KR20180022505A - 휴즈 용융형 스프링클러 헤드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 화재 초기 소화를 화재 발생시 열에 의하여 휴즈 용융으로 배수구가 개방되어 소화용 수를 분사하도록 구조를 가진 퓨즈 용융형 스프링클러 헤드에 관한 것이다.
특히 휴즈의 용융으로 발란서가 하강하게 되면 궁극적으로 배수구를 신속하게 개방하여 초기 화재 진압을 효과적으로 이루고 동시에 배수구가 완전 개방되기 전에 소화용 수에 의하여 휴즈가 식혀져 배수구가 개방되지 않아 일시적으로 화재 진압이 이루어지지 않은 치명적인 문제을 획기적으로 개선하려 한다.

Description

휴즈 용융형 스프링클러 헤드{a splinkler head for a melting fuse}

본 발명은 화재 초기 소화를 화재 발생시 열에 의하여 휴즈 용융으로 배수구가 개방되어 소화용 수를 분사하도록 구조로 초기 화재 진압을 효과적으로 이루도록 휴즈 용융형 스프링클러 헤드에 관한 것이다.

휴즈 용융형 스프링클러 헤드는 인테리어의 미관을 고려한 제품적 특징을 가지고 거주공간의 천장에 설치하여 화재 발생시 화재열이 전달됨에 따라 즉시 화재열이 감지되는 위치에서 스프링클러 헤드가 작동하여 소화용 수를 분사하도록 설치 운영되고 있다.

이러한 기능을 위하여 소방배관의 가지관에 결합되는 연결관에 설치되는 연결구와 하부 내주면에 내향하는 지지턱을 형성하여 평시에 하부 내주면에 감춰지는 디플렉터와 외부에 노출되는 열감지부로 구성 결합되어 있다.

연결구의 배수구에는 기밀을 유지하기 위하여 오링 혹은 가스켓과 같은 패킹을 기밀장치로 설치한 플렌저의 상측은 배수구 바닥을 형성하게 되고 이 플렌져의 몸통은 디플렉터의 중앙을 관통 설치되어 소화용수 분사 시 디플렉트의 바닥을 이루게 된다.

한편 열 감지부에 결합된 휴즈가 화재열에 의하여 융융하게 되면 발란서가 하강하게 되면 링을 지지체로 하는 구조는 링이 내측으로 오므리게 되어 기밀장치가 해제되도록 구조를 이룬다. 이러한 구조는 발란서의 경사면과 접하는 마찰력이 과도하게 발생하여 오므리는 속도가 늦는 문제가 있다. 이를 개선하고자 마찰력을 줄이고자 링 대신에 다수개의 볼을 링과 같이 원형으로 분산 배치한 지지로 사용하고 있다.

이들 지지체는 몸통의 지지턱에 의존하여 스프링클러 헤드의 완성된 결합 구조의 바탕이 되는데 이 지지체가 오므리게 되면 홀드와 발란서 그리고 열 감지부가 통체로 몸통에서 분리 이탈하고 동시에 디플렉터와 플렌져가 하강하면서 연결구의 배출구가 개방으로 소화용수가 디플렉트를 거쳐 살수가 이루어지도록 소화 구조를 이루게 된다.

이러한 종래의 구조는 열 감지부의 휴즈가 용융됨과 동시에 상시 강한 수압을 받고 있는 소화용수가 거의 동시에 새어나와 휴즈가 충분히 용융되기 전에 계속 식혀지고 굳어지는 콜드 솔드링 현상으로 초기 화재의 진압을 중지한 채 화재가 진척이 이루어지게 되고 이미 발전한 화재에 의하여 다시 분사하는 구조를 이루고 있는 것이 현실이다.

본 발명은 화재 발생 시 절대적으로 중요한 초기 진압 시기에 용융 휴즈가 새어 나온 소화용수에 의하여 콜드 솔더링 현상으로 굳어져 플렌져가 충분히 내려오지 못하여 배출구가 막혀 화재 진압을 못하고 이 상태에서 화재를 키운 후에야 그 열로 소화용수로 냉각되는 휴즈를 정해진 규격보다 월등히 높은 온도를 받아 용융되어 그제야 배출구가 완전히 개방되는 치명적인 결함을 가지고도 일반적으로 사용되고 있다.

이들 용융 휴즈 스프링클러 헤드가 주로 조기 반응형으로 화재 시 온도가 낮은 상태에서 즉시 진압하여야 하는 특별히 요구 조건을 충족하여야 한다. 그럼에도 실상은 기능이 정작 조기에는 휴즈가 일부만 용융하고 곧 콜드 솔더링 상태가 되어 제 기능을 발휘하지 못하고 있어 조기 반응의 취지와 목적을 무색하게 하는 종래의 제품이다.

따라서 이러한 종래의 치명적 문제점을 해결하기 위하여 콜드 솔더링의 영향을 최소화하여 플렌져와 디플렉트가 하강하여 연결구의 배출구가 충분히 열리도록 하여 조기 반응의 기대효과를 충족할 수 있도록 하려한다.

본 발명은 종래의 구조에서 용융 휴즈가 열 감지부에 의하여 용융에 따라 발란서가 하강할 시 단순히 발란서의 하중이 가벼워 발란서의 하강 시간이 용융 휴즈의 용융 속도에 의존하여 상대적으로 서서히 하강하고 이 지체되는 시간에 발란서가 충분히 하강하지 않음에도 배출구이 기밀장치에는 틈이 벌어져 소화용수가 새어나와 콜드 솔더링이 일어나는 영향을 최소화 하여 종래의 문제점을 해결하려 한다.

이를 위하여 홀드와 발란서 사이에 스프링 와셔와 같이 탄성체를 삽입 설치하는 구조로 해결하려 한다. 이 탄성체는 상하로 반발력을 발휘하여 발란서가 일정 부분 하강하기 전에는 발란서에 의존하여 홀드를 받쳐주어 기밀을 유지하는 시간을 벌게하고 동시에 발란서가 하강하기 시작하면 홀드를 바탕으로 발란서를 탄성에 의한 강제적인 임을 전달하여 신속하게 하강하도록 하는 구조를 이루어 해결하려 한다.

이렇게 되면 용융 휴즈의 용융으로 발란서가 하강하기 전에는 수축된 탄성체의 반발력은 플렌져를 상부로 받치는 작용으로 위치 고정을 유지하는 힘으로 작용하고 동시에 탄성체의 반발력은 고스란히 발란서를 하강하도록 작용하게 된다. 이는 발란서와 열 감지부가 이탈을 촉진하고 기밀장치의 시간은 지연하나 오히려 배출구의 완성도 높은 개방 시간은 단축하고 용융되는 휴즈에 대한 콜드 솔더링에 대한 영향은 최소화하여 효과적인 스프링클러 헤드의 본연의 목적과 기능인 화재의 초기 진압에 가장 효과적으로 대응하는 효과를 기대할 수 있게 된다.

도1은 본 발명의 대표도,
도2는 본 발명의 또 다른 발명의 대비 반단면도,
도3은 본 발명의 부품 절감의 대비 반단면도.
도4는 본 발명의 금속볼 지지체에 의한 착탈부의 작동단계 반단면도.
도5는 본 발명의 스프링 지지체에 의한 착탈부의 작동단계 반 단면도.

휴즈 용융형 스프링클러의 외형상 구분하면 상부를 헤드는 소방 배관의 공급관에 연결하고 내부에 배출구(61)를 형성한 연결구(60)로 하고, 중간에는 스프링클러 헤드를 작동 장치를 내장하기 위하여 환상의 내향하는 돌출턱으로 이루어진 지지턱(11)을 형성한 몸통부(10)로 하며 몸통 하부에 감열판(31)과 감열판에 접합 설치하는 용융형 휴즈(32)로 구성되는 열감지부(30) 구분된다.

한편 내장되는 구성요소를 구분하면 하우징을 이루는 몸통부에 내장하는 작동 장치는 연결구의 배출구와 기밀을 확보하기 위하여 설치하는 패킹(52)과 패킹을 상부에 설치하여 배출구의 하단과 가압구조를 이루도록 구성되는 플렌져(70)로 결합체를 이루는 기밀부(50), 플렌져에 가압 구조상 받침이 되고 착탈체(23)의 상부에 위치하여 지지체(21)를 내장 구조를 이루도록 하는 홀드(22)와 몸통의 지지턱(11) 상부에 설치되어 고정 시에는 착탈체의 외저내고의 둔덕 구조의 압착을 받아 형상이 벌어지고 이탈 시에는 오므라지는 구조 작동하게 되는 지지체(21) 그리고 홀드와 조임 관계를 이루어 위의 형상과 구조로 착탈체(23)가 구성 결합하여 몸통의 지지턱에 걸쳐서 고정되고 휴즈가 용융되면 착탈체가 하강하여 지지체가 오므러지거나 탈락하도록 구성되는 착탈부(20)로 구성하고 있다.

기밀부를 구성하는 패킹은 공히 탄성력을 가진 오링(51b)이나 혹은 판링(52b)을 사용하는 것이 일반적이며 이를 설치하기 위하여 플렌져의 상단에는 패킹을 효과적으로 삽입하기 위하여 설치홈(71) 구조를 이루게 되는데 대체로 오링에는 측면의 ㄷ형의 설치홈(71a)을 형성하고 판링의 경우에는 플렌져의 상단을 凸형의 설치홈(71b)의 설치구조가 일반적이다. 보다 강력한 결합이 요구될 시에는 나사 결합 구조를 이루어 사용한다. 이러한 구조를 바탕으로 연결구의 배출구의 하단과 플렌져의 상단 사이에 패킹을 삽입하여 가압 결합한 구조로 기밀부를 이루게 된다.

착탈부(20)를 구성하는 지지체(21)는 일측이 절단된 원형의 스프링(21a)을 사용하거나 혹은 다수개의 소형의 금속 볼(21b)을 원형으로 분산 배치하여 사용하는 것이 일반적이다. 물론 금속 볼은 효율적인 배치와 볼의 이동을 위하여 가이드 홈을 형성한 홀드(22a)를 구성하여 사용 한다. 위 지지체는 공히 몸통의 지지턱과 고정시에는 벌어진 형상을 이루어야 하고 몸통의 지지턱으로부터 이탈 시에는 오므려지는 구조를 이루게 된다. 단지 도5와 같이 구조 상 스프링은 오므려져 착탈체 상부에 결합하여 합체로 하강하나 도4와 같이 금속 볼은 배치가 오므려지면서 홀드와 착탈체 사이의 공간을 빠져나와 별도로 하강하는 미차가 있으나 공히 형상이 벌려져 고정되고 오므려져 이탈되도록 하는 동일한 핵심적 구조에 바탕을 두고 있다.

착탈부가 위와 같이 해체하게 작동의 기원은 고형 상태의 휴즈로 받쳐진 착탈체가 열 감지부의 감열판(31)이 열에 의하여 휴즈가 고형에서 액상으로 변하여 착탈제가 하강하게 되어 이루어진다. 스프링클러 헤드의 작동의 시작이 착탈부의 해체로 이루어지나 작동의 방아쇠는 궁극적으로는 휴즈의 용융의해서 시발이 되는 것이다.

이러한 열 감지부는 감열판 상측에 일정 이상의 온도 시 열에 의하여 용융되는 고형의 휴즈(32)가 설치되고 이 휴즈가 융융하게 되면 착탈체는 하강하는 구조로 되어 있다.

한편 몸통 내부에 내장되는 디플렉터(40)는 상단에는 단면이 수평 혹은 ㄱ형상의 링으로 하는걸림턱니 구비된 걸림링(41)이 스프링클러 헤드 작동으로 하강 시 몸통의 지지턱에 걸리게 되고 디플렉터 판(42)은 플렌져를 상판에 고정하거나 바탕 중앙에 홀을 형성하여 플렌져가 관통하여 승강 이동이 가능한 구조를 이룰 수 있다.

특히 본 발명은 위 종래의 구조를 바탕으로 화재 진압에 있어서 조기 진압의 중요성이 절대적인 요소임을 고려하여 화재에 대한 대응 시간을 최대한 단축하는 구조를 이루어 종래의 화재 반응의 지체로 콜드 솔드링 현상에 의한 추기 불완전 작동을 화재가 지나치게 발전된 후에 작동하는 종래의 문제점을 최소화하는 구조를 이루고자 착탈부의 구조 개선과 변경을 하고자 한다.

이를 위하여 착탈부(20)의 구조를 상부의 홀드(22)와 하부의 착탈체(23) 사이에 금속 코일로 이루어진 코일 스프링이나 굴신 줄고를 이루어 탄성구조를 이룬 판링을 포함하는 통칭 스프링 와샤 혹은 탄성 재질인 합성 고무로 이룬 탄성링과 같은 원상 회복성을 가진 탄성체(24)를 삽입하여 해결하고자 한다. 이러한 탄성체는 탄성력으로 결합관계를 이루는 홀드와 착탈체를 상호 반대 방향으로 밀어내는 힘을 전달하고 있어 일단 화재에 의하여 휴즈가 고형에서 액상으로 용융하게 되면 홀드와 착탈체의 틈을 강제적으로 확산하게 하므로 일차적으로 착탈체를 하강하도록 하고 동시에 홀드의 고정 위치를 일정 유지하여 배출구로부터 누수의 시간을 지연하는 기능을 동시에 이루게 된다.

이렇게 되면 종래의 착탈체가 자기 중량에 전적으로 의존하는 낙하 속도와 반응이 지연되는 구조임에 반하여 본 발명은 탄성체에 의하여 강제적으로 추가의 하강력을 받아 지체 없이 신속히 낙하하도록 하도록 하고 종래에는 시간 지연으로 새어 나온 소화용수로 콜드 솔드링 현상을 피하기가 어려웠던 것에 비하여 본 발명은 휴즈가 용융하더라도 착탈체가 일정 수준에 이를 때 까지는 홀드를 밀고 있어 결국 소화용수가 새어나오는 시간을 지연하게 되고 배출구의 개방이 신속하게 이루어져 결국 콜드 솔드링 현상에 의한 소화 진압의 장애 요인을 최소화 할 수 있게 된다.

이러한 구조에 있어 스프링을 지지체를 채택하게 되면 스프링이 이루는 원형 내부에 탄성체가 위치하도록 설치하게 되며, 다수개의 금속 볼로 지지체를 이루도록 원형으로 분산 배치하는 구조에 있어서는 탄성체를 이들 볼이 이루는 원형 내부에 위치하도록 설치한다. 위 구조에 있어 지지체와 탄성체는 홀드와 착탈체 사이에 같은 층을 이루어 설치하게 된다. 대체로 도2의 A와 같이 스프링을 지지체로 하는 구조는 디플렉트 판위에 플렌져가 설치되는 것이 용이하며 도2의 B와 같이 금속 볼을 지지체로 하는 구조는 디플렉크 판 중앙에 홀을 형성하여 플렌져가 관통되도록 설치되는 것이 용이하다.

한편 착탈부를 구성하는 홀드를 도3의 a와 같이 디플렉트 하부를 홀드(22b)로 하는 디플렉트(4a)를 형성하게 되면 종래의 독립적인 부품으로 사용되던 것을 생략할 수 있으며 이 때는 플렌져와 디플렉트는 상호 고정 결합관계를 이루고 동시에 착탈체와 감열부와도 결합관계를 이루려 한다. 그리고 도3의 b와 같이 플렌져의 하부를 홀드(22c)로 형성하게 되면 이 때는 반드시 디플렉트의 판의 중앙을 관통하여 설치되는 구조이므로 디플렉트와 독립적으로 플렌져 승강이 가능한 구조를 이루는 착탈부를 구성하게 된다. 물론 금속 볼을 지지체로 하는 경우의 볼 삽입과 이동을 위한 볼용 가이드 홈(22a)을 이들 대체하는 디플렉트와 플렌져의 하부에 형성하여 해결하도록 한다.

이와 같은 구조를 이루게 되면 별개의 부품을 이루었던 홀드를 생략하게 되어 홀드의 원가와 조립비를 절감할 수 있게 된다.

몸통부(10), 착탈부(20), 열감지부(30), 디플렉트(40), 기밀부(50), 연결구(60), 플렌져(70), 탄성체(24), 홀드(22), 지지체(21), 착탈체(23),지지턱(11).

Claims (6)

1. 상부는 소방용수 공급관에 체결되며 중앙에 배수구를 형성한 연결구와; 연결구 중간에서 하부를 원형으로 연장하여 외측 하우징을 이루고 내측 하단에 1개 이상의 환상으로 내향 돌출한 지지턱을 형성한 몸통과; 상단에 패킹용 설치 홈을 형성하고 패킹에 가압력을 전달하는 플렌져와 연결구 배출구의 하단과 플렌져 상단 사이에 밀착 설치되는 원형의 패킹 부재로 구성되는 기밀부와; 몸통 하부에 노출 설치되어 화재 열을 감지하는 감열판과 감열판에 밀착 설치되어 열에 용융되는 휴즈가 이루는 감지부와; 휴즈 상측에 위치하고 상부에는 지지체를 지지하도록 설치하고 휴즈가 용융하면 하강하는 착탈체와 착탈체와 결합하여 지지체를 고정 결합하는 홀드와 몸통의 지지턱에 걸치고 착탈체와 홀드의 사이에 설치되고 조임 결합 시 벌어져 몸통의 지지턱과 고정 설치를 이루게 하는 지지체로 구성되는 착탈부와; 몸체의 지지턱에 걸쳐지도록 걸림턱을 형성하고 배출구의 소화용수를 분산시키는 디플렉터로 구성되는 휴즈 용융형 스프링클러 헤드에 있어서,
   홀드와 착탈체 그리고 홀드와 착탈체 사이에는 외측은 원형의 스프링으로 된 지지체로 설치하고 내측은 탄성의 복원력 가진 원형 링형으로 된 탄성체를 내장 결합 구성한 착탈부로 구성함을 특징으로 하는 휴즈 용융형 스프링클러 헤드.
2. 상부는 소방용수 공급관에 체결되며 중앙에 배수구를 형성한 연결구와; 연결구 중간에서 하부를 원형으로 연장하여 외측 하우징을 이루고 내측 하단에 1개 이상의 환상으로 내향 돌출한 지지턱을 형성한 몸통과; 상단에 패킹용 설치 홈을 형성하고 패킹에 가압력을 전달하는 플렌져와 연결구 배출구의 하단과 플렌져 상단 사이에 밀착 설치되는 원형의 패킹 부재로 구성되는 기밀부와; 몸통 하부에 노출 설치되어 화재 열을 감지하는 감열판과 감열판에 밀착 설치되어 열에 용융되는 휴즈가 이루는 감지부와; 휴즈 상측에 위치하고 상부에는 지지체를 지지하도록 설치하고 휴즈가 용융하면 하강하는 착탈체와 착탈체와 결합하여 지지체를 고정 결합하는 홀드와 몸통의 지지턱에 걸치고 착탈체와 홀드의 사이에 설치되고 조임 결합 시 벌어져 몸통의 지지턱과 고정 설치를 이루게 하는 지지체로 구성되는 착탈부와; 몸체의 지지턱에 걸쳐지도록 걸림턱을 형성하고 배출구의 소화용수를 분산시키는 디플렉터로 구성되는 휴즈 용융형 스프링클러 헤드에 있어서,
   볼의 설치와 이동을 위한 다수개의 볼용 가이드 홈을 원형으로 분산 배치한 홀드와 착탈체 그리고 착탈체 사이에 외측은 다수개의 볼을 원형으로 홀드의 가이드 홈에 분산 배치한 지지체를 설치하고 이 지지볼이 이루는 원형의 내측은 탄성의 복원력을 가진 원형 링형으로 된 탄성체를 내장 결합 구성한 탈착부로 구성함을 특징으로 하는 휴즈 용융형 스프링클러 헤드.
3. 제1항에 있어서,
   
   디플렉터의 하면을 홀드로 하여 착탈부로 구성하고 디플렉터 상면을 플렌져를 설치하여 플렌져,디플렉터, 착탈부 그리고 감열부을 일체로 연결 결합함을 특징으로 하는 휴즈 용융형 스프링클러 헤드.
4. 제1항에 있어서,
   플렌져의 하면을 홀드로 형성하여 착탈부로 구성하여 디플렉트의 판 중앙에 형성한 홈을 관통한 구조를 이루어 착탈부와 그리고 감열부를 일체로 연결 결합함을 특징으로 하는 휴즈 용융형 스프링클러 헤드.
5. 제2항에 있어서,
   디플렉터의 하면을 홀드로 하여 착탈부로 구성하고 디플렉터 상면을 플렌져를 설치하여 플렌져,디플렉터, 착탈부 그리고 감열부을 일체로 연결 결합함을 특징으로 하는 휴즈 용융형 스프링클러 헤드.
6. 제2항에 있어서,
   플렌져의 하면을 홀드로 형성하여 착탈부로 구성하여 디플렉트의 판 중앙에 형성한 홈을 관통한 구조를 이루어 착탈부와 그리고 감열부를 일체로 연결 결합함을 특징으로 하는 휴즈 용융형 스프링클러 헤드.
   

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