KR20090020200A - 선박 기관실용 가압식 고팽창포말소화장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선박 기관실용 고정식소화장치로 사용되는 고팽창포말소화장치의 포말 발생방법에 관한 것으로서, 선박 기관실에 설치되는 공기 공급용 송풍기(9)와 공기공급용덕트(12)를 이용하여 팽창비가 높은 포말을 손쉽게 발생시킬 수 있으며, 관련 설비를 간소화할 수 있는 고팽창포말소화장치에 관한 것이다.

고팽창포말소화장치

Description

선박 기관실용 가압식 고팽창포말소화장치{Pressurizing Type High Expansion Foam Fire Fighting System for Ship's Engine Room}

포말을 이용한 고정식소화설비

화재는 산소, 가연성물질 및 발화원의 연속적인 화학반응으로서, 산소, 가연성물질 및 발화원을 화재의 3요소라고 한다. 화재를 진압하여 소화하는 방법은 화재의 3요소 중 1개 이상을 제거하거나 연속적인 화학반응이 일어나지 않는 범위로 제어하는 것 또는 화재의 3요소 간의 화학반응 차단하는 것이다. 대부분의 소화설비는 화재의 3요소 중 1개를 제어하는 방법을 사용한다. 고팽창포말소화장치는 포말원액펌프(3)로 부터 공급되는 포말원액(2)과 해수펌프(5)로 공급되는 해수(4)를 포말배율기(6)에서 포말원액(2)과 해수(4)의 비율이 1:99 ~ 3:97 정도가 되도록 혼합하여 포말용액(7)을 만들고 이 포말용액(7)을 분사노즐(11)로 포말발생판(8)에 분사하여 공기를 포함하는 얇은 막을 가지는 포말(1)을 생성시켜, 화재가 발생한 지역에 방출하고 포말(1)이 화재를 덮어서 화재와 산소를 포함하고 있는 공기를 차단하여 화재를 진압하는 소화설비이다.

포말소화장치는 일반적으로 저팽창(0~20배), 중팽창(20~200배) 및 고팽창(200~1000배)으로 구분하며, 팽창비는 포말을 생성하기 위해 공급된 포말용액(7)과 생성된 포말(1)의 부피비이다. 팽창비가 크다는 것은 동일한 양의 포말용액(7)으로도 많은 포말(1)을 생성시킬 수 있어 신속하게 화재를 소화할 수 있다는 것을 의미한다. 포말은 분사노즐(11)에서 분사되는 포말용액(7)이 포말발생판(8)을 통과하면서 공기유동에 의해 형성되게 된다. [도1]에서 도시한 것과 같이 포말의 직경은 내부의 공기압력과 외부의 공기압력이 평형이 이뤄질 때까지 커지게 되는데, 포말발생판(8)을 통과할 때 공기유동에 의해 형성된 포말 내부압력의 크기가 클수록 포말의 직경이 커지게 되고, 팽창비도 커지게 된다. 고팽창포말소화장치는 [도2]와 같이 기관실의 외부에서 포말을 발생시켜 공급하는 외부급기형 고팽창포말소화장치와 [도3]과 같이 기관실 내부의 공기를 이용하여 포말을 발생시키는 내부급기형 고팽창포말소화장치가 있다.

외부급기형 고팽창포말소화장치의 경우 포말발생에 필요한 공기를 기관실 외부의 송풍기(9)로 공급하므로 팽창비를 크게 할 수 있다는 장점이 있지만, 발생된 포말을 이송하는 포말이송덕트(13)를 국제해사기구(IMO)의 국제협약인 화재안전장치코드(FSS Code)의 요건에 따라 5mm 이상의 두꺼운 강판으로 제작하여야 하고, 포말이송덕트(13) 내부를 주기적으로 청소해 주지 않을 경우, 포말의 이송이 원활하게 이뤄지지 않는다는 단점이 있어, 널리 사용되지 못하고 있다.

내부급기형 고팽창포말소화장치의 경우에는 [도4]에 도시한 바와 같이 분사 노즐(11)로부터 분사되는 포말용액(7)에 의해 주위의 공기가 포말발생기(10) 내부로 유입되고 이 공기유동의 속도수두가 포말 내부압력을 형성하여 포말을 팽창시키게 되는데, 분사노즐(11)에서의 분사압력이 한정적이어서 포말발생기(10)로 유입되는 공기유동의 속도수두가 그다지 크지않아 포말용액(7)과 포말의 부피비인 팽창비가 최대 600배 내지 650배 정도의 수준인 단점이 있다. 또한 [도6]에 도시한 바와 같이 기관실 내에 일정한 부피를 가지는 포말발생기(10)를 추가로 설치해야하고, 설치된 포말발생기(10)에 포말용액(7)을 공급하기위한 관장치를 설치해야 하는 단점이 있다. 더구나 내부급기형 고팽창포말소화장치의 경우에는 포말을 발생시키는데 사용되는 공기가 기관실 내부의 공기이고, 기관실 내부의 공기에 많은 이물질이 포함되어 있고, 화재가 발생한 경우에는 연소산화물 등이 포말발생기(10) 내부로 유입되게 되어, 시간이 지날수록 포말발생기(10)의 포말발생 성능이 나빠지는 단점이 있다. 국제해사기구(IMO)의 방화소위원회(Sub-Committee on Fire Protection)에서는 내부급기형 고팽창포말소화장치의 소화성능을 검증할 수 있는 승인기준(FP 51/3/1, Annex 1)을 준비하고 있다.

따라서 본 발명에서는 팽창비가 높고 추가의 설비가 많이 필요하지 않은 기관실 고정식소화장치로 사용되는 가압식 고팽창포말소화장치를 제안하고자 한다.

[도6]에서 도시한바와 같이 선박의 기관실에는 추진엔진, 발전기엔진 등과 같은 내연기관들이 필요로 하는 공기와 기관실 내부에 있는 작업자들을 위한 공기를 공급하기 위해 기관실 외부에 송풍기(9)를 설치하고 기관실 내부에 설치된 공기공급용덕트(12)를 통해 공기를 공급한다. 기관실 공기공급용으로 설치되는 송풍기(9)는 일반적으로 터보 송풍기(9)로서 출구단 압력이 약 38mmAq 에서 45mmAq 인 것이 설치된다.

[도6]에서 도시한 바와 같이 기존의 내부급기형 고팽창포말소화장치의 경우에는 기관실 내부에 상당한 부피를 가지는 포말발생기(10)와 포말발생기(10)에 포말용액(7)을 공급하기 위한 관장치를 설치해야 하지만, [도5] 및 [도7]에서 도시한 바와 같이 본 발명에서 제안하는 가압식 고팽창포말소화장치는 기관실에 설치되는 공기공급용덕트(12)를 이용하기 때문에 포말발생기(10)의 설치가 필요하지 않은 장점이 있다. 또한 포말발생에 필요한 가압된 공기가 기관실 외부에 설치되어 있는 송풍기(9)로부터 공급되므로 외부급기형 고팽창포말소화장치와 대등한 팽창비를 얻을 수 있고, 기관실 내부에 포말용액(7)을 공급하는 관장치만 설치하면 되므로, 설비가 간단해 지고 관련 경비가 절감된다는 장점이 있다.

또한 [도4]에 도시한바와 같이 내부급기형 고팽창포말소화장치의 포말발생기(10)는 포말의 팽창비를 높이기 위해 원형의 구멍이 있는 포말발생판(8)을 구비하고 있는데, 본 발명에서 제안하는 가압식 고팽창포말소화장치는 송풍기(9)로 부터 공급되는 공기의 압력이 높으므로 원형의 구멍이 있는 포말발생판(8) 이외에도 와이어네트 등을 포말발생판(8)으로 사용할 수 있어 경제적이다.

본 발명에서 제안하는 가압식 고팽창포말소화장치의 포말발생판(8)을 기관실 공기공급용덕트(12)에 설치하게 되면, 포말발생판(8)으로 인해 공기공급용덕트(12)의 유통단면적이 줄어들어 기관실로의 공기공급이 원활하게 이뤄지지 못할 가능성이 있다. 따라서 [도8]에 도시한 바와 같이 포말발생판(8)이 평상시에는 공기공급용덕트(12)의 유통단면적에 영향을 주지않는 위치에 있다가 화재가 발생하면 포말 을 발생시킬 수 있는 위치로 이동하도록 하여야 할 필요성이 있을 수 있다. 포말발생판(8)의 위치이동은 전기모터 등의 원동기를 이용하여 전기신호를 통해 위치를 이동시키는 방법, 유압, 수압 또는 공기압 실린더를 이용해 위치를 이동시키는 방법등이 있을 수 있으며, 선박의 상황에 따라 가장 효과적이고 경제적인 방법을 사용하여야 할 것이다.

본 발명에서 제안하는 가압식 고팽창포말소화장치는 외부급기형 고팽창포말소화장치와 내부급기형 고팽창포말소화장치의 장점만을 취한 고팽창포말소화장치로서 뛰어난 소화성능을 확보할 수 있고, 관련 설비가 간단해 경비가 절감되는 경제성을 확보할 수 있다.

[도5]와 [도7]에 도시한 바와 같이, 고팽창포말소화장치용 분사노즐(11)을 선박 기관실 내의 공기공급용덕트(12) 출구부 근방에 설치하고 원형 구멍이 뚫려 있는 강판 또는 와이어네트 등의 포말발생판(8)을 공기공급용덕트(12) 출구단 근처에 설치한다.

[도1] 포말의 팽창원리

[도2] 외부급기형 고팽창포말소화장치의 개념도

[도3] 내부급기형 고팽창포말소화장치의 개념도

[도4] 내부급기형 고팽창포말소화장치용 포말발생기의 개략도 및 포말발생 개념도

[도5] 가압식 고팽창포말소화장치의 개념도

[도6] 내부급기형 고팽창포말소화장치와 공기공급용덕트를 설치한 선박 기관실의 개략도

[도7] 가압식 고팽창포말소화장치와 공기공급용덕트를 설치한 선박 기관실의 개략도

<도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명>

1 : 포말

2 : 포말원액

3 : 포말원액펌프

4 : 해수

5 : 해수펌프

6 : 포말배율기

7 : 포말용액

8 : 포말발생판

9 : 송풍기

10 : 포말발생기

11 : 분사노즐

12 : 공기공급용덕트

13 : 포말이송덕트

Claims (2)

1. 선박기관실용 고정식소화장치로 사용되는 고팽창포말소화장치에서, 별도의 포말발생기(10)를 설치하지 않고, 기관실에 설치되어 있는 공기공급용덕트(12)에 분사노즐(11)과 포말발생판(8)을 설치하여, 분사노즐(11)에서 분사되는 포말용액(7)이 포말발생판(8)을 통과하는 동안 기관실 공기공급용 송풍기(9)로 공급되는 가압된 공기를 이용하여 포말을 발생시키는 것을 특징으로 하는 가압식 고팽창포말소화장치.
2. 선박 기관실 공기공급용덕트(12)의 끝단에 설치되는 포말발생판(8)이 분사노즐(11)에서 포말용액(7)이 분사될 때에만 포말을 발생시킬 수 있는 위치로 이동하는 것을 특징으로 하는 가압식 고팽창포말소화장치.

Images