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KR102432910B1 - Ess 자동 소화 시스템 - Google Patents

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KR102432910B1
KR102432910B1 KR1020220080111A KR20220080111A KR102432910B1 KR 102432910 B1 KR102432910 B1 KR 102432910B1 KR 1020220080111 A KR1020220080111 A KR 1020220080111A KR 20220080111 A KR20220080111 A KR 20220080111A KR 102432910 B1 KR102432910 B1 KR 102432910B1
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KR
South Korea
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fire
ess
fire extinguishing
cover
fire cover
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Application number
KR1020220080111A
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English (en)
Inventor
차순용
성정현
나동일
Original Assignee
대한시스텍주식회사
에스지생활안전 주식회사
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Publication date
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Abstract

본 발명은 에너지 저장 장치(Energy Storage System, ESS)의 자동 소화 시스템에 있어서, 상기 에너지 저장 장치(10)의 자동 소화 시스템을 수납하며, 상기 ESS에 화재발생 시 살포된 소화약제나 소화수를 담수하고 배출시키는 사각 박스(100)와; 상기 사각 박스(100)의 바닥 가장자리에 고정 연결되며, X자형 리프트유니트(Lift Unit of X-Type)와 파이어 커버(Fire Cover, 500)를 장착하기 위한 사각 프레임(200)과; 상기 사각 프레임(200)에 장착되며, 상기 ESS에 화재발생 및 소화 후 4면 파이어 커버(Fire Cover)를 자동으로 승·하강시키기 위해 다수개의 리프트 암(310) 및 파이어 커버 지지대(320)를 갖는 X자형 리프트 유니트(300)와; 상기 X자형 리프트 유니트(300)를 승·하강시키기 위해 상기 사각 프레임(200)의 하부에 고정 설치되며, 상기 X자형 리프트 유니트(300)의 리프트 아암(320)과 연결되어 회동 가능한 로드 엔드(410)를 갖는 실린더(400)와; 상기 X자형 리프트 유니트(300) 및 실린더(400)에 의해 상기 사각 박스(100)의 바닥과 상기 프레임(200)의 외부 4면을 완전히 덮어 밀폐 가능한 파이어 커버(Fire Cover, 500)와; 상기 ESS(10)에 화재발생 시 외부에서 공급되는 소화약제나 물을 상기 ESS에 자동으로 살포 가능하도록 하는 제1 솔레노이드 밸브(610)와 상기 파이어 커버(500) 내부에 담수되는 소화수의 수위를 감지하는 수위레벨센서(620)를 갖는 자동 소화 장치(600)와; 상기 ESS(10)에 화재발생 시 상기 ESS(10)에 내장된 SOG(Sate of Generation) 센서와 화재감지센서(710)에 의해 상기 실린더(400)와 상기 자동소화 장치(600)의 제1 솔레노이드 밸브(610)를 단속 제어하고, 화재진압 후에는 소화수를 배출하기 위해 제2 솔레노이드 밸브(111)의 구동을 단속 제어하고 설정 프로그램에 따라 상기 제1 솔레노이드 밸브(610)와 제2 솔레노이드 밸브(111)의 구동을 단속 제어하는 제어부(700)가 포함되는 것을 특징으로 하는 ESS 자동 소화 시스템을 구현함으로써, 신속한 화재진압은 물론 연속적인 냉각 기능으로 ESS의 인접 모듈들 간의 열폭주를 방지하고 화재 진압된 소화수는 자동 배출이 가능한 효과가 있다.

Description

ESS 자동 소화 시스템{ESS Automatic Fire Extinguishing System}
본 발명은 자동 소화 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전력 계통(Grid Energy Storage) 등에 사용되는 에너지 저장 장치(Energy Storage System, ESS)의 화재발생시 자동으로 소화수를 분사하여 소화시킨 후 배출이 가능하도록 한 ESS 자동 소화 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 에너지 저장 시스템(Energy Storage System, ESS)이란 태양광이나 풍력 발전으로 생산된 전기를 전력 계통(Grid Energy Storage)에 저장했다가 일시적으로 전력이 부족할 때 쓸 수 있도록 하는 것을 말한다.
배터리식 ESS는 리튬이온과 황산화나트륨 등을 사용하며, ESS는 스마트 그리드(Smart Grid)의 핵심으로서 대규모 정전 상태인 블랙아웃이 됐을 때, ESS로 미리 충전해 둔 에너지를 사용하면 일상생활에 큰 문제없이 전력을 공급받을 수 있기 때문에 태양광이나 풍력 발전 등의 신재생에너지를 안정적으로 공급하기 위해 필수적인 미래 유망 사업으로 꼽힌다.
그러나 ESS는 화재 발생 시 상하좌우 인접한 리튬이온배터리 모듈들의 연쇄 발화 및 열 폭주 발생 우려가 높고, 직접 화염이나 복사열로 120℃ 이상의 열전이가 되면 리튬이온배터리는 오프 가스 배출 후 열 폭주가 발생한다. 특히 ESS를 갖는 무정전 전원 장치(Uninterruptible Power Supply, UPS)인 경우 전기차 수십 대에 버금갈 정도의 엄청난 화재가 우려된다. 즉 UPS 화재 시 소화약재를 공중 살포하더라도 USP 캐비닛 상부가 철재함으로 막혀있어 그 속에 설비된 리튬이온 배터리 모듈에는 소화약재가 침투할 수 없기 때문이다. 다시 말해서 소화수의 경우 표면장력이 높아 철재함으로 침투하지 못하고 튕겨져 나가며, 공중 살포는 힘의 방향이 아래로 향하므로 개별 케이싱 되어 있는 리튬이온배터리 모듈과 그 속의 셀에 침투하여 냉각작용을 할 수 없을 뿐만 아니라 감전 위험은 물론 냉각되지 못하는 리튬이온배터리의 연쇄적인 열 폭주로 수많은 전기배선 트레이를 타고 상부 층으로 화재 확산 시 데이터센터 건물 전체가 위험한 상황을 초래할 수도 있다. 또한 화재 확산 시 플루오린화수소가스(불산) 및 심각한 유독가스가 상부 층으로 유입될 시 인명피해가 발생할 수도 있다.
이러한 문제점을 해소하기 위하여 다양한 화재 대응 솔루션이 연구 개발되고 있다. 대표적으로 화재 감지 시 리튬이온배터리에 열전이 지연용 내화격벽을 설치한 후, 질식소화포를 자동으로 전개시켜 화원을 질식 소화시켜 유독가스를 차단하고 화재확산을 방지하는 천연소재 기반의 질식소화포 또는 질식소화덮개를 갖는 파이어 커버(Fire Cover)가 시중에 판매되고 있다.
또한, 대한민국 등록특허공보(B1) 제10-2123684호(2020.06.16.)의 소화 기능을 갖춘 ESS 배터리 장치에 의하면, ESS 배터리 장치의 하우징 내부에 소화약제와 냉각제 분출 장치 등을 통해 화재에 대응하는 기술이 제안된 바 있다.
그러나 상기 파이어커버는 화재 발생 시 감지센서에 의해 질식소화포를 ESS 하우징 외부를 덮어서 화재를 진압하기 때문에 리튬이온배터리 모듈의 셀 내부까지 소화하는데 한계가 있을 뿐만 아니라 유독가스를 완전히 차단할 수 없다.
또한, 상기 특허기술은 소화 기능을 갖춘 ESS 배터리 장치 내부에 각각의 파열막(24)과 파열핀(34)을 통하여 소화용액(26)과 소화분말(28)을 별도로 분출하기 때문에 구조가 복잡하고 ESS 배터리 장치 전체에 대한 소화 기능에는 여전히 한계가 있다.
따라서 본 발명의 목적은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위해 보다 상세하게는, ESS와 소화수를 수납 및 담수시키는 사각 박스와, 상기 사각 박스와 연결되는 4면 프레임에 장착되는 파이어 커버(Fire Cover)를 승·하강시키는 리프트(Lift) 장치를 통해 ESS에 화재감지나 화재발생시 자동으로 소화약제나 소화수를 살포(혹은 분사)하여 신속한 화재진압은 물론 연속적인 냉각 기능으로 ESS의 인접 모듈들 간의 열폭주를 방지하고 화재 진압된 소화수는 자동 배출이 가능하도록 한 ESS 자동 소화 시스템을 제공한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 에너지 저장 장치(Energy Storage System, ESS)의 자동 소화 시스템에 있어서, 상기 에너지 저장 장치(10)의 자동 소화 시스템을 수납하며, 상기 ESS에 화재발생 시 살포된 소화약제나 소화수를 담수하고 배출시키는 사각 박스(100)와; 상기 사각 박스(100)의 바닥 가장자리에 고정 연결되며, X자형 리프트유니트(Lift Unit of X-Type)와 파이어 커버(Fire Cover, 500)를 장착하기 위한 사각 프레임(200)과; 상기 사각 프레임(200)에 장착되며, 상기 ESS에 화재발생 및 소화 후 4면 파이어 커버(Fire Cover)를 자동으로 승·하강시키기 위해 다수개의 리프트 암(310) 및 파이어 커버 지지대(320)를 갖는 X자형 리프트 유니트(300)와; 상기 X자형 리프트 유니트(300)를 승·하강시키기 위해 상기 사각 프레임(200)의 하부에 고정 설치되며, 상기 X자형 리프트 유니트(300)의 리프트 아암(320)과 연결되어 회동 가능한 로드 엔드(410)를 갖는 실린더(400)와; 상기 X자형 리프트 유니트(300) 및 실린더(400)에 의해 상기 사각 박스(100)의 바닥과 상기 프레임(200)의 외부 4면을 완전히 덮어 밀폐 가능한 파이어 커버(Fire Cover, 500)와; 상기 ESS(10)에 화재발생 시 외부에서 공급되는 소화약제나 물을 상기 ESS에 자동으로 살포 가능하도록 하는 제1 솔레노이드 밸브(610)와 상기 파이어 커버(500) 내부에 담수되는 소화수의 수위를 감지하는 수위레벨센서(620)를 갖는 자동 소화 장치(600)와; 상기 ESS(10)에 화재발생 시 상기 ESS(10)에 내장된 SOG(Sate of Generation) 센서와 화재감지센서(710)에 의해 상기 실린더(400)와 상기 자동소화 장치(600)의 제1 솔레노이드 밸브(610)를 단속 제어하고, 화재진압 후에는 소화수를 배출하기 위해 제2 솔레노이드 밸브(111)의 구동을 단속 제어하고 설정 프로그램에 따라 상기 제1 솔레노이드 밸브(610)와 제2 솔레노이드 밸브(111)의 구동을 단속 제어하는 제어부(700)가 포함되는 것을 특징으로 하는 ESS 자동 소화 시스템을 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 사각 박스(100)는, 상기 ESS(10)의 화재진압 후 소화수를 자동으로 배출하기 위하여 상기 사각 박스(100) 바닥 일측에 장착되는 제2 솔레노이드 밸브(111)를 갖는 배수밸브(110)가 포함되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 소화약제는, 상기 ESS(10)의 화재는 전기화재에 해당하므로 질식 및 냉각소화를 위해서는 CO2소화기, 분말소화기, 할론1211, 할론1301, 물(H2O)중에서 어느 하나가 선택되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 사각 프레임(200)은, 하나 이상의 수직 프레임(210)과 하나의 이상의 수평 프레임(220)을 갖고 사각 박스 형태로 조립되며, 상기 수직 프레임(210) 각각의 일측면에는 상기 X자형 리프트 유니트(300)가 승·하강이 용이하도록 하는 리프트 암 가이드 홈(211)이 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 X자형 리프트 유니트(300)는, 상기 파이어 커버(Fire Cover, 500)가 상기 사각 프레임(200)의 수직 4면을 따라 승·하강이 용이하도록 하기 위해서는 가로 및 세로 방향으로 고정 연결되는 다수개의 파이어 커버 지지대(320)가 포함되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 파이어 커버 지지대(320)는, 상기 X자형 리프트 유니트(300)의 리프트 아암(310)과 상기 파이어 커버 지지대(320)에 연결된 아이볼트(330)를 통해 체결되는 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 실린더(400)는, 상기 사각 박스(100) 바닥에 4개가 장착되며, 상기 실린더(400)의 로드 엔드(410)가 상기 X자형 리프트 유니트(300)의 하부 일측의 리프트 아암(310)과 연결됨과 동시에 상기 사각 프레임(200)의 수직 프레임(210) 하부와 고정 연결되는 실린더 로드 엔드 가이드 부재(420)에 형성된 가이드 홈(421)에 장착되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 파이어 커버(Fire Cover, 500)는, 1000℃의 난연 원단에 부틸고무가 코팅된 소재로 방수 기능을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 파이어 커버(Fire Cover, 500)는, 분사되는 소화수의 수압에 견딜수 있도록 하기 위해 상기 파이어 커버 지지대(320)의 안쪽에 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 파이어 커버(Fire Cover, 500)는, 상기 ESS(10)의 설치 공간에 따라 상기 파이어 커버 지지대(320)의 내·외부에 모두 설치가 가능한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 파이어 커버(Fire Cover, 500)는, 상기 ESS에 화재발생 시 질식소화를 위해서는 상기 파이어 커버(Fire Cover, 500)로 상기 사각 프레임(200)을 완전히 덮어씌우는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 제어부(700)는, 상기 SOG(Sate of Generation) 센서로부터 상기 ESS(10)의 상하좌우에 인접한 리튬이온배터리 모듈들의 연쇄 발화 및 열 폭주 발생이 감지되면 상기 실린더(400)를 구동시켜 파이어 커버(500)를 리프트 시킴과 동시에 제1 솔레노이드 밸브(610)를 단속 제어하여 소화약제나 소화수를 분사하도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 제어부(700)는, 상기 화재감지센서(710)로부터 상기 ESS(10)에 화재 진압이 완료되었다고 감지되면, 제2 솔레노이드 밸브(111)를 단속 제어하여 소화수를 배출하도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 제어부(700)는, 상기 수위레벨센서(620)로부터 감지된 신호에 따라 상기 제1 솔레노이드 밸브(610)를 단속 제어하여 소화수가 분사되지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 제어부(700)는, 상기 SOG(Sate of Generation) 센서로부터 상기 ESS(10)의 상하좌우에 인접한 리튬이온배터리 모듈들의 연쇄 발화 및 열 폭주 발생이 계속 감지되면, 상기 제1 솔레노이드 밸브(610)와 제2 솔레노이드 밸브(111)를 동시에 단속 제어하여 상기 모듈들의 연쇄 발화 및 열 폭주 발생이 멈출 때까지 소화수의 살포 및 배출이 연속적으로 이루어지도록 사전에 프로그램화되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 ESS 자동 소화 시스템은 다음과 같은 효과가 있다.
(1) 본 발명은, ESS에 화재발생시 승·하강 기능을 갖는 파이어 커버를 통해 소화약제나 소화수를 직접 살포하여 화재를 진압시키는 구조이기 때문에 종래의 질식소화포 방식에 비해 ESS의 인접 모듈들의 셀 내부까지 소화가 가능하고 열폭주 차단은 물론 구조가 간단하다.
(2) 본 발명은, 종래의 파이어 커버만을 이용한 질식소화 방식에 비해 X자형 리프트 유니트에 의해 자동으로 펼치고 접을 수 있는 파이어 커버 내부에 소화약제나 소화수를 살포(혹은 분사)하기 때문에 신속하고 완벽한 화재 진압이 가능하다.
(3) 본 발명은, ESS에 내장된 SOG 센서와 제어부가 연동이 가능하기 때문에 ESS내부에서 발생되는 초기고열에도 즉각적으로 대응할 수 있어 사전에 대형화재를 예방할 수 있다.
(4) 본 발명은, 파이어 커버 내부로 분사되는 소화수의 수위레벨을 자동적으로 조절하여 연속적인 냉각수 공급이 가능하기 때문에 ESS의 인접 모듈들 간의 발생되는 열폭주를 조기에 차단할 수 있는 있는 효과가 있다.
도 1의 (가)는 시중제품, 도 1의 (나)는 종래의 기술을 각각 나타낸 도면
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 ESS 자동 소화 시스템에 대한 전체 기술적 구성을 나타낸 개략도
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 ESS 자동 소화 시스템에 대한 X자형 리프트 유니트와 파이어 커버의 승·하강 구조를 나타낸 도면
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 ESS 자동 소화 시스템에 대한 X자형 리프트 유니트와 실린더 간의 연결 구조를 나타낸 도면
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 ESS 자동 소화 시스템에 대한 X자형 리프트 유니트의 리프트 아암에 아이볼트를 통해 파이어 커버 지지대가 체결된 구조를 나타낸 도면
도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 ESS 자동 소화 시스템에 대한 제어부를 나타낸 블록도
도 7 및 도 8은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 ESS 자동 소화 시스템에 대한 X자형 리프트 유니트와 파이어 커버의 승·하강을 설명하기 위한 도면
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 하며 비록 종래기술과 동일한 부호가 표시되더라도 종래기술은 그 자체로 해석하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 2 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 ESS 자동 소화 시스템의 핵심 기술적 구성 수단은 크게 사각 박스(100)와, 사각 프레임(200), X자형 리프트 유니트(300), 실린더(400), 파이어 커버(Fire Cover, 500), 자동 소화 장치(600), 제어부(700)로 이루어진다.
도 2를 참조하여, 상기 사각 박스(100)는, 에너지 저장 장치(Energy Storage System, ESS)의 자동 소화 시스템을 수납하며, 상기 ESS(10)에 화재가 발생하면 살포된 소화약재나 소화수를 담수하고 배출시키는 수단이다.
여기서 상기 사각 박스(100)의 바닥에는, 후술되는 사각 프레임(200)과 X자형 리프트 유니트(300), 실린더(400), 파이어 커버(Fire Cover, 500)등을 장착시킨다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 사각 박스(100)는, 상기 ESS(10)의 화재진압 후 소화수를 자동으로 배출하기 위하여 상기 사각 박스(100)의 바닥 일측에 장착되는 제2 솔레노이드 밸브(111)를 갖는 배수밸브(110)가 포함될 수 있다.
여기서 상기 제2 솔레노이드 밸브(111)를 갖는 배수밸브(110)는 후술되는 제어부(700)의 기능에 의해 사각 박스(100)와 밀봉된 파이어 커버(Fire Cover, 500) 내부의 소화수를 용이하게 배출할 수 있으며, 또한 상기 ESS(10)의 모듈들에서 열폭주의 연속성으로 제1 솔레노이드 밸브(610)에서 계속하여 소화수가 살포될 경우 상기 파이어 커버(Fire Cover, 500) 내부의 소화수의 수위를 조절할 수 있는 특징이 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 소화약제는, 상기 ESS(10)의 화재는 전기화재에 해당하므로 질식 및 냉각소화를 위해서는 CO2소화기, 분말소화기, 할론1211, 할론1301, 물(H2O)중에서 어느 하나가 선택될 수 있다.
여기서 일반적으로 ESS화재는 전기화재에 해당하므로 산소 공급을 차단하여 연소에 필요한 산소농도 이하가 되도록 하는 질식소화 및 물과 같은 액체의 증발 잠열을 이용하여 가연물을 인화점 및 발화점 이하로 낮추어 소화하는 냉각소화가 있다.
도 2 내지 도 4를 참조하여, 상기 사각 프레임(200)은, 상기 사각 박스(100)의 바닥 가장자리에 고정 연결되며, X자형 리프트유니트(Lift Unit of X-Type)와 파이어 커버(Fire Cover, 500)를 장착하기 위한 지지용 수단이다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 사각 프레임(200)은, 하나 이상의 수직 프레임(210)과 하나의 이상의 수평 프레임(220)을 갖고 사각 박스 형태로 조립되며, 상기 수직 프레임(210) 각각의 일측면에는 상기 X자형 리프트 유니트(300)가 승·하강이 용이하도록 하는 리프트 암 가이드 홈(211)이 형성될 수 있다.
여기서 상기 리프트 암 가이드 홈(211)을 형성시킨 것은, 상기 수직 프레임(210) 4곳에 리프트 암 가이드 홈(211)을 통해 상기 X자형 리프트 유니트(300)가 용이하게 승·하강이 가능한 특징이 있다.
도 2 내지 도 4를 참조하여, 상기 X자형 리프트 유니트(300)는, 상기 사각 프레임(200)에 장착되며, 상기 ESS에 화재발생 및 소화 후 4면 파이어 커버(Fire Cover)를 자동으로 승·하강시키기 위해 다수개의 리프트 암(310) 및 파이어 커버 지지대(320)를 갖는다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 X자형 리프트 유니트(300)는, 상기 파이어 커버(Fire Cover, 500)가 상기 사각 프레임(200)의 수직 4면을 따라 승·하강이 용이하도록 하기 위해서는 가로 및 세로 방향으로 고정 연결되는 다수개의 파이어 커버 지지대(320)가 포함될 수 있다.
여기서 상기 다수개의 파이어 커버 지지대(320)는, 상기 파이어 커버(Fire Cover, 500)를 상기 파이어 커버 지지대(320)의 안쪽에 설치할 경우 소화수가 분사되더라도 수압을 충분히 견딜 수 있는 특징이 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에서는 상기 파이어 커버(Fire Cover, 500)는 상기 ESS(10)의 설치 공간에 따라 상기 파이어 커버 지지대(320)의 내·외부에 모두 설치가 가능하다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 파이어 커버 지지대(320)는, 상기 X자형 리프트 유니트(300)의 리프트 아암(310)과 상기 파이어 커버 지지대(320)에 연결된 아이볼트(330)를 통해 체결되는 구조를 갖는다.
도 2를 참조하여, 상기 실린더(400)는, 상기 X자형 리프트 유니트(300)를 승·하강시키기 위해 상기 사각 프레임(200)의 하부에 고정 설치되며, 상기 X자형 리프트 유니트(300)의 리프트 아암(310)과 연결되어 회동 가능한 로드 엔드(410)를 갖는다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 실린더(400)는, 상기 사각 박스(100) 바닥에 4개가 장착되며, 상기 실린더(400)의 로드 엔드(410)가 상기 X자형 리프트 유니트(300)의 하부 일측의 리프트 아암(310)과 연결됨과 동시에 상기 사각 프레임(200)의 수직 프레임(210) 하부와 고정 연결되는 실린더 로드 엔드 가이드 부재(420)에 형성된 가이드 홈(421)에 장착되는 것을 포함한다.
여기서 실린더(400)의 로드 엔드(410)를 리프트 아암(310)과 연결됨과 동시에 실린더 로드 엔드 가이드 부재(420)에 형성된 가이드 홈(421)에 장착시키도록 한 것은, 상기 ESS(10)에 화재발생 시 상기 파이어 커버(Fire Cover, 500)를 펼치고 접는 기능을 수행하는 상기 X자형 리프트 유니트(300)의 승·하강을 보다 용이하게 할 수 있는 특징이 있다.
도 2를 참조하여, 상기 파이어 커버(Fire Cover, 500)는, 상기 X자형 리프트 유니트(300) 및 실린더(400)에 의해 상기 사각 박스(100)의 바닥과 상기 사각 프레임(200)의 외부 4면을 완전히 덮어 밀폐 가능하다.
여기서 상기 파이어 커버(Fire Cover, 500)는, 소화수를 과다 분사할 경우 상기 파이어 커버(Fire Cover, 500)내부에서 충분한 수압에 견딜 수 있도록 하기 위해서는 상기 파이어 커버 지지대(320)의 안쪽에 위치하도록 설치할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 파이어 커버(Fire Cover, 500)는, 1000℃의 난연 원단에 부틸고무가 코팅된 소재로 방수 기능을 갖는 것을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 파이어 커버(Fire Cover, 500)는, 상기 ESS에 화재발생 시 질식소화를 위해서는 상기 파이어 커버(Fire Cover, 500)로 상기 사각 프레임(200)을 완전히 덮어씌우는 것이 포함될 수 있다.
도 2를 참조하여, 상기 자동 소화 장치(600), 상기 ESS(10)에 화재발생 시 외부에서 공급되는 소화약제나 물을 상기 ESS(10)에 자동으로 살포 가능하도록 하는 제1 솔레노이드 밸브(610)와 상기 파이어 커버(500) 내부에 담수되는 소화수의 수위를 감지하는 수위레벨센서(620)를 갖는다.
여기서 상기 수위레벨센서(620)는 상기 제1 솔레노이드 밸브(610)를 통해 상기 파이어 커버(500) 내부에 계속적으로 분사될 경우 누전사고를 발생할 수 있으므로 상기 수위레벨센서(620)와 제어부(700)를 통해 상기 제1 솔레노이드 밸브(610)를 단속할 수 있게 된다. 또한 상기 제어부(700)는 상기 수위레벨센서(620) 정보에 따라 후술되는 제2 솔레노이드 밸브(111)를 단속 제어하여 수위레벨을 조정할 수 있다.
도 2와 도 6을 참조하여, 상기 제어부(700)는 상기 ESS(10)에 화재발생시 상기 ESS(10)에 내장된 SOG(Sate of Generation) 센서와 화재감지센서(710)에 의해 상기 실린더(400)와 상기 자동 소화 장치(600)의 제1 솔레노이드 밸브(610)를 단속 제어하고, 화재진압 후에는 소화수를 배출하기 위해 제2 솔레노이드 밸브(111)의 구동을 단속 제어하고 설정 프로그램에 따라 상기 제1 솔레노이드 밸브(610)와 제2 솔레노이드 밸브(111)의 구동을 단속 제어하는 수단이다.
여기서 상기 SOG(Sate of Generation) 센서(120)는 상기 ESS(10)의 모듈각각을 지속적으로 모니터링 하여 배터리 셀의 이상상태 발생 시 셀 혹은 모듈 단위로 처리 및 교환을 가능하도록 관리하는 일종의 배터리정보수집(Battery Data Logging, BDL)의 기능을 수행한다. 따라서 본 발명의 실시 예에서는 상기 SOG 센서와 제어부(700)가 연동 가능하도록 사전에 프로그램화되어 메모리(720)에 설정 저장된다. 이러한 구성은 ESS에 내장된 SOG 센서와 제어부(700)가 연동이 가능하기 때문에 ESS 내부에서 발생되는 고열에 즉각적으로 대응할 수 있어 사전에 ESS의 대형화재를 예방할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 제어부(700)는, 상기 SOG(Sate of Generation) 센서로부터 상기 ESS(10)의 상하좌우에 인접한 리튬이온배터리 모듈들의 연쇄 발화 및 열 폭주 발생이 감지되면 상기 실린더(400)를 구동시켜 파이어 커버(500)를 리프트 시킴과 동시에 제1 솔레노이드 밸브(610)를 단속 제어하여 소화약제나 소화수를 분사할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 제어부(700)는, 상기 화재감지센서(710)로부터 상기 ESS(10)에 화재 진압이 완료되었다고 감지되면, 제2 솔레노이드 밸브(111)를 단속 제어하여 소화수를 배출할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 제어부(700)는, 상기 수위레벨센서(620)로부터 감지된 신호에 따라 상기 제1 솔레노이드 밸브(610)를 단속 제어하여 소화수가 분사되지 않도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 제어부(700)는, 상기 SOG(Sate of Generation) 센서로부터 상기 ESS(10)의 상하좌우에 인접한 리튬이온배터리 모듈들의 연쇄 발화 및 열 폭주 발생이 계속 감지되면, 상기 제1 솔레노이드 밸브(610)와 제2 솔레노이드 밸브(111)를 동시에 단속 제어하여 상기 모듈들의 연쇄 발화 및 열 폭주 발생이 멈출 때까지 소화수의 살포 및 배출이 연속적으로 이루어지도록 사전에 프로그램화될 수 있다.
여기서 상기 제1 솔레노이드 밸브(610)와 제2 솔레노이드 밸브(111)를 동시에 단속 제어하도록 함으로써, 상기 파이어 커버(500) 내부의 소화수 수위레벨을 자동적으로 조절함은 물론, 상기 ESS(10)의 인접 모듈들 간의 열폭주를 막아 대형화재를 예방할 수 있는 독특한 특징이 있다.
한편, 도 7 및 도 8을 살펴보면 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 ESS 자동 소화 시스템에 대한 X자형 리프트 유니트의 승·하강 상태를 보여주고 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 실시 예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 에너지 저장 장치(ESS) 100 : 사각 박스
110 : 배수밸브 200 : 사각 프레임
210 : 수직 프레임 220 : 수평 프레임
211 : X자형 리프트 암 가이드 홈 300 : X자형 리프트 유니트
310 : 리프트 아암 320 : 파이어 커버 지지대
400 : 실린더 410 : 로드 엔드
420 : 실린더 로드 엔드 가이드 부재
421 : 실린더 로드 엔드 가이드 홈 500 : 파이어 커버
600 : 자동 소화 장치 610 : 제1 솔레노이드 밸브
620 : 수위레벨센서 700 : 제어부
710 : 화재감지센서 720 : 메모리

Claims (15)

  1. 에너지 저장 장치(Energy Storage System, ESS)의 자동 소화 시스템에 있어서,
    상기 에너지 저장 장치(10)의 자동 소화 시스템을 수납하며, 상기 ESS에 화재발생 시 살포된 소화약제나 소화수를 담수하고 배출시키는 사각 박스(100)와;
    상기 사각 박스(100)의 바닥 가장자리에 고정 연결되며, X자형 리프트유니트(Lift Unit of X-Type)와 파이어 커버(Fire Cover, 500)를 장착하기 위한 사각 프레임(200)과;
    상기 사각 프레임(200)에 장착되며, 상기 ESS에 화재발생 및 소화 후 4면 파이어 커버(Fire Cover)를 자동으로 승·하강시키기 위해 다수개의 리프트 암(310) 및 파이어 커버 지지대(320)를 갖는 X자형 리프트 유니트(300)와;
    상기 X자형 리프트 유니트(300)를 승·하강시키기 위해 상기 사각 프레임(200)의 하부에 고정 설치되며, 상기 X자형 리프트 유니트(300)의 리프트 아암(320)과 연결되어 회동 가능한 로드 엔드(410)를 갖는 실린더(400)와;
    상기 X자형 리프트 유니트(300) 및 실린더(400)에 의해 상기 사각 박스(100)의 바닥과 상기 프레임(200)의 외부 4면을 완전히 덮어 밀폐 가능한 파이어 커버(Fire Cover, 500)와;
    상기 ESS(10)에 화재발생 시 외부에서 공급되는 소화약제나 물을 상기 ESS에 자동으로 살포 가능하도록 하는 제1 솔레노이드 밸브(610)와 상기 파이어 커버(500) 내부에 담수되는 소화수의 수위를 감지하는 수위레벨센서(620)를 갖는 자동 소화 장치(600)와;
    상기 ESS(10)에 화재발생 시 상기 ESS(10)에 내장된 SOG(Sate of Generation) 센서와 화재감지센서(710)에 의해 상기 실린더(400)와 상기 자동소화 장치(600)의 제1 솔레노이드 밸브(610)를 단속 제어하고, 화재진압 후에는 소화수를 배출하기 위해 제2 솔레노이드 밸브(111)의 구동을 단속 제어하고 설정 프로그램에 따라 상기 제1 솔레노이드 밸브(610)와 제2 솔레노이드 밸브(111)의 구동을 단속 제어하는 제어부(700)가 포함되는 것을 특징으로 하는 ESS 자동 소화 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 사각 박스(100)는, 상기 ESS(10)의 화재진압 후 소화수를 자동으로 배출하기 위하여 상기 사각 박스(100) 바닥 일측에 장착되는 제2 솔레노이드 밸브(111)를 갖는 배수밸브(110)가 포함되는 것을 특징으로 하는 ESS 자동 소화 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 소화약제는, 상기 ESS(10)의 화재는 전기화재에 해당하므로 질식 및 냉각소화를 위해서는 CO2소화기, 분말소화기, 할론1211, 할론1301, 물(H2O)중에서 어느 하나가 선택되는 것을 특징으로 하는 ESS 자동 소화 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 사각 프레임(200)은, 하나 이상의 수직 프레임(210)과 하나의 이상의 수평 프레임(220)을 갖고 사각 박스 형태로 조립되며, 상기 수직 프레임(210) 각각의 일측면에는 상기 X자형 리프트 유니트(300)가 승·하강이 용이하도록 하는 리프트 암 가이드 홈(211)이 형성되는 것을 특징으로 하는 ESS 자동 소화 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 X자형 리프트 유니트(300)는, 상기 파이어 커버(Fire Cover, 500)가 상기 사각 프레임(200)의 수직 4면을 따라 승·하강이 용이하도록 하기 위해서는 가로 및 세로 방향으로 고정 연결되는 다수개의 파이어 커버 지지대(320)가 포함되는 것을 특징으로 하는 ESS 자동 소화 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 파이어 커버 지지대(320)는, 상기 X자형 리프트 유니트(300)의 리프트 아암(310)과 상기 파이어 커버 지지대(320)에 연결된 아이볼트(330)를 통해 체결되는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 ESS 자동 소화 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 실린더(400)는, 상기 사각 박스(100) 바닥에 4개가 장착되며, 상기 실린더(400)의 로드 엔드(410)가 상기 X자형 리프트 유니트(300)의 하부 일측의 리프트 아암(310)과 연결됨과 동시에 상기 사각 프레임(200)의 수직 프레임(210) 하부와 고정 연결되는 실린더 로드 엔드 가이드 부재(420)에 형성된 가이드 홈(421)에 장착되는 것을 특징으로 하는 ESS 자동 소화 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 파이어 커버(Fire Cover, 500)는, 1000℃의 난연 원단에 부틸고무가 코팅된 소재로 방수 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 ESS 자동 소화 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 파이어 커버(Fire Cover, 500)는, 분사되는 소화수의 수압에 견딜수 있도록 하기 위해 상기 파이어 커버 지지대(320)의 안쪽에 설치되는 것을 특징으로 하는 ESS 자동 소화 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 파이어 커버(Fire Cover, 500)는, 상기 ESS(10)의 설치 공간에 따라 상기 파이어 커버 지지대(320)의 내·외부에 모두 설치가 가능한 것을 특징으로 하는 ESS 자동 소화 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 파이어 커버(Fire Cover, 500)는, 상기 ESS에 화재발생 시 질식소화를 위해서는 상기 파이어 커버(Fire Cover, 500)로 상기 사각 프레임(200)을 완전히 덮어씌우는 것을 특징으로 하는 ESS 자동 소화 시스템.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제어부(700)는, 상기 SOG(Sate of Generation) 센서로부터 상기 ESS(10)의 상하좌우에 인접한 리튬이온배터리 모듈들의 연쇄 발화 및 열 폭주 발생이 감지되면 상기 실린더(400)를 구동시켜 파이어 커버(500)를 리프트 시킴과 동시에 제1 솔레노이드 밸브(610)를 단속 제어하여 소화약제나 소화수를 분사하도록 하는 것을 특징으로 하는 ESS 자동 소화 시스템.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제어부(700)는, 상기 화재감지센서(710)로부터 상기 ESS(10)에 화재 진압이 완료되었다고 감지되면, 제2 솔레노이드 밸브(111)를 단속 제어하여 소화수를 배출하도록 하는 것을 특징으로 하는 ESS 자동 소화 시스템.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제어부(700)는, 상기 수위레벨센서(620)로부터 감지된 신호에 따라 상기 제1 솔레노이드 밸브(610)를 단속 제어하여 소화수가 분사되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 ESS 자동 소화 시스템.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 제어부(700)는, 상기 SOG(Sate of Generation) 센서로부터 상기 ESS(10)의 상하좌우에 인접한 리튬이온배터리 모듈들의 연쇄 발화 및 열 폭주 발생이 계속 감지되면, 상기 제1 솔레노이드 밸브(610)와 제2 솔레노이드 밸브(111)를 동시에 단속 제어하여 상기 모듈들의 연쇄 발화 및 열 폭주 발생이 멈출 때까지 소화수의 살포 및 배출이 연속적으로 이루어지도록 사전에 프로그램화되는 것을 특징으로 하는 ESS 자동 소화 시스템.
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