KR102158555B1 - 자력특성을 갖는 친환경 화재진압 급수배관시스템을 구비한 소방차 - Google Patents

자력특성을 갖는 친환경 화재진압 급수배관시스템을 구비한 소방차 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 자력특성을 갖는 친환경 화재진압 급수배관시스템을 구비한 소방차는, 탑승 가능하며, 엔진구동에 의해 작동하는 차량(10); 상기 차량(10)에 탑재되며 소방용수를 저장하는 물탱크(20); 상기 물탱크(20)의 후단에 설치되며 폼(foam)을 저장하는 폼탱크(30); 상기 물탱크(20)의 상단에 설치되며 소방호스를 보관하는 호스보관함(40); 및 이온활성 자화처리 기능을 가진 친환경 화재진압 급수배관시스템(1000)으로부터 유입되는 소방용수를 화재현장으로 토출하는 방수총(50);을 포함하되, 상기 친환경 화재진압 급수배관시스템(1000)은, 상기 물탱크(20)와 연통되며, 고압펌프(P)에 의해 소방용수를 이송하는 제1 압송관(100); 상기 제1 압송관(100)과 연결되고 유량을 낮추기 위해 출구 방향으로 분배구(201)가 형성된 분배기(200); 상기 분배구(201)와 병렬 연결되는 복수의 제2 압송관(300); 상기 제1 압송관(100) 및 제2 압송관(300)에 상호 독립적으로 체결되어 소방용수를 이송시키되, 소방용수를 화원에서 발생된 물질과 이온결합 기능을 상승시켜 연소반응을 억제시키는 관이음장치(400);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

자력특성을 갖는 친환경 화재진압 급수배관시스템을 구비한 소방차{Fire engine with environment-friendly fire-extinguish water feeding pipe system having magnetization property}
본 발명은 자력특성을 갖는 친환경 화재진압 급수배관시스템을 구비한 소방차에 관한 것으로, 보다 상세하게는 강한 자기장으로 소방용수의 이온을 활성화함으로써, 배관의 부식을 방지하여 장 수명을 기대할 수 있음은 물론, 소방용수의 연소반응 억제기능을 향상시키고, 맥동현상 및 병목현상을 방지하여 신속한 화재진압으로 인명과 재산을 보호할 수 있는 자력특성을 갖는 친환경 화재진압 급수배관시스템을 구비한 소방차에 관한 것이다.
일반적으로 소방차량은 화재가 발생할 경우 화재 현장까지 긴급하게 출동하여 차량 내에 담수되어 있는 물을 화재 현장에 분사시켜 줌으로써, 화재를 신속하게 진압하여 귀중한 생명을 보호함은 물론 재산피해를 최소한으로 줄여줄 수 있도록 한다.
화재는 자연 또는 인위적인 원인에 의하여 불이 물체를 연소시키고 인명과 재산의 손해를 주는 현상으로써, 크게 A급 화제, B급 화재, C급 화재 및 D급 화재로 구분한다.
먼저, A급 화재(일반가연물 화재)는 연소 후 재를 남기는 종류의 화재로써 목재, 종이, 섬유, 플라스틱 등으로 만들어진 가재도구, 각종 생활용품 등이 타는 화재로써, 주로 물에 의한 냉각소화 또는 분말소화 약제를 사용한다.
그리고 B급 화재(유류 및 가스화재)는 연소 후 아무 것도 남기지 않는 종류의 휘발유, 경유, 알코올, LPG 등 인화성액체, 기체 등의 화재로써, 공기를 차단시켜 질식 소화하는 방법으로 포소화약제를 이용하거나, 할로겐화합물, 이산화탄소, 분말소화약제 등을 사용한다.
이어서 C급 화재(전기화재)는 전기기계기구 등에 전기가 공급되는 상태에서 발생된 화재로써 전기적 절연성을 가진 소화약제, 이산화탄소, 할로겐화물소화약제, 분말소화 약제를 사용한다.
마지막으로 D급 화재는 리튬, 나트륨, 마그네슘 같은 금속 화재로 분류하는데, D급 화재에는 팽창질석, 팽창진주암, 마른 모래 등을 사용한다.
이러한 소화약제로 사용되는 물질에는 여러 가지가 있으나, 물은 비용이 저렴하고 변질의 우려가 없고 인체에 무해하여 소화약제로 가장 많이 사용되고 있다. 특히 물은 비열(1kcal/kg·℃)이 매우 커서 많은 열량을 흡수하며, 큰 증발잠열(539kcal/kg)로 인하여 기화 시 다량의 열을 주위에서 빼앗아 가연물을 냉각시키며, 기화 팽창률(1,650배)이 커서 수증기가 연소 면을 덮어 질식소화 효과가 큰 것으로 알려지고 있다.
그러나 물만을 단독으로 소화제로 사용할 경우에는 물의 어는점이 0℃로 0℃이하에서는 동결되어 관이 파손될 수 있으며 부식을 유발하는 문제가 있다. 이와 같은 물의 단점을 개선하기 위하여 물의 침투력을 증진시키기 위해 계면활성제를 첨가하고, 어는점을 낮추기 위하여 부동액을 첨가한 소화약제가 개발되기도 하였다.
대표적으로 강화액 소화약제와 포소화약제로 구분할 수 있을 것이다. 강화액 소화약제는 물에 소량의 계면활성제와 무기염을 첨가하여 소화능력과 어는점을 -20℃이하로 낮춘 소화약제이다. 강화액 소화약제에 사용되는 무기염으로는 탄산칼륨, 인산암모늄 등이 주로 사용되어지며, 황색 또는 무색의 점성이 있는 수용액으로 물이 가지는 소화효과와 첨가제가 가지는 부촉매 효과가 합쳐져 보다 우수한 소화성능을 나타낸다.
초기 개발된 강화액 소화약제는 수소이온농도, Ph가 11~12인 알칼리성용액으로 사용전후 용기에 대한 부식과 안전성의 문제가 컸으며, 주로 A급 화재에 적합하였다. 그러나 이후 개발되어진 강화액 소화약제는 Ph가 중성범위, A급뿐만 아니라 B급 화재에도 소화력을 갖는 강화액 소화약제도 개발되고 있다. 하지만, 밀폐 저장해야하는 등 저장환경이 제한적이고 가격이 고가인 단점이 있다.
최근 이러한 문제를 두루 해결하기 위한 방안으로 대한민국 공개특허공보 제10-2019-0034840호(발명의 명칭: 소방장치)를 제안한 바 있다. 제안된 문헌에 따르면, 소방장치에 물을 이온화시키는 이온수생성부를 구성하여 일반가연물 화재뿐만 아니라 유류화재를 효과적으로 진압하여 인명과 재산을 보호할 수 있도록 하였다.
그러나 소방용수는 펌프로부터 분당 300~500 리터의 유량이 흐르고 있으므로 자화 처리 능력이 부족하여 뚜렷한 연소반응 억제 효과를 거둘 수 없고, 자화처리 된 물 분자라도 노즐로부터 토출되어 화원에 도달되기 전 육각구조 물 분자 일부가 깨지게 됨에 따라 실질적인 연소반응 억제 효과를 달성할 수 없는 문제가 있다.
한국공개특허 제10-2019-0034840호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 소방 설비에 두루 적용할 수 있는 구조를 채택함과 함께 단일의 관에서 소방수의 흐름을 여러 갈래의 유로로 분기되게 구획하고, 구획된 유로마다 독립적으로 자화시키는 구조를 적용하여 고 유량과 유속에도 우수한 자화처리 성능을 구현해줌으로써, 전반적으로 연소반응 억제기능을 향상시켜 안전하고 신속한 화재 진압을 보장하기 위한 자력특성을 갖는 친환경 화재진압 급수배관시스템을 구비한 소방차를 제공함에 있다.
또한 본 발명은 기존 유량증대로 인한 압력상승 및 맥동현상을 해소함으로써, 소방수를 보다 고압으로 분사하는 자력특성을 갖는 친환경 화재진압 급수배관시스템을 구비한 소방차를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 일 실시 예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 자력특성을 갖는 친환경 화재진압 급수배관시스템을 구비한 소방차는, 탑승 가능하며, 엔진구동에 의해 작동하는 차량(10); 상기 차량(10)에 탑재되며 소방용수를 저장하는 물탱크(20); 상기 물탱크(20)의 후단에 설치되며 폼(foam)을 저장하는 폼탱크(30); 상기 물탱크(20)의 상단에 설치되며 소방호스를 보관하는 호스보관함(40); 및 이온활성 자화처리 기능을 가진 친환경 화재진압 급수배관시스템(1000)으로부터 유입되는 소방용수를 화재현장으로 토출하는 방수총(50);을 포함하되,
상기 친환경 화재진압 급수배관시스템(1000)은, 상기 물탱크(20)와 연통되며, 고압펌프(P)에 의해 소방용수를 이송하는 제1 압송관(100); 상기 제1 압송관(100)과 연결되고 유량을 낮추기 위해 출구 방향으로 분배구(201)가 형성된 분배기(200); 상기 분배구(201)와 병렬 연결되는 복수의 제2 압송관(300); 및 상기 제1 압송관(100) 및 제2 압송관(300)에 상호 독립적으로 체결되어 소방용수를 이송시키되, 소방용수를 화원에서 발생된 물질과 이온결합 기능을 상승시켜 연소반응을 억제시키는 관이음장치(400);를 포함하며,
상기 분배기(200)의 일측과 상기 출구(301)의 일측에 각각 연결되는 와류유도관(250)을 더 포함하며, 상기 와류유도관(250)은, 상기 출구(301)의 일측에 상기 분배기(200)로부터 유입된 소방용수에 의해, 상기 방수총(50)으로 공급되는 소방용수의 진행방향에 대해 횡방향으로 전단력을 가하여 와류를 형성시킴으로써, 상기 소방용수의 유량 및 배출속도를 증대시키고,
상기 관이음장치(400)는, 중앙에 소방용수가 흐르는 통로(410a)가 형성되고, 양단에 소방수가 유입되는 공급배관과 소방수를 토출하는 배출배관이 각각 연결되는 연결부재(410); 상기 연결부재(410) 내에 다단으로 삽입되고, 통로(410)의 중심에서 외측방향으로 다단의 링 형 분기유로(420a)를 마련하는 구획부재(420); 및 상기 구획부재(420) 상에 방사형으로 배열되고, 상기 분기유로(420a)를 복수의 방사유로(430a)로 분할하며 소방용수를 자기장으로 이온화시키는 복수의 영구자석(430);을 포함하며,
상기 구획부재(420)는, 상기 연결부재(410)에 삽입되어 통로(410a)의 중심을 가로막는 코어샤프트(421); 상기 코어샤프트(421)의 외측에 삽입되어 제1 분기유로(420a)를 마련하는 내부파이프(422); 상기 내부파이프(422)의 외측에 삽입되어 제2, 제3 분기유로(420a)를 마련하는 외부파이프(423); 및 상기 코어샤프트(421), 내부파이프(422) 및 외부파이프(423)를 통로(410a)에 구속시키는 고정와셔(424);로 구성되고,
상기 방수총(50)은, 상기 제2 압송관(300)의 출구(301)에 연결되되, 상기 호스보관함(40)의 후단에 설치되고, 상기 관이음장치(400)로부터 유입되는 소방용수를 화재현장으로 토출하는 것을 특징으로 한다.
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상술한 구성으로 이루어지는 본 발명에 의하면, 경박 단소한 구조와 함께 소방 설비에 두루 적용할 수 있는 관이음장치을 채택하여 저렴한 비용으로 널리 보급할 수 있으며, 단일의 관에서 소방수의 흐름을 여러 갈래의 유로로 분기되게 구획하고, 구획된 유로마다 독립적으로 자화시키는 구조를 적용하여 고 유량과 유속에도 우수한 자화처리 성능을 구현할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은, 자화처리로 인해 배관의 부식을 방지함에 따라 장 수명을 기대할 수 있고, 별도의 약제를 사용하지 않아도 모든 등급의 화재에 적용할 수 있어 안전성과 보관성은 물론, 환경오염을 방지할 수 있어 친환경적이며, 소방수(물)의 쌍극자, 하이드로 늄 이온 등의 증가로 화원에서 발생된 물질과 이온결합기능이 상승하여 연소반응을 억제하는 부촉매 효과가 있다.
또한 본 발명은, 표면장력이 작아지고 계면활성도가 커져 유류 등 가연물에 대한 용해도 및 침투력이 증가하여 연소반응을 억제시킬 수 있으며, 증발잠열 효과가 극대화되어 냉각성능을 향상시키고, 액상 가연물의 화재 시 용해도와 표면 침투력이 가속되어 유막형성으로 인한 우수한 소화효과를 발휘할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은, 분배기에서 소방용수를 다수개 분기시키고, 분기시킨 소방용수를 와류시킴으로써 유량증대로 인한 압력상승 및 맥동현상을 감소시키며, 이에 따라 소방용수를 보다 고압으로 분사하는 효과가 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자력특성을 갖는 친환경 화재진압 급수배관시스템을 구비한 소방차를 도시한 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자력특성을 갖는 친환경 화재진압 급수배관시스템을 구비한 소방차를 도시한 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자력특성을 갖는 친환경 화재진압 급수배관시스템을 구비한 소방차에 있어서, 친환경 화재진압 급수배관시스템(1000)을 도시한 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자력특성을 갖는 친환경 화재진압 급수배관시스템을 구비한 소방차에 있어서, 관이음장치(400)의 요부를 절개하여 나타내는 부분 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자력특성을 갖는 친환경 화재진압 급수배관시스템을 구비한 소방차에 있어서, 관이음장치(400)를 전체적으로 분리하여 나타내는 분해도이고, 도 6은 상기 관이음장치(400)를 중심을 절개하여 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자력특성을 갖는 친환경 화재진압 급수배관시스템을 구비한 소방차에 있어서, 연결부재(410)를 나타내는 구성도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 자력특성을 갖는 친환경 화재진압 급수배관시스템을 구비한 소방차에 있어서, 몸통(411)을 나타내는 구성도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 자력특성을 갖는 친환경 화재진압 급수배관시스템을 구비한 소방차에 있어서, 커플러(412)를 나타내는 구성도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 자력특성을 갖는 친환경 화재진압 급수배관시스템을 구비한 소방차에 있어서, 구획부재(420)를 나타내는 구성도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 자력특성을 갖는 친환경 화재진압 급수배관시스템을 구비한 소방차에 있어서, 고정와셔(424)를 나타내는 구성도이다.
도 12 내지 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 자력특성을 갖는 친환경 화재진압 급수배관시스템을 구비한 소방차에 있어서, 영구자석(430)을 나타내는 구성도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 자력특성을 갖는 친환경 화재진압 급수배관시스템을 구비한 소방차에 있어서, 소방용수를 자화 처리하는 과정을 나타내는 흐름도이다.
이하 본 발명에 관하여 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예 및 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 또한, 본 발명의 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.
첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일 예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자력특성을 갖는 친환경 화재진압 급수배관시스템을 구비한 소방차를 도시한 측면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자력특성을 갖는 친환경 화재진압 급수배관시스템을 구비한 소방차를 도시한 평면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 자력특성을 갖는 친환경 화재진압 급수배관시스템을 구비한 소방차는, 탑승 가능하며, 엔진구동에 의해 작동하는 차량(10); 상기 차량(10)에 탑재되며 소방용수를 저장하는 물탱크(20)와, 상기 물탱크(20)의 후단에 설치되며 폼(foam)을 저장하는 폼탱크(30)와, 상기 물탱크(20)의 상단에 설치되며 소방호스를 보관하는 호스보관함(40)과, 이온활성 자화처리 기능을 가진 친환경 화재진압 급수배관시스템(1000)으로부터 유입되는 소방용수를 화재현장으로 토출하는 방수총(50)을 기본적으로 포함한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자력특성을 갖는 친환경 화재진압 급수배관시스템을 구비한 소방차에 있어서, 상기 친환경 화재진압 급수배관시스템(1000)을 도시한 개념도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 자력특성을 갖는 친환경 화재진압 급수배관시스템을 구비한 소방차에 있어서, 상기 친환경 화재진압 급수배관시스템(1000)은, 상기 물탱크(20)와 연통되며 고압펌프(P)에 의해 소방용수를 이송하는 제1 압송관(100)과, 상기 제1 압송관(100)과 연결되고 유량을 낮추기 위해 출구 방향으로 분배구(201)가 형성된 분배기(200)와, 상기 분배구(201)와 병렬 연결되는 복수의 제2 압송관(300)과, 상기 제1 압송관(100) 및 제2 압송관(300)에 상호 독립적으로 체결되어 소방용수를 이송시키되, 소방용수를 화원에서 발생된 물질과 이온결합 기능을 상승시켜 연소반응을 억제시키는 관이음장치(400);를 포함할 수 있다.
이때, 상기 방수총(50)은 상기 제2 압송관(300)의 출구(301)에 연결되되, 상기 호스보관함(40)의 후단에 설치되고, 상기 관이음장치(400)로부터 유입되는 소방용수를 화재현장으로 토출하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 제2 압송관(300)의 출구(301)에는 상기 방수총(50) 뿐 아니라 상술한 소방호스가 직접 연결될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 자력특성을 갖는 친환경 화재진압 급수배관시스템을 구비한 소방차는, 상기 분배기(200)의 일측과 상기 출구(301)의 일측에 각각 연결되는 와류유도관(250)을 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 와류유도관(250)은, 상기 출구(301)의 일측에 상기 분배기(200)로부터 유입된 소방용수에 의해, 상기 방수총(50)으로 공급되는 소방용수의 진행방향에 대해 횡방향으로 전단력을 가하여 와류를 형성시킴으로써, 상기 소방용수의 유량 및 배출속도를 증대시키는 것을 특징으로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자력특성을 갖는 친환경 화재진압 급수배관시스템을 구비한 소방차에 있어서, 상기 관이음장치(400)의 요부를 절개하여 나타내는 부분 단면도이다.
상기 관이음장치(400)는 옥내/외 소화설비, 스프링클러 설비, 분무 소화설비, 동력소방 펌프, 소방 자동차, 드렌처(drencher) 설비, 연결 송수관 설비, 호스 릴 설비 등에 부착될 수 있으며, 도 4에 도시된 바와 같이 연결부재(410)와 구획부재(420) 및 영구자석(430)을 주요 구성으로 하는 이온 활성 자화처리 기능을 가진다.
또한 상기 관이음장치(400)는 비교적 경박 단소한 구조와 함께 소방 설비에 두루 적용할 수 있는 구조를 채택하여 저렴한 비용으로 널리 보급할 수 있고, 단일의 관에서 소방수의 흐름을 여러 갈래의 유로로 분기되게 구획하여 고 유량과 유속에도 우수한 자화처리 성능을 구현할 수 있는 것을 주요 요지로 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자력특성을 갖는 친환경 화재진압 급수배관시스템을 구비한 소방차에 있어서, 상기 관이음장치(400)를 전체적으로 분리하여 나타내는 분해도이고, 도 6은 상기 관이음장치(400)를 중심을 절개하여 나타내는 단면도이다.
도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 연결부재(410)는 소방 설비를 이루는 각종 배관 사이에 개재되는 이음 관으로서, 중앙에 소방용수가 흐르는 통로(410a)가 형성된다. 예컨대, 상기 연결부재(410)의 양단에는 소방용수가 유입되는 상기 제1 압송관(100)의 공급배관;과 소방용수를 토출하는 상기 제1 압송관(100)의 배출배관;이 각각 연결될 수 있고, 상술한 제 2압송관(300)의 공급배관 및 배출배관이 각각 연결될 수 있음은 물론이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자력특성을 갖는 친환경 화재진압 급수배관시스템을 구비한 소방차에 있어서, 상기 연결부재(410)를 나타내는 구성도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 연결부재(410)는 몸통(411)과 한 쌍의 커플러(412) 및 패킹(414)으로 구성된다. 몸통(411)은 설정된 관경과 40A 내지 120A 호칭별로 형성되고, 한 쌍의 커플러(412)는 몸통(411)의 양단에 각각 체결되어 배관과의 이음을 유도하며, 패킹(414)은 몸통(411)과 커플러(412) 사이에 개재되어 이음매를 밀봉한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 자력특성을 갖는 친환경 화재진압 급수배관시스템을 구비한 소방차에 있어서, 상기 몸통(411)을 나타내는 구성도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 상기 몸통(411)은 내면에 후술하는 영구자석(430)의 삽입 고정을 유도하는 복수의 몸통슬롯(411a)이 방사형으로 배열되고, 양단 외측으로 커플러(412)와의 체결을 유도하는 수나사(411b)가 일체로 형성된다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 자력특성을 갖는 친환경 화재진압 급수배관시스템을 구비한 소방차에 있어서, 상기 커플러(412)를 나타내는 구성도이다.
상기 커플러(412)는, 일단 내면에 몸통(411)의 단부를 감싸지게 수용하며 수나사(411a)와 체결되는 암나사(412a)와, 암나사(412a)의 외면에 하나 이상 돌출되어 회전조작을 유도하는 공구돌기(412b)와, 암나사(412a)의 타단으로 배관과 체결되는 커넥터(412c)가 각각 일체로 형성된다.
이때, 상기 커넥터(412c)는 암나사 유형과 수나사 유형으로 구분될 수 있는데, 도 9a에 도시된 바와 같이 몸통(411)의 일단에 체결되는 커플러(412)에는 공급배관과 연결되는 암나사가 형성되고, 도 9b에 도시된 바와 같이 몸통(411)의 타단에 체결되는 커플러(412)에는 배출배관과 연결되는 수나사가 형성된다. 물론, 수나사와 암나사의 위치는 소방 설비에 맞춰 임의대로 변형이 가능하다.
한편, 상기 구획부재(420)는 통로(410a)로 흐르는 소방용수를 분기함과 함께 영구자석(430)을 배치시키는 것으로, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이 상기 연결부재(410) 내에 다단으로 삽입되고, 통로(410a)의 중심에서 외측방향으로 다단의 링 형 분기유로(420a)를 마련한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 자력특성을 갖는 친환경 화재진압 급수배관시스템을 구비한 소방차에 있어서, 상기 구획부재(420)를 나타내는 구성도이다.
도 5 및 도 10을 참조하면, 상기 구획부재(420)는 코어샤프트(421), 내부파이프(422), 외부파이프(423) 및 고정와셔(424)로 구성된다.
상기 코어샤프트(421)는 연결부재(410)에 삽입되어 통로(410a)의 중심을 가로막는다.
상기 내부파이프(422)는 상기 코어샤프트(421)의 외측에 삽입되어 제1 분기유로(420a)를 마련한다.
상기 외부파이프(423)는 내부파이프(422)의 외측에 삽입되어 제2, 제3 분기유로(420a)를 마련한다.
상기 고정와셔(424)는 코어샤프트(421), 내부파이프(422) 및 외부파이프(423)를 통로(410a)에 구속시키는 역할을 한다.
한편, 상기 코어샤프트(421)는 양단에 고정와셔(424)의 체결을 유도하는 나사홀(421b)이 일체로 형성되고, 외면에 영구자석(430)의 삽입 고정을 유도하는 복수의 코어슬롯(421a)이 방사형으로 배열된다.
마찬가지로 상기 내부파이프(422) 및 외부파이프(423)는 상호 독립적으로 내·외면에 영구자석(430)의 삽입 고정을 유도하는 복수의 내부연결슬롯(422a) 및 외부연결슬롯(423a)이 방사형으로 각각 배열된다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 자력특성을 갖는 친환경 화재진압 급수배관시스템을 구비한 소방차에 있어서, 상기 고정와셔(424)를 나타내는 구성도이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 상기 고정와셔(424)는 소방용수가 흐르는 복수의 통공(424a)이 마련되고, 중앙에는 코어샤프트(421)의 나사홀(421b)에 체결되는 볼트(424b)가 개재된다.
또한, 상기 고정와셔(424)는 상기 코어샤프트(421), 상기 내부파이프(422) 및 상기 외부파이프(423)를 가로막는 위치에 다단 편성되는 구속링(424c)과, 상기 구속링(424c)의 중심으로부터 코어슬롯(421a), 내부연결슬롯(422a) 및 외부연결슬롯(423a)을 가로막는 위치에 방사로 배열되는 구속살대(424d)가 일체로 형성된다.
즉, 상기 구속링(424c)은 제1, 제2, 제3 분기유로(420a)의 중앙에 편성되어 영구자석(430)을 구속시키고, 상기 구속살대(424d)는 코어슬롯(421a), 내부연결슬롯(422a) 및 외부연결슬롯(423a)의 위치에 각각 배열되어 자체 회전 방지와 함께 영구자석(430)을 구속시켜 준다.
이때, 고정와셔(424)는 일면이나 타면으로 통과하는 소방용수의 이물질을 여과하는 철망을 더 부착할 수도 있다. 물론, 철망은 고정와셔(424)로부터 교체가 용이하도록 탈착 가능하게 구성함이 바람직하다.
한편 도 4 내지 도 6을 참조하면, 상기 영구자석(430)은 8,500∼14,000 가우스(Gauss)를 가져 통로(410a)에 흐르는 소방용수를 자기장으로 이온화시키는 것으로, 구획부재(420) 상에 방사형으로 배열되어 분기유로(420a)를 복수의 방사유로(430a)로 분할한다.
도 12 내지 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 자력특성을 갖는 친환경 화재진압 급수배관시스템을 구비한 소방차에 있어서, 상기 영구자석(430)을 나타내는 구성도이다.
도 12를 참조하면, 상기 영구자석(430)은 일단에 코어슬롯(421a)과 외면 측 연결슬롯(422a)(423a)에 삽입되는 부채꼴 단면의 몸체(431)와, 몸체(431)의 타단에 돌출 연장되어 내면 측 몸통슬롯(411a), 내부연결슬롯(422a) 및 외부연결슬롯(423a)에 삽입되는 머리(435)가 일체로 형성된다.
도 13을 참조하면, 상기 영구자석(430)은 통로(410a)에 대응하는 길이를 가진 단일체 또는 통로(410a)의 길이에 따라 둘 이상 연설되는 복수체로 구성될 수 있다. 즉, 몸통(411)의 길이가 158㎜의 경우, 영구자석(430)은 149㎜ 길이를 가진 단일체로 구성할 수 있고, 연결 오차를 감안하여 44㎜ 길이를 가진 영구자석(430)을 3개로 연설되는 복수체로 구성할 수 있다.
도 14를 참조하면, 상기 영구자석(430)은 분기유로(420a) 상에 통로(410a)와 수직하는 방향으로 3.0 내지 5.0㎜ 간극으로 인접하게 배열되어 복수의 방사유로(430a)를 마련한다. 따라서 구획부재(420)에 의해 단일의 통로(410a)는 3구역의 분기유로(420a)로 분할되고, 분할된 분기유로(420a)는 영구자석(430)들에 의해 3.0 내지 5.0㎜ 간극을 가진 방사유로(430a)로 전환된다.
이때, 상기 영구자석(430)은 서로 인접하는 것끼리 또는 서로 마주보는 것끼리 다른 극성으로 편성되고, 내측 또는 외측에 위치하는 분기유로(420a)에 배열된 개수를 기준으로 서로 인접되는 타측 분기유로(420a)마다 2배수의 기하급수로 편성된다.
예컨대 제1 분기유로(420a)에 10개의 영구자석(430)이 배열되었다면, 제2 분기유로(420a)에는 20개의 영구자석(430)이 배열되고, 제3 분기유로(420a)에는 40개의 영구자석(430)이 배열된다. 따라서 제1 분기유로(420a)에는 10곳의 방사유로(430a)가 마련되고, 제2 분기유로(420a)에는 20 곳의 방사유로(430a)가 마련되며, 제3 분기유로(420a)에는 40곳의 방사유로(430a)가 마련된다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 자력특성을 갖는 친환경 화재진압 급수배관시스템을 구비한 소방차에 있어서, 소방용수를 자화 처리하는 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 15에 도시된 바와 같이, 일측 통로(410a)로 유입되는 소방용수는 제1, 제2, 제3 분기유로(420a)로 분기되고, 분기유로(420a)에 마련된 3~5㎜ 간극의 방사유로(430a)를 통과한다. 이 과정에서 영구자석(430)의 자기장에 의해 자화처리 되어 이온 활성으로 오각구조의 물 분자가 육각구조의 물 분자로 전환된다. 따라서 영구자석(430)의 N극과 S극의 자기장이 물의 표면장력을 낮춰 물 분자구조를 극히 작게 쪼게 듯 조밀한 집단을 이루어지게 한다.
이하, 본 발명에 따른 자력특성을 갖는 친환경 화재진압 급수배관시스템을 구비한 소방차가 가지는 효과를 입증하기 위해 아래의 실험을 토대로 분석해 보았다.
<실험방법>
본 발명에 따른 자력특성을 갖는 친환경 화재진압 급수배관시스템을 구비한 소방차에 있어서, 상술한 친환경 화재진압 급수배관시스템(1000)을 통과한 소방용수 300㎖와, 일반 수돗물 300㎖를 각 분무기에 개별적으로 담고, 스테인리스용기에 각각 담겨진 경유 20㎖에 토치램프를 이용하여 점화시킨 이후 분무기로 소방용수(자기처리수)와 일반 수돗물을 완전히 소화할 때까지 분무하는 과정을 3회 실시하였다.
<실험조건>
상기 친환경 화재진압 급수배관시스템(1000)에 사용된 영구자석은 10,000∼10,600 가우스(Gauss)의 자기력을 가진 것을 이용하였고, 일반 수돗물은 부안 댐 수자원공사에서 상수도로 공급되는 물을 사용하였다.
<실험결과>
소화시간(초) / 분사횟수(회)
실험1 실험2 실험3
소방용수(자기처리수) 20 / 26 16 / 21 10 / 15
일반 수돗물 45 / 47(소화실패) 20 / 25 17 / 23
실험결과 표 1과 같이 소방용수(자기처리수)와 일반 수돗물의 분사횟수 및 소화시간을 살펴보면, 소방용수(자기처리수)가 일반 수돗물에 비해 전반적으로 분사횟수와 소화시간이 현저하게 낮다는 것을 알 수 있다.
화염의 변화 경유표면의 변화
실험1 실험2 실험3 실험1 실험2 실험3
소방용수(자기처리수) 화염이
작아짐		 화염이 작아짐 화염이
작아짐		 표면에서 끓음 표면에 작은
끓는 현상 		표면에 작은
끓는 현상
일반 수돗물 화염이커짐
(소화실패)		 화염이
커짐 		화염이
커짐		 굉음과
함께 비산
(소화실패)		 굉음과
함께 비산		 굉음과
함께 비산
실험결과 표 2와 같이 소방용수(자기처리수)와 일반 수돗물로 소화하는 과정에서 화염의 변화를 살펴보면, 소방용수(자기처리수)는 화염이 작아지면서 표면에서 끓는 현상만이 발생하는 안정적이었으나, 일반 수돗물은 화염이 점차적으로 커지면서 굉음과 함께 비산되는 매우 위험한 현상이 발생하였다.
이와 같이 본 발명에 따른 자력특성을 갖는 친환경 화재진압 급수배관시스템을 구비한 소방차는, 경박 단소한 구조와 함께 소방 설비에 두루 적용할 수 있는 관이음구조를 채택하여 저렴한 비용으로 널리 보급할 수 있다. 그리고 단일의 관에서 소방용수의 흐름을 여러 갈래의 유로로 분기되게 구획하고, 구획된 유로마다 독립적으로 자화시키는 구조를 적용하여 고 유량과 유속에도 우수한 자화처리 성능을 구현할 수 있다.
더불어 본 발명에 따른 자력특성을 갖는 친환경 화재진압 급수배관시스템을 구비한 소방차는, 자화처리로 인해 배관의 부식을 방지함에 따라 장 수명을 기대할 수 있고, 별도의 약제를 사용하지 않아도 모든 등급의 화재에 적용할 수 있어 안전성과 보관성은 물론, 환경오염을 방지할 수 있다. 그리고 소방용수(물)의 쌍극자, 하이드로 늄 이온 등의 증가로 화원에서 발생된 물질과 이온결합기능이 상승하여 연소반응을 억제하는 부촉매효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 자력특성을 갖는 친환경 화재진압 급수배관시스템을 구비한 소방차는, 표면장력이 작아지고 계면활성도가 커져 유류 등 가연물에 대한 용해도 및 침투력이 증가하여 연소반응을 억제시킬 수 있다. 그리고 증발잠열 효과가 극대화되어 냉각성능을 향상시키고, 액상 가연물의 화재 시 용해도와 표면 침투력이 가속되어 유막형성으로 인한 우수한 소화효과를 발휘할 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 실시예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것이 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당해 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 유추할 수 있는 변형예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1000 : 친환경 화재진압 급수배관시스템
10 : 차량 20 : 물탱크
30 : 폼탱크 40 : 호스보관함
50 : 방수총
100 : 제1 압송관 200 : 분배기
201 : 분배구 250 : 와류유도관
300 : 제2 압송관 301 : 출구
400 : 관이음장치 410 : 연결부재
410a : 통로 411 : 몸통
411a : 몸통슬롯 411b : 수나사
412 : 커플러 412a : 암나사
412b : 공구돌기 412c : 커넥터
414 : 패킹 420 : 구획부재
420a: 제1, 제2, 제3 분기유로
421 : 코어샤프트 421a : 코어슬롯
421b : 나사홀 422 : 내부파이프
422a : 내부연결슬롯 423 : 외부파이프
423a : 외부연결슬롯 424 : 고정와셔
424a : 통공 424b : 볼트
424c : 구속링 424d : 구속살대
430 : 영구자석 430a : 방사유로
431 : 몸체 435 : 머리

Claims (3)

  1. 탑승 가능하며, 엔진구동에 의해 작동하는 차량(10);
    상기 차량(10)에 탑재되며 소방용수를 저장하는 물탱크(20);
    상기 물탱크(20)의 후단에 설치되며 폼(foam)을 저장하는 폼탱크(30);
    상기 물탱크(20)의 상단에 설치되며 소방호스를 보관하는 호스보관함(40); 및
    이온활성 자화처리 기능을 가진 친환경 화재진압 급수배관시스템(1000)으로부터 유입되는 소방용수를 화재현장으로 토출하는 방수총(50);을 포함하되,
    상기 친환경 화재진압 급수배관시스템(1000)은,
    상기 물탱크(20)와 연통되며, 고압펌프(P)에 의해 소방용수를 이송하는 제1 압송관(100); 상기 제1 압송관(100)과 연결되고 유량을 낮추기 위해 출구 방향으로 분배구(201)가 형성된 분배기(200); 상기 분배구(201)와 병렬 연결되는 복수의 제2 압송관(300); 및 상기 제1 압송관(100) 및 제2 압송관(300)에 상호 독립적으로 체결되어 소방용수를 이송시키되, 소방용수를 화원에서 발생된 물질과 이온결합 기능을 상승시켜 연소반응을 억제시키는 관이음장치(400);를 포함하며,
    상기 분배기(200)의 일측과 출구(301)의 일측에 각각 연결되는 와류유도관(250)을 더 포함하며, 상기 와류유도관(250)은, 상기 출구(301)의 일측에 상기 분배기(200)로부터 유입된 소방용수에 의해, 상기 방수총(50)으로 공급되는 소방용수의 진행방향에 대해 횡방향으로 전단력을 가하여 와류를 형성시킴으로써, 상기 소방용수의 유량 및 배출속도를 증대시키고,
    상기 관이음장치(400)는, 중앙에 소방용수가 흐르는 통로(410a)가 형성되고, 양단에 소방수가 유입되는 공급배관과 소방수를 토출하는 배출배관이 각각 연결되는 연결부재(410); 상기 연결부재(410) 내에 다단으로 삽입되고, 통로(410)의 중심에서 외측방향으로 다단의 링 형 분기유로(420a)를 마련하는 구획부재(420); 및 상기 구획부재(420) 상에 방사형으로 배열되고, 상기 분기유로(420a)를 복수의 방사유로(430a)로 분할하며 소방용수를 자기장으로 이온화시키는 복수의 영구자석(430);을 포함하며,
    상기 구획부재(420)는, 상기 연결부재(410)에 삽입되어 통로(410a)의 중심을 가로막는 코어샤프트(421); 상기 코어샤프트(421)의 외측에 삽입되어 제1 분기유로(420a)를 마련하는 내부파이프(422); 상기 내부파이프(422)의 외측에 삽입되어 제2, 제3 분기유로(420a)를 마련하는 외부파이프(423); 및 상기 코어샤프트(421), 내부파이프(422) 및 외부파이프(423)를 통로(410a)에 구속시키는 고정와셔(424);로 구성되고,
    상기 방수총(50)은, 상기 제2 압송관(300)의 출구(301)에 연결되되, 상기 호스보관함(40)의 후단에 설치되고, 상기 관이음장치(400)로부터 유입되는 소방용수를 화재현장으로 토출하는 것을 특징으로 하는, 자력특성을 갖는 친환경 화재진압 급수배관시스템을 구비한 소방차.
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