KR101693097B1 - 저팽창 고밀도포 방출장치를 이용한 주방자동소화시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압축공기 및 포수용액을 저장하는 저장유닛, 상기 저장유닛으로부터 압축공기와 포수용액을 공급받아 압축공기포를 생성하는 압축공기포 발생유닛, 및 주방에 배치되어 상기 압축공기포 발생유닛에서 생성된 압축공기포를 저팽창 고밀도포로 방사하는 방사노즐 유닛을 포함하는 저팽창 고밀도포 방출을 이용한 주방자동소화시스템을 제공함으로써 포밀도가 높고 균일한 크기의 포가 생성되도록 하고, 포의 화염침투성능과 부착성을 증가시켜 우수한 소화 효과를 도모할 수 있게 된다.

Description

저팽창 고밀도포 방출장치를 이용한 주방자동소화시스템{KITCHEN AUTOMATIC FIRE EXTINGUISHING SYSTEM USING EMISSION DEVICE OF LOW-EXPANSION AND HIGH-DENSITY FOAM}

본 발명은 주방자동소화시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 주방에서 조리시 발생하는 식용유 화재를 위시한 여러 유형의 화재가 발생할 경우, 화염면 상부에서 다공성 구조체 또는 입자상 물질이나 미세섬유로 구성된 공극 구조체 형태의 방사노즐 유닛을 통해 고밀도 포를 화염면으로 방사함으로써, 방사된 포 상호간의 결합에 의한 포 체적의 확장을 통해 화염의 부력을 극복하고 화염면에 안착하여 질식 및 냉각 효과를 이용하여 주방화재를 소화할 수 있는 저팽창 고밀도포 방출장치를 이용한 주방자동소화시스템에 관한 것이다.

최근, 경제적 수준이 향상되고 음식문화가 다양하게 보급됨에 따라 식용유를 다량 취급하는 패스트푸드점 등이 증가 추세에 있으며, 일반 가정에서도 식용유를 사용하는 요리의 비율이 크게 증가함에 따라 식용유 과열 등에 의한 주방 화재가 많이 발생하고 있다. 2007년에서 2011년까지 5년간 음식점에서 발생한 화재 총 13,320건 중 주방화재가 3,628건이 발생하여 30%를 차지하고 있는 실정이다.

이와 같은 현상은 식용유를 이용한 튀김요리가 현대인의 기호에 맞게 적극 개발되고 있으며, 튀김요리의 빈도증가 추세에 따라 이로 인한 주방화재의 위험성도 증가됨에 따른 것이다.

한편, 이들 화재의 주원인인 식용유는 가연성 액체로서 화재분류시 유류화재인 B급 화재로 구분하고 있으나, ISO(International Standard Orgarnization, 국제표준화기구)에서는 F급 화재로, NFPA(The National Fire Protection Association, 미 방화협회)에서는 K급으로 분류하고 있으며, 소화 메커니즘도 일반 유류화재와는 달리 연소 형태나 소화작업에 있어 큰 차이를 보이고 있다.

즉, B급 유류화재로 구분되고 있는 일반 석유류 화재는 석유의 온도가 발화점보다 훨씬 낮은 비점에서 유면상의 증기가 연소하기 때문에 화염을 제거하면 재착화될 가능성이 없어 소화에 이르게 되나, 식용유와 같이 인화점과 발화점의 온도차가 적고, 발화점이 비점 이하인 기름이 인화하여 연소가 시작되면 유온이 상승하여 바로 발화점 이상으로 되므로 식용유 화재의 경우, 유면상의 화염을 제거하여도 유온이 발화점 이상이어서 곧 재발화하게 되는 위험이 있어 반드시 유온을 냉각하는 소화메커니즘이 추가적으로 필요하다.

또한, 연소 중인 식용유의 유온은 발화점 이상이 되며, 이때의 유온은 350℃ ~ 450℃에 달하므로 이를 단순히 물로 진화할 경우 유면에 닿는 물이 끓는점 이상에서 순간적으로 비등 증발하면서 착화한 식용유도 함께 비산하고 화재가 확산될 위험이 크기 때문에 소화작업시 세심한 주의를 요한다.

이러한 주방 유류화재 소화설비에서의 기존의 소화약제로는 웨트 케미컬(Wet Chemical), 강화액, 분말 소화약제가 이용된다. 웨트 케미컬은 물에 탄산칼륨계나 초산칼륨계를 첨가한 것으로 그리스 관련 화재의 화염을 빠르게 진압하며, 냉각효과를 제공하며 리플래쉬(재발화)를 예방할 수 있는 반면, 약제의 50% 내외가 물로서 살포된 약제가 물의 끓는점보다 높은 유면에 닿으면서 급격히 증발하여 기름을 동반하면서 비산하는 슬롭 오버(Slop Over)와 파이어볼(Fire ball) 현상이 발생하고, 소염 후에 살포된 약제가 비중차에 의해 가라앉아 가열팽창되어 식용유를 밀어내어 연소범위를 확산시키는 보일 오버(Boil Over)의 위험이 존재한다. 또한, 고가의 약제라는 점과 전기 관련 위험구역의 화재에는 사용될 수 없는 문제점이 있다.

강화액은 특허문헌 1에서와 같이 물의 소화력을 높이기 위하여 화재에 억제효과가 있는 염류를 첨가한 것으로, 염류로는 금속염의 탄산칼륨, 인산암모늄 등이 사용된다. 일반적으로 강화액이라고 불리는 것은 알칼리 금속염을 주성분으로 한 것으로 황색 또는 무색의 점성이 있는 수용액으로, 소화효과에 우수하지만, 약제의 50% 내외가 물로서 살포된 약제가 물의 끓는점보다 높은 유면에 닿으면서 급격히 증발하여 기름을 동반하면서 비산하는 슬롭 오버와 파이어 볼 현상 및 소염 후에 살포된 약제가 비중차에 의해 가라앉아 가열팽창되어 식용유를 밀어내어 연소범위를 확산시키는 보일 오버의 위험이 존재하며, 고가의 약제라는 점과 알칼리성이므로 사용 후 배관이 막히거나 부식성이 있어 용기를 세척해야 하고 부식성으로 인해 축압식 소화기의 경우 패킹부식 등으로 약제실린더의 압력이 해제되거나 금속이온의 석출현상 등으로 교체주기가 빠르다는 문제점이 있다.

또한, 분말소화약제는 제3종 분말인 인산암모늄을 자동소화기로 주방상부에 설치하여 사용되는데 일반적인 소화효과는 우수하지만, 녹는점 자체가 160℃에서 180℃ 가량 되기 때문에 대부분의 프랜차이즈 음식점에서 사용되는 식용유의 연소점이 320℃ 이상임을 감안할 때 분말소화약제는 닿자마자 녹아버리게 되고 재발화를 막을 수 없으며 주방 식용유 화재에 적응성이 있는 비누화현상을 일으키는 제1종 분말인 중탄산나트륨이나 제2종 분말인 중탄산칼륨의 경우에도 약제방사 후의 부유 침전물에 의해 청소가 어려운 문제점이 있다.

이와 같이, 종래의 주방 소화설비에 사용되는 소화약제는 식용유 화재에 적합하지 않은 문제점들을 내포하고 있었다.

또한, 종래의 주방 화재용 분사노즐은 특허문헌 2에서와 같이 표면에 2차원적으로 홀을 마련하여 미세분무수를 분사함으로써, 튀김조리기의 화염 온도를 냉각시키면서 화염으로부터 산소를 밀어내되, 튀김조리기의 테두리 영역에서는 차폐막을 형성하여 튀김조리기의 테두리 영역의 외부로부터 산소가 화염으로 들어오는 것과 기름이 튀김조리기의 밖으로 튀어나가는 것을 방지하는 역할을 하지만, 단순히 노즐 표면에 형성된 다수홀에 의한 분사만으로는 미세분무수가 부력을 극복하고 화염면에 안정적으로 정착하여 유온을 냉각하기 어려운 문제점이 있었다.

한국공개특허 제10-2002-0084888호 한국등록특허 제10-1234590호

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 압축공기포를 형성하는 압축공기포 발생유닛과 압축공기포를 조밀하게 방사시키는 방사노즐 유닛을 구비함으로써, 종래 사용하던 주방 화재용 소화시스템의 단점을 극복하고 포밀도가 높고 균일한 크기의 포가 생성되는 압축공기포로 대체하여 고밀도 포를 화염면으로 방사함으로써, 저팽창 고밀도 포의 특성에 의해 주방 화재로 인해 발생한 화염과 부력을 극복하고 화염면에 안정적으로 침투하여 질식 및 냉각 효과를 이용하여 소화능력을 향상시킬 수 있는 저팽창 고밀도포 방출장치를 이용한 주방자동소화시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 저팽창 고밀도포 방출장치를 이용한 주방자동소화시스템은, 압축공기 및 포수용액을 저장하는 저장유닛; 상기 저장유닛으로부터 압축공기와 포수용액을 공급받아 압축공기포를 생성하는 압축공기포 발생유닛; 주방에 배치되어 상기 압축공기포 발생유닛에서 생성된 압축공기포를 저팽창 고밀도포로 방사하는 방사노즐 유닛;을 포함하여 이루어질 수 있다.

본 발명의 저팽창 고밀도포 방출장치를 이용한 주방자동소화시스템에 있어서, 상기 방사노즐 유닛은, 상기 압축공기포 발생유닛에서 생성된 압축공기포가 공급되는 공급관과 연결되는 연결부; 상기 연결부에서 유입되는 압축공기포를 방사하는 방사부;를 포함하되, 상기 방사부는, 다공성 물질로 형성된 다공성 구조체 또는 입자상 물질이나 미세섬유로 형성된 공극 구조체로 이루어진 노즐로 이루어질 수 있다.

본 발명의 저팽창 고밀도포 방출장치를 이용한 주방자동소화시스템에 있어서, 상기 방사부의 노즐은 금속 또는 세라믹 재질인 것이 바람직하다.

본 발명의 저팽창 고밀도포 방출장치를 이용한 주방자동소화시스템에 있어서, 상기 방사부는, 중심부를 향할수록 테이퍼진 형상으로 이루어질 수 있다.

본 발명의 저팽창 고밀도포 방출장치를 이용한 주방자동소화시스템에 있어서, 상기 저장유닛은, 압축공기를 저장 및 배출하는 에어탱크; 포수용액이 저장되는 포수용액 저장부;를 포함하여 이루어질 수 있다.

본 발명의 저팽창 고밀도포 방출장치를 이용한 주방자동소화시스템에 있어서, 상기 압축공기포 발생유닛은, 상기 에어탱크에서 배출되는 압축공기를 레귤레이터를 통해 1MPa 이하의 압력으로 공급하는 압축공기 공급관; 상기 포수용액 저장부에서 배출되는 포수용액이 공급되는 포수용액 공급관;을 포함하여 이루어질 수 있다.

본 발명의 저팽창 고밀도포 방출장치를 이용한 주방자동소화시스템에 있어서, 상기 압축공기포 발생유닛은, 상기 압축공기 공급관으로부터 공급된 압축공기가 난분사되도록 다공성 구조체 또는 입자상 물질이나 미세섬유로 충진된 공극 구조체 형태로 이루어진 압축공기 분사부를 더 포함하여 이루어질 수 있다.

본 발명의 저팽창 고밀도포 방출장치를 이용한 주방자동소화시스템에 있어서, 상기 압축공기포 발생유닛은, 상기 포수용액 공급관으로부터 공급된 포수용액이 난분사되도록 다공성 구조체 또는 입자상 물질이나 미세섬유로 충진된 공극 구조체 형태로 이루어진 포수용액 분사부를 더 포함하여 이루어질 수 있다.

본 발명의 저팽창 고밀도포 방출장치를 이용한 주방자동소화시스템에 있어서, 상기 압축공기포 발생유닛에서 생성된 압축공기포를 상기 방사노즐 유닛으로 전달하는 방사라인을 더 포함하며, 상기 방사라인은 주방의 청소가 용이하도록 일부가 플렉서블한 호스로 이루어질 수 있다.

본 발명에 따르면, 다공성 구조체 또는 입자상 물질로 구성된 공극 구조체 형태의 방사부를 통해 압축공기포를 화염면에 방사함으로써, 포밀도를 높이고 발생된 포를 방사부 표면에서 상호 응집시켜 적절한 중량을 갖게하고 이를 통하여 저팽창 고밀도 포의 특성에 따라 화재로 인해 발생한 화염과 부력을 극복하고 화염면에 안정적으로 침투하여 질식 및 냉각 효과를 이용하여 소화능력을 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 조밀하고 균일한 크기의 포가 형성됨으로써, 부착력이 증가할 뿐 아니라, 부유하는 공기의 저항을 이기고 목표지점에 정확히 도착할 수 있는 침투 성능 을 증대시키는 효과와 유면에 도달시 유면에 충격을 가하지 않도록 하여 스플래시 현상을 예방하는 기능을 가지게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 주방자동소화시스템을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방사노즐 유닛의 단면도이다.
도 3은 공극구조체에서의 입자상 물질의 방사 현상을 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 방사노즐 유닛의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 압축공기포 발생유닛의 단면도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장된 것일 수 있다.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", 하부(lower)", "위(above)", 상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성요소들과 다른 소자 또는 구성요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 개략도인 평면도 및 단면도를 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함되는 것이다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이고, 발명의 범주를 제한하기 위한 것은 아니다.

본 발명은 저팽창 고밀도포 방출장치를 이용한 주방자동소화시스템에 관한 것으로서, 종래의 소화약제 분사를 대체하여 다공성 구조체 또는 입자상 물질이나 미세섬유로 충진된 공극 구조체 형태의 방사부를 통해 압축공기포를 방사함으로써, 방사부로 유입되는 포의 운동에너지를 이용하여 미세발포하면서 방사부의 3차원 표면을 축으로 생성된 포를 분리시키지 않고 상호 결합시키며 포의 체적을 확장하여 자중을 키움으로써 주방화재로 발생한 화염의 부력을 극복하고 화염면으로 침투할 수 있는 미세포의 결합체를 생성하고, 포의 운동에너지로 인한 유면의 충돌현상을 차단하여 안정적으로 유면에 포의 정착을 유도할 수 있는 구성을 제공하는 것을 요지로 한다.

설명에 앞서 이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 주방자동소화시스템에서 생성되어 방사되는 '거품'을 뜻하는 용어로 '포(泡)', '폼(foam)' 또는 '압축공기포'를 혼용하여 사용토록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 주방자동소화시스템을 개략적으로 도시한 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 저팽창 고밀도포 방출을 이용한 주방자동소화시스템(100)은 크게 저장유닛, 압축공기포 발생유닛(200) 및 방사노즐 유닛(300)을 포함하며, 각 구성들은 배관과 밸브들을 통해 연결되어 있다.

저장유닛은 도면에서와 같이 포수용액 저장부(110)와 에어탱크(140)로 구성될 수도 있으며, 하나의 구성으로서 압축공기를 에어탱크에 저장하지 않고, 포수용액 저장부(110) 내에 축압하여 일체형으로 이루어질 수도 있다.

포수용액 저장부(110)는 포수용액을 저장하는 용기이다. 포수용액 저장부(110)에 저장되는 포수용액은 소화수와 폼원액이 혼합된 상태이거나, 첨가제가 더 포함된 상태일 수 있으며, 필요한 방사유량에 맞게 용기의 크기를 달리할 수 있다. 또한, 포수용액 저장부(110)는 장기간 사용에도 변형이 적은 스테인리스 스틸 재질로 제조하는 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다.

압축공기 개폐밸브(151) 및 포수용액 개폐밸브(111)는 화재감지기(30)의 감지신호에 따라 자동 개방 작동을 수행할 수 있으며, 실시하기에 따라 별도의 제어부(20)가 화재감지기(30)나 수동조작부(10)의 신호를 수신한 후 압축공기 개폐밸브(151)와 포수용액 개폐밸브(111)를 개방시키도록 제어할 수도 있다. 포수용액 저장부(110)의 공급관을 통해 압축공기포 발생유닛(200)과 연결되어 있다.

본 발명의 실시예에 따른 저팽창 고밀도포 방출장치를 이용한 주방자동소화시스템(100)에서는 포수용액 저장부(110)에 압력을 가하여 포수용액이 배출되도록 하는 용도, 그리고 압축공기포 발생유닛(200)에서 포수용액과 혼합되어 공기포를 발생시키기 위한 매개체로 사용되기 위하여 고압의 압축공기가 반드시 필요하다. 이러한 고압의 압축공기는 대기, 질소, 아르곤 등의 불활성 기체가 압축된 상태로 용기에 저장되었다가 배출되는 방식으로 공급될 수도 있고, 또는 이산화탄소 등의 액화가스를 용기에 보관하였다가 배출시 기화된 가스가 공급되도록 할 수도 있다. 또한, 압축공기를 에어탱크에 저장하지 않고, 포수용액 저장부(110)내에 축압하여 일체형으로 사용하는 것도 가능하다 할 것이다.

에어탱크(140)는 압축공기를 저장하고 배출하는 용기로서 압축공기 공급라인(150)을 통해 포수용액 저장부(110)의 상부 및 압축공기포 발생유닛(200)과 각각 연결된다. 또한, 압축공기 공급라인(150) 상에는 에어탱크(140)에 의한 압축공기의 공급을 개폐시키는 압축공기 개폐밸브(151)가 설치될 수 있으며, 압축공기 개폐밸브(151)가 개방될 시 압축가스가 포수용액 저장부(110)와 압축공기포 발생유닛(200)에 각각 공급된다.

한편, 압축공기 공급라인(150) 상에는 일정한 압력(1MPa) 이하로 압축공기가 공급되도록 레귤레이터(210)가 설치될 수 있다.

포수용액 공급라인은 포수용액 저장부(110)의 출구에 연결되며, 압축공기 공급라인(190) 상에 설치된 압축공기 개폐밸브(151)가 개방된 상태에서 압축공기가 공급되면 포수용액 저장부(110)에 저장된 포수용액이 포수용액 공급라인을 따라 압축공기포 발생유닛(200)으로 이동된다.

이때, 압축공기 개폐밸브(151) 및 포수용액 개폐밸브는 화재감지기(30)나 열전대 또는 열용융식 연결구 등의 전기 또는 기계적인 신호에 따라 모터 구동되거나, 유공압에 의해 작동하는 솔레노이드밸브로 구현되거나, 실시하기에 따라 수동 또는 퓨지블링크에 의해 동작되는 기계식 작동장치로 구현될 수 있다.

압축공기포 발생유닛(200)은 포수용액 공급라인(190) 및 압축공기 공급라인(150)을 통해 포수용액과 압축공기를 공급받아 압축공기포를 생성하며, 압축공기포 발생유닛(200)에서 생성된 압축공기포는 방사라인(231)을 통해 방사 노즐 유닛(300)으로 이동되어 주방에서의 화재 영역에 방사된다. 압축공기포 발생유닛(200)에 관하여는 이하 도 5에서 후술하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공극구조체인 방사부로 이루어진 방사노즐 유닛의 단면도이며, 도 3은 공극구조체에서의 입자상 물질의 공극을 통하여 공기포가 방사되는 현상을 설명하는 도면이며, 도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 다공성 구조체 또는 다공성 필터인 방사부로 이루어진 방사노즐 유닛의 단면도이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 방사노즐 유닛(300)은 압축공기포를 주방에서의 화재 영역에 방사하는 장치이다. 본 발명의 실시예에 따른 주방용 친환경 고성능 소화 시스템(100)은 주방의 특정 장소에 고정 설치되거나, 이동식으로 제작될 수 있다. 따라서, 소화 시스템의 설치 방식에 따라, 방사라인(231)과 방사노즐 유닛(300)이 고정된 형태일 수 있고, 또는 방사라인(231)의 일부가 플렉서블한 호스로 제작될 수 있다.

상기 방사노즐 유닛(300)은 압축공기포 발생유닛(200)에서 생성된 압축공기포가 공급되는 방사라인(231)과 연결되는 연결부(310)와, 상기 연결부(310)에서 유입되는 압축공기포를 방사하는 방사부(320)를 포함하여 이루어질 수 있다. 이때, 상기 방사노즐 유닛(300)은 결합부(330)를 더 포함하여 이루어질 수 있는데, 상기 방사부(320)는 결합부(330)를 통하여 연결부(310)와 연결될 수 있으며, 상기 결합부(330)와 연결부(310)는 도 2 및 도 4에서와 같이 나사결합될 수도 있지만 이에 한정하지 않고, 구성요소 간을 결합할 수 있는 결합수단이나 결합구조라면 적용이 가능하다 할 것이다.

방사부(320)는 다공성 구조체 또는 공극구조체로 형성되며, 압축공기포가 방사되어 포밀도가 높고 균질한 크기의 포를 생성시키기 위한 구성이다. 방사부(320)의 다공성 구조체 또는 공극구조체는 금속 볼(Ball) 또는 육면체 형상 등의 다공성 또는 입자상 물질을 금형에 충진하고 고온에서 소결하여 성형, 제조된다. 또한, 금속 도는 세라믹 섬유상 물질을 고온에서 압축 성형하여 제조될 수 있다.

이때, 방사부(320)의 형상은 원뿔형, 다각뿔형 등의 각뿔, 각기둥 등 다양한 형상이 가능하며, 화재영역으로의 균등 방사를 위해서는 중심부를 향할수록 테이퍼진 형상으로 이루어지는 것이 바람직하며, 화재영역으로 균등 방사되어야 하는 점에서 원뿔대 형상인 것이 더 바람직하다.

압축공기포 발생유닛(200)에서 생성된 압축공기포가 방사라인(231)과 연결부(310)를 통해 방사부(320)로 유입되면, 상기 방사부(320)의 표면에 생성된 미세한 구멍들을 통해 압축공기포를 외부로 방사하게 된다. 다공성 구조체, 공극구조체 도는 미세섬유로 이루어진 방사부(320)를 통하여 압축공기포를 방사함으로써 포밀도가 더욱 높고 더 균질한 크기의 포를 생성시킬 수 있게 된다.

도 3에서와 같이 공극구조체로서 볼과 같은 구형의 입자상 물질이 소결되어 결합된 구조에서는 공기 또는 압축공기포가 입자성 물질과 충돌하여 복잡하게 이동하면서 방사된다. 따라서, 이러한 구조에 의해 밀도가 높고 조밀한 포의 형성이 가능하게 된다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 압축공기포 발생유닛의 단면도이다.

도 5를 참조하면, 압축공기포 발생유닛(200)은 몸체(201), 포수용액 공급관(208), 압축공기 공급관(209), 압축공기 분사부(203), 포수용액 분사부(204) 및 실링수단(202)을 포함하여 이루어질 수 있다.

압축공기 분사부(203)와 포수용액 분사부(204)는 다공성 구조체 또는 공극 구조체로 제작되어 압축공기와 포수용액을 난분사하여 포밀도가 높고 균질한 포를 생성시키기 위한 구성이다.

도 5에서는 압축공기 분사부(203)와 포수용액 분사부(204)로 구분되어 압축공기와 포수용액이 개별로 진입한 후 혼합되어 난분사되도록 하는 형태로 도시하였지만, 반드시 이에 한정하는 것이 아니라 일체형의 분사부를 형성하여 압축공기와 포수용액이 함께 진입하여 혼합된 후 난분사되도록 하는 형태, 포수용액 공급관(208) 상에 포수용액 분사부(204)만을 설치하여 포수용액이 난분사된 후 압축가스와 혼합되는 형태 또는 압축공기 공급관(209) 상에 압축공기 분사부(203)만을 설치하여 압축공기가 난분사된 후 포수용액과 혼합되는 형태 등 다양한 형태로 제작될 수 있다.

몸체(201)에는 압축공기포 발생유닛(200)의 다른 구성들이 실장되며, 일측에는 포수용액 공급관(208)이 마련되어 있고 측면에는 압축공기 공급관(209)이 연결되어 있다.

포수용액 공급관(208)은 포수용액 공급라인(190)과 연결되어 포수용액이 진입되는 통로이며, 포수용액 공급관(208)을 통해 포수용액 저장부(110)에서 밀려나온 포수용액이 포수용액 분사부(204)의 후면으로 진입하게 된다.

압축공기 공급관(209)은 압축공기 공급라인(150)과 연결되어 압축공기가 진입하는 통로이며, 압축공기 공급관(209)의 일측은 몸체(201) 내부의 압축공기 분사부(203)의 일측과 연결되어 있고, 타측은 몸체(201)를 관통하여 압축공기 공급라인(150)과 연결되어 있다. 따라서, 압축공기 공급관(209)을 통해 에어탱크(140)에서 배출된 압축공기가 압축공기 분사부(203)의 일측으로 진입하게 된다.

본 실시예에서는 포수용액과 압축공기를 혼합하여 포를 발생시키기 위해 포수용액을 매우 미세한 구멍들을 통해 난분사하고, 압축공기를 미세한 입자상 물질들을 통해 난분사하는 방식을 이용한다. 즉, 압축공기 공급관(209)의 일측에 압축공기 분사부(203)가 마련되어 있고, 압축공기 분사부(203)을 둘러싸는 형태로 포수용액 분사부(204)가 마련되어 있다.

도 5에서는 압축공기 분사부(203)는 공극구조체로 제작하고, 포수용액 분사부(204)는 다공성 구조체로 제작하였지만, 이와는 반대로 구성하거나, 압축공기 분사부(203) 및 포수용액 분사부(204)에 동일하게 공극구조체만으로 또는 다공성 구조체만으로 제작할 수 있다 할 것이다.

도 5에서와 도시된 예시에서 포수용액 분사부(204)는 포수용액이 진입하면, 이를 표면에 생성된 미세한 구멍들을 통해 사방으로 분사시켜주는 다공성 구조체로 제작된다. 예를 들면, 다공성 구조체는 세라믹 다공성 필터 등을 포함하며, 공지된 다양한 형태의 것들이 모두 적용될 수 있다.

즉, 압축공기 분사부(203) 일측을 통해 압축공기가 진입하면, 압축공기는 압축공기 분사부(203)의 내측의 입자상 물질과 충돌하여 복잡하게 이동하면서 난분사된다. 이렇게 미세하게 분사된 압축공기는 압축공기 분사부(203)를 둘러싸고 있는 포수용액 분사부(204)의 내측에 진입하는데, 이때 포수용액 분사부(204)의 일측으로부터 포수용액이 진입하고 있기 때문에, 포수용액 분사부(204) 내부의 미세한 공간에서 포수용액과 압축공기가 혼합되어 압축공기포가 생성된다. 이렇게 생성된 압축공기포는 포수용액 분사부(204) 표면의 미세한 구멍을 통과하면서 충돌회수가 증가되고 난류를 발생시킴으로써 혼합이 극대화된 후 사방으로 난분사된다. 포수용액 분사부 내부의 미세한 공간들을 따라 압축공기와 포수용액이 빠르게 이동하다가 포수용액 분사부(204) 표면의 미세 구멍들을 통해 이동구간(205)으로 빠져나오면, 급격한 압력저하에 따라 기포가 팽창하게 되어 압축공기포가 생성된다.

본 실시예에서는 흐르고 있는 포수용액에 단순히 압축공기를 주입시키는 방식이 아니라, 압축공기와 포수용액을 복잡하고 미세한 구멍들로 이루어진 다공성 구조체와 입자상 물질이나 미세섬유로 이루어진 공극 구조체 내에서 혼합이 극대화되도록 하고 수많은 미세 구멍과 입자상 물질들을 통해 난분사되도록 하기 때문에, 낮은 압력으로 압축공기가 유입되더라도 유효 충돌 횟수가 높아 생성되는 압축공기포의 사이즈가 매우 작고 조밀하여 단위 공간당 포의 개수가 매우 많아져 포밀도가 높아진다.

포수용액 분사부(204)에서 빠져나온 포들은 이동구간(205)을 지나 방사라인(231)을 따라 이동하여 방사노즐 유닛(300)을 통해 주방 화재 영역으로 방사된다.

한편, 포수용액 분사부(204) 일측에 설치된 실링수단(202)은 압축공기 진입관(109)이 관통하는 몸체(201)의 틈을 통해 외부 공기가 포수용액 공급관(208)으로 진입하는 것을 차단하거나, 포수용액 공급관(208)을 통해 진입한 포수용액이 외부로 새어 나가는 것을 차단하기 위해 설치될 수 있다.

본 실시예에서는 포수용액 분사부(204)가 압축공기 분사부(203)를 감싸는 형태로 도시하였으나, 압축공기 분사부(203)와 포수용액 분사부(204)는 소정 간격 이격된 상태로 제작될 수도 있다.

이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것은 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함 없이 본 발명에 대해 다수의 적절한 변형 및 수정이 가능함을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변형 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

10: 수동조작부 20: 제어부
30: 화재감지기 40: 신호선
50: 가스배관 60: 가스차단밸브
100: 주방용 친환경 고성능 소화 시스템 110: 포수용액 저장부
111: 밸브 140: 에어탱크
150: 압축공기 공급라인 151: 압축공기 개폐밸브
160: 안전밸스/압력계 190: 포수용액 공급라인
200: 압축공기포 발생유닛 208: 포수용액 공급관
209: 압축공기 공급관 210: 레귤레이터
231: 방사라인 300: 방사 노즐 유닛
310: 연결부 320: 방사부

Claims (9)

1. 압축공기 및 포수용액을 저장하는 저장유닛;
   상기 저장유닛으로부터 압축공기와 포수용액을 공급받아 압축공기포를 생성하는 압축공기포 발생유닛;
   주방에 배치되어 상기 압축공기포 발생유닛에서 생성된 압축공기포를 저팽창 고밀도포로 방사하는 방사노즐 유닛;을 포함하고,
   상기 저장유닛은,
   압축공기를 저장 및 배출하는 에어탱크;
   포수용액이 저장되는 포수용액 저장부;를 포함하고,
   상기 압축공기포 발생유닛은,
   상기 에어탱크에서 배출되는 압축공기를 레귤레이터를 통해 1MPa 이하의 압력으로 공급하는 압축공기 공급관;
   상기 포수용액 저장부에서 배출되는 포수용액이 공급되는 포수용액 공급관;
   상기 압축공기 공급관의 일측에 결합된 압축공기 분사부:
   상기 포수용액 공급관으로부터 공급된 포수용액이 난분사되도록 다공성 구조체 또는 입자상 물질이나 미세섬유로 충진된 공극 구조체 형태로 이루어져, 상기 압축공기 분사부를 둘러싸는 형태로 형성되는 포수용액 분사부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 저팽창 고밀도포 방출을 이용한 주방자동소화시스템.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 방사노즐 유닛은,
   상기 압축공기포 발생유닛에서 생성된 압축공기포가 공급되는 공급관과 연결되는 연결부;
   상기 연결부에서 유입되는 압축공기포를 방사하는 방사부;를 포함하되,
   상기 방사부는,
   다공성 물질로 형성된 다공성 구조체 또는 입자상 물질이나 미세섬유로 형성된 공극 구조체로 이루어진 노즐로 이루어진 것을 특징으로 하는 저팽창 고밀도포 방출을 이용한 주방자동소화시스템.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 방사부의 노즐은 금속 또는 세라믹 재질인 것을 특징으로 하는 저팽창 고밀도포 방출을 이용한 주방자동소화시스템.
   
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 방사부는,
   중심부를 향할수록 테이퍼진 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 저팽창 고밀도포 방출을 이용한 주방자동소화시스템.
   
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 압축공기포 발생유닛에서 생성된 압축공기포를 상기 방사노즐 유닛으로 전달하는 방사라인을 더 포함하며,
   상기 방사라인은 주방의 청소가 용이하도록 일부가 플렉서블한 호스로 이루어진 것을 특징으로 하는 저팽창 고밀도포 방출을 이용한 주방자동소화시스템.
   

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