KR101066393B1 - 소방급수관용 동파방지장치의 전원공급시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기소비량을 최소화하면서도 화재발생시 신속하게 물을 공급할 수 있도록 된 새로운 구조의 소방급수관용 동파방지장치의 전원공급시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 소방급수관용 동파방지장치의 전원공급시스템은 히터(10)가 소방급수관(3)의 내부에 설치되어 물을 직접 가열하므로 평상시에는 히터(10)를 매우 낮은 1차 설정온도로 가열하여 최소한의 전기만을 소비하면서 소방급수관용 동파를 방지하고, 소방설비가 작동되어 다량의 물이 필요하게 될 경우 히터(10)를 최고 온도인 2차 설정온도로 작동시키면서 물을 역류관(30)을 통해 순환시킴으로써 소방급수관용 내부의 얼음(1)이 신속하게 녹아서 다량의 물을 공급할 수 있는 장점이 있다.

Description

소방급수관용 동파방지장치의 전원공급시스템{power supply system}

본 발명은 소방급수관용 동파방지장치의 전원공급시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전기소비량을 최소화하면서도 화재발생시 신속하게 물을 공급할 수 있도록 된 새로운 구조의 소방급수관용 동파방지장치의 전원공급시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 규모가 큰 빌딩 등에는 스프링클러 등에 물을 공급하기 위한 소방급수관이 구비된다.

그런데 이러한 소방급수관은 겨울에 얼 경우 동파가 발생될 수 있을 뿐 아니라, 화재발생시 소방수를 공급하는 제 기능을 하지 못하게 된다. 따라서, 이러한 소방급수관에는 소방급수관이 어는 것을 방지하는 동파방지장치가 구비된다.

상기 동파방지장치는 상기 소방급수관의 둘레면에 전기에 의해 열을 발생시키는 열선을 감은 것으로, 전기를 인가하면 열을 가함으로써 소방급수관이 얼지 않도록 하고 있다.

그런데 이러한 동파방지장치는 방법으로는 열선이 소방급수관의 외부에 감겨지므로, 물의 온도를 올리기 위해서는 일단 소방급수관을 가열하여 소방급수관 내부의 물까지 온도가 전달되어야 한다. 따라서, 전기소모량이 많으며, 기온이 매우 낮은 경우 효과를 얻기 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전기소비량을 최소화하면서도 화재발생시 신속하게 물을 공급할 수 있도록 된 새로운 구조의 소방급수관용 동파방지장치의 전원공급시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 소방급수관용 동파방지장치에 전원을 공급하는 전원공급시스템에 있어서, 상기 동파방지장치는 긴 튜브형상으로 구성되며 소방급수관(3)의 내부에 삽입설치되고 양단은 상기 소방급수관(3)의 둘레면에 형성된 관통공(4)을 통해 소방급수관(3)의 외부로 연장된 히터(10)와, 상기 관통공(4)을 감싸도록 상기 소방급수관(3)의 둘레면에 고정설치되며 상기 관통공(4)에 대응되며 내부에 패킹(21b)이 구비된 통공(21a)이 형성되어 상기 히터(10)가 통공(21a)을 통해 외부로 연장되어 소방급수관(3)을 흐르는 물이 누수되는 것을 방지하는 방수클램프(20)와, 상기 히터(10)의 설치위치의 전후단과 연통되도록 양단이 상기 소방급수관(30)의 전후단에 연결되는 역류관(30)과, 상기 역류관(30)에 연결되어 소방급수관(3)을 통해 흐르는 물이 역류관(30)을 통해 역류되도록 하는 펌프(40)를 포함하고, 상기 방수클램프(20)는 반원형으로 구성되며 상기 통공(21a)이 형성되고 내주면에는 상기 관통공(4)의 둘레부를 막는 패킹(21b)이 구비된 방수부(21)와, 볼트(22)에 의해 상기 방수부(21)와 결합되어 방수부(21)를 소방급수관(3)의 둘레면에 고정하는 반원형의 고정부(23)로 구성되며,

상기 전원공급시스템은 전원에 인가되어 충전되며 상기 히터(10) 및 보조히터(10)에 연결되어 전원을 공급하는 충전지(50)와, 상기 충전지(50)의 충방전과 상기 히터(10) 및 펌프(40)의 작동을 제어하는 제어유닛(60)과, 상기 히터(10)의 둘레부에 위치되도록 상기 소방급수관(3) 내주면에 고정설치되어 히터(10) 주변의 물온도센서(70)와, 상기 소방급수관(3)에 연결된 소방설비의 작동을 감지하는 감지센서(80)를 포함하며, 상기 제어유닛(60)은 상기 물온도센서(70)와 감지센서(80)의 신호를 수신하여 물의 온도가 설정온도 이하로 낮아지면 상기 히터(10)를 히터(10)주변의 물만 얼지 않도록 하는 1차 설정온도로 작동시키고, 물의 온도가 설정온도 이하로 낮은 상태에서 화제가 발생되어 소방설비가 작동되면 상기 히터(10)를 1차 설정온도 보다 높은 2차 설정온도로 작동시킴과 동시에 상기 펌프(40)를 작동시켜 물이 소방급수관(3)과 역류관(30)을 통해 순환되도록 하는 것을 특징으로 하는 소방급수관용 동파방지장치의 전원공급시스템이 제공된다.

본 발명에 따른 소방급수관용 동파방지장치의 전원공급시스템은 히터(10)가 소방급수관(3)의 내부에 설치되어 물을 직접 가열하므로 평상시에는 히터(10)를 매우 낮은 1차 설정온도로 가열하여 최소한의 전기만을 소비하면서 소방급수관용 동파를 방지하고, 소방설비가 작동되어 다량의 물이 필요하게 될 경우 히터(10)를 최고 온도인 2차 설정온도로 작동시키면서 물을 역류관(30)을 통해 순환시킴으로써 소방급수관용 내부의 얼음(1)이 신속하게 녹아서 다량의 물을 공급할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 소방급수관용 동파방지장치의 전원공급시스템의 동파방지장치를 도시한 측단면도,
도 2는 본 발명에 따른 소방급수관용 동파방지장치의 전원공급시스템의 동파방지장치를 도시한 정단면도,
도 3은 본 발명에 따른 소방급수관용 동파방지장치의 전원공급시스템의 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 소방급수관용 동파방지장치의 전원공급시스템의 작용을 도시한 참고도이다.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 소방급수관용 동파방지장치에 전원을 공급하는 전원공급시스템을 도시한 것으로, 상기 동파방지장치는 상기 소방급수관(3)의 내부에 삽입설치되며 양단은 상기 소방급수관(3)의 둘레면에 형성된 관통공(4)을 통해 외부로 연장된 히터(10)와, 상기 소방급수관(3)의 둘레면에 결합되어 상기 관통공(4)을 통해 물이 누수되는 것을 방지하는 방수클램프(20)와, 상기 히터(10)의 설치위치의 전후단에 연결된 역류관(30)과, 상기 역류관(30)에 연결되어 소방급수관(3)을 통해 흐르는 물이 역류관(30)을 통해 역류되도록 하는 펌프(40)로 구성된다.

상기 히터(10)는 플렉시블한 긴 튜브형상으로 구성되는 것으로, 상기 소방급수관(3)의 전체 중에서 외부로 노출되어 빙결이 발생되기 쉬운 부분에 설치된다. 특히, 상기 히터(10)는 결빙이 발생되기 쉬운 구역에 비해 길이가 길게 구성되어, 도 4에 도시한 바와 같이, 소방급수관(3)의 내부에 결빙이 발생되더라도, 히터(10)의 양단은 얼음(1)의 양측으로 노출되도록 구성된다.

상기 방수클램프(20)는 반원형으로 구성되며 상기 관통공(4)과 대응되는 통공(21a)이 형성된 방수부(21)와, 볼트(22)에 의해 상기 방수부(21)와 결합되어 방수부(21)를 소방급수관(3)의 둘레면에 고정하는 반원형의 고정부(23)로 구성된 것으로, 상기 통공(21a)의 내부와 방수부(21)의 내주면에는 패킹(21b,21c)이 구비되어, 상기 히터(10)가 상기 관통공(4)과 통공(21a)을 통해 소방급수관(3)의 외부로 연장되도록 한 상태에서, 관통공(4)과 상기 통공(21a)에서 누수가 발생되는 것을 방지하는 기능을 한다. 이때, 상기 방수부(21)의 내주면에 구비된 패킹(21c)은 상기 관통공(4)의 둘레부를 막아 소방급수관(3)과 방수부(21) 사이로 물이 누수되는 것을 방지하는 기능을 한다.

상기 역류관(30)은 상기 소방급수관(3)에 비해 지름이 작은 파이프로 구성되며, 양단이 상기 소방급수관(3)의 전단과 후단 둘레면에 연결되어, 소방급수관(3) 내부의 물의 일부가 상기 역류관(30)을 통해 역류할 수 있도록 구성된다. 이때, 상기 역류관(30)은 양단이 도 4에 도시한 바와 같이, 소방급수관(3) 내부에서 결빙이 발생되는 구역의 외측과 연통되도록 즉, 상기 히터(10)의 설치위치의 전후단과 연통되도록 상기 소방급수관(3)의 둘레면에 연결되는 것이 바람직하다.

상기 펌프(40)는 상기 역류관(30)의 중간부에 설치되어 작동시 소방급수관(3) 내부의 물의 일부가 강제로 역류관(30)을 통해 역류되도록 한다.

그리고 이와 같이 구성된 소방급수관(3)의 동파방지장치에 전원을 공급하는 전원공급시스템은, 전원에 인가되어 충전되며 상기 히터(10) 및 보조히터(10)에 연결되어 전원을 공급하는 충전지(50)와, 상기 충전지(50)의 충방전과 상기 히터(10) 및 펌프(40)의 작동을 제어하는 제어유닛(60)과, 상기 소방급수관(3)의 내부에 설치되어 소방급수관(3) 내부의 물의 온도를 측정하는 물온도센서(70)와, 상기 소방급수관(3)에 연결된 소방설비의 작동을 감지하는 감지센서(80)로 구성된다.

상기 충전지(50)는 용량이 크고 충방전 효율이 높은 차량용 충전지를 여러 개 직렬 및 병렬로 연결하여 히터(10)를 최대온도로 일정시간 동안 작동시킬 수 있는 충분한 전력을 확보할 수 있도록 구성된다.

상기 제어유닛(60)은 평상시에는 상기 충전지(50)가 적정한 수준의 충전상태를 유지하도록 하면서, 상기 물온도센서(70)와 감지센서(80)의 신호를 감시하여 소방급수관(3) 내부의 물온도가 설정된 온도(바람직하게는 빙점 이하)로 낮아질 경우 상기 히터(10)를 1차 설정온도로 작동시키고, 물의 온도가 설정온도 이하로 낮은 상태에서 소방설비가 작동되면 상기 히터(10)를 1차 설정온도 보다 높은 2차 설정온도로 작동시킴과 동시에 상기 펌프(40)를 작동시켜 물이 소방급수관(3)과 역류관(30)을 통해 순환되도록 한다. 이때, 1차 설정온도는 도4의 (a)에 도시한 바와 같이, 히터(10) 주변의 물만 얼지 않도록 하여 소방급수관(3)이 동파되는 것을 방지하는 정도의 온도를 나타내며, 2차 설정온도는 히터(10) 주변의 얼음(1)을 신속하게 녹일 수 있도록 히터(10)를 최대한 작동시켰을 때의 온도를 나타낸다. 이와 같이 히터(10)의 온도를 다단으로 조절하는 방법은 널리 알려져 있으므로, 자세한 설명은 생략한다.

상기 물온도센서(70)는 상기 히터(10)의 둘레부에 위치되도록 상기 소방급수관(3) 내주면에 고정설치되어 히터(10) 주변의 물온도를 감시한다.

상기 감지센서(80)는 소방설비 특히 화제감지장치에 연결되어, 화제감지장치가 화재발생을 감지할 경우 상기 제어유닛(60)에 제어신호를 출력한다.

이와 같이 구성된 소방급수관용 동파방지장치의 전원공급시스템의 작용을 설명하면 다음과 같다.

우선 상기 제어유닛(60)은 온도센서(70)와 감지센서(80)의 신호를 감시함과 동시에 상기 충전지(50)가 일정수준의 충전상태를 유지하도록 하다가, 온도센서(70)에 감지된 소방급수관(3) 내부의 물의 온도가 설정된 온도(물이 어는 온도)보다 낮아질 경우, 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이, 히터(10)를 1차 설정온도로 약하게 작동시켜 히터(10) 주변의 물만 얼지 않도록 하여 소방급수관(3)이 동파되는 것을 방지한다. 이때, 소방급수관(3) 내부의 물은 상기 히터(10)의 둘레부만 녹고 그 외부는 얼음(1)으로 언 상태를 유지하게 된다.

그리고 소방급수관(3) 내부의 물의 온도가 설정된 온도보다 낮은 상태에서, 화제가 발생되어 소방설비가 작동된 것이 상기 감지센서(80)에 의해 감지되면, 상기 제어유닛(60)은 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 충전지(50)에 저장된 전기를 히터(10)로 공급하여 히터(10)를 최대한 높은 온도인 2차 설정온도로 가열되도록 함과 동시에 펌프(40)를 작동시켜 물을 역류관(30)을 통해 순환시켜 소방급수관(3) 내부의 얼음(1)이 최대한 빠른 시간 안에 녹을 수 있도록 한다.

즉, 상기 히터(10)를 2차 설정온도로 가열시키면 히터(10)에 의해 소방급수관(3) 내부의 얼음(1)이 녹아서 물이 통과할 수 있는 통로(2)를 만들게 되며 이와 같이 녹은 물과 외부에서 소방급수관(3)으로 공급되는 물이 얼음(1)이 녹아서 생겨난 좁은 통로(2)를 통해 흐르게 된다. 이때, 통로(2)를 통해 흐르는 물은 히터(10)와 접촉하여 온도가 상승되므로, 이와 같이 온도가 높은 물을 상기 역류관(30)을 통해 역류시키면 이와 같이 역류된 물이 히터(10)에 의해 얼음(1)이 녹아서 만들어진 통로(2)를 통해 재차 흐르면서 히터(10)의 열과 함께 상승작용을 일으켜 얼음(1)이 녹아 생겨난 통로(2)를 더욱 빠르게 점차 넓히게 되고 최종적으로는 얼음(1)을 완전히 녹이게 된다. 특히, 일단 통로(2)가 어느 정도 높게 확보되면 역류된 물과 함께 외부에서 소방급수관(3)으로 공급된 물이 빠른 속도로 흐르게 되며, 이에 따라 얼음(1)이 녹는 속도가 기하급수적으로 빨라지게 된다.

따라서, 소방급수관(3)에 연결된 스프링클러나 소방호스에 충분한 양의 물을 신속하게 공급하게 된다.

반대로, 상기 물온도센서(70)에 의해 감지된 소방급수관(3) 내의 물의 온도가 설정온도 이상인 상태에서 상기 감지센서(80)에 소방설비의 작동이 감지되면, 상기 제어유닛(60)은 별도의 작용을 하지 않는다.

이와 같이 본 발명에 따른 소방급수관용 동파방지장치의 전원공급시스템은 물의 온도가 설정온도 이하로 떨어지게 되면 히터(10) 주변의 물만 얼지 않을 정도로 히터(10)를 최대한 낮은 온도로 작동시켜 소방급수관(3)의 동파를 방지하고, 소방설비가 작동되면 히터(10)를 최대한 높은 온도로 작동시켜 소방급수관(3) 내부의 얼음(1)을 녹여 물이 흐르도록 하므로, 물이 얼지 않도록 소방급수관(3)을 지속적으로 가열하는 종래의 동파방지장치에 비해, 전기소모량을 대폭 절감할 수 있는 장점이 있다.

특히, 상기 히터(10)가 소방급수관(3)의 내부에 설치되므로, 소방급수관(3)의 외측 둘레부에 히터(10)를 감아 구성된 종래의 동파방지장치와 달리, 물에 직접 열을 가하여 효율이 높이고 최소한의 전기만으로도 소방급수관(3)이 동파되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.

또한, 상기 제어유닛(60)은 물의 온도가 설정온도 이하로 떨어진 상태에서 감지센서(80)의 신호에 따라 소방설비가 작동된 것이 감지되면, 히터(10)를 2차 설정온도로 on시킴과 동시에 펌프(40)를 이용하여 물이 역류관(30)과 소방급수관(3)을 통해 반복적으로 순환되도록 함으로써, 얼음(1)이 최대한 빠른 시간 내에 녹도록 하여 신속하게 스프링클러나 소방호스에 충분한 양의 물을 공급할 수 있는 장점이 있다.

그리고 상기 히터(10)는 충전지(50)에 의해 공급되는 전원을 이용하므로, 히터(10)에 충분한 양의 전기가 공급할 수 있으며, 정전시에도 효과적으로 사용할 수 있는 장점이 있다.

이를 자세히 설명하면, 일반적인 건축물의 경우 전선의 허용용량이나 기타 설계규격에 따라 히터(10)에 공급될 수 있는 순간 최대 전력량이 한정되어 있다. 그런데 상기 히터(10)는 얼음(1)을 신속하게 녹일 수 있도록 하기 위하여 매우 많은 양의 전기를 한꺼번에 소모하게 되므로, 히터(10)를 최대한 작동시키면 히터(10)에 전기를 공급하는 전선이 손상되거나, 건물의 전원공급을 제어하는 차단기가 off될 수 있다. 따라서, 이와 같이 많은 양의 전력을 소비하는 히터(10)를 사용하기 위해서는 건축물에 설치된 전선의 용량을 늘려야 하는데, 화재발생시에만 사용되는 히터(10)를 위해 이러한 작업을 하는 것은 현실적으로 불가능하다.

그러나 본원발명은 대용량의 충전지(50)를 이용하여 평상시에 전기를 모았다가 화재발생시 히터(10)에 충분한 전기를 공급할 수 있도록 하므로, 충전지(50)와 히터(10)를 연결하는 전원선을 용량이 충분히 큰것으로 설치하여 히터(10)에 충분한 양의 전기를 공급할 수 있으며, 히터(10)의 효율을 극대화하여 얼음(1)을 더욱 신속하게 녹일 수 있는 장점이 있다.

즉, 본원발명의 충전지(50)는 단순히 전기를 저장하여 정전시 사용하는 일반적인 기능 이외에, 일반적인 전원선으로는 공급할 수 없는 많은 양의 전기를 한꺼번에 히터(10)로 공급하는 기능을 하는 것이다. 물론, 충전지(50)를 이용하여 히터(10)에 전기를 공급하므로, 화제에 의해 정전이 발생되었을 경우에도 안정적으로 히터(10)와 펌프(40) 등에 전원을 공급할 수 있는 장점이 있다.

그리고 상기 히터(10)는 소방급수관(3)의 내부에 설치된 상태에서 소방급수관(3)에 형성된 관통공(4)을 통해 외부로 연장되며, 소방급수관(3)에 설치된 방수클램프(20)를 이용하여 물이 누수되는 것을 방지하므로, 히터(10)의 설치 및 유지보수가 매우 용이해지는 장점이 있다.

1. 얼음 3. 소방급수관
10. 히터 20. 방수클램프
30. 역류관 40. 펌프
50. 충전지 60. 제어유닛
70. 온도센서 80. 감지센서

Claims (1)

1. 소방급수관용 동파방지장치에 전원을 공급하는 전원공급시스템에 있어서,
   상기 동파방지장치는,
   긴 튜브형상으로 구성되며 소방급수관(3)의 내부에 삽입설치되고 양단은 상기 소방급수관(3)의 둘레면에 형성된 관통공(4)을 통해 소방급수관(3)의 외부로 연장된 히터(10)와,
   상기 관통공(4)을 감싸도록 상기 소방급수관(3)의 둘레면에 고정설치되며 상기 관통공(4)에 대응되며 내부에 패킹(21b)이 구비된 통공(21a)이 형성되어 상기 히터(10)가 통공(21a)을 통해 외부로 연장되어 소방급수관(3)을 흐르는 물이 누수되는 것을 방지하는 방수클램프(20)와,
   상기 히터(10)의 설치위치의 전후단과 연통되도록 양단이 상기 소방급수관(30)의 전후단에 연결되는 역류관(30)과,
   상기 역류관(30)에 연결되어 소방급수관(3)을 통해 흐르는 물이 역류관(30)을 통해 역류되도록 하는 펌프(40)를 포함하고,
   상기 방수클램프(20)는 반원형으로 구성되며 상기 통공(21a)이 형성되고 내주면에는 상기 관통공(4)의 둘레부를 막는 패킹(21b)이 구비된 방수부(21)와, 볼트(22)에 의해 상기 방수부(21)와 결합되어 방수부(21)를 소방급수관(3)의 둘레면에 고정하는 반원형의 고정부(23)로 구성되며,
   상기 전원공급시스템은,
   전원에 인가되어 충전되며 상기 히터(10) 및 보조히터(10)에 연결되어 전원을 공급하는 충전지(50)와,
   상기 충전지(50)의 충방전과 상기 히터(10) 및 펌프(40)의 작동을 제어하는 제어유닛(60)과,
   상기 히터(10)의 둘레부에 위치되도록 상기 소방급수관(3) 내주면에 고정설치되어 히터(10) 주변의 물온도센서(70)와,
   상기 소방급수관(3)에 연결된 소방설비의 작동을 감지하는 감지센서(80)를 포함하며,
   상기 제어유닛(60)은 상기 물온도센서(70)와 감지센서(80)의 신호를 수신하여 물의 온도가 설정온도 이하로 낮아지면 상기 히터(10)를 히터(10)주변의 물만 얼지 않도록 하는 1차 설정온도로 작동시키고, 물의 온도가 설정온도 이하로 낮은 상태에서 화제가 발생되어 소방설비가 작동되면 상기 히터(10)를 1차 설정온도 보다 높은 2차 설정온도로 작동시킴과 동시에 상기 펌프(40)를 작동시켜 물이 소방급수관(3)과 역류관(30)을 통해 순환되도록 하는 것을 특징으로 하는 소방급수관용 동파방지장치의 전원공급시스템.

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