KR20200112053A - 병렬 폐쇄형 자동전원절체장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 병렬 폐쇄형 자동전원절체장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 승강작용을 이용한 기계적 작동을 통해 상용전원 및 예비전원 각각의 투입(ON)/트립(OFF) 작용이 이루어도록 함으로써, 구동부 구성 최소화에 따른 제작비용 절감 및 유지 보수 편의성을 높이고, 고정단자에 대한 가동단자의 접점 지지력을 극대화한 병렬 폐쇄형 자동전원절체장치에 관한 것이다.
이를 위해, 격벽으로 구획된 상용전원과 예비전원, 그리고 부하에 연결된 고정단자를 포함하며, 상용전원과 예비전원간 절환 및 상용전원과 예비전원의 병렬 운전을 수행하는 병렬 폐쇄형 자동전원절체장치에 있어서, 상용전원 및 예비전원 각각은, 승강작용을 수행하는 피스톤로드를 포함하는 구동부;상기 피스톤로드의 승강작용에 의해 정,역 회전되며, 격벽의 일측에 축 결합된 회전체;상기 고정단자를 향해 회전되면서 부하와의 접점을 ON/OFF시키는 가동단자;상기 회전체와 가동단자 사이에 연결되며, 회전체의 회전에 따라 고정단자를 향해 가동단자를 회전시키는 링커:를 포함하되, 상기 회전체에는 피스톤로드의 승강범위에 대응되는 호(arc)형태의 가이드공이 형성되며, 상기 회전체의 정,역 회전범위는 피스톤로드가 하강되었을 때 상기 가이드공의 중앙을 기준으로 피스톤로드가 가이드공의 일측 또는 타측에 항상 위치되도록 한 것을 특징으로 하는 병렬 폐쇄형 자동전원절체장치를 제공한다.

Description

병렬 폐쇄형 자동전원절체장치{A parallel closed type automatic power transfer device}
본 발명은 병렬 폐쇄형 자동전원절체장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상용전원 및 예비전원 각각의 투입(ON)/트립(OFF)을 위한 구동부를 최소화하고, 고정단자에 대한 가동단자의 접점 유지력을 극대화한 병렬 폐쇄형 자동전원절체장치에 관한 것이다.
일반적으로, 대형 건물이나 공장 등은 한국 전력과 같은 전력 공급원으로부터 상용 전력을 공급받아 사용하고, 정전과 같이 상용 전력 공급에 이상이 발생했을 때에는 내부에 구비된 발전 설비등을 이용하여 비상 전력을 생성하여 사용한다.
이러한 대형 건물이나 공장등에서는, 평상시에는 상용 전원과 부하측을 연결하여 부하측에 전력을 공급하고, 상용 전력 공급원에 이상이 발생할 때 예비 전원을 부하측에 연결하여 예비 전력을 부하측으로 제공하는 자동 절환 스위치가 포함된 자동 전원 절환 장치가 설치되어 있다.
도 1 은 종래 방식에 따른 자동 절환 장치의 회로 구성의 일예를 도시한 도면으로써, 도 1을 참조하면, 종래의 자동 절환 장치는 자동 절환 스위치(Automatic Transfer Switch:ATS;13)를 포함하여 평상시에는 상용 전원(Normal Power Supply;11)과 부하(19)를 연결하여 상용 전원(11)으로부터 부하(19)로 전력을 공급하고, 상용 전원(11)에 이상이 발생한 경우에 예비 전원(Emergency Power Supply;12)과 부하(19)를 연결하여 비상 전원(12)으로부터 부하(19)로 전력을 공급한다.
자동 절환 스위치(13)는 평상시에 전력을 공급하는 상용 전원(11)과 연결된 제 1 고정 단자(13-1), 예비 전원(12)과 연결된 제 2 고정 단자(13-2), 부하(19)와 연결된 제 3 고정 단자(13-3), 및 제 1 고정 단자 또는 제 2고정 단자와 제 3 고정 단자를 연결하여 상용 전원(11) 및 예비 전원(12) 중 어느 하나로부터 전력을 부하(19)측으로 공급하는 가동 단자(13-4)를 포함한다.
자동 절환 장치의 동작을 설명하면, 자동 절환 스위치(13)는 평상시에 상용 전원(11)에 연결되어 부하(19)측에 전력을 공급하고, 상용 전원(11)의 이상이 감지되면 상용 전원(11)과 부하(19)측의 연결을 단절하고 예비 전원(12)과 부하(19)측을 연결하여 예비 전원(12)으로부터 부하(19)측으로 전력을 공급한다.
하지만, 상기한 종래의 자동 절환 장치는 상용 전원(11)과 예비 전원(12)이 동시에 공급된 병렬운전이 이루어지지 못하는 문제가 있다.
전술한 바와 같이, 전력 공급의 예로써 상용 전원(11)에 이상이 발생한 경우 예비 전원(12)으로 절환시켜 전력 사용의 연속성을 제공하는 경우도 있지만, 전력수요의 급격한 증가로 인해 상용 전원(11)의 공급량이 부족하여 불랙 아웃 등의 긴급상황이 예측될 경우, 예비 전원(12)을 함께 가동하여 상용 전원(11)과 병렬운전이 이루어지도록 함으로써 상용 전원(11)의 전력 공급에 대한 부담을 덜어줄 수 있는 바, 종래의 자동 전원 절환 장치는 이러한 병렬 운전 수행이 이루어지지 못하는 문제가 있는 것이다.
물론, 상기한 문제점을 해결하기 위하여 상용 전원과 예비 전원이 병렬 운전될 수 있도록 한 자동 전원 절환장치가 종래에도 개발되어 있다.
하지만, 종래의 자동 전원 절환장치는 상용 전원과 예비 전원 각각의 전원을 투입시키거나 트립시키기 위한 구동수단이 각각 소요되는 문제가 있다.
즉, 상용 전원의 ON동작(투입) 및 OFF동작(트립)과, 예비 전원의 ON동작(투입) 및 OFF동작(트립)을 각각 수행하기 위하여 4개의 구동수단이 제공되어야 하므로 이는 구동부 개수를 증가시켜 제작 비용을 높이며 구동수단 수요에 따른 구성이 복잡해지는 문제가 있는 것이다.
대한민국 등록특허 제10-1200760호
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 상용전원과 예비전원의 병렬 운전이 이루어질 수 있도록 하되, 상용전원 및 예비전원 각각의 ON/OFF(투입/트립) 작동이 각각 하나의 구동수단으로 이루어질 수 있도록 함으로써 구동부 개수를 줄여 제작비용 절감 및 장치 구성을 간소화한 병렬 폐쇄형 자동전원절체장치를 제공하고자 한 것이다.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여, 격벽으로 구획된 상용전원과 예비전원, 그리고 부하에 연결된 고정단자를 포함하며, 상용전원과 예비전원간 절환 및 상용전원과 예비전원의 병렬 운전을 수행하는 자동 전원 절환 장치에 있어서, 상용전원 및 예비전원 각각은, 승강작용을 수행하는 피스톤로드를 포함하는 구동부;상기 피스톤로드의 승강작용에 의해 정,역 회전되며, 격벽의 일측에 축 결합된 회전체;상기 고정단자를 향해 회전되면서 부하와의 접점을 ON/OFF시키는 가동단자;상기 회전체와 가동단자 사이에 연결되며, 회전체의 회전에 따라 고정단자를 향해 가동단자를 회전시키는 링커:를 포함하되, 상기 회전체에는 피스톤로드의 승강범위에 대응되는 호(arc)형태의 가이드공이 형성되며, 상기 회전체의 정,역 회전범위는 피스톤로드가 하강되었을 때 상기 가이드공의 중앙을 기준으로 피스톤로드가 가이드공의 일측 또는 타측에 항상 위치되도록 한 것을 특징으로 하는 병렬 폐쇄형 자동전원절체장치를 제공한다.
이때, 상기 격벽에는 회전체의 회전 반경에 대응되는 호(arc)형태의 링커공이 형성되고, 상기 링커는, 회전체의 회전에 연동되어 상기 링커공을 따라 이동되는 제1링커와, 가동단자에 축 결합되며, 가동단자의 회전에 연동되는 제2링커와, 격벽에 축 결합되며, 일측과 타측에는 각각 상기 제1링커 및 제2링커가 축 결된 제3링커를 포함하며, 가동단자가 고정단자에 접점되었을 때 제2링커와 제3링커가 축 결합된 제1축지점은 가동단자와 제2링커가 축 결합된 제2축지점 및 제3링커가 격벽에 축 결합된 제3축지점 사이에 형성된 직선의 위치보다 가동단자의 회전방향으로 상기 직선을 넘어선 위치인 것이 바람직하다.
이때, 제1링커와 회전체 사이에는 회전체의 회전운동을 제1링커에 전달하는 연결링커가 링커공을 통해 설치되고, 상기 제1링커는, 상기 연결링커에 축 결합된 메인바와, 일단부는 상기 메인바의 단부에 축 결합되며, 타단부는 제3링커에 축 결합된 하부바와, 일단부는 격벽에 축 결합되며, 타단부는 메인바의 단부에 축 결합된 상부바로 구성되며, 링커공을 따라 메인바 이동시, 상기 상부바와 하부바가 이루는 각은 커지거나 작아지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 가동단자는, 고정단자와 링커를 향해 회전되게 축 결합되며, 일측에는 제2링커가 축 결합된 회동부재와, 고정단자를 향해 회전되면서 상기 고정단자에 접점되는 접점부재와, 상기 회동부재와 상기 접점부재 사이에 연결되며, 회동부재의 회동에 의해 왕복 운동하면서 상기 접점부재를 회전시키는 왕복이동부재:를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 피스톤 로드는 솔레노이드 코일을 포함하며, 솔레노이드 코일에 전원인가시 피스톤 로드는 상승되고, 전원OFF시 피스톤 로드는 자중에 의해 하강되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 병렬 폐쇄형 자동전원절체장치는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 승강작용되는 피스톤로드를 포함하는 구동부와, 상기 피스톤로드의 최고점과 최저점 사이에서 상기 피스톤로드의 승강작용을 가이드하는 호(arc)형태의 가이드홈이 형성된 회전체를 포함하여 구성됨으로써, 상기 회전체는 상기 피스톤로드의 승강작용만으로 정,역 회전이 이루어질 수 있다.
또한, 가동단자의 움직임은 회전체의 정,역 회전에 연동되도록 구성됨으로써, 고정단자에 대한 가동단자의 ON/OFF작용이 이루어질 수 있다.
이에 따라, 승강작용을 수행하는 하나의 구동부만으로 상용전원 및 예비전원 각각의 ON/OFF작용이 이루어질 수 있으므로, 구동부의 구성을 간소화시킬 수 있는 효과가 있다.
나아가, 구동부 구성을 위한 부품 소요가 최소화될 수 있으므로, 장치 제작 비용을 줄여 원가를 절감할 수 있는 효과가 있으며, 장치 구성의 간소화를 통해 유지 보수의 편의성을 높일 수 있는 효과가 있다.
둘째, 회전체의 회전작용을 가동단자에 전달하는 매개수단인 링커가 제공되고, 상기 링커는 회전체의 정,역회전에 연동되는 제1링커와, 가동단자에 축 결합된 제2링커와, 제1링커와 제2링커 사이를 연결하는 제3링커로 구성되되 고정단자에 가동단자가 접점되었을 때, 제2링커와 제3링커의 연결축 위치는 제3링커의 회전축과, 제2링커와 고정단자의 연결축 사이에 연결된 직선에 비해 상방 또는 하방이 되도록 함으로써, 고정단자에 대한 가동단자의 접점 유지력은 극대화될 수 있는 효과가 있다.
즉, 상기와 같은 제2링커와 제3링커의 연결축 위치 한정을 통해, 가동단자가 원위치로 복원되려고하는 복원 회전력을 초대한 구속시킬 수 있으므로 고정단자에 대한 가동단자의 접점 유지력을 극대화시킬 수 있는 것이다.
도 1은 종래 방식에 따른 자동 절환 장치 회로 구성의 일예를 도시한 도면
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 병렬 폐쇄형 자동전원절체장치를 나타낸 사시도
도 3a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 병렬 폐쇄형 자동전원절체장치의 상용전원측 전원이 트립(OFF)된 상태의 구동부와 회전체간 연결구조를 나타낸 요부 사시도
도 3b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 병렬 폐쇄형 자동전원절체장치의 상용전원측 전원이 트립(OFF)된 상태의 링커와 가동단자간 연결구조를 나타낸 요부 사시도
도 4a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 병렬 폐쇄형 자동전원절체장치의 상용전원측 전원을 투입(ON)시키는 상태의 구동부와 회전체간 연결구조를 나타낸 요부 사시도
도 4b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 병렬 폐쇄형 자동전원절체장치의 상용전원측 전원이 투입(ON)된 상태의 링커와 가동단자간 연결구조를 나타낸 요부 사시도
도 4c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 병렬 폐쇄형 자동전원절체장치의 상용전원측 전원이 투입(ON)된 상태의 링커와 가동단자간 연결구조를 나타낸 요부 측면도
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 병렬 폐쇄형 자동전원절체장치의 상용전원측 전원이 투입(ON)된 상태의 구동부와 회전체간 연결구조를 나타낸 요부 사시도
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 병렬 폐쇄형 자동전원절체장치의 상용전원측 전원을 트립(OFF)시키는 상태의 구동부와 회전체간 연결구조를 나타낸 요부 사시도
도 7a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 병렬 폐쇄형 자동전원절체장치의 예비전원측 전원이 트립(OFF)된 상태의 구동부와 회전체간 연결구조를 나타낸 요부 사시도
도 7b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 병렬 폐쇄형 자동전원절체장치의 예비전원측 전원이 트립(OFF)된 상태의 링커와 가동단자간 연결구조를 나타낸 요부 사시도
도 8a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 병렬 폐쇄형 자동전원절체장치의 예비전원측 전원을 투입(ON)시키는 상태의 구동부와 회전체간 연결구조를 나타낸 요부 사시도
도 8b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 병렬 폐쇄형 자동전원절체장치의 예비전원측 전원이 투입(ON)된 상태의 링커와 가동단자간 연결구조를 나타낸 요부 사시도
도 8c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 병렬 폐쇄형 자동전원절체장치의 예비전원측 전원이 투입(ON)된 상태의 링커와 가동단자간 연결구조를 나타낸 요부 측면도
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 병렬 폐쇄형 자동전원절체장치의 예비전원측 전원이 투입(ON)된 상태의 구동부와 회전체간 연결구조를 나타낸 요부 사시도
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 병렬 폐쇄형 자동전원절체장치의 예비전원측 전원을 트립(OFF)시키는 상태의 구동부와 회전체간 연결구조를 나타낸 요부 사시도
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 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.
이하, 첨부된 도 2 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 병렬 폐쇄형 자동전원절체장치에 대하여 설명하도록 한다.
병렬 폐쇄형 자동전원절체장치는 상용전원과 예비전원의 병렬 운전이 이루어질 수 있도록 하되, 상용전원 및 예비전원 각각의 투입(ON) 및 트립(OFF) 작용을 수행하는 구동부 개수를 최소화하였다.
또한, 상용전원 및 예비전원 각각의 전원이 투입되었을 때, 고정단자로부터 가동단자가 쉽게 분리되지 않도록 하였다.
병렬 폐쇄형 자동전원절체장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 상용전원(100)과, 예비전원(200)과, 고정단자(300)를 포함한다.
먼저, 도 3a 내지 도 6을 참조하여 상용전원의 구성 및 작용에 대하여 설명하도록 한다.
상용전원(100)은 상시전원 공급을 위한 구성이며, 병렬 폐쇄형 자동전원절체장치의 일측을 구성한다.
상용전원(100)은 격벽(400)을 통해 예비전원(200)과 구획되며, 구동부(110)와, 회전체(120)와, 가동단자(130)와, 링커(140)를 포함한다.
이때, 격벽(400)에는 도 3b에 도시된 바와 같이 호(arc) 형태의 링커공(410)이 형성된다.
링커공(410)은 후술하는 연결링커가 회전체(120)의 회전작용을 링커(140)에 전달하기 위해 움직이는 경로를 제공한다.
상기 링커공(410)은 회전체(120)의 회전방향 및 회전범위에 대응되는 형태로 이루어진다.
구동부(110)는 승강동력을 발생하여 회전체(120)를 회전시킴으로써, 상용전원(100)의 투입 및 트립작용이 이루어지도록 하는 역할을 한다.
구동부(110)는 피스톤로드(111)를 포함하며, 피스톤로드(111)는 구동부(110)에서 발생한 동력원에 의해 승강작용되는 구성이다.
이때, 구동부(110)는 한 개로 제공된다.
즉, 피스톤로드(111)의 승강작용만으로 상용전원의 투입 및 트립 작용이 이루어질 수 있기 때문에, 구동부(110)가 상용전원(100)에 한 개만 구성되어도 충분한 것이다.
이때, 구동부(110)의 동력원은 전자석 원리를 이용하는 것이 바람직하다.
즉, 구동부(110)의 동력원은 솔레노이드 코일로 제공됨이 바람직한 것이다.
이에 따라, 솔레노이드 코일에 전원 인가시 피스톤 로드(111)는 상승되고, 솔레노이드 코일에 전원이 OFF되는 순간 피스톤 로드(111)는 자중에 의해 바로 하강되어 원위치된다.
다음으로, 회전체(120)는 구동부(110)의 피스톤 로드(111) 승강작용에 연동되어 정,역 회전되며, 회전체(120)의 회전력은 링커(140)를 통해 가동단자에 전달된다.
회전체(120)는 피스톤 로드(111)의 승강작용에 의해 정,역 회전될 수 있도록 제공되는데, 이를 위해 회전체(120)에는 호(arc) 형태의 가이드공(121)이 형성된다.
상기 회전체(120)의 회전 범위는 크지 않으며, 회전체(120)의 형태는 회전체(120)의 회전 범위에 대응되는 부채꼴로 제공됨이 바람직하다.
상기 가이드공(120)은 회전체(120)의 곡률에 대응되도록 형성된다.
상기 회전체(120)는 전원 투입 및 전원 트립을 위한 정,역 회전이 이루어지는데, 회전체(120)의 회전 범위는 가이드공(120)의 중앙을 기준으로 가이드공(120)의 일측 또는 타측에 피스톤 로드(111)가 위치되게 한다.
정확하게는, 피스톤 로드(111)가 회전체(120)를 회전시키기 위한 작용점은 항상 가이드공(120)의 중앙을 기준으로 일측 또는 타측에 피스톤 로드(111)가 위치하도록 회전체(120)의 회전범위를 제공하는 것이다.
이때, 회전체(120)는 도 3a에 도시된 바와 같이, 링커(140)와의 연결을 위한 연결캠(122)을 포함함이 바람직하다,
연결캠(122)에는 링커(140)와의 연결을 위한 연결링커(122a)가 설치되며, 연결링커(122a)는 회전체(120)의 중심으로부터 편심된 위치에 연결된다.
상기 연결링커(122a)의 편심 위치는 도 3b에 도시된 바와 같이 격벽(400)의 링커공(410)에 대응된다.
한편, 회전체(120)와 피스톤로드(111) 사이에는 도 3a에 도시된 바와 같이 피스톤로드(111)의 승강작용을 회전체(120)에 전달하기 위한 전달링커(123)가 설치됨이 바람직하다.
전달링커(123)는 수평링커(123a)와 수직링커(123b)로 구성됨이 바람직하다.
수평링커(123a)의 일단부는 구동부(110)의 일측에 축 결합되고, 수평링커(123a)에는 피스톤로드(111)의 상단부가 고정된다.
수직링커(123b)의 일단부는 수평링커(123a)의 타단부에 축 결합되고, 수직링커(123b)의 타단부는 회전체(120)의 가이드공(121)에 위치된다.
이때, 수직링커(123b)는 가이드공(121)을 사이에 두고, 가이드공(121)의 양측에 결합된 한 쌍으로 제공됨이 바람직하다.
다음으로, 가동단자(130)는 고정단자(300)와 접점되면서 상용전원을 투입 및 트립시키는 구성이다.
가동단자(130)는 회전체(120)의 회전작용에 의해 회전되면서, 고정단자(300)와의 점점이 이루어지며, 링커(140)를 통해 회전체(120)의 회전작용을 전달받는다.
이때, 가동단자(130)는 도 3b 및 도 4b를 통해 알 수 있듯이, 도면상 시계방향으로 회전하면서 고정단자(300)에 접점된다.
상기 가동단자(130)는 도 3b, 도 4b, 도 4c에 도시된 바와 같이, 회동부재(131)와, 접점부재(132)와, 왕복이동부재(133)를 포함한다.
회동부재(131)는 도 3b에 도시된 바와 같이 회전축(S)에 축 결합되며, 링커(140)와 고정단자(300) 사이에서 회동될 수 있도록 설치된다.
이때, 회전축(S)에 축 결합된 회동부재(131)의 일측에는 링커(140)가 연결된다.
접점부재(132)는 고정단자(300)와의 접점을 위한 구성이며, 고정단자(300)를 향해 회전되도록 설치된다.
왕복이동부재(133)는 회동부재(131)의 회전력을 직진운동으로 변환하여 상기 접점부재(132)를 밀거나 당기면서 접점부재(132)를 회전시키는 구성이다.
왕복이동부재(133)는 회동부재(131)의 타측과 접점부재(132) 사이에 축 결합된다.
다음으로, 링커(140)는 회전체(120)의 회전운동을 가동단자(130)에 전달하는 구성이다.
링커(140)는 도 3b, 도 4b, 도 4c에 도시된 바와 같이, 제1링커(141)와, 제2링커(142)와, 제3링커(143)로 구성됨이 바람직하다.
제1링커(141)는 회전체(120)의 회전력을 직접 전달받는 구성이며, 상기 회전력을 제3링커(143)에 전달한다.
제1링커(141)는 메인바(141a)와, 상부바(141b)와, 하부바(141c)로 구성됨이 바람직하다.
메인바(141a)는 회전체(120)의 연결캠(122)에 고정된 연결링커(122a)에 축 결합된다.
상기 연결링커(122a)는 링커공(410)을 통해 메인바(141a)의 일단부에 축 결합된다.
이와 같은 구성에 의해, 메인바(141a)의 일단부는 연결링커(122a)와 함께 링커공(410)을 따라 이동된다.
상부바(141b)의 일단부는 격벽(400)에 축 결합되며, 상부바(141b)의 타단부는 메인바(141a)의 타단부에 축 결합된다.
이와 같은 구성에 의해, 링커공(410)을 따라 메인바(141a)의 일단부가 이동할 때 상부바(141b)의 타단부는 상방으로 이동된다.
하부바(141c)의 일단부는 제3링커(143)에 축 결합되며, 하부바(141c)의 타단부는 메인바(141a)의 타단부 및 상부바(141b)의 타단부에 축 결합된다.
이와 같은 구성에 의해, 메인바(141a) 이동시 상부바(141b)의 타단부 및 하부바(141c)의 타단부는 메인바(141a)의 움직임과 연동되면서 상방으로 이동된다.
제2링커(142)는 링커(140)의 움직임을 가동단자(130)의 회동부재(131)에 전달하는 구성이다.
제2링커(142)의 일단부는 회동부재(131)의 일측에 축 결합되며, 제2링커(142)의 타단부는 제3링커(143)에 축 결합된다.
제3링커(143)는 제1링커(141)와 제2링커(142) 사이를 연결하며, 격벽(400) 상에서 회전될 수 있도록 축 결합된다.
제3링커(143)의 일측에는 하부바(141c)의 일단부가 축 결합되고, 제3링커(143)의 타측에는 제2링커(142)의 타단부가 축 결합된다.
이러한 구성의 링커(140)는 가동단자(130)가 원위치로 복원되려고 하는 복원력을 구속하는 특징이 있다.
도 4c에 도시된 바와 같이, 가동단자(130)가 고정단자(300)에 접점을 위해 회전되었을 때, 제2링커(142)와 제3링커(143)가 축 결합된 제1축지점(C1)은, 가동단자(130)와 제2링커(142)가 축 결합된 제2축지점(C2) 및 제3링커(143)가 격벽(400)에 축 결합된 제3축지점(C3) 사이의 직선거리(L) 하방에 위치되도록 구성됨으로써, 가동단자(130)가 역회전(도면상 반시계 방향)되려고 하는 회전력을 구속시킬 수 있다.
이러한 구성은 축 결합된 회전점이 복수로 제공되더라도, 제1축지점(C1)이 제2축지점(C2) 및 제3축지점(C3) 사이의 직선(L)을 가동단자(130)의 회전방향으로 넘어서는 위치에 구성됨으로써, 가동단자(130)의 복원 회전력이 구속되므로 가동단자(130)의 접점 유지력을 극대화시킬 수 있는 것이다.
이하, 상기한 구성으로 이루어진 상용전원의 투입(ON) 및 트립(OFF) 작용에 대하여 설명하도록 한다.
도 3a 및 도 3b는 상용전원의 최초 상태로써 전원은 트립된 상태이다.
이때, 회전체(120)를 투입 방향으로 회전시키기 위한 수직링커(123b)의 작용점은 가이드공(121)의 일측으로 치우친 상태이다.
또한, 도 3b에 도시된 바와 같이, 제1축지점(C1)은 제2축지점(C2) 및 제3축지점(C3) 사이의 직선(L)보다 상방에 위치된 상태이다.
이후, 구동부(110)의 솔레노이드 코일에 전원이 인가되면, 피스톤 로드(111)는 상승하고, 수평링커(123a)는 수직링커(123b)를 상승시킨다.
상기 수직링커(123b)는 도 4a에 도시된 바와 같이 회전체(120)를 도면상 반시계 방향으로 회전시킨다.
이때, 연결캠(122)도 회전체(120)를 따라 동일 방향으로 회전되며, 연결캠(122)에 고정된 연결링커(122a)는 링커공(410)을 따라 도 4b에 도시된 바와 같이 상기 링커공(410)의 최고점에 위치된다.
이때, 연결링커(122a)에 축 결합된 메인바(141a) 역시 링커공(410)을 따라 이동되고, 상부바(141b) 및 하부바(141c)는 도 4b 및 도 4c에 도시된 바와 같이 메인바(141a)를 중심으로 양측으로 벌어진다.
즉, 상부바(141b) 및 하부바(141c) 사이의 각은 커지는 것이다.
이때, 하부바(141c)의 회동은 제3링커(143)를 도면상 시계방향으로 회전시키고, 제3링커(143)의 회전에 의해 제2링커(142)는 도면상 반시계방향으로 회전된다.
이때, 제2링커(142)에 연결된 가동단자(130)의 회동부재(131)는 제2링커(142)와 연동되면서 도면상 반시계방향으로 회전되고, 왕복이동부재(133)는 접점부재(132)를 밀어내면서 상기 접점부재(132)를 회전시켜 고정단자(300)에 접점시킨다.
이때, 도 4c에 도시된 바와 같이 제1축지점(C1)은 제2축지점(C2)과 제3축지점(C3) 사이의 직선(L)보다 하방에 위치하므로, 회동부재(131)의 복원 회전력은 구속될 수 있다.
한편, 상기와 같은 일련의 접점 과정이 완료되는 순간, 솔레노이드 코일에 인가되었던 전원은 곧바로 OFF 된다.
이에 따라, 피스톤로드(111)는 자중에 의해 원위치로 하강되며, 피스톤로드(111)가 고정된 전달링커(123) 역시 하강된다.
이때, 수직링커(123b)의 작용점은 도 5에 도시된 바와 같이, 가이드공(121)의 타측에 자동으로 위치된다.
다음으로, 상용전원(100)을 트립시키고자 할 경우, 상용전원이 투입된 상태에서 솔레노이드 코일에 전원을 인가시킨다.
이때, 피스톤로드(111)는 상승되며, 수직링커(123b)는 상기 회전체(120)를 도 6에 도시된 바와 같이 도면상 시계 방향으로 역회전시킨다.
이때, 상기한 일련의 작용은 반대로 이루어지며, 링커(140) 및 가동단자(130)는 도 3b에 도시된 바와 같이 원위치된다.
또한, 상기와 같은 접점 해제 과정이 완료되는 순간, 솔레노이드 코일에 인가되었던 전원은 곧바로 OFF 된다.
이에 따라, 피스톤로드(111)는 자중에 의해 원위치로 하강되며, 피스톤로드(111)가 고정된 전달링커(123) 역시 하강된다.
이때, 수직링커(123b)의 작용점은 도 3a에 도시된 바와 같이, 가이드공(121)의 일측에 자동으로 위치된다.
지금까지 상용전원(100)의 구성 및 투입/트립 작용에 대하여 살펴보았다.
예비전원(200) 역시 상기 상용전원(100)의 구성 및 작용과 동일하게 구성되어도 무방하나, 예비전원(200)의 가동단자 회동방향은 상용전원(100)의 가동단자 회동방향과 통상적으로 반대이다.
즉, 도 3b에 도시된 바와 같이, 상용전원(100)의 투입을 위한 가동단자(130)의 회전 방향은 도면상 시계방향인 반면, 도 7b에 도시된 바와 같이 예비전원(200) 투입을 위한 가동단자(230)의 회전 방향은 도면상 반시계 방향인 것이다.
이에 따라, 예비전원(200)의 투입 및 트립을 위한 회전체(220)의 회전 방향은 상용전원(100)의 투입 및 트립을 위한 회전체(120) 방향에 대하여 반대가 되도록 구성하는 것이 바람직하다.
이하, 도 7a 내지 도 10을 참조하여 예비전원(200)의 투입 및 트립 작용에 대하여 설명하도록 한다.
설명하기에 앞서 상용전원(100)의 구성과 동일한 구성에 대해서는 상세한 설명은 생략하며, 설명의 편의상 부호는 별도로 부여하기로 한다.
예비전원(200)은 예비전원 공급을 위한 구성이며, 병렬 폐쇄형 자동전원절체장치의 타측을 구성한다.
예비전원(200)은 격벽(400)을 통해 상용전원(100)과 구획되며, 구동부(210)와, 회전체(220)와, 가동단자(230)와, 링커(240)를 포함한다.
도 7a 및 도 7b는 예비전원(200)의 최초 상태로서 전원은 트립(OFF)된 상태이다.
이때, 회전체(220)를 투입 방향으로 회전시키기 위한 수직링커(223b)의 작용점은 상용전원(100)의 회전체(120) 대비 가이드공(221)의 타측으로 치우친 상태이다.
또한, 도 7b에 도시된 바와 같이, 제1축지점(C1)은 제2축지점(C2) 및 제3축지점(C3) 사이의 직선(L)보다 하방에 위치된 상태이다.
이와 같은 구성은 상용전원(100)측의 동작 구성과 반대되는 것으로써, 이는 예비전원(200)측의 가동단자(230) 회전 방향이 상용전원(100) 가동단자(130)의 회전방향과 반대이기 때문이다.
즉, 전술한 바와 같이, 상용전원(100)의 가동단자(130)는 도 3b 및 도 4b에 도시된 바와 같이 시계방향으로 회전되지만, 예비전원(200)의 가동단자(230)는 상용전원(100)의 가동단자(130) 대비 시계 반대방향으로 회전되는바, 예비전원(200) 회전체(220)의 회전방향은 상용전원(100) 회전체(120)의 회전방향과 반대로 제공된 것이다.
이후, 구동부(210)의 솔레노이드 코일에 전원이 인가되면, 도 8a에 도시된 바와 같이 피스톤 로드(211)는 상승하고, 수평링커(223a)는 수직링커(223b)를 상승시킨다.
상기 수직링커(223b)는 도 8a에 도시된 바와 같이 회전체(220)를 도면상 시계 방향으로 회전시킨다.
이때, 연결캠(222)도 회전체(220)를 따라 동일 방향으로 회전되며, 연결캠(222)에 고정된 연결링커(222a)는 링커공(410)을 따라 도 8b에 도시된 바와 같이 상기 링커공(410)의 최고점에 위치된다.
이때, 연결링커(222a)에 축 결합된 메인바(241a) 역시 링커공(410)을 따라 이동되고, 상부바(241b) 및 하부바(241c)는 도 8b 및 도 8c에 도시된 바와 같이 메인바(241a)를 중심으로 양측으로 벌어진다.
즉, 상부바(241b) 및 하부바(241c) 사이의 각은 커지는 것이다.
이때, 하부바(241c)의 회동은 도 7b 및 도 8b에 도시된 바와 같이 제3링커(243)를 도면상 시계방향으로 회전시키고, 제3링커(243)의 회전에 의해 제2링커(242)는 도면상 반시계방향으로 회전된다.
이때, 제2링커(242)에 연결된 가동단자(230)의 회동부재(231)는 제2링커(242)와 연동되어 도면상 반시계방향으로 회전되고, 왕복이동부재(233)는 접점부재(232)를 밀어내면서 상기 접점부재(232)를 회전시켜 고정단자(300)에 접점시킨다.
이때, 도 8c에 도시된 바와 같이 제1축지점(C1)은 제2축지점(C2)과 제3축지점(C3) 사이의 직선(L)보다 상방에 위치하므로, 회동부재(231)의 복원 회전력은 구속될 수 있다.
한편, 상기와 같은 일련의 접점 과정이 완료되는 순간, 솔레노이드 코일에 인가되었던 전원은 곧바로 OFF 된다.
이에 따라, 피스톤로드(211)는 자중에 의해 원위치로 하강되며, 피스톤로드(211)가 고정된 전달링커(223) 역시 하강된다.
이때, 수직링커(223b)의 작용점은 도 9에 도시된 바와 같이, 가이드공(221)의 일측에 자동으로 위치된다.
다음으로, 예비전원(200)을 트립시키고자 할 경우, 예비전원(200)이 투입된 상태에서 솔레노이드 코일에 전원을 인가시킨다.
이때, 피스톤로드(211)는 상승되며, 수직링커(223b)는 상기 회전체(220)를 도 10에 도시된 바와 같이 도면상 반시계 방향으로 역회전시킨다.
이때, 상기한 일련의 작용은 예비전원(200) 투입의 작용과 반대로 이루어지며, 링커(240) 및 가동단자(230)는 도 7b에 도시된 바와 같이 원위치된다.
또한, 상기와 같은 점점 해제 과정이 완료되는 순간, 솔레노이드 코일에 인가되었던 전원은 곧바로 OFF 된다.
이에 따라, 피스톤로드(211)는 자중에 의해 원위치로 하강되며, 피스톤로드(211)가 고정된 전달링커(223) 역시 하강된다.
이때, 수직링커(223b)의 작용점은 도 7a에 도시된 바와 같이, 가이드공(221)의 타측에 자동으로 위치된다.
지금까지 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 병렬 폐쇄형 자동전원절체장치는 상용전원 및 예비전원간 절환 뿐만 아니라 상용전원 및 예비전원의 병렬운전을 수행할 수 있다.
이때, 구동부의 승강작용만으로 각 전원의 투입 및 트립이 이루어질 수 있으므로, 구동부를 최소화하여 제작비용 절감은 물론, 구성 간소화에 따는 유지 보수의 편의성을 높일 수 있다.
또한, 가동단자가 고정단자에 점점되었을 때, 링커의 지지력을 높여 가동단자의 복원 회전에 대한 억지력을 극대화할 수 있으므로, 고정단자에 대한 가동단자의 접점력을 높일 수 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대하여 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정은 첨부된 특허 청구범위에 속함은 당연한 것이다.
100 : 상용전원 110,210 : 구동부
111,211 : 피스톤로드 120,220 : 회전체
121,221 : 가이드공 122,222 : 연결캠
122a,222a : 연결링커 123,223 : 전달링커
123a,223a : 수평링커 122b,223b : 수직링커
130,230 : 가동단자 131,231 : 회동부재
132,232 : 접점부재 133,233 : 왕복이동부재
140,240 : 링커 141,241 : 제1링커
141a,241a : 메인바 141b,241b : 상부바
141c,241c : 하부바 142,242 : 제2링커
143,243 : 제3링커 200 : 예비전원
300 : 고정단자 400 : 격벽
410 : 링커공 S : 회전축

Claims (5)

  1. 격벽으로 구획된 상용전원과 예비전원, 그리고 부하에 연결된 고정단자를 포함하며, 상용전원과 예비전원간 절환 및 상용전원과 예비전원의 병렬 운전을 수행하는 병렬 폐쇄형 자동전원절체장치에 있어서,
    상용전원 및 예비전원 각각은,
    승강작용을 수행하는 피스톤로드를 포함하는 구동부;
    상기 피스톤로드의 승강작용에 의해 정,역 회전되며, 격벽의 일측에 축 결합된 회전체;
    상기 고정단자를 향해 회전되면서 부하와의 접점을 ON/OFF시키는 가동단자;
    상기 회전체와 가동단자 사이에 연결되며, 회전체의 회전에 따라 고정단자를 향해 가동단자를 회전시키는 링커:를 포함하되,
    상기 회전체에는 피스톤로드의 승강범위에 대응되는 호(arc)형태의 가이드공이 형성되며, 상기 회전체의 정,역 회전범위는 피스톤로드가 하강되었을 때 상기 가이드공의 중앙을 기준으로 피스톤로드가 가이드공의 일측 또는 타측에 항상 위치되도록 한 것을 특징으로 하는 병렬 폐쇄형 자동전원절체장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 격벽에는 회전체의 회전 반경에 대응되는 호(arc)형태의 링커공이 형성되고,
    상기 링커는,
    회전체의 회전에 연동되어 상기 링커공을 따라 이동되는 제1링커와,
    가동단자에 축 결합되며, 가동단자의 회전에 연동되는 제2링커와,
    격벽에 축 결합되며, 일측과 타측에는 각각 상기 제1링커 및 제2링커가 축 결된 제3링커를 포함하며,
    가동단자가 고정단자에 접점되었을 때 제2링커와 제3링커가 축 결합된 제1축지점은 가동단자와 제2링커가 축 결합된 제2축지점 및 제3링커가 격벽에 축 결합된 제3축지점 사이에 형성된 직선의 위치보다 가동단자의 회전방향으로 상기 직선을 넘어선 위치인 것을 특징으로 하는 병렬 폐쇄형 자동전원절체장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    제1링커와 회전체 사이에는 회전체의 회전운동을 제1링커에 전달하는 연결링커가 링커공을 통해 설치되고,
    상기 제1링커는,
    상기 연결링커에 축 결합된 메인바와,
    일단부는 상기 메인바의 단부에 축 결합되며, 타단부는 제3링커에 축 결합된 하부바와,
    일단부는 격벽에 축 결합되며, 타단부는 메인바의 단부에 축 결합된 상부바로 구성되며,
    링커공을 따라 메인바 이동시, 상기 상부바와 하부바가 이루는 각은 커지거나 작아지는 것을 특징으로 하는 병렬 폐쇄형 자동전원절체장치.
  4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 가동단자는,
    고정단자와 링커를 향해 회전되게 축 결합되며, 일측에는 제2링커가 축 결합된 회동부재와,
    고정단자를 향해 회전되면서 상기 고정단자에 접점되는 접점부재와,
    상기 회동부재와 상기 접점부재 사이에 연결되며, 회동부재의 회동에 의해 왕복 운동하면서 상기 접점부재를 회전시키는 왕복이동부재:를 포함하는 것을 특징으로 하는 병렬 폐쇄형 자동전원절체장치.
  5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피스톤 로드는 솔레노이드 코일을 포함하며, 솔레노이드 코일에 전원인가시 피스톤 로드는 상승되고, 전원OFF시 피스톤 로드는 자중에 의해 하강되는 것을 특징으로 하는 병렬 폐쇄형 자동전원절체장치.



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