KR102235792B1 - 화재 진압용 소방로봇 - Google Patents

Abstract

본 발명은 화재 진압용 소방로봇에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소방용수를 저장하고, 상기 저장된 소방용수를 화재 진압 장치로 공급하는 공급장치; 상기 저장된 소방용수를 화재 지점에 분사하는 소화장치와 상기 저장된 소방용수를 상기 소방로봇의 차체에 분사하여 화염으로부터 상기 차체를 보호하기 위한 수막을 형성하는 분사장치와 상기 저장된 소방용수를 이용하여 상기 소방로봇 내부의 공기를 냉각시키는 냉방장치와 상기 저장된 소방용수를 이용하여 상기 소방로봇의 전기동력장치를 냉각하는 냉각장치를 포함하는 상기 화재 진압 장치; 상기 소화장치와 상기 분사장치와 상기 냉방장치와 상기 냉각장치에 대응하는 복수의 유량값들과 복수의 유압값들을 감지하고, 상기 유량값들과 상기 유압값들을 기반으로 상기 소화장치와 상기 분사장치와 상기 냉방장치와 상기 냉각장치에 공급되는 복수의 유량들을 조절하는 관리 장치; 및 상기 냉각장치와 상기 소화장치 사이를 직접적으로 연결하며 상기 냉각장치에서 사용된 소방용수를 상기 소화장치에 직접적으로 공급하는 유입유로를 포함한다.

Description

화재 진압용 소방로봇{FIRE FIGHTING ROBOT}

본 발명은 화재 진압용 소방로봇에 관한 것으로, 보다 상세하게는 적어도 하나 이상의 장치로 공급되는 유량을 독립적으로 제어하여 한정된 양의 소방용수를 효율적으로 관리할 수 있도록 하는 화재 진압용 소방로봇에 관한 것이다.

일반적으로, 각종 화재를 진화하기 위한 수단으로는 휴대용 소화기, 소방차, 살수차, 소방로봇 등의 다양한 소방설비가 널리 알려져 사용되고 있으며, 화재진압을 위해서는 화염의 진원지에 좀 더 가깝게 접근해야만 화재진압 효과가 높다.

화재가 난 곳에는 대개 뜨거운 화염과 연소가스 때문에 큰 피해를 입게 되는데, 고온의 화염이 발생하고 폭발 위험이 있는 경우 등에는 소방관이 화재 현장에 투입되어도 효과적으로 화재 현장을 제압할 수 없을 뿐만 아니라, 화염이 심한 경우에는 화재 현장에 접근을 할 수 없는 경우도 있다.

특히, 대규모 화학단지나 주유소 등에서의 화재 및 산불과 같은 대규모 화재의 경우에는 화염의 열기가 대단히 뜨겁기 때문에, 주로 철구조물로 이루어진 소방차량이라도 쉽게 접근할 수가 없는 실정이며, 좁은 공간으로 이루어져 사람이 출입할 수 없는 곳에서는 사람이나 소방기구가 접근할 수 없어서 효과적으로 화재를 진압할 수 없었다.

이러한 문제를 해결하기 위해 화재 현장에 사람 대신에 투입하거나 사람을 태우고 진입할 수 있게 한 여러 가지 소방로봇 또는 소방기기가 발명되어 있기는 하나, 현재까지 발명된 여러 가지 소방로봇은 단지 소방용수만을 공급하기 위한 소화포만을 구비하고 있을 뿐, 화재현장을 효과적으로 진압하기 위한 해결수단 등을 제대로 갖추고 있지 않아서 실제 화재 현장에서 효과적으로 사용될 수 없는 등 여러가지 문제점이 있었다.

종래의 화재진압용 소방로봇은 차량 내부의 물탱크 또는 외부의 소화전으로부터 물을 공급받아 주로 소화포에 물을 공급하고, 별도의 물분사 장치를 두어 화염으로부터 차체를 보호하는 기능 정도를 수행한다.

그러나, 사람을 태우고 진입하는 화재진압용 소방로봇의 경우, 외부 오염된 공기가 차량 내부에 스며들지 못하도록 하는 양압장치, 차량 내부에 신선한 공기를 공급하기 위한 공기정화장치 및 차량 내부의 공기를 냉각시키기 위한 냉방장치가 더 탑재하게 되는데, 소화포에 공급되는 물 외에도 이 각각의 장치들에도 물이 공급되어야 한다.

따라서, 화재 진압용 소방로봇에 있어서 적어도 하나 이상의 장치로 공급되는 유량 및 유압을 제어하여 한정된 양의 물을 효율적으로 관리할 수 있도록 하는 기술이 개발될 필요가 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 화재 진압을 위한 각 장치의 유량을 기반으로 유량제어밸브를 각각 제어함으로써, 한정된 양의 소방용수를 효율적으로 관리할 수 있도록 하는 화재 진압용 소방로봇을 제공함에 있다.

또한, 본 발명은 회수가 가능한 소방용수를 화재 진압을 위한 소방용수로 재사용하도록 함으로써, 화재 진압에 사용되는 소방용수의 양을 간접적으로 증가시킬 수 있도록 하는 화재 진압용 소방로봇을 제공함에 있다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 화재 진압용 소화로봇은, 소방용수를 저장하고, 상기 저장된 소방용수를 화재 진압 장치로 공급하는 공급장치; 상기 저장된 소방용수를 화재 지점에 분사하는 소화장치와 상기 저장된 소방용수를 상기 소방로봇의 차체에 분사하여 화염으로부터 상기 차체를 보호하기 위한 수막을 형성하는 분사장치와 상기 저장된 소방용수를 이용하여 상기 소방로봇 내부의 공기를 냉각시키는 냉방장치와 상기 저장된 소방용수를 이용하여 상기 소방로봇의 전기동력장치를 냉각하는 냉각장치를 포함하는 상기 화재 진압 장치; 상기 소화장치와 상기 분사장치와 상기 냉방장치와 상기 냉각장치에 대응하는 복수의 유량값들과 복수의 유압값들을 감지하고, 상기 유량값들과 상기 유압값들을 기반으로 상기 소화장치와 상기 분사장치와 상기 냉방장치와 상기 냉각장치에 공급되는 복수의 유량들을 조절하는 관리 장치; 및 상기 냉각장치와 상기 소방장치 사이를 직접적으로 연결하며 상기 냉각장치에서 사용된 소방용수를 상기 소방장치에 직접적으로 공급하는 유입유로를 포함한다.

본 발명에 의하면, 화재 진압을 위한 각 장치의 유량을 기반으로 유량제어밸브를 각각 제어함으로써, 한정된 양의 소방용수를 효율적으로 관리할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 회수가 가능한 소방용수를 화재 진압을 위한 소방용수로 재사용하도록 함으로써, 화재 진압에 사용되는 소방용수의 양을 간접적으로 증가시킬 수 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 화재 진압용 소방로봇을 나타내는 도면,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 관리 시스템의 구성을 나타내는 블록도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 관리장치의 세부 구성을 나타내는 블록도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 관리 시스템에서 각 장치들 간의 연결 구성을 나타내는 도면.

본 발명의 목적 및 효과, 그리고 그것들을 달성하기 위한 기술적 구성들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기증을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다.

그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

한편, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

본 발명은 화재를 직접적 또는 간접적으로 진압하기 위한 적어도 하나 이상의 장치 각각의 유량을 감지하고, 그 감지된 유량을 기반으로 공급장치에 공급되는 소방용수의 유량을 제어하여 한정된 소방용수를 효율적으로 사용하기 위한 것이다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 화재 진압용 소방로봇에 대해 첨부된 도면을 참고하여 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 화재 진압용 소방로봇을 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 화재 진압용 소방로봇(1)은 4륜 독립형 크롤러로 구동되는 차량이며, 내부에 사람을 태우고 화재현장 내부로 진입한다.

이때, 화재 진압용 소방로봇(1)은 화재를 직접적 또는 간접적으로 진압하기 위한 적어도 하나 이상의 장치들을 포함하여 구성된다.

그러나, 이는 실시예일 뿐, 화재 진압용 소방로봇의 외형은 도 1에 도시된 화재 진압용 소방로봇(1)으로 한정되는 것은 아니다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 관리 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 관리 시스템(10)은 공급장치(100), 관리장치(200) 및 적어도 하나 이상의 화재 진압 장치(300)를 포함한다.

먼저, 공급장치(100)는 소화전과 같은 외부의 공급기로부터 일정량의 소방용수를 공급받아 저장하고, 그 저장된 소방용수를 적어도 하나 이상의 화재 진압 장치(300) 각각으로 공급한다.

여기서, 소방용수는 화재 지점에 직접적으로 분사하기 위해 사용되는 물 뿐만 아니라, 화재 진압용 소방 로봇(1)을 구동하는데 사용되는 모든 물을 의미한다.

관리장치(200)는 적어도 하나 이상의 화재 진압 장치(300) 각각의 유량에 대한 데이터를 감지하고, 그 감지된 데이터를 기반으로 하여 공급장치(100)에서 적어도 하나 이상의 화재 진압 장치(300) 각각으로 공급되는 유량을 관리한다.

예를 들어, 화재 진압 장치(300)가 네 개인 경우, 관리장치(200)는 네 개의 화재 진압 장치 모두에 동일한 유량의 소방용수를 공급하는 것이 아니라, 화재 진압 장치 각각의 유량에 따라 소방용수 공급이 필요한 장치에만 소방용수를 공급할 수 있다. 또한, 공급되는 소방용수의 유량을 각각의 화재 진압 장치마다 상이하도록 제어할 수 있다.

적어도 하나 이상의 화재 진압 장치(300)는 공급장치(100)로부터 소방용수를 공급받아 화재 진압을 위한 동작을 수행한다.

여기서, 화재 진압을 위한 동작은 화재 지점에 소방용수를 직접적으로 분사하는 동작 뿐만 아니라, 화재 진압용 소방 로봇(1)에서 구동되는 모든 동작을 의미한다.

구체적으로, 적어도 하나 이상의 화재 진압 장치(300)는 소화장치(301), 분사장치(303), 냉방장치(305) 및 냉각장치(307)를 포함할 수 있다.

소화장치(301)는 화재 지점에 소방용수를 분사하는 동작을 수행하고, 분사장치(305)는 화염으로부터 차체를 보호하도록 수막을 형성시키기 위해 소방용수를 차체로 분사하는 동작을 수행한다.

한편, 냉방장치(305)는 오염된 외부 공기가 차량 내부에 유입되는 것을 방지하는 동시에 소방용수를 이용하여 차량 내부의 공기를 냉각시키는 동작을 수행하고, 냉각장치(307)는 소방용수를 이용하여 화재 진압을 위해 구동되는 전기동력장치를 냉각하는 동작을 수행한다.

여기서, 전기동력장치는 배터리, 모터 등이 될 수 있다.

그러나, 이는 실시 예일 뿐, 화재 진압 장치(300)의 개수 및/또는 구성은 필요에 따라 설계 변경이 가능하다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 관리장치의 세부 구성을 나타내는 블록도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 관리장치(200)는 센서부(201), 표시부(203), 입력부(205) 및 제어부(207)를 포함한다.

먼저, 센서부(201)는 적어도 하나 이상의 화재 진압 장치(300) 각각의 유량에 대한 데이터를 감지한다. 예를 들어, 유량센서(미도시)를 적어도 하나 이상의 화재 진압 장치(300)에 각각 구비하여 유량에 대한 센서값을 수집하는 것이다. 한편, 센서부(201)는 유량센서 뿐만 아니라, 유압센서를 더 포함하여 유압에 대한 센서값을 더 수집할 수도 있다.

표시부(203)는 액정 패널 등을 사용하는 것으로, 적어도 하나 이상의 화재 진압 장치(300) 각각의 현재 유량과 누적된 소방용수 공급량 등 적어도 하나 이상의 정보를 표시한다.

입력부(205)는 조작자에 의한 조작신호를 입력받는 것으로, 여기서 조작신호는 공급장치(100)에서 적어도 하나 이상의 화재 진압 장치(300) 각각으로 공급되는 유량을 조작하기 위한 신호를 의미한다. 이때, 조작자는 표시부(203)에 표시된 적어도 하나 이상의 정보를 기반으로 조작신호를 입력한다.

제어부(207)는 적어도 하나 이상의 화재 진압 장치(300) 각각의 유량에 대한 데이터를 감지하여 표시하고, 조작신호를 입력받으면, 그 입력된 조작신호를 기반으로 적어도 하나 이상의 화재 진압 장치(300) 각각의 유량제어밸브를 제어한다.

구체적으로, 유량제어밸브의 내부는 격벽에 의해 상류부와 하류부가 차폐되고, 그 격벽에는 소방용수의 유동을 위한 유동개구가 소정의 크기로 형성되는데, 제어부(207)가 유량제어밸브를 제어하기 위해 출력하는 제어신호에 따라 이 유동개구를 조절하여 유량을 조절한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 관리 시스템에서 각 장치들 간의 연결 구성을 나타내는 도면으로, 앞서 설명한 도 2 내지 도 3에 도시된 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 도시하였다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 관리 시스템(10)에서 공급장치(100)는 외부로부터 공급되어 저장된 소방용수를 매니폴드(401)를 통해 병렬 연결된 소화장치(301), 분사장치(303), 냉방장치(305) 및 냉각장치(307)로 각각 공급한다.

이때, 소방용수는 관리장치(200)의 제어에 의해 소화장치(301), 분사장치(303), 냉방장치(305) 및 냉각장치(307)로 독립적으로 공급된다.

이를 위해, 공급장치(100)와 화재 진압 장치 사이에는 제1 밸브부(403)가 구비되는데, 공급장치(100)와 화재 진압 장치인 소화장치(301), 분사장치(303), 냉방장치(305) 및 냉각장치(307) 사이에 각각 형성되는 유로에 유량제어밸브 및/또는 오리피스를 각각 구비하여 유량 및/또는 유압이 독립적으로 제어한다.

또한, 관리장치(200)가 각각의 화재 진압 장치로 공급되는 유량에 대한 데이터를 감지하기 위한 센서부(201)가 구비되는데, 이때, 센서부(201)는 유량 센서 및/또는 유압 센서를 포함하여 구성될 수 있다.

한편, 냉각장치(307)에서 냉각을 위해 사용된 소방용수를 유입하여 소화장치(301)로 공급하기 위한 유입유로가 형성되는데, 이때, 유입유로는 제2 밸브부(405)를 구비한다. 즉, 분사장치(303) 및 냉방장치(305)에서 사용된 소방용수는 회수가 불가능한 반면에, 냉각장치(307)에서 냉각을 위해 사용된 소방용수는 회수가 가능하므로, 이를 소화장치(301)로 공급하여 재사용 하는 것이다.

제2 밸브부(405)는 냉각장치(307)에서 냉각을 위해 사용된 소방용수를 이 유입유로로 유입하기 위한 3-way 밸브, 유입된 소방용수를 소화장치(301)로 공급하기 위한 혼합밸브, 및 소화장치(301)로 공급되는 소방용수가 냉각장치(307)로 역류하는 것을 방지하기 위한 첵밸브로 구성될 수 있다.

그러나, 이는 실시예일 뿐, 밸브의 구성은 필요에 따라 설계 변경이 가능하다.

따라서, 본 발명은 화재 진압을 위해 구동되는 적어도 하나 이상의 화재 진압 장치 각각의 유량을 기반으로 하여 필요한 양만큼의 소방용수가 각각 독립적으로 공급될 수 있도록 유량을 제어하는 동시에, 사용 후에 버려지는 일부 소방용수를 화재 진압을 위해 재사용함으로써, 한정된 소방용수를 효율적으로 사용할 수 있도록 한다.

본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

1: 화재 진압용 소방로봇 10: 관리 시스템
100: 공급장치 200: 관리장치
201: 센서부 203: 표시부
205: 입력부 207: 제어부
300: 구동장치 301: 소화장치
303: 분사장치 305: 냉방장치
307: 냉각장치 401: 매니폴드
403: 제1 밸브부 405: 제2 밸브부

Claims (6)

1. 화재 진압용 소방로봇에 있어서,
   소방용수를 저장하고, 화재 진압 장치로 상기 저장된 소방용수를 공급하는 공급장치;
   상기 저장된 소방용수를 화재 지점에 분사하는 소화장치와 상기 저장된 소방용수를 상기 소방로봇의 차체에 분사하여 화염으로부터 상기 차체를 보호하기 위한 수막을 형성하는 분사장치와 상기 저장된 소방용수를 이용하여 상기 소방로봇 내부의 공기를 냉각시키는 냉방장치와 상기 저장된 소방용수를 이용하여 상기 소방로봇의 전기동력장치를 냉각하는 냉각장치를 포함하는 상기 화재 진압 장치;
   상기 소화장치와 상기 분사장치와 상기 냉방장치와 상기 냉각장치에 대응하는 복수의 유량값들과 복수의 유압값들을 감지하고, 상기 유량값들과 상기 유압값들을 기반으로 상기 소화장치와 상기 분사장치와 상기 냉방장치와 상기 냉각장치에 공급되는 복수의 유량들을 조절하는 관리 장치; 및
   상기 냉각장치와 상기 소화장치 사이를 직접적으로 연결하며 상기 냉각장치에서 사용된 소방용수를 상기 소화장치에 직접적으로 공급하는 유입유로를 포함하며,
   상기 관리 장치는,
   상기 소화장치와 상기 분사장치와 상기 냉방장치와 상기 냉각장치에 대응하는 복수의 유량들과 복수의 유압들을 감지하여 상기 유량값들과 상기 유압값들을 생성하는 센서부;
   상기 소화장치와 상기 분사장치와 상기 냉방장치와 상기 냉각장치에 공급된 소방용수의 누적 공급량들과 상기 유량값들을 표시하는 표시부;
   상기 유량들을 조절하기 위한 조작신호를 입력받는 입력부; 및
   상기 센서부를 통해 상기 유량값들과 상기 유압값들을 생성하며, 상기 표시부를 통해 상기 유량값들을 표시하고, 상기 입력부를 통해 상기 조작신호를 입력받으면, 상기 조작신호를 기반으로 상기 소화장치와 상기 분사장치와 상기 냉방장치와 상기 냉각장치의 복수의 유량제어밸브들을 제어하여 상기 유량들과 상기 유압들을 독립적으로 조절하는 제어부를 포함하며,
   상기 유량제어밸브들 각각의 내부는 격벽으로 인해 상류부와 하류부가 차폐되며, 상기 격벽에는 상기 공급된 소방용수의 유동을 위한 유동개구가 미리 지정된 크기로 형성되며, 상기 제어부에서 상기 조작신호를 기반으로 출력되는 제어신호에 따라 상기 유동개구의 크기가 조절되는 것을 특징으로 하는 화재 진압용 소방로봇.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 냉각장치는, 전기동력 냉각장치와 유압회로 냉각장치를 포함하며,
   상기 유입유로는, 상기 전기동력 냉각장치와 상기 유압회로 냉각장치에서 사용된 소방용수를 직접적으로 상기 소화장치에 공급하는 것을 특징으로 하는 화재 진압용 소방로봇.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 유입유로는,
   상기 냉각장치에서 상기 냉각을 위해 사용된 소방용수를 상기 유입유로에 유입하는 3-way 밸브;
   상기 유입된 소방용수를 상기 소화장치에 공급하는 혼합밸브; 및
   상기 소화장치에 공급된 소방용수가 상기 냉각장치로 역류되는 것을 방지하는 첵밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 화재 진압용 소방로봇.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 공급 장치는, 매니폴드를 통해 상기 소화장치와 상기 분사장치와 상기 냉방장치와 상기 냉각장치와 병렬로 연결되며, 상기 병렬 연결을 통해 상기 저장된 소방용수를 상기 소화장치와 상기 분사장치와 상기 냉방장치와 상기 냉각장치에 각각 공급하며,
   상기 소화장치와 상기 분사장치와 상기 냉방장치와 상기 냉각장치의 복수의 유량제어밸브들은 상기 매니폴드와 직접적으로 연결되며,
   상기 제어부는, 상기 3-way 밸브를 제어하여 상기 냉각장치에서 사용된 소방용수를 상기 유입유로에 유입하는 것을 특징으로 하는 화재 진압용 소방로봇.

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