KR20230149216A - 불꽃 에너지 아웃풋을 위한 원격 트리거 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기 에너지를 아웃풋 및/또는 리시브하는 배터리 또는 축전지와 같은 전기 에너지원에 리드된 케이블, 와이어, 전도체 통로 등과 같은 전기 라인을 분리하는 불꽃 분리 장치에 사전 결정된 불꽃 에너지 아웃풋을 제공하는 방법에 관한 것으로서, 여기서: 상기 전기 에너지원의 온도 또는 근접이 디텍트되고; 디텍트된 온도가 사전 결정된 온도 문턱값을 초과할 때, 불꽃 분리 장치가 전기 에너지원으로부터 전기 라인을 공간적으로 먼 위치로 분리하도록 원격으로 활성화한다.

Description

불꽃 에너지 아웃풋을 위한 원격 트리거{REMOTE TRIGGER FOR PYROTECHNIC ENERGY OUTPUT}

본 발명은 예컨대 전기 에너지를 아웃풋(outputting) 및/또는 리시브(receiving)하기 위한 배터리(battery), 갈바닉 셀(galvanic cell) 또는 축전지(battery)와 같은 전기 에너지원(electrical energy source)에 리드(leading)된 케이블(cable), 와이어(wire), 전도체 통로(conductor path) 등과 같은 전기 라인을 분리하도록 배열된 불꽃 분리 장치를 활성화하기 위해 불꽃 에너지 아웃풋을 원격으로 트리거하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.

이러한 불꽃 분리 장치는 전기 에너지원과 전기 에너지 서플라이(supply) 사이의 전기 충전 커플링 또는 바람직하게는 충전 가능한 에너지원과 전기 로드(load) 사이의 전기 방전 커플링을 분리하도록 구성된다. 예를 들어, 이러한 불꽃 분리 장치는 전자 장치의 손상을 초래할 수 있는 전자 장치, 특히 배터리의 과열을 방지하기 위한 것이다. 이러한 배터리는 1 암페어(ampere)보다 유의하게 큰 아웃풋 파워, 특히 1 내지 70 암페어 범위 , 특히 10 내지 50 암페어 범위, 특히 10 내지 30 암페어 범위, 또는 30 내지 50 암페어 범위, 또는 50 내지 70 암페어 범위, 예를 들어 45 암페어, 35 암페어 또는 40 암페어의 아웃풋 파워를 가진다.

불꽃 분리 장치는 전기 에너지를 소멸시키고/거나 리시브(receive)하도록, 전자 부품, 특히 회로 기판(circuit board), 회로 카드(circuit card) 또는 플레이트(plate)를 위한 캐리어로 리드되거나 캐리어에 제공되는 전기 전도성 전도체 경로를 분리하는 데 사용할 수 있는 방식으로 구성될 수 있다. 이러한 불꽃 분리 장치 및 불꽃 분리 장치를 활성화하기 위한 불꽃 에너지 아웃풋을 제공하기 위한 시스템은 출원인의 독일 출원 DE 102019126192 B3에 공지되어 있으며, 그 내용은 특히 불꽃 분리 장치의 작동 및 구조에 관하여, 본 명세서에 참조로 완전히 포함된다.

예를 들어, 설치 공간 관련 이유로 인해 모니터링되고 과열될 가능성이 있는 전자 부품의 전기 케이블은 항상 접근할 수 있는 것은 아니거나 적어도 접근하기 어렵다는 것이 밝혀졌다. 자동차에는, 예를 들어, 위험한 연쇄 반응을 방지하기 위해, 과열이 전기 에너지의 매우 빠른 셧다운(shutdown)을 필요로 하는 다양한 전기 및 전자 부품이 있다. 일반적으로 사용 가능한 설치 공간을 변경하는 것은 불가능하며, 특히 전자 부품을 재배치하는 것은 불가능하다. 종래 기술에서, 접근하기 어렵거나 불가능한 전자 부품을, 또는 전자 부품 또는 전기 부품에 대한 긴급 셧다운 메커니즘을 셋업(setting up)하기 위한 솔루션이 없어, 이는 특히 제한된 설치 공간으로 인해 전자 부품 그 자체의 영역 내 직접적인 전기 케이블 또는 전도성 통로를 컷(cut)하는 것이 불가능하다.

본 발명의 하나의 목적은 특히 설치 공간에 독립적인 불꽃 에너지 아웃풋을 확실하게 보장하여, 종래 기술의 단점을 극복하는 것이다.

이 목적은 독립항의 주제에 의해 해결된다.

본 발명의 제1 측면에 따르면, 바람직하게는 적어도 0.5 J의 사전 결정된 불꽃 에너지 아웃풋을 전기 에너지를 아웃풋 및/또는 리시브하는, 배터리 또는 축전지와 같은 전기 에너지원에 리드된, 케이블, 와이어, 전도체 경로 등과 같은 전기 라인을 분리하기 위한 불꽃 분리 장치에 제공하는 방법이 제공된다. 불꽃 에너지 아웃풋은 예를 들어 불꽃 분리 장치, 불꽃 스위칭 장치 또는 액츄에이션 장치에 사용되어, 이는 전기 에너지를 아웃풋 및/또는 리시브하는, 배터리, 갈바닉 셀 또는 축전지와 같은 전기 에너지원에 리드된, 케이블, 와이어, 전도체 경로 등과 같은 전기 라인을 분리, 컷(cut), 관통(punch through), 손상(damage) 등을 수행하도록 배열된다. 이러한 불꽃 분리 장치는 전기 에너지원과 전기 에너지 서플라이 사이의 전기 충전 커플링 또는 바람직하게는 충전 가능한 에너지원과 전기 로드 사이의 전기 방전 커플링을 분리하도록 구성된다. 예를 들어, 불꽃 분리 장치는 전자 장치의 손상을 초래할 수 있는 전자 장치, 특히 리튬 이온 배터리와 같은 배터리의 과열을 방지하기 위한 것이다. 이러한 배터리는 1A보다 훨씬 큰 전류 강도, 특히 1 내지 70A 범위, 특히 10 내지 50A 범위, 특히 10 내지 30A 범위 또는 30 내지 50A 범위, 또는 50 내지 70A 범위, 예를 들어 45A, 35A 또는 40A의 전류 강도를 제공할 수 있다. 불꽃 분리 장치는 또한 전기 에너지를 아웃풋 및/또는 리시브하기 위해 전자 부품, 특히 회로 기판, 회로 카드 또는 플레이트를 위한 캐리어로 리드되거나 캐리어에 제공되는 전기 전도성 전도체 경로를 분리하는 데 사용될 수 있도록 구성될 수 있다. 일반적인 불꽃 분리 장치는 동일한 출원인의 독일 출원 DE 10 2019 101 430.1로부터 알려져 있으며, 특히 불꽃 분리 장치의 작동 및 구조에 관한 그 내용은 참조에 의해 본 명세서에 참조로서 완전히 포함된다.

본 발명에 따른 방법에서, 전기 에너지원 또는 그 부근의 온도가 디텍트(detect)된다. 온도가 전기 에너지원 근처에서 디텍트되는 한, 이는 에너지원 바로 근처에서 디텍트되거나, 어떤 경우에서도, 모니터링 되는 에너지원의 온도와 어떠한 방식으로 관련이 있는 온도 값을 의미할 수 있다. 온도 측정 위치는 측정 위치(measurement location)로 지칭될 수 있다. 예를 들어, 불꽃 온도 센서는 온도 측정을 수행한다.

또한, 본 발명에 따른 방법에 따르면, 전기 라인으로부터 공간적으로 떨어진 위치, 특히 분리 위치에서 전기 에너지 원으로부터, 특히 측정 위치로부터, 전기 라인을 분리하기 위해, 불꽃 분리 장치는 디텍트 된 온도가 사전 결정된 온도 문턱값을 초과할 때 원격으로 활성화된다. 사전 결정된 온도 문턱값의 초과는 불꽃 분리 장치의 원격 작동을 위한 조건 또는 트리거 파라미터로 이해될 수 있다. 사전 결정된 온도 문턱값은 에너지원 특정 온도 문턱값일 수 있으며, 에너지원이 지정되거나 에너지원의 환경에 대해 결정되는 전자 장치에 특별히 조정된 온도 문턱값이며, 이는 도달 시 치명적인 연쇄 반응을 일으킬 것으로 예상된다. 예를 들어, 온도 문턱값은 에너지원에 대한 임계 최대 온도 또는 에너지원의 환경 내 측정된 온도 미만으로 1% 내지 30% 범위와 같은 안전 백분율만큼 감소되도록 선택될 수 있다. 본 발명의 기본 아이디어는 측정과 절단의 분리, 특히 측정 위치와 절단 위치의 분리에 있다. 본 발명에 따른 방법은 대응되는 에너지원의 전기 라인이 예를 들어 설치 공간 관련 이유로 인해 온도가 감지된 곳에서 또는 에너지원 자체에 직접 접근할 수 없을 때, 과열될 가능성이 있는 에너지원을 모니터링하고, 예를 들어, 그들이 과열되는 경우, 에너지 서플라이로부터 예를 들어 전자 부품을 신뢰성있게 분리하는 것을 가능하게 한다. 이와 관련하여, 본 발명에 따른 시스템은 사용 가능한 설치 공간 및 설치 공간 조건에 관계없이 과열 시 에너지원 및/또는 전기 장치를 신뢰할 수 있게 분리할 수 있게 한다. 따라서 원격 작동은 측정 위치와 불꽃 분리 장치에 의해 정의된 절단 위치 사이에서 디텍트된 온도에 따라 어떤 종류의 신호 트랜스미션이 발생함을 의미하는 것으로 이해될 수 있다.

본 발명에 따른 방법의 예시적인 실시예에서, 원격 활성화는 특히 비전기(non-electrical) 불꽃 연쇄 반응에 의해 수행된다. 예를 들어 연쇄 반응은 순전히 불꽃일 수 있다. 이와 관련하여, 본 발명에 따른 방법은 자체 에너지원을 필요로 하지 않으며 따라서 에너지 효율적인 방식으로 작동될 수 있으며 무엇보다도 에너지 공급 장애가 발생한 경우 전기 부품의 에너지원에 중요한 상태일 수 있는 상태에서도 효과적이다.

본 발명에 따른 방법의 또 다른 예시적인 실시예에 따르면, 디텍트된 온도가 사전 결정된 온도 문턱값을 초과할 때 발열 화학적 초기 반응 하에서 불꽃 초기 변환이 발생한다. 발열 화학 반응에서 일반적으로 반응은 반응이 에너지를 방출하거나 전달하는 것보다 활성화를 위해 더 적은 에너지가 공급되는 것을 의미한다. 예를 들어, 재료 특이적 변환 온도에서 불꽃 변환하는 불꽃 재료가 제공될 수 있다.

바람직하게는, 전환 온도가 100℃를 유의하게 초과하는, 특히 110℃, 120℃, 130℃, 140℃, 150℃를 초과하는, 또는 심지어 170℃, 200℃, 220℃ 초과 또는 250℃ 초과, 특히 300℃ 초과하는 불꽃 재료가 제공된다. 예를 들어, 1,4-디하이드로-5,7-디니트로벤조푸라잔-4-올 3-옥사이드의 칼륨염(potassium salt of 1,4-dihydro-5,7-dinitrobenzofurazan-4-ol 3-oxide; 약칭: 칼륨 디니트로벤조푸 록산산염 , K- 벤자네이트(potassium dinitrobenzofuroxanate, K-benzanate) 또는 KDNBF), K/Ca 2,4,6-트리니트로벤젠 -1,3-bis(olate)(2,4,6-trinitrobenzene-1,3-bis(olate) ; 약칭: Potassium/calcium styphnate, K/ CaStyp) 또는 납 2,4,6-트리니트로레조시네이트 (lead 2,4,6-trinitroresorcinate ; 약칭: lead trizinate , lead styphnate, trizinate)는 불꽃 재료의 구성 요소로 사용된다. 언급된 물질은 다른 성분과 혼합하여 사용할 수 있다. 예를 들어 순수한 KDNBF의 녹는점 또는 분해점은 대략 섭씨 170도이다. KDNBF와 선택된 성분의 혼합물에서 폭연 온도(deflagration temperatures)는 150°C 내지 160°C 범위에서 제어할 수 있으며 혼합물의 폭연 온도는 개별 성분의 폭연 온도보다 낮을 수 있다. 다른 적합한 재료는 출원인의 독일 특허 공보 DE 102006060145 A1에서 찾을 수 있다. 또한, 1차 폭발물은 단독으로 사용하거나 첨가제와 함께 사용하여 더 높은 효능을 얻을 수 있다. 예로는 디아조디니트로페놀 (Diazodinitrophenol; 간단히: 디아졸, 디놀 또는 DDNP), 스티핀산 염(styphinic acid; 예: K/Ca 2,4,6-트리니트로벤젠-1,3-비스(올레이트)(간단히: 칼륨/칼슘 스티프네이트, K/ CaStyp) 또는 납 2,4,6-트리니트로레소르시네이트(lead 2,4,6-trinitroresorcinate; 약칭: 납 트리 진산염 , 납 스티프네이트, 트리진산염), 테트라젠(tetrazen), 디니트로벤조푸록사네이트 의 염(salts of dinitrobenzofuroxanate) , 1-(2,4,6-트리니트로페닐)-5-(1- (2,4,6-트리니트로페닐)-1H-테트라졸-5-일)-1H-테트라졸(1-(2,4,6-trinitrophenyl)-5-(1-(2,4,6-trinitrophenyl)-1H-tetrazol-5-yl)-1 H-tetrazole ; 약칭: picrazole), 또는 N-메틸-N-2,4,6-테트라니트로아닐린(N-methyl-N-2,4,6-tetranitroaniline; 약칭: 테트릴)을 포함한다. 예를 들어, K/Ca 2,4,6-trinitrobenzene-1,3-bis(olate)(요약: 칼륨/칼슘 스티프네이트, K/ CaStyp)는 불꽃 물질로 사용될 수 있다. 다른 적합한 불꽃 재료는 예를 들어 국제 특허 출원 WO 2006/128910 및 독일 특허 출원 DE 10 2005 025 746 및 DE 10 2006 013 622에 기초한 특허 공보 EP 1 890 986 B1에 기술되어 있고, 이는 본 발명의 개시 내용에 참고로 포함되도록 의도된다.

불꽃 초기 변환은 DE 10 2019 126192 B3에 기술된 방법에 따라 수행될 수 있으며, 이는 그 전문이 본원에 참조로 포함된다.

본 발명에 따른 방법의 예시적인 추가 개발에 따르면, 불꽃 초기 변환은 발열 화학 후속 반응 하에서 불꽃 전달 변환을 야기한다. 즉, 불꽃 초기 변환은 다운스트림 불꽃 전환 변환을 트리거한다. 상기 실시예에 따라 선택될 수 있는 불꽃 초기 변환을 위해 불꽃 재료가 또한 제공될 수 있다. 꽃 전환 변환은 불꽃 초기 변환 으로부터 시간 오프셋 ΔT₁으로 발생한다 .

본 발명에 따른 방법의 또 다른 예시적인 추가 개발에서, 불꽃 전달 변환은 불꽃 분리 장치의 불꽃 점화 변환을 야기하여 불꽃 분리 장치를 트리거한다. 다시 말해, 불꽃 전달 변환은 불꽃 점화 변환이 불꽃 분리 장치와 연관되도록 함으로써 불꽃 분리 장치의 활성화를 개시한다. 예를 들어, 상기 설명에 따라 추가로 선택될 수 있는 불꽃 분리 장치에 속하는 불꽃 점화 전환을 위해 불꽃 재료가 제공될 수 있다. 따라서 불꽃 점화 변환은 불꽃 전달 변환에 대한 시간 오프셋 ΔT₂로 발생한다.

본 발명에 따른 방법에 의해, 전기 라인을 분리하기 위한 불꽃 분리 장치를 궁극적으로 활성화하기 위해 이와 관련하여 불꽃 연쇄 반응이 제공된다.

앞선 측면 및 예시적인 실시예와 결합 가능한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 사전 결정된 불꽃 에너지 아웃풋, 특히 적어도 0.5 J를, 전기 에너지를 아웃풋 및/또는 리시브 하기 위한 배터리 또는 축전지와 같은 전기 에너지원에 리드된, 케이블, 와이어, 전도체 통로와 같은 전기 라인을 분리하기 위한 불꽃 분리 장치에 제공하기 위한 시스템이 제공된다 . 또한, 본 발명에 따른 시스템은 예를 들어 전기 에너지원과 전기 로드 사이의 전기 충전 커플링 또는 전기 방전 커플링을 분리하기 위한 불꽃 분리 장치를 위한 불꽃 에너지 아웃풋을 제공하는 데 사용될 수 있다. 불꽃 에너지 아웃풋은 예를 들어 전기 에너지를 아웃풋 및/또는 리시브하는 배터리 또는 축전지와 같은 전기 에너지원에 리드된 케이블, 와이어, 전도체 통로 등과 같은 전기 라인을 분리하도록 배열된 불꽃 분리 장치에 사용된다. 이러한 불꽃 분리 장치는 전기 에너지원과 전기 에너지 서플라이 사이의 전기 충전 커플링 또는 바람직하게는 충전 가능한 에너지원과 전기 로드 사이의 전기 방전 커플링을 분리하도록 구성된다. 예를 들어, 불꽃 분리 장치는 전자 장치, 특히 전자 장치에 손상을 줄 수 있는 리튬 이온 배터리와 같은 배터리의 과열을 방지하기 위한 것이다. 이러한 배터리는 1A를 훨씬 넘는 전류 강도, 특히 최대 10A 또는 50A의 전류 강도를 제공할 수 있다. 불꽃 분리 장치는 전기 에너지를 아웃풋 및/쪼는 리시브하기 위한, 특히 회로 기판, 회로 카드 또는 플레이트와 같은 전자 부품에 대한 캐리어로 리드되거나 캐리어에 제공되는 전기 전도성 전도체 통로를 분리하는데 사용되도록 설계될 수도 있다.

본 발명에 따른 시스템은 전기 에너지원의 온도에 노출되거나, 특히 에너지원 바로 근처의 온도에 노출되고 사전 결정된 온도에서 불꽃으로 전환되는 불꽃 점화기를 포함한다. 불꽃 점화기는 예를 들어 불꽃 온도 센서로 구성될 수 있다. 불꽃 점화기는 불꽃 재료 특이적 변환 온도에 도달할 때 불꽃 변환하는 불꽃 재료를 포함할 수 있다. 다시 말해, 불꽃 점화기는 그것이 노출되는 온도, 특히 전기 에너지원의 온도 또는 그 부근의 온도가 불꽃 재료 특이적 변환 온도를 초과할 때 불꽃 변환한다. 불꽃 재료에 관해서는 앞의 설명을 참조한다.

또한, 본 발명에 따른 시스템은 점화기에 커플링되고 분리 장치에 커플링될 수 있으며 점화기의 불꽃 변환 중에 방출된 열을 불꽃 분리 장치로 전달하도록 구성된 별도의 불꽃 원격 점화 수단을 포함한다. 불꽃 원격 점화 수단은 기본적으로 불꽃 분리 장치를 트리거하는 데 필요한 초기 에너지를 제공하는 역할을 한다. 따라서 본 발명에 따른 원격 점화 수단은 서로에 대해 공간적으로 오프셋된 2개의 위치 사이에서, 특히 불꽃 점화기의 위치 사이에서, 특히 측정 위치와 불꽃 분리 장치의 위치, 특히 절단 위치의 사이에서, 불꽃 분리 장치를 트리거하는 데 필요한 열의 형태로 초기 에너지를 전달할 수 있게 한다. 예를 들어, 불꽃식 점화기는 전기 에너지원의 영역에 또는 적어도 그 영역에 배열되고 불꽃식 분리 장치는 절단될 전기 라인 영역에서 그로부터 공간적으로 떨어진 위치에 배열된다. 이러한 방식으로, 본 발명에 따른 시스템의 도움으로, 전자 부품은 사용 가능한 설치 공간에 관계없이 전자 장치가 안정적이고 에너지 효율적으로 모니터링 되며, 과열의 경우 또는 과열의 경우 그 에너지원이 위험한 연쇄 반응을 배제하도록 안정적으로 스위치-오프 될 수 있다.

본 발명에 따른 시스템의 예시적인 실시예에서, 원격 점화 수단은 불꽃 분리 장치를 트리거하기 위해 점화기의 불꽃 변환 시 불꽃 변환하는 방식으로 조정 및/또는 선택되는 불꽃 재료를 포함한다. 예를 들어, 원격 점화기는 불꽃 연쇄 반응을 확립하기 위한 수단으로 사용될 수 있다. 원격 점화 수단의 불꽃 재료와 관련하여 앞선 실시예를 참조할 수 있다. 불꽃 점화기는 발열 불꽃 반응 하에서 불꽃 변환할 수 있고 이에 의해 원격 점화 수단의 불꽃 재료를 점화할 수 있으므로, 이 불꽃 재료는 발열 화학 반응 하에서 다시 불꽃 변환하여, 원격 점화 수단 내 불꽃 재료의 발열 불꽃 반응 중에 방출된 열이 불꽃 분리 장치, 특히 불꽃 분리 장치와 연관된 불꽃 재료의 불꽃 전환을 트리거하는데 사용될 수 있다. 이와 관련하여, 본 발명에 따른 시스템은 결함에 취약할 수 있는 전기 에너지 공급 및/또는 전기 에너지 전달 수단을 필요로 하지 않는다. 또한 불꽃 연쇄 반응은 매우 빠른 신호 전환을 특징으로 하므로 모니터링할 에너지원 또는 전자 부품의 너무 높은 온도에 즉각적으로 반응할 수 있다.

본 발명에 따른 시스템의 또 다른 예시적인 추가 개발에 따르면, 원격 점화 수단은 비전기적으로 작동될 수 있다. 예를 들어, 원격 점화 수단은 점화 코드(cord) 또는 점화 호스(hose)로 형성된다. 상기 원격점화수단이 점화호스로 형성되는 경우, 상기 점화호스의 내측은 특히 5mg/m 검화호스길이 내지 100mg/m 길이, 특히 10 mg/m 길이 내지 85 mg/m 길이 범위 또는 15 mg/m 길이 내지 70 mg/m 길이 범위의 양으로 불꽃 물질로 코팅될 수 있다. 초박형(ultra thin) 불꽃 물질 층은 극도로 빠르게 변환하고 예를 들어 약 2,000m/s의 속도로 발열 화학 반응으로 인한 고온을 극도로 빠르게 전달하도록 구성될 수 있다. 점화 코드로서 원격 점화 수단의 대안적인 실시예에 따르면, 점화 코드의 연소가 주변 부품을 손상시키지 않도록 보장하는 점화 코드를 감싸는 보호 튜브가 더 제공될 수 있다. 원격 점화 수단에 필요한 소량의 불꽃 물질의 또 다른 이점은 점화 호스 또는 기폭 호스와 그 주변이 완전히 손상되지 않은 상태로 유지된다는 것이다. 점화 호스에서 불꽃 물질의 양을 선택할 때, 불꽃 분리 장치로 전달될 수 있는 열 형태의 최종 에너지 양이 불꽃 분리 장치를 활성화하기에, 특히 상기 불꽃 분리 장치에 연관된 불꽃 재료를 불꽃 전환하기에 충분한지 확인해야 한다.

전술한 측면 및 예시적인 실시예와 결합 가능한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 앞서 기술된 측면 또는 예시적인 실시예 중 어느 하나에 따른 시스템을 포함하는 불꽃 분리 시스템은 전기 에너지를 아웃풋 및/또는 리시브하는 배터리 또는 축전지와 같은 전기 에너지원에 리드된 케이블, 와이어, 전도체 통로 등과 같은 전기 라인 및 전기 라인을 절단하는 원격 점화 수단에 커플링 된 불꽃 분리 장치에 사전 결정된 불꽃 에너지 아웃풋을 제공하도록 제공된다.

불꽃 분리 장치는 전기 에너지원과 전기 에너지 서플라이 사이의 전기 충전 커플링 또는 바람직하게는 충전 가능한 에너지원과 전기 로드 사이의 전기 방전 커플링을 분리하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 불꽃 분리 장치는 전자 장치의 손상을 초래할 수 있는 전자 장치, 특히 리튬 이온 배터리와 같은 배터리의 과열을 방지하기 위한 것이다. 그러한 배터리는 1A를 유의하게 초과하는, 특히 최대 10A 또는 50A의 아웃풋 파워를 갖는다. 본 발명에 따른 불꽃 분리 장치는 전기 에너지를 아웃풋 및/또는 리시브 하기 위한, 특히 회로 기판, 회로 카드 도는 플레이트와 같은 전자 장치의 캐리어에 리드되거나 제공되는 전기 전도성 전도체 통로를 분리하기 위해 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 분리 시스템의 예시적인 추가 개발에 따르면, 불꽃 분리 장치는 원격 점화 수단에 대해 실링되는 불꽃 재료를 포함하는 하우징(housing)을 포함하여, 상기 실은 점화기, 특히 원격 점화 수단의 불꽃 전환 동안 특히 배타적으로 파괴될 수 있다. 따라서, 실은 특히 원격 점화 수단의 불꽃 변환에 대한 반응으로 일시적으로 제거되는 방식으로 설정될 수 있으므로, 특히 그곳의 불꽃 분리 장치와 연관된 불꽃 재료의 불꽃 전환을 트리거 하기 위해, 원격 점화 수단, 특히 핫 리앤션 프론트(hot reaction front)의 불꽃 변환 동안 발열 반응의 결과로 발생된 열이 실을 통과하여, 불꽃 분리 장치의 하우징에 진입할 수 있다. 예를 들어 실은 유체 흐름이 한 방향으로만 허용되는 방식으로 구성될 수 있다. 특히, 하우징에서 원격 점화 수단으로의 유체 흐름이 방지된다. 예를 들어, 실은 체크 밸브, 예컨대 폐쇄/실링된 위치로 편향된 폐쇄 부품, 특히 스프링 편향된 폐쇄 부품, 예컨대 볼(ball), 콘(cone), 플랩(flap) 또는 멤브레인(membrane)이다.

본 발명에 따른 분리 시스템의 다른 예시적인 추가 개발에 따르면, 실은 상기 불꽃 분리 장치가 트리거 될 때, 상기 실은 재건되고, 특히 불꽃 분리 장치의 하우징으로부터 원격 점화 수단의 방향으로의 유체 흐름을 방지하도록 구성된다. 실은 예를 들어 체크 밸브에 의해 실현될 수 있다. 이는 불꽃 분리 장치의 불꽃 재료의 불꽃 변환의 결과로 하우징 내부에 축적되는 높은 내부 압력이 원격 점화 수단으로 전달되는 것을 방지하고, 특히 그곳에서 손상을 유발하는 것을 방지한다.

불꽃 분리 시스템의 예시적인 실시예에서, 불꽃 분리 장치는 전기 라인을 절단하기 위한 절단 메커니즘 및 절단 메커니즘을 작동하기 위한 불꽃 드라이브를 포함하며, 이는 불꽃 드라이브와 연관되어, 불꽃 드라이브의 활성화 동안, 절단 메커니즘이 구동되고, 특히 여기서 불꽃드라이브는 온도에 대한 함수로 불꽃 전환하는 물질이 장착될 수 있다.

바람직하게는, 절단 메커니즘은 전기 또는 전자 장비 없이 작동할 수 있고 기계적 작업을 수행하여 전기 라인을 절단할 수 있다. 또한, 불꽃 분리 장치는 절단 메커니즘을 작동하기 위한 불꽃 드라이브를 포함할 수 있다. 예를 들어, 불꽃 드라이브는 불꽃 드라이브의 불꽃 효과를 활용하는 절단 메커니즘에 의해 전기 라인을 절단하는 기계적 작업을 수행하도록 구성될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 절단 메커니즘은 불꽃 드라이브가 활성화될 때 절단 메커니즘이 구동되거나 작동되도록 불꽃 드라이브와 연관된다. 특히 절단 메커니즘은 불꽃 드라이브가 활성화될 때 전기 라인을 분리한다. 따라서, 본 발명에 따른 불꽃 분리 장치는 전기 라인을 분리하는 기계적 작업을 수행할 수 있는 절단 메커니즘의 방식에 의해 구동력 또는 액츄에이팅 힘을 가지는 절단 메커니즘을 제공하도록 불꽃 효과를 이용할 수 있다. 예시적인 실시예에 따르면, 불꽃 드라이브는 절단 메커니즘에 직접 커플링되며, 특히 불꽃 드라이브와 절단 메커니즘 사이에 동력 전달 수단이 배치되지 않는다. 특히, 이를 통해 불꽃 드라이브가 전환 없이 절단 메커니즘을 작동할 수 있다. 대안적인 실시예에 따르면, 불꽃 드라이브는 불꽃 드라이브에 의해 생성된 구동력을 절단 메커니즘으로 바람직하게는 트랜스미션 없이 전달하기 위해 기어에 의해 절단 메커니즘에 커플링될 수 있다. 예를 들어, 불꽃 드라이브에 의해 생성되는 구동력을 증가시키거나 감소시키기 위해 트랜스미션 기어가 불꽃 드라이브와 절단 메커니즘 사이에 개재되도록 제공될 수 있다. 이 목적을 위해 모든 기어 또는 트랜스미션 기어를 사용할 수 있다. 불꽃 드라이브는 바람직하게는 불꽃 재료를 포함하는 압력, 액체 및/또는 가스 기밀 챔버를 더 포함할 수 있다. 그러나, 챔버는 원하는 경우 정의된, 특히 반투과성, 기체 투과성을 바람직하게는 내부로만 포함할 수 있다. 챔버는 불꽃 물질을 포함하기 위한 것이다. 불꽃 재료 또는 불꽃 세트 또는 불꽃 물질의 선택은 특히 적용 분야(원하는 불꽃 에너지 변환)뿐만 아니라 챔버의 치수 및 사용된 절단 메커니즘 유형에 따라 달라진다. 본 발명에 따른 불꽃 분리 장치에서, 챔버에 수용된 불꽃 물질은 특히 사전 결정된 작동 상태에 도달할 때만 불꽃 효과를 발생시키는 방식으로 구성 및/또는 제어될 수 있다. 본 문맥에서, 작동 상태는 에너지원 및/또는 전기 에너지 공급 및/또는 전기 로드의 특정 상태일 수 있다. 바람직한 실시예에서, 불꽃 재료는 불꽃 재료의 특정 재료의 선택에 의해 조정될 수 있는 사전 결정된 작동 상태에 도달할 때만 변환하도록 구성된다. 바람직하게는, 결정 가능한 트리거 파라미터는 불꽃 물질이 노출되는 온도이다. 대안적으로, 사전 결정된 작동 상태에서의 배치는 트리거 파라미터가 온도와 무관하도록 선택되는 추가 제어에 의해, 예를 들어 온도, 압력, 습도, 속도, 가속도와 같은 측정량에 의존할 수 있는 대응하는 전기 제어 신호에 의해 달성될 수 있다. 특정 열 작동 상태에 도달할 때 활성화되는 불꽃 재료의 예는 소위 불꽃 조기 점화 수단이다. 이와 관련하여, 불꽃 재료에 우세한 온도에 의존하는 작동 파라미터가 필수적이다. 특히, 불꽃 재료는 변환되거나 점화될 때 절단 메커니즘이 전기 라인을 절단할 수 있는 열 에너지를 방출하는 큰 불꽃 변환이 발생하는 방식으로 설정되어야 한다. 본 발명에 따른 불꽃 분리 장치를 사용하면, 적용되는 기술 분야 및/또는 장치의 종류에 관계 없이, 특히 50A 까지의 아웃풋 파워를 가지는 리튬-이온 배터리를 사용할 때, 원하지 않는 임계의 차징 및/또는 아웃풋 과정이 도달하는 경우, 가장 높은 확률로 즉시 전기적 분리를 보장하는 것이 가능하다는 것을 보여준다. 바람직한 실시예에서, 불꽃 물질은 절단 메커니즘의 구동력을 전달하기 위해, 50°, 70°, 80°, 90°, 100° 초과 또는 110° 초과의 극적인 작동 상태에 대하여 정의된 트리거 온도가 초과될 때 트리거 되도록 선택된다. 본 발명의 추가 개발에서, 챔버는 챔버 하우징에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸인 전체 내부 체적을 갖는다. 전체 내부 부피 중 불꽃 재료는 20% 또는 30% 초과, 및 90% 또는 80% 또는 70% 또는 60% 또는 50% 이하를 차지한다. 불꽃 물질이 없는 볼륨 영역은 예를 들어 공기와 같은 가스로 채워질 수 있다. 불꽃 물질의 점유율과 챔버의 가스 부재 공간 사이의 부피 비율은 불꽃 물질의 변환을 조정하는 데 사용될 수 있다. 다음 재료, 물질 및 혼합물을 사용하여 바람직한 발화 물질을 형성할 수 있지만, 언급된 개별 물질이 서로 조합하여 또는 개별적으로 사용될 수도 있음이 분명하다. 예를 들어, 챔버는 적어도 축 방향 단면으로 절단 메커니즘을 수용한다. 이와 관련하여, 축 방향은 챔버의 길이 방향 연장 방향 및/또는 절단 메커니즘의 작동 방향으로 이해되어야 하며, 여기서 절단 메커니즘은 불꽃 드라이브가 활성화될 때 작동된다. 추가 개발에서, 하우징은, 챔버를 이탈하는 불꽃 드라이브의 변환 동안 특히 가스의 팽창 없이, 불꽃 드라이브의 활성화 동안 압력-기밀, 액체-기밀 및/또는 기체-기밀 슬라이딩 방식으로, 챔버의 내부에 리시브 된 절단 메커니즘의, 특히 적어도 축 방향 섹션에서, 절단 메커니즘을 가이드한다. 기어를 가지는 불꽃 분리 장치의 실시예에서, 상기 챔버는 기어의 일부일 수 있고, 하우징에 더하여, 불꽃 활성화를 개시하는 불꽃 물질은, 불꽃 드라이브의 불꽃 활성화의 결과로 작동되는, 특히 구동되는, 절단 메커니즘에 대한 축방향 가이드를 제공할 수 있다. 또한, 절단 메커니즘은 불꽃 드라이브가 변환 중일 때 챔버에 대해 상대적인 축 방향 이동을 수행할 수 있다. 이는, 불꽃 드라이브가, 활성화 될 때, 축 방향 상대적인 움직임의 결과로, 절단하기 위해, 절단될 전기 라인의 방향으로, 디스플레이스(displace)되기 위하여, 축방향 상대적인 이동을 수행하도록 절단 메커니즘을 야기할 수 있음을 의미한다. 따라서, 불꽃 드라이브에 의해 생성된 구동력은 절단 메커니즘의 움직임으로 변환되고, 이에 의해 절단 메커니즘은 전기 라인을 분리하기에 충분한 운동 에너지를 경험한다. 특히, 챔버에 위치한 불꽃 재료의 변환은 특히 불꽃 재료의 변환에 수반되는 가스 팽창으로 인해 절단 메커니즘의 작동, 특히 구동으로 이어진다. 예를 들어, 절단 메커니즘은, 불꽃 물질에 의해 점유된 불꽃 드라이브의 챔버 내 적어도 축방향 단면으로 배열된, 피스톤 또는 플런저와 같은 액츄에이팅 부품을 포함할 수 있고, 여기서 특히 상기 챔버는 상술된 예시적인 실시예 중 하나에 따라 형성된다. 바람직하게는, 작동 부품은 실되고 챔버 내에서 활주식으로 안내되어 불꽃 드라이브의 변환 시 불꽃 재료의 변환과 관련된 가스 팽창으로 인해 가스가 챔버에서 빠져나가지 않도록 한다 . 모든 가스는 챔버 내에서 실드 오프(sealed off)되어야 한다. 예를 들어, 액츄에이션 부품은 불꽃 물질의 전환 동안, 특히 절단 메커니즘으로, 이와 같은 힘들 전달하도록, 불꽃 드라이브의 활성화 동안 발생하는 구동력과 같은 힘을 리시브하도록 구성된다. 특히, 액츄에이션 부품은 기어의 일부일 수 있고, 절단 메커니즘의 효과적인 절단 부품 및 불꽃 드라이브 사이에서 바람직하게는 직접 인터포즈(interpose)되어, 구동력이 액츄에이션 부품의 방법에 의해 절단 힘으로 전환될 수 있다. 액츄에이션 부품은 챔버 내 배열되고/거나 불꽃 드라이브에 연관될 수 있어, 불꽃 드라이브가 활성화 될 때, 액츄에이션 부품이 챔버에 대하여 절단 메커니즘의 축 방향 이동을 야기한다. 이것은 절단 메커니즘에 공급력을 전달하고, 이에 의해 절단 메커니즘이 가속되고 전기 라인이 절단된다. 절단 메커니즘은 전기 라인을 절단하기 위해, 바람직하게는 원통형 램, 블레이드, 맨드릴 또는 화살촉과 같은 절단 요소를 포함할 수 있다. 원통형 램은 예를 들어 솔리드 실린더로 구현될 수 있다. 원통형 램의 예시적인 직경 치수는 전기 라인의 안정적인 분리를 보장하기 위해 0.2mm에서 1mm 범위에 있다. 예시적인 추가적인 개발에 따르면, 절단 요소는 절단 메커니즘 하우징에 대한, 절단 부품의 특히 축방향 운동을 야기하며, 불꽃 드라이브가 활성화될 때, 액츄에이팅 부품에 의해, 액츄에이트 되고, 특히 작동되고, 바람직하게는 구동되도록, 절단 부품은 액츄에이팅 부품과 연관될 수 있다. 예를 들어, 절단 부품은 불꽃 드라이브의 반대쪽을 향하는 절단 메커니즘의 측면, 따라서 전기 라인을 향하는 측면에 제공된다. 절단 부품의 디자인에 따라, 절단 부품은, 전기 라인의 방식에 의한 전기 에너지의 아웃풋 및/또는 리셉션(reception)이 인터럽트(interrupted)되는 것을 어떠한 경우에도 보장하도록, 불꽃 드라이브가 활성화 될 때, 전기 라인을 절단, 스플릿(split) 또는 크러쉬(crush)한다. 특히 전술한 예시적인 실시예 중 하나에 따라 구성된 절단 메커니즘의 하우징은 분리될 전기 라인을 통과시키기 위한 관통 채널을 포함할 수 있다. 절단 메커니즘, 특히 액츄에이팅 부품 및/또는 절단 부품은, 관통 채널에 대해 위치하여, 불꽃 드라이브의 비활성화 상태에서 관통 채널을 통과하는 전기 라인이 언임페디드(unimpeded)되고, 불꽃 드라이브의 활성화 상태에서 절단 메커니즘이 관통 채널 내부로 디스플레이스(displaced)되어, 절단 메커니즘이 전기 라인을 절단하도록 한다. 불꽃 드라이브의 비활성화 상태는 전기 에너지원이 전기 라인을 통해 에너지를 아웃풋 및/또는 리시브할 수 있는 상태로 간주된다. 불꽃 드라이브의 활성화된 상태에서, 그 활성화는 불꽃 분리 장치의 개시를 일으키고, 여기서 절단 메커니즘, 특히 절단 부품은 전기 라인을 절단, 스플릿 또는 크러쉬하기 위해 그것에 부과된 축방향 이동을 갖는다. 대안적으로 또는 추가로, 절단 메커니즘의 하우징은 통과하는 전기 라인을 패싱하는 관통 채널을 가지고, 불꽃 드라이브의 활성화, 특히 불꽃 물질의 불꽃 전환에 의해 개시되는 절단 메커니즘, 특히 액츄에이팅 부품 및/또는 절단 부품의 축 방향 이동이 세팅되어, 비활성화 상태에서, 전기 라인은 가려지지 않은 관통 채널을 통해 통과하고, 활성화 상태에서, 절단 메커니즘은 축 방향 디스플레이스하여, 절단 메커니즘, 특히 절단 부품이 전기 라인을 절단, 스플릿 또는 크러쉬하게 한다. 예를 들어, 와이어 두께와 같은 와이어 치수, 불꽃 드라이브의 비활성화 상태에서 절단 메커니즘과 전기 라인 사이에 연결되는 거리 , 뿐만 아니라 일반적으로 절단에 대한 전기 라인의 저항력도 설정 파라미터로 고려된다.

관통 채널은 전기 라인이 절단될 때 관통 채널의 내부 벽이 인접부(abutment)로서 작용하도록 치수화될 수 있고/거나 절단 메커니즘의 축방향 상대 이동이 관통 채널 치수에 일치될 수 있다. 예를 들어, 전기 라인이 절단된 후, 절단 메커니즘이 관통 채널의 내벽에 맞닿아 있어 특히 전기 라인이 절단 메커니즘을 디플렉트(deflect)시키지 않도록 보장하여 전기 라인이 절단되는 것을 방지할 수 있다. 불꽃 드라이브에는 특히 불꽃 드라이브의 챔버에 배열되는 온도의 함수로 변환되는 불꽃 재료가 제공될 수 있다. 챔버 및 불꽃 재료는 예를 들어 전술한 예시적인 실시예 중 적어도 하나와 유사하게 형성될 수 있다. 불꽃 재료는 불꽃 드라이브의 활성화 시 불꽃 변환, 특히 점화할 수 있다. 변환 시 불꽃 재료는 열 및/또는 기계적 효과를 생성하여 열 및/또는 가스 압력을 발생시켜 절단 메커니즘의 축 방향 이동을 시작한다. 특히, 불꽃 재료는 불꽃 드라이브를 활성화하기 위해 사전 결정된 활성화 온도를 초과한다.

불꽃 분리 시스템의 다른 예시적인 실시예에서, 원격 점화 수단과 불꽃 분리 장치의 커플링 및/또는 원격 점화 수단과 점화 수단의 커플링은 포스-피팅(force-fitting), 재료-피팅(material-fitting) 및/또는 폼-피팅(form-fitting) 연결 기술에 의해 실현된다. 예를 들어, 타이트-피팅(tight-fitting) 톱니 , 키웨이(keyways) 또는 톱니 커플링(toothed coupling) 등, 나사 연결(screw connection), 웨지(wedging) 또는 플러그(plugging) 등 및/또는 납땜, 용접 또는 접착 등이 가능하다.

선행 측면 및 예시적인 실시예와 결합 가능한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 불꽃 원격 점화 시스템이 제공된다. 원격 점화 시스템은 배터리 또는 축전지와 같은 전기 에너지원 또는 전기 에너지를 전달하는 통상적인 전기 라인에 연결된 복수의 전기 에너지원과 관련된 복수의 불꽃 온도 센서를 포함한다. 원격 점화 시스템은 불꽃 온도 센서로부터 공간적으로 분리되고, 전기 에너지를 아웃풋 및/또는 리시브하는 전기 에너지원에 연결된, 케이블, 와이어, 전도체 통로 등과 같은 전기 라인과 연관된, 불꽃 분리 장치를 더 포함한다.

예를 들어, 불꽃 온도 센서는 이전에 설명한 불꽃 점화기에 따라 구성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 불꽃 분리 장치는 원격 점화 수단에 의해 불꽃 온도 센서에 커플링되어 불꽃 분리 장치가 원격 점화 수단과 관련된 불꽃 온도 센서가 트리거 될 때 원격 점화 수단 중 하나에 의해 활성화되도록 한다. 불꽃 온도 센서가 트리거되면 발열 화학 반응이 예를 들어 온도 의존 방식으로 시작되는 불꽃 변환을 동반할 수 있다. 이와 관련하여, 불꽃 점화기에 대한 이전 논의를 참조할 수 있다. 따라서 불꽃 원격 점화 시스템은 서로 다른 전기 및 전자 부품을 모니터링하고 개별 과열 시 매우 신속하게 개별적으로 스위치-오프하여, 연쇄 반응 및/또는 인접 부품의 손상을 방지하는 것을 가능하게 할 수 있다. 본 발명에 따른 원격 점화 시스템의 한 가지 장점은 단일 불꽃 분리 장치만 필요하고 원격 점화 수단을 통해 서로 다른 위치에 배열된 모니터링할 다양한 전자 부품을 유연하게 모니터링하고 센싱할 수 있다는 점이다.

본 발명에 따른 원격 점화 시스템의 예시적인 실시예에 따르면, 원격 점화 시스템은 불꽃 에너지 아웃풋을 제공하기 위해 본 발명에 따라 구성된 적어도 하나의 시스템 및/또는 본 발명에 따라 구성된 불꽃 분리 시스템을 포함한다.

바람직한 실시예가 종속항에 주어진다.

하기에서, 본 발명의 추가 특성(further properties), 특징(features) 및 이점(advantages)은 첨부된 예시적인 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예의 설명에 의해 명백해질 것이며, 도면에는 다음이 도시되어 있다:
도 1a 본 발명에 따른 불꽃 원격 점화 시스템의 예시적인 실시예의 개략도; 및
도 2a 본 발명에 따른 불꽃 분리 시스템의 예시적인 실시예의 개략도.

본 발명의의 예시적인 실시예에 대한 다음의 설명에서, 사전 결정된 불꽃 에너지 아웃풋을 불꽃 분리 장치에 제공하기 위한 본 발명에 따른 시스템은 일반적으로 참조 번호 1로 제공된다. 본 발명에 따른 불꽃 분리 장치는 일반적으로 참조 번호 10으로 제공되고, 복수의 불꽃 온도 센서 및 분리 장치를 포함하는 본 발명에 따른 불꽃 원격 점화 시스템은 일반적으로 참조 번호 100으로 제공된다.

본 발명에 따른 시스템(1)은 일반적으로 참조 번호 3이 제공되는 불꽃 분리 장치에 바람직하게는 적어도 0.5 J의 사전 결정된 불꽃 에너지 아웃풋을 제공하기 위한 것이다. 분리 장치(3)는 전기 에너지를 아웃풋 및/또는 리시브하기 위한 배터리 또는 축전지와 같은 전기 에너지원(미도시)으로 이어지는 케이블, 와이어, 전도체 통로 등과 같은 전기 라인(5)을 분리하는 데 사용된다. 불꽃 분리 장치(3)는 예를 들어 전기 라인(5)을 통해 전달되는 전기 충전 커플링 또는 전기 방전 커플링을 분리하도록 구성된다. 전기 라인(5)을 절단하는 데 필요한 에너지는 본 발명에 따른 시스템(1)에 의해 제공된다.

본 발명에 따른 시스템(1)은 다음의 주요 구성요소를 포함한다: 불꽃 점화기(7); 및 점화기(7)에 커플링되고 분리 장치(3)에 커플링 될 수 있는 불꽃 원격 점화 수단(9)을 포함한다. 본 발명에 따르면, 점화기(7)는 전기 에너지원의 온도에 노출되고 사전 결정된 온도에서 불꽃 변환된다. 원격 점화 수단(9)은 원격 작동을 통해 불꽃 분리 장치(3)를 트리거하기 위해 점화기(7)의 불꽃 변환 동안 방출된 열을 불꽃 분리 장치(3)로 전달하도록 구성된다.

도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명에 따른 시스템(1) 및 본 발명에 따른 분리 장치(3)의 개별 구성요소의 구조 및 작동 모드가 아래에서 상세히 설명되며, 도 1은 활성화 또는 트리거된 후 불꽃 분리 장치(3)의 상태를 도시하며, 도 2는 활성화되기 전 불꽃 분리 장치(3)의 상태를 도시한다.

도 1은 4개의 불꽃 온도 센서(101)를 갖는 본 발명에 따른 원격 점화 시스템(100)의 예시적인 실시예를 도시한다. 온도 센서(101)는 각각 전기 에너지원과 연관되고, 모든 에너지원은 공통 라인(5)에 연결된다. 온도 센서는 (101)은 각각 별도의 원격 점화 수단(9)을 통해 단일 불꽃 분리 장치(3)에 연결되거나 연결되며, 따라서 온도 센서(101)와 공간적으로 분리되어 임의로 배열될 수 있다. 온도 센서(101)은 본 발명에 따른 불꽃 점화기(7)와 각각 관련될 수 있다. 따라서, 도 1의 원격 점화 시스템(100)은 본 발명에 따른 4개의 개별 시스템(1)을 포함하며, 이는 단일 분리 장치(3)에 연결되고, 해달 에너지원의 온도가 사전 결정된 온도 문턱값을 초과하기 때문에, 해당 온도 센서(101)가 트리거할 때 동일하게 개별적으로 활성화할 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 시스템(1)이 분리 장치(3)에 커플링되고 시스템(1) 및 분리 장치(3)의 개별 구성요소가 상세히 도시된 불꽃 분리 시스템(10)의 예시적인 실시예를 도시한다.

불꽃 분리 장치(3)는 길쭉한(elongated) 중공(hollow) 원통형 하우징(11)을 포함하며, 이는 도 1에 개략적으로만 도시되어 있고 도 2에 상세히 도시되어 있다. 도 2의 실시예에서, 하우징(11)은 길이 방향 측면(longitudinal side; 13)을 향해 폐쇄되어 있다. 실질적으로 바닥벽(15)은 길이방향 측면(13)에 제공된다. 바닥벽(15)에 인접한 원위 에지 섹션(distal edge section; 17)에서, 하우징(11)은 하우징(11)의 축방향 범위에 실질적으로 수직으로 배향된 관통 채널(19)을 가지며, 이를 통해 전기 라인(5)이 통과한다. 원위 에지 섹션(17)으로부터 시작하여, 하우징(11)은 챔버(23)가 하우징(11)의 내부에 형성되도록 하우징(11)이 인접한 섹션(21)에서 팽창할 때까지 초기에 일정한 직경을 갖는다. 도 2에 도시된 실시예에서, 하우징(11)은 챔버(23) 영역에 2개의 개구부를 갖는다. 하나의 개구부(25)는 삽입 후 하우징(11)에 의해 둘러싸이고 개구부(25)를 완전히 폐쇄하는 프라이머(27)를 수용하는 역할을 한다. 추가 개구부(29)는 분리 장치(3)를 본 발명에 따른 시스템(1)에 연결하거나 커플링하는 역할을 하는데, 이는 이후에 자세히 설명될 것이다.

분리 장치(3)는 전기 라인(5)을 절단하기 위해 하우징(11) 내에서 축 방향(A)으로 이동 가능하게 배열된 불꽃 드라이브(31) 및 절단 메커니즘(33)를 더 포함한다. 불꽃 드라이브(31)가 전기 라인(5)을 절단하는데 필요한 기계적 힘을 제공하고 이에 따라 절단 메커니즘(33)을 작동하며, 여기서 불꽃 드라이브(31)는 불꽃 효과를 이용한다. 불꽃 드라이브(31)는 챔버(23)에 배치되고 사전 결정된 주변 온도가 초과될 때 불꽃 변환하도록 구성된 불꽃 재료(35)를 포함한다. 불꽃 재료(35)의 불꽃 변환은 일반적으로 가스 팽창을 초래하며, 이로 인해 하우징(11) 또는 챔버(23) 내의 압력이 유의하게 증가하여 상기 하우징에 대해 축 방향(A)으로 이동하는 절단 메커니즘(33)에 가스 팽창의 결과로 힘이 가해지고, 이 방법으로 전기 라인(5)을 절단한다. 도 1 및 2에서 절단 메커니즘(33)은 원통형 피스톤(37)에 의해 형성되고, 이는 축방향 이동 동안 하우징(11) 또는 하우징(11)의 가이드(29)에 의해 가이드된다. 절단 메커니즘(33)을 위한 가이드(39)로부터 챔버(23)를 실하기 위해, 도 2에 도시된 실시예에서 하우징(11)과 피스톤(37) 사이에 2개의 실 링(sealing rings; 41)이 제공된다. 그러나, 하우징(11)과 피스톤(37) 사이에 임의의 상상할 수 있는 실링의 방법이 제공될 수 있음이 이해되어야 한다. 하우징(11)의 개구부(29)를 실하기 위해 개구부(29)에 체크 밸브(83)가 삽입되는데, 이에 대해서는 후술한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 절단 메커니즘(33)은 라인(5)의 나머지 부분으로부터 라인 섹션(43)을 분리하고 이를 하우징(11; 도 1에 도시되지 않음)의 원위 에지 섹션(17)으로 이동시킴으로써 전기 라인(5)을 절단한다. 절단 메커니즘(33)이 플라스틱과 같은 전기 비전도성 재료로 제조되는 경우, 절단 메커니즘(33)은 라인(5)이 절단된 후 대향하는 전기 라인 단부(45, 47) 사이에서 일종의 절연체로서 작용한다.

특정 주변 온도에 의한 열 활성화에 대한 대안으로서, 불꽃 드라이브(31) 또는 불꽃 재료(35)의 점화가 프라이머(27)에 의해 개시될 수 있다.

불꽃 점화기(7)는 예를 들어 과망간산칼륨, 물 및/또는 메탄올을 포함할 수 있는 반응 파트너 물질(51)로 채워진 중공 원통형 하우징(49)을 포함한다. 또한 바람직하게는 화학 에너지를 포함하는 반응 물질(55)을 함유하기 위한, 예를 들어 유리, 플라스틱 또는 금속, 특히 로즈 합금(Roses alloy)과 같은 금속 합금으로 만들어진 앰플(ampoule; 53)이 하우징(49) 내에 배치된다. 예를 들어, 반응 물질(55)은 글리세롤, 아연 분말, 질산암모늄, 염화암모늄 및/또는 수소화알루미늄리튬을 포함한다. 사전 결정된 온도를 초과하면, 앰플(53)이 깨지거나 적어도 부분적으로 용융되어 반응 물질(55)과 반응 파트너 물질(51)의 혼합이 일어난다. 반응 물질(55)과 반응 파트너 물질(51)은 두 물질이 혼합될 때 발열 화학 반응이 트리거되는 방식으로 서로에 대해 구성된다.

반응 파트너 물질(51) 및 반응 물질(55)로 채워진 앰플(53)에 대한 대안으로서, 점화기(7)의 하우징(49)은 사전 결정된 온도에서 점화하는 불꽃 물질만을 포함할 수 있다.

불꽃 점화기(7)의 하우징(49) 에는 원격 점화 수단(9)이 불꽃 점화기(7)에 연결되는 개구부(57)를 포함한다. 불꽃 점화기(7)가 활성화되기 전에 반응 파트너 물질(51)이 하우징(49)을 탈출하는 것을 방지하기 위해, 개구부(57)는 실링 금속 호일(59)로 실링된다.

본 발명에 따르면, 불꽃 점화기(7)는 전기 에너지원의 온도에 노출되도록 모니터링될 전기 에너지원에 근접하게 위치되고, 에너지원이 과열되어 사전 결정된 온도 문턱값을 초과하면 앰플(53)이 파손된다.

도 2에 도시된 실시예에서, 원격 점화 수단(9)은 점화 호스(61)의 형태이고, 일단(63)은 전기 점화기(7)에 연결 또는 커플링되고, 타단(65)은 불꽃 분리 장치(3)에 연결 또는 커플링된다. 예를 들어, 점화 호스(61)는 상이한 플라스틱의 여러 층으로 구성될 수 있고 약 3 내지 5mm의 외경을 포함할 수 있다. 점화 호스(61)의 내측(67)에서 점화 호스(61)는 불꽃 재료로 코팅된다(도 2에 도시되지 않음). 예를 들어, 내부 표면(67)은 5 mg/m 길이 내지 100 mg/m 길이 범위, 특히 10 mg/m 길이 내지 85 mg/m 길이 범위 또는 15 mg/m 길이에서 70 mg/m 길이의 범위의 불꽃 물질로 코팅될 수 있다. 점화 호스(61)에 대한 대안으로서, 주변 부품을 보호하기 위해 금속 튜브로 둘러싸인 점화 코드를 사용하는 것도 생각할 수 있다.

트리거(7)와 점화 호스(61) 사이의 연결뿐만 아니라 점화 호스(61)와 분리 장치(3) 사이의 연결은 도 2의 실시예에서 동일하게 형성된다. 그러나 연결이 다르게 구성되는 것도 생각할 수 있다. 트리거(7)의 하우징(49)은 점화 호스(61)를 트리거(7)에 연결하기 위해 점화 호스(61)의 단부(63)가 삽입되는 개구부(57) 주위에 중공 원통형 리셉터클(69)을 포함한다. 리셉터클(69) 내 점화 호스(61)를 부착하기 위해, 리셉터클(69)은 내측면(71)에 2개의 원주 프로젝션(73)을 포함하고, 이는 점화 호스(61) 상 2개의 원주 그루브(75)와 체결되고, 이는 그 모양에 조정되어, 리셉터클(69) 내 폼-피팅으로 후자를 유지한다. 분리 장치(3)는 또한 점화 호스(61)를 분리 장치(3)에 연결하기 위해 점화 호스(61)의 다른 단부(65)가 삽입되는 개구부(29) 주위에 중공 원통형 리셉터클(77)을 갖는다. 리셉터클(77)은 2개의 원주 프로젝션(79)을 가지고, 점화 호스(61)는 이에 형상이 맞춰지는 단부(65)에 2개의 원주 그루브(81)를 갖는다.

체크 밸브(83)는 점화 호스(61)와 분리 장치(3) 사이를 실링하기 위해 분리 장치(3)의 리셉터클(77)에 배치된다. 체크 밸브(83)는 스프링(87)에 의해 프리로드(preload)되고, 이에 따라 리셉터클(77)의 보틀넥(bottleneck; 89)에 대하여 바깥쪽으로, 하우징(11) 내부로부터 프레스 된 볼(85)을 포함한다. 도 2에 도시된 실시예에서, 스프링(87)은 체크 밸브(83)가 위치한 챔버(23)로부터 챔버(93)를 분리하는 하우징(11) 내부의 벽(91)에 대해 지지된다. 체크 밸브(83)는 분리 장치(3)의 불꽃 드라이브(31)가 트리거될 때, 도출된 고압의 내부 압력이 점화 호스(61)로 전달되는 것을 방지하고, 이에 의해 불꽃 드라이브(31)에 의해 생성된 모든 에너지가 절단 메커니즘(33)으로 전달되고, 고압의 내부 압력에 의해 주변 부품이 손상되지 않는 것을 보장한다.

도 1 및 도 2에 도시된 예시적인 실시예와 관련하여, 불꽃 분리 장치(3), 불꽃 드라이브(31) 및 시스템(1)은 바람직하게는 상이한 치수의 (전기) 라인(5)을 절단하거나, 서로 다른 사이즈의 불꽃 에너지 아웃풋량을 제공하기 위해 크기가 확장 가능(scalable)하다는 점에 유의해야 한다. 또한, 이들의 외부 형상, 특히 단면 치수도 특정 형상 및/또는 치수에 제한되지 않고 예를 들어 도시되지 않은 전기 장치 내 또는 상의 불꽃 분리 장치(3)의 적용 또는 설치 상황에 따라 조정될 수 있다. 관통 채널(19)은 전기 라인(5)이 관통 채널(19)을 통과할 수 있는 방식으로 전기 라인(5)의 외부 치수에 맞게 치수화되고 그에 따라 조정된다.

도 2는 모니터링될 전기 에너지원이 정상 온도인 초기 상태에 있는 본 발명에 따른 불꽃 분리 시스템(10)을 도시한다. 에너지원이 과열되고 에너지원의 온도가 사전 결정된 온도 문턱값을 초과하면 불꽃 분리 장치(3)가 본 발명에 따른 시스템(1)에 의해 원격으로 활성화되어 에너지원으로부터 공간적으로 떨어진 위치에서 라인(5)을 절단하며, 아래에 자세히 설명된다.

불꽃 점화기(7)에 의해 디텍트된 전기 에너지원의 온도가 사전 결정된 온도 문턱값을 초과하면, 비전기적이고 순수한 불꽃 연쇄 반응이 시작되어 분리 장치(3)를 원격으로 활성화한다. 사전 결정된 온도 문턱값을 초과하면 불꽃 점화기(7)의 앰플(53)이 파괴되어, 반응 물질(55) 및 점화기(7)의 하우징(49) 내 반응 파트너 물질(51)의 혼합이 불꽃 초기 전환을 일으키는 것을 야기하는 발열 화학 초기 반응을 초래한다.

발열 화학 초기 반응은 점화기(7)의 개구부(57)를 폐쇄하는 금속 호일(59)을 절단하여, 불꽃 초기 전환이 발열 화학 후속 반응 하에서 점화 호스(61)에서 불꽃 전달 전환을 야기한다. 점화 호스(61)의 내측(67)에 있는 불꽃물질로 인해 전달 변환은 트리거(7)에 연결된 점화호스(61)의 단부(63)에서 분리 장치(3)에 연결된 점화호스(61)의 단부(65)까지 약 2000m/s의 속도로 전달된다.

불꽃 전달 변환은 점화 호스(61)의 단부(65)에 있는 분리 장치(3)에서 불꽃 점화 변환을 일으킨다. 폭발 호스(61) 내 전달 변환은 스프링(87)의 힘에 대한 하우징(11)의 내부로 볼(85)을 푸시(push) 함에 의해 체크 밸브(83)를 개방함으로써, 불꽃(flame)이 챔버(23) 내 하우징(11)의 개구(29)를 통해 통과하고, 이는 그곳에 챔버(23) 내 배열된 불꽃 물질(35)의 점화를 야기한다. 전달 전환 후, 스프링(87)은 볼(85)을 원래 위치로 되돌려 푸시하여, 챔버(23)가 다시 한번 외부로 실링되도록 한다. 따라서 챔버(23)의 실링은 점화 호스(61)의 불꽃 변환 중에 일시적으로만 해제된다.

챔버(23)에서 불꽃 물질(35)의 점화는 분리 장치(3)를 트리거하고, 축 방향(A)으로 절단 메커니즘(33)을 이동하여, 절단 메커니즘(33)은 라인(5)을 절단한다.

따라서 본 발명에 따른 시스템(1)은 잠재적으로 과열된 에너지원을 모니터링하는 것을 가능하게 하고, 이는 예컨대 전자 부품 내 설치된 것이며, 예컨대 설치 공간 관련된 문제로 인해, 온도 탐지의 위치에서 또는 에너지원 그 자체에서 직접적으로 해당 에너지원의 전기 라인(5)에 접근할 수 없을 때에도, 과열 이벤트시, 에너지 서플라이로부터 안정적으로 그들을 분리하게 하는 것을 가능하게 한다. 이와 관련하여, 본 발명에 따른 시스템(1)은 설치 공간 조건 또는 가능한 설치 공간에 관계 없이, 과열 이벤트 시, 전기 장치 및/또는 에너지원을 안정적으로 분리하는 것이 가능하다.

전술한 설명, 도면 및 청구범위에 개시된 특징은 다양한 실시예에서 본 발명의 실현을 위해 개별적으로 그리고 임의의 조합으로 모두 중요할 수 있다.

1 시스템 (system)
10 불꽃 분리 시스템 (pyrotechnic separating system)
100 불꽃 원격 점화 시스템 (pyrotechnic remote ignition system)
3 불꽃 분리 장치 (pyrotechnic separating device)
5 라인 (line)
7 불꽃 점화기 (pyrotechnic igniter)
9 불꽃 원격 점화 수단 (pyrotechnic remote ignition means)
11 하우징 (housing)
13 하우징 길이방향 측면 (housing longitudinal side)
15 바닥벽 (bottom wall)
17 원위 에지 섹션 (distal edge section)
19 관통-채널 (through-channel)
21 하우징 섹션 (housing section)
23 챔버 (chamber)
25 개구부 (opening)
27 프라이머 (primer)
29 개구부 (opening)
31 불꽃 드라이브 (pyrotechnic drive)
33 절단 메커니즘 (cut mechanism)
35 불꽃 물질 (pyrotechnic material)
37 피스톤 (piston)
39 가이드 (guide)
41 실링 링 (sealing ring)
43 라인 섹션 (line section)
45, 47 라인 단부 (line end)
49 하우징 (housing)
51 반응 파트너 물질 (reaction partner substance)
53 앰플 (Ampoule)
55 반응 물질 (reaction substance)
57 개구부 (opening)
59 금속 호일 (metal foil)
61 점화 호스 (ignition hose)
63, 65 점화 호스 단부 (ignition hose end)
67 내측면 (inner surface)
69 중공 원통형 리셉터클 (hollow cylindrical receptacle)
71 리셉터클 내측면 (receptacle inner side)
73 원주 프로젝션 (circumferential projection)
75 원주 그루브 (circumferential groove)
77 중공 원통형 리셉터클 (hollow cylindrical receptacle)
79 원주 프로젝션 (circumferential projection)
81 원주 그루브 (circumferential groove)
83 체크 밸브 (check valve)
85 볼 (ball)
87 스프링 (spring)
89 보틀넥 (bottleneck)
91 별 (wall)
93 챔버 (chamber)
101 불꽃 온도 센서 (pyrotechnic temperature sensor)

Claims (15)

1. 전기 에너지를 아웃풋(outputting) 및/또는 리시브(receiving)하기 위한 배터리(battery) 또는 축전지(battery)와 같은 전기 에너지원(electrical energy source)에 리드(leading)된 케이블(cable), 와이어(wire), 전도체 통로(conductor path) 등과 같은 전기 라인(electrical line; 5)을 분리하기 위한 불꽃 분리 장치(pyrotechnic separating device; 3)에 사전 결정된(predetermined) 불꽃 에너지(pyrotechnic energy) 아웃풋(output)을 제공하는 방법으로서,
   상기 전기 에너지원의 온도 또는 근접함(vicinity)이 디텍트(detect)되고; 상기 디텍트 된 온도가 사전 결정된 온도 문턱값(threshold)을 초과하는 경우, 상기 불꽃 분리 장치(3)는 원격 활성화되어(remotely activated) 상기 전기 에너지원으로부터 공간적으로 먼(remote) 위치에서 상기 전기 라인(5)을 분리하는,
   방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 원격 활성화는 특히 비-전기적 불꽃(non-electrical pyrotechnic)인 체인 반응(chain reaction)에 의해 수행되는,
   방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 디텍트 된 온도가 사전 결정된 온도 문턱값을 초과하는 경우, 불꽃 초기 변환(pyrotechnic initial conversion)이 발열 화학 초기 반응(pyrotechnic initial conversion)하에서 일어나는,
   방법.
4. 제3항에 있어서,
   상기 불꽃 초기 변환은 발열 화학 후속 반응(exothermic chemical subsequent reaction) 하에서 불꽃 트랜스퍼 전환(pyrotechnic transfer conversion)을 야기하는,
   방법.
5. 제4항에 있어서,
   상기 불꽃 분리 장치(3)를 트리거(triggering)하기 위한 상기 불꽃 트랜스퍼 전환은 상기 불꽃 분리 장치(3)의 불꽃 점화 전환(pyrotechnic ignition conversion)을 야기하는,
   방법.
6. 전기 에너지를 아웃풋 및/또는 리시브하기 위한 배터리 또는 축전지와 같은 전기 에너지원에 리드된 케이블, 와이어, 전도체 통로 등과 같은 전기 라인(5)을 분리하기 위한 불꽃 분리 장치(3)에 사전 결정된 불꽃 에너지 아웃풋을 제공하는 시스템(1)으로서,
   상기 전기 에너지원의 온도에 노출되고 사전 결정된 온도에서 불꽃 전환(pyrotechnically convert)하는 불꽃(pyrotechnic) 점화기(igniter; 7) 및 상기 점화기(7)와 커플링되고(coupled) 상기 분리 장치(3)에 커플링 가능하여(couplable), 상기 점화기(7)의 불꽃 전환 동안 방출되는 열을 상기 불꽃 분리 장치(3)로 트랜스퍼(transfer)하도록 구성된 별도의(separate) 불꽃 원격 점화 수단(remote ignition means; 9)을 포함하는,
   시스템(1).
7. 제6항에 있어서,
   상기 원격 점화 수단(9)은 상기 불꽃 분리 장치(3)를 트리거하도록 상기 점화기(7)의 불꽃 전환을 통해 불꽃 전환하도록 조정된 불꽃 물질(pyrotechnic material)을 포함하는,
   시스템(1).
8. 제7항에 있어서,
   상기 원격 점화 수단(9)은 비-전기적으로(non-electrically) 트리거 가능하고, 특히 점화 코드(cord) 또는 점화 호스(hose; 61)로 형성되고, 여기서 특히 상기 점화 호스(61)의 내측면(67)은 불꽃 물질, 특히 5 내지 100 mg/m길이의 범위, 특히 10 내지 85 mg/m길이의 범위 또는 15 내지 70 mg/m길이의 범위의 양의 불꽃 물질로 코팅된,
   시스템(1).
9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 시스템(1) 및 전기 에너지를 아웃풋 및/또는 리시브하기 위한 배터리 또는 축전지와 같은 전기 에너지원에 리드된 케이블, 와이어, 전도체 통로 등과 같은 전기 라인(5)을 분리하기 위한 원격 점화 수단(9)에 커플링 된 불꽃 분리 장치(3)를 포함하는,
   불꽃 분리 시스템(10).
10. 제9항에 있어서,
    상기 불꽃 분리 장치(3)는, 상기 원격 점화 수단(9)에 대하여 실링되어, 특히 배타적으로 상기 점화기(7), 특히 상기 원격 점화 수단(9)의 불꽃 전환 동안 상기 실(seal)이 파괴되는 불꽃 물질을 포함하는 하우징(11)을 포함하는,
    불꽃 분리 시스템(10).
11. 제10항에 있어서,
    상기 실은 상기 불꽃 분리 장치(3)의 트리거 동안 상기 실이 재건(rebuilt)되도록 구성되고, 여기서 특히 상기 실은 체크 밸브(83)에 의해 구현된,
    불꽃 분리 시스템(10).
12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 불꽃 분리 장치(3)는, 상기 전기 라인(5)을 커팅(cutting)하는 컷 메커니즘(cut mechanism; 33) 및 상기 컷 메커니즘(33)을 작동하는 불꽃 드라이브(31)를 포함하고, 상기 컷 메커니즘(33)은 상기 불꽃 드라이브(31)와 연관되어 상기 불꽃 드라이브(31)의 활성화 시 상기 컷 메커니즘(33)이 구동되고, 특히 상기 불꽃 드라이브(31)는 온도의 함수로서 불꽃 전환하는 물질(35)이 장착된,
    불꽃 분리 시스템(10).
13. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 원격 점화 수단(9) 및 상기 불꽃 분리 장치(3) 및/또는 상기 원격 점화 수단(9) 및 상기 점화기(7)는 포스-피팅(force-fitting), 폼-피팅(form-fitting) 및/또는 재료-피팅(material-fitting) 방법으로 서로 커플링 된,
    불꽃 분리 시스템(10).
14. 불꽃 원격 점화 시스템(100)으로서, 배터리 또는 축전지와 같은 전기 에너지원과 연관된 복수의 불꽃 온도 센서(pyrotechnic temperature sensors; 101) 또는 전기 에너지를 전달하는 통상적인 전기 라인(5)에 연결된 복수의 전기 에너지원, 및 전기 에너지를 아웃풋 및/또는 리시브하기 위한 전기 에너지원에 리드된 케이블, 와이어, 전도체 통로 등과 같은 전기 라인(5)과 연관된, 상기 불꽃 온도 센서(101)와 공간적으로 분리된, 불꽃 분리 장치(3)를 포함하고, 상기 불꽃 분리 장치(3)는 원격 점화 수단(9)에 의해 상기 불꽃 온도 센서(101)와 커플링되어, 상기 불꽃 분리 장치(3)는 상기 원격 점화 수단(9)과 연관된 불꽃 온도 센서(101)가 트리거 할 때 상기 원격 점화 수단(9) 중 하나에 의해 활성화되는,
    원격 점화 시스템(100).
15. 제14항에 있어서,
    제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 시스템(1) 및/또는 제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 불꽃 분리 시스템(10) 중 하나 이상을 포함하는,
    원격 점화 시스템(100).