KR20230025289A - 화재 진압용 에너지 저장 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 화재 진압용 에너지 저장 장치에 관한 것으로, 복수개의 모듈이 적재되는 배터리 랙; 상기 배터리 랙이 수용되는 컨테이너; 및 저주파수의 화재 진압용 음파를 출력하는 스피커를 구비하고, 상기 컨테이너 내측에 적어도 1개 설치되는 음파 소화기를 포함한다.

Description

화재 진압용 에너지 저장 장치{ENERGY STORAGE SYSTEM FOR FIRE SUPPRESSION}
본 발명은 화재 진압용 에너지 저장 장치에 관한 것이다.
보다 상세하게는, 저주파수의 음파를 출력하여 화재를 진압하는 음파 소화기를 포함하는 화재 진압용 에너지 저장 장치에 관한 것이다.
일반적으로 에너지 저장 장치(Energy Storage System, ESS)는 발전소에서 과잉 생산된 전력을 저장해 두었다가 일시적으로 전력이 부족할 때 송전해주는 저장장치를 말한다. 대규모 에너지 저장 장치를 소형으로 구성하여 빌딩, 공장, 가정 등에서 정전 대비용 또는 피크 전력 감축용으로 사용하는 경우가 많다.
최근에는, 기존 화석 연료의 사용에 따른 환경 오염 등을 해결하기 위한 신재생에너지(태양광, 풍력 에너지 등)가 대체 에너지원으로 주목받고 있다. 그런데, 신재생에너지는 에너지 공급이 불규칙적이고 단속적이기 때문에, 잉여 에너지를 저장하기 위한 수단으로 에너지 저장 장치가 활용되고 있다.
현재 에너지 저장 장치는 자기 방전에 의한 에너지 손실이 거의 없고, 에너지 밀도가 높은 리튬 이온 배터리가 이용된다. 구체적으로는, 상기 리튬 이온 배터리로 구성된 배터리 모듈이 배터리 랙에 적재되어 컨테이너에 수용되는 형태로 구성된다. 여기에, 배터리의 저장용량을 계산하여 배터리의 상태 및 동작을 감시하는 BMS(Battery Management System), 배터리에 저장된 전기 에너지를 상용의 전압으로 바꾸거나 상용의 전압을 직류로 변환하여 배터리를 충전하는 전력변환장치(Power Conditioner System, PCS) 등이 추가로 컨테이너에 수용되기도 한다.
따라서, 에너지 저장 장치는 컨테이너 내에 복수개의 리튬 이온 배터리로 구성된 배터리 모듈이 다단으로 형성된 배터리 랙에 일정 개수가 전기적으로 연결되어 적재되고, 복수개의 배터리 랙이 컨테이너에 수용된 형태이다. 이에 따라, 다수의 배터리에 의해 발열량이 많아 화재에 취약하며, 화재가 발생하는 경우, 큰 대형사고로 이어진다는 문제점이 있다.
이에 대하여, 화재가 발생한 경우 빠르게 화재를 진압하기 위해서, 종래에는 컨테이너 내부에 소화 장치를 설치하고, 연기 감지기 등에 의해 화재 발생을 확인한 경우, 수동으로 또는 별도로 마련된 제어부에 의해 자동으로 소화 장치를 작동시켜 화재를 진압하는 방식을 적용하고 있다.
이때, 상기 소화 장치는 소화 약제의 종류에 따라 이산화탄소 가스를 이용하는 이산화탄소 가스 소화 방식, 액상 형태의 소화액을 이용하는 포말 소화 방식, 분말 형태의 소화 약재를 이용하는 분말 소화 방식 등이 있다.
그런데, 종래의 소화 방식은 화재를 진압하더라도, 컨테이너 내부에 수용되어 있는 배터리, 컴퓨터, BMS, PCS 등 고가의 장비가 분사된 소화 약재에 의해 고장 및 훼손되어 재사용하지 못하게 되므로 막대한 손실이 따른다는 문제점이 있었다. 또한, 종래의 소화 방식에 사용되는 소화 약제는 시간이 경과함에 따라 소화 능력이 떨어지므로, 주기적으로 충전, 교체해야하는 불편함이 있고, 화재가 발생하였을 때 화재 진압만 가능하고 화재 예방을 위한 작업은 할 수 없는 한계점도 존재한다.
따라서, 화재를 빠르게 진압하면, 화재가 번지지 않은 배터리 모듈은 재사용이 가능한 화재 소화 방식을 채택한 에너지 저장 장치에 대한 기술 개발이 필요한 실정이다.
한국 공개특허공보 제10-2018-0032122호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 만들어진 것으로서, 에너지 저장 장치의 화재를 진압 시, 에너지 저장 장치의 구성에 손상을 가하지 않는 화재 진압용 에너지 저장 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 화재 진압용 에너지 저장 장치는, 복수개의 배터리 모듈이 적재되는 배터리 랙; 상기 배터리 랙이 수용되는 컨테이너; 및 저주파수의 화재 진압용 음파를 출력하는 스피커를 구비하고, 상기 컨테이너 내측에 적어도 1개 설치되는 음파 소화기를 포함한다.
하나의 예로서, 상기 음파 소화기는 음파를 발생시키는 음파 발생기; 상기 음파 발생기에서 발생한 음파의 주파수 범위를 조절하는 주파수 조절기; 및 상기 주파수 조절기에 의해 주파수 범위가 조절된 음파의 출력을 증폭시키는 증폭기를 더 포함하고, 상기 스피커는 증폭기에서 증폭된 음파를 출력하는 것일 수 있다.
구체적인 예로서, 상기 음파 소화기는, 상기 배터리 모듈 또는 상기 컨테이너 내부에 발생되는 연기, 불꽃, 및 열 중 어느 하나 이상을 감지하는 화재감지센서; 및 상기 화재감지센서로부터 화재발생신호를 수신하여 화재 발생 여부를 판별하고, 화재 발생으로 판별되면 상기 음파 발생기에 작동신호를 인가하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
다른 하나의 예에서, 본 발명의 화재 진압용 에너지 저장 장치는 상기 배터리 모듈 또는 상기 컨테이너 내부에 발생되는 연기, 불꽃, 및 열 중 어느 하나 이상을 감지하는 화재감지센서; 및 상기 화재감지센서로부터 화재발생신호를 수신하여 화재 발생 여부를 판별하고, 화재 발생으로 판별되면 상기 음파 소화기에 작동신호를 인가하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 화재 진압용 음파는 100 Hz 이하의 저주파수의 음파일 수 있다.
하나의 예로서, 상기 음파 소화기는 상기 컨테이너의 내벽면에 설치될 수 있다.
일 실시예로서, 상기 음파 소화기는 컨테이너의 2개의 내벽면이 만나는 모서리부에 설치될 수 있다.
구체적인 실시예로서, 상기 음파 소화기는 컨테이너의 모서리부의 양단에 위치하는 꼭지점부에 설치될 수 있다.
다른 실시예로서, 상기 음파 소화기는 상기 배터리 랙 또는 배터리 모듈 상에 설치될 수 있다.
하나의 예로서, 상기 음파 소화기는 컨테이너의 내측에 복수개 설치되고, 상기 음파 소화기들 중 적어도 하나는 나머지 음파 소화기들과 상이한 대역의 주파수를 가지는 음파를 출력하는 것일 수 있다.
하나의 예로서, 상기 음파 소화기의 스피커가 출력하는 음파를 반사시킬 수 있는 반사판이 컨테이너 내벽면에 하나 이상 배치될 수 있다.
다른 구체적인 예로서, 상기 반사판은 상기 음파 소화기와 대향하는 내벽면에 설치될 수 있다.
이때, 상기 반사판은 스테인리스 스틸 또는 철 재질인 것일 수 있다.
구체적인 예로서, 상기 반사판은 상기 배터리 랙과 대향하는 면에 요철이 형성된 구조를 가지는 것일 수 있다.
본 발명에 의하면, 음파 소화기를 사용하여 에너지 저장 장치의 화재를 진압함으로써 에너지 저장 장치의 구성에 손상을 가하지 않아 화재 진압 후 화재의 영향을 받지 않은 구성은 재사용할 수 있다. 또한, 별도의 소화 약제를 사용하지 않아 반영구적 사용이 가능하며, 화재 예방 작업도 수행할 수 있는 이점을 제공한다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 화재 진압용 에너지 저장 장치의 개략 사시도이다.
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 화재 진압용 에너지 저장 장치의 개략 평면도이다.
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 음파 소화기의 개략 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 화재 진압용 에너지 저장 장치의 개략 평면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 음파 소화기의 개략 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 화재 진압용 에너지 저장 장치이다.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어 또는 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명의 명세서 전체에서 사용되는, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "하에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 또한, 본 발명의 명세서에서 "상에" 배치된다고 하는 것은 상부 뿐 아니라 하부에 배치되는 경우도 포함하는 것일 수 있다.
본 발명에 따른 화재 진압용 에너지 저장 장치는, 복수개의 배터리 모듈이 적재되는 배터리 랙; 상기 배터리 랙이 수용되는 컨테이너; 및 저주파수의 화재 진압용 음파를 출력하는 스피커를 구비하고, 상기 컨테이너 내측에 적어도 1개 설치되는 음파 소화기를 포함한다.
전술한 바와 같이, 종래의 에너지 저장 장치의 화재 진압 시 사용되는 소화 장치는 이산화탄소, 분말, 또는 액상 형태의 소화액을 분사하는 방식이어서, 화재 진압 시 에너지 저장 장치의 구성이 손상되는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 화재 진압 시, 에너지 저장 장치에 손상을 가하지 않도록, 저주파수의 화재 진압용 음파를 출력하는 음파 소화기가 컨테이너 내측에 설치되는 것을 특징으로 한다. 상기 음파 소화기를 통해 화재를 진압함으로써, 에너지 저장 장치의 구성을 화재 진압 후에도 재사용할 수 있고, 별도의 소화 약제를 사용하지 않아 반영구적 사용이 가능하며, 화재 예방 작업도 수행할 수 있는 이점을 제공한다.
이상의 본 발명의 보다 자세한 구성에 대해서는, 첨부된 도면과 실시형태를 이용하여 보다 상세히 설명한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하 본 발명에 대해 자세히 설명한다.
(제1 실시형태)
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 화재 진압용 에너지 저장 장치의 개략 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 화재 진압용 에너지 장치의 개략 평면도이다. 도 3은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 음파 소화기의 개략 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 화재 진압용 에너지 저장 장치(1000)는 복수개의 배터리 모듈(110)이 적재되는 배터리 랙(120); 상기 배터리 랙(120)이 수용되는 컨테이너(100); 및 저주파수의 화재 진압용 음파를 출력하는 스피커를 구비하고, 상기 컨테이너(100) 내측에 적어도 1개 설치되는 음파 소화기(130a)를 포함한다.
상기 컨테이너(100)는 내부에 에너지 저장 장치의 구성을 설치할 수 있는 소정의 수용 공간이 마련되어, 후술하는 배터리 랙(120) 및 음파 소화기(130a)를 수용할 수 있는 구조이다.
상기 배터리 랙(120)은 복수개의 배터리 모듈(110)을 안전하게 수납할 수 있는 구조로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 배터리 모듈(110)이 상기 배터리 랙(120)의 상하 방향을 따라 다단으로 적층되는 구조이다. 복수개의 배터리 랙(120)이 컨테이너(100)에 수용된다. 이때, 배터리 모듈이 적층되는 방향이나 방식은 에너지 저장 장치의 특성에 따라 변형 가능하고 특별히 제한되지 않는다.
상기 배터리 모듈(110)은 적어도 하나의 배터리 셀을 모듈 케이스에 수납한 것이다. 이때, 모듈 케이스는 외부 충격으로부터 배터리 셀을 보호할 수 있도록 기계적 강성이 좋은 금속 재질일 수 있으며, 배터리 셀에서 발생하는 열을 효율적으로 배출할 수 있도록 공기 배출구 및 공기 유입구를 포함할 수 있다. 나아가, 원활한 열 배출을 위해 공기 흐름을 유도하거나 유속을 증가시킬 수 있는 냉각팬을 더 포함할 수 있다. 또한, 모듈 케이스의 형상은 배터리 랙(120)에 안정적으로 적층하여 수납할 수 있도록 적층이 용이한 형상일 수 있다.
상기 음파 소화기(130a)는, 스피커를 통하여 출력하는 음파를 이용하여 화재를 진압하는 구조이다. 구체적으로, 화재가 발생한 배터리 모듈(110) 또는 배터리 랙(120)에 출력된 음파가 도달하면, 음파의 에너지에 의해 산소를 밀어내어 제거함으로써, 발화를 억제되어 화재를 진압하는 것이다. 음파를 이용하기 때문에 화재 진압으로 인한 에너지 저장 장치의 손상이 없어, 화재의 영향을 받지 않은 배터리 모듈은 재사용이 가능하다. 또한, 배터리 모듈의 비정상적인 작동이나 노화 등으로 인해 과도한 열이 발생할 경우, 화재가 발생하기 전에 음파 소화기를 작동하여 산소를 제거함으로써 화재 예방이 가능하다. 따라서, 화재 발생으로 정상적인 배터리 모듈까지 화재로 인한 손상을 입기 전에 해당 비정상적인 배터리 모듈을 교체함으로써 에너지 저장 장치의 수명이 증가하는 효과를 가진다.
도 3을 참조하여, 상기 음파 소화기(130a)의 화재를 진압할 수 있는 음파를 출력하는 과정을 이하에서 설명한다.
본 실시형태의 음파 소화기(130a)는 스피커(131); 음파 발생기(132); 주파수 조절기(133); 및 증폭기(134)를 포함한다.
상기 음파 발생기(132)는 화재를 진압할 수 있는 음파를 발생시키는 역할을 한다. 이때, 음파 발생기(132)는 발진 회로를 구비하여 음파를 발생할 수 있다. 구체적으로, 상기 발진 회로는 수정 발진자를 이용해 음파를 발생시키는 것일 수 있다.
상기 주파수 조절기(133)는 상기 음파 발생기(132)에서 발생한 음파의 주파수를 특정 범위의 주파수로 조절하는 역할을 하며, 상기 증폭기(134)는 상기 음파 조절기(133)에 의해 특정 범위의 주파수로 조절된 음파를 소정 레벨로 증폭하는 역할을 한다. 상기 스피커(131)는 증폭기(134)에서 증폭된 음파를 출력하고, 음파에 방향성을 부여하는 역할을 한다.
상기 스피커(131)가 출력하는 음파는 화재 진압에 적합한 소화 기능을 갖도록 적절한 범위의 저주파수를 가져야 한다. 하나의 예로서, 상기 화재 진압용 음파는 100 Hz 이하의 저주파수의 음파일 수 있다. 보다 구체적으로, 10 내지 30 Hz, 30 내지 60 Hz, 또는 60 내지 100 Hz의 저주파수의 음파일 수 있다.
상기 화재감지센서(150)는 화재에 의해 열이 발생하기 전에 연소로 인한 연기를 감지하는 장치일 수 있다. 예를 들어, 충전 전극 사이에 삽입된 방사선 물질에 의해 이온화된 공기가 연기와 결합하는 것을 이용하는 이온화식 감지기와 연기에 의해 발광소자에서 발한 빛이 산란 현상을 일으키는 것을 이용하는 광전식 감지기가 있다. 불완전 연소가 쉬운 컨테이너와 같은 밀폐된 공간에서 빠른 감지가 가능하다는 이점이 있다.
상기 화재감지센서(150)는 화재의 불빛에서 방출하는 적외선이나 자외선을 검출하는 장치일 수 있다. 상기 화재감지센서(150)는 주위의 온도가 설정이 된 기준점 이상으로 상승하거나(정온식), 급격한 온도 변화가 감지되면(차동식) 작동하는 장치일 수 있다. 화재감지센서(150)가 불꽃이나 열을 감지하는 경우는 연기를 감지하는 경우보다 오작동이 적다는 이점을 제공할 수 있다.
상기 제어부(160)는 화재감지센서(150)로부터 화재발생신호를 수신하여 화재발생여부를 판별하고 화재 발생으로 판별되면 음파 소화기(130a)에 작동신호를 인가하는 것이다. 구체적으로, 음파 발생기(132)가 음파를 발생하도록 하는 작동신호를 인가할 수 있다.
전술한 바와 같이, 음파 소화기(130a)는 컨테이너(100)의 내측에 설치되는 것으로서, 다양한 위치에 설치될 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 음파 소화기(130a)는 컨테이너(100)의 내벽면에 설치된다. 구체적으로, 컨테이너(100)의 2개의 내벽면이 만나는 모서리부에 설치된다. 보다 구체적으로, 컨테이너(100)의 모서리부의 양단에 위치하는 꼭지점부에 설치된다. 컨테이너(100)의 내벽면에 음파 소화기가 설치되면, 대향하는 컨테이너의 내벽면에서 음파의 반사가 발생한다. 이로 인해, 음파가 도달할 수 있는 범위가 더 넓어지고, 음파 소화기의 스피커에서 출력되는 음파와 내벽면에서 반사되는 음파 간 중첩에 따른 음파의 에너지 증가 효과를 가질 수 있다.
또한, 도 1 및 도 2에는 도시되지 않았지만, 음파 소화기는 컨테이너 내벽면 상에 설치되는 것뿐만 아니라, 컨테이너 내부에 수용되는 배터리 모듈 또는 배터리 랙 상에 설치될 수 있다.
음파 소화기가 배터리 랙 상에 설치되는 경우, 배터리 랙별로 화재 진압을 시도할 수 있어, 효율적인 화재 진압이 가능하다. 즉, 배터리 랙 단위로 음파 소화기의 작동 여부를 선택할 수 있어, 화재가 발생한 배터리 랙에 대하여 집중적인 화재 진압을 시도할 수 있다. 또한, 배터리 랙에 수용된 배터리 모듈의 상태에 따라 화재 예방을 위한 음파 소화기의 작동 시간이나, 빈도수, 저주파수의 범위를 배터리 랙별로 상이하게 할 수 있다. 구체적인 예로서, 음파소화기의 스피커가 배터리 랙에 적재된 배터리 모듈을 향하도록 설치될 수 있다.
또는, 음파소화기(130a)의 스피커가 인접한 배터리 랙(120)을 향하도록 설치되어, 배터리 랙에 발생한 화재를 진압하는 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 화재가 발생한 배터리 랙에 인접한 다른 배터리 랙 상에 설치된 음파소화기를 작동시켜 화재를 진압할 수 있다.
음파 소화기(130a)가 배터리 모듈(110) 상에 설치되는 경우, 배터리 모듈별로 화재 진압을 시도할 수 있는 이점을 제공한다. 즉, 배터리 모듈 단위로 음파 소화기의 작동 여부를 선택할 수 있어, 화재가 발생한 배터리 모듈에 대하여 집중적인 화재 진압을 시도할 수 있다. 또한, 배터리 모듈(110)에 수용된 배터리 셀의 상태에 따라 화재 예방을 위한 음파 소화기의 작동 시간이나, 빈도수, 저주파수의 범위를 배터리 모듈별로 상이하게 할 수 있다. 구체적으로, 배터리 모듈 단위로, 화재에 대한 관리가 이루어져 화재의 초기 진압이 가능하고, 화재가 번지는 범위를 더욱 축소시킬 수 있다. 구체적인 예로서, 배터리 모듈의 내부 또는 외부에 설치될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 음파 소화기(130a)가 컨테이너(100)의 내측에 복수개 설치되고, 화재가 발생한 배터리 랙(120)의 위치에 따라 각각의 음파소화기(130a)가 출력하는 음파의 주파수를 상이한 대역으로 할 수 있다. 예를 들어, 화재가 발생한 배터리 랙에 인접한 위치에 있는 음파 소화기가 출력하는 음파의 주파수는 30 내지 60 Hz의 범위로 하고, 나머지 음파 소화기가 출력하는 음파의 주파수는 10 내지 30 Hz의 범위로 할 수 있다. 구체적으로, 화재가 발생한 배터리 랙으로부터 상대적으로 먼 위치로부터 출력하는 10 내지 30 Hz 범위의 음파는 컨테이너(100)의 내벽면으로부터 반사되거나 다른 음파와 중첩되어 상대적으로 낮은 주파수에서도 높은 에너지를 가지게 되어 30 내지 60 Hz의 음파에 상응하는 효과를 가질 수 있다.
(제2 실시형태)
도 4는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 화재 진압용 에너지 저장 장치를 나타낸 개략 평면도이다. 도 5는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 음파 소화기의 개략 단면도이다.
본 실시형태의 화재 진압용 에너지 저장 장치(2000)는 음파 소화기(130b)가 상기 배터리 모듈 또는 컨테이너 내부에 발생되는 연기, 불꽃, 및 열 중 어느 하나 이상을 감지하는 화재감지센서(135); 및 상기 화재감지센서(135)로부터 화재발생신호를 수신하여 화재 발생 여부를 판별하고, 화재 발생으로 판별되면 상기 음파 발생기에 작동신호를 인가하는 제어부(136)를 더 포함하는 점에서 제1 실시형태와 상이하다. 제2 실시형태에서 제1 실시형태와 공통되는 구성요소에는 공통되는 부호를 붙이고 그에 관한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
본 실시형태에서, 음파 소화기(130b)는 스피커(131); 음파 발생기(132); 주파수 조절기(133); 및 증폭기(134); 화재감지센서(135); 및 제어부(136)를 포함한다.
상기 제어부(136)는 화재감지센서로(135)부터 화재발생신호를 수신하여 화재발생여부를 판별하고 화재 발생으로 판별되면 상기 음파 발생기(132)에 작동신호를 인가하는 것이다. 제1 실시형태에 비하여, 본 실시형태는 별도의 화재감지센서와 제어부의 설치가 필요하지 않고, 음파 소화기가 화재감지센서 및 제어부를 포함하여, 스스로 화재발생여부를 판별하고 화재 진압을 자동으로 수행할 수 있는 이점을 제공한다.
(제3 실시형태)
도 6은 본 발명의 제3 실시형태에 따른 화재 진압용 에너지 저장 장치를 나타낸 개략 평면도이다.
본 실시형태의 화재 진압용 에너지 저장 장치(3000)는 컨테이너(100)의 내벽에 음파 소화기(130)의 스피커가 출력하는 음파를 반사시킬 수 있는 반사판(140)이 설치되는 점이 제2 실시형태와 상이하다. 제3 실시형태에서 제2 실시형태와 공통되는 구성요소에는 공통되는 부호를 붙이고 그에 관한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
본 실시형태에서, 음파 소화기(130)의 스피커가 출력하는 음파를 반사시킬 수 있는 반사판(140)을 하나 이상 컨테이너(100)의 내벽면에 설치하여, 음파 소화기(130)의 스피커가 출력하는 음파를 보다 많이 반사시킬 수 있다. 음파가 상대적으로 복수회 반사됨으로써, 컨테이너(100) 내에 음파가 닿지 않는 영역을 최소화하여 화재 진압이 가능한 영역을 넓힐 수 있다. 또한, 음파간의 중첩이 일어남으로써, 높은 에너지를 갖게 되므로, 화재 진압 효과도 향상시킬 수 있다.
상기 반사판(140)은 음파 소화기(130)와 대향되는 내벽면에 설치된다. 음파 소화기에서 출력되는 음파의 최초 반사가 반사판에서 이루어짐으로써, 반사의 횟수를 최대화할 수 있다.
상기 반사판(140)은 음파의 반사 횟수를 최대화 하기 위해 반사율이 높은 스테인리스 스틸 또는 철 재질로 할 수 있다.
또한, 도 6에는 도시되지 않았지만, 상기 반사판(140)은 배터리 랙(120)에 대향하는 면에 요철이 형성된 구조를 가져, 음파의 난반사를 유도할 수 있다. 상기 난반사에 의해 음파의 반사로 음파의 커버 영역 확대와 음파의 에너지 증폭 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에 의하면, 음파를 이용해 화재를 진압하거나 예방함으로써 에너지 저장 장치의 구성의 손상을 최소화하면서 화재 위험을 관리할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
한편, 본 명세서에서 상, 하, 좌, 우, 전, 후와 같은 방향을 나타내는 용어가 사용되었으나, 이러한 용어들은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 대상이 되는 사물의 위치나 관측자의 위치 등에 따라 달라질 수 있음은 자명하다.
1000, 2000, 3000: 화재 진압용 에너지 저장장치
100: 컨테이너
110: 배터리 모듈
120: 배터리 랙
130a, 130b: 음파 소화기
131: 스피커
132: 음파 발생기
133: 주파수조절부
134: 증폭기
135: 화재감지센서
136: 제어부
140: 반사판
150: 화재감지센서
160: 제어부

Claims (14)

  1. 복수개의 배터리 모듈이 적재되는 배터리 랙;
    상기 배터리 랙이 수용되는 컨테이너; 및
    저주파수의 화재 진압용 음파를 출력하는 스피커를 구비하고, 상기 컨테이너 내측에 적어도 1개 설치되는 음파 소화기를 포함하는 화재 진압용 에너지 저장 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 음파 소화기는 음파를 발생시키는 음파 발생기;
    상기 음파 발생기에서 발생한 음파의 주파수 범위를 조절하는 주파수 조절기; 및
    상기 주파수 조절기에 의해 주파수 범위가 조절된 음파의 출력을 증폭시키는 증폭기를 더 포함하고,
    상기 스피커는 증폭기에서 증폭된 음파를 출력하는 것을 특징으로 하는 화재 진압용 에너지 저장 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 음파 소화기는,
    상기 배터리 모듈 또는 컨테이너 내부에 발생되는 연기, 불꽃, 및 열 중 어느 하나 이상을 감지하는 화재감지센서; 및
    상기 화재감지센서로부터 화재발생신호를 수신하여 화재 발생 여부를 판별하고, 화재 발생으로 판별되면 상기 음파 발생기에 작동신호를 인가하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화재 진압용 에너지 저장 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 배터리 모듈 또는 상기 컨테이너 내부에 발생되는 연기, 불꽃, 및 열 중 어느 하나 이상을 감지하는 화재감지센서; 및
    상기 화재감지센서로부터 화재발생신호를 수신하여 화재 발생 여부를 판별하고, 화재 발생으로 판별되면 상기 음파 소화기에 작동신호를 인가하는 제어부를 더 포함하는 화재 진압용 에너지 저장 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 화재 진압용 음파는 100 Hz 이하의 저주파수의 음파인 것을 특징으로 하는 화재 진압용 에너지 저장 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 음파 소화기는 상기 컨테이너의 내벽면에 설치되는 것을 특징으로 하는 화재 진압용 에너지 저장 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 음파 소화기는 컨테이너의 2개의 내벽면이 만나는 모서리부에 설치되는 것을 특징으로 하는 화재 진압용 에너지 저장 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 음파 소화기는 컨테이너의 모서리부의 양단에 위치하는 꼭지점부에 설치되는 것을 특징으로 하는 화재 진압용 에너지 저장 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 음파 소화기는 상기 배터리 랙 또는 배터리 모듈 상에 설치되는 것을 특징으로 하는 화재 진압용 에너지 저장 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 음파 소화기는 컨테이너의 내측에 복수개 설치되고, 상기 음파 소화기들 중 적어도 하나는 나머지 음파 소화기들과 상이한 대역의 주파수를 가지는 음파를 출력하는 것을 특징으로 하는 화재 진압용 에너지 저장 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 음파 소화기의 스피커가 출력하는 음파를 반사시킬 수 있는 반사판이 컨테이너 내벽면에 하나 이상 배치되는 것을 특징으로 하는 화재 진압용 에너지 저장 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 반사판은 상기 음파 소화기와 대향하는 내벽면에 설치되는 것을 특징으로 하는 화재 진압용 에너지 저장 장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 반사판은 스테인리스 스틸 또는 철 재질인 것을 특징으로 하는 화재 진압용 에너지 저장 장치.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 반사판은 상기 배터리 랙과 대향하는 면에 요철이 형성된 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 화재 진압용 에너지 저장 장치.
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