KR101298091B1 - 소방설비의 모터 구동 밸브장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 종래기술의 솔레노이드 밸브 소방설비에서 초기 구동시의 누수 발생 문제, 밸브 개폐 시간의 지연 문제를 해소한 모터 구동 밸브장치에 관한 것으로서,
상기 모터 구동밸브장치는 소방시스템의 공급관;과, 상기 공급관에서 분기된 분기관;과, 상기 분기관의 내측에 장착되어 유로를 개폐하는 개폐부재;와, 상기 개폐부재를 모터의 구동력 또는 수동밸브에 의해 회전시켜 상기 분기관을 개폐하는 밸브구동부;를 포함하여 구성되어,
초기 가압 소방수의 공급 시 발생하는 소방수 누설을 방지하고, 모터 구동 밸브장치에 대한 라인모니터링이 가능하며, 길이가 줄이는 것에 의해 실내 공간 활용 효율성을 향상시키는 효과를 제공한다.

Description

소방설비의 모터 구동 밸브장치{MOTOR VALVE APPARATUS FOR FIRE FIGHTING SYSTEM}

본 발명은 소방설비의 개폐 밸브에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 종래기술의 솔레노이드 밸브 소방설비에서 초기 구동시의 누수 발생 문제, 밸브 개폐 시간의 지연 문제를 해소한 모터 구동 밸브장치에 관한 것이다.

일반적으로 선박의 화재진압을 위하여는 가스, 포말, 미분무수의 분사 등의 방식의 소화방식이 적용된다.

이 중 미분무수 분사 방식의 경우에는 소방수 공급관이 다단으로 분기된 후 각각 자동개폐되는 밸브가 장착되고, 밸브에 연결된 배출관은 화재 진압 대상 장소의 천장까지 연장 설치되며, 화재 진압 영역에 따라 적절한 화재 진압이 수행될 수 있도록 화재 진압 대상에 설치되는 소방배관에는 일정 간격으로 미분무수를 분사하는 미분무수 노즐이 설치되도록 구성된다.

이러한 구성을 가지는 선박 또는 실내 등의 내부 화재 진압을 위한 소화시스템의 경우 자동 개폐밸브는 솔레노이드 밸브를 적용하는 것이 일반적이었다.

도 1은 종래기술의 솔레노이드밸브(30)가 장착된 배관설비를 나타내는 도면이고, 도 2는 상술한 구성을 가지는 종래기술의 소화시스템에 장착되는 솔레노이드밸브(30)의 단면도이다.

도 1과 같이 솔레노이드밸브(30)가 적용된 소방용 배관은, 가압수를 공급하는 공급관(1)과 공급관에서 분기되는 분기관(1a), 분기관(1a)에 유니온(union)을 매개로 장착되는 솔레노이드밸브(30), 솔레노이드밸브(30)의 배출구 측에 설치되는 구동 확인용 T관(4), T관(4)의 배출구 측에 결합되는 볼밸브(5), 볼밸브(5)의 배출구 측에 연결되는 배출관(2)을 포함하는 일 분기 배관 시스템으로서 각각의 화재 진압 영역으로 소방수를 공급하기 위하여 공급관(1)의 일 측에 다단으로 연결 구성된다.

그리고 상기 솔레노이드밸브(30)는 도 2에 도시된 바와 같이, 소방수의 유로를 상부챔버(33)와 하부챔버(32)로 분할하는 다이어프램(31)과, 상부챔버(33)와 하부챔버(32) 사이 및 상부챔버(33)와 배출구의 사이에서 우회하는 소방수 유로를 형성하는 각각의 제1오리피스(34A) 및 등압홀(34B)과, 다이어프램(31)에 탄성 복원력을 제공하는 탄성부재(33e), 제1오리피스(34A)를 개폐하는 플런저(35a)가 구비된 솔레노이드부(35)를 포함하여 구성된다.

상술한 구성에서 상기 솔레노이드밸브(30)는 공급관(1)으로 가압수가 공급되는 경우 유입구(37)를 통해 유입된 소방수가 상부챔버(33)의 내부와 유입구(37)의 수압이 같아 질때까지 등압홀(34B)을 통해 상부챔버(33)로 유입된다. 이때 상기 다이어프램(31)은 상부챔버(33)로 유입구(37)의 소방수가 등압홀(34B)을 통해 유입되는 동안 개방된 상태로 되다가 상부챔버(33)가 소방수로 채워지면 압력차에 의해 다이어프램(31)이 유로를 차폐하게 된다.

이 후 솔래노이드부(35)의 플런저(35a)가 상부로 개방되면 제1오리피스(34A)가 개방되어 상부챔버(33)의 소방수가 하부챔버(32)로 배출되면서 상부챔버(33)의 압력이 낮아져 다이어프램(31)이 상방향으로 들어올려지면서 상부챔버(33)와 하부챔버(32)가 연통되어 소방수 유로가 개방되면서 소방수가 배출된다.

소방수 유로가 개방되면 공급관(1)의 고압의 소방수가 화재진압영역까지 연결된 관을 타고 공급된 후 미분무수노즐(미도시)을 통해 분무 형태로 분사되어 화재를 진압하게 된다.

그러나 상술한 종래기술의 솔레노이드밸브(30)가 적용된 소방시스템의 경우, 초기 공급관(1)에 고압의 소방수가 공급되는 경우, 상부챔버(33)의 다이어프램(31)이 유입되는 소방수의 압력에 의해 하방향으로 가압되어 하부챔버(32)와의 연결통로를 차단하는데 까지 일정한 시간이 소요되므로, 공급관(1)에 소방수를 공급하는 초기에 다이어프램(31)이 유로를 완전히 차폐하지 못하게 되어 일정 시간 동안 소방수가 누설되는 문제점을 가진다.

또한, 상기 종래기술의 솔레노이드밸브(30)가 적용된 소방시스템의 경우, 솔레노이드밸브(30)의 구동을 확인하기 위한 T관(4)과, 수동 개폐를 위한 볼밸브(5)를 구비하게 되므로, 솔레노이드밸브(30) 장착을 위한 관 연결부위의 길이가 길어져 불필요한 공간을 차지하게 되고, 이는 공간을 효율적으로 이용해야 하는 선박 등의 협소 공간에서의 공간 활용 효율성을 현저히 저하시키는 문제점을 발생시킨다.

또한, 상기 종래기술의 솔레노이드밸브(30)가 적용되는 소방 배관의 경우 공급관(1)에서 많은 소방수 분기유로가 형성되므로 공급관(1)을 관통한 후 분기관(1a)들을 용접 결합하도록 규정되어 있다. 또한 이러한 용접 작업은 승인된 용접자에 의해 수행되어야 하며, 용접부위에 대하여는 비파괴 검사 등의 품질 검사를 수행하여 안전성 여부에 대한 규정 조건을 통과해야 하므로, 소방배관의 설치 작업에 많은 시간과 비용이 소모되는 문제점을 가진다.

따라서 본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 소방배관의 개폐를 위한 밸브 장착부의 길이를 최소화하고, 소방수의 누설을 근본적으로 차단하는 개선된 구조를 가지는 소방설비의 모터 구동 밸브장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 모터 구동 밸브장치는, 소방시스템의 공급관;과, 상기 공급관에서 분기된 분기관;과, 상기 분기관의 내측에 장착되어 유로를 개폐하는 개폐부재;와, 상기 개폐부재를 모터의 구동력 또는 수동밸브에 의해 회전시켜 상기 분기관을 개폐하는 밸브구동부;를 포함하여 구성된다.

상기 개폐부재는 볼밸브로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 밸브구동부는, 상기 개폐부재의 회전축에 축결합되고 외주연에 기어가 결합된 개폐축;과, 상기 개폐축에 결합된 기어와 맞물리어 모터의 회전 구동력을 상기 개폐축으로 전달하도록 다수의 기어가 맞물리어 내장되는 기어박스;와, 상기 기어박스로 개폐축으로 회전 구동력을 전달하도록 축결합되는 모터;와, 상기 개폐축의 상단부에 결합되어 수동으로 상기 개폐축을 회전시킬 수 있도록 구성된 수동레버;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 밸브구동부는, 상기 개폐축의 수동레버가 결합되는 상단부에는 개폐축의 축으로부터 수평방향으로 돌출 형성되는 캠;과, 상기 캠의 이동 경로 상에서 일정 각도 간격으로 배치되어 상기 캠에 의해 스위칭되는 한 쌍의 리미트스위치;와, 상기 리미트스위치 각각의 스위칭 신호를 입력받은 후 상기 모터로 인가되는 전원을 차단하는 릴레이;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 밸브구동부는 또한, 상기 개폐축의 회전 방향에 따라 개폐상태 검출신호를 출력하는 것에 의해 라인모니터링을 기능을 수행할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 밸브부동부는, 또한, 상기 모터의 회전축과 기어박스의 내부의 기어의 맞물림을 수동으로 해제 또는 결합시키는 수동조작버튼;을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상술한 구성을 가지는 본 발명의 소방설비의 모터 구동 밸브장치는 다이어프램을 적용하지 않고 회전개폐되는 개폐부재를 적용하는 것에 의해 초기 공급관으로 가압수를 공급하는 경우에도 분기관 측에서의 누수가 발생하는 것을 방지하는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명은 수동레버를 구비하는 것에 의해 밸브장치의 개폐상태를 확인하거나, 수동 개폐가 가능하게 되므로, 종래기술의 솔레노이드 밸브와 같이 비상시의 수동개폐를 위하여 별도로 분리 구성되는 수동밸브와, 상태 확인을 위한 T관을 필요로 하지 않게 되어 밸브장치의 설치 공간을 최소로 하는 것에 의해, 선박 등의 내부 공간의 활용 효율성을 향상시키는 효과를 제공한다.

도 1은 종래기술의 솔레노이드밸브(30)가 장착된 배관설비를 나타내는 도면,
도 2는 상술한 구성을 가지는 종래기술의 소화시스템에 장착되는 솔레노이드밸브(30)의 단면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따르는 모터 구동 밸브장치(100)의 사시도,
도 4는 도 3의 모터 구동 밸브장치(100)의 단면도,
도 5는 도 3의 밸브 구동부(150)의 단면도이다.

이하, 본 발명의 실시예의 모터 구동 밸브장치를 나타내는 첨부도면을 참조하여 본원 발명을 더욱 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따르는 모터 구동 밸브장치(100)의 사시도이고, 도 4는 도 3의 모터 구동 밸브장치(100)의 단면도이며, 도 5는 도 3의 밸브 구동부(150)의 상부 단면도이다.

도 3 내지 도 5와 같이 상기 모터 구동 밸브장치(100)는, 가압 소방수를 공급하는 공급관(110)으로부터 분기되는 분기관(120)의 내부에 장착되는 개폐부재로서의 볼밸브(V)와, 분기관(120) 내부 유로의 개폐를 위해 볼밸브(V)를 수동 또는 모터 구동력 중 어느 하나의 구동력에 의해 회전시키는 밸브구동부(150)와, 밸브구동부(150)의 외측으로 노출되어 볼밸브(V)와 연결된 개폐축(A)의 상단부에 축결합된 수동레버(160)를 포함하여 구성된다.

그리고 상기 공급관(110)에는 공급관(110)들을 체결구를 통해 연결할 수 있도록 체결공(110b)이 형성된 플랜지(110a)가 구비된다. 이에 따라 본 발명의 모터 구동 밸브 장치(100)는 별도의 용접작업을 수행함이 없이 공급관(110)들을 볼트 체결 방식 등에 의해 결합시키는 것에 모관을 형성할 수 있게 된다. 따라서 본 발명은 승인된 용접자에 의해 용접이 수행되어야 하고, 용접 후에는 비파괴 검사 등에 의해 품질 검사를 수행해야하는 종래기술의 솔레노이드 밸브 장치와는 달리 숙련되지 않은 작업자들에 의해서도 용이하게 설치될 수 있다.

상기 공급관(110)에는 소방수가 아래에서 위로 공급되는 것에 의해 하방향의 개구가 유입구(111)가 되고 상방향의 개구가 유출구(113)가 된다. 이 경우 소방수의 공급 방향은 실시자에 따라 변경될 수 있다.

상기 밸브구동부(150)는 도 4 및 도 5와 같이, 하단부가 분기관(120)의 내부로 삽입된 후 분기관 내부에 회전 가능하게 장착된 볼밸브(V)의 상단부에 축결합되고 상단부는 밸브구동부(150)의 외부를 감싸는 케이스의 상부로 노출되는 개폐축(A)과, 모터(151)의 회전력을 감속 또는 가속시켜 개폐축(A)으로 전달시키도록 다수의 기어(미도시)들이 서로 맞물리어 일측의 기어는 모터축에 결합되고 타측의 기어는 개폐축(A)에 축결합되는 기어열이 배치되는 기어박스(153)와, 기어박스(153)의 상부에 장착되는 PCB 기판에서 개폐축(A)의 측부로 돌출 형성되는 캠(161)과, 캠(161)의 이동경로 상에서 일정 각도 간격을 가지도록 배치되어 개폐축(A)의 회전 각도를 제한하는 리미트스위치(LS)와, 리미트스위치(LS)의 스위칭 신호에 따라 모터(151)로 공급되는 전원을 차단하도록 리미트스위치(LS) 각각과 연결되는 릴레이(R)들과, 기어박스(153) 내부의 기어결합 축 모터축과 결합된 기어와 모터축과 결합되고 다른 기어열 중 하나의 기어열과 결합되어 모터축의 회전력을 기어열들로 전달시키는 다른 하나의 기어의 맞물림을 해제하거나 복원시키는 것에 의해 수동레버(160)의 수동 조작을 가능하게 하는 수동조작버튼부(155)를 포함하여 구성된다. 모터축에 결합된 기어와 맞물리는 기어는 수동조작버튼부(155)의 위치에 따라 위치 이동 가능하게 설치되는 웜과 웜기어 등으로 설치하고 상기 수동조작버튼부(155)는 탄성체에 의해 기어들의 맞물림 또는 맞물림 해제 위치로 탄성적으로 위치 복원되는 일반적인 스위치 구동 기술이 적용될 수 있으므로 수동조작버튼부(155)에 의한 모터 구동부의 구동력 전달을 위한 기어열의 맞물림 또는 맞물림 해제에 대하여는 그 상세한 설명을 생략한다.

그리고 도면에는 미 도시되어 있으나 상기 밸브구동부(150)의 케이스의 상부면 중 수동레버(160)의 볼밸브(V)의 개방 및 폐쇄위치에는 유로의 개방 및 폐쇄표시가 되어 있어, 수동레버(160)의 위치만으로 유로의 개방 또는 폐쇄 여부를 확인할 수 있도록 구성된다.

도 3 내지 도 5의 구성을 가지는 모터 구동 밸브장치(100)의 작동을 설명하면 다음과 같다.

상술한 구성의 모터 구동 밸브장치(100)는 볼밸브(V)가 분기관(120)의 유로를 폐쇄한 상태에서 공급관(110) 측으로 고압으로 가압된 소방수가 공급되어 공급관(110) 전체를 채우게 된다. 이 과정에서 볼밸브(V)는 분기관(120) 유로를 폐쇄하고 있는 상태이므로 종래기술의 솔레노이드밸브(30)에서와 같이 종래의 공급관(1)의 내부에 가압수를 초기 채우는 과정에서 상부챔버(33)와 하부챔버(32)의 사이의 압력차이에 의해 다이어프램(31, 도 2 참조)이 완벽한 차폐를 이루지 못하여 발생하는 소방수의 누설 문제가 발생하지 않게 된다.

상술한 바와 같이 공급관(110)에 가압된 소방수가 채워진 후에 화재 등의 상황에 의해 외부로부터 개폐신호가 PCB기판(20)으로 인가되면 모터(151)가 구동되어 볼밸브(V)를 회전시켜 분기관(120) 내부 유로를 개방하여 미분무수노즐, 또는 스프링 쿨러 등으로 고압의 소방수를 공급하게 된다.

이를 구체적으로 설명하면, 모터(151)가 구동되면 모터축의 회전력이 기어박스(153) 내부의 기어열에 의해 모터축의 회전력이 전달되어 개폐축(A)을 회전시킨다.

개폐축(A)이 회전되면 개폐축(A)의 상단부에 결합된 수동레버(160)와 개폐축(A)의 하단부에 결합된 볼밸브(V)가 회전하여 분기관(120) 내부 유로를 개방한다.

이와 같이 개폐축(A)의 회전이 계속되어 개폐축(A)의 상부에 돌출 형성된 캠(161)이 개폐축(A)의 회전 방향에 위치하는 리미트스위치(LS)를 스위칭시키면, 리미트스위치(LS)의 스위칭신호가 스위칭된 리미트스위치(LS)에 연결된 릴레이(R)로 전달되어 모터(151)로 공급되는 전원을 차단한다.

이와 같이 볼밸브(V)는 분기관(120) 내부 유로의 개폐를 위해 모터(151)가 구동되면 캠(161)과 리미트스위치(LS)와 릴레이(R)들에 의해 항상 유로를 개방 또는 폐쇄하는 위치에 위치되도록 제어된다.

상술한 구동은 모터(151)가 역회전하는 경우(유로를 폐쇄하는 구동)에도 동일한 순서와 방식으로 적용된다.

다음으로 수동레버(160)에 의한 수동조작이 필요한 경우 사용자는 수동조작버튼부(155)를 눌러 모터(151)와 기어박스(153)의 기어결합을 해제한다. 이에 의해 개폐축(A)은 모터(151)의 회전 구동과 무관하게 되어 수동레버(160)를 이용한 수동조작이 가능해 진다.

상술한 구성의 모터 구동 밸브장치(100)는 또한 공급관(110)와 분기관(120)과 독립적으로 밸브구동부(150)가 장착되므로, 밸브구동부(150)의 착탈을 용이하게 하며, 이에 의해 수리 교체 등의 유지 보수 작업을 용이하게 수행할 수 있도록 한다.

또한 릴레이스위치의 온/오프를 PCB 기판이 인식하여 외부로 전달하는 것에 의해 각각의 모터 구동 밸브장치(100)의 개폐 상태를 원격지에서 쉽게 확인할 수있는 라인모니터링 기능의 구현이 용이해 진다.

또한, 본 발명의 모터 구동 밸브장치는 유로 개폐 또는 구동 확인을 위한 T밸브를 구비하지 않으며, T밸의 하류 측에 결합되는 볼밸브가 밸브구동부(150)의 저면에 인접 배치되고, 수동레버가 일체형으로 형성되는 것에 의해 모터 구동밸브장치의 자체의 크기가 소형화되어 실내 공간을 크게 점유하지 않는 것에 의해 실내의 공간활용도를 높이게 된다.

100: 모터 구동 밸브장치(밸브장치), 110: 공급관, 110a: 플랜지
110b: 체결공, 111: 유입구, 113: 유출구, 120: 분기관
150: 밸브구동부, 151: 모터, 153: 기어박스, 155: 수동조작버튼부
150C: 케이스, 160: 개폐축, 161: 캠, LS: 리미트스위치
R: 릴레이, V: 볼밸브, 20: PCB기판

Claims (7)

1. 소방시스템의 공급관과, 상기 공급관에서 분기된 분기관과, 상기 분기관의 내측에 장착되어 유로를 개폐하는 개폐부재와, 상기 개폐부재를 모터의 구동력 또는 수동밸브에 의해 회전시켜 상기 분기관을 개폐하는 밸브구동부;를 포함하되,
   상기 개폐부재는 볼밸브로 구성되고;
   상기 밸브구동부는 상기 개폐부재의 회전축에 축결합되고 외주연에 기어가 결합된 개폐축과, 상기 개폐축에 결합된 기어와 맞물리어 모터의 회전 구동력을 상기 개폐축으로 전달하도록 다수의 기어가 맞물리어 내장되는 기어박스와, 상기 기어박스로 개폐축으로 회전 구동력을 전달하도록 축결합되는 모터와, 상기 개폐축의 상단부에 결합되어 수동으로 상기 개폐축을 회전시킬 수 있도록 구성된 수동레버와, 상기 개폐축의 수동레버가 결합되는 상단부에는 개폐축의 축으로부터 수평방향으로 돌출 형성되는 캠과, 상기 캠의 이동 경로 상에서 일정 각도 간격으로 배치되어 상기 캠에 의해 스위칭되는 한 쌍의 리미트스위치와, 상기 리미트스위치 각각의 스위칭 신호를 입력받은 후 상기 모터로 인가되는 전원을 차단하는 릴레이로 구성되며;
   상기 기어박스 상부에는 PCB가 설치되어 상기 릴레이의 온/오프를 인식하여 원격지에서도 상기 밸브구동부의 개폐상태를 모니터링할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 소방설비의 모터 구동 밸브장치.
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