KR102619953B1 - High voltage fuse device and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 퓨즈 내부에서 효과적인 아크 열 에너지의 신속한 흡수 및 외부로의 열 차단 능력을 제공할 수 있는 퓨즈 장치와 그의 제조방법을 제공한다. 본 발명의 퓨즈 장치는, 케이스와, 상기 케이스 내에 위치되고 상기 케이스의 양 단부를 통해 외부와 전기적으로 연결되어 외부로부터 과전류의 인가시 용단되는 퓨즈 엘리먼트와, 상기 케이스 내에서 상기 퓨즈 엘리먼트를 접촉하며 에워싸도록 장입되고 상기 퓨즈 엘리먼트의 용단시 발생하는 열 에너지를 흡수하는 소호제를 포함하는 퓨즈 장치로 구성되되, 상기 소호제는 본 발명의 고상 확산 입성장 기구에 따라 응집되어 조대화된 소호제 응집 조립자들로 형성된다. 이를 위해 본 발명에서 상기 소호제 응집 조립자들은 소호제 원료 미분말 베드에 씨드 분말을 혼합하여 열처리함으로써 유도된 고상반응에 따라 소호제 원료 미립자들이 확산 입성장됨으로써 제조된다. 이러한 본 발명에 따른 소호제는, Na, K, Li, B, Bi, Ca, Ba, Zn 및 Cu 중의 하나 이상의 금속원소가 분포되어있는 실리카(SiO2) 기지상이고, 각각 0.1~5 ㎛ 범위의 평균입경을 갖는 실리카 미립자들이 서로 3차원적으로 연결되면서 응집되어 구성한 50~500 ㎛ 범위의 평균입경을 갖는 실리카 조립자들을 포함한다.The present invention provides a fuse device and a manufacturing method thereof that can effectively quickly absorb arc heat energy inside the fuse and provide heat blocking capability to the outside. The fuse device of the present invention includes a case, a fuse element located within the case, electrically connected to the outside through both ends of the case, and blown when an overcurrent is applied from the outside, and contacting the fuse element within the case. It is composed of a fuse device that is charged to surround and includes an extinguishing agent that absorbs heat energy generated during blowing of the fuse element, wherein the arc extinguishing agent is agglomerated and coarsened according to the solid phase diffusion grain growth mechanism of the present invention. Formed from cohesive assemblies. For this purpose, in the present invention, the desizing agent agglomerates are manufactured by diffusing and growing the desizing agent raw material fine particles according to a solid phase reaction induced by mixing seed powder in the desizing agent raw material fine powder bed and heat treating it. The anti-oxidizing agent according to the present invention is a silica (SiO 2 ) base phase in which one or more metal elements among Na, K, Li, B, Bi, Ca, Ba, Zn, and Cu are distributed, each in the range of 0.1 to 5 ㎛. It includes silica assemblages with an average particle size in the range of 50 to 500 ㎛, which are composed of silica fine particles with an average particle size that are three-dimensionally connected to each other and aggregated.
Description
본 발명은 고전압 퓨즈 장치에 관한 것으로, 특히 퓨즈 내부에서 효과적인 아크 열 에너지의 신속한 흡수 및 외부로의 열 차단 능력을 효과적으로 제공할 수 있는 퓨즈 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a high-voltage fuse device, and particularly to a fuse device that can effectively rapidly absorb arc heat energy inside the fuse and effectively provide heat shielding ability to the outside.
또한, 본 발명은 상기 퓨즈 장치의 제조방법에 관한 것이다.Additionally, the present invention relates to a method of manufacturing the fuse device.
이차전지를 기반 전력원으로 사용하는 휴대용 기기 및 전기 자동차와 하이브리드 자동차용의 기기는 AC 전력이 아닌 DC전력을 기반으로 하는 부품이 적용되어야 한다. Portable devices and devices for electric and hybrid vehicles that use secondary batteries as a base power source must use components based on DC power, not AC power.
특히, 필수 안전부품인 퓨즈는 전류에 대한 수동부품으로서 기반 전력의 형태(AC/DC)에 따라 동작형태와 시간이 달라 혼용시 화재 및 폭발의 위험이 따른다. 예컨대, 태양광 인버터, 차량용 모터, 전기자동차(EV), ESS(energy storage system) 등과 같이 이차전지를 전력원으로 하는 기기에 적용되는 퓨즈는, 일반적인 AC 퓨즈와는 달리 DC 기반에서 동작하는 형태로서 고전압 및 고전류의 인가에도 안정적으로 전류를 차단할 수 있는 전용의 대용량 DC 퓨즈가 적용되어야한다. In particular, fuses, which are essential safety components, are passive components for electric current and have different operation types and times depending on the type of base power (AC/DC), so there is a risk of fire and explosion when used together. For example, fuses applied to devices that use secondary batteries as a power source, such as solar inverters, vehicle motors, electric vehicles (EV), and ESS (energy storage systems), operate on a DC basis, unlike general AC fuses. A dedicated large-capacity DC fuse that can stably block the current even when high voltage and current is applied must be applied.
도 1은 일반적인 고전압 DC 퓨즈의 개략 구조도를 보인다. Figure 1 shows a schematic structural diagram of a typical high voltage DC fuse.
도 1을 참조하면, 통상의 고전압 퓨즈에서 가용체를 이루는 퓨즈 엘리먼트(1)는 일반적으로 구리(Cu)나 구리합금을 주성분으로 하는 전기 전도성이 양호한 금속 호일의 형태로 구성된다. 상기 퓨즈 엘리먼트(1)는 일반적으로 원통형인 세라믹제로 된 케이스(2)로 보호되어 외부와의 절연성이 확보되고 외부단자(3)와 전기적으로 접합되어 주변 소자나 시스템에 전기적으로 연결된다. 또한, 금속제 캡(4)은 이들 세라믹 케이스(2)와 외부단자(3)를 기계적으로 결합한다. 이러한 퓨즈 엘리먼트(1)는 외부 과전류의 입력시 그의 온도가 순간적으로 올라가 궁극에는 아크가 발생하며 용단됨으로써 전기에너지를 차단하여 이에 전기적으로 연결된 주변 소자나 시스템을 보호한다. Referring to FIG. 1, the fuse element 1, which forms a fusible element in a typical high-voltage fuse, is generally made of copper (Cu) or a copper alloy as a main component and is made in the form of a metal foil with good electrical conductivity. The fuse element 1 is generally protected by a cylindrical ceramic case 2 to ensure insulation from the outside, and is electrically connected to an external terminal 3 to be electrically connected to surrounding devices or systems. Additionally, the metal cap 4 mechanically couples the ceramic case 2 and the external terminal 3. When an external overcurrent is input to this fuse element (1), its temperature rises instantaneously and ultimately an arc is generated and it melts, thereby blocking electrical energy and protecting surrounding devices or systems electrically connected to it.
특히, 상기 퓨즈 엘리먼트(1)에서의 아크 발생시 높은 온도와 폭발 에너지를 감쇄 및 억제하고 용단 후의 전기 안정성 확보를 위하여, 상기 퓨즈 엘리먼트(1)의 주변에는 절연성 소재로서 일반적으로 실리카(SiO2) 조성 등의 세라믹 소호제 분말이 충진된다. 도 2a는 도 1에 도시한 퓨즈 내부에 충진된 세라믹 소호제 분말의 분포상태를 보인 개요도를, 도 2b는 도 1에 도시한 퓨즈 내 충진된 세라믹 소호제 분말들의 전자현미경(SEM) 사진을 각각 보인다.In particular, in order to attenuate and suppress the high temperature and explosion energy when an arc occurs in the fuse element 1 and to ensure electrical stability after fusing, an insulating material generally composed of silica (SiO 2 ) is used around the fuse element 1. It is filled with ceramic desizing agent powder, etc. Figure 2a is a schematic diagram showing the distribution state of the ceramic fire extinguishing agent powder filled inside the fuse shown in Figure 1, and Figure 2b is a scanning electron microscope (SEM) photograph of the ceramic fire extinguishing agent powder filled in the fuse shown in Figure 1. see.
이러한 세라믹 소호제 분말은 퓨즈 캡(4)을 관통하는 수개의 소호제 장입공(6)을 통해 케이스(2)의 내부로 충진된 후, 상기 장입공(6)은 세라믹 본드 등의 실링제(7)로 밀봉된다. 이러한 소호제(5)는 상기 퓨즈 엘리먼트(1)를 에워싸도록 분포한다. 상기 실리카는 융점이 약 1,713℃이고 전기절연성이 1×1013Ω·㎝ 이상으로서 우수하며 열전도도가 1.4W/m·K로 낮은 절연성 소재로서 퓨즈용 소호제로서 널리 사용된다. This ceramic extinguishing agent powder is filled into the interior of the case 2 through several arc extinguishing agent charging holes 6 penetrating the fuse cap 4, and then the charging holes 6 are filled with a sealing agent such as a ceramic bond ( 7) It is sealed. This anti-oxidant (5) is distributed to surround the fuse element (1). The silica has a melting point of about 1,713°C, excellent electrical insulation of 1×10 13 Ω·cm or more, and is an insulating material with a low thermal conductivity of 1.4 W/m·K, and is widely used as an anti-sintering agent for fuses.
특히, 위와 같이 내부 장입되는 종래의 실리카 소호제(5)로서는 대략 150㎛~1㎜ 범위 입경의 실리카 원료분말이 그대로 사용되며, 따라서 이러한 분말형태의 실리카 소호제(5)는 구조적으로 내부 기공율이 높고 충진율이 낮을 수밖에 없다. 따라서, 종래의 실리카 소호제 분말은 상기 퓨즈 엘리먼트(1)로부터의 열전달을 위한 접촉면적이 작고 입자간 열전달 효율이 낮아 결국 상기 퓨즈 엘리먼트(1)의 용단시 발생한 아크 열에너지의 빠른 전달이 어렵다는 구조적 문제를 갖는다. 더구나, 부정형의 분말형태이므로, 이를 작은 장입공(6)을 통해 케이스(2) 내부로 주입되는 공정이 까다롭고 분진과 오염이 발생한다.In particular, as the conventional silica desizing agent (5) charged internally as described above, silica raw material powder with a particle size in the range of approximately 150㎛ to 1 mm is used as is, and therefore, the silica desizing agent (5) in powder form has a structural internal porosity of It is inevitable that the filling rate will be high and low. Therefore, the conventional silica extinguishing agent powder has a small contact area for heat transfer from the fuse element 1 and a low inter-particle heat transfer efficiency, which results in a structural problem in that it is difficult to quickly transfer the arc heat energy generated when the fuse element 1 is blown. has Moreover, since it is in an irregular powder form, the process of injecting it into the case (2) through the small charging hole (6) is difficult and causes dust and contamination.
고전압 DC 퓨즈의 바람직한 동작에서, 상기 퓨즈 엘리먼트(1)의 용단시 발생하는 초기 1차 아크 열 에너지는 빠르게 흡수하면서도, 외부 케이스(2)로의 후속적인 2차 열 전달은 최대한 억제함으로써 퓨즈 주변의 2차 발화를 방지하는 형태의 소호제가 요청된다.In the preferred operation of a high-voltage DC fuse, the initial primary arc heat energy generated upon blowing of the fuse element (1) is quickly absorbed, while the subsequent secondary heat transfer to the external case (2) is suppressed as much as possible, thereby reducing the heat energy of the fuse (2) around the fuse. A form of extinguishing agent that prevents the vehicle from igniting is requested.
최근 적용되는 DC 퓨즈는 점차 대용량(예컨대, 정격 300A·450V급 이상)의 차단능력이 요구되고 있으나, 위와 같은 종래의 분말형 세라믹 소호제(5)로 구성한 고전압 DC 퓨즈로는 상기 퓨즈 엘리먼트(1)의 용단시 발생한 아크 열에너지의 빠른 흡수와 확고한 용단절연 기능을 보장할 수가 없다.Recently applied DC fuses are increasingly required to have a high-capacity (e.g., rating of 300A·450V or higher) blocking ability. However, the high-voltage DC fuse composed of the conventional powder-type ceramic desintering agent (5) as described above requires the fuse element (1). ) cannot guarantee rapid absorption of the arc heat energy generated during melting and a firm melting insulation function.
따라서, 본 발명은 높은 차단용량에 대한 신속한 용단 절연특성과 퓨즈 내부에서 효과적인 아크 열 에너지의 흡수 및 열전달 제어능력을 제공할 수 있고 제조공정이 손쉽고 분진과 오염이 발생할 염려가 없는 고전압 퓨즈 장치 및 그의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.Therefore, the present invention provides a high-voltage fuse device that can provide rapid blowing insulation characteristics for high breaking capacity and an effective absorption and heat transfer control ability of arc heat energy inside the fuse, is easy to manufacture, and is free from dust and contamination, and the same. It is intended to provide a manufacturing method.
위 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 의한 퓨즈 장치의 제조방법은, 케이스와, 상기 케이스의 양 단부를 통해 외부와 전기적으로 연결되도록 상기 케이스 내부에 길이연장되어 배치된 퓨즈 엘리먼트를 준비하고, 상기 케이스 내에서 상기 퓨즈 엘리먼트를 접촉하며 에워싸도록 소호제를 상기 케이스 내에 장입한 후, 상기 케이스를 밀봉하는 것을 포함하고, 특히 상기 소호제는 하기 단계들을 포함하는 공정으로 제조된다:A method of manufacturing a fuse device according to an aspect of the present invention to solve the above problem includes preparing a case and a fuse element arranged to extend inside the case to be electrically connected to the outside through both ends of the case. , charging an extinguishing agent into the case to contact and surround the fuse element within the case, and then sealing the case, and in particular, the extinguishing agent is manufactured by a process comprising the following steps:
(i) 평균입경이 0.1~5 ㎛ 범위의 소호제 원료 미분말들과 1종 이상의 씨드 금속원소를 함유하는 씨드 분말들을 혼합하는 단계; 및(i) mixing anti-sizing agent raw material fine powders with an average particle diameter in the range of 0.1 to 5 ㎛ and seed powders containing one or more seed metal elements; and
(ii) 상기 소호제 원료 미분말들과 씨드 분말들의 혼합물을 열처리하여 고상반응을 통해 상기 씨드 금속원소를 상기 소호제 원료 미분말들 내부로 확산시킴으로써 상기 소호제 원료 미분말들의 적어도 일부가 응집되고 입성장하여 평균입경이 50~500 ㎛ 범위로 조대화된 소호제 응집 조립자들을 형성하는 단계.(ii) heat-treating the mixture of the antisizing agent raw material fine powders and seed powders to diffuse the seed metal element into the antisizing agent raw material fine powders through a solid phase reaction, thereby causing at least a portion of the antisizing agent raw material fine powders to aggregate and grow into grains; A step of forming the desizing agent agglomerates whose average particle diameter is coarsened to a range of 50 to 500 ㎛.
이때, 또한 선택적으로, 상기 소호제 원료 미분말의 조성은 실리카(SiO2)일 수 있다.At this time, optionally, the composition of the fine powder of the desizing agent raw material may be silica (SiO 2 ).
또한, 선택적으로, 상기 씨드 분말은, Na, K, Li, B, Bi, Ca, Ba, Zn 및 Cu 중의 하나 이상을 포함하는 금속산화물(MO) 분말 또는 금속카보네이트(MO-CO2) 분말, TEOS(tetra-orthosilicate), 붕산(H3BO3), 규산나트륨(Na2SiO3, Na4SiO4, Na6Si2O7), 및 규산나트륨 수화물(Na2SiO3·xH2O)으로 이루어진 군에서 하나 이상 선택될 수 있다.Additionally, optionally, the seed powder may be a metal oxide (MO) powder or metal carbonate (MO-CO 2 ) powder containing one or more of Na, K, Li, B, Bi, Ca, Ba, Zn, and Cu. tetra-orthosilicate (TEOS), boric acid (H 3 BO 3 ), sodium silicate (Na 2 SiO 3 , Na 4 SiO 4 , Na 6 Si 2 O 7 ), and sodium silicate hydrate (Na 2 SiO 3 ·xH 2 O). One or more may be selected from the group consisting of.
또한, 선택적으로, 상기 혼합물에서 상기 씨드 분말의 함량은 상기 소호제 원료 미분말의 함량대비 15~50 vol% 범위로 될 수 있다.Additionally, optionally, the content of the seed powder in the mixture may be in the range of 15 to 50 vol% compared to the content of the fine powder of the antisizing agent raw material.
또한, 선택적으로, 상기 씨드 분말의 조성은 융점이 상기 소호제 원료 미분말의 융점보다 낮도록 선택될 수 있다.Additionally, optionally, the composition of the seed powder may be selected so that the melting point is lower than the melting point of the fine powder of the desizing agent raw material.
또한, 선택적으로, 상기 씨드 분말의 조성은 상기 소호제 원료 미분말과의 반응물질의 전기저항값이 1×109Ω 이상이 되도록 선택될 수 있다.Additionally, optionally, the composition of the seed powder may be selected so that the electrical resistance of the reactant with the anti-oxidant raw material fine powder is 1×10 9 Ω or more.
또한, 선택적으로, 상기 열처리는 500~1000℃ 범위의 온도에서 수행될 수 있다.Additionally, optionally, the heat treatment may be performed at a temperature ranging from 500 to 1000°C.
또한, 선택적으로, 상기 단계 (i)에서의 상기 혼합은 건식 혼합일 수 있다.Additionally, optionally, the mixing in step (i) may be dry mixing.
또한, 선택적으로, 상기 퓨즈 장치의 제조방법은, 상기 단계 (ii) 이후에, 형성된 상기 소호제 응집 조립자들은 시빙되어 사전 결정된 평균입경을 갖는 하나 이상의 군으로 분급되는 단계를 더 포함할 수 있다.Additionally, optionally, the method of manufacturing the fuse device may further include the step of, after step (ii), the formed extinguishing agent agglomerates being sieved and classified into one or more groups having a predetermined average particle diameter. .
또한, 선택적으로, 상기 퓨즈 장치의 제조방법은, 상기 응집되지않고 잔존하거나 또는 상기 분급되지않고 잔존하는 상기 소호제 원료 미분말들은 회수되어 재사용되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 퓨즈 장치의 제조방법.Additionally, optionally, the method of manufacturing a fuse device further includes the step of recovering and reusing the fine powder of the extinguishing agent raw material that remains without being agglomerated or remaining without being classified. .
또한, 본 발명의 다른 일 측면에 의한 퓨즈 장치는, 케이스와, 상기 케이스 내에 위치되고 상기 케이스의 양 단부를 통해 외부와 전기적으로 연결되어 외부로부터 과전류의 인가시 용단되는 퓨즈 엘리먼트와, 상기 케이스 내에서 상기 퓨즈 엘리먼트를 접촉하며 에워싸도록 장입되고 상기 퓨즈 엘리먼트의 용단시 발생하는 열 에너지를 흡수하는 소호제를 포함하고, 특히 상기 소호제는, Na, K, Li, B, Bi, Ca, Ba, Zn 및 Cu 중의 하나 이상의 금속원소가 분포되어있는 실리카(SiO2) 기지상이고, 각각 0.1~5 ㎛ 범위의 평균입경을 갖는 실리카 미립자들이 서로 3차원적으로 연결되면서 응집되어 구성한 50~500 ㎛ 범위의 평균입경을 갖는 실리카 조립자들을 포함한다.In addition, a fuse device according to another aspect of the present invention includes a case, a fuse element located within the case and electrically connected to the outside through both ends of the case and blown when an overcurrent is applied from the outside, and a fuse element within the case. It is charged to contact and surround the fuse element and includes an extinguishing agent that absorbs heat energy generated during blowing of the fuse element. In particular, the extinguishing agent includes Na, K, Li, B, Bi, Ca, Ba. , a silica (SiO 2 ) matrix phase in which one or more metal elements among Zn and Cu are distributed, and is composed of silica fine particles each with an average particle diameter in the range of 0.1 to 5 ㎛, three-dimensionally connected to each other and aggregated, in the range of 50 to 500 ㎛. It includes silica particles having an average particle diameter of .
이때, 또한 선택적으로, 상기 실리카 조립자들은 4~35% 범위의 기공율을 갖는 다공성일 수 있다.At this time, also optionally, the silica particles may be porous with a porosity in the range of 4 to 35%.
본 발명에 따라 소호제 응집 조립자로 제조되어 퓨즈 내에서 퓨즈 엘리먼트를 접촉하며 에워싸도록 장입되는 소호제는 다음의 우수한 이점을 갖는다:The desintering agent manufactured in accordance with the present invention as a cohesive particle and charged to contact and surround the fuse element within the fuse has the following excellent advantages:
첫째로, 종래의 부정형 소호제 분말과는 달리, 장입공을 통한 퓨즈 케이스 내로의 장입과정이 손쉽고 분진과 오염이 발생될 염려가 없다.First, unlike conventional amorphous desizing agent powders, the charging process into the fuse case through the charging hole is easy and there is no risk of dust or contamination.
둘째로, 본 발명의 소호제 응집 조립자들은 다공성으로 형성되어 외부적으로는 과립들간에 서로 접촉하는 비표면적이 증대될 뿐만 아니라, 내부적으로는 각 내부 미립자들이 서로간에 물리적으로 직결된 3차원 네킹을 이루어, 전체적으로 열전달 면적이 극대화된다. 따라서, 본 발명의 소호제 응집 조립자들은 이러한 미세구조로 인해 상기 퓨즈 엘리먼트에서의 아크 용단시 발생한 열 에너지를 주변으로 신속하게 흡수할 수 있다. Second, the desizing agent agglomerates of the present invention are porous, which not only increases the specific surface area in contact between granules externally, but also internally creates a three-dimensional necking in which each internal particle is physically directly connected to each other. This maximizes the overall heat transfer area. Therefore, the arc extinguishing agent cohesive particles of the present invention can quickly absorb heat energy generated during arc melting in the fuse element to the surroundings due to this microstructure.
셋째로, 소호제 응집 조립자들의 다공성 구상 구조로 인하여 자체로 흡수된 열이 퓨즈의 외장 케이스로 2차 용단열 전달되는 것을 효과적으로 억제함으로써 퓨즈 장치 주변 기기의 2차 발화가 차단된다.Third, due to the porous spherical structure of the desizing agent cohesive particles, secondary ignition of devices surrounding the fuse device is blocked by effectively suppressing the heat absorbed by itself from being transferred to the outer case of the fuse.
도 1은 일반적인 고전압 DC 퓨즈의 개략 구조도이다.
도 2a는 도 1에 도시한 퓨즈 내부에 충진된 세라믹 소호제 분말의 분포상태를 보인 개요도이고, 도 2b는 도 1에 도시한 퓨즈 내 충진된 세라믹 소호제 분말들의 전자현미경(SEM) 사진이다.
도 3은 본 발명에 따라 소호제 원료 미분말 베드 내에 씨드 분말이 혼합되어 분포하는 상태를 보이는 모식도이다.
도 4는 도 3의 분말들을 열처리함으로써 씨드 분말 내의 씨드 원소가 소호제 원료 미분말 베드로 확산하여 소호제 원료 미립자가 입성장된 상태를 보이는 모식도이다.
도 5는 본 발명 소호제 응집 조립자들의 제조방법을 설명하는 흐름도이다.
도 6a~6b는 본 발명의 실시예들에 따라 제조된 각 소호제 응집 조립자의 전자현미경 사진 및 EDS-원소분석 스펙트럼 결과를 보인다. 도 6a는 도 4의 베드(20)를 구성하는 소호제 원료 미분말로서 실리카 미분말을, 씨드 분말(40)로서 규산나트륨(Na2SiO3)을 각각 사용하였고, 도 6b는 도 4의 베드(20)를 구성하는 소호제 원료 미분말로서 실리카 미분말을, 씨드 분말(40)로서 붕산(H3BO3)을 각각 사용하였다.
도 7~8은 도 1에 도시한 고전압 DC 퓨즈 시제품의 케이스(도 1의 "2") 표면에서의 용단시험 전의 온도와 용단시험 후의 최종 용단온도를 적외선 온도측정기(FLIR사)로 측정한 온도-이미지 결과이다.
도 9는 도 7~8과 마찬가지로 도 1에 도시한 고전압 DC 퓨즈 시제품의 케이스(2) 표면에서의 용단시험 후의 최종 용단온도를 적외선 온도측정기(FLIR사)로 측정한 온도-이미지 결과이나, 다만 도 7~8보다 퓨즈 엘리먼트(1)에 인가되는 전력수준을 보다 더 증가시킨 결과 데이터이다.1 is a schematic structural diagram of a typical high-voltage DC fuse.
FIG. 2a is a schematic diagram showing the distribution state of the ceramic desintering agent powder filled inside the fuse shown in FIG. 1, and FIG. 2b is a scanning electron microscope (SEM) photograph of the ceramic desintering agent powder filled in the fuse shown in FIG. 1.
Figure 3 is a schematic diagram showing the state in which seed powder is mixed and distributed in a fine powder bed of desizing agent raw materials according to the present invention.
FIG. 4 is a schematic diagram showing a state in which the seed elements in the seed powder diffuse into the antisizing agent raw material fine powder bed and the antisizing agent raw material fine particles grow into grains by heat treating the powders of FIG. 3.
Figure 5 is a flowchart explaining the manufacturing method of the deoxidizing agent cohesive particles of the present invention.
Figures 6a to 6b show electron micrographs and EDS-elemental analysis spectrum results of each deoxidizing agent cohesive granule prepared according to embodiments of the present invention. FIG. 6A shows silica fine powder as a fine extinguishing agent raw material powder constituting the bed 20 of FIG. 4 and sodium silicate (Na 2 SiO 3 ) as the seed powder 40, respectively, and FIG. 6B shows the bed 20 of FIG. 4. ), silica fine powder was used as the fine powder of the anti-oxidizing agent raw material, and boric acid (H 3 BO 3 ) was used as the seed powder 40.
Figures 7 and 8 show the temperature before the fusing test and the final fusing temperature after the fusing test on the surface of the case (“2” in FIG. 1) of the high-voltage DC fuse prototype shown in FIG. 1, measured with an infrared thermometer (FLIR). -This is the image result.
Figure 9 is a temperature-image result of the final fusing temperature after the fusing test on the surface of the case (2) of the high-voltage DC fuse prototype shown in Figure 1, similar to Figures 7 and 8, measured with an infrared thermometer (FLIR). This is the result data of increasing the power level applied to the fuse element 1 more than in Figures 7 and 8.
먼저, 본 발명의 명세서에서 사용되는 용어인 "고전압 퓨즈 장치" 또는 "퓨즈 장치"는 DC 퓨즈뿐만 아니라 AC 퓨즈 또한 가리킨다. 즉, 본 발명의 "고전압 퓨즈 장치" 또는 "퓨즈 장치"는 DC 퓨즈임이 가장 바람직하나, 본 발명의 "고전압 퓨즈 장치" 또는 "퓨즈 장치"는 통상의 지식을 가진 자라면 본 명세서의 설명기재 및 도면들을 기반으로 AC 퓨즈로도 응당 적용할 수 있을 것이다. First, the terms “high-voltage fuse device” or “fuse device” used in the specification of the present invention refer to not only DC fuses but also AC fuses. That is, the “high voltage fuse device” or “fuse device” of the present invention is most preferably a DC fuse, but those of ordinary skill in the art will know that the “high voltage fuse device” or “fuse device” of the present invention is a DC fuse. Based on the drawings, it can also be applied as an AC fuse.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
전술했듯이, 고전압 퓨즈 장치에 있어서, 높은 인입 과전류에 의해 내부 퓨즈 엘리먼트의 용단시 발생하는 아크의 열 에너지는 주위에 충진된 소호제에 의하여 빠르게 흡수되어야 한다. 즉, 상기 퓨즈 엘리먼트의 초기 1차 아크 에너지는 빠르게 흡수하면서도, 상기 퓨즈 장치의 외부 케이스로의 후속적 2차 열 전달은 최대한 차단하여 상기 퓨즈 장치 주변의 2차 발화를 방지해야함이 바람직하다.As mentioned above, in a high-voltage fuse device, the heat energy of the arc generated when the internal fuse element is blown by a high incoming overcurrent must be quickly absorbed by the arc extinguishing agent filled around it. That is, it is desirable to quickly absorb the initial primary arc energy of the fuse element, while blocking subsequent secondary heat transfer to the external case of the fuse device as much as possible to prevent secondary ignition around the fuse device.
이를 달성할 수 있는 방안으로서, 본 발명에 따르면, 고전압 퓨즈에 사용되는 상기 소호제는 종래보다 입경이 훨씬 작은 원료 미립자들이 본 발명의 고상 확산 입성장 기구에 따라 응집되어 조대화된 소호제 응집 조립자들(aggregated coarse particles)로 형성된다.As a way to achieve this, according to the present invention, the anti-sintering agent used in a high-voltage fuse is agglomerated and coarsened by agglomerating raw material fine particles with a much smaller particle size than the conventional one according to the solid-phase diffusion grain growth mechanism of the present invention. It is formed of aggregated coarse particles.
이를 위해 본 발명에서 상기 소호제 응집 조립자들은 소호제 원료 미분말 베드에 씨드 분말을 혼합하여 열처리함으로써 유도된 고상반응에 따라 소호제 원료 미립자들이 확산 입성장됨으로써 제조된다.For this purpose, in the present invention, the desizing agent agglomerates are manufactured by diffusing and growing the desizing agent raw material fine particles according to a solid phase reaction induced by mixing seed powder in the desizing agent raw material fine powder bed and heat treating it.
도 3은 본 발명에 따라 소호제 원료 미분말 베드 내에 씨드 분말이 혼합되어 분포하는 상태를 보이는 모식도이고, 도 4는 도 3의 분말들을 열처리함으로써 씨드 분말 내의 씨드 원소가 소호제 원료 미분말 베드로 확산하여 소호제 원료 미립자가 입성장된 상태를 보이는 모식도이다.Figure 3 is a schematic diagram showing the state in which the seed powder is mixed and distributed in the fine powder bed of the antisizing agent raw material according to the present invention, and Figure 4 is a schematic diagram showing the state in which the seed powder is mixed and distributed in the fine powder bed of the antisizing agent raw material, and Figure 4 is a heat treatment of the powders of Figure 3, so that the seed element in the seed powder diffuses into the fine powder bed of the antisizing agent raw material and extinguishes the arc. This is a schematic diagram showing the granulated and grown state of the raw material fine particles.
도 3~4를 참조하면, 본 발명에 따라 씨드 분말(40)은 씨드(seed) 기능을 할 씨드 금속원소를 포함하는 금속산화물이나 카보네이트 미분말로 구성된다. 이러한 씨드 분말(40)은 소호제 원료 미분말과 혼합되어 상기 소호제 원료 미분말 베드(20) 내에 혼재되도록 배치된다. Referring to Figures 3 and 4, according to the present invention, the seed powder 40 is composed of metal oxide or carbonate fine powder containing a seed metal element to function as a seed. This seed powder 40 is mixed with the anti-sizing agent raw material fine powder and placed so as to be mixed in the anti-sizing agent raw material fine powder bed 20.
이러한 소호제 원료 미분말 베드(20) 내의 씨드 분말(40)은 열처리 공정에 따라 유도된 고상반응을 통하여 상기 씨드 분말(40)에 함유된 상기 씨드 금속원소가 상기 소호제 원료 미분말 베드(20)로 확산됨으로써 상기 소호제 원료 미분말 베드(20)의 상기 소호제 원료 미립자들은 응집 및 입성장되어 조대화된 소호제 응집 조립자를 형성한다.The seed powder 40 in the antisizing agent raw material fine powder bed 20 undergoes a solid phase reaction induced by the heat treatment process, so that the seed metal element contained in the seed powder 40 is transferred to the antisizing agent raw material fine powder bed 20. By spreading, the anti-sizing agent raw material fine particles in the anti-sizing agent raw material fine powder bed 20 aggregate and grow into grains to form coarsened anti-sizing agent agglomerated particles.
본 발명의 이러한 소호제 응집 조립자는 고상 확산 입성장에 따라 소호제 원료 미립자들이 응집되어 입성장되는 과정에서 상기 응집 조립자를 이루는 내부 미립자들이 서로 3차원적으로 연결되며 다공성 조직을 형성한다.In the cohesive granulator of the present invention, the internal particles forming the cohesive granule are three-dimensionally connected to each other to form a porous structure in the process in which the antisizing agent raw material fine particles are aggregated and grown according to solid phase diffusion grain growth.
본 발명에서 소호제 응집 조립자들은 다공성으로 형성되므로, 외부적으로는 상기 조립자들간에 서로 접촉하는 비표면적이 증대될 뿐만 아니라, 내부적으로는 각 조립자 내부의 미립자들이 서로간에 물리적으로 직결된 3차원 네킹을 이루어, 전체적으로 열전달 면적이 극대화된다. In the present invention, the desizing agent cohesive particles are formed to be porous, so not only does the specific surface area in contact between the particles increase externally, but also internally, the fine particles inside each particle are physically directly connected to each other. By creating a three-dimensional necking, the overall heat transfer area is maximized.
따라서, 본 발명 소호제 응집 조립자들은 이러한 미세구조로 인해, 퓨즈 케이스(도 1의 "2") 내에 장입시 이들이 에워싸고있는 상기 퓨즈 엘리먼트(도 1의 "1")에서의 아크 용단시 발생한 열 에너지를 주변으로 신속하게 흡수할 수 있다. 아울러, 본 발명 소호제 응집 조립자들의 다공성 구조로 인하여 자체로 흡수된 열이 퓨즈의 외장 케이스(도 1의 "2")로 2차 용단열 전달되는 것을 효과적으로 억제함으로써 퓨즈 장치 주변 기기의 2차 발화가 효과적으로 차단된다.Therefore, due to the microstructure of the inventive arc extinguishing agent cohesive particles, when charged into a fuse case (“2” in FIG. 1), the arc melting occurs in the fuse element (“1” in FIG. 1) that they surround. Heat energy can be quickly absorbed into the surroundings. In addition, due to the porous structure of the cohesive particles of the present invention, the heat absorbed by itself is effectively suppressed from being transferred to the external case of the fuse (“2” in FIG. 1), thereby preventing secondary melting of the fuse device peripheral devices. Ignition is effectively blocked.
본 발명에 따른 소호제 응집 조립자의 바람직한 평균입경(D50)은 대략 50~500 ㎛, 더 바람직하게는 대략 100~500 ㎛ 크기이다.The preferred average particle size (D 50 ) of the desizing agent agglomerated particles according to the present invention is approximately 50 to 500 ㎛, more preferably approximately 100 to 500 ㎛.
또한, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 상기 베드(20)를 구성하여 상기 씨드 금속원소의 확산에 의해 적어도 일부가 상기 조대화된 소호제 응집 조립자로 성장하는 소호제 원료 미분말의 조성은 실리카(SiO2)이다. 이러한 실리카는 화학적으로 안정하고 전기 절연성이 우수하며 원료의 단가도 기타 금속 산화물 소재에 비해 상대적으로 싸고 공급이 원활한 이점을 갖는다.In addition, in a preferred embodiment of the present invention, the composition of the fine powder of the anti-oxidizing agent raw material that forms the bed 20 and grows into the coarsened anti-oxidizing agent agglomerated particles by diffusion of the seed metal element at least in part is silica. (SiO 2 ). Such silica is chemically stable and has excellent electrical insulation properties, and its raw material cost is relatively low compared to other metal oxide materials and has the advantage of smooth supply.
위와 같은 본 발명 소호제 응집 조립자들은 도 5와 같은 공정으로 제조될 수 있다. 도 5는 본 발명 소호제 응집 조립자들의 제조방법을 설명하는 흐름도이다. 각 제조공정을 도 3~5를 참조하여 설명하면, 다음과 같다:The above-described deoxidizing agent cohesive particles of the present invention can be manufactured through the process shown in FIG. 5. Figure 5 is a flowchart explaining the manufacturing method of the deoxidizing agent cohesive particles of the present invention. Each manufacturing process is described with reference to FIGS. 3 to 5 as follows:
(i) 먼저, 본 발명에 따라, 평균입경이 대략 0.1~5 ㎛ 범위의 소호제 원료 미분말과 평균입경이 대략 0.5~50 ㎛ 범위의 씨드 분말을 건식혼합한다(S510).(i) First, according to the present invention, the desizing agent raw material fine powder with an average particle diameter of approximately 0.1 to 5 ㎛ and the seed powder with an average particle diameter of approximately 0.5 to 50 ㎛ are mixed in a dry manner (S510).
이로써, 도 3에 도시하듯이 내화갑(refractory sagger) 등의 내화물 용기(100) 내에 수용되어 상기 소호제 원료 미분말은 베드(20)를 구성하며, 상기 씨드 분말(40)은 이러한 소호제 원료 미분말 베드(20) 내에 혼재하게된다.As a result, as shown in FIG. 3, the fine powder of the antisizing agent raw material is accommodated in a refractory container 100 such as a refractory sagger and constitutes the bed 20, and the seed powder 40 is the fine powder of the antisizing agent raw material. They are mixed in the bed 20.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 소호제 원료 미분말은 실리카 조성이고, 순수 실리카 미분말과, 알루미늄 실리케이트, 마그네슘 실리케이트 및 칼슘 실리케이트 등의 실리카계 화합물 미분말로 이루어진 군에서 하나 이상 선택된다. In one embodiment of the present invention, the antisizing agent raw material fine powder has a silica composition and is selected from the group consisting of pure silica fine powder and silica-based compound fine powder such as aluminum silicate, magnesium silicate, and calcium silicate.
또한, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 씨드 분말(40)은, Na, K, Li, B, Bi, Ca, Ba, Zn 또는 Cu 등을 포함하는 금속산화물(MO) 또는 금속카보네이트(MO-CO2) 미분말과, TEOS(tetra-orthosilicate), 붕산(H3BO3), 및 규산나트륨(Na2SiO3, Na4SiO4, Na6Si2O7 등)과 규산나트륨 수화물(Na2SiO3·xH2O)를 포함하는 실리카계 복합체로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 미분말일 수 있다. In addition, in one embodiment of the present invention, the seed powder 40 is a metal oxide (MO) or metal carbonate (MO-) containing Na, K, Li, B, Bi, Ca, Ba, Zn, or Cu. CO 2 ) fine powder, TEOS (tetra-orthosilicate), boric acid (H 3 BO 3 ), and sodium silicate (Na 2 SiO 3 , Na 4 SiO 4 , Na 6 Si 2 O 7 , etc.) and sodium silicate hydrate (Na 2 It may be one or more fine powders selected from the group consisting of silica-based composites containing SiO 3 ·xH 2 O).
또한, 상기 씨드 분말(40)은 융점이 적어도 상기 소호제 원료 미분말(20)의 융점보다 낮아야하며, 상기 융점이 낮을수록 에너지 절약측면에서 유리하다. 또한, 상기 씨드 분말(40)은 고상반응 열처리 이후 소호제 원료 미분말(20)과의 반응물질이 전기절연성이 충분히 확보됨이 바람직하며, 바람직하게는 1×109Ω 이상이다. In addition, the melting point of the seed powder 40 must be at least lower than the melting point of the desizing agent raw material fine powder 20, and the lower the melting point, the more advantageous in terms of energy saving. In addition, the seed powder 40 preferably has sufficient electrical insulation properties as a reaction material with the desizing agent raw material fine powder 20 after the solid phase reaction heat treatment, and is preferably 1×10 9 Ω or more.
또한, 본 발명의 일 실시예에서, 혼합되는 상기 씨드 분말(40)의 함량은 상기 소호제 원료 미분말(20)의 함량대비 15~50 vol%이고, 바람직하게는 25~30 vol%이다. 만일 상기 씨드 분말(40)의 함량이 상한값을 초과하여 혼합되는 경우, 고상반응 중에 성장한 응집입자들끼리 상호 접촉되어 지나치게 거대한 응집입자를 형성하여버리며, 이 경우 이러한 거대 응집입자들의 파쇄공정이 추가로 필요하게된다. 아울러, 반대로 상기 씨드 분말(40)의 함량이 하한값 미만으로 혼합되면, 응집입자들의 생성 수율이 저하된다.In addition, in one embodiment of the present invention, the content of the seed powder 40 to be mixed is 15 to 50 vol%, and preferably 25 to 30 vol%, compared to the content of the antisizing agent raw material fine powder 20. If the content of the seed powder 40 is mixed beyond the upper limit, the aggregated particles grown during the solid phase reaction come into contact with each other to form excessively large aggregated particles. In this case, the crushing process of these large aggregated particles is additionally performed. It becomes necessary. In addition, on the contrary, if the content of the seed powder 40 is mixed below the lower limit, the production yield of aggregated particles decreases.
또한, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 건식혼합은 바람직하게는 V-믹서가 사용될 수 있고, 이는 V자 형태의 챔버가 회전하면서 중력과 원심력의 작용으로 교류 낙하를 반복하며 원주의 교차점에서 결집과 분리를 반복하여 내부 분말을 혼합하는 방식으로, 타 믹서에 비해 분말입자의 상이함에 관계없이 균일한 혼합이 가능하다.In addition, in one embodiment of the present invention, the dry mixing may preferably be performed using a V-mixer, in which a V-shaped chamber rotates and repeats alternating drops under the action of gravity and centrifugal force and gathers at the intersection point of the circumference. By repeatedly mixing and separating the internal powder, uniform mixing is possible regardless of the differences in powder particles compared to other mixers.
(ii) 그리고, 상기 (i)단계에 이어, 상기 소호제 원료 미분말 및 씨드 분말의 혼합물을 대략 500~1000℃, 더 바람직하게는 600~800℃ 범위로 열처리함으로써 조대화된 소호제 응집 조립자를 제조한 후(S530), 시빙(sieving)되어 사전 결정된 평균입경을 갖는 소호제 응집 조립자들로 분급된다(S550). (ii) Following step (i), the mixture of the antisizing agent raw material fine powder and the seed powder is heat treated at approximately 500 to 1000°C, more preferably 600 to 800°C to produce coarsened antisizing agent agglomerates. After manufacturing (S530), it is sieved and classified into desizing agent agglomerates having a predetermined average particle size (S550).
이러한 열처리에 의해 유도되는 고상반응을 통하여 상기 씨드 분말(40)에 함유된 상기 씨드 금속원소가 상기 소호제 원료 미분말 베드(20)로 확산되고, 이로써 상기 소호제 원료 미분말 베드(20)의 상기 소호제 원료 미립자들은 응집되어 입성장됨으로써 최종적으로 조대화된 소호제 응집 조립자를 형성한다(도 4). 일 실시예에서, 고상반응 이전에 평균입경이 대략 0.1~5 ㎛ 범위였던 소호제 원료 미분말은 본 발명의 이러한 고상 확산 입성장 기구에 따라 응집됨으로써 평균입경이 대략 50~500 ㎛의 조대화된 소호제 응집 조립자로 성장할 수 있다.Through the solid phase reaction induced by this heat treatment, the seed metal element contained in the seed powder 40 diffuses into the desizing agent raw material fine powder bed 20, thereby extinguishing the arc of the desizing agent raw material fine powder bed 20. The raw material fine particles are aggregated and grown to form a final coarsened anti-sizing agent agglomerated granule (Figure 4). In one embodiment, the fine powder of the desizing agent raw material, which had an average particle diameter in the range of approximately 0.1 to 5 ㎛ before the solid phase reaction, is agglomerated according to the solid phase diffusion grain growth mechanism of the present invention to produce coarse desizing agent with an average particle diameter of approximately 50 to 500 ㎛. You can grow into a cohesive assembler.
또한, 본 발명에서 상기 응집되지않고 남아있거나 또는 상기 시빙후 분급되지않은 상기 소호제 원료 미분말은 회수하여 재사용가능하다(S570). 따라서, 본 발명의 이러한 리사이클링으로 인해 원료단가가 절감될 수 있고 산업폐기물의 발생이 거의 없어 자원절감 및 친환경적이다.In addition, in the present invention, the fine powder of the desizing agent raw material that remains without agglomeration or that has not been classified after sieving can be recovered and reused (S570). Therefore, due to this recycling of the present invention, the cost of raw materials can be reduced and industrial waste is hardly generated, which saves resources and is environmentally friendly.
도 6a~6b는 본 발명의 실시예들에 따라 제조된 각 소호제 응집 조립자의 전자현미경 사진 및 EDS-원소분석 스펙트럼 결과를 보인다. 도 6a는 도 4의 베드(20)를 구성하는 소호제 원료 미분말로서 실리카 미분말을, 씨드 분말(40)로서 규산나트륨(Na2SiO3)을 각각 사용하였고, 도 6b는 도 4의 베드(20)를 구성하는 소호제 원료 미분말로서 실리카 미분말을, 씨드 분말(40)로서 붕산(H3BO3)을 각각 사용하였다.Figures 6a to 6b show electron micrographs and EDS-elemental analysis spectrum results of each deoxidizing agent cohesive granule prepared according to embodiments of the present invention. FIG. 6A shows silica fine powder as a fine extinguishing agent raw material powder constituting the bed 20 of FIG. 4 and sodium silicate (Na 2 SiO 3 ) as the seed powder 40, respectively, and FIG. 6B shows the bed 20 of FIG. 4. ), silica fine powder was used as the fine powder of the anti-oxidizing agent raw material, and boric acid (H 3 BO 3 ) was used as the seed powder 40.
도 6a~6b의 각 EDS-원소분석 스펙트럼(B)을 보면, 실리카 기지상에 각각 씨드 금속원소인 B와 Na가 균일하게 분포되어있음을 알 수 있다. 이는 전술했듯이 상기 씨드 분말(40) 내 B와 Na 등의 씨드 금속원소가 상기 소호제 원료 미분말 베드(20)로 확산되고 상기 소호제 원료 미분말 베드(20)의 상기 소호제 원료 미립자들이 응집 및 입성장됨으로써 조대화된 소호제 응집 조립자로 형성되었기 때문이다(도 3~4).Looking at each EDS-element analysis spectrum (B) in FIGS. 6a to 6b, it can be seen that the seed metal elements B and Na are uniformly distributed on the silica matrix. As mentioned above, this means that seed metal elements such as B and Na in the seed powder 40 diffuse into the desizing agent raw material fine powder bed 20, and the desizing agent raw material fine particles in the desizing agent raw material fine powder bed 20 aggregate and form particles. This is because it was formed into coarse deoxidizing agent aggregates as it grew (Figures 3-4).
특히, 도 6a~6b의 각 전자현미경 사진(A)을 보면, 씨드 금속원소 B가 확산되어 응집/조대화된 B-소호제 응집 조립자는 섬유상 다공성 조직이 응집되어있음이 관찰된다. 그리고, 씨드 금속원소 Na가 확산되어 응집/조대화된 Na-소호제 응집 조립자는 대체로 구상의 미립자들이 서로간에 3차원적으로 연결되어있는 다공성 조직이 관찰된다. 본 발명의 실시예들에서, 제조된 소호제 응집 조립자는 대략 4~35% 범위의 기공율을 갖는 다공성이다.In particular, looking at each electron micrograph (A) of FIGS. 6A to 6B, it is observed that the seed metal element B is diffused and the B-extinguishing agent agglomerated aggregates are aggregated/coarsened to have a fibrous porous structure. In addition, the Na-extinguishing agent agglomerated granule, which is agglomerated/coarsened by diffusion of the seed metal element Na, is observed to have a porous structure in which spherical fine particles are three-dimensionally connected to each other. In embodiments of the present invention, the antisizing agent cohesive particles produced are porous with a porosity ranging from approximately 4 to 35%.
하기 표 1은 종래의 부정형 실리카 소호제 분말(비교예)과 본 발명의 실리카 소호제 응집 조립자(실시예 1~3)를 도 1에 도시한 밀폐형 DC 퓨즈 구조에서 각각 내부 충진하여 제조한 각 고전압 DC 퓨즈 시제품의 부하단락시험 결과를 보인다.Table 1 below shows the internal filling of the conventional amorphous silica desizing agent powder (comparative example) and the silica desizing agent agglomerated particles of the present invention (Examples 1 to 3) in the sealed DC fuse structure shown in FIG. 1. Shows the load short-circuit test results of a high-voltage DC fuse prototype.
(부하조건)melting test
(Load conditions)
(D50: 350㎛)Comparative example
(D 50 : 350㎛)
B-소호제 응집
조립자
(D50: 100~300㎛)Example 1
B-Salting agent coagulation
assembler
(D 50 : 100~300㎛)
Na-소호제 응집
조립자
(D50: 100~300㎛)Example 2
Na-salting agent coagulation
assembler
(D 50 : 100~300㎛)
Na-소호제 응집
조립자
(D50: 300~500㎛)Example 3
Na-salting agent coagulation
assembler
(D 50 : 300~500㎛)
표 1에서 본 발명의 실리카 소호제 응집 조립자(실시예 1~3)는, 앞서 도 6a~6b와 마찬가지로, Na-소호제 응집 조립자는 도 4의 베드(20)를 구성하는 소호제 원료 미분말로서 실리카 미분말을, 씨드 분말(40)로서 규산나트륨(Na2SiO3)을 각각 사용한 것이고, B-소호제 응집 조립자는 도 4의 베드(20)를 구성하는 소호제 원료 미분말로서 실리카 미분말을, 씨드 분말(40)로서 붕산(H3BO3)을 각각 사용한 것이다. 또한, 표 1에서 상기 종래의 부정형 실리카 소호제 분말은 평균입경(D50)이 350㎛인 부정형 실리카 분말이다. 또한, 본 발명 실시예 2와 3은 둘 다 Na-소호제 응집 조립자이나 평균입경(D50)만이 서로 다르다.In Table 1, the silica desizing agent agglomerated granular particles of the present invention (Examples 1 to 3) are similar to FIGS. 6a to 6b, and the Na-deoxidizing agent agglomerated granular particles are the desizing agent raw material fine powder constituting the bed 20 in FIG. 4. Silica fine powder was used as the seed powder 40, and sodium silicate (Na 2 SiO 3 ) was used as the seed powder 40, and the B-extinguishing agent cohesive granulator used silica fine powder as the extinguishing agent raw material fine powder constituting the bed 20 in FIG. 4. Boric acid (H 3 BO 3 ) was used as the seed powder 40. In addition, in Table 1, the conventional amorphous silica desizing agent powder is an amorphous silica powder with an average particle diameter (D 50 ) of 350㎛. In addition, Examples 2 and 3 of the present invention are both Na-extinguishing agent agglomerated coarse particles, but only the average particle size (D 50 ) is different from each other.
또한, 표 1의 용단 단락시험에서 적용된 밀폐형 DC 퓨즈의 사양은 300A급이고, 퓨즈 엘리먼트(1)는 0.07㎜ 두께의 황동 플레이트가 사용되었다. 부하단락시험은 800V/8000A DC 전원을 사용하여 IEC-60269 규격에 의거하여 시험하였다.In addition, the specifications of the sealed DC fuse applied in the melting and short-circuit test in Table 1 were 300A class, and a brass plate with a thickness of 0.07 mm was used as the fuse element (1). The load short-circuit test was conducted according to the IEC-60269 standard using 800V/8000A DC power.
일반적으로 대용량 이차전지 DC 회로 보호소자에 적용되는 메인퓨즈의 경우 단락 응답 시간이 짧으면 좋으나, 본 발명과 같이 2차 회로보호소자용으로서의 고전압 DC 퓨즈로 사용될 경우, 단락 용단지연시간이 되도록 길수록 바람직하다. Generally, in the case of a main fuse applied to a large-capacity secondary battery DC circuit protection device, it is good to have a short short-circuit response time, but when used as a high-voltage DC fuse for a secondary circuit protection device as in the present invention, it is preferable that the short-circuit blowing delay time be as long as possible.
즉, 표 1을 참조하면, 210% 부하조건의 용단 단락시험에서, 용단지연시간은, 종래의 부정형 소호제 분말을 사용한 퓨즈 시제품의 경우에는 0.852초인 반면, 본 발명 실시예 1(B-소호제 응집 조립자)의 경우에는 2.463초로서, 본 발명에 따른 용단지연이 종래의 부정형 소호제 분말 대비 거의 3배로 크게 향상된 결과를 보여준다. 또한, 본 발명 실시예 2~3(Na-소호제 응집 조립자)의 경우에도, 용단지연시간이 각각 1.977초 및 1.417초로서 종래의 부정형 소호제 분말 대비 2배 이상 크게 향상되었다. That is, referring to Table 1, in the fusing short-circuit test under 210% load condition, the fusing delay time was 0.852 seconds in the case of the fuse prototype using the conventional amorphous desizing agent powder, whereas in the case of the fuse prototype using the conventional amorphous desizing agent powder, the fuse delay time in Example 1 of the present invention (B-extinguishing agent In the case of cohesive granulator), it is 2.463 seconds, showing that the melting delay according to the present invention is greatly improved by almost three times compared to the conventional amorphous desizing agent powder. In addition, in the case of Examples 2 to 3 of the present invention (Na-sintering agent cohesive granulator), the melting delay time was 1.977 seconds and 1.417 seconds, respectively, which was greatly improved by more than two times compared to the conventional amorphous desizing agent powder.
이러한 표 1의 결과로부터, 본 발명의 소호제 응집 조립자는 종래의 부정형 소호제 분말과 대비하여 퓨즈 엘리먼트에서의 아크 용단시 발생한 열 에너지를 신속하게 흡수하여 크게 용단지연시간을 증가시킴을 알 수 있다.From the results in Table 1, it can be seen that the cohesive granulator of the arc extinguishing agent of the present invention quickly absorbs the heat energy generated during arc melting in the fuse element compared to the conventional amorphous arc extinguishing agent powder, thereby significantly increasing the melting delay time. .
한편, 일반적으로 고전압 밀폐형 DC 퓨즈의 경우, 그의 운전 안전성을 위해서는, 높은 인입 과전류에 의한 아크 발생 열 에너지는 1차적으로 용단 엘리먼트(도 1의 "1")에서는 빠르게 확산되어야겠지만, 2차적으로는 퓨즈의 외장 세라믹 절연케이스(도 1의 "2")로의 열에너지 전달은 억제되어야 한다. 현재 상용인증 기준(IEC-60269)에 따르면, 퓨즈가 장착된 여러 기기들(예컨대, 전기자동차(EV), ESS(energy storage system) 등)에서 퓨즈 주변의 2차 발화가 억제되는 안정성을 보장하도록, 퓨즈 용단시 적어도 퓨즈 외부(즉, 세라믹 케이스(2)) 표면온도의 상승분이 85℃ 이하가 되어야 함이 요구된다.Meanwhile, in the case of a generally high-voltage sealed DC fuse, for its operational safety, the heat energy generated by the arc due to the high incoming overcurrent must first spread rapidly in the fusing element (“1” in FIG. 1), but secondarily. The transfer of heat energy to the exterior ceramic insulating case of the fuse (“2” in Figure 1) must be suppressed. According to the current commercial certification standard (IEC-60269), various devices equipped with fuses (e.g., electric vehicles (EV), energy storage systems (ESS), etc.) are required to ensure the safety of suppressing secondary ignition around the fuse. , when blowing a fuse, it is required that at least the increase in surface temperature outside the fuse (i.e., ceramic case 2) be below 85°C.
도 7~8은 도 1에 도시한 고전압 DC 퓨즈 시제품의 케이스(도 1의 "2") 표면에서의 용단시험 전의 온도와 용단시험 후의 최종 용단온도를 적외선 온도측정기(FLIR사)로 측정한 온도-이미지 결과이다. 적용된 밀폐형 DC 퓨즈의 사양은 300A급이고, 퓨즈 엘리먼트(1)는 0.07㎜ 두께의 황동 플레이트가 사용되었다.Figures 7 and 8 show the temperature before the fusing test and the final fusing temperature after the fusing test on the surface of the case (“2” in FIG. 1) of the high-voltage DC fuse prototype shown in FIG. 1, measured with an infrared thermometer (FLIR). -This is the image result. The specifications of the applied sealed DC fuse were 300A class, and the fuse element (1) used a brass plate with a thickness of 0.07 mm.
이때, 도 7은 종래 300㎛ 평균입경의 부정형 실리카 소호제 분말을 충진한 도 1에 도시한 고전압 DC 퓨즈 시제품에 대한 시험결과로서, (A)는 용단시험전의 온도-이미지이고 (B)는 최종 용단온도의 온도-이미지이다. At this time, Figure 7 is a test result for the high-voltage DC fuse prototype shown in Figure 1 filled with conventional amorphous silica desizing agent powder with an average particle diameter of 300㎛, (A) is the temperature-image before the fusing test, and (B) is the final This is a temperature-image of the fusing temperature.
그리고, 도 8은 본 발명 실시예의 B-소호제 응집 조립자(D50: 300~500㎛)를 충진한 도 1의 고전압 DC 퓨즈 시제품에 대한 시험결과로서, (A)는 용단시험전의 온도-이미지이고 (B)는 최종 용단온도의 온도-이미지이다. 상기 B-소호제 응집 조립자 역시 도 4의 베드(20)를 구성하는 소호제 원료 미분말로서 실리카 미분말을, 씨드 분말(40)로서 붕산(H3BO3)을 각각 사용한 것이다.And, Figure 8 is a test result for the high-voltage DC fuse prototype of Figure 1 filled with B-extinguishing agent cohesive particles (D 50 : 300 ~ 500㎛) of the embodiment of the present invention, (A) is the temperature before the melting test - This is an image, and (B) is a temperature-image of the final melting temperature. The B-antioxidant agglomerate also uses silica fine powder as the antisizing agent raw material fine powder constituting the bed 20 of FIG. 4 and boric acid (H 3 BO 3 ) as the seed powder 40.
도 7~8을 참조하면, 용단 전후 퓨즈 케이스(2)의 표면온도 변화값(A→B)은, 종래의 부정형 소호제 분말의 경우에는(도 7) 102.3℃인 반면, 본 발명 실시예의 경우는(도 8) 84.2℃로서 종래보다 크게 낮아졌다. Referring to FIGS. 7 and 8, the surface temperature change value (A→B) of the fuse case 2 before and after blowing is 102.3°C in the case of the conventional amorphous anti-oxidation agent powder (FIG. 7), whereas in the case of the embodiment of the present invention, (Figure 8) was 84.2°C, which was significantly lower than before.
이와 같이 본 발명의 B-소호제 응집 조립자들은 최종용단시의 퓨즈 케이스(2)의 표면온도를 크게 저하시키고, 전술한 상용인증 기준(IEC-60269)의 조건(퓨즈 케이스 표면온도의 상승분이 85℃ 이하)을 충족시키므로, EV 등 고전압 DC 전력 시스템에서 퓨즈의 온도 안정성을 보장하는데 효과적으로 적용될 수 있음을 알 수 있다.In this way, the B-sintering agent cohesive particles of the present invention significantly reduce the surface temperature of the fuse case 2 at the time of final blowing, and the conditions of the above-mentioned commercial certification standard (IEC-60269) (the increase in fuse case surface temperature is 85℃ or lower), it can be effectively applied to ensure the temperature stability of the fuse in high-voltage DC power systems such as EV.
또한, 도 9는 도 7~8과 마찬가지로 도 1에 도시한 고전압 DC 퓨즈 시제품의 케이스(2) 표면에서의 용단시험 후의 최종 용단온도를 적외선 온도측정기(FLIR사)로 측정한 온도-이미지 결과이나, 다만 도 7~8보다 퓨즈 엘리먼트(1)에 인가되는 전력수준을 보다 더 증가시킨 결과 데이터이다. 이에 적용된 밀폐형 DC 퓨즈의 사양은 400A급이고, 퓨즈 엘리먼트(1)는 0.18㎜ 두께의 황동 플레이트가 사용되었다. In addition, Figure 9 shows the temperature-image results of the final fusing temperature after the fusing test on the surface of the case 2 of the high-voltage DC fuse prototype shown in Figure 1, similar to Figures 7 and 8, measured with an infrared thermometer (FLIR). , However, this data is the result of increasing the power level applied to the fuse element 1 more than in Figures 7 and 8. The specifications of the sealed DC fuse applied here are 400A class, and the fuse element (1) is a brass plate with a thickness of 0.18 mm.
도 9에서, (A)는 평균입경(D50)이 350㎛인 종래 부정형 실리카 소호제 분말을 적용한 퓨즈의 최종 용단온도의 온도-이미지이고, (B)는 평균입경(D50)이 100㎛ 이하인 본 발명 실시예의 Na-소호제 응집 조립자들을 적용한 퓨즈의 최종 용단온도의 온도-이미지이고, (C)는 평균입경(D50)이 100~300㎛인 본 발명 실시예의 B-소호제 응집 조립자들을 적용한 퓨즈의 최종 용단온도의 온도-이미지이다. 이때, 역시 앞서와 마찬가지로, 상기 Na-소호제 응집 조립자는 도 4의 베드(20)를 구성하는 소호제 원료 미분말로서 실리카 미분말을, 씨드 분말(40)로서 규산나트륨(Na2SiO3)을 각각 사용한 것이고, B-소호제 응집 조립자는 도 4의 베드(20)를 구성하는 소호제 원료 미분말로서 실리카 미분말을, 씨드 분말(40)로서 붕산(H3BO3)을 각각 사용하였다. In Figure 9, (A) is a temperature-image of the final fusing temperature of a fuse using a conventional amorphous silica desizing agent powder with an average particle diameter (D 50 ) of 350 ㎛, and (B) is a temperature-image of the average particle diameter (D 50 ) of 100 ㎛. The following is a temperature-image of the final fusing temperature of the fuse to which the Na-extinguishing agent agglomerates of the embodiment of the present invention are applied, and (C) is the B-extinguishing agent agglomeration of the embodiment of the present invention with an average particle diameter (D 50 ) of 100 to 300 ㎛. This is a temperature-image of the final fusing temperature of the fuse using assemblers. At this time, as before, the Na-extinguishing agent cohesive granulator uses silica fine powder as the anti-oxidizing agent raw material fine powder constituting the bed 20 of FIG. 4, and sodium silicate (Na 2 SiO 3 ) as the seed powder 40, respectively. In the B-sizing agent cohesive granulator, silica fine powder was used as the anti-sizing agent raw material fine powder constituting the bed 20 in FIG. 4, and boric acid (H 3 BO 3 ) was used as the seed powder 40.
또한, 도 9와 같은 조건하에서 본 발명 소호제 응집 조립자들의 평균입경을 다양하게 변화시키면서 도 1의 고전압 DC 퓨즈 시제품에 적용하고 케이스(2) 표면에서의 용단시험 전과 후의 최종 용단온도를 측정한 결과를 아래 표 2에 보인다.In addition, under the same conditions as shown in FIG. 9, the average particle diameter of the cohesive particles of the present invention was applied to the high-voltage DC fuse prototype of FIG. 1 while varying variously, and the final fusing temperature was measured before and after the fusing test on the surface of the case (2). The results are shown in Table 2 below.
(D50:
350㎛)Comparative example
(D 50 :
350㎛)
≤100㎛D 50 :
≤100㎛
≤100㎛D 50 :
≤100㎛
최종온도
(℃)heat transfer
final temperature
(℃)
표 2에서 역시, 상기 Na-소호제 응집 조립자는 도 4의 베드(20)를 구성하는 소호제 원료 미분말로서 실리카 미분말을, 씨드 분말(40)로서 규산나트륨(Na2SiO3)을 각각 사용하였고, 상기 B-소호제 응집 조립자는 도 4의 베드(20)를 구성하는 소호제 원료 미분말로서 실리카 미분말을, 씨드 분말(40)로서 붕산(H3BO3)을 각각 사용하였다. In Table 2, the Na-extinguishing agent cohesive granulator used silica fine powder as the extinguishing agent raw material fine powder constituting the bed 20 of FIG. 4 and sodium silicate (Na 2 SiO 3 ) as the seed powder 40, respectively. , the B-extinguishing agent cohesive granulator used silica fine powder as the anti-oxidizing agent raw material fine powder constituting the bed 20 in FIG. 4, and boric acid (H 3 BO 3 ) as the seed powder 40, respectively.
도 9와 표 2를 보면, 역시 마찬가지로 본 발명의 Na-소호제 응집 조립자와 B-소호제 응집 조립자를 적용할 경우, 종래의 부정형 소호제 분말의 적용시보다 최종 용단시의 퓨즈케이스 표면온도가 상대적으로 낮아지는 안정성을 보였다. 또한, 씨드 조성에 대한 효과를 보면, Na-소호제 응집 조립자가 B-소호제 응집 조립자모다 더 양호한 단열효과를 나타냄이 관찰된다.Looking at Figure 9 and Table 2, similarly, when applying the Na-extinguishing agent cohesive granulator and the B-extinguishing agent cohesive granulator of the present invention, the fuse case surface temperature at the time of final blowing is higher than when applying the conventional amorphous anti-oxidizing agent powder. showed relatively low stability. In addition, looking at the effect of the seed composition, it is observed that the Na-extinguishing agent agglomerated particles exhibit a better thermal insulation effect than the B-extinguishing agent agglomerated particles.
위와 같이, 본 발명은 고전압 퓨즈 내의 퓨즈 엘리먼트를 에워싸도록 충진되는 소호제로서, 종래의 부정형 소호제 분말보다 입경이 훨씬 더 작은 원료 미립자들이 본 발명의 고상 확산 입성장 기구에 따라 응집되어 조대화된 소호제 응집 조립자들로 형성된다.As described above, the present invention is an extinguishing agent filled to surround the fuse element in a high-voltage fuse, and raw material fine particles with a much smaller particle size than the conventional amorphous anti-oxidizing agent powder are agglomerated and coarsened according to the solid phase diffusion grain growth mechanism of the present invention. It is formed from deoxidizing agent cohesive particles.
본 발명에서, 상기 고상 확산 입성장 기구에 따라, 소호제 원료 미분말로 구성된 소호제 원료 미분말 베드 내에 혼재된 씨드 분말은 열처리됨으로써 유도된 고상반응을 통하여 상기 씨드 분말에 함유된 씨드 금속원소가 상기 소호제 원료 미분말 베드로 확산하고 이에 따라 상기 소호제 원료 미분말 베드의 상기 소호제 원료 미립자들이 응집 및 입성장되어 상기 조대화된 소호제 응집 조립자로 제조된다.In the present invention, according to the solid-phase diffusion grain growth mechanism, the seed powder mixed in the desizing agent raw material fine powder bed composed of the desizing agent raw material fine powder is heat-treated, thereby causing the seed metal element contained in the seed powder to be extinguished through a solid-phase reaction induced by the desizing agent raw material fine powder bed. It diffuses into the first raw material fine powder bed, and thus the disinfectant raw material fine particles in the disinfectant raw material fine powder bed are agglomerated and granulated to produce the coarsened disinfectant agglomerated granule.
본 발명의 이러한 소호제 응집 조립자는 고상 확산 입성장에 따라 소호제 원료 미립자들이 응집되어 입성장되는 과정에서 상기 응집 조립자를 이루는 미립자들이 서로 3차원적으로 연결되며 다공성 조직을 형성한다.In the cohesive granulator of the present invention, the particles forming the cohesive granule are three-dimensionally connected to each other to form a porous structure in the process in which the antisizing agent raw material fine particles are aggregated and grown according to solid-phase diffusion grain growth.
본 발명의 이러한 소호제 응집 조립자는 다음의 우수한 이점을 갖는다:This desizing agent cohesive granulator of the present invention has the following excellent advantages:
첫째로, 종래의 부정형 소호제 분말과는 달리, 장입공(도 1의 "6")을 통한 퓨즈 케이스(도 1의 "2") 내로의 장입과정이 손쉽고 분진과 오염이 발생될 염려가 없다.First, unlike conventional amorphous desizing agent powders, the charging process into the fuse case (“2” in FIG. 1) through the charging hole (“6” in FIG. 1) is easy and there is no risk of dust or contamination. .
둘째로, 본 발명의 소호제 응집 조립자들은 다공성으로 형성되어 외부적으로는 과립들간에 서로 접촉하는 비표면적이 증대될 뿐만 아니라, 내부적으로는 각 내부 미립자들이 서로간에 물리적으로 직결된 3차원 네킹을 이루어, 전체적으로 열전달 면적이 극대화된다. 따라서, 본 발명의 소호제 응집 조립자들은 이러한 미세구조로 인해 상기 퓨즈 엘리먼트에서의 아크 용단시 발생한 열 에너지를 주변으로 신속하게 흡수할 수 있다. Second, the desizing agent agglomerates of the present invention are porous, which not only increases the specific surface area in contact between granules externally, but also internally creates a three-dimensional necking in which each internal particle is physically directly connected to each other. This maximizes the overall heat transfer area. Therefore, the arc extinguishing agent cohesive particles of the present invention can quickly absorb heat energy generated during arc melting in the fuse element to the surroundings due to this microstructure.
셋째로, 소호제 응집 조립자들의 다공성 구상 구조로 인하여 자체로 흡수된 열이 퓨즈의 외장 케이스(도 1의 "2")로 2차 용단열 전달되는 것을 효과적으로 억제함으로써 퓨즈 장치 주변 기기의 2차 발화가 차단된다.Third, due to the porous spherical structure of the desizing agent cohesive particles, the heat absorbed by itself is effectively suppressed from being transferred to the outer case of the fuse (“2” in Figure 1), thereby preventing secondary melting and adiabatic transfer of the fuse device peripheral devices. Speech is blocked.
이상, 상술된 본 발명의 구현예 및 실시예에 있어서, 조성분말의 평균입도, 분포 및 비표면적과 같은 분말특성과, 원료의 순도, 불순물 첨가량 및 소결 조건에 따라 통상적인 오차범위 내에서 다소 변동이 있을 수 있음은 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 지극히 당연하다. In the above-described embodiments and examples of the present invention, there is some variation within the normal error range depending on the powder characteristics such as average particle size, distribution, and specific surface area of the powder composition, purity of the raw materials, amount of impurities added, and sintering conditions. It is quite natural for those with ordinary knowledge in the field that this may exist.
아울러 본 발명의 바람직한 구현예 및 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이고, 이러한 수정, 변경, 부가 등은 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 한다. In addition, the preferred embodiments and examples of the present invention have been disclosed for illustrative purposes, and anyone skilled in the art will be able to make various modifications, changes, additions, etc. within the spirit and scope of the present invention, and such modifications , changes, additions, etc. should be regarded as falling within the scope of the patent claims.
1: 퓨즈 엘리먼트
2: 케이스
3: 외부단자
4: 금속제 캡
5: 소호제
6: 소호제 장입공
7: 밀봉재1: Fuse element
2: Case
3: External terminal
4: Metal cap
5: Sohoje
6: Soho agent charging hole
7: Sealing material
Claims (12)
상기 소호제는
(i) 평균입경이 0.1~5 ㎛ 범위인 미립자로 구성된 소호제 원료 미분말들; 및
Na, Li, B, Bi, Ba 및 Cu 중의 하나 이상을 포함한 금속산화물(MO) 분말 또는 금속카보네이트(MO-CO2) 분말, TEOS(tetra-orthosilicate), 붕산(H3BO3), 규산나트륨(Na2SiO3, Na4SiO4 또는 Na6Si2O7), 및 규산나트륨 수화물(Na2SiO3·xH2O)로 이루어진 군에서 하나 이상 선택된 씨드 금속원소를 함유하는 씨드 분말들을
혼합하는 단계; 및
(ii) 상기 혼합하는 단계에서 얻은 혼합물을 열처리하여 상기 씨드 금속원소를 상기 소호제 원료 미분말들 내부로 확산시켜 상기 소호제 원료 미분말들의 적어도 일부를 응집시키고 입성장시킴으로써, 상기 소호제 원료 미분말들이 응집 및 과립화되고 평균입경이 50~500 ㎛ 범위로 조대화된 소호제 응집 조립자들을 형성하는 단계를
포함하는 공정으로 제조되는 것을 특징으로 하는 퓨즈 장치의 제조방법.Prepare a case and a fuse element arranged to extend inside the case to be electrically connected to the outside through both ends of the case, and apply an arc extinguishing agent into the case to contact and surround the fuse element within the case. In the method of manufacturing a fuse device including sealing the case after charging,
The antiseptic agent
(i) Fine powders of desizing agent raw materials consisting of fine particles with an average particle diameter in the range of 0.1 to 5 ㎛; and
Metal oxide (MO) powder or metal carbonate (MO-CO 2 ) powder containing one or more of Na, Li, B, Bi, Ba and Cu, TEOS (tetra-orthosilicate), boric acid (H 3 BO 3 ), sodium silicate Seed powders containing one or more seed metal elements selected from the group consisting of (Na 2 SiO 3 , Na 4 SiO 4 or Na 6 Si 2 O 7 ), and sodium silicate hydrate (Na 2 SiO 3 ·xH 2 O)
mixing; and
(ii) heat-treating the mixture obtained in the mixing step to diffuse the seed metal element into the fine powders of the desizing agent raw materials, thereby agglomerating and growing at least a portion of the fine powders of the desizing agent raw materials, thereby agglomerating the fine powders of the extinguishing agent raw materials. and the step of forming granulated and coarsened desizing agent agglomerates with an average particle diameter in the range of 50 to 500 ㎛.
A method of manufacturing a fuse device, characterized in that it is manufactured by a process comprising:
상기 소호제 원료 미분말의 조성은 실리카(SiO2)인 것을 특징으로 하는 퓨즈 장치의 제조방법.According to paragraph 1,
A method of manufacturing a fuse device, characterized in that the composition of the fine powder of the desizing agent raw material is silica (SiO 2 ).
상기 혼합물에서 상기 씨드 분말의 함량은 상기 소호제 원료 미분말의 함량대비 15~50 vol% 범위로 되는 것을 특징으로 하는 퓨즈 장치의 제조방법.According to claim 1 or 2,
A method of manufacturing a fuse device, characterized in that the content of the seed powder in the mixture is in the range of 15 to 50 vol% compared to the content of the fine powder of the desizing agent raw material.
상기 씨드 분말의 조성은 융점이 상기 소호제 원료 미분말의 융점보다 낮도록 선택되는 것을 특징으로 하는 퓨즈 장치의 제조방법.According to claim 1 or 2,
A method of manufacturing a fuse device, characterized in that the composition of the seed powder is selected so that the melting point is lower than the melting point of the fine powder of the desizing agent raw material.
상기 씨드 분말의 조성은 상기 소호제 원료 미분말과의 반응물질의 전기저항값이 1×109Ω 이상이 되도록 선택되는 것을 특징으로 하는 퓨즈 장치의 제조방법.According to claim 1 or 2,
A method of manufacturing a fuse device, characterized in that the composition of the seed powder is selected so that the electrical resistance value of the reactant with the fine powder of the deoxidation agent raw material is 1×10 9 Ω or more.
상기 열처리는 500~1000℃ 범위의 온도에서 수행되는 것을 특징으로 하는 퓨즈 장치의 제조방법.According to claim 1 or 2,
A method of manufacturing a fuse device, characterized in that the heat treatment is performed at a temperature in the range of 500 to 1000 ° C.
상기 단계 (i)에서의 상기 혼합은 건식 혼합인 것을 특징으로 하는 퓨즈 장치의 제조방법.According to claim 1 or 2,
A method of manufacturing a fuse device, characterized in that the mixing in step (i) is dry mixing.
상기 단계 (ii) 이후에, 형성된 상기 소호제 응집 조립자들은 시빙되어 사전 결정된 평균입경을 갖는 하나 이상의 군으로 분급되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 퓨즈 장치의 제조방법.According to claim 1 or 2,
After step (ii), the deoxidation agent agglomerates formed are sieved and classified into one or more groups having a predetermined average particle diameter.
상기 응집되지않고 잔존하거나 또는 상기 분급되지않고 잔존하는 상기 소호제 원료 미분말들은 회수되어 재사용되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 퓨즈 장치의 제조방법.According to clause 9,
A method of manufacturing a fuse device, characterized in that it further comprises the step of recovering and reusing the fine powder of the extinguishing agent raw material that remains without being agglomerated or remaining without being classified.
상기 소호제는 Na, Li, B, Bi, Ba 및 Cu 중의 하나 이상의 금속원소가 분포되어있는 실리카(SiO2) 기지상이고,
상기 소호제는, 각각 0.1~5 ㎛ 범위의 평균입경을 갖는 실리카 미립자들이 서로 응집 및 고용되어 적어도 일부가 네킹에 의해 서로 3차원적으로 물리적 연결되어 과립을 형성한 50~500 ㎛ 범위의 평균입경을 갖는 복수의 실리카 조립자들을 포함하는 것을 특징으로 하는 퓨즈 장치.A case, a fuse element located within the case, electrically connected to the outside through both ends of the case, and blown when an overcurrent is applied from the outside, and charged to contact and surround the fuse element within the case, and the fuse. In the fuse device including an anti-sintering agent that absorbs heat energy generated when the element is blown,
The anti-oxidizing agent is a silica (SiO 2 ) base phase in which one or more metal elements among Na, Li, B, Bi, Ba and Cu are distributed,
The antisizing agent is made up of silica fine particles each having an average particle size in the range of 0.1 to 5 ㎛, agglomerated and dissolved in each other, and at least some of them are three-dimensionally physically connected to each other by necking to form granules, with an average particle size in the range of 50 to 500 ㎛. A fuse device comprising a plurality of silica assemblies having a.
상기 실리카 조립자들은 4~35% 범위의 기공율을 갖는 다공성인 것을 특징으로 하는 퓨즈 장치.According to clause 11,
A fuse device, characterized in that the silica particles are porous with a porosity in the range of 4 to 35%.
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