KR100461175B1 - 소화와 생활용수 통합 자동 제어 장치 및 그 제어방법 - Google Patents

소화와 생활용수 통합 자동 제어 장치 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 소화 및 생활 용수 공급용 통합 배관을 이용하여, 순차기동 또는 직기동 방식을 선택적으로 설정할 수 있고, 또한 자동 가압식 또는 옥상수조 설치식을 선택적으로 설정할 수 있도록 하며, 이러한 설정된 방식에 따라 소화 및 생활용수의 공급을 할 수 있는데, 즉, 화재가 발생한 긴급시에는 화재 진압을 위한 제어를 우선적으로 수행하고, 화재발생이 없는 평상시에는 생활용수 공급을 위한 제어를 수행하도록 하는 소화와 생활용수 통합 자동 제어 장치 및 그 제어방법에 관한 것으로,
본 발명은 시수관(27)을 통한 소화 및 생활 용수를 저장하는 지하 저수조(21)를 포함하고, 이 지하 저수조(21)에서 각 가정의 급수전(23), 옥내소화전함(24) 및 스프링클러헤드(25)에 통합배관(P2)으로 연결하고, 상기 지하 저수조(21)에 용수를 가압 펌핑하는 1개 이상의 펌프를 포함하는 펌프장치(22)를 포함하여, 소화와 생활용수를 통합하여 자동 제어하는 장치에 있어서, 전원을 공급하는 전원공급부(30); 동작 개시전에 펌프의 순차기동 또는 직기동 방식을 선택하여 설정하고, 또한 자동 가압식 또는 옥상수조 설치식을 선택하여 설정하며, 그리고, 순차 기동/정지 설정조건, 소화 운전조건, 생활용수 조건, 펌프수량 자동 설정조건, 정전복귀 설정, 사용압력을 포함하는 용수 제어조건을 설정하여 입력하는 설정 입력부(55); 소화에 필요한 복수의 열/연 감지센서, 복수의 배관압력 감지센서, 수동 감지센서, 유량흐름 감지센서, 레벨센서를 포함하는 감지 센서부(40); 상기 전원공급부(30)의 전원으로 동작을 개시하여, 상기 설정 입력부(55)를 통한 설정에 따라 생활용수 공급을 위한 생활용수 제어모드로 진입하여 상기 감지 센서부(40)를 통한 화재발생, 배관의 입력 또는 저수조 수위를 감지하면서 펌프의 기동 및 정지를 제어하는데, 이러한 생활용수 제어모드 수행 동안에, 화재발생 및 수동운전 선택을 반복적으로 감시하며, 화재발생 감지시에는 화재진압을 위한 소화 제어모드를 수행하고, 수동운전 선택시에는 수동운전 제어모드를 수행하는 메인 제어부(50)를 구비함을 요지로 한다.

Description

소화와 생활용수 통합 자동 제어 장치 및 그 제어방법{INTEGRATED FIRE EXTINGUISHING AND CITY WATER AUTOMATICAL CONTROL SYSTEM, AND ITS CONTROL METHOD}
본 발명은 소화와 생활용수 통합 자동 제어 장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 특히 소화 및 생활 용수 공급을 위한 하나의 통합 배관을 이용하여, 순차기동 또는 직기동 방식을 선택적으로 설정할 수 있고, 또한 자동 가압식 또는 옥상수조 설치식을 선택적으로 설정할 수 있도록 하며, 이러한 설정된 방식에 따라 소화 및 생활용수의 공급을 할 수 있는데, 즉, 화재가 발생한 긴급시에는 화재 진압을 위한 제어를 우선적으로 수행하고, 화재발생이 없는 평상시에는 생활용수 공급을 위한 제어를 수행하도록 하는 소화와 생활용수 통합 자동 제어 장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 건물내에는 식수를 위한 급수장치와 건물내 화재가 발생되었을 때 이를 신속하게 진압하기 위한 소방설비로서의 급수장치가 각각 별도로 설치되어있으며, 이러한 소방설비에는 소방법에 대한 시행규칙인 소방기술에 관한 규칙에 의하면 화재를 초기에 진압하기 위해 건물의 천정에 설치되면서 무인으로 작동되는 스프링클러와 같은 살수장치와, 건물벽면등에 설치되어 인접된 장소에 발생된 화재를 진압하기 위한 소화전이 설치되어 있다.
그리고, 해당 건물이외에 다른 건물과 같이 원거리에서 발생된 화재 진압을 위해 필요한 용수를 송수하기 위한 송수설비를 갖추도록 되어 있다.
도 1은 종래 소화 및 식수용수 공급장치의 구성도로서, 도 1을 참조하면, 종래 소화 및 식수용수 공급장치는 용수를 가압 펌핑하는 1개 이상의 펌프(2)가 서로 병렬 설치되어 있고, 상기 펌프(2)에서 토출된 용수가 통과되는 각 메인급수관(3)이 합류급수관(4)을 통해 연결되어 있으며, 상기 합류급수관(4)에 각층으로 식수를 공급하는 식수용급수관(5)과 소화전(6)이 구비된 소화전용급수관(7) 및 살수장치(8)가 구비된 살수용급수관(9)이 서로 병렬 설치되어 있는 한편, 상기 급수관(5,7,9)에는 식수용 개폐밸브(10)와 소화전용 개폐밸브(11) 및 살수용 개폐밸브(12)가 각각 설치되어있고, 상기 소화전용급수관(7)에 옥외송수구로 용수를 송수하기 위한 옥외급수관(13a)이 분기되어 있으며, 상기 각 개폐밸브(10,11,12)와 펌프(2)는 제어수단(14)을 통해 그 작동이 선택적으로 제어되도록 구성되어 있다.
이와 같은 종래 소화 및 식수용수 공급장치에는, 메인급수관(3)에 합류급수관(4)을 통해 각층으로 식수를 공급하는 식수용급수관(5)과, 소화전(6)이 구비된 소화전용급수관(7)과, 그리고, 살수장치(8)가 구비된 살수용급수관(9)이 각각 별도로 설치되어 있는데, 이와 같이, 배관라인이 복잡함으로 인하여 시공비용과 공사기간이 장시간 소요되고, 충분한 설치공간의 확보에 어려움이 있으며, 또한, 복잡한 배관라으로 인하여 보온작업도 그 만큼 증가하게 되며, 인체에 해로운 석면과 같은 보온재의 소요량도 증가하는 문제점이 있으며, 이러한 시공 및 설치상의 문제점 뿐만 아니라, 유지보수에 많은 인력과 비용이 투입되어야 하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 따라서, 본 발명의 목적은 소화 및 생활 용수 공급을 위한 하나의 통합 배관을 이용하여, 순차기동 또는 직기동 방식을 선택적으로 설정할 수 있고, 또한 자동 가압식 또는 옥상수조 설치식을 선택적으로 설정할 수 있도록 하며, 이러한 설정된 방식에 따라 소화 및 생활용수의 공급을 할 수 있는데, 즉, 화재가 발생한 긴급시에는 화재 진압을 위한 제어를 우선적으로 수행하고, 화재발생이 없는 평상시에는 생활용수 공급을 위한 제어를 수행하도록 하는 소화와 생활용수 통합 자동 제어 장치 및 그 제어방법을 제공하는데 있다.
도 1은 종래 소화 및 식수용수 공급장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 소화 및 생활용수 통합 배관도이다.
도 3은 본 발명에 따른 소화와 생활용수 통합 자동 제어 장치의 구성도이다.
도 4는 도 3의 펌프 접촉기의 구성도이다.
도 5는 도 3의 인버터에 의한 펌프 동작 설명도이다.
도 6은 도 3의 메인 제어부에 의한 소화 및 생활용수 통합 자동 제어과정을 보이는 전체 플로우챠트이다.
도 7은 도 6의 소화 제어모드의 플로우챠트이다.
도 8은 도 6의 수동 운전 제어과정을 보이는 플로우챠트이다.
도 9는 도 6의 자동 운전중 펌프기동 제어과정을 보이는 플로우챠트이다.
도 10은 도 6의 자동 운전중 펌프정지 제어과정을 보이는 플로우챠트이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
30 : 전원공급부 41 : 소화 감지센서부
42 : 급수 감지센서부 43 : 저수조 감지센서부
50 : 메인 제어부 60 : 인버터;
70 : 수동 조작스위치 80 : 펌프 접촉기
90 : 펌프 모터 100 : 화면표시장치
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로써, 본 발명의 제어장치는 시수관을 통한 소화 및 생활 용수를 저장하는 지하 저수조를 포함하고, 이 지하 저수조에서 각 가정의 급수전, 옥내소화전함 및 스프링클러헤드에 통합배관으로 연결하고, 상기 지하 저수조에 용수를 가압 펌핑하는 1개 이상의 펌프를 포함하는 펌프장치를 포함하여, 소화와 생활용수를 통합하여 자동 제어하는 장치에 있어서, 전원을 공급하는 전원공급부; 동작 개시전에 펌프의 순차기동 또는 직기동 방식을 선택하여 설정하고, 또한 자동 가압식 또는 옥상수조 설치식을 선택하여 설정하며, 그리고, 순차 기동/정지 설정조건, 소화 운전조건, 생활용수 조건, 펌프수량 자동 설정조건, 정전복귀 설정, 사용압력을 포함하는 용수 제어조건을 설정하여 입력하는 설정 입력부; 소화에 필요한 복수의 열/연 감지센서, 복수의 배관압력 감지센서, 수동 감지센서, 유량흐름 감지센서, 레벨센서를 포함하는 감지 센서부; 상기 전원공급부의 전원으로 동작을 개시하여, 상기 설정 입력부를 통한 설정에 따라 생활용수 공급을 위한 생활용수 제어모드로 진입하여 상기 감지 센서부를 통한 화재발생, 배관의 입력 또는 저수조 수위를 감지하면서 펌프의 기동 및 정지를 제어하는데, 이러한 생활용수 제어모드 수행 동안에, 화재발생 및 수동운전 선택을 반복적으로 감시하며, 화재발생 감지시에는 화재진압을 위한 소화 제어모드를 수행하고, 수동운전 선택시에는 수동운전 제어모드를 수행하는 메인 제어부를 구비함을 특징으로 한다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 다른 기술적인 수단으로써, 본 발명의 제어방법은 시수관을 통한 소화 및 생활 용수를 저장하는 지하 저수조를 포함하고, 이 지하 저수조에서 각 가정의 급수전, 옥내소화전함 및 스프링클러헤드에 통합배관으로 연결하고, 상기 지하 저수조에 용수를 가압 펌핑하는 1개 이상의 펌프를 포함하는 펌프장치를 포함하는 소화와 생활용수 통합 자동 제어장치에 적용되는 제어방법에 있어서, 동작개시 이전에, 소화 운전조건, 생활용수 조건, 펌프수량 자동 설정조건, 시간입력, 정전복귀 설정, 사용 압력센서, 장치 시공, 소화/정전 기록 확인등을 선택하여 해당 운전조건 데이터를 입력하여 설정하는 제1 단계; 정상적인 전원이 공급되어 동작을 개시하고, 이 동작중에 화재 발생 또는 수동운전 선택을 판별하는 제2 단계; 상기 제2 단계에서 화재 발생시에는, 소화 제어모드를 수행하여 감지압력 및 설정압력에 따라 펌프장치의 동작을 제어하는 제3 단계; 상기 제2 단계에서 수동운전 선택시에는, 수동운전 제어모드를 수행하는 제4 단계; 상기 제2 단계에서 화재발생이 없고, 수동운전 선택이 없는 경우, 생활용수 제어모드를 수행하며, 이 생활용수 제어모드에서는 지하탱크의 저수위 여부, 통합 배관의 압력상태에 따라 펌프장치의 동작을 제어하는 제5 단계; 상기 동작과정중, 감지상태 및 동작상태를 화면으로 출력하는 제6 단계; 및 장치 종료 선택이전에 상기 제1 단계로 진행하고, 장치 종료 선택시에 장치를 종료하는 제7 단계를 구비함을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 소화와 생활용수 통합 자동 제어 장치에 대하여 첨부도면을 참조하여 그 구성 및 작용을 상세하게 설명한다. 본 발명에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호를 사용할 것이다.
본 발명은 소화용 급수 및 생활용 급수를 위한 2개의 배관을 하나로 일원화한 통합 배관을 이용하여, 화재가 발생한 긴급시에는 화재 진압을 위한 제어를 우선적으로 수행하고, 화재발생이 없을 평상시에는 생활용수 공급을 위한 제어를 수행하도록 하며, 또한, 사전에 제어방식을 직기동방식 또는 인버터방식중에 하나로 선택하여 설정할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 소화 및 생활용수 통합 배관도로서, 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 소화 및 생활용수 통합 배관은 시수관(27)을 통한 용수를 저장하기 위해 설치된 지하 저수조(21)에서 각 가정의 급수전(23), 옥내소화전함(24) 및 스프링클러헤드(25)에 통합배관(P2)으로 연결하는데, 이 통합배관(P2)에는 소화 및 생활용수를 공급하기 위해서, 상기 통합배관(P2)을 급수전(23)에 연결하는 급수배관(P3), 옥내소화전함(24)에 연결하는 제1 소화배관(P4), 스프링클러헤드(25)에 연결하는 제2 소화배관(P5), 및 상기 옥상 저수조(26)내부 하부면에서 상기 통합배관에 연결하는 배출관(P6)을 포함하는 지관을 각각 포함한다.
또한, 상기 지하 저수조(21)에 용수를 통합배관으로 가압 펌핑하는 1개 이상의 펌프를 포함하는 펌프장치(22)가 설치되며, 본 발명에 따른 제어장치에서 옥상수조 설치식을 선택하여 설정하기 위해서는 상기 지하 저수조(21)의 용수를 저장하기 위해 건물 옥상에 옥상 저수조(26)가 설치되어 있어야 하며, 반면에, 자동 가압식을 선택하여 설정하는 경우에는 옥상 저수조(26)가 설치되어 있지 않아도 되며, 이 경우에는 도 2에 도시한 옥상 저수조(26)에 연결된 지관(B4,B5) 및 레벨센서(S31)도 필요 없게 된다.
도 3은 본 발명에 따른 소화와 생활용수 통합 자동 제어 장치의 구성도로서, 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 소화와 생활용수 통합 자동 제어 장치은 전원을 공급하는 전원공급부(30)와, 동작 개시전에 펌프의 순차기동 또는 직기동 방식을 선택하여 설정하고, 또한 자동 가압식 또는 옥상수조 설치식을 선택하여 설정하며, 그리고, 순차 기동/정지 설정조건, 소화 운전조건, 생활용수 조건, 펌프수량 자동 설정조건, 정전복귀 설정, 사용압력을 포함하는 용수 제어조건을 설정하여 입력하는 설정 입력부(55)와, 소화에 필요한 복수의 열/연 감지센서, 복수의 배관압력 감지센서, 수동 감지센서, 유량흐름 감지센서, 레벨센서를 포함하는 감지 센서부(40)와, 상기 전원공급부(30)의 전원으로 동작을 개시하여, 상기 설정 입력부(55)를 통한 설정에 따라 생활용수 공급을 위한 생활용수 제어모드로 진입하여 상기 감지 센서부(40)를 통한 화재발생, 배관의 입력 또는 저수조 수위를 감지하면서 펌프의 기동 및 정지를 제어하는데, 이러한 생활용수 제어모드 수행 동안에, 화재발생 및 수동운전 선택을 반복적으로 감시하며, 화재발생 감지시에는 화재진압을 위한 소화 제어모드를 수행하고, 수동운전 선택시에는 수동운전 제어모드를 수행하는 메인 제어부(50)로 구성한다.
상기 전원공급부(30)는 한전인접전원부(31)의 공급여부를 검출하는 전원검출부(32)와, 상기 전원검출부의 검출신호에 따라 상기 비상발전기 전원부(33)의 전원을 공급하는 비상전원 공급스위치(34)와, 상기 공급되는 전원을 변환하여 각부의 동작전압으로 분배하는 콘트롤 전원 분배트랜스(35); 및 상기 공급되는 전원 과부하시 전원공급을 자동 차단하는 과부하 차단기(36)를 포함할 수 있다.
상기 감지 센서부(40)는 소화에 필요한 열/연 감지센서(S13), 배관압력 감지센서(S11,S12), 수동 감지센서(S14) 및 유량흐름 감지센서(S15)를 포함하는 소화 감지센서부(41)와, 생활용수 배관압력 감지센서(S21,S22,S23)를 포함하는 급수 감지센서부(42); 및 상기 옥상 저수조(26)의 레벨센서(S31), 상기 지하 저수조(21)의 레벨센서(S32)를 포함하는 저수조 감지센서부(43)로 구성할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 상기 소화와 생활용수 통합 자동 제어 장치은 상기 메인 제어부(50)의 제어에 따라, 해당 펌프의 기동 및 정지를 위한 펌프 구동전원을 제어하는 인버터(60)와, 상기 인버터(60)의 제어에 따라, 해당 펌프에 상기 인버터(60)에 의한 기동전류를 제공하는 기동MC와, 상기 전원공급부(30)의 구동전류를 제공하는 구동MC를 포함하는 펌프 접촉기(80)와, 대용량에 적용되는 경우에, 제어신호에 따라 동작하여 구동전류 보상해 주는 파워 릴레이를 포함하는 보상장치(81)와, 상기 메인 제어부(50)의 제어에 따라, 제어 및 동작상태를 화면으로 표시하는 화면표시장치(100)와, 상기 메인 제어부(50)의 제어에 따라 화재발생을 경보하는 화재발생 경보장치(110); 및 상기 메인 제어부(50)의 제어에 따라, 사전에 연결 및 설정된 유관기관에 화재발생 신호를 전송하는 화재발생 전송장치(120)를 더 포함할 수 있다.
상기 화면표시장치(100)는 기계실에 설치한 제1 화면 표시기와, 관리실에 설치한 제2 화면 표시기를 포함할 수 있으며, 상기 화면표시장치(100)는 상기한 설정입력부를 통해 설정입력 내용, 소화 자동운전, 소화 수동운전, 생활용수 자동운전, 생활용수 수동운전 각각에 대한 설정압력, 현재압력, 수위, 운전표시, 시간정보를 화면으로 출력할 수 있다.
그리고, 상기 메인 제어부(50)는 화재발생 및 화재진압에 관련된 정보, 정전에 관련된 정보를 내부 메모리에 기록하고, 상기 설정 입력부(55)의 선택에 따라 상기 내부 메모리에 기록된 정보를 상기 화면표시장치(100)로 출력하도록 제어할 수 있으며, 또한, 화재감지시 소화 제어모드로 진입하여, 화재발생 경보 및 화재발생 통보를 제어하고, 화재진압이전에는 사전에 설정된 소화 운전조건에 따라 펌프기동을 제어하며, 화재진압 이후에는 화재에 대한 정보를 기록하고, 이후 설정시간이후에 생활용수 제어모드로 자동 복귀하도록 제어할 수 있다.
게다가, 상기 메인 제어부(50)는 수동운전 선택시에 수동운전 제어모드로 진입하여, 펌프고장, 저수위/고압, 펌프의 동작상태를 각각 체크하고, 각 체크 상태의 화면 표시를 제어할 수 있다.
상기 메인 제어부(50)는 사전에 인버터를 통한 순차기동 설정시에는 배관의 입력 또는 수위에 따라 인버터를 통해 해당 펌프에 대한 순차 기동 및 정지를 제어하고, 직기동 설정시에는 배관의 입력 또는 수위에 따라 해당 펌프에 대한 직기동 및 정지를 제어할 수 있다.
상기 설정 입력부(55)는 사용할 압력센서의 기종을 선택하여 설정하고, 상기 메인 제어부(50)는 각 종 압력센서의 기종에 따른 압력 판별기준을 포함하고, 상기 설정 입력부(55)에 의해 선택된 압력센서의 기종에 해당하는 압력 판별기준으로 압력상태를 판별하도록 구성할 수 있다.
상기 설정 입력부(55)를 통해 입력하는 설정내용에 대해서 간단히 설명하면, 먼저, 소화 운전조건은 저압 및 고압 압력 선택설정, 기동간격시간 설정, 정지간격시간설정, 백업 압력감지 기동시간설정을 포함하고, 상기 생활용수 조건은 상기 소화 운전조건에 대한 설정항목과 동일한 항목이며, 두 항목 사이에는 운전에 적정한 내용으로서 그 설정치에 차이가 있을 수 있다. 상기 인버터 사용유무에 대한 설정은 순차기동 및 순차 정지방식으로 펌프를 제어하기 위한 인버터 사용과, 직기동방식으로 펌프를 제어하기 위한 인버터 사용하지 않는 것을 포함한다. 상기 펌프수량 자동 설정조건에 대한 설정은 자동 인식방법으로 구성되어 있다. 예를 들어, 1대 이상의 펌프를 자동 선정 및 제어할 수 있다. 상기 시간입력조건은 날짜와 시간을 설정하는 항목을 포함한다. 상기 정전복귀 설정은 정전 자동복귀 또는 정전 수동복귀를 포함하며, 사용압력센서는 10kg/cm3,16kg/cm3, 20kg/cm3등으로 5kg/cm3에서 30Kg/cm3범위내에서 설정되는 것을 포함하며, 상기 장치 시공은 자동 가압식 또는 옥상수조설치형을 포함한다. 그리고, 상기 소화/정전 기록 확인은 소화시작 및 소화종료에 대해서 날자 및 시간으로 기록되어 있는 저장내용 확인을 포함하고, 인버터 기동 및 정지 시간간격 조절기능 설정도 포함한다.
도 4는 도 3의 펌프 접촉기의 구성도로서, 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 소화와 생활용수 통합 자동 제어 장치은 상기 인버터(60)의 제어에 따라 해당 펌프에, 상기 인버터(60)에 의한 기동전류를 제공하는 기동MC(MC1)와, 상기 전원공급부(30)의 구동전류를 제공하는 구동MC(MC2)를 포함하는 펌프 접촉기(80)를 포함한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시예에 동작을 첨부도면에 의거하여 하기에 상세히 설명한다.
도 6은 도 3의 메인 제어부에 의한 소화 및 생활용수 통합 자동 제어방법을 보이는 전체 플로우챠트로서, 도 3 내지 도 6을 참조하여, 본 발명에 다른 소화 및 생활용수 통합 자동 제어방법에 대해서 설명하면, 먼저, 제1 단계(S100)에서는 동작개시 이전에, 소화 운전조건, 생활용수 조건, 펌프수량 자동 설정조건, 시간입력, 정전복귀 설정, 사용 압력센서, 장치 시공, 소화/정전 기록 확인등을 선택하여 해당 운전조건 데이터를 입력하여 설정하며, 또한, 인버터 사용유무, 장치 시공, 사용 압력센서 기종, 소화 운전조건 및 생활용수 조건을 설정하며, 또한, 운전전 또는 운전중에 시간입력을 선택하여 설정할 수 있다.
여기서, 설정에 대해서 좀 더 자세히 설명하면, 상기 설정입력부(55)를 인버터 사용유무를 선택하여, 인버터를 사용하는 인버터방식 기동설정 또는 인버터를 사용하지 않는 직기동 설정으로 사전에 입력하며, 또한, 장치 시공에 따른 자동 가압식인지 옥상수조설치형인지를 설정하는데, 이에 따라 본 발명에서는 설치시 인버터를 사용하는 인버터방식 또는 인버터를 사용하지 않는 직기동 방식으로 각각 구분하여 설정하고, 본 발명의 메인 제어부(50)는 이러한 설정에 따라 동작을 제어할 수 있도록 된다. 이에 따라, 본 발명에서는 자동 가압방식 또는 옥상수조설치형으로 설정되는 설치환경이나 장치에 따라 가변적으로 설치 및 설정할 수 있는 것이다. 또한, 인버터 사용유무는 펌프의 기동을 직기동 할 것인지 아니면 인버터방식을 통한 순차 기동할 것인지의 여부를 선택하는 것인데, 이는 상기 장치 시공시에 선정하는 사항으로, 이 또한, 설치환경이나 장치에 따라 가변적으로 설치 및 설정할 수 있는 것이다.
그 다음, 제2 단계(S105,S110,S120)에서는 정상적인 전원이 공급되어 동작을 개시하고, 이 동작중에 화재 발생 또는 수동운전 선택을 판별하는데, 즉, 본 발명의 장치에 대한 설정한 후 장치를 동작시키면, 전원공급부(30)에서 각부로 필요한 전원이 공급되어 본 발명의 장치가 동작하게 된다.
이때, 본 발명의 전원공급부(30)는 정전시 정전감지신호를 본 발명의 메인 제어부(50)에 제공하고, 이때, 상기 메인 제어부(50)는 정전에 대한 정보를 내부 매모리에 기록하며, 반면에, 정전이 아닌 경우에는, 동작을 개시하여 감지 센서부(40)의 감지신호에 따라 제어동작을 수행하게 되는데, 이 감지 센서부(40)에 대해서 자세히 설명하면 다음과 같다.
상기 감지 센서부(40)의 소화 감지센서부(41)를 통해 소화에 필요한 열/연 감지센서(S13)에 의한 열 및 연기 감지, 배관압력 감지센서(S11,S12)에 의한 배관압력 감지, 수동 감지센서(S14)에 의한 수동 감지, 유량흐름 감지센서(S15)에 의한 유량흐름 감지에 해당하는 신호가, 급수 감지센서부(42)를 통해 열/연 감지센서(S21,S22)에 의한 열/연 감지, 배관압력 감지센서(S23)에 의한 배관 압력감지에 해당하는 신호가, 그리고, 저수조 감지센서부(43)를 통해 상기 옥상 저수조(26)의 레벨센서(S31)에 의한 수위감지, 및 상기 지하 저수조(21)의 레벨센서(S32)에 의한 수위감지에 해당하는 신호가 각각 메인 제어부(50)로 제공된다. 이때, 상기 메인 제어부(50)는 상기 전원공급부(30)의 전원으로 동작하며, 상기 소화감지센서부(41), 급수 감지센서부(42) 및 저수조 감지센서부(43) 각각으로부터 복수의 감지신호를 입력받아 화재발생, 배관 압력 및 저수조 수위를 감지하면서, 상기 설정 입력부(55)를 통한 설정에 따른 동작을 제어한다.
그 다음, 제3 단계(S110,S111-S116)에서는 상기 제2 단계에서 화재 발생시에는, 소화 제어모드를 수행하여 감지압력 및 설정압력에 따라 펌프장치의 동작을 제어하는데, 이에 대해서 도 7을 참조하여 상세히 설명한다.
도 7은 도 6의 소화 제어모드의 플로우챠트로서, 도 7을 참조하여, 상기 소화 제어모드를 수행하는 제3 단계에 대해서 설명하면, 먼저, 제1 과정(S111,S112)에서는 화재감지시, 화재 경보하고, 화재 발생을 사전에 연결 및 설정된 유관기관에 통보하고, 제2 과정(S113)에서는 사전에 설정된 소화 운전조건에 따라 펌프 기동과정을 수행하며, 그리고, 제3 과정(S114-S116)에서는 화재진압 여부를 판단하여 화재진압 이전에는 상기 제2 과정을 수행하고, 소재진압 이후에는 화재에 대한 정보를 기록하고, 이후 설정시간이후에 생활용수 제어모드로 자동 복귀한다.
그 다음, 제4단계(S120,S121-S126)에서는 상기 제2 단계에서 수동운전 선택시에는, 수동운전 제어모드를 수행하는데, 이에 대해서는 도 8을 참조하여 자세히 설명한다.
도 8은 도 6의 수동 운전 제어과정을 보이는 플로우챠트로서, 도 8을 참조하여, 상기 수동운전 제어모드를 수행하는 제4 단계에 대해서 설명하면, 먼저, 제1 과정(S21-S124)에서는 수동운전 선택시, 펌프고장, 저수위/고압, 펌프의 동작상태를 각각 체크하고, 그 다음, 제2 과정(S125,S126)에서는 각 체크 상태를 화면 표시하며, 이후 수동운전을 종료한다.
그 다음, 제5 단계(S130-S180)에서는 상기 제2 단계에서 화재발생이 없고, 수동운전 선택이 없는 경우, 생활용수 제어모드를 수행하며, 이 생활용수 제어모드에서는 지하탱크의 저수위 여부, 통합 배관의 압력상태에 따라 펌프장치의 동작을 제어한다. 그 다음, 제6 단계(S190)에서는 상기 동작과정중, 감지상태 및 동작상태를 화면으로 출력한다. 마지막으로, 제7 단계(S200)에서는 장치 종료 선택이전에 상기 제1 단계로 진행하고, 장치 종료 선택시에 장치를 종료한다.
이하, 상기 소화 제어모드 및 생활용수 제어모드에서의 펌프기동 제어과정에 대해서 설명한다.
본 발명에서는 펌프 기동을 인버터를 통한 순차 기동 또는 인버터를 이용하지 않은 직기동중의 하나를 선택하여 설정하며, 또한, 자동 가압식 또는 옥상수조 설치식을 선택하여 설정하는데, 이 자동 가압식으로 설정한 경우에는 통합배관의 압력에 기초하고, 반면에, 옥상수조 설치식일 경우에는 옥상에 설치된 옥상 저수조의 수위에 기초해서 펌프의 기동동작을 제어하는데, 도 9를 참조하여 인버터를 이용하는 순차 기동방식에 대해서 설명한다.
도 9는 도 6의 자동 운전중 펌프기동 제어과정을 보이는 플로우챠트로서, 도 9를 참조하여 상기 펌프 순차 기동과정에 대해서 설명하면, 제1 과정(S161)으로 인버터 제어로, 본 발명의 메인 제어부(50)가 인버터(60)를 통해, 해당 펌프를 저속으로 기동을 시작하여 점차적으로 속력을 증가시키면서, 설정 시간후에 최고속으로 동작시키고, 다음, 제2 과정(S162-S164)으로 최고속 동작시, 인버터(60)를 통해 펌프 접촉기(80)의 현재 펌프의 동작MC(MC2)를 온시키고, 기동 MC(MC1)를 오프시켜 다음 펌프의 기동 MC를 온시키며, 제3 과정(S165)으로 기동조건을 다시 판단하여 기동조건일 경우에는 상기한 과정을 반복 수행한다. 그리고, 제4 과정(S166)으로 기동조건이 아닐 경우에는 정지조건인지를 판단하여 정지조건일 경우에는 펌프 순차 정지과정으로 진행하고, 정지조건이 아닐 경우에는 제1 단계로 진행한다.
도 5는 도 3의 인버터에 의한 펌프 동작 설명도로서, 상술한 바와 같은 인버터방식으로 펌프 동작을 제어하는 방식에 대해서, 도 4 및 도 5를 참조하여 다시 설명하면, 펌프장치(90)의 해당 펌프에 대해서, 먼저, 펌프 기동시에는 본 발명의 메인 제어부(50)가 펌프 접촉기(80)의 기동MC(MC1)를 온시켜, 인버터(60)에 의해 조절되는 기동전류가 펌프장치(90)의 해당 펌프로 공급되어, 해당 펌프는 도 5에 도시된 "T0-T1"구간과 같이 점차적으로 가속된다. 다음, 최고속에 도달한 경우, 즉상기 메인 제어부(50)가 일정시간(T1)이후 상기 구도MC(MC2)를 온시킴과 동시에 기동MC(MC1)를 오프시켜 전원공급부(30)에 의한 구동전류가 펌프장치(90)의 해당 펌프로 공급되어 해당 펌프는 도 5에 도시된 "T1-T2"구간과 같이 최고속의 등속 구동된다.
상기한 인버터를 이용한 순차 기동방식과 달리, 직기동 방식인 경우에는 압력(자동 가압식) 또는 수위(옥상수조 설치식)에 기초해서 사전에 설정된 기준치와 비교하여 펌프를 바로 기동시키거나 바로 정지시키게 된다. 이러한 방식은 펌프가 무리한 동작을 수행하므로, 수명에 악영향을 미칠 수 있으나, 작은 개수의 펌프를 사용하는 경우에는 저렴한 비용으로 설치 가능한 방식이다.
이하, 상기 소화 제어모드 및 생활용수 제어모드에서의 펌프정지 제어과정에 대해서 설명한다.
본 발명에서는 펌프기동 동작설명에서 기술한 바와같이, 펌프 정지를 인버터를 통한 순차 정지 또는 인버터를 이용하지 않은 즉시정지중의 하나를 선택하여 설정할 수 있으며, 또한, 자동 가압식 또는 옥상수조 설치식을 선택하여 설정하는데, 이 자동 가압식으로 설정한 경우에는 통합배관의 압력에 기초하고, 반면에, 옥상수조 설치식일 경우에는 옥상에 설치된 옥상 저수조의 수위에 기초해서 펌프의 정지 동작을 제어하는데, 도 10를 참조하여 인버터를 이용하는 순차 정지방식에 대해서설명한다.
도 10은 도 6의 자동 운전중 펌프정지 제어과정을 보이는 플로우챠트로서, 도 10을 참조하면, 상기 펌프 순차 정지과정에 대해서 설명하면, 먼저, 제1 과정(S171)에서는 화재발생인지 판단하여 화재발생일 경우에는 상기 소화 제어과정을 수행하는 제1 단계로 진행하고, 화재발생이 아닐 경우에는 저속조건인지를 판단하고, 제2 과정(S172)에서는 저속조건일 경우, 가동순서의 역순으로 가중중인 펌프를 정지하고, 제일 마지막으로 기동된 최종 펌프에 대해 점차로 저속 가동시키며, 그 다음, 제3 과정(S173,S174)에서는 저속가동 동안에 설정시간동안에 설정시간 간격으로 통합배관의 압력을 반복적으로 체크하는데, 도 5를 참조하여 예를 들어 설명하면, 도 5의 T3-T4 구간에서, 1.5초 동안 2500회 압력을 감지하여 이 감지 압력의 평규 압력으로 다시 정지조건인지 가속조건인지를 판단하게 되는데, 만약, 가속조건을 만족할 경우에는 다시 저속 가동중인 펌프를 가속시키게 되고, 반면에, 정지조건을 만족하는 경우에는 저속 가동중인 펌프를 정지시키게 된다.
즉, 최종 펌프정지시에는 본 발명의 메인 제어부(50)가 펌프 접촉기(80)의 기동MC(MC1)를 온시켜, 인버터(60)에 의해 조절되는 기동전류가 펌프장치(90)의 해당 펌프로 공급되어, 해당 펌프는 도 5에 도시된 감속구간(T2-T3)과 같이 점차적으로 감속되다가 저속으로 유지되며, 이 저속구간(T3-4)에서 다시 압력을 체크하여 압력이 저압점일 경우에는 다시 가속되는데, 압력이 고압점일 경우에는 정지시키게되며, 이러한 과정을 반복적으로 수행하게 된다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 소화 및 생활 용수 공급을 위한 하나의 통합 배관을 이용하여, 순차기동 또는 직기동 방식을 선택적으로 설정할 수 있고, 또한 자동 가압식 또는 옥상수조 설치식을 선택적으로 설정할 수 있도록 하며, 이러한 설정된 방식에 따라 소화 및 생활용수의 공급을 할 수 있는데, 즉, 화재가 발생한 긴급시에는 화재 진압을 위한 제어를 우선적으로 수행하고, 화재발생이 없는 평상시에는 생활용수 공급을 위한 제어를 수행하도록 함으로서, 설치규모 또는 환경에 적합한 제어방식을 용이하게 적용할 수 있어 배관의 설치 및 유지보수가 간편하고, 소비전력을 감소시킬 수 있으며, 또한, 배관의 압력에 따른 펌프의 압력 백업 기능을 통해 펌프의 안전된 운전으로 펌프의 수명을 연장시킬 수 있도록 하는 특별한 효과가 있다.
이상의 설명은 본 발명의 구체적인 실시 예에 대한 설명에 불과하고, 본 발명은 이러한 구체적인 실시 예에 한정되지 않으며, 또한, 본 발명에 대한 상술한 구체적인 실시 예로부터 그 구성의 다양한 변경 및 개조가 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.

Claims (17)

  1. 시수관(27)을 통한 소화 및 생활 용수를 저장하는 지하 저수조(21)를 포함하고, 이 지하 저수조(21)에서 각 가정의 급수전(23), 옥내소화전함(24) 및 스프링클러헤드(25)에 통합배관(P2)으로 연결하고, 상기 지하 저수조(21)에 용수를 가압 펌핑하는 1개 이상의 펌프를 포함하는 펌프장치(22)를 포함하여, 소화와 생활용수를 통합하여 자동 제어하는 장치에 있어서,
    전원을 공급하는 전원공급부(30);
    동작 개시전에 펌프의 순차기동 또는 직기동 방식을 선택하여 설정하고, 또한 자동 가압식 또는 옥상수조 설치식을 선택하여 설정하며, 그리고, 순차 기동/정지 설정조건, 소화 운전조건, 생활용수 조건, 펌프수량 자동 설정조건, 정전복귀 설정, 사용압력을 포함하는 용수 제어조건을 설정하여 입력하는 설정 입력부(55);
    소화에 필요한 복수의 열/연 감지센서, 복수의 배관압력 감지센서, 수동 감지센서, 유량흐름 감지센서, 레벨센서를 포함하는 감지 센서부(40);
    상기 전원공급부(30)의 전원으로 동작을 개시하여, 상기 설정 입력부(55)를 통한 설정에 따라 생활용수 공급을 위한 생활용수 제어모드로 진입하여 상기 감지 센서부(40)를 통한 화재발생, 배관의 입력 또는 저수조 수위를 감지하면서 펌프의 기동 및 정지를 제어하는데, 이러한 생활용수 제어모드 수행 동안에, 화재발생 및 수동운전 선택을 반복적으로 감시하며, 화재발생 감지시에는 화재진압을 위한 소화 제어모드를 수행하고, 수동운전 선택시에는 수동운전 제어모드를 수행하는 메인 제어부(50)를 구비함을 특징으로 하는 소화와 생활용수 통합 자동 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전원공급부(30)는
    한전인접전원부(31)의 공급여부를 검출하는 전원검출부(32);
    상기 전원검출부의 검출신호에 따라 상기 비상발전기 전원부(33)의 전원을 공급하는 비상전원 공급스위치(34);
    상기 공급되는 전원을 변환하여 각부의 동작전압으로 분배하는 콘트롤 전원 분배트랜스(35); 및
    상기 공급되는 전원 과부하시 전원공급을 자동 차단하는 과부하 차단기(36)를 포함하는 것을 특징으로 하는 소화와 생활용수 통합 자동 제어 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 감지 센서부(40)는
    소화에 필요한 열/연 감지센서(S13), 배관압력 감지센서(S11,S12), 수동 감지센서(S14) 및 유량흐름 감지센서(S15)를 포함하는 소화 감지센서부(41);
    생활용수 배관압력 감지센서(S21,S22,S23)를 포함하는 급수 감지센서부(42); 및
    상기 옥상 저수조(26)의 레벨센서(S31), 상기 지하 저수조(21)의 레벨센서(S32)를 포함하는 저수조 감지센서부(43)를 구비함을 특징으로 하는 소화와 생활용수 통합 자동 제어 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 소화와 생활용수 통합 자동 제어 장치는
    상기 메인 제어부(50)의 제어에 따라, 해당 펌프의 기동 및 정지를 위한 펌프 구동전원을 제어하는 인버터(60);
    상기 인버터(60)의 제어에 따라, 해당 펌프에 상기 인버터(60)에 의한 기동전류를 제공하는 기동MC와, 상기 전원공급부(30)의 구동전류를 제공하는 구동MC를 포함하는 펌프 접촉기(80)를 더 구비함을 특징으로 하는 소화와 생활용수 통합 자동 제어 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 소화와 생활용수 통합 자동 제어 장치는
    대용량에 적용되는 경우에, 제어신호에 따라 동작하여 구동전류 보상해 주는 파워 릴레이를 포함하는 보상장치(81)를 더 구비함을 특징으로 하는 소화와 생활용수 통합 자동 제어 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 소화와 생활용수 통합 자동 제어 장치는
    상기 메인 제어부(50)의 제어에 따라, 제어 및 동작상태를 화면으로 표시하는 화면표시장치(100);
    상기 메인 제어부(50)의 제어에 따라 화재발생을 경보하는 화재발생 경보장치(110); 및
    상기 메인 제어부(50)의 제어에 따라, 사전에 연결 및 설정된 유관기관에 화재발생 신호를 전송하는 화재발생 전송장치(120)를 더 구비함을 특징으로 하는 소화와 생활용수 통합 자동 제어 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 화면표시장치(100)는
    기계실에 설치한 제1 화면 표시기; 및
    관리실에 설치한 제2 화면 표시기를 포함함을 특징으로 하는 소화와 생활용수 통합 자동 제어 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 메인 제어부(50)는
    화재발생 및 화재진압에 관련된 정보, 정전에 관련된 정보를 내부 메모리에 기록하고, 상기 설정 입력부(55)의 선택에 따라 상기 내부 메모리에 기록된 정보를 상기 화면표시장치(100)로 출력하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 소화와 생활용수 통합 자동 제어 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 메인 제어부(50)는
    화재감지시 소화 제어모드로 진입하여, 화재발생 경보 및 화재발생 통보를 제어하고, 화재진압이전에는 사전에 설정된 소화 운전조건에 따라 펌프기동을 제어하며, 화재진압 이후에는 화재에 대한 정보를 기록하고, 이후 설정시간이후에 생활용수 제어모드로 자동 복귀하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 소화와 생활용수 통합 자동 제어 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 메인 제어부(50)는
    수동운전 선택시에 수동운전 제어모드로 진입하여, 펌프고장, 저수위/고압, 펌프의 동작상태를 각각 체크하고, 각 체크 상태의 화면 표시를 제어하는 것을 특징으로 하는 소화와 생활용수 통합 자동 제어 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 메인 제어부(50)는
    사전에 인버터를 통한 순차기동 설정시에는 배관의 입력 또는 수위에 따라 인버터를 통해 해당 펌프에 대한 순차 기동 및 정지를 제어하고,
    직기동 설정시에는 배관의 입력 또는 수위에 따라 해당 펌프에 대한 직기동 및 정지를 제어하는 것을 특징으로 하는 소화와 생활용수 통합 자동 제어 장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 설정 입력부(55)는 사용할 압력센서의 기종을 선택하여 설정하고,
    상기 메인 제어부(50)는 각 종 압력센서의 기종에 따른 압력 판별기준을 포함하고, 상기 설정 입력부(55)에 의해 선택된 압력센서의 기종에 해당하는 압력 판별기준으로 압력상태를 판별하는 것을 특징으로 하는 소화와 생활용수 통합 자동 제어 장치.
  13. 시수관(27)을 통한 소화 및 생활 용수를 저장하는 지하 저수조(21)를 포함하고, 이 지하 저수조(21)에서 각 가정의 급수전(23), 옥내소화전함(24) 및 스프링클러헤드(25)에 통합배관(P2)으로 연결하고, 상기 지하 저수조(21)에 용수를 가압 펌핑하는 1개 이상의 펌프를 포함하는 펌프장치(22)를 포함하는 소화와 생활용수 통합 자동 제어장치에 적용되는 제어방법에 있어서,
    동작개시 이전에, 소화 운전조건, 생활용수 조건, 펌프수량 자동 설정조건, 시간입력, 정전복귀 설정, 사용 압력센서, 장치 시공, 소화/정전 기록 확인등을 선택하여 해당 운전조건 데이터를 입력하여 설정하는 제1 단계;
    정상적인 전원이 공급되어 동작을 개시하고, 이 동작중에 화재 발생 또는 수동운전 선택을 판별하는 제2 단계;
    상기 제2 단계에서 화재 발생시에는, 소화 제어모드를 수행하여 감지압력 및 설정압력에 따라 펌프장치의 동작을 제어하는 제3 단계;
    상기 제2 단계에서 수동운전 선택시에는, 수동운전 제어모드를 수행하는 제4 단계;
    상기 제2 단계에서 화재발생이 없고, 수동운전 선택이 없는 경우, 생활용수 제어모드를 수행하며, 이 생활용수 제어모드에서는 지하탱크의 저수위 여부, 통합 배관의 압력상태에 따라 펌프장치의 동작을 제어하는 제5 단계;
    상기 동작과정중, 감지상태 및 동작상태를 화면으로 출력하는 제6 단계; 및
    장치 종료 선택이전에 상기 제1 단계로 진행하고, 장치 종료 선택시에 장치을 종료하는 제7 단계를 구비함을 특징으로 하는 소화와 생활용수 통합 자동 제어방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 소화 제어모드를 수행하는 제3 단계는
    화재감지시, 화재 경보하고, 화재 발생을 사전에 연결 및 설정된 유관기관에 통보하는 제1 과정;
    사전에 설정된 소화 운전조건에 따라 펌프 기동과정을 수행하는 제2 과정;
    화재진압 여부를 판단하여 화재진압 이전에는 상기 제2 과정을 수행하고, 소재진압 이후에는 화재에 대한 정보를 기록하고, 이후 설정시간이후에 생활용수 제어모드로 자동 복귀하는 제3 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 소화와 생활용수 통합 자동 제어방법.
  15. 제13항에 있어서, 상기 수동운전 제어과정을 수행하는 제4 단계는
    수동운전 선택시, 펌프고장, 저수위/고압, 펌프의 동작상태를 각각 체크하는 과정;
    각 체크 상태를 화면 표시하는 과정을 포함하는 소화와 생활용수 통합 자동 제어방법.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 펌프 기동과정은
    사전에 인버터를 통한 순차 기동방식으로 설정된 경우에, 인버터 제어를 통해서, 해당 펌프에 대해, 저속으로 기동을 시작하여 점차적으로 속력을 증가시키면서, 설정시간후에 최고속으로 동작시키는 제1 과정;
    최고속 동작시, 현재 펌프의 동작MC를 온시키고, 기동 MC를 오프시켜 다음 펌프의 기동 MC를 온시키는 제2 과정;
    기동조건을 다시 판단하여 기동조건일 경우에는 상기한 과정을 반복 수행하는 제3 과정;
    기동조건이 아닐 경우에는 정지조건인지를 판단하여 정지조건일 경우에는 펌프 순차 정지과정으로 진행하고, 정지조건이 아닐 경우에는 제1 단계로 진행하는 제4 과정을 포함하는 소화와 생활용수 통합 자동 제어방법.
  17. 제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 펌프 정지과정은
    화재발생인지 판단하여 화재발생일 경우에는 상기 소화 제어과정을 수행하는 제1 단계로 진행하고, 화재발생이 아닐 경우에는 저속조건인지를 판단하는 제1 과정;
    저속조건일 경우, 가동순서의 역순으로 가중중인 펌프를 정지하고, 제일 마지막으로 기동된 최종 펌프에 대해 점차로 저속 가동시키는 제2과정; 및
    저속가동 동안에 설정시간동안에 설정시간 간격으로 통합배관의 압력을 반복적으로 체크하여, 이 체크한 압력이 정지조건이 아닐 경우에는 고속조건인지 판단하여 고속조건이면 펌프 기동과정으로 진행하고, 정지조건일 경우에는 해당 펌프를 정지시키는 제3 과정을 포함함을 특징으로 하는 소화와 생활용수 통합 자동 제어방법.
KR10-2002-0001767A 2002-01-11 2002-01-11 소화와 생활용수 통합 자동 제어 장치 및 그 제어방법 KR100461175B1 (ko)

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