KR102045147B1

KR102045147B1 - 자동 문 개폐장치

Info

Publication number: KR102045147B1
Application number: KR1020180059113A
Authority: KR
Inventors: 박준우
Original assignee: 박준우
Priority date: 2018-05-24
Filing date: 2018-05-24
Publication date: 2019-11-14

Abstract

본 발명은, 창문틀에 지지된 창문을 포함하는 문을 자동으로 개폐하는 자동 문 개폐장치에 있어서, 창문에 결합된 본체를 출입하면서 창문을 개폐 가능하게 일측은 창문에 결합되고 타측은 상기 본체에 결합된 체인과; 상기 체인에 회전력을 제공하고, 회전수를 감지하는 홀센서를 갖는 모터와; 상기 홀센서의 감지결과에 기초하여 창문이 설정된 위치만큼 열리게 하는 개방위치 및 상기 창문이 닫히는 폐쇄위치 사이를 상기 모터가 회전하도록 제어하는 제어부;를 포함하되, 상기 제어부는 창문이 상기 폐쇄위치로 이동하는 과정에서 상기 홀센서에서 감지하는 상기 모터의 회전시간이 정상회전시간 범위를 초과하여 설정된 설정회전시간에 도달한 경우 상기 모터가 정지하도록 제어하는 것을 특징을 특징으로 한다.
이에, 본 발명에 따르면, 수동 자동으로 작동되면서도 구조가 간단하고 부품의 수가 감소될 수 있으며 경제성을 향상시킬 수 있고, 하나의 홀센서를 이용하여 모터의 회전을 감지하고 개방위치 및 폐쇄위치를 자동으로 제어할 수 있다.

Description

자동 문 개폐장치 {Automatic Door or Window Open and Closing Device}

본 발명은, 자동 문 개폐장치에 관한 것으로, 특히, 모터의 회전을 감지하는 하나의 홀센서를 이용하여 문의 개방위치와 폐쇄위치 사이를 모터가 회전하도록 제어하는 방법을 개선한 자동 문 개폐장치에 관한 것이다.

다양한 구조의 건축물은 환기나 출입을 목적으로 문 또는 창문을 구비하고 있으며 이러한 문 또는 창문이 일정한 조건에 의해 자동으로 개폐되도록 제어하는 경우가 많다. 이러한 용도로 사용되는 다양한 종류의 문 중에서도 후술하는 바와 같은 제연창을 예를 들어 설명한다.

즉, 현대의 건축물은 다양한 형태를 가지며 특히 좁은 대지에 층고를 높게 하여 용적률은 높아지고 시야를 확보하기 위하여 창문을 크게 하는 경향을 갖는다. 이와 같은 고층 건물에서는 한편으론 거주성, 사용성, 상업성 등에서 장점이 있으나, 다른 한편으론 화재 등과 같은 비상시 인명이나 재산 피해가 커진다는 단점이 있다. 이러한 점을 고려하면 화재와 관련된 소방설비에 대한 관심이 고조되고 있다.

최근 통계에 따르면 2009년부터 2017년까지 전국에서 4만 건 이상의 화재가 발생하였으며, 2017년 한해 동안 전국의 인명피해는 2197명, 재산피해는 5,000억원이 넘는 것으로 나타났다. 이 중 60% 이상이 주택과 건물에서 발생하였다.

최근 건축물의 내화성능 강화에 따른 건자재 및 발열량이 많은 건자재 등으로 화재가 발생하면 건물 내부에서 가스나 연기의 발생이 많아지는 경향을 가진다. 통계에 따르면 화재 사망 원인 1위는 연기에 의한 질식사로 화재로 인한 인명 피해의 60~70%가 유독한 연기에 의한 질식이나 중독에 의해 발생한다. 이에 건물 화재시 발생하는 연기를 제어하여 재실자가 안전하게 대피할 수 있도록 하는 것이 매우 중요하다.

이를 위해 건축과 소방 관련 법에서는 화재 시 발생하는 연기의 신속한 배출을 위하여 배연설비와 제연설비에 관한 규정을 두고 있다. 이 중 건축법과 관련하여 ‘건축물의 설비기준 등에 관한 규칙’ 제14조에 건축 배연설비에 대한 내용이 명시되어 있다. 배연설비는 자연배연과 기계배연으로 구분할 수 있으며, 자연배연의 기본은 배연창과 배연구이다. 배연창은 화재 발생 시 연기를 감지하고 창문을 열어 연기와 유독가스를 배출하는 시설로, 피난 초기 연기 질식에 따른 인명피해를 최소화하기에 적합하다. 반면, ‘화재예방, 소방시설 설치·유지 및 안전관리에 관한 법률(약칭 소방시설법)’에는 팬과 펌프에 의한 기계적 방식으로 작동하는 소방설비가 규정되어 있다.

배연창은 건물 화재 발생 시 해당 층의 연기를 즉시 배출할 수 있도록 자동 또는 수동으로 제어하여 외부로 열 수 있도록 건물에 설치된다. 제연설비 가동 시 연기나 열기류를 배출시키는 출구인 배연구는 제연풍도와 연결되어 있어 화재 발생 시 제연방식에 따라 다양한 형태로 배연 기능을 수행하는데, 화재 시 감지기 신호에 의해 자동으로 개방되어 실내·외의 밀도 차에 의해 자연적인 힘으로 환기를 하는 일종의 ‘자연식 배연기’가 바로 배연창이다. 즉, 건물 내부의 화재 발생시 배연창이 신속하게 작동되어 내부의 유독가스를 외부로 배출하여 인명피해를 최소화할 수 있으며 대피에 따른 시간을 확보하기 용이하다.

건축물에 배연창을 설치 시에는 건축물의 사용용도, 규모, 사용자의 범위 등을 고려하여 개폐방법, 창문의 크기, 개폐각도, 설치조건, 시공의 안전성, 운용 및 조작방법의 편리성, 유지보수 및 하자관리 그리고 건축물의 외적 미관 등을 고려하여 설계, 시공, 관리를 하여야 한다.

이러한 배연창은 전술한 바와 같이 화재시 매우 중요한 기능을 하고 있으므로 이에 대한 성능시험을 엄격하게 하고 있다. 이러한 성능시험으로는, 제품의 반복 동작에 따른 신뢰성 및 내구성을 확인하는 반복작동시험, 바람이 불거나 눈이 내려 배연창에 부하가 작용할 때 개방 및 개방유지 능력을 확인하는 부하개방시험, 혹한기 저온의 환경조건에서 제대로 동작이 되는지 확인하는 저온시험, 바람이 불어 배연창에 흡입압력이 가해질 때 폐쇄상태가 유지되는지 또는 그런 힘이 가해지고 난 뒤 정상적으로 동작하는지 확인하는 풍부하시험, 고온의 환경조건에서 시험체의 개방여부 및 개방유지 능력을 확인하는 내열시험 등이 있다.

또한, 배연창의 열림 방식은 슬라이딩(sliding) 방식부터 틸트(tilt) 방식, 프로젝트(project) 방식, 케이스먼트(casement) 방식, 피벗(pivot) 방식 등이 있다.

한편, 화재 발생 시 배연창은 다음과 같은 순서로 작동된다. 먼저, 건축물 내부에 화재발생 시 이를 화재 감지센서(열감지기, 연기감지기)에서 감지하여 화재발생 신호를 관제실의 화재수신반으로 보낸다. 다음, 수신반에서 수신한 화재발생 신호를 연동제어반에서 각 층의 배연창으로 전송하여 배연창이 열리도록 한다

여기서 각 층의 연동제어반은 각 배연창의 제어부에 화재신호를 보내고 배연창이 열렸는지에 대한 신호를 수신하여 관제실로 전달한다. 또한, 각 층의 전원반은 각 제연창의 제어부로 전원을 공급한다. 건축물의 크기가 큰 경우에는 각 층의 제연창이 수 십개가 될 수도 있으며 다수의 배연창이 병렬로 전원반 및 연동제어반과 연결되어 있다. 따라서, 화재발생 신호에 따라 수 십개의 제연창이 동시에 작동하는 경우 다수의 제연창에 동일한 전압이 공급되는 것이 아니라 일부의 제연창에는 낮은 전방이 공급되어 제연창이 제대로 공급이 되지 않을 우려가 많다.

또한, 제연창은 정역으로 회전하고 개방된 개방위치와 폐쇄된 폐쇄위치를 파악하고 그 위치에서 자동으로 정지할 수 있어야 하고 그에 따른 신호를 관제실로 보내줄 수 있어야 한다. 이러한 모터의 정역회전 감지를 위하여 모터의 회전을 감지하는 홀센서가 3개를 구비하고 있으며 모터의 종류도 BLDC 모터를 사용하고 있다. 이에 이러한 3개의 홀센서를 제어하기 위한 회로기판을 포함하는 제어부의 구조가 복잡하고 부품의 수가 많아진다는 문제점을 갖는다.

[참고문헌]

공개특허공보 제10-2016-0149766호 (2016.12.28. 공개)

본 발명의 목적은, 수동 자동으로 작동되면서도 구조가 간단하고 부품의 수가 감소될 수 있는 자동 문 개폐장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 하나의 홀센서를 이용하여 모터의 회전을 감지하고 개방위치 및 폐쇄위치를 자동으로 제어할 수 있는 자동 문 개폐장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 운전 중에 기준점을 제어부에 기억하지 못하는 경우 제어부를 분해하지 않고 간단하고 편리하게 기준점을 설정할 수 있는 자동 문 개폐장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 화재발생 신호 수신시 배연창이 개방위치로 개방되지 않는 경우 제어부 자체에서 배연창이 개방위치에 도달할 때까지 개방 신호를 단속적으로 발생시키는 자동 문 개폐장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 각 배연창의 제어부에 위치한 로컬스위치를 작동시 연동제어반이나 관제실로 개방위치, 폐쇄위치, 작동 등의 신호를 전송하지 않는 자동 문 개폐장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은, 창문틀에 지지된 창문을 포함하는 문을 자동으로 개폐하는 자동 문 개폐장치에 있어서, 창문에 결합된 본체를 출입하면서 창문을 개폐 가능하게 일측은 창문에 결합되고 타측은 상기 본체에 결합된 체인과; 상기 체인에 회전력을 제공하고, 회전수를 감지하는 홀센서를 갖는 모터와; 상기 홀센서의 감지결과에 기초하여 창문이 설정된 위치만큼 열리게 하는 개방위치 및 상기 창문이 닫히는 폐쇄위치 사이를 상기 모터가 회전하도록 제어하는 제어부;를 포함하되, 상기 제어부는 창문이 상기 폐쇄위치로 이동하는 과정에서 상기 홀센서에서 감지하는 상기 모터의 회전시간이 정상회전시간 범위를 초과하여 설정된 설정회전시간에 도달한 경우 상기 모터가 정지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 자동 문 개폐장치에 의해 달성된다.

또한, 상기 제어부는 상기 모터가 정지되는 시점보다 상기 모터가 적게 회전하도록 설정된 위치를 상기 폐쇄위치로 인식하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 홀센서는 하나이고, 상기 홀센서는 상기 모터에 결합되어 복수의 N극 및 S극을 교대로 배치한 회전판에 결합된 자석을 감지하여 상기 모터의 회전을 감지하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 모터는 브러시 타입을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 모터가 정지하는 위치보다 상기 폐쇄위치에서 창문이 더 닫히는 방향으로 상기 체인이 더 전진하도록 설정된 위치에 상기 체인의 단부 위치를 감지할 수 있는 기준설정스위치가 상기 본체에 결합된 것이 바람직하다.

또한, 창문은 배연창을 포함하고, 상기 폐쇄위치에서 배연창이 닫혔다는 확인신호를 발생시키는 것이 바람직하다.

또한, 창문은 배연창을 포함하고, 화재발생 신호에 의해 창문이 개방되는 과정에서 창문이 개방하다 멈추더라도 화재발생 신호가 계속 유지되는 동안 상기 제어부에서는 배연창이 상기 개방위치에 도달하도록 제어하는 것이 바람직하다.

또한, 창문은 배연창을 포함하고, 화재발생 신호에 의해 복수의 배연창을 제어하는 연동제어반과, 상기 연동제어반에 의해 제어되는 각 배연창 개폐장치를 제어하는 로컬조작스위치를 포함하되, 상기 각 로컬조작스위치를 통해 각 배연창을 조작하는 과정에서 상기 제어부는 배연창의 상기 개방위치 및 상기 폐쇄위치의 신호를 상기 연동제어반으로 전송하도록 않도록 제어하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 로컬조작스위치를 작동하는 과정에서 화재발생 신호를 각 배연창의 상기 제어부에서 수신하는 경우 상기 제어부에서는 배연창이 상기 개방위치로 작동되도록 제어하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 수동 자동으로 작동되면서도 구조가 간단하고 부품의 수가 감소될 수 있으며 경제성을 향상시킬 수 있는 자동 문 개폐장치를 제공할 수 있다.

또한, 하나의 홀센서를 이용하여 모터의 회전을 감지하고 개방위치 및 폐쇄위치를 자동으로 제어할 수 있는 자동 문 개폐장치를 제공할 수 있다.

또한, 운전 중에 개방위치, 폐쇄위치 등의 위치 정보를 제어부에서 기억하지 못하는 경우 제어부를 분해하지 않고 간단하고 편리하게 기준점을 설정할 수 있는 자동 문 개폐장치를 제공할 수 있다.

또한, 화재발생 신호 수신시 배연창이 개방위치로 개방되지 않는 경우 제어부 자체에서 배연창이 개방위치에 도달할 때까지 개방 신호를 단속적으로 발생시켜 배연을 효과적으로 달성시킬 수 있는 자동 문 개폐장치를 제공할 수 있다.

또한, 각 배연창의 제어부에 위치한 로컬스위치를 작동시 연동제어반이나 관제실로 개방위치, 폐쇄위치, 작동 등의 신호를 전송하지 않는 자동 문 개폐장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 문 개폐장치가 배연설비인 배연창에 적용되는 예를 설명하기 위한 개념도,
도 2는 도 1의 배연창의 평면도 및 측면도,
도 3a는 모터에 결합된 홀센서와 회전판을 설명하기 위한 사시도, 측면도 및 부분확대도,
도 3b는 제어부와 모터의 구동을 설명하기 위한 개념도,
도 4는 배연창의 개방위치, 폐쇄위치 및 정지위치를 설명하기 위한 개념도,
도 5a는 기준설정을 위해 체인을 배연창으로부터 분해하여 작동시킨 상태를 나타낸 분해도,
도 5b는 기준설정 후 정지위치를 이동시키는 과정과 배연창과 체인을 결합한 상태에서 정지위치를 설정하는 것을 설명하기 위한 개념도,
도 6a는 본 발명에 따른 배연창이 화재발생 신호에 따라 작동하는 과정을 설명하기 위한 작동 개념도,
도 6b는 화재발생 신호에 따라 일례를 든 층에 다수의 배연창이 작동하는 과정을 설명하기 위한 개략도이다.

본 발명의 일실시예에 따른 자동 문 개폐장치(100, 이하에서 '문 개폐장치'라 함)에 대하여 도 1 내지 도 6b를 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 문 개폐장치가 배연설비인 배연창에 적용되는 예를 설명하기 위한 개념도이고, 도 2는 도 1의 배연창의 평면도 및 측면도이며, 도 3a는 모터에 결합된 홀센서와 회전판을 설명하기 위한 사시도, 측면도 및 부분확대도이고, 도 3b는 제어부와 모터의 구동을 설명하기 위한 개념도이며, 도 4는 배연창의 개방위치, 폐쇄위치 및 정지위치를 설명하기 위한 개념도이고, 도 5a는 기준설정을 위해 체인을 배연창으로부터 분해하여 작동시킨 상태를 나타낸 분해도이며, 도 5b는 기준설정 후 정지위치를 이동시키는 과정과 배연창과 체인을 결합한 상태에서 정지위치를 설정하는 것을 설명하기 위한 개념도이고, 도 6a는 본 발명에 따른 배연창이 화재발생 신호에 따라 작동하는 과정을 설명하기 위한 작동 개념도이며, 도 6b는 화재발생 신호에 따라 일례를 든 층에 다수의 배연창이 작동하는 과정을 설명하기 위한 개략도이다.

본 발명에 따른 문은 다양한 종류의 문과 창문을 포함할 수 있으나. 종래기술에서 설명한 바와 같이 화재발생 시 실내의 연기를 외부로 배출하기 위하여 자동으로 개방되는 배연창을 포함하여 이하에서 설명의 편의상 창문 중에서도 배연창을 개폐하는 문 개폐장치(100)에 대하여 설명한다.

문 개폐장치(100)는, 창문틀(10)에 지지된 배연창(20)을 포함하는 창문(20, 이하에서 특별한 설명이 없으면 '창문'은 일실시례인 '배연창'을 의미함)을 자동으로 개폐하며, 창문틀(10)에 결합된 본체(110)를 출입하면서 창문(20)을 개폐 가능하게 일측은 창문(20)에 결합되고 타측은 상기 본체(110)에 결합된 체인(120)과; 상기 체인(120)에 회전력을 제공하고, 회전수를 감지하는 홀센서(133)를 갖는 모터(130)와; 상기 홀센서(133)의 감지결과에 기초하여 창문(20)이 설정된 위치만큼 열리게 하는 개방위치(도 2 및 도 4의 'A' 참조) 및 상기 창문(20)이 닫히는 폐쇄위치(도 2 및 도 4의 'B' 참조) 사이를 상기 모터(130)가 회전하도록 제어하는 제어부(140);를 포함하되, 상기 제어부(140)는 창문(20)이 상기 폐쇄위치로 이동하는 과정에서 상기 홀센서(133)에서 감지하는 상기 모터(130)의 회전시간이 정상회전시간 범위를 초과하여 설정된 설정회전시간에 도달한 경우 상기 모터(130)가 정지하도록 제어하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제어부(140)는 상기 모터(130)가 정지되는 시점보다 상기 모터(130)가 적게 회전하도록 설정된 위치를 상기 폐쇄위치로 인식하고 창문이 닫혔다는 확인신호를 발생시키는 것이 바람직하다.

여기서, 제어부(140)는 모터(130), 홀센서(133), 로컬조작스위치(143), 기준설정스위치(145a, 145b) 등의 부품에 전원을 공급하고 제어하고 검출한 결과를 연산, 저장할 수 있는 마이컴(141)을 포함하는 각종 전자기부품과 이들이 지지되고 결합된 회로기판(미도시) 등과 연동제어반(151) 및 전원반(155)과 전기적 신호를 주고받을 수 있는 모든 수단을 포함한다.

배연창(20)은 창문틀(10)에 고정되어 문 개폐장치(100)에 의하여 개폐된다. 문 개폐장치(100)의 본체(110)는 체인(120)이 출입 가능하며 모터(130), 제어부(140) 등을 수용하여 지지하고 창문틀(10)에 지지되며 내부에 문 개폐장치(100)의 각종 부품을 수용하도록 내부가 비어 있는 길이가 긴 육면채 형상을 갖는 것이 바람직하다. 본체(110)는 창문틀(10)이나 창문(20)의 외형을 이루는 재질인 알루미늄으로 된 압출물로 된 것이 바람직하다.

체인(120)의 외측 단부인 체인단부(121)는 창문(20)의 유리를 지지할 수 있는 외관에 결합된 손잡이(23) 등에 체인핀(125)에 의해 견고하게 결합되어 본체(110)에서 체인(120)이 출입하면서 배연창(20)을 개폐할 수 있다.

체인(120)은 모터(130)의 회전력이 기어를 포함하는 감속기를 거쳐 회전하는 스프로킷(127)에 맞물려 본체(110)를 출입할 수 있다.

모터(130)에는, 도 3a에 도시된 바와 같이, 모터(130)의 회전축에 결합되어 회전하며 N, S극 자석이 방사상으로 순차적으로 배치된 회전판(135)과, 회전판(135)의 자석의 변화를 감지하여 모터(130)의 회전속도를 산출할 수 있는 홀센서(133)가 결합되어 있다.

여기서, 홀센서(133)는 하나로 구비되고 모터(130)는 브러시 타입을 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 하나의 홀센서(133)에 의해 모터(130)의 회전을 감지하고 제어하는 회로기판(미도시)을 포함하는 제어를 위한 각종 부품의 수, 제어를 위한 전선의 필요 가닥수 및 제어부(140)의 용량이 감소될 수 있다. 또한, 브러시 타입의 모터는 브러시리스 타입의 모터보다 가격적인 면에서 매우 싸다.

회전판(135)에는 복수의 N극, S극 자석이 순차적으로 외주에 방사상으로 복수로 배치될 수 있으며, 도 3a에서와 같이 N극 10개(N1, N3, N5, ..., N19), S극 10개(S2, S4, S6, ..., S20)이 각각 배치된 것을 예로 든다. 모터(130)의 1회전에 500msec의 시간이 소요된다면, N극이 이웃한 S으로 정회전 또는 역회전하는 시간은 500msec의 1/20의 시간인 25msec가 될 것이다.

이렇게 모터(130)에 결합된 회전판(135)과 회전판(135)의 자기장 변화를 감지하는 홀센서(133)의 검출결과에 기초하여 제어부(140)에서 모터(130)의 회전속도를 산출할 수 있다.

도 3b에 도시된 바와 같이 배연창(20)을 자동으로 개폐하는 경우 제어부(140)에서는 모터(130)의 정회전이나 역회전을 하도록 제어하고 이에 따라 모터(130)가 회전하면 설정된 회전수만큼 모터(130)가 회전하여 배연창(20)을 개방하여 개방위치에 도달하고, 개방된 위치에서 배연창(20)을 닫는 경우 설정된 회전수만큼 회전하여 폐쇄위치에 도달함과 동시에 닫힘 확인신호를 발생시키고 모터(130)의 회전시간이 정상회전시간 범위를 초과하여 설정된 설정회전시간에 도달한 경우 모터(130)는 정지하게 된다.

여기서, 전술한 바와 같이 회전판(135)의 N극, S극이 각각 10개로 총 20개의 자석이 배치(각 자석의 회전수는 1/20회전이 됨)되고 모터(130) 1회전에 걸리는 시간을 500msec라고 가정한다.

정상적으로 모터(130)가 회전하는 경우 N극과 이웃한 S극 사이를 정상적으로 회전하는 시간은 25msec가 될 것이다. 물론 이 경우에도 25msec에 대해 오차범위가 있다. 예를 들면, 제어부(140)에서 오차범위를 ±20%라고 설정한 경우, N극과 이웃한 S극의 정상회전시간 범위는 25msec ±20% 이다.

모터(130)가 회전하다가 배연창(20)을 닫는 경우와 같이 배연창(20)이 창문틀(10)에 맞물려 배연창(20)이 닫히지 못하면 모터(130)에 전원이 공급되더라도 모터(130)는 매우 느리게 회전하거나 회전되지 않게 되며 회전판(135)도 마찬가지 상태를 나타낸다. 이러한 회전판(135)의 상태를 홀센서(133)에서 감지함은 물론이다.

즉, 모터(130)의 회전이 정상적인 N극과 S극의 정상회전시간 범위인 25msec ±20%를 초과하여 설정된 설정회전시간인 예를 들면 25msec ±80%에 도달한 경우 또는 모터(130)가 정지하여 회전하지 않는 경우에 제어부(140)에서는 모터(130)가 정지되도록 제어할 수 있다.

그리고, 제어부(140)는 모터(130)가 정지되는 시점보다 모터(130)가 적게 회전하도록 설정된 위치를 폐쇄위치로 인식하는 것이 바람직하다.

이렇게 제어부(140)에서 모터(130)의 정지, 폐쇄위치, 개방위치를 설정하는 것은 다만, 모터(130)의 회전을 감지하는 홀센서(133)가 하나이기 때문이다.

즉, 예를 들면, 배연창(20)을 환기 등을 목적으로 수동으로 개방하는 과정에서 배연창(20)을 많이 열고 - 정지 - 적게 닫고를 수 차례 반복한다고 하면 모터(130)의 정역회전시 회전판(135)의 N극과 S극의 변화를 감지하는 홀센서(133)에서는 회전을 시작하는 극을 감지하지 못하고 있다가 극의 변화(자기장 변화)만을 감지하므로 약 1/20 회전 만큼의 오차가 발생할 수 있다. 즉, 모터(130)가 수동으로 작동되는 경우 정회전인지 역회전인지를 감지하지 못할 수도 있다.

물론 이러한 오차의 누적은 매우 예외적인 상황이지만 제어부(140)에서는 이러한 오차를 없애거나 보정하기 위하여 전술하는 바와 같이 배연창(20)이 폐쇄되는 경우 모터(130)가 정지되는 위치를 기준으로 폐쇄위치를 재설정하게 된다. 물론, 전술한 바와 같이 배연창(20)이 개폐되는 과정에서 배연창(20)이 일부 개방, 정지, 일부 닫힘이라는 동작을 반복하지 않으면 이러한 오차도 발생하지 않고 매번 작동시 동일한 위치에서 개방되고 폐쇄될 것이다.

이러한 제어부(140)에서 배연창(20)의 개방위치(도 4의 "A" 참조, 도 2의 "A" 참조), 폐쇄위치(도 4의 "B" 참조, 도 2의 "B" 참조) 및 모터(130) 정지위치(도 4의 "C" 참조)를 도 4를 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

문 개폐장치(100)를 창문틀(10)에 설치한 이후 사용자의 사용을 위하여 설치자는 문 개폐장치(100)의 위치를 세팅하게 된다.

문 개폐장치(100)를 창문틀(10)에 설치하고 창문(20)의 손잡이(23)에 체인(120)의 체인단부(121)를 체인핀(125)을 이용하여 견고하게 결합시킨다.

여기서, 전술한 바와 같이 회전판(135)의 N극, S극이 각각 10개로 총 20개의 자석이 배치되고 모터(130) 1회전에 걸리는 시간을 500msec라고 하고, N극과 이웃한 S극의 정상회전시간 범위는 25msec ±20% 라고 제어부(140)에 입력되어 있다고 가정한다.

또한, 모터(130)의 회전이 정상적인 N극과 S극의 정상회전시간 범위인 25msec ±20%를 초과하여 설정된 설정회전시간인 예를 들면 25msec ±80%에 도달한 경우 또는 모터(130)가 정지하여 회전하지 않는 경우에 제어부(140)에서는 모터(130)가 정지되도록 하고 이를 모터(130) 정지위치라고 제어부(140)에 입력되어 있다고 가정한다. 아울러 폐쇄위치는 모터(130) 정지위치보다 설정된 회전수인 예를 들면 4/20 회전 모터(130)가 역회전 방향으로 더 적게 회전한 위치라고 제어부(140)에 입력되어 있다고 가정한다.

각 배연창(20)의 문 개폐장치(100) 본체 내부에 있는 제어부(140)에 전원을 연결하여 모터(130)를 로컬조작스위치(143)로 조작하면 모터(130)의 회전력은 스프로킷(127)에 전달되고 스프로킷(127)과 맞물린 체인(120)이 본체(110)를 출입하게 된다.

모터(130)를 정회전(도 4에서 좌측으로 체인(120)이 진행되도록 하는 모터(130)의 회전) 및 역회전(도 4에서 우측으로 체인(120)이 진행되도록 모터(130)를 회전)을 시킨다.

배연창(20)이 폐쇄되는 위치로 작동되도록 로컬조작스위치(143)를 조작하면 모터(130)가 역회전하면서 배연창(20)이 닫히고 배연창(20)이 창문틀(10)에 도달하여 더 이상 배연창(20)이 닫히지 못하고 모터(130)의 회전속도가 느려지거나 모터(130)의 회전이 정지하게 된다. 이에, 제어부(140)는 설정회전시간인 예를 들면 25msec ±80%에 도달한 경우 또는 모터(130)가 정지하여 회전하지 않는 경우에 제어부(140)에서는 모터(130)가 정지되도록 하고 이를 모터(130) 정지위치(도 4의 "C" 참조)로 인식하게 됨과 동시에 설정된 회전수인 예를 들면 4/20 회전 모터(130)가 역회전 방향으로 덜 회전한 위치(도 4의 'Nstop' 또는 'Tstop' 참조)를 폐쇄위치(도 4의 "B" 참조)로 인식하게 된다.

이에 사용자가 배연창(20)을 자동으로 개방하면 모터(130)는 폐쇄위치에서 설정된 모터(130)의 설정된 회전수 또는 설정된 회전시간(도 4의 'Nnormal' 또는 'Tnormal' 참조)만큼 정회전하여 모터(130)가 정지하고 그 위치를 개방위치(도 4의 "A" 참조)로 인식하게 된다. 다음, 배연창(20)을 자동으로 닫히게 하면 모터(130)는 역회전하고 배연창(20)의 폐쇄위치에 도달하는 회전수만큼 회전하고 닫힘 확인신호를 발생시켜 연동제어반(151)으로 전달하게 되고 모터(130) 정지위치에 모터(130)가 도달하면 모터(130)는 정지하게 된다.

이와 같은 동작으로 지속적으로 반복하게 된다.

다만, 사용 중에 전술한 바와 같이 일부 열림 - 정지 - 일부 닫힘 등의 동작을 수차례 반복하는 경우 배연창(20)이 닫혀 모터(130)가 정지하는 위치를 전술한 모터(130) 정지위치로 새롭게 제어부(140)에서 인식하여 홀센서(133) 하나로 정역회전을 감지하지 못하는 오류 내지 오차를 보정할 수 있다.

문 개폐장치(100)를 작동시키다 예기치 못한 외부의 전기적 충격, 전기적 장애, 급작스런 정전 등으로 인해 제어부(140)에 입력되어 있던 개방위치, 폐쇄위치 및 모터(130) 정지위치에 대한 정보가 손실 내지 오류가 방생될 경우가 있다. 이 경우에 종래기술에서는 길이가 긴 막대 형상의 내부에 빈 공간을 갖는 본체(110) 내부에 결합된 제어부(140)를 본체(110)로부터 분리하여야 하고 이러한 작업을 위해서는 본체(110)를 창문틀(10)로부터 분리해야 하는 문제점을 가지고 있다.

본 발명에 따르면 이러한 각 위치 정보를 도 5a 및 도 5b를 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 배연창(20)의 손잡이(23)에 결합된 체인단부(121)를 체인핀(125)을 분리함으로써 손잡이(23)로부터 분리시킬 수 있다.

이에, 체인(120)은 본체(110)측으로 더 들어가게 되며(도 4의 'D' '기준설정스위치' 참조) 이는 모터(130) 정지위치보다 훨씬 더 모터(130)가 역회전한 위치이다(예를 들면, 16/20 회전 정도의 위치). 그리고, 체인단부(121)에는 자석(145b)이 부착되어 있고 본체(110)에는 자석(145b)을 감지할 수 있는 자석감지센서(145a)가 결합되어 있다. 즉, 기준설정스위치(145a, 145b)는 자석(145b)과 자석감지센서(145a)로 이루어져 체인(120)이 본체(110)측으로 후진하도록 하는 위치인 '기준설정위치'를 감지하고 제어부(140)에서는 이 위치에 체인(120)이 도달한 경우 램프(미도시)를 점등시키고 체인(120)은 더 이상 본체(110)측으로 후진하지 못하도록 모터(130)를 정지시킨다. 여기서, 제어부(140)는 모터(130)가 정지된 위치를 임시적으로 '임시의' '제1의 모터 정지위치'로 인식(도 5b의 'C1' 참조)하고 이보다 덜 회전한 위치(설정된 회전수 또는 설정된 회전시간, 도 5b의 'Nstop' 참조)를 '임시의' '제1의 폐쇄위치'로 인식(도 5b의 'B1' 참조)한다.

그리고, 사용자는 본체(110)의 외부에 노출된 로컬조작스위치(143)를 이용하여 모터(130)를 정회전시켜 배연창(20)이 개방되는 위치로 체인(120)을 이동시킨다. 이 때, 사용자는 도 5b의 '임시의' '제1의 폐쇄위치'로 인식된 범위를 넘어서지 않는 위치에서 모터(130)를 정지시킨다.

이에, 제어부(140)는 모터(130)가 정지된 위치를 임시적으로 '임시의' '제2의 모터 정지위치'로 인식(도 5b의 'C2' 참조)하고 이보다 덜 회전한 위치를 '임시의' '제2의 폐쇄위치'로 인식(도 5b의 'B2' 참조)한다.

이와 같은 조작을 수 회 반복하여 체인(120)이 배연창(20) 손잡이(23)에 결합할 위치로 체인(120)을 이동시킨다. 이에, 제어부(140)는 모터(130)가 정지된 위치를 임시적으로 '임시의' '제N의 모터 정지위치'로 인식(도 5b의 'CN' 참조)하고 이보다 덜 회전한 위치를 '임시의' '제N의 폐쇄위치'로 인식(도 5b의 'BN' 참조)한다.

다음, 최초의 문 개폐장치(100)를 설치하고 시운전하는 경우와 같이 체인(120)을 손잡이(23)에 결합한 후 자동으로 모터(130)를 역회전시켜 배연창(20)이 닫히도록 한다. 이에 모터(130)는 설정된 설정회전긴간에 도달하여 정지하게 된다. 이에, 모터(130)가 정지된 위치를 전술한 모터(130) 정지위치로 제어부(140)에서는 새롭게 인식하게 됨과 동시에 모터(130) 정지시간을 기준으로 폐쇄위치도 제어부(140)에서 재설정하게 된다.

이러한 과정을 거치면 종래기술과 같이 체인(120)을 손잡이(23)에서 분리한 후 추가적으로 본체(110)를 창문틀(10)에서 분리하고 제어부(140)를 본체(110)로부터 분리하여 제어부(140)를 재설정하고 분리의 역순으로 결합을 하여야 하는 번거러움을 없앨 수 있어 본 발명에 따른 문 개폐장치(100)의 사용이 매우 간단하고 편리함을 알 수 있다.

또한, 도 1 내지 도 6b에 도시된 바와 같이 각 층에 다수의 배연창(20)이 연동제어반(151) 및 전원반(155)과 병렬로 연결되어 있다. 또한, 제어부(140)의 마이컴(141)은 회재신호를 수신하여 모터(130)가 정회전하여 배연창(20)이 개방되도록 1회의 명령만 모터(130)로 보낸다.

그러나, 각 층에 다수의 배연창(20)이 병렬로 연결되어 전원을 공급받고 있으므로 배연창(20)이 개방되는 과정에서 전압 강하 등으로 인해 배연창(20)이 개방을 멈추면 더 이상 마이컴(141)에서 배연창(20)의 개방신호를 종래기술에서는 발생시키지 않는다.

이에 본 발명의 문 개폐장치(100)는 제어부(140)에서 배연창(20) 개방하다 멈추더라도 화재발생 신호가 계속 유지되는 동안 설정된 시간(예를 들면, 3초에 한번씩)에 따라 개방위치에 도달할 때까지 상기 배연창(20)이 개방 동작을 반복하도록 제어하여 종래기술의 문제점을 간단하고 편리하게 해결하였다. 이러한 개선은 별도의 타이머 등을 필요로 하지 않아 부품 및 제어에 따른 복잡함을 제거하였다.

아울러 사용자가 테스트나 환기 등을 목적으로 로컬조작스위치(143)를 조작하는 경우 제어부(140)는 배연창(20)의 상기 개방위치 및 상기 폐쇄위치의 신호를 상기 연동제어반(151)으로 전송하도록 않도록 하였다. 이에, 수동 및 문 개폐장치(100)의 작동 상태 테스트를 하는 과정에서 불필요하게 연동제어반(151)을 배연창(20)의 작동 상태를 보내어 연동제어반(151)에서 관제실(153)로 배연창(20)의 작동 신호를 보내어 관제실(153)에서 불필요한 배연창(20)의 작동상태를 알거나 화재가 발생한 것으로 인식할 수 있는 문제점을 제거하였다.

이러한 구성을 갖는 문 개폐장치(100)의 작동 과정을 도 1, 도 6a 및 도 6b를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 여기서, 건축물을 1층, 2층, 3층, .... N층으로 구성되어 있다고 하고 일례로 2층에 배연창(2-1 내지 2-11 참조) 11개가 설치되어 있다고 가정한다.

먼저, 건물에 설치된 화재감지센서(157)가 화재의 발생을 감지하면 그 신호는 관제실(153)의 화재수신반(153a)으로 전송되고 경보를 울리게 된다. 관제실(153)은 각 층 등에 마련된 연동제어반(151)으로 화재발생 신호를 전송하고 화재신호를 수신한 연동제어반(151)에서는 각 배연창(20)이 개방되도록 제어부(140)로 화재신호를 전송하고 화재신호를 수신한 제어부(140)는 개방위치까지 배연창(20)이 열리도록 모터(130)를 정회전되도록 제어한다.

이에 11개의 배연창(20)은 전원반(155)에서 병렬로 공급되는 전원으로 회전하는 모터(130)의 회전에 의해 개방된다. 이 과정에서 11개의 모터(130)가 동시에 작동하고 거리가 어격되어 있고 전원반(155)에서 공급되는 전원케이블의 사이즈가 적은 등의 다양한 이유로 예를 들면 '2-3' '2-7'과 같은 배연창(20)은 개방되다가 멈출 수도 있다. 이에, 본 발명에 따른 제어부(140)에서는 화재발생 신호가 계속 유지되는 동안 설정된 시간(예를 들면, 3초에 한번 씩)에 따라 배연창(20)이 개방위치에 도달할 때까지 상기 배연창(20)이 개방 동작을 반복하도록 모터(130)의 작동을 제어한다.

또한, 각 배연창(20)을 로컬조작스위치(143)로 작동하는 과정에서 화재발생 신호를 각 배연창의 제어부(140)에서 수신(일정한 설정시간 동안 지속, 예를 들면 3초 이상 지속)하는 경우 제어부(140)에서는 화재발생 상황이라고 인식하고 배연창(20)을 개방위치까지 이동할 수 있도록 모터(130)를 제어하는 것이 바람직하다.

종래기술에서는 이러한 경우 별도로 화재신호를 인식하지 못하며 배연창을 개방하지 못하지만, 본 발명에 따르면 화재발생 신호를 제어부(140)가 설정된 시간 이상 수신한 경우 제어부(140)에서 수동 작동이나 자동 작동 중인 경우를 막론하고 화재가 발생한 것으로 인식하고 모터(130)를 작동시켜 배연창(20)이 개방위치에 도달할 수 있도록 할 수 있다.

이 과정에서도 중간에 정전, 전압강하 등의 문제로 배연창(20)의 작동이 중간에 멈추더라도 제어부(130)에서 화재발생 신호를 지속적으로 수신하는 경우 제어부(140)에서 개방창(20)을 개방위치로 이동할 수 있도록 제어하는 것이 바람직하다. 이러한 제어로 인해 화재발생 신호가 수신되면 어떠한 경우라도 배연창(20)의 개방이 이루어져 화재 발생에 따라 발생한 연기는 배연창(20)을 통해 효과적으로 배출시킬 수 있는 목적을 달성시킬 수 있다.

전술한 바와 같이 본 발명의 설명을 간단하게 하기 위하여 문을 창문 중에서 배연창을 예로 들어 설명하였으나 자동으로 작동되는 다양한 종류의 자동문, 자동 창문에 적용될 수 있음을 물론이다.

여기서, 본 발명의 일 실시예를 도시하여 설명하였지만, 본 발명의 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.

100 : 문 개폐장치 10 : 창문틀
20 : 창문 23 : 손잡이
110 : 본체 120 : 체인
121 : 체인단부 125 : 체인핀
127 : 스프로킷
130 : 모터 133 : 홀센서
135 : 회전판
140 : 제어부 141 : 마이컴
143 : 로컬조작스위치 145a, b : 기준설정스위치
151 : 연동제어반 153 : 관제실
153a : 화재수신반 155 : 전원반
157 : 화재감지센서

Claims

창문틀에 지지된 창문을 포함하는 문을 자동으로 개폐하는 자동 문 개폐장치에 있어서,
창문에 결합된 본체를 출입하면서 창문을 개폐 가능하게 일측은 창문에 결합되고 타측은 상기 본체에 결합된 체인과;
상기 체인에 회전력을 제공하고, 회전수를 감지하는 홀센서를 갖는 모터와;
상기 홀센서의 감지결과에 기초하여 창문이 설정된 위치만큼 열리게 하는 개방위치 및 상기 창문이 닫히는 폐쇄위치 사이를 상기 모터가 회전하도록 제어하는 제어부;를 포함하되,
상기 제어부는 창문이 상기 폐쇄위치로 이동하는 과정에서 상기 홀센서에서 감지하는 상기 모터의 회전시간이 정상회전시간 범위를 초과하여 설정된 설정회전시간에 도달한 경우 상기 모터가 정지하도록 제어하고,
상기 모터가 정지하는 위치보다 상기 폐쇄위치에서 창문이 더 닫히는 방향으로 상기 체인이 더 전진하도록 설정된 위치에 상기 체인의 단부 위치를 감지할 수 있는 기준설정스위치가 상기 본체에 결합된 것을 특징으로 하는 자동 문 개폐장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 모터가 정지되는 시점보다 상기 모터가 적게 회전하도록 설정된 위치를 상기 폐쇄위치로 인식하는 것을 특징으로 하는 자동 문 개폐장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 홀센서는 하나이고, 상기 홀센서는 상기 모터에 결합되어 복수의 N극 및 S극을 교대로 배치한 회전판에 결합된 자석을 감지하여 상기 모터의 회전을 감지하는 것을 특징으로 하는 자동 문 개폐장치.
제3항에 있어서,
상기 모터는 브러시 타입을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 문 개폐장치.
삭제
창문틀에 지지된 창문을 포함하는 문을 자동으로 개폐하는 자동 문 개폐장치에 있어서,
창문에 결합된 본체를 출입하면서 창문을 개폐 가능하게 일측은 창문에 결합되고 타측은 상기 본체에 결합된 체인과;
상기 체인에 회전력을 제공하고, 회전수를 감지하는 홀센서를 갖는 모터와;
상기 홀센서의 감지결과에 기초하여 창문이 설정된 위치만큼 열리게 하는 개방위치 및 상기 창문이 닫히는 폐쇄위치 사이를 상기 모터가 회전하도록 제어하는 제어부;를 포함하되,
상기 제어부는 창문이 상기 폐쇄위치로 이동하는 과정에서 상기 홀센서에서 감지하는 상기 모터의 회전시간이 정상회전시간 범위를 초과하여 설정된 설정회전시간에 도달한 경우 상기 모터가 정지하도록 제어하고,
상기 창문은 배연창을 포함하고,
상기 폐쇄위치에서 배연창이 닫혔다는 확인신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 자동 문 개폐장치.
창문틀에 지지된 창문을 포함하는 문을 자동으로 개폐하는 자동 문 개폐장치에 있어서,
창문에 결합된 본체를 출입하면서 창문을 개폐 가능하게 일측은 창문에 결합되고 타측은 상기 본체에 결합된 체인과;
상기 체인에 회전력을 제공하고, 회전수를 감지하는 홀센서를 갖는 모터와;
상기 홀센서의 감지결과에 기초하여 창문이 설정된 위치만큼 열리게 하는 개방위치 및 상기 창문이 닫히는 폐쇄위치 사이를 상기 모터가 회전하도록 제어하는 제어부;를 포함하되,
상기 제어부는 창문이 상기 폐쇄위치로 이동하는 과정에서 상기 홀센서에서 감지하는 상기 모터의 회전시간이 정상회전시간 범위를 초과하여 설정된 설정회전시간에 도달한 경우 상기 모터가 정지하도록 제어하고,
상기 창문은 배연창을 포함하고,
화재발생 신호에 의해 창문이 개방되는 과정에서 창문이 개방하다 멈추더라도 화재발생 신호가 계속 유지되는 동안 상기 제어부에서는 배연창이 상기 개방위치에 도달하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 자동 문 개폐장치.
창문틀에 지지된 창문을 포함하는 문을 자동으로 개폐하는 자동 문 개폐장치에 있어서,
창문에 결합된 본체를 출입하면서 창문을 개폐 가능하게 일측은 창문에 결합되고 타측은 상기 본체에 결합된 체인과;
상기 체인에 회전력을 제공하고, 회전수를 감지하는 홀센서를 갖는 모터와;
상기 홀센서의 감지결과에 기초하여 창문이 설정된 위치만큼 열리게 하는 개방위치 및 상기 창문이 닫히는 폐쇄위치 사이를 상기 모터가 회전하도록 제어하는 제어부;를 포함하되,
상기 제어부는 창문이 상기 폐쇄위치로 이동하는 과정에서 상기 홀센서에서 감지하는 상기 모터의 회전시간이 정상회전시간 범위를 초과하여 설정된 설정회전시간에 도달한 경우 상기 모터가 정지하도록 제어하고,
상기 창문은 배연창을 포함하고,
화재발생 신호에 의해 복수의 배연창을 제어하는 연동제어반과, 상기 연동제어반에 의해 제어되는 각 배연창 개폐장치를 제어하는 로컬조작스위치를 포함하되,
상기 각 로컬조작스위치를 통해 각 배연창을 조작하는 과정에서 상기 제어부는 배연창의 상기 개방위치 및 상기 폐쇄위치의 신호를 상기 연동제어반으로 전송하도록 않도록 제어하는 것을 특징으로 하는 자동 문 개폐장치.
제8항에 있어서,
상기 로컬조작스위치를 작동하는 과정에서 화재발생 신호를 각 배연창의 상기 제어부에서 수신하는 경우 상기 제어부에서는 배연창이 상기 개방위치로 작동되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 자동 문 개폐장치.