KR101814721B1 - 소화약제의 화염 확산 방지 성능 시험 장치 - Google Patents

소화약제의 화염 확산 방지 성능 시험 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 소화약제의 화염 확산 방지 성능 시험 장치에 관한 것으로, 화염의 확산 진행 방향의 전방 미연소 영역에 소화약제를 분사하여 화염 확산을 방지하는 시험을 하기 위한 것으로, 소화약제의 분사 면적 및 분사량 등을 다양하게 조절하여 화염 확산 방지 성능을 다양한 방식으로 시험할 수 있도록 하는 소화약제의 화염 확산 방지 성능 시험 장치를 제공한다.

Description

소화약제의 화염 확산 방지 성능 시험 장치{Test System for Performance of Preventing Flame Difusion of Fire Extinguishing Agent}
본 발명은 소화약제의 화염 확산 방지 성능 시험 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 화염의 확산 진행 방향의 전방 미연소 영역에 소화약제를 분사하여 화염 확산을 방지하는 시험을 하기 위한 것으로, 소화약제의 분사 면적 및 분사량 등을 다양하게 조절하여 화염 확산 방지 성능을 다양한 방식으로 시험할 수 있도록 하는 소화약제의 화염 확산 방지 성능 시험 장치에 관한 것이다.
일반적으로 화염 확산은 가연물의 표면상을 화염이 연속적으로 퍼져가는 현상이다. 이는 다시 말해 화염 발생 지역이 가연물의 표면상에서 확대되거나 또는 이동하는 것을 의미하게 된다. 화염 확산은 가연물 표면에서 이미 존재하는 화염 자체가 가연물의 화염 부근의 미연소 부분을 가열해서 열분해 가스를 발생시키는 열원이 됨과 동시에 그 가연 가스의 착화 에너지가 되는 것에 의해 화염이 확대되는 현상이다.
이러한 화염의 확산 과정을 통해 조그맣게 시작된 불씨가 대형 화재로 이어지는 경우가 빈번하고, 특히, 산불의 경우에는 화염의 확산이 매우 넓은 범위에서 전개되어 그 확산 속도가 빠르고 확산 면적이 넓어 진화가 매우 어려운 실정이다.
최근에는 화재에 대한 예측 대응을 좀도 효율적으로 수행할 수 있도록 화염 확산에 대한 연구 활동이 활발히 진행되고 있으며, 이와 더불어 화염 확산을 차단하여 화재를 진압할 수 있는 소화약제에 대한 연구 개발 또한 꾸준히 진행되고 있다.
일반적으로 소화약제에 대한 진화 성능 평가는 특정 연소 물질을 연소시켜 화염을 발생시키고, 화염 발생 영역에 소화약제를 분사하여 어느 정도의 분사량을 통해 화재를 진압할 수 있는지 정도를 측정하는 방식으로 주로 수행되고 있다.
화재를 진압하는 방식에는 단순히 현재 화염 발생 부분에 소화약제를 분사하여 현재 발생한 화염을 진화하는 방식도 있지만, 경우에 따라서는 현재 화염 발생 부분 이외에 화염이 확산 진행되는 부분에 미리 소화약제를 분사하여 화염의 확산을 방지하는 방식 또한 유용하게 이용될 수 있다.
그러나 소화약제에 대한 단순한 진화 성능 평가는 현재 발생한 화염을 진화하는 성능만을 단순 평가하는 것으로, 화염의 확산을 예비적으로 방지하는 성능을 평가하지는 못하므로, 소화약제 및 이를 이용한 화재 진압 방식에 대한 연구로서 상당히 불충분하다고 할 수 있다.
특히, 산불과 같이 화염 확산 범위가 매우 넓은 영역에서 발생하는 경우, 현재 화염 발생 부분에 대한 진화 작업 뿐만 아니라 화염의 확산을 방지하기 위해 화염의 확산을 예비적으로 방지하는 것 또한 매우 중요한데, 이를 위해서는 화염 확산 진행 방향의 전방 미연소 부분에 소화약제를 미리 분사하여 화염이 해당 분사 영역 이상 확산되지 않도록 하는 진압 방식이 중요하게 고려될 수 있다.
이러한 화염 확산 방지의 진압 방식을 효과적으로 수행하기 위해서는 소화약제에 대한 화염 확산 방지 성능을 정확하게 파악하는 것이 중요하며, 따라서, 소화약제에 대한 화염 확산 방지 성능을 시험하는 장치 또한 매우 필요한 상황이라 할 수 있다. 그러나 현재까지 이러한 화염 확산 방지 성능 시험 장치에 대한 연구 개발은 매우 미미한 실정이다.
국내등록특허 제10-1015378호
본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 본 발명의 목적은 화염의 확산 진행 방향의 전방 미연소 영역에 소화약제를 분사하여 화염 확산을 방지하는 시험을 하기 위한 것으로, 소화약제의 분사 면적 및 분사량 등을 다양하게 조절하여 화염 확산 방지 성능을 다양한 방식으로 시험할 수 있도록 하는 소화약제의 화염 확산 방지 성능 시험 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 화염이 발생된 화염 챔버 내부에 공기를 제어 가능한 상태로 안정적으로 공급함으로써, 화염 확산 진행에 대한 공기 공급 조건을 사용자의 필요에 따라 다양하게 조절할 수 있고, 이에 따른 화염의 확산 진행 상태를 계속해서 모니터링할 수 있는 소화약제의 화염 확산 방지 성능 시험 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 화염의 확산 진행 구간의 전체 구간에서 화염의 온도를 측정할 수 있도록 함으로써, 소화약제 분사 상태와 화염 확산 상태와의 관계를 전체적으로 파악할 수 있어 화염 확산 방지를 위한 다양한 솔루션을 제공할 수 있는 소화약제의 화염 확산 방지 성능 시험 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 화염이 발생하는 연소 물질의 연료 베드를 화염 챔버 내부 공간에서 배치 각도 조절할 수 있도록 함으로써, 화염 확산 상태와 경사도와의 관계, 이때, 작용하는 소화약제의 화염 확산 방지 성능 등을 종합적으로 판단할 수 있는 소화약제의 화염 확산 방지 성능 시험 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은, 화염의 확산 진행 방향의 전방 미연소 영역에 소화약제를 분사하여 소화약제에 대한 화염 확산 방지 성능을 시험하는 장치로서, 내부 공간에서 화염을 생성 유지시킬 수 있도록 형성되며, 내부 공간을 외부에서 투시할 수 있도록 적어도 일측 벽면이 투명한 재질로 형성되는 화염 챔버; 상기 화염 챔버의 내부 공간에 일방향으로 길게 배치되며, 상면에는 연소 물질이 안착되는 연료 베드; 상기 연료 베드의 연소 물질을 일측 가장자리에서 점화시킬 수 있도록 상기 화염 챔버에 장착되는 점화 유닛; 상기 연소 물질에서 발생된 화염이 타측 가장자리 방향으로 확산 진행할 수 있도록 상기 화염 챔버에 공기를 송풍하는 송풍 유닛; 상기 연료 베드의 연소 물질에 소화약제를 분사하는 분사 유닛; 및 상기 분사 유닛의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 분사 유닛이 상기 연소 물질에 대한 화염 확산 진행 방향의 전방 미연소 영역 중 특정 영역에 특정 분사량의 소화약제를 분사하도록 상기 분사 유닛의 분사 면적 및 분사량을 제어하는 것을 특징으로 하는 소화약제의 화염 확산 방지 성능 시험 장치를 제공한다.
이때, 상기 소화약제의 화염 확산 방지 성능 시험 장치에는, 상기 연소 물질에서 발생된 화염의 온도를 화염 확산 진행 방향을 따라 전 구간에서 측정할 수 있는 화염 온도 측정 수단이 더 구비되고, 상기 화염 온도 측정 수단은, 상기 화염 챔버의 외부에서 상기 화염 챔버의 내부 공간을 촬영하는 열화상 카메라 또는 상기 연료 베드에 화염의 확산 진행 방향을 따라 일정 간격 이격되게 배치되는 다수개의 열전대 온도 센서를 포함할 수 있다.
또한, 상기 송풍 유닛은, 송풍팬; 일단이 상기 송풍팬과 연결되고 타단이 상기 화염 챔버에 연결되어 상기 송풍팬을 통해 발생된 공기 흐름을 상기 화염 챔버로 유도하는 송풍 덕트; 및 상기 송풍 덕트 내부의 공기 흐름을 층류 상태로 안정화하도록 상기 송풍 덕트의 내부에 장착되는 하니콤 가이드를 포함할 수 있다.
또한, 상기 연료 베드는 상기 화염 챔버 내부 공간에서 경사지게 배치될 수 있도록 그 배치 각도가 조절 가능하게 장착될 수 있다.
또한, 상기 분사 유닛은 상기 연소 물질에 대해 화염 확산 진행 방향과 교차하여 횡단하는 방향으로 소화약제를 분사하도록 형성될 수 있다.
본 발명에 의하면, 화염의 확산 진행 방향의 전방 미연소 영역에 소화약제를 분사하여 화염 확산을 방지하는 시험을 하기 위한 것으로, 소화약제의 분사 면적 및 분사량 등을 다양하게 조절하여 소화약제에 대한 화염 확산 방지 성능을 다양한 방식으로 시험할 수 있는 효과가 있다.
또한, 화염이 발생된 화염 챔버 내부에 공기를 제어 가능한 상태로 안정적으로 공급함으로써, 화염 확산 진행에 대한 공기 공급 조건을 사용자의 필요에 따라 다양하게 조절할 수 있고, 이에 따른 화염의 확산 진행 상태를 계속해서 모니터링할 수 있는 효과가 있다.
또한, 화염의 확산 진행 구간의 전체 구간에서 화염의 온도를 측정할 수 있도록 함으로써, 소화약제 분사 상태와 화염 확산 상태와의 관계를 전체적으로 파악할 수 있어 화염 확산 방지를 위한 다양한 솔루션을 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 화염이 발생하는 연소 물질의 연료 베드를 화염 챔버 내부 공간에서 배치 각도 조절할 수 있도록 함으로써, 화염 확산 상태와 경사도와의 관계, 이때, 작용하는 소화약제의 화염 확산 방지 성능 등을 종합적으로 판단할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소화약제의 화염 확산 방지 성능 시험 장치의 전체 구성을 개략적으로 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화염 챔버 내부 구성을 개략적으로 도시한 수직 단면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 화염 챔버 내부 구성을 개략적으로 도시한 수평 단면도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 베드의 경사 각도 조절 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소화약제의 화염 확산 방지 성능 시험 장치의 전체 구성을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화염 챔버 내부 구성을 개략적으로 도시한 수직 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 화염 챔버 내부 구성을 개략적으로 도시한 수평 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 소화약제의 화염 확산 방지 성능 시험 장치는 화염의 확산 진행 방향의 전방 미연소 영역에 소화약제를 분사하여 화염의 확산을 방지하는 성능을 시험하는 장치로서, 화염 챔버(100), 연료 베드(200), 점화 유닛(300), 송풍 유닛(400), 분사 유닛(500) 및 제어부(600)를 포함하여 구성된다.
화염 챔버(100)는 내부 공간에서 화염을 생성 유지시킬 수 있도록 내연 재질로 형성되며, 수평 방향으로 길게 형성되는 다각형 기둥 또는 원형 기둥 형태로 형성될 수 있다. 이러한 화염 챔버(100)의 적어도 일측 벽면은 내부 공간을 외부에서 투시할 수 있도록 투명한 재질로 형성되는 것이 바람직한데, 예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이 일측 벽면에 투명 윈도우(120)가 형성되고, 이를 통해 내부 공간의 화염 상태를 편리하게 육안 관찰할 수 있다.
연료 베드(200)는 화염 챔버(100)의 내부 공간에 일방향으로 길게 배치되며, 상면에는 연소될 수 있는 연소 물질(FM)이 안착된다. 연소 물질(FM)은 시험 조건에 따라 다양한 물질을 선정하여 적용할 수 있으며, 연료 베드(200)에 안착되는 두께 및 폭과 같은 배치 상태 또한 다양하게 설정할 수 있다. 이러한 연료 베드(200)는 별도의 지지 모듈(210)에 의해 화염 챔버(100) 내부 공간에서 지지되어 배치되는데, 이러한 지지 모듈(210)은 연료 베드(200)의 배치 각도를 조절할 수 있도록 형성될 수 있다. 이러한 연료 베드(200)의 각도 조절에 대한 설명은 도 4를 중심으로 후술한다.
점화 유닛(300)은 화염 챔버(100)에 장착되어 연료 베드(200)의 연소 물질(FM)을 점화시키도록 구성되는데, 이때, 연소 물질(FM)의 일측 가장자리로부터 점화가 시작되어 화염이 확산 진행되도록 연소 물질(FM)의 일측 가장자리를 점화시키도록 구성된다. 이러한 점화 유닛(300)은 가스와 같은 점화 연료를 공급하는 연료 공급 장치(310)와, 연료 공급 장치(310)를 통해 공급된 연료를 점화하여 화염을 발생시키는 이그니션 장치(320)를 포함하는 형태로 구성될 수 있으며, 이그니션 장치(320)가 연료 베드(200)의 일측 가장자리에 위치하도록 배치되어 연료 베드(200)에 안착된 연소 물질(FM)을 가장자리부터 점화시키도록 구성될 수 있다.
송풍 유닛(400)은 화염 챔버(100)에 공기를 송풍하는 장치로서, 연소 물질(FM)에서 발생된 화염이 일측 가장자리에서부터 타측 가장자리 방향으로 확산 진행할 수 있도록 해당 방향으로 공기를 송풍하도록 구성된다. 이러한 송풍 유닛(400)은 공기를 송풍하는 송풍팬(410)과, 일단이 송풍팬(410)과 연결되고 타단이 화염 챔버(100)에 연결되어 송풍팬(410)을 통해 발생된 공기 흐름을 화염 챔버(100)로 유도하는 송풍 덕트(420)와, 송풍 덕트(420) 내부의 공기 흐름을 층류 상태로 안정화하도록 송풍 덕트(420)의 내부에 장착되는 벌집 모양의 하니콤 가이드(430)를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 화염 챔버(100)는 송풍 덕트(420)와 연결되는 벽면에 다수개의 공기 유동홀(110)이 형성될 수 있으며, 물론, 반대쪽 벽면에도 내부로 유입된 공기가 배출되도록 다수개의 공기 유동홀(110)이 형성될 수 있다. 한편, 송풍 덕트(420)와 연결되는 벽면에 형성되는 다수개의 공기 유동홀(110)은 다수개 형태가 아닌 하나의 공기 유동홀 형태로 형성될 수도 있고, 이 경우 하나의 공기 유동홀은 상대적으로 넓은 직경을 갖는 유동홀 형태로 형성될 것이다.
이러한 송풍 유닛(400)의 구성에 따라 화염 챔버(100) 내부로 공급되는 공기 흐름은 층류 상태의 안정적인 흐름을 이룰 수 있고, 이에 따라 시험 진행 과정에서 공기 흐름에 대한 조절 제어가 용이하여 더욱 다양하고 정확한 시험 결과를 얻을 수 있고, 풍속 및 풍량 변화에 따른 다양한 시험 결과를 얻을 수 있다.
분사 유닛(500)은 연료 베드(200)에 안착된 연소 물질(FM)에 소화약제를 분사하도록 구성되고, 제어부(600)는 이러한 분사 유닛(500)의 동작을 제어하도록 구성된다.
좀더 구체적으로, 분사 유닛(500)은 소화약제를 분사하는 분사 면적 및 분사량이 조절되도록 제어부(600)에 의해 동작 제어되는데, 이러한 분사 유닛(500)은 연소 물질(FM)에 대한 화염 확산 진행 방향의 전방 미연소 영역 중 특정 영역에 특정 분사량의 소화약제를 분사하도록 제어부(600)에 의해 동작 제어된다.
이러한 구성에 따라 연소 물질(FM)에서 발생된 화염이 분사 유닛(500)에 의해 분사된 소화약제에 의해 확산되지 않고 진화되는지 여부를 시험하는 방식으로 소화약제의 화염 확산 방지 성능을 시험할 수 있다.
시험 과정을 좀더 자세히 살펴보면, 먼저, 화염 챔버(100)의 내부 공간에 배치된 연료 베드(200)의 상면에 전체 구간에 걸쳐 균일한 분포로 연소 물질(FM)을 안착시키고, 이 상태에서, 분사 유닛(500)을 통해 연소 물질(FM)의 특정 영역(Z1)에 특정량의 소화약제를 분사한다. 이후, 점화 유닛(300)을 통해 연소 물질(FM)의 일측 가장자리 부분을 점화시키고, 송풍 유닛(400)을 통해 화염 챔버(100) 내부 공간으로 공기를 송풍한다. 이와 같이 연소 물질(FM)이 점화되고 공기가 송풍되면, 연소 물질(FM)에서 발생한 화염은 도 1 및 도 2에 도시된 방향을 기준으로 좌측에서 우측 방향으로 확산 진행하게 된다. 분사 유닛(500)을 통한 소화약제의 분사가 없었다면, 송풍 유닛(400)에 의한 공기 유입이 계속되므로, 화염이 확산되어 전체 연소 물질이 모두 연소되는 것이 일반적인데, 본 시험 장치에서는 연소 물질(FM)의 화염 확산 진행 방향의 전방 미연소 영역(Z1)에 소화약제가 분사되어 있으므로, 이러한 소화약제에 의해 화염이 진화될 수 있다. 물론, 화염이 상대적으로 크게 발생하고, 소화약제의 분사 면적 및 분사량이 작다면, 화염은 소화약제에도 불구하고 소화약제의 분사 영역(Z1)을 넘어 계속해서 우측 방향으로 확산 진행할 수도 있을 것이다.
화염이 소화약제의 분사 영역(Z1)에 의해 확산 방지되어 진화되거나 또는 분사 영역(Z1)을 넘어 계속 확산 진행될 수 있는데, 이는 소화약제의 종류에 따라 달라질 뿐만 아니라 소화약제의 분사 면적 및 분사량에 따라서도 달라지게 된다.
본 발명의 화염 확산 방지 성능 시험 장치는 소화약제의 종류, 분사 면적 및 분사량 등을 조절해가며 화염의 확산 진행 상황을 모니터링하여 해당 소화약제의 화염 확산 방지 성능을 시험할 수 있다. 또한, 화염 발생시 바람의 세기 등에 의해서도 화염의 확산 진행 속도 등이 달라질 수 있는데, 본 발명에서는 송풍 유닛(400)을 통한 공기 송풍량 및 송풍 속도 등을 조절할 수 있어 더욱 다양한 방식으로 화염 확산 방지 성능을 시험할 수 있다.
한편, 분사 유닛(500)에 의해 소화약제가 분사되는 분사 영역은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 Z1,Z2,Z3로 다수 위치에 설정될 수 있는데, 이는 예시적인 것이므로, 이와 달리 다양하게 설정될 수 있다. 특히, 분사 유닛(500)에 의한 분사 영역은 전술한 바와 같이 하나의 영역(Z1,Z2,Z3 영역 중 어느 하나의 영역)에 설정될 수 있으며, 또한, 화염의 확산 진행 상황에 따라 Z1,Z2,Z3 영역 중 어느 하나의 영역을 적절하게 선택적으로 설정할 수 있다. 이러한 다양한 방식의 분사 영역 설정에 따라 소화약제 분사 영역과 현재 화염과의 거리에 따른 화염 확산 방지 성능 또한 시험해볼 수 있다.
또한, 분사 유닛(500)에 의한 소화약제 분사 영역은 연소 물질(FM)에 대해 화염 확산 진행 방향과 교차하여 횡단하는 방향으로 형성된다. 예를 들면, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 화염 확산 진행 방향은 도시된 방향을 기준으로 좌측에서 우측 방향이고, 이 경우, 소화약제 분사 영역(Z1,Z2,Z3)은 이에 대한 직각 방향으로 연소 물질(FM)을 횡단하는 상하 방향으로 형성될 수 있다.
이와 같이 소화약제 분사 영역이 연소 물질(FM)을 화염 진행 방향의 직각 방향으로 횡단하도록 형성됨으로써, 연소 물질(FM)이 소화약제 분사 영역을 기준으로 양측으로 분리되는 효과가 발휘되며, 이에 따라 연소 물질(FM) 내에서 연속적인 화염의 확산 진행을 완벽하게 방지할 수 있어 소화약제에 대한 화염 확산 방지 성능을 더욱 정확하게 시험할 수 있다.
이상의 기능들을 수행하는 분사 유닛(500)은 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 소화약제를 혼합 저장하는 저장조(530)와, 저장조(530)에 저장된 소화약제를 공급하는 공급 펌프(520)와, 화염 챔버(100)의 상부에 배치되어 공급 펌프(520)에 의해 공급된 소화약제를 화염 챔버(100) 내부 공간, 연료 베드(200)의 연소 물질(FM) 특정 영역(Z1,Z2,Z3)에 분사하는 분사 노즐(510)을 포함하여 구성될 수 있다. 분사 노즐(510)은 공급 펌프(520)에 연결 배관을 통해 연결되며, 연결 배관에는 소화약제의 공급량을 조절할 수 있도록 별도의 유량 조절 밸브(511)가 장착될 수 있다. 또한, 소화약제 분사 영역(Z1,Z2,Z3)이 전술한 바와 같이 연소 물질(FM)을 횡단하는 방향으로 형성되는 경우, 분사 노즐(510)은 연소 물질(FM)을 횡단하는 방향으로 다수개 배치될 수 있다.
이때, 화염 챔버(100)의 상부에는 하나의 공급 파이프(512)가 연소 물질(FM)을 횡당하는 방향으로 배치되어 연결 배관에 연결되고, 다수개의 분사 노즐(510)은 하나의 공급 파이프(512)에 각각 결합되어 연소 물질(FM)에 소화약제를 횡단 방향으로 분사한다. 소화약제 분사 영역이 Z1,Z2,Z3 이상과 같이 3개 영역인 경우, 각각의 분사 영역과 대응되는 위치에 공급 파이프(512)가 각각 배치되고, 각 공급 파이프(512)에 각각 다수개씩의 분사 노즐(510)이 결합된다. 이러한 구조를 통해 소화약제 분사 영역을 연소 물질(FM)의 횡단 방향으로 설정할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 화염 확산 방지 성능 시험 장치는 연소 물질(FM)에서 발생된 화염의 온도를 측정할 수 있는 화염 온도 측정 수단(700)이 더 구비될 수 있는데, 화염 온도 측정 수단(700)은 화염 확산 진행 방향을 따라 전 구간에서 화염의 온도를 측정할 수 있도록 구성된다.
예를 들면, 화염 온도 측정 수단(700)은 도 3에 도시된 바와 같이 화염 챔버(100)의 외부에서 화염 챔버(100)의 내부 공간을 촬영하는 열화상 카메라(720)를 포함하는 형태로 구성될 수 있으며, 열화상 카메라(720)는 화염 챔버(100)의 투명 윈도우(120)를 통해 화염 챔버(100) 외부에서 화염 챔버(100) 내부 공간을 촬영하도록 장착될 수 있다. 이러한 열화상 카메라(720)는 화염 챔버(100) 내부 공간을 전체 구간 모두 촬영할 수 있도록 형성되어 연소 물질(FM)에서 발생된 화염의 확산 진행에 따른 화염의 온도를 전구간에서 모두 측정할 수 있다.
또한, 화염 온도 측정 수단(700)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 연료 베드(200)에 화염의 확산 진행 방향을 따라 일정 간격 이격되게 배치되는 다수개의 열전대 온도 센서(710)를 포함하여 구성될 수 있다. 다수개의 열전대 온도 센서(710)는 고온의 온도를 측정할 수 있는 장치로서, 연료 베드(200)에 다수개 장착됨으로써, 연소 물질(FM)을 따라 확산 진행되는 화염에 대해 전 구간에서 화염의 온도를 측정할 수 있다.
이와 같이 화염 온도 측정 수단(700)을 통해 화염 챔버(100) 내부 공간에서 화염의 온도를 전체 구간에서 측정할 수 있게 됨으로써, 화염의 온도 변화를 전체적으로 파악할 수 있다. 예를 들어, 화염이 소화약제 분사 영역을 통과하는 과정에서 화염이 진화되거나 또는 화염의 온도가 낮아지다가 소화약제 분사 영역을 통과하여 다시 화염이 강해지는 것과 같이 화염의 크기 및 온도 분포를 전체적으로 파악할 수 있고, 이를 통해 화염을 진화할 수 있는 정도의 소화약제 분사 면적 또는 분사량 등의 정보를 예측할 수도 있다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 소화약제의 화염 확산 방지 성능 시험 장치는 전술한 바와 같이 연료 베드(200)를 화염 챔버(100) 내부에서 경사지게 배치할 수 있도록 연료 베드(200)의 배치 각도를 조절 가능하게 구성할 수 있다.
연료 베드(200)는 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이 별도의 지지 모듈(210)에 의해 화염 챔버(100) 내부 공간에 이격 배치되는데, 지지 모듈(210)은 연료 베드(200)의 길이 방향 양측 단부에 각각 장착되고, 각 지지 모듈(210)이 연료 베드(200)에 대한 지지 높이를 서로 다르게 함으로써, 연료 베드(200)를 길이 방향에 대해 경사지게 배치할 수 있다.
지지 모듈(210)은 예를 들면, 연료 베드(200)의 하단에 결합되는 지지 로드(211)와, 지지 로드(211)를 상하 이동시키는 지지 구동부(212)를 포함하여 구성될 수 있는데, 이때, 지지 구동부(212)는 지지 로드(211)를 회전 구동하는 모터로 적용될 수 있고, 지지 로드(211)는 회전력에 의해 상하 이동하는 방식으로 구성될 수 있다. 물론, 이는 예시적인 것으로, 지지 모듈(210)의 구성은 다양한 기계 요소를 통해 다양한 형태로 구성될 수 있다.
이러한 지지 모듈(210)을 통해 도 4의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 연료 베드(200)의 경사 각도를 도시된 방향을 기준으로 좌측 상향, 우측 상향 방식으로 조절할 수 있다. 이러한 경사 각도는 다시 표현하면, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 화염의 진행 방향을 따라 상향 경사지거나 또는 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 화염의 진행 방향을 따라 하향 경사지게 배치될 수 있다.
이러한 연료 베드(200)의 배치 각도 조절에 따라 화염의 확산 진행시 경사도에 대한 영향을 고려할 수 있다. 특히, 산불의 경우, 화염의 확산 진행시 경사면을 따라 진행하기 때문에, 이러한 산불의 화염을 모델링하여 이에 대한 소화약제의 화염 확산 방지 성능을 시험할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 화염 챔버 200: 연료 베드
210: 지지 모듈 300: 점화 유닛
400: 송풍 유닛 410: 송풍팬
420: 송풍 덕트 430: 하니콤 가이드
500: 분사 유닛 510: 분사 노즐
600: 제어부 700: 화염 온도 측정 수단
710: 열화상 카메라 720: 열전대 온도 센서
FM: 연소 물질

Claims (5)

  1. 화염의 확산 진행 방향의 전방 미연소 영역에 소화약제를 분사하여 소화약제에 대한 화염 확산 방지 성능을 시험하는 장치로서,
    내부 공간에서 화염을 생성 유지시킬 수 있도록 형성되며, 내부 공간을 외부에서 투시할 수 있도록 적어도 일측 벽면이 투명한 재질로 형성되는 화염 챔버;
    상기 화염 챔버의 내부 공간에 일방향으로 길게 배치되며, 상면에는 연소 물질이 안착되는 연료 베드;
    상기 연료 베드의 연소 물질을 일측 가장자리에서 점화시킬 수 있도록 상기 화염 챔버에 장착되는 점화 유닛;
    상기 연소 물질에서 발생된 화염이 타측 가장자리 방향으로 확산 진행할 수 있도록 상기 화염 챔버에 공기를 송풍하는 송풍 유닛;
    상기 연료 베드의 연소 물질에 소화약제를 분사하는 분사 유닛; 및
    상기 분사 유닛의 동작을 제어하는 제어부
    를 포함하고, 상기 제어부는 상기 분사 유닛이 상기 연소 물질에 대한 화염 확산 진행 방향의 전방 미연소 영역 중 특정 영역에 특정 분사량의 소화약제를 분사하도록 상기 분사 유닛의 분사 면적 및 분사량을 제어하며,
    상기 연료 베드는 상기 연료 베드의 길이 방향 양측 단부에 각각 장착되는 지지 모듈의 상하 이동에 의해 그 배치 각도가 조절 가능하게 장착되며, 상기 화염 챔버 내부 공간에서 화염의 진행 방향을 따라 상향 경사지거나 또는 하향 경사지는 방향으로 배치 각도 조절되며,
    상기 분사 유닛은 상기 연소 물질에 대해 화염 확산 진행 방향과 교차하여 횡단하는 방향으로 소화약제를 분사하도록 형성되고, 상기 분사 유닛은 상기 연료 베드의 상부에 화염의 확산 진행 방향을 따라 다수 지점에 각각 배치되며, 다수 지점에 배치된 분사 유닛 중 어느 하나가 작동하도록 상기 제어부에 의해 동작 제어되는 것을 특징으로 하는 소화약제의 화염 확산 방지 성능 시험 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 연소 물질에서 발생된 화염의 온도를 화염 확산 진행 방향을 따라 전 구간에서 측정할 수 있는 화염 온도 측정 수단이 더 구비되고,
    상기 화염 온도 측정 수단은, 상기 화염 챔버의 외부에서 상기 화염 챔버의 내부 공간을 촬영하는 열화상 카메라 또는 상기 연료 베드에 화염의 확산 진행 방향을 따라 일정 간격 이격되게 배치되는 다수개의 열전대 온도 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 소화약제의 화염 확산 방지 성능 시험 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 송풍 유닛은
    송풍팬;
    일단이 상기 송풍팬과 연결되고 타단이 상기 화염 챔버에 연결되어 상기 송풍팬을 통해 발생된 공기 흐름을 상기 화염 챔버로 유도하는 송풍 덕트; 및
    상기 송풍 덕트 내부의 공기 흐름을 층류 상태로 안정화하도록 상기 송풍 덕트의 내부에 장착되는 하니콤 가이드
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 소화약제의 화염 확산 방지 성능 시험 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
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