의 상면에 상기 오목홈에 대응되는 곡률 반경의 제2볼록곡면이 형성되어 있고,
상기 하측 탄성체와 상기 하측 마찰접촉부재 사이에 상기 축부재 외주면에 승강 가능케 결합된 하측 커버부재가 구비되고,
상기 하측 커버부재는 상면에 상기 하측 마찰접촉부재의 회동을 허용하는, 상기 요면보다 작은 곡률 반경의 오목홈이 형성되어 있는 것이고, 상기 하측 마찰접촉부재의 하면에 상기 하측 커버부재의 오목홈에 대응되는 곡률 반경의 제2볼록곡면이 형성되어 있고,
상기 안내부재에는 상기 요면부재의 이동방향에 수직한 방향으로 상기 마찰접촉부재의 상하 이동을 안내하기 위한 승강안내부가 형성되어 있고,
상기 승강안내부는 상기 요면부재의 이동방향에 수직한 방향으로 상기 상측 커버부재와 상기 하측 커버부재의 상하 이동도 안내하는 것을 특징으로 하고,
상기 제2볼록곡면은 반원통형 곡면인 것이 바람직하다.
배관지지와 관련하여, 기존의 진동 및 지진에 대하여 여러 가지 장치가 사용되고 있는 데, 상기와 같은 본 발명에 따른 진자형 마찰댐퍼는 주로 기존 완충장치(Snubber)와 관련이 있지만, 그 거동특성이 좀 다르다.
기존의 완충장치(Snubber)는, 상시의 온도변화에 의한 거동은 아주 작은 하중이 걸리면서 완충작용을 하고, 지진 등의 빠른 하중이 작용할 경우에는 아주 작은 변위 내에서 록업(Lock up)이 되는 특성을 갖고 있다.
하지만 본 발명에 따른 진자형 마찰 댐퍼는 기존 완충장치(Snubber)와는 그 특성이 달라 어느 정도의 변위를 일으키면서 작용하중을 소산 흡수시키는 댐퍼역할을 한다.
본 발명에 따르면 마찰접촉부재와 요면부재에 상호간의 유동을 방지하기 위한 유동방지 피안내부와 이를 안내하기 위한 유동방지 안내부가 구비되어 있어 장치를 구성하는 부품 상호간에 흔들림이 생기지 않는다.
본 발명에 따르면 부재간의 슬라이딩 접촉면에 긁힘 현상이 발생하지 않고, 부재 간에 밀착상태를 유지할 수 있어 거동이 원활하다.
본 발명에 따르면 제2볼록곡면을 반원통형 곡면 형태로 제작하여 거동 시 발생하는 수평거동이 최소화된다.
본 발명에 따르면 마찰접촉부재로 엔지니어링 플라스틱, 특히 표면에 별도의 마찰판을 부착하지 않은 초고분자량 피이(UPE)를 사용할 수 있음에 따라 미끄럼 마찰판 부착에 따른 시간과 인력을 줄여 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 진자형 마찰 댐퍼의 사시도,
도 2는 도 1에 나타낸 진자형 마찰 댐퍼의 부분 파단사시도,
도 3은 도 1의 I-I에 따른 종단면도이고,
도 4는 도 1의 J-J에 따른 평단면도,
도 5는 마찰접촉부재의 사시도,
도 6은 커버부재의 사시도,
도 7은 본 발명에 따른 진자형 마찰 댐퍼가 배관을 지지하고 있는 상태를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 진자형 마찰 댐퍼의 부분 파단사시도,
도 3은 도 1의 I-I에 따른 종단면도이고,
도 4는 도 1의 J-J에 따른 평단면도,
도 5는 마찰접촉부재의 사시도,
도 6은 커버부재의 사시도,
도 7은 본 발명에 따른 진자형 마찰 댐퍼가 배관을 지지하고 있는 상태를 나타낸 사시도이다.
본 발명에 대한 실시 예를 설명하기에 앞서, 본 발명과 관련하여 본 발명자들이 실험하고 연구한 내용을 설명한다.
본 발명의 실험 및 연구내용
1. FCD 시험품 설계
가. FCD 시험품
1) FCD(Friction concave damper) : 마찰진자의 원리를 이용한 방진시스템
2) 시험품 Type 제작 시험 후 성능 확인하고 미비한 사항 개선
3) 시험품 Type 1, 2, 3으로 장치의 최적화
4) 시험품 설계 및 제작 단계
○ 시험품 Type 1 ∼ 3 설계 및 제작
나. 시험품 Type 1 설계 및 제작
1) 시험품 Type1 설계
○ FPB(Friction Pendulum Bearing) 마찰진자 구조에 받침의 연직하중을 구현하기 위한 스프링요소 설계
○ 시험품의 Type1의 형상 총 4가지 요소로 구성
○ 4가지 요소 : - 감쇠와 복원력이 구현되는 부분인 마찰진자 요소
- 연직하중을 구현하는 스프링 요소
- 스프링을 압축하는 것을 고정하는 압축고정 요소
- 이들을 연결하는 연결 요소
그림 1. FCD Type1 형상
그림 2. FCD Type1 댐퍼 구조도
| Type1 | Description | |
| 상부곡률 | 800 mm | |
| 하부곡률 | 200 mm | |
| MER- Spring |
외경 | 43 mm |
| 내경 | 14 mm | |
| 높이 | 26 mm | |
| 설계 변위 | 100 mm | |
| 항복값 | 2.3 kN | |
| 유효강성 | 0.167 kN/mm | |
2) 시험품 Type1 제작
○ Type 1의 제작도면
그림 3 - 1. FCD Type1 제작 도면 1
그림 3-2. FCD Type1 제작 도면 2
○ Type 1의 제작
그림 4. FCD 시험품 Type1 제작
다. 시험품 Type2 설계 제작 및 시험
1) 시험품 Type2 설계 및 제작
○ Type2 형상은 마찰진자의 원리를 적용하는 것은 동일하기 때문에 장치가 4가지 요소로 구성되어있는 것은 Type1과 동일
○ 4가지 요소 : 감쇠와 복원력이 구현되는 부분인 마찰진자 요소
연직하중을 구현하는 스프링 요소
스프링을 압축하는 것을 고정하는 압축고정 요소
이들을 연결하는 연결 요소
○ Type2의 개선사항
- 지압판과 본체 부분에 발생하는 회전 저항 향상
- 우레탄의 라미네이트 제거
-원활한 거동을 위해 MER-Spring의 길이를 증가하여 강성 감소
- 휨이 발생하지 않도록 R값 감소
그림 5-1. FCD Type2 형상
그림 5-2. FCD Type2 구조도
| Type1 | Description | |
| 상부곡률 | 800 mm | |
| 하부곡률 | 200 mm | |
| MER-Spring | 외경 | 43 mm |
| 내경 | 14 mm | |
| 높이 | 50 mm | |
| 설계 변위 | 100 mm | |
| 항복값 | 2.8 kN | |
| 유효강성 | 0.170 kN/mm | |
2) 시험품 Type2 제작
○ Type2의 제작도면
그림 6. FCD 시험품 Type2 제작 도면
○ Type2의 제작
그림 7. FCD 시험품 Type2 제작
라. 시험품 Type3 설계 제작 및 시험
1) 시험품 Type3 설계 및 제작
○ Type3의 형상의 총 4가지 부분의 구성은 Type 1과 2와 동일
○ 4가지 요소 : - 감쇠와 복원력이 구현되는 부분인 마찰진자 요소
- 연직하중을 구현하는 스프링 요소
- 스프링을 압축하는 것을 고정하는 압축고정 요소
이들을 연결하는 연결 요소
○ Type3의 개선사항
-몸체의 2단 구성으로 거동 시 유격 최소화
-이전 Type들은 Cylinder와 Cover가 모두 철이므로 거동 시 매끄럽지 않고 긁히는 현상이 발생하였기 때문에 Type3은 Cover를 Engineering plastic으로 교체하여 미끄러짐에 대한 저항을 감소시켜 원활한 거동을 유도함.
- Type2보다 거동을 원활하게하기 위해 R값을 줄여 반구의 형태로 제작하여 거동 시 발생하는 수평거동 최소화
- Bearing과 마찰재를 하나로 통합
- 마찰요소의 재질 : UPE
그림 8. FCD Type3 형상
그림 9. FCD Type3 구조도
| Type1 | Description | |
| 상부곡률 | 1000 mm | |
| 하부곡률 | 25 mm | |
| MER- Spring |
외경 | 45 mm |
| 내경 | 12.5 mm | |
| 높이 | 40 mm | |
| 설계 변위 | 85 mm | |
| 항복값 | 4.8 kN | |
| 유효강성 | 0.170 kN/mm | |
그림 10. FCD Type3 제작 도면
그림 11. FCD Type3 제작
2. 시험품 FEM 해석
가. FEM 해석 시험품 선정
○ FCD 시험품 중 가장 최적화된 설계인 Type3으로 결정
○ 시험품 Type 3
- 장치의 몸체는 2단 구성으로 거동 시 발생하는 유격 최소화
- 마찰력을 유도하는 상부 연직하중을 구현하기 위해 스프링 요소를 사용
- 구면의 R값은 반구의 형태로 거동 시 발생할 수 있는 수평거동 최소화
- Bearing을 UPE로 제작
- 유도된 마찰력을 통해 중력 마찰진자 원리 적용
○ Type 3 설계 변수
| 구 분 | 내 용 | |
| Ansys | ABAQUS | |
| 상부 곡률 | 1000mm | |
| 하부 곡률 | 25mm | 20mm |
| 스프링 강성 | 1,565N/mm | |
| 스프링 선 압축량 | 22mm | |
| 적용 마찰계수 | 0.12 | |
| 설계 변위 | ±85mm | |
그림 12. 시험품 형상(Type3)
나. Ansys 장치 해석
○ 거동이 발생하는 부분 Ansys 해석
- Ansys v15.0를 통한 거동 해석으로 FCD의 거동 확인
- 거동해석을 하는 부분 : 일반 마찰진자 댐퍼의 실제 감쇠와 복원력이 구현되는 부분
- 경계 조건 : Center Rod와 Cylinder는 면의 평행한 방향으로 움직임을 허용하고 면의 수직방향에 대해서 고정하는 Frictionless Support Condition으로 적용
- 하중 조건 : Center Rod에 40mm의 강제 변위를 적용
그림 13. 장치의 거동해석 부분
그림 14. 장치의 경계 조건
- 접촉 조건
■ Bearing과 닿는 부분인 Center Rod, Cylinder에 Frictional Condition적용
■ Center Rod & Bearing Contact Condition
Frictional Condition ; Center Rod = Target Surface
Bearing = Contact Surface
Frictional coefficient =0.12
■ Cylinder & Bearing Contact Condition
Frictional Condition ; Cylinder = Target Surface
Bearing = Contact Surface
Frictional coefficient =0.12
그림 15. 장치의 면 접촉 조건- Mesh 산정
- Mesh 산정
■ 너무 짧게 하는 경우에는 정해에 근접하지만 시간과 속도가 오래 걸리기 때문에 Bearing과의 접촉 부분에 대해서만 짧게 산정
■ 속도와 정확성을 위해 Mapped Faced Meshing을 이용하여 사각형요소 사용
그림 16-1. 장치의 Mesh 형상 1
Total Figure
그림 16-2. 장치의 Mesh 형상 2
| 구 분 | Center Rod | Bearing | Cylinder | Spring |
| Node | 2508 | 1242 | 1052 | 371 |
| Element | 1500 | 935 | 1462 | 240 |
- Ansys 해석결과
그림 17. Ansvs 해석결과 응력 비교
| 구 분 | SM490 | Center Rod | ||
| 항복강도 | 인장강도 | 허용응력 | ||
| 응력 | 333.367 | 510.133 | 210 | 33.04 |
| 안전율 | - | 6.4 | ||
■ 응력분포를 보면, 거동 시 발생하는 응력이 대칭적으로 고른 것을 확인 할 수 있으며 Center Rod의 최대로 발생하는 응력은 33.04MPa로 허용응력보다 6배 높은 안전율을 확보
■ 고른 응력분포는 마찰진자 댐퍼의 내구성이 좋은 것으로 판단
그림 18. 마찰진자 댐퍼의 거동식과 해석결과의 하중이력곡선 비교
| 구 분 | 시험 조건 |
EDC
(kN·mm) |
K
eff
(kN/mm) |
| 비선형 설계 값 | 변위 40mm | 774.073 | 0.172 |
| Ansys 해석 값 | 767.263 | 0.170 | |
| 오차 | - | 0.8% | 1% |
■ 거동이론에 의한 설계 값과 Ansys해석 값 비교 시 EDC, keff는 각각 0.8%, 1%로 1%미만의 오차로 일치하는 것 확인
■ FCD 장치의 변위별 해석 결과
그림 19. 변위별 장치의 Ansys 해석 결과 비교
그림 20. 20mm일 때의 해석과 설계 값 비교
그림 21. 40mm일 때의 해석과 설계 값 비교
그림 22. 90mm일 때의 해석과 설계 값 비교
| 시험 종류 | Qd( kN ) | EDC( kN · mm ) | K eff ( kN / mm ) | Damping (%) | ||||||||
| 해석 | 설계 | 오차 | 해석 | 설계 | 오차 | 해석 | 설계 | 오차 | 해석 | 설계 | 오차 | |
| 20mm | 4.8 | 4.9 | 2% | 374.5 | 377.2 | 1% | 0.286 | 0.288 | 1% | 52.0 | 52.2 | 0% |
| 40mm | 4.9 | 4.9 | 0% | 767.3 | 774.1 | 1% | 0.170 | 0.170 | 0% | 44.9 | 45.4 | 1% |
| 90mm | 4.9 | 4.9 | 0% | 1896.1 | 1878.6 | 1% | 0.119 | 0.118 | 1% | 31.4 | 31.3 | 0% |
■ FCD 장치의 변위별 해석 결과
ㅇ 장치의 변위에 따른 거동특성을 확인하기 위해 변위별로 해석 수행
ㅇ 20mm, 40mm, 90mm에 대한 하중이력곡선 동일하게 거동
ㅇ 변위가 증가하면 Qd는 동일하나 2차 강성이 90mm가 되면서 0.046에서 0.065로 증가하는 것으로 보면 변위가 증가하면서 Hardening이 발생하는 것으로 판단
ㅇ 거동이론의 비선형성 반영의 타당성을 보이기 위해 변위가 증가함에 따른 Ansys해석 값과 설계 값 비교
ㅇ 해석 값과 설계 값의 오차는 최대 2% 미만으로 장치의 비선형성에 대한 거동이론의 타당성 입증
■ FCD 장치의 spring 면압별 해석 결과
그림 23. spring 면압별 장치의 Ansys 해석 결과 비교
| 시험 종류 |
Qd
(kN) |
EDC
(kNㅇmm) |
K
eff
(kN/mm) |
Damping
(%) |
| 5mm압축 | 2.2 | 359.706 | 0.082 | 43.6 |
| 11mm압축 | 4.9 | 767.263 | 0.170 | 44.9 |
| 30mm압축 | 13.1 | 2046.984 | 0.446 | 45.7 |
ㅇ 장치 spring의 압축에 따른 거동특성을 확인하기 위한 해석 수행
ㅇ spring 총길이 40mm에 대해 5mm, 11mm, 30mm 압축량에 따른 해석 결과 spring의 압축에 따른 항복값 증가
ㅇ 압축량이 클수록 마찰계수 감소
ㅇ 장치 spring의 압축량에 따른 거동 경향을 확인했으며 시험 시 spring의 압축량이 클수록 마찰계수가 감소할 것으로 예측
○ 거동이 발생하지 않는 부분 Ansys 해석
- 해석 부분 : 구조물에 거동이 발생하지 않는 부분으로 FCD장치에서 마찰진자부분을 제외한 부분.
- 경계 조건 : Plug는 Bar를 이용하여 장치를 시험기에 고정시키는 역할을 하므로 Compression only support를 적용
- 하중 조건 : 거동 시 발생하는 하중은 cylinder의 위치에서 받기 때문에 발생하는 최대하중을 Bearing Load로 재하
그림 24. Non-behavior 장치의 경계조건
- 접촉 조건 및 mesh 산정
■ 접촉 조건
Friction Pendulum을 잡아주는 Cover부분으로 각 요소간의 결합은 Bonded Condition으로 설정
■ mesh 산정
비선형적 요소가 없기 때문에 앞서 해석한 것과는 달리 mesh를 세밀하게 할 필요 없음 (coarse size로 설정)
- Ansys 해석 결과
■ 변위 분포
ㅇ 장치의 Cover부분을 해석한 결과를 보면, Bearing Force 힘의 방향에 따라 변위가 발생하는 것을 확인할 수 있음.
ㅇ 응력 분포에서와 같이 Cylinder부분에서 Cover끝 부분이 하중에 취약하나 최대하중에 의한 파단은 발생하지 않음.
■ 응력 분포
ㅇ Support부분에 응력 집중 발생
ㅇ 힘이 x방향으로 가해지는데 Support가 힘에 따른 변위를 억제하기 때문에 양 끝에서 응력이 집중되는 현상 발생
ㅇ 응력이 집중되는 곳의 최대응력과 SM490강재의 허용응력과 비교할 때 FCD 장치는 안전율 6 확보
| 구 분 | SM490 | Plug | Cylinder | ||
| 항복강도 | 인장강도 | 허용응력 | |||
| 응력 | 333.367 | 510.133 | 210 | 35.326 | 23.181 |
| 안전율 | - | 5.9 | 9.1 | ||
Stress distribution Displacement distribution
Stress distribution
그림 25. Non behavior ansys 해석 결과
그림 26. Non behavior ansys 시간별 응력 분포
○ 장치 해석 결론
- 장치의 거동이론을 입증하기 위해 Ansys해석과 비교
- 거동이론에 따른 설계 값과 유한요소 해석에 의한 해석 결과가 2% 이내로 매우 근사한 차이를 나타냄
- 장치 해석을 통해 거동 시 발생하는 최대 응력에 대해 안전율 6 확보로 장치의 신뢰성을 확인
다. ABAQUS 장치 해석
○ 해석 모델
시험품 해석을 위하여 범용프로그램인 ABAQUS 이용
그림 27. 해석 모델
그림 28. 모델 상세도
| 방진기 구성요소 | 탄성계수 (MPa) | 프아송비 |
| Cap | 205,000 | 0.3 |
| Spring | 42.5 | 0.46 |
| Bearing Plate | 205,000 | 0.3 |
| Bearing | 4000 | 0.4 |
| Body | 4000 | 0.4 |
| Center Shaft | 205,000 | 0.3 |
| Concave Plate | 205,000 | 0.3 |
○ 접촉 조건
방진장치는 여러 부품이 하나의 구성품으로 작용하므로 접촉되는 면에 대한 정의가 해석에서 중요함
그림 29. 접촉면에 대한 마찰 정의
| 접촉면 정의 | 마찰 계수 |
| Concave Plate - Body | 0 |
| Concave Plate - Bearing | 0.12 |
| Bearing - Bearing plate | 0.12 |
| Bearing plate - Spring | 0 |
| Spring - Cap | 0 |
| Center shaft - Cap, Spring, Bearing, Bearing plate | 0 |
○ 하중 조건
하중조건은 변위제어 방법 도입
그림 30. 하중 입력방법
○ 해석 결과
그림 Bearing 응력 분포 그림 Bearing Plate 응력 분포
그림 Concave Plate 응력분포 그림 Spring 응력 분포
그림 Center Shaft 응력 분포 그림 Cap 응력분포
그림 31. ABAQUS 해석 결과 Part별 응력 분포
그림 32. ABAQUS 해석 결과 응력 분포
그림 33. ABAQUS 해석 결과 Body 응력 분포
| 구 분 | SM490 | Center Rod ( Max ) | ||
| 항복강도 | 인장강도 | 허용응력 | ||
| 응력 | 333.367 | 510.133 | 210 | 37.78 |
| 안전율 | - | 5.56 | ||
그림 34. 해석결과의 하중이력곡선
- 해석 결과 항복하중은 4.01kN, 유효강성은 0.147kN/mm로 나타남.
- 40mm 변위 시 발생하는 최대하중은 5.862kN임.
- 스프링 압축력이 같을 경우 곡률 반경의 변화에 따른 해석 수행.
- 곡률반경이 달라도 항복하중은 비슷하나 곡률반경이 커질수록 유효강성은 작아짐.
- 유효강성은 곡률반경에 의한 변형량 차이에 의해 발생하는 것으로 판단
그림 35. 스프링 5mm 압축 시
그림 36. 스프링 10mm 압축 시
그림 37. 스프링 13.4mm 압축 시
3. 시험품 시험
가. 시험품 시험 목적
○ 마찰진자 원리를 적용한 기계식 방진시스템에 대해 설계 및 제작하였고, 거동시험을 통한 시험 결과를 분석하여 Type별 시험품의 성능에 대한 정보를 얻고 미비한 점이나 한계성을 고려하여 개선 사항을 도출하기 위함.
나. 시험 내용
○ 2축 동적 시험기에 마찰력을 구현하기 위해 MER-Spring을 지그에 고정시킨 뒤 압축하며, 압축을 한 장치를 시험기에 고정시킨 후 기본 특성 시험 및 의존성 시험을 수행함.
그림 38. 2축 동적 시험기
| 최대 용량 | 연직 : 100kN, 수평 : 50kN |
| 최대 변위(stroke) | 연직 : ±75mm, 수평 : ±100mm |
| 최대 속도 | 연직 : 100mm/sec, 수평 : 200mm/sec 단, 2축 동시에 사용 시 연직, 수평 100mm/sec |
| 측정 항목 | 하중-변위 |
| 측정 센서 | 로드셀(Interface 1020), 변위센서(LVDT200mm) |
| 크기(Approx) | 2350mm*1170mm*1650mm |
| 무게(Approx) | 1.5ton |
○ 변위별 거동 시험
- 원자력발전소에서 배관을 지지하는 Damper의 경우 사하중에 의한 변위에서부터 열응력으로 인하여 발생하는 열 변위, 동하중에 의해 발생할 수 있는 충격 및 진동에 대하여 그 성능을 유지 할 수 있어야 함.
- 다양한 변위에 대해서 Damper가 정상적인 성능을 유지하는지 확인하기 위해 변위를 달리하여 거동양상을 확인하는 시험을 수행.
○ 속도별 거동 시험
-FCD장치는 거동 시 마찰에 의한 에너지 소산이 발생.
-대부분의 마찰재는 미끌림 속도에 따라 마찰계수가 변화
-속도에 따른 거동양상을 확인하기 위해 시험을 수행함.
○ 내구성 시험
- 구조물을 지지하는 Damper의 경우 원자력 발전소의 정상 운전 시에도 작동하기 때문에 교체 및 유지관리가 간편해야하며 오랜 시간 동안 그 성능을 유지할 수 있어야 함.
- 상시 외에 지진이 발생하거나 동하중이 발생할 시에는 배관에 수십 회에 이르는 변위가 발생할 수 있음.
- 수십 회의 변위 발생 후에도 장치가 정상적인 성능을 유지할 수 있는지 확인하기 위한 시험을 수행함.
다. 시험 방법
○ 시험품 Type 1 시험 방법
-FCD장치를 2축 동적시험기에 설치 → MER-Spring을 압축 → 속도 100mm/sec로 0mm∼85mm에 대해서 기본 특성 시험을 수행 → 변위별 특성 시험을 위해 6cycle 20mm,50mm에 대해 시험 수행 → 변위 50mm에 대해서 속도별 시험 5mm/sec, 100mm/sec 시험 수행
| 시험 종류 | 시험 방법 | 상세 시험 방법 | |
| 변위 의존성 | 시험 변위 | 20mm | - 시험속도 : 100mm/sec - 변위형태 : Sine Wave - 왕복횟수 : 6회 |
| 50mm | |||
| 속도 의존성 | 시험 속도 | 5mm/sec | - 시험변위 : ±50mm - 변위형태 : Sine Wave - 왕복횟수 : 6회 |
| 100mm/sec | |||
그림 39. Type1 시험 전경
○ 시험품 Type 2 시험 방법
-FCD장치를 2축 동적시험기에 설치 → MER-Spring을 압축 → 속도 100mm/sec로 0mm∼85mm에 대해서 본 특성 시험을 수행 → 변위별 특성 시험을 위해 10cycle 40mm, 45mm에 대해 시험 수행 → 변위 45mm, 속도 100mm/sec에 대해서 내구성을 확인하기 위해 5cycle, 10cycle, 100cycle 시험 수행
| 시험 종류 | 시험 방법 | 상세 시험 방법 | |
| 변위 의존성 | 시험 변위 | 40mm | - 시험속도 : 100mm/sec - 변위형태 : Sine Wave - 왕복횟수 : 10회 |
| 45mm | |||
| 내구성 시험 | 시험 횟수 | 5cylce | - 시험변위 : ±45mm - 시험속도 : 100mm/sec - 변위형태 : Sine Wave |
| 10cycle | |||
| 100cycle | |||
그림 40. Type2 시험 전경
○ 시험품 Type 3 시험 방법
-FCD장치를 2축 동적시험기에 설치 → MER-Spring을 압축 → 속도 100mm/sec로 0mm∼85mm에 대해서 기본 특성 시험을 수행 → 변위 35mm에 대해서 10cycle에 대한 시험 수행 → 변위 40mm 에 대해서 속도별 시험 1mm/sec~200mm/sec 시험 수행
| 시험 종류 | 시험 방법 | 상세 시험 방법 | |
| 기본 시험 | 시험 변위 | 35mm | - 시험속도 : 100mm/sec - 변위형태 : Sine Wave - 왕복횟수 : 10회 |
| 속도 의존성 | 시험 속도 | 1mm/sec | - 시험변위 : ±40mm - 변위형태 : Sine Wave - 왕복횟수 : 5회 |
| 20mm/sec | |||
| 100mm/sec | |||
| 200mm/sec | |||
| 내구성 시험 | 시험 횟수 | 10,000 Cycle | - 시험변위 : ±5mm - 시험속도 : 20mm/sec - 변위형태 : Sine Wave |
그림 41. Type3 시험 전경
4.
시험품
시험 분석
가. Type 1 시험
○ 시험 결과
그림 42. 변위 20mm 속도 100mm/sec 하중이력곡선
그림 43. 변위 50mm 속도 100mm/sec 하중이력곡선
그림 44. 변위 50mm 속도 5mm/sec 하중이력곡선
그림 45. 하중-변위 이력곡선(Type1)
| 구 분 | 시험 조건 |
EDC
( kN · mm ) |
K
eff
( kN / mm ) |
|
| 변위( mm ) | 속도( mm / sec ) | |||
| 1 | 20 | 100 | 193.695 | 0.168 |
| 2 | 50 | 100 | 601.681 | 0.117 |
| 3 | 50 | 5 | 493.401 | 0.083 |
그림 46. 시험값과 설계값 비교
| 구 분 | 조건 |
Qd
(kN) |
EDC
(kNㅇmm) |
K
eff
(kN/mm) |
Damping
(%) |
| 시험 값 | 100mm/sec | 2.4 | 193.695 | 0.168 | 46.0 |
| 설계 값 | - | 2.3 | 179.110 | 0.167 | 42.9 |
| 오 차 | - | 4% | 8% | 1% | 7% |
○ 시험 결과 분석
- 변위 50mm가 되면서 거동이 매끄럽지 않고 튀는 부분 발생
-변위에 따른 시험을 비교해보면 이력곡선의 경향성이 동일하지 않음
- R값이 크게 되면 변위가 발생할 때 bearing과 cylinder의 중심축이 일정하지 않고 거동하면서 휨이 발생하는 것이 매끄럽지 못한 거동의 원인으로 판단
- 설계 값과 시험 값의 오차는 10% 미만 이지만 원활한 거동을 위한 개선사항 필요
나. Type 2 시험
○ 시험 결과
그림 47. 변위 40mm 속도 100mm/sec 하중이력곡선10cycle)
그림 48. 변위 45mm 속도 100mm/sec 하중이력곡선 (10cycle)
_
그림 49. 변위 45mm 속도 100mm/sec 하중이력곡선 (5cycle)
그림 50. 변위 45mm 속도 100mm/sec 하중이력곡선 (100cycle)
그림 51. 하중-변위 이력곡선(Type2)
| 구 분 | 시험 조건 |
EDC
( kN · mm ) |
K
eff
( kN / mm ) |
||
|
변위
( mm ) |
속도
( mm / sec ) |
횟수
( cycle ) |
|||
| 1 | 40 | 100 | 10 | 781.593 | 0.216 |
| 2 | 45 | 100 | 929.978 | 0.213 | |
그림 52. 시험값과 설계값 비교
| 구 분 | 조건 |
Qd
(kN) |
EDC
(kNㅇmm) |
K
eff
(kN/mm) |
Damping
(%) |
| 시험 값 | 100mm/sec | 4.5 | 781.593 | 0.216 | 36.9 |
| 설계 값 | - | 4.8 | 774.073 | 0.170 | 45.4 |
| 오 차 | - | 6% | 1% | 27% | 19% |
○ 시험 결과 분석
- 변위 40mm에 대해 매끄럽게 거동
- 시험기 바닥면과 닫는 부분에 고정 연결 요소가 없어 시험 시 장치 불안정
-Type2의 하중이력곡선을 보면 동일한 속도, 횟수에서 변위가 다른 두 시험 비교할 때, 유효강성은 1% 차이로 비슷하며 변위가 늘어남에 따른 EDC가 증가하는 것으로 보아 변위에 대한 장치의 거동의 경향성이 일치함을 확인
- 100cycle의 이력곡선에서 튀는 부분은 시험했을 때 시험기의 오차로 인해 발생한 것으로 판단하였으며, 실제 시험 시에도 시험기에서 매끄럽게 움직이지 않은 것을 확인
-지압판과 본체 부분에 발생하는 회전 저항이 Type1보다 향상되었으나 설계값과 비교 시 변위가 증가하면서 휨이 발생하는 것으로 인해 이력 곡선상에서 설계 값과의 차이가 발생하는 것으로 판단
- Type1 에 대한 개선사항이 잘 적용되어 전반적으로 거동이 원활하였으나, 튀는 부분이 여전히 발생하였기 때문에 곡률을 더 줄일 필요성이 있음.
다. Type 3 시험
○ 시험 결과
그림 53. 시험 값과 설계 값 비교
| 구 분 | 조건 |
EDC
( kN · mm ) |
K
eff
( kN / mm ) |
Damping
(%) |
| 시험 값 | 변위 35mm | 626.144 | 0.181 | 45.1 |
| 설계 값 | 674.232 | 0.186 | 47.1 | |
| 오 차 | - | 7% | 2% | 4% |
- 시험변위 35mm에 대한 시험의 하중 이력곡선과 장치의 거동방정식을 통해서 산정한 이력곡선과 비교
-시험 값과 설계 값의 오차는 EDC는 7%, Keff는 2%, 감쇠율은 4%로 모두 10% 이내로 발생하였음.
- 기본 특성시험 후, 속도에 따른 의존성을 확인하기 위해서 시험 수행
- 속도 의존성 시험 내용 : 30kN으로 MER-Spring을 압축하고, 설계변위는 40 mm에 대해서 1mm/sec, 20mm/sec, 100mm/sec, 200 mm/sec의 총 4단계로 시험 진행
그림 54. 1mm/sec에 대한 하중 변위 곡선
그림 55. 20mm/sec에 대한 하중 변위 곡선
그림 56. 100mm/sec에 대한 하중 변위 곡선
그림 57. 200mm/sec에 대한 하중 변위 곡선
그림 58. 속도에 따른 이력곡선
그림 59. 속도별 Qd값의 변화
| 시험 종류 |
Qd
(kN) |
EDC
(kNㅇmm) |
K
eff
(kN/mm) |
Damping
(%) |
증가율
|
| 1 mm/sec | 3.7 | 600.524 | 0.141 | 42.8 | - |
| 20 mm/sec | 4.6 | 748.879 | 0.173 | 43.4 | 026. |
| 100 mm/sec | 5.1 | 855.564 | 0.197 | 43.8 | 0.11 |
| 200 mm/sec | 5.1 | 862.273 | 0.203 | 43.6 | 0.01 |
그림 60. 10,000cycle 내구성 시험 하중이력곡선
그림 61. 10,000cycle 내구성 시험 후 장치 모습
○ 시험 결과 분석
- 시험 결과, 저속에서 고속으로 갈수록 감쇠 면적이 증가하는 것을 확인
-속도별 항복값(Qd) 비교 시 속도가 증가함에 따라 항복값도 증가하며 증가율은 속도가 클수록 감소
-속도에 따른 항복값의 변화에 대해 추세선을 그려보면 로그형식을 나타냄.
- 감쇠 면적의 증가는 속도가 증가하면서 마찰계수가 증가하기 때문에 발생
-1mm/sec에서 속도가 증가하면서 유효강성이 변하는 것은 저속에서 MER- Spring의 복원력과 고속에서 MER-Spring의 복원력 차이로 인해 발생
- 고속으로 갈수록 이력곡선 상에서 떨림과 곡선의 튐 현상 발생
- 거동의 떨림과 튐 현상은 시험 시 장치에 발생하는 가속도에 의한 관성의 영향으로 판단됨
- 가속도에 의한 관성의 영향을 제거하기 위해서는 시험 전 시험기의 예비 시험인 bare table test를 통해 관성의 영향을 제거해야함.
-내구성 시험 시 장치를 고정해주는 핀 사이의 공차로 인해 유격이 발생하여 최대변위에서 약간의 찌그러짐이 발생함.
-내구성 시험 후 장치를 분리하였을 때 장치의 이상이 없음을 확인함.
그림 62. 시험품 하중이력곡선 비교
| 구 분 | 조건 |
Qd
(kN) |
EDC
(kNㅇmm) |
K
eff
(kN/mm) |
Damping
(%) |
| 시험 값 | 100mm/sec | 5.1 | 855.564 | 0.197 | 43.8 |
| 설계 값 | - | 4.9 | 774.073 | 0.172 | 45.5 |
| ansys 해석 값 | - | 4.9 | 767.263 | 0.170 | 44.9 |
| 오 차 (설계값) | - | 4% | 10% | 14% | 4% |
- 설계값과 Ansys 해석값은 EDC와 Keff이 유사하나 시험값과 비교 시 항복값은 4%, EDC값은 10%, Keff은 14%, 감쇠비는 4%의 오차 발생
-항복값은 6%차이인데 EDC값과 의 차이가 10%이상 발생하는 것으로 보아 이는 가속도의 관성의 영향으로 끝부분이 튀기 때문에 오차가 나는 것으로 판단되며 관성의 영향을 제거하면 오차가 적게 날 것으로 판단됨
라. 결 론
○ 시험품 총 3가지 Type을 거치며 장치의 최적화 진행
○ 시험품 Type별 제작 후 성능 시험을 통해 미비한 점을 개선함
○ Type1, 2에서 Cylinder와 Cover사이의 긁힘으로 인한 거동이 원활하지 못한 점을 개선시키기 위해 Type3에는 Cover에 Engineering plastic을 도입함.
○ Type1과 달리 Type2와 Type3는 MER-Spring의 길이 증가로 강성을 낮춰 거동이 원활해짐.
○ Type3에서의 R값은 반구의 형태로 변위 발생 시 중심점이 동일하기 때문에 이전 Type에서 발생하였던 휨 문제를 해결함.
○ Type3 시험결과 매끄러운 거동을 보였으며, 변위 35mm 일 때 시험 값과 설계 값의 오차는 10%미만으로 장치의 최적화 입증
○ 추후 시험기 가속도 관성에 대한 영향을 고려할 계획임.
본원 발명자의 연구 및 실험결과, Type3가 가장 우수한 성능을 나타내었다.
위와 같은 FCD의 거동이론과 관련하여 간략히 언급하면, FCD는 마찰진자의 원리를 적용한 기계식 방진장치로 현재까지는 댐퍼 단독으로 사용되지 않았으나 단독으로 사용하기 위해 마찰력을 유도하는 상부 연직하중을 구현하도록 스프링요소를 사용하여 마찰진자원리를 적용하는 것으로, 장치의 거동방정식을 살펴보면 다음과 같다.
○ 거동 시 발생하는 pendulum의 높이 차에 따른 추가 스프링 압축 현상을 계산하여 식으로 표현
○ 마찰진자 원리를 사용한 댐퍼의 경우 지진이나 진동 시 원위치로 되돌려주는 복원력 유도장치가 따로 필요하지 않음.
○ 중력 복원원리를 적용하기 때문에 별도의 스프링 구조가 설치될 필요가 없으며, 거동 및 구조가 간단하기 때문에 유지관리가 용이
○ 마찰진자댐퍼의 거동방정식을 이용하여 제품의 거동 확인(하중이력곡선 유도)
그림 63. 마찰진자 댐퍼의 거동원리
이하, 위 연구내용과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 진자형 마찰 댐퍼의 사시도이고, 도 2는 도 1에 나타낸 진자형 마찰 댐퍼의 부분 파단사시도, 도 3은 도 1의 I-I에 따른 종단면도이고, 도 4는 도 1의 J-J에 따른 평단면도, 도 5는 마찰접촉부재의 사시도, 도 6은 커버부재의 사시도이다.
도 1 내지 6에 나타낸 바와 같이 본 발명에 따른 진자형 마찰 댐퍼(100)는 요면부재(110)를 구비한다. 도 2에 나타낸 바와 같이 요면부재(110)의 상면에는 요면(112)이 형성되어 있다. 이 요면(112)은 표면이 요면부재(110)의 길이 방향으로 경사지게 배치되어 있다. 요면부재(110)의 저면에도 표면이 요면부재(110)의 길이방향으로 경사지게 배치된 요면(112)이 형성되어 있다. 이 실시 예에서, 요면(112)은 요면부재(110)의 상면과 하면에 상하 대칭으로 형성되어 있다.
경우에 따라 요면(112)은 요면부재(110)의 상면과 하면 중 어느 하나에만 형성될 수도 있다.
바람직하게, 요면(112)은 요면(112)의 중앙부를 중심으로 요면부재(110)의 길이방향으로 좌우 대칭으로 형성되어 있다. 이 실시예의 요면부재(110)에 형성된 요면(112)의 곡률 반경은 1000㎜정도이다. 이에 따라 요면(112)에 접촉되는 마찰접촉부재(120)의 대응면은 바람직하게 곡률 반경이 1000㎜ 정도인 제1볼록곡면으로 형성된다.
도 2에 나타낸 바와 같이 요면(112)의 중앙부에는 요면부재(110)의 길이방향으로 길게 연장된 유동방지 피안내부(114)가 형성되어 있다. 이 유동방지 피안내부(114)는 뒤에서 설명되는 마찰접촉부재(120)에 돌출부 형태로 형성되는 유동방지 안내부(124)가 삽입되게 하여 이동 시 안내를 받는 부분으로, 장공형태로 형성되어 있다. 때에 따라, 유동방지 안내부(124)가 홈 형태로 형성되는 경우, 유동방지 피안내부(114)는 요면부재(110)의 표면에서 상, 하방으로 돌출된 돌출부 형태로 형성될 수 있다. 장공형태의 유동방지 피안내부(114)는 바람직하게, 뒤에서 설명되는 축부재(132)의 통과를 허용한다.
또한, 요면부재(110)의 일 단부에는 다른 구조물에 연결하기 위한 통공형태의 연결부(116)가 형성되어 있다.
이 실시 예의 마찰 댐퍼(100)는 도 2 내지 5에 나타낸 바와 같은 대략 반원통 형상의 마찰접촉부재(120)를 구비한다. 이 마찰접촉부재(120)는 요면부재(110)의 요면(112)에 접촉되는 부재로서, 요면(112)에 접촉되는 면에 요면(112)에 대응되는 곡률 반경의 제1볼록곡면(122)이 형성되어 있다. 제1볼록곡면(122)의 중앙부에는 표면에서 돌출되게 형성되고 장공 형태의 유동방지 피안내부(114)에 삽입되어 장공의 내주면에 접촉되어 요면부재(110)의 이동을 안내하고, 요면부재(110)가 좌우로 흔들리지 않도록 하는 유동방지 안내부(124)가 형성되어 있다. 제1볼록곡면(122)의 반대면에는 반원통형 곡면으로 된 제2볼록곡면(126)이 형성되어 있다.
그리고 마찰접촉부재(120)의 중앙부에는 축부재(132)가 통과될 수 있는 통공(128)이 형성되어 있다.
이 마찰접촉부재(120)는 제1볼록곡면(122)이 요면(112)에 접촉된 상태로 요면(112)을 가압하여 마찰력을 제공하는 한편, 마찰력을 이기는 큰 힘이 작용하면 요면부재(110)가 요면(112)이 경사지게 배치된 방향, 여기에서는 요면부재(110)의 길이방향으로 이동하는 것을 허용한다.
이러한 마찰접촉부재(120)로는 탄성가압수단(130)의 압력을 충분히 견딜 수 있는 강도를 가지는 SM490 등의 강재로 만들어진 것이 사용될 수 있으나, 고강도의 엔지니어링 플라스틱이 이용될 수 있다. 엔지니어링 플라스틱으로는 마찰표면이 경도 75D 내지 95D의 것이 바람직하다. 이러한 엔지니어링 플라스틱으로는 폴리아미드(PA: Polyamide), 폴리아세탈(Polyacetal), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET: Polyethylene terephthalate), 폴리설폰수지(PSU: Polysulfone resin), 폴리에테르 설폰(PES: Polyether sulfone), 폴리페닐렌 설파이드(PPS: Polyphenylene sulphide), 폴리페닐렌설폰(PPSU: Polyphenylene sulfone), 폴리에테르이미드(PEI: Polyether imide), 폴리아미드이미드(PAI: Polyamide imide), 폴리벤지미다졸(PBI: Polybenzimidazole), 폴리이미드(PI: Polyimide), 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK: Polyether ether ketone) 중 어느 하나가 이용될 수 있다. 엔지니어링 플라스틱의 파단신율(tensile elongation at break)은 15% 이상이고, 밀도는 1.14 - 1.15 g/㎤이고, 압축강도는 950 - 1,100 ㎏/㎠ 인 것이 바람직하다.
특히, 본 발명에서의 마찰접촉부재(120)로는 엔지니어링 플라스틱의 일종인 초고분자량 피이(UPE)가 적당하다.
금속재 대신 엔지니어링 플라스틱으로 된 마찰접촉부재(120)를 이용하는 경우, 제1볼록곡면(122)에는 별도의 미끄럼부재를 설치할 필요가 없다. 그러나 필요에 따라 마찰접촉부재(120)의 표면에 미끄럼특성이 다른 종류의 판상의 미끄럼부재를 설치하여 사용할 수 있음은 물론이다. 금속재로 된 마찰접촉부재를 이용하는 경우, 그 마찰 표면에는 별도의 미끄럼부재를 설치한 것을 사용하는 것이 좋다.
이 실시 예에서, 마찰접촉부재(120)는 요면부재(110)의 상면 쪽 요면(112)에 접촉되는 상측 마찰접촉부재(120a)와 요면부재(110)의 하면 쪽 요면(112)에 접촉되는 하측 마찰접촉부재(120b)를 각각 구비하고 있다. 바람직하게, 상측 마찰접촉부재(120a)와 하측 마찰접촉부재(120b)는 요면부재를 중심으로 상하 대칭을 이룬다.
도 1 내지 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 마찰 댐퍼(100)는 탄성가압수단(130)을 구비한다. 이 탄성가압수단(130)은 마찰접촉부재(120)를 요면부재(110)에 탄성적으로 가압하기 위한 것이다. 마찰접촉부재(120)가 요면부재(110)에 대해 탄성적으로 가압되면, 요면부재(110)에 대한 마찰접촉부재(120)의 마찰력이 증가된다. 이에 따라 요면부재(110)는 마찰접촉부재(120)에 대해 요면부재(110)의 길이방향 즉, 요면(112)이 경사지게 배치된 방향으로 이동하는 것을 방해하는 힘을 받게 된다. 이 상태에서 요면부재(110)가 요면(112)이 경사지게 배치된 방향으로 충격을 받는 경우 요면부재(110)와 마찰접촉부재(120) 간에 작용하는 마찰력에 의해 충격이 완충 및 흡수될 수 있게 된다.
상기와 같은 역할을 하는 탄성가압수단(130)은 장공(114)을 상하로 통과하는 축부재(132)와 탄성체(134)를 구비한다. 이 축부재(132)로는 양단에 나선이 형성된 볼트가 바람직하다. 탄성체(134)는 요면(112)을 기준으로 마찰접촉부재(120) 바깥쪽으로 배치되어 있다. 축부재(132)가 중앙부에 설치되는 경우, 탄성체(134)에는 축부재(132)가 통과될 수 있는 통공이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 선등록 발명의 도 9에서와 같이 축부재(132)가 좌우 양측으로 설치되는 경우, 마찰접촉부재(120)와 탄성체(134) 등에 축부재(132)의 통과를 위한 통공이 형성되지 않을 수 있다.
이 실시 예에서, 탄성체(134)는 상측 마찰접촉부재(120a)를 요면부재(110)에 대해 탄성적으로 가압하기 위한 상측 탄성체(134a)와 하측 마찰접촉부재(120b)를 요면부재(110)에 대해 탄성적으로 가압하기 위한 하측 탄성체(134b)를 각각 구비한다.
이러한 탄성체(134)로는 고무경도가 80A ~ 100A의 범위 내에 있는 폴리우레탄으로 된 머스프링(Mass Energy Regulator Spring)이 바람직하다.
바람직하게, 탄성가압수단(130)은 승강부재(136)를 구비한다. 승강부재(136)는 가압수단(130)으로 탄성체(134)의 전체 단면을 요면(112)에 대해 가압할 수 있도록 하기 위한 것으로, 탄성체(134)보다 단면적이 큰 것이 이용된다. 이 실시 예에서, 승강부재(136)는 상측 탄성체(134a)와 하측 탄성체(134b)의 전체 단면을 각각 가압할 수 있도록 하기 위한 것으로, 상측 승강부재(136a)와 하측 승강부재(136b)를 구비한다.
탄성가압수단(130)은 가압부재(138)를 구비한다. 이 가압부재(138)는 탄성체(134)를 요면부재(110)의 요면(112)에 대해 가압하기 위한 것이다. 이 실시 예에서, 축부재(132)로는 도 3과 4에 나타낸 바와 같이 볼트머리를 갖는 볼트가 이용될 수 있고, 이 경우 가압부재(138)로는 볼트의 일단에 결합되는 너트로 구성될 수 있다. 때에 따라 축부재(132)로는 양 단부에 나선이 형성되어 있는 볼트가 사용될 수 있고, 이 경우 가압부재(138)로는 축부재(132)의 양 단부에 형성된 나선에 각각 결합되는 너트가 이용된다.
탄성체(134)를 가압하는 가압력을 조정할 필요가 없고, 미리 정해진 가압력을 고정적으로 유지하여도 되는 경우, 가압부재(138)는 용접이나 고정핀 등에 의해 축부재(132)에 움직이지 못하도록 고정된 상태로 설치될 수 있음은 물론이다.
이 경우, 탄성가압수단(130)은 축부재(132)와 승강부재(136) 및 축부재(132)에 고정되는 너트 등의 가압부재(138)로 구성되거나, 축부재(132)와 축부재(132)에 용접 등에 의해 고정되며 탄성체(134)보다 넓은 단면적을 가지는 탄성체(134)를 압축된 상태로 가압하는 가압부재(138)로 구성될 수 있다.
도 2 내지 4 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 진자형 마찰 댐퍼(100)는 마찰접촉부재(120)를 덮어주면서 마찰접촉부재(120)의 기울어짐을 허용하기 위한 커버부재(140)를 구비한다.
이 실시 예에서, 커버부재(140)는 상측 탄성체(134a)와 상측 마찰접촉부재(120a) 사이의 축부재(132) 외주면에 승강 가능케 결합된 상측 커버부재(140a)와, 하측 탄성체(134b)와 하측 마찰접촉부재(120b) 사이의 축부재(132) 외주면에 승강 가능케 결합된 하측 커버부재(140b)로 이루어져 있다. 탄성체(134)와 마찰접촉부재(120)가 요면부재(110)의 상면과 하면 중 어느 한쪽에만 설치된 경우, 상측 커버부재(140a)와 하측 커버부재(140b) 중 어느 하나만 설치된다.
바람직하게, 상, 하측 커버부재(140a, 140b)의 저면 또는 상면에 요면(112)보다 작은 곡률 반경의 표면을 가지는 반원통형 곡면으로 된 오목홈(141)이 형성되어 있다. 이 오목홈(141)은 상, 하측 마찰접촉부재(120a, 120b)의 제2볼록곡면(126)에 면접촉되는 것으로, 곡률 반경은 대략 20㎜ ~ 25㎜ 정도이다. 이러한 커버부재(140)의 중앙부에는 축부재(132)가 통과될 수 있는 통공(145)이 형성되어 있다.
이 실시 예에서, 상측 커버부재(140a)와 하측 커버부재(140b)는 상하 대칭으로 배치되어 있고, 상측 마찰접촉부재(120a)와 하측 마찰접촉부재(120b)도 상하 대칭으로 배치되어 있다.
상기와 같은 상측 커버부재(140a)와 하측 커버부재(140b)는 탄성가압수단(130)의 일 구성요소로서의 역할을 한다.
도 1내지 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 마찰 댐퍼(100)는 바람직하게 중공의 안내부재(150)를 구비한다. 이 안내부재(150)는 요면부재(110)의 일부분을 내부에 수용하여 요면부재(110)가 요면(112)이 경사지게 배치된 방향으로 이동하는 것을 안내하는 역할과 탄성가압수단(130)과 결합되어 탄성가압수단(130)이 요면부재(110)와 함께 요면(112)이 경사지게 배치된 방향으로 이동하지 못하도록 탄성가압수단(130)을 잡아주는 역할을 한다.
물론, 축부재(132)가 직접 연결 대상물에 고정되는 경우, 안내부재(150) 없이도 댐핑기능을 하는 마찰 댐퍼가 구성될 수 있으나, 있는 것이 바람직하다.
이러한 안내부재(150)의 일측에는 요면부재(110)의 이동방향에 수직한 방향으로 커버부재(140)와 마찰접촉부재(120)의 상하 이동을 안내하는 승강안내부(152)가 형성되어 있다. 경우에 따라 승강안내부(152)는 승강부재(136)의 상하 이동을 안내하도록 구성할 수도 있다. 이 승강안내부(152)는 커버부재(140)와 마찰접촉부재(120)의 상하 이동을 직, 간접적으로 안내하는 역할을 함과 아울러 탄성가압수단(130)이 요면부재(110)의 길이방향으로는 움직이지 못하도록 잡아주는 역할을 한다. 이 승강안내부(152)는 바람직하게, 탄성가압수단(130)이 요면부재(110)의 폭 방향으로도 움직이지 못하도록 잡아주는 역할을 한다.
이러한 안내부재(150)는 앞에서 설명한 바와 같은 고강도의 엔지니어링 플라스틱을 이용하여 만든 것이 바람직하다. 이 실시 예에서, 안내부재(150)는 직육면체의 형상을 하고 있으며, 그 일단에 다른 구조물에 연결하기 위한 구멍을 가지는 연결부(154)가 설치되어 있다. 이러한 안내부재(150)는 좌우로 분할되고 일단에 연결부(154)의 일부가 결합되는 결합홈(156)이 형성된 2개의 분할몸통(150a, 150b)을 연결부(154)의 일부를 결합홈(156)에 결합하여 개재한 상태로 볼트 등의 결합수단(158)으로 마주보고 결합하여서 된 것이 바람직하다. 연결부(154)로는 금속재를 이용하는 것이 바람직하다.
도 7은 본 발명에 따른 진자형 마찰 댐퍼가 배관을 지지하고 있는 상태를 나타낸 사시도이다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 진자형 마찰 댐퍼(100)는, 배관(P)을 상부구조물(10)에 지지하는 로드 제한부재(rod restraint, 12), 가변 스프링 행거(14) 등과 함께 배관(P)을 안정적으로 지지하는 데 사용되는 것으로, 일측의 연결부(116)는 배관(P)을 감싸는 클램프(C)에 연결하고 타측의 연결부(154)는 벽면(W)에 설치된 지지구조물(16) 등에 연결하여 지진이나 폭발 등에 의해 구조물에 가해진 충격력을 완충 및 소산시켜 배관(P)에 전달함으로써 배관(P)이 파손되는 것을 방지하는 데에 적합하게 사용될 수 있다.
이상 설명한 본 발명의 실시 예와 앞에서 언급한 선등록발명의 등록특허공보를 참고하면, 본 발명은 본원의 명세서에서 예시한 실시 형태 이외에도 안내부재를 원통형 실린더 형태로 구성하는 것, 요면부재의 한쪽 면에만 요면 등을 설치하는 형태, 요면부재를 이층으로 배치하여 구성하는 것, 축부재를 안내부재 양측으로 설치하고 탄성부재와 마찰접촉부재 등에 축부재 통과를 위한 통공을 형성하지 않고 구성하는 것 등의 다양한 형태로 변형되어 적용될 수 있음을 알 수 있다.
본 발명은 원자력 발전소의 배관을 지지하는 용도로 이용될 가능성이 있고, 기타 교량, 건축구조물이나 차량의 두 구조물 사이에 설치되어 두 구조물 상호 간에 작용하는 충격력을 완충 및 소산시키는 데에 이용될 가능성이 있다.
100: 마찰 댐퍼 110: 요면부재
112: 요면 114: 유동방지 피안내홈
120: 마찰접촉부재 122: 제1볼록곡면
124: 유동방지 안내부 126: 제2볼록곡면
130: 탄성가압수단 132: 축부재
134: 탄성체 138: 가압부재
140: 커버부재 150: 안내부재
150a, 150b: 분할몸통 156: 결합홈
112: 요면 114: 유동방지 피안내홈
120: 마찰접촉부재 122: 제1볼록곡면
124: 유동방지 안내부 126: 제2볼록곡면
130: 탄성가압수단 132: 축부재
134: 탄성체 138: 가압부재
140: 커버부재 150: 안내부재
150a, 150b: 분할몸통 156: 결합홈
Claims (9)
- 상면과 하면 중 적어도 하나에 표면이 경사지게 배치된 요면이 형성되어 있는 요면부재, 상기 요면에 접촉되며 상기 요면에 접촉되는 면에 상기 요면에 대응되는 곡률 반경의 제1볼록곡면이 형성되어 있고 상기 요면부재가 상기 요면이 경사지게 배치된 방향으로 이동하는 것을 허용하는 마찰접촉부재 및 상기 마찰접촉부재를 상기 요면에 대해 탄성적으로 가압하여 상기 요면부재에 대한 상기 마찰접촉부재의 마찰력을 증가시킴으로써 상기 요면부재가 상기 마찰접촉부재에 대해 상기 요면이 경사지게 배치된 방향으로 이동하는 것을 방해하는 힘을 작용시키는 탄성가압수단을 포함하는 진자형 마찰 댐퍼에 있어서,
상기 요면부재의 적어도 일부분을 내부에 수용하여 상기 요면부재가 상기 요면이 경사지게 배치된 방향으로 이동하는 것을 허용하는 중공부를 구비하고, 상기 탄성가압수단과 결합하여 상기 탄성가압수단이 상기 요면이 경사지게 배치된 방향으로 상기 요면부재와 함께 이동하지 못하도록 상기 탄성가압수단을 잡아주는 중공의 안내부재를 포함하고,
상기 중공의 안내부재는 엔지니어링 플라스틱으로 이루어지고,
상기 요면부재에는 상기 요면이 경사지게 배치된 방향을 따라 설치된 유동방지 피안내부가 형성되어 있고,
상기 마찰접촉부재에는 상기 유동방지 피안내부에 결합되어 상기 유동방지 피안내부를 안내하는 유동방지 안내부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 진자형 마찰 댐퍼. - 제1항에서, 상기 중공의 안내부재에는 연결부가 설치되고,
상기 중공의 안내부재는 좌우로 분할되고 일단에 상기 연결부의 일부가 결합되는 결합홈이 형성된 2개의 분할몸통을 상기 연결부의 일부를 상기 결합홈에 결합하여 개재한 상태로 결합수단으로 마주보고 결합하여서 된 것을 특징으로 하는 진자형 마찰 댐퍼. - 삭제
- 제1항에서, 상기 유동방지 피안내부는 상기 요면이 경사지게 배치된 방향으로 상기 요면부재에 설치된 장공이고,
상기 유동방지 안내부는 상기 제1볼록곡면에서 돌출되게 형성되고 상기 장공에 삽입되어 상기 요면부재의 좌우 유동을 방지하면서 상기 요면부재가 상기 장공의 길이방향으로 이동하는 것을 안내하는 돌출부이고,
상기 탄성가압수단은,
상기 장공을 상하로 통과하는 축부재;
상기 축부재 외주면에 결합되고 상기 요면을 기준으로 상기 마찰접촉부재 바깥쪽으로 배치된 탄성체;
상기 축부재 외주면에 승강 가능케 결합되고 상기 요면을 기준으로 상기 탄성체 바깥쪽에 배치된 승강부재; 및
상기 축부재에 결합되어 상기 승강부재를 상기 탄성체에 대해 가압하는 가압부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 진자형 마찰 댐퍼. - 제4항에서, 상기 탄성체와 상기 마찰접촉부재 사이에 상기 축부재 외주면에 승강 가능케 결합되고 상기 마찰접촉부재의 경사를 허용하는 커버부재가 구비되고,
상기 커버부재는 상기 마찰접촉부재와의 접촉면에 상기 요면보다 작은 곡률 반경의 반원통형 오목홈이 형성되어 있는 것이고, 상기 마찰접촉부재의 상기 제1볼록곡면 반대면에 상기 오목홈에 대응되는 곡률 반경의 제2볼록곡면이 형성되어 있고,
상기 안내부재에는 상기 요면부재의 이동방향에 수직한 방향으로 상기 마찰접촉부재와 상기 커버부재의 상하 이동을 안내하기 위한 승강안내부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 진자형 마찰 댐퍼. - 제1항, 제2항 및 제4항 중 어느 한 항에서, 상기 마찰접촉부재는 엔지니어링 플라스틱으로 된 것을 특징으로 하는 진자형 마찰 댐퍼.
- 제6항에서, 상기 마찰접촉부재는 표면에 별도의 마찰판을 부착하지 않은 초고분자량 피이(UPE)인 것을 특징으로 하는 진자형 마찰 댐퍼.
- 제7항에 있어서, 상기 요면은 상기 요면부재의 상면과 하면 모두에 형성되어 있고,
상기 마찰접촉부재는 상기 요면부재의 상기 상면 쪽 요면에 접촉되는 상측 마찰접촉부재와 상기 요면부재의 상기 하면 쪽 요면에 접촉되며 상기 상측마찰접촉부재와 상하대칭을 이루는 하측 마찰접촉부재를 구비하고,
상기 탄성가압수단은 상기 상측 마찰접촉부재를 상기 요면부재에 대해 탄성적으로 가압하기 위한 상측 탄성체와 상측 승강부재 및 상기 하측 마찰접촉부재를 상기 요면부재에 대해 탄성적으로 가압하기 위한 하측 탄성체와 하측 승강부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 진자형 마찰 댐퍼. - 제8항에 있어서, 상기 상측 탄성체와 상기 상측 마찰접촉부재 사이에 상기 축부재 외주면에 승강 가능케 결합된 상측 커버부재가 구비되고,
상기 상측 커버부재는 저면에 상측 마찰접촉부재의 회동을 허용하는, 상기 요면보다 작은 곡률 반경의 오목홈이 형성되어 있는 것이고, 상기 상측 마찰접촉부재의 상면에 상기 오목홈에 대응되는 곡률 반경의 제2볼록곡면이 형성되어 있고,
상기 하측 탄성체와 상기 하측 마찰접촉부재 사이에 상기 축부재 외주면에 승강 가능케 결합된 하측 커버부재가 구비되고,
상기 하측 커버부재는 상면에 상기 하측 마찰접촉부재의 회동을 허용하는, 상기 요면보다 작은 곡률 반경의 오목홈이 형성되어 있는 것이고, 상기 하측 마찰접촉부재의 하면에 상기 하측 커버부재의 오목홈에 대응되는 곡률 반경의 제2볼록곡면이 형성되어 있고,
상기 안내부재에는 상기 요면부재의 이동방향에 수직한 방향으로 상기 마찰접촉부재의 상하 이동을 안내하기 위한 승강안내부가 형성되어 있고,
상기 승강안내부는 상기 요면부재의 이동방향에 수직한 방향으로 상기 상측 커버부재와 상기 하측 커버부재의 상하 이동도 안내하는 것을 특징으로 하고,
상기 제2볼록곡면은 반원통형 곡면인 것을 특징으로 하는 진자형 마찰 댐퍼.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101632432B1 (ko) * | 2015-12-15 | 2016-06-22 | 주식회사 에스코알티에스 | V홈 마찰 댐퍼 |
| KR20200087491A (ko) | 2019-01-11 | 2020-07-21 | (주)광원아이앤디 | 교량용 마찰 댐퍼 |
| KR20200087492A (ko) | 2019-01-11 | 2020-07-21 | (주)광원아이앤디 | 교량용 마찰 댐퍼 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101200692B1 (ko) * | 2012-05-31 | 2012-11-12 | 조영철 | 마찰 댐퍼 |
-
2014
- 2014-09-30 KR KR1020140130981A patent/KR101512122B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101200692B1 (ko) * | 2012-05-31 | 2012-11-12 | 조영철 | 마찰 댐퍼 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101632432B1 (ko) * | 2015-12-15 | 2016-06-22 | 주식회사 에스코알티에스 | V홈 마찰 댐퍼 |
| WO2017104951A1 (en) * | 2015-12-15 | 2017-06-22 | Esco Rts Co., Ltd. | Friction damper with v-groove |
| US10294618B2 (en) | 2015-12-15 | 2019-05-21 | Esco Rts Co., Ltd. | Friction damper with V-groove |
| KR20200087491A (ko) | 2019-01-11 | 2020-07-21 | (주)광원아이앤디 | 교량용 마찰 댐퍼 |
| KR20200087492A (ko) | 2019-01-11 | 2020-07-21 | (주)광원아이앤디 | 교량용 마찰 댐퍼 |
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