KR100812935B1 - 수밀성이 향상된 코핀 박스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 코핀 박스의 주입구와 덮개 사이에 틈새가 발생하는 현상을 없애 코핀 박스 내부의 케이블 접속함으로 수분이 침투하는 것을 방지한 수밀성이 향상된 코핀 박스에 관한 것이다.

본 발명에 따른 수밀성이 향상된 코핀 박스는, 전력 케이블 접속함의 외부를 감싸면서 일측에는 내부에 방수재를 충전하기 위한 주입구가 형성되어 있는 코핀 박스에 있어서, 상기 주입구의 단부에는 외향 연장된 플랜지가 형성되고, 상기 플랜지의 상면에는 상기 주입구를 막는 덮개가 안착 되며, 상기 덮개의 상면에는 금속재로 이루어진 상부 압력판이 안착 되고, 상기 플랜지의 하면에는 상기 주입구의 목부에 끼울 수 있도록 복수개로 분할된 하부 압력판이 밀착되며, 상기 상부 압력판, 덮개, 플랜지 및 하부 압력판은 복수 지점에서 체결구를 관통시켜 체결되어, 상기 체결구들에 가해지는 체결력이 상기 금속재의 상부 압력판과 하부 압력판을 통해 상기 덮개와 플랜지를 밀착하는 힘으로 작용되는 것을 특징으로 한다.

코핀, 박스, 케이블, 접속함, 수밀, 압력판

Description

수밀성이 향상된 코핀 박스{Coffin box improved ability of watertightness}

도 1a 및 도 1b는 종래의 코핀 박스 구조를 보여주는 것으로서, 도 1a는 전체 단면도이고, 도 1b는 측면도이다.

도 2a 및 도 2b는 종래의 코핀 박스의 구조를 보여주는 것으로서, 도 2a는 주요부 조립 사시도이고, 도 2b는 주요부 분리 사시도이다.

도 3은 종래의 코핀 박스의 결합 구조상의 문제점을 설명하기 위하여 체결 부분을 확대 과장하여 나타낸 단면도이다.

도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 코핀 박스의 결합 구조를 보여주는 것으로서, 도 4a는 주요부 조립 사시도이고, 도 4b는 분리 사시도이다.

도 5는 본 발명에 따른 코핀 박스의 결합 구조를 보여주는 체결부 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100: 코핀 박스 110: 주입구

111: 목부 120: 플랜지

200 : 덮개 250: 가스켓

300: 상부 압력판 301: 절취공

400: 하부 압력판 500: 체결구

본 발명은 초고압 또는 고압 전력 케이블 접속함을 덮어 보호하는 코핀 박스에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 코핀 박스의 주입구와 덮개 사이에 틈새가 발생하는 현상을 없애 코핀 박스 내부의 케이블 접속함으로 수분이 침투하는 것을 방지한 수밀성이 향상된 코핀 박스에 관한 것이다.

초고압 또는 고압 전력을 송전하기 위해 설치되는 전력 케이블은 그의 길이를 연장하기 위해 케이블의 단부에 또 다른 케이블의 단부를 연결하게 된다. 이와 같이 케이블의 연결을 위해 사용되는 것이 케이블 접속함이고, 케이블 접속함의 외부를 덮어 보호하는 것이 코핀 박스이다.

첨부 도면 도 1a 및 도 1b에는 종래의 코핀 박스 구조를 보여주는 전체 단면도와 측면도가 도시되어 있다.

도 1a 및 도 1b에 도시된 것과 같이, 코핀 박스(10)는 케이블 접속함(도시하지 않음)의 외부를 감싸는 통 모양을 이루면서, 양쪽이 제1 박스(10a)와 제2 박스(10b)로 2분할 되어 결합된 형태로 이루어진다. 이러한 코핀 박스(10)는 내부에 있는 케이블 접속함을 감싸 물리적으로 보호함과 더불어 내부로 수분이 침투하는 것을 방지하는 역할을 한다.

코핀 박스(10)는 주로 FRP와 같은 강화 플라스틱 재질로 이루어져 있고, 내부의 케이블 접속함에 수분의 침투를 방지하기 위하여 방수 혼합물이나 아스팔트와 같은 방수재가 채워진다. 내부에 방수재의 충전을 위하여, 코핀 박스(10)에는 하나 이상의 주입구(11)가 형성되어 있고, 이 주입구(11)는 방수재를 채운 후, 마찬가지로 강화 플라스틱재로 이루어진 덮개(20)에 의해 밀폐된다.

첨부 도면 도 2a 및 도 2b에는 상기한 주입구(11)와 덮개(20)의 결합 구조를 상세하게 보여주는 도면이 도시되어 있다.

도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 주입구(11)의 단부에는 플랜지(12)가 외향 연장되어 있고, 이러한 플랜지(12)에 가스켓(13)이 개재된 상태에서 상기한 덮개(20)가 안착 되어 다수개의 체결구(40)로 체결된 구조로 이루어진다. 체결구(40)는 볼트(41)와 너트(42)가 주로 사용된다.

이와 같은 종래의 코핀 박스에 있어서, 상기 주입구(11)에 가스켓(13)을 대고 다시 덮개(20)로 밀폐하는 이유는, 코핀 박스(10) 내부로 수분이 침투하는 것을 방지하여 내부의 케이블 접속 부분을 보호하기 위한 것이다.

수밀성의 관점에서, 코핀 박스(10)의 주입구(11)와 덮개(20)가 종래와 같이 플라스틱 재질로 이루어지면, 통상적으로는 플라스틱이 본래 지니고 있는 탄성(압축 탄성)에 의해 금속재에 비해 수밀성을 높일 수 있다고 할 것이다. 그러나 체결구(40)의 체결력이 주입구(11)나 덮개(20)의 강도, 탄성, 두께 등의 조건에 비해 조금이라도 높아지거나, 또는 정상적인 체결력으로 체결하였다고 하더라도 코핀 박스(10) 내부에서 압력이 작용하기라도 하면 수밀성에 치명적인 문제를 야기하게 된다.

첨부 도면 도 3은 이러한 문제를 설명하기 위하여 체결 부분의 변형을 과장하여 나타낸 도면이다.

첨부 도면 도 3에 도시된 것과 같이, 체결구(40)의 체결력이 크면 주입구(11)의 플랜지(12)와 덮개(20)는 상기 체결구(40)가 위치한 곳만 국부적으로 눌려지게 되고, 그것에 의해 인접한 체결구(40)들 사이에 위치하는 플랜지(12)와 덮개(20) 사이에 가해지는 면압(面壓)이 감소하거나 또는 인접한 체결구(40)들 사이에 위치하는 플랜지(12)와 덮개(20)가 들뜨는 현상이 발생하여 외부로부터 수분이 쉽게 침투하게 된다. 또한, 플랜지(12)와 덮개(20)의 재질적 특성으로 인해 체결구(40)와 체결구(40) 사이 즉, 체결구(40)와 체결구(40) 사이의 중앙부분으로 갈수록 면압이 저하되는 현상이 발생하므로, 체결구(40)와 체결구(40) 사이의 중앙 부분의 면압을 적정하게 유지하려면 체결구(40)의 체결력을 증가시킬 수밖에 없는데, 체결구(40)의 체결력을 증가시키다 보면 오히려 체결구(40) 부분의 면압이 국부적으로 과도해져서 체결구(40) 부분의 플랜지(12)와 덮개(20)가 손상되는 문제가 발생한다. 또한, 체결구(40) 사이의 간격이 넓으면 면압이 체결구(40) 부분에만 집중적으로 가해지고 인접한 체결구(400) 사이에 위치하는 플랜지(120)와 덮개(20) 부분에는 면압이 제대로 가해지지 않아 수밀성이 저하한다. 또한, 적정하게 체결하였더라도 플라스틱 재질로 이루어진 플랜지(12)와 덮개(20)는 시간의 흐름이나 온도 변화에 의해 변형되기 쉽기 때문에 수밀성이 저하되는 또 다른 요인이 되었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제를 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 본 발명의 목적은 코핀 박스의 주입구와 덮개 사이에 틈새가 발생하는 현상을 없애 코핀 박스 내부로 수분이 침투하는 것을 완벽하게 방지할 수 있는 수밀성이 향상된 코핀 박스를 제공하는 것에 있다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 수밀성이 향상된 코핀 박스는, 전력 케이블 접속함의 외부를 감싸면서 일측에는 내부에 방수재를 충전하기 위한 주입구가 형성되어 있는 코핀 박스에 있어서, 상기 주입구의 단부에는 외향 연장된 플랜지가 형성되고, 상기 플랜지의 상면에는 상기 주입구를 막는 덮개가 안착 되고, 상기 덮개의 상면에는 금속재로 이루어진 상부 압력판이 안착 되고, 상기 플랜지의 하면에는 상기 주입구의 목부에 끼울 수 있도록 복수개로 분할된 하부 압력판이 밀착되며, 상기 상부 압력판, 덮개, 플랜지 및 하부 압력판은 복수 지점에서 체결구를 관통시켜 체결되어, 상기 체결구들에 가해지는 체결력이 상기 금속재의 상부 압력판과 하부 압력판을 통해 상기 덮개와 플랜지를 밀착하는 힘으로 작용되는 것을 특징으로 한다.

상기한 본 발명의 수밀성이 향상된 코핀 박스에 있어서, 상기 상부 압력판에 는, 상기 체결구에 의한 체결력의 분산을 방지하기 위하여, 압력판의 최외곽 테두리로부터 일정 간격 떨어진 안쪽을 제거한 절취공이 형성되는 것이 바람직하다.

상기한 본 발명의 수밀성이 향상된 코핀 박스에 있어서, 상기 체결구들의 체결에 의해 상기 상부 압력판과 상기 하부 압력판이 상기 덮개와 플랜지에 가하는 면압은 2kgf/㎟ ~ 8kgf/㎟ 인 것이 바람직하다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세하게 설명한다.

첨부 도면 도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 코핀 박스 결합 구조를 보여주는 것으로서, 도 4a에는 주요부 조립 사시도가 도시되어 있고, 도 4b에는 분리 사시도가 도시되어 있다. 도 4a 및 도 4b에 있어서 코핀 박스(100)는 그의 주입구(110) 부분만이 도시되어 있으나, 전체적인 형태는 전술한 도 1a 및 도 1b에 도시된 코핀 박스(10)와 동일하다.

도 4a 및 도 4b에 도시된 것과 같이, 본 발명에 따른 코핀 박스(100)에는 내부에 방수재를 충전하기 위한 주입구(110)가 형성되어 있다. 주입구(110)는 코핀 박스(100)로부터 목부(111)가 연장되고, 상기 목부(111)의 단부에는 외향 연장된 플랜지(120)가 형성된 구조를 가진다.

또한, 상기 주입구(110) 단부의 플랜지(120) 상면에는 덮개(200)가 안착 되어 상기 주입구(110)를 막고 있고, 덮개(200)의 상면에는 상부 압력판(300)이 안착 되며, 상기 플랜지(120)의 하면에는 하부 압력판(400)이 밀착된다.

이러한 상태에서 상기 상부 압력판(300), 덮개(200), 플랜지(120) 및 하부 압력판(400)은 복수 지점에서 체결구(500)들을 관통시켜 체결된 구조를 가진다. 체결구(500)는 볼트(501), 너트(502)를 사용할 수 있으며, 상기 압력판(300, 400)에 접촉하는 부분에 와셔(503)를 개재할 수 있다.

여기서, 상기 코핀 박스(100) 및 그의 주입구(110)와 플랜지(120), 그리고 덮개(200)는 종래와 같이 FRP와 같은 플라스틱 재질로 이루어지는 것에 비해, 상기 상부 압력판(300) 및 하부 압력판(400)은 금속재로 이루어진다. 상부 압력판(300) 및 하부 압력판(400)을 금속재로 구성하면, 강도와 경도를 적절히 확보하는 것에 의해 상기 체결구(500)에 의한 국부적인 변형을 방지할 수 있고 체결구(500)에 의한 체결력을 압력판(400)의 전체 면에 걸쳐 균일하게 전달할 수 있게 된다. 따라서, 상기 체결구(400)들에 가해지는 체결력은, 상기 금속재의 상부 압력판(300)과 하부 압력판(400)을 통해 상기 덮개(200)와 플랜지(120)를 밀착하는 힘으로 작용된다.

그리고 상기 상부 플랜지(120)와 덮개(200) 사이에는 가스켓(250)과 같은 시일(seal) 재료를 개재하는 것이 바람직하다.

상기 하부 압력판(400)은, 상기 주입구(110)의 목부(111)에 끼울 수 있도록 복수개 즉, 2개 이상으로 분할된 형태로 이루어지는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 제1 하부 압력판(401)과 제2 하부 압력판(402)으로 2개로 분할된 형태를 취하고 있다.

또한, 본 발명에 따른 상부 압력판(300)에는, 그의 최외곽 테두리로부터 일 정 간격 떨어진 안쪽을 제거한 절취공(301)이 형성되는 것이 바람직하다. 이 절취공(301)에 의해 체결구(500)가 위치하는 부분을 제외한 상부 압력판(300)의 안쪽 부분의 면적이 제거되므로, 상기 체결구(500)에 의한 체결력이 안쪽의 불필요한 부분까지 전달되어 손실되는 것을 방지할 수 있다.

상기 체결구(500)들의 체결력에 의해 상기 상부 압력판(300)과 상기 하부 압력판(400)이 상기 플랜지(120)와 상기 덮개(200)를 누르는 압력 즉, 면압은 2~8kgf/㎟ 정도가 적당하다. 상기 면압은 상기 체결구(500)의 조임력과 체결구(500)의 개수에 대하여 상기 압력판(300, 400)의 면적을 나누는 방식으로 산정할 수도 있고, 소정의 측정 장비로 직접 측정할 수 있다. 종래에는 플라스틱 재질로 이루어진 플랜지와 덮개의 국부적인 변형을 염려하여 면압을 10kgf/㎟ 이하로 제한하였다. 그러나 본 발명에 의하면, 플랜지(120)와 덮개(200)의 외측에 금속재의 상부 압력판(300)과 하부 압력판(400)이 배치되어 있어, 상기 플랜지(120)와 덮개(200)에 면압이 균일하게 분산됨과 동시에 국부적 작용과 그에 따른 국부적 변형도 방지된다. 따라서, 면압을 2kgf/㎟ 로 유지하여도 소망하는 수밀성을 유지하는데 문제가 없으며, 8kgf/㎟ 까지 높여도 플랜지(120)와 덮개(200)의 국부적 변형이 생기지 않는다.

아래의 [표 1]은 최적 면압 범위를 설정하기 위하여 면압에 따른 FRP의 손상 유무와 수밀 특성을 측정한 실험결과를 보여준다. [표 1]에서 알 수 있듯이, 최적 면압은 3~7kgf/㎟ 수준이며, 2~8kgf/㎟는 대체로 양호하며, 그 외의 경우에는 수밀 특성이 불량하거나 FRP의 손상이 유발될 수 있다.

면압(kgf/㎟)	FRP 손상 유무	수밀 특성	판정
1	양호	불량	불량
2	양호	양호	양호
3	양호	양호	최적
4	양호	양호
5	양호	양호
6	양호	양호
7	양호	양호
8	양호	양호	양호
9	부분적 손상	불량	불량
10	부분적 손상	불량	불량
11	부분적 큰 손상	불량	불량
12	부분적 큰 손상	불량	불량
13	부분적 큰 손상	불량	불량

도 5에는 상기와 같이 이루어진 본 발명의 코핀 박스에 있어서의 체결부를 확대하여 나타낸 단면도가 도시되어 있다.

도 5에 도시된 것과 같이, 플라스틱 재질로 이루어진 플랜지(120)와 덮개(200)의 상면과 하면에 금속재의 상부 압력판(300)과 하부 압력판(400)이 배치되어 있으므로, 체결구(500)에 의한 체결력은 각 압력판(300, 400)의 전체 면적에 걸쳐 골고루 분산된다. 따라서, 상기 체결구(500)의 체결력에 의해 압력판(300, 400)에 국부적인 힘이 가해지거나 변형이 생기는 현상이 발생하지 않고, 플랜지(120)와 덮개(200)를 균일하게 가압할 수 있게 된다. 또한, 플랜지(120)나 덮개(200)에 손상 없이 체결구(500)의 체결력을 증가시킬 수 있으며, 그에 따라 플랜지(120)와 덮개(200)의 밀착력 즉, 수밀성을 증가시킬 수가 있게 된다. 또한, 상기 상부 압력판(300)과 하부 압력판(400)에 의해 상기 플랜지(120)와 덮개(200)가 보호됨으로써 온도 변화나 압력 변화 등의 조건하에서도 이들의 변형을 방지하고 수명을 연장시킬 수가 있다.

이상에서는, 첨부 도면에 도시된 본 발명의 구체적인 실시예가 상세하게 설명되었으나, 이는 하나의 예시에 불과한 것이며, 본 발명의 보호 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이상과 같은 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 및 균등한 다른 실시가 가능한 것이며, 이러한 변형 및 균등한 다른 실시예는 본 발명의 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 코핀 박스에 의하면 주입구의 플랜지와 덮개 외부에 압력판을 배치함으로써, 체결구의 체결력이 상기 압력판에 의해 플랜지와 덮개의 전체 면적에 걸쳐 균일하게 작용되고, 그에 따라 플랜지와 덮개 사이에 틈새의 발생이 없고 수밀성을 극대화된다.

Claims (3)

1. 전력 케이블 접속함의 외부를 감싸면서 일측에는 내부에 방수재를 충전하기 위한 주입구가 형성되어 있는 코핀 박스에 있어서,

   상기 주입구의 단부에는 외향 연장된 플랜지가 형성되고,

   상기 플랜지의 상면에는 상기 주입구를 막는 덮개가 안착 되며, 상기 덮개의 상면에는 금속재로 이루어진 상부 압력판이 안착 되고,

   상기 플랜지의 하면에는 상기 주입구의 목부에 끼울 수 있도록 복수개로 분할된 하부 압력판이 밀착되며,

   상기 상부 압력판, 덮개, 플랜지 및 하부 압력판은 복수 지점에서 체결구를 관통시켜 체결되어, 상기 체결구들에 가해지는 체결력이 상기 금속재의 상부 압력판과 하부 압력판을 통해 상기 덮개와 플랜지를 밀착하는 힘으로 작용되는 것을 특징으로 하는 수밀성이 향상된 코핀 박스.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기한 본 발명의 수밀성이 향상된 코핀 박스에 있어서, 상기 상부 압력판에는, 상기 체결구에 의한 체결력의 분산을 방지하기 위하여, 압력판의 최외곽 테두리로부터 일정 간격 떨어진 안쪽을 제거한 절취공이 형성되는 것을 특징으로 하는 수밀성이 향상된 코핀 박스.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 체결구들의 체결에 의해 상기 상부 압력판과 상기 하부 압력판이 상기 덮개와 플랜지에 가하는 면압은 2kgf/㎟ ~ 8kgf/㎟ 인 것을 특징으로 하는 수밀성이 향상된 코핀 박스.

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