KR20130136758A

KR20130136758A - 차압 풍량 연산제어 급기댐퍼

Info

Publication number: KR20130136758A
Application number: KR1020120060425A
Authority: KR
Inventors: 이동명
Original assignee: 이동명
Priority date: 2012-06-05
Filing date: 2012-06-05
Publication date: 2013-12-13
Also published as: KR101453485B1

Abstract

본 발명은 제연구역에 사용되는 차압 풍량의 연산제어에 의한 급기댐퍼에 관한 것으로 더 상세하게는 소방대상물의 화재에서 제2의 안전구역에 해당하는 부속실, 계단실 및 승강장 등의 제연구역에 소방법에서 규정하는 허용 차압을 유지시켜 화재실로부터 화기가 다른 구획으로 옮겨가 화재구역이 확대되거나 화재로부터 발생된 연기가 다른 구역으로 침입 확산되는 것을 방지하여 피난의 안전성을 확보하고 인명과 재산피해를 최소화할 수 있도록 하기 위한 제연구역의 차압 풍량 연산제어 급기댐퍼에 관한 것이다.
본 발명에 따른 차압 풍량 연산제어 급기댐퍼(100)는, 건물 각 층에 배치된 개별 급기댐퍼(100)들에 공급되는 풍량이 개별 제연구역(800) 내에서 허용차압이 균등하게 유지되도록 각 급기댐퍼(100)의 풍량을 단속하는 차압 풍량 연산제어장치(200)를 포함하여 이루어지며, 상기 차압 풍량 연산제어 급기댐퍼(100)의 댐퍼날개(300)를 제연구역 내 허용차압에 따라 상기 차압 풍량 연산제어장치(200)를 구동시켜 개폐하기 위하여 댐퍼날개(300)와 연결된 구동모터(220)를 포함하는 구동장치부(230); 상기 구동장치부(230)의 구동을 상기 제연구역(800)의 사전 압력 검출을 통해 상기 각 급기댐퍼(100)의 풍량을 연산하여 제어하는 연산제어부(210);로 구성되고, 상기 연산제어부(210)는, 독립된 방재센터(700)와 유무선 네트워크로 연동하여 제연구역(800)과 화재실(500)에서 검출된 정보를 실시간으로 공유할 수 있도록 데이터 신호를 송수신하는 유무선 데이터 송수신단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

차압 풍량 연산제어 급기댐퍼{AIR SUPPLY DAMPER FOR ARITHMETIC AND CONTROL UNIT OF PRESSURE-AIR FLOW}

본 발명은 제연구역에 사용되는 차압 풍량의 연산제어에 의한 급기댐퍼에 관한 것으로 더 상세하게는 소방대상물의 화재에서 제2의 안전구역에 해당하는 부속실, 계단실 및 승강장 등의 제연구역에 소방법에서 규정하는 허용 차압을 유지시켜 화재실로부터 화기가 다른 구획으로 옮겨가 화재구역이 확대되거나 화재로부터 발생된 연기가 다른 구역으로 침입 확산되는 것을 방지하여 피난의 안전성을 확보하고 인명과 재산피해를 최소화할 수 있도록 하기 위한 제연구역의 차압 풍량 연산제어 급기댐퍼에 관한 것이다.

우리나라는 인구의 도시집중화 현상과 과밀한 도시에서 토지이용의 극대화와 토지의 경제성, 친환경성이라는 공공성과 토지이용의 복합화를 통한 도심 활성화, 도심지의 외부공간의 질적 수준향상과 국가, 도시의 상징과 초대형 건축물의 건축적 상징, 사회적·문화적·역사적 가치와 힘으로 한 도시의 랜드 마크(Landmark)로서 다양한 효과의 상징성과 건축과 첨단공학기술의 접목을 배경으로 초고층 건축물이 건립되고 있다.

이 같은 도시로의 인구집중화 현상과 높아지는 인구밀도의 해결을 위해 초고층 건축물이 건설 중이고 또한 건축물이 복합 대형화되어가고 있는 현 시점에서 이에 따른 건축물 화재 시의 연기에 대한 대책이 그 무엇보다 시급하며 연기의 제어수단과 기술적인 소방안전대책만이 건축물 화재에서 인명안전을 도모할 수 있다.

(초)고층 건축물은 불특정 다수인의 사용증가에 따라 방화나 테러와 같은 인위적인 위험유발인자가 증가하게 되고, 화재시 초고층 건물의 특성인 수직공간의 확대에 따른 피난시간 증대와 굴뚝효과와 같은 연기이동력에 따른 연기의 급속한 확산으로 대규모 인명피해와 재산피해가 늘어나고 있다.

화재로 인한 인명안전의 영향에는 화재발생장소 부근의 화열(火熱)에 의한 직접적인 영향뿐만 아니라, 화재기류에 의해 운반되어 건물 내에 확산되는 연기의 영향을 무시할 수 없다. (초)고층 또는 대규모 건축물, 지하가, 지하철 등의 화재에서 수많은 희생자가 나올 때는 반드시라고 해도 좋을 만큼 연기가 주요원인이다.

또 목재나 건초 등 천연자재를 이용하여 소형주택에서 빈약한 가재도구를 수납하여 사용하던 옛날과는 달리 플라스틱, 도료 등 석유화학제품이나 합성섬유로 된 카펫 등 신건축자재를 이용한 (초)고층건물에서 새롭고 다양한 재질로 된 용품을 사용하는 오늘날 건물에서 발생하는 화재에 포함된 다량의 연기는 건물 내에 수용되어 있는 사람들의 시계(視界)를 가리고 피난로를 찾지 못하게 하며, 그 독성으로 인하여 질식되기도 하고, 인명피해를 가져오게 되며, 화재건물의 접근을 방해하여 소화활동에도 큰 지장을 가져다준다.

건축물 화재발생 시 연기이동을 막고 피난의 안전성을 확보하여 인명피해를 막기 위해 연기제어와 기술적인 소방안전대책의 하나로서 국내 건축법과 소방법, 미국 NFPA, 유럽 EN 등의 소방법에서는 건축물 내 방화구획된 공간인 제연구역을 설치하고 그 구역에 제연설비를 설치하도록 규정하고 있다.

국내 건축법에서는 건축물의 11층 이상 또는 지하 3층 이하의 층에 특별피난계단과 비상용 승강기를 설치하고, 이들 공간에는 자력으로 피난을 하지 못하는 거주자나 재실자가 구조되기까지 일시적으로 머무는 피난장소(제2의 안전구역)의 역할과 화재실의 연기가 피난계단으로 흘러들어가지 못하도록 하는 일종의 장벽(barrier)역할을 할 수 있는 제연구역(부속실, 승강장, 계단실 등)을 설치하도록 규정하고 있으며, 국내 소방법 화재안전기준 NFSC 501A에서는 연기제어의 수단으로 제연구역에 제연설비 중의 하나인 급기댐퍼를 설치하도록 하고 그 기능에 대해 상세하게 규정하고 있다.

화재안전기준 NFSC 501A에 의하면 급기댐퍼는 제연구역(부속실, 계단실 및 승강장 등)과 화재실사이의 압력을 압력센서 등으로 감지하고, 두 실의 압력차이(차압)를 비교하여 제연구역에 공급되는 풍량을 조절하여 제연구역의 허용차압(40Pa~110N)유지 및 과압방지를 자동으로 제어할 수 있어야 하며, 제연구역에 옥외의 신선한 공기를 공급하여 제연구역의 기압을 제연구역 이외의 옥내(화재실)보다 높게 하되 일정한 압력의 차이(차압)를 유지하게 함으로써 화재실로부터 제연구역내로 연기가 침투하지 못하도록 하며, 피난을 위해 제연구역의 출입문이 일시적으로 개방되는 경우 방연풍속을 유지하도록 옥외의 공기를 제연구역내로 보충 공급하도록 하고, 피난을 위하여 일시 개방된 출입문이 다시 닫히는 경우 제연구역의 과압을 방지할 수 있는 유효한 조치를 하여 제연구의 압력(차압)을 일정하게 유지할 수 있도록 규정하고 있다.

따라서 상기와 같은 조치로 국내외 소방법에서는 제연구역에 급기댐퍼를 설치 유지함으로써 피난로 및 피난공간의 안전성을 확보하여 인명안전은 물론 소방관의 소화/구조활동을 원활하게 하고 있다.

도 1은 일반적인 제연구역 급기댐퍼의 설치 계통도이다. 도 2는 급기댐퍼의 상세도이다.

도 1 및 도 2를 참고하면, 기존 소방대상물 각 층의 제연구역(10)에 설치된 급기댐퍼(20)의 댐퍼날개(30)는 제연구역(10)의 압력을 검출하는 압력센서(40)의 검출 신호를 따라 여닫히도록 설계되는데 댐퍼날개(30)는 압력센서(40)의 압력 검출 신호가 구동모터(50)에 입력되면 구동모터(50)의 구동력과 연동하여 댐퍼탈개(30)를 움직이는 로드(60)가 직선상으로 움직이고 이 과정에서 댐퍼날개(30)가 열리고 닫힌다.

예를 들면, 허용차압의 범위 60Pa를 초과하면 댐퍼날개(30)가 완전히 닫히고 허용차압의 범위 40Pa이하이면 댐퍼날개(30)가 완전히(대부분 90ㅀ까지 열림) 열리는 뱅뱅(Bang-Bang) 제어에 의한 단순 온-오프(on-off) 기능 의존형 방식이다.

따라서, 개별 및 통합 또는 다른 어떤 유리한 쪽으로의 제어가 불가능하기 때문에 각 층별로 풍량이 조절되지 않는다.

댐퍼날개(30)는 압력센서(40)의 압력 검출 신호가 구동모터(50)에 입력되면 구동모터(50)의 구동력으로 로드(60)가 직선상으로 움직이고 이 과정에서 열리고 닫힌다.

따라서 송풍기(70)가 설치된 위치에 따라 송풍기(70)와 가까운 층에서는 최고 수백Pa 이상의 차압이 형성되고 송풍기(70)와 먼 위치의 제연구역에는 약 10Pa정도 또는 그 이하의 저차압이 형성된다.

소방대상물의 저층부에서는 허용차압의 미달로 화재층의 화기나 연기를 다른 공간으로 침입 확산시켜 인명과 재산피해를 가중시키고 있고, 소방대상물의 고층부에서는 허용차압 이상의 과압으로 인해 화재실에서 제연구역으로 나가는 출입문을 개방하지 못해 피난을 할 수 없게 만듦으로서 인명피해를 가중시키고 있다.

소방설비는 소방대상물의 화재안전성능의 확보를 위해 화재가 발생할 경우 사람이 보다 안전하게 피난할 수 있는 공간적 대응과 화재감지 및 화재진압을 위한 설비적인 대응으로 화재발생 시 본래의 기능과 성능을 발휘할 수 있도록 평상시 소방안전관리가 이루어져야 한다.

하지만 공간적 및 설비적 대응시스템을 구축하였다 할지라도 관리자의 형식적인 시스템 점검 및 관리 등과 같은 인적오류로 인해 올바른 소방안전관리가 이루어지 못함으로서 화재 등 비상시에는 시스템 본래의 기능과 성능을 발휘하지 못하고 있는 실정이다.

소방대상물의 안전을 위한 소방방재계획은 화재로부터 인명보호를 첫 번째 목적으로 계획하는 것이므로, 이러한 소방방재계획은 출화 방지, 신속한 감지와 통보, 초기소화, 연기/열 확대방지, 제연설비, 안전구획 설정, 피난계획 등 각기 관련되는 복수의 소방설비로 구성되어 각 구성별 기술적으로 성능이 확보되어야 한다.

건축물 화재 시 연기에 대한 대책으로 화재안전성능의 확보를 위해 공간적 대응에 해당하는 제연구역과 설비적 대응에 해당하는 급기댐퍼(20)를 포함한 제연설비의 기능과 성능은 화재방어 전략에 있어 아주 중요한 구성물 중의 하나이다.

특히, 기능과 성능을 제대로 발휘하지 못하는 급기댐퍼(20)는 제연구역으로 하여금 화재와 연기의 확산을 제한하지 못할 뿐만 아니라 소화활동 영역을 확보하지 못해 많은 인명과 재산피해를 가져다준다.

따라서 초고층 건축물이 건설 중인 현 시점에서 건축물 화재 시 연기에 대한 대책 및 인명안전을 도모하기 위한 연기제어수단과 기술적인 소방안전대책의 절실히 필요하다.

본 발명은 건축물 화재 시 연기 및 화열에 대한 소방대책과 제어수단을 제공하고 급기댐퍼의 기존의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로 본 발명의 목적은, 소방대상물의 각 층 제연구역의 차압에 따라 급기댐퍼의 댐퍼날개가 조절되어 풍량을 조절할 수 있는 차압 풍량의 연산제어장치를 갖춘 급기댐퍼를 제연구역에 설치하여 기존 급기댐퍼의 문제점으로 나타나고 있는 건물 층고에 따른 압력수두 손실이나 굴뚝효과, 바람의 영향 등을 극복하도록 하고, 화재시 소방법(NFSC 501A)에서 규정하는 제연구역의 허용차압(40Pa~110N)형성, 방연풍속유지, 과압방지 등으로 화기가 다른 공간으로 옮겨가 화재구역이 확대되거나 연기가 다른 구역으로 침입 확산되는 것을 방지하고 피난의 안전성을 확보하여 인명과 재산피해를 최소화할 수 있는 차압 풍량 연산제어 급기댐퍼를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 화재시 소방대상물 각 층의 제연구역에 형성되는 압력 데이터가 컴퓨터 중앙처리장치(CPU)로 전달되면 중앙처리장치는 압력 데이터를 설정 차압과 비교 연산한 후 그 결과에 따라 댐퍼날개가 임의의 각도로 조절되어 풍량을 조절할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 소방대상물의 각 층 제연구역의 허용차압의 변화에 따라 댐처날개의 각도조절을 통해 풍량을 조절할 수 있도록 함으로서 제연구역의 출입문을 개방할 때 생기는 차압 손실 보정을 제연구역으로 공기가 더 공급될 수 있도록 하여 출입문이 닫히는 순간까지 유지되는 방연풍속에 의해 제연구역은 허용차압을 초과하게 하는 과잉 공급공기가 제어될 수 있도록 하는 차압 풍량 연산제어 급기댐퍼를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 건축물의 복잡화, 대형화, 초고층화에 따른 화재 시 연기 및 화열에 대한 연기제어수단과 제연구역의 급기댐퍼에 컴퓨터 제어에 의한 구역제어 방식을 적용한 차압 풍량의 연산제어장치를 갖춘 급기댐퍼를 적용 설치하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 컴퓨터 제어에 의한 구역제어 방식의 적용으로 허용차압, 과압방지, 방연풍속 등의 규정을 만족시키고, 기존 급기댐퍼의 문제점으로 지적되고 있는 연기이동력 및 차압, 풍량 등의 문제를 해결하고, 화재 시 열 및 연기감지기에 의해 원격제어될 수 있도록 함과 아울러 기존 건축물에도 쉽게 적용할 수 있고 기존 건축물의 통합방재시스템 구축을 수월하게 하면서도 제연시스템 성능을 향상시키는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차압 풍량 연산제어 급기댐퍼는,

실외측 송풍기를 통해 도입되는 외기를 제연구역으로 유도하는 급기풍도, 상기 급기풍도에 연결되어 외기를 댐퍼날개의 개폐에 따라 제연구역으로 도입하는 차압 풍량 연산제어 급기댐퍼에 있어서,

상기 차압 풍량 연산제어 급기댐퍼는,

건물 각 층에 배치된 개별 급기댐퍼들에 공급되는 풍량이 개별 제연구역 내에서 허용차압이 균등하게 유지되도록 각 급기댐퍼의 풍량을 단속하는 차압 풍량 연산제어장치를 포함하여 이루어지며,

상기 차압 풍량 연산제어 급기댐퍼의 댐퍼날개를 제연구역 내 허용차압에 따라 상기 차압 풍량 연산제어장치를 구동시켜 개폐하기 위하여 댐퍼날개와 연결된 구동모터를 포함하는 구동장치부;

상기 구동장치부의 구동을 상기 제연구역의 사전 압력 검출을 통해 상기 각 급기댐퍼의 풍량을 연산하여 제어하는 연산제어부;로 구성되고,

상기 연산제어부는,

독립된 방재센터와 유무선 네트워크로 연동하여 제연구역과 화재실에서 검출된 정보를 실시간으로 공유할 수 있도록 데이터 신호를 송수신하는 유무선 데이터 송수신단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 연산제어부에는 제연구역 내 압력을 측정하는 압력센서가 설치되어 있으며 그 압력센서로 측정된 차압을 상기 연산제어부로 입력하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 구동장치부는,

상기 차압 풍량 연산제어 급기댐퍼의 댐퍼날개를 개폐하기 위하여 댐퍼날개와 연결된 연결부와,

상기 연결부를 축설하여 연동시키는 회전체와,

상기 회전체를 회전시키기 위하여 회전체에 일체화되거나 별도로 결합된 섹터기어와,

상기 섹터기어에 회전 구동력을 전달하기 위하여 회전 구동력을 매개하는 동력전달기어부와,

상기 동력전달기어부에 치합되어 발생된 회전 구동력을 동력전달기어부를 통해 섹터기어에 전달하는 구동모터로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 동력전달기어부는,

상기 구동모터의 축 및 구동기어와,

상기 구동기어와 치합 되어 연동하는 회전기어와,

상기 회전기어로부터 전달되는 회전 구동력을 피동기어로 전달하는 적어도 한 개 이상으로 치합된 동력전달기어군으로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 연산제어부는,

각 제연구역의 층간에 설치된 압력센서로부터 측정된 압력을 신호로 전달받아 측정된 압력 범위에 따라 설정된 사전 압력 값과 비교하여 그 결과에 따라 구동모터에 인가되는 구동 전원을 제어하고 이를 통해 차압 풍량 연산제어 급기댐퍼의 풍량을 조절하여 각 제연구역에 대한 차압을 관리하고자 하는 값과 근사치에 가깝도록 연산제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 연산제어부는,

화재실에 위치하는 열 및 연기 감지기를 통해 화재정보를 데이터신호로 전달받고 급기풍도로 외기를 도입하여 급기댐퍼를 통해 제연구역으로 내보내는 송풍기의 구동을 사전 설정된 차압과 비교 연산하여 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 차압-풍량 연산제어장치 급기댐퍼는 각 층 제연구역의 압력 데이터와 규정된 허용차압과 비교 및 연산하여 제연구역으로 공급될 풍량을 제어하기 위해 댐퍼날개의 각도를 조절함으로서 제연구역의 차압을 균일하게 유지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 제연설비의 성능을 향상과 제연설비설계의 유연성과 탄력성을 부여할 수 있고, 화기나 연기가 다른 구역으로 역류·침입·확산되는 화기나 연기를 차단 제어함으로서 피난의 안전성을 확보하고 인명과 재산피해를 최소화할 수 있는 효과가 있다.

건축물 내에 방화구획된 공간인 화재실의 화열이나 연기가 제연구역 또는 또 다른 방화구획으로 침입·확산되는 화열이나 연기를 막고, 소방대상물의 방재성능의 향상과 방화구획 활용의 극대화, 소방관의 소화 및 구조 활동의 극대화 및 소방설비의 기술적 유연성을 줄 수 있는 효과를 갖는다.

도 1은 기존 제연구역 급기댐퍼의 설치 계통도.
도 2의 (a)(b)는 기존 제연구역에 설치되는 일반적인 급기댐퍼를 나타낸 것으로 (a)는 댐퍼날개가 닫힌 상태이고, (b)는 댐퍼날개가 열린 상태를 나타낸 도면.
도 3는 본 발명에 따른 제연구역에 설치된 차압 풍량 연산제어 급기댐퍼의 설치 계통도.
도 4는 본 발명에 따른 차압 풍량 연산제어 급기댐퍼의 구성도.
도 5의 (a)(b)는 본 발명의 실시 예에 따른 차압 풍량 연산제어 급기댐퍼의 상세 설명도.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 제연구역 급기댐퍼 비례제어시스템의 회로 로직도.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참고로 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 제연구역에 설치된 차압 풍량 연산제어 급기댐퍼의 설치 계통도이다. 도 4는 본 발명에 따른 차압 풍량 연산제어 급기댐퍼의 구성도 이다. 도 5의 (a)(b)는 본 발명의 실시 예에 따른 차압 풍량 연산제어 급기댐퍼의 상세 설명도로서 (a)는 구동장치부 및 연산제어부의 블럭도이고, (b)는 구동장치부의 기어배치도를 나타낸 것이다. 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 제연구역 급기댐퍼 비례제어시스템의 회로 로직도 이다.

본 발명은 도 3 및 도 4와 같이 실외측 송풍기(400)를 통해 도입되는 외기를 제연구역(800)으로 유도하는 급기풍도(900)에 연결되어 외기를 댐퍼날개(300)의 개폐에 따라 제연구역(800)으로 도입하는 차압 풍량 연산제어 급기댐퍼(100)로 구성된다.

본 발명에 따른 차압 풍량 연산제어 급기댐퍼(100)의 주요 부분은, 도 3 내지 도 6에 나타낸 바와 같이, 건물 각 층에 배치된 개별 급기댐퍼(100)들에 공급되는 풍량이 개별 제연구역(800) 내에서 허용차압이 균등하게 유지되도록 각 급기댐퍼(100)의 풍량을 단속하는 차압 풍량 연산제어장치(200)를 포함하여 구성된다.

그리고, 차압 풍량 연산제어 급기댐퍼(100)의 댐퍼날개(300)를 제연구역 내 허용차압에 따라 차압 풍량 연산제어장치(200)를 구동시켜 개폐하기 위하여 댐퍼날개(300)와 연결된 구동모터(220)를 포함하는 구동장치부(230)가 구성된다.

그리고, 구동장치부(230)의 구동을 제연구역(800)의 사전 압력 검출을 통해 각 급기댐퍼(100)의 풍량을 연산하여 제어하는 연산제어부(210)로 구성된다.

그리고, 연산제어부(210)는, 독립된 방재센터(700)와 유무선 네트워크로 연동하여 제연구역(800)과 화재실(500)에서 검출된 정보를 실시간으로 공유할 수 있도록 데이터 신호를 송수신하는 유무선 데이터 송수신단을 구비하여 구성된다.

또한, 연산제어부(210)에는 제연구역(800) 내 압력을 측정하는 압력센서(211)가 설치되어 있으며 그 압력센서(211)로 측정된 차압은 연산제어부(210)로 입력하도록 구성될 수 있다.

또한, 구동장치부(230)는, 차압 풍량 연산제어 급기댐퍼의 댐퍼날개(300)를 개폐하기 위하여 댐퍼날개와 연결된 연결부와, 연결부를 축설하여 연동시키는 회전체와, 회전체(221)를 회전시키기 위하여 회전체에 일체화되거나 별도로 결합된 섹터기어(222)와, 섹터기어(222)에 회전 구동력을 전달하기 위하여 회전 구동력을 매개하는 동력전달기어부(240)와, 동력전달기어부(240)에 치합되어 발생된 회전 구동력을 동력전달기어부(240)를 통해 섹터기어(222)에 전달하는 구동모터(220)로 구성된다.

또한 , 동력전달기어부(240)는, 구동모터(220)의 축 및 구동기어(228)로 구성되고, 구동기어(228)와 치합 되어 연동하는 회전기어(227) 그리고, 회전기어(227)로부터 전달되는 회전 구동력을 피동기어(223)(224)(225)(226)들로 전달하는 동력전달기어군으로 구성된다.

또한, 연산제어부(210)는, 각 제연구역(800)의 층간에 설치된 압력센서(211)로부터 측정된 압력을 신호로 전달받아 측정된 압력 범위에 따라 설정된 사전 압력 값과 비교하여 그 결과에 따라 구동모터(220)에 인가되는 구동 전원을 제어하고 이를 통해 차압 풍량 연산제어 급기댐퍼(100)의 풍량을 조절하여 각 제연구역(800)에 대한 차압을 관리하고자 하는 값과 근사치에 가깝도록 연산제어하도록 구성된다.

또한, 연산제어부(210)는, 화재실에 위치하는 열 및 연기 감지기(600)를 통해 화재정보를 데이터신호로 전달받고 급기풍도(900)로 외기를 도입하여 급기댐퍼(100)를 통해 제연구역(800)으로 내보내는 송풍기(400)의 구동을 사전 설정된 차압과 비교 연산하여 제어하도록 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 차압 풍량 연산제어 급기댐퍼의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

도 3의 계통도에 나타낸 바와 같이 본 발명에 따른 차압 풍량 연산제어 급기댐퍼(100)는 제연구역(800)에 일체화되고 급기풍도(900)와 연결되어 화재시 송풍기(400)로부터 공급되는 신선한 공기를 건물의 제연구역(800)에 공급하는 역할을 한다.

차압 풍량 연산제어 급기댐퍼(100)는 연산제어부(210)에 구성된 압력센서(211)에 의해 소방대상물 각 층의 제연구역에서 측정된 압력(

)과 화재실의 압력(

)의 차이(차압=

-

)가 중앙처리장치(213)로 입력되면 중앙처리장치(213)에서 규정된 허용 차압을 비교 연산하여 50Pa 이하이면 급기댐퍼(100)의 구동모터(220)을 작동시켜 댐퍼날개(300)를 열고 50Pa 이상이면 급기댐퍼(100)의 구동모터(220)을 작동시켜 댐퍼날개(300)를 닫아 송풍기(400)로부터 소방대상물 각 층의 제연구역(800)에 공급되는 풍량을 조절하여 각 층의 제연구역(800)에 균일한 차압(약 50PA)이 유지되도록 하는 역할을 한다.

즉, 차압 풍량 연산제어 급기댐퍼(100)는 연산제어부(210)의 중앙처리장치(213)를 통한 층별 구역제어방식으로서 소방대상물 각 층의 제연구역(800)의 차압을 측정하고 그 측정값을 기준 값과 비교 연산 판단하여 급기댐퍼(100)의 날개(300) 각도를 조절하여 각 제연구역(800)에 공급되는 공기량을 조절하고, 이에 의해 소방대상물 각 층의 제연구역(800)의 차압(40Pa~110N)을 균일하게 유지되도록 한다.

그리고, 차압 풍량 연산제어 급기댐퍼(100)는 실외측 송풍기(400)를 통해 도입되는 외기를 제연구역(800)으로 유도하는 급기풍도(900)에 연결되어 외기를 댐퍼날개(300) 개폐에 따라 제연구역(800)으로 도입하는 풍량 조절로 제연구역(800)의 내부 차압을 결정할 수 있다.

그리고, 건물 각 층에 배치된 개별 급기댐퍼(100)들에 공급되는 풍량이 개별 제연구역(800) 내에서 적정 차압이 균등하게 유지되도록 댐퍼날개(300)를 조절하여 각 급기댐퍼(100)의 풍량을 단속한다.

도 3 내지 도 6을 참조로 차압 풍량 연산제어 급기댐퍼(100)의 구체적 기능을 설명하면 다음과 같다.

소방대상물의 임의의 실(이하 화재실(500)에서 화재가 발생하면 화재실(500)에 설치된 열 및 연기감지기(600)에 의해 열 또는 연기가 감지되어 열/연기감지기(600)의 신호가 방재센터(700)로 화재가 발생하였음을 알리게 된다. 방재센터(700)는 열/연기감지기(600)를 비롯한 검출 정보 및 각종 방재 관련 검출 정보를 유무선데이터 통신으로 수신할 수 있는 수신기를 통해 수신한다. 발신기와 수신기를 통한 검출신호 데이터의 수발신 관련 기술은 일반적으로 사용되는 수단을 이용할 수 있다.

방재센터(700)에서는 검출된 정보에 따라 송풍기(400)와 건물의 각 층의 제연구역(800)에 설치된 차압 풍량 연산제어 급기댐퍼(100)의 연산제어부(210)에 작동 신호를 전달한다.

방재센터(700)를 통해 작동 신호를 받으면 송풍기(400)가 작동하여 건물 각 층의 제연구역(800)으로 신선한 공기를 공급한다. 제연구역(800)에는 제연구역과 화재실의 압력차인 차압(양압)이 형성된다.

이때 연산제어부(210)의 압력센서(211)는 소방대상물 각 층의 제연구역(800)의 압력을 검출하여 그 검출신호를 중앙처리장치(213)로 보내고, 중앙처리장치(213)에서는 소방대상물 각 층 제연구역(800)의 압력이 설정 차압(50Pa) 범위 내에 있는지 아니면 없는지를 비교 연산하고 판단한다.

만약, 소방대상물 임의의 층의 제연구역(800) 압력이 설정 차압 이하이면 중앙처리장치(213)는 구동모터(220)에 작동 신호를 보내 구동모터(220)를 작동시켜 급기댐퍼(100)의 댐퍼날개(300) 각도를 조절하여 급기댐퍼(100)를 처음 상태보다 더 열리게 하고 이를 통해 제연구역(800)으로 신선한 공기의 공급량이 많아지도록 한다.

이와 달리 건물 임의의 층의 제연구역(800) 압력이 설정 차압 이상이면 중앙처리장치(213)는 구동모터(220)에 작동 신호를 보내 구동모터(220)를 작동시켜 급기댐퍼(100)의 댐퍼날개(300) 각도를 조절하여 처음 상태보다 급기댐퍼(100)가 더 닫히도록 조절하고 이를 통해 제연구역(800)에 공급되는 공기량을 줄여 소방대상물 각 층 제연구역(800)의 압력이 설정 차압 범위 내에 있도록 차압을 유지시킨다.

한편, 차압 풍량 연산제어 급기댐퍼(100)의 작동원리는 방재센터(700)의 유무선 데이터 신호에 의해 연산제어부(210)의 중앙처리장치(213)로 작동신호가 전달되면 설정 차압에 따라 연산제어부(210)는 구동모터(220)를 작동시키게 되고, 구동모터(220)의 동력은 구동장치부(230)의 기어열(gear train)의 각 기어(223~228)들로 동력이 전달되고, 각 기어(222~228)들의 동력은 섹터기어(222)로 전달된다.

전달된 동력은 섹터기어(222)와 결합된 급기댐퍼 연결부에 체결되는 급기댐퍼의 축(300-1)을 회전시키게 되며, 급기댐퍼 축(300-1)은 급기댐퍼(100)의 댐퍼날개(300) 각도를 조절하여 송풍기(400)로부터 소방대상물 각 층의 제연구역(800)에 공급되는 풍량을 조절하게 된다.

이 같은 원리로부터 본 발명은 기존 급기댐퍼에서 문제가 되는 연기이동력으로부터 발생 되는 압력과 건물의 층고에 따른 압력손실수두 등을 손쉽게 해결할 수 있고, 소방법에서 규정하는 방연 풍속이나 과압도 압력으로 나타나기 때문에 소방대상물 각 층의 제연구역(800)에 공급되는 풍량을 조절함으로서 허용 차압이 유지되도록 하여 방연풍속이나 과압을 효과적으로 제어한다.

그 밖에 비상시나 수동조작 등을 대비하기 위하여 다음과 같은 몇 가지의 기능을 갖는다.

연산제어부(210)에 비상 및 수동조작 스위치(214)는 비상시를 대비하여 구동모터(220)로부터 구동장치부(230)에 전달되는 동력을 차단할 수 있고, 또한 구동모터(230)를 임의로 정역 회전시킬 수 있어 구동장치부(230)의 기어열(gear train)을 초기 상태로 정렬시킬 수 있다.

댐퍼날개 각도조절 스위치(212)는 제연설비를 처음 설치하여 건물 각 층 제연구역(800)의 차압을 성능 시험하거나 차압을 조정할 때, 또는 수동으로 댐퍼날개(300)의 각도를 맞추고자 할 때 구동모터(300)의 회전각도를 조절할 수 있다.

그 밖에 차압 풍량 연산제어 급기댐퍼(100)는 도 6에 나타낸 바와 같이 열/연기감지기(600)의 검출 신호와 소방용 수신기의 신호입력 및 각 층의 제연구역 압력 데이터 입력신호(1000)에 의한 차압 풍량 연산제어 급기댐퍼(100)의 동작을 위한 구동모터(220)의 동작, 각도조절 스위치(212)의 전압조절 값(1100)에 따른 급기댐퍼(100)의 댐퍼날개(300) 각도조절, 댐퍼날개(300)의 동작상태를 적색등(215)과 녹색등(216)으로 표시하기 위한 LED 동작 그리고 차압 풍량 연산제어 급기댐퍼(100)의 댐퍼날개 폐쇄 작동을 포함한다.

또한, 제연구역(800)의 풍량을 조절할 때 댐퍼날개(300)가 어느 위치(각도)에 있는지를 먼저 확인해야 댐퍼날개(300)의 각도를 조절하여 풍량을 조절할 수 있다. 이에 따라 중앙처리장치(213)는 댐퍼날개(300)의 현재 임의의 위치(각도)와 차압에 의해 설정되어 지는 댐퍼날개 각도조절 위치를 비교 연산 제어할 수 있는 기능을 포함한다.

이와 같이 본 발명에 따른 차압 풍량 연산제어 급기댐퍼(100)는 소방대상물 각 층의 제연구역(800) 차압을 균일하게 유지함으로서 화재발생 시 화재실(500)의 연기이동을 막고 화재실(500)의 연기가 피난계단으로 흘러들어가지 못하도록 함으로서 피난로 및 피난공간의 안전성을 확보하여 인명안전은 물론 재산피해의 최소화 및 소방관의 소화 및 구조활동을 원활하게 할 수 있다.

아울러 바람에 의한 압력, 건물의 실내외 온도차에 의한 굴뚝효과에 의한 압력 및 건물의 층고에 따른 압력수두에 의한 보정과 화재발생시 발생하는 연기이동력(굴뚝효과, 부력, 팽창, 바람 등) 등으로부터 발생 되는 압력 등을 고려하여 각 부품들은 공학적 근거를 바탕으로 컴퓨터 시뮬레이션과 실험을 통해 검증하고, 이들 결과로부터 차압 풍량 연산제어 급기댐퍼의 효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

이와 같이 본 발명은 도면 및 명세서를 통하여 발명의 일 실시 예를 참고로 설명하였으나 예시이다. 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시가 가능하다.

100: 급기댐퍼
200: 연산제어장치
210: 연산제어부
211: 압력센서
220: 구동모터
221: 회전체
222: 섹터기어
223.224.225.226: 피동기어
227: 회전기어
228: 구동기어
230: 구동장치부
240: 동력전달기어부
300: 댐퍼날개
400: 송풍기
500: 화재실
600: 열/연기감지기
700: 방재센터
800: 제연구역
900: 급기풍도

Claims

실외측 송풍기(400)를 통해 도입되는 외기를 제연구역(800)으로 유도하는 급기풍도(900), 상기 급기풍도(900)에 연결되어 외기를 댐퍼날개(300)의 개폐에 따라 제연구역(800)으로 도입하는 차압 풍량 연산제어 급기댐퍼(100)에 있어서,
상기 차압 풍량 연산제어 급기댐퍼(100)는,
건물 각 층에 배치된 개별 급기댐퍼(100)들에 공급되는 풍량이 개별 제연구역(800) 내에서 허용차압이 균등하게 유지되도록 각 급기댐퍼(100)의 풍량을 단속하는 차압 풍량 연산제어장치(200)를 포함하여 이루어지며,
상기 차압 풍량 연산제어 급기댐퍼(100)의 댐퍼날개(300)를 제연구역 내 허용차압에 따라 상기 차압 풍량 연산제어장치(200)를 구동시켜 개폐하기 위하여 댐퍼날개(300)와 연결된 구동모터(220)를 포함하는 구동장치부(230);
상기 구동장치부(230)의 구동을 상기 제연구역(800)의 사전 압력 검출을 통해 상기 각 급기댐퍼(100)의 풍량을 연산하여 제어하는 중앙처리장치(213)를 포함하는 연산제어부(210);로 구성되고,
상기 연산제어부(210)는,
독립된 방재센터(700)와 유무선 네트워크로 연동하여 제연구역(800)과 화재실(500)에서 검출된 정보를 실시간으로 공유할 수 있도록 데이터 신호를 송수신하는 유무선 데이터 송수신단을 구비하는 것을 특징으로 하는 차압 풍량 연산제어 급기댐퍼.
제 1 항에 있어서,
상기 연산제어부(210)에는 제연구역 내 압력을 측정하는 압력센서(211)가 설치되어 있으며 그 압력센서(211)로 측정된 차압을 상기 연산제어부(210)로 입력하도록 구성된 것을 특징으로 하는 차압 풍량 연산제어 급기댐퍼.
제 1 항에 있어서,
상기 구동장치부(230)는,
상기 차압 풍량 연산제어 급기댐퍼(100)의 댐퍼날개(300)를 개폐하기 위하여 댐퍼날개(300)와 연결된 연결부와,
상기 연결부를 축설하여 연동시키는 회전체(221)와,
상기 회전체(221)를 회전시키기 위하여 회전체에 일체화되거나 별도로 결합된 섹터기어(222)와,
상기 섹터기어(222)에 회전 구동력을 전달하기 위하여 회전 구동력을 매개하는 동력전달기어부(240)와,
상기 동력전달기어부(240)에 치합되어 발생된 회전 구동력을 동력전달기어부(240)를 통해 섹터기어(222)에 전달하는 구동모터(220)로 구성된 것을 특징으로 하는 차압 풍량 연산제어 급기댐퍼.
제 1 항에 있어서,
또한, 상기 동력전달기어부(240)는,
상기 구동모터(220)의 축 및 구동기어(228)와,
상기 구동기어(228)와 치합 되어 연동하는 회전기어(227)와,
상기 회전기어(227)로부터 전달되는 회전 구동력을 피동기어(223)(224)(225)(226)들로 전달하는 적어도 한 개 이상으로 치합된 동력전달기어군으로 구성된 것을 특징으로 하는 차압 풍량 연산제어 급기댐퍼.
제 1 항에 있어서,
상기 연산제어부(210)는,
각 제연구역(800)의 층간에 설치된 압력센서(211)로부터 측정된 압력을 신호로 전달받아 측정된 압력 범위에 따라 설정된 사전 압력 값과 비교하여 그 결과에 따라 구동모터(220)에 인가되는 구동 전원을 제어하고 이를 통해 차압 풍량 연산제어 급기댐퍼(100)의 풍량을 조절하여 각 제연구역(800)에 대한 차압을 관리하고자 하는 값과 근사치에 가깝도록 연산제어하는 것을 특징으로 하는 차압 풍량 연산제어 급기댐퍼.
제 1 항에 있어서,
상기 연산제어부(210)는,
화재실(500)에 위치하는 열 및 연기 감지기(600)를 통해 화재정보를 데이터신호로 전달받고 급기풍도(900)로 외기를 도입하여 급기댐퍼(100)를 통해 제연구역(800)으로 내보내는 송풍기(400)의 구동을 사전 설정된 차압과 비교 연산하여 제어하는 것을 특징으로 하는 차압 풍량 연산제어 급기댐퍼.