KR20080015969A - 면상발열체를 사용하는 기동용 헤드 어셈블리를 구비한스프링클러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 면상발열체를 사용하는 기동용 헤드 어셈블리를 구비한 스프링클러에 관한 것으로, 본 발명은 감열체로 사용된 글라스벌브 표면에 완전히 밀착되게 코팅된 면상발열체를 사용하여 화재시 보다 신속한 기동은 물론 장기간에 걸친 사용시에도 면상발열체의 부분 손상에 의한 오작동의 염려가 거의 없는 것이다.

이를 위한 본 발명은, 가압된 소화액을 이송하는 연결배관과 연통되어 가압된 소화액을 외부로 방사하는 방사구를 구비한 헤드몸체와, 온도가 상승하여 일정 온도에 도달하면 분해되는 감열체와, 상기 감열체에 지지된 상태로 상기 방사구를 차단하여 소화액의 방사를 막고 있다가 상기 감열체가 분해되어 지지력을 상실하면 상기 방사구에 대한 차단을 해제하여 소화액의 방사를 허용하는 차단수단과, 상기 감열체의 표면에 밀착되어 설치되고 전원이 인가되면 발열하면서 상기 감열체를 가열하는 면상발열체와, 상기 면상발열체가 발열하도록 전원을 인가하는 전원공급수단과, 화재를 감지하는 화재감지기와, 상기 화재감지기가 화재를 감지하면 상기 전원공급수단이 상기 면상발열체에 전원을 인가하도록 제어하는 제어기를 포함하여 구성된다.

면상발열체, 글라스벌브, 스프링클러, 감열체

Description

면상발열체를 사용하는 기동용 헤드 어셈블리를 구비한 스프링클러{SPRINKLER HAVING TRIGGERING HEAD ASSEMBLY USING FACE TYPE HEATING ELEMENT SHEET}

도 1은 종래 기술에 의한 스프링클러 헤드를 설명하기 위한 참조사시도.

도 2는 본 발명에 따른 면상발열체를 사용한 기동용 헤드 어셈블리의 구성을 설명하기 위한 개략적인 블록도.

도 3은 도 2의 I-I'에 따른 글라스벌브체의 횡단면도.

도 4는 본 발명에 의한 전체 스프링클러의 개략적인 구성도.

도 5는 본 발명에 따른 스프링클러 헤드를 설명하기 위한 참조사시도.

도 6은 도 5의 분해사시도.

도 7은 본 발명에 따른 스프링클러 헤드의 종단면도.

도 8 내지 10은 본 발명에 따른 스프링클러 헤드의 동작을 설명하기 위한 일련의 참조도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

110 : 글라스벌브체 111 : 글라스벌브

112 : 면상발열체 113 : 온도감응물질

120 : 스프링클러 헤드 130 : 전원공급수단

140 : 화재감지기 150 : 제어기

160 : 배관 170 : 소화액 저장탱크

210 : 헤드몸체 220 : 차단캡

230 : 절연캡 240 : 감열체 지지부재

250 : 안전핀 260 : 디플렉터

본 발명은 자동소화설비에 관한 것으로, 특히 본 발명은 감열체로 사용된 글라스벌브 표면에 완전히 밀착되게 코팅된 면상발열체를 사용하여 화재시 보다 신속한 기동은 물론 장기간에 걸친 사용시에도 면상발열체의 부분 손상에 의한 오작동의 염려가 거의 없는 면상발열체를 사용하는 기동용 헤드 어셈블리를 구비한 스프링클러에 관한 것이다.

일반적으로, 스프링클러는 건물 내 화재시 화재발생지점을 정확하게 감지하여 소화액를 살수함으로써 화재를 초기에 진압하고 재산의 손실을 예방하는 데 중요한 역할을 하는 자동식 고정 소화설비이다.

이같은 스프링클러는 통상적으로 물공급 소화액 저장탱크, 배관, 제어기 및 스프링클러 헤드로 구성되며, 이 중 스프링클러 헤드는 소방대상물의 천정 또는 지붕 밑에 설치되어 작동하는 노즐로서 노즐입구를 막고 있는 감열체(폐쇄형인 경우)가 화재시 열기류에 의해 작동, 분해되어 방사구에서 나오는 소화액를 화점에 고루 살수시키는 중요한 역할을 수행한다. 상기 스프링클러 헤드의 감열체로는 특수합금으로 된 용융성 퓨즈(Fuse)나 글라스벌브(Glass Bulb) 등이 주로 사용되고 있다.

상기 스프링클러 헤드의 감열체들은 화재시 온도가 일정 이상 상승하게 되면 작동하면서 분해되지만 근래에 들어서는 건물 내에 난연재(難燃材)가 많이 사용되는 관계로 화재시 감열체까지 온도전달 속도가 늦어지면서 스프링클러의 신속한 대응을 방해하고 있는 상황이다. 따라서 이같은 문제를 해소하기 위한 방편으로 화재시 감지기에서 화재를 감지하게 되면 제어기의 제어 하에 상기 감열체를 강제로 가열하여 스프링클러가 작동하도록 하고 있다.

이에 도 1은 종래 기술에 의한 기동장치를 설명하기 위한 참조도이다.

도시된 바와 같이 종래기술에 의한 기동장치는 화재시에 스프링클러 헤드(10)의 방사구를 막고 있는 글라스벌브(12)의 폭발을 위해 화재감응물질을 그 내부에 구비하는 것만이 아니라 보다 신속한 글라스벌브(12)의 폭발을 위해 상기 화재감응물질을 강재로 가열하는 히팅코일(11)을 구비한다.

이같은 구성에 따르면 화재시 화점으로부터 고열의 온도가 전해지면서 상기 글라스벌브(12) 내에 수용된 온도감응물질이 팽창되면서 글라스벌브(12)가 폭발하거나, 화재감지기가 화재를 감지하는 즉시 상기 히팅코일(11)에 전원이 인가되어 발열되면서 상기 온도감응물질이 팽창하여 글라스벌브(12)가 폭발한다. 그러면 상기 글라스벌브(12)에 의해 막혀 있던 스프링클러 헤드(10)의 방사구가 개방되면서 가압되어 있던 소화액이 방사된다.

그러나, 종래기술에 의한 기동장치에서는 상기 히팅코일(11)이 글라스벌 브(12)의 표면에 감겨져 있다고는 하지만 선상발열체인 히팅코일의 형태로 인해 상호 접촉되는 면적이 지극히 작을 뿐만 아니라 열적으로 밀착되어 있지 않기 때문에 글라스벌브(12) 내부에 수용된 온도감응물질에 대한 가열이 늦어진다. 그리고 이같은 문제를 상쇄하기 위한 방편으로 상기 히팅코일(11)에 더 많은 전류를 흘려야 했지만 이 역시 충분한 효과를 거두지 못하였다.

뿐만 아니라 더 심각한 문제는 상기 온도감응물질을 가열하는 히팅코일(11)의 경우 시간이 흐를수록 공기와 접촉되어 산화하면서 단절되거나 손상되기 쉽고, 일단 일부만이라도 손상되면 곧바로 단전으로 이어져 무용지물이 될 수밖에 없었던 데 있다.

이처럼 화재시 온도감응물질을 강제 가열하여 글라스벌브(12)를 폭발하기 위한 히팅코일(11)이 치명적인 문제를 가지고 있기 때문에 이를 개선하여 보다 효과적인 가열은 물론 장기간 사용시에도 이상 없이 작동할 수 있도록 하는 것이 절실하였다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 감열체를 가열하여 신속하게 분해할 수 있고 장기간에 걸친 사용시에도 정상적으로 작동하는 면상발열체를 사용하는 기동용 헤드 어셈블리를 구비한 스프링클러를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 면상발 열체를 사용하는 기동용 헤드 어셈블리를 구비한 스프링클러는, 화재시 일정온도에 도달하면 가압된 소화액을 살수하는 스프링클러에 있어서, 가압된 소화액을 이송하는 연결배관과 연통되어 가압된 소화액을 외부로 방사하는 방사구를 구비한 헤드몸체와, 온도가 상승하여 일정 온도에 도달하면 분해되는 감열체와, 상기 감열체에 지지된 상태로 상기 방사구를 차단하여 소화액의 방사를 막고 있다가 상기 감열체가 분해되어 지지력을 상실하면 상기 방사구에 대한 차단을 해제하여 소화액의 방사를 허용하는 차단수단과, 상기 감열체의 표면에 밀착되어 설치되고 전원이 인가되면 발열하면서 상기 감열체를 가열하는 면상발열체와, 상기 면상발열체가 발열하도록 전원을 인가하는 전원공급수단과, 화재를 감지하는 화재감지기와, 상기 화재감지기가 화재를 감지하면 상기 전원공급수단이 상기 면상발열체에 전원을 인가하도록 제어하는 제어기를 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 하나가 진공증착, 무전해도금, 도포 및 인쇄 중 어느 한 방법에 의해 상기 감열체 표면에 코팅된 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 차단수단은, 상기 방사구 주변에 테두리가 걸쳐진 상태로 상기 방사구에 끼워져서 방사구를 차단하고 있다가, 상기 감열체의 지지력이 사라지면 가압된 소화액에 의해 상기 방사구로부터 제거되면서 상기 소화액의 방사를 허용하는 차단캡인 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 헤드몸체는 상단부가 상기 연결배관과 결합되고, 상기 방사구를 상하로 관통된 형태로 구비하는 결합부와, 상기 결합부의 둘레부위에서 하측으로 연장 형성된 복수의 칼럼부와, 상기 칼럼부의 하단부를 연결하되 중앙부에는 절연캡 끼움공이 형성된 칼럼연결부로 이루어지고, 상기 절연캡 끼움공에 끼워져 설치되고, 중앙부에는 체결공을 구비하는 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 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 칼럼연결부를 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. 단, 상승되는 온도를 감지하여 일정 온도에서 분해되는 감열체로는 용융성 금속으로 이루어진 퓨즈(Fuse), 글라스벌브(Glass Bulb) 등 다양하게 있을 수 있으나 본 실시예에서는 글라스벌브를 주로 염두하고 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 면상발열체를 사용한 기동용 헤드 어셈블리의 구성을 설명하기 위한 개략적인 블록도이고, 도 3은 도 2의 I-I'에 따른 글라스벌브체의 횡단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 기동용 헤드 어셈블리는, 화재시 열을 감지하여 소화기를 기동시키기 위한 감열체로서 온도감응물질(113)을 수용하고 있는 글라스벌브(111)를 사용하며, 상기 글라스벌브(111)의 표면 전체 또는 일부에 넓은 면적으로 면상발열체(112)를 진공증착, 무전해도금, 도포 및 인쇄 중 어느 한 방법에 의해 코팅하여 화재시 온도감응물질(113)을 가열할 수 있도록 하였다(참고로 언급되지 않은 도면부호 110은 글라스벌브(111)와 면상발열체(112)로 이루어진 글라스벌브체를 가리킨다).

이처럼 본 발명은 보다 넓은 가열면적을 가지고, 글라스벌브(111) 표면에 완전히 밀착되기 때문에 열손실이 거의 없도록 면상발열체(112)를 적극 활용한 것으로, 그 결과 글라스벌브(111)를 신속하게 폭발시킬 수 있도록 구성된다.

뿐만 아니라 상기 면상발열체(112)는 부분적인 손상을 입어도 전기적으로 단락의 염려가 거의 없기 때문에 장기간 이상 없이 동작할 수 있는 기동 안정성을 갖는다. 아래에서는 상기 면상발열체(112)를 중심으로 본 발명에 따른 기동용 헤드 어셈블리를 이루고 있는 각 구성요소들을 설명한다.

본 발명에 따른 기동용 헤드 어셈블리는, 헤드몸체(헤드몸체의 구성에 대해서는 차후 상세히 설명됨), 상기 헤드몸체에 설치되는 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 수 용공간에 온도가 상승하면 팽창하는 온도감응물질(113)을 수용한다. 상기 온도감응물질(113)로는 통상적으로 사용되고 있는 알콜이나 에테르가 사용되면 된다. 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) 없이도 주변온도의 상승만으로 팽창하는 온도감응물질(113)에 의해 화재시 폭발하게 된다. 다만 상기 온도감응물질(113)이 열을 감지하여 팽창할 수 있는 범위가 인근 영역 정도에만 미칠 정도로 제한적인 관계로 그 폭발하는 속도가 늦어지는 경향이 있다. 따라서 설치된 거리가 다소 멀거나 난연재 등으로 인해 주변 온도의 상승이 완만한 경우 면상발열체(112)에 의한 글라스벌브(111)의 폭발이 늦어지면서 화재진압 시점을 놓칠 우려가 높다.

상기 발열수단인 면상발열체(112)는 진공 증착, 무전해도금 도포, 인쇄 중 어느 한 방법에 의해 상기 글라스벌브(111)의 표면 전체 또는 일부에 넓은 면적으로 코팅된다. 이처럼 상기 면상발열체(112)가 글라스벌브(111)의 표면에 넓게 코팅되면 히팅코일과 같은 선상발열체와는 달리 글라스벌브(111) 표면에 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 폭발한다. 뿐만 아니라 상기 면상발열체(112)는 부분적으로 찢어 지거나 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 더욱 바람직하다. 본 발명에서 면상발열체(112)는 선상발열체와는 대비되는 개념인'면 모양의 열을 내는 물체'로서, 이같은 면상발열체는 최근 연구가 다방면에 활발히 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 따른 면상발열체(112)에 의하면 글라스벌브(111)를 폭발시키는데 필요한 전력소비량이 선상발열체에 비하면 대단히 작으므로 배터리와 같이 예비용의 소규모 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. 상기 제어기는 스프링클러에 통상적으로 구비되는 수신반을 그대로 사용하면 된다. 상기 제어기(150)는 화재감지기(140)로부터 신호를 받는 즉시 면상발열체(112)를 발열시켜 글라스벌브(111)를 폭발한다. 상기 제어기(150)는 일단 화재감지기(140)로부터 화재통보를 받으면 그 주변에 위치한 모든 스프링클러 헤드를 작동시켜 화재를 신속히 진압시킬 수 있다.

한편, 필요에 따라 화재감지기(140)와의 연동 없이 사용자가 직접 제어기를 조작하여 글라스벌브(111)를 폭발할 수도 있다. 여기서, 본 발명에 따른 헤드 어셈블리에서는 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 수도 있다.

도 4는 본 발명에 의한 전체 스프링클러의 개략적인 구성도이고, 도 5는 본 발명에 따른 스프링클러 헤드를 설명하기 위한 참조사시도이고, 도 6은 도 5의 분해사시도이며, 도 7은 본 발명에 따른 스프링클러 헤드의 종단면도이다.

도 4에서 도시된 것처럼 본 발명에 의한 스프링클러는 통상적인 스프링클러 와 다르지 않다. 다만, 상기 면상발열체(111)를 사용하는 기동용 헤드 어셈블리에 의해 신속히 작동하여 소화액을 방사하도록 한다는 점에서 주된 차이가 있다(도면에 도시된 전체 스프링클러의 경우 본 발명의 기술적 특징들을 부각시켜 설명하기 위해 기술적 주요부가 아닌 다른 많은 부분들은 생략하고 간략하게 도시하였다). 이같은 본 발명의 스프링클러는 소화액이 저장되는 소화액 저장탱크(170)와 스프링클러 헤드(120), 상기 소화액 저장탱크(170)와 스프링클러 헤드(120)를 연결하는 배관(160), 그리고 전술된 상기 스프링클러 헤드(120)와 함께 기동용 헤드 어셈블리를 이루는 구성요소들 즉, 전원공급수단(130), 화재감지기(140) 및 제어기(150)를 포함하여 이루어진다.

이 중 상기 스프링클러 헤드(120)는 방사구(211)를 갖는 헤드몸체(210)와, 상기 방사구(211)를 차단하는 차단캡(220)과, 절연캡(230)과, 감열체 지지부재(240)와 안전핀(250)과 디플렉터(260)를 포함하여 구성된다.

상기 헤드몸체(210)는 소화액 저장탱크(170)와 연결된 연결배관(160)과 연결되어 소화액이 방사되는 통로인 방사구(211)를 구비하며, 상기 방사구(211)는 상기 헤드몸체(210)의 상하를 관통하여 형성된다. 상기 헤드몸체(210)는 결합부(213)와, 칼럼부(215)와, 칼럼연결부(217)를 포함하여 일체로 이루어진다.

상기 헤드몸체(210)의 결합부(213)는 상기 연결배관(160)과 결합되는 부위로서 상단에는 연결배관(160)과의 체결을 위한 나선(213A)이 형성되고, 그 주위로 연결배관(160)과의 긴밀한 밀착을 위한 오링(219)을 구비한다. 또한, 상기 결합부(213)는 상기 연결배관(160)과 연통하여 소화액을 방사하는 방사구(211)를 상하 관통한 형태로 구비한다. 상기 방사구(211)의 하측 주변에는 상기 차단캡(220)과의 긴밀한 밀착을 위해 오링(229)을 구비한다.

상기 칼럼부(215)는 복수개가 상기 결합부(213)의 둘레부위에서 상측으로 수직 또는 약간 곡선지게 형성된다. 그리고 상기 칼럼연결부(217)는 상기 복수의 칼럼부(215) 끝단을 모아 연결하는 형태로 형성된다. 상기 칼럼연결부(217)는 상기 절연캡(230)이 끼워지는 절연캡 끼움공(217A)을 구비한다.

상기 차단캡(220)은 상기 헤드몸체(210)에 형성된 방사구(211) 하측에 끼워져서 방사구(211)를 차단하는 원통형의 부재이다. 상기 차단캡(220)의 하단부 둘레에는 원주방향을 따라 외측으로 돌출된 둘레돌기(225)가 형성되어 상기 방사구(211) 하측에 완전히 삽입되지 않고 그 주변에 걸쳐진다. 이로써, 상기 차단캡(220)은 상기 방사구(211)의 하측을 차단한 상태로 상기 글라스벌브(111)에 의해 지지되어 있다가 화재가 발생하여 상기 글라스벌브(111)가 폭발하면 지지력을 상실하게 된다. 이로써 상기 차단캡(220)은 연결배관(160) 내부에서 가압되어 있던 소화액에 의해 밀리면서 상기 방사구(211)로부터 이탈되면서 소화액의 방사를 허용하게 된다. 상기 차단캡(220)의 하단부에는 상기 글라스벌브(111)이 상단부가 삽입되어 안착되는 벌브안착부(243)가 형성된다.

상기 절연캡(230)은 상기 칼럼연결부(217)의 중앙에 형성된 절연캡 끼움공(217A)에 간단히 끼워져 설치된다. 상기 절연캡 끼움공(217A)의 중앙에는 나선 형성된 체결공(231)을 구비하여 상기 감열체 지지부재(240)가 상하 위치조절 가능하게 나선 체결된다. 상기 절연캡(230)은 비전도성인 플라스틱을 소재로 구비되어, 상기 감열체 지지부재(240)와 헤드몸체(210)가 상호 도전되지 않도록 구분하는 역할을 한다. 이로써 상기 글라스벌브(111)의 하측에는 도전체로 구비도니 상기 감열체 지지부재(240)를 통해 전원단자(131A)가 연결되고, 상기 글라스벌브(111)의 상측에는 상기 헤드몸체(210)를 통해 전원단자(131B)가 연결된다. 이를 위해 상기 헤드몸체(210)의 결합부(213)에는 전원단자를 연결하여 고정하기 위한 단자 고정핀(241)이 결합되는 결합공(213B)이 형성된다.

상기 안전핀(250)은 상기 헤드몸체(210)의 칼럼연결부(217)를 관통하여 상기 절연캡(230)을 이탈되지 않도록 구속하는 역할을 한다. 이를 위해 상기 칼럼연결부(217)는 상기 안전핀(250)이 관통되는 안전핀 관통공(217B)을 구비한다. 그리고 상기 절연캡(220)의 외주면에는 칼럼연결부(217)를 관통한 안전핀(250)이 삽입되어 걸쳐지면서 절연캡(220)의 이탈을 방지하는 안전핀 구속홈(233)이 형성된다. 이같은 구성에 따르면 작업자가 직접 상기 안전핀(250)을 상기 칼럼연결부(217)로부터 뽑아내어 상기 절연캡(230) 및 감열체 지지부재(240)를 제거해버리면 상기 글라스벌브(111)를 폭발시키지 않고서도 제거할 수 있다. 그러면 가압되어 있는 소화액이 방사구(211)를 통해 외부로 방사되어 화재를 진압할 수 있게 된다. 이처럼 본 발명은 스프링클러를 자동으로뿐만 아니라 수동으로도 기동할 수 있는 것이다. 여기서, 본 발명에 따른 기동용 헤드 어셈블리는 단지 스프링클러뿐만 아니라 글라스벌브(111)를 사용하는 폐쇄형 헤드를 구비하는 모든 자동소화설비에 간단하게 응용 가능함을 알 수 있다. 또한, 감열체로서 글라스벌브 대신 고온에서 녹아 분해되는 용융성 금속의 퓨즈를 사용하는 경우에도 상기 퓨즈의 표면에 면상발열체를 코팅하 는 방식으로 같은 작용을 하는 기동용 헤드 어셈블리를 구성할 수 있을 것이다. 이처럼 본 발명에 따른 기동용 헤드 어셈블리가 갖는 기술적 사상은 다양한 자동소화설비에서 폭넓게 응용될 수 있다.

상기 디플렉터(260)는 상기 감열체 지지부재(240)에 의해 상기 절연캡(230)의 하측에 설치된다. 상기 디플렉터(260)는 헤드몸체(210)에 일체형으로 구비되지 않고 분리 가능하게 구비되는 특징을 갖는다. 이는 디플렉터(260)가 필요 없는 환경이나 소화설비에서도 본 발명을 폭 넓게 적용하기 위함이다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 면상발열체를 사용하는 기동용 헤드 어셈블리를 구비한 스프링클러의 동작을 도 8 내지 도 10 및 첨부한 다른 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 화재가 발생하기 않는 평상시에는 도 8과 같이 차단캡(220)이 글라스벌브(111)에 지지된 상태로 헤드몸체(210)의 방사구(211)를 막고 있는 상태에 있다. 이로써, 상기 차단캡(220)은 화재가 발생하지 않은 평상시에는 글라스벌브(111)에 의해 지지되어 가압된 소화액의 압력을 이겨내면서 방사구(211)를 차단하여 소화액의 방사를 억제하고 있다.

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

면상발열체(112)가 전원을 인가받게 되면 즉시 발열을 시작하여 글라스벌 브(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 팽창하고, 글라스벌브(111)는 온도감응물질(113)에 의한 팽창압력을 견디지 못하고 폭발하게 된다. 이처럼 글라스벌브(111)가 도 9에 도시된 것처럼 폭발하여 사라지면 차단캡(220)은 순간적으로 지지력을 상실하면서 가압된 소화액의 압력을 이기지 못하고 방사구(122A)로부터 이탈되어 제거된다. 그러면 가압되어 있던 소화액이 방사구(122A)를 통해 힘차게 뿜어져 나옴과 동시에 디플렉터(260)에 충돌하여 방화구역에서 사방으로 흩어져 살수된다. 이로써 살수된 상기 소화액이 입자상태로 화점에 도달하여 화재를 진압하게 된다.

이처럼 본 발명은 감열체인 그라스벌브(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 변화와 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 사용하는 기동용 헤드 어셈블리를 구비한 스프링클러는 글라스벌브 표면에 넓은 면적으로 완전 밀착되어 코팅된 면상발열체가 거의 연손실 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 발명의 기동장치는 비단 스프링클러만이 아니라 글라스벌브를 사용하는 유사한 헤드 구조를 갖는 다양한 자동식소화설비에 응용하여 설치될 수 있다.

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

또한, 본 발명은 방화구역에서 일정 온도 이상에 다다르면 자동으로 소화액을 방사할 수 있는 것은 물론, 방화구역의 온도와 관계없이 일단 화재가 발생하면 필요에 따라 수동으로 소화액을 방사할 수 있으며, 수동 기동의 경우 제어기를 통해 원격지에서 조작하거나 손수 안전핀을 제거하는 방식으로 조작할 수 있다.

Claims (6)

1. 화재시 일정온도에 도달하면 가압된 소화액을 살수하는 스프링클러에 있어서,

   가압된 소화액을 이송하는 연결배관과 연통되어 가압된 소화액을 외부로 방사하는 방사구를 구비한 헤드몸체와;

   온도가 상승하여 일정 온도에 도달하면 분해되는 감열체와;

   상기 감열체에 지지된 상태로 상기 방사구를 차단하여 소화액의 방사를 막고 있다가 상기 감열체가 분해되어 지지력을 상실하면 상기 방사구에 대한 차단을 해제하여 소화액의 방사를 허용하는 차단수단과;

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

   상기 면상발열체가 발열하도록 전원을 인가하는 전원공급수단과;

   화재를 감지하는 화재감지기와;

   상기 화재감지기가 화재를 감지하면 상기 전원공급수단이 상기 면상발열체에 전원을 인가하도록 제어하는 제어기를 포함하여 구성되는 면상발열체를 사용하는 기동용 헤드 어셈블리를 구비한 스프링클러.
2. 제1항에 있어서,

   상기 감열체는 온도가 상승하면 팽창하는 온도감응물질을 수용하여 일정 온 도에 도달하면 상기 온도감응물질의 팽창으로 인해 폭발하는 글라스벌브인 것을 특징으로 하는 면상발열체를 사용하는 기동용 헤드 어셈블리를 구비한 스프링클러.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 면상발열체는 탄소가 혼합된 발열도료, 금속 및 ITO(indium-tin oxide) 중 어느 하나가 진공증착, 무전해도금, 도포 및 인쇄 중 어느 한 방법에 의해 상기 감열체 표면에 코팅된 것을 특징으로 하는 면상발열체를 사용하는 기동용 헤드 어셈블리를 구비한 스프링클러.
4. 제1항에 있어서,

   상기 차단수단은, 상기 방사구 주변에 테두리가 걸쳐진 상태로 상기 방사구에 끼워져서 방사구를 차단하고 있다가, 상기 감열체의 지지력이 사라지면 가압된 소화액에 의해 상기 방사구로부터 제거되면서 상기 소화액의 방사를 허용하는 차단캡인 것을 특징으로 하는 면상발열체를 사용하는 기동용 헤드 어셈블리를 구비한 스프링클러.
5. 제1항에 있어서,

   상기 헤드몸체는 상단부가 상기 연결배관과 결합되고, 상기 방사구를 상하로 관통된 형태로 구비하는 결합부와, 상기 결합부의 둘레부위에서 하측으로 연장 형성된 복수의 칼럼부와, 상기 칼럼부의 하단부를 연결하되 중앙부에는 절연캡 끼움 공이 형성된 칼럼연결부로 이루어지고,

   상기 절연캡 끼움공에 끼워져 설치되고, 중앙부에는 체결공을 구비하는 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 구비하는 것을 특징으로 하는 면상발열체를 사용하는 기동용 헤드 어셈블리를 구비한 스프링클러.
6. 제5항에 있어서,

   상기 칼럼연결부를 관통하여 상기 절연캡이 이탈되지 않도록 구속하는 안전핀을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 면상발열체를 사용하는 기동용 헤드 어셈블리를 구비한 스프링클러.

Images