KR102214501B1 - 소화탄 발사 타입의 화재 진압용 드론 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 화재 진압용 드론은 소화탄 발사 타입의 화재 진압용 드론으로서, 본체; 상기 본체를 비행 가능하게 하는 것으로서 상기 본체의 둘레를 따라 일정 간격으로 복수 개로 형성된 회전부; 상기 본체의 일 측에 구비된 것으로서 주시되는 방향의 영상을 촬영하는 촬영부; 상기 본체의 일 측에 장착된 것으로서, 소화탄을 장전한 발사체를 화재 발생 영역으로 발사시키는 발사부; 상기 회전부와 촬영부 및 발사부에 연결되어 컨트롤러와 무선통신 가능한 제어 수단;을 포함하는 것을 특징한다.
본 발명에 따른 화재 진압용 드론은 드론에 화재 현장을 가로막는 방해물을 제거할 수 있는 형태로 형성된 소화탄을 장착하고 이를 화재 진압 지역을 향해 발사하는 방식으로 구현한 드론을 제공할 수 있다.

Description

소화탄 발사 타입의 화재 진압용 드론{FIRE EXTINGUISHING DRONE OF FIRE EXTINGUISHER DISCHARGING TYPE}
본 발명은 소화탄 발사 타입의 화재 진압용 드론에 관한 것으로, 보다 상세히는 드론에 화재 현장 진입을 가로막는 방해물을 제거할 수 있는 형태로 형성된 소화탄을 구비하고 이를 화재 발생 지역을 향해 발사시킴으로써 화재 현장을 진압할 수 있는 화재 진압용 드론을 제공하는 것이다.
드론이란 조종사가 탑승하지 않고 무선전파 유도에 의해 비행 및 조종이 가능한 비행기나 헬리콥터 모양의 항공기를 총칭하는 것이다. 이러한 드론은 레저용뿐만 아니라 영상의 공중촬영, 물류 운송, 환경 보호 등 다양한 분야에서 활용 시도되고 개발이 진행 중이다. 또한 드론은 인간이 접근하기 어려운 환경에서 다양한 임무를 수행하는 것이 가능하여 재난재해 관련 분야에서도 역시 활용이 가능하다.
국내 특허 제 10-1942099호인 '화재진압용 드론'에 따르면, 화재진압용 드론은 제어부가 내장되고, 외주면을 따라 복수 개의 카메라가 배치된 몸체와 상기 몸체의 측면으로 배치되는 복수 개의 모터 및 각 모터에 결합되는 로터로 구성된 로터부와 상기 몸체의 하면에 상호 이격되어 하향으로 배치되는 복수 개의 가이드와 소화 약재가 내장되어 상기 가이드 사이에 상, 하로 배치되는 복수 개의 소화 볼과 상기 가이드의 단부에 배치되어 최하단에 배치된 소화 볼을 지지하되, 제어부의 제어에 따라 최하단에 배치된 소화 볼을 낙하시키기 위한 그립부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다고 한다. 공지된 발명에 의하면 초고층 화재 현장으로의 진입이 용이하고 소화 볼을 낙하시킴으로써 화재 현장을 진압할 수 있는 효과가 있다고 한다.
그러나 공지된 발명은 소화 볼을 낙하시켜야함으로 유리창과 같이 화재 현장 접근을 가로막는 방해물이 존재하는 경우 공지된 발명을 적용하기 어렵다는 문제가 존재한다.
따라서 소화탄을 발사시킴으로써 화재 현장을 가로막는 방해물의 제거가 가능하고 화재 현장을 진압할 수 있는 것이 가능한 신규하고 진보한 화재 진압용 드론의 개발이 시급한 상황이다.
본 발명은 상기 기술의 문제점을 극복하기 위해 안출된 것으로, 드론에 화재 현장을 가로막는 방해물을 제거할 수 있는 형태로 형성된 소화탄을 장착하고 이를 화재 진압 지역을 향해 발사하는 방식으로 구현한 드론을 제공하는 것을 주요 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 드론에 장착된 소화탄을 좌우 대칭 구조를 이루도록 배치하여 드론이 일 측으로 쏠리는 것을 방지하는 기능을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 드론에 장착된 소화탄이 장전 발사될 수 있는 기능을 제공하는 것이다.
소화탄 발사 타입의 화재 진압용 드론으로서, 본체; 상기 본체를 비행 가능하게 하는 것으로서 상기 본체의 둘레를 따라 일정 간격으로 복수 개로 형성된 회전부; 상기 본체의 일 측에 구비된 것으로서 주시되는 방향의 영상을 촬영하는 촬영부; 상기 본체의 일 측에 장착된 것으로서, 소화탄을 장전한 발사체를 화재 발생 영역으로 발사시키는 발사부; 상기 회전부와 촬영부 및 발사부에 연결되어 컨트롤러와 무선통신 가능한 제어 수단;을 포함하는 것을 특징한다.
또한 상기 발사부는, 상기 본체의 일 측 및 타 측에 대칭 구조로 형성된 것을 특징한다.
더불어 상기 발사부는, 상기 발사체가 장착되는 발사관과, 상기 발사체를 장전시키는 장전 파트와, 장전된 상기 발사체를 발사시키는 격발 파트로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 소화탄 발사 타입의 화재 진압용 드론에 의하면,
1) 소화탄의 선단을 금속 재질로 이루어진 원뿔 형상으로 형성하고 이를 발사시킴으로써 화재 현장의 진입을 가로막는 방해물을 제거하여 소화탄이 용이하게 진입되는 것이 가능하고,
2) 드론에 장착된 소화탄을 좌우 대칭 구조를 이루도록 배치함으로써 드론의 무게 중심이 일 측으로 쏠리는 것을 방지하여 드론이 용이하게 비행할 수 있으며,
3) 드론에 장착된 소화탄이 발사되는 방식의 구조를 갖도록 형성함으로써 다양한 화제 현장에 사용될 수 있는 효과를 가진다.
삭제
도 1은 본 발명에 따른 화재 진압용 드론을 도시한 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 화재 진압용 드론을 다른 각도에서 도시한 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 화재 진압용 드론의 발사부를 도시한 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 화재 진압용 드론의 발사부를 다른 각도에서 도시한 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 화재 진압용 드론의 발사체의 개략적인 구조를 나타낸 단면도.
도 7은 본 발명에 따른 화재 진압용 드론의 보강재를 제조하는 방법을 나타낸 순서도.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 첨부된 도면은 축척에 의하여 도시되지 않았으며, 각 도면의 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명에 따른 화재 진압용 드론을 도시한 사시도이고 도 2는 본 발명에 따른 화재 진압용 드론을 다른 각도에서 도시한 사시도이다.
드론(1)은 앞서 설명한 바와 같이, 무선 전파의 유도에 의해 비행 및 조종이 가능한 일종의 헬리콥터 형상의 비행체로서 사람이 접근하는데 어려움을 겪는 구역으로 진입 가능하다는 장점을 가지는데, 본 발명은 화재 발생 구역에 사람을 대신하여 소화탄을 발사시킴으로써 안정성을 보장하면서 화재를 진압할 수 있는 화재 진압용 드론(1)을 제공하는 것을 주요 특징으로 한다.
이를 위하여 본 발명의 화재 진압용 드론(1)은 도 1을 보아 알 수 있듯이 본체(100), 회전부(200), 촬영부, 발사부(300) 및 제어 수단으로 이루어질 수 있다.
우선 본체(100)는 공지된 드론(1)과 마찬가지로 납작한 형상을 이루되 충분히 내부 공간을 확보할 수 있는 구조를 가진다. 또한 본체(100)의 바닥면에는 복수 개의 다리(110)를 형성함으로써 드론(1)의 착륙 시 드론(1)을 안전하게 지상으로 안착시키는 것이 가능하다. 더불어 본체(100)는 원활하게 비행할 수 있도록 가벼운 재질로 형성되되 고온 및 충격을 견딜 수 있도록 열안정성과 내구성이 강한 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
이러한 본체(100)의 내부에는 컨트롤러에서 발생된 무선 전파 신호를 전달받기 위한 장치, 예를 들어 블루투스와 전달 받은 신호대로 후술할 드론(1)의 구성들을 제어하는 제어 수단(미도시) 및 이들과 전기적으로 연결된 배터리가 본체(100)의 내부에 장착될 수 있는데 이 제어 수단은 후술할 발사부(300)의 제어와 더불어 하기에서 다시 한 번 설명하도록 한다.
이때 컨트롤러는 드론(1)을 조종하기 위한 신호를 발생하는 장치를 의미하는 것으로 공지된 드론(1)의 컨트롤러와 마찬가지로 조이스틱형, 버튼형, 스마트폰 등 다양한 형태의 컨트롤러를 포함할 수 있고 배터리는 전원을 공급하는 역할을 수행하는 것으로 충전식 또는 교체식 등 다양한 공지 기술을 참고하는 것이 가능하다.
회전부(200)는 드론(1)에 비행력을 제공하는 것으로서, 구체적으로 회전봉(210)과 프로펠러(220) 및 모터(미도시)를 포함할 수 있다.
회전봉(210)은 얇은 원통형 바의 형상으로서 본체(100)의 상면의 둘레를 따라 복수 개로 일정 간격을 두고 본체(100)와 수평을 이루며 일정 길이 연장된 것이다. 이러한 회전봉(210) 각각의 끝단에는 프로펠러(220)가 장착될 수 있다.
프로펠러(220)는 모터에 의해 회전되어 회전력을 발생시킬 수 있는 것으로 드론(1)을 부유시킬 수 있는 기능을 제공하는 것이다. 구체적으로, 프로펠러(220)의 회전 시 프로펠러(220)의 상면을 향해 프로펠러(220)의 움직임과 수직인 방향으로 양력이 발생되고 이러한 양력이 중력보다 크면 드론(1)이 비행될 수 있다는 것이다.
도면에 도시되어 있지는 않으나, 모터는 배터리로부터 전원을 공급받아 프로펠러(220)를 회전시키는 기능을 제공하는 것으로 각각의 프로펠러(220)마다 각각 구비된다. 각각의 모터는 후술할 제어 수단에 의해 제어되는 것이 가능하다.
역시 도면에 도시되어 있지 않지만 촬영부는 본체(100)의 일 측에 구비되는 것으로 드론(1)이 주시하고 있는 장면을 촬영하기 위한 카메라가 구비될 수 있다. 이러한 카메라를 복수 개로 구비함으로써 다양한 각도에서 전망을 확인할 수 있게 한다. 또한 촬영부는 일반 카메라로 구비될 수 있을 뿐만 아니라 본 발명의 드론(1)이 화재 발생 지역에서 사용되는바 열화상 카메라로 사용하여 화재 발생 지역을 보다 정확히 파악할 수 있도록 한다.
발사부(300)는 화재 진입 영역을 향해 발사체(330)를 발사시키는 역할을 수행하는 것으로, 도 2를 보아 알 수 있듯이 본체(100)의 좌우 방향으로 대칭 형성, 즉 본체(100)의 좌우 각각에 총 2개로 설치될 수 있다. 이렇게 발사부(300)를 대칭 구조로 형성함으로써 드론(1)의 비행 시 이러한 2개의 발사체를 모두 발사하도록 함으로써 드론(1)이 어느 일 측으로 쏠리는 것을 방지하여 결과적으로 원활한 비행을 보장하는 것이 가능하다.
이러한 발사부(300)는 공지의 총에 구비된 다양한 발사 구조와 유사한 구조를 취하는 것이 가능하다.
우선, 공지의 총의 구조는 예를 들어 볼트액션 방식, 가스 자동식, 롤러지연식 블로우백, 펌프액션식, 레버 액션식 등과 같은 구조가 존재하고, 본 발명의 발사부(300)는 이와 같이 다양한 총의 발사 구조 중 어느 하나로 이루어지는 것이 가능한데, 본 발명의 발사부(300)의 개략적인 구조를 설명하기 위해 볼트액션 방식의 발사 구조를 예시하도록 한다.
공지의 볼트액션 방식의 발사 구조는 총의 노리쇠를 전진 후퇴시킴으로써 총알을 장전하고 방아쇠를 당겨 총알을 발사시키는 것으로, 이와 같은 볼트액션 방식의 발사 구조를 모티브로 한 본 발명의 발사부(300)에 대한 구조를 도 3 및 도 4를 참조하여 후술하도록 한다.
제어 수단은 앞서 잠시 언급하였듯이 컨트롤러로부터 전달 받은 신호를 바탕으로 상술한 회전부(200)와 촬영부 및 발사부(300)를 제어할 수 있는 기능을 제공하는 것이다.
이러한 제어 수단의 일예로서, 회전부(200)와 촬영부 및 발사부(300)와 전기적으로 연결됨으로써 상술한 구성들을 on/off할 수 있음은 물론 회전부(200)의 프로펠러(220)의 모터의 회전 속도를 조절하여 드론(1)의 이동 방향 및 속도를 제어하는 것이 가능하고 또한 촬영부의 카메라의 촬영 각도 및 줌 in/out을 조절하는 것이 가능하며 발사부(300)의 발사체(330)의 발사 타이밍을 제어할 수 있는 기능을 제공한다. 이 제어 수단에 대한 구체적인 기능 및 작용은 공지의 드론에서의 제어 수단과 유사하기 때문에 상술한 기능으로 갈음한다.
이러한 구조에 따르면, 본 발명의 드론(1)은 화재 발생 영역에서 비행 중인 상태에서 소화탄을 직접 화재 발생 영역에 발사할 수 있기 때문에 천장이 노출되지 않은 건물의 특정 층에 보다 정밀하게 소화탄을 투입시켜 화재 진압을 할 수 있기 때문에 소화탄을 낙하시키는 공지의 드론에 비해 우수한 화재 진압력을 자랑할 수 있다는 특성을 제공한다.
도 3은 본 발명에 따른 화재 진압용 드론의 발사부를 도시한 사시도이고 도 4는 본 발명에 따른 화재 진압용 드론의 발사부의 다른 측면을 도시한 사시도이다.
도 3을 보아 알 수 있듯이 본 발명의 발사부(300)는 공지의 총의 발사 구조 중에서 볼트액션 방식의 발사 구조의 개략적인 구조와 유사한 것으로, 발사관과 장전 파트(310) 및 격발 파트(320)로 이루어진다.
우선 발사관(미도시)은 발사체(330)가 장착된 상태에서 발사되는 공간인 일종의 총신, 즉 중공의 원통 형상의 구조체와 같은 구조 및 기능을 수행한다.
장전 파트(310)는 발사체(330)를 장전시키는 기능을 제공하는 것으로 노리쇠와 노리쇠뭉치 및 스프링으로 이루어질 수 있다.
구체적으로 노리쇠는 스프링을 매개로 노리쇠뭉치를 움직일 수 있는 것으로 노리쇠뭉치의 움직임에 따라 발사체(330)가 약실(미도시)에 장전되는 것이 가능하다.
다음 격발 파트(320)는 상술한 장전 파트(310)를 통해 약실에 장전된 발사체(330)를 격발시키는 기능을 제공하는 것으로 공이와 공이치기 및 동력전달수단으로 구비될 수 있다.
구체적으로 동력전달수단은 기어와 모터 및 샤프트로 이루어진 상태에서, 상술한 제어 수단에 컨트롤러에서 발사 신호를 수신한 경우 모터 및 샤프트를 회전시켜 샤프트의 회전에 의해 공이와 공이치기를 작동시킬 수 있는 기능을 제공한다. 즉, 동력전달수단은 공지의 총에서 방아쇠와 같은 기능을 수행하되 공지의 총과 같이 수동식 구조가 아니라 컨트롤러의 신호 전달에 의해 제어 수단의 제어로 공이치기를 작동시키는 자동식 구조로 이루어졌다는 차이를 가진다.
이러한 동력전달수단에 의해 약실에 장전된 발사체(330)에 공이를 매개로 타격을 가하면 발사체의 후단에 장착된 화약이 폭발하거나 공이 타격에 의해 발생된 추진력에 의해 발사체(330)를 격발 및 발사관을 따라 발사시키게 된다. 이에 대한 격발 및 발사 원리와 구조는 공지의 총과 같기 때문에 별도의 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
정리하면, 발사부(300)는 컨트롤러부터 발사 신호를 전달 받으면 제어 수단 및 격발 파트(320)의 격발 제어로 작동된 동력전달수단의 공이와 공이치기의 작동을 매개로 장전 파트(310)에 장전된 발사체(330)를 발사관을 통해 격발 및 발사시키는 기능을 제공한다.
도 5는 본 발명에 따른 화재 진압용 드론의 발사체의 개략적인 구조를 나타낸 단면도이다.
도 5를 참조하면 본 발명의 발사체(330)는 일정 길이 방향으로 연장된 탄 형상을 지닐 수 있으며, 이러한 발사체(330)는 강체(331), 몸체(332), 소화제(333)의 구성으로 이루어질 수 있다. 도면에 도시되어 있지는 않으나, 발사체(330)의 후단에는 발사 시 추진력을 제공하거나 몸체(332)의 폭발을 위한 화약이 내장(이때, 추진력을 제공하기 위한 화약과 몸체의 폭발을 위한 화약이 구분 저장되는 것이 가능)되는 것도 가능하다.
이러한 발사체(330)는 발사된 후 강체(331)를 이용하여 방해물(예를 들어, 유리창 등)을 파괴함으로써 화재 발생 지역에 접근할 수 있으며, 강체(331)로부터 전달된 충격이 몸체(332)로 전달되어 몸체(332) 내부의 소화제(333)가 방출(예를 들어 몸체의 폭발에 의해 소화제를 확산시키는 작용을 의미)될 수 있다. 이때, 방해물과 화재 발생 지역 간의 거리 차이가 있으므로 몸체(332)가 강체(331)로부터 충격을 전달받은 뒤 바로 폭발되는 것이 아니라 강체의 충격 이후 수 초(바람직하게는 3 내지 5초) 후에 몸체(332)가 폭발되어 내부의 소화제(333)가 방출되도록 설계되는 것이 바람직하다. 이를 위해 발사체는 타이머와 충격감지센서를 장착하여 충격감지센서의 충격 감지 후 기설정된 시간을 타이머가 체크하여 해당 시간이 도과할 때 본체를 폭발하는 것이 가능하며, 이와 같이 시간차를 가지고 발사체 내지 폭약을 폭발하는 것은 공지의 폭탄의 원리와 같기 때문에 별도의 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
강체(331)는 발사체(330)의 선단에 위치하며 금속 재질로 이루어진 원뿔 형상을 가진다. 이때 강체(331)는 발사체(330)의 발사에 따라 대상물에 가장 먼저 닿기 때문에 화재 발생 지역으로의 접근을 위해 유리, 나무 판재 등을 충분히 파괴할 수 있는 강도를 가지는 금속을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 금속은 알루미늄, 강철, 구리 등의 단일 금속, 합금 또는 복수 종류의 금속이 적층된 것을 사용할 수 있다.
몸체(332)는 상기 강체(331)의 저면과 연결되며 내부에 수용 공간을 포함하는 원통 형상을 가진다. 자세하게는, 내부에 수용 공간이 있는 원통 형상이지만, 강체(331)와 대향하는 면은 막혀있거나 필요 시 열고 닫을 수 있는 커버가 존재할 수 있다. 이때, 몸체(332)는 강체(331)로부터 전달받은 충격 또는 별도 내장된 화약의 폭발로 인해 파괴됨으로써 내부의 소화제(333)를 방출시키기 때문에 평상시에는 내부의 소화제(333)를 안전하게 수용하지만 강한 충격 시 파괴될 수 있을 정도의 강도를 가지는 것이 바람직하며, 예를 들어 몸체(332)는 카본 소재로 제조된 카본 파이프일 수 있다.
소화제(333)는 상기 몸체(332)의 상기 수용 공간 내에 수용될 수 있으며, 화재를 냉각 또는 공기 차단 등의 효과를 이용하여 불을 제압하는 역할을 수행한다. 이때, 소화제(333)는 시중에서 판매하는 소화탄 또는 고체 및 액체 소화제(333)가 될 수 있으며 탄산수소나트륨, 카세인, 이산화탄소 등의 물질을 포함할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 화재 진압용 드론의 완충재를 제조하는 방법을 나타낸 순서도이다.
이때, 화재가 발생한 경우가 아닐 때에도 작은 충격으로 인하여 몸체(332)가 충격을 받아 수용 공간 내의 소화제(333)가 방출될 수 있다. 이를 위해서는 불필요한 충격에 의해 소화제(333)가 방출되는 현상을 방지해야 하며, 도 5을 참조하여 알 수 있듯이 몸체(332)의 수용 공간에서 강체(331) 주변 영역에는 다공성 구조를 가지는 완충패드(334)가 장착될 수 있다. 예를 들어, 완충패드(334)는 일반적인 스펀지, 쿠션, 다공성 수지 등의 다양한 형태로서 존재할 수 있으며 불필요한 충격을 효과적으로 흡수할 수 있다면 이에 대한 구체적인 제한은 두지 않는다.
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도 7은 본 발명에 따른 화재 진압용 드론의 보강재를 제조하는 방법을 나타낸 순서도이다.
다른 실시예로서, 몸체(332)는 카본파이프로 이루어질 수 있다. 여기서, 카본파이프란 카본(Carbon)을 원재료로 하는 원사(fiber)에 형상 유지를 목적으로 하는 플라스틱 및 에폭시 레진 등을 복합한 뒤 롤링(rolling) 공법을 거쳐 성형하여 제조될 수 있다. 이때, 카본은 고강도, 고탄성, 초경량 등의 물성을 가진 재료이며 카본파이프는 이를 재료로 하여 고내구성, 반영구적 수명, 고강도, 고탄성, 고내열성, 비자성, 작은 열팽창 계수 등의 특징을 가질 수 있다.
더하여, 카본파이프에 전체 몸체(332) 중량 대비 5 내지 10중량%의 산화아연을 포함하는 보강재를 포함함으로써 몸체(332)의 기계적 물성 및 내구성을 향상시킬 수 있으며 이로써 불필요한 작은 충격에 몸체(332)가 파괴되는 현상을 방지할 수 있다. 이때, 보강재는 카본파이프의 제조를 위해 카본 및 에폭시 레진 등을 혼합할 때 상술한 비율의 보강재를 함께 첨가될 수 있다.
이러한 보강재는 1차 혼합 용액 제조 단계(S200), 2차 혼합 용액 제조 단계(S210), 3차 혼합 용액 제조 단계(S220), 혼합 분말 완성 단계(S230), 보강재 완성 단계(S240)를 거쳐 제조될 수 있다.
먼저, 1차 혼합 용액 제조 단계(S200)는 전체 1차 혼합 용액 중량 대비, 산화아연 5 내지 30중량%, 물 70 내지 95중량%를 혼합한 후 교반 및 초음파 처리하여 1차 혼합 용액을 제조하는 과정으로서, 열적 충격에 잘 견디며 기계적 물성이 우수한 산화아연을 용매인 물과 혼합한 후 교반 및 초음파 처리하여 고르게 분산시킴으로써 1차 혼합 용액을 제조하는 단계이다.
이후, 2차 혼합 용액 제조 단계(S210)는 전체 2차 혼합 용액 중량 대비, 상기 1차 혼합 용액 70 내지 95중량%, 규산나트륨 용액 5 내지 30중량%를 혼합한 후 10 내지 60분 동안 교반하여 2차 혼합 용액을 제조하는 과정으로서, 산화아연을 유효 성분으로 하는 보강재가 카폰 파이프의 제조 시 고르게 분산되어 균질적으로 혼합될 수 있도록 규산나트륨 용액을 1차 혼합 용액과 혼합 교반하여 2차 혼합 용액을 제조하는 과정이다.
다음, 3차 혼합 용액 제조 단계(S220)는 2차 혼합 용액의 pH가 8 내지 10이 되도록 황산, 질산, 염산 중 어느 하나로 이루어진 산 촉매를 투입한 후 1 내지 24시간 동안 교반시켜 3차 혼합 용액을 제조하는 과정으로서, 산 촉매를 투입함으로써 산화아연과 규산나트륨의 반응을 촉진하여 3차 혼합 반응이 제조되는 시간을 단축시킬 수 있다.
이후, 혼합 분말 완성 단계(S230)는 3차 혼합 용액을 물로 1 내지 5회 세척한 후 70 내지 100℃에서 12 내지 40시간 동안 건조시켜 혼합 분말을 완성하는 과정으로서, 세척 과정을 통해 3차 혼합 용액에 잔존하는 산 촉매를 제거하며, 건조 과정을 통해 물을 제거함으로써 혼합 분말을 완성하게 된다.
마지막으로, 보강재 완성 단계(S240)는 전체 보강재 중량 대비, 상기 혼합 분말 10 내지 40중량%, 부탄올 20 내지 50중량%, 베이스 물질 30 내지 60중량%를 혼합하여 보강재를 완성하는 과정으로서, 혼합 분말과 베이스 물질이 잘 혼합되도록 부탄올을 첨가함으로써 혼합성이 우수하며 본체(100)의 내구성 및 열적 특성을 향상시켜줄 수 있는 보강재를 완성할 수 있다.
이때, 상술한 베이스 물질은 카본 파이프의 제조 시 혼합 분말이 균질하게 잘 혼합될 수 있게 보조할 수 있으며 카본 파이프와 함께 안정적으로 고정될 수 있게 도움을 줄 수 있다. 이러한 베이스 물질을 제조하는 단계는 1차 혼합물 제조 단계, 2차 혼합물 제조 단계, 3차 혼합물 제조 단계, 베이스 물질 완성 단계를 포함할 수 있다.
먼저, 1차 혼합물 제조 단계는 전체 1차 혼합물 중량 대비, GPTS(Glycidoxypropyl trimethoxysilane) 10 내지 40중량%, MTMS(Methylmethoxysilane) 10 내지 40중량%, TEOS(Tetraethylorthosilicate) 40 내지 70중량%를 혼합하여 1차 혼합물을 제조하는 과정으로서, 작업 대상의 표면에 도포된 후 경화가 잘 되어 코팅능이 우수한 물질인 GPTS, MTMS, TEOS를 혼합하여 1차 혼합물을 제조하는 단계이다.(구체적으로, GPTS는 베이스 물질의 물성을 향상시키고, MTMS는 보강재가 균일하게 도포되도록 하며, TEOS는 방수 기능을 수행하여 몸체(332)의 손상 및 오염을 방지할 수 있다.)
이후, 2차 혼합물 제조 단계는 전체 2차 혼합물 중량 대비, 상기 1차 혼합물 10 내지 40중량%, 에탄올 60 내지 90중량%를 혼합하여 2차 혼합물을 제조하는 과정으로서, 용매인 에탄올과 1차 혼합물을 혼합하여 2차 혼합물을 제조하는 단계이다.
다음으로, 3차 혼합물 제조 단계는 전체 3차 혼합물 중량 대비, 염산 1 내지 10중량%, 물 90 내지 99중량%를 혼합하여 3차 혼합물을 제조하는 과정으로서, 다시 말해 염산 수용액인 3차 혼합물을 제조하는 과정이다.
마지막으로, 베이스 물질 완성 단계는 전체 베이스 물질 중량 대비, 상기 2차 혼합물 50 내지 75중량%, 상기 3차 혼합물 25 내지 50중량%를 혼합하여 베이스 물질을 완성하는 과정으로서, 이렇게 완성된 베이스 물질을 상술한 보강재 완성 단계에 사용하여 코팅능이 우수하여 카본 파이프의 제조 시 함께 안정적으로 고정될 수 있으며, 보강재 내에서 혼합 분말이 균질하게 잘 혼합될 수 있게 보조할 수 있다.
지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 소화탄 발사 타입의 화재 진압용 드론을 상기 설명 및 도면에 표현하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하여 본 발명의 사상이 상기 설명 및 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.
1: 드론 100: 본체
110: 다리 200: 회전부
210: 회전봉 220: 프로펠러
300: 발사부 310: 장전 파트
320: 격발 파트 330: 발사체
331: 강체 332: 몸체
333: 소화제 334: 완충패드
S200: 1차 혼합 용액 제조 단계
S210: 2차 혼합 용액 제조 단계 S220: 3차 혼합 용액 제조 단계
S230: 혼합 분말 완성 단계 S240: 보강재 완성 단계

Claims (10)

  1. 소화탄 발사 타입의 화재 진압용 드론으로서,
    본체;
    상기 본체를 비행 가능하게 하는 것으로서 상기 본체의 둘레를 따라 일정 간격으로 복수 개로 형성된 회전부;
    상기 본체의 일 측에 구비된 것으로서 주시되는 방향의 영상을 촬영하는 촬영부;
    상기 본체의 일 측에 장착된 것으로서, 소화탄을 장전한 발사체를 화재 발생 영역으로 발사시키는 발사부;
    상기 회전부와 촬영부 및 발사부에 연결되어 컨트롤러와 무선통신 가능한 제어 수단;을 포함하되,
    상기 발사체는,
    일정 길이 방향으로 연장된 탄 형상을 지니는 것으로, 선단에 위치하며 금속 재질로 이루어진 원뿔 형상의 강체와, 상기 강체의 저면과 연결되며 내부에 수용 공간을 포함하는 원통 형상의 몸체 및, 상기 몸체의 상기 수용 공간 내에 수용되는 소화제를 포함하고,
    상기 몸체는, 카본파이프로 이루어진 상태에서, 전체 몸체 중량 대비 5 내지 10%의 산화아연을 포함하는 보강재를 포함하며,
    상기 보강재는,
    전체 1차 혼합 용액 중량 대비, 산화아연 5 내지 30중량%, 물 70 내지 95중량%를 혼합한 후 교반 및 초음파 처리하여 1차 혼합 용액을 제조하는, 1차 혼합 용액 제조 단계;
    전체 2차 혼합 용액 중량 대비, 상기 1차 혼합 용액 70 내지 95중량%, 규산나트륨 용액 5 내지 30중량%를 혼합한 후 10 내지 60분 동안 교반하여 2차 혼합 용액을 제조하는, 2차 혼합 용액 제조 단계;
    상기 2차 혼합 용액의 pH가 8 내지 10이 되도록 황산, 질산, 염산 중 어느 하나로 이루어진 산 촉매를 투입한 후 1 내지 24시간 동안 교반시켜 3차 혼합 용액을 제조하는, 3차 혼합 용액 제조 단계;
    상기 3차 혼합 용액을 물로 1 내지 5회 세척한 후 70 내지 100℃에서 12 내지 40시간 동안 건조시켜 혼합 분말을 완성하는, 혼합 분말 완성 단계;
    전체 보강재 중량 대비, 상기 혼합 분말 10 내지 40중량%, 부탄올 20 내지 50중량%, 베이스 물질 30 내지 60중량%를 혼합하여 보강재를 완성하는 단계;를 거쳐 제조되는 것을 특징으로 하는, 화재 진압용 드론.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 발사부는,
    상기 본체의 일 측 및 타 측에 대칭 구조로 형성된 것을 특징으로 하는, 화재 진압용 드론.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 발사부는,
    중공의 원통 형상으로 이루어져 상기 발사체가 발사되는 공간을 제공하는 발사관과,
    상기 발사체를 장전시키는 장전 파트와,
    장전된 상기 발사체를 격발하는 격발 파트로 이루어진 것을 특징으로 하는, 화재 진압용 드론.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 베이스 물질은,
    전체 1차 혼합물 중량 대비, GPTS(Glycidoxypropyl trimethoxysilane) 10 내지 40중량%, MTMS(Methylmethoxysilane) 10 내지 40중량%, TEOS(Tetraethylorthosilicate) 40 내지 70중량%를 혼합하여 1차 혼합물을 제조하는, 1차 혼합물 제조 단계;
    전체 2차 혼합물 중량 대비, 상기 1차 혼합물 10 내지 40중량%, 에탄올 60 내지 90중량%를 혼합하여 2차 혼합물을 제조하는, 2차 혼합물 제조 단계;
    전체 3차 혼합물 중량 대비, 염산 1 내지 10중량%, 물 90 내지 99중량%를 혼합하여 3차 혼합물을 제조하는, 3차 혼합물 제조 단계;
    전체 베이스 물질 중량 대비, 상기 2차 혼합물 50 내지 75중량%, 상기 3차 혼합물 25 내지 50중량%를 혼합하여 베이스 물질을 완성하는 단계;를 거쳐 제조되는 것을 특징으로 하는, 화재 진압용 드론.
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