KR102435728B1 - 배터리 테스트 챔버 내부 화재 발생에 따른 화재진압 시스템을 이용한 소화 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배터리 테스트 챔버 내부 화재 발생에 따른 화재진압 시스템을 이용한 소화 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 배터리의 테스트 챔버에서 화재를 실시간으로 모니터링하고, 시험체의 화재발생시 즉시 챔버 내에 소화수를 채워 소화수에 침수시킴으로써 배터리 구성의 열분해 및 재발화를 방지하고, 동시에, 챔버 내 산소포화도를 낮춰 진공분위기를 조성함으로써 화재의 질식소화를 유도하여 화재 초기진압을 보다 효과적으로 수행할 수 있도록 하는 소화 방법에 관한 것이다.

Description

배터리 테스트 챔버 내부 화재 발생에 따른 화재진압 시스템을 이용한 소화 방법{Fire extinguishing method occurring inside the chamber during battery test using Fire suppression system}

본 발명은 배터리 테스트 챔버 내부 화재 발생에 따른 화재진압 시스템을 이용한 소화 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 배터리의 테스트 챔버에서 화재를 실시간으로 모니터링하고, 시험체의 화재발생시 즉시 챔버 내에 소화수를 채워 소화수에 침수시킴으로써 배터리 구성의 열분해 및 재발화를 방지하고, 동시에, 챔버 내 산소포화도를 낮춰 진공분위기를 조성함으로써 화재의 질식소화를 유도하여 화재 초기진압을 보다 효과적으로 수행할 수 있도록 하는 소화 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 배터리는 일반 사용 환경 또는 일반 사용 환경보다 악조건 하에서 실시하는 신뢰성 테스트를 수행하여, 짧은 시간 내에 배터리의 성능, 수명(신뢰도), 및 설계의 완성도를 평가한다.

즉, 이와 같은 테스트는 배터리를 실제 사용 환경을 모사해 테스트하거나, 이상의 조건을 스트레스(예를 들어 이상 온도, 습도, 진동, 이상 전압 등)로 이용하여, 배터리에 스트레스를 인가하여, 배터리의 동작 한계 조건(Operational Limit Condition)을 초과하는 수준으로 환경을 조성해 테스트하게 된다.

한편, 배터리 중 리튬이온배터리의 경우, 화재 사고가 빈번하게 발생하며, 소화 이후에도 재발화의 가능성이 매우 높은 것으로 알려져 있다.

이에, 배터리를 테스트하는 과정에서 테스트 챔버 내에 배치된 배터리에서 화재가 발생하게 되면, 화재가 발생한 배터리로의 접근이 쉽지 않을 뿐만 아니라, 일반적인 소화방법으로는 초기 진압의 어려움이 뒤따르고, 이에 따라, 화재 발생에 따른 시험소의 인적, 물적 재산피해가 불가피하다는 문제가 있었다.

공개특허 10-2020-0069775

본 발명은 상기 종래 기술상의 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 배터리의 테스트 챔버에서 화재를 실시간으로 모니터링하고, 시험체의 화재발생시 즉시 챔버 내에 소화수를 채워 소화수에 침수시킴으로써 배터리 구성의 열분해 및 재발화를 방지하고, 동시에, 챔버 내 산소포화도를 낮춰 진공분위기를 조성함으로써 화재의 질식소화를 유도하여 화재 초기진압을 보다 효과적으로 수행할 수 있도록 하는 소화 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위한 수단으로, 시험체가 놓이는 챔버; 상기 챔버 내 시험체의 화재를 감지하는 화재감지센서; 상기 화재감지센서의 화재감지신호를 근거로, 상기 챔버 내부로 소화수를 공급하는 소화수공급부; 및 상기 화재감지센서의 화재감지신호를 근거로, 상기 챔버 내부를 진공으로 형성하는 진공형성부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 챔버는 내부가 빈 원통형으로 이루어지며, 내주면을 따라 나선형의 와류홈이 형성되며, 상기 소화수공급부는, 챔버 중앙에 안착된 시험체를 향하는 제1 방향과 상기 와류홈을 향하는 제2 방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로 소화수를 분사하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 소화수공급부는, 상기 챔버의 내부로 연장 설치되는 제1 배관부재; 상기 제1 배관부재를 향해 소화수를 압송하는 소화수펌프; 및 상기 제1 배관부재의 일단에 결합되어 상기 제1 배관부재로 압송된 소화수를 분사하는 노즐팁;을 포함하며, 상기 제1 배관부재는, 상기 챔버의 상단에서부터 좌우로 분기 형성되되, 챔버의 내주면에서 일정 거리 이격된 상태로 와류홈의 대응위치를 향해 하방으로 연장 형성되는 복수 개의 분기배관; 및 상기 복수 개의 분기배관 각각의 일단에 직결되며 탄성변형 가능한 소재로 이루어지는 복수 개의 관절배관;을 포함하며, 상기 노즐팁은 상기 복수 개의 관절배관 각각에 결합되어 관절배관의 절곡 방향에 따라 분사방향이 가변되며, 상기 와류홈에는 상기 챔버에 채워지는 소화수의 수위에 따라 와류홈을 타고 상하 방향으로 이동되는 부표지지대가 결합되며, 상기 노즐팁은 상기 부표지지대에 선택적으로 지지되되, 노즐팁이 부표지지대에 지지된 상태에서는 상기 관절배관이 일정 각도 절곡되어 노즐팁의 분사방향이 제1 방향이 되고, 챔버 내 소화수가 채워짐에 따라 높아지는 수위에 의해 상기 부표지지대가 상부로 상승하여 노즐팁으로부터 이격되면 상기 관절배관이 원상태로 복원되면서 노즐팁의 분사방향이 제2 방향으로 가변되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 와류홈에는 와류홈의 진행방향을 따라 가이드홈이 형성되며, 상기 부표지지대에는 상기 가이드홈에 끼움 결합되는 가이드돌기가 돌출 형성되며, 상기 챔버의 내주면에는 관절배관을 사이에 두고 관절배관의 전후 방향 변형을 방지하는 가이드판이 마주보게 형성되며, 상기 와류홈의 경로 상에는 부표지지대를 멈춤 고정하는 상부 스톱퍼와 하부 스톱퍼가 형성되며 상기 상부 스톱퍼 상에는 스위치가 설치되어 상기 부표지지대가 스위치와 접촉해 제어신호가 생성되면 소화수의 공급과 진공 형성이 중단되도록 소화수공급부와 진공형성부가 제어되며, 상기 챔버 하부 중앙에 설치되며 시험체가 안착되는 판 형상의 베이스;를 더 포함하며, 상기 베이스는 제2 배관부재를 통해 소화수펌프와 연결되어 소화수를 전달받되, 베이스에는 상부로 안착된 시험체를 향해 전달받은 소화수를 분사하는 분사구가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 화재진압 시스템을 이용한 소화 방법에 있어서, (a) 화재감지센서가 챔버 내 시험체의 화재를 감지하면 화재감지신호를 생성하는 단계; (b) 화재감지신호를 근거로 시험체의 전원을 차단하는 단계; (c) 화재감지신호를 근거로 상기 소화수공급부가 상기 챔버 내부로 소화수를 공급하는 단계; (d) 화재감지신호를 근거로 진공형성부가 상기 챔버 내부를 진공으로 형성하는 단계; (e) 화재감지센서가 시험체의 재점화를 감지하는 단계; 및 (f) 시험체의 재점화가 감지되지 아니하면 챔버에 채워진 소화수를 배출하고, 챔버의 진공을 파괴하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 배터리의 테스트 챔버에서 화재를 실시간으로 모니터링하고, 시험체의 화재발생시 즉시 챔버 내에 소화수를 채워 소화수에 침수시킴으로써 배터리 구성의 열분해 및 재발화를 방지하고, 동시에, 챔버 내 산소포화도를 낮춰 진공분위기를 조성함으로써 화재의 질식소화를 유도하여 화재 초기진압을 보다 효과적으로 수행할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 화재진압 시스템의 개략적인 외관구성을 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 화재진압 시스템을 이용한 소화 방법을 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 화재진압 시스템의 전체적인 구성을 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 화재진압 시스템의 요부구성을 블록도 형식으로 도시한 도면.
도 5는 챔버의 절개도를 기준으로 부표지지대의 분해구성을 도시한 도면.
도 6은 도 3에 도시된 B 방향에서 바라본 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 7은 도 3에 도시된 A-A선을 기준으로 하는 단면구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 8은 소화수의 분사방향이 제1 방향인 상태를 도시한 도면.
도 9는 소화수의 분사방향이 제2 방향으로 가변되는 과정을 도시한 도면.
도 10은 베이스의 단면구성을 도시한 도면.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

본 발명에 따른 화재진압 시스템은 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 크게, 챔버(10), 베이스(20), 화재감지센서(30), 소화수공급부(40) 및 진공형성부(50)를 포함하는 것으로 정의될 수 있다.

먼저, 챔버(10)는 내부로 시험체(배터리)가 놓이고, 소화수가 충분한 수위로 채워질 수 있도록 내부가 빈 원통형으로 이루어지며 진공분위기 하에도 충분한 내압성능과 밀폐성능을 유지하고, 화재에 저항하는 내열성능을 갖추도록 적정 강도를 가지는 재질로 이루어질 수 있다.

챔버(10)의 내부의 하부 중앙에는 상기 베이스(20)가 고정 설치될 수 있으며, 베이스(20)에는 시험체가 안착되어질 수 있다.

도시하지 않았지만, 베이스(20)에 안착된 시험체는 챔버(10) 외측에 마련된 충방전수단과 연결되어 테스트 충방전이 이루어질 수 있다.

챔버(10)의 내주면(내측면)에는 내주면을 따라 나선형의 와류홈(11)이 함몰 형성될 수 있다. 상기 와류홈(11)을 향해 소화수가 분사되면 챔버(10)에 채워진 소화수에 강한 와류가 형성되어 소화수가 요동치게 되며, 이에 따라, 화재의 소화효율이 대폭 향상되어질 수 있다.

다음으로, 화재감지센서(30)는 챔버(10) 내 시험체의 화재를 감지하는 기능을 담당하며, 챔버(10) 내부의 적소에 설치될 수 있다.

테스트 도중 시험체의 화재에 따라 화재감지센서(30)가 화재감지신호를 생성하게 되면, 이를 근거로 신속한 소화를 위해 소화수공급부(40)와 진공형성부(50)가 연계 작동하여 소화작용을 수행할 수 있다.

또한, 화재감지센서(30)는 경보기(31)와 연결 설치되어, 화재 발생시 경보음을 외부로 출력할 수도 있다.

화재감지센서(30)는 열감지센서, 가스감지센서, 화염감지센서 등의 센서들을 포함한다.

열감지센서는 화염에서 방사되는 열선을 측정하여 화재를 감지할 수 있으며 일반적으로 열감지센서는 온도센서로 분류되며, 직접 접촉에 의한 온도 감지의 접촉식, 방사되는 열선 측정의 비접촉식으로 나누어진다. 여기서, 온도센서는 서미스터, 감온저항, 서머커플, 수정진동자, 초전형 적외선 센서, IC화 온도센서, 트랜지스터, 광전관, 다이오드, 포토다이오드, 포토트랜지스터, 형상기억합금(SMA), 감온페라이트, 수은 온도계, 양자형 적외선 센서 등이 사용될 수 있다.

가스감지센서는 가스의 성분을 측정하여 특정 가스 성분량에 의해 화재를 감지하며, 본 실시예에서는 일산화탄소, 이산화탄소 등을 측정하는 것으로 상정하여 설명하고자 하나, 이에 한정되는 것은 아니며 산불 발생 시 산불의 연소과정에서 발생하는 유해 가스 중 어느 하나의 가스를 감지하여 화재 발생을 감지할 수 있다.

여기서, 가스감지센서는 가스의 종류, 가스 농도에 따라 그 종류가 다양하다. 일반적으로, 접촉 연소식 센서, 반도체 센서, 세라믹 가스 센서 등으로 구성되며, 전기 화학적 방법(용액 도전 방식, 정전위 전해 방식, 격막 접근법), 광학적 방법(적외선 흡수법, 가시부 흡수법, 광간섭법), 전기적 방법(수소 이온화법, 열전도법, 접촉 연소법, 반도체법) 가스 크로마토그래피법 등이 사용될 수 있다.

화염감지센서는 일반적으로 광센서가 사용되며, 화염에서 발산하는 빛의 양, 산불 화염의 모양이나 상태, 화염의 움직임, 또는 연기의 움직임 등을 측정하여 감지 신호를 생성한다. 화염감지센서는 광전 효과, 광전도 효과, 광기전력 효과, 초전 효과 등의 광전변환 원리를 이용하여 빛 자체 또는 빛에 포함되는 정보를 전기신호로 변환할 수 있으며, 광도전 셀, 포토 다이오드, 포토 트랜지스터, LASCR, CCD 이미지 센서, MOS 이미지 센서, 포토 사이리스터, 광전 중배관, 광전관, 포토 카플러, 컬러 센서, PSD, 파이버 센서, 적외선 센서, 자외선 센서 등이 사용될 수 있다.

다음으로, 소화수공급부(40)는 화재감지센서(30)의 화재감지신호를 근거로 작동하여 상기 챔버(10) 내부로 소화수를 공급하는 기능을 담당한다.

즉, 시험체의 발화에 의해 챔버(10) 내부의 화재가 감지될 경우 화재감지신호가 생성되며, 이를 근거로 소화수공급부(40)는 소화수를 챔버(10) 내부로 공급하여 시험체에 소화수를 유입시키는 침수 방식으로 소화를 유도한다.

이때, 소화수공급부(40)는 챔버(10) 중앙에 안착된 시험체를 향하는 제1 방향과 상기 와류홈(11)을 향하는 제2 방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로 소화수를 분사할 수 있다.

소화수가 시험체를 향하는 제1 방향으로 분사되어지면 시험체 상에 직분사가 이루어지게 되며, 이에, 시험체에 직접적으로 가해지는 소화수의 소화작용에 의해 발화 초기에 화염을 억제하는데 보다 효과적일 수 있다.

한편, 챔버(10) 내부에 소화수가 채워져 일정 수위에 도달하게 되면, 시험체는 소화수에 완전히 침수되어질 수 있으며, 이때, 제1 방향으로 향하는 소화수를 와류홈(11)을 향하는 제2 방향으로 전환시켜 챔버(10) 내부에 수용된 소화수에 강한 와류를 형성할 수 있도록 한다.

즉, 나선형 경로를 가지는 와류홈(11)을 향해 강한 압력으로 소화수가 분사되어지면 분사된 소화수는 와류홈(11)을 따라 챔버(10)의 내주면을 나선형으로 이동하게 되며 이에, 챔버(10)에 채워진 소화수에 강한 와류가 형성되면서 침수된 시험체 상해 강한 유체의 물리작용을 가하게 되며, 따라서, 시험체의 재발화를 보다 효과적으로 억제시킬 수 있게 된다.

이와 같이, 수위변화에 따라 소화수의 분사방향을 가변시키기 위한 구성으로, 소화수공급부(40)는 크게, 챔버(10)의 내부로 연장 설치되는 제1 배관부재(41), 상기 제1 배관부재(41)를 향해 소화수를 압송하는 소화수펌프(42) 및 상기 제1 배관부재(41)의 일단에 결합되어 상기 제1 배관부재(41)로 압송된 소화수를 분사하는 노즐팁(43)을 포함하는 것으로 예시될 수 있다.

먼저, 제1 배관부재(41)는 소화수펌프(42)와 연결 설치되어 소화수펌프(42)로부터 압송되는 소화수를 챔버(10) 내부로 이송한다.

이때, 소화수펌프(42)는 별도 도시되지 아니한 소화수저장탱크에서 소화수를 흡입하여 제1 배관부재(41) 측으로 강하게 압송할 수 있다.

소화수펌프(42)는 화재감지센서(30)의 감지신호를 근거로 작동할 수 있다.

제1 배관부재(41)는 예컨대, 소화수펌프(42)에 직결되며 챔버(10)의 상단에서부터 좌우로 분기 형성되되, 챔버(10)의 내주면에서 일정 거리 이격된 상태로 와류홈(11)의 대응위치를 향해 하방으로 연장 형성되는 복수 개의 분기배관(41a) 및 복수 개의 분기배관(41a) 각각의 일단에 직결되며 탄성변형 가능한 소재로 이루어지는 복수 개의 관절배관(41b)을 포함하는 것으로 예시될 수 있다.

분기배관(41a)과 관절배관(41b)은 서로 연통되어 하나의 채널을 구성할 수 있으며, 소화수펌프(42)에서 압송된 소화수는 분기배관(41a)과 관절배관(41b)을 통과해 노즐팁(43)으로 이송될 수 있다.

이때, 노즐팁(43)은 복수 개의 관절배관(41b) 각각에 결합되어 보다 넓은 면적과 양으로 소화수를 분사할 수 있다.

분기배관(41a)의 경우 경질의 소재로 이루어져 특별히 절곡되지 아니하나, 관절배관(41b)의 경우 탄성변형이 가능한 소재로 이루어진바, 일정 각도로 절곡이 이루어질 수 있게 되며, 이에 따라, 관절배관(41b)에 결합된 노즐팁(43)의 소화수 분사방향이 가변되어질 수 있게 된다.

분기배관(41a)은 챔버(10)의 상단 중앙에서 챔버(10)의 좌우 내주면을 추종하는 방향으로 연장 형성되도록 해, 분기배관(41a)은 물론, 분기배관(41a)에 연결된 관절배관(41b)과 노즐팁(43)이 챔버(10)의 중앙에 안착된 시험체의 직상방에 놓이지 아니하도록 한다.

즉, 시험체의 화재 발생시, 시험체 직상방으로 분출되는 화염에 제1 배관부재(41)나 노즐팁(43)이 직접적으로 노출되지 아니하도록 하는 안전구조를 갖춘다.

다음으로, 와류홈(11)에는 챔버(10)에 채워지는 소화수의 수위에 따라 와류홈(11)을 타고 상하 방향으로 이동되는 부표지지대(12)가 결합될 수 있다.

이 부표지지대(12)는 소화수의 수위에 따라 와류홈(11)을 타고 챔버(10)의 내주면을 상하 방향으로 이동하게 되는 한편, 노즐팁(43)은 상기 부표지지대(12)에 선택적으로 지지될 수 있는데, 도 8에 도시된 바와 같이 부표지지대(12)의 하사점 높이보다 소화수의 수위가 낮은 상태에서는 부표지지대(12)가 소화수의 부력에 의해 상승하지 아니하게 되어 노즐팁(43)이 부표지지대(12)에 지지될 수 있는 상태가 되며, 이와 같이, 부표지지대(12)에 노즐팁(43)이 지지될 경우 노즐팁(43)이 부표지지대(12)의 돌출구조에 의해 챔버(10)의 중앙을 향하는 방향으로 편심 배치되어 관절배관(41b)이 일정 각도 절곡된 상태를 유지하게 되며, 이에 따라, 노즐팁(43)의 분사방향은 베이스(20)에 안착된 시험체를 향하는 제1 방향이 될 수 있게 된다. 제1 방향은 도 8의 1S로 도시하였다.

소화수가 제1 방향으로 분사되면 시험체에 소화수가 직분사되는 구조가 되며, 이러한 직분사는 챔버(10) 내 채워지는 소화수에 의해 시험체가 완전히 침수가 될 때까지 유지될 수 있다.

한편, 도 9에 도시된 바와 같이 챔버(10) 내 소화수가 채워짐에 따라 높아지는 수위에 의해 부표지지대(12)가 와류홈(11)을 타고 상부로 상승하여 노즐팁(43)으로부터 이격되면 노즐팁(43)에서 분사되는 분사압력에 의한 추력과 관절배관(41b)의 탄성변형 성질에 의해, 관절배관(41b)이 원상태로 복원되면서 노즐팁(43)의 분사방향이 와류홈(11)을 향하는 제2 방향으로 가변되어 소화수의 분사가 이루어지게 된다. 제2 방향은 도 9의 2S로 도시하였다.

이에 따라, 소화수가 제2 방향으로 분사되면 챔버(10)에 채워진 소화수에 강한 와류가 발생하게 되면서, 시험체의 소화를 보다 효과적으로 수행할 수 있게 된다.

이와 같이, 화재의 진행정도에 따라 화재 초기에는 제1 방향으로 소화수를 분사하고, 시험체가 완전히 침수된 이후에는 제2 방향으로 소화수를 분사하는 방식으로 소화수의 분사방향을 적절히 가변시킴으로써 화재를 보다 효과적으로 진압할 수 있게 된다.

한편, 부표지지대(12)는 와류홈(11)을 따라 이동하되, 와류홈(11)에서 완전히 이탈하지 아니하도록 와류홈(11)에는 와류홈(11)의 진행방향을 따라 가이드홈(13)이 형성되며, 부표지지대(12)에는 상기 가이드홈(13)에 끼움 결합되는 가이드돌기(14)가 돌출 형성되는 구조를 갖춘다. 이에 따라, 부표지지대(12)는 와류홈(11) 내, 특히 가이드홈(13)의 길이방향으로만 가이드되는 한편, 가이드홈(13)에서 완전히 이탈하는 것을 방지할 수 있다.

그리고, 관절배관(41b)의 경우 좌우 방향을 제외한 방향으로 절곡 변형되면 노즐팁(43)의 소화수 분사방향이 불규칙해지면서 제1 방향 또는 제2 방향으로 일정하게 유지되어질 수 없게 된다.

예컨대, 노즐팁(43)의 분사 추력에 의해 관절배관(41b)이 도 6에 도시된 2점쇄선과 같이 절곡 변형되어지면 와류홈(11)이나 시험체에 직접 분사하는 것이 곤란해지게 된다.

이에, 챔버(10)의 내주면에는 관절배관(41b)을 사이에 두고 관절배관(41b)의 전후 방향 변형을 방지하는 가이드판(15)이 마주보게 형성되도록 해, 한 쌍의 가이드판(15) 사이에 관절배관(41b)을 개재시킴으로써 관절배관(41b)의 절곡방향을 좌우 방향으로만 일정하게 가이드할 수 있다.

따라서, 관절배관(41b)이 도 6에 도시된 2점쇄선 형태로 변형되지 아니하고, 좌우 방향으로만 절곡 변형이 이루어질 수 있게 된다.

한편, 와류홈(11)의 경로 상에는 부표지지대(12)를 멈춤 고정하는 상부 스톱퍼(16)와 하부 스톱퍼(17)가 형성될 수 있다.

특히, 상부 스톱퍼(16)는 가이드홈(13)의 상사점에, 하부 스톱퍼(17)는 가이드홈(13)의 하사점에 각각 형성될 수 있도록 하여, 부표지지대(12)가 상부 스톱퍼(16)와 하부 스톱퍼(17) 사이 구간에서만 이동할 수 있도록 한다.

상부 스톱퍼(16)는 부표지지대(12)의 상부 이동을, 하부 스톱퍼(17)는 부표지지대(12)의 하부 이동을 고정위치에서 제한한다.

이때, 상부 스톱퍼(16) 상에는 스위치(18)가 설치되어 상기 부표지지대(12)가 스위치(18)와 접촉해 제어신호가 생성되면 소화수의 공급과 진공 형성이 중단되도록 소화수공급부(40)와 진공형성부(50)가 제어될 수 있다.

부표지지대(12)가 상부 스톱퍼(16)에 접촉해 스위치(18)의 제어신호가 생성 되었다는 것은 챔버(10) 내에 충분한 양의 소화수가 채워졌다는 의미로서, 이에 따라 소화수공급과 진공형성이 자동적으로 중단되어질 수 있도록 한다.

한편, 시험체가 안착되는 베이스(20)는 판 형태로서, 소화수펌프(42)와 연결되어 소화수를 전달받아 안착된 시험체의 하부에서 직접 소화수를 분사할 수 있다.

이때, 베이스(20)에는 상부로 안착된 시험체를 향해, 전달받은 소화수를 분사하는 분사구(21)가 형성되어, 하부에서 상부를 향해 소화수를 분사할 수 있도록 하는 구조를 갖춘다.

그리고, 베이스(20)는 소화수펌프(42)와 제2 배관부재(22)를 통해 연결 구성되어 소화수를 전달받을 수 있다.

즉, 소화수펌프(42)는 제1 배관부재(41)를 통해 노즐팁(43) 방향으로 소화수를 압송하고, 제2 배관부재(22)를 통해 베이스(20) 방향으로 소화수를 압송할 수 있다,

다음으로, 진공형성부(50)는 화재감지센서(30)의 화재감지신호를 근거로, 상기 챔버(10) 내부를 진공으로 형성한다.

예컨대, 진공형성부(50)는 진공펌프(51) 및 상기 진공펌프(51)와 챔버(10)를 연결하는 진공배관(52)을 포함하며, 이때, 진공펌프(51)는 화재감지센서(30)의 감지신호를 근거로 작동하여 챔버(10)에 진공압을 가할 수 있다.

진공형성부(50)는 챔버(10) 내부를 진공으로 형성함으로써 챔버(10) 내 산소포화도를 낮춰 화재의 질식소화를 유도할 수 있다.

진공형성부(50)는 챔버(10)의 내부를 진공분위기로 형성할 수 있는 선에서 공지된 다양한 구조가 채택될 수 있으므로, 이하 구체적인 설명은 생략한다.

이하, 본 발명의 작용을 설명하도록 한다. 본 작용은 전술한 화재진압 시스템을 이용하여 시험체가 테스트되는 과정 및 시험체의 화재 발생시 화재진압이 이루어지는 과정을 간단하게 예로 들어 설명하도록 한다. 각 구성 간의 구체적인 작동과정은 전술한 사항으로부터 참조될 수 있으므로, 중복을 피하기 위해 구체적인 설명은 생략한다.

먼저, 시험체의 시험을 위해 챔버(10)를 개방하여 베이스(20) 위에 시험체를 안착하고(S10), 챔버(10)를 밀폐한 뒤 시험체를 충방전시킨다(S20).

시험체의 충방전 과정에서, 시험체의 화재가 발생하게 되면, 화재감지센서(30)가 챔버(10) 내 시험체의 화재를 감지하여 화재감지신호를 생성한다(S30).

화재감지신호가 생성되면 화재감지신호를 근거로 충방전 중인 시험체의 전원을 차단하고(S40). 즉시, 소화수공급부(40)가 상기 챔버(10) 내부로 소화수를 공급하여(S50). 초기 화재를 진압한다.

이때, S50 단계에서는 노즐팁(43)과 베이스(20) 모두에 소화수가 공급되어 시험체 상에 직분사되어진 뒤, 일정 수위가 되면 노즐팁(43)의 분사방향이 가변되어 챔버(10) 내 채워진 수화수 상에 강한 와류를 형성함으로써 시험체를 침수 소화하게 된다.

이에 따라, 화재 초기에는 직분사에 의해 화염을 제거 내지 억제할 수 있으며, 이 후에는 시험체를 완전히 침수시켜 재발화를 효과적으로 억제할 수 있게 된다.

이어서, 진공형성부(50)가 상기 챔버(10) 내부를 진공으로 형성(S60)함으로써 화재의 질식 소화를 유도한다.

이에 따라, 시험체의 화재는 침수 방식과 질식 방식에 의해 보다 효과적으로 소화되어질 수 있다.

이어서, 화재감지센서(30)가 시험체의 재점화를 감지(S70)하고, 시험체의 재점화가 감지되지 아니하면 챔버(10)에 채워진 소화수를 배출하고, 챔버(10)의 진공을 파괴한다(S80).

이때, S80 단계에서는 별도의 배출드레인(60)을 통해 소화수의 배출 및 진공파괴가 이루어질 수 있다.

이상에서 설명된 본 발명의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

10: 챔버
20: 베이스
30: 화재감지센서
40: 소화수공급부
50: 진공형성부

Claims (5)

1. 시험체가 놓이는 챔버; 상기 챔버 내 시험체의 화재를 감지하는 화재감지센서; 상기 화재감지센서의 화재감지신호를 근거로, 상기 챔버 내부로 소화수를 공급하는 소화수공급부; 및 상기 화재감지센서의 화재감지신호를 근거로, 상기 챔버 내부를 진공으로 형성하는 진공형성부;를 포함하며, 상기 챔버는 내부가 빈 원통형으로 이루어지며, 내주면을 따라 나선형의 와류홈이 형성되며, 상기 소화수공급부는, 챔버 중앙에 안착된 시험체를 향하는 제1 방향과 상기 와류홈을 향하는 제2 방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로 소화수를 분사하며, 상기 소화수공급부는, 상기 챔버의 내부로 연장 설치되는 제1 배관부재; 상기 제1 배관부재를 향해 소화수를 압송하는 소화수펌프; 및 상기 제1 배관부재의 일단에 결합되어 상기 제1 배관부재로 압송된 소화수를 분사하는 노즐팁;을 포함하며, 상기 제1 배관부재는, 상기 챔버의 상단에서부터 좌우로 분기 형성되되, 챔버의 내주면에서 일정 거리 이격된 상태로 와류홈의 대응위치를 향해 하방으로 연장 형성되는 복수 개의 분기배관; 및 상기 복수 개의 분기배관 각각의 일단에 직결되며 탄성변형 가능한 소재로 이루어지는 복수 개의 관절배관;을 포함하며, 상기 노즐팁은 상기 복수 개의 관절배관 각각에 결합되어 관절배관의 절곡 방향에 따라 분사방향이 가변되며, 상기 와류홈에는 상기 챔버에 채워지는 소화수의 수위에 따라 와류홈을 타고 상하 방향으로 이동되는 부표지지대가 결합되며, 상기 노즐팁은 상기 부표지지대에 선택적으로 지지되되, 노즐팁이 부표지지대에 지지된 상태에서는 상기 관절배관이 일정 각도 절곡되어 노즐팁의 분사방향이 제1 방향이 되고, 챔버 내 소화수가 채워짐에 따라 높아지는 수위에 의해 상기 부표지지대가 상부로 상승하여 노즐팁으로부터 이격되면 상기 관절배관이 원상태로 복원되면서 노즐팁의 분사방향이 제2 방향으로 가변되며, 상기 와류홈에는 와류홈의 진행방향을 따라 가이드홈이 형성되며, 상기 부표지지대에는 상기 가이드홈에 끼움 결합되는 가이드돌기가 돌출 형성되며, 상기 챔버의 내주면에는 관절배관을 사이에 두고 관절배관의 전후 방향 변형을 방지하는 가이드판이 마주보게 형성되며, 상기 와류홈의 경로 상에는 부표지지대를 멈춤 고정하는 상부 스톱퍼와 하부 스톱퍼가 형성되며 상기 상부 스톱퍼 상에는 스위치가 설치되어 상기 부표지지대가 스위치와 접촉해 제어신호가 생성되면 소화수의 공급과 진공 형성이 중단되도록 소화수공급부와 진공형성부가 제어되며, 상기 챔버 하부 중앙에 설치되며 시험체가 안착되는 판 형상의 베이스;를 더 포함하며, 상기 베이스는 제2 배관부재를 통해 소화수펌프와 연결되어 소화수를 전달받되, 베이스에는 상부로 안착된 시험체를 향해 전달받은 소화수를 분사하는 분사구가 형성되는 화재진압 시스템을 이용한 소화 방법에 있어서,
   (a) 화재감지센서가 챔버 내 시험체의 화재를 감지하면 화재감지신호를 생성하는 단계;
   (b) 화재감지신호를 근거로 시험체의 전원을 차단하는 단계;
   (c) 화재감지신호를 근거로 상기 소화수공급부가 상기 챔버 내부로 소화수를 공급하는 단계;
   (d) 화재감지신호를 근거로 진공형성부가 상기 챔버 내부를 진공으로 형성하는 단계;
   (e) 화재감지센서가 시험체의 재점화를 감지하는 단계; 및
   (f) 시험체의 재점화가 감지되지 아니하면 챔버에 채워진 소화수를 배출하고, 챔버의 진공을 파괴하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 소화 방법.
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