KR20210110768A - 차압 습식 유수검지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유수검지장치에 있어 중간에서 개폐를 담당하는 클래퍼의 상부의 2차측이 1차측과 같은 소화용액을 충전하는 습식으로 분류되는 유수검지장치에 관한 것으로,
특히 가압된 소화용수의 의한 압력이 1차측 대비 2차측이 낮은 압력으로 충전하는 차압 습식 유수검지 장치에 관한 것이다.

Description

차압 습식 유수검지장치 { a differential pressure alarm valve filled with a firefighting liquid }

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.

2차측을 1차측과 동일한 소화용수로 채우면 습식과 소화용수 없는 건식으로 분류된다. 또한 건식은 질소 혹은 공기로 1차측과 같은 압력으로 동일합으로 채우면 건식 그리고 대기압으로 압력의 차이를 두면 준비작동식으로 분류하는 반면에 습식은 2차측과 1차측이 동일한 압력으로 유지되는 단일 종류로 만 사용되고 있어 2차측이 압력이 낮은 방식은 따로이 존재하지 않는 것으로 보인다.

본 발명은 이와 같이 분류되는 유수검지장치에 있어 습식으로 분류되는 것 중에서 특히 1차측 대비 2차측의 압력이 낮은 차압 습식 유수검지 장치에 관한 것이다.

유수검지장치가 펌프로 부터 가압되는 소화용수에 의하여 1차측과 2차측이 동일한 압력으로 유지되어 화재 발생 시 스프링클러 헤드의 개방으로 가압된 압력의 소화용수가 외부로 분출되면 2차측 압력이 신속하게 저하되고 이에 따라 클래퍼의 개방과 알람경보 장치가 작동하도록 되어 있다. 따라서 위 종래의 유수검지장치는 클래퍼로 구분되는 1차측과 2차측 사이에 압력의 차이가 동일하게 유지하므로 2차측의 가압된 압력이 클래퍼의 폐쇄의 잠금력을 제공하는 구조를 이루고 있어 클래퍼에 개폐를 위한 추가의 제어장치를 구비하지 않아도 되는 도5와 같은 간단한 구조로 되어 있다.

이러한 습식의 유수검지장치는 구조가 단순하여 원가 경쟁성이 우수하나 펌프에서 가압되는 소화용수의 강력한 충격이 스프링클러 헤드로 거침없이 전달되는 구조이므로 스프링클러 헤드의 손상과 하자 발생에 의하여 알람밸브와 경보 신호의 오작동 발생으로 생활의 불편과 재산상의 피해가 크게 발생하는 문제점을 가지고 있다.

클래퍼에 제어장치를 구비하는 건식과 준비작동식의 유수검지장치는 도5와 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)를 감금과 해제로 제어하는 장치로 사용되고 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 T연결구(8)를 설치하여 여기에 수동밸브(8)를 통하여 결합하는 압력계(3), 전동밸브(7) 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 습식의 유수검지장치에 있어 1차측 보다 압력 낮도록 압력의 차이를 가지도록 하는 2차측을 이루기 위하여 클래퍼의 폐쇄에 대한 잠금과 해제 기능을 하는 제어장치를 설치함에 있어 종래의 다이아프램 장치를 피스톤을 내장한 유압 실린더로 대체하고 2차측에 충전용 공급관로를 형성하려는 것이다.

본 발명은 습식의 유수검지장치에 있어 2차측을 낮은 압력의 소화용수를 충전하는 공간으로 확보하기 위하여 설치하는 클래퍼의 닫힘 유지구조에 잠금과 해제를 위하여 피스톤과 피스톤 로드가 구비된 유압 실린더 장치로 해결하려는 것이다.

본 발명의 유압 실린더는 피스톤 전방에 피스톤 로드가 구비되어 압력을 받는 피스톤에 의하여 미는 힘을 전달하는 피스톤 로드가 래치를 밀어 클래퍼가 누설없는 폐쇄를 유지하도록 잠금 작동하려는 것이다. 클래퍼는 폐쇄를 잠금하는 피스톤 로드가 후진되지 않고 견고하게 전진 유지하도록 피스톤 작용에 의하여 이루어지고 피스톤은 2차측의 소화용액의 압력에 이를 위하여 전진력을 발휘하도록 단면적을 크게 형성하여 넓은 면적이 2차측에 유입된 소화용수에 의하여 강력한 힘을 받게 되고 단면적인 작은 피스톤 로드를 밀수 있게 하여 해결하려는 것이다.

이와 같은 구조는 화재 발생 시 스프링클러 헤드의 개방으로 압력이 저하되면 위 피스톤은 미는 전진력을 받지 못하게 되고 클래퍼의 개방력에 잠금력을 상실하여 결국 클래퍼를 개방 작동하게 하는 것이다.

본 발명은 유수검지장치에 제어장치를 구비하지만 종래의 제어장치의 특성인 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. 그리고 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.

따라서 본 발명은 유수검지장치에 제어장치를 구비하고도 구조의 단순화로 밸브 본체의 체적과 중량을 획기적으로 감소할 수 있어 원재료비와 가공비, 조립비의 감소에 의한 획기적인 원가절감을 기대할 수 있는 차압 습식 유수검지장치를 이루는 장점을 가지는 것이다.

도1은 본 발명의 대표도.
도2는 본 발명의 또 다른 적용의 단면도.
도3은 본 발명의 외형도.
도4는 종래의 습식 유수검지장치의 단면도.
도5는 종래의 다이아프램 제어장치를 구비한 유수검지장치의 단면도.

본 발명은 습식 유수검지장치에 있어 가압된 소화용수의 유지를 함에 있어 클래퍼(11)를 경계로 유입구(13)를 이루는 1차측과 배출구(14)를 이루는 2차측의 알력을 달리하여 2차측에 낮은 압력을 충전 관리할 수 있도록 클래퍼의 폐쇄 상태에서 잠금과 해제 기능을 하는 제어장치를 유압 실린더(3)로 하는 차압습식 유수검지장치에 관한 것이다.

본 발명은 가압된 소화용수로 채워져 고압을 유지하는 유입구인 1차측과 달리 낮은 수압으로 관리하는 2차측에 평시에는 1차측이 가압된 소화용수가 유입되지 않도록 클래퍼를 차단하여 폐쇄상태로 잠금을 위하여 클래퍼에 직접 고리를 형성하고 축을 중심으로 회동하는 익편으로 이루어진 래치(12)를 밀어 잠금을 이루도록 하는 작동력을 유압 실린더에 의하여 이루려는 것이다.

이와 같은 유압 실린더는 도1에서 도시한 바와 같이 내부에 설치된 피스톤(21)과 피스톤 내부와 외부에 걸쳐 설치되는 피스톤 로드(22) 그리고 스프링(25)으로 구성된다.. 즉, 유압 실린더는 원통형의 구조에 바닥에는 피스톤 로드가 관통 설치되도록 중앙에 관통홀을 구비하고 상단의 마개로 설치하는 실린더 캡(23)으로 막는 구조로 용기를 이루며 실린더 용기의 상부 측의 외벽에 1개 이상의 유입과 유출을 이루는 유출입구(25)를 구비하는 구조이다.

본 발명의 유압실린더는 2차측에 설치되고 2차측의 소화용수에 의하여 작동하게 된다. 2차측에 일정한 압력을 달할 때 까지 충전 유입되는 소화용수가 유압 실린더에도 충전되면 유압 실린더 내부에 설치된 피스톤(21)를 미는 힘으로 작동하게 된다.

특히 피스톤은 단면적을 넓게 하여 가압된 소화용수의 압력을 더욱 많이 받는 구조로 하여 피스톤에 접하고 있는 단면적이 적은 피스톤 로드(22)를 밀게 되므로 보다 강력한 전진력으로 작용하여 결국 클래퍼를 직접 누르거나 혹은 클래퍼를 고리를 가진 회동 레버의 기능으로 눌러 잠금을 하는 래치의 뒤를 밀어 받치는 힘으로 작동하게 된다.

위의 구조가 평시의 작동 구조라면 이 장치는 화재가 발생하게 되면 스프링클러 헤드의 개방으로 2차측의 압력이 급속히 저하되므로 피스톤의 미는 힘이 상실되고 이는 결국 1차측의 가압된 고압의 소화용수의 탈출력이 클래퍼를 들어올리는 기능으로 작동하므로 이 둘이 합쳐 래치가 회동 작동으로 후퇴하게 되어 클래퍼는 온전히 개방되어 스프링클러 헤드의 방사를 통하여 소화작용을 하도록 하는 것이다.

본 발명의 유압 실린더는 2차측의 압력에 의하여 작동하는 구조이므로 1차측의 가압된 소화용수를 충전용 공급관로(5)를 통하여 2차측으로 점진적으로 충전되는 구조를 이루고 내부가 충만되어 일정한 압력을 이룰 때까지는 내부 압력이 낮아 지속적으로 유입되고 이는 본 발명의 유압 실린더의 내부에도 동일하게 소화용수가 동일하게 충전되는 것이고 실린더 내부 압력과 2차측 압력이 균일할 까지 지속적으로 유입되게 된다. 그리고 2차측이 목표로 하는 일정한 압력에 달하면 1차측과 내통하는 충전용 공급관로를 개폐밸브(6)로 차단하게 되면 2차측 내부와 유압실린더의 내부는 일정한 압력을 유지하게 된다.

이때 2차측에 일정한 압력으로 충전하는 과정에 1차측으로 부터 클래퍼를 통하여 가압된 소화용수가 유입되게 되면 2차측의 압력 관리가 어려우므로 이때 클래퍼가 폐쇄한 상태로 잠금 기능이 피스톤 로드에 의하여 래치를 통하여 작동되어야 한다.

이를 위하여 본 발명은 도2와 같이 마개인 실린더 캡(23)을 로드를 구비한 볼트로 형성하여 수동으로 볼트의 나사 회전을 통하여 조이게 되면 피스톤을 전진하게 되어 결국 피스톤 로드를 통하여 래치를 밀고 이는 클래퍼를 폐쇄상태에서 잠금작용을 하게 되는 것이다.

이와 같은 유압 실린더에 의한 잠금이 이루어진 클래퍼의 폐쇄상태에서는 비록 2차측이 현저히 낮은 압력 상태여도 1차측의 가압된 소화용수가 클래퍼를 통하여 유입되지 않게 되고 2차측과 유압 실린더의 내부는 충전용 공급관로(5)를 통하여 충전되도록 하고 목표치의 압력에 달한 수 볼트로 된 실린더 캡을 나사회전으로 풀게 되면 내부에 압력을 받은 피스톤은 잠금 상태에 머물게 되고 비록 화재 발생하게 되더라고 위에서 설명한 바와 같이 압력저하에 따라 궁극적으로 클래퍼가 장애가 제거된 개방이 이루어지게 되는 것이다.

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 압력계를 결합할 수 있는 접속구(16)로 사용하거나 혹은 충전용 공급관로를 외부로 형성하는 경우에 결합할 수 있는 접속구를 G형성할 수 있다.

본 발명은 1차측으로 부터 가압된 소화용수를 공급받을 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), 배출구(14), 유압 실린더(2), 압려계(3), 피스톤(21), 피스톤 로드(22), 실린더 캡(23), 격막 판(24), 다이아프램(4), 공급 관로(5), 개폐 플러그(6).

Claims (4)

1. 중간에 위치하여 개폐 기능을 하는 클래퍼와; 클래퍼를 경계로 하측으로는 펌프 배관으로부터 가압된 소화용수가 유입되는 유입구인 1차측과 화재 발생 시 1차측의 소화용수를 배출하는 배출구인 2차측으로 구분되고 압력계 설치하도록 나사홀로 이루어진 접속구와 드레인 연결구를 결합하는 나사홀로 이루어진 드레인 접속구를 구비한 밸브 본체와; 일측에 고리 형상이 구비되어 회동축에 고정되어 회동하는 익편으로 이루어진 레버 부재로; 구성되어 화재 발생 시 비상 신호가 작동되는 알람 장치를 구비하는 유수검치장치에 있어서,
   하측의 바닥 중앙에 관통한 중앙 홀을 구비한 원통에, 소화용수의 유출과 유입을 이루는 유출입구를 측벽에 1개 이상 형성하고 마개를 이루는 실린더 캡으로 막은 실린더 몸통과; 실린더 몸통의 내부에 내장되는 피스톤과; 일측은 상단이 피스톤에 접하여 몸통 내부에 위치하고 위 바닥의 중앙홀을 통과하는 타측은 클래퍼 방향으로 노출 설치되는 피스톤 로드와 몸통 내부에 내장 설치되는 스프링으로; 구성되는 유압 실린더를 밸브 본체에 내장 형성하는 유압실린더를 장착한 유수검지장치.
2. 제1항에 있어서,
   하부에 로드를 구비한 볼트로 이루어진 실린더 캡과; 중앙에 관통홀을 형성하여 위 실린더 캡의 로드가 관통설치 될 수 있도록 형성한 격막 판 부재가; 결합하여 실린더 캡의 나사회전 기능을 구비한 유압 실린더를 장착한 유수검지장치.
3. 제1항에 있어서,
   소화용수를 2차측의 충전용으로 공급하기 위하여 1차측에서 2차측으로 연결하는 관로를 벽체에 매몰하여 일체로 형성한 충전용 공급관로와; 충전용 공급관로를 개폐를 위하여 중간에 결합 설치하는 개폐용 플러그를 구비하는 밸브 본체로 이루어지는 유압 실린더를 장착한 유수검지장치.
4. 제2항에 있어서,
   소화용수를 2차측의 충전용으로 공급하기 위하여 1차측에서 2차측으로 연결하는 관로를 벽체에 매몰하여 일체로 형성한 충전용 공급관로와; 충전용 공급관로를 개폐를 위하여 중간에 결합 설치하는 개폐용 플러그를 구비하는 밸브 본체로 이루어지는 유압 실린더를 장착한 유수검지장치.
   

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