흡입측 배관은 공기 고임이 생기지 아니하는 구조여야 한다.

 

펌프의 흡입측 배관

흡입측 배관에 공기 고임(Air Pocket)이 발생하면

가. 소화펌프에 물이 원활하게 공급되지 못한다.

옥내소화전을 비롯한 수계 소화설비의 소화펌프로 사용되는 것은 원심펌프이다. 회전날개에서 발생되는 원심력에 의하여 흡입된 물을 펌프의 토출측으로 토출한다. 그런데 흡입측 배관에 공기가 고이면 흡입 압력이 제대로 전달되지 않기 때문에 소화펌프에 물이 원활하게 흡입되지 못하게 된다.

 

나. 펌프에 캐비테이션(Cavitation)을 발생시킨다.

흡입측 배관에 공기 고임 현상이 있으면 부압 압력에도 불구하고 필요한 만큼의 물이 펌프로 흡입되지 못하게 된다. 그러면 펌프 흡입측의 압력저하 현상으로 임팰러가 과열이 되어 펌프의 내부의 온도가 상승하게 된다. 이는 수온 상승으로 인해 포화증기압을 높여 기포가 발생하게 되고 결국 진동과 소음을 유발함과 동시에 펌프의 손상을 초래한다. 이를 공동현상 또는 캐비테이션(Cavitation)이라고 한다.

 

다. 펌프 성능저하로 화재 진압에 실패하게 된다.

흡입측 배관의 공기 고임 현상으로 인해 펌프가 수조로부터 물을 원활하게 흡입하지 못하면, 정격 토출량과 정격 토출압력을 송출하지 못하게 된다. 그래서 옥내소화전 방수구 및 스프링클러설비의 헤드에서 적정 방수량과 방수압력이 형성되지 못한다. 이는 초기 화재 진압에 악영향을 발생시킨다.

 

 

배관에 공기 고임 현상이 발생하지 않도록 하려면

가. 펌프마다 흡입배관 설치

 

각 펌프마다 흡입배관 설치

수원의 높이가 펌프보다 낮은 경우에는 펌프마다 흡입배관을 각각 별도로 설치해야 한다. 하나의 흡입배관을 통해 여러 펌프가 동시에 흡입을 하게되면 전체의 흡입량을 감당하지 못하여 공기 고임 현상이 발생하기 때문이다. 하나의 펌프에 필요한 수량을 원활하게 흡입할 수 있도록 각 펌프마다 흡입배관을 설치하여야 한다. 이는 충압펌프의 경우도 마찬가지이다. 다만, 수조와 펌프가 동일선상에 있는 경우에는 수조로부터 하나의 배관을 통해 흡입배관을 설치하는 것이 가능하다. 펌프가 물을 빨아들이기 위해 흡입배관에 부압을 걸지 않아도 되기 때문이다.

 

수조보다 펌프가 낮은 경우 펌프의 흡입측 배관

나. 흡입배관의 굴절(꺾임) 부분 최소화

흡입측 배관은 굴절부가 최소화되도록 설치하여야 한다. 배관이 엘보우(Elbow)나 티(Tee) 등에 의해 굴절되는 부분이 많을수록 해당 부분에서의 와류현상에 의해 공기 고임 현상이 발생하기 때문이다. 따라서 수조로부터 펌프로 연결되는 흡입배관은 굴곡부를 줄이고 직선부가 형성될 수 있도록 배치하여야 한다.

 

다. 편심레듀서는 상부가 평평하게 설치

펌프의 흡입측에 레듀셔(Reducer)를 설치하는 때에는 레듀서의 상부가 평평한 편심레듀셔(Eccentric Reducer)를 사용해야 한다. 상부가 줄어드는 모양의 편심레듀셔는 구경이 좁아지는 윗부분에 공기가 고이는 문제가 있으므로, 상부가 평평한 것을 사용하여야 한다. 상부가 평평한 편심 레듀셔는 상부 부분에서 공기가 정체되지 않기 때문이다. 동심례듀셔(Concentric Reducer) 역시 동일한 원리로 상부에 공기가 갇히게 되므로 동심레듀셔를 사용하지 않는 것이다.

 

라. 흡입배관의 수직 길이 최소화

흡입배관의 수직 길이는 최소화하여야 한다. 펌프와 수원이 동일 선상에 위치하게 하는 경우는 특별한 문제가 없다. 그런데 펌프보다 수원이 낮은 경우에는 펌프가 설치되는 높이(흡입 배관의 수직 길이)를 수원에 최대한 근접하게 설치하여야 한다. 펌프로부터 흡입되는 배관의 수직 높이(길이)가 길수록 유효흡입양정(NPSHav)이 감소하게 되기 때문이다.

 

마. 후드밸브 및 여과기 주기적 정비

펌프 흡입측 배관에 설치되는 후드밸브(Foot Valve)와 여과기(Strainer)는 주기적으로 청소하여야 한다. 펌프의 흡입 압력(부압) 대비 실제 흡입되는 물의 양이 적은 경우 공기 고임 현상이 발생한다. 후드밸브가 심하게 녹슬어 있는 경우, 후드밸브 주위가 이물질로 덮여 있는 경우, 스트레이너의 망 구멍의 크기가 너무 작은 경우, 스트레이너에 슬러지가 가득찬 경우 모두 공기 고임이 발생하는 원인이 된다.

 

바. 펌프 흡입측의 직관부 배관 길이 확보

2020 화재안전기준 해설서 제1권 P.220 참조하면 펌프로 흡입되는 배관은 배관 구경의 10배 이상에 해당하는 직관부가 필요하다고 한다. 그래야 펌프로 흡입되는 물이 난류가 아닌 층류가 형성되어 펌프의 성능이 저하됨이 없이 원활한 송출을 기대할 수 있기 때문이다.

 

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