KR100423223B1

KR100423223B1 - 전원 절환 개폐기의 자동절환 스위치

Info

Publication number: KR100423223B1
Application number: KR10-2001-0043543A
Authority: KR
Inventors: 유기현
Original assignee: 유기현
Priority date: 2001-07-19
Filing date: 2001-07-19
Publication date: 2004-03-18
Also published as: KR20030008696A

Abstract

본 발명은 전원 절환 개폐기에서 상용(normal)전원과 비상(emergency)전원을 선택적으로 부하측에 접속하기 위한 자동절환 스위치(Automatic Transfer Switch; ATS)를 개시한다.

본 발명의 목적은 접점을 상용전원에 접속시킬 때에는 비상전원이 자동으로 차단되고, 비상전원에 접속시킬 때에는 상용전원이 자동으로 차단되는 수단과, 상용전원과 비상전원을 동시에 차단시킬 수 있는 수단 및 접점을 자동으로 접속시키는 수단을 구비하여, 전원 절환 개폐기의 제조비용을 절감시키고 사용이 편리하며 상용전원에 이상이 발생할 경우 신속하게 비상전원에 접속하여 원활한 전력공급이 이루어지도록 함과 아울러 긴급상황 발생시 상용전원과 비상전원을 신속하고 용이하게 동시 차단시킬 수 있는 전원 절환 개폐기의 자동절환 스위치를 제공함에 있다.

이러한 본 발명은 핸들의 조작으로 회전하는 래치기어와, 상기 래치기어에 연동되며 일측이 다수의 접속자가 설치된 축에 연결된 접속로드와, 상기 접속로드에 설치된 스프링과, 상용전원용 접속자와 비상전원용 접속자에 연결되어 어느 한 접속자를 접속시키면 다른 접속자는 차단되도록 하는 스위칭수단과, 상기 상용전원용 접속자와 비상전원용 접속자에 연결되어 이들 접속자를 차단시켜 중립상태가 되도록 하는 트립수단으로 된 공지의 것에 있어서, 몸체의 하단에 체결되며 회전축 선단에 편심롤러가 형성된 모터와, 일측은 상기 편심롤러가 삽입되는 장공이 형성되고 타측은 래치기어에 체결되며 양측으로 래치가 설치된 아암으로 되어 전원을 인가받아 작동되며 래치기어를 회전시키는 자동회전수단과, 축 상에 체결되며 선단에 접속자가 체결된 절연체로 구성됨을 특징으로 한다.

이로써 본 발명은 전원 절환 개폐기의 제조시 비용이 절감되고, 전원 절환 개폐기의 사용이 편리하며, 상용전원에 이상이 발생할 경우 신속하게 비상전원에 접속하여 원활한 전력공급이 이루어진다.

Description

전원 절환 개폐기의 자동절환 스위치{Automatic Transfer Switch of Power Transfer Switching Device}

본 발명은 전원 절환 개폐기의 자동절환 스위치에 관한 것으로, 특히 상용전원과 비상전원을 선택적으로 부하측에 접속하기 위한 자동절환 스위치(Automatic Transfer Switch; ATS)에 관한 것이다.

일반적으로 대용량의 전원을 공급받아 사용하는 대형 건물이나 공장 등에는 전원 공급처로부터 공급되는 상용전원이나 사용전원의 이상시 대체되는 비상전원을 선택적으로 부하측에 접속하기 위한 전원 절환 개폐기가 있으며, 이러한 전원 절환 개폐기에는 상용전원의 이상현상 발생시 자동으로 상용전원을 차단하는 차단기(Automatic Circuit Breaker; ACB)와 비상전원을 자동으로 차단하는 차단기(ACB)가 각각 설치되어 있다.

따라서 상기와 같은 종래의 전원 절환 개폐기는 첨부한 도면 도 1에서와 같이 상용전원과 비상전원의 접속과 차단이 개별적으로 이루어진다.

그러나 상용전원에 이상이 있을 경우 원활한 전력공급을 위해 상용전원의 차단과 동시에 비상전원이 접속되어야 하는데, 상기 종래의 전원 절환 개폐기는 접속과 차단이 개별적으로 이루어져 신속하고 원활한 전력공급을 하지 못하는 문제가 있고, 차단기를 상용전원용과 비상전원용으로 각각 구비해야 하기 때문에 비용이 상승하며, 사용이 불편하다는 문제가 있다.

또한, 전력을 공급받아 작동되는 생산설비의 파손이나 사고시 상용전원과 비상전원 모두를 차단하여야 하는데, 상용전원과 비상용전원이 개별적으로 제어되므로 이들을 동시에 차단시키지 못해 불편하고, 상용전원 또는 비상전원의 접점을 접속시킬 때 전원 절환 개폐기에 설치된 핸들을 조작하여 수동으로 접속시키는데, 핸들을 강한 힘으로 조작하여야 하기 때문에 조작이 어렵고 접속상태도 불량한 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제를 해결하기 위해 발명한 것으로, 본 발명의 목적은 접점을 상용전원에 접속시킬 때에는 비상전원이 자동으로 차단되고, 비상전원에 접속시킬 때에는 상용전원이 자동으로 차단되는 수단과, 상용전원과 비상전원을 동시에 차단시킬 수 있는 수단 및 접점을 자동으로 접속시키는 수단을 구비하여, 전원 절환 개폐기의 제조비용을 절감시키고 사용이 편리하며 상용전원에 이상이 발생할 경우 신속하게 비상전원에 접속하여 원활한 전력공급이 이루어지도록 함과 아울러 긴급상황 발생시 상용전원과 비상전원을 신속하고 용이하게 동시 차단시킬 수 있는 전원 절환 개폐기의 자동절환 스위치를 제공함에 있다.

도 1은 종래 전원절환 스위치의 회로도.

도 2는 본 발명에 의한 자동절환 스위치의 사시도.

도 3은 본 발명에 의한 자동회전수단의 구성도.

도 4는 본 발명에 의한 누름부의 구성도.

도 5는 본 발명에 의한 트립수단의 구성도.

도 6은 본 발명에 의한 스위칭수단의 구성도.

도 7은 본 발명에 의한 접속자의 사시도.

도 8은 상용전원을 트립시킨는 상태를 도시한 작동상태도.

도 9는 비상전원을 트립시키는 상태를 도시한 작동상태도.

도 10은 본 발명에 의한 자동절환 스위치의 회로도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 자동절환 스위치 11 : 몸체 12,13 : 축

14,15 : 접속자 16,17 : 절연체 18,19,32,34,55 : 스프링

20 : 모터 20b : 편심롤러 21 : 아암

25,28 : 래치기어 23,24 : 래치 26,29 : 휠

27,30 : 걸림턱 31,33 : 접속로드 35,42,45 : 누름구

36,43 : 돌기 37 : 회동레버 39 : 결합홈

40,41 : 연결구 44 : 홈 46,62 : 브라켓

47,50 : 트립휠 48,51 : 트립축 49,52 : 고정홈

53,54 : 걸림구 56,59 : 작동구 57,60 : 걸림턱

58,61,67 : 연결바 63 : 회동구 64 : 고정축

65 : 레버축 66 : 걸림레버

이러한 본 발명은 핸들의 조작으로 회전하는 래치기어와, 상기 래치기어에 연동되며 일측이 다수의 접속자가 설치된 축에 연결된 접속로드와, 상기 접속로드에 설치된 스프링과, 상용전원용 접속자와 비상전원용 접속자에 연결되어 어느 한 접속자를 접속시키면 다른 접속자는 차단되도록 하는 스위칭수단과, 상기 상용전원용 접속자와 비상전원용 접속자에 연결되어 이들 접속자를 차단시켜 중립상태가 되도록 하는 트립수단으로 된 공지의 것에 있어서, 몸체의 하단에 체결되며 회전축 선단에 편심롤러가 형성된 모터와, 일측은 상기 편심롤러가 삽입되는 장공이 형성되고 타측은 래치기어에 체결되며 양측으로 래치가 설치된 아암으로 되어 전원을 인가받아 작동되며 래치기어를 회전시키는 자동회전수단과, 축 상에 체결되며 선단에 접속자가 체결된 절연체로 되는 전원 절환 개폐기의 자동절환 스위치를 제안한다.

상기와 같은 본 발명의 구성 및 작용을 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 의한 자동절환 스위치의 사시도이고, 도 3은 본 발명에 의한 자동회전수단의 구성도이며, 도 4는 본 발명에 의한 누름부의 구성도, 도 5는 본 발명에 의한 스위칭수단의 구성도, 도 6은 본 발명에 의한 트립수단의 구성도, 도 7은 본 발명에 의한 접속자의 사시도, 도 8은 상용전원을 트립시킨는 상태를 도시한 작동상태도, 도 9는 비상전원을 트립시키는 상태를 도시한 작동상태도, 도 10은 본 발명에 의한 자동절환 스위치의 회로도이다.

본 발명은 상용전원용 축(12)과 비상전원용 축(13) 상에 다수의 절연체(16,17)가 각각 체결되고, 이 절연체(16,17)의 선단에 상용전원용 접속자(14)와 비상전원용 접속자(15)가 각각 체결되며, 상기 상용전원 또는 비상전원 중 어느 하나를 선택적으로 접속시키고 다른 전원을 트립시키는 스위칭수단과 양 전원을 동시에 트립시키는 수단을 형성하여 구성한다.

또한, 상기 접속자(14,15)를 접속시키거나 트립시키기 위한 동력제공 장치는 몸체(11)의 하측에 모터(18)를 설치하고, 상기 모터의 회전축(19)에 편심롤러(20)를 형성하며, 몸체(11)의 중간부분에 상용전원용 휠(29)과 비상전원용 휠(26) 및 상기 휠(26,29)과 동일 축상에 체결되는 래치기어(25,28)를 형성하되, 상기 휠(26,29)에는 걸림턱(27,30)을 형성한다.

아울러 일측은 래치기어(25,28)에 체결되고 타측은 편심롤러(20)가 삽입되는 장공(22)이 형성되며 중간부분의 양측에 래치(23,24)가 형성된 아암(21)을 설치한다.

또한 스프링(32,34)이 결합되고 일측은 몸체(11)에 체결되며 타측은 휠(26,29)에 체결되는 접속로드(31,33)를 형성하고, 축(12,13)과 휠(26,29)을 연결하는 연결구(31,32)를 형성한다.

상기 트립수단은 양측에 돌기(36)가 형성된 누름구(35)를 몸체(11)의 상측에 설치하고, 회동축(38)을 중심으로 회동되며 상측은 돌기(36)와 접촉되고 하측은 연결구(40,41)가 체결된 회동레버(37)를 상용전원용과 비상전원용으로 각각 형성하며, 고정홈(49,52)이 형성된 트립축(48,51)에 체결되며 일측은 연결구(40,41)와 체결 회동되는 상용전원용 트립휠(47)과 비상전원용 트립휠(50)을 형성한다.

아울러 축(12,13)에 체결되며 일측은 걸림턱(57,60)이 형성되고 타측은 연결바(58,61)가 체결된 상용전원용 작동구(56)와 비상전원용 작동구(59)를 형성하고, 브라켓(46)에 체결되며 일측은 트립축(48,51)의 고정홈(49,52)에서 인출되고 타측은 작동구(56,59)의 걸림턱(57,60)에 접촉되며 스프링(55)에 탄력 지지되는 걸림구(53,54)를 형성한다.

상기 연결바(58,61)는 브라켓(46)을 연결하는 연결바(67)와 서로 일측 선단이 체결되도록 한다.

또한, 상기 스위칭수단은 몸체(11)의 양측에 상용전원용과 비상전원용으로 각각 형성하는데, 상기 몸체(11)의 상측에 돌기(43)와 홈(44)이 형성된 상용전원용 누름구(45)와 비상전원용 누름구(42)를 형성하고, 상기 돌기(43)는 회동레버(37)에 형성된 결합홈(39)에 삽입시키며, 브라켓(62)에 설치된 고정축(64)에 연결되며 선단이 누름구(42,45)의 홈(44)에 삽입되는 회동구(63)를 형성하고, 고정축(64)과 연결된 레버축(65) 상에 설치되어 휠(26,29)의 회전을 제한하는 걸림레버(66)를 형성하여 구성한다.

첨부한 도면 의 부호 중 미설명 부호 10은 본 발명에 의한 자동절환 스위치, 18은 상용전원용 축(12)을 탄력 지지하는 스프링, 19는 비상전원용 축(13)을 탄력 지지하는 스프링, 55는 상용전원용 걸림구(53)와 비상전원용 걸림구(54)를 각각 탄력 지지하는 스프링, 68은 래치기어(25,28)을 수동으로 회전시키기 위한 핸들이다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

모터(20)에 전원을 인가하여 상기 모터(20)를 작동시키면 모터(20)의 회전축(20a)과 편심롤러(20b)가 회전하고, 장공(22)에 편심롤러(20b)가 삽입된 아암(21)이 전, 후 왕복운동을 하며, 이에 따라 래치기어(25,28)와 휠(26,29)이 회전된다.

상기 래치기어(25,28)는 래치(23,24)와 맞물리기 때문에 일방향으로만 회전될 수 있으며, 이러한 래치기어(25,28)와 함께 회전되는 휠(26,29)되 일방향으로만 회전된다.

즉, 첨부한 도면 도 1을 참조하여 설명하면 상용전원용 휠(29)과 래치기어(28) 및 비상전원용 휠(26)과 래치기어(25)는 반시계방향으로 회전된다.

이와 같이 휠(26,29)이 회전하면 상기 휠(26,29)에 체결된 접속로드(31,33)의 일측도 휠(26,29)을 따라 위치가 이동되는데, 상용전원용 접속로드(33)의 일측은 본체(11)의 후방으로 이동되고, 비상전원용 접속로드(31)의 일측은 본체(11)의 전방으로 이동되며, 이 과정에서 스프링(32,34)이 압축된다.

또한, 휠(26,29)이 회전됨에 따라 걸림턱(27,30)이 몸체(11)의 양측에 형성되고 브라켓(62)에 설치되어 작동되는 걸림레버(66)에 이르게 되면 상기 걸림레버(66)가 걸림턱(27,30)에 걸리고, 그 결과 휠(26,29)과 래치기어(25,28)는 더 이상 회전되지 않는다.

이때 래치기어(25,28)의 외주연 중 휠(26,29)의 걸림턱(27,30)과 대응되는 위치에 기어가 형성되지 않은 부분을 두어, 비록 모터(20)가 계속 작동되며 아암(21)을 전, 후 왕복운동시킨다 하더라도 휠(26,29)과 래치기어(25,28)는 더 이상 회전되지 않도록 하고, 래치(23,24)는 래치기어(25,28)에서 벗어난다.

이러한 상태에서 트립수단의 누름구(35)를 누르면 돌기(36)가 몸체(11)의 후방으로 이동되며 회동레버(37)의 상측을 밀고, 회동레버(37)의 상단이 몸체(11)의 후방으로 밀리면 상기 회동레버(37)의 상단은 몸체(11)의 전방으로 이동되며 연결구(40,41)를 당겨 트립휠(47,50)이 회전되도록 한다.

상기 트립휠(47,50)이 회전되면 트립축(48,51)이 회전되어 걸림구(53,54)의 일측 선단이 고정홈(49,52)에 삽입되고, 상기 걸림구(53,54)의 타측 선단은 작동구(56,59)의 걸림턱(57,60)과 접촉되지 않는 상태가 되며, 이에 따라 축(12,13)은 스프링(18,19)의 탄성력에 영향을 받는 상태가 된다.

따라서 상용전원용 접속자(14)는 물론 비상전원용 접속자(15)도 각각 상용전원 또는 비상전원에 차단된 상태가 된다.

이러한 상태에서 상용전원 또는 비상전원을 접속 인가시킬 수 있는데, 상용전원을 인가시키는 과정은 다음과 같다.

사용전원용 누름구(45)를 누르면 홈(44)에 삽입된 회동구(63)가 몸체(11)의 후방측으로 회동하고, 이에 따라 고정축(64)과 레버축(65)이 회전하며, 상기 레버축(65)에 형성된 걸림레버(66)가 회동되어 휠(29)의 걸림턱(30)을 걸고 있는 상태를 해제시킨다.

이와 같이 휠(30)을 제한하고 있던 상태가 해제되면 압축된 스프링(34)이 원래의 상태로 복귀하려는 탄성력에 의해 몸체(11) 후방으로 이동되었던 접속로드(33)의 일측이 원래의 위치로 복귀되고, 휠(29)은 시계방향으로 강하게 회전되며, 이에 따라 연결구(12a)가 상용전원용 축(12)을 시계방향으로 회전시켜 접속자(14)가 상용전원에 접속된다.

또한, 상용전원용 누름구(45)를 누르면 상기 상용전원용 누름구(45)에 형성된 돌기(43)가 후방으로 이동되고, 회동레버(37)의 상측도 후방으로 이동되며, 그 결과 회동레버(37)의 하측이 전방으로 이동되며 연결구(41)를 당긴다.

상기 연결구(41)는 트립스단의 비상전원용 트립휠(50)에 연결되었으므로, 상기 비상전원용 트립휠(50)을 회전시켜 비상전원용 접속자(15)가 비상전원에서 떨어져 비상전원이 차단되도록 한다.

따라서 상기 상용전원용 누름구(45)를 누르면 상용전원은 인가되고 비상전원은 차단된다.

한편, 비상전원용 누름구(42)를 누르면 걸림레버(66)가 비상전원용 휠(26)을 제한하고 있는 상태를 해제시켜 비상전원용 접속자(15)가 비상전원에 접속되고, 아울러 회동레버(37)가 연결구(40)를 당겨 상용전원용 트립휠(47)이 회전되도록 하여 상용전원용 접속자(14)가 상용전원에서 떨어져 상용전원이 차단된다.

상기 상용전원용 접속자(14)와 비상전원용 접속자(15)를 선택적으로 접속 또는 차단시키는 것은 전기적 신호에 따라 자동으로 되도록 할 수 있고, 상기한 바와 같이 상용전원용 누름구(45)나 비상전원용 누름구(42)를 선택적으로 눌러 접속 또는 차단시킬 수 있으며, 보수를 위해 양 전원을 차단할 경우에는 트립수단의 누름구(35)를 눌러 상용전원용 접속자(14)는 물론 비상전원용 접속자(15)가 동시에 차단되도록 할 수 있다.

상기한 바와 같이 본 발명은 자동회전수단과 트립수단 및 스위칭수단을 형성한 전원 절환 개폐기의 자동절환 스위치에 관한 것으로, 하나의 장치로 상용전원 및 비상전원을 접속 또는 인가시킬 수 있어 전원절환 개폐기의 제조비용이 저렴하고, 상용전원에 이상이 발생하면 신속하게 상용전원을 차단하고 비상전원에 접속하여 원활한 전력공급이 이루어져 사고발생의 우려가 없으며, 이러한 작동이 모터에 의해 구동되어 조작 및 사용이 편리하고, 긴급상황 발생시 신속하고 용이하게 상용전원과 비상전원을 차단하여 대형사고를 방지하는 효과가 있다.

Claims

핸들(68)의 조작으로 회전하는 래치기어(25,28)와, 상기 래치기어(25,28)에 연동되며 일측이 다수의 접속자(14,15)가 설치된 축(12,13)에 연결된 접속로드(31,33)와, 상기 접속로드(31,33)에 설치된 스프링(32,34)과, 상용전원용 접속자(14)와 비상전원용 접속자(15)에 연결되어 어느 한 접속자(14,15)를 접속시키면 다른 접속자(14,15)는 차단되도록 하는 스위칭수단과, 상기 상용전원용 접속자(14)와 비상전원용 접속자(15)에 연결되어 이들 접속자(14,15)를 차단시켜 중립상태가 되도록 하는 트립수단으로 된 공지의 것에 있어서,

몸체(11)의 하단에 체결되며 회전축(19) 선단에 편심롤러(20)가 형성된 모터(18)와, 일측은 상기 편심롤러(20)가 삽입되는 장공(22)이 형성되고 타측은 래치기어(25,28)에 체결되며 양측으로 래치(23,24)가 설치된 아암(21)으로 전원을 인가받아 작동되며 래치기어(25,28)를 회전시키는 자동회전수단과, 축(12,13) 상에 체결되며 선단에 접속자(14,15)가 체결된 절연체(16,17)로 구성됨을 특징으로 하는 전원 절환 개폐기의 자동절환 스위치.
삭제
제 1 항에 있어서,

트립수단은 몸체(11)에 설치되며 양측에 돌기(36)가 형성된 누름구(35)와, 상측이 돌기(36)와 접촉되며 회동축(38)을 중심으로 회동하는 회동레버(37)와, 브라켓(46)의 양측에 각각 설치되며 고정홈(49,52)이 형성된 트립축(48,51)에 체결 회동되는 트립휠(47,50)과, 축(12,13)에 체결되며 일측은 걸림턱(57,60)이 형성되고 타측은 연결바(58,61)가 체결된 작동구(56,59)와, 브라켓(46)에 체결되며 일측은 트립축(48,51)의 고정홈(49,52)에서 인출되고 타측은 작동구(56,59)의 걸림턱(57,60)에 접촉되는 걸림구(53,54)로 구성됨을 특징으로 하는 전원 절환 개폐기의 자동절환 스위치.
제 1 항에 있어서,

스위칭수단은 일측에 홈(44)이 형성되고 상기 홈(44)의 측부에 돌기(43)가 형성된 누름구(42,45)와, 고정축(64)에 연결되며 선단이 누름구(42,45)의 홈(44)에 삽입되는 회동구(63)와, 고정축(64)과 연결된 레버축(65) 상에 설치된 걸림레버(66)와, 일측은 래치기어(25,28)에 연결되어 상기 래치기어(25,28)와 함께 회전되고 타측은 접속로드(31,33)에 연결되며 외주연 일측에 걸림턱(27,30)이 형성된 휠(26,29)로 구성됨을 특징으로 하는 전원 절환 개폐기의 자동절환 스위치.