KR101863763B1 - 스프링 결합 구성을 갖춘 내진 배전반 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내진 배전반에 관한 것으로서, 지진을 포함하여 주변에서 발생하는 진동과 충격에서 배전반과 내부 장비가 손상되지 않으면서 배전반이 설치된 바닥면에 과도한 힘이 작용하는 것을 방지하기 위하여 개발된 것으로;
배전반 저면의 각각 네 모서리와 바닥면을 연결하여 진동을 완충하도록 하는 탄성복원수단을 구비하는 내진 배전반에 있어서;
상기 탄성복원수단은 원판형으로 형성되어 바닥면에 고정되는 고정원판과, 원통형으로 형성되어 상기 고정원판의 상면 중앙에 수직으로 입설되며 상단 외경은 단턱지게 축소되어 외경에 나사산이 형성되고 내측에는 각각 120도 방사형으로 배치되어 각각 45도 법선 방향으로 하향 경사지게 연장되는 세 개의 스프링 삽입홈이 형성되는 메인바디와, 상기 고정원판과 메인바디를 연결하는 복수 개의 보강리브를 구비하는 몸체와;
상기 메인바디의 스프링 삽입홈에 삽입되는 세 개의 압축코일스프링과;
상부는 상기 메인바디의 내경 보다 작은 외경을 가지고 상면 중앙에는 오목하게 함몰되는 안착홈을 구비하며, 저면 중앙은 삼각뿔의 형상으로 돌출되어 세 면에 각각 상기 압축코일스프링의 상부에 삽입되는 스프링 안착돌기를 구비하는 완충판과;
상면은 막혀 있으며 중앙에는 수직으로 관통된 관통홀이 형성되고, 저면은 개방되어 내주면에 상기 몸체 상단과 결합하는 나사산이 형성되는 상부캡과;
상부는 원판형으로 이루어져 상기 배전반의 저면 네 모서리에 각각 고정되고, 하부는 외경이 축소되어 상기 관통홀을 관통한 후 끝단이 상기 완충판의 안착홈에 안착되는 지지다리를 구비함을 특징으로 하는 스프링 결합 구성을 갖춘 내진 배전반에 관한 것이다.

Description

스프링 결합 구성을 갖춘 내진 배전반{The earthquake resistance switchboard combined with springs}

본 발명은 내진 배전반에 관한 것으로서, 좀더 상세하게 설명하면 지진을 포함하여 주변에서 발생하는 진동과 충격에서 배전반과 내부 장비가 손상되지 않으면서 배전반이 설치된 바닥면에 과도한 힘이 작용하는 것을 방지하기 위하여 개발된 스프링 결합 구성을 갖춘 내진 배전반에 관한 것이다.

2016년과 2017년 연이은 진도 5 이상의 지진이 발생하면서 대한민국도 만성적이었던 지진 불감증에서 점차 벗어나면서 각 가정과 산업 전반에 걸쳐 지진에 대한 위기 의식을 느끼고 있다.

대부분의 사람은 지진이 발생하면 각종 건물과 시설물이 무너지고 땅이 갈라지는 재난 영화에서의 상황과 같은 것을 연상하면서 이러한 것에 의한 피해를 먼저 떠올리게 되지만 이러한 강진의 상황은 한반도에서 상당히 드문 경우이며, 실질적으로 지진으로 발생하는 피해는 건물 내부와 외부 시설물의 쓰러짐과 추락에 의하여 또 전기나 가스 시설물에 손상에 의한 감전과 화재 등에 의하여 발생하게 된다.

이러한 시설물 중에 배전반의 경우 내부에 장착된 고가의 각종 첨단 기기들이 피해를 입는 것을 방지하기 위하여 내진 배전반의 개발이 다양한 방법에 의하여 이루어지고 있으며, 지진뿐만 아니라 평상시에도 발생하는 바닥의 진동이나 전자기력에 의한 기계적 진동을 효과적으로 감쇄하기 위한 방진 기능을 가지도록 하고 있다.

이에 많은 선행기술에서 배전반에 내진 기능을 부여하는 기술이 제안되었으며 대부분 바닥면과 배전반의 사이에서 탄성복원수단에 의하여 내진기능을 가지도록 하는 것이 대부분이며, 주로 수직방향 진동에 효과적인 기술들이 많았다.

하지만 진동은 수직방향의 진동과 수평방향의 진동이 복합적으로 작용하는 것으로 단순한 탄성복원수단으로 수평방향 진동을 감쇄하기 힘들었다.

또한, 바닥면과 배전반은 중간에 탄성복원수단이 신축하도록 하고 있으나 상호 연결된 상태로 탄성복원수단의 한계를 넘는 진동이나 충격이 발생하게 되면 무게중심이 바닥면보다 높은 배전반은 연결된 바닥면에 인장과 압축력이 번갈아 작용하게 되어 건축물의 내구성에 치명적인 결과를 가지고 오게 된다.

즉 건물의 손상 또는 붕괴에 이르는 상황에서는 배전반의 내진 보강은 의미가 없는 것이며 그 이하의 상황에서 배전반이 건물에 충격을 주는 것을 방지해야함이 바람직한 것이다.

대한민국특허등록 제10-1633921-0000호 (2016년06월21일) 대한민국특허등록 제10-1648136-0000호 (2016년08월08일) 대한민국특허등록 제10-1702349-0000호 (2017년01월26일) 대한민국특허등록 제10-1708215-0000호 (2017년02월14일)

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 그 목적은 배전반이 평상시 지면으로부터의 진동이나 전자기력에 의하여 발생하는 진동과 지진이나 외부의 충격에 의한 수직과 수평 방향의 진동을 효과적으로 감쇄할 수 있도록 하면서, 바닥면보다 높은 무게 중심을 가진 배전반이 진동에 의하여 바닥면에 충격을 주는 것을 방지하는 스프링 결합 구성을 갖춘 내진 배전반을 개발하는 것에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 배전반 저면의 각각 네 모서리와 바닥면을 연결하여 진동을 완충하도록 하는 탄성복원수단을 구비하는 내진 배전반에 있어서;

상기 탄성복원수단은 원판형으로 형성되어 바닥면에 고정되는 고정원판과, 원통형으로 형성되어 상기 고정원판의 상면 중앙에 수직으로 입설되며 상단 외경은 단턱지게 축소되어 외경에 나사산이 형성되고 내측에는 각각 120도 방사형으로 배치되어 각각 45도 법선 방향으로 하향 경사지게 연장되는 세 개의 스프링 삽입홈이 형성되는 메인바디와, 상기 고정원판과 메인바디를 연결하는 복수 개의 보강리브를 구비하는 몸체와;

상기 메인바디의 스프링 삽입홈에 삽입되는 세 개의 압축코일스프링과;

상부는 상기 메인바디의 내경 보다 작은 외경을 가지고 상면 중앙에는 오목하게 함몰되는 안착홈을 구비하며, 저면 중앙은 삼각뿔의 형상으로 돌출되어 세 면에 각각 상기 압축코일스프링의 상부에 삽입되는 스프링 안착돌기를 구비하는 완충판과;

상면은 막혀 있으며 중앙에는 수직으로 관통된 관통홀이 형성되고, 저면은 개방되어 내주면에 상기 몸체 상단과 결합하는 나사산이 형성되는 상부캡과;

상부는 원판형으로 이루어져 상기 배전반의 저면 네 모서리에 각각 고정되고, 하부는 외경이 축소되어 상기 관통홀을 관통한 후 끝단이 상기 완충판의 안착홈에 안착되는 지지다리를 구비함을 특징으로 한다.

아울러, 상기 완충판의 하부 삼각뿔의 형상으로 돌출된 세 면에는 상기 압축코일스프링의 상단이 삽입되는 스프링 안착홈이 형성됨을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 배전반의 하중을 수직 하부로 경사지게 장착되어 있는 세 개의 압축코일스프링에 의하여 지지하여 수직 및 수평 방향의 진동을 압축코일스프링이 감쇄하도록 하여 배전반의 손상을 방지하고, 배전반이 바닥면과 연결관계가 아니기 때문에 진동 특히 수평진동에 의하여 바닥면에 작용하는 충격을 줄이도록 하여 건물의 내구성이 손상되는 것을 방지하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 내진 배전반을 나타낸 사시도
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 내진 배전반을 나타낸 분해사시도
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 탄성복원수단을 나타낸 사시도
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 탄성복원수단을 나타낸 분해사시도
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 개념도
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 개념도

이에 본 발명의 구성을 첨부된 도면에 의하여 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 내진 배전반을 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 내진 배전반을 나타낸 분해사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 탄성복원수단을 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 탄성복원수단을 나타낸 분해사시도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 개념도로서, 배전반(1) 저면의 각각 네 모서리와 바닥면을 연결하여 진동을 완충하도록 하는 탄성복원수단(2)을 구비하는 내진 배전반에 있어서;

상기 탄성복원수단(2)은 원판형으로 형성되어 바닥면에 고정되는 고정원판(211)과, 원통형으로 형성되어 상기 고정원판(211)의 상면 중앙에 수직으로 입설되며 상단 외경은 단턱지게 축소되어 외경에 나사산이 형성되고 내측에는 각각 120도 방사형으로 배치되어 각각 45도 법선 방향으로 하향 경사지게 연장되는 세 개의 스프링 삽입홈(212)이 형성되는 메인바디(213)와, 상기 고정원판(211)과 메인바디(213)를 연결하는 복수 개의 보강리브(214)를 구비하는 몸체(21)와;

상기 메인바디(213)의 스프링 삽입홈(212)에 삽입되는 세 개의 압축코일스프링(22)과;

상부는 상기 메인바디(213)의 내경 보다 작은 외경을 가지고 상면 중앙에는 오목하게 함몰되는 안착홈(231)을 구비하며, 저면 중앙은 삼각뿔의 형상으로 돌출되어 세 면에 각각 상기 압축코일스프링(22)의 상부에 삽입되는 스프링 안착돌기(232)를 구비하는 완충판(23)과;

상면은 막혀 있으며 중앙에는 수직으로 관통된 관통홀(241)이 형성되고, 저면은 개방되어 내주면에 상기 몸체(21) 상단과 결합하는 나사산이 형성되는 상부캡(24)과;

상부는 원판형으로 이루어져 상기 배전반(1)의 저면 네 모서리에 각각 고정되고, 하부는 외경이 축소되어 상기 관통홀(241)을 관통한 후 끝단이 상기 완충판(23)의 안착홈(231)에 안착되는 지지다리(25)를 구비함을 특징으로 하는 스프링 결합 구성을 갖춘 내진 배전반을 나타내었다.

종래 대부분의 배전반(1)에서는 하부에 수직으로 연장되는 스프링을 두어 완충할 수 있도록 하는 구조를 가지고 있어 수직 방향의 진동에는 효과적으로 작용하지만 수평방향의 진동 또는 충격을 감쇄하는 효율을 극히 떨어지는 문제점이 있었다.

또한, 수평방향의 진동 또는 충격을 감쇄하는 수단을 둔 경우에는 바닥면과 배전반(1)이 결과적으로 연결된 구조를 가지고 있어 수평방향 진동에서 일여로 좌에서 우 방향으로 진행하다가 반대 방향으로 바뀌는 순간 배전반(1)의 무게중심이 바닥면 보다 상부에 위치하고 있기에 배전반(1)의 우측 하단 인근 바닥면은 압축력이 좌측 하단 인근 바닥면은 인장력을 받게 되며 이러한 작용이 한 곳에서 압축력과 인장력이 반복적으로 발생하게 되는 것이다.

이는 평상시 배전반(1)의 하중을 지지하는 것과는 별개로 건물의 내구성에 치명적인 영향을 미칠 수 있는 것이며, 건물이 무너질 정도의 지진에서 배전반(1)이 견고하게 고정된 상태를 유지하는 것 또한 의미 없는 것이라고 할 수 있다.

이에 본원은 기본적으로 세 개의 압축코일스프링(22)에 의하여 수직 및 수평 방향의 진동을 감쇄할 수 있도록 하는 구조를 가지도록 하면서 지지다리(25)는 단순히 완충판(23)의 안착홈(231)에 올려진 상태를 가지도록 하였다.

이러한 구조는 비교적 대형의 배전반(1)의 하중을 감안하면 안착홈(231)의 곡률반경과 지지다리(25) 하단의 곡률반경 및 압축코일스프링(22)의 탄성계수 등 다양한 여건에 최적의 설계를 적용하면 일반적인 충격과 지진 상황에서는 수직 및 수평 방향의 진동을 효율적으로 감쇄할 수 있도록 하게 된다.

또한 배전반(1)과 체결 구조가 없어 배전반(1)의 하부에 지지다리(25)를 장착하고 단순히 올리는 것으로 설치가 마무리되는 것으로 설치가 간단해지는 효과를 가지게 된다.

도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 개념도로서, 상기 완충판(23)의 하부 삼각뿔의 형상으로 돌출된 세 면에는 상기 압축코일스프링(22)의 상단이 삽입되는 스프링 안착홈(233)이 형성됨을 특징으로 하는 실시 예를 제시하였다.

상기 실시 예는 압축코일스프링(22)을 고정하는 일 예를 제시한 것으로 압축코일스프링(22)의 이탈을 방지하기 위한 방법으로 삽입될 수 있는 돌기 또는 압축코일스프링이 삽입되는 홈의 두 가지 방법이 모두 사용될 수 있는 것으로 완충판(23)에 스프링 안착홈(233)을 형성하여 압축코일스프링(22)을 고정하도록 하는 것이다.

이때 몸체(21)에는 스프링 삽입홈(212)과 반대 개념에 돌기로 고정할 수도 있으나 그 형상은 가공이 극히 곤란한 형상으로 만약 돌기를 형성하고자하면 별도의 돌기체가 몸체(21)의 내측에 결합하여 형성하도록 하는 것이 최선일 것이다.

1 : 배전반
2 : 탄성복원수단
21 : 몸체
211 : 고정원판 212 : 스프링 삽입홀
213 : 메인바디 214 : 보강리브
22 : 압축코일스프링
23 : 완충판
231 : 안착홈 232 : 스프링 안착돌기
233 : 스프링 안착홈
24 : 상부캡
241 : 관통홀
25 : 지지다리

Claims (2)

1. 배전반(1) 저면의 각각 네 모서리와 바닥면을 연결하여 진동을 완충하도록 하는 탄성복원수단(2)을 구비하는 내진 배전반에 있어서;
   상기 탄성복원수단(2)은 원판형으로 형성되어 바닥면에 고정되는 고정원판(211)과,
   원통형으로 형성되어 상기 고정원판(211)의 상면 중앙에 수직으로 입설되며 상단 외경은 단턱지게 축소되어 외경에 나사산이 형성되고 내측에는 각각 120도 방사형으로 배치되어 각각 45도 법선 방향으로 하향 경사지게 연장되는 세 개의 스프링 삽입홈(212)이 형성되는 메인바디(213)와,
   상기 고정원판(211)과 메인바디(213)를 연결하는 복수 개의 보강리브(214)를 구비하는 몸체(21)와;
   상기 메인바디(213)의 스프링 삽입홈(212)에 삽입되는 세 개의 압축코일스프링(22)과;
   상부는 상기 메인바디(213)의 내경 보다 작은 외경을 가지고 상면 중앙에는 오목하게 함몰되는 안착홈(231)을 구비하며, 저면 중앙은 삼각뿔의 형상으로 돌출되어 세 면에 각각 상기 압축코일스프링(22)의 상부에 삽입되는 스프링 안착돌기(232)를 구비하는 완충판(23)과;
   상면은 막혀 있으며 중앙에는 수직으로 관통된 관통홀(241)이 형성되고, 저면은 개방되어 내주면에 상기 몸체(21) 상단과 결합하는 나사산이 형성되는 상부캡(24)과;
   상부는 원판형으로 이루어져 상기 배전반(1)의 저면 네 모서리에 각각 고정되고, 하부는 외경이 축소되어 상기 관통홀(241)을 관통한 후 끝단이 상기 완충판(23)의 안착홈(231)에 안착되는 지지다리(25)를 구비하고,
   상기 완충판(23)의 하부 삼각뿔의 형상으로 돌출된 세 면에는 상기 압축코일스프링(22)의 상단이 삽입되는 스프링 안착홈(233)이 형성됨을 특징으로 하는 스프링 결합 구성을 갖춘 내진 배전반.
   
2. 삭제

Images