KR101651658B1 - 자동 소화기 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동 소화기 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제조가 용이하고 구조가 간단하면서도 화재 발생시 이를 자동으로 감지하여 소화약제를 분사할 수 있도록 하면서도, 분전반이나 배전반, 네트워크 서버 시스템, 엔진룸, 주방의 가스레인지나 전기레인지, 전기밥솥 내부 등 협소한 곳에도 간단하게 설치할 수 있고, 소화약제의 누설 위험성이 없어서 장시간 유지가 가능한 자동 소화기를 제공할 목적으로, 화재 발생에 따른 고온의 열을 감지하는 화재감지 부재(10)와, 상기 화재감지 부재 내에 주입되어 화재시 외부로 분출되는 소화약제(11)의 결합으로 이루어지되, 상기 화재감지 부재는 난연성 에폭시이고, 상기 소화약제는 HFC 계열의 소화가스로 이루어진 자동 소화기 및 그의 제조방법이 제공된다.

Description

자동 소화기 및 그의 제조방법{AUTOMATIC FIRE EXTINGUISHER AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 자동 소화기 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 특히 화재 위험성이 내포된 곳에 부착 또는 설치하고, 화재 발생시 자동으로 소화약제를 방출 가능하게 하는 자동 소화기 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 소화기는 불을 끄기 위한 용도로 사용되는 것으로, 용기 내부에 불을 끌 수 있는 화학 물질이 채워져 있어서 화재시 호스 방향을 불이 난 곳으로 하여 안전핀을 제거한 다음 레버를 당기면 화학 물질이 분사되어 화재를 진압하도록 한 것으로, 소화약제의 종류나 형태에 따라 이산화탄소 소화기, 분말소화기, 포말소화기 등, 여러 가지 소화기가 제작되어 왔다.

그러나 일반적인 소화기는 사용자가 수동으로 조작해야 하므로 화재를 감지하지 못했을 경우 또는 화재 감지나 화재 진압이 어려운 곳에서는 소화기를 제대로 사용할 수 없는 등의 문제점이 있다.

이를 위해 대한민국 등록특허 제 10-1209541호(특허문헌 1)에서는 밀폐된 용기에 소화약제가 담겨진 소화기에 있어서,

상기 밀폐된 용기는 상/하부가 판재로 이루어지고, 상기 상부 판재와 하부 판재 사이에는 코어가 삽입되어 상기 상부 판재와 하부 판재를 기계적으로 서로 고정시키며, 상기 상부 판재와 하부 판재 사이는 연통(連桶)된 공간을 가지며;

상기 밀폐된 용기에는 화재발생부위에 상기 소화약제를 분사하기 위한 약제 분사부와 상기 소화약제(HFCs 계열의 소화가스)를 주입하기 위한 약제 주입부를 포함하고,

상기 약제 분사부는 상기 상부 판재 또는 하부 판재에 개구부를 형성하고, 상기 개구부는 가스분사 노즐 플러그에 의해 막혀 있으며, 화재발생에 의해 상기 가스분사 노즐 플러그에 열이 전달되면 상기 가스분사 노즐 플러그가 상기 개구부를 개방하여 소화약제가 분사되도록 한 패널형 소화기를 제안한 바 있다.

그러나 특허문헌 1과 같은 패널 소화기는 내부가 밀폐된 용기가 상/하부 판재들, 코어로 이루어지고 상/하부 판재 사이에 연통된 공간을 가지는 특수한 형태를 가짐에 따라 그 제조방법이 어렵고 고가의 비용이 소요되어 비경제적이다.

더욱이 상/하부 판재에 약제 주입구 및 가스분사를 위한 개구부가 형성되므로 평상시 장시간 방치하면 가스가 누설될 우려가 있는 등의 문제점이 있다.

1. 대한민국 등록특허 제 10-1209541호(2012.12.7 공고)

상기의 종래 기술이 내포한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 제조가 용이하고 구조가 간단하면서도 화재 발생시 이를 자동으로 감지하여 소화약제를 분사할 수 있도록 하는 패드형 또는 호스형 자동 소화기를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 예컨대 분전반이나 배전반, 네트워크 서버 시스템, 엔진룸, 주방의 가스레인지나 전기레인지, 전기밥솥 내부 등 협소한 곳에도 간단하게 설치할 수 있고, 소화약제의 누설 위험성이 없어서 장시간 유지가 가능한 자동 소화기를 제공하고자 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 화재 발생에 따른 고온의 열을 감지하는 화재감지 부재와, 상기 화재감지 부재 내에 주입되어 화재시 외부로 분출되는 소화약제의 결합으로 이루어진 소화부재를 포함하는 것을 특징으로 하여, 이와 같은 자동 소화기는 패드형 또는 호스형태로 제작될 수 있다.

제1실시예로, 패드형 자동 소화기는 상기 화재감지 부재가 난연성 에폭시이고, 상기 소화약제는 HFC 계열의 소화가스로서, 25~40부피%의 난연성 에폭시 내에 60~75부피%의 HFC 계열의 소화가스가 기포 상으로 분산 주입된 것을 특징으로 한다.

제2실시예로, 호스형 자동 소화기는 상기 화재감지 부재가 소정 길이를 가지고 내부가 밀폐되며 내경이 5~25mm의 폴리머 튜브이고, 상기 소화약제는 HFC 계열의 소화가스 80~95부피%와 질소가스 5~20부피%의 혼합물로서, 상기 소화약제가 상기 튜브 내의 밀폐 공간에 주입된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 소화기의 제조가 용이하고 간단한 구조를 취하고 있어서 제조비용이 저렴하면서도 대량 생산이 가능하여 경제적일 뿐 아니라, 주입구나 분사구와 같이 인위적인 구멍이 형성되어 있지 않으므로 소화약제의 누설 위험성이 전혀 없으므로 장시간 유지 가능하면서도 내구성이 우수하다.

더욱이 분전반이나 배전반, 네트워크 서버 시스템, 엔진룸, 주방의 가스레인지나 전기레인지, 전기밥솥 내부 등 협소한 곳에도 간단하게 설치할 수 있어서 편리성이 우수하고, 또한 화재 발생시 사용자의 별도 조작 없이 자동으로 소화약제가 분출되어 화재를 초기에 진압할 수 있으므로 안전성이 향상되는 등의 효과를 가진다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 자동 소화기의 단면도.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 자동 소화기의 제조공정을 보인 블록도.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 자동 소화기의 단면도.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 자동 소화기의 제조공정을 보인 블록도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 보인 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나 첨부된 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 실시예이므로 본 발명을 한정하는 것으로 의도되지 않으며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 기술이거나 용이하게 도출되는 정도의 기술에 대해서는 그에 관한 상세한 설명을 생략하기로 한다.

본 발명에 따른 자동 소화기는, 화재 발생에 따른 고온의 열을 감지하는 화재감지 부재와, 상기 화재감지 부재 내에 주입되어 화재시 외부로 분출되는 소화약제의 결합으로 이루어진 소화부재를 포함하여 구성되며, 이를 위해 상기 소화부재는 패드 형태인 제1실시예(도 1 및 도 2)와, 호스 형태인 제2실시예(도 3 및 도 4)로 구성될 수 있는데, 이하에서 도면을 참조하여 각 실시예의 구성 및 제조방법을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 자동 소화기의 단면도 및 부분 확대도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 자동 소화기의 제조공정을 보인 블록도이다.

도 1을 참조하는 바와 같이, 상기 소화부재(1)는, 패드 형태로 이루어진 것으로 상기 화재감지 부재(10)는 난연성 에폭시이고, 상기 소화약제(11)는 HFC 계열의 소화가스로서 특히 HFC-2227 약제일 수 있으나, 이에 제한을 두는 것은 아니다.

HFC 계열의 소화가스는 전역방출방식의 가스계 소화설비에 주로 적용되는 것으로 특허문헌 1에도 적용된 바 있으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상기 소화약제(11)는 가스 형태로서 점성이 높은 에폭시 수지 내에 기포 형태로 주입되어 있으며, 이때 상기 난연성 에폭시와 상기 소화약제(11)는 각각 25~40부피% 내지 60~75부피%의 부피비로 이루어지는 것이 바람직하다.

후술하는 실험 결과와 같이 소화약제(11)가 60부피% 이하인 경우에는 소화약제의 분출이 지연되고 소화 능력이 저하되는 문제가 있다. 반대로 난연성 에폭시에 75부피% 이상으로 소화약제를 주입하는 것은 그 제조에 있어 기술적으로 어려움이 있다.

이와 같은 패드형 소화부재(1)를 제품화하여 상기 소화부재(1)를 화재 발생 예상 위치에 부착할 수 있도록 하기 위해 본 발명의 자동 소화기는 고정부재를 더 포함할 수 있다.

상기 고정부재는 부직포(3) 및 접착제층(5)을 포함할 수 있고, 더 나아가 상기 접착제층(5)을 보호하기 위한 보호 스트립을 더 포함할 수 있으며, 이때 상기 부직포(3)의 일측 면에 상기 소화부재(1)가 고정되고, 상기 부직포(3)의 타측면에 상기 접착제층(5)이 형성된다.

이러한 패드형 자동 소화기를 제조하는 방법은 도 2와 같이 주입 단계(S1), 도포 단계(S2), 경화 단계(S3) 및 제품화 단계(S4)를 포함한다.

상기 주입 단계(S1)는, 밀폐된 챔버 내에 난연성 에폭시 수지를 넣고, 가열하면서 교반한다. 이를 위해 상기 챔버의 벽에는 전기 열선이 구비될 수 있고, 챔버 내부에는 모터에 의해 회전하는 교반 날개가 부설될 수 있다.

이러한 챔버 내의 난연성 에폭시를 가열, 교반하는 동안 에폭시 수지 내부에 HFC 계열의 소화가스를 고압으로 분사한다. 소화가스를 분사하기 위해 상기 챔버 내부에는 분사용 관(파이프)가 내입될 수 있고, 상기 분사용 관에는 적어도 하나 또는 다수 개의 분사노즐이 구비될 수 있다.

여기서 챔버 내에 투입되는 난연성 에폭시와, 상기 난연성 에폭시 내부로 주입되는 소화가스의 비율은 각각 난연성 에폭시 25~40부피%, 소화가스 60~75부피%인 것이 바람직하다.

이와 같이 하면, 에폭시 내부로 분사되는 소화가스가 점성을 가진 에폭시 수지 내에서 기포 형태로 분산되면서 잔존하는데, 여기서 소화가스를 75부피% 이상으로 주입하는 것은 많은 시간이 소요될 뿐 아니라, 난연성 에폭시의 부피가 증가하는데 한계가 있기 때문에 그 이상 주입하는 것은 어려움이 있다.

상기 도포 단계(S2)는, 상기 주입 단계(S1)에 의해 형성된 난연성 에폭시 및 소화가스 혼합물, 즉 소화부재(1)를 부직포(3)의 일측 면에 도포하여 결합시키는 공정이다. 이 경우 젤리 형태인 소화부재(1)가 미세한 기공을 가진 부직포(3)에 스며들게 되어 결합력이 향상될 수 있다.

상기 경화 단계(S3)는, 상기 부직포(3)에 도포된 소화부재(1)를 굳혀서 경화시키는 공정으로, 이 경우 소화부재(1)가 부직포(3)에 견고하게 고정될 수 있을 뿐 아니라 소화부재(1)가 경화되면 그 내부에 주입된 소화가스가 외부로 누출되지 않으면서도 부직포에 의해서 어느 정도 유연성을 가질 수 있다.

상기 제품화 단계(S4)는, 상기 부직포(3)의 배면에 접착제층(5)을 형성하고, 상기 접착제층(5)의 배면에 이형지와 같은 보호 스트립(7)을 형성하여 상품화하는 공정으로, 상기 접착제층(5) 및 보호 스트립(7)은 일종의 양면 테이프일 수도 있다.

이와 같이 제조된 패드형 자동 소화기는, 화재 발생시 난연성 에폭시인 소화감지 부재(10)가 열변형 및 크랙이 발생하면서 그 내부에 주입되어 있는 소화약제(11)가 외부로 방출되어 화재를 진압할 수 있다.

도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 자동 소화기의 단면도이고, 도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 자동 소화기의 제조공정을 보인 블록도이다.

도 3을 참조하는 바와 같이 본 발명의 제2실시예에 따른 소화부재(2)는, 소정 길이를 가지고 내부가 밀폐된 폴리머 튜브로 이루어진 화재감지 부재(20)와, 그 내부에 주입된 소화약제(21)를 포함한다.

상기 화재감지 부재(20)인 튜브(20)의 내경은 5~25mm일 수 있고, 약 100℃ 이상의 열이 가해질 경우 용융되거나 크랙이 발생하는 소재로 제조된다.

상기 소화약제(21)는 전술한 바와 같이 HFC 계열의 소화가스 80~95부피%와 질소가스 5~20부피%의 혼합물로 이루어질 수 있으며, 상기 소화약제(21)는 상기 튜브형 화재감지 부재(20) 내의 밀폐 공간에 주입된 형태이다.

상기 화재감지 부재(20)의 길이는 제한이 없으며, 짧게는 300mm, 길게는 3000mm일 수도 있으며, 설치 장소나 공간에 따라 그 직경과 길이가 적절한 크기로 제조될 수 있다.

상기 튜브형 자동 소화기의 제조는, 도 4를 참조하는 바와 같이 주입 단계(S10) 및 밀봉 단계(S20)를 포함한다.

상기 주입 단계(S10)는 양측 또는 일측에 개방 단부가 형성된 소정 길이의 튜브 내부 공간에 HFC 계열의 소화가스 80~95부피%와 질소가스 5~20부피%의 혼합물을 충진하는 공정이다.

또한, 상기 밀봉 단계(S20)는 상기 튜브의 개방 단부를 가열 및 압착하여 폐쇄함으로써 상기 소화약제(21)를 밀봉하기 위한 공정으로서, 이와 같이 튜브의 개방 단부에 열을 가하거나 고주파 처리를 통해 밀봉하면, 동일한 소재가 용융되었다가 밀봉되기 때문에 완벽하게 밀봉 처리되어 소화약제(21)의 누설 가능성이 거의 없다.

[시험예 1]

전술한 주입 단계(S1), 도포 단계(S2) 및 경화 단계(S3)를 통해 30부피%의 난연성 에폭시 내에 70부피%의 소화가스가 주입된 소화부재(1)를 부직포(3)로 고정한 후, 부직포(3) 이면에 양면테이프에 부착한 다음, 가로 및 세로의 크기를 각각 300mm 크기로 절단하여 본 발명의 시험재를 준비하였다.

동일한 제조방법으로 난연성 에폭시 40부피%와 소화가스 60부피%의 비교재 1, 난연성 에폭시 45부피%와 소화가스 55부피%의 비교재 2, 난연성 에폭시 50부피%와 소화가스 50부피%의 비교재 3을 각각 동일한 크기로 제조하였다.

준비된 시험재 및 비교재1~3을 각각 가로, 세로, 높이가 모두 600mm인 내열유리 상자 내의 상단에 부착한 다음, 0.5kg의 숯에 불을 붙이고 내열유리 상자 내에 넣은 후 밀폐 상태에서 완전 소화시까지 관찰하여 그 시간을 측정하였고, 그 결과는 하기의 표 1과 같다.

	소화 시간(초)	비고
시험재	24	우수
비교재1	49	양호
비교재2	75	보통
비교재3	375	불량

위 표 1의 결과와 같이, 시험재의 소화 시간이 24초로 가장 짧아서 안정적이고, 비교재1도 1분 이내에 소화가 이루어져서 양호한 수준을 나타낸 반면, 비교재 3은 완전 소화가 이루어지기까지 6분 이상이 소요되어 양호하지 않은 수준을 나타냈다.

이상의 설명은 비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 특허청구범위에 속함은 자명하다.

1, 2 : 소화부재
3: 부직포
5: 접착제층
7: 보호 스트립
10, 20: 화재감지 부재
11, 21: 소화약제

Claims (6)

1. 화재 발생에 따른 고온의 열을 감지하는 난연성 에폭시로 이루어진 화재감지 부재와, 상기 화재감지 부재 내에 주입되어 화재시 외부로 분출되는 HFC 계열의 소화약제의 결합으로 이루어진 소화부재; 상기 소화부재를 화재 발생 예상 위치에 부착되게 하는 고정부재; 를 포함하는 자동 소화기에 있어서,
   상기 소화부재는, 25~40부피%의 난연성 에폭시 내에 60~75부피%의 HFC 계열의 소화가스가 기포 상으로 분산 주입된 것이고,
   상기 고정부재는, 부직포와, 상기 부직포의 일측 면에 고정된 소화부재와, 상기 부직포의 타측면에 형성된 접착제층 및 상기 접착제층의 배면에 형성된 보호 스트립을 포함하되,
   상기 자동 소화기는,
   모터에 의해 회전하는 교반 날개 및 전기열선이 구비된 밀폐 챔버 내에 난연성 에폭시를 넣고 가열, 교반하면서 분사노즐이 구비된 분사관을 통해 난연성 에폭시 내부로 HFC 계열의 소화가스를 분사함으로써 상기 난연성 에폭시 내에 상기 소화가스가 기포 상으로 분산 주입된 상기 소화부재를 제조하는 주입 단계와,
   상기 소화부재가 경화되기 전에 상기 부직포의 일측 면에 도포하여 젤리 형태의 소화 부재가 상기 부직포에 스며들도록 결합시키는 도포 단계와,
   상기 부직포에 도포된 소화부재를 경화시켜서 부직포와 소화부재를 고정하는 경화 단계로 제조된 것을 특징으로 하는 자동 소화기.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제

Images