KR102506905B1 - 주방자동소화장치 및 이의 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 주방자동소화장치 및 이의 제어 방법에 관한 것으로, 특히 전기레인지와 가스레인지가 포함된 하이브리드용 레인지를 사용하는 장소 혹은 전기레인지를 사용하는 장소에서, 전기차단기와 직류전원장치를 내장한 수신부를 사용하여 자동으로 화재를 진압하기 위한 장치 및 이의 제어 방법에 관한 것이다. 본 발명은, 내부에 전기차단기와 직류전원장치를 내장하여 수신부 일체형으로 구성된 주방자동소화장치에 있어서, 상기 전기차단기와 상기 직류전원장치를 구비하고 하네스를 통해 복수의 감지회로 및 충전 회로에 연결되는 수신부; 공급되는 전압을 확인하여 기 설정된 전압과 비교하여 가스 누출 여부를 감지하는 가스 탐지부; 상기 주방의 온도를 감지하는 온도 센서부; 및 상기 온도 센서부 또는 상기 가스 탐지부의 감지 결과에 따라 공급되는 가스를 차단하는 가스 차단부를 포함하는 주방자동소화장치와 이들을 제어하는 제어 방법에 관한 것이다.

Description

주방자동소화장치 및 이의 제어 방법{AUTOMATIC FIRE EXTINGUISING APPARATUS FOR KITCHEN AND METHOD THEREOF}

본 발명은, 주방자동소화장치 및 이의 제어 방법에 관한 것으로, 특히 전기레인지와 가스레인지가 포함된 하이브리드 용 레인지를 사용하는 장소에서, 전기차단기와 직류전원장치를 내장한 수신부를 사용하여 자동으로 화재를 진압하기 위한 장치 및 이의 제어 방법에 관한 것이다.

전기는 우리 주거 생활에 있어 꼭 필요한 에너지로서 인간의 생활을 매우 편리하게 만들어줌으로써 매일 사용되며 인간의 삶에 필수적인 에너지이다. 다만, 수반하여 전기기기들로 인한 화재 및 감전 등의 사고로 인한 인명, 재산 등의 피해가 증가하는 것이 현실이다. 일반적으로 각 가정에서 난방과 음식조리를 위하여 사용하고 있는 기기는 주로 가스로 가스계 기기였으나 최근 들어 가스누출로 인한 폭발사고증가와 가스연소시 다량의 일산화가스 발생으로 조리시 일산화가스 흡입으로 인한 가스중독현상이 많은 소비자로부터 각계에 보고되어 사회적 문제로 대두되어 일부 소비자는 가스레인지를 사용하지 않고 전기레인지로 바꾸는 추세이다. 그러나 전기레인지 과열로 인한 주방화재가 빈번히 발생하였으나 이에 대한 마땅한 대책이 없었다. 전기레인지의 과열을 미연에 방지하여 화재시 신속히 화재를 진압하여 주방화재가 다른 곳으로 번지지 않도록 하는 시스템개발이 요구되고 있다.

이와 관련, 종래의 한국공개특허 제1999-0069127호는 신호선 및 배선의 연결 작업시간을 단축함과 아울러 제어박스에 연결되는 신호선 및 배선의 산만함을 방지하는 것을 목적으로 제어박스 케이블이 하나로 연결되어 제어박스를 거실이나 주방의 벽면에 고정되는 자동소화장치를 개시하고 있다.

다만, 종래의 자동소화장치의 경우 여전히 케이블이 구성되어 있어 단선이 우려되는 문제점이 있으며, 단선으로 인한 오작동이 발생될 수 있는 문제점이 있다.

한국공개특허 제1999-0069127호

본 발명은 수신부와 릴레이를 별도의 외부 연결 없이 PCB 내부에 전기차단기와 직류전원장치를 내장하여 수신부 일체형으로 구성된 주방자동소화장치 및 이의 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 내부에 전기차단기와 직류전원장치를 내장하여 수신부 일체형으로 구성된 주방자동소화장치에 있어서, 상기 전기차단기와 상기 직류전원장치를 구비하고 하네스를 통해 복수의 감지회로 및 충전 회로에 연결되는 수신부; 공급되는 전압을 확인하여 기 설정된 전압과 비교하여 가스 누출 여부를 감지하는 가스 탐지부; 상기 주방의 온도를 감지하는 온도 센서부; 및 상기 온도 센서부 또는 상기 가스 탐지부의 감지 결과에 따라 공급되는 가스를 차단하는 가스 차단부를 포함하는 주방자동소화장치를 제공한다.

실시 예에 따라, 입력되는 전력의 on/off 제어로 전기 흐름을 통전 또는 차단하며 내부 수광부의 동작신호를 감지하여 입력단선 감지 여부를 조작부에 표시하는 전기 차단부를 더 포함할 수 있다.

실시 예에 따라, 입력되는 전원에 대하여 정류 신호를 생성하며, 주전원과 예비 전원의 자동전환을 통해 전력을 공급하는 전원회로를 더 포함할 수 있다.

실시 예에 따라, 정동작, 부동작의 신호에 따라 모터 드라이브 IC(MOTOR DRIVE IC)의 출력단자(OUT1, OUT2)에서 12V로 정방향, 역방향으로 출력되어 정회전 또는 역회전 동작으로 밸브를 개폐하는 가스 차단기를 더 포함할 수 있다.

실시 예에 따라, 내부에 포함된 가스 센서의 복수의 저항 값에 따라 변화되는 전압이 OP-AMP에 가해지는 경우 출력 전압을 측정하여 가스를 탐지하는 가스탐지기를 더 포함할 수 있다.

실시 예에 따라, 회로 내부의 발열을 방지하는 수신부 릴레이 간 회로를 더 포함할 수 있다.

또한 본 발명은, 내부에 전기차단기와 직류전원장치를 내장하여 수신부 일체형으로 구성된 주방자동소화장치의 제어 방법에 있어서, 온도 센서부 또는 가스 탐지부를 통해 화재 발생 여부를 감지하는 단계; 상기 온도 센서부 또는 상기 가스 탐지부의 감지 결과에 따라 가스 차단부가 공급되는 가스를 차단하는 단계; 및 상기 화재 발생 여부에 따라 화재 경보 및 소화 약제를 방출하는 단계를 포함하는 주방자동소화장치의 제어 방법을 제공한다.

실시 예에 따라, 상기 온도 센서부는 주방의 온도가 100℃ 이상인지 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.

실시 예에 따라, 상기 온도 센서부는 주방의 온도가 138℃ 이상 온도에서 10초 이상 유지되는지 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.

전술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따르면, 수신부와 릴레이를 일체화 함으로써 발생할 수 있는 전기레인지의 높은 전력 소비로 인한 수신부 PCB에서의 발열을 방지할 수 있는 이점이 있다.

또한 본 발명은 직류전원부를 수신부 PCB 내에 일체로 구현함으로써 사용자의 감전을 예방할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 수신부 일체형 PCB 배치를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전기차단기를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전원회로를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 가스차단기를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 가스탐지기를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 전기차단기의 PCB 발열 문제를 해결하는 모습으로, 6A는 릴레이를 수신부 내부에 삽입한 모습 및 6B는 릴레이를 수신부 외부로 연결한 모습을 나타낸다.
도 7은 본 발명에 따른 주방자동소화장치의 제어 방법에 관한 순서도를 나타낸다.

본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 명세서 전체에서 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, "그 중간에 다른 구성을 사이에 두고" 연결되어 있는 경우도 포함한다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

본 발명의 명세서에서 기재된 장치는 ‘~기’ 또는 ‘~부’로 혼용하여 기재될 수 있다. 예를 들어 전기차단기는 전기차단부와 동일한 의미일 수 있다.

본 발명은 하이브리드레인지와 전기레인지에 사용할 수 있는 “주방자동소화장치”에 대한 내용으로, 하이브리드레인지 내용에서 가스 차단기와 가스탐지부 내용을 삭제하여 전기레인지 용으로 활용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 수신부 일체형 PCB 배치를 나타낸다.

도 1을 참조하면, 본 발명은 수신부, 가스 탐지부, 작동부, 온도 센서부 및 가스 차단부를 포함한다.

수신부는 전기차단기와 직류전원장치를 구비하고 하네스를 통해 복수의 감지회로 및 충전 회로에 연결될 수 있다. 내부 릴레이를 통해 전기차단을 제어하며 차단기의 단선을 감지하는 기능을 수행할 수 있다. 신호선의 단선은 탐지부에서 전압을 확인하여 0.2V 이하이면 단선으로 판단하며, 그 이상의 전압은 가스탐지 정상전압으로 가스누출 여부 판단할 수 있다.

전원선의 단선은 가스 탐지부의 소비전류를 측정하여 단선여부 판단하는 것도 가능하다.

가스 탐지부는 공급되는 전압을 확인하여 기 설정된 전압과 비교하여 가스 누출 여부를 감지할 수 있다. 외부에서 유입되는 전원을 통해 탐지된 신호는 저항에 의해 분압되어 CPU로 보내지게 되면 프로그램에 따라 동작을 제어할 수 있다.

온도 센서부는 변화되는 저항값을 확인하여 측정할 수 있으며 주방 주변의 온도를 측정하여 프로그램에 따라 경보 또는 표시 등을 수행할 수 있다.

가스 차단부는 상기 온도 센서부 또는 상기 가스 탐지부의 감지 결과에 따라 공급되는 가스를 차단할 수 있다.

위 내용을 토대로 이하 도 2 내지 도 5에서 각 구성을 포함한 구성에 대해 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전기차단기를 나타낸다.

도 2를 참조하면, 전기차단부는, 입력되는 전력의 on/off 제어로 전기 흐름을 통전 또는 차단하며 내부 수광부의 동작신호를 감지하여 입력단선 감지 여부를 조작부에 표시할 수 있다.

전기차단부는 'MAIN PCB CPU의 RELAY ON/OFF핀에 신호를 가하면 RY1의 접점부가 ON/OFF동작을 하여, 전기의 통전/차단을 확인하고, 전기차단기의 상태감지는 전기차단기 통전 시 D13을 통해 PC2 발광부에 전류가 흐르면 PC2 수광부 동작신호를 감지한다. 전기차단기의 입력단선감지는 전기차단기 통전 시 D11을 통해 PC1 발광부에 전류가 흐르면 PC1 수광부 동작신호를 감지하여 단선 유무를 조작부에 표시할 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전원회로를 나타낸다.

도 3을 참조하면, 전원회로는 입력되는 전원에 대하여 MOSFET의 스위치 동작으로 정류 신호를 생성하며, 주전원과 예비 전원의 자동전환을 통해 전력을 공급할 수 있다.

CN2를 통해 AC 220V가 입력되면 U8 IC 내부의 MOSFET이 스위치 동작을 하고, T1을 통해 2차측으로 전압이 유기되어 D18을 통해서 정류가 되면서 DC 12V를 생성하여 SYSTEM전원 및 부하전원을 공급할 수 있다. 특히, 주전원과 예비전원의 자동전환은 주전원이 투입되면 D11 DIODE를 통하여 SYSTEM전원 및 부하전원을 공급하다가 주전원이 차단되면 D19 DIODE를 통하여 예비전원으로 자동 전환될 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 가스차단기를 나타낸다.

도 4를 참조하면, 가스 차단기는 정동작, 부동작의 신호에 따라 모터 드라이브 IC(MOTOR DRIVE IC)의 출력단자(OUT1, OUT2)에서 12V로 정방향, 역방향으로 출력되어 정회전 또는 역회전 동작으로 밸브를 개폐할 수 있다.

특히, 정동작, 부동작의 신호를 가하면 MOTOR DRIVE IC의 OUT1, OUT2에서 12V로 정방향, 역방향으로 출력되어 차단기가 정회전, 역회전으로 동작하여 CN12단자 11, 12번 핀(차단기 커넥터)을 통하여 연결된 밸브를 개폐할 수 있다. 차단기의 상태감지는 CN12단자의 10번핀의 신호로 가스밸브의 개폐 상태를 확인할 수 있다. 차단기의 단선감지는 OUT1,OUT2 출력이 Hi-Z상태에서 R60 풀업저항을 사용하여 감지될 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 가스탐지기를 나타낸다.

도 5를 참조하면, 가스탐지기는 내부에 포함된 가스 탐지센서의 복수의 저항 값에 따라 변화되는 전압이 OP-AMP에 가해지는 경우 출력 전압을 측정하여 가스를 탐지할 수 있다.

구체적으로, 가스 탐지센서의 C 및 S 의 저항값에 따라 변화되는 전압이 OP AMP에 가해지게 되면, 감지 상태의 출력이 나가게 되고, 가연성의 가스가 가스 탐지센서에 접촉하면 센서의 S단자의 저항값이 커져서 OP AMP 2번 PIN 의 전압이 3번 PIN 의 전압보다 높게 될 수 있다. 따라서 출력은 LOW 상태가 되어 감지 상태의 출력이 나가게 될 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 전기차단기의 PCB 발열 문제를 해결하는 모습으로, 6A는 릴레이를 수신부 내부에 삽입한 모습 및 6B는 릴레이를 수신부 외부로 연결한 모습을 나타낸다.

도 6을 참조하면, 본 발명은 회로 내부의 발열을 방지하는 전기차단기 릴레이를 더 포함할 수 있다. 수신부PCB에 내장된 릴레이는 릴레이 동작시 수신부 PCB에 발열을 일으킬 수 있는데, 외부 터미널 타입의 릴레이를 사용하여, PCB 발열 문제를 해결할 수 있다.

또한 본 발명은 상술한 자동 소화 장치를 활용한 제어 방법을 제공할 수 있다.

도 7은 본 발명에 따른 주방자동소화장치의 제어 방법에 관한 순서도를 나타낸다.

도 7을 참조하면, 본 발명은 화재 발생 여부를 감지하는 단계; 공급되는 가스를 차단하는 단계; 및 화재 경보 및 소화 약제를 방출하는 단계를 포함할 수 있다.

화재 발생 여부를 감지하는 단계는, 온도 센서부 또는 가스 탐지부를 통해 이루어질 수 있다.

공급되는 가스를 차단하는 단계는, 상기 온도 센서부 또는 상기 가스 탐지부의 감지 결과에 따라 이루어질 수 있다. 이 경우, 가스 탐지부에 의해서 가스 공급을 자동으로 차단하며, 가스사용 장소에서 가스가 새어 나오는지 24시간 탐지하며, 가스 누설 시 일정농도(LNG : 0.06~1.25%) 이상의 경우 경보음을 울림과 동시에 차단부를 작동시켜 가스 공급을 자동으로 차단할 수 있다.

상기 온도 센서부는 주방의 온도가 100℃ 이상인지 판단하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 화기에 의해 가스 및 전기를 자동 차단할 수 있으며, 이 경우, 전자식 열 감지 센서를 사용할 수 있고, 온도 변화를 상시 감시하여 일정온도(100℃) 이상 지속되면 경보음을 울림과 동시에 가스 차단부 및 전기차단기를 작동시켜 가스 및 전기 공급을 자동으로 차단할 수 있다.

화재 경보 및 소화 약제를 방출하는 단계는, 상기 화재 발생 여부에 따라 이루어지며, 상기 온도 센서부는 주방의 온도가 138℃ 이상 온도에서 10초 이상 유지되는지 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.

실시 예에 따라, 열 감지센서에 의해 소화기가 작동되어 자동 소화가 가능하고, 화재가 발생하여 138℃이상의 온도가 지속되면 열 감지 기능에 의해 경보음과 동시에 소화기가 작동하여 분사 노즐을 통해 소화약제를 방사하여 화재 진압이 가능하다. 또한 홈 네트워크 연동 기능(RS - 485, PLC 방식)이 내장되어 있어, 홈네트워크 시스템과 연동이 가능하다.

본 발명을 활용하는 경우, 수신부와 릴레이를 별도의 외부 연결 없이 수신부 PCB에 일체화함으로써 외부 연결의 단선으로 인한 주방자동소화장치의 오작동을 방지하고, 수신부와 릴레이를 일체화하는 경우, 전기레인지의 높은 전력 소비로 인한 수신부PCB에 발열을 방지할 수 있다.

또한, 종래 직류전원부와 수신부도 외부 연결되어 별도로 구성되어 있었지만, 본 발명의 경우 직류전원부를 수신부 PCB에 일체로 구현함으로써 사용자의 감전을 예방할 수 있다.

이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리 범위는 설명한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 특허청구범위와 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태에 의하여 정해져야 한다.

Claims (9)

1. 내부에 전기차단기와 직류전원장치를 내장하여 수신부 일체형으로 구성된 주방자동소화장치에 있어서,
   상기 전기차단기와 상기 직류전원장치를 구비하고 하네스를 통해 복수의 감지회로 및 충전 회로에 연결되는 수신부;
   공급되는 전압을 확인하여 기 설정된 전압과 비교하여 가스 누출 여부를 감지하는 가스 탐지부;
   상기 주방의 온도를 감지하는 온도 센서부;
   상기 온도 센서부 또는 상기 가스 탐지부의 감지 결과에 따라 공급되는 가스를 차단하는 가스 차단부;
   입력되는 전력의 온 또는 오프 제어로 전기 흐름을 통전 또는 차단하며, 내부 수광부의 동작신호를 감지하여 입력단선 감지 여부를 조작부에 표시하는 전기 차단부;
   입력되는 전원에 대하여 정류 신호를 생성하며, 주전원과 예비전원의 자동전환을 통해 전력을 공급하는 전원회로;
   수신부PCB에 내장되되, 외부 터미널 타입으로 형성되어 수신부와 외부에서 연결되는 릴레이; 및
   내부에 포함된 가스 탐지센서의 복수의 저항 값에 따라 변화되는 전압이 OP-AMP에 가해지는 경우 출력 전압을 측정하여 가스를 탐지하는 가스탐지기를 포함하고,
   상기 전원회로는,
   교류전압이 입력되면 상기 MOSFET의 스위치 동작에 따라 유기되는 전압을 정류하여 직류전압을 출력하는 제1 다이오드;
   주전원이 투입되면 시스템 전원 및 부하 전원을 공급하는 제2 다이오드; 및
   주전원이 차단되면 자동 전환되어 예비전원을 공급하는 제3 다이오드
   를 포함하는 주방자동소화장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   정동작, 부동작의 신호에 따라 모터 드라이브 IC(MOTOR DRIVE IC)의 출력단자(OUT1, OUT2)에서 정방향, 역방향으로 출력되어 정회전 또는 역회전 동작으로 밸브를 개폐하는 가스 차단기를 더 포함하는 주방자동소화장치.
   
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제

Images