KR20190103716A - 지향성 음파소화기 - Google Patents

Abstract

소화용 음파의 주파수를 강화하여 사운드 밀도를 강화하고, 스피커 인클로저(Enclosure)를 개선하여 스피커의 사이즈를 소형화하며, 발생한 음파의 지향성을 향상하여 화재 진압의 효율성 향상을 도모하도록 한 지향성 음파소화기에 관한 것으로서, 화재 감지에 따라 소화용 음파 발생과 팬 구동을 제어하는 제어부, 인클로저에 내장되며 상기 제어부의 제어에 따라 발진을 통해 소화용 주파수를 발생하는 발진회로, 제어부의 제어에 따라 발진회로에서 발생한 주파수를 조절하여 단일 주파수로 만드는 주파수 조절부, 주파수 조절부에서 만들어진 단일 주파수를 소정 레벨로 증폭하여 증폭기, 증폭기에서 증폭된 음파를 출력하는 스피커, 제어부의 제어에 따라 화재 진압용 음파에 지향성을 부가해주는 지향성 부가수단을 포함하여, 지향성 음파소화기를 구현한다.

Description

지향성 음파소화기{Directional sonic fire extinguisher}

본 발명은 지향성 음파소화기에 관한 것으로, 특히 소화용 음파의 주파수를 강화하여 사운드 밀도를 강화하고, 스피커 인클로저(Enclosure)를 개선하여 스피커의 사이즈를 소형화하며, 발생한 음파의 지향성을 향상하여 화재 진압의 효율성 향상을 도모하도록 한 지향성 음파소화기에 관한 것이다.

일반적으로, 가정이나 사무실 등의 실내에 화재 진압을 위해 비치되는 소화기는 주성분이 인산암모늄(NH4H2PO4)인 분말 소화기가 대부분이며, 일부는 가스계 소화기도 비치되어 있다.

가스계소화기(하론 또는 이산화탄소소화기)는 기체로 이루어져 청소의 필요성이 없으며 전지제품에 손상을 거의 주지 않는 장점이 있으나, 가격이 비싸 일반적인 가정이나 사무실에서는 거의 사용하지 않으며, 대부분 가격이 저렴한 소화분말을 이용하는 분말 소화기를 대부분 사용한다.

근래에는 음파를 이용하여 화재를 진압하기 위한 음파 소화기에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 음파소화기는 스피커를 통해 음파를 발생하여 화재를 진압하기 위한 장비이다.

화재 진압 장치에 대한 종래의 기술이 하기의 <특허문헌 1> 에 개시되어 있다.

<특허문헌 1> 에 개시된 종래기술은 일반가정에서 화재발생시 초기화재진압을 신속하고, 안전하며 편리하게 할 수 있도록 화재발생시 화염의 온도를 감지하여 경보를 함으로써 화재발생을 알리는 온도 자동 감지장치와 경종 장치 및 항상 실내의 공기를 정화해주는 음이온 발생장치가 내재되고, 정전시나 단전시 어두운 밤에도 소화장치를 용이하게 발견하도록 야광 코팅이 되고 불조심 경고문이 기록되어 생활에서 경고문을 접할 수 있게 함으로써 화재예방에 대한 주의와 예방을 항상 철저히 할 수 있도록 한 음이온이 발생하는 가정용 소화장치를 제공한다.

대한민국 등록실용신안 20-0366060(2004.11.10. 공고)(음이온이 발생하는 가정용 소화장치)

그러나 상기와 같은 종래기술에 개시된 소화기는 가정이나 사무실 등의 실내에서 내장된 소화분말을 이용하여 화재를 진압할 수는 있으나, 사용 후 약제(소화 분말)로 인해 전기제품이 손상되는 단점이 있으며, 식기나 의류의 재사용도 어려운 문제가 있고, 청소도 어렵다는 문제점이 있다.

또한, 연구가 추진되고 있는 음파소화기는 소화를 위한 음파 발생시 스피커의 사이즈에 따라 최소 주파수가 결정되므로, 소형화 및 사운드 밀도를 강화하기 어려운 단점이 있다.

또한, 알려진 음파소화기는 스피커를 통해 화재 진압용 음파를 송출하는 방식인데, 스피커를 이용하는 음파라는 특성에 의해 지향성을 확보하기 어려워, 화재 진압이 효율성이 저하되는 단점이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 일반적인 음파소화기 및 종래기술에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서, 소화용 음파의 주파수를 강화하여 사운드 밀도를 강화하고, 스피커 인클로저(Enclosure)를 개선하여 스피커의 사이즈를 소형화하며, 발생한 음파의 지향성을 향상하여 화재 진압의 효율성 향상을 도모하도록 한 지향성 음파소화기를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 지향성 음파소화기는, 화재 감지에 따라 소화용 음파 발생과 팬 구동을 제어하는 제어부; 인클로저에 내장되며 상기 제어부의 제어에 따라 발진을 통해 소화용 주파수를 발생하는 발진회로; 상기 제어부의 제어에 따라 상기 발진회로에서 발생한 주파수를 조절하여 단일 주파수로 만드는 주파수 조절부; 상기 주파수 조절부에서 만들어진 단일 주파수를 소정 레벨로 증폭하여 증폭기; 상기 증폭기에서 증폭된 음파를 출력하는 스피커; 상기 제어부의 제어에 따라 화재 진압용 음파에 지향성을 부가해주는 지향성 부가수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기에서 지향성 부가수단은 팬을 구동하는 팬 구동부; 상기 팬 구동부에 의해 구동하여 바람을 생성하고, 생성한 바람을 이용하여 상기 스피커에서 출력되는 화재 진압용 음파의 방향을 조절하여 상기 스피커에서 송출되는 화재 진압용 음파에 지향성을 부가해주는 팬을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 지향성 부가수단은 음파소화기에 내장되거나, 별도의 이동체에 의해 독립적으로 이동되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 지향성 음파소화기는 상기 제어부의 제어에 따라 소화물질을 투입하는 소화물질 투입부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 팬을 이용하여 화재 진압용 음파에 지향성을 부가해줌으로써, 화재 진압의 효율성 향상을 도모해주는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면 소화용 음파의 주파수를 강화하여 사운드 밀도를 강화함으로써, 화재 진압에 최적화된 음파 발생이 가능하고, 스피커 인클로저(Enclosure)를 개선하여 스피커의 사이즈를 소형화하면서도 충분한 소화 효과를 발휘할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 지향성 음파소화기의 구성도,
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 지향성 음파소화기의 실시 예 구성도.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 지향성 음파소화기를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 지향성 음파소화기의 구성도로서, 제어부(10), 발진회로(20), 주파수 조절부(30), 증폭기(40), 스피커(50), 팬 구동부(60) 및 팬(70)을 포함하는 지향성 부가수단(100), 소화물질 투입부(80)를 포함한다.

상기 제어부(10), 발진회로(20), 주파수 조절부(30), 증폭기(40), 스피커(50), 팬 구동부(60) 및 팬(70)은 인클로저에 내장된다. 다만, 스피커(50)의 일단 및 팬(70)의 일단은 인클로저의 외부에 구성되어, 화재 진압용 음파 및 음파의 지향성을 위한 바람을 송출하도록 한다. 아울러 소화물질 투입부(80)의 소화물질 투입구도 인클로저의 외부에 구성되는 것이 바람직하다.

상기 제어부(10)는 발진회로(20)와 주파수 조절부(30)와 증폭기(40), 팬 구동부(60) 및 소화물질 투입부(80)의 구동 동작을 제어하는 역할을 한다.

상기 발진회로(20)는 인클로저에 내장되며 발진을 통해 소화용 주파수를 발생하는 역할을 한다. 이러한 발진회로(20)는 수정발진자를 이용하여 일정한 주파수를 발생하는 것이 바람직하다.

상기 주파수 조절부(30)는 상기 발진회로(30)에서 발생한 주파수를 조절하여 단일 주파수로 만드는 역할을 하며, 상기 증폭기(40)는 상기 주파수 조절부(30)에서 만들어진 단일 주파수를 소정 레벨로 증폭하는 역할을 한다.

상기 스피커(50)는 상기 증폭기(40)에서 증폭된 음파를 소화용 음파로 출력하는 역할을 한다.

상기 지향성 부가수단(100)은 상기 제어부(10)의 제어에 따라 화재 진압용 음파에 지향성을 부가해주는 역할을 한다.

이러한 지향성 부가수단(100)은 팬(70)을 구동하는 팬 구동부(60), 상기 팬 구동부(60)에 의해 구동하여 바람을 생성하고, 생성한 바람을 이용하여 상기 스피커(50)에서 출력되는 화재 진압용 음파의 방향을 조절하여 상기 스피커(50)에서 송출되는 화재 진압용 음파에 지향성을 부가해주는 팬(70)을 포함한다.

또한, 상기 소화물질 투입부(80)는 상기 제어부(10)의 제어에 따라 화재 진압시 상기 화재 진압용 음파 발생과 동시에 소화용 소화물질을 투입하는 역할을 한다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 지향성 음파소화기의 동작을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 화재가 발생하여 동작 스위치가 온(on) 상태로 조작되거나 화재 감지 신호가 발생하면, 제어부(10)는 발진회로(20)와 주파수 조절부(30)와 증폭기(40) 및 지향성 부가수단(100)을 동작시킨다. 여기서 동작 스위치가 별도로 마련되어 사용자에 의해 수동으로 조작되거나, 화재 감지장치와 연동하여 화재 감지 신호가 발생하면 제어부(10)는 화재 발생으로 인식하고, 화재 진압을 위한 음파 발생을 제어한다.

상기 발진회로(20)는 구동을 하면 수정발진자를 이용하여 발진을 통해 특정 주파수를 소화용 주파수로 발생하게 되고, 주파수 조절부(30)는 상기 발진회로(20)에서 발생한 주파수를 조절하여 단일 주파수 형태로 만든다. 여기서 소화용 음파는 일반 사운드와는 다르게 단일 주파수(예컨대, 30 ~ 60hz)를 이용한다.

주파수 조절부(30)에 의해 단일 주파수 형태로 만들어진 소화용 주파수는 증폭기(40)를 통해 미리 설정된 증폭도에 따라 소정 레벨로 증폭되어 스피커(50)로 전달된다. 상기 스피커(50)는 상기 증폭기(40)에서 증폭된 음파를 소화용 음파로 출력한다.

여기서 스피커(50)를 통해 송출되는 화재 진압용 음파는 지향성이 없는 사운드이므로, 화재 진압의 효율성이 저하되고, 화재 진압 시간이 많이 소요될 수 있다.

따라서 이러한 화재 진압 효율성의 저하 및 화재 진압 시간의 소요시간을 고려하여, 본 발명에서는 화재 진압용 음파에 지향성을 부가하여, 화재 진압의 효율성 향상을 도모하고 화재 진압 시간의 단축을 도모한다.

예컨대, 지향성 부가수단(100)의 팬 구동부(60)는 상기 제어부(10)의 구동 명령에 따라 동작을 하여 팬(70)을 구동시킨다. 상기 팬(70)은 팬 구동부(60)에 의해 구동하여 바람을 생성하고, 생성한 바람을 이용하여 상기 스피커(50)에서 출력되는 화재 진압용 음파의 방향을 조절하여 상기 스피커(50)에서 송출되는 화재 진압용 음파에 지향성을 부가해준다. 다시 말해, 팬(70)은 바람을 생성하고 생성한 바람을 이용하여 스피커(50)에서 송출되는 화재 진압용 음파를 불어 화재 위치로 음파가 신속하게 도달되도록 한다. 이때, 팬(70)에 의해 발생한 바람이 너무 강하면 화염 위치로까지 바람이 전달되어, 화재가 번져 오히려 더 큰 화재를 유발할 우려가 있다. 따라서 실험 등을 통해 스피커(50)에서 송출되는 음파의 방향만을 지향성을 갖도록 팬(70)의 크기나 생성되는 바람의 세기 등을 적절하게 조절하는 것이 바람직하다.

여기서 본 발명에 따른 지향성 부가수단(100)은 음파소화기에 장착하여 사용할 수도 있으나, 다른 방법으로서 드론이나 로봇 등에 의해 별도로 이동될 수 있도록 하여, 드론이나 로봇이 움직이면서 팬과 음파소화기에 의해 화재의 방향으로 음파를 이동시켜 주요 시설물이나 더 큰 화재로 확대되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 드론이나 로봇(제어용 비행체 혹은 원격제어가 가능한 이동형 기구)은 단독 또는 적어도 둘 이상이 동시적으로 제어되거나 혹은 순차적으로 제어될 수 있다.

한편, 음파소화기를 이용한 화재 소화시 더욱 효율적인 소화를 위해 음파소화기에 다른 소화물질을 투입할 수 있는 소화물질 투입부(80)를 부가하여, 소화용 음파 발생과 동시에 소화물질을 동시에 투입하여 신속한 화재 진압이 이루어지도록 한다.

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 가정이나 사무실 실내에서 음향을 이용하여 화재를 진압하는 기술에 적용된다.

1: 인클로저
10: 제어부
20: 발진 회로
30: 주파수 조절부
40: 증폭기
50: 스피커
60: 팬 구동부
70: 팬
80: 소화물질 투입부
100: 지향성 부가수단

Claims (4)

1. 음파에 지향성을 부가하여 화재를 진압하기 위한 소화기로서,
   화재 감지에 따라 소화용 음파 발생과 팬 구동을 제어하는 제어부;
   인클로저에 내장되며 상기 제어부의 제어에 따라 발진을 통해 소화용 주파수를 발생하는 발진회로;
   상기 제어부의 제어에 따라 상기 발진회로에서 발생한 주파수를 조절하여 단일 주파수로 만드는 주파수 조절부;
   상기 주파수 조절부에서 만들어진 단일 주파수를 소정 레벨로 증폭하여 증폭기;
   상기 증폭기에서 증폭된 음파를 출력하는 스피커; 및
   상기 제어부의 제어에 따라 화재 진압용 음파에 지향성을 부가해주는 지향성 부가수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 지향성 음파소화기.
   
2. 청구항 1에서, 상기 지향성 부가수단은 팬을 구동하는 팬 구동부; 상기 팬 구동부에 의해 구동하여 바람을 생성하고, 생성한 바람을 이용하여 상기 스피커에서 출력되는 화재 진압용 음파의 방향을 조절하여 상기 스피커에서 송출되는 화재 진압용 음파에 지향성을 부가해주는 팬을 포함하는 것을 특징으로 하는 지향성 음파소화기.
   
3. 청구항 1에서, 상기 지향성 부가수단은 음파소화기에 내장되거나, 별도의 이동체에 의해 독립적으로 이동되는 것을 특징으로 하는 지향성 음파소화기.
   
4. 청구항 1에서, 상기 제어부의 제어에 따라 소화물질을 투입하는 소화물질 투입부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지향성 음파소화기.
   
   

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