KR101168168B1 - 화재 초동진압용 자동 소화장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에서 3미터 내지 6미터까지의 높이에서 범용성과 모듈의 효과적인 소화 능력 및 안정성을 유지할 수 있는 초동 진압이 가능한 자동소화 장치를 개시한다. 본 발명에 따른 자동소화 장치는 제1인산암모늄(NH₄H₂PO₄)을 포함하는 분말소화약제를 수용하기 위해 구 형상을 갖는 소화약제용기; 발화제 및 고체소화약제가 적재된 압력원 조립체; 화학적 반응에 의해 생성된 소화약제를 화염 주위로 분산 토출시키는 방출모듈; 압력원 조립체와 전기적 접속을 이루는 자가발전장치로 이루어지며; 임펄스 신호는 압력원 조립체에 내설된 발화제를 점화시키고 점화된 발화제는 압력원 조립체에 적재된 고체소화약제를 연소키며, 고체소화약제의 연소 생성물인 고체에어로졸이 고열의 칼륨이온화 가스를 발생시켜 상기 압력원 조립체의 방출구를 통해 소화약제용기 내부의 분말소화약제 및 고체소화약제를 연소시키고, 소화약제용기 내부의 압력 및 에어로졸 소화약제의 열 반응으로부터 메타인산(HPO₃)을 발생시킨 후 방출모듈을 통해 외부로 방출하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 본 발명은 소화약제인 칼륨이온화 가스와 제1인산암모늄(NH₄H₂PO₄)과 열 반응에 의한 생성된 메타인산(HPO₃)을 효과적으로 방출함으로써, 화재를 신속하고 광범위하게 진압할 수 있는 효과가 있다.

Description

화재 초동진압용 자동 소화장치{AUTOMATIC FIRE-EXTINGUISHER SYSTEM FOR FAST SUPPRESSION OF FIRE}

본 발명은 자동 소화설비에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 화염감지 시 전기적 임펄스에 의해 질산칼륨 또는 과염소산칼륨 함유 발화제 또는 고체소화약제의 발생된 칼륨이온화 가스 및 생성된 연소열이 제1인산암모늄이 포함된 분말소화약제가 메타인산(HPO₃)을 발생시켜, 화재지역의 방진, 방염, 냉각, 질식, 부촉매 작용의 의한 초동진압을 유도할 수 있는 화재 초동진압용 자동 소화장치에 관한 것이다.

일반적으로, 화재의 초기 발생 시점에 열감지기 또는 연기감지기의 작동에 의한 전기적 신호를 화재 수신반에 전달되어 화재경보 및 연계된 소화장치의 소화약제를 방출케 한다. 화재 현장의 전기배선 및 화재 수신반 고장, 감지기의 고장은 소화약제 방출 불능의 문제를 발생시키며 이는 초기진압 실패와 화재확산으로 인한 대형사고의 원인이 되고 있으며 화재신고에 의한 소방차와 소방대원의 현장 출동지연 문제는 초기의 화재를 진압하지 못하여 확산된 화재를 진압하는 어려운 상황에 처하게 되며 인명구조 활동의 제한 및 소방대원까지 항상 위험에 노출되는 문제점이 있다.

이와 같이, 화재 발생시에는 초동 진압이 매우 중요하며, 근래에는 화재 초동진압의 일환으로 자동확산 기능을 갖는 소화기가 개시되고 있다. 대한민국특허공보 '특1992-0008550' 발명의 명칭 '소화 분말 방출 장치 및 방법과 이를 사용한 소화기'는 분말이 격실 또는 병(bottle)내에 가압되어 내장되어있고 또한 불활성 가스와 같은 압축 추진 유체(compressed propellant fluid)와 혼합되어 있어서 분말 및 추진 유체가 격실의 다이아프램(diaphram)의 파쇄에 따라 신속하게 방출될 수 있는 소화 분말을 포함하도록 구성된다. 이를 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 1은 종래 소화기로써 분말의 방출 장치를 나타낸 도면이다. 도시된 바와 같이, 용기(12)와, 화재에 의해 방출되는 복사선(radiation)의 전자 광 감지기(electro-optic sensor,14)와, 가스 발생기(16), 및 가압하에 가스를 방출하는 가스 발생기(16)을 작동시키는데 적당한 전기 신호를 마련하도록 감지기(14)에 의한 복사선의 감지에 반응하는 전지 전원 전자회로(battery-powered electronic circuit,18)로 구성된 소화기(10)으로 도시되어 있다. 가스 발생기(16)는 나사들에 의해 웰에 끼워 맞춤된(도시하지 않은) 플러그에 의해 웰(20) 내에 고정될 수도 있다. 포트(28)는 용기에 분말을 충전시킬 수 있고, 또한 용기(12)로 부터 분말 및 추진체(propellant)를 순차적으로 방출시킬수 있도록 용기(12)의 벽 내에 마련되어 있다. 분말 재료는 일정한 형태로 표현한 분말 입자(30)들로 도시되어 있다. 통상적으로, 연소 과정에 대해 불활성인 질소와 같은 가스인 추진 유체는 입자(30)들로 도시되어 있다. 통상적으로, 연소 과정에 대해 불활성인 질소와 같은 가스인 추진 유체는 입자(30)들과 혼합되며 이는 일정한 형태인 원들로 도시되어 있다. 용기(12)는 분말로 완전히 충전되는 것이 양호하다. 입자(30)들은 1 내지 3㎛범위의 직경을 가지고 있다. 산화 알루미늄의 경우에 있어서, 분말의 밀도는 약 0.5g/㎝3 이며, 이는 3.5 내지 3.9g/㎝3 인 고체 산화 알루미늄의 밀도보다 상당히 낮다. 입자(30)들 사이의 간극 공간(interstitial space)들은 기체상 추진체의 분자들을 위해 적절한 공간을 제공한다. 다이아프팸(34)을 용접에 의해 고정한 후에, 적절한 양의 추진체로 용기(12)를 충전하는 공정은 가압하에 추진체 가스를 유입시킬 수 있는 스프링 장착식 유입 가스 밸브(spring-loaded inlet gas valve,40)에 의해 추진된다. 따라서, 질소는 탱크(42)에 의해 제공되며, 상기 질소는 가요성 호오스의 형태를 가질 수 있는 고압 도관(high-pressure conduit, 46)에 의해 밸브(40)에 연결된 펌프(44)에 의해 탱크(42)의 외부로 송출되어 진다. 급속 분리부(quick disconnect, 48)는 충전 공정이 완료되면 밸브(40)로부터 도관(46)을 분리시킬 수 있도록 도관(46)의 단부에 고정되어 있다. 또한 가스 압력 게이지(50)는 추진체로 용기를 충전하는 동안 용기(12) 내의 추진체 압력을 조정하도록 도관(46)에서 펌프(44)의 출구에 연결된다. 이와 같은 충전은 자동 또는 수동으로 이행될 수 있으며, 어느 경우에도 충전은 게이지(50)에 의해 측정되므로 원하는 압력이 얻어지면 종료된다. 충전이 완료되면, 급속 분리부(48)는 밸브(40)로 부터 제거된다. 밸브(40)는 널리 공지된 방식으로(도시하지 않은) 내부 스프링에 반응하여 그리고 용기(12) 내의 추진체의 압력에 반응하여 스스로 폐쇄되는 형태이다. 충전 공정의 종료시에 용기(12) 내의 추진체 압력은 약 28.12 내지 42.18㎏/㎝2 (400 내지 600 psi)이다. 분말이 추진체의 분위기가 아닌 대기압하에서 용기 내로 충전되는 경우에는, 용기(12)는 가압 전에 대기(atmospheric air)를 배출할 필요가 있다. 이는 가압 이전에 탱크(42)의 위치에 진공 펌프를 연결하는 것에 의해 이행될 수 있다. 이와 같이 진공으로 만드는 것에 의해, 분말 입자(30)들 사이에 존재하는 대기의 진공 펌프에 의해 배출되므로 용기 내에는 분말(30)만이 남게 된다. 공기의 배출이 완료되면, 질소는 전술한 바와 같이 공급할 수 있다. 그러나, 전술한 바와 같이 종래의 소화기는 화재를 빠르게 진압하기 위한 방법론으로서 제시되나, 화재에 대한 초동진압은 화염을 빠르게 감지하는 것도 중요하나, 실질적으로 화염을 빠르게 진압하는 것 또한 매우 중요한 요소임에도 불구하고, 화염에 대한 빠른 감지만을 추구할 경우 소화기의 완성도가 저하되는 것이다. 즉, 화재지역에 대한 빠른 감지와 더불어, 화재지역의 방진, 방염, 냉각, 질식, 부촉매 작용에 의한 초동진압이 선행되어야할 필요성이 요구되고 있다. 한편, 특허 GB No 2032774(class. A 62 C 37/18 또는 A 5 A, publication. 1980 년)의 소화 장치가 개시된 바 있다. 상기 소화장치는 반구형의 구멍이 있는 동체와 편평한 뚜껑으로 이루어져 있으며, 동체 내부에는 가스 발생기가 마련된다. 상기 가스 발생기는 실린더 장치를 통해 동체 내부에 위치한 열감응 요소와 접촉하고 있다. 동체는 액체소화물질(할로겐화 탄소(halocarbon))이 든 폴리머 캡슐로 충전되어 있다. 여기서, 상기 할로겐화 탄소는 현재 국제 기준에 따라 사용이 금지되고 있다. 또한, 특허 KHP No 751938 (class. A 62 c 13/22, 35/10, publication. 2004년)의 소화 장치가 개시되어 있다. 이 장치는 배출 노즐(discharge nozzle)과 파손되는 격망(diaphram)이 있고, 소화 분말로 충전된 동체를 구성한다. 상기 동체 내부에는 가스 발생기가 위치하고 있다. 그리고, 동체 외부에는 배출 노즐과 같은 축에 분사기(sparger)가 고정되어 있다. 분사기는 원뿔 절두체(conicfrustum) 형태이고, 높이와 그 바닥의 지름 간의 비율이 0.1 ~ 0.3이다. 또한, 증기 벨 마우스(이하, 노즐부라 칭함)의 개국각(aperture angle)은 45 - 130°이고, 동체의 높이는 동체 지름의 1 ~ 10 배이다. 또한, 기존의 특징 및 기술 결과의 조합에 있어 가장 근접한 기술적 해법으로서 원형(프로터타입)으로 선택된 구조를 갖는다. 상기 장치의 사용 시 보호하고자 하는 면적에 대하여 분말을 골고루 분사시키나 다음과 같이 고른 분사를 방해하는 원인들이 있다; - 6미터 높이에서 소화할 경우 안정성이 낮음(결과가 반복됨) - 6미터 높이에서 소화할 경우 소화 능력 지표가 악화(면적 감소) - 3미터 및 6미터 높이 모두 장치 사용이 불가

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 화재발생 초기단계에 열 또는 화염을 감지하여 전기공급 및 화재수신반 없이도 자체적 발생된 펄스신호로 소화설비를 작동시켜 소화약제를 화재현장에 방출하여 초동에 진압할 수 있는 초동진압 자동 소화장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 화염감지 시 전기적 임펄스에 의해 질산칼륨 또는 과염소산칼륨 함유 발화제 또는 고체소화약제의 발생된 칼륨이온화 가스 및 생성된 연소열이 제1인산암모늄이 포함된 분말소화약제에 작용하여 메타인산(HPO₃)을 발생시켜, 화재지역의 방진, 방염, 냉각, 질식, 부촉매 작용의 의한 초동진압을 유도할 수 있는 초동진압용 자동 소화장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 모듈의 효과적인 소화 능력을 유지하면서 3미터에서 6미터까지의 높이에서 소화할 경우 결과의 안정성 또는 반복성을 확보하여 범용사용이 가능한 초동진압용 자동 소화장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 소화 분말이 충전되고 배출 노즐과 파괴식 방출막이 있는 밀폐된 소화약제 용기와, 상기 소화약제 용기 내부에 장치된 고체 소화약제, 배출노즐과 같은 축으로 동체 외부에 설치된 분사기를 지닌 방출모듈로 구성되며, 상기 방출모듈은 슬리브 및 벨 마우스(bell mouth) 형태의 노즐부 및 안내 요소(guide member)에 의해 분리되지 않도록 결합하고, 슬리브는 배출 노즐과 함께 고정되어 결합하며, 방출모듈의 높이가 방출막 지름의 0.3 - 1.8배로 구성되는 초동진압용 자동 소화장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기 소화약제 용기의 높이는 방출막 지름의 2.0 내지 10.0배이고, 방출모듈은 원뿔 절두체 형태 또는 피라미드 절두체이고, 그 표면은 물결모양으로 형성된 노즐부를 포함하고, 상기 노즐부의 큰 홀에 대한 횡단 크기는 방출모듈 높이의 0.4 내지 1.0배이고, 작은 홀의 횡단 크기는 방출모듈 높이의 0.1 내지 0.3배이며, 노즐부의 개구각(divergence angle, 도 2의 θ)은 45 내지 130°로 구성되는 초동진압용 자동 소화장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기 안내 요소(guide member)는 바(bar) 또는 그물(net) 형태이고, 방출막의 두께와 소화약제 용기의 두께 간 비율은 1:1 내지 1:10이며, 소화약제 용기는 최소한 2겹으로 이루어진 리크 프루프(Leak proof - 누출방지 봉합)에 의해 제작되어 밀폐에 의한 안정성을 높이도록 하며, 소화약제 용기는 고정이 가능하고 이때 고정부는 소화약제의 윗 부분이나 측표면이고, 방출막은 부드러운 알루미늄 판으로 되거나, 부드러운 구리판으로 이루어진 초동진압용 자동 소화장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 관점에 따른 초동진압 자동 소화장치는, 화재에 대한 초동 진압이 가능한 자동소화 장치에 있어서,

제1인산암모늄(NH₄H₂PO₄)을 포함하는 분말소화약제를 수용하기 위해 구 형상을 갖는 소화약제용기; 임펄스 신호에 의해 발화를 유도하기 위해 발화제 및 고체 화합물이 적재된 압력원 조립체가 상기 소화약제용기 내부에 체결되도록 상기 소화약제용기의 상부에 결합되는 체결 플렌지; 상기 소화약제용기의 하부에 결합되며, 상기 분말소화 약제의 반응 압력에 의해 개방된 후, 화학적 반응에 의해 생성된 소화약제를 화염 주위로 분산 토출시키는 방출모듈; 상기 체결 플렌지와 결합되어 상기 소화약제용기를 임의의 위치에서 지면 방향으로 고정하기 위한 천정 결합모듈; 및 상기 압력원 조립체와 전기적 접속을 이루고, 화재지역에서의 화염을 감지한 후, 상기 압력원 조립체로 상기 임펄스 신호를 자가 공급하는 자가발전장치로 이루어진다.

한편 상기 임펄스 신호는 상기 압력원 조립체에 내설된 발화제를 점화시키고 점화된 발화제는 상기 압력원 조립체에 적재된 질산칼륨 및 과염소산칼륨 함유 발고체소화약제를 연소시키며, 상기 고체소화약제의 연소 생성물은 360℃ 이상의 고열의 칼륨이온화 가스를 발생시켜 상기 압력원 조립체의 방출구를 통해 소화약제용기 내부의 제1인산암모늄이 포함하는 분말소화약제의 열 반응으로부터 메타인산(HPO₃)을 발생시킨 후 상기 방출모듈을 통해 칼륨이온화 가스 및 메타인산(HPO₃)이 외부로 방출하는 것을 특징으로 하는 화재 초동진압 자동 소화장치이다.

본 발명의 실시 예에 따른 고체소화약제(251)는 질산칼륨(KNO₃), 과염소산칼륨(KClO₄), 질산바륨(Ba(NO₃)₂) 및 수지류를 포함하는 고체혼합물일 수 있으며, 바람직하게 상기 질산칼륨(KNO₃)의 함량은 27~42중량%, 과염소산칼륨(KClO₄)의 함량은 28~43중량%, 질산바륨(Ba(NO₃)₂)의 함량은 7~12중량% 및 상기 수지류(에폭시 수지류)의 함량은 16~25 중량%인 것을 특징으로 하는 화재 초동진압 자동 소화장치이다.

또한 상기 고체소화약제(251)는 이산화망간, 산화니켈, 산화구리, 산화철, 계면활성제, 디부틸프탈라트, 디부틸세바지나트, 아세테이나글리세린, 초산염올레인산, 올레인산, 스테아르산디아민디오레아나 레시틴, 에폭시드, 불포화폴리에스테르 수지, 및 고무를 포함하는 그룹에서 선택되는 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화재 초동진압 자동 소화장치.

한편 본 발명에서 발화제(253)는 질산칼륨, 질산암모늄, 목탄, 연료유, 질소산화물, 과염소산칼륨, 초석 및 황을 포함하는 그룹에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 화약조성물일 수 있다.

본 발명의 분말소화약제의 주성분인 제1인산암모늄(NH₄H₂PO₄)은 360℃ 이상에서 메타인산(HPO₃)을 생성시키는데 화재에 대한 방진작용, 냉각작용, 질식작용, 부촉매작용(연쇄반응 억제, 차단효과) 등의 효과가 있으며, 제1인산암모늄(NH₄H₂PO₄)의 열 분해반응은 다음과 같다.

- 166℃에서의 반응 : NH₄H₂PO₄ → NH₃ + H₃PO₄(올소인산)

- 360℃에서의 반응 : NH₄H₂PO₄ → NH₃ + H₂O + HPO₃(메타인산)

본 발명에서 제시되는 초동진압 자동 소화장치는, 외부의 공급전원 및 화재수신반과 같은 제어부가 없이 자체적 동작 전원과 자동적 소화약제 방출이 가능하도록 설계함으로써, 초기 화재에 빠른 작동을 구현할 뿐만 아니라, 질산칼륨 및 과염소산칼륨 함유 고체소화약제로부터 발생된 칼륨이온화 가스 및 제1인산암모늄(NH₄H₂PO₄)의 열 반응에 의한 생성된 메타인산(HPO₃)을 효과적으로 방출함으로써, 화재를 신속하고 광범위하게 초동 진압할 수 있는 우수한 효과가 있다.

도 1은 종래 자동소화 장치를 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 초동진압 자동소화 장치를 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2의 분해 사시도이다.
도 4는 도 2의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 동작 순서를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명에 적용되는 자가발전장치의 일실시 예를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 자동소화 장치의 제원에 따른 동작상태를 나타낸 실험 데이터이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 본 발명은 화재의 초기 발생된 열 또는 화염을 감지하는 발화 작동 수단 즉, 자가발전 작동장치가 사용됨에 따라, 별도의 화재경보장치 또는 별도의 전력을 사용하지 않은 상태에서 화재 진압이 가능한 구조를 갖는다. 이러한 자가발전 작동장치는 이융성금속, 바이메탈, 써모벌브(thermobulb)와 같은 화염에 의해 동작되는 소자가 사용되고, 상기 소자의 동작 시 자가발전 작동장치 내부의 로드를 동작시켜 전기동 코일을 기동함으로써 전기적 임펄스를 발생시키는 원리이다.

또한, 발생된 임펄스는 전선으로 연결된 소화장치 몸통부인 소화약제 용기 내부의 압력원 조립체에 내장된 발화제를 점화시키고 점화된 발화제는 압력원 조립체에 내장된 고체소화약제를 연소케 한다. 이때, 고체소화약제의 연소 생성물인 고체에어로졸은 360℃ 이상의 고열과 함께 칼륨이온화 가스를 발생시켜 압력원 조립체의 방출구를 거쳐 소화약제 용기 내부의 분말소화약제 성분인 제1인산암모늄(NH₄H₂PO₄)을 포함한 분말소화약제가 열 반응에 의해 연소된다.

고체소화약제 연소 시에 발생된 고열에 의한 화학반응으로 분말소화약제의 제1인산암모늄이 메타인산(HPO₃)으로 변화되고 순간 소화약제 용기 내부의 작동 전 대기압 상태에서 고체소화약제 연소와 제1인산암모늄(NH₄H₂PO₄)의 반응으로 압력이 상승하고 상승압력 한계점에서 소화약제 용기 방출구에 있는 방출막이 파열되어 제1인산암모늄(NH₄H₂PO₄)과 반응에 의한 메타인산(HPO₃)이 고체소화약제의 칼륨이온화 가스와 함께 노즐을 거쳐 방출된다. 따라서, 칼륨이온화가스 및 메타인산(HPO₃)은 화재지역의 방진, 방염, 냉각, 질식, 부촉매 작용에 의한 초동진압을 수행하는 것이다.

그러면, 상기 동작을 수행하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 소화장치를 설명하면 다음과 같다. 도 2는 본 발명에 따른 초동진압 자동 소화장치를 나타낸 사시도이다. 도시된 바와 같이, 분말소화 약제를 수용하기 위해 구 형상을 갖는 소화약제용기(210)와, 임펄스 신호에 의해 발화제를 점화시키는 압력원 조립체(미도시 함)를 상기 소화약제용기(210) 내부에 체결하도록 상기 소화약제용기(210)의 상부에 결합되는 체결 플렌지(203)와, 상기 소화약제용기(210)의 하부에 결합되며, 상기 분말소화약제의 반응 압력에 의해 개방된 후, 화학적 반응에 의해 생성된 소화약제를 화염 주위로 분산 토출시키는 방출모듈(230)과, 상기 체결 플렌지(203)와 결합되어 상기 소화약제용기(210)를 임의의 위치에서 지면 방향으로 고정하기 위한 천정 결합모듈(207)과, 상기 압력원 조립체와 전기적 접속을 이루고, 화재지역에서의 화염을 감지한 후, 상기 압력원 조립체로 상기 임펄스 신호를 자가 공급하는 자가발전장치(270)로 이루어진다.

상기 천정결합모듈(207)은 천정에 고정 설치되는 설치모듈(205)과, 상기 설치모듈(205)과 착탈 가능하도록 결합되는 지지대(280)로 구성되며, 상기 지지대(28)는 체결 플렌지(203)와 결합됨으로써, 본 발명에 따른 초동진압용 자동소화장치(200)가 천정에 설치될 수 있다. 또한, 상기 자가발전장치(270)는 화염을 직접 감지하는 장치로써, 화재의 위험요소로 지목될 수 있는 임의의 위치에 설치됨이 바람직하다.

여기서, 상기 자가발전장치(270)는 본 출원인에 의해 2008년 10월 06일자로 출원되고, 2009년 12월 10일자로 등록된 특허등록번호 제 10-0932771호 발명의 명칭 ‘자가발전 이융성 감지부 작동장치’또는 2008년 10월 20일자로 출원되고, 2009년 12월 08일자로 등록된 특허등록번호 10-0932100 호 발명의 명칭 '자가발전 유리벌브 감지부 작동장치' 또는 2008년 07월 21일자로 출원되고 2009년 12월 10일자로 등록된 등록번호 10-0932714 ‘전기식 자동소화장치용 작동장치’에 개시된 기술을 사용할 수 있다.

즉, 본원 발명에서 적용되는 자가발전장치(270)는 이융성 금속이 사용되거나, 유리벌브 또는 바이메탈에 의한 동작이 가능할 것이다. 그러나, 본 발명의 실시 예에서는 바이메탈에 의한 자가발전장치를 제시될 것이다. 여기서, 자가발전장치(270)에 적용되는 작동장치는 도 6에 도시된 바와 같이, 영구자석(13)은 로드(11)와 결합되어 있고, 로드(11)의 상단에는 헤드(12)가 형성되어 있다. 따라서 상기 영구자석(13)은 헤드(12)와 물리적으로 결합되어 있게 되며, 일체로 움직인다. 그리고 영구자석(13), 로드(11) 및 헤드(12)로써 무빙코어부(10)를 구성하며, 헤드(12)에는 핀통공(14)이 형성되어 있어서 상기 핀통공(14)에 안전핀(50)이 삽입될 수 있도록 한다.

한편, 기전력 발생부(40), 영구자석(13) 및 탄성수단(20) 등은 하우징(62)에 의해 보호되며, 하우징(62) 및 기전력발생부(40)는 베이스(64)의 상부에 위치하며, 하우징(62)은 볼트(65)에 의해 베이스(64)와 체결된다. 그리고 기전력 발생부(40)로부터 발생된 전기 신호를 출력하기 위하여 단자A(70) 및 단자B(71)가 베이스(64)의 하단부에 형성되며, 단자A(70) 및 단자B(71)는 상기 기전력 발생부(40)와 전기적으로 연결되어 있다. 또한, 단자A(70)와 기전력 발생부(80)의 사이에는 다이오드(80)가 더 개재될 수 있으며, 상기 다이오드(80)는 발생되는 전류 중에서 일방향으로 흐르는 전류만을 출력하기 위하여 사용된다.

바이메탈(30)은 그 일부분이 제거된 도우넛 형태이다. 물론, 도우넛의 단면은 사각형, 원형, 삼각형 등 다양한 형태일 수 있다. 바이메탈(30)의 외측(31)과 내측(32)은 서로 다른 금속으로 형성된다. 바이메탈(30)의 내측(32)을 구성하는 금속은 외측(31)을 구성하는 금속에 비하여 열팽창계수가 보다 큰 금속으로 한다. 열팽창계수가 낮은 금속으로서 인바(상온에서 열팽창계수가 제로에 가까운 금속으로서, 예를 들면, 니켈 36.5%를 함유한 니켈-철 합금을 들 수 있다)를 선택할 수 있으며, 열팽창계수가 높은 금속으로서는 니켈-크롬-철 합금, 니켈-망간-철 합금, 망간-구리-니켈 합금을 선택할 수 있다. 바이메탈(30)은 상기한 2종류의 금속을 압연법으로 붙여서 제조할 수 있다.

바이메탈(30)을 구성하는 외측(31)의 금속과 내측(32)의 금속은 팽창계수가 상이하므로, 열에 노출되어 열을 감지하면 양 끝단의 간격이 벌어지게 된다. 평상시 열을 감지하기 전 상기 바이메탈(30)은 헤드(13)를 잡아줄 수 있다. 즉 바이메탈(30)은 헤드(12)를 로킹한다. 한편, 바이메탈(30)이 열에 노출되어 열을 감지하면 바이메탈(30)의 양 끝단 간격이 벌어져서 헤드(13)를 잡아줄 수 없게 된다. 즉, 바이메탈(30)은 헤드(13)를 언로킹한다. 자동소화장치용 작동장치(100)의 바이메탈(30)이 열에 노출되면, 바이메탈(30)의 양 끝단 간격이 벌어지고, 이에 따라 무빙코어부(10)는 탄성수단(20)의 탄성력에 의해 탄발되며, 무빙코어부(10)의 영구 자석(13)은 기전력발생부(40)의 내부를 급속히 관통하여 이동하게 된다.

따라서, 영구자석의 이동으로 주변의 자기장의 위치가 변하게 되고, 이로 인해 기전력 발생부의 원형코일에서 순간적으로 전류가 발생하게 된다. 여기서, 원형코일에서 발생되는 순간 전류를 본 발명에서는 임펄스 신호로 상정할 것이다.

결국, 상기 임펄스 신호는 화염에 의해 발생되는 전기적 신호이며, 전기적 신호는 압력원 조립체 내부 상부에 설치된 발화제를 점화시키며, 발화제는 압력원 조립체 내부 하부에 설치된 고체화합물을 연소시키는 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 초동진압 자동소화 장치(200)의 분해 사시도이다. 도시된 바와 같이, 상기 소화약제용기(210) 하단부에 설치되는 방출모듈(230)은 중앙에 관통홀(237)을 갖는 콘 형상으로서 소화약제용기(210)로부터 이격 설치되는 노즐부(235)를 포함하고, 상기 노즐부(235)와 소화약제용기(210) 사이에 설치되어 고체소화약제 또는 분말소화약제의 폭발시 소화약제용기(210)를 개방시키는 방출막(233), 상기 노즐부(235) 및 방출막(233)을 밀봉 체결하는 고무패킹(231)으로 구성되며, 소화약제용기(210)의 하부 체결환(213)과 결합 된다.

상기 방출모듈(203)의 노즐부(235)는 다른 실시 예로서, 다수의 천공이 구비된 원통형 구조로서 원통 하부 중앙에 디플렉터를 구비할 수 있다. 상기 디플렉터는 화학적 반응에 의해 생성된 소화약제를 화염 주위로 분산 토출시키도록 콘 형상을 가지며, 디플렉터 또한 다수의 천공을 형성할 수 있을 것이다.

그리고, 상기 방출막(233)의 두께와 소화약제 용기(210)의 두께 간 비율은 1:1 내지 1:10이며, 소화약제 용기는 최소한 2겹으로 이루어진 리크 프루프(Leak proof - 누출방지 봉합)에 의해 제작되어 밀폐에 의한 안정성을 높이도록 하며, 소화약제 용기는 고정이 가능하고 이때 고정부는 소화약제의 윗부분이나 측표면이고, 방출막은 부드러운 알루미늄 판으로 되거나, 부드러운 구리판으로 이루어짐이 바람직하다.

한편, 상기 지지대(280)는 체결플렌지(203) 상단에 나사 결합되고, 상기 체결플렌지(203)는 소화약제용기(210)의 상측에 체결된다. 상기 체결플렌지(203)의 하부에는 압력원 조립체(260)가 결합되며, 압력원 조립체(260)는 소화약제용기(210)의 중앙에 위치한다. 상기 압력원 조립체(260)는 다수의 방출구(269)가 형성되고 일단이 개구된 케이스(261)와, 케이스(261)의 개구면에는 상기 체결플렌지(203)와 체결되는 체결부(263)를 포함하고, 상기 체결부(263)의 중앙에는 관통된 인입구(267) 및 상기 체결플렌지(203)와 나사 결합되기 위한 고정구(265)를 구성한다.

상기 압력원 조립체(260)의 내부에는 질산칼륨 및 과염소산칼륨이 함유된 고체소화약제(251)가 탑재되고, 상기 임펄스 신호에 의해 점화되는 발화제(253)가 상기 연소 생성물의 상부에 안착되며, 상기 발화제(253)는 발화제 전기선(257)과 접촉된다. 상기 발화제 전기선(257)은 상기 자가발전장치(270)와 접속되나, 수커넥터(255) 및 암커넥터(275)를 통해 분리 가능한 구조를 갖는다. 상기 자가발전장치(270)는 암커넥터(275)와 배선으로 연결되며, 화염에 의한 열 감지 시 열팽창 유체에 의해 팽창 파괴되는 바이메탈(273)과, 상기 바이메탈(273)의 파괴시 탄지력이 해제되어 무빙코어를 동작시켜 임펄스 신호를 생성하는 발전장치(271)로 구성된다.

이하, 본 발명에 따른 초동진압용 자동소화장치(200)의 조립 과정을 살펴보면 다음과 같다. 먼저, 금속재질로 이루어진 소화약제용기(210)의 하단부에 설치되는 방출모듈(230)은 하부 체결환(213)에 고무패킹(231)이 안착하고, 이어 알루미늄 재질로써 다수의 절개홈(239)이 형성된 방출막(233)을 결합한 후, 상기 노즐부(235)가 체결된다. 노즐부(235)의 체결은 상기 방출막(233) 및 고무패킹(231)을 동시에 가압하도록 나사 결합한다.

상기 방출막(233)은 소화약제용기(210)에 충진된 제1인산암모늄 함유 분말소화약제의 노출을 방지하고, 분말소화약제의 폭발 시 개방구를 형성하는 것으로, 상기 절개홈(239)은 파괴 라인으로서 소화약제용기(210)의 폭발 압력에 의해 절개홈(239)이 절개된다. 따라서, 상기 방출막(233)은 평상시 절개되지 않도록 압력 유지가 가능하고, 소화약제용기(210)의 폭발 압력에 의해 개방된다. 상기 절개홈(239)은 균등한 수개(2~10개)의 분할로 구성될 수 있고 바람직하게는 3개의 분할이 좋다.

상기 노즐부(235)는 콘 형상의 구조를 갖고 중앙에 관통홀(237)이 형성되어 소화약제를 화염 주위로 분산 토출하도록 구성된다. 물론, 동일한 동작 원리로 상기 노즐부(235)는 다수의 천공을 갖고 하부에 디플렉터가 구비된 원통형 구조가 사용될 수 있다. 그리고, 상기 디플렉터는 분말소화약제의 폭발 시 노즐부(235) 내부로 분산된 약제가 배출구로 균일하게 분산시킨다. 상기 디플렉터는 역방향의 콘 형상이며, 상기 노즐부(235)와 일체화된 성형이 가능할 것이다.

한편, 상기 소화약제용기(210)의 상단에는 체결플렌지(203)가 상부 체결환(211)과 결합되며, 상기 체결플렌지(203)의 하부에는 압력원 조립체(260)가 결합 된다. 상기 압력원 조립체(260)의 내부에는 고체소화약제(251) 및 발화제(253)가 순차적으로 탑재된다. 또한, 상기 체결플렌지(203)의 상부에는 지지대(280)가 결합하며, 상기 지지대(280)의 상측은 상기 천정결합모듈(207)과 결합 가능하도록 절곡된 구조를 갖는다.

상기 천정결합모듈(207)은 천정과 나사 결합하도록 설치홈(291)이 구비된 설치패널(290)을 포함하며, 상기 설치패널(290)의 하단에는 상기 지지대(280)가 인입 설치되도록 절곡된 구조의 걸림턱(295)이 형성된다. 상기 걸림턱(295)의 종단에는 상기 지지대(280)가 설치 후, 이탈되지 않도록 안전핀(297)이 인입되는 고정홈(293)을 마련한다. 따라서, 상기 초동진압용 자동소화 장치(200)는 천정에 기 설치된 설치패널(290)의 걸림턱(295)에 지지대(280)의 절곡면이 지지하도록 인입되며, 이탈 방지를 위한 안전핀(297)이 고정홈(293)에 체결된다.

상기 압력원 조립체(260)의 내부에 설치된 발화제(253)와 접촉되는 발화제 전기선(257)은 압력원 조립체(260)의 인입구(267)를 거쳐 체결플렌지(203)의 중앙 홀을 통해 외부로 인출된다. 상기 발화제 전기선(257)의 종단에 형성된 수커넥터(255)는 자가발전 장치(270)의 배선(277) 종단에 형성된 암커넥터(275)와 체결된다. 상기 자가발전장치(270)의 발전장치(271)는 화재 가능 지역에 설치되며, 상기 초동진압용 자동소화 장치(200) 또한 발전장치(271)의 상단에 설치된다.

이와 같이 구성된 초동진압 자동소화 장치(200)는 도 4에 도시된 단면도와 같이, 소화약제용기(210)의 상단 중앙에 압력원 조립체(260)가 장착되며, 소화약제용기(210)의 하부에는 방출모듈(230)이 방출막(233)과 함께 조립된다. 상기 노즐부(235)는 중앙에 관통홀(237)을 형성한다. 그리고, 상기 소화약제용기(210)의 내부에는 분말소화약제가 소정량 적재되고, 압력원 조립체(260)의 내부에는 고체소화약제(251) 및 발화제(253)가 탑재된다.

그리고, 이와 같이 설치된 방출막(233)은 삼등분의 홈을 가공한 알루미늄(aluminum)재질로 되어있으며 파열 후에 삼등분으로 개방되는 특성을 가진다. 필요에 따라, 상기 노즐부(235)는 생략될 수 있고, 상기 방출막(233)에 의해 소화약제용기(210)를 밀폐시킬 수 있음은 물론이다. 그리고, 상기 소화약제용기(210)와 노즐부(235), 지지대(280) 및 결속용 나사류는 부식에 강한 재질의 금속류 또는 부식방지를 위한 방청도료를 도장함이 바람직할 것이다.

한편, 상기 발전장치(271)의 근접 위치에서 화재가 발생하면, 화염의 열기는 상기 바이메탈(273)을 열적 팽창을 유도시켜 양 끝단의 간격을 확장시킨다. 따라서, 바이메탈(273)의 헤드는 언로킹상태로 전환되며, 탄지력이 해제된 무빙코어를 유동시킨다. 무빙코어는 영구자석의 외주부를 관통함으로써, 무빙코어는 영구자석으로부터 자기력을 형성하며, 자기력은 전기력을 유도한다. 전기력은 임펄스 신호로서 상기 발화제(253)로 공급된다.

임펄스 신호는 발화제(253)를 점화하여 발화시키며, 발화제(253)와 근접한 고체소화약제(251)와의 화학적 반응이 발생한다. 즉, 상기 압력원조립체(260)의 발화제(253)와 고체소화약제(251)는 연소하면서 소화성분인 칼륨이온 함유 고체 에어로졸을 발생시킨다.

상기 발화제(253)와 고체소화약제(251)는 KNO₃, KClO₄, Ba(NO₃)₂ 및 수지류를 포함하는 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 발화제(253)와 고체소화약제(251)가 연소하면, 칼륨(K)을 많이 포함하는 고체 소화 에어로졸 성분이 발생한다.

이러한 성분은, 인체에 덜 유해하거나 무해하며, 전자장비에 큰 피해를 가하지 않고, 소화 후 잔유물 처리가 용이하며, 보다 환경 친화적이다. 상기 고체소화약제(251)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.

그리고, 상기 소화약제용기(210)의 내부에 분말소화약제가 채워져 있으며 분말소화약제는 제1인산암모늄이며 여기에 탄산수소나트륨, 탄산수소칼륨, 탄산수소칼륨과 요소와의 반응물 등의 물질을 추가하여 미세한 분말로 만들어 사용 할 수 있으며, 사용되는 분말의 입도는 10~100㎛ 정도가 좋다.

이와 같이 구성된 상기 발화제(253)와 고체소화약제(251)는 도 5에 도시된 바와 같이, 연소작용에 의한 발화열이 발생하는데, 섭씨 360℃ 이상의 열이 압력원조립체(260) 내부에서 발생하여 방출구(269)로 방출되고, 이때 발생된 열과 압력은 소화약제용기(210)의 내부에 적재된 분말소화약제와 반응하여 압력을 상승시킨다. 그리고, 반응 압력은 대기압으로 밀봉되어있는 방출막(233)을 파열시켜 소화약제용기(210)의 외부로 소화약제를 방출시킨다.

특히 제1인산암모늄(NH₄H₂PO₄)은 섭씨 360℃ 이상에서 메타인산(HPO₃)을 생성시키는데 목재화재의 표면에 방염효과와 화재에 대한 냉각작용, 질식작용, 부촉매작용(연쇄반응 억제, 차단효과)의 효과가 있다. 상기 제1인산암모늄(NH₄H₂PO₄)의 열 분해반응은;

- 166℃에서의 반응 : NH₄H₂PO₄ → NH₃ + H₃PO₄(올소인산)

- 360℃에서의 반응 : NH₄H₂PO₄ → NH₃ + H₂O + HPO₃(메타인산)

와 같다.

즉, 소화약제가 칼륨이온화 가스와 제1인산암모늄(NH₄H₂PO₄)과 열 반응에 의한 생성물인 메타인산(HPO₃)이 효과적으로 방출하여 화재를 신속하고 광범위하게 진압하는 것이다. 여기서, 메타인산(HPO₃)이 소화약제용기(210) 내부에서 생성된 후, 화염으로 방사되기 때문에 화재 진압 속도가 매우 빠르게 되는데, 통상적으로는 소화약제가 화염속에서 화학반응이 발생하고, 화학반응으로 인해 화재진압을 수행하기 때문에 화재진압 속도가 느리게 되는 단점을 보완하게 된다. 이로부터 본 발명에 따른 초동진압 자동 소화가 가능하게 되는 것이다.

한편, 본 발명에 따른 소화장치를 설계함에 있어, 상기 소화약제용기(210)의 높이를 H라 하고, 상기 방출모듈(230)의 높이를 h라 하며, 상기 방출막(233)의 지름을 d라하고, 상기 노즐부(235)의 큰 홀의 지름을 h1이라 하며, 상기 노즐부(235)의 작은 홀의 지름을 h2라 할 때;

" h = (0.3 - 1.8)×d, H = (2.0 - 10.0)×d, h1 = (0.4 - 1.0)×h, h2 = (0.1 - 0.3)×h "의 관계식을 성립하도록 설계함으로써, 소화 효율을 높일 수 있다.

전술한 바와 같이, 상기 분말소화약제가 충전된 소화약제용기(210) 내부에는 가스 발생을 위한 고체소화 약제를 포함하며, 상기 고체소화 약제는 전류가 공급될 경우 작동을 시작하여 불활성 가스를 생성한다. 상기 고체소화 약제의 점화 시 소화약제 용기(210) 내부로 잉여 압력이 생성되며, 상기 방출막(233)을 뚫고 노즐부(235)를 통해 방사된다. 결국, 슬리브 형태를 갖는 방출모듈(230)로 소화 분말을 밀어내며, 보호하려는 공간에 소화 분말이 분배된다.

이때, 상기 구조에 대한 관계식에 명시된 비율에 따라 자동소화장치가 제조된 후, 3미터 내지 6미터의 높이에서 화재를 소화할 경우, 그리고 소화 분말을 펄스로 공급할 때 소화 능력에 대한 모듈의 변수들을 확보할 수 있는 것이다.

도 7에 도시된 자료는 НПБ(러시아 소방안전기준) 67-98(분말소화 모듈, 일반 기술요건. 시험방법)에 제시된 방법으로 모듈 야전 시험을 수행한 결과 표이다. 소화 안전성 지표(-+)는 3회의 테스트 결과로 나타나 있으며, 얻어진 결과를 분석한 결과, 방출모듈의 방출막 지름의 높이 비율을 낮추거나 높이면 소화 능력 변수에 영향을 미치는(감소시키는) 것으로 나타났다.

또한, 소화약제 용기(210)의 높이와 관련된 비율을 변동시킬 경우(제시한 한계 이상) 소화 분말 공급 시간이 변동하거나 소화 능력이 감소하였다. 즉, 소화 분말 공급 시간이 증가됨을 알 수 있었다. 상기 노즐부(235)의 큰 홀의 지름 크기 또는 작은 홀의 지름 크기와 관련된 변수들을 변동시킬 경우 즉, 제시한 변수를 감소시키거나 상승시킬 경우, 모든 소화 능력 변수가 변동(소화 면적이 감소)됨을 알 수 있었다. 본 실험에 따른 분말 소화 모듈은 러시아 현행 법률에 따른 모든 보호기준에 준하였음을 확인하였다.

전술된 바와 같이, 본 발명에서 제시하는 초동진압 자동 소화장치는, 고체소화약제의 칼륨이온화 가스와 분말소화약제의 제1인산암모늄(NH₄H₂PO₄)이 열 반응에 의해 생성된 메타인산(HPO₃)을 방출하도록 함에 따라, 칼륨이온화 가스 및 메타인산(HPO₃)의 효과적 작용에 의해 화재지역의 방진, 방염, 냉각, 질식, 부촉매 작용에 의한 초동진압을 빠르게 유도하여 소화장치의 안정성 및 효율성을 확보하여 산업적 이용 가치가 높을 것으로 판단된다.

200 : 초동진압 자동소화장치 203 : 체결 플렌지
205 : 설치모듈 207 : 천정결합모듈
210 : 소화약제용기 211 : 상부 체결환
213 : 하부 체결환 230 : 방출모듈
231 : 고무패킹 233 : 방출막
235 : 노즐부 237 : 관통홀
239 : 절개홈 250 : 발화모듈
251 : 고체소화약제 253 : 발화제
255 : 수커넥터 257 : 발화제 전기선
260 : 압력원 조립체 261 : 케이스
263 : 체결부 265 : 고정구
267 : 인입구 269 : 방출구
270 : 자가발전장치 271 : 발전장치
273 : 바이메탈 275 : 암커넥터
277 : 배선 280 : 지지대
281 : 용기 플렌지 290 : 설치패널
291 : 설치홈 293 : 고정홈
295 : 걸림턱 297 : 안전핀

Claims (21)

1. 화재에 대한 초동 진압이 가능한 자동소화 장치에 있어서,
   제1인산암모늄(NH₄H₂PO₄)을 포함하는 분말소화약제를 수용하기 위해 구 형상을 갖는 소화약제용기(210);
   임펄스 신호에 의해 발화를 유도하기 위해 질산칼륨(KNO₃) 또는 과염소산칼륨(KClO₄)을 함유하는 발화제(253) 및 고체소화약제(251)가 적재된 압력원 조립체(260)가 상기 소화약제용기(210) 내부에 체결되도록 상기 소화약제용기(210)의 상부에 결합되는 체결 플렌지(203);
   상기 소화약제용기(210)의 하부에 결합되며, 상기 분말소화약제의 반응 압력에 의해 개방된 후, 화학적 반응에 의해 생성된 소화약제를 화염 주위로 분산 토출시키는 방출모듈(230);
   상기 체결 플렌지(203)와 결합되어 상기 소화약제용기(210)를 임의의 위치에서 지면 방향으로 고정하기 위한 천정 결합모듈(207); 및
   상기 압력원 조립체(260)와 전기적 접속을 이루고, 화재지역에서의 화염을 감지한 후, 상기 압력원 조립체(260)로 상기 임펄스 신호를 자가 공급하는 자가발전장치(270);
   로 이루어지는 것을 특징으로 하는 화재 초동진압용 자동 소화장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 천정결합모듈(207)은 천정에 고정 설치되는 설치모듈(205)과, 상기 설치모듈(205)과 착탈 가능하도록 결합하는 지지대(280)로 구성되며, 상기 지지대(280)는 상기 체결 플렌지(203)와 결합하는 것을 특징으로 하는 화재 초동진압용 자동 소화장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 지지대(280)는 체결 플렌지(203) 상단에 나사 결합되고, 상기 체결 플렌지(203)는 소화약제용기(210)의 상측에 체결되며, 상기 체결 플렌지(203)의 하부에는 상기 압력원 조립체(260)가 결합되고;
   상기 압력원 조립체(260)는 다수의 방출구(269)가 형성되고 일단이 개구된 케이스(261)와, 상기 케이스(261)의 개구면에는 상기 체결 플렌지(203)와 체결되는 체결부(263)를 포함하고, 상기 체결부(263)의 중앙에는 관통된 인입구(267) 및 상기 체결 플렌지(203)와 나사 결합되기 위한 고정구(265)를 포함하는 것을 특징으로 하는 화재 초동진압용 자동 소화장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 압력원 조립체(260)의 내부에는 고형화된 고체소화약제(251)가 탑재되고, 상기 임펄스 신호에 의해 점화되는 발화제(253)가 상기 고체소화약제(251)의 상부에 안착되며, 상기 발화제(253)는 발화제 전기선(257)과 접촉되고;
   상기 발화제 전기선(257)은 상기 자가발전장치(270)와 접속되나, 수커넥터(255) 및 암커넥터(275)를 통해 분리 가능한 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 화재 초동진압용 자동 소화장치.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 자가발전장치(270)는 일 측에 형성되는 헤드와, 상기 헤드와 물리적으로 결합되어 있는 영구자석을 포함하는 무빙 코어부; 상기 무빙 코어부에 대해 일 방향으로 탄성력을 가하는 탄성수단; 열을 감지하기 전에는 상기 탄성수단의 탄성력에 대항하여 상기 무빙 코어부의 상기 헤드를 로킹하며, 열을 감지하면 상기 헤드를 언로킹하는 바이메탈; 상기 무빙 코어부의 상기 영구자석이 관통하여 이동할 때 기전력이 발생되고, 상기 기전력에 대응하는 상기 임펄스 신호를 출력하는 기전력발생부;로 이루어진 것을 특징으로 하는 화재 초동진압용 자동 소화장치.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 방출모듈(230)은 원뿔 절두체 형태 또는 피라미드 절두체 형태의 콘 형상으로 중앙에 관통홀(237)을 갖는 노즐부(235)를 포함하고, 상기 노즐부(235)와 소화약제용기(210) 사이에 설치되어 분말소화약제의 폭발 시 소화약제용기(210)를 개방시키는 방출막(233), 상기 노즐부(235) 및 방출막(233)을 밀봉 체결하는 고무패킹(231)으로 구성되며, 소화약제용기(210)의 하부 체결환(213)과 결합하는 것을 특징으로 하는 화재 초동진압용 자동 소화장치.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 방출막(233)은 소화약제용기(210)에 충진된 상기 분말소화약제의 노출을 방지하고, 상기 분말소화약제의 폭발 시 개방구를 형성하도록 다수의 절개홈(239)을 형성하는 것을 특징으로 하는 화재 초동진압용 자동 소화장치.
8. 제 6 항에 있어서,
   상기 방출모듈(230)의 높이는 상기 방출막(233) 지름의 0.3 내지 1.8배 비율을 갖는 것을 특징으로 하는 화재 초동진압용 자동 소화장치.
9. 제 6 항에 있어서,
   상기 소화약제 용기(210)의 높이는 상기 방출막(233) 지름의 2.0 내지 10.0 배 비율을 갖는 것을 특징으로 하는 화재 초동진압용 자동 소화장치.
10. 제 6 항에 있어서,
    상기 노즐부(235)는 그 표면이 물결모양으로 형성되는 것을 특징으로 하는 화재 초동진압용 자동 소화장치.
11. 제 6 항에 있어서,
    상기 원뿔 절두체 형태의 노즐부(235)의 하부에 형성되는 큰 홀의 지름(h1)은 방출모듈(230) 높이의 0.4 내지 1.0배인 것을 특징으로 하는 화재 초동진압용 자동 소화장치.
12. 제 6 항에 있어서,
    상기 원뿔 절두체 형태의 노즐부(235)의 상부에 형성되는 작은 홀의 지름(h2)는 방출모듈 높이의 0.1 내지 0.3배인 것을 특징으로 하는 화재 초동진압용 자동 소화장치.
13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 노즐부(235)의 개구각(divergence angle)은 45 내지 130°로 구성되는 것을 특징으로 하는 화재 초동진압용 자동 소화장치.
14. 제 6 항에 있어서,
    상기 방출막(233)의 두께와 소화약제 용기(210)의 두께 간 비율은 1:1 내지 1:10으로 이루진 것을 특징으로 하는 화재 초동진압용 자동 소화장치.
15. 제 1 항에 있어서,
    상기 방출모듈(230)의 노즐부(235)는 다수의 배출구를 갖는 원통형 구조로서, 원통형 구조의 하부면으로 상기 소화약제가 균일하게 분산되도록 디플렉터를 더 포함하며, 상기 디플렉터는 역방향으로 설치된 캡 또는 콘 형태로 이루어지고, 방향성 구멍이 있는 구조를 갖고;
    상기 노즐부(235)와 소화약제용기(210) 사이에 설치되어 분말소화약제의 폭발 시 소화약제용기(210)를 개방시키는 방출막(233), 상기 노즐부(235) 및 방출막(233)을 밀봉 체결하는 고무패킹(231)으로 구성되며, 소화약제용기(210)의 하부 체결환(213)과 결합하는 것을 특징으로 하는 화재 초동진압용 자동 소화장치.
16. 제 1 항 내지 제 12 항, 제 14 항, 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 소화약제 용기(210)는 최소한 2겹으로 이루어진 리크 프루프(Leak proof - 누출방지 봉합)에 의해 제작되어 밀폐에 의한 안정성을 높이는 것을 특징으로 하는 화재 초동진압용 자동 소화장치.
17. 제 1 항 내지 제 12 항, 제 14 항, 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 소화약제용기(210) 및 결속용 나사류는 내부식성을 갖는 재질의 금속류 또는 부식방지를 위한 방청도료가 도장되며, 상기 방출막(233)은 알루미늄 또는 구리 재질인 것을 특징으로 하는 화재 초동진압용 자동 소화장치.
18. 제 1 항 내지 제 12 항, 제 14 항, 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고체소화약제(251)는 질산칼륨(KNO₃), 과염소산칼륨(KClO₄), 질산바륨(Ba(NO₃)₂) 및 에폭시 수지류를 포함하는 고체혼합물인 것을 특징으로 하는 화재 초동진압용 자동 소화장치.
19. 제 1 항 내지 제 12 항, 제 14 항, 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발화제(253)는 질산칼륨, 질산암모늄, 목탄, 연료유, 질소산화물, 과염소산칼륨, 초석 및 황을 포함하는 그룹에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 화약조성물인 것을 특징으로 하는 화재 초동진압용 자동 소화장치.
20. 제 1 항 내지 제 12 항, 제 14 항, 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분말소화약제는 제1인산암모늄을 포함하는 것을 특징으로 하는 화재 초동진압 자동 소화장치.
21. 제 20 항에 있어서,
    상기 분말소화약제는 탄산수소나트륨, 탄산수소칼륨 및 탄산수소칼륨과 요소의 반응물 중에서 선택된 하나 이상의 물질을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 화재 초동진압 자동 소화장치.
    

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