KR100274472B1 - 온도퓨즈를 이용한 자동식 소화기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 화재 발생시 초기에 진화할 수 있는 자동식 소화기에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 연기 감지기의 오동작이나 또는 화재 감지기의 노화·부식 등에 의해 불필요하게 소화약재가 분사되는 것을 방지할 수 있는 자동식 소화기에 관한 것이며, 이를 위하여 화재를 감지하기 위하여 일정 온도의 열에 반응하는 온도퓨즈를 사용하는 자동식 소화기의 구조를 개시하고 온도퓨즈에서 출력되는 전기적 신호를 받아 분사장치를 작동시키는 제어기를 포함하는 자동식 소화기의 구조를 개시하며, 이와 같은 구조를 통하여 화재의 발생을 정확하게 감지하여 화재를 신속하게 진화할 수 있다.

Description

온도퓨즈를 이용한 자동식 소화기

본 발명은 화재 발생시 이를 자동으로 진화하도록 하는 자동식 소화기에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 화재 발생을 감지하는 온도퓨즈의 전기적 신호에 의해 소화약재를 분사하여 진화하도록 하되, 상기 온도퓨즈는 연기, 가스 등에 의한 부식, 노화로 인한 오작동을 최소화하는 구조를 제공하여 사용상의 신뢰도를 극대화하는 온도퓨즈를 이용한 자동식 소화기에 관한 것이다.

현재 소방법에 의하면, 고층 아파트의 주방 또는 영업장의 주방 등과 같은 화기 사용지역, 예를 들면 가정 및 식당 등의 주방에서 화재 발생의 위험이 높은 가스 레인지를 사용할 때, 가스 레인지의 상부 또는 레인지 후드 등에 자동식 소화기의 설치를 의무화하고 있다.

이와 같은 자동식 소화기는 가스 레인지 상부의 레인지 후드상에 설치되는 압출바와 일측의 적정 공간에 설치되는 소화기 본체가 파이프를 통하여 연결되어 있는 구조를 갖는다.

이러한 종래의 자동 소화기는 공개특허공부 95-6324호, 즉 첨부도면 도 1에 도시된 바와 같이, 기본적으로 레인지 후드(12)상에 설치되는 압출바(10)와 일측의 수납대(32)상에 설치되는 소화기 본체(30)로 구성되어 자동식 소화기(100)를 이룬다.

상기 압출바(10)는 퓨즈링크(Fusible link; 20)와, 분사노즐(14) 및 분사노즐에 일 끝단이 연결된 파이프(52)의 일부를 포함한다.

상기 소화기 본체(30)는 받침대(34)상에 고정되며 소화약재가 충진된 소화기 몸체(36)와, 소화기 몸체(36)의 상부면에 형성된 분사장치(40)와, 소화기 몸체(36)와 분사장치(40)사이에 설치되고 상기 파이프(52)의 다른 끝단에 연결되어 소화약재를 분사하는 분사구(50)를 포함한다.

상기 분사장치(40)는 분사구(50)를 개방시키는 손잡이(46)와, 받침대(34)의 일 지점에 형성된 장력조절부(44)를 포함하되, 상기 손잡이(46)와 장력조절부(44)사이에는 확장된 용수철(42)이 복원력을 가지고 연결되어 있다.

또한, 상기 손잡이(46)는 압출바(10)의 퓨즈링크(20)에 와이어(54)로 팽팽하게 연결되어 있고, 이때 상기 용수철(42)의 복원력과 와이어(54)의 장력이 서로 균형을 이룬다.

상기 퓨즈링크(20)와 분사장치(40)를 잇는 와이어(54)의 일 지점에는 와이어 단속부(65)를 구비하되, 이는 와이어(54)의 장력을 해체할 수 있는 암,수결합부재(62,64)와, 암,수 결합부재(62,64)의 결속을 조절할 수 있는 솔레노이드밸브(66) 및 암, 수 결합부재(62,64)를 수동으로 조절하는 수동 손잡이(68)를 포함한다.

또한, 상기 레인지 후드(12)의 일 지점에는 연기 감지기(70)를 구비하고, 이는 상기 와이어 단속부(60)의 솔레노이드 밸브(66)와 전기적으로 연결되어 있다.

도 2는 상기 퓨즈링크(20)의 단면도로서, 얇은 두 개의 동판(22)이 서로 일부분 겹쳐진 형태로, 그 겹쳐진 틈새는 납(24)으로 고정되게 결합되어 있다.

이러한 퓨즈링크(20)는 일정 온도 이상의 열이 가해지면 납(24)이 용융되어 두 개의 동판(22)이 분리되도록 되어 있다.

이상과 같은 구성을 갖는 자동식 소화기의 작용을 설명하면 다음과 같다.

가스 레인지가 인화되어 화재가 발생하면, 이때의 화염이나 연기는 상부에 설치된 레인지 후드로 가장 먼저 전달되고 동시에 레인지 후드 내부에 구비된 퓨즈링크와 연기 감지기에도 전달된다.

이렇게 하여 화염에 의해 상기 퓨즈링크가 과열되면 납의 용융으로 두 개의 동판이 분ㄹ되고, 이와 동시에 그 때까지 용수철의 복원력에 대응하면서 와이어에 작용되는 장력이 해제되어 소화기 본체의 손잡이는 용수철의 복원력에 의해 아래로 당겨지게 된다.

따라서, 소화기 몸체내의 소화약재는 파이프를 따라 유동되면서 압출바의 분사노즐을 통해 가스 레인지로 분사되어 화재를 진화할 수 있게 되는 것이다.

이때, 상기 퓨즈링크가 분리되기 위한 납의 용융 온도는 약 30-400℃로 조절이 가능하나 통상적으로 약 100℃로 설정되어 그 용융 온도가 비교적 낮기 때문에 퓨즈링크에 화염이 전달되자 마자 신속하게 진화작업을 수행하게 된다.

또한, 상기 레인지 후드에 구비된 연기 감지기로 부터 입력된 신호를 바탕으로 와이어의 장력을 해제할 수 있는 와이어 단속부의 작동과정을 살펴보면, 상기 연기 감지기가 가스 레인지의 화재 발생시 연기를 감지한 후, 감지된 신호는 와이어 단속부의 솔레노이드 밸브로 전달되면, 솔레노이드 밸브의 작동에 따라 암,수 결합부재간의 결속상태가 끊어지고, 이로 인해 와이어에 작용되던 장력이 해체되므로 위에서 설명된 퓨즈링크의 경우와 같이 분사노즐을 통하여 소화약재가 분사되게 된다.

상술한 바와 같이 퓨즈링크 및 와이어 단속부에 의해 와이어의 장력이 해체되는 작용은 그 순서에 관계없이 각각 별개로 수행되거나 동시에 수행될 수 있으며, 화재로 인한 화염이나 연기를 퓨즈링크 또는 연기 감지기 중 먼저 감지하는 쪽에 의해서 우선적으로 와이어의 장력이 해체되게 된다.

또한, 와이어 단속부의 솔레노이드 밸브는 상부의 수동 손잡이에 의해서 수동으로 조작이 가능하므로 정전 또는 단전으로 인해 와이어 단속부가 작용되지 않을 경우, 수동 손잡이를 이용하여 와이어의 장력을 해체할 수 있도록 구성되어 있다.

이상과 같은 자동식 소화기는 실제 운용되는 과정에서 다음과 같은 문제를 유발하게 된다.

먼저, 레인지 후드에 형성된 연기 감지기가 오동작하여 화재가 발생하지 않은 경우에도 소화약재를 분사할 수 있는데, 예를 들면 가스 레인지의 사용도중에 연기가 다량으로 발생하는 조리의 경우에 그 연기에 의해 연기 감지기가 작동하게 되고, 연기 감지기에서 발생한 감지 신호로 인하여 소화약재가 분사되는 오작동의 문제를 갖게 된다.

또한, 레인지 후드의 압출바에 구비된 퓨즈링크의 부식 및 노화에 의해 외부의 조그만 물리적 충격이나 와이어 장력을 견디지 못하고 분리되어 소화약재를 분사할 수 있는데, 이는 상기 퓨즈링크가 외부로 노출된 상태로 설치되기 때문에 가스 레인지에서 음식 조리시 발생하는 연기, 불순가스 등이 레인지 후드를 통해 배출시 레인지 후드내에 구비된 퓨즈링크의 부식을 발생할 우려가 높게 되어 물리적 충격이나 와이어의 장력에 견디지 못하고 동판이 분리되어 소화약재가 분사되는 오작동의 문제를 갖게 된다.

또한, 상기한 자동식 소화기는 가스 누출사고에 직접적으로 대응할 수 없으며, 화재 발생시 가스를 차단할 수 없기 때문에 진화작업에 불리한 점을 갖는다.

한편, 등록실용신안공보 제98-123879호에서는 소화용구와 결합설치된 결합밸브에 연결설치되는 감지도관의 끝단에 별도 구비된 차단부재를 이융성 합금으로 융착결합함으로서, 상기 차단부재가 일정 온도의 열에 의해 이융성 금속이 녹으면서이탈, 분리되도록 하여 일정압력을 유지하는 결합밸브과 감지도관사이의 압력차를 발생함으로서 밸브를 개방하여 소화약재를 분사하도록 하였으나, 이 또한, 상기 감지 도관의 끝단에 차단부재를 결합한 이융성 합금이 외부로 노출된 상태로 되어 있어, 전술한 바와 같이 각종 가스나 연기에 의해 이융성 함금이 부식, 노화되어 작은 충격에도 상기 차단부재가 이탈, 분리됨으로서 오작동의 우려가 있는 문제를 갖고 있었다.

본 발명은 상기한 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 화재발생을 확실하게 감지하도록 하고, 이에 의해서만 작동하도록 함으로서 오작동에 따른 불필요한 소화약재의 분사를 방지하도록 하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 각종 연기나 가스로 인한 일정 온도의 열에 반응하는 부재의 부식 또는 노화를 방지하므로서 그 오작동하는 것을 방지하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 화재발생을 감지하는 반응온도보다 낮은 온도를 감지함하도록 함으로서 화재를 조기에 감지하여 예방할 수 있도록 함으로 사용상의 신뢰도를 극대화하는데 그 목적이 있다.

이러한 본 발명은 화재발생을 감지하는 반응온도보다 낮은 온도를 감지함하도록 함으로서 화재를 조기에 감지하여 예방할 수 있도록 함으로 사용상의 신뢰도를 극대화하는데 그 목적이 있다.

이러한 본 발명의 목적은 일정온도에서 반응하여 전기적 신호를 출력하는 온도퓨즈, 분사노즐을 포함하는 압출바와; 소화약재가 충진된 소화기 몸체, 소화기 몸체 상부에 결합되는 분사구, 분사구를 작동시키는 분사장치를 포함하는 소화기 본체와; 상기 분사구에서 방출되는 소화약재를 분사노즐로 이송하는 방출도관 및 상기 온도퓨즈와 분사장치에 연결되어 제어작동하는 제어기로 이루되, 상기 온도퓨즈는 비전도성 퓨즈몸체내의 양 접점사이로 용수철, 전도성 디스크, 일정한 온도의 열에 녹아 내리는 열충진물을 구비하여 일정 온도에서 상기 열충진물이 녹아 내림에 따라 용수철의 복원력으로 디스크가 양 접점을 연결하여 전기적 신호를 제어기에 보냄으로 분사장치를 작동시켜 화재를 진화하도록 하고, 또한, 상기 온도퓨즈에 의한 반응온도보다 낮은 온도를 감지하는 저온 감지기를 제어기에 연결구성하여 화재를 조기에 감지하도록 한 자동식 소화기에 의해 달성된다.

이때, 상기 온도퓨즈는 구성 부품을 몸체내에 내장함으로서 외부의 조건, 즉 각종 가스나 연기에 의한 부식이 방지되고, 또한 만약 약간의 부식이 발생하여도 용융상태가 되지 않는 한 양 접점을 연결하는 것이 곤란하므로 그 오작동을 방지할 수 있다.

제1도는 종래의 자동식 소화기를 나타낸 구성도,

제2도는 종래의 자동식 소화기에 사용된 퓨즈링크를 나타낸 단면도,

제3도는 본 발명의 일 실시예를 나타낸 구성도,

제4a도 및 제4b도는 제3도에 적용된 온도퓨즈를 보여주는 단면도로서,

제4a도는 반응 전이고,

제4b도는 반응 후이다.

제5a는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 구성도,

제5b는 본 발명의 압출바의 다른 실시예를 나타낸 단면도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10,110,210 : 압출바 12,212 : 레인지 후드

14,114,214 : 분사노즐 20 : 퓨즈링크

30,130,230 : 소화기 본체 36,136 : 소화기 몸체

40,140,240 : 분사장치 42,129 : 용수철

44 : 장력조절부 50,150,250 : 분사구

100,200,3000 : 자동식 소화기 120,220 : 온도퓨즈

122 : 열충진물 124 : 디스크

125,126 : 접점 128 : 퓨즈몸체

152,252 : 방출도관 222 : 저온 감지기

260 : 제어기 270 : 가스누출경보기

이하, 상기한 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 구체적으로 살펴보기로 한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 자동식 소화기(200)는 온도퓨즈(120)와, 분사노즐(114)에 일 끝단이 연결된 방출도관(152)의 일부를 포함하는 압출바(110)와; 수납대(132)에 설치되는 소화기 본체(130)로 이룬다.

상기 소화기 본체(130)는 소화약재가 충진된 상태로 받침대(134)상에 고정된 소화기 몸체(136)와, 분사장치(140), 방출도관(152)의 다른 끝단에 연결된 분사구(150)를 포함하고 있다.

또한, 상기 온도퓨즈(120)와 분사장치(140)는 각각 제어기(160)로 연결되어 온도퓨즈(120)의 전기적 신호에 따라 제어기(160)가 분사장치(140)를 작동하도록 되어 있다.

상기 제어기(160)가 분사장치(140)를 작동시키는 방법은 종래와 같이 와이어의 장력을 이용하거나 또는 전원에 의해 구동되는 모터(미도시)를 이용할 수 있다.

이때, 와이어의 장력을 이용하기 위해서는 온도퓨즈(120)의 전기적 신호를 스위치 회로(미도시)등을 사용하여 기계적으로 변환시킬 수 있는 제어기를 사용할 수 있고, 모터를 이용하기 위해서는 온도퓨즈(120)의 전기적 신호에 따라 전원을 공급할 수 있는 제어기와 전원에 의해 구동되는 모터를 포함하는 전기적 분사장치(미도시)를 사용할 수 있다.

도 4a 및 도 4b는 상기한 온도퓨즈(120)를 인정 온도에 반응하기 전과 후의 상태를 보여주는 단면도로서, 이는 비전도성의 퓨즈몸체(128)내에, 일정 온도의 열에 녹아 내리는 열충진물(122)과, 열충진물의 일단에 형성된 전도성의 디스크(124)와, 열충진물의 다른 끝단에 형성된 제1접점(125) 및 상기 디스크(124)와 압축된 용수철(129)을 통해 연결된 제2접점(126)을 포함한다.

이러한 구조에 따라, 온도퓨즈(120)는 상기 제2접점(126)과 압축된 용수철(129)을 통해 연결되는 전도성의 디스크(124)가 열충진물(122)에 의해 제1접점(125)과 단절되어 있으며, 열충진물(122)은 비압축성의 고체이므로 용수철(129)의 복원력을 상쇄한다.

이때, 상기 온도퓨즈(120)의 주위 온도가 화재 등으로 인해 일정 온도에 달할 경우, 열충진물(122)은 녹아 내리고 용수철(129)의 복원력에 의해 전도성의 디스크(124)가 제1접점(125)에 접촉되어, 결국 제1접점(125)과 제2접점(126)이 전기적으로 연결되고, 이에 의해 상기 온도퓨즈(120)와 연결된 제어기(160)로 전기적 신호를 전달하게 된다.

한편, 도 5a, b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동식 소화기(300)의 구성을 보여주는 것으로서, 압출바(210)와 소화기 본체(230)를 포함하되, 상기 압출바(210)는 가스 레인지(290)위의 레인지 후드(212)에 설치되고, 일정 온도에서 반응하여 전기적 신호를 출력하는 온도퓨즈(220)와 일정 온도보다 낮은 온도를 감지하는 저온 감지기(222) 및 분사 노즐(214)을 포함한다.

이때, 상기 온도퓨즈(220)와 저온 감지기(222)는 제어기(260)에 연결되고, 분사노즐(214)은 방출도관(252)을 통해 소화기 본체(230)의 분사구(250)에 연결된다.

상기 소화기 본체(230)는 소화약재가 충진된 소화기 몸체(236)와 분사구 (250) 및 분사장치(240)를 포함한다.

이때, 상기 분사장치(240)는 제어기(260)와 연결되어, 제어기(260)가 분사장치(240)를 작동시킬 수 있는 구조로 되어 있다.

이에 더하여 상기 가스 레인지(290)의 주변에는 가스 누출경보기(270)와 가스 레인지(290)에 연결된 가스 공급관(282)의 일 지점에 구비된 가스 차단기(280)을 포함한다.

이때, 상기 가스 누출 경보기(270)는 가스 레인지(290) 및 가스 공급관(282) 등에서 누출된 가스를 감지하며, 가스를 탐지한 경우 음성신호 및 경보음을 출력하고 가스 누출 신호를 제어기(260)로 전달할 수 있다. 상기 가스 차단기(280)는 가스 누출 경보기(270) 등의 전기적 신호를 받은 제어기(260)에 의해 가스 레인지(290)로 공급되는 가스를 차단할 수 있다.

이상과 같이 구성되는 본 발명의 작동 및 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.

가스 레인지가 인화되어 화재가 발생하면, 이때의 화염과 열기는 상부의 레인지 후드로 가장 먼저 전달되고 동시에 레인지 후드 내부에 형성된 온도퓨즈로 전달된다.

이렇게 일정 온도의 화염과 열기에 의해 과열된 온도퓨즈는, 온도퓨즈내의 열충진물이 녹아내림으로 분리되어 있던 전도성의 디스크와 제1접점이 접촉하게 되어 전기적으로 연결되고, 전도성의 디스크는 제2접점과 용수철을 통해 연결되어 있으므로, 결국 상기 제1접점과 제2접점이 전기적으로 연결되게 되고, 이러한 전기적 신호는 제어기로 전달된다.

이러한 전기적 신호를 전달받은 제어기는 소화기 본체에 설치된 분사장치를 작동하여 분사구를 개방시켜, 소화기 본체내의 소화약재가 파이프를 따라 유동되면서 압출바의 분사노즐을 통해 가스 레인지로 분사되어 화재를 진화하게 되는 것이다.

여기서 상기한 온도퓨즈내의 열충진물이 녹아내리는 온도는 약 105-115℃의 범위내에서 설정하며, 좀더 구체적으로는 약110℃로 설정하는 것이 바람직하다.

특히, 본 발명에서 적용되는 온도퓨즈는 열에 반응하는 열충진물이 퓨즈 몸체내에 밀봉된 상태로 있기 때문에 외부의 영향, 즉 연기나 가스 등에 의한 부식 및 노화가 방지되고 일정 온도의 열에 의해서만 열충진물이 녹아 내리게 되기 때문에 가스 레인지의 화재를 정확하게 감지하여 화재를 진화하게 되는 것이다.

또한, 만약 상기 열충진물이 약간의 부식이나 노화가 발생한다 하더라도 종래의 퓨즈링크와 같이 작은 충격이나 와이어의 장력에 의해 반응하지 않게 되는데, 이는 상기 제1접점과 제2접점사이에 용수철, 전도성의 디스크와 함께 수납되어 있기 때문에 상기 열충진물이 약간의 부식이나 노화에도 제1,2접점이 연결되지 않게 되고, 결국 상기 열충진물이 일정 온도의 열에 의해 녹지 않고서는 절대로 상기 제1,2접점이 연결되지 않게 되기 때문에 오작동의 문제가 방지되고, 확실하게 화재시에만 작동할 수 있게 되는 것이다.

또한, 본 발명은 상기 온도퓨즈가 반응하는 일정 온도보다 낮은 특정 온도를 감지할 수 있는 저온 감지기를 추가로 설치함으로서, 특정 온도에서 1차적으로 경보를 발령하도록 함으로서 화재를 조기에 감지하여 진화할 수 있게 되는 것이다.

이때, 상기 온도퓨즈가 반응하는 일정 온도와 저온 감지기가 감지하는 온도는 약 20℃정도의 온도차를 유지하도록 약 85-95℃의 범위내에서 설정하는 것이 바람직하다.

이러한 저온 감지기는 열전대쌍 또는 바이메탈 등이 사용될 수 있고, 그에 따라 온도 변화를 전기 신호로 변화하여 제어기로 전달 할 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 화재발생을 감지하기 위해 종래의 연기감지기나 퓨즈링크 대신에 온도퓨즈를 이용하여 일정온도의 열에 반응시 전기적 신호를 제어기에 보내에 소화기의 분사장치를 제어하도록 함으로서 신속, 정확한 화내진화를 행하게 되고, 또한, 상기 온도퓨즈는 외부조건, 즉 연기나 가스에 의한 부식 및 노화를 방지하므로 오랜 사용에도 오작동을 방지하므로 사용상의 신뢰도를 극대화하는 효과를 갖게 되는 것이다.

더우기, 본 발명은 온도퓨즈와 저온 감지기에 의한 다단계의 감지 기능을 갖으므로서 화재진화를 확실히 수행하게 됨은 물론 화재를 조기에 발견, 경보케하므로서 화재를 예방하게 되는 효과를 갖게 되는 것이다.

Claims (2)

1. 일정온도의 열을 감지하는 퓨즈링크, 분사노즐을 갖는 압출바와, 소화기 몸체, 그 상부로 분사구, 분사장치를 갖는 소화기 본체로 이루되, 상기 분사노즐과 분사구는 관으로 연결설치하여 상기 퓨즈링크에 의한 열감지로 분사장치를 작동시켜 소화기 몸체내의 소화약재를 분사하도록 한 자동식 소화기에 있어서, 비전도성의 퓨즈몸체내에, 일정 온도의 열에 녹아 내리는 열충진물과, 열충진물의 일단에 형성된 전도성의 디스크와, 열층진물의 다른 끝단에 형성된 제1접점 및 상기 디스크와 압축된 용수철을 통해 연결된 제2접점을 포함하는 온도퓨즈를 구비하고, 상기 온도퓨즈는 제어기로 분사장치에 연결하여 일정 온도의 열에 반응하는 온도퓨즈의 전기적 신호에 따라 제어기가 분사장치를 제어작동하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 온도퓨즈를 이용한 자동식 소화기.
2. 제1항에 있어서, 상기 압출바에는 온도퓨즈에 의한 반응온도보다 낮은 온도를 감지하는 저온 감지기를 제어기에 연결구성하여 화재를 조기에 감지하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 온도퓨즈를 이용한 자동식 소화기.