KR101761110B1 - 동파 방지 기능을 구비한 스프링클러 방식의 건물용 소방장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스프링클러로 공급되는 소화액의 유입 압력차를 이용하여 왕복으로 정역회전하여 소화액을 분사하면서, 천장 내부에서 발생하는 화재와 실내에서 발생하는 화재를 동시에 초기 진압할 수 있는 기술이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따르면, 건물의 천장에 설치된 전기배선 등의 누전으로 인한 화재 발생 시 상방으로 소화액을 분사하여 화재를 초기에 효율적으로 진압할 수 있고, 실내에서 발생하는 화재 또한 하방으로 소화액을 분사하여 화재를 초기에 효율적으로 진압할 수 있으며, 스프링클러의 결빙에 의한 동파를 방지할 수 있다.

Description

동파 방지 기능을 구비한 스프링클러 방식의 건물용 소방장치{Fire fighting device for building of sprinkler type having freeze protection function}

본 발명은 스프링클러로 공급되는 소화액의 유입 압력차를 이용하여 왕복으로 정역회전하여 소화액을 분사하면서, 천장 내부에서 발생하는 화재와 실내에서 발생하는 화재를 동시에 초기 진압할 수 있는 기술에 대한 것이다.

일반적으로 건물에 사용되는 화재 진압용 소방장치, 예를 들어 소방기구로서 소화전, 소화기 및 스프링클러 등이 있다.

특히 소화전이나 소화기와는 달리, 스프링클러는 건물의 천장에 설치되어 화재의 발생시 급수라인에서 공급되는 물을 분사하여 화재를 진압한다.

종래의 스프링클러는 주변으로 물을 흩어 뿌리는 정도에 지나지 않기 때문에 화재를 초기 진압하는 데에는 그 한계가 있다.

또한, 종래 스프링클러는 입자가 큰 상태의 물을 분사시켜 화재를 진압함에 따라 유류 등과 같은 B급 화재시 유류와 물이 분리되는 현상으로 인해 연소 되고 있는 유류가 소화되지 않는 문제가 있다.

또한, 스프링클러는 통상적으로 건물 실내의 천장에 설치된 상태로 작동하는데, 종래의 스프링클러는 하향식, 즉 소화액의 분사방향이 바닥면으로 향하고 있어 누전 등에 의한 전기적 원인으로 천장에서 발생하는 화재를 초기에 진압하기 어려운 문제가 있다.

그리고, 급수라인을 통해 물이 일정한 압력에 의해 스프링클러로 공급되지 못할 경우, 초기화재를 효과적으로 진압하지 못하는 문제가 있다.

즉, 실제로 화재 발생 시 화재 발생지점으로 물을 분사하여 화재를 초기 진압하는 것이 대단히 중요한데, 현재의 스프링클러는 그 기능에 한계를 드러내는 것으로 알려지고 있다.

이러한 사항들을 종합해볼 때, 소화전, 소화기 및 스프링클러 등이 나름의 장점을 가지고 화재 발생 시 사용되고 있기는 하지만, 자동으로 화재를 초기 진압하는 데에는 다소 한계가 있다는 점을 고려해볼 때, 이러한 기능을 추가하여 화재를 효율적으로 진압할 수 있도록 하는 장치의 필요성이 대두되고 있는 실정이다.

대한민국 등록실용신안공보 제20-0375591호(2005년 03월 11일 공고)

본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 특히 건물의 천장 내부에서 발생하는 화재와 실내에서 발생하는 화재를 진압하기 위해 소화액을 상방 또는 하방으로 동시에 또는 개별적으로 분사할 수 있는 스프링클러 방식의 건물용 소방장치를 제공할 수 있도록 한다.

또한, 본 발명은 별도의 회전수단을 설치하지 않아도 내부로 공급되는 소화액의 유입 압력차를 이용하여 소정의 각도로 왕복으로 정역회전하면서 소화액을 분사할 수 있는 스프링클러 방식의 건물용 소방장치를 제공할 수 있도록 한다.

또한, 본 발명은 소화액의 분사거리를 다양하게 할 수 있는 스프링클러 방식의 건물용 소방장치를 제공할 수 있도록 한다.

또한, 본 발명은 포말용액을 포함함으로써 다양한 형태의 화재를 진압할 수 있는 스프링클러 방식의 건물용 소방장치를 제공할 수 있도록 한다.

또한, 본 발명은 열전소자 및 열전도부를 포함함으로써 스프링클러의 결빙을 효과적으로 방지할 수 있도록 하는 스프링클러 방식의 건물용 소방장치를 제공할 수 있도록 한다.

상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 실시예에서는, 물이 이송되며, 상기 물의 흐름을 차단 또는 해제하기 위한 솔레노이드 밸브(110, 210)를 각각 구비한 제1 및 제2 이송라인(100, 200), 상기 제1 이송라인(100)과 제2 이송라인(200)의 일측에 각각 연결되고, 포말용액이 이송되며, 상기 포말용액의 흐름을 차단 또는 해제하기 위한 솔레노이드 밸브(310, 410)를 각각 구비한 제3 및 제4 이송라인(300, 400), 하면이 개방되고, 내부에 소정의 수용공간이 마련되며, 상기 제1 이송라인(100)의 끝단에 일측이 연결되어 상기 내부 수용공간으로 소화액이 공급되는 제1 공급구(510)와, 상기 제2 이송라인(200)의 끝단에 일측이 연결되어 상기 내부 수용공간으로 소화액이 공급되는 제2 공급구(520)와, 상기 제1 공급구(510)에 일단이 연결되어 상기 제1 공급구(510)를 통해 공급되는 소화액의 압력에 따라 길이방향으로 이완 또는 수축되며, 타단에는 하방을 향해 휘어진 엘보관(531)을 구비한 가변관(530)과, 중앙부위에는 하방으로 연장된 수직봉(540)과, 외경을 따라 형성된 적어도 하나 이상의 제1 분사구(550)와, 상기 제1 분사구(550)에 착탈 가능하게 볼트결합 되는 제1 분사노즐(560)과, 스프링(570)과, 상기 스프링(570)을 수축하는 누름판(580)을 구비하는 상부 하우징(500), 상기 상부 하우징(500)의 하부에 위치하고, 상기 수직봉(540)이 슬라이딩 삽입되며 내경에 나사산이 형성된 관통홀(610)과, 상기 엘보관(531)에 관통되어 하기 하부 하우징(700) 내부로 소화액을 유출하는 유출공(620)과, 상기 누름판(580)을 가압하는 가압봉(630)을 구비하는 정역회전부(600), 상기 정역회전부(600)의 하부에 결합 되며, 상면이 개방되고, 내부에 소정의 수용공간이 마련되며, 외경을 따라 형성된 적어도 하나 이상의 제2 분사구(710)와, 상기 제2 분사구(710)에 착탈 가능하게 볼트결합 되는 제2 분사노즐(720)을 구비하는 하부 하우징(700)을 포함하고, 상기 정역회전부(600)는, 상기 정역회전부(600)의 내주면과 접하도록 배치되는 열전도부(640), 상기 열전도부(640)를 가열하는 열전소자(650) 및 상기 열전소자(650)에 인가되는 전원을 제어하는 제어부(800)를 더 포함한다.

상기 하부 하우징(700)은 제1 온도센서(740), 제2 온도센서(750) 및 제3 온도센서(760)를 포함할 수 있다.

상기 제어부(800)는, 상기 제1 온도센서(740), 상기 제2 온도센서(750) 및 상기 제3 온도센서(760)가 검출한 온도를 입력받는 입력부(810), 상기 제1 온도센서(740), 상기 제2 온도센서(750) 및 상기 제3 온도센서(760)가 각각 검출한 제1 온도, 제2 온도 및 제3 온도 간의 차이를 비교하는 제1 비교부(820), 상기 제1 비교부(820)의 비교 결과에 기초하여 상기 제1 온도센서(740), 상기 제2 온도센서(750) 및 상기 제3 온도센서(760) 중 고유 계수에 오류가 있는 온도센서를 검출하는 검출부(830), 상기 검출부(830)에서 검출한 고유 계수에 오류가 있는 온도센서의 고유 계수를 보정하는 보정부(840), 상기 보정부(840)의 보정 결과를 반영한 후, 상기 제1 온도센서(740), 상기 제2 온도센서(750) 및 상기 제3 온도센서(760)가 검출한 온도에 기초하여 환경 온도를 산출하고, 상기 환경 온도를 미리 설정된 온도와 비교하는 제2 비교부(850) 및 상기 제2 비교부(850)의 비교 결과에 기초하여 상기 열전소자에 전원을 인가하는 구동부(860)를 포함할 수 있다.

상기 검출부(830)는, 상기 제1 온도센서(740), 상기 제2 온도센서(750) 및 상기 제3 온도센서(760) 중 어느 하나의 온도센서에서 검출된 온도가 다른 온도센서들로부터 검출된 체온과의 차이가 미리 설정된 범위를 벗어난 경우, 상기 하나의 온도센서의 고유 계수에 오류가 있다고 판단할 수 있다.

상기 검출부(830)는, 상기 하나의 온도센서에서 검출된 온도의 유지 시간이 미리 설정된 시간을 초과하는 경우 상기 하나의 온도센서의 고유 계수에 오류가 있다고 판단할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 건물의 천장에 설치된 전기배선 등의 누전으로 인한 화재 발생 시 상방으로 소화액을 분사하여 화재를 초기에 효율적으로 진압할 수 있고, 실내에서 발생하는 화재 또한 하방으로 소화액을 분사하여 화재를 초기에 효율적으로 진압하는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 별도의 회전수단을 설치하지 않아도 내부로 공급되는 소화액의 유입 압력차를 이용하여 소정의 각도로 왕복으로 정역회전하면서 소화액을 분사함으로써, 적은 양의 소화액만으로도 분사 폭이 증가 되어 스프링클러의 설치 간격을 넓게 할 수 있어 비용이 절감되고, 소화액의 분사거리를 다양하게 할 수 있기 때문에 사각지역을 최소화하는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 포말용액을 포함함으로써 다양한 형태의 화재를 진압하는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 열전소자와 열전도부를 포함함으로써 겨울철 스프일클러의 동파를 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 동파 방지 기능을 구비한 스프링클러 방식의 건물용 소방장치(이하 '본 장치'라 한다.)를 나타낸 사시도 및 분해 사시도면이다.
도 3 및 도 4는 본 장치의 단면도 및 작동 상태도면이다.
도 5는 본 장치 중 제어부의 구체적인 구성을 도시한 블록도이다.
도 6은 종래의 광섬유 접속 슬리브의 단면도이다.
도 7 및 도 8은 본 시스템에 적용되는 광섬유 접속 슬리브의 투명 사시도 및 단면도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성요소는 동일한 참조부여를 부여하고, 이에 대한 중복설명은 생략하기로 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

도 1 및 도 2는 본 장치의 사시도 및 분해 사시도, 도 3 및 도 4는 본 장치의 단면도 및 작동 상태도이고, 도 5는 본 장치에서의 제어부의 세부 구성을 도시한 블록도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 장치는 제1 이송라인(100), 제2 이송라인(200), 제3 이송라인(300), 제4 이송라인(400), 상부 하우징(500), 정역회전부(600) 및 하부 하우징(700)을 포함하는 구성요소로 이루어지며, 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.

상기 제1 이송라인(100)은 물이 이송되는데, 이송되는 물의 흐름을 차단하거나, 해제하기 위한 솔레노이드 밸브(110)가 구비된다.

상기 제2 이송라인(200)은 상기 제1 이송라인(100)의 일측에 위치하며, 상기 제1 이송라인(100)과 마찬가지로 물이 이송되며, 이송되는 물의 흐름을 차단하거나, 해제하기 위한 솔레노이드 밸브(210)가 구비된다.

상기 제3 이송라인(300)은 상기 제1 이송라인(100)의 일측에 연결되며, 포말용액을 이송한다. 그리고, 포말용액의 흐름을 차단 또는 해제하기 위한 솔레노이드 밸브(310)를 구비할 수 있다.

상기 제4 이송라인(400)은 상기 제2 이송라인(200)의 일측에 연결되며, 포말용액을 이송한다. 그리고, 상기 제3 이송라인(300)과 마찬가지로 포말용액의 흐름을 차단 또는 해제하기 위한 솔레노이드 밸브(410)를 구비할 수 있다.

즉, 상기 제3 및 제4 이송라인(300, 400)을 통해 이송되는 포말용액이 상기 제1 및 제 2 이송라인(100, 200)을 통해 이송되는 물과 혼합되며, 혼합된 소화액을 통해 전기로 인한 화재 및 유류에 인한 화재 등과 같은 다양한 형태의 화재를 진압할 수 있다.

또한, 상기 솔레노이드 밸브(110)에 의해 물 또는 포말용액의 흐름이 일정한 시간 간격으로 반복적으로 차단 또는 해제되기 때문에 후술하는 상부 하우징(500) 내부로 공급되는 소화액의 유입 압력이 상승과 하락을 반복하는 것이다.

상기 상부 하우징(500)은 제1 공급구(510), 제2 공급구(520), 가변관(530), 수직봉(540), 제1 분사구(550), 제1 분사노즐(560), 스프링(570) 및 누름판(580)을 구비한다.

상기 상부 하우징(500)은 하면이 개방되고, 내부에 소정의 수용공간이 마련되는 형태로 이루어진다.

상기 제1 공급구(510)는 상기 상부 하우징(500)의 일측에 형성되고, 상기 제1 이송라인(100)에 연결되어 제1 이송라인(100)을 통해 이송되는 소화액이 상부 하우징(500)의 내부 수용공간으로 공급되는 것을 가능하게 한다.

상기 제2 공급구(520)는 상기 상부 하우징(500)의 일측에 형성되고, 상기 제2 이송라인(200)에 연결되어 제2 이송라인(200)을 통해 이송되는 소화액이 상부 하우징(500)의 내부 수용공간으로 공급되는 것을 가능하게 한다.

상기 가변관(530)은 상기 제1 공급구(510)에 연결되어 소화액을 이송하는데, 솔레노이드 밸브(110)에 의해 상기 제1 공급구(510)로 공급되는 소화액의 유입 압력에 따라 길이가 가변 된다.

즉, 솔레노이드 밸브(110)에 의해 소화액의 흐름이 한번 차단 및 해제되면, 고압, 고속의 소화액이 제1 공급구(510)를 통해 공급되어 가변관(530)을 통하게 되는데, 이때 상기 가변관(530)의 내부에 고압이 형성되어 가변관(530)이 이완되면서 길이가 늘어나게 된다.

상기 제1 분사구(550)는 상기 제2 이송라인(200)에 의해 이송되어 상기 상부 하우징(500)의 내부 수용공간으로 공급되는 소화액을 외부로 분사하기 위해 상기 상부 하우징(500)의 외경에 적어도 하나 이상 형성된다. 그리고, 상기 제1 분사구(550)에는 제1 분사노즐(560)이 착탈 가능하게 볼트결합 되며, 제1 분사노즐(560)을 통해 소화액이 분사된다.

이때, 상기 제1 분사구(550)는 소화액이 장거리 및 단거리로 분사되는 것을 가능하게 하기 위해 복수단 높이로 형성될 수 있다. 즉, 제1 분사구(550)가 수직 방향으로 복수단을 형성하여 제1 분사노즐(560)을 통해 장거리 분사 및 단거리 분사가 가능하게 하는 것이다.

상기 제1 분사구(550)는 상부 분사구(551)와 하부 분사구(552)를 구비하며, 상기 상부 분사구(551)에 결합 된 분사노즐(560)의 길이가 상기 하부 분사구(552)에 결합 된 분사노즐(560) 보다 길이가 더 긴 것이 바람직하다.

상기 제1 분사노즐(560)은 내경의 단면적이 좁아졌다가 다시 넓어지는 벤츄리관(Venturi tube) 형태로 이루어지는데, 이는 제1 분사노즐(560)의 내부 압력을 증가시켜 분사속도를 증가시키기 위함이다.

또한, 상기 제1 분사구(550)에 제1 분사노즐(560)이 볼트결합되어 있기 때문에 제1 분사노즐(560)을 정회전 또는 역회전하여 제1 분사노즐(560)의 길이를 가변시킬 수 있다.

그리고, 제1 분사노즐(560)은 소화액의 원거리 분사를 가능하게 하기 위해 상방을 향해 소정의 각도로 경사진 상태로 상기 제1 분사구(550)에 결합될 수 있다.

한편, 상기 가변관(530)의 끝단에는 하방을 향해 휘어진 엘보관(531)이 구비된다.

상기 엘보관(561)은 후술하는 유출공(620)에 연결되어 상기 유출공(620)을 통해 소화액을 후술하는 하부 하우징(700)의 내부 공간으로 이송시킨다. 여기서, 상기 엘보관(531)과 상기 유출공(620)은 서로 고정결합되는 것이 바람직하다.

상기 가변관(530)이 고압으로 흐르는 소화액으로 인해 이완되어 길이가 늘어나면, 동시에 엘보관(531)의 위치가 이동되고, 이와 동시에 엘보관(531)에 결합 된 유출공(620)의 위치가 이동된다. 따라서, 후술하는 정역회전부(600)가 약 5도 정도의 각도로 정회전하게 된다.

상기 누름판(580)은 상기 엘보관(531)에 의해 정역회전부(600)가 소정 각도로 정회전하면, 정역회전부에 구비된 가압봉(630)에 의해 가압 되어 스프링(570)의 길이가 수축된다.

즉, 정역회전부(600)의 상면에는 상방으로 길게 돌출된 가압봉(630)이 설치되는데, 상기 정역회전부(600)가 소정 각도로 정회전하면, 상기 가압봉(630)이 상기 누름판(580)을 가압하여 스프링(570)의 길이가 수축되는 것이다.

그리고, 상기 스프링(570)은 후술하는 하부 하우징(700)에 형성된 제2 분사구(710)를 통해 소화액이 분사됨과 동시에 상기 제1 공급구(510)로 유입되는 소화액의 유입 압력이 낮아져 정역회전부(600)의 내부 압력이 낮아지면 길이가 이완되어 누름판(580)이 가압봉(630)을 역으로 가압하여 정역회전부(600)를 원래의 위치로 역회전시킨다.

즉, 하부 하우징(700)에 제2 분사구(710)를 통해 소화액이 분사되면 내부 압력이 낮아지고, 동시에 물의 흐름을 차단 및 해제할 때까지 제1 공급구(510)로 공급되는 소화액의 유입 압력이 낮아지기 때문에 수축된 스프링(570)이 이완되면서 가압봉(630)를 가압하여 정역회전부(600)가 소정 각도로 역회전하는 것이다. 이와 동시에 가변관(530) 또한 수축하여 길이가 짧아지게 된다.

상기 수직봉(540)은 상기 상부 하우징(500)의 중앙부위에 돌출된 봉 형태로 형성된다. 이때, 정역회전부(600)의 중앙에 형성된 관통홀(610)의 내부로 슬라이딩 삽입하며 정역회전부(600)를 지지하는 동시에 정역회전부(600)가 소정 각도로 정역회전하는 것을 가능하게 중심축의 역할을 한다.

상기 정역회전부(600)는 관통홀(610), 유출공(620) 및 가압봉(630)을 구비한다.

상기 정역회전부(600)는 상기 상부 하우징(500)의 하부에 위치하는데, 중앙부위에 상기 수직봉(540)이 내부로 슬라이딩 삽입되는 관통홀(610)을 구비한다.

상기 유출공(620)은 상기 엘보관(531)이 관통되어 소화액이 유출된다. 즉, 상기 유출공(620)을 통해 소화액이 하부 하우징(700) 내부 공간으로 유입된다.

상기 가압봉(630)은 상기 정역회전부(600)의 상면에 형성되며, 상방으로 길게 돌출된 형태로 위치한다.

상기 하부 하우징(700)은 제2 분사구(710) 및 제2 분사노즐(720)을 구비한다. 그리고, 상기 하부 하우징(700)은 LED광원(730), 제1 온도센서(740), 제2 온도센서(750), 제3 온도센서(760) 및 연기 감지센서(770) 중 어느 하나 이상을 더 구비할 수 있다.

상기 하부 하우징(700)은 상기 정역회전부(600)의 하부에 설치되며, 상면이 개방되고, 내부에 소정의 수용공간이 마련되며, 외경에 적어도 하나 이상의 제2 분사구(710)가 형성되고, 상기 제2 분사구(710)에는 제2 분사노즐(720)이 착탈 가능하게 볼트결합 되며, 제2 분사노즐(720)을 통해 소화액이 분사된다.

한편, 상기 하부 하우징(700)은 소화액이 장거리 및 단거리로 분사되는 것을 가능하게 하기 위해 상기 제2 분사구(710)가 복수단 높이로 형성될 수 있다.

즉, 상기 제2 분사구(710)가 상기 하부 하우징(700)의 외경을 따라 일정간격으로 수평 방향으로 형성됨과 동시에 하부 하우징(700)의 수직 방향으로 복수단을 형성하여 장거리 분사 및 단거리 분사가 가능하게 하는 것이다.

다시 말해, 상기 제2 분사구(710)는 상부 분사구(711)와 하부 분사구(712)를 구비하며, 상기 상부 분사구(711)에 결합 된 분사노즐(720)의 길이가 상기 하부 분사구(712)에 결합 된 분사노즐(720) 보다 길이가 더 긴 것이 바람직하다.

또한, 상기 제2 분사구(710)에 제2 분사노즐(720)이 볼트결합되어 있기 때문에 분사노즐(720)을 정회전 또는 역회전하여 분사노즐(720)의 길이를 가변시킬 수 있다.

그리고, 상기 제2 분사노즐(720)은 내경의 단면적이 좁아졌다가 다시 넓어지는 벤츄리관(Venturi tube) 형태로 이루어지는데, 이는 제2 분사노즐(720)의 내부 압력을 증가시켜 분사속도를 증가시키기 위함이다.

한편, 본 장치는 겨울철 결빙으로 인한 스프링클러의 동파를 방지하기 위하여 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 열전도부(640) 및 열전소자(650)를 장착할 수 있다.

열전도부(640)는 상술한 정역회전부(600)의 내주면과 접하도록 배치되며, 열전소자(650)는 열전도부(640)와 접하도록 배치되어, 열전소자(650)에 전원을 인가하는 경우 열전소자(650)에서 발생되는 열이 열전도부(640)를 통하여 정역회전부(600) 전체에 전달되도록 구성된다.

열전소자(650)로는 PTC 히터(Positive Temperature Coefficient Heater)를 채용할 수 있으며, 이를 통하여 본 장치에 전체적으로 열이 전달되게 됨으로써 스프링클러의 동파를 방지할 수 있게 된다.

다만, 불필요한 전력 낭비의 방지 및 열전소자(650) 등의 구성들의 용이 파손을 방지하기 위하여 열전소자(650)에 전원을 상시로 인가하지 않고, 필요한 경우, 즉 현재 온도가 소정의 온도 이하인 경우만 전원을 인가하는 것이 바람직하며, 따라서, 열전소자(650)에 인가되는 전원을 제어하는 제어부(800)를 더 구비하는 것이 바람직하다.

제어부(800)는 상술한 본 장치에 구비된 제1 온도센서(740), 제2 온도센서(750) 및 제3 온도센서(760)에서 검출한 온도에 기초하여 열전소자(650)에 전원의 인가 여부를 결정하는데, 이하 도 5를 참조하여 이에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다.

본 장치에 적용되는 온도센서는 일반적으로 내부의 소자 특성에 의하여 고유 계수를 가지고 있으며, 온도센서에 의하여 검출되는 온도는 상수인 고유 계수가 반영되어 산출되게 되는데, 이러한 고유 계수는 온도센서의 장기간 사용 및 외부 충격에 의하여 변화할 수 있으며, 이로 인하여 측정된 온도의 신뢰도가 떨어지게 된다.

상술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 장치는 상술한 바와 같이 3개의 온도센서, 즉 제1 온도센서(740), 제2 온도센서(750) 및 제3 온도센서(760)를 구비하고 있으며, 아울러 제어부(800)는 온도센서의 고유 계수를 보정하는 기능을 구비하고 있다.

구체적으로 제어부(800)는 도 5에 도시된 바와 같이 입력부(810), 제1 비교부(820), 검출부(830), 보정부(840), 제2 비교부(850) 및 구동부(860)를 포함하도록 구성된다.

입력부(810)는 제1 온도센서(740), 제2 온도센서(750) 및 제3 온도센서(760)가 검출한 온도를 입력받는 구성이다.

제1 비교부(820)는 제1 온도센서(740), 제2 온도센서(750) 및 제3 온도센서(760)가 각각 검출한 제1 온도, 제2 온도 및 제3 온도 간의 차이를 비교하는 구성이다.

검출부(830)는 상술한 비교부(820)에서의 제1 온도, 제2 온도 및 제3 온도 간의 비교 결과에 기초하여 제1 온도센서(740), 제2 온도센서(750) 및 제3 온도센서(760) 중 고유 계수에 오류가 있는 온도센서를 검출하는 기능을 수행한다.

즉, 검출부(830)는 3개의 온도센서 중 어느 하나의 온도센서에서 검출된 체온이 다른 두개의 온도센서에서 검출된 체온들과의 차이가 미리 설정된 범위보다 더 큰 경우, 그 하나의 온도센서의 고유 계수에 오류가 있다고 판단한다.

예를 들어, 제1 온도센서(740), 제2 온도센서(750) 및 제3 온도센서(760)으로부터 검출한 제1 체온, 제2 체온 및 제3 체온이 각각 7.5도, 2.1도 및 1.8도로 확인되고, 미리 설정된 범위가 0.5도인 경우, 제2 체온 및 제3 체온의 차이는 미리 설정된 범위 이내이므로 문제가 없는 것으로 판단하되, 제1 체온의 경우 제2 체온 및 제3체온과의 차이가 미리 설정된 범위를 벗어나게 되므로, 제1 온도센서(740)의 고유 계수에 오류가 있다고 판단하는 것이다.

한편, 온도센서의 일시적인 오류나 주위 환경의 일시적인 영향 때문에, 고유 계수에 오류가 없음에도 불구하고 검출부(830)가 복수 개의 온도센서들 중 어느 하나의 온도 센서의 고유 계수에 오류가 있다고 잘못 판단할 수 있다.

이러한 문제를 보완하기 위하여, 고유 계수에 오류가 있다고 판단된 온도센서, 예를 들어 제1 온도센서(740)에서 검출된 제1 체온이 제2 온도센서(750) 및 제3 온도센서(760)에서 각각 검출된 제2 체온 및 제3 체온과 미리 설정된 범위를 벗어날 정도로 차이가 날 경우, 검출부(830)는 제1 온도센서(740)의 고유 계수에 오류가 있다고 바로 판단하는 것이 아니라, 제1 온도센서(740)에서 검출된 제1 체온이 미리 설정된 시간을 초과하더라도 제2 체온 및 제3 체온의 차이가 미리 설정된 범위를 벗어날 경우에만 검출부(830)가 제1 온도센서(740)의 고유 계수에 오류가 있다고 판단하도록 하는 것이 바람직하다.

보정부(840)는 검출부(830)에서 검출한 온도센서의 고유 계수를 보정하는 기능을 수행한다.

예를 들어, 검출부(830)가 제1 온도센서(740)의 고유 계수에 오류가 있다고 판단하는 경우, 제1 온도센서(740)에서 검출된 제1 체온을 제2 온도센서(750) 및 제3 온도센서(760)에서 검출된 제2 체온 및 제3체온에 기초하여 보정한다.

구체적으로 제1 체온이 제2 체온 및 제3 체온의 평균값이 되도록 제1 온도센서(740)의 고유 계수를 보정할 수도 있으며, 그 밖에 다양한 알고리즘을 통하여 제1 온도센서(740)의 고유 계수를 보정할 수 있을 것이다.

제2 비교부(850)는 보정부(840)의 보정 결과를 반영한 후 제1 온도센서(740), 제2 온도센서(750) 및 제3 온도센서(760)가 검출한 온도에 기초하여 현재의 환경 온도를 산출하고, 환경 온도를 미리 설정된 온도와 비교하는 기능을 수행한다.

예를 들어, 검출부(830)에서 제1 온도센서(740)의 고유 계수에 오류가 있다고 판단되어, 제1 온도센서(740)의 고유 계수가 보정부(840)에 의하여 보정된 이후, 보정된 제1 온도, 제2 온도 및 제3 온도에 기초하여 환경 온도를 산출할 수 있으며, 이는 제1 온도, 제2 온도 및 제3 온도의 평균값을 산출할 수 있으며, 나아가 다양한 알고리즘에 의하여 산출하는 것도 가능할 것이다.

또한, 제1 비교부(850)는 산출된 환경 온도는 미리 설정된 온도와 비교하는데, 예를 들어 미리 설정된 온도를 영상 1도라고 하면, 환경 온도가 영상 1도보다 높은지 아니면 낮은지를 비교하게 된다.

구동부(860)는 제2 비교부(850)의 비교 결과에 기초하여 열전소자(650)에 전원을 인가한다.

예를 들어, 환경 온도가 미리 설정된 온도인 영상 1도 미만인 경우 열전소자(650)에 전원을 인가함으로써 스프링클러의 동파를 방지할 수 있으며, 환경 온도가 영상 1도 이상인 경우 동파 가능성이 낮으므로 열전소자(650)에 전원을 인가하지 않도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 상술한 온도센서의 고유 계수의 보정의 경우, 스프링클러의 동파 방지를 위한 내용을 중심으로 설명하였으나, 화재 발생여부를 파악하기 위한 온도 검출시에도 정확한 온도 측정을 담보할 수 있는 효과가 있으며, 이로 인하여 화재 여부의 정확한 판단 및 온도센서 고유 계수의 오류로 인한 비화재시 스프링클러의 오작동을 방지할 수 있는 효과도 있다.

한편, 상술한 제어부(800)의 각 구성들인 상기 입력부(810), 상기 제1 비교부(820), 상기 검출부(830), 상기 보정부(840), 상기 제2 비교부(850), 상기 구동부(860) 중 적어도 두개의 구성 사이를 광통신 라인으로 연결할 수 있으며, 이하 도 6 내지 도 8을 참조하여 이에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다.

도 6은 종래의 광섬유 접속 슬리브의 단면도이고, 도 7 및 도 8은 본 시스템에 적용되는 광섬유 접속 슬리브의 투명 사시도 및 단면도이다.

본 장치의 광통신 라인은 복수 개의 광섬유 및 광섬유 접속 슬리브를 포함하도록 형성된다.

광섬유는 광을 이용하여 신호의 전달을 매개하는 구성이고, 광섬유 접속 슬리브는 복수 개의 광섬유를 서로 연결하거나 또는 분기하기 위한 구성이다.

광섬유는 일반적으로 그 길이가 제한되도록 제작되는데, 이러한 광섬유를 원하는 장소에 공급하기 위해서는 광섬유를 서로 연결하거나 중간에서 분기해야 한다.

광섬유의 접속방법으로 널리 사용되어지고 있는 것이 융착접속법이며, 이 방법은 각 광섬유 끝단을 전기아크로 녹여 붙인 후, 열수축 슬리브로 융착 접속점을 보호하는 방법이다.

열수축 슬리브(Optical fiber protection sleeve)는 열을 가하였을 경우 수축 작용을 하는 물질이며 광섬유 한 심선간의 연결에 사용되는 단심용 열수축 슬리브와 다심광섬유 즉, 4심, 8심, 12심의 광섬유간의 접속에 사용되는 다심용 열수축 슬리브가 사용된다.

종래 열수축 슬리브 기술은 광융착 접속시 접속부의 온도변화를 줄임으로서 광섬유 수명 단축 및 광손실 최소화하고, 보강심의 반원통형 양끝단점에 요철형의 광섬유 가이드를 형성하여 열수축에 따른 접착튜브의 유동을 극소화함으로써 열수축시 보강심이 안착되는 광섬유 접속부를 안정하게 유도하여 광섬유 접속부에 가해지는 외부 충격을 최소화하여 광섬유 접속부가 파단되는 문제점을 감소시킨다.

구체적으로, 종래의 광섬유 접속부는 도 6에 도시된 바와 같이, 열수축 튜브(10), 보강심(20), 및 융착 튜브(40)로 구성되어 있다.

열수축 튜브(10)는 PE 재질로 형성되며, 내부에 광섬유를 삽입하여 접착되는 구성이다.

보강심(20)은 광섬유 접속부를 보강하고, 광섬유 접속부의 굴절을 방지하기 위한 구성으로써 일반적으로 상부가 평평한 반원통 형태의 스테인레스 스틸, 유리 또는 세라믹 재질로 형성된다.

그러나, 스테인레스 스틸은 상온에서 50도 이상의 온도 격차가 심한 환경에서 열팽창계수에 따른 치수의 변화가 발생할 수 있으며, 그에 따른 광섬유 융착 접속점에 지속적인 응력(stress)를 주어 접속점이 파단되는 위험 가능성이 있다.

또한 세라믹이나 유리(석영)의 경우 열팽창계수는 낮기 때문에 온도 변화에는 크게 영향을 받지 않지만, 금속에 비해 강도가 약하다는 문제점이 있다.

한편, 열수축 튜브(10)는 상술한 바와 같이 PE 재질, 특히 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)로 형성되고 있는데, 이는 고온 환경에서 취화(brittle) 현상이나 부풀림(welling) 현상이 발생할 수 있으며, 이로 인하여 광섬유 접속점에 지속적인 응력이 발생하여 접속점이 파단될 수 있는 위험성이 크다는 문제점이 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 시스템의 광통신 라인에서의 광섬유 접속 슬리브는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 열수축 튜브(1100), 보강심(1200), 융착튜브(1400)를 포함하도록 구성된다.

보강심(1200)은 열수축 튜브(1100) 내측에 배치되고, 열수축 튜브(1100)를 지지하는 역할을 수행하는 구성으로써, 보강심(1200)은 융착튜브(1400)와 최장거리로 이격시키며, 보강심(1200) 내측의 한 점과 접하도록 삽입함으로써 열수축시 광섬유 접속부의 열전도를 최소화하는 것이 바람직하다.

이때 보강심(1200)의 재질로써 인바(Invar) 합금을 적용하는 것이 바람직한데, 인바 합금은 철과 니켈의 합금으로 100℃ 이하에서는 거의 변화가 없어서 온도 변화에 의한 치수 변화에 민감한 장치 등에 많이 사용되는 재질이다.

특히, 인바 합금 중 슈퍼 인바(Super Invar) 합금을 사용하는 것이 바람직한데, 슈퍼 인바 합금은 열팽창계수가 석영의 열팽창계수와 거의 동일하여, 금속임에도 불구하고 매우 낮은 열팽창계수를 갖는다는 장점이 있다.

즉, 슈퍼 인바 합금은 온도 변화에 따른 치수 변화가 적을 뿐만 아니라 상고 또한 우수하기 때문에 외부 환경 변화에 따른 광섬유 융착점의 파단 사고를 최소화 할 수 있다.

한편, 융착 튜브(1400)는 열수축 튜브(1100)의 내측에 배치되고, 내부에 광섬유(1300)가 삽입되는 구성으로, 열수축 튜브(1100)의 내측에서 보강심(1200)은 융착 튜브(1400)의 길이 방향과 나란히 배치되는 것이 바람직하다.

또한, 본 장치의 광섬유 접속 슬리브는 융착 튜브(1400) 및 광섬유(1300) 사이에 배치되는 내측 튜브(1500)를 더 포함하는 것이 바람직하며, 내측 튜브(1500)는 내열 특성을 가지는 것이 바람직하다.

이러한 내열 특성을 구비하기 위해서 내측 튜브(1500)는 폴리이미드로 형성하는 것이 바람직하다.

즉, 종래의 열수축 슬리브의 구조에서 접착튜브 내부에 융착점을 보호할 수 있는 폴리이미드로 형성된 내측 튜브(1500)를 추가적으로 삽입하고, 내측 튜브(1500) 내에 단심 또는 다심의 광섬유(1300)를 삽입하여 융착접속법으로 접속 연결시킨 후 내측 튜브(1500)와 광섬유(1300) 사이의 공기층을 형성하여 온도변화 환경에 따른 열수축 튜브(1100)와 융착 튜브(1400)의 부풀림 현상으로부터 광섬유 접속부를 보호하는 것이 가능하다.

상술한 광통신 라인의 구비 및 광섬유 접속 슬리브의 구조에 의하여, 일반 화재로 인한 온도가 급격히 변화될 경우라도 본 시스템의 각 구성들 간의 데이터 통신에 영향을 미치지 않을 뿐만 아니라 추가적인 전기화재의 발생을 방지할 수 있게 된다.

전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 기술한 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

100: 제1 이송라인
110, 210, 310, 410: 솔레노이드 밸브
200: 제2 이송라인
300: 제3 이송라인
400: 제4 이송라인
500: 상부 하우징
510: 제1 공급구
520: 제2 공급구
530: 가변관
531: 엘보관
540: 수직봉
550: 제1 분사구
560: 제1 분사노즐
570: 스프링
580: 누름판
600: 정역회전부
610: 관통홀
620: 유출공
630: 가압봉
640: 열전도부
650: 열전소자
700: 하부 하우징
710: 제2 분사구
720: 제2 분사노즐
730: LED광원
740: 제1 온도센서
750: 제2 온도센서
760: 제3 온도센서
770: 연기 감지센서
800: 제어부
810: 입력부
820: 제1 비교부
830: 검출부
840: 보정부
850: 제2 비교부
860: 구동부
1100: 열수축 튜브
1200: 보강심
1300: 광섬유
1400: 융착튜브
1500: 내측튜브

Claims (5)

1. 물이 이송되며, 상기 물의 흐름을 차단 또는 해제하기 위한 솔레노이드 밸브(110, 210)를 각각 구비한 제1 및 제2 이송라인(100, 200);
   상기 제1 이송라인(100)과 제2 이송라인(200)의 일측에 각각 연결되고, 포말용액이 이송되며, 상기 포말용액의 흐름을 차단 또는 해제하기 위한 솔레노이드 밸브(310, 410)를 각각 구비한 제3 및 제4 이송라인(300, 400);
   하면이 개방되고, 내부에 소정의 수용공간이 마련되며, 상기 제1 이송라인(100)의 끝단에 일측이 연결되어 상기 내부 수용공간으로 소화액이 공급되는 제1 공급구(510)와, 상기 제2 이송라인(200)의 끝단에 일측이 연결되어 상기 내부 수용공간으로 소화액이 공급되는 제2 공급구(520)와, 상기 제1 공급구(510)에 일단이 연결되어 상기 제1 공급구(510)를 통해 공급되는 소화액의 압력에 따라 길이방향으로 이완 또는 수축되며, 타단에는 하방을 향해 휘어진 엘보관(531)을 구비한 가변관(530)과, 중앙부위에는 하방으로 연장된 수직봉(540)과, 외경을 따라 형성된 적어도 하나 이상의 제1 분사구(550)와, 상기 제1 분사구(550)에 착탈 가능하게 볼트결합 되는 제1 분사노즐(560)과, 스프링(570)과, 상기 스프링(570)을 수축하는 누름판(580)을 구비하는 상부 하우징(500);
   상기 상부 하우징(500)의 하부에 위치하고, 상기 수직봉(540)이 슬라이딩 삽입되며 내경에 나사산이 형성된 관통홀(610)과, 상기 엘보관(531)에 관통되어 하기 하부 하우징(700) 내부로 소화액을 유출하는 유출공(620)과, 상기 누름판(580)을 가압하는 가압봉(630)을 구비하는 정역회전부(600);
   상기 정역회전부(600)의 하부에 결합 되며, 상면이 개방되고, 내부에 소정의 수용공간이 마련되며, 외경을 따라 형성된 적어도 하나 이상의 제2 분사구(710)와, 상기 제2 분사구(710)에 착탈 가능하게 볼트결합 되는 제2 분사노즐(720)을 구비하는 하부 하우징(700);
   을 포함하고,
   상기 정역회전부(600)는, 상기 정역회전부(600)의 내주면과 접하도록 배치되는 열전도부(640), 상기 열전도부(640)를 가열하는 열전소자(650) 및 상기 열전소자(650)에 인가되는 전원을 제어하는 제어부(800)를 더 포함하는 동파 방지 기능을 구비하고,
   상기 하부 하우징(700)은 제1 온도센서(740), 제2 온도센서(750) 및 제3 온도센서(760)를 포함하고,
   상기 제어부(800)는,
   상기 제1 온도센서(740), 상기 제2 온도센서(750) 및 상기 제3 온도센서(760)가 검출한 온도를 입력받는 입력부(810);
   상기 제1 온도센서(740), 상기 제2 온도센서(750) 및 상기 제3 온도센서(760)가 각각 검출한 제1 온도, 제2 온도 및 제3 온도 간의 차이를 비교하는 제1 비교부(820);
   상기 제1 비교부(820)의 비교 결과에 기초하여 상기 제1 온도센서(740), 상기 제2 온도센서(750) 및 상기 제3 온도센서(760) 중 고유 계수에 오류가 있는 온도센서를 검출하는 검출부(830);
   상기 검출부(830)에서 검출한 고유 계수에 오류가 있는 온도센서의 고유 계수를 보정하는 보정부(840);
   상기 보정부(840)의 보정 결과를 반영한 후, 상기 제1 온도센서(740), 상기 제2 온도센서(750) 및 상기 제3 온도센서(760)가 검출한 온도에 기초하여 환경 온도를 산출하고, 상기 환경 온도를 미리 설정된 온도와 비교하는 제2 비교부(850); 및
   상기 제2 비교부(850)의 비교 결과에 기초하여 상기 열전소자에 전원을 인가하는 구동부(860);를 포함하는,
   동파 방지 기능을 구비한 스프링클러 방식의 건물용 소방장치.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 입력부(810), 상기 제1 비교부(820), 상기 검출부(830), 상기 보정부(840), 상기 제2 비교부(850), 상기 구동부(860) 중 적어도 둘을 상호 연결하는 광통신 라인을 구비하고,
   상기 광통신 라인은, 복수 개의 광섬유 및 상기 복수 개의 광섬유를 서로 연결하거나 또는 분기하기 위한 광섬유 접속 슬리브를 포함하도록 형성되고,
   상기 광섬유 접속 슬리브는 열수축 튜브(1100)와, 상기 열수축 튜브(1100) 내측에 배치되고, 상기 열수축 튜브(1100)를 지지하는 보강심(1200)과, 상기 열수축 튜브(1100)의 내측에 배치되고, 내부에 광섬유(1300)가 삽입되는 융착 튜브(1400) 및 상기 융착 튜브(1400) 및 상기 광섬유(1300) 사이에는 내열 특성을 가진 내측 튜브(1500)를 포함하고,
   상기 보강심(1200)은 슈퍼 인바(Super Invar) 합금으로 형성되는 동파 방지 기능을 구비한 스프링클러 방식의 건물용 소방장치.
   
4. 청구항 3에 있어서, 상기 검출부(830)는,
   상기 제1 온도센서(740), 상기 제2 온도센서(750) 및 상기 제3 온도센서(760) 중 어느 하나의 온도센서에서 검출된 온도가 다른 온도센서들로부터 검출된 체온과의 차이가 미리 설정된 범위를 벗어난 경우, 상기 하나의 온도센서의 고유 계수에 오류가 있다고 판단하는 동파 방지 기능을 구비한 스프링클러 방식의 건물용 소방장치.
   
5. 청구항 4에 있어서, 상기 검출부(830)는,
   상기 하나의 온도센서에서 검출된 온도의 유지 시간이 미리 설정된 시간을 초과하는 경우 상기 하나의 온도센서의 고유 계수에 오류가 있다고 판단하는 동파 방지 기능을 구비한 스프링클러 방식의 건물용 소방장치.

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