KR20210060160A - 자동 소화 장치를 갖는 배터리 충전 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 화재시 자동소화가 가능한 배터리 충전시스템에 관한 것으로서, 각개의 배터리함에 온도감지기와 연기감지기가 구비되고 화재시 배터리함 소화제 개폐기가 열린후 소화기의 메인기동모터가 작동하여 소화약제가 배터리함에 직접 분사되어 화재를 진압할 수 있는 것을 특징으로 한다. 또한 화재 진압 후 이를 인터넷을 통하여 관리자에게 알린 후 관리자는 카메라를 통하여 화재의 완전 진압여부를 판단할 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

자동 소화 장치를 갖는 배터리 충전 시스템{Battery charging system with automatic fire extinction device}

본 발명은 배터리 충전 시스템에 관한 것으로써 특히 자동 소화 기능을 갖춘 다수의 배터리 충전 스테이션에 관련된다.

본 발명은 다수의 배터리 충전시스템에 있어서 화재 시 이를 자동으로 소화 시킬 수 있는 자동소화 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.

현대 사회는 스마트폰이나 소형 모빌리티, ESS 장치등 배터리에 구동되는 전기전자제품이 늘어나고 있는 실정이다. 따라서 다수의 배터리를 충전시키는 시스템이 요구되나 다수의 배터리 충전 시 과충전이나 회로 고장으로 인한 단락 시 배터리가 과열되고 이는 폭발이나 화재로 이어지는 결과를 초래한다. 다수의 배터리 충전은 이러한 화재위험이 더 높아지게 되고 단 한 개의 배터리 화재만으로도 건물전체가 화재로 번질 수 있게 되고 이는 커다한 사회문제로 대두되고 있는 실정이다.

화재의 감지와 예방에 관한 많은 다양한 특허가 등록되어 있다. 예를 들어 특허 제10-2027256호는 화재 징후가 발생되면 모바일로 문자 및/또는 음성 메시지가 전송되도록 하고, 모바일의 충전과 데이터 전송이 자동으로 전환되게 하는 모바일 화재 경보 시스템을 개시하고 있다. 특허 제10-1881137호는 불꽃검출기, 연기검출기 또는 온도검출기의 신호를 입력받아 알람램프를 통하여 경보를 발생하는 화재경보기와, 화재경보기와 양방향 통신이 가능하며 화재 발생 시 소방서 신고를 수행하는 마이컴 회로로 구성되는 화재 경보 시스템을 개시하고 있다. 특허 제10-1868082호는 미약한 전자기파를 수신하기 위한 능동 전자주사식 위상배열(AESA) 안테나 장치와 열잡음이 제거되어 수신 감도가 극대화된 고성능의 저잡음 증폭기, 제어기 및 폐쇄회로 텔레비전(CCTV) 카메라를 이용하여 광범위한 지역에서 발생하는 화재를 감지하기 위한 화재 감지 시스템을 개시하고 있다.

그러나, 배터리 충전 시스템 특히 다수의 배터리 충전 스테이션을 가지는 설비에 대한 화재 경보 및 소화 장치에 대해서는 개시하지 않고 있다. 특허공개 제10-2019-0058240호는 태양광 발전 시스템의 화재 경보 시스템을 개시하지만, 메인 함체 내부의 화재를 검지하며, 배터리의 화재를 직접 검지하는 것은 아니다. 특허 제10-1795446호는 무정전 전원 장치와 축전지함 및 관리 서버들과 통신망을 통하여 상호 연결된 배터리 보호 장치를 개시하는데, 이 장치는 복수의 배터리를 일괄하여 모니터링 하는 것이며, 실제 화재 발생 시의 소화 설비에 대해서는 언급하고 있지 않다.

본 발명은 이상의 사정을 고려하여 안출된 것으로, 각각의 배터리 함에 화재 검지 설비를 장착하고 화재 발생 시 각각의 배터리 함에 설치된 소화 장비로 신속하게 소화하여 대형 화재로 번지는 것을 막고 안전성과 신뢰도를 향상시키도록 한 것이다.

따라서, 본 발명은 화재의 초기 진압을 위하여 자동 소화 장치가 구비되는 것을 특징으로 하는 안전한 배터리 충전시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 각 개의 배터리함에 온도감지기와 연기감지기가 구비되고 소화기와 배터리함 소화제 개폐기에 의해서, 화재시 화재가 발생한 배터리함의 온도감지기와 연기감지기가 작동되고 배터리함 소화제 개폐기가 개방된다. 이후 소화기의 기동모터가 작동되면서 소화약제가 소화약제 통로관을 따라서 화재가 발생한 배터리함에 직접 분사되어 화재를 진압하게 된다. 화재 진압후에는 이를 인터넷망을 통해 관리자에게 문자나 컴퓨터 프로그램상으로 알리게 되고 관리자는 화재의 완전 진압 여부를 카메라를 통하여 예의주시하면서 재발화시 119나 긴급출동을 통하여 화재를 진압할 수 있게 된다.

또한 본 발명은 상술한 목적을 달성하기 위하여 배터리 충전 시스템에 있어서, 각 개별 배터리함에 온도 감지기와 연기감지기가 상부에 구비되고 소화기는 소화약제 통로관을 통하여 다수의 배터리함에 연결된다. 다수의 배터리함에는 배터리함 소화제 개폐기가 각각 구비되어 있으며 본 개폐기는 전기 신호에 의하여 개폐가 가능하다. 또한 소화기의 기동모터 또한 전기신호에 의해 기동이 가능하여 화재시 전기신호에 의하여 모터가 기동하고 충전제의 압력에 의해 소화약제가 분출하게 된다. 온도의 감지, 연기의 감지등은 제어기에 의해 화재의 여부를 판단하게 된다.

구체적으로 본 발명은 다수의 배터리를 충전할 수 있는 각 개별 배터리함이 다수 구비되어 다수의 배터리를 동시 충전할 수 있는 배터리 충전 시스템에 있어서, 상기 시스템의 본체에는 화재 시 이를 소리로 알리는 경보기와, 경보기에 인접하여 경보등이 설치되고, 각각의 배터리함의 상부에는 온도감지기와 연기 감지기가 상부에 구비되고, 배터리에 전원을 공급하거나 화재 시 이를 차단할 수 있는 전원공급장치 및 화재의 유무를 판단하는 제어기를 구비하고, 화재 시 소화약제를 분출하는 소화기와, 소화기의 분출 노즐과 각각의 배터리함에 소화약제가 흐를 수 있도록 연결된 소화약제 통로관과, 소화약제 통로관의 배터리함 쪽에 배치된 배터리함 소화제 개폐기를 구비하여 특정 배터리함에 화재가 발생한 경우 상기 소화약제 통로관을 통하여 소화약제를 공급하여 해당 배터리함 내부의 화재를 진압하도록 한, 자동 소화 장치를 갖는 배터리 충전 시스템을 제공한다.

각각의 배터리함 위에는 과열표시등과 화재표시등이 설치될 수 있다.

또한, 본 발명은 자동 소화 장치를 가지는 배터리 충전 시스템의 화재 검지 및 소화 방법으로서, 상기 방법은, 특정한 어느 배터리함에서 배터리 충전시 온도가 상승하여 고온 초과가 되면 배터리함 상부의 온도감지기에서 이를 감지하여 해당 배터리함의 충전 전원을 차단하고 배터리함 상부의 과열표시등을 점등시키고, 배터리 충전 시스템의 본체의 경보등을 점멸하고 해당 배터리함의 배터리를 제외한 모든 배터리는 충전을 지속하며, 배터리 과열이 지속되어 연기를 감지하면 제어기가 온도 상승과 연기감지기의 정보를 토대로 화재 발생 여부를 판단하고 화재로 확정 시 본체에 설치된 화재경보등과 화재경보기를 작동 시킨 후 모든 배터리의 충전 전원을 차단하고, 해당 배터리함에 설치된 화재표시등을 점등시키고 해당 배터리함의 소화제 개폐기를 개방하여 본체 내부의 소화기의 메인기동모터에 전원을 인가하여 소화약제를 분출 시키고 소화약제가 소화약제 통로관을 따라서 화재가 발생한 해당 배터리함에 집중 분사되도록 한, 화재 검지 및 소화 방법을 제공한다.

화재진압과 동시에 인터넷망을 통해 관리서버로 화재발생 여부를 전송하여 관리자에게 화재가 발생했음을 알리고, 관리자는 화재가 발생한 곳의 위치를 파악하여 카메라를 작동시킬 수 있다. 여기서 소화기는 다수가 병렬로 연결될수 있으며, 1차 소화기에서 화재가 진압되지 않을 경우 2차 소화기에서 소화약제를 재차 분사하여 화재를 진압하게 된다. 여기서 2차 이후의 소화기는 제어기에 의해 분사되기도 하지만 인터넷을 통한 관리자의 원격으로 수동분사 될 수도 있다.

본 발명에 의하면 배터리 충전 시 배터리의 화재를 조기에 진압할 수 있어서 화재가 확대되는 것을 방지하는 효과를 가져 온다. 또한 본 발명에서는 메인 소화기와 개별 배터리함 소화제 개폐기에 의해 대용량의 소화기 한 대만으로도 다수의 배터리함에 소화제를 직접 분사시킬 수 있으므로 화재 진압 효과가 매우 높고 장비를 소형화 시킬 수 있으며 경제적이다. 일반적으로 각 개별 배터리함에 1함 1소화기를 배치할 경우 다수의 소화기가 필요하며 공간의 제약 상 소형의 소화기만 배치할 수 있는데 이는 배터리의 특성상 에너지 밀도가 높아서 소형 소화기로는 화재진압이 용이하지 않은 단점이 있다. 그렇다고 하여 본 발명에서 배터리 1함에 1소화기를 포함하지 않는 것은 아니며 단지 설명을 생략할 뿐이다.

도 1은 본 발명의 자동소화장치를 구비한 배터리 충전 시스템의 정면도;
도 2는 본 발명의 자동소화장치를 구비한 배터리 충전 시스템의 내부 측단면도;
도 3은 본 발명의 제어 방법을 보인 순서도; 그리고
도 4는 본 발명의 카메라를 포함한 인터넷상의 연결도 및 운영 시스템이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

이하 도면을 참조로 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 자동소화를 갖는 배터리 충전 시스템의 정면도이다. 배터리 충전시스템의 본체(1)는 다수의 배터리를 충전할 수 있는 장치로써 각 개별 배터리함이 다수 구비되어 다수의 배터리를 동시 충전할 수 있는 장치이다. 본체(1)의 상부에는 제어기(8)의 디스플레이 화면과 화재 시 이를 소리로 알릴 수 있는 경보기(15)가 구비된다. 경보기(15)에 인접한 경보등(9)은 불빛으로 화재 경보를 알릴 수 있다.

본체(1)에는 복수의 배터리함(a,b,...,g,h)이 예를 들어 4행 2열로 수납되며 각각의 배터리함 위에는 과열표시등(13)과 화재표시등(14)이 설치된다. 따라서, 관리자는 배터리 충전 시스템의 본체(1) 뿐만 아니라 각각의 배터리함의 고온 및 화재등의 위험 상태를 실시간으로 파악할 수 있다. 본 실시예는 이해를 돕고자 본체 케이스에 모든 구성을 배치한 것이고 실제로는 제어기나 전원공급기가 다른 장소에 배치 될수도 있다.

도 2는 본 발명의 자동소화를 갖는 배터리 충전 시스템의 내부 측단면도이다.

각각의 배터리함의 상부에는 온도감지기(6)와 연기 감지기(7)가 구비된다. 또한 배터리에 전원을 공급하거나 화재 시 이를 차단할 수 있는 전원공급장치(4) 및 차단기와 화재의 유무를 판단하는 제어기(8), 화재 시 소화약제를 분출하는 소화기(11)가 구비된다. 또한 소화기(11)의 분출 노즐과 각각의 배터리함에는 소화약제가 흐를 수 있도록 소화약제 통로관(10)으로 연결되며 소화약제 통로관(10)의 배터리함 쪽에는 배터리함 소화제 개폐기(3)가 구비된다. 여기서 소화기는 1개 또는 2개 이상의 다수가 병렬로 연결될 수 있다.

도 3은 본 발명의 제어 방법을 보인 순서도로서 제어기(8)는 실제 화재의 여부를 판단하게 된다.

배터리함(a)에 화재 발생시 실시예를 들어 설명하자면, 배터리함(a)에서 배터리 충전시 온도가 상승하여 고온 초과가 되면 온도감지기(6)에서 이를 감지하여 배터리함(a)의 충전 전원을 차단하고 전면의 배터리함(a)의 과열표시등(13)을 점등시킨다. 이후 본체의 경보등(9)을 점멸하고 이러한 내용을 인터넷망을 통해 서버로 전송하여 관리자에게 통보한다. 이때 배터리함(a)의 배터리를 제외한 모든 배터리는 충전을 지속한다.

배터리 과열이 지속되어 화재로 번질 시 연기가 발생하고 연기감지기(7)에 의해 연기를 감지하게 된다. 제어기(8)에서는 온도 상승과 연기감지기(7)의 정보를 토대로 화재 발생 여부의 판단을 결정하고 화재로 판단 시 화재경보등(9)과 화재경보기(15)를 작동 시킨 후 모든 배터리의 충전전원을 차단한다. 이후 전면부의 배터리함의 화재표시등(14)을 점등시키고 배터리함(a)의 소화제 개폐기(3)를 개방시킨다. 소화기(11a)의 소화기 메인기동모터(2a)에 전원을 인가하여 소화약제를 분출 시키고 소화약제는 소화약제 통로관(10)을 따라서 화재가 발생한 배터리함(a)에 집중 분사된다. 화재진압과 동시에 인터넷망(22; 도 4 참조)을 통해 관리서버(23)로 화재발생 여부를 전송하여 관리자에게 화재가 발생했음을 알린다. 관리자는 문자나 화재경보 프로그램을 통하여 화재가 발생한 곳의 위치를 파악하고 카메라(21)를 작동시킨다. 카메라(21)를 통하여 화재의 진압여부를 판단하고 재발화시에는 119에 신고하거나 긴급 출동망을 가동시켜 화재진압을 마무리 한다. 카메라의 영상은 스마트폰이나 컴퓨터(24)로 확인할 수 있다.

그러나 1차 소화기(11a)에서 화재가 진압되지 않고 연기가 재차 발생할 경우 2차 소화기(11b)에서 소화약제를 재차 분사하여 화재를 진압하게 된다. 여기서 2차 이후의 소화기는 제어기(8)에 의해 분사되기도 하지만 관리자에 의해 인터넷을 통한 원격으로 수동분사 될수도 있다. 본 실시예에서는 2차 소화기 까지만 도시 하였으나 대형 시스템의 경우 3차 이상도 가능하다.

배터리함 소화제 개폐기(3)는 솔레노이드방식이나 전동모터식 등 어느 것도 채용할 수 있다.

본 발명에 의하면 각각의 배터리함의 온도를 측정한 후 특정 배터리함이 고온이면 배터리 충전 시스템 본체의 경고등을 점등하지만 이 상태만으로 화재가 발생하였다고 단정할 수 없으므로 남은 배터리는 충전을 지속하고, 연기가 발생한 경우 비로소 화재가 발생하였다고 판단하여 화재경보등(9)과 화재경보기(15)를 작동 시킨 후 모든 배터리의 충전전원을 차단한 다음, 전면부의 배터리함의 화재표시등(14)을 점등시켜 소화 작업이 진행 중 또는 진행 예정임을 알리므로 화재 검지가 정확하며 오작동을 최대한 방지할 수 있다.

본 발명에 의하여 배터리충전시스템에 있어서 초기 화재진압이 가능하다. 각 개의 배터리함에 1함 1개의 소화기를 장착할 수 도 있으나 설치공간의 여건상 대용량의 소화기를 구비하기 어렵다. 또한 배터리의 특성상 에너지 밀도가 높아서 에너지가 소멸될 때 까지 과열현상이 계속 발생하여 소용량의 소화기로는 화재진압이 어려운 실정이다. 그러나, 본 발명에 의해 대용량의 소화기에 의해 화재가 발생한 배터리함에만 소화약제를 집중적으로 분사 시킬 수 있으므로 화재진압의 효과가 매우 높다고 할 수 있다. 이러한 이유로 본 발명은 화재진압의 효과가 우수하고 소수의 대용량 소화기를 이용하여 다수의 배터리함의 화재 진압이 가능한 경제적인 시스템을 제공한다. 그렇다고 하여 본 발명에서 1배터리함 1소화기를 배제하는 것은 아니다. 단지 본 발명에 포함되어 있으므로 자세한 설명을 생략할 뿐이다.

소화약제는 수계나 가스계, 분말계 모두 가능하나 전기장치임을 감안하여 가스계인 CO2, 할로겐, 청정 소화약제가 바람직하다.

소화기는 소형의 소화기를 각 배터리 충전함에 배치하고 소형소화기의 메인개폐장치에 의해 화재가 진압되는 형태일 수도 있고 다른 실시예로 큰 용량의 소화기 1개 또는 소수를 배치하여 소화기 기동 모터와 다수의 개별 배터리함 개폐장치로 구성하여 화재 발생 시 배터리함 개폐장치가 개방되고 이후 소화기의 기동모터가 개방되어 소화제에 의해 화재를 진압할 수도 있다.

또한 다른 실시예로 초기에 소화약제를 소화약제 통로관(10)까지 충진하고 화재 시 배터리함 소화제 개폐기만 개방하여 화재를 진압할 수 도 있겠으나 이는 기존의 안전인증 받은 소화기를 사용할 수 없으며 충전제의 압력에 의한 누설등 관리상 어려움이 있을 수 있겠다.

Claims (4)

1. 다수의 배터리를 충전할 수 있는 각 개별 배터리함이 다수 구비되어 다수의 배터리를 동시 충전할 수 있는 배터리 충전 시스템에 있어서, 상기 시스템의 본체에는 화재 시 이를 소리로 알리는 경보기와, 경보기에 인접하여 경보등이 설치되고, 각각의 배터리함의 상부에는 온도감지기와 연기 감지기가 상부에 구비되고, 배터리에 전원을 공급하거나 화재 시 이를 차단할 수 있는 전원공급장치 및 화재의 유무를 판단하는 제어기를 구비하고, 화재 시 소화약제를 분출하는 소화기와, 소화기의 분출 노즐과 각각의 배터리함에 소화약제가 흐를 수 있도록 연결된 소화약제 통로관과, 소화약제 통로관의 배터리함 쪽에 배치된 배터리함 소화제 개폐기를 구비하여 특정 배터리함에 화재가 발생한 경우 상기 소화약제 통로관을 통하여 소화약제를 공급하여 해당 배터리함 내부의 화재를 진압하도록 한, 자동 소화 장치를 갖는 배터리 충전 시스템.
2. 제 1항에 있어서, 각각의 배터리함 위에는 과열표시등과 화재표시등이 설치된, 자동 소화 장치를 갖는 배터리 충전 시스템.
3. 자동 소화 장치를 가지는 배터리 충전 시스템의 화재 검지 및 소화 방법으로서, 상기 방법은, 특정한 어느 배터리함에서 배터리 충전시 온도가 상승하여 고온 초과가 되면 배터리함 상부의 온도감지기에서 이를 감지하여 해당 배터리함의 충전 전원을 차단하고 배터리함 상부의 과열표시등을 점등시키고, 배터리 충전 시스템의 본체의 경보등을 점멸하고 해당 배터리함의 배터리를 제외한 모든 배터리는 충전을 지속하며, 배터리 과열이 지속되어 연기를 감지하면 제어기가 온도 상승과 연기감지기의 정보를 토대로 화재 발생 여부를 판단하고 화재로 확정 시 본체에 설치된 화재경보등과 화재경보기를 작동 시킨 후 모든 배터리의 충전 전원을 차단하고, 해당 배터리함에 설치된 화재표시등을 점등시키고 해당 배터리함의 소화제 개폐기를 개방하여 본체 내부의 소화기의 메인기동모터에 전원을 인가하여 소화약제를 분출 시키고 소화약제가 소화약제 통로관을 따라서 화재가 발생한 해당 배터리함에 집중 분사되도록 한, 화재 검지 및 소화 방법.
4. 제 3항에 있어서, 2개 이상의 소화기가 병렬로 연결되어 재차 화재시 2차 이상의 소화기가 작동하는데 2차 이상의 소화기 작동은 제어기신호에 의해 작동 하거나 관리자가 카메라에 의해 화재의 완전진압 여부를 판단 후 인터넷을 통한 원격으로 수동 분사되는 것을 특징으로 하는 소화 방법.

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