KR20200080773A - 방화 및 방연 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방화 및 방연 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 외부 전원에 연결되어 전력을 제공하는 전원부; 상기 전원부의 전력을 전달받아 외부 화재를 감지하는 화재 센서부; 외부 물 공급관으로부터 물을 공급 받아 압력 증폭기에 전달하는 스프링클러 연결부; 상기 전원부로부터 전력을 공급받아 상기 스프링클러 연결부로부터 물을 수압 증폭 연결관에 일정 압력으로 전달하여 증폭시키는 압력 증폭기; 상기 압력 증폭기로부터 일정 압력의 물을 물탱크로 연결하는 수압 증폭 연결관; 상기 수압 증폭 연결관으로부터 전달받은 일정 압력의 물을 일정 시간 동안 저장시키는 물탱크; 상기 전원부로부터 전력을 공급받아 외부 공기를 압축하여 저장하는 에어탱크; 상기 에어탱크로부터 일정 압력의 에어를 전달받아 일정 방향으로 미립 형태로 에어 커튼을 형성하는 고압에어분사노즐을 포함하는 에어커튼부; 상기 물탱크로부터 일정 압력의 물을 전달받아 일정 방향으로 미립 형태로 고압 포그를 분무하는 고압포그분사노즐을 포함하는 고압포그커튼부;를 포함하는 방화 및 방연 시스템에 관한 것이다.

Description

방화 및 방연 시스템{Smoke and fire proof System}

본 발명은 방화 및 방연 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 외부 전원에 연결되어 전력을 제공하는 전원부; 상기 전원부의 전력을 전달받아 외부 화재를 감지하는 화재 센서부; 외부 물 공급관으로부터 물을 공급 받아 압력 증폭기에 전달하는 스프링클러 연결부; 상기 전원부로부터 전력을 공급받아 상기 스프링클러 연결부로부터 물을 수압 증폭 연결관에 일정 압력으로 전달하여 증폭시키는 압력 증폭기; 상기 압력 증폭기로부터 일정 압력의 물을 물탱크로 연결하는 수압 증폭 연결관; 상기 수압 증폭 연결관으로부터 전달받은 일정 압력의 물을 일정 시간 동안 저장시키는 물탱크; 상기 전원부로부터 전력을 공급받아 외부 공기를 압축하여 저장하는 에어탱크; 상기 에어탱크로부터 일정 압력의 에어를 전달받아 일정 방향으로 미립 형태로 에어 커튼을 형성하는 고압에어분사노즐을 포함하는 에어커튼부; 상기 물탱크로부터 일정 압력의 물을 전달받아 일정 방향으로 미립 형태로 고압 포그를 분무하는 고압포그분사노즐을 포함하는 고압포그커튼부;를 포함하는 방화 및 방연 시스템에 관한 것이다.

건축법에서는 건물의 층별, 면적별, 용도별 방화구획의 설치를 규정하고 있으며 소방법에서 일부 장소는 방화구획 하도록 하고 있다.

따라서 방화구획 벽체에 설치된 출입구에는 방화구획 Zone 상호간의 연소확대를 방지하기 위해 건축법에서 정하는 기준에 따라 방화문을 설치하여야 한다.

건축법 및 소방법에서 규정한 방화구획된(층별, 면적별, 용도별 방화구획용이나 방화벽의 개구부, 특별피난계단 노대, 부속실 출입구, 비상용승강기 승강장문)벽체 상에 설치된 출입문은 갑종 방화문으로 설치하되 피난경로에 해당하는 경우 피난방향으로 열리는 구조로 설치가 필요하다.

또한 양개방형 방화문의 경우 각 방화문이 순차적으로 닫힐 수 있도록 폐쇄 순위조절기를 함께 설치해야 한다.

이러한 갑종방화문의 경우 특별피난계단 노대, 부속실 출입구, 피난계단 출입구, 비상용승강기 승강장 문 등에 설치되어야 한다.

또는 갑종 또는 을종방화문은 특별피난계단 계단실 출입구, 옥외피난계단 출입구, 연소우려가 있는 외벽 개구부에 설치되어야 한다.

그러나 이러한 종래 방화문들은 내화시험(KS F 2268-1)에 따른 이면온도가 시험 시작 시 온도보다 평균 140K, 최고 180K 이상 상승금지와 1시간 이상 비차열 성능 등을 만족하기 어려운 실정이었다.

종래 발명으로서 한국등록특허 제1289864호는 구조물에 설치되어 화재를 감지하는 화재센서와; 상기 구조물의 천정으로부터 일정 거리 이격된 곳에 설치되며, 에어를 공급받아 화재 현장의 바닥부를 향해 에어를 분사하여 하부 에어커튼을 형성하는 하부 에어커튼용 에어분사기와; 상기 하부 에어커튼용 에어분사기의 상부에 장착되며 상기 하부 에어커튼용 에어분사기와 상기 구조물의 천정 사이의 상부 공간을 개폐하여 환기 또는 화염확산 방지가 이루어지도록 하는 상부 커튼수단과; 상기 화재센서의 감지값을 근거로 하여 상기 하부 에어커튼용 에어분사기와 상부 커튼수단의 구동을 제어하는 컨트롤러를 포함하고, 상기 하부 에어커튼용 에어분사기는, 중공의 박스형 케이스, 상기 케이스의 내부에 장착되는 팬을 포함하고, 상기 케이스는, 유입단이 상기 화재센서를 향해 개방되면서 상기 케이스의 내부와 외부가 연통하도록 형성되어 상기 팬의 구동에 의해 상기 화재 현장에서 발생되는 화염이 유입되도록 하는 유입부, 토출단이 바닥을 향하도록 형성되어 상기 케이스 본체에 유입된 화염이 바닥을 향해 분사되도록 하는 토출부로 이루어져, 화염에 의해 에어커튼을 형성하는 것을 특징으로 하는 에어커튼을 병행한 상하 복층식 화염 확산 방지 장치를 제공하고 있다.

그러나 구조물의 모든 영역에서 화염의 확산을 차단 내지 지연시키기 위해 토출부의 형상이 천장에서 내려온 단순 방사형으로 구성되어 최소 비용으로 시공할 수는 있지만 분사 각도 및 분사량 대비 용이한 화재 초기 예방이 어려운 실정이었다.

또한 한국공개특허 제2005-0075983호는 건물의 내부에서 화재 발생시 상수도를 통하여 화염 및 연기의 확산이 방지되는 장치에 있어서, 화재 발생을 감지하여 자동으로 상수도가 제어되는 제어수단과; 상기 제어수단과 연결되어 상수도로부터 물이 공급되는 급수부와; 상기 급수부와 결합되어 화염 및 연기가 차단되도록 박막의 워터커튼(water curtain)이 살수되는 연기차단수단과; 상기 연기차단수단로 부터 살수된 물이 수집되어 배수처리되는 배수부;로 구성된다.

그러나 상수도를 그대로 박막의 워터 커튼으로 살수시키기 위해서는 많은 전력이 소모되고, 전력이 갑자기 차단되었을 경우 연속적인 연기나 화염의 차단이 불가능한 문제가 있었다.

또한 한국등록특허 제1396495호는 판 형태로 상기 차단대상공간을 차단하며, 복수 개의 단위차단수단이 병렬 배치되어 하나의 평면을 형성하는 형태로 이루어지며, 상기 단위차단수단들이 연결되어 이루어지는 평면 중 일측 모서리가 권취봉에 부착 고정되어 상기 권취봉을 중심으로 감겨진 형태로 상기 차단대상공간 상측에 구비되며, 상기 단위차단수단들이 정위치에 고정되도록 상기 권취봉과 연결된 모서리와 대향된 타측 모서리가 고정바에 고정되는 형태로 형성되는 차단막; 상기 차단막의 상측에 구비되는 고압에어분사노즐; 및 상기 차단막에 인접하도록 구비되어, 상기 차단막을 동작시키는 권취수단을 포함한다.

그러나 권취봉을 중심으로 감겨진 형태로 형성되어 유체를 분사하는 형태는 출입이 자유롭지 못하여 복구작업 및 인명피해자의 대피를 용이하게 할 수 없는 문제가 있었다.

한국등록특허 제1126925호 한국등록특허 제1612225호 한국등록특허 제1344212호 미국공개특허 제2003-0115804호 한국등록특허 제1289864호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 비상 보조 배터리를 상용 전원 단전시 사용할 수 있고, 화재연기센서가 미리 저장된 값보다 높을 경우 그 즉시 물탱크와 에어커튼부를 작동시켜 화재 지점에서 대피자가 빠져 나오는 시간을 확보할 수 있고 출입이 자유로워 복구작업 및 인명피해자의 대피가 용이한 방화 및 방연 시스템을 제공하는 데 목적이 있다.

또한 본 발명은 제어부를 통해 분사 각도 및 분사량를 용이하게 조절할 수 있어 최적의 차단 효과를 기대할 수 있는 방화 및 방연 시스템을 제공하는 데 목적이 있다.

또한 본 발명은 전력이 갑자기 차단되었을 경우에도 미리 보조 배터리로 전력을 저장해 두어 평상시와 동일하게 화재에 대응할 수 있는 방화 및 방연 시스템을 제공하는 데 목적이 있다.

또한 본 발명은 방화문의 상측부와 측면부에서 에어 커튼과 고압포그커튼을 형성하여 출입이 자유롭고 복구작업 및 인명피해자의 대피를 용이하게 할 수 있는 방화 및 방연 시스템을 제공하는 데 목적이 있다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 외부 전원에 연결되어 전력을 제공하는 전원부; 상기 전원부의 전력을 전달받아 외부 화재를 감지하는 화재 센서부; 외부 물 공급관으로부터 물을 공급 받아 압력 증폭기에 전달하는 스프링클러 연결부; 상기 전원부로부터 전력을 공급받아 상기 스프링클러 연결부로부터 물을 수압 증폭 연결관에 일정 압력으로 전달하여 증폭시키는 압력 증폭기; 상기 압력 증폭기로부터 일정 압력의 물을 물탱크로 연결하는 수압 증폭 연결관; 상기 수압 증폭 연결관으로부터 전달받은 일정 압력의 물을 일정 시간 동안 저장시키는 물탱크; 상기 전원부로부터 전력을 공급받아 외부 공기를 압축하여 저장하는 에어탱크; 상기 에어탱크로부터 일정 압력의 에어를 전달받아 일정 방향으로 미립 형태로 에어 커튼을 형성하는 고압에어분사노즐을 포함하는 에어커튼부; 상기 물탱크로부터 일정 압력의 물을 전달받아 일정 방향으로 미립 형태로 고압 포그를 분무하는 고압포그분사노즐을 포함하는 고압포그커튼부;를 포함한다.

상기 물탱크의 하측방부로 연장 형성된 하나의 관에 "ㄷ"자형 고압포그커튼부가 설치되고, 상기 관에 1개의 솔레노이드 밸브를 장착한다.

상기 "ㄷ"자형 고압포그커튼부에 상기 솔레노이드 밸브에 의해 분사되도록 작동된다.

상기 전원부가 차단된 상태에서도 상기 솔레노이드 밸브에 전력을 제공하는 비상 보조 배터리가 더 추가로 연결된다.

상기 비상 보조 배터리가 상기 압력 증폭기의 내부에 형성된다.

본 발명은 제어부를 더 포함하여 유해가스 및 고온 차단을 위해 고압에어분사노즐의 분사 각도 보다 고압포그분사노즐의 분사 각도가 더 커서 고압 에어의 외측 방향으로 고압포그가 겹쳐진다.

본 발명은 제어부를 더 포함하여 상기 고압포그분사노즐에서 분무된 고압 포그가 외부로 비산되지 않도록, 상기 고압에어분사노즐에서 분사된 에어 커튼이 상기 고압 포그의 외부에 겹치도록 분사 각도를 조절한다.

상기 고압포그분사노즐은 5도 내지 25도의 분사각을 갖는다.

상시 전원 차단시 보조 배터리에 의해 발생되는 압력부 또는 공기압 발생부에 의해 고압 포그 또는 고압 수막이 선택되어 작동되도록 고압 포그를 분무하는 고압포그분사노즐의 분사 세기를 조절할 수 있는 제어부가 더 포함된다.

상기 외부 물 공급관으로부터 물을 공급 받을 수 없을 경우, 수압 증폭 연결관으로부터 전달받은 일정 압력의 물을 일정 시간 동안 저장시키는 보조 물탱크를 추가 결합하여 고압포그 또는 고압수막을 형성시킨다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명은 보조 배터리를 사용하여 비상시 전력이 차단될 경우 전력 공급 기능을 대신할 수 있다.

또한 본 발명은 건축물 출입구와 복도 등에서 화재 발생시 차량이나 보행자가 통행하는 상면부와 측면부에 에어커튼을 형성하여 건축물의 일정 영역에서 화염이 확산되는 것을 차단 내지 지연시켜 화염의 영향을 받지 않게 하고 안전한 장소로 대피하도록 함으로써 유해 가스 또는 고온에 따른 대피자들의 질식사 등 인명피해를 줄일 수 있다.

또한 본 발명은 고압포그커튼 등의 작동 중에도 방화문의 출입이 자유로워 복구작업 및 인명피해자의 대피를 용이하게 할 수 있다.

또한 본 발명의 방화 및 방연 시스템은 대형 건물의 복도 또는 비상문에도 설치되어 화재를 미리 차단하거나 화재 종류 또는 위치에 다양하게 대응할 수 있다.

또한 본 발명은 일정 압력의 물과 동시에 에어로졸 형태로 소화 약제를 분사할 수 있어 최대한 빠른 화재 진화가 가능하다.

또한 본 발명은 최적의 차단 효과를 나타내는 상측부에서 쏟아지는 고압포그커튼의 각도를 실제 화재 시뮬레이션으로 찾아내어 보다 신속한 방화 및 방연이 가능하도록 하였다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 방화 및 방연 시스템의 전체적인 설치 위치와 구성을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 방화 및 방연 시스템의 상측방향에서 분사 각도 등을 자세히 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 방화 및 방연 시스템의 세부적인 구성을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 방화 및 방연 시스템의 상측면도를 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 방화 및 방연 시스템의 저면 사시도를 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 방화 및 방연 시스템의 사용예를 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 방화 및 방연 시스템의 사용예를 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 방화 및 방연 시스템의 시뮬레이션 결과를 보여주는 도면이다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 방화 및 방연 시스템의 전체적인 설치 위치와 구성을 보여주는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 방화 및 방연 시스템의 상측방향에서 분사 각도 등을 자세히 보여주는 도면이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 방화 및 방연 시스템의 세부적인 구성을 보여주는 도면이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 방화 및 방연 시스템의 상측면도를 보여주는 도면이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명은 방화문 상측부에 전원부(10), 화재 센서부, 스프링클러 연결부(21), 압력 증폭기(30), 수압 증폭 연결관(32), 물탱크(40), 에어탱크(35), 에어커튼부(50), 고압포그커튼부(60)를 포함한다.

상술한 구성부들은 일반적으로 방화 및 방연 시스템에 사용되는 부품이 한번 사용되고 교체되거나 재정비시 교환될 수 있어 손쉽게 교체될 수 있는 부품 상태로 제조된다.

본 발명의 외부 구성 장치로서 스프링클러 연결부(21)는 외부 물 공급관으로부터 물을 공급 받아 압력 증폭기(30)에 전달하는 연결부이다.

상기 압력 증폭기(30)는 상기 전원부(10)로부터 전력을 공급받아 상기 스프링클러 연결부로부터 물을 수압 증폭 연결관(32)에 일정 압력으로 전달하여 압력을 증폭시키고, 상기 압력 증폭기(30)의 양측 방향으로 수압 증폭 연결관(32)이 연결된다.

수압 증폭 연결관(32)은 상기 압력 증폭기(30)로부터 일정 압력의 물을 물탱크(40)로 연결하는 관이다.

상기 양측 방향으로 연결된 수압 증폭 연결관(32)을 통해 물탱크(40)에 일정 압력의 물이 저장될 수 있으며 상기 수압 증폭 연결관(32)에 솔레노이드 밸브가 각각 형성되어 상기 일정 압력을 장기간 유지시킬 수 있도록 한다.

상기 물탱크(40)는 상기 수압 증폭 연결관(32)으로부터 전달받은 일정 압력의 물을 일정 시간 동안 저장시키는 내부 공간이 비어있는 탱크이고, 상측부에 2개의 솔레노이드 밸브와 하측방부 중앙에 연장 형성된 하나의 관(47-1)에 "ㄷ"자형 고압포그커튼부(60)가 설치되고, 관(47-1)에 1개의 솔레노이드 밸브(47)를 장착하는 데, 상측부 2개의 솔레노이드 밸브는 수압 증폭 연결관(32)을 통해 일정 압력의 물이 다 채워졌을 때 작동하여 추가적인 유입을 차단하고, 상기 1개의 솔레노이드 밸브는 화재가 발생하였을 경우 한쌍의 고압포그커튼부(60)에 일정 압력의 물을 제공하여 고압포그를 생성하기 위한 장치이다.

상기 "ㄷ"자형 고압포그커튼부(60)의 방화문 쪽 방향을 향하여 복수개의 고압포그분사노즐(65)이 "ㄷ"자형을 따라 형성된다.

이 때 상기 물탱크(40)에는 결빙 센서가 부착되어 등가 커패시터와 인덕터의 공진에 의해 출력되는 공진주파수 즉, 발진주파수를 수신받아 물의 상변화에 의한 유전율 변화를 측정하여 물의 상변화에 따른 커패시턴스를 산출할 수 있다.

따라서 본 발명은 혹한기에도 결빙의 위험 없이 지속적으로 화재시 신뢰성 있는 에어 커튼과 고압포그커튼의 구동을 보장할 수 있다.

상기 물탱크(40)의 중앙부에 솔레노이드 밸브가 각각 형성되고 상술한 바와 같이 30분 이상 분출하기 위해 한측면만 또는 양측면을 동시에 작동시킬 수 있도록 제어부로 미리 설정하거나 고장 감지 신호를 보내 솔레노이드 밸브의 정상 작동 여부를 정기적으로 검사할 수도 있다.

또한 상기 일정 압력의 물에는 소화 약제가 섞일 수 있는 데, 상기 소화 약제는 연소 과정에서 칼륨, 니켈, 수지를 다량 포함하는 에어로졸 성분이 발생되며, 보다 구체적인 성분으로는 이산화망간, 산화니켈, 산화구리, 산화철, 계면활성제, 디부틸프탈레이트, 디부틸세바케이트, 아세테이나글리세린, 초산염올레인산, 올레인산, 스테이르산다아민다오레이나레시틴, 에폭시드, 불포화폴리에스테르 수지 및 고무를 포함하는 그룹에서 적어도 하나 이상을 선택한 혼합물로 구성된다.

상기 소화 약제는 미리 일정 압력의 물에 섞여 있을 수 있지만, 약제 효과를 보증하기 위해 특수한 형태의 약제 보관통에 주입되어 상기 일정 압력의 물과 동시에 에어로졸 형태로 분사되게 할 수 있다.

에어탱크(35)는 상기 전원부(10)로부터 전력을 공급받아 외부 공기를 압축하여 저장하는 탱크이다.

상기 에어탱크(35)로부터 압축된 공기가 에어커튼부(50)의 고압에어분사노즐을 통해 미립 형태로 에어 커튼을 형성할 수 있다.

즉 상기 에어커튼부(50)는 상기 에어탱크(35)로부터 일정 압력의 에어를 전달받아 일정 방향으로 미립 형태로 에어 커튼을 형성하는 고압에어분사노즐을 포함한다.

고압포그커튼부(60)는 상기 물탱크(40)로부터 일정 압력의 물을 전달받아 일정 방향으로 미립 형태로 고압 포그를 분무하는 고압포그분사노즐을 포함한다.

즉 도 5에서 보는 바와 같이 상기 고압포그분사노즐이 방화문의 양측 방향으로 연장 형성되기 때문에 양측면에서 고압포그커튼을 발생시킬 수 있고, 상측면에서는 물탱크(40)에 형성된 분사 노즐부(42)를 통해 직접 고압포그커튼을 발생시킬 수 있다.

여기에서 고압포그분사노즐(65)은 분사 각도를 조절할 수 있는 데, 제어부를 통해 자동으로 분사 각도 조절이 가능할 수 있다.

또한 도 5에서처럼 물탱크(40)와 고압포그커튼부(60)가 연결되는 부분에 "ㄱ"자 형상으로 꺽여져 연결되는 연결부(62)가 형성된다.

본 발명은 "ㄱ"자 형상으로 꺽여져 연결되는 연결부(62)는 방화문 벽으로부터 일정 간격 이격된 물탱크(40)와 벽면에 바로 붙어 일정 각도로 고압포그커튼을 발생시키는 고압포그커튼부(60)의 설치 위치를 적절히 조정할 수 있고, 일정 압력의 물이 이동되는 데 이송 마찰력이 최대한 발생하지 않게 유선형으로 꺽이도록 고안된 구조이다.

한편 전원부(10)는 외부 전원에 연결되거나 보조 배터리로 전력을 저장하는 장치로서, 외부 전력 공급 장치로부터 방화문에 가까운 곳으로부터 전력을 끌어 온다.

상기 전원부(10)가 차단된 상태에서도 물탱크(40)와 에어커튼부(50)와 고압포그커튼부(60)에 설치된 솔레노이드 밸브(37, 47)를 작동할 수 있는 전력을 보조할 수 있는 배터리를 더 포함한다.

이를 위해 상기 솔레노이드 밸브 등의 작동을 위한 비상 보조 배터리(36)가 상기 압력 증폭기의 내부 또는 외부에 형성될 수 있다.

일실시예로서 상기 비상 보조 배터리는 2차 전지로 이루어져 상기 상시 전력이 가동될 경우에는 충전하고 있다가, 비상시 전력이 차단될 경우 상기 상시 전력을 대신할 수도 있다.

만일 화재 센서부에 의해 화재가 감지되고 상기 솔레노이드 밸브 등의 작동을 위한 전력 가동시 제어부가 작동 불가능을 확인하면, 비상 보조 배터리로 전력 공급을 전환하여 에어탱크(35)와 물탱크(40)의 솔레노이드 밸브를 작동시켜 즉시 에어 커튼과 고압포그커튼을 형성시킬 수 있다.

화재 센서부는 상기 전원부의 전력을 전달받아 외부 화재를 감지하는 센서로서, 방화문의 외측부 또는 일정 거리 이격된 장소에 설치되어 화재에 미리 반응하게 할 수 있다.

또한 화재 지역에는 화염이 바닥쪽으로 번지면서 출입구를 향해 진행하기 때문에 화재 센서부는 방화문의 하측부에 설치되는 것이 바람직하다.

또한 상기 화재 센서부에는 LED 표시부(예 : 방화문, FIRE EXIT)와 외부 음성 출력부가 전기적으로 연결되어 비상 안내 문구를 포함하는 메시지를 출력할 수 있도록 할 수 있다.

예를 들어 평상시에는 소등 상태를 유지하며, 화재 발생시에만 보조 배터리의 전원을 공급받아 점등하고, 이는 화재 센서부와 제어부에 의해 제어 가능하며, 제어부는 화재 센서에 의해 화재를 감지하면 방화문의 보행 안내등에 전원을 인가하여 점등 제어할 수 있다.

따라서 앞이 안 보이는 상황에서 불빛 또는 음성으로 화재 지점의 대피자가 빠져 나올 수 있도록 방화문 쪽으로 유도할 수 있으면서 건축물의 일정 영역에서 화염이 확산되는 것을 에어 커튼과 고압포그커튼으로 차단 내지 지연시켜 대피자를 안전하게 보호할 수 있는 것이다.

다른 실시예로서 상기 화재 센서부는 화재연기센서일 수 있고, 화재연기센서는 온도 뿐만 아니라 화재에 의한 연기를 감지하는 센서로서, 미리 저장된 한계값보다 높을 경우 그 즉시 물탱크(40)와 에어커튼부(50)를 작동시킬 수 있다.

이 외에도 상기 화재 센서부는 불꽃감지센서를 더 부착할 수 있는 데, 물질이 연소하면서 에너지를 빛과 열의 형태로 방출하는 산화 과정에 의해 여러 가지 연소반응이 나타나는 바, 그 중 빛은 화염의 온도에 따라 각각 다른 파장을 가지기 때문에 불꽃감지센서는 이를 감지하기 위한 적외선 감지기(IR) 또는 자외선 감지기(UV) 등으로 이루어진다.

또는 네트워크로 연결된 외부 관리 서버에서 방화 및 방연 시스템의 작동 여부를 판단하여 에어커튼부(50), 고압포그커튼부(60) 등을 수동으로 동작시킬 수도 있고, 소방방재청 등에 화재발생을 신고할 수도 있다.

예를 들어 제어부에는 무선 통신 모듈이 설치되고, 무선 통신 모듈은 특정 프로토콜에 의해 화재 센서부의 감지값을 변환하여 외부 관리 서버에 전송하거나 관리자의 스마트폰에 표시하여 현재 상황을 즉시 파악할 수 있도록 한다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 방화 및 방연 시스템의 사용예를 보여주는 도면이고, 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 방화 및 방연 시스템의 사용예를 보여주는 도면이며, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 방화 및 방연 시스템의 시뮬레이션 결과를 보여주는 도면이다.

도 5와 도 6과 도 7에 도시된 바와 같이 본 발명에 따라 화재센서의 감지값을 근거로 하여 상기 하부 에어커튼용 에어분사기와 상부 커튼수단의 구동을 제어하는 제어부는 유해가스 및 고온 차단을 위해 고압에어분사노즐의 분사 각도 보다 고압포그분사노즐(65)의 분사 각도가 더 커서 고압 에어의 외측 방향으로 고압포그가 겹쳐지도록 할 수 있다.

또는 상기 고압포그분사노즐에서 분무된 고압 포그가 외부로 비산되지 않도록 하고, 상기 고압에어분사노즐에서 분사된 에어 커튼이 상기 고압 포그의 외부에 겹치도록 물탱크(40)와 에어커튼부(50)의 위치를 바꾸고 분사 각도를 조절할 수 있다.

본 발명의 일실시예로서 상기 제어부를 통해 분무된 고압 포그가 에어 커튼이 외부로 비산되지 않도록 분사 각도를 조절할 수 있다. 이러한 분사 각도는 소방법령 등에 의하여 정해질 수 있으나 후술하는 실험 결과에 의해 최적 각도가 정해질 수 있다.

본 발명의 다른 실시예로서 화재 발생시 화염이 방화문의 천정쪽 즉 상부 고압포그커튼부(60)를 향해 빠른 속도로 진행하는 특성과 에어커튼에 의한 시야 방해의 상황을 감안하여 상부 분사 노즐부(42)는 제어부에 의해 화재 감지 직후 작동하고 측면 고압포그커튼부(60)는 화재 지점에서 대피자가 빠져 나오는 시간 예를 들어 5분 후에 작동하도록 제어될 수도 있다.

예를 들어 화재가 발생하면 화재 센서부가 화재를 감지하고 화염이 천정쪽으로 올라가면서 출입구쪽으로 흐르게 될 것이며 이때, 대피자의 대피가 시작되며, 화재 센서부의 감지값에 따라 제어부의 제어를 받아 물탱크(40)에 부착된 상부 분사 노즐부(42)가 작동하며, 화재 지역에는 화염이 바닥쪽으로 번지면서 출입구를 향해 진행하며, 대피자가 고압포그커튼 밖으로 대피할 때 쯤 측면 고압포그커튼부(60)의 최대 압력을 가동시켜 화염의 추가 확산을 차단할 수 있다. 즉, 대피자는 고압포그커튼의 영향을 받지 않고 신속하게 대피하게 된다.

도 8에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 시뮬레이션 결과 상부 에어커튼부(50)의 에어 커튼 토출 풍속 10 ~ 40m/s, 5도 내지 25도의 분사각을 선정하였더니 최적의 차단 효과가 나타났다.

이러한 분사각은 고압포그분사노즐(65)의 분사 각도에 적용될 수 있으며, 방화문이 설치된 일정 공간의 수직선을 기준으로 5도 내지 25도의 분사각을 선정하였더니 최적의 차단 효과가 나타났다.

본 발명의 최적화된 실시예로서 상기 시뮬레이션 결과에 따라 15도의 분사각이 바람직하다.

이하 본 발명의 일실시예에 따른 방화 및 방연 시스템의 작동 방법에 대하여 설명한다.

먼저 외부 물 공급관으로부터 물을 공급 받아 압력 증폭기(30)에 전달하는 스프링클러 연결부(21);로부터 물을 수압 증폭 연결관(32)에 일정 압력으로 전달하여 압력 증폭기(30)로 압력을 증폭시킨다.

그리고 물탱크(40)는 수압 증폭 연결관(32)으로부터 전달받은 일정 압력의 물을 일정 시간 동안 저장시킨다. 상기 일정 시간은 처음 일정 압력의 물을 저장한 시간부터 화재 센서부가 외부 화재를 감지하기까지의 시간이다.

상술한 상태가 지속되다가 화재 센서부가 외부 화재를 감지하면, 제어부가 이를 받아들여 화재 여부를 판단하고 전원부의 전력을 제어하여 방화 및 방연에 해당하는 구성요소를 작동시킨다.

구체적으로 전원부(10)로부터 전력을 공급받아 외부 공기를 압축하여 저장하는 에어탱크(35)로부터 일정 압력의 에어를 전달받아 에어커튼부(50)가 일정 방향으로 미립 형태의 에어 커튼을 형성한다.

그리고 물탱크로부터 일정 압력의 물을 전달받아 고압포그커튼부(60)가 일정 방향으로 미립 형태로 고압 포그를 분무한다.

상기 미립 형태의 에어 커튼과 고압 포그는 30분 이상 분출할 수 있도록 비상 보조 배터리의 성능을 향상시키고, 상기 일정 압력의 물의 양과 배출되는 분사 노즐의 구멍 크기를 적절히 조절할 수 있다.

한편 종래에 화재 발생시 상시 전원에 의해 에어 커튼이 사용되었고, 정전시 에어커튼 작동이 중지되어 화재 예방에 문제가 자주 발생하였다.

이에 따라 상시 전원 차단시 보조 배터리에 의해 발생되는 압력부 또는 공기압 발생부에 의해 고압 포그 또는 고압 수막이 선택되어 작동되도록 고압 포그를 분무하는 고압포그분사노즐의 분사 세기를 조절할 수 있는 제어부가 추가된다.

또는 고압에어분사노즐에 의해 대피시 까지 에어 커튼이 작동되도록 한다.

또한 본 발명은 외부 물 공급관으로부터 물을 공급 받을 수 없을 경우, 수압 증폭 연결관(32)으로부터 전달받은 일정 압력의 물을 일정 시간 동안 저장시키는 물탱크(40) 대신 보조 물탱크를 사용하여 적절한 양의 물을 보관하면서 유사시 고압포그 또는 고압수막을 형성시킬 수 있다.

10 : 전원부
21 : 스프링클러 연결부
30 : 압력 증폭기
32 : 수압 증폭 연결관
35 : 에어탱크
37, 47 : 솔레노이드 밸브
40 : 물탱크
42 : 분사 노즐부
50 : 에어커튼부
60 : 고압포그커튼부
65 : 고압포그분사노즐

Claims (7)

1. 외부 전원에 연결되어 전력을 제공하는 전원부(10);
   상기 전원부의 전력을 전달받아 외부 화재를 감지하는 화재 센서부;
   외부 물 공급관으로부터 물을 공급 받아 압력 증폭기(30)에 전달하는 스프링클러 연결부(21);
   상기 전원부(10)로부터 전력을 공급받아 상기 스프링클러 연결부(21)로부터 물을 수압 증폭 연결관(32)에 일정 압력으로 전달하여 증폭시키는 압력 증폭기(30);
   상기 압력 증폭기로부터 일정 압력의 물을 물탱크로 연결하는 수압 증폭 연결관(32);
   상기 수압 증폭 연결관(32)으로부터 전달받은 일정 압력의 물을 일정 시간 동안 저장시키는 물탱크(40);
   상기 전원부(10)로부터 전력을 공급받아 외부 공기를 압축하여 저장하는 에어탱크(35);
   상기 에어탱크(35)로부터 일정 압력의 에어를 전달받아 일정 방향으로 미립 형태의 에어 커튼을 형성하는 고압에어분사노즐을 포함하는 에어커튼부(50);
   상기 물탱크로부터 일정 압력의 물을 전달받아 일정 방향으로 미립 형태로 고압 포그를 분무하는 고압포그분사노즐을 포함하는 고압포그커튼부(60);를 포함하는 방화 및 방연 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상시 전원 차단시 보조 배터리에 의해 발생되는 압력부 또는 공기압 발생부에 의해 고압 포그 또는 고압 수막이 선택되어 작동되도록 고압 포그를 분무하는 고압포그분사노즐의 분사 세기를 조절할 수 있는 제어부가 더 포함된 것을 특징으로 하는 방화 및 방연 시스템.
3. 제1항에 있어서,
   상기 수압 증폭 연결관(32)과 상기 물탱크(40)의 양측면에 솔레노이드 밸브가 각각 형성된 것을 특징으로 하는 방화 및 방연 시스템.
4. 제1항에 있어서,
   상기 물탱크(40)의 하측방부로 연장 형성된 하나의 관(47-1)에 "ㄷ"자형 고압포그커튼부(60)가 설치되고, 상기 관(47-1)에 1개의 솔레노이드 밸브(47)를 장착하는 것을 특징으로 하는 방화 및 방연 시스템.
5. 제4항에 있어서,
   상기 "ㄷ"자형 고압포그커튼부(60)에 상기 솔레노이드 밸브(47)에 의해 분사되도록 작동되는 고압포그분사노즐이 형성된 것을 특징으로 하는 방화 및 방연 시스템.
6. 상기 외부 물 공급관으로부터 물을 공급 받을 수 없을 경우, 수압 증폭 연결관으로부터 전달받은 일정 압력의 물을 일정 시간 동안 저장시키는 보조 물탱크를 추가 결합하여 고압포그 또는 고압수막을 형성하는 것을 특징으로 하는 방화 및 방연 시스템.
7. 제1항에 있어서,
   상기 고압포그분사노즐은 5도 내지 25도의 분사각을 갖는 것을 특징으로 하는 방화 및 방연 시스템.

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