KR102128802B1 - 소방드론 - Google Patents

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KR102128802B1
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Abstract

본 발명은 소방드론에 관한 것이다.
상세하게는, 소방드론(1)에 있어서,
화재를 진압하기 위한 일정 방수압을 가진 소방용수가 발포되는 소방용수발포수단(100);과, 상기 소방용수발포수단(100)의 일측과 결합, 고정되고, 소방관에 의한 무선전파의 유도에 의해 화재 지점으로 비행하는 비행드론수단(200); 및 상기 소방용수발포수단(100) 및 비행드론수단(200)에 필요한 소방용수 및 에너지를 공급하는 소방드론작동수단(300);으로 구성되어,
소방차 및 소방관의 진입이 불가한 화재 현장의 화재를 초기에 진압할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
이로 인해, 소방차 및 소방관이 진입할 수 없는 장소 및 소방기기(소방용 방수총)의 방수압만으로는 도달할 수 없는 지점의 화재를 초기에 진압할 수 있도록 하여, 인명 및 재산 피해가 최소화되도록 한다는 이점이 있다.

Description

소방드론{Fire suppression drone}
본 발명은 소방드론에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 소방차 및 소방관이 진입할 수 없는 장소 및 소방기기의 방수압만으로는 도달할 수 없는 지점의 화재 현장으로 비행하여 화재를 초기에 진압할 수 있도록 함으로서, 화재 진압의 골든타임을 확보하여, 화재로 인한 인명 및 재산의 피해를 최소화할 수 있도록 하는 소방드론에 관한 것이다.
건축법에서는 건물의 높이가 200[m] 이상 또는 50[층] 이상일 경우, 초고층 건물로 분류된다.
현재, 이러한 초고층 건물이 점점 많이 건축되고 있지만, 초고층 건물에 적합한 안전사고에 대한 대비 및 대응의 기술의 발달은 여전히 다양한 부가적인 문제점에 의해 뒷받침되지 못하고 있다.
즉, 초고층 건물에서 화재 사고가 발생하게 되면, 화재 지점에 소방차에서 방수되는 소방용수가 닿기에는 방수압의 한계가 있어 턱없이 부족하고, 소방헬기로 건물 위에서 뿌리는 물은 초고층 건물의 화재 진압에는 도움이 되지 못한다.
문제점을 조금이라도 해결하기 위해 고성능 펌프를 탑재하여 소방차가 400[m]까지 소방용수를 뿜어 올릴 수 있도록 할 수 있지만, 이마저도 소방관이 화재 현장까지 올라가서 소화전에 소방 호스를 연결해야 한다.
그러나, 소방관은 화재 현장으로 다 올라가기도 전에 체력이 고갈되고, 더욱이, 소방관이 멘 공기통의 공기가 고갈되어, 오히려, 구조 활동은 커녕 소방관을 더욱 위험에 빠드리게 하는 문제점이 발생된다.
또한, 최근 증가된 차량으로 인한 도로의 정체 및 불법주정차 차량으로 인해 소방차의 접근에 소요되는 시간이 길어지면서, 화재 진압의 골든타임을 놓쳐, 초기 진압에 실패하여 인명 및 재산의 피해가 커지는 경우도 빈번하다.
그러므로, 고층, 초고층 건물은 물론, 주차된 좁은 길 또는 소방차 및 소방관이 진입할 수 없는 길 또는 지형지물이 복잡한 환경 및 산악 지형(산불)에서의 화재 진압의 골든타임 확보를 위한 대안이 필요하다.
이러한 종래의 문제점을 해결하기 위해, 드론을 이용하여 화재를 진압할 수 있는 소방용 드론의 기술이 점점 개발, 출시되고 있지만, 현재는, 화재 지점에 물 또는 소화약제를 뿌리거나 낙하시키는 정도로, 진짜 화재 진압에는 크게 도움이 되지 못하는 것이 사실이다.
즉, 아직까지도 화재 현장에서는 소방용 드론보다는, 소방관의 튼튼한 심장과 두 팔, 두 다리에 의존할 수밖에 없다.
그래서, 소방관 및 소방차가 쉽게 진입할 수 없는 화재 현장의 화재 진압 방법으로 오히려, 소방관을 어떻게 하면 빠르고 안전하게 화재 지점까지 보내느냐에 중점이 맞춰지고 있다.
예를 들어, 헬기로 초고층 건물 옥상에 내린 소방관이 화재 지점으로 내려가 불을 끄고 인명을 구조하는 훈련이 진행되고 있는 추세이다.
그러나, 이마저도, 헬기 이용에는 날씨와 시간대 등 여러 제약이 따르기 때문에 한계가 있다.
그러므로, 초고층 건물의 경우, 스스로 불을 끄도록 건축 기준을 강화해 건설사나 건축주가 각종 첨단 장비를 갖추게끔 하는 사전적 방지를 위한 제도적인 방향으로 건축법을 강화하는 방식으로 흘러가고 있다.
물론, 제도적인 방향도 중요한 사항이지만, 결국 화재가 발생하였을 경우를 대비하기 위한 대응 방안 또한 꾸준히 연구, 개발되어야 한다.
따라서, 상술한 종래의 문제점을 말끔히 해결할 수 있는 강력한 소방드론이 필요하다.
이에, 소방드론에 관한 선행기술로서,
도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 대한민국 등록특허공보 제10-1907310호의 "소방 드론"(이하, '선행기술 1'이라 함.)은,
물 공급을 위한 소방 호스가 연결될 수 있는 소방 호스 연결구를 갖는 드론 바디와, 드론 바디와 연결되어 추진력을 발생하는 추력부와, 추력부를 제어하기 위해 드론 바디에 설치되는 제어유닛과, 드론 바디에 물 유동이 가능하게 연결되고 물을 분사할 수 있는 하부 분사구를 구비하여 드론 바디에 공급되는 물을 드론 바디의 하부 방향으로 분사할 수 있는 하부 분사관으로 구성되어, 소방 호스를 통해 외부에서 물을 공급받아 분사함으로서, 장시간 운전과 지속적인 화재 진화가 가능한 소방 드론에 관한 것이다.
또 다른 선행기술로는,
도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 대한민국 등록특허공보 제10-1925078호의 "초고층건물 화재진압용 드론"(이하, '선행기술 2'라 함.)으로,
화재가 발생될 경우, 화재가 발생된 높이까지 날아올라가 분사노즐을 통해 화재현장에 직접 물을 분사함으로, 종래의 소방차에서 물을 분사할 수 없는 높은 층에서 발생된 화재를 효과적으로 진압할 수 있는, 초고층건물에서 발생된 화재를 효과적으로 진압할 수 있도록 된 새로운 구조의 초고층건물 화재진압용 드론에 관한 것이다.
살펴본 바와 같이, 상기 선행기술 1 내지 선행기술 2는 본 발명과 동일한 기술분야로서, 본 발명과 대비하여, 발명이 해결하고자 하는 과제 및 해결수단에 있어 다수 유사, 동일한 기술적 개념은 있지만, 이는, 오히려, 동일한 기술분야라면 반드시 필요한 구성으로 발명의 기술적 특징이라 할 수는 없다.
그러므로, 본 발명은, 상기 선행기술 1 내지 선행기술 2를 포함한 종래의 소방드론 관련 기술과는 다른 본원발명만의 발명의 해결하고자 하는 과제(발명의 목적), 이를 해결하기 위한 해결수단(구성요소) 및 이를 해결함으로서 발휘되는 효과를 기반으로, 그 기술적 특징을 꾀하고자 한다.
대한민국 등록특허공보 제10-1907310호 (2018.10.04.) 대한민국 등록특허공보 제10-1925078호 (2018.11.28.)
이에, 본 발명은 상기 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서,
소방차 및 소방관이 진입할 수 없는 장소 및 소방기기의 방수압만으로는 도달할 수 없는 지점의 화재를 초기에 진압할 수 있는 소방드론을 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 소방차의 소방용수저장부로부터 직접 소방용수를 공급받아 진화(鎭火) 작업이 연속적으로 이루어지도록 하는 소방드론을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
또한, 발포되는 소방용수의 방수압에 의한 비행 자세의 불균형을 해소하고, 진화(鎭火) 작업 시, 비행 자세를 항상 수평으로 유지시켜, 안정적인 비행을 할 수 있는 소방드론을 제공하는 데에 목적이 있다.
상기 목적을 이루기 위한 본 발명은 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위해 안출된 것으로서,
소방드론에 있어서,
화재를 진압하기 위한 일정 방수압을 가진 소방용수가 발포되는 소방용수발포수단;
상기 소방용수발포수단의 일측과 결합, 고정되고, 소방관에 의한 무선전파의 유도에 의해 화재 지점으로 비행하는 비행드론수단;
상기 소방용수발포수단 및 비행드론수단에 필요한 소방용수 및 에너지를 공급하는 소방드론작동수단;으로 구성되어,
소방차 및 소방관의 진입이 불가한 화재 현장의 화재를 초기에 진압할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
이때, 소방드론작동수단은,
단부는 소방차의 소방용수저장부에 결합되고, 타단부는 소방용수발포수단의 소방용수공급부에 결합되어, 소방차로부터 소방용수발포수단으로 소방용수가 공급되도록 하는 소방용수공급라인부;
단부는 소방차의 전원발생부에 결합되고, 타단부는 비행드론수단의 전원공급부에 결합되어, 소방차로부터 비행드론수단으로 전원을 공급하는 전원공급라인부;로 구성되어,
소방용수공급라인부를 통해 비행드론수단에 결합된 소방용수발포수단으로 직접 소방용수가 공급되도록 함으로서, 화재 지점으로 직접 소방용수가 방수되도록 하고,
소방용수발포수단으로 별도의 소방용수를 충전하기 위한 충전 작업이 제거되어, 진화(鎭火) 작업이 연속적으로 유지되도록 함과 동시에,
소방용수공급라인부로 유입되는 소방용수의 수압에 의해, 소방용수공급라인부가 상향으로 직립되어 비행드론수단의 비행을 보조하도록 하는 것과,
전원공급라인부를 통해 비행 중인 비행드론수단에 전원이 연속적으로 공급되도록 함으로서, 소방용수발포수단에 의한 진화(鎭火) 작업이 연속적으로 이루어지도록 함으로서,
소방차 및 소방관의 진입이 불가한 화재 현장의 화재를 용이하게 진압할 수 있도록 한다.
또한, 소방드론에는,
비행드론수단의 안정된 비행을 도모하고, 화재로부터 전달되는 복사열에 의한 비행드론수단의 고장 및 임의의 상황에서의 비행드론수단의 추락을 방지, 보조하는 비행드론안정수단;이 더 포함, 구성되어,
소방드론에 의한 진화(鎭火) 작업의 안정성 및 고장, 추락에 의한 안전성이 극대화되도록 하고,
비행드론안정수단은,
소방용수공급라인부의 타단부 일측 또는 비행드론수단의 상부 측에 형성되고, 비행드론수단의 외주연면으로 액체 또는 기체를 분무시켜 비산되도록 하여, 화재 현장에서 방출되는 복사열로부터 비행드론수단을 보호하는 복사열방지비행드론냉각부;
비행드론수단의 일측에 형성되어, 소방용수발포수단으로부터 발포되는 소방용수의 일정 방수압에 의해 생성되는 힘의 반대 방향의 힘을 발생시켜, 소방용수의 일정 방수압으로 인해 비행드론수단의 비행 자세가 흐트러지는 것을 방지하는 역추진위치안정부;
비행드론수단의 일측에 하나 이상 형성되어, 비행 자세의 불안정으로 인해 추락하는 비행드론수단을 보호함과 동시에, 비행드론수단의 추락으로 발생되는 2차적인 안전사고를 미연에 방지하도록, 낙하산 및 에어백이 작동되는 추락방지부;로 구성되어,
복사열에 의한 소방드론의 고장 및 추락에 의한 소방드론의 파손을 방지하고, 진화(鎭火) 작업 시의 비행 안정성, 추락 시의 안전성이 제고되도록 하는 것을 특징으로 한다.
한편, 이에 앞서 본 명세서는 특허등록청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이상의 구성 및 작용에서 상기 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면,
소방차 및 소방관이 진입할 수 없는 장소 및 소방기기의 방수압만으로는 도달할 수 없는 지점의 화재를 초기에 진압할 수 있도록 한다.
즉, 고층, 초고층 건물의 화재, 소방차 또는 소방관이 진입할 수 없는 좁은 길, 지형지물이 복잡한 지점 등의 화재 진압 시, 소방드론을 통해 골든타임 내에 화재를 진압할 수 있도록 한다.
또한, 소방드론으로부터 방사되는 소방용수를, 소방차의 소방용수저장부로부터 직접 공급받으므로, 진화(鎭火) 작업이 연속적으로 이루어진다.
즉, 소방용수의 부족으로 진화(鎭火) 작업이 중단되는 것이 아닌, 화재의 초기 진압은 물론, 화재의 완전 진압까지 연속적으로 진화(鎭火) 작업이 이루어질 수 있도록 한다.
또한, 소방용수뿐만 아니라, 소방드론이 지속적으로 비행할 수 있도록 전원(電源) 역시 소방차의 전원발생부로부터 공급받아 진화(鎭火) 작업이 연속되도록 할 수 있다.
또한, 비행드론안정수단을 통해 발포되는 소방용수의 방수압에 의한 비행 자세의 불균형을 해소하여, 진화(鎭火) 작업 시, 비행 자세를 항상 수평으로 유지시켜, 안정적인 비행을 할 수 있도록 함은 물론, 화재 현장으로부터 방출되는 복사열로부터 소방드론이 보호되도록 하며, 돌발 상황에 따른 소방드론의 추락을 방지하여, 소방드론의 효율성, 효용성, 내구성, 안정성을 제고시키는 매우 효과적인 발명이라 하겠다.
도 1은 본 발명인 소방드론에 대한 개념도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명인 소방드론에 대한 구성도를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명인 소방드론에 대한 블록도를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명인 소방드론에 대한 작동 메커니즘을 간략하게 순서도로 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명인 소방드론에 대한 선행기술의 대표도를 나타낸 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명인 소방드론의 대한 기능, 구성 및 작용을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명인 소방드론에 대한 개념도를 나타낸 것이며, 도 2는 본 발명인 소방드론에 대한 구성도를, 도 3은 본 발명인 소방드론에 대한 블록도를 나타낸 것이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명은,
소방드론(1)에 있어서,
화재를 진압하기 위한 일정 방수압을 가진 소방용수가 발포되는 소방용수발포수단(100);
상기 소방용수발포수단(100)의 일측과 결합, 고정되고, 소방관에 의한 무선전파의 유도에 의해 화재 지점으로 비행하는 비행드론수단(200);
상기 소방용수발포수단(100) 및 비행드론수단(200)에 필요한 소방용수 및 에너지를 공급하는 소방드론작동수단(300);으로 구성되어,
소방차 및 소방관의 진입이 불가한 화재 현장의 화재를 초기에 진압할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
즉, 본 발명은, 상술한 바와 같이 소방차 및 소방관의 진입이 불가한 화재 현장, 예를 들어, 고층 및 초고층 건물, 주차 또는 불법주정차로 인해 소방차가 진입할 수 없는 좁은 길, 지형지물이 복잡한 환경 등에서 발생되는 화재를 초기에 진압하여 화재 진압의 골든타임을 확보할 수 있도록 하는 소방드론(1)에 대한 것이다.
좀 더 구체적으로 설명하면,
소방용수발포수단(100)이 장착되어 소방관의 무선전파의 유도에 의한 조종으로 화재 지점을 비행하는 비행드론수단(200)은,
내화성 및 내열성이 우수한 재료로 형성된 비행드론바디부(210);
상기 비행드론바디부(210)가 비행할 수 있도록, 비행드론바디부(210)의 일측에 다수 개가 일정 패턴으로 위치하여, 추진력 및 양력을 발생시키는 비행동력발생부(220);
상기 비행드론바디부(210)의 하부 중앙에 형성되어, 소방용수발포수단(100)이 결합, 고정되도록 하는 소방용수발포수단결합부(230);
상기 비행동력발생부(220)를 고속회전시켜, 비행드론바디부(210)에 추진력 및 양력이 발생되도록 하는 비행동력전달부(240);
상기 비행동력전달부(240)의 일측에 형성되어, 소방차의 전원발생부(P)로부터 공급되는 전원이, 비행동력전달부(240)로 전달되도록 하는 전원공급부(E);
상기 비행드론바디부(210)의 하부 일측에 형성되어, 비행드론바디부(210), 비행동력발생부(220), 소방용수발포수단결합부(230), 비행동력전달부(240), 전원공급부(E), 소방용수발포수단결합부(230)에 결합, 고정되는 소방용수발포수단(100)의 무게를 지지하는 랜딩기어부(250);
상기 전원공급부(E)를 통해 비행동력전달부(240)로 공급되는 전원 및 비행동력발생부(220)의 회전을 제어, 소방관에 의한 무선전파의 유도에 의해 비행드론수단(200)이 정확하게 화재 지점으로 비행할 수 있도록, 소방관의 조종에 따른 비행드론수단(200)의 비행을 전반적으로 제어하는 비행상태경로제어부(260);로 구성되어,
소방차 및 소방관이 진입할 수 없는 화재 지점으로 신속하게 비행하여, 화재 진압의 골든타임을 확보할 수 있도록 한다.
즉, 간략하게 예를 들면,
비행동력발생부(220)는 프로펠러로,
비행동력전달부(240)는 모터로,
전원공급부(E)는 커넥터로 구성하여,
비행상태경로제어부(260)에서 비행동력발생부(220)인 프로펠러의 회전 및 방향을 조절, 비행드론수단(200)의 비행 높이 및 비행 방향이 소방관의 조종에 따라 조절되도록 한다.
한편, 소방용수발포수단(100)이 결합, 고정되어, 비행하는 비행드론수단(200)으로, 직접 연결되어 소방용수 및 비행에 필요한 에너지가 연속적으로 공급되도록 하는 소방드론작동수단(300)은,
단부는 소방차의 소방용수저장부(S)에 결합되고, 타단부는 소방용수발포수단(100)의 소방용수공급부(I)에 결합되어, 소방차로부터 소방용수발포수단(100)으로 소방용수가 공급되도록 하는 소방용수공급라인부(310);
단부는 소방차의 전원발생부(P)에 결합되고, 타단부는 비행드론수단(200)의 전원공급부(E)에 결합되어, 소방차로부터 비행드론수단(200)으로 전원을 공급하는 전원공급라인부(320);로 구성되어,
소방용수공급라인부(310)를 통해 비행드론수단(200)에 결합된 소방용수발포수단(100)으로 직접 소방용수가 공급되도록 함으로서, 화재 지점으로 직접 소방용수가 방수되도록 하고,
소방용수발포수단(100)으로 별도의 소방용수를 충전하기 위한 충전 작업이 제거되어, 진화(鎭火) 작업이 연속적으로 유지되도록 함과 동시에,
소방용수공급라인부(310)로 유입되는 소방용수의 수압에 의해, 소방용수공급라인부(310)가 상향으로 직립되어 비행드론수단(200)의 비행을 보조하도록 하고,
전원공급라인부(320)를 통해 비행 중인 비행드론수단(200)에 전원이 연속적으로 공급되도록 함으로서, 소방용수발포수단(100)에 의한 진화(鎭火) 작업이 연속적으로 이루어지도록 함으로서,
소방차 및 소방관의 진입이 불가한 화재 현장의 화재를 용이하게 진압할 수 있도록 한다.
즉, 소방용수공급라인부(310) 및 전원공급라인부(320)를 통해 소방용수발포수단(100)으로는 소방용수를, 비행드론수단(200)으로는 전원을 연속적으로 공급하여, 진화(鎭火) 작업이 끊기지 않고 지속적으로 이루어지도록 한다.
한편, 소방드론(1)에는,
비행드론수단(200)의 안정된 비행을 도모하고, 화재로부터 전달되는 복사열에 의한 비행드론수단(200)의 고장 및 임의의 상황에서의 비행드론수단(200)의 추락을 방지, 보조하는 비행드론안정수단(400);이 더 포함, 구성되어,
소방드론(1)에 의한 진화(鎭火) 작업의 안정성 및 고장, 추락에 의한 안전성이 극대화되도록 할 수 있다.
이때, 비행드론안정수단(400)은,
소방용수공급라인부(310)의 타단부 일측 또는 비행드론수단(200)의 상부 측에 형성되고, 비행드론수단(200)의 외주연면으로 액체 또는 기체를 분무시켜 비산되도록 하여, 화재 현장에서 방출되는 복사열로부터 비행드론수단(200)을 보호하는 복사열방지비행드론냉각부(410);
비행드론수단(200)의 일측에 형성되어, 소방용수발포수단(100)으로부터 발포되는 소방용수의 일정 방수압에 의해 생성되는 힘의 반대 방향의 힘을 발생시켜, 소방용수의 일정 방수압으로 인해 비행드론수단(200)의 비행 자세가 흐트러지는 것을 방지하는 역추진위치안정부(420);
비행드론수단(200)의 일측에 하나 이상 형성되어, 비행 자세의 불안정으로 인해 추락하는 비행드론수단(200)을 보호함과 동시에, 비행드론수단(200)의 추락으로 발생되는 2차적인 안전사고를 미연에 방지하도록, 낙하산 및 에어백이 작동되는 추락방지부(430);로 구성되어,
복사열에 의한 소방드론(1)의 고장 및 추락에 의한 소방드론(1)의 파손을 방지하고, 진화(鎭火) 작업 시의 비행 안정성, 추락 시의 안전성이 제고되도록 한다.
즉, 비행드론수단(200)을 복사열방지비행드론냉각부(410)에 의해 화재 현장으로부터 방출되는 복사열로부터 보호하고,
역추진위치안정부(420)로, 소방용수발포수단(100)으로부터 발포되는 소방용수의 방수압에 의해 비행드론수단(200)의 비행 자세가 흐트러지는 것을 방지하고,
추락방지부(430)에 의해, 예측할 수 없는 화재 현장 및 자연환경(강풍)의 영향으로 비행 자세가 복구할 수 없을 정도로 흐트러져 추락하는 비행드론수단(200)을 보호하여, 비행드론수단(200)의 추락으로 인한 2차적인 안전사고를 방지한다.
즉, 복사열방지비행드론냉각부(410)는, 비행드론수단(200)이 특히, 화재 현장으로부터 방출되는 복사열에 의한 온도 상승으로, 고장 및 파손되지 않도록, 액체 또는 기체를 이용하여, 비행드론수단(200)의 외주연면에 보호막이 형성되도록 하고,
역추진위치안정부(420)는, 비행드론수단(200)의 일측(발포되는 소방용수와 반대 반향의 힘을 생성시킬 수 있는 위치)에 형성되되, 예를 들어, 프로펠러를 이용, 소방용수발포수단(100)으로부터 발포되는 소방용수와의 반대 반향의 힘을 생성시켜, 소방용수발포수단(100)으로부터 발포되는 소방용수의 방수압으로 인해 비행드론수단(200)에 작용하는 힘을 상쇄, 힘의 평형을 도모하여, 순간적으로 흐트러지는 비행드론수단(200)의 비행 자세를 빠르게 안정시켜, 원활한 진화(鎭火) 작업이 이루어지도록 한다.
또한, 본 발명인 소방드론(1)에는, 비행드론수단(200)의 일측에 위치하여, 화재 지점 및 화재 지점 주변의 환경에 대한 정보를 실시간으로 수집하는 화재지점정보수집수단(500);을 더 포함, 구성하여,
화재 진압과 동시에, 화재 지점 및 화재 지점 주변에 대한 다양한 환경에 대한 정보를 실시간으로 수집하여, 이를 관련센터(CT)로 실시간 송신함으로서, 진화(鎭火) 작업의 효율성의 극대화 및 인명, 재산 피해의 최소화에 대한 효과가 궁극적으로 발휘되도록 할 수 있다.
이때, 화재지점정보수집수단(500)은, 예를 들어, 크게,
열화상 카메라, 적외선 카메라와 같이 화재 지점 및 화재 지점 주변에 대한 영상을 실시간 수집할 수 있도록 형성된 영상수집부(510);
초음파, 레이저, 라이다, 동작 인식 센서 중, 어느 하나 이상으로 조합되어, 화재 지점 및 화재 지점 주변에 대한 다양한 정보를 실시간 수집할 수 있도록 형성된 화재지점센싱부(520);
화재 지점과 실시간 소통할 수 있도록, 화재 지점으로 음향을 출력하고, 또한, 화재 지점으로부터 들어오는 음향을 수집할 수 있도록 형성된 화재지점소통부(530);로 구성되어,
상술한 바와 같이, 인명, 재산 피해를 보다 최소화하여, 궁극적인 진화(鎭火) 작업이 이루어지도록 할 수 있다.
한편, 소방드론작동수단(300)의 소방용수공급라인부(310)는, 상술한 바와 같이, 소방용수가 소방용수발포수단(100)으로 공급되면서, 소방용수의 수압에 의해 일정 직경의 기둥 형상으로 변화되므로, 비행드론수단(200)의 비행을 보조하기도 하지만, 비행드론수단(200)이 원활하게 진화(鎭火) 작업을 할 수 있는 위치까지만 소방용수공급라인부(310)가 연장되어야 한다.
따라서, 이를 제어하기 위해, 소방차의 소방용수저장부(S) 일측 또는 소방용수저장부(S) 내부 공간에 소방용수공급라인길이제어수단(600);을 더 포함, 구성하여,
비행드론수단(200)이 화재 지점으로 정확하게 비행하여, 화재를 진압할 수 있도록 한다.
이때, 소방용수공급라인길이제어수단(600)은,
소방용수저장부(S)의 일측 또는 소방차 내부의 일측에 위치하고, 소방관에 의한 입력 또는 비행드론수단(200)으로부터 전송되는 화재 지점과의 거리(높이)가 입력되는 화재지점간거리입력부(610);
소방용수저장부(S)의 일측에 형성되고, 상기 화재지점간거리입력부(610)로부터 입력된 거리(높이)에 맞게 소방용수공급라인부(310)가 연장되도록 하는 공급라인개방부(620);
상기 공급라인개방부(620)의 일측에 형성되고, 공급라인개방부(620)를 통해 일정 길이 연장된 소방용수공급라인부(310)가 더이상 연장되지 않도록 제한하는 공급라인고정부(630);로 구성되어,
소방용수공급라인부(310)가 비행드론수단(200)의 비행 높이에 맞게 적절하게 연장되어, 비행드론수단(200)의 비행을 방해하지 않도록 한다.
이때, 상기 화재지점간거리입력부(610)는,
간략하게,
비행드론수단(200)의 상승력을 'a',
비행드론수단(200)의 비행 높이를 'b',
소방용수의 방수압을 'c',
소방용수의 하중을 'd',
소방용수공급라인부(310)의 하중을 'e',
상수를 'R'이라 가정하였을 때,
c = ((a * (d + e)) / c) * R 로 표현되는 관계식에 의해,
소방용수공급라인부(310)의 연장되는 길이에 따라 소방용수발포수단(100)으로부터 발포되는 소방용수의 방수압을 조절할 수 있도록 한다.
상기 상수 'R'은, 소방용수가 소방용수공급라인부(310)를 통해 일정 높이 상승하면서 발생되는 마찰손실 및 중력의 영향으로 손실되는 압력손실에 대한 것이다.
한편, 화재 현장은 상술한 바와 같이 특히, 복사열의 방출이 커, 화재 지점에 접근하기가 매우 어려워 화재 진압에 있어 항상 거리상의 문제가 발생된다.
따라서, 고층, 초고층 건물은 물론, 화재 지점과의 직선거리상의 문제점을 해소할 수 있도록 소방드론(1)은, 고온, 강풍 등 재난 및 화재 현장의 극한환경에서의 운용을 위한 내열성, 내풍성, 방수성, 기밀성이 기본적으로 형성되어야 한다.
또한, 도 4는 본 발명인 소방드론에 대한 작동 메커니즘을 간략하게 순서도로 나타낸 것인데, 이를 좀 더 구체적으로 설명하면,
실시 예로서,
화재 지점으로 출동 시, 화재 지점에 대한 정보(건물 높이, 건물 위치 등 화재 현장 실시간 정보)를 사전 확인하고, 화재 현장에 도착하여, 화재지점간거리입력부(610)를 통해 화재 지점의 높이를 입력하게 되면, 공급라인개방부(620) 및 공급라인고정부(630)에 의해 소방용수공급라인부(310)의 길이를 확보, 전원공급부(E)로 공급되는 전원으로 비행드론수단(200)이 비행하도록 한다.
비행드론수단(200)이 화재 지점으로 비행하면, 소방용수공급라인부(310)로 소방용수가 공급되어, 소방용수발포수단(100)을 통해 화재 지점으로 소방용수가 발포되도록 한다.
이와 동시에, 비행 자세의 안정성의 유지 및 다양한 화재 현장의 환경으로부터 비행드론수단(200)을 보호하기 위해 비행드론안정수단(400)이 작동되어, 화재가 완전히 진압되기까지 연속적으로 진화(鎭火) 작업이 이루어지도록 한다.
이상에서와 같이, 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.
따라서, 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러가지 형태로 실시될 수 있으므로, 본 발명의 실시 예들은 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 아니되며 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
한편, 본 발명은, 본 발명만의 해결하고자 하는 과제를 해결하기 위한 소방드론(1)의 핵심적인 구성요소, 즉, 소방드론작동수단(300) 및 소방드론안정수단(400)의 구성 및 기능, 역할에 대해 중점을 둔 발명이다.
이에, 구체적인 설명이 부족한 소방용수발포수단(100)은, 본 출원인이 2018년 5월 8일에 출원하여 2018년 12월 3일에 등록된 '방수압조절카트리지가 구비된 소방용 방수총'에 기재된 기술 내용으로 갈음하며, 상기의 '방수압조절카트리지가 구비된 소방용 방수총'의 기술이 적용되어 제작되는 소방용 방수총이 바로 본 발명의 소방용수발포수단(100)이라 할 수 있다.
좀 더 상세하게는,
통상적인 소방용 방수총의 경우, 방수압이 7[kgf/cm2] 이하일 때는 적어도 2[명]의 소방관이, 또한, 10[kgf/cm2] 내지 15[kgf/cm2]에서는 적어도 4[명] 내지 6[명]의 소방관이 협업해야 한다.
이는, 소방용 방수총으로부터 발포되는 소방용수의 방수압에 의해 소방용 방수총이 위로 치솟는 현상이 발생되기 때문이다.
즉, 상기와 같은 문제점으로 인해 소방용수의 방수압에 의해 소방용 드론의 비행 자세를 유지시킬 수 없어 지금까지는 소방용수 및 소화약제를 뿌리거나 낙하시키는 등의 단순 작업 밖에 할 수 없었다.
특히, 상술한 바와 같이, 통상의 소방용 방수총은, 소방용수의 방수압에 의해 위로 치솟는 현상(소방용 방수총으로부터 발포되는 소방용수의 방수압에 의해, 소방용 방수총에 중력 반대 방향으로의 강한 힘이 발생하여, 소방용 방수총 자체를 제어하기가 어려움.)이 발생되므로, 반드시 소방용 방수총을 안정화시키기 위한, 위로 치솟는 힘을 상쇄하는 또 다른 힘이 필요하다.
이때, 또 다른 힘이란, 예를 들어, 소방관의 파지 및 소방차 또는 바닥에 고정하여 소방용 방수총의 요동을 방지하기 위한 힘을 말한다.
따라서, 소방차의 소방용수저장부(S)로부터 직접 소방용수를 공급받으면서, 화재를 진압하기 위한 충분한 방수압을 확보, 견딜 수 있는, 진짜 화재 진압을 위한 소방용 드론이 필요하며,
본 발명은 이를 제공하여, 화재 현장으로부터 인명 및 재산을 지킬 수 있도록 하기 위한 것이다.
즉, 본 출원인의 기술인 '방수압조절카트리지가 구비된 소방용 방수총'의 구성을 소방용발포수단(100)에 적용하여, 소방용 방수총이 방수압에 의해 위로 치솟는 현상을 제거하고,
소방용발포수단(100)으로부터 발포되는 소방용 방수총의 방수압에 의해 비행드론수단(200)이 뒤로 밀리는 현상을 역추진위치안정부(420)로 제거하여, 비행드론수단(200)의 비행 자세가 안정적으로 유지되게 한다.
이때, 소방용수발포수단결합부(230)의 일측에 탄성체로 형성된 방수압충격완충모듈(CN);을 더 포함, 구성하여, 소방용수공급라인부(310)로 공급되는 소방용수의 방수압에 의해 초기에 소방용발포수단(100)에 발생되는 충격으로 인한 진동을 분산, 완화함으로서,
소방용발포수단(100)으로부터 발포되는 방수압에 의한 비행드론수단(200)의 초기 비행 자세를 더욱 빠르게 안정화시켜, 보다 안정적인 진화(鎭火) 작업이 이루어지도록 한다.
즉, 상술한 바와 같이, 방수압충격완충모듈(CN)은, 소방용수발포수단(100)과 비행드론수단(200)이 결합되는 소방용수발포수단결합부(230)의 일측에 위치, 형성되어, 소방용수공급라인부(310)를 통해 소방용수발포수단(100)으로 공급, 차단되는 소방용수의 방수압에 의한 충격을 흡수, 분산, 완화하여, 비행드론수단(200)의 비행 자세가 흐트러지는 것을 방지한다.
이처럼, 드론(drone)을 이용한 진화(鎭火) 작업 시에는, 드론(drone)의 비행 자세의 안정화가 중요하다.
이는, 특히, 고층 및 초고층 건물의 경우, 화재 및 화재가 발생된 지점의 환경(고도)의 특성으로 인해 난기류가 발생되므로, 원활한 진화(鎭火) 작업을 위해서는 반드시 드론(drone)의 비행 자세가 안정적으로 유지되어야 한다.
따라서, 본 발명은, 비행드론수단(200)의 비행 자세의 안정화 유지를 위해,
소방드론작동수단(300)으로는, 비행드론수단(200)의 비행을 보조하고,
위로 치솟는 현상이 제거된 특수한 소방용수발포수단(100)으로 소방용수의 방수압에 의해 비행드론수단(200)에 작용되는 힘을 제한하며,
방수압충격완충모듈(CN)로는, 비행드론수단(200)으로 전달되는 충격을 흡수, 분산하여 완화하고,
역추진위치안정부(420)를 통해서는, 비행드론수단(200)의 비행 자세가 안정적으로 유지되도록 함으로서,
진화(鎭火) 작업이 안정되게 연속적으로 이루어지도록 한다.
즉, 본 발명은, 본 출원인이 보유하고 있는 소방용 방수총을 이용한 개량발명으로, 고층, 초고층, 소방차 및 소방관의 진입이 어려운 화재 지점의 화재를 진압하기 위해 드론(drone) 기술과 융합한 것이다.
참고하여, 이러한, 소방드론(1)의 비행상태경로제어부(260) 및 화재지점정보수집수단(500)에는, 궁극적으로 종합 제어 기술, 즉, 다양한 센서(가속도, 각속도, 지자계, 기압계)가 형성되고, 다양한 센서로부터 획득되는 정보를 바탕으로 원하는 정보를 계산하는 센서 기술 및 영상, GPS, 관성항법을 이용하여 출발 지점에서 목표 지점까지 자동으로 이동하는 항법 기술, 항법 기술로부터 나온 경로를 추종하면서 비행드론수단(200)의 비행 자세를 유지하는 자세 제어 기술, 화재지점정보수집수단(500)으로부터 획득되는 정보를 저장하고, 유용한 정보를 추출하는 영상 처리 기술이 더해짐은 물론, 나아가, 빅데이터 저장, 분석, 그리고, 자동 학습에 따른 자율 비행에 의한 화재 진압 기술이 더해져, 소방관 및 소방차가 진입할 수 없는 화재 지점의 화재를 진압할 수 있도록 한다.
본 발명은 소방드론에 관한 것으로서, 이를 제작하는 제작업 및 판매업, 그리고, 화재를 진압하기 위한 도구 및 장비, 이를 이용한 화재 진압, 이로 인한 인명 및 재산의 구조 활동 등, 다양한 소방과 관련된 산업분야 증진에 기여하는 데에 적용할 수 있다.
특히, 고층, 초고층을 포함한 소방차 및 소방관의 진입하기 어려운 화재 현장 등에 즉시 투입되어, 재산 및 인명을 보호할 수 있으므로, 소방안전 및 첨단 소방설비 산업분야 증진에 기여할 수 있다.
1: 소방드론
100: 소방용수발포수단 200: 비행드론수단
210: 비행드론바디부 220: 비행동력발생부
230: 소방용수발포수단결합부 240: 비행동력전달부
250: 랜딩기어부 260: 비행상태경로제어부
300: 소방드론작동수단 310: 소방용수공급라인부
320: 전원공급라인부 400: 비행드론안정수단
410: 복사열방지비행드론냉각부 420: 역추진위치안정부
430: 추락방지부 500: 화재지점정보수집수단
510: 영상수집부 520: 화재지점센싱부
530: 화재지점소통부 600: 소방용수공급라인길이제어수단
610: 화재지점간거리입력부 620: 공급라인개방부
630: 공급라인고정부
E: 전원공급부 I: 소방용수공급부
P: 전원발생부 S: 소방용수저장부
CN: 방수압충격완충모듈

Claims (4)

  1. 소방드론(1)에 있어서,
    화재를 진압하기 위한 일정 방수압을 가진 소방용수가 발포되는 소방용수발포수단(100);
    상기 소방용수발포수단(100)의 일측과 결합, 고정되고, 소방관에 의한 무선전파의 유도에 의해 화재 지점으로 비행하는 비행드론수단(200);
    상기 소방용수발포수단(100) 및 비행드론수단(200)에 필요한 소방용수 및 에너지를 공급하는 소방드론작동수단(300);으로 구성되어,
    소방차 및 소방관의 진입이 불가한 화재 현장의 화재를 초기에 진압할 수 있도록 하고,
    비행드론수단(200)의 안정된 비행을 도모하고, 화재로부터 전달되는 복사열에 의한 비행드론수단(200)의 고장 및 임의의 상황에서의 비행드론수단(200)의 추락을 방지, 보조하는 비행드론안정수단(400);이 더 포함, 구성되어,
    소방드론(1)에 의한 진화(鎭火) 작업의 안정성 및 고장, 추락에 의한 안전성이 극대화되도록 하되,
    비행드론안정수단(400)은,
    소방용수공급라인부(310)의 타단부 일측 또는 비행드론수단(200)의 상부 측에 형성되고, 비행드론수단(200)의 외주연면으로 액체 또는 기체를 분무시켜 비산되도록 하여, 화재 현장에서 방출되는 복사열로부터 비행드론수단(200)을 보호하는 복사열방지비행드론냉각부(410);
    비행드론수단(200)의 일측에 형성되어, 소방용수발포수단(100)으로부터 발포되는 소방용수의 일정 방수압에 의해 생성되는 힘의 반대 방향의 힘을 발생시켜, 소방용수의 일정 방수압으로 인해 비행드론수단(200)의 비행 자세가 흐트러지는 것을 방지하는 역추진위치안정부(420);
    비행드론수단(200)의 일측에 하나 이상 형성되어, 비행 자세의 불안정으로 인해 추락하는 비행드론수단(200)을 보호함과 동시에, 비행드론수단(200)의 추락으로 발생되는 2차적인 안전사고를 미연에 방지하도록, 낙하산 및 에어백이 작동되는 추락방지부(430);로 구성되어,
    복사열에 의한 소방드론(1)의 고장 및 추락에 의한 소방드론(1)의 파손을 방지하고, 진화(鎭火) 작업 시의 비행 안정성, 추락 시의 안전성이 제고되도록 하는 것을 특징으로 하는,
    소방드론.
  2. 제 1항에 있어서,
    소방드론작동수단(300)은,
    단부는 소방차의 소방용수저장부(S)에 결합되고, 타단부는 소방용수발포수단(100)의 소방용수공급부(I)에 결합되어, 소방차로부터 소방용수발포수단(100)으로 소방용수가 공급되도록 하는 소방용수공급라인부(310);
    단부는 소방차의 전원발생부(P)에 결합되고, 타단부는 비행드론수단(200)의 전원공급부(E)에 결합되어, 소방차로부터 비행드론수단(200)으로 전원을 공급하는 전원공급라인부(320);로 구성되어,
    소방용수공급라인부(310)를 통해 비행드론수단(200)에 결합된 소방용수발포수단(100)으로 직접 소방용수가 공급되도록 함으로서, 화재 지점으로 직접 소방용수가 방수되도록 하고,
    소방용수발포수단(100)으로 별도의 소방용수를 충전하기 위한 충전 작업이 제거되어, 진화(鎭火) 작업이 연속적으로 유지되도록 함과 동시에,
    소방용수공급라인부(310)로 유입되는 소방용수의 수압에 의해, 소방용수공급라인부(310)가 상향으로 직립되어 비행드론수단(200)의 비행을 보조하도록 하는 것과,
    전원공급라인부(320)를 통해 비행 중인 비행드론수단(200)에 전원이 연속적으로 공급되도록 함으로서, 소방용수발포수단(100)에 의한 진화(鎭火) 작업이 연속적으로 이루어지도록 함으로서,
    소방차 및 소방관의 진입이 불가한 화재 현장의 화재를 용이하게 진압할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 소방드론.
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