소방펌프차 고압방수 시 체절운전에 따른 압력 변화 연구

A study on the pressure change according to churn pressure operation during spraying high-pressure water with fire pump of the fire-fighting vehicle

본 연구는 고압소방펌프를 장착한 소방펌프 로드테스트 장비로 고압방수 시 체절 운전을 하는 경우 압력 변화를 측정하기 위한 실증적 실험을 하였다. “소방자동차용 소방펌프의 성능에 관한 KFI 인정기준”에 규격방수압력은 0.85㎫, 고압방수압력은 1.4㎫ (V급 회전용적형펌프 제외)로 규정되어 있다. 따라서, 국내에서 생산되는 펌프로는 2㎫ 이상의 고압방수가 불가능하여, 외국산 펌프 중 사용압력이 고압방수 시 5.4㎫ / 770LPM, 저압방수 시 1.7㎫ / 7,750LPM (제조사 사양)인 펌프를 구매하여 소방펌프차와 유사한 형태로 로드테스트 장비를 제작하여 성능시험을 하였다. 성능시험 조건은 소방호스 65A를 15벌을 연결 후 Y커플링을 사용하여 40A 소방호스 5벌을 2선으로 연결하여 관창을 2개로 방수하였다. 소방호스는 꺽임이나 꼬임없이 로드테스트 장비부터 관창까지 약 300m 정도의 거리로 전개하였다. 펌프의 압력을 0.5㎫부터 펌프의 최대압력까지 0.5㎫씩 압력을 상승 시키면서 실험을 하였으며, 이때 관창은 1,2선 동시방수, 1선 방수(2선차단) 시 각각의 펌프압력과 선단방수압력을 측정하였다. 펌프압력이 2.0㎫ 일때 1,2선 동시 방수 시 선방수압력은 0.5㎫로 측정되었이며, 이때 1선 차단 시 펌프는 3.25㎫로 63% 상승하였고, 관창 한 개에서의 방수압력은 1.58㎫로 무려 216%나 증가하였다. 또한, 관창 1,2선 모두 방수 시 펌프의 최대 압력은 2.6㎫, 선단방수압력은 0.95㎫로 측정되었다. 이때 1선 차단 시 펌프의 압력은 급격히 상승하여 1,2선 방수 동시 방수 시 보다 펌프압력은 50% 상승한 3.9㎫, 선단방수압력은 100% 상승한 1.9㎫로 측정되었다. 고압으로 방수 중 관창 1선을 차단 시 방수량의 감소와 Y카플링에서 관창까지의 마찰손실이 없어지면서 방수중인 관창에 영향을 끼친 것으로 판단되며, 실제 화재현장에서 갑작스런 선단방수압력 상승으로 인해 안전사고 발생의 우려가 매우 크므로 관창 차단 시 순간적인 방수량 감소를 감지하여 방수 중인 다른 관창으로 압력이 상승하는 것을 방지할 수 있는 안전장치 설치의 필요성이 있는 것을 확인하였다.