KR102308218B1 - 지진저항성을 향상시킨 수배전반 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수배전반에 가해지는 진동에너지에 의한 변형을 다방향으로 흡수하여 수배전반을 물리적 충격으로부터 보호할 수 있으며 내진 구조물의 시공이 용이한 지진저항성을 향상시킨 수배전반에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수배전반 몸체; 및 상기 수배전반 몸체의 저면부와 대면하는 지면에 고정 설치되고 내부에 길이방향을 따라 슬라이드 공간이 마련되는 고정채널과, 상기 고정채널의 슬라이드 공간을 따라 상하전후로 슬라이드 되도록 수용되고 상기 수배전반 몸체의 저면부에 장착되는 슬라이드채널 및 상기 슬라이드채널과 고정채널 사이에 내재되는 탄성재질의 망체를 포함하는 면진베이스;를 포함하는 것이 특징이다.

Description

지진저항성을 향상시킨 수배전반{Distributing board with improved earthquake resistance}

본 발명은 수배전반에 가해지는 진동에너지에 의한 변형을 다방향으로 흡수하여 수배전반을 물리적 충격으로부터 보호할 수 있으며 내진 구조물의 시공이 용이한 지진저항성을 향상시킨 수배전반에 관한 것이다.

일반적으로 배전반은 지면 상에 설치되는 바, 이러한 지면에는 상기 배전반을 고정 및 설치하기 위한 지면 구조물이 구비된다. 상기 지면 구조물은 철골 구조물 또는 콘크리트 구조물로 구성될 수 있는데, 이때 상기 지면 구조물에 있어 지진 등 진동에너지가 발생하는 경우 구조물에 변형이 발생하여 구조물의 파괴로 이어질 수 있기 때문에 통상적으로 배전반과 지면 구조물 사이에는 진동을 완화하기 위하여 댐퍼부재가 구비된다.

이러한 댐퍼부재를 이용한 내진 보강공법으로서 유압댐퍼를 이용한 내진보강공법, 강재댐퍼를 이용한 내진보강공법 등이 사용되고 있다.

상기 기존 기술 중 유압댐퍼를 이용한 내진보강공법은 지진발생 빈도가 높은 일본에서 주로 사용되고 있는 기술로서 외관적 환경이 거칠지 않도록 디자인이 비교적 개선되었고, 내진 보강성능 등이 뛰어나지만 국내 환경적 요인을 고려할 경우 시공비가 과다하게 필요하고, 지진빈도 또는 진도로 보아 불필요할 정도로 과다 보강이 될 우려가 있다.

이러한 기존 댐퍼의 경우는 일반적으로 일방향의 변형에 대한 흡수에 중점을 두어 설계.제조되고 있어 지진, 바람 등에 의한 진동에너지가 방향성의 변형이 오는 경우 이러한 방향성의 변형을 제대로 흡수할 수가 없으며, 이러한 방향성의 변형에서 오는 댐퍼자체의 파손에 의해 구조물의 일부를 이루는 댐퍼에 의한 구조물 전체 내구성 저하를 방지할 수 없는 문제가 있었다.

또한, 기존의 댐퍼부재는 최대 변형이 발생하는 경우에만 그 진동을 흡수할 수 있도록 설계.제조되고 있어 배전반이 외부 환경에 노출되어 설치되는 경우 바람 등에 의해 지속적인 미세변형이 발생할 수 있기 때문에 이러한 잦은 미세변형으로 인해 피로하중에 의해 구조물의 내구성이 저하됨은 물론 이렇게 지면 구조물에 부여되는 피로하중은 지면 구조물에 고정 설치되는 배전반에도 악영향을 줄 수 있는 문제점이 있다.

대한민국특허청 등록특허공보 10-0850228 대한민국특허청 등록특허공보 10-0966166

따라서, 상기 언급한 문제점들을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 수배전반에 가해지는 진동에너지에 의한 변형을 다방향으로 흡수하여 수배전반을 물리적 충격으로부터 보호할 수 있으며 내진 구조물의 시공이 용이한 지진저항성을 향상시킨 수배전반을 제공하는 것이다.

상기 목적을 이루기 위한 수단으로서 본 발명의 지진저항성을 향상시킨 수배전반은, 수배전반 몸체; 및 상기 수배전반 몸체의 저면부와 대면하는 지면에 고정 설치되고 내부에 길이방향을 따라 슬라이드 공간이 마련되는 고정채널과, 상기 고정채널의 슬라이드 공간을 따라 상하전후로 슬라이드 되도록 수용되고 상기 수배전반 몸체의 저면부에 장착되는 슬라이드채널 및 상기 슬라이드채널과 고정채널 사이에 내재되는 탄성재질의 망체를 포함하는 면진베이스;를 포함하는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 면진베이스는, 상호 인접하는 상기 슬라이드채널의 측벽 외면과 상기 고정채널의 측벽 내면 사이에 개재되도록 설치되는 탄성패드를 더 포함하는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 슬라이드채널의 저면에 결합되는 상부플레이트와 상기 상부플레이트에 대면하는 고정채널의 상부면에 장착되는 하부플레이트 및 상기 상부플레이트와 하부플레이트 사이에 장착되는 스프링을 포함하며, 상기 면진베이스 내부에서 한 쌍 이상이 상호 대칭되는 위치에 마련되는 완충부재;를 더 포함하는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 완충부재는, 상기 상부플레이트의 저면 각 모서리 부위에서 하방향으로 돌출되며 외측에 제 1공간이 마련되는 돌출테두리와, 상기 하부플레이트의 상부면 각 모서리 부위에서 상방향으로 돌출되며 내측에 상기 제 1공간과 이격을 형성하는 제 2공간이 마련되는 제어테두리 및 상기 제 1공간과 제 2공간 사이에 개재되는 탄성바를 더 포함하는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 완충부재는, 수직방향으로 상기 상부플레이트의 양측을 각각 관통하여 일단이 상기 하부플레이트의 양측에 체결되면서 타단이 상기 상부플레이트에 거치되는 이탈방지볼트를 더 포함하는 것이 특징이다.

이와 같이 본 발명의 지진저항성을 향상시킨 수배전반은, 면진베이스와 완충부재가 상호 유기적으로 작용하여 수배전반에 가해지는 진동에너지에 의한 변형을 다방향으로 흡수하게 됨으로써 수배전반을 물리적 충격으로부터 보호할 수 있게 되며, 특히 각각의 구성들이 모듈화된 상태로 단순 조립을 통해 시공됨에 따라 내진 구조물의 시공이 용이한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 지진저항성을 향상시킨 수배전반을 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 면진베이스와 완충부재를 나타내는 도면.
도 3은 도 1의 A-A' 절개 단면도.
도 4는 도 1의 B-B' 절개 단면도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 완충부재의 내부를 나타내는 평면도.

이하, 본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도면에 의거하여 좀 더 구체적으로 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 1은 본 발명의 지진저항성을 향상시킨 수배전반을 나타내는 도면이며, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 면진베이스와 완충부재를 나타내는 도면이다. 그리고 도 3은 도 1의 A-A' 절개 단면도이고, 도 4는 도 1의 B-B' 절개 단면도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 완충부재의 내부를 나타내는 평면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 지진저항성을 향상시킨 수배전반은 수배전반 몸체(10)와 상기 수배전반 몸체(10)의 저면부와 지면 사이에 설치되어 지면으로부터 전달되는 진동에너지를 흡수하는 면진베이스(20)를 포함한다.

여기서 상기 지면은 일반적인 콘크리트 바닥면뿐만 아니라 수배전반 몸체(10)를 고정 및 지지하기 위하여 바닥면의 상부에 설치될 수 있는 철골 지지 구조물을 포함할 수 있다.

그리고 상기 수배전반 몸체(10)는 고압배전반, 저압배전반, 분전반 및 모터제어반을 총칭하는 개념으로 이들 중 어느 하나일 수 있다.

상기 면진베이스(20)는 도 1에 도시된 바와 같이 'ㄷ'자 형상을 가지고 상호 겹쳐지도록 배치되는 고정채널(200)과 슬라이드채널(210)을 포함할 수 있다.

또한 면진베이스(20)는 상기 고정채널(200) 및 슬라이드채널(210) 사이에 내재되는 망체(220)를 더 포함할 수 있다.

상기 고정채널(200)은 상기 수배전반 몸체(10)의 저면부와 대면하는 지면에 앵커볼트 등을 통해 고정 설치될 수 있으며, 내부에 길이방향을 따라 슬라이드 공간(201)이 마련된다.

이러한 고정채널(200)은 상기 수배전반 몸체(10)의 시공 영역을 따라 설치될 수 있는 바, 도 1에서 일 예로서 도시된 직사각형태에 한정되지 않음은 당연하다.

상기 슬라이드채널(210)은 상기 고정채널(200)의 슬라이드 공간(201)을 따라 상하전후로 슬라이드 되도록 하부의 일부가 수용되고, 상기 수배전반 몸체(10)의 저면부에 볼트 결합 등을 통해 장착될 수 있다.

즉 상기 고정채널(200)과 슬라이드채널(210)은 상기 슬라이드 공간(201)을 사이에 두고 상호 겹쳐지도록 배치될 수 있으며, 이들 사이의 슬라이드 공간(201)에는 이하에서 설명하는 망체(220)가 수용 및 안치됨으로써 상기 슬라이드채널(210)이 고정채널(200)의 상부에서 일정한 이격을 형성하면서 지지될 수 있다.

상기 망체(220)는 앞서 언급한 바와 같이 상기 슬라이드채널(210)과 고정채널(200) 사이에 내재되어 상부의 슬라이드채널(210)로부터 부여되는 하중을 지지한다.

특히 상기 망체(220)는 탄성재질을 가지는 가로사와 세로사가 직교하도록 직조되는 벌집 구조 또는 망 구조를 가짐으로써, 상기 슬라이드채널(210)의 상부면에 안치되는 수배전반 몸체(10)에 대하여 지지체로서의 강도 및 강성이 확보됨은 물론 선단위로 3축 내진 기능을 수행하게 된다.

상기 면진베이스(20)는 상호 인접하는 상기 슬라이드채널(210)의 측벽 외면과 상기 고정채널(200)의 측벽 내면 사이에 개재되도록 설치되는 탄성패드(230)를 더 포함할 수 있다.

상기 탄성패드(230)는 상기 슬라이드채널(210)과 고정채널(200) 간 겹침 부위에 개재되어 상기 슬라이드채널(210)의 전후 슬라이딩의 안정적인 이동을 도모하게 하게 되며, 특히 슬라이드채널(210)의 좌우 방향 움직임이나 비틀림 발생 시 이에 대한 충격이 1차적으로 흡수 및 완화될 수 있도록 한다.

한편 본 발명의 지진저항성을 향상시킨 수배전반은 상기 면진베이스(20)의 내부 즉 상기 고정채널(200)과 슬라이드채널(210) 사이에 형성되는 슬라이드 공간(201)에서 부분적으로 수용되는 하나 이상의 방진용 완충부재(30)를 더 포함할 수 있다.

상기 완충부재(30)는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 슬라이드채널(210)의 저면에 결합되는 상부플레이트(300)와 상기 상부플레이트(300)에 대면하는 고정채널(200)의 상부면에 장착되는 하부플레이트(310) 및 상기 상부플레이트(300)와 하부플레이트(310) 사이에 장착되는 스프링(320)을 포함할 수 있다.

상기 상부플레이트(300)의 상부면은 상기 망체(220)의 상부면와 동일선상에서 평행을 이루면서 슬라이드채널(210)의 저면에 결합되고, 상기 스프링(320)의 탄성 작용에 의해 상기 망체(220)와 함께 수배전반 몸체(10)에 대한 내진 기능을 수행하게 된다.

이때 상기 완충부재(30)는 상기 상부플레이트(300)의 저면과 하부플레이트(310)의 상부면에 각각 스프링(320)의 일부를 수용하는 거치부재(321)를 더 포함하여 상기 스프링(320)의 연직방향 탄성 움직임이 안정적으로 이루어질 수 있도록 한다.

상기 하부플레이트(310)에는 홀(hole) 또는 홈 형태를 가지는 하나 이상의 체결구(311)가 마련되어 상기 고정채널(200)의 상부면에 볼트 결합 등을 통해 장착될 수 있다.

상기 상부플레이트(300)는 상기 하부플레이트(310)와 마찬가지로 상기 슬라이드채널(210)의 저면에 볼트 결합 등을 통해 결합될 수 있으나, 상기 슬라이드채널(210)이 수배전반 몸체(10)의 저면부에 결합되는 것을 고려하여 중심부에 체결 볼트가 나사 체결될 수 있는 중공(301)을 형성하고, 상기 중공(301)에 체결된 체결볼트가 상기 슬라이드채널(210)을 관통하여 일체로 체결된 상태에서 상기 수배전반 몸체(10)의 저면부에 직결 결합되도록 구성되게 하는 것이 시공 편의성 측면에서 유리하다.

이러한 완충부재(30)는 상기 면진베이스(20) 내부에서 한 쌍 이상이 상호 대칭되는 위치에 마련되는 것이 바람직하다.

도 1에 도시된 바에 의하면, 상기 완충부재(30)는 상기 수배전반 몸체(10)의 네 모서리 부위와 대면하는 위치에 각각 1개씩이 마련되고, 수배전반 몸체(10)의 긴 길이 방향으로 1개씩의 완충부재(30)가 추가로 마련된 실시 예가 제시되었으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

한편 본 발명의 완충부재(30)는 상기 상부플레이트(300)의 저면 각 모서리 부위에서 하방향으로 돌출되며 외측에 제 1공간(331)이 마련되는 돌출테두리(330)와, 상기 하부플레이트(310)의 상부면 각 모서리 부위에서 상방향으로 돌출되며 내측에 상기 제 1공간(331)과 이격을 형성하는 제 2공간(341)이 마련되는 제어테두리(340) 및 상기 제 1공간(331)과 제 2공간(341) 사이에 개재되는 탄성바(350)를 더 포함할 수 있다.

상기 돌출테두리(330)와 제어테두리(340)의 돌출 길이는 상기 상부플레이트(300)와 하부플레이트(310) 간 이격 거리보다 상대적으로 짧은 길이를 갖도록 구성되어 완충부재(30)의 완충 작용 시 돌출테두리(330) 또는 제어테두리(340) 중 어느 하나가 상부플레이트(300) 또는 하부플레이트(310)에 간섭이 없도록 한다.

본 실시 예에 따른 완충부재(30)의 경우, 상기 수배전반 몸체(10)로 가해지는 진동에너지를 스프링(320)의 연직방향 탄성 작용으로 흡수 및 완화시키는 것은 물론 도 5에 도시된 바와 같이 상기 상부플레이트(300)와 하부플레이트(310)의 네 모서리 부위에 각각 탄성바(350)가 개재됨으로써, 전후좌우 방향의 비틀림 움직임에도 상기 탄성바(350)가 이를 흡수 및 완화시킬 수 있도록 한다.

상기 탄성바(350)는 일정한 길이를 가지는 원통형 구조를 가지고, 상기 제 1공간(331)과 제 2공간(341) 사이에서 상기 제어테두리(340) 측으로 밀착 배치되게 하여, 기본적인 충격 흡수 기능에 더하여 탄성 작용에 따른 상기 상부프레이트(300)의 연직방향 이동 시 안정적인 이동을 도모할 수 있게 하는 가이드로서의 기능을 함께 수행하게 된다.

이처럼 상기 완충부재(30)는 에너지를 흡수할 수 있는 방향성에 있어서 상기 슬라이드 공간(201) 상에서 상하좌우 및 전후 모든 변형에 대해 에너지를 흡수할 수 있는 특징이 있으므로 지진에 의해 발생하는 변동 등에 있어 모든 방향에서의 흡수 거동이 가능한 특징이 있는 바, 내진 성능을 더욱 향상시켜 수배전반을 지진 등으로부터 안전하게 보호할 수 있게 된다.

그리고 상기 완충부재(30)는 수직방향으로 상기 상부플레이트(300)의 양측을 각각 관통하여 일단이 상기 하부플레이트(310)의 양측에 체결되면서 타단이 상기 상부플레이트(300)에 거치되는 이탈방지볼트(360)를 더 포함할 수 있다.

이를 위해 상기 상부플레이트(300)는 양측면의 동일 위치에 상기 이탈방지볼트(360)가 연직방향으로 통과되도록 관통공(303)이 형성되는 스토퍼(302)가 각각 결합되고, 상기 하부플레이트(310)에는 상기 관통공(303)에 대향하는 위치에 각각 나사산이 형성되는 체결공(312)이 형성된다.

즉 상기 이탈방지볼트(360)는 상기 상부플레이트(300)의 스토퍼(302)를 관통한 상태에서 하부플레이트(310)에 결합되고, 머리부위가 상기 상부플레이트(300)의 스토퍼(302)에 안치되어 관통공(303)을 통과하지 못하게 되므로, 이탈방지볼트(360)의 길이만큼 상기 상부플레이트(300)의 연직방향 이동이 제한되면서, 지진 발생 등의 외력에 의하여 상기 상부플레이트(300)가 상기 하부플레이트(310)로부터 분리되는 것을 방지할 수 있게 되는 것이다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정해져야만 할 것이다.

10 : 수배전반 몸체 20 : 면진베이스
30 : 완충부재
200 : 고정채널 210 : 슬라이드채널
220 : 망체 230 : 탄성패드
300 : 상부플레이트 301 : 중공
310 : 하부플레이트 311 : 체결구
312 : 체결공 320 : 스프링
321: 거치부재 330 : 돌출테두리
331 : 제 1공간 340 : 제어테두리
341 : 제 2공간 350 : 탄성바
360 : 이탈방지볼트

Claims (5)

1. 수배전반 몸체;
   상기 수배전반 몸체의 저면부와 대면하는 지면에 고정 설치되고 내부에 길이방향을 따라 슬라이드 공간이 마련되는 고정채널과, 상기 고정채널의 슬라이드 공간을 따라 상하전후로 슬라이드 되도록 수용되고 상기 수배전반 몸체의 저면부에 장착되는 슬라이드채널 및 상기 슬라이드채널과 고정채널 사이에 내재되는 탄성재질의 망체를 포함하는 면진베이스; 및
   상부면이 상기 망체의 상부면과 동일선상에서 평행하도록 상기 슬라이드채널의 저면에 결합되는 상부플레이트와, 상기 상부플레이트에 대면하는 고정채널의 상부면에 장착되는 하부플레이트와, 상기 상부플레이트와 하부플레이트 사이에 장착되는 스프링 및 상기 상부플레이트의 저면과 하부플레이의 상부면에 각각 상기 스프링의 일부를 수용하는 거치부재을 포함하며, 상기 면진베이스 내부에서 한 쌍 이상이 상호 대칭되는 위치에 마련되는 완충부재;를 포함하되,
   상기 완충부재는,
   상기 상부플레이트의 저면 각 모서리 부위에서 하방향으로 돌출되며 외측에 제 1공간이 마련되는 돌출테두리와, 상기 하부플레이트의 상부면 각 모서리 부위에서 상방향으로 돌출되며 내측에 상기 제 1공간과 이격을 형성하는 제 2공간이 마련되는 제어테두리와, 원통형 구조로 상기 제 1공간과 제 2공간 사이에 연직방향으로 개재되어 완충부재의 전후좌우 비틀림를 흡수 및 완화하면서 상기 상부플레이트의 연직방향 이동을 가이드하는 탄성바 및 수직방향으로 상기 상부플레이트의 양측을 각각 관통하여 일단이 상기 하부플레이트의 양측에 체결되면서 타단이 상기 상부플레이트에 거치되는 이탈방지볼트를 포함하고,
   상기 돌출테두리와 제어테두리의 돌출 길이가 상기 상부플레이트와 하부플레이트 간 이격 거리보다 상대적으로 짧은 길이를 가지며,
   상기 상부플레이트는 양측면의 동일 위치에 상기 이탈방지볼트가 연직방향으로 통과되는 관통공이 형성되는 스토퍼가 각각 결합되고, 상기 하부플레이트에는 상기 관통공을 대향하는 위치에 각각 나사산이 형성되는 체결공이 형성되어, 상기 관통공을 통과하는 이탈방지볼트가 하부플레이트에 결합되고 이탈방지볼트의 머리부위가 상기 상부플레이트의 스토퍼에 안치되어 관통공을 통과하지 못하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 지진저항성을 향상시킨 수배전반.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 면진베이스는,
   상호 인접하는 상기 슬라이드채널의 측벽 외면과 상기 고정채널의 측벽 내면 사이에 개재되도록 설치되는 탄성패드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지진저항성을 향상시킨 수배전반.
   
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