KR200295783Y1 - 지하공동구 내 화재감지기 연동 국소방출식 포소화시스템 - Google Patents

Abstract

개시된 내용은 화재의 감지에서부터 소화에 이르기까지 빠른 시간내에 작동되게 하여 화재의 초기진압 성능을 향상시키며, 간단한 구성과 약제의 국소방출기능을 갖추어 비용을 최소화하도록 한 지하공동구 내 화재감지기 연동 국소방출식 포소화시스템에 관한 것이다.

이러한 본 고안은 연기를 감지하는 연기센서와, 부피기준으로 전체 공간의 0.6∼0.8%로 포소화약제가 충전되고 나머지 공간은 30∼40㎏/㎠의 압력을 가진 질소가스가 충전되는 약제 저장탱크와, 약제 저장탱크와 동일 크기로 되어 포소화약제보다는 무게기준으로 99배 많은 량의 물이 충전되는 물 저장탱크와, 물 저장탱크의 상단부에 일단부가 연결되고 이와 인접하게 약제 저장탱크의 상단부에 중간부가 연결되며 타단부는 약제분사헤드에 연결되는 이송관과, 약제 저장탱크의 상부 이송관 연결부위 중간에 설치되고 연기센서의 감지신호에 따라 개방되어 포소화약제가 질소가스의 압력에 의해 물 저장탱크 내부로 이동, 혼합되게 하는 제 1전자밸브와, 이송관의 약제 저장탱크측 연결부위와 약제분사헤드 연결부위의 사이에서 약제 저장탱크측 연결부위와 근접하게 설치되고 연기센서의 감지신호에 따라 제 1전자밸브보다는 늦게 개방되어 상기 혼합된 물과 포소화약제가 질소가스에 의해 약제분사헤드를 통해 분사되게 하는 제 2전자밸브를 지하공동구에 설치하여서 된 것이다.

Description

지하공동구 내 화재감지기 연동 국소방출식 포소화시스템{Foam extinguishing system linking fire sensor and releasing partially in underground common tunnel}

본 고안은 지하공동구 내 화재감지기 연동 국소방출식 포소화시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 화재의 감지에서부터 소화에 이르기까지 빠른 시간내에 작동되게 하여 화재의 초기진압 성능을 향상시키며, 간단한 구성과 약제의 국소방출을 통하여 비용을 최소화하도록 한 것이다.

주지하다시피, 지하공동구라 함은 도로의 노면 굴착을 수반하는 전기, 가스, 수도 등의 공급설비, 통신설비, 하수도시설 등의 지하매설물을 공동으로 수용함으로써 도시 미관을 개선하고, 도로 구조의 보전 및 교통의 원활한 소통을 기하기 위해서 지하에 설치하는 시설물을 말한다.

이러한 지하공동구는 각종 케이블과 배관이 수용될 수 있도록 터널형상으로 설치된 콘크리트 구조물로서, 전기합선이나 기타의 내/외부의 원인 등으로 지하공동구 내부에서 화재가 발생할 경우 가연성 물질인 케이블이나 배관 및 공동구 벽면을 타고 화염이 급속하게 전파되어 결국은 서로 연결된 도시의 전체 지하공동구로 화재가 확대되고, 이로 인하여 다른 도시의 다른 구역에까지 화재가 전파되는 등 막대한 손해를 입게되는 문제가 있었던 바, 화재로 인한 피해를 막기 위해 최근에는 지하공동구내에 소방설비를 갖추도록 의무화하고 있다.

지하공동구에 설치되는 소방설비는 대체로 정온식 감지선형감지기, 광전식축적형 연기감지기, 차동식 감지기 등의 화재감지시스템과, 연결살수설비, 방화문, 연소방지도료 등의 화재차단시스템과, 분말소화기 등의 화재진압시스템으로 나눌 수 있는데, 화재감지시스템의 경우 지하공동구에 화재발생시 화원의 위치정도만을 중앙통제실로 표시하여 줄 뿐 별다른 기능이 없고, 화재차단시스템의 경우 부분 차단 효과는 있으나 지하공동구 전체에서 보면 실질적인 효과는 크지 않으며, 화재진압시스템을 이루는 분말소화기는 수동식이어서 실제 지하공동구 화재발생시 사람의 접근이 불가능한 것을 감안하면 사용이 제한적인 문제가 있음은 물론 각 시스템이분리구성되어 개별작동되므로 신속한 초기진화에 어려움이 있었다.

특히, 지하공동구의 일종인 전력구내에는 154㎸ 등에 사용되는 절연유가 대량으로 저장되어 있어 이러한 전력구내에서의 화재 발생시 B급화재(유류화재)로 분류되어 많은 연기와 유독가스가 분출되므로 지하공동구 화재 중 가장 큰 피해를 주고 있으나 이에 대한 대책은 전무하여 피해를 가중시키고 있는 실정이다.

본 고안은 이러한 점을 감안하여 제안된 것으로, 일반적인 유류탱크와 같은 곳에 적용되는 포소화시스템을 지하공동구에 맞게 단순구조로 개량하여 설치하고, 연기감지기를 이 포소화시스템과 연동되게 하여 지하공동구 화재시 일반화재와 유류화재에 상관없이 질식효과와 냉각효과를 통해 빠른 시간내에 화재를 진압할 수 있게 함으로써 초기소화성능을 향상시켜 화재로 인한 피해를 최소화함은 물론 간단한 구조의 소화시스템을 통해 설치비를 절감할 수 있는 지하공동구 내 화재감지기 연동 국소방출식 포소화시스템을 제공하고자 하는 것이다.

도 1은 본 고안에 따른 화재감지 소화시스템이 적용된 전력구의 측면도.

도 2는 본 고안에 따른 화재감지 소화시스템의 작용설명도.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

10 : 전력구 11 : 케이블 12 : 케이블 지지함

13 : 연기센서 14 : 약제분사헤드 20 : 약제 저장탱크

21 : 포소화약제 22 : 질소가스 23,32 : 배출관

30 : 물 저장탱크 31 : 물 40 : 이송관

50 : 제 1전자밸브 60 : 제 2전자밸브 70 : 컨트롤러

이하, 본 고안을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안에 따른 지하공동구 화재감지 및 소화시스템은 지하공동구이면 어떠한 장소에도 적용이 가능한 것이며, 도 1 및 도 2에 예시한 바와 같이 전력구에 설치된 것을 예로 하여 설명한다.

이러한 전력구(10)에는 다회선의 케이블(11) 및 이를 지지하기 위한 케이블 지지함(12)이 수용되어 있는 것으로, 전력구(10)의 내부에 부피기준으로 전체 공간의 0.6∼0.8%로 포소화약제(21)가 충전되고 나머지 공간은 30∼40㎏/㎠의 압력을 가진 질소가스(22)가 충전되는 약제 저장탱크(20)와, 약제 저장탱크(20)와 동일 크기로 되어 포소화약제(21)보다는 무게기준으로 99배 많은 량의 물(31)이 충전되는 물 저장탱크(30)를 각각 수용하고, 전력구(10)의 천장에는 다수의 연기센서(13)를 설치하면서 케이블(11)의 상부측을 향하게 천장 또는 케이블 지지부재의 하부에 약제분사헤드(14)를 설치하며, 이송관(40)을 물 저장탱크(30)의 상단부와 약제 저장탱크(20)의 상단부를 거쳐 약제분사헤드(14)에 서로 통하도록 연결하게 된다.

또한, 약제 저장탱크(20)의 상부 이송관 연결부위 중간에는 제 1전자밸브(50)를 설치하여 연기센서(13)의 감지신호에 따라 개방되게 하고, 이송관(40)의 약제 저장탱크측 연결부위와 약제분사헤드 연결부위의 사이에는 제 2전자밸브(60)를 설치하여 연기센서(13)의 감지신호에 따라 제 1전자밸브(50)보다는 늦게 개방되게 한다.

이때, 연기센서(13)로부터 감지신호를 받아 제 1전자밸브(50)와 제 2전자밸브(60)에 개폐신호를 각각 송출하는 컨트롤러(70)를 더 구비하게 되며, 약제 저장탱크(20)와 물 저장탱크(30)에는 이송관(40)과 각각 통하도록 저부까지 기밀하게 각각 배출관(23)(32)을 삽입 구성하여 포소화약제(21)와 물(31)의 원활한 혼합을 유도하게 된다.

아울러, 본 고안에 적용되는 포소화약제(21)는 단백포소화약제, 합성계면활성제포소화약제, 수성막포소화약제, 불화단백포소화약제, 내알콜포소화약제 등 어떠한 포소화약제라도 적용 가능하다.

이와 같이 구성된 본 고안에 따른 지하공동구 화재감지 및 차단시스템은 다음과 같은 작용을 한다.

먼저, 포소화 설비는 물과 포소화약제가 일정한 비율로 혼합된 수용액이 공기에 의하여 발포되어 미세한 기포의 집합체가 연소물의 표면을 차단함으로써 질식 효과와 포함 함유된 수분에 의한 냉각효과에 의해 화세를 제압하는 것으로, 일반적으로는 약제탱크, 약제혼합기, 물탱크, 발포기, 펌프, 약제주머니 등 매우 복잡한 구성으로 되어 있어 시설비가 고가로 들고, 원활한 거품 형성을 위해 물에 대한 포소화약제의 비율을 3% 또는 6%로 조성해야 하는데 그 조성이 매우 어려운 단점이 있었던 바, 본 고안에서는 이러한 복잡한 포소화 설비를 간단한 구조로 개량하여 지하공동구에 적용토록 한 것이다.

지하공동구로서 전력구(10)를 예로 하여 설명하면, 전력구(10) 내에 화재가 발생되면 연기센서(13)에 의해 화재발생이 감지되고, 그 감지신호는 컨트롤러(70)를 통해 제 1전자밸브(50)로 전달되어 제 1전자밸브(50)를 개방하게 되며, 제 1전자밸브(50)가 개방되면 약제 저장탱크(20)내부의 포소화약제(21)가 질소가스(22)의 압력에 의해 배출관(23)을 통해 이송관(40)측으로 배출된다.

배출관(23)을 통해 이송관(40)측으로 배출된 포소화약제(21)는 이송관(40)이 제 2전자밸브(60)에 의해 막혀있어 상대적으로 압력이 낮은 물 저장탱크(30)측의 배출관(32)을 통해 물 저장탱크(30)의 저부측으로 유입되고, 저부측에서 다시 상승하면서 물(31)과 급속한 속도로 혼합될 수 있으며, 이러는 사이 컨트롤러(70)의 제어에 따라 제 1전자밸브(50)의 개방 5초 후에 제 1전자밸브(50)가 폐쇄되면서 제 2전자밸브(60)가 개방되고, 상기 혼합된 물(31)과 포소화약제(21)는 질소가스(22)의 압력에 의해 이송관(40)을 따라 이동하여 약제분사헤드(14)를 통해 분사되어 상기와 같은 질식효과와 냉각효과에 의해 케이블(11)의 화재를 초기에 신속히 진압할 수 있게 된다.

이때, 본 고안에 적용되는 물(31)에 대한 포소화약제(21)의 비율은 전체의 1wt% 정도이지만 포소화약제(21)가 물 저장탱크(30)의 저면으로 유입되어 물과 빠른 시간내에 원활히 혼합될 수 있고, 이러한 작용을 질소가스(22)의 압력이 도와주게 되므로 실제 포소화약제 혼합액을 분사하였을 때의 거품형성에 있어 기존의 3% 또는 6% 용액보다 월등하게 나타날 수 있게 되며, 이는 기존의 포소화설비에 비해 포소화약제(21)를 보다 적게 사용하면서도 그 소화처리능력은 앞서게 됨을 의미하는 것이다. 또한, 기존의 포소화설비에서 약제 혼합기, 펌프, 약제 주머니와 같은 장치를 배제할 수 있으므로 설치가 간단해지고, 시설비가 적게 소요될 수 있는 것이다.

여기서, 본 고안에 적용되는 질소가스(22)는 일반적인 가압기기인 펌프를 대신할 수 있는 중요한 요소로서, 질소가스는 대기중 80%를 차지하고 있고, 폭발성이 없어 가압계통에서는 일반적으로 흔히 사용하고 있는 기체이며, 이러한 질소가스를 가압하여 그 압력을 통해 가압기기없이도 포소화약제와 물을 빠른 시간내에 원활히 혼합시켜 분사할 수 있는 것이다.

그리고, 본 고안의 실시예에서는 전력구(10)에 적용된 것을 예로 하였으나, 이외에도 다른 지하공동구에 적용할 수 있으며, 이러한 포소화설비를 지하공동구의적정한 구간단위로 배치하면 지하공동구 전체에서 일반화재 또는 유류화재에 상관없이 초기진화성능을 크게 향상시킬 수 있을 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안은 지하공동구의 화재감지와 소화를 연동시킬 수 있어 지하공동구 내에서 발생되는 화재에 신속히 대처할 수 있으며, 특히 포소화설비를 적용하여 전력구내의 절연유에 의한 화재를 초기에 진압할 수 있게 된다. 또한, 구조가 복잡한 일반적인 포소화설비를 지하공동구에 맞게 단순구조로 개량하여 적용한 것이고 압축질소가스를 적용하여 펌프를 대신하도록 한 것이어서 기존의 포소화설비에 비해 포소화약제를 보다 적게 사용하면서도 그 소화처리능력은 향상시킬 수 있으며, 장치의 감소에 따라 작업의 편의성 향상과 시설비 절감 등의 효과를 얻을 수 있는 것이다.

Claims (2)

1. 지하 공동구에 연기센서(13)를 구비하여 화재를 감지하는 지하공동구 화재 감지시스템에 있어서,

   부피기준으로 전체 공간의 0.6∼0.8%로 포소화약제(21)가 충전되고 나머지 공간은 30∼40㎏/㎠의 압력을 가진 질소가스(22)가 충전되는 약제 저장탱크(20);

   상기 약제 저장탱크(20)와 동일 크기로 되어 상기 포소화약제(21)보다는 무게기준으로 99배 많은 량의 물(31)이 충전되는 물 저장탱크(30);

   상기 물 저장탱크(30)의 상단부에 그 일단부가 연결되고 이와 인접하게 상기 약제 저장탱크(20)의 상단부에 중간부가 연결되며 타단부는 약제분사헤드(14)에 연결되는 이송관(40);

   상기 약제 저장탱크(20)의 상부 이송관 연결부위 중간에 설치되고 상기 연기센서(13)의 감지신호에 따라 개방되어 상기 포소화약제(21)가 상기 질소가스(22)의 압력에 의해 상기 물 저장탱크(30) 내부로 이동, 혼합되게 하는 제 1전자밸브(50); 및

   상기 이송관(40)의 약제 저장탱크측 연결부위와 약제분사헤드 연결부위의 사이에서 약제 저장탱크측 연결부위와 근접하게 설치되고 상기 연기센서(13)의 감지신호에 따라 상기 제 1전자밸브(50)보다는 늦게 개방되어 상기 혼합된 물(31)과 상기 포소화약제(21)가 상기 질소가스(22)에 의해 상기 약제분사헤드(14)를 통해 분사되게 하는 제 2전자밸브(60)를 포함하여서 된 것을 특징으로 하는 지하공동구 내화재감지기 연동 국소방출식 포소화시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 약제 저장탱크(20)와 상기 물 저장탱크(30)에는 그 상부 이송관(40)과 각각 통하도록 저부까지 기밀하게 각각 배출관(23)(32)이 삽입된 것을 특징으로 하는 지하공동구 내 화재감지기 연동 국소방출식 포소화시스템.