KR20160007942A - 선박용 소화시스템 - Google Patents

Abstract

선박용 소화시스템이 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 소화시스템은 가압수공급유닛에 의해 가압된 소화수가 공급되는 가압수공급배관과 연결되며 일정압력을 유지하는 소화수가 채워지는 링메인과, 링메인과 연결되며 다수의 분무노즐이 설치된 건조파이프와, 링메인과 건조파이프를 연결하며 링메인으로부터 건조파이프 쪽으로 소화수 공급을 제어하는 델루지 밸브 및 가압수공급배관과 건조파이프를 연결하며 델루지 밸브의 개방에 따라 링메인으로부터 건조파이프 쪽으로 소화수가 공급되기 이전에 가압수공급배관에 유동하는 소화수를 건조파이프 쪽으로 공급하기 위한 가압수분기배관을 포함한다.

Description

선박용 소화시스템{FIRE EXTINGUISHING SYSTEM FOR SHIP}

본 발명은 선박용 소화시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 소화시스템에서 발생하는 분무노즐을 통한 소화수의 분출시간을 단축할 수 있는 선박용 소화시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 해양구조물은 LNG와 같이 극저온 상태로 적재되는 액체 화물을 저장하는 저장탱크를 가지면서 유동이 발생하는 해상에서 부유된 채 사용되는 구조물과 선박을 모두 포함하는 개념으로, 예를 들어, FPSO(Floating, Production, Storage and Offloading), LNG FPSO나 LNG FSRU(Floating Storage and Regasification Unit)와 같은 해상 구조물뿐만 아니라 LNG 수송선이나 LNG RV(LNG Regasification Vessel)와 같은 선박을 모두 포함한다.

해양구조물에는 화재 발생 시 신속한 화재 진압을 위한 소화시스템이 마련된다. 이러한 소화시스템은 화염 또는 연기를 감지하는 화재감지기에 의해 화재가 감지되면, 화재감지기는 델루지 밸브(deluge valve)를 개방시킴에 의해 링메인(ringmain)에 가압된 소화수가 델루지 밸브를 통해 스프링쿨러 또는 소화전과 연결되는 건조파이프(dry pipe)에 공급되도록 마련되고, 건조파이프에 공급된 소화수는 각 방호구역에 배치되는 스프링쿨러 또는 소화전을 통해 분출되어 화재를 진압하도록 마련된다. 이러한 소방시스템의 일 예가 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0022380호에 개시되었다.

대한민국 공개특허공보 제2012-0022380호(2012.03.12 공개)

본 발명의 실시 예들은 선박용 소화시스템에서 소화수의 분출시간을 줄일 수 있는 선박용 소화시스템을 제공하고자 한다.

본 발명의 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 해당 기술분야의 종사자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 가압수공급유닛에 의해 가압된 소화수가 공급되는 가압수공급배관과 연결되며, 일정압력을 유지하는 소화수가 채워지는 링메인과, 상기 링메인과 연결되며, 적어도 하나의 분무노즐이 설치된 건조파이프와, 상기 링메인으로부터 상기 건조파이프로 상기 소화수 공급을 제어하는 델루지 밸브(deluge valve) 및 상기 델루지 밸브의 개방에 따라 상기 링메인으로부터 상기 건조파이프로 상기 소화수가 공급되기 이전에 상기 가압수공급배관에 유동하는 소화수를 상기 건조파이프로 공급하기 위한 가압수분기배관을 포함하는 선박용 소화시스템이 제공될 수 있다.

또한, 상기 가압수공급배관으로부터 상기 가압수분기배관으로 유체의 흐름을 제어하기 위한 제어밸브를 더 포함한다.

또한, 상기 가압수공급유닛은 상기 가압수공급배관에 가압된 소화수를 공급하는 압력탱크를 포함한다.

또한, 상기 가압수공급유닛은 상기 제어밸브가 개방될 때 상기 압력탱크에 고압가스를 공급하기 위한 고압가스공급부를 더 포함한다.

또한, 상기 가압수공급유닛은 해수 체스트로부터 상기 압력탱크 쪽으로 해수를 공급하기 위한 펌프를 더 포함한다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 링메인과 건조파이프를 연결하여 상기 건조파이프로의 소화수 공급을 조절하는 델루지 밸브를 구비한 선박용 소화시스템에 있어서, 소화수가 가압 저장되는 압력탱크와, 상기 링메인에 소화수를 공급하여 일정압력을 유지시키는 가압수공급라인과, 화재 발생 시 상기 링메인으로부터 상기 건조파이프로 상기 링메인에 저장된 소화수가 공급되기 이전에 상기 압력탱크에 저장된 소화수를 상기 건조파이프에 미리 공급하도록 상기 가압수공급라인과 상기 건조파이프를 연결하는 가압수분기배관을 포함하는 선박용 소화시스템이 제공될 수 있다.

또한, 상기 압력탱크는 화재 발생 시 상기 링메인으로부터 상기 건조파이프로 소화수가 공급될 때 상기 링메인의 압력하락을 방지하기 위하여 상기 링메인에 소화수를 공급할 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 델루지 밸브로부터 실질적으로 소화수가 배출되기 전 건조파이프에 소화수를 공급함에 의해 화재 발생 시 소화수의 배출시간을 단축시킬 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 선박용 소화시스템을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 시간에 따른 델루지 밸브의 개방율을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 소화시스템에서 델루지 밸브의 배출 지연시간 동안의 소화수 배출흐름을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 소화시스템에서 소화수공급펌프의 정상 작동 시 소화수의 배출흐름을 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 소화시스템을 도시한 것이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

또한 “제1”, “제2” 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성 요소들은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.

본 출원서 에서 사용한 용어는 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 발명을 제한 및 한정하려는 의도는 아니며, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 출원서 에서, "포함하다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한 어떤 부분이 다른 부분과 "연결" 되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 구성요소를 사이에 두고 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 선박용 소화시스템은 평상시 가압수공급유닛(10)에 의해 일정 압력이 유지되는 가압된 소화수가 채워지는 링메인(ringmain)(20)과, 화재 진압이 필요한 공간에 배치되는 다수의 분무노즐(31)이 설치된 다수의 분기배관(32)과 연결되는 건조파이프(30)와, 링메인(20)과 건조파이프(30)를 연결하여 링메인(20)으로부터 건조파이프(30) 쪽으로 소화수의 공급을 제어하는 델루지 밸브(deluge valve)(60)를 포함한다. 본 발명에서의 선박은 자항능력을 가지고 추진할 수 있는 일반적인 개념의 선박뿐만 아니라, 드릴쉽(drill ship) 또는 LNG-FPSO(Floating Production Storage Offloading) 등의 부유식 해상 구조물을 모두 포함할 수 있다.

가압수공급유닛(10)은 해수를 공급하는 해수 체스트(11)와 해수공급라인(12)을 통해 연결되며, 해수 체스트(11)로부터 화재 진압을 위한 소화수를 공급받아 링메인(20)에 공급함으로써 링메인(20)의 압력을 일정압력으로 유지시킨다. 이러한 가압수공급유닛(10)은 평상시에 펌프(13)의 펌핑력에 의해 해수 체스트(11)로부터 펌핑된 해수를 저장하는 압력탱크(14)를 구비할 수 있다. 압력탱크(14)에 저장된 해수는 가압수공급배관(15)을 통해 링메인(20)으로 공급될 수 있다. 가압수공급배관(15)에는 링메인(20)으로의 가압수 공급을 제어하는 밸브(16)가 설치될 수 있다. 밸브(16)는 링메인(20)의 소화수 압력을 측정하는 압력센서(21)의 측정값에 따라서 가압수공급배관(15)을 개폐하여 링메인(20)으로의 가압수의 공급을 제어한다.

또한, 압력탱크(14)는 소화시스템을 구성하는 배관에서의 누수 또는 소화전(25)의 사용에 따라 링메인(20)의 압력이 하락하는 경우에도 가압수공급배관(15)을 통해 소화수를 공급할 수 있다. 이때, 소화수의 공급으로 인하여 압력탱크(14) 내의 압력이 기준압력 이하로 떨어지는 경우에는 펌프(13)는 가동됨에 따라 해수를 압력탱크(14)에 공급하여 압력탱크(14) 내의 압력을 기준압력으로 유지시킨다. 압력탱크(14)에는 압력탱크(14) 내부의 공기를 외부로 배기시키기 위한 에어배출부(17)와, 압력탱크(14) 내부로 가압공기를 주입하기 위한 에어공급부(18)가 연결될 수 있다. 에어배출부(17)는 압력탱크(14) 내의 수위가 최저 수위 이하일 때 가동되는 펌프(13)에 의해 압력탱크(14) 내의 수위 및 압력이 상승하여 기준압력 이상으로 도달된 경우 압력탱크(14) 내부의 공기를 외부로 배출시키고, 에어공급부(18)는 압력탱크(14) 내의 수위가 최고 수위가 되었을 때 펌프(13)의 가동이 정지된 상태에서 압력탱크(14) 내부로 가압공기를 공급할 수 있다. 이와 같이 에어배출부(17)와 에어공급부(18)는 압력탱크(14) 내부의 수위를 제어하는데 이용될 수 있다.

링메인(20)의 일측에는 화재 진압시 필요한 소화수가 공급되는 소화수공급배관(40)이 연결될 수 있다. 소화수공급배관(40)은 해수 체스트(11)로부터 해수를 펌핑하는 소화수공급펌프(41)가 연결될 수 있다.

소화수공급펌프(41)는 기타 시스템과 별도로 독립적으로 구성됨에 의해 나머지 시스템이 작동 불능이 되어도 가동될 수 있게 마련된다. 즉 소화수공급펌프(41)는 디젤엔진 등을 독자적으로 구성하여 전기를 발생시켜 구동시키거나 또는 디젤엔진에 직접 연결되어 구동될 수 있다. 이러한 소화수공급펌프(41)는 평상시에는 구동되지 않고 화재 신호가 감지된 경우에만 구동된다.

건조파이프(30)는 평상시 내부가 비워있는 상태로 마련된다. 화재감지기(50)의 신호에 의하여 델루지 밸브(60)가 개방되면 건조파이프(30)는 링메인(20)에 채워져 일정압력이 유지되는 소화수를 공급받고, 건조파이프(30)에 공급된 소화수는 각 방호구역에 설치된 다수의 분무노즐(31)을 통해 분출된다. 여기서 분무노즐(31)은 통상의 스프링클러를 포함한다. 여기서 건조파이프(30)는 델루지 밸브(60)의 출구로부터 다수의 분무노즐(31)이 설치된 분기배관(32)을 포함한다.

이러한 구성을 통하여, 화재 발생시 화재감지기(50)에 의해 화재신호가 감지되면, 화재감지기(50)는 델루지 밸브(60)를 개방하고, 일정한 시간 지연(time delay)을 두고 소화수공급펌프(41)를 가동한다. 델루지 밸브(60)의 개방에 따라 링메인(20)에 채워진 소화수는 건조파이프(30)로 공급되어 분무노즐(31)을 통해 분출되고, 이와 동시에 소화수공급펌프(41)의 가동에 의해 화재 진압을 위한 소화수가 링메인(20)에 연속적으로 공급된다. 여기서 델루지 밸브(60)는 일제개방밸브로서 빠른 시간 내에 완전 개방이 이루어지나, 델루지 밸브(60)의 특성상 도 2에 도시한 바와 같이 완전개방시간 중 초기 1/4에 해당하는 시간 동안 개방에 지연을 가지게 된다. 이로 인하여, 건조파이프(30)가 상당히 긴 경우에는 초기 화재 진입에 어려움이 있게 된다. 이를 해소하고자 본 발명의 실시 예에서는 도 1에 도시된 바와 같이 가압수공급배관(15)과 건조파이프(30)를 연결하는 가압수분기배관(70)을 구비할 수 있다.

가압수분기배관(70)은 일단이 가압수공급배관(15)의 일측에서 분기되며, 타단이 델루지 밸브(60)의 후류측 건조파이프(30)의 일측에 연결될 수 있다. 이러한 가압수분기배관(70)은 화재 발생 후 델루지 밸브(60)가 개방되어 링메인(20)에 저장된 소화수가 건조파이프(30)에 공급되기 전 미리 건조파이프(30)에 소화수를 공급하는 기능을 수행한다. 즉 가압수분기배관(70)은 델루지 밸브(60)의 초기 지연시간 동안에 델루지 밸브(60) 후단의 건조파이프(30)에 가압수공급배관(15)의 소화수를 공급하여 보다 빠르게 소화수가 분무노즐(31)을 통해 분출되도록 한다. 가압수분기배관(70)에는 가압수공급배관(15)으로부터 가압수분기배관(70)으로의 소화수의 흐름을 제어하는 제어밸브(71)가 설치된다. 제어밸브(71)는 평상시 가압수분기배관(70)을 닫아 가압수공급배관(15)의 소화수가 공급되는 것을 차단하고, 화재감지기(50)의 신호에 의하여 열림에 따라 가압수공급배관(15)의 소화수를 가압수분기배관(70)에 공급한다. 한편, 가압수분기배관(70)을 통해 건조파이프(30)로 공급되는 소화수에 의한 압력탱크(14)의 압력하락을 방지하기 위해 가압수공급유닛(10)은 제어밸브(71)가 개방될 때 압력탱크(14)에 고압가스를 공급하기 위한 고압가스공급부(80)를 포함한다. 고압가스공급부(80)에 의해 공급되는 고압가스는 압력탱크(14)의 상부와 연결되는 가스공급배관(81)을 통해 압력탱크(14)로 전달된다. 가스공급배관(81)에는 압력탱크(14)로의 가스공급량을 조절하기 위한 가스압력제어밸브(83)가 설치될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 소화시스템의 작동에 대하여 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 화재감지기(50)에서 화재 신호를 감지하면, 화재감지기(50)는 델루지 밸브(60), 소화수공급펌프(41), 제어밸브(71) 및 가스압력제어밸브(83)에 신호를 전달하여 작동시킨다. 제어밸브(71)가 열림에 따라 델루지 밸브(60)의 초기 개방지연시간 동안에는 미리 가압수공급배관(15)에 흐르는 소화수가 가압수분기배관(70)을 통해 건조파이프(30)로 공급되며 분무노즐(31)을 통해 방화구역에 분출된다. 이와 동시에 고압가스공급부(80)에 의해 공급되는 고압가스는 압력탱크(14)에 공급된다.

그 후, 도 4에 도시된 바와 같이, 링메인(20)에 가압된 소화수가 델루지 벨브(60)로부터 배출이 시작되면 제어밸브(71)를 닫아 가압수공급배관(15)으로부터 건조파이프(30)로 공급되는 소화수를 차단시킨다. 이때, 가스압력제어밸브(83)는 압력탱크(14)로 공급되는 고압가스의 공급량을 조절하여 압력탱크(14) 내의 압력을 제어하고, 소화수공급펌프(41)가 정상 궤도에서 운전되게 되면 가스압력제어밸브(83)는 닫혀 압력탱크(14)로의 고압가스의 공급을 차단시킨다.

이에 따라, 화재가 발생했을 시 델루지 밸브(60)에서 소화수가 실제로 배출될 때까지 지연시간의 존재로 인하여 건조파이프(30)가 상당히 긴 경우에 분무노즐(31)을 통해 소화수가 분출되는 시간을 단축할 수 있게 되므로 화재 진압을 신속히 수행할 수 있게 된다.

이하에서는 본 발명의 다른 실시 예의 소화시스템을 도 5를 참조하여 설명한다. 이하에서는 동일한 기능을 가지는 구성요소에 대하여는 동일한 도면번호를 부여하고, 상세한 설명은 생략한다.

도 5에 도시된 소화시스템은 델루지 밸브(60)로부터 소화수가 배출되기 전 건조파이프(30)에 미리 가압수를 공급하기 위한 가압수분기라인(71)이 링메인(20)으로부터 건조파이프(30)로 소화수가 공급될 때 링메인(20)의 압력하락을 막기 위하여 별도로 설치되는 압력탱크유닛(10')의 가압수를 공급받도록 마련된 구조이다. 여기서 압력탱크유닛(10')은 전술한 가압수공급유닛(10)의 구성요소 중 해수를 압력탱크(14)에 공급하는 펌프(13)를 제외하고는 가압수공급유닛(10)과 동일한 구성요소를 가지므로 자세한 설명은 생략한다.

이상에서는 특정의 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나 상기한 실시 예에만 한정되지 않으며 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.

10: 가압수공급유닛, 13: 펌프,
14: 압력탱크, 15: 가압수공급배관,
20: 링메인, 25: 소화전,
30: 건조파이프, 31: 분무노즐,
40: 소화수공급배관, 41: 소화수공급펌프,
50: 화재감지기, 60: 델루지 밸브,
70: 가압수분기배관, 71: 제어밸브,
80: 고압가스공급부.

Claims (7)

1. 가압수공급유닛에 의해 가압된 소화수가 공급되는 가압수공급배관과 연결되며, 일정압력을 유지하는 소화수가 채워지는 링메인;
   상기 링메인과 연결되며, 적어도 하나의 분무노즐이 설치된 건조파이프;
   상기 링메인으로부터 상기 건조파이프로 상기 소화수 공급을 제어하는 델루지 밸브(deluge valve); 및
   상기 델루지 밸브의 개방에 따라 상기 링메인으로부터 상기 건조파이프로 상기 소화수가 공급되기 이전에 상기 가압수공급배관에 유동하는 소화수를 상기 건조파이프로 공급하기 위한 가압수분기배관;을 포함하는 선박용 소화시스템.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 가압수공급배관으로부터 상기 가압수분기배관으로 유체의 흐름을 제어하기 위한 제어밸브를 더 포함하는 선박용 소화시스템.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 가압수공급유닛은 상기 가압수공급배관에 가압된 소화수를 공급하는 압력탱크를 포함하는 선박용 소화시스템.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 가압수공급유닛은 상기 제어밸브가 개방될 때 상기 압력탱크에 고압가스를 공급하기 위한 고압가스공급부를 더 포함하는 선박용 소화시스템.
5. 제 3항에 있어서,
   상기 가압수공급유닛은 해수 체스트로부터 상기 압력탱크 쪽으로 해수를 공급하기 위한 펌프를 더 포함하는 선박용 소화시스템.
6. 링메인과 건조파이프를 연결하여 상기 건조파이프로의 소화수 공급을 조절하는 델루지 밸브를 구비한 선박용 소화시스템에 있어서,
   소화수가 가압 저장되는 압력탱크;
   상기 링메인에 소화수를 공급하여 일정압력을 유지시키는 가압수공급라인; 및
   화재 발생 시 상기 링메인으로부터 상기 건조파이프로 상기 링메인에 저장된 소화수가 공급되기 이전에 상기 압력탱크에 저장된 소화수를 상기 건조파이프에 미리 공급하도록 상기 가압수공급라인과 상기 건조파이프를 연결하는 가압수분기배관;을 포함하는 선박용 소화시스템.
7. 제 6항에 있어서,
   상기 압력탱크는 화재 발생 시 상기 링메인으로부터 상기 건조파이프로 소화수가 공급될 때 상기 링메인의 압력하락을 방지하기 위하여 상기 링메인에 소화수를 공급하는 선박용 소화시스템.

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