WO2017209385A1 - 전선 배관 및 케이블의 화재 보호용 돌기형 내화구조체 - Google Patents

전선 배관 및 케이블의 화재 보호용 돌기형 내화구조체 Download PDF

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WO2017209385A1
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cable
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cables
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이재걸
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주식회사 광운기술
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    • B32B2307/306—Resistant to heat
    • B32B2307/3065—Flame resistant or retardant, fire resistant or retardant

Definitions

  • the present invention relates to a projection type fireproof structure for protecting wire piping and cables from fire, and more specifically, heat, flames and fire facilities such as electrical, telecommunications, fire-fighting cables installed in facilities such as buildings and tunnels.
  • the present invention relates to a fireproof projection structure for fire protection of an electric wire pipe and a cable, which is installed to surround the electric wire pipe or a cable to protect against smoke, and can safely protect the electric wire pipe and the cable while expanding by heat during a fire.
  • cables sensitive to temperature changes such as electric cables or heat sinks
  • cables sensitive to temperature changes are important to dissipate heat to the outside.
  • the ability to dissipate heat to the outside is significantly reduced, which significantly reduces the electrical performance of the cable. there is a problem.
  • Fire protection projection type fire resistant structure of the electric wire piping and cable according to the present invention for achieving the above object is installed so as to surround the electric wire piping or cable in which the electric cable for communication or power is installed, the electric wire piping and cable from fire
  • a fire protection structure for protecting wire piping and cables wherein the fire protection structure is formed of a heat-expandable resin that is expanded by heat during a fire and is formed in an open tube form at both ends to surround the outside of the wire piping or cable, A fireproof cover having pores formed therethrough; A plurality of expansion ribs formed of the same thermally expandable resin as the fireproof cover and protrude on the outer surface of the fireproof cover and arranged between the vent holes to thermally expand before the fire cover by heat in case of fire to close the vent holes. It characterized by including.
  • the fireproof structure of the present invention is caused by fire on the expansion ribs protruding outward. Since the heat reaches and expands first, the fire is blocked from a long distance from the object to be protected, and compared with the fireproof structure of the same thickness, the expansion rib is first thermally expanded on the outer surface of the fireproof cover, so that the entire plane is formed without a protruding portion. There is an effect that can ensure the heat shield thickness of several times to several tens of times than the conventional flat refractory structure.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the fire-resistant projection of the fire protection structure of the wire pipe and cable according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating an example in which the protrusion type fire resistant structure of FIG. 1 is installed outside the wire pipe or the cable.
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating an example in which the protrusion type fire resistant structure of FIG. 1 is installed outside the wire pipe or the cable.
  • FIG 3 is a cross-sectional view showing a state in which the projection fireproof structure of Figure 1 is installed in the wire pipe or cable.
  • Figure 4 is a perspective view showing a fire-resistant projection of fire protection structure of the wire pipe and cable according to another embodiment of the present invention.
  • the projection type fire resistant structure 1 is made of a heat-expandable resin that is expanded by heat during a fire and is installed so as to surround the outside of the electric wire piping or the cable (C). It consists of a fireproof cover 10 and a plurality of expansion ribs 20 are formed to protrude on the outer surface of the fireproof cover 10.
  • the wire pipe is a pipe made of a resin material in which one or two or more electric cables are installed, and the cable means an electric cable in which a conductive metal wire is covered with an insulating resin.
  • the fireproof cover 10 has a tube shape with both ends open, and a plurality of vent holes 11 pass through the surface of the fireproof cover 10 so that air can pass freely into the inner and outer spaces of the fireproof cover 10. It is formed.
  • the vent 11 is preferably arranged at regular intervals in the form of a grid on the fireproof cover (10).
  • the vent 11 is in the form of a long hole, but may have any of various shapes such as a polygonal shape such as a circle, an ellipse, and a rectangle.
  • the vent hole 11 has a width of 2 to 10 mm, a length of 3 to 30 mm, and an interval of about 3 to 10 mm, but is not limited thereto.
  • the fireproof cover 10 is made of a flexible heat-expandable resin material, so that the round shape is rolled, and the ends of the fireproof cover 10 may be connected to each other to form a tube, in which case the fireproof cover 10
  • Each end of the fireproof cover 10 may be fixed to each other by inserting a 'U'-type clip 40 into a plurality of expansion ribs 20 formed at both ends of each other.
  • the round cover may be rolled and the band-shaped band may be combined to maintain the tube shape without expanding the fireproof cover 10.
  • the fireproof cover 10 has a diameter larger than the diameter of the electric wire pipe or the cable (C), but may be installed in close contact with the outer surface of the electric wire pipe or the cable (C), the inner surface and the electric wire pipe or Spacer between inner surface of fireproof cover 10 and wire piping or outer surface of cable C to form a passage through which air flows between the outer surface of cable C and to minimize the influence of electricity flowing through the electrical cable. 50 may be installed.
  • the spacer 50 has an opening 51 through which an electric wire pipe or a cable C passes, and a plurality of cutting grooves 52 are formed at regular intervals along the circumferential direction on the outer side of the opening 51. It consists of an array of discs.
  • the spacer 50 may be made of a plastic material such as plastic, rubber, silicone, or the like, or may be made of the same thermally expandable resin as the fireproof cover 10.
  • the expansion rib 20 is formed of the same thermally expansible resin material as the fireproof cover 10 and integrally formed on the outer surface of the fireproof cover 10, and expands the ventilation hole 11 while thermally expanding before the fireproof cover 10 when a fire occurs. It protects the cable (C) from fire by blocking it. That is, since the expansion rib 20 protrudes outward on the outer surface of the fireproof cover 10, when the fire occurs, the heat reaches the expansion rib 20 earlier than the fireproof cover 10 so that the expansion rib 20 is first 1. While expanding in the air, the vent hole 11 is closed to prevent heat, flame, and gas from entering the inner space of the refractory structure 1 through the vent hole 11.
  • the expansion rib 20 is integrally injection molded together with the fireproof cover 10 when injection molding the fireproof cover 10 as the same thermally expandable resin as the fireproof cover 10.
  • the expansion rib 20 may be formed in a plurality of protrusions are arranged at a predetermined interval, but is formed in the form of an elongated strip extending in one direction between the vent holes 11 as in this embodiment. desirable.
  • the expansion ribs 20 are arranged at regular intervals while having a strip shape extending in one direction between the ventilation holes 11 arranged in a lattice form, the expansion ribs 20 are formed of the fireproof cover 10. Arranged at regular intervals along the circumferential direction, it is possible to quickly block the air vent 11 while expanding in the lateral direction (circumferential direction) in case of fire.
  • the height of the expansion rib 20 is suitable about 0.5 to 3 times the length of the vent hole 11, the width is suitable to about 0.5 to 3 times the vent hole 11, but is not limited thereto.
  • Such a fire-resistant structure 1 of the present invention is installed to cover the outside of the wire pipe and cable (C) to ensure air permeability by allowing the air to flow in and out through the air vent 11 in general It protects the pipes and cables (C) from external shocks and prevents damage caused by contact with external objects.In case of fire, the pipes and cables (C) can be protected from fire by expanding by heat. have.
  • the fireproof cover 10 and the expansion ribs 20 constituting the fireproof structure 1 of the present invention may be made by injection molding a heat-expandable resin, and the heat-expandable resin is sugar (Sucrose) and phosphoric acid (Phosphoric Acid) It can be made by mixing the sugar phosphate caramel and the expanded graphite and dispersant, isocyanate, polyol produced by the sugar phosphate decomposition reaction.
  • the synthetic resin or natural resin such as isocyanate, silicone, polyol, rubber, etc. may be used to gradually block and flame-proof performance according to the temperature at the time of fire, inorganic expansion type flame retardant, phosphorus flame retardant, and ammonium polyphosphate (APP).
  • APP ammonium polyphosphate
  • it may be made by mixing one or two or more selected from melamine phosphate (MPP), inorganic hydroxide flame retardant, boric acid flame retardant, silicic acid or carbonic acid flame retardant.
  • the heat-expandable resin based on 100 parts by weight of synthetic resin or natural resin, 5 to 30 parts by weight of inorganic expansion flame retardant, 10 to 30 parts by weight of phosphorus flame retardant, polyammonium phosphate (APP) or polyphosphate melamine ( MPP) 10-30 parts by weight, inorganic hydroxide-based flame retardant 10-30 parts by weight, boric acid-based flame retardant 10-20 parts by weight, silicic acid-based or carbonic acid-based flame retardant 10-30 parts by weight selected from the synthetic resin or It is made by mixing with natural resin.
  • inorganic expansion flame retardant 10 to 30 parts by weight of phosphorus flame retardant, polyammonium phosphate (APP) or polyphosphate melamine ( MPP) 10-30 parts by weight, inorganic hydroxide-based flame retardant 10-30 parts by weight, boric acid-based flame retardant 10-20 parts by weight, silicic acid-based or carbonic acid-based flame retardant 10-30 parts by weight selected from the synthetic resin or It is made
  • the inorganic expandable flame retardant may be applied to expanded graphite, expanded pearl rock, pearlite, and the like, and is foamed at 150 ° C. to impart fire resistance to an initial fire.
  • Phosphorus-based flame retardants are non-expandable flame retardants, such as red, phosphates, phosphine oxides, phosphine oxide diols, phosphites, phosphonates, and the like.
  • Phosphoric acid (OH) and hydrogen (H) are used to maximize fires at temperatures below 300 ° C.
  • H 3 PO 4 absorbs hydrocarbons and hydrogen to suppress fire diffusion, and the non-expandable phosphorus-based flame retardant fills the voids in the heat shield layer weakened by hot air flow to prevent mold collapse.
  • the polyammonium phosphate (APP) or poly melamine phosphate (MPP) acts to prevent the scattering of the previously expanded inorganic swelling flame retardant, and the inorganic swelling flame retardant does not foam at once, but foamed in a layer like a sirutte, making it solid Acts to form a heat shield layer.
  • the inorganic hydroxide flame retardant may be used, for example, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, etc., and serves to prevent the collapse of the hard heat shield layer by cooling by emitting water molecules by heat at 500 °C or less.
  • Boric acid-based flame retardants operate at temperatures below 750 ° C., which help to maintain a tight thermal barrier for long periods from subsequent fires.
  • boric acid-based flame retardant borate, ammonium borate and the like can be used.
  • the silicic acid-based or carbonate-based flame retardant may expand at 1000 ° C. or less to perform a heat shielding function.
  • silicate-based flame retardant potassium silicate, magnesium silicate, or the like may be used
  • carbonate-based flame retardant potassium carbonate, calcium carbonate, or the like may be used. have.
  • the heat shielding and flame-proofing mechanism of the fire resistant structure 1 prevents the inorganic expansion system from blocking the air vents 11 and forms an expansion shielding layer at the beginning of the fire, and prevents the expandable phosphorus-based flame retardant from scattering the inorganic expansion-based flame retardant.
  • the inorganic layer-based flame retardant protects the formed heat shield layer by releasing water molecules, and prevents the non-expandable phosphorus-based flame retardant from filling up the pores to break up the heat shield layer weakened by continuous heat flow. Carbonated flame retardant is a mechanism to protect.
  • the fire resistant structure 1 of the present invention may be configured to surround the outside of a single wire pipe or cable C as described above, but as shown in another embodiment in FIG. 4, a plurality of wire pipes or cables C are shown. It may be protected while simultaneously surrounding the outside of the.
  • reference numeral 62 denotes a cable crete made of an insulating resin material which supports the cable C spaced apart from the support bracket 61 of the facility.
  • the cable was installed in a vertical tray, a method of flame retardant test of KEPCO, and the vertical fire test was carried out by mounting the protrusion type fireproof structure according to the present invention on the outer surface of the cable and heating it at 860 ° C. for 20 minutes (tested by the Korea Electrical Research Institute). In addition, it has been proven that cables can be safely protected even in a chimney structure that is most vulnerable to fire.
  • the refractory structure consisting of a fireproof cover 10 (comparative example) having a smooth plane without protrusions such as the expansion rib 20, and the expansion rib 20 is formed on the outer surface of the fireproof cover 10 of the present invention Fire resistance was tested by spraying a flame with a torch on the fire resistant structure (Example).
  • the comparative example and the example were made of the same thermally expandable resin.
  • the fire resistant structure of the comparative example without protrusions receives the flame in the plane during the fire, so the area where the flame is concentrated does not overcome the thermal stress and cracked like a dry paddy.
  • the planar refractory structure of the comparative example rapidly rises in the thermocouple and breaks the thermocouple, whereas the protrusion refractory structure of the present invention The temperature of the thermocouple slowly rises and it is confirmed that there is a property of securing the back temperature.

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Abstract

본 발명은 전선 배관 및 케이블의 돌기형 내화구조체에 관한 것으로, 통신 또는 전력용의 전기 케이블이 내설된 전선 배관 또는 케이블을 둘러싸도록 설치되어 화재로부터 전선 배관 및 케이블을 보호하는 전선 배관 및 케이블의 화재 보호용 내화구조체에 있어서, 화재시 열에 의해 팽창하는 열팽창성 수지로 이루어지며 양단부가 개방된 튜브 형태로 되어 전선 배관 또는 케이블의 외측을 둘러싸도록 설치되며 복수의 통기공이 관통되게 형성되어 있는 내화커버와, 내화커버와 동일한 열팽창성 수지로 되어 내화커버의 외면에 돌출되게 형성되며 통기공의 사이사이에 배열되어 화재시 열에 의해 내화커버보다 먼저 열팽창하여 상기 통기공을 폐쇄하는 복수개의 팽창리브를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전선 배관 및 케이블의 화재 보호용 돌기형 내화구조체
본 발명은 전선 배관 및 케이블을 화재로부터 보호하기 위한 돌기형 내화구조체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 건축물과 터널 등의 시설물에 설치되는 전기, 통신, 소방용 케이블 등 열에 약한 시설물을 화재시 열과, 화염, 연기로부터 보호하기 하여 전선 배관 또는 케이블을 둘러싸도록 설치되어, 화재시 열에 의해 팽창하면서 전선 배관 및 케이블을 안전하게 보호할 수 있는 전선 배관 및 케이블의 화재 보호용 돌기형 내화구조체에 관한 것이다.
현재 대부분의 건물과 각종 시설물에는 여러 가지 배관과 전기 케이블이 필수적으로 필요하다. 이러한 전선 배관과 케이블 들은 플라스틱 및 고무 등의 가연성 소재로 만들어지는 경우가 많고, 종류에 따라 매우 다양한 형상을 가지고 있다.
이러한 플라스틱 및 고무 등의 가연성 소재로 된 전선 배관 및 케이블은 대부분 물리적 성질 때문에 화재시 내열온도가 100℃ ~ 150℃정도 되면 형태가 붕괴되고, 250℃ ~ 350℃에 이르면 착화되어 유독가스와 극심한 화염을 초래하고 이를 통해 연접된 시설물의 화재로 확산된다.
따라서 종래에는 전선 배관 및 케이블의 소재를 불연성 또는 난연성 소재로 제작하는 방안이 강구되고 있으나, 모든 전선 배관 및 케이블을 불연성 또는 난연성 소재로 대체하는 것은 매우 많은 비용을 필요로 하므로 한정적으로 적용되고 있는 실정이다.
이에 전선 배관 및 케이블의 외면을 난연성 또는 불연성 소재의 내화구조체로 감싸는 방안이 제시되고 있지만 종래의 내화구조체는 통기성 확보가 어려워 발열 현상을 최소화해야 하는 전기 케이블 등에 적용하기 어렵고, 화재에 견디는 정도도 한계가 있다.
특히 전기 케이블이나 방열관과 같이 온도 변화에 민감한 케이블은 열을 외부로 발산하는 것이 중요한데, 내화구조체로 케이블을 감싸게 되면 열을 외부로 발산하는 능력이 현저히 저하되어 케이블의 전기적 성능을 현저하게 저하시키는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 시설물의 전선 배관 및 케이블의 외측을 둘러싸도록 설치되어 화재 발생시 고온의 열에 의해 팽창하면서 전선 배관 및 케이블을 보호할 수 있으며, 평상시에는 통기성 확보가 용이하여 열에 민감한 케이블의 성능 저하를 방지할 수 있는 돌기형 내화구조체를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전선 배관 및 케이블의 화재 보호용 돌기형 내화구조체는, 통신 또는 전력용의 전기 케이블이 내설된 전선 배관 또는 케이블을 둘러싸도록 설치되어 화재로부터 전선 배관 및 케이블을 보호하는 전선 배관 및 케이블의 화재 보호용 내화구조체에 있어서, 화재시 열에 의해 팽창하는 열팽창성 수지로 이루어지며 양단부가 개방된 튜브 형태로 되어 전선 배관 또는 케이블의 외측을 둘러싸도록 설치되며, 복수의 통기공이 관통되게 형성되어 있는 내화커버와; 상기 내화커버와 동일한 열팽창성 수지로 되어 내화커버의 외면에 돌출되게 형성되며, 상기 통기공의 사이사이에 배열되어, 화재시 열에 의해 내화커버보다 먼저 열팽창하여 상기 통기공을 폐쇄하는 복수개의 팽창리브;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 돌기형 내화구조체는 전선 배관 및 케이블의 외측을 둘러싸도록 설치되어, 평상시에는 전선 배관 및 케이블을 외부의 충격으로부터 보호하고 외부 물체와의 접촉에 의한 손상을 방지하는 기능을 수행함과 동시에 통기성을 확보할 수 있는 구조로 이루어져 열 방출이 중요한 케이블이 평상시에 열로 인해 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있으며, 화재시에는 내화구조체가 고온의 열에 의해 팽창하여 전선 배관 및 케이블을 화재로부터 안전하게 보호할 수 있는 효과가 있다.
특히 본 발명의 내화구조체는 외측으로 돌출된 팽창리브가 평면으로 이루어진 내화커버보다 먼저 팽창하여 통기공을 폐쇄하므로 화염이나 열이 통기공을 통해 내화구조체의 내측으로 유입되는 것을 최소화할 수 있다.
아울러 팽창리브를 갖는 본 발명의 내화구조체와 돌출된 부분 없이 전체가 평면으로 이루어진 종래의 평판형 내화구조체를 동일한 두께를 설치하였을 때, 본 발명의 내화구조체는 외측으로 돌출된 팽창리브에 화재에 의한 열이 먼저 도달하여 팽창하게 되므로 화재를 피보호물로부터 먼 거리에서부터 차단시키고, 또한 동일한 두께의 내화구조체와 비교하여 팽창리브가 내화커버의 외면에서 먼저 열 팽창하게 되므로 돌출된 부분 없이 전체가 평면으로 이루어진 종래의 평판형 내화구조체 보다 수배 ~ 수십배의 차열 두께를 확보할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전선 배관 및 케이블의 화재 보호용 돌기형 내화구조체를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 돌기형 내화구조체가 전선 배관 또는 케이블의 외측에 설치된 예를 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 1의 돌기형 내화구조체가 전선 배관 또는 케이블에 설치된 상태를 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전선 배관 및 케이블의 화재 보호용 돌기형 내화구조체를 나타낸 사시도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전선 배관 및 케이블의 화재 보호용 돌기형 내화구조체의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 돌기형 내화구조체(1)는, 화재시 열에 의해 팽창하는 열팽창성 수지로 이루어져 전선 배관 또는 케이블(C)의 외측을 둘러싸도록 설치되는 내화커버(10)와, 상기 내화커버(10)의 외면에 돌출되게 형성되어 있는 복수개의 팽창리브(20)를 포함한 구성으로 이루어진다.
여기서 전선 배관이라 함은 하나 또는 2개 이상의 전기 케이블이 내설되어 있는 수지 재질의 배관이고, 케이블은 도전성의 금속 전선이 절연성 수지에 의해 피복된 전기 케이블을 의미한다.
상기 내화커버(10)는 양단이 개방된 튜브 형태를 가지며, 내화커버(10)의 면을 통해 내화커버(10) 내외측 공간으로 공기가 자유롭게 통과할 수 있도록 복수개의 통기공(11)이 관통되게 형성되어 있다. 상기 통기공(11)은 내화커버(10)에 격자 형태로 일정한 간격을 두고 배열되는 것이 바람직하다. 이 실시예에서 상기 통기공(11)의 형태는 장공형이지만, 이외에도 원형이나 타원형, 사각형 등의 다각형 형태 등 임의의 다양한 형태를 가질 수 있다. 상기 통기공(11)의 폭은 2~10㎜, 길이는 3~30㎜, 간격은 3~10㎜ 정도가 적당하지만 이에 한정하지는 않는다.
상기 내화커버(10)는 플렉시블(flexible)한 열팽창성 수지 재질로 이루어지므로 평판 형태로 만들어진 것을 둥글게 말고, 서로 만나는 양 끝단을 서로 연결하여 튜브 형태로 만들 수 있는데, 이 때 상기 내화커버(10)의 서로 만나는 양 끝단에 각각 형성되어 있는 복수의 팽창리브(20)에 'U'형의 클립(40)을 끼워서 내화커버(10)의 양 끝단을 서로 고정할 수 있다. 또는 평판 형태로 된 것을 둥글게 말고 띠 형태의 밴드를 결합하여 내화커버(10)가 펼쳐지지 않고 튜브 형태를 유지하게 할 수도 있을 것이다.
상기 내화커버(10)는 전선 배관 또는 케이블(C)의 직경보다 큰 직경을 가지며, 전선 배관 또는 케이블(C)의 외면에 밀착되게 설치될 수도 있지만, 내화커버(10)의 내면과 전선 배관 또는 케이블(C)의 외면 사이에 공기가 유동하는 통로를 형성하고 전기 케이블에 흐르는 전기에 의한 영향을 최소화할 수 있도록 내화커버(10)의 내면과 전선 배관 또는 케이블(C)의 외면 사이에 간격재(50)가 설치될 수 있다.
상기 간격재(50)는 중심부에 전선 배관 또는 케이블(C)이 통과하는 개구부(51)가 형성되고, 이 개구부(51)의 외측에 복수의 절개홈(52)이 원주방향을 따라 일정 간격으로 배열된 원반형으로 이루어진다. 상기 간격재(50)는 플라스틱 또는 고무, 실리콘 등의 수지 재질로 이루어질 수 있으나, 내화커버(10)와 동일한 열팽창성 수지로 이루어질 수도 있다.
상기 팽창리브(20)는 상기 내화커버(10)와 동일한 열팽창성 수지 재질로서 내화커버(10)의 외면에 일체로 형성되어, 화재 발생시 내화커버(10) 보다 먼저 열팽창하면서 통기공(11)을 막아 케이블(C)을 화재로부터 보호하는 작용을 한다. 즉, 상기 팽창리브(20)는 내화커버(10)의 외면에 외측으로 돌출되어 있기 때문에 화재 발생시 내화커버(10)보다 팽창리브(20)에 먼저 열이 도달하여 팽창리브(20)가 먼저 1차적으로 팽창하면서 통기공(11)을 폐쇄하여 통기공(11)을 통해 열과 화염, 가스가 내화구조체(1)의 내측 공간으로 유입되는 것을 방지한다.
상기 팽창리브(20)는 내화커버(10)와 동일한 열팽창성 수지로서 내화커버(10)를 사출 성형할 때 내화커버(10)와 함께 일체로 사출 성형된다. 상기 팽창리브(20)는 복수의 돌기 형태로 된 것이 일정 간격으로 배열되어 구성될 수 있지만, 이 실시예에서와 같이 통기공(11)의 사이사이에 일방향으로 연장된 기다란 띠 형태로 형성되는 것이 바람직하다.
이와 같이 팽창리브(20)가 격자 형태로 배열된 통기공(11) 사이사이에 일방향으로 연장된 띠 형태를 가지면서 서로 일정 간격으로 배열될 경우, 팽창리브(20)가 내화커버(10)의 원주방향을 따라 일정 간격으로 배열되어 화재시 측방향(원주방향)으로 팽창하면서 통기공(11)을 신속하게 막을 수 있다.
상기 팽창리브(20)의 높이는 상기 통기공(11)의 길이의 약 0.5배 ~ 3배 정도가 적당하고, 폭은 통기공(11)의 0.5배 ~ 3배 정도가 적당하지만 이에 한정하지는 않는다.
이와 같은 본 발명의 내화구조체(1)는 전선 배관 및 케이블(C)의 외측을 덮도록 설치되어 평상시에는 통기공(11)을 통해 공기가 내외측으로 유동할 수 있게 함으로써 통기성을 확보함과 더불어 전선 배관 및 케이블(C)을 외부의 충격으로부터 보호하고 외부 물체와의 접촉에 의한 손상을 방지하는 기능을 수행하며, 화재시에는 열에 의해 팽창하여 전선 배관 및 케이블(C)을 화재로부터 안전하게 보호할 수 있다.
본 발명의 내화구조체(1)를 구성하는 내화커버(10)와 팽창리브(20)는 열팽창성 수지를 사출 성형하여 만들어질 수 있는데, 상기 열팽창성 수지는 설탕(Sucrose)과 인산(Phosphoric Acid)을 혼합하여 설탕가인산분해 반응시켜 만들어진 설탕인산캐러멜과, 팽창흑연과 분산제, 이소시아네이트, 폴리올을 혼합하여 만들어질 수 있다.
또는 이와 다르게 화재 시의 온도에 따라 단계적으로 차열 및 차염 성능을 발휘할 수 있도록 이소시아네이트, 실리콘, 폴리올, 고무 등의 합성수지 또는 천연수지에, 무기 팽창계 난연제와, 인계 난연제와, 폴리인산암모늄(APP) 또는 폴리인산멜라민(MPP)와, 무기 수산화계 난연제와, 붕산계 난연제와, 규산계 또는 탄산계 난연제로부터 선택된 하나 또는 둘 이상을 혼합하여 만들어질 수 있다.
바람직하기로 상기 열팽창성 수지는, 합성수지 또는 천연수지 100 중량부를 기준으로, 무기 팽창계 난연제 5~30 중량부와, 인계 난연제 10~30 중량부와, 폴리인산암모늄(APP) 또는 폴리인산멜라민(MPP) 10~30 중량부와, 무기 수산화계 난연제10~30 중량부와, 붕산계 난연제 10~20 중량부와, 규산계 또는 탄산계 난연제 10~30 중량부로부터 선택된 하나 또는 둘 이상을 합성수지 또는 천연수지에 혼합하여 만들어진다.
상기 열팽창성 수지의 성분 중, 무기 팽창계 난연제는 팽창흑연, 팽창진주암, 펄라이트 등을 적용할 수 있으며, 150℃에서 발포하여 초기 화재에 대한 내화성을 부여한다. 그리고, 인계 난연제는 비팽창성 난연제로서, 적인, phosphates, phosphine oxide, phosphine oxide diols, phosphites, phosphonates 등을 사용할 수 있으며, 300℃ 이하에서 화재를 극대화시키는 탄화수소(OH)와 수소(H)를 인산(H3PO4)이 탄화수소와 수소를 흡수하여 화재 확산을 억제하고, 열기류에 의해 약해진 차열층을 비팽창성 인계 난연제가 공극을 메워 형붕괴를 방지한다.
상기 폴리인산암모늄(APP) 또는 폴리인산멜라민(MPP)은 앞서 팽창한 무기 팽창계 난연제의 비산을 방지하는 작용을 하며, 무기 팽창계 난연제가 한꺼번에 발포하지 않고 마치 시루떡처럼 층을 이루어 발포하여 견고한 차화 차열 층을 형성하는 작용을 한다.
상기 무기 수산화계 난연제는 예를 들어 수산화알루미늄, 수산화마그네슘 등을 사용할 수 있으며, 500℃ 이하에서 열에 의해 물분자를 방출하여 냉각 작용을 함으로써 단단한 차열층의 붕괴를 방지하는 작용을 한다.
붕산계 난연제는 750℃ 이하의 온도에서 작용하는데, 이후의 지속적인 화재로부터 장기간동안 단단한 차열층을 유지할 수 있도록 하는 작용을 한다. 상기 붕산계 난연제로는 붕산염, 붕산암모늄 등을 사용할 수 있다.
상기 규산계 또는 탄산계 난연제는 1000℃ 이하에서 팽창하여 차열 기능을 수행하는데, 규산계 난연제로는 규산칼륨, 규산마그네슘 등을 사용할 수 있고, 탄산계 난연제로는 탄산칼륨, 탄산칼슘 등을 사용할 수 있다.
이러한 본 발명에 따른 내화구조체(1)의 차열,차염 메커니즘은 화재 발생 초기에 무기 팽창계가 통기공(11)을 막고 팽창 차열층을 형성하고, 팽창성 인계 난연제가 무기 팽창계 난연제를 비산되지 않도록 하고, 이후 형성된 차열층을 무기 수산화계 난연제가 물분자를 방출하여 보호하고, 이후 계속된 열기류에 약해진 차열층을 비팽창성 인계 난연제가 공극을 메워서 부숴지지 않도록 하며, 이후 지속된 화염을 규산계 또는 탄산계 난연제가 지켜내는 메커니즘이다.
본 발명의 내화구조체(1)는 전술한 것처럼 단일한 전선 배관 또는 케이블(C)의외측을 둘러싸게 구성될 수도 있지만, 도 4에 다른 실시예로 나타낸 것과 같이 복수의 전선 배관 또는 케이블(C)의 외측을 동시에 둘러싸면서 보호할 수도 있을 것이다. 도 4에서 도면부호 62는 케이블(C)을 시설물의 지지브라켓(61)에 대해 이격시켜 지지하는 절연성 수지 재질의 케이블크리트이다.
한국전력의 난연시험 방법인 수직트레이에 케이블을 설치하고 케이블의 외면에 본 발명에 따른 돌기형 내화구조체를 장착하고 860℃에서 20분간 가열하여 수직 화재 시험을 수행(한국전기연구원에서 시험)한 결과, 화재에 가장 취약한 굴뚝 구조에서도 안전하게 케이블을 보호할 수 있음이 입증되었다.
또한 팽창리브(20)와 같은 돌기가 없이 매끈한 평면을 갖는 내화커버(10)(비교예)로만 이루어진 내화구조체와, 내화커버(10)의 외면에 팽창리브(20)가 형성되어 있는 본 발명의 내화구조체(실시예)에 토치로 화염을 분사하여 내화성을 시험하였다. 상기 비교예와 실시예는 동일한 열팽창성 수지로 만들어졌다.
그 결과, 화재에 대한 내화 시험에서 돌기가 없는 비교예의 내화구조체는 화재 시 화염을 받는 부분이 평면으로 받기 때문에 화염이 집중되는 부분은 열응력을 이겨 내지 못하고 마른 논 처럼 균열이 생겨 갈라졌다.
반면에 팽창리브(20)가 내화커버(10)의 외측으로 돌출된 실시예는, 화염이 팽창리브(20)와 부딛쳐 분산되기 때문에 통기공(11)이 뚫려 있어도 초기에 화염이 내화구조체(1) 내측으로 유입되는 것을 근복적으로 차단할 수 있고, 팽창리브(20)로 인해 화염이 내화커버(10)의 일부분에 집중되지 않고 분산되어 열응력을 넓은 면적에 걸쳐 분산시키므로 동일한 두께로 피 보호물을 화재로부터 안전하게 보호할 수 있는 것으로 확인되었다.
또한 비교예의 평면형 내화구조체와 본 발명의 돌기형 내화구조체를 열전대를 통해 이면온도를 측정한 결과, 비교예의 평면형 내화구조체는 급속도로 열전대가 상승하다가 열전대가 파손된 반면, 본 발명의 돌기형 내화구조체는 천천히 열전대의 온도가 올라가다가 일정하게 유지되는 이면온도 확보 특성이 있음을 확인하였다.
이상에서 본 발명은 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연하며, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.

Claims (8)

  1. 통신 또는 전력용의 전기 케이블이 내설된 전선 배관 또는 케이블을 둘러싸도록 설치되어 화재로부터 전선 배관 및 케이블을 보호하는 전선 배관 및 케이블의 화재 보호용 내화구조체에 있어서,
    화재시 열에 의해 팽창하는 열팽창성 수지로 이루어지며 양단부가 개방된 튜브 형태로 되어 전선 배관 또는 케이블의 외측을 둘러싸도록 설치되며, 복수의 통기공이 관통되게 형성되어 있는 내화커버와;
    상기 내화커버와 동일한 열팽창성 수지로 되어 내화커버의 외면에 돌출되게 형성되며, 상기 통기공의 사이사이에 배열되어, 화재시 열에 의해 내화커버보다 먼저 열팽창하여 상기 통기공을 폐쇄하는 복수개의 팽창리브;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전선 배관 및 케이블의 화재 보호용 돌기형 내화구조체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 내화커버의 내면과 전선 배관 또는 케이블의 외면 사이에 설치되어 내화커버의 내면을 전선 배관 또는 케이블의 외면으로부터 일정 거리 이격시키는 절연성 수지 재질의 간격재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전선 배관 및 케이블의 화재 보호용 돌기형 내화구조체.
  3. 제2항에 있어서, 상기 간격재는 중심부에 전선 배관 또는 케이블이 통과하는 개구부가 형성되고, 상기 개구부의 외측에 복수의 절개홈이 원주방향을 따라 일정 간격으로 배열된 원반형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전선 배관 및 케이블의 화재 보호용 돌기형 내화구조체.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 간격재는 내화커버 및 팽창리브와 동일한 열팽창성 수지로 된 것을 특징으로 하는 전선 배관 및 케이블의 화재 보호용 돌기형 내화구조체.
  5. 제1항에 있어서, 상기 내화커버는 평판형으로 된 것을 말아서 튜브 형태로 만든 다음, 내화커버의 서로 만나는 양 끝단을 'U'자형 클립을 끼워서 결합시키거나 내화커버의 외면에 띠 형태의 밴드를 결합하여 튜브 형태를 유지하게 한 것을 특징으로 하는 전선 배관 및 케이블의 화재 보호용 돌기형 내화구조체.
  6. 제1항에 있어서, 상기 통기공은 상기 내화커버에 격자 구조로 배열되고, 상기 팽창리브는 상기 내화커버의 상기 통기공의 사이사이에 일방향으로 연장되게 형성된 띠 형태로 된 것을 특징으로 하는 전선 배관 및 케이블의 화재 보호용 돌기형 내화구조체.
  7. 제1항에 있어서, 상기 열팽창성 수지는, 합성수지 또는 천연수지에, 무기 팽창계 난연제와, 인계 난연제와, 폴리인산암모늄(APP) 또는 폴리인산멜라민(MPP)와, 무기 수산화계 난연제와, 붕산계 난연제와, 규산계 또는 탄산계 난연제로부터 선택된 하나 또는 둘 이상을 혼합하여서 이루어진 것을 특징으로 하는 전선 배관 및 케이블의 화재 보호용 돌기형 내화구조체.
  8. 제1항에 있어서, 상기 열팽창성 수지는, 합성수지 또는 천연수지 100 중량부를 기준으로, 무기 팽창계 난연제 5~30 중량부와, 인계 난연제 10~30 중량부와, 폴리인산암모늄(APP) 또는 폴리인산멜라민(MPP) 10~30 중량부와, 무기 수산화계 난연제10~30 중량부와, 붕산계 난연제 10~20 중량부와, 규산계 또는 탄산계 난연제 10~30 중량부로부터 선택된 하나 또는 둘 이상을 합성수지 또는 천연수지에 혼합하여서 이루어진 것을 특징으로 하는 전선 배관 및 케이블의 화재 보호용 돌기형 내화구조체.
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