KR102274689B1 - 수배전반용 내진 감쇠장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수배전반이 설치되어있는 지면이 경사짐으로 인해 수배전반에 편중된 하중이 작용하거나 수배전반의 각 모서리의 높낮이가 맞지 않을 때, 센터블록(구체적으로는, 중앙판의 쐐기와 판스프링)을 상, 하 방향으로 이동시켜 본 발명의 내진 감쇠장치의 높낮이를 조절함으로써 수배전반의 함체 네 모서리면의 하중을 균등하게 분산하고 지지할 수 있도록 하는 수배전반용 내진 감쇠장치를 제시한다.

Description

수배전반용 내진 감쇠장치{A switchboard earthquake-proof damping device}

본 발명은 수배전반용 내진 감쇠장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 지진 발생시에 구조물에 가해지는 충격을 스프링과 고무링의 압축 및 팽창력을 조절하여 진동을 흡수, 소멸시킬 수 있음은 물론 수배전반의 각 모리서리의 높낮이가 맞지 않거나 어느 한쪽으로 하중이 편중되어 있어도 항상 수배전반의 각 모서리면에 가해지는 하중을 균등하게 분산 및 지지할 수 있는 수배전반용 내진 감쇠장치에 관한 것이다.

통상적으로 수배전반은 발전소에서 송전되는 고압의 전력을 수전하여 저압의 상용전압으로 강압한 후 각종 시설물에 분배, 공급하는 장치로서 수전설비, 변전설비, 배전설비, 개폐기제어설비, 전동기제어설비 등을 포함하여 구성된다. 이러한 수배전반은 실외용과 실내용으로 구분된다. 실외용은 지진이나 홍수와 같은 자연재해로부터 보호하기 위해 완충 패드와 함께 콘크리트로 타설시켜 고정하고, 침수에 의한 누전이나 감전 및 고장을 방지하기 위해 지면으로부터 소정의 높이로 이격되게 설치된다.

한편, 최근 빈번해지고 있는 지진과 태풍 등의 자연재해로 인해 구조물의 붕괴사고 및 그로 인한 경제적 손실이 증가하고 있다. 이에 따라 전 세계적으로 구조물의 안정성을 확보하려는 노력이 증가하고 있다. 특히, 발전소나 교량과 같은 중요 구조물이나 고층빌딩 같은 대형 건축물은 파괴시 엄청난 인명피해와 경제적 손실을 동반할 수 있기 때문에 국내에서도 이들에 대한 내진설계 기준은 강화되고 있는 실정이다.

지진의 강도가 일정 수준 이하일 경우 건물의 진동에 의해 건물 자체는 건전하여도 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 취약하다.

위와 같은 문제점을 해결하기 위한 종래기술로서, 아래의 특허문헌들이 있으며, 일 예로 특허문헌 0001의 수배전반용 방진구가 공지되어 있으며, 이 특허에 대한 대표도면이 도 1에 도시된다.

도 1을 참조하면, 상기 수배전반용 방진구는 복수개의 방진와이어(1)가 방진격판(2,3)에 설치되고, 방진격판(2,3) 사이에 레벨러(4)가 설치된다. 상기 레벨러(4)의 코일스프링(5)의 수를 조절하여 방진구의 지지력을 조절하는 구조이다.

그러나, 이러한 방진구는 레벨러(4)가 방진고무와 코일스프링(5)으로 구성되어 있으므로 그 구성이 복잡한 문제점이 있으며, 방진고무의 종류 및 특성 등의 요인으로 인해 곤란한 작업이 요구될 뿐만 아니라 이로 인해 작업시간도 많이 소요되는 단점이 있음이 해당 특허문헌 0001에 기재되어 있다.

또한, 수배전반을 포함한 다양한 설비는 그 크기 및 중량이 다양하며, 각 설비별로 위치에 따라 중량이 다르게 적용된다. 이에 따라, 이들 설비 각각에 방진구를 적용하기 위해서는 설비의 종류에 따라, 각 설비별 각 모서리부의 하중을 측정한 뒤, 코일스프링(5)의 수를 다르게 적용하여야 하는 구조이므로, 작업이 번거로운 문제점도 있다.

아울러, 종래의 방진구는 코일스프링(5)의 수에 의해 지지력을 조절함에 따라 방진구가 적용되는 설비의 중량이 비교적 가벼운 경우 또는 매우 무거워 코일스프링(5)의 작용에 따른 지지범위를 벗어나는 경우 방진구를 별도로 제작해야 하는 문제점이 있다. 즉, 종래의 방진구는 일괄적인 규격으로 제작될 시, 지지력을 조절하기 위해서는 코일스프링(5)의 적용하는 개수 이외에는 별도로 지지력을 조절할 수 없다는 문제점이 있다.

등록특허공보 제10-1100147호(수배전반용 방진구, 공고일자: 2011년 12월 28일) 등록특허공보 제10-1632256호(내진 수배전반, 공고일자: 2016년 06월 22일) 등록특허공보 제10-2070608호(진동 감쇠 기능을 가지는 수배전반용 내진장치, 공고일자: 2020년 01월 29일) 등록특허공보 제10-2069168호(고감쇠 고무와 강재를 이용한 이중감쇠 내진구조체, 공고일자: 2020년 01월 22일)

본 발명은 위와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 수배전반의 각 모서리의 하중이 다르거나 높낮이가 맞지 않을 경우에도 수배전반의 하중을 균등하게 분산 및 지지할 수 있는 수배전반용 내진 감쇠장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 지진 발생 시에 구조물에 가해지는 충격을 스프링과 고무링의 압축 및 팽창력을 조절하여 진동을 흡수, 소멸시킬 수 있는 수배전반용 내진 감쇠장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 지진으로 인한 수직 방향과 수평 방향을 포함한 모든 방향에서 전해지는 진동을 감쇄시킬 수 있도록 하는 수배전반용 내진 감쇠장치를 제공함에 있다.

본 발명에 따른 수배전반용 내진 감쇠장치는 통상의 수배전반 함체 바닥면의 각 모서리면에 설치되어 지진 발생 시 수평 방향으로의 진동 및 수직 방향으로의 진동을 상쇄시킬 수 있으며, 상기 함체의 바닥면 각 모서리면에 설치되는 상부프레임과, 상기 상부프레임과 간격을 유지하면서 고정축으로 연결되어 지면과 접촉하는 하부프레임과, 상기 상부프레임의 저면에 체결수단으로 고정 설치되는 고무 재질의 상부판과, 상기 상부판의 저면에 형성된 홈에 설치되며 상기 수직 방향으로의 진동을 상쇄시키는 코일스프링과, 상기 코일스프링의 하단면이 접촉되고 저면에는 둘레면을 따라 쐐기를 갖는 홈이 형성된 금속 재질의 중앙판과, 상기 중앙판의 상단에 끼워지고 상기 상부판의 저면에 캡(g)을 유지하면서 접촉되도록 환형 모양으로 성형되며 상기 수평 방향으로의 진동을 상쇄시키는 고무링과, 상기 중앙판의 홈에 설치되고 상기 수배전반의 각 모서리면의 높낮이 및 하중에 따라 외주면이 상기 쐐기에 선택적으로 끼워져 상기 수배전반의 하중을 균등하게 분산 및 지지하며 상기 수평 방향으로의 진동을 상쇄시키는 판스프링과, 상기 하부프레임의 상면에 체결수단으로 고정 설치되고 상단면은 상기 중앙판의 홈에 형성된 쐐기와 맞물려 고정되는 금속 재질의 상부판을 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 수배전반용 내진 감쇄장치는 지진 발생 시 수평 방향으로의 진동과 수직 방향으로의 진동을 상쇄시킬 수 있으며, 특히 수배전반의 각 모서리면의 높낮이가 맞지 않을 때 또는 수배전반의 하중이 어느 한쪽으로 편중되어 있을 때에도 수배전반의 하중을 균등하게 분산 및 지지할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 종래기술에 따른 수배전반용 방진구의 구성을 보여주고 있는 도면
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 내진 감쇠장치가 설치된 수배전반의 외형을 보여주고 있는 도면.
도 3은 도 2에서 도시하고 있는 수배전반의 저면에 설치된 내진 감쇠장치(100)의 구성을 보여주고 있는 도면.
도 4는 도 3에서 도시하고 있는 내진 감쇠장치(100)의 구성을 단면으로 보여주고 있는 도면.

이하 본 발명의 바람직한 실시형태를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 후술 될 상세한 설명에서는 상술한 기술적 과제를 이루기 위해 본 발명에 있어 한 개의 대표적인 실시 예를 제시할 것이다. 그리고 본 발명으로 제시될 수 있는 다른 실시 예들은 본 발명의 구성에서 설명으로 대체한다.

본 발명에서는 배전반의 하중을 균등하게 분산 지지할 수 있음은 물론 지진 발생시에 구조물에 가해지는 충격을 스프링과 고무링의 압축 및 팽창력을 조절하여 진동을 흡수, 소멸시킬 수 있는 수배전반용 내진 감쇠장치를 구현하고자 한다.

특히, 본 발명에서 구현하고자 하는 내진 감쇠장치는 수배전반이 설치되어있는 지면이 경사짐으로 인해 수배전반에 편중된 하중이 작용하거나 수배전반의 각 모서리의 높낮이가 맞지 않을 때, 센터블록을 상, 하 방향으로 이동시켜 본 발명의 내진 감쇠장치의 높낮이를 조절함으로써 수배전반의 하중을 균등하게 분산하고 지지할 수 있도록 하는 장치이다. 이때, 상기 센터블록이라 함은 다양한 기술구성으로 구현할 수 있는데, 본 발명에서는 중앙판의 쐐기와 판스프링으로 구현하였다.

또한, 본 발명에 따른 수배전반용 내진 감쇠장치는 특수고무링이 상부판과 중앙판 사이에 환형 타입(즉, 도우넛 모양)으로 둘러싸고 있는 구성을 함으로써 지진 발생 시 수평 진동에 좌, 우 방향으로 탄성을 주어 수평 진동을 상쇠시킬 수 있는 장치이다. 물론, 본 발명의 내진 감쇠장치는 지진 발생 시 수직 진동을 코일스프링과 판스프링 등으로 감쇠시킬 수 있다.

아래에서는 상기와 같은 특징을 가지는 본 발명의 수배전반용 내진 감쇠장치에 대한 바람직한 실시 예를 도 2와 도 3을 참조하여 구체적으로 설명한다.

{실시 예 1}

도 2 내지 도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 수배전반용 내진 감쇠장치의 구성을 보여주고 있는 도면이다. 본 발명에 따른 내진 감쇠장치(100)는 수배전반(10)에 설치되어 진동을 흡수함으로써 수배전반(10)의 쓰러짐 및 파손을 방지하기 위한 장치로서, 상기 수배전반(10)의 내부에는 각종 전기부품들이 실장되고 전면에는 도어가 설치된 함체(20)로 외형을 구성한다. 상기 수배전반의 함체(20)를 지지하는 바닥면(30)의 각 모서리면에는 본 발명의 내진 감쇠장치(100)가 동일한 기술구성으로 일정 간격 떨어진 상태로 고정 설치된다. 상기 내진 감쇠장치(100)는 고무 재질의 상부판(120), 상/하 유동을 방지하는 코일스프링(130) 및 판스프링(160), 좌/우 유동을 방지하는 환형 모양의 고무링(140), 그리고 금속 재질의 중앙판(150) 및 하부판(170)을 포함하여 구성한다.

상기 도 3과 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 내진 감쇠장치(100)는 통상 수배전반(10)의 바닥면(30) 각 모서리면에 용접 결합되는 상부프레임(102)과, 지면에 직접적으로 접촉하는 하부프레임(104)으로 구성된다. 상기 상부프레임(102)과 하부프레임(104) 사이에는 본 발명의 내진 감쇠장치(100)의 기술구성이 고정축(106)에 의해 조립된다. 즉, 상기 고정축(106)에는 상부프레임(102), 상부판(120), 코일스프링(130), 중앙판(150), 판스프링(160), 하부판(150), 하부프레임(104) 순으로 끼워지고, 상기 고정축(106)의 끝부분에는 너트가 체결되어 상기의 구성들을 견고하게 조립한다.

상기 상부판(120)은 상부프레임(102)의 저면에 설치되고, 통상 체결수단(108)에 의해 고정 설치되며, 소정의 탄성력을 가지는 고무 재질로 성형된다. 상기 상부판(120)의 저면에는 일정 깊의 홈(120a)이 형성되고, 이 홈(120a)에는 코일스프링(130)이 안착된다. 이때, 상기 코일스프링(130)은 고정축(106)에 끼워져 상/하 방향으로 이동하면서 소정의 탄성력으로 압축된다.

중앙판(150)은 금속 재질로 성형되며, 상단면에는 상기 코일스프링(130)이 접촉된다. 상기 중앙판(150)의 상단 외주면과 상부판(120)의 하단 내주면 사이에는 환형 모양(즉, 도우넛 모양)으로 성형된 고무링(140)이 설치되는데, 구체적으로는 상기 고무링(140)은 중앙판(150)의 상단 외주면에 끼워진 상태에서 상부판(120)의 내주면에 일부분이 접촉되고, 상기 고무링(140)의 외면과 상부판(120)의 내주면 사이에는 갭(g)이 형성된다. 이와 같이 구성된 고무링(140)은 지진 발생 시 수배전반(10)이 진동으로 인해 좌/우 방향으로 움직일 때 잡아주는 역할을 하는데, 즉 상기 고무링(140)은 갭(g) 만큼 움직이면서 탄성력으로 수배전반(10)이 좌/우 방향으로 유동하는 현상을 방지한다.

판스프링(160)은 상기 중앙판(150)의 저면에 형성된 홈(150a)에 설치되는데, 구체적으로는 중앙판(150)의 홈(150a)과 하부판(170)의 상단면 사이에 설치된다. 상기 중앙판(150)의 홈(150a)에는 톱니 모양의 쐐기(152)가 내주면을 따라 형성되는데, 상기 쐐기(152)에는 판스프링(160)의 외주면 끝부분이 끼워지게 된다. 이는 수배전반(10)의 바닥면(30) 네 모서리면의 높낮이가 맞지 않아 수배전반(10)이 기울어지거나 어느 한쪽으로 하중이 편중되는 것을 방지한다. 즉, 수배전반(10)의 각 모서리면의 하중에 맞도록 판스프링(160)은 압축되고, 이 압축된 상태에서 판스프링(160)의 외주면은 쐐기(152)에 끼워지기 때문에 수배전반(10)의 네 모서리면의 높낮이가 다르거나 어느 한쪽으로 하중이 편중되어도 판스프링(160)과 중앙판(150)의 쐐기(152)로 인해 수배전반(10)의 하중은 균등하게 분산되고 지지될 수 있다.

한편, 본 발명에서는 전술한 코일스프링(130)과 판스프링(160)으로 인해 지진 발생 시 상/하 방향으로의 진동을 상쇄할 수 있어 수배전반(10)이 상/하 방향으로 유동하는 현상을 방지할 수 있다.

끝으로, 하부판(170)은 금속 재질로 성형되고, 통상 하부프레임(104)의 상면에 체결수단(110)에 의해 고정 설치된다. 이때, 상기 하부판(170)의 상단면은 중앙판(150)의 홈(150a)에 형성된 쐐기(152)와 맞물려져 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 내진 감쇠장치(100)는, 환형 모양으로 성형된 고무링(140)을 구성함으로써 지진 발생 시 좌/우 방향으로의 진동을 상쇄시킬 수 있으며, 코일스프링(130)과 판스프링(160)을 구성함으로써 지진 발생 시 상/하 방향으로의 진동을 상쇄시킬 수 있고, 특히 금속재질의 중앙판(150)에 쐐기(152)를 갖는 홈(150a)을 형성하고 이 홈(150a)에 판스프링(160)을 설치함으로써 수배전반(10)의 각 모서리면의 높낮이가 맞지 않거나 어느 한쪽으로 하중이 편중되어도 수배전반(10)의 각 모서리면에서 가해지는 하중에 따라 판스프링(160)의 외면이 쐐기(152)에 선택적으로 끼워져 고정됨으로 인해 항상 수배전반(10)의 하중을 균등하게 분산 및 지지할 수 있음은 물론 수배전반(10)의 네 모서리면의 높낮이를 일정하게 유지할 수 있다.

10: 수배전반 100: 내진 감쇠장치
102: 상부프레임 104: 하부프레임
106: 고정축 108, 110: 체결수단
120: 상부판 130: 코일스프링
140: 고무링 150: 중앙판
160: 판스프링 170: 하부판

Claims (1)

1. 통상의 수배전반(10) 함체(20)의 바닥면(30) 각 모서리면에 설치되는 상부프레임(102)과, 상기 상부프레임(102)과 간격을 유지하면서 고정축(106)으로 연결되어 지면과 접촉하는 하부프레임(104)과, 상기 상부프레임(102)의 저면에 체결수단(108)으로 고정 설치되는 고무 재질의 상부판(120)과, 상기 상부판(120)의 저면에 형성된 홈(120a)에 설치되어 수직 방향으로의 진동을 상쇄시키는 코일스프링(130)과, 중앙판(150)의 상단에 끼워지고 상기 상부판(120)의 저면에 캡(g)을 유지하면서 접촉되도록 환형 모양으로 성형되어 수평 방향으로의 진동을 상쇄시키는 고무링(140)을 포함하여 구성된 수배전반용 내진 감쇠장치에 있어서,
   상기 코일스프링(130)의 하단면이 접촉되고, 저면에는 둘레면을 따라 쐐기(152)를 갖는 홈(150a)이 형성된 금속 재질의 중앙판(150)과;
   상기 중앙판(150)의 홈(150a)에 설치되고, 상기 수배전반(10)의 각 모서리면의 높낮이 및 하중에 따라 외주면이 상기 쐐기(152)에 선택적으로 끼워져 상기 수배전반(10)의 바닥면(30) 네 모서리면의 높낮이가 맞지 않아 수배전반(10)이 기울어지거나 어느 한쪽으로 하중이 편중되는 것을 방지하는 판스프링(160)과;
   상기 하부프레임(104)의 상면에 체결수단(110)으로 고정 설치되고, 상단면은 상기 중앙판(150)의 홈(150a)에 형성된 쐐기(152)와 맞물려 고정되는 금속 재질의 하부판(170)을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 수배전반용 내진 감쇠장치.

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