KR20220076813A - 지하 공동구 내에서의 자동 화재 진압 장치 - Google Patents

Abstract

지하 공동구에 고정 설치되어 발화 위치를 검출할 수 있도록 화재 감지기를 장착하고, 자동 소화장치가 레일을 따라 발화 위치로 이동하여 화재를 진압할 수 있게 구성함으로써, 지하 공동구 안에서 자동 소화장치를 이동시켜 화재 위치를 확인하여 자동 소화장치로 화재 초기에 진압할 수 있다. 특히, 화재 지점에서 작동시킨 자동 소화장치로 화재 진압이 안되면 주변에 있는 다른 자동 소화장치가 화재 지점으로 이동시켜서 화재 진압이 이루어지게 함으로써, 화재가 주변으로 확산하지 않게 하면서도 신속하게 초기 진화를 할 수 있다. 이때, 제어기가 주변에 있는 자동 소화장치를 화재 지점 근처로 집중하게 구성함으로써, 화재 지점 가까이 있는 자동 소화장치부터 차례로 작동하게 해서 초기 진화가 한층 더 신속하게 이루어질 수 있다.

Description

지하 공동구 내에서의 자동 화재 진압 장치{AUTOMATIC FIRE FIGHTING SYSTEM IN UTILITY TUNNE}

본 발명은 지하 공동구 내에서의 자동 화재 진압 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지하 공동구에 미리 고정식으로 장착된 두 개의 화재 감지기와 발화 지점을 삼각법을 이용해서 발화 위치를 추출하고, 레일을 따라 지하 공동구를 움직이게 설치된 자동 소화장치가 이 발화 위치로 이송하여 자동 소화가 이루어질 수 있게 구성함으로써, 화재가 발생했을 때 초기에 화재를 진압할 수 있게 하여 피해 정도를 최소화할 수 있게 한 것이다.

일반적으로 지하 공동구(Utility Tunnel)는 각종 전력선, 전화선, 상수도관, 난방용 온수관, 통신망, 유선케이블 등 각종 생활관련 중요공급시설을 하나로 모아서 지하에 설치한 구조물을 말한다. 이에, 지하 공동구 안에서 화재가 발생하여 그 안의 시설이 화재 등으로 소실되면 생활에 큰 불편함을 느끼게 되므로, 아래의 (특허문헌 1) 내지 (특허문헌 3)과 같이, 지하 공동구 안에서 발생한 화재를 진압할 수 있도록 다양한 방법으로 화재를 진압한다.

(특허문헌 1) 한국등록특허 제10-2137814호

지하 공동구 내 화재발생시 화재위치를 검출하고, 이를 자동으로 소화할 수 있는 시스템에 관한 것으로, 공동구 내 화재발생시 이를 무전원모드로 감지함과 동시에 열감지 튜브가 파열됨으로써 소화약제가 배출되어 자동으로 소화할 수 있으며, 무선통신이 어려운 공동구 내에 복수 개로 나뉘어 설치됨으로써 화재발생시 근접한 복수 개의 iot모듈을 거쳐 화재발생신호를 외부로 전달함으로써 화재발생신호를 정확하게 전달할 수 있으며, 화재발생위치를 빠르게 파악할 수 있고, 화재발생률이 높은 곳에도 개별적으로 설치될 수 있도록 하며, 화재발생현장과 인접한 위치에도 화재발생을 안내하여 전력을 미리 차단해 화재가 대형화되는 것을 방지할 수 있고, 화재진압이 빠르게 이루어질 수 있도록 하는 공동구 내 화재위치 검출 및 자동소화 시스템에 관한 것이다.

(특허문헌 2) 한국공개특허 제10-2009-0020261호

사람이 상주하지 않아 화재의 위험이 있는 곳에 대한 자동화재진압에 관한 방법으로 전력구, 통신공동구, 무인화기지국, 기타 무인화된 곳에 시설물에 대한 보호를 목적으로 사용할 수 있다. 그 기본구성은 소화기와 특수호스로 이루어져서 있으며 특수호스를 보호하고자 하는 시설물의 위에 설치하고 소화기와 연결한다. 소화기에는 압력을 크게 부여하여 항상 호스에는 압이 일정부분 존재하도록 한다. 호스는 화재발생시 열에 의하여 쉽게 가장 뜨거운 부분이 터지면서 존재하는 압에 의하여 소화물질이 밖으로 배출되어 화재부분이 초기 진화된다.

(특허문헌 3) 한국등록특허 제10-0912480호

지하 공동구의 화재 진압용 폼 소화 장치에 관한 것으로서, 이는 물과 폼 소화약제의 원활한 혼합 및 분사가 이루어지도록 하기 위한 것이다. 이를 위해, 지상으로부터 지하로 매설되는 송수관과 지하의 폼약제 저장탱크에 연결되어 지하 공동구 내 화재진압을 하기 위한 폼소화 장치로서, 송수관으로부터 분기되는 복수 개의 분기관 외주면과 나선결합되는 제1 체결홈과, 제1 체결홈과 연통이 되도록 확장된 공간과, 하부 내주 면에 나선이 형성된 상부케이스와; 상부케이스와 나선결합되고, 중앙부에 수직하게 상광하협(上廣下夾)으로 형성된 유속발생홀과, 유속발생홀 및 제1 수직부 사이에 형성된 경로제한홀과, 유속발생홀 내측 면에 형성된 스크루 리브와, 폼약제 저장탱크 내 폼약제를 유속발생홀로 공급하도록 형성된 폼약제투입홀이 구비되는 몸통부와; 상부케이스와 동일한 구조를 갖되 공기가 내측으로 유입되도록 하는 관통공이 수평방향으로 형성되는 하부케이스와; 하부케이스 하측 중앙부에 형성된 제2 체결홀에 설치되는 혼합액분사부와, 혼합액분사부가 상부에 설치되고 하부에 복수 개의 배출공 및 돌기가 형성된 사각프레임과, 사각프레임 하부에 설치되는 장볼트와, 장볼트에 설치되는 원형분산패널과, 장볼트에 한 쌍의 너트로 고정되는 반호형 폼배출망으로 이루어진 분사부;로 구성되는 것을 특징으로 하여, 물과 폼소화약제가 충분히 혼합된 상태로 배출되도록 한다.

하지만, 기존의 지하 공동구의 소화장치는 다음과 같은 문제가 있다.

(1) 화재는 지하 공동구 어디서든지 발생할 수 있으므로, 지하 소공구 어디서 화재가 발생하든지 기존 소화장치로 화재를 진압할 수 있게 구성된다.

(2) 이에, 지하 공동구 길이 전체에 소화장치를 시설해야 하는 번거로움이 있다. 즉, 지하 공동구의 전체 길이에 걸쳐 소화액이 충전된 호스를 배치하거나, 소화약제가 채워진 열감지 튜브를 장착해야 한다.

(3) 이는, 화재 예방에 효과적일 수는 있으나, 소화장치를 구축을 할 때는 초기 비용이 많이 필요할 뿐만 아니라, 구축한 뒤에 유지보수에도 유지 비용과 인원이 필요하다.

(4) 이처럼 지하 공동구 길이 전체에 걸쳐서 설치되는 열감지 튜브나 특수 호스는 어느 한 부분에서 고장이 나거나 터지면 다른 부분으로 화재를 진압하기가 어렵다. 따라서, 하나의 지하 공동구에서 한 번에 두 곳에서 화재가 발생하면 화재 진압에 어려움이 있다.

한국등록특허 제10-2137814호 (등록일: 2020.07.20) 한국공개특허 제10-2009-0020261호 (공개일: 2009.02.26) 한국등록특허 제10-0912480호 (등록일: 2009.08.10)

본 발명은 이러한 점을 고려한 것으로, 지하 공동구에 고정 설치되어 발화 위치를 검출할 수 있도록 여러 개의 화재 감지기를 장착하고, 자동 소화장치가 레일을 따라 발화 위치로 이동하여 화재를 진압할 수 있게 구성함으로써, 지하 공동구 안 어디에서 화재가 발생하더라도 신속하게 화재 위치를 확인하여 자동 소화장치로 화재 초기에 진압할 수 있게 한 지하 공동구 내에서의 자동 화재 진압 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

특히, 본 발명은 화재 지점에서 자동 소화장치를 작동시켜서 화재를 진압할 때 화재 진압이 되지 않으면 그 주변에 있는 다른 자동 소화장치가 화재 지점으로 이동하게 해서 화재를 진압할 수 있게 구성함으로써, 화재가 주변으로 확산하지 않게 하면서도 신속하게 초기 진화를 할 수 있게 한 지하 공동구 내에서의 자동 화재 진압 장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.

이때, 본 발명은 제어기가 주변에 있는 여러 개의 자동 소화장치를 화재 지점 근처로 집중할 수 있게 구성함으로써, 화재 지점에서 가까이 있는 자동 소화장치부터 차례로 작동하게 해서 초기 진화가 한층 더 신속하게 이루어질 수 있게 한 지하 공동구 내에서의 자동 화재 진압 장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 지하 공동구 내에서의 자동 화재 진압 장치는, 지하 공동구(T) 안에 미리 정한 위치에 고정되어 제자리 회전하면서 주변의 발화 위치를 검출하고, 이를 화상으로 보여주게 하는 여러 개의 화재 감지기(10); 지하 공동구(T)를 따라 길게 형성된 레일(20); 상기 레일(20)의 안내를 받아 움직일 수 있게 설치되어 화재를 진압하는 자동 소화장치(30); 및 제어기가 포함되되; 상기 제어기는, 발화 위치와 이 발화 위치를 감지한 두 개의 화재 감지기(10)를 이용해서 삼각법으로 발화 지점(P)을 특정하고, 상기 발화 지점(P)을 기준으로 가장 가까운 곳에 있는 자동 소화장치(30)를 상기 발화 지점(P) 쪽으로 이동하게 해서 화재를 진압할 수 있게 제어하는 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 제어기는, 가장 가까운 곳의 자동 소화장치(30)를 작동시켜도 화재가 완전하게 진압되지 않은 것을 상기 화재 감지기(10)의 감지 신호를 바탕으로 확인하면, 그 다음 가까이 있는 다른 자동 소화장치(30)를 발화 지점(P)으로 이동시켜서 화재를 진압하게 한 것을 특징으로 한다.

마지막으로, 상기 제어기는, 상기 발화 지점(P)을 기준으로 가장 가까이 있는 자동 소화장치(30)를 기준으로 주변의 다른 자동 소화장치(30)가 발화 지점(P) 근처로 집중 배치되게 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 지하 공동구 내에서의 자동 화재 진압 장치는 다음과 같은 효과가 있다.

(1) 지하 공동구에 장착된 화재 감지기를 이용해서 삼각법으로 발화 지점을 찾아내고, 레일을 따라 움직이는 자동 소화장치가 발화 지점으로 이동해서 자동으로 화재를 진압할 수 있게 구성함으로써, 화재를 초기에 진압할 수 있어 피해를 최소화할 수 있다.

(2) 이때, 자동 소화장치는 하나로 화재를 완전하게 진압하지 못하면 그 주변에 있는 다른 자동 소화장치를 이용, 연속해서 화재를 진압할 수 있게 구성함으로써, 화재 진압 시간을 최소화할 수 있다.

(3) 한편, 지하 공동구 길이 전체에 화재 진압을 위해 특수 호스와 같은 형태로 소화설비를 설치하지 않고, 자동 소화장치가 이동식으로 이동하면서 화재를 진압할 수 있음으로 화재 진압장치를 구축하는 비용을 줄이면서도 초기 진압 효과를 높일 수 있다.

(4) 또한, 레일에 장착된 모든 자동 소화장치를 한곳으로 집중해서 화재를 진압할 수 있으므로, 지하 공동구 안에서 발생할 수 있는 웬만한 화재를 모두 진압할 수 있다.

[도 1]은 본 발명에 따른 자동 화재 진압 장치가 시설된 지하 공동구를 보여주는 평면도이다.
[도 2]는 본 발명에 따른 자동 화재 진압 장치가 시설된 지하 공동구를 보여주는 정면도이다.
[도 3]은 본 발명에 따라 지하 공동구에 장착된 레일을 따라 이동하는 자동 소화장치의 구성을 보여주는 정면에서의 확대도이다.
[도 4]는 본 발명에 따른 자동 화재 진압 장치가 시설된 지하 공동구를 보여주는 측면도이다.
[도 5]는 본 발명에 따라 지하 공동구에 장착된 레일을 따라 이동하는 자동 소화장치의 구성을 보여주는 [도 4]에서의 "A" 부분을 확대한 도면이다.
[도 6] 내지 [도 8]은 지하 공동구에서 화재가 발생했을 때 진압 과정을 차례로 보여주는 평면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 최고의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 따라 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 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 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형례가 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

[자동 화재 진압 장치의 구성]

본 발명에 따른 지하 공동구 내에서의 자동 화재 진압 장치에는, [도 1] 내지 [도 8]과 같이, 여러 개의 화재 감지기(10), 레일(20), 여러 개의 자동 소화장치(30), 그리고 제어기가 포함된다.

특히, 상기 제어기는 화재 감지기(10)를 이용해서 화재가 발생한 발화 지점(P)을 찾아내고, 발화지점(P)으로 자동 소화장치(30)를 이동하게 해서 바로 진화할 수 있게 구성함으로써, 초기 진화를 통해 지하 공동구 내에서의 피해를 최소화할 수 있게 한 것이다.

또한, 상기 제어기는 발화 지점(P)에서 가장 가까이 있는 자동 소화장치(30)를 이동시켜서 초기 화재 진압이 이루어질 수 있게 구성함으로써, 화재에 대해 신속하게 대처하여 초기에 화재를 진압할 수 있게 한 것이다.

이때, 상기 제어기는 발화 지점(P) 주변으로 여러 대의 자동 소화장치(30)가 이동하게 하고, 화재 진압이 될 때까지 주변의 자동 소화장치(30)를 작동하게 함으로써, 초기 진화 효과를 한층 더 높일 수 있게 한 것이다.

이하, 이러한 구성에 관해 첨부도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다. 여기서, 도면부호 "T"는 각종 전력선, 전화선, 상수도관, 난방용 온수관, 통신망, 유선케이블 등 각종 생활관련 중요공급시설을 하나로 모아서 지하에 설치한 구조물인 지하 공동구를, "P"는 지하 공동구 안에서 발생한 화재 지점을 각각 나타낸다.

가. 화재 감지기

화재 감지기(10)는, [도 1]·[도 2] 및 [도 4]와 같이, 지하 공동구(T) 안에 여러 개가 설치되어 발화 지점(P)을 찾아 초기 진화가 이루어질 수 있게 한다. 이에, 상기 화재 감지기(10)는 지하 공동구(T)의 넓이와 화재 감지기(10)의 감지 범위를 고려하여 지하 공동구(T) 내부를 구석구석 감시할 수 있는 위치에 장착하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 화재 감지기(10)는, [도 6]과 같이, 지하 공동구(T) 안에서 화재가 발생하여 발화 지점(P)을 특정할 때도 이용하게 되므로, 이러한 화재 감지기(10)는 제자리에서 회전할 수 있게 구성하는 것이 바람직하다. 이처럼 회전하면서 발화 위치(P)를 확인한 신호는 후술할 제어기로 전송되어 후술할 자동 소화장치(30)를 제어하는데 이용하게 된다.

한편, 이러한 화재 감지기(10)는 지하 공동구(T) 내의 과열이나 연기 그리고 불꽃 등을 검출하여 화재가 발생한 것을 판단할 수 있는 것을 이용하는 것이 바람직하다. 이러한 화재 감지기(10)로는, 예시적으로, 열영상 화재 감지기, 적외선 IR 센서, 및 자외선 UV 센서 중 적어도 하나로 구성할 수 있다.

나. 레일

레일(20)은, [도 1] 내지 [도 5]와 같이, 지하 공동구(T) 길이 전체에 걸쳐 형성된다. 특히, 상기 레일(20)은 실질적으로 화재 진압에 이용되는 후술할 자동 소화장치(30)를 안내하기 위한 것이다. 이러한 상기 레일(20)은 폭 단면을 다양하게 제작할 수 있으나, 도면에서는 역"T"자 형태로 제작된 예를 보여준다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 레일(20)은 지하 공동구(T)의 길이 전체를 하나의 모노레일 형태로 구성할 수도 있으나, 바람직하게는 지하 공동구(T)를 적절한 길이의 구역별로 나누고 각 구역에 하나씩 레일(20)을 설치하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 레일(20)은 후술할 자동 소화장치(30)를 안내할 수 있는 위치라면 지하 공동구(T) 안에서 어디든지 장착할 수 있으나, 가장 바람직하게는 천장 면의 폭 중앙을 따라 설치하는 것이 바람직하다. 이는, 화재가 발생했을 때 지하 공동구(T)의 상부 중앙에서 양쪽으로 자동 소화장치가 작동하게 해서 소화제가 지하 공동구(T) 내부 전체에 발포되게 하여 소화 효과를 높이면서도 작업자가 작업할 때 방해하지 않게 하기 위함이다.

다. 자동 소화장치

자동 소화장치(30)는, [도 1] 내지 [도 5]와 같이, 상술한 레일(20)을 따라 움직일 수 있게 설치되어 발화 지점(P)에서 소화제나 소화액을 분사할 수 있게 설치된다.

특히, 상기 자동 소화장치(30)는, [도 3] 및 [도 5]와 같이, 상술한 레일(20)을 기준으로 양쪽 면에 롤러(31)를 갖춰서 레일(20)을 따라 구를 수 있게 구성된다. 이때, 롤러(31) 중 적어도 하나는 이들 롤러(31)를 지지하는 브래킷에 장착된 모터와 같은 액추에이터(32)에 의해 구름 작용을 하고, 필요에 따라 롤러(31)와 액추에이터(32) 사이에 기어를 이용해서 회전 방향을 전환하게 구성할 수도 있다.

또한, 상기 자동 소화장치(30)에는, [도 3] 및 [도 5]와 같이, 모터와 같은 다른 액추에이터(33)에 의해 상기 브래킷에 회전할 수 있게 장착된 자동 소화기(34)가 포함된다. 이때, 상기 자동 소화기(34)는 본 발명이 속한 기술분야에서 자동으로 발포가 이루어지도록 구성된 통상의 기술로 이루어진 것으로, 이러한 자동 소화기(34)는 상기 액추에이터(33)에 의해 발포 방향이 조절된다.

이처럼 이루어진 자동 소화장치(30)는 후술할 제어기를 통해 발화 지점(P)에서의 초기 진화가 이루어진다.

라. 제어기

제어기는, [도 6]과 같이, 지하 공동구(T)에서 화재가 발생하여 화재 감지기(10)에서 발화지점이 검출되면 이를 바탕으로 자동 소화장치(30)를 제어하여 초기 진화를 하게 된다.

이때, 상기 제어기는 발화 지점(P)을 기준으로 그 근처에서 발화 지점(P)을 감지한 두 개의 화재 감지기(10)의 감지 신호를 바탕으로 삼각법을 이용하여 정확한 발화 지점(P)을 추출하게 된다. 즉, 두 개의 화재 감지기(10) 사이의 거리는 이미 알고 있음으로, 이들 각 화재 감지기(10)에서 발화 지점(P)까지의 거리를 이용해서 정확한 발화 지점(P)을 검출한다.

이어, 상기 제어기는, [도 7]과 같이, 발화 지점(P)을 기준으로 인접한 곳에 있는 자동 소화장치(30)를 발화 지점(P)으로 이송하게 하여 초기 진화가 이루어질 수 있게 한다.

이때, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 제어기는, [도 7] 및 [도 8]과 같이, 발화 지점(P)에서 가장 가까이 있는 자동 소화장치(30)를 이동하게 해서 초기 진화를 할 수 있게 제어함으로써, 가장 짧은 시간에 화재를 초기에 진압할 수 있게 제어하는 것이 가장 바람직하다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 제어기는, [도 7] 및 [도 8]과 같이, 발화 지점(P)에서 가장 가까이 있는 자동 소화장치(30)로 초기 진화가 이루어질 때 그 근방에 있는 다른 자동 소화장치(30)도 발화 지점(P) 근처로 이동할 수 있게 제어함으로써, 첫 번째 자동 소화장치(30)로 화재를 완전하게 진압하지 못했을 때 그 다음 가까이 있는 자동 소화장치(30)로 연속해서 화재 진압이 이루어질 수 있게 제어하는 것이 바람직하다.

이상과 같이 본 발명은 레일을 따라 이동할 수 있는 자동 소화장치를 화재 감지기로 검출한 발화 지점으로 이동하게 해서 화재를 진압할 수 있게 구성함으로써, 화재 초기에 발화 지점을 신속하게 추출해서 빠르게 초기 진화하여 지하 공동구의 내부 피해를 최소화할 수 있게 된다.

10: 화재 감지기
20: 레일
30: 자동 소화장치
T: 지하 공동구
P: 발화 지점

Claims (3)

1. 지하 공동구(T) 안에 미리 정한 위치에 고정되어 제자리 회전하면서 주변의 발화 위치를 검출하고, 이를 화상으로 보여주게 하는 여러 개의 화재 감지기(10); 지하 공동구(T)를 따라 길게 형성된 레일(20); 상기 레일(20)의 안내를 받아 움직일 수 있게 설치되어 화재를 진압하는 자동 소화장치(30); 및 제어기가 포함되되,
   상기 제어기는,
   발화 위치와 이 발화 위치를 감지한 두 개의 화재 감지기(10)를 이용해서 삼각법으로 발화 지점(P)을 특정하고,
   상기 발화 지점(P)을 기준으로 가장 가까운 곳에 있는 자동 소화장치(30)를 상기 발화 지점(P) 쪽으로 이동하게 해서 화재를 진압할 수 있게 제어하는 것을 특징으로 하는 지하 공동구 내에서의 자동 화재 진압 장치.
   
2. 제1항에서,
   상기 제어기는,
   가장 가까운 곳의 자동 소화장치(30)를 작동시켜도 화재가 완전하게 진압되지 않은 것을 상기 화재 감지기(10)의 감지 신호를 바탕으로 확인하면, 그 다음 가까이 있는 다른 자동 소화장치(30)를 발화 지점(P)으로 이동시켜서 화재를 진압하게 한 것을 특징으로 하는 지하 공동구 내에서의 자동 화재 진압 장치.
   
3. 제1항 또는 제2항에서,
   상기 제어기는,
   상기 발화 지점(P)을 기준으로 가장 가까이 있는 자동 소화장치(30)를 기준으로 주변의 다른 자동 소화장치(30)가 발화 지점(P) 근처로 집중 배치되게 제어하는 것을 특징으로 하는 지하 공동구 내에서의 자동 화재 진압 장치.

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