KR200430911Y1 - 소방용 감압밸브 - Google Patents

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Abstract

본 고안은 소방용 감압밸브(10)로서; 1차측 유입챔버(122)와 2차측 유출챔버(124) 및 다이아프램챔버(126)를 포함하여 구성되는 메인밸브(12); 유입챔버(122)와 다이아프램챔버(126) 사이를 연결하는 이젝터(16); 유출챔버(124)와 다이아프램챔버(126) 사이를 이젝터(16)를 경유하여 연결하는 파이로트밸브(14); 및 유출챔버(124)와 배출구(30) 사이를 연결하는 릴리프파이로트밸브(20)를 포함하고, 여기서 유출챔버(124)의 압력이 제 1 설정 압력보다 낮아지는 경우, 다이아프램챔버(126)로부터 소량의 물이 상기 유출챔버(124)로 흘러나가게 하여 상기 메인밸브(12)가 더 열리도록 작동하며; 유출챔버(124)의 압력이 상기 미리 결정된 제 2 설정 압력보다 낮은 경우, 다이아프램챔버(126)로 소량의 물이 흘러들어가게 하여 메인밸브(12)가 더 닫히도록 작동하며; 유출챔버(124)의 압력이 제 2 설정 압력보다 높은 경우, 릴리프파이로트밸브(20)는 유출챔버(124)로부터 소량의 물이 배출되도록 하여, 제 2 설정 압력 아래로 떨어지도록 작동한다. 이에 따라, 소방용 감압밸브에서 소방수가 정체상태일 때도 소방용 감압밸브의 유입챔버와 유출챔버간 압력차를 설정값 범위내에서 유지할 수 있다는 효과를 제공한다.
감압밸브, 소방, 파이로트밸브

Description

소방용 감압밸브{A PRESSURE REDUCING VALVE FOR FIRE FIGHTING}
도 1은 종래 소방용 감압밸브의 구조를 보여주는 개략적인 단면도.
도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 소방용 감압밸브의 구조를 보여주는 개략적인 배관 선도.
<도면의 주요부호의 간단한 설명>
10 : 소방용 감압밸브 12 : 메인밸브
122 : 유입챔버 124 : 유출챔버
126 : 다이아프램챔버 14 : 파이로트밸브
16 : 이젝터 18 : 스트레나(Strainer)
20 : 릴리프파이로트밸브 30 : 배출구
본 고안은 일반적으로 스프링클러 설비 또는 옥내소화전 시스템의 소방용 감압밸브에 관한 것으로서, 더 상세하게는 고압의 소방수를 일정한 압력으로 감압시 키기 위한 소방용 감압밸브에서 소방수가 정체상태일 때도 소방용 감압밸브의 유입챔버와 유출챔버간 압력차를 설정값 범위내에서 유지하도록 구성한 새로운 소방용 감압밸브에 관한 것이다.
일반적으로 소방시스템에서 실내 스프링클러 설비 및 옥내소화전 시스템은 각 말단의 소방수 방사 압력이 소방법상으로 각각 12kg/cm2(스프링쿨러), 7kg/cm2(옥내소화전) 이상을 넘지 않도록 하여야만 하는 규정을 만족하여야만 한다. 통상 이러한 규정 압력 이상의 수압이 예컨대 펌프를 통해 공급되기 때문에 각각의 스프링클러, 옥내소화전 배관 공급 전에는 감압장치를 통해 감압 한 후, 법적 규정에 따른 기준 압력의 소방수를 공급하여야만 한다.
이를 위하여, 각 말단의 스프링클러 또는 옥내소화전 배관 직전에 감압밸브를 적용하는 것이 일반적이다. 도 1에는 종래 사용되는 감압밸브의 예가 도시되어 있다. 도시된 감압밸브(10)는 예컨대 OCV Control Valves사의 OCV Pressure Reducing valve Series 127 계열의 일종으로서, 고압의 물이 공급되어 감압된 후 유출되는 구조의 다이아프램형 메인밸브(12)와, 파이로트밸브(14), 및 이젝터(16)를 포함하는 구성을 가진다. 소방수의 공급시에, 이 감압밸브(10)의 동작에 있어서, 메인밸브(12)의 일차측 즉 유입챔버(122)로는 고압의 물이 공급되며, 공급된 물의 고압에 의해 중심의 다이아프램이 움직여 개방되면서 2차측 즉 유출챔버(124) 쪽으로 감압된 물이 흘러나가게 된다.
유출챔버(124)와 다이아프램의 상부에 있는 다이아프램챔버(126) 사이에는 파이로트밸브(14)에 의해 연결되어 있으며, 유입챔버(122)와 다이아프램챔버(126) 도 이젝터(16) 및 스트레나(180)를 통해 서로 연결되어 있다. 유출챔버(124)의 압력이 소방법상에서 규정하고 있는 수압과 같도록 설정된 압력이면, 파이로트밸브(14)는 일정한 개도를 유지하게 되며, 유입챔버(122)로부터 파이로트밸브(14)를 통과하여 유출챔버(124)로 물이 흐르게 되지만, 이 물의 수압은 다이아프램챔버(126)로부터의 물의 유입/유출을 막게 된다. 이 경우 메인밸브(12)는 일정한 개도를 유지하므로, 일정한 수압의 물이 메인밸브(12)를 통과하여 공급된다.
유출챔버(124)의 압력이 설정압력보다 작으면, 파이로트밸브(14)가 유출챔버(124)의 낮은 압력을 감지하여 더 개방되며, 다이아프램챔버(126)로부터 파이로트밸브(14)를 통하여 유출챔버(124)로 물이 흘러나가게 되고, 이에 따라 다이아프램이 들려올려져서 메인밸브(12)가 약간 더 개방되어 유입챔버(122)로부터 유출챔버(124)로 물이 더 흐르게 되므로, 유출챔버(124)의 압력이 설정압력으로 높아질 수 있다.
만약 유출챔버(124)의 압력이 설정압력보다 높게 되면, 파이로트밸브(14)가 유출챔버(124)의 높은 압력을 감지하여 자동으로 약간 닫히게 된다. 이 경우 유입챔버(122)로부터 물이 다이아프램챔버(126)로 공급되어 소량 공급되므로, 메인밸브(12)가 조금 닫히게 되고, 이에 따라 유출챔버(124)의 압력이 떨어져 설정압력으로 될 수 있다.
이와 같이 종래 도 1에 도시된 바와 같은 감압밸브를 적용한 경우, 소방수의 공급 압력을 설정 압력으로 감압시킬 수 있다는 장점이 제공될 수 있었다. 그런데, 일반적으로 소방용 배관은 장시간 소방용수를 사용하지 않는 상태에 놓이게 된다는 특징을 가진다. 소방설비에 있어서는, 소방용수의 사용시(즉, 화재발생시)보다는 소방용수를 사용하지 않는 경우가 더 길지만, 소방용수를 사용하지 않는 경우에도 설비에서 요구하는 설정압력은 항상 유지되어야만 한다.
그러나 다음과 같은 이유로 인하여 감압밸브의 2차측 압력이 설정압력보다 과도하게 상승하여 소방설비에 많은 문제점을 발생시킬 수 있다.
1) 소방용수 유입측(1차측)의 압력의 변화
2) 배관내 수온 및 용존 산소량의 변화에 의한 압력변화
3) 감압밸브의 누설에 의한 압력상승
4) 감압밸브의 동작 전후 발생할 수 있는 압력 상승
소방용수를 사용하지 않는 경우에 감압밸브의 2차측 압력이 설정압력보다 높아지게 되는 주된 이유는 상기 3)의 이유 즉 감압밸브의 2차측으로 아주 소용량의 누수가 지속적으로 발생하기 때문인 바, 종래 감압밸브 구조에 있어 필수적인 파이로트밸브로부터 누수가 지속적으로 발생한다는 구조적인 문제이다. 이에 따라, 결국에는 감압밸브 1차측 및 2차측 압력이 동일한 압력 상태, 즉 균압상태로 변화하게 된다. 이 때문에 2차측 배관이 압력에 견디지 못하여 파열하게 되는 문제가 발생할 수 있으므로, 소방 관계자들의 불만이 팽배하다. 이를 해결하기 위하여, 저층부, 고층부 등에 감압밸브를 적용하지 않고 펌프로 존을 구분한다든가, 감압밸브의 2차측 배관을 일반 배관재질이 아닌, 압력배관을 적용하는 방법 등으로 대처하고 있는 경우가 많은데, 이는 필요이상으로 비용이 드는 일이다.
따라서 유체의 흐름이 없는 정체된 경우에도 감압밸브의 1차측 및 2차측의 수압이 일정한 차이를 가지도록 유지할 수 있도록 함으로써 소방설비의 배관에 있어 불필요한 비용을 제거하는 새로운 감압밸브에 대한 절실한 요구가 있다.
본 고안은 상술한 종래의 소방용 감압밸브의 문제점을 해소하기 고안된 것으로서, 특히 유체의 흐름이 없는 정체된 고압의 물이 배관 내에 있으며 감압이 필요할 때, 감압밸브의 1차측 즉 고압측으로부터 2차측 즉 저압측으로의 누수로 인한 물의 이동을 인정하고, 이러한 누수로 인하여 저압측이 설정 압력보다 약간 상회하는 압력으로 되면, 별도의 릴리프 파이로트 밸브에 의해 누수된 유체를 흘려 배수 처리함으로써, 주배관 상의 처음 의도한 감압의 효과를 항상 유지할 수 있도록 한 새로운 소방용 감압밸브를 제공하려는 목적을 가진다.
본 고안은 종래 감압밸브의 구조를 크게 변경하지 않고도 감압밸브의 감압 기능이 어떠한 압력변화에서도 안정된 2차측 압력을 유지할 수 있도록 한 새로운 소방용 감압밸브를 제공하려는 목적을 가진다.
또한 본 고안은 감압밸브가 정체된 고압의 물 배관에서도 항상 2차측 압력이 변동없이 유지할 수 있도록 함으로써, 정체된 물의 감압밸브 1,2차측 균압발생 현상이 사라지도록 하고, 결과적으로 2차측 배관 재질을 압력배관재질이 아닌 일반배관재질로 하는 것이 가능하며, 고층부 및 저층부 존 분리 펌프 적용을 할 필요가 없이 감압변 단일 배관으로 시스템을 구성할 수 있어, 이에 따라 소방 설비의 총 공사비를 감소시키고, 공사 시공성을 더욱 양호하게 하는 등의 장점을 가진 새로운 소방용 감압밸브를 제공하려는 목적을 가진다.
상기 목적은 본 고안에 따라 제공되는 소방용 감압밸브에 의해 성취된다.
본 고안에 따라 제공되는 감압밸브는, 소방용 감압밸브로서; 공급 압력의 물이 유입되는 1차측 유입챔버와 상기 고압의 물이 감압되어 유출되는 2차측 유출챔버 및 1차측과 2차측이 연결되는 개도의 크기를 결정하는 다이아프램의 위치를 조절하기 위한 다이아프램챔버를 포함하여 구성되는 메인밸브; 상기 유입챔버와 상기 다이아프램챔버 사이를 상기 메인밸브 외부에서 연결하는 이젝터; 상기 유출챔버와 상기 다이아프램챔버 사이를 상기 메인밸브 외부에서, 상기 이젝터를 경유하여 연결하는 파이로트밸브; 및 상기 유출챔버와 배출구 사이를 연결하는 릴리프파이로트밸브를 포함하고, 여기서 상기 유출챔버의 압력이 상기 공급 압력보다 낮게 미리 결정된 제 1 설정 압력보다 낮아지는 경우, 상기 이젝터와 상기 파이로트밸브는 상기 다이아프램챔버로부터 소량의 물이 상기 유출챔버로 흘러나가게 하여 상기 메인밸브가 더 열리도록 작동하며; 상기 유출챔버의 압력이 상기 미리 결정된 제 1 설정 압력보다 높지만 상기 공급 압력보다는 낮게 미리 결정된 제 2 설정 압력보다 낮아지는 경우, 상기 이젝터와 상기 파이로트밸브는 상기 다이아프램챔버로 소량의 물이 흘러들어가게 하여 상기 메인밸브가 더 닫히도록 작동하며; 상기 유출챔버의 압력이 상기 미리 설정된 제 2 설정 압력보다 높은 경우, 상기 릴리프파이로트밸브는 상기 유출챔버로부터 소량의 물이 배출되도록 하여, 상기 유출챔버의 압력이 상 기 미리 설정된 제 2 설정 압력 아래로 떨어지도록 작동한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 미리 설정된 제 2 설정 압력은 상기 미리 설정된 제 1 설정 압력보다 0.2 ~ 0.5 kg/cm2 높다.
이하에서는 본 고안의 구체적인 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 소방용 감압밸브의 구조를 보여주는 개략적인 배관 선도이다. 도시된 바와 같이, 본 고안의 일 실시예에 따른 소방용 감압밸브(10)는, 메인밸브(12), 파이로트밸브(14), 이젝터(16) 및 릴리프파이로트밸브(20)를 포함하여 구성된다.
메인밸브(12)는 주배관에 설치되어 고압의 물 즉 공급되는 소방용수를 저압의 소방용수로 감압시키는 밸브이다. 구체적으로 메인밸브(12)는 공급 압력의 물이 유입되는 1차측 유입챔버(122)와 상기 고압의 물이 감압되어 유출되는 2차측 유출챔버(124) 및 1차측과 2차측이 연결되는 개도의 크기를 결정하는 다이아프램의 위치를 조절하기 위한 다이아프램챔버(126)를 포함하여 구성된다. 메인밸브(12)의 감압 기능은 개도의 크기에 의해 결정될 수 있으며, 이러한 개도의 크기는 다이아프램챔버(126)에 채워진 물의 압력에 의하여 조절될 수 있다.
이젝터(16)는, 바람직하게 스트레나(18)를 통하여 상기 유입챔버(122)와 상기 다이아프램챔버(126) 사이를 상기 메인밸브(12) 외부에서 연결한다. 스트레나(18)는 유입챔버(122)로부터 비교적 소규경의 이젝터(16) 내지 다이아프램챔버(126)와 연결되는 배관에 이물질이 유입되는 것을 방지하는 수단이다. 이젝 터(16)는 다이아프램챔버(126)의 압력을 감지하여 아래에서 설명하는 바와 같은 감압 조절 효과를 제공하기 위하여 유입챔버(122)와 다이아프램챔버(126) 사이의 물의 흐름을 조절하는 장치이다.
파이로트밸브(14)는 상기 유출챔버(124)와 상기 다이아프램챔버(126) 사이를 상기 메인밸브(12) 외부에서, 상기 이젝터(16)를 경유하여 연결하는 소구경 파이로트밸브이다. 이 파이로트밸브(14)는 유출챔버(124)의 압력을 감지하여 다이아프램챔버(126)와 유출챔버(124) 사이의 물의 흐름을 조절함으로써 메인밸브(12)의 개도를 조절하는 역할을 하는 수단이다.
다만 이 파이로트밸브(14)는 소방용수가 사용되지 않는 경우 즉 고압의 물이 유입챔버(122)에 정체되고 메인밸브(12)가 닫힌 상태에서조차도 소량의 물이 고압의 유입챔버(122)로부터 저압의 유출챔버(124)로 누수되도록 하여 결국 유출챔버(124)의 압력이 유입챔버(122)의 압력과 동일하게 되게 한다는 문제를 가진다. 따라서 이러한 파이로트밸브(14)가 가지는 누수문제를 해결하기 위하여, 본 고안에 따라서, 상기 유출챔버(124)와 배출구(30) 사이를 연결하는 릴리프파이로트밸브(20)를 포함한다. 이 릴리프파이로트밸브(20)는 소구경의 릴리프 밸브로서 유출챔버(124)의 압력을 감지하여 일정한 압력 이상인 경우 유출챔버(124)로부터 소량의 물이 배수되도록 하여 결과적으로 유출챔버(124)의 압력이 일정 압력 이하로 낮아지도록 하는 기능을 담당한다. 이에 따라 릴리프파이로트밸브(20)는 파이로트밸브(14)의 누수 문제를 해결할 수 있다.
이러한 감압밸브(10)의 작동에 있어서, 상기 유출챔버(124)의 압력이 상기 공급 압력보다 낮게 미리 결정된 제 1 설정 압력보다 낮아지는 경우, 상기 이젝터(16)와 상기 파이로트밸브(14)는 상기 다이아프램챔버(126)로부터 소량의 물이 상기 유출챔버(124)로 흘러나가게 하여 상기 메인밸브(12)가 더 열리도록 작동한다. 또한, 상기 유출챔버(124)의 압력이 상기 미리 결정된 제 1 설정 압력보다 높지만 상기 공급 압력보다는 낮게 미리 결정된 제 2 설정 압력보다 낮아지는 경우, 상기 이젝터(16)와 상기 파이로트밸브(14)는 상기 다이아프램챔버(126)로 소량의 물이 흘러들어가게 하여 상기 메인밸브(12)가 더 닫히도록 작동한다. 더 나아가, 상기 유출챔버(124)의 압력이 상기 미리 설정된 제 2 설정 압력보다 높은 경우, 상기 릴리프파이로트밸브(20)는 상기 유출챔버(124)로부터 소량의 물이 배출되도록 하여, 상기 유출챔버(124)의 압력이 상기 미리 설정된 제 2 설정 압력 아래로 떨어지도록 작동한다.
여기서, 상기 미리 설정된 제 2 설정 압력은 상기 미리 설정된 제 1 설정 압력보다 0.2 ~ 0.5 kg/cm2 높은 것이 바람직하다. 이때, 미리 설정된 제 1 설정 압력은 예컨대 소방법상에서 규정하는 12kg/cm2(스프링쿨러), 7kg/cm2(옥내소화전)일 수 있다.
이상에서는 본 고안을 소방용 감압밸브를 체적인 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 고안의 범위가 설명된 예에만 국한되는 것은 아니며, 해당 기술분야의 통상의 지식을 가진자 즉 당업자라면 개시된 내용을 기초로 해당 기술분야의 통상의 지식을 응용하여 다양한 변형과 수정이 가능하다. 따라서 본 고안의 범위는 설명된 예에 의해서가 아니라 첨부된 청구범위에 의해서 해석되어야 할 것임을 지적 해둔다.
상술한 바와 같이, 본 고안에 따르면, 특히 유체의 흐름이 없는 정체된 고압의 물이 배관 내에 있으며 감압이 필요할 때, 감압밸브의 1차측 즉 고압측으로부터 2차측 즉 저압측으로의 누수로 인한 물의 이동을 인정하고, 이러한 누수로 인하여 저압측이 설정 압력보다 약간 상회하는 압력으로 되면, 별도의 릴리프 파이로트 밸브에 의해 누수된 유체를 흘려 배수 처리함으로써, 주배관 상의 처음 의도한 감압의 효과를 항상 유지할 수 있도록 한다는 효과를 제공한다.
본 고안은 종래 감압밸브의 구조를 크게 변경하지 않고도 감압밸브의 감압 기능이 어떠한 압력변화에서도 안정된 2차측 압력을 유지할 수 있도록 한다는 효과를 제공한다.
또한 본 고안은 감압밸브가 정체된 고압의 물 배관에서도 항상 2차측 압력이 변동없이 유지할 수 있도록 함으로써, 정체된 물의 감압밸브 1,2차측 균압발생 현상이 사라지도록 하고, 결과적으로 2차측 배관 재질을 압력배관재질이 아닌 일반배관재질로 하는 것이 가능하며, 고층부 및 저층부 존 분리 펌프 적용을 할 필요가 없이 감압변 단일 배관으로 시스템을 구성할 수 있어, 이에 따라 소방 설비의 총 공사비를 감소시키고, 공사 시공성을 더욱 양호하게 하는 등의 현저한 효과를 가진다.

Claims (2)

  1. 소방용 감압밸브(10)로서;
    공급 압력의 물이 유입되는 1차측 유입챔버(122)와 상기 고압의 물이 감압되어 유출되는 2차측 유출챔버(124) 및 1차측과 2차측이 연결되는 개도의 크기를 결정하는 다이아프램의 위치를 조절하기 위한 다이아프램챔버(126)를 포함하여 구성되는 메인밸브(12);
    상기 유입챔버(122)와 상기 다이아프램챔버(126) 사이를 상기 메인밸브(12) 외부에서 연결하는 이젝터(16);
    상기 유출챔버(124)와 상기 다이아프램챔버(126) 사이를 상기 메인밸브(12) 외부에서, 상기 이젝터(16)를 경유하여 연결하는 파이로트밸브(14); 및
    상기 유출챔버(124)와 배출구(30) 사이를 연결하는 릴리프파이로트밸브(20)를 포함하고, 여기서
    상기 유출챔버(124)의 압력이 상기 공급 압력보다 낮게 미리 결정된 제 1 설정 압력보다 낮아지는 경우, 상기 이젝터(16)와 상기 파이로트밸브(14)는 상기 다이아프램챔버(126)로부터 소량의 물이 상기 유출챔버(124)로 흘러나가게 하여 상기 메인밸브(12)가 더 열리도록 작동하며;
    상기 유출챔버(124)의 압력이 상기 미리 결정된 제 1 설정 압력보다 높지만 상기 공급 압력보다는 낮게 미리 결정된 제 2 설정 압력보다 높아지는 경우, 상기 이젝터(16)와 상기 파이로트밸브(14)는 상기 다이아프램챔버(126)로 소량의 물이 흘러들어가게 하여 상기 메인밸브(12)가 더 닫히도록 작동하며;
    상기 유출챔버(124)의 압력이 상기 미리 설정된 제 2 설정 압력보다 높은 경우, 상기 릴리프파이로트밸브(20)는 상기 유출챔버(124)로부터 소량의 물이 배출되도록 하여, 상기 유출챔버(124)의 압력이 상기 미리 설정된 제 2 설정 압력 아래로 떨어지도록 작동하는
    것을 특징으로 하는, 소방용 감압밸브.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 미리 설정된 제 2 설정 압력은 상기 미리 설정된 제 1 설정 압력보다 0.2 ~ 0.5 kg/cm2 높은 것을 특징으로 하는, 소방용 감압밸브.
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