KR101377693B1 - 자동 소화기의 작동장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 마찰에 의한 점화기를 이용한 자동 소화기의 작동장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 화재 발생을 자동으로 감지함과 동시에 마찰 방식으로 구동하는 점화기를 이용하여 불꽃을 발생시키고 이 불꽃에 의해 고체 에어로졸 소화약제가 연소되게 하여 소화 에어로졸을 방출하는 자동 고체 에어로졸 소화기의 작동장치에 관한 것이다.
이를 위해 구성되는 본 발명에 작동장치는, 화재 발생을 감지하는 열감지 수단; 상기 열감지수단의 열감지신호를 전달받으면 회전력을 발생시키는 회전력 발생수단; 및 상기 회전력 발생수단의 회전력을 이용하여 마찰방식에 의해 불꽃을 발생하는 점화수단을 포함한다.

Description

자동 소화기의 작동장치{OPERATION OF AUTOMATIC FIRE EXTINGUISHER EQUIPMENT}
본 발명은 마찰에 의한 점화기를 이용한 자동 소화기의 작동장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 화재 발생을 자동으로 감지함과 동시에 마찰 방식으로 구동하는 점화기를 이용하여 불꽃을 발생시키고 이 불꽃에 의해 고체 에어로졸 소화약제가 연소되게 하여 소화 에어로졸을 방출하는 자동 고체 에어로졸 소화기의 작동장치에 관한 것이다.
일반적으로 소화기는 화재를 초기에 진압할 때에 사용하는 것으로서, 화재는 그 성질에 따라 일반화재, 유류화재, 전기화재 및 금속화재로 구분되며, 화재를 진압할 때는 이러한 상황에 따라 적절한 소화기를 선택 사용함으로써 화재를 진압하게 된다. 이러한 소화기는 다시 그 내부에 충전되는 소화약제에 따라 분말소화기, 이산화탄소 소화기, 할론 및 가스식 소화와 고체 에어로졸 소화기 등으로 나뉘어진다. 또한, 작동하는 방법에 따라 수동식 소화기와 자동식 소화기로 구분된다.
수동식 소화기는 안전핀을 뽑고 레버를 손으로 파지하여 소화약제를 분사하는 소화기로 가장 흔히 볼 수 있는 소화기이다. 자동식 소화기는 열 또는 연기를 감지하여 자동으로 소화약제를 방출하여 화재를 진압하는 소화기이다. 그리고 상기 자동식 소화기는 전기식과 기계식으로 나뉘는 데, 전기식은 열 또는 연기를 감지하면 전기신호를 공급하여 전기식 점화장치에 의해 소화약제를 연소하게 하는 구성을 가지며, 기계식은 열을 감지하면 열을 이용하여 기계식 점화기를 작동시키고 기계식 점화기에서 발생하는 불꽃으로 소확약제를 연소하게 하는 구성을 가진다.
종래의 기계식 자동 소화 장치를 도 1을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 자동 고체 에어로졸 소화기를 나타낸 단면도이다.
평상시에는 공이(80)가 고정볼(26)에 의해 고정되어 있고, 상기 고정볼(26)은 이융성금속(24)에 의해 지지되어 있다. 그리고 이융성 금속(24)은 열전도판(42)에 접촉되어 있다. 또한 공이(80)는 탄성수단(40)에 지지되어 있는데, 탄성수단(40)은 공이(80)가 운동하는 통로(12) 내부에서 압축된 상태로 공이(80)를 지지하고 있다. 화재가 발생하게 되면, 감지부 몸통(10)에 장착된 열전도판(42)에 열이 전달되어 온도가 상승하게 되고, 일정 온도 이상의 열이 전달되면 상기 열전도판(42)과 접촉하고 있는 이융성금속(24)이 녹게 된다.
열을 받아 녹은 이융성금속(24)은 이융성금속노출구멍(22) 밖으로 흘러나오게 되고, 상기 고정볼(26)은 상기 이융성금속(24)이 있던 공간으로 이동하게 되고, 이로써 상기 공이(80)의 구속을 해지하게 된다. 상기 고정볼(26)에 의해 구속되어 있다가 구속이 해지된 공이(80)는 상기 탄성수단(40)의 탄성에 의해 통로(12)를 따라 밑으로 급속히 이동하고, 상기 공이(80)의 하단에 형성된 격침부(88)는 뇌관(110)에 물리적 충격을 가하게 된다. 이때 상기 뇌관(110)이 폭발하게 되고, 상기 뇌관(110)의 폭발로 인하여 기폭제(108)가 점화되게 된다.
상기 기폭제(108)의 점화로 인해 발생되는 압력과 열에 의해 상기 기폭제 용기부 마개(102)가 파열되고, 이러한 화염은 발화제(106)에 옮겨붙어 상기 발화제(106)를 발화시킨다. 상기 발화제(106)가 발화함으로써 상기 고체 에어로졸 소화약제(140)가 연소하여 고체 소화 에어로졸이 발생된다. 상기 고체 에어로졸은 하부로 이동하면서 냉각제 상부타공망(126)을 지나고, 냉각제(128)를 지나면서 냉각되고, 냉각제 하부타공망(136)과 방출타공망(132)을 통해 밖으로 배출된다. 배출 분사된 상기 고체 에어로졸은 화재 발생 지역에서 산소를 차단시키거나, 또는 화재의 연쇄 반응을 차단함으로써 소화기능을 수행한다.
그런데, 이러한 종래의 기계식 자동 소화기는 공이(80)의 하단에 형성된 격침부(88)에 의해서 뇌관(110)이 폭발하게 되고, 그 뇌관(110)의 폭발로 기폭제(108)에 점화되는 것인데, 상기 공이(80)에 형성된 격침부(88)가 뇌관(110)을 정확하게 타격하지 못할 경우 즉, 탄성수단(40)의 탄성력 감소, 진동으로 인한 공이의 편심 또는 진동으로 인한 이동불량 등으로 인하여 공이(80)가 불안정하게 이동할 경우 또는 뇌관(110)이나 기폭제(108)로 사용되는 화공물이 장기간 설치, 보관 등으로 응고되거나 성분변화 및 위치이탈 등의 변화가 발생한 경우에는 점화가 발생하지 못하게 되고, 이로 인해 소화기가 작동되지 않게 되어 화재를 진압할 수 없게 되는 문제점이 종종 야기되고 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 점화 방식에 있어서 폭약 성분을 함유한 화공물질을 사용하지 않아 소화기제품의 안정성을 보장하고, 소화기가 설치된 환경에 따른 요인으로 인해 변질될 가능성이 있는 화공물질의 사용을 배제하여 점화장치의 오동작 가능성을 대폭 감소시킬 수 있는 있는 자동 소화기의 작동장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 화재 발생을 감지하는 열감지 수단; 상기 열감지수단의 열감지신호를 전달받으면 회전력을 발생시키는 회전력 발생수단; 및 상기 회전력 발생수단의 회전력을 이용하여 마찰방식에 의해 불꽃을 발생하는 점화수단을 포함한다.
그리고 상기 회전력 발생수단은, 상기 열감지 수단에 의해 회전이 구속되어 있는 회전축; 및 상기 열감지수단이 열을 감지하여 회전축의 구속을 해제하면 상기 회전축을 회전시키도록 상기 회전축과 연결된 판스프링을 포함한다.
또한 상기 점화수단은, 상기 회전력 발생수단의 회전력을 전달받아 회전하는 마찰부재; 및 상기 마찰부재와 밀착되게 설치되어 상기 마찰부재와의 마찰에 의해 불꽃을 발생시키는 불꽃발생부재를 포함한다.
본 발명에 따른 자동 소화긱 작동장치는 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 화재 발생시 판스프링의 탄성력을 이용한 회전력으로 불꽃발생수단을 작동시키고, 상기 불꽃발생수단에서 발생되는 불꽃에 의해서 고체 에어로졸 소화 약제를 점화 연소시킴으로써 점화 오동작에 따른 소화기의 작동 불량을 최소화 할 수 있다.
둘째, 폭약을 내장한 뇌관 및 기폭제의 충진 설치가 필요하지 않게 되어, 제조과정이나 제품 공급과정에서의 안정성을 담보할 수 있으며, 아울러 종래의 뇌관이나 기폭제로 사용되는 화공물의 응고나 성분변화 및 위치이탈 등으로 인한 소화기의 작동불능을 미연에 방지할 수 있다.
도 1은 종래의 소화기 작동장치가 설치된 고체에어로졸 소화기를 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 소화기 작동장치가 적용된 소화기의 일부 외관도.
도 3은 본 발명에 따른 소화기 작동장치의 측단면 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 소화기 작동장치의 정단면 구성도.
도 5는 본 발명에 따른 소화기 작동장치가 설치된 소화기가 작용 상태도.
도 6은 본 발명에 따른 소화기 작동장치의 다른 실시예를 나타낸 측단면 구성도.
이하, 첨부된 도2 이하를 참조하여 본 발명에 따른 마찰에 의한 불꽃발생장치를 이용한 소화기 작동장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 2는 소화기 작동장치가 적용된 소화기의 일부 외관도이다.
도 2에 서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 소화기 작동장치(200)는 화재 발생시 화재를 진압하기 위하여 소화기를 자동으로 작동시키기 위한 것으로서, 소화기 몸체(100)의 상단 중앙에 설치된다. 그리고 도면에는 분리되어 도시되었지만, 열감지판(202)이 작동장치 외부로 돌출되게 설치되어, 화재 발생시 열전도 기능을 수행한다.
도3은 본 발명에 따른 소화기 작동장치의 측단면 구성도, 도4는 정단면 구성도이다.
본 발명에 따른 소화기 작동장치는, 소화기 몸체(120)의 내부와 연통되도록 소화기 상단에 결합되어 설치된다.
그 구성을 살펴보면, 작동장치의 하우징(201)의 상단면 중앙으로부터 내부로 관통되게 상부면 홀(212)이 형성되고, 상기 상부면 홀(212)에는 회전축(203)이 삽입 형성되는데 상기 회전축(203)의 일단은 상기 상부면 홀(212)의 입구에 회전가능하게 지지 고정되고 타단에는 수평베벨기어(208)이 설치된다. 상기 회전축(203)의 상부에는 회전을 구속하기 위한 홈(205)이 형성되어 있고, 상기 홈(205)에 이융성금속(213)이 끼워져 상기 회전축(203)의 회전을 구속하는 기능을 수행한다. 상기 이융성금속(213)은 하우징(201) 상부 외측면으로부터 내부로 관통된 측면 홀(204)에 삽입되어, 일단이 상기 회전축(203)의 홈(205)에 끼워지고 타단은 외부로 돌출되게 설치되는 열감지판(202)에 접촉되어 지지된다. 또한, 상기 회전축(203)을 회전시키기 위한 판스프링(206)이 설치되는데, 그 일단은 하우징(201)의 내벽에 고정되고, 타단은 상기 회전축(203)에 고정되어 설치된다.
본 발명에 따른 작동장치의 세팅은, 회전축(203)을 판스프링(206)을 감는 방향으로 최대한 회전시킨 상태에서, 상기 하우징(201) 측면홀(204)을 통해 이융성 금속(213)을 삽입하여 그 일단이 상기 회전축(203)의 홈(205)에 끼워져 회전축(203)을 구속하게 하고, 열전도판(202)을 설치하여 상기 이융성 금속(213)의 타단을 지지하도록 한다. 이렇게 되면 회전축(203)은 감긴 판스프링(206)에 의해 회전하려하는 위치에너지를 갖지만, 이융성금속(213)의 구속에 의해 회전이 일어나지는 않게 된다.
한편, 회전축(208)의 타단(도3 및 도4에서 하단)에는 수평베빌기어(208)이 고정 설치되고, 상기 수평베벨기어(208)와 직교하여 맞물리는 수직베벨기어(209)가 설치된다. 수직베벨기어(209)는 양단이 각각 하우징(201) 내벽에 회전가능하게 고정된 구동축(211)에 관통되게 설치되고, 상기 구동축(210)의 중심에는 그 원주를 따라 마찰부재(210)가 고정 설치된다. 그리고 상기 마찰부재(210)와 맞닿도록 부싯돌(216)이 설치되는데, 상기 부싯돌(216)은 일단이 상기 하우징(201) 내벽에 일단이 고정되어 상기 구동축(211)과 수직하게 설치된 원통형 지지부재(215) 내에 삽입되도로 설치된다. 그리고 상기 지지부재(215) 내에서 상기 부싯돌(216)은 상기 마찰부재(210)에 밀착되도록 스프링(214)에 의해 지지된다.
미 설명된 부호 207은 방수 베어링으로서, 상기 하우징(201)의 중앙부 내측벽에 지지되어 상기 회전축의 외주면을 감싸도록 설치되는데, 상기 회전축(203)의 하부에 설치된 베벨기어(208,209), 마찰부재(210), 부싯돌(216)으로 외부 이물질이나 수분이 침투되는 것을 막기 위해 설치된다. 상기 베벨기어(208,209), 마찰부재(210), 부싯돌(216)은 점화기능을 담당하는 구성요소들이므로 이들이 설치된 부분에 이물질이나 수분이 침투하는 경우 점화 오동작이 발생할 수 있으므로 이들 구성소가 설치된 공간을 밀봉해야 할 필요가 있고, 상기 방수베어링(207)이 이러한 기능을 담당한다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 소화기 작동장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.
본 발명이 적용된 소화기가 설치된 공간에서 화재가 발생하면, 열감지판(202)으로 열이 전도되고, 열감지판(202)에 전도된 열은 이융성금속(213)에 전달되는데, 임계온도 이상의 열이 전달되면 이융성금속(213)이 녹게 된다. 녹은 이융성금속(213)은 하우징(201) 측면홀(204)을 통해 흘러나오게 되고, 이로써 회전축(203)의 구속이 해제된다. 구속이 해제된 회전축(203)은 판스프링(206)의 힘에 의해 회전하게 되고, 회전축(203)의 회전력은 수평베벨기어(208)와 수직베벨기어(209)를 통해 구동축(211)에 전달되어 구동축(211)이 회전되게 된다.
구동축(211)이 회전하게 되면, 상기 구동축(211)의 중앙부 외주면에 설치된 마찰부재(210)가 회전하면서, 마찰부재(210)와 밀착된 부싯돌(216)과 마찰을 일으키면서 다수의 불꽃을 발생시키게 된다.
이렇게 발생된 불꽃은 도5에 도시된 바와 같이, 소화기 몸체 내로 인가되어 고체 에어로졸 소화약제(230)를 연소시키게 되고, 고체 에어로졸 소화약제(230)가 연소되면서 화염과 함께 고온의 에어로졸이 발생한다. 화염과 고온의 에어로졸은 연소실(231)을 거치면서 화염은 제거되고 에어로졸만 배출구(234)를 거쳐 외부로 분사된다.
도6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 작동장치의 구성을 나타낸 측단면이다.
본 발명의 다른 실시예의 구성은, 본 발명에 따른 작동장치를 물리적으로 2개의 파트로 분리한 구성으로서, 열감지 및 회전력 발생을 담당하는 열감지판(202), 이융성금속(213), 회전축(303), 판스프링(206)을 별도의 모듈로 분리 구성한 것이다.
이는 본 발명이 적용되는 소화기의 상용화 제품을 생산하는 경우, 성능 테스트 과정에서 열감지 및 회전력 발생을 담당하는 파트를 제외한 점화기능 담당부와 소화부는 별도의 테스트 과정을 거치는 것이 필요한 경우가 있다.
이를 위해 본 발명의 다른 실시예의 구성은, 본 발명의 일실시예 구성에서의 하우징(201)과 회전축을(203)을 물리적으로 분리하였다가, 완제품 조립시 최종단계에서 결합하여 사용할 수 있도록 한 것이다.
분리된 하우징(301, 302)는 나사(306. 307) 결합에 의해 하나의 몸체로 조립되고, 분리된 회전축(303, 305)는 돌기-홈 결합에 의해 하나의 몸체로 조립될 수 있도록 구성한 것이다. 이들이 조립되어 결합한 상태에서의 동작은 본 발명의 일시실시예의 구성과 동일하다.
이와 같이 본 발명에 따른 소화기 작동장치는, 점화방식에 있어 화약 성분의 폭약이나 화동물질을 사용하지 않고, 마찰 방식에 의해 불꽃을 발생하는 구조이므로 종래의 소화기 작동장치에 비해 점화동작의 오류를 줄이고, 제품의 안정성을 높일수 있게 된다.
이상에서 본 발명의 구체적인 실시예를 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명은 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형의 실시가 가능하며, 이러한 변형은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 된다.
본 발명은 친환경 소화기 산업분야의 중요한 제품으로 실시될 수 있다.
100:몸체 120:소화기 몸체
200:소화기 작동장치 201:하우징
202:열감지판 203:회전축
204:측면 홀 205:홈
206:판스프링 207:방수 베어링
208:수평베벨기어 209:수직베벨기어
210:마찰부재 211:구동축
212:상부면 홀 213:이융성금속
214:스프링 215:지지부재
216:부싯돌 230:소화약제
231:연소실 234:배출구

Claims (7)

  1. 자동 소화기의 작동장치에 있어서,
    화재 발생을 감지하는 열감지 수단;
    상기 열감지수단에 의해 회전이 구속되어 있는 회전축과 상기 열감지수단이 열을 감지하여 회전축의 구속을 해제하면 상기 회전축을 회전시키도록 상기 회전축과 연결된 판스프링으로 이루어져 상기 열감지수단의 열감지신호를 전달받으면 회전력을 발생시키는 회전력 발생수단; 및
    상기 회전력 발생수단의 회전력을 이용하여 마찰방식에 의해 불꽃을 발생하는 점화수단
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 소화기의 작동장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 점화 수단은,
    상기 회전력 발생수단의 회전력을 전달받아 회전하는 마찰부재; 및
    상기 마찰부재와 밀착되게 설치되어 상기 마찰부재와의 마찰에 의해 불꽃을 발생시키는 불꽃발생부재
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 소화기의 작동장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 회전력 발생수단의 회전력을 전달받는 기어세트; 및
    상기 기어세트와 결합하여 회전하고 상기 마찰부재가 장착되는 구동축
    을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 자동 소화기 작동장치.
  5. 청구항 1항에 있어서,
    상기 회전축 주위를 감싸도록 설치되어 점화수단으로 이물질과 수분이 침투하는 것을 방지하기 위한 밀봉수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 소화기 작동장치.
  6. 청구항 5항에 있어서,
    상기 밀봉수단은 방수 베어링인 것을 특징으로 하는 자동 소화기 작동장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 열감지수단과 상기 회전력발생수단은 물리적으로 분리된 모듈로 구성되어, 조립에 의해 상기 점화수단과 결합하도록 구성된 것을 특징으로 하는 자동 소화기 작동장치.
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