KR200384709Y1 - 피뢰도선용 지지구 - Google Patents
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Abstract
본 고안은 낙뢰에 의한 뇌격전류를 흡수하는 피뢰침과 지중 어스구조 사이를 연결하는 피뢰도선을 지지하는 지지구에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 피뢰도선을 놓고 캡을 씌운다음 간단한 볼트조임으로 견고하게 고정할 수 있는 피뢰도선용 지지구에 관한 것이며, 고정시키고자 하는 부분에 설치된 볼트나 앵커볼트에 하부가 고정되는 절연재질의 피뢰도선용 지지구에 있어서, 하부 중앙에 볼트삽입홀(25)이 수직으로 형성되고, 볼트삽입홀(25) 일측에 볼트고정부(26)가 형성되며, 상면 중앙을 지나가도록 도선고정홈(21)이 형성되고, 도선고정홈(21)의 양측으로 평행하게 가이드(22)가 형성되는 몸체(20); 하면 중앙을 지나도록 도선고정홈(31)이 형성되고, 도선고정홈(31)의 양측으로 평행하게 가이드홈(32)이 형성되며, 상면 중앙에 하면까지 관통되는 볼트홀(33)이 형성되는 캡(30); 캡(30)의 볼트홀(33)에 삽입되어 피뢰도선(1)의 상면에 하단부가 맞닿도록 설치되는 고정볼트(34); 로 구성되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 고안은 낙뢰에 의한 뇌격전류를 흡수하는 피뢰침과 지중 어스구조 사이를 연결하는 피뢰도선을 지지하는 지지구에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 피뢰도선을 놓고 캡을 씌운다음 간단한 볼트조임으로 견고하게 고정할 수 있는 피뢰도선용 지지구에 관한 것이다.
뇌운이 접근하면 지표에 있는 도전성이 있는 뾰족한 물체 등에서 뇌운을 향해 방전하기 시작하고, 뇌운도 상기 뾰족한 물체등을 향해 방전하기 시작한다. 뇌운과 뾰족한 물체 사이의 기상조건이 좋아지면 공기의 절연이 소실되어 각각의 방전이 연결되는 현상을 낙뢰라고 한다. 이때 뾰족한 물체등의 선단이 예각일수록 뇌운을 향한 방전이 생기기 쉽고, 소위 천둥 유발효과가 높아진다.
주지하는 바와 같이 피뢰침(lightening rod:避雷針)은 낙뢰(落雷)에 의한 충격전류를 대지(大地)로 안전하게 유도함으로써 낙뢰로 인하여 생기는 건물의 화재·파손 및 인축(人畜)에 대한 상해를 방지할 목적으로 설치하는 것이다.
이러한 피뢰침은 돌침부(突針部)·피뢰도선(인하도선)·접지전극(接地電極)의 세 부분으로 구성된다.
돌침부의 돌침은 구리 또는 용융아연도금을 한 철 또는 강(鋼)으로 된 지름 12 mm 이상 막대기를 사용하는 것이며, 피뢰도선은 구리를 사용하는 것은 단면적 30 mm2 이상, 알루미늄을 사용하는 것은 50 mm2 이상의 도선을 사용한다. 또한 접지전극은 두께 1.4 mm, 면적 0.35 m2 이상의 강판, 두께 3 mm 이상, 면적 0.35 m2 이상의 아연도금철판 또는 이와 동등 이상의 접지효과가 있는 막대기 모양 등을 사용하여 접지저항이 10Ω 이하가 되도록 지하에 매설하게 된다.
종래의 피뢰침은 낙뢰에 의한 천둥 방전 전류를 선단에서 받아 흡수하고, 지중으로 어스 방전시키는 것이고 또한 선단에서 흡수할 수 없었던 다른 뇌격전류를 피뢰침을 중심으로 한 일정구역 바깥으로 비산시킨다. 또한 공지의 연구결과에서 피뢰침은 앞이 뾰족할수록 코로나 방전하기 쉬워져 천둥 유발 효과가 높아지고, 낙뢰를 받은 때의 흡수율이 높아지는 것으로 알려져 있다. 그래서 피뢰침의 선단은 천둥 유발을 촉구하기 위해 뾰족한 침 형상인 것이 바람직하고, 프랭클린 로드라고 불리는 원추형상의 첨침이 일반적으로 사용된다. 피뢰침은 상술한 바와 같이 선단이 예각일수록 천둥유발효과가 높아지고, 또한 뇌격전류의 흡수율이 높아지는데, 반대로 흡수되지 않는 비산 천둥전류의 비산구역이 좁아지기 때문에 일반적으로 선단각도를 90도 전후로 형성하여 최저한의 안전성을 확보한다.
피뢰설계의 방식은 다양한 방법이 연구되어 왔고, 대표적인 것으로는 프랭클린 돌침방식이 있다. 이 설계방식은 1752년 벤자민 프랭클린이 낙뢰현상에 대한 연구를 시작하던 초창기의 기술을 근거로 하여 적용하기 시작한 가장 기초적인 피뢰설계방식이다. 피뢰범위는 피보호 대상 상부로 돌출된 피뢰침의 꼭지점에서 하향각에 의해 깔데기 형태로 형성되며, 이 깔데기 내부를 보호범위로 본다. 하향각도는 최대 45도를 기준으로 피뢰침 높이에 따라 작아지며 피보호물의 높이 60m 까지만 적용할 수 있다. 프랭클린 피뢰돌침은 그 적용 근거가 기술적으로 취약하고 설치가 간단하여 상대적으로 높이가 낮고 소규모의 구조물 보호에 적용할 수 있다.
그 다음에 패러데이 케이지 방식이 있는데, 프랭클린 돌침 방식과 같이 기술적으로 근거가 매우 취약한 설계방식으로 설치 및 비용적인면에서 비경제적이다. 피보호 구조물 전체를 전도성 도체로 덮어주므로서 피보호 구조물을 직격뇌로부터 보호해 준다는 개념이다. 많은 나동선 또는 동띠를 노출시켜 배치하여야 하므로 미관상 문제가 많고 각 지선에 뇌전류가 흐를 경우 피보호구조물 내부의 민감한 전자장비에 전자기적인 유도를 발생시킬 위험이 있다.
회전구체법은 피보호구역의 설정에 있어서 가상의 구를 보호해야할 구조물의 외곽선을 따라 대입하여 2개의 접촉면 내부를 피보호구역으로 간주하고 이 접선에 피뢰돌침 또는 가공지선등을 설치하는 설계방식으로 일반적인 구조물에 대해서는 반경 45M의 구를 적용하여 93%의 보호확률로서 설계하고 위험물 저장소등에 대하여 반경 20M의 구를 적용토록 권장하여 좀 더 높은 확률로 설계하고 있다. 이 설계방식의 가장 큰 문제점은 피보호 구조물의 모든 위치에서 형상에 관계없이 뇌운하에서 동일하게 전계가 집중되어 스트리머발생 가능성도 동일하다고 간주하는 점이다. 따라서 높은 빌딩의 넓은 수직벽면이나 수평 지붕면에도 전계집중에 따른 낙뢰 피격가능성의 차이에 대한 고려없이 수많은 돌침을 배열해야하는 결과를 초래한다.
이러한 회전구체법에 의하여 건물에 설치하는 보조돌침과 피뢰도선을 보다 안정적이고 편리하게 설치할 수 있는 구성이 필요하다. 보조돌침과 연결되어 건물의 옥상에 설치되는 피뢰도선의 경우 고압의 뇌격전류가 이동하게 되므로 건물과 절연되면서 고정할 수 있어야 하고, 피뢰도선이 쉽게 이탈되어 분리되지 않도록 견고한 고정을 할 수 있어야 한다.
최근에는 건축물의 성능 및 미관 향상을 위하여 외부 노출 시설물의 디자인을 개선하고자 하는 시도가 있으며, 이는 돌침방식에서 수평도체와 보조돌침을 혼용하는 방식으로 개선되고 있다. 그리고 독립접지 방식에서 공용접지 방식으로 바뀌고, 독립접지에서 환상접지방식으로 바뀌고 있다.
그리고 건축물의 미관을 고려하여 옥상 및 옥탑층에 메쉬도체를 적용하거나, 돌출물 등의 보호를 위해 보조피뢰침을 설치한다. 특히 아파트의 옥상 수뢰부는 수평도체로 구성하고, 돌출물(흡출기) 등의 보호를 위하여 보조피뢰침을 설치한다. 그리고 보조피뢰침을 접지와 연결하고, 옥상에 설치하는 피뢰도선을 안정적으로 고정할 수단을 필요로 한다.
하지만 종래의 피뢰도선을 고정하는 지지구는 피뢰도선을 견고하게 지지하지 못하고, 건물에 고정하는 몸체와 피뢰도선을 지지하는 지지구를 별도의 재질로 만들어 견고하지 못하였고, 피뢰도선을 단지 나사에 의하여 고정되는 캡과 몸체 사이에 끼워 고정하게 되므로 나사의 파열이나 부식에 의한 손상이 있을 경우 쉽게 이탈되는 문제가 있었다.
본 고안은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 고안한 것으로서, 피뢰도선을 안정적이고 간편하게 고정할 수 있는 피뢰도선용 지지구를 제공하고자 하는 목적을 가지고 있다.
본 고안은 전술한 목적을 달성하기 위하여 고정시키고자 하는 부분에 설치된 볼트나 앵커볼트의 하부가 고정되는 절연재질의 피뢰도선용 지지구에 있어서, 하부 중앙에 볼트삽입홀이 수직으로 형성되고, 볼트삽입홀 일측에 볼트고정부가 형성되며, 상면 중앙을 지나가도록 도선고정홈이 형성되고, 도선고정홈의 양측으로 평행하게 가이드가 형성되는 몸체와 하면 중앙을 지나도록 도선고정홈이 형성되고, 도선고정홈의 양측으로 평행하게 가이드홈이 형성되며, 상면 중앙에 하면까지 관통되는 볼트홀이 형성되는 캡과 캡의 볼트홀에 삽입되어 피뢰도선의 상면에 하단부가 맞닿도록 설치되는 고정볼트로 구성되는 것을 특징으로 하며, 몸체의 외면에 아래 방향으로 기울어지는 경사면을 가진 돌출부가 여러층으로 형성되고, 몸체의 볼트삽입홀 둘레를 돌출시켜 원형의 돌출턱을 형성하며, 돌출턱을 전체적으로 둘러싸도록 고무패킹을 고정하는 것을 특징으로 하는 피뢰도선용 지지구를 제공한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 고안의 피뢰도선용 지지구는 절연재질로 제조되며, 크게 몸체(20)와 캡(30)으로 구성된다. 몸체(20)의 외주면 둘레에는 여러층의 돌출부(23)가 형성된다. 상기 돌출부(23)는 아래를 향하여 경사지게 형성되고, 이러한 돌출부(23)를 이용하여 유사시에 피뢰도선(1)을 지지시킬 수도 있다. 이와같이 지지구의 표면을 둘러싸면서 피뢰도선을 지지시킬 때, 돌출부(23)는 피뢰도선(1)이 상부로 이탈되지 않게 하는 역할을 한다.
몸체(20)의 상부 중앙을 가로질러 단면이 반원형태의 도선고정홈(21)이 형성되고, 도선고정홈(21)의 양측으로 돌출된 가이드(22)가 형성된다. 가이드(22)는 위가 넓고 아래가 좁은 형태의 것으로 후술할 캡(30)이 가이드(22)를 따라 수평 이동만 가능하게 해준다. 따라서 캡이(30)이 수직 방향으로는 이탈이 되지 않게 견고하게 고정한다.
몸체(20)의 하부 중앙에 볼트 삽입홀(25)이 형성되고, 볼트삽입홀(25)에는 앵커볼트(50)의 나사부(51)와 맞물리는 나사산이 형성된 볼트고정부(26)가 볼트삽입홀(25)의 내벽 일측에 형성된다. 볼트삽입홀(25)을 중심으로 그 둘레에 원형으로 돌출턱(24)이 형성되어 지지되는 곳의 바닥과 밀착하게 되고, 돌출턱(24)에는 고무패킹(27)을 끼워 바닥과 밀착시켜 수밀이 되도록 한다.
상기 몸체(20)의 상부에는 캡(30)이 고정되고, 캡(30)의 하면 중앙을 관통하도록 단면이 반원형태인 도선고정홈(31)이 형성되고, 상기 도선고정홈(31)을 중심으로 양측으로 몸체 상부에 형성된 가이드(22)와 대응되도록 가이드홈(32)이 수평으로 형성된다. 캡(30)의 상면 중앙에는 하면까지 관통되도록 볼트홀(33)이 형성되고, 볼트홀(33)의 내벽면에는 나사산이 형성된다. 상기 볼트홀(33)에는 고정볼트(34)가 회전하면서 체결되며, 고정볼트(34)의 머리부와 캡(30)의 상면 사이에 하나이상의 와셔(35)가 개재되어 설치된다. 고정볼트(34)의 길이는 볼트홀(33)의 길이보다 길게 형성하여 관통된 고정볼트(34)의 단부가 피뢰도선(1)의 상부를 위에서 압박하여 고정하게 한다.
몸체(20)의 상부에 형성된 도선고정홈(21)과 캡(30)의 하부에 형성된 도선고정홈(31)은 합쳐지면 하나의 도선관통홀(36)을 이루며, 이 도선관통홀(36)을 따라 피뢰도선(1)이 삽입된 상태로 고정된다.
앵커볼트(50)를 이용하여 원하는 위치의 고정부에 앵커볼트를 고정한 다음, 앵커볼트의 나사부(51)를 피뢰도선지지구(10)의 몸체(20)에 형성된 볼트고정부(26)에 고정한다. 이와 같이 앵커볼트(50)에 고정된 몸체(20)의 상부에 형성된 도선고정홈(21)에 피뢰도선(1)을 안착시키고, 캡(30)의 가이드홈(32)의 일단을 몸체(20)의 가이드(22)의 일단에 끼운 상태에서 밀어넣어 캡(30)을 몸체(20) 상단에 고정시키면, 캡(30)에 형성된 도선고정홈(31)이 몸체의 도선고정홈(21)과 맞닿아 도선관통홀(36)을 형성한다. 상기 피뢰도선(1)은 이 도선관통홀(36)에 안착된다. 이 상태에서 고정볼트(34)를 조여주면, 볼트홀(33)을 통과한 고정볼트(34)의 단부가 피뢰도선(1)을 압박하여 완전히 고정시킨다.
이상에서와 같이 본 고안은 피뢰도선을 절연체로 제조한 피뢰도선지지구의 도선고정홀에 피뢰도선을 안착시키고, 다시 고정볼트로 압박하여 고정하기 때문에 바람이나 기타 충격에도 안정적으로 고정되어 있으며, 피뢰도선에 낙뢰가 통전될때도 안전하게 접지극으로 전달되는 효과가 있다. 또한 유사시에 외주면에 형성된 돌출부를 사용하여 임시고정할 수 있는 효과도 있다. 또한 가이드와 가이드홈에 의하여 1차 수직방향 이탈을 방지하고, 고정볼트에 의하여 피뢰도선을 2차로 지지하게 되므로 안정적이고 견고한 지지가 이루어진다.
도 1은 본 고안의 피뢰도선용 지지구를 도시한 분리 사시도.
도 2는 본 고안의 피뢰도선용 지지구의 측면도.
도 3은 본 고안의 피뢰도선용 지지구의 단면도.
도 4a와 도 4b는 본 고안의 피뢰도선용 지지구를 사용하는 실시상태도.
도 5는 종래의 프랭클린돌침 방식의 보호범위를 나타내는 개략도.
도 6은 종래의 회전구체법에 의한 보호범위를 나타내는 개략도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명 >
1 : 피뢰도선 10 : 피뢰도선용 지지구
20 : 몸체 21 : 도선고정홈
22 : 가이드 23 : 돌출부
24 : 돌출턱 25 : 볼트삽입홀
26 : 볼트고정부 27 : 고무패킹
30 : 캡 31 : 도선고정홈
32 : 가이드홈 33 : 볼트홀
34 : 고정볼트 35 : 와셔
36 : 도선관통홀 40 : 고정부
41 : 고정홀 50 : 앵커볼트
51 : 나사부 52 : 고정플레이트
53 : 톱니 54 : 고정나사
55 : 절단면
Claims (4)
- 고정시키고자 하는 부분에 설치된 볼트나 앵커볼트에 하부가 고정되는 절연재질의 피뢰도선용 지지구에 있어서,하부 중앙에 볼트삽입홀(25)이 수직으로 형성되고, 볼트삽입홀(25) 일측에 볼트고정부(26)가 형성되며, 상면 중앙을 지나가도록 도선고정홈(21)이 형성되고, 도선고정홈(21)의 양측으로 평행하게 가이드(22)가 형성되는 몸체(20);하면 중앙을 지나도록 도선고정홈(31)이 형성되고, 도선고정홈(31)의 양측으로 평행하게 가이드홈(32)이 형성되며, 상면 중앙에 하면까지 관통되는 볼트홀(33)이 형성되는 캡(30);캡(30)의 볼트홀(33)에 삽입되어 피뢰도선(1)의 상면에 하단부가 맞닿도록 설치되는 고정볼트(34); 로 구성되는 것을 특징으로 하는 피뢰도선용 지지구.
- 제 1 항에 있어서, 몸체(20)의 외면에 아래 방향으로 기울어지는 경사면을 가진 돌출부(23)가 여러층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 피뢰도선용 지지구.
- 제 1 항에 있어서, 몸체(20)의 볼트삽입홀(25) 둘레를 돌출시켜 원형의 돌출턱(24)을 형성하는 것을 특징으로 하는 피뢰도선용 지지구.
- 제 3 항에 있어서, 돌출턱(24)을 전체적으로 둘러싸도록 고무패킹(27)을 고정하는 것을 특징으로 하는 피뢰도선용 지지구.
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KR100799321B1 (ko) * | 2006-11-16 | 2008-02-04 | (주)광림마린테크 | 피뢰도선 지지구 |
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