KR102289783B1 - 스프링클러 헤드 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스프링클러 헤드 조립체에 관한 것으로, 이를 위해 리테이너링의 확장에 의해 탑커플링과 로우커플링이 고정되는 제1헤드몸체;와, 상기 탑커플링과 체결되어 리테이너링을 확장시키는 피스톤이 퓨즈메탈을 사이에 두고 삽입되는 감열판;과, 상기 제1헤드몸체에 체결되고, 디플렉터가 외장된 연장관을 갖는 제2헤드몸체; 및 상기 디플렉터와 탑커플링의 사이에 상호 간 대칭되게 탄설되는 제1,2와샤스프링;을 포함하여 이루어지되, 상기 디플렉터는 상기 연장관과 밀착되는 디플렉터헤드가 더 결합되고,상기 제1,2와샤스프링은 상기 탑커플링과 디플렉터헤드에 각각 밀착되는 다수의 탄성날개를 갖고, 상기 제1와샤스프링과 제2와샤스프링의 사이에는 간격부재가 개재되고, 상기 간격부재는 퓨즈메탈의 용융초기 수축되는 리테이너링에 의해 제1와샤스프링이 경사 각도가 발생된다 하더라도 이를 흡수함으로써, 상기 제2와샤스프링은 균일한 탄성력을 유지하여 디플렉터헤드와 연장관의 사이로 소방수가 누수되는 것을 차단하여 콜드솔더링 현상을 방지할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

스프링클러 헤드 조립체{SPRINKLER HEAD ASSEMBLY}

본 발명은 스프링 클러 헤드 조립체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 화재 초기시 퓨즈메탈의 부분 용융에 의해 수축되는 리테이너링을 통해 감열판이 탈락되지 않으면서 소방수가 누수되어 발생되는 콜드솔더링 현상을 방지할 수 있도록 한 스프링클러 헤드 조립체에 관한 것이다.

일반적으로 화재가 연속적으로 진행되기 위해서는 점화원과 산소 및 가연물과 연쇄반응이 존재하여야 하는 바, 산소의 공급을 차단시키거나 연소의 연쇄반응을 차단시키는 것과 같이 가연물이나 산소공급원 또는 연쇄반응 중에서 어느 하나라도 제거할 수 있다면 화재를 진압할 수 있게 되며, 이러한 원리에 기초하여 각종 건물이나 공장과 같은 장소에서는 화재발생시 화재를 초기에 진압하기 위한 소화설비가 방호대상물이나 방호구역에 설치되어 사용되고 있다.

기존의 소화설비로는 연소범위내에 소화수를 직접 분사시킴으로서 방호대상물이 소화수의 증발열에 의하여 냉각되도록 함과 동시에, 소화수가 증발되면서 발생하는 수증기에 의하여 방호대상물 주변의 질식효과를 함께 유도하는 수계 소화설비와, 소화약제로서의 불활성가스를 이용하여 연소범위내에 있는 산소의 농도를 약 15% 이하로 유지시키는 가스계 소화설비로 대별될 수 있다.

상기와 같은 수계 소화설비 및 가스계 소화설비의 경우 그 시설되는 장소나 방호대상의 종류별로 다양한 형태를 가지기는 하지만, 화재의 발생시 소화수 또는 소화약제가 저장된 저장탱크로부터 소화수나 소화약제를 배관을 통하여 고압으로 이송시킴으로서, 방호대상물이나 방호구역에 설치된 소화용 분사노즐을 통하여 소화수 또는 소화약제가 분사되도록 한다는 기본적인 원리는 대부분 동일하게 이루어진다고 볼 수 있다.

통상 소화수나 소화약제를 분사시키는 방식으로는 건식(Dry type, 또는 개방식이라고도 함)과 습식(Wet type, 또는 밀폐식이라도 함)으로 나뉘어진다.

습식 스프링클러는 화재를 예방하기 위해 일반가정, 아파트, 상가에 주로 사용된다.

하지만 습식 스프링클러는 내부에 소화수가 충진된 것으로, 화재 초기시 퓨지메탈의 부분 용융으로 수축되는 리테이너링에 의해 소화수가 누수되어 이른바 '콜드 솔더링(Cold Soldering)' 현상이 나타나면서 화재 초기 진압을 방해하는 문제점이 발생되었다.

이러한 문제점은 "[집중취재] 불나도 안 터진다고? 스프링클러 헤드 ‘콜드 솔더링’ 논란" 및 "[단독] 주택용 스프링클러…"기준 72도에서도 안 터져"와 같은 타이틀로 인터넷에 기사화된 바 있다.

http://www.fpn119.co.kr/sub_read.html?uid=117290 http://www.mbn.co.kr/pages/news/newsView.php?news_seq_no=3716638

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 제1목적은, 화재 초기시 퓨즈메탈의 부분 용융에 의해 수축되는 리테이너링을 통해 감열판이 탈락되지 않으면서 소방수가 누수되어 발생되는 콜드솔더링 현상을 방지할 수 있도록 한 스프링클러 헤드 조립체를 제공하는데 있다.

본 발명의 제2목적은, 대칭되게 배치된 제1,2와샤스프링을 통해 코일스프링과 같은 탄성력을 유지시킬 수 있고, 또한 퓨즈메탈의 용융초기 수축되는 리테이너링에 의해 탑커플링과 제1와샤스프링이 경사 각도가 형성된다 하더라도 간격부재가 제2와샤스프링의 평행함을 유지시켜 제2와샤스프링이 가압하고 있는 디플렉터헤드와 연장관의 누수현상을 방지하여 콜드 솔더링 현상을 미연에 방지할 수 있도록 한 스프링클러 헤드 조립체를 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 특징에 따르면 제 1발명은, 스프링클러 헤드 조립체에 관한 것으로, 이를 위해 리테이너링의 확장에 의해 탑커플링과 로우커플링이 고정되는 제1헤드몸체;와, 상기 탑커플링과 체결되어 리테이너링을 확장시키는 피스톤이 퓨즈메탈을 사이에 두고 삽입되는 감열판;과, 상기 제1헤드몸체에 체결되고, 디플렉터가 외장된 연장관을 갖는 제2헤드몸체; 및 상기 디플렉터와 탑커플링의 사이에 상호 간 대칭되게 탄설되는 제1,2와샤스프링;을 포함하여 이루어지되, 상기 디플렉터는 상기 연장관과 밀착되는 디플렉터헤드가 더 결합되고,상기 제1,2와샤스프링은 상기 탑커플링과 디플렉터헤드에 각각 밀착되는 다수의 탄성날개를 갖고, 상기 제1와샤스프링과 제2와샤스프링의 사이에는 간격부재가 개재되고, 상기 간격부재는 퓨즈메탈의 용융초기 수축되는 리테이너링에 의해 제1와샤스프링이 경사 각도가 발생된다 하더라도 이를 흡수함으로써, 상기 제2와샤스프링은 균일한 탄성력을 유지하여 디플렉터헤드와 연장관의 사이로 소방수가 누수되는 것을 차단하여 콜드솔더링 현상을 방지할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

제2발명은, 제1발명에서, 상기 제2와샤스프링과 디플렉터헤드의 사이에는 디플렉터의 가압변형을 방지하고 디플렉터헤드에 가압력을 균일하게 전달하기 위해 제1평와샤가 개재되는 것을 특징으로 한다.

제3발명은, 제1발명에서, 상기 제1와샤스프링과 탑커플링의 사이에는 탑커플링의 탈락을 용이하게 하기 위해 탄성날개의 탄성력을 균일하게 전달시키는 제2평와샤가 개재되는 것을 특징으로 한다.

제4발명은, 제1발명에서, 상기 제1헤드몸체와 연장관에는 다수의 배플이 더 형성되고, 상기 배플은 소방수에 와류를 형성시켜 병목현상을 없애 소방수의 배출량을 증대시킬 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

제5발명은, 제1발명에서, 상기 간격부재는 EVA폼 또는 폴리우레탄 또는 합성고무 재질 중 어느 하나이고, 상기 제1,2와샤스프링의 사이에 압축된 상태로 개재되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 스프링클러 헤드 조립체에 따르면, 대칭되게 배치된 제1,2와샤스프링을 통해 코일스프링과 같은 탄성력을 유지시킬 수 있고, 또한 퓨즈메탈의 용융초기 수축되는 리테이너링에 의해 탑커플링과 제1와샤스프링이 경사 각도가 형성된다 하더라도 간격부재가 제2와샤스프링의 평행함을 유지시켜 제2와샤스프링이 가압하고 있는 디플렉터헤드와 연장관의 누수현상을 방지하여 콜드 솔더링 현상을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한 콜드 솔더링(Cold Soldering)' 현상을 방지하여 화재를 초기 진압할 수 있는 효과가 있다.

또한 배플을 통해 소화수에 와류 형성에 시켜 병목현상을 없애고, 이에 따라 소화수량을 증대시켜 화재를 효과적으로 진압할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 스프링클러 헤드 조립체의 사시도,
도 2는 도 1의 분해사시도,
도 3은 도 1의 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 스프링클러 헤드 조립체에서 콜드솔더링 현상을 방지하는 것을 나타내는 작동도,
도 5는 화재시 스프링클러 헤드 조립체의 작동도이다.

이하의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.

오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는 데 있어 혼돈을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.

도 1은 본 발명에 따른 스프링클러 헤드 조립체의 사시도이고, 도 2는 도 1의 분해사시도이고, 도 3은 도 1의 단면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은 화재 초기시 퓨즈메탈의 부분 용융에 의해 수축되는 리테이너링을 통해 감열판이 탈락되지 않고, 소방수가 누수되어 발생되는 콜드 솔더링 현상을 방지할 수 있도록 한 스프링클러 헤드 조립체(100)에 관한 것이다.

이러한 스프링클러 헤드 조립체(100)는 크게 3부분으로 구성되는데, 이는 감열판(20)이 결합되는 제1헤드몸체(10)와, 배관이 연결되는 제2헤드몸체(30)로 구성된다.

상기 제1헤드몸체(10)는 리테이너링(24)에 의해 탑커플링(23)과 로우커플링(22)이 고정된다.

상기 감열판(20)은 중앙에 피스톤(21)이 삽입되고, 상기 피스톤(21)은 리테이너링(24)을 체결 가압에 의해 확장시킬 수 있도록 퓨즈메탈(25)을 사이에 두고 상기 탑커플링(23)과 체결되는 구조이다.

여기서 상기 리테이너링(24)은 어느 한 부분이 개방된 것으로, 가압력이 발생되면 확장되고, 가압력이 해제되면 수축된다.

따라서 상기 감열판(20)은 피스톤(21)에 의해 로우커플링(22)과 탑커플링(23)이 일체로 결합된 구성이고, 탑커플링(23)이 가압하여 확장된 리테니너링(24)에 의해 제1헤드몸체(10)에 형성된 단턱(11)에 실링되게 고정된다.

상기 감열판(20)은 화재시 열을 감지하여 인가되는 열로 퓨즈메탈(25)을 용융시키고, 용융된 퓨즈메탈(25)의 공백에 따라 피스톤(21)에 의한 탑커플링(23)의 가압력이 약해짐으로써, 리테이너링(24)의 수축에 의해 로우커플링(22) 및 탑커플링(23)과 함께 제1헤드몸체(10)의 단턱(11)에서 탈락하게 된다.

상기 제2헤드몸체(30)는 상기 제1헤드몸체(10)에 체결되고, 소방수를 방사하는 디플렉터(40)가 외장된 연장관(31)을 갖는 구조이다.

이 때 상기 제1헤드몸체(10)와 연장관(31)에는 다수의 배플(B)이 더 형성되는데, 상기 배플(B)은 소방수에 와류를 형성시켜 병목현상을 없애고, 이에 따라 소방수의 배출량이 증대시킬 수 있도록 기능한다.

여기서 상기 디플렉터(40)는 상기 연장관(31)과 밀착되는 디플렉터헤드(41)가 더 결합되어 구성되는데, 이 때 상기 디플렉터헤드(41)는 디플렉터(40)의 일측으로 부분 돌출된다.

아울러 디플렉터헤드(41)의 가압력을 유지하고, 더불어 감열판(20)의 탈락을 용이하게 하기 위해 상기 디플렉터헤드(41)와 탑커플링(23)의 사이에는 상호 간 대칭되게 와샤스프링이 탄설된다.

본 발명에서는 제1와샤스프링(50a)과 제2와샤스프링(50b)이 간격부재(60)를 사이에 두고 상호 간 대칭되게 탄설되는 구조이다.

여기서 상기 제1,2와샤스프링(50a,50b)은 상기 탑커플링(23)과 디플렉터헤드(41)에 각각 탄설되는 경사진 다수의 탄성날개(51)를 갖고, 상기 디플렉터헤드(41)는 제2와샤스프링(50b)의 탄성날개(51)에 의해 연장관(31)과 밀착되어 수밀을 유지시킬 수 있도록 구성된다.

상기 제2와샤스프링(50b)과 디플렉터헤드(41)의 사이에는 디플렉터(40)의 가압변형을 방지하고 디플렉터헤드(41)에 가압력을 균일하게 전달하기 위해 제1평와샤(70a)가 개재된다.

그리고 상기 제1와샤스프링(50a)과 탑커플링(23)의 사이에는 탑커플링(23)의 탈락을 용이하게 하기 위해 탄성날개(51)의 탄성력을 균일하게 전달시키는 제2평와샤(70b)가 개재된다.

상기 간격부재(60)는 EVA폼 또는 폴리우레탄 또는 합성고무 재질 중 어느 하나로 구성되는 것으로, 상기 제1,2와샤스프링(50a,50b)의 사이에 압축된 상태로 개재된다.

이러한 간격부재(60)는 퓨즈메탈(25)의 용융초기 수축되는 리테이너링에 의해 탑커플링(23)과 제1와샤스프링(50a)이 경사 각도(θ)가 형성된다 하더라도 제2와샤스프링(50b)의 평행함을 유지시켜 제2와샤스프링(50b)이 가압하고 있는 디플렉터헤드(41)와 연장관(31)의 누수현상을 방지하여 콜드 솔더링 현상을 미연에 방지할 수 있게 된다.

통상 상기 와샤스프링은 탄성날개(51)가 8개가 방사상으로 형성되는데, 리테이너링(24)의 수축에 의해 탑커플링(23)이 경사 각도(θ)가 발생되어도 2 ~ 3개의 탄성날개를 제외한 5 ~ 6개의 탄성날개가 균형을 유지하여 경사지는 것을 방지할 수 있다.

하지만 경사 각도(θ)가 클 경우, 와샤스프링이 역시 경사 각도(θ)가 발생되는 문제점이 있고, 또한 단일개의 와샤스프링은 탄성력이 약해 감열판(20)의 탈락이 잘 이루어지지 않는 문제점이 발생된다.

본 발명에서는 대칭되게 배치된 제1,2와샤스프링(50a,50b)을 통해 코일스프링과 같은 탄성력을 유지시킬 수 있고, 또한 제1와샤스프링(50a)에 경사 각도(θ)가 발생된다 하더라도 간격부재(60)가 기울려진 경사 각도(θ)를 흡수할 수 있고, 이에 따라 제2와샤스프링(50b)은 균일한 탄성력을 유지하여 디플렉터헤드(41)와 연장관(31)의 사이로 소방수가 누수되는 것을 방지할 수 있게 되며, 이는 결국 콜드 솔더링 현상을 방지할 수 있는 구조가 마련되는 것이다.

도 4는 본 발명에 따른 스프링클러 헤드 조립체에서 콜드솔더링 현상을 방지하는 것을 나타내는 작동도이다.

도 4와 같이, 화재 초기시 퓨즈메탈(25)이 부분 용융되면, 탑커플링(23)을 가압하고 있는 피스톤(21)은 퓨즈메탈(25)의 용융되는 부분 만큼 미세 전진하게 된다.

그러면 상기 피스톤(21)과 체결된 탑커플링(23)은 리테이너링(24)을 가압하고 있는 가압력이 약해지며, 이에 따라 리테이너링(24)은 부분적인 수축 현상이 발생된다.

그러면 리테이너링(24)의 수축된 부위가 단턱(11)에서 벗어나면서 시일이 약화되고 기울려짐 현상이 발생되고, 이를 가압하고 있는 탑커플링(23)과 제1와샤스프링(50a) 역시 경사 각도(θ)가 발생된다.

이 때 탑커플링(23)과 제1와샤스프링(50a)이 경사 각도(θ)에 의해 기울기가 발생된다 하더라도, 상기 간격부재(60)가 경사 각도(θ)를 흡수하여 제2와샤스프링(50b)을 평행하게 유지시킴으로써, 제2와샤스프링(50b)이 가압하고 있는 디플렉터헤드(41)와 연장관(31)의 누수현상을 방지할 수 있다.

도 5는 화재시 스프링클러 헤드 조립체의 작동도이다.

도 5와 같이, 솔더링 현상이 방지된 스프링클러 헤드 조립체(100)는 감열판(20)이 탈락될 때까지 퓨즈메탈(25)이 용융되고, 이렇게 용융된 퓨즈메탈(25)의 공백에 따라 탑커플링(23)의 가압력이 약해짐으로써, 리테이너링(24)의 수축에 의해 감열판(20)과 더불어 로우커플링(22)과 탑커플링(23)은 제1헤드몸체(10)의 단턱(11)에서 탈락하게 된다.

그러면 상기 디플렉터(40)는 제1헤드몸체(10)로 단턱(11)으로 낙하되고, 낙하된 디플렉터(40)는 제1헤드몸체(10)로 외부로 노출된다.

그러면 제1헤드몸체(10)의 연장관(31)으로 배출되는 소방수는 디플렉터(40)에 의해 방사상으로 비산되면서 화재를 진압하게 된다.

본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

10: 제1헤드몸체 11: 단턱
20: 감열판 21: 피스톤 22: 로우커플링
23: 탑커플링 24: 리테이너링
25: 퓨즈메탈
30: 제2헤드몸체 31: 연장관
40: 디플렉터 41: 디플렉터헤드
50a: 제1와샤스프링 50b: 제2와샤스프링 51: 탄성날개
60: 간격부재
70a: 제1평와샤 70b: 제2평와샤
B: 배플

Claims (5)

1. 리테이너링(24)의 확장에 의해 탑커플링(23)과 로우커플링(22)이 고정되는 제1헤드몸체(10)와, 상기 탑커플링(23)과 체결되어 리테이너링(24)을 확장시키는 피스톤(21)이 퓨즈메탈(25)을 사이에 두고 삽입되는 감열판(20)와, 상기 제1헤드몸체(10)에 체결되고, 디플렉터(40)가 외장된 연장관(31)을 갖는 제2헤드몸체(30)와, 상기 디플렉터(40)와 탑커플링(23)의 사이에 상호 간 대칭되게 탄설되는 제1,2와샤스프링(50a,50b)으로 이루어지고, 상기 디플렉터(40)는 상기 연장관(31)과 밀착되는 디플렉터헤드(41)가 더 결합되고, 상기 제1,2와샤스프링(50a,50b)은 상기 탑커플링(23)과 디플렉터헤드(41)에 각각 밀착되는 다수의 탄성날개(51)를 갖고, 상기 제1와샤스프링(50a)과 제2와샤스프링(50b)의 사이에는 간격부재(60)가 개재되는 스프링클러 헤드에 있어서,
   상기 간격부재(60)는 디플렉터헤드(41)와, 연장관(31)의 사이로 소방수가 누수되는 것을 차단하여 콜드솔더링 현상을 방지할 수 있도록 퓨즈메탈(25)의 용융초기 수축되는 리테이너링(24)에 의해 제1와샤스프링(50a)이 경사 각도(θ)가 발생된다 하더라도 이를 흡수함으로써 상기 제2 와샤스프링(50b)은 균일한 탄성력을 유지하도록 구성되고,
   상기 와샤스프링은 탄성날개(51)가 8개가 방사상으로 형성되고, 리테이너링(24)의 수축에 의해 탑커플링(23)이 경사 각도(θ)가 발생되어도 2 ~ 3개의 탄성날개를 제외한 5 ~ 6개의 탄성날개가 균형을 유지하여 경사지는 것을 방지하도록 이루어지고,
   상기 제2와샤스프링(50b)과 디플렉터헤드(41)의 사이에는 디플렉터(40)의 가압변형을 방지하고 디플렉터헤드(41)에 가압력을 균일하게 전달하기 위해 제1평와샤(70a)가 개재되고,
   상기 제1와샤스프링(50a)과 탑커플링(23)의 사이에는 탑커플링(23)의 탈락을 용이하게 하기 위해 탄성날개(51)의 탄성력을 균일하게 전달시키는 제2평와샤(70b)가 개재되고,
   상기 제1헤드몸체(10)와 연장관(31)에는 다수의 배플(B)이 더 형성되고, 상기 배플(B)은 소방수에 와류를 형성시켜 병목현상을 없애 소방수의 배출량을 증대시킬 수 있도록 구성되어
   상기 감열판(20)이 탈락될 때까지 퓨즈메탈(25)이 용융되고, 상기 퓨즈메탈(25)의 공백에 따라 탑커플링(23)의 가압력이 약해짐으로써 상기 리테이너링(24)의 수축에 의해 감열판(20)과 로우커플링(22)과 탑커플링(23)은 제1헤드몸체(10)의 단턱(11)에서 탈락하며,
   상기 디플렉터(40)는 제1헤드몸체(10)로 단턱(11)으로 낙하되고 상기 디플렉터(40)는 제1헤드몸체(10)로 외부로 노출되어서 디플렉터(40)에 의해 소방수가 제1헤드몸체(10)의 연장관(31)으로 배출되어 방사상으로 비산되는 것을 특징으로 하는 스프링클러 헤드 조립체.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 간격부재(60)는 EVA폼 또는 폴리우레탄 또는 합성고무 재질 중 어느 하나이고, 상기 제1,2와샤스프링(50a,50b)의 사이에 압축된 상태로 개재되는 것을 특징으로 하는 스프링클러 헤드 조립체.

Images