KR100316566B1 - 자동식 소화기 작동부 오동작 방지회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수개의 열 감지센서로부터 화재발생 여부를 계속 판단하다가 화재가 발생될 시 소정의 출력신호를 발생시키는 마이컴(2)과; 상기 마이컴(2)에서 출력신호가 발생되면 릴레이(3)를 구동시키는 스위칭 수단(1)과; 상기 스위칭 수단(1)의 작동에 의해 여자되는 릴레이(3)와; 상기 릴레이(3)의 접점 스위치(4)를 통해 전력이 공급되면 구동되어 자동식 소화기가 구동되도록 하는 소화기 구동모터(5)로 구성된 자동식 소화기에 있어서, 상기 스위칭 수단(1)은 마이컴(2)의 출력신호인 구형파 펄스를 직류전압으로 변환시켜 메인 비교기(14)의 비반전 단자(+)로 제공하는 충방전회로부(12)와, 메인 비교기(14)의 반전 단자(-)로 기준전압을 제공하는 기준전압 발생부(13)를 포함하고; 주변의 온도가 상승하여 온도센서(6)로 부터의 입력이 반전단자(-)로 제공될 때 비반전 단자(+)로의 예비 기준전압(Vref1)보다 높아 출력이 로레벨로 변환하도록 예비비교부(20)를 부가하고; 상기 기준전압 발생부(13)는 온도가 높아 예비비교부(20)의 출력이 로 레벨일 때는 메인 비교기(14)의 반전단자(-)로 정상기준전압(Vref)을 제공하여 예비 비교기(20)의 영향을 받지 않고, 온도가 낮아 예비 비교부(20)의 출력이 하이레벨 일 때는 비교기(14)가 하이레벨을 출력토록 비교기(14)의 반전단자(-)에 가변하는 기준전압을 제공하도록, 상기 예비비교부(20)의 출력단과 직결되도록 구성한다.

Description

자동식 소화기 작동부 오동작 방지회로{Circuit for preventing malfunction of an automatic extinguisher}

본 발명은 자동식 소화기 작동부 오동작 방지회로에 관한 것이다. 상세히는 제어반에 설치되어있는 마이컴 등에서 열 또는 연기감지센서 등을 통하여 실화 여부를 감지하여 만약 화재가 발생된 것으로 판단되면 릴레이를 통하여 자동소화기의 밸브등에 설치되어 있는 모터를 구동시켜 화재를 진화하는 자동식 소화기 시스템에서, 온도센서의 출력이 마이컴 외에 예비 비교기에도 인가되도록 하고, 온도센서의 출력이 있을 때는 스위칭수단을 통하여 소화기 작동부를 이루는 릴레이를 구동토록 하며, 스위칭 수단은 온도가 상승하여 예비 비교기의 출력이 로레벨로 변할 때만 릴레이를 구동하는 출력을 제공 가능토록 구성한 자동식 소화기 작동부 오동작 방지회로에 관한 것이다.

일반적으로 자동식 소화기는 열 또는 연기 감지센서 등을 통하여 화재 발생여부를 검출하고, 이를 마이컴이 분석하여 만약 화재가 발생된 것으로 인식되면 상기 마이컴에서 릴레이 구동용 스위칭 수단을 구동시켜 자동식 소화기를 잗동시키는 작동부 구동모터에 전력이 공급되도록 하므로써 소화 용기에 설치된 밸브가 자동으로 열리어 용기내의 소화재가 분사 노즐을 통하여 자동으로 분사되도록 구성된다.

이와 같은 구성을 가지는 종래 자동소화기의 제어부는 도 1 에 나타난 바와 같이, 평소에는 온도나 열기감지센서로 부터의 출력신호를 입력받아 소정 프로그램을 통하여 화재발생여부를 계속 판단하다가 화재가 발생한 것으로 판단될 때는 스위칭 수단(1)에 구동신호를 출력하는 마이컴(2)과; 상기 마이컴(2)의 출력단과 릴레이(3) 사이에 설치되어 마이컴(2)에서 소정의 출력신호가 발생될 시 릴레이(3)를 구동시키는 스위칭 수단(1)과; 상기 스위칭 수단(1)의 작동에 의하여 여자되는 릴레이(3)와; 상기 릴레이(3)의 접점 스위치(4)를 통해 전력이 공급되면 구동되어 자동식 소화기가 구동되도록 하는 자동식 소화기 구동모터(5)로 구성된다.

이때, 상기 스위칭 수단(1)으로는 무접점 소자인 스위칭 트랜지스터(Q)를 사용하는 것이 통상적이다..

이와 같이 구성된 상기 제어부에 마이컴(2)은 통상 화재를 쉽게 감지할 수 있도록 건물 내의 소정 위치에 각각 설치된 수 개의 열 또는 연기감지센서를 통해 소정의 출력신호들을 각각 입력받아 화재가 발생되는 지의 여부를 계속 판단하여 '하이' 또는 '로우'신호를 출력하게 되는 데, 만약 특정위치에 설치된 온도 또는 연기 감지센서로부터 화재가 발생되었음이 인지되면 스위칭 수단(1)인 트랜지스터(Q)의 베이스에 '하이'신호를 출력시켜주게 되므로 상기트랜지스터(Q)가 '온'되어 그의 콜렉터와 전원 공급단자(Vcc) 사이에 설치된 릴레이(3)가 여자되므로 그의 접점스위치(4)가 '온'되어 자동식 소화기 구동모터(5)에 구동전원(Vpp)이 인가된다.

따라서, 상기 구동모터(5)가 회전하게 되므로 자동식 소화용기에 설치되어 이Y는 밸브가 자동으로 열리게 되어 용기 내의 소화제가 상기 밸브를 통해 노즐로 공급되어 분사되므로 화재가 자동으로 진화된다.

그런데, 이와 같은 구성은 자동식 소화기의 밸브 구동모터(5)를 작동시키기 위한 릴레이(3)의 스위칭 수단(1)으로 스위칭 트랜지스터(Q)를 사용하고 있는데, 이와 같은 스위칭 트랜지스터(Q)는 마이컴(2)에서 아무런 출력이 없는 상태에서 주변에서 큰 노이즈(즉, 트랜지스터의 베이스 바이어스 전압 보다 높은 전압을 갖는 노이즈)가 발생되거나, 어떠한 원인으로 마이컴(2)이 고장이 났거나 마이컴 자체가 폭주하여 화재의 발생과 무관하게 '하이' 신호를 발생할 경우에도 스위칭 트랜지스터(Q)가 '온'되어 릴레이(3) 및 구동모터(5)가 구동하게 되어 자동식 소화기가 오동작을 일으키게 되는 문제점이 있었다.

다시 말해서, 릴레이 구동용 스위칭 수단으로 노이즈에 민감하게 반응하는스위칭 트랜지스터를 사용하므로써, 마이컴에서 아무런 출력이 없는 상태에서 주변에서 큰 노이즈가 트랜지스터의 베이스에 입력되면 오동작을 일으킬 우려가 있을 뿐만 아니라, 어떠한 원인으로 마이컴이 고장이 나거나 마이컴 자체 내에서 폭주가 발생되어 '하이' 신호가 발생되면 상기 트랜지스터가 '온'되어 릴레이 및 구동모터가 구동되어 화재가 발생되지 않았는데도 불구하고 자동식 소화기가 오동작 하는 문제점이 있었다. 이를 해결하고자 도 2 와 같은 기술이 개발되었다. 이는 수 개의 열 또는 연기 감지센서로부터 출력 신호를 입력받아 소정 프로그램을 통해 화재 발생 여부를 계속 판단하다가 화재가 발생된 것으로 판단될 시 소정의 출력 신호를 발생시키는 마이컴(2)과; 상기 마이컴(2)에서 소정의 출력신호가 발생되면 릴레이(3)를 구동시키는 스위칭 수단(1)과; 상기 스위칭 수단(1)의 작동에 의해 여자되는 릴레이(3)와; 상기 릴레이(3)의 접점 스위치(4)를 통해 전력이 공급되면 구동되어 자동식 소화기가 구동되도록 하는 소화기 구동모터(5)로 구성된 자동식 소화기 제어장치에 있어서,

상기 스위칭수단(1)은, 저항(R1)과 커플링 콘덴서(C1)로 구성되어 외부에서 입력되는 노이즈 성분을 차단시키는 노이즈 차단회로부(11)와; 두 개의 회로 보호용 다이오드(D1, D2)와 저항(R2) 및 비교적 용량이 큰 콘덴서(C2)로 구성되어 상기 마이컴(2)에서 소정의 타이밍을 갖는 구형파 펄스가 지속적으로 출력될 시에만 일정 크기의 직류 전압을 비교기(14)의 비반전 입력단자(+)로 출력시켜주는 충방전 회로부(12)와; 저항(R3)과 가변저항(VR)으로 구성되어 소정의 기준전압(Vref)을 비교기(14)의 반전 입력단자(-)에 공급시켜주는 기준전압 발생부(13) 및 상기 충방전회로부(12)의 출력전압과 기준전압(Vref)을 상호 비교하여 화재로 인해 상기 충방전회로부(12)의 출력전압이 기준전압(Vref) 보다 높을 시 릴레이(3)를 구동시키는 비교기(14)로 구성하되, 상기 마이컴(2)에서는 화재의 발생시 소정 타이밍을 갖는 구형파 펄스를 출력토록 한다.

이 상태에서 자동식 소화기의 제어자치 주변에서 순간적이거나 지속적으로 노이즈가 입력되면 저항(R1)과 커플링 콘덴서(C1)로 구성된 노이즈 차단회로부(11)에서 이 노이즈 성분을 대부분 차단시키게 되므로 비교기(14)의 비반전 입력단자(+) 에는 아무런 영향을 미치지 않게 되는데, 만약 노이즈 자체의 전압이 매우 높아 상기 노이즈 차단회로부(11)를 일부 통과한 경우라도 이 전압은 순간전압이므로 시정수가 큰 충방전 회로부(12)내의 콘덴서(C2)를 완전히 충전시키고 기준전압 발생부(13)의 출력전압 보다는 큰 상태를 지속시킬 수 없으므로 비교기(14)의 출력이 '로우' 상태를 유지하여 릴레이(3)의 오동작을 방지 할 수 있다.

한편, 열 또는 연기감지센서로부터 출력신호를 입력받아 소정 프로그램을 통해 화재 발생 여부를 계속 판단하는 마이컴(2)에서는 화재의 발생으로 판단되었을시 도 3a 와 같이 소정의 타이밍을 갖는 구형파 펄스를 출력하게 된다. 따라서 마이컴(2)에서 정상적으로 출력되는 구형파 펄스는 그 타이밍이 매우 짧으므로 상기 노이즈 차단회로부(11)의 커플링 콘덴서(C1)를 통과하여 시정수가 비교적 큰 충방전 회로부(12)로 입력될 수 있으며, 이와 같은 구형파 펄스전압이 충방전 회로부(12)에 지속적으로 입력되면 상기 충방전 회로부(12) 내의 콘덴서(C2)가 저항(R2) 값에 부응하여(즉, 콘덴서(C2)의 용량과 저항(R2) 값에 의한 시정수에 부응하여) 서서히 중전 하다가 어느 시점이 되면 완전 충전되어 도 3b 와 같은 출력전압을 나타내게 된다.

충방전 회로부(12)의 출력전압은 릴레이(3) 구동용 비교기(14)의 비반전 입력단자(+) 에 인가되는데, 이때 상기 비교기(14)의 반전 입력단자(-)에는 저항(R3)과 기준전압 정밀 조정용 가변저항(VR)으로 구성된 기준전압 발생부(13)에 의해 설정된 소정의 기준전압(Vref) 이 공급되고 있는 상태이므로 상기 비교기(14)는 충방전 회로부(12)의 출력전압과 상기 기준전압(Vref)을 상호 비교하게 된다. 물론, 상기 기준전압 발생부(13)에서 발생되는 기준전압(Vref)은 상기 충방전 회로부(12)에서 소정의 출력 전압이 발생될 시 그 전압 보다 낮게 설정되어 있다. 따라서, 통상시(즉, 화재가 발생되지 않았을 시) 상기 충방전 회로부(12)의 출력전압 보다 기준전압(Vref) 인 높은 상태이므로 '로우' 신호를 출력하던 상기 비교기(14)는 화재로 인해 마이컴(2)에서 소정의 타이밍을 가지고 지속적으로 구형파 펄스전압이 출력되므로 인해 상기 충방전 회로부(12)에서 출력되는 전압이 기준전압( Vref) 보다 높게 되어 '하이' 신호가 출력된다. 그러AM로 상기 비교기(140의 출력단자에 연결된 릴레이(3)가 구동되어 그의 접점스위치(4)가 '온' 되면 소화기 구동모터(5)에 구동전원이 인가되어 자동식 소화기의 밸브가 자동으로 열리게 되므로 소화 기능이 자동으로 이루어지게 된다. 한편 상기 마이컴(2)이 어떠한 원인으로 고장이 났거나 프로그램 폭주 등으로 인해 그의 출력 단자에서 '하이' 신호가 지속적으로 출력된 경우에는 상기 노이즈 차단회로부(11)에서 지속적인 '하이' 신호중 초기에만 순간적으로 통과시키고 이후에는 차단시키게 되므로(즉, 펄스 형태가 아닌 직류전압은차단시키게 되므로) 전술과 같은 상태 하에서 릴레이(3)가 오동작을 일으키는 것을 미연에 방지할 수 있다. 상기와 같은 회로는 기준전압 발생부(13)에서 발생하는 기준전압이 일정한 반면, 충방전회로부(12)를 통한 회로 자체는 마이컴(2)에 의하여 구동하는 것이나 주변의 노이즈에는 영향을 받는 것이어서 비교기(14)의 출력이 마이컴(2)의 출력에만 연동하지는 않고 이에 따라 구동모터의 오동작 요인이 된다.

본 발명의 목적은 이를 해소코자 하는 것으로, 본 발명의 목적은 자동소화기 오동작을 방지하는 회로에서 스위칭 수단을 이루는 기준전압 발생부의 접지부에 예비 비교기를 두고, 예비 비교기는 온도센서의 출력에 연동하는 비교 출력을 기준전압 발생부에 인가함으로써 온도센서의 출력이 있을 때만 비교기가 비교 출력을 출력할 수 있도록 하여 오동작을 막을 수 있도록 한 자동소화기 오동작 방지회로를 제공하려는 것이다.

이를 위하여 본 발명은 센싱 출력이 있을 때 마이컴에서 출력을 인가하여 노이즈 차단회로부, 충방전회로부, 기준 전압 발생부 및 비교기로 된 스위칭 수단을 통하여 구동 모터 구동용 릴레이를 구동토록 한 자동소화기 모터 오동작 방지회로에서, 스위칭 수단을 이루는 기준전압 발생부의 그라운드 부분에 예비 비교부의 출력이 인가되도록 하고, 예비 비교부의 반전단자에는 온도센서의 출력을 인가 받아 비교 기능을 수행토록 구성한다.

도 1 은 종래 자동식 소화기의 릴레이의 구동회로도,

도 2 는 종래의 일 예를 나타낸 오동작 방지회로도,

도 3a 는 도 2 의 작동을 위한 마이컴의 출력파형도,

도 3b 는 도 2 의 오동작 방지회로를 이루는 충방전회로의 출력 파형도,

도 4 는 본 발명의 다른 예를 나타낸 회로도이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

6;온도센서 20;예비 비교부

21;예비 비교기

즉 본 발명은 화재가 발생된 것으로 판단될 시 소정의 출력신호를 발생시키는 마이컴과, 상기 마이컴에서 출력신호가 발생되면 릴레이를 구동시키는 스위칭 수단과, 상기 스위칭 수단의 작동에 의해 여자되는 릴레이와, 상기 릴레이의 접점스위치를 통해 전력이 공급되면 구동되어 자동식 소화기가 구동되도록 하는 소화기 구동모터로 구성된 자동식 소화기에 있어서;

상기 스위칭 수단은 마이컴의 출력신호인 구형파 펄스를 직류전압으로 변환시켜 메인 비교기의 비반전 단자로 제공하는 충방전 회로부와, 메인 비교기의 반전단자(-)로 기준전압을 제공하는 기준전압 발생부를 포함하고; 주변의 온도가 상승하여 온도센서로 부터의 입력이 반전단자(-)로 제공될 때 비반전 단자(+)로의 예비기준전압(Vref1)보다 높아 출력이 로레벨로 변환하도록 예비비교부를 부가하고; 상기 기준전압 발생부는 온도가 높아 예비비교부의 출력이 로 레벨일 때는 메인 비교기의 반전단자(-)로 정상기준전압(Vref)을 제공하여 예비 비교기의 영향을 받지 않고, 온도가 낮아 예비 비교기의 출력이 하이레벨 일 때는 메인 비교기가 하이레벨을 출력하여 메인 비교기의 반전단자(-)에 가변하는 기준전압을 제공하도록, 상기 예비비교기의 출력단과 직결되도록 구성한 자동식 소화기 작동부 오동작 방지회로를 제공하려는 것이다.

이하 본 발명의 일 실시 예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4 는 본 발명의 회로도로, 수 개의 온도 또는 연기감지센서(6)로부터 출력신호를 입력받아 소정프로그램을 통해 화재발생 여부를 계속 판단하다가 화재가 발생된 것으로 판단될 시 소정의 출력신호를 발생시키는 마이컴(2)과, 상기 마이컴(2)에서 소정의 출력신호가 발생되면 릴레이(3)를 구동시키는 스위칭수단(1)과, 상기 스위칭 수단(1)의 작동에 의해 여자되는 릴레이(3)와, 상기 릴레이(3)의 접점스위치(4)를 통해 전력이 공급되면 구동되어 자동식 소화기가 구동되도록 하는 소화기 구동모터(5)로 구성된 자동식 소화기에 있어서;

상기 스위칭 수단(1)은 마이컴(2)의 출력신호인 구형파 펄스를 직류전압으로 변환시켜 메인 비교기(14)의 비반전 단자(+)로 제공하는 충방전회로부(12)와, 메인비교기(14)의 반전 단자(-)로 기준전압을 제공하는 기준전압 발생부(13)를 포함하고; 주변의 온도가 상승하여 온도센서(6)로 부터의 입력이 반전단자(-)로 제공될 때 비반전 단자(+)로의 예비 기준전압(Vref1)보다 높아 출력이 로레벨로 변환하도록 예비비교부(20)를 온도센서(6)와 기준전압 발생부(13) 사이에 부가하고; 상기 기준전압 발생부(13)는 온도가 높아 예비비교부(20)의 출력이 로 레벨일 때는 메인비교기(14)의 반전단자(-)로 정상기준전압(Vref)을 제공하여 예비 비교기(20)의 영향을 받지 않고, 온도가 낮아 예비 비교기(20)의 출력이 하이레벨 일 때는 비교기(14)가 하이레벨을 출력하여 비교기(14)의 반전단자(-)에 가변하는 기준전압을 제공하도록, 상기 예비비교부(20)의 출력단과 직결되도록 구성한다. 상기 예비 비교기(21)의 비반전 단자(+)에는 전압(Vcc)을 저항(R11, R12)으로 분배한 분배전압(예비 기준전압(Vref1))을 제공받는다.

이와 같이 구성한 본 발명은 주위가 화재와 비슷한 상태가 되어(섭씨 90도 이상) 온도센서(6)의 출력이 하이 이면 예비 기준전압( Vref1)(온도센서(6)의 출력보다는 낮다)을 비반전 단자(+) 로 제공받아 예비 비교기(21)는 로레벨을 출력한다. 이는 기준전압 발생부(13)의 가변저항(VR)이 접지된 것과 같은 효과를 이루고,상기 온도센서(6)는 마이컴(2)에도 인가되므로 노이즈차단 회로부(11),충방전 회로부(12) 및 기준전압 발생부(13)를 거쳐 비교기(14)의 비반전 단자(+) 에 하이레벨을 인가하고, 이에 따라 비교기(14)의 출력은 하이레벨을 이루어 릴레이(3)를 구동하고 아울러 구동모터(5)를 구동하여 소화 기능을 하도록 한다.

한편 온도가 낮은 평상의 경우에는 온도센서(6)의 출력이 로레벨을 이루고, 이에 따라 예비 비교기(21)는 하이레벨을 출력하여 기준전압 발생부(13)의 기준전압(vref)을 가변 시킨다. 즉, 예를 들어 예비 비교기(21)의 하이레벨 출력이 12볼트이고, 접지된 상태의 기준전압 발생부(13)의 기준전압이 2.5볼트이고, 에비 비교기(13)의 공급 전압이 5볼트라면, 예비 비교기(21)의 출력인 12볼트에서 기준전압발생부(13)의 공급 전압의 차인 7볼트를 기초로 한 분배전압(예를 들어 3.5볼트)을 비교기(14)의 반전단자(-)로 인가받아 충방전 회로부(12)의 출력(예를 들어 3볼트)을 비반전 단자(+)로 인가받는 비교기(14)는 로레벨을 출력한다. 즉, 온도가 낮으면 예비 비교기(21)를 통한 출력이 하이레벨을 이루므로 비교기의 출력이 항상 로레벨을 이fn도록 기능하여 주변의 노이즈에 무관하게 단지 온도센서(6)의 상태에만 연동하여 기능한다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

이상과 같이 본 발명은 자동 소화기 모터의 오동작을 방지토록 온도센서에 연동하는 마이컴 외에 예비 비교부를 두고, 예비 비교부의 출력은 기준전압 발생부와 직결토록 하며 온도가 상승하여 온도센서의 출력이 있을 때만 비교기가 하이레벨을 출력하여 모터 구동용 릴레이를 작동토록 하여 주변의 노이즈의 영향을 받지 않도록 기능 한다.

Claims (1)

1. 수 개의 열 또는 연기감지센서로부터 출력신호를 입력받아 소정프로그램을 통해 화재발생 여부를 계속 판단하다가 화재가 발생된 것으로 판단될 시 소정의 출력신호를 발생시키는 마이컴(2)과; 상기 마이컴(2)에서 소정의 출력신호가 발생되면 릴레이(3)를 구동시키는 스위칭 수단(1)과, 상기 스위칭 수단(1)의 작동에 의해 여자되는 릴레이(3)와; 상기 릴레이(3)의 접점 스위치(4)를 통해 전력이 공급되면 구동되어 자동식 소화기가 구동되도록 하는 소화기 구동모터(5)로 구성된 자동식 소화기에 있어서,

   상기 스위칭 수단(1)은 마이컴(2)의 출력신호인 구형파 펄스를 직류전압으로 변환시켜 메인 비교기(14)의 비반전 단자(+)로 제공하는 충방전회로부(12)와, 메인비교기(14)의 반전 단자(-)로 기준전압을 제공하는 기준전압 발생부(13)를 포함하고; 주변의 온도가 상승하여 온도센서(6)로 부터의 입력이 반전단자(-)로 제공될 때 비반전 단자(+)로의 예비 기준전압(Vref1)보다 높아 출력이 로레벨로 변환하도록 예비비교부(20)를 부가하고; 상기 기준전압 발생부(13)는 온도가 높아 예비비교부(20)의 출력이 로 레벨일 때는 메인 비교기(14)의 반전단자(-)로 정상기준전압(Vref)을 제공하여 예비 비교기(20)의 영향을 받지 않고, 온도가 낮아 예비 비교기(20)의 출력이 하이레벨 일 때는 비교기(14)가 하이레벨을 출력토록 비교기(14)의 반전단자(-)에 가변하는 기준전압을 제공하도록, 상기 예비비교기(20)의 출력단과 직결되도록 구성한 것을 특징으로 하는 자동식 소화기 작동부 오동작방지회로.