KR20040058119A - 조기 반응형 후러쉬 스프링클러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조기 반응형 후러쉬 스프링클러에 관한 것으로, 화재를 진압할 수 있도록 실내 건축물의 천장에 설치되는 스프링클러가 천장으로부터 돌출되는 양을 최소화하여 외부의 충격으로부터 스프링클러 헤드를 보호함과 아울러 화재 발생 시 반응 속도를 빠르게 할 수 있어 초기 화재진압을 확실히 수행할 수 있도록 하며 실내의 미관을 미려하게 할 수 있는 스프링클러를 제공한 것이다.

이를 위해, 프레임(7)의 내부에 디프렉터(8)를 내장하고 상기 프레임의 하부에는 천장의 외부로 노출되어 열을 감응함에 따라 분해되는 히트 콜렉터(9)와 아우터 로딩 플레이트(13)를 설치하여서 된 조기 반응형 후러쉬 스프링클러에 있어서, 상기 아우터 로딩 플레이트(13)를 프레임(7)의 내부에 수용되도록 프레임의 저면에 화재 발생 시 와류현상이 발생되도록 하는 수용공간(14)을 형성하고 프레임(7)의 외주면에 숫나사부(7a)를 형성하여 상기 숫나사부에 천장을 폐쇄하는 천정 헤드와셔(10)를 히트 콜렉터와 평행하게 나사 결합하여서 된 것이다.

Description

조기 반응형 후러쉬 스프링클러{Early Reaction Flush Sprinkler}

본 발명은 소방용 스프링클러에 관한 것으로서, 좀더 구체적으로는 화재를진압할 수 있도록 실내 건축물의 천장에 설치되는 스프링클러가 천장으로부터 돌출되는 양을 최소화하여 외부의 충격으로부터 스프링클러 헤드를 보호함과 아울러 화재 발생 시 반응 속도를 빠르게 할 수 있어 초기 화재진압을 확실히 수행할 수 있도록 하며 실내의 미관을 미려하게 할 수 있는 조기 반응형 후러쉬 스프링클러에 관한 것이다.

일반적으로 스프링클러 설비는 화재발생시 소방수를 이용하여 화재를 초기진압하는 설비로서, 화재발생시 이를 자동으로 감지하여 소화함과 동시에 경보기능을 가지므로 오동작하는 경우가 적어 백화점, 시장, 호텔, 병원 등 많은 사람이 밀집되는 대규모 건물에 의무적으로 설치하도록 규정하고 있다.

상기 스프링클러 설비는 작동방법에 따라 습식(Wet system), 건식(Dry system), 일제살수식(一齊撒水式 : Deluge system)으로 대별된다.

이러한 스프링클러는 보통 68?? 이상에서 작동하나, 스프링클러 헤드의 종류에 따라 약간의 차이가 있으며, 부착 위치라든지 배치 및 방수량에 대해서는 건물의 종류와 내장(內裝)의 정도에 따라서 소방법으로 규정하고 있다.

상기한 역할을 하는 스프링클러(1)는 도 1에 나타낸 바와 같이 건물의 천장(2)에 외부로 노출되게 설치된 상태에서 화재가 발생하여 천장부근의 온도가 68?? 이상(일반형은 72??)으로 상승하면 디프렉터(3)와 프레임(4)사이에 설치된 유리벌브(5)(일반형은 휴즈브링크)가 이를 감지하게 되므로 유리벌브가 여러 조각으로 파열(일반형의 경우 분해)된다.

이와 같이 유리벌브(5)가 산산 조각나면 스프링클러의 오리피스 구멍을 폐쇄하고 있던 벌브 캡(일반형의 경우 가스켓)이 떨어져 나와 소화수가 프레임에 형성된 출수구(오리피스)를 통해 분출되어 디프렉터에 부딪히게 되고, 이에 따라 소방수가 사방으로 골고루 분사되므로 화재를 진압하게 된다.

도 2는 종래 스프링클러의 다른 실시예를 나타낸 종단면도로서, 바디(12)와 결합되는 프레임(7)의 내부에 화재 발생시 하부로 자유 낙하되어 소방수를 사방으로 확산시키는 디프렉터(8)가 내장되어 있고 상기 프레임의 하부에는 인너 로딩 플레이트와 아우터 로딩 플레이트(13)가 설치되어 있으며 두 부품 사이에는 리테이닝 링이 배치되어 인너 로딩 플레이트와 아우터 로딩 플레이트가 상호 밀착되면 리테이닝 링이 벌어지면서 프레임 하측에 형성된 록킹 글루브에 록킹된다.

또한, 상기 아우터 로딩 플레이트의 직하방에는 화재 발생으로 스프링클러의 작동온도에 도달하면 분해되어 프레임(7)으로부터 이탈되는 히트 콜렉터(9)가 설치되어 있다.

상기 히트 콜렉터(9)는 상부로 갈수록 직경이 커지도록 3개로 구성되어 있다.

따라서 화재가 발생하면 고온의 열기를 복수개의 히트 콜렉터(9)가 감응하여 휴즈 메탈을 용해시키게 되므로 상기 히트 콜렉터(9) 및 인너 로딩 플레이크, 아우터 로딩 플레이트가 프레임(7)으로부터 이탈되고, 이에 따라 프레임(7)의 내부에 있던 디프렉터(8)가 하부로 자유 낙하되어 프레임(7)의 외부로 노출된다.

이와 같이 디프렉터(8)가 프레임(7)의 외부로 노출된 상태에서 가지관을 통해 소방수가 공급되면 소방수는 디프렉터(8)에 부딪혀 사방으로 골고루 분사되므로화재를 신속하게 진압할 수 있게 된다.

그러나 이러한 구조를 갖는 전자의 스프링클러는 천장에 설치되는 스프링클러가 천장으로부터 외부로 많이 노출되므로 인해 가재 도구 등의 운반과정에서 외부 충격에 의해 스프링클러의 핵심역할을 하는 유리벌브가 깨지는 경우(일반형의 경우 휴즈 브링크가 분해되는 경우)가 발생하여 소방수의 분사로 인한 재산상의 손해가 발생함은 물론 스프링클러의 노출에 따라 실내 외관을 해치게 되는 문제점이 있었다.

한편, 후자의 스프링클러는 화재 발생 시 뜨거운 열기를 감응하는 히트 콜렉터가 3개로 구성되어 있어 전자의 스프링클러보다 화재를 신속하게 감응하여 소방수를 살수하게 되는 잇점을 갖으나, 프레임의 저면에 설치되는 아우터 로딩 플레이트가 프레임의 저면과 일치되도록 설치됨과 동시에 히트 콜렉터가 천장의 저면보다 많이 돌출되어 외부 충격에 의해 히트콜렉터가 파손 또는 분해되는 경우가 발생하고, 화재 발생에 따른 열기가 히트 콜렉터가 위치된 지점에 일정시간 동안 머무르지 못하고 기류를 따라 히트 콜렉터를 신속하게 지나가게 되므로 보다 빠른 감응속도를 갖는데 한계가 있다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 스프링클러의 구조를 개선하여 화재 발생 시 열기가 히트 콜렉터의 직상부에 일정 시간동안 머물도록 하여 스프링클러가 보다 신속하게 감응할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 천장에 설치되는 스프링클러의 노출량을 최소화할 수 있도록 하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 프레임의 내부에 디프렉터를 내장하고 상기 프레임의 하부에는 천장의 외부로 노출되어 열을 감응함에 따라 분해되는 히트 콜렉터와 아우터 로딩 플레이트를 설치하여서 된 조기 반응형 후러쉬 스프링클러에 있어서, 상기 아우터 로딩 플레이트를 프레임의 내부에 수용되도록 하여 프레임의 저면에 화재 발생 시 와류현상이 발생되도록 하는 수용공간을 형성하고 히트 콜렉터 1, 2, 3는 화재 발생 시 기류가 통과하는 시간을 지연시킬 수 있도록 상호 이격된 것을 특징으로 하는 조기 반응형 후러쉬 스프링클러가 제공된다.

도 1은 종래의 스프링클러가 설치된 상태의 정면도

도 2는 종래 스프링클러의 다른 실시예를 나타낸 종단면도

도 3은 본 발명의 스프링클러가 설치된 상태의 정면도

도 4는 본 발명의 구성을 나타낸 반단면도

* 도면중 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

2 : 천장 2a : 구멍

7 : 프레임 7a : 숫나사부

8 : 디프렉터 9 : 히트 콜렉터

10 : 천정 헤드와셔

이하, 본 발명을 일 실시예로 도시한 도 3 및 도 4를 참고하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 스프링클러가 설치된 상태의 정면도이고 도 4는 본 발명의 구성을 나타낸 반단면도로서, 본 발명은 프레임(7)의 내부에 화재 발생으로 소방수의 살 수시 물을 사방으로 확산시키는 디프렉터(8)가 내장되어 있고 상기 프레임의 하부에는 인너 로딩 플레이트와 아우터 로딩 플레이트(13)가 설치되어 있는데, 상기 아우터 로딩 플레이트(13)는 종래의 스프링클러와는 달리 프레임(7)의 내부에수용되어 프레임(7)의 저면에 화재 발생 시 와류현상이 발생되도록 수용공간(14)을 형성하고 있다.

또한, 프레임(7)의 하부에 화재 발생으로 발생되는 열을 집열하는 히트콜렉터(9)가 있어 스프링클러의 작동온도에 도달하면 분해되어 프레임(7)으로부터 이탈되도록 설치되어 있는데, 상기 히트 콜렉터(9)는 특수 합금된 퓨즈(Fuse), 록킹 스크류와 조립되어 있어 집열된 열이 퓨즈에 전달되어 퓨즈를 용융시켜 히트 콜렉터가 분해되도록 구성하였다.

이러한 역할을 하는 히트 콜렉터(9)를 적어도 1개 이상 구비하면 화재 발생시 열을 감지하여 분해되지만, 본 발명의 일 실시예에서는 히트 콜렉터(9)를 동일크기를 갖는 3개로 구성하며 히트 콜렉터 사이의 간격은 화재 발생시 기류가 통과하는 시간을 지연시킬 수 있도록 상호 이격되어 있어 화재 발생시 보다 신속하게 화재를 감지하여 소방수를 분사시킬 수 있도록 하였다.

그리고 프레임(7)의 외주면에 숫나사부(7a)가 형성되어 있고 상기 숫나사부에는 스프링클러의 설치에 따라 천장(2)에 천공된 구멍(2a)을 폐쇄하는 합성수지재의 천정 헤드와셔(10)가 나사 결합되어 있다.

상기 천장(2)의 하부로 노출되는 히트 콜렉터(9)에서 최하단에 위치된 히트 콜렉터가 천장(2)으로부터 6.4 ∼ 7.0mm 돌출되게 설치되어 있다.

이때, 상기 히트 콜렉터(9)의 최하단면이 천장(2)과 너무 근접되게 설치되면 상측에 위치하는 히트 콜렉터가 천장의 내부에 수용되므로 화재 발생 시 열 감응 속도가 늦은 문제점이 발생되고, 이와는 반대로 히트 콜렉터(9)가 너무 많이 돌출되면 스프링클러의 외관을 해치게 됨은 물론 부주의로 파손될 우려가 있기 때문이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 가지관(11)상에 프레임(7)과 나사 결합된 바디(12)를 연결하여 스프링클러(1)를 설치하게 되는데, 천장(2)으로부터 노출되는 스프링클러(1)의 양은 도 2에 나타낸 바와 같이 히트 콜렉터(9)만이 외부로 노출되도록 스프링클러의 설치과정에서 조절하게 된다.

이와 같이 가지관(11)은 천장(2)을 시공하기 전에 스프링클러(1)의 설치 위치를 표기하여 천장을 설치 후 설치 위치에 구멍(2a)을 뚫어 히트 콜렉터(9)가 외부로 노출되도록 조절한다.

이 때, 천장(2)에 형성되는 구멍(2a)의 크기는 스프링클러(1)보다 크게 형성되므로 상기 구멍(2a)을 통해 프레임(7)의 외주면에 형성된 숫나사부(7a)에 합성수지재의 천정 헤드와셔(10)을 나사 결합하면 천장(2)에 형성된 구멍(2a)이 완전히 폐쇄되므로 천장(2)의 외부로는 히트 콜렉터(9)만이 노출된다.

이러한 상태에서 부주의로 건물의 내부에서 화재가 발생되면 열기가 대류현상에 의해 천장면을 따라 이동하는 과정에서 고온의 열기가 아우터 로딩 플레이트(13)가 설치된 부위, 즉 프레임(7)의 저면에 형성된 수용공간(14)의 내부에서 압력차이에 의해 와류(渦流)를 일으켜 일시 머물게 되므로 고온의 열기가 빠른 시간 내에 히트 콜렉터(9)측으로 전달되어 퓨즈를 용융시켜 프레임(7)으로부터 이탈되므로 프레임(7)의 내부에 있던 디프렉터(8)가 하부로 자유 낙하된다.

이에 따라, 상기 디프렉터(8)가 프레임(7)의 외부로 노출되어 가지관(11)을 통해 유입되는 소방수가 디프렉터(8)에 부딪혀 사방으로 골고루 분사되므로 화재를 신속하게 진압할 수 있게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 프레임의 저면에 수용공간이 형성되어 있어 화재 발생 시 고온의 열기가 스프링클러를 지나는 과정에서 압력 차이에 의해 수용공간 내에 와류가 발생되어 수용공간 내에 고온의 열기가 일정 시간 머물게 되며 동일크기를 갖는 3개의 히트 콜렉터의 간격은 화재 발생 시 기류가 통과하는 시간을 지연시킬 수 있도록 상호 이격되어 있어 화재를 빠른 시간에 감지하여 소방수를 살수하게 되므로 화재를 신속하게 진압할 수 있게 되는 효과를 얻게 된다.

즉, 감응에 따른 시간 반응지수(RTI지수)가 낮을수록 스프링클러의 감응속도가 빠른데, 본 발명의 스프링클러 헤드와 종래 기술의 다른 실시예에서 설명한 스프링클러 헤드를 응답속도를 측정한 시험 데이터를 살펴보면, 밀폐된 공간에 기류온도를 129∼141??로 하고, 기류 속도를 1.65∼1.85 m/s로 하여 본 발명의 스프링클러 헤드를 시험하였다.

그 결과, 반응시간은 16.4∼17.8sec이고, RTI(Response time Index)는 36.7∼39.6으로 나타났는데,

여기에서, RTI= T ㅧroot{U} ( T : 반응시간, U : 기류속도)

그리고, 동일한 시험 조건에서 종래 기술의 다른 실시예의 스프링클러 헤드를 시험하면 반응시간은 18.8∼21sec이고, RTI(Response time Index)는 42∼47로 나타남을 보더라도 화재 발생 시 종래의 조기 반응형 후러쉬 스프링클러보다 본 발명의 조기 반응형 후러쉬 스프링클러가 보다 신속하게 반응함을 알 수 있다.

또한, 스프링클러를 천장에 설치한 상태에서 히트 콜렉터가 천장의 저면에 일치하고 있어 화재 발생시 기류에 이동하는 열기가 히트 콜렉터에 신속하게 전달되므로 스프링클러가 이를 신속하게 감응하여 작동하게 되는 효과도 얻게 된다.

Claims (3)

1. 프레임의 내부에 디프렉터를 내장하고 상기 프레임의 하부에는 천장의 외부로 노출되어 열을 감응함에 따라 분해되는 히트 콜렉터와 아우터 로딩 플레이트를 설치하여서 된 조기 반응형 후러쉬 스프링클러에 있어서, 상기 아우터 로딩 플레이트를 프레임의 내부에 수용되도록 하여 프레임의 저면에 화재 발생 시 와류현상이 발생되도록 하는 수용공간을 형성하고 히트 콜렉터 1, 2, 3는 화재 발생 시 기류가 통과하는 시간을 지연시킬 수 있도록 상호 이격된 것을 특징으로 하는 조기 반응형 후러쉬 스프링클러.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 히트 콜렉터가 동일크기를 갖는 다단으로 형성된 것을 특징으로 하는 조기 반응형 후러쉬 스프링클러.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 최하단에 위치된 히트 콜렉터가 천장으로부터 6.4 ∼ 7.0mm 돌출되게 설치된 것을 특징으로 하는 조기 반응형 후러쉬 스프링클러.