KR102633584B1 - fire suppression devices for ESS battery - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다수의 모듈로 이루어진 ESS 배터리에서 화재가 발생하였을 때 화재가 발생한 모듈에서만 작동하여 해당 모듈에서 발생된 화재를 소화시킬 수 있게 한 자동밸브를 구비하여 모듈단위 화재진압이 가능하게 한 ESS 배터리 화재진압장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 ESS 배터리 화재진압장치는 다수의 배터리모듈로 이루어진 ESS 배터리 시스템의 각 배터리모듈(100)에 설치되어 배터리모듈에 화재가 발생하였을 때 작동하여 불을 진압하는 ESS 배터리의 화재진압장치에 있어서, 상기 배터리모듈의 일측에 설치되도 다수의 소화약제분사홀이 형성된 소화약제분사관; 상기 소화약제분사관을 따라 설치되고, 내부가 일정한 압력을 유지하고 있어 배터리모듈의 화재에 의해 구멍이 발생하거나 부풀어 내부 압력이 떨어져 화재 발생을 감지하는 열감지튜브; 일측 단부에는 상기 소화약제분사관이 결합되는 소화약제토출구가 형성되고, 타측단부에는 상기 열감지튜브가 연결되고, 상기 소화약제분사관과 인접한 측벽에 소화약제투입구가 형성되며, 소화약제투입구와 열감지튜브 연결 단부 사이에는 상기 소화약제투입구를 선택적으로 개폐하는 개폐실린더가 설치된 밸브장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention is an ESS battery that, when a fire occurs in an ESS battery composed of multiple modules, is equipped with an automatic valve that operates only in the module where the fire occurred and extinguishes the fire that occurred in that module, enabling fire suppression on a module-by-module basis. It is about fire suppression devices.
The ESS battery fire suppression device according to the present invention is installed in each battery module (100) of an ESS battery system consisting of a plurality of battery modules and operates when a fire occurs in a battery module to extinguish the fire. There is a fire extinguishing agent spray pipe installed on one side of the battery module and having a plurality of fire extinguishing agent spray holes; A heat-sensing tube installed along the fire extinguishing agent spray pipe, the inside of which maintains a constant pressure, and which detects the occurrence of a fire due to a hole or swelling due to a fire in the battery module and the internal pressure drops; A fire extinguishing agent discharge port to which the fire extinguishing agent spray pipe is coupled is formed at one end, the heat sensing tube is connected to the other end, a fire extinguishing agent inlet is formed on a side wall adjacent to the fire extinguishing agent spray pipe, and the fire extinguishing agent inlet and heat It is characterized in that it includes a valve device installed between the connection ends of the sensing tube and an opening and closing cylinder that selectively opens and closes the fire extinguishing agent inlet.
Description
본 발명은 배터리 화재진압장치에 관한 것으로 상세하게는 다수의 모듈로 이루어진 ESS 배터리에서 화재가 발생하였을 때 화재가 발생한 모듈에서만 작동하여 해당 모듈에서 발생된 화재를 소화시킬 수 있게 한 자동밸브를 구비하여 모듈단위 화재진압이 가능하게 한 ESS 배터리 화재진압장치에 관한 것이다.The present invention relates to a battery fire suppression device, and specifically, when a fire occurs in an ESS battery composed of multiple modules, it is equipped with an automatic valve that operates only in the module where the fire occurred and extinguishes the fire that occurred in that module. This is about an ESS battery fire suppression device that enables modular fire suppression.
ESS(Energy Storage System)는 에너지 저장 시스템 또는 에너지 저장 장치로 잉여 전기를 저장하거나, 신재생 에너지를 활용해 생산된 전기를 저장할 수 있는 시스템이다.ESS (Energy Storage System) is an energy storage system or energy storage device that can store surplus electricity or electricity produced using renewable energy.
ESS는 외부로부터 가해지는 충격이나 진동 또는 내부적 문제로 인해 전기적 고장은 언제라도 발생할 수 있고, 전지팩의 전기적 고장은 화재와 폭발로 이어질 확률이 높다.Electrical failure of ESS can occur at any time due to external shock or vibration or internal problems, and electrical failure of the battery pack is highly likely to lead to fire and explosion.
이에 ESS의 화재 방지 또는 소화를 위한 다양한 기술이 개발되고 있으며, 그 예로 특허문헌 1내지 4가 있다.Accordingly, various technologies for preventing or extinguishing fires in ESS are being developed, examples of which include Patent Documents 1 to 4.
특허문헌 1은 금속 재질로 형성되고 전후면이 개방되며 내부에 수용공간을 가진 케이스; 케이스의 내측에 일정두께로 설치된 내화단열재; 내화단열재의 내부에 복수의 배터리모듈이 상, 하로 이격되어 적층될 수 있는 구조를 이루는 ESS 배터리랙; 금속 재질로 형성되고, 내측에 내화단열재가 설치되며, 하부에 외부의 냉기가 유입하는 냉기유입구가 형성되고, 케이스의 전면부에 힌지결합되어 전면 개방부를 개폐하는 전면부 도어; 냉기유입구에 설치된 유입구 덮개; 금속 재질로 형성되고, 내측에 내화단열재가 설치되며, 상부에 통풍구가 형성되고, 케이스의 후면부에 힌지결합되어 후면 개방부를 개폐하는 후면부 도어; 케이스의 상부 후방에 통풍구의 형상과 대응되도록 형성된 연기배출구와 연기배출구에 연장되어 돌출 형성된 연기배출관; 케이스의 상부 후방 내측에 설치되어 통풍구와 연기배출구를 선택적으로 닫도록하는 환기구 덮개; ESS 배터리랙에 적층되는 배터리모듈에 설치된 내부 온도센서; 케이스 외측에 설치된 외부 온도센서; 및 내부 온도센서와 외부 온도센서에서 측정된 온도 데이터에 따라 배터리모듈의 전원을 제어하는 제어부를 포함하고, 화재 발생 시 유입구 덮개가 냉기유입구를 닫고, 환기구 덮개가 연기배출구는 개방하고 통풍구를 닫도록 구성되고, 환기구 덮개는 연기배출구의 내측 후방 양측에 결합된 제2 회동축 지지구; 환기구 덮개의 후단 양측에 돌출 형성되어 제2 회동축 지지구에 삽입되는 한 쌍의 제2 회동축; 제2 회동축의 일측 단부에 결합된고 케이스의 외측에 설치되는 제2 모터; 및 통풍구의 주변에 설치된 통풍구 완충패드를 포함하여 화재 발생 시 제어부의 신호에 의해 연기배출구가 열리고, 통풍구는 닫히도록 구성된 것을 특징으로 하는 ESS 배터리랙 화재확산방지 장치이고,Patent Document 1 includes a case made of metal, open at the front and back, and having an accommodating space inside; Fireproof insulation installed at a certain thickness on the inside of the case; ESS battery rack, which has a structure in which a plurality of battery modules can be stacked, spaced upward and downward, inside a fireproof insulation material; A front door that is made of metal, has a fireproof insulation installed on the inside, has a cold air inlet through which external cold air flows in at the bottom, and is hinged to the front of the case to open and close the front opening; An inlet cover installed on the cold air inlet; A rear door that is made of metal, has a fireproof insulation installed on the inside, has a ventilation hole at the top, and is hinged to the rear of the case to open and close the rear opening; a smoke outlet formed at the upper rear of the case to correspond to the shape of the ventilation hole, and a smoke outlet pipe formed to protrude and extend from the smoke outlet; A vent cover installed on the upper rear inner side of the case to selectively close the vent and smoke outlet; Internal temperature sensor installed in the battery module stacked in the ESS battery rack; External temperature sensor installed on the outside of the case; and a control unit that controls the power of the battery module according to temperature data measured from the internal temperature sensor and the external temperature sensor, and in the event of a fire, the inlet cover closes the cold air inlet and the ventilation cover opens the smoke outlet and closes the ventilation hole. It is configured, and the ventilation hole cover includes a second rotating shaft support member coupled to both sides of the inner rear of the smoke outlet; a pair of second rotating shafts protruding from both sides of the rear end of the ventilation hole cover and inserted into the second rotating shaft support; a second motor coupled to one end of the second rotation shaft and installed on the outside of the case; It is an ESS battery rack fire spread prevention device, which includes a vent buffer pad installed around the vent, and is configured to open the smoke outlet and close the vent in response to a signal from the control unit when a fire occurs,
특허문헌 2는 다수 개의 리튬이온 배터리가 수납되어 있고, 일면에 복수 개의 노즐이 설치되어 있는 에너지 저장 시스템; 에너지 저장 시스템에 설치되어, 에너지 저장 시스템 내의 공기를 흡입하는 배관부; 일단이 배관부의 타단과 연결되어, 에너지 저장 시스템의 내부에 공기를 흡입하여 감지하는 연기감지모듈과 에너지 저장 시스템의 외측에 설치되어, 에너지 저장 시스템의 온도변화를 측정하는 적외선카Patent Document 2 is an energy storage system in which a plurality of lithium-ion batteries are stored and a plurality of nozzles are installed on one side; A piping unit installed in the energy storage system and sucking air from the energy storage system; One end is connected to the other end of the piping section, and a smoke detection module is installed on the outside of the energy storage system to detect air intake inside the energy storage system, and an infrared camera is installed to measure temperature changes in the energy storage system.
메라모듈을 포함하는 화재전조감지부; 화재전조감지부와 유선 또는 무선으로 연결되어, 화재전조감지부과 데이터 통신하는 모니터링부; 일단이 복수 개의 노즐 가운데 어느 하나의 노즐에 설치되어 소화분말의 이동경로가 되는 소화분말배관과 소화분말을 저장하고 있는 분말소화기 그리고 소화분말배관에 설치되고, 모니터링부와 연결되어 모니터링부에서 전송하는 신호에 대응해 소화분말배관으로 이동하는 소화분말의 이동량을 제어하는 소화분말제어밸브를 포함하는 분말소화기부; 일단이 복수 개의 노즐 가운데 다른 하나의 노즐에 설치되어 액체소화약제의 이동경로가 되는 액체소화약제배관과 액체소화약제를 저장하고 있는 액체소화약제소화기 그리고 액체소화약제배관에 설치되고, 모니터링부와 연결되어 모니터링부에서 전송하는 신호에 대응해 액체소화약제배관으로 이동하는 액체소화약제의 이동량을 제어하는 액체제어밸브를 포함하는 액상소화기부; 에너지 저장 시스템에 설치되고, 모니터링부와 연결되어 모니터링부에서 전송하는 신호에 대응해 에너지 저장 시스템 내부로 에어로졸의 분사량이 제어 가능한 에어로졸소화기부를 포함하고, 에너지 저장 시스템의 일면에 설치되어 분말소화기부와 연결된 제1노즐과 액상소화기부와 연결된 제2노즐을 촬영하는 영상감지센서;를 더 포함하고, 모니터링부는, 영상감지센서가 촬영한 노즐 이미지를 수신하여, 수신된 노즐 이미지가 기 저장되어 있는 정상 이미지와 다른 경우에는 소화분말제어밸브와 액체제어밸브를 닫고, 모니터링부는 연기감지모듈과 적외선카메라모듈 중 적어도 어느 하나에서 화재전조신호를 감지하였을 때, 제1설정시간 동안 에어로졸소화기부를 작동시킨 후, 제1설정시간 이후에도 적외선카메라모듈에서 화재전조신호를 감지하면 분말소화기부를 제2설정시간 동안 작동시킨 후, 액상소화기부를 작동시키고, 제1설정시간 동안 에어로졸소화기부를 작동시켜, 화재가 진압되면 분말소화기부 및 액상소화기부를 작동시키는 않도록 하는, 에너지 저장장치 화재 감지 및 확산 방지용 자동소화시스템이고,A fire warning detection unit including a camera module; A monitoring unit connected to the fire warning detection unit by wire or wirelessly and communicating data with the fire warning detection unit; One end is installed in one of the plurality of nozzles, and is installed in the fire extinguishing powder pipe, which serves as the movement path of the fire extinguishing powder, the powder fire extinguisher that stores the fire extinguishing powder, and the fire extinguishing powder pipe, and is connected to the monitoring unit and transmits from the monitoring unit. A powder fire extinguisher unit including a fire extinguishing powder control valve that controls the amount of fire extinguishing powder moving into the fire extinguishing powder pipe in response to a signal; One end is installed in another nozzle among the plurality of nozzles, and is installed in the liquid fire extinguishing agent pipe that serves as the movement path of the liquid fire extinguishing agent, the liquid fire extinguisher storing the liquid fire extinguishing agent, and the liquid fire extinguishing agent piping, and is connected to the monitoring unit. A liquid fire extinguisher unit including a liquid control valve that controls the amount of movement of the liquid fire extinguishing agent moving to the liquid fire extinguishing agent pipe in response to the signal transmitted from the monitoring unit; It is installed in the energy storage system, is connected to the monitoring unit, and includes an aerosol fire extinguisher unit capable of controlling the amount of aerosol sprayed into the energy storage system in response to a signal transmitted from the monitoring unit, and is installed on one side of the energy storage system and includes a powder fire extinguisher unit and It further includes an image detection sensor that photographs the connected first nozzle and the second nozzle connected to the liquid fire extinguisher unit, and the monitoring unit receives the nozzle image captured by the image detection sensor, and the received nozzle image is previously stored in the normal state. If it is different from the image, the fire extinguishing powder control valve and the liquid control valve are closed, and when the monitoring unit detects a fire warning signal from at least one of the smoke detection module and the infrared camera module, the aerosol fire extinguisher unit is activated for the first set time, Even after the first set time, if the infrared camera module detects a fire warning signal, the powder fire extinguisher part is operated for the second set time, the liquid fire extinguisher part is operated, and the aerosol fire extinguisher part is operated for the first set time, and when the fire is extinguished, the powder extinguisher is extinguished. It is an automatic fire extinguishing system for detecting and preventing the spread of fire in energy storage devices, preventing the base and liquid fire extinguisher from operating.
특허문헌 3은 화재에 대응하는 소화 기능을 갖춘 ESS 배터리 장치에 있어서: 하우징의 내부에 다수의 셀모듈을 수용하고, 하우징 상에 냉각자켓을 구비하는 본체; 본체의 개구에 분리 가능하게 결합되고, 내부에 소화약제를 수용하는 커버; 및 셀모듈의 열팽창에 대응하여 냉각제의 분출을 유발하는 보조수단;을 포함하여 이루어지되, 커버는 평판대에서 일정한 패턴으로 융기된 다수의 돌출대를 개재하여 셀모듈의 상단을 가압하고, 각각의 파열막을 통하여 소화용액과 소화분말을 별도로 분출하고, 보조수단은 프레임과 유연판으로 형성되는 상자형 지지블록으로 각각의 셀모듈을 지지하고, 유연판은 외력에 의한 변형으로 냉각제를 분출하기 위한 파열핀을 구비하며, 본체는 하측으로 냉각자켓과 연결 가능한 냉각수단을 더 구비하고, 냉각수단은 베이스의 내부에 냉매관, 냉각모듈, 제어기, 온도센서를 탑재한 소화 기능을 갖춘 ESS 배터리 장치이며,Patent Document 3 provides an ESS battery device with a fire extinguishing function, comprising: a main body accommodating a plurality of cell modules inside a housing and providing a cooling jacket on the housing; A cover detachably coupled to the opening of the main body and containing a fire extinguishing agent therein; and auxiliary means for causing ejection of coolant in response to thermal expansion of the cell module; wherein the cover presses the top of the cell module through a plurality of protrusions raised in a certain pattern on the flat plate, and each Fire extinguishing solution and fire extinguishing powder are ejected separately through the rupture membrane, and the auxiliary means is a box-shaped support block formed of a frame and a flexible plate to support each cell module, and the flexible plate ruptures to eject the coolant by deformation by external force. It is provided with fins, and the main body further has a cooling means connectable to the cooling jacket on the lower side. The cooling means is an ESS battery device with a fire extinguishing function equipped with a refrigerant pipe, a cooling module, a controller, and a temperature sensor inside the base,
특허문헌 4는 복수의 배터리 모듈을 수납하는 복수의 배터리 랙이 구비된 에너지 저장 장치의 소화 시스템에 있어서, 배터리 모듈의 온도, 전압, 연기 중 적어도 하나를 감지하는 센싱부; 및 센싱부에서 감지한 값 중 적어도 하나가 미리 설정된 임계값 보다 높으면 배터리 모듈에 소화 약제를 분사하는 소화부를 포함하고, 소화부는 배터리 모듈 내에서 각 배터리 셀의 배열을 따라 형성된 분사 파이프를 포함하고, 분사 파이프를 따라 배터리 셀의 벤트홀과 대응되는 영역에 각각 제공되어 온도가 임계값 보다 높으면 용융되어 소화 약제가 벤트홀에 직접 분사되도록 하는 감열부재를 포함하는 ESS의 소화 시스템이다.Patent Document 4 provides a fire extinguishing system for an energy storage device equipped with a plurality of battery racks for storing a plurality of battery modules, comprising: a sensing unit that detects at least one of the temperature, voltage, and smoke of the battery module; and a fire extinguishing unit that sprays a fire extinguishing agent to the battery module when at least one of the values detected by the sensing unit is higher than a preset threshold, and the fire extinguishing unit includes a spray pipe formed along the arrangement of each battery cell in the battery module, This is an ESS fire extinguishing system that includes a heat-sensitive member that is provided in each area corresponding to the vent hole of the battery cell along the spray pipe and melts when the temperature is higher than the threshold value, so that the fire extinguishing agent is sprayed directly into the vent hole.
상기한 바와 같이 ESS 배터리의 화재 발생 방지 또는 소화를 위한 다양한 기술들이 개발되어 있으나, 종래 기술은 어느 하나의 모듈에 화재가 발생하면 배터리 전체의 화재 진압 장치가 작동하고, 화재 진압 장치의 작동에 의해 배터리에 공급된 화재 진압 약품에 의해 배터리가 오염되어 배터리를 다시 사용할 수 없는 문제가 있다.As mentioned above, various technologies have been developed to prevent or extinguish fires in ESS batteries. However, in the prior art, when a fire occurs in any one module, the fire suppression device for the entire battery operates, and the fire suppression device operates. There is a problem that the battery cannot be reused because it is contaminated by the fire suppression chemicals supplied to the battery.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로, 다수의 모듈로 이루어진 ESS 배터리의 화재 진압 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention was developed to solve the problems of the prior art as described above, and its purpose is to provide a fire suppression device for an ESS battery composed of multiple modules.
특히 본 발명은 다수의 모듈로 이루어진 ESS배터리에서 화재가 발생하였을 때 화재가 발생한 모듈에서만 작동하여 해당 모듈에서 발생된 화재를 소화시킬 수 있게 한 자동밸브를 구비하여 모듈단위 화재진압이 가능하게 한 ESS 배터리 화재진압장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In particular, the present invention is an ESS that, when a fire occurs in an ESS battery composed of multiple modules, is equipped with an automatic valve that operates only in the module where the fire occurred and extinguishes the fire that occurred in that module, enabling fire suppression at the module level. The purpose is to provide a battery fire suppression device.
상기와 같은 목적을 해결하기 위한 본 발명에 따른 ESS 배터리 화재진압장치는 다수의 배터리모듈로 이루어진 ESS 배터리 시스템의 각 배터리모듈(100)에 설치되어 배터리모듈에 화재가 발생하였을 때 작동하여 불을 진압하는 ESS 배터리의 화재진압장치에 있어서, 상기 배터리모듈의 일측에 설치되도 다수의 소화약제분사홀이 형성된 소화약제분사관; 상기 소화약제분사관을 따라 설치되고, 내부가 일정한 압력을 유지하고 있어 배터리모듈의 화재에 의해 구멍이 발생하거나 부풀어 내부 압력이 떨어져 화재 발생을 감지하는 열감지튜브; 일측 단부에는 상기 소화약제분사관이 결합되는 소화약제토출구가 형성되고, 타측단부에는 상기 열감지튜브가 연결되고, 상기 소화약제분사관과 인접한 측벽에 소화약제투입구가 형성되며, 소화약제투입구와 열감지튜브 연결 단부 사이에는 상기 소화약제투입구를 선택적으로 개폐하는 개폐실린더가 설치된 밸브장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.The ESS battery fire suppression device according to the present invention to solve the above purpose is installed in each battery module (100) of the ESS battery system composed of a plurality of battery modules and operates when a fire occurs in the battery module to extinguish the fire. A fire extinguishing device for an ESS battery, comprising: a fire extinguishing agent spray pipe installed on one side of the battery module and having a plurality of fire extinguishing agent spray holes; A heat-sensing tube installed along the fire extinguishing agent spray pipe, the inside of which maintains a constant pressure, and which detects the occurrence of a fire due to a hole or swelling due to a fire in the battery module and the internal pressure drops; A fire extinguishing agent discharge port to which the fire extinguishing agent spray pipe is coupled is formed at one end, the heat sensing tube is connected to the other end, a fire extinguishing agent inlet is formed on a side wall adjacent to the fire extinguishing agent spray pipe, and the fire extinguishing agent inlet and heat It is characterized in that it includes a valve device installed between the connection ends of the sensing tube and an opening and closing cylinder that selectively opens and closes the fire extinguishing agent inlet.
상기 열감지튜브의 밸브장치와 인접한 단부에는 이웃하는 배터리모듈에 발생된 화재에 의해 열감지튜브가 손상되는 것을 방지할 수 있도록 보강튜브가 설치되는 것이 바람직하다.It is preferable that a reinforcing tube is installed at the end of the heat-sensing tube adjacent to the valve device to prevent the heat-sensing tube from being damaged by a fire occurring in a neighboring battery module.
상기 열감지튜브의 밸브장치와 연결된 단부의 반대쪽 단부에는 압력보충구가 더 설치된 것이 바람직하다.It is preferable that a pressure supplement port is further installed at the end of the heat sensing tube opposite to the end connected to the valve device.
상기 열감지튜브의 내부에는 질소가 충진된 것이 바람직하다.The inside of the heat-sensing tube is preferably filled with nitrogen.
상기 밸브장치의 열감지튜브가 연결된 부분과 인접한 측벽에는 압력계가 더 설치된 것이 바람직하다.It is preferable that a pressure gauge is further installed on the side wall adjacent to the part where the heat-sensing tube is connected to the valve device.
본 발명에 따른 ESS 배터리 화재진압장치는 다수의 모듈로 이루어진 ESS배터리 장치에서 각 모듈별로 화재진압이 이루어질 수 있게 함에 따라 화재가 발생하지 않은 모듈에는 소화용 물이나 화재 진압 약품이 영향을 주지 않게 하여 다시 사용할 수 있게 하여 ESS 배터리 모듈의 재 사용율을 높여 불필요한 자재의 낭비를 줄일 수 있게 하는 효과가 있다.The ESS battery fire suppression device according to the present invention allows fire suppression to be performed for each module in an ESS battery device comprised of multiple modules, thereby preventing fire extinguishing water or fire suppression chemicals from affecting modules in which a fire has not occurred. By allowing it to be reused, it has the effect of increasing the reuse rate of the ESS battery module and reducing the waste of unnecessary materials.
도 1은 본 발명에 따른 ESS 배터리 화재진압장치를 구비한 ESS배터리 시스템에서 하나의 배터리모듈의 일예의 사시도
도 2는 본 발명에 따른 ESS 배터리 화재진압장치의 일부 확대도
도 3은 본 발명에 따른 ESS 배터리 화재진압장치의 일부의 단면도
1 is a perspective view of an example of one battery module in an ESS battery system equipped with an ESS battery fire suppression device according to the present invention.
Figure 2 is a partial enlarged view of the ESS battery fire suppression device according to the present invention
Figure 3 is a cross-sectional view of a portion of the ESS battery fire suppression device according to the present invention
본 발명은 다양한 변경을 가하여 실시할 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고, 상세한 설명을 통해 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can be implemented by making various changes, specific embodiments will be illustrated in the drawings and explained through detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.While describing each drawing, similar reference numerals are used for similar components. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of related known technologies may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.
본 발명은 다수의 모듈로 이루어진 ESS 배터리에서 화재가 발생하였을 때 화재가 발생한 모듈에서만 작동하여 해당 모듈에서 발생된 화재를 소화시킬 수 있게 한 자동밸브를 구비하여 모듈단위 화재진압이 가능하게 한다.The present invention enables module-level fire suppression by providing an automatic valve that operates only in the module where the fire occurred when a fire occurs in an ESS battery composed of multiple modules to extinguish the fire that occurred in that module.
본 발명에 따른 ESS 배터리의 화재진압장치는 다수의 배터리모듈로 이루어진 ESS 배터리 시스템의 각 배터리모듈(100)에 설치되어 배터리모듈에 화재가 발생하였을 때 작동하여 불을 진압하는 ESS 배터리의 화재진압장치로, 도 1에 도시한 바와 같이 상기 배터리모듈의 일측에 설치되고, 다수의 소화약제분사홀(10h)이 형성된 소화약제분사관(10); 상기 소화약제분사관을 따라 설치되고, 내부가 일정한 압력을 유지하고 있어 배터리모듈의 화재에 의해 구멍이 발생하거나 부풀어 내부 압력이 떨어져 화재 발생을 감지하는 열감지튜브(20); 일측 단부에는 상기 소화약제분사관이 결합되는 소화약제토출구(30o)가 형성되고, 타측단부에는 상기 열감지튜브가 연결되고, 상기 소화약제분사관과 인접한 측벽에 소화약제투입구(30i)가 형성되며, 소화약제투입구와 열감지튜브 연결 단부 사이에는 상기 소화약제투입구를 선택적으로 개폐하는 개폐실린더(31)가 설치된 밸브장치(30)를 포함하는 것을 특징으로 한다.The fire suppression device for the ESS battery according to the present invention is a fire suppression device for the ESS battery that is installed in each battery module (100) of an ESS battery system consisting of a plurality of battery modules and operates to extinguish the fire when a fire occurs in the battery module. As shown in FIG. 1, a fire extinguishing agent injection pipe (10) is installed on one side of the battery module and has a plurality of fire extinguishing agent injection holes (10h); A heat-sensing tube (20) installed along the fire extinguishing agent spray pipe, the inside of which maintains a constant pressure, and which detects the occurrence of a fire due to a hole or swelling due to a fire in the battery module and a drop in the internal pressure; A fire extinguishing agent discharge port (30o) to which the fire extinguishing agent spray pipe is coupled is formed at one end, the heat sensing tube is connected to the other end, and a fire extinguishing agent inlet (30i) is formed on the side wall adjacent to the fire extinguishing agent spray pipe. , It is characterized in that it includes a valve device (30) installed between the fire extinguishing agent inlet and the connection end of the heat-sensing tube, and an opening and closing cylinder (31) that selectively opens and closes the fire extinguishing agent inlet.
상기 소화약제분사관(10)은 도 1에 도시한 바와 같이 배터리모듈의 일측면에 설치되어 배터리모듈에 적어도 1열 이상으로 설치되어 있으며, 배터리모듈의 전면에 고르게 소화약제를 분사할 수 있도록 다수의 소화약제분사홀(10h)이 형성되어 있다.As shown in FIG. 1, the fire extinguishing agent spray pipe 10 is installed on one side of the battery module and is installed in at least one row on the battery module. There are multiple fire extinguishing agent spray pipes 10 to spray the fire extinguishing agent evenly on the front of the battery module. A fire extinguishing agent injection hole (10h) is formed.
상기 열감지튜브(20)은 상기 소화약제분사관을 따라 설치되어 있어 배터리모듈의 어느 일부분에 화재가 발생하여도 이를 감지할 수 있게 하였다.The heat-sensing tube 20 is installed along the fire extinguishing agent spray pipe to detect a fire even if a fire occurs in any part of the battery module.
상기 열감지튜브(20)는 통상의 합성수지 또는 고무로 만들어진 긴 튜브로 내부는 일정한 압력을 유지하고 있다.The heat-sensing tube 20 is a long tube made of common synthetic resin or rubber and maintains a constant pressure inside.
즉 상기 열감지튜브(20)의 내부 압력이 일정하게 유지되면 상기 개폐실린더(31)는 상기 소화약제투입구(30I)를 폐쇄한 상태를 유지하고 있어 소화약제가 소화약제분사관 측으로 이동할 수 없고, 열감지튜브가 배터리모듈이 과열되거나 화재가 발생하면 열감지튜브가 손상에 의해 열감지튜브 내부의 압력이 낮아지고, 열감지튜브 내부의 압력이 낮아지면 개폐실린더가 스프링(32)에 의해 밀려 소화약제투입구가 개방됨에 의해 소화약제가 소화약제분사관을 통해 배터리모듈로 공급되어 소화가 이루어진다.That is, when the internal pressure of the heat sensing tube 20 is maintained constant, the opening and closing cylinder 31 maintains the fire extinguishing agent inlet (30I) in a closed state, so that the fire extinguishing agent cannot move toward the fire extinguishing agent injection pipe, When the heat-sensing tube overheats in the battery module or a fire occurs, the heat-sensing tube is damaged and the pressure inside the heat-sensing tube decreases. When the pressure inside the heat-sensing tube decreases, the opening/closing cylinder is pushed by the spring 32 and extinguishes the fire. When the chemical inlet is opened, the fire extinguishing agent is supplied to the battery module through the fire extinguishing agent spray pipe to effect fire extinguishment.
상기 밸브장치(30)는 상기한 바와 같이, 소화약제투입구(30I)가 형성되어 있고, 이 소화약제투입구에는 소화약제공급라인이 연결되어 있으며, 소화약제공급라인은 다수의 다른 배터리모듈의 밸브장치의 소호약제투입구에 연결되어 있다.As described above, the valve device 30 is formed with a fire extinguishing agent inlet 30I, and a fire extinguishing agent supply line is connected to this fire extinguishing agent inlet, and the fire extinguishing agent supply line is a valve device for a number of different battery modules. It is connected to the SOHO chemical inlet.
이에 따라 밸브장치는 배터리모듈을 벗어난 위치에 설치되고, 이렇게 설치된 밸브장치에 연결된 압력감지튜브(20)는 다른 배터리모듈에 발생된 화재에 의해 영향을 받게 된다.Accordingly, the valve device is installed in a location outside the battery module, and the pressure sensing tube 20 connected to the valve device installed in this way is affected by a fire occurring in another battery module.
즉, 주변 배터리모듈에 화재가 발생하면 그 열에 의에 해당 배터리모듈에 설치된 압력감지튜브도 영향을 받아 밸브장치를 작동시키게 되고 이렇게 화재가 발생하지 않은 배터리모듈까지 소화약제가 공급되면 소화약제가 공급된 배터리모듈도 소화약제가 분사되어 사용할 수 없게 된다.In other words, if a fire occurs in a surrounding battery module, the pressure sensing tube installed in the relevant battery module is also affected by the heat and operates the valve device. If the fire extinguishing agent is supplied to the battery module where a fire has not occurred, the fire extinguishing agent is supplied to the battery module. The battery module is also sprayed with fire extinguishing agent and becomes unusable.
이에 본 발명은 이웃 배터리모듈의 화재에 의해 화재가 발생하지 않은 매터리모듈의 화재감지튜브가 손상되는 것을 방지할 수 있도록 열감지튜브의 밸브장치와 인접한 단부에 열수축 튜브(21)를 더 설치하였다.Accordingly, the present invention further installs a heat shrink tube (21) at the end adjacent to the valve device of the heat sensing tube to prevent damage to the fire sensing tube of a battery module that does not cause a fire due to a fire in a neighboring battery module. .
상기 열수축 튜브(21)는 열에 강한 튜브로 압력감지튜브(20)보다 열에 강한 재질로 만들어진다.The heat shrinkable tube 21 is a heat-resistant tube and is made of a material more resistant to heat than the pressure sensing tube 20.
상기 밸브장치(30)는 상기 열감지튜브에서 감지된 배터리모듈의 화재를 감지하여 소화약제분사관(10)으로 공급되게 하는 것으로, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 일측 단부에는 상기 소화약제분사관(10)이 결합되는 소화약제토출구(30o)가 형성되고, 타측단부에는 상기 열감지튜브(20)가 연결되고, 상기 소화약제분사관과 인접한 측벽에 소화약제투입구(30i)가 형성되어 있다.The valve device 30 detects a fire in the battery module detected by the heat detection tube and supplies it to the fire extinguishing agent spray pipe 10. As shown in Figures 2 and 3, the fire extinguishing agent is installed at one end. A fire extinguishing agent discharge port (30o) is formed to which the chemical spray pipe 10 is coupled, the heat sensing tube 20 is connected to the other end, and a fire extinguishing agent inlet (30i) is formed on the side wall adjacent to the fire extinguishing agent spray pipe. It is done.
또한 내부의 소화약제투입구와 열감지튜브 연결 단부 사이에는 상기 소화약제투입구를 선택적으로 개폐하는 개폐실린더(31)가 설치되어 있다.Additionally, an opening and closing cylinder (31) is installed between the internal fire extinguishing agent inlet and the heat sensing tube connection end to selectively open and close the fire extinguishing agent inlet.
상기 밸브장치(30)는 정상적인 상태에서는 도 3 (a)에 도시한 바와 같이, 열감지튜브 내부의 압력에 의해 개폐실린더(31)가 밀려 소화약제투입구(30i)을 폐쇄한 상태가 되고, 열감지튜브에 구멍이 생겨 열감지튜브 내부의 압력이 낮아지면 도 3 (b)에 도시한 바와 같이 스프링(32)에 의해 개폐실린더(31)가 밀려 소화약제투입구(30i)가 개방되어 소화약제가 소화약제분사관(10)으로 배출된다.In a normal state, the valve device 30 closes the fire extinguishing agent inlet 30i by pushing the opening and closing cylinder 31 due to the pressure inside the heat sensing tube, as shown in FIG. 3 (a), and the fire extinguishing agent inlet 30i is closed. When a hole is created in the sensing tube and the pressure inside the heat sensing tube is lowered, the opening and closing cylinder 31 is pushed by the spring 32, as shown in Figure 3 (b), and the fire extinguishing agent inlet (30i) is opened and the fire extinguishing agent is discharged. It is discharged into the fire extinguishing agent spray pipe (10).
또한 도 1에 도시한 바와 같이, 상기 열감지튜브(20)의 밸브장치와 연결된 단부의 반대쪽 단부에는 압력보충구(20p)를 더 설치하였다.In addition, as shown in FIG. 1, a pressure supplement port (20p) was further installed at the end of the heat sensing tube (20) opposite to the end connected to the valve device.
상기한 바와 같이 상기 개폐실린더(31)는 열감지튜브 내부의 압력에 의해 개방되고, 열감지튜브 내부의 압력이 낮아지면 배터리모듈에 화재가 발생하지 않아도 소화약제가 공급될 수 있게 된다.As described above, the opening/closing cylinder 31 is opened by the pressure inside the heat-sensing tube, and when the pressure inside the heat-sensing tube is lowered, the fire extinguishing agent can be supplied even if a fire does not occur in the battery module.
이에 열감지튜브 내부의 압력이 일정하게 유지될 수 있게 하여야 하고, 이를 위해 열감지튜브의 일측 단부에 압력보충구(20p)를 더 설치한 것이다.Accordingly, the pressure inside the heat-sensing tube must be maintained constant, and for this purpose, a pressure supplement (20p) is additionally installed at one end of the heat-sensing tube.
물론, 열감지튜브의 내부 압력이 일정하게 유지될 수 있게 하기 위해서는 열감지튜브 내부의 압력을 감지할 수 있어야 하고, 이를 위해 밸브장치의 열감지튜브가 연결된 부분과 인접한 측벽에는 압력계(40)를 설치하였다.Of course, in order to keep the internal pressure of the heat-sensing tube constant, it is necessary to be able to sense the pressure inside the heat-sensing tube, and for this purpose, a pressure gauge 40 is installed on the side wall adjacent to the part where the heat-sensing tube is connected to the valve device. Installed.
또한 상기 열감지튜브의 내부에는 질소를 더 충진하는 것이 바람직하다.Additionally, it is desirable to further fill the inside of the heat-sensing tube with nitrogen.
10: 소화약제분사관
20: 열감지튜브
20p: 압력보충구
21: 열수축 튜브
30: 밸브장치
30o: 소화약제토출구 30i: 소화약제투입구
31:개폐실린더 32: 스프링
40: 압력계
100: 배터리모듈
10: Fire extinguishing agent spray pipe
20: Heat sensing tube
20p: Pressure supplement port
21: heat shrink tube
30: valve device
30o: Fire extinguishing agent discharge port 30i: Fire extinguishing agent inlet
31: Open/close cylinder 32: Spring
40: pressure gauge
100: Battery module
Claims (5)
상기 배터리모듈의 일측에 설치되고, 다수의 소화약제분사홀(10h)이 형성된 소화약제분사관(10);
상기 소화약제분사관을 따라 설치되고, 내부가 일정한 압력을 유지하고 있어 배터리모듈의 화재에 의해 구멍이 발생하거나 부풀어 내부 압력이 떨어져 화재 발생을 감지하는 열감지튜브(20);
상기 열감지튜브(20)의 밸브장치와 인접한 단부에 설치되어, 이웃하는 배터리모듈에 발생된 화재에 의해 열감지튜브가 손상되는 것을 방지하는 열수축튜브(21); 및
일측 단부에는 상기 소화약제분사관이 결합되는 소화약제토출구(30o)가 형성되고, 타측단부에는 상기 열감지튜브가 연결되어, 상기 열감지튜브에서 감지된 배터리모듈의 화재를 감지하여 소화약제분사관(10)으로 공급되게 하는 밸브장치(30)를 포함하는 ESS 배터리의 화재진압장치에 있어서,
상기 밸브장치(30)는 소화약제투입구와 열감지튜브 연결 단부 사이에 설치되어, 상기 소화약제투입구를 선택적으로 개폐하되, 배터리모듈의 화재를 감지되면 일측이로 이동하여 소화약제분사관(10)을 개방하여 소화약제가 이동될 수 있게하는 개폐실린더(31)와;
화재가 발생하지 않았을 때에는 상기 개폐실린더를 상기 소화약제투입구(30i) 측으로 밀어 소화약제투입구가 막힌상태를 유지하고, 화재 발생에 의해 상기 열감지튜브(20)에 구멍이 발생하거나 부풀어 내부 압력이 떨어지면 개폐실린더를 밀어 개폐실린더가 이동하여 소화약제투입구가 개방되게 하는 스프링(32)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 ESS 배터리의 화재진압장치.In the fire suppression device of the ESS battery, which is installed in each battery module (100) of the ESS battery system consisting of a plurality of battery modules and operates to extinguish the fire when a fire occurs in the battery module,
A fire extinguishing agent spray pipe (10) installed on one side of the battery module and having a plurality of fire extinguishing agent spray holes (10h);
A heat-sensing tube (20) installed along the fire extinguishing agent spray pipe, the inside of which maintains a constant pressure, and which detects the occurrence of a fire due to a hole or swelling due to a fire in the battery module and a drop in the internal pressure;
A heat shrink tube (21) installed at an end adjacent to the valve device of the heat-sensing tube (20) to prevent the heat-sensing tube from being damaged by a fire occurring in a neighboring battery module; and
At one end, a fire extinguishing agent discharge port (30o) is formed to which the fire extinguishing agent spray pipe is coupled, and at the other end, the heat sensing tube is connected to detect a fire in the battery module detected by the heat sensing tube and inject the fire extinguishing agent into the fire extinguishing agent spray pipe. In the fire suppression device for the ESS battery including the valve device (30) to supply to (10),
The valve device (30) is installed between the fire extinguishing agent inlet and the connection end of the heat-sensing tube, and selectively opens and closes the fire extinguishing agent inlet. When a fire in the battery module is detected, it moves to one side and connects the fire extinguishing agent spray pipe (10). an opening and closing cylinder (31) that opens to allow the fire extinguishing agent to move;
When a fire does not occur, the opening/closing cylinder is pushed toward the fire extinguishing agent inlet (30i) to keep the fire extinguishing agent inlet blocked, and if a hole or swelling occurs in the heat sensing tube (20) due to a fire, the internal pressure drops. A fire suppression device for an ESS battery, characterized in that it consists of a spring (32) that pushes the opening and closing cylinder to move the opening and closing cylinder to open the fire extinguishing agent inlet.
상기 열감지튜브(20)의 밸브장치와 연결된 단부의 반대쪽 단부에는 압력보충구(20p)가 더 설치된 것을 특징으로 하는 ESS 배터리의 화재진압장치.According to paragraph 1,
A fire suppression device for an ESS battery, characterized in that a pressure supplement port (20p) is further installed at the end opposite to the end connected to the valve device of the heat sensing tube (20).
상기 열감지튜브(20)의 내부에는 질소가 충진된 것을 특징으로 하는 ESS 배터리의 화재진압장치.According to paragraph 1,
A fire suppression device for an ESS battery, characterized in that the interior of the heat sensing tube (20) is filled with nitrogen.
상기 밸브장치의 열감지튜브(20)가 연결된 부분과 인접한 측벽에는 압력계(40)가 더 설치된 것을 특징으로 하는 ESS 배터리의 화재진압장치.
According to paragraph 1,
A fire suppression device for an ESS battery, characterized in that a pressure gauge (40) is further installed on the side wall adjacent to the portion where the heat-sensing tube (20) of the valve device is connected.
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|---|---|---|---|
| KR1020230090796A KR102633584B1 (en) | 2023-07-13 | 2023-07-13 | fire suppression devices for ESS battery |
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|---|---|---|---|
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