KR102118342B1 - 에너지 저장 시스템용 내진장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 에너지 저장 시스템용 내진장치에 관한 것으로서, 에너지 저장 시스템용 내진장치는 판상으로 형성되는 바닥지지판; 바닥지지판의 내측에 기 설정된 간격으로 복수로 배치되며, 하방향으로 오목한 곡률홈이 형성되는 완충지지부; 곡률홈의 반경에 비해서 상대적으로 작은 반경으로 형성되어 곡률홈의 내주면을 따라 이동하는 완충모듈; 및 완충모듈의 상면에 결합되어 상기 에너지 저장 시스템을 지지하는 상부지지판;을 포함한다.

Description

에너지 저장 시스템용 내진장치{Seismic device for ESS}
본 발명은 에너지 저장 시스템용 내진장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 적층배치되는 에너지 저장 장치(ESS)에 전달되는 지진하중의 전달을 최소화시켜 에너지 저장 시스템을 지진하중으로부터 보호할 수 있는 에너지 저장 시스템용 내진장치에 관한 것이다.
지진은 일어나기 전에 미리 예측하기 어려운 자연재해 중 하나이다. 이와 같이 갑작스러운 지진으로 인한 구조물의 붕괴사고 또는 쓰나미로 인한 경제적손실을 방지하기 위하여 건축 구조물의 내진설계 및 구조물에 수용된 대중량의 물건에 대해서도 내진 설계 기준이 강화되고 있는 실정이다.
한편, 지진으로 인해 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 바람직하다.
한편, 에너지 저장 시스템(ESS, Energy Storage System)은 외부 전력원, 예를 들면, 발전소에서 외부 전력을 공급받아 저장하여, 전력이 필요한 시점에 필요한 곳으로 전송하는 장치를 의미한다. 즉, 에너지 저장 시스템은 전력 저장용 배터리를 포함한 대용량 전력 저장 장치로서, 전력을 저장해 필요한 장소와 시간에 사용할 수 있도록 지원하는 저장 장치이다. 이에 따라 현재에는 신재생 에너지 저장 장치로서 각광받고 있다.
(한국등록특허 제10-2019214호, 2019년 9월 6일)
본 발명의 목적은 에너지 저장 장치에 전달되는 지진하중의 전달을 최소화시켜 ESS를 지진하중으로부터 보호할 수 있는 에너지 저장 시스템용 내진장치를 제공하는 것이다.
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 에너지 저장 시스템에 결합되어 지진하중에 의한 에너지 저장 시스템의 수평방향 진동을 제어하는 에너지 저장 시스템용 내진장치는 판상으로 형성되는 바닥지지판; 바닥지지판의 내측에 기 설정된 간격으로 복수로 배치되며, 하방향으로 오목한 곡률홈이 형성되는 완충지지부; 곡률홈의 반경에 비해서 상대적으로 작은 반경으로 형성되어 곡률홈의 내주면을 따라 이동하는 완충모듈; 및 완충모듈의 상면에 결합되어 상기 에너지 저장 시스템을 지지하는 상부지지판;을 포함한다.
여기서, 바닥지지판과 상부지지판 사이의 둘레방향의 각 면당 적어도 하나 이상으로 구비되어 수평방향의 진동을 제어하는 내진스톱퍼;를 포함하며, 내진스톱퍼는 L자 형상으로 형성되어 바닥면이 바닥지지판에 결합되는 지지구; 고무재질로 형성되어 지지구의 수직면에 맞닿도록 배치되는 탄성고무판; 및 지지구와 탄성고무판을 결합시키는 볼트;를 구비한다.
여기서, 지지구 및 상기 탄성고무판은 각각 제1 볼트홀 및 제2 볼트홀이 형성되어 볼트를 통해 결합되며, 제2 볼트홀은 내측으로 탄성스프링이 삽입되며, 탄성스프링의 길이는 제2 볼트홀의 깊이보다 길게 형성되어 제2 볼트홀에 압축 배치되고, 탄성스프링은 제2 볼트홀에 압축된 상태로 배치되어 에너지 저장 시스템의 수평방향의 이동량을 제어할 수 있다.
본 발명에 의한 에너지 저장 시스템용 내진장치는 에너지 저장 장치에 전달되는 지진하중의 전달을 최소화시켜 ESS를 지진하중으로부터 보호할 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 시스템용 내진장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A 방향 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 시스템용 내진장치의 완충모듈의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 에너지 저장 시스템용 내진장치의 스톱퍼의 단면도이다.
도 5는 도 4의 C-C 방향 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이때, 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 에너지 저장 시스템용 내진장치의 사시도이며, 도 2는 도 1의 A-A 방향 단면도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 시스템용 내진장치의 완충모듈의 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 시스템용 내진장치(10)는 에너지 저장 시스템(ESS)에 결합되어 지진하중으로 인해 에너지 저장 시스템(ESS)에 작용하는 진동(변위)을 제어하는 것으로서, 바닥지지판(110), 완충지지부(120), 완충모듈(130), 상부지지판(140) 및 내진스톱퍼(150)를 포함하여 구성된다.
바닥지지판(110)은 대략적으로 사각의 판상으로 형성되어 에너지 저장 시스템(ESS)을 설치하는 위치에 배치된다. 바닥지지판(110)은 하부에서 전달되는 진동을 감쇄시키기 위해서 고무판으로 형성될 수 있으며, 복수의 고무판이 적층되어 형성될 수도 있다.
완충지지부(120)는 오목한 곡률홈(121)이 형성되며, 바닥지지판(110)의 상면에 기 설정된 간격으로 복수로 배치된다. 이때, 완충지지부(120)는 2 × 2와 같은 정방행렬로 배치되는 것이 바람직하다. 이를 통해, 완충지지부(120)의 곡률홈(121)에 배치되는 완충모듈(130)을 4 방향으로 안정적인 이동을 안내할 수 있게 된다.
완충모듈(130)은 완충지지부(120)의 곡률홈(121)과 맞닿는 면이 곡률홈(121)의 반경(r1)보다 상대적으로 작은 반경(r2)으로 형성되어 곡률홈(121)의 내주면을 따라 이동할 수 있도록 볼록한 반구형상으로 형성되는 반구체(131)를 구비한다. 반구체(131)는 곡률홈(121)을 따라 이동하면서 지진하중을 소산시켜 지진으로 인한 하중이 에너지 저장 시스템(ESS)에 직접 전달되지 않도록 함으로써 에너지 저장 시스템(ESS)의 전도를 방지하면서, 안정적으로 에너지 저장 시스템(EES)을 지지할 수 있는 역할을 할 수 있다.
완충모듈(130)의 상측면은 판상으로 형성되어 상부지지판(140)에 결합될 수 있는 나사산이 형성되는 결합구(132)가 형성될 수 있다. 이때, 결합구(132)는 평면 형상이 6각형으로 형성되어 상부지지판(140)에 억지끼움으로 결합된다. 결합구(132)는 그 형상이 6각형으로 형성되어 상부지지판(140)에 억지끼움으로 견고한 결합상태를 유지하기 때문에 반구체(131)의 다방향 이동에도 움직이지 않고 견고한 결합상태를 유지시킬 수 있게 된다. 그리고, 결합부(132)는 상측에서 하측방향을 따라 나사홈(1321)이 형성된다. 나사홈(1321)과 결합되는 연결소켓(1322)을 통해 에너지 저장 시스템(ESS)을 결합시킬 수 있다.
상부지지판(140)은 결합구(132)에 결합되는 위치에 나사홀이 형성된다. 상부지지판(140)은 상면이 평평한 형상으로 형성되어 적층형성되는 에너지 저장 시스템(ESS)을 지지하게 된다. 이때, 상부지지판(140)에는 수평상태를 확인할 수 있는 레벨링 모니터링 장치가 구비될 수 있다. 지진 또는 외부의 기타 하중에 의해서 상부지지판(140)의 레벨이 기설정된 수평상태 유지범위를 벗어난 것으로 판단되면, 관리자에게 알람을 형성하여, 상부지지판(140)의 수평상태를 유지하도록 경고알람을 형성함으로써, 상부지지판(140)의 상측에 배치되는 에너지 저장 시스템(ESS)의 안정적인 상태를 유지시킬 수 있게 된다.
내진스톱퍼(150)는 바닥지지판(110)과 상부지지판(120) 사이의 둘레방향의 각 면당 적어도 하나 이상으로 구비되어 수평방향의 진동을 제어하는 것으로서, 지지구(151), 탄성고무판(152), 볼트(153) 및 탄성스프링(154)을 구비한다.
지지구(151)는 대략적으로 L자 형상으로 형성되어 바닥면이 바닥지지판(110)에 결합된다. 그리고, 수직면에는 상하방향을 따라 제1 볼트홀(1511)이 복수로 형성된다.
탄성고무판(152)은 충격을 흡수할 수 있는 고무재질로 형성되어 지지구(151)의 수직면의 일측면에 맞닿도록 배치되며, 제1 볼트홀(1511)에 대응되는 위치에 제2 볼트홀(1521)이 형성된다.
이때, 제2 볼트홀(1521)의 직경은 볼트(153)에 비해서 상대적으로 크게 형성되어 제2 볼트홀(1521)의 내주면과 볼트(153)의 외주면 사이에는 간극이 형성된다. 그리고, 그 간극에 탄성스프링(154)이 배치된다.
탄성스프링(154)은 제2 볼트홀(1521)의 내주면과 볼트(153)의 외주면 사이의 간극에 삽입배치 된다. 이때, 탄성스프링(154)의 압축전 길이는 제2 볼트홀(1521)의 깊이 보다 길게 형성된다. 탄성스프링(154)은 볼트(153)를 통해 결합될 때에, 제2 볼트홀(1521)에 압축 배치되어 에너지 저장 시스템의 수평방향의 이동량을 제어할 수 있다.
본 발명에서 지지구(151) 및 탄성고무판(152)에 형성된 볼트홀이 2×2 배열로 형성된 것을 예시로 하였으나, 그 보다 더 많은 볼트홀이 형성될 수 있는 것으로서, 볼트홀의 개수가 이에 제한되는 것은 아니다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 에너지 저장 시스템용 내진장치의 스톱퍼의 단면도이며, 도 5는 도 4의 C-C 방향 단면도이다.
도 4 내지 도 5를 참조하여 설명하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 에너지 저장 시스템용 내진장치의 내진스톱퍼(250)는 바닥지지판(210)과 상부지지판(220) 사이의 둘레방향의 각 면당 적어도 하나 이상으로 구비되어 수평방향의 진동을 제어하는 것으로서, 지지구(251), 탄성고무판(252), 볼트(253) 및 탄성스프링(254)을 구비한다. 전술한 내진스톱퍼(150)와 동일한 구성에 대해서는, 이하에서 상세한 설명은 생략한다.
바닥지지판(210)은 제1 지지판(211)과 제2 지지판(212)이 서로 결합되어 형성되며, 서로 맞닿는 접촉면에서 미끄러짐이 방지되도록 각각 홈 및 돌출구가 형성되어 끼움결합된다. 그리고, 제1 지지판(211)과 제2 지지판(212)은 후술하는 연장구(2512)가 삽입되어 제1 지지판(211)의 상면을 따라 이동할 수 있도록 + 형상으로 형성되는 이동안내부(2111)가 형성된다. 이때, 제1 지지판(211)은 하방향으로 단차형성되며, 단차 형성되는 너비는 양방향으로 연장된 연장구(2512)의 너비보다 길게 형성된다. 따라서, 사이에 형성된 공간을 따라 연장구(2512)가 이동할 수 있는 공간을 제공하게 된다.
이때, 제2 지지판(212)은 제1 지지판(211)에 결합되어 제1 지지판(211)의 상면에 배치된 돌출구(2511) 및 연장구(2512)의 분리를 방지하는 커버역할을 한다. 즉, 돌출구(2511) 및 연장구(2512)이 제1 지지판(211)의 상측에 배치된 상태에서 제2 지지판(212)이 제1 지지판(211)에 결합됨으로써 돌출구(2511) 및 연장구(2512)가 바닥지지판(210)에서 분리되는 것을 방지하면서 돌출구(2511) 및 연장구(2512)의 안정적이 이동을 제공할 수 있게 된다.
지지구(251)는 대략적으로 L자 형상으로 형성되면서, 바닥지지판(210)을 향하여 돌출되는 돌출구(2511)를 구비한다. 돌출구(2511)는 일단이 지지구(251)의 바닥면에 나사결합되어 하방향으로 연장되며, 연장된 하면은 하방향으로 볼록하게 형성되어 바닥지지판(210)에 면접촉을 형성하게 되어 맞닿는 면이 최소가 되어 바닥지지판(210)의 면을 따라 원활한 이동을 제공할 수 있다.
그리고, 돌출구(2511)의 중단 영역에서 90도 간격으로 돌출되는 연장구(2512)가 형성된다. 연장구(2512)는 90도 간격으로 형성되기 때문에 + 형상으로 형성된 이동안내부(2111)의 내측으로 배치되기 때문에 분리되지 않게 된다. 이때, 연장구(2512)에 복원스프링(2513)이 배치된다.
복원스프링(2513)은 제1 지지판(211)에 밀착되어서 이동안내부(2111)가 일방향을 따라 이동할 때에 압축되면서 수평방향의 이동량을 감소시키고, 이동된 후에 이동안내부(2111)를 원위치로 복원시키는 역할을 하게 된다.
이와 같이, 완충모듈과 함께 내진스톱퍼(250)를 통해 추가적으로 수평방향의 하중을 제어함으로써 더욱 안정적인 수평하중의 제어를 통해 에너지 저장 시스템을 안정적으로 보호할 수 있다.
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.
110 : 바닥지지판
120 : 완충지지부
130 : 완충모듈
140 : 상부지지판
150 : 내진스톱퍼
ESS : 에너지 저장 시스템

Claims (3)

  1. 에너지 저장 시스템에 결합되어 지진하중에 의한 상기 에너지 저장 시스템의 진동을 제어하는 에너지 저장 시스템용 내진장치에 있어서,
    제1 지지판과 제2 지지판이 서로 맞닿는 접촉면에서 미끄러짐이 방지되도록 각각 홈 및 돌출구가 형성되어 끼움결합되며, 상기 제1 지지판과 제2 지지판 각각에 + 형상으로 형성되는 이동안내부가 형성되는 바닥지지판;
    상기 제1 지지판의 바닥면을 향하여 하면이 볼록하게 형성되는 돌출되는 돌출구를 구비하며, 상기 돌출구의 중단 영역에서 90도 간격으로 돌출되는 연장구가 형성되어 상기 이동안내부에 분리되지 않도록 배치되는 지지구;
    상기 돌출구에 배치되어 상기 이동안내부를 따라 상기 연장구가 일방향을 따라 이동할 때에 압축되면서 수평방향의 이동량을 감소시키고, 이동후에 상기 지지구를 원위치로 복원시키는 복원스프링;
    상기 바닥지지판의 내측에 기 설정된 간격으로 복수로 배치되며, 하방향으로 오목한 곡률홈이 형성되는 완충지지부;
    상기 곡률홈의 반경에 비해서 상대적으로 작은 반경으로 형성되어 상기 곡률홈의 내주면을 따라 이동하는 반구체를 구비하는 완충모듈;
    상기 완충모듈의 상면에 결합되어 상기 에너지 저장 시스템을 지지하는 상부지지판; 및
    상기 바닥지지판과 상부지지판 사이의 둘레방향의 각 면당 적어도 하나 이상으로 구비되어 수평방향의 진동을 제어하는 내진스톱퍼;를 포함하며,
    상기 내진스톱퍼는,
    L자 형상으로 형성되어 바닥면이 상기 바닥지지판에 결합되는 지지구;
    고무재질로 형성되어 상기 지지구의 수직면에 맞닿도록 배치되는 탄성고무판; 및
    상기 지지구와 상기 탄성고무판을 결합시키는 볼트;를 구비하고,
    상기 지지구 및 상기 탄성고무판은,
    각각 제1 볼트홀 및 제2 볼트홀이 형성되어 상기 볼트를 통해 결합되며,
    상기 제2 볼트홀은,
    내측으로 탄성스프링이 삽입되며, 상기 탄성스프링의 길이는 상기 제2 볼트홀의 깊이보다 길게 형성되어 상기 제2 볼트홀에 압축 배치되고,
    상기 탄성스프링은,
    상기 제2 볼트홀에 압축된 상태로 배치되어 상기 에너지 저장 시스템의 수평방향의 이동량을 제어하며,
    상기 완충모듈의 상측면은,
    판상으로 형성되어 상기 상부지지판에 결합될 수 있는 나사산이 형성되는 결합구가 형성되고,
    상기 결합구는,
    평면 형상이 6각형으로 형성되어 상기 상부지지판에 억지끼움으로 결합되어 견고한 결합상태를 유지하여 상기 반구체의 다방향 이동을 제공하면서 움직이지 않도록 고정시키고,
    상측에서 하측방향을 따라 나사홈이 형성되어 상기 나사홈을 통해 연결소켓이 결합되어 에너지 저장시스템에 결합되며,
    상기 돌출구에 결합되는 상기 복원스프링은,
    상기 완충모듈과 함께 추가적인 수평하중을 제어하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 시스템용 내진장치.
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  3. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102403758B1 (ko) * 2021-12-30 2022-05-30 주식회사 케이디파워 에너지 저장 시스템

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