KR20190023613A - 수신부 일체형 자동소화장치 - Google Patents

Abstract

수신부를 소화기에 일체화하여 전체 구성을 스마트화하고, 멀티 센서를 이용하여 신속 정확하게 가스 탐지와 화재 감지를 하여 가스 누출과 화재로 인한 인명 피해와 재산 손실을 방지할 수 있도록 한 수신부 일체형 자동소화장치에 관한 것으로서, 지진을 감지하는 지진 감지기, 연기를 감지하는 연기 감지기, 가스를 감지하는 가스 탐지기, 온도를 감지하는 온도 센서, 지진 감지기와 연기 감지기와 가스 탐지기 및 온도 센서에서 각각 감지한 감지 신호를 분석하여 이상 유무를 판단하고, 이상 발생시 상황별 제어 동작을 수행하여 자동으로 가스 차단 및 화재 방지 동작을 수행하는 소화기 및 상기 소화기의 제어에 따라 가스 차단 동작을 수행하는 가스 차단기를 포함하여 수신부 일체형 자동소화장치를 구현한다.

Description

수신부 일체형 자동소화장치{Integrated automatic fire extinguisher}

본 발명은 수신부 일체형 자동소화장치에 관한 것으로, 특히 수신부를 소화기에 일체화하여 전체 구성을 스마트화하고, 멀티 센서를 이용하여 신속 정확하게 가스 탐지와 화재 감지를 하여 가스 누출과 화재로 인한 인명 피해와 재산 손실을 방지할 수 있도록 한 수신부 일체형 자동소화장치에 관한 것이다.

현대사회에서 주거환경은 사용연료, 주거방식 등에서 급격한 변화를 겪고 있으며, 에너지원으로 주로 가스를 사용하며 아파트와 같은 고층밀집화되는 형태로 변화하고 있다.

고층밀집화되는 국내 거주환경과 가스 사용은 부주의한 가스사용, 고의 훼손, 시설 노후화 등에 의한 가스 사고 발생시 화재, 폭발 등에 의한 2차 사고로 확대되어 대규모 인명 피해와 재산 피해가 수반된다. 따라서 가스 사용과 시설 설치에 필요한 안전 규칙 준수와 안전시설 확보가 중요하다.

가스사고는 2007년 264건을 정점으로 2014년까지 지속적으로 감소하고 있으며, 인명피해 또한 감소하는 추세를 보이고 있다. 사고 감소의 주된 원인은 주요 에너지원을 사고 발생이 높은 LPG에서 도시가스로 변경하고, 다기능 계량기, 타이머 콕, 퓨즈 콕, 주거용 주방 자동소화장치와 같은 각종 가스 안전시설의 보급 확대에 기인한다고 할 수 있다.

예컨대, 퓨즈 콕은 저렴한 가격에 고의적 훼손에 의한 가스 누출을 예방할 수 있지만, 미세한 누출과 사용상의 부주의에 의한 누출을 차단할 수 없다는 단점이 있다.

아울러 타이머 콕은 퓨즈 콕 위에 기계식 또는 전자식 차단장치를 설치하여 사용시간을 설정하여 자동으로 가스를 차단하고, 화재 또는 가스 탐지기에 의해 가스 누설이 확인되면 자동으로 가스를 차단할 수 있는 장점은 있다. 반면, 설치비와 구매비용이 발생하여 보급이 어렵고, 제품 제조에 필요한 기술적 난이도가 낮아 시장경쟁 악화로 저가 제품이 난무하고 있으며, 제품에 대한 최소한의 기능만 시험하는 한국가스안전공사의 성능인정만으로 제품 판매가 가능하므로 제품에 대한 신뢰성과 안전성을 보장할 수 없다는 단점이 있다.

또한, 다기능 가스 안전 계량기는 가스 인입 배관의 누설을 감지하고, 지진 센서를 장착하여 가스 누출과 지진에 대비하고 있지만, 외부에 설치하여 사용자가 실내에서 조작할 수 없으므로 사용이 불편하고, 가격경쟁력이 낮아 보급이 확산되지 않고 있는 실정이다.

또한, 주거용 주방 자동소화장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 월 패드와 같은 홈 오토메이션 시스템(1), 연기 감지기(2), 가스 탐지기(3), 온도 센서(4), 조작부(5), 화재 발생시 가스를 차단하는 가스차단기(6), 화재 진압에 필요한 소화장치(7), 화재 발생과 작동 여부를 판단하고 동작 제어신호를 발생하는 수신부(8) 등으로 구성된다. 이렇게 구성되는 주방 자동소화장치는 기능상 가스 차단과 화재 예방이 가능하고, 시장에서 판매되는 가스 안전 장치중 설치 법령에 근거한 보급이 용이하고, 한국소방산업기술원과 한국가스안전공사의 형식 승인 후 판매가 가능하므로 제품 신뢰성과 안전성이 가장 높다. 반면, 타이머 기능과 은폐 배관에 대한 가스 누설 탐지, 지진 발생시 차단 기능, 제품 디자인 등에 미비한 점이 많아 수출 경쟁력이 낮고 타이머 콕과 같이 추가 기능을 갖춘 제품을 설치하는 경우가 많은 단점이 있다.

따라서 근래에는 상기와 같은 다양한 안전장치의 단점을 보완하고 최적의 안전장치를 구현하기 위해, 사물인터넷(IoT) 기반의 IT 기술이 모든 산업에 융합접목됨에 따라 이동통신사와 협력하여 ICT 기반 융복합 기술을 활용한 첨단 기술의 안전장치가 개발되고 있다. 단순한 가스 차단에서 사물인터넷(IoT)기술과 영상기술을 접목하여 가정 내에서 발생하는 화재, 가스누출, 폭발 등의 각종 재난을 통합적으로 관리하는 시스템으로 발전하고 있는 추세다.

이러한 추세에 따라 ICT 기술을 접목한 안전장치에 대한 종래기술이 하기의 <특허문헌 1> 내지 <특허문헌 4> 에 개시되어 있다.

<특허문헌 1> 에 개시된 종래기술은 가스레인지의 점화스위치의 상태를 감지하는 가스레인지점화스위치 개폐 감지부, 점화스위치 상태 신호를 처리하는 제어부, 모터가 내장된 구동부, 구동부의 동작에 따라 움직이는 중간밸브를 포함하여 가스누출감지가 가능한 자동가스차단기를 구현한다.

이러한 구성을 통해 가스 누출 감지 기능을 이용하여, 가스레인지의 점화 스위치의 상태에 따라 자동으로 가스밸브의 상태가 바뀌어 자동으로 가스를 차단하게 된다.

또한, <특허문헌 2> 에 개시된 종래기술은 가스 기기, 가스 중간밸브, 가스 차단밸브, 가스 자동 차단밸브, 압력 검출센서 및 안전 제어기로 가스 누설 자동 감지 및 차단장치를 구현하며, 이러한 구성을 통해 가스기기의 점화, 소화, 가스 누출에 따른 가스 연소 여부를 신속하고 정확하게 판단한다.

또한, <특허문헌 3> 에 개시된 종래기술은 화재 또는 가스 누출 또는 가스 차단기 자체의 내부 발열 등에 의해 이상 감지시 자동으로 가스 밸브를 폐쇄하는 동시에 사용자가 수동으로 설정한 시간 이내에 가스 밸브를 폐쇄하도록 구현함으로써 보다 안전하면서도 편리한 스마트 가스 차단기를 제공한다.

또한, <특허문헌 4> 에 개시된 종래기술은 월 패드(Wall pad)라 불리는 홈오토메이션과 무선통신을 하는 주방에 설치된 주방TV와 시리얼 통신으로 사용되는 회선 인터페이스인 RS-485로 통신하면서 주방 TV의 제어에 의해 가스를 감지하고, 정전 및 화재를 감지하여, 자동잠금장치에 내장된 모터와 구동기어를 작동하여 가스 차단기를 자동으로 폐쇄하도록 하여 가스 흐름을 차단하는 스마트 가스 안전차단기를 제공한다.

대한민국 등록특허 10-1444704호(2014.09.19. 등록)(가스누출감지가 가능한 자동가스차단기) 대한민국 등록특허 10-1442207호(2014.09.12. 등록)(가스 누설 자동 감지 및 차단장치) 대한민국 등록특허 10-1423277호(2014.07.18. 등록)(스마트 가스 차단기) 대한민국 등록특허 10-1553050호(2015.09.08. 등록)(스마트 가스 안전차단기)

그러나 상기와 같은 종래기술들은 가스 누설을 감지하고, 가스 누설 감지시 자동으로 가스를 차단할 수 있는 장점은 있으나, 가스 누설 감지신호나 가스 차단 제어신호 등의 인터페이스를 위해 별도의 추가 장치를 부설해야 하므로 장치의 구성이 복잡하고, 장치 구현 비용이 많이 소요되는 단점이 있다.

또한, 상기와 같은 종래기술들은 지진을 감지하거나, 지진 감지 시 가스 누설이나 화재 예방을 위한 사전적인 조치를 수행하는 것은 불가능하고, 가스 탐지에 대한 가스 차단 기능과 같은 단순한 기능만 가능하다는 한계가 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래기술에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서, 수신부를 소화기에 일체화하여 전체 구성을 스마트화하고, 멀티 센서를 이용하여 신속 정확하게 가스 탐지와 화재 감지를 하여 가스 누출과 화재로 인한 인명 피해와 재산 손실을 방지할 수 있도록 한 수신부 일체형 자동소화장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 수신부 일체형 자동소화장치는 지진을 감지하는 지진 감지기; 연기를 감지하는 연기 감지기; 가스를 감지하는 가스 탐지기; 온도를 감지하는 온도 센서; 상기 지진 감지기와 연기 감지기와 가스 탐지기 및 온도 센서에서 각각 감지한 감지 신호를 분석하여 이상 유무를 판단하고, 이상 발생시 상황별 제어 동작을 수행하여 자동으로 가스 차단 및 화재 방지 동작을 수행하는 소화기; 상기 소화기의 제어에 따라 가스 차단 동작을 수행하는 가스 차단기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기에서 소화기는 감지한 감지 신호를 분석하여 이상 발생 시, 실시간으로 이상 발생 상황정보를 생성하여 사용자가 휴대한 사용자 단말기로 전송해주는 것을 특징으로 한다.

상기에서 가스 탐지기는 가스 차단 밸브의 입구 및 출구에 압력 센서를 설치하고 압력 검출 방식으로 가스를 감지하거나 MEMS형 압력 감지 센서를 이용하여 압력을 검출하는 방식으로 가스를 감지하는 것을 특징으로 한다.

상기에서 지진 감지기는 가속도 센서를 이용하여 지진을 감지하는 것을 특징으로 한다.

상기에서 소화기는 지진 감지 신호와 연기 감지 신호와 가스 감지 신호 및 온도 감지 신호를 수신하는 수신부; 상기 수신부에서 수신한 각각의 감지 신호를 감지 신호 별로 분석하고, 그 분석 결과를 출력하는 감지신호 분석부; 상기 감지신호 분석부에서 분석한 분석 결과로 이상 상황을 인지하고, 이상 상황 발생 시 발생한 상황별로 제어 동작을 수행하는 상황별 동작 제어부; 상기 상황별 동작 제어부에 의해 이상 상황 발생 시 상황 정보를 생성하는 상황정보 생성부; 상기 상황정보 생성부에서 생성한 상황 정보를 사용자 단말기로 전송하는 상황정보 전송부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기에서 감지신호 분석부는 상기 수신부에서 수신한 지진 감지 신호를 분석하고, 그 분석 결과를 지진 발생을 판단하기 위한 정보로 출력하는 지진 감지 신호 분석부; 상기 수신부에서 수신한 연기 감지 신호를 분석하고, 그 분석 결과를 화재 발생을 판단하기 위한 정보로 출력하는 연기 감지신호 분석부; 상기 수신부에서 수신한 가스 감지신호를 분석하고, 그 분석 결과를 가스 누출을 판단하기 위한 정보로 출력하는 가스 감지신호 분석부; 상기 수신부에서 수신한 온도 감지 신호를 분석하고, 그 분석 결과를 화재 발생을 판단하기 위한 정보로 출력하는 온도 감지신호 분석부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 멀티 센서의 융합을 통해 사용자 부주의와 지진 발생 등으로 인한 가스 사고를 획기적으로 예방할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면 주거용 주방 자동소화 장치의 수신부와 소화기를 일체화한 IT 기술과 소방기술을 융합하여, 주거 시설에서 정확하게 가스 누출 감지나 지진 감지 또는 화재 검출을 수행하고, 가스나 지진 감지시 자동으로 가스를 차단하고 화재 검출 시에도 가스 차단과 소화 장치를 자동으로 동작시켜 가스 누출이나 지진 감지시 및 화재 발생시 인명 피해와 재산 손실을 방지할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 일반적인 주거용 주방 자동소화장치의 개략 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 수신부 일체형 자동소화장치의 구성도,
도 3은 도 1의 소화기의 실시 예 구성도,
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 적용된 가스 탐지기의 실시 예 구성도,
도 5는 본 발명에 적용된 연기 감지기의 동작 흐름도,
도 6은 본 발명에 적용된 가스 탐지기의 동작 흐름도,
도 7은 본 발명에 적용된 가진기를 이용한 지진 감지 예시도,
도 8은 본 발명의 소화기에서 감지 신호 수신 및 분석에 따른 제어 동작 흐름도.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 수신부 일체형 자동소화장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 수신부 일체형 자동소화장치의 구성도로서, 지진 감지기(101), 연기 감지기(102), 가스 탐지기(103), 온도 센서(104), 노즐(105), 소화기(106) 및 가스 차단기(107)를 포함한다.

도 2에서 참조부호 200은 사용자가 사용하는 사용자 단말기로서, 소화기(106)로부터 전송된 이상상황 발생정보를 수신하여 화면에 표시해줌으로써, 사용자가 원격에서도 실시간으로 해당 장소 내의 이상 상황을 인지하도록 한다.

이러한 사용자 단말기(200)는 스마트폰, 개인정보단말기, 노트북, 스마트 패드 등과 같은 다양한 모바일기기로 구현할 수 있으며, 본 발명에서는 스마트폰으로 구현한 것으로 가정한다.

상기 지진 감지기(101)는 가속도 센서를 이용하여 지진을 감지하는 역할을 한다.

상기 연기 감지기(102)는 화재로 인한 연기 등을 감지하는 역할을 하는 것으로서, 연소 생성 입자를 이온 전류의 변화로 연기를 감지하는 이온식 센서, 연기에 의한 광속의 변화로 연기를 감지하는 광식 센서 등을 이용할 수 있다.

상기 가스 탐지기(103)는 가스를 감지하는 역할을 한다. 이러한 가스 탐지기(103)는 가스 차단 밸브의 입구 및 출구에 압력 센서를 설치하고, 상기 압력 센서를 이용하여 가스를 감지하거나, MEMS형 압력 센서를 이용하여 압력 검출 방식으로 가스를 감지한다.

상기 온도 센서(104)는 온도를 감지하는 역할을 하는 것으로서, 열전쌍, 온도측정 저항체, 서미스터(NTC), 금속식 온도계, 핵 4중극공명, 초음파, 광섬유 등의 센서를 이용할 수 있다.

상기 소화기(106)는 상기 지진 감지기(101)와 연기 감지기(102)와 가스 탐지기(103) 및 온도 센서(104)에서 각각 감지한 감지 신호를 분석하여 이상 유무를 판단하고, 이상 발생시 상황별 제어 동작을 수행하여 자동으로 가스 차단 및 화재 방지 동작을 수행하는 역할을 한다.

이러한 소화기(106)는 감지한 감지 신호를 분석하여 이상 발생 시, 실시간으로 이상 발생 상황정보를 생성하여 사용자가 휴대한 사용자 단말기(200)로 전송해주는 것이 바람직하다.

바람직하게 상기 소화기(106)는 도 3에 도시한 바와 같이, 지진 감지 신호와 연기 감지 신호와 가스 감지 신호 및 온도 감지 신호를 수신하는 수신부(111), 상기 수신부(111)에서 수신한 각각의 감지 신호를 감지 신호 별로 분석하고, 그 분석 결과를 출력하는 감지신호 분석부(112), 상기 감지신호 분석부(112)에서 분석한 분석 결과로 이상 상황을 인지하고, 이상 상황 발생 시 발생한 상황별로 제어 동작을 수행하는 상황별 동작 제어부(113), 상기 상황별 동작 제어부(113)에 의해 이상 상황 발생 시 상황 정보를 생성하는 상황정보 생성부(114), 상기 상황정보 생성부(114)에서 생성한 상황 정보를 사용자 단말기(200)로 전송하는 상황정보 전송부(115)를 포함한다.

또한, 상기 감지신호 분석부(112)는 상기 수신부(111)에서 수신한 지진 감지 신호를 분석하고, 그 분석 결과를 지진 발생을 판단하기 위한 정보로 출력하는 지진 감지신호 분석부(112a), 상기 수신부(111)에서 수신한 연기 감지 신호를 분석하고, 그 분석 결과를 화재 발생을 판단하기 위한 정보로 출력하는 연기 감지신호 분석부(112b), 상기 수신부(111)에서 수신한 가스 감지신호를 분석하고, 그 분석 결과를 가스 누출을 판단하기 위한 정보로 출력하는 가스 감지신호 분석부(112c), 상기 수신부(111)에서 수신한 온도 감지 신호를 분석하고, 그 분석 결과를 화재 발생을 판단하기 위한 정보로 출력하는 온도 감지신호 분석부(112d)를 포함한다.

또한, 상기 가스 차단기(107)는 상기 소화기(106)의 제어에 따라 가스 차단 동작을 수행하는 역할을 한다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 수신부 일체형 자동소화장치의 동작을 첨부한 도면 도 2 내지 도 8을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 사물인터넷(IoT) 기술 적용과 멀티 센서(지진 감지기, 연기 감지기, 가스 탐지기, 온도 센서)를 융합하고, 소화기(106)에 수신부를 일체화하여, 기존 가스 차단기의 고기능화에 따른 원가 상승을 억제하면서, 효율적으로 가스 차단과 자동 소화기능을 수행한다.

이를 위해, 기본적으로 지진 감지기(101), 연기 감지기(102), 가스 탐지기(103) 및 온도 센서(104)에 각각 통신 모듈을 부가하여, 감지한 신호를 용이하게 무선 통신으로 전송하도록 한다. 여기서 각각의 감지기 및 온도 센서가 사물인터넷 기반의 센서 역할을 하게 된다.

예컨대, 지진 감지기(101)는 가속도 센서를 이용하여 지진을 감지한다. 도 7은 가진기를 이용한 지진파 가속도 예시이다(El-Centro 지진파). 가속도 센서를 이용한 지진을 감지하는 것은 이미 알려진 기술이므로, 그에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다. 지진 감지 신호는 통신 모듈을 이용하여 무선 신호로 변환되어, 상기 소화기(106)에 전송된다.

아울러 연기 감지기(102)는 이온식 센서 또는 광식 센서와 같은 연기 감지 센서를 이용하여 화재로 인한 연기를 감지하고, 연기 감지 신호를 통신 모듈을 통해 무선 신호로 변환하여 상기 소화기(106)에 전송한다.

도 5는 상기 연기 감지기(102)의 동작 흐름이다. 전원 공급이 이루어지면 단계 S11과 같이 초기화 동작을 수행하고, 이어 단계 S12에서 배터리 전압을 측정한다. 다음으로, 측정한 배터리 전압이 저전압 레벨이면 단계 S13으로 이동하여 배터리 저전압에 대한 경고음을 발생한다. 이러한 경고음이 발생하면 사용자는 연기 감지기의 배터리를 교체하여, 지속적으로 연기 감지가 이루어지도록 한다. 이와는 달리 배터리 전압이 저전압 레벨 이상일 경우, 단계 S14로 이동하여 연기를 감지한다. 그리고 연기 감지 결과 연기가 감지되면, 단계 S15로 이동하여 화재발생 경고음을 출력하고, 단계 S16에서 감지한 연기 감지 신호를 통신 모듈을 통해 무선 신호로 만들어 상기 소화기(106)로 전송한다.

아울러 가스 탐지기(103)는 전원 공급이 이루어지면 가스를 감지한다.

여기서 가스 탐지기(103)는 도 4a와 같이 가스 차단 밸브의 입구 및 출구에 압력 센서(103g)를 설치하고, 상기 압력 센서(103g)를 이용하여 가스를 감지하거나, 도 4b에 도시한 바와 같이 MEMS형 압력 센서를 이용하여 압력 검출 방식으로 가스를 감지한다. 가스 감지 신호는 통신 모듈을 통해 무선 신호로 변환하여 상기 소화기(106)로 전송한다.

도 4a에서 참조부호 103a는 조인트 파이프, 103b는 압력 파이프(대), 103c는 밸브(퓨즈 콕), 103d는 보조 링, 103e는 압력 파이프(소), 103f는 센서 캡, 103h는 오링(P3), 103i는 오링(S7)을 각각 나타낸다.

도 6은 상기 가스 탐지기(103)의 가스 탐지 동작을 보인 흐름도로서, 단계 S21에서 가스 누출이 감지하여, 가스 누출이 감지되지 않으면 단계 S22로 이동하여 가스탐지 표시등인 LED를 소등시키고, 이와는 달리 가스 누출이 감지되면 단계 S23으로 이동하여 가스탐지 표시등인 LED를 점등시킨다. 이어, 단계 S24에서 감지한 가스 감지신호를 통신 모듈을 이용하여 무선 신호로 변환하여 상기 소화기(106)로 전송한다.

또한, 온도 센서(104)는 열전 쌍, 온도측정 저항체, 서미스터(NTC), 금속식 온도계, 핵 4 중극공명, 초음파, 광섬유 등의 센서를 이용하여, 온도를 감지하고, 감지한 온도 감지신호는 통신 모듈을 통해 무선 신호로 변환하여 상기 소화기(106)에 전송한다.

상기 소화기(106)는 수신부(111)를 이용하여 실시간 또는 주기적으로 상기 지진 감지기(101)와 연기 감지기(102)와 가스 탐지기(103) 및 온도 센서(104)에서 각각 감지한 감지 신호를 수신한다. 이어, 감지신호 분석부(112)는 상기 수신부(111)에서 수신한 각각의 감지 신호를 분석하여 이상 유무를 판단하고, 이상 발생시 상황별 제어 동작을 수행하여 자동으로 가스 차단 및 화재 방지 동작을 수행한다.

예컨대, 상기 감지신호 분석부(112)의 지진 감지신호 분석부(112a)는 상기 수신부(111)에서 수신한 지진 감지 신호를 분석하고, 그 분석 결과를 지진 발생을 판단하기 위한 정보로 상황별 동작 제어부(113)에 전달한다. 여기서 지진 감지신호의 분석을 위해, 일본 기상청 진도등급인 JMA, 유럽의 Rossi-forel, 미국의 수정Mercalli 등급, MM 진도 등급 등을 이용할 수 있다. 다시 말해, 검출한 지진 감지 신호인 가속도 신호를 상기 설정된 진도 등급과 비교하여 지진이 발생했는지, 그리고 지진이 발생하였으면 진도 등급이 어느 정도인지를 분석하게 된다. 이를 위해 지진 등급과 진도 등급에 따른 최대 가속도를 이용하는 것이 바람직하다. 도 7은 가진기를 이용한 지진파 가속도의 예시이다.

아울러 연기 감지신호 분석부(112b)는 상기 수신부(111)에서 수신한 연기 감지 신호를 분석하고, 그 분석 결과를 화재 발생을 판단하기 위한 정보로 상황별 동작 제어부(113)에 전달한다.

또한, 가스 감지신호 분석부(112c)는 상기 수신부(111)에서 수신한 가스 감지신호를 분석하고, 그 분석 결과를 가스 누출을 판단하기 위한 정보로 상황별 동작 제어부(113)에 전달한다. 예컨대, 압력 센서를 이용하여 측정된 압력 변동을 감지하여 가스 누설과 가스 기기의 사용 상태를 분석한다.

다음으로, 온도 감지신호 분석부(112d)는 상기 수신부(111)에서 수신한 온도 감지 신호를 분석하고, 그 분석 결과를 화재 발생을 판단하기 위한 정보로 상기 상황별 동작 제어부(113)에 전달한다. 온도 감지신호 분석은 수신한 온도와 화재를 판별하기 위해 미리 설정된 온도를 비교하여, 화재 발생을 판단하고, 그 분석 정보를 상기 상황별 동작 제어부(113)에 전달한다.

상기 상황별 동작 제어부(113)는 상기 감지신호 분석부(112)에서 분석한 분석 결과로 이상 상황을 인지한다. 예컨대, 지진 감지신호 분석 정보로 지진 발생 유무를 판별하게 되고, 연기 감지신호 분석 정보로 화재 발생 유무를 판별하게 되며, 가스 감지신호 분석 정보로 가스 누출 유무를 판별하게 되고, 온도 감지신호 분석정보로 화재 발생 유무를 판별하게 된다.

상기 판별 결과 이상 상황이 발생한 것으로 판단이 되면, 가스 차단기(107)에 동작 제어 신호를 전달하게 된다. 이러한 동작 제어 신호에 따라 가스 차단기(107)는 자동으로 동작을 하여 가스를 차단하게 된다. 가스 차단 동작은 솔레노이드를 이용하여 가스 차단 밸브를 폐쇄하는 것으로서, 용이하게 구현할 수 있다.

아울러 이상 상황이 화재로 판별이 되면, 상기와 같이 가스 차단기(107)를 동작시켜 자동으로 가스를 차단함과 동시에 노즐(105)을 통해 소화액(또는 물)을 분사하여 자동으로 소화 동작을 수행하게 된다.

또한, 상기 소화기(106)는 이상 상황 발생이라고 판단이 되면, 이를 실시간으로 원격에 위치한 사용자에게 알리기 위해 상황정보 생성부(114)에 이상상황 발생정보를 전달하게 된다. 상기 상황정보 생성부(114)는 그 전달되는 이상상황 발생정보에 대응하게 상황 정보를 생성하고, 생성한 상황 정보를 상황정보 전송부(115)에 전달한다. 여기서 상황 정보란 지진 발생, 가스 누출 발생, 화재 발생과 같은 정보일 수 있다.

상기 상황정보 전송부(115)는 상기 상황정보 생성부(114)에서 생성한 상황 정보를 사용자 단말기(200)에 알맞은 포맷의 무선 신호로 변환하고, 변환한 무선 신호를 사용자 단말기(200)에 전송한다. 여기서 상황정보 전송부(115)는 SMS나 MMS와 같은 문자 메시지로 상황 정보를 변환하고, 이를 사용자 단말기(200)에 전송하는 것이 바람직하다. 상황정보 전송부(115)는 문자 메시지 서버나 데이터 서버, 이동통신 서버 등과 연계하여, 문자 메시지 형태의 상황 정보를 사용자 단말기(200)에 전송하는 것이 바람직하다.

이에 따라 사용자가 원격에 위치한 상태에서, 실시간으로 현장(주거 장소)의 상황을 인지하게 된다. 그리고 현장의 상황이 가스 누출이나 화재일 경우 이를 관계기관에 신고하여 신속하게 후속 조치가 이루어지도록 함으로써, 가스 누출이나 지진 발생 또는 화재 발생으로 인해 인명 피해가 발생하거나 재산 손실이 발생하는 것을 방지하게 된다.

도 8은 본 발명의 소화기에서 감지 신호 수신 및 분석, 그리고 상황 발생에 따른 제어 동작을 보인 흐름도이다.

이에 도시한 바와 같이, 단계 S31에서는 전원이 투입되면 초기화 동작을 수행하고, 초기화 동작이 완료되면 단계 S32에서 감지 신호를 수신한다. 이어, 단계 S33에서 상기와 같이 수신한 감지 신호를 감지 신호 분석 알고리즘을 이용하여 분석한다. 여기서 감지 신호 분석 알고리즘은 전술한 지진 감지신호 분석과정, 연기 감지신호 분석과정, 가스 감지신호 분석과정, 온도 감지신호 분석 과정을 의미한다.

수신한 감지 신호를 분석한 후, 단계 S34으로 이동하여 가스 누출이 감지되는지를 확인하여 가스 누출이 감지되면 단계 S35로 이동하여 가스 차단기(107)를 동작시켜 가스 차단 동작을 수행하게 된다.

아울러 수신한 감지 신호를 분석한 결과, 단계 S36과 같이 화재 발생일 경우, 단계 S37로 이동하여 상기 가스 차단기(107)를 동작시켜 가스 차단 동작을 수행하고 단계 S38로 이동하여 소화 장치를 자동으로 구동시켜 노즐(105)을 통한 소화액 분사를 통해 자동 소화 기능을 수행하게 된다. 여기서 설명은 가스 차단 동작을 하고 이어 소화 장치를 구동시키는 것으로 설명하였으나, 이것은 설명의 편의를 위해 설명한 것에 불과하며, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고 소화장치를 먼저 구동시키고 가스 차단 동작을 할 수도 있으며, 가스 차단 동작과 소화 장치 구동을 동시에 진행할 수 있다.

또한, 수신한 감지 신호를 분석한 결과, 단계 S39와 같이 지진 감지일 경우, 단계 S40으로 이동하여 가스 차단 동작을 수행한다.

이와 같이 발생한 각각의 상황에 따른 안전 동작을 수행한 후, 단계 S41로 이동하여 발생한 상황에 대응하는 상황 정보를 생성하고, 단계 S42로 이동하여 상기 생성한 상황 정보를 사용자 단말기(200)로 전송하게 된다.

이와 같이 본 발명은 주거용 자동소화장치에 필수적으로 구비된 소화기에 수신부를 일체화하여 전체적인 자동소화장치의 구성을 단순화하고, 멀티 센서에 IoT기술을 접속하여 사물인터넷 기반의 센서를 통해 상황을 감지한 후 통신 모듈을 통해 이를 소화기에 전송하도록 하며, 소화기에서 자동으로 가스 차단과 소화 장치를 구동시켜 지진 또는 가스 누출 또는 화재 발생 시 안전 동작을 수행함으로써, 인명 피해나 재산 손실을 방지할 수 있게 되는 것이다.

또한, 소화기에서 원격에 위치한 사용자 단말기로 상황 정보를 실시간 전송함으로써, 사용자도 원격의 위치에서 실시간으로 주거 장소의 상황을 인지할 수 있으며, 발생한 상황에 따라 신속하게 후속 조치를 수행함으로써, 2차 사고의 발생을 방지하고, 1차 사고로 인한 인명 피해나 재산 손실을 방지할 수 있게 되는 것이다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.

본 발명은 주거용 자동소화장치의 소화기에서 지진, 가스 누출 및 화재를 자동으로 감지하고, 감지 상황에 따라 자동으로 가스 차단 및 소화 장치를 구동시키는 기술에 적용된다.

101: 지진 감지기
102: 연기 감지기
103: 가스 탐지기
104: 온도 센서
105: 노즐
106: 소화기
107: 가스 차단기
200: 사용자 단말기

Claims (6)

1. 지진을 감지하는 지진 감지기;
   연기를 감지하는 연기 감지기;
   가스를 감지하는 가스 탐지기;
   온도를 감지하는 온도 센서;
   상기 지진 감지기와 연기 감지기와 가스 탐지기 및 온도 센서에서 각각 감지한 감지 신호를 분석하여 이상 유무를 판단하고, 이상 발생시 상황별 제어 동작을 수행하여 자동으로 가스 차단 및 화재 방지 동작을 수행하는 소화기; 및
   상기 소화기의 제어에 따라 가스 차단 동작을 수행하는 가스 차단기를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신부 일체형 자동소화장치.
   
2. 청구항 1에서, 상기 소화기는 감지한 감지 신호를 분석하여 이상 발생 시, 실시간으로 이상 발생 상황정보를 생성하여 사용자가 휴대한 사용자 단말기로 전송해주는 것을 특징으로 하는 수신부 일체형 자동소화장치.
   
3. 청구항 1에서, 상기 가스 탐지기는 가스 차단 밸브의 입구 및 출구에 압력 센서를 설치하고 압력 검출 방식으로 가스를 감지하거나, MEMS형 압력 감지 센서를 이용하여 압력을 검출하는 방식으로 가스를 감지하는 것을 특징으로 하는 수신부 일체형 자동소화장치.
   
4. 청구항 1에서, 상기 지진 감지기는 가속도 센서를 이용하여 지진을 감지하는 것을 특징으로 하는 수신부 일체형 자동소화장치.
   
5. 청구항 1에서, 상기 소화기는 지진 감지 신호와 연기 감지 신호와 가스 감지 신호 및 온도 감지 신호를 수신하는 수신부; 상기 수신부에서 수신한 각각의 감지 신호를 감지 신호 별로 분석하고, 그 분석 결과를 출력하는 감지신호 분석부; 상기 감지신호 분석부에서 분석한 분석 결과로 이상 상황을 인지하고, 이상 상황 발생 시 발생한 상황별로 제어 동작을 수행하는 상황별 동작 제어부; 상기 상황별 동작 제어부에 의해 이상 상황 발생 시 상황 정보를 생성하는 상황정보 생성부; 상기 상황정보 생성부에서 생성한 상황 정보를 사용자 단말기로 전송하는 상황정보 전송부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신부 일체형 자동소화장치.
   
6. 청구항 5에서, 상기 감지신호 분석부는 상기 수신부에서 수신한 지진 감지 신호를 분석하고, 그 분석 결과를 지진 발생을 판단하기 위한 정보로 출력하는 지진 감지 신호 분석부; 상기 수신부에서 수신한 연기 감지 신호를 분석하고, 그 분석 결과를 화재 발생을 판단하기 위한 정보로 출력하는 연기 감지신호 분석부; 상기 수신부에서 수신한 가스 감지신호를 분석하고, 그 분석 결과를 가스 누출을 판단하기 위한 정보로 출력하는 가스 감지신호 분석부; 상기 수신부에서 수신한 온도 감지 신호를 분석하고, 그 분석 결과를 화재 발생을 판단하기 위한 정보로 출력하는 온도 감지신호 분석부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신부 일체형 자동소화장치.
   
   
   
   
   
   
   
   

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