KR101951772B1 - 면진 및 공진방지 기능을 갖는 발전기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 면진 및 공진방지 기능을 갖는 발전기에 관한 것으로, 그 목적은 발전기의 작동 시 발생되는 진동을 효과적으로 흡수 또는 완화시킬 수 있을 뿐만 아니라, 지진 발생으로 인한 진동 시 공진의 발생을 방지하여 발전기의 파손을 방지할 수 있도록 한 공진 방지 기능을 갖는 발전기를 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명은 기계적 에너지를 발생하는 엔진모듈과, 상기 엔진모듈에서 발생되는 기계적 에너지를 전기적 에너지로 전환하는 발전모듈과, 상기 엔진모듈과 발전모듈이 탑재되는 베드 프레임으로 이루어진 발전기에 있어서, 상기 베드 프레임과 지면의 사이에서 베드 프레임의 저면에 고정되게 설치되며, 수평방향으로 분산되게 배치된 다수의 선형 방진모듈; 상기 다수의 선형 방진모듈이 형성하는 대형의 안쪽에서 지면에 고정되게 설치된 고정모듈; 및 상기 고정모듈과 각각의 선형 방진모듈을 연결하되, 일측단이 상기 선형 방진모듈에 고정되고, 타측단이 상기 고정모듈에 고정되어, 발전기 작동 또는 지진의 발생 시 비틀리면서 진동을 완화하도록 이루어진 다수의 비틀림 탄성재;를 포함하는 것으로 이루어지되, 상기 비틀림 탄성재는 진동의 발생 시 비틀리면서 진동을 완화하거나 흡수할 수 있도록 하나 이상의 절곡부를 포함하여 굽어지게 형성된 것을 특징으로 하는 면진 및 공진방지 기능을 갖는 발전기를 제공한다.

Description

면진 및 공진방지 기능을 갖는 발전기{Generator with vibration isolation and anti-resonance function}

본 발명은 발전기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선형 탄성재와 비틀림 탄성재의 조합을 이용하여 발전기의 운전 시 발생되는 진동은 물론이고, 지진에 따른 다양한 형태의 진동 그리고 공진의 발생으로 인한 피해의 발생을 방지할 수 있도록 한 면진 및 공진방지 기능을 갖는 발전기에 관한 것이다.

일반적으로 발전기는 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하여 전기를 생산하는 기기로서, 전기의 공급이 어려운 장소에 설치되거나, 공공시설이나 대형건물 등에 설치되어 지진 등으로 인한 정전으로 인해 전기의 공급이 중단되었을 때 작동하면서 전기를 요구되는 설비로 공급하는 기능을 하게 된다.

이러한 발전기는 엔진의 작동에 의해 발생되는 기계적 에너지를 전달받아 작동하면서 전기를 생산하는 엔진형 발전기가 일반적으로 널리 사용되고 있다.

상기 엔진형 발전기는 엔진모듈과 발전모듈 및 베드 프레임을 포함하는 것으로 이루어진다.

이때, 상기 엔진모듈과 발전모듈은 서로 연결되어 엔진모듈의 작동에 의해 발생되는 기계적 에너지를 발전모듈이 전달받아 전기를 생산하도록 이루어지며, 엔진모듈과 발전모듈은 베드 프레임 상에 탑재된다.

이와 같이 구성되는 발전기에 있어서, 발전기의 작동과정에 발생되는 진동이 건물 등으로 전파되는 것을 방지하기 위하여 주로 스프링으로 구성된 방진구가 베드 프레임과 지면의 사이에 설치되고 있다.

이러한 방진구에서 진동의 전파를 줄이기 위해서는 탄성계수가 작은 것이 바람직하나, 탄성계수가 작으면 진동에너지의 흡수가 지연되고, 진동에 의한 압축변위가 커서 불안전한 운전이 되는 문제점이 있다.

또한 발전기의 무게 중심은 중앙에 있지 못하고 어느 한 쪽으로 치우치게 되므로 발전기의 작동 시 편심진동이 발생되고, 이에 더하여 지진에 따른 다양한 형태의 진동과 합쳐질 경우, 공진이 일어나면서 발전기 운전이 불가능한 상태로 되는 문제점이 있다.

등록특허공보 제10-1839835호(2018.03.20.공고)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 발전기의 작동 시 발생되는 진동을 효과적으로 흡수 또는 완화시킬 수 있을 뿐만 아니라, 지진 발생으로 인한 진동 시 공진의 발생을 방지하여 발전기의 파손을 방지할 수 있도록 한 면진 및 공진방지 기능을 갖는 발전기를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 기계적 에너지를 발생하는 엔진모듈과, 상기 엔진모듈에서 발생되는 기계적 에너지를 전기적 에너지로 전환하는 발전모듈과, 상기 엔진모듈과 발전모듈이 탑재되는 베드 프레임으로 이루어진 발전기에 있어서, 상기 베드 프레임과 지면의 사이에서 베드 프레임의 저면에 고정되게 설치되며, 수평방향으로 분산되게 배치된 다수의 선형 방진모듈; 상기 다수의 선형 방진모듈이 형성하는 대형의 안쪽에서 지면에 고정되게 설치된 고정모듈; 및 상기 고정모듈과 각각의 선형 방진모듈을 연결하되, 일측단이 상기 선형 방진모듈에 고정되고, 타측단이 상기 고정모듈에 고정되어, 발전기 작동 또는 지진의 발생 시 비틀리면서 진동을 완화하도록 이루어진 다수의 비틀림 탄성재;를 포함하는 것으로 이루어지되, 상기 비틀림 탄성재는 진동의 발생 시 비틀리면서 진동을 완화하거나 흡수할 수 있도록 하나 이상의 절곡부를 포함하여 굽어지게 형성된 것을 특징으로 하는 면진 및 공진방지 기능을 갖는 발전기를 제공한다.

한편 상기 면진 및 공진방지 기능을 갖는 발전기에 있어서, 상기 선형 방진모듈은, 수직한 자세를 갖는 선형 탄성재를 포함하여 상기 비틀림 탄성재의 비틀림 변형 시 압축되면서 진동을 흡수하거나 완화하도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 비틀림 탄성재의 양 끝단부는 평판재의 형태로 납작하게 가공되고, 납작한 평판부의 중앙에는 선형 방진모듈 또는 고정모듈과의 결합을 위한 볼트가 관통하는 체결공이 형성될 수 있다.

또한, 상기 비틀림 탄성재와 베드 프레임의 연결부에서 비틀림 탄성재를 감싸도록 설치되는 고무블록; 및 상기 고무블록을 감싼 채로 베드 프레임의 저면에 고정되게 설치되는 고정브라켓으로 이루어진 고정수단이 더 포함될 수 있다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 발전기의 작동이나 지진 발생으로 인한 진동 시 선형 변위에 의한 진동에너지가 선형 방진모듈의 압축에 의해 흡수되고, 비틀림 탄성재의 비틀림 에너지로 변환되어 흡수되므로 진동을 흡수하는 면진 효과가 크고, 이처럼 비틀림 탄성재와 선형 방진모듈이 서로 다른 거동에 의해 진동을 흡수하도록 조합됨에 따라 공진의 발생을 억제하여 발전기의 파손을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발전기의 정면도,
도 2 는 본 발명에 따른 선형 방진모듈과 고정모듈 및 비틀림 탄성재의 연결구조를 보인 사시도,
도 3 은 본 발명에 따른 선형 방진모듈과 고정모듈 및 비틀림 탄성재의 연결구조를 보인 평면도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발전기의 정면도를, 도 2는 본 발명에 따른 선형 방진모듈과 고정모듈 및 비틀림 탄성재의 연결구조를 보인 사시도를, 도 3은 본 발명에 따른 선형 방진모듈과 고정모듈 및 비틀림 탄성재의 연결구조를 보인 평면도를 도시하고 있다.

본 발명에 따른 발전기는 엔진모듈(110), 발전모듈(120), 베드 프레임(130), 선형 방진모듈(140), 고정모듈(150), 비틀림 탄성재(160)로 구성된다.

상기 엔진모듈(110)은 기계적 에너지를 발생하는 것으로, 연료의 연소를 통해 작동하면서 기계적 에너지를 발생하는 공지의 엔진으로 구성될 수 있다.

상기 발전모듈(120)은 엔진모듈(110)에서 발생되는 기계적 에너지를 전기적 에너지로 전환하여 전기를 생산하는 것으로, 공지의 발전기로 구성될 수 있다.

상기 베드 프레임(130)은 엔진모듈(110)과 발전모듈(120)을 지지하는 것으로, 판재와 다수의 빔을 결합시켜 평판형의 구조를 갖도록 형성한 것으로 구성될 수 있으며, 엔진모듈(110)과 발전모듈(120)이 상부에 탑재 및 고정되도록 구성될 수 있다.

이와 같은 엔진모듈(110)과 발전모듈(120) 및 베드 프레임(130)은 일반적으로 널리 사용되고 있는 엔진형 발전기와 동일하게 구성될 수 있는 바, 보다 구체적인 설명은 생략하도록 한다.

상기 선형 방진모듈(140)은 발전기의 작동 시 압축되면서 진동을 흡수하는 것으로, 다수개가 베드 프레임(130)과 지면의 사이에 분산되게 배치되며, 도 2 및 3에는 4개의 선형 방진모듈(140)이 베드 프레임(130)의 하부에 분산되게 배치된 구조가 도시되어 있다.

한편, 각각의 선형 방진모듈(140)은 베드 프레임(130)에 고정되는 상부시트(141)와, 지면에 고정되며 상부시트(141)를 이동가능하기 지지하는 하부시트(142)와, 상기 상부시트(141)와 하부시트(142)의 사이에 설치된 선형 탄성재(143)로 구성될 수 있다.

한편, 상기 선형 탄성재(143)는 압축스프링이나 고무스프링으로 구성될 수 있으며, 상기 상부시트(141)에는 비틀림 탄성재(160)의 결합을 위한 구멍이나 브라켓이 형성될 수 있다.

이와 같은 선형 방진모듈(140)은 베드 프레임(130)의 하부에 설치되어 진동을 흡수하거나 완화하게 된다.

상기 고정모듈(150)은 비틀림 탄성재(160)의 한쪽 단부를 지지하는 것으로, 다수의 선형 방진모듈(140)이 형성하는 대형의 안쪽에서 지면에 고정되도록 설치된다.

예컨대, 도 2 및 3에서와 같이 4개의 선형 방진모듈(140)이 4각형의 대형으로 배치된 경우, 고정모듈(150)은 4개의 선형 방진모듈(140)이 형성하는 4각형의 중심부에 위치하도록 지면에 설치된다.

이러한 고정모듈(150)의 상단부에는 비틀림 탄성재(160)가 결합되는 다수의 구멍 또는 다수의 브라켓이 형성될 수 있다.

상기 비틀림 탄성재(160)는 발전기의 작동이나 지진의 발생 시 비틀리면서 진동을 완화하는 것으로, 일측단이 선형 방진모듈(140)에 고정되고, 타측단은 고정모듈(150)에 고정되어 선형 방진모듈(140)과 베드 프레임(130)을 서로 연결하도록 구성된다.

이러한 비틀림 탄성재(160)는 다수개로 이루어진 선형 방진모듈(140)을 각각 고정모듈(150)에 연결하도록 다수개로 이루어지며, 각각의 비틀림 탄성재(160)는 진동의 발생 시 비틀리면서 진동을 완화하거나 흡수할 수 있도록 굽어지게 된다.

보다 구체적으로, 본 발명에 따른 비틀림 탄성재(160)는 하나 이상의 절곡부(161)를 포함하여 굽어지게 형성된다.

한편, 도 2에는 한 개의 절곡부(161)의 포함하여 ㄱ자의 형상으로 굽어진 비틀림 탄성재(160)의 구조가 도시되어 있으나, 본 발명에 따른 비틀림 탄성재(160)는 2개 이상의 절곡부(161)를 포함하여 3차원의 입체적인 형상으로 굽어지게 형성될 수도 있다.

이와 같은 비틀림 탄성재(160)는 소정의 길이를 갖는 봉형태의 스프링 강재를 요구되는 형상을 갖도록 구부려 성형한 것으로 이루어질 수 있으며, 양 끝단부는 평판재의 형태로 납작하게 가공되고, 납작한 평판부의 중앙에는 선형 방진모듈(140) 또는 고정모듈(150)과의 결합을 위한 볼트가 관통하는 체결공이 형성된다.

이와 같이 형성된 비틀림 탄성재(160)는 일측단이 선형 방진모듈(140)의 상부시트(141)에 고정되고, 타측단이 고정모듈(150)에 고정되게 설치된다.

이처럼 선형 방진모듈(140)과 고정모듈(150)을 연결하도록 설치되는 비틀림 탄성재(160)가 발전기의 거동에 대응하여 원활하게 비틀리면서 진동을 흡수하거나 완화시킬 수 있도록 비틀림 탄성재(160)의 중앙부를 베드 프레임(130)에 고정시키는 고정수단(170)이 더 포함될 수 있다.

상기 고정수단(170)은 고무블록(171)과 고정브라켓(172)으로 이루어진다.

이때, 상기 고무블록(171)은 비틀림 탄성재(160)가 관통하는 구멍을 포함하여 비틀림 탄성재(160)의 일부분을 감싸는 구조를 갖도록 비틀림 탄성재(160)에 설치되며, 상기 고정브라켓(172)은 비틀림 탄성재(160)에 설치된 고무블록(171)을 감싼 채로 베드 프레임(130)의 저면에 고정되게 설치된다.

한편, 상기 고정브라켓(172)은 양 끝단부를 관통한 채로 베드 프레임(130)에 체결되는 볼트에 의해 베드 프레임(130)에 고정될 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 발전기는 발전기의 작동이나 지진으로 인한 진동 발생 시, 선형 방진모듈(140)의 압축과 이완 동작 그리고 비틀림 탄성재(160)의 비틀림 동작에 의해 진동을 흡수하거나 완화하게 된다.

즉, 상기 선형 방진모듈(140)은 수직 방향 성분의 진동에 의해 압축과 이완 동작을 반복하면서 진동을 흡수하거나 완화시키게 된다.

한편, 상기 고정모듈(150)에 한 쪽 단부가 고정된 비틀림 탄성재(160)는 수직 방향 성분의 진동과 수평 방향 성분의 진동에 모두 반응하여 비틀리면서 진동을 흡수하거나 완화하게 된다.

이처럼 선형 방진모듈(140)과 비틀림 탄성재(160)는 서로 다른 형태로 거동하면서 진동을 흡수하거나 완화시키게 되므로, 베드 프레임(130)에 탑재된 엔진모듈(110)과 발전모듈(120)의 무게중심이 베드 프레임(130)의 무게중심으로부터 벗어난 곳에 위치함에 따라 발생되는 편심진동 그리고 지진으로 인한 다양한 형태의 진동이 합쳐져 공진을 일으키는 것을 효과적으로 억제할 수 있게 된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110: 엔진모듈 120: 발전모듈
130: 베드 프레임 140: 선형 방진모듈
143: 선형 탄성재 150: 고정모듈
160: 비틀림 탄성재 170: 고정수단
171: 고무블록 172: 고정브라켓

Claims (4)

1. 기계적 에너지를 발생하는 엔진모듈(110)과, 상기 엔진모듈(110)에서 발생되는 기계적 에너지를 전기적 에너지로 전환하는 발전모듈(120)과, 상기 엔진모듈(110)과 발전모듈(120)이 탑재되는 베드 프레임(130)으로 이루어진 발전기에 있어서,
   상기 베드 프레임(130)과 지면의 사이에서 베드 프레임(130)의 저면에 고정되게 설치되며, 수평방향으로 분산되게 배치된 다수의 선형 방진모듈(140);
   상기 다수의 선형 방진모듈(140)이 형성하는 대형의 안쪽에서 지면에 고정되게 설치된 고정모듈(150); 및
   상기 고정모듈(150)과 각각의 선형 방진모듈(140)을 연결하되, 일측단이 상기 선형 방진모듈(140)에 고정되고, 타측단이 상기 고정모듈(150)에 고정되어, 발전기 작동 또는 지진의 발생 시 비틀리면서 진동을 완화하도록 이루어진 다수의 비틀림 탄성재(160);를 포함하는 것으로 이루어지되,
   상기 비틀림 탄성재(160)는 진동의 발생 시 비틀리면서 진동을 완화하거나 흡수할 수 있도록 하나 이상의 절곡부(161)를 포함하여 굽어지게 형성된 것을 특징으로 하는 면진 및 공진방지 기능을 갖는 발전기.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 비틀림 탄성재(160)의 양 끝단부는 평판재의 형태로 납작하게 가공되고, 납작한 평판부의 중앙에는 선형 방진모듈(140) 또는 고정모듈(150)과의 결합을 위한 볼트가 관통하는 체결공이 형성된 것을 특징으로 하는 면진 및 공진방지 기능을 갖는 발전기.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 비틀림 탄성재(160)와 베드 프레임(130)의 연결부에서 비틀림 탄성재(160)를 감싸도록 설치되는 고무블록(171); 및
   상기 고무블록(171)을 감싼 채로 베드 프레임(130)의 저면에 고정되게 설치되는 고정브라켓(172)으로 이루어진 고정수단(170);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 면진 및 공진방지 기능을 갖는 발전기.

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