KR101634337B1

KR101634337B1 - 화재 감지 및 진화 장치

Info

Publication number: KR101634337B1
Application number: KR1020140040718A
Authority: KR
Inventors: 최정익; 김동현
Original assignee: 이플래넷 주식회사; 창신대학교 산학협력단
Priority date: 2014-04-04
Filing date: 2014-04-04
Publication date: 2016-06-29
Also published as: KR20150115521A

Abstract

본 발명은, 화재 감지 및 진화 장치에 관한 것으로서, 화재 영역을 감지하는 감지부와; 내부에 수용 공간을 구비하는 본체와, 상기 본체의 수용 공간에 설치되는 복수 개의 소화탄 발사 모듈을 포함하는 발사부와; 상기 감지부의 화재 감지에 따라 상기 소화탄 발사 모듈에 장착된 소화탄이 발사되게 하는 제어부를 포함하며, 상기 소화탄 발사 모듈은 프레임과; 상기 프레임에 설치되며, 일측에 발사구가 형성된 복수 개의 발사 유닛과; 상기 발사 유닛의 발사 방향을 변동시키는 미세 구동부를 포함한다. 이에 따라, 산불을 감지하고, 산불이 발생한 적재 위치에 소화탄을 발사하여 조기에 산불을 진화할 수 있다.

Description

화재 감지 및 진화 장치{Apparatus for Detecting and Extinguishing the Fire}

본 발명은 화재 감지 및 진화 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 화재 발생 예상 지역에 설치하여 화재를 감지하고, 화재가 감지되면 화재 발생 지역에 자동 또는 수동으로 소화탄을 발사하여 화재를 조기에 진화하는 화재 감지 및 진화 장치에 관한 것이다.

우리나라의 산불은 사회적인 여건과 산림여건 그리고 산림정책, 제도 그 외 시대적인 기상변화에 따라 산불의 발생건수와 피해면적 등이 다양하게 변화하고 있다.

산불은 월별로 4월에 가장 많이 발생하였으며, 3월, 11월에도 증가 추세에 있다. 또한, 요일별로는 일요일에 가장 많은 발생 빈도를 보였으나, 2000년대 주5일제 시행으로 금요일과 토요일에도 급격한 증가를 보였다. 그리고, 시간대별로는 오후 2시에서 6시 사이에 50%, 11시와 오후 1시 사이에 35%였다.

상기와 같은 산불의 통계치를 볼 때, 대부분의 산불은 등산객 등에 의하여 유발된 인위적인 산불이 대부분이며, 등산로 등 등산객의 접근이 쉬운 장소에서 대부분 발생하고 있는 실정이다.

특히, 고산 지역에서 발생하는 산악 화재의 경우에는 차량 진입이 불가능한 경우가 거의 대부분이기 때문에 초기 진화를 위해서는 소방인력이 휴대용 진화 장비를 보유한 채 화재 현장까지 달려가서 화재를 진압해야 하지만, 산세가 험난하여 소방인력의 접근이 곤란한 지역에서의 산불 발생시에는 소방 헬기 외에는 다른 화재 진화 방법이 없는 실정이다.

또한, 강한 바람이 불거나 시야 식별이 곤란한 야간의 경우에는 소방 헬기마저도 운행할 수 없기 때문에 소방 헬기의 운행이 가능해질 때까지 화재를 지켜보고만 있어야 하는 경우도 빈번한 실정이라 고산 지역의 산불 화재 발생시 신속한 초기 진화를 위한 소방 장비가 절실한 실정이다.

이를 해결하기 위한 종래의 기술로는, 대한민국공개특허공보 제10-2004-0083199호인 '화재진압용 소화탄 발사장치'가 있다. 상기 화재진압용 소화탄 발사장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 소방차나 소방헬기가 근접할 수 없는 지역에서의 화재 발생시 원거리에서 용이하게 화재를 진압할 수 있도록 소화액을 내장한 소화탄을 발사할 수 있도록 한 화재진압용 소화탄 발사장치에 관한 것이다.

그러나, 상기 화재진압용 소화탄 발생장치의 경우에도 화재 발생 지역으로 상기 화재진압용 소화탄 발생장치를 이동시켜야 하기 때문에, 화재 발생 지역으로의 이동의 어려움 및 이동 시간 등을 고려해볼 때 고산 지역과 같은 지역에서의 화재의 조기 진압이 어렵다.

더욱이, 화재 지역에 도착하더라도 상기 화재진압용 소화탄 발생장치의 설치 및 조절을 위한 시간 또한 화재 조기 진압의 관점에서 난점으로 존재한다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 산불을 감지하고, 산불이 발생 또는 확산되고 있는 위치에 소화탄을 자동 또는 수동으로 발사하여 조기에 산불을 진화하거나 산불확산을 방지하기 위한 화재 감지 및 진화 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은, 소화탄 발사 유닛의 상하좌우 방향의 미세 조절이 가능한 장치를 구비하여 화재 위치에 정확히 소화탄을 발사함으로써 조기에 산불을 진화하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 목적은 본 발명에 따라, 화재 영역을 감지하는 감지부와; 내부에 수용 공간을 구비하는 본체와, 상기 본체의 수용 공간에 설치되는 복수 개의 소화탄 발사 모듈을 포함하는 발사부와; 상기 감지부의 화재 감지에 따라 상기 소화탄 발사 모듈에 장착된 소화탄이 발사되게 하는 제어부를 포함하며, 상기 소화탄 발사 모듈은 프레임과; 상기 프레임에 설치되며, 일측에 발사구가 형성된 복수 개의 발사 유닛과; 상기 발사 유닛의 발사 방향을 변동시키는 미세 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화재 감지 및 진화 장치에 의하여 달성된다.

여기서, 상기 발사 유닛 각각의 일측은 상기 프레임에 회동 가능하게 설치되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 미세 구동부는 상기 발사 유닛 중 적어도 어느 하나를 회동시키는 미세 회동 구동부를 포함하며, 상기 미세 회동 구동부는, 미세 회동 모터부와; 상기 미세 회동 모터부의 구동에 따라 직선 운동을 하는 이동축과; 상기 이동축의 직선 운동에 연동되어 상기 발사 유닛이 회동되게 상기 발사 유닛과 상기 이동축의 사이에 설치되는 조인트 프레임을 포함할 수 있다.

또한, 상기 이동축과 상기 조인트 프레임 또는 상기 발사 유닛 각각의 일측과 상기 프레임 각각은 볼 조인트 방식으로 연결된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 미세 회동 구동부에 의하여 회전하는 어느 하나의 상기 발사 유닛의 회동에 연동되어 적어도 다른 하나의 상기 발사 유닛이 회동되게 설치되는 링크부를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 링크부는 상호 이격되어 복열로 배치되는 제1 링크와 제2 링크를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 미세 구동부는 상기 발사 유닛의 타측을 승강(昇降)시켜 발사 각도를 조절하는 사거리 조절 구동부를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 사거리 조절 구동부는 상기 프레임의 일측에 설치되며, 내부에 수용 공간이 형성된 케이스와; 상기 케이스의 수용 공간에 설치되는 회전 모터와; 일측은 상기 케이스의 내부 일측면에 타측은 상기 회전 모터에 설치되며, 외주면에 나사산을 구비하는 볼 스크류와; 상기 볼 스크류의 상기 나사산과 상기 발사 유닛 사이에 설치되는 이동 부재를 포함하며, 상기 이동 부재는 상기 볼 스크류의 회전에 따라 승강하여, 상기 발사 유닛의 타측을 승강시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 사거리 조절 구동부는 상기 발사 유닛의 타측에 설치되는 에어 실린더인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 발사부를 회전시키는 회전 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 회전 구동부는 설치대와; 상기 설치대에 회전 가능하게 설치되는 회전판과; 상기 발사부와 상기 회전판 사이에 설치되는 샤프트와; 상기 회전판을 회전시켜 상기 발사부를 회전시키는 회전 장치를 포함할 수 있다.

한편, 상기 감지부는 열감지 센서, 불꽃 감지 센서, 영상 장치 및 스모크 센서 중 적어도 어느 하나를 포함하며, 상기 본체 부근의 온도 정보, 자외선과 적외선의 파장 정보, 영상 정보 및 스모크(smoke) 정보 중 적어도 어느 하나를 획득하여 화재를 감지하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 감지부는 풍향 및 풍속을 감지하는 풍향풍속계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 감지부의 상기 영상 장치는 상기 본체의 상단에 회전 가능하게 설치되는 카메라인 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 감지부의 상기 화재 영역 감지에 따라, 상기 제어부는 화재 감지 신호를 화재 관제 서버에 송신하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는 상기 화재 관제 서버로부터 수신된 지시 신호에 따라, 상기 풍향풍속계에서 감지된 풍향 및 풍속을 기반으로 상기 미세 구동부를 제어하여 상기 화재 영역에 소화탄이 발사되게 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 감지부의 상기 화재 영역의 화재 진화 감지에 따라, 상기 제어부는 화재 진화 신호 및 상기 영상 장치로부터 획득된 상기 영상 정보를 상기 화재 관제 서버에 송신하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 소화탄 발사 후 미진화시, 상기 감지부의 상기 화재 영역 감지에 따라, 상기 제어부는 화재 미진화 신호를 화재 관제 서버에 송신하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 화재 관제 서버로부터 수신된 재진화 지시 신호에 따라, 상기 제어부는 상기 미세 구동부와 상기 회전 구동부를 제어하여 상기 본체의 타측에 설치된 상기 소화탄 발사 모듈의 소화탄을 상기 화재 영역에 발사되게 하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제어부와 상기 화재 관제 서버는 무선통신망을 이용하여 송수신하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 발사부는 내화성 세라믹 섬유 복합재료로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 화재 감지 및 진화 장치는 산불을 감지하고, 산불이 발생한 적재 위치에 소화탄을 발사하여 조기에 산불을 진화할 수 있다.

또한, 소화탄이 장착된 발사 유닛의 상하좌우 방향의 미세 조절이 가능하기 때문에, 화재 발생 위치에 정확히 소화탄을 발사하여 조기에 산불을 진화할 수 있다.

또한, 어느 하나의 발사 유닛에서 소화탄을 발사한 후, 미세 구동부를 통하여 다른 발사 유닛을 조절하여 하나 하나씩 화재 영역에 소화탄을 발사하는 집중사(集中射)사가 가능할 뿐만 아니라, 화재 영역이 넓은 범위일 경우 미세 구동부를 조절하여 발사부, 일측면에 설치된 소화탄 발사 모듈에 장착된 소화탄을 일제히 발사시키는 광역사(廣域射)도 가능하다.

또한, 일측면에 설치된 소화탄 발사 모듈에 장착된 소화탄을 발사한 후, 산불의 미진화시 타측면에 설치된 소화탄 발사 모듈에 장착된 소화탄을 발사할 수 있도록 회전 구동부를 통하여 발사부를 회전시켜 화재 영역에 중복사(重複射)를 가능케 한다.

그리고, 본 발명은 무인 시스템으로 구성되어 화재에 의하여 발생되는 가스에 의한 2차 피해가 발생되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 종래의 액정 적하 장치를 나타내는 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 화재 감지 및 진화 장치를 나타내는 사시도이고,
도 3은 본 발명에 따른 화재 감지 및 진화 장치의 소화탄 발사 모듈을 나타내는 사시도이고,
도 4는 본 발명에 따른 화재 감지 및 진화 장치의 발사 유닛, 미세 구동부 및 링크부를 나타내는 저면도이고,
도 5는 본 발명에 따른 화재 감지 및 진화 장치의 발사 유닛의 동작을 나타내는 도면이고,
도 6은 본 발명에 따른 화재 감지 및 진화 장치의 소화탄 발사 모듈의 측면도이고,
도 7은 도 6의 A-A선을 나타내는 단면도이고,
도 8은 도 2의 B-B선을 나타내는 단면도이고,
도 9는 본 발명에 따른 화재 감지 및 진화 장치의 동작을 나타내는 블럭도이다.

이하, 본 발명의 기술적 과제에 관한 해결 방안을 명확화하기 위해 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 관련 공지기술에 관한 설명이 오히려 본 발명의 요지를 불명료하게 하는 경우 그에 관한 설명은 생략하기로 한다. 또한, 후술하는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 설계자, 제조자 등의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있을 것이다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 또한, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 도면번호(참조번호)로 표시된 부분은 동일한 요소들을 나타낸다.

이하, 도 2 내지 도 9를 참조하여, 본 발명에 따른 화재 감지 및 진화 장치(1)에 대하여 살펴보기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 화재 감지 및 진화 장치를 나타내는 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 화재 감지 및 진화 장치의 소화탄 발사 모듈을 나타내는 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 화재 감지 및 진화 장치의 발사 유닛, 미세 구동부 및 링크부를 나타내는 저면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 화재 감지 및 진화 장치의 발사 유닛의 동작을 나타내는 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 화재 감지 및 진화 장치의 소화탄 발사 모듈의 측면도이고, 도 7은 도 6의 A-A선을 나타내는 단면도이고, 도 8은 도 2의 B-B선을 나타내는 단면도이다.

도 2 내지 도 8을 참조하여 살펴보면, 본 발명에 따른 화재 감지 및 진화 장치(1)는 감지부(100), 발사부(200), 소화탄 발사 모듈(300), 미세 구동부(400), 회전 구동부(500) 및 제어부(600)를 포함한다.

도 2를 참조하여 살펴보면, 감지부(100)는 발사부(200)의 상단에 설치되어 본 발명에 따른 화재 감지 및 진화 장치(1)의 인근의 온도, 영상 및 스모크(smoke) 등의 화재 정보를 획득하여 산불 발생 여부를 감지한다. 여기서, 화재 정보란, 산불 발생 여부, 산불 위치인 화재 영역, 화재 영역의 크기, 화재 영역의 위치와 본 발명에 따른 화재 감지 및 진화 장치(1) 사이의 거리 등을 의미한다.

감지부(100)는 열감지 센서(110), 스모크 센서(120), 영상 장치(130), 풍향풍속계(140) 및 불꽃 감지 센서(150)를 포함할 수 있다. 여기서, 영상 장치(130)는 카메라 및 적외선 카메라와 같은 장비를 이용하여 화재 발생시 화재 영상 정보를 획득할 수 있는 장치를 포함한다.

열감지 센서(110)는 본 발명에 따른 화재 감지 및 진화 장치(1) 인근의 온도를 감지하고, 스모크 센서(120)는 화재 발생에 따른 연기를 감지한다.

영상 장치(130)는 발사부(200)의 상단에 회전 가능하게 설치되어, 본 발명에 따른 화재 감지 및 진화 장치(1) 주변의 영상 정보를 획득한다.

불꽃 감지 센서(150)는 상기 화재 영역의 자외선과 적외선의 파장 정보를 획득한다.

따라서, 감지부(100)는 본 발명에 따른 화재 감지 및 진화 장치(1) 부근의 온도, 영상, 상기 화재 영역으로부터 조사되는 자외선과 적외선의 파장 및 스모크(smoke) 발생 여부를 감지하고, 화재 발생시 화재 영역의 화재 정보를 획득할 수 있다.

그리고, 감지부(100)의 상기 센서(110, 120, 150) 및 영상 장치(130)에 의해 획득된 온도, 영상, 자외선과 적외선 파장, 및 스모크 양 등의 화재 정보는 제어부(500)로 전달되어 개별적 또는 종합적으로 분석되며, 상기 화재 정보는 본 발명에 따른 화재 감지 및 진화 장치(1)를 동작되게 하는데 있어서 기반이 된다.

즉, 화재가 발생되면 그 징후로서 외형상으로 연기가 발생하고, 그 후에 화염이 형성된다. 따라서, 연기는 영상 장치(130)를 통하여 분간될 수 있으나. 화염은 영상 장치(130)를 통하여 구분이 힘들기 때문에, 열감지 센서(110), 스모크 센서(120) 및 불꽃 감지 센서(150) 등에서 획득한 정보를 종합적으로 활용하여 화재 정보를 감지하는 것이 바람직하다. 다만, 영상 장치(130) 중 하나인 적외선 카메라를 이용하는 경우, 열의 복사 특성을 획득하여 산불을 조기에 감지할 수도 있다.

풍향풍속계(140)는 풍향(風向)과 풍속(風速)을 계측할 수 있는 장치로서, 본 발명에 따른 화재 감지 및 진화 장치(1) 인근에 형성된 풍속과 풍향의 데이터를 얻을 수 있다. 여기서, 풍향풍속계(140)로는 컵풍향풍속계, 초음파풍향풍속계 등이 이용될 수 있다.

따라서, 풍향풍속계(140)에 의하여 얻어진 풍속과 풍향의 데이터는 제어부(500)로 전달되며, 본 발명에 따른 화재 감지 및 진화 장치(1)에 의하여 소화탄이 발사됨에 있어서 사거리와 각도를 결정하는 중요한 정보로 이용된다.

도 2 내지 도 7을 참조하여 살펴보면, 발사부(200)는 본체(210)와 소화탄이 장착되는 소화탄 발사 모듈(300)을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 화재 감지 및 진화 장치(1)로 산불이 확산되는 경우 상기 장치(1)의 보호를 위해, 발사부(200), 특히 본체(210)를 1,000 ℃ 이상의 온도에서 견디는 내화성 세라믹 섬유 복합재료를 이용하여 형성할 수 있다.

본체(210)는 내부에 수용 공간이 형성되며, 상기 수용 공간에는 복수 개의 소화탄 발사 모듈(300)이 설치되어 본체(210)에 의하여 지지될 수 있도록 구성된다. 그리고, 본체(210)의 상부에는 감지부(100)가 설치될 수 있다.

한편, 소화탄 발사 모듈(300)은 프레임(310), 적어도 하나의 발사 유닛(320) 및 미세 구동부(400)를 포함할 수 있다.

프레임(310)은 본체(210)의 상기 수용 공간에 설치되며, 발사 유닛(320) 및 미세 구동부(400)를 지지할 수 있도록 구성된다. 여기서, 복수 개의 발사 유닛(320)은, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 기 설정된 간격으로 이격되어 프레임(310)에 설치된다.

발사 유닛(320)은 소화탄을 화재 영역에 발사하는 장치로서, 내부에 장착되는 소화탄과, 일측에 전자식점화장치(미도시)를 포함할 수 있다. 따라서, 제어부(600)는 상기 전자식점화장치에 전기적 신호를 전달하여 상기 소화탄이 발사되게 한다.

즉, 상기 소화탄은 제어부(600)에 의하여 발사 여부가 제어된다. 여기서, 상기 소화탄은 내부에 소화약제가 충진되어 있으며, 화재 영역에 소화탄의 탄착시 충격에 의하여 소화탄은 폭발하게 되며, 그에 따라 소화탄 내부에 충진된 소화약제가 화재 영역에 도포되게 된다. 따라서, 화재 영역에 발생된 산불은 소화탄에 의하여 진화된다.

그리고, 발사 유닛(320)은 상기 소화탄이 발사되게 일측에 발사구(321)이 형성된 원통형 형상으로 형성될 수 있다. 여기서, 발사 유닛(320)은 압축 공기식, 타격식, 기계식 등의 발사 방식으로 상기 소화탄을 발사한다.

도 3을 참조하여 살펴보면, 발사 유닛(320)은 발사 유닛(320)의 회동축(321)을 중심으로 프레임(310)에 회동 가능하게 설치된다. 예컨데, 도 3에 도시된 바와 같이, 발사 유닛(320) 각각의 일측과 프레임(310)은 볼 조인트(ball joint) 방식으로 연결될 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 발사 유닛(320)과 프레임(310) 간에 회동 가능한 별도의 구조로 형성될 수 있음은 물론이다.

이하, 발사 유닛(320)은 미세 구동부(400)와의 직접적인 연결 여부에 따라 제1 발사 유닛(320a), 제2 발사 유닛(320b)으로 구분하여 설명한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 수용 공간에 설치되는 제1 발사 유닛(320a)은 상기 본체(210)의 공간 활용도 측면에서 제2 발사 유닛(320b) 보다 후방에 배치될 수 있다. 다만, 제1 발사 유닛(320a)과 제2 발사 유닛(320b)의 상대적 위치는 예시적인 것일 뿐, 반드시 이에 한정될 필요는 없다.

한편, 미세 구동부(400)는 미세 회동 구동부(410)와 링크부(420)를 포함할 수 있다.

도 3 및 도 4를 참조하여 살펴보면, 미세 회동 구동부(410)는 발사 유닛(320) 중 적어도 어느 하나인 제1 발사 유닛(320a)을 회동시킨다.

그리고, 링크부(420)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 발사 유닛(320a)과 제2 발사 유닛(320b)을 연결하며, 제1 발사 유닛(320a)의 회동시 제1 발사 유닛(320a)의 회동에 연동되어 제2 발사 유닛(320b)이 회동되게 한다.

여기서, 링크부(420)는 제1 링크(421)와 제2 링크(422)를 포함할 수 있다.

제1 링크(421)는 제1 발사 유닛(320a)의 제1 링크 회전축(322)과 제2 발사 유닛(320b)의 제1 링크 회전축(322)을 상대적으로 회동 가능하게 연결하고, 제2 링크(422)는 제1 발사 유닛(320a)의 제2 링크 회전축(323)과 제2 발사 유닛(320b)의 제2 링크 회전축(323)을 상대적으로 회동 가능하게 연결한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 제1 링크(421)와 제2 링크(422)는 이격되어 복열로 설치될 수 있다. 즉, 소화탄 발사 방향을 기준으로 제1 링크(421)는 제2 링크(422) 보다 전방에 위치할 수 있다. 그리고, 제1 링크(421)와 제2 링크(422)는 상기 소화탄 발사 방향을 향하도록 절곡되어 형성될 수 있다.

여기서, 제1 링크(421)와 제2 링크(422)를 복열로 구성시키는 것은, 제1 발사 유닛(320a)의 회전력을 제2 발사 유닛(320b)에 전달하는데 있어서, 기구적인 공차를 줄이기 위함이다.

한편, 미세 회동 구동부(410)는 제1 발사 유닛(320a)을 회동시키는 구동력을 제공한다.

여기서, 미세 회동 구동부(410)는 미세 회동 모터부(411), 이동축(412), 및 조인트 프레임(413)을 포함할 수 있다. 그리고, 미세 회동 모터부(411)는 리니어 모터(linear motor)일 수 있다.

도 4 및 도 5를 참조하여 제1 발사 유닛(320a)의 회동 동작을 살펴보면, 미세 회동 모터부(411)의 동작에 따라 이동축(412)은 소화탄 발사 방향인 X축 방향을 기준으로 직선 이동한다. 그리고, 이동축(412)의 직선 운동에 따라 조인트 프레임(413)은 이동축(412)의 직선 운동에 연동하여 직선 운동을 하게 된다. 그에 따라, 조인트 프레임(413)에 연결된 제1 발사 유닛(320a)은 회동축(321)을 축으로 하여 회동하게 된다. 그리고, 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 발사 유닛(320b)은 제1 발사 유닛(320a)의 회동에 연동하여 회동하게 된다.

여기서, 이동축(412)과 조인트 프레임(413)은 볼 조인트(ball joint)(414) 방식으로 연결되어 이동축(412)의 직선 운동을 자연스럽게 제1 발사 유닛(320a)의 회전 운동으로 변환시키도록 구성될 수 있다. 물론, 이동축(412)과 조인트 프레임(413)의 연결 방식은 상기 볼 조인트 방식에 한정되는 것은 아니며, 이동축(412)과 조인트 프레임(413) 간에 회동 가능한 별도의 구조로 형성될 수 있음은 물론이다.

한편, 미세 구동부(400)는 사거리 조절 구동부(430)를 더 포함할 수 있다.

도 6 및 도 7을 참조하여 살펴보면, 사거리 조절 구동부(430)는 발사 유닛(320)의 타측 예컨데, 상기 소화탄 발사 방향의 반대측을 승강(昇降)시켜 상기 소화탄의 발사 각도를 조절한다.

또한, 사거리 조절 구동부(430)는 케이스(431), 고정 부재(432), 회전 모터(433), 볼 스크류(434) 및 이동 부재(435)를 포함할 수 있다.

케이스(431)는 내부에 수용 공간이 형성되며, 상기 수용 공간에는 고정 부재(432), 회전 모터(433), 볼 스크류(434) 및 이동 부재(435)가 지지되게 설치되도록 구성될 수 있다. 그리고, 케이스(431)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 프레임(310)의 일측에 설치된다.

고정 부재(432)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 케이스(431)의 수용 공간에 설치되며, 회전 모터(433)는 고정 부재(432)에 지지되게 설치된다.

또한, 이동 부재(435)는 소정의 면적과 두께를 가지며 그 내부에 구멍이 구비되고 그 구멍 내주면에 나사산이 구비된다.

또한, 볼 스크류(434)는 이동 부재(435)의 구멍을 관통하여 일측 단부가 회전 모터(433)의 모터 축에 연결되고 타측 단부가 케이스(431)의 내부 일측면에 회전 가능하게 결합된다.

따라서, 회전 모터(433)에서 발생된 회전력이 볼 스크류(434)에 전달되어 볼 스크류(434)는 회전하게 된다. 그리고, 회전 모터(433)의 회전 방향에 따라 이동 부재(435)가 볼 스크류(434)의 나사산을 따라 승강(昇降)하게 된다. 그에 따라, 이동 부재(435)의 일측에 결합된 제1 발사 유닛(320a) 또한 승강하게 된다.

그리고, 제1 발사 유닛(320a)이 승강함에 따라, 링크부(420)로 연결된 제2 발사 유닛(320b) 또한 승강하게 된다.

여기서, 사거리 조절 구동부(430)는 발사 유닛(320)의 타측에 설치되어 발사 유닛(320)을 승강시키는 에어 실린더일 수 있다.

또한, 사거리 조절 구동부(430)는 발사 유닛(320)의 타측에 설치되어 발사 유닛(320)을 승강시켜 상기 소화탄의 사거리를 조절할 수 있도록, 랙(rack)과 피니언(pinion) 등과 같은 별도의 기어 장치(미도시)와 모터를 구비할 수 있음은 물론이다.

종합해보면, 본 발명에 따른 화재 감지 및 진화 장치(1)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 복수 개의 소화탄 발사 모듈(300)이 상호 이격되어 설치되며, 소화탄 발사 모듈(300) 각각은 미세 구동부(400)에 의하여 개별적으로 사거리 및 발사 방향의 조절이 가능하기 때문에, 화재 영역이 넓은 범위일 경우 소화탄 발사 모듈(300)에 설치된 미세 구동부(400)를 제어하여 발사부(200)의 일측면에 설치된 소화탄을 일제히 발사시키는 광역사(廣域射)를 가능케 한다.

또한, 소화탄 발사 모듈(300)에 설치된 발사 유닛(320)은 제어부(600)에 의하여 개별적인 제어가 가능하기 때문에, 하나의 발사 유닛(320)에서 소화탄을 발사하고, 미세 구동부(400)를 이용하여 소화탄의 사거리 및 발사 방향을 조절한 후 다른 발사 유닛(320)의 소화탄을 연속적으로 발사할 수 있기 때문에, 본 발명에 따른 화재 감지 및 진화 장치(1)는 소화탄의 집중사(集中射)가 가능하다.

한편, 본 발명에 따른 화재 감지 및 진화 장치(1)는 발사부(200)를 회전시키는 회전 구동부(500)를 더 포함할 수 있다.

도 8을 참조하여 살펴보면, 회전 구동부(500)는 설치대(510), 회전판(520), 샤프트(530) 및 회전 장치(540)를 포함할 수 있다.

설치대(510)는 지면에 설치되어 샤프트(530)의 상단에 설치되는 발사부(200)를 지지한다. 그리고, 회전판(520)은 설치대(510)에 회전 가능하게 설치되며, 회전 장치(540)에 의하여 회전한다. 여기서 회전 장치(540)는 모터(541)와 기어 장치(542)로 구성될 수 있다.

또한, 샤프트(530)는 발사부(200)와 회전판(520) 사이에 설치되어 회전판(520)의 회전에 따라 발사부(200)가 회전되게 회전력을 전달한다.

따라서, 화재 영역에 발사부(200)의 일측에 상기 소화탄이 발사된 후에도 산불이 미진화되는 경우 회전 구동부(500)는 발사부(200)를 회전시켜 화재 영역에 미발사된 소화탄을 발사하여 화재 영역의 산불을 진화한다. 즉, 회전 구동부(500)는 화재 영역에 발사부(200)에 장착된 소화탄의 중복사(重複射)를 가능케 한다.

도 1 및 도 9를 참조하여 살펴보면, 제어부(600)는 감지부(100)의 화재 영역 감지에 따라 화재 감지 신호 및 영상 장치(130)로부터 획득된 상기 영상 정보 등을 화재 관제 서버(700)에 송신한다. 그리고, 화재 관제 서버(700)는 감지부(100)에서 획득한 화재 정보를 토대로 화재 감지 신호를 분석하여 산불이 발생한 화재 영역 및 산불의 진행 방향과 속도를 판단하고, 지시 신호를 제어부(600)에 송신한다.

제어부(600)는 화재 관제 서버(700)로부터 수신한 지시 신호에 따라, 풍향풍속계(140)에 의하여 얻어진 풍속과 풍향의 데이터 등의 화재 정보를 기반으로 미세 구동부(400)를 제어하여 화재 영역에 소화탄이 발사되게 한다.

그리고, 감지부(100)가 상기 화재 영역의 화재가 진화되었음을 감지함에 따라, 제어부(600)는 화재 진화 신호를 화재 관제 서버(700)에 송신한다.

만일 소화탄 발사 후 산불의 미진화시, 감지부(100)는 화재 영역 재감지하고, 제어부는 감지부(100)의 신호에 따라 화재 미진화 신호 및 영상 장치(130)로부터 재 획득된 상기 영상 정보 등을 화재 관제 서버(700)에 송신한다. 그리고, 화재 관제 서버(700)는 화재 미진화 신호를 분석하여 산불이 발생한 화재 영역 및 산불의 진행 방향과 속도를 재판단하고, 재진화 신호를 제어부(600)에 송신한다.

제어부(600)는 화재 관제 서버(700)의 재진화 신호에 따라, 미세 구동부(400)와 회전 구동부(500)를 제어하여, 소화탄을 발사하지 않은 소화탄 발사 모듈(300)에 장착된 소화탄을 화재 영역에 발사하여 산불을 진화한다.

즉, 본 발명에 따른 화재 감지 및 진화 장치(1)는 소화탄의 중복사(重複射)를 통하여 산불을 완전히 진화한다.

여기서, 제어부(600)와 화재 관제 서버(700)는 무선통신망, 예컨데 이동통신사의 이동통신망 등을 이용하여 송수신할 수 있다.

한편, 상기 화재 영역은 화재 발생 지역 및 화재 예상 지역을 포함한다. 따라서, 본 발명에 따른 화재 감지 및 진화 장치(1)는 산불이 본 발명에 따른 화재 감지 및 진화 장치(1)의 부근으로 번질 때, 화재 예상 지역에 소화탄을 발사하여 산불이 번지는 것을 예방할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 화재 감지 및 진화 장치(1)는 태양광 발전 장치 또는 풍력 발전 장치를 더 포함할 수 있다. 따라서, 상기 태양광 발전 장치 또는 상기 풍력 발전 장치를 통하여 전원을 공급받을 수 있기 때문에 별도의 전원 공급부(미도시), 예컨데 배터리 등의 전원 공급 장치가 설치되지 않아도 본 발명에 따른 화재 감지 및 진화 장치(1)는 구동할 수 있다.

또한, 산불이 본 발명에 따른 화재 감지 및 진화 장치(1)로 확산될 경우, 본 발명에 따른 화재 감지 및 진화 장치(1)는 화재로부터 보호를 위해 장치보호용 소화탄, 진화 장치 및 보호 장치 등을 더 포함할 수 있음은 물론이다.

본 발명에 따른 다양한 실시 예들은, 당해 기술 분야는 물론 관련 기술 분야에서 본 명세서에 언급된 내용 이외의 다른 여러 기술적 과제들을 해결할 수 있음은 물론이다.

지금까지 본 발명에 대해 실시 예들을 참고하여 설명하였다. 그러나 당업자라면 본 발명의 본질적인 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위에서 본 발명이 변형된 형태로 구현될 수 있음을 자명하게 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 즉, 본 발명의 진정한 기술적 범위는 첨부된 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 균등범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1 : 본 발명에 따른 화재 감지 및 진화 장치.
100 : 감지부 200 : 발사부
300 : 소화탄 발사 모듈 400 : 미세 구동부
500 : 회전 구동부 600 : 제어부
700 : 화재 관제 서버

Claims

화재 영역을 감지하는 감지부와; 내부에 수용 공간을 구비하는 본체와, 상기 본체의 수용 공간에 설치되는 복수 개의 소화탄 발사 모듈을 포함하는 발사부와; 상기 감지부의 화재 감지에 따라 상기 소화탄 발사 모듈에 장착된 소화탄이 발사되게 하는 제어부를 포함하며,
상기 소화탄 발사 모듈은, 프레임과; 상기 프레임에 설치되며, 일측에 발사구가 형성된 복수 개의 발사 유닛과; 상기 발사 유닛의 발사 방향을 변동시키는 미세 구동부를 포함하고,
상기 미세 구동부는 사거리 조절 구동부를 더 포함하며,
상기 사거리 조절 구동부는, 상기 프레임의 일측에 설치되며, 내부에 수용 공간이 형성된 케이스와; 상기 케이스의 수용 공간에 설치되는 회전 모터와; 일측은 상기 케이스의 내부 일측면에 타측은 상기 회전 모터에 설치되며, 외주면에 나사산을 구비하는 볼 스크류와; 상기 볼 스크류의 상기 나사산과 상기 발사 유닛 사이에 설치되는 이동 부재를 포함하며,
상기 이동 부재는 상기 볼 스크류의 회전에 따라 승강하여, 상기 발사 유닛의 타측을 승강시키는 것을 특징으로 하는 화재 감지 및 진화 장치.
제1항에 있어서,
상기 발사 유닛 각각의 일측은 상기 프레임에 회동 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 화재 감지 및 진화 장치.
제2항에 있어서,
상기 미세 구동부는, 상기 발사 유닛 중 적어도 어느 하나를 회동시키는 미세 회동 구동부를 포함하며,
상기 미세 회동 구동부는,
미세 회동 모터부와;
상기 미세 회동 모터부의 구동에 따라 직선 운동을 하는 이동축과;
상기 이동축의 직선 운동에 연동되어 상기 발사 유닛이 회동되게 상기 발사 유닛과 상기 이동축의 사이에 설치되는 조인트 프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 화재 감지 및 진화 장치.
제3항에 있어서,
상기 이동축과 상기 조인트 프레임 또는 상기 발사 유닛 각각의 일측과 상기 프레임 각각은 볼 조인트 방식으로 연결된 것을 특징으로 하는 화재 감지 및 진화 장치.
제4항에 있어서,
상기 미세 회동 구동부에 의하여 회전하는 어느 하나의 상기 발사 유닛의 회동에 연동되어 적어도 다른 하나의 상기 발사 유닛이 회동되게 설치되는 링크부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화재 감지 및 진화 장치.
제5항에 있어서,
상기 링크부는 상호 이격되어 복열로 배치되는 제1 링크와 제2 링크를 포함하는 것을 특징으로 하는 화재 감지 및 진화 장치.
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제1항에 있어서,
상기 사거리 조절 구동부는 상기 발사 유닛의 타측에 설치되는 에어 실린더인 것을 특징으로 하는 화재 감지 및 진화 장치.
제1항에 있어서,
상기 발사부를 회전시키는 회전 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화재 감지 및 진화 장치.
제10항에 있어서,
상기 회전 구동부는
설치대와;
상기 설치대에 회전 가능하게 설치되는 회전판과;
상기 발사부와 상기 회전판 사이에 설치되는 샤프트와;
상기 회전판을 회전시켜 상기 발사부를 회전시키는 회전 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 화재 감지 및 진화 장치.
제11항에 있어서,
상기 감지부는
열감지 센서, 불꽃 감지 센서, 영상 장치 및 스모크 센서 중 적어도 어느 하나를 포함하며,
상기 본체 부근의 온도 정보, 적외선과 자외선의 파장 정보, 영상 정보 및 스모크(smoke) 정보 중 적어도 어느 하나를 획득하여 화재를 감지하는 것을 특징으로 하는 화재 감지 및 진화 장치.
제12항에 있어서,
상기 감지부는 풍향 및 풍속을 감지하는 풍향풍속계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화재 감지 및 진화 장치.
제13항에 있어서,
상기 감지부의 상기 영상 장치는 상기 본체의 상단에 회전 가능하게 설치되는 카메라인 것을 특징으로 하는 화재 감지 및 진화 장치.
제14항에 있어서,
상기 감지부의 상기 화재 영역 감지에 따라,
상기 제어부는 화재 감지 신호 및 상기 영상 장치로부터 획득된 상기 영상 정보를 화재 관제 서버에 송신하는 것을 특징으로 하는 화재 감지 및 진화 장치.
제15항에 있어서,
상기 제어부는 상기 화재 관제 서버로부터 수신된 지시 신호에 따라, 상기 풍향풍속계에서 감지된 풍향 및 풍속을 기반으로 상기 미세 구동부를 제어하여 상기 화재 영역에 소화탄이 발사되게 하는 것을 특징으로 하는 화재 감지 및 진화 장치.
제16항에 있어서,
상기 감지부의 상기 화재 영역의 화재 진화 감지에 따라,
상기 제어부는 화재 진화 신호를 상기 화재 관제 서버에 송신하는 것을 특징으로 하는 화재 감지 및 진화 장치.
제16항에 있어서,
상기 소화탄 발사 후 미진화시, 상기 감지부의 상기 화재 영역 감지에 따라,
상기 제어부는 화재 미진화 신호를 화재 관제 서버에 송신하는 것을 특징으로 하는 화재 감지 및 진화 장치.
제18항에 있어서,
상기 화재 관제 서버로부터 수신된 재진화 지시 신호에 따라, 상기 제어부는 상기 미세 구동부와 상기 회전 구동부를 제어하여 상기 본체의 타측에 설치된 상기 소화탄 발사 모듈의 소화탄을 상기 화재 영역에 발사되게 하는 것을 특징으로 하는 화재 감지 및 진화 장치.
제19항에 있어서,
상기 제어부와 상기 화재 관제 서버는 무선통신망을 이용하여 송수신하는 것을 특징으로 하는 화재 감지 및 진화 장치.
제1항에 있어서,
상기 발사부는 내화성 세라믹 섬유 복합재료를 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 화재 감지 및 진화 장치.