KR101194787B1 - 소방용 엔진펌프 시스템 및 이의 제어방법 - Google Patents

소방용 엔진펌프 시스템 및 이의 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 소방용 엔진펌프 시스템에 관한 것으로서, 압력탱크스위치에 의해 가동신호를 인가하는 압력탱크부와; 엔진에 의해 구동되며, 소화전과 배관을 통해 연결되어 소방수를 공급하는 펌프를 갖는 엔진펌프와; 상기 엔진펌프를 조작하며, 상기 엔진펌프의 구동상태를 표시하는 조작부와; 상기 배관 내부에 구비되어 배관내부압력을 감지하는 배관압력감지부와; 상기 압력탱크스위치의 가동신호에 의해 상기 엔진펌프가 가동된 이후, 상기 배관압력감지부에서 감지된 현재 배관내부압력이 기준압력으로 일정하게 유지되도록 상기 엔진펌프의 회전속도를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

소방용 엔진펌프 시스템 및 이의 제어방법{ENGINE PUMP SYSTEM FOR FIREFIGHTING AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 소방용 엔진펌프 시스템 및 이의 제어방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 배관을 통해 외부로 배출되는 소방수의 압력과 양을 일정하게 유지시킬 수 있는 소방용 엔진펌프 시스템 및 이의 제어방법에 관한 것이다.
소방용 엔진펌프는 엔진에 의해 발생된 동력으로 구동되는 펌프로서, 통상의 모터펌프에 비해 고양정 및 대용량을 얻을 수 있어 화재시 소화에 필요한 소방수를 공급하기 위한 용도로 사용된다.
이와 관련하여 공개특허 2005-0003139호에 "소방장치 및 그 제어방법"이 개시되어 있고, 공개특허 2008-0096242호에 "소방용 엔진펌프"가 개시되어 있다.
종래 소방용 엔진펌프는 소방수가 이동하는 배관 내의 압력이 기준압력으로 유지되는 상태에서 시간이 경과되거나 화재가 발생되어 소화전을 통해 소방수가 배출되면 압력이 감소하게 된다. 이 때, 배관 내부의 압력이 떨어지면 압력탱크스위치가 ON 신호를 인가하여 엔진펌프가 재구동되고 배관 내부의 압력이 기준압력으로 상승된다. 배관 내부 압력이 상승되면 압력탱크스위치가 OFF 신호를 인가하여 엔진펌프의 구동은 정지된다. 그리고, 소방수의 배출에 따라 배관내부의 압력이 다시 떨어지면 엔진펌프가 재가동되는 방식으로 구동된다.
상술한 바와 같이 종래 소방용 엔진펌프는 화재 발생시 소화전을 통해 물이 배출되면 배관 내부의 압력이 감소하게 되는데 배관 내부 압력이 기준압력일 때와 최소설정압력일 때만 압력탱크스위치가 가동신호를 인가하므로 기준압력과 최소설정압력 사이의 압력범위에서는 엔진펌프가 구동되지 않는다. 이에 따라 종래 소방용 엔진펌프는 소화전을 통해 배출되는 소방수의 압력과 양이 일정하지 않은 문제가 있었다. 이를 해결하고자 엔진이 일단 한번 구동되면 배관의 압이 기준압 이상 올라가도 엔진이 정지하지 않도록 하는 경우도 있으나, 엔진 과열 시 엔진 고장과 배관에 무리를 주게 되는 문제가 있었다.
또한, 종래 소방용 엔진펌프는 오작동이나 기계손상으로 압력탱크스위치의 OFF 신호 인가가 제대로 작동되지 않는 경우, 기준압력이 되더라도 엔진펌프가 계속 구동되어 기준압력 이상으로 배관내부 압력이 상승되어 배관에 부하가 걸리게 되고 소음이 증가하고 전력낭비가 발생되는 문제가 있었다.
한편, 종래 소방용 엔진펌프는 조작을 위한 조작부가 소방용 엔진펌프가 위치한 건물의 지하 또는 옥상에 함께 설치된다. 이에 따라 건물의 관리실 등에서 소방용 엔진펌프의 이상유무를 인식하기 쉽지 않으며, 거리가 먼 이유로 인해 관리가 소홀해지기 쉬운 문제가 있다. 이에 따라 실제 화재 발생시 소방용 엔진펌프가 제대로 작동하지 않아 화재진압에 어려움을 겪기도 한다.
본 발명의 목적은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 배관 내부의 압력변화에 따라 엔진펌프의 회전속도를 차등적으로 제어할 수 있는 소방용 엔진펌프 시스템 및 이의 제어방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 엔진의 회전속도를 차등적으로 제어하여 화재시 배출되는 소방수의 량과 압력을 일정하게 유지할 수 있는 소방용 엔진펌프 시스템 및 이의 제어방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 배관 내부 압력을 표시하는 표시창을 구비하여 외부에서도 배관내부압력을 용이하게 인식할 수 있는 소방용 엔진펌프 시스템 및 이의 제어방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 기준압력이 일정시간 유지될 경우 자동으로 엔진펌프의 구동을 정지시켜 배관내부에 과부하가 발생되는 것을 방지할 수 있는 소방용 엔진펌프 시스템 및 이의 제어방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 원거리에 이격설치된 소방용 엔진펌프의 이상유무를 쉽게 관리자가 인식할 수 있도록 하여 관리 및 유지보수를 용이하게 한 소방용 엔진펌프 시스템 및 이의 제어방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.
본 발명의 목적은 소방용 엔진펌프 시스템에 의해 달성될 수 있다. 본 발명의 소방용 엔진펌프 시스템은, 압력탱크스위치에 의해 가동신호를 인가하는 압력탱크부와;엔진에 의해 구동되며, 소화전과 배관을 통해 연결되어 소방수를 공급하는 펌프를 갖는 엔진펌프와; 상기 엔진펌프를 조작하며, 상기 엔진펌프의 구동상태를 표시하는 조작부와; 상기 배관 내부에 구비되어 배관내부압력을 감지하는 배관압력감지부와; 상기 압력탱크스위치의 가동신호에 의해 상기 엔진펌프가 가동된 이후, 상기 배관압력감지부에서 감지된 현재 배관내부압력이 기준압력으로 일정하게 유지되도록 상기 엔진펌프의 회전속도를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 현재 배관내부압력과 기준압력과의 차이가 기준범위 이내인 경우 저속으로 구동되도록 상기 엔진펌프를 제어하고, 상기 배관내부압력과 기준압력과의 차이가 기준범위를 초과하면 고속으로 구동되도록 상기 엔진펌프를 제어한다.
일 실시예에 따르면, 상기 엔진펌프는 상기 엔진의 플런져에 결합되어 상기 엔진의 회전속도를 저속과 고속으로 조절하는 엔진속도조절부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 엔진속도조절부를 제어하여 상기 배관내부압력이 기준압력으로 유지되도록 한다.
일 실시예에 따르면, 상기 제어부는 상기 압력탱크스위치로부터 ON 가동신호가 인가되면 상기 엔진펌프가 고속으로 구동되도록 상기 엔진속도조절부를 제어하고, OFF 가동신호가 인가되면 상기 엔진펌프가 저속으로 구동되도록 상기 엔진속도조절부를 제어하며, 상기 엔진펌프가 저속으로 운행되는 중 기준시간 이내에 상기 가동신호가 다시 인가되지 않으면 상기 엔진펌프가 정지되도록 제어하고, 상기 가동신호가 기준시간 이내에 다시 인가되면 상기 엔진펌프가 고속으로 구동되도록 상기 엔진속도조절부를 제어한다.
일 실시예에 따르면, 상기 조작부는, 상기 엔진펌프의 일측에 구비되는 주조작반과; 상기 주조작반과 이격되게 배치되는 원격조작반을 포함하며, 상기 주조작반과 상기 원격조작반은 각각, 상기 엔진펌프의 현재 엔진회전수를 표시하는 회전수표시창과; 배터리의 현재 전압을 표시하는 전압표시창과; 상기 배관압력감지부에서 감지된 현재 배관내부압력을 표시하는 배관압력표시창을 포함한다.
한편, 본 발명의 목적은 소방용 엔진펌프 시스템의 제어방법에 의해 달성될 수 있다. 본 발명의 소방용 엔진펌프 시스템의 제어방법은, 전원을 인가하는 단계와; 엔진속도조절부를 통해 엔진펌프를 저속으로 구동시키는 단계와; 압력탱크스위치로부터 ON 가동신호가 인가되면 상기 엔진속도조절부를 통해 상기 엔진펌프를 고속으로 구동시키는 단계와; 배관내부압력이 기준압력에 도달하면 상기 엔진펌프를 저속으로 구동시키는 단계와; 소방수 배출에 따라 현재 배관내부압력이 설정최소압력과 기준압력 사이로 떨어질 경우, 배관내부압력이 기준압력에 도달하도록 상기 엔진펌프의 속도를 차등적으로 구동하는 단계와; 압력탱크스위치로부터 OFF 가동신호가 인가되면, 상기 엔진펌프를 저속으로 구동시키는 단계와; 기준시간 이내로 상기 압력탱크스위치로부터 ON 가동신호가 다시 인가되지 않으면 상기 엔진펌프의 구동을 정지시키고, 기준시간 이내로 ON 가동신호가 다시 인가되면 상기 엔진펌프를 고속으로 구동시키는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 소방용 엔진펌프 시스템은 배관내부압력이 기설정된 기준압력으로 유지되도록 엔진펌프의 속도가 차등제어되므로 소방수의 배출압력과 량이 일정하게 유지된다.
특히, 현재 배관내부압력과 기준압력과의 차이에 따라 엔진속도를 차등적으로 제어하여 빠른 시간내에 기준압력에 도달하도록 할 수 있다.
또한, 본 발명에 다른 소방용 엔진펌프 시스템은 시동이 걸린 상태에서 가동신호가 인가될 경우 엔진펌프가 정지된 상태에서 최고속도로 바로 구동되는 것이 아니고, 저속으로 회전되는 상태에서 고속으로 구동되기 때문에 최고속도로 구동되는 시간이 짧고 엔진에 가해지는 부하가 적어지게 된다. 또한, 화재진압시 가동신호의 인가와 정지가 반복되더라도 엔진이 정지와 시동을 반복하는 것이 아닌 엔진펌프가 저속으로 구동되는 중에 고속으로 구동되게 되므로 잦은 재시동으로 인한 엔진펌프 및 엔진펌프 구동부의 손상이 적어지게 된다.
이에 따라 엔진펌프 및 엔진펌프와 연결된 배관 및 구동부를 장기간 안정적으로 사용할 수 있으며, 화재진압시 갑작스런 오작동 및 작동불능 상태를 방지할 수 있다.
또한, 시운전시 엔진펌프가 저속으로 구동되므로 상대적으로 발생되는 소음이 적어 작업자가 소음에 두려움을 적게 느낄 수 있어 일정시간 간격으로 시운전을 해보게 된다. 따라서, 엔진펌프를 자주 점검하여 항상 가동가능한 상태로 유지시킬 수 있어 화재발생시 최적의 상태로 대응할 수 있게 된다.
또한, 압력탱크부의 오작동시 또는 조작패널의 오작동시에도 엔진펌프가 저속으로 구동되므로 엔진과, 펌프와, 배관 및 소화전에 무리를 주지 않아 추가적인 손상 및 금전적인 손실을 줄일 수 있다.
또한, 엔진펌프가 저속으로 구동되는 중에 기준시간 이내에 가동신호가 인가되지 않으면 엔진펌프가 자동으로 정지하게 되므로 작업자가 조작패널까지 가서 조작버튼을 조작하여 수동으로 엔진펌프를 정지시키는 번거로움을 없앨 수 있으며, 오작동에 의한 추가 손실을 방지할 수 있다.
또한, 엔진펌프와 함께 배치된 주조작반 외에 관리자의 접근이 용이한 곳에 배치되는 원격조작반이 함께 구비되므로 관리자가 엔진펌프의 현재 상태를 용이하게 인식할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 소방용 엔진펌프 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 소방용 엔진펌프 시스템의 구성을 도시한 블럭도,
도 3은 본 발명에 따른 소방용 엔진펌프 시스템의 엔진속도조절부의 구성을 개략적으로 도시한 개략도,
도 4는 본 발명에 따른 소방용 엔진펌프 시스템의 조작부의 주조작반의 구성을 도시한 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 소방용 엔진펌프 시스템의 조작부의 원격조작반의 구성을 도시한 사시도이고,
도 6는 본 발명에 따른 소방용 엔진펌프 시스템의 제어과정을 개략적으로 도시한 흐름도이다.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
도 1은 본 발명에 따른 소방용 엔진펌프 제어장치(1)의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 소방용 엔진펌프 제어장치(1)는 화재진압시 급수를 위한 가동신호를 인가하는 압력탱크부(100)와, 제어부(600)의 제어신호에 따라 구동되는 엔진펌프(200)와, 엔진펌프(200)가 구동되는 구동조건을 입력받고 구동상황을 표시하는 조작부(300)와, 제어부(600)의 제어에 따라 엔진펌프(200)를 구동시키는 엔진펌프구동부(400)와, 소방수를 배출하는 소화전(500)과, 압력탱크부(100)의 가동신호 인가 여부와 배관압력감지부(240)의 감지결과에 따라 엔진펌프(200)가 차등적인 회전속도로 구동되도록 제어부(600)를 포함한다.
압력탱크부(100)는 화재발생시 제어부(600)로 가동신호를 인가하여 엔진펌프(200)가 구동되도록 한다. 압력탱크부(100)의 일측에는 ON/OFF 가동신호를 인가하는 압력탱크스위치(110)가 구비되며, 자동방식 또는 수동방식에 의해 ON/OFF 가동신호가 인가된다. 압력탱크부(100)는 ON 가동신호 인가 후 엔진펌프(200)의 구동에 따라 펌프(220)로부터 소방수를 공급받아 내부를 채운다. 압력탱크부(100) 내부에 저장된 소방수는 배관(230)을 따라 소화전(500)으로 공급된 후, 외부로 배출된다.
엔진펌프(200)는 제어부(600)의 제어에 의해 구동되며 소방수가 압력탱크부(100)를 거쳐 소화전(500)으로 공급되도록 한다. 엔진펌프(200)는 압력탱크스위치(110)의 ON/OFF 가동신호 여부에 의해 구동이 제어되고, 배관압력감지부(240)의 감지결과에 따라 회전속도가 차등적으로 제어된다.
엔진펌프(200)는 연료의 공급에 의해 구동되는 엔진(210)과, 엔진(210)의 구동력을 이용하여 작동되는 펌프(220)를 포함한다. 또한, 엔진펌프(200)는 펌프(220)와 압력탱크부(100) 및 소화전(500)을 연결하는 배관(230)과, 배관(230) 내부에 구비되어 배관내부압력을 감지하는 배관압력감지부(240)와, 엔진(210)과 결합되어 제어부(600)의 제어에 의해 엔진(210)의 회전속도를 조절하는 엔진속도조절부(250)를 포함한다.
엔진펌프(200)는 엔진펌프구동부(400)에 의해 구동된다. 엔진(210)은 스타팅모터 구동부(431)에 의해 시동이 걸리며, 플런져펌프 구동부(433)에 의해 플런져펌프(미도시)로 연료가 공급된다. 펌프(220)는 설치되는 건물의 규모와 층수에 따라 주엔진펌프(221)와, 보조전동기펌프(223)를 복수개 포함할 수 있다.
배관(230)은 펌프(220)와 압력탱크부(100) 및 소화전(500)을 연결하여 소방수가 소화전(500)으로 이동되도록 한다. 배관(230)은 엔진(210)의 회전속도에 따라 내부에 압력이 형성되고, 해당 압력으로 소방수가 이동된다. 배관내부압력은 엔진(210)의 회전속도가 빠르면 고압이 형성되고, 엔진(210)의 회전속도가 느리면 저압이 형성된다.
배관압력감지부(240)는 배관(230) 내부에 결합되어 소방수를 이동시키는 배관내부압력을 감지한다. 배관압력감지부(240)는 압력감지센서로 구현될 수 있다. 배관압력감지부(240)에서 감지된 배관내부압력은 제어부(600)로 전송된다.
엔진속도조절부(250)는 제어부(600)의 제어에 따라 엔진(210)의 회전속도를 조절한다. 엔진속도조절부(250)는 엔진(210)의 회전수를 저속 또는 고속으로 조절한다. 도 3은 엔진속도조절부(250)의 구성을 개략적으로 도시한 개략도이다. 도시된 바와 같이, 엔진속도조절부(250)는 제어부(600)의 제어에 따라 구동되는 모터(251)와, 모터(241)에 결합된 회전축(252)과, 회전축(252) 상에 결합되어 회전축(252)의 회전에 따라 좌우로 직선 이동되는 브래킷(253)과, 일단부는 브래킷(253)에 결합되고 타단부는 엔진(210)의 플런져펌프(미도시)의 개방상태를 조절하는 조절레버(미도시)에 결합되는 당김부재(254)를 포함한다.
모터(251)는 소형 DC 모터 형태로 구비되며 제어부(600)의 제어신호에 따라 정역회전한다. 브래킷(253)은 회전축(252) 상에 결합되어 모터(251)의 구동시 회전축(252)의 회전에 따라 회전축(252) 상을 좌우로 이동하게 된다.
당김부재(254)는 줄의 형태로 구비된다. 당김부재(254)는 일단부가 브래킷(253)에 결합되어 있으므로 브래킷(253)의 위치에 따라 조절레버(미도시)를 가압하는 가압력이 변화되게 된다.
모터(251)의 정회전에 따라 브래킷(253)이 회전축(252)의 우측에 위치할 경우 당김부재(254)의 장력이 느슨해지므로 조절레버(미도시)가 플런져펌프(미도시)를 거의 닫은 상태로 위치하게 된다. 이에 따라 플런져펌프(미도시)의 개방정도가 적으므로 플런져펌프(미도시)로 공급되는 연료의 양이 적어 엔진(210)은 저속으로 회전하게 된다.
반면, 모터(251)가 역회전하여 브래킷(253)이 회전축(252)의 좌측에 위치할 경우 당김부재(254)가 팽팽하게 유지되며 조절레버(미도시)가 개방되는 방향으로 당겨서 플런져펌프(미도시)가 개방된 상태를 유지하게 된다. 이에 따라 플런져펌프(미도시)로 많은 양의 연료가 공급되므로 엔진(210)은 고속으로 회전하게 된다.
고속으로 회전시 엔진(210)의 회전수는 회전수조정스위치(313)에 의해 작업자가 셋팅한 값이 된다.
여기서, 엔진(210)의 회전수는 펌프(220) 내부의 임펠러(미도시)의 회전수로 반영되고, 임펠러(미도시)의 회전수가 증가하면 임펠러(미도시)를 통해 배출되는 소방수의 량이 증가하게 된다. 따라서, 제어부(600)는 엔진(210)의 회전속도를 조절하여 엔진펌프(200)의 회전속도를 조절하게 된다. 이에 의해 소방수의 배출압력과 배출량을 조절할 수 있다.
한편, 상기 모터(251) 대신 이와 유사한 기능을 가지는 솔레노이드나 컴프레셔 등이 사용될 수 있으며, 이 경우 그 미세한 구조적 변경은 당업자에게 자명한 사항이므로 그 설명은 생략한다.
조작부(300)는 엔진펌프(200)의 구동과 관련된 조건을 입력받거나, 현재 엔진펌프(200)의 구동상태를 표시한다. 조작부(300)는 엔진펌프(200)의 일측에 구비되는 주조작반(310)과, 주조작반(310)과 이격되게 원거리에 구비되는 원격조작반(320)과, 주조작반(310)과 원격조작반(320)을 서로 연결하는 통신부(330)를 포함한다.
도 4는 주조작반(310)의 외부 구성을 도시한 사시도이고, 도 5는 원격조작반(320)의 외부 구성을 도시한 사시도이다.
주조작반(310)은 도시된 바와 같이 함체형상으로 구비되며, 엔진펌프(200)와 함께 설치되거나 엔진펌프(200)가 설치된 지하실 또는 옥상 등의 벽면에 고정 설치된다. 주조작반(310)은 엔진펌프(200)와 엔진펌프구동부(400)를 조작하는 신호를 입력받는다.
주조작반(310)의 판면에는 복수개의 조작스위치 및 현재 상태를 표시하는 표시램프 등이 구비된다. 주조작반(310)의 하부영역에는 엔진펌프(200)를 구동시키는 주엔진펌프스위치(311)와 보조전동기펌프스위치(312)가 구비된다. 주엔진펌프스위치(311)의 조작에 의해 작업자는 수동, 자동, 정지 모드로 변환가능하다. 수동으로 조작할 경우 약 6~8초 후에 주엔진펌프(221)에 시동이 걸리게 된다. 자동으로 조작할 경우 압력탱크스위치(110)의 신호에 의해 주엔진펌프(221)에 시동이 걸리게 된다. 정지로 조작할 경우 주엔진펌프(221)의 작동이 중지된다.
보조전동기펌프스위치(312)의 조작에 의해 작업자는 보조전동기펌프(223) 또는 충압펌프(미도시)의 구동모드를 조작할 수 있다. 수동으로 조작하면 바로 보조전동기펌프(223)가 구동되고, 자동으로 놓으면 압력탱크스위치(110)의 신호에 의해 보조전동기펌프(미도시)가 구동되고, 정지로 조작하면 보조전동기펌프(223)의 동작이 중지된다.
한편, 주엔진펌프스위치(311)와 보조전동기펌프스위치(312)의 상단에는 각각의 현재 동작모드를 표시하는 펌프표시램프가 구비된다. 이에 의해 작업자는 현재 주엔진펌프(221) 및 보조전동기펌프(223)가 자동모드 또는 수동모드에 의해 동작되는지를 인식할 수 있다.
보조전동기펌프스위치(312)의 일측에는 회전수조정스위치(313)가 구비된다. 회전수조정스위치(313)은 회전수표시창(315)에 표시되는 수치를 확인하면서 엔진(210)을 원하는 회전수로 조절할 수 있도록 구비된다. 회전수조정스위치(313)에 의한 엔진회전수 셋팅은 주엔진펌프스위치(311)가 수동인 상태로 위치한 경우에 행하게 되며, 주엔진펌프스위치(311)가 자동인 상태에서 엔진회전수 표시창(315)에 표시되는 수치는 셋팅된 수치에 의해 회전하는 실제 엔진(210)의 회전수를 표시한다. 엔진(210)은 회전수조정스위치(313)에 의해 셋팅된 회전수에 의해 최고속도로 회전하게 된다.
주엔진펌프스위치(311)의 상부영역에는 표시램프(314)가 복수개 구비된다. 표시램프(314)는 시동실패램프, 반자동경고램프, 배터리충전램프, 오일압경고램프, 과온도경고램프, AC 220V 표시등 등을 포함할 수 있다. 시동실패램프는 주엔진펌프(221)의 시동을 시도한 후 재시동 10회 이내에 엔진에 시동이 걸리지 않는 경우 점등된다. 이때, 경고음이 10초 이내로 울려 작업자에게 시동실패 사실을 인지시키게 된다. 반자동경고램프는 주엔진펌프(221)가 자동대기중일 경우에 자동으로 시동이 걸리면 자동으로 정지가 되지 않는 상태라는 사실을 표시하는 경고등이다.
배터리충전램프는 현재 배터리가 충전중일 경우 점등된다. 오일압경고램프는 엔진오일이 저압상태임을 표시하고, 과온도경고램프는 주엔진펌프(221)의 냉각수가 과온도상태임을 표시한다. AC 220V 표시등은 현재 220V 교류전원이 엔진판넬로 공급되고 있음을 표시한다.
주조작반(310)의 상부영역에는 회전수표시창(315)과 전압표시창(316) 및 배관압력표시창(317)이 구비된다. 회전수표시창(315)은 엔진펌프(200)의 현재 엔진회전수를 숫자로 표시한다. 전압표시창(316)은 배터리의 현재 전압을 표시한다. 배관압력표시창(317)은 배관압력감지부(240)에서 감지된 현재 배관내부압력이 표시된다.
도 5는 원격조작반(320)의 외부 구성을 도시한 사시도이다. 원격조작반(320)은 도시된 바와 같이 함체형태로 형성된다. 원격조작반(320)은 작업자가 상주하는 곳 또는 작업자의 접근이 용이한 곳에 배치되어 엔진펌프(200)의 현재 상태를 실시간으로 작업자가 인지할 수 있도록 한다. 또한, 작업자가 직접 엔진펌프(200)가 위치한 곳으로 가지 않더라도 엔진펌프(200)를 조작할 수 있는 편의성을 부여한다.
원격조작반(320)은 앞서 설명한 주조작반(310)과 동일한 구성으로 배치되어 작업자가 주엔진펌프(미도시)와 보조전동기펌프(미도시)를 원거리에서 구동시킬 수 있게 한다. 또한, 표시램프(324a,324b,324c,324d)가 구비되어 현재 엔진펌프(200)의 이상유무 또는 현재 상태를 실시간으로 표시한다.
그리고, 원격조작반(320)은 전압표시창(326)이 구비되어 현재 배터리의 상태를 수치로 알 수 있다. 이때, 배터리가 기준값 이하로 낮아지는 저전압상태인 경우 원격조작반(320)은 경보음을 발생시켜 작업자가 저전압상태인 것을 인식할 수 있도록 한다.
전압표시창(326)의 일측에는 엔진(210)의 회전속도를 표시하는 회전수표시창(326)과, 배관내부압력이 표시되는 배관압력표시창(327)이 형성된다.
또한, 원격조작반(320)은 주조작반(310)으로의 전원공급이 차단되거나 주조작반(310) 내부의 내부단자부(미도시)에 이상이 발생되는 경우 경고음을 발생시켜 작업자에게 즉시 이상유무를 인식시킨다. 이에 의해 작업자는 즉각적으로 엔진펌프(200) 또는 주조작반(310)을 수리할 수 있어 소방용 엔진펌프 시스템(1)의 관리능력이 향상될 수 있다.
통신부(330)는 주조작반(310)과 원격조작반(320)을 상호 연동시켜 제어신호가 전달되도록 한다. 통신부(330)는 내부 전용선으로 구현되거나, 무선통신 또는 유선통신에 의해 구현될 수 있다.
엔진펌프구동부(400)는 제어부(600)의 제어에 따라 엔진펌프(200)가 구동되도록 한다. 엔진펌프구동부(400)는 엔진(210)이 구동되기 위해 전원을 공급하는 배터리(미도시)를 충전하기 위한 배터리충전부(410)와, 엔진(210)을 구동시키기 위한 엔진구동부(420)와, 엔진구동부(420)와 펌프(220)로의 전원공급을 단속하는 전원단속부(430)를 포함한다.
배터리충전부(410)는 트랜스 방식으로 구비된다. 엔진구동부(420)는 시동을 위한 스타팅모터 구동부(431)와, 연료 충전을 위한 플런져펌프 구동부(433) 및 엔진(210)의 예열을 위한 예열구동부(435)가 일체로 구비된다. 엔진구동부(430)에는 전류범위가 충분한 계전기(relay)(미도시)가 구비된다. 이에 따라 엔진(210)의 전력용량에 관계없이 안정적으로 엔진구동부(430)가 작동될 수 있다.
제어부(600)는 압력탱크부(100)의 압력탱크스위치(110)의 조작에 따른 가동신호 인가 여부와 배관압력감지부(240)로부터 감지된 배관압력에 따라 엔진속도조절부(250)를 제어하여 엔진펌프(200)가 저속 또는 고속으로 차등적으로 구동되도록 한다. 제어부(600)의 차등적인 엔진(210) 속도제어에 의해 배관내부압력이 일정하게 유지되어 소방수가 일정압력으로 일정량이 소화전(500)으로 공급될 수 있다.
제어부(600)는 조작부(300)를 통해 작업자가 엔진펌프(200)에 시동을 걸면, 엔진(210)이 저속으로 구동되도록 엔진펌프구동부(400)와 엔진속도조절부(250)를 제어한다. 즉, 제어부(600)는 압력탱크스위치(110)로부터 가동신호가 인가되기 전에도 엔진(210)이 저속으로 운행되어 빠르게 고속으로 운행될 수 있도록 준비한다.
또한, 제어부(600)는 엔진(210)이 고속으로 구동되는 중에 off 가동신호가 인가되면 엔진(210)이 정지되지 않고 저속으로 구동되도록 엔진속도조절부(250)를 제어한다. 이 때, 제어부(600)는 엔진(210)이 저속으로 구동되는 중에 ON 가동신호가 기준시간 이내에 인가되지 않으면 엔진(210)이 자동으로 정지되도록 엔진펌프구동부(400)와 전원단속부(430)를 제어한다. 반면, 기준시간 내에 ON 가동신호가 다시 인가되면 엔진(210)이 다시 고속으로 구동되도록 엔진속도조절부(250)를 제어한다.
여기서, 기준시간은 5분 또는 10분 등으로 작업자가 설정 가능하도록 구비된다.
한편, 제어부(600)는 배관압력감지부(240)에서 감지된 현재 배관내부압력을 기초로 배관내부압력이 항상 기준압력을 유지하도록 엔진속도조절부(250)를 제어한다. 제어부(600)는 디폴트로 설정된 기준압력에 근접하게 배관내부압력이 유지되도록 엔진속도조절부(250)를 제어한다. 기준압력은 엔진펌프(200)가 설치된 장소의 규모와 층수, 배관(230)의 직경과 두께 등을 고려하여 관리자가 설정할 수 있다.
제어부(600)는 전원이 인가된 후, 초기 저속으로 유지되는 대기상태에서 압력탱크스위치(110)로부 ON 가동신호가 인가되면 엔진(210)을 최고 회전수로 구동하여 빠르게 기준압력에 도달하도록 한다. 배관압력감지부(240)는 실시간으로 현재 배관내부압력을 전송하고, 제어부(600)는 전송된 현재 배관내부압력이 기준압력에 도달하면 엔진(210)을 저속으로 구동하도록 엔진속도조절부(250)를 제어한다.
소방수가 소화전을 통해 배출되면 배관내부압력은 다시 낮아지게 된다. 배관압력감지부(240)로부터 전송된 배관내부압력이 기설정된 설정최소압력과 기준압력 사이의 범위로 낮아지면 제어부(600)는 엔진(210)의 속도를 차등적으로 조절하여 기준압력으로 상승되도록 한다. 제어부(600)는 현재 배관내부압력과 기준압력 사이의 압력차에 따라 엔진 회전속도를 차등적으로 제어한다.
일례로, 설정된 기준압력이 6KPa이고, 설정된 최소압력이 4KPa이면, 제어부(600)는 배관내부압력이 6KPa로 유지되도록 엔진(210)의 회전속도를 차등적으로 제어한다. 소방수의 배출로 인해 배관내부압력이 5KPa로 낮아지면 6KPa로 상승되도록 엔진(210) 회전속도를 상승시킨다.
이 때, 배관내부압력이 5KPa 보다 높고 6KPa 보다 낮은 경우 압력차이가 적으므로 엔진(210)을 저속으로 구동시키고, 배관내부압력이 4KPa 보다 높고 5KPa 보다 낮은 경우 엔진(210)을 고속으로 구동시킨다.
제어부(600)는 현재 배관내부압력과 기준압력 사이의 압력차가 기준범위 이내이면 엔진(210)이 저속으로 구동되도록 제어하고, 압력차가 기준범위를 초과하면 고속으로 구동되도록 제어한다. 앞서 설명한 일례에서는 압력차가 1KPa 이내이면 저속으로 제어하고, 압력차가 1KPa을 초과하면 고속으로 제어한다.
여기서, 엔진(210)의 회전속도를 두 개의 압력범위에 따라 제어하는 구동방식은 일례일 뿐이며, 기준압력과 설정최소압력에 따라 구간을 세 구간 이상 나누어 엔진(210)의 회전속도를 순차적으로 상이하게 제어할 수 있다.
이렇게 엔진(210)의 회전속도를 차등적으로 조절할 경우 배관내부압력이 항상 기준압력에 근접하게 유지되므로 소화전(500)을 통해 배출되는 소방수의 양과 압력도 일정하게 유지될 수 있다.
여기서, 엔진(210)의 최대 회전속도는 작업자가 회전수조정스위치(313)를 통해 조절할 수 있으며, 저속 및 중속에 대응되는 회전속도는 초기 디폴트로 설정되거나 작업자로부터 입력될 수 있다.
이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 소방용 엔진펌프 시스템(1)의 엔진펌프(200) 제어과정을 도 6을 참조로 설명한다.
조작부(300)를 통해 작업자가 전원을 인가한다. 이때, 압력탱크스위치(110)로부터 가동신호가 인가되지 않은 상태이면(S110), 제어부(600)는 엔진펌프(200)의 엔진(210)이 저속으로 운행되도록 엔진속도조절부(250)를 제어한다(S120).
이를 위해 제어부(600)는 모터(251)를 정방향회전시켜 브래킷(253)이 회전축(252)을 따라 당김부재(254)가 느슨해지는 방향으로 이동되도록 하고, 당김부재(254)가 조절레버(미도시)를 가압하는 가압력이 약해지면서 플런져펌프(미도시)를 통해 엔진(210)으로 공급되는 연료의 양이 줄어들게 된다. 이에 따라 엔진(210)이 저속으로 운행된다.
여기서, 제어부(600)는 엔진펌프(200)가 자동모드로 구동되거나 수동모드로 구동되도록 선택되는 두 가지 경우 모두 저속으로 운행되도록 제어한다.
엔진펌프(200)의 엔진(210)이 저속으로 운행되는 중에 압력탱크스위치(110)를 작업자가 조작하여 ON 가동신호가 인가되면(S130), 제어부(600)는 엔진펌프(200)의 최대 회전수로 고속으로 운행되도록 엔진펌프(200)와 엔진속도조절부(250)를 제어한다(S140).
이를 위해 제어부(600)는 모터(251)를 역방향회전시켜 브래킷(253)이 회전축(252)을 따라 당김부재(254)가 당겨지는 방향으로 이동되도록 하고, 당김부재(254)가 조절레버(미도시)를 가압하는 가압력이 강해져 플런져펌프(미도시)가 개방되도록 한다. 이에 따라 엔진(210)으로 공급되는 연료의 양이 많아져 엔진(210)이 최대속도로 고속으로 운행된다.
이 때, 배관(230) 내부에 구비된 배관압력감지부(240)는 배관내부압력을 감지하고, 제어부(600)는 배관압력감지부(240)로부터 전송된 배관내부압력이 설정된 기준압력에 근접할 경우(S150), 엔진(210)이 저속으로 운행되도록 엔진속도조절부(250)를 제어한다(S160). 여기서, 감지된 배관내부압력이 설정된 기준압력에 미치지 못할 경우, 엔진(210)은 고속으로 계속 운행된다(S140).
배관압력감지부(240)는 연속해서 배관내부압력을 감지하고(S170), 소방수의 배출로 인해 배관내부압력이 감소되어 설정최소압력과 기준압력 사이에 해당될 경우(S180), 제어부(600)는 단시간에 배관내부압력이 기준압력에 도달하도록 엔진속도를 조절한다(S190). 이 때, 제어부(600)는 현재 배관내부압력과 기준압력 사이의 압력차에 따라 엔진(210) 회전속도를 저속 또는 고속으로 차등적으로 제어한다.
제어부(600)의 제어에 의해 배관내부압력이 다시 기준압력에 도달하면, 제어부(600)는 다시 엔진(210)이 저속으로 운행되도록 한다(S200). 이 상태에서 배관내부압력이 다시 감소하면 제어부(600)는 앞서 설명한 단계를 반복하게 된다.
한편, 제어부(600)는 엔진이 저속으로 운행할 때, 일정 시간 동안 ON 가동신호가 인가되는지 판단한다(S210). ON 가동신호가 일정 시간 내에 재인가되면 엔진(210)이 다시 최대 회전수로 운행되어 기준압력에 도달하도록 한다(S140).
이 때, ON 가동신호가 일정 시간 내에 인가되지 않으면, 제어부(600)는 엔진(210)의 구동이 정지하도록 엔진펌프구동부(400)를 제어한다(S220).
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 소방용 엔진펌프 제어장치는 시동이 걸린 상태에서 가동신호가 인가될 경우 엔진펌프가 정지된 상태에서 최고속도로 바로 구동되는 것이 아니고, 저속으로 회전되는 상태에서 고속으로 구동되기 때문에 최고속도로 구동되는 시간이 짧고 엔진에 가해지는 부하가 적어지게 된다. 또한, 화재진압시 가동신호의 인가와 정지가 반복되더라도 엔진펌프가 저속으로 구동되는 중에 고속으로 구동되게 되므로 엔진펌프 및 엔진펌프 구동부의 손상이 적어지게 된다.
이에 따라 엔진펌프 및 엔진펌프와 연결된 배관 및 구동부를 장기간 안정적으로 사용할 수 있으며, 화재진압시 갑작스런 오작동 및 작동불능 상태를 방지할 수 있다.
또한, 시운전시 엔진펌프가 저속으로 구동되므로 상대적으로 발생되는 소음이 적어 작업자가 소음에 두려움을 적게 느낄 수 있어 일정시간 간격으로 시운전을 해보게 된다. 따라서, 엔진펌프를 자주 점검하여 항상 가동가능한 상태로 유지시킬 수 있어 화재발생시 최적의 상태로 대응할 수 있게 된다.
또한, 압력탱크부의 오작동시 또는 조작패널의 오작동시에도 엔진펌프가 저속으로 구동되므로 엔진 및 펌프 및 스프링클러 헤드 등에 무리를 주지 않아 추가적인 손상 및 금전적인 손실을 줄일 수 있다.
본 발명에 따른 소방용 엔진펌프 시스템은 배관내부압력이 기설정된 기준압력으로 유지되도록 엔진펌프의 속도가 차등제어되므로 소방수의 배출압력과 량이 일정하게 유지된다.
특히, 현재 배관내부압력과 기준압력과의 차이에 따라 엔진속도를 차등적으로 제어하여 빠른 시간내에 기준압력에 도달하도록 할 수 있다.
또한, 본 발명에 다른 소방용 엔진펌프 시스템은 시동이 걸린 상태에서 가동신호가 인가될 경우 엔진펌프가 정지된 상태에서 최고속도로 바로 구동되는 것이 아니고, 저속으로 회전되는 상태에서 고속으로 구동되기 때문에 최고속도로 구동되는 시간이 짧고 엔진에 가해지는 부하가 적어지게 된다. 또한, 화재진압시 가동신호의 인가와 정지가 반복되더라도 엔진펌프가 저속으로 구동되는 중에 고속으로 구동되게 되므로 엔진펌프 및 엔진펌프 구동부의 손상이 적어지게 된다.
이에 따라 엔진펌프 및 엔진펌프와 연결된 배관 및 구동부를 장기간 안정적으로 사용할 수 있으며, 화재진압시 갑작스런 오작동 및 작동불능 상태를 방지할 수 있다.
또한, 시운전시 엔진펌프가 저속으로 구동되므로 상대적으로 발생되는 소음이 적어 작업자가 소음에 두려움을 적게 느낄 수 있어 일정시간 간격으로 시운전을 해보게 된다. 따라서, 엔진펌프를 자주 점검하여 항상 가동가능한 상태로 유지시킬 수 있어 화재발생시 최적의 상태로 대응할 수 있게 된다.
또한, 압력탱크부의 오작동시 또는 조작패널의 오작동시에도 엔진펌프가 저속으로 구동되므로 엔진 및 펌프 및 소화전에 무리를 주지 않아 추가적인 손상 및 금전적인 손실을 줄일 수 있다.
또한, 엔진펌프가 저속으로 구동되는 중에 기준시간 이내에 가동신호가 인가되지 않으면 엔진펌프가 자동으로 정지하게 되므로 작업자가 조작패널까지 가서 조작버튼을 조작하여 수동으로 엔진펌프를 정지시키는 번거로움을 없앨 수 있다.
또한, 엔진펌프와 함께 배치된 주조작반 외에 관리자의 접근이 용이한 곳에 배치되는 원격조작반이 함께 구비되므로 관리자가 엔진펌프의 현재 상태를 용이하게 인식할 수 있다.
이상에서 설명된 본 발명의 소방용 엔진펌프 시스템 및 이의 제어방법의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
1 : 소방용 엔진펌프시스템 100 : 압력탱크
110 : 압력탱크스위치 200 : 엔진펌프
210 : 엔진 220 : 펌프
221 : 주엔진펌프 223 : 보조전동기펌프
230 : 배관 240 : 배관압력감지부
250 : 엔진속도조절부 251 : 모터
252 : 회전축 253 : 브래킷
254 : 당김부재 300 : 조작부
310 : 주조작반 311 : 주엔진펌프스위치
312 : 보조펌프스위치 313 : 회전수조정스위치
314 : 표시램프 315 : 회전수표시창
316 : 전압표시부창 317 : 배관압력표시창
320 : 원격제어장치 321 : 주엔진펌프스위치
322 : 보조펌프스위치 324 : 표시램프
325 : 회전수표시창 326 : 전압표시창
327 : 배관압력표시창 400 : 엔진펌프구동부
410 : 배터리충전부 420 : 엔진구동부
430 : 전원단속부 500 : 소화전
600 : 제어부

Claims (6)

  1. 압력탱크스위치에 의해 가동신호를 인가하는 압력탱크부와;
    엔진에 의해 구동되며, 소화전과 배관을 통해 연결되어 소방수를 공급하는 펌프를 갖는 엔진펌프와;
    상기 엔진펌프를 조작하며, 상기 엔진펌프의 구동상태를 표시하는 조작부와;
    상기 배관 내부에 구비되어 배관내부압력을 감지하는 배관압력감지부와;
    상기 압력탱크스위치의 가동신호에 의해 상기 엔진펌프가 가동된 이후, 상기 배관압력감지부에서 감지된 현재 배관내부압력이 기준압력으로 일정하게 유지되도록 상기 엔진펌프의 회전속도를 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    현재 배관내부압력과 기준압력과의 차이가 기준범위 이내인 경우 저속으로 구동되도록 상기 엔진펌프를 제어하고, 상기 배관내부압력과 기준압력과의 차이가 기준범위를 초과하면 고속으로 구동되도록 상기 엔진펌프를 제어하되, 상기 저속 및 고속은 초기 디폴트로 설정된 범위 내의 속도인 것을 특징으로 하는 소방용 엔진펌프 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 엔진펌프는 상기 엔진의 플런져에 결합되어 상기 엔진의 회전속도를 저속과 고속으로 조절하는 엔진속도조절부를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 엔진속도조절부를 제어하여 상기 배관내부압력이 기준압력으로 유지되도록 하는 것을 특징으로 하는 소방용 엔진펌프 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 압력탱크스위치로부터 ON 가동신호가 인가되면 상기 엔진펌프가 고속으로 구동되도록 상기 엔진속도조절부를 제어하고, OFF 가동신호가 인가되면 상기 엔진펌프가 저속으로 구동되도록 상기 엔진속도조절부를 제어하며, 상기 엔진펌프가 저속으로 운행되는 중 기준시간 이내에 상기 가동신호가 다시 인가되지 않으면 상기 엔진펌프가 정지되도록 제어하고, 상기 가동신호가 기준시간 이내에 다시 인가되면 상기 엔진펌프가 고속으로 구동되도록 상기 엔진속도조절부를 제어하는 것을 특징으로 하는 소방용 엔진펌프 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 조작부는,
    상기 엔진펌프의 일측에 구비되는 주조작반과;
    상기 주조작반과 이격되게 배치되는 원격조작반을 포함하며,
    상기 주조작반과 상기 원격조작반은 각각,
    상기 엔진펌프의 현재 엔진회전수를 표시하는 회전수표시창과;
    배터리의 현재 전압을 표시하는 전압표시창과;
    상기 배관압력감지부에서 감지된 현재 배관내부압력을 표시하는 배관압력표시창을 포함하는 것을 특징으로 하는 소방용 엔진펌프 시스템.
  6. 소방용 엔진펌프 시스템의 제어방법에 있어서,
    전원을 인가하는 단계와;
    엔진속도조절부를 통해 엔진펌프를 저속으로 구동시키는 단계와;
    압력탱크스위치로부터 ON 가동신호가 인가되면 상기 엔진속도조절부를 통해 상기 엔진펌프를 고속으로 구동시키는 단계와;
    배관내부압력이 기준압력에 도달하면 상기 엔진펌프를 저속으로 구동시키는 단계와;
    소방수 배출에 따라 현재 배관내부압력이 설정최소압력과 기준압력 사이로 떨어질 경우, 배관내부압력이 기준압력에 도달하도록 상기 엔진펌프의 속도를 차등적으로 구동하는 단계와;
    압력탱크스위치로부터 OFF 가동신호가 인가되면, 상기 엔진펌프를 저속으로 구동시키는 단계와;
    기준시간 이내로 상기 압력탱크스위치로부터 ON 가동신호가 다시 인가되지 않으면 상기 엔진펌프의 구동을 정지시키고, 기준시간 이내로 ON 가동신호가 다시 인가되면 상기 엔진펌프를 고속으로 구동시키는 단계를 포함하되,
    상기 고속 및 저속은 초기 디폴트로 설정된 범위 내의 속도인 것을 특징으로 하는 소방용 엔진펌프 시스템의 제어방법.
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