KR20210110767A - 유압 실린더를 장착한 유수검지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밸브 본체의 중간에 개폐 기능을 하는 클래퍼를 경계로 구분되어 하측으로는 펌프로부터 가압하여 공급되는 소화용수가 유입되는 유입구를 이루는 1차측과 화재 발생 시 1차측에서 공급되는 소화용수를 스프링클러 헤드 측으로 전달하기 위한 배출구를 이루는 2차측으로 구성되는 유수검치장치에 유수검지장치의 개폐를 담당하는 클래퍼를 제어하는 장치를 구비하는 유수검지장치에 관한 것에 있어서,
특히 종래의 다이아프램 장치에 의한 것을 유압 실린더로 대체하여 체적, 중량, 구조를 획기적으로 개선하여 원가 절감은 물론 생산성, 관리성, 시공성의 효율성을 획기적으로 개선한 유압 실린더를 장착한 유수검지장치에 관한 것이다.

Description

유압 실린더를 장착한 유수검지장치 { An alarm valve equipped with a hydrauric cylinder }

통칭 알람밸브로 통칭되는 유수검지장치는 밸브 본체의 중간에 밸브의 개폐를 담당하는 클래퍼를 경계로 펌프에 의하여 가압된 소화용수의 유입구인 1차측은 공통이므로 클래퍼의 상부인 2차측의 관리방법에 의하여 구분하고 있다. 즉, 2차측을 1차측과 동일한 소화용수로 채우면 습식, 질소 혹은 공기로 1차측과 같은 압력으로 채우면 건식 그리고 대기압으로 채우면 준비작동식으로 분류하는 것으로 일반화되어 있다. 그럼에도 이들 모두는 2차측에는 공히 드레인 접속구를 구비하여 만일의 경우 1차측과 구분 관리할 수 있도록 한다.

그러나 유수검지장치의 클래퍼의 개폐를 위한 제어 장치를 설치 유무를 기준으로 할 수 있다. 통상 제어장치가 필요하지 않는 종래의 습식과 제어장치를 가진 건식과 준비작동식으로 크게 구분할 수 있다. 습식 유수검지장치도 1차측과 2차 측이 동일한 유체와 압력을 유지하여 2차측의 급속한 압력저하에 의하여 클래퍼가 개방되어 굳이 제어장치를 필요로 하지 않을 뿐 1차측과 다른 압력의 유체일 경우에는 제어장치를 수반할 수 있다. 건식이나 대기압 상태로 관리하는 준비작동식의 경우에는 1차측의 가압된 소화용수의 유입을 차단하기 위하여 클래퍼를 엄격한 폐쇄 상태로 잠금을 하고 화재 시 잠금을 해제하는 제어장치를 필수적으로 수반하게 된다.

본 발명은 유수검지장치 클래퍼의 개폐를 위한 제어장치로 유압실린더를 장착하는 유수검지 장치에 관한 것이다.

종래에는 건식과 준비작동식의 유수검지장치에 사용되는 제어장치로는 도4와 같이 다이아프램(41)을 구비한 챔버를 유수검지장치의 밸브 본체(1)에 부착 결합하여 다이아프램의 팽창과 수축 작동을 푸시 바(43)의 진선 전진과 후진작용으로 연계하여 클래퍼(11)의 개폐작동을 제어하는 장치로 사용하고 있다.

유수검지장치에 다이아프램 챔버(4)를 구비하여 소화용수의 공급과 배출과 연동하여 팽창과 수축을 한다. 이를 위하여 다이아프램은 밸브 몸통과 다이아프램 챔버 사이에 경계를 이루어 테두리를 따라 고압에도 기밀이 방지되도록 양 테두리를 사이에 설치하고 테두리를 따라 설치하는 다수개의 결합 볼트(45)의 강력한 압력에 의한 밀착 겹합구조로 결국 챔버를 조개 껍질같은 하우징 덮게(44)가 밸브 본체와 접합부를 이루어 포개진 형상으로 상호 접합 결합하는 구조이다. 따라서 밸브 본체가 클래퍼를 경계로 한 1차측과 2차측의 방으로 구분된다면 측면에 별개의 방을 이루는 다이아프램 챔버가 3차측의 방을 이루는 것이 종래의 구조적 특징이다.

다이아프램은 탄성재질의 고무판이나 혹은 얇은 동심원의 주름을 이룬 금속판을 재료로 한다. 클래퍼의 폐쇄를 위하여 미는 작용을 하는 푸시 바에 강력한 압박을 가하기 위하여 위 탄성재질의 판으로 이루어진 다이아프램의 중앙에 내외로 각각 두꺼운 금속 보강판(42)을 결합 부착한 구조를 이루어야 한다. 이 다이아프램을 구비한 챔버에 1차측의 가압된 소화용수가 채워지면 수축 상태의 다이아프램은 팽창되고, 다이아프램에 부착된 견고한 보강판에 접속된 푸시 바를 밀고 이는 클래퍼에 회동작용으로 미는 작동을 하는 래치(12)를 통하여 결국 클래퍼를 폐쇄 상태를 유지하게 된다.

한편 유동성이 큰 탄성판의 중앙에 부착된 위 보강판은 동작이 불 규칙적이므로 동작의 정확성을 위하여 힌지로 결합한 작동 레버의 도움을 받아 평시에는 클래퍼의 폐쇄를 유지하게 된다.

위 구조의 다이아프램 장치는 화재가 발생하면 화재감지기에서 화재신호를 받는 전동밸브가 작동하거나 수동 개방하거나 혹은 압력의 급격한 저하에 의한 자동 개방 작동하게 되면 다이아프램 챔버의 가압수가 배출구(46)를 통하여 배출되므로 다이아프램판이 수축되고 미는 힘을 상실한 푸시 바는 클래퍼의 개방력에 의하여 속절없이 후퇴하게 되고 래치는 거는 기능을 상식하여 클래퍼가 개방됨으로서 1차측의 가압 소화용수는 2차측으로 분출하여 화재의 열에 의하여 개방된 스프링클러 헤드를 통하여 방사하게 되는 것이다.

이와 같은 종래의 구조는 다이아프램, 다이아프램이 작동하도록 충분한 체적의 챔버, 다이아프램판을 사이에 두고 밸브 몸통과 챔버 덮게의 테두리와의 결합 볼트 그리고 기밀 확보를 위한 정밀한 결합 구조와 장치, 다이아프램의 겹으로 된 보강판의 장착, 그리고 보강판의 정확한 작동을 위하여 구비하는 힌지와 잠금 레버 등의 구비는 그 자체만으로 습식 유수검지장치보다 월등히 비싼 구조를 더하는 것이 되어 원가부담이 과다하고, 부피과 중량이 과다하여 제조, 조립, 운송, 현장 시공 등의 제반 원가 상승이 과중한 구조이다.

더군다나 다이아프램 챔브의 하우징 덮게에 형성한 배출구에는 니플을 통하여 T연결구를 설치하여 여기에 압력계, 전동밸브 혹은 솔레노이드 밸브 및 배출라인을 장착함으로서 너절한 구조를 이루고 있어 협소한 설치공간에 지나치게 공간 사장의 구조에 과다한 중량과 부피로 인한 생산성, 시공성의 불편 등으로 원가상승의 부담이 큰 치명적인 문제를 가진 구조이다.

본 발명은 위 문제점을 해결하기 위하여 다이아프램 장치를 피스톤을 내장한 유압 실린더로 대체하려는 것이다.

본 발명은 클래퍼의 닫힘 유지구조를 위하여 종래의 다이아프램이 밸브 본체와 접하여 다이아프램의 실을 구성함에 있어 고무판인 다이아프램판을 구비하고 동시에 충분한 압력을 가지도록 큰 공간을 확보하여야 하고 다이아프램 판에 금속판을 구비하고 힌지를 설치하며 동시에 잠금 레버를 설치 구조로 이루어진 다이아프램 장치가 하던 기능을 피스톤과 피스톤 로드가 구비된 유압실린더를 위 밸브 본체에 대체 설치하여 해결하려는 것이다.

유압 실린더는 배출구가 차단된 상태에서 유입구를 통하여 공급되는 가압된 소화용수의 압력을 받아 피스톤이 전진하여 미는 힘이 작용하고 화재 발생 시에는 배출구의 개방으로 가압된 소방용수가 신속히 배출되고 실린더 실의 내부는 압력 저하로 외부적 압력으로 후퇴하는 구조이다.

본 발명의 유압 실린더는 피스톤 전방에 피스톤 로드가 구비되어 이 피스톤 로드가 종래의 미는 힘을 전달하는 푸시 바의 기능을 대신하여 래치를 밀어 클래퍼가 누설없는 폐쇄를 유지하도록 작동하게 된다. 클래퍼는 폐쇄 상태에서 피스톤 로그가 후진되지 않고 견고하게 전진 유지하도록 피스톤 작용이 이루어져야 한다. 이를 위하여 유입된 소화용수는 화재에 의하여 전동밸브 혹은 수동 개방에 의한 배출의 경우를 제외하고는 배출이 어렵도록 구조를 이루어 해결하려한다.

이를 위하여 유압 실린더 유입구를 1차측에서 유입되는 방향으로는 유체의 흐름을 순 기능을 이루도록 하고 유입구를 통한 유출 시에는 역기능을 하도록 역류 방지장치를 구비하거나 혹은 유입 시에는 유체를 모아주는 구조를 하고 유입구를 통한 배출은 어렵도록 유입구의 구조를 특히 본 발명에서는 역류방지 밸브 구조를 구비하여 해결하려 한다.

비대한 크기의 다이아프램과 다이아프램 실의 거대한 하우징 제거, 다이아프램 판을 결합하기 위하여 밸브 몸통과 다이아프램 하우징에 각각 형성한 큰 크기의 쌍으로 이루어진 플랜지의 제거, 그리고 다이아프램을 클래프 닫힘용 래치를 밀기 위한 다이아프램에 부착하는 금속판, 힌지, 잠금 레버 등의 부대 구조물의 제거를 이룰 수 있게 된다.

종래에 다이아프램을 사용함으로서 필수적인 구조인 챔버의 하우징 덮게에 별도로 연장 설치하는 니플과 T연결구를 밸브 몸통에 직접 형성하여 구조의 단순화와 연결 결합부 및 사장되는 공간의 감소를 기대할 수 있다.

특히 구조의 단순화로 밸브 본체의 체적과 중량을 획기적으로 감소할 수 있어 원재료비와 가공비, 조립비의 감소에 의한 획기적인 원가절감을 기대할 수 있다.

도1은 본 발명의 대표 단면도.
도2는 본 발명의 또 다른 단면도.
도3은 본 발명의 외형도.
도4는 종래의 건식 및 준비작동식의 단면도와 부속도.
도5는 종래의 습식 유수검지장치의 단면도.

본 발명은 유수검지장치에 있어 종래에 건식, 준비작동식에 클래퍼의 폐쇄를 견고히 잠금 유지하기 위하여 사용하던 다이아프램 장치로 이루어진 다이아프램 챔버(4)를 유압 실린더(3)로 대체하는 것에 관한 것이다.

유수검지장치는 밸브 본체(1)는 배관의 사후관리 시 배관내의 내부 충전물의 배출을 위하여 드레인 밸브를 결합하기 위한 드레인 접속구(15)와 압력계의 결합 설치를 위한 압력계용 접속구(16)를 1개 이상을 구비하고 중간에 경계를 이루고 개폐 기능을 하는 클래퍼(11)를 중심으로 소화용수를 소방배관으로부터 공급받는 유입구(13)가 구비된 1차측과 클래퍼의 상부에 스프링클러 헤드용 공급배관과 연통하는 배출구(14)를 구비한 2차 측으로 구분된다. 특히 건식과 준비작동식의 경우 클래퍼를 제어하기 위하여 종래에는 대체로 다이아프램의 기능을 이용한 장치로 이루어진 다이아프램 챔버를 유수검지장치의 밸브 본체(1)에 3차측의 방으로 부착한 구조로 한 것이 종래의 유수검지장치였다.

그러나 본 발명은 가압된 소화용수로 채워진 1차측의 수압이 2차측으로 유입되지 않도록 클래퍼의 누설을 차단하도록 클래퍼에 직접 고리를 형성한 걸쇠로 이루어진 래치(12)를 밀어 잠금을 이루는 장치를 유압 실린더의 내부에 설치된 피스톤(21)과 피스톤 내부와 외부에 걸쳐 설치되는 피스톤 로드(22)가 구비된 유압실린더(2)의 작동으로 이루려는 것이다. 유압 실린더는 원통형의 구조에 바닥에는 피스톤 로드가 관통 설치되도록 중앙에 관통홀을 구비하고 상부는 실린더 캡(23)으로 막는 구조이며 실린더 캡 측의 외벽에는 위 미세관으로 구비하는 유입구(25)와 넓은 관으로 이루어지는 배출구(20)로 구성된 하우징으로 이루어진다.

1차측으로 부터 가압된 소화용수가 실린더의 유입구에 중앙에 좁은 관로인 미세관(32)을 형성한 미세관 볼트(31)를 설치하여 위 좁은 관로인 미세관(32)을 통하여 내부로 가압된 소화용수가 채워주면 내부 압력을 받은 피스톤(21)은 미는 힘이 작용하고 피스톤에 접한 피스톤 로드(22)는 압력이 낮은 외부로 미는 전진력을 전달하여 결국 클래퍼를 직접 누르거나 혹은 클래퍼를 고리를 가진 회동 레버의 기능으로 눌러 잠금을 하는 래치의 뒤를 밀어 받치는 힘으로 잠금 작동하게 된다.

위의 구조가 평시의 작동 구조라면 이 장치는 화재가 발생하게 되면 화재감지기에서 개방하도록 하는 신호나 수동의 개방하거나 혹은 압력차에 의한 자동 개방 등에 의하여 배출구가 개방되는 구조는 종래의 구조를 적용하게 된다. 위와 같이 배출구가 개방되어 유압 실린더 내부의 압력이 급격하게 저하하게 되면 피스톤의 미는 힘이 상실되고 1차측의 가압된 고압의 소화용수의 탈출력이 클래퍼를 들어올리는 기능으로 작동력과 상승작용을 이루어 결국 클래퍼의 탈출력을 제어할 수 없게 되어 래치가 회동 후퇴를 하게 되어 클래퍼는 장애가 없이 개방되어 스프링클러 헤드의 방사를 통하여 소화작용을 하게 되는 것이다.

이렇게 이루어진 유압 실린더에는 실린더 내부에 압력을 설정할 때 까지 수동으로 피스톤 로드를 전진하도록 도2와 같이 로드를 구비한 실린더 캡(23)에 나사를 형성한 볼트로 구성하여 나사 회전으로 전진하도록 하여 피스톤을 폐쇄로 잠그게 되면 이때 가압된 소화용수를 실린더의 내부에 채울 수 있게 되고 만충이 된 후 위 잠금 볼트를 풀어도 유압 실린더 내부의 피스톤이 압력을 유지하고 있어 결국 클래퍼의 닫힘이 계속 유지되는 구조를 이루게 된다. 볼트 기능을 구비한 실린더 캡을 수동으로 해제할 시 내부 압력의 일시 과도한 압력 저하로 피스톤이 밀린 것을 방지하기 위하여 격막 판(24) 부재를 설치하도록 한다. 이와 같은 상태는 화재 시 내부의 가압된 소화용액이 배출되어 내부 압력이 저하되면 바로 클래퍼의 잠김을 해제할 수 있도록 하는 준비상태를 이루는 것이다.

결국 본 발명은 클래퍼의 견고한 잠금을 위하여 미세한 유입구 형성, 유입된 소화용수의 역류를 방지하하여 피스톤 후진을 방지하는 역지밸브의 장착, 피스톤 로드 대비 월등히 넓은 단면적으로 강력한 전진력의 피스톤 구조의 구비, 그리고 소화용수의 충진 시 대비 잠금핀에 으한 수동 잠금장치 설치 등 4단계 이상의 장치를 구비하여 기능저하에 대비하고 있다. 여기에 잠금 혹은 잠금해제을 원할히 하고자 하면 실린더 몸통의 내부에 당기는 특성이나 혹은 미는 특성을 선택하거나 혹은 필요한 부분에 스프링(26) 부재를 설치하여 작동력을 보강하도록 한다.

특히 본 발명의 유압 실린더는 하우징을 별도의 용기를 사용하여 밸브 몸통에 결합하여도 되나 밸브 몸통에 직접 실린더의 하우징을 일체화로 형성하여 내부에 피스톤과 피스톤 로드, 격막 판 부재를 설치하고 실린더 캡을 핀으로 구성되는 로드를 구비한 볼트로 설치하여도 된다. 또한 도3에서 확인되는 바와 같이 밸브 몸통에 가지관을 직접 일체로 형성하게 되면 압력계로 배출하도록 접속구를 이룬 배출구(20b)나 혹은 전동 밸브로 배출하는 접속구를 이룬 배출구(20a)로 사용할 수 있어 도4에서 확인되듯이 종래의 다이아프램 챔버의 하우징 덮게(44)에 니플을 결합하고 이곳에 T연결구를 설치를 통하여 압력계 접속구를 구비하고 전동 밸브용 접속구를 구비하여 결합하여 대단히 많은 공간을 분산 펼친 구조인 것에 비하여 월등히 단순하고 콤팩트한 구조를 이루게 된다.

본 발명의 유입구는 1차측으로 부터 가압된 소화용수를 유압실린더로 충전 받을 수 있는 충전용 공급 관로(5)를 편의 상 주물로 된 밸브 본체(1)에 일체로 형성하는 것을 예시하고 여기에 밸브 기능의 개폐 플러그(6)를 관로의 중간에 설치하는 구조로 하였으나 편의성에 따라 공급관로를 배관으로 밸브 몸통의 외부에 노출하여 설치하여도 동일하다. 단지 복잡한 시공 조건에 제약이 많은 현실에 비추어 가능하면 주물단계에서 공급관로를 밸브 본체에 삽입하는 것이 경제적이고 조립의 편의성이 우수하므로 이 역시 원가 절감의 수단이 된다. 외부 노출 배관으로 공급관로를 개설하게 되면 도3의 실린더의 가지관의 하나를 유입구가 되도록 급수 관로용 접속구로 하여 결합하면 될 것이고 위 개폐 플러그를 대신하여 밸브를 중간에 설치하면 같은 기능을 이루게 되는 것이다.

밸브본체(1), 클래퍼(11),래치(12), 유입구(13), 드레인 접속구(14), 유압 실린더(2), 피스톤(21), 피스톤 로드(22), 실린더 캡(23), 격막 판(24), 유출입구(25), 스프링(26), 다이아프램(4), 충전용 공급 관로(5), 개폐 플러그(6).

Claims (4)

1. 중간에 위치하여 개폐 기능을 하는 클래퍼와; 클래퍼를 경계로 하측으로는 펌프배관으로부터 소화용수가 유입되는 유입구인 1차측과 화재 발생 시 1차측의 소화용수를 배출하는 배출구인 2차측으로 구분되고, 압력계 설치용 나사홀로 이루어진 알람밸브용 접속구와 드레인 연결구를 결합하는 나사홀로 이루어진 드레인 접속구를 구비한 밸브 본체와; 평시에는 클래퍼 방향으로 고리 형상이 구비되어 축에 고정되어 회동하는 익편으로 이루어진 레버 부재로; 구성하여 화재 발생 시 비상 신호가 작동되는 알람 장치를 구비하는 유수검치장치에 있어서,
   하측의 바닥 중앙에 관통한 홀을 구비한 원통에, 상측을 측벽에 복수개 이상으로 관로를 형성하여 일측은 가는 관로인 미세관으로 형성하여 충전용 공급관로와 연결되는 유입구로하고 타측은 넓은 관로로 형성하여 1개 이상의 배출구를 구비하여 원통을 막는 마개인 실린더 캡이 결합된 실린더 몸통과; 실린더 몸통의 내부에 내장되는 피스톤과; 일측은 상단이 피스톤에 접하여 몸통 내부에 위치하고 타측은 실린더 바닥의 중앙홀을 통과하여 클래퍼 방향으로 노출 설치되는 피스톤 로드와: 실린더 몸통에 내장 설치되는 스프링 부재로; 구성되는 유압 실린더를 밸브 본체에 구비하는 유압실린더를 장착한 유수검지장치.
2. 제1항에 있어서,
   하부를 로드로 구비한 볼트로 이루어진 실린더 캡과; 중앙에 관통홀을 형성하여 실린더 캡 하측에 설치되는 격막 판 부재가; 결합하여 구성되는 유압 실린더를 장착한 유수검지장치.
3. 제1항에 있어서,
   유입구를 통하여 유입된 소화용수가 유압 실린더 내부에서 유입구를 통하여 외부로 역류되는 것을 방지하기 위한 역류방지 밸브를 구비한 유압 실린더를 장착한 유수검지장치.
4. 제2항에 있어서,
   유입구를 통하여 유입된 소화용수가 유압 실린더 내부에서 유입구를 통하여 외부로 역류되는 것을 방지하기 위한 역류방지 밸브를 구비한 유압 실린더를 장착한 유수검지장치.
   

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