KR102643892B1 - 광폭 터널 소화용 스프링클러 노즐 시스템 - Google Patents

Abstract

광폭 터널 소화용 스프링클러 노즐 시스템이 개시된다. 본 발명에 따른 광폭 터널 소화용 스프링클러 노즐 시스템은 폭 18 미터급의 광폭 터널에서 중거리와 원거리 분사수의 상호 작용으로 완벽한 돔 형태의 수막을 형성할 수 있도록 폭 18 미터급의 광폭 터널에서 중거리와 원거리 분사수의 상호 작용으로 완벽한 돔 형태의 수막을 형성할 수 있도록 근거리용 분사 노즐과 중거리용 분사 노즐 및 원거리용 분사 노즐의 3개를 배치하되, 상기 근거리용 분사 노즐은 출구 내측에 벤츄리 구조를 가지는 분사 노즐을 구비하고 상기 중거리용 분사 노즐 및 상기 원거리용 분사 노즐은 출구측에 디플렉터를 가지는 분사 노즐을 구비하며, 상기 근거리용 분사 노즐은 25밀리의 구경과 수직선에 대하여 10도만큼 기울어진 경사를 가지고 설치되고, 중거리용 분사 노즐은 수평선에 대하여 25도만큼 하방으로 경사지게 일정 길이만큼 분사관을 형성하고 상기 분사관으로부터 연장되어 상부로 90도만큼 절곡되며 그 분사노즐은 입구측 φ 25mm 출사측 φ 15mm을 이루게 설치되며, 원거리용 분사 노즐은 상부로 20도의 경사를 가지게 출사 파이프를 연장하고 300mm 길이의 단관이 접속되며 디플렉터 중앙과 양 단부 사이는 160도 내지 170도를 이루도록 설치되며 그 분사노즐은 입구측 φ 25mm 출사측 φ 16mm을 이루게 설치되는 것을 특징으로 한다.

Description

광폭 터널 소화용 스프링클러 노즐 시스템{Fire extingishing springkler nozzle system for wide tunnel}

본 발명은 터널 소화용 스프링클러 노즐 시스템에 관한 것으로 더 상세하게는 왕복 4차로 폭 18미터급의 광폭 터널내 화재 발생시 중거리와 원거리 분사수의 상호 작용으로 전체 도로폭에서 완벽한 돔 형태의 수막을 형성할 수 있는 광폭 터널 소화용 스프링클러 노즐 시스템에 관한 것이다.

종래에는 터널 내에 소화기를 구비하여 화재발생시 일반인이 직접 소화기를 사용하여 화재를 진압하거나, 소방차가 출동하여 소방관이 직접 화재를 진압하였으나 터널내에 비치된 소화기를 이용하여 화재를 진화하는데는 화염 및 연기에 의한 질식사고가 우려되어 쉽게 접근하기 어려울 뿐만 아니라 소방차가 출동할 경우에는 화재발생 지점까지 교통혼잡 및 체증으로 소방차가 진입하는데 많은 시간이 소요되는 문제점이 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 터널내 화재 발생시 화재를 감지하거나 원격 화재 발생 신호에 따라 터널 내의 화재를 소화하기 위하여 터널내에 소방수 공급 배관과 분사노즐을 설치한 터널 소화용 스프레이 노즐 시스템이 사용되고 있다.

2001년 1월 15일자로 공고된 터널 소화용 스프레이 노즐 시스템은 4 ∼ 5m 간격으로 분배관에 이중분사노즐과 물분사각 조절노즐을 구비하여 이중 분사노즐은 하방향, 물분사각 조절노즐은 상방향이 되도록 결합하여 화재발생시에 화재구간에만 물이 분사될 수 있는 구조로 이루어진다. 보다 상세하게는 상기 터널 소화용 스프레이 노즐 시스템은 터널 내벽을 따라 배관된 물 공급관의 분배관에 이중분사노즐과 물분사각노즐을 구비하되 이중분사 노즐은 하방향, 물 분사각 조절노즐은 상방향이 되도록 결합하여 터널구간을 4 ∼ 5m 간격으로 다수 설치하여 화재발생지점으로 양측 (상하, 좌우) 50m 구간에 물이 자동으로 분사될 수 있는 것을 특징으로 한 터널소화용 스프레이 노즐 시스템에 관한 것으로 화재로 부터 터널내에 시설을 보호하고 인명 및 차량피해를 최소화 하는 동시에 화재지점을 수막에 의한 방호벽이 설치되도록 하여 화염과 연기의 확산을 차단할 수 있도록 한다.

한편, 최근 국내의 터널 시공 능력을 감안할 때 왕복 4차로 폭 18미터급의 광폭 터널이 시공되고 있다. 예컨대, 최근에 완공된 사패산터널(賜牌山터널)은 총 길이 3,997m에 폭 17.6m으로 기네스북에 세계 최장 광폭터널(4차로터널)로 등재되어 있다.

하지만, 종래의 터널 소화용 스프레이 노즐 시스템은 분사 노즐로부터 분사되는 물의 방수 거리가 10 미터정도에 불과하여 이러한 광폭 터널에 그대로 적용할 수 없다. 따라서 종래의 터널 소화용 스프링클러 노즐 시스템은 터널의 양단에서 분사하거나 터널의 중앙에 분사노즐을 위치시켜야 한다. 터널의 양단에서 분사하도록 하기 위해서는 배관 공사비용이 두 배 이상으로 증가하는 문제가 있고 터널의 중앙에 분사노즐을 위치시키기 위해서는 터널 상부측에 이중으로 노즐 시스템을 설치하여야 한다. 터널 상부측에 이중으로 노즐 시스템을 설치하기 위해서는 배관 설치 비용이 급증할 뿐만 아니라 항상 차량이 통과하는 터널에 적용하면 유지 보수도 매우 난해하다는 문제점이 있다. 특히, 차량이 주행하는 도로 부분의 상부에 행거와 같은 어떠한 거치 기구를 설치하면 거치에 사용되는 볼트들과 같은 기구물이 계속되는 진동등에 의하여 낙하하여 중대한 사고 원인이 된다는 문제점도 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 근거리와 중거리 및 원거리용의 3 개 노즐을 사용하되 중거리와 원거리 분사수의 상호 작용으로 터널의 일측에 시공하는 것만으로도 왕복 4차로 폭 18미터급의 광폭 터널내 화재 발생시 도로폭 전체 영역에서 완벽하게 수막을 형성할 수 있도록 설계된 광폭 터널 소화용 스프링클러 노즐 시스템을 제공하는 것이다.

상기 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 광폭 터널 소화용 스프링클러 노즐 시스템은, 광폭 터널 소화용 스프링클러 노즐 시스템(1)에 있어서,

폭 18 미터급의 광폭 터널에서 중거리와 원거리 분사수의 상호 작용으로 완벽한 돔 형태의 수막을 형성할 수 있도록 근거리용 분사 노즐(12)과 중거리용 분사 노즐(14) 및 원거리용 분사 노즐(16)의 3 개를 배치하되,

상기 근거리용 분사 노즐(12)은 출구 내측에 벤츄리 구조를 가지는 분사 노즐을 구비하고 상기 중거리용 분사 노즐(14) 및 상기 원거리용 분사 노즐(16)은 출구측에 디플렉터를 가지는 분사 노즐을 구비하며,

상기 근거리용 분사 노즐(12)은 25 밀리의 구경과 수직선에 대하여 9.5도 내지 10.5도만큼 기울어진 경사를 가지고 설치되고,

상기 중거리용 분사 노즐(14)은 수평선에 대하여 24도 내지 26도만큼 하방으로 경사지게 일정 길이만큼 분사관을 형성하고 상기 분사관으로부터 연장되어 상부로 90도만큼 절곡되며 그 분사노즐은 입구측 φ 25mm 출사측 φ 15mm을 이루게 설치되며,

상기 원거리용 분사 노즐(16)은 상부로 19도 내지 21도의 경사를 가지고 출사 파이프를 일정 길이만큼 연장되며 지면과 평행하게 디플렉터(164)가 설치되며 그 분사노즐은 입구측 φ 25mm 출사측 φ 16mm을 이루게 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 원거리용 분사 노즐(16)은 상기 연장 단부로부터 200mm 내지 400mm 길이의 단관(162)이 추가로 접속된 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 광폭 터널 소화용 스프링클러 노즐 시스템은 터널의 양단에서 분사하거나 터널의 중앙에 분사노즐을 위치시키지 않고 3 개의 노즐을 사용하여 터널의 일측에 시공하는 것만으로도 중거리와 원거리 분사수의 상호 작용으로 터널의 일측에 시공하는 것만으로도 왕복 4차로 폭 18미터급의 광폭 터널내 화재 발생시 도로 폭 전체 영역에 완벽하게 수막을 형성할 수 있도록 설계되어 광폭 터널에 매우 효과적으로 적용할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 광폭 터널 소화용 스프링클러 노즐 시스템의 구조를 나타낸 단면도,
도 2는 도 1의 광폭 터널 소화용 스프링클러 노즐 시스템에서 중거리 및 원거리용 분사 노즐 헤드 구조를 나타낸 분해 사시도,
도 3은 도 1의 광폭 터널 소화용 스프링클러 노즐 시스템에서 근거리용 분사 노즐 헤드 구조를 나타낸 저면 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 광폭 터널 소화용 스프링클러 노즐 시스템이 적용된 광폭 터널의 일 예를 설명하기 위한 도면, 및
도 5는 본 발명에 따른 광폭 터널 소화용 스프링클러 노즐 시스템의 작용 효과를 설명하기 위한 도면.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세히 설명하기로 한다.

국내 터널용 소방 자재 규격에는 물 분사 노즐의 사양이 0.35 MPa 압력, 400 ℓ/min 분무량, 6 ℓ/㎡ 분무밀도로 규정되어 있으며, 고속도로 터널의 경우에는 분당 420 리터, 단위 제곱 미터 면적당 6 리터를 살수할 것을 요한다. 이하 본 발명에서는 이러한 규격을 만족시키면서도 광폭 터널에 적용할 수 있는 광폭 터널 소화용 스프링클러 노즐 시스템을 제공한다.

도 1에는 본 발명에 따른 광폭 터널 소화용 스프링클러 노즐 시스템의 구조를 나타내었으며, 도 2에는 도 1의 광폭 터널 소화용 스프링클러 노즐 시스템에서 중거리 및 원거리용 분사 노즐 헤드 구조를 분해 사시도로써 나타내었다. 도 1 및 도 2를 참조하면 본 발명에 따른 광폭 터널 소화용 스프링클러 노즐 시스템(1)은 근거리용 분사 노즐(12)과 중거리용 분사 노즐(14) 및 원거리용 분사 노즐(16)의 3개를 배치하여 이루어진다.

상기 광폭 터널 소화용 스프링클러 노즐 시스템(1)은 폭 18 미터급의 광폭 터널에서 중거리와 원거리 분사수의 상호 작용으로 완벽한 돔 형태의 수막을 형성할 수 있도록 직경 1과 1/2인치 또는 2 인치 직경의 입수공(100)을 통하여 입수된 소방수를 가두는 몸체(10) 내부의 챔버(102)로부터 분출되는 노즐들로서 근거리용 분사 노즐(12)과 중거리용 분사 노즐(14) 및 원거리용 분사 노즐(16)의 3개를 배치하되,

상기 근거리용 분사 노즐(12)은 출구 내측에 벤츄리 구조를 가지는 분사 노즐(122)을 구비하고 상기 중거리용 분사 노즐(14) 및 상기 원거리용 분사 노즐(16)은 출구측에 디플렉터를 가지는 분사 노즐을 구비하며,

상기 근거리용 분사 노즐(12)은 25밀리의 구경과 수직선에 대하여 9.5도 내지 10.5도 만큼 기울어진 경사를 가지고 설치된다.

중거리용 분사 노즐(14)은 수평선에 대하여 24도 내지 26도만큼 하방으로 경사지게 일정 길이만큼 분사관을 형성하고 상기 분사관으로부터 연장되어 상부로 90도만큼 절곡되며 그 분사노즐은 입구측 φ 25mm 출사측 φ 15mm을 이루게 설치되며, 디플렉터(143)는 분사 방향에 대하여 44도 내지 46도의 각도를 이루도록 설치된다.

원거리용 분사 노즐(16)은 상부로 19도 내지 21도의 경사를 가지게 출사 파이프를 연장하고 300mm 길이의 단관(162)이 접속되며 그 분사노즐은 입구측 φ 25mm 출사측 φ 16mm을 이루고 디플렉터(163)는 지면과 실질적으로 평행하게 설치된다.

도 3에는 도 1의 광폭 터널 소화용 스프링클러 노즐 시스템에서 근거리용 분사 노즐 헤드 구조를 저면 사시도로써 나타내었다. 도 3을 참조하면, 광폭 터널 소화용 스프링클러 노즐 시스템에서 근거리용 분사 노즐 헤드 구조는 선회류 헤드로서 150도 이상의 원추형 분사가 이루어져 대략 6×6m 구역에 살수할 수 있으며 통상적으로 사용하는 구조와 큰 차이가 없으므로 더 이상 설명하지는 않는다.

도 4에는 본 발명에 따른 광폭 터널 소화용 스프링클러 노즐 시스템이 적용된 광폭 터널의 일 예를 나타내었다. 도 4를 참조하면, 근거리용 분사 노즐(12)와 중거리용 분사 노즐(14) 및 원거리용 분사 노즐(16)에 의하여 각각 근거리의 제1 커버리지(WS), 중거리의 제2 커버리지(WM), 및 원거리의 제3 커버리지(WL)를 커버하게 되는데 본 발명에서는 디플렉터 몸체와 출사 파이프 사이의 각도 및 출사 파이프에 가해지는 수압에 의해 물방울의 분무 또는 분사 패턴이 결정되는데, 본 발명에서는 물 방울이 지나치게 크면 목표 지점까지 도달하지 못하고 중간에 낙하하고 물 방울이 지나치게 작으면 수평을 유지하면서 분사되지 못하고 분무가 되어, 결과적으로는 돔 형태의 막을 형성하지 못하는 것에 주목한다.

이를 위하여 중거리용 분사 노즐(14)은 수평선에 대하여 24도 내지 26도만큼 하방으로 경사지게 일정 길이만큼 분사관을 형성하고 상기 분사관으로부터 연장되어 상부로 90도만큼 절곡되며 그 분사노즐은 입구측 φ 25mm 출사측 φ 15mm을 이루게 설치되며, 디플렉터(143)는 분사 방향에 대하여 44도 내지 46도의 각도를 이루도록 설치된다.

원거리용 분사 노즐(16)은 상부로 19도 내지 21도의 경사를 가지게 출사 파이프를 연장하고 도면상에서 "L"로 표시된 길이, 예컨대 300mm 길이의 단관(162)이 접속되며 디플렉터(163)은 지면과 실질적으로 평행하게 설치되며 그 분사노즐은 입구측 φ 25mm 출사측 φ 16mm을 이루게 설치된다.

원거리용 분사 노즐(16)이 상부로 21도를 초과하게 설치하면 물줄기가 나아가질 못하고 분무되는 양이 증가하고 19도 미만이면 목표 지점까지 도달하지 못하고 떨어진다. 이를 위해 원거리용 분사 노즐(16)은 상부로 19도 내지 21도의 경사를 가지게 출사 파이프를 연장할 뿐만 아니라 300mm 길이의 단관(162)이 접속됨으로 인하여 분사노즐 출구에 도달하기 전에 충분한 가속을 받아 원거리의 목표 지점까지 도달할 수 있게 할 뿐만 아니라 중간 지점에서 낙하되는 물(50)은 중거리용 분사 노즐에 의하여 분사되는 물(52)과 합쳐지는데 이러한 분사 각도와 디플렉터의 각도가 수막을 형성할 수 있는 최적의 각도가 된다.

아래와 같은 조건들의 실시예들 및 비교예들을 통하여 비교 실험을 실시하였다. 원거리용 분사 노즐(16)은 상부로 "A"도의 경사를 가지게 출사 파이프를 연장하고, 중거리용 분사 노즐(14)은 수평선에 대하여 "B"도 만큼 하방으로 경사지게 일정 길이만큼 분사관을 형성하고 상기 분사관으로부터 연장되어 상부로 90도만큼 절곡되며 그 분사노즐은 입구측 φ 25mm 출사측 φ 15mm을 이루게 설치되며, 디플렉터(143)는 분사 노즐의 길이 방향에 대하여 도로측으로 45도 만큼의 각도를 이루도록 설치된다.

[실시예 1]

원거리용 헤드 A : 20도, 300mm 단관, 디플렉터(163) 지면과 평행

중거리용 헤드 B : 25도, 디플렉터(143) 분사방향에 대하여 45도

[실시예 2]

원거리용 헤드 A : 20도, 300mm 단관, 디플렉터(163) 지면과 평행

중거리용 헤드 B : 26도, 디플렉터(143) 분사방향에 대하여 45도

[실시예 3]

원거리용 헤드 A : 19도, 300mm 단관, 디플렉터(163) 지면과 평행

중거리용 헤드 B : 26도, 디플렉터(143) 분사방향에 대하여 45도

[실시예 4]

원거리용 헤드 A : 21도, 300mm 단관, 디플렉터(163) 지면과 평행

중거리용 헤드 B : 24도, 디플렉터(143) 분사방향에 대하여 45도

[비교예 1]

원거리용 헤드 A : 23도, 300mm 단관, 디플렉터(163) 지면과 평행

중거리용 헤드 B : 28도, 디플렉터(143) 분사방향에 대하여 45도

[비교예 2]

원거리용 헤드 A : 20도, 단관없음, 디플렉터(163) 지면과 평행

중거리용 헤드 B : 28도, 디플렉터(143) 분사방향에 대하여 45도

[비교예 3]

원거리용 헤드 A : 23도, 단관없음, 디플렉터(163) 지면과 평행

중거리용 헤드 B : 28도, 디플렉터(143) 분사방향에 대하여 45도

[비교예 4]

원거리용 헤드 A : 20도, 단관없음, 디플렉터(163) 지면과 평행

중거리용 헤드 B : 25도, 디플렉터(143) 분사방향에 대하여 45도

구분	특징	분무 현상	수막 형성	비고
실시예 1	A : 20도 B : 25도 300mm 단관	없음	◎	매우 양호
실시예 2	A : 20도 B : 26도 300mm 단관	없음	◎	양호
실시예 3	A : 19도 B : 26도 300mm 단관	없음	○	양호
실시예 4	A : 21도 B : 24도 300mm 단관	없음	○	양호
비교예 1	A : 23도 B : 28도 300mm 단관	△	○	분무多 수막 공극 有
비교예 2	A : 20도 B : 28도 단관미설치	△	△	분무多 수막 공극 多
비교예 3	A : 23도 B : 28도 단관미설치	×	×	분무多, 낙하多 수막 공극 多
비교예 4	A : 20도 B : 25도 단관미설치	○	△	분무多, 낙하多 수막 공극 有

표 1에는 본 발명의 실시예들과 비교예들에 대하여 왕복 4차로 폭 18미터급의 광폭 터널과 동일한 조건에서 모의 실험을 실행한 결과를 나타내었다.

첫 번째로는 물줄기가 앞으로 나아가지 못하고 분무되는 현상이 발생하는지를 평가하여 분무현상이 전혀 발생하지 않고 물줄기가 앞으로 나아가는 경우를 "없음", 미소하게 분무 현상이 발생하는 경우를 ○, 물줄기가 앞으로 나아가지만 간헐적으로 분무 현상이 발생하는 경우를 △, 분무 현상이 심하여 물줄기가 앞으로 나아가지 못하고 낙하하는 경우를 ×로 나타내었다.

두 번째로는 수막 형성과 관련하여, 도로폭 전체중에서 수막이 커버하지 못하는 공간, 즉, 수막 공극이 발생하는지를 평가하여 수막 공극이 전혀 발생하지 않고 고르게 수막을 형성하는 경우를 ◎, 수막 공극이 전혀 발생하지 않으나 일부 고르지 않은 수막을 형성하는 경우를 ○, 도로폭은 커버하나 수막 공극이 발생하는 경우를 △, 수막 공극이 크게 발생할 뿐만 아니라 도로폭을 커버하지 못하는 경우를 ×로 나타내었다.

표 1을 참조하면, 실시예 1의 경우, 원거리용 분사 노즐(16)은 상부로 20도의 경사를 가지게 출사 파이프를 연장하고 그 연장 단부로부터 300mm 길이의 단관(162)이 접속되며 지면과 평행하게 디플렉터(164)가 설치되고, 중거리용 분사 노즐(14)은 수평선에 대하여 25도 만큼 하방으로 경사지게 일정 길이만큼 분사관을 형성하고 상기 분사관으로부터 연장되어 상부로 90도만큼 절곡되며 그 분사노즐은 입구측 φ 25mm 출사측 φ 15mm을 이루게 설치되며, 디플렉터(143)는 분사 노즐의 길이 방향에 대하여 도로측으로 45도 만큼의 각도를 이루도록 설치되었고, 평가 결과는 분무 현상은 관찰되지 않고 수막 공극도 전혀 발생되지 않아 매우 우수한 것으로 나타났다.

실시예 2의 경우, 원거리용 분사 노즐(16)은 상부로 20도의 경사를 가지게 출사 파이프를 연장하고 그 연장 단부로부터 300mm 길이의 단관(162)이 접속되며 지면과 평행하게 디플렉터(164)가 설치되고, 중거리용 분사 노즐(14)은 수평선에 대하여 26도 만큼 하방으로 경사지게 일정 길이만큼 분사관을 형성하고 상기 분사관으로부터 연장되어 상부로 90도만큼 절곡되며 그 분사노즐은 입구측 φ 25mm 출사측 φ 15mm을 이루게 설치되며, 디플렉터(143)는 분사 노즐의 길이 방향에 대하여 도로측으로 45도 만큼의 각도를 이루도록 설치되었고, 평가 결과는 분무 현상은 관찰되지 않고 수막 공극도 전혀 발생되지 않으나 수막이 일부 미소하게 고르지 않은 것으로 나타났다.

실시예 3 및 실시예 4의 경우는 원거리용 분사 노즐(16)은 상부로 각각 19도 및 21도의 경사를 가지게 출사 파이프를 연장하고 그 연장 단부로부터 300mm 길이의 단관(162)이 접속되며 지면과 평행하게 디플렉터(164)가 설치되고, 중거리용 분사 노즐(14)은 수평선에 대하여 각각 26도 및 24도 만큼 하방으로 경사지게 일정 길이만큼 분사관을 형성하였고, 평가 결과 분무 현상은 관찰되지 않고, 평가 결과는 수막 공극도 전혀 발생되지 않으나 수막이 일부 미소하게 고르지 않은 것으로 나타났다.

반면에, 비교예 1의 경우, 원거리용 분사 노즐(16)과 중거리용 분사 노즐(14)의 설치 각도를 본원 청구범위 수치 한정의 범위를 벗어나게 하되 원거리용 분사 노즐(16)에 단관을 설치하였다. 즉, 원거리용 분사 노즐(16)은 상부로 23도의 경사를 가지게 출사 파이프를 연장하고 지면과 평행하게 디플렉터(164)가 설치되고, 중거리용 분사 노즐(14)은 수평선에 대하여 28도 만큼 하방으로 경사지게 일정 길이만큼 분사관을 형성하고 상기 분사관으로부터 연장되어 상부로 90도만큼 절곡되며 그 분사노즐은 입구측 φ 25mm 출사측 φ 15mm을 이루게 설치되며, 디플렉터(143)는 분사 노즐의 길이 방향에 대하여 도로측으로 45도 만큼의 각도를 이루도록 설치되었고, 평가 결과는 분무 현상이 관찰되지 않고 수막 공극도 발생되지 않으나 일부 고르지 못한 수막이 발견되며 수막이 도로폭에 미치지 못하는 경우가 간헐적으로 발생되는 것을 육안으로 확인할 수 있었다.

비교예 2의 경우, 원거리용 분사 노즐(16)의 설치 각도는 본원 청구범위 수치 한정의 범위내에 있으나 중거리용 분사 노즐(14)의 설치 각도가 본원 청구범위 수치 한정의 범위를 벗어나며 원거리용 분사 노즐(16)에 단관을 설치하지 않았다. 즉, 원거리용 분사 노즐(16)은 상부로 20도의 경사를 가지게 출사 파이프를 연장하고 지면과 평행하게 디플렉터(164)가 설치되고, 중거리용 분사 노즐(14)은 수평선에 대하여 28도 만큼 하방으로 경사지게 일정 길이만큼 분사관을 형성하고 상기 분사관으로부터 연장되어 상부로 90도만큼 절곡되며 그 분사노즐은 입구측 φ 25mm 출사측 φ 15mm을 이루게 설치되며, 디플렉터(143)는 분사 노즐의 길이 방향에 대하여 도로측으로 45도 만큼의 각도를 이루도록 설치되었고, 평가 결과는 물줄기가 앞으로 나아가지만 간헐적으로 분무 현상이 발생하며, 도로폭은 커버하나 수막 공극이 발생하는 것으로 나타났다.

비교예 3의 경우, 원거리용 분사 노즐(16)과 중거리용 분사 노즐(14)의 설치 각도가 본원 청구범위 수치 한정의 범위를 벗어날 뿐만 아니라 원거리용 분사 노즐(16)에 단관도 설치하지 않았다. 즉, 원거리용 분사 노즐(16)은 상부로 20도의 경사를 가지게 출사 파이프를 연장하고 지면과 평행하게 디플렉터(164)가 설치되고, 중거리용 분사 노즐(14)은 수평선에 대하여 25도 만큼 하방으로 경사지게 일정 길이만큼 분사관을 형성하고 상기 분사관으로부터 연장되어 상부로 90도만큼 절곡되며 그 분사노즐은 입구측 φ 25mm 출사측 φ 15mm을 이루게 설치되며, 디플렉터(143)는 분사 노즐의 길이 방향에 대하여 도로측으로 45도 만큼의 각도를 이루도록 설치되었고, 평가 결과는 분무 현상이 심하여 물줄기가 앞으로 나아가지 못하고 낙하할 뿐만 아니라 수막 공극이 크게 발생하고 도로폭을 커버하지 못한 것으로 나타났다.

비교예 4의 경우, 원거리용 분사 노즐(16)과 중거리용 분사 노즐(14)의 설치 각도는 본원 청구범위 수치 한정의 범위내에 있으나 원거리용 분사 노즐(16)에 단관을 설치하지 않았다. 즉, 원거리용 분사 노즐(16)은 상부로 20도의 경사를 가지게 출사 파이프를 연장하고 지면과 평행하게 디플렉터(164)가 설치되고, 중거리용 분사 노즐(14)은 수평선에 대하여 25도 만큼 하방으로 경사지게 일정 길이만큼 분사관을 형성하고 상기 분사관으로부터 연장되어 상부로 90도만큼 절곡되며 그 분사노즐은 입구측 φ 25mm 출사측 φ 15mm을 이루게 설치되며, 디플렉터(143)는 분사 노즐의 길이 방향에 대하여 도로측으로 45도 만큼의 각도를 이루도록 설치되었고, 평가 결과는 분무 현상은 미소하게 관찰되나 수막 공극이 발견되었다.

한편, 단관의 길이를 200mm 미만으로 설치하면 단관을 설치되지 않은 경우와 크게 구분되지 않을 정도로 단관 설치의 효과가 급격히 소실되었고 단관의 길이를 400mm를 초과하게 설치하면 분무 현상이 증가되었다.

도 5를 참조하면, 원거리용 분사 노즐 헤드에서 분사된 소방수가 직진하지 못하고 하방으로 분무되어 낙하되는 소방수 부분(50)은 중거리용 분사 노즐 헤드로부터 분사된 물의 최상부에 해당하는 부분(50)에 의하여 포집되어 중거리용 소방수에 포함되어 직진하게 된다. 따라서, 상기와 같은 본 발명에 따르면 단일 노즐 시스템만으로도 20미터 가량의 광폭 터널 전 영역에서 완벽한 수막을 형성하여 산소공급을 차단함으로써 광폭 터널용에 특화된 광폭 터널 소화용 스프링클러 노즐 시스템을 제공한다.

이와 같이, 본 발명에 따른 광폭 터널 소화용 스프링클러 노즐 시스템은 종래의 터널 소화용 스프링클러 노즐 시스템이 10 미터 미만의 소화 거리를 가짐으로 인하여 편도 4차로의 광폭 터널에 적용할 경우에는 벽측과 천정측 또는 양쪽 벽측에 이중으로 설치하여야 하기 때문에 설치비용이 많이 소요되고 벽측과 천정측에 설치하는 경우에는 기구물들의 낙하로 인한 사고의 위험이 크다는 문제를 해결하기 위하여 특유한 구조로 이루어진다.

본 발명에 따른 광폭 터널 소화용 스프링클러 노즐 시스템은 폭 18 미터급의 광폭 터널에서 중거리와 원거리 분사수의 상호 작용으로 완벽한 돔 형태의 수막을 형성한다. 따라서, 본 발명에 따른 광폭 터널 소화용 스프링클러 노즐 시스템은 터널의 양단에서 분사하거나 터널의 중앙에 분사노즐을 위치시키지 않고 3 개의 노즐을 사용하여 터널의 일측에 시공하는 것만으로도 왕복 4차로 폭 18미터급의 광폭 터널내 화재 발생시 도로 폭 전체 영역에 완벽하게 수막을 형성할 수 있도록 설계되어 광폭 터널에 매우 효과적으로 적용할 수 있다

1 : 광폭 터널 소화용 스프링클러 노즐 시스템
10 : 헤드 몸체 102 : 챔버
12 : 근거리용 분사 노즐 14 : 중거리용 분사 노즐
16 : 원거리용 분사 노즐
162 : 단관

Claims (2)

1. 광폭 터널 소화용 스프링클러 노즐 시스템(1)에 있어서,
   폭 18 미터급의 광폭 터널에서 중거리와 원거리 분사수의 상호 작용으로 완벽한 돔 형태의 수막을 형성할 수 있도록 근거리용 분사 노즐(12)과 중거리용 분사 노즐(14) 및 원거리용 분사 노즐(16)의 3 개를 배치하되 상기 근거리용 분사 노즐(12)은 출구 내측에 벤츄리 구조를 가지는 분사 노즐을 구비하고 상기 중거리용 분사 노즐(14) 및 상기 원거리용 분사 노즐(16)은 출구측에 디플렉터를 가지는 분사 노즐을 구비하며,
   상기 근거리용 분사 노즐(12)은 25 밀리의 구경과 수직선에 대하여 9.5도 내지 10.5도만큼 기울어진 경사를 가지고 설치되고,
   상기 중거리용 분사 노즐(14)은 수평선에 대하여 24도 내지 26도만큼 하방으로 경사지게 일정 길이만큼 분사관을 형성하고 상기 분사관으로부터 연장되어 상부로 90도만큼 절곡되어 설치되며 그 분사노즐은 입구측 φ 25mm 출사측 φ 15mm을 이루게 설치되고,
   상기 원거리용 분사 노즐(16)은 상부로 19도 내지 21도의 경사를 가지고 출사 파이프를 일정 길이만큼 연장되며 지면과 평행하게 디플렉터(164)가 설치되고 그 분사노즐은 입구측 φ 25mm 출사측 φ 16mm을 이루게 설치되며,
   상기 원거리용 분사 노즐(16)은 상기 연장 단부로부터 200mm 내지 400mm 길이의 단관(162)이 추가로 접속된 것을 특징으로 하는 광폭 터널 소화용 스프링클러 노즐 시스템.
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