KR102100885B1 - 선박운송용 컨테이너 내부의 화재진압을 위한 파이프형 소화 설비 - Google Patents

선박운송용 컨테이너 내부의 화재진압을 위한 파이프형 소화 설비 Download PDF

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Abstract

본 발명은 컨테이너 내부에 화재가 발생하는 경우에 자동으로 소화약제를 밀폐된 컨테이너 내부로 분사하여 화재를 진압함과 동시에 기계식 화재경보기가 동작하여 외부에 화재 발생 신호를 줄 수 있도록 한 선박운송용 컨테이너 내부의 화재진압을 위한 파이프형 소화 설비에 관한 것으로, 본 발명에 따른 선박운송용 컨테이너 내부의 화재진압을 위한 파이프형 소화 설비는, 컨테이너 내부에 설치되며, 화재를 진압하기 위한 소화약제를 저장하는 약제저장부; 상기 약제저장부와 연결되어 소화약제를 공급받아 안내하며, 컨테이너 내부의 상부에 설치되는 공급파이프; 상기 공급파이프에 연통되어 공급파이프를 통해 유동하는 소화약제를 컨테이너 내부로 분사하는 분사구; 상기 분사구를 폐쇄하고 있다가 화재시 열에 의해 용융되면서 분사구를 개방하는 개폐부재; 상기 공급파이프와 연결되어 분사구를 통해 소화약제가 분사될 때 공급파이프로 공급되는 소화약제에 의해 경보음을 발생시키는 경보음발생유닛;을 포함한다.

Description

선박운송용 컨테이너 내부의 화재진압을 위한 파이프형 소화 설비{Fire Suppression System in Order to Extinguish Fire in Container on Carrier Ship}
본 발명은 컨테이너 내부에서 발생하는 화재를 조기에 감지하여 자동 진압하는 소화 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 컨테이너 내부에 화재가 발생하는 경우에 무전원방식으로 자동으로 소화약제를 밀폐된 컨테이너 내부로 분사하여 화재를 진압함과 동시에 기계식 화재경보기가 동작하여 외부에 화재 발생 신호를 줄 수 있도록 한 선박운송용 컨테이너 내부의 화재진압을 위한 파이프형 소화 설비에 관한 것이다.
최근 대량적인 해상물류 운송을 위해서 컨테이너 운반선이 초대형화되고 컨테이너선에 실리는 화물은 컨테이너 내부로 들어가 밀폐, 비공개되는 특성으로 인하여 내부 물질의 충격, 마찰, 정전기, 자연발화, 혼촉발화, 금수성물질의 빗물, 습기, 기타 수분과의 발열반응에 의하여 선체부분과 무관하게 해상운송중 컨테이너 자체에서 화재가 발생하고 있다.
관련해서, 국제해상운송보험기준에 의한 선박 및 컨테이너에 대한 화재안전기준은 해상화물이 공개되어진 구시대에 만들어진 것으로서 IUMI(International Union of Marine Insurance, 국제해상운송보험협회)는 컨테이너 내부 화재에 대한 문제점을 지적하고 있다.
2018년에는 'Maersk Honam'이라 불리는 초대형 컨테이너운송선의 컨테이너에서 화재가 발생하여 40일간 화재가 지속되어 선사, 선급, 화주, 해상운송보험사에 직,간접적인 천문학적인 손실을 일으켰다.
위에 언급된 화재는 2018년에 발생한 언론에 보도된 대표적인 해상 운송선 화재이지만, 하인리히 안전법칙에 의하면 이러한 1건의 대표적인 화재에는 전세계 해상운송중인 컨테이너 운송선에 15건의 중대한 사고가 언론에 보도되지 않았지만 발생된 것으로 추정되어진다.
또한, AGCS(Allianz Global Corporate & Specialty) Safety and Shipping Review 2017,에 의하면 2007~2016년 사이에 발생한 컨테이너선의 총 사고비율중 화재로 인한 손실비율이 매년 총 손실비율중 10~20%을 차지하고 있다고 한다.
이러한 컨테이너 내부에서의 화재는 물질특성에 따른 HRR(Heat Release Rate, 열방출율)에 따라서 화재시에 방출하는 열과 연기가 상이하고 컨테이너 내부라는 구조적인 특성에 의하여 화재를 감지하고, 승무원 및 소방정, 소방항공기가 화재진압을 위한 폼, 바닷물, 분말약제를 컨테이너 내부로 투입하지 못하므로 일단 화재가 시작되면 화재가 장기화되고, 높은 발열량을 가진 화학물질, 공산품 등 화재의 경우는 화재시에 방출하는 열들이 전도, 대류, 복사현상에 의하여 인접 컨테이너로 연쇄적으로 전달되어 피해를 키우는 주요 원인으로 작용하고 있다.
또한, 화재를 일으킨 물질이 수분과 접촉하면 발열반응을 하는 물질이라면 소화약제로 사용하는 폼, 바닷물 등을 사용하면 오히려 화재를 확대시키는 요소로서 작용하므로 화재진압 전술이 제한적으로 되어지고 분말소화약제도 화염에 직접 접촉되어야 소화효과가 발생되므로 컨테이너 외부로의 분사는 소화효과를 나타낼 수 없다.
관련된 2차적인 부작용으로는, 컨테이너 화재시는 내부 적재화물의 종류 및 유형을 승무원 및 소방정의 소방수가 모르기 때문에 무차별한 폼, 바닷물을 이용한 화재진압은 오히려 금수성 물질의 경우에는 물 성분이 컨테이너 외부에서 내부로 침투하여 오히려 발열반응을 일으켜 화재를 더 키우는 요인으로 작용하기도 한다.
설령, 비 금수성물질의 컨테이너 화재에 바닷물을 이용하는 경우에도 화재시에 발생된 총 발열량이 큰 경우에는 컨테이너 외부에서 바로 증발하여 화재진압이 효율적이지 못한 원인으로 작용하고 있으며, 선박이 컨테이너 적재 구조상 최상부 컨테이너 화재시는 해수의 컨테이너 접촉면이 많기 때문에 어느 정도 냉각효과를 기대할수 있지만 중간 적재부, 최하부 컨테이너 등은 화재 시에 해수가 단지 컨테이너의 1면에만 접촉하기 때문에 밀집적재된 선박 운송용 컨테이너 화재는 화재진압시에 큰 장애요소이다.
육상에서 발생하는 컨테이너 화재시는 소방관들이 1차적으로 컨테이너를 파괴, 절단하고 내부의 물건에 직접 화재진압을 시도하는 것은 이러한 문제점을 잘 알기 때문이다.
경제적인 측면에서, ISO가 인정하는 해상운송용 표준 컨테이너 1개당 해상운송보험료는 보통 화물인 경우에는 3000만원, 전자제품 등 고가의 화물인 경우에는 3억원으로 운송회사는 운송료에 이러한 보험료를 추가시켜 화물주에게 청구하고 있다.
그러나, 컨테이너 화재로 인해서 선체구조까지 손상이 일어난다고 해도 화물주가 보험료를 보험사에 청구하면 보험사는 화재가 컨테이너 내부 적재물질에서 시작된 것을 명확히 제시하지 못한다면 계약된 보험료를 화물주에게 지급해야하고, 이에 대해서 지급한 금액만큼 선사 및 선급에 구상권을 행사하기 때문에 선사 및 선급은 직접적인 피해로 이어지고, 선사의 입장에서는 해상운송보험료가 할증되기 때문에 가격경쟁력이 떨어져 잠재적으로는 회사의 경영악화로 이어질 수도 있다.
결론적으로, 선박운송용 컨테이너 내부 화재시에 적용가능한 경제성 및 신뢰성을 가진 자동화재진압설비는 선사, 보험사, 선급, 화물위탁회사 등이 시대적으로 요구하는 필요한 설비이다.
대한민국 공개실용신안 제20-2017-0002071호(2017.06.13. 공개) 대한민국 공개실용신안 제20-2018-0002031호(2018.07.05. 공개) 대한민국 등록특허 제10-1782794호(2017.09.22. 등록)
해상운송 중인 컨테이너 선박의 컨테이너 내부 화재를 효율적으로 진압하여 인접 컨테이너로의 화염전파 및 선박 자체의 화재로 인한 손실을 줄이기 위해서 소화 설비는 다음과 같은 조건을 만족해야 한다.
1. 설비의 단순화로 인한 오동작 및 동작실패 요소 감소.
2. 컨테이너 내부의 가변적인 화물적재량을 고려하여 구성되어야 함.
3. 다양한 컨테이너 내부의 화물의 종류에 적용 가능해야 함.
4. 설치 및 유지관리 비용의 경제성측면.
5. 기존의 컨테이너 내부에 설치될 경우에 최소한의 설치공간을 가져야 함.
6. 화재 감지 및 진압에 소요되는 전기설비의 최소화.
7. 해상 기후에 따른 선박 요동을 원인으로 하는 컨테이너 내부 화물과 설비와의 접촉으로 인한 상호간 손상 및 파손방지.
8. 해상운송 중에 발생하는 컨테이너 화재시에 동작하는 소화장치의 동작 알림장치 및 소화약제 가스가 방출되었음을 기타 관련자들도 사후에 판별 인식하도록 해야 함.
9. 화재진압 후에 컨테이너 내부 화재원인을 객관적으로 보존 및 판별 가능한 소화약제를 사용해야 함.
본 발명은 상기한 조건을 만족하도록 화학물질 자체가 산소를 함유하고 있는 자기연소성물질(니트로셀룰로오스, TNT, 등)을 제외한 모든 물질 화재에 소화 성능이 입증되고, 설비의 작동과 구성의 단순화 및 설치비용 측면에서 전원을 사용하지 않고 기계적 기동 방식으로 저압 또는 고압 방식의 청정소화약제 또는 분말소화약제를 사용하여 선박 운송 중 컨테이너 내부의 화재를 효과적으로 진압할 수 있는 선박 운송용 컨테이너 내부의 화재 진압을 위한 파이프형 소화 설비를 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 선박운송용 컨테이너 내부의 화재진압을 위한 파이프형 소화 설비는, 컨테이너 내부에 설치되며, 화재를 진압하기 위한 소화약제를 저장하는 약제저장부; 상기 약제저장부와 연결되어 소화약제를 공급받아 안내하며, 컨테이너 내부의 상부에 설치되는 공급파이프; 상기 공급파이프에 연통되어 공급파이프를 통해 유동하는 소화약제를 컨테이너 내부로 분사하는 분사구; 상기 분사구 또는 공급파이프 내측에 설치되어 있다가 화재시 열에 의해 용융되면서 분사구 또는 공급파이프를 개방하는 개폐부재; 화재시 상기 공급파이프 및 분사구를 통해 소화약제가 분사됨에 따라 소화약제의 압력이 저하되면 자동으로 개방되어 압축가스를 공급하여 기계적인 경보음을 발생시키는 경보음발생유닛;을 포함한다.
본 발명에 따르면, 컨테이너 내부에서 화재 발생시 파이프의 분사구를 폐쇄하거나 플렉시블 플라스틱관을 감싸는 강관(공급파이프)의 분사구를 통해 전달된 열에 의해서 특정온도에서 용융하는 개폐부재가 열에 의해 용융되면서 개방되어 저장용기 내의 소화약제가 분사구를 통해 컨테이너 내부로 무전원방식으로 자동으로 분사될 수 있게 되므로 컨테이너 내부의 화재를 신속하고 효과적으로 진압할 수 있다.
이 때 약제저장부의 압력 강하로 인해 경보음발생전용 압축가스가 경보발생통으로 방출되어 외부의 사용자에게 화재 발생을 효과적으로 알려줄 수 있다.
또한 소화 설비의 누설 여부 역시 점검유닛을 통해 기계적인 방식으로 쉽게 확인할 수 있다.
따라서 소화 설비의 작동 및 구성의 단순성과 신뢰성을 동시에 확보할 수 있다.
이러한 본 발명의 소화 장치는 콤팩트한 구성과 크기를 갖기 때문에 컨테이너 내부에 작은 설치 공간을 차지하며, 컨테이너 내부로 효과적으로 소화약제를 방출하여 컨테이너 내부 화재를 초기에 진압할 수 있으므로 실용성 및 경제성, 화재원인조사 시 증거보존 능력이 매우 높은 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소화 설비가 컨테이너 내부에 설치된 상태를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 소화 설비의 외관을 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 소화 설비의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 소화 설비의 소화약제 분사를 위한 구성 및 작동례를 나타낸 단면도이다.
도 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 소화 설비의 개폐부재의 다양한 실시예를 나타낸 단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 소화 설비의 분사구의 다양한 실시형태를 나타낸 요부 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 소화 설비의 경보음발생유닛의 일 실시예를 나타낸 요부 단면도이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 소화 설비의 경보가스제어부의 일 실시예의 구성 및 작동례를 나타낸 도면이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 소화 설비의 경보가스제어부의 다른 실시예의 구성 및 작동례를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예를 더욱 상세화한 소화 설비의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 10은 도 9에 도시한 점검유닛의 결과표시부의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 11a 및 도 11b는 본 발명에 따른 소화 설비의 작동례를 설명하는 순서도이다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 선박운송용 컨테이너 내부의 화재진압을 위한 파이프형 소화 설비를 후술된 실시예들에 따라 구체적으로 설명하도록 한다. 도면에서 동일한 부호는 동일한 구성 요소를 나타낸다.
도 1 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박운송용 컨테이너 내부의 화재진압을 위한 파이프형 소화 설비를 나타낸 도면이다.
먼저 도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박운송용 컨테이너 내부의 화재진압을 위한 파이프형 소화 설비는, 화재를 진압하기 위한 소화약제를 저장하는 약제저장부(20), 상기 약제저장부(20)와 연결되어 소화약제를 공급받아 안내하며 컨테이너 내부의 상부에 설치되는 공급파이프(30), 상기 공급파이프(30)에 연통되어 공급파이프(30)를 통해 유동하는 소화약제를 컨테이너(1) 내부로 분사하는 복수의 분사구(40), 상기 분사구(40) 또는 공급파이프(30)에 설치되어 있다가 화재시 열에 의해 용융되면서 분사구(40) 또는 공급파이프(30)를 개방하여 분사구(40)를 통한 소화약제의 분사를 수행하는 개폐부재(60), 화재시 상기 분사구(40)를 통해 소화약제가 분사됨에 따라 내부로 인가되는 소화약제의 압력이 저하되면 질소가스(N2) 등의 압축가스를 방출하여 기계적인 경보음을 발생시키는 경보음발생유닛, 화재가 발생하지 않은 상태에서는 상기 공급파이프(30) 및 분사구(40)를 통한 소화약제의 누설 여부를 점검하는 점검유닛을 포함한다.
상기 약제저장부(20)는 컨테이너(1)의 내부에 설치되는 케이싱(10) 내부에 설치된다. 상기 약제저장부(20)는 축압형 분말 소화기와 유사한 축압형 소화약제 저장용기를 적용할 수 있으며, 고압 또는 고압이 아닌 청정소화약제 또는 분말소화약제를 저장하여 일정 압력에서 공급 및 분사할 수 있는 소화약제 저장용기를 적용하여 구성할 수 있다.
이 실시예에서 상기 약제저장부(20)는 고압 또는 저압 형태의 복수의 소화약제 저장용기로 구성되며, 케이싱(10) 내부에 설치된다. 상기 각각의 약제저장부(20)와 공급파이프(30) 사이에는 약제저장부(20)로부터 공급파이프(30)로의 소화약제 공급을 제어하는 공급제어밸브(22)가 설치된다. 상기 공급제어밸브(22)는 상시 개방상태로 있다가 약제저장부(20)를 교체할 때 작업자에 의해 일시적으로 폐쇄되고, 교체가 완료되면 다시 개방되어 약제저장부(20)로부터 공급파이프(30)로 소화약제가 공급될 수 있도록 구성된다.
상기 케이싱(10)은 컨테이너(1) 내부에 작은 설치 공간을 차지하며 설치된다. 상기 케이싱(10)은 대략 사각형의 함체 형태로 되어 컨테이너(1)의 전방이나 후방 모서리 부분 또는 일측 가장자리 부분에 설치될 수 있다.
상기 케이싱(10)의 전방면에는 약제저장부(20)가 설치되는 공간을 개폐하는 케이싱도어(11)와, 케이싱(10) 내에 수납된 각각의 약제저장부(20) 및 경보음발생유닛의 가스저장부(80)의 압력을 표시하는 2개의 압력게이지(23)가 설치될 수 있다. 상기 케이싱도어(11)는 양문형 또는 슬라이드형 등 공지의 다양한 도어 구조를 가질 수 있다. 이 경우에 압력게이지(23)는 적재 화물과의 접촉 등으로 파손을 방지하기 위하여 안쪽으로 오목한 형태로 설치한다.
또한 상기 케이싱(10)의 전방면에는 상기 점검유닛을 구성하는 누설결과표시부(54)가 외부로 노출되게 설치된다. 상기 누설결과표시부(54)는 투명한 윈도우에 의해 보호될 수 있다. 이 경우에도 누설결과표시부(54) 역시 적재 화물과의 접촉 등으로 파손을 방지하기 위하여 안쪽으로 오목한 형태로 설치한다.
상기 공급파이프(30)는 약제저장부(20)의 배출구와 연결되어 약제저장부(20)로부터 상시 개방적으로 소화약제를 공급받는다. 상기 공급파이프(30)는 약제저장부(20)로부터 상측으로 연장된 후 컨테이너(1)의 내측 모서리 부분을 따라 설치되어 컨테이너(1) 내부에 적재되는 화물과의 간섭이 거의 없다. 상기 공급파이프(30)는 단일하게 설치될 수 있지만, 이 실시예와 같이 복수개로 분기되어 상부 모서리 좌,우측에 설치될 수 있다.
상기 공급파이프(30)에는 복수의 분사구(40)가 소정의 간격을 두고 배열된다. 상기 분사구(40)는 공급파이프(30)를 관통하도록 형성되는 단순한 구멍으로 이루어질 수 있으나, 공급파이프(30)에 일방향으로 연장되는 노즐 형태를 갖거나, 스프링클러의 폐쇄형 헤드 형태를 가질 수 있고, 내부에는 특정 온도에서 용융되는 개폐부재(60)로서 플렉시블 플라스틱관을 가질 수 있다. 상기 공급파이프(30)에는 상기 개폐부재(60)가 설치되는 분사구(40)가 일정 간격으로 배열된다.
상기 분사구(40)를 통해 컨테이너(1) 내부로 소화약제가 분사될 때 소화약제가 컨테이너(1) 내부에 적재된 화물의 접촉으로 인한 소화효과 저하를 방지하고 전체적으로 균일하게 확산될 수 있도록 하기 위하여 상기 분사구(40)는 도 4b에 도시한 것처럼 컨테이너(1)의 천장을 향해 소화약제를 분사하는 것이 바람직하다.
상기 개폐부재(60)는 분사구(40) 또는 공급파이프(30)에 설치되어 있다가 화재 발생시 열에 의해 용융되면서 분사구(40) 또는 공급파이프(30)를 개방하여 분사구(40)를 통해 소화약제가 분사될 수 있도록 하는 것으로, 도 4c의 (A) 도면에 도시한 것과 같이 분사구(40) 내측에서 분사구(40)를 폐쇄하고 있다가 화재시 대략 80℃의 온도에서 용융되는 납(Pb)을 사용한 열용융재로 구성하거나, 도 4c의 (B) 도면에 도시한 것과 같이 특정온도에서 녹는 금속 용융재 또는 유리벌브(61)가 이탈되면 개폐판(62)이 분사공(40)을 개방하도록 된 폐쇄형 스프링클러 헤드를 적용하여 구성할 수도 있다. 또한 이와 다르게 도 4c의 (C) 도면에 도시한 것과 같이 개폐부재(60)가 강관으로 된 공급파이프(30) 내부에 설치되고 약제저장부(20)에서 공급되는 소화약제를 수용하며 특정 온도에서 용융하는 플렉시블 플라스틱관으로 이루어질 수 있으며, 상기 플렉시블 플라스틱관으로 된 개폐부재(60)가 화재시 열에 의해 용융되면 내부의 소화약제가 강관으로 된 공급파이프(30)의 복수의 분사공(40)을 통해 외부로 분사된다.
이를 위해 도 5a에 도시한 것과 같이 분사구(40)의 전단부 외측에 소화약제를 상측의 천장 쪽으로 반사하는 약제반사판(42)을 전방을 향해 상향 경사지게 설치하거나, 혹은 도 5b에 도시한 것과 같이 분사구(40)를 전방을 향해 상향 경사지게 형성할 수도 있을 것이다.
상기 경보음발생유닛은 화재 발생 시 분사구(40)를 통해 소화약제가 분사될 때 공급파이프(30)로 공급되는 소화약제의 압력이 일정 압력 이하로 저하되는 경우 압축가스를 공급하여 기계적으로 경보음을 발생시킴으로써 화재 발생시 외부의 사용자에게 화재가 발생했음을 알려주는 작용을 한다.
도 3 및 도 6을 참조하면, 상기 경보음발생유닛은 압축가스를 저장하는 가스저장부(80)와, 상기 가스저장부(80) 및 상기 약제저장부(20)에 연결되는 공급파이프(30)에 연결되는 약제압력전달파이프(31) 연결되어 약제압력전달파이프(31)로부터 공급되는 소화약제의 압력이 일정 압력 이하로 저하될 경우 기계적으로 개방 작동하는 경보가스제어부(81)와, 상기 경보가스제어부(81)와 연결되어 가스저장부(80)의 압축가스를 이송하는 경보가스이송파이프(70)와, 상기 경보가스이송파이프(70)의 전단부에 착탈가능하게 결합되고 컨테이너(1)의 일측면을 통해 외부로 노출되게 설치되고 컨테이너의 외측으로 연통되는 통공(73)이 형성되어 있는 금속 재질의 경보발생통(71), 상기 경보발생통(71) 내부에 설치되어 경보가스이송파이프(70)를 통해 상기 경보발생통(71) 내부로 유입되는 압축가스에 의해 진동하면서 경보발생통(71)을 두드려 경보음을 발생시키는 진동구(72), 및 상기 통공(73)을 폐쇄하다가 화재 발생시 통공에서 분리 또는 제거되면서 통공을 개방하는 파열판(74)을 포함한다.
상기 파열판(74)은 화재가 발생하지 않은 평상시에는 통공(73)을 폐쇄하고 있다가 화재 발생시 경보발생통(71) 내부로 유입된 압축가스의 압력에 의해 파열되면서 분리 또는 제거되어 통공(73)을 개방하도록 구성된다. 상기 파열판(74)은 경보음발생통(71)의 접촉면과 접촉되어 화재 시에 일정 압력에서 이산화탄소의 압력으로 이탈되도록 금속 재질 또는 고강도 플라스틱을 리벳이음으로 접합시킨다.
상기 파열판(74)이 파열되어 통공(73)이 개방되었을 때 통공(73)을 통해 빗물 등이 유입되어 제품이 손상되는 것을 방지하기 위하여 통공(73)은 하측을 향해 일정한 각도(예를 들어 대략 45°의 각도)로 경사지게 형성됨이 바람직하다.
상기 경보발생통(71)의 파열판(74)이 이탈된 것을 외부의 제3자가 용이하게 식별할 수 있도록 경보발생통(71)은 컨테이너 도어 프레임의 상단부 일측 모서리 부분, 예를 들어 도 1에 도시한 것처럼 우측 모서리 부분 근처에 설치되는 것이 바람직하다. 상기 경보발생통(71)은 컨테이너(1)의 도어의 우측 상부 프레임에 내부로 들어가 편평하게 설치되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 경보발생통(71)은 컨테이너(1)의 도어의 우측 상부 프레임에 외부에서 볼 때 프레임의 면과 동일한 평면을 이루게 설치된다.
컨테이너 내부 화재시에 경보발생통(71)의 파열판(74)은 이탈되어 재사용이 불가능하므로 경보발생통(71) 후단부와 경보유체이송배관(70)의 전단부 각각에 나사부를 형성하여 나선 결합방식으로 경보발생통(71)을 경보유체이송배관(70)의 전단부에 분리 및 재결합하여 교체할 수 있게 하는 것이 바람직하다. 물론 이러한 나사 결합 방식 이외에도 경보발생통(71)을 경보가스파이프(70)의 전단부에 나사 이음, 밀착이음, 양방향 유니온 커플링 이음 등으로 착탈 가능하게 결합시킬 수 있다.
상기 경보가스제어부(81)는 약제저장부(20)에 연결된 공급파이프(30)에 연결되는 약제압력전달파이프(31)의 소화약제의 압력에 따라 가스저장부(80)로부터 경보가스이송파이프(70)로의 압축가스 공급을 차단 또는 허용하도록 구성된다. 상기 약제압력전달파이프(31)에는 소화약제의 유동을 제어하기 위한 밸브가 구성된다. 화재가 발생하지 않은 평상시에는 공급파이프(30) 및 분사구(40)를 통한 소화약제의 배출이 없기 때문에 약제압력전달파이프(31)를 통해 경보가스제어부(81)로 전달되는 소화약제의 압력이 높게 유지되어 경보가스제어부(81)는 가스저장부(80)로부터 경보가스이송파이프(70)로 연결된 유로를 차단하고 있다가 화재가 발생하여 공급파이프(30) 및 분사구(40)를 통한 소화약제의 배출이 있게 되면, 약제압력전달파이프(31)를 통해 경보가스제어부(81)로 전달되는 소화약제의 압력이 저하되어 경보가스제어부(81)는 가스저장부(80)로부터 경보가스이송파이프(70)로 연결된 유로를 개방하여 가스저장부(80)로부터 압축가스가 경보가스이송파이프(70)로 공급되어 경보음발생유닛이 경보음을 발생시키게 된다.
도 7a 및 도 7b는 상기 경보가스제어부(81)의 일 실시예를 나타낸 것으로, 이 실시예의 경보가스제어부(81)는 상기 가스저장부(80)와 경보가스이송파이프(70)와 약제압력전달파이프(31)와 연결되는 제어챔버(82)와, 상기 제어챔버(82) 내부에 설치되어 상기 약제압력전달파이프(31)를 통해 공급되는 소화약제의 압력을 전달받는 다이어프램(84)과, 상기 제어챔버(82) 내측에서 다이어프램(84)과 연접하게 설치되어 다이어프램(84)에 가해지는 압력에 의해 측방으로 수평하게 슬라이딩하면서 상기 가스저장부(80)와 연결된 입구와 경보가스이송파이프(70)와 연결된 출구를 개폐하는 개폐블록(83)을 포함한다.
또한 도 8a 및 도 8b는 상기 경보가스제어부(81)의 다른 실시예를 나타낸 것으로, 이 실시예의 경보가스제어부(81)는 상기 가스저장부(80)와 경보가스이송파이프(70)와 약제압력전달파이프(31)와 연결되는 제어챔버(82)와, 상기 제어챔버(82) 내부에 설치되어 상기 약제압력전달파이프(31)를 통해 공급되는 소화약제의 압력을 전달받아 측방으로 수평하게 슬라이딩하면서 상기 가스저장부(80)와 연결된 입구와 경보가스이송파이프(70)와 연결된 출구를 개폐하는 슬라이드블록(85)과, 상기 슬라이드블록(85)의 상부면과 하부면 각각에 부착되어 제어챔버(82)의 상부면과 하부면을 따라 미끄러지는 슬라이드실링재(86)를 포함한다.
한편 화재가 발생하지 않은 평상시에 상기 분사구(40)를 폐쇄하는 개폐부재(60)가 분사구(40)를 완전히 폐쇄하지 않거나 떨어져나가 분사구(40)를 통해 소화약제가 누설되는 경우, 실제 화재발생시 소화 설비가 제대로 작동하지 않을 수 있다. 따라서 평상시에 소화약제의 누설이 약제저장부(20) 혹은 공급파이프(30) 측에서 발생하는지 주기적으로 점검하여 누설이 발생할 경우 적절한 조치를 취할 필요가 있다.
이를 위한 점검유닛은 공급파이프(30) 내부의 소화약제의 압력을 감지하여 화재가 발생하지 않은 상태에서 상기 공급파이프(30) 및 분사구(40)를 통한 소화약제의 누설 여부를 점검할 수 있도록 구성된다.
상기 점검유닛은 도 9 및 도 10에 도시한 것과 같이 상기 공급파이프(30)에 설치되는 점검밸브(51)와, 일단이 상기 점검밸브(51)의 전방측(상류측)에 연결되어 점검밸브(51)의 폐쇄시에 약제저장부(20)와 점검밸브(51) 사이의 소화약제의 압력을 전달받는 1차측 압력전달배관(52)과, 일단이 상기 점검밸브(51)의 후방측(하류측)에 연결되어 점검밸브 후방측의 공급파이프 내의 소화약제의 압력을 전달받는 2차측 압력전달배관(53)과, 상기 1차측 압력전달배관(52)의 다른 일단부와 2차측 압력전달배관(53)의 다른 일단부에 연결되어 1차측 압력전달배관(52)을 통해 전달되는 소화약제의 압력과 2차측 압력전달배관(53)을 통해 전달되는 소화약제의 압력의 차이를 외부로 표시하는 누설결과표시부(54)를 포함한다.
상기 누설결과표시부(54)는 양단이 각각 상기 1차측 압력전달배관(52) 및 2차측 압력전달배관(53)과 연결되는 투명한 소재의 점검튜브(541)와, 상기 점검튜브(541)의 양측부를 밀폐하도록 설치되어 1차측 압력전달배관(52) 및 2차측 압력전달배관(53)을 통해 전달되는 소화약제의 압력을 전달받아 탄력적으로 변형되는 제1다이어프램(542) 및 제2다이어프램(543)과, 상기 제1다이어프램(542) 및 제2다이어프램(543) 사이에 배치되어 제1다이어프램(542) 및 제2다이어프램(543)의 변형에 의해 이동하는 이동격막(544)을 포함한다. 상기 이동격막(544)의 상단 및 하단에는 점검튜브(541) 내측의 상부면과 하부면을 따라 구름 운동하면서 이동격막(544)이 부드럽게 슬라이딩하면서 원활하게 이동할 수 있도록 하기 위하여 슬라이드베어링(545)이 설치될 수 있다.
상기 점검튜브(541)의 외면에는 누설 여부를 나타내는 문구나 문양이 표시될 수 있는데, 예를 들어 제1다이어프램(542) 및 제2다이어프램(543) 사이의 중앙에 해당하는 부분에는 "정상", 상기 "정상"으로 표시된 부분의 좌우측에는 누설이 발생함으로 알리는 "압력저하"가 표시될 수 있다. 축압식 소화약제 저장용기에서 "정상" 압력은 대략 8~9 ㎏/㎠ 이다.
한편 화재 발생 시에 소화장치가 작동하면 컨테이너(1) 내부에 소화약제가 분사되어 채워지게 되는데, 컨테이너(1) 내부가 화재 발생한 연기와 내부로 분사된 소화약제에 의해 압력이 과도하게 증가하게 되면 컨테이너 구조 강도에 악영향을 주어 붕괴로 인한 2차 피해를 줄 수 있다.
이에 상기 케이싱(10)의 전방과 후방을 관통하도록 과압배출공(15)을 형성하고, 상기 컨테이너(1)의 일면에 상기 케이싱(10) 후방면의 과압배출공(15)과 연결되는 관통공을 형성한 후 상기 관통공 내측에 일정 압력 이상이 가해지면 개방 작동되면서 가스 및 소화약제를 컨테이너(1) 외부로 배출하는 과압배출밸브(90)를 설치할 수 있다.
상기 과압배출밸브(90)는 밸브판이 스프링에 의해 일정한 힘으로 지지되어 있다가 밸브판에 스프링의 탄성력의 반대 방향으로 일정한 압력이 가해지면 밸브판이 스프링의 탄성력을 이기고 이동하여 유로를 개방하는 구조의 안전밸브를 적용할 수 있으며, 이외에도 일정한 압력 이상에서 개방 작동되는 다양한 공지의 압력 밸브를 적용하여 구성할 수 있다.
이와 같은 점검유닛을 이용한 누설 여부는 다음과 같이 점검될 수 있다.
점검밸브(51)를 잠그게 되면, 약제저장부(20)로부터 더 이상 공급파이프(30)로 소화약제가 공급되지 않게 된다.
만약 이 상태에서 공급파이프(30) 측에서 누설이 발생하지 않는다면 상기 1차측 압력전달배관(52)으로 전달되는 소화약제의 압력과 2차측 압력전달배관(53)으로 전달되는 소화약제의 압력이 거의 동일하므로 점검튜브(541) 내의 제1다이어프램(542) 및 제2다이어프램(543)에 전달되는 압력이 동일하게 되고, 이동격막(544)은 점검튜브(541)의 중앙에 위치하게 된다.
그러나 공급파이프(30) 또는 약제저장부(20) 측에서 누설이 발생하게 되면, 1차측 압력전달배관(52)으로 전달되는 소화약제의 압력과 2차측 압력전달배관(53)으로 전달되는 소화약제의 압력이 달라져서 제1다이어프램(542) 및 제2다이어프램(543)에 전달되는 압력 간이 차이가 발생하게 된다. 이에 따라 제1다이어프램(542) 또는 제2다이어프램(543)이 이동격막(544) 쪽으로 더 많이 변형되고, 이동격막(544)이 압력이 작은 쪽으로 이동하게 되므로 외부에서 사람이 육안으로 누설 여부를 쉽게 감지할 수 있게 된다.
상술한 것과 같은 구성으로 이루어진 파이프형 소화 설비는 다음과 같이 작동한다.
평상 시에 공급제어밸브(22)와 점검밸브(51)는 개방된 상태를 유지하여 공급파이프(30) 내측에 소화약제가 일정한 압력으로 충전된 상태를 유지한다.
화재가 발생하게 되면, 화염의 열에 의해 개폐부재(60)가 용융되면서 분사구(40)가 개방된다. 이에 따라 공급파이프(30) 내측의 소화약제가 분사구(40)를 통해 컨테이너(1)의 천장을 향해 분사되면서 확산되어 컨테이너(1)의 내부의 화재를 진압하게 된다.
이 때 약제저장부(20)에서 공급파이프(30) 내측으로 공급되는 소화약제가 공급됨에 따라 경보가스제어부(81)로 인가되는 소화약제의 압력이 저하되고, 이에 따라 경보가스제어부(81)가 개방되면서 가스저장부(80)의 압축가스(예를 들어 질소가스)가 경보가스이송파이프(70)를 통해 경보발생통(71)으로 공급되고, 경보발생통(71) 내의 파열판(74)이 압축가스에 의해 이탈됨과 동시에 진동구(72)가 진동하여 경보음이 발생하여 화재 발생을 알리게 된다.
이와 같이 본 발명의 파이프형 소화 설비는 전기 장치를 전혀 사용하지 않고 화재 발생 시 자동으로 소화약제를 컨테이너 내부로 방출하여 화재를 신속하게 진압할 수 있으며, 화재 발생 시 기계적인 방식으로 경보음을 발생시켜 외부의 사람에게 알려줄 수 있으므로 작동 및 구성의 단순성과 신뢰성을 동시에 확보할 수 있다.
또한 소화 설비의 누설 여부 역시 점검유닛을 통해 기계적인 방식으로 쉽게 확인할 수 있다.
이상에서 본 발명은 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연하며, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
1 : 컨테이너 10 : 케이싱
11 : 케이싱도어 20 : 약제저장부
22 : 공급제어밸브 23 : 압력게이지
30 : 공급파이프 40 : 분사구
51 : 점검밸브 52 : 1차측 압력전달배관
53 : 2차측 압력전달배관 54 : 누설결과표시부
541 : 점검튜브 542 : 제1다이어프램
543 : 제2다이어프램 544 : 이동격막
60 : 개폐부재 70 : 경보가스이송파이프
71 : 경보발생통 72 : 진동구
73 : 통공 74 : 파열판
80 : 가스저장부 81 : 경보가스제어부
82 : 제어챔버 83 : 개폐블록
84 : 다이어프램 85 : 슬라이드블록
86 : 슬라이드실링재 90 : 과압배출밸브

Claims (13)

  1. 화물을 운송하는 컨테이너에 설치되어 컨테이너 내부에서 발생하는 화재를 진압하기 위한 파이프형 소화 설비로서,
    상기 컨테이너 내부에 설치되며, 화재를 진압하기 위한 소화약제를 저장하는 약제저장부;
    상기 컨테이너 내부에 상기 약제저장부와 분리되어 설치되며 경보음 발생을 위한 압축가스를 저장하는 가스저장부;
    상기 약제저장부와 연결되어 소화약제를 공급받아 안내하며, 컨테이너 내부의 상부에 설치되는 공급파이프;
    상기 공급파이프에 연통되어 공급파이프를 통해 유동하는 소화약제를 컨테이너 내부로 분사하는 분사구;
    상기 분사구 또는 공급파이프 내측에 설치되어 있다가 화재시 열에 의해 용융되면서 분사구 또는 공급파이프를 개방하는 개폐부재; 및,
    화재시 상기 공급파이프 및 분사구를 통해 소화약제가 분사됨에 따라 소화약제의 압력이 일정 압력 이하로 저하되면 자동으로 상기 가스저장부의 압축가스를 공급하여 기계적인 경보음을 발생시키는 경보음발생유닛;
    을 포함하며,
    상기 경보음발생유닛은, 상기 가스저장부에 연결되어 가스저장부의 압축가스를 이송하는 경보가스이송파이프와, 상기 공급파이프에 연결되어 약제저장부로부터 공급되는 소화약제의 압력을 전달하는 약제압력전달파이프와, 상기 경보가스이송파이프와 상기 약제압력전달파이프에 연결되며 화재 발생 이전에는 상기 약제압력전달파이프로부터 공급되는 소화약제의 압력에 의해 상기 경보가스이송파이프의 유로를 차단하고 있다가 화재가 발생하여 상기 공급파이프를 통한 소화약제의 배출이 진행된 후 상기 약제압력전달파이프로부터 공급되는 소화약제의 압력이 일정 압력 이하로 저하될 경우 상기 경보가스이송파이프의 유로를 기계적으로 개방 작동하여 압축가스가 경보가스이송파이프를 통해 유동하는 것을 허용하는 경보가스제어부와, 상기 경보가스이송파이프의 전단부에 착탈가능하게 결합되고 컨테이너의 일측면을 통해 외부로 노출되게 설치되고 컨테이너의 외측으로 연통되는 통공이 형성되어 있는 금속 재질의 경보발생통, 상기 경보발생통 내부에 설치되어 경보가스이송파이프를 통해 상기 경보발생통 내부로 유입되는 압축가스에 의해 진동하면서 경보발생통을 두드려 경보음을 발생시키는 진동구, 및 상기 통공을 폐쇄하다가 화재 발생시 통공에서 압축가스에 의해 분리 또는 제거되면서 통공을 개방하는 파열판을 포함하는 선박운송용 컨테이너 내부의 화재진압을 위한 파이프형 소화 설비.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 경보가스제어부는, 상기 가스저장부와 경보가스이송파이프와 약제압력전달파이프와 연결되는 제어챔버와, 상기 제어챔버 내부에 설치되어 상기 약제압력전달파이프를 통해 공급되는 소화약제의 압력을 전달받는 다이어프램과, 상기 제어챔버 내측에서 다이어프램과 연접하게 설치되어 다이어프램에 가해지는 압력에 의해 측방으로 수평하게 슬라이딩하면서 상기 가스저장부와 연결된 입구와 경보가스이송파이프와 연결된 출구를 개폐하는 개폐블록을 포함하는 선박운송용 컨테이너 내부의 화재진압을 위한 파이프형 소화 설비.
  4. 제1항에 있어서, 상기 경보가스제어부는, 상기 가스저장부와 경보가스이송파이프와 약제압력전달파이프와 연결되는 제어챔버와, 상기 제어챔버 내부에 설치되어 상기 약제압력전달파이프를 통해 공급되는 소화약제의 압력을 전달받아 측방으로 수평하게 슬라이딩하면서 상기 가스저장부와 연결된 입구와 경보가스이송파이프와 연결된 출구를 개폐하는 슬라이드블록과, 상기 슬라이드블록의 상부면과 하부면 각각에 부착되어 제어챔버의 상부면과 하부면을 따라 미끄러지는 슬라이드실링재를 포함하는 선박운송용 컨테이너 내부의 화재진압을 위한 파이프형 소화 설비.
  5. 제1항에 있어서, 상기 공급파이프 내부의 소화약제의 압력을 감지하여 화재가 발생하지 않은 상태에서 상기 공급파이프 및 분사구를 통한 소화약제의 누설 여부를 점검하는 점검유닛을 더 포함하는 선박운송용 컨테이너 내부의 화재진압을 위한 파이프형 소화 설비.
  6. 제5항에 있어서, 상기 점검유닛은, 상기 공급파이프에 설치되는 점검밸브와, 일단이 상기 점검밸브의 전방측에 연결되어 점검밸브의 폐쇄시에 약제저장부와 점검밸브 사이의 소화약제의 압력을 전달받는 1차측 압력전달배관과, 일단이 상기 점검밸브의 후방측에 연결되어 점검밸브 후방측의 공급파이프 내의 소화약제의 압력을 전달받는 2차측 압력전달배관과, 상기 1차측 압력전달배관의 다른 일단부와 2차측 압력전달배관의 다른 일단부에 연결되어 1차측 압력전달배관을 통해 전달되는 소화약제의 압력과 2차측 압력전달배관을 통해 전달되는 소화약제의 압력의 차이를 외부로 표시하는 누설결과표시부를 포함하는 선박운송용 컨테이너 내부의 화재진압을 위한 파이프형 소화 설비.
  7. 제6항에 있어서, 상기 누설결과표시부는 양단이 각각 상기 1차측 압력전달배관 및 2차측 압력전달배관과 연결되는 점검튜브와, 상기 점검튜브의 양측부를 밀폐하도록 설치되어 1차측 압력전달배관 및 2차측 압력전달배관을 통해 전달되는 소화약제의 압력을 전달받아 탄력적으로 변형되는 제1다이어프램 및 제2다이어프램과, 상기 제1다이어프램 및 제2다이어프램 사이에 배치되어 제1다이어프램 및 제2다이어프램의 변형에 의해 이동하는 이동격막과, 상기 이동격막의 상단 및 하단에 설치되어 점검튜브의 상부면과 하부면을 따라 구름 운동하는 슬라이드베어링을 포함하는 선박운송용 컨테이너 내부의 화재진압을 위한 파이프형 소화 설비.
  8. 제1항에 있어서, 상기 분사구는 컨테이너의 천장을 향해 물을 분사하는 선박운송용 컨테이너 내부의 화재진압을 위한 파이프형 소화 설비.
  9. 제1항에 있어서, 상기 약제저장부는 함체 형태로 되어 컨테이너 내부에 설치되는 케이싱 내에 수납되는 선박운송용 컨테이너 내부의 화재진압을 위한 파이프형 소화 설비.
  10. 제9항에 있어서, 상기 케이싱을 관통하도록 형성되는 과압배출공과, 상기 컨테이너의 일면에 상기 과압배출공과 연결되게 설치되어 과압배출공을 통해 일정 압력 이상이 가해지면 개방 작동되면서 컨테이너 내부의 가스를 외부로 배출하는 과압배출밸브를 더 포함하는 선박운송용 컨테이너 내부의 화재진압을 위한 파이프형 소화 설비.
  11. 제1항에 있어서, 상기 개폐부재는 상기 분사구 내측에서 분사구를 폐쇄하고 있다가 화재시 특정 온도에서 용융되는 열용융재로 된 선박운송용 컨테이너 내부의 화재진압을 위한 파이프형 소화 설비.
  12. 제1항에 있어서, 상기 개폐부재는, 화재시 특정온도에서 녹는 금속 용융재 또는 유리벌브가 이탈되면 분사공 내측을 폐쇄하도록 설치된 개폐판이 분사공을 개방하도록 된 폐쇄형 스프링클러 헤드인 선박운송용 컨테이너 내부의 화재진압을 위한 파이프형 소화 설비.
  13. 제1항에 있어서, 상기 개폐부재는, 강관으로 된 공급파이프 내부에 설치되어 특정 온도에서 용융하며 내부에 약제저장부에서 공급되는 소화약제가 수용된 플렉시블 플라스틱관으로 이루어진 선박운송용 컨테이너 내부의 화재진압을 위한 파이프형 소화 설비.
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