KR200338199Y1 - 고층 건물, 고층 아파트 화재 인명 피난 기구 - Google Patents

Abstract

본 고안은 고층 건물(고층 호텔, 고층복합건물, 고층 백화점, 고층 아파트) 화재 시 사람 대피용 인명 피난 기구에 관한 것이다. 현재 사용 중인 기준 높이 고층 아파트 10층 까지 1회 1인용 완강기 보다 월등하게 고차원적인 기술과 성능으로 구성된 기구로서 본 고안기구 표준형이 기준높이 아파트 25층(75m) 1회 체적량은 1인당 80kg, 정원 6명으로 최대 사용하중 500kg까지 운반될 수 있으며 이는 한 가족이 다 함께 안전하고 신속하게 화재로부터 대피할 수 있도록 고안된 기구이다. 대피 중 안전성을 구성하는 인명 대피용 피난 바구니의 하강속도를 기차나 자동차의 마찰력에 의한 제동장치 원리를 이용하여 새롭게 고안된 14개의 용수철 제동칩이 대피용 와이어 로우프 감기 원통에 부착된 제동드럼에 계단식형 높이로 마찰되면서 피난인원 만큼 총 하중에 적합한 제동력을 발생케 하여 와이어 로우프에 연결된 인명 피난 바구니의 하강속도를 안전한 속도가 유지되도록 구성한 고안 기구이다.

Description

고층 건물, 고층 아파트 화재 인명 피난 기구{THE LIFE SAVING IMPLEMENT FROM FIRE IN SKYCRAPERS AND HIGH APARTMENTS}

본 고안 기구는 고층 건물, 고층 백화점, 고층 호텔, 고층 오피스텔, 고층 복합빌딩, 고층 아파트 등의 화재 시 인명을 안전하고 신속하게 대피 시킬 수 있도록 고안한 화재 인명 피난 기구에 관한 것이다.

현재 지구촌은 인구의 증가와 대지의 효율적 이용가치를 위하여 사람의 주거건물을 비롯한 모든 건물이 대형화, 고층화로 건설 되어가고 있다.

특히 경제가 급속하게 발전하면서 건물 및 주거 환경의 내부 가구와 내장재가 고급화로 변해 인화성이 강한 재질을 많이 사용하여 화재가 끊이지 않고 발생하는 반면 화재 시 인명을 구출하는 종래의 장비는 턱없이 미약한 상태이다.

한국 소방검정공사에서 형식 승인된 고층 건물 화재 시 인명 피난기구인 완강기의 성능은 기준높이 아파트 10층까지 1회 1인용이며 종래 고층 아파트, 고층 건물 화재 시 인명 피난 기구, 피난 장비는 사용이 복잡하고 불편하여 실 화재 시에는사용이 잘 되지 않고 있는 실정이다.

고층 건물이나 고층 아파트에 화재가 발생하면 먼저 전기를 송전하는 전선이 소실되면서 엘리베이터 작동은 물론 전기로 운전되는 안전 시스템이 대부분 그 기능을 상실하게 되고 또 비상계단이나 복도통로는 굴뚝과 같은 기능으로 변하여 유독가스와 불길을 급속하게 빨아 올려 순식간에 건물 전체를 불바다로 만들어 버리는 역할을 하고 있다.

그래서 고층 건물, 고층 아파트 화재 시 건물 내 출입문이나 아파트 현관문은 사용할 수가 없으므로 사람들은 반대편 창문이나 아파트 베란다 쪽으로 밖에 대피할 수 없게 되고 그 곳에서 구조를 요청하다 미처 구조를 받지 못한 피난인들은 불길과 유독가스로 인해 희생 되거나 건물 밖으로 뛰어 내리는 안타까운 일이 일어나게 된다. 이러한 현실에서 화재 인명 피난 기구에 대한 재인식과 발전이 없다면 희생자는 계속 늘어날 것이다. 이에 본 고안의 목적은 하루라도 빨리 우수한 장비를 발명하여 10층 이상 고층 건물, 고층 아파트 등의 화재 시에도 귀중한 생명을 신속하고 안전하게 구출할 수 있도록 하기 위한 목적으로 연구를 계속 거듭한 결과 10층 이상 고층 건물, 고층 아파트 등의 화재 시에도 신속하고 안전하게 많은 사람들을 피난시킬 수 있는 화재 인명 피난 기구를 고안하게 되었다.

따라서 본 고안 기구는 고층 건물, 고층 아파트 등의 화재 시 다음과 같은 인명 피난기구 제작조건을 충족하고 있다.

1. 화재 인명 피난기구 운전은 복잡하거나 어렵지 않고 간단하고 안전하여야 한다.

2. 1회 1인 또는 다수의 인원이 이용하더라도 대피인원의 하중에 관계없이 일정한 하강 안전 속도를 유지하여야 한다.

3. 저층, 고층 높이에 관계없이 일정한 하강 안전속도를 유지하여야 한다.

4. 사용하는 사람이 공포감을 느끼지 않아야 하며 외부의 불길 또는 유독가스로부터도 피해가 없이 안전하게 피난할 수 있어야 한다.

5. 피난 기구 내에 모래나 이물질이 투입될 수 없어야 하며 전문가 외에는 쉽게 해체할 수 없어야 한다.

6. 전기나 그 외 다른 동력을 이용하지 않는 기구로 구성 되어야 한다.

7. 장시간 사용하지 않아도 성능이나 재질에 변형이 없어야 한다.

위 7가지 화재 인명 피난 기구 안전조건을 충족시킬 수 있도록 본 고안 기구인 고층 건물, 고층 아파트 화재 인명 피난 기구는 구성되었다.

도 1은 사용 전 고층 건물, 고층 아파트 화재 인명 피난 기구 정면 상세도

도 2는 사용 전 고층 건물, 고층 아파트 화재 인명 피난 기구 측면 상세도

도 3은 사용 전 고층 건물, 고층 아파트 화재 인명 피난 기구 후면 완충장치 상세도

도 4는 사용 시 고층 건물, 고층 아파트 화재 인명 피난 기구 정면 상세도

도 5는 사용 시 고층 건물, 고층 아파트 화재 인명 피난 기구 측면 상세도

도 6은 사용 시 고층 건물, 고층 아파트 화재 인명 피난 기구 후면 완충장치 상세도

도 7은 피난 바구니 사시 상세도

도 8은 원동기체 정지 장치 상세 평면도

도 9는 와이어 로우프 차단장치 상세 평면도

* 도면 주요부분에 대한 부호의 설명 *

11: 본체 12: 원동기체 13: 와이어 로우프 감기원통

14: 제동드럼 15: 원동기체 운동용 용수철 16: 용수철 제동칩

17: 원동기체 정지핀 18: 원동기체 정지판 19: 와이어 로우프 차단핀

20: 와이어 로우프 열림핀 21: 와이어 로우프 차단판 22: 피난 바구니

23: 피난 바구니 스타트 핸들

31: 완충 작용 용수철 32: 완충 작용 용수철 이탈방지대

33: 용수철 끝 가로대-1 34: 용수철 끝 가로대-2 35: 와이어 로우프 감기원통 통과 구멍 36: 와이어 로우프 감기 원통 중심축 봉

71. 철재 바닥판 72. 직사각형 철재틀 73. 중간벨브

74. 연결 와이어 로우프 75. 훅크

83: 정지판 용수철 84: 정지핀 측면도

94: 차단판 용수철 95:차단판 용수철 고정대

첨부된 도면을 참조하여 본 고안 기구에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1은 고층 건물, 고층 아파트 화재 인명 피난 기구를 사용하기 전 정면 상세 투시도로서 부호 11은 본체를 구성한 외부틀 도이며 부호 12는 원통기체를 구성한 틀을 도시한 것이다. 부호 13은 2개의 와이어 로우프 감기 원통 외관을 톱니바퀴로 제작하여 두 원통을 맞물려서 두 원통의 회전 속도나 제동력이 동일하게 구성되었다는 뜻을 나타낸 도시이다.

부호 14는 두개의 와이어 로우프 원통에 부착된 제동장치 드럼 도이며 와이어 로우프 감기 원통에 부착한 것은 와이어 로우프 감기 원통의 회전을 제동할 수 있도록 장치 되었다는 것을 나타낸 도시이다. 부호 15는 원통기체를 부상케 하는 용수철을 그린 도시로서 피난 바구니에 피난인이 탔을 경우 탄 사람 총 하중만큼 원통기체를 아래로 내려오게 하는 기능을 가진 용수철을 표시한 도시이다. 부호 16은 제동장치용 용수철 제동칩의 위치와 계단식형으로 설치된 것을 도시한 것이며, 용수철 제동칩의 구성은 두개의 파이프를 위 파이프는 지름을 작게 하고 아래 파이프는 지름을 크게 하여 그 안에 용수철을 삽입시켜 위 파이프가 아래 파이프 안으로 들어가서 위 파이프가 이탈이 되지 않도록 중간에 겹 파이프로 된 것을 나타낸 도시이며 그리고 자동차 제동 재질과 동일한 재질로 제동칩을 만들어 위 파이프 윗면에 부착한 것을 나타낸 도시이다. 부호 17은 원동기체가 아래로 내려가면 다시 부상하지 못하도록 하는 정지 장치의 정지핀을 도시한 것이고 부호 18은 내려간 원동기체가 부상하지 못하게 정지핀을 정착하는 정지판을 도시한 것이다.

도 8은 원동기 정지 장치 구조를 상세하게 나타낸 도시이다. 도 1의 부호 19는 와이어 로우프 차단 장치의 차단핀을 도시한 것이며, 부호 20은 차단 장치의 차단판을 열어서 와이어 로우프가 하강할 수 있도록 차단판을 여는 열림핀 도시이고 부호 21은 차단핀을 차단하는 차단판의 도시이다.

도 9는 와이어 로우프 차단 장치 구조를 상세하게 나타낸 도시이다. 도 1의부호 22는 피난 바구니 도시이며 부호 23은 원동기체내 하면 양편에 설치된 와이어 로우프 차단판을 열리게 하여 피난 바구니가 하강할 수 있도록 피난 바구니에 탄 사람이 잡아서 당기는 피난 바구니 스타트 핸들을 도시한 것이다.

도 2는 도 1의 측면을 상세하게 나타낸 투시도이다.

도 3은 피난기구 후면 완충 장치 상세 투시도이며 그 원리는 피난 바구니에 연결된 와이어 로우프 반대편 끝을 부호 35 와이어 로우프 감기 원통 구멍으로 넣어서 와이어 로우프 끝을 원통 안으로 뽑아낸 다음 부호 31 용수철 안으로 다시 넣어서 부호 34 용수철 끝 가로대-2에 걸어서 다시 반대편 부호 33 용수철 끝 가로대-1에 걸은 다음 부호 36 중심축 봉에 와이어 로우프 끝을 고정시킨 도시이다.

도 6은 완충 장치의 용수철이 줄어들어서 완충 작용이 발생한 것을 나타낸 도시이다. 즉 와이어 로우프가 원통에서 다 풀리게 되면 원통 안 용수철 양쪽 끝 가로대까지 와이어 로우프의 압력이 가해지면서 와이어 로우프를 당기게 되어 용수철이 줄어 들면서 완충 작용이 발생한 것을 나타낸 도시이다.

도 4는 고층 건물, 고층 아파트 화재 인명 피난 기구가 운전 사용되고 있는 정면 상세 투시도이다. 피난 바구니에 총 하중(420kg 이상)이 실려서 원동기체가 본체 내에서 최대로 내려와 제동드럼에 용수철 제동칩 14개 전체가 마찰되고 피난 바구니에 연결된 와이어 로우프 차단판이 아직 열리지 않은 상태를 도시한 투시도이다.

도 5는 도 4의 측면 상세 투시도이다.

도 6은 도 3 설명에서 상세하게 설명한 완충 장치 투시도이다.

도 7은 피난 바구니의 상세 사시도이다.

도 8은 원동기체 정지 장치 상세도이다.

도 9는 와이어 로우프 차단장치 상세도이다.

그리고 본 고안 기구의 원리와 구성에 대하여 다시 한번 상세하게 설명한다.

1. 피난 기구의 구조는 크게 본체와 원동기체로 구성 되어있다.

2. 본체는 원동기체 및 전체 피난기구의 틀을 안전하게 구성하는 구조체 이다.

3. 본체 바닥에는 14개의 용수철 제동칩이 계단식으로 조립되어 있으며 본체 바닥 양편에는 원동기체 하부 양면과 연결 조립된 원동기체 부상용 2개의 용수철로 구성되어 있다.

4. 원동기체는 본체 내에 구성되어 있으며 본체 바닥과 원동기체 하부에 연결 조립된 용수철의 부상력에 의하여 본체 내에서 상하로 운동할 수 있도록 구성 되어 있다

5. 원동기체는 인명 피난용 바구니와 연결된 하강 와이어 로우프를 감고 있는 2개의 원통과 2개의 원통에 부착되어 있는 별도 제동장치 드럼(원통) 2개, 그리고 완충 장치와 와이어 로우프 차단 장치, 원동기체 정지 장치로 구성되어 있다.

6. 원동기체 내에 있는 2개의 와이어 로우프 감기 원통은 톱니바퀴로 맞물려서 2개 원통의 회전속도나 제동력이 동일하도록 구성되어 있다.

7. 본체와 원동기체 내에 있는 제동장치는 기차나 자동차의 제동장치 재질과동일한 재질로 용수철 제동칩을 만들어 와이어 로우프 감기원통에 부착, 조립된 별도 제동드럼에 마찰이 되도록 하여 제동력이 발생하도록 고안이 되어있다.

8. 와이어 로우프 감기원통 지름은 36cm이며 원통둘레가 113cm로써 1회전에 1.13m의 와이어 로우프가 감길 수 있도록 되어 있으며 아파트 높이 25층 75m의 경우 원통 67회전이면 와이어 로우프가 다 감길 수 있도록 구성되어 있으며 제동드럼 마찰부위 재질은 특수강을 사용하도록 고안설계 되었다.

* 제동장치 주요원리에 대한 상세설명 *

화재 인명 피난 기구에서 제일 중요한 피난 바구니 하강 안전속도 유지 제동장치는 와이어 로우프 감기 2개의 원통에 부착된 별도 2개의 제동드럼과 이 제동드럼에 마찰되어 제동력을 발생하는 총14개의 용수철 제동칩으로 구성되어 있다. 용수철 제동칩 1개의 피난 바구니 하강 안전속도 유지 제동기능은 하중 30kg으로 계산되어 있고 총 14개의 계단식형으로 각각 높이가 틀리게 구성되어 있다. 본체 바닥과 원동기체 하부에 별도로 설치된 용수철 기능에 의하여 대피하는 사람 하중만큼 원동기체가 아래로 내려오면 내려온 만큼만 14계단식으로 된 높이 순서대로 용수철 제동칩이 제동드럼에 마찰되어 하강 피난 바구니 안전속도를 유지할 수 있는 제동력만 발생할 수 있도록 고안, 설계되었다.

예를 들면, 체중 80kg인 사람 3명이 피난 바구니에 탔을 경우 원동기체는 총 하중 240kg 만큼만 용수철 기능에 의하여 내려오게 되고 본체 바닥에 계단식으로 설치된 용수철 제동칩 8개만 제동드럼에 마찰되어 인명 피난 바구니 하강 안전속도유지 제동력을 발생 하도록 되었다는 뜻이다. 그리고 용수철 제동칩 14개의 제동력은 14 * 30(kg) = 420kg이며 이를 초과한 총 사용 하중 500kg의 하중을 실었을 경우는 원동기체가 420kg을 초과한 하중만큼 아래로 더 내려오게 되고 따라서 14개 용수철 제동칩의 마찰 압력도 더 크게 된다. 그래서 제동력이 더 크게 발생되므로 500kg의 하중까지 대피 시에도 피난 바구니는 안전한 하강 속도를 유지할 수 있다.

9. 본체 위와 원동기체 상부에 설치된 원동기체 정지장치는 원동기체가 피난 바구니에 대피하는 사람의 총 하중만큼 내려오면 와이어 로우프가 풀리면서 피난 바구니가 하강하게 된다. 이때 원동기체는 하부와 본체 바닥에 설치된 용수철의 기능에 의하여 상대적으로 부상력이 발생하여 제동드럼과 용수철 제동칩의 마찰력을 상실시켜 제동력이 상쇠하게 되는데 이를 방지하기 위하여 원동기체가 아래로 내려오면 다시는 부상하지 못하도록 원동기체를 정지 하는 장치이다.

10. 피난 바구니는 대피인이 다 탈 때까지 스스로 하강하지 못하도록 되어 있으며 대피인이 다 탄 것을 확인한 다음 탄 사람 중 한 사람이 피난 바구니 위에 있는 노란 손잡이를 아래로 잡아 당기면 원동기체내 하면 양편에 설치된 와이어 로우프 차단판이 열리면서 피난 바구니가 안전속도로 하강하도록 고안되어 있다.

노란 손잡이는 잡아당긴 후 놓아야 하지만 놓지 않아도 스스로 손에서 빠져나가게 되어 있으며 피난 바구니에 탈 때는 절데로 뛰어 타지 말아야 하며 절데 흔들어서도 안된다.

11. 피난 바구니가 안전한 속도로 하강하여 피난 바구니 하면이 지면 위 약 80cm 정도까지 내려 왔을 때 위 원동기체 와이어 로우프 원통 안에 설치된 완충용 용수철의 작용으로 피난 바구니에 완충작용이 발생하여 피난 바구니 정지 충격을완전히 흡수하여 피난하는 사람들의 관절이나 척추에 조금도 충격을 주지 않고 끝까지 안전하게 피난할 수 있도록 고안된 고층 건물, 고층 아파트 화재 인명 피난 기구이다.

12. 피난 바구니의 구성은 바구니 바닥판은 최대한 가벼운 철재판 직사각형으로 되어 있으며 바닥판에서 180cm 위 지점에 바닥 외형과 똑같이 사각 철재파이프로 직사각형 틀을 제작하여 바닥판이 평행이 되도록 한 다음 바닥판 외측과 위 직사각형 철재파이프 틀과 가느다란 와이어 로우프로 12개소를 연결한 다음 바닥판과 직사각형 철재파이프틀 중간지점에 안전벨트를 둘러서 피난인이 안전하게 하였다. 그리고 벨트 끝에 안전훅크를 달아서 피난하는 사람이 탈 때나 내릴 때 편리하게 열고 닫을 수 있도록 발명 되었다. 또한 건물 벽체 쪽에는 불연성 천으로 포장하여 피난 하강 시 아래층의 불길과 연기에 피해가 없도록 하였으며 피난 바구니는 원동기체와 쉽게 분리하거나 착용할 수 있도록 구성하여 사용치 않을 시에는 잘 접어서 본체 옆에 보관할 수 있도록 고안 되었다.

현재 사용 중인 화재 인명 피난 기구 보다 월등한 고차원적인 기술과 성능으로 개발된 본 고안 화재 인명 피난 기구는 건물의 대형화, 고층화에 관계없이 화재시 대피인 다수가 다함께 화재로부터 피난할 수 있도록 고안이 되었다 그러므로 앞으로는 고층 건물, 고층 아파트 등의 화재로 인한 더 이상의 귀중한 생명이 무고하게 희생되는 일이 없도록 최고의 효과를 가져 올 것이다.

Claims (4)

1. 상호 본체 내에 원동기체가 별도로 구성되어 원동기체 내에 설치된 2개의 와이어 로우프 감기 원통이 톱니바퀴로 서로 맞물려서 회전속도나 제동력이 동일하도록 구성되고 와이어 로우프에 연결된 인명 피난 바구니 하강 안전속도 유지 제동장치는 2개의 와이어 로우프 감기원통에 부착된 2개의 별도 제동드럼에 다수의 용수철 제동칩이 계단식으로 마찰되어 피난인의 총 하중에 적합한 제동력이 발생하는 구조를 특징으로 한 고층 건물, 고층 아파트 화재 인명 피난 기구
2. 제 1항에 있어

   본체 내에서 원동기체가 피난 바구니에 탄 피난인의 총 하중만큼 아래로 내려 온 후 피난 바구니가 하강이 시작 되면서 원동기체 부상용 용수철의 기능에 의하여 원동기체가 다시 부상하지 않도록 본체 위와 원동기체 상부에 설치된 원동기체 정지 장치를 특징으로 한 고층 건물, 고층 아파트 화재 인명 피난 기구.
3. 제 1항 또는 제 2항에서

   상기 피난용 피난 바구니에 피난인이 다 탈 때까지 피난 바구니가 스스로 하강하지 못하도록 원동기체 내 하면 양편에 설치된 와이어 로우프 차단장치를 특징으로 한 고층 건물, 고층 아파트의 화재 인명 피난 기구.
4. 제 2항 또는 제3항에서

   피난 바구니가 하강 안전속도로 내려와 피난 바구니 하면이 지면 위 80cm 정도 내려왔을 때 피난 바구니 정지 시 완충작용을 하도록 와이어 로우프 감기 원통내에 설치한 완충장치를 특징으로 한 고층 건물, 고층 아파트 등의 화재 인명 피난기구.