KR20200058851A - 광섬유온도센서와 환기장치를 이용한 화재감시 및 대피자 보호시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광섬유온도센서와 환기장치를 이용한 화재감시 및 대피자 보호시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광섬유온도센서를 이용하여 화재의 발생과 화재의 진행방향을 탐지하고 상기 탐지된 화재의 진행방향을 고려하여 환기기장치에 의한 실내공기의 배기방향을 제어함으로써 화재시 대피자가 연기에 노출되는 것을 최소화하도록 하는 광섬유온도센서와 환기장치를 이용한 화재감시 및 대피자 보호시스템에 관한 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위한 기술적 수단으로서의 본 발명은, 건물 내부의 특정공간에 설치되는 광섬유와, 상기 광섬유에 빛을 주사하는 광원부와, 상기 광섬유의 시단부에 구비되어 상기 광섬유에 주사된 빛이 산란되어 되돌아오는 후방 산란광을 이용하여 상기 광섬유상의 분포온도를 측정하는 분포온도측정장치를 포함하여 구성되는 광섬유온도센서; 상기 광섬유가 설치되어 있는 공간에 최소한 2개 이상이 구비되어 내부공기를 환기시키는 환기덕트를 포함하여 구성되는 환기장치; 및 상기 광섬유가 설치된 건물의 내부에서 화재가 발생하는 경우에 상기 광섬유온도센서를 이용하여 화재의 발생위치와 진행방향을 검출하고, 상기 화재의 진행방향 및 대피통로의 방향을 고려하여 상기 환기덕트의 회전방향을 제어하는 제어부를 포함하여 구성될 수 있다.
상기의 과제를 해결하기 위한 기술적 수단으로서의 본 발명은, 건물 내부의 특정공간에 설치되는 광섬유와, 상기 광섬유에 빛을 주사하는 광원부와, 상기 광섬유의 시단부에 구비되어 상기 광섬유에 주사된 빛이 산란되어 되돌아오는 후방 산란광을 이용하여 상기 광섬유상의 분포온도를 측정하는 분포온도측정장치를 포함하여 구성되는 광섬유온도센서; 상기 광섬유가 설치되어 있는 공간에 최소한 2개 이상이 구비되어 내부공기를 환기시키는 환기덕트를 포함하여 구성되는 환기장치; 및 상기 광섬유가 설치된 건물의 내부에서 화재가 발생하는 경우에 상기 광섬유온도센서를 이용하여 화재의 발생위치와 진행방향을 검출하고, 상기 화재의 진행방향 및 대피통로의 방향을 고려하여 상기 환기덕트의 회전방향을 제어하는 제어부를 포함하여 구성될 수 있다.
Description
본 발명은 광섬유온도센서와 환기장치를 이용한 화재감시 및 대피자 보호시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광섬유온도센서를 이용하여 화재의 발생과 화재의 진행방향을 탐지하고 상기 탐지된 화재의 진행방향을 고려하여 환기기장치에 의한 실내공기의 배기방향을 제어함으로써 화재시 대피자가 연기에 노출되는 것을 최소화하도록 하는 광섬유온도센서와 환기장치를 이용한 화재감시 및 대피자 보호시스템에 관한 것이다.
오늘날 고층건물이나 대규모 쇼핑몰 등이 증가함에 따라 이들 건물에서 발생하는 화재가 사회적으로 문제가 되고 있다. 고층건물이나 대규모 건물에서 화재가 발생하면 많은 인명피해가 발생하기 때문에 이들 건물의 경우에 화재감지기와 소화시설 등이 의무적으로 설치되어 있지만 실제 화재가 발생하면 순식간에 불길이 번지기 때문에 많은 인명피해가 발생하게 된다. 특히 내부에 인화성이 강한 물건이나 단열재 등이 많은 경우에 피해의 규모가 더욱 커지게 된다.
건물화재의 경우에 대부분의 인명피해가 화재에 의한 직접적인 피해보다는 연기에 의한 질식으로 발생하게 된다. 따라서 화재가 발생하는 경우에 소화시설이 정상적으로 작동하더라도 순식간에 발생하는 시야를 가리는 유독가스와 순간적인 뜨거운 열기 때문에 인명피해가 확대되는 경우가 많다.
따라서 화재가 발생하는 경우에 이를 직접적으로 진압하는 소화시설도 중요하지만, 발생한 연기로 인하여 인명피해가 발생하지 않도록 재연을 하는 것도 매우 중요하다.
본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하지 위한 것으로, 광섬유를 이용한 온도측정장치와 건물의 환기나 배기를 위하여 마련된 환기장치를 연동하여 화재가 발생하는 경우에 연기가 대피로의 반대방향으로 흐르도록 하여 사람들이 탈출하는 과정에서 연기에 노출되는 것을 방지하거나 최소화할 수 있는 광섬유온도센서와 환기장치를 이용한 화재감시 및 대피자 보호시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 과제를 해결하기 위한 기술적 수단으로서의 본 발명은, 건물 내부의 특정공간에 설치되는 광섬유와, 상기 광섬유에 빛을 주사하는 광원부와, 상기 광섬유의 시단부에 구비되어 상기 광섬유에 주사된 빛이 산란되어 되돌아오는 후방 산란광을 이용하여 상기 광섬유상의 분포온도를 측정하는 분포온도측정장치를 포함하여 구성되는 광섬유온도센서; 상기 광섬유가 설치되어 있는 공간에 최소한 2개 이상이 구비되어 내부공기를 환기시키는 환기덕트를 포함하여 구성되는 환기장치; 및 상기 광섬유가 설치된 건물의 내부에서 화재가 발생하는 경우에 상기 광섬유온도센서를 이용하여 화재의 발생위치와 진행방향을 검출하고, 상기 화재의 진행방향 및 대피통로의 방향을 고려하여 상기 환기덕트의 회전방향을 제어하는 제어부를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예로, 상기 제어부는, 상기 광섬유온도센서에서 측정되는 상기 광섬유 상의 분포온도의 전부나 일부가 특정온도 이상이 되는 경우에 화재경보기를 작동하면서 상기 환기장치를 비상모드로 전환하여 연소가스가 탈출통로의 반대 방향으로 송풍 및 배기가 되도록 할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예로, 상기 환기덕트는 정·역회전 제어가 가능한 것으로 구성되어 비상모드에서 화재가 발생한 위치를 기준으로 탈출통로의 반대방향에 있는 최소한 하나 이상의 환기덕트는 배기방향이 되도록 하고, 상기 탈출통로방향에 위치하는 최소한 하나 이상의 환기덕트는 흡기방향이 되도록 하여 유독가스가 탈출통로에서 멀어지는 방향으로 배출되도록 할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예로, 상기 환기장치는 상기 탈출통로의 반대방향에 위치하는 환기덕트 중 화재의 진행방향의 반대방향에 위치하는 환기덕트를 우선순위로 배기방향이 되도록 하여 연소가스가 화재의 진행방향의 반대방향으로 송풍 및 배기가 되도록 할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예로, 상기 광섬유온도센서와 상기 환기장치는 건물내부의 복수의 공간에 구획별로 복수 개가 구비되며, 상기 제어부는 건물내의 특정공간에서 화재가 발생한 경우에 화재가 발생하지 않은 다른 공간의 환기장치는 흡기방향이 되도록 할 수 있다.
본 발명에 따른 광섬유온도센서와 환기장치를 이용한 화재감시 및 대피자 보호시스템에 의하면 선형센서인 광섬유온도센서를 이용하여 화재의 발생과 화재의 진행방향을 감지할 수 있으며, 화재의 진행방향과 대피통로를 고려하여 환기장치나 배기장치를 제어하여 유독가스의 흐름이 대피통로와 겹치지 않도록 하여 대피자가 연기에 질식되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.
또한, 화재의 진행방향을 실시간으로 파악하여 안전한 대피방향을 안내방송하거나 구조원이나 소방관의 진입방향을 효율적으로 컨트롤 할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 광섬유온도센서와 환기장치를 이용한 화재감시 및 대피자 보호시스템의 개략적인 구성을 나타낸는 도면.
도 2는 도 1에 도시된 광섬유(113)온도센서의 예시를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 광섬유온도센서와 환기장치를 이용한 화재감시 및 대피자 보호시스템의 설치상태를 예시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 광섬유온도센서와 환기장치를 이용한 화재감시 및 대피자 보호시스템의 작동상태를 나타내는 도면.
도 5는 광섬유에 주사된 빛이 반사되는 후방산란광의 분석그래프.
도 2는 도 1에 도시된 광섬유(113)온도센서의 예시를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 광섬유온도센서와 환기장치를 이용한 화재감시 및 대피자 보호시스템의 설치상태를 예시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 광섬유온도센서와 환기장치를 이용한 화재감시 및 대피자 보호시스템의 작동상태를 나타내는 도면.
도 5는 광섬유에 주사된 빛이 반사되는 후방산란광의 분석그래프.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 광섬유온도센서와 환기장치를 이용한 화재감시 및 대피자 보호시스템의 개략적인 구성을 나타낸는 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 광섬유(113)온도센서의 예시를 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 광섬유온도센서와 환기장치를 이용한 화재감시 및 대피자 보호시스템의 설치상태를 예시한 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 광섬유온도센서와 환기장치를 이용한 화재감시 및 대피자 보호시스템의 작동상태를 나타내는 도면이고, 도 5는 광섬유에 주사된 빛이 반사되는 후방산란광의 분석그래프다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 광섬유온도센서와 환기장치를 이용한 화재감시 및 대피자 보호시스템은 광섬유온도센서(110)와 환기장치(130) 및 제어부(150)를 포함하여 구성된다.
광섬유온도센서(110)는 광섬유(113)와, 상기 광섬유(113)에 빛을 주사하는 광원부(111)와, 상기 광섬유(113)의 시단부에 구비되는 분포온도측정장치를 포함하여 구성된다. 광섬유온도센서(110)는 공지의 기술로, 이하에서는 본 발명의 이해를 위하여 필요한 범위에서 광섬유온도센서(110)의 기본원리와 구성에 대하여 간략하게 설명한다.
광섬유(113)는 건물 내부의 특정공간(100)에 일정한 간격으로 설치된다(도 3 참조). 즉,건물내부의 구획된 특정공간(100)의 천정이나 벽면 또는 바닥 등에 일정한 간격으로 설치될 수 있으며, 상기 광섬유(113)가 설치되는 공간도 건물의 구조나 환경에 따라 격리된 공간별로 구성되는 것은 물론 층(層)단위 등 다양하게 구성될 수 있다. 도 3에서는 각 공간별로 서로 다른 광섬유온도센서(100)가 설치된 것을 예시로 도시하였으나, 2개의 공간을 하나의 감시대상으로 하여 하나의 광섬유온도센서가 설치될 수도 있음은 물론이다. 즉, 본원발명에서 말하는 특정공간(100)이란 하나의 단위 광섬유온도센서(110)가 감시하는 공간을 의미하는 것이지 물리적으로 구획된 공간을 의미하는 것은 아니다. 광섬유온도센서(110)는 하나의 광섬유(113)로 수 킬로미터에서 수십 킬로미터까지 연속적으로 설치가 가능하기 때문에 감시대상이 되는 공간의 넓이나 감시범위는 다양하게 할 수 있다. 광섬유(113)는 길이방향을 따라 설치공간에서의 위치가 후술하여 설명할 제어부(150)에 저장된다. 즉, 광섬유(113)의 시단부를 기준으로 각각의 거리가 특정공간(100)의 어느 위치에 있는지가 미리 저장되어 상기 광섬유(113)의 특정부위의 온도가 급격히 상승하면 그 위치가 설치공간(100)에서 어느 위치인지를 즉각 파악할 수 있게 된다.
광원부(111)는 광섬유(113)에 레이저광을 주사하는 것으로, 광섬유(113)와 함께 공지의 구성이다. 광원부(111)에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
분포온도연산부(116)는 광섬유(113)를 통하여 주사된 빛이 산란되어 시단부로 되돌아오는 후방 산란광을 이용하여 상기 광섬유(113)의 길이방향의 분포온도를 연산한다. 광섬유(113)에 레이저광을 입사시키면 상기 광섬유(113) 내에서 산란광이 발생하게 되는데, 이때 발생하는 산란광 중 일부는 광섬유(113)의 시단부로 되돌아와서 후방 산란광을 형성하게 된다. 후방산란광은 대부분 입사광과 동일한 파장을 갖는 레일리 산란광(Rayleigh scattering light)이며, 미소하게는 라만산란광(Raman scattering light)이 포함되어 있다. 일반적으로 레일리 산란광의 강도는 입사광의 1/100정도이며, 라만 산란광의 강도는 레일리 산란광의 1/10,000정도로 미약한 빛이다(도 5 참조).
라만 산란광은 광섬유(113) 내에 입사한 광이 광섬유(113)의 구성분자와 충돌하여 발생하는 산란광으로, 입사광에 대하여 장파장 쪽으로 시프트한 스토크스광(Stokes light)과 단파장 쪽으로 시프트한 안티스토크스광(Anti-stokes light)을 포함하여 구성된다. 광섬유(113)를 구성하는 실리카 분자는 온도에 따라 활동량이 달라지므로 온도에 의존하여 산란광의 변화가 나타나게 된다. 즉, 스토크스광과 안티스토크스광의 강도는 절대온도에 의존하게 된다. 따라서 스토크스광과 안티스토크스광의 강도 비를 측정하고, 산란광이 되돌아오는 시간을 측정하면 상기 광섬유(113)의 길이방향의 온도분포를 구할 수 있게 된다. 그리고 광섬유(113)의 길이방향의 분포온도와 상기 광섬유(113)의 길이방향이 특정공간(100) 내에서 분포하는 위치를 알면 화재가 발생한 위치를 알 수 있게 된다. 또한, 광섬유온도센서(110)는 실시간으로 선형적인 온도측정이 가능하기 때문에 화재가 확산되어 가는 방향까지 실시간으로 확인할 수 있다. 일반적으로 건물의 화재경보시스템의 경우에 연기나 온도를 측정하여 화재의 발생여부를 판단하고 경보하는 복수의 개별센서로 구비된다. 연기의 경우에 순식간에 전체 공간에 퍼지기 때문에 종래의 화재감지센서로는 화재의 진행방향을 파악하기 어려우며, 열기의 경우에도 종래의 화재감지센서는 복수개를 설치하더라도 비선형적으로만 감지하기 때문에 화재의 확산방향을 실시간으로 파악하기 어렵게 된다. 그러나 광섬유(113)를 이용한 온도센서를 이용하면 선형적인 온도변화를 실시간으로 파악할 수 있기 때문에 복수의 개별센서를 사용하는 것에 비하여 저렴한 비용으로 정확한 위치파악까지 가능하며, 특히 감시대상이 되는 공간이 넓을수록 유용하다. 광섬유(113)센서의 특징을 이용한 환기장치(130)의 운용방법에 관해서는 후술하여 설명한다.
광섬유(113)의 시단부로 되돌아온 후방 산란광은 밴드패스필터(112, Band pass Filter)부를 통과하면서 스토크스광 및 안티스토크스광 등이 분리되고, 신호변환부(114)와 신호증폭부(115)를 거친 후에 분포온도연산부(116)에서 분포온도를 연산하게 된다. 분포온도연산부(116)에서 연산된 각 지점별 분포온도는 아날로그-디지털변환부(117)에서 디지털신호로 변환된다.
따라서 상기와 같이 원리로 광섬유(113)가 특정공간(100)에 설치된 상태에서 화재가 발생하면 어느위치에서 화재가 발생하였는지를 알 수 있을 뿐만 아니라, 화재의 확산이 어느 방향인지도 실시간으로 모니터링이 가능하다.
도 3 및 도 4를 참조하며, 환기장치(130)는 전술하여 설명한 광섬유(113)가 설치된 공간에 설치되어 평상시에는 내부의 공기를 외부와 순환시키거나 내부에서 발생하는 냄새나 연기(음식점 등의 경우), 분진 등을 외부로 배출하는 기능을 한다. 오늘날 대부분의 건물이나 영업장 등에서 환기장치(130)가 설치되어 있다. 다만, 본 발명에 따른 환기장치(130)는 전술하여 설명한 광섬유(113)가 설치된 공간에 최소한 2개 이상이 구비되며, 바람직하게는 4개 이상이 구비되도록 한다. 또한, 각각의 환기덕트(135)는 제어부(150)를 통하여 정·역회전 제어가 가능도록 구성되는 것이 바람직하다. 각각의 환기덕트의 위치도 제어부(150)에 미리 저장된다.
제어부(150)는 전술하여 설명한 광섬유온도센서(110)로부터 수신된 정보를 이용하여 환기장치(130)의 구동여부와 구동방향 등을 제어하는 역할을 포함하여 미리 설정된 다양한 부가적인 기능을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 제어부(150)는 광섬유온도센서(110)에서 측정되는 분포온도가 특정온도 이상이 되면 화재가 발생한 것으로 판단하여 화재경보기를 울리고, 스프링쿨러(sprinkler) 등과 같은 소화장치를 작동시키는 기능과 연동되도록 할 수 있다. 또한, 화재의 발생위치와 진행방향에 따라 연소가스의 배기방향을 조절하거나 변화시킬 수 있으며, 상기와 같은 상황을 디스플레이에 표시하거나 통신부를 통하여 관리자나 소방관에게 실시간으로 안내할 수도 있다. 또한, 본원발명에 사용되는 광섬유온도센서(110)는 건물 등에 통상적으로 설치되는 온도센서와는 달리 선형적인 분포온도측정이 가능하기 때문에 냉난방의 진행정도와 방향 등을 파악하여 효율적인 냉난방을 할 수 있는 등 다양한 용도에 활용할 수도 있다. 도 1에서 설명되지 않은 표시부(171)는 건물의 어느 부위에서 화재가 발생하였는지와 화재의 진행방향 등을 보여줄 수 있으며, 경보부(173)는 화재발생시 경고음 또는 경고신호를 내도록 하는 것이며, 통신부(175)는 화재가 발생하는 경우에 관리자나 소방서 등에 신속히 알려주기 위한 구성으로 본원발명과 같은 구성에 통상적으로 부가될 수 있는 부가장치(170)를 예시한 것이다. 이하에서는 본 발명에 핵심적인 기능인 화재감시와 대피자보호에 필요한 기능을 중심으로 설명한다.
먼저, 광섬유온도센서(110)가 설치된 특정공간(100)의 특정위치(P)에서 화재가 발생하면 상기 광섬유온도센서(110)가 전술하여 설명한 바와 같은 원리로 광섬유(113)의 분포온도를 측정 및 비교하여 화재의 발생여부와 발생위치를 파악하게 된다. 제어부(150)는 광섬유온도센서(110)에서 화재가 감지되면 화재경보를 울리고 환기장치(130)를 비상모드로 전환한다. 환기장치(130)는 비상모드에서 공조기능을 완전히 배제하고 오로지 대피통로에 연기가 유입되는 것을 최소화하는 것을 목적으로 작동하게 된다. 예를 들어, 도 4에서와 같이 출입구(190)를 기준으로 제1,2,3,4 환기덕트(135)가 반시계 방향으로 4개 구비되어 있는 환기장치(130)에서 제2 환기덕트(135b)와 제3 환기덕트(135c)의 사이의 구석에서 화재가 발생하면 환기장치(130)는 연소가스가 탈출통로인 출입구(190)방향의 반대방향으로 배출되도록 한다. 즉, 제2 환기덕트(135b) 및/또는 제3 환기덕트(135c)는 배출방향이 되도록 회전하고, 제1 환기덕트(135a)와 제4 환기덕트(135d)는 흡입방향이 되도록 회전하여 화재부위에서 발생한 연소가스가 출입구(190)의 반대방향으로 배출되도록 한다.
이처럼 화재가 발생하였을 경우에 환기덕트(135)의 위치에 따라 정회전 또는 역회전시켜서 탈출통로의 반대방향에 있는 최소한 하나 이상의 환기덕트(135)는 배기방향이 되도록 하고, 상기 탈출통로방향에 위치하는 최소한 하나 이상의 환기덕트(135)는 흡입방향이 되도록 하여 유독가스가 탈출통로에서 멀어지는 방향으로 흐르게 한다.
한편, 전술하여 설명한 바와 같이 본원발명의 광섬유온도센서(110)는 광섬유(113)의 분포온도가 변화하는 방향을 비교하여 화재의 진행방향을 파악할 수 있다. 이처럼 화재의 진행방향이 파악되는 경우에 상기 환기장치(130)는 탈출통로의 반대방향에 위치하는 환기덕트(135) 중 화재의 진행방향의 반대방향에 위치하는 환기덕트(135)를 우선순위로 배기방향이 되도록 하여 연소가스가 화재의 진행방향의 반대방향으로 송풍 및 배기가 되도록 한다. 즉, 환기장치(130)가 연소가스를 배출하는 1순위는 탈출통로의 반대방향이 되도록 하고, 배기방향에 여러 개의 환기덕트가 있는 경우에 2순위로 화재의 진행방향의 반대방향에 있는 환기덕트가 배기방향이 되도록 하는 것이다. 또한, 필요에 따라서는 연소가스의 농도를 측정하거나 모니터링하는 구성을 추가하여 상기 연소가스의 발생농도에 따라 흡기기능과 배기기능을 하는 환기덕트(135)의 개수를 조절하도록 할 수도 있다.
한편, 도 3과 같이 건물내에서 여러 공간이 구획되어 있고, 그 중에 어느 특정공간에서 화재가 발생하는 경우에, 상기 화재가 발생한 공간은 전술하여 설명한 바와 같이 탈출통로의 반대방향이 되도록 환기덕트(135)가 작동하고, 나머지 공간은 모든 환기덕트(135)가 흡기방향이 되도록 하여 출입구(190)나 통로가 연결되어 있을 경우에 모든 공기가 화재가 발생된 공간으로 흐르게 한다.
이상과 같이 본원발명은 광섬유온도센서(110)와 환기장치(130)를 이용하여 화재가 발생하였을 경우에 대피자가 안전하게 탈출할 수 있도록 도와주는 하는 역할을 한다. 건물화재 등의 경우에 대부분의 피해가 연소가스에 의한 질식으로 발생하기 때문에 대피과정에서 연소가스가 탈출통로에 유입되는 것을 최소화하면 질식사고를 방지함은 물론 시야를 확보할 수도 있게 된다. 특히, 대피통로방향으로 맞바람이 불어오는 경우에 대피자에게 신선한 공기를 제공하는 역할을 할 수 도 있다.
종래에도 대부분의 건물에는 환기덕트가 구비되어 있다. 그러나 종래기술에 따른 환기덕트는 공조가 주목적이기 때문에 어느 한쪽에만 환기덕트가 구비되는 경우가 많다. 그리고 일부 환기장치(130)의 경우에 공간 내부에 균일하게 배치되기도 하지만 대부분의 경우에 화재가 발생하더라도 배기방향으로만 회전하거나 연기의 발생이나 흐름과는 무관하게 작동 된다. 특히 도 3 및 도 4와 같이 환기덕트가 사방에 균일하게 배치된 상태에서 상기 환기덕트가 균일하게 배기방향으로 회전하면 가운데부분의 공기는 오히려 정체되어 연소가스가 배출되지 못하고 쌓이게 된다. 따라서 화재시 탈출을 하기 위한 시야확보가 어려울 뿐만 아니라 탈출과정에서 연소가스를 흡입하여 질식하는 경우가 많다.
한편, 본원발명에 따른 광섬유온도센서(110)와 환기장치(130)를 이용한 화재감시 및 대피자 보호장치는 화재가 발생한 초기에 미리 설정된 특정시간만 가동되도록 하는 것이 바람직하다. 비상모드로 가동되는 구체적인 시간은 건물에서 화재가 발생하는 경우에 탈출하는데 소요될 최소한의 시간을 고려하여 설정할 수 있으며, 일반적으로 최대 10분을 넘지 않도록 하는 것이 바람직하다. 본원발명과 같이 화재가 발생한 방향으로 연소가스가 흐르도록 하면 필연적으로 연소에 필요한 신선한 공기를 공급하게 되기 때문에 화재의 속도나 규모가 커지게 될 수도 있다. 따라서 대피가 어느 정도 완료된 후에도 계속해서 화재방향으로 공기를 공급하는 것은 바람직하지 않다. 따라서 건물의 규모나 구조 등을 고려하여 탈출에 필요한 최소한의 시간동안은 비상모드로 작동하고, 그 이후에는 모든 환기덕트의 가동을 중단시키거나 밀폐된 공간인 경우에는 모든 환기덕트가 배기방향이 되도록 하여 공기의 유입을 줄이도록 하는 것이 바람직하다. 본원발명의 주요기능은 화재발생기 초기에 건물 내부에 있던 사람들이 탈출하기 용이하도록 잠시 도와주는 역할을 하는 것으로 충분하다.
이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100: 설치공간
110: 광섬유온도센서
111: 광원부
112: 벤드페스필터
113: 광섬유
114: 신호변환부
115: 신호증폭부
116: 분포온도연산부
117: 아날로그·디지털 변환부
130: 환기장치
135: 환기덕트
150: 제어부
170: 부가장치
171: 표시부
173: 경보부
175: 통신부
110: 광섬유온도센서
111: 광원부
112: 벤드페스필터
113: 광섬유
114: 신호변환부
115: 신호증폭부
116: 분포온도연산부
117: 아날로그·디지털 변환부
130: 환기장치
135: 환기덕트
150: 제어부
170: 부가장치
171: 표시부
173: 경보부
175: 통신부
Claims (5)
- 건물 내부의 특정공간에 설치되는 광섬유와, 상기 광섬유에 빛을 주사하는 광원부와, 상기 광섬유의 시단부에 구비되어 상기 광섬유에 주사된 빛이 산란되어 되돌아오는 후방 산란광을 이용하여 상기 광섬유상의 분포온도를 측정하는 분포온도측정장치를 포함하여 구성되는 광섬유온도센서;
상기 광섬유가 설치되어 있는 공간에 최소한 2개 이상이 구비되어 내부공기를 환기시키는 환기덕트를 포함하여 구성되는 환기장치; 및
상기 광섬유가 설치된 건물의 내부에서 화재가 발생하는 경우에 상기 광섬유온도센서를 이용하여 화재의 발생위치와 진행방향을 검출하고, 상기 화재의 진행방향 및 대피통로의 방향을 고려하여 상기 환기덕트의 회전방향을 제어하는 제어부를 포함하여 구성되는 광섬유온도센서와 환기장치를 이용한 화재감시 및 대피자 보호장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제어부는,
상기 광섬유온도센서에서 측정되는 상기 광섬유 상의 분포온도의 전부나 일부가 특정온도 이상이 되는 경우에 화재경보기를 작동하면서 상기 환기장치를 비상모드로 전환하여 연소가스가 탈출통로의 반대 방향으로 송풍 및 배기가 되도록 하는 광섬유온도센서와 환기장치를 이용한 화재감시 및 대피자 보호장치.
- 청구항 2에 있어서,
상기 환기덕트는 정·역회전 제어가 가능한 것으로 구성되어 비상모드에서 화재가 발생한 위치를 기준으로 탈출통로의 반대방향에 있는 최소한 하나 이상의 환기덕트는 배기방향이 되도록 하고, 상기 탈출통로방향에 위치하는 최소한 하나 이상의 환기덕트는 흡기방향이 되도록 하여 유독가스가 탈출통로에서 멀어지는 방향으로 배출되도록 하는 광섬유온도센서와 환기장치를 이용한 화재감시 및 대피자 보호장치.
- 청구항 2 또는 3에 있어서,
상기 환기장치는 상기 탈출통로의 반대방향에 위치하는 환기덕트 중 화재의 진행방향의 반대방향에 위치하는 환기덕트를 우선순위로 배기방향이 되도록 하여 연소가스가 화재의 진행방향의 반대방향으로 송풍 및 배기가 되도록 하는 광섬유온도센서와 환기장치를 이용한 화재감시 및 대피자 보호장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 광섬유온도센서와 상기 환기장치는 건물내부의 복수의 공간에 구획별로 복수 개가 구비되며,
상기 제어부는 건물내의 특정공간에서 화재가 발생한 경우에 화재가 발생하지 않은 다른 공간의 환기장치는 흡기방향이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 광섬유온도센서와 환기장치를 이용한 화재감시 및 대피자 보호장치.
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| KR1020180143472A KR102231276B1 (ko) | 2018-11-20 | 2018-11-20 | 광섬유온도센서와 환기장치를 이용한 화재감시 및 대피자 보호시스템 |
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| KR1020180143472A KR102231276B1 (ko) | 2018-11-20 | 2018-11-20 | 광섬유온도센서와 환기장치를 이용한 화재감시 및 대피자 보호시스템 |
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| KR1020180143472A KR102231276B1 (ko) | 2018-11-20 | 2018-11-20 | 광섬유온도센서와 환기장치를 이용한 화재감시 및 대피자 보호시스템 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20220008190A (ko) * | 2020-07-13 | 2022-01-20 | 아이엠(주) | 반응로 후드의 파열 예방과 수관의 누수 감지를 위한 후드 외관 구조 및 감지장치 |
| CN115311805A (zh) * | 2022-08-18 | 2022-11-08 | 重庆大学 | 一种综合多参数传感的消防安全***及信号处理方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102591437B1 (ko) | 2021-10-27 | 2023-10-19 | 대동이브이 주식회사 | 트레드부와 스포크부 접합공정효율이 향상된 비공기압 타이어와 이의 제조방법 |
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002267242A (ja) | 2001-03-09 | 2002-09-18 | Shinko Kogyo Co Ltd | 空気調和機の中央管理システム |
| KR20150088020A (ko) * | 2014-01-23 | 2015-07-31 | 광주대학교산학협력단 | 화재 감지 시스템 |
| KR101580462B1 (ko) * | 2015-11-06 | 2015-12-28 | 주식회사 와이케이동그라미 | 신생아실 최적화 자동 관리 시스템 |
| KR101597582B1 (ko) | 2014-03-05 | 2016-02-26 | 주식회사 어번라이팅 | 화재감지센서와 접목된 광섬유 광원점등식 양방향 비상대피 유도시스템 |
| KR20170079124A (ko) * | 2015-12-30 | 2017-07-10 | 주식회사 스마트파워 | IoT 기반의 단독형 소방 감지기 |
| JP2018164610A (ja) | 2017-03-28 | 2018-10-25 | 三菱電機ビルテクノサービス株式会社 | 空調制御装置 |
-
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002267242A (ja) | 2001-03-09 | 2002-09-18 | Shinko Kogyo Co Ltd | 空気調和機の中央管理システム |
| KR20150088020A (ko) * | 2014-01-23 | 2015-07-31 | 광주대학교산학협력단 | 화재 감지 시스템 |
| KR101597582B1 (ko) | 2014-03-05 | 2016-02-26 | 주식회사 어번라이팅 | 화재감지센서와 접목된 광섬유 광원점등식 양방향 비상대피 유도시스템 |
| KR101580462B1 (ko) * | 2015-11-06 | 2015-12-28 | 주식회사 와이케이동그라미 | 신생아실 최적화 자동 관리 시스템 |
| KR20170079124A (ko) * | 2015-12-30 | 2017-07-10 | 주식회사 스마트파워 | IoT 기반의 단독형 소방 감지기 |
| JP2018164610A (ja) | 2017-03-28 | 2018-10-25 | 三菱電機ビルテクノサービス株式会社 | 空調制御装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20220008190A (ko) * | 2020-07-13 | 2022-01-20 | 아이엠(주) | 반응로 후드의 파열 예방과 수관의 누수 감지를 위한 후드 외관 구조 및 감지장치 |
| CN115311805A (zh) * | 2022-08-18 | 2022-11-08 | 重庆大学 | 一种综合多参数传感的消防安全***及信号处理方法 |
| CN115311805B (zh) * | 2022-08-18 | 2024-02-27 | 重庆大学 | 一种综合多参数传感的消防安全***及信号处理方法 |
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