KR20030078201A - 소방용 분사장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 화재 진압시 사용되는 소방용 분사장치에 관한 것으로, 절두원추형상의 헤드부와, 상기 헤드부의 후단으로부터 상향연장된 연결부로 이루어진 노즐몸체를 갖는 소방용 분사장치에 있어서; 상기 연결부의 상단면으로부터 헤드부를 향해 원통형상으로 일정깊이 요입형성된 챔버와; 상기 챔버의 바닥면과 연통되면서 상기 헤드부의 외주연을 따라 일정간격으로 배설된 다수의 분사유로와; 상기 분사유로의 단부에 착탈가능하게 나사결합되는 분무용 분사노즐과; 하단은 상기 챔버의 직경과 대응되고 그 이외의 부위는 상기 챔버보다 작은 직경을 갖고 챔버 내부에 삽입되어 수압에 따라 선택적으로 소화수를 챔버 내부로 유입시키는 밸브스플과; 상기 밸브스플과 챔버의 바닥면 사이에 개재되는 탄성스프링과; 상기 노즐몸체의 연결부와 나사결합되며 상기 챔버와 연통가능한 공급유로를 갖고 상기 밸브스플의 상단과 긴밀히 접촉배치되는 죠인트프레임을 포함하여 구성된다.

본 발명에 따르면, 소화수 공급을 위한 노즐의 체결 및 분리가 용이하며, 소화수를 일정압력으로 자동조절하여 챔버로 공급하기 때문에 분사노즐의 단부를 통해 분무되는 물입자의 크기가 균일하여 큰 입자의 물방울 형성확률이 극소화되고 공급된 소화수를 와류발생부재에 의해 간단히 안개형태로 분무시킬 수 있어 특히 유류화재나 전기설비 등의 화재 진압시에 적당하다.

Description

소방용 분사장치{SPRAYING DEVICE FOR FIRE EXTINGUISHING}

본 발명은 화재 진압시 사용되는 물 분사장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 화재 발생시 소화전 혹은 수공급원으로부터 직선형태로 공급된 물을 와류되게 유도하여 노즐 끝단에서는 안개형태로 분무되도록 개선된 소방용 분사장치에 관한 것이다.

통상, 화재 발생시에는 분말소화기(포말소화기 포함)를 이용하여 그 내부에 충전된 소화약재를 화재 발생원(이하 "화원"이라 함)에 분사하거나 혹은 소화전에 호스를 연결한 후 소화전으로부터 공급되는 고압의 물을 화원에 직접 분사하여 화재를 진압하였다.

근자에는 기술발달에 힘입어 화재 발생시 이를 즉시 검지하여 건물 등의 천정면에서 물이 분사되도록 배설된 스프린클러(SPRINKLER)와 같은 자동소화설비를 통해 초기에 화재를 진압할 수 있도록 개선되었다.

그러나, 이러한 스프린클러와 같은 자동소화설비의 경우에는 분사되는 화재 진압용 물 입자가 커 석유나 경유 등과 같은 유류화재인 경우 유류와 물이 분리되는 현상 때문에 연소되고 있는 유류를 적절히 소화시킬 수 없어 초기 진압에 어려움을 겪게 되었으며, 또한 과다한 물 분사에 따른 침수나 감전사고와 같은 부차적인 문제를 유발시키는 단점이 있었다.

최근에는 이와 같은 폐해를 극복하면서 효율적인 화재 진압이 가능한 분사장치들이 연구되고 있으며 그 일환의 하나로 예컨대, 등록특허 제210033호 "소화장치", 등록실용신안 제258499호 "소방용 유체 분무노즐" 등이 공개된 바 있다.

이들 공개된 기술에 따르면, 화원의 주변에 물을 안개형태로 분무시켜 물 입자가 화원의 열에 의해 수증기로 변화되면서 공기차단막을 형성시켜 화원으로 공급되는 산소를 차단함으로써 통상의 화재는 물론 유류화재의 경우에도 신속하고 용이하게 진압할 수 있도록 한 것임을 알 수 있다.

그런데, 이들 공개 기술들은 다음과 같은 몇가지의 점을 간과하고 있어 그 효용성이 떨어지고 있으며 이에 대한 개선이 요구되었다.

첫째, 물의 공급압과 상관없이 소화전 혹은 수공급원으로부터 소화용 물이 공급되는 순간 분사노즐을 통해 분사작업이 수행되기 때문에 저압일 경우에는 분사노즐 단부에서 물이 분사되지 못하고 큰 입자를 이루면서 떨어지게 되어 기관실이나 전기설비가 설치된 부분을 포함한 물의 내부유입이 철저히 통제되는 설비에 용이하게 침투되어 설비의 소손을 초래하는 단점이 있다.

둘째, 노즐 폐쇄시에도 관내에 잔존하는 물이 큰 입자를 이루어 떨어지면서 상기 첫번째와 동일한 문제를 야기시킨다. 즉, 상기 기공개된 기술에 따르면 큰 물방울들의 유출을 원천적으로 막을 수 없는 한계성이 내포되어 있다.

세째, 유로를 통해 공급된 물은 수렴과정없이 곧바로 각 분사노즐과 직접 연결되므로 분압이 효율적이지 못하였다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 감안하여 이를해결하고자 창출한 것으로, 소화용 물이 공급된 후 특정공간상에 일시 체류하면서 일정압 이상이 되었을 때 분사스플을 밀어 각 노즐로 동시 공급되도록 함으로써 효율적인 분압이 유지되도록 함과 동시에 저압, 고압에 상관없이 분사압의 조정이 가능하고 노즐 내경에는 와류발생부재를 장입시켜 공급된 소화용 물을 용이하면서도 원활하게 분무시켜 설비의 소손을 극소화시키면서 효과적인 화재 진압이 이루어질 수 있도록 개선된 소방용 분사장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 분사장치의 일부를 절개하고 단면처리하여 보인 내부구조도,

도 2는 본 발명에 따른 분사장치를 구성하는 밸브스플의 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 분사장치를 구성하는 죠인트프레임의 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 분사장치를 구성하는 분사노즐의 단면도.

도 5는 본 발명에 따른 분사장치를 구성하는 와류발생부재의 단면도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 노즐몸체 12 : 헤드부

14 : 연결부 20 : 챔버

22 : 분사유로 30 : 분사노즐

32 : 와류발생부재 40 : 탄성스프링

50 : 밸브스플 70 : 죠인트프레임

74 : 오링 76 : 씰재

본 발명의 상기한 목적은 절두원추형상의 헤드부와, 상기 헤드부의 후단으로부터 상향연장된 연결부로 이루어진 노즐몸체를 갖는 소방용 분사장치에 있어서; 상기 연결부의 상단면으로부터 헤드부를 향해 원통형상으로 일정깊이 요입형성된 챔버와; 상기 챔버의 바닥면과 연통되면서 상기 헤드부의 외주연을 따라 일정간격으로 배설된 다수의 분사유로와; 상기 분사유로의 단부에 착탈가능하게 나사결합되는 분무용 분사노즐과; 하단은 상기 챔버의 직경과 대응되고 그 이외의 부위는 상기 챔버보다 작은 직경을 갖고 챔버 내부에 삽입되어 수압에 따라 선택적으로 소화수를 챔버 내부로 유입시키는 밸브스플과; 상기 밸브스플과 챔버의 바닥면 사이에 개재되는 탄성스프링과; 상기 노즐몸체의 연결부와 나사결합되며 상기 챔버와 연통가능한 공급유로를 갖고 상기 밸브스플의 상단과 긴밀히 접촉배치되는 죠인트프레임을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 소방용 분사장치를 제공함에 의해 달성된다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 분사장치의 요부를 절개하고 단면처리하여 도시한 도면이다.

도 1에 따르면, 상기 노즐몸체(10)는 크게 선단부인 헤드부(12)와 후단부인 연결부(14)로 구분된다.

헤드부(12)는 절두원추형상으로 형성되며, 그 외주연을 따라 다수개, 바람직하게는 일정간격을 이루면서 6개의 분사노즐(30)이 장착되고 그 절두된 선단면 중심에 한개, 모두 합쳐 7개의 동일형상과 구조를 갖는 분사노즐(30)이 분리가능하게 장착될 수 있다.

상기 각 분사노즐(30)은 분사유로(22)의 선단에 나사결합 방식으로 체결되며, 분사유로(22)는 일정 경사를 이룬채 헤드부(12)의 내부 중심에 형성된 챔버(20)와 연통되게 구비된다.

챔버(20)는 헤드부(12)와 연결부(14)가 연결된 노즐몸체(10)의 내부 중심에 형성되고, 연결부(14)의 후단을 향해 연장된 후 개방된 형태를 취함이 바람직하다.

상기 챔버(20)의 하단에는 코일형태의 탄성스프링(40)이 삽입되어 걸림되게 배치되고, 상기 탄성스프링(40)의 상단에는 밸브스플(50)의 하단이 안착된다.

밸브스플(50)은 도 2의 도시와 같이, 내부가 중공된 원통형상의 부재로서 그 선단부(52)는 원추형태로 밀폐되어 있으며, 그 후단부는 개방되어 배출공(58)을 이룬 구조이다.

상기 밸브스플(50)의 하단 외주연에는 그 몸통의 직경보다 큰, 즉 상기챔버(20)의 내경과 대응되는 크기의 외경을 갖는 플랜지부(54)가 형성되어 하단면이 상기 탄성스프링(40)의 상단에 안착되고, 상기 플랜지부(54)로부터 선단부(52)를 향한 길이의 직경은 상기 플랜지부(54)의 직경보다 작게 형성된다.

이는 유입된 소화용 물의 유로를 형성하게 하기 위함이다.

밸브스플(50)의 외주연에는 다수의 유입공(56)이 형성되고, 상기 유입공(56)은 밸브스플(50)의 내부 중공과 연통되어 상기 배출공(58)과 통하게 된다.

상기 챔버(20)의 선단 내주연에는 나사산이 형성되고, 이 나사산에는 죠인트프레임(70)이 체결된다.

그리고, 죠인트프레임(70)은 그 후단이 상기 밸브스플(50)의 선단부(52)를 탄압하면서 씰재(76)의 개재하에 상호 접촉되면서 상기 선단부(52)를 긴밀히 밀폐하게 된다.

이러한 죠인트프레임(70)의 형상은 도 3의 도시와 같이, 양단이 개방되고 내부가 중공되어 물 공급유로(72)를 갖는 원통형상의 부재로서 그 전후단 외주연에는 서로 단차를 두고 체결용 나사산(80a,80b)이 형성되고, 이들은 걸림턱(78)에 의해 구획된다.

상기 걸림턱(78)을 중심으로 챔버(20)에 삽입되어 나사결합되는 단부에는 그 테두리를 따라 씰재수납홈(82)이 형성되며, 체결시 상기 씰재수납홈(82)에는 상술한 씰재(76)가 개재된다.

또한, 상기 씰재수납홈(82)과 걸림턱(78) 사이의 공간상에는 죠인트프레임(70)의 체결시 상기 걸림턱(78)에 걸려져 죠인트프레임(70)과 노즐몸체(10)의 챔버(20) 사이의 기밀을 유지시키는 오링(74)이 끼워진다.

한편, 분사노즐(30)은 도 3의 도시와 같이, 노즐몸체(10)의 헤드부(12)에 형성된 다수의 분사유로(22) 선단과 나사결합되는 바, 이를 위해 그 후단 외주연에는 나사산(38)이 형성되고, 그 내부에는 상기 분사유로(22)와 연통되는 배출유로(36)가 형성되며, 배출유로(36)의 선단인 분사노즐(30)의 선단에는 상기 배출유로(36)에 비해 현저히 작은 직경을 갖고 물 분사에 용이한 분사구(34)가 형성된다.

분사구(34)가 형성된 분사노즐(30)의 외주연의 형상은 체결의 용이성을 위해 육각볼트머리 형태를 취함이 바람직하며, 상기 헤드부(12)와의 밀접성을 높이기 위하여 씰재(도면번호 미기재)로 긴밀하게 밀폐되게 한다.

아울러, 와류를 형성하기 위해 상기 분사노즐(30)의 배출유로(36) 내부에는도 5의 도시와 같은 와류발생부재(32)가 내장된다.

상기 와류발생부재(32)는 가공하기 쉬운 철사와 같은 부재의 두가닥을 나선형태로 꼬아 형성함이 바람직하며, 내장시 배출유로(36)의 내주면과 약간의 유격을 두도록 하여 배출수가 원활하게 배출되면서 자연스럽게 와류를 형성토록 함이 바람직하다.

즉, 배출수는 꼬인 와류발생부재(32) 사이에 형성된 홈을 통해 일시적으로 체류되면서 간섭되어 인접측 배출수와의 유속차를 발생시키게 되고 연이어 유입되는 배출수와의 충돌에 의해 와류(난류)를 유발하게 되며, 또한 와류발생부재(32)와 배출유로(36)의 내벽면 사이로 직진하는 물과의 충돌에 의해 미세한 물 입자화되면서 분사구(34)를 통해 배출될 때에는 안개형태로 분무되게 된다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명은 다음과 같은 작동관계를 갖는다.

먼저, 화재 진압을 위해 죠인트프레임(70)의 후단을 노즐몸체(10)의 챔버(20) 상단에 나사결합시키게 되면 씰재(76) 및 오링(74)의 개재하에 긴밀한 씰링관계가 유지되면서 상기 죠인트프레임(70)의 후단은 밸브스플(50)의 원추형 선단부(52)를 접촉 가압하게 된다.

이때, 상기 밸브스플(50)은 탄성스프링(40)의 팽창력(탄발력)에 의해 최대로 팽창되어 있는 상태이므로 상기 선단부(52)는 상기 죠인트프레임(70)의 후단과 기밀을 유지한 채 공급유로(72)를 폐쇄하고 있는 상태에 놓이게 된다.

이어, 상기 공급유로(72)를 통해 소화용 물이 공급되게 되면 물의 압력에 의해 상기 선단부(52)는 더욱 가압당하게 되고 설정된 압력이상이 작용하게 되면, 즉 탄성스프링(40)의 탄성계수를 넘어서게 되면 수압에 의해 탄성스프링(40)이 탄압되면서 밸브스플(50)이 후퇴(하강)되게 된다.

이에 따라, 기밀이 해제되면서 물은 선단부(52)의 원추면을 타고 챔버(20) 내부로 유입되게 되며, 챔버(20)로 유입된 소화용 물은 밸브스플(50)의 외주연에 형성된 유입공(56) 및 이와 연통된 배출공(58)을 통해 일정압을 유지한 채 챔버(20)의 하단에 일시 집수되게 된다.

집수된 물은 각 분사유로(22)를 통해 분배됨과 동시에 분사노즐(30)을 통해 분사되면서 상술한 와류발생부재(32)에 의해 안개형태로 분무되게 된다.

안개형태로 화원 주변에 분무된 소화수(배출수=소화용 물)는 화원의 열에 의해 수증기화 되면서 공기차단막을 형성시켜 화원으로 공급되는 산소를 차단함으로써 화원의 발화를 억제하여 진압하게 된다.

따라서, 통상의 일반화재는 물론 유류화재에 있어서도 소화수와 유류가 분리되기 이전에 신속하게 화원을 진압할 수 있게 된다.

더구나, 상기 분사노즐(30)로 공급되는 소화수는 이미 밸브스플(50)의 작동에 의해 일정압을 유지하고 있는 상태이므로 분사 혹은 분무시 수압의 변동이 거의 없어 분무되는 입자의 크기 변화가 없고 이로 인해 큰 물방울을 쉽게 형성하지 못하게 되어 특히, 물 유입에 따른 부차적인 문제를 유발시키는 전기설비 등의 화재시에도 매우 효율적으로 활용될 수 있다.

뿐만 아니라, 소화후 소화수의 공급이 차단되게 되더라도 상기 밸브스플(50)의 작동에 의해 잔여분의 물이 분사노즐(30) 측으로 공급되지 못하도록 신속하면서도 자동적으로 차단되므로 분사노즐(30)의 분사구(34)에는 거대 입자의 물방울이 맺히지 못하게 되어 상술한 전기설비 등의 소화시에 회로의 단락이나 밀폐된 보호재 내부로의 유입확률이 현저히 감소하게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 다음과 같은 작용효과를 제공한다.

첫째, 소화수가 노즐몸체로 유입되는 유입구 역할을 하는 죠인트프레임이 노즐몸체에 나사결합 형태로 취부되기 때문에 장탈착이 용이하여 설치가 쉽다.

둘째, 밸브스플을 통해 유입되는 소화수를 일정압력으로 자동조절하여 챔버로 공급하기 때문에 분사노즐의 단부를 통해 분무되는 물입자의 크기가 균일하다.

세째, 소화수의 공급압이 일정하므로 분사구를 통한 소화수의 분무시 거대 물방울의 발생율이 극소화되어 전기설비나 유류화재의 경우 부차적인 문제발생없이 효율적인 화재진압을 수행할 수 있다.

네째, 간단한 구조의 와류발생부재를 통해 안개형태로의 분무 전환이 용이하며, 유지보수가 수월하다.

Claims (5)

1. 절두원추형상의 헤드부(12)와, 상기 헤드부(12)의 후단으로부터 상향연장된 연결부(14)로 이루어진 노즐몸체(10)를 갖는 소방용 분사장치에 있어서;

   상기 연결부(14)의 상단면으로부터 헤드부(12)를 향해 원통형상으로 일정깊이 요입형성된 챔버(20)와;

   상기 챔버(20)의 바닥면과 연통되면서 상기 헤드부(12)의 외주연을 따라 일정간격으로 배설된 다수의 분사유로(22)와;

   상기 분사유로(22)의 단부에 착탈가능하게 나사결합되는 분무용 분사노즐(30)과;

   하단은 상기 챔버(20)의 직경과 대응되고 그 이외의 부위는 상기 챔버(20)보다 작은 직경을 갖고 챔버(20) 내부에 삽입되어 수압에 따라 선택적으로 소화수를 챔버(20) 내부로 유입시키는 밸브스플(50)과;

   상기 밸브스플(50)과 챔버(20)의 바닥면 사이에 개재되는 탄성스프링(40)과;

   상기 노즐몸체(10)의 연결부(14)와 나사결합되며 상기 챔버(20)와 연통가능한 공급유로(72)를 갖고 상기 밸브스플(50)의 상단과 긴밀히 접촉배치되는 죠인트프레임(70)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 소방용 분사장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 분사노즐(30)의 내부인 배출유로(36) 상에는 그 내주연과 유격을 갖고 내장되어 와류를 일으키는 와류발생부재(32)가 구비된 것을 특징으로 하는 소방용 분사장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 와류발생부재(32)는 두 가닥의 철사가 꼬인 형상인 것을 특징으로 하는 소방용 분사장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 밸브스플(50)은 그 선단부(52)가 원추형을 이루며 밀폐되고,

   그 중간부는 중공형태로 형성되며,

   후단부는 상기 중공과 연통되면서 개방되어 배출공(58)을 이루고,

   상기 배출공(58)의 인접측 외주연은 상기 챔버(20)의 내경과 대응되는 크기의 외경을 갖는 플랜지부(54)가 형성되며,

   상기 플랜지부(54)를 제외한 외주연에는 상기 중공과 연통되는 다수의 유입공(56)이 형성되어 구성된 것을 특징으로 하는 소방용 분사장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 죠인트프레임(70)은 상기 노즐몸체(10)의 연결부(14)와는 오링(74)에 의해 밀폐고정되고, 상기 밸브스플(50)의 선단부와는 씰재(76)에 의해 긴밀히 접촉 배치되어 기밀을 유지하는 것을 특징으로 하는 소방용 분사장치.