KR101345895B1 - 화약 작동식 밸브 및 이를 이용한 소화 장치 - Google Patents

Abstract

특정 장소에서 화재 발생에 의해 도화선 점화 시 밸브내의 화약을 폭발시켜 소화액을 방출되는 유로(流路)을 개방하는 화약 작동식 밸브 및 이를 이용한 소화 장치가 제공된다. 상기 화약 작동식 밸브는 서로 마주보고 있는 부분에 홈이 형성된 한 쌍의 스플리트 시트와, 상기 한 쌍의 스플리트 시트의 결합에 의해 상기 홈 부분에 형성되는 약실에 화약이 충전되고, 일측은 상기 약실에 충전된 화약에 연결되고 타측은 실내의 발화 가능 지역에 노출되어 고정되는 도화선을 갖는 스플리터(splitter)와; 유입구로 유입되는 유체를 배출개구로 배출하도록 형성되며, 상기 배출개구는 상기 스플리터의 일측에 결합된 제1케이스와; 유입개구로 유입되는 유체를 배출구로 배출하도록 형성되며, 상기 유입개구는 상기 스플리터의 타측에 결합되고, 관형상으로 구성되어 제1방향에서 제2방향으로 공기가 흐를 때 공명현상 또는 팁(tip)의 떨림에 의해 소리를 발생시키는 소리발생기가 일측면의 외부로부터 상기 배출구의 내측면에 근접하게 설치되어 구성된 제2케이스로 구성된다.

Description

화약 작동식 밸브 및 이를 이용한 소화 장치{Gunpowder actuated valve and fire-extinguishing system using the same}

본 발명은 화약 작동식 밸브 및 이를 이용한 소화 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 특정 장소에서 화재 발생에 의해 도화선 점화 시 밸브내의 화약을 폭발시켜 소화액을 방출되는 유로(流路)을 개방하는 화약 작동식 밸브 및 이를 이용한 소화 장치에 관한 것이다.

소방 설비 장치에는 화재가 발생한 장소 또는 화염으로 소화액·소화수·방화수 등과 같은 소화액을 화염으로 분사하는 분사구로 공급하기 위한 밸브를 구비하고 있다. 이러한 밸브들은 특정한 건물등과 같은 장소에서 화재가 감지되었을 때 자동으로 소화액/소화수를 분사하는 스프링클러를 포함한다.

그러나 스프링클러와 같은 소화설비는 11층 이상의 건물과 면적이 일정규모를 초과하는 건물에만 의무적으로 설치하도록 소방법에 규정되어 있어 대다수의 단독주택과 10층 이하의 저층건물에는 설치되고 있지 않는 것이 현실이다. 이와 같은 이유는 스프링클러의 설비의 설치에 많은 비용이 들고 관리가 쉽지 않기 때문이다.

위와 같은 문제를 해결하기 위하여 화재가 발생하였을 때 자동으로 고압충전 된 소화액을 분사하는 자동소화기가 개발되었으며, 이러한 자동소화기에는 화재 감지 시 화약실에 충전된 화약을 점화시켜 그 폭발력에 의해 화약실에 충전된 화약을 폭발시켜 고압용기의 밸브를 자동으로 개방하여 고압충전 된 소화액을 분사하는 기술이 실용신안등록 제20-0365790호 "이중화약 작동식 실린더 밸브"에 개시되어 있다.

그러나 위 특허문헌에 개시(開示)된 종래의 기술은 화약 폭발에 의해 소화액 또는 소화수가 배출되는 경로를 직접적으로 개폐하는 것이 아니라, 고압용기 내부 실린더의 금속막을 파열시키는 파열침에 압력이 가해지도록 하는 것으로 직접적으로 소화액 또는 소화수가 인가되는 경로를 개폐할 수 없어 스프링클러와 같은 시설에 사용할 수 없는 문제가 있었다.

실용신안등록 제20-0365790호(2004. 10. 15. 등록)

따라서 본 발명의 목적은 도화선의 착화에 의해 소화액 드의 유체가 흐르는 경로를 자동으로 개방시키는 구조를 갖는 화약 작동식 밸브와 이를 이용한 소화 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 건물 내에서 화재가 발생 시, 발화지점에 설치된 도화선 착화에 의하여 소화수·소화액을 자동으로 발화지점의 부근으로 방수·방출할 수 있도록 하는 화약 작동식 밸브를 구비한 소화 장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 서로 마주보고 있는 부분에 홈이 형성된 한 쌍의 스플리트 시트와, 상기 한 쌍의 스플리트 시트의 결합에 의해 상기 홈 부분에 형성되는 약실에 화약이 충전되고, 일측은 상기 약실에 충전된 화약에 연결되고 타측은 실내의 발화 가능 지역에 노출되어 고정되는 도화선을 갖는 스플리터(splitter)와; 유입구로 유입되는 유체를 배출개구로 배출하도록 형성되며, 상기 배출개구가 상기 스플리터의 일측에 결합된 제1케이스와; 유입개구로 유입되는 유체를 배출구로 배출하도록 형성되며, 상기 유입개구는 상기 스플리터의 타측에 결합되고, 튜브형상으로 구성되어 제1방향에서 제2방향으로 상기 튜브에 공기가 흐를 때 공명현상 또는 팁(tip, 떨리판)의 떨림에 의해 소리를 발생시키는 소리발생기가 일측면의 외부로부터 상기 배출구의 내측면에 근접하게 설치되어 구성된 제2케이스로 구성함을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 견지에 따른 화약 작동식 밸브를 이용한 소화 장치는 소화수가 입력되는 송수관(또는 급수관)과, 서로 마주보고 있는 부분에 홈이 형성된 한 쌍의 스플리트 시트의 결합에 의해 상기 홈 부분에 형성되는 약실에 화약이 충전되고, 일측은 상기 약실에 충전된 화약에 연결되고 타측은 실내의 발화 가능 지역에 노출되어 고정되는 도화선을 갖는 스플리터(splitter)와, 유입구로 유입되는 유체를 배출개구로 배출하도록 형성되며 상기 배출개구는 상기 스플리터의 일측에 결합된 제1케이스와, 유입개구로 유입되는 유체를 배출구로 배출하도록 형성되며 상기 유입개구는 상기 스플리터의 타측에 결합되고, 관형상으로 구성되어 제1방향에서 제2방향으로 공기가 흐를 때 공명현상 또는 떨림판의 떨림에 의해 소리를 발생시키는 소리발생기가 일측면의 외부로부터 상기 배출구의 내측면에 근접하게 설치되어 구성된 제2케이스로 구성되어 상기 유입구가 상기 송수관에 연결된 화약 작동식 밸브와; 상기 화약 작동식 밸브의 배출구에 결합되어 그로부터 배출되는 소화액을 분무상(噴霧狀)으로 방사시키는 스프링클러로 구성되어 상기 도화선의 발화·착화에 의해 상기 한 쌍의 스플리트 시트를 파절시켜 상기 유입구로 유입되는 소화액을 배출구로 배출하도록 동작함을 특징으로 하는 한다.

상기 도화선은, 실내에 화염에 의한 열을 감지하는 열감지센서와, 상기 열 감지센서의 출력을 정형화하여 미리 설정된 기준레벨 이상인 경우에 트리거신호를 출력하는 슈미트 트리거와, 상기 트리거신호에 의해 불꽂을 발생하여 상기 도화선을 점화시키는 스파크발생기로 구성된 점화장치에 의해 점화됨을 특징으로 한다.

상기 한 쌍의 스플리트 시트의 각 스플리트 시트는 만곡된 원호, 원뿔, 삼각뿔 또는 사각뿔 중 어느 하나이며, 스플리트 시트에는 상기 약실 내부의 압력의 증가에 의해 파절되는 파절부가 형성됨을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 화약 작동 식 밸브는 발화지점에 설치된 도화선이 착화되는 경우 일정시간 후에 유체 경로에 설치된 화약실의 스플리트 시트를 파괴하여 송수관으로부터 스프링클러 사이의 관로를 자동으로 개방함으로써 별도의 화재감지장치를 구비하지 않고서도 화재 발화지점으로 소화수(액)을 자동으로 분무(사)할 수 있어 초기 진화를 할 수 있다. 또한, 수도관에 직접 화약 작동식 밸브의 유입구에 연결하여 스클링클러 설비를 구축할 수 있어 단독주택, 무인설비 등에 매우 유용하게 적용할 수 있다.

도 1은 발 발명의 실시 예에 따른 화약 작동식 밸브를 갖는 소화장치의 개략도.
도 2a와 도 2b는 도 1에 도시된 화약 작동식 밸브의 스프리터의 사시도와 평면도.
도 3은 도 1에 도시된 화약 작동식 밸브를 이용한 소화장치의 구성도.
도 4는 도 3에 도시된 도화선을 점화하는 점화장치의 구성예시도.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 보다 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있고, 기술된 실시 예에 제한되지 않음을 이해하여야 한다. 하기에 설명되는 본 발명의 실시 예는 당업자에게 본 발명의 사상을 충분하게 전달하기 위한 것임에 유의하여야 한다.

도 1, 도 2a 및 도 2b에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 화약 작동식 밸브(30)를 이용한 소화 장치(10)의 구성예로서, 포말소화기탱크 또는 이산화탄소 소화기 탱크(20)에 화약 작동식 밸브(30)가 결합된 구성을 도시하고 있다. 화약 작동식 밸브(30)는 서로 마주보고 있는 부분에 홈(GR1, GR2)이 형성된 한 쌍의 스플리트 시트(32a, 32b)로 구성된 스플리터(31)를 포함한다.

상기 한 쌍의 스플리트 시트(32a, 32b)의 홈(GR1, GR2)의 표면이 서로 마주보게 결합 되는 경우, 상기 홈(GR1, GR2)의 결합부분에 약실(33)이 형성되고, 상기 약실(33)에는 폭발성이 우수한 화약이 충전할 수 있다. 이때, 상기 한 쌍의 스플리트 시트(32a, 32b)의 일측면에는 도화선(35)이 삽입될 수 있는 크기의 통로(53)가 형성되며, 도화선(35)의 일단은 상기 약실(33)에 충전된 화약(34)에 연결되고 타단은 실내의 발화 가능 지역에 노출되어 고정된다.

상기 한 쌍의 스플리트 시트(32a, 32b)는 PET(polyethylene terephthalate) 수지 또는 알루미늄 등과 같이 찢어질 수 있는 성질의 재료로 형성되며, 그 외측면, 즉, 약실(33)의 외부면에는 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이 화약(34)의 폭발에 의해 용이하게 파절되어 떨어져 나가도록 파절부(50)가 형성되어 있다. 상기 한 쌍의 스플리트 시트(32a, 32b)로 구성된 스플리터(31)의 양측에는 유입구(ILET)와 배출구(OLET)가 각각 형성된 제1케이스(38a)의 배출개구와 제2케이스(38b)의 유입개구가 도 2a 및 도 2b에 도시된 나사체결구멍(52)에 끼워지는 볼트나사(37)로 결합되어 있다.

이때, 상기 제2케이스(38b)의 일측면과 그 내부의 배출구(OLET)에는 관형상으로 제1방향에서 제2방향으로 공기가 흐를 때 공명현상 또는 팁(tip)과 같은 떨림판의 떨림에 의해 소리를 발생시키는 소리발생기(39)가 결합되어 있다. 상기 소리발생기(39)는 피리와 같은 형상으로 제작될 수 있으며, 공기유입구는 제2케이스(38b)의 외부로 돌출되고 공기 배출구는 배출구(OLET) 방향으로 근접 설치 공기 유입구로부터 공기배출구로 공기가 흐를 때 내부의 공명현상 또는 공기유입구측에 설치된 떨림판의 떨림에 의한 소리가 발생하도록 구성되어 있다. 위와 같은 소리발생기(39)는 피리 원리를 그대로 이용하여 구현할 수 있다.

상기 제1케이스(38a)의 유입구(ILET)는 포말소화기탱크 또는 이산화탄소소화기 탱크(20)의 소화액 토출구에 나사 결합될 수 있고, 제2케이스(38b)의 배출구(OLET)에는 분사구(또는 분사노즐)(42)이 단부에 형성된 분사호스(40)가 결합된다.

또한, 상기 도화선(35)의 타단은 습기 등과 같은 것으로부터 표면의 화약이 젖는 것을 보호하기 위하여 비닐(36)로 포장될 수 있다.

도 1과 같이 구성된 화약 작동식 밸브(30)를 이용한 소화 장치(10)의 분사구(42)는 실내로 향하도록 하는 것이 바람직하다. 이와 같은 상태에서 실내에 화재에 의해 도화선(35)의 타단에 형성된 비닐(36)에 불이 붙으면, 화재에 의한 불이 도화선(35)을 따라 스플리터(31)의 약실(33)에 채워진 화약(34)까지 전달되어 상기 약실(33)에 충전된 화약(34)이 폭발한다.

상기 화약(34)이 폭발하면, 약실(33)내의 압력 증가에 의해 한 쌍의 스플리트 시트(32a, 38b)의 표면에 형성된 파절부(50)가 파절되어 떨어져 나감으로써 화약 작동식 밸브(31)의 유입구(ILET)로부터 배출구(OLET) 사이의 유체경로가 개방된 상태로 된다. 예를 들어, 약실(33)에 충전된 화약(34)이 폭발되어 압력이 증가하면, PET수지 또는 알루미늄 등의 재질로 만들어진 한 쌍의 스플리트 시트(32a, 38b)가 그 표면에 형성된 파절부(50)을 따라 찢어져 벌어짐으로써 제1케이스(38a)의 유입구(ILET)와 제2케이스(38b)의 배출구(OLET)의 사이가 개방된다.

이때, 포말소화기탱크 또는 이산화탄소소화기 탱크(20)에 충전된 소화액이 상기 화약식 밸브(31)의 유체경로를 통해 분사호스(40)의 단부에 형성된 분사구(42)로 자동으로 분사됨으로써 실내에서 화재가 발생하는 경우 인위적으로 소화기를 작동시키기 않더라고 자동으로 소화액을 실내로 분사하게 된다.

소화액이 제2케이스(38b)의 유입개구로부터 배출구(OLET)측의 방향으로 급속이 배출되면, 피리와 같은 구성을 갖는 소리발생기(39)의 튜브의 공기 흐름이 제1방향, 예를 들면, 제2케이스(38b)의 외부로부터 제2방향인 배출구(OLET) 측으로 배출됨으로써 소리발생기(39)의 튜브내의 공명 또는 튜브에 설치된 떨림판의 떨림에 의한 소리가 발생되어 화재가 발생하였음을 주면에 알린다.

따라서, 상기 분사호스(40)를 유연관으로 하여 분사구(42)가 향상 실내의 화재발생 가능지역(예를 들면, 난로가 설치된 방향)으로 향하도록 설치된다면 화재 발생시 자동으로 위험지역으로 소화액을 자동으로 분사할 수 있어 초기에 화재 진압을 할 수 있다.

도 3은 도 1에 도시된 화약 작동식 밸브를 이용한 소화장치의 구성도로서, 도 1에 도시된 화약 작동식 밸브(30)를 방화수를 급수하는 송수관(64)에 연결한 구성을 도시한 것이다.

도 3을 참조하면, 화약 작동식 밸브(30)의 유입구(ILET)는 송수관(64)에 연결되어 있고, 배출구(OLET)는 스플링클러(66)에 연결되어 있다. 본 발명의 실시 예에서는 상기 송수관(64)에 소화수가 저장된 저장탱크(60)에 채워진 소화수를 펌핑하는 펌프(62)의 토출구가 연결되도록 된 것을 도시하고 있으나, 송수관(64)에는 상수도가 직접 연결된 형태로 구성될 수 있다. 이때, 상기 송수관(64)에는 적어도 하나 이상의 화약 작동 식 밸브(30)가 설치되며, 각각의 화약 작동식 밸브(30)에는 스프링클러(22)가 결합되어 있다.

그리고, 상기 다수의 화약 작동식 밸브(30)들의 모든 도화선(35)은 서로 연결되어 있으며, 도화선(35)의 타단은 트리형태로 하여 다수의 화재발생가능지역에 분산되어 설치된다. 또한, 도화선(35)의 타단에는 앞서 기술한 바와 같이 물 또는 습기로부터 화약이 젖지 않도록 비닐로 포장되어 있다. 화약 작동식 밸브(30)을 이용한 소화 장치의 동작을 설명한다.

화재에 의해 상기 도화선(25)의 타측이 착화되면, 불꽃은 도화선을 타고 화약 작동식 밸브(30)의 스플리터(31)내의 약실(33)로 전달됨으로써 그 내부에 충전된 화약(34)이 폭발된다. 이때, 약실(33)내의 압력이 크게 증가함으로써 한 쌍의 스플리트 시트(32a, 32b)의 표면에 형성된 파절부(50)가 찢겨짐으로써 유입구(ILET)와 배출구(OLET)의 사이가 개방된다.

이와 같은 화약 작동식 밸브(30)의 유입구(ILET)와 배출구(OLET) 사이의 유로가 개방되면, 송수관(64)으로 공급되는 소화수가 스프링클러(66)로 배출된다. 이때, 싱기 스프링클러(66)는 송수관(64)으로부터 공급되는 소화수를 분무상(噴霧狀)으로 방사시킴으로써 그 하부의 불꽃이 소화된다.

한편, 소화수가 제2케이스(38b)의 유입개구로부터 배출구(OLET)측의 방향으로 급속이 배출되면, 피리와 같은 구성을 갖는 소리발생기(39)의 튜브의 공기 흐름이 제1방향, 에를 들면, 제2케이스(38b)의 외부로부터 제2방향인 배출구(OLET) 측으로 배출됨으로써 소리발생기(39)의 튜브내의 공명 또는 튜브에 설치된 팁의 떨림에 의한 피리소가 발생되어 화재가 발생하였음을 주면에 알림으로써 화재가 발생한 장소에 위치한 사람들이 이를 듣고 대피할 수 있도록 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 실내에서 화재가 발생시, 도화선의 착화에 의해 화약 작동식 밸브(30)의 유로를 개방시켜 자동으로 스프링클러(66)로 소화수가 분무되도록 함과 동시에 소리발생기(39)로 이를 알람 함으로써 별도의 화재감지기가 없어도 자동으로 화재를 소화할 수 있어 저렴한 가격에 화재경보화 소화를 동시에 할 수 있다.

상기한 실시 예에서는 송수관에 화약 작동식 밸브(30)를 연결한 예를 설명하였으나, 상기 송수관 대신에 고압으로 소화액이 충전된 소화기의 밸브로서 대체가 가능하다. 이러한 경우, 소화기의 소화액 분사구는 화재가 발화될 수 있는 실내로 향하도록 설치되어야 한다. 이와 같이 화약 작동식 밸브를 소화기에 적용할 경우, 실내에 화재가 발생하여 도화선에 착화되는 경우, 화약 작동식 밸브가 작동되어 자동으로 소화기에 충전된 소화액이 분사구를 통해 자동으로 배출할 수 있어 무인으로 화재를 진압할 수 있다.

도 3에서는 도화선(35)에 불이 붙은 것을 설명하였으나, 실내의 화재를 감지하는 센서를 갖는 점화장치를 이용하여 도화선(35)을 점화시킬 수있다. 도 4를 참조하면, 점화장치는 실내에 화염에 의한 열을 감지하는 열감지센서(67)와, 상기 열 감지센서의 출력을 정형화하여 미리 설정된 기준레벨 이상인 경우에 트리거신호를 출력하는 슈미트 트리거(68)와, 상기 트리거신호에 의해 불꽂을 발생하여 상기 도화선을 점화시키는 스파크발생기(69)로 구성되어 있다. 이때, 상기 열감지센서(67)는 적외선열감지기를 이용할 수 있다.

도 4와 같이 구성된 점화장치를 이용할 경우, 도 3에 70번 블록에 스파크 발생기(69)를 설치함으로써 도화선(35)에 화염이 옮겨 붙지 않더라도 실내의 온도가 화재온도 올라갈 경우, 자동으로 화약 작동시 밸브(30)를 작동시킬 수 있다.

10은 소화 장치, 20은 소화기 탱크, 30은 화약 작동식 밸브, GR1, GR2는 홈, 31은 스플리터, 32a, 32b은 스플리트 시트, 33은 약실, 34는 화약, 35는 도화선, 36은 비닐, 37은 볼트나사, 38a는 제1케이스38b는 제2케이스, 39는 소리발생기, 40은 분사호스, 42는 분사구, 50은 파절부, 52는 볼트체결구멍, 53은 통로, 60은 저장탱크, 63는 펌프, 64는 송수관, 66은 스프링클러, 67은 열감지센서, 68은 슈미트 트리거, 69는 스파크발생기, ILET는 유입구, OLET는 배출구

Claims (3)

1. 서로 마주보고 있는 부분에 홈이 형성된 한 쌍의 스플리트 시트와, 상기 한 쌍의 스플리트 시트의 결합에 의해 상기 홈 부분에 형성되는 약실에 화약이 충전되고, 일측은 상기 약실에 충전된 화약에 연결되고 타측은 실내의 발화 가능 지역에 노출되어 고정되는 도화선을 갖는 스플리터와; 유입구로 유입되는 유체를 배출개구로 배출하도록 형성되며, 상기 배출개구는 상기 스플리터의 일측에 결합된 제1케이스와; 유입개구로 유입되는 유체를 배출구로 배출하도록 형성되며, 상기 유입개구는 상기 스플리터의 타측에 결합되고, 관형상으로 구성되어 제1방향에서 제2방향으로 공기가 흐를 때 소리를 발생시키는 소리발생기가 일측면의 외부로부터 상기 배출구의 내측면에 근접하게 설치되어 구성된 제2케이스로 구성함을 특징으로 화약 작동식 밸브
2. 화약 작동식 밸브를 이용한 소화 장치에 있어서, 소화액 저장탱크에 채워진 소화액을 펌핑하여 송수관으로 공급하는 펌프와; 서로 마주보고 있는 부분에 홈이 형성된 한 쌍의 스플리트 시트의 결합에 의해 상기 홈 부분에 형성되는 약실에 화약이 충전되고, 일측은 상기 약실에 충전된 화약에 연결되고 타측은 실내의 발화 가능 지역에 노출되어 고정되는 도화선을 갖는 스플리터와, 유입구로 유입되는 유체를 배출개구로 배출하도록 형성되며 상기 배출개구는 상기 스플리터의 일측에 결합된 제1케이스와, 유입개구로 유입되는 유체를 배출구로 배출하도록 형성되며 상기 유입개구는 상기 스플리터의 타측에 결합되고, 관형상으로 구성되어 제1방향에서 제2방향으로 공기가 흐를 때 공명현상 또는 팁의 떨림에 의해 소리를 발생시키는 소리발생기가 일측면의 외부로부터 상기 배출구의 내측면에 근접하게 설치되어 구성된 제2케이스로 구성되어 상기 유입구는 상기 송수관에 연결된 화약 작동식 밸브와; 상기 화약 작동식 밸브의 배출구에 결합되어 그로부터 배출되는 소화액을 방사시키는 스프링클러로 구성되어 상기 도화선의 발화·착화에 의해 상기 한 쌍의 스플리트 시트를 파절시켜 상기 유입구로 유입되는 소화액을 배출구로 배출하도록 동작함을 특징으로 하는 화약 작동식 밸브를 이용한 소화 장치
3. 제2항에 있어서, 상기 도화선은, 실내에 화염에 의한 열을 감지하는 열감지센서와, 상기 열 감지센서의 출력을 정형화하여 미리 설정된 기준레벨 이상인 경우에 트리거신호를 출력하는 슈미트 트리거와, 상기 트리거신호에 의해 불꽂을 발생하여 상기 도화선을 점화시키는 스파크발생기로 구성된 점화장치에 의해 점화됨을 특징으로 하는 화약 작동식 밸브를 이용한 소화 장치

Images