KR200341245Y1 - 내부혼합형 2유체 분무노즐 - Google Patents

Abstract

본 고안은 소화 설비에 사용하는 안개분무 노즐에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 화재 발생시 초기 진화를 위한 소화설비에 설치하여 아주 적은 소량의 물을 사용하여 초기에 소화할 수 있도록 설계된 내부혼합형 2유체 분무노즐에 관한 것이며, 제1유체 주입구(12)와 제2유체주입구(11)가 형성되며, 걸림턱과 원통형 벽면(14)(15)이 형성되며, 상기 원통형벽면(15)의 외경에는 나사산을 형성하는 몸체(10); 상기 몸체(10)와 결합되며, 외측 하부 중앙에 분무부(21)를 형성하며, 내측 하면에 도넛형홈(23)을 형성하며, 상기 도넛형홈(23)과 연통되도록 분무노즐(22)을 형성하는 캡(20); 대략 원통형의 몸체를 가지며, 그 상부 내측으로 제1유체 유입실(38)을 형성하며, 하면에 단면이 반원형인 도넛형홈(33)을 형성하고, 상기 제1유체 유입실(38)의 하면에 다수개의 통공(35)을 상기 도넛형홈(33)과 연통되도록 같은 간격으로 형성하며, 몸체 외부 벽면 일측 둘레에 오리피스 형성단차(32)를 형성하며, 상기 몸체 외측벽면 하단 둘레에 상기 도넛형홈(33)과 연통되도록 다수개의 통공(36)을 형성하는 중앙분리구(30); 로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

내부혼합형 2유체 분무노즐{A pulverizing nozzle for two fluid mixing in}

본 고안은 소화 설비에 사용하는 안개분무 노즐에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 화재 발생시 초기 진화를 위한 소화설비에 설치하여 아주 적은 소량의 물을 사용하여 초기에 소화할 수 있도록 설계된 내부혼합형 2유체 분무노즐에 관한 것이다.

일반적으로 화재가 발생하게 되면 소방차에 의한 진화를 하지만, 대형건물이나 지하철, 백화점, 빌딩등에는 화재발생시 초기 진화를 위한 소방안전장치로 소화설비가 설치되어 있다.

이러한 초기 진화를 위하여 스프링 쿨러를 이용하는 방법과 물분무 설비를 이용하는 방법이 있는데, 이러한 설비는 건물의 실내에 화재를 감지할 수 있는 감지센서와 화재진화를 위한 소화액이 분사되는 분사노즐이 설치되며, 각각의 분사노즐은 공급관에 의해 중앙제어부에 연결되어 화재 진압에 필요한 소화액이 분사 공급된다.

현재 사용되고 있는 소화설비의 진화 과정은 각각의 실내 천정 등에 설치된 감지센서에 의해 화재로 인해 발생되는 열 및 연기가 감지되면, 중앙제어부에 화재발생신고가 인가됨과 동시에 중앙제어부로부터 공급관에 의해 공급되어진 소화액이 분사노즐을 통하여 분사되는 과정에 의하여 진해가 이루어진다.

종래의 소화설비에 사용되는 분사노즐의 경우 소화액이 일정한 압력을 가진 상태로 분사되고 있으나 화재 진화를 위한 분사 범위가 비교적 넓지 못하고 일부위에 집중되므로 소화 성능이 떨어지는 폐단을 안고 있으며, 무엇보다도 다량의 물 분사시에 화재가 초기 진압되지만 분사된 물로 인하여 2차적 피해 즉 침수, 전기사고, 정밀기기의 손상, 전자부품의 손상을 가져오게 된다.

이러한 2차적 손상이 큰 장소인 컴퓨터실, 통신기기실, 제어실, 서고, 시험실, 전산실, 문화재시설, 위험물시설, 전기시설, 선박등에서는 종래와 같은 다량의 물 분사에 의한 진화가 아니라 극소량의 물을 사용하는 진화방법이 요구된다.

이렇게 극소량의 물을 사용하기 위한 방법으로 두가지 유체를 혼합하여 사용하는 방식이 개발되었는데, 즉 대기중에 약78%를 차지하며 무색, 무미, 무취의 불연성가스인 질소와 소화용 침윤 혼합액인 물을 혼합하여 문무시켜 안정성을 확보하도록 하고자 한다.

이러한 두가지 유체를 혼합시켜 안개분무 형태로 분무하기 위하여는 2가지 유체가 잘 섞이어서 안개분무 형태로 배출되는 노즐의 개발이 요구된다.

본 고안은 전술한 바와 같은 문제를 해결하기 위하여 고안한 것으로서, 소화설비에 사용되는 분무노즐에 있어 적은 양의 소화액으로 고도의 소화성능을 높이고 두가지 유체가 잘 혼합되어 분무되어 안정성과 신뢰성을 확보하게 하고자 하며 수분침투에 취약한 곳에 설치하여 수분에 의한 피해가 없도록 하고자 하는 내부혼합형 2유체 분무노즐을 제공하고자 하는 목적을 가지고 있다.

본 고안은 전술한 목적을 달성하기 위하여 화재진화를 위해 건물에 설치되는 소화설비의 분무노즐에 있어서, 상부에 제1유체 주입구가 형성되고, 측면에 제2유체주입구가 형성되며, 상기 제1유체주입구의 단부에 걸림턱을 형성하고, 상기 걸림턱의 하부로 걸림턱보다 넓은 직경의 원통형 벽면을 형성하며, 그 하부에 더 넓은 직경의 원통형 벽면을 형성하며, 상기 원통형벽면의 외경에는 나사산을 형성하는 몸체;

상기 몸체의 나사산과 맞물리는 나사산을 내측 벽면에 형성하며, 외측 하부 중앙에 분무부를 형성하며, 내측 하면에 단면이 반원형인 도넛형홈을 형성하며, 상기 도넛형홈과 연통되도록 상기 분무부에 분무노즐을 형성하는 캡;

대략 원통형의 몸체를 가지며, 그 상부 내측으로 제1유체 유입실을 형성하며, 하면에 단면이 반원형인 도넛형홈을 형성하고, 상기 제1유체 유입실의 하면에 다수개의 통공을 상기 도넛형홈과 연통되도록 같은 간격으로 형성하며, 몸체 외부 벽면 일측 둘레에 오리피스 형성단차를 형성하며, 상기 몸체 외측벽면 하단 둘레에 상기 도넛형홈과 연통되도록 다수개의 통공을 형성하는 중앙분리구;로 구성되는 것을 특징으로 하는 내부혼합형 2유체 분무노즐을 제공한다.

도 1은 본 고안을 도시한 외부 사시도.

도 2는 본 고안의 내부혼합형 2유체 분무즐을 도시한 분리사시도.

도 3은 본 고안의 내부혼합형 2유체 분무노즐을 도시한 수직 단면도.

도 4는 본 고안의 캡의 내부를 도시한 사시도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명 >

10 : 몸체 11 : 제2유체주입구

12 : 제1유체주입구 13 : 걸림턱

14 : 원통형 벽면 15 : 원통형 벽면

20 : 캡 21 : 분사부

22 : 제1분무노즐 23 : 도넛형 홈

30 : 중앙분리구 31 : 제2유체분산면

32 : 오리피스 형성단차 33 : 도넛형 홈

34 : 곡면부 35 : 통공

36 : 통공 37 : 제2유체주입오리피스

38 : 제1유체유입실 39 : 감속실 형성턱

40 : 제2유체감속실 41 : 제2유체분산실

42, 43 : 실링재 44 : 경사면

45 : 유체혼합 챔버

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본고안의 화재 진화를 위해 건물에 설치되는 소화설비의 분무노즐은 크게 3가지 부분으로 나뉜다. 우선 분무노즐은 위에서 아래로 분무하여 주는 것이 대부분이기 때문에 천정에 고정시키는 몸체(10)가 있고, 상기 몸체(10)의 내부에 삽입되어 몸체(10)로 분리되어 주입되는 2가지 유체를 혼합시켜주는 구조를 가진 중앙분리구(30)가 있으며, 상기 몸체(10)와 맞물려 고정되고 아래로 향하여 분무되는 분무노즐이 형성되는 캡(20)으로 구성된다.

상기 몸체(10)는 하부가 개구되어 있고, 상부 중앙에 제1유체 주입구(12)가 형성되고, 측면에 제2유체주입구(11)가 형성된다. 상기 제1유체 주입구(12)와 제2유체 주입구(11)의 벽면에는 나사산이 형성되어 있어서 유체 공급관이 나사 결합되어 체결되는 것이 바람직하다.

상기 제1유체주입구(12)의 단부에 걸림턱(13)을 형성하고, 상기 걸림턱(13)의 하부로 걸림턱(13)보다 넓은 직경의 원통형 벽면(14)을 형성하며, 그 하부에 더 넓은 직경의 원통형 벽면(15)을 형성한다. 그리고 상기 원통형벽면(15)의 외경에는 나사산을 형성한다.

상기 몸체(10)와 결합되어 밀봉되는 캡(20)은 내측 벽면에 상기 몸체(10)의 나사산과 맞물리는 나사산이 형성되며, 외측 하부 중앙에 분무부(21)를 형성한다.

상기 분무부(21)는 천정에서 아래를 향하며, 상면은 평면으로 돌출되어 형성되고 그 측면에 완만한 경사면이 형성되며 상기 경사면에 다수개의 분무노즐(22)이 형성된다. 상기 분무노즐(22)은 상기 캡(20)의 내측에 형성된 단면이 반원인 도넛형홀(23)에 연통되도록 형성된다.

그리고 캡(20)의 내측 중앙 상면은 후술할 중앙분리구(30)의 하면과 밀착되어 고정된다.

중앙분리구(30)는 대략 원통형의 몸체를 가지며, 그 상부 내측으로 원통형의 제1유체 유입실(38)을 형성한다. 그리고 상기 제1유체유입실(38)의 하단벽면에 다수개의 통공(35)을 형성한다.

상기 중앙분리구(30)의 하면에 단면이 반원인 도넛형홈(33)을 형성하며, 상기 중앙분리구(30)의 하면이 캡(20)의 내부 상면에 접할때 상기 도넛형홈(33)은 상기 캡의 도넛형홈(23)과 합하여 유체혼합챔버(45)를 형성한다.

상기 중앙분리구(30)의 몸체 외부 벽면 일측 둘레에 오리피스 형성단차(32)를 형성하며, 상기 오리피스 형성단차(32)의 하부에 곡면부를 형성한다. 그리고 상기 중앙분리구(30)를 몸체(10)의 내부에 위치시켰을 때, 오리피스 형성단차(32)는 상기 몸체(10)의 원통형벽면(14)의 하측에 위치하도록 형성한다. 상기 원통형 벽면(14)의 하부와 오리피스 형성단차(32)의 사이가 제2유체주입 오리피스(37)로 형성된다. 중앙분리구(30)의 외부벽면중 상단부에서 상기 오리피스형성단차(32)까지의 벽면은 제2유체분산면(31)으로서 제2유체 주입구(11)로 부터 주입되는 제2유체가 상기 제2유체분산면(31)을 따라 중앙분리구(30)의 주위로 분산되면서 상기 제2유체주입오리피스(37)를 통하여 감속된다.

상기 중앙분리구(30)의 곡면부와 도넛형홈(33)이 연통되도록 다수개의 통공(36)을 형성한다.

상기 캡(20)과 몸체(10)가 맞물리는 곳의 단부에 실링재(43)를 넣어 밀봉하며, 상기 몸체(10)의 걸림턱(13)과 중앙분리구(30)의 상면 사이에 실링재(42)를 설치하여 밀봉한다. 상기 실링재(42)(43)는 고무링이 적합하다.

상기 몸체(10)와 중앙분리구(30)와 캡(20)이 결합된 상태를 살펴보면, 다음과 같다.

상기 중앙분리구(30)의 제2유체 분산면(31)과 원통형 벽면(14) 사이의 공간으로 제2유체 분산실(41)을 형성하며, 상기 제2유체 분산실(41)에서 분산된 제2유체가 제2유체 주입오리피스(37)를 통하여 제2유체 감속실(40)로 들어간다.

그리고 상기 도넛형홈(33)과 캡의 도넛형홈(23)이 합쳐져 유체 혼합챔버(45)를 형성하며, 상기 유체 혼합챔버(45)에서 중앙분리구 내측을 통하여 공급되는 제1유체와 중앙분리구의 외측을 통하여 공급되어 통공(36)을 통하여 공급되는 제2유체가 만나 혼합된다.

제1유체와 제2유체가 혼합된 혼합소방액은 분무노즐(22)을 통하여 안개형태로 분무되어 넓은 화재 범위에 퍼져 공기를 차단하고 열을 차단하는 역할을 한다.

전술한 내용에서 제1유체와 제2유체는 소화용 침윤 혼합액인 물과 불연성가스인 질소를 사용하는 것이 가장 바람직하다.

본 고안에서 제1유체로 소화용 침윤혼합액인 물을 사용하고, 제2유체로 질소가스를 사용하였으나, 바꾸어 사용하는 것도 본고안의 범위에 들어감을 밝혀둔다.

본 고안은 침륜수와 질소가스를 분무노즐의 내부에서 혼합하여 소화원으로사용하므로 환경친화적이고, 안전한 효과가 있으며, 수증기에 의하여 방사열이 감소괴고 공기중의 산소를 희석하여 질식소화시켜며 가연물로의 열복사를 차단하는 효과가 있다.

또한 안개 분무 형태로 이루어지므로 화원에 접근하여 증기로 변화되는 과정이 순간적으로 이루어지므로 다량의 열량을 순간적으로 뺏어가게 되므로 화재진압능력이 뛰어난 효과가 있다.

분무노즐의 구조가 2가지 유체를 효과적으로 혼합하여 분무하므로 2가지 유체가 가진 소화성질을 동시에 이용할 수 있는 효과가 발생한다.

그리고 2유체를 혼합하는 노즐이므로 높은 압력하에서 발생하는 하이포그 시스템을 비교적 낮은 압력에서 얻을 수 있도록 하여 최대한의 효과를 얻을 수 있다.

Claims (5)

1. 화재진화를 위해 건물에 설치되는 소화설비의 분무노즐에 있어서, 상부에 제1유체 주입구(12)가 형성되고, 측면에 제2유체주입구(11)가 형성되며, 상기 제1유체주입구(12)의 단부에 걸림턱(13)을 형성하고, 상기 걸림턱(13)의 하부로 걸림턱(13)보다 넓은 직경의 원통형 벽면(14)을 형성하며, 그 하부에 더 넓은 직경의 원통형 벽면(15)을 형성하며, 상기 원통형벽면(15)의 외경에는 나사산을 형성하는 몸체(10);

   상기 몸체(10)의 나사산과 맞물리는 나사산을 내측 벽면에 형성하며, 외측 하부 중앙에 분무부(21)를 형성하며, 내측 하면에 단면이 반원형인 도넛형홈(23)을 형성하며, 상기 도넛형홈(23)과 연통되도록 상기 분무부(21)에 분무노즐(22)을 형성하는 캡(20);

   대략 원통형의 몸체를 가지며, 그 상부 내측으로 제1유체 유입실(38)을 형성하며, 하면에 단면이 반원형인 도넛형홈(33)을 형성하고, 상기 제1유체 유입실(38)의 하면에 다수개의 통공(35)을 상기 도넛형홈(33)과 연통되도록 같은 간격으로 형성하며, 몸체 외부 벽면 일측 둘레에 오리피스 형성단차(32)를 형성하며, 상기 몸체 외측벽면 하단 둘레에 상기 도넛형홈(33)과 연통되도록 다수개의 통공(36)을 형성하는 중앙분리구(30); 로 구성되는 것을 특징으로 하는 내부혼합형 2유체 분무노즐.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 캡(20)과 몸체(10)가 맞물리는 곳의 단부에 실링재(43)를 넣어 밀봉하며, 상기 몸체(10)의 걸림턱(13)과 중앙분리구(30)의 상면 사이에 실링재(42)를 설치하여 밀봉하는 것을 특징으로 하는 내부혼합형 2유체 분무노즐.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 중앙분리구(30)의 제2유체 분산면(31)과 원통형 벽면(14) 사이의 공간으로 제2유체 분산실(41)을 형성하며, 상기 제2유체 분산실(41)에서 분산된 제2유체가 제2유체 주입오리피스(37)를 통하여 제2유체 감속실(40)로 들어가는 것을 특징으로 하는 내부혼합형 2유체 분무노즐.
4. 제 1 항에 있어서, 캡(20)의 도넛형홈(23)과 중앙분리구(30)의 도넛형홈(33)이 합쳐져 유체 혼합챔버(45)를 형성하며, 상기 유체 혼합챔버(35)에서 중앙분리구 내측을 통하여 공급되는 제1유체와 중앙분리구의 외측을 통하여 공급되어 통공(36)을 통하여 공급되는 제2유체가 만나 혼합되는 것을 특징으로 하는 내부혼합형 2유체 분무노즐.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1유체는 소방수이고, 상기 제2유체는 질소가스 인것을 특징으로 하는 내부혼합형 2유체 분무노즐.