KR102425552B1 - 와셔 타입의 형상기억합금을 이용한 스프링클러 - Google Patents

와셔 타입의 형상기억합금을 이용한 스프링클러 Download PDF

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Abstract

본 발명은 와셔 타입의 형상기억합금을 이용한 스프링클러에 관한 것으로, 내부로 소화수가 유입되는 스프링클러 몸체와, 상기 스프링클러 몸체가 관통되어 결합되는 스프링클러 프레임이 구비되는 본체부와, 상기 소화수의 분출을 구속하거나 상기 소화수를 분출시키는 분출부와, 화재가 발생하여 열이 감지되는 경우, 상기 소화수가 분출되도록 탈락 가능하게 형성되는 작동부를 포함하되, 상기 작동부는, 열을 흡수하여 본래의 형상으로 복원되는 와셔 액추에이터를 포함함으로써, 스프링클러 구성을 간소화하고 화재의 발생에 즉각적으로 반응하여 조속하게 화재를 진압할 수 있다.

Description

와셔 타입의 형상기억합금을 이용한 스프링클러{SPRINKLER USING MEMORY ALLOY OF WASHER TYPE}
본 발명은 형상기억합금으로 형성된 와셔 액추에이터를 구비함으로써, 스프링클러 구성을 간소화하여 용이하게 스프링클러가 작동될 수 있는 와셔 타입의 형상기억합금을 이용한 스프링클러에 관한 것이다.
잘 알려진 바와 같이, 건축물에 구비되는 시설 중, 안전에 관한 시설물인 소화 시설은 화재가 발생될 경우 조속하게 화재를 진압하기 위한 필수적인 시설물이다. 이러한 소화 시설로는 소화전, 소화기 등이 건축물 내에 구비될 수 있지만, 가장 일반적이고 효과적인 시설물은 소화수를 방출시켜 화재를 진압하는 스프링클러가 있다.
스프링클러는 건물의 천장에 구비되어, 상측에서 소화수가 공급되는 수로가 연결되며, 하측으로는 소화수를 분출시킬 수 있는 구성이 형성되어 있다. 이러한 스프링클러로는 대표적으로 플러시 타입의 스프링클러, 프레임 타입의 스프링클러 등이 있다.
상술된 스프링클러는 화재가 발생될 경우, 열감지체 등에 열이 감지되어 내부로 전달되어, 퓨즈메탈 등이 용융되어 디플렉터가 분출구를 개방시키거나, 유리벌브 내에 구비된 액체가 팽창하여 유리벌브를 파괴하면서 분출구를 개방시킴으로써, 화재를 진압할 수 있다.
하지만, 이러한 스프링클러는, 열감지체, 퓨즈메탈, 유리벌브 등의 복잡한 구성이 구비되어야 하고, 열감지체로부터 감지된 열이 퓨즈메탈이나 유리벌브 등에 전달되어야 하므로, 열이 전달되는 시간에 따라 분출구를 통해 소화수가 즉각적으로 분출되기 어려운 문제점이 있다.
1. 한국등록실용신안 제20-0403462-0000호(2005.12.05.등록) 2. 한국등록실용신안 제20-0408362-0000호(2006.02.02.등록)
본 발명은 화재 발생 시 스프링클러가 빠른 시간에 작동될 수 있도록, 형상기억합금을 소재로 와셔 액추에이터를 구비시켜, 화재가 발생되는 고온에서 와셔 액추에이터가 변형되어 작동부의 이탈을 유도하여 스프링클러를 작동시킬 수 있는 와셔 타입의 형상기억합금을 이용한 스프링클러를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 히트 컬렉터, 퓨즈 메탈 등의 다양한 구성의 기능을 와셔 액추에이터가 수행함으로써, 스프링클러의 구조를 간소화할 수 있는 와셔 타입의 형상기억합금을 이용한 스프링클러를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예들의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 내부로 소화수가 유입되는 스프링클러 몸체와, 상기 스프링클러 몸체가 관통되어 결합되는 스프링클러 프레임이 구비되는 본체부와, 상기 소화수의 분출을 구속하거나 상기 소화수를 분출시키는 분출부와, 화재가 발생하여 열이 감지되는 경우, 상기 소화수가 분출되도록 탈락 가능하게 형성되는 작동부를 포함하되, 상기 작동부는, 열을 흡수하여 본래의 형상으로 복원되는 와셔 액추에이터를 포함하는 와셔 타입의 형상기억합금을 이용한 스프링클러가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 본체부는, 내부가 중공되어 상단부에 상기 소화수가 유입되는 유입구가 구비되고, 하단부에 상기 소화수가 분출되는 분출구가 구비되며, 측면에 돌출되어 형성되는 결합플랜지가 구비되는 상기 스프링클러 몸체와, 상단부가 상기 결합플랜지에 결합되며, 측면에 적어도 하나의 지그홀이 형성되며, 하단부 내측에 걸림턱이 형성되는 상기 스프링클러 프레임을 포함하는 와셔 타입의 형상기억합금을 이용한 스프링클러가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 분출부는, 상기 분출구를 차폐시키거나 개방시켜 상기 소화수의 분출을 조절하는 디플렉터와, 상기 디플렉터의 안착되어 결합되며, 캡 형상으로 형성되어 상기 분출구를 차폐시키는 밸브캡과, 상기 디플렉터와 결합되며, 상기 디플렉터가 하강하는 경우, 상기 걸림턱에 걸리도록 걸림플랜지가 형성되어 상기 디플렉터의 이탈을 방지하는 디플렉터 링과, 일단부가 상기 밸브캡의 내측에 결합되고 타단부가 상기 작동부에 결합되어 상기 소화수의 분출이 구속되도록 지지하는 임프레스 스크류를 포함하는 와셔 타입의 형상기억합금을 이용한 스프링클러가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 디플렉터는, 상기 디플렉터 링에 결합되도록 바닥면의 외주면을 따라 배치되는 복수 개의 지지핀을 구비하고, 상기 지지핀의 사이에 상방으로 돌출되게 형성되어 상기 소화수가 방사 방향으로 분출되도록 형성된 복수 개의 분출핀을 구비하며, 상기 밸브캡은, 상부면에 결합되어 상기 분출구의 차폐가 유지되도록 형성되는 스프링클러 시트를 구비하는 와셔 타입의 형상기억합금을 이용한 스프링클러가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 작동부는, 내부가 중공되며 상기 디플렉터의 하부에 위치하여 상기 디플렉터를 지지하는 이너로딩 플레이트와, 상기 이너로딩 플레이트의 외주면의 단부 및 상기 스프링클러 프레임의 말단부 내측면에 고정되며, 상기 작동부의 탈락을 유도하도록 구비되는 리테이닝 링과, 상기 이너로딩 플레이트에 접하여 결합되며, 화재가 발생되는 경우, 형상이 복원되어 상기 리테이닝 링의 탈락을 유도하는 와셔 액추에이터와, 상기 이너로딩 플레이트의 하부에 결합되는 고정너트를 포함하는 와셔 타입의 형상기억합금을 이용한 스프링클러가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 와셔 액추에이터는, 일정 두께로 형성된 디스크 형상으로 구비되며, 열을 흡수하는 경우, 외측부가 하방으로 절곡되도록 형상이 변형되어 상기 리테이닝 링이 하방으로 탈락되는 와셔 타입의 형상기억합금을 이용한 스프링클러가 제공될 수 있다.
본 발명에서는, 형상기억합금을 소재로 와셔 액추에이터가 구비됨으로써, 고온의 열을 와셔 액추에이터가 흡수하여 변형됨으로써, 작동부를 이탈시켜 스프링클러를 즉각적으로 작동시킬 수 있다.
또한, 본 발명에서는, 와셔 액추에이터 자체가 열을 흡수하여 수축 변형될 수 있어, 기존의 복수 개의 히트 컬렉터, 퓨즈 메탈 등의 구성들이 생략될 수 있으므로, 스프링클러의 구조가 간소화될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 와셔 타입의 형상기억합금을 이용한 스프링클러를 예시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 와셔 타입의 형상기억합금을 이용한 스프링클러를 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 와셔 타입의 형상기억합금을 이용한 스프링클러의 작동을 예시하는 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 와셔 액추에이터를 예시하는 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 와셔 액추에이터를 설명하는 도면이다.
본 발명의 실시예들에 대한 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 와셔 타입의 형상기억합금을 이용한 스프링클러를 예시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 와셔 타입의 형상기억합금을 이용한 스프링클러를 설명하는 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 와셔 타입의 형상기억합금을 이용한 스프링클러의 작동을 예시하는 도면이고, 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 와셔 액추에이터를 예시하는 도면이고, 도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 와셔 액추에이터를 설명하는 도면이다.
또한, 본 발명의 실시예에서, 내측 방향 등은 스프링클러의 중심에 위치되는 임프레스 스크류(124)를 향하는 방향을 의미하고, 외측 방향 등은 스프링클러 프레임(112)을 향하는 방향을 의미한다.
도 1 내지 도 5b를 참조하면, 와셔 타입의 형상기억합금을 이용한 스프링클러는 본체부(110), 분출부(120), 작동부(130) 등을 포함할 수 있다.
본체부(110)는 형상기억합금을 이용한 스프링클러의 본체로, 스프링클러 몸체(111), 스프링클러 프레임(112) 등을 포함할 수 있다.
스프링클러 몸체(111)는 본체부(110)의 본체로서, 내부로 소화수가 유입되는 것으로, 소화수가 분출될 때까지 스프링클러 몸체(111)의 중공된 내부에 저장될 수 있다.
스프링클러 몸체(111)는 소화수의 수압을 견딜 수 있도록 실린더 형상으로 형성될 수 있고, 상부의 측면에는 벽체 등과 결합되거나 소화수가 이동되는 수로(도면 미도시) 등과 결합될 수 있도록 나사산이 형성될 수 있다.
또한, 상단부에는 소화수가 유입되는 유입구(111a)가 구비되고, 하단부에는 소화수가 분출되는 분출구(111b)가 구비될 수 있다.
스프링클러 몸체(111)의 측면의 외주면을 따라 돌출되어 형성되는 결합플랜지(111c)가 형성될 수 있다. 결합플랜지(111c)의 단부는 하방으로 절곡되어 형성되고, 단부의 내측은 나사산이 형성되어, 스프링클러 프레임(112)의 상단부가 결합될 수 있으며, 결합플랜지(111c)의 단부의 외측은 파지하기 용이하도록 다각형의 형태 등으로 형성될 수 있다.
스프링클러 프레임(112)은 스프링클러 몸체(111)가 관통되어 결합되는 것으로, 분출부(120), 작동부(130) 등을 지지하는 역할을 수행할 수 있다.
스프링클러 프레임(112)의 상단부의 측면에 나사산이 형성되어 결합플랜지(111c)와 결합될 수 있고, 스프링클러 프레임(112)은 내부가 중공된 실린더 형상으로 형성되어, 스프링클러 몸체(111)의 하부가 관통될 수 있다.
또한, 스프링클러 프레임(112)의 하단부 내측에는 걸림턱(112a)이 형성되어, 디플렉터(121)가 하방으로 탈락될 경우, 디플렉터 링(123)의 걸림플랜지(123a)가 걸림턱(112a)에 걸림으로써, 디플렉터 링(123)에 결합된 디플렉터(121)가 스프링클러 프레임(112)으로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 걸림턱(112a)의 하부면에 리테이닝 링(132이 밀착되어 위치함으로써, 리테이닝 링(132이 고정될 수 있다.
지그홀(112b)은 스프링클러 프레임(112)의 측면에 적어도 하나로 형성되는 것으로, 작동부(130)를 스프링클러 프레임(112)에 결합시키는 경우, 스프링클러 프레임(112)의 내측에 위치하는 디플렉터(121)에 움직임이 발생하여 작동부(130)와 스프링클러 프레임(112)의 결합력이 감소될 수 있는데, 이를 방지하기 위해 외부의 지그(도면 미도시)가 지그홀(112b)을 통해 스프링클러 프레임(112)의 내측으로 삽입되어 디플렉터(121)를 고정시킴으로써, 디플렉터(121)에 움직임이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
분출부(120)는 소화수의 분출을 구속하거나 소화수를 분출시키는 역할을 수행하는 것으로, 디플렉터(121), 밸브캡(122), 디플렉터 링(123), 임프레스 스크류(124) 등을 포함할 수 있다.
디플렉터(121)는 분출구(111b)를 차폐시키거나 개방시켜 소화수의 분출을 조절하는 것으로, 바닥면은 링 형상으로 형성될 수 있고, 중앙부에 밸브캡(122)이 안착되어 결합될 수 있다.
또한, 디플렉터(121)가 디플렉터 링(123)에 결합되도록, 상방으로 연장된 복수 개의 지지핀(121a)이 디플렉터(121)의 바닥면의 외주면을 따라 일정 간격으로 배치될 수 있다. 지지핀(121a)의 상단부는 디플렉터 링(123)의 걸림플랜지(123a)에 결합될 수 있고, 복수 개로 형성됨으로써, 디플렉터(121)와 디플렉터 링(123)의 결합이 안정적으로 지지될 수 있다.
또한, 일정 간격으로 배치된 지지핀(121a)의 사이에 상방으로 돌출되어 형성된 복수 개의 분출핀(121b)이 소정 간격으로 위치됨으로써, 소화수가 방사상으로 분출될 수 있다.
상술하면, 화재가 발생하여 스프링클러가 작동되는 경우, 분출되는 소화수의 방향이나 분출양이 일정하지 않을 경우, 발생된 화재가 조속히 진압되기 어렵다.
하지만, 디플렉터(121) 바닥면의 외주면을 따라 소정 간격으로 복수 개의 분출핀(121b)이 형성될 경우, 복수 개의 분출핀(121b) 사이로 소화수가 분리되어 분출됨으로써, 방사 방향으로 소화수가 분출될 수 있고, 분출핀(121b) 간의 간격이 일정함에 따라 분출되는 소화수의 양도 일정하게 조절될 수 있다.
한편, 디플렉터(121)는 작동부(130)가 스프링클러 프레임(112)에 지지됨에 따라, 스프링클러 몸체(111) 내부로 유입되는 소화수의 수압에 대해 저항함으로써, 소화수가 외부로 유출되거나 분출되는 것을 방지할 수 있다.
밸브캡(122)은 디플렉터(121)의 중앙부에 안착되어 결합되는 것으로, 캡 형상으로 형성되어 분출구(111b)를 차폐시키는 역할을 수행한다.
밸브캡(122) 중앙부의 돌출된 부분의 내측은 오목한 형태로 형성되고 나사산이 구비되어 있어, 임프레스 스크류(124)가 삽입될 수 있다.
또한, 상부면에 실리콘 등의 소재로 형성된 스프링클러 시트(122a)가 구비될 수 있어, 분출구의 차폐를 지지함으로써, 수밀 상태를 유지 시킬 수 있다.
디플렉터 링(123)은 디플렉터(121)의 지지핀(121a)과 결합되며, 걸림플랜지(123a)가 형성되어 있어, 디플렉터(121)의 이탈을 방지할 수 있다.
상술하면, 화재가 발생하여 작동부(130)가 분리됨에 따라, 디플렉터(121)가 하강하면서 이탈되어 분리될 경우, 소화수는 방사형을 분출되지 못하고 주로 하방으로 분출될 수 있다.
반면에, 걸림플랜지(123a)가 구비되어, 디플렉터(121)가 하강될 경우, 걸림플랜지(123a)가 걸림턱(112a)에 걸려 안착됨으로써, 디플렉터(121)의 이탈이 방지될 수 있으므로, 소화수는 안정적으로 방사 방향으로 분출될 수 있다.
임프레스 스크류(124)는 일단부가 밸브캡(122)의 내측에 결합되고 타단부가 작동부(130)의 이너로딩 플레이트(131)에 결합되는 것으로, 분출부(120)와 작동부(130)의 결합은 지지할 수 있다.
임프레스 스크류(124)의 상부 측면에 나사산이 형성되어, 밸브캡(122)의 내측에 형성된 나사산에 고정되어 결합될 수 있고, 하부 측면은 이너로딩 플레이트(131)의 중앙부에 끼움방식으로 결합되어, 작동부(130)가 이탈되는 경우, 작동부(130)는 임프레스 스크류(124)에서 분리될 수 있다.
또한, 임프레스 스크류(124)의 하단면의 중심부에는, 임프레스 스크류(124)가 밸브캡(122)과 용이하게 나사 결합 등이 가능하도록 렌치 등이 삽입될 수 있는 홈(도면부호 생략)이 형성될 수 있다.
작동부(130)는 화재가 발생하여 열이 감지되는 경우, 소화수가 분출되도록 탈락 가능하게 형성되는 것으로, 이너로딩 플레이트(131), 리테이닝 링(132), 와셔 액추에이터(133), 고정너트(134) 등을 포함할 수 있다.
이너로딩 플레이트(131)는 내부가 중공되며 디플렉터(121)의 하부에 위치하는 것으로, 디플렉터(121)를 지지하는 등의 역할을 수행한다.
이너로딩 플레이트(131)의 상부는 원형 플레이트 형상 등으로 형성될 수 있고, 하부 중앙부는 하방으로 돌출되도록 구비되며, 돌출된 하부의 내측은 중공되도록 형성될 수 있다.
또한, 이너로딩 플레이트(131)의 돌출된 하부의 외측면에 고정너트(134)가 결합될 수 있도록 나사산이 형성된다. 종래의 스프링클러의 경우, 작동부의 각 구성이 결합될 수 있도록 이너로딩 플레이트의 돌출된 하부의 내측에 나사산이 형성되어 라킹 스크류와 같은 구성에 의해 결합된다.
하지만, 본 발명의 실시예에 따른 스프링클러는 와셔 액추에이터(133)가 구비됨에 따라, 작동부의 다수 구성이 생략될 수 있는바, 이너로딩 플레이트(131)의 돌출된 하부의 외측면에 나사산이 형성되어 이너로딩 플레이트(131)와 고정너트(134)가 결합됨으로써, 작동부(130)의 각 구성의 결합이 지지될 수 있다.
또한, 상부 중앙부는 임프레스 스크류(124)에 끼움 방식 등으로 결합될 수 있도록 홈(도면부호 생략)이 형성될 수 있으며, 상부 중앙부에 형성된 홈의 중심부는 렌치 등이 삽입 가능하도록, 임프레스 스크류(124)의 하단면에 형성된 홈과 형상적 및 위치적으로 대응되도록 홀(도면부호 생략)이 형성될 수 있다.
화재가 발생되어 스프링클러가 작동될 경우, 이너로딩 플레이트(131)는 하방으로 낙하하여 스프링클러 프레임(112)을 통과하여 이탈되고, 걸림플랜지(123a)가 걸림턱(112a)에 걸림으로 안착될 수 있도록, 이너로딩 플레이트(131)의 직경은 스프링클러 프레임(112)의 최소 내경(즉, 걸림턱(112a) 간의 최대 거리)보다 작게 형성될 수 있다.
또한, 이너로딩 플레이트(131)의 외측부는 단으로 형성되어 상측단부(131a) 간의 직경이 하측단부(131b) 간의 직경보다 길게 형성될 수 있고, 상측단부(131a)와 하측단부(131b) 간의 단차로 인해, 이너로딩 플레이트(131)의 외측부와 스프링클러 프레임(112)의 하단부 내측면 사이에 공간(도면부호 생략)이 형성될 수 있어, 이러한 공간에 리테이닝 링(132)이 위치할 수 있다.
즉, 이너로딩 플레이트의 상측단부(131a)의 하단은 리테이닝 링(132과 접하면서 리테이닝 링(132)을 가압함으로써, 리테이닝 링(132)이 스프링클러 프레임(112)의 하단부 내측면에 밀착되어 고정될 수 있다.
한편, 이너로딩 플레이트(131)의 상측단부(131a)는 말단의 형상이 테이퍼 형태(즉, 말단으로 갈수록 폭이 좁아지는 형태)로 형성될 수 있다.
일반적으로, 이너로딩 플레이트(131) 상측단부(131a)의 말단부는 모서리가 각진 형상으로 형성되어 있다. 이러한 경우, 이너로딩 플레이트(131)에는, 주로 소화수의 수압 등이 임프레스 스크류(124)를 통해 전달되는 상하 방향의 힘이 작용될 수 있는바, 이러한 상하 방향의 힘은 이너로딩 플레이트(131)의 상측단부(131a)와 리테이닝 링(132)의 접점에서, 리테이닝 링(132)에 대해 상하 방향으로 힘이 작용될 수 있다.
하지만, 이너로딩 플레이트(131) 상측단부(131a)의 말단 형상이 테이퍼 형태로 형성될 경우, 이너로딩 플레이트(131)에 전달되는 상하 방향의 힘은 이너로딩 플레이트(131) 상측단부(131a) 말단에서 상하 방향, 좌우 방향 등의 힘으로 분산될 수 있고, 이렇게 분산된 힘은 상측단부(131a) 말단에 접하는 리테이닝 링(132)에 작용될 수 있다.
이러한 분산된 힘 중 좌우 방향의 힘은 리테이닝 링(132)을 고정된 위치에 더욱 밀착시킬 수 있으므로, 리테이닝 링(132)이 이탈되기 위해서는, 상측단부(131a) 말단 형상이 각진 형태로 형성되는 경우보다 테이퍼 형태로 형성되는 경우에 리테이닝 링(132)을 더욱 견고하게 고정시킬 수 있다.
리테이닝 링(132)은 이너로딩 플레이트(131) 외주면의 단부 및 스프링클러 프레임(112)의 내측 말단부에 접하여 고정되어 위치되며, 화재가 발생되는 경우, 작동부(130)의 탈락을 유도하도록 구비될 수 있다.
여기에서, 리테이닝 링(132)은 링의 일부가 생략된 개방된 형상으로 구비됨에 따라, 리테이닝 링(132)이 스프링클러에 장착되기 위해서는, 그 직경이 커지도록 변형된 후, 이완된 형상으로 형성되어 장착될 수 있다. 반면에, 와셔 액추에이터(133)가 변형됨에 따라 와셔 액추에이터(133)가 리테이닝 링(132)을 지지하는 힘이 제거되는 경우, 리테이닝 링(132)은 그 직경이 초기 상태로 수축되면서 하방으로 탈락될 수 있다.
와셔 액추에이터(133)는 이너로딩 플레이트(131)에 접하여 결합되며, 화재가 발생되는 경우, 형상이 복원되어 리테이닝 링(132)의 탈락을 유도한다.
여기에서, 와셔 액추에이터(133)는 일정 두께로 형성된 디스크 형상으로 구비되며, 중공된 중앙부로 이너로딩 플레이트(131)의 돌출된 중앙부가 관통될 수 있으며, 와셔 액추에이터(133)의 상부는 이너로딩 플레이트(131)에 밀착되고, 하부는 고정너트(134)에 밀착됨으로써, 고정될 수 있다.
한편, 형상기억합금은 고온에서 기억시킨 형상이 기억되고 있어, 저온에서 변형이 가해지더라도 형상이 기억된 고온에 도달되는 경우, 본래의 형상으로 복귀될 수 있는 소재이다.
본 발명의 실시예에 따른 와셔 타입의 형상기억합금을 이용한 스프링클러의 액추에이터(133)는 형상기억합금으로 형성될 수 있으며, 설정한 고온에서 특정 형상으로 와셔 액추에이터(133)를 형성하여 기억시킨 후, 저온 상태에서 와셔 액추에이터(133)를 변형시켜 이너로딩 플레이트(131)와 고정너트(134)의 사이에 배치되어 고정될 수 있다.
화재 등이 발생되어, 와셔 액추에이터(133)가 열을 흡수하여 설정된 고온에 도달할 경우, 와셔 액추에이터(133)는 초기 생성 시에 기억되었던 특정 형상으로 변형되어 복귀되어 리테이닝 링(132)을 탈락시킬 수 있다.
일 예를 들면, 설정된 고온에서 와셔 액추에이터(133)는 그 외측부가 하방으로 절곡된 형태로 형성되어 기억되고, 저온에서 수평 방향으로 연장된 형상으로 스프링클러에 장착될 수 있다. 이 경우, 화재 발생 시, 와셔 액추에이터(133)는 열을 흡수하여 외측부가 하방으로 절곡되게 변형됨에 따라, 와셔 액추에이터(133)에 의해 밀착되어 지지되었던 리테이닝 링(132)과 와셔 액추에이터(133)의 접촉이 해제되어, 리테이닝 링(132)은 하방으로 이탈될 수 있다.
여기에서, 일반적으로 스프링클러의 리테이닝 링(132)의 직경은 1.6밀리미터로 형성될 수 있는데, 화재 발생 시, 리테이닝 링(132)이 하방으로 탈락되어 스프링클러가 즉각적으로 작동되기 위해서는, 와셔 액추에이터(133)의 외측부가 수평면 상을 기준으로 13도 내지 17도 하방으로 절곡될 수 있다.
또한, 다른 예를 들면, 설정된 고온에서 와셔 액추에이터(133)는 그 외측부가 수평 방향으로 수축하여 형상이 변형되는 형태로 형성되어 기억되고, 저온에서 수평 방향으로 연장된 형상으로 스프링클러에 장착될 수 있다. 이 경우, 화재 발생 시, 와셔 액추에이터(133)는 열을 흡수하여 외측부가 수평 방향으로 수축 변형됨에 따라, 와셔 액추에이터(133)에 의해 밀착되어 지지되었던 리테이닝 링(132)과 와셔 액추에이터(133)의 접촉이 해제되어, 리테이닝 링(132)은 하방으로 이탈될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 와셔 타입의 형상기억합금을 이용한 스프링클러의 와셔 액추에이터(133)가 TiNi 등으로 형성된 형상기억합금을 소재로 하여 형성될 경우, 종래의 플러시 타입 스프링클러의 복수의 구성이 생략될 수 있다.
상술하면, 와셔 액추에이터(133)는 그 하부면이 외부에 노출되어 구비됨에 따라, 와셔 액추에이터(133) 자체가 열을 흡수할 수 있어, 종래 스프링클러에서의 히트 컬렉터 구성 등이 생략될 수 있다. 또한, 열을 흡수하여 와셔 액추에이터(133)가 수축하게 되고, 이에 인해, 고정된 위치에서 리테이닝 링(132)이 탈락됨으로써 이너로딩 플레이트(131) 등의 이탈이 유도될 수 있으므로, 종래 스프링클러에서 퓨즈 메탈 구성 등이 생략될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 와셔 액추에이터(133)가 구비됨에 따라, 종래의 히트 컬렉터, 퓨즈 메탈 등의 구성이 생략되어 스프링클러의 구조가 간소화될 수 있다. 또한, 종래의 경우, 히트 컬렉터에서 열을 포집하고, 포집된 열에 의해 퓨즈 메탈이 용융되어 제거됨에 따라, 이너로딩 플레이트의 구성이 탈락되어 스프링클러가 작동될 수 있는 반면에, 본 발명의 실시예에 따른 스프링클러의 경우, 와셔 액추에이터(133)가 바로 열을 흡수하여 변형됨으로써 스프링클러가 작동될 수 있으므로, 화재 발생 시, 더욱 즉각적으로 대응될 수 있다.
고정너트(134)는 이너로딩 플레이트(131)의 하부에 결합되는 것으로, 와셔 액추에이터(133)가 이너로딩 플레이트(131)의 하부에 고정되어 위치되도록 지지할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 스프링클러의 작동부(130)는 형상기억합금으로 형성된 와셔 액추에이터(133)가 구비됨에 따라, 히트 콜렉터, 퓨즈 메탈, 결합 플랜지 등 다수의 구성이 생략될 수 있는바, 와셔 액추에이터(133)가 정상적으로 작동될 수 있도록, 이너로딩 플레이트(131)의 하부에 고정되어 위치되는 것이 중요하다.
고정너트(134)가 이너로딩 플레이트(131)의 하부에 형성된 나사산에 결합되어, 이너로딩 플레이트(131)와 고정너트(134)의 사이에 위치한 와셔 액추에이터(133)를 상방에서 지지함으로써, 와셔 액추에이터(133)가 이너로딩 플레이트(131)의 하부에 밀착되어 위치될 수 있다.
또한, 고정너트(134)는 스프링클러에 작용되는 외부의 충격을 완화시키는 역할을 수행할 수 있다.
종래의 스프링클러는 아웃로딩 플레이트 구성의 하단부에 복수 개의 히트컬렉터 구성이 층을 이루어 형성되어 있고, 이러한 히트컬렉터 구성은 주변의 열을 포집하는 기능을 수행하지만, 외부로부터 작용되는 충격으로부터 스프링클러를 보호하는 역할도 수행할 수 있다.
반면에, 본 발명의 실시예에 따른 스프링클러는, 열을 와셔 액추에이터(133)가 흡수하는 역할을 수행함에 따라, 히트컬렉터 구성 등이 생략될 수 있다. 이와 같이, 스프링클러 구성 중 일부가 생략되어 스프링클러의 구성이 단순화될 수 있는 장점은 있지만, 외부에서 작용되는 충격으로부터 스프링클러를 보호하기 어려운 점이 있다.
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해, 이너로딩 플레이트(131)의 하부에, 고정너트(134)가 구비되어 외부로부터 전달되는 충격 분산시킬 수 있으므로 스프링클러 구성이 보호될 수 있다.
또한, 일반적으로, 스프링클러는 디플렉터 구성을 중심으로 1미터 높이에서, 스프링클러 중량에 0.15N(15그램)을 더한 중량의 원통형 추를 자유 낙하시켜, 균열이나 파손이 되지 아니하고 그 기능에도 이상이 없어야 하는 설계 기준을 만족해야 하는바, 외부의 충격을 분산시킬 수 있는 고정너트(134) 등이 구비됨으로써, 상술한 바과 같은 설계 기준도 만족될 수 있다.
이상의 설명에서는 본 발명의 다양한 실시예들을 제시하여 설명하였으나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함을 쉽게 알 수 있을 것이다.
110 : 본체부 111 : 스프링클러 몸체
112 : 스프링클러 프레임 120 : 분출부
121 : 디플렉터 122 : 밸브캡
123 : 디플렉터 링 124 : 임프레스 스크류
130 : 작동부 131 : 이너로딩 플레이트
132 : 리테이닝 링 133 : 와셔 액추에이터
134 : 고정너트

Claims (6)

  1. 내부로 소화수가 유입되는 스프링클러 몸체와, 상기 스프링클러 몸체가 관통되어 결합되는 스프링클러 프레임이 구비되는 본체부와,
    상기 소화수의 분출을 구속하거나 상기 소화수를 분출시키는 분출부와,
    화재가 발생하여 열이 감지되는 경우, 상기 소화수가 분출되도록 탈락 가능하게 형성되는 작동부를 포함하되,
    상기 작동부는, 열을 흡수하여 본래의 형상으로 복원되는 와셔 액추에이터를 포함하고,
    상기 본체부는, 내부가 중공되어 상단부에 상기 소화수가 유입되는 유입구가 구비되고, 하단부에 상기 소화수가 분출되는 분출구가 구비되며, 측면에 돌출되어 형성되는 결합플랜지가 구비되는 상기 스프링클러 몸체와, 상단부가 상기 결합플랜지에 결합되며, 측면에 적어도 하나의 지그홀이 형성되며, 하단부 내측에 걸림턱이 형성되는 상기 스프링클러 프레임을 포함하고,
    상기 분출부는, 상기 분출구를 차폐시키거나 개방시켜 상기 소화수의 분출을 조절하는 디플렉터와, 상기 디플렉터의 안착되어 결합되며, 캡 형상으로 형성되어 상기 분출구를 차폐시키는 밸브캡과, 상기 디플렉터와 결합되며, 상기 디플렉터가 하강하는 경우, 상기 걸림턱에 걸리도록 걸림플랜지가 형성되어 상기 디플렉터의 이탈을 방지하는 디플렉터 링과, 일단부가 상기 밸브캡의 내측에 결합되고 타단부가 상기 작동부에 결합되어 상기 소화수의 분출이 구속되도록 지지하는 임프레스 스크류를 포함하고,
    상기 작동부는, 내부가 중공되며 상기 디플렉터의 하부에 위치하여 상기 디플렉터를 지지하는 이너로딩 플레이트와, 상기 이너로딩 플레이트의 외주면의 단부 및 상기 스프링클러 프레임의 말단부 내측면에 고정되며, 상기 작동부의 탈락을 유도하도록 구비되는 리테이닝 링과, 상기 이너로딩 플레이트에 접하여 결합되며, 화재가 발생되는 경우, 형상이 복원되어 상기 리테이닝 링의 탈락을 유도하는 와셔 액추에이터와, 상기 이너로딩 플레이트의 하부에 결합되는 고정너트를 포함하는, 와셔 타입의 형상기억합금을 이용한 스프링클러.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 디플렉터는, 상기 디플렉터 링에 결합되도록 바닥면의 외주면을 따라 배치되는 복수 개의 지지핀을 구비하고, 상기 지지핀의 사이에 상방으로 돌출되게 형성되어 상기 소화수가 방사 방향으로 분출되도록 형성된 복수 개의 분출핀을 구비하며,
    상기 밸브캡은, 상부면에 결합되어 상기 분출구의 차폐가 유지되도록 형성되는 스프링클러 시트를 구비하는
    와셔 타입의 형상기억합금을 이용한 스프링클러.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 와셔 액추에이터는,
    일정 두께로 형성된 디스크 형상으로 구비되며,
    열을 흡수하는 경우, 외측부가 하방으로 절곡되도록 형상이 변형되어 상기 리테이닝 링이 하방으로 탈락되는 와셔 타입의 형상기억합금을 이용한 스프링클러.
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