KR102574988B1

KR102574988B1 - 차동식 화재 감지 장치

Info

Publication number: KR102574988B1
Application number: KR1020210121882A
Authority: KR
Inventors: 정인
Original assignee: 정인
Priority date: 2021-09-13
Filing date: 2021-09-13
Publication date: 2023-09-06
Also published as: KR20230039040A

Abstract

차동식 화재 감지 장치는 실제 화재가 아니라 국소 부위에 라이터, 고기굽기, 전자파, 번개 등의 급상승 온도가 원인이 되는 경우, 수신기 축적 기능을 이용하여 주변 온도를 다시 측정하여 온도 비교를 통한 화재 감지기의 오동작을 방지할 수 있어 불필요한 스프링쿨러 작동과 소방서 연락을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

차동식 화재 감지 장치{Fire Sensor Detector of Differential Motion}

본 발명은 차동식 화재 감지 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 실제 화재가 아니라 국소 부위에 라이터, 고기굽기, 전자파, 번개 등의 급상승 온도가 원인이 되는 경우, 수신기 축적 기능을 이용하여 주변 온도를 다시 측정하여 온도 비교를 통한 화재 감지기의 오동작을 방지할 수 있는 차동식 화재 감지 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 화재 감지기는 열의 변화를 감지하는 차동식 화재 감지기 또는 정온식 화재 감지기가 있다.

정온식 화재 감지기는 감지기 주위의 온도가 일정 온도 이상일 때, 화재를 감지하는 화재 감지 신호를 생성하여 수신기로 전송한다.

차동식 화재 감지기는 감지기 주위의 온도가 일정한 온도 상승률 이상으로 올라가는 경우, 화재를 감지하는 화재 감지 신호를 생성하여 수신기로 전송한다.

일례로 감지기 주위의 온도가 실온이 20℃일 때, 기설정된 온도 상승률(예를 들어, 30℃) 이상인 경우, 즉 20℃(실온) => 50℃(측정치) 이면, 화재 감지 신호를 생성한다.

종래의 차동식 화재 감지기는 실온(20℃)보다 30℃ 이상으로 감지기의 주위 온도가 상승하면, 화재 감지 신호를 센싱하여 수신기로 전송한다.

수신기에는 차동식 화재 감지기로부터 화재 감지 신호를 수신하는 경우, 알람 경보를 발생시키고, 스프링쿨러의 작동과 출동 신호를 소방서로 전송하여 소방서 출동을 요청한다.

그러나 종래의 차동식 화재 감지기는 실제 화재가 아니라 국소 부위에 라이터, 고기굽기, 전자파, 번개 등의 급상승 온도가 원인이 되는 경우, 일정 온도(예를 들어 50℃) 이상이면 즉시 화재로 감지하여 스프링쿨러 작동과 소방서 연락 기능이 수행된다.

종래의 차동식 화재 감지기는 오동작 유무와 관계없이 측정 온도가 실온+30℃가 인식되면 감지지가 동작되어 수신기의 축적 시간 이내에 온/오프되고, 이에 따라 감지기가 리셋되어 동작 온도(50℃)를 주위 온도로 인식하는 문제점이 발생된다.

이어서, 종래의 차동식 화재 감지기는 재작동하는 경우, 실온(50℃)+30℃ = 80℃가 되어야 화재 신호를 감지하여 작동된다. 따라서, 차동식 화재 감지기는 80℃가 동작 온도로 작동하게 되므로 화재 신호를 인식하기 어렵게 되는 문제점이 발생된다.

한국 등록특허번호 제10-0892662호

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 실제 화재가 아니라 국소 부위에 라이터, 고기굽기, 전자파, 번개 등의 급상승 온도가 원인이 되는 경우, 수신기 축적 기능을 이용하여 주변 온도를 다시 측정하여 온도 비교를 통한 화재 감지기의 오동작을 방지할 수 있는 차동식 화재 감지 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 차동식 화재 감지 장치는,

주변 온도를 검출하는 온도 검출부와, 상기 온도 검출부로부터 검출된 제1 온도를 주기적으로 감지하고, 상기 감지된 제1 온도가 실온 + 기설정된 온도 상승률을 초과하는 경우, 동작 전류를 흐르게 하는 마이컴을 구비한 화재 감지기; 및

상기 화재 감지기에 전기적으로 연결되고, 상기 화재 감지기의 동작 전류가 흘러 동작하게 되면, 상기 화재 감지기로 공급되는 전원을 기설정된 축적 시간 이내에 한 번 이상을 차단했다가 몇 초후에 전원을 재인가하는 축적 기능을 수행하는 수신기를 포함하며,

상기 마이컴은 상기 수신기의 축적 기능에 따라 상기 축적 시간 이내에 전원이 차단된 후, 몇 초후에 전원이 인가되면, 상기 온도 검출부로부터 제2 온도를 검출하고, 상기 검출된 제2 온도가 실온 + 기설정된 온도 상승률 이하인 경우, 상기 화재 감지기의 오동작으로 인식하여 초기값으로 리셋한다.

마이컴은 상기 수신기의 축적 시간 이내에 온오프되는 경우, 상기 실온 + 기설정된 온도 상승률이 리셋되지 않고 그대로 저장되어 유지된다.

수신기는 축적 시간과, 전원 온오프 횟수, 전원 재인가 시간을 변경하도록 제어할 수 있다.

화재 감지기는 상기 수신기로부터 공급되는 전원을 정류하는 정류 처리부;

정류 처리부를 통하여 정류된 전원을 정전압으로 변환하는 정전압 변환부;

온도 변화를 감지하여 검출하는 상기 온도 검출부;

온도 검출부에서 온도 변화를 감지하여 화재 발생 유무를 판단하는 마이컴; 및

온도 검출부에 검출된 온도가 동작 온도가 되면, 마이컴의 제어에 따라 동작 전류를 발생하는 동작 전류부를 포함한다.

전술한 구성에 의하여, 본 발명은 차동식 화재 감지기에서 실제 화재가 아니라 국소 부위에 라이터, 고기굽기, 전자파, 번개 등의 급상승 온도가 원인이 되는 경우, 수신기 축적 기능을 이용하여 주변 온도를 다시 측정하여 온도 비교를 통한 화재 감지기의 오동작을 방지할 수 있어 불필요한 스프링쿨러 작동과 소방서 연락을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차동식 화재 감지 장치의 구성을 개념적으로 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 화재 감지기의 외형을 나타낸 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 화재 감지기의 회로를 나타낸 블록 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 화재 감지기의 회로도를 나타낸 도면이다.

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 있는 것을 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차동식 화재 감지 장치의 구성을 개념적으로 나타낸 블록도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 화재 감지기의 외형을 나타낸 분해사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 화재 감지기의 회로를 나타낸 블록 구성도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 화재 감지기의 회로도를 나타낸 도면이다.

본 발명의 실시예에 따른 차동식 화재 감지 장치(100)는 화재 감지기(110) 및 수신기(170)를 포함한다.

화재 감지기(110)는 상부 케이스(110a), 중간 케이스(110b) 및 하부 케이스(110c)를 결합하여 이루어지고, 중간케이스(110b)에 IC 칩을 구비한 PCB 기판을 탑재한다.

화재 감지기(110)는 수신기(170)로부터 공급되는 전원을 정류하는 정류 처리부(120)와, 정류 처리부(120)를 통하여 정류된 전원을 정전압으로 변환하는 정전압 변환부(130)와, 온도 변화를 감지하여 검출하는 온도 검출부(140)와, 온도 검출부(140)에서 온도 변화를 감지하여 화재 발생 유무를 판단하는 마이컴(150) 및 온도 검출부(140)에 검출된 온도가 동작 온도가 되면, 마이컴(150)의 제어에 따라 동작 전류를 발생하는 동작 전류부(160)를 PCB 기판 형태로 구성한다.

정류 처리부(120)는 브릿지 다이오드(D1, D2)(121)와 커패시터(C7)(122)를 포함하여 이루어지는데, 브릿지 다이오드(121)와 커패시터(C7)(122)는 유입되는 전원을 정류하고, 평활하는 역할을 수행한다.

정류 처리부(120)는 브릿지 다이오드(D1, D2)(121)에 의하여 수신기(170)를 통한 24V가 정전압 잡음 방지용 휠터인 커패시터(C7)(122)를 거쳐 전원을 공급한다.

정전압 변환부(130)는 트랜지스터(Q3)(131), 제너 다이오드(ZD1)(132)와 저항(R1)(133)을 포함하여 이루어져 정류 처리부(120)를 통하여 유입되는 전류를 정전압으로 일정하게 유지시키는 역할을 수행한다.

정전압 변환부(130)는 정류 처리부(120)를 통해 입력된 전압이 트랜지스터(Q3)(131)를 거쳐 제너 다이오드(ZD1)(132)에 의하여 4V가 만들어지며, 4V는 마이컴(150)이 동작하는 전원으로 사용한다.

온도 검출부(140)는 온도센서인 NTC 서미스터(Thermistor)(141)의 일단이 저항(R5)(142)에 직렬로 연결하고, NTC 서미스터(141)의 타단이 마이컴(150)의 5번 포트에 전선을 병렬로 연결한다.

NTC 서미스터(141)의 타단은 저항(R3)(143)과 커패시터(C8)(144)를 병렬로 각각 연결하며, 커패시터(C8)(144)는 접지된다.

NTC 서미스터(141)의 타단은 저항(R3)(143)에 의해 마이컴(150)의 6번 포트에 연결한다.

온도 검출부(140)는 2초 정도의 간격으로 전압을 읽어서 온도값으로 치환해서 온도 정보를 검출한다.

동작 전류부(160)는 PNP 트랜지스터(Q1)(161), NPN 트랜지스터(Q2)(162), 커패시터(C3)(163)와 저항(R6)(164), 저항(R7)(165), 발광다이오드(166)를 포함한다.

마이컴(150)의 3번 포트는 저항(R4)(151)에 의해 NPN 트랜지스터(Q2)(162)의 베이스단자에 연결한다.

NPN 트랜지스터(Q2)(162)는 컬렉터단자와 PNP 트랜지스터(Q1)(161)의 베이스단자에 연결한다.

PNP 트랜지스터(Q1)(161)는 베이스단자와 이미터단자의 사이에 커패시터(C3)(163)와 저항(R6)(164)을 각각 병렬로 연결한다.

NPN 트랜지스터(Q2)(162)는 이미터단자에 발광다이오드(166)를 직렬로 연결한다.

PNP 트랜지스터(Q1)(161)는 컬렉터단자에 저항(R7)(165)을 직렬로 연결한다.

마이컴(150)은 온도 검출부(140)에 검출된 온도가 동작 온도가 되면, 저항(R4)에 펄스를 발생시켜 PNP 트랜지스터(Q1)(161)와 NPN 트랜지스터(Q2)(162)를 온시켜 동작 전류가 흐르게 한다.

NPN 트랜지스터(Q2)(162)를 온되면, 발광다이오드(166)가 발광하게 된다.

마이컴(150)은 수신기(170)와 전기적으로 연결되어 수신기(170)의 제어 신호를 수신하여 처리한다.

상기의 구성으로 이루어진 차동식 화재 감지 장치(100)의 동작 원리를 설명하면 다음과 같다.

마이컴(150)은 온도 검출부(140)에 검출된 제1 온도를 주기적으로 감지하고, 감지된 제1 온도가 실온 + 기설정된 온도 상승률(30℃)을 초과하는 경우, 저항(R4)에 펄스를 발생시켜 동작 전류부(160)의 PNP 트랜지스터(Q1)(161)와 NPN 트랜지스터(Q2)(162)를 온시켜 동작 전류가 흐르게 하여 화재 감지기(110)가 작동된다.

이어서, 화재 감지기(110)에 전기적으로 연결된 수신기(170)는 화재 감지기(110)의 동작 전류가 흘러 동작하게 되면, 화재 감지기(110)로 공급되는 전원을 기설정된 축적 시간 이내에 한 번 이상을 차단했다가 몇 초후에 전원을 재인가하는 축적 기능을 수행한다.

수신기(170)의 축적 기능은 30초 이내에 1 내지 2회의 전원을 차단했다가 1초 후에 전원을 재인가하는 기능을 기저장된 프로그램으로 설정하고 있다.

마이컴(150)은 수신기(170)의 축적 기능에 따라 축적 시간(예를 들면 30초) 이내에 전원이 차단된 후, 몇 초후에 전원이 인가되면, 온도 검출부(140)로부터 제2 온도를 검출하고, 검출된 제2 온도가 실온 + 기설정된 온도 상승률 이하인 경우(50℃ 이하), 화재 감지기(110)의 오동작으로 인식하여 초기값으로 리셋한다. 화재 감지기(110)가 리셋되면, 수신기(170)도 자동 리셋된다.

마이컴(150)은 수신기(170)의 축적 시간 이내에 온오프되는 경우, 기존의 실온(20℃) + 기설정된 온도 상승률(30℃)이 리셋되지 않고 그대로 저장되어 유지하고 있다.

예를 들면, 화재 판단 기준을 실온(20℃) + 기설정된 온도 상승률(30℃)인 경우, 화재 감지기(110)는 국소 부위에 라이터, 고기굽기, 전자파, 번개 등의 급상승 온도가 원인으로 60℃가 제1 온도로 감지되면, 수신기(170)는 축적 기능으로 30초 이내에 1 내지 2번 전원을 차단하고, 몇 초후에 전원을 재인가한다.

화재 감지기(110)는 온도 검출부(140)를 통해 제2 온도를 검출할 때, 실온(20℃) + 기설정된 온도 상승률(30℃) 즉, 50℃ 이하로 측정되는 경우, 즉, 제1 온도보다 낮아지면, 화재 감지기(110)의 일시적 오동작으로 판단하여 화재 감지기(110)를 초기값으로 리셋하게 된다.

화재 감지기(110)는 국소 부위에 급상승 온도 원인의 일시적 오동작을 방지할 수 있다.

전술한 마이컴(150)은 온도 검출, 일시적 오동작 인식으로 인한 초기값 리셋 등의 일련의 오동작 판단 프로세스를 기저장된 프로그램으로 설정하고 있다.

수신기(170)는 축적 시간과, 전원 온오프 횟수, 전원 재인가 시간을 변경하도록 제어할 수 있다.

예를 들어, 수신기(170)는 화재 감지기(110)로 공급되는 전원을 기설정된 축적 시간을 1분으로 조정하고, 1초에서 전원을 차단하고, 60초에서 다시 전원을 차단한 후, 전원을 재인가하는 축적 기능을 수행할 수도 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

100: 차동식 화재 감지 장치
110: 화재 감지기
120: 정류 처리부
130: 정전압 변환부
140: 온도 검출부
150: 마이컴
160: 동작 전류부
170: 수신기

Claims

주변 온도를 검출하는 온도 검출부(140)에 검출된 제1 온도를 주기적으로 감지하고, 감지된 제1 온도가 실온 + 기설정된 온도 상승률(30℃)을 초과하는 경우, 저항(R4)에 펄스를 발생시켜 동작 전류부(160)의 PNP 트랜지스터(Q1)(161)와 NPN 트랜지스터(Q2)(162)를 온시켜 동작 전류를 흐르게 하는 마이컴을 구비한 화재 감지기; 및
상기 화재 감지기에 전기적으로 연결되고, 상기 화재 감지기의 동작 전류가 흘러 동작하게 되면, 상기 화재 감지기로 공급되는 전원을 기설정된 축적 시간 이내에 한 번 이상을 차단했다가 몇 초후에 전원을 재인가하는 축적 기능을 수행하는 수신기를 포함하며,
상기 마이컴은 상기 수신기의 축적 기능에 따라 상기 축적 시간 이내에 전원이 차단된 후, 몇 초후에 전원이 인가되면, 상기 온도 검출부로부터 제2 온도를 검출하고, 상기 검출된 제2 온도가 실온 + 기설정된 온도 상승률 이하인 경우, 상기 화재 감지기의 오동작으로 인식하여 초기값으로 리셋 가능하고,
상기 화재 감지기는 상기 수신기로부터 공급되는 전원을 정류하는 정류 처리부;
상기 정류 처리부를 통하여 정류된 전원을 정전압으로 변환하는 정전압 변환부;
온도 변화를 감지하여 검출하는 상기 온도 검출부;
상기 온도 검출부에서 온도 변화를 감지하여 화재 발생 유무를 판단하는 상기 마이컴; 및
상기 온도 검출부에 검출된 온도가 동작 온도가 되면, 상기 마이컴의 제어에 따라 동작 전류를 발생하는 동작 전류부를 포함하며,
상기 온도 검출부는 온도센서인 NTC 서미스터(Thermistor)이고, 상기 NTC 서미스터의 일단이 저항(R5)에 직렬로 연결하고, 상기 NTC 서미스터의 타단이 상기 마이컴의 5번 포트에 전선을 병렬로 연결하고, 저항(R3)과 커패시터(C8)를 병렬로 각각 연결하며, 상기 NTC 서미스터의 타단은 저항(R3)에 의해 상기 마이컴의 6번 포트에 연결되고,
상기 동작 전류부는 PNP 트랜지스터(Q1), NPN 트랜지스터(Q2), 커패시터(C3)와 저항(R6), 저항(R7), 발광다이오드(166)를 포함하며,
상기 마이컴의 3번 포트는 저항(R4)에 의해 상기 NPN 트랜지스터(Q2)의 베이스단자에 연결하고, 상기 NPN 트랜지스터(Q2)는 컬렉터단자와 상기 PNP 트랜지스터(Q1)의 베이스단자에 연결하고, 상기 PNP 트랜지스터(Q1)는 베이스단자와 이미터단자의 사이에 상기 커패시터(C3)와 상기 저항(R6)을 각각 병렬로 연결하고, 상기 마이컴은 상기 온도 검출부에 검출된 온도가 동작 온도가 되면, 저항(R4)에 펄스를 발생시켜 상기 PNP 트랜지스터(Q1)와 상기 NPN 트랜지스터(Q2)를 온시켜 동작 전류가 흐르게 하여, NPN 트랜지스터(Q2)(162)를 온되면, 발광다이오드(166)가 발광하고, 마이컴(150)은 수신기(170)와 전기적으로 연결되어 수신기(170)의 제어 신호를 수신하여 처리하는 차동식 화재 감지 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 마이컴은 상기 수신기의 축적 시간 이내에 온오프되는 경우, 상기 실온 + 기설정된 온도 상승률이 리셋되지 않고 그대로 저장되어 유지되는 차동식 화재 감지 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 수신기는 축적 시간과, 전원 온오프 횟수, 전원 재인가 시간을 변경하도록 제어하는 차동식 화재 감지 장치.
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