KR101049407B1

KR101049407B1 - 무방향 탄성지지대를 구비한 내진형 배전반

Info

Publication number: KR101049407B1
Application number: KR1020110026871A
Authority: KR
Inventors: 홍춘근
Original assignee: (주)서전기전
Priority date: 2011-03-25
Filing date: 2011-03-25
Publication date: 2011-07-14
Anticipated expiration: 2031-03-25

Abstract

본 발명은 지진 등의 외부 충격으로부터 함체와 함체의 내부에 설치된 단위 기기의 손상을 방지하는 배전반에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 사각 틀 형상의 베이스가 구비된 다수 개의 배전반과; 상기 베이스가 결합하여 다수 개의 배전반을 지지하는 사각 틀 형상의 상부채널과; 상기 상부채널에 대응하도록 지면이나 건축물의 바닥면 위에 설치되는 하부채널과; 상기 상부채널과 하부채널 사이에 설치되어 지면으로부터 전달되는 진동 및 충격을 흡수하는 다수 개의 코일스프링 마운트와; 상기 상부채널과 하부채널 사이에 설치되어 상부채널을 지지하고 진동 발생시 회동하여 지지력을 상실하는 다수 개의 회동 지지부재와; 지면이나 건축물의 바닥면에 설치되어 상기 상부채널을 일정구간 상하로 이동시키는 다수 개의 유압 실린더를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

무방향 탄성지지대를 구비한 내진형 배전반{EARTHQUAKE RESISTNAT TYPE SWITCHGEAR USING ELASTIC SUPPORTING ELEMENT PROVIDING KINESIS}

본 발명은 배전반에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 지진 발생 시 지진파의 충격에 의해서 함체와 함체 내부에 설치된 기기가 손상되는 것을 방지하는 무방향 탄성지지대를 구비한 내진형 배전반에 관한 것이다.

배전반은 산업용 전력을 사용자에게 공급해주는 전기용 설비로서, 발전소나 변전소에서 보내진 전력을 수, 배전할 때 전기계통의 감시와 제어 및 보호를 위해 사용되는 장치를 말한다. 배전반은 사각형의 철재 외함으로 이루어지고, 함체의 내부에는 차단기나 보호계전기 등과 같은 기기들이 부착되어 있다.

일반적으로 배전반은 지면이나 건축물의 바닥에 고정 설치되기 때문에 지진 발생 시 지진파의 충격에 의하여 함체가 변형되거나 함체 내부에 설치된 각종 전기기기가 손상되거나 심한 경우 배전반이 넘어지는 우려가 있다. 이렇게 되면, 전력이 필요한 곳에 안정적으로 전력을 공급할 수 없고, 누전 등으로 인해 감전사고 등의 문제점이 있다.

이에 따라 지진 발생 시 지진파를 흡수하여 배전반 함체가 변형되지 않고 내부 전기기기가 파손되지 않도록 하며 배전반이 넘어지는 것을 방지하여 누전이나 화재 등의 안전사고를 미리 방지할 수 있는 내진형 배전반이 요구되고 있다.

도 1은 종래 배전반(10)의 구조를 개략적으로 도시한 개략도이다. 도시된 바와 같이 종래 배전반(10)은 하단부(11)에 배전반(10)을 지면에 배치하여 고정하기 위한 앵커 볼트(12)가 배전반(10)과 지면 사이에 개재되어 체결된다.

그러나 이러한 앵커 볼트(12)에 의한 단순한 결합방식은 지진에 의한 진동이 배전반으로 직접 전달되기 때문에 배전반(10)이 지진파에 의해서 쉽게 파손되거나 손상될 수 있는 문제점이 있다. 특히, 다수 개의 배전반(10)이 일렬로 설치되어 있는 경우 어느 하나의 배전반의 진동이 다른 배전반으로 전달되어 연쇄적으로 배전반이 손상되거나 배전반 사이의 연결부위에 파손이 발생할 수 있다.

이에 따라, 종래에는 지면에 의한 진동을 흡수하기 위한 방진 패드(13)나 방진 스프링을 앵커 볼트(12)와 지면 사이에 개재하여 지진에 의한 진동이 배전반(10)으로 전달되는 것을 완화하기도 하였다. 종래의 방진 패드나 방진 스프링은 완충할 수 있는 파동의 진폭이 작고 주로 상하 진동을 흡수하는 것이므로 좌우로 크게 진동하는 지진파로부터 배전반(10)으로 보호하는 데는 한계가 있었다.

최근에는 지진에 의해 배전반 등 전기 공급시설의 파손이 빈번하게 발생하면서 지진파와 같은 광범위한 진동으로부터 배전반을 보호할 수 있는 방진 장치와 내구성이 우수한 배전반의 필요성이 절실히 요구되고 있다.

이에 따라 본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 본 발명의 주된 목적은 지면에서 전달되는 지진파의 진동을 흡수할 수 있는 진동 흡수부재를 배전반의 하부에 설치하여 배전반의 함체와 함체 내부에 설치된 기기를 보호할 수 있도록 한 내진형 배전반을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 상하방향의 진동뿐만 아니라 좌우 전후 또는 경사방향의 모든 진동을 흡수 및 완충할 수 있는 무방향 탄성지지대를 이용하여 지면을 통해 전달되는 광범위한 지진파의 충격을 흡수 또는 완충할 수 있도록 한 무방향 탄성지지대를 구비한 내진형 배전반을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 배전반의 하중을 지탱하는 코일스프링을 보호하여 지진 발생시 충분한 완충 성능을 발휘할 수 있도록 한 무방향 탄성지지대를 구비한 내진형 배전반을 제공하는 것이다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명의 무방향 탄성지지대를 구비한 내진형 배전반은,

하단에 사각 틀 형상의 베이스가 구비된 다수 개의 배전반과;

상기 베이스 하면에 결합하고 다수 개의 배전반을 지지하는 상부채널과;

상기 상부채널에 대응하도록 지면이나 건축물의 바닥면 위에 고정되는 하부채널과;

상기 상부채널과 하부채널 사이에 설치되어 지면으로부터 전달되는 진동 및 충격을 흡수하는 다수 개의 코일스프링 마운트와;

상기 상부채널과 하부채널 사이에 설치되고 진동 발생시 회동하여 지지력을 상실하는 다수 개의 회동 지지부재와;

지면이나 건축물의 바닥면 위에 설치되어 상기 상부채널을 상하로 이동시키는 다수 개의 유압 실린더를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 코일스프링 마운트는, 일정 지름의 와이어가 나선형으로 감긴 원통형 코일스프링과, 상기 코일스프링의 상부에 결합하여 이웃하는 와이어 사이에 일정한 간격이 유지되도록 고정하는 상부고정대와, 상기 코일스프링의 하부에 결합하여 이웃하는 와이어 사이에 일정한 간격이 유지되도록 고정하는 하부고정대로 이루어진다.

상기 상부채널은, 상면에는 다수 개의 배전반의 베이스가 결합하고 저면에는 다수 개의 코일스프링 마운트가 결합하도록 다수 개의 체결볼트가 관통하는 체결 공이 형성된 상부 결합 판과, 상기 상부 결합 판의 양단으로부터 아래 방향으로 수직으로 연장된 두 개의 상부 차폐판을 포함하여 이루어진다.

상기 하부채널은, 상면에는 다수 개의 코일스프링 마운트가 결합하도록 다수 개의 체결볼트가 관통하는 체결 공이 형성된 하부 결합 판과, 상기 하부 결합 판의 양단으로부터 아래 또는 위쪽으로 수직연장된 하부 차폐판을 포함하여 이루어진다.

상기 상부채널과 하부채널은 다수 개의 배전반을 설치할 수 있도록 사각 틀 형상의 평면 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 회동 지지부재는, 상기 상부채널의 하면에 고정되고 곡면이 아래를 향하는 상부 금속반구와; 상기 하부채널의 상면에 고정되고 곡면이 상부를 향하는 하부 금속반구와; 상단은 상부 금속반구의 곡면에 점 접촉하는 곡면이 형성되고 하단은 하부 금속반구의 곡면에 면 접촉하는 원호 홈이 형성된 소정 길이의 지지봉을 포함하여 이루어진다.

상기 하부 금속반구와 지지봉 사이에는 소정 길이의 탄성부재가 더 설치된다.

상기 탄성부재는 하부 금속반구의 중심에 수직으로 형성된 관통 홀을 관통하여, 상기 지지봉의 하단을 통해서 안쪽으로 일정 길이 형성된 삽입 홀에 삽입하되, 그 상단은 상기 지지봉에 고정되고 하단은 하부 금속반구에 고정된다.

상기 탄성부재는, 소정 길이의 압축스프링으로 지지봉이 회동하면 그 길이가 늘어나고 휘어질 수 있으며 그 복원력에 의해서 지지봉을 하부 금속반구 위에 수직으로 세울 수 있는 것을 특징으로 한다.

이어, 상기 유압 실린더는 상부채널을 상하로 이동시킬 수 있도록 구성된다.

본 발명의 무방향 탄성지지대를 구비한 내진형 배전반은 지진 등과 같이 광범위한 외부의 진동이나 충격이 가해질 경우, 베이스의 하부영역에 설치된 다수 개의 무방향 탄성지지대가 지진파의 상하 진동뿐만 아니라 좌우방향의 진동을 효과적으로 흡수 및 완충함으로써 외부로부터 인가되는 지진파의 진동과 충격을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 하나 또는 다수 개의 스프링 마운트가 상부채널과 하부채널 사이에 설치되어 있으므로 이들 다수 개의 스프링 마운트를 베이스와 지면 사이에 설치하기가 용이하고, 하나의 상부채널 위에 다수 개의 배전반이 설치되기 때문에 배전반 사이의 결선이나 부스 바가 손상되는 것을 방지할 수 있다.

아울러, 본 발명의 배전반은, 외부의 진동이나 충격이 가해질 경우에는 회동 지지부재가 회동하여 스프링 마운트가 외부 진동이나 충격을 흡수할 수 있도록 하고, 평상시 즉, 외부 진동이나 충격이 없는 경우에는 회동 지지부재가 수직으로 세워져서 상부채널을 지지함으로써 스프링 마운트에 배전반의 하중이 가해지지 않도록 스프링 마운트의 탄성력이 소실되는 것을 방지하고 내구성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 무방향 탄성지지대가 구비된 내진형 배전반을 보여주는 정면도이고,
도 2는 도 1에 도시된 본 발명에 따른 무방향 탄성지지대가 구비된 내진형 배전반을 보여주는 평면도이며,
도 3은 본 발명의 무방향 탄성지지대가 구비된 내진형 배전반의 구성을 도시한 사시도이고,
도 4는 본 발명의 무방향 탄성지지대가 내진형 배전반의 구성을 분해하여 도시한 분해 사시도이며,
도 6은 본 발명에 따른 무방향 탄성지지대를 보여주는 분해 사시도이고,
도 7은 본 발명에 따른 코일스프링 마운트의 일 실시 예를 보여주는 분해 사시도이며,
도 8 및 도 9는 본 발명의 무방향 탄성지지대의 구성을 개략적으로 보여주는 확대 단면도이고,
도 9는 본 발명에 따른 회동 지지부재의 구성과 작용을 보여주는 단면도이며,
도 10은 본 발명에 따른 코일스프링 마운트의 다른 실시 예를 보여주는 사시도이며,
도 11 및 도 12는 본 발명의 내진형 배전반에 수평 및 수직의 진동이 가해지는 경우의 내진동작과정을 도시한 설명도이고,
도 13은 종래 배전반의 구성을 도시한 개략도이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 무방향 탄성지지대를 구비한 내진형 배전반의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.

먼저, 도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 무방향 탄성지지대를 구비한 내진형 배전반(1)(이하‘내진형 배전반’라고 한다)은 내부에 배전 기기를 내부에 수용하는 함체로 이루어진 다수 개의 함체(100)와, 함체(100)의 하부영역에 결합하는 베이스(200)와, 다수 개의 베이스(200)와 지면 사이에 설치되어 지면으로부터 가해지는 진동 및 충격에 의해서 탄성 변형되는 무방향 탄성지지대(300)를 포함한다.

함체(100)는 직육면체의 형태로 이루어져 내부에 전력의 수 배전에 필요한 각종 전기기기들이 수납되고, 전면에는 개폐가능하게 도어(104)가 설치된다. 함체(100)는 골격프레임(110)을 포함하여 구성된다.

골격프레임(110)은 바닥과 천정을 형성하는 복수의 수평프레임(112)과, 직사각형 프레임 형태의 전후좌우 측면을 형성하는 복수의 수직프레임(114)으로 이루어진다. 바닥면에 위치하는 수평프레임(112)에는 베이스결합볼트(112b)가 삽입되는 볼트체결공(112a)이 구비된다.

베이스(200)는 함체(100)의 하부영역에 구비되며 함체(100)와 무방향 탄성지지대(300)를 상호 연결한다. 또한, 베이스(200)는 충분한 내구성과 강성을 지니는 강재로 구비되어 내진성을 높여준다.

베이스(200)는 단면형상이 'ㄷ'자 형상을 갖는 복수개의 베이스 본체(210)가 사각형을 이루도록 배치되고, 베이스 본체(210)의 모서리 영역에는 이들을 연결하는 연결부재(220)가 구비된다. 전체적으로 베이스(200)는 사각의 틀 형태로 이루어진다.

베이스 본체(210)의 상면에는 베이스결합볼트(112b)가 결합하는 상부체결공(230)이 구비되고, 베이스 본체(210)의 하면에는 결합볼트(240)가 결합하는 하부체결공(250)이 구비된다. 상부체결공(230)은 수평프레임(112)을 관통하여 삽입된 베이스결합볼트(112b)가 체결되어 베이스 본체(210)와 함체(100)가 상호 고정되도록 한다.

하부체결공(250)은 결합볼트(240)가 삽입되어 무방향 탄성지지대(300)에 결합된다. 이에 따라 베이스(200)에 의해 함체(100)과 무방향 탄성지지대(300)가 서로 고정 결합된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 무방향 탄성지지대(300)는 베이스(200)의 하부영역에 결합하여 진동 및 충격을 감소시켜 지진 등에 의해 함체(100)가 손상되거나 함체(100) 내부의 단위 기기가 손상되는 것을 방지한다.

이를 위해서 무방향 탄성지지대(300)는, 다수 개의 베이스(200)의 하면에 결합하고 다수 개의 함체(100)를 지지하는 상부채널(310)과, 상기 상부채널(310)에 대응하며 지면이나 건축물의 바닥면 위에 고정되는 하부채널(320)과, 상기 상부채널(310)과 하부채널(320) 사이에 설치되어 지면으로부터 전달되는 진동 및 충격을 흡수하는 다수 개의 코일스프링 마운트(330)와, 상기 상부채널(310)과 하부채널(320) 사이에 설치되고 진동 발생시 회동하여 지지력을 상실하는 다수 개의 회동 지지부재(400)와, 지면이나 건축물의 바닥면 위에 설치되어 상기 상부채널(310)을 상하로 이동시키는 다수 개의 유압 실린더(500)를 포함하여 이루어진다.

상기 코일스프링 마운트(330)는, 도 5 및 도 6에서 보는 바와 같이, 일정 지름의 와이어(351)를 나선형으로 감아서 원통 형상으로 만든 코일스프링(350)과, 상기 코일스프링(350)의 상부에 결합하여 이웃하는 와이어(351) 사이가 일정한 간격을 유지하도록 고정하는 상부고정대(341)와, 상기 코일스프링(350)의 하부에 결합하여 이웃하는 와이어(351) 사이에 일정한 간격이 유지되도록 고정하는 하부고정대(345)로 이루어진다.

이때, 코일스프링(350)은, 그 길이방향이 지면과 평행이 되도록 횡 방향으로 설치한다. 이에 따라 원통형 코일스프링(350)은 상하 방향의 종 진동뿐만 아니라 좌우 또는 전후방향의 횡 진동을 효과적으로 흡수할 수 있다. 즉, 종래의 내진스프링은 지면과 수직으로 설치하기 때문에 상하의 종 방향 진동은 비교적 잘 흡수할 수 있으나 횡 방향의 진동에 대해서는 취약하다는 단점이 있었다.

그리고 상부고정대(341)와 하부고정대(345)는 코일스프링(350)의 길이와 같거나 유사한 길이를 갖는 금속 바로, 코일스프링(350)의 상부와 하부에 각각 설치되고, 다수 개의 와이어(351)가 관통하도록 전후방향으로 다수 개의 관통공(352)이 일정 간격으로 형성된다.

또한, 상부고정판(342,343)과 하부고정판(346,347)에는 체결볼트가 관통하는 다수 개의 체결공(342b)이 상하방향으로 관통되게 형성되어 있다. 따라서 상부고정판(342,343)과 하부고정판(346,347)은 다수 개의 체결볼트를 이용하여 코일스프링(350)의 상부 및 하부에 각각 결합할 수 있다.

도 2 및 도 5 그리고, 도 7을 참조하면, 상기 코일스프링 마운트(330)의 상부에는 상부채널(310)이 구비되고 하부에는 하부채널(320)이 구비된다.

도 2 및 도 5에서 보는 바와 같이, 무방향 탄성지지대(300)는 사각 틀 형상으로 이루어진 상부채널(310)과 하부채널(320)로 이루어진다. 상부채널(310)은 다수 개의 코일스프링 마운트(330)를 설치할 수 있도록 소정 폭과 길이를 갖는 상부결합판(311)과, 상부결합판(311)의 양측 가장자리로부터 아래 방향으로 수직으로 연장된 2개의 상부차폐판(313)으로 이루어진다. 상부결합판(311)에는 다수 개의 베이스(200)를 결합하기 위한 다수 개의 체결볼트가 관통하는 체결공(311a)이 형성된다. 따라서 상부채널(310)의 상면에는 다수 개의 베이스(200)를 통해서 다수 개의 함체(100)가 설치된다. 이때 각 함체(100)는 이웃하는 함체(100)와 부스 바를 통해서 전기적으로 연결된다.

하부채널(320) 또한 상부채널(310)과 마찬가지로 사각 틀 형상으로 이루어지고, 다수 개의 코일스프링 마운트(330)를 설치할 수 있는 소정 폭을 갖는 하부결합판(321)과, 하부결합판(321)의 양측 가장자리로부터 위쪽으로 수직으로 연장되거나 또는 아래쪽으로 연장되는 2개의 하부차폐판(323)으로 이루어진다. 그리고 하부결합판(321)에는 다수 개의 앵커볼트(325) 및 체결볼트가 관통하는 다수 개의 체결공(321a)이 형성된다. 따라서 하부결합판(321)은 지면이나 건축물의 바닥면에 고정되고, 그 상면에는 다수 개의 코일스프링 마운트(330)가 설치된다.

베이스 본체(210)를 관통하여 삽입된 결합볼트(240)는 상부결합판(311)의 결합공(311a)을 관통하여 코일스프링(350)의 상부지지대(341)에 결합한다. 그리고 지면에 매립되는 지면매립볼트(325)는 코일스프링(350)의 하부지지대(345)를 관통하여 하부채널(320)의 하부결합판(321)에 형성된 관통공(321a)을 관통하여 결합한다.

지면매립볼트(325)는 하부결합판(321)을 관통하여 삽입되어 하부영역으로 일정길이 연장 형성되고, 지면 내부에 깊이 삽입된다. 그리고 지면매립볼트(325)의 단부 영역은 일정길이 구부러져 지면 내부에 삽입된 상태가 유지되도록 한다. 이에 의해 외부에서 큰 진동이 발생하더라도 하부채널(320)이 지면에 단단히 고정될 수 있다.

따라서 상부채널(310)과 하부채널(320) 사이에는 다수 개의 코일스프링 마운트(330)가 설치된다. 이때, 코일스프링 마운트(330)의 코일스프링(350)이 충분한 크기로 이루어지면 상부채널(310)의 상부차폐판(313)과 하부채널(320)의 하부차폐판(323) 사이에는 충분한 간격이 생긴다. 즉, 진동에 의해서 코일스프링 마운트(330)의 압축 변경되는 경우에도 상부채널(310)과 하부채널(320)이 서로 간섭받지 않고 진동할 수 있도록 한다. 이에 따라 코일스프링 마운트(330)도 간섭 없이 자유롭게 상하좌우로 압축하거나 팽창할 수 있도록 한다. 즉, 상부채널(310)은 다수 개의 코일스프링 마운트(330)에 의해서 상하 및 전후좌우로 진동가능하게 지탱되는 것이다.

상술한 바와 같이, 상기 상부채널(310)과 하부채널(320) 사이에 설치된 코일스프링(350)은 지면을 통해 전달되는 지진파의 진동에 따라 탄성 변형되어 진동 및 충격을 흡수하고, 상부채널(310)에 설치된 다수 개의 함체(100)는 상부채널(310)과 함께 일체로 진동하기 때문에 함체(100) 간의 충돌이나 함체(100) 사이의 부스 바가 손상되는 것을 방지한다.

이어, 도 9는 상부채널(310)과 하부채널(320) 사이에 설치되는 회동 지지부재(400)의 구조를 보여주는 것이고, 도 7 및 8은 상부채널(310)과 지면이나 바닥면 사이에 설치된 유압실린더(500)와 회동 지지부재(400)의 작용을 보여주는 것이다. 도면에서는 유압실린더(500)가 지면에 일정 깊이 매립되어 있으나 지표면이나 하부채널(320) 위에 설치되는 것도 가능하다.

회동 지지부재(400)는 상부채널(310)의 하면에 곡면이 아래를 향하도록 설치된 상부 금속반구(410)와, 하부채널(320)의 상면에 곡면이 상부를 향하도록 설치된 하부 금속반구(420)와, 상기 상부 금속반구(410)와 하부 금속반구(420) 사이에 설치되고 그 상단은 상부 금속반구(410)의 곡면(411)에 점 접촉하는 곡면이 형성되며 그 하단은 하부 금속반구(420)의 곡면(421)에 면 접촉하도록 원호 홈(433)이 일정 깊이로 형성된 소정 길이의 지지봉(430)을 포함하여 이루어진다.

그리고 하부 금속반구(410)와 지지봉(430) 사이에는 소정 길이의 탄성부재(450)이 더 설치되는데, 상기 탄성부재(450)의 하부는 하부 금속반구(420)의 중심을 관통하여 수직으로 형성된 관통 홀(425)을 관통하여 설치되고, 상부는 상기 지지봉(430)의 하단을 통해서 안쪽으로 일정 길이 형성된 삽입 홀(435)에 삽입하되, 그 상단은 지지봉(430)의 삽입 홀(435) 내부에 고정되고 하단은 하부 금속반구(420)의 관통 홀(425)에 삽입된 상태에서 일체로 고정된다.

도시된 바와 같이, 상부 금속반구(410)와 하부 금속반구(420)에는 소정 크기의 플랜지(416)(426)가 일체로 형성되고, 이 플랜지(416)(426)에 형성된 다수 개의 볼트구멍에 볼트를 체결하여 상부채널(310)이나 하부채널(320)에 고정한다.

그리고 상기 탄성부재(450)는, 소정 길이의 압축스프링으로서, 그 상단은 상부 체결 구(452)를 통해 상부 금속반구(410)에 고정되고 그 하단은 하부 체결 구(454)를 통해서 하부 금속반구(420)에 고정된다.

따라서 상기 지지봉(430)이 상부 금속반구(410)와 하부 금속반구(420) 사이에 수직으로 세워지면 그 상단은 상부 금속반구(410)의 곡면과 점 접촉하고, 그 하단은 하부 금속반구(420)의 곡면과 면 접촉하여 상부채널(310)을 지지할 수 있게 된다. 그러나 만약 지지봉(350)의 상면과 상부 금속반구(410) 사이의 점 접촉이 어긋나면 상부 채널(310)의 하중을 받아서 지지봉(350)이 회동하게 된다. 그러면 지지봉(350)이 지지력이 상실되어 상부채널(310)이 상하 또는 전후좌우로 자유롭게 움직일 수 있게 된다. 물론 이때에는 상부채널(310)의 하부에 설치된 다수 개의 코일스프링 마운트(330)가 코일스프링(350)의 탄성을 이용하여 상부채널(310)을 지지하게 된다.

이와 같이, 회동 지지부재(400)는 지진 등과 같은 진동이 없는 상태에서는 상부채널(310)을 지지하여 함체(100)의 하중이 코일스프링(350)으로 전달되지 않도록 한다. 이와 같이, 코일스프링(350)이 함체(100)의 하중이 직접 받지않게 됨으로써 과도한 피로에 의해서 코일스프링(350)의 탄성이 쉽게 소실되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 코일스프링 마운트(330)에 함체(100)의 하중이 장시간 가해지면 코일스프링(350)의 탄성력이 빨리 소실되어 지진 발생시 그 충격을 제대로 흡수할 수 없게 된다. 따라서 본 발명은 평상시에는 상부채널(320)을 회동 지지부재(400)를 통해 지지하여 코일스프링 마운트(330)를 보호하는 대신에 지진 발생시에는 회동 지지부재(400)가 지지력을 제거하여 지진파 등의 충격을 코일스프링 마운트(330)가 완충할 수 있도록 하는 것이다.

이를 위해서, 상기 회동 지지부재(400)의 지지봉(430)은 약간의 진동에 의해서도 상부 금속반구(410)와의 점 접촉을 벗어날 수 있도록 구성된다. 또한, 상기 회동 지지부재(400)의 지지봉(430)은 지진 등의 진동이 멈추면 다시 복귀하여 상부채널(310)을 지지할 수 있도록 탄성 복원력을 갖도록 한다. 즉, 지지봉(430)이 일 측으로 회동하면 그 아래에 설치된 탄성부재(450)의 길이가 늘어나면서 탄성력이 생기게 되므로 지지봉(430)을 누르고 있던 상부채널(310)이 상승하면, 지지봉(430)은 탄성부재(450)의 복원력에 의해서 다시 수직으로 세워지게 된다. 그리고 수직으로 세워진 지지봉(430) 위에 상부 금속반구(410)의 곡면이 점 접촉함으로써 상부채널(310)을 다시 지지하게 된다.

상기 유압실린더(500)는 상부채널(310)을 일정 구간 승강시켜서 상부 반부(410)와 하부 금속반구(420) 사이에 지지봉(430)을 끼울 수 있게 한다. 상기 유압실린더(500)는 유압에 의해서 작동하는 통상의 실린더로서, 상부에는 상하로 일정 길이 돌출하는 로드(510)가 설치되어 상부채널(310)의 하면과 접촉할 수 있도록 한다. 그리고 상기 로드(510)에는 로드(510)의 신장 및 수축길이를 계측할 수 있도록 접촉센서(540)가 설치된다.

따라서 유압실린더(500)는 일정 구간에서 로드(510)를 신장시켜 상부채널(310)을 상승시킬 수 있다. 즉, 상기 로드(510)는 지지봉(430)이 수직으로 세워질 수 있는 높이까지 상부채널(310)을 상승시킨 다음 로드(510)를 수축시켜 지지봉(430)이 상부채널(310)과 하부채널(320) 사이에 고정되도록 한다. 그런 다음 상기 로드(510)를 완전히 수축시켜 진동시 상부채널(310)과 충돌하는 것을 미리 방지한다. 유압실린더(500)는 압유를 공급하거나 배출시켜서 작동된다. 따라서 발명에 따른 사각 틀 형상의 무방향 탄성지지대(300)에는 다수 개의 유압실린더(500)에 압유를 균등하게 공급하기 위한 유압펌프(510)와 유압호스(520)가 구비된다.

또한, 상기 하부 금속반구(420)의 상면에는 지지봉(430)의 원호 홈(433)과 접촉가능하도록 도시되지 않은 센서가 설치될 수 있다. 이 센서는 지지봉(430)이 회동하여 원호 홈(330)의 위치가 변경되었음을 제어부에 알려주고, 제어부는 이 신호를 받아서 유압실린더(500)를 작동시킬 수 있도록 구성할 수 있다. 아울러 제어부는 도시되지 않은 지진발생 경보장치와 연결되어 지진이 발생한 시점으로부터 일정시간 동안은 유압실린더의 작동을 정지시킬 수 있다.

도 10은 본 발명에 따른 코일스프링 마운트의 다른 실시 예를 보여주는 사시도이다. 도시된 바와 같이, 본 실시 예에 따른 코일스프링 마운트(360)는 한 쌍의 직선형 와이어(151)가 대각선 방향으로 교차하게 설치되는 교차형 스프링(365)과, 상기 교차형 스프링(365)의 상부와 하부에 각각 설치되는 상부지지대(361)와 하부지지대(366)로 이루어진다. 이에 따라 상기 교차형 스프링(365)은 수직방향 또는 수평방향으로 탄성 변형되어 지진에 의한 진동 및 충격을 흡수할 수 있다. 따라서 하나 또는 다수 개의 코일스프링 마운트(360)는 상부채널(310)과 하부채널(320) 사이에 다수 개가 배치되어 진동 및 충격을 흡수한다.

한편, 무방향 탄성지지대(300)와 하부커버(320) 사이에 진동흡수부재(미도시)가 추가로 더 구비될 수 있다. 진동흡수부재(미도시)는 일정두께의 고무패드 또는 점탄성 테이프로 구비될 수 있다.

이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 내진형 배전반(1)에 지진으로 인한 충격 및 진동이 인가되면, 도 11 및 도 12에서 보는 바와 같이 무방향 탄성지지대(300)가 진동을 흡수 및 완화시켜 함체 및 함체 내부에 설치된 기기를 보호하게 된다.

예를 들어, 도 11에서 보는 바와 같이, 지면에 수평 방향의 진동이 발생하면, 코일형 스프링(350)의 와이어(351)가 진동방향에 따라서 길이방향으로 탄성 변형하여 하부채널(320)의 진동을 흡수하게 된다. 따라서 하부채널(320)이 좌우로 진동하는 경우라도 상부채널(310)은 좌우로 흔들리지 않거나 약하게 흔들린다. 또한, 본 발명에 따른 상부채널(310)은 다수 개의 함체(100)와 함께 움직이기 때문에 함체(100) 간 충돌이나 함체(100) 사이에 설치된 부스 바가 손상되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 도 12에 도시된 바와 같이 지진으로 인한 충격 및 진동이 수직 및 좌우방향으로 인가되면, 코일스프링(350)의 와이어(351)가 좌우 및 상하로 탄성 변형된다. 따라서 이 경우에도 다수 개의 코일스프링(350)의 작용으로 지면으로부터 전달되는 진동이 흡수 및 완화되어 함체가 파손되거나 함체 내부의 단위 기기가 손상되는 것을 방지할 수 있다.

특히, 본 발명에 따른 무방향 탄성지지대(300)는 설정치 이상의 큰 폭의 진동이 발생하면, 상부채널(310)의 상부차폐판(313)과 하부채널(320)의 하부차폐판(323)이 서로 충돌하여 진동을 억제하는 스토퍼 역할을 한다. 이를 위해서 상부채널(310)과 하부채널(320)은 충분한 강도를 갖는 금속판으로 이루어지되 상부차폐판(313)과 하부차폐판(323)의 하단에는 고무재질의 댐퍼를 더 설치할 수 있다.

이상에서 설명된 본 발명의 내진형 배전반의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

1 : 내진용 배전반 100 : 함체
104 : 도어 110 : 골격프레임
112 : 수평프레임 112a : 볼트체결공
112b : 베이스결합볼트 114 : 수직프레임
200 : 베이스 210 : 베이스 본체
220 : 연결부재 230 : 상부체결공
240 : 결합볼트 250 : 하부체결공
300 : 무방향 탄성지지대 310 : 상부채널
311 : 상부결합판 311a : 결합공
313 : 상부차폐벽 320 : 하부채널
321 : 하부결합판 323 : 하부차폐벽
325 : 지면매립볼트 330,360 : 코일스프링 마운트
341 : 상부고정대 342 : 상부고정판
343 : 하부고정판 350 : 코일스프링

Claims

하면에 사각 틀 형상의 베이스가 구비된 다수 개의 배전반과;
상기 베이스가 결합하여 다수 개의 배전반을 지지하는 상부채널과;
상기 상부채널에 대응하도록 지면이나 건축물의 바닥면 위에 설치되는 하부채널과;
상기 상부채널과 하부채널 사이에 설치되어 지면으로부터 전달되는 진동 및 충격을 흡수하는 다수 개의 코일스프링 마운트와;
상기 상부채널과 하부채널 사이에 설치되어 상부채널을 지지하고 진동 발생시 회동하여 지지력을 상실하는 다수 개의 회동 지지부재와;
지면이나 건축물의 바닥면에 설치되어 상기 상부채널을 일정구간 상하로 이동시키는 다수 개의 유압 실린더를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무방향 탄성지지대를 구비한 내진형 배전반.
제 1항에 있어서,
상기 코일스프링 마운트는, 일정 지름의 와이어가 나선형으로 감긴 원통형 코일스프링과, 상기 코일스프링의 상부에 결합하여 이웃하는 와이어 사이에 일정한 간격이 유지되도록 고정하는 상부고정대와, 상기 코일스프링의 하부에 결합하여 이웃하는 와이어 사이에 일정한 간격이 유지되도록 고정하는 하부고정대로 이루어진 것을 특징으로 하는 무방향 탄성지지대를 구비한 내진형 배전반.
제 2항에 있어서,
상기 상부채널은, 상면에는 다수 개의 배전반의 베이스를 결합하고 하면에는 다수 개의 코일스프링 마운트를 결합하도록 체결볼트가 관통하는 다수 개의 체결 공이 형성된 상부 결합 판과, 상기 상부 결합 판의 양측 가장자리로부터 수직 아래로 연장된 두 개의 상부 차폐판을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 무방향 탄성지지대를 구비한 내진형 배전반.
제 3항에 있어서,
상기 하부채널은, 상면에는 다수 개의 코일스프링 마운트를 결합하고 하면은 지면에 설치하도록 체결볼트와 앵커 볼트가 관통하는 다수 개의 체결 공 및 관통 공이 형성된 하부 결합 판과, 상기 하부 결합 판의 양측 가장자리로부터 아래 또는 위로 수직 연장된 하부 차폐판을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 무방향 탄성지지대를 구비한 내진형 배전반.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 회동 지지부재는, 상기 상부채널의 하면에 곡면이 아래로 향하도록 설치된 상부 금속반구와; 상기 하부채널의 상면에 곡면이 상부를 향하는 설치된 하부 금속반구와; 상기 상부 금속반구와 하부 금속반구 사이에 개재되며 그 상단은 상부 금속반구의 곡면에 점 접촉하는 곡면이 형성되고 하단은 하부 금속반구의 곡면에 면 접촉하는 원호 홈이 형성된 소정 길이의 지지봉을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 무방향 탄성지지대를 구비한 내진형 배전반.
제 5항에 있어서,
상기 하부 금속반구와 지지봉 사이에 소정 길이의 탄성부재를 더 설치하되, 하부는 상기 하부 금속반구의 중심에 수직으로 형성된 관통 홀을 관통하여 하부 금속반구에 고정되고, 상부는 상기 지지봉의 하단을 통해 안쪽으로 일정 길이 형성된 삽입 홀에 삽입하여 고정되는 것을 특징으로 하는 무방향 탄성지지대를 구비한 내진형 배전반.
제 6항에 있어서,
상기 탄성부재는, 압축스프링으로서, 지지봉이 회동에 따라서 그 길이가 늘어나고 휘어질 수 있으며 외력이 제거되는 경우에는 그 탄성 복원력에 의해서 상기 지지봉을 하부 금속반구 위에 수직으로 세울 수 있는 것을 특징으로 하는 무방향 탄성지지대를 구비한 내진형 배전반.