KR200388069Y1 - 제연구역 내의 차압 자동조절 댐퍼 - Google Patents

Abstract

본 고안은 화재발생시 연기의 확산으로 인한 피해를 막기 위해 건축물의 제연구역에 대한 자동차압 조절회로를 갖는 댐퍼에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 제연구역의 차압을 자동으로 조절할 수 있도록 된 회로구성을 갖는 댐퍼에 관한 것으로서, 중앙처리장치(CPU:제어부)를 중심으로 제연구역과 비제연구역의 기압을 감지하여 차압검출부로 신호를 전달하는 차압센서(13)와, 차압센서에서 감지된 차압을 산출하는 차압검출부(14)와, 비상출입문(16)에 설치되어 문의 열림과 닫힘을 인지하여 CPU로 신호를 전달하는 문닫힘 센서(19)와, 비상출입 문이 열린 다음 닫히기까지의 시간을 메모리 하여 제연구역으로의 송풍을 제어할 수 있도록 PCB로 신호를 전달하는 타이머 메모리부(20)와, 제연구역(11)의 차압을 숫자로 표기할 수 있도록 된 표시부(15)와, 댐퍼의 송풍량을 조절하고 송풍토출부(18)를 개폐할 수 있도록 된 모터구동부(21) 및 댐퍼모터(22)이루어진 구성으로서, 본 고안은 화재 발생시 열어 놓은 비상 출입문을 자동으로 닫히도록 할 때 제연구역의 차압에 의해 문이 완전히 닫히지 않을 경우 이를 중앙처리부(CPU)에서 제어하여 댐퍼를 닫아 차압을 떨어트려 비상 출입문을 완전히 닫히도록 함과 동시에 제연구역에 스프링클러의 설치 유무에 따른 차압을 40Pa과 12.5Pa으로 함께 사용할 수 있도록 회로를 구성하여 필요시 2개의 PCB를 사용하지 않고 하나의 회로로 압류 값을 설정할 수 있도록 한 제연구역의 자동차압 및 과압 자동조절 댐퍼를 제공할 수 있도록 된 것이다.

Description

제연구역 내의 차압 자동조절 댐퍼{An automatic damper adjustable for pressure in zone preventible for smoke}

본 고안은 화재발생시 연기의 확산으로 인한 피해를 막기 위해 건축물의 제연구역 내에 대한 자동차압 조절회로를 갖는 댐퍼에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 화재 발생시 화재감지기의 신호에 의해 제연구역 내의 댐퍼를 개방시킨 후 사람이 대피하면서 열어 놓은 출입문 또는 방화문(비상 출입문)을 자동으로 닫히도록 할 때 제연구역 내의 차압에 의해 문이 완전히 닫히지 않을 경우 이를 중앙처리장치(CPU)에서 제어하여 댐퍼를 닫아 차압을 떨어트려 비상 출입문을 완전히 닫은 후 다시 제연구역 내의 차압을 소정의 설정값으로 자동조절할 수 있도록 함으로써, 화재시 연기로 인한 인명피해와 화염의 확산을 방지할 수 있도록 댐퍼를 제어할 수 있도록 하는 동시에 제연구역 내에 스프링클러의 설치 유무에 따른 차압을 40Pa과 12.5Pa으로 함께 사용할 수 있도록 된 차압회로를 제공할 수 있도록 한 제연구역 내의 차압 자동조절 댐퍼에 관한 것이다.

본 고안의 근본 적인 목적은 화재 발생시 사람이 대피하는 비상 계단 및 비상용 승강기 통로로 화염이 유입되지 않도록 강제급기하는 제연설비로서 제연구역 내에 필수 설치되어지는 소방용 시설로서 급기 조절목적의 댐퍼를 제어하도록 하는 것이다.

종래에도 제연구역의 차압을 감지하는 압력감지 센서를 갖는 댐퍼가 있었으나, 이는 단순히 제연구역의 차압만을 감지하여 이미 설정된 차압값(40Pa)만을 일정하게 유지하도록 작용 함으로서 화재발생시 사람이 문을 열고 대피하면 문이 서서히 닫히게 되는데 이때 내부의 제연구역에는 사람이 대피하기 위해 문을 여는 순간 내부의 기압이 외부로 유출되어 제연구역의 차압이 제로로 떨어지게 되므로 차압감지센서는 이를 감지하여 댐퍼가 개방토록 하여 제연구역 내의 차압이 계속올라 가면서 서서히 닫히던 문은 댐퍼에서 송풍되는 압력에 의해 문이 완전히 닫히지 못함으로 제연구역은 계속 문이 개방된 상태가 됨으로써 제연구역으로의 기능을 상실하여 연기가 유입되는 문제점이 있었다.

또한, 제연구역 내에는 스프링 클러가 설치되지 않은 경우에는 차압을 40Pa로 설정하고 스프링 클러가 설치된 곳에는 12.5Pa로 설정하게 되는데 이 경우 이를 제어하는 회로를 함께 사용하지 못하고 각각의 회로 PCB를 사용함으로써 소방시설 설비비용 상승과 각각의 회로를 준비해야 하는 문제점이 있었다.

본 고안은 이와 같은 문제점을 감안하여 고안한 것으로서, 화재 발생시 화재감지기의 신호에 의해 제연구역 내의 댐퍼를 개방시킨 후 사람이 대피하면서 열어 놓은 비상 출입문을 자동으로 닫히도록 할 때 제연구역 내의 차압에 의해 문이 완전히 닫히지 않을 경우 이를 중앙처리장치(CPU)에서 제어하여 댐퍼를 닫아 차압을 떨어트려 비상 출입문을 완전히 닫히도록 함을 제1목적으로 하고, 동시에 제연구역 내에 스프링클러의 설치 유무에 따른 차압을 40Pa과 12.5Pa으로 함께 사용할 수 있도록 회로를 구성하여 필요시 2개의 PCB를 사용하지 않고 하나의 회로로 차압값을 설정할 수 있도록 함을 제2목적으로한 것으로서, 본 고안은 화재시 연기의 유입을 차단하여 화염의 확산을 방지함으로써 재산피해와 인명피해를 방지할 수 있도록 된 제연구역 내의 차압 자동조절 댐퍼를 제공할 수 있도록 된 것이다.

건축물의 소방설비용으로 설치되는 제연구역 내의 차압을 감지하여 소정의 압력을 유지할 수 있도록 된 차압조절 장치에 있어서,

제연구역(11)과 비제연구역(12)의 기압을 감지하여 제연구역 내의 차압신호를 CPU(10)로 전달하는 차압센서(13)와;

차압센서(13)의 신호 레벨을 산출하여 디지털 표시부(15)에 숫자화 시킬 수 있도록 신호를 CPU(10)로 전달하는 차압검출부(14)와

비상출입문(16)의 개폐 여부를 확인하여 댐퍼(17)의 송풍토출부(18)를 개방할 수 있도록 신호를 CPB(10)로 전달하는 문 닫힘 센서(19)와;

CPU(10)와 연결되어 비상출입 문(16)의 닫힘 시간을 설정하며 메모리하고, 제연구역(11) 내에 설정된 차압을 메모리 하는 타이머 메모리부(20)와;

CPU(10)와 연결되어 문 닫힘 센서(19)의 신호 전달에 의해 제연구역 내에 송풍할 수 있도록 된 모터 구동부(21)와;

제연구역 내에 송풍을 공급 및 차단시키는 댐퍼(17)의 송풍 토출부(18)를 개폐할 수 있도록 모터 구동부(21)와 연결된 댐퍼모터(22)와;

상기 차압센서, 차압검출부, 문닫힘센서, 모터구동부, 댐퍼모터의 입출력신호를 해석하고 신호의 제어 및 구동을 명령할 수 있도록 된 중앙처리장치(CPU:제어부)로 이루어지고 각각의 회로구성에 따른 기능를 점검하기 위한 키입력부(23)로 이루어진 제연구역 내의 차압 자동조절 댐퍼를 구성한 것이다.

미설명부호 24는 본고안의 회로를 구성하는 PCB를 고정할 수 있도록 전면에설치되는 제어패널이다.

이와 같이 구성된 본 고안은 건물 내에 화재가 발생되면 방호구역 내의 화재감지기에 의해 신호가 발생되며 이의 신호는 건물 내의 메인제어반에 입력되는 동시에 댐퍼(17)에 설치된 중앙처리장치(CPU)(10)에 의해 모터 구동부(21)와 댐퍼 모터(22)가 구동하여 댐퍼(17)의 송풍토출부(18)가 개방되면서 제연구역(11)으로 송풍되어 차압이 상승될 수 있도록 한다.

이때 댐퍼(17)는 별도로 설치된 송풍기와 송풍모터(도시 없음)에 의해 송풍이 이루어진다.

댐퍼(17)의 송풍토출부(18)가 개방되어 제연구역(11) 내로 송풍이 이루어지면 제연구역(11)과 비제연구역(12)의 차압을 차압 센서(13)가 감지하게 된다.

제연구역 내의 차압은 차압센서(13)에서 감지한 신호레벨을 차압 검출부(14)에서 해석하여 이루어진 차압 값 신호를 중앙처리부(CPU)(10)로 보내지고 중앙처리부(10)에서는 차압의 신호를 표시부(15)로 보내서 제연구역(11) 내의 차압 수치를 디지털 숫자로 표출시켜 현재의 제연구역 내의 차압을 식별할 수 있도록 한다.

최초 화재 발생시 댐퍼(17)의 송풍토출부(18)가 개방되면서 제연구역 내로 송풍이 이루어질 때는 비상출입 문(16)이 완전히 닫힌 상태로서 제연구역 내의 차압이 40파스칼(Pa)까지 이루어지면 차압센서(13)에 의해 감지된 신호레벨을 차압검출부(14)에서 CPU(10)를 거쳐 표시부(15)에 40이라는 디지털 숫자가 표시되면서 CPU에서는 모터구동부(21)에 신호를 출력하여 댐퍼모터(22)를 작동시켜 댐퍼의 송풍토출부(18)를 닫아 송풍이 제연실로 더 이상 공급되지 않도록 한다.

이와 같이 제연구역(11)내의 차압을 40Pa로 유지하고 있는 중에 화재경보를 인식하고 사람들이 비상출입문(16)을 통하여 대피하는 과정에서 비상출입문이 열리면서 제연구역(11) 내의 차압은 다시 떨러지고 차압센서(13)의 신호레벨은 CPU(10)로 보내지고 CPU는 이의 신호를 변환하여 모터구동부(21)와 댐퍼모터(22)를 구동시켜 댐퍼의 송풍토출부(18)가 개방되면서 송풍이 시작되어 제연구역 내의 차압을 상승시키게 된다.

이때 출입문은 사람들이 대피하면서 열려있는 상태이고 비상출입문은 닫힘 장치에 의해 서서히 닫히게 되나 댐퍼(17)에서 토출되는 송풍압력에 의해 비상출입 문(16)이 완전히 닫히지 않고 계속 열려있는 상태가 됨으로써, 본 고안은 비상출입문(16)에 문 닫힘 센서(19)를 설치하고 CPU와 연결되도록 하고 CPU 일측에는 타이머 메모리부(마이콤)(20)을 설치하여 문닫힘 시간을 설정한다.

예를 들어 비상출입문(16)이 열리면서 문 닫힘센서(19)의 접촉이 떨어진 후 비상출입문이 닫히는 소정의 시간이 4초라 할 때 타이머 메모리부(20)에는 문닫힘시간을 4초로 메모리된다.

본 고안에서 소정의 시간을 4초라한 것은 실시예를 설명하기 위한 수단으로서 비상출입문을 열고 사람이 대피한 후 문이 닫히는 시간이 4초가 될 수 없는 것으로 하나의 가정시간을 설정하여 설명한 것에 불과한 것이다.

따라서 문이열리는 순간 문에 설치된 문닫힘 센서(19)의 접촉이 떨어지므로 CPC(10)에서는 이를 인식하여 타이머 메모리부(20)에 신호를 보내면 타이머 메모리부(20)는 이순간부터 카운터 다운이 시작되는 동시에 모터구동부(21)와 댐퍼모터(22)의 작동에 의해 댐퍼(17)의 송풍토출부(18)가 닫히면서 제연구역(11) 내의 차압이 제로로 이루어지면서 표시부(15)에는 0 이라는 숫자가 표시된다.

상기와 같이 댐퍼의 송풍토출부(18)가 닫히면서 제연구역 내의 차압이 제로가 되면서 비상출입문(16)은 저항 없이 설정된 시간 내에 문이 완전히 닫힌다.

비상출입문은 상부일측에 설치된 문닫힘장치(도시없음)의 장력을 조절하여 문이 열린 후 닫히기까지의 소정의 시간을 타이머 메모리부에 설정할 경우 이의 시간 내에 닫히도록 조절할 수 있다.

이와 같이 문이 닫히기까지 댐퍼(17)의 송풍토출부(18)가 폐쇄된 상태를 유지하다가 비상출입문(16)이 완전히 닫혀 문닫힘 센서(19)가 접촉되면 이의 신호가 CPU(10)로 입력되고 CPU는 다시 댐퍼(17)의 송풍토출부(18)를 개방하기 위한 출력신호를 모터구동부(21)와 댐퍼모터(22)에 보내어 구동되도록 함으로서 제연구역(11) 내의 차압을 다시 40Pa로 유지되도록 함으로서 화재시 발생되는 연기의 유입을 방지하여 화염의 확산과 연기로 인한 인명피해를 방지할 수 있도록 된 것이다.

또한, 본 고안의 회로는 CPU(10)일측에 키입력부(23)를 설치하여 평상시 작동시험을 하기 위한 스위치로서 일정한 기간마다 키입력부(23)를 작동시켜 회로의 작동상태와 댐퍼(17)의 구동상태를 점검하여 화재시 정상적으로 작동될 수 있도록 한 것이다.

이하 본 고안의 첨부도면을 간단히 설명하면 다음과 같다.

도1은 본 고안의 제연구역 내의 차압을 자동으로 조절할 수 있도록된 회로 구성도로서, 중앙처리장치(CPU:제어부)를 중심으로 제연구역과 비제연구역의 기압을 감지하여 차암검출부(14)로 신호를 전달하는 차압센서(13)와, 차압센서에서 감지된 차압을 산출하는 차압검출부(14)와, 비상출입문(16)에 설치되어 문의 열림과 닫힘을 인지하여 CPU로 신호를 전달하는 문닫힘 센서(19)와, 문이 열린 다음 닫히기까지의 시간을 메모리 하여 제연구역으로의 송풍을 제어할 수 있도록 CPU에 입력신호를 전달하는 타이머 메모리부(20)와, 제연구역(11) 내의 차압을 숫자로 표기할 수 있도록 된 표시부(15)와, 댐퍼의 송풍량을 조절하고 송풍토출부(18)를 개폐할 수 있도록 된 모터구동부(21) 및 댐퍼모터(22)가 CPU(10)와 상호 연계되도록 된 회로구성도로서, 본 고안에 있어서 PCB에 설치되는 회로의 전기적인 구성도는 통상의 전기적으로 연결되는 설치구조와 동일한 방식으로 이루어진 것이다.

이와 같이 구성된 본 고안의 회로구성의 PCB는 표시부(15)가 전면으로 표출되도록 제어패널(24)에 고정되어 댐퍼(17) 상부에 설치된다.

도2는 본 고안의 회로구성에 따른 블록 구성도로서, 도1의 회로구성을 간단히 블록화시켜 블록구성도로 나타낸 것이다.

도3a는 본 고안의 회로가 설치된 댐퍼 구성도로서 송풍 토출부가 열린 상태의 예시도이고, 도3b는 본 고안의 회로가 설치된 댐퍼 구성도로서 송풍 토출부가 닫힌 상태의 예시도로서, 댐퍼의 상부에는 제연구역의 차압과 비상출입문을 제어할 수 있도록 된 PCB가 설치되고 그 후면부에는 댐퍼(17)의 송풍토출부(18)를 개폐할 수 있도록 된 댐퍼모터(22)와 모터구동부(21)가 설치되고 그 하단에는 다수의 문으로 이루어진 송풍토출부(18)를 구성한 것이다.

도4는 본 고안의 댐퍼에서 송풍작동시 문이 열린 시점부터 닫히는 시점까지의 제연구역 내의 차압을 나타랜 그래프로서, 최초 화재발생시 CPU의 제어에 의해 댐퍼(17) 송풍 토출부가 개방되어 송풍을 시작하여 소정 차압인 40Pa을 유지하다가 사람들이 대피를 위해 비상출입문(16)을 열게되면 서서히 차압이 떨어지고 제연구역의 차압이 떨러지면 소정의 시간 동안 댐퍼의 송풍토출부가 닫힌 상태를 유지하고 있다가 비상출입문이 완전히 닫히면 댐퍼의 송풍토출부(18)가 개방되어 제연구역으로 송풍이 이루어져 차압이 40Pa(파스칼)을 유지할 수 있도록 하는 시간을 그래프로 나타낸 것이다.

또한, 제연구역 내의 차압은 통상 40Pa을 유지하고 있으나 제연구역 내에 스프링 클러가 설치된 경우에는 차압을 12.5Pa로 설정하여 화재 발생시 최초 12.5Pa을 유지하다가 비상 출입문(16)이 열리면 제로상태인 4Pa까지 하강하고 댐퍼가 4초간 닫혀 비상문이 완전히 닫이도록한 후 다시 댐퍼에서 송풍되어 제연구역 내의 차압을 12.5Pa로 유지할 수 있도록 한 것이다.

즉 본 고안은 타이머 메모리부에 설정된 소정의 시간 동안 댐퍼의 송풍을 차단시켜 비상 출인문을 완전히 닫은 후 다시 댐퍼의 송풍토출부(18)를 통하여 송풍할 수 있도록 함으로서 제연구역 내의 차압을 40Pa로 유지하여 연기의 유입을 방지하고 더불어 비상출입문이 댐퍼의 송풍압력에 의하여 닫히지 않는 문제점을 해결한 것이다.

또한 본 고안의 제연구역내에 설정되는 차압은 40Pa와 12.5Pa로 타이머 메모리부에 입력하여 제연구역 내의 조건에 따라서 선택적으로 차압을 설정할 수 있도록 한 것으로 하나의 PCB에 2가지 조건을 구비할 수 있도록 한 것이다.

통상적으로 제연구역 내에는 스프링클러를 설치하지 않는 것이 대부분이나 필요에 따라서 스프링클러가 설치될 경우 제연구역내의 환경에 적합한 차압을 설정할 수 있도록 한 것이다.

도5는 본 고안이 설치되는 제연구역내의 평면도로서, 통상의 아파트 제연구역내에 설치된 배치도를 나타낸 것으로 댐퍼의 위치는 아파트에 따라서 위치의 차이가 생길 수 있는 것은 당연한 것으로 어느 한가지 만을 한정하는 것은 아니다.

이상과 같이 이루어지는 본 고안의 회로구성에 따라서 제어 패널 표시부에 나타나는 숫자와 이에 따라 동작되는 순서를 간략히 설명하면,

1) 제연구역 내의 차압상태에서 비상출입문이 열리면 차압이 "0"Pa로 되는지를 차압검출부를 통하여 cpu에서 감지한다.

2) CPU는 제연구역 내의 차압이 "0"Pa이 감지되면 표시부(15)의 첫번째 문자 표시부(15)에 '-'를 나타내어 '0'Pa이 갑지된 것을 표시한다.

3) CPU는 사람이 대피하고 문이 닫히는 상태에서 차압이 "4"Pa이 발생되고 CPU는 차압검출부를 통해 차압이 감지되면 첫번째 문자표시부에 '='를 표시하고 모터구동부를 동작시켜 댐퍼의 송풍토출부를 완전히 닫는다.

4) CPU는 댐퍼를 완전히 닫고나면 문닫힘 센서에 의해 신호가 전달되어 표시부의 첫번째 문자 표시부에 '三'를 표시한다.

5) CPU는 댐퍼를 닫은 후 4초가 경과 되어 비상 출입문이 닫히거나, 문닫힘 센서의 닫힘 신호가 입력되면 표시부의 첫번째 문자 표시부에 표기된 '三'를 지운 후 댐퍼의 모터구동부를 구동시켜 댐퍼의 송풍 토출부를 개방하여 제연구역의 차압이 40Pa 또는 12.5Pa을 유지할 수 있도록 한다.

이와 같이된 본 고안은 댐퍼의 제어 패널에 설치되는 PCB 회로에 비상출입문의 개폐여부에 따라서 댐퍼의 송풍을 조절할 수 있도록 구성하여 화재 발생시 사람이 대피하면서 열어 놓은 비상출입문을 댐퍼를 통제하여 신속히 닫을 수 있도록 함으로서 제연구역 내의 차압을 소정의 설정 값으로 항상 유지토록 함으로서 연기가 제연구역 내로 유입되는 것을 차단하고, 더불어 화염이 연기를 따라 확산되는 것을 방지하여 화재시 인명피해와 재산피해를 최대한 줄일 수 있도록 하는 효과를 가지며, 특히 제연구역 내에 스프링클러가 설치되지 않았을 경우와 설치되었을 경우에 따른 차압을 40Pa과 12.5Pa로이루어진 각각의 PCB를 사용하지 않고 하나의 PCB를 이용하여 2가지 차압 설정 값을 모두 사용할 수 있도록 함으로서 소방설비 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

도1은 본 고안의 본고안의 제연구역 내의 차압을 자동으로 조절할 수 있도록 된 댐퍼의 회로 구성도.

도2는 본 고안의 회로구성에 따른 블록 구성도.

도3a는 본 고안의 회로가 설치된 댐퍼 구성도로서 송풍 토출부가 열린 상태의 예시도.

도3b는 본 고안의 회로가 설치된 댐퍼 구성도로서 송풍 토출부가 닫힌 상태의 예시도.

도4는 본 고안의 댐퍼에서 송풍시 문이 열린 시점부터 닫히는 시점까지의 타이밍을 나타낸 제연구역의 차압 그래프.

도5는 본 고안이 설치되는 제연구역의 평면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

10:중앙처리장치 11:제연구역

12:비제연구역 13:차압센서

14:차압검출부 15:표시부

16:비상출입 문 17:댐퍼

18:송풍토출부 19:문 닫힌 센서

20:타이머 메모리부 21:모터구동부

22:댐퍼모터 23:키입력부

Claims (2)

1. 건축물의 소방설비용으로 설치되는 제연구역 내의 차압을 감지하여 소정의 압력을 유지할 수 있도록 된 차압조절 장치에 있어서,

   제연구역(11)과 비제연구역(12)의 기압을 감지하여 제연구역의 차압신호를 CPU(10)로 전달하는 차압센서(13)와;

   차압센서(13)의 신호 레벨을 산출하여 디지털 표시부(15)에 숫자화 시킬 수 있도록 신호를 CPU(10)로 전달하는 차압검출부(14)와;

   비상출입문(16)의 개폐여부를 확인하여 댐퍼(17)의 송풍토출부(18)를 개방할 수 있도록 신호를 CPU(10)로 전달하는 문 닫힘 센서(19)와;

   CPU(10)와 연결되어 비상출입 문(16)의 닫힘 시간을 설정하여 메모리하고, 제연구역(11)내에 설정된 차압을 메모리하는 타이머 메모리부(20)와;

   CPU(10)와 연결되어 문닫힘 센서(19)의 신호 전달에 의해 제연구역 내에 송풍할 수 있도록 된 모터 구동부(21)와;

   제연구역 내에 송풍을 공급 및 차단 시키는 댐퍼(17)의 송풍 토출부(18)를 개폐할 수 있도록 모터 구동부(21)와 연결된 댐퍼모터(22)와;

   차압센서, 차압검출부, 문닫힘센서, 모터구동부, 댐퍼모터의 입출력신호를 해석하고 신호의 제어 및 구동을 명령할 수 있도록 된 중앙처리장치(CPU:제어부)로 이루어지고 각각의 회로구성에 따른 기능를 점검하기 위한 키입력부(23)로 이루어진 것을 특징으로 하는 제연구역 내의 차압 자동조절 댐퍼.
2. 제1항에 있어서,

   차압검출부는 스프링클러가 설치되지 않은 제연구역 내의 차압은 40Pa로하고, 스프링클러가 설치된 제연구역의 차압은 12.5Pa으로 설정하여 제어할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 제연구역 내의 차압 자동조절 댐퍼.