포소화설비 혼합장치(Proportioner) 의 종류 및 구조

1. 개 요

① 공기포 소화설비는 수원과 포소화약제를 일정 비율로 섞어주는 혼합기와 혼합된 포수용액에 공기를 유입시켜 거품형태로 만드는 발포기로 구성되어 있다.

② 포소화약제 혼합장치는 물과 포약제를 혼합하여 포수용액을 만드는 장치로서 3% 및 6% 형이 있으며 , 비례혼합장치(Proportioner)가 부착되어 있다.

③ 비례혼합장치는 방사유량에 비례하여 소화원액을 지정농도 범위내로 혼합시키는 성능을 가지고 있다.

④ 포소화약제가 혼합되는 것은 유수가 탱크내 압입되어 약제를 밀어내는 힘과 오리피스에 의한 약제 흡입의 2가지에 의해 이루어진다.

⑤ 혼합장치 종류에는 여러 종류가 있으나 국내 소방법상은 아래의 4가지를 규정하고 있다.

2. 혼합장치의 종류 및 구조

1) 라인 프로포셔너방식(Line Proportioner)

1-1) 특 징

송수배관 도중에 오리피스형태의 혼합기를 접속하여 벤츄리 효과를 이용해 유수중에 포약제를 흡입시켜서 지정농도의 포수용액으로 조정하여 발포기로 보내 주는 방식이다.

< Fig01. 포소화약제 혼합장치 >

1-2) 적 용

소규모 또는 이동식 간이설비에 사용되는 방법으로 일명 관로혼합방식이라 한다. 포소화전 또는 한정된 방호대상물의 포소화설비에 적용한다.

< Fig02. 라인프로포셔너 방식 >

※ 벤츄리(Venturi) 효과

유체가 빠른 속도로 흐를 때 압력에너지의 일부가 속도에너지로 바뀌면서 그 부분에 압력이 내려가 물을 빨아올리는 현상이 생긴다.

1-3) 장 ･ 단점

장 점	단 점
가격이 저렴하고 시설이 용이하다.	1. 혼합기를 통한 압력손실이 1/3정도로 매우 높다. 2. 이로 인하여 혼합기의 흡입 가능 높이가 제한(1.8m이하)된다. 3. 혼합 가능한 유량의 범위가 좁다.(따라서 포소요량이 현저히 다른 방호대상물과는 같이 사용이 불가하다.)

2) 펌프 프로포셔너방식(Pump Proportioner)

2-1) 특 징

펌프의 토출측과 흡입측 사이를 바이패스배관으로 연결하고, 그 바이패스 배관 도중에 혼합기와 포약제를 접속한 후 펌프에서 토출된 물의 일부를 보내고, 벤츄리 작용에 의해 포원액이 흡입된다. 이때 포약제 탱크에서 농도조절밸브를 통하여 펌프 흡입측으로 흡입된 약제가 유입되어 이를 지정농도로 혼합하여 발포기로 보내주는 방식이다.

< Fig03. 펌프프로포셔너 방식 >

2-2) 적 용

화학소방차 등에서 주로 사용하는 방식이다.

2-3) 장 ･ 단점

장 점	단 점
원액을 사용하기 위한 손실이 적고 보수가 용이하다.	펌프의 흡입측 배관 압력이 거의 없어야 하며 압력이 있을 경우 원액의 혼합비가 차이가 나거나 원액탱크쪽으로 물이 역류할 수 있다.

3) 프레져 프로포셔너방식(Pressure Proportioner)

3-1) 특 징

펌프와 발포기간의 배관 중간에 포소화약제 저장탱크 및 혼합기를 설치하여 약제탱크로 소화용수를 유입시켜 소화용수의 수압에 의한 압입과 혼합기의 벤츄리효과에 의한 흡입을 이용한 것으로 약제 탱크에는 격막이 있는 것과 없는 것의 2종류가 있다.

< Fig04. 격막이 있는 방식 >

< Fig05. 격막이 없는 방식 >

3-2) 적 용

포소화설비의 가장 일반적인 혼합방식으로 일명 가압혼합방식이라 한다.

3-3) 장 ･ 단점

장 점	단 점
1. 혼합기에 의한 압력 손실(0.35- 2.1kg/㎠)이 적다. 2. 혼합 가능한 유량범위는 50-200%로 1개의 혼합기로 다수의 소방대상물을 어느 정도 충족시킬 수 있다.	1. 물과 비중이 비슷한 소화약제(수성막포 등)에는 혼합에 어려움이 있다. 2. 혼합비에 도달하는 시간이 다소 소요된다.(소형 : 2 - 3분, 대형 : 15분) 3. 격막이 없는 저장탱크의 경우 물이 유입되면 재사용이 불가능해진다.

< Fig06. 포원액 탱크 >

4) 프레져 사이드 프로포셔너방식(Pressure Side Proportioner)

4-1) 특 징

가압송수용 펌프 이외에 별도의 포원액용 펌프를 설치하고 원액을 송수관 혼합기에 보내어 적정농도로 포수용액을 만든후 발포기로 보내는 방식으로 원액펌프의 토출압이 급수펌프의 토출압보다 높아야 한다.

< Fig07. 프레져사이드프로포셔너 방식 >

4-2) 적 용

비행기 격납고, 대규모 유류저장소, 석유화학 Plant 시설 등과 같은 대단위 고정식 포소화설비에 사용하며 일명 압입혼합방식이라 한다.

4-3) 장 ･ 단점

장 점	단 점
1. 소화용수와 약제의 혼합 우려가 없어 장기간 보존하며 사용할 수 있다. 2. 혼합기를 통한 압력손실은 0.5-3.4(kg/㎠)로 낮다.	1. 시설이 거대해지며 설치비가 비싸다. 2. 원액펌프의 토출압력이 급수펌프의 토출압력보다 낮으면 원액이 혼합기에 유입되지 못한다.