KR102623704B1 - 문화재 소방 시스템 - Google Patents

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KR102623704B1
KR102623704B1 KR1020230034192A KR20230034192A KR102623704B1 KR 102623704 B1 KR102623704 B1 KR 102623704B1 KR 1020230034192 A KR1020230034192 A KR 1020230034192A KR 20230034192 A KR20230034192 A KR 20230034192A KR 102623704 B1 KR102623704 B1 KR 102623704B1
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박인성
이기원
구찬모
이영환
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(주)워터오리진
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Abstract

문화재 소방 시스템은 상용 전기 공급이 불가하고, 태양광 발전 또는 풍력 발전이 불가한 오지에 위치한 문화재에서 화재가 발생되었을 때 배터리의 충전 상태와 상관없이 낙차 발전에 의하여 생성된 전기를 이용하여 디젤 발전기를 신속하게 가동시켜 펌프로 소방용수를 펌핑하여 문화재의 화재를 신속하게 진압할 수 있고, 문화재에서 화재가 발생되었을 때 화재와 연동하여 고압 및 고속의 불활성 가스를 이용하여 전기를 생산하고 불활성 가스를 이용하여 문화재보다 높은 위치에 배치된 저수조의 수문을 개방하여 낙차 발전에 의하여 생성된 전기를 이용하여 디젤 발전기를 가동시켜 문화재의 화재를 신속하게 진압할 수 있으며, 문화재에서 화재가 발생되었을 때 저수조의 수문을 개방하는데 이용된 불활성 가스를 회수 및 회수된 불활성 가스를 화재가 발생된 문화재에 다시 제공하여 화재의 확산을 방지 또는 억제할 수 있다.

Description

문화재 소방 시스템{CULTURAL HERITAG FIREFIGHTING SYSTEM}
본 발명은 문화재 소방 시스템에 관한 것으로, 특히 상용 전기 공급이 어려울 뿐만 아니라 지형에 의하여 풍력 발전 또는 태양광 발전이 어려운 오지에 소재한 문화재에 화재 발생시 화재를 신속하게 발견 및 진압할 수 있는 문화재 소방 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 문화재는 도심에 위치할 수 있지만 많은 문화재들은 소방용수가 부족한 오지에 배치되기 때문에 문화재 화재 발생시 소방용수 부족으로 문화재가 전소되는 문제점을 갖는다.
최근에는 화재에 따른 문화재의 전소를 방지하기 위해서 문화재 주변에 소방용수가 저장되는 매립식 소방용수 저수조를 마련하고, 소방용수 저수조의 소방용수를 이용하여 문화재의 전소를 방지하는 시도가 있었다.
소방용수 저수조에 저장된 소방용수를 문화재에 제공하기 위해서는 소방용수를 펌핑하는 펌프, 펌프를 작동시키기 위해 디젤 엔진을 이용한 디젤 발전기가 이용된다. 일부 디젤 발전기는 배터리에 의하여 작동되는 스타트 모터를 이용하여 디젤 발전기를 작동시켜야만 한다.
그러나 상용 전기 공급이 불가하고, 입지에 따라 태양광 발전 및 풍력 발전이 어려운 곳에서는 디젤 엔진을 작동시키기 위한 배터리를 상시 충전하기 매우 어렵고 이로 인해 문화재에 화재가 발생되었을 때 펌프를 신속하게 작동시키지 못하여 문화재의 화재를 신속하게 진화하기 어려운 다른 문제점이 발생되고 있다.
일본특허(JP) 제6673726호, 소화 시스템(등록일 2020. 03.09) 일본공개특허(JP) 특개평7-194728, 문화재 화재 예방 방수 시스템(공개일 1995.08.01) 일본특허(JP) 제3397382호, 이산화탄소 소화 설비(등록일 2003.02.14)
본 발명은 상용 전기 공급이 불가하고, 태양광 발전 또는 풍력 발전이 불가한 오지에 위치한 문화재에서 화재가 발생되었을 때 배터리의 충전 상태와 상관없이 낙차 발전에 의하여 생성된 전기를 이용하여 디젤 발전기를 신속하게 가동시켜 펌프로 소방용수를 펌핑하여 문화재의 화재를 신속하게 진압할 수 있는 문화재 소방 시스템을 제공한다.
또한 본 발명은 상용 전기 공급이 불가하고, 태양광 발전 또는 풍력 발전이 불가한 오지에 위치한 문화재에서 화재가 발생되었을 때 화재와 연동하여 고압 및 고속의 불활성 가스를 이용하여 전기를 발전 또는 불활성 가스를 이용하여 문화재보다 높은 위치에 배치된 저수조의 수문을 개방하여 낙차 발전에 의하여 생성된 전기를 이용하여 디젤 발전기를 가동시켜 문화재의 화재를 신속하게 진압할 수 있는 문화재 소방 시스템을 제공한다.
또한 본 발명은 상용 전기 공급이 불가하고, 태양광 발전 또는 풍력 발전이 불가한 오지에 위치한 문화재에서 화재가 발생되었을 때 저수조의 수문을 개방한 불활성 가스를 회수 및 회수된 불활성 가스를 문화재 중 화재가 발생된 위치에 제공하여 화재의 확산을 방지한 문화재 소방 시스템을 제공한다.
일실시예로서, 문화재 소방 시스템은 문화재보다 낮은 위치에 배치되며 소방용수가 저장되는 저수조; 상기 문화재보다 높은 위치에 배치되며 발전용수가 저장되는 발전용 저수조; 상기 발전용 저수조로부터 상기 발전용수를 토출하기 위해 상기 발전용 저수조에 장착되는 수문 및 기체의 압력을 이용하여 상기 수문을 개폐하는 개폐 유닛을 포함하는 수문 유닛; 불활성 가스가 고압으로 충진된 불활성 가스 봄베; 상기 불활성 가스 봄베의 토출구에 연결되며 상기 문화재의 내부를 통과하는 복수개의 분기관의 내부를 막은 상태에서 화재에 의한 열에 의하여 용융되어 상기 분기관을 개방하는 저융점 금속을 포함하는 화재 감지 유닛; 일측은 상기 분기관에 연결되고 타측은 상기 개폐 유닛에 연통되어 상기 불활성 가스로 상기 개폐 유닛을 작동시켜 상기 수문을 개방하는 연결 배관; 상기 수문으로부터 제공된 상기 발전용수를 이용해 낙차 발전을 수행하는 낙차 발전 유닛; 상기 낙차 발전 유닛과 전기적으로 연결되어 전기를 저장하는 배터리; 화석연료를 이용하여 발전을 수행하는 발전기 및 상기 배터리와 전기적으로 연결되어 상기 발전기를 초기 가동시키는 스타트 모터를 포함하는 발전 유닛; 상기 발전기로부터 생성된 전기를 이용하여 상기 소방용수를 펌핑하는 펌프 유닛 및 상기 펌프 유닛에 연결되어 상기 소방용수를 상기 문화재에 제공하는 소방 호스를 포함하는 소방 유닛; 및 상기 연결 배관에 연결되어 상기 연결 배관을 고속으로 통과하는 상기 불활성 가스를 이용하여 발전을 수행하여 상기 스타트 모터로 전기를 제공하는 비상 발전기를 포함한다.
문화재 소방 시스템은 상기 비상 발전기에서 발전된 전기는 상기 배터리로 제공되며, 상기 배터리에는 전기로 작동되는 화재 경보 유닛이 전기적으로 연결된다.
문화재 소방 시스템은 상기 불활성 가스 봄베에 충진된 상기 불활성 가스는 질소 가스 및 이산화탄소 가스 중 어느 하나를 포함한다.
문화재 소방 시스템의 상기 개폐 유닛은 일측에 유입구 및 타측에 유출구가 형성된 실린더 몸체, 상기 실린더 몸체 내부에서 왕복운동하는 실린더, 상기 실린더에 일측이 연결되고 타측은 상기 수문에 연결된 실린더 암을 포함하며, 상기 유입구는 상기 연결 배관에 연통되고, 상기 유출구는 배출된 상기 불활성 가스를 화재가 발생된 상기 문화재로 공급하는 바이패스 배관과 연결된다.
일실시예로서, 문화재 소방 시스템은 문화재보다 낮은 위치에 배치되며 소방용수가 저장되는 저수조; 상기 문화재보다 높은 위치에 배치되며 발전용수가 저장되는 발전용 저수조; 상기 발전용 저수조로부터 상기 발전용수를 토출하기 위해 상기 발전용 저수조에 장착되는 수문 및 기체의 압력을 이용하여 상기 수문을 개폐하는 개폐 유닛을 포함하는 수문 유닛; 불활성 가스가 고압으로 충진된 불활성 가스 봄베; 상기 불활성 가스 봄베의 토출구에 연결되며 상기 문화재의 내부를 통과하는 복수개의 분기관의 내부를 막은 상태에서 화재에 의한 열에 의하여 용융되어 상기 분기관을 개방하는 저융점 금속을 포함하는 화재 감지 유닛; 일측은 상기 분기관에 연결되고 타측은 상기 개폐 유닛에 연통되어 상기 불활성 가스로 상기 개폐 유닛을 작동시켜 상기 수문을 개방하는 연결 배관; 상기 수문으로부터 제공된 상기 발전용수를 이용해 낙차 발전을 수행하는 낙차 발전 유닛; 상기 낙차 발전 유닛과 전기적으로 연결되어 전기를 저장하는 배터리; 화석연료를 이용하여 발전을 수행하는 발전기 및 상기 배터리와 전기적으로 연결되어 상기 발전기를 초기 가동시키는 스타트 모터를 포함하는 발전 유닛; 상기 발전기로부터 생성된 전기를 이용하여 상기 소방용수를 펌핑하는 펌프 유닛 및 상기 펌프 유닛에 연결되어 상기 소방용수를 상기 문화재에 제공하는 소방 호스를 포함하는 소방 유닛; 상기 연결 배관에 연결되어 상기 연결 배관을 고속으로 통과하는 상기 불활성 가스를 이용하여 발전을 수행하여 상기 스타트 모터로 전기를 제공하는 비상 발전기; 및 상기 낙차 발전 유닛, 상기 배터리, 상기 발전 유닛 및 상기 비상 발전기에 전기적으로 연결되어 화재 발생시 작동되며, 외부 서버와 통신하여 화재 발생을 알리는 통신 유닛을 포함한다.
본 발명에 따른 문화재 소방 시스템은 상용 전기 공급이 불가하고, 태양광 발전 또는 풍력 발전이 불가한 오지에 위치한 문화재에서 화재가 발생되었을 때 배터리의 충전 상태와 상관없이 낙차 발전에 의하여 생성된 전기를 이용하여 디젤 발전기를 신속하게 가동시켜 펌프로 소방용수를 펌핑하여 문화재의 화재를 신속하게 진압할 수 있다.
본 발명에 따른 문화재 소방 시스템은 문화재에서 화재가 발생되었을 때 화재와 연동하여 고압 및 고속의 불활성 가스를 이용하여 전기를 생산하고, 불활성 가스를 이용하여 문화재보다 높은 위치에 배치된 저수조의 수문을 개방하여 낙차 발전에 의하여 생성된 전기를 이용하여 디젤 발전기를 가동시켜 문화재의 화재를 신속하게 진압할 수 있다.
본 발명에 따른 문화재 소방 시스템은 문화재에서 화재가 발생되었을 때 저수조의 수문을 개방하는데 이용된 불활성 가스를 회수 및 회수된 불활성 가스를 화재가 발생된 문화재에 다시 제공하여 화재의 확산을 방지 또는 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 문화재 소방 시스템의 블럭도이다.
도 2는 도 1의 문화재 소방 시스템을 구현한 도면이다.
도 3은 발전용 저수조 및 수문 유닛을 도시한 단면도이다.
도 4는 발전용 저수조로부터 수문 유닛이 개방된 것을 도시한 단면도이다.
도 5는 불활성 가스 봄베에 연결된 화재 감지 유닛을 도시한 단면도이다.
도 6은 문화재에서 화재가 발생하였을 때 동작을 도시한 단면도이다.
이하 설명되는 본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 특허에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 특허에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 구분하여 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
또한 본 특허에서 적어도 2개의 상이한 실시예들이 각각 기재되어 있을 경우, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 별다른 기재가 없더라도 각 실시예들은 구성요소의 전부 또는 일부를 상호 병합 및 혼용하여 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 문화재 소방 시스템의 블럭도이다. 도 2는 도 1의 문화재 소방 시스템을 구현한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 문화재 소방 시스템(800)은 저수조(50), 발전용 저수조(100), 수문 유닛(150), 불활성 가스 봄베(200), 화재 감지 유닛(250), 연결 배관(300), 낙차 발전 유닛(350), 배터리(400), 발전 유닛(450), 소방 유닛(500) 및 비상 발전기(550)를 포함한다. 이에 더하여 문화재 소방 시스템(800)은 화재 경보 유닛(600) 및 통신 유닛(650)을 더 포함할 수 있다. 도 1 및 도 2의 미설명 참조 부호 1은 문화재 또는 전축물이다.
저수조(50)는 문화재(1)보다 낮은 위치에 배치될 수 있다. 저수조(50)는 저장 탱크 형태로 문화재(1)의 주변에 매립될 수 있다. 저수조(50)에는 문화재(1)에 화재가 발생되었을 때 화재를 진압하기 위한 소방용수가 저장된다.
발전용 저수조(100)는 문화재(1) 보다 높은 위치에 배치된다. 발전용 저수조(100)는 후술될 배터리(400)의 방전 등에 의하여 후술될 발전 유닛(450)이 작동되지 못할 때 발전을 위한 발전용수가 저장된다.
본 발명의 일실시예에서, 발전용 저수조(100)의 부피는 저수조(50)의 부피보다 작게 형성되며 발전용 저수조(100)에는, 예를 들어, 약 3톤 정도의 발전용수가 저장될 수 있다.
발전용 저수조(100)는 저수조(50)와 수로(미도시)에 의하여 상호 연결될 수 있으며, 발전용 저수조(100)로부터 제공된 발전용수는 저수조(50)로 유입된다.
도 3은 발전용 저수조 및 수문 유닛을 도시한 단면도이다. 도 4는 발전용 저수조로부터 수문 유닛이 개방된 것을 도시한 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 수문 유닛(150)은 발전용 저수조(100)에 장착되어 발전용 저수조(100)에 수용된 발전용수를 후술될 낙차 발전 유닛(350)으로 제공한다.
수문 유닛(150)은 수문(160) 및 개폐 유닛(170)을 포함한다.
수문(160)은 발전용 저수조(100)에 형성된 토출구(110)를 개방 또는 폐쇄한다. 본 발명의 일실시예에서 수문(160)은 슬라이드 방식으로 토출구(110)를 개방 또는 폐쇄할 수 있다. 수문(160)이 적은 힘으로 발전용 저수조(100)로부터 슬라이드 되도록 수문(160) 및 발전용 저수조(100) 사이에는 베어링 등을 포함하는 슬라이드 유닛(미도시)이 장착될 수 있다.
개폐 유닛(170)은 실린더 몸체(175), 실린더(176) 및 실린더 암(177)을 포함한다.
실린더 몸체(175)는 통 형상으로 형성되며, 실린더 몸체(175)의 일측에는 유입구(171)가 형성되고 실린더 몸체(175)의 타측에는 유출구(172)가 형성된다.
실린더(176)는 실린더 몸체(175)의 내부에 배치되며, 실린더(176)는 실린더 몸체(175)의 내부에서 왕복운동된다.
실린더 암(177)은 일측은 실린더(176)에 연결되고, 타측은 수문(160)에 결합된다.
실린더 몸체(175)에 형성된 유입구(171)는 후술될 연결 배관(300)과 연통되며, 유입구(171)로는 불활성 가스가 고압 및 고속으로 유입되고, 유입구(171)로 유입된 불활성 가스에 의하여 실린더(176) 및 실린더 암(177)이 이동되면서 수문(160)이 슬라이드 되고, 발전용 저수조(100)로부터 발전용수가 토출된다.
한편, 실린더(176)는 유출구(172)까지 이동되는데, 실린더(176)에 의하여 유출구(172)가 개방되면, 불활성 가스는 유출구(172)로 배출된다.
본 발명의 일실시예에서는 유출구(172)에 바이패스 배관(178)이 연결되고, 바이패스 배관(178)은 문화재(1)까지 연장되어 불활성 가스를 문화재(1)에 제공하여 불활성 가스를 이용하여 문화재(1)의 화재를 소화 또는 문화재(1)의 화재가 확산되는 것을 방지한다.
불활성 가스 봄베(200)는 불활성 가스가 고압으로 충진된다. 본 발명의 일실시예에서, 불활성 가스 봄베(200)는 개폐 유닛(170)이 수문(160)을 원활하게 슬라이드 시킬 수 있는 압력의 불활성 가스가 저장된다.
불활성 가스 봄베(200)에는, 예를 들어, 질소, 이산화 탄소와 같은 불활성 가스가 저장될 수 있다.
도 5는 불활성 가스 봄베에 연결된 화재 감지 유닛을 도시한 단면도이다.
도 2 및 도 5를 참조하면, 불활성 가스 봄베(200)에는 화재 감지 유닛(250)이 물리적으로 연결된다. 화재 감지 유닛(250)은 불활성 가스를 이용하여 상용 전원이 제공되지 않거나 배터리가 완전히 방전되어 전원이 공급되지 않더라도 문화재(1)에서 발생된 화재를 감지할 수 있다.
화재 감지 유닛(250)은 분배기(252), 분기관(254) 및 저융점 금속(256)을 포함한다.
분배기(252)는 불활성 가스 봄베(200)의 토출구에 결합되며 분배기(252)는 불활성 가스를 다수개의 경로로 토출하는 다수개의 연결관(253)을 포함한다. 도 5에는, 예를 들어, 분배기(252)에 3개의 연결관(253)이 형성된 것이 도시되어 있다.
분기관(254)은 분배기(252)의 각 연결관(253)에 결합되며, 분기관(254)은 저융점 금속(258)의 용융 온도보다 높은 금속 소재 파이프로 제작된다.
분기관(254)은 연결관(253)의 개수와 동일한 개수로 제작되며, 분기관(254)은 문화재(1) 내부를 통과한다. 예를 들어, 어느 하나의 분기관(254)은 문화재(1)의 지붕을 통과하고, 어느 하나의 분기관(254)는 문화재(1)의 벽 부분을 통과하고, 나머지 하나의 분기관(254)은 문화재(1)의 바닥 부분을 통과할 수 있다.
저융점 금속(256)은 분기관(254)보다 낮은 융점을 갖는 금속으로 제작되며, 저융점 금속(256)은 분기관(254)의 내부로 고압의 불활성 가스가 통과하지 못하도록 분기관(254)을 막는다.
다만, 문화재(1)에 화재 등이 발생되어 저융점 금속(256)이 가열되어 용융되면 고압의 불활성 가스는 저융점 금속(256)을 통과하여 분기관(254) 내부에서 이동된다.
본 발명의 일실시예에서, 저융점 금속(256)은 솔더 또는 솔더 합금 중 어느 하나를 포함할 수 있고, 저융점 금속(256)을 분기관(254)의 내부에 직접 형성하기 어렵기 때문에 분기관(254)의 일부를 절단하여 절단된 분기관의 내부에 저융점 금속(256)을 형성하고, 절단된 분기관을 연결 부재 또는 용접 등의 방법으로 분기관(254)에 재결합하는 방법을 사용하는 것이 바람직하다.
연결 배관(300)은 파이프 형상으로, 연결 배관(300)의 일측 단부는 문화재(1)를 통과한 각 분기관(254)과 연통되고, 연결 배관(300)의 타측 단부는 앞서 도 3을 통해 도시 및 설명된 개폐 유닛(170)의 실린더 몸체(170)의 유입구(171)에 연결된다.
도 2를 다시 참조하면, 연결 배관(300)을 통해 개폐 유닛(170)으로 제공된 불활성 가스에 의하여 수문(160)이 개방됨에 따라 발전용 저수조(100)에 저장된 발전용수는 수로를 따라 낙차 발전 유닛(350)으로 제공된다.
낙차 발전 유닛(350)는, 예를 들어, 낙하하는 물에 의하여 회전력을 발생시키는 스크류(352) 및 스크류(352)의 회전에 의하여 발전을 수행하는 낙차 발전기(354)를 포함한다.
배터리(400)는 낙차 발전기(354)와 전기적으로 연결되어 낙차 발전기(354)에서 발전된 전기를 저장한다. 비록 본 발명의 일실시예에서 낙차 발전기(354)에서 생성된 전기는 배터리(400)에서 충전되는 것이 도시 및 설명되고 있지만 낙차 발전기(354)에서 생성된 전기는 배터리(400)와 함께 후술될 발전 유닛의 스타트 모터로 직접 제공될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 발전 유닛(450)은 스타트 모터(452) 및 발전기(454)를 포함한다.
본 발명의 일실시예에서, 발전기(454)는 디젤 또는 휘발유와 같은 화석연료를 이용하여 전기를 생성할 수 있으며, 스타트 모터(452)는 발전기(454)가 초기 작동될 수 있도록 한다.
스타트 모터(452)는, 예를 들어, 전기 에너지를 이용하여 작동되며, 스타트 모터(452)는 배터리(400)와 전기적으로 연결될 수 있다. 한편, 스타트 모터(452)는 낙차 발전 유닛(350)의 낙차 발전기(354)와 전기적으로 직접 연결되어 배터리(400)의 충전 유무와 상관없이 낙차 발전기(354)에서 전기가 제공되면 발전기(454)를 곧바로 작동 시킬 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 소방 유닛(500)은 펌프 유닛(510) 및 소방 호스(520)를 포함할 수 있다.
펌프 유닛(510)은 발전 유닛(450)으로부터 발전된 전기에 의하여 작동되며, 펌프 유닛(510)은 저수조(50)에 수납된 소방용수를 문화재(1)로 펌핑하고, 펌핑된 소방용수는 소방 호스(520)를 통해 문화재(1)로 토출된다.
한편, 다양한 원인에 의하여 배터리(400)가 완전히 방전되고, 발전용 저수조(100)에 발전용수가 부족하거나 없을 경우 낙차 발전 유닛(350)으로부터 전기를 생성하지 못할 경우 발전 유닛(450)을 작동시키지 못하게 됨으로 소방 유닛(500)도 작동이 불가하여 문화재(1)의 화재를 진압할 수 없어 문화재(1)의 피해가 커질 수 있다.
도 2 및 도 5를 다시 참조하면, 배터리(400)가 완전히 방전되거나 발전용 저수조(100)에 발전용수가 부족하거나 없더라도 문화재(1)에 화재가 발생되었을 때 발전 유닛(450)의 스타트 모터(452)를 작동시킬 수 있도록 본 발명에 따른 문화재 소방 시스템(800)은 비상 발전기(550)를 포함한다.
비상 발전기(550)는 연결 배관(300)에 연결되며 문화재(1)에 화재가 발생하여 연결 배관(300)으로 고압 및 고속으로 통과하는 불활성 가스를 이용하여 전기를 발전한다.
비상 발전기(550)는 발전 유닛(450)의 스타트 모터(452)에 전기적으로 연결되며, 비상 발전기(550)로부터 스타트 모터(452)로 전기가 인가됨에 따라 발전기(454)가 작동되어 소방 유닛(500)의 펌프 유닛(510)이 작동될 수 있도록 한다.
한편, 비상 발전기(550)에는 문화재(1)에 화재가 발생된 것을 알리는 화재 경보 유닛(600)이 전기적으로 연결될 수 있다. 화재 경보 유닛(600)은 비상 발전기(550)에서 생성된 전기에 의하여 작동될 수 있으며, 화재 경보 유닛(600)은 음성 또는 알람으로 화재를 경보할 수 있다. 화재 경보 유닛(600)은 비상 발전기(550) 이외에 낙차 발전 유닛(350), 배터리(400) 및 발전 유닛(450)에 각각 전기적으로 연결되어도 무방하다.
문화재(1)에 화재가 발생되어 비상 발전기(550) 및 낙차 발전 유닛(350)이 작동되어 전기가 생산되면 작동되어 문화재(1)의 화재 상황을 소방서 등과 연결된 외부 서버와 통신하는 통신 유닛(650)을 더 포함할 수 있다.
이하, 도 1, 도 5 및 도 6을 참조하면, 문화재(1)에서 화재가 발생하였을 때 화재 진압 과정을 설명하기로 한다.
문화재(1)에서 화재가 발생되면, 분기관(254)가 가열되고 이로 인해 분기관(254)을 막고 있는 저융점 금속(256)이 용융된다.
저융점 금속(256)이 용융됨에 따라 불활성 가스 봄베(200)로부터 고압의 불활성 가스가 분기관(254)을 통과한 후 연결 배관(300)으로 제공된다. 연결 배관(300)을 불활성 가스가 고속으로 통과하는 과정에서 연결 배관(300)에 결합된 비상 발전기(550)가 가동되고 비상 발전기(550)로부터 전기가 생성된다.
비상 발전기(550)로부터 생성된 전기는 배터리(400), 발전 유닛(450)의 스타트 모터(452)로 인가되어 소방 유닛(500)이 작동될 수 있다.
한편, 분기관(254)을 통해 연결 배관(300)으로 제공된 불활성 가스는 수문 유닛(150)의 개폐 유닛(170)으로 인가되고, 개폐 유닛(170)에 의하여 발전용 저수조(100)의 수문(160)이 개방된다.
수문(160)의 개방에 의하여 발전용수가 낙하하면서 낙차 발전 유닛(350)에 의하여 전기가 생성되고 생성된 전기는 배터리(400)를 충전시키고, 배터리(400)에 충전된 전기 에너지에 의하여 발전 유닛(450)의 스타트 모터(452)로 인가되어 소방 유닛(500)이 작동될 수 있다.
이와 같이 낙차 발전 유닛(350) 및 비상 발전기(550)를 통해 소방 유닛(500)을 작동시킬 경우, 낙차 발전 유닛(350) 및 비상 발전기(550) 중 어느 하나가 작동하지 않더라도 소방 유닛(500)을 작동시킬 수 있다.
연결 배관(300)을 통해 수문 유닛(150)의 개폐 유닛(170)을 작동시킨 불활성 가스는 다시 개폐 유닛(170)과 연결된 바이패스 배관(178)으로 인가된다.
바이패스 배관(178)은 문화재(1)까지 연장되어 있기 때문에 바이패스 배관(178)을 통해 불활성 가스를 문화재(1)로 제공하여 불활성 가스를 이용하여 문화재(1)의 화재를 소화 또는 문화재(1)의 화재가 확산되는 것을 방지할 수 있다.
이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 상용 전기 공급이 불가하고, 태양광 발전 또는 풍력 발전이 불가한 오지에 위치한 문화재에서 화재가 발생되었을 때 배터리의 충전 상태와 상관없이 낙차 발전에 의하여 생성된 전기를 이용하여 디젤 발전기를 신속하게 가동시켜 펌프로 소방용수를 펌핑하여 문화재의 화재를 신속하게 진압할 수 있다.
또한 문화재에서 화재가 발생되었을 때 화재와 연동하여 고압 및 고속의 불활성 가스를 이용하여 전기를 생산하고, 불활성 가스를 이용하여 문화재보다 높은 위치에 배치된 저수조의 수문을 개방하여 낙차 발전에 의하여 생성된 전기를 이용하여 디젤 발전기를 가동시켜 문화재의 화재를 신속하게 진압할 수 있다.
또한 문화재에서 화재가 발생되었을 때 저수조의 수문을 개방하는데 이용된 불활성 가스를 회수 및 회수된 불활성 가스를 화재가 발생된 문화재에 다시 제공하여 화재의 확산을 방지 또는 억제할 수 있다.
한편, 본 도면에 개시된 실시예는 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.
1...문화재 50...저수조
100...발전용 저수조 150...수문 유닛
200...불활성 가스 봄베 250...화재 감지 유닛
300...연결 배관 350...낙차 발전 유닛
400...배터리 450...발전 유닛
500...소방 유닛 550...비상 발전기
600...화재 경보 유닛 650...통신 유닛

Claims (5)

  1. 문화재보다 낮은 위치에 배치되며 소방용수가 저장되는 저수조;
    상기 문화재보다 높은 위치에 배치되며 발전용수가 저장되는 발전용 저수조;
    상기 발전용 저수조로부터 상기 발전용수를 토출하기 위해 상기 발전용 저수조에 장착되는 수문 및 기체의 압력을 이용하여 상기 수문을 개폐하는 개폐 유닛을 포함하는 수문 유닛;
    불활성 가스가 고압으로 충진된 불활성 가스 봄베;
    상기 불활성 가스 봄베의 토출구에 연결되며 상기 문화재의 내부를 통과하는 복수개의 분기관의 내부를 막은 상태에서 화재에 의한 열에 의하여 용융되어 상기 분기관을 개방하는 저융점 금속을 포함하는 화재 감지 유닛;
    일측은 상기 분기관에 연결되고 타측은 상기 개폐 유닛에 연통되어 상기 불활성 가스로 상기 개폐 유닛을 작동시켜 상기 수문을 개방하는 연결 배관;
    상기 수문으로부터 제공된 상기 발전용수를 이용해 낙차 발전을 수행하는 낙차 발전 유닛;
    상기 낙차 발전 유닛과 전기적으로 연결되어 전기를 저장하는 배터리;
    화석연료를 이용하여 발전을 수행하는 발전기 및 상기 배터리와 전기적으로 연결되어 상기 발전기를 초기 가동시키는 스타트 모터를 포함하는 발전 유닛;
    상기 발전기로부터 생성된 전기를 이용하여 상기 소방용수를 펌핑하는 펌프 유닛 및 상기 펌프 유닛에 연결되어 상기 소방용수를 상기 문화재에 제공하는 소방 호스를 포함하는 소방 유닛; 및
    상기 연결 배관에 연결되어 상기 연결 배관을 고속으로 통과하는 상기 불활성 가스를 이용하여 발전을 수행하여 상기 스타트 모터로 전기를 제공하는 비상 발전기를 포함하는 문화재 소방 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 비상 발전기에서 발전된 전기는 상기 배터리로 제공되며, 상기 배터리에는 전기로 작동되는 화재 경보 유닛이 전기적으로 연결된 문화재 소방 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 불활성 가스 봄베에 충진된 상기 불활성 가스는 질소 가스 및 이산화탄소 가스 중 어느 하나를 포함하는 문화재 소방 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 개폐 유닛은 일측에 유입구 및 타측에 유출구가 형성된 실린더 몸체, 상기 실린더 몸체 내부에서 왕복운동하는 실린더, 상기 실린더에 일측이 연결되고 타측은 상기 수문에 연결된 실린더 암을 포함하며,
    상기 유입구는 상기 연결 배관에 연통되고,
    상기 유출구는 배출된 상기 불활성 가스를 화재가 발생된 상기 문화재로 공급하는 바이패스 배관과 연결된 문화재 소방 시스템.
  5. 문화재보다 낮은 위치에 배치되며 소방용수가 저장되는 저수조;
    상기 문화재보다 높은 위치에 배치되며 발전용수가 저장되는 발전용 저수조;
    상기 발전용 저수조로부터 상기 발전용수를 토출하기 위해 상기 발전용 저수조에 장착되는 수문 및 기체의 압력을 이용하여 상기 수문을 개폐하는 개폐 유닛을 포함하는 수문 유닛;
    불활성 가스가 고압으로 충진된 불활성 가스 봄베;
    상기 불활성 가스 봄베의 토출구에 연결되며 상기 문화재의 내부를 통과하는 복수개의 분기관의 내부를 막은 상태에서 화재에 의한 열에 의하여 용융되어 상기 분기관을 개방하는 저융점 금속을 포함하는 화재 감지 유닛;
    일측은 상기 분기관에 연결되고 타측은 상기 개폐 유닛에 연통되어 상기 불활성 가스로 상기 개폐 유닛을 작동시켜 상기 수문을 개방하는 연결 배관;
    상기 수문으로부터 제공된 상기 발전용수를 이용해 낙차 발전을 수행하는 낙차 발전 유닛;
    상기 낙차 발전 유닛과 전기적으로 연결되어 전기를 저장하는 배터리;
    화석연료를 이용하여 발전을 수행하는 발전기 및 상기 배터리와 전기적으로 연결되어 상기 발전기를 초기 가동시키는 스타트 모터를 포함하는 발전 유닛;
    상기 발전기로부터 생성된 전기를 이용하여 상기 소방용수를 펌핑하는 펌프 유닛 및 상기 펌프 유닛에 연결되어 상기 소방용수를 상기 문화재에 제공하는 소방 호스를 포함하는 소방 유닛;
    상기 연결 배관에 연결되어 상기 연결 배관을 고속으로 통과하는 상기 불활성 가스를 이용하여 발전을 수행하여 상기 스타트 모터로 전기를 제공하는 비상 발전기; 및
    상기 낙차 발전 유닛, 상기 배터리, 상기 발전 유닛 및 상기 비상 발전기에 전기적으로 연결되어 화재 발생시 작동되며, 외부 서버와 통신하여 화재 발생을 알리는 통신 유닛을 포함하는 문화재 소방 시스템.
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