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1. 어느 9층 백화점에 습식 스프링클러설비를 하려고 한다. 다음 조건을 참조하여 각 물음에 답하시오. [6점] ★★★★★

[조건]

  ① 최고위 헤드의 방사압은 0.11 [MPa]이다.

  ② 스프링클러 헤드의 오리피스 직경은 11 [㎜]이다.

  ③ 펌프 토출측으로 부터 최상단 스프링클러 헤드까지의 수직거리는 50 [m] 이다.

  ④ 연성계의 지시압은 300 [㎜Hg]이다.

  ⑤ 배관의 마찰손실수두는 펌프 토출측으로 부터 최상단 헤드까지 높이의 40 [%] 이다.

  ⑥ 기계효율 95 %, 수력효율 90 %, 체적효율 80 % 이다.

가. 펌프의 전양정 [m]을 구하시오.

나. 수원의 양 [㎥]을 구하시오.

다. 펌프의 축동력 [kW]을 구하시오.

 

[답안작성]

 가. 펌프의 전양정 [m]

    전양정 H = h1 + h2 + 10 [m]

    실양정 h2 : 흡입양정 : (300 [㎜Hg] / 760 [㎜Hg] ) × 10.332 [m] = 4.078 [m]

                       토출양정 : 50 [m]

                h2 = 4.078 m + 50 m = 54.078 [m]

     마찰손실 양정 h1 = 50 m × 40% = 50 × 0.4 = 20 [m]

   ∴ 전양정 H = h1 + h2 + 11 = 20 m + 54.078 m + 11 m = 85.078 [m]

     ※ 스프링클러 헤드 의 방수압이 0.11[MPa] 이므로 이를 수두로 환산하면 11 [m]이다.

나. 수원의 양 [㎥]

   ※ 오리피스의 직경이 주어지면 다음식으로 구한다.

   유량 Q=83.71 [ℓ/min] × 20 [min] × 30개 = 50,226 [ℓ] = 50.23 [㎥]

다. 펌프의 축동력 [kW]

   전효율 η = 0.9 × 0.95 × 0.8 = 0684

[참고] 스프링클러설비의 수원의 양 (저수량) (폐쇄형 헤드를 사용하는 경우) (29층 이하)

   ※ 문제에서 방사압과 오리피스 직경이 주어진 경우

      여기서, Q : 방수량 [ℓ/min]

                  D : 구경 (직경) [㎜]

                  P : 방수압(방사압) [MPa]

                  T : 방사시간 (29층 이하 : 20 [min])

                   N : 기준개수 (백화점(판매시설) : 30개)

▣ 폐쇄형 헤드의 설치장소별 기준 개수 (NFSC 103 제4조 ①, 1)

설 치 장 소
기준개수
⊙ 지하가
⊙ 지하역사
⊙ 지하층을 제외한 11층 이상 (아파트 제외)
30 개
지하층을
제외한
10층 이하
공장 또는 창고 (특수가연물 저장 · 취급하는 것)
근린생활시설, 판매시설
운수시설, 복합건축물
판매시설
복합건축물(판매시설이 설치된 경우)
기 타
20 개
기 타
헤드의 부착높이 8 m 이상
헤드의 부착 높이 8 m 미만
10 개
아 파 트
 

2. 지상 16층 짜리 어느 아파트에 스프링클러설비를 설치하려고 한다. 다음 조건을 이용하여 각 물음에 답하시오. (단, 층별

     방호면적은 990 [㎡]로서 헤드의 방사압력은 0.1 [MPa]이다.) [6점] ★★★★★

[조건]

  ① 실양정 : 65 m

  ② 배관, 관부속품의 총 마찰손실수두 : 25 m

  ③ 배관내 유속 : 2 [m/sec]

  ④ 효율 : 60 %

  ⑤ 전달계수 : 1.1

가. 이 설비의 펌프 토출량 [ℓ/min]을 구하시오. (단, 헤드의 기준개수는 최대치를 사용할 것)

나. 이 설비가 확보하여야 할 수원의 양 [㎥]을 구하시오.

다. 가압송수장치의 축동력 [kW]를 구하시오.

[문제풀이]

  가. 펌프의 토출량 [ℓ/min]

        유량 Q = 80 [ℓ/min] × N = 80 [ℓ/min] ×10개 = 800 [ℓ/min]

  나. 수원의 양 [㎥]

        수원의 양 Q = 1.6 [㎥] × N = 1.6 [㎥] × 10 = 16 [㎥]

  다. 가압송수장치의 축동력

       전양정 H = h1 + h2 + 10 = 25 m + 65 m + 10 m = 100 m

3. 지하 1층, 지상 13층의 어느 건물에 있어서 11층 이상에 화재안전기준과 다음 조건에 따라 스프링클러설비를 설계하려

    고 한다. 다음 각 물음에 답하시오. [12점] ★★★★★

[조건]

  ① 11층과 12층에 설치하는 폐쇄형 스프링클러 헤드의 수량은 각각 80개 이다.

  ② 수직배관의 내경은 150 [㎜] 이고 높이는 40 m이다.

  ③ 펌프의 후드밸브로 부터 최상층 스프링클러 헤드 까지의 실고는 50 m이다.

  ④ 수직배관의 마찰손실수두를 제외한 펌프의 후드밸브로 부터 최상층 즉, 가장 먼 스프링클러헤드까지의 마찰 및

       저항손실수두는 15 m이다.

  ⑤ 모든 규격치는 최소량을 적용한다.

  ⑥ 펌프의 효율은 60 % 이다.

가. 펌프의 최소유량 [ℓ/min]을 구하시오.

나. 수원의 최소유효수량 [㎥]을 구하시오.

다. 수직배관에서의 마찰손실수두 [m] 를 구하시오. (단, 수직배관은 직관으로 간주. Darcy-Weisbach의 식을 사용하며

      마찰손실계수는 0.02 이다.)

라. 펌프의 최소 양정 [m]을 구하시오.

마. 펌프의 축동력 [kW]을 구하시오.

바. 불연재료로 된 천장에 헤드를 다음 그림과 같이 정방형으로 배치하려고 한다. A 및 B의 최대길이를 구하시오.

      (단, 건물은 내화구조이다.)

 
 

가. 펌프의 최소 유량 [ℓ/min]

      유량 Q = 80 [ℓ/min] × N = 80 [ℓ/min] × 30개 = 2,400 [ℓ/min]

나. 수원의 최소 유효수량 [㎥]

      최소 유량 Q = 1.6 [㎥] × N = 1.6 [㎥] × 30 개 = 48 [㎥]

다. 마찰손실수두 [m] (Darcy-Weisbach 식 이용)

라. 펌프의 최소 양정 : H = h1 + h2 + 10

           h1 = 15 m + 1.4 m = 16.4 [m]

           h2 = 50 [m]

         ∴ 전양정 H = h1 + h2 + 10 = 16.4 m + 50 m +10 = 76.4 [m]

마. 펌프의 축동력

바. 정방향 헤드의 설치 간격

    ① 헤드간 간격

         간격 S = 2 R cos 45˚ = 2 × 2.3 [m] × cos 45˚ = 3.25 [m]

    ② 벽과의 간격

          D = S/2 =3.25/2 =1.625 ≒ 1.63 [m]

[참고] 스프링클러헤드 정방형 설치 간격

  ▣ 정방형 설치간격

      S = 2 R cos 45˚ [m]

      L = S : 수평거리, 배관 간격 [m]

             R : 수평거리

  ⊙ 가로개수 : 실가로길이 (30m) ÷ (2 R cos 45°)

  ⊙ 세로개수 : 실세로길이 (20m) ÷ (2 R cos 45°)

 

※ R 값

   ⊙ 무대부, 특수가연물 : 1.7 m 이내

   ⊙ 비내화구조 : 2.1 m 이내

   ⊙ 내화구조 : 2.3 m 이내

   ⊙ 일반래크식 창고 : 2.5 m 이내

   ⊙ 아파트, 공동주책 : 3.2 m 이내

   ⊙ 포설비는 무조건 : 2.1 [m] 이내

[참고] 스프링클러 헤드의 배치기준

설 치 장 소
배치기준 (R)
⊙ 무대부
⊙ 특수가연물을 저장 또는 취급하는 장소  (래크식 창고 포함)
수평거리 1.7 m 이하
⊙ 기타 구조
수평거리 2.1 m 이하
⊙ 내화구조
수평거리 2.3 m 이하
⊙ 래크식 창고 (일반물품)
수평거리 2.5 m 이하
⊙ 공동주택(아파트) 세대내의 거실
수평거리 3.2 m 이하

※ 포 소화설비는 무조건 : 2.1 m 이하

  ▣ 문제의 단서에서 내화구조이므로 수평거리 (R)는 2.3 m 이하이다.

    ① A의 최대길이 : S = 2 R cos 45° = 2 × 2.3 × cos 45˚ = 3.25 m

    ② B의 최대길이 : ½ S = ½ × 3.25 = 1.625 m ≒ 1.63 m

4. 지하 2층, 지상 15층인 어느 건물에 다음과 같은 조건으로 스프링클러설비를 설계하려고 한다. 각 물음에 답하시오.

    [8점] ★★★★★

[조건]

  ① 건축물은 내화구조이며 지상층 (지상 1층 ~ 지상 15층)의 평면도는 다음과 같다.

 

  ② 펌프의 후드밸브로 부터 최상층 헤드까지의 실양정은 40 m 이며 배관의 마찰손실과 관부속품에 대한 마찰손실의 합은

       12 m 이다.

  ③ 펌프의 효율은 65 % 이며 펌프의 동력전달계수의 여유율은 10 % 이다.

가. 전체 지상층에 설치하여야 할 스프링클러 헤드 개수는 정방향으로 배치할 경우 몇 개인가 ?

나. 소화수 공급 입상배관의 배관 구경은 호칭경으로 몇 [㎜]로 하여야 하는가 ? (단, 배관내측 유속은 4 [m/s]이하이다.)

다. 펌프의 전양정 [m]은 얼마인가 ?

라. 펌프의 전동력 [kW]은 얼마인가 ?

 [문제풀이]

가. 스프링클러설비 헤드의 수

  ▣ 설치간격 S = 2 R cos 45 ° = 2 × 2.3 m × cos 45° = 3.252 [m]

    ⊙ 가로 설치개수 : 30 ÷ 3.252 = 9.225 ≒ 10 개

    ⊙ 세로 설치개수 : 20 ÷ 3.252 = 6.45 ≒ 7 개

    ⊙ 한 층의 설치 개수 : 10개 × 7개 = 70 개

    ⊙ 전체 지상층 헤드 설치 개수 = 70 개 × 15층 = 1,050 개

나. 배관의 호칭 구경

   ① 유량 Q = 80 [ℓ/min] × 30 개 = 2,400 [ℓ/min]

   ② 유량 Q = A · v = (π/4 ×d2) · v

   ∴ 호칭구경은 125 [㎜] 를 선정한다.

다. 펌프의 전양정 [m]

      전양정 H = h1 + h2 + 10 = 12 m + 40 m + 10 m = 62 m

라. 펌프의 전동력 [kW]

5. 어느 백화점 건물의 8층에 그림과 같이 습식 스프링클러설비를 설치하려고 한다. 다음 그림 및 조건을 참조하여

      각 물음에 답하시오. [20점] ★★★★★

 
 

※ 위 그림에서 스프링클러 헤드의 가지배관이 막혀 있으므로 전체 헤드수는 8개이다.

     만약 가지배관이 물결 모양이면 생략한 것이므로 헤드 개수는 기준개수를 적용한다.

※ 낙차압력에는 토출양정에 옥상수조압 5 [m]을 더하고 토출양정에는 더하지 않는다.

[조건]

  ① 펌프에서 최고위 말단 헤드까지의 배관 및 부속류의 총 마찰손실은 펌프 자연낙차압의 40% 이다.

  ② 펌프의 진공계 눈금은 550 [㎜Hg]이다.

  ③ 펌프의 체적효율 (ηv)은 0.95, 기계효율(ηm)은 0.95, 수력효율 (ηh)은 0.75 이다.

  ④ 전동기 전달계수 (여유계수)는 1.1 이다.

  ⑤ 표준대기압 상태이다.

가. 주펌프의 양정 [m]을 구하시오.

나. 주펌프의 토출량 [ℓ/min]을 구하시오.

다. 주펌프의 전효율 [%]을 구하시오.

라. 주펌프의 수동력 [kW], 축동력 [kW], 전동력 [kW]을 구하시오.

   ① 수동력       ② 축동력         ③ 전동력

마. 건식 스프링클러설비일 경우 A의 말단시험배관 설치방법을 그림으로 나타내시오.

바. 배관의 신축이음 종류를 5가지 쓰시오.

사. 다음의 소방용 탄소강관의 명칭을 쓰시오.

관의 종류
개관 명칭
KS 규격
SPP
KS D 3507
SPPS
KS D 3562
SPPH
KS D 3564
SPHT
KS D 3570

아. 유량이 80 [ℓ/s]이고 ⓒ관의 마찰손실은 3 [m]이며, ⓑ관의 유량이 20 [ℓ/s]일 때, ⓒ관의 유량 [ℓ/s]과 직경 [㎜]을

      구하시오. (단, 하젠-윌리엄스의 공식을 사용하고 조도는 100 이다.)

 

   ① 유량               ② 직경

[문제풀이]

 가. 주펌프의 양정 [m] H = h1 + h2 + 10

       h1 = 자연낙차압 (40 m + 5 m) × 40 % = 45 × 0.4 = 18 [m]

      ※ 자연낙차압에는 옥상수조압 5 [m]를 적용한다.

       h2 : 흡입양정 : (550[㎜Hg] / 760 [㎜Hg]) × 10.332 m = 7.477 [m]

              토출양정 : 40 m

       ∴ h2 = 7.477 m + 40 m = 47.477 m

       ∴ 전양정 H = h1 + h2 + 10 = 18 m + 47.477 m +10 = 75.477 ≒ 75.48 [m]

 나. 펌프의 토출량 [ℓ/min]

       Q = 80 [ℓ/min] × N = 80 [ℓ/min] × 8 = 640 [ℓ/min]

    ※ 스프링클러설비의 가지배관이 막혀 있으므로 헤드의 개수는 8개이다. 만약에 가지배관의 끝부분이 물결처리

        되었다면 생략한 것이므로 기준개수를 적용한다.

다. 주펌프의 전효율 (η)

       전효율 η = η수력효율 × η체적효율 × η기계효율 = 0.75 × 0.95 × 0.95 = 0.67687

라. 펌프의 수동력[kW], 축동력[kW], 전동력 [kW]은 ?

   ① 수동력 P =0.163 QH = 0.163 × 0.64 × 75.48 = 7.784 ≒ 7.87 [kW]

마. 건식 스프링클러설비일 경우 A의 말단시험배관 설치방법을 그림으로 나타내시오.

 

바. 배관의 신축이음의 종류

   ① 슬리브형 이음       ② 벨로스형 이음           ③ 루프형 이음           ④ 스위블형 이음          ⑤ 볼 조인트

사. 소방용 탄소강관

   ① 배관용 탄소강관    ② 압력배관용 탄소강관      ③ 고압배관용 탄소강관      ④ 고온배관용 탄소강관

아. 유량 [ℓ/s] 및 직경 [㎜]

  ① 유량

     전체 유량 = ⓑ 관 유량 + ⓒ 관 유량

     ⓒ 관 유량 = 전체 유량 - ⓑ 관 유량 = 80 [ℓ/s] - 20 [ℓ/s] = 60 [ℓ/s]

② 직경 [㎜]

    ㉠ △P (마찰손실압력) : 문제에서 3 [m]로 제시되었으므로 0.1[MPa] = 10 [m]로 환산하면 0.03 [MPa]이다.

    ㉡ Q (유량) : ① 에서 구한 값 60 [ℓ/s]이다.

    ㉢ C (조도) : 문제의 단서에서 100 이다.

    ㉣ L (배관의 길이) : 문제의 그림에서 300 [m] 이다.

※ 하젠-윌리엄스의 마찰손실압력 산정식

        여기서, △P : 마찰손실압력 [MPa]

                     Q : 유량 [ℓ/min]

                     C : 관의 조도

                     D : 관의 내경 [㎜]

                      L : 관의 길이 [m]

               ※ 등가길이 (L)을 적용할 것

[참고] 시험장치 설치 기준

  ① 습식스프링클러설비 및 부압식 스프링클러설비에 있어서는 유수검지장치 2차측 배관에 연결하여 설치하고 건식

        스프링클러설비인 경우 유수검지장치에서 가장 먼 거리에 위치한 가지배관의 끝으로 부터 연결하여 설치할 것.

        유수검지장치 2차측 설비의 내용적이 2,840[ℓ]를 초과하는 건식 스프링클러설비의 경우 시험장치 개폐밸브를 완전

        개방후 1분 이내에 물이 방사되어야 한다.

  ② 시험장치 배관의 구경은 25 [㎜] (화재조기진압용 스프링클러설비 : 32 [㎜]) 이상으로 하고 그 끝에 개폐밸브 및 개방형

       헤드 또는 스프링클러 헤드와 동등한 방수성능을 가진 오리피스를 설치할 것. 이 경우 개방형 헤드는 반사판 및 프레임

       을 제거한 오리피스만으로 설치할 수 있다.

  ③ 시험배관의 끝에는 물받이 통 및 배수관을 설치하여 시험중 방사된 물이 바닥에 흘러 내리지 아니하도록 할 것 (목욕

        실, 화장실 또는 그 밖의 곳으로서 배수처리가 쉬운 장소에 시험배관을 설치한 경우는 제외)

[참고] 배관용 강관의 종류

  ① 배관용 탄소강관 (SPP, KS D 3507) : 1.2 MPa 이하, 350 ℃ 이하에서 사용

  ② 압력배관용 탄소강관 (SPPS, KS D 3564) : 1.2~10 MPa 이상, 350 ℃ 이하에 사용

  ③ 고압배관용 탄소강관 (SPPH, KS D 3564) : 10 MPa 이상, 350℃ 이하에 사용

  ④ 저온배관용 탄소강관 (SPLT, KS D 3569) : 0℃ 이하에 사용

  ⑤ 고온배관용 탄소강관 (SPHT, KS D 3570) : 350℃ 이상에 사용

  ⑥ 배관용 스테인리스강관 (STS-TP KS D 3576) : 내식용 · 저온용 · 고온용 등에 사용

[참고] 배관용 강관의 종류

관의 종류
개관 명칭
KS 규격
SPP
배관용 탄소강관
KS D 3507
SPPS
압력배관용 탄소강관
KS D 3562
SPPH
고압배관용 탄소강관
KS D 3564
SPHT
고온배관용 탄소강관
KS D 3570
SPLT
저온배관용 탄소강관
KS D 3569
STS-TP
배관용스테인리스 강관
KS D 3576

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1. 이산화탄소 소화배관의 최고 사용압력이 5[MPa]이고 인장강도가 380 [MPa]인 압력 배관용 탄소강을 배관재료로 사용

     했을 경우 이 압력배관용 탄소강관의 스케줄 수를 산정하시오. (단, 안전율은 4이고 스케줄 수는 10, 20, 30, 40, 60, 80

     에서 선정한다)  [4점] ★★★★★

   문제의 단서에서 스케줄 수는 60을 선정한다.

[해설] 스케줄 수 (Schedule No.)

  ※ 스케줄 수는 대개100 이하가 답이다. 보통 60, 80, 100 이 답이다.

  ※ 문제의 단서에서 스케줄 수 60을 선정한다.

2. 어느 배관의 인장강도가 200 [N/㎟]이고 내부 작업응력이 4 [MPa]이었다. 이 배관의 스케줄 수를 구하시오. (단, 안전율

     은 4이다) [4점) ★★★★★

[해설] 스케줄 수 (Schedule No.)

   ⊙ 인장강도 : 200[N/㎟]=200×10-3 × (1,000)2 =200,000 [kN/㎡]

   ⊙ 내부 작업 응력 : 4 [MPa] = 4,000 [kPa] = 4,000 [kN/㎡]

3. 어느 배관의 인장강도가 20 [㎏f/㎟]이고 내부 작업응력이 40 [㎏f/㎠] 라면 이 배관의 스케줄 수는 얼마인가 ? (단, 안전율

      은 4이다) [4점] ★★★★★

  [풀이] ⊙ 인장강도 : 20 [㎏f/㎟] = 20 × 102 =2,000 [㎏f/㎠]

            ⊙ 내부 작업 응력 : 40 [㎏f/㎠]

[해설] 스케줄 수 (Schedule No.) 

   ⊙ 인장강도 : 20 [㎏f/㎟] = 20 × 102 [㎏f/㎠]

   ⊙ 내부작업응력 : 40 [㎏f/㎠]

4. 어느 배관의 허용응력이 250 [MPa], 배관의 두께는 3[㎜], 배관의 길이가 1.5[m] 일 경우, 내부 압력 [MPa]을 구하시오.

     [4점] ★★★★★

[해설] 내부 압력

       여기서, σw : 허용 응력 [MPa],              P : 내부 압력 [MPa]

                    ℓ : 배관의 길이 [㎝]                   t : 배관의 두께 [㎝]

         ⊙ σw (허용응력) : 250 [MPa]

         ⊙ t (배관의 두께) : 3 [㎜] = 0.3 [㎝]

         ⊙ ℓ [배관의 길이) : 1.5 [m] = 150 [㎝]

5. 내경이 2 [m] 이고, 길이가 1.5 [m]인 원통형 내압용기가 두께 3 [㎜]의 연경판으로 제작되었다. 용접에 의한 허용응력

     감소를 무시할 때 이 내압용기 내부에 허용할 수 있는 최고 압력 [MPa]을 구하시오. (단, 내압용기 재료의 허용응력

      σw = 250 [MPa]이다)  [4점] ★★★

[해설] 용기 내부에서 허용할 수 있는 최고 압력

여기서, t : 용기의 두께 [㎜]

            P : 용기 내부에 허용할 수 있는 최고 압력 [MPa]

           D : 용기의 내경 [㎜]

           σw : 용기재료의 허용 압력 [MPa]

            E : 용접효율 [%]

          ⊙ σw (용기재료의 허용압력) : 250 [MPa]

          ⊙ E (용접효율) : 문제의 조건에 없으므로 적용하지 않는다.

          ⊙ t (용기의 두께) : 3 [㎜]

          ⊙ D (용기의 내경) : 2 [m] = 2,000 [㎜]

              ∴ 용기 내부에 허용할 수 있는 최고 압력

6. 특정 소방대상물에 옥내 소화전 설비 배관공사를 할 때 강관을 사용할 경우 배관의 이음 방법 3가지를 쓰시오 [3점]

     ★★★ (자주 출제)

  ① 나사 이음          ② 용접 이음                 ③ 플랜지 이음

[해설] 강관의 이음 방법

  가. 수계소화설비 : 나사 이음(접합), 용접 이음(접합) , 플랜지 이음(접합)

  나. 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화설비

       ⊙ 나사 이음(접합), 용접 이음(접합) , 플랜지 이음(접합), 압축 이음 (접합)

<강관의 이음 방법>

 가. 나사 이음 (Screw joint)

   ① 관에 나사를 내어 연결시키는 이음

   ② 엘보(elbow), 티 (Tee), 십자 (Cross), 소켓(Socket), 니플(Nipple), 유니온(Unin), 캡(Cap) 등을 사용하여 접속한다.

 나. 용접 이음 (Welded joint)

   ① 방법 : 전기용전, 가스 용접

   ② 종류 : 맞대기 이음, 슬리브 이음, 플랜지 용접 이음

   ③ 장점

      ㉠ 유체의 저항손실이 적다.

      ㉡ 보온재의 시공이 용이하다.

      ㉢ 접합부의 강도가 강하다.

      ㉣ 누수의 염려가 적다.

      ㉤ 시설 유지 보수비가 절감된다.

 다. 플랜지 이음 (Flange joint)

  ① 용접 접합과 나사 접합이 있으며, 주로 용접접합을 사용한다. 용접 플랜지 접합은 파이프 내면도 접합하므로 파이프의

       길이는 플랜지의 접촉면 보다 파이프 두께 만큼 짧게 한다.

  ② 설치하는 경우

      ㉠ 두개의 직관을 이을 때

      ㉡ 두개의 기기를 접속할 때

      ㉢ 분해 · 교환 · 증설 또는 수리를 용이하게 하기 위해서

7. 배관내의 온도의 변화에 따라 배관이 팽창 또는 수축을 하므로 배관, 기구의 파손이나 굽힘을 방지하기 위하여 신축

    이음을 한다. 이러한 신축 이음의 종류 5가지를 쓰시오.  [5점] ★★★★★ (자주 출제)

    ① 슬리브형         ② 벨로스형       ③ 루프형          ④ 스위블형          ⑤ 볼 조인트

[해설] 신축 이음

  가. 신축이음 : 온도 변화에 따른 배관의 신축으로 배관이 파손되는 것을 방지하기 위한 이음

  나. 신축이음의 종류

    ① 슬리브형 (Sleeve type)            ② 벨로스형 (Bellows type)

    ③ 루프형 (Loop type)                   ④ 스위블형 (Swivel type)

    ⑤ 볼 조인트 (Ball joint)

8. 다음은 수계소화설비에 사용되는 부속품에 대한 설명이다. 가. ~ 바. 까지 알맞은 명칭을 쓰시오. [6점] ★★★★★

   가. 90 [˚] 각진 부분의 배관 연결용 이음쇠 : 엘보 (elbow)

   나. 직경이 서로 다른 관과 관을 접속하는데 사용하는 관 이음쇠 : 리듀셔 (Reducer)

   다. 대기압 이상의 압력과 이하의 압력을 측정할 수 있는 압력계 : 연성계

   라. 배관 내의 이 물질을 제거하기 위한 기기로서 여과망이 달린 둥근 통이 45 [˚] 경사지게 부착되어 있다.

          Y형 스트레이너(Strainer)

   마. 배관 도중에 설치하여 유체의 흐름을 완전히 차단 조정하는 밸브 : 게이트 밸브

   바. 원심펌프의 흡입관 아래에 설치하여 펌프가 기동할 때 흡입관을 만수 상태로 만들어 주기 위한 밸브 : 후드 밸브

[해설] 관 부속품

  가. 90˚ 엘보 : 90˚ 로 각진 부분의 배관 연결용 관 이음쇠

  나. 리듀셔 : 직경이 서로 다른 관과 관을 접속하는데 사용하는 관 이음쇠

  다. 연성계 : 대기압 이상의 압력과 이하의 압력을 측정할 수 있는 계기

  라. Y형 스트레이너 : 배관 내의 이 물질을 제거하기 위한 기기로서 여과망이 달린 둥근 통이 45˚ 경사지게 부착되어 있다.

 

  마. 게이트 밸브 : 배관 도중에 설치하며 유체의 흐름을 완전히 차단 또는 조정하는 밸브

 

  바. 후드 밸브 : 펌프의 흡입관 아래에 설치하여 펌프가 기동할 때 흡입관을 만수 상태로 만들어 주기 위한 밸브 (역류방지,

                          여과 기능)

9. 다음 배관 부속품 및 밸브의 종류에 관한 알맞은 답을 쓰시오. [8점] ★★★★★

  가. 유체 속에 포함된 불순물을 제거하여 이 물질이 유입하는 것을 방지하는 장치 : 스트레이너(Strainer, Y형 스트레이너 :

        45 ˚ 경사지게)

  나. 관속을 흐르는 유체의 방향을 45˚ 또는 90˚ 로 변경할 때 사용하는 관 이음쇠  : 엘보 (elbow)

  다. 지름이 서로 다른 관과 관을 접속하는데 사용하는 관 이음쇠 : 리듀셔

  라. 유체의 흐름 방향을 직각으로 바꿀 경우에 사용하는 밸브 : 앵글밸브 (Angle valve)

  마. 펌프의 순환배관 상에 설치되는 밸브로서 펌프의 체절압력 미만과 설정압력 사이에서 개방 · 작동되고, 사용자가 설정

        압력을 조정해서 사용하는 밸브 : 릴리프 밸브

  바. 밸브의 개폐 상태 여부를 용이하게 육안으로 판별하기 위한 밸브 : 개폐 표시형 밸브

  사. 배관 연결 부분에 가스킷 (Gasket)을 삽입하고 볼트로 체결하는 관이음 방법 : 플랜지 이음

  아. 펌프 성능 시험 배관의 유량 측정장치의 후단에 설치하는 밸브 : 유량조절밸브

  ※ 물을 사용할 때는 릴리프 밸브, 가스를 사용할 때는 안전밸브 라고 한다.

[해설] 관 부속품

  가. 스트레이너 (Strainer) : 유체 속에 포함된 불순물을 제거하여 이물질이 유입하는 것을 방지하는 장치

    ① Y형 스트레이너 : 45˚ 경사진 Y형 본체에 원통형 금속망을 넣은 것으로 유체에 대한 저항을 적게 하기 위하여 유체는

                                    망의 안쪽에서 바깥쪽으로 흐르게 되어 있으며  밑 부분에 플러그를 설치하여 불순물을 제거하게

                                     되어 있다.

    ② U형 스트레이너 : 주철재의 본체 안에 여과망을 설치한 둥근 통을 수직으로 넣은 것으로 유체는 망의 안쪽에서 바깥

                                      쪽으로 흐른다. 구조상 유체는 직각으로 흐름의 방향이 바뀌므로 Y형 스트레이너에 비하여 유체에

                                       대한 저항이 크나 보수 · 점검이 용이하며 주로 오일 스트레이너에 많이 쓰인다.

  나. 엘보(elbow) : 관속을 흐르는 유체의 방향을 45˚ 또는 90˚ 로 바꿀 때 사용하는 관이음쇠

  다. 리듀서 (Reducer) : 지름이 서로 다른 관과 관을 접속하는데 사용하는 관 이음쇠

  라. 앵글밸브 (Angle valve) : 유체의 흐름 방향을 직각으로 바꿀 때 사용하는 밸브

  마. 릴리프 밸브 (Relief valve) : 펌프의 순환배관 상에 설치되는 밸브로서 펌프의 체절 압력 미만과 설정된 압력 사이에서

                              개방 · 작동되고, 사용자가 설정 압력을 조절해서 사용하는 밸브

  바. OS & Y 밸브 (Outstem Screw & York valve) = 개폐표시형 밸브 주관로상에 사용하며 밸브 디스크가 밸브봉의 나사에

                             의하여 밸브시트에 직각 방향으로 개폐가 이루어지며 일명 "게이트 밸브"라고도 부른다.

  사. 플랜지 이음 (Flange joint)

    ① 용접접합과 나사접합이 있으며 주로 용접접합에 사용한다. 용접플랜지 접합은 파이프 내면도 용접하므로 파이프의

         길이는 플랜지의 접촉면 보다 파이프의 두께 만큼 짧게 한다.

    ② 설치하는 경우

       ㉠ 두개의 직관을 이을 때

       ㉡ 두개의 기기를 접속할 때

       ㉢ 분해 · 교환 · 증설 또는 수리를 용이하게 하기 위해

  아. 유량조절밸브 : 펌프성능시험 배관의 유량 측정장치 후단에 설치하는 밸브

10. 소화설비에 사용되는 앵글밸브의 기능 및 글로브 밸브의 기능을 쓰시오. [5점] ★★ (한번 나옴)

  ① 앵글 밸브 (Angle valve) : 유체의 흐름을 차단하거나 유량을 제어하는 스톱밸브로서 밸브내에서 유체의 흐름방향이

                                               변하여 유체가 흐르는 방향에 따라 입구와 출구가 직각(90˚)인 밸브

  ② 글로브 밸브 (Glove valve) 유체의 흐름을 차단하거나 유량을 제어하는 스톱밸브로서 밸브 내에서 유체의 흐름방향이

                                               변하여 유체가 흐르는 방향에 따라 입구와 출구가 일직선상 (180˚)에 있는 밸브

[해설] 앵글밸브 · 글로브 밸브

  가. 앵글 밸브 (Angle valve)

     ⊙ 유체가 흐르는 방향에 따라 입구와 출구가 직각인 밸브

  나. 글로브 밸브 (Glove valve)

     ⊙ 유체가 흐르는 방향에 따라 입구와 출구가 일직선상에 있는 밸브

11. 체크밸브의 종류를 크게 2가지로 분류하여 설명하시오. [4점] ★★★★★

  가. 리프트형 : 유체의 압력에 의해 밸브가 수직으로 올라가게 되어 있으며 밸브의 리프트는 지름의 1/4 정도이고 흐름에

                         대한 마찰저항이 크고, 수평배관에 주로 사용한다.

  나. 스윙형 : 핀을 축으로 회전하며 개폐되므로 유수에 대한 마찰저항이 리프트형 보다 작고 수직 · 수평 어느 배관에도

                         사용할 수 있다.

[해설] 체크 밸브 (Check valve)

  ▣ 유체의 흐름이 한쪽 방향으로 역류를 하면 자동적으로 밸브가 닫혀지는 구조의 밸브로서 리프트형(Lift type)과 스윙형

        (Swing type)이 있다.

  ① 리프트형 : 유체의 압력에 의해 밸브가 수직으로 올라가게 되어 있으며 밸브의 리프트는 지름의 1/4 정도이고, 흐름에

                         대한 마찰저항이 크고 수평배관에 주로 사용한다.

 

  ② 스윙형 : 핀을 축으로 회전을 하며 개폐되므로 유수에 대한 마찰 저항이 리프트형 보다 작고 수평 · 수직 어느 배관에도

                     사용할 수 있다.

 

12. 다음 밸브의 정확한 명칭 및 ①의 용도를 쓰시오. [4점] ★★★★★

 

  가. 명칭 : 스모렌스키 체크 밸브

  나. ① 의 용도 : 바이배프밸브를 열어 주면 2차측 배관의 물을 1차측으로 흐르게 할 수 있어 배관의 유지 보수가 용이하여

                           주배관에 주로 사용한다.

  ※ 체크 밸브 : 역류 방지기능, 스모렌스키 체크 밸브 : 역류방지 기능+바이패스 기능

[해설] 스모렌스키 체크 밸브

  가. 스모렌스키 체크 밸브

    ▣ 리프트형 체크 밸브 내에 디스크가 달려 충격을 완화시키는 작용을 하는 체크 밸브

 

  나. 스모렌스키 체크 밸브의 기능

    ① 역류방지 기능 : 유체의 흐름이 역류하면 자동적으로 밸브가 닫혀진다.

    ② 수격방지 기능 : 스모렌스키 체크 밸브 내에 스프링 및 완충깃이 설치되어 있어 수격작용(Water hammering)을 방지

                                  한다.

    ③ 바이 패스 기능 : 평상시에는 체크밸브 기능(역류방지기능)을 하며 바이패스 밸브를 열어 주면 2차측 배관의 물을

                                 1차측으로 흐르게 할 수 있어 배관의 유지 보수가 용이하며 주 배관상에 주로 설치한다.

13. 다음은 소방용 배관 설계도면에서 사용하는 기호(심벌)을 도시한 것이다. 각각의 명칭을 쓰시오. [4점] ★★★★★

 

14. 다음 도시기호의 명칭을 쓰시오. [5점] ★★★★★

 

15. 다음 명칭에 대한 도시기호(심벌)을 그리시오 [6점] ★★★★★

 

16. 다음의 명칭을 도시 기호로 나타내고, 도시기호에는 해당 명칭을 쓰시오.  [4점] ★★★★★

 

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