KR101218091B1 - 멀티 유로를 구비하는 스프링클러 헤드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유체를 공급하는 소화관과 연결되고 중공체로 이루어지며 중공부분을 따라 제1 유로를 형성하는 하우징과, 유입구 및 유출구를 구비하고 상기 제1 유로에 의하여 감싸지는 제2 유로를 형성하도록 상기 중공부분에 배치되는 튜브와, 하우징의 단부와 연결되며 상기 유출구와 이격 배치되는 디플렉터와, 상기 디플렉터 및 튜브 사이에 끼워지며 열에 의하여 파손가능하도록 형성되는 감열체와, 상기 튜브의 유입구와 인접한 부분에서 상기 하우징의 중공부분을 가로막도록 배치되고 상기 감열체가 파손되면 상기 튜브가 상기 디플렉터를 향하여 이동되도록 상기 튜브를 가압하는 스프링 시트, 및 상기 제1 유로를 따라 유동하는 유체가 상기 제2 유로로 유입되도록 상기 제1 유로의 단부에서 상기 제1 및 제2 유로를 서로 연결시키는 유로 연결부를 포함하는 스프링클러 헤드를 제공한다.

Description

멀티 유로를 구비하는 스프링클러 헤드{SPRINKLER HEAD WITH MULTI FLOW PATH}

본 발명은 열을 감지하여 소화수를 방사하도록 소화관에 연결되는 스프링클러 헤드에 관한 것이다.

스프링클러 시스템은 소화수를 일정압으로 방수시켜 화재를 자동으로 진압할 수 있는 소화설비이다. 일반적으로 스프링클러 헤드가 소방대상물의 천정, 벽 등에 장착되고 화재를 감지하며 소화수를 소방대상물에 분사한다.

스프링클러 시스템은 습식 및 건식으로 분류될 수 있다. 건식 스프링클러 시스템은 드라이 밸브의 클래퍼를 중심으로 일측에는 소화수가 충전되고, 타측에는 압축 공기가 채워져 있는 시스템이다. 화재로 인하여 스프링클러 헤드가 개방되면 압축 공기가 채워진 부분의 압력이 급속히 떨어지면서 클래퍼가 개방되고, 이를 통하여 소화수가 스프링클러 헤드로 유입된다.

따라서, 스프링클러 헤드는 압축 공기가 채워진 부분의 압력을 해제하면서, 소화수를 유입하고, 소화수를 외부로 분사하는 구조가 필요하게 되며, 이로 인하여 소화수의 분사량이 불충분하게 되는 경향이 있다. 그러므로 스프링클러 헤드를 통하여 분사되는 소화수의 양을 보다 증대할 수 있는 방안이 고려될 수 있다.

본 발명은 보다 용이하게 설치될 수 있는 스프링클러 헤드를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 스프링클러 헤드의 시링 메커니즘에 의하여 발생하는 소화수의 방수량 부족을 해결하기 위한 것이다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일실시예에 따르는 스프링클러 헤드는, 유체를 공급하는 소화관과 연결되고 중공체로 이루어지며 중공부분을 따라 제1 유로를 형성하는 하우징과, 유입구 및 유출구를 구비하고 상기 제1 유로에 의하여 감싸지는 제2 유로를 형성하도록 상기 중공부분에 배치되는 튜브와, 하우징의 단부와 연결되며 상기 유출구와 이격 배치되는 디플렉터와, 상기 디플렉터 및 튜브 사이에 끼워지며 열에 의하여 파손가능하도록 형성되는 감열체와, 상기 튜브의 유입구와 인접한 부분에서 상기 하우징의 중공부분을 가로막도록 배치되고 상기 감열체가 파손되면 상기 튜브가 상기 디플렉터를 향하여 이동되도록 상기 튜브를 가압하는 스프링 시트, 및 상기 제1 유로를 따라 유동하는 유체가 상기 제2 유로로 유입되도록 상기 제1 유로의 단부에서 상기 제1 및 제2 유로를 서로 연결시키는 유로 연결부를 포함한다.

본 발명과 관련된 일 예로서, 스프링클러 헤드는 어댑터를 포함한다. 어댑터는 중공체로 이루어지고, 상기 소화관 및 상기 하우징을 서로 연결하도록 상기 소화관 및 상기 하우징의 사이에 배치된다. 상기 어댑터는 상기 어댑터의 일단에서 상기 하우징과 멀어지는 방향으로 리세스되며 상기 스프링 시트가 안착되도록 형성되는 안착부를 포함한다.

본 발명과 관련된 다른 일 예로서, 상기 어댑터에는 가이드부가 형성된다. 가이드부는 상기 제1 유로를 향하여 유체의 유입을 가이드하도록 상기 하우징의 중심축에 대하여 경사진다. 상기 어댑터의 중공부분과 상기 제1 및 제2 유로가 각각 연통되도록, 상기 어댑터의 일단은 상기 하우징에 삽입되고, 상기 튜브는 상기 어댑터의 일단과 이격 배치된다.

본 발명과 관련된 다른 일 예로서, 스프링클러 헤드는 상기 스프링 시트를 지지하도록 상기 스프링 시트 및 튜브 사이에 배치되는 지지부재를 포함한다.

본 발명과 관련된 다른 일 예로서, 상기 유로 연결부는 유로 차단부 및 관통홀들을 포함한다. 유로 차단부는 상기 제1 유로를 막도록 상기 하우징의 단부에 삽입되며, 상기 튜브가 관통되도록 이루어진다. 관통홀들은 상기 제1 유로의 유출구를 형성하도록 상기 튜브의 외주면을 관통한다. 상기 관통홀들은 상기 감열체의 파손에 의하여 상기 튜브가 상기 디플렉터를 향하여 이동하면 상기 유로 차단부와 인접하도록 배치될 수 있다.

본 발명과 관련된 다른 일 예로서, 상기 유로 차단부의 일단에는 상기 디플렉터를 향하는 방향으로 리세스되는 리세스부가 형성되고, 상기 튜브는 상기 리세스부의 바닥면을 관통하고, 상기 튜브의 외주면은 상기 리세스부의 측면과 이격되며, 상기 관통홀들 중 적어도 일부는 상기 감열체의 파손에 의하여 상기 튜브가 상기 디플렉터를 향하여 이동하면 상기 리세스부에 삽입된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 관련된 스프링클러 헤드는 스프링 시트가 유로를 가로막도록 배치됨에 따라 보다 넓은 제조 및 설치 공차를 허용한다. 또한 이를 통하여 시링 메커니즘이 보다 간단하게 구현되는 스프링클러 헤드가 제공된다.

본 발명은 튜브와 하우징 사이에 제1 유로를 형성함에 따라 방수량의 조절을 보다 용이하게 한다. 또한, 본 발명은 유로 연결부를 통하여 스프링클러 헤드를 통하여 분사되는 소화수의 양을 보다 증대시킨다.

도 1은 본 발명의 일실시예와 관련된 스프링클러 헤드의 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 스프링클러 헤드의 단면도.
도 3은 도 2의 A 부분의 확대도.
도 4는 도 2의 스프링클러 헤드의 동작도.
도 5는 도 1의 스프링클러 헤드를 통한 방수량 증가를 나타내는 그래프.
도 6은 본 발명의 다른 일실시예와 관련된 스프링클러 헤드의 단면도.

이하, 본 발명과 관련된 스프링클러 헤드에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.

본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

도 1은 본 발명의 일실시예와 관련된 스프링클러 헤드(100)의 사시도이다.

개시된 스프링클러 헤드(100)는 스프링클러 헤드(100)의 외관을 이루는 하우징(110, 케이싱, 케이스, 커버 등)를 포함한다. 하우징(110)은, 고내열성을 가지도록 예를 들어 알루미늄(Al) 또는 티타늄(Ti) 등과 같은 금속 재질로 이루어질 수 있다.

하우징(110)은 유체를 공급하는 소화관(미도시)과 연결되고, 중공체로 이루어진다. 소화관에서 공급되는 소화수는 하우징(110)의 중공부분을 관통하여 외부로 분사된다.

도시에 의하면, 하우징(110)의 중공부분에는 튜브(120)가 배치된다.

튜브(120)는 유입구(121) 및 유출구(122, 도 2 참조)를 구비하고, 직관으로 형성될 수 있다. 보다 구체적으로 튜브(120)의 양단이 각각 유입구(121) 및 유출구(122)를 형성하며, 유입구(121)로 유입된 소화수가 유압이나 중력에 의하여 유출구(122)로 이동된다.

하우징(110)의 단부에는 디플렉터(131)가 연결된다. 디플렉터(131)는 상기 유출구(122)와 이격 배치되며, 유출구(122)에서 유출되는 소화수를 확산시키도록 이루어진다. 예를 들어, 하우징(110)의 단부에는 프레임(130)이 장착되며, 프레임(130)의 하우징(110)의 연결되는 측과 반대측에 디플렉터(131)가 형성될 수 있다.

본 도면을 참조하면, 디플렉터(131) 및 튜브(120) 사이에는 감열체(140)가 끼워진다. 감열체(140)는 열감응체로서 열에 의하여 파손가능하도록 형성된다.

예를 들어, 감열체(140)는 유리벌브(glass bulb)와 팽창제를 포함한다. 유리벌브는 외부로부터 밀봉되는 내부공간을 형성하며, 프레임(130)에 수용되어 일측은 튜브(120)를 타측은 디플렉터(131)를 지지한다. 팽창제는 유리벌브의 내부공간에 충전되며, 일정 온도에서 팽창되는 약액이 될 수 있다.

도시에 의하면, 튜브(120)의 유입구(121)와 인접한 부분에서 하우징(110)의 중공부분을 가로막도록 스프링 시트(150)가 배치된다. 스프링 시트(150)는, 예를 들어 판스프링, 접시스프링 등이 될 수 있으며, 감열체(140)가 파손되면 튜브(120)가 디플렉터(131)를 향하여 이동되도록 튜브(120)를 가압한다.

소화관 및 하우징(110)은 양자의 사이에 배치되는 어댑터(160)에 의하여 서로 연결될 수 있다. 어댑터(160)는 중공체로 이루어지며, 소화수가 어댑터를 통하여 하우징(110)으로 이동되도록 어댑터(160)의 외주와 하우징의 내면이 서로 연결된다.

튜브(120)의 유입구(121)에는 어댑터(160)를 향하여 돌출되며, 지지부재(170)를 지지하는 돌출부(123)가 형성된다. 지지부재(170)는 스프링 시트(150)를 지지하도록 스프링 시트(150) 및 튜브(120) 사이에 배치되며, 주면(171, 도 2 참조)이 스프링 시트(150)의 주면을 덮도록 이루어진다. 지지부재(170)의 주면(171)에는 스프링 시트(150)의 중앙이 관통하도록 관통돌기(172)가 형성된다.

화재시 상기 스프링클러 헤드(100)가 동작하는 원리에 대하여 예를 들어 설명한다. 스프링클러 헤드(100)는 건물의 천정에 노출된 상태로 설치되며 소화용 급수 배관라인인 소화관과 연결된다. 스프링클러 헤드(100)는, 예를 들어 건식 스프링클러 시스템의 일 구성품이 될 수 있으며 스프링 시트(150)와 밸브(미도시) 사이에는 공기가 채워진다.

화재 발생시 감열체(140)가 파열되면, 튜브(120)가 디플렉터(131)를 향하여 이동하게 되고, 스프링 시트(150)가 탄성력에 의하여 이동하면서 스프링 시트(150)와 밸브(미도시) 사이의 압력이 떨어진다. 이러한 감압에 의하여 소화수가 소화관을 통하여 스프링클러 헤드(100)로 공급된다. 다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되지 않으며, 스프링클러 헤드(100)는 습식 스프링클러 시스템의 일 구성품이 될 수도 있다. 이 경우 스프링 시트(150)는 소화수를 직접적으로 시링하는 역할을 하게 된다.

스프링 시트(150)는 탄성력과 중력에 의하여 하우징(110)과 튜브(120)의 사이에 걸리게 되나, 시트 형태이므로 소화수의 유동에 큰 지장을 주지 않는다. 따라서, 스프링 시트에 의하여 발생하는 소화수의 유량 감소량은 다른 시링구조보다 줄어들 수 있다. 또한, 상기 스프링클러 헤드(100)는 스프링 시트(150)가 유로를 가로막도록 배치됨에 따라 보다 넓은 제조 및 설치 공차를 허용한다. 만약, 오링이 낙하함에 따라 시링이 해제되는 구조라면, 동관의 직진도를 정밀하게 유지하여야 할 것이다.

이하, 본 발명의 스프링클러 헤드의 구성 및 동작에 대하여 보다 상세히 설명한다. 도 2는 도 1에 도시된 스프링클러 헤드의 단면도이고, 도 3은 도 2의 A 부분의 확대도이며, 도 4는 도 2의 스프링클러 헤드의 동작도이며, 도 5는 도 1의 스프링클러 헤드를 통한 방수량 증가를 나타내는 그래프이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 어댑터(160)는 스프링 시트(150)가 안착되도록 형성되는 안착부(161)를 포함한다.

안착부(161)는 어댑터(160)의 일단에서 하우징(110)과 멀어지는 방향으로 리세스된다. 리세스된 부분의 바닥면에 스프링 시트(150)가 안착되며, 지지부재(170)의 가압에 의하여 스프링 시트(150)는 탄성변형한 채로 어댑터(160)를 시링시킨다.

하우징(110)의 중공부분을 따라 제1 유로(181)가 형성되고, 하우징(110)의 중공부분에 튜브(120)가 배치됨에 따라 상기 제1 유로(182)에 의하여 감싸지는 제2 유로(183)가 형성된다. 제1 및 제2 유로(181, 182)는 각각 하우징(110) 및 튜브(120)의 중공부분을 따라 직선으로 이루어진다.

도시에 의하면, 어댑터(160)의 중공부분과 상기 제1 및 제2 유로(181, 182)가 각각 연통되도록, 어댑터(160)의 일단은 하우징(110)에 삽입되고, 튜브(120)는 어댑터(160)의 일단과 이격 배치된다. 어댑터(160)의 유출구는 어댑터 단부의 중앙에 배치될 수 있다.

어댑터(160)의 유출구는 직경이 하우징(110)의 중공부분의 직경에 비하여 상기 중앙을 감싸는 가장자리 크기만큼 차이나도록 이루어진다. 즉, 어댑터(160)의 유출구에서 하우징(110)으로 이어지는 유로는 급확대 단면을 형성할 수 있다. 이러한 급확대 단면을 구성함에 의하여 어댑터(160)의 중공부분과 하우징(110)의 중공부분의 직경차가 보다 커질 수 있다.

어댑터(160)에는 제1 유로(181)를 향하여 유체(소화수)의 유입을 가이드하도록 하우징(110)의 중심축에 대하여 경사지는 가이드부(162)가 형성된다. 가이드부(162)는 안착부(161)의 리세스된 부분의 측면에 형성될 수 있으며, 예를 들어 상기 측면이 제1 유로(181)로 향하는 유체의 유동 단면적을 확장시키도록 하우징(110)의 중심축에 대하여 멀어지는 방향으로 경사진다. 이를 통하여, 급확대 단면을 지나는 유체가 보다 용이하게 제1 유로(181)로 유입될 수 있다.

도 2 및 도 4를 참조하면, 스프링클러 헤드(100)는 유로 연결부(190)를 포함한다.

유로 연결부(190)는 제1 유로(181)를 따라 유동하는 유체가 제2 유로(182)로 유입되도록, 상기 제1 유로(181)의 단부에서 상기 제1 및 제2 유로(181, 182)를 서로 연결시킨다.

유로 연결부(190)는 유로 차단부(191) 및 관통홀들(192)을 포함한다.

유로 차단부(191)는 제1 유로(181)를 막도록 하우징(110)의 단부에 삽입되며, 튜브(120)가 관통하도록 이루어진다. 예를 들어, 유로 차단부(191)는 프레임(130)의 일측에 구비되며, 하우징(110)의 단부에 삽입된다. 유로 차단부(191)는 외주가 하우징(110)의 내주와 나사결합하도록 이루어진다. 튜브(120)는 유로 차단부(191)의 중앙을 관통하며, 이를 통하여 제2 유로(182)는 유로 차단부(191)의 외부로 연장된다.

관통홀들(192)은 제1 유로(181)의 유출구를 형성하도록 튜브(120)의 외주면을 관통한다. 관통홀들(192)은 감열체(140)의 파손에 의하여 튜브(120)가 디플렉터(131)를 향하여 이동하면 유로 차단부(191)와 인접하도록 배치된다.

보다 구체적으로, 튜브(120)의 외주에는 튜브(120)가 디플렉터(131)를 향하여 이동하다가, 유로 차단부(191)에 의하여 걸리도록 단차면(124)이 구비되며, 단차면(124)과 인접하게 관통홀들(192)이 형성된다. 이와 같이, 제1 및 제2 유로(181, 182)가 서로 연결됨에 따라 스프링클러 헤드(100)를 통하여 분사되는 소화수의 양이 보다 증대된다. 또한, 사용자가 관통홀들(192)의 크기나, 튜브(120) 및 하우징(110)의 직경을 변경함에 따라, 분사되는 소화수의 양이 보다 용이하게 조절될 수 있다.

도 5의 그래프는 상기 스프링클러 헤드(100)와 종래의 스프링클러 헤드를 비교한 실험 결과이다. 그래프에서 멀티 유로 및 단일 유로는 각각 상기 스프링클러 헤드(100)와 종래의 스프링클러 헤드를 나타낸다.

그래프를 참조하면, 상기 스프링클러 헤드(100)는 단일 유로를 구비하는 스프링클러 헤드보다 분당 2L 이상 높은 방수량을 구현한다. 또한 그래프에 의하면 스프링클러 헤드의 전장이 길수록 방수량의 증가가 보다 커지게 된다.

도 6은 본 발명의 다른 일실시예와 관련된 스프링클러 헤드의 단면도이다. 본 도면에서는 앞선 실시예와 동일한 구성에 대한 설명은 앞선 설명에 갈음하기로 한다.

본 도면을 참조하면, 유로 차단부(291)의 일단에는 디플렉터(231)를 향하는 방향으로 리세스되는 리세스부(293)가 형성된다. 튜브(220)는 리세스부(293)의 바닥면을 관통하고, 튜브(220)의 외주면은 리세스부(293)의 측면과 이격된다.

관통홀들(292) 중 적어도 일부는 감열체(240)의 파손에 의하여 튜브(220)가 디플렉터(231)를 향하여 이동하면 리세스부(293)에 삽입된다. 예를 들어 리세스부(293)의 측면은, 관통홀들(292)로 유입되는 유체의 유동을 가이드하도록 경사지게 형성된다. 경사를 따라서 유체가 유동하며, 이를 통하여 유체의 유동 손실이 보다 감소될 수 있다.

상기와 같은 스프링클러 헤드는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

Claims (8)

1. 유체를 공급하는 소화관과 연결되고, 중공체로 이루어지며, 중공부분을 따라 제1 유로를 형성하는 하우징;
   유입구 및 유출구를 구비하고, 상기 제1 유로에 의하여 감싸지는 제2 유로를 형성하도록 상기 중공부분에 배치되는 튜브;
   하우징의 단부와 연결되며, 상기 유출구와 이격 배치되는 디플렉터;
   상기 디플렉터 및 튜브 사이에 끼워지며, 열에 의하여 파손가능하도록 형성되는 감열체;
   상기 튜브의 유입구와 인접한 부분에서 상기 하우징의 중공부분을 가로막도록 배치되고, 상기 감열체가 파손되면 상기 튜브가 상기 디플렉터를 향하여 이동되도록 상기 튜브를 가압하는 스프링 시트;
   상기 제1 유로를 따라 유동하는 유체가 상기 제2 유로로 유입되도록, 상기 제1 유로의 단부에서 상기 제1 및 제2 유로를 서로 연결시키는 유로 연결부; 및
   중공체로 이루어지고, 상기 소화관 및 상기 하우징을 서로 연결하도록 상기 소화관 및 상기 하우징의 사이에 배치되는 어댑터를 포함하며,
   상기 어댑터의 중공부분과 상기 제1 및 제2 유로가 각각 연통되도록, 상기 어댑터의 일단은 상기 하우징에 삽입되고, 상기 튜브는 상기 어댑터의 일단과 이격 배치되는 것을 특징으로 하는 스프링클러 헤드.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 어댑터는,
   상기 어댑터의 일단에서 상기 하우징과 멀어지는 방향으로 리세스되며 상기 스프링 시트가 안착되도록 형성되는 안착부; 및
   상기 제1 유로를 향하여 유체의 유입을 가이드하도록 상기 하우징의 중심축에 대하여 경사지는 가이드부를 포함하는 스프링클러 헤드.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 스프링 시트를 지지하도록 상기 스프링 시트 및 튜브 사이에 배치되는 지지부재를 더 포함하는 스프링클러 헤드.
6. 유체를 공급하는 소화관과 연결되고, 중공체로 이루어지며, 중공부분을 따라 제1 유로를 형성하는 하우징;
   유입구 및 유출구를 구비하고, 상기 제1 유로에 의하여 감싸지는 제2 유로를 형성하도록 상기 중공부분에 배치되는 튜브;
   하우징의 단부와 연결되며, 상기 유출구와 이격 배치되는 디플렉터;
   상기 디플렉터 및 튜브 사이에 끼워지며, 열에 의하여 파손가능하도록 형성되는 감열체;
   상기 튜브의 유입구와 인접한 부분에서 상기 하우징의 중공부분을 가로막도록 배치되고, 상기 감열체가 파손되면 상기 튜브가 상기 디플렉터를 향하여 이동되도록 상기 튜브를 가압하는 스프링 시트; 및
   상기 제1 유로를 따라 유동하는 유체가 상기 제2 유로로 유입되도록, 상기 제1 유로의 단부에서 상기 제1 및 제2 유로를 서로 연결시키는 유로 연결부를 포함하며,
   상기 유로 연결부는,
   상기 제1 유로를 막도록 상기 하우징의 단부에 삽입되며, 상기 튜브가 관통하도록 이루어지는 유로 차단부; 및
   상기 제1 유로의 유출구를 형성하도록 상기 튜브의 외주면을 관통하는 적어도 하나의 관통홀들을 포함하는 스프링클러 헤드.
7. 제6항에 있어서,
   상기 관통홀들은 상기 감열체의 파손에 의하여 상기 튜브가 상기 디플렉터를 향하여 이동하면 상기 유로 차단부와 인접하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 스프링클러 헤드.
8. 제6항에 있어서,
   상기 유로 차단부의 일단에는 상기 디플렉터를 향하는 방향으로 리세스되는 리세스부가 형성되고,
   상기 튜브는 상기 리세스부의 바닥면을 관통하고, 상기 튜브의 외주면은 상기 리세스부의 측면과 이격되며,
   상기 관통홀들 중 적어도 일부는 상기 감열체의 파손에 의하여 상기 튜브가 상기 디플렉터를 향하여 이동하면 상기 리세스부에 삽입되는 것을 특징으로 하는 스프링클러 헤드.

Images