lLBP구조 및 작동원리(압입펌프 혼합방식)
먼저 왜 이런 혼합방식을 필요한지?
기존 시스템의 문제점은 무엇인가.
어떤 차이가 있는가?
어떻게 응용되는지?
혼합장치의 발전단계는
라인 프로포셔너 - 프레셔 프로포셔너 - 사이프 펌프 프로포셔너 등으로 발전 되어 왔다.
물론 이 사이에 펌프 프로포셔너도 있지만 이는 소방자동차용 등으로 특별하게 사용된다.
라인은 소규모 대상, 개별적 대상에 적용되지만 흡입높이가 1.8정도로 짧다.
그래서 프레셔 즉 가압해서 혼합하는데
이 것보다 더 좋게 혼합장치에 별도의 펌프를 달아 사용하는 것이 사이드 펌프 프로포셔너 방식이다.
그런데 이런 혼합장치들은 하나의 포소화약제 탱크로 여러개의 방호대상물을 담당한다.
즉 화재시 포가 대상물까지 가는데 시간이 지연된다.
그럼 이 지연시간을 단축시킬 방법을 없을까?
그래서 등장하는 것이 ILBP 이다.
이는 평상시 포소화약제 공급 배관내를 일정한 압력으로 유지시켜 주고 있다.
그리고 방호대상물별로 혼합장치가 별도로 구성되어 있다.(대상물별 정량적)
그러므로 화재시 작동하면
소화수가 공급되고 약제밸브도 열리고 대상물에 설치된 혼합장치 작동,
기존의 포 혼합장치 보다 포 방사시간이 무척 빠르다.
* 개념 :
1개의 포소화 시스템에 각각의 방호구역마다 포혼합기가 설치되는것으로 많은 방호구역이 있는경우에 효과적이며, 각각의 방호구역마다 포혼합비율을 조정가능합니다.. 주로 화학공장에서 많이 쓰이는걸로 알고 있습니다.
* 종류 :
1.고정식 포펌프 시스템:펌프의 토출량이 고정되어서 불필요한 포를 바이패스로 환송시킴,
2.수요부응 비례혼합장치 : 포펌프가 수요에 따라 균형있게 토출하므로 재순환할 필요성이 없지만
설비가 복잡하고 비용이 비싼것이 단점입니다.
단백포,합성계면활성제포,알콜포중 금속비누형 등은 transit time이 제한되는데 ILBP를 사용시에는 방호구역 직근에서 혼합 및 발포가 이루어지므로 transit time에 영향에 좀 자유로워집니다..큰 장점이 된다고 볼수있죠...^^
lLBP구조 및 작동원리(압입펌프 혼합방식)
1. ILBP 개요
1) ILBP란 In Line Balance pressure propotioner의 약자
Balance pressur propotionere (pressure side propotioner 을 뜻함)
2) 별도의 포 소화약제 압입펌프를 설치하고 소방용수 배관내의 압력에 따라 포소화약제 저장탱크로 환송되는 양을
조절함으로써 소화약제를 일정비율로 압입, 혼합하는 방식
3) Balance pressur propotionere (pressure side propotioner)는 1개의 시스템으로 1개의 혼합장치지만 사용가능한
반변 ILBP는 1개의 시스템으로 다수의 혼합장치를 사용할 수 있다.
2. . ILBP 구성 : 약조유 공공다혼
1) 포소화약제 펌프
포소화약제를 일정 유량으로 압입하는 펌프
2) 압력 조절 V/V
포소화약제 공급배관의 압력을 일정하게 유지
3) 압력유지펌프→충압펌프 기능
4) 소방용수 공급밸브
평상 시 폐쇄, 화재 시 자동 또는 수동으로 작동한다.
5) 포소화약제 공급밸브
평상 시 폐쇄, 소방용수 공급밸브가 작동되면 자동으로 작동한다.
6) 다이어프램 밸브
혼합기로 포소화약제의 양을 일정 비율로 공급
소방용수의 압력에 따라 다이어프램 밸브의 개폐 정도가 달라진다.
7) 혼합기
혼합기 입구의 압력을 다이어프램 밸브에 전달한다.
3. ILBP 작동원리
1) 평상시
포소화약제 공급밸브와 소방용수 공급밸브가 폐쇄, 압력 유지펌프 를 이용 일정압력이상으로 유지
2) 화재시
포 소화약제 펌프와 소방용수 공급밸브를 자동 및 수동으로 작동 개방
3) 혼합기에 유입되는 소방용수의 압력에 따라 다이어프램 밸브 개도율이 변화하면서
일정 비율(3%, 6%)의 포 소화약제가 혼합
4) 포 소화약제 펌프는 다이어프램의 개도와 상관없이 일정 유량을 토출한다.
따라서 압력조절밸브로 압력조절, 압력이 높으면, 밸브 개방 증가, 저장탱크 환송량 증가
4. 특성
1) 혼합기를 소방대상물 가까이에 설치 가능
건식시스템의 부식, 녹에 의한 오리피스(발포기) 폐쇄 방지
조기진화 가능, 방출시간 매우 단축
2) 1개의 시스템에 다수의 혼합장치 설치 가능
광범위한 범위까지 유량조절이 가능
기존시스템은 1개 시스템에 1개 혼합장치
3) 포소요량이 일정한 소수의 방호대상물에 설치시 비경제적 (단점)
따라서 종합적으로 판단, 최적의 혼합기 설치
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ILBP(In Line Balanced Pressure Proportioner) 방식
1. 개요
⑴ Balanced Pressure Proportioner 방식은 별도의 포 소화약제 압입펌프를 설치하고 소방용수 배관내의 압력에
따라 포 소화약제 저장탱크로 환송되는 양을 조절함 으로써 소화약제를 일정비율로 압입ㆍ혼합하는 방식이다.
⑵ 그러나 Balanced Pressure Proportioner는 1개의 시스템으로 1개의 혼합장치만 사용 가능한 반면 ILBP는 1개의
시스템으로 다수의 다른 혼합장치를 사용할 수 있어 용도 면에서는 큰 차이가 있다.
2. ILBP 기능 및 작동원리
⑴ ILBP의 각 기능
ILBP의 구조를 개략적으로 나타내면 아래 그림과 같다.
① 포 소화약제 펌프 : 포 소화약제를 일정 유량으로 압입하는 펌프
② 압력유지 펌프 : 포 소화약제 공급배관에서의 포 소화약제 압력을 일정 압력 이상으로 유지시켜 주는 펌프
③ 압력조절밸브 : 포 소화약제 공급배관의 압력을 일정하게 조절하여 혼합기에 서의 혼합비율을 조정한다.
압력조절밸브가 열리면 포 소화약제 저장탱크에서 환송되는 양이 증가하여 혼합기로 가는 포 소화약제가
줄어들게 된다.
④ 포 소화약제 공급배관 : 포 소화약제를 혼합기까지 이송하기 위한 배관
⑤ 포 소화약제 공급밸브 : 포 소화약제를 혼합기로 공급하는 밸브로 평상시
폐쇄되어 있다가 소방용수 공급밸브가 작동되면 자동으로 작동되도록 되어 있다.
⑥ 다이어프램 밸브 : 혼합기로 포 소화약제의 양을 일정 비율로 공급하는 밸 브로 혼합기에 유입되는
소방용수의 압력과 포 소화약제의 압력에 따라 다이 어프램 밸브의 개ㆍ폐 정도가 달라진다.
⑦ 혼합기 : 소방용수와 포 소화약제를 혼합하는 장치로써 혼합기 입구의 압력은 다이어프램 밸브에 전달되도록
되어 있다.
⑧ 소방용수 공급밸브 : 해당 방호대상을 포 소화설비에 필요한 소방용수의 공급 밸브로 평상시 폐쇄되어 있다가
화재시 자동 또는 수동으로 작동된다.
⑵ ILBP 작동원리
① ILBP혼합기는 평상시 포 소화약제 공급밸브와 소방용수 공급밸브가 폐쇄된 상태에서 압력유지펌프를 이용
포 소화약제 공급배관에서의 포 소화약제의 압력을 일정 압력이상으로 유지하고 있다.
② 어느 방호대상물에서 화재가 발생하면 포 소화약제 펌프와 소방용수 공급밸 브를 자동 또는 수동으로 작동 및
개방시킨다.
③ 소방용수 공급밸브가 개방되면 포 소화약제 공급밸브가 자동으로 개방되어 포 소화약제가 혼합기로
압입된다.. 이 경우 혼합기에 유입되는 소방용수의 압력이 높으면 즉 소방용수의 유량이 많으면
다이어프램 밸브가 더 열리게 되고 반대로 압력이 낮으면 다이어프램 밸브가 더 닫히게 되어 공급되는
소방용수에 일정 비율(3%또는 6%)의 포 소화약제가 혼합하게 된다.
④ 한편, 포 소화약제 펌프는 다이어프램 밸브의 개ㆍ폐 정도에 상관없이 항상 일정 유량을 토출하고 있으므로
포 소화약제 공급배관으로 유입되는 포 소화 약제의 양을 조절할 필요가 있으며 이를 위해 설치하는 것이
압력조절 밸브 이다.
⑤ 포 소화약제 공급배관의 압력이 높으면 압력조절밸브가 더 열리게 되어 포 소화약제 저장탱크로 환송되는
포 소화약제의 양이 늘어나게 되며 반대로 포 소화약제 공급배관의 압력이 낮으면 압력조절밸브가 더 닫히게
된다.
3. ILBP의 특성
⑴ ILBP는 혼합기를 방호대상물 가까이에 설치할 수 있어 포수용액 배관의 길이를 최소화함으로써 발포기에 축적되
는 녹 찌꺼기를 줄이는 문제점을 해결할 수 있다.
※ 배관내부에 생성된 녹 찌꺼기가 발포기의 오리피스를 막는 문제도 어느 정도 해결됨 으로써 과거 외부 인력을 동원하여 정기적으로
포 배관을 청소하던 노력도 거의 없 어져 비용 절감에도 기여
⑵ ILBP는 별도의 포 소화약제 공급배관과 혼합기를 모든 방호대상물 인근까지 설치 (혼합기를 방호대상물 가까이에 설치)할 수 있으므로 포 방출시간을 매우 단축 시킬 수 있다.
⑶ ILBP는 시스템의 일부분인 혼합기의 크기만 조정하면 광범위한 범위까지 포 수용액 유량을 조정할 수 있으므로 포 소요량이 다른 다수의 방호대상물을 1개의 시스템으로 충족시킬 수 있다.
⑷ 일반적으로 ILBP는 타 혼합기에 비하여 가격이 비싼 편이긴 하나 소방용수 배관 망이 전역에 설치되어 있는 석유화학공장이나 위험물 저장소 등과 같은 대규모 방호대상물인 경우는 오히려 경제성이 있다.
4. 결론
ILBP는 전술한 바와 같이 시스템의 일부인 혼합기를 다수의 방호대상물에 가까이 설치할 수 있어 특수한 상황에서는 매우 효율적으로 사용될 수 있다.
그러나 모든 혼합기가 그러하듯이 ILBP라 하더라도 동 시설의 특성에 맞는 적합한 장소에 설치하여야지 포 소요량이 일정한 소수의 방호대상물을 대상으로 하여 설치 한다면 투자비에 비하여 효율이 없을 것으로 판단된다.
따라서 포 혼합기를 선정할 때는 방호대상물의 숫자 및 위치, 방호대상물 포 소요량, 포 소화설비 배관의 길이, 포 소화설비 작동의 편의성, 혼합기의 설치비용 등을 종 합적으로 검토하여 최적의 혼합기를 선정하여야 할 것이다.
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포 소화설비 혼합기 ILBP소개
1. 개요
① 포 소화설비는 가연물의 표면에 거품형태의 포를 살포하여 질식 효과에 의거 소화하는
설비로 특히 인화성 가연성 액체 위험물의 소화설비로 널리 사용
② 소화약제는 화학포 소화약제와 기계포(공기포) 소화약제가 있는데 현재 화학포 소화약제
는 사용상의 문제점이 있어 거의 사용되고 있지 않음
③ 기계포(공기포) 소화설비는 혼합기와 발포기로 구성되어 있는데 혼합기와 발포기가
잘못 선정될 경우 포 소화설비는 전혀 그 기능을 발휘할 수 없게 됨
④ 여러 종류의 혼합기는 각기 다른 원리에 의거 작동되고 있으므로 설치조건에 적합한
혼합기를 선정하는 것이 매우 중요
⑤ 벤츄리(Venturi)효과에 의거 포 소화약제를 흡입하는 라인 프로포셔너(Line Proportione
r)를 포 소요량이 다른 다수의 방호 대상물을 대상으로 설치하는 경우 혼합기 용량을
포 소요량이 가장 많은 대상물을 기준으로 선정함으로써 포 소요량이 적은 대상물은
포 원액이 전혀 흡입되지 않게 됨
⑥ 포 혼합기의 종류 및 특성을 개략적으로 알아본 후 혼합기 중 비교적 최근에 개발되어
NFPA에 인정을 받은 In-Line Balanced Pressure ProPortioner(ILBP) 혼합기에 대해
알아보고자 함
2. 포 혼합기의 종류 및 특성
1) Line ProPortioner
소방용수 배관 도중에 벤츄리관을 설치하여 벤츄리 효과에 의하여 진공을 형성시켜
포 소화약제를 흡입ㆍ혼합하는 방식
① 가격이 저렴하고 시설이 용이
② Down Steam의 조건이 제한되어 포 호스 노즐 또는 한정된 방호대상물의 포 소화설비에
적합함
③ 혼합기를 통한 압력 손실이 매우 큼(입구 압력의1/3)
④ 혼합기의 흡입가능 높이는 1.8m 이하임
⑤ 혼합 가능한 유량범위가 좁아 포소요량이 현저히 다른 방호대상물은 별도의 혼합기를
설치하여야 함
2) Pressure Proportioner
포 소화약제 저장탱크로 소방용수를 유입시켜 소방용수의 수압에 의한 압입과 혼합기의
벤츄리 흡입을 이용하여 포 소화약제를 흡입ㆍ혼합하는 방식으로 격막이 있는 것과
없는 것이 있다.
① 물과 비중이 비슷한 소화약제(수성막포)는 혼합에 어려움이 있음
② 정격 혼합비에 도달하는 시간이 소형의 경우 2~3분, 대형의 경우 15분 소요되어
매우 김
③ 혼합 가능한 유량범위는 정격용량의 50~200%임. 따라서 1개의 혼합기로
포 소요량이 다른 다수의 방호대상물을 어느 정도 충족시킬 수 있음
④ 혼합기를 통한 압력손실은 0.35~2.1kg/㎠로 적음
⑤ 격막이 없는 저장탱크의 경우 한번 사용 후 모두 비워 소화약제를 재충전하여야 함
3) Pressure side Proportioner(Balanced Pressure Proportioner)
별도의 포소화약제 압입펌프를 설치하고 소방용수 배관내의 압력에 따라 포소화약제
저장탱크로 환송되는 양을 조절함으로써 소화약제를 일정비율로 압입ㆍ혼합하는 방식
① 시설이 거대하여 설치비가 비쌈
② 원액펌프의 토출압력이 급수 펌프보다 낮으면 원액이 혼합기에 유입이 안됨
③ 소화용수와 약제가 혼합우려가 없어 장기간 보존하여 사용
④ 혼합기를 통한 압력손실은0.4~2.1kg/㎠로 낮음
4) In-Line Balanced Pressure Proportioner(ILBP)
① 별도의 포소화약제 압입펌프의 설치 및 시스템의 작동원리 측면에서는 Balanced
Pressure Proportioner와 비슷하여 NFPA Code에서도 Balanced Pressure Proportioner
with Mutiple In-jection Points 명명하고 있음
② Balanced Pressure Proportioner는 1개의 시스템으로 1개의 혼합장치만 사용가능한
반면 ILBP는 1개의 시스템으로 다수의 다른 혼합장치를 사용할 수 있어 용도 면에서는
큰 차이가 있음
3. ILBP의 구조 및 작동원리
1) ILBP의 구조
ILBP의 구조를 개략적으로 나타내면 아래와 같다.
① 포 소화약제 펌프
포 소화약제를 일정 유량으로 압입하는 펌프
② 압력유지 펌프
포 소화약제 공급배관에서의 포 소화약제 압력을 일정 압력 이상으로 유지시켜주는 펌프
③ 압력조절 밸브
포 소화약제 공급배관의 압력을 일정하게 조절하여 혼합기에서의 혼합비율을 조정함.
압력 조절밸브가 열리면 포 소화약제 저장탱크에서 환송되는 양이 증가하여 혼합기로
가는 포 소화약제가 줄어들게 됨
④ 포 소화약제 공급배관
포 소화약제를 혼합기까지 이송하기 위한 배관으로 매우 긴 경우도 있어 신속한
포 소화약제 주입을 위하여 평상시에도 포소화약제가 일정 압력 이상으로 충전되어
있음
⑤ 포 소화약제 공급밸브
포 소화약제를 혼합기로 공급하는 밸브로 평상시 폐쇄되어 있다가 소방용수
공급밸브가 작동되면 자동으로 작동
⑥ 다이어프램 밸브
혼합기로 포소화약제의 양을 일정 비율로 공급하는 밸브로 혼합기에 유입되는 소방
용수의 압력과 포소화약제의 압력에 따라 다이어프램밸브의 개ㆍ폐 정도가 달라짐
⑦ 혼합기
소방용수와 포 소화약제를 혼합함. 혼합기 입구의 압력은 다이어프램밸브에 전달
⑧ 소방용수 공급밸브
해당 방호대상을 포 소화설비에 필요한 소방용수의 공급밸브로 평상시 폐쇄되어
있다가 화재시 자동 또는 수동으로 작동됨
2) ILBP 작동원리
① ILBP 혼합기는 평상시 포 소화약제 공급밸브와 소방용수 공급밸브가 폐쇄된 상태에서
압력 유지펌프를 이용 포 소화약제 공급배관에서의 포 소화약제의 압력을 일정 압력
이상으로 유지하고 있음
② 어느 방호대상물에서 화재가 발생하면 포 소화약제 펌프와 소방용수 공급밸브를 자동
또는 수동으로 작동 및 개방시킴.
③ 소방용수 공급밸브가 개방되면 포 소화약제 공급밸브가 자동으로 개방되어 포소화약제
가 혼합기로 압입됨 이 경우 혼합기에 유입되는 소방용수의 압력에 따라 다이어프램
밸브 개도율이 변하면서 공급되는 소방용수에 일정 비율(3%또는 6%)의 포소화약제가
혼합하게 됨
④ 포 소화약제 펌프는 다이어프램밸브의 개ㆍ폐 정도에 상관없이 항상 일정 유량을
토출하고 있으므로 압력조절밸브로 포 소화약제 공급배관으로 유입되는 포소화약제의
압력을 조절
⑤ 포 소화약제 공급배관의 압력이 높으면(혼합기로 공급되는 포소화약제의 양이 적으면)
압력조절밸브가 더 열리게 되어 포 소화약제 저장탱크로 환송되는 포소화약제의
양이 늘어나게 되며 반대로 포 소화약제 공급배관의 압력이 낮으면 압력조절밸브가
더 닫히게 됨
4. ILBP의 특성
① ILBP는 혼합기를 방호대상물 가까이에 설치할 수 있어 포수용량 배관의 길이를 최소화
함으로써 축적되는 녹 찌꺼기를 줄여 이러한 문제를 어느 정도 해결 할 수 있음
② ILBP는 별도의 포 소화약제 공급배관과 혼합기를 모든 방호대상물 인근까지 설치할 수
있으므로 포 방출시간을 매우 단축시킬 수 있어 조기진화가 가능
③ ILBP는 혼합기의 크기만 조정하면 광범위한 범위까지 포수용액 유량을 조정할 수 있으
므로 포 소요량이 다른 다수의 방호대상물을 1개의 시스템으로 충족시킬 수 있음
④ 일반적으로 ILBP는 타 혼합기에 비하여 가격이 비싼 편이긴 하나 소방용수 배관망이
전역에 설치되어 있는 대규모 방호대상물인 경우는 오히려 경제성이 더 나은 경우도
있음
5. 결론
① ILBP는 혼합기를 다수의 방호대상물에 가까이 설치할 수 있어 특수한 상황에서는 매우
효율적으로 사용
② ILBP는 배관내부에 생성된 녹 찌꺼기가 발포기의 오리피스를 막는 문제도 어느 정도
해결함으로써 과거 외부 인력을 동원하여 정기적으로 포 배관을 청소하던 노력도 거의
없어져 비용 절감에도 기여
③ 포 소요량이 일정한 소수의 방호대상물을 대상으로 하여 설치한다면 투자비에 비하여
효율은 없을 것으로 판단됨
④ 포 혼합기를 선정할 때는 종합적으로 검토하여 최적의 혼합기를 선정