KR20230010078A - 다중 방호구역을 위한 자동 소화 시스템 및 이의 동작 방법 - Google Patents
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Abstract
본 개시 내용은 다중 방호구역을 위한 자동 소화 시스템 및 이의 동작 방법을 제시한다. 상기 시스템은, 상기 다중 방호구역의 각각의 방호 구역에 각각 배치되어 해당 방호 구역의 온도를 감지하기 위한 온도감지기; 상기 다중 방호구역의 각각의 방호 구역에 각각 배치되어 해당 방호 구역에서 발생하는 불꽃을 감지하기 위한 불꽃감지기; 소화약제를 저장하며, 상기 다중 방호구역의 각각의 방호 구역에 각각 배치된 노즐과 연결되는 소화실린더; 및 각각의 방호 구역에 배치된 온도감지기 및 불꽃감지기로부터의 감지신호에 기초하여 해당 방호 구역에서의 화재 발생 여부를 결정하고, 해당 방호 구역에서 화재가 발생하였다고 결정시에 상기 소화실린더로부터 해당 방호 구역의 노즐을 통해 소화약제가 분사되도록 제어하는 제어부를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제어부는 해당 방호 구역에 설치되는 화재 감지기 및 산소 감지기 등과 디지털 통신으로 실시간 데이터를 획득하며, 특히 온도감지기로부터 감지되는 시간에 따른 온도 곡선의 파형 및 기울기에 기초하여 해당 방호 구역에서의 화재 오감지 여부를 결정할 수 있다. 또한, 상기 시스템은 각각 연동된 방호구역들을 갖는 다수개의 소화 실린더를 제어하도록 구성되어 연동된 방호구역들에만 소화 약제를 방출할 수 있도록 하여, 화재 및 오동작으로 인한 약제 방출시 피해를 최소화 시킬 수 있도록 구성될 수 있다.
본 개시 내용에 따르면, 다수의 방호구역들로 구성된 다중 방호구역에 대한 화재 감시뿐만 아니라 통합적인 화재 진압, 오동작 진단 및 상태 제어가 가능한 자동 소화 시스템을 제공할 수 있는 효과가 있다.
본 개시 내용에 따르면, 다수의 방호구역들로 구성된 다중 방호구역에 대한 화재 감시뿐만 아니라 통합적인 화재 진압, 오동작 진단 및 상태 제어가 가능한 자동 소화 시스템을 제공할 수 있는 효과가 있다.
Description
본 개시 내용은 자동 소화 시스템에 관한 것이며, 더욱 상세하게는, 다중 방호구역을 위한 자동 소화 시스템 및 이의 동작 방법에 관한 것이다.
반도체, 전자재료 등의 제조설비에서는 최종 제품을 산출할때까지 여러가지 제조공정들을 거치게 된다. 예를 들어, 반도체 제조공정은 포토리소그래피, 증착, 식각, 세정 등의 공정들을 포함할 수 있으며, 이러한 공정들의 수행시에 다양한 종류의 화학물질들이 사용되고 있다.
이러한 화학물질들 중에는 인화성, 자연발화성, 금수성 물질들이 있어 화재에 취약하기 때문에 발화시 조기에 화재여부를 감지하고 신속하게 소화 동작을 수행할 수 있는 소화 장치를 갖출 필요가 있다. 또한, 단계별 공정을 차례대로 수행하는 제조설비의 경우에, 어느 하나의 공정에 화재 등의 문제가 발생시 앞뒤 공정들도 가동이 중단될 수 있으며, 화재 발생을 오감지하여 소화기가 작동하는 경우 해당 공정의 재료를 오염시켜 전체 제조공정에 문제를 일으킬 수 있다.
또한, 산업용 공정장비는 효율성을 확보하기 위해 다중 작업 챔버를 운영하고 있으며, 기존 자동소화장치의 경우 챔버마다 화재감지 센서를 장착하고 있으나, 아날로그 방식의 통신을 사용하고 있어, 개별 챔버의 화재 상태를 모니터링하지 못하는 한계점을 가지고 있다. 또한 챔버내 화재 감지 센서의 오동작 발생시 연동된 다중챔버 모두에 소화가스를 방출하는 구조를 가지고 있어, 내부 공정 재료가 손실되는 위험성을 가지고 있다.
따라서, 제조공정에 따라 다수의 작업 영역들로 구성된 제조설비에서 각각의 작업 영역에 대한 화재 감시뿐만 아니라 오감지 및 오동작을 최소화시키고 통합적인 화재 진압 및 상태 제어가 가능한 시스템을 개발할 필요성이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 본 개시 내용은 다중 방호구역을 위한 자동 소화 시스템 및 이의 동작 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시 내용의 일 실시예에 따르면, 다중 방호구역을 위한 자동 소화 시스템이 제시된다. 상기 시스템은, 상기 다중 방호구역의 각각의 방호 구역에 각각 배치되어 해당 방호 구역의 온도를 감지하기 위한 온도감지기; 상기 다중 방호구역의 각각의 방호 구역에 각각 배치되어 해당 방호 구역에서 발생하는 불꽃을 감지하기 위한 불꽃감지기; 소화약제를 저장하며, 상기 다중 방호구역의 각각의 방호 구역에 각각 배치된 노즐과 연결되는 소화실린더; 및 각각의 방호 구역에 배치된 온도감지기 및 불꽃감지기로부터 실시간으로 화재 상태를 감지하고, 해당 방호 구역에서 화재가 발생하였다고 결정시에 상기 소화실린더로부터 해당 방호 구역의 노즐을 통해 소화약제가 분사되도록 제어하는 제어부를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제어부는 해당 방호 구역의 온도감지기로부터 감지되는 시간에 따른 온도 곡선의 파형 및 기울기에 기초하여 해당 방호 구역에서의 화재 오감지 여부를 결정할 수 있다. 각각의 방호 구역에 배치된 온도감지기 및 불꽃감지기는 디지털 인터페이스를 통해 상기 제어부와 통신하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부는 해당 방호 구역의 온도감지기로부터 감지되는 시간에 따른 온도 곡선의 파형 및 기울기에 기초하여 해당 방호 구역에서의 화재 오감지 여부를 결정할 수 있다. 또한, 각각의 방호 구역에 배치된 온도감지기 및 불꽃감지기는 디지털 인터페이스를 통해 상기 제어부와 통신하도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 제어부는 온도감지기(또는 열감지기), 불꽃감지기와 디지털 통신으로 연결되어, 실시간으로 화재 상태를 측정할 수 있다. 불꽃감지기의 경우 자체 측정기능 및 진단기능을 통해 불꽃 발생 유무를 전달하지만, 온도감지기의 경우 측정된 온도를 제어부로 전달하기 때문에, 현재 측정된 온도값에 기초하여 제어부에서 감지 오동작 여부를 판단할 수 있다.
이를 위해, 상기 제어부는 해당 방호 구역의 온도감지기로부터 감지되는 실시간 측정된 시간에 다른 온도 곡선에서 라이징 에지(rising edge)의 기울기, 폴링 에지(falling edge)의 기울기, 상승-하강 또는 하강-상승 변동점이 발생한 횟수 및 변동점 사이의 간격을 결정하고, 정상 화재 패턴의 시간에 따른 온도 곡선의 파형 및 기울기 허용 범위와 비교하여 해당 방호 구역에서의 온도 측정 오감지(즉, 화재 오감지) 여부를 결정하도록 구성될 수 있다.
또한, 각각의 방호 구역에 각각 배치된 상기 온도감지기는 제 1 온도 센서 및 제 2 온도 센서를 포함하는 이중화 가능한 온도감지기일 수 있으며, 상기 제 2 온도 센서의 적용여부는 사용자 선택에 따라 설정될 수 있다. 즉, 이러한 예에서 해당 온도 감지기의 경우 온도 센서를 2개 장착(이중화) 가능토록 구성하여, 상기 오동작 분석 기술을 포함한 1개의 감지기에서 2개의 온도를 측정할 수 있도록 하여 온도 감지 정확도와 신뢰성을 추가 확보할수 있도록 구성될수 있다. 이를 위해, 상기 제어부는 상기 제 1 온도 센서에서 감지된 온도 및 상기 제 2 온도 센서에서 감지된 온도 간의 차이가 미리 설정된 차이값 이하일 때 상기 온도감지기가 정상 동작한다고 결정하며, 해당 방호 구역에 배치된 상기 온도감지기의 제 1 온도 센서 및 제 2 온도 센서와 해당 방호 구역에 배치된 불꽃감지기로부터의 감지신호에 기초하여 해당 방호 구역에서의 화재 발생 여부를 결정하도록 구성될 수 있다.
또한, 자연발화성 물질에 의한 화재일 경우 추가 소화약제 방출을 위해 방호 구역에 산소 감지기를 추가로 설치 할 수 있다. 이러한 경우에, 제어부는 산소감지기도 디지털 통신으로 연결하여 측정값을 모니터링하도록 구성될 수 있으며, 자체 소화약제 방출후 외부 소화약제 방출 제어를 할 수 있도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 자동 소화 시스템은 상기 소화실린더의 무게를 감지하기 위한 무게감지기를 더 포함할 수 있다. 상기 제어부는 상기 무게감지기에서 감지된 상기 소화실린더의 무게가 미리 설정된 무게 미만이 되면 소화실린더 점검 알림 신호를 생성하도록 구성될 수 있다. 예시적으로, 이러한 소화실린더의 이상 리크(leak)를 검출하기 위해 소화실린더의 무게를 감지하는 무게감지기는 소화실린더 하단에 배치될 수 있으며, 제어부는 무게감지기도 디지털 통신으로 연결하여 측정값을 모니터링하도록 구성될 수 있다.
따라서, 본 출원의 자동 소화 시스템은 제어부와 각 감지기들을 디지털 통신으로 구성하여 화재 감지를 위한 불꽃, 온도 상태, 실린더 무게 상태, 산소 감지 상태 등을 제어부에서 통합 모니터링 가능하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 자동 소화 시스템은 상기 자동 소화 시스템의 상태 조회 및 데이터 입력을 위한 터치방식 디스플레이를 더 포함할 수 있다. 상기 디스플레이는 상기 다중 방호구역의 동시적인 모니터링을 위한 상기 다중 방호구역을 구성하는 방호 구역들의 상태 정보를 하나의 디스플레이 화면으로 제공하는 방호 구역 조회 메뉴를 제공할 수 있다. 상기 방호 구역 조회 메뉴에서 특정 방호 구역이 선택되면, 상기 디스플레이는 선택된 특정 방호 구역에 배치된 감지기들의 측정값 및 상기 특정 방호 구역의 온도감지기에서 감지된 시간에 따른 온도 곡선 그래프를 포함하는 감지 정보 조회 메뉴를 제공할 수 있다.
본 개시 내용의 일 실시예에 따르면, 자동 소화 시스템에 의해 수행되는 다중 방호구역을 위한 자동 소화 방법이 제시된다. 상기 방법은, 상기 다중 방호구역의 각각의 방호 구역에 배치된 온도감지기 및 불꽃감지기로부터의 감지신호를 획득하는 단계; 해당 방호 구역의 온도감지기로부터 감지되는 시간에 따른 온도 곡선의 파형 및 기울기에 기초하여 해당 방호 구역에서의 화재 오감지 여부를 결정하는 단계; 해당 방호 구역에 배치된 온도감지기 및 불꽃감지기로부터의 감지 신호에 기초하여 화재 발생 여부를 결정하는 단계; 및 해당 방호 구역에서 화재가 발생하였다고 결정시에 소화실린더로부터 해당 방호 구역의 노즐을 통해 소화약제가 분사되도록 화재 소화 동작을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시 내용의 다른 일 실시예에 따르면, 다중 방호구역을 위한 자동 소화 시스템이 제시된다. 상기 시스템은, 상기 다중 방호구역의 각각의 방호 구역에 각각 배치되어 해당 방호 구역의 온도를 감지하기 위한 온도감지기; 상기 다중 방호구역의 각각의 방호 구역에 각각 배치되어 해당 방호 구역에서 발생하는 불꽃을 감지하기 위한 불꽃감지기; 자동 소화 장치; 및 확장 유닛 소화 장치를 포함할 수 있다. 상기 자동 소화 장치는, 소화약제를 저장하며, 상기 다중 방호구역 중 제 1 방호 구역들의 각각의 방호 구역에 각각 배치된 노즐과 연결되는 제 1 소화실린더; 및 각각의 방호 구역에 배치된 온도감지기 및 불꽃감지기로부터 실시간으로 화재 상태를 감지하고, 해당 방호 구역에서 화재가 발생하였다고 결정시에 해당 방호 구역의 노즐을 통해 소화약제가 분사되도록 제어하는 제어부를 포함할 수 있다. 상기 확장 유닛 소화 장치는, 소화약제를 저장하며 상기 다중 방호구역 중 제 2 방호 구역들의 각각의 방호 구역에 각각 배치된 노즐과 연결되는 제 2 소화실린더를 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 제 1 방호구역들 중 해당 방호 구역에서 화재가 발생하였다고 결정시에 상기 자동 소화 장치의 상기 제 1 소화실린더로부터 소화약제가 분사되도록 제어하고, 상기 제 2 방호구역들 중 해당 방호 구역에서 화재가 발생하였다고 결정시에 상기 확장 유닛 소화 장치의 상기 제 2 소화실린더로부터 소화약제가 분사되도록 제어할 수 있다. 상기 제어부는 해당 방호 구역의 온도감지기로부터 감지되는 시간에 따른 온도 곡선의 파형 및 기울기에 기초하여 해당 방호 구역에서의 화재 오감지 여부를 결정할 수 있다. 또한, 각각의 방호 구역에 배치된 온도감지기 및 불꽃감지기는 디지털 인터페이스를 통해 상기 제어부와 통신하도록 구성될 수 있다. 또한, 자동 소화 시스템은 추가적인 방호구역들을 커버하기 위한 둘 이상의 확장 유닛 소화 장치들을 포함하도록 구성될 수 있다.
자동 소화 장치의 제어부는 다중 방호구역의 개별 방호 구역의 상태를 판단할 수 있으며, 이러한 구현예에서, 제어부는 복수개의 소화실린더들(예를 들어, 자동 소화 장치에 구비되어 제 1 방호구역들을 커버하는 제 1 실린더, 제 1 확장 유닛 소화 장치에 구비되어 제 2 방호구역들을 커버하는 제 2 실린더, 제 2 확장 유신 소화 장치에 구비되어 제 3 방호구역들을 커버하는 제 3 실린더 등)을 개별 제어할 수 있다. 이러한 구성을 통해, 본 출원의 자동 소화 시스템은 화재 발생시 특정 소화실린더와 연동되는 방호 구역들에만 소화 약제가 방출될 수 있도록 제어할 수 있다.
본 개시 내용에 따르면, 다수의 방호구역들로 구성된 다중 방호구역에 대한 화재 감시뿐만 아니라 통합적인 화재 진압 및 상태 제어가 가능한 자동 소화 시스템을 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 개시 내용에 따르면, 화재 감지 데이터의 분석을 통해 다양한 유형의 화재 오감지를 판별함으로써 소화 장치 오동작을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 개시 내용에 따르면, 방호 구역별로 소화 장치를 개별 설치해야 하는 것이 아니라 하나의 자동 소화 장치로 다중 방호구역을 관리할 수 있는 소형화되고 공간 최적화된 자동 소화 시스템을 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 다중 방호구역을 위한 자동 소화 시스템을 나타내는 도식적인 도면이다.
도 2a 내지 2d는 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 자동 소화 시스템의 자동 소화 장치의 예시적인 내외부 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 방호 구역에 불꽃감지기, 온도감지기 및 산소감지기가 배치된 자동 소화 시스템의 예시적인 도면이다.
도 4a는 하나의 온도 센서를 구비한 온도감지기를 나타내는 예시적인 도면이고, 도 4b 및 4c는 2개의 온도 센서를 구비한 이중화 온도감지기를 나타내는 예시적인 도면이다.
도 5는 발화, 화재감지, 화재소화 및 소화완료의 정상적인 자동 소화 동작시 방호 구역에 배치된 온도감지기와 불꽃감지기 및 소화실린더의 무게감지기의 예시적인 감지신호 그래프를 나타내는 도면이다.
도 6은 화재지점에서 시간에 따른 온도 곡선의 정상 화재 패턴을 나타내는 예시적인 그래프이다.
도 7a 내지 7c는 화재 발생이 아닌 온도 곡선의 예시적인 오동작 패턴들을 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 자동 소화 시스템의 기본 서비스 메뉴 화면을 나타내는 예시적인 도면이다.
도 9는 화재발생시 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 자동 소화 시스템의 기본 서비스 메뉴 화면을 나타내는 예시적인 도면이다.
도 10은 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 자동 소화 시스템의 방호 구역 조회 메뉴 화면을 나타내는 예시적인 도면이다.
도 11은 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 자동 소화 시스템의 선택된 방호 구역의 감지 정보 조회 메뉴 화면을 나타내는 예시적인 도면이다.
도 12는 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 자동 소화 시스템의 유지 보수 메뉴 화면을 나타내는 예시적인 도면이다.
도 13은 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 다중 방호구역을 위한 자동 소화 방법을 나타내는 개략적인 순서도이다.
도 14는 본 개시 내용의 다른 실시예에 따른 다중 방호구역을 위한 자동 소화 시스템을 나타내는 도식적인 도면이다.
도 2a 내지 2d는 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 자동 소화 시스템의 자동 소화 장치의 예시적인 내외부 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 방호 구역에 불꽃감지기, 온도감지기 및 산소감지기가 배치된 자동 소화 시스템의 예시적인 도면이다.
도 4a는 하나의 온도 센서를 구비한 온도감지기를 나타내는 예시적인 도면이고, 도 4b 및 4c는 2개의 온도 센서를 구비한 이중화 온도감지기를 나타내는 예시적인 도면이다.
도 5는 발화, 화재감지, 화재소화 및 소화완료의 정상적인 자동 소화 동작시 방호 구역에 배치된 온도감지기와 불꽃감지기 및 소화실린더의 무게감지기의 예시적인 감지신호 그래프를 나타내는 도면이다.
도 6은 화재지점에서 시간에 따른 온도 곡선의 정상 화재 패턴을 나타내는 예시적인 그래프이다.
도 7a 내지 7c는 화재 발생이 아닌 온도 곡선의 예시적인 오동작 패턴들을 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 자동 소화 시스템의 기본 서비스 메뉴 화면을 나타내는 예시적인 도면이다.
도 9는 화재발생시 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 자동 소화 시스템의 기본 서비스 메뉴 화면을 나타내는 예시적인 도면이다.
도 10은 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 자동 소화 시스템의 방호 구역 조회 메뉴 화면을 나타내는 예시적인 도면이다.
도 11은 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 자동 소화 시스템의 선택된 방호 구역의 감지 정보 조회 메뉴 화면을 나타내는 예시적인 도면이다.
도 12는 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 자동 소화 시스템의 유지 보수 메뉴 화면을 나타내는 예시적인 도면이다.
도 13은 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 다중 방호구역을 위한 자동 소화 방법을 나타내는 개략적인 순서도이다.
도 14는 본 개시 내용의 다른 실시예에 따른 다중 방호구역을 위한 자동 소화 시스템을 나타내는 도식적인 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 다양한 양상들이 아래에서 설명된다. 여기에서 제시되는 발명들은 폭넓은 다양한 형태들로 구현될 수 있으며 여기에서 제시되는 임의의 특정한 구조, 기능 또는 이들 모두는 단지 예시적이라는 것을 이해하도록 한다. 여기에서 제시되는 발명들에 기반하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 여기에서 제시되는 하나의 양상이 임의의 다른 양상들과 독립적으로 구현될 수 있으며 둘 이상의 이러한 양상들이 다양한 방식들로 결합될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 여기에서 설명되는 임의의 수의 양상들을 이용하여 장치가 구현될 수 있거나 또는 방법이 실시될 수 있다. 또한, 여기에서 설명되는 하나 이상의 양상들에 더하여 또는 이들 양상들이 아닌 다른 구조, 기능 또는 구조 및 기능을 이용하여 이러한 장치가 구현될 수 있거나 또는 이러한 방법이 실시될 수 있다.
도 1은 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 다중 방호구역을 위한 자동 소화 시스템(100)을 나타내는 도식적인 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 자동 소화 시스템(100)은 다수의 방호 구역들(360-1, 360-2, 360-3)로 구성된 다중 방호 구역의 화재 감지 및 자동 소화를 위한 자동 소화 장치(300)를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 각각의 방호 구역(360-1, 360-2, 360-3)에는 불꽃을 감지하기 위한 불꽃감지기(364-1, 364-2, 364-3), 온도 또는 열을 감지하기 위한 온도감지기(362-1, 362-2, 362-3) 및 소화약제의 분사를 위한 노즐(366-1, 366-2, 366-3)이 배치될 수 있으며, 이러한 불꽃감지기, 온도감지기 및 노즐은 후술할 바와 같이 자동 소화 장치(300)과 연결되어 동작할 수 있다. 예를 들어, 각각의 방호 구역(360-1, 360-2, 360-3)은 반도체 제조 공정의 공정별 작업 구역일 수 있으며, 각 방호 구역 내에는 해당 공정에 사용되는 화학물질(368-1, 368-2, 368-3)이 존재할 수 있다. 이러한 화학물질은 화재에 취약한 3류 금수성 위험물질, 3류 자연발화성 위험물질, 4류 인화성 위험물질 등을 포함할 수 있다.
한편, 도 1에서는 예시적으로 자동 소화 시스템(100)에 의해 관리되는 3개의 방호 구역(360-1, 360-2, 360-3)을 도시하였으나 이에 한정되지 않으며, 구현예에 따라 더 많은 개수의 방호 구역들이 다중 방호 구역으로서 관리될 수 있다. 자동 소화 장치(300)는 통합 관제부(200)와 통신으로 연결될 수 있으며, 통합 관제부(200)는 다중 방호 구역을 포함한 해당 시설 전체의 관리 및 운용을 위한 통합 관리 시스템일 수 있다.
자동 소화 장치(300)는 메인 유닛(302), I/O 유닛(304), 소화실린더(342), 무게감지기(344)를 포함하여 구성될 수 있다. 메인 유닛(302)은 제어부(310), 메모리(311), 제 1 통신부(312), 제 2 통신부(314), 충전부(316), 배터리(318), 스피커(320), 디스플레이(322), 입력부(324) 및 단말 인터페이스(326)를 포함할 수 있다. I/O 유닛은 단말 인터페이스(326), I/O 제어부(330), 전원부(332), 온도감지부(334), 불꽃감지부(336), 가스감지부(338), 무게감지부(340)를 포함할 수 있다.
제어부(310)는 전술한 자동 소화 장치(300)의 구성부들을 제어하고, 다중 방호구역에서의 화재 감지 및 자동 소화 동작을 수행하도록 구성될 수 있다. 메모리(311)는 자동 소화 장치(300)의 동작과 관련된 프로그램 및 데이터를 저장하도록 구성될 수 있다. 제 1 통신부(312)는 통합 관제부(200)와 자동 소화 장치(300) 간의 통신을 위한 통신 기능을 제공할 수 있으며, 일 구현예에서 TCP/IP와 같은 IP 프로토콜 기반의 통신 모듈로 구현될 수 있다. 제 2 통신부(314)는 자동 소화 장치(300)의 구성부들간의 통신 기능을 제공할 수 있으며, 일 구현예에서 RS-485와 같은 직렬 통신 프로토콜 기반의 통신 모듈로 구현될 수 있다. 전원부(332)는 자동 소화 장치(300)로 전원을 공급하거나 또는 충전부(316)를 통해 배터리(318)를 충전하도록 구성될 수 있다.
스피커(320)는 소리 또는 음성을 출력하도록 구성되며, 예를 들어, 화재발생 알림음, 동작 선택음 등을 출력하도록 구성될 수 있다. 디스플레이(322)는 자동 소화 장치(300)의 동작 메뉴, 방호 구역 상태 정보 등의 시각적 정보를 표시할 수 있으며, LCD, OLED 등과 같은 디스플레이 소자로 구현될 수 있다. 입력부(324)는 사용자 입력을 받기 위한 수단으로 키패드, 버튼 등과 같은 형태로 구현될 수 있다. 다른 구현예에서, 디스플레이(322)는 사용자 입력이 가능한 터치방식 디스플레이로 구현될 수 있으며, 이러한 경우 디스플레이(322)는 입력부(324)의 기능을 수행할 수 있고 이에 따라 별도의 입력부(324)가 자동 소화 장치(300)에 반영되지 않을 수 있다.
단말 인터페이스(326, 328)는 메인 유닛(302) 및 I/O 유닛(304) 간의 데이터 송수신을 위한 인터페이스 기능을 수행할 수 있다. 온도감지부(334)는 각 방호 구역(360-1, 360-2, 360-3)에 배치된 온도감지기(362-1, 362-2, 362-3)와 각각 연결되어 온도 감지 신호를 수신할 수 있다. 불꽃감지부(336)는 각 방호 구역(360-1, 360-2, 360-3)에 배치된 불꽃감지기(364-1, 364-2, 364-3)와 각각 연결되어 불꽃 감지 신호를 수신할 수 있다. 가스감지부(338)는 가스감지기(346)와 연결되어 가스 감지 신호를 수신할 수 있다. 구현예에 따라, 가스감지기(346)는 다중 방호구역이 위치된 시설에 설치되거나 또는 각 방호구역 내에 각각 배치되어 가스감지부(338)와 연결될 수 있다.
무게감지부(340)는 소화실린더(342)의 무게를 감지하는 무게감지기(344)와 연결되어 무게 감지 신호를 수신할 수 있다. 무게감지기(344)는 예컨대 로드셀과 같은 무게감지센서로 구현될 수 있으며, 소화실린더(342)의 무게를 감지할 수 있도록 자동 소화 장치(300) 내의 소정의 위치(예를 들어, 소화실린더(342)의 하부)에 배치될 수 있다. 제어부(310)는 무게감지기(344)에서 감지된 소화실린더(342)의 무게가 미리 설정된 무게 미만이 되면 소화약제 충전 또는 소화실린더 교체 여부를 확인하도록 소화실린더 점검 알림 신호를 생성할 수 있다. 소화실린더(342)에는 방호구역(360)에서 사용되는 화학물질의 소화에 적합한 소화약제(예를 들어, CO2, 고순도 N2(또는 IG-100), FK-5-1-12)(또는 NOVEC-1230) 등)가 주입될 수 있으며, 각 방호 구역(360-1, 360-2, 360-3)의 노즐(366-1, 366-2, 366-3)은 도 1에 도시된 바와 같은 소화약제 이동 통로를 통해 소화실린더(342)와 연결될 수 있다.
I/O 제어부(330)는 전술한 감지부들의 감지 신호들을 획득하여 제어부(310)로 전달할 수 있으며, 제어부(310)의 명령에 따라 감지부들 및 소화실린더(342)의 동작을 제어할 수 있다. 또한, 도 1에 도시하지는 않았으나, 방호 구역(360-1, 360-2, 360-3)에 산소 농도를 측정하는 산소감지기가 배치되는 경우, I/O 유닛(304)은 산소감지기와 연결되어 산소 농도 감지 신호를 수신하는 산소감지부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 전술한 감지기들 및 대응하는 감지부들은 디지털 인터페이스(예를 들어, RS-485 통신)로 연결되도록 구성될 수 있으며, 이를 통해 자동 소화 시스템(100)은 감지기(또는 센서)에서부터 바로 디지털 통신을 통해 데이터를 처리할 수 있도록 구성될 수 있다.
한편, 도 1에서는 메인 유닛(302) 및 I/O 유닛(304)을 별개의 장치로서 도시하였으나 이에 한정되지 않으며, 구현예에 따라 메인 유닛(302) 및 I/O 유닛(304)은 하나의 통합 유닛으로서 구현되어 자동 소화 장치(300)에 적용될 수 있다. 또한, 이러한 경우, 제어부(310) 및 I/O 제어부(330)는 하나의 통합 제어부로서 구현될 수 있다.
일 구현예에서, 제어부(310)는 각각의 방호 구역(360-1, 360-2, 360-3)에 배치된 온도감지기(362-1, 362-2, 362-3) 및 불꽃감지기(364-1, 364-2, 364-3)로부터의 감지신호에 기초하여 해당 방호 구역에서의 화재 발생 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 해당 구역에서의 화재발생시 불꽃감지기(364)는 불꽃을 감지할 수 있으며 이와 함께 온도감지기(362)에서 미리 설정된 온도 이상의 발열을 감지하는 경우에 제어부(310)는 해당 방호 구역에서 화재가 발생하였다고 결정할 수 있다. 해당 방호 구역에서 화재가 발생하였다고 결정시에, 제어부(310)는 해당 방호 구역의 화재 발생 상태를 디스플레이(322) 상에 출력할 수 있으며, 소화실린더(342)로부터 해당 방호 구역의 노즐(366)을 통해 소화약제가 분사되도록 제어할 수 있다.
일 구현예에서, 제어부(310)는 해당 방호 구역(360)의 온도감지기(362)로부터 감지되는 시간에 따른 온도 곡선의 파형 및 기울기에 기초하여 해당 방호 구역(360)에서의 화재 오감지 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 정상적인 화재 발생 상황시에는 온도감지기(362)로부터 감지되는 온도 곡선이 발화후 일정 시간(예를 들어, 수초 내지 수십초) 동안 일부 정체 구간을 가지더라도 계속 상승하는 파형을 가질 수 있다. 반면에, 화재 발생이 아닌 노이즈, 왜란 등의 원인에 기인하여 왜곡이 발생하는 온도감지기(362)의 온도 곡선은 신호 헌팅(haunting), 급격한 기울기 변화 등과 같은 정상 화재시의 파형과 상이한 파형을 가질 수 있다.
구체적으로, 제어부(310)는 해당 방호 구역(360)의 온도감지기(362)로부터 감지되는 시간에 따른 온도 곡선에서 라이징 에지(rising edge)의 기울기, 폴링 에지(falling edge)의 기울기, 상승-하강 또는 하강-상승 변동점이 발생한 횟수 및 변동점 사이의 간격을 결정하고, 정상 화재 패턴의 시간에 따른 온도 곡선의 파형 및 기울기 허용 범위와 비교하여 해당 방호 구역에서의 화재 오감지 여부를 결정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어부(310)는 정상 화재 상황에서의 다수의 온도 곡선 특성 데이터에 기초하여 화재 상황으로 결정될 수 있는 온도 곡선의 파형의 허용 범위 및 온도 곡선의 기울기의 허용 범위를 결정할 수 있다. 제어부(310)는 이러한 정상 범위의 온도 곡선 트렌드와 온도감지기(362)로부터 감지되는 시간에 따른 온도 곡선의 특성을 비교함으로써 허용 범위를 벗어나는 라이징/폴링 에지의 기울기, 변동점 횟수, 변동점 사이의 간격이 검출되면 해당 방호 구역(360)에서 화재 오감지가 발생한 것으로 결정할 수 있다.
도 2a 내지 2d는 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 자동 소화 시스템의 자동 소화 장치의 예시적인 내외부 구조를 나타내는 도면이다.
도 2a는 자동 소화 장치(300)의 외관을 나타내는 예시적인 도면이다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 자동 소화 장치(300)는 사용자의 상태 조회 및 정보 입력이 가능하도록 (예를 들어, 장치 정면 상단에) 터치방식의 디스플레이(322)를 구비할 수 있다. 자동 소화 장치(300)는 소리 또는 음성 출력을 위한 스피커(320)를 구비할 수 있으며, 구현예에 따라 부저 신호를 출력하기 위한 부저(302-2)를 구비할 수 있다. 또한, 자동 소화 장치(300)는 내부를 열 수 있는 도어핸들(404) 및 각 방호 구역(360)의 노즐(366)과 연결하기 위한 방출 포트(402)를 구비할 수 있다.
도 2b는 보호창(406)이 열린 상태의 자동 소화 장치(300)의 외관을 나타내는 예시적인 도면이다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 자동 소화 장치(300)는 디스플레이(322)를 보호하기 위한 보호창(406)을 구비할 수 있으며, 사용자는 보호창(406)을 열고 디스플레이(322)의 조회 및 정보 입력을 수행할 수 있다.
도 2c는 자동 소화 장치(300)의 내부를 보여주는 예시적인 도면이다. 도 2c에 도시된 바와 같이, 소화실린더(342)는 고정 구조를 통해 자동 소화 장치(300) 내에 고정 배치될 수 있고, 소화실린더(342) 밑에는 소화실린더(342)의 무게를 감지하기 위한 무게감지기(344)가 설치될 수 있다. 소화실린더(342)에는 소화실린더(342)의 개폐를 위한 밸브 구조(408)가 연결될 수 있으며, 예시적으로 밸브 구조(408)는 솔레노이드 밸브로서 구현될 수 있다. 자동 소화 장치(300)는 소화실린더(342)의 압력을 조정하기 위한 압력 스위치(410) 및 누전 차단기(412)를 구비할 수 있다. 또한, 메인 유닛(302) 및 I/O 유닛(304)이 자동 소화 장치(300) 내에 배치될 수 있다.
도 2d는 메인 유닛(302)의 보호 커버(414)가 열린 상태의 자동 소화 장치(300)의 내부를 보여주는 예시적인 도면이다. 도 2d에 도시된 바와 같이, 메인 유닛(302)은 보호 커버(414)에 의해 보호될 수 있으며, 보호 커버(414) 안쪽에 제어부(310), 전원부(332), 배터리(318) 등이 배치될 수 있다.
도 3은 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 방호 구역에 불꽃감지기, 온도감지기 및 산소감지기가 배치된 자동 소화 시스템의 예시적인 도면이다.
예를 들어, 방호구역(360)에서 사용되는 화학물질이 자연발화성 물질인 경우, 화재 발생시 소화 완료가 되었는지 결정하기 위해 방호구역(360) 내의 산소 농도를 측정할 필요가 있다. 이를 위해, 도 3의 구현예에서, 방호 구역(360-4) 내에는 온도감지기(362-4) 및 불꽃감지기(364-4) 이외에 산소감지기(370-4)가 추가로 배치될 수 있다.
이러한 구현예에서, 방호 구역(360-4)에서 화재가 발생되어 노즐(366-4)을 통해 소화약제를 분사시에, 제어부(310)는 방호 구역(360-4)에서 감지된 산소 농도가 미리 설정된 농도(예를 들어, 자연발화성 물질이 재발화 가능한 최소농도) 미만이 되었을 때 소화실린더(342)로부터 방호 구역(360-4)으로의 소화약제 분사를 중지하도록 제어할 수 있다. 다시 말하면, 화재 발생으로 방호 구역(360-4)에 소화약제 분사시, 불꽃감지기(364-4)에서 불꽃이 감지되지 않고 온도감지기(362-4)에서 미리 설정된 온도 미만의 온도가 측정되더라도, 제어부(310)는 산소감지기(370-4)에서 측정된 산소 농도가 미리 설정된 농도 미만이 될 때까지 소화약제 분사를 계속함으로써 재발화가능성을 방지할 수 있다.
다른 구현예에서, 제어부(310)는 자연발화성 물질에 의한 화재의 경우에 추가 소화약제 방출을 제어하기 위해 산소감지기(370-4)의 감지농도를 모니터링할 수 있다. 별도의 도면으로 도시하지는 않았으나, 방호 구역(360)에는 외부 소화약제 방출라인(예를 들어, 제조 설비 자체적으로 구비되어 있는 소화설비)이 추가로 연결될 수 있다. 이러한 경우, 예를 들어, 자동 소화 장치(300)는 산소감지기(370-4)에 의해 감지되는 산소 농도가 미리 설정된 농도(예를 들어, 자연발화성 물질이 재발화가능한 최소농도) 미만이 될 때까지 소화실린더(342)를 통한 자체 소화약제 방출뿐만 아니라 외부 소화약제 방출라인으로부터도 소화약제가 방출되도록 제어할 수 있다.
도 4a는 하나의 온도 센서를 구비한 온도감지기를 나타내는 예시적인 도면이고, 도 4b 및 4c는 2개의 온도 센서를 구비한 이중화 온도감지기를 나타내는 예시적인 도면이다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 방호구역(360)에 배치되는 온도감지기(362)가 하나의 온도 센서(416)만 구비하는 경우에는 온도감지기(362)가 고장나거나 또는 정확한 온도를 감지하지 못하고 있을 때, 방호구역(360)에서의 정확한 화재 감지가 이루어지지 않는 상황이 발생할 수 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 온도감지기(362)는 2개의 온도 센서(416, 416-2)를 구비한 이중화 가능한 온도감지기로서 구현될 수 있다. 구현예에 따라, 이중화 온도감지기(362)는 도 4b에 도시된 바와 같은 1개의 온도 센서(416)를 구비한 온도감지기(362)에 추가 연결선에 의해 추가 온도 센서(416-2)가 연결된 형태이거나 또는 도 4c에 도시된 바와 같은 2개의 온도 센서(416, 416-2)가 고정 연결된 형태일 수 있다. 온도 측정에 의한 오동작을 최소화하기 위해 이러한 제 2 온도 센서(416-2)의 적용여부는 사용자 선택에 따라 설정될 수 있다. 제 1 온도 센서(416) 및 제 2 온도 센서(416-2)가 모두 적용되는 경우에, 이러한 이중화 온도감지기(362)는 하나의 측정 포인트에 대하여 2개의 온도 센서(416, 416-2)를 통해 2개의 온도 측정값을 출력할 수 있다.
도 4b 또는 도 4c에 도시된 바와 같은 이중화 온도감지기를 이용하는 경우, 제어부(310)는 제 1 온도 센서(416)에서 감지된 온도 및 제 2 온도 센서(416-2)에서 감지된 온도 간의 차이가 미리 설정된 차이값(예를 들어, 허용오차 범위값) 이하일 때 온도감지기(362)가 정상 동작한다고 결정할 수 있다. 제어부(310)는 제 1 온도 센서(316)에서 감지된 온도 및 제 2 온도 센서(416-2)에서 감지된 온도 간의 차이가 미리 설정된 차이값을 초과하는 경우, 온도감지기(362) 또는 온도 센서(416, 416-2)에 이상이 있는지 점검할 수 있도록, 온도감지기 점검 알림 신호를 출력할 수 있다.
또한, 제어부(310)는 방호 구역(360)에 배치된 이중화 온도감지기(362)의 제 1 온도 센서(416) 및 제 2 온도 센서(416-2)와 방호 구역(360)에 배치된 불꽃감지기(364)로부터의 감지신호에 기초하여 방호 구역(360)에서의 화재 발생 여부를 결정할 수 있다. 이중화 온도감지기(362)가 정상 동작하는 경우, 허용오차 범위값 내에서 제 1 온도 센서(416)에서 측정된 온도 곡선과 제 2 온도 센서(416-2)에서 측정된 온도 곡선은 실질적으로 동일한 파형을 출력할 것이며, 이를 통해 자동 소화 장치(300)는 2개의 온도 센서(416, 416-2)에서 측정된 감지신호를 서로 검증함으로써 화재 발생 여부를 더 정확하게 판단할 수 있게 된다.
도 5는 발화, 화재감지, 화재소화 및 소화완료의 정상적인 자동 소화 동작시 방호 구역에 배치된 이중화 온도감지기와 불꽃감지기 및 소화실린더의 무게감지기의 예시적인 감지신호 그래프를 나타내는 도면이다.
예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 방호 구역(360)에서 발화가 일어나면 통상적으로 수초 내에 불꽃감지기(364)는 불꽃을 감지하게 되며(예를 들어, 불꽃감지 상태가 온(ON)이 됨), 이중화 온도감지기(362)의 제 1 온도 센서(416)(즉, 온도감지기1) 및 제 2 온도 센서(416-2)(즉, 온도감지기2)는 화재에 의해 시간 경과에 따라 상승하는 온도를 측정하고, 제어부(310)는 미리 설정된 허용오차 내에서 일치하는 온도 상승 파형을 확인하여 제 1 온도 센서(416) 및 제 2 온도 센서(316-2)가 정상적으로 작동하고 있다고 결정할 수 있다. 제 1 온도 센서(416) 및 제 2 온도 센서(316-2)에서 감지된 온도가 소화약제 방출을 위한 임계 온도를 초과하면, 소화실린더(342)는 소화약제 방출을 개시하게 되며 약제방출이후 소화실린더(342)에 저장된 약제량이 줄어들면서 무게감지기(344)에 의해 감지되는 무게가 감소하게 된다. 소화약제 방출이 이루어지면, 제 1 온도 센서(416) 및 제 2 온도 센서(316-2)에서 감지된 온도는 수초 정도 더 상승하다가 소화가 일어나면서 급격히 온도가 하강하는 그래프를 보여주게 된다. 제 1 온도 센서(416) 및 제 2 온도 센서(316-2)에서 감지된 온도가 미리 설정된 온도(예를 들어, 상온 또는 해당 방호 구역의 정상시 온도) 이하로 도달하면, 제어부(310)는 소화 완료가 되었다고 결정하고 소화실린더(342)로부터의 소화약제 방출을 중지시키게 되고 이에 따라 무게감지기(344)에서 감지된 무게는 일정하게 유지된다.
도 6은 화재지점에서 시간에 따른 온도 곡선의 정상 화재 패턴을 나타내는 예시적인 그래프이다.
도 5의 온도감지기 1 및 2의 시간에 따른 온도 곡선처럼, 도 6에 도시된 바와 같이, 정상적인 화재 상황시 온도감지기(362)에서 감지되는 시간에 따른 온도 곡선은 발화이후 일부 온도 정체구간이 존재하더라도 일정 범위의 기울기로 상승하다가 화재소화(예를 들어, 소화약제 방출) 개시시점 부근에서 1개의 상승-하강 변동점이 발생하며 화재소화진행에 따라 일부 온도 정체구간이 존재하더라도 일정 범위 기울기로 하강하여 소화 완료후 상온에 이르게 되는 파형을 가질 수 있다. 제어부(310)는 이러한 정상 화재 패턴의 파형을 기초로 정상 화재로 판단할 수 있는 파형 형태의 허용 범위, 기울기의 허용 범위, 작은 양의 온도 상승 또는 하강 변화로 인해 상승-하강 또는 하강-상승 변동점으로 판단하지 않는 허용 범위 등을 결정할 수 있다.
도 7a 내지 7c는 화재 발생이 아닌 온도 곡선의 예시적인 오동작 패턴들을 나타내는 그래프이다.
도 7a에 예시된 온도 곡선 그래프는 정상 화재 패턴과 비교시 허용범위를 초과하는 급격한 기울기의 라이징 에지 및 폴링 에지를 가지며, 이에 따라 제어부(310)는 도 7a와 같은 온도 곡선을 화재 오감지 패턴으로 결정할 수 있다.
도 7b에 예시된 온도 곡선 그래프는 정상 화재 패턴과 비교시 상승-하강 또는 하강-상승 변동점의 횟수가 허용 범위를 훨씬 초과하고 변동점 사이의 간격이 허용 최소 간격보다 훨씬 작은 파형을 가지며, 이에 따라 제어부(310)는 도 7b와 같은 온도 곡선을 화재 오감지 패턴으로 결정할 수 있다.
도 7c에 예시된 온도 곡선 그래프는 정상 화재 패턴과 비교시 허용범위를 초과하는 급격한 기울기의 라이징 에지 및 폴링 에지를 가지며 상승-하강 또는 하강-상승 변동점의 횟수가 허용 범위를 초과하는 파형을 가지며, 이에 따라 제어부(310)는 도 7c와 같은 온도 곡선을 화재 오감지 패턴으로 결정할 수 있다.
도 8은 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 자동 소화 시스템의 기본 서비스 메뉴 화면을 나타내는 예시적인 도면이다.
본 개시 내용의 자동 소화 시스템(100)은 디스플레이(322)를 통해 자동 소화 장치(300)의 상태 정보, 설정 정보 등을 조회할 수 있는 화면을 제공할 수 있다. 도 8 내지 도 12의 서비스 화면에 예시된 바와 같이, 자동 소화 시스템(100)은 서비스 화면 상단의 미리 설정된 영역에 자동 소화 장치(300)의 상태표시(예를 들어, '정상상태', '화재발생' 등), 주전원(전원부(332)) 연결표시, 예비전원(배터리(318)) 연결표시, 도어 개폐 표시, 날짜, 시간 등을 포함하는 정보를 제공할 수 있다.
또한, 자동 소화 시스템(100)은 동작시 디스플레이(322)를 통해 도 8에 예시된 바와 같은 기본 서비스 메뉴 화면을 제공할 수 있다. 기본 서비스 메뉴 화면은 아이콘, 이미지 등과 같은 시각적 표시와 함께 시스템 고장여부, 감지기 고장여부, 댐퍼 개폐여부, 불꽃감지기 작동여부, 소화실린더 작동여부, 온도감지기(또는 열감지기) 작동여부, 노즐 작동여부, 화재발생여부 등을 포함하는 정보를 제공할 수 있다.
도 9는 화재발생시 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 자동 소화 시스템의 기본 서비스 메뉴 화면을 나타내는 예시적인 도면이다.
자동 소화 시스템(100)은 화재발생이 감지된 경우 도 9에 예시된 바와 같은 기본 서비스 메뉴 화면을 제공할 수 있다. 화재발생시 디스플레이(322)는 기본 서비스 메뉴들의 색상을 다르게 표시(예를 들어, '적색'으로 변경)하여 화재발생을 시각적으로 사용자에게 알릴 수 있다. 또한, 화재발생시 디스플레이(322)가 서비스 화면의 깜빡임(flickering)과 같은 시각효과를 제공하거나 또는 스피커(320) 또는 부저(320-2)가 알림 소리 또는 음향을 출력함으로써 화재발생을 시각적 및 청각적으로 사용자에게 알릴 수 있다.
또한, 도 9에 도시된 바와 같이, 화재발생으로 자동 소화 장치(300)가 자동 소화 동작을 수행시에, 디스플레이(322)는 '댐퍼 닫힘'(즉, 방호 구역 밀폐), '약제 개방'(즉, 소화실린더 개방), '방출 중'(즉, 노즐 개방) 등과 같은 자동 소화 장치(300)의 구성장치들의 동작을 확인할 수 있는 정보를 제공할 수 있다.
도 10은 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 자동 소화 시스템의 방호 구역 조회 메뉴 화면을 나타내는 예시적인 도면이다.
도 10에 예시된 바와 같이, 자동 소화 시스템(100)은 다중 방호구역을 구성하는 방호 구역들(360)의 상태를 확인할 수 있는 방호 구역 조회 메뉴 화면을 제공할 수 있다. 이러한 방호 구역 조회 메뉴는 다중 방호구역의 동시적인 모니터링을 위한 다중 방호구역을 구성하는 방호 구역들(360)의 상태 정보를 하나의 디스플레이 화면으로 제공할 수 있다.
예를 들어, 다중 방호구역이 14개의 방호 구역들(즉, 존(Zone) 1 내지 존 14)로 구성되어 있는 경우에, 방호 구역 조회 메뉴는 도 10에 도시된 바와 같이 존 1 내지 존 14의 정보가 구획별로 표시된 화면을 제공할 수 있다. 예시적으로, 특정 방호 구역(즉, 특정 존)에 대한 구획 화면은 구역 식별 정보(즉, 존 번호), 오류여부, 단선여부, 해당 방호 구역에 설치된 감지기 정보(예를 들어, 불꽃감지기, 열감지기 등), 해당 방호 구역의 상태 정보(예를 들어, '정상상태', '화재발생' 등) 등을 포함하는 정보를 제공할 수 있다.
또한, 방호 구역들(360) 중 특정 방호구역에서 화재발생이 감지된 경우, 방호 구역 조회 메뉴는 도 10에 도시된 바와 같이 화재가 발생한 방호구역(예를 들어, 존 1)을 표시하는 구획 화면 부분(402)의 색상을 다르게 표시(예를 들어, '적색'으로 변경)하여 '존 1'에서의 화재발생을 시각적으로 사용자에게 알릴 수 있다. 또한, 구현예에 따라, 디스플레이(322)는 구획 화면 부분(402)에 깜빡임과 같은 추가적인 시각효과를 제공하여 시각적인 알림 기능을 강화시킬 수 있다.
도 11은 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 자동 소화 시스템의 선택된 방호 구역의 감지 정보 조회 메뉴 화면을 나타내는 예시적인 도면이다.
도 10에서 도시된 방호 구역 조회 메뉴 화면에서 특정 방호 구역이 선택되면, 디스플레이(322)는 도 11에 예시된 바와 같은 선택된 방호 구역의 감지 정보 조회 메뉴 화면을 제공할 수 있다. 감지 정보 조회 메뉴는 선택된 특정 방호 구역의 화재발생여부 표시, 특정 방호 구역에 배치된 감지기들의 측정값 및 특정 방호 구역에 배치된 온도감지기(362)에서 감지된 시간에 따른 온도 곡선 그래프를 포함하는 정보를 제공할 수 있다.
예를 들어, 도 10의 방호 구역 조회 메뉴에서 화재가 발생한 '존 1'이 조회를 위해 선택되고, 방호 구역 '존 1'에는 불꽃감지기(364), 이중화 온도감지기(또는 이중화 열감지기)(362) 및 산소감지기(370)가 배치되어 있는 경우에, 도 11에 도시된 바와 같이, 디스플레이(322)는 불꽃감지기(364)의 측정값(예를 들어, 불꽃감지(또는 화재발생), 불꽃 무감지(또는 정상상태) 등), 온도감지기(362)의 제 1 온도 센서(416)의 측정값, 온도감지기(362)의 제 2 온도 센서(416-2)의 측정값, 산소감지기(370)의 측정값, 통신상태 표시, 제 1 온도 센서(416)에서 감지된 시간에 따른 온도 곡선 그래프, 제 2 온도 센서(416-2)에서 감지된 시간에 따른 온도 곡선 그래프를 포함하는 정보를 제공할 수 있다. 이러한 정보 제공을 통해, 사용자는 화재가 발생한 방호 구역(360)의 자동 소화 동작 진행시 실시간으로 방호 구역(360)의 감지 정보를 조회하여 방호 구역(360)의 화재관련 상태를 확인할 수 있다.
도 12는 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 자동 소화 시스템의 유지 보수 메뉴 화면을 나타내는 예시적인 도면이다.
도 12에 예시된 바와 같이, 자동 소화 시스템(100)은 자동 소화 장치(300)의 운영을 위한 유지 보수 메뉴 화면을 제공할 수 있다. 이러한 유지 보수 메뉴는 다중 방호구역의 전체 감지기 설정, 사용자 설정, 운영기록조회, 통신 설정, I/O 상태 조회, 시스템 설정, 로그인, 시스템 정보 조회를 할 수 있는 메뉴를 제공할 수 있다. 일 구현예에서, 사용자는 '로그인' 메뉴를 클릭하여 비밀번호 입력 또는 다른 방식의 인증을 통해 로그인할 수 있으며, 유지 보수 메뉴의 기능들은 로그인이 정상적으로 이루어진 경우에 접근이 가능하도록 설정될 수 있다.
도 13은 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 다중 방호구역을 위한 자동 소화 방법을 나타내는 개략적인 순서도이다.
본 개시 내용의 자동 소화 장치(300)는 도 13에 도시된 바와 같은 다중 방호구역을 위한 자동 소화 방법을 수행할 수 있다. 자동 소화 장치(300)는 다중 방호구역의 각각의 방호 구역(360-1, 360-2, 360-3)에 배치된 온도감지기(362-1, 362-2, 362-3) 및 불꽃감지기(364-1, 364-2, 364-3)로부터의 감지신호를 획득할 수 있다(1010). 자동 소화 장치(300)는 감지신호에 기초하여 해당 방호 구역(360)에서의 화재 감지 여부를 결정할 수 있으며(1020), 예를 들어, 불꽃감지기(364)에서 불꽃이 감지되고 온도감지기(362)에서 미리 설정된 온도 이상의 열을 감지시에 화재 감지가 되었다고 결정할 수 있다. 단계 1020에서 화재 감지가 되지 않은 경우, 자동 소화 장치(300)는 단계 1010으로 되돌아가 각각의 방호 구역에 대한 감지 동작을 계속 수행할 수 있다. 단계 1020에서 화재 감지가 되었다고 결정되는 경우, 자동 소화 장치(300)는 화재 발생이 맞는지 판단하기 위해 해당 방호 구역(360)에서의 화재 오감지 여부를 결정할 수 있다(1030). 예를 들어, 자동 소화 장치(300)는 해당 방호 구역(360)의 온도감지기(362)로부터 감지되는 시간에 따른 온도 곡선의 파형 및 기울기에 기초하여 해당 방호 구역(360)에서의 화재 오감지 여부를 결정할 수 있다.
단계 1030에서 화재 감지가 오감지인 것으로 결정되는 경우, 자동 소화 장치(300)는 (예를 들어, 디스플레이(322) 및/또는 스피커(320)를 통해) 화재 오감지 알람을 출력할 수 있으며(1040), 단계 1010으로 되돌아가 각각의 방호 구역에 대한 감지 동작을 계속 수행할 수 있다. 단계 1030에서 화재 오감지가 아닌 것으로 결정되는 경우, 자동 소화 장치(300)는 해당 방호 구역(360)에 배치된 온도감지기(362) 및 불꽃감지기(364)로부터의 감지 신호에 기초하여 화재 발생을 결정할 수 있다(1050). 해당 방호 구역(360)에서 화재가 발생하였다고 결정시에, 자동 소화 장치(300)는 소화실린더(344)로부터 해당 방호 구역(360)의 노즐(366)을 통해 소화약제가 분사되도록 화재 소화 동작을 수행할 수 있다(1060).
도 14는 본 개시 내용의 다른 실시예에 따른 다중 방호구역을 위한 자동 소화 시스템을 나타내는 도식적인 도면이다.
본 출원의 자동 소화 시스템(100)은 더 많은 수의 방호 구역들을 통합 관리할 수 있도록, 자동 소화 장치(300)뿐만 아니라 하나 이상의 확장 유닛 소화 장치(500-1, 500-2)를 구비하도록 구성될 수 있다. 각각의 확장 유닛 소화 장치(500-1, 500-2)는 자동 소화 장치(300)의 제어부(310)에 의해 제어될 수 있으며 소화실린더(342)를 각각 구비하도록 구성될 수 있다. 방호 구역의 체적 및 소화실린더(342)의 저장가능 약제량에 따라 하나의 소화실린더(342)가 커버할 수 있는 방호 구역들의 수는 한계가 있으며, 이러한 확장 유닛 소화 장치 구성을 통해 본 출원의 자동 소화 시스템은 더 많은 방호 구역들로 구성된 다중 방호구역을 커버할 수 있게 된다.
도 14에 도시된 예에서, 자동 소화 시스템(100)은 자동 소화 장치(300) 및 추가적인 2개의 확장 유닛 소화 장치(500-1, 500-2)를 포함할 수 있으며, 다중 방호구역은 14개의 방호 구역들로 구성될 수 있다. 다중 방호구역의 5개의 방호구역들(즉, 방호 구역 #1, 2, 3, 4, 5)은 제 1 방호 구역들(360-5)로 구성될 수 있고, 5개의 방호구역들(즉, 방호 구역 #6, 7, 8, 9, 10)은 제 2 방호 구역들(360-6)로 구성될 수 있고, 나머지 4개의 방호 구역들(즉, 방호 구역 #11, 12, 13, 14)은 제 3 방호 구역들(360-7)로 구성될 수 있다. 또한, 자동 소화 장치(300)의 소화실린더(342)는 제 1 방호 구역들(360-5)의 각각의 방호 구역의 노즐과 연결될 수 있고, 제 1 확장 유닛 소화 장치(500-1)는 제 2 방호 구역들(360-6)의 각각의 방호 구역의 노즐과 연결될 수 있고, 제 2 확장 유닛 소화 장치(500-2)는 제 3 방호 구역들(360-7)의 각각의 방호 구역의 노즐과 연결될 수 있다.
이러한 구현예에서, 자동 소화 장치(300)의 제어부(310)는 다중 방호구역을 구성하는 14개의 방호 구역들에 대하여 각각 개별적인 화재 상태 감시 및 화재 발생시 소화 동작을 수행하도록 자동 소화 장치(300) 및 확장 유닛 소화 장치(500-1, 500-2)의 소화실린더들(342)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(310)는 제 1 방호구역들(360-5) 중 해당 방호 구역에서 화재가 발생하였다고 결정시에 자동 소화 장치(300)의 제 1 소화실린더(342)로부터 소화약제가 분사되도록 제어할 수 있고, 제 2 방호구역들(360-6) 중 해당 방호 구역에서 화재가 발생하였다고 결정시에 제 1 확장 유닛 소화 장치(500-1)의 제 2 소화실린더(342)로부터 소화약제가 분사되도록 제어할 수 있고, 제 3 방호구역들(360-7) 중 해당 방호 구역에서 화재가 발생하였다고 결정시에 제 2 확장 유닛 소화 장치(500-2)의 제 3 실린더(342)로부터 소화약제가 분사되도록 제어할 수 있다.
이러한 구성을 통해, 본 출원의 자동 소화 시스템(100)은 화재 감지 오동작으로 인해 소화약제가 방호 구역에 방출되더라도 전체 방호 구역들이 아닌 특정 소화실린더에 연동된 방호 구역들에만 약제가 방출되기 때문에, 설사 약제 방출 오동작이 발생하더라도 오동작으로 인한 피해를 일정 범위 내로 최소화시킬 수 있다.
임의의 제시된 방법들에 있는 단계들의 임의의 특정한 순서 또는 계층 구조는 예시적인 접근들의 일례임을 이해하도록 한다. 설계 우선순위들에 기반하여, 본 발명의 범위 내에서 방법들에 있는 단계들의 특정한 순서 또는 계층 구조가 재배열될 수 있다는 것을 이해하도록 한다. 첨부된 방법 청구항들은 예시적인 순서로 다양한 단계들의 엘리먼트들을 제공하지만 제시된 특정한 순서 또는 계층 구조에 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
본 명세서 사용되는 용어 "컴포넌트", "유닛(또는 부)", "모듈", "시스템" 등은 컴퓨터-관련 엔티티, 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 소프트웨어 및 하드웨어의 조합, 또는 소프트웨어의 실행을 지칭할 수 있다. 예를 들어, 컴포넌트는 프로세서상에서 실행되는 처리과정, 프로세서, 객체, 실행 스레드, 프로그램, 및/또는 컴퓨터일 수 있지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 컴퓨팅 장치에서 실행되는 애플리케이션 및 컴퓨팅 장치 모두 컴포넌트일 수 있다. 하나 이상의 컴포넌트는 프로세서 및/또는 실행 스레드 내에 상주할 수 있고, 일 컴포넌트는 하나의 컴퓨터 내에 로컬화될 수 있고, 또는 2개 이상의 컴퓨터들 사이에 분배될 수 있다. 또한, 이러한 컴포넌트들은 그 내부에 저장된 다양한 데이터 구조들을 갖는 다양한 컴퓨터 판독가능한 매체로부터 실행할 수 있다.
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.
100: 자동 소화 시스템
200: 통합 관제부
300: 자동 소화 장치
302: 메인 유닛
304: I/O 유닛
310: 제어부
311: 메모리
312: 제 1 통신부
314: 제 2 통신부
316: 충전부
318: 배터리
320: 스피커
322: 디스플레이
324: 입력부
326, 328: 단말 인터페이스
330: I/O 제어부
332: 전원부
334: 온도감지부
336: 불꽃감지부
338: 가스감지부
340: 무게감지부
342: 소화실린더
344: 무게감지기
346: 가스감지기
360, 360-1, 360-2, 360-3, 360-4: 방호 구역
360-5: 제 1 방호 구역들
360-6: 제 2 방호 구역들
360-7: 제 3 방호 구역들
362, 362-1, 362-2, 362-3, 362-4: 온도감지기
364, 364-1, 364-2, 364-3, 364-4: 불꽃감지기
366, 366-1, 366-2, 366-3, 366-4: 노즐
368, 368-1, 368-2, 368-3, 368-4: 화학물질
370, 370-4: 산소감지기
500-1, 500-2: 확장 유닛 소화 장치
200: 통합 관제부
300: 자동 소화 장치
302: 메인 유닛
304: I/O 유닛
310: 제어부
311: 메모리
312: 제 1 통신부
314: 제 2 통신부
316: 충전부
318: 배터리
320: 스피커
322: 디스플레이
324: 입력부
326, 328: 단말 인터페이스
330: I/O 제어부
332: 전원부
334: 온도감지부
336: 불꽃감지부
338: 가스감지부
340: 무게감지부
342: 소화실린더
344: 무게감지기
346: 가스감지기
360, 360-1, 360-2, 360-3, 360-4: 방호 구역
360-5: 제 1 방호 구역들
360-6: 제 2 방호 구역들
360-7: 제 3 방호 구역들
362, 362-1, 362-2, 362-3, 362-4: 온도감지기
364, 364-1, 364-2, 364-3, 364-4: 불꽃감지기
366, 366-1, 366-2, 366-3, 366-4: 노즐
368, 368-1, 368-2, 368-3, 368-4: 화학물질
370, 370-4: 산소감지기
500-1, 500-2: 확장 유닛 소화 장치
Claims (10)
- 다중 방호구역을 위한 자동 소화 시스템으로서,
상기 다중 방호구역의 각각의 방호 구역에 각각 배치되어 해당 방호 구역의 온도를 감지하기 위한 온도감지기;
상기 다중 방호구역의 각각의 방호 구역에 각각 배치되어 해당 방호 구역에서 발생하는 불꽃을 감지하기 위한 불꽃감지기;
소화약제를 저장하며, 상기 다중 방호구역의 각각의 방호 구역에 각각 배치된 노즐과 연결되는 소화실린더; 및
각각의 방호 구역에 배치된 온도감지기 및 불꽃감지기로부터 실시간으로 화재 상태를 감지하고, 해당 방호 구역에서 화재가 발생하였다고 결정시에 상기 소화실린더로부터 해당 방호 구역의 노즐을 통해 소화약제가 분사되도록 제어하는 제어부를 포함하며,
상기 제어부는 해당 방호 구역의 온도감지기로부터 감지되는 시간에 따른 온도 곡선의 파형 및 기울기에 기초하여 해당 방호 구역에서의 화재 오감지 여부를 결정하며,
각각의 방호 구역에 배치된 온도감지기 및 불꽃감지기는 디지털 인터페이스를 통해 상기 제어부와 통신하도록 구성되는,
자동 소화 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 해당 방호 구역의 온도감지기로부터 감지되는 시간에 따른 온도 곡선에서 라이징 에지(rising edge)의 기울기, 폴링 에지(falling edge)의 기울기, 상승-하강 또는 하강-상승 변동점이 발생한 횟수 및 변동점 사이의 간격을 결정하고, 정상 화재 패턴의 시간에 따른 온도 곡선의 파형 및 기울기 허용 범위와 비교하여 해당 방호 구역에서의 화재 오감지 여부를 결정하도록 구성되는,
자동 소화 시스템. - 제 1 항에 있어서,
각각의 방호 구역에 각각 배치된 상기 온도감지기는 제 1 온도 센서 및 제 2 온도 센서를 포함하는 이중화 온도감지기이며, 상기 제 2 온도 센서의 적용여부는 사용자 선택에 따라 설정될 수 있으며,
상기 제어부는 상기 제 1 온도 센서에서 감지된 온도 및 상기 제 2 온도 센서에서 감지된 온도 간의 차이가 미리 설정된 차이값 이하일 때 상기 온도감지기가 정상 동작한다고 결정하며, 해당 방호 구역에 배치된 상기 온도감지기의 제 1 온도 센서 및 제 2 온도 센서와 해당 방호 구역에 배치된 불꽃감지기로부터의 감지신호에 기초하여 해당 방호 구역에서의 화재 발생 여부를 결정하도록 구성되는,
자동 소화 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 소화실린더의 무게를 감지하기 위한 무게감지기를 더 포함하며,
상기 제어부는 상기 무게감지기에서 감지된 상기 소화실린더의 무게가 미리 설정된 무게 미만이 되면 소화실린더 점검 알림 신호를 생성하도록 구성되는,
자동 소화 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 자동 소화 시스템의 상태 조회 및 데이터 입력을 위한 터치방식 디스플레이를 더 포함하며,
상기 디스플레이는 상기 다중 방호구역의 동시적인 모니터링을 위한 상기 다중 방호구역을 구성하는 방호 구역들의 상태 정보를 하나의 디스플레이 화면으로 제공하는 방호 구역 조회 메뉴를 제공하는,
자동 소화 시스템. - 제 5 항에 있어서,
상기 방호 구역 조회 메뉴에서 특정 방호 구역이 선택되면, 상기 디스플레이는 선택된 특정 방호 구역에 배치된 감지기들의 측정값 및 상기 특정 방호 구역의 온도감지기에서 감지된 시간에 따른 온도 곡선 그래프를 포함하는 감지 정보 조회 메뉴를 제공하는,
자동 소화 시스템. - 자동 소화 시스템에 의해 수행되는 다중 방호구역을 위한 자동 소화 방법으로서,
상기 다중 방호구역의 각각의 방호 구역에 배치된 온도감지기 및 불꽃감지기로부터의 감지신호를 획득하는 단계;
해당 방호 구역의 온도감지기로부터 감지되는 시간에 따른 온도 곡선의 파형 및 기울기에 기초하여 해당 방호 구역에서의 화재 오감지 여부를 결정하는 단계;
해당 방호 구역에 배치된 온도감지기 및 불꽃감지기로부터의 감지 신호에 기초하여 화재 발생 여부를 결정하는 단계; 및
해당 방호 구역에서 화재가 발생하였다고 결정시에 소화실린더로부터 해당 방호 구역의 노즐을 통해 소화약제가 분사되도록 화재 소화 동작을 수행하는 단계를 포함하는,
자동 소화 방법. - 제 7 항에 있어서,
상기 화재 오감지 여부를 결정하는 단계는,
상기 해당 방호 구역의 온도감지기로부터 감지되는 시간에 따른 온도 곡선에서 라이징 에지의 기울기, 폴링 에지의 기울기, 상승-하강 또는 하강-상승 변동점이 발생한 횟수 및 변동점 사이의 간격을 결정하고, 정상 화재 패턴의 시간에 따른 온도 곡선의 파형 및 기울기 허용 범위와 비교하여 해당 방호 구역에서의 화재 오감지 여부를 결정하는 단계를 포함하는,
자동 소화 방법. - 다중 방호구역을 위한 자동 소화 시스템으로서,
상기 다중 방호구역의 각각의 방호 구역에 각각 배치되어 해당 방호 구역의 온도를 감지하기 위한 온도감지기;
상기 다중 방호구역의 각각의 방호 구역에 각각 배치되어 해당 방호 구역에서 발생하는 불꽃을 감지하기 위한 불꽃감지기;
자동 소화 장치; 및
확장 유닛 소화 장치를 포함하며,
상기 자동 소화 장치는,
소화약제를 저장하며, 상기 다중 방호구역 중 제 1 방호 구역들의 각각의 방호 구역에 각각 배치된 노즐과 연결되는 제 1 소화실린더; 및
각각의 방호 구역에 배치된 온도감지기 및 불꽃감지기로부터 실시간으로 화재 상태를 감지하고, 해당 방호 구역에서 화재가 발생하였다고 결정시에 해당 방호 구역의 노즐을 통해 소화약제가 분사되도록 제어하는 제어부를 포함하며,
상기 확장 유닛 소화 장치는, 소화약제를 저장하며 상기 다중 방호구역 중 제 2 방호 구역들의 각각의 방호 구역에 각각 배치된 노즐과 연결되는 제 2 소화실린더를 포함하며,
상기 제어부는 상기 제 1 방호구역들 중 해당 방호 구역에서 화재가 발생하였다고 결정시에 상기 자동 소화 장치의 상기 제 1 소화실린더로부터 소화약제가 분사되도록 제어하고, 상기 제 2 방호구역들 중 해당 방호 구역에서 화재가 발생하였다고 결정시에 상기 확장 유닛 소화 장치의 상기 제 2 소화실린더로부터 소화약제가 분사되도록 제어하며,
상기 제어부는 해당 방호 구역의 온도감지기로부터 감지되는 시간에 따른 온도 곡선의 파형 및 기울기에 기초하여 해당 방호 구역에서의 화재 오감지 여부를 결정하며,
각각의 방호 구역에 배치된 온도감지기 및 불꽃감지기는 디지털 인터페이스를 통해 상기 제어부와 통신하도록 구성되는,
자동 소화 시스템. - 제 9 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 해당 방호 구역의 온도감지기로부터 감지되는 시간에 따른 온도 곡선에서 라이징 에지(rising edge)의 기울기, 폴링 에지(falling edge)의 기울기, 상승-하강 또는 하강-상승 변동점이 발생한 횟수 및 변동점 사이의 간격을 결정하고, 정상 화재 패턴의 시간에 따른 온도 곡선의 파형 및 기울기 허용 범위와 비교하여 해당 방호 구역에서의 화재 오감지 여부를 결정하도록 구성되는,
자동 소화 시스템.
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| CN116913056A (zh) * | 2023-09-11 | 2023-10-20 | 中用科技(南通)有限公司 | 电力设备高温预警装置 |
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- 2021-07-08 KR KR1020210089511A patent/KR102635977B1/ko active IP Right Grant
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| CN116913056B (zh) * | 2023-09-11 | 2023-12-19 | 中用科技(南通)有限公司 | 电力设备高温预警装置 |
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| Publication number | Publication date |
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