WO2018097438A1 - 밸브구동장치와 이를 사용하는 소방시스템 - Google Patents

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WO2018097438A1
WO2018097438A1 PCT/KR2017/006550 KR2017006550W WO2018097438A1 WO 2018097438 A1 WO2018097438 A1 WO 2018097438A1 KR 2017006550 W KR2017006550 W KR 2017006550W WO 2018097438 A1 WO2018097438 A1 WO 2018097438A1
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valve
piston
unit
driving
valve driving
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PCT/KR2017/006550
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English (en)
French (fr)
Inventor
이태규
김원기
양선덕
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Korea Electric Power Corp
Original Assignee
Korea Electric Power Corp
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    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C35/00—Permanently-installed equipment
    • A62C35/02—Permanently-installed equipment with containers for delivering the extinguishing substance
    • A62C35/023—Permanently-installed equipment with containers for delivering the extinguishing substance the extinguishing material being expelled by compressed gas, taken from storage tanks, or by generating a pressure gas
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
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    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C37/00—Control of fire-fighting equipment
    • A62C37/36—Control of fire-fighting equipment an actuating signal being generated by a sensor separate from an outlet device

Definitions

  • the present invention relates to a valve drive device having a simple operation and high reliability and a fire fighting system using the same.
  • automatic fire-fighting facilities are installed in key facilities of unmanned factories, drainage pumping stations, substations, communication facilities, and business buildings.
  • the automatic fire extinguishing facility uses extinguishing gas, and is configured to inject extinguishing gas filled in the pressure vessel from the nozzle to the ignition point as the valve is opened or closed.
  • the valve for pressure vessel filled with extinguishing gas is provided with a needle valve loaded with a cutter so that the cutter retracts by the first spring.
  • the safety pin is removed and the pressure of the starting gas is applied through the pressure pipe.
  • the plunger mounted with the cutter at the tip is advanced by overcoming the pressure of the first spring.
  • the rupture disk is torn by the advanced cutter, and when the rupture disc is torn, the oscillator elastically supported by the second spring is retracted by the internal pressure difference of the valve, thereby extinguishing the gas filled in the pressure vessel. Gas is delivered to the nozzle and injected.
  • the present invention is to provide a valve driving device having a simple and reliable operation and a fire fighting system using the same by eliminating the use of starting gas so as to prevent malfunction of the fire fighting system and malfunction of the extinguishing gas.
  • a valve driving device having a simple and reliable operation and a fire fighting system using the same by eliminating the use of starting gas so as to prevent malfunction of the fire fighting system and malfunction of the extinguishing gas.
  • a valve driving apparatus includes a drive unit for driving a valve installed in a pressure vessel, the drive unit comprising: a main body installed adjacent to the valve; A piston reciprocally mounted in the body, the piston being in contact with the plunger of the valve; A first operating part installed at the main body to provide a driving force; And it characterized in that it comprises a transmission means for transmitting the driving force of the first operating portion to the piston.
  • Fire fighting system at least one pressure vessel filled with the extinguishing gas; A valve that opens and closes to discharge the extinguishing gas from the pressure vessel; And the aforementioned valve driving device installed adjacent to the valve to drive the valve.
  • the problem of the conventional fire extinguishing equipment to compensate for the stability and reliability at the same time there is an effect that can prevent the malfunction of the fire fighting system and the exhaust of the digestive gas at the source.
  • FIG. 1 is a perspective view of one side of a valve driving apparatus according to the present invention.
  • Figure 2 is a perspective view of the valve driving apparatus according to the present invention from the other side.
  • FIG. 3 is a cutaway perspective view illustrating the driving unit shown in FIGS. 1 and 2 in detail.
  • 4 and 5 are operation state diagrams of the drive unit.
  • 6 is an operation state diagram when manually operating the drive unit.
  • FIG. 7 is a schematic view showing a part of a fire fighting system according to the present invention.
  • FIG. 8 is a perspective view of the starting unit shown in FIG. 7.
  • FIG. 9 is an operational state diagram of the starting unit shown in FIG. 8.
  • FIG. 1 is a perspective view of the valve driving apparatus according to the present invention from one side
  • Figure 2 is a perspective view of the valve driving apparatus according to the present invention from the other side
  • Figure 3 shows in detail the drive unit shown in Figures 1 and 2 Incision perspective view.
  • the valve drive device 1 includes a drive unit 10 for driving a valve 3 installed in the pressure vessel 2, which drive unit is adjacent to the valve.
  • a main body 11 installed;
  • a piston 12 installed reciprocally in the main body and capable of contacting the plunger 4 of the valve;
  • a first operating part 13 installed on the main body to provide a driving force;
  • a transmission means 20 for transmitting the driving force of the first operation portion to the piston.
  • the main body 11 constituting the drive unit 10 may be installed via a separate bracket 5 adjacent to the valve 3 installed in the pressure vessel 2.
  • the piston 12 is preferably installed in one side of the main body 11 so as to reciprocate through the main body, and is coaxially aligned to be in contact with the plunger 4 of the valve 3.
  • One end of the piston 12 is provided with an expansion plate 14 in the form of a button that allows the plunger 4 of the valve 3 to be forcibly operated manually when the drive unit 10 does not operate normally.
  • the step part 15 is formed in the other end of a piston.
  • the outer surface of the piston 12 is fitted with an outer tube 16 surrounding a part of the entire length of the piston.
  • the length difference between the length of the piston and the length of the outer tube is at least the distance traveled by the piston to contact the plunger 4 of the valve 3 and the cutter (not shown) installed on the plunger ruptures the disc (not shown).
  • the distance traveled for tearing should be equal to or greater than the total traveled distance.
  • the male threaded portion 17 On the outer circumferential surface of the outer tube 16, at least a portion of the male threaded portion 17 may be formed, and the male threaded portion may be linked to the transmission means 20 to be described later.
  • the bushes 18 are mounted on both sides of the outer tube to smoothly rotate with respect to the main body 11.
  • the first operating part 13 is installed on the other side of the main body 11, for example, may be made of a motor capable of forward and reverse rotation.
  • the transmission means 20 may be provided inside the main body 11 to transmit the driving force of the first operating part 13 to the piston 12.
  • the transmission means transmits the rotational force of the motor to the piston so that the piston can linearly reciprocate.
  • the transmission means 20 includes a drive gear 21 connected to the rotating shaft 19 of the first operating portion 13; A driven gear 22 which meshes with the drive gear and rotates, and the female threaded portion 24 is formed on the inner circumferential surface of the shaft portion 23; And an outer tube 16 inserted into the shaft portion of the driven gear and having a male thread portion 17 screwed to the female thread portion formed on the inner circumferential surface of the shaft portion. Accordingly, the rotational movement of the rotary shaft of the first operating portion can be converted into a linear movement for reciprocating the piston.
  • the transmission means 20 is a plunger of the piston 12 and the valve 3 when the desired level of torque does not occur even if the driving first operation unit 13 malfunctions due to an electrical error. It may include a power connection means 25 so that the driving force is not transmitted to (4) does not perform a normal operation.
  • a unidirectional centrifugal clutch may be adopted as the power connecting means 25.
  • the centrifugal clutch When the centrifugal clutch is applied, as shown in FIG. 3, the rotation shaft 19 and the drive gear 21 of the first operation unit 13 are shown.
  • the centrifugal clutch may be interposed therebetween.
  • the drive gear may act as a clutch drum.
  • Reference numeral 26 in FIG. 3 denotes a bearing rotatably supporting the drive gear 21.
  • an electrical confirmation method can be used.
  • the motor rotates the armature coil under the force of the magnetic field and the voltage actually applied to the motor is obtained by subtracting the voltage due to the counter electromotive force from the voltage of the power source.
  • This counter electromotive force is higher as the rotation is faster, the voltage actually applied to the above-described motor is lowered and the current flowing in the armature coil is also reduced.
  • large loads result in low rotational speeds and high torques.
  • the plunger 4 is started by a constant voltage (for example, DC 12V) and a variable low current for driving the motor, and the plunger 4 is started.
  • a constant voltage for example, DC 12V
  • a variable low current for driving the motor
  • the plunger 4 is started.
  • the cutter ruptures and penetrates the disk
  • the position of the plunger can be confirmed by detecting an applied current from a current sensor such as an encoder installed in the motor.
  • the current is converted to a low current at the actual load.
  • a position sensor 31 for checking the position is installed adjacent to the piston 12 in the body (11).
  • a contact sensor such as a limit switch may be employed, and the touch bar 32 may be mounted on the outer tube 16 of the piston.
  • the application of this positioning method can prevent malfunctions of the fire fighting system, and can immediately grasp the operating state, which is advantageous in the management of the facility.
  • 6 is an operation state diagram when manually operating the drive unit.
  • the piston When the operator presses the expansion plate 14 of the piston 12, the piston can move relative to the outer tube 16 that is screwed into the shaft 23 of the driven gear 22, so that the step of the piston ( 14 is separated from the outer tube to contact the plunger 4 of the valve 3 to push the plunger.
  • a cutter (not shown) is mounted at the tip of the plunger 4, and the plunger disc is torn by the moving plunger and the cutter. By doing so, the extinguishing gas filled in the pressure vessel 1 is delivered to the nozzle is injected.
  • the valve drive device 1 has a pin installed adjacent to the valve to automatically remove the safety pin 6 installed on the valve 3. It may further include a removal unit 40.
  • Pin removal unit 40 the housing 41; A second operating part 42 installed in the housing; A rotating part 43 installed in the housing and connected to the second operating part; And a removal rod 44 installed on the rotating part and exposed to the outside of the housing and connected to the safety pin 6 of the valve 3.
  • the housing 41 may be installed via a separate bracket 5 adjacent to the valve 3 installed in the pressure vessel 2, in particular adjacent to the safety pin 6. This bracket may be the same as that installed for the drive unit 10.
  • One side of the housing 41 is formed with a through groove 45 having an arc shape of a semi-circle.
  • the second operation part 42 is installed on the other side of the housing 41, and may be formed of, for example, a motor capable of forward and reverse rotation.
  • the rotating part 43 is connected to the rotating shaft of the second operating part 42 and rotates.
  • the rotating part 43 may be constituted by a single disk which is directly connected to the second operating part or a gearbox connected to the second operating part. .
  • the pin removing unit 40 is preferably disposed such that the lengthwise direction of the removal rod and the lengthwise direction of the safety pin are substantially perpendicular to each other.
  • the rotating part 43 is rotated by the rotation driving of the second operation part 42, and the removal rod 44 fixed to the rotating part is rotated by the rotation part of the housing 41. Is moved in the through groove 45 of the position is changed.
  • the removal rod 44 is positioned near the valve 3 before the second operating portion 42 is driven, but after the driving of the second operating portion, the removal rod is moved away from the valve according to the rotation of the rotating portion 43. It will be located.
  • the removal rod 44 is to pull the safety pin (6) via the connecting member 46 by the linear movement distance, it is possible to remove the safety pin from the valve (3).
  • the first operation unit 13 of the driving unit 10 may be controlled to drive.
  • the valve driving device 1 according to the present invention is installed around the valve 3 of the pressure vessel 2, and the drive unit 10 and the pin removing unit 40 are distributed to the valve as a whole. By having a, there is an advantage that the valve drive device can be installed compactly and stably in a narrow space.
  • FIG. 7 is a schematic view showing a part of a fire fighting system according to the present invention
  • FIG. 8 is a perspective view of the starting unit shown in FIG. 7
  • FIG. 9 is an operating state diagram of the starting unit shown in FIG. 8.
  • the fire fighting system according to the present invention, at least one pressure vessel (2) filled with the extinguishing gas; A valve (3) opened and closed to discharge extinguishing gas from the pressure vessel; And the above-described valve driving device 1 installed adjacent to the valve so as to drive the valve.
  • the pipe 7 may be provided with a selector valve 8.
  • the selector valve may be installed by a nozzle only in the fire area of the protected area through a selector valve that selects the pipe in the event of a fire in a building having several protected areas. It can be used for selectively opening the passage of the digestive gas so that the digestive gas is injected.
  • the selector valve 8 is normally closed and can be opened automatically or manually as needed.
  • the fire fighting system according to the present invention may further include a starting unit 50 installed adjacent to the selection valve to automatically open the selection valve.
  • the starting unit 50 includes a housing 51; A third operating part 52 installed in the housing; A rotating part (not shown) installed in the housing and connected to the third operating part; And an opening rod 54 which is provided in the rotary part and is exposed to the outside of the housing and contacts the valve driving portion 9 of the selection valve 8.
  • the housing 51 can be installed via a separate bracket 5 'adjacent to the selector valve 8, in particular adjacent to the valve drive 9.
  • One side of the housing 51 is formed with a through groove 55 having an arc shape.
  • the third operating unit 52 is installed on the other side of the housing 51, and may be formed of, for example, a motor capable of forward and reverse rotation.
  • the rotating part is connected to the rotating shaft of the third operating part 52 and rotated, and may be configured as a disc directly connected to the third operating part or a gear constituting a gearbox connected to the third operating part.
  • the starting unit 50 is disposed such that the longitudinal direction of the open rod and the longitudinal direction of the valve driving portion are substantially perpendicular to each other.
  • the starting unit 50 configured as described above rotates the rotating part by the rotation driving of the third operating part 52, and the opening rod 54 fixed to the rotating part contacts the valve driving part 9 according to the rotation of the rotating part.
  • the valve driving part is pressed and rotated so as to open the selection valve 8.
  • valve driving portion 9 includes a spring member (not shown).
  • the valve driving portion 9 is selected by the spring force of the spring member. It is possible to return to the original position (see Fig. 8) to close the.
  • the opening rod 54 of the starting unit 50 can open the closed selector valve 8 to open the passage of the extinguishing gas communicating with the fire zone, thereby extinguishing gas only in the fire zone.
  • the extinguishing gas can be provided from the pressure vessel 2 in which the valve 3 is opened so that the gas can be injected.
  • the fire fighting system may further include a control unit 30 for controlling the operation of the drive unit 10 and the pin removing unit 40 and the start unit 50 of the valve drive device (1).
  • the controller may control the operation of the first operating part 13, the second operating part 42, and the third operating part 52, that is, rotational driving.
  • the control unit may receive a detection signal from the current sensor or the position sensor 31.
  • control unit 30 When the control unit 30 receives a signal by wire or wireless communication from a detector (not shown) when a fire occurs, the control unit 30 drives the second operation unit 42 of the pin removing unit 40 of the valve driving device 1. . Upon completion of operation of the second actuator, the safety pin 6 is completely removed from the valve 3 installed in the pressure vessel 2.
  • control unit 30 drives the first operation unit 13 of the drive unit 10 of the valve driving device 1, and at the same time, the controller 30 of the start unit 50 mounted on the selection valve 8 is operated. 3 Drive the operation unit 52.
  • the rotational movement of the rotary shaft 19 of the first operating portion 13 is converted into a linear movement for reciprocating the piston 12 so that the piston 12 contacts the plunger 4 to push the plunger.
  • the control unit 30 can grasp the operating state of the first operating unit 13 or the piston 12 in real time through the current sensor or the position sensor 31, and confirms the opening and closing of the valve 3 to Success judgment is possible.
  • the opening rod 54 is rotated while being in contact with the valve driving unit 9 by the rotational driving of the third operating unit 52, and the position thereof is changed, thereby opening the corresponding selection valve 8.
  • the control unit 30 may selectively operate the valve driving device 1 corresponding to all or some of the pressure vessels required for extinguishing the pressure vessels 2 in the event of a fire, and may operate all or a plurality of the selection valves 8. Only part of it can be activated selectively.
  • the problems of the conventional fire extinguishing equipment are supplemented to ensure stability and reliability at the same time, thereby preventing the malfunction of the fire fighting system and the exhaust of the extinguishing gas.
  • the present invention is useful for fire fighting systems installed in various facilities.

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Abstract

본 발명은 밸브구동장치와 이를 사용하는 소방시스템에 관한 것으로, 밸브구동장치는, 압력용기에 설치된 밸브를 구동시키는 구동유닛을 포함하고, 상기 구동유닛은, 상기 밸브에 인접하게 설치된 본체; 상기 본체 내에서 왕복이동가능하게 설치되고, 상기 밸브의 플런저와 접촉할 수 있는 피스톤; 상기 본체에 설치되어 구동력을 제공하는 제1작동부; 및 상기 제1작동부의 구동력을 상기 피스톤으로 전달하는 전동수단을 포함하여서, 안정성과 신뢰성을 동시에 확보하여, 소방시스템의 오동작 및 소화가스의 오배기를 원천적으로 방지할 수 있다.

Description

밸브구동장치와 이를 사용하는 소방시스템
본 발명은 작동이 단순하고 신뢰성이 높은 밸브구동장치와 이를 사용하는 소방시스템에 관한 것이다.
일반적으로 무인공장, 배수펌프장, 변전소, 통신시설 및 업무용 건축물의 주요 시설물에는 자동소방설비가 구비된다. 이러한 자동소방설비는 소화가스를 이용하는 것으로, 압력용기의 내부에 충진된 소화가스가 밸브의 개폐에 따라 노즐에서 발화지점으로 분사되도록 구성되어 있다.
소화가스가 충진된 압력용기용 밸브에는 컷터(Cutter)가 제1스프링에 의해 후퇴하도록 장전된 니들밸브가 설치되고, 화재가 발생하여 안전핀이 제거됨과 동시에 가압관을 통하여 기동가스의 압력이 가해지면 선단에 컷터가 장착된 플런저가 제1스프링의 압력을 극복하여 전진하게 된다. 전진한 컷터에 의해 럽쳐디스크(Rupture disk)가 찢어지게 되며, 럽쳐디스크가 찢어지면 밸브의 내부 압력차에 의해, 제2스프링으로 탄성지지된 오실레이터가 후퇴하게 되고, 이로써 압력용기에 충진되어 있는 소화가스가 노즐로 전달되어 분사되게 된다.
이와 같이 안전핀의 제거로부터 소화가스가 분사되기까지의 작동이 복잡함으로 인해 오조작 또는 오작동의 요인이 상존하는 문제와 더불어, 압력용기용 밸브를 작동시키기 위한 기동가스용 용기와 배관 및 밸브 등의 설치와 유지보수가 번거롭고, 기동가스의 압력이 손실되어 소정 압력에 미치지 못하면 소화 실패의 원인이 될 수 있는 문제가 있다.
참고로, 본 발명과 관련된 선행기술로는 대한민국 특허공보 제646768호가 있다.
이에 본 발명은 소방시스템의 오작동 및 소화가스의 오배기를 원천적으로 방지하도록 기동가스의 이용을 배제함으로써, 작동이 단순하고 신뢰성이 높은 밸브구동장치와 이를 사용하는 소방시스템을 제공하는 데에 그 주된 목적이 있다.
본 발명에 따른 밸브구동장치는, 압력용기에 설치된 밸브를 구동시키는 구동유닛을 포함하고, 상기 구동유닛은, 상기 밸브에 인접하게 설치된 본체; 상기 본체 내에서 왕복이동가능하게 설치되고, 상기 밸브의 플런저와 접촉할 수 있는 피스톤; 상기 본체에 설치되어 구동력을 제공하는 제1작동부; 및 상기 제1작동부의 구동력을 상기 피스톤으로 전달하는 전동수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 소방시스템은, 소화가스가 충진된 적어도 하나의 압력용기; 상기 압력용기로부터 상기 소화가스를 배출시키도록 개폐되는 밸브; 및 상기 밸브를 구동시키도록 상기 밸브에 인접하게 설치되는 전술한 밸브구동장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 종래 소화설비의 문제점을 보완하여 안정성과 신뢰성을 동시에 확보하여, 소방시스템의 오동작 및 소화가스의 오배기를 원천적으로 방지할 수 있는 효과가 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 밸브구동장치를 일측에서 바라본 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 밸브구동장치를 타측에서 바라본 사시도이다.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 구동유닛을 상세히 나타낸 절개 사시도이다.
도 4 및 도 5는 구동유닛의 작동상태도들이다.
도 6은 구동유닛을 수동으로 작동시킬 때의 작동상태도이다.
도 7은 본 발명에 따른 소방시스템의 일부를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 8은 도 7에 도시된 기동유닛의 사시도이다.
도 9는 도 8에 도시된 기동유닛의 작동상태도이다.
이하, 본 발명이 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명된다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 밸브구동장치를 일측에서 바라본 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 밸브구동장치를 타측에서 바라본 사시도이며, 도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 구동유닛을 상세히 나타낸 절개 사시도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 밸브구동장치(1)는 압력용기(2)에 설치된 밸브(3)를 구동시키는 구동유닛(10)을 포함하고, 이 구동유닛은, 밸브에 인접하게 설치된 본체(11); 이 본체 내에서 왕복이동가능하게 설치되고, 밸브의 플런저(4)와 접촉할 수 있는 피스톤(12); 본체에 설치되어 구동력을 제공하는 제1작동부(13); 및 이 제1작동부의 구동력을 피스톤으로 전달하는 전동수단(20)을 포함하고 있다.
구동유닛(10)을 구성하는 본체(11)는 압력용기(2)에 설치된 밸브(3)와 인접하게 별도의 브라켓(5)을 매개로 하여 설치될 수 있다.
피스톤(12)은 본체(11)의 일측 내부에서 본체를 관통하여 왕복이동가능하게 설치되고, 밸브(3)의 플런저(4)와 접촉할 수 있도록 동축상에 정렬되게 위치하는 것이 바람직하다.
피스톤(12)의 일단에는, 구동유닛(10)이 정상적으로 작동하지 않을 때에 수동으로 밸브(3)의 플런저(4)를 강제로 조작할 수 있게 하는 버튼형태의 확장판(14)이 형성되어 있다. 또한, 피스톤의 타단에는 단차부(15)가 형성되어 있다.
피스톤(12)의 외부면에는 피스톤의 전체 길이 중 일부를 둘러싸는 외측관(16)이 끼워져 있다. 피스톤의 길이와 외측관의 길이 사이의 길이차이는, 적어도 피스톤이 밸브(3)의 플런저(4)와 접촉하기 위해 이동하는 거리와 플런저에 설치된 컷터(미도시)가 럽쳐디스크(미도시)를 찢기 위해 이동하는 거리를 합한 총 이동거리와 같거나 보다 길어야 한다.
외측관(16)의 외주면에는 적어도 일정부분에 수나사산부(17)가 형성될 수 있으며, 이러한 수나사산부는 후술하는 전동수단(20)에 연계될 수 있다. 또한, 외측관의 양측에는 부시(18)가 장착되어 본체(11)에 대해 원활히 회전할 수 있다.
제1작동부(13)는 본체(11)의 타측에 설치되고, 예컨대 정역회전이 가능한 모터 등으로 이루어질 수 있다.
전동수단(20)은 제1작동부(13)의 구동력을 피스톤(12)으로 전달하기 위해 본체(11)의 내부에 구비될 수 있다. 예컨대 제1작동부가 모터인 경우에, 전동수단은 모터의 회전력을 피스톤에 전달하여 피스톤이 선형으로 왕복이동할 수 있게 한다.
예를 들어, 전동수단(20)은 제1작동부(13)의 회전축(19)에 연결되는 구동기어(21); 이 구동기어에 맞물려 회전하고, 축부(23)의 내주면에 암나사산부(24)가 형성된 종동기어(22); 및 이 종동기어의 축부에 삽입되고, 축부의 내주면에 형성된 암나사산부에 나사결합하는 수나사산부(17)가 형성된 상기 외측관(16)을 포함할 수 있다. 이에 따라, 제1작동부의 회전축의 회전운동이 피스톤을 왕복이동시키는 선형운동으로 변환될 수 있게 되는 것이다.
추가로, 전동수단(20)은 구동용 제1작동부(13)가 전기적인 오류에 의한 오작동을 하더라도 원하는 수준의 토크(Torque)가 발생하지 않았을 때에는 피스톤(12) 및 밸브(3)의 플런저(4)에 구동력이 전달되지 않아 정상적인 동작을 하지 않도록 하는 동력연결수단(25)을 포함할 수 있다.
이러한 동력연결수단(25)으로는 예컨대 단방향 원심 클러치 등이 채택될 수 있으며, 원심 클러치가 적용된 경우에는 도 3에 도시된 바와 같이 제1작동부(13)의 회전축(19)과 구동기어(21) 사이에 원심 클러치가 개재될 수 있다.
원심 클러치에 대한 세세한 구성 및 작동은 이미 널리 알려져 있으므로, 본 명세서에서는 이에 대한 상세한 설명을 생략한다. 다만, 구동기어가 클러치 드럼으로 작용할 수 있다.
도 3에서 미설명부호 26은 구동기어(21)를 회전가능하게 지지하는 베어링을 표시하고 있다.
한편, 럽쳐디스크가 갖는 반발력에 대하여 플런저의 위치를 확인할 필요가 있는데, 이러한 확인을 위해 우선 전기적인 확인방법을 이용할 수 있다.
예를 들어, 제1작동부(13)가 모터인 경우에, 모터는 전기자 코일이 자계에서 힘을 받아 회전하고 모터에 실제 가해지는 전압은 전원의 전압에서 역기전력에 의한 전압을 뺀 것이 된다. 이러한 역기전력은 회전이 빠를수록 높아지며 전술한 모터에 실제 가해지는 전압도 저하되고 전기자 코일에 흐르는 전류도 감소하게 된다. 이로 인해 부하가 크면 회전속도는 낮고 토크는 커진다.
초기에 모터의 구동을 위한 일정 전압(예컨대 DC 12V)과 가변성 저전류에 의해 피스톤(12)이 작동하여 플런저(4)가 기동하게 되고, 커터가 럽쳐디스크를 관통할 때 반발성 고전류가 인가되는데, 이때 모터에 설치된 엔코더 등과 같은 전류센서로부터 인가전류를 검출함으로써 플런저의 위치를 확인할 수 있게 되는 것이다. 럽쳐디스크가 찢어진 후 전류는 실부하의 저전류로 변환된다.
또한, 플런저의 위치를 기구적인 확인방법으로 확인할 수 있다. 이를 위해, 위치의 확인을 위한 위치센서(31)가 본체(11)에서 피스톤(12)에 인접하게 설치되게 된다. 위치센서로는 리미트 스위치 등과 같은 접촉센서가 채용될 수 있으며, 피스톤의 외측관(16)에 터치바(32)가 장착될 수 있다.
이에 따라, 제1작동부(13)의 회전축(19)의 회전운동이 피스톤(12)을 왕복이동시키는 선형운동으로 변환됨으로써 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 피스톤이 플런저(4)에 접촉하여 플런저를 밀어붙일 때, 피스톤(12)과 플런저(4) 및 커터(미도시)의 이동거리를 확인할 수 있게 되는 것이다.
이러한 위치확인방법을 적용하게 되면, 소방시스템의 오작동을 예방할 수 있으며, 작동상태를 즉각적으로 파악할 수 있어 설비의 관리에 유리한 장점을 얻게 된다.
도 6은 구동유닛을 수동으로 작동시킬 때의 작동상태도이다.
화재 발생시 감지기의 불량이나 단선 등의 이유로 압력용기(2)의 밸브(3)가 작동하지 못하는 경우에 작업자가 수동으로 본 발명에 따른 밸브구동장치(1)의 구동유닛(10)을 작동시킬 수 있다.
작업자가 피스톤(12)의 확장판(14)을 누르면 종동기어(22)의 축부(23) 내에 나사결합하고 있는 외측관(16)에 대해 피스톤이 상대이동할 수 있게 되고, 이에 따라 피스톤의 단차부(14)가 외측관으로부터 분리되면서 밸브(3)의 플런저(4)에 접촉하여 플런저를 밀어붙이게 되는 것이다.
여기서, 플런저(4)의 선단에는 도시되지 않은 컷터가 장착되어 있고, 이동하는 플런저 및 컷터에 의해 럽쳐디스크가 찢어지게 되며, 럽쳐디스크가 찢어지면 밸브(3)의 내부 압력차에 의해 오실레이터가 후퇴하게 됨으로써, 압력용기(1)에 충진되어 있는 소화가스가 노즐로 전달되어 분사되게 된다.
다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 밸브구동장치(1)는 밸브(3)에 설치된 안전핀(6)을 자동으로 제거하도록 밸브에 인접하게 설치된 핀제거유닛(40)을 더 포함할 수 있다.
핀제거유닛(40)은, 하우징(41); 이 하우징에 설치된 제2작동부(42); 하우징 내에 설치되고 제2작동부에 연결된 회전부(43); 및 이 회전부에 설치되고, 하우징의 외부로 노출되어 밸브(3)의 안전핀(6)에 연결된 제거로드(44)를 포함하고 있다.
하우징(41)은 압력용기(2)에 설치된 밸브(3)와 인접하게, 특히 안전핀(6)과 인접하게 별도의 브라켓(5)을 매개로 하여 설치될 수 있다. 이 브라켓은 구동유닛(10)을 위해 설치된 것과 동일한 것이어도 된다.
하우징(41)의 일측에는 대략 반원의 호 형상을 가진 관통홈(45)이 형성되어 있다.
제2작동부(42)는 하우징(41)의 타측에 설치되고, 예컨대 정역회전이 가능한 모터 등으로 이루어질 수 있다.
회전부(43)는 제2작동부(42)의 회전축에 연결되어 회전되는 것으로서, 제2작동부에 직접 연결된 원판, 또는 제2작동부에 연결된 기어박스를 구성하는 하나의 기어로 구성될 수 있다.
제거로드(44)는 일측이 회전부(43)에 고정되고, 하우징(41)의 관통홈(45)을 통해 하우징의 외부로 타측이 노출되게 되어 있다. 또, 이 제거로드의 단부는 고리 등과 같은 연결부재(46)에 의해 안전핀(6)과 연결되어 있다. 이러한 제거로드의 길이방향과 안전핀의 길이방향이 서로 대략 직교하도록 핀제거유닛(40)이 배치되는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성된 핀제어유닛(40)은 제2작동부(42)의 회전 구동에 의해 회전부(43)가 회전하게 되고, 회전부의 회전에 따라 회전부에 고정된 제거로드(44)가 하우징(41)의 관통홈(45) 내에서 이동하여 그 위치가 변경된다.
즉, 제2작동부(42)의 구동 전에는 제거로드(44)가 밸브(3)에 인접한 쪽에 위치하고 있다가 제2작동부의 구동 후에는 회전부(43)의 회전에 따라 제거로드가 밸브로부터 먼 쪽에 위치하게 되는 것이다.
이로써, 제거로드(44)는 그 직선 이동거리만큼 연결부재(46)를 매개로 안전핀(6)을 당기게 되어, 밸브(3)에서 안전핀을 제거할 수 있게 된다. 핀제어유닛(40)에 의해 안전핀이 제거된 다음에, 구동유닛(10)의 제1작동부(13)가 구동하도록 제어될 수 있다.
본 발명에 따른 밸브구동장치(1)가 압력용기(2)의 밸브(3)를 중심으로 하여 설치되고, 구동유닛(10)과 핀제거유닛(40)이 밸브에 대해 전체적으로 분산되어 배치되는 구조를 갖게 됨으로써, 밸브구동장치가 협소한 공간에서도 콤팩트하고 안정적으로 설치될 수 있는 장점이 있다.
도 7은 본 발명에 따른 소방시스템의 일부를 개략적으로 도시한 구성도이고, 도 8은 도 7에 도시된 기동유닛의 사시도이며, 도 9는 도 8에 도시된 기동유닛의 작동상태도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 소방시스템은, 소화가스가 충진된 적어도 하나의 압력용기(2); 이 압력용기로부터 소화가스를 배출시키도록 개폐되는 밸브(3); 및 이 밸브를 구동시키도록 밸브에 인접하게 설치되는 전술한 밸브구동장치(1)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 소방시스템은, 밸브(3)에 연결되는 배관(7); 및 이 배관에 연결되어, 소화가스를 분사하는 노즐(미도시)을 더 포함할 수 있다.
배관(7)에는 선택밸브(8)가 설치될 수 있는데, 이러한 선택밸브는 여러 곳의 방호대상구역이 있는 건축물에서 화재 발생시 배관을 선택하는 선택밸브를 통하여 방호대상구역 중 화재지역에만 노즐에 의해 소화가스가 분사되도록 소화가스의 통로를 선택적으로 개방시키는 용도로 사용될 수 있다.
선택밸브(8)는 평상시에 폐쇄된 상태이며 필요에 따라 자동 또는 수동으로 개방될 수 있다. 본 발명에 따른 소방시스템에서는 이러한 선택밸브를 자동으로 개방하도록 선택밸브에 인접하게 설치된 기동유닛(50)을 더 포함할 수 있다.
기동유닛(50)은, 하우징(51); 이 하우징에 설치된 제3작동부(52); 하우징 내에 설치되고 제3작동부에 연결된 회전부(미도시); 및 이 회전부에 설치되고, 하우징의 외부로 노출되어 선택밸브(8)의 밸브구동부(9)에 접촉하는 개방로드(54)를 포함하고 있다.
하우징(51)은 선택밸브(8)와 인접하게, 특히 밸브구동부(9)와 인접하게 별도의 브라켓(5')을 매개로 하여 설치될 수 있다.
하우징(51)의 일측에는 대략 호 형상을 가진 관통홈(55)이 형성되어 있다.
제3작동부(52)는 하우징(51)의 타측에 설치되고, 예컨대 정역회전이 가능한 모터 등으로 이루어질 수 있다.
회전부는 제3작동부(52)의 회전축에 연결되어 회전되는 것으로서, 제3작동부에 직접 연결된 원판, 또는 제3작동부에 연결된 기어박스를 구성하는 하나의 기어로 구성될 수 있다.
개방로드(54)는 일측이 회전부에 고정되고, 하우징(51)의 관통홈(55)을 통해 하우징의 외부로 타측이 노출되게 되어 있다. 또, 이 개방로드는 그 단부가 선택밸브(8)의 밸브구동부(9)와 접촉하게 되어 있다. 이러한 개방로드의 길이방향과 밸브구동부의 길이방향이 서로 대략 직교하도록 기동유닛(50)이 배치되는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성된 기동유닛(50)은 제3작동부(52)의 회전 구동에 의해 회전부가 회전하게 되고, 회전부의 회전에 따라 회전부에 고정된 개방로드(54)가 밸브구동부(9)와 접촉한 채로 하우징(51)의 관통홈(55) 내에서 이동하여 그 위치가 변경됨으로써, 선택밸브(8)를 개방하도록 그 밸브구동부를 가압하여 회전시키게 되는 것이다.
여기서, 밸브구동부(9)에는 도시되지 않은 스프링부재를 포함하고 있어, 제3작동부(52)가 역방향으로 회전하게 되면, 밸브구동부(9)는 스프링부재의 탄발력에 의해 선택밸브(8)를 폐쇄하도록 원위치(도 8 참조)로 복귀할 수 있게 된다.
이와 같이, 기동유닛(50)의 개방로드(54)는 폐쇄되어 있는 선택밸브(8)를 개방할 수 있게 되어, 화재지역과 연통되는 소화가스의 통로를 개방시키고, 이에 따라 화재지역에만 소화가스가 분사되도록 밸브(3)가 개방된 압력용기(2)로부터 소화가스를 제공할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 따른 소방시스템은, 밸브구동장치(1)의 구동유닛(10)과 핀제거유닛(40), 및 기동유닛(50)의 작동을 제어하는 제어부(30)를 더 포함할 수 있다. 이러한 제어부는 실질적으로 제1작동부(13), 제2작동부(42), 제3작동부(52)의 작동, 즉 회전 구동을 제어할 수 있다. 또, 제어부는 전류센서 또는 위치센서(31)로부터 검출신호를 전달받을 수도 있다.
이러한 제어부(30)는 화재 발생시 감지기(미도시)로부터 유선 또는 무선의 통신에 의해 신호를 전송받으면, 밸브구동장치(1) 중 핀제거유닛(40)의 제2작동부(42)를 구동시킨다. 제2작동부의 작동 완료에 따라 안전핀(6)이 압력용기(2)에 설치된 밸브(3)로부터 완전히 제거된다.
그 후에, 제어부(30)는 밸브구동장치(1) 중 구동유닛(10)의 제1작동부(13)를 구동시킴과 동시에, 해당 선택밸브(8)에 장착된 기동유닛(50)의 제3작동부(52)를 구동시킨다.
제1작동부(13)의 회전축(19)의 회전운동이 피스톤(12)을 왕복이동시키는 선형운동으로 변환됨으로써 피스톤(12)이 플런저(4)에 접촉하여 플런저를 밀어붙인다. 이때, 제어부(30)는 전류센서 또는 위치센서(31)를 통하여 제1작동부(13) 또는 피스톤(12)의 작동상태를 실시간으로 파악할 수 있고, 밸브(3)의 개폐를 확인하여 작동의 성공판단이 가능하게 된다.
또한, 제3작동부(52)의 회전 구동에 의해 개방로드(54)가 벨브구동부(9)와 접촉한 채로 회전하여 그 위치가 변경됨으로써, 해당 선택밸브(8)를 개방하게 된다.
제어부(30)는 화재 발생시 압력용기(2)들 중 소화에 필요한 전체 혹은 그 일부 압력용기에 해당되는 밸브구동장치(1)를 선별해서 작동시킬 수 있으며, 복수의 선택밸브(8) 중 전체 혹은 그 일부만 선택적으로 작동시킬 수 있다.
이로써, 화재지역과 연통되는 소화가스의 통로를 개방시키고, 이에 따라 화재지역에만 소화가스가 분사되도록 압력용기로부터 소화가스를 제공할 수 있게 된다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 종래 소화설비의 문제점을 보완하여 안정성과 신뢰성을 동시에 확보하여, 소방시스템의 오동작 및 소화가스의 오배기를 원천적으로 방지할 수 있게 된다.
더구나, 소방설비의 오조작 및 오작동에 대한 불안감을 완화시킬 수 있고, 화재의 확장에 의한 대형 사고의 예방을 선행할 수도 있게 된다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상과 같이, 본 발명은 각종 시설물에 설치된 소방시스템에 유용하다.

Claims (19)

  1. 압력용기에 설치된 밸브를 구동시키는 구동유닛을 포함하고,
    상기 구동유닛은,
    상기 밸브에 인접하게 설치된 본체;
    상기 본체 내에서 왕복이동가능하게 설치되고, 상기 밸브의 플런저와 접촉할 수 있는 피스톤;
    상기 본체에 설치되어 구동력을 제공하는 제1작동부; 및
    상기 제1작동부의 구동력을 상기 피스톤으로 전달하는 전동수단
    을 포함하는 밸브구동장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 피스톤의 외부면에는 상기 피스톤의 전체 길이 중 일부를 둘러싸는 외측관이 끼워져 있고,
    상기 외측관의 외주면에는 적어도 일부에 수나사산부가 형성된 것을 특징으로 하는 밸브구동장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전동수단은,
    상기 제1작동부의 회전축에 연결되는 구동기어;
    상기 구동기어에 맞물려 회전하고, 축부의 내주면에 암나사산부가 형성된 종동기어; 및
    상기 종동기어의 축부에 삽입되고, 상기 암나사산부에 나사결합하는 수나사산부가 형성된 상기 외측관
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브구동장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 전동수단은, 상기 제1작동부에서 원하는 토크(Torque)가 발생하지 않을 때에는 상기 피스톤에 구동력이 전달되지 않게 하는 동력연결수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브구동장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 동력연결수단은 상기 제1작동부의 회전축과 상기 구동기어 사이에 개재되는 원심 클러치인 것을 특징으로 하는 밸브구동장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1작동부에는 전류센서가 설치되고,
    상기 전류센서는 상기 제1작동부의 초기 구동시보다 높게 인가되는 인가전류를 검출하는 것을 특징으로 하는 밸브구동장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 피스톤의 이동거리를 확인하기 위한 위치센서가 상기 본체에 설치되는 것을 특징으로 하는 밸브구동장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 위치센서는 접촉센서를 포함하고,
    상기 피스톤에 터치바가 장착되는 것을 특징으로 하는 밸브구동장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 밸브구동장치는 상기 밸브에 설치된 안전핀을 제거하도록 상기 밸브에 인접하게 설치된 핀제거유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브구동장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 핀제거유닛은,
    일측에 관통홈이 형성된 하우징;
    상기 하우징에 설치된 제2작동부;
    상기 하우징 내에 설치되고 상기 제2작동부에 연결된 회전부; 및
    상기 회전부에 설치되고, 상기 하우징의 관통홈을 통해 외부로 노출되어 상기 밸브의 안전핀에 연결된 제거로드
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브구동장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제거로드의 길이방향과 상기 안전핀의 길이방향이 서로 직교하도록 상기 핀제거유닛이 배치되고,
    상기 제2작동부의 회전 구동에 의해 상기 회전부가 회전하게 됨으로써, 상기 회전부에 고정된 상기 제거로드가 상기 관통홈 내에서 이동하여 위치가 변경되는 것을 특징으로 하는 밸브구동장치.
  12. 소화가스가 충진된 적어도 하나의 압력용기;
    상기 압력용기로부터 상기 소화가스를 배출시키도록 개폐되는 밸브; 및
    상기 밸브를 구동시키도록 상기 밸브에 인접하게 설치되는, 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 밸브구동장치
    를 포함하는 소방시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 소방시스템은,
    상기 밸브에 연결되는 배관; 및
    상기 배관에 연결되어, 상기 소화가스를 분사하는 노즐
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소방시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 소방시스템은,
    상기 배관에 설치되는 선택밸브; 및
    상기 선택밸브를 개방하도록 상기 선택밸브에 인접하게 설치된 기동유닛
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소방시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 기동유닛은,
    일측에 관통홈이 형성된 하우징;
    상기 하우징에 설치된 제3작동부;
    상기 하우징 내에 설치되고 상기 제3작동부에 연결된 회전부; 및
    상기 회전부에 설치되고, 상기 하우징의 관통홈을 통해 외부로 노출되어 상기 선택밸브의 밸브구동부에 접촉하는 개방로드
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 소방시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 개방로드의 길이방향과 상기 밸브구동부의 길이방향이 서로 직교하도록 상기 기동유닛이 배치되고,
    상기 제3작동부의 회전 구동에 의해 상기 회전부가 회전하게 됨으로써, 상기 회전부에 고정된 상기 개방로드가 상기 밸브구동부와 접촉한 채로 상기 관통홈 내에서 이동하여 위치가 변경되는 것을 특징으로 하는 소방시스템.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 밸브구동부는 스프링부재를 포함하고 있으며,
    상기 제3작동부가 역방향으로 회전하면, 상기 밸브구동부는 상기 스프링부재의 탄발력에 의해 원위치로 복귀하는 것을 특징으로 하는 소방시스템.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 밸브구동장치의 구동유닛과 핀제거유닛, 및 상기 기동유닛의 작동을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소방시스템.
  19. 제18항에 있어서,
    복수의 압력용기 및 복수의 선택밸브를 포함할 때, 상기 제어부는 상기 압력용기 중 전체 혹은 일부 압력용기에 해당되는 상기 밸브구동장치를 선별해서 작동시키고, 상기 복수의 선택밸브 중 전체 혹은 일부를 선택적으로 작동시키는 것을 특징으로 하는 소방시스템.
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