KR102506556B1 - 열반응 온도에 따라 소방수 배출속도를 달리하는 스프링클러 - Google Patents

열반응 온도에 따라 소방수 배출속도를 달리하는 스프링클러 Download PDF

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Abstract

본 발명은 작동실험이나 화재로 인한 작동 이후에 재사용이 가능하되 스프링클러 헤드와 이동 가능하게 구비된 바이메탈체의 이동에 의해 씰의 분리 속도를 달리하여 화재로 인한 열의 온도에 따라 소방수의 배출 속도를 제어할 수 있는 스프링클러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 화재발생시에 그 열에 반응하는 감지수단에 지지되던 씰의 분리를 통해 개구부가 개방되어 소방배관의 소방수가 배출되는 스프링클러에 있어서, 상기 스프링클러는 소방배관과 상기 개구부가 관 연결되되 상기 개구부 출구 측에는 상기 씰이 구비된 스프링클러 헤드 및 상부가 상기 스프링클러 헤드와 이동가능하게 결합하되 하부는 상기 씰 외면 양측을 지지하도록 삽입되며, 열팽창계수가 서로 다른 금속재질이 일체로 형성된 바이메탈체를 포함하되, 상기 바이메탈체는 상기 스프링클러 헤드와 이동거리에 따라 상기 씰에 삽입되는 깊이를 조절하여 열의 온도에 따라 상기 씰의 분리속도가 빠르거나 느리게 조절할 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

열반응 온도에 따라 소방수 배출속도를 달리하는 스프링클러{Sprinkler}
본 발명은 작동실험이나 화재로 인한 작동 이후에 재사용이 가능하되 스프링클러 헤드와 이동 가능하게 구비된 바이메탈체의 이동에 의해 씰의 분리 속도를 달리하여 화재로 인한 열의 온도에 따라 소방수의 배출 속도를 제어할 수 있는 스프링클러에 관한 것이다.
종래의 스프링클러헤드는 감열부가 바이메탈이 아닌 퓨지블링크(Fusible link), 메탈피스(Metal piece) 또는 유리벌브(Glass blub) 등으로 되어 있어서 화재시 열에 의해 용해·파괴되어 헤드로부터 이탈됨으로써 한 번 작동하면 새로운 스프링클러헤드로 일대일 교체가 이루어지지 않으면 재사용이 불가능 하도록 되어있다.
또한, 설치장소의 온도에 따라 그에 맞는 감열부가 구비된 스프링클러헤드로 일일이 교환해주어야 하는 불편함이 있으며, 해당 스프링클러헤드의 작동시험을 하기 위해서는 헤드에 직접 열을 가해시험을 하여야 하며, 헤드가 정상 작동되었다 하더라도 정상 작동된 헤드는 감열부가 이미 용해·파괴 되었으므로 정상 작동된 헤드를 그대로 사용할 수가 없어서 헤드의 작동시험 자체가 무의미하게 되는 문제점이 발생하게 된다.
국내공개특허 제10-2004-33233호(공개일:2004.04.21.) 국내등록실용 제20-0303710호(공고일:2003.02.11.)
상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 화재로 인한 사용은 물론, 작동실험 이후에도 스프링클러헤드를 일대일 교체 하지 않고도 재사용할 수 있는 스프링클러를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명에 따른 열반응 온도에 따라 소방수 배출속도를 달리하는 스프링클러는 화재발생시에 그 열에 반응하는 감지수단에 지지되던 씰의 분리를 통해 개구부가 개방되어 소방배관의 소방수가 배출되는 스프링클러에 있어서, 상기 스프링클러는 소방배관과 상기 개구부가 관 연결되되 상기 개구부 출구 측에는 상기 씰이 구비된 스프링클러 헤드 및 상부가 상기 스프링클러 헤드와 이동가능하게 결합하되 하부는 상기 씰 외면 양측을 지지하도록 삽입되며, 열팽창계수가 서로 다른 금속재질이 일체로 형성된 바이메탈체를 포함하되, 상기 바이메탈체는 상기 스프링클러 헤드와 이동거리에 따라 상기 씰에 삽입되는 깊이를 조절하여 열의 온도에 따라 상기 씰의 분리속도가 빠르거나 느리게 조절할 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 바이메탈체는 상부가 상기 스프링클러 헤드 내부로 삽입되는 금속체 및 상기 스프링클러 헤드에 삽입된 상기 금속체가 이동 및 고정될 수 있게 상기 금속체와 나사 결합하는 이동조절나사를 포함하되, 소정 지름을 갖는 기둥형상으로 이루어지되 하부가 상기 씰에 삽입지지될 수 있게 소정각도로 절곡부가 형성된 상기 금속체는 제1금속과 제2금속으로 이루어지되 상기 제1금속은 상기 제2금속과 대비하여 열팽창계수가 높게 니켈, 철 및 망간의 합금으로 성형되며, 상기 제2금속은 상기 제1금속과 대비하여 열팽창계수가 낮게 니켈과 철의 합금으로 성형되고, 상기 제1금속은 상기 제2금속과 대비하여 더 많은 합금의 양을 갖되 상기 금속체 둘레면에 더 많이 노출될 수 있도록 하며, 상기 이동조절나사는 상기 스프링클러 헤드 외면에 형성된 관통공에 삽입된 상기 금속체 외면의 조임 정도에 따라 상기 관통공에 삽입된 상기 금속체가 상기 관통공의 형상을 따라 이동 및 고정될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 씰 하부에는 상기 금속체 하부가 삽입 지지되는 삽입홈이 형성되되 상기 금속체 외면과 면접하는 상기 삽입홈 내벽은 물론, 상기 관통공은 상기 절곡부의 경사각과 동일한 경사각을 갖도록 형성되며, 상기 스프링클러 헤드 외면에는 상기 이동조절나사의 이동거리를 식별하기 위한 눈금이 상기 관통공과 근접하게 표시된 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 종래와는 차별적으로 바이메탈체를 이용하여 작동실험은 물론, 화재로 인한 사용 이후에도 재사용이 가능하도록 함과 동시에 관통공에 표시된 눈금의 위치에 따라 관리자 또는 사용자가 금속체를 이동시켜 상기 금속체 하부에 지지된 씰의 삽입홈 내에 삽입된 깊이를 달리하여 열에 반응하는 상기 금속체의 휨 현상이 발생시에 개구부를 폐쇄 중인 상기 씰이 분리되는 속도를 조절할 수 있는 효과를 갖게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 열반응 온도에 따라 소방수 배출속도를 달리하는 스프링클러를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 열반응 온도에 따라 소방수 배출속도를 달리하는 스프링클러에 대한 씰을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 열반응 온도에 따라 소방수 배출속도를 달리하는 스프링클러에 대한 바이메탈체를 나타낸 도면.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 열반응 온도에 따라 소방수 배출속도를 달리하는 스프링클러에 대한 바이메탈체의 작용관계도.
도 6은 본 발명에 따른 열반응 온도에 따라 소방수 배출속도를 달리하는 스프링클러에 대한 작동실험시 개폐밸브의 잠김 모습을 도시한 도면.
이하, 상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백히 드러나게 될 것이며, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 열반응 온도에 따라 소방수 배출속도를 달리하는 스프링클러(이하, 간략하게 '스프링클러'라 한다)에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
먼저, 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 스프링클러(1)는 크게 스프링클러 헤드(100) 및 바이메탈체(200)를 포함한다.
더욱 상세하게 설명하면, 상기 스프링클러 헤드(100)는 도시한 바와 같이, 소방배관과 관 연결되되 후술하는 바이메탈체(200)에 의해 소방수가 개방되지 못하도록 폐쇄 상태를 가지며, 화재로 인하여 상기 바이메탈체(200)가 온도에 반응하여 그 상부를 축으로 하여 변형이 이루어지면 해당 소방배관으로 공급된 소방수가 개구부(110)를 통해 하방으로 배출되어 화재를 진압하기 위한 구성이다.
이를 위해, 스프링클러 헤드(100) 상부는 소방배관과 관 연결될 수 있도록 나사 결합하며, 해당 소방배관을 통해 공급되는 소방수는 상기 스프링클러 헤드(100)의 개구부(110)를 폐쇄한 씰(120)을 통해 배출이 불가능한 구조를 갖도록 설치된다.
이때, 씰(120) 외면에는 후술하는 복수의 금속체(220) 하부가 삽입 지지되는 삽입홈(121)이 다수 형성되며, 상기 금속체(210)가 지지될 수 있게 면접하는 상기 삽입홈(121) 내벽은 절곡부(219)의 경사각과 동일한 경사각을 갖도록 형성되며, 이를 통해 개구부(110)의 출구측까지 유입된 소방수가 상기 씰(120)에 의해 폐쇄된 상태를 갖도록 하는 것이 바람직하다.
아울러, 개구부(110)는 스프링클러 헤드(100) 외면에 형성된 볼 밸브 형태의 개폐밸브(130)에 의해 수동적으로 개폐 가능하도록 설치되며, 상기 개폐밸브(130)는 관리자가 본 발명인 스프링클러(1)의 작동 유무를 검사시에 '잠금' 상태로 전화 후, 인위적으로 바이메탈체(200)에 열을 가하여 그 동작 여부(예를 들어, 휨 현상)를 확인하도록 한다. (도 6 참조)
하여, 휨 현상에 의해 바이메탈체(200)가 변형되어 씰(120)이 분리되면 개폐밸브(130)에 의해 폐쇄된 부분에서 시작하여 개구부(110)의 출구측까지의 잔여수구역(Z)에 존재하는 잔여수의 배출 여부를 통해 소방배관에 존재하는 소방수를 배출하지 않고도 배출에 관한 작동 여부 또한 확인이 가능하게 된다.
스프링클러 헤드(100) 외면에는 금속체(210) 상부가 삽입되는 관통공(140)이 형성되어 스프링클러 헤드(100) 외면을 가압하는 후술하는 이동조절나사(220)의 가압 정도에 따라 상기 스프링클러 헤드(100) 외면에 고정 또는 이동가능하도록 설치된다.
이때, 관통공(140)은 상술한 삽입홈(121)과 동일하게 절곡부(219)의 경사각과 동일한 각도를 갖게 사선의 형상을 갖도록 스프링클러 헤드(100) 외면에 형성되어 금속체(210)가 상기 관통공(140)을 따라 이동시에 상기 금속체(210) 하부가 상기 삽입홈(121)의 내벽에 용이하게 지지된 상태에서 이동할 수 있도록 하며, 상기 관통공(140)과 근접한 상기 스프링클러 헤드(100) 외면에는 온도표시가 있는 눈금(150)이 형성되어 이동조절나사(220)의 가압 정도에 따라 상기 관통공(140) 내에서 이동하는 상기 금속체(210)의 이동거리가 식별될 수 있도록 한다. (도 4 및 도 5 참조)
아울러 스프링클러 헤드(100) 하부에는 씰(120)의 분리에 의해 개구부(110)로 소방수가 배출시, 해당 소방수가 부딪쳐 방사상으로 퍼져 나갈 수 있도록 확산판이 구비된다.
그리고, 상기 바이메탈체(200)는 화재로 인한 열의 온도에 선택적으로 반응하도록 하되 그 반응에 의한 휨 현상으로 형상 변화가 이루어지면 지지하던 씰(120)을 해지하여 상기 씰(120)의 분리를 통해 소방수가 배출될 수 있도록 하기 위한 구성으로 금속체(210) 및 이동조절나사(220)를 포함한다.
금속체(210)는 서로 다른 열팽창계수(Coefficient Of Thermal Expansion)를 갖는 두 금속을 일체화하여 화재로 인한 온도 변화에 반응하는 휨 현상에 의해 지지중인 씰(120)이 스프링클러 헤드(100)에서 분리되어 소방수가 개구부를 통해 배출될 수 있도록 하기 위한 구성으로 제1금속(211) 및 제2금속(213)을 포함한다.
제1금속(211)은 제2금속(213)과 비교하여 열팽창계수가 높은 금속인 니켈, 철 및 망간의 합금으로 성형되며, 상기 제2금속(213)은 상기 제1금속(211)과 대비하여 열팽창계수가 낮은 니켈과 철의 합금으로 성형된다.
금속체(210)는 도시한 바와 같이, 상부 또는 하부 중 적어도 어느 한 곳에 소정각도를 갖는 절곡부(219)가 형성되어 상기 금속체(210) 상부가 관통공(140)에 삽입되거나 씰(120)에 형성된 삽입홈(121)에 삽입 지지될 수 있는 구조로 형성되며, 특히 상부에는 이동조절나사(220)와 나사 결합하는 나사공(217)이 형성된 가압판(215)이 형성되어 상기 이동조절나사(220)의 가압 정도에 의해 상기 금속체(210)가 상기 관통공(140) 내에서 슬라이딩 이동할 수 있는 구조를 갖는다.
하여, 도시한 바와 같이, 화재로 인하여 스프링클러 헤드(100)으로 열기가 유입되면 그 열에 반응하여 휨 현상이 방생하게 되며, 그 현상을 통해 씰(120)의 하단을 지지하던 한 쌍의 금속체(220)가 이동조절나사(220)를 중심으로 휘어져 상기 씰(120)의 삽입홈(121)에서 이탈하게 됨으로써, 상기 씰(120)이 개구부(110)에서 분리되어 소방수의 배출이 가능하게 하는 것이다. (도 4 및 도 5 참조)
이때, 절곡부(219)의 각도(R)는 임의의 수평선(L)을 기준으로 약 20 내지 27도의 경사각을 갖도록 형성되어 지지의 용이성 및 휨 형상에 의한 분리의 용이성도 함께 갖도록 하는 것이 바람직하다.
나아가 소정지름을 갖도록 각각이 기둥형상으로 이루어진 금속체(220)를 형성하는 제1금속(211)과 제2금속(213)은 해당 지름 전체를 기준으로 상기 제1금속(211)의 둘레면(D1)이 상기 제2금속(213) 둘레면(D2)과 대비하여 약 2배 이상의 면적을 차지할 수 있게 상기 제1금속(211)이 더 많은 비율을 차지하도록 하여 화재시 열 반응에 의한 휨 현상이 용이하도록 한다.
상술한 구성들의 조합으로 이루어진 바이메탈체(200)는 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 절곡부(219)에 의해 소정각도로 절곡 형성된 금속체(210) 하부와 씰(120)에 형성된 삽입홈(121)의 삽입깊이(D3,D4)를 서로 달리할 수 있게 관통공(140)의 길이방향을 따라 눈금(150)에 표시된 온도표시에 맞게 상기 금속체(210)를 이동시켜 화재가 발생시에 상기 금속체(210)의 휨 현상에 의해 상기 삽입홈(121)에서 분리되는 상기 금속체(210)의 분리시간을 빠르게 또는 느리게 하도록 하여 소방수 배출시간을 관리자가 지정한 온도설정에 따라 다르게 할 수 있는 것이다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 스프링클러(1)는 종래와는 차별적으로 바이메탈체(200)를 이용하여 작동실험은 물론, 화재로 인한 사용 이후에도 재사용이 가능하도록 함과 동시에 관통공(140)에 표시된 눈금(150)의 위치에 따라 관리자 또는 사용자가 금속체(210)를 이동시켜 상기 금속체(210) 하부에 지지된 씰(120)의 삽입홈(121) 내에 삽입된 깊이(D3,D4)를 달리하여 열에 반응하는 상기 금속체(210)의 휨 현상이 발생시에 개구부(110)를 폐쇄 중인 상기 씰(120)이 분리되는 속도를 조절할 수 있는 효과를 갖게 된다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적인 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
1: 본 발명에 따른 열반응 온도에 따라 소방수 배출속도를 달리하는 스프링클러
100: 스프링클러 헤드
110: 개구부 120: 씰
121: 삽입홈 130: 개폐밸브
140: 관통공 150; 눈금
200: 바이메탈체
210: 금속체 211: 제1금속
213: 제2금속 215: 가압판
217: 나사공 219: 절곡부
220: 이동조절나사
D1: 제1금속의 둘레면 면적
D2: 제금속의 둘레면 면적
D3, D4: 삽입홈에 삽입된 금속체의 깊이
Z: 잔존수구역

Claims (3)

  1. 화재발생시에 그 열에 반응하는 감지수단에 의해 지지되던 씰(120)의 분리를 통해 개구부(110)가 개방되어 소방배관의 소방수가 배출되는 스프링클러(1)에 있어서,
    상기 스프링클러(1)는
    소방배관과 상기 개구부(110)가 관 연결되되 상기 개구부(110) 출구 측에는 상기 씰(120)이 구비된 스프링클러 헤드(100); 및
    상부가 상기 스프링클러 헤드(100)와 이동가능하게 결합하되 하부는 상기 씰(120) 외면 양측을 지지하도록 삽입되며, 열팽창계수가 서로 다른 금속재질이 일체로 형성된 바이메탈체(200);를 포함하되,
    상기 바이메탈체(200)는 상기 스프링클러 헤드(100)와 이동거리에 따라 상기 씰(120)에 삽입되는 깊이(D3,D4)를 조절하여 열의 온도에 따라 상기 씰(120)의 분리속도가 빠르거나 느리게 조절하는 것으로,

    상기 바이메탈체(200)는 상부가 상기 스프링클러 헤드(100) 내부로 삽입되는 금속체(210) 및 상기 스프링클러 헤드(100)에 삽입된 상기 금속체(210)가 이동 및 고정될 수 있게 상기 금속체(210)와 나사 결합하는 이동조절나사(220)를 포함하되,
    소정 지름을 갖는 기둥형상으로 이루어지되 하부가 상기 씰(120)에 삽입지지될 수 있게 소정각도로 절곡부(219)가 형성된 상기 금속체(210)는 제1금속(211)과 제2금속(213)으로 이루어지되 상기 제1금속(211)은 상기 제2금속(213)과 대비하여 열팽창계수가 높게 니켈, 철 및 망간의 합금으로 성형되며, 상기 제2금속(213)은 상기 제1금속(211)과 대비하여 열팽창계수가 낮게 니켈과 철의 합금으로 성형되고,
    상기 제1금속(211)은 상기 제2금속(213)과 대비하여 더 많은 합금의 양을 갖되 상기 금속체(210) 둘레면에 더 많이 노출될 수 있도록 하며,
    상기 이동조절나사(220)는 상기 스프링클러 헤드(100) 외면에 형성된 관통공(140)에 삽입된 상기 금속체(210) 외면의 조임 정도에 따라 상기 관통공(140)에 삽입된 상기 금속체(210)가 상기 관통공(140)의 형상을 따라 이동 및 고정될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 열반응 온도에 따라 소방수 배출속도를 달리하는 스프링클러.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 씰(120) 하부에는 상기 금속체(210) 하부가 삽입 지지되는 삽입홈(121)이 형성되되 상기 금속체(210) 외면과 면접하는 상기 삽입홈(121) 내벽은 물론, 상기 관통공(140)은 상기 절곡부(219)의 경사각과 동일한 경사각을 갖도록 형성되며,
    상기 스프링클러 헤드(100) 외면에는 상기 이동조절나사(220)의 이동거리를 식별하기 위한 눈금(150)이 상기 관통공(140)과 근접하게 표시된 것을 특징으로 하는 열반응 온도에 따라 소방수 배출속도를 달리하는 스프링클러.
KR1020200137920A 2020-10-23 2020-10-23 열반응 온도에 따라 소방수 배출속도를 달리하는 스프링클러 KR102506556B1 (ko)

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