KR102289465B1 - 동시시험이 가능한 방화문 내화 시험장치와 시험방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 동시시험이 가능한 방화문 내화시험장치와 그 시험방법에 관한 것이다. 본 발명은 동시시험이 가능한 방화문 내화시험장치에 있어서, 전면에 클램프가 형성되며, 시험체의 내화(耐火) 능력을 시험할 수 있도록 내부에는 상기 시험체가 안착되는 공간이 형성된 수직가열로와 상기 시험체를 가열하기 위하여 상기 수직가열로의 내부에 다수개가 설치되 화염이 퍼져서 나오도록 화염 분출 형태가 유선형으로 되어 있는 버너와 상기 버너를 인화시키도록 하기 위해 상기 버너에 가스를 인입하는 가스관과 상기 버너와 버너 사이에는 상기 수직가열로의 내부온도를 감지하는 다수개의 온도센서와 상기 수직가열로의 후면에 수평방향으로 결합 형성되어, 상기 버너에 공기를 공급하는 급기관과 상기 수직가열로의 하부에 연결되어, 연소된 공기를 배출하기 위해 외부로 연장 형성되어 있는 배기댐퍼와 상기 수직가열로의 상부와 연결 형성되어, 상기 시험체의 연소된 연기를 외부로 배출하도록 상기 배기댐퍼와 외부에서 연통하는 후드와 상기 배기댐퍼와 외부로 연통하여 결합되고, 상기 수직가열로에서 배출되는 공기에 포함되는 미세분진과 오염물질을 제거하도록 내부에 팬이 구비된 집진기와 정보처리장치와 PLC로 구성되며, 원격으로 상기 수직가열로를 제어하는 중앙운전실을 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.

Description

동시시험이 가능한 방화문 내화 시험장치와 시험방법{Fire door fireproof test device and test method capable of to simultaneous test}

본 발명은 동시시험이 가능한 방화문 내화(耐火) 시험장치와 시험방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 수직가열로 3개를 동시에 작동시켜, 3개의 방화문의 내화시험이 동시에 가능한 방화문 내화 시험장치와 시험방법에 관한 것이다.

일반적으로 건물의 내부에서 화재가 발생될 경우에 화염 및 연기의 확산을 방지하기 위하여 스프링쿨러를 설치하거나 출입구의 상단에 방화 셔터를 설치하여 연기 및 화염이 차단되도록 하고 있으나, 화재시 연기가 매우 빠른 속도로 확산되어 출입구 등을 통하여 건물 전체가 연기에 감싸이게 되므로 대피가 곤란하게 된다.

방화문은 통상 건물에서 화재 발생 시, 화염과 유해가스의 침투를 막도록 설계된 문(門)이다. 따라서, 건물에 화재가 발생시, 화염 및 연기의 침투를 방지하도록 설계되어 있어, 화염의 전파를 최소화시키고 피난 경로를 확보하는 데 매우 중요한 시설이다.

따라서, 방화문은 화재발생시 대피자의 대피시간을 충분히 보장하여 피난에 이르는 시간이 확보되어야 하므로, 시중에 출고되기 전에 충분한 내화(耐火) 테스트가 요구되는 것이다.

일반적으로, 방화문의 내력을 시험하는 내화장치의 내화성능 테스트는 고압의 화염 또는 가스가 분출되면서 발생하는 고도의 대류, 복사에 의한 열유속(heat flux)과 침식력(erosive force)에 의한 내화(PFP; Passive Fire Protection)물질의 성능을 평가하는 것으로 일정한 크기의 시험편에 화염을 분사함으로써 시험이 이루어진다. 이때, 화염이 분사되는 노즐은 시험편의 전방에 수평하게 배치되며, 정해진 시간 동안 개구부의 발생, 화염의 발생 여부, 이면부의 온도가 일정한 온도를 넘지 않는 것을 기준으로 하여 성능을 평가하게 된다.

그러나, 상기과 같은 방화문을 시험을 성능하는 장치들은 1번에 1개씩의 방화문의 내화성능을 테스트하는 것이 거의 대부분이라 많은 시간이 든다는 단점이 있었다.

그래서, 최근에는 방화문 등의 내화성능을 시험하는 장치는 방화문의 내화시험을 동시에 다수개를 한꺼번에 시도하는 장치에 관한 개발이 있어 왔다.

대한민국 특허공개 제2016-0038602호 대한민국 특허공개 제2015-0114847호 대한민국 특허공개 제2008-0033594호

따라서, 본 발명은 수직가열로 3개를 동시에 내화 테스트를 시도할수 있으므로, 동시에 방화문 여러개를 내화 능력의 테스트를 할수 있어, 시간과 비용을 많이 단축시킬 수 있는 동시시험이 가능한 방화문 내화 시험장치와 그 시험방법을 제공할 수 있는 것을 목적으로 한다.

또한, 가열로 내부에 있느 다수개의 버너의 압력을 모니터링할 수있는 모니터링 시스템이 구비된 방화문의 내화시험장치와 그 시험방법을 제공할 수 있는 것을 목적으로 한다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 본 발명은 동시시험이 가능한 방화문 내화시험장치에 있어서, 본 발명은 전면에 개폐를 위한 클램프가 형성되며, 시험체의 내화(耐火) 능력을 시험할 수 있도록 내부에는 상기 시험체가 안착되는 공간이 형성된 수직가열로와 상기 시험체를 가열하기 위하여 상기 수직가열로의 내부에 다수개가 설치되 며, 균등하게 가열하도록 일정한 간격으로 설치되는 버너와 상기 버너를 인화시키도록 하기 위해 상기 버너에 가스를 인입하는 가스관과 상기 버너와 버너 사이에는 상기 수직가열로의 내부온도를 감지하는 다수개의 온도센서와 상기 수직가열로의 후면에 수평방향으로 결합 형성되어, 상기 버너에 공기를 공급하는 급기관과 상기 수직가열로의 하부에 연결되어, 연소된 공기를 배출하기 위해 외부로 연장 형성되어 있는 배기댐퍼와 상기 수직가열로의 상부와 연결 형성되어, 상기 시험체의 연소된 연기를 외부로 배출하도록 상기 배기댐퍼와 외부에서 연통하는 후드와 상기 배기댐퍼와 외부로 연통하여 결합되고, 상기 수직가열로에서 배출되는 공기에 포함되는 미세분진과 오염물질을 제거하도록 내부에 팬이 구비된 집진기와 정보처리장치와 PLC로 구성되며, 원격으로 상기 수직가열로를 제어하는 중앙운전실을 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 배기댐퍼는 육면체 형상의 중공(中空)의 하우징으로 이루어져 상기 수직가열로에서 배출되는 연소가스를 외부로 배출시키는 배기관과 상기 배기관 내의 배기량을 조절하기 위하여, 상기 배기관 내부에 형성되는 사각날개 형상의 팬과 상기 배기관의 외부 표면에 형성되어 있는 모터를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 배기관 내의 배기 온도를 낮추는 냉각댐퍼와 외부의 공기를 흡입하는 배기팬이 상기 배기댐퍼와 각각 일정간격 이격되어 연결 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 시험체를 내화 테스트를 할 때, 상기 배기팬의 속도와 관계없이 상기 배기댐퍼의 개도율은 일정하게 제어되는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명은 방화문을 여러개를 동시에 내화(耐火) 테스트를 할수 있어, 방화문의 내화 테스트 시간을 크게 단축할 수 있는 방화문의 내화시험 장치와 시험방법을 제공할 수 있는 효과가 있는 것이다.

또한, 내화 시험장치의 3개의 수직가열로에 배기팬을 1개만 설치해도 동시에 내화 테스트가 가능하므로, 제조나 설치비용을 줄일수 있는 효과도 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 방화문 내화 시험장치의 구성도.
도 2a는 수직가열로의 사진.
도 2b는 클램프 사진
도 3은 수직가열로 전면의 구성도.
도 4는 버너와 온도센서의 사진
도 5는 수직가열로 후면의 구성도.
도 6은 배기관과 모터의 사진.
도 7은 수직가열로를 중앙운전실을 통해 제어하는 것을 설명하기 위한 도면.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 내화 시험장치를 중앙운전실에서 제어하는 화면을 예시하는 사진.
도 9는 내화시험장치를 이용하여 내화시험하는 방법을 나타내는 흐름도.
도 10은 압력 모니터링 시스템의 구성도.
도 11은 압력 모니터링 시스템을 이용하여 본 발명의 방화문 내화시험장치를 제어하는 방법의 흐름도.

이하에서는 본 발명의 양호한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시가 되더라도 가능한 한 동일 부호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.

또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

또한, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위하여 사용된 것에 불과하므로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현도 의미하는 것임을 미리 밝혀두고자 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 방화문 내화 시험장치의 구성도이고, 도 2a는 수직가열로의 사진이고, 도 2b는 클램프 사진이고, 도 3은 수직가열로 전면의 구성도이고, 도 4는 버너와 온도센서의 사진이고, 도 5는 수직가열로 후면의 구성도이고, 도 6은 배기관과 모터의 사진이고, 도 7은 수직가열로를 중앙운전실을 통해 제어하는 것을 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 내화 시험장치를 중앙운전실에서 제어하는 화면을 예시하는 사진이고, 도 9는 내화시험장치를 이용하여 내화시험하는 시험방법을 나타내는 흐름도이고, 도 10은 압력 모니터링 시스템의 구성도이고, 도 11은 압력 모니터링 시스템을 이용하여 본 발명의 방화문 내화시험장치를 제어하는 방법의 흐름도이다.

도 1은 본 발명에 의한 방화문의 내화 시험장치(A)로서, 방화문 등과 같은 시험체를 가열로(10)의 내부에 수용, 안치시켜 시험체를 버너(20)를 이용하여 가열하여 시험체인 방화문의 내화(耐火) 능력을 테스트하는 장치이다. 여기서, 상기 가열로(10)는 수직가열로가 바람직할 것이다. 상기 시험체라는 것은 방화문 등과 같은 내화시험을 하는 대상을 의미한다.

참고로, 상기 수직가열로란 건축물에 사용되는 방화문, 방화셔터, 승강기문 등이 화재나 고열(高熱)에 노출됐을 때 정해진 시간 동안에 차열(열의 차단) 및 차염(화염의 차단) 기능을 유지하는지 확인하기 위한 필수적인 시험시설로 최소 800℃, 최고 1,300℃까지 가열될 수 있다.

도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 방화문 내화 시험장치(A)는 수직가열로(10), 버너(20), 가스관(30), 온도센서(40), 급기관(50), 배기댐퍼(60), 후드(70), 집진기(80) 및 중앙운전실(100)로 크게 구성된다.

도 2a 나타난 바와 같이, 상기 수직가열로(10)는 사면체 형상의 대형 수직가열로일 수 있으며, 상기 시험체는 방화문을 비롯한 문(門)과 같은 형태의 구조부재가 이에 해당하며, 상기 구조부재는 벽구조부재, 기둥구조부재 등등 일 수 있지만 이에 국한되는 것은 아니다.

상기 수직가열로(10)의 Casing 재질은 두께가 6t 이상인 강재 플레이트(Steel Plate 6t)로 하고, 적절한 보강재를 설치하여 재하시험 및 기타의 외력에 충분히 견딜 수 있는 내구성을 지녀야 한다.

구체적으로, 수직가열로(10)는 연강판 및 형강의 용접 구조로 되어 있으며, 열응력을 고려하여 설계된다.

아울러, 본 발명의 실시예에 따른 수직가열로(10)는 내부의 온도에 따른 열손실을 최소화하고 수직가열로(10) 내부의 온도조건에 따라 제어되는 센서부재(미도시)를 구비할 수 있다.

도 2b에 나타난 바와 같이, 수직가열로(10)에는 시험체의 내화시험을 위하여 상기 수직가열로(10)의 전면에는 개폐를 위한 클램프(5)가 형성되며, 내부에 상기 시험체의 내화능력을 시험하도록 내부에는 시험체가 안착되는 공간이 형성되는 것이다.

또한, 도 3을 참조하면 연소장치인 버너(20)는 화염이 시험체에 직화하지 않고, 열을 방사하여 시험체를 가열하여 시험하는 것으로, 상기 수직가열로(10) 내부를 순환할 수 있으며 이때, 버너(20)는 수직가열로(10)의 내부의 전면에 일정한 간격과 배열로 설치되어 있다.

특히, 수직가열로(10)의 내부에 버너(20)가 다수개로서, 오와 열이 서로 균등하게 배치하여 수직가열로(10) 내부 온도를 균일하게 유지하여 열 순환이 원활하게 이루어지게 한다. 참고로, 상기 버너(20)의 수는 15~ 20개가 바람직할 것이다.

따라서, 상기 버너(20)는 상기 시험체에 균일한 가열시험을 위하여 상기 수직가열로(10)의 내부 온도를 균일하게 분포시키게 된다.

도시된 바와 같이, 버너(20)는 시험체인 방화문을 가열하도록 상기 수직가열로(10)의 내부에 4×4의 형태로 총 16개가 클램프(5)를 열면 직선으로 보이는 방향에 설치되며, 화염이 퍼져서 나오도록 화염의 분출형태가 유선형으로 되어 있다.

즉, 상기 버너(20)는 상기 시험체의 가열면을 보다 균등하게 가열하도록 가로 × 세로 각각 4개씩의 모두 16개가 균등한 간격 배치로 배열되어 있는 것이다.

이때, 상기 적어도 하나 이상의 버너(20)에서 분사된 유선형 화염은 방화문(시험체)이 일정 온도로 가열되도록 상기 수직가열로(10) 내부에서 순환되고, 상기 화염의 노출이 노즐(미도시)에 의해 조절될 수 있다. 그리고, 도시된 대로 압력센서(210)가 적어도 1개 이상 형성되어 유체 압력을 검출하는데, 압력센서(210)에 대하여는 나중에 자세히 설명하기로 한다.

한편, 도 4에 나타난 바와 같이, 버너(20)와 버너(20) 사이에는 온도센서(40)가 일정간격으로 다수개가 각각 형성되어 수직가열로(10)의 내부 온도를 감지한다. 즉, 상기 온도센서(40)는 버너(20)와 버너(20) 사이에 배열되며, 내부의 평균온도도 측정하며, 측정된 온도의 정보를 중앙운전실(100)의 정보처리장치(90)의 모니터에 표시하는 역할도 한다.

도 5를 보면, 상기 수직가열로(10)의 후면 하부에는 버너(20)에 가스를 인 입하도록 하기 위하여 가스관(30)이 형성된다. 따라서, 상기 버너(20)에 가스를 넣어 인화(引火)될 수 있도록 하기 위한 매개적 역할을 하는 것이다.

또한, 상기 수직가열로(10)의 후면에는 버너(20)에 수평방향으로 급기관(50)이 결합, 형성된다. 상기 급기관(50)은 버너(20)에 공기를 공급하여 연소 작용을 돕는 역할을 하는 것이다.

그리고, 상기 가스관(30)과 상기 급기관(50)은 서로 연통하여 함께 버너(20)에 공기와 가스를 넣어주어 인화(引火)시키는 것이다.

상기와 같이 버너(20)를 통하여 시험체를 가열시키면, 연소되어 나오는 공기를 외부로 배출하도록 하기 위하여 상기 수직가열로(10)의 하부에서 외부로 연장 형성되어 이루어진 배기댐퍼(60)가 형성된다.

도 6을 보면, 배기댐퍼(60)는 배기관(61)과 모터(62)로 이루어지는데, 상기 배기관(61)은 육면체 형상의 중공(中空)의 하우징으로 이루어져 상기 수직가열로(10)를 통하여 배출되는 연소가스를 외부로 배출시키는 배기관(61)과 상기 배기관(61)의 배기량을 조절하기 위하여, 상기 배기관(61) 내부에 형성되는 사각날개 형상의 팬(미도시)과 상기 배기관(61)의 외부 표면에 형성되어 역시 배기량을 조절하기 위한 모터(62)를 포함하여 이루어진다. 상기 모터(62)는 수동조작도 가능하다. 즉, 상기 배기관(61)은 수직가열로(10)의 내부에서 버너(20)의 연료 연소로 인해 발생한 고온의 배가스를 외부로 배출시키는 통로인 것이다.

부가적으로, 상기 배기관(61) 내부의 배기 온도를 낮추는 냉각댐퍼(미도시)와 외부의 공기를 흡입하는 배기팬(63: 도 8 참조)이 상기 배기댐퍼(60)와 각각 일정간격으로 이격되어 연결 형성되어 있다.

그리고, 다시 도 1을 참조하면, 상기 수직가열로(10)의 상부와 연결, 형성되어 시험체를 가열할 때 생성되는 연소된 연기를 외부로 배출시키는 후드(70)가 형성된다. 즉, 상기 후드(70)를 통하여 배기관(61)과 외부에서 서로 만나 연통하여 집진기(80)로 함께 포집되어 배출된다.

그리고, 상기 배기댐퍼(60)와 외부에서 연통, 결합하여 상기 수직가열로(10)에서 배출되는 공기에 포함되는 미세분진과 오염물질을 제거하도록 내부에는 팬(미도시)이 구비된 집진기(80)가 형성된다.

도 7을 참조하면, 중앙운전실(100)은 정보처리장치(90)와 PLC(P)로 구성되며, 상기 정보처리장치(90)는 상기 PLC(P)와 이더넷(ethernet) 방식으로 서로 연결되어 이루어진다. 즉, 수직가열로(10)는 원격으로 중앙운전실(100)을 통해 제어되며, 예를 들면, TCP/IP 통신을 통해 상기 수직가열로(10)가 제어될 수 있다.

참고로, 상기 정보처리장치(90)는 PC를 비롯하여, 노트북, 태블렛 등과 같은 통신장치 및 데이터베이스와 연계되어 다양한 처리 기능을 가지는 장치이다.

상기 중앙운전실(100)은 자동시험을 할 수 있는데, 미리 수직가열로(10)의 내부에 시험체를 이용하여 가동을 시작하기 전에 작업자가 자동시험 테스트를 실행하여 볼 수 있는 것이다.

즉, 상기 수직가열로(10)의 내부에 안치된 시험체의 내화시험 상태는 상기 중앙운전실(100)에서 모니터링될 수 있으며, 소정의 시간 동안 타이머를 이용한 설정으로 시험체를 버너(20)를 이용한 화력을 인가하여 내화시험을 할 수 있는 것이다.

또한, 중앙운전실(100)에서 상기 수직가열로(10)의 입구에 설치된 클램프(5)의 개폐를 리미트 스위치(6)를 작동시켜 실행하는 역할을 하는 것이다.

이하에서는 본 발명의 방화문의 내화시험장치(A)의 작동관계에 대하여 설명하기로 한다.

본 발명에 의한 방화문의 내화시험장치(A)는 리미트 스위치(6)를 이용하여 3개의 수직가열로(10)의 클램프(5)를 각각 개방시킨다. 상기 클램프(5)의 개폐신호는 중앙운전실(100)에서 정보처리장치(90) 또는 리미트 스위치(6)의 작동으로 이루어진다.

클램프(5)가 개방되고, 상기 시험체가 수직가열로(10)의 내부로 안착되면, 역시 리미트 스위치(6) 또는 정보처리장치(90)를 이용하여 수직가열로(10)의 클램프(5)를 각각 체결시켜 폐쇄한다.

수직가열로(10)의 내부에 형성된 다수의 버너(20)를 동시에 연소시켜, 연소시 발생하는 열을 수직가열로(10)의 내부로 각각 공급한다. 즉, 내부에 안착된 시험체를 약 800 ~ 1300 ℃ 정도의 온도로 가열하여 내부의 시험체의 내화능력을 각각 시험하게 된다. 여기서, 상기 온도는 중앙운전실(100)의 PLC(P)를 통하여 조절이 가능한 것이다.

상기 버너(20)를 통한 가열행위로 연소되는 배가스는 배기댐퍼(60)의 배기관(61)을 통하여 외부로 배출되고, 집진기(80)는 상기 배기관(61)에서 배출되는 배기 가스에 포함되는 미세분진과 대기오염 물질을 내부의 팬을 이용해서 제거하여 외부로 방출하는 것이다. 중앙운전실(100)에서 상기 배기팬(63)의 속도와 상기 배기댐퍼(80)의 개도율이 조절되는 것이며, 배기팬(63)의 최대 속도와 최소 속도는 PLC(P)에서 설정한다.

이하, 본 발명의 방화문 내화시험장치(A)의 제어방식에 대하여 설명한다.

수직가열로(10)의 내부압력이 높으면 배기댐퍼(60)를 개방하여 압력을 줄이고, 내부압력이 낮으면 반대로 상기 배기댐퍼(60)를 폐쇄하여 압력을 조절하는 것이다. 즉, 시험체를 내화 테스트를 할 때, 배기팬(63)의 속도와 관계없이 상기 배기댐퍼(60)의 개도율은 일정하게 유지되어 제어되는 것을 특징으로 한다.

배기댐퍼(60)의 압력은 항상 50% 이하로 설정시켜 두는 것이 바람직하다. 그 이유는 50% 이하가 될 때, 방화문 내화시험장치(A)에 대한 민감도와 안정성이 높기 때문이다. 만일, 50%를 초과하게 되면 절반 이상이 개방되므로, 상기 방화문 내화시험장치(A)의 민감도가 둔화되어, 압력을 상황에 맞게 공급하지 못하는 등의 내화시험장치(A)에 제대로 된 제어를 할 수가 없게 되기 때문이다.

상기 배기댐퍼(60)의 압력의 가장 적정한 범위는 20~ 40%로 되었을 때이며, 방화문 내화시험장치(A)의 민감도가 향상되어 적절한 퍼포먼스를 할수 있다.

만일, 작업자가 중앙운전실(100)에서 설정한 일정범위를 벗어나게 되면 배기팬(63)의 속도는 상승하게 되는데, 이러한 범위를 벗어나게 되면 배기댐퍼(60)의 개도율은 정상적으로 복귀, 유지하게 된다. 따라서, 배기팬(63)의 속도가 상승하여도 배기댐퍼(60)의 개도율은 항상 일정하게 유지가 되는데, 이것은 앞서 서술했지만, 배기댐퍼(60)의 압력을 항상 50% 미만으로 유지해야 하기 때문이다.

또한, 개도율이 높아지거나 낮아지는 경우 배기팬(63)이 작동해서 어느 정도의 속도에 수렴하면 개도율은 다시 복귀하여 유지된다. 즉, 배기팬(63) 속도와 무관하게 배기댐퍼(60) 개도율은 늘 일정하게 유지되기 때문이다.

그러므로, 배기팬(63)의 구동과 배기댐퍼(60)의 개도율의 지속적인 유지로 방화문 내화시험장치(A)를 제어할 수 있게 된다.

따라서, 종래의 3개의 수직가열로 마다 각각 하나씩 모두 3개의 배기팬(63)이 구비되어야 하는 데, 본 발명에 의한 방화문 내화시험장치(A)는 1개의 배기팬(63)을 설치해도 이를 충분히 커버할 수 있으므로 설치가 단순한 이점도 있는 것이다.

더 나아가, 상기 배기댐퍼(60)는 배가스 등을 포함한 오염된 실내 공기를 외부로 배출시키므로, 상기 배기댐퍼(60)에는 이러한 오염도의 기준치를 측정할 수 있는 센서(미도시)가 형성되는 것이 바람직할 것이다.

상기와 같은 방식으로 운용되는 방화문 내화시험장치(A)는 도 8을 참조하면, 중앙운전실(100)에서 운영프로그램에 의해 간단한 작동으로 현재의 내화시험장치(A)의 상태가 어떠한 것인지 모니터링될 수 있고, 모든 데이터(예, 오늘 실행한 시험체의 갯수, 버너(20)의 온도 등)가 상기 중앙운전실(100) 내의 정보처리장치(90)의 기억장치(미도시) 데이터베이스로 저장하여 추후에 분석자료로 활용할 수도 있다.

이하에서는, 방화문의 내화시험장치(A)를 이용하여 내화시험 방법에 관하여 도 9를 참조하여 설명하기로 한다.

본 실시예에서의 내화 시험방법은 시험의 대상인 시험체인 방화문(門)은 크기가 너비 2m, 높이 2.5m의 방화문을 예로 든다. 설치는 실제 사용되는 벽 구조에 맞게 설치한다.

3개의 수직가열로(10)에 시험체(방화문)를 1개씩 각각 고정시킨 후, 60분 동안 가열하여 화재에 저항하는 성능을 테스트하여 화재시 화염의 방지를 시험하는 형태인 것이다. 즉, 수직가열로(10)에 방화문과 같은 부재인 시험체를 수용하여 방화문의 내화(耐火) 성능이 어느 정도인가 시험하는 것이다.

본 실시예에 의한 시험방법에 대하여 설명하기에 앞서, 3개의 수직가열로(10)에 시험체 3개를 동시에 투입한다든지 또는 작은 시간 차이로 순차적으로 시험체를 투입시키는 방식임을 밝혀두고자 한다.

먼저, 중앙안전실(100)에서 작업자가 리미트 스위치(6)를 작동시켜 수직가열로(10)의 클램프(5)를 오픈시키는 것이다(제1단계).

다음으로, 상기 개방된 클램프(5)를 통하여 수직가열로(10)의 내부에 시험체를 수용하여 안착시키는 것이다(제2단계).

상기 시험체는 버너(20)를 통하여 가열하는 것인데, 상기 버너(20)는 상기 시험체를 골고루 가열할 수 있도록 4 × 4의 형태로 일정한 간격으로 배열되며, 화염이 퍼져서 나오도록 화염분출의 형태는 유선형이다.

따라서, 상기 버너(20)는 상기 시험체에 균일한 가열시험을 위하여 상기 수직가열로(10)의 내부에 편중되지 않고 고르게 각각 설치되어 상기 수직가열로(10)의 내부 온도를 균일하게 분포시키는 것이다.

다음 단계로, 수직가열로(10)의 클램프(5)를 닫아서 폐쇄하는 것이다(제3단계). 상기 제3단계도 마찬가지로 리미트 스위치(6) 등을 작동시켜 클램프(5)를 닫게 되는 것이다.

다음, 상기 3개의 수직가열로(10)의 내부에 안착된 시험체들을 가열하기 위하여 시험조건들을 설정시키는 것이다(제4단계). 상기 제4단계에서는 이를 테면, 상기 수직가열로(10)의 내부 온도, 버너(20)의 온도, 압력 등을 중앙운전실(100)에서 조작, 설정시켜 내화 테스트를 시작할 준비를 하는 것이다.

다음 단계로, 버너(20)의 화염순환 및 화염노출, 즉 버너(10)의 화염의 정도를 조절하면서 시험체들을 가열하는 것이다(제5단계).

중앙운전실(100)에서 시험시작 버튼(미도시)을 누르면, 내부의 16개의 버너(20)들이 각각 순차적으로 발화하고, 상기 버너(20)의 온도가 일정 온도에 도달하면서 시험체의 내화 테스트를 시작하는 것이다.

이때, 상기 버너(20)의 화염은 상기 수직가열로(10) 내부에서 순환되고 화염노출이 조절된다. 즉, 상기 버너(20)에서 분사된 유선형 화염은 상기 시험체가 일정 온도로 가열되도록 상기 수직가열로(10)의 내부에서 열기가 순환된다.

상기 제5단계는 약 1분 후에 버너(20)들이 1개씩 순차적으로 16개(4×4 배열이므로)가 1초 간격으로 하나하나 점화되며, 모든 점화 동작이 완료되면 타이머(미도시)가 작동하는 것이다. 상기 타이머의 동작과 동시에 방화문인 시험체의 내화시험이 시작되는 것이다.

이하, 중앙운전실(100)에서의 시험제어에 대하여 설명하기로 한다.

설정된 온도의 목표에 따라 배기댐퍼(60)가 PID제어에 의하여 제어된다. 매시간 마다 온도가 기준에 맞도록 상승하며, 배기댐퍼(60)의 개도율로 온도의 상승을 조절하는 것이다.

압력은 압력센서(210)의 값에 의하여 배기댐퍼(60)의 개도율이 변하며, 이것은 배기댐퍼(60)의 제어화면에 있는 목표차압으로 그 기준을 정할수 있는 것이다. 배기팬(63)의 속도가 상승하여도 역시 상기 배기댐퍼(60)의 개도율은 50%이하로 유지가 되어 제어된다.

상기와 같은 시험체의 내화시험이 끝나고 나면, 종료시간이 기록되며 모든 버너(20)들이 일제히 소등되는 것이다.

이러한 설정된 내화시간이 지나서 내화시험이 종료하면, 시작 시간과 종료 시간의 구간의 데이터가 출력되어 액셀 데이터 형태로 저장되고, 그 결과물을 출력할수 있는 것이다(제6단계).

따라서, 본 발명에 의한 방화문 내화시험장치(A)는 3개의 방화문 시험체를 동시에 내화 성능 테스트를 진행할 수 있으므로, 시간이 적게 들고 수월한 관리가 가능한 것이다.

이하에서는, 도 10을 참조하여 수직가열로(10)의 내부에 형성되어 시험체를 가열시키는 버너(20)의 압력을 모니터링하는 압력 모니터링 시스템(300)에 대한 설명을 하기로 한다.

상기 압력 모니터링 시스템(300)은 수직가열로(10)의 전면에 일정간격으로 이격되어 각각 장착되는 압력센서(210: 도 3 참조)가 형성된다.

상기 압력센서(210)는 다수의 버너(20)에 연료와 공기를 공급하도록 구성되는 배관(도면부호는 생략)에 각각 연결된 압력계(220)와 연결, 해당하는 배관을 통해 유입되는 유체 압력을 검출하도록 구성된다. 상기 압력센서(210)는 바람직하게는 압력센서인 PT(pressure transducer)를 채용할 수 있다.

상기 압력계(220)를 통하여 측정되는 압력을 기 저장된 기준값과 측정값을 비교하여 해당하는 제어신호를 중앙운전실(100)의 내부에 형성된 제어수단(200)이 정보처리수단(90) 또는 PLC(P)로 출력하는 것이다.

상기 제어수단(200)은 다수의 압력센서(210)에서 검출된 측정값을 근거로 이상 여부를 판단하여 직접적으로 중앙운전실(100)의 정보처리장치(90)나 PLC(P)에 형성된 경보기(미도시) 등을 통해 알람을 발생시켜 작업자나 근무자가 이를 인식할 수 있는 것이다.

상기 제어수단(200)은 버너(20)의 압력 상태를 중앙운전실(100)의 정보처리장치(90) 등의 수단을 이용한 모니터링이 가능하다.

앞서 설명했지만, 수직가열로(10)의 전면에 있는 압력센서(210)는 버너(20)의 내부 압력을 측정할 수 있도록 각각 압력계(220)가 연결된다.

이때, 압력계(220)는 열에 의한 손상과 정확한 측정을 위하여 열에 강한 스테인리스 계열의 내열강으로 형성된다.

제어수단(200)은 시험체를 수직가열로(10) 내에서 가열하는 버너(20)의 내부 압력을 압력계(220)와 연결된 압력센서(210)에서 측정하여 출력하는 측정된 값들을 수신한다.

그리고, 상기 제어수단(200)에서는 기 저장된 기준값과 압력센서(210)를 통해 전달되는 측정값을 비교한 후, 측정값과 편차를 중앙운전실(100)에 전달한다.

제어수단(200)은 기준값과 압력센서(210)의 측정값이 필요 이상으로 편차가 클 경우에는 알람을 통해 중앙안전실(100)에 알린다.

이를 통해, 상기 중앙운전실(100)에 위치한 작업자는 신속하게 표시된 정보처리장치(90) 또는 PLC(P)의 표시부(미도시)와 게이지(미도시)의 값을 보고 액화천연가스, 연소공기, 작동공기의 밸브(미도시)를 조정할 수 있게 되는 것이다.

상기 제어수단(200)은 0 ~ 10kpa의 측정범위로 설치되며, 다수개의 압력센서(210)을 통해 전달되는 측정값과 기준값의 편차가 크게 발생하면, 이를 중앙운전실(100) 등에 근무하는 작업자에게 알릴수 있는 것이다.

이를 통해, 현장에 위치한 작업자는 신속하게 표시된 표시부와 게이지의 값을 보고 액화천연가스, 연소공기, 작동공기의 밸브(미도시)를 조정할 수 있게 되는 것이다.

다음으로, 제어수단(200)에서 측정값과 편차를 전달받은 중앙운전실(100)은 편차가 심한 압력센서(210)로부터 액화천연가스, 연소공기, 작동공기의 밸브를 각각 조정함으로써 버너(20) 내의 압력이 기준값에 유지하도록 하게 되는 것이다.

따라서, 버너(20)의 압력을 실시간으로 측정하고 이를 모니터링할 수 있기 위하여 중앙운전실(100)로 데이터를 전송해서 수직가열로(10) 내부의 각 버너(20)의 상태를 모니터링 할 수 있는 압력 모니터링 시스템(300)을 구축할 수 있는 효과가 있다.

도 11을 참조하면, 상기 압력 모니터링 시스템(300)을 이용하여 본 발명의 방화문 내화시험장치(A)를 제어하는 방법의 흐름도이다.

먼저, 수직가열로(10)에서 방화문 시험체에 대한 내화시험과 같은 공정이 개시되면, 내부에 안착된 시험체를 내부에 있는 다수의 버너(20)를 이용해서 가열하여 내화시험을 실행한다.

상기 버너(20)의 측정값과 배기댐퍼(60)의 개도율을 입력한다(S 1).

상기 S 1은 중앙안전실(100)에서 수동으로 해당하는 수치를 입력하는 것으로서, 수동으로 제어하는 단계인 것이다.

다음에, 제어수단(200)은 버너(20)의 내부 압력을 압력계(220)와 연결된 압력센서(210)에서 측정하여 출력하는 측정된 값들을 수신한다.

상기 제어수단(200)은 기 저장된 기준값과 압력센서(210)를 통해 전달되는 측정값을 비교한 후, 측정값과 편차를 중앙운전실(100)에 전달한다(S 2).

상기 제어수단(20)에서 기준값과 압력센서(210)의 측정값이 필요 이상으로 편차가 클 경우에는 알람 등을 통해 알리는 것으로, 이를 통해, 표시된 표시부와 게이지의 값을 보고 버너(20)의 공기량이 변화된 사실을 알수 있는 것이다.

다음으로, 측정값과 편차를 전달받은 중앙운전실(100)의 PLC(P)는 배기댐퍼(60)의 개도율이 일정하게 유지되는지 아니면 상승 또는 하강 등과 같은 변화가 있는지 여부를 확인한다(S 3). 유의할 점은, 상기 S 3 단계부터는 모든 작동이 중앙안전실(100)에서 PID 제어로 이루어지게 된다.

상기 S 3에서 변화가 있다고 판단되면, 중앙안전실(100)에서 압력을 상승이나 하강을 시키는 방식으로 이를 조절한다(S 4).

그러면, 상기 중앙안전실(100)에서 배기댐퍼(60)의 개도율을 조절하고, 배기팬(63)의 속도를 조절하여 온도나 압력의 변화를 살피는 것이다(S 5).

상기 S 5에서 온도나 압력의 변화가 없으면 내화시험을 계속하여 진행하는 것이다(S 6).

따라서, 버너(20)의 압력을 실시간으로 측정하여 이를 모니터링 할 수 있도록 중앙운전실(100)에 관련된 데이터를 전송하고, 상기 중앙운전실(100) 내에서도 각 버너(20)의 상태를 쉽게 모니터링하여 만일, 압력이나 온도의 변환 등이 있으면 PID 제어를 통해 중앙운전실(100)의 PLC(P) 스스로 자동적인 조치를 취할 수 있는 우수한 효과가 있는 것이다.

이상에서와 같은 내용의 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 상기 기술한 실시 예는 예시된 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 첨부된 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구 범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

5 : 클램프 6 : 리미트 스위치
10 : 수직가열로 20 : 버너
30 : 가스관 40 : 온도센서
50 : 급기관 60 : 배기댐퍼
61 : 배기관 62 : 모터
63 : 배기팬 65 : 냉각댐퍼
70 : 후드 80 : 집진기
90 : 정보처리장치 P : PLC
100 : 중앙운전실
210 : 압력센서 220 : 압력계
300 : 압력 모니터링시스템 A : 내화시험장치

Claims (5)

1. 전면에 개폐를 위한 클램프가 형성되며, 시험체의 내화(耐火) 능력을 시험할 수 있도록 내부에는 상기 시험체가 안착되는 공간이 형성된 수직가열로;
   상기 시험체를 가열하기 위하여 상기 수직가열로의 내부에 다수개가 설치되 며, 균등하게 가열하도록 일정한 간격으로 설치되는 버너 ;
   상기 수직가열로 후면에는 버너를 인화시키도록 하기 위해 상기 버너에 가스를 인입하는 가스관;
   상기 버너와 버너 사이에는 상기 수직가열로의 내부온도를 감지하는 다수개의 온도센서;
   상기 수직가열로의 후면에 수평방향으로 결합 형성되어, 상기 버너에 공기를 공급하는 급기관;
   상기 수직가열로의 하부에 연결되어, 연소된 공기를 배출하기 위해 외부로 연장 형성되어 있는 배기댐퍼;
   상기 수직가열로의 상부와 연결 형성되어, 상기 시험체를 가열할 때, 생성되는 연기를 외부로 배출하도록 배기관과 외부에서 연통하는 후드;
   상기 배기댐퍼와 외부로 연통하여 결합되고, 상기 수직가열로에서 배출되는 공기에 포함되는 미세분진과 오염물질을 제거하도록 내부에 팬이 구비된 집진기;
   정보처리장치와 PLC로 구성되며, 원격으로 상기 수직가열로를 제어하는 중앙운전실;을 포함하는 동시시험이 가능한 방화문 내화시험장치에 있어서,
   
   상기 수직가열로의 내부 버너는 시험체인 방화문을 가열하도록 상기 수직가열로의 내부 좌우로 균등한 간격으로 화염이 퍼져서 나오도록 화염이 유선형으로 분출되도록 상기 버너가 16개 설치되며,
   상기 방화문 내화시험장치는 압력센서(210)를 적어도 1개 이상 설치하여 유체 압력을 검출하며, 상기 압력센서(210)의 값에 의하여 상기 배기댐퍼의 개도율이 변하며,상기 배기댐퍼의 제어화면에 있는 목표차압으로 제어 기준을 정하며,
   상기 배기댐퍼는
   육면체 형상의 중공(中空)의 하우징으로 이루어져 상기 수직가열로에서 배출되는 연소가스를 외부로 배출시키는 배기관;
   상기 배기관 내의 배기량을 조절하기 위하여, 상기 배기관 내부에 형성되는 사각날개 형상의 팬과 상기 배기관의 외부 표면에 형성되어 있는 모터를 포함하며,
   상기 배기관 내의 배기 온도를 낮추는 냉각댐퍼와 외부의 공기를 흡입하는 배기팬이 상기 배기댐퍼와 각각 일정간격 이격되어 연결 형성되는 것을 특징으로 하는 동시시험이 가능한 방화문 내화시험장치.
   
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4. 제1항에 있어서,
   상기 시험체를 내화 테스트를 할 때, 상기 배기팬의 속도와 관계없이 상기 배기댐퍼의 개도율은 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는 동시시험이 가능한 방화문 내화시험장치.
   
   
   
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