KR100593691B1 - 지하시설물의 긴급 산소공급시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지하시설물의 긴급 산소공급시스템을 개시한다. 본 발명은 지하시설물의 외부에 위치되고 압축산소가 충전된 산소탱크를 수용하는 산소공급실과, 산소탱크의 출구에 연결되고 화재시 탱크내의 산소를 지하시설물의 대피통로로 공급하는 산소유도 파이프라인과, 화재발생시 산소탱크를 개폐하기 위한 개폐밸브와, 지하시설물의 대피통로에 일정간격으로 배치되며 산소유도 파이프라인에 호스를 통해 접속되는 다수의 산소흡입기와, 산소유도 파이프라인을 간격을 두고 감싸 내부에 냉각수가 흐르는 냉각수파이프 및 화재발생시 냉각수파이프에 냉각수를 공급하는 급수펌프를 포함한다. 지하시설물의 내부에 화재감지수단이 더 구비되고, 산소탱크 개폐밸브와 급수펌프가 화재감지수단의 감지신호에 연동하여 자동으로 개방됨으로써 화재발생시 신속하고 안전하게 산소를 공급하게 된다.

본 발명은 지하철 역사와 같은 지하시설물에서 화재가 발생한 경우 내부의 대피자들에게 신선한 산소를 신속하게 공급해줄 수 있어 연기와 유독가스에 의한 질식을 최대한 억제할 수 있다.

인명구조, 긴급, 재난, 화재, 산소공급, 지하시설

Description

지하시설물의 긴급 산소공급시스템{Emergency oxygen service system for use in underground construction}

도1은 본 발명에 의한 지하시설물의 긴급 산소공급시스템을 개략적으로 나타낸 배치도,

도2는 도1의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도,

도3은 산소흡입기의 설치구조를 나타낸 단면도,

도4는 본 발명의 사용상태도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10: 산소공급실 11: 산소탱크

13: 개폐밸브 20: 산소유도 파이프라인

30: 산소흡입기 31: 호스

32: 흡입기보관함 35: 유도등

41: 냉각수파이프 42: 급수펌프

43: 물탱크 50: 화재감지수단

60: 압력조절밸브 C: 지하시설물

W: (대피통로의) 벽

본 발명은 각종 시설물의 화재시 고립된 시설물 내부에 인명구조용 산소를 공급하기 위한 긴급 산소공급시스템에 관한 것으로서, 특히 지하철 역사나 터널 등과 같은 지하시설물에 설치되어 화재발생시 내부에 고립된 대피자들에게 구조용 산소를 신속하게 공급함으로써 짙은 연기와 유독가스에 의한 질식(窒息)을 최대한 억제함과 동시에 원활한 탈출을 도모할 수 있게 하는 지하시설물의 긴급 산소공급시스템에 관한 것이다.

현대의 건물양식은 복잡 대형화되고 각종 화합물로 이루어진 내장재가 사용되고 있는 바, 예컨대 건물에 화재가 발생한 경우 짙은 연기와 유독가스로 인해 대피자들은 앞을 분간할 수 없는 상황과 호흡곤란 등으로 탈출구를 제대로 찾지 못하고 우왕좌왕하다 사고를 당하는 경우가 많다. 실제 화재사고 희생자의 대부분은 직접적인 화염에 의한 것보다는 연기와 유독가스에 의해 화재발생 초기 수분이내에 질식사 하는 것으로 알려져 있으며, 이러한 질식사가 화재시에 대형 참사(慘死)를 야기하는 원인으로 작용하고 있다.

특히, 시설물이 지하에 위치하고 있는 지하철 역사나 터널 등에서 화재가 발 생한 경우에는 연기가 출입구통로와 환기구를 통해 지상으로 유동하기 때문에 산소부족현상이 심하고 출입구통로를 따라 대피중인 사람들이 연기에 그대로 노출되게 되어 질식으로 인한 인명피해가 대단히 크다.

그런데, 통상 지하시설물에는 환기장치와 화재발생시에 소화를 위한 스프링클러(sprinkler)와 같은 살수(撒水)장치만이 구비되어 있기 때문에 화재발생 후 수분이내에 진행되는 연기와 유독가스로 인한 질식은 막을 수가 없다. 더욱이 살수장치는 열감지센서에 의해 작동되는 바, 화재발생으로 실내온도가 일정온도 이상으로 올라간 뒤에나 작동될 뿐 아니라 화염을 진압하더라도 연기와 유독가스는 여전히 잔재하므로 질식사 예방에는 전혀 기여하지 못하게 된다.

이에 따라 근래 들어 화재발생시 질식으로 인한 희생을 방지하기 위한 여러 형태의 비상 산소공급기들이 제시되어 있다.

예를 들어, 대한민국 실용신안등록번호 제0318438호에는 소형 산소탱크의 분출구에 산소공급 조절장치와 입으로 물고 호흡할 수 있는 마우스부를 일체로 구성하여 화재 등의 비상시 간편하게 휴대하여 사용할 수 있는 휴대용 산소호흡기가 제시되어 있고, 실용신안등록번호 제0321101호에는 납작한 상자형의 산소통에 유량조절부를 갖는 산소공급용 호스와 전등이 부착된 산소마스크를 장착하여 평상시 휴대하고 다니다가 화재발생시 연기와 유독가스 속에서도 신선한 산소를 공급받아 호흡하면서 앞을 용이하게 분간하여 신속히 대피할 수 있게 해주는 긴급 대피용 비상 소형 간이 산소마스크가 제시되어 있다.

그러나 이와 같은 종래의 비상 산소공급기들은 휴대용으로써 평상시에 화재를 예상하고 휴대하고 다니거나 화재발생시 소방대원이 휴대하고 화재현장에 진입하여 호흡곤란을 겪는 대피자에게 제공해야만 제기능을 발휘할 수 있기 때문에 사용에 많은 불편이 따를 뿐 아니라, 특히 화재발생으로 소방대원이 현장에 도착하기까지는 적어도 수분이상이 소요되므로 화재발생 후 수분이내에 발생하는 질식사의 예방에는 별 효과를 기대하기 어렵다.

다만, 이러한 산소공급기들을 건물의 대피로에 적정간격으로 비치해 놓을 경우에는 어느 정도 효과를 기대할 수 있겠으나, 이 경우 막대한 수량의 산소공급기들을 대피로에 구비해야 하는 경제적 부담을 담보해야 함은 물론이고 자칫 압축산소통이 화염에 의해 폭발하여 2차 피해를 유발할 우려도 있다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점들을 감안하여 창안된 것으로, 특히 지하시설물의 화재발생시 내부에 고립된 대피자들에게 신선한 산소를 신속하고 안전하게 공급해줌으로써 연기와 유독가스에 의한 질식을 최대한 억제할 수 있는 지하시설물의 긴급 산소공급시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 개개인이 산소통을 별도로 휴대할 필요가 전혀 없고, 대피로에 많은 산소통을 직접 비치할 필요가 없어 적은 설비비로도 시설물의 대피로에 신선한 산소를 지속적으로 공급할 수 있음은 물론 산소통의 폭발우려도 전혀 없는 지하시설물의 긴급 산소공급시스템을 제공하는 것이다.

이와 같은 목적들을 달성하기 위해 본 발명에 의한 지하시설물의 긴급 산소공급시스템은, 지하시설물의 외부에 위치되고, 압축산소가 충전된 산소탱크를 수용하는 산소공급실; 산소탱크의 출구에 연결되고, 화재시 탱크내의 산소를 지하시설물의 대피통로로 공급하는 산소유도 파이프라인; 화재발생시 산소탱크를 개폐하기 위한 개폐밸브; 지하시설물의 대피통로에 일정간격으로 배치되며, 산소유도 파이프라인에 호스를 통해 접속되는 다수의 산소흡입기; 산소유도 파이프라인을 간격을 두고 감싸 내부에 냉각수가 흐르는 냉각수파이프; 및 화재발생시 냉각수파이프에 냉각수를 공급하는 급수펌프;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명의 한 바람직한 특징에 의하면, 지하시설물의 내부에 화재감지수단이 더 구비되고 산소탱크 개폐밸브가 화재감지수단의 감지신호에 연동하여 자동으로 개방됨으로써 화재발생시 신속하게 산소를 공급하게 된다.

이에 따라 본 발명은, 지하철 역사와 같은 지하시설물에서 화재가 발생한 경우 개개인이 산소통을 직접 휴대하지 않고서도 내부의 대피자들에게 신선한 산소를 신속하게 공급해줄 수 있어 연기와 유독가스에 의한 질식을 최대한 억제할 수 있음은 물론, 대피통로에 많은 산소통을 직접 비치할 필요도 없으므로 지하시설물의 신뢰성과 안전성 확보 및 비용절감 등에 크게 기여하게 된다.

이와 같은 본 발명의 구체적 특징과 다른 이점들은 첨부된 도면을 참조한 이 하의 바람직한 실시예의 설명으로 더욱 명확해질 것이다.

도1에서, 본 발명에 의한 지하시설물의 긴급 산소공급시스템은 산소공급실 (10)과, 이 산소공급실(10)의 산소를 지하시설물(C)의 대피통로에 공급하기 위한 산소유도 파이프라인(20)과, 대피자가 공급되는 산소를 흡입할 수 있게 하는 다수의 산소흡입기(30)와, 산소유도 파이프라인(20)을 통해 공급되는 산소가 화재로 인해 가열 승온되지 못하도록 적절히 냉각시켜주기 위한 산소냉각수단(40)을 포함하여 구성된다.

산소공급실(10)은 바람직하기로 지하시설물(C)의 외부에 안전하게 위치되고, 압축산소가 충전된 다수의 산소탱크(11)들을 내장한다. 각 산소탱크(11)들은 배관 (12)에 의해 서로 연통하도록 연결되며, 만약을 대비하여 항상 충분한 예비 산소탱크들을 확보한다.

각 산소탱크(11)의 토출구에는 화재발생시에 산소탱크(11)를 개방하기 위한 개폐밸브(13)가 구비된다. 개폐밸브(13)는 수동조작밸브로 구성될 수도 있으나, 바람직하기로는 외부신호에 의해 자동 개방되는 전자밸브로 구성되고, 지하시설물(C)의 내부에 열센서 등의 화재감지수단(50)을 구비하여 이 화재감지수단(50)의 감지신호에 연동하도록 구성된다.

이러한 화재감지수단(50)은 기존 지하시설물(C)에 장치되어 있는 화재감지기를 그대로 이용할 수 있다.

산소유도 파이프라인(20)은 지하시설물(C)의 대피통로를 따라서 그 천정쪽에 설치되고, 일단이 산소탱크(11)들을 연결하는 배관(12)에 연결된다. 이러한 산소유도 파이프라인(20)은 내열성이 우수한 재질로 구성되고, 그 자유단에는 파이프의 청소를 위한 후레시밸브(fresh valve:21)가 구비된다.

산소흡입기(30)는 지하시설물(C)의 대피통로에 일정간격을 두고 설치되며, 호스(31)를 통해 산소유도 파이프라인(20)에 각각 연결된다. 이를 위해 대피통로에는 도3에 잘 도시한 바와 같이, 산소흡입기(30)를 안전하게 수납할 수 있는 박스형의 흡입기보관함(32)이 일정간격으로 배치되는데, 통행에 지장을 주지 않도록 대피통로의 벽(W)에 매립 설치되는 것이 바람직하다.

이러한 흡입기보관함(32)은 화재시 대피중인 부상자나 노약자 또는 어린이 등도 쉽게 접근하여 사용할 수 있도록 가능한 낮은 높이에 위치되고, 산소흡입기 (30)와 호스(31)를 화염 또는 그로 인한 고열(高熱)로부터 최대한 보호할 수 있도록 이중문 구조를 갖는다. 예컨대, 외부문(33)은 금속으로 이루어지고, 내부문(34)은 단열재로 이루어질 수 있다.

산소흡입기(30) 연결용 호스(31)는 충분한 길이로 신장될 수 있도록 벨로우즈(bellows)관으로 이루어지고, 이 호스(31)와 산소흡입기(30)는 불연성 재질로 구성되거나 또는 표면에 불연성피막이 코팅처리 되는 것이 바람직하다.

이러한 산소흡입기(30)는 산소의 용이한 흡입과 흡입시의 유독가스 침입을 막기 위해 사용자의 코와 입을 완전히 감싸줄 수 있는 마스크(mask)형으로 구성되며, 바람직하기로는 산소토출을 온(ON)/오프(OFF) 시키기 위한 밸브수단(도시하지 않음)을 구비할 수 있다. 밸브수단은 별도의 온/오프 스위치를 구비할 수도 있지만, 산소흡입을 위해 마스크의 흡입부를 입술로 누를 때만 산소가 유출되도록 푸시 (push)형 마스크로 구성되는 것이 보다 바람직하다.

한편, 지하시설물(C)에서 화재가 발생하게 되면 짙은 연기로 인해 앞을 분간하기 어렵기 때문에 대피통로에 설치되어 있는 산소흡입기(30)의 위치를 쉽게 파악하기 곤란한 바, 바람직하기로 흡입기보관함(32)에는 대피자가 산소흡입기(30)의 위치를 용이하게 파악하여 접근할 수 있도록 유도하는 유도등(35)과 경보버저 (alarm buzzer:도시하지 않음)가 함께 설치된다.

이러한 유도등(35) 및 경보버저 역시 화재감지수단(50)에 연동하여 작동되는 것이 바람직하며, 이중 경보버저는 이미 지하시설물(C)에 설치되어 있는 화재경보기가 이용될 수도 있다. 특히, 산소흡입기 유도등(35)은 대피자가 짙은 연기 속에서도 대피통로를 쉽게 파악하여 신속히 대피할 수 있도록 하는 피난유도등으로도 기능할 수 있게 된다.

여기서, 유도등(35)과 경보버저는 도시된 바와 같이 흡입기보관함(32)의 외부문(33)에 설치될 수도 있고, 또는 흡입기보관함(32) 주위의 대피통로의 벽(W)에 설치될 수도 있다.

한편, 산소탱크(11)에서 분출되는 산소는 압축산소로서 상당히 큰 압력과 유속으로 공급되는 바, 산소유도 파이프라인(20)의 입구에는 대피자가 안정적으로 산 소를 흡입할 수 있도록 공급산소의 압력을 떨어뜨려주는 압력조절밸브(60)가 구비된다.

바람직하기로 이 압력조절밸브(60)는 산소흡입부하에 따라 산소공급량을 자동으로 조절하는 기능도 겸한다. 즉, 산소를 일정압력과 유량으로 공급할 경우, 많은 대피자들이 동시에 이용하게 되면 산소공급량이 부족해 충분한 흡입이 곤란해지게 되고, 반대로 산소흡입기(30)의 이용자들이 적으면 공급압력이 높아 대피자들의 산소흡입에 지장을 주게 되는 바, 산소흡입기(30)의 이용자수에 따라 각 산소흡입기(30)에 일정압력의 산소가 공급될 수 있도록 공급산소의 압력을 자동으로 조절하는 것이다.

산소냉각수단(40)은 산소유도 파이프라인(20)을 동심으로 감싸 그 내부로 냉각수가 흐르는 냉각수파이프(41)와, 화재발생시 냉각수파이프(41)내에 냉각수를 지속적으로 공급하는 급수펌프(42) 및 지하시설물(C)의 외부에 위치하는 물탱크(43)로 구성된다.

냉각수파이프(41)는 도2에 잘 도시된 바와 같이, 실질적으로 산소유도 파이프라인(20)을 간격을 두고 동심으로 감싸서 냉각수에 의해 화재로 인한 공급산소의 온도상승을 억제하는 냉각부(41a)와, 냉각수가 물탱크(43)와 냉각부(41a) 간에 순환되는 순환부(41b)로 이루어진다.

냉각부(41a)는 산소유도 파이프라인(20)을 내부에 수용한 상태로 냉각수가 흘러야 하므로 큰 지름으로 구성되고, 순환부(41b)는 상대적으로 작은 지름으로 구 성되어 냉각부(41a)의 양단을 물탱크(43)에 연결하며, 이 순환부(41b)의 입구쪽에 급수펌프(42)가 구비된다. 급수펌프(42)는 수동으로 구동될 수도 있으나, 화재감지수단(50)의 감지신호에 연동하여 자동으로 구동되도록 구성되는 것이 바람직하다.

바람직하기로 냉각부(41a)에는 에어로 인한 냉각불량과 맥동 등을 방지하기 위한 공기빼기밸브(44)가 구비된다.

다음, 이와 같이 구성된 본 발명에 의한 지하시설물 긴급 산소공급시스템의 작동을 도4를 참조하여 설명한다.

평시에는 산소탱크(11)가 가득 충전된 상태로 폐쇄되어 있고, 급수펌프(42)도 작동되지 않는다.

이 상태에서, 지하시설물(C)에 화재가 발생되어 내부온도가 일정온도 이상으로 상승되면, 시설물(C)내에 설치되어 있는 화재감지수단(50)이 화재발생을 감지하여 경보를 발하게 되고, 이에 따라 화재감지수단(50)과 연동하는 산소탱크 개폐밸브(13)들이 개방됨으로써 대피통로에 설치되어 있는 산소유도 파이프라인(20)에 산소가 공급됨과 동시에 대피통로에 설치되어 있는 흡입기보관함(32)의 유도등(35)이 점멸 또는 점등되면서 경보버저가 작동하게 된다.

이때, 산소탱크(11)에서 분출된 고압의 산소는 압력조절밸브(60)를 지나면서 대피자가 흡입하기에 알맞은 적정압력으로 감압된 후 산소유도 파이프라인(20)으로 공급되게 된다.

이와 동시에, 급수펌프(42)가 작동되어 물탱크(43)로부터 냉각수파이프(41) 에 냉각수가 공급 순환되고, 따라서 산소유도 파이프라인(20)을 통해 공급되는 산소의 온도가 화염으로 인해 올라가는 현상이 효과적으로 억제된다.

즉, 냉각수파이프(41)의 냉각부(41a)는 산소유도 파이프라인(20)을 동심으로 감싸 산소유도 파이프라인(20)의 외주로 냉각수가 계속해서 흐르게 되는 바, 냉각수가 화재로 인한 열을 흡수하여 이동함으로써 산소유도 파이프라인(20)으로 전도되는 것을 효과적으로 차단하게 되므로 공급산소의 온도상승이 억제되는 것이며, 이에 따라 대피자들이 안정적으로 산소를 흡입할 수 있게 되는 것이다.

그러면, 화재로 인해 짙은 연기와 유독가스로 가득 찬 지하시설물(C)내에서 대피통로를 따라 대피중인 사람들이 유도등(35)에 의해 산소 흡입기보관함(32)의 위치를 비교적 쉽게 찾을 수 있으며, 이에 따라 도4에 도시한 바와 같이 대피통로의 벽(W)에 구비되어 있는 흡입기보관함(32)을 연 후, 그에 보관되어 있는 산소흡입기 (30)를 꺼내 산소유도 파이프라인(20)을 통해 외부에서 공급되고 있는 신선한 산소를 간편하게 흡입할 수 있게 된다.

이때, 산소흡입기(30)는 사람의 입과 코를 감쌀 수 있는 마스크 형태를 가지므로 산소흡입도중 주위의 연기나 유독가스가 침입하여 동시에 흡입될 우려도 거의 없으며, 흡입부를 입술로 누를 때만 산소가 공급되므로 산소가 불필요하게 누출되는 일도 발생되지 않는다.

따라서, 화재로 인한 짙은 연기와 유독가스 속에서도 질식되지 않고 구출을 기다리거나, 유도등(35)을 통해 대피통로를 정확히 파악하여 대피할 수 있음은 물 론 대피도중 중간 중간에 신선한 산소를 흡입하면서 질식 없이 신속하게 탈출할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 지하시설물의 긴급 산소공급시스템에 의하면, 지하철 역사와 같은 지하시설물에서 화재가 발생한 경우 개개인이 산소통을 직접 휴대하지 않고서도 내부의 대피자들에게 신선한 산소를 신속하게 공급해줄 수 있고, 이에 따라 연기와 유독가스에 의한 질식을 최대한 억제할 수 있게 된다.

또한, 대피통로에 많은 산소통을 직접 비치할 필요도 없으며, 이에 따라 화염에 의한 압축산소통의 2차 폭발사고의 우려도 전혀 없다.

그러므로 본 발명은, 지하시설물의 신뢰성과 안전성 확보 및 비용절감 등에 크게 기여하는 매우 우수한 효과가 있다.

Claims (8)

1. 지하시설물의 화재발생시 내부의 대피자들에게 구조용 산소를 공급해주기 위한 긴급 산소공급시스템으로서, 지하시설물의 외부에 위치되고, 압축산소가 충전된 산소탱크를 수용하는 산소공급실;

   상기 산소탱크의 출구에 연결되고, 화재시 탱크내의 산소를 지하시설물의 대피통로로 공급하는 산소유도 파이프라인;

   화재발생시 상기 산소탱크를 개폐하기 위한 개폐밸브;

   지하시설물의 대피통로에 일정간격으로 배치되며, 상기 산소유도 파이프라인에 호스를 통해 접속되는 다수의 산소흡입기;

   상기 산소유도 파이프라인을 간격을 두고 감싸 내부에 냉각수가 흐르는 냉각수파이프; 및

   화재발생시 상기 냉각수파이프에 냉각수를 공급하는 급수펌프;를 포함하는 것을 특징으로 하는 지하시설물의 긴급 산소공급시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 지하시설물의 내부에 화재감지수단이 더 구비되고, 상기 산소탱크 개폐밸브가 화재감지수단의 감지신호에 연동하여 자동으로 개방되는 것을 특징으로 하는 지하시설물의 긴급 산소공급시스템.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 산소탱크 개폐밸브의 후류에 공급산소의 압력을 적절히 감압시킴과 함께 흡입부하에 따라 공급산소의 압력을 자동으로 조절하는 압력조절밸브가 구비되는 것을 특징으로 하는 지하시설물의 긴급 산소공급시스템.
4. 제3항에 있어서, 상기 산소흡입기는 지하시설물의 대피통로 벽에 일정간격으로 매립 설치된 흡입기보관함 내에 수용 보관되는 것을 특징으로 하는 지하시설물의 긴급 산소공급시스템.
5. 제4항에 있어서, 상기 흡입기보관함의 위치를 알려주기 위한 유도등이 더 구비되고, 상기 유도등은 상기 화재감지수단의 감지신호에 연동하여 작동되는 것을 특징으로 하는 지하시설물의 긴급 산소공급시스템.
6. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 산소흡입기와 연결용 호스는 불연성 재질로 구성되는 것을 특징으로 하는 지하시설물의 긴급 산소공급시스템.
7. 제2항에 있어서, 상기 급수펌프가 상기 화재감지수단의 감지신호에 연동하여 자동으로 구동되는 것을 특징으로 하는 지하시설물의 긴급 산소공급시스템.
8. 제1항에 있어서, 상기 냉각수파이프에 공기빼기밸브가 구비된 것을 특징으로 하는 지하시설물의 긴급 산소공급시스템.

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