KR20230130837A - 화재 진압을 위한 약제분사시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 화재 발생시 약제를 분사하는 약제분사시스템에 있어서, 화재의 발생 여부를 판단하는 화재감지부; 상기 약제가 보관되어있는 약제공급부; 상기 약제를 공급받아 외부로 분사하는 노즐부; 상기 화재감지부가 화재가 발생한 것으로 판단하면 상기 약제가 상기 노즐부로 공급되도록 상기 약제공급부를 제어하는 제어부;를 포함하며, 상기 노즐부는 상기 약제공급부로부터 상기 약제를 공급받으며, 내부에 상기 약제가 이동하는 통로가 형성된 고정부; 상기 고정부로부터 상기 약제를 공급받고, 내부에 중공이 형성되어 있으며, 상기 약제를 외부로 분출하는 방출구를 포함하는 회전부; 상기 고정부에 결합된 제1 자성부; 및 상기 회전부에 결합된 제2 자성부;를 포함하며, 상기 제1 자성부 및 상기 제2 자성부의 자력에 의해 상기 고정부와 상기 회전부가 이격되어 있는 약제분사시스템에 관한 것이다.

Description

화재 진압을 위한 약제분사시스템{AGENT SPRAY SYSTEM FOR FIRE EXTINGUISHING}
본 발명은 화재 진압을 위한 약제분사시스템에 관한 것이다.
원자력 발전과 관련하여 사고시 방출되는 독성물질, 방사성 물질 및 화재시 열과 연기로부터 발전소 운전원을 보호할 수 있도록 국내 원자력 발전소의 주제어실 거주성 입증을 지속적으로 요구하고 있다. 주제어실 및 특정노형의 이중바닥에 대한 화재조기감지, 가스계 소화약제(할론계, 청정약제 등)에 의한 화재진압 기술 등이 적용되어 있다. 일반 산업계 및 원자력계에서 현재 사용되는 노즐은 축방향으로 배치된 노즐구를 통해 가스계 소화 약제를 필요시에 방출한다.
가스계 소화설비를 갖춘 방화지역 및 구역은 전기 및 계측 설비로 인해 보존성이 중요하며 신속한 소화 및 소화 후 후속 조치를 기대하고 있기 때문에 방출되는 소화약제의 원활한 혼합에 의한 소화 필수 농도 이상의 유지가 필요하다.
그러나 현재 사용되는 노즐은 방출구의 획일 고정화로 신속한 초기 농도 상승을 담보하기 어려운 구조이며, 고압의 약제 방출시 기체의 단열팽창 현상으로 인한 노즐의 결빙 및 약제의 온도 급감에 따라 신속한 방출 및 원활한 혼합이 이루어지지 않을 수 있다.
한국 등록 특허 제10-1053166호 (2011년 08월 02일 공고)
본 발명의 목적은 화재 진압을 위한 약제분사시스템을 제공하는 것이다.
상기 본 발명의 목적은 화재 발생시 약제를 분사하는 약제분사시스템에 있어서, 화재의 발생 여부를 판단하는 화재감지부; 상기 약제가 보관되어있는 약제공급부; 상기 약제를 공급받아 외부로 분사하는 노즐부; 상기 화재감지부가 화재가 발생한 것으로 판단하면 상기 약제가 상기 노즐부로 공급되도록 상기 약제공급부를 제어하는 제어부;를 포함하며, 상기 노즐부는 상기 약제공급부로부터 상기 약제를 공급받으며, 내부에 상기 약제가 이동하는 통로가 형성된 고정부; 상기 고정부로부터 상기 약제를 공급받고, 내부에 중공이 형성되어 있으며, 상기 약제를 외부로 분출하는 방출구를 포함하는 회전부; 상기 고정부에 결합된 제1 자성부; 및 상기 회전부에 결합된 제2 자성부;를 포함하며, 상기 제1 자성부 및 상기 제2 자성부의 자력에 의해 상기 고정부와 상기 회전부가 이격되어 있는 약제분사시스템에 의해 달성된다.
상기 노즐부는, 상기 회전부 및 상기 고정부 중 적어도 어느 하나를 가열하는 가열부;를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 자성부는, 상기 제2 자성부의 상부에 위치하는 상부 자성체; 및 상기 제2 자성부의 하부에 위치하는 하부 자성체;를 포함하며, 상기 상부 자성체 및 상기 하부 자성체의 자성은 마주하는 상기 제2 자성부와 같은 극성을 가지도록 배치되어 있다.
상기 제1 자성부 및 상기 제2 자성부는 고리형일 수 있다.
상기 방출구는 돌출형이며, 상기 약제를 사선 방향으로 배출하도록 형성된다.
상기 가열부에 전원을 공급하는 전원공급부;를 더 포함하며, 상기 가열부는 열선일 수 있다.
상기 제어부는 상기 회전부의 회전에 의해 발생되는 신호에 따라 상기 가열부에 전원이 공급되도록 상기 전원공급부를 제어할 수 있다.
본 발명에 따르면, 화재 진압을 위한 약제분사시스템이 제공된다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 약제분사시스템의 구성을 도시한 것이며,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 약제분사시스템의 노즐부를 나타낸 것이고,
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 약제분사시스템의 노즐부의 다른 형태를 나타낸 것이며,
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 약제분사시스템의 구성을 도시한 것이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일 예에 불과하므로 본 발명의 사상이 첨부된 도면에 한정되는 것은 아니다.
본 발명은 가스계 소화설비를 갖추어야되는 일반 산업계 및 원자력관련 방화지역의 소화 약제분사시스템에 관한 것이다.
도 1 내지 도 3을 찹조하여 제1실시예에 따른 약제분사시스템을 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 약제분사시스템의 구성을 도시한 것이며, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 약제분사시스템의 노즐부를 나타낸 것이고, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 약제분사시스템의 노즐부의 다른 형태를 나타낸 것이다.
약제분사시스템(1)은 화재감지부(10), 약제공급부(20), 노즐부(30), 제어부(40) 및 전원공급부(50)를 포함한다.
화재감지부(10)는 온도, 연기 혹은 빛을 통해 화재 발생을 감지하고, 화재의 발생 여부를 판단한다.
화재감지부(10)는 온도센서, 연기센서 및 광센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 원자력 발전소의 주제어실의 내부에 위치할 수 있다.
약제공급부(20)는 약제를 노즐부(30)로 공급하며, 약제가 보관된 탱크 및 밸브를 포함한다.
약제는 탱크에 가압된 상태로 보관되어 있을 수 있으며, 가압되지 않은 상태인 경우 약제공급부(20)는 펌프를 더 포함할 수 있다.
이하 노즐부(30)를 도 2를 참조하여 자세히 설명한다.
노즐부(30)는 약제공급부(20)로부터 약제를 공급받아 외부로 분사하며, 고정부(310), 회전부(320), 제1 자성부(330), 제2 자성부(340), 및 가열부(350)를 포함한다.
고정부(310)는 내부에 약제가 이동하는 통로가 형성되어 있으며, 이 통로를 통해 약제공급부(20)로부터 약제를 공급받아 회전부(320)로 전달한다.
회전부(320)는 고정부(310)의 일단에 수직방향의 축을 중심으로 회전가능하게 연결되어 있으며, 테이퍼 형상으로 고정부(310)와 연결되지 않은 타단으로 갈수록 직경이 줄어든다.
본 발명에서 테이퍼 형상이란 회전부(320)의 회전방향 중심선을 기준으로 회전부(320)의 양측면의 경사가 대칭을 이루는 형태를 의미한다.
회전부(320)는 내부에 중공이 형성되어 있으며, 외관에 원주방향을 따라 일정한 간격으로 복수의 방출구(321)가 형성되어 있다.
회전부(320)의 중공은 고정부(310)의 통로와 연결되어 있어 약제를 공급받아 수용한다.
방출구(321)는 중공과 연통되어 약제를 외부로 분출하며, 분출되는 약제의 압력을 이용하여 회전부(320)를 회전시킨다.
복수의 방출구(321)는 회전부(320)에 동일한 방향의 회전력을 전달할 수 있도록 방출 단면적이 일정하게 형성되어 있다.
방출구(321)는 돌출된 삼각뿔 형상이며, 약제가 원주방향 혹은 사선 방향으로 방출될 수 있도록 형성된다.
그러나 방출구(321)의 형상이 이에 한정된 것은 아니며, 또 다른 실시예에서는 방출구(321)는 돌출형 다면체 형상 혹은 비돌출형 홀일 수 있다.
방출구(321)의 개수 및 형태는 적절하게 변형 가능하며, 예를 들어, 도 2와 같이 방출구 위치의 높이에 따라 고정부(310)와 가까운 상부 방출구(321a) 및 고정부(310)와 먼 하부 방출구(321b)로 형성될 수도 있다.
제1 자성부(330)는 고정부(310)에 결합되어 있으며, 제2 자성부(340)는 회전부(320)에 결합되어 있다.
제1 자성부(330) 및 제2 자성부(340)는 영구자석으로 마련되며, 적어도 일부분이 마주하는 형상으로 배치된다.
제1 자성부(330) 및 제2 자성부(340)가 마주하는 극성은 서로 같은 극성으로 배치되어 자력에 의해 고정부(310)와 회전부(320)는 이격되어 위치한다.
제1 자성부(330) 및 제2 자성부(340)는 고정부(310)와 회전부(320)의 둘레에 맞춰 설치된 고리 형상의 자석일 수 있다.
다른 실시에서는 원주방향을 따라 설치된 복수 개의 막대형 혹은 원형 자석일 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 자성부(330)는 제2 자성부(340)의 상부에 위치하는 상부 자성체(330a) 및 제2 자성부(340)의 하부에 위치하는 하부 자성체(330b)를 포함할 수 있다.
이때, 상부 자성체(330a)의 N극이 제2 자성부(340)의 N극과 마주하면, 제2 자성부(340)의 S극과 하부 자성체(330b)의 S극이 마주한다.
반대로 상부 자성체(330a)의 S극이 제2 자성부(340)의 S극과 마주하면, 제2 자성부(340)의 N극과 하부 자성체(330b)의 N극이 마주한다.
가열부(350)는 고정부(310) 및 회전부(320) 중 적어도 하나를 가열한다.
가열부(350)는 열선형태로 마련될 수 있으며, 고정부(310) 및 회전부(320)의 표면에 위치하거나 고정부(310) 및 회전부(320)와 일체로 형성될 수도 있다.
제어부(40)는 화재감지부(10)가 화재가 발생한 것으로 판단하면 약제가 노즐부(30)로 공급되도록 약제공급부(20)를 제어한다.
전원공급부(50)는 제어부(40)로부터 신호를 받아 가열부(350)에 전원을 공급한다.
다음으로는 제1실시예에 따른 약제분사시스템의 동작을 설명한다.
화재감지부(10)가 화재 발생을 감지하면, 제어부(40)는 약제공급부(20)의 밸브를 개방하여 보관 중이던 약제를 고정부(310)에 공급한다.
고정부(310)로 공급된 약제는 통로를 통해 회전부(320)의 중공으로 이동한다.
회전부(320)의 중공에 약제가 공급되면 회전부(320)의 경사진 형상에 의해 회전부(320)의 내벽에 가해지는 약제(유체)의 압력은 원주방향으로 분력을 제공하여 회전부(320)를 회전시킨다.
회전부(320)가 회전할 때 중공에서 약제의 나선형 유동이 발생하여 방출구(321)를 통해 약제가 외부로 방출되며, 화재를 진압한다.
이러한 유동은 가스류 약제의 확산 및 혼합을 도와 신속한 소화를 가능하게 한다.
화재 발생시, 제어부(40)는 전원공급부(50)에 신호를 보내 가열부(350)에 전원이 공급되도록 한다.
전원이 공급된 가열부(350)는 고정부(310) 및 회전부(320) 중 어느 하나를 가열하여 노즐부(30)의 온도를 상승시킨다.
노즐부(30)의 온도 상승으로 인해 방출구(321)에 성에가 발생하지 않고 노즐부(30)의 결빙을 방지하여 방출 속도 및 방출압력을 지속적으로 유지할 수 있다.
제어부(40)가 약제공급 및 전원공급을 화재 신호에 맞춰 자동으로 수행하여, 약제 방출을 위한 회전과 가열이 동시에 실시될 수 있다.
가열부(350)의 작동은 다양한 방식으로 수행될 수 있으며, 가열부(350)의 작동에 대한 제2실시예를 도 4를 참조하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 약제분사시스템의 구성을 도시한 것이다.
제2 실시예에서는 회전부(320)와 고정부(310)가 전기적으로 연결되어 있다. 약제 방출로 인해 회전부(320)가 회전하면, 회전부(320)와 고정부(310)의 전기연결이 끊겨 신호가 발생하며, 이 신호는 전원공급부(50)로 전달된다.
신호를 전달받은 전원공급부(50)는 가열부(350)로 전원을 공급하여 열선을 작동시킨다.
제2실시예에서는 회전부(320)의 회전이 발생한 후 가열부(350)의 열선이 신호에 의해 자동적으로 작동하는 것이다.
본 발명에 따르면 고압 약제 방출시 기체의 단열팽창으로 인한 노즐의 결빙을 방지하고, 약제의 온도 급감에 따라 발생할 수 있는 약제 혼합 문제 및 방출 효율 저감을 해결한다.
고압(150ar)의 약제 방출로 인한 단열팽창은 주변의 급속한 온도 강하를 초래하여 노즐부(30)의 결빙이 발생시키고, 당초 기대한 자동회전 속도가 현저히 낮아지거나 결빙으로 인한 막힘 현상으로 회전이 불가한 문제를 야기한다.
그러나 본 발명의 제1 자성부(330) 및 제2 자성부(340)의 구조는 고정부(310) 및 회전부(320)를 이격되게 위치시켜 열전달에 의한 회전부(320)의 결빙을 미연에 방지하고 회전시 마찰을 최소화하여 마찰 손실 또한 방지한다.
더불어 본 발명의 가열부(350)는 결빙을 방지하여 지속적인 약제 방출률을 유지한다.
본 발명에 따르면 특히 원자력 발전소 주제어실에 화재 발생시, 이중 바닥 사이 공간의 소구획에 의한 화원 위치의 신속한 조기 화재 진압이 가능하며, 원자력 발전소의 지속적인 소화 능력 유지가 가능하다.

Claims (6)

  1. 화재 발생시 약제를 분사하는 약제분사시스템에 있어서,
    화재의 발생 여부를 판단하는 화재감지부;
    상기 약제가 보관되어있는 약제공급부;
    상기 약제를 공급받아 외부로 분사하는 노즐부;
    상기 화재감지부가 화재가 발생한 것으로 판단하면 상기 약제가 상기 노즐부로 공급되도록 상기 약제공급부를 제어하는 제어부;를 포함하며,
    상기 노즐부는
    상기 약제공급부로부터 상기 약제를 공급받으며, 내부에 상기 약제가 이동하는 통로가 형성된 고정부;
    상기 고정부로부터 상기 약제를 공급받고, 내부에 중공이 형성되어 있으며, 상기 약제를 외부로 분출하는 방출구를 포함하는 회전부;
    상기 고정부에 결합된 제1 자성부; 및
    상기 회전부에 결합된 제2 자성부;를 포함하며,
    상기 제1 자성부 및 상기 제2 자성부의 자력에 의해 상기 고정부와 상기 회전부가 이격되어 있는 약제분사시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 노즐부는,
    상기 회전부 및 상기 고정부 중 적어도 어느 하나를 가열하는 가열부;를 더 포함하는 약제분사시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 자성부는,
    상기 제2 자성부의 상부에 위치하는 상부 자성체; 및
    상기 제2 자성부의 하부에 위치하는 하부 자성체;를 포함하며,
    상기 상부 자성체 및 상기 하부 자성체의 자성은 마주하는 상기 제2 자성부와 같은 극성을 가지도록 배치되어 있는 약제분사시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 자성부 및 상기 제2 자성부는 고리형이고,
    상기 방출구는 돌출형이며,
    상기 약제를 사선 방향으로 배출하도록 형성된 약제분사시스템.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 가열부에 전원을 공급하는 전원공급부;를 더 포함하며,
    상기 가열부는 열선인 약제분사시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 회전부의 회전에 의해 발생되는 신호에 따라 상기 가열부에 전원이 공급되도록 상기 전원공급부를 제어하는 약제분사시스템.
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