KR101937291B1 - 터널용 화재 탐지 및 소화 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 터널 내부에 발생하는 화재를 감지하고, 감지된 화재를 진압하는 터널 화재 탐지 및 소화 시스템에 관한 것으로, 터널 천장부에 설치되어 터널 내부의 화재 탐지 및 소화 시스템에 있어서, 터널 내부에 일정 간격으로 설치되는 화재 감지 센서와, 상기 터널 천장부에 상기 터널의 길이 방향으로 설치되는 레일과, 내부에는 소화액 또는 물이 저장되는 저장 탱크와, 상기 저장 탱크의 상부에 설치되어 상기 레일을 따라 이동되는 구동부를 포함하는 소방 본체와, 상기 소방 본체의 하부에 탈착 가능하게 결합되며, 가장자리에는 일정 간격으로 무게추가 구비되는 불연성 덮개 수단 및 상기 화재 감지 센서의 신호를 입력받는 수신부와, 상기 수신부의 신호에 따라 상기 구동부와 불연성 덮개 수단을 제어하는 제어부로 이루어지는 제어 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

터널용 화재 탐지 및 소화 시스템{Fire detection and suppression system for tunnel}

본 발명은 터널 화재 탐지 및 소화 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 터널 내부에 발생하는 화재를 감지하고, 감지된 화재를 진압하는 터널 화재 탐지 및 소화 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 터널은 고속도로 등을 주행하는 차량의 신속한 통행을 위하여 해당지역의 산 등을 관통시켜 형성한 것으로서, 최근 들어서는 토목, 건축공학의 발달과 함께 도심의 교통문제를 해소하기 위한 대안으로 기존 지상 도로 또는 기 지하시설물의 간섭을 받지 않는 대심도 터널이나, 섬과 섬을 잇거나 강바닥을 지나는 해저 터널 등 많은 통행량과 길이가 긴 장대 터널의 시공이 활발히 이루어지고 있으며, 그에 따라 차량의 주행거리를 최대한도로 감소시킴으로써 주행시간 및 연료의 소비를 최소화할 수 있는 장점을 가지고 있다.

그러나 상기와 같은 장점이 있는 반면에 터널은 그 내부에서 자동차 사고나 누전 등으로 인하여 화재사고가 발생하는 경우 화염 및 연기가 외부로 배출되거나 분산되지 않아 질식사고 등의 위험성이 매우 클 뿐만 아니라, 고속도로를 주행하는 과정에서 화재 사고를 미처 인지하지 못하고 터널 내로 후속차량이 진입하는 경우 신속한 대피가 매우 곤란하여 대형 인적사고 및 물적사고가 발생될 우려가 있다.

이와 같이, 도로상에 설치되는 기존 터널 환경뿐만 아니라 대심도 터널, 해저 터널 등 장대터널과 같이 외부 환경으로부터 독립된 큰 규모의 터널 환경에서는 작은 규모의 차량화재가 발생하게 되더라도 사고 후처리 과정 시 신속한 상황 파악과 접근성이 어려워 심각한 대형 재난으로 확대될 가능성이 매우 높다.

특히, 화재가 발생하는 경우에는 빠른 신고 접수가 이루어진다 하더라도 소방차와 구급차 등의 차량 접근이 용이하지 못하여 화재 진압에 큰 불편함을 제공하는 것은 물론 무엇보다 빠른 화재 진압이 이루어지지 못하였다.

상술한 문제를 해결하기 위해, 종래에 제안된 등록특허공보 제10-1783720호 '레일 이동을 이용한 터널 내 화재 탐지 및 소화시스템'에서는 실시간으로 화재를 감지하여 화재가 발생하는 순간에 신속하게 화재를 진압할 수 있는 시스템을 제공하나, 터널 특성상 소화액 또는 물을 분사하여 화재를 진압하는 과정에서 화재 연기가 발생하게 되고, 연기에 시야가 제한되고, 화재 연기에 의한 질식 및 구조 활동의 제약 등이 발생하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 터널 내부에 화재가 발생한 지점에 불연성 덮개 수단으로 산소를 차단하여 화재를 진압하고, 화재 연기를 조기에 진압하여 시야 제한, 화재 연기에 의한 질식 등의 2차 사고를 예방할 수 있는 터널 화재 탐지 및 소화 시스템을 제공하는 것을 주요 목적으로 한다.

본 발명에 따른 터널 화재 탐지 및 소화 시스템은 터널 천장부에 설치되어 터널 내부의 화재 탐지 및 소화 시스템에 있어서, 터널 천장부에 설치되어 터널 내부의 화재 탐지 및 소화 시스템에 있어서, 터널 내부에 일정 간격으로 설치되는 화재 감지 센서와, 상기 터널 천장부에 상기 터널의 길이 방향으로 설치되는 레일과, 내부에는 소화액 또는 물이 저장되는 저장 탱크와, 상기 저장 탱크의 상부에 설치되어 상기 레일을 따라 이동되는 구동부를 포함하는 소방 본체와, 상기 소방 본체의 하부에 탈착 가능하게 결합되며, 가장자리에는 일정 간격으로 무게추가 구비되는 불연성 덮개 수단 및 상기 화재 감지 센서의 신호를 입력받는 수신부와, 상기 수신부의 신호에 따라 상기 구동부와 불연성 덮개 수단을 제어하는 제어부로 이루어지는 제어 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 소방 본체는 상부에는 상기 레일과 직교되되, 상기 구동부가 수용되는 가이드 홈이 형성되어, 차선 변경이 가능하도록 이동되는 것을 특징으로 한다.

더불어, 상기 소방 본체의 일측에 설치되며, 상기 저장 탱크 내부에 저장된 소화액 또는 물을 분사하는 분사 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 터널용 화재 탐지 및 소화 시스템은 터널 천장부에 레일이 형성되어 레일을 따라 화재 발생 지역으로 이동하여 불연성 덮개 수단을 낙하하여 화재를 진압함으로써, 화재 연기를 최소화하여 터널 내부에 피난하지 못한 운전자 또는 탑승객들의 시야를 가리지 않도록 하여 대형참사를 예방할 수 있는 효과가 있다.

또한, 분사 유닛으로 불연성 덮개 수단에 소화액 또는 물을 분사하여 화재 발생 지역을 덮은 불연성 덮개 수단이 화재에 의해 가열되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 터널 화재 탐지 및 소화 시스템을 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 터널 내부에 설치된 화재 감지 센서, 레일 및 소방 본체를 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 불연성 덮개 수단이 낙하되는 상태를 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 소방 본체와 제어 유닛을 나타낸 블록도이다.

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.

첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.

다만, 본 발명을 설명함에 있어, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 터널 화재 탐지 및 소화 시스템을 나타낸 예시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 터널 화재 탐지 및 소화 시스템은 터널 천장부에 설치되어 터널 내부의 화재 탐지 및 시스템에 있어서, 화재 감지 센서(100), 레일(200), 소방 본체(300), 불연성 덮개 수단(400) 및 제어 유닛(500)을 포함하고, 상기 터널은 철도차량이나 자동차 등과 같은 교통수단이 이동하는 터널로, 터널 내에서 화재가 발생하는 경우, 신속하게 화재를 탐지하여 화재 발생지역에 상기 불연성 덮개 수단(400)을 낙하하여 화재 진압 및 화재 연기를 최소화 시켜 인명과 재산 피해를 최소화하기 위한 시스템이다.

또한, 터널 화재 탐지 및 소화 시스템은 상기 소방 본체(300)의 일측에 설치되며, 상기 저장 탱크(310) 내부에 저장된 소화액 또는 물을 분사하는 분사 유닛(600)을 더 포함한다.

먼저, 상기 화재 감지 센서(100)는 터널(10) 내부에 일정 간격으로 설치되고, 상기 터널(10)의 입구에서 출구까지 상기 터널(10)의 측면 또는 상부에 복수 개가 설치되며, 이때, 상기 화재 감지 센서(100)는 상기 터널(10) 내부의 온도를 감지하는 온도 감지부(미도시) 또는 연기를 감지하는 연기 감지부(미도시)를 포함한다.

또한, 상기 화재 감지 센서(100)는 일산화탄소 또는 산소 농도를 감지하는 다양한 감지부를 더 구비할 수 있다.

다음으로, 상기 레일(200)은 상기 터널(10) 천장부에 상기 터널(10)의 길이 방향으로 설치되며, 필요에 따라 상기 터널(10)의 중앙 부위에 설치될 수 있으며, 필요에 따라 순환형으로 설치될 수 있다.

즉, 상기 터널(10)이 철도차량 또는 1차선 터널인 경우, 중앙 부위에 설치하여 상기 터널(10)의 내부에 이동되는 차량의 상부에서 후술할 상기 불연성 덮개 수단(400)을 낙하하여 화재를 신속하게 진압할 수 있으며, 2차선 이상의 터널인 경우, 순환형으로 설치되거나, 차선 변경이 가능하도록 구성되어, 화재가 난 차량의 상부에서 상기 불연성 덮개 수단(400)을 낙하하여 화재를 신속하게 진압할 수 있게된다.

그리고 상기 소방 본체(300)는 내부에 소화액 또는 물이 저장되는 저장 탱크(310)와, 상기 저장 탱크(310)의 상부에 설치되어 상기 레일(200)을 따라 이동되는 구동부(320)로 구성된다.

이어, 상기 소방 본체(300)는 상부에 상기 레일(200)과 직교되되, 상기 구동부(320)가 수용되는 가이드 홈(330)이 형성되어, 차선 변경이 가능하도록 이동된다.

따라서, 상기 레일(200)은 상기 터널(10)의 중앙에 설치되나, 상기 구동부(320)와 상기 가이드 홈(330)에 의해 상기 소방 본체(300)는 상기 터널(10) 내의 화재가 발생한 위치의 중앙으로 이동 가능하게 된다.

또한, 상기 소방 본체(300)는 상기 레일(200)에 일정 간격으로 이격되어 설치되며, 상기 화재 감지 센서(100)의 설치간격과 동일하게 설치되는 것이 바람직하다.

따라서, 상기 화재 감지 센서(100)와 상기 소방 본체(300)는 각각 대응되어, 상기 터널(10) 내부에 화재가 발생하게 되면, 화재를 발생한 상기 화재 감지 센서(100)와 대응되는 상기 소방 본체(300)가 화재 발생 위치로 신속히 이동하여 화재를 진압할 수 있다.

다음으로, 상기 불연성 덮개 수단(400)은 도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 소방 본체(300)의 하부에 탈착 가능하게 결합되며, 가장자리에는 일정 간격으로 무게추(410)가 구비된다.

그리고 상기 불연성 덮개 수단(400)의 재질은 불연성 재질의 부직포로 제작되는 것이 바람직하다.

이때, 상기 소방 본체(300)의 하부에는 상기 불연성 덮개 수단(400)이 수용되는 수용홈이 함몰 형성되고, 상기 수용홈의 일측에는 상기 불연성 덮개 수단(400)을 파지하는 파지부(340)가 구비된다.

상기 불연성 덮개 수단(400)은 상기 터널(10) 내부에서 차량 간의 추돌사고에 의해 발생한 화재 차량의 상부에서 낙하되어, 신속하게 화재 차량을 덮어 산소를 차단시킨다.

또한, 상기 불연성 덮개 수단(400)의 가장자리에는 상기 무게추(410)가 구비되어, 화재 차량에서 발생하는 화재의 압력을 견딜 수 있게 됨에 따라, 차량에 발생한 화재에 공기를 차단하게 된다.

그리고 상기 제어 유닛(500)은 상기 화재 감지 센서(100)의 신호를 입력받는 수신부(510)와, 상기 수신부(510)의 신호에 따라 상기 구동부(320), 불연성 덮개 수단(400)을 제어하는 제어부(520)로 이루어진다.

이때, 상기 제어 유닛(500)은 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 터널(10) 내부에 화재 발생 시 사용자가 임의로 제어할 수 있도록 상기 터널(10)의 입구 또는 출구에 설치될 수 있다.

이어, 상기 분사 유닛(600)은 상기 소방 본체(300)의 일측에 설치되며, 상기 저장 탱크(310) 내부에 저장된 소화액 또는 물을 분사한다.

먼저, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제어 유닛(500)은 상기 화재 감지 센서(100)에서 감지된 상기 터널(10) 내부의 정보를 상기 수신부(510)로 전송하고, 상기 수신부(510)에 수신된 정보를 바탕으로 상기 제어부(520)는 상기 구동부(320)에 동작 신호를 송출하게 되며 상기 구동부(320)는 상기 레일(200)을 따라 상기 터널(10) 내부의 화재 발생 지역으로 이동하게 된다.

그리고 화재 발생 지역으로 이동하게 되면, 상기 제어부(520)는 상기 소방 본체(300)의 하부에 결합되는 상기 불연성 덮개 수단(400)을 분리시켜 화재 발생 지역으로 낙하시키게 된다.

이후, 상기 불연성 덮개 수단(400)이 화재 발생 지역으로 낙하하여 화재 발생 지역에 산소를 차단하게 되면, 상기 제어부(520)는 상기 분사 유닛(600)을 제어하고 상기 분사 유닛(600)은 상기 불연성 덮개 수단(400)으로 소화액 또는 물을 분사하여 상기 불연성 덮개 수단(400)을 냉각 및 화재를 진압하게 된다.

따라서, 상기 분사 유닛(600)으로 상기 불연성 덮개 수단(400)에 소화액 또는 물을 분사하여, 화재에 의하여 상기 불연성 덮개 수단(400)이 화재에 의하여 가열되는 것을 방지할 수 있게 된다.

또한, 상기 소방 본체(300)는 도 4에 도시된 바와 같이, 전반적인 제어를 수행하기 위한 컨트롤러(301), 유무선 통신부(302), 영상촬영부(303), 초음파 센서(304), 온도 센서(305), 비상경보부(306) 및 조명부(307)를 포함한다.

먼저, 상기 컨트롤러(301)는 상기 제어 유닛(500)의 송신부(530)에서 송신된 정보를 상기 유무선 통신부(302)를 통해 제어 신호를 전달받아, 상기 구동부(320), 파지부(340) 및 분사 유닛(600)에 구동 신호를 제공한다.

그리고 화재 발생 지역에 상기 불연성 덮개 수단(400)을 정확하게 낙하시키기 위해 상기 소방 본체(300)의 외면에는 상기 영상촬영부(303), 초음파 센서(304) 및 온도 센서(305)가 설치된다.

상기 영상촬영부(303)에서 촬영한 영상 정보를 상기 제어 유닛(500)으로 전달하고, 작업자는 상기 제어 유닛(500)을 조작하여 상기 소방 본체(300)를 화재 발생 지역으로 이동시킬 수 있게 된다.

그리고 상기 초음파 센서(304)와 상기 온도 센서(305)는 상기 소방 본체(300)의 하부에 설치되는 것이 바람직하며, 상기 소방 본체(300)의 하측의 온도를 측정하고, 초음파 신호를 통해 차량의 존재 유무를 판단하여, 화재 발생 장소를 정확하게 판단할 수 있게 된다.

다음으로, 상기 비상경보부(306)는 상기 터널(10) 내부에 화재가 발생할 경우, 상기 터널(10) 내에 화재가 발생한 것을 상기 터널(10) 내에 운행 중인 차량이 파악할 수 있도록 경보등 또는 소리를 발산하여, 상기 터널 내에 화재가 발생한 것을 신속하게 알릴 수 있게 된다.

또한, 상기 조명부(307)는 상기 터널(10) 내부에 화재가 발생할 경우, 상기 터널(10)의 입구와 출구 방향으로 빛을 발광하여, 상기 터널(10) 내부에서 빠져나가지 못한 운전자 또는 탑승객들이 상기 터널(10)에서 용이하게 탈출할 수 있도록 한다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

10 : 터널
100 : 화재 감지 센서
200 : 레일
300 : 소방 본체
301 : 컨트롤러
302 : 유무선 통신부
303 : 영상촬영부
304 : 초음파 센서
305 : 온도 센서
306 : 비상경보부
307 : 조명부
310 : 저장 탱크
320 : 구동부
330 : 가이드 홈
340 : 파지부
400 : 불연성 덮개 수단
410 : 무게추
500 : 제어 유닛
510 : 수신부
520 : 제어부
530 : 송신부
600 : 분사 유닛

Claims (3)

1. 터널 천장부에 설치되어 터널 내부의 화재 탐지 및 소화 시스템에 있어서,
   터널 내부에 일정 간격으로 설치되는 화재 감지 센서;
   상기 터널 천장부에 상기 터널의 길이 방향으로 설치되는 레일;
   내부에는 소화액 또는 물이 저장되는 저장 탱크와, 상기 저장 탱크의 상부에 설치되어 상기 레일을 따라 이동되는 구동부와, 외면에는 터널 내의 영상을 촬영하는 영상촬영부와, 하측의 온도를 측정하는 온도 센서 및 초음파 신호를 통해 차량의 존재 유무를 판단하는 초음파 센서를 포함하는 소방 본체;
   상기 소방 본체의 하부에 탈착 가능하게 결합되며, 가장자리에는 일정 간격으로 무게추가 구비되는 불연성 덮개 수단;
   상기 화재 감지 센서, 영상촬영부, 온도 센서 및 초음파 센서의 신호를 입력받는 수신부와, 상기 수신부의 신호에 따라 상기 구동부와 불연성 덮개 수단을 제어하는 제어부로 이루어지는 제어 유닛; 및
   상기 소방 본체의 일측에 설치되며, 상기 저장 탱크 내부에 저장된 소화액 또는 물을 분사하는 분사 유닛;을 포함하며,
   상기 소방 본체의 상부에는 상기 레일과 직교되되, 상기 구동부가 수용되는 가이드 홈이 형성되어 차선 변경이 가능하도록 이동되는 것을 특징으로 하는 터널 화재 탐지 및 소화 시스템.
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