KR100936384B1

KR100936384B1 - 목조문화재용 미분무 소화설비

Info

Publication number: KR100936384B1
Application number: KR1020090072146A
Authority: KR
Inventors: 박정렬
Original assignee: 주식회사 건국이엔아이
Priority date: 2009-08-05
Filing date: 2009-08-05
Publication date: 2010-01-13

Abstract

본 발명은 목조문화재용 미분무 소화설비에 관한 것으로서, 내부에 소화수가 저장되는 하나 이상의 소화수 실린더; 상기 소화수 실린더와 분사배관을 통해 연결되어 소화수 실린더로부터 공급된 소화수를 목조문화재 실내공간을 향하여 분사시키는 다수의 노즐; 상기 소화수 실린더에 가스를 공급하여 상기 가스의 가압에 의해 소화수 실린더 내부에 저장된 소화수가 노즐로 공급되도록 하며, 소화수 실린더와 가압배관을 통해 연결되는 하나 이상의 가스 실린더; 상기 목조문화재 내에 배치되어 화재 발생에 의한 연기를 감지하는 연기 감지부; 상기 목조문화재 내에 배치되어 화재 발생에 의한 열을 감지하는 열 감지부; 상기 분사배관 및 가압배관에 각각 설치되는 제1, 2 솔레노이드 밸브; 및 상기 연기 감지부 및 열 감지부의 감지 신호를 입력받아서 상기 제1, 2 솔레노이드 밸브의 개방을 제어하는 컨트롤부를 포함하며, 상기 노즐에 장착되는 분사팁에는 소화수가 분사팁 내부에서 와류를 형성하게 스월(swirl)한 후 최종 미분무되도록 하나 이상의 유입공이 형성되고, 상기 분사팁의 내부에는 일측 단부로부터 외부에 노출되는 타측 단부로 갈수록 단면적이 점차적으로 축소되는 중공의 분사유로가 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 목조문화재용 미분무 소화설비에 의하면, 분사되는 미분무 상태의 소화수 입자가 종래보다 크기가 큰 입자 상태로 분사되도록 함과 더불어 종래의 고압보다 작은 중저압의 압력으로 분사되도록 함으로써 목조문화재의 실내 공간과 같이 개방된 공간에서의 화재발생시 화재를 용이하게 진압할 수 있는 효과가 발생한다.

목조문화재용 미분무 소화설비, 스월(swirl), 미분무 실린더 함, 패키지 소화설비, 중저압 노즐

Description

목조문화재용 미분무 소화설비{WATER MIST SPRAY FIRE EXTINGUISHING EQUIPMENT FOR WOODEN CULTURAL PROPERTIES}

본 발명은 목조문화재용 미분무 소화설비에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 소화수 실린더로부터 공급된 소화수를 그 내부에서 스월하여 와류를 발생시킨 후 미세한 입자상태로 최종 미분무시킬 수 있는 노즐이 적용된 목조문화재용 미분무 소화설비에 관한 것이다.

근래 들어, 경제적 발전과 더불어 생활과 문화에 대한 관심이 증대되고, 안전 및 화재에 대한 사회적 인식이 계속적으로 부가되고 있는 상황이며, 최근 발생하고 있는 대형화재로 인하여 재산과 인명의 손실뿐만이 아니라 낙산사, 숭례문 등 우리의 국보급 문화재들이 소실되는 비극을 겪었고, 방화에 의한 피해가 지속적으로 증가하고 있다.

대개, 대부분의 문화재 건축물은 건축법, 소방법 등 관련법령의 저촉을 받지 않아 의무적으로 방재시스템을 설치하여 운영 및 유지하지 않고 있다.

다만, 자의적으로 방재시스템을 설치, 운영하고 있는 대상물도 있지만 그나 마 설계오류, 용량부족, 부실시공 및 유지관리 부재로 무용지물이 되고 있는 상황이 빈번하게 발생하였다.

덧붙여, 강원도 양양 산불로 인하여 낙산사가 화재로 손실된 이후 국내의 문화재 방재에 대한 관심이 증대되어 문화재청 및 소방관련 학회에서도 목조문화재에 대한 방재시스템 구축 및 화재 위험성 평가에 대한 연구들이 활발히 진행되었다.

그 결과, 낙산사를 중심으로한 일부 사찰문화재들에 수막설비 및 방수총 설비 등의 소화활동 설비들과 아나로그 방식의 화재경보장치 등이 최근에 구축이 되었다.

그러나, 이러한 설비들은 산불 등 외부 화재 요인으로부터 목조문화재를 보호하기 위해 개발되고 설치된 것으로 사람이 육안으로 화재를 인지하고 작동시키는 장치이다. 즉, 자동식 소화 설비가 아니라 수동으로 작동되는 설비인 것이다.

또한, 목조문화재 내부에서 화재가 발생할 경우에는 그 발생된 화재를 진압하기가 힘들었다.

일반적으로, 유류 화재, 밀폐된 공간에서 발생한 화재 등을 진압하기 위해서 대략 50 ~ 100㎛ 입자크기의 미분무 입자상태의 소화수를 35bar 이상의 고압으로 분사하는 미분무 소화설비가 개발되어 적용되고 있다.

그러나, 목조문화재와 같은 목조건물에서 화재가 발생할 경우, 그 화세(火勢)는 목조건물이 아닌 일반 건물보다 크게 형성될 뿐만 아니라, 또한 목조문화재의 실내 공간과 같이 개방된 공간에서 화재가 발생할 경우, 전술한 바와 같은 50 ~ 100㎛ 정도의 미세한 크기를 가지는 소화수 입자는 전술한 상당한 화세 및 개방 공간에 의해 증발되어서 적절하게 화재를 진압하지 못함에 따라 전술한 종래의 미분무 소화설비는 소화능력이 떨어지는 문제점을 가지고 있었다.

한편, 목조건물 이외의 일반 건물에는 화재 진압을 위한 스프링클러 설비가 소방법에 의해 필수적으로 설치되어 있다.

그러나, 이러한 스프링클러는 물탱크, 고압 펌프 및 고압을 견딜 수 있는 강한 재질과 일정 두께 이상의 배관 등을 필요로 하므로 목조문화재 건축물 등에 설치가 용이하지 않은 단점을 가지고 있었다.

결론적으로, 현재 국내에는 목조문화재의 화재를 진압하기 위한 전용 소화설비를 개발한 적이 없으며, 전용 소화설비 시스템을 실용화한 경우는 전무한 상태이다.

따라서, 목조문화재를 훼손하지 않으면서도, 화재상황을 신속히 감지하여 이를 진압함으로써, 초기진화에 대응할 수 있도록 하는 소방설비 시스템의 개발이 절실히 요구되고 있다.

본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 목조문화재의 화재 발생시에 신속하게 자동적으로 대응하여 초기 진압을 가능하게 하도록 목조문화재에 최초로 도입되는 목조문화재용 미분무 소화설비를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 노즐을 통해 종래보다 입자가 크며 중저압 상태로 소화수를 미분무시킴으로써 목조문화재의 실내공간과 같이 개방된 공간에서 화재가 발생시에 유효하게 화재를 진압할 수 있는 목조문화재용 미분무 소화설비를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 고압 펌프 등의 소화수 공급장치를 필요로 하지 않고, 소화수가 저장되는 구성이 보다 컴팩트하게 구현되어 패키지 형태로 목조문화재의 내부 실내공간에도 배치 가능한 목조문화재용 미분무 소화설비를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출된 본 발명의 목조문화재용 미분무 소화설비는, 내부에 소화수가 저장되는 하나 이상의 소화수 실린더; 상기 소화수 실린더와 분사배관을 통해 연결되어 소화수 실린더로부터 공급된 소화수를 목조문화재 실내공간을 향하여 분사시키는 다수의 노즐; 상기 소화수 실린더에 가스를 공급하여 상기 가스의 가압에 의해 소화수 실린더 내부에 저장된 소화수가 노 즐로 공급되도록 하며, 소화수 실린더와 가압배관을 통해 연결되는 하나 이상의 가스 실린더; 상기 목조문화재 내에 배치되어 화재 발생에 의한 연기를 감지하는 연기 감지부; 상기 목조문화재 내에 배치되어 화재 발생에 의한 열을 감지하는 열 감지부; 상기 분사배관 및 가압배관에 각각 설치되는 제1, 2 솔레노이드 밸브; 및 상기 연기 감지부 및 열 감지부의 감지 신호를 입력받아서 상기 제1, 2 솔레노이드 밸브의 개방을 제어하는 컨트롤부를 포함하며,

상기 노즐에 장착되는 분사팁에는 소화수가 분사팁 내부에서 와류를 형성하게 스월(swirl)한 후 최종 미분무되도록 하나 이상의 유입공이 형성되고, 상기 분사팁의 내부에는 일측 단부로부터 외부에 노출되는 타측 단부로 갈수록 단면적이 점차적으로 축소되는 중공의 분사유로가 형성되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 유입공은 상기 일측 단부 근방에서 상기 분사유로와 연통하도록 형성되되, 분사팁의 종단면상에서 바라보았을 때 상기 유입공은 분사유로의 중심에 대하여 편심되게 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 유입공은 3개 또는 4개로 형성되며, 분사팁의 종단면상에서 바라보았을 때, 이웃하는 유입공을 연장한 가상선은 서로 수직하거나 경사지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 유입공은 분사팁의 길이방향에 수직하게 형성되거나 상기 분사팁의 타측 단부를 향하여 경사지게 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 분사팁의 종단면상에서 바라보았을 때, 상기 유입공은 분사유로의 내주면의 접선방향에 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 분사배관의 내경은 10 ~ 14mm이고, 상기 가압배관의 내경은 24 ~ 26mm이고, 상기 노즐로부터 분사되는 소화수의 최종 분사압은 5 ~ 13㎏f/㎠이며, 상기 노즐로부터 분사되는 소화수의 입자 크기는 150 ~ 400㎛인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 소화수 실린더 및 가스 실린더는 목조문화재의 실내공간에 마련된 미분무 실린더 함 내부에 수용되며, 상기 미분무 실린더 함에는 도어가 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가압배관에 설치되는 압력 레귤레이터; 상기 소화수 실린더에 설치되어 소화수 실린더에 저장된 소화수의 양을 확인하기 위한 레벨 스위치; 및 상기 제1 솔레노이드 밸브와 소화수 실린더 사이의 분사배관에 설치되는 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 분사배관의 제1 솔레노이드 밸브의 후방에 설치되는 압력 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 분사배관과 가압배관에는 체크밸브가 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하나 이상의 소화수 실린더 및 가스 실린더는 하나의 물 분사체를 형성하며, 이러한 물 분사체는 다수로 구비되며, 각각의 물 분사체의 소화수 실린더로부터 배출된 각각의 소화수는 하나의 제1 분사배관으로 공급되고, 상기 제1 분사배관으로부터 분기되며 다수의 노즐과 연결되는 제2 분사배관에는 각각 제1 솔레노이드 밸브가 설치되는 것을 특징으로 한다.

전술한 본 발명에 따른 목조문화재용 미분무 소화설비에 의하면, 분사되는 미분무 상태의 소화수 입자가 종래보다 크기가 큰 입자 상태로 분사되도록 함과 더불어 종래의 고압보다 작은 5 ~ 13㎏f/㎠의 중저압으로 분사되도록 함으로써 목조문화재의 실내 공간과 같이 개방된 공간에서의 화재발생시 화재를 용이하게 진압할 수 있는 효과가 발생한다.

또한, 노즐의 분사팁에 하나 이상의 유입공을 형성함으로써, 소화수가 분사팁 내부에서 스월한 후 미세한 입자 상태로 최종 분무되도록 할 수 있으며, 이로 인해 살수 반경을 보다 증대시킬 수 있게 된다.

또한, 질소 가스의 가압을 통해 소화수 실린더 내부에 저장된 소화수가 노즐로 공급됨으로써, 고압 펌프 등이 필요 없게 되고 이로 인해 구성이 간단해짐과 더불어 컴팩트해져서 미분무 실린더 함, 노즐 및 배관을 포함하는 패키지 형태로 목조문화재의 실내 공간에 배치되는 것이 가능하게 된다.

또한, 연기 및 열 감지부의 감지신호에 따라 솔레노이드 밸브의 개방이 자동적으로 이루어져 소화수가 미분무됨으로써, 화재발생시 자동적으로 대처하여 초기 진압을 가능하게 할 수 있는 효과도 발생한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 목조문화재용 미분무 소화설비가 설치된 상태를 나타내는 개략적인 상태도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 목조문화재용 미분무 소화설비의 배관 상태를 나타내는 배관도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 미분무 실린더 함에서 도어가 생략된 상태의 내부 상태를 나타내는 정면도이고, 도 4는 도 3에 도어가 포함된 상태의 평면도이다.

본 발명의 실시예에 따른 목조문화재용 미분무 소화설비는 목조 문화재 건물에 설치되는 것을 우선적으로 하되, 이외의 사찰, 기타 박물관 등 목재 건축물의 내부에 설치되어 화재 발생에 의한 건축 구조물의 연소를 방지하기 위한 것으로서, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 소화수 실린더(100), 노즐(200), 가스 실린더(300), 연기 감지부(410), 열 감지부(420), 제1, 제2 솔레노이드 밸브(430,440) 및 컨트롤부(500)를 포함하여 이루어진다.

상기 소화수 실린더(100)는 내부에 고압이 형성되도록 소화수가 저장되어 있으며, 이러한 소화수 실린더(100)에는 내부 저장된 소화수의 저장량을 확인하기 위한 별도의 레벨 스위치(610)가 설치된다.

상기 노즐(200)은 소화수 실린더(100)와 분사배관(630)을 통해 연결되어 소화수 실린더로부터 공급된 소화수를 목조문화재 실내공간의 바닥면을 향하여 분사시키도록 다수 개가 설치되는데, 이러한 노즐(200)의 특징적인 부분은 아래에 기술하기로 한다.

그러나, 반드시 이에 한정되지 않으며, 상기 노즐(200)은 전술한 하향 분사가 아닌 상향 분사가 이루어지도록 설치될 수 있고, 덧붙여 상향 및 하향 분사가 모두 이루어지도록 할 수 있다.

상기 가스 실린더(300)는 소화수 실린더(100)와 가압배관(650)을 통해 연결되며, 소화수 실린더 내부에 질소 가스를 공급하여 공급된 질소 가스의 압력에 한 가압에 의해 소화수 실린더(100) 내부에 저장된 소화수를 분사배관(630)을 경유한 후 노즐(200)로 공급시킨다.

상기 소화수 실린더(100)는 다수의 노즐(200)로 충분한 양의 소화수를 공급하도록 하나 이상이 구비되며, 마찬가지로 가스 실린더(300)도 소화수 실린더(100)에 저장된 소화수 전체를 노즐(200)로 공급할 수 있는 정도의 다수로 구비되어 있다.

여기서, 상기 가스 실린더(300)에는 대략 150kg/㎤ 정도의 압력을 가지며 질소 가스가 충진되어 있는데, 후술하는 압력 레귤레이터(660)로 인해 그 압력이 조절된 후 소화수 실린더(100)로 공급된다.

도 1, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 이러한 소화수 실린더(100) 및 가스 실린더(300)는 목조문화재의 실내공간에 마련된 미분무 실린더 함(700) 내부에 모듈 형태로 수용되어 있다.

또한, 상기 미분무 실린더 함(700)에는 소화수 실린더(100) 및 가스 실린더(300)의 교체, 소화수 및 질소 가스의 재충전 등의 작업이 용이하도록 별도의 도어(710)가 구비되어 있다.

상기 미분무 실린더 함(700) 내부에 수납되는 하나 이상의 소화수 실린더(100) 및 가스 실린더(300)는 하나의 물 분사체를 형성하며, 이러한 물 분사체는 다수로 구비되어 있다. 즉, 상기 미분무 실린더 함(700)은 목조문화재의 실내에 다수로 설치될 수 있다.

구체적으로, 각각의 물 분사체의 소화수 실린더(100)로부터 배출된 각각의 소화수는 하나의 분사배관(630)으로 공급되며 분사배관으로부터 분기된 배관을 통해 다수의 노즐(200)로 공급되어진다.

따라서, 목조문화재가 일정 이상의 상당한 실내면적을 가지고 있고, 설치되는 노즐(200)의 개수도 상당한 다수일 경우 각각의 노즐로 충분한 소화수를 공급할 수 있게 된다.

또한, 상기 소화수 실린더(100) 및 가스 실린더(300)가 목조문화재의 외부에 설치될 경우, 상기 실린더들과 목조문화재의 실내공간에 설치된 노즐(200)을 연결하도록 목조문화재의 외벽을 관통하여 배관을 설치해야 하는데, 상기 미분무 실린더 함(700)이 목조문화재의 실내에 배치되므로 상기한 목조문화재의 외벽 관통 작업이 필요없게 된다.

따라서, 목조문화재의 훼손을 더더욱 방지할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 목조문화재용 미분무 소화설비는 컴팩트한 구성에 의해 상기 미분무 실린더 함(700), 노즐(200) 및 배관을 포함하는 패키지 형태로 목조문화재의 실내 공간에 배치될 수 있다.

한편, 상기 연기 감지부(410)와 열 감지부(420)는 화재발생에 의한 연기 및 열을 감지하는 센싱부로서, 용이하게 연기 및 열을 감지하도록 목조문화재 내의 적절한 위치에 다수 개가 설치된다.

상기 분사배관(630) 및 가압배관(650)에는 각각 제1, 2 솔레노이드 밸브(430,440)가 설치되는데, 이러한 솔레노이드 밸브는 평상시에는 폐쇄된 상태를 가지고 있다.

한편, 화재 발생시에는 동시에 개방되어 제2 솔레노이드 밸브(440)는 가압배관(650)을 통해 질소 가스가 소화수 실린더(100)로 공급되도록 하며, 제1 솔레노이드 밸브(430)는 소화수 실린더(100)의 소화수가 분사배관(630)을 통해 노즐(200)로 공급되도록 한다.

좀 더 구체적으로, 전술한 바와 같이 상기 물 분사체가 다수로 구비되는 경우, 도 2에 도시한 바와 같이, 각각의 물 분사체의 소화수 실린더(100)로부터 배출된 각각의 소화수는 하나의 제1 분사배관(631)으로 공급되고, 상기 제1 분사배관(631)으로부터 분기되며 다수의 노즐(200)과 연결되는 제2 분사배관(632)에는 각각 제1 솔레노이드 밸브(430)가 설치되어 있다.

상기 컨트롤부(500)는 연기 감지부(410) 및 열 감지부(420)의 감지 신호를 입력받아서 일정 온도 이상의 열 및 연기가 감지되면, 제1, 2 솔레노이드 밸브(430,440)를 개방시키게 된다.

또한, 상기 컨트롤부(500)는 후술하는 압력 스위치(670), 레벨 스위치(610)와도 전기적으로 연결되어 있으며 상기 스위치들과 컨트롤부의 연관관계는 아래에 설명하기로 한다.

본 발명의 실시예에서, 상기 가압배관(650)에는 압력 레귤레이터(660)가 설치되며 전술한 바와 같이 대략 150㎏f/㎠의 고압을 가지며 가스 실린더(300)에 충 진된 질소 가스는 제2 솔레노이드 밸브(440)의 개방시 압력 레귤레이터(660)에 의해 5 ~ 13㎏f/㎠로 감압된 후 소화수 실린더(100)로 유입된다.

또한, 상기 각각의 소화수 실린더(100)에는 컨트롤부(500)에 의해 제어되며, 소화수 실린더에 저장된 소화수의 양을 전기적으로 확인하기 위한 레벨 스위치(610)가 설치되어 있다.

덧붙여, 제1 솔레노이드 밸브(430)와 소화수 실린더(100) 사이의 분사배관 구체적으로, 소화수 실린더(100)와 제1 분사배관(631) 사이의 배관, 상기 제1 분사배관(631), 제2 분사배관(632) 중 어느 하나에는 필터(680)가 설치되어 있다.

이러한 필터(680)는 전술한 질소 가스에 의해 가압되어 소화수 실린더(100)로부터 배출된 소화수 내부의 이물질 등을 걸러서 분사배관(630) 내부가 막히는 것을 방지하기 위한 것으로서, 교체 및 장착이 용이하도록 분사배관에 설치된다.

본 발명의 실시예에서, 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 분사배관(630), 구체적으로 제2 분사배관(632)에 설치된 제1 솔레노이드 밸브(430)의 후방에는 컨트롤부(500)에 의해 제어되는 압력 스위치(670)가 더 설치되어 있다.

이러한 압력 스위치(670)는 제1 솔레노이드 밸브(430)의 개방 시 분사배관(630)을 유동하는 대략 5 ~ 13㎏f/㎠의 중저압을 가지는 소화수에 의해 가압되어 내부에 배치된 구성이 상호 접하면서 작동을 하는 스위치로서, 제1 솔레노이드 밸브(430)를 통해 설정된 적정압의 소화수가 유동할 시 이를 확인하여 컨트롤부(500)로 신호를 전달한다.

즉, 압력 스위치(670)를 통해 정상적인 설정압을 가지는 상태로 소화수가 노 즐(200)로 공급되는지의 여부를 쉽게 확인 가능하게 된다.

예를 들어, 상기 제1 솔레노이드 밸브(430)가 개방되었는데도 압력 스위치(670)가 동작을 하지 않는 상태가 확인되면, 사용자는 전술한 필터(680), 압력 레귤레이터(660) 및 분사배관(630) 내부 등을 확인하여 이상 여부 및 이상 발생된 구성품의 교체 및 수리를 신속하게 할 수 있게 된다.

한편, 상기 분사배관(630)과 가압배관(650)에는 일 방향으로만 소화수 및 질소 가스가 이동하도록 각각 체크밸브(690)가 더 설치되는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에서, 상기 미분무 실린더 함(700) 내부에 배치되는 가압배관(650)의 내경은 24 ~ 26mm로 적용되고, 목조문화재의 기둥 및 천장의 구조물 등에 고정되는 분사배관(630)의 내경은 상대적으로 작은 10 ~ 14mm로 적용된다.

덧붙여, 목조문화재 등 건축된지 상당한 기간이 소요된 건축물은 그 기둥, 천장 구조물 및 연결 구조물 등의 견고성이 현대 건축물에 비해 약할 수 밖에 없음과 더불어 그 보존 가치가 뛰어나므로, 분사배관(630)의 내경을 상대적으로 작게 구성함으로써 전술한 구조물 등에 가해지는 하중을 최소화할 수 있게 된다.

여기서, 상기 분사배관(630)은 수분에 부식되지 않는 내부식성을 가짐과 동시에 상대적으로 경중량을 가지는 알루미늄 소재로 이루어지는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 노즐(200)에 대해서 좀 더 자세히 설명하기로 한다.

도 5의 (a)는 본 발명의 실시예에 따른 노즐을 나타내는 평면도이고, (b)는 도 5(a)의 Ⅰ-Ⅰ선 측단면도이며, 도 6의 (a)는 도 5의 다른예에 따른 노즐을 나타내는 평면도이고, (b)는 도 6(a)의 Ⅰ-Ⅰ선 측단면도이며, 도 7은 도 5 및 도 6의 분사팁을 나타내는 측단면도이고, 도 8은 도 7의 Ⅱ-Ⅱ선의 다양한 단면형상을 나타내는 단면도이다.

상기 각각의 노즐(200)은 상기 분사배관(630) 구체적으로, 제2 분사배관(632)으로부터 다수로 분기된 배관의 단부에 각각 장착된다.

도 5 내지 도 8에 도시한 바와 같이, 이러한 노즐(200)은 상기 배관의 단부에 체결되는 바디부(210), 상기 바디부(210)에 결합되며 소화수가 최종 분사되는 하나 이상의 분사팁(221)이 장착되는 헤드부(220)를 포함하여 이루어진다.

즉, 도 5(b)에 도시한 바와 같이, 바디부(210)의 중공 형성부분으로 공급된 소화수는 분사팁(221)을 통해 목조문화재의 실내 바닥면을 향하여 최종 분사된다.

그러나, 도면에는 도시하지 않았지만 노즐(200)은 상향 분사되도록 설치될 수도 있다.

이러한 분사팁(221)에는 바디부(210) 내부로 유입된 소화수가 분사팁(221) 내부에서 와류를 형성하게 스월(swirl)한 후 최종 미세한 입자상태로 미분무되도록 하나 이상의 유입공(222)이 형성되어 있다.

한편, 도 5(a)에서는, 4개의 분사팁(221)이 구비되는 경우가 도시되어 있지만 여기에 한정되는 것은 아니며 분사팁(221)은 하나 이상이 구비되기만 하면 된다.

좀 더 구체적으로, 도 6에 도시한 바와 같이 3개의 분사팁(221)이 구비될 수 있으며, 3개의 분사팁이 구비된 노즐은 목조문화재의 처마 등에 설치되어 목조문화재의 외부 화재시에 목조문화재의 외벽 전체를 향하여 소화수를 분사하도록 설치된다.

한편, 4개의 분사팁이 구비된 노즐의 경우도 마찬가지로 목조문화재의 외벽을 향하여 소화수를 분사하도록 목조문화재의 처마 등에 설치될 수 있으며, 3개의 분사팁이 구비된 노즐도 마찬가지로 목조문화재 실내공간의 바닥면 및 천장을 향하여 소화수를 분사하도록 목조문화재의 실내공간에 설치될 수 있다.

도 7에 도시한 바와 같이, 상기 분사팁(221)의 내부에는 바디부(210) 내부에 배치되는 일측 단부로부터 외부에 노출되는 타측 단부로 갈수록 단면적이 점차적으로 축소되는 중공의 분사유로(223)가 형성되어 있다.

따라서, 바디부(210) 내부로 유입된 소화수는 상기 분사유로(223)를 경유하면서 그 유동압 및 유속이 더욱 증가한 상태로 최종 분사되어 진다.

또한, 상기 유입공(222)은 상기 일측 단부 근방에서 분사유로(223)와 연통하도록 분사팁(221)의 측벽을 관통하여 형성된다.

아울러, 도 8에 도시한 바와 같이, 유입공(222)은 전술한 바와 같이 분사팁(221) 내부에 와류를 형성하도록 즉, 스월하면서 유동하도록 분사팁(221)의 종단면상에서 바라보았을 때, 분사유로(223)의 중심에 대하여 편심되게 형성되어 있다.

상기와 같이 편심되어 형성된 유입공(222)은 하나 이상이 형성되면 어느 정도 분사팁(221) 내부의 소화수에 와류를 발생시킬 수 있지만, 그 효과를 최대화시키기 위해서는 3 ~ 4개 정도가 형성되는 것이 보다 바람직하다.

덧붙여, 도 8에 도시한 바와 같이, 상기 유입공(222)이 3개 또는 4개로 형성되며, 분사팁(221)의 종단면상에서 바라보았을 때, 서로 이웃하는 유입공(222)을 연장한 가상선은 서로 수직하거나 경사지게 형성된다.

구체적으로, 유입공(222)이 3개로 구비되는 경우 상기 가상선 들은 그 사이각도가 대략 120도 정도가 되도록 경사지게 형성되며, 유입공(222)이 4개로 구비되는 경우에는 가상선 들이 서로 직교하는 상태가 된다.

한편, 본 발명에서는 도 8에 도시한 바와 같이, 상기 분사팁(221) 내에서의 소화수 와류 발생 정도를 더욱 증가시키도록, 상기 분사팁(221)의 종단면상에서 바라보았을 때, 각각의 유입공(222)은 분사유로(223)의 내주면의 접선방향에 형성되는 것이 보다 바람직하다.

일반적으로, 1000㎛ 크기 이하의 입자를 미분무 입자로 말하는데, 본 발명에서는 바람직하게 노즐을 통해 최종 분사되는 수분의 입자가 종래의 50 ~ 100㎛보다 큰 150 ~ 400㎛의 크기를 가지도록 한다.

따라서, 노즐로부터 분사되는 물입자 크기가 종래보다 크도록 함으로써, 목조문화재의 실내 공간과 같이 개방된 공간에서의 화재 발생시에 화세(火勢)에 의한 소화수의 증발을 보다 방지하여 소화능력을 향상시키게 된다.

한편, 상기와 같이 유입공(222)이 접선 방향에 형성되지 않는다면, 접선 방향에 형성되는 경우에 비해 와류 발생 정도가 상당히 미비해져서 분사팁(221)을 통해 전술한 크기의 미세한 수분 입자가 분사되는 것이 어려워지게 된다.

즉, 본 발명은 노즐(200)로부터 분사되는 소화수의 입자 크기가 대략 150 ~ 400㎛의 미세 입자가 되도록 함으로써, 살수반경을 보다 넓힐 수 있게 된다.

또한, 상기 노즐(200)로부터 분사되는 소화수의 최종 분사압을 5 ~ 13㎏f/㎠ 정도의 중저압으로 설정하여 종래의 35㎏f/㎠ 이상과 같이 고압으로 분사되지 않도록 하며 이에 따라 종래의 소화수 고압 분사를 위한 별도의 고압 펌프 등이 필요없게 된다.

덧붙여, 중저압으로 분사되는 소화수에 의해 목조문화재의 내부 구조물이 타격되어 훼손되는 것을 보다 최소화하면서도 목조문화재와 같은 개방된 공간에서 충분한 화재 진압 효과를 가지게 된다.

한편, 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 유입공(222)은 분사팁의 길이방향에 수직하게 형성될 수 있으며, 또한 상기 분사팁(221)의 최종 분사되는 타측 단부를 향하여 경사지게 형성될 수도 있다.

후자의 경우, 상기 노즐(200)의 바디부로 유입된 소화수가 좀 더 신속하게 분사팁(221)을 경유한 후 최종 배출될 수 있도록 하는 효과를 발생하게 된다.

본 발명의 실시예에서, 상기 노즐(200)은 분사팁(221)의 일측이 항시 개구된 개방형 타입으로 도시되었지만, 이에 한정되지 않으며 일정 압 이상의 소화수 공급시에 파손되도록 캡(미도시)이 구비된 폐쇄형으로 적용될 수도 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이같은 특정 실시예에만 한정되지 않으며, 해당분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 또는 수정이 가능할 것이다.

일 예로, 전술한 가스 실린더(300)를 삭제하고, 소화수 실린더(100)를 일반적인 대용량 저수가 가능한 물탱크로 대체하며, 상기 물탱크와 노즐(200)을 연결하는 소방배관 상에 전술한 5 ~ 13㎏f/㎠의 토출압을 가지는 저압 소방펌프를 설치하여 소방펌프를 통한 물탱크의 저장된 소화수를 흡입 및 배출하여 노즐(200)로 소화수가 공급되도록 할 수 있다.

한편, 상기 물탱크와 소방펌프는 목조문화재 외부의 적절한 공간에 설치된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 목조문화재용 미분무 소화설비가 설치된 상태를 나타내는 개략적인 상태도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 목조문화재용 미분무 소화설비의 배관 상태를 나타내는 배관도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 미분무 실린더 함에서 도어가 생략된 상태의 내부 상태를 나타내는 정면도.

도 4는 도 3에 도어가 포함된 상태의 평면도.

도 5의 (a)는 본 발명의 실시예에 따른 노즐을 나타내는 평면도이고, (b)는 도 5(a)의 Ⅰ-Ⅰ선 측단면도.

도 6의 (a)는 도 5의 다른예에 따른 노즐을 나타내는 평면도이고, (b)는 도 6(a)의 Ⅰ-Ⅰ선 측단면도.

도 7은 도 5 및 도 6의 분사팁을 나타내는 측단면도.

도 8은 도 7의 Ⅱ-Ⅱ선의 다양한 단면형상을 나타내는 단면도.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

100: 소화수 실린더 200: 노즐

210: 바디부 220: 헤드부

221: 분사팁 222: 유입공

223: 분사유로 300: 가스 실린더

410: 연기 감지부 420: 열 감지부

430: 제1 솔레노이드 밸브 440: 제2 솔레노이드 밸브

500: 컨트롤부 610: 레벨 스위치

630: 분사배관 631: 제1 분사배관

632: 제2 분사배관 650: 가압배관

660: 압력 레귤레이터 670: 압력 스위치

680: 필터 690: 체크밸브

700: 미분무 실린더 함 710: 도어

Claims

내부에 소화수가 저장되는 하나 이상의 소화수 실린더;

상기 소화수 실린더와 분사배관을 통해 연결되어 소화수 실린더로부터 공급된 소화수를 목조문화재 실내공간을 향하여 분사시키는 다수의 노즐;

상기 소화수 실린더에 가스를 공급하여 상기 가스의 가압에 의해 소화수 실린더 내부에 저장된 소화수가 노즐로 공급되도록 하며, 소화수 실린더와 가압배관을 통해 연결되는 하나 이상의 가스 실린더;

상기 목조문화재 내에 배치되어 화재 발생에 의한 연기를 감지하는 연기 감지부;

상기 목조문화재 내에 배치되어 화재 발생에 의한 열을 감지하는 열 감지부;

상기 분사배관 및 가압배관에 각각 설치되는 제1, 2 솔레노이드 밸브; 및

상기 연기 감지부 및 열 감지부의 감지 신호를 입력받아서 상기 제1, 2 솔레노이드 밸브의 개방을 제어하는 컨트롤부를 포함하며,

상기 노즐에 장착되는 분사팁에는 소화수가 분사팁 내부에서 와류를 형성하게 스월(swirl)한 후 최종 미분무되도록 하나 이상의 유입공이 형성되고,

상기 분사팁의 내부에는 일측 단부로부터 외부에 노출되는 타측 단부로 갈수록 단면적이 점차적으로 축소되는 중공의 분사유로가 형성되며,

상기 가압배관에 설치되는 압력 레귤레이터;

상기 소화수 실린더에 설치되어 소화수 실린더에 저장된 소화수의 양을 확인하기 위한 레벨 스위치; 및

상기 제1 솔레노이드 밸브와 소화수 실린더 사이의 분사배관에 설치되는 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 목조문화재용 미분무 소화설비.
제1항에 있어서,

상기 유입공은 상기 일측 단부 근방에서 상기 분사유로와 연통하도록 형성되되, 분사팁의 종단면상에서 바라보았을 때 상기 유입공은 분사유로의 중심에 대하여 편심되게 형성되는 것을 특징으로 하는 목조문화재용 미분무 소화설비.
제2항에 있어서,

상기 유입공은 3개 또는 4개로 형성되며, 분사팁의 종단면상에서 바라보았을 때, 이웃하는 유입공을 연장한 가상선은 서로 수직하거나 경사지는 것을 특징으로 하는 목조문화재용 미분무 소화설비.
제3항에 있어서,

상기 유입공은 분사팁의 길이방향에 수직하게 형성되거나 상기 분사팁의 타측 단부를 향하여 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 목조문화재용 미분무 소화설비.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 분사팁의 종단면상에서 바라보았을 때, 상기 유입공은 분사유로의 내주면의 접선방향에 형성되는 것을 특징으로 하는 목조문화재용 미분무 소화설비.
제1항에 있어서,

상기 분사배관의 내경은 10 ~ 14mm이고, 상기 가압배관의 내경은 24 ~ 26mm이고, 상기 노즐로부터 분사되는 소화수의 최종 분사압은 5 ~ 13㎏f/㎠이며, 상기 노즐로부터 분사되는 소화수의 입자 크기는 150 ~ 400㎛인 것을 특징으로 하는 목조문화재용 미분무 소화설비.
제1항에 있어서,

상기 소화수 실린더 및 가스 실린더는 목조문화재의 실내공간에 마련된 미분무 실린더 함 내부에 수용되며, 상기 미분무 실린더 함에는 도어가 구비된 것을 특징으로 하는 목조문화재용 미분무 소화설비.
삭제
제1항에 있어서,

상기 분사배관의 제1 솔레노이드 밸브의 후방에 설치되는 압력 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 목조문화재용 미분무 소화설비.
제9항에 있어서,

상기 분사배관과 가압배관에는 체크밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 목조문화재용 미분무 소화설비.
제1항에 있어서,

상기 하나 이상의 소화수 실린더 및 가스 실린더는 하나의 물 분사체를 형성하며, 이러한 물 분사체는 다수로 구비되며,

각각의 물 분사체의 소화수 실린더로부터 배출된 각각의 소화수는 하나의 제1 분사배관으로 공급되고, 상기 제1 분사배관으로부터 분기되며 다수의 노즐과 연 결되는 제2 분사배관에는 각각 제1 솔레노이드 밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 목조문화재용 미분무 소화설비.