KR20160136024A - 무인 비행장치를 이용한 소화시스템 및 이의 제어방법 - Google Patents

무인 비행장치를 이용한 소화시스템 및 이의 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무인 비행장치를 이용한 소화시스템에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 무인 비행장치를 이용한 소화시스템은 내부에 소화분말을 구비하는 소화장치; 상기 소화장치를 화재가 발생한 장소에 낙하시키는 무인 비행장치;를 포함하며, 상기 소화장치는, 내부에 상기 소화분말이 수용되는 분말 저장공간 및 상기 분말 저장공간과 외부와 연결시키는 연결유로를 형성하는 케이스; 상기 분말 저장공간과 상기 연결유로 간의 연통을 차단하거나 개방하는 개폐부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 의하여, 인력을 투입하지 않고도 상대적으로 넓은 지역에 발생한 화재를 용이하게 진압할 수 있는 무인 비행장치를 이용한 소화시스템 및 이의 제어방법이 제공된다.

Description

무인 비행장치를 이용한 소화시스템 및 이의 제어방법{APPARATUS FOR EXTINGUISHING FIRE USING DRONE AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME}
본 발명은 무인 비행장치를 이용한 소화시스템 및 이의 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 화재지역에 인력을 직접적으로 투입하지 않고도 화재를 진압할 수 있도록 구성되는 무인 비행장치를 이용한 소화시스템 및 이의 제어방법에 관한 것이다.
각종 화재를 진화하기 위한 수단으로서 휴대용소화기, 소방차, 살수차, 소방헬기 및 소방로봇 등의 다양한 소방설비가 널리 알려져 사용되고 있다.
신속한 화재진압을 위해서는 소방대원이 직접 화염의 진원지에 가까이 접근해야만 하는데, 화재가 일어난 곳에서는 대개 뜨거운 화염과 유독가스가 발생하기 때문에 소방대원의 접근이 쉽지 않다. 특히, 고온의 화염이 발생하고, 폭발위험이 있는 화재현장에는 소방대원의 접근조차 쉽지 않으며, 따라서, 이러한 화재지역의 경우, 소방대원이 신속하게 투입된다 하더라도 화재를 효과적으로 진압하기는 어렵다.
현재, 이러한 문제를 해결하기 위해서 화재현장에 사람 대신에 투입할 수 있게 제작한 여러 가지 소방로봇 및 소방기기 등이 개발되고 있다. 그러나, 현재까지 개발 완료되었거나 제안되고 있는 소방로봇 및 소방기기 등은 단순히 화재현장에 소방수를 공급하는 방식만 적용되어 적용하 한계를 드러내고 있다.
특히, 기존 개발된 무인 소방로봇 및 소방기기 등은 넓은 화재지역에 적용되기는 어려운 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 인력을 투입하지 않고도 상대적으로 넓은 지역에 발생한 화재를 용이하게 진압할 수 있는 무인 비행장치를 이용한 소화시스템 및 이의 제어방법을 제공함에 있다.
상기 목적은 본 발명에 따라, 내부에 소화분말을 구비하는 소화장치; 상기 소화장치를 화재가 발생한 장소에 낙하시키는 무인 비행장치;를 포함하며, 상기 소화장치는, 내부에 상기 소화분말이 수용되는 분말 저장공간 및 상기 분말 저장공간과 외부와 연결시키는 연결유로를 형성하는 케이스; 상기 분말 저장공간과 상기 연결유로 간의 연통을 차단하거나 개방하는 개폐부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 비행장치를 이용한 소화시스템에 의해 달성된다.
또한, 상기 케이스는 구형일 수 있다.
또한, 상기 케이스의 내부에는 상기 개폐부를 수용하는 수용공간이 형성되고, 상기 연결유로와 상기 분말 저장공간 각각은 상기 수용공간과 연결되며, 상기 개폐부는 상기 수용공간을 개방할 수 있다.
또한, 상기 개폐부는, 상기 수용공간 내에 수용되며, 내부에 저장되는 압축가스 양에 따라 신축하여 상기 연결유로 또는 상기 분말 저장공간과 연결되는 통로를 차단하거나 개방하는 신축부; 상기 신축부에 저장된 압축가스를 외부로 배기시키는 배기유도부;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 배기유도부는, 상기 신축부를 천공하는 천공부재; 상기 천공부재의 동작을 제어하는 트리거부재;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 수용공간은 상기 케이스 내부의 중심에 형성되고, 상기 연결유로는 복수 개가 상기 수용공간으로부터 상기 케이스의 외면까지 서로 동일한 간격을 갖도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 무인 비행장치는, 비행기; 상기 비행기에 설치되며, 열화상을 이용하여 화재 발생 지역에서 생물이 있는지를 감지하는 열화상 측정부;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 무인 비행장치는 화재 지역에 상기 소화장치의 투하를 알리는 스피커를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 목적에 따라, 무인 비행장치를 이용한 소화시스템의 제어방법에 있어서, 상기 무인 비행장치를 화재 지역으로 이동시키는 이동단계; 상기 무인 비행장치로부터 상기 열화상 측정부를 통하여 상기 화재 지역에 생물이 존재하는지 확인하는 확인단계; 상기 확인단계에서 생물이 존재하는 것으로 판단된 경우 상기 스피커를 통하여 상기 소화장치를 투하를 미리 알리는 알림단계; 상기 화재지역에 상기 소화장치를 투하하는 투하단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 비행장치를 이용한 소화시스템의 제어방법에 의해 달성된다.
또한, 상기 투하단계 이전에 상기 신축부에 저장되어 있는 압축가스가 외부로 배출되도록 트리거를 작동시키는 작동단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 소방수가 아닌 분말을 포함하는 소화장치를 투여하는 방식으로 넓은 지역의 화재를 진압할 수 있는 무인 비행장치를 이용한 소화시스템 및 이의 제어방법이 제공된다.
또한, 소화장치의 형상을 구형으로 함으로써, 화재지역에서 자유롭게 이동할 수 있다.
또한, 소화장치로부터 압축가스가 토출되도록 함으로써 별도의 에너지원 없이도 넓은 범위를 이동하면서 화재 진압을 유도할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 무인 비행장치를 이용한 소화시스템의 개략적인 사시도이고,
도 2는 도 1의 무인 비행장치를 이용한 소화시스템의 소화장치의 개략적인 사시도이고,
도 3은 도 1의 무인 비행장치를 이용한 소화시스템의 소화장치의 단면도이고,
도 4는 도 1의 무인 비행장치를 이용한 소화시스템의 제어방법의 흐름도이고,
도 5는 도 1의 무인 비행장치를 이용한 소화시스템으로부터 소화장치가 투하되는 것을 도시한 것이고,
도 6은 도 1의 무인 비행장치를 이용한 소화시스템으로부터 투하되는 소화장치의 작동을 개략적으로 도시한 것이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 무인 비행장치를 이용한 소화시스템에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 무인 비행장치를 이용한 소화시스템의 개략적인 사시도이다.
도 1를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 무인 비행장치를 이용한 소화시스템는 무인 비행기를 이용하여 화재가 발생한 지역에 소화장치(120)를 투하하여 무인으로 화재를 진압하기 위한 시스템으로서 무인 비행장치(110)와 소화장치(120)를 포함한다.
상기 무인 비행장치(110)는 후술하는 소화장치(120)를 수용한 상태로 화재가 발생하는 지역까지 비행하는 비행체로서, 비행기와 무인 비행장치(111)와 스피커(113)를 포함한다.
상기 비행기는 사람을 태우지 않고 무선전파의 유도에 의하여 화재지역까지 비행하는 비행체를 의미하며, 본 실시예에서는 소형 비행기로 설명하나, 이에 제한되는 것은 아니고, 이러한 비행기의 크기 및 종류는 수용되는 소화장치(120)의 크기 및 개수, 화재 진압 대상의 면적, 위치 등을 종합적으로 고려하여 결정되는 것이 바람직하다.
상기 무인 비행장치(111)는 상술한 비행기에 장착되며, 열화상을 통하여 공중에서 화재 지역에 생존자가 있는지를 판단하기 위한 장치이다.
상기 스피커(113)는 비행기에 장착되며, 화재 지역에 사람의 음성 또는 소리 등을 통하여 소화장치(120)가 투여될 것임을 미리 알리기 위한 장치이다.
도 2는 도 1의 무인 비행장치를 이용한 소화시스템의 소화장치의 개략적인 사시도이고, 도 3은 도 1의 무인 비행장치를 이용한 소화시스템의 소화장치의 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하여 설명하면, 상기 소화장치(120)는 상술한 무인 비행장치(110)에 실려 화재지역에 투하됨으로써 실질적으로 화재를 진압하는 장치로서, 케이스(130)와 개폐부(140)와 개폐 제어부를 포함한다.
상기 케이스(130)는 소화장치(120)의 외형을 이루는 것으로서, 투하되는 지역의 경사에 따라 자유롭게 이동할 수 있도록 구형상으로 마련된다. 다만, 화재 지역의 지형을 따라서 케이스(130)가 이동할 수 있도록 곡률을 갖는 외면을 가지는 것이라면 케이스(130)의 형상이 구형상에 한정되는 것은 아니다.
케이스(130)의 내부에는 중앙에는 후술하는 개폐부(140)가 수용될 수 있도록 구형의 수용공간(133)이 형성된다. 케이스(130)의 내부에는 이러한 수용공간(133)을 외부와 연결하는 다수의 연결유로(132)가 형성된다. 즉, 다수의 연결유로(132)는 일단부는 수용공간(133)과 연결되고 타단부가 케이스(130)의 외주면에 노출되는 구조를 갖는다.
한편 연결유로(132)를 통하여 소화용 분말이 외부로 분출되는 것이므로, 소화용 분말이 균일하게 분출될 수 있도록 케이스(130)의 외주면에 형성되는 다수의 연결유로(132)는 서로 균일한 간격을 갖는 것이 바람직하다.
또한 케이스(130)의 내부 일영역에는 소화용 분말이 저장될 수 있도록 분말 저장공간(131)이 형성된다. 이러한 분말 저장공간(131)의 내부에는 소화용 분말이 고압상태로 저장되며, 분말 저장공간(131)은 수용공간(133)과 연통되는 구조를 갖는다.
또한 케이스(130)에는 수용공간(133)에 수용되는 신축부(141) 내에 저장된 압축가스를 외부로 배기시키기 위한 통로인 배기로(134)가 형성된다. 한편 이러한 배기로(134)는 압축가스가 빠져나가는 속도를 줄일 수 있도록 최소한의 내경을 갖도록 설계되는 것이 바람직하다. 특히, 배기로(134)의 내경은 상술한 연결유로(132)의 내경보다 작도록 하는 것이 더욱 바람직하다.
상기 개폐부(140)는 분말 저장공간(131)과 연결유로(132) 간의 연통을 차단하거나 개방함으로써 연결유로(132)를 통한 소화용 분말의 분출을 제어하는 것으로서, 신축부(141)와 배기유도부(142)를 포함한다.
상기 신축부(141)는 내부에 압축가스를 저장한 상태로 수용공간(133) 내에 수용되며, 수용공간(133)과 연결되는 연결유로(132)의 단부를 차단하거나 개방하기 위한 것으로서, 신축성 소재로 마련된다.
본 실시예에서 신축부(141)는 압축공기 주입에 의하여 부피가 커짐에 따라서 구형의 수용공간(133) 내부에 밀착될 수 있도록 구형의 풍선 형태로 마련되는 것이나, 이에 제한되는 것은 아니고 수용공간(133)의 형상에 따라 그 형상이 달라질 수 있다.
상기 배기유도부(142)는 신축부(141)에 저장된 압축가스를 외부로 배기시킴으로써 연결유로(132)와 분말 저장공간(131) 간의 연통을 개방하는 것으로서, 천공부재(143)와 트리거부재(144)를 포함한다.
상기 천공부재(143)는 후술하는 트리거부재(144)의 동작에 의하여 신축부(141)를 천공하기 위한 부재이다.
상기 트리거부재(144)는 천공부재(143)를 작동시킴으로써 신축부(141)를 천공하여, 신축부(141)에 저장된 압축가스를 외부에 배기시키기 위한 부재이다.
한편 본 실시예에서는 신축부(141)를 천공하는 방식으로 압축가스가 배기되도록 하였으나, 본 실시예의 변형례에서는 별도의 천공부재(143)를 구비하는 것이 아니라, 신축부(141)의 일단을 개방한 상태에서 배기로(134)와 연통시키고, 케이스(130)의 배기로(134)를 차단한 상태에서 트리거부재(144)가 차단된 배기로(134)를 개방하는 구조를 통하여 압축가스의 배기를 유도할 수도 있다.
이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 무인 비행장치를 이용한 소화시스템의 제어방법에 대하여 설명한다.
도 4는 도 1의 무인 비행장치를 이용한 소화시스템의 제어방법의 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예의 무인 비행장치를 이용한 소화시스템의 제어방법(S100)은 이동단계(S110)와 확인단계(S120)와 알림단계(S130)와 작동단계(S140)와 투하단계(S150)를 포함한다.
상기 이동단계(S110)는 무인 비행장치(110)를 화재가 발생한 지역으로 이동시키는 단계이다. 본 단계에서 무인 비행장치(110)에는 다수 개의 구형의 소화장치(120)가 저장되며, 화재지역의 면적 및 지형적 특성을 고려하여 필요한 개수의 소화장치(120)가 실리게 된다.
본 단계에서는 화재지역으로부터 떨어져 있는 컨트롤 타워 내의 사람의 제어에 의하거나, 또는 자동 항법에 의하여 무인 비행장치(110)를 화재지역으로 이동시키게 된다.
상기 확인단계(S120)는 화재지역의 상공에 도착한 무인 비행장치(110)의 열화상 카메라를 통하여 화재지역에 생존자가 있는지를 파악하는 단계이다. 본 단계에서 열화상 카메라를 이용한 생존자 검출방식은 널리 알려진 것이므로 상세한 설명은 생략한다.
상기 알림단계(S130)에서는 무인 비행장치(110)에 장착되는 스피커(113)를 통하여 생존자가 있다고 판단된 경우에 화재지역 내에 소화장치(120)가 투하될 예정임을 알리는 단계이다. 본 단계에서의 경고는 다양한 방법으로 이루어질 수 있으며, 컨트롤 타워의 사람의 실시간 육성에 의할 수도 있고, 미리 녹음되어 있는 음성에 의할 수도 있으며, 경고음에 의할 수도 있다.
또한 본 단계가 생존자가 있는 경우에만 수행되는 것은 아니고, 확인단계에서 생존자가 검출되지 않는 경우에도 필요에 따라서 수행될 수 있다.
상기 작동단계(S140)는 소화장치(120)를 투하하기 전에 트리거를 작동시킴으로써 신축부(141)에 저장되어 있던 압축가스를 외부로 배출시키는 단계이다. 본 단계에 의하여 신축부(141)에 저장된 압축가스가 케이스(130)의 배기로(134)를 통하여 외부로 천천히 배기된다.
도 5는 도 1의 무인 비행장치를 이용한 소화시스템으로부터 소화장치가 투하되는 것을 도시한 것이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 투하단계(S150)는 다수 개의 소화장치(120)를 화재지역에 투하하는 단계이다. 특히 본 단계에서는 확인단계에서 생존자가 있다고 판단되는 지역에 소화장치(120)가 직접적으로 투하되지 않도록 하여 생존자가 소화장치(120)에 의하여 부상을 입는 것을 방지한다.
도 6은 도 1의 무인 비행장치를 이용한 소화시스템으로부터 투하되는 소화장치의 작동을 개략적으로 도시한 것이다.
도 6을 참조하여, 본 단계에서 투하된 소화장치(120)로부터 화재가 진압되는 과정을 상세히 설명한다. 즉 소화장치(120)는 화재지역에 떨어지고, 신축부(141)에 저장되어 있던 압축가스가 배기로(134)를 통하여 외부로 배기됨과 동시에 신축부(141)의 부피가 감소하면서 신축부(141)에 의하여 차단되어 있던 연결유로(132)의 단부가 개방된다.
이러한 동작에 의하여 연결유로(132)와 분말 저장공간(131)이 서로 연통되고, 분말 저장공간(131)에 저장되어 있던 소화분말이 연결유로(132)를 통하여 외부로 강하게 분출된다. 소화분말의 분출 및 압축가스의 배기로 인하여 구 형상의 케이스(130)는 추진력을 얻게되고, 별도의 구동원 없이도 화재지역의 지면을 따라 이동하면서 소화분말을 분출한다. 이러한 과정에서 분출되는 소화분말에 의하여 비교적 넓은 지역의 화재가 진압된다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
110 : 무인 비행장치 111 : 비행기
112 : 열화상 측정부 113 : 스피커
120 : 소화장치 130 : 케이스
131 : 분말 저장공간 132 : 연결유로
133 : 수용공간 134 : 배기로
140 : 개폐부 141 : 신축부
142 : 배기유도부 143 : 천공부재
144 : 트리거부재

Claims (10)

  1. 내부에 소화분말을 구비하는 소화장치;
    상기 소화장치를 화재가 발생한 장소에 낙하시키는 무인 비행장치;를 포함하며,
    상기 소화장치는,
    내부에 상기 소화분말이 수용되는 분말 저장공간 및 상기 분말 저장공간과 외부와 연결시키는 연결유로를 형성하는 케이스; 상기 분말 저장공간과 상기 연결유로 간의 연통을 차단하거나 개방하는 개폐부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 비행장치를 이용한 소화시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 케이스는 구형인 것을 특징으로 하는 무인 비행장치를 이용한 소화시스템.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 케이스의 내부에는 상기 개폐부를 수용하는 수용공간이 형성되고, 상기 연결유로와 상기 분말 저장공간 각각은 상기 수용공간과 연결되며,
    상기 개폐부는 상기 수용공간을 개방하거나 차단하는 것을 특징으로 하는 무인 비행장치를 이용한 소화시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 개폐부는,
    상기 수용공간 내에 수용되며, 내부에 저장되는 압축가스 양에 따라 신축하여 상기 연결유로 또는 상기 분말 저장공간과 연결되는 통로를 차단하거나 개방하는 신축부; 상기 신축부에 저장된 압축가스를 외부로 배기시키는 배기유도부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 비행장치를 이용한 소화시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 배기유도부는,
    상기 신축부를 천공하는 천공부재; 상기 천공부재의 동작을 제어하는 트리거부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 비행장치를 이용한 소화시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 수용공간은 상기 케이스 내부의 중심에 형성되고,
    상기 연결유로는 복수 개가 상기 수용공간으로부터 상기 케이스의 외면까지 서로 동일한 간격을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 무인 비행장치를 이용한 소화시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 무인 비행장치는,
    비행기; 상기 비행기에 설치되며, 열화상을 이용하여 화재 발생 지역에서 생물이 있는지를 감지하는 열화상 측정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 비행장치를 이용한 소화시스템.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 무인 비행장치는 화재 지역에 상기 소화장치의 투하를 알리는 스피커를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 비행장치를 이용한 소화시스템.
  9. 청구항 8의 무인 비행장치를 이용한 소화시스템의 제어방법에 있어서,
    상기 무인 비행장치를 화재 지역으로 이동시키는 이동단계;
    상기 무인 비행장치로부터 상기 열화상 측정부를 통하여 상기 화재 지역에 생물이 존재하는지 확인하는 확인단계;
    상기 확인단계에서 생물이 존재하는 것으로 판단된 경우 상기 스피커를 통하여 상기 소화장치를 투하를 미리 알리는 알림단계;
    상기 화재지역에 상기 소화장치를 투하하는 투하단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 비행장치를 이용한 소화시스템의 제어방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 투하단계 이전에 상기 신축부에 저장되어 있는 압축가스가 외부로 배출되도록 트리거를 작동시키는 작동단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 비행장치를 이용한 소화시스템의 제어방법.
KR1020150069668A 2015-05-19 2015-05-19 무인 비행장치를 이용한 소화시스템 및 이의 제어방법 KR101691731B1 (ko)

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