KR20230138582A - 전기차 화재진압을 위한 주차면 바닥의 소화액 분사 시스템 - Google Patents

전기차 화재진압을 위한 주차면 바닥의 소화액 분사 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 화재 진압 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주차바닥면으로부터 차량하부의 배터리로 직접 소화액을 분사하여 화재를 진압할 수 있도록 하는 전기차 화재진압을 위한 주차면 바닥의 소화액 분사 시스템에 관한 것이다. 이를 위해, 전기차(10)의 주차 또는 충전을 위한 주차장의 주차면(40)에 설치되고, 전기차(10)의 차량하부(30)를 촬영하는 카메라(150); 카메라(150)의 이미지(230)로부터 발화점(240)을 검출하고, 발화점(240)의 위치정보에 기초하여 소화액 분사장치(120) 및 분사노즐(170)을 제어하는 제어부(100); 주차면(40)에 설치되고, 차량하부(30)를 향해 소화액(50)을 분사하는 적어도 하나의 분사노즐(170); 및 제어부(100)의 제어명령에 기초하여 분사노즐(170)의 위치를 제어하는 노즐구동부(190);를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차 화재진압을 위한 주차면 바닥의 소화액 분사장치가 제공된다.

Description

전기차 화재진압을 위한 주차면 바닥의 소화액 분사 시스템{Fire extinguishing fluid injection system installed on the floor of a parking lot for electric vehicle fire accidents}
본 발명은 화재 진압 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주차바닥면으로부터 차량하부의 배터리로 직접 소화액을 분사하여 화재를 진압할 수 있도록 하는 전기차 화재진압을 위한 주차면 바닥의 소화액 분사 시스템에 관한 것이다.
최근 종래의 내연기관 차량을 대신해서 배터리와 모터로 구동하는 전기차(Electric Vehicle, EV)가 빠르게 대중화되고 있다. 이러한 전기차는 수십개 ~ 수천개의 배터리 셀을 스택하여 사용하고 있으며, 높은 고압의 전류로 운영되고 있다. 또한, 전기차는 무게중심을 낮추기 위해 고중량의 배터리를 휠 베이스 사이의 차량하부에 배치하곤 한다.
한편, 이러한 전기차는 충전 시설이 구비된 주차장에서 30분(급속충전) ~ 10시간(완속 충전) 동안 주차하면서 충전해야 한다. 그런데 이러한 충전기간 동안 배터리 결함이나 충전장치의 오작동 등으로 전기차에서 화재가 발생하는 사례가 급증하고 있다.
종래의 유류 화재와 달리 전기차 화재는 배터리 폭발, 전해액 누출로 인해 2차 피해의 위험이 크며, 400V 가량의 높은 전압으로 인해 소방대원이 접근조차 쉽지 않은 문제점이 있다. 또한, 일반적으로 주차장이나 건물에 비치된 소화제나 소화액으로는 전기차의 화재를 쉽게 끌 수 없고 불길이 잡히더라도 화학반응이 계속되어 화재가 수시간동안 계속되는 특징을 갖고 있다.
한편, 종래의 지하 주차장에 기설치되어 운영중인 화재진압 시스템은 천정으로부터 스프링 쿨러 방식으로 물이 분사되는 구조였다. 이러한 방식은 내연기관 차량에 대해서는 효율적일 수 있으나 전기차에 대해서는 거의 무용지물이었다. 왜냐하면 차량 하부의 배터리에서 발화가 일어나는데 반해, 차량 상부는 방수구조이기 때문이다. 즉, 스프링 쿨러가 동작하더라도 배터리까지는 닿지 않아 결국 전기차의 전소 뿐만 아니라 고가의 전기차 충전장치까지 전소되는 물적 피해를 보게 된다.
이러한 문제점을 극복하고자 최근 전기차의 효율적인 화재 진압을 위한 연구개발의 필요성이 크게 대두되고 있다.
1. 대한민국 특허등록 제 10-1845009 호(스마트 화재 감지 장치), 2. 대한민국 특허공개 제 10-2020-0008419 호(건축물 화재진압 소방장치), 3. 대한민국 특허등록 제 10-1944319 호(지하공간 이동식 화재진압 소화장치), 4. 대한민국 특허등록 제 10-2070259 호(주차장 차량화재 진화용 소화설비).
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 주차바닥면으로부터 차량하부의 배터리로 직접 소화액을 분사하여 화재를 진압할 수 있도록 하는 전기차 화재진압을 위한 주차면 바닥의 소화액 분사 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 자동으로 화재나 발화점을 검출할 수 있고, 발화점을 향해 소화액 분사노즐을 이동시키고 배향시킴으로써 초기에 화재를 진압할 수 있도록 하는 전기차 화재진압을 위한 주차면 바닥의 소화액 분사 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 발화점까지의 직선거리(s)에 기초하여 소화액 분사장치(120)의 분사세기를 결정할 수 있고, 분사노즐이 막히는 것을 방지하기 위해 분사된 소화액(50)을 신속히 수집하여 배출할 수 있는 전기차 화재진압을 위한 주차면 바닥의 소화액 분사 시스템을 제공하는 것이다.
다만, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위하여, 전기차(10)의 주차 또는 충전을 위한 주차장의 주차면(40)에 설치되고, 전기차(10)의 차량하부(30)를 촬영하는 카메라(150); 카메라(150)의 이미지(230)로부터 발화점(240)을 검출하고, 발화점(240)의 위치정보에 기초하여 소화액 분사장치(120) 및 분사노즐(170)을 제어하는 제어부(100); 주차면(40)에 설치되고, 차량하부(30)를 향해 소화액(50)을 분사하는 적어도 하나의 분사노즐(170); 및 제어부(100)의 제어명령에 기초하여 분사노즐(170)의 위치를 제어하는 노즐구동부(190);를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차 화재진압을 위한 주차면 바닥의 소화액 분사장치가 제공된다.
또한, 카메라(150)는 열화상 카메라이다.
또한, 주차면(40) 상에 설치되어 전기차(10)의 주차 여부를 감지하고, 감지 결과를 제어부(100)로 전송하는 차량감지센서(180)를 더 포함한다.
또한, 주차면(40) 상에 설치되어 전기차(10)의 차량하부(30)와의 높이(z)를 측정하고, 측정 결과를 제어부(100)로 전송하는 높이센서(290)를 더 포함한다.
또한, 전기차(10)의 길이 방향을 따라 평행하게 설치되는 제 1 레일(160a)과 제 3 레일(160c); 및 제 1 레일(160a)과 제 3 레일(160c)에 수직하게 설치되는 제 2 레일(160b)과 제 4 레일(160d); 중 적어도 하나를 더 포함한다.
또한, 분사노즐(170)은, 제 1 레일(160a) 상에서 리드스크류(200)에 의해 이동 가능한 제 1 분사노즐(170a); 제 2 레일(160b) 상에서 리드스크류(200)에 의해 이동 가능한 제 2 분사노즐(170b); 제 3 레일(160c) 상에서 리드스크류(200)에 의해 이동 가능한 제 3 분사노즐(170c); 및 제 4 레일(160d) 상에서 리드스크류(200)에 의해 이동 가능한 제 4 분사노즐(170d); 중 적어도 하나이다.
또한, 노즐구동부(190)는 각각의 리드스크류(200)를 제어하는 제 1 노즐구동부(190a), 제 2 노즐구동부(190b), 제 3 노즐구동부(190c), 및 제 4 노즐구동부(190d)이다.
또한, 제 1 노즐구동부(190a)는 제 1 분사노즐(170a)의 분사각도를 조절하는 제 1 각도조절부(195a)를 더 포함하거나, 제 2 노즐구동부(190b)는 제 2 분사노즐(170b)의 분사각도를 조절하는 제 2 각도조절부(195b)를 더 포함하거나, 제 3 노즐구동부(190c)는 제 3 분사노즐(170c)의 분사각도를 조절하는 제 3 각도조절부(195c)를 더 포함하거나, 제 4 노즐구동부(190d)는 제 4 분사노즐(170d)의 분사각도를 조절하는 제 4 각도조절부(195d)를 더 포함한다.
또한, 제어부(100)는 발화점(240)의 위치정보에 기초하여 분사노즐(170)의 위치를 제어하고, 발화점(240)의 위치정보 및 높이(z)에 기초하여 분사노즐(170)의 위치로부터 발화점(240)까지의 직선거리(s)를 산출하는 산출수단을 더 포함하며, 그리고 제어부(100)는 직선거리(s)에 기초하여 소화액 분사장치(120)의 분사세기를 결정한다.
또한, 분사노즐(170)의 하부에는, 분사된 소화액(50)을 수집하기 위해 경사지게 설치된 소화액 수집부(220); 및 소화액 수집부(220)에 의해 수집된 소화액(50)을 배출하기 위한 소화액 배출펌프(210);가 더 구비된다.
또한, 소화액 분사장치(120)와 분사노즐(170) 사이를 연결하는 소화액 배관(130)은 가요성 배관이다.
상기와 같은 본 발명의 목적은 또 다른 카테고리로써 전술한 소화액 분사 장치를 이용한 소화액 분사 방법에 있어서, 차량감지센서(180)가 전기차(10)를 감지하는 단계(S100); 전기차(10)를 감지하면, 높이센서(290)가 차량하부(30)와의 높이(z)를 측정하는 단계(S110); 주차면(40)에 설치된 카메라(150)가 전기차(10)의 차량하부(30)를 촬영하는 단계(S120); 제어부(100)가 카메라(150)의 이미지(230)로부터 발화점(240)을 검출하는 단계(S130); 발화점(240)이 검출되면, 제어부(100)가 전기차 충전장치(110)를 정지시키는 단계(S140); 제어부(100)가 이미지(230)로부터 발화점(240)의 위치좌표를 산출하는 단계(S150); 제어부(100)가 발화점(240)의 위치좌표 및 높이(z)에 기초하여 분사노즐(170)의 분사각(θ)을 산출하는 단계(S160); 및 노즐구동부(190)가 레일(160) 상에서 분사노즐(170)을 이동시키고, 소화액 분사장치(120)가 가동되어 소화액(50)이 분사되는 단계(S170);를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차 화재진압을 위한 주차면 바닥의 소화액 분사방법에 의해서도 달성될 수 있다.
또한, 산출단계(S160)는, 제어부(100)가 발화점(240)의 위치좌표 및 높이(z)에 기초하여 분사노즐(170)로부터 발화점(240)까지의 직선거리(s)를 산출하고, 직선거리(s)에 기초하여 소화액 분사장치(120)의 분사세기를 결정하는 단계를 더 포함한다.
또한, 분사단계(S170)는, 각도조절부가 분사각(θ)에 기초하여 분사노즐(170)의 분사각도를 조절하는 단계를 더 포함한다.
또한, 발화점(240) 검출단계(S130)에서 발화점(240)이 검출되면, 제어부(100)에 의해, 경보장치(300)가 가동되는 단계; 화재정보가 미리 정해진 외부로 전송되는 단계; 및 소화액 배출펌프(210)가 가동되는 단계; 중 적어도 하나가 실행된다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 주차바닥면으로부터 차량하부의 배터리로 직접 소화액을 분사하여 화재를 진압할 수 있기 때문에 충전을 위해 주차중인 전기차의 화재를 효율적으로 진압할 수 있다. 특히, 지하 주차장인 경우 화재로 인한 인명피해나 건물 화재, 2차 피해 등을 방지하는 효과가 있다.
그리고, 자동으로 화재나 발화점을 검출할 수 있고, 발화점을 향해 소화액 분사노즐을 이동시키고 배향시킴으로써 초기에 화재를 진압할 수 있다. 따라서, 사람이 없는 야간이나 심야시간대에 주차와 충전이 병행되더라도 안심할 수 있다.
또한, 발화점까지의 직선거리(s)에 기초하여 소화액 분사장치(120)의 분사세기를 결정할 수 있고, 분사노즐이 막히는 것을 방지하기 위해 분사된 소화액(50)을 신속히 수집하여 배출한다. 따라서, 다량의 소화액 분사로 인한 오염피해, 침수피해 등을 방지할 수 있다.
다만, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전기차 화재진압을 위한 주차면 바닥의 소화액 분사 시스템의 개략도,
도 2는 도 1에 도시된 소화액 분사 시스템의 개략적인 평면도,
도 3은 도 1에 도시된 소화액 분사 시스템 중 분사노즐(170)에 관한 부분 확대 단면도,
도 4는 도 2에 도시된 소화액 분사 시스템 중 분사노즐(170)과 레일(160)의 확대 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 카메라(150) 및 카메라(150)가 촬영한 이미지(230)의 일예,
도 6은 본 발명에 따른 소화액 분사 시스템에서 발화점의 위치 및 노즐 위치와의 관계를 나타내는 도식도,
도 7은 본 발명에 따른 소화액 분사 시스템에서 분사각(θ)을 정의하는 도식도,
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 전기차 화재진압을 위한 주차면 바닥의 소화액 분사 시스템의 개략적인 블록도,
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 전기차 화재진압을 위한 소화액 분사방법의 개략적인 흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
실시예의 구성
이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예의 구성을 상세히 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전기차 화재진압을 위한 주차면 바닥의 소화액 분사 시스템의 개략도이다. 도 1에 도시된 바와 같이 지하주차장의 주차면(40)에는 소화액 분사장치(120), 전기차 충전장치(110)가 구비된다.
소화액 분사장치(120)의 내부에는 소화액(예 : 액화 이산화탄소)을 저장하는 탱크, 분사를 위한 펌프, 압력을 조절하는 레귤레이터와 밸브 및 각종 게이지 등이 구비된다. 소화액 분사장치(120)는 제어부(100)와 연결되며, 제어부(100)의 지령에 따라 동작된다.
전기차 충전장치(110)는 전기차(10)를 충전하기 위한 종래의 구성을 갖는다. 이러한 전기차 충전장치(110)는 제어부(100)와 연결되어 비상시 전원이 차단되거나 동작을 중지할 수 있다.
전기차(10)는 전기차 뿐만 아니라 하이브리드 차량, 마일드 하이브리드 차량, 플러그인 하이브리드 차량, 수소를 이용하는 연료전지 차량, PEV 차량, 전기 이륜차 등(이하 “전기차”라 함)이 될 수 있으며, 배터리(20)를 내장한 차량이라면 족하다. 이러한 전기차(10)의 차량하부(30) 영역에는 고에너지 밀도로 충전된 배터리(30)가 위치한다.
높이센서(290)는 주차면(40) 상에 설치되며 주차면(40)으로부터 전기차(10)의 차량하부(30)까지의 높이(z)를 측정하고, 측정 결과를 제어부(100)로 전송한다. 이를 위해, 높이센서(290)는 레이저센서, 초음파 센서, 적외선 센서 등이 적용될 수 있다. 높이센서(290)는 전기차(10)가 세단형, SUV, 화물트럭인지를 구별하는데 도움이 된다.
도 2는 도 1에 도시된 소화액 분사 시스템의 개략적인 평면도이고, 도 3은 도 1에 도시된 소화액 분사 시스템 중 분사노즐(170)에 관한 부분 확대 단면도이다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 카메라(150)는 주차면(40)의 중앙 위치에 매립되며, 상부를 향하고, 전기차(10)의 차량하부(30)를 촬영할 수 있다. 카메라(150)는 촬영된 이미지(230)를 제어부(100)로 출력한다. 이를 위해 카메라(150)는 열화상 카메라, 적외선 카메라 등이 될 수 있다.
차량감지센서(180)는 주차면(40) 상에 매립 설치되어 전기차(10)의 주차 여부를 감지하고, 감지 결과를 제어부(100)로 전송한다. 차량감지센서(180)는 전자기 유도 방식의 코일, 루프 코일 센서, 광센서, 로드셀 등이 될 수 있다.
제 1 레일(160a)과 제 3 레일(160c)은 주차면(40) 상에서 전기차(10)의 길이 방향을 따라 평행하게 설치되고, 제 2 레일(160b)과 제 4 레일(160d)도 주차면(40) 상에서 제 1 레일(160a)과 제 3 레일(160c)에 수직하게 설치된다. 제 1, 2, 3, 4 레일(160a, 160b, 160c, 160d)은 분사노즐(170)이 좌우로 이동하는 것을 안내한다. 제 1, 2, 3, 4 레일(160a, 160b, 160c, 160d)은 직사각 형태로 배치되며, 인접한 레일까지 분리되거나 연결될 수 있다.
제 1 분사노즐(170a)은 제 1 레일(160a) 상에서 리드스크류(200)에 의해 왕복 이동이 가능하고, 상부를 향해 소화액(50)을 분사한다. 제 2 분사노즐(170b)은 제 2 레일(160b) 상에서 리드스크류(200)에 의해 왕복 이동이 가능하고, 상부를 향해 소화액(50)을 분사한다.
제 3 분사노즐(170c)은 제 3 레일(160c) 상에서 리드스크류(200)에 의해 왕복 이동이 가능하고, 상부를 향해 소화액(50)을 분사한다. 제 4 분사노즐(170d)은 제 4 레일(160d) 상에서 리드스크류(200)에 의해 왕복 이동이 가능하고, 상부를 향해 소화액(50)을 분사한다.
제 1 노즐구동부(190a)는 리드스크류(200)를 좌우 회전시켜 제 1 분사노즐(170a)을 원하는 위치까지 이동시킬 수 있다. 제 2 노즐구동부(190b)는 리드스크류(200)를 좌우 회전시켜 제 2 분사노즐(170b)을 원하는 위치까지 이동시킬 수 있다. 제 3 노즐구동부(190c)는 리드스크류(200)를 좌우 회전시켜 제 3 분사노즐(170c)을 원하는 위치까지 이동시킬 수 있다. 제 4 노즐구동부(190d)는 리드스크류(200)를 좌우 회전시켜 제 4 분사노즐(170d)을 원하는 위치까지 이동시킬 수 있다. 이러한 제 1, 2, 3, 4 노즐구동부(190a, 190b, 190c, 190d)는 서보모터, 스테핑모터, 브러시리스 DC 서보모터 등이 될 수 있다.
제 1 각도조절부(195a)는 제 1 분사노즐(170a) 상에 탑재되어 제 1 분사노즐(170a)의 분사각도를 조절한다. 제 2 각도조절부(195b)는 제 2 분사노즐(170b) 상에 탑재되어 제 2 분사노즐(170b)의 분사각도를 조절한다. 제 3 각도조절부(195c)는 제 3 분사노즐(170c) 상에 탑재되어 제 3 분사노즐(170c)의 분사각도를 조절한다. 제 4 각도조절부(195d)는 제 4 분사노즐(170d) 상에 탑재되어 제 4 분사노즐(170d)의 분사각도를 조절한다. 제 1, 2, 3, 4 각도조절부(195a, 195b, 195c, 195d)는 제어부(100)에 의해 제어되는 소형 서보 액츄에이터가 될 수 있고, 0° ~ 90° 범위에서 1° 단위로 노즐의 방향을 배향시킬 수 있다.
도 4는 도 2에 도시된 소화액 분사 시스템 중 분사노즐(170)과 레일(160)의 확대 단면도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 소화액 배관(130)은 소화액 분사장치(120)와 분사노즐(170) 사이를 연결하는 가요성 배관이다. 소화액 배관(130)은 제 1, 2, 3, 4 분사노즐(170a, 170b, 170c, 170d) 마다 연결된다.
소화액 수집부(220)는 분사노즐(170)과 레일(160)의 하부에 설치되며, 분사되어 사용된 소화액(50), 이물질 등을 신속히 수집하기 위해 경사지게 설치된다. 소화액 수집부(220)의 중앙 영역에 모인 소화액은 소화액 배출펌프(210)에 의해 외부로 배출된다.
도 5는 본 발명에 따른 카메라(150) 및 카메라(150)가 촬영한 이미지(230)의 일예이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 카메라(150)는 광각 렌즈 등을 이용하여 차량하부(30) 전체를 촬영한 후 이미지(230)(예 : JPG 파일)를 출력한다. 이러한 이미지(230) 상에는 주변보다 고온인 발화점(또는 발열점)(240)이 촬영되고, 제어부(100)는 발화점(240) 중심의 위치좌표(x1, y1)를 산출한다.
도 6은 본 발명에 따른 소화액 분사 시스템에서 발화점의 위치 및 노즐 위치와의 관계를 나타내는 도식도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 차량하부(30)의 전체 이미지는 X축 방향의 길이 L, Y축 방향의 길이 W이며, O’(L, W)점으로 정의된다. 그그리고, 이미지는 정확히 4등분하여 1, 2, 3, 4 사분면(250, 260, 270, 280)으로 구분된다.
도 6에서 2사분면(260)에 제 1 발화점(240a) 있는 경우, 분사노즐(170)의 위치는 (x1, W)가 되고, 2사분면(260) 중 제 2 발화점(240b) 있는 경우, 분사노즐(170)의 위치는 (L, y1)이 된다.
도 7은 본 발명에 따른 소화액 분사 시스템에서 분사각(θ)을 정의하는 도식도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 발화점(240)의 위치좌표는 (x1, y1, z)이고, 분사각은 [수학식 1]과 [수학식 2]에 의해 정의된다.
[수학식 1]
Figure pat00001
[수학식 2]
Figure pat00002
선택적으로, 제 3, 4 분사노즐(170c, 170d)에 대한 분사각(θ3, θ4)도 동일한 방식으로 산출될 수 있다.
그리고, 분사노즐부터 발화점(240)까지의 직선거리(s1, s2)는 발화점(240)의 위치좌표 (x1, y1, z)와 직각삼각형에 관한 피타고라스의 정리로부터 산출될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 전기차 화재진압을 위한 주차면 바닥의 소화액 분사 시스템의 개략적인 블록도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 제어부(100)는 각종 주변장치와 센서를 제어하고, 카메라(150)의 이미지(230)로부터 발화점(240)을 검출하며, 발화점(240)의 위치정보에 기초하여 분사노즐(170)의 위치 및 분사각도를 제어한다.
또한, 제어부(100)는 발화점(240)의 위치정보 및 높이(z)에 기초하여 분사노즐(170)의 위치로부터 발화점(240)까지의 직선거리(s)를 산출할 수 있다. 제어부(100)는 산출된 직선거리(s)에 기초하여 소화액 분사장치(120)의 분사세기(3단계, 5단계의 강약 단계)를 결정한다. 이러한 제어부(100)는 컴퓨터, 노트북, 마이컴, CPU 등이 될 수 있다.
경보장치(300)는 화재 발생시 신속한 알림을 위해 스피커, 부저, 경광등 등이 될 수 있다.
통신부(310)는 LTE, 5G, 와이파이모듈, 블루투스 모듈, 유선 랜, 인트라넷 모듈을 포함하며, 화재 발생시 미리 정해진 전송위치(예 : 인근 소방서, 빌딩관제실, 경비원 핸드폰 등)로 화재정보(예 : 화재 일시, 위치, 주차장 일련번호 등)를 전송한다.
실시예의 동작
이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예의 동작을 상세히 설명하기로 한다. 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 전기차 화재진압을 위한 소화액 분사방법의 개략적인 흐름도이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 먼저, 전기차(10)가 주차면(40)에 주차한다.
그 다음, 차량감지센서(180)가 전기차(10)의 유무를 감지한다(S100).
만약, 전기차(10)가 감지되면, 높이센서(290)가 차량하부(30)와의 높이(z)를 측정한다(S110). 측정된 높이(z)는 제어부(100)로 전송된다.
그 다음, 주차면(40)에 설치된 카메라(150)가 전기차(10)의 차량하부(30)를 촬영하고, 이미지(230)를 제어부(100)로 전송한다(S120).
제어부(100)는 카메라(150)의 이미지(230)로부터 발화점(240)이 있는지를 검출한다(S130). 만약 발화점(240)이 검출되면, 제어부(100)는 전기차 충전장치(110)를 정지시킨다(S140).
그 다음, 제어부(100)는 이미지(230)로부터 발화점(240)의 위치좌표(x1, y1, z)를 산출한다(S150).
그 다음, 제어부(100)는 발화점(240)의 위치좌표 및 높이(z)에 기초하여 4개 분사노즐(170)의 각 분사각(θ1 ~ θ4)을 산출한다(S160). 분사각(θ)은 [수학식 1] 및 [수학식 2]에 의해 산출된다. 그리고, 제어부(100)는 발화점(240)의 위치좌표 및 높이(z)에 기초하여 분사노즐(170)로부터 발화점(240)까지의 직선거리(s)를 산출하고, 직선거리(s)에 기초하여 소화액 분사장치(120)의 분사세기를 결정한다. 예를 들어, 직선거리(s)가 짧은 경우 분사세기를 “약”으로 하고, 직선거리(s)가 긴 경우 분사세기를 “강”으로 한다. 이는 거리와 상관없이 일정한 소화액(50)이 분사되도록 하기 위함이다.
그 다음, 노즐구동부(190)가 레일(160) 상에서 분사노즐(170)을 이동시킨다. 이때, 분사노즐(170)은 발화점(240)에 제일 가까운 한 개의 분사노즐(170) 만을 이동시킬 수도 있고, X축에서 분사노즐 1개, Y축에서 분사노즐 1개로 해서 총 2개의 분사노즐(170)을 이동시킬 수 있으며, 선택적으로 3개 또는 4개의 분사노즐(170)을 이동시킬 수 있다.
그 다음, 각도조절부가 산출된 분사각(θ)에 기초하여 분사노즐(170)의 분사각도를 0°~ 90° 범위에서 1°단위로 배향시킨다. 이는 소화액(50)이 발화점(240)에 정확히 집중될 수 있도록 하기 위함이다.
그 다음, 소화액 분사장치(120)가 가동되어 소화액(50)이 분사된다(S170).
또한, 발화점(240) 검출단계(S130)에서 발화점(240)이 검출되면, 제어부(100)에 의해, 경보장치(300)가 가동되는 단계; 화재정보가 미리 정해진 외부로 전송되는 단계; 및 소화액 배출펌프(210)가 가동되는 단계;가 순차적으로 또는 병행하여 실행된다.
이러한 과정을 통해 배터리(20)에서 발화점(240)이 검출되는 즉시 1개 ~ 4개의 분사노즐로부터 소화액이 분사되어 신속한 화재진압이 이루어진다.
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.
10 : 전기차,
20 : 배터리,
30 : 차량하부,
40 : 주차면,
50 : 소화액,
100 : 제어부,
110 : 전기차 충전장치,
120 : 소화액 분사장치,
130 : 소화액 배관,
140 : 제어라인,
150 : 카메라,
160 : 레일,
160a, 160b, 160c, 160d : 제 1, 2, 3, 4 레일,
170 : 분사노즐,
170a, 170b, 170c, 170d : 제 1, 2, 3, 4 분사노즐,
180 : 차량감지센서,
190 : 노즐구동부,
190a, 190b, 190c, 190d : 제 1, 2, 3, 4 노즐구동부,
195a, 195b, 195c, 195d : 제 1, 2, 3, 4 각도조절부,
200 : 리드스크류,
210 : 소화액 배출펌프,
220 : 소화액 수집부,
230 : 이미지,
240 : 발화점,
240a, 240b : 제 1, 2 발화점,
250, 260, 270, 280 : 1, 2, 3, 4 사분면,
290 : 높이센서,
300 : 경보장치,
310 : 통신부,
x1, y1 : 발화점의 위치,
s1, s2 : 노즐부터 발화점까지의 직선거리,
d1, d2 : 노즐부터 발화점까지의 수평거리,
θ1, θ2 ,θ3, θ4 : 분사각,
z : 차량하부까지의 높이.

Claims (15)

  1. 전기차(10)의 주차 또는 충전을 위한 주차장의 주차면(40)에 설치되고, 상기 전기차(10)의 차량하부(30)를 촬영하는 카메라(150);
    상기 카메라(150)의 이미지(230)로부터 발화점(240)을 검출하고, 상기 발화점(240)의 위치정보에 기초하여 소화액 분사장치(120) 및 분사노즐(170)을 제어하는 제어부(100);
    상기 주차면(40)에 설치되고, 상기 차량하부(30)를 향해 소화액(50)을 분사하는 적어도 하나의 상기 분사노즐(170); 및
    상기 제어부(100)의 제어명령에 기초하여 상기 분사노즐(170)의 위치를 제어하는 노즐구동부(190);를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차 화재진압을 위한 주차면 바닥의 소화액 분사장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 카메라(150)는 열화상 카메라인 것을 특징으로 하는 전기차 화재진압을 위한 주차면 바닥의 소화액 분사장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 주차면(40) 상에 설치되어 상기 전기차(10)의 주차 여부를 감지하고, 감지 결과를 상기 제어부(100)로 전송하는 차량감지센서(180)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차 화재진압을 위한 주차면 바닥의 소화액 분사장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 주차면(40) 상에 설치되어 상기 전기차(10)의 차량하부(30)와의 높이(z)를 측정하고, 측정 결과를 상기 제어부(100)로 전송하는 높이센서(290)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차 화재진압을 위한 주차면 바닥의 소화액 분사장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기차(10)의 길이 방향을 따라 평행하게 설치되는 제 1 레일(160a)과 제 3 레일(160c); 및
    상기 제 1 레일(160a)과 상기 제 3 레일(160c)에 수직하게 설치되는 제 2 레일(160b)과 제 4 레일(160d); 중 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차 화재진압을 위한 주차면 바닥의 소화액 분사장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 분사노즐(170)은,
    상기 제 1 레일(160a) 상에서 리드스크류(200)에 의해 이동 가능한 제 1 분사노즐(170a);
    상기 제 2 레일(160b) 상에서 리드스크류(200)에 의해 이동 가능한 제 2 분사노즐(170b);
    상기 제 3 레일(160c) 상에서 리드스크류(200)에 의해 이동 가능한 제 3 분사노즐(170c); 및
    상기 제 4 레일(160d) 상에서 리드스크류(200)에 의해 이동 가능한 제 4 분사노즐(170d); 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 전기차 화재진압을 위한 주차면 바닥의 소화액 분사장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 노즐구동부(190)는
    각각의 상기 리드스크류(200)를 제어하는 제 1 노즐구동부(190a), 제 2 노즐구동부(190b), 제 3 노즐구동부(190c), 및 제 4 노즐구동부(190d)인 것을 특징으로 하는 전기차 화재진압을 위한 주차면 바닥의 소화액 분사장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 노즐구동부(190a)는 상기 제 1 분사노즐(170a)의 분사각도를 조절하는 제 1 각도조절부(195a)를 더 포함하거나,
    상기 제 2 노즐구동부(190b)는 상기 제 2 분사노즐(170b)의 분사각도를 조절하는 제 2 각도조절부(195b)를 더 포함하거나,
    상기 제 3 노즐구동부(190c)는 상기 제 3 분사노즐(170c)의 분사각도를 조절하는 제 3 각도조절부(195c)를 더 포함하거나,
    상기 제 4 노즐구동부(190d)는 상기 제 4 분사노즐(170d)의 분사각도를 조절하는 제 4 각도조절부(195d)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주차면 바닥의 전기차 화재진압을 위한 소화액 분사장치.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부(100)는 상기 발화점(240)의 위치정보에 기초하여 상기 분사노즐(170)의 위치를 제어하고,
    상기 발화점(240)의 위치정보 및 상기 높이(z)에 기초하여 상기 분사노즐(170)의 위치로부터 상기 발화점(240)까지의 직선거리(s)를 산출하는 산출수단을 더 포함하며, 그리고
    상기 제어부(100)는 상기 직선거리(s)에 기초하여 상기 소화액 분사장치(120)의 분사세기를 결정하는 것을 특징으로 하는 전기차 화재진압을 위한 주차면 바닥의 소화액 분사장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 분사노즐(170)의 하부에는,
    분사된 상기 소화액(50)을 수집하기 위해 경사지게 설치된 소화액 수집부(220); 및
    상기 소화액 수집부(220)에 의해 수집된 상기 소화액(50)을 배출하기 위한 소화액 배출펌프(210);가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 전기차 화재진압을 위한 주차면 바닥의 소화액 분사장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 소화액 분사장치(120)와 상기 분사노즐(170) 사이를 연결하는 소화액 배관(130)은 가요성 배관인 것을 특징으로 하는 전기차 화재진압을 위한 주차면 바닥의 소화액 분사장치.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 소화액 분사 장치를 이용한 소화액 분사 방법에 있어서,
    차량감지센서(180)가 전기차(10)를 감지하는 단계(S100);
    상기 전기차(10)를 감지하면, 높이센서(290)가 차량하부(30)와의 높이(z)를 측정하는 단계(S110);
    주차면(40)에 설치된 카메라(150)가 상기 전기차(10)의 차량하부(30)를 촬영하는 단계(S120);
    제어부(100)가 상기 카메라(150)의 이미지(230)로부터 발화점(240)을 검출하는 단계(S130);
    상기 발화점(240)이 검출되면, 상기 제어부(100)가 전기차 충전장치(110)를 정지시키는 단계(S140);
    상기 제어부(100)가 상기 이미지(230)로부터 상기 발화점(240)의 위치좌표를 산출하는 단계(S150);
    상기 제어부(100)가 상기 발화점(240)의 위치좌표 및 상기 높이(z)에 기초하여 분사노즐(170)의 분사각(θ)을 산출하는 단계(S160); 및
    노즐구동부(190)가 레일(160) 상에서 상기 분사노즐(170)을 이동시키고, 소화액 분사장치(120)가 가동되어 소화액(50)이 분사되는 단계(S170);를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차 화재진압을 위한 주차면 바닥의 소화액 분사방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 산출단계(S160)는,
    상기 제어부(100)가 상기 발화점(240)의 위치좌표 및 상기 높이(z)에 기초하여 상기 분사노즐(170)로부터 상기 발화점(240)까지의 직선거리(s)를 산출하고,
    상기 직선거리(s)에 기초하여 상기 소화액 분사장치(120)의 분사세기를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차 화재진압을 위한 주차면 바닥의 소화액 분사방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 분사단계(S170)는,
    각도조절부가 상기 분사각(θ)에 기초하여 상기 분사노즐(170)의 분사각도를 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차 화재진압을 위한 주차면 바닥의 소화액 분사방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 발화점(240) 검출단계(S130)에서 상기 발화점(240)이 검출되면,
    상기 제어부(100)에 의해,
    경보장치(300)가 가동되는 단계;
    화재정보가 미리 정해진 외부로 전송되는 단계; 및
    소화액 배출펌프(210)가 가동되는 단계; 중 적어도 하나가 실행되는 것을 특징으로 하는 전기차 화재진압을 위한 주차면 바닥의 소화액 분사방법.
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