저압식 건식밸브에서 엑츄에이터의 작동 원리

저압식 건식밸브의 클래퍼가 열리는 원리

가. 2차측 공기는

저압식 건식밸브의 클래퍼(Clapper)는 2차측 압축공기의 압력에 의해 닫혀 있는 구조가 아니다. 저압식에서의 2차측 공기는 1kg/㎠ 정도의 압력으로 감지기 역할만을 할 뿐이다. 즉, 약간 가압되어 있다가 공기가 빠져나가면 감압되는 것을 감지할 수 있을 정도로만 충전된다. 저압식이므로 더 이상의 압력을 충전할 필요는 없다.

 

중간챔버를 가압하는 1차측 소화수의 압력이 클래퍼를 닫게 한다.

나. 클래퍼는 1차측 소화수 압력으로 닫힌다.

저압식 건식밸브의 클래퍼는 중간챔버에서의 1차측 수압에 의해 푸쉬핀을 통해 래치가 클래퍼를 잡아주는 구조로 설치된다. 즉 클래퍼 위에 래치가 있고 그 래치는 중간챔버의 푸쉬핀에 의해 지지되어 있는 형태로 설치된다. 푸쉬핀은 1차측의 소화수 수압에 의해 압력을 받고 있다. 그러므로 이를 역으로 이야기 하면 1차측 소화수의 압력이 중간챔버의 푸쉬핀을 가압하여 래치를 밀어줌으로써 클래퍼를 잡아주는 역할을 한다.

 

다. 클래퍼가 열리는 원리는

반대로 해석해보자. 가장 중요한 것은 1차측 소화수의 압력이다. 1차측 소화수의 압력이 빠지면 중간챔버의 푸쉬핀이 밀려 나가면서 래치도 밀리고 그제서야 클래퍼가 열리는 것이다. 그러면 중간챔버에서 1차측 소화수는 빠져나가는 타이밍은 언제인가? 그것이 바로 엑츄에이터(Actuator)가 작동한 순간이다.

 

저압식 건식밸브의 중간챔버와 1차측 가압수 흐름

엑츄에이터(Actuator)의 구성

가. 내부 구성

엑츄에이터의 양쪽 입구는 2차측 공기압과 연결된 배관과 1차측 소화수와 연결된 배관이 존재한다. 그리고 1차측 소화수와 2차측 공기가 힘의 균형을 이루는 디스크가 존재한다. 그리고 엑츄에이터 아랫 부분에 소화수가 빠져나갈 수 있는 배수관이 있다. 평상시에는 공기의 압력으로 디스크가 배수관으로 연결되는 통로를 막고 있어서 물이 빠져나가지 않는다.

 

나. 액츄에이터의 디스크 면적비

액츄에이터도 가압수와 공기압 간의 힘의 균형이 작용한다. 그래야 평상 상태에서 소화수의 압력을 공기압으로 버틸 수 있기 때문이다. 따라서 1차측의 소화수 압력이 미치는 디스크 면적과 2차측의 공기압이 미치는 디스크 면적이 다르다. 당연히 2차측의 공기압을 저압으로 유지해야 하므로 공기와 접촉하는 부분의 디스크 면적이 4 : 1 정도 넓다.

 

엑츄에이터의 작동 메카니즘

가. 2차측 감압이 엑츄에이터의 디스크를 움직임

엑츄에이터의 작동 메카니즘을 살펴보자. 먼저 헤드가 개방되어 ①2차측 배관내의 공기 압력이 저하되면 ②엑츄에이터 챔버에서 공기가 빠져나가면서 감압된다. 그러면 상호간 힘의 균형을 이루고 있던 ③디스크가 상대적으로 커진 1차측 수압으로 인해 점점 디스크를 밀어내게 된다. 그동안은 디스크가 배수관을 막고 있었으나 디스크가 밀리면서 ④배수관의 통로를 개방시킨다.

 

액츄에이터가 작동하는 메카니즘

나. 1차측 가압수의 압력 감소

디스크가 밀려 가면서 개방된 ④배수관을 통해 1차측의 소화수가 빠져나가게 되고, ⑤1차측 배관의 압력도 덩달아 감압된다. 이 감압된 압력은 저압식 건식밸브의 중간챔버에 영향을 미친다. 결국 엑츄에이터(Actuator)는 1차측 가압수를 배출함으로써 저압식 건식밸브가 작동하게 하는 시발점이 된다.

 

다. 중간챔버의 감압으로 클래퍼 개방

중간챔버에서 다이어프램으로 푸시핀을 밀고 있던 1차측 소화수의 압력도 감압된다. 그러면 다이어프램에 밀려있던 스프링의 힘으로 다이어프램이 뒤로 밀려나오고 푸쉬핀도 같이 밀려나온다. 이는 클래퍼(Clapper)를 잡아주던 래치를 해제하는 결과를 가져오고 결국 클래퍼는 1차측 소화수의 압력으로 개방되어 2차측으로 소화수가 방출된다. 이것이 저압식 건식밸브가 작동하는 메카니즘이다.

 

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