KR101636939B1 - 탈이온수를 이용한 미분무 소화설비 - Google Patents

Abstract

본 발명은 탈이온수를 이용한 미분무 소화설비에 관한 것으로, 내부에 소화수가 저장되는 하나 이상의 소화수 실린더; 상기 소화수 실린더와 연결되는 분사배관에 설치되며 상기 소화수 실린더로부터 공급된 소화수를 외부로 분사시키는 하나 이상의 노즐; 상기 소화수 실린더의 소화수가 분출될 수 있도록 가압배관을 통해 가스 압력을 공급하는 하나 이상의 가스 실린더; 상기 노즐이 설치되는 방호구역 내에 설치되며 화재 발생시 연기를 감지 또는 열기를 감지하는 화재감지센서; 상기 가압배관에 설치되어 상기 화재감지센서의 작동에 따른 상기 가스 실린더의 가스압을 제어하는 제어유닛을 포함하며, 상기 소화수 실린더에 충전되는 소화수는 탈이온수이며, 상기 소화수 실린더에는 상기 탈이온수의 저항값을 검출하는 저항 측정용 전극 센서와, 상기 저항 측정용 전극 센서로부터 검출된 수치를 표시하며 수치 값에 따라 경고음을 발생시키는 디스플레이를 구비한 전기저항 측정기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 병원, 원자력 등의 오염에 취약한 공간은 물론 전기전도도가 매우 낮아 발전소, 전기전자기기 등이 밀집되는 산업분야에 적합하게 사용할 수 있는 효과가 있다.

Description

탈이온수를 이용한 미분무 소화설비{WATER MIST SPRAY FIRE EXTINGUISHING EQUIPMENT USING DEIONIZED WATER}

본 발명은 탈이온수를 이용한 미분무 소화설비에 관한 것으로, 보다 상세하게는 탈이온수를 소화수(消火水)로 활용하여 일반화재는 물론 전기설비 화재에도 사용이 가능한 탈이온수를 이용한 미분무 소화설비에 관한 것이다.

일반적으로, 소화설비는 화재 발생시 소화제(消火劑)를 이용하여 불을 진화(鎭火)하는 장치로서, 불을 끄려면 산소공급을 차단하고, 가연물을 냉각시키며, 연소반응이 연쇄적으로 일어나게 하는 물질을 비활성시키는 역할을 수행한다.

또한, 화재는 그 성질에 따라 일반화재, 유류화재, 전기화재 및 금속화재로 구분되며, 화재를 진압할 때는 이러한 상황에 따라 적절한 소화약제 및 소화방법을 선택 사용함으로써 화재를 진압하는 것이 바람직하다.

상기 소화설비는 열에 의해 작동하는 장치(센서)를 부착하여 열 상승에 따른 장치의 작동시 소화약제를 방출하여 화재를 진압한다.

최근, 화재의 경우 전기로 인한 화재가 전체 화재건의 상당부분을 차지하고 있으며, 전기콘센트나 스위치박스, 전등기구, 전자 제품 등에서의 단락으로 인해 화재가 빈번하게 발생하고 있다.

즉, 산업공단 및 변전실 등의 전기화재가 예상되는 장소에는 화재를 진압하기 위한 소화설비를 갖추고 있으나, 대부분의 소화제는 가스계를 이용하는 것으로, 밀폐된 공간에서 방출되는 가스제로 인해 적지 않은 사망사고가 발생해왔으며, 구획되지 않은 공간에서는 산소차단이 잘되지 않아 화재를 신속히 진압시키는데 어려움이 있었다.

또한, 가스계 소화약제 외에도 할론소화약제, 강화액소화약제 등의 다양한 소화약제가 개발되고 있으나, 이는 소화설비의 오작동으로 인한 소화약제 누출 시 경제적인 손해가 크며, 물을 이용한 소화수의 경우 물성분에 포함된 이온이 통전되는 전기,전자기기와 접촉되어 오히려 더 큰 화재를 발생시키는 기폭제로 작용할 수 있을 뿐만 아니라, 감전사고의 위험성이 매우 높은 문제점이 있었다.

한국공개특허공보 제2005-0080551호(2005.08.17)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 발명의 목적은 탈이온수를 소화수(消火水)로 활용하여 일반화재는 물론 전기설비 화재에도 사용이 가능한 탈이온수를 이용한 미분무 소화설비를 제공하는데 있다.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 탈이온수를 이용한 미분무 소화설비는, 내부에 소화수가 저장되는 하나 이상의 소화수 실린더; 상기 소화수 실린더와 연결되는 분사배관에 설치되며 상기 소화수 실린더로부터 공급된 소화수를 외부로 분사시키는 하나 이상의 노즐; 상기 소화수 실린더의 소화수가 분출될 수 있도록 가압배관을 통해 가스 압력을 공급하는 하나 이상의 가스 실린더; 상기 노즐이 설치되는 방호구역 내에 설치되며 화재 발생시 연기를 감지 또는 열기를 감지하는 화재감지센서; 상기 가압배관에 설치되어 상기 화재감지센서의 작동에 따른 상기 가스 실린더의 가스압을 제어하는 제어유닛을 포함하며, 상기 소화수 실린더에 충전되는 소화수는 탈이온수이며, 상기 소화수 실린더에는 상기 탈이온수의 저항값을 검출하는 저항 측정용 전극 센서와, 상기 저항 측정용 전극 센서로부터 검출된 수치를 표시하며 수치 값에 따라 경고음을 발생시키는 디스플레이를 구비한 전기저항 측정기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 디스플레이는 상기 소화수 실린더의 외부 테두리의 일 지점에 설치되며, 수치를 표시하는 LED 표시부와 경고음을 발생시키는 음향알람부로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 저항 측정용 전극 센서는 상기 소화수 실린더의 소화수를 외부로 토출시키는 사이펀 튜브에 고정설치되는 측정관체와, 상기 측정관체 내에 고정설치되는 전극지지구와, 일단이 상기 디스플레이에 연결되고 타단이 상기 전극지지구를 관통하는 제1 전극과, 상기 전극지지구의 외주둘레를 감싸는 상태로 밀착 결합되는 제2 전극과, 상기 제1 전극의 단부에 설치되는 온도센서로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 소화수 실린더의 소화수를 외부로 토출시키는 사이펀 튜브의 단부에는 소화수 외 다른 이물질이 유입되는 것을 방지하는 필터부재가 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 제어유닛은 상기 가스 실린더의 가스를 개폐단속 하는 1차 밸브와, 상기 1차 밸브의 개폐단속 여부를 판단하는 1차 제어기와, 상기 1차 밸브를 통과하는 가스 압력을 감압 조절하는 압력레귤레이터와, 상기 1차 밸브를 통과하는 가스를 다시 한번 개폐단속하는 2차 밸브와, 상기 2차 밸브의 개폐단속 여부를 판단하는 2차 제어기로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 1차 밸브와 1차 제어기 사이에는 가스배관의 내압이 순간적으로 증가하는 것을 방지하는 안전변이 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 가스배관에는 가스의 공급량이 초과할 경우 가스를 다시 상기 1차 밸브 앞쪽으로 바이패스시키는 우회밸브가 추가적으로 설치된 것을 특징으로 한다.

전술한 바와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 소화수 실린더에 충전되는 소화수가 탈이온수로 이루어짐으로써, 병원, 원자력 등의 오염에 취약한 공간은 물론 전기전도도가 매우 낮아 발전소, 전기전자기기 등이 밀집되는 산업분야에 적합하게 사용할 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 소화수 실린더에는 탈이온수의 저항값을 검출하는 전기저항 측정기를 구성함으로써, 설비가 요구하는 저항값에 미치치 못할 경우 발생할 수 있는 설비 오염이나 작업 손실 등의 문제점을 사전에 예방할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 탈이온수를 이용한 미분무 소화설비의 작동 흐름을 나타낸 개략도이다.
도 2는 도 1의 소화수 실린더의 구성 및 구조를 나타낸 단면도이다.
도 3은 도 2의 전기저항 측정기의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 4는 도 2의 저항 측정용 전극 센서의 구성을 나타낸 확대도이다.

이하, 첨부된 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 탈이온수를 이용한 미분무 소화설비는 내부에 소화수가 저장되는 하나 이상의 소화수 실린더(100)와, 상기 소화수 실린더(100)와 연결되는 분사배관(200)에 설치되며 상기 소화수 실린더(100)로부터 공급된 소화수를 외부로 분사시키는 하나 이상의 노즐(300)과, 상기 소화수 실린더(100)의 소화수가 분출될 수 있도록 가압배관(400)을 통해 가스 압력을 공급하는 하나 이상의 가스 실린더(500)와, 상기 노즐(300)이 설치되는 방호구역(F) 내에 설치되며 화재 발생시 연기를 감지 또는 열기를 감지하는 화재감지센서(600)와, 상기 가압배관(400)에 설치되어 상기 화재감지센서(600)의 작동에 따른 상기 가스 실린더(500)의 가스압을 제어하는 제어유닛(700)을 포함하여 구성된다.

먼저, 상기 소화수 실린더(100) 내부에는 화재 진압을 위해 분출되는 소화수가 저장되어 있으며, 저장된 소화수를 외부로 토출시키기 위한 사이펀 튜브(101,siphon tube)가 설치된다.

또한, 상기 사이펀 튜브(101)의 단부에는 소화수 외 다른 이물질이 유입되는 것을 방지하는 필터부재(102)가 설치된다.

또한, 상기 소화수 실린더(100)에는 내부에 저장된 소화수의 저장량을 확인하기 위한 별도의 레벨 스위치(103)가 설치된다.

특히, 본 발명에 따른 상기 소화수 실리더(100)는 내부에 충전되는 소화수가 탈이온수(deionized water)로 구성된다.

즉, 소화수를 탈이온수인 순수한 물로 구성함으로써, 방호구역(F)을 인위적으로 밀폐시키는 구조로 개선할 필요가 없으며, 가스에 의한 질식사의 우려를 배제시킬 수 있으므로 병원, 원자력 등의 오염에 취약한 공간에 매우 유용하게 사용할 수 있는 장점을 제공한다.

아울러, 탈이온수를 이용한 무분무 소화수는 전기전도도가 매우 낮으므로 그에 따른 전기화재의 발생 위험성이 높은 발전소, 전기전자기기 등이 밀집되는 산업분야에 적합하게 사용할 수 있을 뿐만 아니라 그 주변의 다른 설비가 오염되거나 성능이 저하에 영향을 주지 않는 효과로 인하여 병원, 원자력 등의 오염에 취약한 공간에 매우 유용하게 사용할 수 있다.

아울러, 상기 소화수 실린더(100)에 충전되는 탈이온수의 경우, 탈이온수의 순도에 따른 비저항 값이 변하게 된다. 즉, 탈이온수가 소화수로서의 역할을 극대화하기 위해서는 항상 최고의 순도가 보장되어야 한다. 따라서 탈이온수의 순도 보장을 체크 하기 위한 구성으로써 전기저항 측정기(150)가 설치된다.

상기 전기저항 측정기(150)는 상기 탈이온수의 저항값을 검출하는 저항 측정용 전극 센서(151)와, 상기 저항 측정용 전극 센서(151)로부터 검출된 수치를 표시하며 수치 값에 따라 경고음을 발생시키는 디스플레이(152)로 구성된다.

여기서, 상기 저항 측정용 전극 센서(151)는 상기 소화수 실린더(100)의 소화수를 외부로 토출시키는 사이펀 튜브(101)에 고정설치되는 측정관체(151a)와, 상기 측정관체(151a) 내에 고정설치되는 전극지지구(151b)와, 일단이 상기 디스플레이(152)에 연결되고 타단이 상기 전극지지구(151b)를 관통하는 제1 전극(151c)과, 상기 전극지지구(151b)의 외주둘레를 감싸는 상태로 밀착 결합되는 제2 전극(151d)과, 상기 제1 전극(151c)의 단부에 설치되는 온도센서(151e)로 구성된다.

즉, 상기 제1 전극과 제2 전극으로 전류를 흘려주고 피드백되는 전류량을 환산하여 비저항 값을 산출할 수 있다. 물론 전류의 공급과 비저항 값 산출은 상기 디스플레이가 담당한다.

이러한 상기 저항 측정용 전극 센서(151)는 상기 소화수 실린더(100) 내에 위치하며, 상기 디스플레이(152)는 상기 소화수 실린더(100)의 외측에 설치된다.

상기 디스플레이(152)는 상기 소화수 실린더(100)의 외부 테두리의 일 지점에 설치되며, 수치를 표시하는 LED 표시부(152b)와 경고음을 발생시키는 음향알람부로 구성된다.

즉, 상기 저항 측정용 전극 센서(151)를 통해 측정된 탈이온수의 검출 값이 기준 설정 저항값 이하에 도달하였을 경우, 상기 디스플레이(152)에 설치되는 음향알람부(152a)가 작동하여 이를 관리자에게 통보하게 된다.

여기서, 상기 기준 설정 저항값은 초순수(ultrapure water)의 경우 10 MΩ/㎝ 이상을 유지해야 하며, 탈이온수의 경우 5 MΩ/㎝ 이상을 유지해야 한다.

또한, 상기 저항 측정용 전극 센서(151)는 상기 사이펀 튜브에 고정된 상태로 유동하지 않는다.

이를 위해, 상기 측정관체(151a)에는 상기 사이폰 튜브(101)를 감싸는 상태로 결합이 이루어지는 수용홀더(151a')가 형성된다.

또한, 상기 측정관체(151a)에는 탈이온수가 원활하게 유입시키는 유입구멍(151a'')이 형성된다.
또한, 본 발명에 따른 상기 측정관체(151a)는 탈이온수의 순도를 정확히 체크할 수 있도록 상기 소화수 실린더(100)의 길이방향 중심부에 위치시키는 것이 바람직하다.

이와 같이 본 발명의 소화수 실린더(100)는 소화수가 탈이온수로 이루어짐에 따라 병원, 원자력 등의 오염에 취약한 공간은 물론 전기전도도가 매우 낮아 발전소, 전기전자기기 등이 밀집되는 산업분야에 적합하게 사용할 수 있는 장점을 제공한다.

또한, 상기 소화수 실린더(100)에는 탈이온수의 저항값을 검출하는 전기저항 측정기(150)를 구성함으로써, 설비가 요구하는 저항값에 미치치 못할 경우 발생할 수 있는 설비 오염이나 작업 손실 등의 문제점을 사전에 예방할 수 있는 효과가 있다.

한편, 상기 노즐(300)은 상기 소화수 실린더(100)와 연결되는 분사배관(200)에 설치되는 것으로, 상기 소화수 실린더(100)로부터 공급된 소화수를 외부로 분사시키는 역할을 수행한다.

그리고, 상기 노즐은 하향분사식 구조로 설치하는 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정하지 않으며, 상향분사식 또는 사이드 분사식 구조로 설치할 수 있다.

또한, 상기 분사배관(200)은 상기 소화수 실린더(100)로부터 분출된 탈이온수가 1차적으로 이동하는 제1 분사배관(210)과, 상기 제1 분사배관(210)으로부터 분기되어 방호구역(F)으로 향하는 제2 분사배관(220)으로 구성된다.

상기 노즐(300)은 상기 제2 분사배관(220)의 길이방향에 대하여 간격을 두고 다수의 설치 구성으로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 제1 분사배관(210)에는 추가적으로 2차 필터(230)가 설치되고, 상기 제2 분사배관(220)에는 전동밸브(240)를 추가적으로 설치할 수 있다.

즉, 상기 2차 필터(230)는 상기 제1 분사배관(210) 내경에서 발생하는 이물질을 필터링 하는 역할을 수행하며, 상기 전동밸브(240)는 상기 노즐(300)의 분사 압력의 세기를 적절하게 조절하는 역할을 수행한다.

상기 가스 실린더(500)는 상기 소화수 실린더(100)의 소화수(탈이온수)가 분출될 수 있도록 질소가스를 공급하는 것으로, 상기 가스 실린더(500)와 소화수 실린더(100)는 가압배관(400)에 의해 상호 연통하는 구조로 연결된다.

즉, 상기 가스 실린더(500)는 소화수 실린더(100) 내부에 질소 가스를 공급하며 공급된 질소 가스의 압력은 상기 소화수 실린더(100) 내부에 저장된 소화수를 분사배관(200)을 경유한 후 노즐(300)로 공급시킨다.

상기 소화수 실린더(100)는 다수의 노즐(300)로 충분한 양의 소화수를 공급하도록 하나 이상으로 구성하는 것이 바람직하며, 마찬가지로 가스 실린더(500)도 소화수 실린더(100)에 저장된 소화수 전체를 노즐(300)로 공급할 수 있는 정도의 다수로 구비하는 것이 좋다.

여기서, 상기 가스 실린더(500)에는 대략 150kg/㎤ 정도의 압력을 가지며 질소 가스가 충진되어 있는데, 후술하는 제어유닛(700)로 인해 그 압력이 조절된 후 소화수 실린더(100)로 공급된다.

한편, 화재감지센서(600)는 상기 노즐(300)이 설치되는 방호구역(F) 내에 설치되는 것으로, 화재 발생시 연기를 감지 또는 열기를 감지하는 역할을 수행한다.

여기서, 상기 화재감지센서(600)는 연기를 감지하는 연기 감지부(610) 또는 열기를 감지하는 온도센서(620)로 구성된다. 또한 상기 연기 감지부(610) 및 온도센서(620)를 모두 구성할 수도 있다.

상기 제어유닛(700)은 상기 가압배관(400)에 설치되는 것으로, 상기 화재감지센서(600)의 작동에 따른 상기 가스 실린더(500)의 가스압을 제어하는 역할을 수행한다.

구체적으로, 상기 제어유닛(700)은 상기 가스 실린더(500)의 가스를 개폐단속 하는 1차 밸브(710)와, 상기 1차 밸브(710)의 개폐단속 여부를 판단하는 1차 제어기(720)와, 상기 1차 밸브(710)를 통과하는 가스 압력을 감압 조절하는 압력레귤레이터(730)와, 상기 1차 밸브(710)를 통과하는 가스를 다시 한번 개폐단속 하는 2차 밸브(740)와, 상기 2차 밸브(740)의 개폐단속 여부를 판단하는 2차 제어기(750)로 구성된다.

즉, 상기 1차 밸브(710)는 상기 1차 제어기(720)에 의해 개폐단속이 이루어지며, 상기 2차 밸브(740)는 상기 2차 제어기(750)에 의해 개폐단속이 이루어진다. 아울러 상기 압력레귤레이터(730)는 상기 1차 밸브(710)를 통과하여 2차 밸브(740)로 진입하기 전에 가스 압력이 높을 경우 이를 감압시켜 적정 압력을 유지시키는 역할을 수행한다.

또한, 상기 1차 밸브(710)와 1차 제어기(720) 사이에는 가스배관(400)의 내압이 순간적으로 증가하는 것을 방지하는 안전변(760)이 설치된다.

또한, 상기 가스배관(400)에는 가스의 공급량이 초과할 경우 가스를 다시 상기 1차 밸브(710)의 앞쪽으로 바이패스시키는 우회밸브(770)가 추가적으로 설치된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 소화수 실린더(100)에 충전되는 소화수가 탈이온수로 이루어짐으로써, 병원, 원자력 등의 오염에 취약한 공간은 물론 전기전도도가 매우 낮아 발전소, 전기전자기기 등이 밀집되는 산업분야에 적합하게 사용할 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 소화수 실린더(100)에는 탈이온수의 저항값을 검출하는 전기저항 측정기(150)를 구성함으로써, 설비가 요구하는 저항값에 미치치 못할 경우 발생할 수 있는 설비 오염이나 작업 손실 등의 문제점을 사전에 예방할 수 있는 효과가 있다.

100 : 소화수 실린더
150 : 전기저항 측정기
151 : 저항 측정용 전극 센서
152 : 디스플레이
152a : 음향알람부
152b : LED 표시부
200 : 분사배관
300 : 노즐
400 : 가압배관
500 : 가스 실린더
600 : 화재감지센서
700 : 제어유닛

Claims (7)

1. 내부에 소화수가 저장되는 하나 이상의 소화수 실린더;
   상기 소화수 실린더와 연결되는 분사배관에 설치되며 상기 소화수 실린더로부터 공급된 소화수를 외부로 분사시키는 하나 이상의 노즐;
   상기 소화수 실린더의 소화수가 분출될 수 있도록 가압배관을 통해 가스 압력을 공급하는 하나 이상의 가스 실린더;
   상기 노즐이 설치되는 방호구역 내에 설치되며 화재 발생시 연기를 감지 또는 열기를 감지하는 화재감지센서;
   상기 가압배관에 설치되어 상기 화재감지센서의 작동에 따른 상기 가스 실린더의 가스압을 제어하는 제어유닛을 포함하며,
   상기 소화수 실린더에 충전되는 소화수는 탈이온수이며, 상기 소화수 실린더에는 상기 탈이온수의 저항값을 검출하는 저항 측정용 전극 센서와, 상기 저항 측정용 전극 센서로부터 검출된 수치를 표시하며 수치 값에 따라 경고음을 발생시키는 디스플레이를 구비한 전기저항 측정기를 구성하되,
   상기 저항 측정용 전극 센서는 상기 소화수 실린더의 소화수를 외부로 토출시키는 사이펀 튜브에 고정설치되는 측정관체와, 상기 측정관체 내에 고정설치되는 전극지지구와, 일단이 상기 디스플레이에 연결되고 타단이 상기 전극지지구를 관통하는 제1 전극과, 상기 전극지지구의 외주둘레를 감싸는 상태로 밀착 결합되는 제2 전극과, 상기 제1 전극의 단부에 설치되는 온도센서로 구성되며,
   상기 제어유닛은 상기 가스 실린더의 가스를 개폐단속 하는 1차 밸브와, 상기 1차 밸브의 개폐단속 여부를 판단하는 1차 제어기와, 상기 1차 밸브를 통과하는 가스 압력을 감압 조절하는 압력레귤레이터와, 상기 1차 밸브를 통과하는 가스를 다시 한번 개폐단속하는 2차 밸브와, 상기 2차 밸브의 개폐단속 여부를 판단하는 2차 제어기로 구성되고,
   상기 1차 밸브와 1차 제어기 사이에는 가스배관의 내압이 순간적으로 증가하는 것을 방지하는 안전변이 설치되며, 상기 가스배관에는 가스의 공급량이 초과할 경우 가스를 다시 상기 1차 밸브 앞쪽으로 바이패스시키는 우회밸브가 추가적으로 설치되며,
   상기 디스플레이는 상기 소화수 실린더의 외부 테두리의 일 지점에 설치되며, 수치를 표시하는 LED 표시부와 경고음을 발생시키는 음향알람부로 구성하고,
   상기 사이펀 튜브의 단부에는 소화수 외 다른 이물질이 유입되는 것을 방지하는 필터부재가 설치되며,
   상기 측정관체는 상기 소화수 실린더에 저장되는 탈이온수의 순도를 정확히 체크할 수 있도록 상기 소화수 실린더의 길이방향 중심부에 위치하는 것을 특징으로 하는 탈이온수를 이용한 미분무 소화설비.
   
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