KR102070608B1 - 진동 감쇠 기능을 가지는 수배전반용 내진장치 - Google Patents

진동 감쇠 기능을 가지는 수배전반용 내진장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수배전반용 내진장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지진 등의 진동이나 충격 발생 시 그 에너지를 효과적으로 감소 및 흡수시켜 수배전반의 전력기기 피해를 최소화하는 진동 감쇠 기능을 가지는 수배전반용 내진장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 수배전반용 내진장치는, 큐비클 프레임 하부에 고정 설치되는 상부 하우징; 콘크리트 바닥에 설치되는 기초 프레임 상부에 고정되는 하부 하우징; 상기 상부 하우징과 하부 하우징 사이에 개재되는 완충부재; 상기 상부 하우징과 하부 하우징 사이에 개재되는 압축 스프링; 상기 큐비클 프레임, 상부 하우징, 하부 하우징, 완충부재, 압축 스프링을 관통하여 조립하는 조립볼트 및 너트; 및 상부 하우징과 하부 하우징 사이에 개재되며 볼록하게 돌출되는 탄성 밀착부에 의해 자체 탄성 복원력을 가지는 탄성판; 으로 구성되어, 자체 탄성 복원력을 가지는 탄성판, 완충부재, 압축 스프링에 의해 진동을 효과적으로 흡수하고, 특히, 큰 진동 발생 시 탄성 밀착부에서 흡수하고, 작은 진동 발생 시 탄성 절곡부에서 흡수하여 큰 진동과 작은 진동 모두 효과적으로 흡수하는 효과가 있다.

Description

진동 감쇠 기능을 가지는 수배전반용 내진장치{seismic device for distribution board}
본 발명은 수배전반용 내진장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지진 등의 진동이나 충격 발생 시 그 에너지를 효과적으로 감소 및 흡수시켜 수배전반의 전력기기 피해를 최소화하는 진동 감쇠 기능을 가지는 수배전반용 내진장치에 관한 것이다.
일반적으로 수배전반은 변전소로부터 공급되는 고압, 특별고압을 공급받기 위한 수전설비와 변전소로부터 수전된 고압, 특고압을 상용전압으로 강압하기 위한 변전설비, 강압된 전기를 빌딩이나 공장 내 각부의 조명등이나 전기기기로 안전하게 보내는 장치이다.
수배전반은 큐비클 함체 내에 변압기, 개폐기, 피뢰기, 파워퓨즈, 컨버터, 차단기, 검출기, 전산전력계 등의 다양한 전기기기가 설치되고, 이들을 부착 지지하는 구조물과 각 기기를 접속하거나 연결하는 도체물로 구비된다.
이러한 종래의 수배전반은 콘크리트 바닥에 고정 설치된 기초 프레임 상부에 설치되어 지진 등에 의한 진동 발생 시 그 충격이 그대로 전달되어 내부에 설치된 각종 기기가 파손 및 단락되어 전원 공급이 중단되거나 심하면 화재가 발생하는 문제점이 있었다.
KR 등록특허공보 제10-1518810호(2015.05.04) KR 등록특허공보 제10-1582313호(2015.12.28) KR 등록특허공보 제10-1632256호(2016.06.15) KR 등록특허공보 제10-1495094호(2015.02.13)
본 발명은 종래와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안한 것으로, 수배전반의 하부와 콘크리트 바닥 사이에서 지진으로부터 발생한 진동 및 충격을 흡수하거나 소멸되도록 하되, 기존의 큐비클 함체의 하부에 설치되는 하부 프레임과 콘크리트 바닥에 설치되는 기초 프레임 사이에 설치할 수 있는 진동 감쇠 기능을 가지는 수배전반용 내진장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 진동 감쇠 기능을 가지는 수배전반용 내진장치는,
큐비클 프레임 하부에 고정 설치되는 상부 하우징;
콘크리트 바닥에 설치되는 기초 프레임 상부에 고정되는 하부 하우징;
상기 상부 하우징과 하부 하우징 사이에 개재되는 완충부재;
상기 상부 하우징과 하부 하우징 사이에 개재되는 압축 스프링;
상기 큐비클 프레임, 상부 하우징, 하부 하우징, 완충부재, 압축 스프링을 관통하여 조립하는 조립볼트 및 너트; 및
상부 하우징과 하부 하우징 사이에 개재되며 볼록하게 돌출되는 탄성 밀착부에 의해 자체 탄성 복원력을 가지는 탄성판; 을 포함함을 특징으로 한다.
또한, 상기 탄성판은 상부 하우징 또는 하부 하우징에 밀착되어 고정되는 수평부; 수평부로부터 볼록하게 돌출되는 탄성 밀착부; 로 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 탄성판은 2개를 구비하여 상부 하우징과 하부 하우징에 각각 고정 설치하여 탄성 밀착부로 서로 밀착되도록 함을 특징으로 한다.
또한, 상기 탄성판은 수평부와 탄성 밀착부 경계부에 다수 절곡 또는 만곡된 탄성 절곡부가 형성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 탄성판은 상부 하우징과 하부 하우징의 선후단에 또는 양단에 또는 선후단과 양단에 각각 구비됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 탄성판은 상부에서 볼 때, 'ㅁ' 형상으로 이루어져 네 코너에 수평부가 구비되고, 그 사이에 탄성 밀착부가 형성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 완충부재는 자체 탄성 복원력을 기둥 형태로 이루어지며, 분할하여 두 개 이상 구비함을 특징으로 한다.
또한, 상기 분할된 완충부재와 완충부재 사이 그리고 완충부재 상하부에 링 형태의 탄성링을 개재시켜 구비함을 특징으로 한다.
또한, 상기 탄성링은 상하로 돌출되는 탄성 돌기를 일정한 간격으로 다수 형성함을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 진동 감쇠 기능을 가지는 수배전반용 내진장치는 자체 탄성 복원력을 가지는 탄성판, 완충부재, 압축 스프링에 의해 진동을 효과적으로 흡수하고, 특히, 큰 진동 발생 시 탄성 밀착부에서 흡수하고, 작은 진동 발생 시 탄성 절곡부에서 흡수하여 큰 진동과 작은 진동 모두 효과적으로 흡수하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 진동 감쇠 기능을 가지는 수배전반용 내진장치의 구조를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 진동 감쇠 기능을 가지는 수배전반용 내진장치의 구조를 도시한 분리 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 진동 감쇠 기능을 가지는 수배전반용 내진장치의 구조를 도시한 정면도.
도 4는 본 발명에 따른 진동 감쇠 기능을 가지는 수배전반용 내진장치의 구조를 도시한 평면도.
도 5는 도 4의 A-A선 단면도.
도 6은 도 4의 B-B선 단면도.
도 7, 도 8은 본 발명에 따른 진동 감쇠 기능을 가지는 수배전반용 내진장치의 설치상태를 도시한 사용상태도.
이하, 본 발명에 따른 진동 감쇠 기능을 가지는 수배전반용 내진장치의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 진동 감쇠 기능을 가지는 수배전반용 내진장치의 구조를 도시한 사시도이고, 도 2는 진동 감쇠 기능을 가지는 수배전반용 내진장치의 구조를 도시한 분리 사시도, 도 3은 진동 감쇠 기능을 가지는 수배전반용 내진장치의 구조를 도시한 정면도, 도 4는 진동 감쇠 기능을 가지는 수배전반용 내진장치의 구조를 도시한 평면도, 도 5는 도 4의 A-A선 단면도, 도 6은 도 4의 B-B선 단면도, 도 7은 진동 감쇠 기능을 가지는 수배전반용 내진장치의 설치상태를 도시한 사용상태도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 진동 감쇠 기능을 가지는 수배전반용 내진장치(100)는 콘크리트 바닥에 고정 설치되는 기초 프레임(10)과, 큐비클 함체(1)의 저면에 일체로 구비되는 큐비클 프레임(20)과, 상기 큐비클 프레임(20) 하부에 고정 설치되는 상부 하우징(30)과, 콘크리트 바닥에 설치되는 기초 프레임(10) 상부에 고정되는 하부 하우징(40)과, 상기 상부 하우징(30)과 하부 하우징(40) 사이에 개재되는 완충부재(50)와, 상기 상부 하우징(30)과 하부 하우징(40) 사이에 개재되는 압축 스프링(60)과, 상기 큐비클 프레임(20), 상부 하우징(30), 하부 하우징(40), 완충부재(50), 압축 스프링(60)을 관통하여 조립하는 조립볼트(71) 및 너트(72)와, 상부 하우징(30)과 하부 하우징(40) 사이에 개재되며 볼록하게 돌출되는 탄성 밀착부(82)에 의해 자체 탄성 복원력을 가지는 탄성판(80)으로 구성된다.
상기 기초 프레임(10)은 도 7에 도시된 바와 같이 'ㄷ' 모양의 각관으로 이루어지며, 개방된 부위가 상부를 향하도록 바닥에 설치된다. 이러한 기초 프레임(10)은 큐비클 함체(1)가 대부분 사각으로 이루어짐에 따라 서로 대향되는 두 변 또는 네 변의 위치에 설치된다.
상기 큐비클 프레임(20)은 도 7에 도시된 바와 같이 큐비클 함체(1)의 하부에 고정 설치되는 것으로, 'ㄷ' 모양의 각관으로 이루어지며, 개방된 부위가 하부를 향하도록 설치된다. 이러한 큐비클 프레임(10)은 개방된 부위가 서로 마주보게 배치되므로 그 사이에 공간이 형성되어 이 공간으로 본 발명의 내진장치(100)가 설치되고, 진동 발생 시 큐비클 프레임(20)이 수직 방향으로 요동할 경우 서로 간섭되지 않는다.
상기 상부 하우징(30)은 도 2에 도시된 바와 같이 큐비클 프레임(20)의 내부 공간 수평면에 고정설치되는 것으로, 소정의 두께를 가지는 사각의 블록 형상을 가지며, 중앙에 조립공(31)이 수직으로 관통 형성하고, 하부 중앙에 원형으로 함몰된 스프링 삽입홈(32)이 형성되어 삽입되는 압축 스프링(60)이 측 방향으로 이동하는 것을 방지한다.
상기 하부 하우징(40)은 도 2에 도시된 바와 같이 기초 프레임(10)의 내부 공간 수평면에 고정설치되는 것으로, 소정의 두께를 가지는 사각의 블록 형상을 가지며, 중앙에 조립공(31)이 수직으로 관통 형성하고, 상부 중앙에 원형으로 함몰된 스프링 삽입홈(32)이 형성되어 삽입되는 압축 스프링(60)이 측 방향으로 이동하는 것을 방지한다.
상기 완충부재(50)는 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이 상부 하우징(30)과 하부 하우징(40) 사이에 개재되는 것으로, 중앙에 조립공(51)이 관통 형성된 원기둥 형상으로 이루어진다. 이러한 완충부재(50)는 우레탄 소재로 제조되어 자체 탄성 복원력을 가진다. 즉, 외력이 가해질 경우 압축되었다가 외력이 해제되면 원상태로 복원된다.
또한, 상기 완충부재(50)는 두 개로 분할하고, 분할된 완충부재(50) 사이 그리고 완충부재(50) 상부와 하부에 우레탄 소재의 탄성링(51)을 각각 개재시킨다. 상기 탄성링(52)은 링 형상으로 이루어져 조립볼트(71)가 관통 삽입되는데, 상하부로 돌출되는 탄성 돌기(53)가 일정한 간격으로 다수 형성되어 상부 하우징(30) 및 하부 하우징(40) 그리고 완충부재(50)에 탄성 돌기(53)가 접촉된다.
상기 압축 스프링(60)은 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이 상부 하우징(30)과 하부 하우징(40) 사이에 개재되는 것으로, 완충부재(50)를 감싸는 형태로 설치된다. 이러한 압축 스프링(60)은 상부 하우징(30)과 하부 하우징(40)의 스프링 삽입홈(32)(42)에 상하단이 삽입됨으로써 측 방향으로의 이동을 방지하므로 중앙의 완충부재(50)와 간섭이 발생하지 않는다. 이러한 압축 스프링(60)은 진동 발생 시 압축과 팽창이 반복되면서 수직 방향에 대한 진동을 효과적으로 흡수함으로써 진동이 큐비클 함체(1)로 전달되는 것을 최소화한다.
상기 조립볼트(71)는 도 2 내지 도 5 에 도시된 바와 같이 큐비클 프레임(20), 상부 하우징(30), 하부 하우징(40), 완충부재(50), 압축 스프링(60)을 조립하기 위한 것으로, 하부 프레임(40)의 하부로부터 삽입되어 큐비클 프레임(20)의 상부로 노출된 단부로 너트(72)가 체결된다. 이와 같은 조립볼트(71)에 의해 상기 큐비클 프레임(20), 상부 하우징(30), 하부 하우징(40), 완충부재(50), 압축 스프링(60)은 조립된다. 여기서 상기 상부 하우징(30)은 그 저면에 조립볼트(71)의 머리가 삽입되는 다각 모양의 함몰된 자리파기(43)가 형성된다. 자리파기(43) 모양은 조립볼트(71)의 머리 모양과 동일한 다각으로 형성하여 상부에서 너트 체결 시 삽입된 조립볼트(71)는 회전하지 못하며 조립볼트(71)의 머리는 하부 하우징(40)의 저면으로 돌출되지 않는다.
한편, 상기 탄성판(80)은 상부 하우징(30)과 하부 하우징(40) 사이에 개재되는 것으로, 상부 하우징(30) 또는 하부 하우징(40)에 밀착되어 고정되는 수평부(81)와, 수평부(81)로부터 볼록하게 돌출됨에 따라 자체 탄성 복원력을 가지는 탄성 밀착부(82)로 이루어진다. 그리고 수평부(81)에는 관통공이 형성되어 나사나 볼트에 의해 상부 하우징(30) 또는 하부 하우징(40)에 고정된다. 즉, 수평부(81)가 상부 하우징(30)에 고정되면 탄성 밀착부(82)는 하부 하우징(40)에 밀착되고, 수평부(81)가 하부 하우징(40)에 고정되면 탄성 밀착부(82)는 상부 하우징(30)에 밀착된다. 이러한 탄성판(80)은 상부 하우징(30)과 하부 하우징(40)의 선후단에 구비되거나 양단에 구비될 수 있으며, 선후단과 양단에 모두 구비될 수 있다.
그리고 수평부(81)와 탄성 밀착부(82) 경계부에는 다수 절곡 또는 만곡된 탄성 절곡부(83)가 형성되어 진동 발생 시 탄성 밀착부(82)에서 1차 흡수하고, 탄성 절곡부(83)에서 2차 흡수되도록 한다.
또한, 상기 탄성판(80)은 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이 상부에서 볼 때, 'ㅁ' 모양으로 형성하되, 네 코너에 수평부(81)를 형성하고, 각 수평부(81) 사이에 탄성 밀착부(82)와 탄성 절곡부(83)가 형성되도록 한다. 이러한 탄성판(80)을 2개 구비하여 상부 하우징(30)과 하부 하우징(40)에 각각 고정하여 탄성판(80)의 탄성 밀착부(82)가 서로 대응되어 접하도록 한다. 이와 같이 탄성판(80)을 상부 하우징(30)과 하부 하우징(40)에 각각 고정하여 사용하면 진동이 상하부의 탄성판(80)으로 분산되어 흡수 효과가 극대화된다.
한편, 상기 상부 하우징(30)과 하부 하우징(40)은 탄성판(80)의 수평부(81)가 밀착되는 면에 함몰된 안치홈(34)(44)이 형성되어 측 방향으로 이탈되는 것을 방지한다.
이와 같은 구조로 이루어진 본 발명에 따른 진동 감쇠 기능을 가지는 수배전반용 내진장치(100)에 진동이 발생하여 전달될 경우 완충부재(50), 압축 스프링(60), 탄성판(80)에 진동이 전달되고 흡수된다.
특히 큰 진동이 발생하거나 수직 방향으로 진동이 발생한 경우 완충부재(50)를 통해 진동을 흡수하게 된다. 즉, 완충부재(50)로 전달되는 과정에서 분할될 완충부재(50)에 분산되어 흡수됨은 물론 완충부재(50) 상하부에 구비된 탄성링(52)에 의해서도 흡수된다. 이때, 탄성링(52)에 구비된 다수의 탄성 돌기(53)에서 1차 흡수하고, 탄성링(52) 자체에서 2차 흡수한 후 완충부재(50)에서 3차 흡수하여 진동이 최소화된다.
작은 진동이 발생하거나 수평 방향으로 진동이 발생한 경우 압축 스프링(60)을 통해 진동을 흡수하게 된다. 즉, 반복 형성되는 코일에 의해 진동이 흡수되어 최소화된다.
그리고 탄성판(80)은 큰 진동과 작은 진동 그리고 수직 방향에 대한 진동과 수평 방향에 대한 진동 모두를 흡수하여 소멸시킨다. 즉, 큰 진동과 수직 방향에 대한 진동은 다수의 탄성 절곡부(83)에서 흡수하고, 작은 진동은 다수의 탄성 밀착부(82)에서 흡수하여 최소화시킨다. 또한, 탄성판(80)이 상하부에 각각 구비되므로 상하부로 분산되어 효과적으로 진동을 흡수하게 된다.
1 : 큐비클 함체 10 : 기초 프레임
20 : 큐비클 프레임 30 : 상부 하우징
31, 41, 51 : 조립공 32, 42 : 스프링 삽입홈
34, 44 : 안치홈 40 : 하부 하우징
43 : 자리파기 50 : 완충부재
52 : 탄성링 53 : 탄성 돌기
60 : 완충부재 71 : 조립볼트
72 : 너트 80 : 탄성판
81 : 수평부 82 : 탄성 밀착부
83 : 탄성 절곡부 100 : 내진장치

Claims (5)

  1. 큐비클 프레임(20) 하부에 고정 설치되는 상부 하우징(30);
    콘크리트 바닥에 설치되는 기초 프레임(10) 상부에 고정되는 하부 하우징(40);
    상기 상부 하우징(30)과 하부 하우징(40) 사이에 개재되는 완충부재(50);
    상기 상부 하우징(30)과 하부 하우징(40) 사이에 개재되는 압축 스프링(60);
    상기 큐비클 프레임(20), 상부 하우징(30), 하부 하우징(40), 완충부재(50), 압축 스프링(60)을 관통하여 조립하는 조립볼트(71) 및 너트(72); 및
    상부 하우징(30)과 하부 하우징(40) 사이에 개재되며 볼록하게 돌출되는 탄성 밀착부(82)에 의해 자체 탄성 복원력을 가지는 탄성판(80); 을 포함하되,
    상기 탄성판(80)은 상부 하우징(30) 또는 하부 하우징(40)에 밀착되어 고정되는 수평부(81); 수평부(81)로부터 볼록하게 돌출되어 자체 탄성 복원력을 가지는 탄성 밀착부(82); 수평부(81)와 탄성 밀착부(82) 경계부에 다수 절곡 또는 만곡된 탄성 절곡부(83); 를 포함함을 특징으로 하는 진동 감쇠 기능을 가지는 수배전반용 내진장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 탄성판(80)은 상부에서 볼 때, 'ㅁ' 형상으로 이루어져 네 코너에 수평부(81)가 구비되고, 각 수평부(81) 사이에 탄성 밀착부(82)가 형성됨을 특징으로 하는 진동 감쇠 기능을 가지는 수배전반용 내진장치.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 탄성판(80)은 2개를 구비하여 상부 하우징(30)과 하부 하우징(40)에 각각 고정 설치함으로써 탄성 밀착부(82)가 서로 밀착되도록 함을 특징으로 하는 진동 감쇠 기능을 가지는 수배전반용 내진장치.
  4. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 완충부재(50)는 자체 탄성 복원력을 가지는 기둥 형태로 이루어지며, 분할하여 두 개 이상 구비하고,
    상기 분할된 완충부재(50)와 완충부재(50) 사이 그리고 완충부재(50) 상하부에 링 형태의 탄성링(52)을 개재시키되,
    상기 탄성링(52)은 상하로 돌출되는 탄성 돌기(53)를 일정한 간격으로 다수 형성함을 특징으로 하는 진동 감쇠 기능을 가지는 수배전반용 내진장치.
  5. 삭제
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