KR101808612B1 - 케이블 트레이용 화재 확산 방지 구조물 - Google Patents

케이블 트레이용 화재 확산 방지 구조물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 케이블 트레이용 화재 확산 방지 구조물에 관한 것이다. 본 발명은 화재시 케이블 트레이에 포설된 케이블을 통하여 화재가 확산되는 것을 방지하기 위한 케이블 트레이용 화재 확산 방지 구조물로서, 케이블의 상하에 위치하고 열에 의하여 팽창하는 열팽창성 수지로 이루어진 차열 차염 패드 및 케이블 사이사이에 위치하고 열에 의하여 팽창하는 열팽창성 수지로 이루어진 케이블 격리 부재를 포함하고, 화재시 차열 차염 패드 및 케이블 격리 부재가 열에 의하여 팽창하여 케이블 자체의 연소를 차단함으로써 화재의 확산을 방지하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 평상시에는 외부 물체와의 접촉에 의한 손상을 방지하고, 통기성을 확보할 수 있으므로 열 방출이 중요한 구조물이 평상시에 열로 인해 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있고, 일정한 간격으로 다중설치가 가능하여 단계적으로 화재가 확산되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 화재시에는 열에 의하여 팽창하여 케이블 및 배관을 감싸서 외부로 밀폐 차단시킴으로써 화재로부터 보호할 수 있다.

Description

케이블 트레이용 화재 확산 방지 구조물{A Structure Of Prohibiting Propagation Of Fire Through A Cable Tray}
본 발명은 케이블 트레이용 화재 확산 방지 구조물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 케이블 트레이의 내부를 통한 화재의 확산을 방지할 수 있는 케이블 트레이용 화재 확산 방지 구조물에 관한 것이다.
현재 대부분의 건물과 각종 시설물에는 여러 가지 배관과 전기 구조물이 필수적으로 필요하다. 이러한 구조물 들의 내측에는 가연성 물질로 제작된 다수의 케이블이 수납되게 되는데 종류에 따라 매우 다양한 형상을 가지고 있다. 수납된 케이블은 화재시 외부로부터 발생하는 열과 화염에 노출되고 이를 통해 연접된 시설물의 화재로 확산된다.
따라서 종래에는 폼 및 기타 불연성 또는 난연성 소재로 제작된 제품을 케이블에 설치하여 밀봉하는 구조로 되어 있어 장시간 화재시 화염에 의해 방어 소재가 균열되고 이를 통해 시설물로 확산되는 경우가 발생하고 있다.
또한 가연성 물질로 제작된 케이블의 외피 및 절연층이 심지처럼 타 들어가 설치된 방화구획재를 넘어서 재착화되어 화재가 확산되는 문제점이 있다.
또한 종방향으로 설치된 케이블 트레이 등 배관 시설물의 케이블 접속점에서 발화하여 인접된 케이블에 연쇄적으로 화염이 전파되고 이로 인해 화재가 확산되는 문제점 있다.
1. 등록특허공보 제10-1668740호(2016.10.18.) 2. 공개특허공보 제10-2008-0049915호(2008.06.05.)
본 발명은 케이블 트레이용 화재 확산 방지 구조물을 제공하고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면은, 화재시 케이블 트레이에 포설된 케이블을 통하여 화재가 확산되는 것을 방지하기 위한 케이블 트레이용 화재 확산 방지 구조물로서, 케이블의 상하에 위치하고 열에 의하여 팽창하는 열팽창성 수지로 이루어진 차열 차염 패드 및 케이블 사이사이에 위치하고 열에 의하여 팽창하는 열팽창성 수지로 이루어진 케이블 격리 부재를 포함하고, 화재시 차열 차염 패드 및 케이블 격리 부재가 열에 의하여 팽창하여 케이블 자체의 연소를 차단함으로써 화재의 확산을 방지하는 것을 특징으로 하는 케이블 트레이용 화재 확산 방지 구조물일 수 있다.
케이블 격리 부재는, 띠 형태의 시트로서 케이블과 케이블 사이에 파형으로 배치될 수 있다.
차열 차염 패드의 케이블 방향에는 돌출부가 형성되어 있을 수 있다.
차열 차염 패드의 상하에는 각각 상부 케이스 및 하부 케이스를 더 포함하고, 상부 케이스 및 하부 케이스에 의하여 차열 차염 패드에는 압력이 가해질 수 있다.
상부 케이스 및 하부 케이스는 볼트-너트에 의하여 체결될 수 있다.
상부 케이스 및 하부 케이스의 외부면을 감싸는 고정 밴드를 더 포함할 수 있다.
열팽창성 수지는, 합성수지 또는 천연수지에, 무기 팽창계 난연제, 인계 난연제, 무기 수산화계 난연제, 붕산계 난연제, 규산계 또는 탄산계 난연제로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상을 혼합한 것을 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 케이블 트레이의 내측에 일정한 간격으로 설치되거나 건축물 및 시설물의 관통부에 설치함으로써 평상시에는 외부 물체와의 접촉에 의한 손상을 방지하고, 통기성을 확보할 수 있으므로 열 방출이 중요한 구조물이 평상시에 열로 인해 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있고, 일정한 간격으로 다중설치가 가능하여 단계적으로 화재가 확산되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 화재시에는 열에 의하여 팽창하여 케이블 및 배관을 감싸서 외부로 밀폐 차단시킴으로써 화재로부터 보호할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 측면에 따른 케이블 트레이용 화재 확산 방지 구조물에 대한 분해 사시도이다.
도 2에는 본 측면에 따른 화재 확산 방지 구조물을 장착한 케이블에 대한 난연성 시험 결과를 나타낸 사진이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시 형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
본 발명은 케이블 트레이용 화재 확산 방지 구조물에 관한 것으로서, 화재시 케이블 절연체의 연소 등을 통하여 화재가 확산되는 것을 방지할 수 있는 케이블 트레이용 화재 확산 방지 구조물에 관한 것이다.
도 1에는 본 발명의 일 측면에 따른 케이블 트레이용 화재 확산 방지 구조물에 대한 분해 사시도를 도시하였다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 측면은, 화재시 케이블 트레이에 포설된 케이블을 통하여 화재가 확산되는 것을 방지하기 위한 케이블 트레이용 화재 확산 방지 구조물로서, 케이블(40)의 상하에 위치하고 열에 의하여 팽창하는 열팽창성 수지로 이루어진 차열 차염 패드(20, 50) 및 케이블(40) 사이사이에 위치하고 열에 의하여 팽창하는 열팽창성 수지로 이루어진 케이블 격리 부재(30)를 포함하고, 화재시 차열 차염 패드(50) 및 케이블 격리 부재(30)가 열에 의하여 팽창하여 케이블(40) 자체의 연소를 차단함으로써 화재의 확산을 방지하는 것을 특징으로 하는 케이블 트레이용 화재 확산 방지 구조물일 수 있다.
케이블 트레이에는 다양한 전력용 케이블이나 통신용 케이블이 포설될 수 있다. 케이블 트레이에 포설된 케이블의 상하에는 차열 차염 패드(20, 50)가 위치할 수 있다. 차열 차염 패드(20, 50)는 열에 의하여 팽창하는 열팽창성 수지로 이루어질 수 있다. 케이블 트레이와 이에 포설된 케이블(40) 사이의 공간을 고려하여 차열 차염 패드(20, 50)의 두께를 달리하여 설치할 수 있다. 차열 차염 패드(20, 50)는 신축성을 가지고 있어 위아래에서 압력을 가하는 경우 케이블(40)과의 밀착성을 향상시킬 수 있다.
차열 차염 패드(20, 50)의 포설된 케이블(40) 방향으로는 돌출부(21, 51)가 형성되어 있을 수 있다. 돌출부(21, 51)는 신축성을 가질 수 있으며, 이러한 돌출부(21, 51)로 인하여 차열 차염 패드(20, 50)와 케이블(40)의 접촉시 접촉점이 감소하여 통기성을 확보할 수 있다. 이로써 케이블(40)에서 발생하는 열을 외부로 발산시킴으로써 케이블(40)의 온도 상승을 억제할 수 있고 케이블(40)의 성능 저하 및 손상을 방지할 수 있다.
포설된 케이블(40) 사이사이에는 케이블 격리 부재(30)가 위치할 수 있다. 케이블 격리 부재(30)는 열에 의하여 팽창하는 열팽창성 수지로 이루어질 수 있다. 케이블 격리 부재(30)는 플렉시블한 띠 모양의 시트일 수 있으며, 케이블 사이사이를 파형으로 감쌀 수 있다. 즉, 케이블 격리 부재(30)는 띠 형태의 시트로서 케이블과 케이블 사이에 파형으로 배치될 수 있다. 이렇게 함으로써 케이블(40) 사이에 존재하는 공간을 최소화 할 수 있으며, 이러한 공간을 통한 화재시 화염의 침투를 억제하여 화재의 확산을 방지할 수 있다.
본 측면에 따른 화재 확산 방지 구조물은, 차열 차염 패드(20, 50)의 상하에 각각 상부 케이스(60) 및 하부 케이스(10)를 더 포함할 수 있다. 상부 케이스(60) 및 하부 케이스(10)에 의하여 차열 차염 패드(20, 50)에는 압력이 가해질 수 있다. 이러한 압력에 의하여 포설된 케이블(40)과 차열 차염 패드(20, 50) 및 케이블 격리 부재(30)와의 밀착성이 향상되어 포설된 케이블(40) 사이에 형성되는 빈 공간을 최소화 할 수 있다.
상부 케이스(60) 및 하부 케이스(10)는 볼트-너트(70, 80)에 의하여 체결될 수 있다. 하지만 이에 한정되는 것은 아니며 상부 케이스(60)와 하부 케이스(10)를 체결함으로써 차염 차염 패드(20, 50) 등 그 내부에 위치하는 구성물에 압력을 가할 수 있는 것이라면 어떠한 것이든 사용할 수 있다. 예를 들어, 인장 스프링으로 상부 케이스와 하부 케이스를 체결함으로써 양자 간에 인력이 가해지도록 할 수 있다.
상부 케이스(60) 및 하부 케이스(10)의 외부면을 감싸는 고정 밴드(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상부 케이스(60)와 하부 케이스(10) 간의 체결이 볼트-너트(70, 80) 체결로는 부족한 상황에서는 이를 보완하기 위하여 상부 케이스(60)와 하부 케이스(50)의 외면을 지나도록 고정 밴드를 장착할 수 있다. 고정 밴드는 고무나 실리콘과 같은 탄성이 있는 수지 재질로 만들어질 수도 있지만, 신축성이 작은 수지 등으로 만들어질 수도 있다.
본 측면에서, 열팽창성 수지는, 합성수지 또는 천연수지에, 무기 팽창계 난연제, 인계 난연제, 무기 수산화계 난연제, 붕산계 난연제, 규산계 또는 탄산계 난연제로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상을 혼합한 것을 포함할 수 있다.
구체적으로, 열팽창성 수지는 혼합된 무기 수산화계 난연제가 화재로 인해 생성된 초기 탄화물을 규산계(SiO2)와 붕산계(B2O5)등을 혼합하여 재응고하게 하고 이로 인해 탄화막을 점증 견고하게 하는 역할을 하여 온도에 따라 단계적으로 차열 및 차염 성능을 발휘할 수 있도록 혼합되어 만들어 질 수 있다. 또는 이와 달리 화재시의 온도에 따라 단계적으로 차열 및 차염 성능을 발휘할 수 있도록, 이소시아네이트, 실리콘, 폴리올, 고무 등의 합성수지 또는 천연수지에, 무기 팽창계 난연제와, 인계 난연제와, 폴리인산암모늄(APP) 또는 폴리인산멜라민(MPP)와, 무기 수산화계 난연제와, 붕산계 난연제와, 규산계 또는 탄산계 난연제로부터 선택된 하나 또는 둘 이상을 혼합하여 만들어질 수 있다.
열팽창성 수지는, 합성수지 또는 천연수지 100 중량부를 기준으로, 무기 팽창계 난연제 5~70 중량부, 인계 난연제 10~70 중량부, 폴리인산암모늄(APP) 또는 폴리인산멜라민(MPP) 10~30 중량부, 무기 수산화계 난연제 10~70 중량부, 붕산계 난연제 10~70 중량부, 규산계 또는 탄산계 난연제 10~70 중량부로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상을 합성수지 또는 천연수지에 혼합하여 제조할 수 있다.
무기 팽창계 난연제는 팽창흑연, 팽창진주암, 펄라이트 등을 포함할 수 있으며, 250에서 발포하여 초기 화재에 대한 내화성을 부여한다.
인계 난연제는 비팽창성 난연제로서, 적인, phosphates, phosphine oxide, phosphine oxide diols, phosphites, phosphonates 등을 사용할 수 있으며, 300℃ 이하에서 화재를 극대화시키는 탄화수소(OH)와 수소(H)를 인산(H3PO4)이 탄화수소와 수소를 흡수하여 화재 확산을 억제하고, 열기류에 의해 약해진 차열층을 비팽창성 인계 난연제가 공극을 메워 형태의 붕괴를 방지한다.
폴리인산암모늄(APP) 또는 폴리인산멜라민(MPP)은 앞서 팽창한 무기 팽창계 난연제의 비산을 방지하는 작용을 하며, 무기 팽창계 난연제가 한꺼번에 발포하지 않고 마치 시루떡처럼 층을 이루어 발포하여 견고한 차화 차열 층을 형성하는 작용을 한다.
무기 수산화계 난연제는 예를 들어 수산화알루미늄, 수산화마그네슘 등을 사용할 수 있으며, 500℃ 이하에서 열에 의해 물 분자를 방출하여 냉각 작용을 함으로써 단단한 차열층의 붕괴를 방지하는 작용을 한다.
붕산계 난연제는 750℃ 이하의 온도에서 작용하는데, 이후의 지속적인 화재로부터 장 기간동안 단단한 차열층을 유지할 수 있도록 하는 작용을 한다. 붕산계 난연제로는 붕산염, 붕산암모늄 등을 사용할 수 있다.
규산계 또는 탄산계 난연제는 1,000℃ 이하에서 팽창하여 차열 기능을 수행하는데, 규산계 난연제로는 규산칼륨, 규산마그네슘 등을 사용할 수 있고, 탄산계 난연제로는 탄산칼륨, 탄산칼슘 등을 사용할 수 있다.
본 측면에 따른 차열 차염 부재에 있어서, 차열 차염 메커니즘은 화재 발생 초기에 무기 팽창계가 통기공을 막고 팽창하여 차열층을 형성하고, 팽창성 인계 난연제가 무기 팽창계 난연제를 비산되지 않도록 하고, 이후 형성된 차열층을 무기 수산화계 난연제가 물 분자를 방출하여 보호하고, 이후 계속된 열 기류에 약해진 차열층을 비팽창성 인계 난연제가 공극을 메워서 부숴지지 않도록 하며, 이후 지속된 화염을 규산계 또는 탄산계 난연제가 지켜내는 메커니즘이다.
차열 차염 패드(20, 50)나 케이블 격리 부재(30)는 열팽창성 수지를 사출 성형하여 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 화재 확산 방지 구조물은 케이블 트레이의 내부에 설치될 수 있다. 화재시 화재의 열로 인하여 열팽창성 수지가 발포 반응을 일으키면서 팽창하여 팽창된 수지가 케이블(40)을 완전히 감싸게 된다. 이로 인하여 케이블을 화재로부터 완전하게 분리 격리시킬 수 있고, 화재로 인한 열이나 화염으로부터 케이블(40)을 안전하게 보호할 수 있다.
본 측면에 따른 화재 확산 방지 구조물은 분리 및 결합이 용이하여 점검 및 유지보수성이 현저히 향상될 수 있다.
본 발명에 따른 화재 확산 방지 구조물은 연속되어 길게 설치된 케이블 트레이에 일정한 간격으로 다중으로 설치할 수 있다. 이렇게 함으로써 단계적으로 화재의 확산을 차단할 수 있다.
이상에서는 케이블에 대하여만 기재하였지만, 케이블 트레이에 설치되는 전선 배관 등에 대하여도 마찬가지로 적용할 수 있다.
도 2에는 본 측면에 따른 화재 확산 방지 구조물을 장착한 케이블에 대한 난연성 시험 결과를 나타내었다. 시험은 한국건설기술연구원에서 실시하였다. 본 발명에 따른 화재 확산 방지 구조물을 설치한 부분과 설치하지 않은 부분을 가지는 시료를 준비하고, 여기에 가열 강도가 가장 강한 햅탄과 목재를 이용해 화재를 일으켜 시험을 실시하였다. 도 2를 참조하면, 극심한 화재에 대하여도 화재가 관통되지 않도록 견디어 내고 있음을 확인할 수 있다.
본 발명에서 사용하는 용어는 특정한 실시형태를 설명하기 위한 것으로 본 발명을 한정하고자 하는 것이 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하지 않는 한, 복수의 의미를 포함한다고 보아야 할 것이다. "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재한다는 것을 의미하는 것이지, 이를 배제하기 위한 것이 아니다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부한 도면에 의하여 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 보아야 할 것이다.
10: 하부 케이스 20, 50: 차열 차염 패드
21, 51: 돌출부 30: 케이블 격리 부재
40: 케이블 60: 상부 케이스
70: 볼트 80: 너트

Claims (8)

  1. 화재시 케이블 트레이에 포설된 케이블을 통하여 화재가 확산되는 것을 방지하기 위한 케이블 트레이용 화재 확산 방지 구조물로서,
    상기 케이블 트레이 내에 포설된 케이블들의 사이사이에 위치하여 상기 케이블들을 개별적으로 격리하되, 케이블과 케이블 사이에 파형으로 배치되는 띠 형태의 시트인 케이블 격리 부재; 및
    상기 케이블 트레이 내에 포설된 케이블들의 상하에 위치하는 차열 차염 패드;
    를 포함하고,
    개별적으로 격리된 각 케이블은 상기 케이블 격리 부재 및 상기 차열 차염 패드에 의하여 둘러싸이고,
    상기 차열 차염 패드 및 상기 케이블 격리 부재는, 열에 의하여 팽창하는 열팽창성 수지로 이루어지고, 화재시 열에 의하여 팽창하여 개별적으로 격리된 케이블을 감싸서 개별적으로 밀폐시켜 상기 케이블 자체의 연소를 차단함으로써 케이블 트레이 내에 포설된 케이블을 통한 화재의 확산을 방지하는 것을 특징으로 하는, 케이블 트레이용 화재 확산 방지 구조물.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 차열 차염 패드의 케이블 방향에는 돌출부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 케이블 트레이용 화재 확산 방지 구조물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 차열 차염 패드의 상하에는 각각 상부 케이스 및 하부 케이스를 더 포함하고, 상기 상부 케이스 및 상기 하부 케이스에 의하여 상기 차열 차염 패드에는 압력이 가해지는 것을 특징으로 하는, 케이블 트레이용 화재 확산 방지 구조물.
  5. 제4항에서, 상기 상부 케이스 및 상기 하부 케이스는 볼트-너트에 의하여 체결되는 특징으로 하는, 케이블 트레이용 화재 확산 방지 구조물.
  6. 제4항에 있어서, 상기 상부 케이스 및 상기 하부 케이스의 외부면을 감싸는 고정 밴드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 케이블 트레이용 화재 확산 방지 구조물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 열팽창성 수지는, 합성수지 또는 천연수지에, 무기 팽창계 난연제, 인계 난연제, 무기 수산화계 난연제, 붕산계 난연제, 규산계 또는 탄산계 난연제로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상을 혼합한 것을 포함하는 것을 특징으로 하는, 케이블 트레이용 화재 확산 방지 구조물.
  8. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 케이블은 배관으로 대체되는 것을 특징으로 하는, 케이블 트레이용 화재 확산 방지 구조물.
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