KR20080012499A - 면상발열체를 사용한 기폭장치 및 이를 구비한 소화기구의기동용 헤드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 면상발열체를 사용한 기폭장치 및 이를 구비한 소화기구의 기동용 헤드에 관한 것으로, 감열체로 사용되는 글라스벌브 표면에 완전히 밀착되게 코팅되는 면상발열체를 사용하여 화재시 보다 신속한 기동은 물론 장기간에 걸쳐 부분 손상에 의한 오작동의 염려가 없는 것이다.

이를 위한 본 발명은 기동용 헤드의 경우, 소화기구와 연결되어 소화약재가 방사되는 통로인 방사로를 구비한 헤드몸체와, 온도가 상승하여 일정 온도에 도달하면 분해되는 감열체와, 감열체에 지지된 상태로 방사로를 차단하여 소화약재의 방사를 막고 있다가 감열체가 분해되어 지지력을 상실하면 방사로에 대한 차단을 해제하여 소화약재의 방사를 허용하는 차단수단과, 감열체의 표면에 밀착되어 설치되고 전원이 인가되면 발열하면서 감열체를 가열하는 면상발열체와, 면상발열체가 발열하도록 전원을 인가하는 전원공급수단을 포함하여 구성된다.

면상발열체, 소화기구, 글라스벌브, 헤드

Description

면상발열체를 사용한 기폭장치 및 이를 구비한 소화기구의 기동용 헤드{TRIGGERING APPARATUS USING FACE TYPE HEATING ELEMENT SHEET AND HEAD FOR OPERATING HAVING THE SAME}

도 1은 종래기술에 의한 자동확산 소화기를 설명하기 위한 참조도.

도 2는 본 발명의 기동용 헤드가 적용된 소화기가 밀폐된 공간에 설치된 모습을 보여주는 참조도.

도 3은 본 발명의 기동용 헤드가 소화기에 적용된 사용상태도.

도 4는 본 발명에 의한 면상발열체를 사용한 기폭장치의 구성을 설명하기 위한 개략적인 구성도.

도 5는 도 4의 I-I'에 따른 단면도.

도 6은 본 발명에 의한 기동용 헤드의 사시도.

도 7은 본 발명에 의한 기동용 헤드의 구성을 설명하기 위한 분해사시도.

도 8은 본 발명에 의한 기동용 헤드의 종단면도.

도 9 및 도 10은 본 발명에 따른 체크링의 작용을 설명하기 위한 참조도.

도 11 내지 13은 본 발명의 따른 기동용 헤드의 동작을 설명하기 위한 일련의 참조도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

110 : 글라스벌브체 111 : 글라스벌브

112 : 면상발열체 113 : 온도감응물질

130 : 전원공급수단 140 : 화재감지기

150 : 제어기 210,210A,210B : 헤드몸체

220 : 피스톤 230 : 가이드샤프트

240 : 연결부재 250 : 절연캡

260 : 글라스벌브 지지부재 270 : 안전핀

본 발명은 소화설비에 관한 것으로, 특히 감열체로 사용되는 글라스벌브 표면에 완전히 밀착되게 코팅되는 면상발열체를 사용하여 화재시 보다 신속한 기동은 물론 장기간에 걸쳐 부분 손상에 의한 오작동의 염려가 없는 면상발열체를 사용한 기폭장치 및 이를 구비한 소화기구의 기동용 헤드에 관한 것이다.

일반적으로, 소화기는 화재의 초기 진압을 목적으로 하는 기구로서, 사용되는 소화약재에 따라 물소화기, 산,알칼리소화기, 강화액소화기, 포말소화기 등으로 다양하게 분류된다.

이같은 소화기는 소화약재에 특수 가공한 탄산수소나트륨분말 등을 사용하며 질소나 이산화탄소 등 불연성(不燃性) 고압가스에 의해 분말약재를 방사한다. 방사 된 분말약재는 화면(火面)에서 이산화탄소를 발생하여 질식소화를 하고, 일부는 분말의 복사열(輻射熱) 차단에 따른 효과도 있으며, 유류·전기·화학약품의 화재에 적당하다.

상기 소화기의 구조는 안전핀, 레버, 손잡이, 뚜껑, 가압용 가스용기, 사이펀관, 호스, 노즐 등으로 되어 있는데, 사용할 때는 먼저 소화기를 화재현장에서 5[m] 내지 6[m] 되는 곳까지 옮긴 다음 안전핀을 뽑고 손잡이와 레버를 함께 모아 힘껏 움켜쥐어 분말약재를 방출시킨다. 이때 바람을 등지고 불을 향하여 가까운 곳에서부터 비로 쓸듯이 방사한다. 이때, 화재진압 효과는 분말약재의 방사형태, 방사범위, 방사시간, 방사력에 의해 크게 좌우된다.

이같은 소화기는 사용자가 직접 들고 방화대상물을 향해 소화약재를 방사하는 용도로는 주로 사용되었으나, 사용자가 상주하기 곤란한 곳에서 무인으로 화재를 진압하는 용도로는 거의 사용되지 못하고 있는 실정이다.

한편, 상기와 같은 소화기의 단점을 극복하기 위해 보일러실, 건조실, 기관실, 유류시설 등과 같이 화재발생시 기름 등으로 인하여 물로서 진화하기가 곤란하거나 또는 스프링클러와 같이 통상적인 자동소화시스템을 설치하기 곤란한 실내에서는 천정면에 별도의 자동확산 소화기를 설치하여 사용하는 것이 보편화되어 있다.

이에, 도 1은 종래기술에 의한 자동확산 소화기를 설명하기 위한 참조도이다.

도시된 바와 같이, 종래의 자동확산 소화기는 원통형 저장용기(10)의 내부에 소화약재가 충진되고, 버장용기(10) 하부에 형성된 약재 유출구(12)에는 소화약재의 방사를 위해 별도의 방사용 헤드(20)가 설치되어 있다. 상기 헤드(20)는 하부 중앙에 분사노즐(22)이 형성되어 있고, 상기 분사노즐(22)은 감열체의 역할을 하는 납으로 고정된 마개(21)에 의해 폐쇄되어 있다. 또한, 종래의 자동확산 소화기는 상기 분사노즐(22)과 별도로 가압용 가스를 충진하기 위하여 역류방지기능을 갖는 가스주입구(23)가 설치되어 있다.

이같은 구성에 따르면, 화재가 발생하여 주변온도가 일정온도(대략 72℃ 정도)에 도달하면 마개(21)를 고정하고 있던 감열체인 납이 융해되면서 상기 마개(21)가 떨어져 나가소 분사노즐(22)이 개방되어 버장용기(10) 내부에 가압 충진되어 있던 소화약재가 일시에 방사된다. 이로써 화재발생 초기에 화재를 진압할 수 있는 것이다.

하지만, 종래기술에 의한 자동확산 소화기는 화재에 대한 신속한 대응이 늦어지는 경향이 있었다. 이는 근래 들어 건물 내에 난연재(難燃材)가 많이 사용되고 있는 관계로 화재발생 초기에 감열체까지 충분한 열기가 전달되기 어려워지면서 감열체가 신속히 용융되지 못하였기 때문이다. 한편으로 상기 감열체가 화재를 직접 감지하여 용융될 수 있는 영역은 자동확산 소화기가 설치된 극히 인근의 영역으로 제한되기 때문에 거리가 조금만 떨어진 곳에서 화재가 발생해도 초기의 소화시기를 놓치고 마는 것이었다.

뿐만 아니라, 종래기술에 따르면 가압용 가스를 소화기 저장용기(10)에 주입하기 위해 역류방지기능을 갖춘 별도의 가스주입구(23)를 필요로 하였다. 이로 인 해 헤드(20)의 구성이 복잡해지고 제조원가가 증가하는 문제를 초래하였다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 면상발열체의 사용으로 화재시 보다 신속한 기동은 물론 장기간에 걸쳐 부분 손상에 의한 오작동의 염려가 없는 면상발열체를 사용한 기폭장치 및 이를 구비한 소화기구의 기동용 헤드를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 면상발열체를 사용한 기폭장치는 온도가 상승하여 일정 온도에 도달하면 분해되는 감열체와, 상기 감열체의 표면에 밀착되어 설치되고 전원이 인가되면 발열하면서 상기 감열체를 가열하는 면상발열체와, 상기 면상발열체가 발열하도록 전원을 인가하는 전원공급수단을 포함하여 구성되는 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.

여기서, 상기 감열체는 온도가 상승하면 팽창하는 온도감응물질을 수용하여 일정 온도에 도달하면 상기 온도감응물질의 팽창으로 인해 폭발하는 글라스벌브인 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 면상발열체는 탄소가 혼합된 발열도료, 금속 및 ITO(indium-tin oxide) 중 어느 하나인 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 면상발열체는 진공증착, 무전해도금, 도포 및 인쇄 중 어느 한 방법에 의해 상기 감열체 표면에 코팅된 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 화재를 감지하는 화재감지기와, 상기 화재감지기가 화재를 감지하면 상기 전원공급수단이 상기 면상발열체에 전원을 인가하도록 제어하는 제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

한편, 본 발명에 의한 소화기구의 기동용 헤드는 소화기구와 연결되어 소화약재가 방사되는 통로인 방사로를 구비한 헤드몸체와, 온도가 상승하여 일정 온도에 도달하면 분해되는 감열체와, 상기 감열체에 지지된 상태로 상기 방사로를 차단하여 소화약재의 방사를 막고 있다가 상기 감열체가 분해되어 지지력을 상실하면 상기 방사로에 대한 차단을 해제하여 소화약재의 방사를 허용하는 차단수단과, 상기 감열체의 표면에 밀착되어 설치되고 전원이 인가되면 발열하면서 상기 감열체를 가열하는 면상발열체와, 상기 면상발열체가 발열하도록 전원을 인가하는 전원공급수단을 포함하여 구성되는 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.

여기서, 상기 방사로는 상기 헤드몸체에 구비된 실린더실과, 상기 실린더실과 연통되어 소화기구로부터 소화약재가 유입되는 약재유입공 및 소화약재가 외부로 유출되는 약재유출공으로 이루어지고, 상기 차단수단은 상기 실린더실에서 승강 가능하게 설치되어, 하강시 상기 약재유입공과 약재유출공 사이를 차단하여 상기 약재유입공과 약재유출공간 연통을 막고 상승시 상기 약재유입공과 약재유출공간 연통을 허용하는 피스톤을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 감열체는 온도가 상승하면 팽창하는 온도감응물질을 수용하여 일정 온도에 도달하면 상기 온도감응물질의 팽창으로 인해 폭발하는 글라스벌브인 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 면상발열체는 탄소가 혼합된 발열도료, 금속 및 ITO(indium-tin oxide) 중 어느 하나인 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 면상발열체는 진공증착, 무전해도금, 도포 및 인쇄 중 어느 한 방법에 의해 상기 감열체 표면에 코팅된 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 화재를 감지하는 화재감지기와, 상기 화재감지기가 화재를 감지하면 상기 전원공급수단이 상기 면상발열체에 전원을 인가하도록 제어하는 제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 헤드몸체는, 상기 실린더실을 양분하는 하부몸체와 상부몸체로 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 하부몸체는 상기 약재유입공 및 약재유출공을 구비하고, 상부몸체는 상기 하부몸체와 결합되고 중앙을 관통하는 가이드통공을 구비한 결합부와, 상기 결합부의 둘레부에서 상측으로 연장 형성된 복수의 칼럼부와, 상기 칼럼부의 상단부를 연결하는 칼럼연결부로 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 차단수단은, 상기 감열체와 피스톤 사이를 지지하여 연결하고, 상기 감열체가 분해되면 상기 가이드통공을 통해 상승하는 가이드샤프트를 더 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 하측에는 상기 가이드샤프트의 상단부가 압착되는 샤프트 안착홈을 구비하고 상측에는 상기 감열체의 하단부가 안착되는 감열체 안착홈을 구비하여 상기 가이드통공에 끼워진 상태로 상기 가이드샤프트와 감열체를 연결하는 연결부재를 더 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 피스톤은 하부로 돌출되고 측벽에는 가스주입공을 갖는 돌출부를 더 구비하고, 상기 가이드샤프트의 하단부가 끼워지면서 상기 가스주입공과 연통된 샤프트 끼움홀을 구비하며, 상기 가이드샤프트의 하단부 외주면에는 상기 가이드샤프트가 상기 샤프트 끼움홀에 끼워진 상태에서 상기 가스주입공과 끼움홈의 연통을 위한 유로를 확보하는 가스주입홈이 길이방향으로 형성되며, 상기 차단수단은 상기 돌출부의 외주면을 감싸는 플렉시블한 체크링을 더 구비하여 상기 가스주입공으로부터 나오는 가스의 흐름은 허용하지만 그 반대방향 흐름은 차단하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 상부몸체의 칼럼연결부의 중앙에는 절연캡 끼움공이 형성되고, 중앙에 관통된 체결공을 구비하고, 상기 절연캡 끼움공에 끼워져 설치되는 비전도성 소재의 절연캡과, 상기 절연캡의 체결공에 나선 체결되어 상하 위치조절 가능하고 상기 면상발열체에 전원을 인가할 수 있도록 상기 감열체를 접촉하여 지지하는 전도성 소재의 감열체 지지부재를 더 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 칼럼지지부을 관통하여 상기 절연캡이 이탈되지 않도록 구속하는 안전핀을 더 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다.

이하, 상기와 같은 본 발명의 기술적 사상에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 기동용 헤드가 적용된 소화기가 밀폐된 공간에 설치된 모습을 보여주는 참조도이고, 도 3은 본 발명의 기동용 헤드가 소화기에 적용된 사용상태도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 면상발열체(112)를 사용한 기폭장치(100) 및 이를 구비한 소화기구의 기동용 헤드(200)는 자동 기동을 위한 자동식 소화기(300) 또는 확산소화기 등에 간단히 적용되어 사용된다. 이로써 선박의 밀폐된 엔진실, 내연기관 발전실과 같이 대형의 자동소화시스템이 설치되기 다소 곤란한 방화구역(O)이나 요식업소의 상가 주방 등과 같이 소형의 자동소화시스템이 필요한 곳이면 어디라도 간단히 설치될 수도 있다.

물론 본 발명의 면상발열체(112)를 사용한 기폭장치(100) 및 이를 구비한 소화기구의 기동용 헤드(200)는 상기 언급된 소화기(300) 또는 확산소화기뿐만 아니라 건물 내에 설치되는 스프링클러, 살수장치 등을 비롯한 다양한 소화시스템 또는 소화기구에 폭넓게 사용될 수 있다. 다만 본 실시예에서는 설명의 편의를 위해 본 발명의 기동용 헤드(200)가 자동식 소화기(300)에 적용된 것을 주로 염두하고 설명하고자 한다. 하지만 이로 인해 본 발명의 적용범위가 제한되는 것이 아님을 명백히 한다.

도 4는 본 발명에 의한 면상발열체를 사용한 기폭장치의 구성을 설명하기 위한 개략적인 구성도이고, 도 5는 도 4의 I-I'에 따른 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 기폭장치(100)는 화재시 열을 감지하여 소화기를 기동시키기 위한 감열체로서 온도감응물질(113)을 수용하고 있는 글라스벌브(111)를 사용하며, 상기 글라스벌브(111)의 표면 전체 또는 거의 전체에는 면상발열체(112)를 진공증착, 무전해도금, 도포 및 인쇄 중 어느 한 방법에 의해 코팅하여 화재시 온도감응물질(113)을 가열할 수 있도록 하였다(참고로 언급되지 않 은 도면부호 110은 글라스벌브(111)와 면상발열체(112)로 이루어진 글라스벌브체를 가리킨다).이처럼 본 발명은 보다 넓은 가열면적을 가지고 있고, 글라스벌브(111)와 완전히 밀착되기 때문에 열손실이 적어서 열효율이 높은 면상발열체(112)의 특성을 적극 이용하여 글라스벌브(111)를 신속하게 폭발할 수 있도록 구성된다. 뿐만 아니라 상기 면상발열체(112)는 부분적인 손상을 입어도 전기적인 단락의 염려가 거의 없기 때문에 장기간 이상 없이 동작할 수 있는 기동 안정성을 갖는다. 아래에서는 상기 면상발열체(112)를 중심으로 본 발명에 의한 기폭장치의 각 구성요소들을 설명한다.

본 발명의 기폭장치(110)는, 글라스벌브(111), 발열수단인 면상발열체(112), 전원공급수단(130), 화재감지기(140) 및 제어기(150)를 포함하여 구성된다.

상기 글라스벌브(111)는 내부에 수용공간을 갖는 밀폐된 관으로서, 내부 수용공간에 온도가 상승하면 팽창하는 온도감응물질(113)을 수용한다. 이로써 상기 글라스벌브(111)는 일정 온도에 이르게 되면 상기 온도감응물질(113)의 팽창으로 인해 폭발하게 된다. 상기 온도감응물질(113)에 의해 폭발하는 온도는 소방법규에 따라 법제화된 스프링클러의 작동표준온도에 준하여 정하면 되며 통상 65℃ 내지 75℃ 정도가 된다. 이같은 글라스벌브(111)는 상기 면상발열체(112)에 의하지 않는다하더라도 주변온도의 상승만으로 팽창하는 온도감응물질(113)에 의해 화재시 폭발하게 된다. 다만 상기 온도감응물질(113)이 열을 감지하고 팽창할 수 있는 범위가 인근의 영역 정도에만 미칠 정도로 제한적인 관계로 그 폭발하는 속도가 늦어지는 경향이 있다. 따라서 설치된 거리가 다소 멀거나 난연재 등으로 인해 주변 온도 의 상승이 완만한 경우 면상발열체(112)에 의한 글라스벌브(11)의 폭발이 화재발생 초기에 신속한 대응이 늦어질 우려가 높다.

상기 발열수단인 면상발열체(112)는 진공 증착, 무전해도금 도포, 인쇄 중 어느 한 방법에 의해 상기 글라스벌브(111)의 표면 전체 또는 거의 전체에 넓은 면적으로 코팅된다. 이처럼 상기 면상발열체(112)가 글라스벌브(111)의 표면에 넓게 코팅되면 히팅코일과 같은 선상발열체와는 달리 글라스벌브(111) 표면과 높은 밀도를 가지고 완전히 밀착된 상태가 되고, 동시에 넓은 가열면적도 확보할 수 있게 된다. 이로써 상기 글라스벌브(111) 내에 수용된 온도감응물질(113)을 열손실 없이 짧은 시간 내에 활발하게 가열하여 팽창시킬 수 있게 되며, 이로 인해 글라스벌브(111)는 지체되지 않고 폭발된다. 뿐만 아니라 상기 면상발열체(112)는 부분적으로 찢어지거나 손상되더라도 선상발열체인 히팅코일과는 달리 전기적인 단락의 위험이 거의 없고 장시간 사용시에도 공기의 접촉으로 인한 산화 등의 이유로 작동불능 상태가 되지 않는다. 이처럼 상기 면상발열체(112)는 소화기구에 높은 작동 신뢰도를 부여한다. 상기 면상발열체(112)로는 현재 널리 사용되고 있는 탄소가 혼합된 발열도료, 금속, ITO(indium-tin oxide) 등 어느 종류를 사용해도 무방하다. 하지만 상기 면상발열체(112)는 글라스벌브(111)의 생산시 진공 증착, 무전해도금 도포 또는 인쇄 방법에 의해 그 표면에 페이스트 또는 분말상태로 얇게 코팅되는 과정을 필요로 하기 때문에 페이스트 또는 분말상태로 만들기 적합한 것이면 좋다. 본 발명에서 면상발열체(112)는 선상발열체와는 대비되는 개념인 '면 모양의 열을 내는 물체'로서, 이같은 면상발열체에 대해서는 최근 다방면에 걸쳐 활발히 연구가 진행중이므로 더욱 우수한 형태의 것이 개발될 것으로 예상된다. 그러므로 본 발명은 차후에 개발되는 더욱 우수한 형태의 면상발열체(112)를 채택하여 사용하는 데 제한을 두지 않는다.

상기 전원공급수단(130)은 상기 면상발열체(112)가 발열하도록 전원을 인가하는 역할을 한다. 상기 전원공급수단(130)으로는 발전소에서 공급되는 상시 전원을 사용하되 화재시 자주 일어나는 단전을 대비하여 배터리를 병행하여 사용할 수 있도록 구비한다. 본 발명에 의한 면상발열체(112)는 전력소비량이 크지 않으므로 배터리와 같이 소규모의 전원공급수단(130)만으로도 충분히 높은 가열성능을 발휘하면서 글라스벌브(111)를 신속히 폭발시킬 수 있다.

상기 화재감지기(140)는 화재를 감지하여 상기 제어기(150)로 감지신호를 전달하는 역할을 수행하며, 소화기구 인근에 설치된다. 상기 화재감지기(140)로는 다양한 형태가 사용될 수 있다. 예컨대, 차동식 스포트형 감지기, 정온식 스포트형 감지기, 축적형 연기감지기, 비축적형 연기감지기 등이 포함될 수 있다.

상기 제어기(150)는 상기 화재감지기(140)가 화재를 감지하면 이를 통보받아 상기 전원공급수단(130)이 전원을 인가하여 상기 면상발열체(112)에 전원을 인가하도록 하는 역할을 한다. 본 발명이 스프링클러와 같은 대형의 자동소화시스템에 적용되는 경우 통상적으로 수신반과 더불어 제어반이 구비되기 때문에 상기 제어반을 제어기로 겸용할 수 있다. 상기 제어기(150)는 화재감지기(140)로부터 신호를 받는 즉시 면상발열체(112)를 발열시켜 글라스벌브(111)를 폭발하지만, 필요에 따라 화재감지기(140)와의 연동 없이 사용자가 직접 제어기를 조작하여 글라스벌브(111)를 폭발할 수 있다. 여기서, 본 발명의 기폭장치가 자동기능 없이 수동기능만으로 작동되도록 할 경우 상기 화재감지기(140)와 제어기(150)를 배제하고 사용자가 직접 조작하여 면상발열체(112)에 전원을 인가할 수 있는 간단한 스위치 하나만을 구비할 수 있다.

계속해서, 전술된 본 발명의 기폭장치(100)를 구비한 소화기구의 기동용 헤드(200)의 구성을 상세히 설명한다.

도 6은 본 발명에 의한 기동용 헤드의 사시도이고, 도 7은 본 발명에 의한 기동용 헤드의 구성을 설명하기 위한 분해사시도이며, 도 8은 본 발명에 의한 기동용 헤드의 종단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 기동용 헤드는 전술된 기폭장치(100) 외에 헤드몸체(210)와, 피스톤(220)과, 체크링(227)과, 가이드샤프트(230)와, 연결부재(240)와, 감열체 지지부재(260)와, 절연캡 끼움공(217A)과, 안전핀(270)을 더 포함하여 구성되며 아래에서는 이들의 구성을 주로 설명한다. 여기서 상기 피스톤(220), 체크링(227), 가이드샤프트(230), 연결부재(240)는 글라스벌브(111)가 폭발되어 지지력을 상실하면 소화약재의 방사를 허용하는 차단수단을 이룬다.

상기 헤드몸체(210)는 소화기의 입구(311)와 연결되어 소화약재가 방사되는 통로인 방사로를 구비하고, 상기 방사로는 세분하여 살펴보면 약재유입공(211A), 실린더실(211B), 약재유출공(211C)으로 이루어진다. 상기 헤드몸체(210)는 상호 결합되어 실린더실(211B)을 형성하는 하부몸체(210A)와 상부몸체(210B)의 결합으로 이루어진다. 이같이 상기 헤드몸체(210)가 분할 구성되면 상기 실린더실(211B)에 위치하는 피스톤(220)의 설치가 용이하다. 상기 하부몸체(210A)의 하측에는 소화기의 입구와 연결되어 상기 실린더실(211B)로 소화약재가 유입되게 하는 약재유입공(211A)이 구비된다. 상기 약재유입공(211A)의 내주면에는 소화기의 사이폰관(330)과 결합되기 용이하도록 나선이 형성되는 것이 바람직하다. 또한 상기 하부몸체(210A)의 측벽에는 상기 약재유입공(211A)과 대응하여 유입된 약재가 방사되는 약재유출공(211C)이 구비된다. 상기 약재유출공(211C)의 내주면에는 소화기의 방사노즐(320)을 체결할 수 있도록 나선 형성되는 것이 바람직하다. 한편, 상기 상부몸체(210B)는 결합부(213)와, 칼럼부(215)와, 칼럼연결부(217)를 포함하여 일체로 이루어진다. 상기 상부몸체(210B)의 결합부(213)에는 실린더실(211B)의 상면에 해당하는 원형의 평편면이 형성되고 그 중앙부를 관통하는 가이드통공(213A)이 형성된다. 상기 칼럼부(215)는 복수개가 상기 결합부(213)의 둘레부에서 상측으로 수직 또는 약간 곡선지게 형성된다. 그리고 상기 칼럼연결부(217)는 상기 복수의 칼럼부(215) 끝단을 모아 연결한다. 상기 칼럼부(215)는 상기 절연캡(250)이 끼워지는 절연캡 끼움공(217A)을 구비한다. 상기 하부몸체(210A)와 상부몸체(210B)의 결합시 실링처리를 위해 그 중간에 오링(218)이 설치되고, 상기 하부몸체(210A)와 소화기 입구(311)의 결합시 실링처리를 위해 오링(219)이 구비된다.

상기 피스톤(220)은 상기 실린더실(211B)에서 승강 가능하게 설치된다. 상기 피스톤(220)은 피스톤용 오링(229)을 끼워 실린더실(211B)의 내벽에 밀착될 수 있도록 외주면에 잘록한 허리부(221)를 구비한다. 그리고 하부에는 하측으로 연장되어 돌출된 돌출부(223)를 구비한다. 상기 피스톤(220)의 상면에는 상기 가이드샤프 트(230)의 하단부가 끼워지는 샤프트 끼움홀(225)이 상기 돌출부(223)의 내부까지 형성된다. 그리고 상기 돌출부(223)의 측벽에는 상기 샤프트 끼움홀(225)과 연통된 가스주입공(223A)이 형성된다. 이로써 상기 피스톤(220)은 평소에 하강한 상태로 있으면서 상기 헤드몸체(210)에 형성된 약재유입공(211A)과 약재유출공(211C) 사이를 차단하여 소화약재의 방사를 억제하고 있다. 하지만 화재가 발생하여 상기 실린더실(211B)에서 일단 상승하게 되면 상기 약재유입공(211A)과 약재유출공(211C)간의 차단을 해제하게 되어 소화기 내에 가압되어 있던 소화약재가 약재유출공(211C)을 통해 방사되는 것을 허용한다.

상기 체크링(227)은 플렉시블한 소재의 원관형으로 이루어져 상기 돌출부(223)의 외주면을 밀착되게 감싼다. 이로써 상기 체크링(227)은 도 9에서 도시된 것처럼 상기 가스주입공(223A)으로부터 돌출부(223)의 외부로 나오는 가스의 흐름은 허용하지만, 도 10에서 도시된 것처럼 그 반대의 흐름은 차단하게 된다. 여기서 상기 체크링(227)은 전술된 역류방지 기능을 원활히 수행할 수 있도록 연질의 특수합성고무(NBR, nitrile-budadiene rubber, 니트릴부다디엔 러버)를 소재로 구비되는 것이 적당하다. 이로써 상기 헤드몸체(210)의 약재유출공(211C)을 통해 가압용 가스를 주입하게 되면 상기 가압용 가스가 실린더실(211B)로 유입되고, 이후 가이드샤프트(230)의 외주면에 길이방향으로 형성된 가스주입홈(231)을 거쳐 상기 피스톤(220)의 샤프트 끼움홈과 가스주입공(223A) 및 헤드몸체(210)의 약재유출공(211C)을 순차적으로 경유하여 소화기 내부에 유입된다. 이때 상기 가압용 가스가 상기 가스주입공(223A)을 통해 나올 때는 가압용 가스가 갖는 압력으로 인해 도 9에서처럼 상기 체크링(227)이 돌출부(223)의 외주면에서 약간 들리면서 가압용 가스의 흐름을 허용하게 된다. 그러나 가압된 소화기로부터 그 반대방향으로 역류하는 가압용 가스에 대해서는 상기 체크링(227)의 외면에 압력이 가해지면서 상기 체크링(227)이 상기 돌출부(223)의 외주면과 더욱 밀착하게 되어 흐름을 단속하게 된다.

상기 가이드샤프트(230)는 상기 글라스벌브(111)와 피스톤(220) 사이를 지지하여 연결하는 역할을 한다. 이를 위해 상기 가이드샤프트(230)는 하단부가 상기 피스톤(220)의 샤프트 끼움홀(225)에 끼워지고 상단부는 상기 글라스벌브(111)를 하측에서 지지하고 있는 연결부재(240)의 샤프트 안착홈(241)에 삽입되어 안착된다. 상기 가이드샤프트(230)의 하단부 외주면에는 요입된 형태로 길이방향을 따라 형성된 가스주입홈(231)이 형성된다. 상기 가스주입홈(231)은 이미 설명된 바와 같이 상기 가이드샤프트(230)의 하단부가 피스톤(220)의 샤프트 끼움홈에 끼워진 상태에서도 상기 샤프트 끼움홈 내부에서 가압용 가스의 흐름을 가능케 한다. 이로써 상기 가이드샤프트(230)로 인해 상기 피스톤(220)의 샤프트 끼움홀(225)과 가스주입공(223A)이 완전히 차단되지 않고 가스의 흐름을 위한 유로를 확보할 수 있게 되는 것이다.

상기 연결부재(240)는 상기 하부몸체(210A)에 형성된 가이드통공(213A)에 걸쳐져 설치되는 원통형의 부재이다. 상기 연결부재(240)의 하측에는 상기 가이드샤프트(230)의 상단부가 삽입되어 안착되는 샤프트 안착홈(241)을 구비하고 상측에는 상기 글라스벌브(111)의 하단부가 안착되어 지지되는 감열체 안착홈(243)을 구비하 고 있다. 그리고 상단부 둘레에는 원주방향을 따라 외측으로 돌출된 둘레돌기(245)가 형성되어 상기 헤드몸체(210)의 실린더실(211B)에 완전히 빠지지 않고 가이드통공(213A) 주변에 걸쳐진다. 이로써, 상기 연결부재(240)는 상기 가이드통공(213A)에 걸쳐진 상태로 상기 가이드샤프트(230)와 상기 글라스벌브(111) 사이를 연결하여 지지하고 있다가 화재가 발생하면 상기 글라스벌브(111)가 폭발하는 순간 가압되어 있던 소화기 내부의 압력으로 인해 상승하는 피스톤(220) 및 가이드샤프트(230)의 힘으로 인해 상기 가이드통공(213A)으로부터 쉽게 이탈되면서 상기 가이드샤프트(230) 및 피스톤(220)의 상승을 허용하게 된다. 참고로 언급되지 않은 도면부호 249는 상기 연결부재(240)와 상부몸체(210B)의 가이드통공(213A)간의 실링을 위해 구비되는 오링이다.

상기 절연캡 끼움공(217A)은 상기 칼럼연결부(217)의 중앙에 형성된 절연캡 끼움공(217A)에 간단히 끼워져 설치된다. 상기 절연캡 끼움공(217A)의 중앙에는 나선 형성된 체결공(251)을 구비하여 상기 감열체 지지부재(260)가 상하 위치조절 가능하게 나선 체결된다. 상기 절연캡 끼움공(217A)은 비전도성인 플라스틱을 소재로 구비되어, 상기 감열체 지지부재(260)와 헤드몸체(210)가 상호 도전되지 않도록 구분하는 역할을 한다. 이로써 상기 글라스벌브(111)의 상측에는 상기 감열체 지지부재(260)를 통해 전원단자(131A)가 연결되고, 상기 글라스벌브(111)의 하측에는 상기 헤드몸체(210)를 통해 전원단자(131B)가 연결된다. 이를 위해 상기 헤드몸체(210)의 결합부(213)에는 전원단자를 연결하여 고정하기 위한 단자 고정핀(261)이 결합되는 결합공(213B)이 형성된다.

상기 안전핀(270)은 상기 헤드몸체(210)의 칼럼연결부(217)를 관통하여 상기 절연캡 끼움공(217A)을 이탈되지 않도록 구속하는 역할을 한다. 이를 위해 상기 칼럼연결부(217)는 상기 안전핀(270)이 관통되는 안전핀 관통공(217B)을 구비한다. 그리고 상기 절연캡(250)의 외주면에는 칼럼연결부(217)를 관통한 안전핀(270)이 삽입되어 걸쳐지면서 절연캡(250)의 이탈을 방지하는 안전핀 구속홈(253)이 형성된다. 이같은 구성에 따르면 작업자가 직접 상기 안전핀(270)을 상기 칼럼연결부(217)로부터 뽑아내어 상기 절연캡(250) 및 감열체 지지부재(260)를 제거해버리면 상기 글라스벌브(111)를 폭발시키지 않고서도 제거할 수 있다. 그러면 소화기 내부에 가압되어 있는 소화약재가 외부로 방사되어 화재를 진압할 수 있게 된다. 이처럼 본 발명은 소화기를 자동으로뿐만 아니라 일반 소화기와 같이 수동으로도 기동할 수 있는 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 면상발열체를 사용한 기폭장치 및 이를 구비한 소화기구의 기동용 헤드를 적용한 소화기의 동작을 도 11 내지 도 13 및 첨부된 다른 도면들을 의거하여 설명한다.

먼저, 화재가 발생하지 않은 평상시에는 도 11과 같이 글라스벌브(111)와 가이드샤프트(230)에 의해 피스톤(230)이 상승하지 않도록 지지된 상태에 있다. 이로써 화재가 발생되지 않은 평상시에는 상기 피스톤(230)이 소화기 내부의 압력(P)을 이기면서 하강된 상태를 유지하고 있다.

하지만, 화재 감시 영역인 방화구역에서 화재가 발생하면 화재감지기(140)가 이를 감지하여 곧바로 제어기(150)에 통보한다. 그러면 곧이어 화재감지신호를 받 은 제어기(150)는 전원공급수단(130)을 제어하여 전원단자(132A,131B)를 통해 전기적으로 연결된 면상발열체(112)에 전원을 인가한다.

면상발열체(112)가 전원을 인가받게 되면 즉시 발열을 시작하여 글라스벌브(111) 내에 수용된 온도감응물질(113)을 가열하게 된다. 이때 상기 면상발열체(112)는 글라스벌브(111) 표면 전체에 넓은 면적으로 완전 밀착된 상태에서 거의 열손실 없이 온도감응물질(113)을 매우 신속하게 가열하게 된다.

그러면, 상기 온도감응물질(113)의 부피가 팽창하게 되고 글라스벌브(111)는 온도감응물질(113)에 의한 팽창압력을 견디지 못하여 곧 폭발하게 된다. 이처럼 가이드샤프트(230)와 함께 피스톤(220)을 지지하던 상기 글라스벌브(111)가 도 12에서처럼 폭발하여 사라지면 피스톤(220)은 곧 지지력을 상실하면서 가압 충진된 소화약재의 압력(P)을 이기지 못하고 상승하게 된다.

이로써 상기 실린더실(211B)에서 약재유입공(211A)과 약재유출공(211B) 사이를 가로막아 차단하던 피스톤(220)의 이동으로 상기 약재유입공(211A)과 약재유출공(211B) 사이의 유로가 확보된다. 이후 소화기 내부에서 가압되어 있던 소화약재가 상기 약재유출공(211C)을 및 소화기 방사노즐(320)을 통해 힘차게 외부로 방사된다. 방사된 소화약재는 화점으로 방사되어 초기에 화재가 진압된다.

이처럼 본 발명은 감열체인 글라스벌브(111)를 가열하여 폭발시키는데 가열 효율성과 더불어 높은 신뢰성을 갖는 면상발열체(112)를 적극 활용하도록 구성되어 화재발생시 화재를 조기에 진압할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변 화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 면상발열체를 사용한 기폭장치 및 이를 구비한 소화기구의 기동용 헤드는 글라스벌브 표면에 넓은 면적으로 완전 밀착되어 코팅된 면상발열체가 거의 열손실 없이 온도감응물질을 신속히 가열하여 글라스벌브를 폭발시키기 때문에 화재발생 초기에 화재를 진압할 수 있다.

또한, 본 발명은 글라스벌브에 코팅된 면상발열체가 일부 손상되더라도 쉽게 단락되지 않으므로 오동작이나 작동 불능의 우려가 거의 사라진다.

또한, 본 발명은 자동식 소화기, 자동확산소화기는 물론 스프링클러 등의 다양한 자동소화시스템에 폭넓게 적용할 수 있다.

또한, 본 발명은 글라스벌브만이 아니라 용융성 금속으로 된 퓨즈와 같이 다양한 감열체의 표면에 면상발열체를 코팅하는 방식으로 응용될 수 있다.

또한, 본 발명은 가압용 가스를 주입하기 위해 역류방지 기능을 갖는 별도의 가스 주입구를 구비하지 않아도 된다.

또한, 본 발명은 자동으로 소화약재를 방사할 수 있는 것은 물론, 필요에 다라 수동으로 소화약재를 방사할 수 있으며, 수동 기동의 경우 제어기를 통해 원격지에서 조작하거나 손수 안전핀을 제거하는 방식으로 조작할 수 있다.

또한, 본 발명은 물, 산,알칼리액, 강화액, 포말, 할론 등 현존하는 다양한 형태의 소화약재를 거의 구분 없이 사용할 수 있다.

Claims (18)

1. 온도가 상승하여 일정 온도에 도달하면 분해되는 감열체와;

   상기 감열체의 표면에 밀착되어 설치되고 전원이 인가되면 발열하면서 상기 감열체를 가열하는 면상발열체와;

   상기 면상발열체가 발열하도록 전원을 인가하는 전원공급수단을 포함하여 구성되는 면상발열체를 사용한 기폭장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 감열체는 온도가 상승하면 팽창하는 온도감응물질을 수용하여 일정 온도에 도달하면 상기 온도감응물질의 팽창으로 인해 폭발하는 글라스벌브인 것을 특징으로 하는 면상발열체를 사용한 기폭장치.
3. 제1항 또는 제2항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 면상발열체는 탄소가 혼합된 발열도료, 금속 및 ITO(indium-tin oxide) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 면상발열체를 사용한 기폭장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 면상발열체는 진공증착, 무전해도금, 도포 및 인쇄 중 어느 한 방법에 의해 상기 감열체 표면에 코팅된 것을 특징으로 하는 면상발열체를 사용한 기폭장 치.
5. 제1항에 있어서,

   화재를 감지하는 화재감지기와;

   상기 화재감지기가 화재를 감지하면 상기 전원공급수단이 상기 면상발열체에 전원을 인가하도록 제어하는 제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 면상발열체를 사용한 기폭장치.
6. 소화기구와 연결되어 소화약재가 방사되는 통로인 방사로를 구비한 헤드몸체와;

   온도가 상승하여 일정 온도에 도달하면 분해되는 감열체와;

   상기 감열체에 지지된 상태로 상기 방사로를 차단하여 소화약재의 방사를 막고 있다가 상기 감열체가 분해되어 지지력을 상실하면 상기 방사로에 대한 차단을 해제하여 소화약재의 방사를 허용하는 차단수단과;

   상기 감열체의 표면에 밀착되어 설치되고 전원이 인가되면 발열하면서 상기 감열체를 가열하는 면상발열체와;

   상기 면상발열체가 발열하도록 전원을 인가하는 전원공급수단을 포함하여 구성되는 소화기구의 기동용 헤드.
7. 제6항에 있어서,

   상기 방사로는 상기 헤드몸체에 구비된 실린더실과, 상기 실린더실과 연통되어 소화기구로부터 소화약재가 유입되는 약재유입공 및 소화약재가 외부로 유출되는 약재유출공으로 이루어지고,

   상기 차단수단은 상기 실린더실에서 승강 가능하게 설치되어, 하강시 상기 약재유입공과 약재유출공 사이를 차단하여 상기 약재유입공과 약재유출공간 연통을 막고 상승시 상기 약재유입공과 약재유출공간 연통을 허용하는 피스톤을 포함하는 것을 특징으로 하는 소화기구의 기동용 헤드.
8. 제6항에 있어서,

   상기 감열체는 온도가 상승하면 팽창하는 온도감응물질을 수용하여 일정 온도에 도달하면 상기 온도감응물질의 팽창으로 인해 폭발하는 글라스벌브인 것을 특징으로 하는 소화기구의 기동용 헤드.
9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 면상발열체는 탄소가 혼합된 발열도료, 금속 및 ITO(indium-tin oxide) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 소화기구의 기동용 헤드.
10. 제9항에 있어서,

    상기 면상발열체는 진공증착, 무전해도금, 도포 및 인쇄 중 어느 한 방법에 의해 상기 감열체 표면에 코팅된 것을 특징으로 하는 소화기구의 기동용 헤드.
11. 제6항에 있어서,

    화재를 감지하는 화재감지기와;

    상기 화재감지기가 화재를 감지하면 상기 전원공급수단이 상기 면상발열체에 전원을 인가하도록 제어하는 제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소화기구의 기동용 헤드.
12. 제7항에 있어서,

    상기 헤드몸체는, 상기 실린더실을 양분하는 하부몸체와 상부몸체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 소화기구의 기동용 헤드.
13. 제12항에 있어서,

    상기 하부몸체는 상기 약재유입공 및 약재유출공을 구비하고,

    상기 상부몸체는 상기 하부몸체와 결합되고 중앙을 관통하는 가이드통공을 구비한 결합부와, 상기 결합부의 둘레부에서 상측으로 연장 형성된 복수의 칼럼부와, 상기 칼럼부의 상단부를 연결하는 칼럼연결부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 소화기구의 기동용 헤드.
14. 제13항에 있어서,

    상기 차단수단은, 상기 감열체와 피스톤 사이를 지지하여 연결하고, 상기 감 열체가 분해되면 상기 가이드통공을 통해 상승하는 가이드샤프트를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 소화기구의 기동용 헤드.
15. 제14항에 있어서,

    하측에는 상기 가이드샤프트의 상단부가 압착되는 샤프트 안착홈을 구비하고 상측에는 상기 감열체의 하단부가 안착되는 감열체 안착홈을 구비하여 상기 가이드통공에 끼워진 상태로 상기 가이드샤프트와 감열체를 연결하는 연결부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 소화기구의 기동용 헤드.
16. 제14항에 있어서,

    상기 피스톤은 하부로 돌출되고 측벽에는 가스주입공을 갖는 돌출부를 더 구비하고, 상기 가이드샤프트의 하단부가 끼워지면서 상기 가스주입공과 연통된 샤프트 끼움홀을 구비하며,

    상기 가이드샤프트의 하단부 외주면에는 상기 가이드샤프트가 상기 샤프트 끼움홀에 끼워진 상태에서 상기 가스주입공과 끼움홈의 연통을 위한 유로를 확보하는 가스주입홈이 길이방향으로 형성되며,

    상기 차단수단은 상기 돌출부의 외주면을 감싸는 플렉시블한 체크링을 더 구비하여 상기 가스주입공으로부터 나오는 가스의 흐름은 허용하지만 그 반대방향 흐름은 차단하는 것을 특징으로 하는 소화기구의 기동용 헤드.
17. 제13항에 있어서,

    상기 상부몸체의 칼럼연결부의 중앙에는 절연캡 끼움공이 형성되고,

    중앙에 관통된 체결공을 구비하고, 상기 절연캡 끼움공에 끼워져 설치되는 비전도성 소재의 절연캡과, 상기 절연캡의 체결공에 나선 체결되어 상하 위치조절 가능하고 상기 면상발열체에 전원을 인가할 수 있도록 상기 감열체를 접촉하여 지지하는 전도성 소재의 감열체 지지부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 소화기구의 기동용 헤드.
18. 제17항에 있어서,

    상기 칼럼지지부을 관통하여 상기 절연캡이 이탈되지 않도록 구속하는 안전핀을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 소화기구의 기동용 헤드.

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