KR20190044081A - 제트 연료 화재 시뮬레이터 - Google Patents

Abstract

실제 화재 시험을 수행하기 위한 시뮬레이터는 격납 팬, 격납 팬내에 배치된 연료 분배 조립체, 연료 분배 조립체와 유체 연통하도록 배치된 연료 공급원, 및 실질적으로 연료 분배 조립체를 덮는 분배수단을 포함한다. 시뮬레이터를 사용하여 생성된 화재의 속성은 제트 - 연료 화재의 속성과 실질적으로 유사하다.

Description

제트 연료 화재 시뮬레이터

본 공개의 실시예는 일반적으로 빌딩 내의 소정의 상태를 검출하기 위한 시스템, 보다 구체적으로 복사 에너지 화염 검출 시스템에 관한 것이다.

항공기 격납고에 사용되는 것과 같은 광학식 화재 검출 시스템의 검출기는 전형적으로 검출기가 화재를 검출하도록 적절하게 배향되도록 설치 후 시험된다. 이 시험은 일반적으로 제트 연료를 사용하여 발화시키고 각 탐지기의 작동을 확인하기 위해 격납고의 다른 위치에 불을 배치하는 것을 포함한다. 제트 연료는 점화하기 어렵고, 제트 연료의 점화 온도를 제어하기 어렵기 때문에 상기 시험을 수행하기 위해 제트 연료를 사용하는 것이 바람직하지 않다. 또한, 제트 연료의 수집 및 처리를 위해 특별한 조치가 취해 져야 하며, 제트 연료 화재는 시험이 완료된 후 기름성분의 잔류물 및 격렬한 냄새를 격납고 내에 남긴다.

따라서, 상이한 유형의 연료를 사용하여 그러한 실제 화재시험을 수행하는 것이 바람직하다. 그러나 광학 검출기가 의도된 목적에 따라 작동하는 것을 결정하기 위해 시험에 사용된 실제 화재는 예를 들어, 제트 연료를 사용하는 화재에 대한 플릭커, 크기, 위상 관계 및 파장과 같이 실질적으로 유사한 특성을 가져야 한다.

개요

제1 실시예에 따르면, 실제 화재 시험을 수행하기 위한 시뮬레이터는 격납 팬, 격납 팬내에 배치된 연료 분배 조립체, 연료 분배 조립체와 유체 연통하도록 배치된 연료 공급원, 및 실질적으로 연료 분배 조립체를 덮는 분배수단을 포함한다. 시뮬레이터를 사용하여 생성된 화재의 속성은 제트 - 연료 화재의 속성과 실질적으로 유사하다.

상기 특징들 중 하나 이상에 추가하거나 선택적으로 추가의 실시예들에서, 속성들은 플리커, 크기, 위상 관계 및 파장을 포함한다.

상기 특징들 중 하나 이상에 추가하거나 선택적으로 추가의 실시예들에서, 상기 격납 팬은 일반적으로 평면인 기저부와, 상기 기저부로부터 연장되어 공동을 한정하는 적어도 하나의 측벽을 포함한다.

상기 특징들 중 하나 이상에 추가하거나 선택적으로 추가의 실시예들에서, 연료 분배 조립체는 공동 내에 제거 가능하게 장착된다.

상기 특징들 중 하나 이상에 추가하거나 선택적으로 추가의 실시예들에서, 연료 공급원은 가스 연료이다.

상기 특징들 중 하나 이상에 추가하거나 선택적으로 추가의 실시예들에서, 연료 공급원은 액상 석유, 프로판, 부탄 및 에틸렌 중 하나이다.

상기 특징들 중 하나 이상에 추가하거나 선택적으로 추가의 실시예들에서, 연료 분배 조립체는 격납 팬 내에서 연료 공급원으로부터 연료를 고르게 분배하도록 구성된다.

상기 특징들 중 하나 이상에 추가하거나 선택적으로 추가의 실시예들에서, 연료 분배 조립체는 유체 연통되며 배치된 파이프의 복수의 섹션들을 포함한다. 파이프의 복수의 섹션 각각은 연료 공급원으로부터의 연료가 배출되는 복수의 구멍을 포함한다.

상기 특징들 중 하나 이상에 추가하거나 선택적으로 추가의 실시예들에서, 연료 분배 조립체와 연료 공급원 사이에 형성된 유체 유동 경로 내에 배치된 볼 밸브가 포함된다. 볼 밸브는 연료 공급원을 연료 분배 조립체에 선택적으로 연결하기 위해 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 이동 가능하다.

상기 특징들 중 하나 이상에 추가하거나 선택적으로 추가의 실시예들에서, 압력 조절기 및 인-라인 유량계가 연료 분배 조립체와 연료 공급원 사이에 형성된 유체 흐름 경로 내에 배치된다. 압력 조절기는 인-라인 유량계에 의해 측정되는 연료 공급원으로부터 연료 분배 조립체까지 연료의 유량을 조절하도록 작동 가능하다.

상기 특징들 중 하나 이상에 추가하거나 선택적으로 추가의 실시예들에서, 분배 기구는 연료 분배 조립체로부터 연료가 배출될 때 연료의 속도를 감소시키도록 구성된다.

상기 특징들 중 하나 이상에 추가하거나 선택적으로 추가의 실시예들에서, 시뮬레이터는 시뮬레이터의 작동 중에 복수의 위치 사이에서 이동하기 위한 가동 지지부에 장착될 수 있다.

또 다른 실시예에 따르면, 실제 화재 시험을 수행하기 위한 시뮬레이터는 격납 팬, 격납 팬 내에 배치된 연료 분배 조립체, 및 연료 분배 조립체와 유체 소통하게 배치된 연료 공급원을 포함한다. 연료 공급원으로부터 연료 분배 조립체로 제공되는 연료는 사실상 제로 속도로 연료 분배 조립체로부터 출력된다.

상기 특징들 중 하나 이상에 추가하거나 선택적으로 추가의 실시예들에서, 분배 기구가 연료 분배 조립체를 실질적으로 덮는다.

상기 특징들 중 하나 이상에 추가하거나 선택적으로 추가의 실시예들에서, 분배 기구는 연료가 연료 분배 조립체로부터 출력될 때 연료의 속도를 최소화한다.

상기 특징들 중 하나 이상에 추가하거나 선택적으로 추가의 실시예들에서, 분배 기구는 일반적으로 다공성인 재료를 포함한다.

상기 특징들 중 하나 이상에 추가하거나 선택적으로 추가의 실시예들에서, 분배 기구는 연료 분배 조립체와 중첩 배열로 배열된 복수의 체인을 포함한다.

상기 특징들 중 하나 이상에 추가하거나 선택적으로 추가의 실시예들에서, 분배 기구는 연료 분배 조립체와 중첩 배열로 배열된 복수의 스톤을 포함한다.

상기 특징들 중 하나 이상에 추가하거나 선택적으로 추가의 실시예들에서, 연료는 제트 연료가 아니며 시뮬레이터를 사용하여 생성된 화재의 속성은 제트 연료의 속성과 실질적으로 유사하다.

본 공개내용으로서 간주되는 주체가 명세서의 결론에서 청구 범위에 특히 지적되고 명백하게 청구된다. 본 공개내용의 상기 및 다른 특징들 및 이점들은 첨부 도면들과 관련하여 하기 상세한 설명으로부터 명백해진다.
도 1은 일 실시예에 따른 화재 시뮬레이터의 사시도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 화재 시뮬레이터의 연료 분배 조립체의 사시도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 화재 시뮬레이트의 분배 기구의 사시도이다.
도 3A는 일 실시예에 따른 화재 시뮬레이터의 또 다른 분배 기구의 사시도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 화재 시뮬레이터의 개략도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 화재 시뮬레이터와 함께 사용하기 위한 가동 지지부의 사시도이다.
상세한 설명은 도면을 참고하여 이점 및 특징과 함께 본 공개내용의 실시예를 설명한다.

이제 도 1 및 도 2를 참고하면, 제트 연료 화재와 실질적으로 동일한 특성을 갖는 실제 화재를 발생시키는 시뮬레이터(20)가 도시된다. 시뮬레이터(20)는 화재가 위치하는 금속 격납 팬(22)을 포함한다. 격납 팬(22)은 일반적으로 평평한 기저부(24)를 포함하고 그로부터 연장되는 하나 이상의 측벽(26)을 갖는다. 일 실시예에서, 측벽(26)은 기저부(24)와 측벽(26) 사이에 공동(28)을 한정하기 위해, 기저부(24)에 일반적으로 수직으로 예를 들어 수직 상향으로 연장된다. 도시된 바와 같이, 격납 팬(22)은 직사각형 형상을 가진다. 그러나 여기서 다른 형상도 고려된다. 도시된 비 제한적인 실시예에서, 기저부(24)는 약 2'의 폭과 약 2'의 길이를 가지며 측벽(26)은 약 3" 수직으로 연장된다. 여기에 설명된 격납 팬(22)의 크기는 단지 예를 위한 것이며, 다른 크기도 본 발명의 범위에 속한다는 것을 이해해야 한다.

연료 분배 조립체(30)는 격납 팬(22)의 공동(28)내에 수용될 수 있다. 일부 실시예에서, 연료 분배 조립체(30)는 예를 들어 하나 이상의 고정구(도시되지 않음)에 의해 기저부(24) 및/또는 격납 팬(22)의 측벽(26)에 제거가능하게 결합된다. 연료 분배 조립체(30)는 일반적으로 공동(28)에 대해 크기 및 형상 중 적어도 하나에 대해 상보적일 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 연료 분배 조립체(30)는 일반적으로 사각형의 형상을 가지며, 격납 팬(22)보다 단지 약간 작게 치수가 정해져 쉽게 조립된다. 그러나, 연료 분배 조립체(30)의 크기 및 형상이 공동(28)의 크기 및 형상과 실질적으로 구별되는 실시예들도 여기서 고려된다.

연료 분배 조립체(30)는 유체 연통 상태로 배치된 파이프(32)의 복수의 섹션을 포함한다. 상기 파이프(32)의 복수의 섹션들의 구조는 격납 팬(22)의 공동(28)을 가로질러 점화가능한 연료를 균일하게 분포시키기 위한 것이다. 도시된 비 제한적인 실시예에서, 연료 분배 조립체(30)는 두 쌍의 마주보는 측부(34,36)들을 가지며 직사각형을 형성하기 위해 서로 납땜되는 복수의 구리 파이프(32)의 복수의 섹션들을 포함한다. 또한, 연료 분배 조립체(30)의 중앙에 일반적으로 배치된 크로스 피스(cross-piece)(38)는 한 쌍의 대향 측부(34)들사이로 연장된다.

파이프(32)의 각 섹션은 내부에 형성된 다수의 작은 구멍(40)을 갖는다. 구멍(40)은 실질적으로 동일할 수 있지만 반드시 동일할 필요는 없으며 공동(28)의 내부를 향하여 내측을 향하는 파이프 섹션(32)의 일부분내에서 일반적으로 열을 이루며 형성된다. 구멍(40)의 크기 및 위치 설정을 포함하는 구조가 일반적으로 연료 분배 조립체(30)를 가로질러 연료를 균일하게 분배하기 위해 선택된다. 일 실시예에서, 구멍(40)은 약 0.193 인치의 직경을 가지며 파이프(32)의 각 섹션에 걸쳐 등 간격으로 이격되어 있다. 연료 분배 조립체(30)가 적어도 하나의 크로스 - 피스(38)를 포함하는 실시예들에서, 적어도 하나의 크로스 피스(38)는 크로스 피스(38)의 양쪽 측부 상에 연료를 균일하게 분포시키기 위해 대향 측부들상에 배열된 2열의 홀(40)을 포함한다.

점화된 제트 연료의 특성과 매우 닮은 예를 들어 플리커 특성, 크기, 위상 관계 및 파장과 같은 속성을 갖는 화재를 생성하기 위해, 연료는 제로 또는 그 근처의 속도를 가지며 점화하도록 공동(28)에 제공되어야 한다. 연료의 속도는 분배 기구(42)를 연료 분배 조립체(30)와 오버랩 배열하여 위치시킴으로써 연료 분배 조립체(30)내에서 구멍(40)을 통해 연료가 공동(28)에 제공될 때 느려질 수 있다. 도 3 및 도 3A에 도시된 바와 같이, 분배 기구(42)는 연료가 점화되기 전에 통과해야 하는 다공성 물질이다. 분배 기구(42)는 제트 연료 화재의 플리커 특성을 모방하도록 발생된 화재의 주파수 성분을 조정한다. 예시된 비제한적인 실시예에서, 분배 기구(42)는 예를 들어 약 2500피트의 스테인레스 강 #18 잭 체인과 같은 하나 이상의 체인 조각을 포함한다. 연료 분배 조립체(30)가 도 3에 도시된 것처럼 실질적으로 덮이거나 도 3A에 도시된 바와 같이 연료 분배 조립체(30)를 포함하는 전체 공동(28)을 실질적으로 덮을 수 있도록 분배 기구(42)는 연료 분배 조립체(30)의 파이프(32)의 복수의 섹션들위에 적층될 수 있다. 모든 분배 기구(42)들이 시뮬레이터(20)의 모든 적용예에서 사용하기에 적합하지 않을 수도 있지만, 본 발명의 범위 내에서 고려되는 다른 분배 기구는 예를 들어, 완두 자갈, 용암 및 방화 유리를 포함하지만 이에 제한되지 않는다.

이제 도 4를 참고하면, 시뮬레이터(20)의 연료 분배 조립체(30)의 유입구(50)는 호스(52)를 통해 제트 연료 이외의 점화 가능한 연료 공급원(54)에 작동 가능하게 결합된다. 연료 공급원(54)은 청정 연소되고 용이하게 제어되는 유형의 가스 연료를 포함한다. 적합한 연료 유형의 예는 액화 석유, 부탄, 프로판 및 에틸렌을 포함하지만 이에 한정되지는 않는다. 연료 분배 조립체(30)와 연료 공급원(54) 사이에 연장되는 유체 흐름 경로를 따라 고압 조절기(56), 인라인 유동 모니터(58) 및 볼 밸브(60)가 위치한다. 볼 밸브(60)는 연료 공급원(54)을 연료 분배 조립체(30)에 선택적으로 연결하기 위해 개방 위치 및 폐쇄 위치사이에서 운동가능하고 예를 들어, 회전가능하다. 볼 밸브(60)가 개방 위치에 있고 따라서 제한되지 않은 유동이 연료 공급원(54)으로부터 연료 분배기 조립체(30)로 공급되는 실시예들에서, 압력 조절기(56)는 인 -라인 유동 모니터(58)에 의해 측정된 대로 원하는 연료 유량을 생성하도록 조정될 수 있다.

실시예에서, 사용자가 다수의 위치들 사이에서 시뮬레이터(20)를 용이하게 운반할 수 있도록 시뮬레이터(20)는 이동가능한 지지부(70)의 상부에 위치할 수 있다. 이동가능한 지지부(70)의 예가 도 5에 도시된다. 지지부(70)는 시뮬레이터(20)의 격납 팬(22)이 위치될 수 있는 예를 들어 시멘트 보드와 같은 내화성 재료로 형성된 플랫폼(72)을 포함한다. 플랫폼(72)이 표면 또는 바닥을 가로 질러 용이하게 횡단하는 것을 허용하는 다수의 휠 또는 캐스터(74)가 플랫폼(72)에 장착된다. 가동 지지부(70)가 가해지는 하중의 방향으로 이동하기 위해 커넥터(76)에 하중이 가해질 수 있도록 예를 들어, 체인 또는 핸들과 같은 커넥터(76)가 지지부(70)의 일부분으로부터 연장될 수 있다. 시뮬레이터(20)가 지지부 위에 위치할 때, 시뮬레이터(20)의 추가 중량이 있더라도 가동 지지부(70)가 쉽게 이동하도록 가동 지지부(70)가 구성된다. 또한, 작동 시뮬레이터(20)가 시뮬레이터의 바로 옆에 위치하는 바닥을 손상시키는 것을 방지하도록 가동 지지부(70)가 설계된다.

여기서 예시되고 설명된 시뮬레이터(20)의 구성은 생성된 복사 화재 에너지의 스펙트럼 및 시간 특성이 제트 연료 화재의 스펙트럼 및 시간 특성과 실질적으로 동일해질 때까지 조정되었다. Det-Tronics X3301 화재 감지기와 같은 감지기에 의해 모니터링할 때 시뮬레이터에 의해 생성된 화재와 제트 연료 화재의 특성, 특히 플리커, 크기, 위상 및 크로스 파워는 실질적으로 유사한다. 그러나, 시뮬레이터(20)에 의해 생성된 화재는 다른 유형의 검출기와 함께 사용하도록 적응될 수 있다.

시뮬레이터(20)는 격납고 또는 다른 건물의 내부 및 외부의 다수의 테스트 위치에서 평가될 수 있고 용이하게 제어되고 쉽게 소화되는 화재를 생성하기 위한 안전하고 반복 가능하며 효과적인 수단을 제공한다. 시뮬레이터는 기존의 제트 연료 화재와 비교할 때 감소된 양의 연기 및 잔류 물을 발생시킨다.

본 공개내용이 단지 제한된 수의 실시예와 관련하여 상세히 설명되었지만, 본 발명은 이러한 공개된 실시예들에 한정되지 않는다는 것은 용이하게 이해되어야 한다. 오히려, 본 공개는 앞에서 설명되지 않지만 본 공개내용의 사상 및 범위와 상응하는 임의의 수의 변형예, 변경예, 대체예 또는 균등한 구성을 포함하도록 수정될 수 있다. 또한, 본 공개내용의 다양한 실시예가 설명되었지만, 본 공개의 양태는 설명된 실시예 중 일부만을 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 본 발명은 상기 설명에 의해 제한되는 것으로 간주되어서는 안 되며, 첨부된 청구항의 범위에 의해서만 제한된다.

Claims (21)

1. 실제 화재 시험을 수행하기 위한 시뮬레이터로서:
   격납 팬,
   격납 팬내에 배치된 연료 분배 조립체,
   연료 분배 조립체와 유체 연통하도록 배치된 연료 공급원, 및
   실질적으로 연료 분배 조립체를 덮는 분배수단을 포함하고, 시뮬레이터를 사용하여 생성된 화재의 속성은 제트 - 연료 화재의 속성과 실질적으로 유사한 것을 특징으로 하는 시뮬레이터.
2. 제1항에 있어서, 속성들은 플리커, 크기, 위상 관계 및 파장을 포함하는 것을 특징으로 하는 시뮬레이터.
3. 제1항에 있어서, 상기 격납 팬은 일반적으로 평면인 기저부와, 상기 기저부로부터 연장되어 공동을 한정하는 적어도 하나의 측벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 시뮬레이터.
4. 제3항에 있어서, 연료 분배 조립체는 공동 내에 제거 가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 시뮬레이터.
5. 제1항에 있어서, 연료 공급원은 가스 연료인 것을 특징으로 하는 시뮬레이터.
6. 제5항에 있어서, 연료 공급원은 제트 연료가 아닌 것을 특징으로 하는 시뮬레이터.
7. 제5항에 있어서, 연료 공급원은 액상 석유, 프로판, 부탄 및 에틸렌 중 하나인 것을 특징으로 하는 시뮬레이터.
8. 제1항에 있어서, 연료 분배 조립체는 격납 팬 내에서 연료 공급원으로부터 연료를 고르게 분배하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 시뮬레이터.
9. 제7항에 있어서, 연료 분배 조립체는 유체 연통되며 배치된 파이프의 복수의 섹션들을 포함하고, 파이프의 복수의 섹션 각각은 연료 공급원으로부터의 연료가 배출되는 복수의 구멍을 포함하는 것을 특징으로 하는 시뮬레이터.
10. 제1항에 있어서, 연료 분배 조립체와 연료 공급원 사이에 형성된 유체 유동 경로 내에 배치된 볼 밸브를 더 포함하고, 볼 밸브는 연료 공급원을 연료 분배 조립체에 선택적으로 연결하기 위해 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 이동 가능한 것을 특징으로 하는 시뮬레이터.
11. 제1항에 있어서, 압력 조절기 및 인-라인 유량계가 연료 분배 조립체와 연료 공급원 사이에 형성된 유체 흐름 경로 내에 배치되고, 압력 조절기는 인-라인 유량계에 의해 측정되는 연료 공급원으로부터 연료 분배 조립체까지 연료의 유량을 조절하도록 작동 가능한 것을 특징으로 하는 시뮬레이터.
12. 제1항에 있어서, 분배 기구는 연료 분배 조립체로부터 연료가 배출될 때 연료의 속도를 감소시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 시뮬레이터.
13. 제1항에 있어서, 시뮬레이터는 시뮬레이터의 작동 중에 복수의 위치 사이에서 이동하기 위한 가동 지지부에 장착될 수 있는 것을 특징으로 하는 시뮬레이터.
14. 실제 화재 시험을 수행하기 위한 시뮬레이터로서:
    격납 팬,
    격납 팬 내에 배치된 연료 분배 조립체,
    연료 분배 조립체와 유체 소통하게 배치된 연료 공급원을 포함하고, 연료 공급원으로부터 연료 분배 조립체로 제공되는 연료는 실질적으로 제로 속도로 연료 분배 조립체로부터 출력되는 것을 특징으로 하는 시뮬레이터.
15. 제13항에 있어서, 분배 기구가 연료 분배 조립체를 실질적으로 덮는 것을 특징으로 하는 시뮬레이터.
16. 제14항에 있어서, 분배 기구는 연료가 연료 분배 조립체로부터 출력될 때 연료의 속도를 최소화하는 것을 특징으로 하는 시뮬레이터.
17. 제14항에 있어서, 분배 기구는 일반적으로 다공성인 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 시뮬레이터.
18. 제16항에 있어서, 분배 기구는 연료 분배 조립체와 중첩 배열로 배열된 복수의 체인을 포함하는 것을 특징으로 하는 시뮬레이터.
19. 제16항에 있어서, 분배 기구는 연료 분배 조립체와 중첩 배열로 배열된 복수의 스톤을 포함하는 것을 특징으로 하는 시뮬레이터.
20. 제13항에 있어서, 연료는 제트 연료가 아니며 시뮬레이터를 사용하여 생성된 화재의 속성은 제트 연료의 속성과 실질적으로 유사한 것을 특징으로 하는 시뮬레이터.
21. 제19항에 있어서, 속성들은 플리커, 크기, 위상 관계 및 파장을 포함하는 것을 특징으로 하는 시뮬레이터.

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