KR102051451B1 - 비화 생성 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 베이스부, 베이스부 위에 세워 설치되고, 둘레면에 유체가 유입되는 적어도 하나 이상의 유체 유입구를 포함하는 풍동체, 외부로부터 연료가 투입되면, 상기 연료와 미리 구비된 시료를 이용하여 비화를 생성하는 비화 생성부, 생성된 비화를 상기 풍동체로부터 송풍되는 바람에 의해 외부로 분출하는 비화 분출부 및 시료의 하중을 실시간 측정하는 컨트롤 패널을 제공함으로써 산불 확산 및 비화를 예측하기 위해 비화를 생성하는 비화 생성 장치가 개시된다.

Description

비화 생성 장치{Flying Sparks Generating Device}

본 발명은 비화 생성 장치에 관한 것으로, 특히 산불 확산 및 비화를 예측하기 위한 비화 생성 장치에 관한 것이다.

산불은 산림 내에서 낙엽, 낙지, 초류, 임목등이 연소되는 화재로서 사람에 의한 실화, 방화, 낙뢰 등으로 인하여 발생된 불씨가 산림내의 가연물질을 연소 시키는 것을 말한다.

산불은 더욱 대형화 추세에 있으며 이로 인한 진화작업의 어려움이 가중되고 있고 산불로 인한 인명피해의 가중으로 산불의 예방은 진화대책과 더불어 매우 중요하고 시급한 실정이다. 이에 따라, 환경의 변화에 따른 산불 확산 및 비화 예측 모사 장치가 필요하다.

본 발명은 비화 생성 장치로 베이스부, 베이스부 위에 세워 설치되고, 둘레면에 유체가 유입되는 적어도 하나 이상의 유체 유입구를 포함하는 풍동체, 외부로부터 연료가 투입되면, 상기 연료와 미리 구비된 시료를 이용하여 비화를 생성하는 비화 생성부, 생성된 비화를 상기 풍동체로부터 송풍되는 바람에 의해 외부로 분출하는 비화 분출부 및 시료의 하중을 실시간 측정하는 컨트롤 패널을 제공함으로써 산불 확산 및 비화를 예측하기 위해 비화를 생성하는데 그 목적이 있다.

또한, 풍속을 조절하여 비화가 날아가 새로운 산불을 만드는 비화 현상을 모사하며, 시료 하중을 실시간 측정하여 산불의 확산과 비화를 예측하는데 또 다른 목적이 있다.

본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 수 있다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 비화 생성 장치는, 베이스부, 베이스부 위에 세워 설치되고, 둘레면에 유체가 유입되는 적어도 하나 이상의 유체 유입구를 포함하는 풍동체, 외부로부터 연료가 투입되면, 상기 연료와 미리 구비된 시료를 이용하여 비화를 생성하는 비화 생성부, 생성된 비화를 상기 풍동체로부터 송풍되는 바람에 의해 외부로 분출하는 비화 분출부 및 시료의 하중을 실시간 측정하는 컨트롤 패널을 포함한다.

여기서, 풍동체는, 유체 유입구를 통해 외부에서 들어오는 유체를 이용하여 바람을 발생시키는 송풍기 및 송풍기와 상기 비화 생성부를 연결하며, 상기 송풍기로부터 발생되는 바람을 가이드 하는 유도 통로부를 포함한다.

여기서, 비화 생성부는, 내측에 공기 순환 공간이 마련되며, 상기 미리 구비된 시료가 놓여지는 버닝 케이스부 및 버닝 케이스부의 일측과 연결되며, 외부로부터 연료를 투입하는 자동 투입 장치를 포함한다.

여기서, 송풍기는, 송풍기의 토출구에 풍량 제어부를 더 포함하며, 풍량 제어부는, 상기 비화 분출부가 상기 생성된 비화를 외부로 분출시켜 원하고자 하는 위치에 안착시키도록 상기 송풍기로부터 생성되는 풍속 또는 풍량을 제어한다.

여기서, 자동 투입 장치는, 적어도 일부가 각추상의 통 모양을 포함하는 구조의 호퍼를 포함하며, 호퍼는, 버닝 케이스부의 일측과 연결되는 부분을 덮으면서 설치되는 덮개 및 덮개의 개폐를 조절하여 상기 연료의 투입량을 조절하는 개폐 제어부를 포함한다.

여기서, 버닝 케이스부는, 일측면에 외부로부터 연소를 위한 공기를 주입하도록 적어도 하나 이상 마련되는 버닝 홀, 버닝 케이스부의 하부에 위치하며, 상기 연료를 점화시킬 수 있도록 열원을 생성하는 열 공급부, 열 공급부의 상부에 위치하며, 상기 미리 구비된 시료가 놓여지는 시료 받침대 및 시료 받침대의 상부에 위치하며, 상기 투입된 연료가 상기 열원에 의해 점화될 수 있도록 적어도 일부가 메쉬 구조를 포함하여 마련되는 연료 축적부를 포함한다.

여기서, 컨트롤 패널은, 버닝 케이스부의 상기 시료 받침대에 부착되며, 투입된 연료가 상기 열원에 의해 점화되는 정도에 따라 변하는 시료의 하중을 실시간으로 측정하며, 상기 개폐 제어부와 연동하여, 상기 덮개의 개폐를 조절하여 상기 연료의 투입량을 조절한다.

여기서, 개폐 제어부는, 사용자의 시간 설정에 따라 상기 자동 투입 장치에서 공급되는 연료의 공급을 차단하는 타이머 수단을 더 포함한다.

여기서, 연료는, 낙엽, 잔 가지, 솔방울을 적어도 하나 포함하여, 산불 확산 조건을 마련한다.

여기서, 유도 통로부는, 서로 다른 외관의 제1 유도 통로부 및 제2 유도 통로부를 포함하며, 상기 송풍기와 연결되며, 상기 송풍기로부터 발생되는 바람의 일시적인 영향을 막도록 적어도 일부가 유연성을 갖는 재질을 포함하는 플렉시블 호스, 플렉시블 호스와 상기 제1 유도 통로부를 연결하는 제1 클램프 및 제1 유도 통로부와 상기 제2 유도 통로부를 연결하는 제2 클램프를 더 포함한다.

여기서, 제1 유도 통로부는, 직선 형태의 파이프 관이며, 제2 유도 통로부는, 상기 비화 생성부 측으로 구부러진 형태의 관이다.

여기서, 비화 분출부는, 풍동체로부터 송풍되는 바람을 일 지점으로 수집하는 바람수집구를 포함하며, 상기 바람수집구는, 상기 비화 분출부 하단과 상기 비화 생성부가 연결되는 부분에 위치하며, 상기 비화 생성부 측에서 상기 비화 분출부 측으로 갈수록 폭이 좁아진다.

여기서, 비화 분출부는, 외부의 급수통으로부터 물을 공급받아 저장하고 증기를 생성하는 증기 생성부 및 증기 생성부로부터 공급된 증기를 분출시키는 증기 분출부를 더 포함하며, 생성된 비화를 상기 분출되는 증기에 의해 외부로 분출한다.

여기서, 비화 생성부는, 타워 형태를 포함하는 구조이며, 비화 분출부는, 상기 비화 생성부의 일단과 제3 클램프로 고정되고, 상기 타워 형태의 연장 방향과 수직인 방향으로 굽어지는 구조이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 의하면, 베이스부, 베이스부 위에 세워 설치되고, 둘레면에 유체가 유입되는 적어도 하나 이상의 유체 유입구를 포함하는 풍동체, 외부로부터 연료가 투입되면, 상기 연료와 미리 구비된 시료를 이용하여 비화를 생성하는 비화 생성부, 생성된 비화를 상기 풍동체로부터 송풍되는 바람에 의해 외부로 분출하는 비화 분출부 및 시료의 하중을 실시간 측정하는 컨트롤 패널을 제공함으로써 산불 확산 및 비화를 예측하기 위해 비화를 생성할 수 있다.

또한, 풍속을 조절하여 비화가 날아가 새로운 산불을 만드는 비화 현상을 모사하며, 시료 하중을 실시간 측정하여 산불의 확산과 비화를 예측할 수 있다.

이에 따라, 환경의 변화에 따른 비화 예측뿐만 아니라 산불 확산의 특성을 구명하는데도 효율적으로 활용될 수 있다.

여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비화 생성 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비화 생성 장치를 나타낸 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비화 생성 장치를 나타낸 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 비화 생성 장치를 나타낸 측면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 비화 생성 장치를 이용한 비화 예측 시스템을 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명에 관련된 비화 생성 장치에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 설명하는 실시예에 한정되는 것이 아니다. 그리고, 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략되며, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 부재임을 나타낸다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 “모듈” 및 “부”는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 발명은 비화 생성 장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비화 생성 장치를 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 비화 생성 장치(10)는 베이스부(100), 풍동체(200), 비화 생성부(300), 비화 분출부(400), 유도 통로부(500)를 포함한다.

비화 생성 장치(10)는 산불 확산 및 비화를 예측하기 위해 비화를 생성하는 장치이다. 풍속을 조절하여 비화가 날아가 새로운 산불을 만드는 비화 현상을 모사하며, 시료 하중을 실시간 측정하여 산불의 확산과 비화를 예측 할 수 있다.

비화(飛火)는 굴뚝으로부터의 불똥, 화재 건물로부터의 불통이 공중을 날라 떨어진 곳의 가연물 또는 건물에 착화하는 것이다. 풍속에 따라서는 매우 먼 거리에 이르는 경우가 있다.

베이스부(100)는 풍동체(200), 비화 생성부(300), 비화 분출부(400), 유도 통로부(500)를 안착시킨다.

베이스부(100)는 비화 생성 장치(10)의 바닥측에 위치하는 제1 베이스부(110), 비화 생성 장치(10)의 기둥측에 위치하는 제2 베이스부(120), 비화 분출부(400) 하단에 위치하여 비화 분출부(400)를 지지하는 제3 베이스부(130), 제1 베이스부(110)와 제2 베이스부(120)를 대각선의 지지부재로 지지하며 연결하는 지지부(140) 및 베이스부(100)의 하단에 연결되어, 비화 생성 장치(10)의 이동이 가능하도록 마련되는 다수의 회전바퀴(150)들을 포함한다.

풍동체(200)는 베이스부 위에 세워 설치되고, 둘레면에 유체가 유입되는 적어도 하나 이상의 유체 유입구(210)를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 풍동체(200)는 육면체의 구조로, 일면이 개방되어 내부에 송풍기가 포함된다. 풍동체(200)는 육면체 이외에도, 이동이 편리하고, 내부에 송풍기를 포함할 수 있는 다면체의 구조일 수도 있다. 유체 유입구(210)는 풍동체(200)의 일면에 위치하며, 송풍기로 공기를 유입시킨다.

풍동체(200)는 빠르고 센 기류를 일으키는 장치이다. 인공적으로 바람을 일으킬 수 있으며, 송풍기에 의하여 연속적인 흐름을 만들게 된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 풍동체는 한쪽에서 공기를 흡입하여 다른 쪽으로 방출하는 개회로식(開回路式)을 사용하며, 유체 유입구(210)에서 공기를 흡입하며, 유도 통로부(500)측으로 공기를 방출한다.

송풍기(230)는 유체 유입구를 통해 외부에서 들어오는 유체를 이용하여 바람을 발생시킨다. 송풍기(230)는 유체 유입구(210)와 별도의 축 파이프로 연결되며, 축 파이프는 송풍기(230)와 유체 유입구(210)를 직선으로 연결하여, 유입된 공기가 송풍기로 단시간에 공급될 수 있도록 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 송풍기(230)는 에어포일 팬(airfoil fan)을 적용하는 것이 바람직하다. 에어포일 팬은 날개의 단면을 날개형으로 하여 공기의 흐름을 원활하게 한 송풍기로 효율은 70~85%로 높게, 소음은 원심 송풍기 속에서 가장 낮게 구현할 수 있다.

구체적으로, 송풍기는 공기를 흡입 또는 토출하기 위한 임펠러 및 임펠러를 회전시키기 위한 모터가 포함될 수 있고, 유체 유입구(210)에서 임펠러의 회전에 의해 공기가 흡입되고, 토출구에서 공기가 토출된다.

송풍기는 직접 구동 방식(direct driving method)으로 턴 테이블을 직접 구동(1:1)하는 방식이다. 회전이 고르고, 전지로 사용할 수 있다. VFO(가변 주파수 발진기)의 출력을 분주하여 이상기에 의해서 3상 교류를 만들어 3상 모터에 공급하며, 모터에 부착된 검출기에 의해 회전수(주파수)를 검출하여 VFO의 주파수와 비교해서 회전수가 세트한 값으로 되도록 VFO의 발진 주파수가 제어될 수 있다.

모터는 서보모터를 포함하는 것이 바람직하다. 서보 모터는 서보기구의 조작부로서 제어신호(制御信號)에 의해 부하(負荷)를 구동하는 장치이다.

서보모터의 동력원에 따라 전기식(서보 전동기), 공기식(공기 서보모터), 유압식(유압 모터) 등이 있으며, 보통 서보모터라고 하면 서보 전동기를 가리킨다. 서보 전동기는 빠른 응답과 넓은 속도제어의 범위를 가진 제어용 전동기로, 그 전원에 따라 직류 서보모터와 교류 서보모터로 분류된다. 교류 서보모터의 대부분은 3상 서보모터이다. 이것들은 정지·시동·역전 등의 동작을 반복하므로, 방열효과를 좋게 하거나, 동작의 변화가 빨라지도록 설계상 고려되어 있다. 서보모터는 제어신호에 따라 운전되며, 그러기 위해서는 제어신호를 받아 이것을 증폭하여 서보모터를 구동하는 장치가 필요하며, 이것을 서보증폭기라고 한다.

또한, 송풍기(230)와 연결되는 확산 덕트(diffusion duct), 스크린 덕트(settling duct with screens) 및 허니콤 덕트(honey-comb duct)를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 풍동체(200)는 안전한 공기 배출을 위하여 하나가 아닌 두 개 이상의 공기 덕트를 포함할 수 있다.

확산 덕트(diffusion duct)는 소용돌이 효과를 일으켜 흐름이 넓게 퍼지도록 하는 구조이다. 넓게 분산되고 외풍이 없는 공기의 흐름을 생성한다.

스크린 덕트(settling duct with screens)는 집중적이고 정밀하게 방향이 설정된 공기의 흐름을 제공할 수 있다.

허니콤 덕트(honey-comb duct)는 시트(sheet) 모양의의 금속, 수지 가공재 등으로 만든 육각형 세포 모양의 구조의 덕트이다. 허니콤은 상하면으로부터의 비압축강도(比壓縮强度)가 극히 높은 것이 특징이고, 경량화를 목적으로 하여 주로 샌드위치 패널의 심재(芯材)로 사용된다.

송풍기(230)는 토출구에 풍량 제어부(231)를 포함한다. 풍량 제어부(231)는, 비화 분출부가 상기 생성된 비화를 외부로 분출시켜 원하고자 하는 위치에 안착시키도록 상기 송풍기로부터 생성되는 풍속 또는 풍량을 제어한다.

풍량 제어부(231)에 의해 풍속은 1m/sec ~ 20 m/sec의 범위 내에서 제어된다. 풍량 제어부(231)는 송풍기의 토출구와 연결되며, 토출구의 개폐를 제어하여 풍량을 제어할 수 있다.

풍동체(200)의 외측 및 내측은 방청도료를 이용하여 칠해진다. 방청도료는 각종 금속, 특히 철이 녹스는 것을 방지하기 위한 도료이다. 공기, 물, 이산화탄소 등이 금속면과 접촉하는 것을 방지하고 화학적으로 녹의 발생을 막을 수 있다. 예를 들어, 유성 페인트 또는 광명단 페인트가 있다.

비화 생성부(300)는 외부로부터 연료가 투입되면, 상기 연료와 미리 구비된 시료를 이용하여 비화를 생성한다.

비화 생성부(300)는 시료의 하중을 실시간 측정하는 컨트롤 패널을 포함한다.

비화 생성부(300)는 내측에 공기 순환 공간이 마련되며, 상기 미리 구비된 시료가 놓여지는 버닝 케이스부(310), 버닝 케이스부의 일측과 연결되며, 외부로부터 연료를 투입하는 자동 투입 장치(330)를 포함한다. 비화 생성부(300)는, 타워 형태를 포함하는 구조이다.

비화 분출부(400)는, 비화 생성부의 일단과 제3 클램프로 고정되고, 타워 형태의 연장 방향과 수직인 방향으로 굽어지는 구조이다.

비화 분출부(400)는 생성된 비화를 상기 풍동체로부터 송풍되는 바람에 의해 외부로 분출한다.

유도 통로부(500)는 송풍기와 상기 비화 생성부를 연결하며, 상기 송풍기로부터 발생되는 바람을 가이드 한다.

유도 통로부(500)는 플렉시블 호스(510), 제1 유도 통로부(520), 제2 유도 통로부(530)를 포함한다.

플렉시블 호스(510)는 송풍기와 연결되며, 송풍기로부터 발생되는 바람의 일시적인 영향을 막도록 적어도 일부가 유연성을 갖는 재질을 포함한다. 플렉시블 호스(510)는 송풍기의 일측과 결합되며, 송풍기로부터 발생되는 바람이 일시적으로 증가함에 따라, 풍량의 영향을 적게 받도록 하기 위해 유연성을 갖는 재질을 포함하여 이루어진다. 예를 들어, 폴리우레탄튜브, 나일론튜브, 폴리우레탄코일튜브, 폴리에틸렌 파이프 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

플렉시블 호스(510)와 제1 유도 통로부(520)는 제1 클램프(521)를 이용하여 연결되고, 제1 유도 통로부(520)와 제2 유도 통로부(530)는 제2 클램프(531)를 이용하여 연결된다.

제1 유도 통로부(520)는, 직선 형태의 파이프 관이며, 제2 유도 통로부(530)는, 비화 생성부 측으로 구부러진 형태의 관이다.

클램프는 체결하는 부품 또는 도구이다. 본 발명의 일 실시예에서 제1 클램프와 제2 클램프는 고리 모양으로 이루어지며, 파이프의 형상인 유도 통로부를 연결할 수 있도록 한다. 측면의 별도의 볼트가 있으며, 볼트는 클램프를 고정하여 유도 통로부가 어긋나지 않도록 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비화 생성 장치를 나타낸 평면도이다.

풍동체(200)는 베이스부 위에 세워 설치되고, 둘레면에 유체가 유입되는 적어도 하나 이상의 유체 유입구(210)를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 풍동체(200)는 육면체의 구조로, 일면이 개방되어 내부에 송풍기가 포함된다. 풍동체(200)는 육면체 이외에도, 이동이 편리하고, 내부에 송풍기를 포함할 수 있는 다면체의 구조일 수도 있다. 유체 유입구(210)는 풍동체(200)의 일면에 위치하며, 송풍기로 공기를 유입시킨다.

비화 생성부(300)는 외부로부터 연료가 투입되면, 상기 연료와 미리 구비된 시료를 이용하여 비화를 생성한다.

비화 생성부(300)는 시료의 하중을 실시간 측정하는 컨트롤 패널을 포함한다.

비화 생성부(300)는 내측에 공기 순환 공간이 마련되며, 상기 미리 구비된 시료가 놓여지는 버닝 케이스부(310), 버닝 케이스부의 일측과 연결되며, 외부로부터 연료를 투입하는 자동 투입 장치(330)를 포함한다. 비화 생성부(300)는, 타워 형태를 포함하는 구조이다.

비화 분출부(400)는, 비화 생성부의 일단과 제3 클램프(431)로 고정되고, 타워 형태의 연장 방향과 수직인 방향으로 굽어지는 구조이다.

비화 분출부(400)는 생성된 비화를 상기 풍동체로부터 송풍되는 바람에 의해 외부로 분출한다.

도 2를 참조하면, 유도 통로부(500)는 플렉시블 호스(510), 제1 유도 통로부(520), 제2 유도 통로부(530)를 포함한다.

유도 통로부(500)는 송풍기와 상기 비화 생성부를 연결하며, 상기 송풍기로부터 발생되는 바람을 가이드 한다.

유도 통로부(500)는 플렉시블 호스(510), 제1 유도 통로부(520), 제2 유도 통로부(530)를 포함한다.

플렉시블 호스(510)는 송풍기와 연결되며, 송풍기로부터 발생되는 바람의 일시적인 영향을 막도록 적어도 일부가 유연성을 갖는 재질을 포함한다. 플렉시블 호스(510)는 송풍기의 일측과 결합되며, 송풍기로부터 발생되는 바람이 일시적으로 증가함에 따라, 풍량의 영향을 적게 받도록 하기 위해 유연성을 갖는 재질을 포함하여 이루어진다. 예를 들어, 폴리우레탄튜브, 나일론튜브, 폴리우레탄코일튜브, 폴리에틸렌 파이프 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

플렉시블 호스(510)와 제1 유도 통로부(520)는 제1 클램프(521)를 이용하여 연결되고, 제1 유도 통로부(520)와 제2 유도 통로부(530)는 제2 클램프(531)를 이용하여 연결된다.

제1 유도 통로부(520)는, 직선 형태의 파이프 관이며, 제2 유도 통로부(530)는, 비화 생성부 측으로 구부러진 형태의 관이다.

클램프는 체결하는 부품 또는 도구이다. 본 발명의 일 실시예에서 제1 클램프와 제2 클램프는 고리 모양으로 이루어지며, 파이프의 형상인 유도 통로부를 연결할 수 있도록 한다. 측면의 별도의 볼트가 있으며, 볼트는 클램프를 고정하여 유도 통로부가 어긋나지 않도록 한다.

또한, 유도 통로부(500)는 비화 생성 장치(10)의 바닥측에 위치하는 제1 베이스부(110)와 연결되며, 별도의 고리 고정 장치를 이용하여 고정될 수 있다. 고리 고정 장치는 제1 클램프(521)와 제2 클램프(531)에 각각 연결되어 고정된다.

제1 유도 통로부(520) 또는 제2 유도 통로부(530)의 길이 선택에 따라 비화 생성 장치(10)의 전체적인 길이 조절이 가능해진다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비화 생성 장치를 나타낸 정면도이다.

베이스부(100)는 풍동체(200), 비화 생성부(300), 비화 분출부(400), 유도 통로부(500)를 안착시킨다.

풍동체(200)는 베이스부 위에 세워 설치되고, 둘레면에 유체가 유입되는 적어도 하나 이상의 유체 유입구(210)를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 풍동체(200)는 육면체의 구조로, 일면이 개방되어 내부에 송풍기가 포함된다. 풍동체(200)는 육면체 이외에도, 이동이 편리하고, 내부에 송풍기를 포함할 수 있는 다면체의 구조일 수도 있다. 유체 유입구(210)는 풍동체(200)의 일면에 위치하며, 송풍기로 공기를 유입시킨다.

풍동체(200)는 빠르고 센 기류를 일으키는 장치이다. 인공적으로 바람을 일으킬 수 있으며, 송풍기에 의하여 연속적인 흐름을 만들게 된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 풍동체는 한쪽에서 공기를 흡입하여 다른 쪽으로 방출하는 개회로식(開回路式)을 사용하며, 유체 유입구(210)에서 공기를 흡입하며, 유도 통로부(500)측으로 공기를 방출한다.

비화 생성부(300)는 외부로부터 연료가 투입되면, 상기 연료와 미리 구비된 시료를 이용하여 비화를 생성한다. 비화 생성부(300)는 시료의 하중을 실시간 측정하는 컨트롤 패널(314)을 포함한다.

도 3을 참조하면, 비화 생성부(300)는 내측에 공기 순환 공간(315)이 마련되며, 상기 미리 구비된 시료가 놓여지는 버닝 케이스부(310), 버닝 케이스부의 일측과 연결되며, 외부로부터 연료를 투입하는 자동 투입 장치(330)를 포함한다. 비화 생성부(300)는, 타워 형태를 포함하는 구조이다.

공기 순환 공간(315)은 발화된 연기와 함께 공기가 순환될 수 있도록 한다.

버닝 케이스부(310)는 버닝 홀(311), 열 공급부(312), 시료 받침대(313), 연료 축적부(317), 컨트롤 패널(320)을 포함한다.

버닝 홀(311)은 일측면에 외부로부터 연소를 위한 공기를 주입하도록 적어도 하나 이상 마련된다. 버닝 홀(311)을 통해 공기가 주입되며, 연료가 발화하면서 발생되는 연기를 배출할 수도 있다.

열 공급부(312)는 버닝 케이스부의 하부에 위치하며, 상기 연료를 점화시킬 수 있도록 열원을 생성한다. 열 공급부(312)는 직접 불을 이용하여 연료를 점화시키거나, 별도의 집중된 열을 이용하여 연료를 점화시킬 수 있다. 버닝 케이스의 내부에 열이 고르게 전달될 수 있도록 원형의 형태로 마련되는 것이 바람직하다. 또한 열 공급 여부를 조절할 수 있도록 별도의 온/오프 스위치를 포함할 수 있다.

시료 받침대(313)는 열 공급부의 상부에 위치하며, 미리 구비된 시료(314)가 놓여진다. 시료(314)는 가연성 고체를 포함하는 것이 바람직하다. 시료가 없을 경우, 산불 생성 조건의 자연 발화 조건을 모사 가능하며, 시료에 따라 별도의 불씨 생성 조건을 조절할 수 있다. 본 실시예에 따른 시료 받침대(313)는, 버닝 케이스부(310)의 내부에 탈착 가능하게 설치되어, 사용자가 시료를 손쉽게 구비하도록 할 수 있다.

연료 축적부(317)는 시료 받침대의 상부에 위치하며, 상기 투입된 연료가 상기 열원에 의해 점화될 수 있도록 적어도 일부가 메쉬 구조를 포함하여 마련된다. 메쉬 구조는 투입된 연료가 유도 통로부(500) 내부로 들어가는 것을 방지할 수 있다.

컨트롤 패널(320)은 버닝 케이스부의 시료 받침대에 부착되며, 투입된 연료가 상기 열원에 의해 점화되는 정도에 따라 변하는 시료의 하중을 실시간으로 측정하며, 상기 개폐 제어부와 연동하여, 덮개의 개폐를 조절하여 상기 연료의 투입량을 조절한다.

컨트롤 패널(320)은 하중 변환기 또는 압력 변환기를 포함하여 시료의 하중을 실시간으로 측정할 수 있다. 서보 제어 기구를 포함하여, 수행되고 있는 상태를 감시하고 그 동작을 제어하기 위해 필요한 조정을 할 수 있다. 서보 제어 기구는 제어량이 기계적 위치가 되도록 되어 있는 자동 제어 기구로써 일반적으로 피드백 제어에 의해 그 기구의 운동 부분이 물체의 위치·방위·자세 등의 목표값의 임의의 변화에 추종하도록 제어할 수 있다. 즉, 물체의 위치, 방위, 자세 등 목표값의 임의 변화에 추종하도록 구성된 피드백 제어계이며, 기계를 명령대로 움직이는 장치이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 시료의 하중을 실시간으로 측정하여 시료 하중의 변화에 추종하도록 구성되며, 시료 하중의 변화에 따라 연동된 개폐 제어부를 명령대로 움직일 수 있다.

연료(316)는, 낙엽, 잔 가지, 솔방울을 적어도 하나 포함하여, 산불 확산 조건을 마련한다.

비화 분출부(400)는, 상기 비화 생성부의 일단과 제3 클램프(411)로 고정되고, 상기 타워 형태의 연장 방향과 수직인 방향으로 굽어지는 구조이다.

비화 분출부(400)는 생성된 비화를 상기 풍동체로부터 송풍되는 바람에 의해 외부로 분출한다.

도 3을 참조하면, 비화 분출부(400)는 바람수집구(410), 증기 생성부(420), 증기 분출부(430)를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 비화 분출부(400)는 고열 배관을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다. 고열 배관은 -60℃ ~600℃의 범위에서 유지 가능하여, 증기 배출이 가능하다.

바람수집구(410)는 풍동체로부터 송풍되는 바람을 일 지점으로 수집한다.

바람수집구(410)는 비화 분출부 하단과 상기 비화 생성부가 연결되는 부분에 위치하며, 상기 비화 생성부 측에서 상기 비화 분출부 측으로 갈수록 폭이 좁아진다.

증기 생성부(420)는 외부의 급수통으로부터 물을 공급받아 저장하고 증기를 생성한다.

증기 분출부(430)는 증기 생성부로부터 공급된 증기를 분출 시킨다. 증기의 분출에 의해 비화가 멀리까지 날아갈 수 있는 추진력을 얻을 수 있다. 이에 따라, 비화 분출부(400)는 생성된 비화를 상기 분출되는 증기에 의해 외부로 분출하게 된다.

비화 분출부(400)는, 상기 비화 생성부의 일단과 제3 클램프(411)로 고정되고, 상기 타워 형태의 연장 방향과 수직인 방향으로 굽어지는 구조이다. 여기서, 굽어지는 구조의 곡선 파이프(440)와 직선 구조의 직선 파이프인 증기 분출부(430)가 제4 클램프(431)로 연결될 수 있다. 곡선 파이프(440)는 분출 파이프(441)로 연결되며, 분출 파이프(441)를 통해 생성된 불씨가 분출된다. 분출 파이프(441)는 비화 분출부(400) 하단에 위치하여 비화 분출부(400)를 지지하는 제3 베이스부(130)와 연결 고리(443)를 통해 고정된다.

유도 통로부(500)는 송풍기와 상기 비화 생성부를 연결하며, 상기 송풍기로부터 발생되는 바람을 가이드 한다.

유도 통로부(500)는 플렉시블 호스(510), 제1 유도 통로부(520), 제2 유도 통로부(530)를 포함한다.

플렉시블 호스(510)와 제1 유도 통로부(520)는 제1 클램프(521)를 이용하여 연결되고, 제1 유도 통로부(520)와 제2 유도 통로부(530)는 제2 클램프(531)를 이용하여 연결된다.

제1 유도 통로부(520)는, 직선 형태의 파이프 관이며, 제2 유도 통로부(530)는, 비화 생성부 측으로 구부러진 형태의 관이다.

클램프는 체결하는 부품 또는 도구이다. 본 발명의 일 실시예에서 제1 클램프와 제2 클램프는 고리 모양으로 이루어지며, 파이프의 형상인 유도 통로부를 연결할 수 있도록 한다. 측면의 별도의 볼트가 있으며, 볼트는 클램프를 고정하여 유도 통로부가 어긋나지 않도록 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 비화 생성 장치를 나타낸 측면도이다.

비화 생성부(300)는 내측에 공기 순환 공간(315)이 마련되며, 상기 미리 구비된 시료가 놓여지는 버닝 케이스부(310), 버닝 케이스부의 일측과 연결되며, 외부로부터 연료를 투입하는 자동 투입 장치(330)를 포함한다. 비화 생성부(300)는, 타워 형태를 포함하는 구조이다.

공기 순환 공간(315)은 발화된 연기와 함께 공기가 순환될 수 있도록 한다.

연료 축적부(317)는 시료 받침대의 상부에 위치하며, 상기 투입된 연료가 상기 열원에 의해 점화될 수 있도록 적어도 일부가 메쉬 구조(318)를 포함하여 마련된다. 메쉬 구조(318)는 투입된 연료가 유도 통로부(500) 내부로 들어가는 것을 방지할 수 있다. 또한, 연료가 담길 수 있도록 일정한 높이를 가진 틀로 제작되는 것이 바람직하다.

도 4를 참조하면, 자동 투입 장치(330)는 적어도 일부가 각추상의 통 모양을 포함하는 구조의 호퍼(331)를 포함하며, 호퍼(331)는 상기 버닝 케이스부의 일측과 연결되는 부분을 덮으면서 설치되는 덮개(333) 및 덮개의 개폐를 조절하여 상기 연료의 투입량을 조절하는 개폐 제어부(335)를 포함한다.

연료(316)는, 낙엽, 잔 가지, 솔방울을 적어도 하나 포함하여, 산불 확산 조건을 마련한다.

호퍼(331)는 한 쪽의 개구부가 다른 쪽보다 큰 각추상(角錐狀)의 통 모양을 하고 있다. 일반적으로 분리를 방지하거나, 내용물을 소정의 장소에 넣으려는 경우에 사용된다. 자동 투입 장치(330)는 호퍼(331) 구조를 포함함으로써, 낙엽, 잔 가지, 솔방울과 같이 흘려 보내기 어려운 연료를 투입하기 쉬운 구조로 마련될 수 있다.

개폐 제어부(335)는 덮개의 개폐를 자동으로 조절할 수 있으며, 개폐 제어부는, 사용자의 시간 설정에 따라 상기 자동 투입 장치에서 공급되는 연료의 공급을 차단하는 타이머 수단(미도시)을 더 포함하여 일정 시간 이상 시 연료의 공급을 자동으로 차단할 수 있다. 또한, 버닝 케이스부의 시료 받침대에 부착되며, 투입된 연료가 상기 열원에 의해 점화되는 정도에 따라 변하는 시료의 하중을 실시간으로 측정하며, 개폐 제어부와 연동하여, 덮개의 개폐를 조절하여 상기 연료의 투입량을 조절하는 컨트롤 패널(320)을 통해 시료의 하중을 실시간으로 측정하여 시료 하중의 변화에 추종하도록 구성되며, 시료 하중의 변화에 따라 연동되어 명령대로 움직일 수 있다.

비화 분출부(400)는, 상기 비화 생성부의 일단과 제3 클램프(411)로 고정되고, 상기 타워 형태의 연장 방향과 수직인 방향으로 굽어지는 구조이다. 여기서, 굽어지는 구조의 곡선 파이프(440)와 직선 구조의 직선 파이프인 증기 분출부(430)가 제4 클램프(431)로 연결될 수 있다. 곡선 파이프(440)는 분출 파이프(441)로 연결되며, 분출 파이프(441)를 통해 생성된 불씨가 분출된다.

바람수집구(410)는 풍동체로부터 송풍되는 바람을 일 지점으로 수집한다.

바람수집구(410)는 비화 분출부 하단과 상기 비화 생성부가 연결되는 부분에 위치하며, 상기 비화 생성부 측에서 상기 비화 분출부 측으로 갈수록 폭이 좁아진다.

유도 통로부(500)는 송풍기와 상기 비화 생성부를 연결하며, 상기 송풍기로부터 발생되는 바람을 가이드 한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 비화 생성 장치를 이용한 비화 예측 시스템을 나타낸 도면이다.

도 5를 참조하면, 비화 생성 장치를 이용한 비화 예측 시스템(1)은 비화 생성 장치(10), 비화 현상 모사 장치(20), 데이터 로거 시스템(30)을 포함한다.

비화 생성 장치(10)는 산불 확산 및 비화를 예측하기 위해 비화를 생성하는 장치이다. 풍속을 조절하여 비화가 날아가 새로운 산불을 만드는 비화 현상을 모사하며, 시료 하중을 실시간 측정하여 산불의 확산과 비화를 예측 할 수 있다.

비화(飛火)는 굴뚝으로부터의 불똥, 화재 건물로부터의 불통이 공중을 날라 떨어진 곳의 가연물 또는 건물에 착화하는 것이다. 풍속에 따라서는 매우 먼 거리에 이르는 경우가 있다.

비화 현상 모사 장치(20)는 생성된 비화가 날아가 새로운 산불을 만드는 비화 현상을 모사하는 장치이다.

데이터 로거 시스템(30)은 산불의 확산과 비화 생성을 실시간으로 모니터링하고, 데이터를 저장 및 분석하는 시스템이다.

이상의 설명은 본 발명의 일 실시예에 불과할 뿐, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 범위는 전술한 실시예에 한정되지 않고 특허 청구 범위에 기재된 내용과 동등한 범위 내에 있는 다양한 실시 형태가 포함되도록 해석되어야 할 것이다.

1: 비화 예측 시스템
10: 비화 생성 장치
100: 베이스부
200: 풍동체
300: 비화 생성부
320: 컨트롤 패널
400: 비화 분출부
500: 유도 통로부

Claims (14)

1. 베이스부; 상기 베이스부 위에 세워 설치되고, 둘레면에 유체가 유입되는 적어도 하나 이상의 유체 유입구를 포함하는 풍동체; 외부로부터 연료가 투입되면, 상기 연료와 미리 구비된 시료를 이용하여 비화를 생성하는 비화 생성부; 상기 생성된 비화를 상기 풍동체로부터 송풍되는 바람에 의해 외부로 분출하는 비화 분출부; 및 상기 시료의 하중을 실시간 측정하는 컨트롤 패널;을 포함하며,
   상기 비화 생성부는, 내측에 공기 순환 공간이 마련되며, 상기 미리 구비된 시료가 놓여지는 버닝 케이스부; 및 상기 버닝 케이스부의 일측과 연결되며, 외부로부터 연료를 투입하는 자동 투입 장치;를 포함하고,
   상기 자동 투입 장치는, 적어도 일부가 각추상의 통 모양을 포함하는 구조의 호퍼;를 포함하며, 상기 호퍼는, 상기 버닝 케이스부의 일측과 연결되는 부분을 덮으면서 설치되는 덮개; 및 상기 덮개의 개폐를 조절하여 상기 연료의 투입량을 조절하는 개폐 제어부;를 포함하며,
   상기 버닝 케이스부는, 일측면에 외부로부터 연소를 위한 공기를 주입하도록 적어도 하나 이상 마련되는 버닝 홀; 상기 버닝 케이스부의 하부에 위치하며, 상기 연료를 점화시킬 수 있도록 열원을 생성하는 열 공급부; 상기 열 공급부의 상부에 위치하며, 상기 미리 구비된 시료가 놓여지는 시료 받침대; 및 상기 시료 받침대의 상부에 위치하며, 상기 투입된 연료가 상기 열원에 의해 점화될 수 있도록 적어도 일부가 메쉬 구조를 포함하여 마련되는 연료 축적부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 비화 생성 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 풍동체는,
   상기 유체 유입구를 통해 외부에서 들어오는 유체를 이용하여 바람을 발생시키는 송풍기; 및
   상기 송풍기와 상기 비화 생성부를 연결하며, 상기 송풍기로부터 발생되는 바람을 가이드 하는 유도 통로부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 비화 생성 장치.
3. 삭제
4. 제2항에 있어서,
   상기 송풍기는,
   상기 송풍기의 토출구에 풍량 제어부;를 더 포함하며,
   상기 풍량 제어부는, 상기 비화 분출부가 상기 생성된 비화를 외부로 분출시켜 원하고자 하는 위치에 안착시키도록 상기 송풍기로부터 생성되는 풍속 또는 풍량을 제어하는 것을 특징으로 하는 비화 생성 장치.
5. 삭제
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 컨트롤 패널은,
   상기 버닝 케이스부의 상기 시료 받침대에 부착되며,
   상기 투입된 연료가 상기 열원에 의해 점화되는 정도에 따라 변하는 시료의 하중을 실시간으로 측정하며, 상기 개폐 제어부와 연동하여, 상기 덮개의 개폐를 조절하여 상기 연료의 투입량을 조절하는 것을 특징으로 하는 비화 생성 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 개폐 제어부는,
   사용자의 시간 설정에 따라 상기 자동 투입 장치에서 공급되는 연료의 공급을 차단하는 타이머 수단;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비화 생성 장치.
9. 제1항에 있어서,
   상기 연료는,
   낙엽, 잔 가지, 솔방울을 적어도 하나 포함하여, 산불 확산 조건을 마련하는 것을 특징으로 하는 비화 생성 장치.
10. 제2항에 있어서,
    상기 유도 통로부는, 서로 다른 외관의 제1 유도 통로부 및 제2 유도 통로부를 포함하며,
    상기 송풍기와 연결되며, 상기 송풍기로부터 발생되는 바람의 일시적인 영향을 막도록 적어도 일부가 유연성을 갖는 재질을 포함하는 플렉시블 호스;
    상기 플렉시블 호스와 상기 제1 유도 통로부를 연결하는 제1 클램프; 및
    상기 제1 유도 통로부와 상기 제2 유도 통로부를 연결하는 제2 클램프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비화 생성 장치.
11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 유도 통로부는, 직선 형태의 파이프 관이며,
    상기 제2 유도 통로부는, 상기 비화 생성부 측으로 구부러진 형태의 관인 것을 특징으로 하는 비화 생성 장치.
12. 제2항에 있어서,
    상기 비화 분출부는,
    상기 풍동체로부터 송풍되는 바람을 일 지점으로 수집하는 바람수집구;를 포함하며,
    상기 바람수집구는, 상기 비화 분출부 하단과 상기 비화 생성부가 연결되는 부분에 위치하며, 상기 비화 생성부 측에서 상기 비화 분출부 측으로 갈수록 폭이 좁아지는 것을 특징으로 하는 비화 생성 장치.
13. 제12항에 있어서,
    상기 비화 분출부는,
    외부의 급수통으로부터 물을 공급받아 저장하고 증기를 생성하는 증기 생성부; 및
    상기 증기 생성부로부터 공급된 증기를 분출시키는 증기 분출부;를 더 포함하며,
    상기 생성된 비화를 상기 분출되는 증기에 의해 외부로 분출하는 것을 특징으로 하는 비화 생성 장치.
14. 제1항에 있어서,
    상기 비화 생성부는, 타워 형태를 포함하는 구조이며,
    상기 비화 분출부는, 상기 비화 생성부의 일단과 제3 클램프로 고정되고, 상기 타워 형태의 연장 방향과 수직인 방향으로 굽어지는 구조인 것을 특징으로 하는 비화 생성 장치.
    

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