KR20060035149A - 소방용 미분무수 노즐 - Google Patents

Abstract

본 발명은 챔버(12)에 충진된 물을 다수의 유로로 분기하여 분무하는 노즐에 있어서: 육각몸체(11), 원추몸체(15), 나선부(18)가 일체로 형성되고, 내부의 챔버(12)와 연통하는 오리피스(16)를 구비하는 노즐바디(10); 상기 노즐바디(10)의 나선부(18)에 맞물려 결합되고, 전방으로 연장되는 다수의 가이드(22)를 구비하는 어댑터(20); 및 상기 어댑터(20)의 가이드(22) 상에 장착되는 환형의 링(30);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 선박의 기관실 구역에서 발생하는 유류화재의 조기진압 용도는 물론 어느 높이에 설치하여도 충분한 소화능력을 발휘하는 효과가 있다.

소방, 미분무수, 노즐, 오리피스, 링, 챔버

Description

소방용 미분무수 노즐 {A water mist nozzle for fire fighting}

도 1은 본 발명에 따른 노즐을 분리하여 나타내는 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 노즐의 결합 전 상태를 나타내는 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 노즐의 결합 후 상태를 나타내는 단면도,

도 4는 도 3의 결합 상태로 나타내는 좌측면도,

도 5는 본 발명에 따른 노즐의 작동을 나타내는 정면도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10: 노즐바디 11: 육각몸체

12: 챔버 14, 18: 나선부

15: 원추몸체 16: 오리피스

20: 어댑터 22: 가이드

24: 요홈 30: 링

본 발명은 소방용 미분무수 노즐에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 선박의 기관실 구역에서 발생하는 유류화재의 조기진압 용도는 물론 어느 높이에 설치하여 도 충분한 소화능력을 발휘하는 소방용 미분무수 노즐에 관한 것이다.

통상, 화재를 진압하는 소화제의 일종으로서 할로겐 소화약제를 많이 사용해 왔으나, 환경문제로 인하여 사용이 금지됨에 따라 청정소화약제와 수계의 소화설비에 의존하고 있다. 이에 더하여 화재 발생시 이를 즉시 검지하여 소화제를 분사하는 자동소화설비는 주로 천장에 설치된 스프링클러(SPRINKLER)로 소화수를 분사하는 설계가 주류를 이루고 있다.

그러나, 이러한 스프링클러 방식의 자동소화설비의 경우에는 냉각진압의 원리에 바탕을 두어 분사되는 물 입자가 커서 소비되는 물의 량에 비해 소화속도가 늦을 뿐만 아니라, 석유나 경유 등과 같은 유류화재인 경우 유류와 물이 분리되는 현상 때문에 연소되고 있는 유류를 적절히 소화시킬 수 없다. 화재 진압후에는 엘레먼트를 교체해야 하는 번거로움도 있다. 더구나 다량의 물이 분사됨에 따라 화재와 무관한 물품들이 수해를 입게 되는 경우가 발생된다.

가스계(CO₂, N₂) 소화설비는 작동전까지 인명의 대피와 모든 환풍로의 폐쇄가 필요하여 화재의 초기 진압에 어려움을 겪게 될 뿐만 아니라, 오동작 등으로 안전사고도 발생될 우려가 높다는 단점이 있다.

반면, 미분무수 소화설비는 물입자가 화원(火原)의 열에 의해 수증기화 되면서 체적의 팽창으로 인하여 연소물 주위의 산소 농도를 낮게 하고, 가연성 물질로 방출되는 복사열까지 차단하여 안전하고 신속한 진압이 가능하다. 또한 물을 안개형태로 분무시켜 적은 물의 량으로 소화가 가능하고, 물로 인한 2차적 피해를 감소 시키며, 시공 및 설비 관리의 비용을 절감할 수 있다.

상기와 같이 효율적인 화재 진압이 가능한 미분무수 소화설비와 관련되는 종래 기술의 일예로서 핀랜드의 '순트홀름'이 국내 출원하여 등록특허 제210033호(1999.04.22)로 등록된 "소화장치"와, 국내 '현대산업공사'가 출원하여 등록실용신안 제258499호(2001.12.11)로 등록된 "소방용 유체 분무노즐" 등이 있다. 상기의 예들은 물만 사용하는 노즐이지만 이외에도 가스와 물 2가지를 혼합한 이류체 노즐도 있으나 소형 공간의 화재진압에 국한된다.

그런데, 기존 미분무수 노즐은 상기 등록특허 제210033호와 같이 노즐바디가 단일체로 구성되어 내부 고장시 분리가 어려워 유지 보수가 곤란하고, 약 50~200 bar정도 되는 고압을 이용하게 되어 있어 이로 인한 배관 누수의 위험성이 있어 안전사고가 발생될 수 있으며 유지보수도 힘들다는 문제점이 있다.

이에 따라 본 발명은 다양한 화재 조건에 부합하여 진화함에 있어서, 저압을 이용함으로써 설계ㆍ제작ㆍ시공ㆍ유지 및 보수가 용이하고, 소화수의 미세한 분무로 소화수의 소비를 최소화하고, 소화시 발생되는 분진 및 복사열을 제거할 수 있는 소방용 미분무수 노즐을 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 챔버(12)에 충진된 물을 다수의 유로로 분기하여 분무하는 노즐에 있어서:

육각몸체(11), 원추몸체(15), 나선부(18)가 일체로 형성되고, 내부의 챔버 (12)와 연통하는 오리피스(16)를 구비하는 노즐바디(10);

상기 노즐바디(10)의 나선부(18)에 맞물려 결합되고, 전방으로 연장되는 다수의 가이드(22)를 구비하는 어댑터(20); 및

상기 어댑터(20)의 가이드(22) 상에 장착되는 환형의 링(30);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 특징으로서, 상기 노즐바디(10)의 오리피스(16)는 절두된 원추몸체(15)의 원주상에서 직각에 근접한 예각의 분사각(A)을 이루는 방향으로 형성된다.

종래의 미분무수 노즐은 50~200 bar 범위의 고압을 이용하거나 가스와 물을 혼합하는 이류체 방식이지만, 본 발명의 노즐은 12 bar 이하의 저압에 사용되고 단일유체(물)만으로도 화재를 진압할 수 있도록 구성한다. 이에 따라 일반화재 뿐 아니라 1MW에서부터 6MW까지 이르는 유류화재를 진압할 수 있고, 소형공간 뿐 아니라 대형공간에서 발생하는 화재까지도 조기에 진압할 수 있도록 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 노즐을 분리하여 나타내는 사시도, 도 2는 본 발명에 따른 노즐의 결합 전 상태를 나타내는 단면도이다.

본 발명은 챔버(12)에 충진된 물을 다수의 유로로 분기하여 분무하는 노즐에 관련되며, 후술하는 노즐바디(10), 어댑터(20), 링(30)을 주요 구성품으로 하여 조립되는 구조이다. 노즐바디(10)는 통상 천장에 설치되므로 이하의 설명에서 전방 또는 하류는 실제 장착 상태로 하방향을 의미한다.

본 발명의 노즐바디(10)는 육각몸체(11), 원추몸체(15), 나선부(18)가 일체로 형성되고, 내부의 챔버(12)와 연통하는 오리피스(16)를 구비한다. 육각몸체(11)는 노즐바디(10)를 소방 배관상에 렌치로 결합할 때를 고려한 형상이다. 이러한 배관 연결을 위해 챔버(12) 상에 나선부(14)(도 2 참조)가 형성된다. 원추몸체(15)는 전방으로 갈수록 직경이 축소되면서 그 단부에서 꼭지점을 형성하지 않도록 절두된 형태가 좋다. 육각몸체(11)와 원추몸체(15) 사이에 형성되는 나선부(18)는 후술하는 어댑터(20)를 결합하기 위한 기능이다.

본 발명의 어댑터(20)는 상기 노즐바디(10)의 나선부(18)에 맞물려 결합되고, 전방으로 연장되는 다수의 가이드(22)를 구비한다. 실린더 구조의 어댑터(20)에서 전방부를 절삭 가공하여 가이드(22)를 형성한다. 물론 엔지니어링 플라스틱을 사용한다면 사출 성형하는 것도 가능하다. 가이드(22)는 링(30)이 움직이지 않도록 고정하면서 물의 분사압을 지탱할 수 있는 강도를 지녀야 한다. 도시에는 4개의 가이드(22)를 예시하지만 방호대상물 조건에 따라 수를 증감할 수 있다. 어느 경우에나 분무에 영향을 끼치지 않도록 폭 치수는 최소화하는 것이 좋다.

이와 같이 노즐바디(10)와 어댑터(20)를 분리 가능한 구조로 하는 것은 기존 배관에 적용할 때 다양한 연결사양에 따라 어댑터(20)만 변경하여 체결이 가능하도록 하기 위함이다.

또, 본 발명에 따르면 상기 어댑터(20)의 가이드(22) 상에 환형의 링(30)이 장착된다. 링(30)의 단면은 원형이 아닌 타원형 또는 각형으로 할 수도 있다. 링 (30)의 장착을 위해 가이드(22)의 내측으로 동일한 위치에 요홈(24)을 형성한다. 요홈(24)은 링(30)을 긴밀하게 수용하도록 반원에 가까운 깊이로 형성한다. 이러한 링(30)은 경우에 따라 복수로 설치할 수도 있는데, 강도와 작동을 고려할 때 2분할 구조가 가장 적절하다.

도 3은 본 발명에 따른 노즐의 결합 후 상태를 나타내는 단면도, 도 4는 도 3의 결합 상태로 나타내는 좌측면도이다.

상기 노즐바디(10)의 오리피스(16)는 절두된 원추몸체(15)의 원주상에서 직각에 근접한 예각의 분사각(A)을 이루는 방향으로 형성된다. 즉, 물이 챔버(12)를 진행하는 방향에서 직각에 가까운 각도로 방향 전환하면서 와류 현상이 유발되도록 하기 위함이다. 도시에는 8개의 오리피스(16)를 나타내지만 방호대상물의 조건에 따라 변경이 가능하다.

도 4처럼, 오리피스(16)는 그 분사 방향이 가이드(22)와 어긋나게 배치하여 분사되는 물이 가이드(22)에 충돌되지 않도록 한다.

도 5는 본 발명에 따른 노즐의 작동을 나타내는 정면도가 도시된다.

화재발생시 감지기가 화재를 감지하여 펌프를 구동하거나 압력용기를 작동시키면 물이 일정한 압력으로 화재 근처로 이송된 후 노즐바디(10)의 챔버(12)에 도달된다. 챔버(12)에서 오리피스(16)를 통해 일정 압력으로 분사되는 물기둥은 링(30)에 정면으로 충돌하여 미립화된다. 이와 같은 미분무수는 장애물이 많은 화재 현장이나 원거리에 있는 화원에도 잘 도달되고, 화재시 동반되는 분진을 흡수하여 낙하하므로 시야가 양호하게 확보된다.

미분무수는 도 5처럼 일부는 상방향으로 토출되고 일부는 하방향으로 토출된다. 통상 6MW 화재의 경우 화원의 높이가 5~6m 정도이므로 노즐이 0.5m에 설치되면 화원 내부에 노즐이 위치함에 따라 신속한 화재 진압이 곤란하다. 그러므로 본 발명의 노즐에서 일부의 물입자가 상부로 향하기 때문에 화원과 노즐의 높이가 매우 낮은 경우(예를 들어 0.5m)에도 화재 진압 성능이 유지된다.

이때, 상부와 하부로 향하는 물입자의 양은 링(30)의 위치를 변경함에 따라 조절이 가능하다. 링(30)의 위치는 요홈(24)의 위치, 가이드(22)의 길이, 어댑터(20)의 길이 등으로 조절할 수 있으나, 박판 형태의 심(shim)을 넣어서 조절하는 것이 현장적용에 있어 가장 무난하다. 즉, 노즐바디(10)와 어댑터(20) 사이에 삽착되는 심의 숫자에 따라 오리피스(16)에 대한 링(30)의 위치가 가변된다.

이에 따라, 화재 발생시 소화전 혹은 수공급원으로부터 공급된 단일의 유체만 사용하여 안개형태로 분무함에 따라 비교적 저압으로 일반화재와 유류화재를 모두 진압할 수 있다. 일반화재, 유류화재 뿐만 아니라 전기화재에도 부차적인 문제발생을 최소화하여 효율적인 진압이 가능하다. 어디서나 쉽게 구할 수 있는 물을 사용하므로 고가의 소화설비(foam, Co2, halon)처럼 재충전이 불요하여 유지보수 비용도 절감되고 환경오염의 우려가 근본적으로 배제된다.

한편, 노즐바디(10)와 어댑터(20) 사이의 챔버(12)에는 이물질이 유입되어 오리피스(16)가 막히는 것을 방지하도록 메쉬형 필터를 설치할 수도 있다. 필터는 이물질 제거 면적을 넓히도록 반구형으로 형성하는 것이 좋다.

본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부된 특허청 구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

이상의 구성과 작용에 따른 본 발명의 노즐은 선박의 기관실 구역에서 발생하는 유류화재의 조기진압 용도는 물론 대형설비의 상부에 설치하여도 충분한 소화능력을 발휘하는 효과가 있다.

또한, 저압을 이용함으로써 설계ㆍ제작ㆍ시공ㆍ유지 및 보수가 용이하고, 소화수의 미세한 분무로 소화수의 소비를 최소화하고, 소화시 발생되는 분진 및 복사열을 제거할 수 있다.

Claims (2)

1. 챔버(12)에 충진된 물을 다수의 유로로 분기하여 분무하는 노즐에 있어서:

   육각몸체(11), 원추몸체(15), 나선부(18)가 일체로 형성되고, 내부의 챔버(12)와 연통하는 오리피스(16)를 구비하는 노즐바디(10);

   상기 노즐바디(10)의 나선부(18)에 맞물려 결합되고, 전방으로 연장되는 다수의 가이드(22)를 구비하는 어댑터(20); 및

   상기 어댑터(20)의 가이드(22) 상에 장착되는 환형의 링(30);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 소방용 미분무수 노즐.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 노즐바디(10)의 오리피스(16)는 절두된 원추몸체(15)의 원주상에서 직각에 근접한 예각의 분사각(A)을 이루는 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 소방용 미분무수 노즐.

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