KR102440902B1 - 가스식 소화장치의 모니터링 시스템 및 방법 - Google Patents

가스식 소화장치의 모니터링 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 소화용제의 방출에 따른 소화용기 노즐의 상태변화를 감지하여 화재 또는 오작동으로 인한 것인지를 판정할 수 있는 소화장치의 모니터링 시스템에 관한 것이다.
소화용기의 노즐에 설치되어, 상기 소화용기로부터 배출되는 소화용제에 따른 노즐의 압력 변화를 감지하는 압력 감지기와, 상기 소화용기로부터 배출되는 소화용제에 따른 노즐의 온도 변화를 감지하는 온도 감지기 및 상기 소화용기로부터 배출되는 소화용제에 따른 노즐의 정전기 변화를 감지하는 정전기 감지기 중 2개 이상을 포함하여 구성되는 감지부 와 상기 감지부 중 2개 이상의 감지기로부터 소화용제의 방출에 관한 신호를 수신하면 화재 발생에 따른 소화용제의 방출로 판정하여 화재신호를 외부로 송신하고, 상기 감지부 중 1개의 감지기로부터 소화용제의 방출에 관한 신호를 수신하면 상기 가스식 소화장치의 오작동으로 판정하여 점검 신호를 외부로 송신하는 제어부로 구성된다.
이로 인해, 소화용제의 방출여부를 모니터링 함으로써, 사람이 상주하지 않는 구역에 설치되는 가스식 소화장치의 화재 또는 오작동 등으로 인한 방출을 쉽게 확인할 수 있으며 저온 가스에 의한 바이메탈 형상변화에 따라 확실한 정보를 송신할 수 있다.

Description

가스식 소화장치의 모니터링 시스템 및 방법 {Monitoring System and Method of Gas Type Fire Extinguisher}
본 발명은 가스식 소화장치의 모니터링 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가스상의 소화용제의 방출에 따른 소화용기 노즐의 상태변화를 여러 종류의 센서를 이용하여 화재의 발생을 정확히 감지하고, 화재 또는 오작동인지 여부를 판단할 수 있는 가스식 소화장치의 모니터링 시스템 및 방법에 관한 것이다.
소화장치는 사람의 생명과 재산을 화재로부터 보호해주는 중요한 기기로서 각종 공장이나 산업시설, 관공서, 학교, 금융기관, 아파트 등과 같이 대단위 시설이나 인구밀집지역 등은 물론이고 가정에도 설치가 요구된다.
소화장치에는 화재 시에 소화용기로부터 소화용제가 배출되는지 여부를 감시함으로써 화재 발생 사실을 알리는 것과 화재가 발생하지 않은 상태에서 소화용기로부터 소화 용제가 누출되는지 여부를 감시하는 모니터링 기술이 이용되어 왔다.
이러한 모니터링 기술은 소화용기의 압력손실 원인이 화재에 의한 소화용제 누설에 의한 것인지, 소화용기 저장 용기실의 온도 감소에 의한 것인지 구분할 수 없다는 문제점이 있었다.
이를 해결하기 위한 모니터링 기술의 하나로서 대한민국 특허 제10-1796118호(특허문헌1)에서는 '소화용기의 소화약제 누출여부를 감시하는 시스템 및 방법'이라는 명칭의 발명을 개시하고 있다. 특허문헌1의 발명에 따른 시스템 및 방법은 화재 이외의 요소에 의한 소화용기의 압력감소에 따른 소화장치의 오작동을 줄이기 위해 소화용기의 압력감소와 외부의 온도를 함께 감지하여, 소화용기의 압력이 기 설정한 수치 이하로 감소하고, 소화용기 저장실의 온도가 기 설정한 수치 이상으로 증가할 경우에 화재에 의한 소화용제의 누출이라고 판단한다.
그러나, 이러한 시스템은 소화용제 방출로 인해 소화용기 내부의 압력이 감소하는 것인지, 소화용기의 누설 등으로 인해 소화용기 내부의 압력이 감소한 것인지 여부를 알 수 없어 정확한 모니터링이 어렵다는 문제점이 있으며, 사람이 상주하지 않는 구역에 주로 설치되는 소화장치의 특성상 감지기의 동작 상태, 이상 상태 등을 자가 진단 및 경보 하거나 자동진단 모니터링을 할 수 없어 고장 난 소화장치를 적시에 보수하지 못하고 방치하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 고려하여, 가스식 소화 장치에서 소화 장치의 이상을 모니터링하기 위한 모니터링 시스템과 모니터링 방법을 제공하려는 것이다.
구체적으로, 본 발명은 사람이 상주하지 않는 구역에 설치되는 소화장치에서 소화 장치의 이상 여부를 자동으로 모니터링할 수 있는 모니터링 시스템과 모니터링 방법을 제공하려는 것이다.
본 발명은 소화장치 모니터링 시스템의 감지부를 소화용기의 노즐에 설치하여 노즐의 상태변화를 감지함으로써, 소화용제의 방출여부를 감시하는 가스식 소화 장치의 모니터링 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 하나의 관점에 따른 모니터링 시스템은,
소화용기의 노즐에 설치되어, 상기 소화용기로부터 배출되는 소화용제의 방출에 따른 노즐의 압력 변화를 감지하는 압력감지기와, 상기 소화용기로부터 배출되는 소화용제에 따른 노즐의 온도 변화를 감지하는 온도감지기 및 상기 소화용기로부터 배출되는 소화용제에 따른 노즐의 정전기 변화를 감지하는 정전기감지기 중 2개 이상을 포함하여 구성되는 감지부; 및 상기 감지부 중 2개 이상의 감지기로부터 소화용제의 방출에 관한 신호를 수신하면 화재 발생에 따른 소화용제의 방출로 판정하여 화재신호를 외부로 송신하고, 상기 감지부 중 1개의 감지기로부터 소화용제의 방출에 관한 신호를 수신하면 상기 가스식 소화장치의 오작동으로 판정하여 점검 신호를 외부로 송신하는 제어부;를 포함하는 것이다.
이러한 본 발명의 하나의 관점에 따른 모니터링 시스템은,
상기 소화용기의 노즐에 설치된 감지기가 소화용제의 방출에 따른 상기 소화용기 노즐의 온도, 압력 및 정전기 변화 중 2개 이상의 변화를 감지하고, 소화용제의 방출에 따른 온도, 압력 및 정전기 중 2개 이상의 변수가 설정된 기준에 해당하는 경우에는 화재발생으로 판정하고, 1개의 변수만이 설정된 기준에 해당하는 경우에는 소화장치의 오작동으로 판정하는 방식으로 동작한다.
이러한 본 발명의 모니터링 시스템이 사용되는 가스식 소화 장치에서는 화재 시에 소화용기로부터 소화용제가 방출되면 노즐에서는 압력이 상승하고 온도가 저하하며 정전압이 상승한다.
그러나, 만약 소화장치의 이상으로 인하여 압력, 온도 또는 정전압 중의 어느 하나의 측정 변수만의 변화가 관찰되고, 그러한 변화가 화재 시에 소화용기로부터 소화용제가 배출되는 상황에서의 변화 수준에 도달하지만, 다른 측정 변수에서는 그러한 변화가 관찰되지 않는다면, 그러한 상황은 소화 장치에 이상이 발생한 것으로 판정할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 모니터링 시스템과 모니터링 방법에서는 소화 용기의 노즐에서 압력, 온도 및 정전압 중의 2개 이상의 파라미터를 측정함으로써 화재에 의해 소화 용기로부터 소화용제가 배출되는 것인지 소화용기에 이상이 발생한 것인지를 자동으로 판정할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 부가의 특징으로서,
본 발명의 모니터링 시스템에서,
소화용제의 방출에 의해 소화용기 노즐의 압력은 상승하고, 온도는 감소하며 정전압은 증가하게 될 것이므로, 상기 압력감지기는 소화용기 노즐의 압력이 설정된 수치 이상인 경우 상기 제어부로 신호를 송신하고, 상기 온도감지기는 소화용기 노즐의 온도가 기 설정된 수치 이하인 경우 상기 제어부로 신호를 송신하며, 상기 정전기감지기는 소화용기 노즐의 정전압이 기준 정전압 이상인 경우 상기 제어부로 신호를 송신한다.
또한, 본 발명의 부가의 특징으로서,
본 발명의 모니터링 시스템에서, 상기 온도 감지기는 바이메탈 스위치 또는 형상기억합금 스위치로 형성할 수 있다.
이러한 구성에 따르면, 바이메탈 스위치 또는 형상기억합금 스위치가 소화용기 노즐의 설정된 수치의 온도에서 온/오프 되도록 구성하면, 소화용기의 노즐에서의 온도가 설정 온도에 도달하는지 여부를 정확히 판정할 수 있게 된다.
본 발명의 또 다른 관점에 따른 모니터링 시스템은,
압력 감지기, 온도 감지기 및 정전기 감지기가 각각 측정한 압력, 온도 및 정전기의 측정값을 제어부로 송신하고, 상기 제어부는, 압력 감지기로부터 수신한 압력 측정값이 설정된 값 이상, 온도 감지기로부터 수신한 온도 측정값이 설정된 값 이하, 정전기 감지기로부터 수신한 정전기 측정값이 설정된 값 이상인 조건 중 2개 이상의 조건을 만족하는 경우에는 화재 발생에 따른 소화용제의 방출로 판정하여 화재신호를 외부로 송신하고, 1개의 조건을 만족하는 경우에는 상기 가스식 소화장치의 오작동으로 판정하여 점검 신호를 외부로 송신한다.
본 발명의 하나의 관점에 따른 모니터링 방법은,
상기 소화용기의 노즐에 설치된 감지기가 소화용제의 방출에 따른 상기 소화용기 노즐의 온도, 압력 및 정전기 변화 중 적어도 2개 이상의 변화를 감지하는 감지 단계; 및 소화용제에 방출에 따른 온도, 압력 및 정전기 중 2개 이상의 변수가 설정된 기준에 해당하는 경우에는 화재발생으로 판정하고, 1개의 변수만이 설정된 기준에 해당하는 경우에는 소화장치의 오작동으로 판정하는 것인 판정 단계;를 포함하는 것이다.
본 발명의 부가적 특징으로서,
본 발명의 모니터링 방법에서,
상기 판정 단계는 상기 설정된 기준은 각각 노즐의 온도가 설정된 수치 이하인지 여부, 노즐의 압력이 설정된 수치 이상인지 여부 및 노즐의 정전압이 기준 정전압 이상인지 여부를 판단한다.
본 발명의 부가적 특징으로서,
본 발명의 모니터링 방법에서,
상기 판정 단계 후에, 상기 화재 발생에 관한 판정 결과 또는 오작동에 관한 판정 결과를 외부로 송신하는 송신 단계를 포함할 수 있다.
도1 및 도2는 본 발명의 실시 예에 따른 가스식 소화장치 모니터링 시스템이 적용되는 소화장치를 도시한 도면이다.
도3은 본 발명의 실시 예에 따른 가스식 소화장치의 모니터링 시스템의 블록도이다.
도4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 가스식 소화장치의 모니터링 방법의 흐름도이다.
도5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 가스식 소화장치의 모니터링 방법의 흐름도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 이 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용으로서, 이 발명에 따른 가스식 소화장치 모니터링 시스템 및 방법의 실시 예 및 가스식 소화장치 모니터링 시스템 및 방법의 작동에 관여하는 요소들에 대해 설명한다.
먼저, 도1 및 도2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 가스식 소화장치 모니터링 시스템이 적용되는 소화 장치를 도시하고 있다.
도 1을 참조하면, 이격된 장소에 소화 장치를 이루는 소화 용기(1)가 배치되어 있고, 소화 용기의 노즐(2)에 본 발명의 제1 실시 예에 따른 가스식 소화장치 모니터링 시스템(100)의 감지부(110)가 배치되어 있다.
도 2를 참조하면, 제1 실시 예의 모니터링 시스템을 이루는 감지부(110)로서 압력감지기(111), 온도감지기(112) 및 정전기 감지기(113)가 각각 설치되어 있다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 가스식 소화장치 모니터링 시스템의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도이다.
도 3을 참조하면, 제1 실시 예의 감지부(110)는 압력 감지기(111), 온도 감지기(112), 및 정전기 감지기(113)를 포함하여 구성되어 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 압력 감지기(111), 온도 감지기(112), 및 정전기 감지기(113)는 소화용기(1)의 노즐(2)에 장착되어 각각 노즐의 압력, 온도 및 소화용제의 방출에 따라 발생하는 정전기의 정전압을 측정한다.
그러나, 본 발명에서 감지부(110)는 압력 감지기(111)와 온도 감지기(112) 및 정전기 감지기(113)를 모두 포함하지 않고, 이들 중의 어느 2개만을 포함하여 구성될 수 있다.
구체적으로, 제1 실시예의 압력 감지기(111)는 화재로 인한 소화용제의 방출 시 소화용기 노즐의 압력이 증가하게 되므로 소화용기 노즐의 압력이 기 설정한 특정 값 이상이 되는지 여부를 감지한다. 또한 압력 감지기(111)는 압력 값을 측정하는 센서 또는 특정 압력 값에서 온/오프 작동하는 압력 스위치로 구성될 수 있다.
본 제1 실시 예의 온도 감지기(112)는 화재로 인한 소화용제의 방출 시 소화용기 노즐의 온도가 소화용제인 가스의 방출에 의해 저하하므로 소화용기 노즐의 온도가 기 설정한 특정 값 이하가 되는지 여부를 감지한다.
또한 온도 감지기(112)는 온도 값을 측정하는 센서로 구성되어 측정한 온도 값에 관한 정보 또는 신호를 송신하는 것으로 구성될 수 있지만, 바이메탈 스위치 또는 형상기억합금 스위치로 구성될 수도 있다.
온도 감지기(112)를 바이메탈 스위치 또는 형상기억합금 스위치로 구성하는 경우, 이들이 기 설정한 특정 온도 값 이하에서 온(ON)되도록 구성한다. 이와 같이 구성함으로써, 노즐이 기 설정한 온도 이하로 되면 스위치가 온(ON)으로 되어 신호를 송신하게 된다.
역으로, 특정 온도 값 이하에서 오프(off)로 되도록 구성할 수도 있다.
소화 용기에서 소화 용제가 배출되면 노즐에서 정전기가 발생한다. 정전기 감지기는 노즐에서의 정전압을 측정한다. 소화용제의 방출 시 소화용기 노즐의 정전압이 저온가스에 의해 상승하면, 정전기 감지기(113)는 노즐의 정전압을 측정하고 측정된 정전압이 기 설정된 특정 값 이상이 되면 해당 신호를 후술하는 제어부(120)에 송신한다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 가스식 소화장치의 모니터링 시스템에서의 모니터링 방법의 흐름도를 나타낸다.
제1 실시 예의 모니터링 방법은 감지부(110)를 구성하는 각 감지기(111, 112, 113)가 소화용기 노즐의 압력이 기 설정된 특정 값 이상인지(S310), 소화용기 노즐의 온도가 기 설정된 특정 값 이하인지(S320), 소화용기 노즐의 정전압이 기 설정된 특정 값 이상인지(S330) 여부를 판단하고, 설정된 조건에 해당하는 경우 제어부(120)로 신호를 보내는 1단계; 제어부(120)에서 수신 받은 신호가 2이상인지 여부를 판단(S340)하는 2단계; 및 제어부(120)에서 받은 신호가 1개인 경우 점검/이상 신호를 송출하고(S350), 제어부(120)에서 받은 신호가 2개인 경우 화재발생 신호를 송출(S360)하는 3단계로 이루어진다.
상기 1단계에서, 각 감지기에서는 소화용기 노즐의 압력, 온도 및 정전기의 정전압을 정해진 주기로 지속적으로 측정하고, 측정된 값이 설정된 조건에 해당하는지 여부를 판정한다.
상기 2단계에서, 상기 1단계에서 어느 감지기(111, 112, 113)로부터도 신호가 송신되지 않으면, 제어부(120)가 각 감지기로 하여금 다시 소화용기 노즐의 압력, 온도 및 정전압을 감지하도록 한다.
제어부(120)에서는 감지기들(111, 112, 113)으로부터 수신한 신호가 1개인 경우에는 소화용기의 이상인 있는 것으로 판정하고 점검/이상 신호를 송출하고(S350), 수신한 신호가 2개 또는 3개인 경우에는 화재가 발생하여 소화용기로부터 소화용제가 방출되고 있는 것으로 판정하고 화재 발생에 관한 신호를 생성하여 송출(S360)한다.
도면들에는 도시하지 않았지만, 제어부(120)의 판정 신호는 소화 장치가 마련된 건물 또는 설비의 관리 시스템을 이루는 컴퓨터로 송신되거나 건물 또는 설비의 관리자가 보유하는 스마트폰 등의 휴대용 정보 단말기로 송신된다.
건물 또는 설비의 관리자는 제어부(120)로부터 송신되는 신호에 따라 소화 장치를 점검하거나 화재 발생 사실을 인지하고 필요한 조치를 취할 수 있다.
도5는 제2 실시 예에 따른 모니터링 시스템에서의 모니터링 방법의 흐름도를 나타낸다.
제1 실시예의 모니터링 시스템에서는 압력 감지기(111), 온도 감지기(112) 및 정전기 감지기(113)는 각각 압력, 온도 및 정전압을 측정하고, 판정 기준에 따라 측정된 값이 설정 값의 이상 또는 이하인지를 판정하고, 판정 조건에 부합하면 판정된 신호를 제어부(120)에 송신하도록 구성되어 있지만, 제2 실시 예의 모니터링 시스템에서는 압력 감지기, 온도 감지기 및 정전기 감지기는 단지 각각 압력, 온도 및 정전압을 측정하고, 측정된 값을 제어부(120)에 송신하는 것으로 구성되어 있다.
제2 실시예의 모니터링 방법에서는, 감지부(110)를 구성하는 압력 감지기(111), 온도 감지기(112) 및 정전기 감지기(113)가 소화용기 노즐의 압력, 온도 및 정전압을 지속적으로 측정(S410, S420, S430)하고, 측정된 압력 값, 온도 값 및 정전압 값은 제어부(120)로 송신된다.
제어부(120)는 감지부(110)로부터 측정 값을 수신 받아 소화용기의 상태에 대하여 판정한다.
노즐의 압력이 기 설정된 특정 값 이상인지(S440), 소화용기 노즐의 온도가 기 설정된 특정 값 이하인지(S450) 및 소화용기 노즐의 정전압이 기 설정된 특정 값 이상인지(S460) 여부를 판정하고, 후속하는 단계(S470)에서는 설정된 조건에 해당하는 측정값이 두 개 이상이면 화재가 발생하여 소화용제가 배출되는 것으로 판정하여 화재 발생 신호를 송출(S490)하고, 설정된 조건에 해당하는 측정값이 한 개인 경우에는 소화 장치에 이상이 있는 것으로 판정하여 이상/점검 신호를 송출(S480)한다.
이상, 본 발명의 실시 예들에 대해 설명하였는바, 본 발명은 이러한 실시 예들의 가스식 소화장치 모니터링 시스템 구성에 한정되지 않고, 청구범위에 기재한 범위에서 다양한 수정과 변경이 가능하다.
1: 소화용기
2: 소화용기 노즐
3: 배관
100: 모니터링 시스템
110: 감지부
120: 제어부
111: 압력 감지기
112: 온도 감지기
113: 정전기 감지기

Claims (7)

  1. 가스식 소화장치의 모니터링 시스템에 있어서,
    소화용기의 노즐에 설치되어, 상기 소화용기로부터 배출되는 소화용제에 따른 노즐의 압력 변화를 감지하는 압력 감지기, 상기 소화용기로부터 배출되는 소화용제에 따른 노즐의 온도 변화를 감지하는 온도 감지기 및 상기 소화용기로부터 배출되는 소화용제에 따른 노즐의 정전기 변화를 감지하는 정전기 감지기를 포함하는 감지부; 및
    상기 압력 감지기, 온도 감지기 및 정전기 감지기로부터 각각 측정한 압력, 온도 및 정전기의 측정값을 수신하되, 상기 감지부 중 2개 이상의 감지기로부터 소화용제의 방출에 관한 신호를 수신하면 화재 발생에 따른 소화용제의 방출로 판정하여 화재신호를 외부로 송신하고, 상기 감지부 중 1개의 감지기로부터 소화용제의 방출에 관한 신호를 수신하면 상기 가스식 소화장치의 오작동으로 판정하여 점검 신호를 외부로 송신하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 압력 감지기로부터 수신한 압력 측정값이 설정된 값 이상이고, 온도 감지기로부터 수신한 온도 측정값이 설정된 값 이하이고, 상기 정전기 감지기로부터 수신한 정전기 측정값이 설정된 값 이상인 조건 중, 2개 이상의 조건을 만족하는 경우에는 화재 발생에 따른 소화용제의 방출로 판정하여 화재신호를 외부로 송신하고, 1개의 조건을 만족하는 경우에는 상기 가스식 소화장치의 오작동으로 판정하여 점검 신호를 외부로 송신하는 것인, 가스식 소화장치의 모니터링 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 압력 감지기는 소화용기 노즐의 압력이 설정된 수치 이상인 경우 상기 제어부로 신호를 송신하고, 상기 온도 감지기는 소화용기 노즐의 온도가 기 설정된 수치 이하인 경우 상기 제어부로 신호를 송신하며, 상기 정전기 감지기는 소화용기 노즐의 정전압이 기준 정전압 이상인 경우 상기 제어부로 신호를 송신하는 가스식 소화장치의 모니터링 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 온도감지기는 바이메탈 스위치 또는 형상기억합금 스위치인 것인, 가스식 소화장치의 모니터링 시스템.
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