KR100516474B1 - 소화용 물안개분사장치 및 이를 탑재한 소방차량 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소화용 물안개분사장치 및 이를 탑재한 소방차량에 관한 것이다. 본 소화용 물안개분사장치는, 흡기구(22)를 통해 유입된 공기를 팽창시켜 배기구(23)를 통해 가속배출시키는 공기제너레이터(20); 공기제너레이터(20)의 배기구(23)를 통해 가속배출되는 공기에 물을 제공하여 안개형태로 확산분사되도록 하는 물분사체(40); 및 물분사체(40)에 물을 공급하는 물공급수단을 포함하며, 이에 의해, 대형 건물의 화재나 유류화재 또는 산불등을 효과적으로 진화할 수 있다. 그리고, 소화용 물안개분사장치를 소방차량(1, 101)에 탑재하면, 기동성이 확보되어 더욱 효과적이다.

Description

소화용 물안개분사장치 및 이를 탑재한 소방차량{MIST INJECTION APPARATUS, AND FIRE ENGINE THEREWITH}

본 발명은 소화용 물안개분사장치를 탑재한 소방차량에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 안개형태의 물입자를 확산분사시켜 건물화재 및 유류, 전기, 가스 화재뿐만아니라 대형 산불등을 진화하는데 사용가능하며, 또한, 데모진압, 공항등 공지의 제설작업 및 산림 병해충 약제를 살포하는 장치로써도 사용할 수 있는 소화용 물안개분사장치를 탑재한 소방차량에 관한 것이다.

화재발생시 일반적으로, 물이나 폼액을 사용하여 화재를 진화하며, 이를 위한 장비로 스프링쿨러나 물분무장치등을 사용한다. 그런데, 물이나 폼액을 사용한 통상적인 진화방식은, 그 분사범위가 한정적으로 국한될 수 밖에 없어서, 대형 건물의 화재나 산불등의 소화에 부적합하고 특히, 넓은 범위의 유류 및 가스화재등을 진화하기 곤란하다. 따라서, 이와 같은 문제점을 개선하기 위한 다각적인 노력 및 연구가 진행되고 있으며, 이에 최근에는 안개를 이용하여 화재를 진화시킬 수 있는 방식이 제안되고 있다.

안개를 이용한 화재진화방식에 따르면, 미세한 물입자들을 안개형태로 화원을 향해 분출시켜, 질식작용과 병행하는 냉각작용으로 화원을 진화시킬 수 있는 원리를 응용한다. 즉, 미세한 물입자들이 화원과 외부공기 사이에 안개층을 형성하여 화원을 질식시키는 동시에 안개층 하부의 물입자들이 화원에 의해 순간적으로 증발하면서 냉각작용을 수행하는 것이다. 이러한 안개분사식 소화방식은 이미 입증단계를 거쳐 몇몇 소방설비에 적용되어 있다.

그런데, 종래의 안개분사식 소화방식 또는 이를 적용한 소방설비에서는, 안개를 넓은 장소 혹은 먼 거리까지 분사시키는 능력이 미흡하여, 대부분 건물내의 화재진화를 위한 목적으로 고정방식으로 채택되고, 또한, 미흡한 분사능력을 보완하기 위해 필연적으로 다수의 강제송풍장치 및 노즐들을 구비하여야 하는 문제점이 있다. 그리고, 실질적인 화재진화효과에도 불구하고 특히, 이동성과 접근성이 제한되어 대형 산불이나 유류화재등의 진화를 위해서는 현재까지 전혀 적용되지 못하고 있는 실정이다.

따라서, 본 발명의 목적은, 종래의 이러한 문제점을 고려하여, 가속분출되는 공기내에 물입자들을 포함시켜 먼거리 또는 넓은 지역의 화원까지 안개를 분사시킬 수 있으며, 이에 의해, 다수의 송풍장치 및 노즐을 제거하여 조립공수를 줄이고 편리하게 유지보수할 수 있는 소화용 물안개분사장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 소화용 물안개분사장치를 탑재하여 산불이나 유류화재, 또는 대형 건물의 화재등을 이동하면서 진화할 수 있는 소화차량을 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라서, 흡기구(22)를 통해 유입된 공기를 팽창시켜 배기구(23)를 통해 가속배출시키는 공기제너레이터(20); 상기 공기제너레이터(20)의 배기구(23)를 통해 가속배출되는 공기에 물을 제공하여 안개형태로 확산분사되도록 하는 물분사체(40); 및 상기 물분사체(40)에 물을 공급하는 물공급수단을 포함하여 구성되는 소화용 물안개분사장치에 의하여 달성된다.

여기서, 상기 공기제너레이터(20)는, 상기 흡기구(22)와 상기 배기구(23)를 가지고 내부에 공기의 유동로를 형성하는 디퓨저(21), 및 상기 디퓨저(21)내에 연소실(26)을 사이에 두고 양측에 설치되는 압축기(25)와 터어빈(27)으로 간단히 구성할 수 있다.

상기 물분사체(40)는, 원형고리상을 가지는 중공체로, 일측에 마련된 물유입구(42)를 통해 유입된 물이 유동가능한 분사본체(41); 상기 분사본체(41)의 원형고리방향을 따라 전방측을 향해 돌출되게 형성된 복수의 분사노즐(45); 및 상기 분사본체(41)를 상기 공기제너레이터(20)의 배기구(23)의 외면에 고정결합시키는 수단을 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 물공급수단은, 상기 물분사체(40)와 외부의 물공급원을 상호 연결하는 물공급호스(35); 및 상기 물공급원의 물을 상기 물분사체(40)에 공급하는 물펌프를 포함하여 간단힌 구성하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 다른 분야에 따르면, 상기 목적은, 상기 소화용 물안개분사장치(10); 상기 물안개분사장치(10)를 탑재하고 이동가능한 차량본체(3, 103); 상기 차량본체(3, 103)와 상기 물안개분사장치(10) 사이에 개재되어 상기 물안개분사장치(10)를 회전시키는 턴테이블(50); 및 상기 물안개분사장치(10)의 상기 공기제너레이터(20)를 상기 차량본체(3, 103)에 대하여 상하 회동시키는 회동실린더(70)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 소방차량에 의하여 달성될 수 있다.

여기서, 상기 차량본체(3, 103)는 이동용 바퀴(5)나 캐터필러(105, caterpillar)로 이동가능하게 구성가능하며, 한편, 상기 물공급원으로서 물탱크(30)를 탑재시킬 수 있다.

그리고, 상기 차량본체(3)에 출몰가능하게 설치된 아우트리거(80)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

이하에서는, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 소화용 물안개분사장치를 탑재한 소방차량의 사시도이고, 도 2는 도 1의 측면도로서, 본 소화용 물안개분사장치를 회동실린더로 상승시킨 상태의 도면이다. 이들 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 소방차량(1)은 크게, 차량본체(3), 이 차량본체(3)의 상부에 회동가능하게 설치되는 물안개분사장치(10), 그리고, 차량본체(3)와 물안개분사장치(10) 사이에 개재되어 물안개분사장치(10)를 회전자재하게 탑재하는 무한회전식 턴테이블(50)을 구비한다. 여기에, 물안개분사장치(10)를 상하회동시키는 회동실린더(70) 및 차량본체(3)의 양측으로 출몰가능한 한 쌍의 아우트리거(80)를 더 포함한다.

차량본체(3)는, 일반적인 소방차와 마찬가지로, 운전석(4)과 후방샤시(6), 그리고, 운전석(4)과 후방샤시(6)의 하부에 설치된 이동용 바퀴(5)를 구비한다. 운전석(4)은 차량본체(3)의 선단에 전방주시가능하게 마련된다. 후방샤시(6)에는 자세히 후술하는 바와 같이 물탱크(30)가 설치되어 소화용 물을 수용가능하다.

한편, 물안개분사장치(10)는, 외부의 공기를 가속배출시키는 공기제너레이터(20), 이 공기제너레이터(20)로부터 배출되는 공기에 물을 제공하는 물분사체(40), 및 물분사체(40)에 물을 공급하는 물공급부를 구비한다. 여기서, 물공급부는, 차량본체(3)상에 설치된 물탱크(3)와, 물탱크(3)와 물분사체(40)를 상호 연결하는 물공급호스(35)로 구성된다. 여기에 외부의 물공급원으로부터 물탱크(3)내에 물을 수용시키는 한편, 물탱크(3)내의 물을 물공급호스(35)를 통해 외부로 급송시킬 수 있는 도시않은 물펌프를 더 포함가능하다.

공기제너레이터(20)는 도 3에서 보다 구체적으로 볼 수 있는 바와 같이, 흡기구(22)와 배기구(23)를 가지는 디퓨저(21), 및 이 디퓨저(21)내에 연소실(26)을 사이에 두고 설치되는 압축기(25)와 터어빈(27)을 구비한다. 이러한 구성은 일반적인 터보제트엔진과 거의 흡사하며, 동일한 원리로 작동된다. 디퓨저(21)의 흡기구(22)는 상향 개구되어 외부로부터의 공기를 용이하게 유입가능하다. 그리고, 배기구(23)의 외면에는 물분사체(40)가 고정결합된다.

디퓨저(21)내의 공기 유로상에는 그 중앙영역에 연소실(26)이 마련되어 있고, 이 연소실(26)을 중심으로 양측에 각각 압축기(25)와 터어빈(27)이 일체회전가능하게 설치되어 있다. 연소실(26)에는 외부의 연료공급관(28)과 결합된 연소노즐(29)이 장착되며, 이에 의해, 압축기(25)로부터 제공되는 압축공기가 외부로부터 공급되는 연료와 혼합되어 연소가능하다.

한편, 물분사체(40)는, 원형고리상의 분사본체(41)와, 이 분사본체(41)의 고리방향을 따라 일정한 간격을 두고 설치되는 복수의 분사노즐(45), 그리고, 분사본체(41)를 디퓨저(21)의 배기구(23) 외면에 고정결합시키는 결합부(47)로 구성된다. 분사본체(41)는 중공체로 형성되며, 물공급호스(35)가 결합되는 단일의 유입구(42)와, 고리방향을 따라 일정한 간격을 두고 마련되는 복수의 유출구를 가진다.

이러한 분사본체(41)의 각 유출구에는 분사노즐(45)이 결합되어 있다. 각 분사노즐(45)들은 그 말단의 배출구가 동일축선을 중심으로 내향하게 마련되어, 디퓨저(21)의 배기구(23)를 통해 확산 배출되는 공기의 유동로내에 인접배치된다. 그리고, 각 분사노즐(45)의 내부에는 그 형상유지 및 보강을 위한 고리상의 강성유지부재(43)가 설치되어 있다.

그리고, 물분사체(40)의 결합부(47)는, 분사본체(41)의 외면으로부터 돌출된 복수의 고정리브(48)와, 이 고정리브(48)를 외측으로부터 관통하여 디퓨저(21)의 배기구(23)의 외면에 결합되는 복수의 결합부재(49)로 간단히 구성가능하다. 여기서, 결합부(47)는 후크결합이나 용접방식등의 일반적인 방법으로 구성할 수 있음은 물론이다.

이러한 구성의 본 물안개분사장치(10)에서는, 디퓨저(21)의 흡기구(22)를 통해 흡입된 공기가 압축기(25)에 의해 압축된 후 배기구(23) 방향으로 이송된다. 이송중의 압축공기는 연소노즐(29)을 통해 공급되는 연료와 혼합연소되어 고온/고압으로 팽창한다. 이 때, 공기의 팽창압력에 의해 터어빈(27)이 회전하며 이에 연동하여 압축기(25)는 계속적으로 흡입되는 공기를 압축가능한 것이다. 이 후, 연소실(26)의 고온/고압의 공기는 터어빈(27)의 회전으로 배기구(23)를 향해 가속이송되고, 배기구(23)를 통해 외부로 배출되며 대기압에 의해 확산된다.

한편, 이러한 공기의 급송중에 물분사체(40)에는 계속적으로 외부로부터 물이 공급된다. 공급되는 물은 물분사본체(41)내로 유입되어 그 고리형상의 유동로를 따라 흐르며 각 분사노즐(45)을 통해 외부로 분출된다. 이 때, 분출되는 물입자는 디퓨저(21)의 배기구(23)를 통해 배출되는 공기압에 의해 미세하게 부서지고, 이러한 미세한 물입자는 공기와 혼합되어 안개로 형성되며, 공기의 배출방향으로 따라 확산분사된다.

이러한 물안개분사장치(10)는 상술한 바와 같이, 차량본체(3)에 탑재하여 이동가능하다. 이를 위해, 차량본체(3)에 장착된 이동용 바퀴(5)는 화재발생시 그 진화작업을 위한 기동성을 보장할 수 있는 것이다.

한편, 물안개분사장치(10)의 분사방향을 조절하기 위하여 설치된 무한회전식 턴테이블(50)은 차량본체(3)의 후미에 회전자재하다. 이 턴테이블(50)에는 공기제너레이터(20) 즉, 디퓨저(21)의 유입구의 하부영역이 별도의 결합부재를 매개하여 일체회전가능하게 탑재된다. 턴테이블(50)에는 또한, 디퓨저(21)의 배기구(23)를 흡기구(22)의 하부를 축으로 회동시킬 수 있는 회동실린더(70)가 설치되어 있다. 이 회동실린더(70)의 로드말단은 디퓨저(21)의 중앙하부 외면에 결합되며, 이에 의해, 로드말단의 출몰과 연동하여 공기제너레이터(20)는 그 배기구(23)가 상하회동 가능한 것이다.

이러한 구성을 가지는 본 물안개분사장치(10)를 구비하는 소방차량(1)은, 화재발생시 기동성있게 출동하여 정차시킨 후, 이 때, 안정된 지지를 위해 아우트리거(80)가 필요하다. 본 실시예에서는, 차량본체(3)의 전후방에 양측으로 출몰가능한 한 쌍의 아우트리거(80)가 설치되어 있다. 이러한 아우트리거(80)는 디퓨저(21)의 배기구(23)를 통해 배출되는 소정 이상의 배출력에 대한 차량전복이나 밀림의 염려를 제거하여 안정성을 보장한다.

한편, 아우트리거(80)에 의한 차량(1)의 지지가 완료되면, 회동실린더(70)를 조작하여 공기제너레이터(20)의 회동각을 조절한 후, 기기를 작동시킨다. 그러면, 자세히 상술한 바와 같이 형성되는 안개가 화원을 향해 분사되어 공기와의 사이에 안개층을 형성하며, 이에 의해, 화원이 질식하는 동시에, 순간적인 미세한 물입자의 증발에 따른 냉각작용으로 진화되게 된다. 이 때, 턴테이블(50)을 회전시키면서 대규모 혹은 넓은 범위의 유류화재를 용이하게 진화할 수 있는 것이다.

본 물안개분사장치(10)를 구비하는 소방차량(1)은 또한, 데모현장에서 폭도의 진압, 공항과 같은 넓은 공지의 제설을 위해서도 적용가능함은 물론이다.

한편, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 물안개분사장치를 구비하는 소방차량의 사시도이다. 본 실시예의 소방차량(101)은, 상술 및 도시한 이동식 바퀴(5)를 구비하는 실시예(1)와 달리, 차량본체(103)에 캐터필러(105, Caterpillar)가 설치되어 있고, 이에 의해, 비탈진 경사면이나 험한 지형도 원활하게 이동할 수 있는 장점이 있다. 물안개분사장치(10)를 포함한 기타 구성은 상술한 실시예(1)와 동일하며, 이와 같은 구성은 상술한 동일 목적 및 효과를 달성할 수 있음은 물론, 특히, 산불진화를 위해 효과적으로 적용가능하다.

그리고, 상술 및 도시한 실시예(1, 101)들에서는 설명되어 있지 아니하지만, 본 소방차량(1, 101)에는, 일반 소방차나 소화전에 연결가능한 연결구를 더 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 구성은, 물탱크(30)에 수용된 물이 바닥난 경우 현장에서 원활하게 이용가능한 것이다.

상술 및 도시한 실시예(1, 101)에는 또한, 소량의 원심식 물펌프를 더 구비할 수 있으며, 이러한 물펌프는 야전이나 산림화재시 저수지의 물을 물탱크(30)내에 유입시켜 화재진화에 유용하게 사용하거나 물공급호스(35)를 사용하여 직접적으로 물안개분사장치(10)에 공급시킬 수 있는 유리함을 제공한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 가속분출되는 공기내에 물입자들을 포함시켜 먼거리 또는 넓은 지역의 화원까지 안개를 분사시킬 수 있어서, 대형 건물의 화재나 유류화재 또는 산불등을 효과적으로 진화할 수 있는 소화용 물안개분사장치가 제공된다. 본 소화용 물안개분사장치는 또한, 종래 고정방식에서 필연적인 다수의 송풍장치 및 노즐을 제거하여 조립공수를 줄이고 편리하게 유지보수할 수 있는 장점도 부가한다.

그리고, 이러한 소화용 물안개분사장치를 탑재한 소화차량은 기동성이 확보되어, 산불이나 전기 유류화재, 또는 대형 건물의 화재등을 진화하는데 더욱 효과적이다. 또한 분사되는 압력과 수분에 의한 데모의 진압이 가능하고, 공급되는 물에 약제를 섞어 산림의 방제에도 이용할 수 있으며, 더하여 분사되는 수분의 압력과 열기로 공항등 넓은 공지의 제설등 다목적으로 이용할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 소화용 물안개분사장치를 탑재한 소방차량의 사시도,

도 2는 도 1의 측면도로서, 본 소화용 물안개분사장치를 회동실린더로 상승시킨 상태의 도면,

도 3은 도 1의 요부확대 단면도로서, 본 소화용 물안개분사장치의 개략적인 구성을 나타낸 도면, 및

도 4는 본 발명의 소화용 물안개분사장치를 탑재한 다른 실시예에 따른 소방차량의 사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1, 101 : 소방차량 3, 103 : 차량본체

5 : 바퀴 10 : 물안개분사장치

20 : 공기제너레이터 21 : 디퓨저

30 : 물탱크 35 : 물공급호스

40 : 물분사체 50 : 턴테이블

70 : 회동실린더 80 : 아우트리거

Claims (6)

1. 흡기구(22)를 통해 유입된 공기를 팽창시켜 배기구(23)를 통해 가속배출시키기 위해 상기 흡기구(22)와 상기 배기구(23)를 가지고 내부에 공기의 유동로를 형성하는 디퓨저(21)와, 상기 디퓨저(21)내에 연소실(26)을 사이에 두고 양측에 설치되는 압축기(25)와 터어빈(27)을 구비하는 공기제너레이터(20);

   상기 공기제너레이터(20)의 배기구(23)를 통해 가속배출되는 공기에 물을 제공하여 안개형태로 확산분사되도록 하기 위해 원형고리상을 가지는 중공체로, 일측에 마련된 물유입구(42)를 통해 유입된 물이 유동가능한 분사본체(41)와, 상기 분사본체(41)의 원형고리방향을 따라 전방측을 향해 돌출되게 형성된 복수의 분사노즐(45)과, 상기 분사본체(41)를 상기 공기제너레이터(20)의 배기구(23)의 외면에 고정결합시키는 수단을 구비한 물분사체(40); 및

   상기 물분사체(40)에 물을 공급하는 물공급수단;

   을 포함하여 구성되는 소화용 물안개분사장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제