KR101643987B1

KR101643987B1 - 댐핑 기능을 갖는 면진배전반

Info

Publication number: KR101643987B1
Application number: KR1020160038614A
Authority: KR
Inventors: 박봉서; 오석환; 명 옥 박
Original assignee: 주식회사 삼성파워텍; 오석환
Priority date: 2016-03-30
Filing date: 2016-03-30
Publication date: 2016-08-10

Abstract

본 발명은 댐핑 기능을 갖는 면진배전반에 관한 것으로서, 특히 지진 등의 발생시 지진파가 배전반으로 전달되는 것을 최소화하고, 외력의 감쇠시 댐핑의 효과도 발생되도록 하여 보다 신속하게 외력을 감쇠시킬 수 있는 댐핑 기능을 갖는 면진배전반에 관한 것이다.

Description

댐핑 기능을 갖는 면진배전반 { VIBRATION ISOLATION SWITCHBOARD HAVING DAMPING FUNCTION }

본 발명은 댐핑 기능을 갖는 면진배전반에 관한 것으로서, 특히 지진 등의 발생시 지진파가 배전반으로 전달되는 것을 최소화할 수 있는 댐핑 기능을 갖는 면진배전반에 관한 것이다.

일반적으로, 배전반은 산업용 전력을 사용자에게 안전하게 공급해주는 전기용 설비로서, 발전소나 변전소에서 보내진 전력을 수용가에게 수배전(受配電)할 때 전기 계통의 감시와 제어 및 보호를 위해 사용되는 장치이다.

이와 같은 배전반은 차단기나 보호 계전기 등과 같은 단위 기기를 부착, 지지하는 구조물과 단위 기기를 접속 및 연결하는 도체물의 집합체로 구성되어 있으며, 이러한 각종 전기기기들을 사각형의 철재 외함에 안전하게 절연 수납한 제품이다.

그러나 배전반은 지면에 고정 설치되기 때문에 지진 발생 시 지진파의 진동에 의하여 배전반에 구비된 함체에 변형이 발생되거나, 배전반 내부에 설치된 각종 전기기기가 파손될 수 있고, 심할 경우 배전반이 넘어질 수 있다는 문제점이 있었다.

이렇게 되면, 전력이 필요한 곳에 안정적으로 전력을 공급할 수 없게 되고, 누전 등으로 인해 감전사고 등의 문제점이 발생할 수 있다는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 최근에는 지진 등의 외력 발생시, 이를 감쇄 및 완충시키는 장치를 배전반에 설치하고 있으나, 진동감쇠가 효과적이지 못하고 그 구조 등이 복잡하다는 등의 단점이 있다.

또한 진동감쇠를 하는 과정에서 각각의 부품 상호간에 회전운동 등에 따른 마찰력이 발생하여 배전반에 진동이 전달됨으로서, 효과적으로 진동감쇠를 하지 못하고 있다.

대한민국 등록특허 제10-1441537호 대한민국 등록특허 제10-1269899호

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 지진 등의 외력작용시 배전반본체에 전달되는 외력을 보다 효과적으로 감쇠시키고, 그 구조가 비교적 간단하며, 각 부품 상호간에 마찰력이 발생하는 것을 줄여 외력이 배전반으로 전달되는 것을 최소화시킬 수 있는 댐핑 기능을 갖는 면진배전반을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 댐핑 기능을 갖는 면진배전반은, 지면에 설치되는 베이스부재와; 상기 베이스부재의 상면에 고정 결합되고, 상면에 상방향으로 개방된 중공홈이 형성되며, 측방향으로 상기 하우징의 내부와 외부를 연통시키는 연통공이 형성된 하우징과; 상기 연통공에 장착되어 상기 중공홈으로 유출입되는 공기의 유동량을 조절하는 조절밸브와; 상기 중공홈에 삽입되어 상하방향으로 승강되는 승강부재와; 상기 중공홈에 삽입 장착되어 상기 승강부재를 상방향으로 탄성지지하는 승강탄성부재와; 상기 승강부재의 상부가 삽입 배치되고, 상기 승강부재와 상호 수평방향으로 이동 가능하게 결합되는 수평가이드부재와; 상기 수평가이드부재의 상부에 결합되는 턴테이블과; 상기 턴테이블의 상부에 설치되고, 내부에 전기설비가 장착된 배전반본체;를 포함하여 이루어지되, 상기 하우징과 상기 승강부재의 상대적인 상하이동에 의해 상기 배전반본체에 상하방향으로 가해지는 외력을 감쇠시키고, 상기 승강부재와 상기 수평가이드부재의 상대적인 수평이동에 의해 상기 배전반본체에 수평방향으로 가해지는 외력을 감쇠시키며, 대면하는 상기 하우징의 내주면과 상기 승강부재의 외주면은 그 틈을 통한 공기의 유출입을 차단시키며, 상기 하우징에 대한 상기 승강부재의 승강시 상기 조절밸브를 통해 상기 중공홈 내부의 공기가 외부로 배출되면서 댐핑이 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 하우징과 승강부재와 수평가이드부재는 산화알루미늄(Al₂O₃)층이 표면에 형성되고, 상기 산화알루미늄층에는 직경이 수소보다 크고 산소보다 작은 다수개의 기공이 형성되어 있으며, 상기 기공의 내부에는 수소가 충진되어 있고, 상기 기공의 내부에 충진된 수소는 상기 기공의 입구로 산소를 끌어당겨 상기 산화알루미늄층의 표면에 산소층을 형성하며, 상기 하우징의 내주면과 상기 승강부재의 외주면은, 상기 하우징의 중공홈과 상기 승강부재의 외주면 사이에 형성된 상기 산소층에 의해 비접촉하고, 상기 승강부재의 상부와 상기 수평가이드부재는, 상기 승강부재의 상부와 상기 수평가이드부재의 내측면 사이에 형성된 상기 산소층에 의해 비접촉한다.

상기 중공홈이 형성된 상기 하우징의 내주면과 상기 중공홈에 삽입되는 상기 승강부재의 외주면 사이에 형성된 상기 산소층에 의해, 상기 하우징의 내주면과 상기 승강부재의 외주면 사이의 틈을 통한 공기의 유출입이 차단되어 밀폐된다.

상기 승강부재의 상부와 상기 수평가이드부재 사이에 배치되어 상기 승강부재 또는 수평가이드부재의 수평이동시 탄성변형되었다가 탄성복원력에 의해 상기 승강부재 또는 수평가이드부재를 원위치로 복원시키는 탄성복원부재;를 더 포함하여 이루어진다.

상기 승강부재는, 하부가 상기 하우징의 내부에 삽입 배치되는 피스톤부와; 상기 피스톤부의 상부에 결합되고, 상기 수평가이드부재에 삽입 배치되는 수평슬라이더;를 포함하여 이루어지며, 상기 탄성복원부재는 상기 수평슬라이더와 상기 수평가이드부재 사이에 삽입 배치된다.

상기 수평가이드부재는, 상기 턴테이블에 결합되고 상기 수평슬라이더보다 크게 형성된 상부지지대와; 상기 상부지지대에서 하방향으로 돌출되어 결합된 수직지지대와; 상기 수직지지대에서 상기 피스톤부가 배치된 안쪽방향으로 절곡된 하부지지대;로 이루어지되, 상기 하부지지대에는 상기 피스톤부의 상부가 관통하는 삽입공이 형성되고, 상기 삽입공의 직경은 상기 피스톤부의 직경보다 크게 형성되며, 상기 상부지지대, 수직지지대 및 하부지지대에 의해 형성된 유동공간에는 상기 수평슬라이더가 배치되며, 상기 탄성복원부재는 상기 유동공간 내부에 배치된다.

상기 삽입공의 직경은 상기 수평슬라이더의 직경보다 작다.

상기 탄성복원부재는 자체 탄성력을 갖는 재질로 이루어지고 중공 형상으로 이루어지되, 상기 탄성복원부재의 상면 또는 하면에는 링 형상의 탄성변형홈이 형성된다.

상기 턴테이블의 상면에는 상기 배전반본체가 안착되는 안착홈이 오목하게 형성된다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 댐핑 기능을 갖는 면진배전반에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

지진 등의 외력작용시 배전반본체에 전달되는 외력을 보다 효과적으로 감쇠시키고, 그 구조가 비교적 간단하며, 각 부품 상호간에 마찰력이 발생하는 것을 줄여 외력이 배전반으로 전달되는 것을 최소화시킬 수 있다.

그리고, 하우징의 중공홈의 내부에 존재하는 공기가, 승강부재의 상승 또는 하강시 연통공 및 조절밸브를 통해 배출되거나 유입되면서 상하방향으로 댐핑효과를 얻을 수 있다.

또한, 수평이동부재의 유동공간의 내부에 탄성복원부재를 삽입 배치하여 수평방향으로 외력을 감쇠시키도록 함으로써, 종래에 스프링을 이용하여 수평방향의 외력을 감쇠시키면서 원상복원했던 구조에서 발생되는 스프링의 꼬임 현상 등을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 면진배전반의 측면구조도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하우징, 승강부재 및 수평이동부재의 분해사시도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 면진배전반의 단면구조도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 산화알루미늄층에 따른 작동과정을 설명하기 위한 설명도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 면진배전반의 상하방향 진동감쇠를 도시한 작동과정도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 면진배전반의 수평방향 진동감쇠를 도시한 작동과정도.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 면진배전반의 측면구조도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하우징, 승강부재 및 수평가이드부재의 분해사시도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 면진배전반의 단면구조도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 산화알루미늄층에 따른 작동과정을 설명하기 위한 설명도이다.

도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 면진배전반은, 베이스부재(10)와, 하우징(20)과, 조절밸브(25)와, 승강부재(30)와, 승강탄성부재(50)와, 수평가이드부재(50)와, 탄성복원부재(60)와, 턴테이블(70)과, 배전반본체(80) 등을 포함하여 이루어진다.

상기 베이스부재(10)는 평판 형상으로 이루어지고 지면에 고정 설치된다.

상기 하우징(20)은 상기 베이스부재(10)의 상면에 고정 결합되고, 상면에 상방향으로 중공홈(21)이 개방 형성되어 있다.

그리고, 상기 하우징(20)의 측면에는 측방향으로 상기 하우징(20)의 내부와 외부를 연통시키는 연통공(22)이 형성되어 있다.

상기 조절밸브(25)는 상기 연통공(22)에 장착되어 상기 중공홈(21)으로 유입되거나 상기 중공홈(21)으로부터 배출되는 공기의 유동량을 조절한다.

즉, 상기 조절밸브(25)는 사용자의 조작에 의해 상기 연통공(22)을 통해 유동되는 공기의 유동량을 조절하여, 단위시간당 상기 중공홈(21)으로부터 배출되거나 상기 중공홈(21)으로 유입되는 공기의 양을 필요에 따라 일정하게 조절하도록 한다.

상기 승강부재(30)는 상기 중공홈(21)에 삽입되어 상하방향으로 승강되게 장착된다.

본 실시예에서 상기 승강부재(30)는, 피스톤부(31)와 수평슬라이더(32)로 이루어진다.

상기 피스톤부(31)는 원기둥 형상으로 형성되어 하부가 상기 하우징(20)의 내부에 삽입 배치된다.

상기 수평슬라이더(32)는 대략 평판 형상으로 형성되어 상기 피스톤부(31)의 상부에 결합되고, 상기 수평가이드부재(50)에 삽입 배치된다.

상기 승강탄성부재(50)는 상기 중공홈(21)에 삽입 장착되어 상기 승강부재(30)를 상방향으로 탄성지지하는 것으로써, 본 실시예에서 상기 승강탄성부재(50)를 코일스프링으로 도시하였다.

보다 구체적으로 상기 승강탄성부재(50)는 상기 피스톤부(31)의 하부에 배치되어 있다.

이러한 구조에서 상기 하우징(20)과 상기 승강부재(30)의 상대적인 상하이동에 의해, 상하방향으로 외력이 작용할 경우 상기 하우징(20)과 승강부재(30)가 상호 상대적으로 상하이동되면서 외력을 상쇄시킬 수 있게 된다.

그리고, 대면하는 상기 하우징(20)의 내주면과 상기 승강부재(30)의 외주면은 그 틈을 통한 공기의 유출입을 차단시키고, 상기 하우징(20)에 대한 상기 승강부재(30)의 승강시 상기 조절밸브(25)를 통해 상기 중공홈(21) 내부의 공기가 외부로 천천히 배출되거나 또는 외부공기가 상기 중공홈의 내부로 유입되면서 댐핑이 이루어지게 된다.

상기 하우징(20)의 내주면과 상기 승강부재(30)의 외주면에 의해 그 틈을 통한 공기의 유출입이 차단되는 구조에 대해서는 후술하기로 한다.

상기 수평가이드부재(50)는 상기 턴테이블(70)의 하부에 결합되고, 상기 승강부재(30)의 상부 구체적으로 상기 수평슬라이더(32)가 삽입 배치된다.

상기 수평가이드부재(50)는 상기 승강부재(30)와 상호 수평방향으로 이동 가능하게 결합된다.

이러한 구조에서 상기 승강부재(30)와 상기 수평가이드부재(50)의 상대적인 수평이동에 의해, 수평방향으로 외력이 작용할 경우 상기 승강부재(30)와 상기 수평가이드부재(50)가 상호 상대적으로 수평방향으로 이동하면서 외력을 상쇄시킬 수 있게 된다.

본 실시예에서 상기 수평가이드부재(50)는, 상부지지대(51)와 수직지지대(52)와 하부지지대(53)로 이루어진다.

상기 상부지지대(51)는 상기 턴테이블(70)의 하부면에 결합되고, 상기 수평슬라이더(32)보다 크게 형성된다.

상기 수직지지대(52)는 상기 상부지지대(51)에 하방향으로 돌출되어 결합된다.

상기 하부지지대(53)는 상기 수직지지대(52)에서 상기 피스톤부(31)가 배치된 안쪽방향으로 절곡되어 형성된다.

그리고, 상기 하부지지대(53)에는 상기 피스톤부(31)의 상부가 관통하는 삽입공(54)이 형성되어 있다.

상기 삽입공(54)의 직경은 상기 피스톤부(31)의 직경보다 크게 형성되어, 상기 삽입공(54)의 내부에서 상기 피스톤부(31)가 수평방향으로 이동할 수 있게 된다.

그리고, 상기 삽입공(54)의 직경은 상기 수평슬라이더(32)의 직경보다 작도록 한다.

이로 인해, 상하방향으로의 외력이 작용할 경우 상기 수평슬라이더(32)의 하부가 상기 하부지지대(53)의 상면에 걸려 상기 수평슬라이더(32)가 상기 수평가이드부재(50)로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

이때, 조립의 편의성 등을 위해, 상기 수직지지대(52)는 상기 상부지지대(51)에 나사 등을 통해 조립되어 결합되도록 함이 바람직하다.

위와 같은 상기 상부지지대(51), 수직지지대(52) 및 하부지지대(53)에 의해 상기 수평가이드부재(50)의 내부에는 유동공간(55)이 형성되고, 상기 유동공간(55)에 상기 수평슬라이더(32)가 삽입 배치된다.

경우에 따라 상기 하부지지대(53)는 생략될 수도 있다.

상기 탄성복원부재(60)는, 상기 유동공간(55)의 내부에서 상기 수평슬라이더(32)와 상기 수평가이드부재(50) 사이에 삽입 배치된다.

이러한 상기 탄성복원부재(60)는, 상기 승강부재(30)의 상부와 상기 수평가이드부재(50) 사이에 배치되어 상기 승강부재(30) 또는 수평가이드부재(50)의 수평이동시 탄성변형되었다가 탄성복원력에 의해 상기 승강부재(30) 또는 수평가이드부재(50)를 원위치로 복원시키는 역할을 한다.

상기 탄성복원부재(60)는 외력에 의해 압축되었다가 외력이 제거되면 원상태로 복원되는 재질 즉 자체 탄성력을 갖는 재질(실리콘, 스프링, 고무 등)로 이루어진다.

따라서, 상기 승강부재(30)가 수평방향으로 이동하게 되면, 상기 수평슬라이더(32)와 상기 수평가이드부재(50) 사이에 배치된 상기 탄성복원부재(60)가 압축되고, 최대 압축 이후에는 탄성복원력에 의해 상기 탄성복원부재(60)가 상기 수평슬라이더(32)를 밀어 상기 승강부재(30)가 원위치로 복원되게 된다.

이때, 상기 수평슬라이더(32)는 원형판으로 이루어지고, 상기 탄성복원부재(60)는 상기 수평슬라이더(32)의 외주면을 따라 상기 유동공간(55)에 전체적으로 배치되도록 함이 바람직하다.

본 실시예에서 상기 탄성복원부재(60)는 중공 링형상으로 이루어져 상기 승강부재(30)의 상부 즉 상기 수평슬라이더(32)의 외주면을 감싸면서 배치된다.

그리고, 상기 탄성복원부재(60)의 상면 및/또는 하면에는 링 형상의 탄성변형홈(65)이 오목하게 형성되어 있다.

이러한 상기 탄성변형홈(65)에 의해, 상기 수평가이드부재(50)의 수평이동시 상기 탄성복원부재(60) 중 상기 탄성변형홈(65)이 형성된 부위 즉 두께가 얇은 부분에서 보다 잘 압축되었다가 복원될 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

위와 같이 상기 유동공간(55)의 내부에 상기 탄성복원부재(60)를 삽입 배치하여 수평방향으로 외력을 감쇠시키도록 함으로써, 종래에 스프링을 이용하여 수평방향의 외력을 감쇠시키면서 원상복원했던 구조에서 발생되는 스프링의 꼬임 현상 등을 방지할 수 있다.

상기 턴테이블(70)은 평판 형상으로 이루어지고, 상기 수평가이드부재(50)의 상부에 결합된다.

상기 배전반본체(80)는 종래의 일반적인 배전반본체(80)와 동일한 것으로써, 내부에는 각종 전기설비가 장착되어 있고, 상기 턴테이블(70)의 상부에 설치된다.

상기 턴테이블(70)의 상면에는 상기 배전반본체(80)가 안정적으로 안착되기 위한 안착홈(71)이 오목하게 형성된다.

한편, 본 발명에서는 상기 하우징(20)과 승강부재(30)와 수평가이드부재(50)는 산화알루미늄(Al₂O₃)층(90)이 표면에 형성된 알루미늄-스칸디움합금으로 이루어지도록 한다.

일반적으로 알루미늄-스칸디움합금은 고강도의 합금으로 알려져 있는바, 중량의 상기 배전반본체(80)를 지지하는 상기 하우징(20), 승강부재(30) 및 수평가이드부재(50)가 알루미늄-스칸디움합금으로 이루어짐으로써, 상기 배전반본체(80)를 보다 안정적으로 견고하게 지지할 수 있다.

그리고, 알루미늄-스칸디움합금의 표면을 산화알루미늄층(90)으로 코팅함으로써, 내식성을 높일 수 있다.

상기 알루미늄-스칸디움합금의 표면에 형성된 상기 산화알루미늄(알루미나)층에는 다수개의 기공(91)이 형성되어 있다.

이러한 상기 산화알루미늄의 형성방법 즉 본 발명의 알루미늄-스칸디움합금의 표면처리 방법은, 열처리단계와, 설치단계와, 전기분해단계를 포함하여 이루어진다.

상기 열처리단계는, 상기 알루미늄-스칸디움합금을 450~500℃로 가열한 후 급속히 3~7℃로 냉각시키고, 이를 다시 110~130℃로 약 24시간 가열하여 후경화시키는 단계이다.

상기 열처리단계에서는 1차로 450~500℃로 가열한 후 3~7℃로 급속히 냉각시킴으로써, 알루미늄-스칸디움합금을 연질화시킨다.

그 후 이를 110~130℃로 약 24시간 가열함으로써 고강도합금으로 경질화시키게 된다.

상기 설치단계에서는, 물과 황산과 알루미늄이 혼합된 수용액이 수용된 수조에 상기 열처리단계를 마친 상기 알루미늄-스칸디움합금과 카본전극을 침지시킨다.

그리고, 상기 수용액에 침지된 상기 알루미늄-스칸디움합금을 양극에 고정하고 상기 카본전극을 음극에 고정한다.

상기 수용액에 혼합된 황산은 전기전도도를 높이는 역할을 한다.

상기 전기분해단계는 전기를 인가하여 상기 알루미늄-스칸디움합금의 표면에 산화알루미늄층(90)을 형성하는 단계이다.

위와 같은 상기 전기분해단계에 의해 상기 알루미늄-스칸디움합금의 표면에는 상기 산화알루미늄층(90)이 형성되고, 또한 전기분해를 통해 형성된 상기 산화알루미늄층(90)에는 상술한 바와 같은 다수개의 기공(91)이 형성된다.

상기 기공(91)의 직경은 수소의 크기보다 크고 산소의 크기보다 작다.

따라서, 상기 수용액의 전기분해시 발생된 수소와 산소 중 상기 기공(91)의 내부에는 수소만 충진되게 된다.

그리고, 상기 전기분해단계에서는 주기적으로 상기 수용액에 충전된 전기를 방전시키도록 한다.

상기 전기분해단계에서는 직류를 인가하여야 하는데, 위와 같이 상기 수용액에 충전된 전기를 주기적으로 방전시킴으로써, 상기 수용액에 직류전류가 계속적으로 충전되어 폭발되는 것을 방지할 수 있다.

바람직하게는, 상기 전기분해단계에서 일정시간동안 직류를 인가하다가, 미리 설정된 주기별로 교류를 인가하여 상기 수용액에 충전된 전기를 방전시키도록 함이 바람직하다.

위와 같은 상기 전기분해단계에 의해 상기 산화알루미늄층(90)의 두께를 두껍게 성장시킬 수 있고, 이를 통해 상기 기공(91)의 길이도 길게 성장시킬 수 있다.

따라서 상기 기공(91)의 내부에 보다 많은 수소가 충진되도록 할 수 있다.

상기 산화알루미늄층(90)의 형성이 완료되게 되면, 상술한 바와 같이 상기 기공(91)의 내부에는 수소만이 충진되어 있는바, 상기 기공(91)에 충진된 수소는 상기 기공(91)의 입구로 산소를 끌어당겨 상기 산화알루미늄층(90)의 표면에 산소층(92)을 형성하게 된다.

이때, 상기 기공(91)의 직경은 상기 산소의 직경보다 작기 때문에 상기 산소는 상기 기공(91)으로 들어가지 못하고, 도 4(a)에 도시된 바와 같이 상기 산화알루미늄층(90)의 표면에 상기 산소층(92)을 형성하게 된다.

위와 같은 과정을 통해, 본 발명에서 상기 하우징(20)의 내주면과 상기 피스톤부(31)의 외주면 사이에는 산소층(92)이 형성되어 상기 하우징(20)의 내주면과 상기 피스톤부(31)의 외주면은 상호 직접적으로 접촉하지 않는 비접촉상태가 되고, 상기 승강부재(30)의 상부 즉 상기 수평슬라이더(32)와 상기 수평가이드부재(50) 사이에는 산소층(92)이 형성되어 상기 수평슬라이더(32)의 표면과 상기 수평가이드부재(50)는 상호 직접적으로 접촉하지 않는 비접촉상태가 된다.

따라서, 상기 피스톤부(31)는 상기 중공홈(21)의 내부에서 상기 산소층(92)에 의해 상기 하우징(20)의 내주면과 거의 마찰없이 상하방향으로 승강될 수 있다.

또한, 상기 수평가이드부재(50)는 상기 수평슬라이더(32)와의 사이에 형성된 상기 산소층(92)에 의해 상기 수평슬라이더(32)와 거의 마찰없이 수평방향으로 이동할 수 있다.

이를 통해, 지면에서 상하방향 및/또는 수평방향으로 외력이 발생하였을 때, 외력이 마찰력에 의해 상기 배전반본체(80)로 전달되는 것을 최소화할 수 있다.

위와 같은 상기 산소층(92), 즉 상기 중공홈(21)이 형성된 상기 하우징(20)의 내주면과 상기 중공홈(21)에 삽입되는 상기 승강부재(30)의 외주면 사이에 형성된 상기 산소층(92)에 의해, 상기 하우징(20)의 내주면과 상기 승강부재(30)의 외주면 사이는 밀폐되어 그 틈을 통한 공기의 유출입이 차단되게 된다.

이를 통해 상기 중공홈(21)의 내부에 존재하는 공기는 상기 연통공(22)을 제외하고는 외부로부터 밀폐되고, 외력에 의한 상기 승강부재(30)의 승강 즉 상승 또는 하강시 상기 중공홈(21)에 존재하는 공기가 상기 연통공(22) 및 조절밸브(25)를 통해 배출되거나 유입되면서 상하방향으로 댐핑효과를 얻을 수 있다.

이때, 상기 조절밸브(25)에 의해 조절되는 공기의 유동량은 상기 배전반본체(80)의 무게, 상기 중공홈(21)의 크기, 상기 승강탄성부재(50)의 탄성계수 등에 따라 적절하게 조절되어 상하방향으로 댐핑효과가 발생될 수 있도록 한다.

이하, 상술한 구성으로 이루어진 본 발명의 작동과정에 대하여 살펴본다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 면진배전반의 상하방향 진동감쇠를 도시한 작동과정도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 면진배전반의 수평방향 진동감쇠를 도시한 작동과정도이다.

도 5 및 도 6에서는 설명을 용이하게 하기 위해 상기 배전반본체(80)가 상하방향과 수평방향으로 이동하는 경우를 도시하였지만, 실제 지진 등이 발생할 경우에는 지면이 상하방향 또는 수평방향으로 이동하게 되면, 이는 도 5 및 도 6에 도시된 것과 실질적으로 동일하게 작용된다.

즉, 지면과 상기 배전반본체(80) 중 어느 것을 고정하고 어느 것을 이동시킬 것인가의 차이지만, 실질적으로 작용되는 것은 동일하다.

먼저 상하방향의 외력이 작용하는 경우를 설명한다.

상하방향의 외력이 작용하지 않는 상태에서는 도 5(a)에 도시된 바와 같이 상기 승강부재(30)가 상승된 상태로 상기 배전반본체(80)를 지지한다.

이러한 상태에서 상기 배전반본체(80)에 상하방향의 외력이 작용하게 되면, 도 5(b)에 도시된 바와 같이 상기 배전반본체(80)는 하방향으로 이동하게 된다.

상기 배전반본체(80)에 가해진 상하방향의 외력은 상기 피스톤부(31)가 상기 중공홈(21)의 내부에서 상기 승강탄성부재(50)에 의해 탄성지지되면서 상하방향의 운동에 의해 감쇠되어 상기 하우징(20)으로 전달된다.

이때, 상기 피스톤부(31)의 외주면과 상기 하우징(20)의 내주면 사이에는 산소층(92)이 형성되어 있는바, 상호 직접적으로 접촉하지 않고 상기 산소층(92)을 통해 마찰없이 승강되어 외력이 전달되는 것을 최소화한다.

따라서, 상기 턴테이블(70)을 통해 상기 승강부재(30)로 전달되는 상하방향의 외력은 매우 약해져 상기 하우징(20)에는 거의 전달되지 않게 된다.

그리고, 하강된 상기 승강부재(30)는 압축된 상기 승강탄성부재(50)의 탄성복원력에 의해 원위치로 상승하게 된다.

또한, 상기 피스톤부(31)의 하강시 상기 중공홈(21)에 있던 공기는 상기 연통공(22)을 제외한 나머지 부분에서 밀폐되어 있기 때문에, 상기 연통공(22) 및 상기 조절밸브(25)를 통해 외부로 배출된다.

이때, 상기 피스톤부(31)의 하강에 의해 상기 중공홈(21)의 체적이 줄어드는 속도보다 상기 연통공(22) 및 조절밸브(25)를 통해 배출되는 공기의 배출체적이 작을 경우 댐핑효과가 발생하게 되고, 또한 상기 승강탄성부재(50)의 탄성복원력에 의해 상기 승강부재(30)가 상승할 때 상기 승강탄성부재(50)의 탄성복원력에 의한 상기 중공홈(21)의 체적이 증가하는 속도보다 상기 연통공(22) 및 조절밸브(25)를 통해 흡입되는 공기의 흡입체적이 작을 경우 댐핑효과가 발생하게 된다.

이를 통해, 상하방향으로 외력에 작용할 경우 상기 승강부재(30)가 오랫동안 상하방향으로 반복하여 운동하지 않고 신속하게 적은 상하반복운동으로 일정지점에 수렴할 수 있어, 상기 배전반본체(80)가 외력에 의해 계속하여 흔들리는 것을 최소화하도록 할 수 있다.

다음으로 수평방향의 외력이 작용하는 경우를 설명한다.

수평방향의 외력이 작용하지 않는 상태에서는 도 6(a)에 도시된 바와 같이 상기 수평가이드부재(50)가 수평방향으로 이동되지 않은 상태로 상기 배전반본체(80)를 지지한다.

이러한 상태에서 상기 배전반본체(80)에 수평방향의 외력이 작용하게 되면, 도 6(b)에 도시된 바와 같이 상기 배전반본체(80)는 수평방향으로 이동하게 된다.

상기 배전반본체(80)에 가해진 수평방향의 외력은 상기 수평가이드부재(50)가 상기 수평슬라이더(32)를 따라 수평방향으로 이동됨에 의해 감쇠되면서 상기 승강부재(30)로 전달된다.

이때, 상기 수평가이드부재(50)의 상부지지대(51)의 하면과 상기 수평슬라이더(32)의 상면 사이에는 산소층(92)이 형성되어 있는바, 상호 직접적으로 접촉하지 않고 상기 산소층(92)을 통해 마찰없이 수평이동되어 외력이 전달되는 것을 최소화한다.

따라서, 상기 턴테이블(70)을 통해 상기 수평가이드부재(50)로 전달되는 수평방향의 외력은 매우 약해져 상기 승강부재(30)에는 거의 전달되지 않게 된다.

그리고, 수평방향으로 상기 수평가이드부재(50)가 이동됨에 따라 상기 수평가이드부재(50)와 상기 수평슬라이더(32) 사이에 배치된 상기 복원탄성부재는 압축되고, 최대 압축 이후에는 상기 탄성복원부재(60)의 탄성복원력에 의해 상기 수평가이드부재(50)는 이동방향의 반대방향으로 이동하면서 원위치로 복원되게 되며, 이로 인해 상기 배전반본체(80)는 신속하게 본래의 위치에 정렬되게 된다.

이상에서는 상기 배전반본체(80)에 외력이 작용하여 상하방향 및 수평방향으로 이동하는 것을 설명하였지만, 지면으로부터 상하방향 및 수평방향으로의 외력이 발생하여 상기 배전반본체(80)에 전달되는 것도 실질적으로 동일한바, 이러한 동작에 의해 지면에서 상하방향 및 수평방향으로의 외력이 작용하여도 상기 배전반본체(80)는 상하방향 및 수평방향으로 거의 흔들리지 않게 된다.

이를 보다 자세하게 설명하면, 지진 등에 의해 지면에서 상하방향 또는 수평방향으로 외력이 작용하게 되면, 지면은 상하방향 또는 수평방향으로 이동하게 된다.

이로 인해, 상기 베이스부재(10)에 고정된 상기 하우징(20)은 상하방향 또는 수평방향으로 이동된다.

상기 하우징(20)에 작용하는 상하방향의 외력은 상기 승강탄성부재(50) 및 상기 승강부재(30)를 거치면서 상하운동에 의해 감쇠되어 상기 턴테이블(70)로 전달된다.

따라서 상기 턴테이블(70)을 통해 상기 배전반본체(80)로 전달되는 상하방향의 외력은 매우 약해져 상기 배전반본체(80)에는 거의 전달되지 않게 된다.

그리고 상기 하우징(20)에 작용하는 수평방향의 외력은 상기 승강부재(30) 및 수평가이드부재(50)를 거치면서 상기 승강부재(30)와 수평가이드부재(50)의 상대적인 수평운동에 의해 감쇠되어 상기 턴테이블(70)로 전달된다.

따라서 상기 턴테이블(70)을 통해 상기 배전반본체(80)로 전달되는 수평방향의 외력은 매우 약해져 상기 배전반본체(80)에는 거의 전달되지 않게 된다.

그리고, 수평방향으로의 외력이 제거되면 상기 복원탄성부재의 탄성복원력에 의해 상기 승강부재(30)가 다시 원위치로 이동하여 상기 승강부재(30) 및 하우징(20)이 본래의 위치에 정렬되게 된다.

위와 같이 본 발명은 외력의 작용시 상기 승강부재(30)와 수평가이드부재(50)의 운동에 의해 상기 배전반본체(80)에 가해지는 외력을 감쇠시키면서 동시에 댐핑효과에 의해 보다 효과적으로 안정상태로 빠르게 수렴하도록 할 수 있어, 상기 배전반본체(80)가 지진 등의 외력에 의해 파손되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명인 댐핑 기능을 갖는 면진배전반은 전술한 실시예에 국한하지 않고, 본 발명의 기술 사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

10 : 베이스부재,
20 : 하우징, 21 : 중공홈, 22 : 연통공, 25 : 조절밸브,
30 : 승강부재, 31 : 피스톤부, 32 : 수평슬라이더,
40 : 승강탄성부재,
50 : 수평가이드부재, 51 : 상부지지대, 52 : 수직지지대, 53 : 하부지지대, 54 : 삽입공, 55 : 유동공간,
60 : 탄성복원부재, 65 : 탄성변형홈,
70 : 턴테이블, 71 : 안착홈,
80 : 배전반본체
90 : 산화알루미늄층, 91 : 기공, 92 : 산소층.

Claims

지면에 설치되는 베이스부재와;
상기 베이스부재의 상면에 고정 결합되고, 상면에 상방향으로 개방된 중공홈이 형성되며, 측방향으로 하우징의 내부와 외부를 연통시키는 연통공이 형성된 하우징과;
상기 연통공에 장착되어 상기 중공홈으로 유출입되는 공기의 유동량을 조절하는 조절밸브와;
상기 중공홈에 삽입되어 상하방향으로 승강되는 승강부재와;
상기 중공홈에 삽입 장착되어 상기 승강부재를 상방향으로 탄성지지하는 승강탄성부재와;
상기 승강부재의 상부가 삽입 배치되고, 상기 승강부재와 상호 수평방향으로 이동 가능하게 결합되는 수평가이드부재와;
상기 수평가이드부재의 상부에 결합되는 턴테이블과;
상기 턴테이블의 상부에 설치되고, 내부에 전기설비가 장착된 배전반본체와;
상기 승강부재의 상부와 상기 수평가이드부재 사이에 배치되어 상기 승강부재 또는 수평가이드부재의 수평이동시 탄성변형되었다가 탄성복원력에 의해 상기 승강부재 또는 수평가이드부재를 원위치로 복원시키는 탄성복원부재;를 포함하여 이루어지되,
상기 하우징과 상기 승강부재의 상대적인 상하이동에 의해 상기 배전반본체에 상하방향으로 가해지는 외력을 감쇠시키고,
상기 승강부재와 상기 수평가이드부재의 상대적인 수평이동에 의해 상기 배전반본체에 수평방향으로 가해지는 외력을 감쇠시키며,
대면하는 상기 하우징의 내주면과 상기 승강부재의 외주면은 그 틈을 통한 공기의 유출입을 차단시키며,
상기 하우징에 대한 상기 승강부재의 승강시 상기 조절밸브를 통해 상기 중공홈 내부의 공기가 외부로 배출되거나 또는 외부공기가 상기 중공홈의 내부로 유입되면서 댐핑이 이루어지는 것을 특징으로 하는 댐핑 기능을 갖는 면진배전반.
청구항1에 있어서,
상기 하우징과 승강부재와 수평가이드부재는 산화알루미늄(Al₂O₃)층이 표면에 형성되고,
상기 산화알루미늄층에는 직경이 수소보다 크고 산소보다 작은 다수개의 기공이 형성되어 있으며,
상기 기공의 내부에는 수소가 충진되어 있고,
상기 기공의 내부에 충진된 수소는 상기 기공의 입구로 산소를 끌어당겨 상기 산화알루미늄층의 표면에 산소층을 형성하며,
상기 하우징의 내주면과 상기 승강부재의 외주면은, 상기 하우징의 중공홈과 상기 승강부재의 외주면 사이에 형성된 상기 산소층에 의해 비접촉하고,
상기 승강부재의 상부와 상기 수평가이드부재는, 상기 승강부재의 상부와 상기 수평가이드부재의 내측면 사이에 형성된 상기 산소층에 의해 비접촉하는 것을 특징으로 하는 댐핑 기능을 갖는 면진배전반.
청구항2에 있어서,
상기 중공홈이 형성된 상기 하우징의 내주면과 상기 중공홈에 삽입되는 상기 승강부재의 외주면 사이에 형성된 상기 산소층에 의해, 상기 하우징의 내주면과 상기 승강부재의 외주면 사이의 틈을 통한 공기의 유출입이 차단되어 밀폐되는 것을 특징으로 하는 댐핑 기능을 갖는 면진배전반.
삭제
청구항1에 있어서,
상기 승강부재는,
하부가 상기 하우징의 내부에 삽입 배치되는 피스톤부와;
상기 피스톤부의 상부에 결합되고, 상기 수평가이드부재에 삽입 배치되는 수평슬라이더;를 포함하여 이루어지며,
상기 탄성복원부재는 상기 수평슬라이더와 상기 수평가이드부재 사이에 삽입 배치된 것을 특징으로 하는 댐핑 기능을 갖는 면진배전반.
청구항5에 있어서,
상기 수평가이드부재는,
상기 턴테이블에 결합되고 상기 수평슬라이더보다 크게 형성된 상부지지대와;
상기 상부지지대에서 하방향으로 돌출되어 결합된 수직지지대와;
상기 수직지지대에서 상기 피스톤부가 배치된 안쪽방향으로 절곡된 하부지지대;로 이루어지되,
상기 하부지지대에는 상기 피스톤부의 상부가 관통하는 삽입공이 형성되고,
상기 삽입공의 직경은 상기 피스톤부의 직경보다 크게 형성되며,
상기 상부지지대, 수직지지대 및 하부지지대에 의해 형성된 유동공간에는 상기 수평슬라이더가 배치되며,
상기 탄성복원부재는 상기 유동공간 내부에 배치된 것을 특징으로 하는 댐핑 기능을 갖는 면진배전반.
청구항6에 있어서,
상기 삽입공의 직경은 상기 수평슬라이더의 직경보다 작은 것을 특징으로 하는 댐핑 기능을 갖는 면진배전반.
청구항6에 있어서,
상기 탄성복원부재는 자체 탄성력을 갖는 재질로 이루어지고 중공 형상으로 이루어지되,
상기 탄성복원부재의 상면 또는 하면에는 링 형상의 탄성변형홈이 형성된 것을 특징으로 하는 댐핑 기능을 갖는 면진배전반.
청구항1에 있어서,
상기 턴테이블의 상면에는 상기 배전반본체가 안착되는 안착홈이 오목하게 형성된 것을 특징으로 하는 댐핑 기능을 갖는 면진배전반.