KR100306661B1

KR100306661B1 - 자동차용 화재 감시 및 소화장치

Info

Publication number: KR100306661B1
Application number: KR1019990012724A
Authority: KR
Inventors: 김응식
Original assignee: -; 주식회사 호서세이프티
Priority date: 1999-04-12
Filing date: 1999-04-12
Publication date: 2001-09-13
Also published as: KR20000065939A

Abstract

본 발명은 자동차용 화재 감시 및 소화장치에 관한 것으로서, 엔진(11), 배기 매니폴드(12), 라디에터(13)의 방열에 의한 실내 온도의 상승을 방지하기 위한 방화벽(14)을 지니는 자동차에 있어서: 상기 방화벽(14) 상에 적절히 보호되도록 장착되고, 전기 스파크를 감지하여 신호를 발생하는 자외선 센서(21); 상기 방화벽(14) 상에 적절히 보호되도록 장착되고, 열을 감지하여 신호를 발생하는 적외선 센서(22); 화재를 진화하기 위한 소정의 약제를 수용하고, 솔레노이드(25)에 의해 유로가 개폐되는 밸브(23)를 지니는 소화기(30); 그리고 운전자의 인식이 용이하도록 실내의 인스트루먼트 패널(15) 상에 설치되는 램프(26)(27); 상기 자외선 센서(21) 및 적외선 센서(22)의 입력에 따라 화재로 판단되면 상기 램프(26)(27)를 온시키는 동시에 상기 솔레노이드(25)에 신호를 출력하여 소화기(30)에서 약제가 분출되도록 하는 제어기(20)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 함에 따라, 자동차를 운행하는 도중에 엔진룸에서 화재가 예상되면 경보하고 실제로 화재가 발생하면 진화하여 탑승자의 안전을 최대한 도모하는 효과가 있다.

Description

자동차용 화재 감시 및 소화장치{Apparatus For Monitoring And Extinguishing Automobile Fire}

본 발명은 자동차용 화재 감시 및 소화장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동차를 운행하는 도중에 엔진룸에서 화재가 예상되면 경보하고 실제로 화재가 발생하면 진화하여 탑승자의 안전을 최대한 도모하는 자동차용 화재 감시 및 소화장치에 관한 것이다.

1970년대 이후 우리나라의 국가경제는 지속적인 경제성장을 거듭함으로써 국민 소득수준이 향상되고 자동차 산업이 발달함에 따라 자동차의 보유대수도 급격히 증가하였다. 반면 자동차의 급증에 대한 반작용으로 교통문제 뿐아니라 자동차 화재로 인한 인명 및 재산 피해를 초래하고 있다.

이러한 사실에도 불구하고 자동차 화재에 대한 인식이 부족하여 자동차 내에 휴대용 소화기를 비치하지 않고 운행하는 경우가 태반이다. 소화기를 비치한다고 하더라도 안전벨트를 착용한 탑승자가 신체를 움직이지 못하거나 의식을 잃은 상태라면 진화를 할 수 없게 된다.

현재 국내에는 화재를 감시하는 시스템을 장착한 자동차가 실용화되고 있지 않으나 일부 외국의 자동차에는 전자 감응기로 엔진 내부에서 특정부위의 열을 감지하여 열적 환경에 대한 정보를 판단하고 소화약제를 분사하는 시스템이 적용되고 있는 실정이다.

그러나 이러한 시스템은 화재의 진행 빠른 속도로 이루어지기 때문에 전기 장치가 손상을 입은 경우 작동이 불가능하게 되고 국부적인 화재만 감시할 수 있어 정확한 화재 판단이 곤란하다는 단점이 있다.

그러므로 본 발명의 목적은 상기한 단점을 해소하기 위한 것으로서, 자동차를 운행하는 도중에 엔진룸에서 화재가 예상되면 경보하고 실제로 화재가 발생하면 진화하여 탑승자의 안전을 최대한 도모하는 자동차용 화재 감시 및 소화장치를 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 장치의 주요부 구성을 나타내는 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 소화기를 부분적으로 확대하여 나타내는 구성도,

도 3은 본 발명에 따른 제어를 수행하기 위한 주요부 회로의 블록도,

도 4 및 도 5는 자동차의 온도 프로파일을 측정한 결과를 나타내는 그래프.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *

11 : 엔진 12 : 배기 매니폴드

13 : 라디에터 14 : 방화벽

15 : 인스트루먼트 패널 20 : 제어기

21 : 자외선 센서 22 : 적외선 센서

23 : 밸브 24 : 압력계

25 : 솔레노이드 26, 27 : 램프

28 : 피스톤 29 : 스프링

30 : 소화기

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 엔진(11), 배기 매니폴드(12), 라디에터(13)의 방열에 의한 실내 온도의 상승을 방지하기 위한 방화벽(14)을 지니는 자동차에 있어서: 상기 방화벽(14) 상에 적절히 보호되도록 장착되고, 전기 스파크를 감지하여 신호를 발생하는 자외선 센서(21); 상기 방화벽(14) 상에 적절히 보호되도록 장착되고, 열을 감지하여 신호를 발생하는 적외선 센서(22); 화재를 진화하기 위한 소정의 약제를 수용하고, 솔레노이드(25)에 의해 유로가 개폐되는 밸브(23)를 지니는 소화기(30); 그리고 운전자의 인식이 용이하도록 실내의 인스트루먼트 패널(15) 상에 설치되는 램프(26)(27); 상기 자외선 센서(21) 및 적외선 센서(22)의 입력에 따라 화재로 판단되면 상기 램프(26)(27)를 온시키는 동시에 상기 솔레노이드(25)에 신호를 출력하여 소화기(30)에서 약제가 분출되도록 하는 제어기(20)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이때 상기 소화기(30)의 밸브(23)는 약제가 넓게 분출되도록 복수의 노즐(23a)을 구비하고 약제의 상태를 인식할 수 있도록 타측의 유로 상에 압력계(24)를 구비한다.

상기 제어기(20)는 자외선 센서(21)의 입력으로 화재를 예상하여 제 1 램프(26)를 온시키고 적외선 센서(22)의 입력으로 실제 화재를 판단하여 제 2 램프(27) 및 솔레노이드(25)를 작동시킨다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 장치의 주요부 구성을 나타내는 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 제어를 수행하기 위한 주요부 회로의 블록도이다.

본 발명은 엔진(11), 배기 매니폴드(12), 라디에터(13)의 방열에 의한 실내 온도의 상승을 방지하기 위한 방화벽(14)을 지니는 자동차에 관련된다. 방화벽(14)은 엔진룸에서 자동차의 실내와 인접하는 부분에 설치되어 엔진룸의 열이 실내로 전달되는 것을 차단하는 기능을 지닌다.

본 발명에 따르면 전기 스파크를 감지하여 신호를 발생하는 자외선 센서(21)가 상기 방화벽(14) 상에 적절히 보호되도록 장착된다. 자외선 센서(21)는 유브이트론(UVtron)을 사용하는데 스파크에서 발생되는 자외선을 감지할 수 있다. 스파크는 엔진(11)의 배선부분에서 발생하는 고전압 방전현상으로서 누출된 연료에 인화되면 화재를 유발하게 된다. 자외선 센서(21)는 스파크의 세기에 따라 펄스의 주기가 가변되는, 즉 단위시간당 펄스수가 변화하는 형식을 적용한다.

또, 본 발명에 따르면 열을 감지하여 신호를 발생하는 적외선 센서(22)가 상기 방화벽(14) 상에 적절히 보호되도록 장착된다. 적외선 센서(22)는 인프라레드 서모파일(Infra-red Thermopile)을 사용하는데 고온의 물체가 방사하는 적외선을감지하고 적외선 양에 비례하는 아날로그 신호를 생성한다. 적외선 센서(22)의 아날로그 신호는 A/D 컨버터로 디지털화할 수도 있고 비교기를 이용하여 온/오프 신호로 변환할 수도 있다.

이와 같은 자외선 센서(21)와 적외선 센서(22)를 방화벽(14)상에 적절히 보호되도록 수용하는 것은 엔진룸의 고온의 환경하에서 에러가 발생하는 것을 방지하여 작동의 신뢰성과 내구성을 높이기 위함이다. 자외선 센서(21)는 엔진(11)의 주변을 전체적으로 감시할 수 있도록 적절히 개방적으로 설치해야 하는 반면 적외선 센서(22)는 자외선 센서(21) 보다 더욱 차폐되도록 설치할 수 있다.

본 발명에 따르면 화재를 진화하기 위한 소정의 약제를 수용하는 소화기(30)가 엔진룸에 장착된다. 소화기(30)의 위치는 엔진(11)을 중심으로 하되 배기 매니폴드(12)와 라디에터(13)를 포함할 수 있는 장소가 바람직하다. 소화기(30)는 솔레노이드(25)의 작동에 의해 내부의 유로를 개방하기 위한 밸브(23)를 상측으로 지닌다.

또, 본 발명에 따르면 운전자의 인식이 용이하도록 실내의 인스트루먼트 패널(15) 상에 램프(26)(27)를 설치한다. 램프(26)(27)는 인스트루먼트 패널(15)에 설치되는 다른 경보수단(예컨대 연료부족 LED, 배터리전압 LED 등)처럼 경보의 내용을 인식할 수 있는 문자나 도형을 구비한다.

이때 램프(26)(27)는 서로 다른 색으로 발광하도록 하여 경보의 차등화를 두는 것이 필요하다. 예컨대 제 1 램프(26)는 황색으로, 제 2 램프(27)는 적색으로 하면 경보의 경중을 판단하기 용이하다.

또, 본 발명에 따르면 상기 자외선 센서(21) 및 적외선 센서(22)의 입력에 따라 화재로 판단되면 상기 램프(26)(27)를 온시키는 동시에 상기 솔레노이드(25)에 신호를 출력하여 소화기(30)에서 약제가 분출되도록 하는 제어기(20)를 사용한다. 제어기(20)는 통상적으로 자동차에 탑재되는 ECU(Electric Control Unit)를 사용할 수도 있고 8비트 마이크로 프로세서, 메모리, 입출력 인터페이스로 구성된 별도의 마이콤회로를 사용할 수도 있다.

도 2는 본 발명에 따른 소화기를 부분적으로 확대하여 나타내는 구성도가 도시된다.

본 발명에 따르면 소화기(30)의 밸브(23)는 약제가 넓게 분출되도록 복수의 노즐(23a)을 구비하고 약제의 상태를 인식할 수 있도록 타측의 유로 상에 압력계(24)를 구비한다. 밸브(23)에서 상하로 관통되는 유로상에는 피스톤(28)이 장착된다. 피스톤(28)의 하단부는 단이 형성되고 스프링(29)에 의한 가압을 받아 유로를 폐쇄하고 있는 상태이다. 상하로 관통되는 유로와 수평으로 교차하는 유로는 노즐(23a)로서 방사상으로 형성하여 엔진룸의 넓은 범위를 향하도록 한다. 상기한 유로와 다른 위치에 유로를 형성한 후 압력계(24)를 설치하여 소화기(30) 내의 약제의 충전 상태를 육안으로 확인할 수 있도록 한다. 피스톤(28) 상에는 O링을 설치하여 약제가 누출되지 않도록 한다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 제어기(20)는 자외선 센서(21)의 입력으로 화재를 예상하여 제 1 램프(26)를 온시키고 적외선 센서(22)의 입력으로 실제 화재를 판단하여 제 2 램프(27) 및 솔레노이드(25)를 작동시킨다.제어기(20)는 자외선 센서(21)의 펄스신호를 입력하는데 펄스의 주기가 빨라지면 스파크가 발생중임을 판단하여 제 1 램프(26)를 온시킨다. 적외선 센서(22)의 입력은 임계값을 설정한 비교기를 통하여 받는데 온신호가 입력되면 화재발생으로 판단하고 솔레노이드(25)를 작동하여 소화액이 분출되도록 한다.

이때 적외선 센서(22)와 연결되는 비교기의 임계값을 얼마로 설정하는가는 화재시 진화를 위한 작동의 신뢰성을 위해 중요한 요소가 되는바 본 발명에서는 엔진룸의 온도 분포를 실측하는 실험을 수행하였다.

도 4 및 도 5는 자동차의 온도 프로파일을 측정한 결과를 나타내는 그래프가 도시된다.

자동차 엔진룸에는 엔진(11), 배기 매니폴드(12), 라디에터(13) 등의 발열원이 존재하고 이들 부위는 자동차의 운전상태에 따라 열적 환경이 달라진다. 화재의 발생을 정확하게 판단하기 위해서는 발열원 본래의 열과 화재로 인한 열을 빠른 시간내에 구분할 수 있어야 한다. 자동차 주행에 따라 열적 환경이 안정하게 유지되는 공간내에 자외선 센서(21) 및 적외선 센서(22)를 설치하는 것도 정확한 판단을 위해 필수적인 사항이다.

도 4에서 본 발명에 따른 실측에 의하면 배기 매니폴드(12) 표면은 주행전 공회전 상태에서 18℃의 온도가 20여분 후에는 200℃까지 상승하며, 본넷하부는 10여분 후 60℃로 상승한 후 시간이 경과하여도 그 이상 상승하지 않아 온도 변화폭이 가장 작다는 사실이 밝혀졌다. 도 5에서 주행속도에 따른 온도 프로파일도 크게 다르지 않아 40㎞ 이하의 저속에서 배기 매니폴드(12)의 온도가 200℃ 이상 급상승하는 반면 그 이상의 속도에서는 전반적으로 80℃ 이하의 범위에서 안정된 상태를 보인다.

이때 도시에는 없으나 방화벽(14) 부근의 온도는 70℃ 내외의 안정적인 상태로 측정되었으며 화재 발생시 화염에 의하여 이 부분의 온도가 200℃ 이상으로 급상승하는 것도 밝혀졌다.

그러므로 본 발명에서 제어기(20)는 수초 내에 온도가 200℃에 이르는 것으로 판단할 때 상기 제 2 램프(27)와 솔레노이드(25)를 작동하도록 구성한다. 적외선 센서(22)의 감지 범위는 적어도 65∼200℃가 되어야 한다. 제어기(20)는 자외선 센서(21)의 입력으로 위험을 판단한 후 설정된 시간내에 적외선 센서(22)의 입력이 온되는지 판단하여 출력을 발생한다. 제어기(20)의 출력으로 배터리 전원이 솔레노이드(25)에 인가되면 피스톤(28)이 하강하고 소화기(30)에서 소화약제가 분출되므로 신속하게 진화된다.

이상의 구성 및 작용을 지니는 본 발명의 자동차용 화재 감시 및 소화장치는 자동차를 운행하는 도중에 엔진룸에서 화재가 예상되면 경보하고 실제로 화재가 발생하면 진화하여 탑승자의 안전을 최대한 도모하는 효과가 있다.

Claims

엔진(11), 배기 매니폴드(12), 라디에터(13)의 방열에 의한 실내 온도의 상승을 방지하기 위한 방화벽(14)을 지니는 자동차에 있어서:

상기 방화벽(14) 상에 적절히 보호되도록 장착되고, 전기 스파크를 감지하여 신호를 발생하는 자외선 센서(21);

상기 방화벽(14) 상에 적절히 보호되도록 장착되고, 열을 감지하여 신호를 발생하는 적외선 센서(22);

화재를 진화하기 위한 소정의 약제를 수용하고, 솔레노이드(25)에 의해 유로가 개폐되는 밸브(23)를 지니는 소화기(30); 그리고

운전자의 인식이 용이하도록 실내의 인스트루먼트 패널(15) 상에 설치되는 램프(26)(27);

상기 자외선 센서(21) 및 적외선 센서(22)의 입력에 따라 화재로 판단되면 상기 램프(26)(27)를 온시키는 동시에 상기 솔레노이드(25)에 신호를 출력하여 소화기(30)에서 약제가 분출되도록 하는 제어기(20)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차용 화재 감시 및 소화장치.
제 1 항에 있어서,

상기 소화기(30)의 밸브(23)는 약제가 넓게 분출되도록 복수의 노즐(23a)을 구비하고 약제의 상태를 인식할 수 있도록 타측의 유로 상에 압력계(24)를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동차용 화재 감시 및 소화장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제어기(20)는 자외선 센서(21)의 입력으로 화재를 예상하여 제 1 램프(26)를 온시키고 적외선 센서(22)의 입력으로 실제 화재를 판단하여 제 2 램프(27) 및 솔레노이드(25)를 작동시키는 것을 특징으로 하는 자동차용 화재 감시 및 소화장치.
제 3 항에 있어서,

상기 제어기(20)는 수초 내에 온도가 200℃에 이르는 것으로 판단할 때 상기 제 2 램프(27)와 솔레노이드(25)를 작동하는 것을 특징으로 하는 자동차용 화재 감시 및 소화장치.