KR100920900B1 - 측면 방출구를 포함하는 고체 에어로졸 자동 소화 장치 - Google Patents

측면 방출구를 포함하는 고체 에어로졸 자동 소화 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 측면 방출구를 포함하는 고체 에어로졸 자동 소화 장치에 관한 것으로, 소화 성분의 에어로졸이 원기둥 형태의 자동 소화 장치의 측면에 위치하는 측면 방출구로 방출되므로, 에어로졸이 보다 넓은 공간으로 효과적으로 방출되어 화재진압이 보다 효과적이다. 또한, 자동 소화 장치를 설계 및 제작할 때, 측면에 방출구를 형성하므로써, 전기 장치의 크기에 제한되지 않고 소화 기체의 방출 면적을 보다 자유롭게 조절할 수 있다. 이로써 초소형의 얇고 긴 자동 소화 장치를 구현할 수 있다.
자동 소화 장치, 고체 에어로졸, 측면 방출구

Description

측면 방출구를 포함하는 고체 에어로졸 자동 소화 장치{solid-aerosol automatic extinguisher including lateral outlet}
본 발명은 자동소화장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 측면 방출구를 포함하는 고체 에어로졸 자동 소화 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 화재의 경우 전기로 인한 화재가 전체 화재건의 상당부분을 차지하고 있으며, 전기콘센트나 스위치박스, 전등기구, 전자 제품 등에서의 단락으로 인해 화재가 빈번하게 발생하고 있다. 또한 사람이 부재중이거나 무인지역에서 화재가 발생하면 화재발생 후 상단시간이 경과하여 화재가 어느 정도 진행됨으로써 온도가 상승하고 연기와 불꽃이 활성화되어야 화재감지기가 발생하여 소화시설이 작동하게 되는데, 이미 화재가 성숙한 이후이므로 진압에 많은 어려움이 있었다. 특히, 대부분의 소화시설은 천장에 설치되어 화재의 발화점인 전기기기와는 상당한 거리가 있어 화재를 조기에 감지하지 못하거나 화재진압이 제대로 이루어지지 않는 문제점이 있었다. 따라서, 화재를 초기에 인지하여 화재의 확산을 차단하고 화재를 진압할 수 있도록, 자동 소화 장치에 대한 연구가 다양하게 이루어지고 있다.
종래의 자동 소화기는 보통 밀폐된 원기둥 형태를 가지며, 대부분 하부면인 원형의 디스크판에 소화 약제를 방출하는 방출구를 가진다. 전기 배선판과 같은 전기 장치 내에 장착되는 자동 소화기의 크기는 장착되는 전기 장치의 크기에 의해 한계가 있다. 따라서 장착될 전기장치의 크기가 정해지면, 그 안에 장착되는 자동소화기의 크기도 정해지고, 따라서 소화 약제의 방출 면적도 정해져서, 종래의 자동 소화 장치의 성능에 한계가 있다.
따라서, 본 발명의 기술적 과제는 화재를 초기에 인지하여 효과적으로 화재를 진압할 수 있는 자동 소화 장치를 제공하는 데 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 자동 소화 장치는, 밀폐된 원기둥 형태를 가지며 적어도 일 측면에 형성된 측면 방출구를 포함하는 외부 저장 용기; 상기 외부 저장 용기 안에 위치하며, 적어도 일측면에 타공망을 포함하는 내부 저장 용기; 상기 타공망과 상기 측면 방출구 사이에 개재된 냉각제; 상기 내부 저장 용기 안에 삽입되며 연소시 소화성분의 에어로졸을 발생하는 고체 소화 약제; 상기 외부 저장 용기의 상단 또는 하단에 위치하며, 발화되어 상기 고체 소화 약제를 연소시키는 발화제; 및 상기 발화제를 발화시키는 발화 작동장치를 포함한다.
상기 타공망과 상기 측면 방출구는 바람직하게는 서로 중첩된다.
상기 자동 소화 장치는 상기 냉각제와 상기 측면 방출구 사이에 개재되며, 상기 측면 방출구의 구멍 크기보다 작은 메쉬(mesh)를 가지는 망사를 더 포함할 수 있다.
상기 망사는 바람직하게는 스테인리스 철망이다.
상기 자동 소화 장치는 상기 측면 방출구와 상기 망사 사이에 개재된 박막을 더 포함할 수 있다.
상기 박막은 접착성을 가지며 외부저장용기의 내부 측면 방출구에 부착되며 바람직하게는 금속 또는 수지류 박판이다.
상기 자동 소화 장치는 상기 내부 저장 용기 내의 상단부 또는 하단부와 상기 고체 소화 약제 사이에 개재되어 탄성력을 제공하여 상기 고체 소화 약제의 위치를 고정시키는 스프링을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예에 따르면, 상기 발화 작동 장치는 뇌관을 포함할 수 있으며, 열을 감지하여 상기 뇌관을 발화시킬 수 있다. 이때, 상기 발화 작동장치는 열을 감지하여 상기 뇌관에 물리적 충격을 가함으로써 상기 뇌관을 발화시키는 열감지작동장치를 포함할 수 있다.
상기 열감지 작동 장치는, 헤드(head), 상기 헤드와 연결되는 로드(rod), 상기 헤드와 상기 로드 사이에서 상기 헤드와 상기 로드를 연결하며 상기 헤드와 상기 로드의 폭보다 좁은 폭을 가져 오목한 영역을 형성하는 오목부, 및 상기 로드의 하부에 연결되며, 상기 로드보다 넓은 직경을 가지는 디스크, 및 상기 디스크의 하부면의 중앙에 위치하며 뒤집힌 원뿔형태를 가지는 격침부를 포함하는 공이; 상기 공이의 상기 헤드가 삽입되는 헤드 삽입부, 및 열을 감지하여 상기 공이를 해방하는 열감지작동수단이 삽입되는 열감지작동공간을 포함하는 감지부 몸통; 상기 로드, 상기 디스크 및 상기 격침부이 삽입되며 상기 감지부 몸통 하부에 연결되는 로드삽입부; 및 상기 로드삽입부 안에 위치하며, 상기 로드가 삽입되고 상기 공이에 탄성력을 가하는 탄성수단을 더 포함할 수 있으며, 상기 열감지작동수단은 상기 열감지작동공간 내에 위치하며 소정의 온도에서 녹는 이융성금속과, 상기 이융성 금속과 상기 오목부 사이에 위치하며, 상기 오목부에 의해 형성된 오목한 영역에 일 부 삽입되어 상기 공이를 지지하는 구형의 고정볼을 포함할 수 있다.
상기 감지부몸통은, 상기 이융성 금속에 열을 전달하는 열전도판; 상기 열전도판이 삽입되며 상기 열감지작동공간과 이어지는 열전도판삽입홈; 및 상기 열전도판삽입홈 상부에서 상기 열전도판을 고정하도록 체결된 열전도판고정볼트를 더 포함할 수 있다.
상기 열전도판은 알루미늄, 구리, 철, 은, 금, 백금, 크롬, 니켈, 및 텅스텐을 포함하는 그룹에서 선택되는 적어도 하나의 금속 또는 그 금속의 합금, 또는 스테인레스로 이루어질 수 있다.
상기 이융성금속은 납 또는 납의 합금일 수 있다. 상기 이융성금속은 70~130℃의 온도에서 녹을 수 있다.
상기 고체 소화 약제는, KNO3, KClO4 , Ba(NO3)2 및 수지류를 포함하는 고체 혼합물일 수 있다. 이때 바람직하게는 상기 KNO3의 함량은 27~42중량%, 상기 KClO4의 함량은 28~43중량%, 상기 Ba(NO3)2의 함량은 7~12중량% 및 상기 수지류의 함량은 16~25 중량%이다.
상기 냉각제는 MgCO3, H3BO2, SiO2 및 CaSO4·2H2O을 포함하는 그룹에서 선택되는 적어도 하나의 물질의 고체 혼합물일 수 있다.
상기 발화 작동 수단은 이융성금속, 바이메탈, 써모벌브(thermobulb) 및 열감지선을 포함하는 그룹에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 예에 따르면, 상기 발화작동 수단은 상기 뇌관과 접하며 상 기 외부 저장 용기 밖으로 노출되는 열감지선을 포함할 수 있다. 상기 열감지선은 방습비닐튜브에 쌓여있을 수 있다. 상기 열감지선은 실과, 상기 실의 내부에 삽입되거나 또는 상기 실의 외부에 코팅되는 화약조성물을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 예에 따르면, 상기 열감지 작동장치는, 내부에 제 1 내경을 가지는 제 1 관, 상기 제 1 내경 보다 큰 제 2 내경을 가지며 제 1 관 하부에 위치하는 제 2 관, 상기 제 1 관과 상기 제 2 관 사이의 턱, 그리고 상기 제 1 관 상단에 형성된 적어도 두개의 홈을 가지는 원통형의 감지부 몸통; 상기 제 1 내경 보다 작은 직경을 가지며 상기 제 1 관 내부에 위치하며 상기 제 1관 위로 돌출되며 안전핀이 삽입되는 안전핀홀을 구비하는 공이머리, 상기 공이머리 하부에 위치하며 상기 제 2 관 내부에 위치하며 탄성 수단이 삽입되는 탄성 수단 삽입부, 상기 탄성 수단 삽입부와 상기 공이머리를 연결하는 공이 연결부, 상기 탄성 수단 삽입부 하부에 위치하며 상기 탄성 수단 삽입부의 직경보다 넓은 직경을 가져 탄성 수단을 지지하는 공이 디스크, 상기 공이 디스크 하부에 위치하는 공이 격침을 포함하는 공이; 및 상기 적어도 두개의 홈에 삽입되어 상기 공이 머리를 고정하는 말발굽 형태를 가지되, 일정 온도 이상에서 밖으로 벌어져 공이머리를 해방시키는 열 감지 부재를 포함할 수 있다. 이때, 상기 열 감지부재는 바이메탈일 수 있으며, 안쪽에 위치하는 고팽창부와 바깥쪽에 위치하는 저팽창부를 포함할 수 있다. 상기 저팽창부의 재질은 인바를 포함할 수 있으며, 상기 고팽창부의 재질은 니켈-크롬-철 합금, 니켈-망간-철 합금 및 망간-구리-니켈 합금을 포함하는 그룹에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 감지부 몸통과 상기 공이의 재질은 스테인레 스를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 예에 따른 상기 열감지 작동장치는, 공이머리, 상기 공이머리 하부에 위치하는 공이 로드, 상기 공이 머리와 공이 로드를 연결하며 상기 공이 로드의 폭보다 좁은 폭을 가져 오목한 영역을 형성하는 공이 오목부, 상기 공이 로드 하부에서 상기 공이 로드의 폭보다 넓은 직경을 가지는 공이 디스크, 및 상기 공이 디스크 하부에 위치하는 공이 격침을 포함하는 공이; 상기 공이가 안쪽으로 삽입되며, 상기 공이의 오목부에 의해 형성된 오목한 영역에 일부 삽입되어 상기 공이를 고정시키는 고정볼이 위치하는 고정볼 삽입구멍이 형성된 공이삽입관; 상기 공이삽입관의 상부 외곽에 끼워지며 상기 공이삽입관의 외경(outer diameter) 보다 넓은 내경(inner diameter)를 가지는 상부 마개; 상기 고정볼 삽입 구멍과 동일한 위치에서 상기 공이 삽입관 외곽에 끼워지는 동시에 상기 상부 마개 하부에 맞물리는 고정판; 상기 공이 삽입관 외곽에 끼워지며 상기 상부마개와 상기 공이 삽입관 사이 그리고 상기 상부마개와 상기 고정판 사이에 위치하는 고정판 탄성수단; 상기 고정판 하부에서 상기 고정판과 이격되며, 상기 공이 삽입관 외벽에 고정 및 결합되는 써모벌브(thermobulb) 지지대; 상기 고정판과 상기 써모벌브지지대 사이에 위치하며, 상기 고정판 하부와 상기 써모벌브 지지대의 상부에 각각 형성된 써모벌브삽입홈들에 상부와 하부가 끼워져 상기 고정판을 지지하되, 소정의 열에 의해 파괴되는 써모벌브(thermobulb); 및 상기 공이삽입관 내부에 위치하며, 상기 로드가 삽입되고 상기 공이에 탄성력을 가하는 공이탄성수단을 포함할 수 있다.
상기 써모벌브는 밀폐된 유리관과 상기 밀폐된 유리관 안에 든 열팽창유 체(thermally-expanded fluid)를 포함할 수 있다.
상기 열팽창유체는 알콜(alcohol), 글리세린(glycerin), 톨루엔(toluene), 크실렌(xylene), 트리클로로에틸렌(trichloroethylene), 및 테트라클로로에틸렌(tetrachloroethylene)을 포함하는 그룹에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 예에 따르면, 상기 발화 작동 수단은 열을 감지하여 전류를 발생하고 이러한 전류에 의해 상기 뇌관을 점화시키는 전기식 열감지작동장치를 포함할 수 있다.
상기 전기식 열감지 작동장치는, 열감지부재; 상기 열감지부재가 열을 감지하면 해방되며 영구자석을 포함하는 무빙코어(moving core); 및 상기 무빙코어의 상기 영구자석이 삽입되는 영구자석삽입부를 포함하며, 상기 영구자석삽입부를 관통하여 상기 영구자석이 이동할 때 기전력을 발생하는 기전력발생부를 포함할 수 있다. 상기 전기식 열감지작동장치는 상기 기전력발생부에서 발생되는 전류 중 일방향의 전류만을 출력하기 위하여 상기 기전력발생부와 전기적으로 연결된 다이오드를 더 포함할 수 있다. 상기 기전력발생부는 원통형으로 감긴 코일을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예에 따른 자동 소화 장치에서는 소화 성분의 에어로졸이 원기둥 형태의 자동 소화 장치의 측면에 위치하는 측면 방출구로 방출되므로, 에어로졸이 보다 넓은 공간으로 효과적으로 방출되어 화재진압이 보다 효과적이다.
또한, 자동 소화 장치를 설계 및 제작할 때, 측면에 방출구를 형성하므로써, 전기 장치의 크기에 제한되지 않고 소화 기체의 방출 면적을 보다 자유롭게 조절할 수 있다. 이로써 초소형의 얇고 긴 자동 소화 장치를 구현할 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다.
도 1a는 본 발명의 일 예에 따른 자동 소화 장치의 단면도를 나타낸다. 도 1b는 본 발명의 일 예에 따라 도 1a를 I-I'선으로 자른 단면도를 나타낸다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 본 발명의 일 예에 따른 자동 소화 장치(200)에서는 원통형의 외부 저장 용기(117) 안에 내부 저장 용기(136)가 삽입된다. 상기 외부 저장 용기(117)의 일 측면에는 복수개의 방출구(134)들이 배치된다. 상기 내부 저장 용기(136)는 상기 방출구(134)들과 중첩되는 위치의 타공망(126)을 포함한다. 상기 내부 저장 용기(136) 안에는 연소시 소화 성분의 에어로졸을 발생시키는 고체 소화 약제(140)가 들어 있다. 상기 고체 소화약제(140)는 연소되면서 소화성분의 고체 에어로졸을 발생시킨다. 여기서 에어로졸이란 고체나 액체 상태의 입자가 기체에 존재할 때 에어로졸이라 한다. 따라서 고체 소화 성분의 에어로졸은 고체의 소화 성분 입자가 기체에 존재하는 것을 의미한다. 상기 고체 소화 약제(140) 는, KNO3, KClO4 , Ba(NO3)2 및 수지류를 포함하는 고체 혼합물일 수 있다. 이때 바람직하게는 상기 KNO3의 함량은 27~42중량%, 상기 KClO4의 함량은 28~43중량%, 상기 Ba(NO3)2의 함량은 7~12중량% 및 상기 수지류의 함량은 16~25 중량%이다. 상기 고체 소화 약제(140)가 연소하면, 칼륨(K)을 많이 포함하는 고체 소화 에어로졸 성분이 발생된다. 이러한 성분은, 인체에 덜 유해하거나 무해하며, 전자장비에 큰 피해를 가하지 않고, 소화후 잔유물 처리가 용이하며, 보다 환경친화적이다.
상기 고체 소화약제(140)는 이산화망간, 산화니켈, 산화구리, 산화철, 계면활성제, 디부틸프탈라트,디부틸세바지나트, 아세테이나글리세린, 초산염올레인산, 올레인산, 스테아르산디아민디오레아나 레시틴, 에폭시드, 불포화폴리에스테르 수지, 및 고무를 포함하는 그룹에서 선택되는 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
계속해서, 상기 외부 저장 용기(117) 하단부는 하부 마개(150)가 위치하여 상기 외부 저장 용기(117)를 밀폐시키고 상기 내부 저자용기(136)를 고정시킨다. 상기 외부 저장 용기(117)의 상단부에는 상부마개(148)가 위치하여 상기 외부 저장 용기(117)를 밀페시킨다. 상기 상부 마개(148)와 상기 내부 저장 용기(136) 사이에는 가운데 돌출된 부분을 포함하는 와샤(114)가 삽입된다. 상기 와샤(114)의 돌출부에는 스프링(116)이 끼워지며, 상기 스프링(116)은 상기 내부 저장 용기(136) 내부에서 상기 와샤(114)와 상기 고체소화 약제(140) 사이에 개재되어 상기 고체 소화약제(140)가 상기 내부 저장 용기(136) 내부에서 유동되는 것을 방지하고 고정시킨다. 상기 상부마개(148)의 중심부에는 발화재(106)가 삽입된다. 상기 발화재(106)과 상기 와샤(114) 사이에는 발화재 덮개(102)가 삽입되어 상기 발화재(106)가 상기 내부 저장용기(136) 내부로 삽입되는 것을 막는다. 상기 상부마개(148)의 중심부 상단에는 상기 발화재(106)를 발화시키는 뇌관(110)과, 상기 뇌관(110)을 발화시키는 발화작동장치가 결합되는 소화몸체결합부(112)가 배치된다. 상기 뇌관(110) 및 상기 발화제(106)은 모두 화약 성분일 수 있으며, 인화성이 매우 강하다. 따라서 상기 뇌관(110) 및 상기 발화제(106)은 서로 이격되어 있을 지라도, 이중 하나라도 발화하게 되면, 인접한 것부터 순차적으로 발화하게 된다. 상기 뇌관(110) 및 상기 발화제(106)은 구체적으로 질산칼륨, 질산암모늄, 목탄, 연료유, 질소산화물, 과염소산염, 초석 및 황을 포함하는 그룹에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 화약조성물일 수 있다.
계속해서, 상기 타공망(126)과 상기 방출구(134) 사이에는 냉각제(128)가 삽입된다.상기 냉각제(128)는 MgCO3, H3BO2, SiO2 및 CaSO4·2H2O을 포함하는 그룹에서 선택되는 적어도 하나의 물질의 고체 혼합물일 수 있다. 상기 냉각제(128)는 도1a와 같이 예를 들면 구형의 입자들 형태일 수 있으며, 이로써 입자들 사이 사이에 가스가 통과할 수 있는 공간을 제공할 수 있다. 상기 냉각제(128)는 상기 고체 소화약제(140)가 연소되면서 발생하는 고체 에어로졸의 연소열을 냉각시키는 역할을 한다. 상기 냉각제(128)와 상기 방출구(134) 사이에는 상기 방출구(134)와 상기 냉각제(128) 입자들의 크기보다 작은 메쉬를 가지는 망사(122)가 삽입되어 상기 냉각제(128)가 상기 방출구(134)를 통해 빠져나가는 것을 막는다. 상기 망사(122)는 예 를 들면 스테인리스 철망일 수 있다. 상기 망사(122)와 상기 방출구(134) 사이에는 박막(122)이 삽입되어 습기나 이물질등이 유입되지 못하게 밀폐시킨다. 상기 박막(122)은 예를 들면 금속 또는 수지류 박판일 수 있다.
상기 뇌관(110)을 발화시키는 발화작동장치는 아래의 실시예들에서와 같이 다양할 수 있다.
<발화작동장치 예 1: 이융성 금속을 포함하는 열감지작동장치>
본 예에 따른 열감지작동장치(100)는 예를 들면, 화재발생시 열을 감지하여 상기 뇌관에 물리적 충격을 가할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열감지작동장치를 위에서 본 상부 평면도이다. 도 3은 도 2를 I-I선으로 자른 단면도이다. 도 4는 도 3의 분해단면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 열 감지 작동 장치(100)는 공이(80)를 포함한다. 상기 공이(80)는 헤드(682), 상기 헤드와 연결되는 로드(686), 상기 헤드(682)와 상기 로드(686) 사이에서 상기 헤드(682)와 상기 로드(686)를 연결하며 상기 헤드(682)와 상기 로드(686)의 폭보다 좁은 폭을 가져 오목한 영역을 형성하는 오목부(684), 및 상기 로드(686)의 하부에 연결되며, 상기 로드(686)보다 넓은 직경을 가지는 디스크(87), 및 상기 디스크(87)의 하부면의 중앙에 위치하며 뒤집힌 원뿔형태를 가지는 격침부(88)를 포함한다.
상기 공이(80)의 상기 헤드(682)와 상기 오목부(684)는 감지부몸통(10) 내부에 삽입되고, 상기 공이(80)의 상기 로드(686)은 상기 감지부몸통(10) 하단에 결합 된 로드삽입부(12) 내부에 삽입된다. 상기 감지부 몸통(10)은 상기 헤드(682)가 삽입되는 구멍인 헤드삽입부(30)와, 열을 감지하여 상기 공이(80)를 해방시키는 열감지작동수단(25)이 삽입되는 열감지작동공간(23)을 포함한다. 상기 열감지작동수단(25)은 구형의 고정볼(626)과 이융성금속(24)을 포함한다. 상기 구형의 고정볼(626)은 상기 오목부(684)에 의해 형성된 오목한 영역에 일부 삽입되어 상기 공이(80)를 고정하는 역할을 한다. 상기 이융성금속(24)은 상기 열감지작동공간(23) 내부에 위치하며, 화재가 발생하지 않았을 때는 상기 고정볼(626)이 구르지 않도록 지지하는 역할을 한다. 상기 감지부몸통(10)에는 상기 열감지작동공간(23)에 연결된 열전도판 삽입홈(18)이 형성되며, 상기 열전도판 삽입홈(18)에는 상기 이융성금속(24)과 접하며 상기 이융성금속(24)을 고정시키는 역할을 하는 열전도판(42)이 삽입된다. 상기 열전도판(42)에는 이융성금속노출구멍(22)이 형성되며, 상기 이융성금속(24)은 상기 이융성금속노출구멍(22)에 삽입되는 돌출부의 형태를 가질 수 있다. 즉, 상기 이융성 금속(24)의 일 측면은 상기 고정볼(626)의 표면에 맞물리도록 움푹해지며, 상기 이융성 금속(24)의 다른 측면은 상기 이융성금속노출구멍(22)에 끼워지는 돌출부를 가질 수 있다. 상기 감지부몸통(10)에는 상기 열전도판(42)을 노출시키는 열전도판노출구멍(20)이 더 형성되며, 상기 열전도판 노출구멍(20)의 상부에서 상기 열전도판삽입홈(18)과 직교하며 상기 열전도판(42)을 고정시키도록 열전도판 고정볼트(28)가 체결된다. 상기 열전도판 고정볼트(28)는 열전도판 고정볼트홈(27) 안에 위치한다. 상기 열전도판(42)은 알루미늄, 구리, 철, 은, 금, 백금, 크롬, 니켈, 및 텅스텐을 포함하는 그룹에서 선택되는 적어도 하나의 금속 또는 그 금속의 합금, 또는 스테인레스로 이루어질 수 있다. 상기 이융성 금속(24)은 납 또는 납의 합금으로 이루어질 수 있으며, 70~130℃의 온도에서 녹을 수 있다. 상기 이융성금속(24)이 녹으면, 상기 열전도판(42)의 상기 이융성금속노출구멍(22)을 통해 밖으로 흘러나올 수 있다. 상기 이융성금속(24)이 녹으면 상기 고정볼(626)은 상기 이융성금속(24)이 있던 공간으로 구르게(이동하게) 되고, 이에 의해 상기 공이(80)를 해방하게 된다.
상기 로드삽입부(12) 안에는 상기 로드(686)이 삽입되는 탄성수단(40)이 위치한다. 상기 탄성수단(40)은 스프링일 수 있다. 상기 탄성수단(40)은 상기 감지부몸통(10)의 내부 턱과 상기 공이(80)의 상기 디스크(87), 그리고 상기 고정볼(626)에 의해 압축된다.
다음은 상기 열 감지 작동 장치(100)의 동작을 도 3과 도 5를 참조하여 설명하기로 한다. 도 5는 도 3의 열 감지 작동 장치의 동작 상태를 나타내는 단면도이다.
먼저, 화재가 발생하기 전에는 도 3과 같이, 상기 공이(80)가 상기 고정볼(626)과 상기 이융성금속(24)에 의해 고정되고, 상기 탄성수단(40)은 상기 로드삽입부(12) 내부에서 압축된 상태로 유지된다. 그러나 화재가 발생하게 되면, 도 5와 같이, 상기 감지부 몸통(10) 외부로 돌출되며, 상기 열전도판노출구멍(20)에 의해 노출된 상기 열전도판(42)의 온도가 상승하게 되고, 상기 열전도판(42)에 의해 열이 전도되어 일정온도, 즉, 예를 들면, 70~130℃의 온도에서 상기 이융성금속(24)이 녹는다. 상기 이융성금속(24)이 녹아 상기 이융성금속노출구멍(22) 밖 으로 흘러나오게 된다. 이로써, 상기 이융성금속(24)이 있던 공간으로 상기 고정볼(626)이 구르게(이동하게) 되고, 이로써 상기 공이(80)가 해방되게 된다. 해방된 공이(80)는 상기 탄성수단(40)의 탄발력에 의해 급속히 탄발하여 밑으로 내려오고, 이로써 상기 공이의 상기 격침부(88)는 도 1a의 자동소화 장치(200)의 뇌관(110)에 물리적인 충격을 가하여 발화를 유발할 수 있다.
도 6은 도 3의 열감지작동장치(100)가 결합된 자동 소화장치(200)의 단면도를 나타낸다. 도 7은 도 6을 측면 방출구 쪽에서 바라본 전면도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 자동 소화 장치(200)에서는 도 3의 열감지작동장치(100)의 감지결합부(14)와 소화몸체결합부(112)가 결합됨으로써, 상기 열감지작동장치(100)가 장착될 수 있다.
도 8은 도 6의 자동 소화장치의 동작 상태를 나타내는 단면도이다. 도 9a 및 도 9b는 도 7의 자동소화장치가 전기 배전반 내에 장착되어 화재 발생시 작동되는 모습을 나타낸다.
도 8, 9a 및 9b를 참조하면, 열감지작동장치(100)가 장착된 자동 소화 장치(200)는 전기 배전반(300)의 일측 상단에 배치된다. 상기 전기 배전반(300)내에서 화재가 발생하면, 상기 열전도판(42)의 온도가 상승하게 되고, 상기 열전도판(42)에 의해 열이 전도되어 일정온도, 즉, 예를 들면, 70~130℃에서 상기 이융성금속(24)이 녹는다. 상기 이융성금속(24)이 녹아 상기 이융성금속노출구멍(22) 밖으로 흘러나오게 된다. 이로써, 상기 이융성금속(24)이 있던 공간으로 상기 고정볼(626)이 구르게(이동하게) 되고, 이로써 상기 공이(80) 가 해방되게 된다. 해방된 공이(80)는 상기 탄성수단(40)의 탄발력에 의해 급속히 탄발하여 밑으로 내려오고, 이로써 상기 공이의 상기 격침부(88)는 상기 뇌관(110)에 물리적 충격을 가하게 된다. 이로써 상기 뇌관(110)이 폭열하게 되고, 상기 뇌관(110)의 폭열로 상기 발화제(106)가 폭열하게 된다. 이로써 상기 발화제(106)의 폭열로 인해 발생되는 압력과 열에 의해 상기 발화제 덮개(102)가 파열되고, 이러한 열은 붉은색 화살표를 따라 상기 고체 소화약제(140)를 연소시키고, 칼륨(K)을 많이 포함하는 고체 소화 에어로졸이 발생된다. 상기 고체소화 에어로졸은 붉은색 화살표를 따라 이동하면서 상기 타공망(126)을 지나고, 상기 냉각제(128)를 지나면서 냉각되고, 상기 망사(130)를 통과하게 된다. 상기 에어로졸의 발생으로 상기 자동 소화기 내부의 압력은 급격히 증가하게 되어 상기 방출구(134)를 막고 있던 박막(122)는 파열된다. 그리고 상기 냉각제(128)를 거쳐 냉각된 소화 에어로졸은 상기 측면 방출구(134)를 통해 상기 자동 소화장치(200)의 측면으로 도 9b처럼 방출되어 산소를 차단시키거나 화재의 연쇄 반응을 차단함으로써 화재를 보다 효과적으로 진압한다. 상기 소화 에어로졸이 상기 측면 방출구(134)를 통해 방출되므로, 종래의 하부면으로 방출되던 것에 비해 보다 넓은 면적으로 방출되므로, 보다 빠른 시간 안에 많은 양으로 방출될 수 있어 화재를 효과적으로 진압할 수 있다.
본 명세서에 기재한 실시예에서는 방출구(134)들이 도 7에서처럼 인접한 두개 측면(즉, 인접한 두 줄)을 따라 배치되었으나, 서로 대향되는 양측면 또는 원기둥 둘레의 모든 측면을 따라 방출구들이 배치될 수도 있다.
<발화작동장치 예 2: 바이메탈을 포함하는 열감지작동장치>
도 10a는 본 발명의 다른 예에 따른 열 감지 작동 장치의 정면도이다. 도 10b는 도 10a의 측면도이다. 도 10c는 도 10a의 단면도이다.
도 10a, 10b 및 10c를 참조하면, 본 실시예에 따른 열 감지 작동 장치(400)는, 내부에 제 1 내경(D1)을 가지는 제 1 관(316), 상기 제 1 내경(D1)보다 큰 제 2 내경(D2)을 가지며 제 1 관(316) 하부에 위치하는 제 2 관(317), 상기 제 1 관(316)과 상기 제 2 관(317) 사이의 턱(313), 그리고 상기 제 1 관(316) 상단에 형성된 적어도 두개의 홈(314)을 가지는 원통형의 감지부 몸통(310)을 포함한다. 상기 감지부 몸통(310)은 상기 열 감지 작동 장치(400)가 도1a의 자동 소화 장치(200)의 소화몸체결합부(112)에 결합되어 사용될 수 있도록 상기 제 2 관(317) 하부 외벽에 나사산이 형성된 감지 결합부(315)를 더 포함할 수 있다. 상기 제 1 관(316)과 상기 제 2관(317)은 설명의 편의를 위해 구분되었으며, 두 관은 서로 분리되거나 또는 일체형으로 붙어있을 수 있다.
상기 감지부 몸통(310)의 재질은 스테인레스를 포함할 수 있다.
상기 열 감지 작동 장치(400)은 상기 제 1 내경(D1)보다 작은 직경(D3)을 가지며 상기 제 1 관(316) 내부에 위치하며 상기 제 1관(316) 위로 돌출되며 안전핀(340)이 삽입되는 안전핀홀(321)을 구비하는 공이머리(322), 상기 공이머리(322) 하부에 위치하며 상기 제 2 관(317) 내부에 위치하며 탄성 수단(324)이 삽입되는 탄성 수단 삽입부(326), 상기 탄성 수단 삽입부(326)와 상기 공이머리(322)를 연결하는 공이 연결부(327), 상기 탄성 수단 삽입부(326) 하부에 위치하며 상기 탄성 수단 삽입부(326)의 직경 보다 넓은 직경을 가져 탄성 수단(324)을 지지하는 공이 디스크(325), 상기 공이 디스크(325) 하부에 위치하는 공이 격침(323)을 포함하는 공이(320)를 포함한다. 상기 공이(320)의 재질은 스테인레스를 포함할 수 있다. 상기 탄성 수단(324)은 상기 턱(313)과 상기 공이 디스크(325) 사이에서 위치하며 수축되어 있다. 상기 탄성 수단(324)은 상기 공이(320)를 구성하는 다른 요소들과 다른 재료로 이루어질 수 있다. 상기 공이 연결부(327)은 상기 공이 머리(322)의 직경(D3) 보다는 작아야 한다. 또한 상기 탄성 수단 삽입부(325는 상기 공이 머리(322)의 직경과 동일하거나 이보다 작은 직경을 가질 수 있다.
또한 상기 열 감지 작동 장치(400)는 상기 적어도 두개의 홈(314)에 삽입되어 상기 공이 머리(322)를 고정하는 말발굽 형태를 가지되, 일정 온도 이상에서 밖으로 벌어져 공이머리(322)를 해방시키는 열 감지 부재(330)를 포함한다. 상기 열 감지 부재(330)는 바이메탈의 일종일 수 있으며, 말 발굽 형태인 '∩'자 형태에서 양쪽 끝이 좀더 안쪽으로 오므라진 형태를 가질 수 있다. 상기 열 감지 부재(330)가 열에 의해 밖으로 벌어지기 전에, 양쪽 끝들 사이의 간격은 상기 공이 머리(322)의 직경(D3)보다 작아야한다. 이로써 상기 공이머리(322)를 고정시킬 수 있다. 상기 열 감지 부재(330)는 상기 감지부 몸통(310)과 상기 공이(320) 둘 다에 대해 열팽창계수가 다른 물질들로 이루어진다. 구체적으로, 상기 열 감지 부재(330)는 바깥쪽에 위치하는 저팽창부와 안쪽에 위치하는 고팽창부를 포함할 수 있다. 상기 저팽창부과 상기 고팽창부는 압연법으로 붙여질 수 있다. 상기 저팽창부는 상기 고팽창부보다 열팽창률이 작은 금속합금으로 이루어질 수 있다. 상기 고팽창부는 상기 저팽창부보다 열팽창률이 큰 금속 합금으로 이루어질 수 있다. 여기 서 상기 저팽창부의 재질은 인바를 포함할 수 있으며, 상기 고팽창부의 재질은 니켈-크롬-철 합금, 니켈-망간-철 합금 및 망간-구리-니켈 합금을 포함하는 그룹에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이로써, 본 발명의 열 감지 부재(330)는 일정 온도 이상에서 상기 저팽창부와 상기 고팽창부 사이의 열팽창률 차이로 인해 밖으로 벌어지게 되어 상기 열 감지 부재(330)의 양쪽 끝단들 사이의 폭이 상기 공이 머리(322)의 직경(D3)보다 커지게 된다. 여기서 상기 일정 온도는 예를 들면, 70~130℃일 수 있다. 상기 열 감지 부재(330)는 상기 저 팽창부와 상기 고팽창부 사이에 개재된 하나 이상의 합금층을 더 포함할 수 있다.
상기 열 감지 작동 장치(400)의 장착 과정에 대해 설명하면, 먼저, 상기 공이(320)가 상기 감지부 몸통(310) 하부로부터 상기 감지부 몸통(310) 안에 들어가게 된다. 그리고, 상기 공이 디스크(325) 하부면을 윗쪽으로 눌러서 상기 공이 머리(322)가 상기 제 1 관(316) 상부로 돌출되도록 하여 상기 안전핀 통공(321)을 밖으로 노출되게 한다. 이 상태에서 안전핀(340)을 상기 안전핀 통공(321)에 끼워 상기 공이(320)가 상기 감지부 몸통(310) 안에서 고정되도록 한다. 그 다음에 상기 열 감지 부재(330)를 상기 감지부 몸통(310)의 윗쪽으로부터 상기 홈(314)에 끼우는 동시에 상기 감지부 몸통(310)의 끝단이 상기 공이 머리(322) 하부를 지지하도록 끼운다. 그리고 상기 열감지 작동 장치(400)는, 도 11에서처럼 자동소화장치(200) 상단에 장착된다. 그 후에 상기 안전핀(340)은 제거된다. 이렇게 상기 열 감지 작동 장치(100)가 장착이 된 상태에서 다음과 같이 동작될 수 있다.
도 10c, 10d 및 11을 참조하여, 주변에서 화재와 같은 열이 발생하여 일정 온도 이상으로 상승하게 되면, 상기 열 감지 부재(330)이 화살표 방향으로 밖으로 벌어지게 되어 상기 공이 머리(322)가 해방된다. 이때 상기 턱(313)과 상기 공이 디스크(325) 사이에서 수축되어 있던 상기 탄성 수단(324)의 탄성 복원력에 의해 상기 공이(320)가 밑으로 내려오게 된다. 이로써 상기 공이 격침(325)은 자동소화장치(200)의 뇌관(110)을 타격하게 되어, 즉 물리적인 충격을 가하여 상기 뇌관(110)을 발화시킨다.
본 실시예의 열 감지 작동 장치(400)에 있어서, 상기 홈(314)는 두개로 도시되어 있으나 상기 홈(314)은 세 개 이상일 수 있다. 상기 홈(314)의 갯수에 따라 상기 열 감지 부재(330)의 형태도 변경될 수 있다. 또는 상기 홈(314)이 상기 제 1 관(316)의 상부 테두리를 따라 모두 존재하여, 아예 상기 홈(314)이 없이, 상기 열 감지부재(330)가 오목한 뚜껑이나 그릇 형태를 가져 상기 공이머리(322)를 지지할 수 도 있다.
<발화작동장치 예 3: 열감지선>
도 12는 본 발명의 또 다른 예에 따른 열감지 작동 수단이다.
도 12를 참조하면, 열감지 수단(70)는 도 1a의 고체 에어로졸 자동소화장치(200)의 상기 소화 몸체 결합부(112) 상부에 끼워지는 열감지선 결속부(76)와, 상기 열감지선결속부(76)에 의해 고정되며 상기 열감지선 결속부(76) 외부로 길게 늘어지는 열감지선(74), 그리고 상기 열감지선(74)을 둘러싸는, 또는 상기 열감지선(74)의 외부에 코팅된 방습비닐튜브(72)을 포함한다. 상기 열감지선(74)은 꼬인 실과, 상기 실의 내부에 삽입되거나 또는 상기 실의 외부에 코팅되는 화약조성물을 포함할 수 있다. 상기 열감지선(74)은 상기 뇌관(110)와 유사하거나 같은 성분일 수 있다. 상기 열감지 수단(70)은, 도 13과 같이 자동소화장치(200) 상단의 상기 소화 몸체 결합부(112)에 장착되고, 상기 열감지선(74)의 끝단은 자동 소화장치(200)의 뇌관(110)과 접하게 된다.
상기 열감지 수단(70)이 상기 자동소화장치(200)에 장착된 상태에서 화재가 발생하면, 상기 열감지선(74)이 화염의 불꽃이나 열에 의해 순식간에 발화하며, 예를 들면 1초에 30cm의 속도로 타들어가게 된다. 이로써 상기 열감지선(74)은 순식간에 타서 없어지고 이 열(불꽃)은 상기 뇌관(110)에 옮겨 붙어 상기 뇌관(110)을 점화시키게 된다.
<발화작동장치 예 4: 써모벌브를 포함하는 열감지작동장치>
도 14a는 본 발명의 또 다른 예에 따른 열 감지 작동 장치이다.
도 14a를 참조하면, 본 실시예에 따른 열감지 작동장치(500)는, 공이머리(582), 상기 공이머리(582) 하부에 위치하는 공이 로드(586), 상기 공이 머리(582)와 공이 로드(586)를 연결하며 상기 공이 로드(586)의 폭보다 좁은 폭을 가져 오목한 영역을 형성하는 공이 오목부(584), 상기 공이 로드(586) 하부에서 상기 공이 로드(586)의 폭보다 넓은 직경을 가지는 공이 디스크(588), 및 상기 공이 디스크(588) 하부에 위치하는 공이 격침(589)을 포함하는 공이(580)을 포함한다.
상기 공이(580)의 상기 공이머리(582)와 상기 오목부(584) 및 상기 로드(586)는 공이삽입관(512) 내부에 삽입된다. 상기 공이삽입관(512)에는 고정 볼(526)이 삽입되는 고정볼삽입구멍(523)이 형성된다. 또한 상기 공이 삽입관(512)은 제 1 내경을 가지는 상부와 상기 제 1 내경 보다 넓은 제 2 내경을 가지는 하부를 가지며, 상기 공이 삽입관(512)의 내부는 상기 서로 다른 내경을 가지는 상부와 하부에 의해 중간에 턱이 형성된다. 상기 고정볼삽입구멍(523)은 상기 공이 삽입관(512)의 상부에 형성된다. 상기 고정볼삽입구멍(523)의 하부의 안쪽에는 상기 공이(580)의 로드(586)가 위치하며, 상기 로드(586)의 외측으로 스프링과 같은 공이 탄성수단(540)이 끼워져 있다. 상기 공이 삽입관(512)의 하부의 외측의 소정 위치에는 써모벌브지지대(thermobulb supporter, 515)가 고정 및 결합되어져 있다.
상기 공이삽입관(512)의 상단의 외측에는 상부마개(505)가 끼워져 있다. 상기 상부마개(505)의 상부면은 상기 공이삽입관(512)의 상부면과 만나며, 상기 상부 마개(505)의 내경은 상기 공이삽입관(512)의 상부의 외경보다 넓다. 상기 상부마개(505)의 안쪽 측면은 상기 공이삽입관(512)의 상부의 외측면으로부터 이격되어 있다. 상기 상부마개(505) 안쪽에서 상기 공이삽입관(512)의 상부의 외측에는 스프링과 같은 고정판탄성수단(504)이 끼워져 있다. 상기 공이삽입관(512)의 상부에 형성된 상기 고정볼 삽입 구멍과 동일한 위치에서 상기 공이삽입관(512) 외곽에 고정판(502)이 끼워지는 동시에 상기 상부 마개(505) 하부에 맞물리게 된다. 상기 고정볼(526)은 상기 고정볼 삽입구멍(523) 내부에서 상기 고정판(502)에 의해 위치가 고정되며, 상기 공이(580)의 상기 오목부(584)에 의해 형성된 오목한 영역에 일부 삽입되어 상기 공이(580)를 고정하게 된다.
상기 고정판(502)의 하부면의 소정 영역에는 제 1 써모벌브 삽입홈(503)이 형성되며, 상기 써모벌브지지대(515)의 상부면에서 상기 제 1 써모벌브 삽입홈(503)과 중첩되는 위치에는 제 2 써모벌브 삽입홈(513)이 형성된다. 그리고 상기 써모벌브 삽입홈들(503, 513)에는 써모벌브(510)의 상부와 하부가 각각 끼워져 상기 고정판(502)을 지지한다.
상기 써모벌브(Thermobulb, 510)는 밀폐된 유리관과 상기 밀폐된 유리관 안에 든 열팽창유체(thermally-expanded fluid)를 포함할 수 있다. 상기 열팽창유체는 열을 받으면 온도에 의해 부피가 급격히 팽창하는 유체를 말한다. 상기 열팽창유체는 알콜(alcohol), 글리세린(glycerin), 톨루엔(toluene), 크실렌(xylene), 트리클로로에틸렌(trichloroethylene), 및 테트라클로로에틸렌(tetrachloroethylene)을 포함하는 그룹에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 써모벌브(510)는 50~270℃의 온도에서 파괴될 수 있다. 상기 써모벌브(110)는 상기 열팽창유체의 유체 조성비에 따라 파괴 온도가 달라질 수 있다.
상기 공이 삽입관(512) 하부에는 도 1a의 자동소화장치(200)의 소화몸체 결합부(112)의 나사산에 맞물리는 나사산(534)이 형성된 감지결합관(532)이 체결된다. 따라서 본 실시예에 따른 열감지작동장치(500)는, 도 15에서처럼, 자동소화장치(200)의 상단의 소화몸체 결합부(112)에 체결 및 장착된다.
본 실시예에 따른 열감지작동장치(500)의 동작 과정을 도14b를 참조하여 설명하기로 한다.
먼저, 화재가 발생하기 전에는 도 14a와 같이, 상기 써모벌브(510)가 상기 써모벌브지지대(515)와 상기 고정판(502)에 형성된 써모벌브삽입홈(513, 503)에 끼 워져 상기 고정판(502)의 위치를 고정시키므로 상기 고정볼(526)이 상기 공이(580)를 고정시키게 된다. 이로써 상기 공이 탄성수단(40)과 고정판 탄성수단(504)은 압축된 상태로 유지되게 된다. 그러나 화재가 발생하게 되면, 도 14b와 같이, 상기 써모벌브(510) 내부에 열팽창유체가 열에 의해 기설정 온도에서 팽창하여 상기 써모벌브(510)의 유리관 내부 압력이 급격히 증가하여 상기 써모벌브(510)가 파괴된다. 이로써 상기 써모벌브(510)에 의해 고정 및 지지되던 상기 고정판(502)은 상기 압축되있던 고정판 탄성수단(504)의 탄성 복원력에 의해 아래로 밀려나게 된다. 그리고, 상기 고정판(502)이 아래로 밀려나면서 상기 고정판(502)에 의해 고정되던 상기 고정볼(526)이 해방되어 상기 고정볼삽입구멍(523) 안에서 옆으로 이동하게 된다. 이로써 상기 고정볼(526)에 의해 고정되던 상기 공이(580)가 해방되게 되고, 상기 공이 탄성수단(540)의 탄발력에 의해 상기 공이(580)가 급속히 탄발하여 상기 공이 격침(589)은 자동소화장치(200)의 뇌관(110)을 타격하게 되어, 즉 물리적인 충격을 가하여 상기 뇌관(110)을 발화시킨다.
<발화작동장치 예 5: 전기식 열감지작동장치>
도 16a는 본 발명의 또 다른 예에 따른 열 감지 작동 장치이다.
도 16a를 참조하면, 본 실시예에 따른 전기식 열 감지 작동장치(600)는 기전력을 유도하는 무빙코어(680)와, 상기 무빙코어(680)의 이동에 따라 기전력이 발생하는 기전력발생부(644)를 포함한다. 상기 무빙코어(680)는 헤드(head, 682), 상기 헤드(682)와 연결되는 로드(rod, 686), 상기 헤드(682)와 상기 로드(686) 사이에서 상기 헤드(682)와 상기 로드(686)를 연결하며 상기 헤드(682)와 상기 로드(686)의 폭보다 좁은 폭을 가져 오목한 영역을 형성하는 오목부(684), 및 상기 로드(686)의 단부에 연결되는 영구자석(688)을 포함한다.
상기 무빙코어(680)의 상기 헤드(682)와 상기 오목부(684) 및 상기 로드(686)는 무빙코어삽입관(612) 내부에 삽입된다. 상기 무빙코어 삽입관(612)에는 고정볼(626)이 삽입되는 고정볼삽입구멍(623)이 형성된다. 또한 상기 무빙코어 삽입관(612)은 제 1 내경을 가지는 상부와 상기 제 1 내경 보다 넓은 제 2 내경을 가지는 하부를 가지며, 상기 무빙코어 삽입관(612)의 내부는 상기 서로 다른 내경을 가지는 상부와 하부에 의해 중간에 턱이 형성된다. 상기 고정볼삽입구멍(623)은 상기 무빙코어 삽입관(612)의 상부에 형성된다. 상기 고정볼삽입구멍(623)의 하부의 안쪽에는 상기 무빙코어(680)의 로드(686)가 위치하며, 상기 로드(686)의 외측으로 스프링과 같은 무빙코어 탄성수단(640)이 끼워져 있다. 상기 무빙코어 삽입관(612)의 하부의 외측의 소정 위치에는 써모벌브지지대(thermobulb supporter, 615)가 고정 및 결합되어져 있다.
상기 무빙코어삽입관(612)의 상단의 외측에는 상부마개(605)가 끼워져 있다. 상기 상부마개(605)의 상부면은 상기 무빙코어삽입관(612)의 상부면과 만나며, 상기 상부마개(605)의 내경은 상기 무빙코어 삽입관(612)의 상부의 외경보다 넓다. 상기 상부마개(605)의 안쪽 측면은 상기 무빙코어 삽입관(612)의 상부의 외측면으로부터 이격되어 있다. 상기 상부마개(605) 안쪽에서 상기 무빙코어 삽입관(612)의 상부의 외측에는 스프링과 같은 고정판탄성수단(604)이 끼워져 있다. 상기 무빙코어삽입관(612)의 상부에 형성된 상기 고정볼 삽입 구멍과 동일한 위치에서 상기 무 빙코어 삽입관(612) 외곽에 고정판(602)이 끼워지는 동시에 상기 상부마개(605) 하부에 맞물리게 된다. 상기 고정볼(626)은 상기 고정볼 삽입구멍(623) 내부에서 상기 고정판(602)에 의해 위치가 고정되며, 상기 무빙코어(680)의 상기 오목부(684)에 의해 형성된 오목한 영역에 일부 삽입되어 상기 무빙코어(680)를 고정하게 된다.
상기 고정판(602)의 하부면의 소정 영역에는 제 1 써모벌브 삽입홈(603)이 형성되며, 상기 써모벌브지지대(615)의 상부면에서 상기 제 1 써모벌브 삽입홈(603)과 중첩되는 위치에는 제 2 써모벌브 삽입홈(613)이 형성된다. 그리고 상기 써모벌브 삽입홈들(603, 613)에는 써모벌브(610)의 상부면과 하부면이 각각 끼워져 상기 고정판(602)을 지지한다.
상기 무빙코어삽입관(612) 하단에는 하우징(614)이 결합되며, 상기 하우징(614) 내부에 상기 무빙코어(680)의 상기 영구자석(688)과 상기 기전력발생부(644)가 위치하게 된다. 상기 기전력발생부(644)는 원통형으로 감긴 코일, 유도코일을 포함할 수 있다. 상기 기전력발생부(644)는 상기 영구자석(686)이 삽입되는 영구자석삽입부(662)가 형성된다. 상기 기전력발생부(644) 하부에는 상기 기전력발생부(644)에서 발생되는 전류 중 일방향의 전류만을 출력하기 위하여 상기 기전력발생부(644)와 전기적으로 연결된 다이오드(646)가 위치하며, 상기 다이오드 하부(646)에는 상기 다이오드(646)와 전기적으로 연결되는 단자(648, 649)가 위치한다. 상기 단자(648, 649)는 각각 + 단자, - 단자일 수 있다. 상기 기전력발생부(644)는 베이스(670)에 의해 지지된다. 상기 베이스(670)에는 베이스연결부(660) 가 연결되며, 상기 하우징(614)의 양측 하단에는 하우징연결부(658)가 위치하며, 상기 하우징연결부(658)와 상기 베이스연결부(660)는 포개지며, 이 둘(658, 660)을 관통하는 고정볼트(616)에 의해 상기 하우징(614)과 상기 베이스(670)는 결합된다.
도 16a의 열감지작동장치는 도 17에서처럼 자동소화장치와 결합될 수 있다. 이때, 상기 단자(648, 649)와 자동소화장치(200)의 뇌관(110)은 전선(690)에 의해 연결될 수 있다. 즉 상기 단자(648, 649)에 연결된 상기 전선(690)의 끝단은 상기 뇌관(110)과 접한다.
다음은 상기 전기식 열감지 작동장치(600)의 동작을 도 16b와 도 17을 참조하여 설명하기로 한다.
먼저, 화재가 발생하기 전에는 도 16a와 같이, 상기 써모벌브(610)가 상기 써모벌브지지대(615)와 상기 고정판(602)에 형성된 써모벌브삽입홈(613, 603)에 끼워져 상기 고정판(602)의 위치를 고정시키므로 상기 고정볼(626)이 상기 무빙코어(680)를 고정시키게 된다. 이로써 상기 무빙코어 탄성수단(640)과 고정판 탄성수단(604)은 압축된 상태로 유지되게 된다. 그러나 화재가 발생하게 되면, 도 16b와 같이, 상기 써모벌브(610)가 파괴된다. 이로써 상기 써모벌브(610)에 의해 고정 및 지지되던 상기 고정판(602)은 상기 압축되있던 고정판 탄성수단(604)의 탄성 복원력에 의해 아래로 밀려나게 된다. 그리고, 상기 고정판(602)이 아래로 밀려나면서 상기 고정판(602)에 의해 고정되던 상기 고정볼(626)이 해방되어 상기 고정볼삽입구멍(623) 안에서 옆으로 이동하게 된다. 이로써 상기 고정볼(626)에 의해 고정되던 상기 무빙코어(680)가 해방되게 되고, 상기 무빙코어 탄성수단(640)의 탄 발력에 의해 상기 무빙코어(680)가 급속히 탄발하여 상기 기전력발생부(644)의 상기 영구자석삽입부(662)를 지나게 된다. 이때 상기 무빙코어(680)의 상기 영구자석(688)의 이동으로 주변의 자기장의 위치가 변하게 되고, 이로 인해 상기 기전력 발생부(644)의 원형코일에서 순간적으로 전류가 발생하게 된다. 이는 패러데이의 전자기 유도 법칙을 응용한 것으로, 이 법칙에 따르면, 코일을 관통하는 자속(자기력선속)에 시간적 변화가 있으면, 상기 코일에는 기전력이 발생한다. 상기 기전력 발생부(644)에서 발생한 전류는 상기 다이오드(680)를 통해 단자(648, 649)로 흐른다. 상기 단자(648, 649)로 이동된 전류는, 상기 단자(648, 649)에 연결된 전선(690)을 따라 흘러가 상기 전선(690)의 단부에서 전기스파크(또는 순간적 불꽃)를 일으키며, 이러한 전기스파크에 의해, 상기 뇌관(110)이 점화된다.
실시예 5에서 무빙코어(680)는 실시예 4의 공이(580)가 해방되는 원리와 동일한 원리로 해방되어 기전력을 발생시킨다. 따라서 실시예 1과 2에서와 동일한 원리로 상기 무빙코어(680)가 해방되어 기전력을 발생시킬 수도 있다.
도 1a는 본 발명의 일 예에 따른 자동 소화 장치의 단면도를 나타낸다.
도 1b는 본 발명의 일 예에 따라 도 1a를 I-I'선으로 자른 단면도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열감지작동장치를 위에서 본 상부 평면도이다.
도 3은 도 2를 I-I선으로 자른 단면도이다.
도 4는 도 3의 분해단면도이다.
도 5는 도 3의 열 감지 작동 장치의 동작 상태를 나타내는 단면도이다.
도 6은 도 3의 열감지작동장치가 결합된 자동 소화장치의 단면도를 나타낸다.
도 7은 도 6을 측면 방출구 쪽에서 바라본 전면도이다.
도 8은 도 6의 자동 소화장치의 동작 상태를 나타내는 단면도이다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 일 예에 따른 자동소화장치가 배전반 내에 장착되어 화재 발생시 작동되는 모습을 나타낸다.
도 10a는 본 발명의 다른 예에 따른 열 감지 작동 장치의 정면도이다.
도 10b는 도 10a의 측면도이다.
도 10c는 도 10a의 단면도이다.
도 10d는 도 10c의 작동도이다.
도 11은 도 10c의 열감지작동장치가 결합된 자동 소화 장치의 단면도를 나타 낸다.
도 12는 본 발명의 또 다른 예에 따른 열감지 작동 수단이다.
도 13은 도 12의 열감지 작동 수단이 결합된 자동 소화 장치의 단면도를 나타낸다.
도 14a는 본 발명의 또 다른 예에 따른 열 감지 작동 장치이다.
도 14b는 도 14a의 작동도이다.
도 15는 도 14a의 열감지 작동장치가 결합된 자동 소화 장치의 단면도를 나타낸다.
도 16a는 본 발명의 또 다른 예에 따른 열 감지 작동 장치이다.
도 16b는 도 16a의 작동도이다.
도 17은 도 16a의 열감지 작동 장치가 결합된 자동 소화 장치의 단면도를 나타낸다.

Claims (32)

  1. 밀폐된 원기둥 형태를 가지며 적어도 일 측면에 형성된 측면 방출구를 포함하는 외부 저장 용기;
    상기 외부 저장 용기 안에 위치하며, 적어도 일측면에 타공망을 포함하는 내부 저장 용기;
    상기 타공망과 상기 측면 방출구 사이에 개재된 냉각제;
    상기 내부 저장 용기 안에 삽입되며 연소시 소화성분의 에어로졸을 발생하는 고체 소화 약제;
    상기 외부 저장 용기의 상단 또는 하단에 위치하며, 발화되어 상기 고체 소화 약제를 연소시키는 발화제;
    상기 발화제를 발화시키는 발화 작동 수단; 및
    상기 냉각제와 상기 측면 방출구 사이에 개재되며, 상기 측면 방출구의 구멍 크기보다 작은 메쉬(mesh)를 가지는 망사를 포함하는 고체 에어로졸 자동 소화 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 타공망과 상기 측면 방출구는 서로 중첩되는 것을 특징으로 하는 고체 에어로졸 자동 소화 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 망사는 스테인리스 철망인 것을 특징으로 하는 고체 에어로졸 자동 소화 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 측면 방출구와 상기 망사 사이에 개재된 박막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 에어로졸 자동 소화 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 박막은 금속 또는 수지류 박판인 것을 특징으로 하는 고체 에어로졸 자동 소화 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 내부 저장 용기 내의 상단부 또는 하단부와 상기 고체 소화 약제 사이에 개재되어 탄성력을 제공하여 상기 고체 소화 약제의 위치를 고정시키는 스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 에어로졸 자동 소화 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 발화 작동 수단은 뇌관을 포함하며, 열을 감지하여 상기 뇌관을 발화시키는 것을 특징으로 하는 고체 에어로졸 자동 소화 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 발화 작동 수단은 열을 감지하여 상기 뇌관에 물리적 충격을 가함으로써 상기 뇌관을 발화시키는 열감지작동장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 에어로졸 자동 소화 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 열감지 작동 장치는,
    헤드(head), 상기 헤드와 연결되는 로드(rod), 상기 헤드와 상기 로드 사이에서 상기 헤드와 상기 로드를 연결하며 상기 헤드와 상기 로드의 폭보다 좁은 폭을 가져 오목한 영역을 형성하는 오목부, 및 상기 로드의 하부에 연결되며, 상기 로드보다 넓은 직경을 가지는 디스크, 및 상기 디스크의 하부면의 중앙에 위치하며 뒤집힌 원뿔형태를 가지는 격침부를 포함하는 공이;
    상기 공이의 상기 헤드가 삽입되는 헤드 삽입부, 및 열을 감지하여 상기 공이를 해방하는 열감지작동수단이 삽입되는 열감지작동공간을 포함하는 감지부 몸통;
    상기 로드, 상기 디스크 및 상기 격침부이 삽입되며 상기 감지부 몸통 하부 에 연결되는 로드삽입부; 및
    상기 로드삽입부 안에 위치하며, 상기 로드가 삽입되고 상기 공이에 탄성력을 가하는 탄성수단을 더 포함하며,
    상기 열감지작동수단은 상기 열감지작동공간 내에 위치하며 소정의 온도에서 녹는 이융성금속과, 상기 이융성 금속과 상기 오목부 사이에 위치하며, 상기 오목부에 의해 형성된 오목한 영역에 일부 삽입되어 상기 공이를 지지하는 구형의 고정볼을 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 에어로졸 자동 소화 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 감지부몸통은,
    상기 이융성 금속에 열을 전달하는 열전도판;
    상기 열전도판이 삽입되며 상기 열감지작동공간과 이어지는 열전도판삽입홈; 및
    상기 열전도판삽입홈 상부에서 상기 열전도판을 고정하도록 체결된 열전도판고정볼트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 에어로졸 자동 소화 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 열전도판은 알루미늄, 구리, 철, 은, 금, 백금, 크롬, 니켈, 및 텅스텐을 포함하는 그룹에서 선택되는 적어도 하나의 금속 또는 그 금속의 합금, 또는 스테인레스로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고체 에어로졸 자동 소화 장치.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 이융성금속은 납 또는 납의 합금인 것을 특징으로 하는 고체 에어로졸 자동 소화 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 이융성금속은 70~130℃의 온도에서 녹는 것을 특징으로 하는 고체 에어로졸 자동 소화 장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 고체 소화 약제는, KNO3, KClO4 , Ba(NO3)2 및 수지류를 포함하는 고체 혼합물인 것을 특징으로 하는 고체 에어로졸 자동 소화장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 KNO3의 함량은 27~42중량%, 상기 KClO4의 함량은 28~43중량%, 상기 Ba(NO3)2의 함량은 7~12중량% 및 상기 수지류의 함량은 16~25 중량%인 것을 특징으로 하는 고체 에어로졸 자동 소화 장치.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉각제는 MgCO3, H3BO2, SiO2 및 CaSO4·2H2O을 포함하는 그룹에서 선택되는 적어도 하나의 물질의 고체 혼합물인 것을 특징으로 하는 고체 에어로졸 자동 소화장치.
  18. 제 8 항에 있어서,
    상기 발화 작동 수단은 이융성금속, 바이메탈, 써모벌브(thermobulb) 및 열감지선을 포함하는 그룹에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 에어로졸 자동 소화 장치.
  19. 제 8 항에 있어서,
    상기 발화작동 수단은 상기 뇌관과 접하며 상기 외부 저장 용기 밖으로 노출되는 열감지선을 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 에어로졸 자동 소화 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 열감지선은 방습비닐튜브에 쌓여있는 것을 특징으로 하는 고체 에어로졸 자동 소화장치.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 열감지선은 실과, 상기 실의 내부에 삽입되거나 또는 상기 실의 외부에 코팅되는 화약조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 에어로졸 자동소화장치.
  22. 제 9 항에 있어서,
    상기 열감지 작동장치는,
    내부에 제 1 내경을 가지는 제 1 관, 상기 제 1 내경 보다 큰 제 2 내경을 가지며 제 1 관 하부에 위치하는 제 2 관, 상기 제 1 관과 상기 제 2 관 사이의 턱, 그리고 상기 제 1 관 상단에 형성된 적어도 두개의 홈을 가지는 원통형의 감지부 몸통;
    상기 제 1 내경 보다 작은 직경을 가지며 상기 제 1 관 내부에 위치하며 상기 제 1관 위로 돌출되며 안전핀이 삽입되는 안전핀홀을 구비하는 공이머리, 상기 공이머리 하부에 위치하며 상기 제 2 관 내부에 위치하며 탄성 수단이 삽입되는 탄성 수단 삽입부, 상기 탄성 수단 삽입부와 상기 공이머리를 연결하는 공이 연결부, 상기 탄성 수단 삽입부 하부에 위치하며 상기 탄성 수단 삽입부의 직경보다 넓은 직경을 가져 탄성 수단을 지지하는 공이 디스크, 상기 공이 디스크 하부에 위치하는 공이 격침을 포함하는 공이; 및
    상기 적어도 두개의 홈에 삽입되어 상기 공이 머리를 고정하는 말발굽 형태를 가지되, 일정 온도 이상에서 밖으로 벌어져 공이머리를 해방시키는 열 감지 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 에어로졸 자동 소화 장치.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 열 감지부재는 바이메탈이며, 안쪽에 위치하는 고팽창부와 바깥쪽에 위치하는 저팽창부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 에어로졸 자동 소화 장치.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 저팽창부의 재질은 인바를 포함하며, 상기 고팽창부의 재질은 니켈-크롬-철 합금, 니켈-망간-철 합금 및 망간-구리-니켈 합금을 포함하는 그룹에서 선택되는 적어도 하나를 포함하며, 상기 감지부 몸통과 상기 공이의 재질은 스테인레스를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 에어로졸 자동 소화 장치.
  25. 제 9 항에 있어서,
    상기 열감지 작동장치는,
    공이머리, 상기 공이머리 하부에 위치하는 공이 로드, 상기 공이 머리와 공이 로드를 연결하며 상기 공이 로드의 폭보다 좁은 폭을 가져 오목한 영역을 형성하는 공이 오목부, 상기 공이 로드 하부에서 상기 공이 로드의 폭보다 넓은 직경을 가지는 공이 디스크, 및 상기 공이 디스크 하부에 위치하는 공이 격침을 포함하는 공이;
    상기 공이가 안쪽으로 삽입되며, 상기 공이의 오목부에 의해 형성된 오목한 영역에 일부 삽입되어 상기 공이를 고정시키는 고정볼이 위치하는 고정볼 삽입구멍이 형성된 공이삽입관;
    상기 공이삽입관의 상부 외곽에 끼워지며 상기 공이삽입관의 외경(outer diameter) 보다 넓은 내경(inner diameter)를 가지는 상부 마개;
    상기 고정볼 삽입 구멍과 동일한 위치에서 상기 공이 삽입관 외곽에 끼워지는 동시에 상기 상부 마개 하부에 맞물리는 고정판;
    상기 공이 삽입관 외곽에 끼워지며 상기 상부마개와 상기 공이 삽입관 사이 그리고 상기 상부마개와 상기 고정판 사이에 위치하는 고정판 탄성수단;
    상기 고정판 하부에서 상기 고정판과 이격되며, 상기 공이 삽입관 외벽에 고정 및 결합되는 써모벌브(thermobulb) 지지대;
    상기 고정판과 상기 써모벌브지지대 사이에 위치하며, 상기 고정판 하부와 상기 써모벌브 지지대의 상부에 각각 형성된 써모벌브삽입홈들에 상부와 하부가 끼워져 상기 고정판을 지지하되, 소정의 열에 의해 파괴되는 써모벌브(thermobulb); 및
    상기 공이삽입관 내부에 위치하며, 상기 로드가 삽입되고 상기 공이에 탄성력을 가하는 공이탄성수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 에어로졸 자동 소화 장치.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 써모벌브는 밀폐된 유리관과 상기 밀폐된 유리관 안에 든 열팽창유체(thermally-expanded fluid)를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 에어로졸 자동 소화 장치.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 열팽창유체는 알콜(alcohol), 글리세린(glycerin), 톨루엔(toluene), 크실렌(xylene), 트리클로로에틸렌(trichloroethylene), 및 테트라클로로에틸렌(tetrachloroethylene)을 포함하는 그룹에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 에어로졸 자동 소화 장치.
  28. 제 8 항에 있어서,
    상기 발화 작동 수단은 열을 감지하여 전류를 발생하고 이러한 전류에 의해 상기 뇌관을 점화시키는 전기식 열감지작동장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 에어로졸 자동 소화 장치.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 전기식 열감지 작동장치는,
    열감지부재;
    상기 열감지부재가 열을 감지하면 해방되며 영구자석을 포함하는 무빙코어(moving core); 및
    상기 무빙코어의 상기 영구자석이 삽입되는 영구자석삽입부를 포함하며, 상기 영구자석삽입부를 관통하여 상기 영구자석이 이동할 때 기전력을 발생하는 기전력발생부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 에어로졸 자동 소화 장치.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 열감지부재는 바이메탈, 이융성금속, 써모벌브 및 열감지선을 포함하는 그룹에서 선택되는 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 고체 에어로졸 자동 소화 장치.
  31. 제 29 항에 있어서,
    상기 전기식 열감지작동장치는 상기 기전력발생부에서 발생되는 전류 중 일방향의 전류만을 출력하기 위하여 상기 기전력발생부와 전기적으로 연결된 다이오드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 에어로졸 자동 소화 장치.
  32. 제 29 항에 있어서,
    상기 기전력발생부는 원통형으로 감긴 코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 에어로졸 자동 소화 장치.
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