KR102672498B1 - 액화 가스를 이용한 화재 진압 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 액화 가스를 이용한 화재 진압 장치는 본체부; 상기 본체부의 내부에 구비되고 외부로부터 공기를 공급받아 공기로부터 특정 가스를 분리하는 정제부; 상기 본체부의 내부에 구비되고 내부에 상기 특정 가스가 액화된 액화 가스를 저장하는 저장부; 상기 저장부와 연결되고 상기 정제부로부터 상기 특정 가스를 공급하는 주입부; 상기 저장부와 결합되고 상기 특정 가스를 액화시키거나 상기 액화 가스를 액화 상태로 유지시키는 냉동기; 및 상기 액화 가스를 배출하는 액체분사구를 포함하는 분사부를 포함할 수 있다.

Description

액화 가스를 이용한 화재 진압 장치{FIRE EXTINGUISHING DEVICE USING LIQUEFIED GAS}
본 발명은 액화 가스를 이용한 화재 진압 장치에 관한 것이다.
일반적으로 에너지 저장장치(ESS, Energy Storage System)란, 발전소에서 만들어진 전력을 저장했다가 전력이 필요한 시기에 가정이나, 공장, 빌딩 등 필요한 곳에 공급하여 에너지 효율을 높이는 장치를 말한다.
특히, 풍력발전, 태양광발전 등과 같은 날씨의 영향을 크게 받는 신재생에너지를 안정적으로 공급하기 위해서는 에너지 저장장치가 필수적이다.
이러한 에너지 저장장치는 다수의 화재가 끊이지 않고 발생하고 있어, 에너지 저장장치의 보급 및 기술개발에 차질이 생기고 있으며, 화재 안전에 대한 우려도 지속적으로 높아지고 있다.
한편, 에너지 저장장치의 화재는 주로, 특정 사유로 인해 배터리 내부 분리막이 손상되고, 내부에서 격렬하게 반응하며 폭발 혹은 화재가 발생하는 역폭주 현상이 발생하게 된다.
그 과정에서 발생한 열이 인접한 배터리로 전달됨에 따라, 인접한 배터리에 화재가 연속적으로 전이되어 빠르게 화재가 성장하는 특징을 가지고 있다.
한편, 최근 발생된 전기자동차 화재를 살펴보면, 차량 아래 구비된 배터리에 충격이 가해져 화재가 발생하여 2시간동안 총 1만 2,000갤런(약 45,425L)의 물을 분사하여 진압한 사례가 있다.
또한, 미국에서 발생된 전기자동차 화재 발생 사례에는 물을 분사함에도 불구하고 화재가 진압되지 않아 제작한 물 웅덩이에 전기자동차를 투하하여 화재를 진압하였다.
미국 응급구조대에 배포된 교육용 영상에 따르면 기존 소화기 거품으로는 불을 끄기가 어려우며, 20~30톤의 물을 지속적으로 분사하도록 안내되어 있고, 테슬라 전기자동차의 화재 대응 매뉴얼을 살펴보면, 배터리 화재를 완전히 진압하고 냉각시키려면 약 3000갤런(11,356L)의 물을 배터리에 직접 분사해야 한다라고 나타내고 있다.
이처럼, 배터리의 화재는 단순 산소 공급 차단이나 물을 분사하여 불길을 쉽게 진압할 수 없고, 화재발생의 주된 원인인 배터리 자체의 온도를 낮춰야 화재가 진압될 수 있다.
또한, 화재 발생 시 알카리 금속의 수분 반응 및 구조물 손상에 의한 화학 반응을 일으켜 일반적인 분말소화약제로 쉽게 진압되기 어려운 문제 또한 가지고 있다.
대한민국 공개특허 제10-2020-0112461호(2022.10.05. 공개)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 정제부를 통해 분리된 특정 가스가 저장되는 저장부에 냉동기가 결합되어 특정 가스가 액화되어 분사부를 통해 배출하는 액화가스를 이용한 화재 진압 장치를 제공하고자 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액화가스를 이용한 화재 진압 장치는 본체부; 상기 본체부의 내부에 구비되고 외부로부터 공기를 공급받아 공기로부터 특정 가스를 분리하는 정제부; 상기 본체부의 내부에 구비되고 내부에 상기 특정 가스가 액화된 액화 가스를 저장하는 저장부; 상기 저장부와 연결되고 상기 정제부로부터 상기 특정 가스를 공급하는 주입부; 상기 저장부와 결합되고 상기 특정 가스를 액화시키거나 상기 액화 가스를 액화 상태로 유지시키는 냉동기; 및 상기 액화 가스를 배출하는 액체분사구를 포함하는 분사부를 포함할 수 있다.
상기 본체부는 단열부재로 구성될 수 있다.
상기 저장부는, 상기 액화가스의 수위를 모니터링하는 레벨 게이지; 및 상기 저장부의 압력을 모니터링하는 압력 센서를 포함할 수 있다.
액화 가스를 이용한 화재 진압장치는 상기 정제부, 상기 주입부, 상기 냉동기 및 상기 분사부의 작동을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 레벨 게이지를 통해 상기 액화 가스의 수위가 기설정된 수위 미만이거나 상기 압력 센서를 통해 상기 저장부의 압력이 기설정된 제 1 압력값을 초과하는 경우에 상기 냉동기를 작동시킬 수 있다.
상기 주입부는 상기 저장부의 내부로 상기 특정 가스를 주입하는 경우에 상기 특정 가스의 온도를 예냉하는 예냉장치를 포함할 수 있다.
상기 본체부는 상기 저장부와 연결되고 상기 본체부의 외부로 상기 특정 가스를 배출하는 배출부를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 압력 센서를 통해 상기 저장부의 압력이 기설정된 제 2 압력값을 초과하는 경우에, 상기 배출부의 개폐를 조절하여 상기 특정 가스를 배출하고, 통신모듈을 통해 외부로 알람을 송출할 수 있다.
상기 제어부는 상기 저장부의 내부가 기설정된 온도를 초과하는 경우에, 상기 배출부의 개폐를 조절하여 상기 특정 가스를 배출하고, 통신모듈을 통해 외부로 알람을 송출할 수 있다.
상기 본체부는 상기 화재 진압 장치를 이동 가능하도록 하는 이송부재를 더 포함할 수 있다.
상기 특정 가스는 질소 또는 헬륨일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액화 가스를 이용한 화재 진압 장치는 정제부를 통해 분리된 특정 가스가 저장되는 저장부에 냉동기가 결합되어 특정 가스가 액화되어 분사부를 통해 배출하여 에너지 저장장치(ESS) 또는 전기자동차에 발생된 화재를 효과적으로 진압할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화 가스를 이용한 화재 진압 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액화 가스를 이용한 화재 진압 장치의 사용상태도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라 중간에 다른 부재를 개재하여 연결되어 있는 경우와, 중간에 다른 소자를 사이에 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 나아가, 본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 사용된 "제1," "제2," 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않으며, 반드시 다른 구성요소를 의미하는 것은 아니다. 예로서, '제1 방향'과 '제2 방향'은 동일한 방향을 의미할 수도 있고, 다른 방향을 의미할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화 가스를 이용한 화재 진압 장치(10)를 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액화 가스를 이용한 화재 진압 장치(10)의 사용상태도이다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액화 가스를 이용한 화재 진압 장치(10)는 본체부(100), 저장부(200), 정제부(300), 주입부(400), 냉동기(500) 및 분사부(600)를 포함할 수 있다.
본체부(100)는 내부에 저장부(200), 정제부(300), 냉동기(500) 등이 보관될 수 있도록 공간이 형성될 수 있다.
본체부(100)는 단열부재(110)로 구성됨에 따라, 외부와의 열교환이 되는 것을 차단하여 액화 가스의 냉기가 손실되는 것을 방지할 수 있다.
본체부(100)는 비상전원 공급장치(1000)를 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 비상전원 공급장치(1000)는 배터리로서 화재로 인하여 화재 진압 장치(10)에 전력을 공급하지 못하는 경우에 작동되어 화재 진압 장치(10)에 전력을 원활하게 공급할 수 있다.
한편, 저장부(200)는 본체부(100)의 내부에 구비되고 내부에 특정 가스가 액화된 액화 가스가 저장될 수 있다.
저장부(200)는 액화 가스의 수위를 모니터링 하는 레벨 게이지(미도시) 및 저장부(200)의 압력을 모니터링하는 압력 센서(미도시)를 포함할 수 있다.
여기서, 레벨 게이지(미도시)는 저장부(200)에 특정 가스가 액화 상태로 저장된 액화 가스의 수위를 확인할 수 있고, 압력 센서(미도시)는 저장부(200)의 내부 압력을 확인할 수 있다.
저장부(200)의 내부에는 정제부(300)로부터 외부로부터 공기를 공급받아 공기로부터 특정 가스를 분리하여 냉동기(500)를 통해 특정 가스를 액화시켜 액화 가스로 저장할 수 있다.
이하에서, 특정 가스를 질소로 예시하여 설명하나 특정 가스가 질소로 한정되는 것은 아니고 헬륨, 아르곤 등 냉동기(500)에 의해 액화 가능한 모든 가스일 수 있다.
정제부(300)는 외부로부터 공기를 공급받아 불순물 및 수분을 제거하고 특정 가스만을 분리하여 배출할 수 있다.
정제부(300)는 복수개의 필터(미도시)와 건조부(미도시)를 포함하여 공기의 불순물 및 수분을 제거할 수 있다.
예를 들어, 정제부(300)로 유입된 공기는 복수개의 필터를 통해 이물질, 먼지 등과 같은 불순물을 제거하여 공급함으로써, 정제부(300)와 연결되는 장치들의 고장을 미연에 방지할 수 있다.
복수개의 필터를 통과한 공기는 건조부를 통과하면서 수분을 제거할 수 있다. 건조부는 냉동식 건조장치 또는 흡착식 건조장치로 구성될 수 있다. 냉동식 건조장치는 고온 다습한 공기의 수분을 냉매가스를 이용하여 제거하고, 흡착식 건조기는 흡착제로 수분을 흡착 제거할 수 있다. 이러한 건조장치를 통과하면서 공기 내에 존재하는 수분을 제거할 수 있다.
한편, 정제부(300)는 불순물 및 수분을 제거한 공기에서 질소 가스를 분리하는 정제유닛을 포함할 수 있다. 정제유닛은 흡착 방식 또는 분리막 방식으로 구성될 수 있다.
예를 들어, 흡착 방식 정제유닛은 균일하게 조정된 세공을 갖는 흡착제를 사용하여, 세공으로의 확산 속도 차이에 의해 질소 분자와 비교하여 산소 분자가 보다 빨리 흡착되는 성질을 이용하여 질소만을 분리되도록 하는 방식이다. 일반적으로 평형 흡착량에서는 산소와 질소 사이에 차이가 거의 보이지 않으나, 흡착 속도는 30배 이상의 차이를 나타낼 수 있다. 이러한 흡착 방식은 가압 단계(Pressurization Step), 흡착 단계(Adsorption Step), 감압 단계(Blow Down Step), 세정 단계(Purge Step)를 거쳐 질소 가스를 분리시킬 수 있다.
한편, 분리막 방식 정제유닛은 기체혼합물 중 특정 성분의 기체만을 분리할 수 있는 기체 분리막을 이용한 방식으로써, 막에 대한 선택적인 기체투과원리에 의하여 진행된다. 즉, 기체혼합물이 막표면에 접촉하였을때 기체성분은 막속으로 용해, 확산하게 되는데, 이때 각 기체성분의 상대적인 용해도와 투과도는 막물질에 대하여 서로 다르게 나타나게 되는바, 이러한 투과속도에 의해 기체를 분리할 수 있다.
특히, 헬륨의 경우, 냉동기(500)의 냉매로 주로 이용되며, 1기압에서는 절대온도 0K에서도 얼지 않는다는 특징을 가지며, 현존하는 물질 중 비등점(끓는점)이 -269℃ 이하로 가장 낮다는 특징을 갖는다.
또한, 헬륨은 이상기체에 가장 가까운 가스로서, 친환경적이고, 반응이 없는 비활성 가스라 안전하며, 무독성, 비가연성, 냉각 과정 중 생성부산물(by-product)이 발생하지 않는다는 특징을 가짐에 따라 질소 가스 대신 헬륨 가스가 분리되어 이용될 수도 있다.
저장부(200)는 정제부(300)로부터 질소 가스를 공급하는 주입부(400)가 연결될 수 있다.
주입부(400)는 저장부(200)의 내부에 질소 가스를 주입하는 경우에 질소 가스의 온도를 예냉하는 예냉장치(410)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 주입부(400)를 통해 저장부(200)의 내부에 질소 가스를 주입하는 경우에 예냉장치(410)를 이용하여 질소 가스의 온도를 예냉하고, 저장부(200)와 결합되는 냉동기(500)를 작동시켜 고압가스를 액화시킬 수 있다.
이처럼, 주입부(400)는 예냉장치(410)를 포함함에 따라, 저장부(200)의 내부에 질소 가스를 주입시에 질소 가스의 온도를 예냉시켜 저장부(200)와 결합된 냉동기(500)의 작동효율을 높일 수 있다.
주입부(400)에는 외부와의 열교환이 발생되는 것을 방지하기 위해 단열커버가 형성될 수 있다.
한편, 도 1 내지 도 2에 도시되는 바와 같이, 냉동기(500)는 저장부(200)와 결합되고 질소 가스를 액화시키거나 액화 가스를 액화 상태로 유지시킬 수 있다. 본원에 있어서, 냉동기(500)는 질소 가스를 작동 유체로 하는 GM(Gifford-McMahon) 사이클에 의해 냉각 능력을 발생하는 1단 또는 2단 GM냉동기일 수 있다.
이때, 냉동기(500)는 저장부(200)에 복수개가 결합되어 질소 가스 또는 액화 가스가 냉각되기까지의 시간을 단축시킬 수 있다.
예를 들어, 저장부(200)의 상부에 결합되어 주입부(400)를 통해 공급된 질소 가스 또는 액화 가스가 자연 기화된 질소 가스를 재액화시키는 냉동기(500)와, 저장부(200)의 하부에 결합되어 저장부(200)에 저장된 액화 가스를 액화 상태로 유지시키는 냉동기(500)로 구성될 수 있으나, 이에 한정하지 않으며, 저장부(200)의 측면부에 결합되어 질소 가스 또는 액화 가스를 냉각시킬 수 있다.
냉동기(500)는 컴프레셔(미도시)를 통해 고압의 냉매를 전달받음으로써, 동작되고 저장부(200) 내부의 온도를 낮춤으로써 저장부(200)에 보관된 질소 가스를 액화시키거나 액화 가스를 액화 상태로 유지시킬 수 있다.
예를 들어, 냉동기(500)는 저장부(200)의 내부에 저장된 액화 가스가 질소인 경우에, 저장부(200) 내부의 온도를 질소의 끓는점에 해당하는 -196℃이하로 유지시켜 액화 가스를 액화 상태로 유지시킬 수 있다.
다른 예를 들어, 액화질소 대신 액화헬륨이 이용되는 경우, 냉동기(500)는 저장부(200) 내부의 온도를 헬륨의 끓는점에 해당하는 -269℃이하로 유지시켜 액화 가스를 액화 상태로 유지시킬 수 있다.
한편, 분사부(600)는 저장부(200)와 연결되고 화재발생이 감지되는 경우에 화재발생지(20)로 액화 가스를 방출할 수 있다.
분사부(600)는 액화 가스를 배출하는 액체분사구를 포함할 수 있다.
액체분사구는 도 1 내지 도 2에 도시되는 바와 같이, 저장부(200)의 하단부와 연결되고 극저온 펌프를 이용하여 액화 가스를 화재발생지(20)로 방출할 수 있다.
액체분사구는 기체상태로 존재하는 저온의 질소 가스에 비해 저온인 액체상태로 존재하는 액화 가스를 방출함으로써, 초기 화재 발생시에 화재를 신속하게 진압할 수 있다.
한편, 분사부(600)는 액화 가스가 자연 기화된 저온의 질소 가스를 배출하는 기체분사구(미도시)를 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 기체분사구는 저장부(200)의 상단부와 연결되고 가스 팽창 밸브를 이용하여 넓은 영역에 빠르게 기체상태로 존재하는 저온의 질소 가스를 화재발생지(20)로 방출할 수 있다. 기체분사구는 액체상태로 존재하는 액화 가스에 비해 확산속도가 빠른 기체상태로 존재하는 저온의 고압가스를 방출함으로써, 화재가 확산되는 것을 효율적으로 방지할 수 있다.
이처럼, 분사부(600)는 액화 가스를 배출하는 액체분사구를 포함함에 따라, 액체분사구를 통해 화재를 신속하게 진압할 수 있다.
한편, 제어부(700)는 정제부(300), 주입부(400), 냉동기(500) 및 분사부(600)의 작동을 제어할 수 있다.
제어부(700)는 레벨 게이지(미도시)를 통해 액화 가스의 수위가 기설정된 수위 미만이거나 압력 센서(미도시)를 통해 저장부(200)의 압력이 기설정된 제 1 압력값을 초과하는 경우에 냉동기(500)를 작동시킬 수 있다.
예를 들어, 액화 상태로 존재하는 액화 가스가 자연 기화되는 경우에, 액화 상태로 존재하는 액화 가스의 양이 감소하게 되어 액화 가스의 수위가 기설정된 수위 미만이 되는데, 이 때 냉동기(500)가 작동될 수 있다.
또한, 액화 상태로 존재하는 액화 가스가 자연 기화되는 경우에, 기체 상태로 존재하는 저온의 질소 가스의 양이 증가함에 따라, 저장부(200)의 압력이 기설정된 제 1 압력값을 초과하게 되는데, 이 때 냉동기(500)가 작동될 수 있다.
여기서, 제어부(700)는 레벨 게이지(미도시)를 통해 액화 가스의 수위가 기설정된 수위 미만이거나 압력 센서(미도시)를 통해 저장부(200)의 압력이 기설정된 제 1 압력값을 초과하여 냉동기(500)를 작동시켰음에도 불구하고, 액화 가스의 수위가 상승하지 않는 경우에는 주입부(400)를 개방시키고 예냉장치(410)를 작동시킬 수 있다.
제어부(700)는 주입부(400)를 개방시키고 예냉장치(410)를 작동시켜 저장부(200)의 액화 가스의 수위가 기설정된 수위를 초과하는 경우에 주입부(400)를 폐쇄시키고 예냉장치(410)의 작동을 중지시킬 수 있다.
한편, 본체부(100)는 저장부(200)와 연결되고 본체부(100)의 외부로 질소 가스를 배출하는 배출부(800)를 더 포함할 수 있다.
배출부(800)는 제어부(700)를 통하여 압력 센서(미도시)에 의해 측정된 저장부(200)의 압력이 기설정된 제 2 압력값을 초과하는 경우에 배출부(800)를 개방하여 고압가스를 배출하고 통신모듈을 통해 외부로 알람을 송출할 수 있다.
예를 들어, 냉동기(500)의 고장으로 인하여 저장부(200)에 저장된 액화 상태로 존재하는 액화 가스는 감소하고, 기체상태의 질소 가스의 양이 증가됨에 따라 저장부(200)의 압력이 기설정된 제2 압력값을 초과하는 경우에, 배출부(800)를 통해 질소 가스를 배출하여 저장부(200)의 압력을 감소시키고, 냉동기(500)의 고장상태를 외부로 알리기 위하여 알람을 송출할 수 있다.
이처럼, 제어부(700)는 압력 센서(미도시)를 통해 저장부(200)의 압력이 기설정된 제 2 압력값을 초과하는 경우에 배출부(800)의 개폐를 조절하여 질소 가스를 배출하고, 통신모듈을 통해 외부로 알람을 송출시킴에 따라, 저장부(200)의 압력이 높아져 이로 인해 발생되는 안전사고를 미연에 방지할 수 있다.
한편, 제어부(700)는 본체부(100)의 내부가 기설정된 온도에 미만인 경우에, 배출부(800)의 개폐를 조절하여 질소 가스를 배출하고 통신모듈을 통해 외부로 알람을 송출할 수 있다.
예를 들어, 냉동기(500)의 고장으로 인하여 저장부(200)의 내부가 기설정된 온도를 초과하는 경우에 저장부(200)에 저장된 액화 상태로 존재하는 액화 가스는 감소하고, 기체상태의 질소 가스의 양이 증가하게 된다. 이로 인해, 저장부(200)의 압력이 증가됨에 따라 발생되는 안전사고를 미연에 방지하기 위해 배출부(800)의 개폐를 조절하여 질소 가스를 배출하고 통신모듈을 통해 외부로 알람을 송출할 수 있다
한편, 본체부(100)는 화재 진압 장치(10)를 이동 가능하도록 하는 이송부재(900)를 포함할 수 있다.
이송부재(900)는 도 1 내지 도 2에 도시되는 바와 같이, 본체부(100)의 하부 양측에 전륜 및 후륜이 형성되어 본체부(100)가 이동 가능하게 구성될 수 있으나, 이에 한정하지 않으며, 예를 들어, 본체부(100)의 하부 전방에 1개의 바퀴와 본체부(100)의 하부 양측에 후륜이 형성되어 3륜으로 구성되거나, 본체부(100)의 하부에 여러 개의 강판 조각을 벨트처럼 연결하여 바퀴로 사용하는 캐터필러 형태로 구성될 수도 있다.
또한, 이송부재(900)는 화재 진압 장치(10)를 이동 가능하게 함에 따라, 예를 들어, 화재 진압시 출동하는 소방차에 탑재하고 화재현장으로 이동하여 화재발생지(20)까지 이송부재(900)를 통해 화재 진압 장치(10)를 이송하여 화재를 효과적으로 진압할 수 있다.
이처럼, 본체부(100)에 이송부재(900)를 포함함에 따라, 분사부(600)를 통해 방출된 액화 가스가 화재발생지(20)에 닿지 않는 경우에도 이송부재(900)를 통해 화재 진압 장치(10)를 이송하여 화재를 진압할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액화 가스를 이용한 화재 진압 장치(10)에 의하면, 내부에 액화 가스가 저장되는 저장부(200)에 냉동기(500)가 결합되어 질소 가스가 냉각되고, 분사부(600)를 통해 액화 가스를 배출하여 에너지 저장장치(ESS) 또는 전기자동차에 발생된 화재를 효과적으로 진압할 수 있게 된다. 또한, 소방차에 탑재 가능하여 화재현장으로 이동해 화재를 진압할 수 있다.
또한, 본체부(100)는 단열부재(110)로 구성됨에 따라, 외부와의 열교환이 되는 것을 차단하여 액화 가스의 냉기가 손실되는 것을 방지할 수 있게 되고, 주입부(400)는 예냉장치(410)를 포함함에 따라, 저장부(200)의 내부에 질소 가스를 주입시에 질소 가스의 온도를 예냉시켜 저장부(200)와 결합된 냉동기(500)의 작동효율을 높일 수 있게 된다.
또한, 제어부(700)는 레벨 게이지(미도시)를 통해 액화 가스의 수위가 기설정된 수위 미만이거나 압력 센서(미도시)를 통해 저장부(200)의 압력이 기설정된 제 1 압력값을 초과하는 경우에 냉동기(500)를 작동시켜 냉동기(500)를 사용하는데 필요한 전력소모를 줄일 수 있고, 압력 센서(미도시)를 통해 저장부(200)의 압력이 기설정된 제 2 압력값을 초과하는 경우에 배출부(800)의 개폐를 조절하여 질소 가스를 배출하고, 통신모듈을 통해 외부로 알람을 송출시킴에 따라, 저장부(200)의 압력이 높아져 이로 인해 발생되는 안전사고를 미연에 방지할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
또한, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 화재 진압 장치
20 : 화재발생지
100 : 본체부
110 : 단열부재
200 : 저장부
300 : 정제부
400 : 주입부
410 : 예냉장치
500 : 냉동기
600 : 분사부
700 : 제어부
800 : 배출부
900 : 이송부재
1000 : 비상전원 공급장치

Claims (11)

  1. 액화 가스를 이용한 화재 진압 장치에 있어서,
    본체부;
    상기 본체부의 내부에 구비되고 외부로부터 공기를 공급받아 공기로부터 특정 가스를 분리하는 정제부;
    상기 본체부의 내부에 구비되고 내부에 상기 특정 가스가 액화된 액화 가스를 저장하는 저장부;
    상기 저장부와 연결되고 상기 정제부로부터 상기 특정 가스를 공급하는 주입부;
    상기 저장부와 결합되고 상기 특정 가스를 액화시키거나 상기 액화 가스를 액화 상태로 유지시키는 초저온 냉동기; 및
    상기 액화 가스를 배출하는 액체분사구를 포함하는 분사부를 포함하고,
    상기 초저온 냉동기는 컴프레셔를 통해 공급되는 고압 냉매인 헬륨 가스를 작동 유체로 하는 GM(Gifford-McMahon) 사이클에 의해 냉각 능력을 발생하는 2단 GM냉동기이고,
    상기 2단 GM냉동기는 상기 저장부 내부를 상기 액화가스의 끓는점에 해당하는 온도로 유지시키는 것인, 액화 가스를 이용한 화재 진압 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 본체부는 단열부재로 구성되는 것인, 액화 가스를 이용한 화재 진압 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 저장부는
    상기 액화 가스의 수위를 모니터링하는 레벨 게이지; 및
    상기 저장부의 압력을 모니터링하는 압력 센서를 포함하는 것인, 액화 가스를 이용한 화재 진압 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 정제부, 상기 주입부, 상기 냉동기 및 상기 분사부의 작동을 제어하는 제어부를 포함하는 것인, 액화 가스를 이용한 화재 진압 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 레벨 게이지를 통해 상기 액화 가스의 수위가 기설정된 수위 미만이거나 상기 압력 센서를 통해 상기 저장부의 압력이 기설정된 제 1 압력값을 초과하는 경우에 상기 냉동기를 작동시키는 것인, 액화 가스를 이용한 화재 진압 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 주입부는 상기 저장부의 내부로 상기 특정 가스를 주입하는 경우에 상기 특정 가스의 온도를 예냉하는 예냉장치를 포함하는 것인, 액화 가스를 이용한 화재 진압 장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 본체부는
    상기 저장부와 연결되고 상기 본체부의 외부로 상기 특정 가스를 배출하는 배출부를 더 포함하는 것인, 액화 가스를 이용한 화재 진압 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 압력 센서를 통해 상기 저장부의 압력이 기설정된 제 2 압력값을 초과하는 경우에,
    상기 배출부의 개폐를 조절하여 상기 특정 가스를 배출하고, 통신모듈을 통해 외부로 알람을 송출하는 것인, 액화 가스를 이용한 화재 진압 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 저장부의 내부가 기설정된 온도를 초과하는 경우에, 상기 배출부의 개폐를 조절하여 상기 특정 가스를 배출하고, 통신모듈을 통해 외부로 알람을 송출하는 것인, 액화 가스를 이용한 화재 진압 장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 본체부는 상기 화재 진압 장치를 이동 가능하도록 하는 이송부재를 포함하는 것인, 액화 가스를 이용한 화재 진압 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 특정 가스는 질소 또는 헬륨인 것인, 액화 가스를 이용한 화재 진압 장치.
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