KR20200058851A - Fire monitoring and fire protection system using fiber optic temperature sensor and ventilator - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a system for fire monitoring and evacuee protection using an optical fiber temperature sensor and a ventilator and, more specifically, to a system for fire monitoring and evacuee protection using an optical fiber temperature sensor and a ventilator which uses an optical fiber temperature sensor to detect a fire occurrence and a fire moving direction and consider the detected fire moving direction to control an exhaust direction of indoor air by a ventilator to minimize the exposure of an evacuee to smoke when a fire occurs. The system for fire monitoring and evacuee protection using an optical fiber temperature sensor and a ventilator comprises: an optical fiber temperature sensor including optical fiber installed in a specific space in a building, a light source unit to scan light to the optical fiber, and a distribution temperature measurement device arranged on the leading end of the optical fiber to use rear scattering light, which is the light scanned to the optical fiber to be scattered to return, to measure a distribution temperature on the optical fiber; a ventilator including two or more ventilation ducts arranged in the space in which the optical fiber is installed to ventilate inside air; and a control unit to use the optical fiber temperature sensor if a fire occurs in the building in which the optical fiber is installed to detect an occurrence location and a moving direction of the fire, and consider the moving direction of the fire and a direction of an evacuation passage to control a rotating direction of the ventilation ducts.

Description

광섬유온도센서와 환기장치를 이용한 화재감시 및 대피자 보호시스템{Fire monitoring and fire protection system using fiber optic temperature sensor and ventilator} Fire monitoring and fire protection system using fiber optic temperature sensor and ventilator

본 발명은 광섬유온도센서와 환기장치를 이용한 화재감시 및 대피자 보호시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광섬유온도센서를 이용하여 화재의 발생과 화재의 진행방향을 탐지하고 상기 탐지된 화재의 진행방향을 고려하여 환기기장치에 의한 실내공기의 배기방향을 제어함으로써 화재시 대피자가 연기에 노출되는 것을 최소화하도록 하는 광섬유온도센서와 환기장치를 이용한 화재감시 및 대피자 보호시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a fire surveillance and evacuation protection system using an optical fiber temperature sensor and a ventilation system, and more specifically, to detect the occurrence of a fire and the direction of the fire using the optical fiber temperature sensor, and the direction of the detected fire. The present invention relates to a fire monitoring and evacuation protection system using a fiber optic temperature sensor and a ventilation system to control the evacuation of indoor air by a ventilator device to minimize exposure to smoke in a fire.

오늘날 고층건물이나 대규모 쇼핑몰 등이 증가함에 따라 이들 건물에서 발생하는 화재가 사회적으로 문제가 되고 있다. 고층건물이나 대규모 건물에서 화재가 발생하면 많은 인명피해가 발생하기 때문에 이들 건물의 경우에 화재감지기와 소화시설 등이 의무적으로 설치되어 있지만 실제 화재가 발생하면 순식간에 불길이 번지기 때문에 많은 인명피해가 발생하게 된다. 특히 내부에 인화성이 강한 물건이나 단열재 등이 많은 경우에 피해의 규모가 더욱 커지게 된다.Today, as the number of high-rise buildings and large-scale shopping malls increases, fires in these buildings are becoming a social problem. Fires and fire extinguishing facilities are mandatory in these buildings because fires occur in high-rise buildings or large-scale buildings. However, many fires are caused by the fact that the fire spreads in an instant when an actual fire occurs. Is done. Particularly, when there are many flammable objects or insulating materials in the interior, the magnitude of the damage is further increased.

건물화재의 경우에 대부분의 인명피해가 화재에 의한 직접적인 피해보다는 연기에 의한 질식으로 발생하게 된다. 따라서 화재가 발생하는 경우에 소화시설이 정상적으로 작동하더라도 순식간에 발생하는 시야를 가리는 유독가스와 순간적인 뜨거운 열기 때문에 인명피해가 확대되는 경우가 많다.In the case of building fires, most human injury is caused by smoke suffocation rather than direct damage from fire. Therefore, even if the fire extinguishing facility operates normally in the event of a fire, human life is often expanded due to the toxic gas and instantaneous hot heat that obscures the field of view that occurs in an instant.

따라서 화재가 발생하는 경우에 이를 직접적으로 진압하는 소화시설도 중요하지만, 발생한 연기로 인하여 인명피해가 발생하지 않도록 재연을 하는 것도 매우 중요하다.Therefore, in the event of a fire, fire extinguishing facilities that directly extinguish them are also important, but it is also very important to replay so that there is no human injury caused by the smoke.

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하지 위한 것으로, 광섬유를 이용한 온도측정장치와 건물의 환기나 배기를 위하여 마련된 환기장치를 연동하여 화재가 발생하는 경우에 연기가 대피로의 반대방향으로 흐르도록 하여 사람들이 탈출하는 과정에서 연기에 노출되는 것을 방지하거나 최소화할 수 있는 광섬유온도센서와 환기장치를 이용한 화재감시 및 대피자 보호시스템을 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention is to solve the above problems, by interlocking a temperature measuring device using an optical fiber and a ventilation device provided for ventilation or exhaust of a building so that when a fire occurs, smoke flows in the opposite direction of the evacuation route. The purpose is to provide a fire surveillance and evacuation protection system using a fiber optic temperature sensor and a ventilation system that can prevent or minimize exposure to smoke during the escape process.

상기의 과제를 해결하기 위한 기술적 수단으로서의 본 발명은, 건물 내부의 특정공간에 설치되는 광섬유와, 상기 광섬유에 빛을 주사하는 광원부와, 상기 광섬유의 시단부에 구비되어 상기 광섬유에 주사된 빛이 산란되어 되돌아오는 후방 산란광을 이용하여 상기 광섬유상의 분포온도를 측정하는 분포온도측정장치를 포함하여 구성되는 광섬유온도센서; 상기 광섬유가 설치되어 있는 공간에 최소한 2개 이상이 구비되어 내부공기를 환기시키는 환기덕트를 포함하여 구성되는 환기장치; 및 상기 광섬유가 설치된 건물의 내부에서 화재가 발생하는 경우에 상기 광섬유온도센서를 이용하여 화재의 발생위치와 진행방향을 검출하고, 상기 화재의 진행방향 및 대피통로의 방향을 고려하여 상기 환기덕트의 회전방향을 제어하는 제어부를 포함하여 구성될 수 있다.The present invention as a technical means for solving the above problems, the optical fiber installed in a specific space inside the building, the light source unit for scanning light to the optical fiber, and provided at the starting end of the optical fiber, the light injected into the optical fiber An optical fiber temperature sensor comprising a distribution temperature measuring device that measures a distribution temperature on the optical fiber using back scattered light that is scattered and returns; A ventilation device including at least two or more ventilation ducts provided in the space where the optical fiber is installed to ventilate internal air; And when a fire occurs inside the building where the optical fiber is installed, the location and direction of fire is detected using the optical fiber temperature sensor, and the ventilation duct is determined in consideration of the direction of the fire and the direction of the evacuation route. It may be configured to include a control unit for controlling the rotation direction.

본 발명의 바람직한 실시예로, 상기 제어부는, 상기 광섬유온도센서에서 측정되는 상기 광섬유 상의 분포온도의 전부나 일부가 특정온도 이상이 되는 경우에 화재경보기를 작동하면서 상기 환기장치를 비상모드로 전환하여 연소가스가 탈출통로의 반대 방향으로 송풍 및 배기가 되도록 할 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the control unit switches the ventilation device to an emergency mode while operating a fire alarm when all or a portion of the distribution temperature on the optical fiber measured by the optical fiber temperature sensor exceeds a specific temperature. The combustion gas can be blown and exhausted in the opposite direction of the escape passage.

본 발명의 바람직한 실시예로, 상기 환기덕트는 정·역회전 제어가 가능한 것으로 구성되어 비상모드에서 화재가 발생한 위치를 기준으로 탈출통로의 반대방향에 있는 최소한 하나 이상의 환기덕트는 배기방향이 되도록 하고, 상기 탈출통로방향에 위치하는 최소한 하나 이상의 환기덕트는 흡기방향이 되도록 하여 유독가스가 탈출통로에서 멀어지는 방향으로 배출되도록 할 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the ventilation duct is configured to be capable of forward / reverse rotation control so that at least one ventilation duct in the opposite direction of the escape passage based on the location of the fire in the emergency mode is in the exhaust direction. , At least one ventilation duct positioned in the escape passage direction may be intake direction so that toxic gas is discharged in a direction away from the escape passage.

본 발명의 바람직한 실시예로, 상기 환기장치는 상기 탈출통로의 반대방향에 위치하는 환기덕트 중 화재의 진행방향의 반대방향에 위치하는 환기덕트를 우선순위로 배기방향이 되도록 하여 연소가스가 화재의 진행방향의 반대방향으로 송풍 및 배기가 되도록 할 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the ventilation device is a ventilation duct positioned in the opposite direction to the direction of the fire among the ventilation ducts located in the opposite direction of the escape passage so that the combustion gas is fired. It can be blown and exhausted in the opposite direction to the traveling direction.

본 발명의 바람직한 실시예로, 상기 광섬유온도센서와 상기 환기장치는 건물내부의 복수의 공간에 구획별로 복수 개가 구비되며, 상기 제어부는 건물내의 특정공간에서 화재가 발생한 경우에 화재가 발생하지 않은 다른 공간의 환기장치는 흡기방향이 되도록 할 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the optical fiber temperature sensor and the ventilation device are provided in a plurality of sections in a plurality of spaces inside the building, and the control unit may be configured to prevent other fires from occurring when a fire occurs in a specific space in the building. The ventilation system of the space can be made to be in the intake direction.

본 발명에 따른 광섬유온도센서와 환기장치를 이용한 화재감시 및 대피자 보호시스템에 의하면 선형센서인 광섬유온도센서를 이용하여 화재의 발생과 화재의 진행방향을 감지할 수 있으며, 화재의 진행방향과 대피통로를 고려하여 환기장치나 배기장치를 제어하여 유독가스의 흐름이 대피통로와 겹치지 않도록 하여 대피자가 연기에 질식되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.According to the fire monitoring and evacuation protection system using the optical fiber temperature sensor and the ventilation system according to the present invention, it is possible to detect the occurrence of a fire and the direction of the fire using a linear sensor, the optical fiber temperature sensor, and the direction of the fire and evacuation. There is an advantage in that the flow of toxic gas does not overlap with the evacuation passage by controlling the ventilation system or the exhaust system in consideration of the passage, thereby preventing the evacuee from being suffocated by smoke.

또한, 화재의 진행방향을 실시간으로 파악하여 안전한 대피방향을 안내방송하거나 구조원이나 소방관의 진입방향을 효율적으로 컨트롤 할 수 있는 이점이 있다. In addition, there is an advantage in that the direction of the fire can be grasped in real time to guide the safe evacuation direction or to effectively control the entrance direction of rescuers or firefighters.

도 1은 본 발명에 따른 광섬유온도센서와 환기장치를 이용한 화재감시 및 대피자 보호시스템의 개략적인 구성을 나타낸는 도면.
도 2는 도 1에 도시된 광섬유(113)온도센서의 예시를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 광섬유온도센서와 환기장치를 이용한 화재감시 및 대피자 보호시스템의 설치상태를 예시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 광섬유온도센서와 환기장치를 이용한 화재감시 및 대피자 보호시스템의 작동상태를 나타내는 도면.
도 5는 광섬유에 주사된 빛이 반사되는 후방산란광의 분석그래프.1 is a view showing a schematic configuration of a fire surveillance and evacuation protection system using a fiber optic temperature sensor and a ventilation system according to the present invention.
FIG. 2 is a view showing an example of the temperature sensor of the optical fiber 113 shown in FIG. 1.
3 is a view illustrating an installation state of a fire surveillance and evacuation protection system using an optical fiber temperature sensor and a ventilation device according to the present invention.
4 is a view showing the operating state of the fire monitoring and evacuation protection system using a fiber optic temperature sensor and a ventilation device according to the present invention.
5 is an analysis graph of the back scattered light reflecting the light scanned by the optical fiber.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 광섬유온도센서와 환기장치를 이용한 화재감시 및 대피자 보호시스템의 개략적인 구성을 나타낸는 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 광섬유(113)온도센서의 예시를 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 광섬유온도센서와 환기장치를 이용한 화재감시 및 대피자 보호시스템의 설치상태를 예시한 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 광섬유온도센서와 환기장치를 이용한 화재감시 및 대피자 보호시스템의 작동상태를 나타내는 도면이고, 도 5는 광섬유에 주사된 빛이 반사되는 후방산란광의 분석그래프다.1 is a view showing a schematic configuration of a fire surveillance and evacuation protection system using an optical fiber temperature sensor and a ventilation device according to the present invention, and FIG. 2 is a view showing an example of the optical fiber 113 temperature sensor shown in FIG. 1. 3 is a diagram illustrating the installation state of the fire monitoring and evacuation protection system using the optical fiber temperature sensor and ventilation device according to the present invention, and FIG. 4 is a fire monitoring using the optical fiber temperature sensor and ventilation device according to the present invention. And it is a view showing the operating state of the evacuation protection system, Figure 5 is an analysis graph of the back scattered light reflecting the light injected into the optical fiber.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 광섬유온도센서와 환기장치를 이용한 화재감시 및 대피자 보호시스템은 광섬유온도센서(110)와 환기장치(130) 및 제어부(150)를 포함하여 구성된다.1 and 2, the fire monitoring and evacuation protection system using the optical fiber temperature sensor and the ventilation device according to the present invention includes a fiber optic temperature sensor 110, a ventilation device 130, and a control unit 150. do.

광섬유온도센서(110)는 광섬유(113)와, 상기 광섬유(113)에 빛을 주사하는 광원부(111)와, 상기 광섬유(113)의 시단부에 구비되는 분포온도측정장치를 포함하여 구성된다. 광섬유온도센서(110)는 공지의 기술로, 이하에서는 본 발명의 이해를 위하여 필요한 범위에서 광섬유온도센서(110)의 기본원리와 구성에 대하여 간략하게 설명한다.The optical fiber temperature sensor 110 includes an optical fiber 113, a light source unit 111 for scanning light into the optical fiber 113, and a distribution temperature measuring device provided at a starting end of the optical fiber 113. The optical fiber temperature sensor 110 is a known technique, and the basic principle and configuration of the optical fiber temperature sensor 110 will be briefly described below in a range necessary for understanding the present invention.

광섬유(113)는 건물 내부의 특정공간(100)에 일정한 간격으로 설치된다(도 3 참조). 즉,건물내부의 구획된 특정공간(100)의 천정이나 벽면 또는 바닥 등에 일정한 간격으로 설치될 수 있으며, 상기 광섬유(113)가 설치되는 공간도 건물의 구조나 환경에 따라 격리된 공간별로 구성되는 것은 물론 층(層)단위 등 다양하게 구성될 수 있다. 도 3에서는 각 공간별로 서로 다른 광섬유온도센서(100)가 설치된 것을 예시로 도시하였으나, 2개의 공간을 하나의 감시대상으로 하여 하나의 광섬유온도센서가 설치될 수도 있음은 물론이다. 즉, 본원발명에서 말하는 특정공간(100)이란 하나의 단위 광섬유온도센서(110)가 감시하는 공간을 의미하는 것이지 물리적으로 구획된 공간을 의미하는 것은 아니다. 광섬유온도센서(110)는 하나의 광섬유(113)로 수 킬로미터에서 수십 킬로미터까지 연속적으로 설치가 가능하기 때문에 감시대상이 되는 공간의 넓이나 감시범위는 다양하게 할 수 있다. 광섬유(113)는 길이방향을 따라 설치공간에서의 위치가 후술하여 설명할 제어부(150)에 저장된다. 즉, 광섬유(113)의 시단부를 기준으로 각각의 거리가 특정공간(100)의 어느 위치에 있는지가 미리 저장되어 상기 광섬유(113)의 특정부위의 온도가 급격히 상승하면 그 위치가 설치공간(100)에서 어느 위치인지를 즉각 파악할 수 있게 된다.The optical fiber 113 is installed at regular intervals in a specific space 100 inside the building (see FIG. 3). That is, it can be installed at regular intervals, such as ceilings, walls, or floors of the specific space 100 partitioned inside the building, and the space in which the optical fiber 113 is installed is also configured for each isolated space according to the structure or environment of the building. Of course, it can be configured in various ways such as floor units. Although FIG. 3 illustrates that different optical fiber temperature sensors 100 are installed for each space as an example, it is needless to say that one optical fiber temperature sensor may be installed with two spaces as one monitoring object. That is, the specific space 100 referred to in the present invention means a space monitored by one unit optical fiber temperature sensor 110, not a physically partitioned space. Since the optical fiber temperature sensor 110 can be continuously installed from several kilometers to several tens of kilometers with a single optical fiber 113, the space or the monitoring range of the object to be monitored can be varied. The optical fiber 113 is stored in the control unit 150, which will be described later in the installation space along the longitudinal direction. That is, based on the starting end of the optical fiber 113, it is previously stored in which position each distance is in a specific space 100, and when the temperature of a specific part of the optical fiber 113 rapidly rises, the position is set in the installation space 100 ), It is possible to immediately identify the location.

광원부(111)는 광섬유(113)에 레이저광을 주사하는 것으로, 광섬유(113)와 함께 공지의 구성이다. 광원부(111)에 대한 구체적인 설명은 생략한다.The light source unit 111 scans the optical fiber 113 with laser light, and is a known configuration together with the optical fiber 113. The detailed description of the light source unit 111 is omitted.

분포온도연산부(116)는 광섬유(113)를 통하여 주사된 빛이 산란되어 시단부로 되돌아오는 후방 산란광을 이용하여 상기 광섬유(113)의 길이방향의 분포온도를 연산한다. 광섬유(113)에 레이저광을 입사시키면 상기 광섬유(113) 내에서 산란광이 발생하게 되는데, 이때 발생하는 산란광 중 일부는 광섬유(113)의 시단부로 되돌아와서 후방 산란광을 형성하게 된다. 후방산란광은 대부분 입사광과 동일한 파장을 갖는 레일리 산란광(Rayleigh scattering light)이며, 미소하게는 라만산란광(Raman scattering light)이 포함되어 있다. 일반적으로 레일리 산란광의 강도는 입사광의 1/100정도이며, 라만 산란광의 강도는 레일리 산란광의 1/10,000정도로 미약한 빛이다(도 5 참조).The distribution temperature calculating unit 116 calculates the distribution temperature in the longitudinal direction of the optical fiber 113 by using the back scattered light from which the light scanned through the optical fiber 113 is scattered and returns to the starting end. When laser light is incident on the optical fiber 113, scattered light is generated in the optical fiber 113, and some of the generated scattered light returns to the starting end of the optical fiber 113 to form a back scattered light. The back scattered light is mostly Rayleigh scattering light having the same wavelength as the incident light, and a small amount of Raman scattering light is included. In general, the intensity of the Rayleigh scattered light is about 1/100 of the incident light, and the intensity of the Raman scattered light is about 1 / 10,000 of the Rayleigh scattered light (see FIG. 5).

라만 산란광은 광섬유(113) 내에 입사한 광이 광섬유(113)의 구성분자와 충돌하여 발생하는 산란광으로, 입사광에 대하여 장파장 쪽으로 시프트한 스토크스광(Stokes light)과 단파장 쪽으로 시프트한 안티스토크스광(Anti-stokes light)을 포함하여 구성된다. 광섬유(113)를 구성하는 실리카 분자는 온도에 따라 활동량이 달라지므로 온도에 의존하여 산란광의 변화가 나타나게 된다. 즉, 스토크스광과 안티스토크스광의 강도는 절대온도에 의존하게 된다. 따라서 스토크스광과 안티스토크스광의 강도 비를 측정하고, 산란광이 되돌아오는 시간을 측정하면 상기 광섬유(113)의 길이방향의 온도분포를 구할 수 있게 된다. 그리고 광섬유(113)의 길이방향의 분포온도와 상기 광섬유(113)의 길이방향이 특정공간(100) 내에서 분포하는 위치를 알면 화재가 발생한 위치를 알 수 있게 된다. 또한, 광섬유온도센서(110)는 실시간으로 선형적인 온도측정이 가능하기 때문에 화재가 확산되어 가는 방향까지 실시간으로 확인할 수 있다. 일반적으로 건물의 화재경보시스템의 경우에 연기나 온도를 측정하여 화재의 발생여부를 판단하고 경보하는 복수의 개별센서로 구비된다. 연기의 경우에 순식간에 전체 공간에 퍼지기 때문에 종래의 화재감지센서로는 화재의 진행방향을 파악하기 어려우며, 열기의 경우에도 종래의 화재감지센서는 복수개를 설치하더라도 비선형적으로만 감지하기 때문에 화재의 확산방향을 실시간으로 파악하기 어렵게 된다. 그러나 광섬유(113)를 이용한 온도센서를 이용하면 선형적인 온도변화를 실시간으로 파악할 수 있기 때문에 복수의 개별센서를 사용하는 것에 비하여 저렴한 비용으로 정확한 위치파악까지 가능하며, 특히 감시대상이 되는 공간이 넓을수록 유용하다. 광섬유(113)센서의 특징을 이용한 환기장치(130)의 운용방법에 관해서는 후술하여 설명한다.The Raman scattered light is scattered light generated by light incident on the optical fiber 113 colliding with the constituent molecules of the optical fiber 113, and Stokes light shifted toward the long wavelength with respect to the incident light and Anti Stokes light shifted toward the short wavelength (Anti -stokes light). Since the amount of activity of the silica molecules constituting the optical fiber 113 varies with temperature, a change in scattered light appears depending on the temperature. That is, the intensity of the Stokes light and the Anti Stokes light depends on the absolute temperature. Therefore, by measuring the intensity ratio of the Stokes light and the Anti-Stokes light, and measuring the time for the scattered light to return, it is possible to obtain the temperature distribution in the longitudinal direction of the optical fiber 113. Also, by knowing the distribution temperature in the longitudinal direction of the optical fiber 113 and the position in which the longitudinal direction of the optical fiber 113 is distributed within a specific space 100, it is possible to know the location where the fire occurred. In addition, since the optical fiber temperature sensor 110 can perform linear temperature measurement in real time, it is possible to check in real time the direction in which the fire spreads. In general, in the case of a building's fire alarm system, smoke or temperature is measured to determine whether a fire has occurred, and it is equipped with a plurality of individual sensors that alert. In the case of smoke, since it spreads over the entire space in an instant, it is difficult to detect the direction of the fire with the conventional fire detection sensor, and even in the case of heat, the conventional fire detection sensor detects only non-linearly, even if a plurality is installed. It is difficult to grasp the diffusion direction in real time. However, by using the temperature sensor using the optical fiber 113, it is possible to grasp the linear temperature change in real time, so it is possible to accurately detect the position at a lower cost than using a plurality of individual sensors. It is useful. The operation method of the ventilation device 130 using the characteristics of the optical fiber 113 sensor will be described later.

광섬유(113)의 시단부로 되돌아온 후방 산란광은 밴드패스필터(112, Band pass Filter)부를 통과하면서 스토크스광 및 안티스토크스광 등이 분리되고, 신호변환부(114)와 신호증폭부(115)를 거친 후에 분포온도연산부(116)에서 분포온도를 연산하게 된다. 분포온도연산부(116)에서 연산된 각 지점별 분포온도는 아날로그-디지털변환부(117)에서 디지털신호로 변환된다.The back scattered light that has returned to the starting end of the optical fiber 113 passes through the band pass filter (112, Stokes light and anti-Stokes light, etc.) is separated, and passes through the signal conversion unit 114 and the signal amplification unit 115 Later, the distribution temperature calculation unit 116 calculates the distribution temperature. The distribution temperature for each point calculated by the distribution temperature calculation unit 116 is converted into a digital signal by the analog-digital conversion unit 117.

따라서 상기와 같이 원리로 광섬유(113)가 특정공간(100)에 설치된 상태에서 화재가 발생하면 어느위치에서 화재가 발생하였는지를 알 수 있을 뿐만 아니라, 화재의 확산이 어느 방향인지도 실시간으로 모니터링이 가능하다.Therefore, as described above, when a fire occurs while the optical fiber 113 is installed in a specific space 100, it is possible to not only know where the fire occurred, but also monitor in real time which direction the fire is spreading. .

도 3 및 도 4를 참조하며, 환기장치(130)는 전술하여 설명한 광섬유(113)가 설치된 공간에 설치되어 평상시에는 내부의 공기를 외부와 순환시키거나 내부에서 발생하는 냄새나 연기(음식점 등의 경우), 분진 등을 외부로 배출하는 기능을 한다. 오늘날 대부분의 건물이나 영업장 등에서 환기장치(130)가 설치되어 있다. 다만, 본 발명에 따른 환기장치(130)는 전술하여 설명한 광섬유(113)가 설치된 공간에 최소한 2개 이상이 구비되며, 바람직하게는 4개 이상이 구비되도록 한다. 또한, 각각의 환기덕트(135)는 제어부(150)를 통하여 정·역회전 제어가 가능도록 구성되는 것이 바람직하다. 각각의 환기덕트의 위치도 제어부(150)에 미리 저장된다.3 and 4, the ventilation device 130 is installed in a space in which the above-described optical fiber 113 is installed, and circulates the air inside and outside or smells or smoke (e.g., restaurants) generated inside. ), Discharges dust, etc. to the outside. Ventilation devices 130 are installed in most buildings and business sites today. However, the ventilation device 130 according to the present invention is provided with at least two or more, preferably four or more in the space where the optical fiber 113 described above is installed. In addition, each ventilation duct 135 is preferably configured to enable forward and reverse rotation control through the control unit 150. The position of each ventilation duct is also stored in advance in the control unit 150.

제어부(150)는 전술하여 설명한 광섬유온도센서(110)로부터 수신된 정보를 이용하여 환기장치(130)의 구동여부와 구동방향 등을 제어하는 역할을 포함하여 미리 설정된 다양한 부가적인 기능을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 제어부(150)는 광섬유온도센서(110)에서 측정되는 분포온도가 특정온도 이상이 되면 화재가 발생한 것으로 판단하여 화재경보기를 울리고, 스프링쿨러(sprinkler) 등과 같은 소화장치를 작동시키는 기능과 연동되도록 할 수 있다. 또한, 화재의 발생위치와 진행방향에 따라 연소가스의 배기방향을 조절하거나 변화시킬 수 있으며, 상기와 같은 상황을 디스플레이에 표시하거나 통신부를 통하여 관리자나 소방관에게 실시간으로 안내할 수도 있다. 또한, 본원발명에 사용되는 광섬유온도센서(110)는 건물 등에 통상적으로 설치되는 온도센서와는 달리 선형적인 분포온도측정이 가능하기 때문에 냉난방의 진행정도와 방향 등을 파악하여 효율적인 냉난방을 할 수 있는 등 다양한 용도에 활용할 수도 있다. 도 1에서 설명되지 않은 표시부(171)는 건물의 어느 부위에서 화재가 발생하였는지와 화재의 진행방향 등을 보여줄 수 있으며, 경보부(173)는 화재발생시 경고음 또는 경고신호를 내도록 하는 것이며, 통신부(175)는 화재가 발생하는 경우에 관리자나 소방서 등에 신속히 알려주기 위한 구성으로 본원발명과 같은 구성에 통상적으로 부가될 수 있는 부가장치(170)를 예시한 것이다. 이하에서는 본 발명에 핵심적인 기능인 화재감시와 대피자보호에 필요한 기능을 중심으로 설명한다.The control unit 150 may perform a variety of additional functions set in advance, including a role of controlling whether or not driving and driving directions of the ventilation device 130 are performed using the information received from the optical fiber temperature sensor 110 described above. have. For example, the controller 150 determines that a fire has occurred when the distribution temperature measured by the optical fiber temperature sensor 110 exceeds a certain temperature, sounds a fire alarm, and operates a fire extinguishing device such as a sprinkler. Can be interlocked with. In addition, the exhaust direction of the combustion gas can be adjusted or changed according to the location and the direction of fire, and the above situation can be displayed on the display or in real time to the manager or the firefighter through the communication unit. In addition, since the optical fiber temperature sensor 110 used in the present invention can measure linear distribution temperature unlike a temperature sensor that is commonly installed in buildings, it is possible to determine the progress and direction of heating and cooling to efficiently perform heating and cooling. It can also be used for various purposes. The display unit 171, which is not described in FIG. 1, can show where a fire has occurred and the direction in which the fire has occurred, and the alarm unit 173 is configured to emit a warning sound or a warning signal when a fire occurs, and the communication unit 175 ) Illustrates an additional device 170 that can be conventionally added to a configuration such as the present invention as a configuration for promptly notifying an administrator or a fire department in the event of a fire. Hereinafter, functions essential for fire surveillance and evacuation protection, which are the core functions of the present invention, will be described.

먼저, 광섬유온도센서(110)가 설치된 특정공간(100)의 특정위치(P)에서 화재가 발생하면 상기 광섬유온도센서(110)가 전술하여 설명한 바와 같은 원리로 광섬유(113)의 분포온도를 측정 및 비교하여 화재의 발생여부와 발생위치를 파악하게 된다. 제어부(150)는 광섬유온도센서(110)에서 화재가 감지되면 화재경보를 울리고 환기장치(130)를 비상모드로 전환한다. 환기장치(130)는 비상모드에서 공조기능을 완전히 배제하고 오로지 대피통로에 연기가 유입되는 것을 최소화하는 것을 목적으로 작동하게 된다. 예를 들어, 도 4에서와 같이 출입구(190)를 기준으로 제1,2,3,4 환기덕트(135)가 반시계 방향으로 4개 구비되어 있는 환기장치(130)에서 제2 환기덕트(135b)와 제3 환기덕트(135c)의 사이의 구석에서 화재가 발생하면 환기장치(130)는 연소가스가 탈출통로인 출입구(190)방향의 반대방향으로 배출되도록 한다. 즉, 제2 환기덕트(135b) 및/또는 제3 환기덕트(135c)는 배출방향이 되도록 회전하고, 제1 환기덕트(135a)와 제4 환기덕트(135d)는 흡입방향이 되도록 회전하여 화재부위에서 발생한 연소가스가 출입구(190)의 반대방향으로 배출되도록 한다. First, when a fire occurs at a specific location (P) of a specific space 100 in which the optical fiber temperature sensor 110 is installed, the optical fiber temperature sensor 110 measures the distribution temperature of the optical fiber 113 on the same principle as described above. And compares to determine whether a fire has occurred and where it has occurred. When the fire is detected by the optical fiber temperature sensor 110, the controller 150 sounds a fire alarm and switches the ventilation device 130 to the emergency mode. The ventilator 130 is operated in the emergency mode to completely exclude the air conditioning function and to minimize the inflow of smoke into the evacuation route. For example, as illustrated in FIG. 4, the second ventilation duct in the ventilation device 130 in which four first, second, third, and fourth ventilation ducts 135 are provided counterclockwise based on the entrance 190. When a fire occurs in a corner between 135b) and the third ventilation duct 135c, the ventilation device 130 allows the combustion gas to be discharged in the opposite direction to the exit 190, which is an escape passage. That is, the second ventilation duct 135b and / or the third ventilation duct 135c rotate to be in the discharge direction, and the first ventilation duct 135a and the fourth ventilation duct 135d rotate to be in the suction direction to fire. The combustion gas generated at the site is discharged in the opposite direction of the entrance 190.

이처럼 화재가 발생하였을 경우에 환기덕트(135)의 위치에 따라 정회전 또는 역회전시켜서 탈출통로의 반대방향에 있는 최소한 하나 이상의 환기덕트(135)는 배기방향이 되도록 하고, 상기 탈출통로방향에 위치하는 최소한 하나 이상의 환기덕트(135)는 흡입방향이 되도록 하여 유독가스가 탈출통로에서 멀어지는 방향으로 흐르게 한다.When a fire occurs in this way, at least one ventilation duct 135 in the opposite direction of the escape passage is set to be in the exhaust direction by rotating forward or reverse according to the position of the ventilation duct 135. At least one ventilation duct 135 to make the suction direction so that noxious gas flows in a direction away from the escape passage.

한편, 전술하여 설명한 바와 같이 본원발명의 광섬유온도센서(110)는 광섬유(113)의 분포온도가 변화하는 방향을 비교하여 화재의 진행방향을 파악할 수 있다. 이처럼 화재의 진행방향이 파악되는 경우에 상기 환기장치(130)는 탈출통로의 반대방향에 위치하는 환기덕트(135) 중 화재의 진행방향의 반대방향에 위치하는 환기덕트(135)를 우선순위로 배기방향이 되도록 하여 연소가스가 화재의 진행방향의 반대방향으로 송풍 및 배기가 되도록 한다. 즉, 환기장치(130)가 연소가스를 배출하는 1순위는 탈출통로의 반대방향이 되도록 하고, 배기방향에 여러 개의 환기덕트가 있는 경우에 2순위로 화재의 진행방향의 반대방향에 있는 환기덕트가 배기방향이 되도록 하는 것이다. 또한, 필요에 따라서는 연소가스의 농도를 측정하거나 모니터링하는 구성을 추가하여 상기 연소가스의 발생농도에 따라 흡기기능과 배기기능을 하는 환기덕트(135)의 개수를 조절하도록 할 수도 있다.On the other hand, as described above, the optical fiber temperature sensor 110 of the present invention can compare the direction in which the distribution temperature of the optical fiber 113 changes to grasp the direction of fire. When the direction of the fire is determined as described above, the ventilation device 130 prioritizes the ventilation duct 135 located in the opposite direction to the direction of the fire among the ventilation ducts 135 located in the opposite direction of the escape passage. Make the exhaust direction so that the combustion gas is blown and exhausted in the opposite direction of the fire. That is, the first order for the ventilation device 130 to discharge combustion gas is to be in the opposite direction of the escape passage, and if there are multiple ventilation ducts in the exhaust direction, the second is the ventilation duct in the opposite direction to the direction of fire. Is to be in the exhaust direction. In addition, if necessary, a configuration for measuring or monitoring the concentration of the combustion gas may be added to adjust the number of ventilation ducts 135 having an intake function and an exhaust function according to the generated concentration of the combustion gas.

한편, 도 3과 같이 건물내에서 여러 공간이 구획되어 있고, 그 중에 어느 특정공간에서 화재가 발생하는 경우에, 상기 화재가 발생한 공간은 전술하여 설명한 바와 같이 탈출통로의 반대방향이 되도록 환기덕트(135)가 작동하고, 나머지 공간은 모든 환기덕트(135)가 흡기방향이 되도록 하여 출입구(190)나 통로가 연결되어 있을 경우에 모든 공기가 화재가 발생된 공간으로 흐르게 한다.On the other hand, as shown in Figure 3, a number of spaces are partitioned in the building, and when a fire occurs in a specific space, the space in which the fire has occurred is the ventilation duct so as to be opposite to the escape passage as described above. 135) is operated, and the remaining space is such that all the ventilation ducts 135 are in the intake direction, so that all the air flows into the space where the fire occurs when the entrance 190 or the passageway is connected.

이상과 같이 본원발명은 광섬유온도센서(110)와 환기장치(130)를 이용하여 화재가 발생하였을 경우에 대피자가 안전하게 탈출할 수 있도록 도와주는 하는 역할을 한다. 건물화재 등의 경우에 대부분의 피해가 연소가스에 의한 질식으로 발생하기 때문에 대피과정에서 연소가스가 탈출통로에 유입되는 것을 최소화하면 질식사고를 방지함은 물론 시야를 확보할 수도 있게 된다. 특히, 대피통로방향으로 맞바람이 불어오는 경우에 대피자에게 신선한 공기를 제공하는 역할을 할 수 도 있다.As described above, the present invention serves to help the evacuator safely escape when a fire occurs using the optical fiber temperature sensor 110 and the ventilation device 130. In the case of building fires, as most of the damage is caused by suffocation by combustion gas, minimizing the flow of combustion gas into the escape passage during the evacuation process can prevent suffocation and ensure visibility. In particular, when the wind blows in the direction of the evacuation route, it may serve to provide fresh air to the evacuee.

종래에도 대부분의 건물에는 환기덕트가 구비되어 있다. 그러나 종래기술에 따른 환기덕트는 공조가 주목적이기 때문에 어느 한쪽에만 환기덕트가 구비되는 경우가 많다. 그리고 일부 환기장치(130)의 경우에 공간 내부에 균일하게 배치되기도 하지만 대부분의 경우에 화재가 발생하더라도 배기방향으로만 회전하거나 연기의 발생이나 흐름과는 무관하게 작동 된다. 특히 도 3 및 도 4와 같이 환기덕트가 사방에 균일하게 배치된 상태에서 상기 환기덕트가 균일하게 배기방향으로 회전하면 가운데부분의 공기는 오히려 정체되어 연소가스가 배출되지 못하고 쌓이게 된다. 따라서 화재시 탈출을 하기 위한 시야확보가 어려울 뿐만 아니라 탈출과정에서 연소가스를 흡입하여 질식하는 경우가 많다.Conventionally, most buildings have ventilation ducts. However, the ventilation duct according to the prior art is mainly provided with ventilation ducts because air conditioning is the main purpose. In addition, in some cases, the ventilation devices 130 are uniformly arranged inside the space, but in most cases, even if a fire occurs, they rotate only in the exhaust direction or operate regardless of the generation or flow of smoke. In particular, when the ventilation duct is uniformly rotated in the exhaust direction in a state where the ventilation ducts are uniformly arranged in all directions as shown in FIGS. 3 and 4, the air in the middle portion becomes rather stagnant and the combustion gas is not discharged and is accumulated. Therefore, not only is it difficult to secure a field of view to escape during a fire, but it is often suffocated by inhaling combustion gas during the escape process.

한편, 본원발명에 따른 광섬유온도센서(110)와 환기장치(130)를 이용한 화재감시 및 대피자 보호장치는 화재가 발생한 초기에 미리 설정된 특정시간만 가동되도록 하는 것이 바람직하다. 비상모드로 가동되는 구체적인 시간은 건물에서 화재가 발생하는 경우에 탈출하는데 소요될 최소한의 시간을 고려하여 설정할 수 있으며, 일반적으로 최대 10분을 넘지 않도록 하는 것이 바람직하다. 본원발명과 같이 화재가 발생한 방향으로 연소가스가 흐르도록 하면 필연적으로 연소에 필요한 신선한 공기를 공급하게 되기 때문에 화재의 속도나 규모가 커지게 될 수도 있다. 따라서 대피가 어느 정도 완료된 후에도 계속해서 화재방향으로 공기를 공급하는 것은 바람직하지 않다. 따라서 건물의 규모나 구조 등을 고려하여 탈출에 필요한 최소한의 시간동안은 비상모드로 작동하고, 그 이후에는 모든 환기덕트의 가동을 중단시키거나 밀폐된 공간인 경우에는 모든 환기덕트가 배기방향이 되도록 하여 공기의 유입을 줄이도록 하는 것이 바람직하다. 본원발명의 주요기능은 화재발생기 초기에 건물 내부에 있던 사람들이 탈출하기 용이하도록 잠시 도와주는 역할을 하는 것으로 충분하다.On the other hand, it is preferable that the fire monitoring and evacuation protection device using the optical fiber temperature sensor 110 and the ventilation device 130 according to the present invention operate only at a predetermined time in the initial stage of a fire. The specific time to operate in the emergency mode can be set in consideration of the minimum time required to escape in the event of a fire in the building, and it is generally desirable not to exceed a maximum of 10 minutes. If the combustion gas flows in the direction of the fire as in the present invention, the speed or scale of the fire may be increased because inevitably, fresh air necessary for combustion is supplied. Therefore, it is not desirable to continuously supply air in the direction of the fire even after evacuation is completed to some extent. Therefore, considering the size or structure of the building, it operates in the emergency mode for the minimum time required for escape, after which all ventilation ducts are stopped or in the case of enclosed spaces, all ventilation ducts are in the exhaust direction. It is desirable to reduce the inflow of air. It is sufficient that the main function of the present invention is to help people who were inside the building early in the fire generator to easily escape.

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.As described above, although specific embodiments have been described in the detailed description of the present invention, various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined not only by the claims below, but also by the claims and equivalents.

100: 설치공간
110: 광섬유온도센서
111: 광원부
112: 벤드페스필터
113: 광섬유
114: 신호변환부
115: 신호증폭부
116: 분포온도연산부
117: 아날로그·디지털 변환부
130: 환기장치
135: 환기덕트
150: 제어부
170: 부가장치
171: 표시부
173: 경보부
175: 통신부100: installation space
110: optical fiber temperature sensor
111: light source unit
112: bend festival filter
113: optical fiber
114: signal conversion unit
115: signal amplification unit
116: distribution temperature calculator
117: analog / digital converter
130: ventilation system
135: ventilation duct
150: control unit
170: additional device
171: display
173: alarm unit
175: communication department

Claims (5)

건물 내부의 특정공간에 설치되는 광섬유와, 상기 광섬유에 빛을 주사하는 광원부와, 상기 광섬유의 시단부에 구비되어 상기 광섬유에 주사된 빛이 산란되어 되돌아오는 후방 산란광을 이용하여 상기 광섬유상의 분포온도를 측정하는 분포온도측정장치를 포함하여 구성되는 광섬유온도센서;
상기 광섬유가 설치되어 있는 공간에 최소한 2개 이상이 구비되어 내부공기를 환기시키는 환기덕트를 포함하여 구성되는 환기장치; 및
상기 광섬유가 설치된 건물의 내부에서 화재가 발생하는 경우에 상기 광섬유온도센서를 이용하여 화재의 발생위치와 진행방향을 검출하고, 상기 화재의 진행방향 및 대피통로의 방향을 고려하여 상기 환기덕트의 회전방향을 제어하는 제어부를 포함하여 구성되는 광섬유온도센서와 환기장치를 이용한 화재감시 및 대피자 보호장치.
Distribution temperature on the optical fiber using an optical fiber installed in a specific space inside a building, a light source unit for scanning light to the optical fiber, and a back scattered light provided at the starting end of the optical fiber to scatter and return the light scanned by the optical fiber. Optical fiber temperature sensor comprising a distribution temperature measuring device for measuring the;
A ventilation device including at least two or more ventilation ducts provided in the space where the optical fiber is installed to ventilate internal air; And
When a fire occurs inside the building where the optical fiber is installed, the location and direction of the fire are detected using the optical fiber temperature sensor, and the ventilation duct is rotated in consideration of the direction of the fire and the direction of the evacuation route. Fire monitoring and evacuation protection device using fiber optic temperature sensor and ventilation system including control unit for controlling direction.
청구항 1에 있어서,
상기 제어부는,
상기 광섬유온도센서에서 측정되는 상기 광섬유 상의 분포온도의 전부나 일부가 특정온도 이상이 되는 경우에 화재경보기를 작동하면서 상기 환기장치를 비상모드로 전환하여 연소가스가 탈출통로의 반대 방향으로 송풍 및 배기가 되도록 하는 광섬유온도센서와 환기장치를 이용한 화재감시 및 대피자 보호장치.
The method according to claim 1,
The control unit,
When all or part of the distribution temperature on the optical fiber measured by the optical fiber temperature sensor exceeds a certain temperature, the fire alarm is activated and the ventilation device is switched to the emergency mode, so that the combustion gas is blown and exhausted in the opposite direction of the escape passage. Fire monitoring and evacuation protection device using fiber optic temperature sensor and ventilation system.
청구항 2에 있어서,
상기 환기덕트는 정·역회전 제어가 가능한 것으로 구성되어 비상모드에서 화재가 발생한 위치를 기준으로 탈출통로의 반대방향에 있는 최소한 하나 이상의 환기덕트는 배기방향이 되도록 하고, 상기 탈출통로방향에 위치하는 최소한 하나 이상의 환기덕트는 흡기방향이 되도록 하여 유독가스가 탈출통로에서 멀어지는 방향으로 배출되도록 하는 광섬유온도센서와 환기장치를 이용한 화재감시 및 대피자 보호장치.
The method according to claim 2,
The ventilation duct is configured to be capable of forward and reverse rotation control so that at least one ventilation duct in the opposite direction of the escape passage is in the exhaust direction based on the location where the fire occurred in the emergency mode, and is located in the escape passage direction. Fire monitoring and evacuation protection system using fiber optic temperature sensor and ventilation system so that at least one ventilation duct is directed to the intake direction so that noxious gas is discharged away from the escape passage.
청구항 2 또는 3에 있어서,
상기 환기장치는 상기 탈출통로의 반대방향에 위치하는 환기덕트 중 화재의 진행방향의 반대방향에 위치하는 환기덕트를 우선순위로 배기방향이 되도록 하여 연소가스가 화재의 진행방향의 반대방향으로 송풍 및 배기가 되도록 하는 광섬유온도센서와 환기장치를 이용한 화재감시 및 대피자 보호장치.
The method according to claim 2 or 3,
The ventilation device prioritizes the ventilation duct located in the opposite direction of the fire from among the ventilation ducts located in the opposite direction of the escape passage so that the combustion gas is blown in the opposite direction to the direction of the fire and Fire monitoring and evacuation protection device using fiber optic temperature sensor and ventilation system to make exhaust.
청구항 1에 있어서,
상기 광섬유온도센서와 상기 환기장치는 건물내부의 복수의 공간에 구획별로 복수 개가 구비되며,
상기 제어부는 건물내의 특정공간에서 화재가 발생한 경우에 화재가 발생하지 않은 다른 공간의 환기장치는 흡기방향이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 광섬유온도센서와 환기장치를 이용한 화재감시 및 대피자 보호장치.
The method according to claim 1,
The optical fiber temperature sensor and the ventilation device are provided in a plurality of sections in a plurality of spaces inside the building,
The control unit is a fire in a specific space in the building, a fire monitoring and evacuation protection device using an optical fiber temperature sensor and a ventilation device, characterized in that the ventilation device in the other space where the fire does not occur is intake direction.
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