KR20220169432A - 내화채움재 - Google Patents

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KR20220169432A
KR20220169432A KR1020220074276A KR20220074276A KR20220169432A KR 20220169432 A KR20220169432 A KR 20220169432A KR 1020220074276 A KR1020220074276 A KR 1020220074276A KR 20220074276 A KR20220074276 A KR 20220074276A KR 20220169432 A KR20220169432 A KR 20220169432A
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Abstract

배관 내부에 형성되어 배관 내부의 공간을 분할하며, 표면에 팽창 흑연이 포함된 코팅층이 형성된 것을 특징으로 하는 내화채움재를 개시한다. 코팅층이 화염 또는 열기에 의해 팽창함에 따라, 배관 내부 공간을 채움으로써 배관을 차단한다. 이를 통해 화재에 신속하게 반응하여 화재의 확산을 방지할 수 있다.

Description

내화채움재{FIREPROOF FILLER}
본 발명은 배관 등에 설치되어 화재의 확산을 방지하는 장치에 관한 것이다.
실제 건축물에 화재 발생시 연기 및 화염이 상층 또는 인접실로 급속히 퍼지는 것을 방지하여 피해를 국지화 내지는 최소화하기 위한 조치로, 건축공사에서 관통부의 밀폐는 매우 중요하다. 특히 배관의 경우 본래 유체가 흐르기 위한 통로로 사용되므로 화재 발생시에 화염 및 유독 가스가 배관을 통해 빠르게 전파될 수 있다.
이를 방지하기 위해 배관 등의 내부에 내화채움재가 구비될 수 있다. 내화채움재는 화염 및 열기에 의해 팽창함으로써 배관을 차단하여 화재가 확산되는 것을 방지할 수 있다.
대한민국 등록특허 제10-2347166호 (2021.12.30. 등록) 대한민국 등록특허 제10-2244052호 (2021.04.19. 등록)
본 발명의 기술적 과제는 신속하게 화재의 확산을 방지할 수 있는 내화채움재를 제공하는 것이다.
상기한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 배관 내부에 형성되어 배관 내부의 공간을 분할하며, 표면에 팽창 흑연이 포함된 코팅층이 형성된 내화채움재를 개시한다.
본 발명에 따르면 종래 기술에 비해 신속하게 화재의 확산을 방지할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 배관의 구조를 나타낸 단면도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 배관 내부에서 팽창 시트가 팽창되는 것을 나타낸 단면도이다.
도 3은 본원 발명의 제1 실시예에 따른 내화채움재를 나타낸 사시도이다.
도 4는 본원 발명의 제1 실시예에 따른 내화채움재가 배관 내부에 삽입되는 것을 나타낸 사시도이다.
도 5는 본원 발명의 제1 실시예에 따른 내화채움재가 설치된 배관 구조를 나타낸 단면도이다.
도 6은 본원 발명의 제1 실시예에 따른 내화채움재의 팽창 작용을 나타낸 단면도이다.
도 7은 본원 발명의 제2 실시예에 따른 내화채움재가 설치된 배관 구조를 나타낸 단면도이다,
도 8은 본원 발명의 제2 실시예에 따른 내화채움재를 나타낸 사시도이다.
도 9는 본원 발명의 제3 실시예에 따른 내화채움재를 나타낸 그림이다.
도 10은 본원 발명의 제3 실시예에 따른 결합체를 나타낸 것이다.
도 11은 본원 발명의 제4 실시예에 따른 내화채움재가 설치된 배관 구조를 나타낸 단면도이다.
도 12는 본원 발명의 제4 실시예에 따른 내화채움재를 나타낸 사시도이다.
도 13은 본원 발명의 제4 실시예에 따른 다양한 실시예를 나타낸 단면도이다.
도 14는 본원 발명의 제4 실시예에 따른 내화채움재의 실제 제품을 촬영한 사진이다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명의 일 실시예에 대해 구체적으로 설명하기로 한다. 본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 통해 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 배관의 구조를 나타낸 단면도이다.
종래 기술에 따르면 배관(P)을 통한 화재 확산을 방지하기 위하여 팽창 흑연 재질의 시트(sheet)(E)를 배관의 내주면에 부착하였다.
도 2는 종래 기술에 따른 배관 내부에서 팽창 시트가 팽창되는 것을 나타낸 단면도이다. 상기 팽창 시트(E)가 화재 시 발생되는 화염과 열기에 의해 팽창하여 배관(P)의 내주면으로부터 중심축 방향으로 확장됨으로써, 배관(P) 내부를 차단하여 화재의 확산이 방지될 수 있다.
하지만, 종래 기술의 경우 배관은 유체를 통과시키기 위한 본연의 기능을 수행하기 위해서 중심부(C0)에는 충분한 공간이 확보되어야 하므로, 상기 팽창 시트(E)의 두께는 일정 두께 이상으로 형성될 수 없다. 이에 따라, 화재 시 팽창 시트는 최초 두께로부터 배관 중심부(C0) 내부를 가득 채우기까지 확장되어야 할 폭이 큼에 따라, 밀폐에 소요되는 시간이 길다는 문제점이 있다.
또한, 팽창 시트가 배관의 내주면으로부터 이탈되어 떨어질 수 있다는 문제점이 있다.
이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서는 내화채움재를 개시한다.
본 발명에 따른 내화채움재는 배관 내부에 설치되며 화염 또는 열기에 의해 팽창함으로써 배관 내부를 차단하여 화재가 확산되는 것을 방지할 수 있다.
이하, 도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
도 3 및 도 4는 본원 발명의 제1 실시예에 따른 내화채움재(1)를 나타낸 사시도이다.본 발명에 따른 내화채움재(1)는 외부 프레임(10) 및 지지체(11)를 포함한다.
외부 프레임(10)은 지지체(11)를 배관(P) 내부에 고정시키기 위한 구성이다. 상세하게, 외부 프레임(10)은 배관(P)의 내부에 삽입되되, 중심부를 통해 유체가 흐를 수 있는 소정 길이의 관 형상으로 구비된다. 바람직하게, 외부 프레임(10)은 배관(P)의 내부 단면 형상에 대응되는 외주면을 갖고 중심부가 관통되어 유체가 흐를 수 있도록 하는 관 형상으로 구비된다. 외부 프레임(10)이 배관(P) 내부에 삽입되고, 나사 또는 실리콘 등의 고정 수단을 통해 배관의 내주면에 고정된다.
외부 프레임(10)의 단면 형상은 배관(P) 내부에 삽입될 수 있는 크기라면 특정 형태로 제한되지 않는다. 예를들어, 외부 프레임(10)의 단면 형상은 원형, 사각형 또는 육각형일 수 있다. 단, 이하에서는 외부 프레임(10)의 단면 형상이 원형인 실시예를 기준으로 설명한다. 외부 프레임(10)의 단면이 원형인 경우, 외부 프레임(10)의 외경은 설치될 배관의 내경에 대응되도록 형성됨이 바람직하다.
외부 프레임(10)은 본 발명에 따른 내화채움재의 기본 구성으로서, 이하의 다른 실시예에서는 상세한 설명을 생략하도록 한다.
지지체(11)는 배관(P) 내부를 구획하하여 분할하기 위한 구성이다. 상세하게, 지지체(11)는 외부 프레임(10)의 내부에 격벽 형태로 형성되어 외부 프레임(10)의 관통부를 분할한다. 단, 배관을 통해 유체가 흐를 수 있도록, 지지체(11)는 유체 흐름 방향(도 3에서 z 방향)과 평행한 벽의 형상으로 형성된다.
또한, 본 발명에 따른 내화채움재(1)는 표면에 팽창 흑연을 포함하는 코팅층이 형성되는 것을 특징으로 한다. 코팅층은 내화채움재(1)의 표면에 직접 코팅 또는 시트(sheet) 형식으로 부착될 수 있다. 바람직하게, 코팅층은 외부 프레임(10)의 내주면 및 지지체(11)의 양면 상에 코팅되어 형성될 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따르면, 지지체(11)는 제1 지지체(111) 및 제2 지지체(112)를 포함한다. 도 3 내지 도 5는 본 발명의 제1 실시예를 기준으로 도시되었다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 내화채움재(1)가 설치된 배관 구조를 나타낸 단면도이다.
제1 지지체(111)는 외부 프레임(10)의 내주면으로부터 중심축 방향으로 소정 간격을 갖고 배치되는 격벽 형태로 복수개 구비된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 단면이 원형인 배관에 설치되는 경우, 제1 지지체(111)는 동심원을 이루는 격벽 형태로 구비된다.
제2 지지체(112)는 제1 지지체(111)를 외부 프레임(10)에 고정시키기 위한 구성으로, 외부 프레임(10)의 내주면을 따라 수직방향으로 배치되는 격벽 형태로 구비된다.
제1 지지체(111) 및 제2 지지체(112)에 의해 외부 프레임(10) 및 배관(P)의 내부 공간은 제1 구획(C1) 및 제2 구획(C2)으로 분할된다.
도 6은 본원 발명의 제1 실시예에 따른 내화채움재(1)의 팽창 작용을 나타낸 단면도이다. 상기 외부 프레임(10), 제1 지지체(111) 및 제2 지지체(112)의 표면에는 팽창 흑연이 코팅되고, 팽창 흑연이 화재 시 발생되는 화염과 열기에 의해 팽창하여 각 지지체의 표면으로부터 확장됨으로써, 상기 제1 구획(C1) 및 제2 구획(C2)을 축소 및 차단시킨다.
본원 발명에 따르면, 종래 기술에 비해 배관 내부에서 팽창 흑연이 코팅된 면적이 늘어나게 된다. 따라서, 팽창 흑연이 종래 기술에 비해 얇은 두께로 코팅되어도 보다 신속하게 화재 확산 방지 기능을 수행할 수 있다는 효과가 있다.
도 7은 본원 발명의 제2 실시예에 따른 내화채움재(2)가 설치된 배관 구조를 나타낸 단면도이며, 도 8은 본원 발명의 제2 실시예에 따른 내화채움재(2)를 나타낸 사시도이다.
본원 발명의 제2 실시예에 따르면, 내화채움재(2)는 단면이 물결 형태(Corrugated Type)로 구비될 수 있다.
상세하게, 제1 지지체(211)는 제1 실시예와 마찬가지로 외부 프레임(10)의 내주면으로부터 중심축 방향으로 소정 간격을 갖고 배치되는 격벽 형태로 복수개 구비된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 단면이 원형인 배관에 설치되는 경우, 제1 지지체(211)는 동심원을 이루는 격벽 형태로 구비된다.
제2 지지체(212)는 제1 지지체(211)를 지지하기 위한 구성으로, 수평단면이 뫼와 골이 반복되는 물결 형상으로 구비되어, 상기 제1 지지체(211)의 사이에 배치되고, 상기 뫼와 골이 각각 상기 제1 지지체(211)와 접하도록 구비된다.
제1 지지체(111) 및 제2 지지체(112)에 의해 배관의 내부는 제1 구획(C1') 및 제2 구획(C2')으로 분할된다.
도 9는 본원 발명의 제3 실시예에 따른 내화채움재(3)를 나타낸 그림이다.
본원 발명의 제3 실시예에 따르면, 내화채움재(3)는 판 형상의 제1 지지체(311) 및 단면이 물결 형상인 제2 지지체(312)를 결합하여 띠 형상의 결합체(310)를 형성한 후 (도 10 참조), 결합체(310)를 원통형태로 권취하여 외부 프레임(10) 내주면에 결합시킨다.
본원 발명의 제3 실시예에 따르면, 결합체(310)의 길이를 충분히 길게 형성한 후, 재단하여 각각의 내화채움재의 제조에 활용할 수 있어, 다량 생산에 유리한 효과가 있다.
도 11은 본원 발명의 제4 실시예에 따른 내화채움재(4)가 설치된 배관 구조를 나타낸 단면도이며, 도 12는 본원 발명의 제4 실시예에 따른 내화채움재(4)를 나타낸 사시도이다.
본원 발명의 제4 실시예에 따르면, 내화채움재(4)는 배관 내주면에 대하여 수직인 제1 방향에 대하여 평행한 판 형상의 제1 지지체(411) 및 상기 제1 방향에 대하여 수직인 제2 방향에 대하여 평행한 판 형상의 제2 지지체(412)가 각각 복수로 구비되어, 서로 교차함으로써 복수의 제2 구획(C2")을 형성하도록 구비될 수 있다.
본원 발명의 제4 실시예에 따른 내화채움재(4)는 제조 공정이 간소화됨에 따라 제조 단가가 감소할 수 있다.
도 13은 본원 발명의 제4 실시예에 따른 다양한 실시예를 나타낸 단면도이다. 도 13에 도시된 것과 같이, 배관의 내경에 따라 분할된 구획 수를 조절하여 지지체를 설계할 수 있다. 상세하게, 평상시에는 유체의 흐름을 최대한 방해하지 않으면서 팽창 흑연의 팽창률을 고려하여 신속하게 배관을 차단할 수 있는 크기로 구획의 크기(w, d)를 최적화하여 설계한다.
한편, 바람직한 실시예로서, 내화채움재의 표면에 형성되는 상기 코팅층은 내화채움재의 표면에 팽창 흑연 재질로 코팅되는 제1 코팅층과 제1 코팅층의 표면에 형성되는 제2 코팅층을 포함할 수 있다.
제2 코팅층은 배관내부를 통과하는 활성탄(Active carbon), 에틸렌초산비닐(EVA, Ethylene Vinyl Acetate) 및 소성 질석 중 적어도 하나를 포함하는 재질일 수 있다. 이에 따라, 활성탄에 의한 탈취효과, 또는 소성 질석에 의한 흡습효과가 추가되거나, 에틸렌초산비닐에 의한 내구성 향상 효과가 있으며, 상기 내화채움재에 의해 상기 제2 코팅층이 유체와 접촉하는 면적이 늘어나므로 상기 탈취효과 및 흡습효과가 증대될 수 있다.
나아가, 상기 제2 코팅층의 표면에 제3 코팅층이 더 형성될 수 있다. 제2 코팅층 및 제3 코팅층은 각각 활성탄, 에틸렌초산비닐 및 소성 질석 중 어느 하나로 선택된 재질일 수 있다.
바람직하게, 제2 코팅층 및 제3 코팅층은 활성탄, 에틸렌초산비닐 및 소성 질석 중 어느 하나로 구비되되, 제2 코팅층 및 제3 코팅층은 서로 다른 재질로 구비되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 제2 코팅층은 활성탄 또는 에틸렌초산비닐 중 어느 하나로 선택되는 재질이고, 제3 코팅층은 소성 질석 재질일 수 있다. 또는, 제2 코팅층은 소성 질석 재질이고, 제3 코팅층은 활성탄 및 에틸렌초산비닐 중 어느 하나로 선택되는 재질일 수 있다.
한편, 다른 실시예로서, 코팅층은 제1 코팅층 및 제2 코팅층을 포함하고, 제1 코팅층 또는 제2 코팅층은 각각 팽창 흑연, 활성탄, 에틸렌초산비닐 및 소성 질석 중 적어도 하나 이상을 포함하는 혼합물 재질일 수 있다. 예를 들어, 제1 코팅층은 팽창 흑연 및 소성 질석의 혼합물 재질이고, 제2 코팅층은 활성탄 및 에틸렌초산비닐 중 어느 하나로 선택되는 재질일 수 있다. 또는, 제1 코팅층은 팽창 흑연 재질이고, 제2 코팅층은 활성탄 및 소성 질석의 혼합물 또는 에틸렌초산비닐 및 소성 질석의 혼합물 재질일 수 있다.
나아가, 팽창 흑연, 활성탄 및 소성 질석의 혼합물 재질인 단일 코팅층으로 형성될 수 있다.
상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적으로 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 상기의 특허청구 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서, 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로, 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
P: 배관 1: 내화채움재
10: 외부 프레임 11: 지지체

Claims (9)

  1. 배관 내부에 설치되어 화재시 배관 내부를 채움으로써 화염 또는 열기를 차단하는 내화채움재에 있어,
    배관의 내부에 설치되는 외부 프레임;
    상기 외부 프레임의 내부에 형성되고 상기 외부 프레임의 내부 공간을 분할하는 적어도 하나 이상의 지지체;를 포함하고,
    상기 외부 프레임 및 상기 지지체의 표면에는 팽창 흑연을 포함하는 코팅층이 형성되는 것을 특징으로 하는 내화채움재.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 지지체는,
    상기 외부 프레임의 내주면으로부터 중심축 방향으로 소정 간격을 갖고 배치되는 격벽 형태로 복수개 구비되는 제1 지지체; 및
    상기 외부 프레임의 내주면을 따라 수직방향으로 배치되는 격벽 형태로 구비되며 상기 제1 지지체를 상기 외부 프레임에 고정시키는 제2 지지체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 내화채움재.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 지지체는,
    배관 내주면에 대하여 수직인 제1 방향에 대하여 평행한 판 형상으로 구비되는 제1 지지체; 및
    상기 제1 방향에 대하여 수직인 제2 방향에 대하여 평행한 판 형상으로 구비되는 제2 지지체;를 포함하며,
    상기 외부 프레임의 내부에서 상기 제1 지지체 및 상기 제2 지지체가 서로 교차하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 내화채움재.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 코팅층은,
    내화채움재의 표면에 팽창 흑연 재질로 코팅되는 제1 코팅층; 및
    상기 제1 코팅층의 표면에 형성되고 활성탄(Active carbon), 에틸렌초산비닐(EVA, Ethylene Vinyl Acetate) 및 소성 질석 중 적어도 하나를 포함하는 재질인 제2 코팅층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 내화채움재.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 코팅층은,
    내화채움재의 표면에 팽창 흑연 재질로 코팅되는 제1 코팅층; 및
    상기 제1 코팅층의 표면에 형성되는 제2 코팅층;
    상기 제2 코팅층의 표면에 형성되는 제3 코팅층;을 포함하며,
    상기 제2 코팅층 및 상기 제3 코팅층은 각각 활성탄, 에틸렌초산비닐 및 소성 질석 중 어느 하나로 선택된 재질인 것을 특징으로 하는 내화채움재.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제2 코팅층은 활성탄 및 에틸렌초산비닐 중 어느 하나로 선택되는 재질이고,
    상기 제3 코팅층은 소성 질석 재질인 것을 특징으로 하는 내화채움재.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 제2 코팅층은 소성 질석 재질이고,
    상기 제3 코팅층은 활성탄 및 에틸렌초산비닐 중 어느 하나로 선택되는 재질인 것을 특징으로 하는 내화채움재.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 코팅층은,
    내화채움재의 표면에 형성되는 제1 코팅층; 및
    상기 제1 코팅층의 표면에 형성되는 제2 코팅층;을 포함하며,
    상기 제1 코팅층은 팽창 흑연 및 소성 질석의 혼합물 재질이고,
    상기 제2 코팅층은 활성탄 및 에틸렌초산비닐 중 어느 하나로 선택되는 재질인 것을 특징으로 하는 내화채움재.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 코팅층은,
    내화채움재의 표면에 형성되는 제1 코팅층; 및
    상기 제1 코팅층의 표면에 형성되는 제2 코팅층;을 포함하며,
    상기 제1 코팅층은 팽창 흑연 재질이고,
    상기 제2 코팅층은 활성탄 및 소성 질석의 혼합물 또는 에틸렌초산비닐 및 소성 질석의 혼합물 재질인 것을 특징으로 하는 내화채움재.
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