WO2017209386A1 - 케이블 트레이의 화재 보호용 돌기형 내화구조체 - Google Patents

케이블 트레이의 화재 보호용 돌기형 내화구조체 Download PDF

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WO2017209386A1
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fire
cable tray
fireproof
flame retardant
cover
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PCT/KR2017/003528
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Inventor
이재걸
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주식회사 광운기술
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    • B32B2307/30—Properties of the layers or laminate having particular thermal properties
    • B32B2307/306—Resistant to heat
    • B32B2307/3065—Flame resistant or retardant, fire resistant or retardant

Definitions

  • the present invention relates to a projection type fire-resistant structure for protecting a cable tray from fire, and more particularly, heat, flame, smoke in the event of fire-resistant facilities, such as electrical, telecommunications, fire-fighting cables installed in facilities such as buildings and tunnels. It is installed so as to surround the cable tray is installed to protect from the cable, it is related to the fire-resistant projection fire-resistant structure of the cable tray that can safely protect the cable and the cable tray while expanding by heat in the event of fire.
  • fire-resistant facilities such as electrical, telecommunications, fire-fighting cables installed in facilities such as buildings and tunnels.
  • a typical cable tray has a form in which a steel sheet punched with a plurality of punching holes is bent into a bottom plate and vertical plates on both sides thereof, and cables for communication and power are laid on the bottom plate of the cable tray.
  • the cable installed in the conventional cable tray has an outer sheath of plastic or rubber
  • the outer sheath of plastic or rubber is deformed when the heat resistance temperature is 100 °C ⁇ 150 °C and ignites when it reaches 250 °C ⁇ 350 °C, causing toxic gas and extreme flames and spreading through the fire of connected facilities. .
  • a method of delaying the flame transition time by applying a fire-resistant paint to the cable a method of installing a gas fire extinguishing system in the cable tray, a method of blocking the transition of fire by wrapping the cable tray with a thermo-foamed flame retardant cloth.
  • a method of making a cable sheath a flame retardant material has been developed.
  • the method of installing a gas fire extinguishing system requires a high initial installation cost, requires management after installation, and has a problem of causing injury to humans when gas is released due to malfunction.
  • the flame-retardant cable has the effect of delaying the transition of the fire, but it is difficult to completely block the spread of the fire and there was a problem that the price is not widely used.
  • the method of coating fireproof paint on the surface of the cable or wrapping the cable tray with a flame retardant has a problem of poor workability and does not provide sufficient heat shielding and flame retardant effect, and occurs in the cable because the outer surface of the cable is completely wrapped with a fireproof paint or flame retardant cloth.
  • the cable is sensitive to temperature changes because heat is not released to the outside, which leads to a significant decrease in electrical performance.
  • the present invention is to solve the above problems, an object of the present invention is installed to surround the inner or outer surface of the cable tray in which the cable is installed can protect the cable while expanding by high temperature heat in the event of fire, It is an object of the present invention to provide a projection type fireproof structure that can easily secure breathability and prevent performance degradation of a heat sensitive cable.
  • Fire protection projection fireproof structure of the cable tray according to the present invention for achieving the above object is installed to surround the cable tray in which the electrical cable for communication or power is installed to protect the cable and cable tray from fire
  • the fire protection structure for the fire protection of the tray in the form of a rectangular box made of a thermally expandable resin that expands with heat in the event of fire, is installed to surround the inner or outer surface of the cable tray or the duct on which the cable is installed, A fireproof cover which is formed to penetrate; 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.
  • Protruding fireproof structure of the present invention is installed to surround the inner surface or the outer surface of the cable tray, to protect the cable tray and the cable from the external impact in normal times and to prevent damage by contact with external objects and At the same time, it has a structure that ensures air permeability, and can prevent the performance deterioration of cables that are important for heat dissipation.In case of fire, the fireproof structure expands due to high temperature heat so that the cable tray and cables can be safely protected from fire. There is a protective effect.
  • the refractory structure of the present invention because the expansion rib protruding to the outside expands before the fireproof cover made of a plane to close the vent hole can minimize the inflow of flame or heat into the cable tray through the vent hole.
  • 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 a fire protection protrusion type fire resistant structure of a cable tray according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of an example in which the protrusion type fire resistant structure of FIG. 1 is installed outside the cable tray.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of an example in which the projection fireproof structure of FIG. 1 is installed inside the cable tray.
  • the projection type fire resistant structure 1 is made of a thermally expandable resin that expands with heat in a fire, and the cable tray T or the inside of the duct in which the cable is installed.
  • the fireproof cover 10 is installed to surround the side or the outer surface, and a plurality of expansion ribs 20 are formed to protrude on the outer surface of the fireproof cover 10.
  • FIG. 2 shows an embodiment in which the fire resistant structure 1 of the present invention is installed to surround the outer surface of the cable tray T (or duct)
  • FIG. 3 shows that the fire resistant structure 1 of the present invention is a cable tray T.
  • the embodiment provided so as to surround the inner surface of the (or duct) is shown.
  • the fireproof cover 10 has a rectangular box shape to surround the top and bottom surfaces and both sides of the cable tray T, and a plurality of vent holes 13 are formed to penetrate the air freely. .
  • the vent 13 is preferably arranged at regular intervals in the form of a grid on the fireproof cover (10).
  • the vent hole 13 is in the form of a long hole, but in addition, it may have any of various shapes such as a polygonal shape such as a circle, an ellipse, and a rectangle.
  • the vent hole 13 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 upper surface of the fireproof cover 10 is preferably configured to be detachable for maintenance or replacement of the cable (C) installed in the cable tray (T).
  • the fireproof cover 10 includes a fireproof cover body 11 having a U-shaped cross section which is connected to both side surfaces and a bottom surface (bottom surface) of the cable tray T, and the fireproof cover body 11 is opened. It consists of a flat fire-resistant cover cover 12 is installed to cover the upper surface.
  • the fireproof cover body 11 and the fireproof cover cover 12 may be installed to be fixed together to the cable tray T by a band of bands (not shown).
  • the band may be made of an elastic resin material such as rubber or silicone, but alternatively, the band may be made of a resin having a small elasticity.
  • the expansion rib 20 is formed of the same heat-expandable resin material as the fireproof cover 10 and integrally formed on the outer surface of the fireproof cover 10, so that the air vent 13 is thermally expanded 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 13 is closed to prevent heat, flame, and gas from flowing through the vent hole 13.
  • 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 13 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 13 arranged in a lattice form, the expansion ribs 20 are formed in the fireproof cover 10. Arranged at regular intervals along the width direction, it is possible to quickly block the ventilation hole 13 while expanding in the lateral direction (width direction) during a fire.
  • the height of the expansion rib 20 is suitable about 0.5 to 3 times the length of the vent hole 13, the width is suitable to about 0.5 to 3 times the vent hole 13, but is not limited thereto.
  • the expansion rib 20 contacts the inner surface of the cable tray T while connecting the fireproof cover 10 to the cable. It serves to space a predetermined distance from the inner surface of the tray (T), the cable (C) is installed along the inner bottom surface of the fireproof cover 10 is protected.
  • Such a fireproof structure of the present invention is installed to cover the inner surface or the outer surface of the cable tray (T) to ensure air permeability to pass air in and out of the cable tray (T) in general, as well as cable tray (T) or cable ( It protects C) from external impact and prevents damage caused by contact with external objects. In case of fire, it expands by heat to protect cable (C) from fire.
  • 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.
  • 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 rice cake, making it solid Acts to form a heat shield layer.
  • APP polyammonium phosphate
  • MPP poly melamine phosphate
  • 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 13 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.
  • Fireproof structure of the present invention in which the fireproof structure consisting of a fireproof cover 10 (comparative example) having a smooth plane without protrusions such as the expansion ribs 20, and the expansion ribs 20 formed on the outer surface of the fireproof cover 10 Flame resistance was tested by spraying a torch on the 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 expansion ribs 20 protrude to the outside of the fireproof cover 10 since the flames are dispersed against the expansion ribs 20, even if the vent hole 13 is drilled, the flames are initially in the fireproof structure ( 1) It can block the inflow of the inside in close proximity, and because of the expansion ribs 20, the flame is dispersed without being concentrated on a part of the fireproof cover 10 to distribute the thermal stress over a large area to protect the blood with the same thickness It has been found that water can be safely protected from fire.
  • 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 케이블이 포설되는 케이블 트레이의 내측면 또는 외측면을 둘러싸도록 설치되는 돌기형 내화구조체에 관한 것으로, 본 발명에 따른 케이블 트레이의 화재 보호용 돌기형 내화구조체는, 통신 또는 전력용의 전기 케이블이 포설되는 케이블 트레이를 둘러싸도록 설치되어 화재로부터 케이블 및 케이블 트레이를 보호하는 케이블 트레이의 화재 보호용 내화구조체에 있어서, 화재시 열에 의해 팽창하는 열팽창성 수지로 이루어진 사각형의 박스 형태로 되어 케이블 트레이 또는 케이블이 설치되는 덕트의 내측면 또는 외측면을 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 통기공을 폐쇄하는 복수 개의 팽창리브를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

케이블 트레이의 화재 보호용 돌기형 내화구조체
본 발명은 케이블 트레이를 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 케이블이 설치되는 케이블 트레이를 둘러싸도록 설치되어, 화재시 열에 의해 팽창하면서 케이블 및 케이블 트레이를 안전하게 보호할 수 있는 케이블 트레이의 화재 보호용 돌기형 내화구조체에 관한 것이다.
일반적으로 지하 주차장이나 공동구 천장에는 통신 및 전력용 케이블을 대규모로 설치하기 위하여 케이블 트레이가 매달려 있다. 통상의 케이블 트레이는 다수 개의 펀칭 홀이 천공된 강판을 바닥 판과 그 양측의 수직 판으로 절곡한 형태를 가지며, 케이블 트레이의 바닥판 위에 통신 및 전력용 케이블이 포설된다.
그런데 종래의 케이블 트레이에 설치되는 케이블은 플라스틱이나 고무 등의 외피를 가지기 때문에 화재 발생 시 케이블의 외피를 따라 화재가 번지는 문제가 있다. 외피가 플라스틱이나 고무로 된 케이블은 내열온도가 100℃ ~ 150℃정도 되면 형태가 붕괴되고 250℃ ~ 350℃에 이르면 착화되어 유독가스와 극심한 화염을 초래하고 이를 통해 연접된 시설물의 화재로 확산된다.
또한, 소방방재청 자료에 따르면, 우리나라 전체 화재 중 전기에 의한 화재가 30%를 넘고, 다른 원인으로 화재가 발생한 경우에도 케이블을 통해서 화재가 확산하는 경우가 많은 것으로 보고되고 있다. 특히, 최근에는 케이블 트레이를 다단으로 설치하는 경우가 많은데, 화재 발생 시 상부에서 공급되는 방화수가 하단 케이블 트레이로 배수되지 못해서 화재가 진압이 어려운 문제가 있었다.
이러한 문제를 해결하기 위해서, 종래부터 케이블에 내화도료를 도포하여 화염 전이 시간을 지연하는 방법, 케이블 트레이에 가스소화시스템을 설치하는 방법, 케이블 트레이를 열 발포성 방염포로 감싸서 화재의 전이를 차단하는 방법, 케이블 피복을 난연성 재질로 하는 방법 등이 개발되었다.
그러나, 가스소화시스템을 설치하는 방법은 초기 설치비용이 많이들고 설치 후에도 관리가 필요하며 오작동으로 가스가 분출할 경우 인명피해를 가져오는 문제가 있었다. 또, 난연성 케이블은 화재의 전이를 지연하는 효과는 있으나 화재 확산을 완전히 차단하기 어렵고 가격이 비싸서 널리 사용되지 못하는 문제점이 있었다.
또한 케이블의 표면에 내화도료를 도포하거나 케이블 트레이를 방염포로 감싸는 방법은 작업성이 떨어지며 충분한 차열 및 차염 효과를 제공하지 못하는 문제가 있으며, 케이블의 외면을 내화도료나 방염포가 완전히 감싸기 때문에 케이블에서 발생하는 열이 외부로 방출되지 못하여 온도 변화에 예민한 케이블은 전기적 성능이 현저히 저하되는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 케이블이 포설되는 케이블 트레이의 내측면 또는 외측면을 둘러싸도록 설치되어 화재 발생시 고온의 열에 의해 팽창하면서 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 케이블 트레이의 화재 보호용 돌기형 내화구조체는, 통신 또는 전력용의 전기 케이블이 포설되는 케이블 트레이를 둘러싸도록 설치되어 화재로부터 케이블 및 케이블 트레이를 보호하는 케이블 트레이의 화재 보호용 내화구조체에 있어서, 화재시 열에 의해 팽창하는 열팽창성 수지로 이루어진 사각형의 박스 형태로 되어 케이블 트레이 또는 케이블이 설치되는 덕트의 내측면 또는 외측면을 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 케이블 트레이의 내측면 또는 외측면을 둘러싸도록 설치되어, 평상시에는 케이블 트레이 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 케이블 트레이 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 케이블 트레이 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 케이블 트레이의 화재 보호용 돌기형 내화구조체를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 돌기형 내화구조체가 케이블 트레이의 외측에 설치된 예의 단면도이다.
도 3은 도 1의 돌기형 내화구조체가 케이블 트레이의 내측에 설치된 예의 단면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 케이블 트레이의 화재 보호용 돌기형 내화구조체의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 돌기형 내화구조체(1)는, 화재시 열에 의해 팽창하는 열팽창성 수지로 이루어져 케이블 트레이(T) 또는 케이블이 설치되는 덕트의 내측면 또는 외측면을 둘러싸도록 설치되는 내화커버(10)와, 상기 내화커버(10)의 외면에 돌출되게 형성되어 있는 복수개의 팽창리브(20)를 포함한 구성으로 이루어진다.
도 2는 본 발명의 내화구조체(1)가 케이블 트레이(T)(또는 덕트)의 외측면을 둘러싸도록 설치된 실시예를 나타내고, 도 3은 본 발명의 내화구조체(1)가 케이블 트레이(T)(또는 덕트)의 내측면을 둘러싸도록 설치된 실시예를 나타낸다.
상기 내화커버(10)는 케이블 트레이(T)의 상부면과 하부면, 양측면을 둘러싸도록 사각형의 박스 형태를 가지며, 공기가 자유롭게 통과할 수 있도록 복수개의 통기공(13)이 관통되게 형성되어 있다. 상기 통기공(13)은 내화커버(10)에 격자 형태로 일정한 간격을 두고 배열되는 것이 바람직하다. 이 실시예에서 상기 통기공(13)의 형태는 장공형이지만, 이외에도 원형이나 타원형, 사각형 등의 다각형 형태 등 임의의 다양한 형태를 가질 수 있다. 상기 통기공(13)의 폭은 2~10㎜, 길이는 3~30㎜, 간격은 3~10㎜ 정도가 적당하지만 이에 한정하지는 않는다.
상기 내화커버(10)의 상부면은 케이블 트레이(T) 내에 설치된 케이블(C)의 유지 보수나 교체 등을 위하여 분리 가능하게 구성되는 것이 바람직하다. 이 실시예에서 상기 내화커버(10)는 케이블 트레이(T)의 양측면과 하부면(바닥면)과 연접하는 U자형 단면의 내화커버 본체(11)와, 상기 내화커버 본체(11)의 개방된 상부면을 덮도록 설치되는 평판형의 내화커버 덮개(12)로 구성된다.
상기 내화커버 본체(11)와 내화커버 덮개(12)는 띠 형태의 밴드(미도시)에 의해 케이블 트레이(T)에 함께 고정되게 설치될 수 있다. 상기 밴드는 고무나 실리콘과 같은 탄성이 있는 수지 재질로 만들어질 수도 있지만, 이와 다르게 신축성이 작은 수지 등으로 만들어질 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(13)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(13)을 폐쇄하여 통기공(13)을 통해 열과 화염, 가스가 유입되는 것을 방지한다.
상기 팽창리브(20)는 복수의 돌기 형태로 된 것이 일정 간격으로 배열되어 구성될 수 있지만, 이 실시예에서와 같이 통기공(13)의 사이사이에 일방향으로 연장된 기다란 띠 형태로 형성되는 것이 바람직하다.
이와 같이 팽창리브(20)가 격자 형태로 배열된 통기공(13) 사이사이에 일방향으로 연장된 띠 형태를 가지면서 서로 일정 간격으로 배열될 경우, 팽창리브(20)가 내화커버(10)의 폭방향을 따라 일정 간격으로 배열되어 화재시 측방향(폭방향)으로 팽창하면서 통기공(13)을 신속하게 막을 수 있다.
상기 팽창리브(20)의 높이는 상기 통기공(13)의 길이의 약 0.5배 ~ 3배 정도가 적당하고, 폭은 통기공(13)의 0.5배 ~ 3배 정도가 적당하지만 이에 한정하지는 않는다.
도 3에 도시한 것과 같이 상기 내화구조체(1)가 케이블 트레이(T)의 내면에 설치될 경우, 상기 팽창리브(20)는 케이블 트레이(T)의 내면에 접촉되면서 내화커버(10)를 케이블 트레이(T)의 내면에 대해 일정 거리 이격시키는 작용을 하며, 케이블(C)이 내화커버(10)의 내측 바닥면을 따라 포설되어 보호된다.
이와 같은 본 발명의 내화구조체는 케이블 트레이(T)의 내면 또는 외면을 덮도록 설치되어 평상시에는 케이블 트레이(T) 내외측으로 공기가 통과하도록 하여 통기성을 확보함과 더불어 케이블 트레이(T) 또는 케이블(C)을 외부의 충격으로부터 보호하고 외부 물체와의 접촉에 의한 손상을 방지하는 기능을 수행하며, 화재시에는 열에 의해 팽창하여 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(13)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.
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 화재시 화염을 받는 부분이 평면으로 받기 때문에 화염이 집중되는 부분은 열응력을 이겨 내지 못하고 마른 논처럼 균열이 생겨 갈라졌다.
반면에 팽창리브(20)가 내화커버(10)의 외측으로 돌출된 실시예는, 화염이 팽창리브(20)와 부딛쳐 분산되기 때문에 통기공(13)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 (6)

  1. 통신 또는 전력용의 전기 케이블이 포설되는 케이블 트레이를 둘러싸도록 설치되어 화재로부터 케이블 및 케이블 트레이를 보호하는 케이블 트레이의 화재 보호용 내화구조체에 있어서,
    화재시 열에 의해 팽창하는 열팽창성 수지로 이루어진 사각형의 박스 형태로 되어 케이블 트레이 또는 케이블이 설치되는 덕트의 내측면 또는 외측면을 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 케이블 트레이의 화재 보호용 돌기형 내화구조체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 내화커버는, 양측면과 하부면이 케이블 트레이의 양측 내측면 또는 외측면과 하부의 내측면 또는 외측면과 연접하도록 설치되는 U자형 단면의 내화커버 본체와, 상기 내화커버 본체의 개방된 상부면을 덮도록 설치되는 평판형의 내화커버 덮개를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 트레이의 화재 보호용 돌기형 내화구조체.
  3. 제2항에 있어서, 상기 내화커버 본체와 내화커버 덮개는 띠 형태의 밴드에 의해 케이블 트레이에 함께 고정되게 설치되는 것을 특징으로 하는 케이블 트레이의 화재 보호용 돌기형 내화구조체.
  4. 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 케이블 트레이의 화재 보호용 돌기형 내화구조체.
  5. 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 케이블 트레이의 화재 보호용 돌기형 내화구조체.
  6. 제5항에 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 케이블 트레이의 화재 보호용 돌기형 내화구조체.
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