KR20180092521A - 배터리를 수용하는 구조물을 위한 화재 보호 시스템 - Google Patents
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Abstract
적어도 하나의 배터리를 수용하는 구조물 내부의 화재 발생 여부를 판정하고, 화재를 진압하기 위한 시스템, 상기 화재 보호 시스템의 제어 방법 및 상기 화재 보호 시스템을 포함하는 에너지 저장 시스템이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 화재 보호 시스템은, 상기 구조물 내의 연기 농도를 나타내는 센싱 신호 및 상기 구조물 내의 온도를 나타내는 센싱 신호를 기초로, 상기 구조물 내부에서의 화재 발생 여부를 판정하고, 상기 구조물 내부에서 화재가 발생한 것으로 판정 시, 상기 구조물의 내부로 소화제를 분사함으로써, 상기 구조물 내부의 화재를 진압한다.
Description
본 발명은 화재 보호 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 배터리가 설치된 구조물을 화재로부터 보호하기 위한 시스템 및 그것의 제어 방법에 관한 것이다.
최근, 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 전기 자동차, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 재충전이 가능한 고성능 배터리에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
현재 상용화된 배터리로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
배터리는 그 사용 환경이나 자체적인 노화 등으로 인해 과열되는 경우가 빈번히 발생하여, 화재로 이어질 수 있다. 배터리의 과열을 억제하기 위해, 다양한 냉각 구조들과 냉각 방법들이 존재한다.
그러나, 냉각 구조들과 냉각 방법들을 이용하더라도, 배터리의 과열에 따른 화재 발생을 완전히 막는 것은 불가능하다. 따라서, 배터리의 화재 발생 시, 소화제를 분사하여 화재를 신속히 진압할 수 있는 기술이 필수적이다. 종래의 화재 진압 관련 기술 중 하나로, 대한민국 특허공개공보 제10-2013-0028023호(공개일: 2013.03.18)가 개시된바 있다. 해당 문헌에 따르면, 온도 센서에 의해 일정 수준 이상의 온도가 감지된 경우, 배터리의 화재로 판정하고 있다.
그런데, 온도 센서가 비정상적으로 동작하는 경우, 화재가 실제로 발생하였음에도 화재가 발생하지 않은 것으로 판정하거나, 화재가 실제로는 발생하지 않았음에도 화재가 발생한 것으로 잘못 판정할 수 있다. 따라서, 온도와 함께 화재와 관련된 다른 파라미터를 기초로 화재 발생 여부를 판정할 필요가 있다.
또한, 위 문헌을 포함한 종래 기술은, 센서들을 단순히 화재와 관련된 파라미터를 감지하는 데에 이용한다고만 개시하고 있을 뿐, 각각의 센서를 효율적으로 운용하는 방안에 대해서는 제시하고 있지 않다.
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 화재와 관련된 적어도 두 가지의 파라미터들을 조합한 결과에 기초하여, 배터리가 설치된 장소의 화재 발생 여부를 판정하고, 판단의 결과에 대응하는 동작을 실행할 수 있는 화재 보호 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 화재와 관련된 파라미터들을 감지하도록 구성된 센서들 중 적어도 하나를 배터리의 설치 장소 내에서 이동시킴으로써, 센서들이 특정한 위치에 고정된 경우에 비하여 화재와 관련된 파라미터들을 효율적으로 수집할 수 있는 화재 보호 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타난 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다양한 실시예는 다음과 같다.
본 발명의 일 측면에 따른 화재 보호 시스템은, 복수의 센서들을 포함하고, 배터리가 수용된 구조물에 설치되어, 상기 복수의 센서들을 이용하여 상기 구조물 내의 환경과 관련된 적어도 두 가지의 파라미터들을 개별적으로 감지하도록 구성된 센싱부; 소화제를 수용하는 탱크를 구비하고, 상기 탱크에 수용된 상기 소화제를 상기 구조물의 내부로 분사하도록 구성된 화재 진압부; 및 상기 센싱부 및 상기 화재 진압부와 통신 가능하게 연결된 컨트롤러;를 포함한다. 상기 센싱부는, 상기 구조물 내부의 연기 농도를 나타내는 제1 센싱 신호를 제1 시간 주기마다 출력하고, 상기 구조물 내부의 온도를 나타내는 제2 센싱 신호를 제2 시간 주기마다 출력한다. 상기 컨트롤러는, 상기 센싱부로부터의 상기 제1 센싱 신호 및 상기 제2 센싱 신호 중 적어도 하나를 기초로, 상기 구조물 내부에서의 화재 발생 여부를 판정하고, 상기 구조물 내부에서 화재가 발생한 것으로 판정 시, 상기 화재 진압부로 기동 신호를 전송한다. 상기 화재 진압부는, 상기 컨트롤러로부터의 상기 기동 신호에 응답하여, 상기 구조물의 내부로 상기 탱크에 수용된 상기 소화제를 분사한다.
또한, 상기 컨트롤러는, 상기 제1 센싱 신호에 대응하는 연기 농도값이 임계 연기 농도값보다 크면서 상기 제2 센싱 신호에 대응하는 온도값이 임계 온도값보다 큰 경우, 상기 기동 신호를 출력할 수 있다.
또한, 상기 컨트롤러는, 상기 구조물 내부에서 화재가 발생한 것으로 판정 시, 상기 제1 센싱 신호 및 상기 제2 센싱 신호 중 적어도 하나를 기초로, 상기 구조물 내부에 발생한 화재의 심각성을 나타내는 화재 지수를 산출하고, 상기 화재 지수를 기초로, 상기 소화제의 분사량 및 분사 속도를 결정할 수 있다. 이 경우, 상기 기동 신호는, 상기 결정된 분사량 및 분사 속도에 대응한다.
또한, 상기 화재 보호 시스템은, 상기 구조물의 내부에 설치되는 가이드 레일; 및 상기 가이드 레일에 결합되는 모터를 구비하고, 상기 모터의 회전 방향 및 회전 속도를 개별적으로 조절하도록 구성된 구동부;를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 센싱부의 센서들 중 적어도 하나는, 상기 가이드 레일에 이동 가능하게 장착되어, 상기 모터의 회전에 따른 동력에 의해 상기 가이드 레일을 따라 이동할 수 있다.
또한, 상기 컨트롤러는, 상기 구조물 내부에 화재가 발생하지 않은 것으로 판정 시, 제1 이동 패턴 신호를 상기 구동부에 전송하고, 상기 구조물 내부에 화재가 발생한 것으로 판정 시, 상기 제1 센싱 신호 및 상기 제2 센싱 신호 중 적어도 하나에 대응하는 제2 이동 패턴 신호를 상기 구동부에 전송할 수 있다. 상기 구동부는, 상기 제1 이동 패턴 신호를 수신한 경우, 상기 모터의 회전 속도를 제1 회전 속도로 설정한다. 상기 구동부는, 상기 제2 이동 패턴 신호를 수신한 경우, 상기 모터의 회전 속도를 상기 제1 회전 속도보다 빠른 제2 회전 속도로 설정한다.
또한, 상기 컨트롤러는, 상기 제1 센싱 신호 및 상기 제2 센싱 신호 중 적어도 하나를 기초로, 상기 가이드 레일의 제1 지점 및 제2 지점을 결정할 수 있다. 이 경우, 상기 구동부는, 상기 가이드 레일에 이동 가능하게 장착된 상기 적어도 하나의 센서가 상기 가이드 레일의 상기 제1 지점 및 제2 지점 사이에서 왕복 이동하도록 상기 모터를 구동할 수 있다.
또한, 상기 화재 보호 시스템은, 화재 알림 정보를 출력하도록 구성된 경보부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 컨트롤러는, 상기 제1 센싱 신호에 대응하는 온도값이 상기 임계 온도값보다 크거나 상기 제2 센싱 신호에 대응하는 연기 농도값이 상기 임계 연기 농도값보다 큰 경우, 상기 경보부에 상기 화재 알림 정보의 출력을 요청할 수 있다.
또한, 상기 컨트롤러는, 상기 센싱부로부터의 상기 제1 센싱 신호 및 상기 제2 센싱 신호를 소정 시간 단위로 기록할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 화재 보호 시스템은, 적어도 하나의 센서를 포함하고, 배터리가 수용된 구조물에 설치되어, 상기 적어도 하나의 센서를 이용하여 상기 구조물 내의 환경과 관련된 적어도 한 가지의 파라미터들을 개별적으로 감지하도록 구성된 센싱부; 소화제를 수용하는 탱크를 구비하고, 상기 탱크에 수용된 상기 소화제를 상기 구조물의 내부로 분사하도록 구성된 화재 진압부; 및 상기 센싱부 및 상기 화재 진압부와 통신 가능하게 연결된 컨트롤러;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 센싱부는, 상기 구조물 내부의 연기 농도를 나타내는 제1 센싱 신호를 제1 시간 주기마다 출력할 수 있다. 상기 컨트롤러는, 상기 배터리의 BMS로부터 상기 배터리의 온도를 나타내는 제2 센싱 신호를 제2 시간 주기마다 수신하고, 상기 센싱부로부터의 상기 제1 센싱 신호 및 상기 BMS로부터의 상기 제2 센싱 신호 중 적어도 하나를 기초로, 상기 구조물 내부에서의 화재 발생 여부를 판정하고, 상기 구조물 내부에서 화재가 발생한 것으로 판정 시, 상기 화재 진압부로 기동 신호를 전송할 수 있다. 상기 화재 진압부는, 상기 컨트롤러로부터의 상기 기동 신호에 응답하여, 상기 구조물의 내부로 상기 탱크에 수용된 상기 소화제를 분사할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 에너지 저장 시스템은, 상기 화재 보호 시스템;을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 화재와 관련된 적어도 두 가지의 파라미터들을 조합한 결과에 기초하여, 배터리가 설치된 장소의 화재 발생 여부를 판정할 수 있다. 이에 따라서, 화재의 판정 정확도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 화재와 관련된 파라미터들을 감지하도록 구성된 센서들 중 적어도 하나를 배터리의 설치 장소 내에서 이동시킴으로써, 센서들이 특정한 위치에 고정된 경우에 비하여 화재와 관련된 파라미터들을 효율적으로 수집할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 구조물 및 화재 보호 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 구조물 및 화재 보호 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 구조물 및 화재 보호 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 4는 도 3의 가이드 레일 및 구동부의 구조를 보다 상세히 보여주는 도면이다.
도 5는 가이드 레일에 의해 정의되는 이동 경로가 폐곡선 형상인 경우를 예시한다.
도 6은 가이드 레일에 의해 정의되는 이동 경로가 개곡선 형상인 경우를 예시한다.
도 7 및 도 8은 도 3의 화재 보호 시스템에 의한 화재 판정 결과에 따라 가이드 레일을 이용한 센서의 이동 속도를 조절하는 동작들을 설명하는 데에 참조되는 도면이다.
도 9 및 도 10은 도 3의 화재 보호 시스템에 의해 구조물 내부의 환경 상태가 중위험 상태로 분류된 경우, 가이드 레일을 이용한 센서의 이동 범위와 이동 속도를 조절하는 동작들을 설명하는 데에 참조되는 도면이다.
도 11 및 도 12는 도 3의 화재 보호 시스템에 의해 구조물 내부의 환경 상태가 고위험 상태로 분류된 경우, 가이드 레일을 이용한 센서의 이동 범위와 이동 속도를 조절하는 동작들을 설명하는 데에 참조되는 도면이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 구조물 및 화재 보호 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 구조물 및 화재 보호 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 구조물 및 화재 보호 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 4는 도 3의 가이드 레일 및 구동부의 구조를 보다 상세히 보여주는 도면이다.
도 5는 가이드 레일에 의해 정의되는 이동 경로가 폐곡선 형상인 경우를 예시한다.
도 6은 가이드 레일에 의해 정의되는 이동 경로가 개곡선 형상인 경우를 예시한다.
도 7 및 도 8은 도 3의 화재 보호 시스템에 의한 화재 판정 결과에 따라 가이드 레일을 이용한 센서의 이동 속도를 조절하는 동작들을 설명하는 데에 참조되는 도면이다.
도 9 및 도 10은 도 3의 화재 보호 시스템에 의해 구조물 내부의 환경 상태가 중위험 상태로 분류된 경우, 가이드 레일을 이용한 센서의 이동 범위와 이동 속도를 조절하는 동작들을 설명하는 데에 참조되는 도면이다.
도 11 및 도 12는 도 3의 화재 보호 시스템에 의해 구조물 내부의 환경 상태가 고위험 상태로 분류된 경우, 가이드 레일을 이용한 센서의 이동 범위와 이동 속도를 조절하는 동작들을 설명하는 데에 참조되는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
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 있다는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 <제어 유닛>과 같은 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 장치에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 구조물(20) 및 화재 보호 시스템(100)의 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 화재 보호 시스템(100)은, 센싱부(110), 화재 진압부(120) 및 컨트롤러(130)를 포함한다. 선택적으로, 화재 보호 시스템(100)은, 경보부(160)를 더 포함할 수 있다.
도시된 바와 같이, 화재 보호 시스템(100)은, 적어도 하나의 배터리(30)가 설치되는 구조물(20)에 적어도 부분적으로 결합된다. 예컨대, 배터리(30)가 설치되는 구조물(20)은, 사용자(USER)가 출입 가능한 규모의 에너지 저장 시스템(ESS: Energy Storage System)(10)의 컨테이너이거나, 전기차에 마련된 챔버 등일 수 있다.
또한, 여기서 설명되는 배터리(30)란, 전지 셀, 전지 모듈, 전지 팩 및 전지 랙(rack) 중 어느 하나를 지칭하는 것일 수 있다. 전지 모듈은 복수의 전지 셀들을 포함하는 것이고, 전지 팩은 복수의 전지 모듈을 포함하는 것이며, 전지 랙은 복수의 전지 팩을 포함하는 것일 수 있다.
배터리(30)에는, 적어도 하나의 배터리 관리 시스템(BMS: Battery Management Sytem)(40)이 전기적으로 연결될 수 있다. 각각의 BMS(40)는, 이와 전기적으로 연결된 배터리(30)의 상태를 모니터링하고, 모니터링된 배터리(30)의 상태를 나타내는 센싱 신호를 컨트롤러(130)에게 출력하도록 구성된다. 또한, 각각의 BMS(40)는 모니터링된 배터리(30)의 상태에 따라 배터리(30)의 충방전 등을 관리하는 역할을 담당한다. 특히, 각각의 BMS(40)는, 기본적으로 배터리(30)의 온도를 모니터링하고, 모니터링된 온도를 나타내는 센싱 신호를 컨트롤러(130)에게 전송하도록 구성된다.
센싱부(110)는, 구조물(20)에 설치되며, 적어도 하나의 센서를 포함한다. 구조물(20)에 설치된다는 것은, 구조물(20) 자체 또는 구조물(20)의 내부 공간에 설치된다는 것을 의미한다. 센싱부(110)에 포함된 각각의 센서는, 구조물(20) 내의 환경과 관련된 한가지의 파라미터를 감지하도록 구성된다.
센싱부(110)에 복수의 센서들이 포함되는 경우, 이들 중 어느 하나에 의해 감지되는 파라미터의 종류는, 나머지 중 어느 하나에 의해 감지되는 파라미터의 종류와는 상이할 수 있다. 즉, 구조물(20) 내의 환경(특히, 화재)와 관련된 두 가지 이상의 파라미터들은, 센싱부(110)의 센서들에 의해 개별적으로 감지될 수 있다. 바람직하게는, 센싱부(110)는 연기 센서(111)와 온도 센서(112)를 각각 하나 이상씩 포함할 수 있다. 또한, 연기와 열은 상부로 전달되는 특성을 가진다는 점을 고려하여, 센싱부(110)에 포함된 연기 센서(111)와 온도 센서(112) 중 적어도 하나는 구조물(20)의 중앙을 기준으로 상부 영역에 배치될 수 있다.
예컨대, 센싱부(110)에 연기 센서(예, photoelectric smoke sensor)(111)가 포함된 경우, 연기 센서(111)는 구조물(20) 내의 연기 농도를 감지하고, 감지된 연기 농도에 대응하는 센싱 신호(ST1)를 생성할 수 있다. 다른 예로, 센싱부(110)에 온도 센서(112)가 포함된 경우, 온도 센서(112)는 구조물(20) 내의 온도를 감지하고, 감지된 온도에 대응하는 센싱 신호(ST2)를 생성할 수 있다.
센싱부(110)는 각각의 센싱 신호를 미리 정해진 시간 주기마다 컨트롤러(130)에게 전송할 수 있다. 예컨대, 감지된 연기 농도에 대응하는 센싱 신호는 제1 시간 주기마다 컨트롤러(130)에게 출력되고, 감지된 온도에 대응하는 센싱 신호는 제2 시간 주기마다 컨트롤러(130)에게 출력될 수 있다. 이에 따라, 컨트롤러(130)는 구조물(20) 내부의 온도와 연기 농도를 개별적으로 모니터링할 수 있다.
화재 진압부(120)는, 소화제(121), 탱크(122), 소화제 공급관(123) 및 분사 노즐(124)를 포함한다. 소화제(121)는, 구조물(20) 내부로 분사 가능한 액체, 기체 및/또는 고체 등의 물질로 이루어질 수 있다. 예컨대, 물, 탄산수소나트륨, 이산화탄소, 사염화탄소 등의 다양한 소화 약제 중 어느 하나 또는 둘 이상의 조합이 소화제(121)로 이용될 수 있다.
탱크(122)는, 일정 부피를 가지고, 그 내부에 소화제(121)를 수용한다. 탱크(122)는 일정 수준 이상의 외부 충격에 견딜 수 있도록 설계되는 것이 바람직하다.
소화제 공급관(123)은, 탱크(122)와 분사 노즐(124) 사이에 연결되어, 탱크(122)로부터의 소화제(121)가 분사 노즐(124)까지 이동하는 통로 역할을 담당한다.
분사 노즐(124)는, 탱크(122)로부터의 소화제(121)를 구조물(20) 내에 분사하도록 구성된다. 분사 노즐(124)는, 구조물(20)의 내부와 이어지는 적어도 하나의 홀을 포함한다. 탱크(122)로부터 소화제 공급관(123)을 통해 공급되는 소화제(121)는, 분사 노즐(124)의 적어도 하나의 홀을 통해 구조물(20)의 내부로 분사될 수 있다.
화재 진압부(120)는 분사 조절 장치(125)를 더 포함할 수 있다. 분사 조절 장치(125)는, 분사 노즐(124)를 통해 구조물(20) 내로 분사되는 소화제(121)의 분사량 및 분사 속도 중 적어도 하나를 조절 가능하도록 구성된다.
일 예로, 분사 조절 장치(125)는 폭약, 발화기, 전자식 밸브 및 피스톤을 포함할 수 있다. 피스톤은 탱크(122) 내에 배치되고, 전자식 밸브는 소화제 공급관(123)에 설치된다. 컨트롤러(130)로부터의 기동 신호(SW)가 분사 조절 장치(125)에 의해 수신된 경우, 발화기는 기동 신호에 대응하는 양의 폭약을 폭발시킨다. 폭약의 폭발 시점에 맞춰, 전자식 밸브는 기동 신호에 대응하는 레벨로 개방된다. 폭약의 폭발력에 의해 피스톤이 이동하면, 탱크(122) 내의 소화제(121)를 소화관 공급관(123)으로 압출된다. 탱크(122)로부터 소화제 공급관(123)으로 압출된 소화제(121)는, 개방된 전자식 밸브를 경유하여 분사 노즐(124)를 통해 구조물(20) 내로 분사될 수 있다.
다른 예로, 분사 조절 장치(125)는 펌프 및 전자식 밸브를 포함할 수 있다. 펌프와 전자식 밸브는 소화제 공급관(123)에 설치된다. 컨트롤러(130)로부터의 기동 신호가 분사 조절 장치(125)에 의해 수신된 경우, 펌프는 기동 신호에 대응하는 레벨의 압력으로 탱크(122) 내의 소화제(121)를 소화제 공급관(123)으로 흡입한다. 소화제(121)가 펌프에 의해 소화제 공급관(123)으로 흡입되는 시점에 맞춰, 전자식 밸브는 기동 신호에 대응하는 레벨로 개방된다. 이에 따라, 탱크(122) 내의 소화제(121)는 펌프와 전자식 밸브를 순차적으로 경유하여, 분사 노즐(124)를 통해 구조물(20) 내로 분사될 수 있다.
또 다른 예로, 분서 조절 장치(125)는 전자식 밸브를 포함할 수 있다. 이를 위해, 탱크(122) 내의 압력은 탱크(122) 외부의 압력보다 상대적으로 높은 것이 바람직하다. 전자식 밸브는 컨트롤러(130)로부터의 기동 신호에 대응하는 레벨로 개방된다. 전자식 밸브가 개방되면, 탱크(122) 내부와 외부 간의 압력 차이에 따라, 탱크(122) 내의 소화제(121)를 전자식 밸브를 통해 분사 노즐(124)로 공급되어, 구조물(20) 내로 분사될 수 있다.
컨트롤러(130)는 하드웨어적으로, ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다.
컨트롤러(130)는 메모리를 포함할 수 있다. 메모리는 화재 보호 시스템(100)의 전반적인 동작에 요구되는 데이터들, 명령어 및 소프트웨어를 저장할 수 있다. 컨트롤러(130)는 메모리에 저장된 데이터들 및 명령어를 참조하거나, 소프트웨어를 구동하여, 센싱부(110) 및/또는 화재 진압부(120) 등의 동작을 제어하기 위한 데이터를 호출, 생성 및/또는 출력할 수 있다.
이러한 메모리는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), SSD 타입(Solid State Disk type), SDD 타입(Silicon Disk Drive type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 램(random access memory; RAM), SRAM(static random access memory), 롬(read-only memory; ROM), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), PROM(programmable read-only memory) 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.
컨트롤러(130)는 기본적으로 센싱부(110) 및 화재 진압부(120)와 통신 가능하게 연결된다.
컨트롤러(130)는, 센싱부(110)에 의해 출력되는 센싱 신호들을 수신하고, 수신된 센싱 신호들 중 적어도 하나에 기초해 구조물(20) 내부에서의 화재 발생 여부를 판정하도록 구성된다. 상세히는, 컨트롤러(130)는, 연기 센서(111)로부터의 센싱 신호에 대응하는 연기 농도값을 임계 연기 농도값과 비교하고, 온도 센서(112)로부터의 센싱 신호에 대응하는 온도값을 제1 임계 온도값과 비교할 수 있다.
컨트롤러(130)는, 구조물(20) 내의 환경 상태를 미리 정해진 주기마다 '저위험 상태', '제1 중위험 상태', '제2 중위험 상태' 및 '고위험 상태' 중 어느 하나로 분류할 수 있다. 물론, 컨트롤러(130)는, 구조물(20) 내의 환경 상태를 '저위험 상태' 및 '고위험 상태' 중 어느 하나로만 분류할 수도 있다.
만약, 연기 센서(111)로부터의 센싱 신호에 대응하는 연기 농도값이 임계 연기 농도값보다 작으면서 온도 센서(112)로부터의 센싱 신호에 대응하는 온도값이 제1 임계 온도값보다 작은 경우, 컨트롤러(130)는 구조물(20) 내에 화재가 발생하지 않은 상태이며, 화재가 발생할 가능성이 없는 '저위험 상태'로 분류할 수 있다.
만약, 연기 센서(111)로부터의 센싱 신호에 대응하는 연기 농도값이 임계 연기 농도값보다 작으면서 온도 센서(112)로부터의 센싱 신호에 대응하는 온도값이 제1 임계 온도값보다 큰 경우, 컨트롤러(130)는 구조물(20) 내에 아직 화재가 발생하지 않았으나 화재가 발생할 가능성이 높은 '제1 중위험 상태'로 분류할 수 있다.
만약, 연기 센서(111)로부터의 센싱 신호에 대응하는 연기 농도값이 임계 연기 농도값보다 크면서 온도 센서(112)로부터의 센싱 신호에 대응하는 온도값이 제1 임계 온도값보다 작은 경우, 컨트롤러(130)는 구조물(20) 내에 아직 화재가 발생하지 않았으나 화재가 발생할 가능성이 높은 '제2 중위험 상태'로 분류할 수 있다.
만약, 연기 센서(111)로부터의 센싱 신호에 대응하는 연기 농도값이 임계 연기 농도값보다 크면서 온도 센서(112)로부터의 센싱 신호에 대응하는 온도값이 제1 임계 온도값보다 큰 경우, 컨트롤러(130)는 구조물(20) 내에 이미 화재가 발생한 '고위험 상태'로 분류할 수 있다.
경보부(160)는, 화재 알림 정보를 출력하도록 구성된다. 예컨대, 경보부(160)는, 구조물(20) 내의 화재 발생 위험성을 사용자에게 알리기 위해, 스피커, 발광체 및 디스플레이 중 적어도 하나를 포함하는 형태로 구현될 수 있다. 컨트롤러(130)는, 구조물(20) 내의 환경 상태가 제1 중위험 상태, 제2 중위험 상태 및 고위험 상태 중 어느 하나로 분류되면, 분류된 위험 상태에 대응하는 화재 알림 정보의 출력을 요청하는 신호(SA)를 경보부(160)에게 전송한다. 이에 따라, 경보부(160)는 신호(SA)에 대응하는 음향, 이미지 및/또는 빛을 출력할 수 있다.
컨트롤러(130)는, 구조물(20) 내의 환경 상태와 관련하여, 센싱부(110)로부터의 센싱 신호들 중 적어도 일부를 소정 시간 단위로 메모리에 기록할 수 있다. 예컨대, 저위함 상태에서 고위험 상태로 갈수록, 컨트롤러(130)는 센싱부(110)로부터의 센싱 신호들을 기록하는 시간 간격을 짧게할 수 있다. 메모리에 기록된 센싱 신호들은, 화재의 발생 원인이나 센싱부(110)에 포함된 각 센서의 고장 유무 등을 체크하는 데에 활용될 수 있다. 또한, 메모리에 기록된 센싱 신호들에 대응하는 정보는, 사용자의 요청에 따라 경보부(160)를 통해 출력될 수 있다.
컨트롤러(130)는, 구조물(20) 내부에서 화재가 고위험 상태로 분류되어 있는 동안, 화재 진압부(120)로 기동 신호를 출력한다. 구체적으로, 컨트롤러(130)는, 연기 센서(111)로부터의 센싱 신호 및 온도 센서(112)로부터의 센싱 신호 중 적어도 한 가지를 기초로, 구조물(20) 내부에 발생한 화재의 심각성을 나타내는 화재 지수를 산출할 수 있다. 화재 지수는, 연기 센서(111)로부터의 센싱 신호에 대응하는 연기 농도값 및 온도 센서(112)로부터의 센싱 신호에 대응하는 온도값 중 적어도 하나와 비례 관계를 가질 수 있다.
이어서, 컨트롤러(130)는, 산출된 화재 지수를 기초로, 구조물(20) 내로 분사할 소화제(121)의 분사량 및 분사 속도 중 적어도 하나를 결정할 수 있다. 소화제(121)의 분사량 및 분사 속도 중 적어도 하나는, 화재 지수와 비례 관계를 가질 수 있다. 컨트롤러(130)로부터 출력되는 기동 신호는, 결정된 분사량 및/또는 분사 속도를 나타내는 데이터를 포함할 수 있다.
화재 진압부(120)는, 컨트롤러(130)로부터 전송된 기동 신호에 응답하여, 구조물(20)의 내부로 탱크(122) 내의 소화제(121)를 분사하는 동작을 수행할 수 있다. 상세히는, 화재 진압부(120)는, 기동 신호에 포함된 분사량 및/또는 분사 속도를 나타내는 데이터에 따라, 탱크(122)로부터 구조물(20) 내부로 분사되는 소화제(121)의 양과 속도 중 적어도 하나를 조절할 수 있다. 즉, 화재 진압부(120)에 의한 소화제(121)의 분사량 및 분사 속도는, 컨트롤러(130)로부터의 기동 신호에 대응할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 구조물(20) 및 화재 보호 시스템(100)의 개략적인 구성도이다.
도 1과 비교할 때, 도 2에 도시된 화재 보호 시스템(100)은, 센싱부(110)의 온도 센서(112)로부터의 센싱 신호(ST2)가 아닌 배터리(30)의 BMS(40)로부터의 센싱 신호(ST3)를 기초로, 구조물(20) 내부의 온도를 모니터링한다는 점에서만 상이하다. 따라서, 동일한 구성 요소에 대하여는 동일한 부호를 부여하고, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
컨트롤러(130)는 메모리에 저장된 데이터들 및 명령어를 참조하거나, 소프트웨어를 구동하여, 센싱부(110), 화재 진압부(120) 및/또는 BMS(40)의 동작을 제어하기 위한 데이터를 출력할 수 있다.
컨트롤러(130)는 기본적으로 센싱부(110) 및 화재 진압부(120)와 통신 가능하게 연결된다. 여기서 주목할 점은, 도 1을 참조하여 전술한 바와는 상이하게, 컨트롤러(130)는 BMS(40)와도 통신 가능하게 연결될 수 있다는 점이다.
컨트롤러(130)는, 센싱부(110)에 의해 출력되는 센싱 신호(ST1)와 BMS(40)로부터 출력되는 센싱 신호(ST3)를 개별적으로 수신할 수 있다. 센싱부(110)로부터의 센싱 신호는, 적어도 구조물(20) 내의 연기 농도값을 나타내는 데이터를 포함된다. 즉, 센싱부(110)는 적어도 하나의 연기 센서(111)를 포함한다. BMS(40)로부터의 센싱 신호는, 배터리(30)의 온도에 대응하는 온도값을 나타내는 데이터를 포함한다. 배터리(30)는 구조물(20) 내에 수용되므로, 배터리(30)의 온도를 구조물(20) 내부의 온도로 환산 또는 대체하는 것이 가능하다. 즉, 도 2에 따른 실시예에서, 컨트롤러(130)는 센싱부(110)의 온도 센서(112)가 아닌 BMS(40)에 의해 출력된 배터리(30)의 온도를 나타내는 센싱 신호를 기초로, 구조물(20) 내의 온도를 모니터링하면서 화재 발생 여부를 판정할 수 있다. 이때, BMS(40)로부터의 센싱 신호(ST3)는, 소정 시간 주기마다 컨트롤러(130)에 의해 수신될 수 있다.
상세히는, 컨트롤러(130)는, 연기 센서(111)로부터의 센싱 신호에 대응하는 연기 농도값을 임계 연기 농도값과 비교하고, BMS(40)로부터의 센싱 신호에 대응하는 온도값을 제2 임계 온도값과 비교할 수 있다. 이때, 온도 센서(112)보다 BMS(40)가 배터리(30)에 상대적으로 가깝게 배치된다는 점을 고려하여, 제2 임계 온도값은, 도 1을 참조하여 설명된 제1 임계 온도값보다 클 수 있다.
컨트롤러(130)는, 구조물(20) 내의 환경 상태를 미리 정해진 주기마다 '저위험 상태', '제1 중위험 상태', '제2 중위험 상태' 및 '고위험 상태' 중 어느 하나로 분류할 수 있다.
만약, 연기 센서(111)로부터의 센싱 신호에 대응하는 연기 농도값이 임계 연기 농도값보다 작으면서 BMS(40)로부터의 센싱 신호에 대응하는 온도값이 제2 임계 온도값보다 작은 경우, 컨트롤러(130)는 구조물(20) 내에 화재가 발생하지 않은 상태이며, 화재가 발생할 가능성이 없는 '저위험 상태'로 분류할 수 있다.
만약, 연기 센서(111)로부터의 센싱 신호에 대응하는 연기 농도값이 임계 연기 농도값보다 작으면서 BMS(40)로부터의 센싱 신호에 대응하는 온도값이 제2 임계 온도값보다 큰 경우, 컨트롤러(130)는 구조물(20) 내에 아직 화재가 발생하지 않았으나 화재가 발생할 가능성이 높은 '제1 중위험 상태'로 분류할 수 있다.
만약, 연기 센서(111)로부터의 센싱 신호에 대응하는 연기 농도값이 임계 연기 농도값보다 크면서 BMS(40)로부터의 센싱 신호에 대응하는 온도값이 제2 임계 온도값보다 작은 경우, 컨트롤러(130)는 구조물(20) 내에 아직 화재가 발생하지 않았으나 화재가 발생할 가능성이 높은 '제2 중위험 상태'로 분류할 수 있다.
만약, 연기 센서(111)로부터의 센싱 신호에 대응하는 연기 농도값이 임계 연기 농도값보다 크면서 BMS(40)로부터의 센싱 신호에 대응하는 온도값이 제2 임계 온도값보다 큰 경우, 컨트롤러(130)는 구조물(20) 내에 이미 화재가 발생한 '고위험 상태'로 분류할 수 있다.
컨트롤러(130)는, 구조물(20) 내의 환경 상태와 관련하여, 센싱부(110) 또는 BMS(40)로부터의 센싱 신호들 중 적어도 일부를 소정 시간 단위로 메모리에 기록할 수 있다. 예컨대, 저위함 상태에서 고위험 상태로 갈수록, 컨트롤러(130)는 BMS(40)로부터의 센싱 신호(ST3)를 기록하는 시간 간격을 짧게할 수 있다. 메모리에 기록된 센싱 신호들은, 화재의 발생 원인이나 센싱부(110)에 포함된 각 센서의 고장 유무 등을 체크하는 데에 활용될 수 있다. 또한, 메모리에 기록된 센싱 신호들에 대응하는 정보는, 사용자의 요청에 따라 경보부를 통해 출력될 수 있다.
컨트롤러(130)는, 구조물(20) 내부에서 화재가 고위험 상태로 분류되어 있는 동안, 화재 진압부(120)로 기동 신호를 출력한다. 구체적으로, 컨트롤러(130)는, 연기 센서(111)로부터의 센싱 신호 및 BMS(40)로부터의 센싱 신호 중 적어도 한 가지를 기초로, 구조물(20) 내부에 발생한 화재의 심각성을 나타내는 화재 지수를 산출할 수 있다. 화재 지수는, 연기 센서(111)로부터의 센싱 신호에 대응하는 연기 농도값 및 BMS(40)로부터의 센싱 신호에 대응하는 온도값 중 적어도 하나와 비례 관계를 가질 수 있다.
한편, 도 1 및 도 2와 관련하여, 컨트롤러(130)가 온도 센서(112)와 BMS(40) 중 어느 하나의 센싱 신호에 기초해 구조물(20) 내의 온도를 모니터링하는 것으로 설명하였으나, 본 발명의 범위에 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 컨트롤러(130)는, 온도 센서(112)로부터의 센싱 신호와 BMS(40)로부터의 센싱 신호를 모두 고려하여, 구조물(20) 내의 온도를 모니터링하고, 연기 농도값과의 조합을 통해 화재 발생 여부를 판정하는 것도 가능하다. 예를 들어, 온도 센서(112)로부터의 센싱 신호(ST2)에 대응하는 온도값에 가중치 K를 곱하여 제1 보정 온도값을 산출하고, BMS(40)로부터의 센싱 신호(ST3)에 대응하는 온도값에 (1-K)를 곱하여 제2 보정 온도값을 산출한 후, 제1 보정 온도값과 제2 보정 온도값을 합산한 값을 구조물(20) 내의 온도값으로 결정한 다음, 이를 제3 임계 온도값과 비교할 결과에 기초해 화재 발생 여부를 판정할 수 있다. 이때, 제3 임계 온도값은 도 1에서의 제1 임계 온도값과 도 2에서의 제2 임계 온도값 사이의 값일 수 있다. 또한, K는 0보다 크고 1보다 작은 수로서, 온도 센서(112)보다 BMS(40)가 배터리(30)에 상대적으로 가깝게 배치된다는 점을 고려하여, 0.5 미만인 것이 바람직하다
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 구조물(20) 및 화재 보호 시스템(100)의 개략적인 구성도이고, 도 4는 도 3의 가이드 레일(140) 및 구동부(150)의 구조를 보다 상세히 보여주는 도면이고, 도 5는 가이드 레일(140)에 의해 정의되는 이동 경로가 폐곡선 형상인 경우를 예시하고, 도 6은 가이드 레일(140)에 의해 정의되는 이동 경로가 개곡선 형상인 경우를 예시한다.
도 1과 비교할 때, 도 3 및 도 4에 따른 화재 보호 시스템(100)은, 가이드 레일(140) 및 구동부(150)를 더 포함한다는 점에서만 상이한바, 동일한 구성 요소에 대하여는 동일한 부호를 부여하고, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 가이드 레일(140)은, 구조물(20) 내부의 소정 영역에 설치된다. 도 4를 참조하면, 가이드 레일(140)은, 기본적으로 바디(141) 및 이송 라인(142)을 포함하고, 선택적으로 브라켓(143)이나 풀리(pully, 144)를 더 포함할 수 있다. 이송 라인(142)은, 벨트, 체인, 와이어 등으로 이루어질 수 있다. 바디(141)의 전체 부분 중, 센싱부의 센싱 방향에 대응하는 일부분이 개방된 프레임 형태를 가질 수 있다. 모터(151)와 풀리(pully, 144)는 바디(141)의 양 단에 각각 설치되어, 모터(151)의 회전에 의한 구동력이 이송 라인(142)을 통해 풀리(144)에게 전달된다.
바람직하게는, 가이드 레일(140)의 적어도 일부분은, 구조물(20)의 중앙을 기준으로 상부에 설치될 수 있다. 센싱부(110)에 포함된 적어도 하나의 센서는, 직접 또는 브라켓(143) 등을 통해 가이드 레일(140)의 이송 라인(142)에 이동 가능하게 장착된다. 가이드 레일(140)은, 센싱부(110)에 포함된 적어도 하나의 센서가 구조물(20)의 내부 공간에서 이동하게 되는 범위와 경로를 정의한다. 도 3 및 도 4에는 가이드 레일(140)이 직선 형상인 것으로 도시되어 있으나, 그 밖에 곡선 형상을 가질 수도 있다. 예컨대, 가이드 레일(140)은, 사각형이나 타원형과 같이 폐곡선 형상(도 5 참조)을 가지거나, 지그 재그나 나선형과 같은 개곡선 형상(도 6 참조)을 가질 수도 있다.
가이드 레일(140)은 복수개가 마련될 수 있다. 가이드 레일(140)이 복수개인 경우, 이 중 적어도 하나에는 연기 센서(111)가 장착되고, 나머지 중 적어도 하나에는 온도 센서(112)가 장착될 수 있다. 또는, 가이드 레일(140)이 복수개인 경우, 이 중 하나에는 연기 센서(111)가 장착되고, 나머지 중 하나에는 다른 연기 센서(111)가 장착될 수 있다. 또는, 가이드 레일(140)이 복수개인 경우, 이 중 하나에는 온도 센서(112)가 장착되고, 나머지 중 하나에는 다른 온도 센서(112)가 장착될 수 있다. 센싱부(110)에 포함된 센서들 중, 가이드 레일(140)에 장착되지 않는 센서들은, 구조물(20) 내부의 정해진 위치에 고정된다.
구동부(150)는, 모터(151) 및 모터 제어기(152)를 포함한다. 컨트롤러(130)는 구동부(150)와 통신 가능하게 연결된다. 모터(151)는, 가이드 레일(140)에 결합되어, 가이드 레일(140)에 장착된 센싱부(110)의 센서를 이동시키기 위한 구동력을 제동한다. 모터 제어기(152)는, 컨트롤러(130)로부터의 이동 패턴 신호(SP)에 따라, 모터(151)의 회전 속도, 회전량 및 회전 방향을 개별적으로 조절하도록 구성된다. 모터(151)의 회전에 따른 동력에 의해, 가이드 레일(140)에 장착된 센서는 가이드 레일(140)을 따라 일방향 또는 양방향으로 이동한다.
컨트롤러(130)는 메모리에 저장된 데이터들 및 명령어를 참조하거나, 소프트웨어를 구동하여, 센싱부(110), 화재 진압부(120), BMS(40) 및/또는 구동부(150)의 동작을 제어하기 위한 데이터를 출력할 수 있다.
도 7 및 도 8은 도 3의 화재 보호 시스템(100)에 의한 화재 판정 결과에 따라 가이드 레일(140)을 이용한 센서의 이동 속도를 조절하는 동작들을 설명하는 데에 참조되는 도면이다. 설명의 편의를 위해, 가이드 레일(140)은 도 3과 같이 직선 형상이고, 하나의 연기 센서(111)만이 가이드 레일(140)에 이동 가능하게 장착된 것으로 가정한다.
먼저 도 7은 컨트롤러(130)가 구조물(20) 내에 화재가 발생하지 않은 것으로 판정한 경우, 가이드 레일(140)에 장착된 센서의 이동 동작을 보여준다.
컨트롤러(130)는, 구조물(20) 내부에 화재가 발생하지 않은 것으로 판정 시(예, 저위험 상태), 제1 이동 패턴 신호를 구동부(150)에 전송한다. 제1 이동 패턴 신호는, 모터 제어기(152)가 모터(151)의 회전 속도를 제1 회전 속도로 설정하도록 유도하는 데이터를 포함한다. 모터 제어기(152)가 제1 이동 패턴 신호를 수신한 경우, 모터 제어기(152)는 모터(151)의 회전 속도를 제1 회전 속도로 설정한다. 이에 따라, 연기 센서(111)는 제1 회전 속도에 대응하는 이동 속도로 가이드 레일(140)을 따라 일방향 또는 양방향으로 이동할 수 있다.
다음으로 도 8은 컨트롤러(130)가 구조물(20) 내에 화재가 이미 발생한 것으로 판정한 경우, 가이드 레일(140)에 장착된 센서의 이동 동작을 보여준다.
컨트롤러(130)는, 구조물(20) 내부의 환경 상태가 고위험 상태로 분류된 경우, 도 7의 제1 이동 패턴 신호와는 상이한 제2 이동 패턴 신호를 구동부(150)에 전송한다. 제2 이동 패턴 신호는, 모터 제어기(152)가 모터(151)의 회전 속도를 제2 회전 속도로 설정하도록 유도하는 데이터를 포함한다. 모터 제어기(152)가 제2 이동 패턴 신호를 수신한 경우, 모터 제어기(152)는 모터(151)의 회전 속도를 제2 회전 속도로 설정한다. 이에 따라, 연기 센서(111)는 제2 회전 속도에 대응하는 이동 속도로 가이드 레일(140)을 따라 일방향 또는 양방향으로 이동할 수 있다. 이때, 제2 회전 속도는, 도 7에서의 제1 회전 속도보다 높은 것이 바람직하다. 이는, 화재가 이미 발생한 경우에는, 그렇지 않은 경우보다, 구조물(20) 내의 온도 정보를 상대적으로 빠르고 많이 수집할 필요가 있기 때문이다.
도 9 및 도 10은 도 3의 화재 보호 시스템(100)에 의해 구조물(20) 내부의 환경 상태가 중위험 상태로 분류된 경우, 가이드 레일(140)을 이용한 센서의 이동 범위와 이동 속도를 조절하는 동작들을 설명하는 데에 참조되는 도면이다. 설명의 편의를 위해, 가이드 레일(140)은 도 3과 같이 직선 형상이고, 하나의 연기 센서(111)만이 가이드 레일(140)에 이동 가능하게 장착된 것으로 가정한다.
먼저 도 9는, 컨트롤러(130)가 구조물(20)의 환경 상태를 중위험 상태로 분류한 경우, 가이드 레일(140)에 장착된 센서의 이동 동작을 보여준다.
컨트롤러(130)는, 구조물(20)의 환경 상태가 중위험 상태로 분류된 경우, 제3 이동 패턴 신호를 구동부(150)에 전송한다. 제3 이동 패턴 신호는, 가이드 레일(140)의 서로 다른 두 지점을 지정하는 데이터를 포함한다. 제3 이동 패턴 신호에 의해 지정되는 두 지점은, 구조물(20) 내의 연기 농도값을 나타내는 센싱 신호 및 구조물(20) 내의 온도값을 나타내는 센싱 신호 중 적어도 하나를 기초로, 컨트롤러(130)에 의해 결정되는 것일 수 있다.
가령, 도 7에서의 제1 회전 속도에 대응하는 이동 속도로 가이드 레일(140)의 전 범위를 따라 연기 센서(111)가 일방향 이동 또는 왕복 이동하는 동안, 컨트롤러(130)는 임계 연기 농도값보다 큰 연기 농도값을 나타내는 센싱 신호가 연기 센서(111)로부터 수신되는지 판정할 수 있다.
가이드 레일(140)에 장착된 연기 센서(111)가 x축을 따라 이동 가능한 범위의 일단의 x축 좌표값을 O라고 하고, 타단의 x축 좌표값을 E라고 하자. 만약, 도 10과 같이, 연기 센서(111)에 의해 감지된 제1 지점(P1)과 제2 지점(P2) 사이의 경로에서 모니터링되는 연기 농도값(DS)이 임계 연기 농도값(THS)보다 큰 경우, 컨트롤러(130)는 제1 지점(P1)과 제2 지점(P2)을 지정하는 데이터를 제3 이동 패턴 신호에 포함시킬 수 있다. 이 경우, 제3 이동 패턴 신호는, 제1 지점(P1)과 제2 지점(P2) 사이에서 모터(151)의 회전 속도를 제3 회전 속도로 설정하도록 유도하는 데이터를 포함한다. 제3 회전 속도는, 도 7에서의 제1 회전 속도보다 더 클 수 있다. 또한, 제3 이동 패턴 신호는, 제1 지점과 제2 지점 사이의 경로 외에서는 모터(151)의 회전 속도를 제4 회전 속도로 유도하는 데이터를 포함한다. 제4 회전 속도는, 제3 회전 속도보다 작다. 예컨대, 제4 회전 속도는, 도 7에서의 제1 회전 속도와 동일할 수 있다.
모터 제어기(152)가 제3 이동 패턴 신호를 수신한 경우, 모터 제어기(152)는 제1 지점과 제2 지점 사이에서는 모터(151)의 회전 속도를 제3 회전 속도로 설정하고, 그 외의 경로에서는 모터(151)의 회전 속도를 제4 회전 속도로 설정한다. 이에 따라, 연기 센서(111)는 가이드 레일(140)을 따라 이동 속도가 변화하면서 일방향 또는 양방향으로 이동할 수 있다.
도 11 및 도 12는 도 3의 화재 보호 시스템(100)에 의해 구조물(20) 내부의 환경 상태가 고위험 상태로 분류된 경우, 가이드 레일(140)을 이용한 센서의 이동 범위와 이동 속도를 조절하는 동작들을 설명하는 데에 참조되는 도면이다. 설명의 편의를 위해, 가이드 레일(140)은 도 3과 같이 직선 형상이고, 연기 센서(111) 및 온도 센서(112)가 하나씩 가이드 레일(140)에 이동 가능하게 장착되는 것으로 가정한다. 이때, 가이드 레일(140)에 장착되는 연기 센서(111)와 온도 센서(112)는, 서로 같은 지점의 연기 농도와 온도를 측정하는 것으로 볼 수 있을 정도로 매우 가깝게 배치될 수 있다. 예컨대, 가이드 레일(140)에 장착되는 연기 센서(111)와 온도 센서(112)는 동일 하우징에 설치될 수 있다. 다른 예로, 가이드 레일(140)에 장착되는 연기 센서(111)와 온도 센서(112) 간의 간격은, 가이드 레일(140)에 의해 정의되는 전체 경로의 길이의 소정 비율(예, 1/100) 미만일 수 있다.
먼저 도 11은, 컨트롤러(130)가 구조물(20)의 환경 상태를 고위험 상태로 분류한 경우, 가이드 레일(140)에 장착된 센서의 이동 동작을 보여준다.
컨트롤러(130)는, 구조물(20)의 환경 상태가 고위험 상태로 분류된 경우, 제4 이동 패턴 신호를 구동부(150)에 전송한다. 제4 이동 패턴 신호는, 가이드 레일(140)의 서로 다른 두 지점을 지정하는 데이터를 포함한다. 제4 이동 패턴 신호에 의해 지정되는 두 지점은, 구조물(20) 내의 연기 농도값을 나타내는 센싱 신호 및 구조물(20) 내의 온도값을 나타내는 센싱 신호를 기초로, 컨트롤러(130)에 의해 결정되는 것일 수 있다.
가령, 도 9에서의 제3 회전 속도로 가이드 레일(140)의 두 지점 사이의 경로 P1~P2를 연기 센서(111)가 왕복 이동하는 동안, 컨트롤러(130)는 임계 연기 농도값보다 큰 연기 농도값을 나타내는 센싱 신호가 가이드 레일(140)에 장착된 연기 센서(111)로부터 수신되는지 판정할 수 있다. 이와 함께, 컨트롤러(130)는, 제1 임계 온도값(THP)보다 큰 온도값을 나타내는 센싱 신호가 가이드 레일(140)에 장착된 온도 센서(112)로부터 수신되는지(또는 제2 임계 온도값보다 큰 온도값을 나타내는 센싱 신호가 BMS(40)로부터 수신되는지) 판정할 수 있다.
가이드 레일(140)에 장착된 연기 센서(111) 및 온도 센서(112)가 x축을 따라 이동 가능한 범위의 일단의 x축 좌표값을 O라고 하고, 타단의 x축 좌표값을 E라고 하자. 만약, 도 12와 같이, 제1 지점(P1)과 제2 지점(P2) 사이에 위치하는 제3 지점(P3)과 제4 지점(P4) 사이의 경로에서 가이드 레일(140)에 장착된 연기 센서(111) 및 온도 센서(112)에 의해 각각 모니터링되는 연기 농도값(DS)과 온도값(TS)이 각각 임계 연기 농도값(THS)과 제1 임계 온도값(THP)보다 큰 경우, 컨트롤러(130)는 제3 지점(P3)과 제4 지점(P4)을 지정하는 데이터를 제4 이동 패턴 신호에 포함시킬 수 있다. 물론, 경우에 따라, 제3 지점(P3)이 제1 지점(P1)과 동일하거나, 제4 지점(P4)이 제2 지점(P2)과 동일할 수도 있다.
제4 이동 패턴 신호는, 제3 지점(P3)과 제4 지점(P4) 사이에서 모터(151)의 회전 속도를 제5 회전 속도로 설정하도록 유도하는 데이터를 포함한다. 제5 회전 속도는, 도 9에서의 제3 회전 속도보다 더 클 수 있다. 또한, 제4 이동 패턴 신호는, 제1 지점과 제2 지점 사이의 경로 중 제3 지점부터 제4 지점까지를 제외한 부분에서는 모터(151)의 회전 속도를 제3 회전 속도로 유도하는 데이터를 포함한다. 또한, 제4 이동 패턴 신호는, 제1 지점과 제2 지점 사이의 경로 외에서는 모터(151)의 회전 속도를 제4 회전 속도로 유도하는 데이터를 포함한다.
모터 제어기(152)가 제5 이동 패턴 신호를 수신한 경우, 모터 제어기(152)는 제3 지점과 제4 지점 사이에서는 모터(151)의 회전 속도를 제5 회전 속도로 설정하고, 제1 지점과 제3 지점 사이의 경로 P1~P3 및 제4 지점과 제2 지점 사이의 경로 P4~P2에서는 모터(151)의 회전 속도를 제3 회전 속도로 설정하며, 그 외의 경로 O~P1 및 P2~E에서는 모터(151)의 회전 속도를 제4 회전 속도로 설정할 수 있다. 이에 따라, 연기 센서(111)는 가이드 레일(140)을 따라 이동 속도가 변화하면서 일방향 또는 양방향으로 이동할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
또한, 이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니라, 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수 있다.
10: 에너지 저장 시스템
20: 구조물
30: 배터리
40: 배터리 관리 시스템
100: 화재 보호 시스템
110: 센싱부
111: 연기 센서
112: 온도 센서
120: 화재 진압부
121: 소화제
122: 탱크
123: 소화제 공급관
124: 분사 노즐
125: 분사 조절 장치
130: 컨트롤러
140: 가이드 레일
150: 구동부
151: 모터
152: 모터 제어기
160: 경보부
20: 구조물
30: 배터리
40: 배터리 관리 시스템
100: 화재 보호 시스템
110: 센싱부
111: 연기 센서
112: 온도 센서
120: 화재 진압부
121: 소화제
122: 탱크
123: 소화제 공급관
124: 분사 노즐
125: 분사 조절 장치
130: 컨트롤러
140: 가이드 레일
150: 구동부
151: 모터
152: 모터 제어기
160: 경보부
Claims (10)
- 복수의 센서들을 포함하고, 배터리가 수용된 구조물에 설치되어, 상기 복수의 센서들을 이용하여 상기 구조물 내의 환경과 관련된 적어도 두 가지의 파라미터들을 개별적으로 감지하도록 구성된 센싱부;
소화제를 수용하는 탱크를 구비하고, 상기 탱크에 수용된 상기 소화제를 상기 구조물의 내부로 분사하도록 구성된 화재 진압부; 및
상기 센싱부 및 상기 화재 진압부와 통신 가능하게 연결된 컨트롤러;를 포함하되,
상기 센싱부는,
상기 구조물 내부의 연기 농도를 나타내는 제1 센싱 신호를 제1 시간 주기마다 출력하고, 상기 구조물 내부의 온도를 나타내는 제2 센싱 신호를 제2 시간 주기마다 출력하며,
상기 컨트롤러는,
상기 센싱부로부터의 상기 제1 센싱 신호 및 상기 제2 센싱 신호 중 적어도 하나를 기초로, 상기 구조물 내부에서의 화재 발생 여부를 판정하고,
상기 구조물 내부에서 화재가 발생한 것으로 판정 시, 상기 화재 진압부로 기동 신호를 전송하며,
상기 화재 진압부는,
상기 컨트롤러로부터의 상기 기동 신호에 응답하여, 상기 구조물의 내부로 상기 탱크에 수용된 상기 소화제를 분사하는, 화재 보호 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 컨트롤러는,
상기 제1 센싱 신호에 대응하는 연기 농도값이 임계 연기 농도값보다 크면서 상기 제2 센싱 신호에 대응하는 온도값이 임계 온도값보다 큰 경우, 상기 기동 신호를 출력하는, 화재 보호 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 컨트롤러는,
상기 구조물 내부에서 화재가 발생한 것으로 판정 시, 상기 제1 센싱 신호 및 상기 제2 센싱 신호 중 적어도 하나를 기초로, 상기 구조물 내부에 발생한 화재의 심각성을 나타내는 화재 지수를 산출하고, 상기 화재 지수를 기초로, 상기 소화제의 분사량 및 분사 속도를 결정하며,
상기 기동 신호는,
상기 결정된 분사량 및 분사 속도에 대응하는, 화재 보호 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 구조물의 내부에 설치되는 가이드 레일; 및
상기 가이드 레일에 결합되는 모터를 구비하고, 상기 모터의 회전 방향 및 회전 속도를 개별적으로 조절하도록 구성된 구동부;를 더 포함하되,
상기 센싱부의 센서들 중 적어도 하나는,
상기 가이드 레일에 이동 가능하게 장착되어, 상기 모터의 회전에 따른 동력에 의해 상기 가이드 레일을 따라 이동하는, 화재 보호 시스템.
- 제4항에 있어서,
상기 컨트롤러는,
상기 구조물 내부에 화재가 발생하지 않은 것으로 판정 시, 제1 이동 패턴 신호를 상기 구동부에 전송하고,
상기 구조물 내부에 화재가 발생한 것으로 판정 시, 상기 제1 센싱 신호 및 상기 제2 센싱 신호 중 적어도 하나에 대응하는 제2 이동 패턴 신호를 상기 구동부에 전송하며,
상기 구동부는,
상기 제1 이동 패턴 신호를 수신한 경우, 상기 모터의 회전 속도를 제1 회전 속도로 설정하고,
상기 제2 이동 패턴 신호를 수신한 경우, 상기 모터의 회전 속도를 상기 제1 회전 속도보다 빠른 제2 회전 속도로 설정하는, 화재 보호 시스템.
- 제5항에 있어서,
상기 컨트롤러는,
상기 제1 센싱 신호 및 상기 제2 센싱 신호 중 적어도 하나를 기초로, 상기 가이드 레일의 제1 지점 및 제2 지점을 결정하고,
상기 구동부는,
상기 가이드 레일에 이동 가능하게 장착된 상기 적어도 하나의 센서가 상기 가이드 레일의 상기 제1 지점 및 제2 지점 사이에서 왕복 이동하도록 상기 모터를 구동하는, 화재 보호 시스템.
- 제2항에 있어서,
화재 알림 정보를 출력하도록 구성된 경보부;를 더 포함하고,
상기 컨트롤러는,
상기 제1 센싱 신호에 대응하는 온도값이 상기 임계 온도값보다 크거나 상기 제2 센싱 신호에 대응하는 연기 농도값이 상기 임계 연기 농도값보다 큰 경우, 상기 경보부에 상기 화재 알림 정보의 출력을 요청하는, 화재 보호 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 컨트롤러는,
상기 센싱부로부터의 상기 제1 센싱 신호 및 상기 제2 센싱 신호를 소정 시간 단위로 기록하는, 화재 보호 시스템.
- 적어도 하나의 센서를 포함하고, 배터리가 수용된 구조물에 설치되어, 상기 적어도 하나의 센서를 이용하여 상기 구조물 내의 환경과 관련된 적어도 한 가지의 파라미터들을 개별적으로 감지하도록 구성된 센싱부;
소화제를 수용하는 탱크를 구비하고, 상기 탱크에 수용된 상기 소화제를 상기 구조물의 내부로 분사하도록 구성된 화재 진압부; 및
상기 센싱부 및 상기 화재 진압부와 통신 가능하게 연결된 컨트롤러;를 포함하되,
상기 센싱부는,
상기 구조물 내부의 연기 농도를 나타내는 제1 센싱 신호를 제1 시간 주기마다 출력하고,
상기 컨트롤러는,
상기 배터리의 BMS로부터 상기 배터리의 온도를 나타내는 제2 센싱 신호를 제2 시간 주기마다 수신하고,
상기 센싱부로부터의 상기 제1 센싱 신호 및 상기 BMS로부터의 상기 제2 센싱 신호 중 적어도 하나를 기초로, 상기 구조물 내부에서의 화재 발생 여부를 판정하고,
상기 구조물 내부에서 화재가 발생한 것으로 판정 시, 상기 화재 진압부로 기동 신호를 전송하며,
상기 화재 진압부는,
상기 컨트롤러로부터의 상기 기동 신호에 응답하여, 상기 구조물의 내부로 상기 탱크에 수용된 상기 소화제를 분사하는, 화재 보호 시스템.
- 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 화재 보호 시스템;
을 포함하는, 에너지 저장 시스템.
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