KR102321028B1 - 전기설비의 진동 제어를 위한 면진장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수평변위부재(133)의 측면에 설치되어, 지진 및 진동에 의하여 전기설비가 수평 방향으로 이동하는 경우, 상기 전기설비와 같이 이동하는 상기 수평변위부재(133)를 상기 전기설비가 이동하는 방향의 반대 방향으로 탄성 가압하여 상기 수평변위부재(133)를 원위치로 복원시키는 수평위치제한부재(300)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

전기설비의 진동 제어를 위한 면진장치{Vibration isolation device for vibration control of electrical equipment}
본 발명은 전기설비의 진동 제어를 위한 면진장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수평진동 및 수직진동 모두에 대하여 제어가 가능하되, 수평변위부재의 위치를 제한하는 수평위치제한부재를 장착함으로써 지진 및 진동 발생 시 수평 방향으로 변위된 수평변위부재를 원위치로 복원시킬 수 있는 전기설비의 진동 제어를 위한 면진장치에 관한 것이다.
종래의 변압기, 수전반, 배전반, 태양광 발전설비 등 전기설비에 면진 기술이 적용된 예로는, 선행기술문헌 1의 한국 등록특허 제10-1210656호 "3축 방향 진동 제어를 위한 전기설비용 면진장치"가 개시된 바 있다.
상기 3축 방향 진동 제어를 위한 전기설비용 면진장치는 수평진동과 수직진동 모두에 대하여 제어가 가능하며, 제1마찰패드와 제2마찰패드를 구비한 구성에 의하여 풍하중이 야기하는 상시 미진동이나 작은 지진으로 인해 수평방향으로 가해지는 일정 크기 미만의 하중에 대해서는 수평방향 변위를 제한하지만 규모가 큰 지진으로 인해 수평방향으로 가해지는 일정 크기 이상의 하중에 대해서는 수평방향 변위를 허용함으로써 마찰감쇠를 통해 에너지를 효과적으로 소산시킬 수 있다.
그러나, 상기 3축 방향 진동 제어를 위한 전기설비용 면진장치는 지진 및 진동 발생 후 수평변위부재(133)가 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이 지진 및 진동 발생 이전의 위치로 복원되지 못하는 문제점이 있었다.
상기 3축 방향 진동 제어를 위한 전기설비용 면진장치가 수평 방향으로 변위된 경우, 제1연결부재(113)의 너트(113a)를 느슨하게 풀어 수평변위부재(133)에 대한 볼베어링(114)의 접촉을 해제한 상태에서 수평변위부재(133)를 원위치로 이동시켜줘야 하는 문제점이 있었다.
1. 한국 등록특허 제10-1210656호(2012.12.04.)
삭제
상기의 기술적 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 수평변위부재의 위치를 제한할 수 있는 수평위치제한부재를 장착함으로써 지진 및 진동 발생시 수평 방향으로 변위된 수평변위부재를 원위치로 복원시킬 수 있는 전기설비의 진동 제어를 위한 면진장치를 제공한다.
상기의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 의한 전기설비의 진동 제어를 위한 면진장치는 수평변위부재(133)의 측면에 이격 설치되어, 지진 및 진동에 의하여 전기설비가 수평 방향으로 이동하는 경우, 상기 전기설비와 같이 이동하는 상기 수평변위부재(133)를 상기 전기설비가 이동하는 방향의 반대 방향으로 탄성 가압하여 상기 수평변위부재(133)를 원위치로 복원시키는 수평위치제한부재(300)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 수평위치제한부재(300)는 상기 수평변위부재(133)로부터 이격되어 하부 고정부재(111)의 상면에 설치되는 가이드웨이블록(310), 상기 가이드웨이블록(310) 및 이동부재(330)의 내부에 설치되어 상기 수평변위부재(133)를 수평 방향으로 탄성 가압하는 탄성가압체(320), 상기 탄성가압체(320)의 복원력에 의해 상기 수평변위부재(133)의 측면 방향으로 이동하는 이동부재(330) 및 상기 가이드웨이블록(310)과 상기 하부 고정부재(111) 사이에 결합되어 상기 가이드웨이블록(310)의 결합력을 보강하는 보강판(340)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가이드웨이블록(310)은 상기 하부 고정부재(111)의 상면에 사각의 평판체 형태로 직립하여 설치된 지지판(311) 및 일단이 상기 수직부(311)의 상단에 결합되고, 타단이 상기 수평변위부재(133)를 향해 연장되되, 내부에 상기 탄성가압체(320)가 수용되는 수용부(312)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 수용부(312)는 상기 수용부(312)의 내측면에 가압스프링(321)의 길이 방향으로 돌출되어, 상기 가압스프링(321)의 일단이 끼움 결합되는 2개의 제1돌기(312a) 및 상기 2개의 제1돌기(312a) 사이에 형성되어, 감쇠장치(322)의 일단을 핀으로 고정 결합시킬 수 있는 제1핀홈(312b)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 탄성가압체(320)는 상기 제1돌기(312a)에 일단이 결합되고, 이동부재(330)의 제2돌기(332)에 타단이 결합되어, 상기 수평변위부재(133)를 수평 방향으로 탄성 가압하는 2개의 가압스프링(321) 및 상기 2개의 가압스프링(321) 사이에 위치하되, 상기 제1핀홈(312b)에 일단이 결합되고, 이동부재(330)의 제2핀홈(333)에 타단이 결합되어, 상기 수평변위부재(133)를 수평 방향으로 탄성 가압하는 감쇠장치(322)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 감쇠장치(322)는 속도의존성이 강한 점성 댐퍼인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 이동부재(330)는 상기 이동부재(330)의 측면 하부에 구비되어, 상기 가압스프링(321)의 길이방향으로 이동하는 한 쌍의 바퀴(331), 상기 이동부재(330)의 내측면에 상기 가압스프링(321)의 길이 방향으로 돌출되어, 상기 가압스프링(321)의 타단이 끼움 결합되는 2개의 제2돌기(332), 상기 2개의 제2돌기(332) 사이에 형성되어, 상기 감쇠장치(322)의 타단을 핀으로 고정 결합시킬 수 있는 제2핀홈(333) 및 상기 이동부재(330)의 후면에 설치되어, 상기 수평변위부재(133)가 가하는 수평 방향의 힘을 완충시키기 위하여 고무 재질로 형성된 완충부재(334)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 전기설비의 진동제어를 위한 면진장치는 수평변위부재의 위치를 제한할 수 있는 수평위치제한부재를 장착하여 지진 및 진동 발생시 수평 방향으로 변위된 수평변위부재를 원위치로 복원시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 면진장치를 설명하기 위한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 면진장치의 구성을 설명하기 위한 단면도이다.
도 3 및 도 4는 수평진동 발생시 종래 면진장치의 동작을 설명하기 위한 일련의 참조도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기설비의 진동제어를 위한 면진장치의 수평위치제한부재(300)를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 A-A'선을 따라 자른 단면도이다.
도 7은 도 5에 도시된 B-B'선을 따라 자른 단면도이다.
도 8은 도 5에 도시된 가이드웨이블록(310)의 단면도이다.
도 9는 도 5에 도시된 이동부재(330)의 단면도이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
그러나, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 예에 불과한 것으로 이에 의해 본 발명의 권리범위가 축소되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 종래 면진장치를 설명하기 위한 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 면진장치의 구성을 설명하기 위한 단면도이고, 도 3과 도 4는 수평진동 발생시 종래 면진장치의 동작을 설명하기 위한 일련의 참조도이다.
본 개시의 실시예에 따른 전기설비의 진동제어를 위한 면진장치는, 수평진동 및 수직진동의 제어가 가능하되, 수평진동을 위해 구비된 수평변위부재의 위치를 제한하는 수평위치제한부재를 장착함으로써 지진 및 진동 발생 시 수평 방향으로 변위된 수평변위부재를 원위치로 복원시킬 수 있는 전기설비의 진동제어를 위한 면진장치로서, 도 1 내지 도 4를 참조하면, 변압기, 수전반, 배전반, 태양광 발전설비 등 다양한 형태의 전기설비(200)들과 지면 사이에 설치되어, 수평진동 및 수직진동을 제어하면서 상시 미진동이나 작은 지진으로 인해 수평방향으로 가해지는 일정 미만의 하중에 대해서는 수평방향 변위를 제한하지만 규모가 큰 지진으로 인해 수평방향으로 가해지는 일정 이상의 하중에 대해서는 수평방향 변위를 허용하면서 마찰감쇠를 통해 에너지를 효과적으로 소산시킬 수 있도록 구성된 종래의 면진장치와 대동소이하다.
따라서, 본 개시의 전기설비의 진동제어를 위한 면진장치는, 종래의 면진장치의 구성인 하부 고정부재(111)와, 상부 고정부재(112), 제1연결부재(113), 슬라이딩부재인 볼베어링(114)), 제1마찰패드(121) 및 제2마찰패드(122), 가압부재(131), 제1압축스프링(132), 수평변위부재(133), 제2연결부재(141), 제2압축스프링(142), 제3압축스프링(151), H형강(161) 및 절연패드(171)를 포함하여 이루어지며, 이들은 수평진동을 전담하여 제어하기 위한 구성요소들과 수직진동을 전담하여 제어하기 위한 구성요소들로 분류될 수 있다.
이러한, 본 개시의 전기설비의 진동제어를 위한 면진장치는, 종래의 면진장치에서와 같이, 수평진동을 제어하기 위한 구성요소들에는 하부 고정부재(111)와, 상부 고정부재(112), 제1연결부재(113), 볼베어링(114), 제1마찰패드(121) 및 제2마찰패드(122), 가압부재(131), 제1압축스프링(132), 수평변위부재(133)가 있으며, 수직진동을 제어하기 위한 구성요소들에는 제2연결부재(141), 제2압축스프링(142), 제3압축스프링(151)이 있다.
다만, 본 개시의 전기설비의 진동제어를 위한 면진장치는, 종래의 면진장치와 달리 수평변위부재(133)의 위치를 제한하기 위한 수평위치제한부재(300)를 더 포함하는 차이점을 가지며, 설명을 위해 도면 1 내지 4를 참조하여 종래와 같은 동일 구성에서 수직진동과 수평진동에 대하여 먼저 설명하고, 도 5 내지 도 9를 참조하여 차이점인 수평위치제한부재(300)를 설명하기로 한다.
먼저, 수직진동을 제어하기 위한 구성요소들에 대해 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명하기로 한다.
제2연결부재(141)는 상단부와 하단부가 각각 H형강(161)의 하부 리브(161a)와 수평변위부재(133)를 관통하도록 설치되고, H형강(161)의 하부 리브(161a)를 중심으로 하측과 상측에 각각 제2연결부재(141)에 끼워진 상태로 제2압축스프링(142) 및 제3압축스프링(151)이 설치될 수 있다. 이때, 제2연결부재(141)는 H형강(161)의 하부 리브(161a)와 수평변위부재(133)에 체결되지 않고 단순히 관통한 상태로만 설치되는게 바람직하다.
상기된 바에 따르면, 후술될 수평변위부재(133)에 이르는 전기설비에 대한 수직방향 지지는 제2압축스프링(142) 및 제3압축스프링(151)이 전적으로 담당하게 된다. 다만, 제2연결부재(141)는 수평진동 발생시 전기설비에 가해지는 수평하중을 수평변위부재(133)에 전달하는 역할을 수행하고 제2압축스프링(142) 및 제3압축스프링(151)이 이탈되지 못하도록 구속하는 역할을 수행한다.
그리고, H형강(161)과 수평변위부재(133) 사이에는 제2압축스프링(142)을 상부와 하부에서 수용하는 한 쌍의 제1스프링캡(142a,142b)이 제2연결부재(141)에 관통되어 끼워진 형태로 구비될 수 있다. 이들 한 쌍의 제1스프링캡(142a,142b) 중 하부에 위치한 것은 상부가 개방된 박스 형태로, 상부에 위치한 것은 하부가 개방된 박스 형태로 이루어져서 서로 신축 가능하게 결합된다.
또한, H형강(161)의 하부 리브(161a)를 관통한 제2연결부재(141)의 상단부에는 제3압축스프링(151)이 이탈되지 않도록 너트(141a)와 판와셔(153)가 체결되고, 그 아래는 제3압축스프링(151)을 외측에서 둘러싸는 제2스프링캡(152)이 구비된다.
H형강(161)은 전기설비의 하부 둘레를 따라 눕혀진 상태로 덧대어져 결합될 수 있으며, 이에 따라 H형강(161)은 기성품을 활용하는 방식으로 쉽게 조달 할 수 있어 대단히 안정적으로 전기설비와 본 개시의 면진장치 간을 연결하여 지지할 수 있도록 도와준다.
절연패드(171)는 H형강(161)과 전기설비 간에 직접 접촉되지 않도록 그 사이에 복수개가 설치되며, 이를 통해 본 개시에 의한 면진장치에 전기설비로부터 유출되는 전기가 흐르지 않도록 차단하여 감전 위험은 물론 면진장치의 내구성이 약화되는 문제를 방지할 수 있다.
이어서, 수평진동을 제어하기 위한 구성요소들에 대해 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명하기로 한다.
하부 고정부재(111)는, 지면에 고정된 형태로 설치되며, 원판 형태로 이루어진 디스크부(111a)와, 디스크부(111a)로부터 전측과 후측으로 각각 바 형태를 갖고 연장되어 제1연결부재(113)와 결합되는 연장부(111c)로 이루어진다. 이때, 디스크부(111a)의 상면에는 요입된 안착부(111b)가 형성되어 제1마찰패드(121)가 안정적으로 안착될 수 있도록 하며, 연장부(111c)에는 제1연결부재(113)의 하단부가 관통할 수 있도록 나선 형성된 관통공이 형성될 수 있다.
상부 고정부재(112)는, 수평변위부재(133)를 상측에서 수평변위 가능하도록 지지해주는 볼베어링(114)을 고정하는 역할을 한다. 이를 위해 상부 고정부재(112)는 하부 고정부재(111)에 대하여 제1연결부재(113)에 의해 상측으로 이격을 두고 결합된다. 또한, 상부 고정부재(112)는 하부 고정부재(111)의 연장부(111c)에 대응하여 마주하도록 사각의 바 형태로 구비되며 그 중앙부에 볼베어링(114)이 관통하여 고정되는 관통공이 형성되는 한편, 양단부에는 제1연결부재(113)의 상단부가 관통할 수 있도록 나선 형성된 관통공이 형성될 수 있다.
제1연결부재(113)는, 하부 고정부재(111)와 상부 고정부재(112)를 이격되게 연결하면서 그 이격을 조절하면서 그 사이에 설치된 가압부재(131)를 통하여 제1마찰패드(121)와 제2마찰패드(122) 간 마찰력을 조절하는 역할을 한다. 이를 위해 제1연결부재(113)는 외주면에 나선 형성된 강봉으로 구비되고, 상단부와 하단부가 각각 하부 고정부재(111)와 상부 고정부재(112)를 관통한 상태에서 너트(113a)를 체결함으로써 너트(113a)를 사용하여 하부 고정부재(111)와 상부 고정부재(112) 간 이격을 조절할 수 있도록 한다.
상기와 같은 구성은 하부 고정부재(111)와 상부 고정부재(112)간 이격이 좁혀질 때 제1마찰패드(121)와 제2마찰패드(122) 간 마찰력은 더욱 증대될 수 있다.
따라서 전기설비의 하중만으로는 제1 마찰패드(121)와 제2마찰패드(122) 간 마찰력을 적당한 수준으로 확보하지 못하여 추가적인 하중이 필요할 때 제1연결부재(113)에 체결된 너트(113a)를 사용하여 하부 고정부재(111)와 상부 고정부재(112)의 이격을 좁혀주면 된다. 따라서, 수평변위부재(133)와 가압부재(131)가 하방향으로 변위되어 하부 고정부재(111)와의 사이에 위치한 제1마찰패드(121)와 제2마찰패드(122)에 대하여 더욱 압박을 가함으로써 수직항력으로 작용하여 제1마찰패드(121)와 제2마찰패드(122) 간 마찰력이 증대된다. 여기서, 제1마찰패드(121)와 제2마찰패드(122) 간 마찰력은 전기설비의 하중과 추가적인 하중을 포함하여 작용하는 수직항력과 제1마찰패드(121)와 제2마찰패드(122)의 마찰계수를 곱하여 얻어지는 것으로, 전술된 바와 같이 가압부재(131)를 수직방향으로 변위 시키면서 제1마찰패드(121)와 제2마찰패드(122)를 압박하여 추가적인 하중을 확보할 수 있다.
수평변위부재(133)는 전기설비의 하부에 대하여 제2연결부재(141)에 의해 하측으로 이격을 두고 연결되고, 하부 고정부재(111)와 상부 고정부재(112) 사이에서 가압부재(131)와 함께 수평방향으로 변위 가능하도록 설치되며 전기설비의 수평방향 변위 시 함께 변위된다. 여기서, 수평변위부재(133)는 상부가 원판 형태로 이루어지되 수평하중이 가해질 때 손상되지 않도록 충분한 강성을 확보하기 위하여 하부로 갈수록 폭이 점차 축소되어 역삼각 단면을 갖는 본체부(133a)를 구비할 수 있다. 그리고 본체부(133a)의 상부로부터 좌측과 우측으로 각각 바 형태로 연장되어 제2연결부재(141)와 결합되는 결합부(133c)와, 본체부(133a)의 하부에서 하측으로 연장되어 하부가 개방된 박스 형태의 챔버부(133b)를 더 구비할 수 있다. 챔버부(133b) 내부에는 제1압축스프링(132)의 상단부가 끼워지는 복수의 제1돌기(133d)가 구비된다.
가압부재(131)는 수평변위부재(133)의 하부에 결합되어 수평변위부재(133)의 수평 변위 시 함께 변위되고 하방향으로 진출하려는 경향을 갖도록 제1압축스프링(132)에 의해 탄성지지되어 하부 고정부재(111)와의 사이에 설치된 제1마찰패드(121)와 제2마찰패드(122)를 지속적으로 가압한다. 이처럼 가압부재(131)가 하부 고정부재(111)를 가압하게 되면 전기설비에 더해 추가적인 하중을 확보하는 효과를 갖기 때문에 수직항력이 커지고 이로 인해 제1마찰패드(121)와 제2마찰패드(122) 간 마찰력이 효과적으로 증대된다. 이를 위해 가압부재(131)는 상부가 개방된 박스 형태로 이루어져 수평변위부재(133)의 챔버부(133b) 내측으로 일부가 삽입된다. 이로써 가압부재(131)가 수평변위부재(133)의 챔버부(133b) 내측에서 안내를 받으면서 수직방향 진퇴를 할 수 있게 되다. 또한 가압부재(131)의 내부에는 수평변위부재(133)의 챔버부(133b) 내부에 형성된 제1돌기(133d)와 마주하여 형성된 제2돌기(131a)가 구비되어 제1압축스프링(132)의 하단부가 끼워진다.
제1압축스프링(132)은 가압부재(131)를 탄성지지해주는 역할을 하는 것으로 상단부와 하단부가 평변위부재(133)의 챔버부(133b) 내부에 형성된 제1돌기(133d)와 가압부재(131)의 내부에 형성된 제2돌기(131a)에 끼워져 설치된다. 여기서 주목할 점은 제1압축스프링(132)은 수직진동을 제어하기 위한 용도로 사용되는 것이 아니라는 점이다. 즉, 제1압축스프링(132)은 탄성력에 의해 가압부재(131)를 하방향으로 밀어주어 제1마찰패드(121)와 제2마찰패드(122) 간의 마찰접촉을 지속적으로 유지시켜주면서 서로간의 마찰력을 증대시키기 위한 것이다.
제1마찰패드(121)와 제2마찰패드(122)는 하부 고정부재(111)의 상면과 가압부재(131)의 하면에 각각 고정되어 서로 마찰접촉하면서 수평진동으로 인해 수평방향으로 가해지는 일정 미만의 하중에 대해서는 수평변위부재(133) 및 가압부재(131)의 수평방향 변위를 억제하고, 수평방향으로 가해지는 일정 이상의 하중에 대해서는 수평변위부재(133) 및 가압부재(131)의 수평방향 변위를 허용한다. 여기서, 제1마찰패드(121)는 제2마찰패드(122)에 비해 넓은 크기로 이루어지는데, 이는 수평변위부재(133) 및 가압부재(131)의 수평방향 변위로 인해 제2마찰패드(122)가 제1마찰패드(121)의 영역을 벗어나지 않도록 하면서 제1마찰패드(121)와 제2마찰패드(122) 간 동일면적으로 지속 접촉하게 함으로써 균일한 마찰력에 의한 마찰감쇠를 유도하기 위함이다. 여기서, 제1마찰패드(121)와 제2마찰패드(122)는 테플론 시트나 스테인리스 스틸로 구비될 수 있다.
볼베어링(114)은 상부 고정부재(112)와 수평변위부재(133) 사이에서 제1압축스프링(132)의 반발력 등으로 수평변위부재(133)가 상승하려 할 때 이를 저항하여 억제하는 역할을 한다. 동시에 수평방향 변위에 대해서는 자유롭게 허용하는 역할을 한다. 이를 위해 볼베어링(114)은 상부에 구비된 볼트(114c)에 의해 상부 고정부재(112)에 체결되어 고정된 베어링 본체(114b)와, 베어링 본체(114b)의 하부에 회전 가능하게 수용되어 수평변위부재(133)의 상면에 접촉하여 구르는 구름볼(114a)을 포함하여 이루어질 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기설비의 진동제어를 위한 면진장치의 수평위치제한부재(300)를 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 도 5에 도시된 A-A'선을 따라 자른 단면도이고, 도 7은 도 5에 도시된 B-B'선을 따라 자른 단면도이다.
또한, 도 8은 도 5에 도시된 가이드웨이블록(310)의 단면도이고, 도 9는 도 5에 도시된 이동부재(330)의 단면도이다.
이하, 전술된 바에 따른 구성을 갖는 본 개시의 전기설비의 진동제어를 위한 면진장치에 구비된 수평위치제한부재(300)를 도 5 내지 도 9를 참조하여 설명하기로 한다.
여기서, 도 5에는 앞서 언급된 바와 달리 하부 고정부재(111)가 다른 형태로 구비되어 있으나, 이는 본 개시의 수평위치제한부재(300)의 설명을 보다 명료하게 하기 위해 도시한 것일 뿐 기능 및 그에 따른 작용과 효과는 종래의 기술적 구성과 대동소이하다.
수평위치제한부재(300)는 수평변위부재(133)의 측면에 이격 설치되어 지진 및 진동에 의하여 전기설비가 수평 방향으로 이동하는 경우, 전기설비와 같이 이동하는 수평변위부재(133)를 상기 전기설비가 이동하는 방향의 반대 방향으로 탄성 가압하여 상기 수평변위부재(133)를 원위치로 복원시킬 수 있다.
이를 위해, 상기 수평위치제한부재(300)는 가이드웨이블록(310), 탄성가압체(320), 이동부재(330) 및 보강판(340)을 포함하여 구성된다.
가이드웨이블록(310)은 수평변위부재(133)로부터 이격되어 하부 고정부재(111)의 상면에 설치된다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 이러한 가이드웨이블록(310)은 상기 하부 고정부재(111)의 상면에 사각의 평판체 형태로 직립하여 설치된 지지판(311)과, 상기 지지판(311)의 상단에 일단이 결합되고 수평변위부재(133)를 향해 타단이 연장된 수용부(312)를 포함하여 구성된다.
수용부(312)는 도 5 및 도 8에 도시된 바와 같이 내부에 탄성가압체(320)의 구성요소인 2개의 가압스프링(321) 및 감쇠장치(322)를 수용하게 되는데, 자세하게는 수용부(312)의 내측면에 가압스프링(321)의 일단이 끼움 결합되는 2개의 제1돌기(312a)가 형성되어 있고, 2개의 제1돌기(312a) 사이에는 감쇠장치(322)의 일단을 핀으로 고정 결합시킬 수 있는 제1핀홈(312b)이 형성되어 있다.
가이드웨이블록(310)은 도 5에 도시된 바와 같이 상호 대향되는 한 쌍과 상호 대향되는 다른 한 쌍이 수평변위부재(133)의 중심을 기준으로 서로 직교되게 하부 고정부재(111)에 배치된다.
한편, 가이드웨이블록(310)의 외측에는 도 6에 도시된 바와 같이 가이드웨이블록(310)과 하부 고정부재(111) 사이에 결합되어 가이드웨이블록(310)의 결합력을 보강할 수 있는 보강판(340)이 구비되어 있다.
즉, 보강판(340)은 가이드웨이블록(310)의 후방측에 가이드웨이블록(310)과 하부 고정부재(111)에 결합되어 위치하기 때문에 탄성가압체(320)의 탄성력을 지지하는 가이드웨이블록(310)이 하부 고정부재(111)에 견고히 고정될 수 있고, 이를 통해 지진 및 진동 발생으로 탄성가압체(320)의 탄성력이 보다 커지더라도 효율적으로 가이드웨이블록(310)을 지지할 수 있다.
탄성가압체(320)는 가이드웨이블록(310) 및 이동부재(330)의 내부에 설치되어 상기 수평변위부재(133)를 수평 방향으로 탄성 가압한다.
이를 위해, 탄성가압체(320)는 도 5, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 수용부(312)의 제1돌기(312a)에 일단이 결합되고, 이동부재(330)의 제2돌기(332)에 타단이 결합되어 수평변위부재(133)를 수평 방향으로 탄성 가압하는 2개의 가압스프링(321)과 2개의 가압스프링(321) 사이에 위치하되, 수용부(312)의 제1핀홈(312b)에 일단이 결합되고, 이동부재(330)의 제2핀홈(333)에 타단이 결합되어, 수평변위부재(133)를 수평 방향으로 탄성 가압하는 감쇠장치(322)를 포함하여 구성된다.
여기서, 가압스프링(321)은 외력이 가해지는 방향으로 압축되는 압축 코일 스프링 형태로 구비된다.
또한, 감쇠장치(322)는 속도의존성이 강한 점성 댐퍼로써, 충격 하중에 대해 감쇠력에 의한 진동 제어를 통해 전기설비를 안전하게 보호할 수 있다.
더욱 자세하게는, 이러한 점성 댐퍼는 실린더 내부의 점성 유체가 피스톤 헤드의 오리피스 구조를 통과하면서 발생하는 큰 감쇠력으로 지진에너지를 소산할 수 있는 장치로써, 낮은 진동에서는 작은 감쇠력이 발생하지만, 지진과 같은 높은 진동에서는 큰 감쇠력이 발생한다. 이러한 점성댐퍼의 감쇠 기능을 통해 수평변위부재(133)의 변위를 효율적으로 감소시킬 수 있다.
즉, 이러한 탄성가압체(320)는 스프링과 점성 댐퍼를 병용한 방식으로써 전기설비의 흔들림 및 잔류진동을 충분히 흡수할 수 있다.
2개의 가압스프링(321) 및 감쇠장치(322)는 수평변위부재(133)가 수평 방향으로 이동하는 경우, 수평변위부재(133)가 가하는 힘의 방향으로 압축되고, 2개의 가압스프링(321) 및 감쇠장치(322)의 복원력에 의해 수평변위부재(133)를 원위치로 복원시킬 수 있다.
탄성가압체(320)는 수평변위부재(133)를 중심으로 상호 대칭되는 한 쌍과 상호 대칭되는 다른 한 쌍이 가이드웨이블록(310) 및 이동부재(330) 사이에 각각 설치되어 있다.
이동부재(330)는 탄성가압체(320)의 복원력에 의해 수평변위부재(133)의 측면 방향으로 이동된다.
이러한 이동부재(330)는 도 5, 도 6 및 도 9에 도시된 바와 같이 이동부재(330)의 측면 하부에 구비되어, 가압스프링(321)의 길이방향으로 이동하는 한 쌍의 바퀴(331), 이동부재(330)의 내측면에 구비되어 가압스프링(321)의 타단이 끼움 결합되는 2개의 제2돌기(332), 감쇠장치(322)의 타단을 핀으로 고정 결합시킬 수 있는 제2핀홈(333), 이동부재(330)의 후면에 설치되어, 수평변위부재(133)가 가하는 수평 방향의 힘을 완충시키기 위하여 고무 재질로 형성된 완충부재(334)를 포함하여 구성된다.
마지막으로, 수평변위부재(133)가 수평위치제한부재(300)에 의해 원위치로 복원되는 과정에 대해 설명하기로 한다.
수평변위부재(133)가 지진 및 진동에 의해 수평 방향으로 이동하는 경우, 수평변위부재(133)의 측면이 이동부재(330)의 후면에 부딪힘으로써 이동부재(330)는 수평변위부재(133)가 가하는 힘의 방향으로 이동하게 되고, 이로 인해 이동부재(330)의 내측면에 부착된 2개의 가압스프링(321) 및 감쇠장치(322)를 압축시키게 된다.
그 이후, 2개의 가압스프링(321) 및 감쇠장치(322)의 복원력에 의해 이동부재(330)는 수평변위부재(133)가 가하는 힘의 반대 방향으로 이동하게 되어, 이동부재(330)의 후면과 수평변위부재(133)의 측면이 부딪침으로써 수평변위부재(133)를 밀어내게 된다.
이때, 반대쪽에서도 2개의 가압스프링(321) 및 감쇠장치(322)의 복원력에 의해 반대쪽에 있는 이동부재(330)가 수평변위부재(133)가 이동하는 방향의 반대 방향으로 수평변위부재(133)를 밀어내므로 수평변위부재(133)를 원위치로 복원시킬 수 있다.
이상과 같은 전기설비의 진동제어를 위한 면진장치는 수평변위부재의 위치를 제한할 수 있는 수평위치제한부재를 장착하여 지진 및 진동 발생 시 수평변위부재를 원위치로 복원시킬 수 있는 장점을 갖는다.
개시된 내용은 예시에 불과하며, 특허청구범위에서 청구하는 청구의 요지를 벗어나지 않고 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양하게 변경 실시될 수 있으므로, 개시된 내용의 보호범위는 상술한 특정의 실시예에 한정되지 않는다.
111: 하부 고정부재 112: 상부 고정부재
113: 제1연결부재 114: 볼베어링
121: 제1마찰패드 122: 제2마찰패드
131: 가압부재 132: 제1압축스프링
133: 수평변위부재 141: 제2연결부재
142: 제2압축스프링 151: 제3압축스프링
161: H형강 171: 절연패드
300: 수평위치제한부재 310: 가이드웨이블록
311: 지지판 312: 수용부
312a: 제1돌기 312b: 제1핀홈
320: 탄성가압체 321: 가압스프링
322: 감쇠장치 330: 이동부재
331: 바퀴 332: 제2돌기
333: 제2핀홈 334: 완충부재
340: 보강판

Claims (7)

  1. 수평변위부재(133)의 측면에 이격 설치되어, 지진 및 진동에 의하여 전기설비가 수평 방향으로 이동하는 경우, 상기 전기설비와 같이 이동하는 상기 수평변위부재(133)를 상기 전기설비가 이동하는 방향의 반대 방향으로 탄성 가압하여 상기 수평변위부재(133)를 원위치로 복원시키는 수평위치제한부재(300);를 포함하고,
    상기 수평위치제한부재(300)는
    상기 수평변위부재(133)로부터 이격되어 하부 고정부재(111)의 상면에 설치되는 가이드웨이블록(310);
    상기 가이드웨이블록(310) 및 이동부재(330)의 내부에 설치되어 상기 수평변위부재(133)를 수평 방향으로 탄성 가압하는 탄성가압체(320);
    상기 탄성가압체(320)의 복원력에 의해 상기 수평변위부재(133)의 측면 방향으로 이동하는 이동부재(330); 및
    상기 가이드웨이블록(310)과 상기 하부 고정부재(111) 사이에 결합되어 상기 가이드웨이블록(310)의 결합력을 보강하는 보강판(340);을 포함하고,
    상기 탄성가압체(320)는
    상기 수평변위부재(133)를 수평 방향으로 탄성 가압하는 2개의 가압스프링(321); 및
    상기 2개의 가압스프링(321) 사이에 위치하되, 상기 수평변위부재(133)를 수평 방향으로 탄성 가압하는 감쇠장치(322);를 포함하여 구성되고,
    상기 이동부재(330)는
    상기 이동부재(330)의 측면 하부에 구비되어, 상기 가압스프링(321)의 길이방향으로 이동하는 한 쌍의 바퀴(331);
    상기 이동부재(330)의 내측면에 상기 가압스프링(321)의 길이 방향으로 돌출되어, 상기 가압스프링(321)의 타단이 끼움 결합되는 2개의 제2돌기(332);
    상기 2개의 제2돌기(332) 사이에 형성되어, 상기 감쇠장치(322)의 타단을 핀으로 고정 결합시킬 수 있는 제2핀홈(333); 및
    상기 이동부재(330)의 후면에 설치되어, 상기 수평변위부재(133)가 가하는 수평 방향의 힘을 완충시키기 위하여 고무 재질로 형성된 완충부재(334);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전기설비의 진동 제어를 위한 면진장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 가이드웨이블록(310)은
    상기 하부 고정부재(111)의 상면에 사각의 평판체 형태로 직립하여 설치된 지지판(311); 및
    일단이 상기 지지판(311)의 상단에 결합되고, 타단이 상기 수평변위부재(133)를 향해 연장되되, 내부에 상기 탄성가압체(320)가 수용되는 수용부(312);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전기설비의 진동 제어를 위한 면진장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 수용부(312)는
    상기 수용부(312)의 내측면에 상기 가압스프링(321)의 길이 방향으로 돌출되어, 상기 가압스프링(321)의 일단이 끼움 결합되는 2개의 제1돌기(312a); 및
    상기 2개의 제1돌기(312a) 사이에 형성되어, 상기 감쇠장치(322)의 일단을 핀으로 고정 결합시킬 수 있는 제1핀홈(312b);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전기설비의 진동 제어를 위한 면진장치.
  5. 삭제
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 감쇠장치(322)는
    속도의존성이 강한 점성 댐퍼인 것을 특징으로 하는 전기설비의 진동 제어를 위한 면진장치.
  7. 삭제
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