KR100470762B1 - 소화용 분사노즐 - Google Patents

Abstract

본 발명은 통상의 수직배관과 연결되어 사용하는 소화용 분사노즐에 관한 것으로서, 하측 내주면을 따라 미세구멍을 가지는 노즐바디와, 안내관 및 오리피스가 내측에 형성되어 있는 노즐캡을 구비하며, 상기 노즐바디에는 노즐캡이 결합되어 챔버가 형성됨을 특징으로 하는 소화용 분사노즐에 관한 것이다.

Description

소화용 분사노즐{SPRAY NOZZLE FOR FIRE FIGHTING}

본 발명은 소화용 분사노즐에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 강한 압력으로 분사노즐로 투입되는 물을 노즐 끝단부에 형성된 다수개의 미세구멍들 사이로 통과시켜 물안개를 분무하여 화재 발생시 효과적으로 진압할 수 있는 소화용 분사노즐에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이, 선박 및 건물의 내부 특히 천장에는 화재 발생시 화염의 전파를 방지하고 동시에 화재의 진압이 용이하도록 하기 위해 소화용 분사노즐이 설치된다.

이러한 소화용 분사노즐은 화재 발생시 물탱크에서 빠져나온 물이 입상관을 거쳐 수평주관과 분기관을 거친 뒤 각각의 수직배관을 통과하게 되고, 상기 수직배관과 연계된 분사노즐에서 가는 물줄기가 뿜어져 나오게 된다.

그러나 위와같이 가는 물줄기로는 유류 화재시 기름과 물의 밀도 차이로 인한 분리 현상으로 오히려 화재의 성상이 더욱 커지는 것을 알 수 있다.또한 상기 분사노즐은 전술한 물줄기의 특성상 화재에 대한 효과적인 진압이 불가능할 뿐만 아니라 할론이나 탄산가스로 진압할 시에도 인체와 환경에 매우 유해하기 때문에 현장내 작업인원을 철수시켜야 하고, 상기 할론이나 탄산가스는 기기에 치명적인 악영향을 미치기 때문에 통풍 시스템의 가동중단과 주엔진 및 전원의 차단 등 많은 문제점이 발생하게 된다.

따라서 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 강한 압력으로 분사노즐로 투입되는 물을 노즐의 끝단부의 여러개의 미세구멍들 사이로 통과시켜 압력차와 물입자들 간의 충돌로 물입자의 응집력을 약화시켜 입자의 크기를 최소화시켜 물안개를 형성해 고압의 압력으로 인한 물입자의 침투력과 그에 의한 냉각효과와 수증기의 공기 차단효과가 있는 소화용 분사노즐을 제공함에 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은 유류, 가스, 전기 화재의 발생시에 이를 효과적으로 진압할 수 있는 소화용 분사노즐을 제공함에 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 이하에서 설명되는 본 발명의 바람직한 실시예는 본 발명의 기술적 범위를 한정하려는 것은 아니며 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 명확하고 용이하게 설명하려고 하는 것이다. 도면상에서 동일한 도면부호는 동일한 요소를 지칭한다.

본 발명에서는 유입된 물의 챔버 역할을 하는 노즐바디와, 상기 노즐바디의 챔버로 가압된 물을 유입시키기 위한 안내관과, 유입된 물을 여러개의 미세구멍들 사이로 통과시켜 물안개를 형성하는 안내판과, 상기 노즐바디와 체결되어 안내판과함께 물안개의 형성을 도와주는 노즐캡으로 구성되며, 상기 안내판의 두께와 미세구멍의 갯수와 길이로서 유량과 분무패턴 및 분무거리를 간편하게 조절할 수 있는 소화용 분사노즐을 제안한다. 이러한 소화용 분사노즐의 기술적 사상 및 상세 구성은 후술하는 각 도면들의 설명에 의해 용이하게 이해될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 화재 진압용 소화장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다. 상기 소화장치는 화재 진압시 사용될 물이 채워져 있는 제1 물탱크(200)와, 상기 제1 물탱크(200)에 담수된 물을 35BAR의 압력으로 상승시키는 제1 펌프(202) 및 상기 제1 펌프(202)에 의해 생성된 35BAR 압력을 70BAR 이상으로 상승시키는 제2 펌프(204)로 구성된다. 또한 상기 제1 펌프(202)와 제2 펌프(204)의 사이에는 전술한 펌프(202,204)들의 압력을 조절하는 압력스위치(206)가 설치된다.

그리고 상기 도 1에 도시한 질소탱크(208)에는 질소가 충진되어 있으며 상기 질소는 아래에서 후술되어질 분사노즐(100)에서 물안개를 형성하기 위해 필요한 압력, 상세하게는 100BAR까지 상승시키는 매개체 역할을 한다. 상기 질소탱크(208)의 우측에는 제2 물탱크(210)가 설치되어 전술한 질소가스가 배관 안으로 원활히 흐르도록 윤활유 역할을 한다.

한편 전술한 기술적 구성에 있어서, 분사노즐(100)은 화재 진압용 소화장치에 의해 100BAR의 압력으로 형성된 수압(또는 물)을 물안개로 변환시켜 화재를 진압하게 되며, 이러한 분사노즐(100)의 상세구성은 후술하는 각 실시예에 의해 용이하게 이해될 것이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 의거 상세히 설명하겠는 바, 상기 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

[실시 예 1]도 2와 도 3a 및 도 3b에 도시한 바와 같이, 본 발명의 분사노즐은 크게 노즐바디(10)와 노즐캡(18)으로 구성되고, 상기 노즐바디(10)의 내부에는 연결관(12)이 형성되며, 이 연결관(12)에는 도 1에 도시한 수직배관(26)이 체결된다. 또한 상기 노즐바디(10)의 내측 둘레면에는 여러개의 미세구멍(14)들이 형성되어진다.

한편 전술한 노즐캡(18)의 내부에는 100BAR의 압력으로 하강한 물을 상기 노즐캡(18)의 네방향으로 형성된 오리피스(16)로 안내할 수 있는 안내관(20)이 형성된다. 상기 오리피스(16)는 노즐캡(18)의 내부에 있는 안내관(20)과 연결되어 노즐바디(10)와 노즐캡(18)의 사이에 형성된 챔버(22) 내로 물을 강하게 뿜어내게 된다.

이때 일차적으로 오리피스(16)를 통해 뿜어져 나온 물은 노즐바디(10)의 단두(23)와 충돌하여 물입자들이 잘게 부서지게 되고, 잇따른 질소가스가 상기 오리피스(16)를 통과하여 이미 분쇄된 물입자들과 충돌하여 입자들을 더욱 잘게 부수면서 혼합된다.

또한 전술한 챔버(22)에서는 상기 혼합물들이 뒤섞여 큰 입자로 형성하는 것을 방지하기 위해 소용돌이를 일으켜 팽창시키게 된다.

이후 상기 챔버(22) 내에서 팽창된 혼합물들은 전술한 노즐바디(10)에 형성된 여러개의 미세구멍(14)들을 통과하게 되는데 이때 물입자들은 고압방출로 인해 더욱 잘게 부서져 상기 미세구멍(14)들을 통해 대기중으로 분사될 때는 물안개(24)형상으로 방사상으로 퍼져 분사된다.

[실시예 2]도 4 내지 도 5에 도시하고 있는 본 발명의 분사노즐은 노즐바디(10)와 노즐캡(18)으로 나뉘어지고, 상기 노즐바디(10)의 내부에는 연결관(12)과 여러개의 미세구멍(12)들이 형성된다. 또한 상기 노즐캡(18)의 내부에는 안내관(20)이 형성되어 오리피스(16)와 연결된다.

이때 상기 오리피스(16)는 노즐바디(10)의 챔버 내로 물과 질소가스를 유입시키며, 유입된 물과 질소가스의 혼합물은 챔버 내에서 소용돌이를 일으켜 팽창되고, 팽창된 상기 혼합물은 노즐바디(10)의 미세구멍(12)들을 통해 고압으로 방출되어 물안개를 형성해 대기중으로 방사상으로 퍼져 분사되어진다.

[실시예 3]도 6 내지 도 7에서 도시하고 있는 본 발명의 분사노즐은 전술한 화재 진압용 소화장치에 의해 100BAR의 압력으로 형성된 물을 물안개 형태로 만들어 대기중으로 방출하는 장치로서, 바람직하게는 다수개의 미세구멍(56)들이 형성된 안내판(54)을 구성하여 상기 고압의 물을 물안개(mist) 형태로 만들어 대기중으로 방사상으로 분사시켜 화재를 진압하는 분사노즐 형태이다.

즉, 상기 소화용 노즐은 중앙에 연결관(52)이 형성된 노즐바디(50)와 네방향으로 오리피스(58)가 형성된 노즐캡(60)으로 구성되며, 상기 노즐바디(50)와 노즐캡(60)의 사이에는 여러개의 미세구멍(56)들이 방사형태로 형성된 안내판(54)이 설치된다. 이때 상기 노즐바디(50)의 연결관(52)에는 도 1에 도시한 화재 진압수를 이송하는 수직배관(26)과 체결된다. 또한 도 1에 도시한 장치에 의해 100BAR의 압력으로 상승된 물은 상기 노즐캡(60)의 안내관(62)을 통과하여 네방향으로 형성된 오리피스(58)를 통해 노즐바디(50)의 챔버(64)로 유입된다.

한편 일차적으로 오리피스(58)를 통해 노즐바디(50)의 챔버(64)로 유입된 물은 내부의 단부와 충돌하여 물입자들이 잘게 부서지게 되고 큰 가압력으로 인해 안내판(54)에 형성된 방사형태의 미세구멍(56)들을 통과하게 된다. 이때 이미 분쇄되어 팽창된 물입자들은 원주상의 여러 미세구멍(56)들을 통과할 때 큰 압력차로 인하여 표면장력이 작아지며 응집력을 잃게되어 더욱 입자가 작아지며 방사상으로 물안개를 분사하게 된다.

즉, 위와같이 안내판(56)은 상단면에 방사형태의 미세구멍(56)들이 규칙적으로 둘레면을 따라 배열되어 있으며, 이러한 구성에 따라 챔버(64)내에 있는 유체는 미세구멍(56)들을 통하여 대기중으로 방출하게 되고, 이때 여러개의 미세구멍(56)들은 등간격으로 배열되는데 원주 접선과 45°의 각을 형성하는 것이 가장 바람직하다.

여기서 상기 미세구멍(56)들의 각도를 45°로 형성한 이유는 대기중으로 물안개을 방출할 때 난류성 소용돌이를 형성하게 하므로서 물안개의 분포를 좀더 넓은 범위에서 균일하게 하는 효과가 있기 때문이고, 그로 인해 화원이나 화재 지역에 대하여 소화능력의 효과를 향상시키는 장점이 있다.

이후, 전술한 챔버(64) 내에서는 유입된 소화수가 뒤섞여 큰 입자를 형성하는 것을 방지하기 위해 고압의 소용돌이를 일으켜 팽창되고, 팽창된 상기 소화수는 오리피스 역할을 하는 미세구멍(56)들을 통과하게 되는데 이때 물입자들은 고압방출로 인해 더욱 잘게 부서져 대기중으로 분사될 때는 물안개 형상으로 방사상으로 분사된다.

이상으로 살펴본 바와 같이, 본 발명은 강한 압력으로 소화구를 분사노즐로 투입하여 큰 압력차와 물입자 간의 충돌로 물의 응집력을 최소화하며 물안개를 형성하고 고압의 강한 침투력과 그로인한 냉각 및 수증기에 의한 공기차단 효과로서 일반적인 고체화재 뿐만 아니라 유류 및 가스화재나 전기 화재시에 이를 효과적으로 진압할 수 있는 장점이 있다.따라서 종래의 소화 설비에 비하여 전자 및 전기 장비에 대하여 물에 의한 2차 피해가 없으며, 할론이나 탄산가스 소화설비에 비하여 인체 및 환경에 무해한 장점과 화재 발생지역에 그을음이나 매연을 수증기와 물방울로서 제거하는 세정효과가 탁월하여 화재지역에 있어 인명구조 효과도 기대할 수 있는 상승적인 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 화재 진압용 소화 장치의 구성을 개략적으로 보이고 있는 도면.

도 2는 도 1에서 도시하고 있는 분사노즐(100)의 제1 실시예의 구성을 보이고 있는 도면.

도 3a와 도 3b는 도 2에서 도시하고 있는 분사노즐의 단면을 나타낸 도면.

도 4는 도 1에서 도시하고 있는 분사노즐(100)의 제2 실시예의 구성을 보이고 있는 도면.

도 5는 도 4에서 도시하고 있는 분사노즐의 중앙 단면을 나타낸 도면.

도 6은 도 1에서 도시하고 있는 분사노즐(100)의 제3 실시예의 구성을 보이고 있는 도면.

도 7은 도 6에서 도시하고 있는 분사노즐의 중앙 단면을 나타낸 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

50: 노즐바디 52: 연결관

54: 안내판 56: 미세구멍

58: 오리피스 60: 노즐캡

62: 안내관 64: 챔버

Claims (4)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 일정한 수압을 갖는 수직배관과 연결되어 사용하는 소화용 분사노즐에 있어서,

   중앙부에 연결관(52)이 형성되어 상기 수직배관(26)으로부터 물이 유입되는 노즐바디(50)와, 상기 노즐바디(50)에 체결되고 둘레면을 따라 오리피스(58)들이 형성된 노즐캡(60)으로 구성되며;

   상기 노즐바디(50)와 노즐캡(60)의 사이에는 원주상의 등간격으로 다수개의 미세구멍(56)들이 형성되어 상기 노즐바디(50)로 유입된 물을 방사상으로 물안개를 분사시키는 안내판(54)이 설치됨을 특징으로 하는 소화용 분사노즐.