KR102623172B1 - 교량가설단정용 회로차단기 스위치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교량의 건설을 위해 사용되는 교량가설단정의 회로차단기 스위치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 교량가설단정에 설치되어 있는 배수펌프와 전기적으로 연결되어 배수펌프의 구동시 배수펌프에 과부하가 걸리거나 서지전압 등의 과전압 또는 과전류가 흐르면 코일에 열이 발생하고 발생된 열은 바이메탈 쪽으로 전달되어 회로를 열어줌으로써 배수펌프의 고장을 방지할 수 있는 교량가설단정용 회로차단기 스위치이다.

Description

교량가설단정용 회로차단기 스위치{Circuit breaker switch for bridge erection boat}

본 발명은 교량의 건설을 위해 사용되는 교량가설단정의 회로차단기 스위치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 교량가설단정에 설치되어 있는 배수펌프와 전기적으로 연결되어 배수펌프의 구동시 배수펌프에 과부하가 걸리거나 서지전압 등의 과전압 또는 과전류가 흐르면 코일에 열이 발생하고 발생된 열은 바이메탈 쪽으로 전달되어 회로를 열어줌으로써 배수펌프의 고장을 방지할 수 있는 교량가설단정용 회로차단기 스위치이다.

일반적으로 공병대 등에 사용되는 교량가설단정은 리본 문교와 부교를 추진 또는 구축할 때 사용하는 배를 말하며, 문교와 부교를 만들고자 하는 교량의 위치로 이동시키기 위한 장비이다.

이러한 교량가설단정은 주로 물 위에서 작업을 수행하게 되므로 배 안으로 물이 들어오게 되며, 이러한 물을 배출해주지 않으면 배가 침몰할 수 있으므로 배수펌프가 설치되어 있는데, 이러한 배수펌프는 일정시간 동안 계속하여 구동시킬 경우 배수펌프의 구동으로 인해 열이 발생하여 심할 경우 펌프 자체가 고장날 수 있으므로, 배수펌프의 작동을 자동으로 중단해줄 수 있는 회로차단기가 필요하다.

회로차단기와 관련된 종래기술로서는 등록특허 제10-1061272호에 제안되어 있는 회로차단기가 있다.

상기 특허에는 베이스와 커버로 이루어진 몰드 수지제의 본체 케이스에, 고정 접촉자, 가동 접촉자, 아크 소거 챔버로 이루어진 전류차단부, 개폐기구, 록커식의 조작 핸들, 및 과전류 트립장치의 각 기능부품을 탑재한 다극형의 회로차단기이며, 상기 개폐기구 및 조작 핸들을 본체 케이스의 좌우 중앙에 구획된 극실(極室)에 수용 배치한 것으로서, 상기 커버의 내측에 아크 소거 챔버과 개폐기구 사이를 구획하는 배리어 격벽을 일체로 성형하고, 또한 상기 배리어 격벽의 선단부(先端部)에는 고정 접촉자로부터 개리(開離)하는 가동 접촉자를 개극(開極) 종단위치에 정지시키는 각도가 상이한 2단(段)의 충돌 단면(端面)으로 이루어진 스토퍼부를 형성한 것을 특징으로 하는 회로차단기가 제안되어 있는데, 방수기능이 없어서 교량가설단정과 같이 물의 침투가 많은 장비에는 사용이 어렵다.

또 다른 종래기술로서는 공개특허공보 제10-2021-0123095호에 제안되어 있는 회로차단기가 있다.

상기 특허에는 대향하여 배치되고 전기적으로 연결되거나 분리되는 대향접점부 및 가동접점부; 상기 대향접점부를 지지하고 적어도 일부가 도체로 구성되는 제1지지부; 상기 가동접점부를 지지하고 적어도 일부가 도체로 구성되는 제2지지부; 및 상기 제1지지부 및 제2지지부 사이에 배치되고 상기 대향접점부가 내측 일방에 배치되고 상기 가동접점부가 내측 타방에 배치되는 절연통을 포함하고, 상기 제1지지부가 상기 절연통의 일방 단면과 결합되는 제1결합부 및 상기 제1결합부로부터 상기 절연통의 외측 타방으로 연장되는 제1전계완화부를 포함하여 구성되거나, 상기 제2지지부가 상기 절연통의 타방 단면과 결합되는 제2결합부 및 상기 제2결합부로부터 상기 절연통의 외측 일방으로 연장되는 제2전계완화부를 포함하여 구성되고, 상기 제1전계완화부는 내경이 상기 절연통의 외경보다 크고 내경이 일정하게 유지되면서 타방으로 소정의 길이만큼 연장되는 제1내경부 및 제2내경부를 포함하여 구성되고, 상기 제2내경부는 상기 제1내경부의 타방에 형성되고 제1내경부보다 내경이 크고 상기 제2전계완화부는 내경이 상기 절연통의 외경보다 크고 내경이 일정하게 유지되면서 일방으로 소정의 길이만큼 연장되는 제3내경부 및 제4내경부를 포함하여 구성되고, 상기 제4내경부는 상기 제3내경부의 일방에 형성되고 제3내경부보다 내경이 큰, 회로차단기가 제안되어 있는데, 절연통의 삼중점(A1, B1) 주변의 등전위선의 간격이 넓어지게 되므로 삼중점(A1, B1) 주변의 전계를 완화시켜 저비용으로 용이하게 절연통의 삼중점(A1, B1) 부분의 절연성능을 향상시킬 수 있으나, 이 역시 방수기능이 없어서 교량가설단정과 같이 물의 침투가 많은 장비에는 사용이 어렵고, 바이메탈 등에 의해 작동되는 것이 아니어서 회로에 과부하가 걸렸을 때 차단효율이 떨어질 수 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1061272호(2011. 8. 31. 공고) 대한민국 공개특허공보 제10-2021-0123095호(2021. 10. 31. 공개)

따라서, 본 발명은 교량가설단정에 설치되어 있는 배수펌프와 전기적으로 연결되어 배수펌프의 구동시 배수펌프에 과부하가 걸리거나 서지전압 등의 과전압 또는 과전류가 흐르면 코일에 열이 발생하고 발생된 열은 바이메탈 쪽으로 전달되어 회로를 열어줌으로써 배수펌프의 고장을 방지할 수 있는 교량가설단정용 회로차단기 스위치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 바이메탈의 형상을 측면에서 보았을 때 "ㄴ"자 형상으로 구성하여 바이메탈에 열이 가해지면 사잇각이 벌어지는 방향으로 바이메탈의 형상이 변화됨으로써 바이메탈의 응답성을 높여 차단효율을 높인 교량가설단정용 회로차단기 스위치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

또한, 상기 바이메탈에 열을 가해주는 코일을 사각형 단면의 소재가 일정한 피치의 나사산을 따라 권선되어 있는 형태로 구성하여, 코일과 바이메탈 사이에 열전달 효율을 높여 응답속도를 높인 교량가설단정용 회로차단기 스위치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

본 발명에 의한 교량가설단정용 회로차단기 스위치는 교량가설단정에 사용되는 회로차단기 스위치에 있어서, 교량가설단정에 고정 설치되는 케이스와, 상기 케이스 내에 설치되며 일측에는 이동접점이 형성되어 있는 누름판과, 상기 케이스에 고정 설치되어 누름판을 눌러서 이동접점을 고정접점 쪽으로 이동시켜 회로를 닫아주는 작동버튼과, 상기 작동버튼에 의해 이동되며 누름판을 이동시키는 키이와, 상기 누름판과 맞닿도록 케이스 내에 설치되며 누름판을 원위치로 복귀시켜 주기 위한 복귀스프링과, 상기 작동버튼의 일측에 설치되어 누름판의 걸림상태를 해제하는 정지버튼과, 상기 정지버튼에 의해 이동되며 정지버튼의 하강으로 인해 걸림브라켓의 위치를 이동시켜주는 작동판과, 상기 정지버튼의 하부에 설치되어 누름판의 이동을 제한해주는 걸림브라켓과, 상기 걸림브라켓의 일측에 설치되어 열을 받으면 형상이 변화되는 바이메탈과, 상기 바이메탈에 열을 전달해주기 위한 코일로 구성된 것이 특징이다.

본 발명에 의한 교량가설단정용 회로차단기 스위치는 교량가설단정에 설치되어 있는 배수펌프와 전기적으로 연결되어 배수펌프의 구동시 배수펌프에 과부하가 걸리거나 서지전압 등의 과전압 또는 과전류가 흐르면 코일에 열이 발생하고 발생된 열은 바이메탈 쪽으로 전달되어 회로를 열어줌으로써 배수펌프의 고장을 방지할 수 있는 현저한 효과가 있으며, 바이메탈의 형상을 측면에서 보았을 때 "ㄴ"자 형상으로 구성하여 바이메탈에 열이 가해지면 사잇각이 벌어지는 방향으로 바이메탈의 형상이 변화됨으로써 바이메탈의 응답성을 높여 차단효율을 높인 효과와 함께, 상기 바이메탈에 열을 가해주는 코일을 사각형 단면의 소재가 일정한 피치의 나사산을 따라 권선되어 있는 형태로 구성하여, 코일과 바이메탈 사이에 열전달 효율을 높여 응답속도를 높인 현저한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 전체구성 사시도
도 2는 본 발명의 일부분 구성도
도 3은 본 발명의 정면 구성도
도 4는 본 발명의 작동설명도
도 5는 본 발명에 의한 걸림브라켓과 코일 및 바이메탈의 구성도

본 발명은 교량의 건설을 위해 사용되는 교량가설단정의 회로차단기 스위치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 교량가설단정에 설치되어 있는 배수펌프와 전기적으로 연결되어 배수펌프의 구동시 배수펌프에 과부하가 걸리거나 서지전압 등의 과전압 또는 과전류가 흐르면 코일에 열이 발생하고 발생된 열은 바이메탈 쪽으로 전달되어 회로를 열어줌으로써 배수펌프의 고장을 방지할 수 있는 교량가설단정용 회로차단기 스위치이다.

이하, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 전체구성 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일부분 구성도이며, 도 3은 본 발명의 정면 구성도이고, 도 4는 본 발명의 작동설명도로써, 본 발명에 의한 교량가설단정용 회로차단기 스위치는 교량가설단정에 사용되는 회로차단기 스위치에 있어서, 교량가설단정에 고정 설치되는 케이스(1)와, 상기 케이스(1) 내에 설치되며 일측에는 이동접점(7)이 형성되어 있는 누름판(6)과, 상기 케이스(1)에 고정 설치되어 누름판(6)을 눌러서 이동접점(7)을 고정접점(8) 쪽으로 이동시켜 회로를 닫아주는 작동버튼(3)과, 상기 작동버튼(3)에 의해 이동되며 누름판(6)을 이동시키는 키이(5)와, 상기 누름판(6)과 맞닿도록 케이스(1) 내에 설치되며 누름판(6)을 원위치로 복귀시켜 주기 위한 복귀스프링(9)과, 상기 작동버튼(3)의 일측에 설치되어 누름판(6)의 걸림상태를 해제하는 정지버튼(4)과, 상기 정지버튼(4)의 하부에 설치되어 누름판(6)의 이동을 제한해주는 걸림브라켓(15)과, 상기 정지버튼(4)에 의해 이동되며 정지버튼(4)의 하강으로 인해 걸림브라켓(15)의 위치를 이동시켜주는 작동판(14)과, 상기 걸림브라켓(15)의 일측에 설치되어 열을 받으면 형상이 변화되는 바이메탈(17)과, 상기 바이메탈(17)에 열을 전달해주기 위한 코일(16)로 구성된 것이 특징이다.

먼저, 상기 케이스(1)는 내부가 비어 있는 형태로써 교량가설단정의 운전석 주위에 설치되며, 하부커버(2)와 결합되었을 때 케이스(1) 내부로 물이 침투되지 않도록 방수기능이 있어야 되며, 이러한 방수기능을 위해 케이스(1)의 형상에 맞도록 고무링이나 가스켓이 결합될 수 있다.

상기 케이스(1) 내에는 이동접점(7)이 형성되어 있는 누름판(6)이 설치되고, 상기 작동버튼(3)은 누름판(6)을 누르기 위한 버튼으로써, 상기 작동버튼(3)과 누름판(6) 사이에는 키이(5)가 설치되어 상기 키이(5)가 이동되면서 누름판(6)의 이동접점(7)을 케이스(1)에 고정설치되어 있는 고정플레이트(19)에 형성된 고정접점(8) 쪽으로 이동시키게 된다.

상기 복귀스프링(9)은 누름판(6)을 누르는 상태가 해제되었을 때 누름판(6)의 위치를 원위치 즉, 도 3의 상태로 복귀시켜주기 위한 스프링이며, 상기 정지버튼(4)은 누름판(6)의 걸림상태를 해제하기 위한 버튼이다.

상기 작동판(14)은 일측은 케이스(1)에 고정되고, 타측은 정지버튼(4)이 하강하게 되면 같이 하강하게 되는데, 상기 작동판(14)이 하강하게 되면 누름판(6)의 일측과 맞닿아 있던 걸림브라켓(15)의 위치를 이동시키게 되고, 작동판(14)을 누르던 힘이 해제되면 작동판(14) 자체의 탄성에 의해 정지버튼(4)이 원위치된다.

또한, 상기 바이메탈(17)은 걸림브라켓(15)의 일측에 설치되어 열이 가해지면 형상이 변하면서 걸림브라켓(15)의 위치를 이동시켜주는 구성이고, 상기 코일(16)은 바이메탈(17)에 열을 전달해주기 위해 배수펌프의 전기회로와 전기가 통하도록 연결되어 있는 구성이다.

이하, 본 발명의 작동방식에 대해 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 작동버튼(3)은 키이(5)의 위치를 이동시켜주기 위한 구성으로써, 작동버튼(3)이 하강하면 작동버튼(3)과 고정 결합되어 있던 키이(5)를 하부커버(2) 쪽으로 이동시키게 되고, 상기 키이(5)가 하강하면서 누름판(6) 역시 하강하게 되는데, 상기 누름판(6)의 일측은 걸림브라켓(15)의 상부면과 접촉되어 있어서 상기 누름판(6)은 도면을 기준으로 도 3의 상태에서 도 4의 상태와 같이 반시계방향으로 회동되면서 이동되고, 이로써 이동접점(7)과 고정접점(8)이 밀착되어 배수펌프의 구동을 위한 회로가 닫혀 전기가 흐르게 되면서 배수펌프가 구동되게 된다.

실제 누름판(6)은 금속소재의 박판을 이용해 제작되므로, 평면인 상태에서 키이(5)가 가해주는 하중에 의해 아크 형상으로 변하게 되고, 이로써 이동접점(7)과 고정접점(8)은 평면끼리 접촉되어 전기의 흐름에 대한 저항이 줄어들게 된다.

이때 배수펌프의 구동을 멈추기 위해서는 작동버튼(3)의 일측에 설치되어 있는 정지버튼(4)을 눌러서 멈추게 되는데, 상기 정지버튼(4)이 하부커버(2) 쪽으로 하강하면 정지버튼(4) 하부에 설치되어 있던 작동판(14)이 도면을 기준으로 시계방향으로 회동되면서 이동되고, 이러한 작동판(14)의 이동은 걸림브라켓(15)을 도 3의 오른쪽으로 이동시켜 누름판(6)에 의해 걸림브라켓(15)이 눌려지는 상태가 해제되고 이로써 복귀스프링(9)에 의해 누름판(6)이 원위치되게 되어 이동접점(7)과 고정접점(8)이 떨어지게 되어 회로가 열리게 되고 결국 배수펌프의 구동이 중단되게 된다.

부연하면, 상기 걸림브라켓(15)은 작동판(14)과 닿는 부분이 하부커버(2)의 단면과 대비하여 일정한 각도로 경사져 있고, 이로써 작동판(14)이 하부로 내려오게 되면서 경사면을 밀어주어 걸림브라켓(15)을 도면의 오른쪽으로 이동시키게 되므로, 결국 누름판(6)에 의해 받고 있던 하중이 해제되고, 이로써 누름판(6)이 복귀스프링(9)에 의해 도 3의 위치로 복귀되게 된다.

또한, 상기 케이스(1)에 고정 결합되는 하부커버(2)에는 두 개의 전선브라켓(18)이 설치되어 있어서, 배수펌프의 구동을 위한 전기회로의 (+)극과 (-)극의 전선이 접속되어 있어서, 배수펌프는 작동버튼(3)을 눌러서 이동접점(7)과 고정접점(8)이 맞닿지 않으면 구동되지 않게 된다.

또한, 상기 키이(5)는 작동버튼(3)에 의해 하강하면 고정걸쇠(10)를 시계방향으로 회동시키면서 고정걸쇠(10)에 고정되고, 상기 고정걸쇠(10)는 시계방향으로 회동되면서 압축스프링(13)을 압축시키게 된다.

즉, 키이(5)는 작동버튼(3)에 의해 하강하게 되면 누름판(6)을 회동시킴과 동시에 고정블록(11)에 힌지핀(12)에 의해 회동가능하게 결합되어 있는 고정걸쇠(10)를 회동시키게 되고, 상기 고정걸쇠(10)는 압축스프링(13)을 압축시키면서 회동되므로 정지버튼(4)에 의해 누름판(6)의 누름상태가 해제되면 압축스프링(13)이 고정걸쇠(10)를 원위치로 복귀시키게 된다.

또한, 상기 바이메탈(17)은 측면에서 보았을 때 "L"자형 단면을 가지며, 열을 가하면 사잇각이 커지게 된다.

즉, 본 발명에 의한 바이메탈(17)은 "L"자 형태로 구성되어 열을 받으면 하면과 측면 사이의 사이각이 벌어지게 되며, 이로써 열에 의해 걸림브라켓(15)의 위치를 이동시켜주게 된다.

부연하면, 상기 바이메탈(17)은 정지버튼(4)에 의해 작동판(14)이 하강하면 걸림브라켓(15)의 위치를 도면의 오른쪽으로 이동시키듯이, 열을 받으면 사이각이 벌어지도록 형상이 변하면서 걸림브라켓(15)의 위치를 오른쪽으로 이동시키고, 이로써 누름판(6)에 의한 하중을 벗어나게 되어, 결국 누름판(6)을 복귀스프링(9)에 의해 원위치시켜 회로를 열어줌으로써 배수펌프의 가동을 중단시키게 된다.

배수펌프의 경우 교량가설단정 내부에 들어온 물을 배 밖으로 배출시키게 되는데, 많은 양의 물을 배수시키기 위해 상대적으로 많은 부하가 걸리면 배수펌프의 구동을 위한 전기회로로 많은 양의 전류가 흐르게 되고, 이로써 코일(16)에 많은 열이 발생되면 발생된 열이 바이메탈(17) 쪽으로 전달되어 바이메탈의 작동에 의해 회로를 열어주게 된다.

특히, 순간적으로 전기회로 쪽에 과전류가 흐르게 되면 과전류로 인해 배수펌프가 손상될 수 있으므로, 이러한 과전류로 인해 코일(16)에 발생된 열이 바이메탈(17) 쪽으로 전달되어 회로를 열어줌으로써 전기회로를 비롯한 구성품들의 파손을 방지할 수 있다.

도 5는 본 발명에 의한 걸림브라켓과 코일 및 바이메탈의 구성도로써, 상기 코일(16)은 사각형 단면의 소재가 일정한 피치의 나사산을 따라 권선되어 있는 형태이며, 열을 받으면 권선된 틈이 벌어져 걸림브라켓(15)의 위치를 이동시켜 회로를 열어주게 된다.

즉, 본 발명에 의한 코일(16)은 일반적인 코일 즉, 원형의 와이어가 권선되어 있는 형상이 아니라, 사각형의 단면을 가지는 소재가 일정한 피치의 나사산을 따라 권선되어 있는 형태로 형성되어 코일(16)의 양쪽 단면은 평면을 가지게 되는데, 이로써 과전류가 흐르면 코일의 표면 쪽으로 열이 발산되고, 이렇게 발산된 열은 바이메탈(17) 쪽으로 즉시 전달됨으로써 전기회로의 보호를 위한 본연의 역할을 신속히 수행할 수 있다.

미설명부호는 고정봉(21)으로써 코일(16)을 걸림브라켓(15)과 바이메탈(17) 사이에 고정해주기 위한 구성이다.

결국, 본 발명에 의한 교량가설단정용 회로차단기 스위치는 교량가설단정에 설치되어 있는 배수펌프와 전기적으로 연결되어 배수펌프의 구동시 배수펌프에 과부하가 걸리거나 서지전압 등의 과전압 또는 과전류가 흐르면 코일에 열이 발생하고 발생된 열은 바이메탈 쪽으로 전달되어 회로를 열어줌으로써 배수펌프의 고장을 방지할 수 있는 현저한 효과가 있으며, 바이메탈의 형상을 측면에서 보았을 때 "ㄴ"자 형상으로 구성하여 바이메탈에 열이 가해지면 사잇각이 벌어지는 방향으로 바이메탈의 형상이 변화됨으로써 바이메탈의 응답성을 높여 차단효율을 높인 효과와 함께, 상기 바이메탈에 열을 가해주는 코일을 사각형 단면의 소재가 일정한 피치의 나사산을 따라 권선되어 있는 형태로 구성하여, 코일과 바이메탈 사이에 열전달 효율을 높여 응답속도를 높인 현저한 효과가 있다.

1. 케이스 2. 하부커버
3. 작동버튼 4. 정지버튼
5. 키이 6. 누름판
7. 이동접점 8. 고정접점
9. 복귀스프링 10. 고정걸쇠
11. 고정블록 12. 힌지핀
13. 압축스프링 14. 작동판
15. 걸림브라켓 16. 코일
17. 바이메탈 18. 전선브라켓
19. 고정플레이트 20. 전선
21. 고정봉

Claims (4)

1. 교량가설단정에 사용되는 회로차단기 스위치에 있어서,
   교량가설단정에 고정 설치되는 케이스(1)와, 상기 케이스(1) 내에 설치되며 일측에는 이동접점(7)이 형성되어 있는 누름판(6)과, 상기 케이스(1)에 고정 설치되어 누름판(6)을 눌러서 이동접점(7)을 고정접점(8) 쪽으로 이동시켜 회로를 닫아주는 작동버튼(3)과, 상기 작동버튼(3)에 의해 이동되며 누름판(6)을 이동시키는 키이(5)와, 상기 누름판(6)과 맞닿도록 케이스(1) 내에 설치되며 누름판(6)을 원위치로 복귀시켜 주기 위한 복귀스프링(9)과, 상기 작동버튼(3)의 일측에 설치되어 누름판(6)의 걸림상태를 해제하는 정지버튼(4)과, 상기 정지버튼(4)의 하부에 설치되어 누름판(6)의 이동을 제한해주는 걸림브라켓(15)과, 상기 정지버튼(4)에 의해 이동되며 정지버튼(4)의 하강으로 인해 걸림브라켓(15)의 위치를 이동시켜주는 작동판(14)과, 상기 걸림브라켓(15)의 일측에 설치되어 열을 받으면 형상이 변화되는 바이메탈(17)과, 상기 바이메탈(17)에 열을 전달해주기 위한 코일(16)로 구성되고,
   상기 키이(5)는 작동버튼(3)에 의해 하강하면 고정걸쇠(10)를 시계방향으로 회동시키면서 고정걸쇠(10)에 고정되고, 상기 고정걸쇠(10)는 시계방향으로 회동되면서 압축스프링(13)을 압축시키는 것이 특징인 교량가설단정용 회로차단기 스위치.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 바이메탈(17)은 측면에서 보았을 때 "L"자형 단면을 가지며, 열을 가하면 사잇각이 커지는 것이 특징인 교량가설단정용 회로차단기 스위치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 코일(16)은 사각형 단면의 소재가 일정한 피치의 나사산을 따라 권선되어 있는 형태이며, 열을 받으면 권선된 틈이 벌어져 걸림브라켓(15)의 위치를 이동시켜 회로를 열어주는 것이 특징인 교량가설단정용 회로차단기 스위치.