KR101738624B1 - 전력기기용 내진 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내진 장치에 관한 것으로서, 하우징; 일측이 하우징의 내측 바닥면에 고정되고, 타측이 바닥면을 향하여 판홈이 형성되는 고정판; 일측이 판홈에 밀착되며, 타측이 상측으로 반구 형상으로 돌출 되어 지진하중에 따라 판홈의 판면을 따라 이동하는 반구 베어링; 및일측에 반구 베어링의 형상에 대응되는 반구홈이 형성되어 반구 베어링의 일영역을 수용하고, 타측에 연결판이 형성되어 하우징 내에서 반구 베어링과 함께 이동하는 이동판;을 포함한다.
본 발명에 의하면, 지진하중에 대해서 고정판 내부에 형성된 판홈을 따라 반구 베어링과 이동판이 이동하면서 전달되는 하중을 수평변위를 통해서 소산시킴으로서 내진 장치에 연결된 전력기기에 전달되는 하중을 감소시킬 수 있어 전력기기의 파손 또는 전력기기가 건축물 내부에서 전도되는 현상을 방지할 수 있다.
또한, 이동판 내부에 판홈이 원형으로 형성됨으로써 반구 베어링이 지진하중의 방향에 상관없이 이동되어 내진 장치의 설치 방향이 제한되지 않는다.

Description

전력기기용 내진 장치{Seismic device for electric power equipment}

본 발명은 전력기기용 내진 장치에 관한 것으로서, 지진하중에 대해서 전력기기를 보호할 수 있는 전력기기용 내진 장치에 관한 것이다.

지진은 자연재해서 지진이 일어나기 전에 미리 지진을 예측하는 것은 매우 어려운 일이다. 따라서 지진으로 인한 구조물의 붕괴사고 및 그로 인한 경제적손실을 방지하기 위하여 건축 구조물의 내진설계 및 구조물에 수용된 대중량의 물건에 대해서도 내진 설계 기준은 강화되고 있는 실정이다.

즉, 지진으로 인하여 건물의 진동이 발생할 경우, 건물 자체는 내진설계로 인하여 건물의 건전도를 확보할 수 있으나, 그 내부의 각종 전기장치나 물건들은 넘어지거나, 서로 충돌하면서 파손될 수 있다. 특히 제어반과 같은 중대형 전기장치는 외부의 진동에 취약한 제어회로, 소자, 스위치 등의 전장품으로 이루어지기 때문에 기계 구조적 강도가 매우 취약할 수 있다.

이와 같은 이유로 중대형의 전기장치는 내진구조로 설치되어야 건물의 진동에 의한 파손의 위험을 줄일 수 있도록 설계되는 것이 바람직하지만, 수배전반이나 배전반에 대한 내진장치는 적절하게 이루어지지 못할 경우 수배전반의 파손으로 인해서 전력공급의 차질이 발생할 수 있으며, 내부에 작업중인 사람에게 넘어지는 경우 인사사고 발생할 우려가 있다.

이러한 이유로 수배전반에 대한 종래기술로는 한국등록특허 제10-1155995호에서는 베이스 블록과 완충 부재를 구비한 내진기술을 개시하고 있다. 지진하중의 경우 대부분 수평방향의 하중이 큰 피해를 주는데, 개시되어 있는 한국등록특허 KR 10-1155995호는 수평방향에 지진하중에 대해서 수배전반을 격리(isiolation)시킬 수 없기 때문에 지진하중에 대한 대처 능력이 떨어지는 경향이 존재한다.

또한, 최근 경주에 발생한 규모 5.8의 지진은 대한민국도 더 이상 지진에 대해서 안전한 지형적 위치가 아님을 알려주는 것으로서, 대한민국에서도 지진에 대해 피해를 최소화하기 위해서 각별한 주의가 요구되고 있으며, 지진에 대해서 안정성을 확보하여 건축물 내부에 있는 전장품에 대해서도 안전성을 확보할 수 있는 내진장치의 필요성이 증대되고 있다.

본 발명의 목적은 건축물 내부에 배치될 수 있는 전력기기를 지진하중으로부터 보호할 수 있는 전력기기용 내진 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.

위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 전력기기용 내진 장치는 하우징; 일측이 하우징의 내측 바닥면에 고정되고, 타측이 바닥면을 향하여 판홈이 형성되는 고정판; 일측이 판홈에 밀착되며, 타측이 상측으로 반구 형상으로 돌출 되어 지진하중에 따라 판홈의 판면을 따라 이동하는 반구 베어링; 및일측에 반구 베어링의 형상에 대응되는 반구홈이 형성되어 반구 베어링의 일영역을 수용하고, 타측에 연결판이 형성되어 하우징 내에서 반구 베어링과 함께 이동하는 이동판;을 포함하며, 판홈과 반구 베어링 하면은 하방향을 향하여 오목하게 형성되고, 판홈과 반구 베어링의 하면은 동일한 곡률반경으로 형성된다.

여기서, 하우징은 이동판의 둘레방향에서 소정거리 이격되어 배치되며,이동판이 판홈을 따라 이동할 때 이동판에서 전달되는 충격을 흡수하고 이동판의 수평방향 이동거리를 제한하는 충격흡수층; 및 외주면이 하우징의 수직판 내측에 밀착되고, 내주면이 충격흡수층에 밀착되어 충격흡수층의 밀림을 방지하는 밀림방지부;를 구비할 수 있다.

여기서, 이동판은 연결판에서 하우징 상측 외부로 돌출되어 전력기기와 고정되는 고정구; 및 연결판의 상측 둘레방향을 따라 배치되어 이동판이 수평방향을 따라 이동할 때, 하우징의 상측면과 맞닿아 이동판의 틸팅각도를 제한하는 틸팅제한부;를 구비할 수 있다.

본 발명에 의한 전력기기용 내진 장치는 지진하중에 대해서 고정판 내부에 형성된 판홈을 따라 반구 베어링과 이동판이 이동하면서 전달되는 하중을 수평변위를 통해서 소산시킴으로서 내진 장치에 연결된 전력기기에 전달되는 하중을 감소시킬 수 있어 전력기기의 파손 또는 전력기기가 건축물 내부에서 전도되는 현상을 방지할 수 있다.

또한, 이동판 내부에 판홈이 원형으로 형성됨으로써 반구 베어링이 지진하중의 방향에 상관없이 이동되어 내진 장치의 설치 방향이 제한되지 않는다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전력기기용 내진 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A 방향 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전력기기용 내진 장치의 이동판이 수평방향으로 이동하여 틸팅된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전력기기용 내진 장치의 고정판, 반구 베어링 및 이동판의 분해도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.

또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서, "~상에"라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상측에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전력기기용 내진 장치의 사시도이며, 도 2는 도 1의 A-A 방향 단면도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전력기기용 내진 장치의 이동판이 수평방향으로 이동하여 틸팅된 상태를 나타내는 단면도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전력기기용 내진 장치의 고정판, 반구 베어링 및 이동판의 분해도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 전력기기용 내진 장치(10)는 건축물의 내부 또는 옥사에 설치되어 있는 수배전반과 같은 중대형의 전력기기를 지진하중으로부터 보호하는 것으로서, 하우징(100) 내부에 고정판(200), 반구 베어링(300) 및 이동판(400)이 배치되어 구성된다.

고정판(200)은 원판형상으로 형성되어 일측이 하우징(100)의 내측 바닥면에 고정되고, 타측이 바닥면을 향하여 판홈(210)이 형성되된다. 판홈(210)은 바닥면에 대해 원형으로 형성된다. 이때, 판홈(210)은 하방향을 향하여 오목한 곡률로 형성된다. 고정판(200)은 하우징(100)의 바닥면에 형성된 수용홈(110)에 고정되어 견고한 결합을 통하여 고정판(200)이 하우징(100)의 바닥면에서 수평방향으로 이동하는 것이 제한된다.

한편, 고정판(200)은 하우징(100)의 바닥면에 볼트를 통해 견고하게 고정될 수 있다. 이때, 판홈(210)은 상측에서 걸림부(211)를 형성한다. 걸림부(211)는 반구 베어링(300)이 판홈(210)을 따라 이동할 때, 걸림부(211)를 통해 반구 베어링(300)의 설정된 위치 이상으로 이동하는 것을 제한함으로써 반구 베어링(300)이 판홈(210) 내부에서 이탈하는 것을 방지할 수 있다.

반구 베어링(300)은 일측이 판홈(210)에 밀착되며, 타측이 상측으로 반구 형상으로 돌출 되어 지진하중에 따라 판홈(210)의 판면을 따라 이동한다. 이때, 판홈(210)의 바닥판은 원형으로 형성되어 있기 때문에, 반구 베어링(300)은 판홈(210)에서 지진하중의 방향에 상관없이 자유롭게 이동할 수 있다. 또한, 반구 베어링(300) 바닥면의 둘레측은 라운딩 처리될 수 있다. 따라서 반구 베어링(300)이 판홈(210)의 외주면을 향하여 이동할 때, 판홈(210)의 걸림부(211)와 맞닿게 되어도 반구 베어링(300)의 바닥 둘레측이 파손되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 판홈(210)과 반구 베어링(300) 하면은 하방향을 향하여 오목하게 형성되고, 판홈(210)의 곡률반경(r1)과 반구 베어링(300) 하면의 곡률반경(r2)은 동일하게 형성된다. 따라서 반구 베어링(300)은 지진하중으로 인해서 수평변위가 발생할 때에 동일하게 형성된 판홈(210)을 따라 원활하게 이동할 수 있게 된다.

이동판(400)은 일측에 반구 베어링(300)의 형상에 대응되는 반구홈(410)이 형성되어 반구 베어링(300)의 일영역을 수용하고, 타측에 고정판(200)과 동일한 원판형상으로 형성되는 연결판(420)이 형성된다. 이동판(400)은 반구 베어링(300)의 이동에 따라 하우징(100) 내에서 반구 베어링(300)과 함께 이동한다.

한편, 이동판(400)은 고정구(430) 및 틸팅제한부(440)를 더 구비할 수 있다. 고정부(430)는 연결판(420)에서 하우징(100) 상측 외부로 돌출되어 전력기기와 같은 구조물을 고정시키는 역할을 하는 것으로서, 지지판(431), 연결구(432) 및 고정핀(433)을 구비한다.

지지판(431)은 하우징(100)의 상측면에서 연결구(432)는 90도 간격으로 배치되어 연결판(420)의 상면과 지지판(431)의 하측을 연결시켜 연결판(420)으로부터 지지판(431)을 소정거리 이격배치시켜 견고하게 고정될 수 있다. 이때, 연결구(432)는 볼트를 통해 연결판(420)의 상면과 지지판(431)의 하측에 각각 결합될 수 있다. 고정핀(433)은 일단이 연결판(420)의 상측에 연결되어 상측으로 연장되어 지지판(431)을 관통하여 배치되어 전력기기에 고정될 수 있다. 따라서, 고정핀(433)에 삽입 고정된 전력구조물은 지진의 진동에 의한 수평하중에 대해서 전도되는 것을 방지할 수 있게 된다.

틸팅제한부(440)는 연결판(420)의 상측 둘레방향을 따라 배치되어 연결판(420)이 수평방향을 따라 이동할 때, 하우징(100)의 상측면과 맞닿아 이동판(400)의 틸팅각도를 틸팅각도를 제한할 수 있다. 따라서 수평 지진하중에 대해서 이동판(400)의 틸팅각도를 제한함으로써, 지진하중에 의해서 고정부(430)에 연결된 전력기기의 전도를 방지할 수 있다. 이때, 틸팅제한부(440)는 실리콘재질로 형성되어 하우징(100)에 전달되는 충격량을 감소시킬 수 있다.

이와 같이, 이동판(400)은 수평방향으로 작용하는 지진하중에 따라 반구 베어링(300)과 함께 판홈(210)에서 진자(pendulum)와 같이 이동하면서 틸팅(tilting)되면서 지진하중을 소산시키고 지진하중으로부터 전력기기를 격리(isolation)시킴으로써 전력기기에 지진 하중이 전달되는 것을 최소화시킬 수 있게 된다.

하우징(100)은 납작한 직육면체의 박스형상으로 형성되어 전술한 고정판(200), 반구 베어링(300) 및 이동판(400)을 수용할 수 있도록 수용공간이 형성된다. 하우징(100)의 바닥면은 외부 바닥에 고정할 수 있는 연결구가 형성될 수 있으며, 하우징(100)의 상측면에는 고정구가 돌출될 수 있도록 홀이 형성되어, 상측면에서 돌출된 고정핀(433)에 외부 전력기기가 고정된다. 또한, 하우징(100)은 내부에 수용된 반구 베어링(300) 및 이동판(400)이 수평방향을 따라 판홈(210)에서 이동할 때에 고정판(200)에서 분리되는 것을 방지할 수 있으며, 내부에서 발생하는 충격하중 등을 완충하는 역할을 하는 것으로서, 수용홈(110), 충격흡수층(120), 밀림방지부(130) 및 고정판 지지부(140)를 구비할 수 있다.

수용홈(110)은 고정판(200)을 수용할 수 있도록 하우징(100)의 바닥면에 형성되고, 고정판(200)과 대응되도록 원형으로 형성된다. 이때, 수용홈(110)의 바닥면에는 실리콘 패드(111)를 더 구비할 수 있다. 실리콘 패드(111)는 전력기기의 자중과 지진하중에 대한 완충역할을 할 수 있다.

충격흡수층(120)은 이동판(400)의 둘레방향에서 소정거리 이격 배치되며, 이동판(400)이 판홈(210)을 따라 이동할 때 이동판(400)이 걸림부(211)에 제한되어 이동이 제한될 때 이동판(400)에서 전달되는 충격을 흡수하여 이동판(400)의 수평방향 이동거리를 제한할 수 있다.

밀림방지부(130)는 외주면이 하우징(100)의 수직판 내측에 밀착되고, 내주면이 충격흡수층(120)에 밀착되어 충격흡수층(120)의 밀림을 방지하는 역할을 한다. 이때, 밀림방지부(130)는 단면 형상이 대략적으로 "ㄴ"자 형상으로 형성되며 충격흡수층(120)을 고정할 수 있는 고정홈(131)이 형성될 수 있다. 따라서 충격흡수층(120)은 별도의 연결부재 없이 밀림방지부(130)에 형성된 고정홈(131)에 삽입되어 견고한 체결상태를 유지할 수 있다.

또한, 고정판 지지부(140)는 밀림방지부(130)의 내주면과 고정판(200)의 외주면 사이에 배치되어 고정판을 지지하는 역할을 한다. 따라서, 고정판 지지부(140)는 밀림방지부(130)에 밀착고정되면서 고정판(200) 외주면을 지지하여 고정판(200)이 수용홈(110)에 견고하고 안정되도록 수용시킬 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 전력기기용 내진 장치(10)는 지진하중에 대해서 고정판 내부에 형성된 판홈을 따라 반구 베어링과 이동판이 이동하면서 전달되는 하중을 수평변위를 통해서 소산시킴으로서 내진 장치(10)에 연결된 전력기기에 전달되는 하중을 감소시킬 수 있어 전력기기의 파손 또는 전력기기가 건축물 내부에서 전도되는 현상을 방지할 수 있다.

또한, 이동판 내부에 판홈이 원형으로 형성됨으로써 반구 베어링이 지진하중의 방향에 상관없이 이동되어 내진 장치의 설치 방향이 제한되지 않는다.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명이 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

10 : 내진 장치 100 : 하우징
110 : 수용홈 120 : 충격흡수층
130 : 밀림방지부 140 : 고정판 지지부
200 : 고정판 210 : 판홈
300 : 반구 베어링 400 : 이동판
410 : 반구홈 420 : 연결판
430 : 고정구

Claims (3)

1. 하우징;
   일측이 상기 하우징의 내측 바닥면에 고정되고, 타측이 상기 바닥면을 향하여 판홈이 형성되는 고정판;
   일측이 상기 판홈에 밀착되며, 타측이 상측으로 반구 형상으로 돌출 되어 지진하중에 따라 상기 판홈의 판면을 따라 이동하는 반구 베어링; 및
   일측에 상기 반구 베어링의 형상에 대응되는 반구홈이 형성되어 상기 반구 베어링의 일영역을 수용하고, 타측에 연결판이 형성되어 상기 하우징 내에서 상기 반구 베어링과 함께 이동하는 이동판;을 포함하며,
   상기 판홈과 상기 반구 베어링 하면은 하방향을 향하여 오목하게 형성되고, 상기 판홈과 상기 반구 베어링의 하면은 동일한 곡률반경으로 형성되고,
   상기 하우징은,
   상기 이동판의 둘레방향에서 소정거리 이격배치 되며, 상기 이동판이 상기 판홈을 따라 이동할 때 상기 이동판에서 전달되는 충격을 흡수하고 상기 이동판의 수평방향 이동거리를 제한하는 충격흡수층;
   단면이 "ㄴ"자 형상으로 형성되며, 둘레면이 상기 하우징의 내주면에 밀착되고, 상기 하우징의 바닥면에 밀착된 상측에 고정홈이 형성되는 밀림방지부;
   상기 하우징의 바닥 상측면에 상기 고정판을 고정시키는 수용홈; 및
   상기 밀림방지부의 내주면과 상기 고정판 외주면 사이에 배치되어 상기 고정판을 상기 수용홈에 안정적으로 수용시키는 고정판 지지부;를 포함하며,
   상기 충격흡수층은,
   일단이 상기 고정홈에 삽입되고, 타단이 상기 하우징의 상측면에 밀착되는 것을 특징으로 하는 전력기기용 내진 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 이동판은,
   상기 연결판에서 상기 하우징 상측 외부로 돌출되어 전력기기와 고정되는 고정구; 및
   상기 연결판의 상측 둘레방향을 따라 배치되어 상기 이동판이 수평방향을 따라 이동할 때, 상기 하우징의 상측면과 맞닿아 상기 이동판의 틸팅각도를 제한하는 틸팅제한부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 전력기기용 내진 장치.

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