KR102598807B1 - 에너지 저장 장치의 화재 진압용 침수장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 장치의 화재 진압용 침수장치는 내측에 배치되는 에너지 저장 장치(Energy Storage System, ESS)의 화재 진압용 침수장치에 있어서, 에너지 저장 장치를 이격되게 둘러싸고 바닥면에 설치되는 하부 플레이트, 하부 플레이트에 연통되어 화재 진압을 위한 소화수를 내측에 공급하는 액체 공급부, 하부 플레이트 상면에 형성된 기체홀로 기체를 공급하는 기체 공급부 및 하부 플레이트에 수직하게 설치되는 가이드부를 포함하는 하부 모듈, 절첩된 상태로 하부 플레이트에 결합되되, 기체홀을 기준으로 내측에 설치되는 제1 소화포 및 외측에 설치되는 제2 소화포를 포함하여 내부에 기체가 공급되는 이격공간을 형성하는 소화포, 소화포의 상단부와 결합되어 이격공간을 밀폐시키고 가이드부에 의해 관통되는 상부 플레이트, 상부 플레이트의 내측 측면에 결합되어 고열로부터 제1 소화포를 보호하는 열차단 커버, 및 상부 플레이트의 외측 단부에 결합되는 측면 커버를 포함하는 상부 모듈 및 액체 공급부 및 기체 공급부를 제어하는 제어부를 포함하고, 기체 공급에 따라 소화포가 기립되며, 상부 플레이트가 가이드부를 따라 상승된다.
Description
본 발명은 에너지 저장 장치(ESS, Energy Storage System)의 화재 진압용 침수장치에 관한 것으로, 에너지 저장 장치의 화재 발생시 공급되는 소화수에 침수시켜 화재를 진압하고 동시에 에너지 저장 장치의 열분해 및 재발화를 방지하기 위한 에너지 저장 장치의 화재 진압용 침수장치에 관한 것이다.
일반적으로, 에너지 저장 시스템이란 외부로부터 공급받거나 생산된 전기를 전력 계통(Grid Energy Storage)에 저장했다가 일시적으로 전력이 부족할 때 공급할 수 있는 시스템에 관한 것이다.
에너지 저장 시스템은 스마트 그리드(Smart Grid)의 핵심으로서 정전 상태인 블랙 아웃이 되었을 때 에너지 저장 시스템에 기 충전해둔 에너지를 공급하여 전력 공급을 유지시켜 주는 장치로, 최근에는 신축되는 공공건물에 대한 설치가 의무화되어 있어 에너지 저장 시스템의 공급이 확대되고 있다.
그러나, 에너지 저장 시스템은 다량의 열을 발생시켜 화재 발생의 위험이 높으나 이에 대한 소화 설비가 제대로 갖추어져 있지 않아 화재가 발생할 경우 막대한 재산적 피해를 야기할 수 있다.
한편, 에너지 저장 시스템은 화재 발생시 인접한 배터리 모듈들의 연쇄 발화의 위험이 높고, 특히 직접 화염이나 복사열로 고온의 열 전이가 발생하면 리튬 이온 배터리의 경우 열 폭주가 발생할 수 있다. 이를 예방하기 위해, 소화 약재 등의 공중 살포 시스템 등 화재나 열 폭주를 진압하기 위한 발명이 개발되고 있으나, 배터리 모듈에는 소화약재가 침투하기 어려울 뿐 아니라, 지속적인 열 폭주에는 진압의 한계점이 존재한다.
이에 따라, 에너지 저장 시스템의 화재 발생시 발생된 화재뿐 아니라, 지속적인 열 폭주 또한 진압할 수 있는 화재 진압 방지 시스템의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명은 에너지 저장 시스템의 화재 및 열 폭주를 진압하기 위한 에너지 저장 장치의 화재 진압용 침수장치를 제공함에 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 장치의 화재 진압용 침수장치는 내측에 배치되는 에너지 저장 장치(Energy Storage System, ESS)의 화재 진압용 침수장치에 있어서, 에너지 저장 장치를 이격되게 둘러싸고 바닥면에 설치되는 하부 플레이트, 하부 플레이트에 연통되어 화재 진압을 위한 소화수를 내측에 공급하는 액체 공급부, 하부 플레이트 상면에 형성된 기체홀로 기체를 공급하는 기체 공급부 및 하부 플레이트에 수직하게 설치되는 가이드부를 포함하는 하부 모듈, 절첩된 상태로 하부 플레이트에 결합되되, 기체홀을 기준으로 내측에 설치되는 제1 소화포 및 외측에 설치되는 제2 소화포를 포함하여 내부에 기체가 공급되는 이격공간을 형성하는 소화포, 소화포의 상단부와 결합되어 이격공간을 밀폐시키고 가이드부에 의해 관통되는 상부 플레이트, 상부 플레이트의 내측 측면에 결합되어 고열로부터 제1 소화포를 보호하는 열차단 커버, 및 상부 플레이트의 외측 단부에 결합되는 측면 커버를 포함하는 상부 모듈 및 액체 공급부 및 기체 공급부를 제어하는 제어부를 포함하고, 기체 공급에 따라 소화포가 기립되며, 상부 플레이트가 가이드부를 따라 상승된다.
내측에 공급되는 소화수의 높이를 감지하는 수위 센서 및 상부 플레이트의 높이를 감지하는 거리 센서를 더 포함하고, 제어부는 내측에 공급되는 소화수의 수면이 열차단 커버의 높이구간 범위내에 위치하도록 액체 공급부 및 기체 공급부를 제어할 수 있다.
제어부는, 액체 공급부를 통해 내측에 소화수를 공급하되, 소화수의 수면이 열차단 커버의 최상단에 인접할 경우, 상부 플레이트를 상승시켜 소화수의 수면이 열차단 커버의 최하단에 인접하도록 기체 공급부를 제어할 수 있다.
제1 소화포의 절첩된 단부에 결합되되, 서로 이격되어 배치되는 복수의 제1 소화포 보강부재 및 제2 소화포의 절첩된 단부에 결합되되, 서로 이격되어 배치되는 복수의 제2 소화포 보강부재를 더 포함하고, 제1 소화포 및 제2 소화포의 절첩된 단부 각각에 결합된 복수의 제1 소화포 보강부재 및 제2 소화포 보강부재를 더 포함하고, 제1 소화포 보강부재 및 제2 소화포 보강부재는 하단으로 갈수록 인접한 이격거리가 더 좁아질 수 있다.
상부 플레이트 상면에 결합되어, 소화포가 절첩된 상태를 유지하도록 상부 플레이트를 가압하는 가압 블록을 더 포함할 수 있다.
제1 소화포 및 제2 소화포는 적층되어 형성된 보강 스트랩을 포함하고, 보강 스트랩은 서로 이격되어 형성되되, 하단으로 갈수록 서로 인접한 이격거리가 더 좁아질 수 있다.
보강 스트랩은, 소화포의 길이 방향으로 형성된 띠장 스트랩 및 소화포의 높이 방향으로 소화포의 가장자리에 형성된 코너 스트랩을 포함하고 띠장 스트랩은 서로 이격되어 형성되되, 하단으로 갈수록 서로 인접한 이격거리가 더 좁아질 수 있다.
가이드부는 제1 소화포 및 제2 소화포 사이 영역에 배치되고, 제1 소화포 및 제2소화포는 복수의 연결부재에 의해 가이드부에 연결되어 승하강되되, 연결부재는 하단으로 갈수록 서로 인접한 이격거리가 더 좁아지고, 제1 소화포에 연결된 연결부재는 제1 소화포의 외측에, 제2 소화포에 연결된 연결부재는 제2 소화포의 내측에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 에너지 저장 장치의 화재 진압용 침수장치에 의하면, 에너지 저장 시스템에서 발생된 화재 또는 열폭주를 진압할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 장치의 화재 진압용 침수장치에 의하면, 소화수의 높이 조절을 열차단 커버의 높이구간 범위로 유지하여 열에 의한 소화포의 손상을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 장치의 화재 진압용 침수장치에 의하면, 소화포 보강부재 또는 보강 스트랩에 의하여 공기압 및 수압을 견디기에 용이할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 장치의 화재 진압용 침수장치에 의하면, 평상시에 압축된 상태로 유지되어 공간 소모를 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 장치의 화재 진압용 침수장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 상부 모듈을 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2의 I-I'을 따라 절단한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 하부 모듈을 나타낸 일부 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 장치의 화재 진압용 침수장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 장치의 화재 진압용 침수장치가 일부 상승된 모습을 나타낸 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 상부 모듈을 나타낸 일부 사시도이다.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 장치의 화재 진압용 침수장치의 동작을 나타내는 동작도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 에너지 저장 장치의 화재 진압용 침수장치 의 제2소화포의 일부를 제외한 사시도이다.
도 10은 도 9에 도시된 A의 단면도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제1 소화포를 나타낸 사시도이다.
도 12a 내지 도 12c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 에너지 저장 장치의 화재 진압용 침수장치의 동작을 나타내는 동작도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 상부 모듈을 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2의 I-I'을 따라 절단한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 하부 모듈을 나타낸 일부 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 장치의 화재 진압용 침수장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 장치의 화재 진압용 침수장치가 일부 상승된 모습을 나타낸 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 상부 모듈을 나타낸 일부 사시도이다.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 장치의 화재 진압용 침수장치의 동작을 나타내는 동작도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 에너지 저장 장치의 화재 진압용 침수장치 의 제2소화포의 일부를 제외한 사시도이다.
도 10은 도 9에 도시된 A의 단면도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제1 소화포를 나타낸 사시도이다.
도 12a 내지 도 12c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 에너지 저장 장치의 화재 진압용 침수장치의 동작을 나타내는 동작도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실 시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 또 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속 하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발 명은 단지 청구항에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
본 명세서에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 장치의 화재 진압용 침수장치(10)에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 장치의 화재 진압용 침수장치(10)를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 상부 모듈(300)을 나타낸 사시도이고, 도 3은 도 2의 I-I'을 따라 절단한 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 하부 모듈(100)을 나타낸 일부 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 장치의 화재 진압용 침수장치(10)의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 장치의 화재 진압용 침수장치(10)가 일부 상승된 모습을 나타낸 일부 사시도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 상부 모듈(300)을 나타낸 일부 사시도이다.
도 1 내지 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 장치의 화재 진압용 침수장치(10)는 평상시에는 압착된 상태로 유지하되, 화재 또는 열폭주 발생시 상부 플레이트(310)가 상승하며 소화수가 공급되어 에너지 저장 장치(E)를 침수시켜 화재 또는 열폭주를 진압하기 위한 것으로, 하부 모듈(100), 소화포(200), 상부 모듈(300), 센싱부(400), 제어부(500)를 포함한다.
하부 모듈(100)은 바닥면에 고정되는 기반으로, 하부 플레이트(110), 액체 공급부(120), 기체 공급부(130), 가이드부(140), 유로 변경부(150)를 포함한다. 하부 플레이트(110)는 화재 진압용 침수장치(10)의 저부에 형성되어 전체를 지지하도록 바닥면에 밀착되어 형성된다. 폐곡선으로 형성된 하부 플레이트(110)는 그 단면 형상이 사각형, 원형, 타원형 등 필요에 따라 변경될 수 있다.
하부 플레이트(110)는 액체 공급부(120)로부터 공급받은 소화수를 이동시키기 위해 내부에 연통되게 형성된 액체홀(111) 및 기체 공급부(130)로부터 공급받은 공기를 이동시키기 위해 내부에 연통되게 형성된 기체홀(112)을 갖는다. 액체홀(111)은 하부 플레이트(110)의 에너지 저장 장치측(이하, '내측') 측면에 형성되어, 소화수를 내측으로 안내한다. 기체홀(112)은 하부 플레이트(110)의 상면에 형성되어, 제1 소화포(210) 및 제2 소화포(220) 사이로 공기를 공급할 수 있도록 한다.
하부 플레이트(110)는 상면에 형성된 단차부(113)를 더 포함할 수 있다. 단차부(113)는 홈의 형상을 가져 소화포(200)와의 밀착 결합을 가능하게 한다.
액체 공급부(120)는 하부 플레이트(110)의 액체홀(111)의 일단에 배치되어, 에너지 저장 장치로 소화수를 공급한다. 액체 공급부(120)는 액체홀(111)을 통해 에너지 저장 장치로 소화수를 공급할 수 있도록 소화수를 압송하며, 원활한 소화수의 공급을 위하여 복수개 형성될 수 있다. 액체 공급부(120)는, 일 예로, 4개의 노즐을 통해 내측으로 소화수를 공급될 수 있으나 필요에 따라 노즐의 개수는 변경될 수 있다.
액체 공급부(120)는, 기본적으로 소화수를 공급하되, 필요에 따라 공급된 소화수를 다시 배출시킬 수 있다. 공급된 소화수는 에너지 저장 장치와 화학 반응을 일으켜 열 및 불산을 지속적으로 발생시킬 수 있으므로, 일정 수준 이상으로 소화수의 온도 또는 불산의 농도가 높아지는 것을 방지하기 위해 액체 공급부(120)를 통해 배출되어야 한다. 이에 따라, 액체 공급부(120)는 유체의 흐름을 조절하여 필요에 따라 내부에 공급된 소화수를 배출시키는 밸브로 구성되며, 솔레노이드 밸브를 포함할 수 있다.
액체 공급부(120)는, 일 예로, 4개의 노즐을 통해 내측으로 소화수를 공급하다가, 소화수의 온도 또는 불산의 농도가 높아지면 2개의 노즐을 소화수 배출의 통로로 활용하여 공급된 소화수의 온도 및 불산의 농도를 조절할 수 있다.
여기서 노즐의 크기 및 수량은 필요에 따라 변경될 수 있음은 물론이다.
기체 공급부(130)는 하부 플레이트(110)의 기체홀(112)의 일단에 배치되어, 소화포(200) 및 상부 플레이트(310)에 의한 밀폐된 이격 공간으로 기체를 공급하여, 소화포(200)를 기립시킨다. 기체 공급부(130)는 이격 공간에 지속적으로 기체를 공급하여 소화포(200)를 기립시키며, 상부 플레이트(310)를 상승시킬 수 있다.
가이드부(140)는 하부 플레이트(110)에 배치되어 상부 플레이트(310)의 상승을 안내하는 것으로, 가이드 부시(141) 및 가이드 부시(141)에 결합되어 지면과 수직하게 배치된 가이드 바(142)를 포함한다. 가이드부(1240)는, 일 예로, 하부 플레이트(110)의 모서리에 각각 배치되어 상부 플레이트(310)의 상승을 안내할 수 있으나, 이에 한정되지 않고 필요에 따라 가이드부(140)의 위치는 변경될 수 있다.
단, 가이드부(140)의 구성은 전술한 구성에 한정되지 않고 상부 플레이트(310)의 상승을 안내할 수 있는 다른 구성으로 변경될 수 있다.
유로 변경부(150)는 하부 플레이트(110)의 내측 측면에 형성되되 액체홀(111)과 마주보도록 형성된 판을 포함하도록 형성되어, 액체홀(111)로부터 공급되는 소화수가 에너지 저장 장치(E)에 직접 분사되지 않도록 소화수의 유로를 변경한다. 또한, 측면 방향으로 형성된 소화수의 유로 방향을 상하 방향으로 변경하여, 공급된 소화수를 상부로 이동하도록 유도할 수 있다.
하부 모듈(100)은 저면에 부착된 방수패드(160)를 더 포함할 수 있다. 하부 모듈(100)은 방수패드(160)를 통해 바닥면과 밀착되어 소화수의 흐름을 통제할 수 있다.
소화포(200)는 절첩된 상태로 상하단이 각각 상부 플레이트(310) 또는 하부 플레이트(110)에 결합되어 내부에 밀폐된 공간을 형성한다. 기체 공급부(130)를 통해 밀폐된 공간에 기체가 공급될수록 기압이 상승하여, 상승된 기압에 의해 소화포(200) 및 상부 플레이트(310)는 상승된다.
소화포(200)는 기체홀(112)을 기준으로 에너지 저장 장치쪽 내측에 설치되는 제1 소화포(210) 및 외측에 설치되는 제2 소화포(220)를 포함한다. 제1 소화포(210)는 상부 플레이트(310) 및 하부 플레이트(110)의 내측에 설치되어, 공급되는 소화수를 가둔다.
제2 소화포(220)는 상부 플레이트(310) 및 하부 플레이트(110)의 외측에 설치되어, 공급되는 기체를 가둔다. 제2 소화포(220)는 밀폐력을 향상시키기 위해 상부 플레이트(310)의 고정부(311) 및 하부 플레이트(110)의 단차부(113)에 결합될 수 있다.
소화포(200)는 합성 수지로 형성될 수 있을뿐 아니라, 절첩된 상태의 유지 및 기립에 용이한 재질로 형성될 수 있다. 소화포(200)는 방수원단으로 제조되며, 방염처리 또는 불연처리 될 수 있다. 소화포(200)는 방수 재질의 원단으로 형성되는 것이 바람직하며, 일 예로 타포린(타르가 입혀진 천)으로 형성될 수 있다.
또한, 소화포(200)는 제1 소화포(210)에 결합되는 제1 소화포 보강부재(230) 및 제2 소화포(220)에 결합되는 제2 소화포 보강부재(240)를 더 포함할 수 있다. 제1 소화포 보강부재(230)는 충전되는 소화수에 의한 내부 수압을 좀더 용이하게 지지할 수 있도록 제1 소화포(210)의 측면에 결합되어 보강하는 부재이다. 제1 소화포 보강부재(230)는 제1 소화포(210)의 양 측면 중 필요한 방향에 부착될 수 있다.
제1 소화포 보강부재(230)는 복수개가 제1 소화포(210)의 절첩된 단부에 결합되되, 서로 이격되어 배치된다. 복수의 제1 소화포 보강부재(230)는 하단으로 갈수록 인접한 이격거리가 더 좁아지도록 배치될 수 있다.
제2 소화포 보강부재(240)는 충전되는 기체에 의한 내부 기압을 좀더 용이하게 지지할 수 있도록 제2 소화포(220)의 측면에 결합되어 보강하는 부재이다. 제2 소화포 보강부재(240)는 제2 소화포(220)의 양 측면 중 필요한 방향에 부착될 수 있다.
제2 소화포 보강부재(240)는 복수개가 제2 소화포(220)의 절첩된 단부에 결합되되, 서로 이격되어 배치된다. 복수의 제2 소화포 보강부재(240)는 하단으로 갈수록 인접한 이격거리가 더 좁아지도록 배치될 수 있다.
상부 모듈(300)은 기체의 충진에 의해 기압이 높아짐에 따라 상승되는 모듈로 상부 플레이트(310), 열차단 커버(320), 측면 커버(330), 형상유지블록(340)을 포함한다. 상부 플레이트(310)는 하부 플레이트(110)와 상하 방향으로 마주보도록 형성되며, 소화포(200)의 상단부와 결합되어 하부 플레이트(110)와 함께 이격 공간을 밀폐시킨다. 상부 플레이트(310)는 가이드부(140)에 의해 관통되어, 가이드부(140)를 따라 안내되는 상하 방향으로 승강이동한다.
상부 플레이트(310)는 저면에 돌출된 고정부(311)를 포함할 수 있다. 고정부(311)는 제2 소화포(220)와 결합되어, 결합력을 향상시킬 수 있다.
하부 플레이트(110)는 화재 진압용 침수장치(E)의 저부에 형성되어 전체를 지지하도록 바닥면에 밀착되어 형성된다. 폐곡선으로 형성된 하부 플레이트(110)는 그 단면 형상이 사각형, 원형, 타원형 등 필요에 따라 변경될 수 있다.
열차단 커버(320)는 상부 플레이트(310)의 에너지 저장 장치쪽 내측 측면에 결합되어, 고열로부터 제1 소화포(210)를 보호한다. 열차단 커버(320)는, 일 예로, 'ㄱ'자 형상으로 구성되며, 수직으로 형성된 높이만큼 제1 소화포(210)를 덮어 보호할 수 있다. 또한, 열차단 커버(320)는 제1 소화포(210)가 절첩되어 압축되어 있는 경우, 최소한 압축된 제1 소화포(210)의 전체를 커버할 수 있는 높이(H)를 갖는다.
열차단 커버(320)는 고열로부터 제1 소화포(210)의 손상을 방지하기 위하여 보호할 수 있도록 단열 재질로 형성된다.
측면 커버(330)는 상부 플레이트(310)의 에너지 저장 장치 반대쪽인 외측 측면에 결합되어, 외부로부터 제2 소화포(220)를 보호한다. 측면 커버(330)는 수직으로 형성된 높이만큼 제2 소화포(220)를 덮어 보호할 수 있다. 또한, 측면 커버(330)는 제2 소화포(220)가 절첩되어 압축되어 있는 경우, 최소한 압축된 제2 소화포(220)의 전체를 커버할 수 있는 높이를 갖는다.
형상유지블록(340)은 상부 플레이트(310) 상면에 결합되어 소화포(200)가 절첩된 상태를 유지하도록 상부 플레이트(310)를 가압한다. 형상유지블록(340)은, 평상시 화재 진압용 침수장치의 부피가 최소화되도록 가압하기 위한 수단으로, 소화포(200)의 절첩 상태를 유지할 수 있을 만큼의 무게를 갖도록 형성된다.
상부 모듈(300)은 상부 플레이트(310)에 결합된 반사판(350)을 더 포함할 수 있다. 반사판(350)은 후술할 거리센서(420)의 측정을 위해 레이저가 반사되는 수단으로, 거리센서(420)가 레이저로 사용될 경우 필요한 구성이다.
센싱부(400)는 수위 센서(410), 거리센서(420) 및 온도센서(430) 중 적어도 어느 하나 이상을 포함한다. 수위 센서(410)는 액체 공급부(120)를 통해 공급되는 소화수의 수위를 감지하기 위한 것이다. 수위 센서(410)는, 일 예로, 하부 모듈(100)에 결합될 수 있으나 이에 한정되지 않고 공급되는 소화수의 높이를 측정하는데 용이한 위치에 결합될 수 있다.
거리센서(420)는 상부 플레이트(310)의 상승 거리를 감지하기 위한 것으로, 전술한 반사판(350)을 통해 상부 플레이트(310)와의 거리를 구할 수 있다. 감지된 상부 플레이트(310)의 상승 거리를 기반으로, 내측으로 공급된 소화수의 수위가 열차단 커버(320)의 높이구간 범위내에 위치하도록 제어할 수 있는데, 자세한 내용은 후술하기로 한다.
온도센서(430)는 침지된 소화수의 온도를 감지하기 위한 것으로, 전술한 바와 같이 내측으로 공급된 소화수의 에너지 저장 장치 내의 성분과 화학 반응을 통해 상승되는 온도를 감지한다.
또한, 센싱부(400)는 연기 센서를 더 포함할 수 있다. 연기 센서는 에너지 저장 장치의 화재 발생시 연기를 감지한다.
센싱부(400)를 통해 감지되는 정보는 제어부(500)로 전송된다. 센싱부(400)는 일 예로, 감지된 소화수의 수위, 상부 플레이트(310)의 상승 거리, 침지된 소화수의 온도 정보 및 발생된 연기 정보 중 적어도 어느 하나 이상을 제어부(500)로 전송한다.
제어부(500)는, 에너지 저장 장치에 화재가 발생한 경우, 액체 공급부(120)를 제어하여 소화수를 에너지 저장 장치 방향으로 공급한다. 제어부(500)는 소화수의 공급을 통해 에너지 저장 장치를 침지시켜, 화재 및 열 폭주를 진압한다. 이와 동시에, 제어부(500)는 기체 공급부(130)를 제어하여 기체를 제1 소화포(210) 내지 제2 소화포(220) 사이의 이격 공간에 공급한다. 제어부(500)는 기체 공급을 통해 상부 플레이트(310)를 상승시켜, 공급된 소화수가 밖으로 흘러 넘치는 것을 방지한다.
제어부(500)는, 침지된 소화수의 온도를 기반으로, 일부의 액체 공급부(120)를 제어하여 침지된 소화수를 외부로 배출시켜 온도를 제어한다. 제어부(500)는, 일 예로, 침지된 소화수의 온도가 급격히 상승하는 경우, 액체 공급부(120)의 유로 흐름을 제어하여 침지된 소화수를 배출시키고, 동시에 나머지 액체 공급부(120)로부터 새로운 소화수를 공급하여 온도를 조절할 수 있다.
제어부(500)는, 상부 플레이트(310)의 상승된 거리 및 소화수의 수위 정보를 기반으로, 상부 플레이트(310)의 상승을 제어한다. 제어부(500)는, 내측에 공급되는 소화수의 수위가 열차단 커버(320)의 높이구간(H) 내에 위치하도록 기체 공급부(130)를 제어할 수 있다.
제어부(500)는, 일 예로, 소화수의 수면이 열차단 커버(320)의 최상단에 인접할 경우 물이 흘러넘치는 것을 방지하기 위하여 기체를 공급하여 상부 플레이트(310)를 상승시키되, 소화수의 수면이 열차단 커버(320)의 최하단에 인접할때까지 상부 플레이트(310)를 상승시킨다. 상부 플레이트(310)가 필요이상 상승할 경우, 고온에 의해 제1 소화포(210)가 손상될 수 있기 때문에, 제어부(500)는 소화수의 수면이 열차단 커버(320)의 높이 구간(H) 내에 위치하도록 제어한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 장치의 화재 진압용 침수장치(10)의 동작 과정을 도 8a 내지 8c를 참조하여 설명한다. 도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 장치의 화재 진압용 침수장치(10)의 동작을 나타내는 동작도이다.
도 8a에 도시된 에너지 저장 장치의 화재 진압용 침수장치(10)는 소화수가 최초 공급되는 상태이다. 공급된 소화수는 에너지 저장 장치를 일부 침지시키고, 소화수의 수면이 열차단 커버(320)의 상단에 가까워질 때까지 소화수가 공급된다.
공급되는 소화수의 수면이 열차단 커버(320)의 상단을 넘을 경우, 공급된 소화수가 흘러넘칠 수 있으므로, 상부 플레이트(310)를 상승시켜야 한다.
이에 따라, 소화수의 수면은 열차단 커버(320)의 높이구간(H) 범위 내에 위치하도록 동작된다.
다음, 도 8b에 도시된 바와 같이 소화수의 수면이 열차단 커버(320)의 상단에 가까워짐에 따라, 제어부(500)는 기체 공급부(130)를 통해 이격 공간에 기체를 공급하여 소화포(200)를 기립시키면서 상부 플레이트(310)를 상승시킨다.
이 때, 제어부(500)는 공급되는 소화수의 수면이 열차단 커버(320)의 하단에 가까워질만큼만 소화포(200)를 기립시키면서 상부 플레이트(310)를 상승시킨다. 즉, 제어부(500)는, 상부 플레이트(310)의 상승된 거리 및 공급된 소화수의 수위를 계산하여, 열차단 커버(320)의 높이구간 범위 내에 위치하도록 소화포(200)를 기립시키면서 상부 플레이트(310)를 상승시킨다.
이에 따라, 제1 소화포(210)는 침지된 소화수 및 열차단 커버(320)에 의해 고온으로부터 보호되어, 제1 소화포(210)의 손상을 방지할 수 있다.
다음, 8c에 도시된 바와 같이 소화수의 수면이 열차단 커버(320)의 상단에 가까워질때까지 소화수를 공급하여, 에너지 저장 장치(E)를 더 침지시킨다.
본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 장치의 화재 진압용 침수장치(10)는 전술한 8a 내지 8c의 일련의 과정을 반복하며, 소화수의 수위 상승 및 상부 플레이트(310)의 상승이 교차적으로 진행되면서, 소화포(200)의 손상을 방지할 수 있다.
이하, 도 9 내지 11을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 저장 장치의 화재 진압용 침수장치(20)의 구성에 대하여 설명한다. 다만, 본 발명의 다른 실시예에 따른 저장 장치의 화재 진압용 침수장치(20)의 구성 중 전술한 내용과 중복되는 내용은 생략한다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 에너지 저장 장치의 화재 진압용 침수장치(20)의 제2 소화포(220)의 일부를 제외한 사시도이고, 도 10은 도 9에 도시된 A의 단면도이고, 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제1 소화포(210)를 나타낸 사시도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 저장 장치의 화재 진압용 침수장치(20)는 하부 모듈(100), 소화포(200), 상부 모듈(300), 센싱부(400), 제어부(500)를 포함한다.
하부 모듈(100)은 바닥면에 고정되는 기반으로, 하부 플레이트(110), 액체 공급부(120), 기체 공급부(130), 가이드부(140), 유로 변경부(150)를 포함한다.
여기서, 가이드부(140)는 하부 플레이트(110)에 배치되어 상부 플레이트(310) 및 소화포(200)의 상승을 안내하는 것으로, 가이드 부시(141) 및 가이드 부시(141)에 결합되어 지면과 수직하게 배치된 가이드 바(142)를 포함한다.
가이드 부시(141)는 내부에 포함된 오링(141a)을 포함할 수 있는데, 가이드 바(142)와 밀착할 수 있게 가이드 바(142)와 접촉되는 면에 형성된 제1 오링 및 상부 플레이트와 접촉되는 면에 형성되어 공기압 빠짐을 방지하는 제2 오링을 포함한다. 가이드 부시는 제1 오링 및 제2 오링이 삽입될 수 있도록 내부에 오링홈을 포함할 수 있다.
가이드 바(142)는 상부 플레이트(310)를 관통하여 배치되되, 제1 소화포(210) 및 제2 소화포(220) 사이 영역에 배치될 수 있다. 가이드 바(142)는 연결부재(213)에 의하여 제1 소화포(210) 및 제2 소화포(220)와 연결될 수 있다. 연결부재(213)의 자세한 구성은 후술하기로 한다.
소화포(200)는 기체홀(112)을 기준으로 에너지 저장 장치쪽 내측에 설치되는 제1 소화포(210) 및 외측에 설치되는 제2 소화포(220)를 포함한다.
소화포(200)는 합성 수지로 형성될 수 있을뿐 아니라, 절첩된 상태의 유지 및 기립에 용이한 재질로 형성될 수 있다. 소화포(200)는 방수원단으로 제조되며, 방염처리 또는 불연처리 될 수 있다. 소화포(200)는 방수 재질의 원단으로 형성되는 것이 바람직하며, 일 예로 타포린(타르가 입혀진 천)으로 형성될 수 있다.
또한, 소화포(200)는 증가하는 수압에 따라 가해지는 외력에 견디기 위하여 적층되어 형성된 보강 스트랩(211, 212, 221, 222)을 더 포함한다.
보강 스트랩(211, 212, 221, 222)은 소화포(200)와 일체형으로 형성되며, 접착 또는 봉재를 통해 형성된다. 보강 스트랩(211, 212, 221, 222)은 섬유강화복합재료(Fiber Reinforced Polymer, FRP)로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 소화포(200)를 보강할 수 있는 모든 재료를 포함할 수 있다.
보강 스트랩(211, 212, 221, 222)은 지면에 수평하게 길이 방향으로 형성된 띠장 스트랩(211, 221) 및 지면에 수직하게 높이 방향으로 형성된 코너 스트랩(212, 222) 중 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
띠장 스트랩(211, 221)은 소화포(200)에 복수개의 띠 형태로 형성될 수 있다. 복수의 띠장 스트랩(211, 221)은 서로 이격되어 형성될 수 있으며, 하단에 보다 더 강하게 가해지는 외력을 견딜 수 있도록 하단으로 갈수록 더 좁은 간격으로 형성될 수 있다. 즉, 복수의 띠장 스트랩(211, 221)은 하단으로 갈수록 서로 인접한 이격거리가 더 좁아져 외력에 보다 더 강한 내성으로 견딜 수 있다.
단, 띠장 스트랩(211, 221)은 띠형을 갖는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 띠형을 포함한 다양한 모양으로 형성될 수 있다.
코너 스트랩(212, 222)은 소화포(200)의 각 가장자리에 형성되어 소화포(200)를 보강한다. 코너 스트랩(212, 222) 또한, 띠장 스트랩(211, 221)과 마찬가지로 섬유강화복합재료(Fiber Reinforced Polymer, FRP)로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 소화포(200)를 보강할 수 있는 모든 재료를 포함할 수 있다.
소화포(200)는 가이드 바(142)에 연결되어 수압을 분산시킴으로써 승강을 용이하게 하는 연결부재(213)를 더 포함할 수 있다. 연결부재(213)는 코너 스트랩(212, 222)에 중첩되어 형성될 수 있다. 연결부재(213)는 코너 스트랩(212, 222)과 접착재를 통해 결합될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 결합력을 높이기 위하여 체결부재를 통해 결합될 수 있다. 체결부재는 볼트, 너트 및 소화포(200)에 적층된 체결판을 포함할 수 있다.
연결부재(213)는 제1 소화포(210) 및 제2 소화포(220) 양측에 모두 형성될 수 있다. 상세하게는, 연결부재(213)는 제1 소화포(210)의 외측에 형성되고, 제2 소화포(220)의 내측에 형성되어 가이드 바(142)에 연결될 수 있다.
연결부재(213)는 가이드 바(142)에 결합될 수 있도록 링 형태의 고리를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않고, 가이드 바(142)에 결합될 수 있는 용이한 형태의 고리를 포함할 수 있다. 연결부재(213)의 형태는 고리의 구성뿐 아니라, 다양한 구성으로 조합될 수 있음은 물론이다. 또한, 고리는 O형, D형, 삼각형 또는 이들의 조합 등 필요한 형상으로 구성될 수 있다.
또한, 제1 소화포(210)에 체결된 연결부재(213)와 제2 소화포(220)에 체결된 연결부재(213)는 서로 엇갈리게 가이드 바(142)와 결합될 수 있다. 서로 엇갈리게 결합된 제1 소화포(210) 및 제2 소화포(220)의 연결부재(213)는 서로 하중을 분산시킬 수 있다. 단, 제1 소화포(210)에 체결된 연결부재(213)와 제2 소화포(220)에 체결된 연결부재(213)는 엇갈리는 구성에 한정되지 않는 것은 물론이다. 이러한 연결부재(213)의 장력에 의하여 제1 소화포(210) 및 제2 소화포(220)는 사각의 형태를 유지할 수 있다.
이하, 도 12a 내지 도 12c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 에너지 저장 장치의 화재 진압용 침수장치(20)의 동작을 나타내는 동작도이다.
도 12a에 도시된 에너지 저장 장치의 화재 진압용 침수장치(20)는 소화수가 최초 공급되는 상태로, 소화수의 수면이 열차단 커버(320)의 상단에 가까워질 때까지 소화수가 공급된다. (이 때, 소화수의 높이를 h1이라 한다.)
공급되는 소화수의 수면이 열차단 커버(320)의 상단을 넘을 경우, 공급된 소화수가 흘러넘칠 수 있으므로, 소화수의 수면이 열차단 커버(320)의 상단에 다다를 경우, 상부 플레이트(310)를 상승시켜야 한다.
다음, 도 12b에 도시된 바와 같이 소화수의 수면이 열차단 커버(320)의 상단에 가까워짐에 따라, 제어부(500)는 기체 공급부(130)를 통해 이격 공간에 기체를 공급하여 소화포(200)를 기립시키면서 상부 플레이트(310)를 상승시킨다.
도 12a 내지 도 12b의 단계에서 소화포(200)는 h1의 높이를 갖는 소화수에 의해 많은 내압을 받게 되는데, 소화포(200)는 제1 소화포(210) 및 제2 소화포(220)에 적층된 보강 스트랩(211, 212, 221, 222)에 의해 보다 큰 내압을 견딜 수 있게 된다.
또한, 전술한 바와 같이 띠장 스트랩(211, 221)은 소화포(200)의 하단에 갈수록 더 좁아진 이격거리를 갖도록 형성된다.
다음, 12c에 도시된 바와 같이 소화수의 수면이 열차단 커버(320)의 상단에 가까워질때까지 소화수를 공급하여, 에너지 저장 장치(E)를 더 침지시킨다. 이 때, 소화수의 높이가 h2가 될때까지 소화수가 공급된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 에너지 저장 장치의 화재 진압용 침수장치(20)는 전술한 12a 내지 12c의 일련의 과정을 반복하며, 소화수의 수위 상승 및 상부 플레이트(310)의 상승이 교차적으로 진행되면서, 보강 스트랩(211, 212, 221, 222)으로 인해 내압을 보다 잘 견딘 상태로 소화포(200)가 기립될 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 에너지 저장 장치의 화재 진압용 침수장치,
100: 하부 모듈, 110: 하부 플레이트,
120: 액체 공급부, 130: 기체 공급부,
140: 가이드부, 150: 유로 변경부,
160: 방수패드, 200: 소화포,
210: 제1 소화포, 211, 221: 띠장 스트랩,
212, 222: 코너 스트랩, 213: 연결부재,
220: 제2 소화포, 230: 제1 소화포 보강부재,
240: 제2 소화포 보강부재, 300: 상부 모듈,
310: 상부 플레이트, 320: 열차단 커버,
330: 측면 커버, 340: 형상유지블록,
350: 반사판, 400: 센싱부,
410: 수위 센서, 420: 거리센서,
430: 온도센서, 500: 제어부.
100: 하부 모듈, 110: 하부 플레이트,
120: 액체 공급부, 130: 기체 공급부,
140: 가이드부, 150: 유로 변경부,
160: 방수패드, 200: 소화포,
210: 제1 소화포, 211, 221: 띠장 스트랩,
212, 222: 코너 스트랩, 213: 연결부재,
220: 제2 소화포, 230: 제1 소화포 보강부재,
240: 제2 소화포 보강부재, 300: 상부 모듈,
310: 상부 플레이트, 320: 열차단 커버,
330: 측면 커버, 340: 형상유지블록,
350: 반사판, 400: 센싱부,
410: 수위 센서, 420: 거리센서,
430: 온도센서, 500: 제어부.
Claims (8)
- 내측에 배치되는 에너지 저장 장치(Energy Storage System, ESS)의 화재 진압용 침수장치에 있어서,
에너지 저장 장치를 이격되게 둘러싸고 바닥면에 설치되는 하부 플레이트, 하부 플레이트에 연통되어 화재 진압을 위한 소화수를 내측에 공급하는 액체 공급부, 하부 플레이트 상면에 형성된 기체홀로 기체를 공급하는 기체 공급부 및 하부 플레이트에 수직하게 설치되는 가이드부를 포함하는 하부 모듈;
절첩된 상태로 하부 플레이트에 결합되되, 기체홀을 기준으로 내측에 설치되는 제1 소화포 및 외측에 설치되는 제2 소화포를 포함하여 내부에 기체가 공급되는 이격공간을 형성하는 소화포;
소화포의 상단부와 결합되어 이격공간을 밀폐시키고 가이드부에 의해 관통되는 상부 플레이트, 상부 플레이트의 내측 측면에 결합되어 고열로부터 제1 소화포를 보호하는 열차단 커버, 및 상부 플레이트의 외측 단부에 결합되는 측면 커버를 포함하는 상부 모듈; 및
액체 공급부 및 기체 공급부를 제어하는 제어부;를 포함하고,
기체 공급에 따라 소화포가 기립되며, 상부 플레이트가 가이드부를 따라 상승되는 에너지 저장 장치의 화재 진압용 침수 장치.
- 제1항에 있어서,
내측에 공급되는 소화수의 높이를 감지하는 수위 센서; 및
상부 플레이트의 높이를 감지하는 거리 센서;를 더 포함하고,
제어부는 내측에 공급되는 소화수의 수면이 열차단 커버의 높이구간 범위내에 위치하도록 액체 공급부 및 기체 공급부를 제어하는 에너지 저장 장치의 화재 진압용 침수 장치.
- 제2항에 있어서,
제어부는,
액체 공급부를 통해 내측에 소화수를 공급하되,
소화수의 수면이 열차단 커버의 최상단에 인접할 경우, 상부 플레이트를 상승시켜 소화수의 수면이 열차단 커버의 최하단에 인접하도록 기체 공급부를 제어하는 에너지 저장 장치의 화재 진압용 침수 장치.
- 제3항에 있어서,
제1 소화포의 절첩된 단부에 결합되되, 서로 이격되어 배치되는 복수의 제1 소화포 보강부재; 및
제2 소화포의 절첩된 단부에 결합되되, 서로 이격되어 배치되는 복수의 제2 소화포 보강부재를 더 포함하고,
제1 소화포 및 제2 소화포의 절첩된 단부 각각에 결합된 복수의 제1 소화포 보강부재 및 제2 소화포 보강부재를 더 포함하고,
제1 소화포 보강부재 및 제2 소화포 보강부재는 하단으로 갈수록 인접한 이격거리가 더 좁아지는 에너지 저장 장치의 화재 진압용 침수 장치.
- 제4항에 있어서,
상부 플레이트 상면에 결합되어, 소화포가 절첩된 상태를 유지하도록 상부 플레이트를 가압하는 가압 블록을 더 포함하는 에너지 저장 장치의 화재 진압용 침수 장치.
- 제3항에 있어서,
제1 소화포 및 제2 소화포는 적층되어 형성된 보강 스트랩을 포함하고,
보강 스트랩은 서로 이격되어 형성되되, 하단으로 갈수록 서로 인접한 이격거리가 더 좁아지는 에너지 저장 장치의 화재 진압용 침수 장치.
- 제6항에 있어서,
보강 스트랩은,
소화포의 길이 방향으로 형성된 띠장 스트랩; 및
소화포의 높이 방향으로 소화포의 가장자리에 형성된 코너 스트랩을 포함하고
띠장 스트랩은 서로 이격되어 형성되되, 하단으로 갈수록 서로 인접한 이격거리가 더 좁아지는 에너지 저장 장치의 화재 진압용 침수 장치.
- 제3항에 있어서,
가이드부는 제1 소화포 및 제2 소화포 사이 영역에 배치되고,
제1 소화포 및 제2소화포는 복수의 연결부재에 의해 가이드부에 연결되어 승하강되되, 연결부재는 하단으로 갈수록 서로 인접한 이격거리가 더 좁아지고,
제1 소화포에 연결된 연결부재는 제1 소화포의 외측에, 제2 소화포에 연결된 연결부재는 제2 소화포의 내측에 배치되는 에너지 저장 장치의 화재 진압용 침수 장치.
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| KR1020230039855 | 2023-03-27 | ||
| KR20230039855 | 2023-03-27 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2023
- 2023-06-02 KR KR1020230071698A patent/KR102598807B1/ko active IP Right Grant
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