KR101347500B1 - 불활성가스계 소화 설비 시스템과 그 운용방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소방용 소화약제 살포 시스템에 관한 것으로서, 화재진압을 위한 소화약제의 살포를 위하여, 각 방호구역에 화재를 감지하는 센서로 작동되는 기동가스용기(11,12,13)들과, 상기 기동가스용기(11,12,13)들과 연결된 압력격발식 소화약제용기(21,22,23...)들로 구성된 것에 있어서;
상기 기동가스용기(11,12,13)의 방출가스의 압력은 소화약제용기(21,22,23...)를 격발시킬 격발압력보다 낮으며, 상기 기동가스용기(11,12,13)와 연결된 소화약제용기(21,22,23...)들의 첫번째 순서에 기동가스용기(11,12,13)의 방출가스 압력으로 격발이 가능한 고압격발용기(3)가 연결되며, 각방호구역에 설치된 시동가스용기(11,12,13)들은 해당 각방호구역의 크기에 따라 정해진 격발될 개수의 소화약제용기(21,22,23...)들 중 마지막 소화약제용기(23,24)에 설치된 삼방향제어밸브(41,42)에 각각 연결된 것을 특징으로 하는 것임.

Description

불활성가스계 소화 설비 시스템과 그 운용방법{Fire-fighting system with inert gas and the driving method thereof}

본 발명은 불활성가스계 소화 설비 시스템(장치)과 그 운용 방법에 관한 것이다.

화재를 진압하기 위하여 소화약제용기를 격발하여 소화약제를 살포하게 된다. 이때 소화약제를 살포하기 위하여 소화약제 용기를 격발하기 위한 신호는 압력식(pneumatic)과 전기식(electrical)으로 그 방식에 따라 나뉜다. 그러나 전기식은 화재시 누전, 단전, 단선 등의 위험이 있어 작동의 안정성이 우려되어 압력식을 많이 사용하고 있다.
가스계 소화설비의 경우 크게 할로카본계열과 불활성가스계 소화설비로 나누어지는데 할로카본계열은 10초 이내에 방출 및 소화를 해야하기 때문에 순간적으로 많은 약제 방출이 가능한 파열방식의 용기밸브 사용이 가능하지만 불활성가스계의 경우 1분 이내에 방출 및 소화를 해야 하기 때문에 지속적으로 약제 방출이 가능한 감압밸브를 사용하며 구조상 상기의 파열방식의 용기밸브 적용이 불가능하다. 즉 소화약제의 선택적 격발이 어려운 단점이 있으며, 그로 인해 여러 방호구역이 있는 경우 각각의 방호구역마다 소화설비를 구비해야 하는 문제로 인해 소화약제 용기의 낭비를 막을 수 없었다.
한편, 감압기능을 갖춘 실린더 밸브들을 사용하면 그 밸브에는 높은 격발압력과 많은 가스량이 요구되는데, 이 경우 다수의 소화약제용기를 격발시키기 위해서는 각각의 용기에 별도로 고압의 격발실린더를 설치하여야 하는 문제가 있었다.

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즉, 화재가 발생한 방호구역마다 진화에 필요한 소화약제 용기의 개수만큼 선택적으로 격발시킬 수 있으며, 각 방호구역에 격발용기인 고압의 격발실린더를 일일이 설치하지 않아도 되는 소방용 소화약제 시스템이 필요한 것이다.

이에, 본 발명은 화재진압을 위한 소화약재의 살포를 위하여, 각 방호구역에 설치되며 화재를 감지하는 센서로 작동되는 시동가스용기들과, 상기 시동가스용기들과 시동가스연결관으로 연결되고 시동가스용기가 작동되어 방출된 시동가스에 의하여 격발되는 고압격발용기와, 고압격발용기에 연결된 고압력격발식 소화약제용기들과, 소화약제용기들의 약제를 방호구역으로 방출하는 소화약제방출관으로 구성된 것에 있어서, 상기 소화약제용기를 최대방호구역에 필요한 수만큼 구비하고, 소화약제용기들을 각 방호구역에 연결된 소화약제 방출관에 연결시키고, 최대 방호구역보다 작은 방호구역은 최대 방호구역에 연결된 소화약제 용기중에서 필요한 약제용기의 수에 따라 소화약제용기들을 연결하며, 각 소화약제용기들의 격발구를 시동가스 연결관으로 연결하고, 시동가스연결관으로 연결된 소화약제 용기들의 첫 번째 순서에 시동가스용기의 시동가스 압력으로 격발이 가능한 고압격발용기가 연결되며, 위 소화약제용기들 중 위 각 방호구역에 필요한 개수 만큼의 소화약제용기들 중의 마지막 소화약제용기마다 삼방향제어밸브가 설치되고, 위 방호구역의 각 시동가스용기는 위 삼방향제어밸브 중 해당 밸브에 연결되어, 방호구역 중의 하나에 화재가 일어나는 경우, 해당 방호구역에 필요한 수 만큼의 소화약제용기로부터만 소화약제가 방출되게 하는 것을 특징으로 하는 소화 설비 시스템과 이러한 시스템의 작동 방법을 제공하여 상기와 같은 문제점들을 해소하고자 한다.

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본 발명에 따르면, 화재가 발생한 방호구역마다 진화에 필요한 소화약제 개수만큼 선택적으로 격발시킬 수 있어 소화약제의 설치 낭비를 막을 수 있으며, 저장실에는 소화약제 각각의 용기마다 별도의 고압 격발가스용기를 설치하지 아니하는 대신 각 방호구역을 담당하는 배관마다 압력이 낮은 소형의 격발가스용인 시동가스용기를 설치하고, 저압의 소형 격발가스 용기가 고압의 대형 격발용기를 격발시키게 함으로써, 고압격발가스용기의 설치 수를 절감할 수 있는 효과가 있는 것이다.

도1은 본 발명의 불활성가스계 소화설비 작동 시스템의 구성 설명도.
도2는 도1에 도시된 시스템에 있어서의 삼방향제어밸브의 구체적 실시 예 단면도
도3은 본 발명의 불활성가스계 소화설비 작동 시스템의 운용 예시 구성도.

본 발명은 소방용 소화약제 시스템에 관한 것으로, 화재진압을 위한 소화약제의 살포를 위하여, 각 방호구역(a, b, c)에 화재를 감지하는 센서로 작동되는 시동가스용기(11,12,13)들과, 상기 시동가스용기(11,12,13)들과 연결된 압력격발식 다수개의 소화약제용기(21,22,23,....)들과, 상기 소화약제용기(21,22,23, ....)들을 각 방호구역(a, b, c)에 송출하는 소화약제방출관(5)으로 구성된 것에 있어서;
상기 시동가스용기(11,12,13)의 방출가스의 압력은 상기 소화약제용기(21,22,23,...)를 격발시키는데에 필요한 격발압력보다 낮으며, 상기 시동가스용기(11,12,13)와 연결관을 통하여 연결된 다수개 소화약제용기(21, 22, 23, ....)들의 첫번째 순서에 시동가스용기(1)의 방출가스 압력으로 격발이 가능한 고압격발용기(3)가 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 각 방호구역의 크기에 따라 격발될 소화약제용기의 개수가 정해지고, 최대방호구역의 소화에 필요한 소화약제용기(21,22,23,...)가 마련된다. 각 방호구역에 필요하다고 정해진 개수의 소화약제용기(21, 22, 23, ....)들 중 마지막 소화약제용기(23,24,26)에 삼방향제어밸브(41,42,43)들이 설치되며, 상기 각 방호구역에 설치된 시동가스용기(11,12,13)들은 해당 각 방호구역의 크기에 따라 정해진 격발될 개수의 소화약제용기(21,22,23, ....)들 중 마지막 소화약제용기(23,24,26)에 설치된 삼방향제어밸브(41,42,43)에 각각 연결된다.
일 실시예로서, 작은 크기 방호구역(a)의 경우 3개의 소화약제용기(21,22,23)가 필요하여, 방호구역(a)의 시동가스용기(11)는 3번째 소화약제용기(23)에 설치된 삼방향제어밸브(41)에 연결된다. 마찬가지로 중간크기 방호구역(b)의 경우 4개의 소화약제용기(21,22,23,24)가 필요하여, 방호구역(b)의 시동가스용기(12)는 4번째 소화약제용기(24)에 설치된 삼방향제어밸브(42)에 연결되고, 6개의 소화약제용기가 필요한 대형 방호구역(c)의 시동가스용기(13)는 6번째 소화약제용기(26)의 설치된 삼방향제어밸브(43)에 연결된다.

상기 삼방향제어밸브(41,42,43)는, 가스의 입출입이 자유로운 개방부(가)와, 비가역저지구(라)를 갖는 중간밸브(나)와, 가스가 들어오되 나가지 못하는 편도밸브(다)를 가진다. 비가역저지구(라)는 도2에 도시된 바와 같이 반대 방향 측의 실린더(마)와 직경이 같아서 중간밸브(나)로부터 들어오는 가스의 압력에 의해 한번 밀려나면 상기 시동가스 압력에 의해 올라오지 못하게 된다. 중간밸브(나)의 저부에 설치된 실린더(마)는 미세한 통기공이 설치되어 실린더(마)와 직경이 동일한 비가역저지부(라)의 반대측 실린더로의 이동을 용이하게 하나 통기공은 직경이 작아서 시동가스의 누출량이 적어 통기공으로의 누출로 인한 시동가스압력의 감압을 염려할 바 아니다.
편도밸브(다)에는 시동가스용기(11,12,13)와 직접 연결된 연결관이 연결되고, 중간밸브(나)는 후위의 소화약제용기(24, 25)에 연결된 시동가스관에 연결된다. 개방부(가)는 시동가스가 나가는 시동가스관에 연결된다.

첨부된 도면 도1에 따라 두 번째 방호구역(b)에 소화약제를 살포하는 시스템을 설명한다.
센서(14)로 작동하는 시동가스용기(12)의 시동가스는 소화약제용기(21,22,23,...)로부터 소화약제를 방호구역으로 보내는 소화약제방출관(5)을 개방시킴과 동시에 삼방향제어밸브(42)의 편도밸브(다)를 통하여, 첫 번째 삼방향제어밸브(41)의 중간밸브(나)를 지나면서 비가역저지구(라)를 반대 방향에 있는 실린더(마)로 밀어 보내고 개방부(가)를 통하여 나가서 고압격발용기(3)를 격발시킨다.
격발 후 고압격발용기(3)의 시동가스는 시동가스관을 역류하면서 소화약제용기(21,22,23,24)를 격발시켜 소화약제를 방출하고, 방출되는 소화약제는 두번째 방호구역(b)으로 방출 살포되어 화재를 진압하게 된다.

한편, 여섯 개의 소화약제용기가 필요한 대형의 방호구역(c)에 화재 발생시, 상술한 바와 같이, 시동가스용기(13)는 6번째 소화약제용기(26)에 설치된 삼방향제어밸브(43)의 편도밸브(다)에 시동가스를 보내게 된다. 이후 시동가스는 개방부(가)를 통해 나가며, 소화약제용기(25,26)들을 통과하다가 4번째 소화약제용기(24)에 설치된 삼방향제어밸브(42)의 중간밸브(나)로 들어가게 된다. 이때, 중간밸브(나)의 비가역저지구(라)가 시동가스압력에 의해 반대측 실린더쪽으로 밀려나 시동가스압력이 작용하는 이후 중간밸브(나)는 항상 개방상태가 된다. 이어서 시동가스는 삼방향제어밸브(41)의 중간밸브(나)를 개방상태로 변환시키고 이어서 고압격발용기(3)로 보내진다. 이후, 시동가스는 고압격발용기(3)를 격발시키고 고압격발용기(3)로부터 역류되는 고압가스는 1, 2, 3, 번째 소화약제용기(21,22,23)를 격발시키고 3번째 소화약제용기(23)에 설치된 삼방향제어밸브(41)의 개방부(가)로 들어와서, 개방상태가 된 중간밸브(나)를 통해 나가 4번째 소화약제용기(24)를 격발하게 된다.4번째 소화약제용기(24)를 격발한 고압가스는 4번째 소화약제용기(24)에 설치된 삼방향제어밸브(42)의 개방부(가)로 들어오며, 개방상태가 된 중간밸브(나)를 통과하여 나머지의 소화약제용기(25,26)를 개방시킨다. 이러한 구성으로써 방호구역의 크기에 따라 정해진 개수의 소화약제용기를 선택적으로 격발시킬 수 있는 것이다. 다만, 최대의 방호구역(c)에 설치되는 삼방향제어밸브(43)는 필수의 것이 아니므로 그 설치를 생략할 수 있다.

본 발명은 위와 같은 소화 설비 시스템에 있어서, 다음과 같은 운용방법을 제공한다.
화재진압을 위한 소화약제의 살포를 위하여,
각 방호구역에 발생한 화재를 센서로 감지하는 감지단계;

화재를 감지한 센서(14)에 의해 시동가스용기(11,12,13)가 격발되는 시동가스격발단계;
시동가스는 이산화탄소(CO₂)인 것이 바람직하나 이에 제한되지 아니한다.

격발된 시동가스용기(11,12,13)에서 방출된 시동가스가 해당 방호구역의 크기에 따라 정해진 개수의 소화약제용기(21,22,23,...)의 마지막 소화약제용기(23,24,26)에 설치된 삼방향제어밸브(41,42,43)로 들어가는 시동가스진입단계;
이 경우 상술한 바와 같이 시동가스용기(11,12,13)로부터 직접 들어오는 편도밸브(다)를 통하여 시동가스가 들어오게 된다.

삼방향제어밸브(41,42,43)로 들어간 시동가스가 각 소화약제용기(21,22,23,...)들을 통과하여 고압격발용기(3)에 도달하는 시동가스 통과단계;
이때, 시동가스의 압력은 각 소화약제용기(21,22,23,....)를 격발시키기에 부족하기 때문에 시동가스는 소화약제용기(21,22,23,....)를 격발시키기 아니하고 그냥 통과하여 고압격발용기(3)로 향하게 된다.

고압격발용기(3)에 도달한 시동가스가 고압격발용기(3)를 격발시키는 고압격발용기(3) 격발단계;
상기 고압격발용기(3)은 시동가스의 낮은 압력으로도 격발된다.

고압격발용기(3)에서 방출된 고압가스가 시동가스의 흐름을 역류하면서 소화약제용기(21,22,23,...)를 압력 격발시키는 소화약재용기 격발단계;
고압격발용기(3)가 격발되면서 방출되는 고압가스는 시동가스가 흘러온 경로를 따라 역류하게 된다. 고압가스가 역류하면서 시동가스가 그냥 지나쳐온 소화약제용기(21,22,23,...)들을 격발시키게 된다.

고압격발용기(3)서 방출된 고압가스가 시동가스의 최초 진입 삼방향제어밸브(41,42,43)에서 흐름이 종지되는 격발종지단계;
고압격발용기(3)에서 역류되어 들어오는 고압가스는 시동가스가 방출되었던 삼방향제어밸브(41, 42, 43)의 개방부(가)를 통해 들어오며, 이 경우, 중간밸브(나) 및 편도밸브(다)는 닫혀있게 되므로 상기 삼방향제어밸브가 설치된 마지막 소화약제용기(23, 24, 26)의 격발을 마지막으로 다음 용기로의 격발이 진행되지 아니하고 종지된다.

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11, 12, 13. 시동가스용기
14. 센서
21,22,23,24,25,26. 소화약제용기
3. 고압격발용기
41,42,43. 삼방향제어밸브
5. 소화약제방출관

Claims (4)

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2. 화재진압을 위한 소화약제의 살포를 위하여, 각 방호구역에 화재를 감지하는 센서로 작동되는 시동가스용기(11,12,13)들과, 상기 시동가스용기(11,12,13)들과 연결된 압력격발식 소화약제용기들로 구성된 것에 있어서;
   상기 시동가스용기(1)의 방출가스의 압력은 소화약제용기를 격발시킬 격발압력보다 낮으며, 상기 시동가스용기(1)와 시동가스관으로 연결된 소화약재용기들의 첫번째 순서에 시동가스용기(1)의 방출가스 압력으로 격발이 가능한 고압격발용기(3)가 연결되고 상기 각 방호구역의 크기에 따라 격발될 소화약제용기(21,22,23.....) 개수가 정해지고, 정해진 개수의 마지막 소화약제용기(23,24)에 삼방향제어밸브(41,42)들이 설치되며, 상기 각 방호구역에 설치된 시동가스용기(11,12,13)들은 해당 각 방호구역의 크기에 따라 정해진 격발될 개수의 소화약제용기(21,22,23....)들 중 마지막 소화약제용기(23,24)에 설치된 삼방향제어밸브(41,42)에 각각 연결되는 것을 특징으로 하는 불활성가스계 소화설비 작동 시스템.
   
3. 제2항에 있어서, 상기 삼방향제어밸브(41,42)는, 가스의 입출입이 자유로운 개방부(가)와, 비가역저지구(라)를 갖는 중간밸브(나)와, 가스가 들어오되 나가지 못하는 편도밸브(다)를 포함하는 것을 특징으로 하는 불활성가스계 소화설비 작동 시스템.
   
4. 화재진압을 위한 소화약재의 살포를 위하여,
   각 방호구역에 발생한 화재를 센서로 감지하는 감지단계;
   화재를 감지한 센서에 의해 시동가스용기(11,12,13)가 격발되는 시동가스격발단계;
   격발된 시동가스용기(11,12,13)에서 방출된 시동가스가 해당 방호구역의 크기에 따라 정해진 개수의 소화약제용기(21,22,23,...)의 마지막 소화약제용기(23,24,26)에 설치된 삼방향제어밸브(41,42)로 들어가는 시동가스진입단계;
   삼방향제어밸브(41,42)로 들어간 시동가스가 고압격발용기(3)에 도달하는 시동가스 통과단계;
   고압격발용기(3)에 도달한 시동가스가 고압격발용기(3)를 격발시키는 고압격발용기(3) 격발단계;
   고압격발용기(3)에서 방출된 고압가스가 시동가스의 흐름을 역류하면서 소화약제용기(21,22,23...)를 압력격발시키는 소화약제용기(21,22,23...) 격발단계;
   고압격발용기(3)에서 방출된 고압가스가 최초 진입한 삼방향제어밸브(23,24)에서 흐름이 종지되는 격발종지단계;
   의 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 불활성가스계 소화설비 작동 시스템의 운용방법.

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