KR200383601Y1 - 방호구역에 맞도록 노즐구멍이 형성된 분무노즐 - Google Patents

Abstract

본 고안은 소화 설비에 사용하는 안개 분무노즐에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 화재 발생시 초기 진화를 위한 소화설비에 설치하여 아주 적은 소량의 소화액(소화수)을 사용하여 초기에 소화할 수 있도록 설계되고, 방호구역에 따라 다른 분무노즐구멍이 형성된 캡을 설치하여 방호구역의 형상에 따라 효과적인 분무를 할 수 있게 한 방호구역에 맞도록 노즐구멍이 형성된 분무노즐에 관한 것이며, 화재진화를 위해 건물에 설치되고 몸체와 캡 사이에 분리구가 설치되어 가스와 소화액이 분리되었다가 소정의 장소에서 혼합되어 분무되는 분무노즐에 있어서, 캡(20)의 분사노즐구멍(22)을 방호구역(40)의 형상과 같은 형상을 가지도록 배열하는 것을 특징으로 한다.

Description

방호구역에 맞도록 노즐구멍이 형성된 분무노즐{A pulverizing nozzle fitting for its protection area}

본 고안은 소화 설비에 사용하는 안개 분무노즐에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 화재 발생시 초기 진화를 위한 소화설비에 설치하여 아주 적은 소량의 소화액(소화수)을 사용하여 초기에 소화할 수 있도록 설계되고, 방호구역에 따라 다른 분무노즐구멍이 형성된 캡을 설치하여 방호구역의 형상에 따라 효과적인 분무를 할 수 있게 한 방호구역에 맞도록 노즐구멍이 형성된 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 위한 목적으로 설치된 소화설비로는 스프링 쿨러를 이용하는 방법과 물분무 설비를 이용하는 방법이 있는데, 이러한 설비는 건물의 실내에 화재를 감지할 수 있는 감지센서와 화재진화를 위한 소화액(소화수)이 분사되는 분사노즐이 설치되며, 각각의 분사노즐은 공급관에 의해 중앙제어부에 연결되어 화재 진압에 필요한 소화액(소화수)이 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 분사되어 진화가 이루어진다.

종래의 소화설비에 사용되는 분사노즐의 경우 소화액(소화수)이 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 수손피해, 전기사고, 정밀기기의 손상, 전자부품의 손상 등을 가져오게 된다.

이러한 2차적 손상이 큰 장소인 컴퓨터실, 통신기기실, 제어실, 서고, 케이블실, 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 소화액으로 소화용 침윤 혼합액인 물을 혼합하여 분무시켜 안정성을 확보하도록 하고자 한다.

이러한 두가지 유체를 혼합시켜 안개분무 형태로 분무하기 위하여는 2가지 유체가 잘 섞여서 안개분무 형태로 배출되는 노즐의 개발이 요구된다. 따라서 2유체 혼합 분무노즐을 개발하였고, 개략적으로 다음과 같은 구성을 가진다.

상부가 개구된 원통형 몸체, 몸체와 결합되는 캡, 그리고 몸체와 캡 사이에 분리구를 두어 2개의 유체가 분리되도록 구성시키고, 분리구에 의하여 분리된 2구역으로부터 혼합실로 2가지 유체가 분사되어 혼합된 후에 외부로 분무되는 구성으로 되어 있다. 몸체에는 가스가 유입되는 가스주입구가 일측에 형성되고, 소화액이나 물이 주입되는 소화액주입구가 형성되어 있다. 분리구에 의하여 분리된 2가지의 유체가 합쳐지는 혼합실에서 가스와 소화액이 혼합되어 캡에 형성된 분사노즐구멍을 통과하여 외부로 분무된다.

이때 이러한 분무노즐의 경우 대개가 원형의 분무노즐 캡에 전체적으로 원형의 배열상태를 가지고 노즐구멍이 형성되어 있어서, 직사각형이나 정사각형의 방호구역에서는 모서리부분에 해당하는 곳에 분무가 제대로 되지 않는 경우가 발생한다. 따라서 방호구역에 따른 노즐개발이 필요하다.

또한 분리구에 따라 가스와 소화액의 혼합비율을 조절하여 적절한 안개분무를 이룰수 있는 다양한 형태의 분리구를 개발하는 것이 필요하다.

본 고안은 전술한 바와 같은 문제를 해결하기 위하여 고안한 것으로서, 소화설비에 사용되는 분무노즐에 있어 적은 양의 소화액으로 고도의 소화성능을 높이기 위해 두가지 유체가 잘 혼합되어 분무되도록 다양한 구조의 분리구를 제공하여 안정성과 신뢰성을 확보하게 하고자 하며, 수분침투에 취약한 곳에 설치하여 수분에 의한 피해가 없도록 하고, 넓은 범위로 분무되도록 하며, 방호구역의 형상에 따라 분무노즐의 캡에 형성되는 분무노즐구멍의 배열을 달리하여 효율적인 분무가 이루어지도록 하는 방호구역에 적합한 노즐구멍이 형성된 분무노즐을 제공하고자 하는 목적을 가지고 있다.

본 고안은 전술한 목적을 달성하기 위하여 화재진화를 위해 건물에 설치되고 몸체와 캡 사이에 분리구가 설치되어 가스와 소화액이 분리되었다가 소정의 장소에서 혼합되어 분무되는 분무노즐에 있어서, 캡의 분사노즐구멍을 방호구역의 형상과 같은 형상을 가지도록 배열하는 것을 특징으로 하고, 방호구역이 직사각형일때 캡의 분사노즐구멍의 배열을 직사각형으로 하며, 방호구역이 정사각형일때 캡의 분사노즐구멍의 배열을 정사각형으로 하고, 방호구역이 정삼각형일때 캡의 분사노즐구멍의 배열을 정삼각형으로 하는 방호구역에 맞도록 노즐구멍이 형성된 분무노즐 및 화재진화를 위해 건물에 설치되고 몸체와 캡 사이에 분리구가 설치되어 가스와 소화액이 분리되었다가 소정의 장소에서 혼합되어 분무되는 분무노즐에 있어서, 몸체의 측벽 일측에 가스주입구가 형성되어 분리구에 의해 분리된 가스실과 연통되고, 몸체의 측벽 타측에 소화액주입구가 형성되어 소화액실과 연통되며, 몸체의 내측 중앙에 분리구 고정홈이 형성되고, 분리구는 원통형 몸체와 일체로 원반형테두리가 형성되며, 분리구의 몸체 내측에 격벽이 형성되어 그 상부에는 가스실이 형성되고 그 하부에는 혼합실이 형성되며, 격벽 하측으로 원통형몸체 둘레에 다수개의 소화액홀이 형성되고, 격벽의 일측을 관통시켜 가스실과 혼합실을 연통시키며, 분리구와 몸체와의 사이에 소화액실을 형성하며, 캡의 분사노즐구멍을 방호구역의 형상과 같은 형상을 가지도록 배열하는 것을 특징으로 하며, 격벽을 관통시켜 가스실과 혼합실을 연통시키도록 격벽의 둘레를 따라 다수개의 가스분사홀을 형성하고, 격벽의 중앙에 중앙분사홀을 형성하거나, 격벽의 중앙에 중앙분사홀을 형성하거나, 격벽의 중앙에 소화액홀보다 직경이 큰 중앙분사홀을 형성하거나, 격벽의 둘레를 따라 다수개의 가스분사홀을 형성하는 것을 특징으로 하는 방호구역에 맞도록 노즐구멍이 형성된 분무노즐을 제공한다.

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

화재 진화를 위해 건물에 설치되는 소화설비인 본 고안의 방호구역에 맞도록 노즐구멍이 형성된 분무노즐은 크게 3가지 부분으로 나뉜다. 우선 분무노즐은 내부혼합형으로 구성하고, 구성된 분무노즐은 위에서 아래로 분무하여 주는 것이 대부분이기 때문에 천정에 고정시키는 몸체(10)가 있고, 상기 몸체(10)의 내부에 삽입되어 몸체(10)의 내부의 공간을 분리시켜 2가지 유체를 분리되어 주입하도록 해주고 한 곳에서 혼합시켜주는 구조를 가진 분리구(30)가 있으며, 상기 몸체(10)와 맞물려 고정되고 아래로 향하여 분무되는 다수개의 분무노즐구멍이 형성되는 캡(20)으로 구성된다.

상기 몸체(10)는 하부가 개구되어 있고, 측벽면 일측에 가스주입구(12)가 형성되고, 몸체(10)의 측벽 타측에 소화액주입구(13)가 형성된다. 상기 가스주입구(12)와 소화액주입구(13)의 벽면에는 나사산이 형성되어 있어서 가스공급관(2)과 소화액공급관(3)이 나사 결합되는 것이 일반적이다.

상기 소화액주입구(13)는 소화수나 소화액이 주입되는 홀로서 그 크기는 가스주입구(12)보다 작아야 한다.

상기 소화액주입구(13)의 직경은 가스주입구(12)의 직경에 비해 작은 홀로 형성하여 소화액이나 소화수가 가스에 비해 적은 비율로 주입되어야 바람직하다. 만약 동일 직경으로 형성하면 주입되는 가스에 비하여 소화액이 많아 안개분무 상태를 기대하기 힘들다.

가스주입구(12)와 소화액주입구(13)는 설치 위치에 따라 몸체(10) 상부에 형성될 수도 있고, 이때 가스주입구(12)와 소화액주입구(13)는 각각 가스실(36)과 소화액실(14)에 연통되도록 형성할 수 있다.

가스주입구(12)와 연통되도록 몸체(10)의 내측면 중앙에 분리구고정홈(15)을 형성하여 분리구(30)의 상단이 안착되도록 한다. 이때 분리구(30)의 상단과 분리구 고정홈(15) 사이에 도넛형 실링재(37)를 설치하여 기밀을 유지하도록 한다. 상기 실링재(37)는 동와셔나 테프론 패킹을 사용한다.

분리구(30)는 원통형 몸체의 하단에 원반형테두리(38)가 형성된 것으로, 내측 상부 공간을 가로질러 분리하는 격벽(33)을 형성하고, 격벽(33)에는 다수개의 가스분사홀(32)을 형성한다. 격벽(33)의 상부에는 가스실(36)이 형성되고, 격벽(33)의 하부에는 혼합실(35)이 형성된다.

분리구(30)의 외측벽면과 내측벽면을 관통하는 소화액홀(31)을 격벽(33)의 하측으로 다수개 형성하고, 연통홀(31)은 캡(20)과 몸체(10)의 내부에 형성되는 소화액저장실(14)과 혼합실(35)이 서로 연통되도록 한다.

분리구(30)의 원반형테두리(38)는 그 하측에 위치한 분사부(23)와 상측에 위치하는 소화액실(14)이 분리되도록 하고, 원반형테두리(38)와 분리구(30)의 원통형 몸체 내부와 연결되는 모서리에 곡면부(34)를 형성하여 혼합실(35)에서 가스와 소화액이 혼합되어 아래로 분사될 때 그 분무가 직하방 뿐만 아니라 측면으로도 균일하게 분사되도록 한다.

상기 몸체(10)와 결합되어 밀봉되는 캡(20)은 내측 벽면에 상기 몸체(10)의 결합나사산(11)과 맞물리는 결합나사산(21)이 형성되며, 하면 전체에 걸쳐 분사부(23)를 형성한다. 분사부(23)가 형성된 캡(20)의 하측은 반구 형태로 이루어지고, 다수개의 분사노즐구멍(22)이 형성된다.

상기 분사노즐구멍(22)이 형성되는 형태는 본 고안에서 방호구역에 따라 다른 배열로 형성할 수 있으며, 상세한 내용은 아래와 같다.

도 3a와 도 3b에 도시되어 있듯이 방호구역(40)이 직사각형 형태일 경우에 캡(20)에 형성되는 분사노즐구멍(22)을 직사각형 형태로 배열하게 되면, 각각의 노즐구멍에서 분사되는 혼합액 분무가 직사각형 형태로 형성된 방호구역(40)과 전체적으로 일치하여 분무되므로 방호구역(40)의 구석에도 효율적으로 분무될 수 있다.

도 4a와 도 4b에는 정사각형 방호구역에 적용되는 분무노즐을 도시하고 있는데, 방호구역(40)이 정사각형일때는 캡(20)에 형성되는 분사노즐구멍(22)을 정사각형 형태로 배열하여 각각의 분사노즐구멍에서 분사되는 혼합액 분무가 정사각형 형태로 형성된 방호구역(40)과 전체적으로 일치하여 분무되므로 방호구역(40)의 구석에도 효율적으로 분무될 수 있다.

도 5a와 도 5b에는 정삼각형 형상의 방호구역에 적용되는 분무노즐을 도시하고 있고, 방호구역(40)의 형상이 정삼각형 형상일때는 캡(20)에 형성되는 분사노즐구멍(22)을 정삼각형 형태로 배열하여 방호구역(40)과 일치시킨다.

도 6a와 도 6b에는 원형의 방호구역에 적용되는 분무노즐을 도시하고 있다. 통상적으로 지금까지 제조되는 분무노즐은 이와 같이 원형의 방호구역에만 적합하였으나, 전의 실시예와 같이 직사각형, 정사각형, 정삼각형 형상으로 형성되는 각각의 방호구역에 맞추어 캡의 분사노즐구멍의 배열을 형성하는 것을 구성으로 한다.

그리고 가스주입구(12)를 통하여 주입된 질소가스는 분리구(30)의 격벽(33) 상부에 형성된 가스실(36)에 일차 머물면서 격벽(33)에 형성된 가스분사홀(32)을 통하여 급속하게 분사된다. 넓은 공간에서 좁은 가스분사홀(32)을 통과하기 때문에 아래의 혼합실(35)을 향하여 빠른 속도로 가스가 분사되고, 분사된 가스는 소화액홀(31)을 통하여 들어오는 소화액 또는 소화수를 작은 입자로 분산시키면서 아래로 뿜어진다.

분리구(30)에는 다양한 실시예의 가스분사홀이 형성된다.

도 8a에는 가장 대표적인 형태의 가스분사홀(32)이 격벽(33)의 둘레를 따라 소화액홀(31)에 대응되어 형성된 상태를 도시하고 있다.

도 8b에는 격벽(33)의 둘레를 따라 가스분사홀(32)이 형성되고, 격벽 중앙에 중앙분사홀(41)이 형성된다. 이 경우에 가스분사홀(32)에서 분사되는 가스를 통과한 소화액이 중앙분사홀(41)로 분사되는 가스와 최종적으로 혼합되어 분사실로 보내져 더욱 완전한 분무를 하도록 한다.

도 8c에 도시된 분리구에는 격벽 둘레에 가스분사홀이 형성되지 않고, 중앙에만 중앙분사홀(41)이 형성된다. 따라서 소화액홀(31)에서 분사되는 소화액이 중앙분사홀(41)에서 분사되는 가스와 혼합되어 분무된다.

도 8d에 도시된 분리구에는 격벽 둘레에 가스분사홀이 형성되지 않고, 중앙에 직경이 소화액홀(31)보다 큰 중앙분사홀(42)이 형성되어 분사되는 가스의 양이 소화액홀(31)에서 분사되는 소화액보다 많은 양이 분사되도록 한다.

소화액주입구(13)를 통하여 주입되는 소화액이나 소화수는 소화액실(14)에 1차로 머물면서 분리구(30)에 형성된 소화액홀(31)을 통하여 수평으로 분사된다. 분리구(30)의 몸통 둘레를 따라 수평으로 소화액홀(31)이 형성되므로 아래로 뿜어져 내려오는 가스와 수직방향으로 만나게 된다. 이때 수평으로 분사되는 소화액이나 소화수가 아래를 향해 빠른 속도로 내려오는 가스에 부딪쳐 분산되면서 분사부(23)로 보내지고, 분사부(23)의 분사노즐(22)을 통하여 바깥으로 분무된다.

본 고안에서는 소화액이나 소화수로서 소화용 침윤 소화약제를 사용하고, 가스에는 질소가스를 사용하는데, 이에 한정되지는 않는다.

본 고안은 소화액이나 소화수와 질소가스를 분무노즐의 내부에서 혼합하여 소화원으로 사용하므로 환경친화적이고, 안전한 효과가 있으며, 수증기에 의하여 방사열이 감소되고 공기중의 산소를 희석하여 질식소화시켜며 가연물로의 열복사를 차단하는 효과가 있으며, 안개 분무 형태로 이루어지므로 화원에 접근하여 증기로 변화되는 과정이 순간적으로 이루어지므로 다량의 열량을 순간적으로 뺏어가게 되므로 화재진압능력이 뛰어난 효과가 있다. 또한 그 간단한 구조의 분리구를 사용하여 2가지 유체를 분리하고 아래를 향하여 분사시키는 질소가스에 의하여 수평으로 분사되는 소화액이 효과적으로 혼합되어 분무되므로 2가지 유체가 가진 소화성질을 동시에 이용할 수 있는 효과가 있다.

그리고 분무노즐이 설치되는 방호구역의 형상에 따라 노즐의 배열을 다르게 형성하여 각각의 방호구역에 맞도록 분무되게 하여 방호구역의 구석진 부분에도 효율적으로 분무되는 효과가 있다.

또한 분리구의 격벽에 가스분사홀과 중앙분사홀을 적절하게 형성하여 효율적인 가스와 소화액의 혼합이 이루어질 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 고안의 분무노즐을 도시한 사시도.

도 2는 본 고안의 분무노즐을 도시한 단면도.

도 3a와 도 3b는 본 고안의 분무노즐에 의한 직사각형 방호구역을 도시한 도면.

도 4a와 도 4b는 본 고안의 분무노즐에 의한 정사각형 방호구역을 도시한 도면.

도 5a와 도 5b는 본 고안의 분무노즐에 의한 삼각형 방호구역을 도시한 도면.

도 6a와 도 6b는 본 고안의 분무노즐에 의한 원형 방호구역을 도시한 도면.

도 7은 본 고안의 분무노즐이 정사각형 방호구역을 형성하는 상태를 도시한 사시도.

도 8a, 도 8b, 도 8c, 도 8d는 본 고안의 분무노즐에 사용하는 분리구의 실시예를 도시한 사시도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명 >

1 : 2유체 분무노즐 2 : 가스공급관

3 : 소화액공급관 10 : 몸체

11 : 결합나사산 12 : 가스주입구

13 : 소화액주입구 14 : 소화액실

15 : 분리구고정홈 20 : 캡

21 : 결합나사산 22 : 분무노즐구멍

23 : 분사부 30 : 분리구

31 : 소화액홀 32 : 가스분사홀

33 : 격벽 34 : 곡면부

35 : 혼합실 36 : 가스실

37 : 실링재 38 : 원반형테두리

39 : 원통형몸체 40 : 방호구역

41, 42 : 중앙분사홀

Claims (6)

1. 화재진화를 위해 건물에 설치되고 몸체와 캡 사이에 분리구가 설치되어 가스와 소화액이 분리되었다가 소정의 장소에서 혼합되어 분무되는 분무노즐에 있어서,

   캡(20)의 분사노즐구멍(22)을 방호구역(40)의 형상과 같은 형상을 가지도록 배열하는 것을 특징으로 하는 방호구역에 맞도록 노즐구멍이 형성된 분무노즐.
2. 화재진화를 위해 건물에 설치되고 몸체와 캡 사이에 분리구가 설치되어 가스와 소화액이 분리되었다가 소정의 장소에서 혼합되어 분무되는 분무노즐에 있어서,

   몸체(10)의 측벽 일측에 가스주입구(12)가 형성되어 분리구(30)에 의해 분리된 가스실(36)과 연통되고, 몸체(10)의 측벽 타측에 소화액주입구(13)가 형성되어 소화액실(14)과 연통되며, 몸체(10)의 내측 중앙에 분리구 고정홈(15)이 형성되고,

   분리구(30)는 원통형 몸체(39)와 일체로 원반형테두리(38)가 형성되며, 분리구(30)의 몸체 내측에 격벽(33)이 형성되어 그 상부에는 가스실(36)이 형성되고 그 하부에는 혼합실(35)이 형성되며, 격벽(33) 하측으로 원통형몸체(39) 둘레에 다수개의 소화액홀(31)이 형성되고, 격벽(33)의 일측을 관통시켜 가스실(36)과 혼합실(35)을 연통시키며, 분리구(30)와 몸체(10)와의 사이에 소화액실(14)을 형성하며,

   캡(20)의 분사노즐구멍(22)을 방호구역(40)의 형상과 같은 형상을 가지도록 배열하는 것을 특징으로 하는 방호구역에 맞도록 노즐구멍이 형성된 분무노즐.
3. 제 2 항에 있어서, 격벽(33)을 관통시켜 가스실(36)과 혼합실(35)을 연통시키도록 격벽(33)의 둘레를 따라 다수개의 가스분사홀(32)을 형성하고, 격벽(33)의 중앙에 중앙분사홀(41)을 형성하는 것을 특징으로 하는 방호구역에 맞도록 노즐구멍이 형성된 분무노즐.
4. 제 2 항에 있어서, 격벽(33)을 관통시켜 가스실(36)과 혼합실(35)을 연통시키도록 격벽(33)의 중앙에 중앙분사홀(41)을 형성하는 것을 특징으로 하는 방호구역에 맞도록 노즐구멍이 형성된 분무노즐.
5. 제 2 항에 있어서, 격벽(33)을 관통시켜 가스실(36)과 혼합실(35)을 연통시키도록 격벽(33)의 중앙에 소화액홀(13)보다 직경이 큰 중앙분사홀(42)을 형성하는 것을 특징으로 하는 방호구역에 맞도록 노즐구멍이 형성된 분무노즐.
6. 제 2 항에 있어서, 격벽(33)을 관통시켜 가스실(36)과 혼합실(35)을 연통시키도록 격벽(33)의 둘레를 따라 다수개의 가스분사홀(32)을 형성하는 것을 특징으로 하는 방호구역에 맞도록 노즐구멍이 형성된 분무노즐.