KR101752842B1 - 내진 기능을 갖는 수배전반 - Google Patents

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KR101752842B1 KR1020170026182A KR20170026182A KR101752842B1 KR 101752842 B1 KR101752842 B1 KR 101752842B1 KR 1020170026182 A KR1020170026182 A KR 1020170026182A KR 20170026182 A KR20170026182 A KR 20170026182A KR 101752842 B1 KR101752842 B1 KR 101752842B1
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Abstract

내진 기능을 갖는 수배전반은 수배전반 외함, 오목형 평면스프링, 볼록형 평면스프링 및 내진 구조체를 포함한다. 오목형 평면스프링은 수배전반 외함을 탄성 지지하여 하부를 통해 수배전반 외함에 작용하는 충격력을 완충한다. 볼록형 평면스프링은 오목형 평면스프링을 탄성 지지하여 하부를 통해 오목형 평면스프링에 작용하는 충격력을 완충한다. 내진 구조체는 오목형 평면스프링과 볼록형 평면스프링 사이에 설치되어 수배전반 외함에 작용하는 충격력을 완충한다. 여기서, 오목형 평면스프링은, 수배전반 외함의 바닥부를 커버할 수 있는 크기를 갖고, 4개의 오목부들이 사각형상을 정의하도록 형성된 제1 오목플레이트; 및 제1 오목플레이트보다 작은 크기를 갖고서 제1 오목플레이트 위에 배치되고, 4개의 오목부들이 사각형상을 정의하도록 형성된 제2 오목플레이트를 포함한다. 볼록형 평면스프링은, 4개의 볼록부들이 사각형상을 정의하도록 형성된 제1 볼록플레이트; 및 제1 볼록플레이트보다 작은 크기를 갖고서 제1 볼록플레이트 아래에 배치되고, 4개의 볼록부들이 사각형상을 정의하도록 형성된 제2 볼록플레이트를 포함한다.

Description

내진 기능을 갖는 수배전반{POWER RECEIVING AND DISTRIBUTING BOARD HAVING EARTH-QUAKE-PROOF FUNCTION}
본 발명은 내진 기능을 갖는 수배전반에 관한 것으로, 보다 상세하게는 오목형 평면스프링, 볼록형 평면스프링 및 내진 구조체를 이용하여 외부로부터 전달되는 지지 등에 의한 충격파나 진동 등을 저감시키도록 구성된 내진 기능을 갖는 수배전반에 관한 것이다.
일반적으로 빌딩이나 공장 등의 자가용 전기설비에서는 수요전력량이 많기 때문에 110V 또는 220V의 저압의 일반용 전기설비와 같이 전력회사로부터 그대로 사용할 수 있는 전기를 공급받는 것은 불가능하다. 따라서 일반적인 자가용 전기설비에서는 변전소의 배전선으로부터 3,300V 또는 6,600V의 고압을 수전하여 다시 상용전압으로 변압하여야 하고, 특히 대규모 빌딩의 자가용 전기설비에서는 22.9kV의 특고압을 수전하여 다시 상용전압으로 변압하지 않으면 안 되는데, 이러한 것을 가능하게 하는 장치가 바로 수배전반이다.
이러한 수배전반은, 변전소로부터 공급되는 고압, 특고압을 공급받기 위한 수전설비와, 변전소로부터 수전된 고압, 특고압을 상용전압으로 강압하기 위한 변전설비, 강압된 전기를 빌딩 내의 각 부의 전기기기나 조명 등으로 공급하기 위한 배전설비 및 상기 수전설비, 변전설비 및 배전설비를 수용하는 케이스를 포함하고 있고, 지면에 고정되어 설치되는 것이 일반적이다. 따라서, 종래의 수배전반은, 기계적 진동 내지 지진에 의한 진동이 수배전반으로 그대로 전달된다.
상기와 같은 수배전반이 지면에 설치되는 이유로, 기계적 진동 내지 지진에 의한 진동이나 충격 등이 발생하면 수배전반의 내부의 전력기기 및 이러한 전력기기를 상호 연결하는 배선 그리고 보호계전기 등의 전기부품이 손상 또는 파손되기 쉬우며, 이에 따라 발생된 장애에 의해 전력공급의 중단 및 화재가 야기될 수 있다.
최근 전세계 여러 지역에서 크고 작은 지진으로 인하여 수많은 인명 및 국가적인 피해가 발생하고 있으며, 비교적 안전지대로 분류되었던 우리나라에도 이러한 조짐이 발생하고 있으므로, 수배전반에 대한 내진설계가 필요한 실정이다.
이러한 점을 고려하여 개발된 스프링을 채용한 수배전반 내진장치의 경우, 상하 진동시 단순히 스프링에 의존하기 때문에 진동 흡수량에 한계가 발생하여 효율성이 매우 낮다는 지적이 있다.
한국등록특허 제10-1608689호 (2016. 04. 04. 공고)(내진 구조체) 한국등록특허 제10-1183474호 (2012. 09. 17. 공고)(판스프링을 이용한 내진 수배전 장치) 한국등록특허 제10-1274982호 (2013. 06. 10.)(고·저압 배전반, 전동기 제어반, 분전반의 내진 기능용 회전형 진동 흡수장치) 한국등록특허 제10-1561039호 (2015. 10. 12.)(방진 및 내진 성능을 갖춘 수배전반)
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에 착안한 것으로, 본 발명의 목적은 오목형 평면스프링, 볼록형 평면스프링 및 내진 구조체를 이용하여 외부로부터 전달되는 지진 등에 의한 충격파나 진동 등을 저감시키도록 구성된 내진 기능을 갖는 수배전반을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위하여 일실시예에 따른 내진 기능을 갖는 수배전반은, 수배전반 설비가 설치된 수배전반 외함; 상기 수배전반 외함의 하부에서 상기 수배전반 외함을 탄성 지지하여 하부를 통해 상기 수배전반 외함에 작용하는 충격력을 완충하는 오목형 평면스프링; 상기 오목형 평면스프링의 하부에서 상기 오목형 평면스프링을 탄성 지지하여 하부를 통해 상기 오목형 평면스프링에 작용하는 충격력을 완충하는 볼록형 평면스프링; 및 상기 오목형 평면스프링과 상기 볼록형 평면스프링 사이에 설치되어 상기 수배전반 외함에 작용하는 충격력을 완충하는 내진 구조체를 포함하되, 상기 오목형 평면스프링은, 상기 수배전반 외함의 바닥부를 커버할 수 있는 크기를 갖고, 기준면에서 바닥부를 향해 점진적으로 굴곡되어 형성된 4개의 오목부들이 사각형상을 정의하도록 형성된 제1 오목플레이트; 및 상기 제1 오목플레이트보다 작은 크기를 갖고서 상기 제1 오목플레이트 위에 배치되고, 기준면에서 바닥부를 향해 점진적으로 굴곡되어 형성된 4개의 오목부들이 사각형상을 정의하도록 형성된 제2 오목플레이트를 포함하고, 상기 볼록형 평면스프링은, 기준면에서 상기 수배전반 외함을 향해 점진적으로 굴곡되어 형성된 4개의 볼록부들이 사각형상을 정의하도록 형성된 제1 볼록플레이트; 및 상기 제1 볼록플레이트보다 작은 크기를 갖고서 상기 제1 볼록플레이트 아래에 배치되고, 기준면에서 상기 수배전반 외함을 향해 점진적으로 굴곡되어 형성된 4개의 볼록부들이 사각형상을 정의하도록 형성된 제2 볼록플레이트를 포함한다.
일실시예에서, 상기 오목형 평면스프링은, 상기 제2 오목플레이트보다 작은 크기를 갖고서 상기 제2 오목플레이트 위에 배치되고, 기준면에서 바닥부를 향해 점진적으로 굴곡되어 형성된 4개의 오목부들이 사각형상을 정의하도록 형성된 제3 오목플레이트를 더 포함할 수 있다.
일실시예에서, 상기 오목형 평면스프링은, 상기 제3 볼록플레이트보다 작은 크기를 갖고서 상기 제3 오목플레이트 아래에 배치되고, 기준면에서 상기 수배전반 외함을 향해 점진적으로 굴곡되어 형성된 4개의 오목부들이 사각형상을 정의하도록 형성된 제4 오목플레이트를 더 포함할 수 있다.
일실시예에서, 상기 볼록형 평면스프링은, 상기 제2 볼록플레이트보다 작은 크기를 갖고서 상기 제2 볼록플레이트 아래에 배치되고, 기준면에서 상기 수배전반 외함을 향해 점진적으로 굴곡되어 형성된 4개의 볼록부들이 사각형상을 정의하도록 형성된 제3 볼록플레이트를 더 포함할 수 있다.
일실시예에서, 상기 볼록형 평면스프링은, 상기 제3 볼록플레이트보다 작은 크기를 갖고서 상기 제3 볼록플레이트 아래에 배치되고, 기준면에서 상기 수배전반 외함을 향해 점진적으로 굴곡되어 형성된 4개의 오목부들이 사각형상을 정의하도록 형성된 제4 볼록플레이트를 더 포함할 수 있다.
이러한 내진 기능을 갖는 수배전반에 의하면, 수배전반 외함의 바닥부를 탄성 지지하도록 오목 형상의 오목형 평면스프링과, 상기한 오목형 평면스프링을 탄성 지지하도록 볼록 형상의 볼록형 평면스프링과, 볼록형 평면스프링의 볼록부와 오목형 평면스프링의 오목부를 관통하여 원격제어반 외함의 바닥부에 체결된 내진 구조체를 배치하므로써, 지진파와 같은 충격파가 발생되더라도 1차적으로 볼록형 평면스프링과 내진 구조체를 통해 진동을 저감시키고 2차적으로 오목형 평면스프링을 통해 진동을 저감시키므로써 지진파가 수배전반 외함에 영향을 미치는 것을 최소화시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 내진 기능을 갖는 수배전반을 개략적으로 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 오목형 평면스프링, 내진 구조체, 수배전반 외함 및 바닥의 결합 상태를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3a은 도 1에 도시된 따른 내진 구조체를 개략적으로 설명하기 위한 사시도이다. 도 3b는 도 3a에 도시된 내진 구조체를 라인 I-I'으로 절단한 단면도이다. 도 3c는 도 3a에 도시된 내진 구조체를 개략적으로 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 내진 기능을 갖는 수배전반을 개략적으로 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 제1 오목형 평면스프링, 제2 오목형 평면스프링, 내진 구조체, 수배전반 외함 및 바닥의 결합 상태를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 내진 기능을 갖는 수배전반을 개략적으로 설명하기 위한 분해 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 오목형 평면스프링(300), 내진 구조체(100), 수배전반 외함 및 바닥의 결합 상태를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 내진 기능을 갖는 수배전반은 수배전반 외함(200), 오목형 평면스프링(300), 하부 브래킷(400) 및 내진 구조체(100)를 포함한다.
수배전반 외함(200)에는 수배전반 설비가 설치된다.
오목형 평면스프링(300)은 수배전반 외함(200)의 하부에서 수배전반 외함(200)을 탄성 지지하여 지면을 통해 수배전반 외함(200)에 작용하는 충격력을 완충한다. 본 실시예에서, 오목형 평면스프링(300)은 수배전반 외함(200)의 바닥면을 커버할 수 있도록 넓은 크기와 전체적으로 사각 형상을 갖는다. 본 실시예에서 오목형 평면스프링(300)이 평면형상을 가지므로 수배전반 외함(200)의 어느 방향에서 충격파가 전달되더라도 충격력의 완충 효과를 높일 수 있다.
하부 브래킷(400)은 오목형 평면스프링(300)의 하부에 배치된다. 본 실시예에서, 하부 브래킷(400)은 한쌍이 배치된 것이 도시된다.
내진 구조체(100)는 오목형 평면스프링(300)의 바닥부와 하부 브래킷(400) 사이에 설치되어 수배전반 외함(200)에 작용하는 충격력을 완충한다. 본 실시예에서, 내진 구조체(100)는 4개가 도시된다. 2개의 내진 구조체(100)는 하나의 하부 브래킷(400)에 배치되고, 나머지 2개의 내진 구조체(100)는 다른 하나의 하부 브래킷(400)에 배치된다.
오목형 평면스프링(300)은 제1 오목플레이트(310), 제2 오목플레이트(320), 제3 오목플레이트(330) 및 제4 오목플레이트(340)를 포함한다. 본 실시예에서, 오목형 평면스프링(300)은 4개의 오목플레이트들로 구성된 것을 설명하지만, 2개의 오목플레이트들로 구성될 수도 있고, 3개의 오목플레이트들로 구성될 수도 있으며, 5개 이상의 오목플레이트들로 구성될 수도 있다.
제1 오목플레이트(310)는 수배전반 외함(200)의 바닥부를 커버할 수 있는 크기를 갖는다. 제1 오목플레이트(310)에는 기준면에서 바닥부를 향해 점진적으로 굴곡되어 형성된 4개의 오목부들이 사각형상을 정의하도록 형성된다.
제2 오목플레이트(320)는 제1 오목플레이트(310) 보다 작은 크기를 갖고서 제1 오목플레이트(310) 위에 배치된다. 제2 오목플레이트(320)에는 기준면에서 바닥부를 향해 점진적으로 굴곡되어 형성된 4개의 오목부들이 사각형상을 정의하도록 형성된다. 본 실시예에서, 제1 오목플레이트(310)에 형성된 오목부들 각각의 중심, 및 제2 오목플레이트(320)에 형성된 오목부들 각각의 중심은 동일 선상에 배치된다.
제3 오목플레이트(330)는 제2 오목플레이트(320) 보다 작은 크기를 갖고서 제2 오목플레이트(320) 위에 배치된다. 제3 오목플레이트(330)에는 기준면에서 바닥부를 향해 점진적으로 굴곡되어 형성된 4개의 오목부들이 사각형상을 정의하도록 형성된다. 본 실시예에서, 제2 오목플레이트(320)에 형성된 오목부들 각각의 중심, 및 제3 오목플레이트(330)에 형성된 오목부들 각각의 중심은 동일 선상에 배치된다.
제4 오목플레이트(340)는 제3 오목플레이트(330) 보다 작은 크기를 갖고서 제3 오목플레이트(330) 위에 배치된다. 제4 오목플레이트(340)에는 기준면에서 바닥부를 향해 점진적으로 굴곡되어 형성된 4개의 오목부들이 사각형상을 정의하도록 형성된다. 본 실시예에서, 제3 오목플레이트(330)에 형성된 오목부들 각각의 중심, 및 제4 오목플레이트(340)에 형성된 오목부들 각각의 중심은 동일 선상에 배치된다.
도 1에서 제1 오목플레이트(310), 제2 오목플레이트(320), 제3 오목플레이트(330) 및 제4 오목플레이트(340) 각각에 형성된 오목부들 각각은 원형상인 것을 도시하였으나 다각형상, 예를들어, 삼각형상, 사각형상, 오각형상, 육각형상 등일 수도 있다.
도 1에 도시하지는 않았지만, 제1 오목플레이트(310)와 제2 오목플레이트(320) 사이에, 제2 오목플레이트(320)와 제3 오목플레이트(330) 사이에, 그리고 제3 오목플레이트(330)와 제4 오목플레이트(340) 사이에 각각 방진패드가 더 배치될 수 있다. 상기한 방진패드는 지진파와 같은 충격파가 하부에서 상부로 전달되는 것을 저감시키는 기능을 수행한다. 상기한 방진패드의 재질은 에틸렌 고무를 포함할 수 있다.
본 실시예에서, 전체적으로 수배전반 외함의 하부를 커버하도록 평면적으로 오목형 평면스프링이 형성된 것을 설명하였으나, 국부적으로, 예를들어 내진구조체가 배치된 부위에 대응하게 나선형 스프링이 배치될 수도 있다. 상기한 나선형 스프링은 상부에서 하부를 관찰할 때 오목한 형상을 가질 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따르면, 수배전반 외함(200)의 바닥부를 탄성 지지하도록 오목 형상의 오목형 평면스프링(300)를 배치하고, 오목형 평면스프링(300)의 오목부를 관통하여 수배전반 외함(200)의 바닥부에 체결된 내진 구조체(100)를 배치하므로써, 지진파와 같은 충격파가 발생되더라도 1차적으로 내진 구조체(100)를 통해 진동을 저감시키고 2차적으로 오목형 평면스프링(300)을 통해 진동을 저감시키므로써 지진파가 수배전반 외함(200)에 영향을 미치는 것을 최소화시킬 수 있다.
이상에서 설명된 오목형 평면스프링(300), 하부 브래킷(400) 및 내진 구조체(100)는 수배전반에 채용되어 지면에서 수배전반에 전달되는 지진파에 의한 충격력이나 진동을 완충하는 것을 설명하였으나, 원격제어반에 채용되어 지면에서 원격제어반에 전달되는 지진파에 의한 충격력이나 진동을 완충시킬 수도 있고, 내진 설계가 요구되는 교각이나 건축물 등과 같이 지진파에 의한 충격력이나 진동 완화를 위해 다양하게 채용될 수 있다.
도 3a은 도 1에 도시된 따른 내진 구조체(100)를 개략적으로 설명하기 위한 사시도이다. 도 3b는 도 3a에 도시된 내진 구조체(100)를 라인 I-I'으로 절단한 단면도이다. 도 3c는 도 3a에 도시된 내진 구조체(100)를 개략적으로 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 3a 내지 도 3c를 참조하면, 내진 구조체(100)는 오목형 평면스프링(300)의 바닥부와 하부 브래킷(400) 사이에 설치되어 상기 수배전반에 작용하는 충격력이나 진동을 완충하기 위해 댐퍼 바디부(110), 하부 댐퍼와셔부(120), 댐퍼피스톤(130), 상부댐퍼와셔부(140) 및 댐퍼 커버부(150)를 포함한다.
댐퍼 바디부(110)는 원형의 중공이 형성된 실린더부(112), 실린더부(112)의 일측에 형성된 제1 날개부(114) 및 실린더부(112)의 타측에 형성된 제2 날개부(116)를 갖는다. 실린더부(112)는 원통 형상을 가질 수 있고, 내부에 중공이 형성된다. 실린더부(112)의 바텀부에는 내부에 형성된 중공의 직경보다 작은 크기의 중공홀이 형성된다. 실린더부(112)의 탑부에는 제1 바디 체결홀(112a), 제2 바디 체결홀(112b), 제3 바디 체결홀(112c) 및 제4 바디 체결홀(112d)이 형성된다.
하부 댐퍼와셔부(120)는 도우넛 형상을 갖고서 실린더부(112)의 중공에 배치된다. 하부 댐퍼와셔부(120)는, 도우넛 형상을 갖고서 실린더부(112)의 중공에 배치된 제1 댐퍼와셔(122)와, 도우넛 형상을 갖고서 제1 댐퍼와셔(122) 위에 배치된 제2 댐퍼와셔(124)를 포함한다.
본 실시예에서, 제1 댐퍼와셔(122)의 내측 홀의 직경은 제2 댐퍼와셔(124)의 내측 홀의 직경과 서로 다를 수 있다. 즉, 제1 댐퍼와셔(122)의 내측 홀의 직경이 제2 댐퍼와셔(124)의 내측 홀의 직경보다 클 수도 있다. 한편, 제1 댐퍼와셔(122)의 내측 홀의 직경이 제2 댐퍼와셔(124)의 내측 홀의 직경보다 작을 수 있다. 따라서, 제1 댐퍼와셔(122)와 제2 댐퍼와셔(124)가 댐퍼 바디부(110)의 중공에 배치된 경우 일정 공간이 형성될 수 있다. 형성된 공간은 충격력이나 진동을 완충하는 역할을 수행할 수 있다. 예를들어, 하부로부터 전달되는 충격력이나 진동은 제1 댐퍼와셔(122) 및 제2 댐퍼와셔(124) 각각에 의해 수직적으로 흡수되고 상기한 일정 공간에 의해 수평적으로 흡수된다. 이에 따라, 실린더 내부에 오일과 같은 재질의 완충재를 주입하지 않더라도 형성된 일정 공간의 공기가 완충재의 역할을 수행한다. 따라서, 오일이 누유되는 일이 발생되지 않는다.
댐퍼피스톤(130)은 내부에 나사산이 형성된 일정 길이의 축부재(132)와 축부재(132)의 하단부 및 축부재(132)의 중간부 사이에 형성된 단턱부재(134)를 갖고서, 실린더부(112)의 중공에 삽입되고 하부 댐퍼와셔부(120)를 관통하여 댐퍼 바디부(110)의 바닥부에 형성된 홀에 노출된다.
상부 댐퍼와셔부(140)는 도우넛 형상을 갖고서 실린더부(112)의 중공에 삽입되고 댐퍼피스톤(130)의 단턱부재(134) 위에 배치된다. 상부 댐퍼와셔부(140)는, 도우넛 형상을 갖고서 실린더부(112)의 중공에 삽입되고 댐퍼피스톤(130)의 단턱부재(134) 위에 배치된 제3 댐퍼와셔(142)와, 도우넛 형상을 갖고서 실린더부(112)의 중공에 삽입되고 댐퍼피스톤(130)의 축부재(132)에 끼워져 제3 댐퍼와셔(142) 위에 배치된 제4 댐퍼와셔(144)를 포함한다.
본 실시예에서, 제3 댐퍼와셔(142)의 직경은 제4 댐퍼와셔(144)의 직경보다 작을 수 있다. 따라서, 제3 댐퍼와셔(142)와 제4 댐퍼와셔(144)가 댐퍼 바디부(110)의 중공에 배치된 경우 일정 공간이 형성될 수 있다. 형성된 공간은 충격력이나 진동을 완충하는 역할을 수행할 수 있다. 예를들어, 하부로부터 전달되는 충격력이나 진동은 제3 댐퍼와셔(142) 및 제4 댐퍼와셔(144) 각각에 의해 수직적으로 흡수되고 상기한 일정 공간에 의해 수평적으로 흡수된다. 이에 따라, 실린더 내부에 오일과 같은 재질의 완충재를 주입하지 않더라도 형성된 일정 공간의 공기가 완충재의 역할을 수행한다. 따라서, 오일이 누유되는 일이 발생되지 않는다.
본 실시예에서, 실린더부(112)의 중공의 깊이는 제1 댐퍼와셔(122)의 두께, 제2 댐퍼와셔(124)의 두께, 댐퍼피스톤(130)의 단턱부재(134)의 두께, 제3 댐퍼와셔(142)의 두께 및 제4 댐퍼와셔(144)의 두께의 합과 동일할 수 있다.
댐퍼 커버부(150)는 댐퍼 바디부(110)에 배치되어 상부 댐퍼와셔부(140)를 가입하고, 중앙부에 형성된 홀을 통해 댐퍼피스톤(130)의 축부재(132)를 일정 높이만큼 노출한다. 댐퍼 커버부(150)의 에지에는 제1 커버홀(154a), 제2 커버홀(154b), 제3 커버홀(154c) 및 제4 커버홀(154d)이 형성된다. 제1 커버홀(154a), 제2 커버홀(154b), 제3 커버홀(154c) 및 제4 커버홀(154d)는 각각 실린더부(112)의 탑부에 형성된 제1 바디 체결홀(112a), 제2 바디 체결홀(112b), 제3 바디 체결홀(112c) 및 제4 바디 체결홀(112d)에 대응한다.
내진 구조체(100)는 댐퍼 바디부(110)와 댐퍼 커버부(150)를 서로 체결시키는 체결부(160)를 더 포함한다. 본 실시에에서, 체결부(160)는 제1 커버홀(154a)를 통해 관통하여 댐퍼 바디부(110)의 제1 바디 체결홀(112a)에 체결되는 제1 스크류(162), 제2 커버홀(154b)를 통해 관통하여 댐퍼 바디부(110)의 제2 바디 체결홀(112b)에 체결되는 제2 스크류(164), 제3 커버홀(154c)를 통해 관통하여 댐퍼 바디부(110)의 제3 바디 체결홀(112c)에 체결되는 제3 스크류(166) 및 제4 커버홀(154d)를 통해 관통하여 댐퍼 바디부(110)의 제4 바디 체결홀(112d)에 체결되는 제4 스크류(168)를 포함한다.
본 실시예에서, 제1 댐퍼와셔(122), 제2 댐퍼와셔(124), 제3 댐퍼와셔(142) 및 제4 댐퍼와셔(144) 각각의 재질은 에틸렌 고무를 포함할 수 있다.
한편, 제1 댐퍼와셔(122), 제2 댐퍼와셔(124) 및 제4 댐퍼와셔(144) 각각의 재질은 에틸렌 고무를 포함하고, 제3 댐퍼와셔(142)의 재질은 탄소강을 포함할 수 있다.
본 실시예에서, 댐퍼피스톤(130)의 축부재(132)는 댐퍼 바디부(110)에 형성된 홀을 통해 외부로 노출될 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 내부의 공기 흐름을 제어하도록 서로 다른 직경의 댐퍼와셔들을 댐퍼피스톤의 단턱부재 위 및 아래에 각각 배치하여 피스톤을 구현하고, 피스톤이 수용된 실린더 형태의 내진 구조체를 수배전반 케이스의 하부에 장착함으로써, 외부로부터 전달되는 충격과 진동을 균일하게 저감시켜 수배전반의 안전성을 확보할 수 있다. 또한, 내진 구조체의 내부에 실리콘 오일과 같은 유체가 존재하지 않으므로 현장에서 설치 및 운용시 실리콘 오일이 외부로 유출될 일이 없다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 내진 기능을 갖는 수배전반을 개략적으로 설명하기 위한 분해 사시도이다. 도 5는 도 4에 도시된 오목형 평면스프링(300), 볼록형 평면스프링(500), 내진 구조체(100), 수배전반 외함 및 바닥의 결합 상태를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 내진 기능을 갖는 수배전반은 수배전반 외함(200), 오목형 평면스프링(300), 볼록형 평면스프링(500) 및 내진 구조체(100)를 포함한다.
수배전반 외함(200)에는 수배전반 설비가 설치된다.
오목형 평면스프링(300)은 수배전반 외함(200)의 하부에서 수배전반 외함(200)을 탄성 지지하여 하부를 통해 수배전반 외함(200)에 작용하는 충격력을 완충한다. 본 실시예에서, 오목형 평면스프링(300)은 수배전반 외함(200)의 바닥면을 커버할 수 있도록 넓은 크기와 전체적으로 사각 형상을 갖는다. 본 실시예에서 오목형 평면스프링(300)이 평면형상을 가지므로 수배전반 외함(200)의 어느 방향에서 충격파가 전달되더라도 충격력의 완충 효과를 높일 수 있다.
볼록형 평면스프링(500)은 오목형 평면스프링(300)의 하부에서 오목형 평면스프링(300)을 탄성 지지하여 하부를 통해 오목형 평면스프링(300)에 작용하는 충격력을 완충한다. 본 실시예에서, 볼록형 평면스프링(500)은 수배전반 외함(200)의 바닥면을 커버할 수 있도록 넓은 크기와 전체적으로 사각 형상을 갖는다. 본 실시예에서 볼록형 평면스프링(500)이 평면형상을 가지므로 수배전반 외함(200)의 어느 방향에서 충격파가 전달되더라도 충격력의 완충 효과를 높일 수 있다.
내진 구조체(100)는 오목형 평면스프링(300)과 볼록형 평면스프링(500) 사이에 설치되어 수배전반 외함(200)에 작용하는 충격력을 완충한다. 본 실시예에서, 내진 구조체(100)는 4개가 도시된다. 2개의 내진 구조체(100)는 하나의 하부 브래킷에 배치되고, 나머지 2개의 내진 구조체(100)는 다른 하나의 하부 브래킷에 배치된다.
오목형 평면스프링(300)은 제1 오목플레이트(310), 제2 오목플레이트(320), 제3 오목플레이트(330) 및 제4 오목플레이트(340)를 포함한다. 본 실시예에서, 오목형 평면스프링(300)은 4개의 오목플레이트들로 구성된 것을 설명하지만, 2개의 오목플레이트들로 구성될 수도 있고, 3개의 오목플레이트들로 구성될 수도 있으며, 5개 이상의 오목플레이트들로 구성될 수도 있다.
제1 오목플레이트(310)는 수배전반 외함(200)의 바닥부를 커버할 수 있는 크기를 갖는다. 제1 오목플레이트(310)에는 기준면에서 바닥부를 향해 점진적으로 굴곡되어 형성된 4개의 오목부들이 사각형상을 정의하도록 형성된다.
제2 오목플레이트(320)는 제1 오목플레이트(310) 보다 작은 크기를 갖고서 제1 오목플레이트(310) 위에 배치된다. 제2 오목플레이트(320)에는 기준면에서 바닥부를 향해 점진적으로 굴곡되어 형성된 4개의 오목부들이 사각형상을 정의하도록 형성된다. 본 실시예에서, 제1 오목플레이트(310)에 형성된 오목부들 각각의 중심, 및 제2 오목플레이트(320)에 형성된 오목부들 각각의 중심은 동일 선상에 배치된다.
제3 오목플레이트(330)는 제2 오목플레이트(320) 보다 작은 크기를 갖고서 제2 오목플레이트(320) 위에 배치된다. 제3 오목플레이트(330)에는 기준면에서 바닥부를 향해 점진적으로 굴곡되어 형성된 4개의 오목부들이 사각형상을 정의하도록 형성된다. 본 실시예에서, 제2 오목플레이트(320)에 형성된 오목부들 각각의 중심, 및 제3 오목플레이트(330)에 형성된 오목부들 각각의 중심은 동일 선상에 배치된다.
제4 오목플레이트(340)는 제3 오목플레이트(330) 보다 작은 크기를 갖고서 제3 오목플레이트(330) 위에 배치된다. 제4 오목플레이트(340)에는 기준면에서 바닥부를 향해 점진적으로 굴곡되어 형성된 4개의 오목부들이 사각형상을 정의하도록 형성된다. 본 실시예에서, 제3 오목플레이트(330)에 형성된 오목부들 각각의 중심, 및 제4 오목플레이트(340)에 형성된 오목부들 각각의 중심은 동일 선상에 배치된다.
도 4에서 제1 오목플레이트(310), 제2 오목플레이트(320), 제3 오목플레이트(330) 및 제4 오목플레이트(340) 각각에 형성된 오목부들 각각은 원형상인 것을 도시하였으나 다각형상, 예를들어, 삼각형상, 사각형상, 오각형상, 육각형상 등일 수도 있다.
도 4에 도시하지는 않았지만, 제1 오목플레이트(310)와 제2 오목플레이트(320) 사이에, 제2 오목플레이트(320)와 제3 오목플레이트(330) 사이에, 그리고 제3 오목플레이트(330)와 제4 오목플레이트(340) 사이에 각각 방진패드가 더 배치될 수 있다. 상기한 방진패드는 지진파와 같은 충격파가 하부에서 상부로 전달되는 것을 저감시키는 기능을 수행한다. 상기한 방진패드의 재질은 에틸렌 고무를 포함할 수 있다.
본 실시예에서, 전체적으로 수배전반 외함의 하부를 커버하도록 평면적으로 오목형 평면스프링이 형성된 것을 설명하였으나, 국부적으로, 예를들어 내진구조체가 배치된 부위에 대응하게 나선형 스프링이 배치될 수도 있다. 상기한 나선형 스프링은 상부에서 하부를 관찰할 때 오목한 형상을 가질 수 있다.
볼록형 평면스프링(500)은 제1 볼록플레이트(510), 제2 볼록플레이트(520), 제3 볼록플레이트(530) 및 제4 볼록플레이트(540)를 포함한다. 본 실시예에서, 볼록형 평면스프링(500)은 4개의 볼록플레이트들로 구성된 것을 설명하지만, 2개의 볼록플레이트들로 구성될 수도 있고, 3개의 볼록플레이트들로 구성될 수도 있으며, 5개 이상의 볼록플레이트들로 구성될 수도 있다.
제1 볼록플레이트(510)는 수배전반 외함(200)의 바닥부를 커버할 수 있는 크기를 갖는다. 제1 볼록플레이트(510)에는 기준면에서 바닥부를 향해 점진적으로 굴곡되어 형성된 4개의 볼록부들이 사각형상을 정의하도록 형성된다.
제2 볼록플레이트(520)는 제1 볼록플레이트(510) 보다 작은 크기를 갖고서 제1 볼록플레이트(510) 아래에 배치된다. 제2 볼록플레이트(520)에는 기준면에서 바닥부를 향해 점진적으로 굴곡되어 형성된 4개의 볼록부들이 사각형상을 정의하도록 형성된다. 본 실시예에서, 제1 볼록플레이트(510)에 형성된 볼록부들 각각의 중심, 및 제2 볼록플레이트(520)에 형성된 볼록부들 각각의 중심은 동일 선상에 배치된다.
제3 볼록플레이트(530)는 제2 볼록플레이트(520) 보다 작은 크기를 갖고서 제2 볼록플레이트(520) 아래에 배치된다. 제3 볼록플레이트(530)에는 기준면에서 바닥부를 향해 점진적으로 굴곡되어 형성된 4개의 볼록부들이 사각형상을 정의하도록 형성된다. 본 실시예에서, 제2 볼록플레이트(520)에 형성된 볼록부들 각각의 중심, 및 제3 볼록플레이트(530)에 형성된 볼록부들 각각의 중심은 동일 선상에 배치된다.
제4 볼록플레이트(540)는 제3 볼록플레이트(530) 보다 작은 크기를 갖고서 제3 볼록플레이트(530) 아래에 배치된다. 제4 볼록플레이트(540)에는 기준면에서 바닥부를 향해 점진적으로 굴곡되어 형성된 4개의 볼록부들이 사각형상을 정의하도록 형성된다. 본 실시예에서, 제3 볼록플레이트(530)에 형성된 볼록부들 각각의 중심, 및 제4 볼록플레이트(540)에 형성된 볼록부들 각각의 중심은 동일 선상에 배치된다.
도 4에서 제1 볼록플레이트(510), 제2 볼록플레이트(520), 제3 볼록플레이트(530) 및 제4 볼록플레이트(540) 각각에 형성된 볼록부들 각각은 원형상인 것을 도시하였으나 다각형상, 예를들어, 삼각형상, 사각형상, 오각형상, 육각형상 등일 수도 있다.
도 4에 도시하지는 않았지만, 제1 볼록플레이트(510)와 제2 볼록플레이트(520) 사이에, 제2 볼록플레이트(520)와 제3 볼록플레이트(530) 사이에, 그리고 제3 볼록플레이트(530)와 제4 볼록플레이트(540) 사이에 각각 방진패드가 더 배치될 수 있다. 상기한 방진패드는 지진파와 같은 충격파가 하부에서 상부로 전달되는 것을 저감시키는 기능을 수행한다. 상기한 방진패드의 재질은 에틸렌 고무를 포함할 수 있다.
본 실시예에서, 전체적으로 수배전반 외함의 하부를 커버하도록 평면적으로 볼록형 평면스프링이 형성된 것을 설명하였으나, 국부적으로, 예를들어 내진구조체가 배치된 부위에 대응하게 나선형 스프링이 배치될 수도 있다. 상기한 나선형 스프링은 상부에서 하부를 관찰할 때 볼록한 형상을 가질 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 수배전반 외함(200)의 바닥부를 탄성 지지하도록 오목 형상의 오목형 평면스프링(300)를 배치하고, 오목형 평면스프링(300)을 탄성 지지하도록 볼록 형상의 볼록형 평면스프링(500)을 배치하고, 오목형 평면스프링(300)의 오목부를 관통하여 수배전반 외함(200)의 바닥부에 체결된 내진 구조체(100)를 배치하므로써, 지진파와 같은 충격파가 발생되더라도 1차적으로 볼록형 평면스프링(500)을통해 진동을 저감시키고, 2차적으로 내진 구조체(100)를 통해 진동을 저감시키고 3차적으로 오목형 평면스프링(300)을 통해 진동을 저감시키므로써, 지진파가 수배전반 외함(200)에 영향을 미치는 것을 최소화시킬 수 있다.
이상에서 설명된 오목형 평면스프링(300), 볼록형 평면스프링(500) 및 내진 구조체(100)는 수배전반에 채용되어 지면에서 수배전반에 전달되는 지진파에 의한 충격력이나 진동을 완충하는 것을 설명하였으나, 원격제어반에 채용되어 지면에서 원격제어반에 전달되는 지진파에 의한 충격력이나 진동을 완충시킬 수도 있고, 내진 설계가 요구되는 교각이나 건축물 등과 같이 지진파에 의한 충격력이나 진동 완화를 위해 다양하게 채용될 수 있다.
이상에서는 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 내진 구조체 110 : 댐퍼 바디부
112 : 실린더부 114 : 제1 날개부
116 : 제2 날개부 120 : 하부 댐퍼와셔부
122 : 제1 댐퍼와셔 124 : 제2 댐퍼와셔
130 : 댐퍼피스톤 132 : 축부재
134 : 단턱부재 140 : 상부 댐퍼와셔부
142 : 제3 댐퍼와셔 144 : 제4 댐퍼와셔
150 : 댐퍼 커버부 200 : 수배전반 외함
300 : 오목형 평면스프링 310 : 제1 오목플레이트
320 : 제2 오목플레이트 330 : 제3 오목플레이트
340 : 제4 오목플레이트 400 : 하부 브래킷
500 : 볼록형 평면스프링 510 : 제1 볼록플레이트
520 : 제2 볼록플레이트 530 : 제3 볼록플레이트
540 : 제4 볼록플레이트

Claims (5)

  1. 수배전반 설비가 설치된 수배전반 외함;
    상기 수배전반 외함의 바닥면을 커버할 수 있는 크기와 전체적으로 사각 형상을 갖고서 상기 수배전반 외함의 하부에서 상기 수배전반 외함을 탄성 지지하여 하부를 통해 상기 수배전반 외함에 작용하는 충격력을 완충하는 오목형 평면스프링;
    상기 오목형 평면스프링의 하부에서 상기 오목형 평면스프링을 탄성 지지하여 하부를 통해 상기 오목형 평면스프링에 작용하는 충격력을 완충하는 볼록형 평면스프링; 및
    상기 오목형 평면스프링과 상기 볼록형 평면스프링 사이에 설치되어 상기 수배전반 외함에 작용하는 충격력을 완충하는 내진 구조체를 포함하되,
    상기 오목형 평면스프링은,
    상기 수배전반 외함의 바닥부를 커버할 수 있는 크기를 갖고, 기준면에서 바닥부를 향해 점진적으로 굴곡되어 형성된 4개의 오목부들이 사각형상을 정의하도록 형성된 제1 오목플레이트;
    상기 제1 오목플레이트보다 작은 크기를 갖고서 상기 제1 오목플레이트 위에 배치되고, 기준면에서 바닥부를 향해 점진적으로 굴곡되어 형성된 4개의 오목부들이 사각형상을 정의하도록 형성된 제2 오목플레이트; 및
    상기 제1 오목플레이트 및 상기 제2 오목 플레이트 사이에 배치되어 충격파가 하부에서 상부로 전달되는 것을 저감시키는 방진패드를 포함하고,
    상기 볼록형 평면스프링은,
    기준면에서 상기 수배전반 외함을 향해 점진적으로 굴곡되어 형성된 4개의 볼록부들이 사각형상을 정의하도록 형성된 제1 볼록플레이트; 및
    상기 제1 볼록플레이트보다 작은 크기를 갖고서 상기 제1 볼록플레이트 아래에 배치되고, 기준면에서 상기 수배전반 외함을 향해 점진적으로 굴곡되어 형성된 4개의 볼록부들이 사각형상을 정의하도록 형성된 제2 볼록플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 내진 기능을 갖는 수배전반.
  2. 제1항에 있어서, 상기 오목형 평면스프링은, 상기 제2 오목플레이트보다 작은 크기를 갖고서 상기 제2 오목플레이트 위에 배치되고, 기준면에서 바닥부를 향해 점진적으로 굴곡되어 형성된 4개의 오목부들이 사각형상을 정의하도록 형성된 제3 오목플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내진 기능을 갖는 수배전반.
  3. 제2항에 있어서, 상기 오목형 평면스프링은, 상기 제3 볼록플레이트보다 작은 크기를 갖고서 상기 제3 오목플레이트 아래에 배치되고, 기준면에서 상기 수배전반 외함을 향해 점진적으로 굴곡되어 형성된 4개의 오목부들이 사각형상을 정의하도록 형성된 제4 오목플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내진 기능을 갖는 수배전반.
  4. 제2항에 있어서, 상기 볼록형 평면스프링은, 상기 제2 볼록플레이트보다 작은 크기를 갖고서 상기 제2 볼록플레이트 아래에 배치되고, 기준면에서 상기 수배전반 외함을 향해 점진적으로 굴곡되어 형성된 4개의 볼록부들이 사각형상을 정의하도록 형성된 제3 볼록플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내진 기능을 갖는 수배전반.
  5. 제4항에 있어서, 상기 볼록형 평면스프링은, 상기 제3 볼록플레이트보다 작은 크기를 갖고서 상기 제3 볼록플레이트 아래에 배치되고, 기준면에서 상기 수배전반 외함을 향해 점진적으로 굴곡되어 형성된 4개의 오목부들이 사각형상을 정의하도록 형성된 제4 볼록플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내진 기능을 갖는 수배전반.
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