KR102182205B1 - 고층건물의 화재 비상탈출을 위한 공기 기둥형 인명구조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고층건물에서 화재가 발생할 때 공기 기둥을 통해 건물 밖으로 신속하게 비상탈출하여 수많은 인명을 안전하면서도 효율적으로 구조함을 제공하도록, 고층건물에 대응하여 기립 설치하고 사람의 자유낙하를 완충하여 인명 구조할 수 있는 인명구조장치에 있어서, 내측에 상하 수직방향으로 관통된 비상탈출로를 형성하며 내벽 및 외벽을 형성하되 내/외벽 사이에 공기층을 조성하기 위한 제1공기채움공간을 형성하는 기둥벽부와, 상기 기둥벽부의 내벽에 상기 비상탈출로를 향해 돌출 형성되되 내측에 완충공기층을 조성하기 위한 제2공기채움공간을 형성하며 상기 기둥벽부의 내벽에 내주 둘레를 따라 복수 개를 구비하는 완충튜브부를 포함하여 구성하는 탈출튜브유닛과; 상기 탈출튜브유닛에 연결되고 상기 기둥벽부 및 상기 완충튜브부를 향해 공기를 주입할 수 있게 구동하는 에어주입수단과, 상기 탈출튜브유닛에 연결되고 상기 기둥벽부 및 완충튜브부를 향해 공기를 흡입할 수 있게 구동하는 에어석션수단을 포함하여 구성하는 에어구동유닛과; 외부입력에 의해 조작 설정가능하며 상기 에어구동유닛의 구동을 위한 제어신호를 인가하는 제어유닛;을 포함하는 고층건물의 화재 비상탈출을 위한 공기 기둥형 인명구조장치를 제공한다.

Description

고층건물의 화재 비상탈출을 위한 공기 기둥형 인명구조장치 {Air Pillar-Type Life-saving Equipment for Fire Emergency Escape of High-rise Building}

본 발명은 고층건물의 화재 비상탈출을 위한 공기 기둥형 인명구조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고층건물에서 화재가 발생할 때 공기 기둥을 통해 건물 밖으로 신속하게 비상탈출하여 수많은 인명을 안전하면서도 효율적으로 구조하는 것이 가능한 고층건물의 화재 비상탈출을 위한 공기 기둥형 인명구조장치에 관한 것이다.

최근 들어 아파트나 빌딩, 호텔, 오피스텔 등과 같은 건축물의 고층화가 활발하게 진행되고 있으며, 고층건물에서 불시에 화재가 발생할 경우 건물 전체적으로 삽시간에 번져 많은 재산상의 피해는 물론 인명피해가 발생하게 된다.

이와 같은 고층건물에서의 화재 발생시 화재발생 지점보다 상층에 거주하고 있던 인원들은 건물 내 비상구로 불길을 피해 탈출하기가 어렵고, 구조대의 구조용 헬기나 고가사다리 차량이 적시에 도착하지 않을 경우 많은 사상자가 발생하는 것이 불가피한 실정이다.

예를 들어, 고층건물에서 화재가 발생하면, 전원공급이 끊어짐에 따라 엘리베이터를 이용한 탈출이 불가능하고, 비상계단을 통하여 지상으로 탈출하는 것은 과도한 시간이 소요될 뿐만 아니라, 화재발생에 의한 연기로 질식위험에 노출됨에 따라 지상으로의 탈출이 어렵게 된다.

물론, 고층건물에 화재시 사람들이 용이하게 탈출할 수 있도록 탈출장치(예를 들면, 완강기 등)를 설치하는 경우도 있으나, 그 구성의 구동구조가 전기를 공급받아 작동하기 때문에 화재발생으로 인해 전원이 차단되는 경우에는 전원이 공급될 수 없어 그야말로 무용지물이 된다는 문제가 있었다.

상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 개시되어 있었던 종래기술로써, 대한민국 등록특허공보 제673428호(2007.01.17.)에는 비상발생 시 건물로부터 인명을 구조하기 위한 장치에 있어서, 상기 건물의 각 층에 적어도 하나 이상 설치됨과 아울러 상기 건물의 내측벽에 회동가능하게 고정설치되는 하우징; 상기 하우징에 내장되며 정/역회전하는 모터; 상기 모터의 회전축에 일체로 회전하도록 결합되는 로프용 릴; 상기 로프용 릴의 회전에 따라 풀리거나 감기는 구조용 로프; 상기 구조용 로프의 끝단에 연결되며 인원이 탈 수 있도록 구비된 구조용 함체; 상기 구조용 함체를 상기 하우징의 외측으로 인출되도록 구비된 인출수단; 및 상기 하우징에 내장되며 상기 모터를 구동시키는 배터리를 포함하여 구성함에 따라 고층건물의 각 층마다 설치하여 건물의 전원을 사용하지 않고 화재 비상발생 시 건물 밖으로 안전하게 대피할 수 있는 건물의 인명구조용 장치가 공지되어 있다.

또한, 등록특허공보 제1851624호(2018.04.18.)에는 고층건물의 옥상이나 베란다에 설치하여 화재시 사람들을 지상으로 대피시킬 수 있는 건축물의 화재 발생시 인명구조 장치로서, 상기 인명구조 장치는 구조유닛을 포함하며; 상기 구조유닛은 벽체를 구비한 옥상이나 베란다에 설치되어 고정될 수 있도록 구비되는 메인프레임과 상기 메인프레임의 일측에서 전방으로 돌출되는 승강프레임으로 이루어지는 프레임과; 상기 메인프레임에는 원판형태로 구비되는 스프링케이스와; 상기 스프링케이스의 내부에 설치하는 메인샤프트와; 상기 메인샤프트와 스프링케이스에 양단부를 고정하여 감김과 복원에 의하여 메인샤프트가 정,역방향으로 회전할 수 있도록 하는 스파이럴스프링과; 상기 스프링케이스의 외측에 고정하는 감속케이스와; 상기 감속케이스로 노출되는 메인샤프트에 고정하는 원동기어와; 상기 원동기어에 맞물리게 한 감속기어를 가지고 설치되는 출력축과; 상기 출력축과 연결된 드럼샤프트에 의해 회전가능하게 고정되며, 상기 승강프레임의 후방에 설치되고, 견인와이어가 권취된 견인드럼과; 상기 견인드럼 전방 위치의 승강프레임에 간격을 두고 설치된 전,후측가이드로울러와; 상기 승강프레임의 전측에 설치되는 전측가이드로울러를 경유한 견인와이어에 연결되는 탑승구와; 상기 드럼샤프트의 외측에는 탑승구에서 완전하게 내리기 전 감겨진 스파이럴스프링에 의하여 바로 역회전하는 현상을 방지할 수 있도록 구비하는 래칫휠과 스토퍼로 구성되고; 상기 탑승구의 고정안정성을 높이도록 벽체에 걸 수 있는 벽체걸쇠와, 상기 벽체걸쇠와 탑승구의 창살을 임시 고정하는 상단고정구와, 상기 벽체의 외벽면과 상기 탑승구의 창살을 지지 고정하여 유동되지 않도록 간격을 유지하는 하단지지구를 포함하여 구성됨에 따라 고층에서 화재 발생시 미쳐 지상으로 대피하지 못한 사람들이 신속하게 대피할 수 있도록 구성하는 건축물의 화재 발생시 인명구조장치가 공지되어 있다.

그러나 상기한 종래 인명구조장치인 등록특허공보 제673428호 및 제1851624호의 경우에는 양자 모두 사람이 탑승할 수 있는 함체가 상하 수직방향으로 견인될 수 있는 구조로만 건물에 설치하여 유사시 사용되기 때문에 고층건물의 수많은 사람 대비 함체에 구조가능한 탑승인원이 극히 한정적이며 고층건물에서의 1회 견인시간에 의해 구조작업시간이 지체되어 소방사다리구조 및 헬기구조와 함께 인명구조의 효율이 떨어져 한계가 있다는 문제가 있었다.

또한, 종래의 인명구조장치에서는 구조자들을 수용한 함체의 외벽이 노출된 구조를 이루기 때문에 고층건물의 대형 화재로 인해 건물 외부로 불길이 치솟는 경우 화상 등의 인명피해에 악영향을 미친다는 문제가 있었다.

KR 등록특허공보 제10-0673428호 (2007.01.17.) KR 등록특허공보 제10-1851624호 (2018.04.18.)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 고층건물에서 화재로 인한 비상탈출시 완충자유낙하구조로 인명 구조할 수 있는 공기 기둥을 구현하므로, 연속적인 인명구조를 실현하여 구조시간을 최소화함은 물론 인명구조의 효율을 증진시킬 수 있는 고층건물의 화재 비상탈출을 위한 공기 기둥형 인명구조장치를 제공하는데, 그 목적이 있다.

뿐만 아니라 본 발명은 외부와는 차단된 비상탈출 경로와 함께 열차단 및 공기누설차단가능한 다중시트구조의 구조로 구성하므로 인명구조를 위한 구조물의 자체적인 내구성을 확보함과 동시에 인명구조 중 신체적 피해를 방지할 수 있는 고층건물의 화재 비상탈출을 위한 공기 기둥형 인명구조장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 제안하는 고층건물의 화재 비상탈출을 위한 공기 기둥형 인명구조장치는 고층건물에 대응하여 기립 설치하고 사람의 자유낙하를 완충하여 인명 구조할 수 있는 인명구조장치에 있어서, 내측에 상하 수직방향으로 관통된 비상탈출로를 형성하며 내벽 및 외벽을 형성하되 내/외벽 사이에 공기층을 조성하기 위한 제1공기채움공간을 형성하는 기둥벽부와, 상기 기둥벽부의 내벽에 상기 비상탈출로를 향해 돌출 형성되되 내측에 완충공기층을 조성하기 위한 제2공기채움공간을 형성하며 상기 기둥벽부의 내벽에 내주 둘레를 따라 복수 개를 구비하는 완충튜브부를 포함하여 구성하는 탈출튜브유닛과; 상기 탈출튜브유닛에 연결되고 상기 기둥벽부 및 상기 완충튜브부를 향해 공기를 주입할 수 있게 구동하는 에어주입수단과, 상기 탈출튜브유닛에 연결되고 상기 기둥벽부 및 완충튜브부를 향해 공기를 흡입할 수 있게 구동하는 에어석션수단을 포함하여 구성하는 에어구동유닛과; 외부입력에 의해 조작 설정가능하며 상기 에어구동유닛의 구동을 위한 제어신호를 인가하는 제어유닛;을 포함하여 이루어진다.

상기 탈출튜브유닛의 기둥벽부는, 화재로 인한 외부 열원을 차단하는 열차단층과, 상기 열차단층의 일면에 적층되고 상기 에어구동유닛으로부터 상기 제1공기채움공간 내 채워지는 공기의 누설을 차단하는 제1누설방지층과, 상기 열차단층 및 상기 공기누설방지층의 사이에 적층 형성되어 결로현상을 차단하는 제1결로방지섬유층을 구비한다.

상기 탈출튜브유닛의 완충튜브부는, 상기 에어구동유닛으로부터 상기 제2공기채움공간 내 채워지는 공기의 누설을 차단하는 제2누설방지층과, 상기 제2누설방지층의 일면에 적층 형성되어 결로현상을 차단하는 제2결로방지섬유층을 구비한다.

상기 탈출튜브유닛은, 상하 수직방향으로 복수 개를 적층가능하게 구성하되 상기 기둥벽부의 상/하단에 대응하여 형성되는 연결결속밴드부를 구성한다.

상기 에어구동유닛의 에어주입수단은, 상기 기둥벽부의 제1공기채움공간 및 상기 완충튜브부의 제2공기채움공간에 대응하여 각각 공기주입 여부를 설정할 수 있게 개폐하는 주입개폐밸브와, 상기 주입개폐밸브를 통해 공기가 주입될 수 있게 압축공기를 공급하는 에어주입기를 구성한다.

상기 에어구동유닛의 에어석션수단은, 상기 기둥벽부의 제1공기채움공간 및 상기 완충튜브부의 제2공기채움공간에 대응하여 각각 공기흡입 여부를 설정할 수 있게 개폐하는 흡입개폐밸브와, 상기 흡입개폐밸브를 통해 공기가 흡입될 수 있게 흡입력을 생성시키는 에어석션기를 구성한다.

상기 제어유닛은, 상기 에어구동유닛에 전원을 온(on)/오프(off)함과 동시에 공기의 주입 또는 흡입 여부를 설정하며 각종 모드선택을 위한 신호를 설정하는 메인컨트롤러와, 상기 탈출튜브유닛 상에 설치되고 상기 메인컨트롤러로부터 통신신호를 전달받아 상기 탈출튜브유닛 내 에어주입량 설정을 위한 상기 메인컨트롤러의 설정대로 상기 에어구동유닛을 제어하는 슬래이브회로부를 구비한다.

상기 제어유닛에는 상기 탈출튜브유닛에 장착하여 상기 에어구동유닛의 공기주입에 따른 공기의 압력을 검출하는 공압감지센서를 포함하고, 상기 제어유닛의 슬래이브회로부에서는 상기 공압감지센서의 검출신호를 입력받아 상기 메인컨트롤러에 전송함과 동시에 상기 공압감지센서의 검출 값을 토대로 상기 에어구동유닛에 제어신호를 인가하여 자동 유지하도록 이루어진다.

상기 제어유닛에는 상기 탈출튜브유닛의 완충튜브부에 장착하여 상기 완충튜브부에 가해지는 압력을 검출하는 압력센서를 포함하고, 상기 제어유닛의 슬래이브회로부에서는 상기 압력센서의 검출신호를 입력받아 상기 완충튜브부의 개폐를 위한 상기 에어구동유닛에 제어신호를 인가하도록 이루어진다.

그리고 본 발명은 상기 탈출튜브유닛의 최하단부를 지지 고정하며 지면과는 이격된 작업공간을 확보하는 기초작업대와, 상기 탈출튜브유닛의 비상탈출로에 대응하여 상기 기초작업대의 작업공간 내 위치하고 사람의 자유낙하에 따른 낙하점에서 충격을 완충시키는 완충매트를 더 포함하여 구성하는 것도 가능하다.

본 발명에 따른 고층건물의 화재 비상탈출을 위한 공기 기둥형 인명구조장치에 의하면 고층건물의 화재시 자유낙하형태의 비상탈출로를 마련하되 사람의 낙하 운동에너지를 흡수할 수 있는 완충튜브형 인명구조를 구현하므로, 구조작업의 편의성을 향상시키면서 고층에 위치한 인명 구조의 신속성 및 효율성을 증진시켜 화재로 인한 인명피해를 최소화할 수 있는 효과를 얻는다.

뿐만 아니라 본 발명에 따른 고층건물의 화재 비상탈출을 위한 공기 기둥형 인명구조장치는 화재 건물과는 구분된 비상탈출로를 조성하면서 화재로 인한 열 차단 및 구조물의 공기누설을 차단과 결로를 방지할 수 있는 벽면을 구성하므로, 장치구조물의 자체적인 내구성을 확보하여 사용수명을 연장하며, 대형 화재로 인해 치솟는 불길로부터 사람의 신체를 보호하면서 인명구조장치로서의 안전성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 고층건물의 화재 비상탈출을 위한 공기 기둥형 인명구조장치는 고층건물의 높이에 따라 복수 개를 적층하되 상호 결속연결할 수 있는 끼움 적층구조로 구성하므로, 장치의 높이 가변형 구조에 의해 장치의 탄력적인 적용을 도모하며, 적층작업이 용이하여 조립능률과 함께 장치의 일체화된 견고성을 도모할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 일실시예를 나타내는 정단면도.
도 2는 본 발명에 따른 일실시예에서 탈출튜브유닛을 나타내는 평단면도.
도 3은 본 발명에 따른 일실시예에서 탈출튜브유닛을 나타내는 정단면도 및 확대단면도.
도 4는 본 발명에 따른 일실시예에서 탈출튜브유닛의 적층상태를 나타내는 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 일실시예에서 제어유닛을 나타내는 블록도.
도 6은 본 발명에 따른 다른 실시예를 나타내는 단면도.

본 발명은 고층건물에 대응하여 기립 설치하고 사람의 자유낙하를 완충하여 인명 구조할 수 있는 인명구조장치에 있어서, 내측에 상하 수직방향으로 관통된 비상탈출로를 형성하며 내벽 및 외벽을 형성하되 내/외벽 사이에 공기층을 조성하기 위한 제1공기채움공간을 형성하는 기둥벽부와, 상기 기둥벽부의 내벽에 상기 비상탈출로를 향해 돌출 형성되되 내측에 완충공기층을 조성하기 위한 제2공기채움공간을 형성하며 상기 기둥벽부의 내벽에 내주 둘레를 따라 복수 개를 구비하는 완충튜브부를 포함하여 구성하는 탈출튜브유닛과; 상기 탈출튜브유닛에 연결되고 상기 기둥벽부 및 상기 완충튜브부를 향해 공기를 주입할 수 있게 구동하는 에어주입수단과, 상기 탈출튜브유닛에 연결되고 상기 기둥벽부 및 완충튜브부를 향해 공기를 흡입할 수 있게 구동하는 에어석션수단을 포함하여 구성하는 에어구동유닛과; 외부입력에 의해 조작 설정가능하며 상기 에어구동유닛의 구동을 위한 제어신호를 인가하는 제어유닛;을 포함하는 고층건물의 화재 비상탈출을 위한 공기 기둥형 인명구조장치를 기술구성의 특징으로 한다.

다음으로 본 발명에 따른 고층건물의 화재 비상탈출을 위한 공기 기둥형 인명구조장치의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

먼저 본 발명에 따른 고층건물의 화재 비상탈출을 위한 공기 기둥형 인명구조장치의 일실시예는 도 1에 나타낸 바와 같이, 고층건물에 대응하여 기립 설치하고 사람의 자유낙하를 완충하여 인명 구조할 수 있는 인명구조장치에 있어서, 탈출튜브유닛(100)과, 에어구동유닛(200)과, 제어유닛(300)을 포함하여 이루어진다.

상기 탈출튜브유닛(100)은 화재가 발생한 건물 외부에 지면을 향한 비상탈출 경로를 조성할 수 튜브형태의 구조로서, 기둥벽부(110) 및 완충튜브부(120)로 구성한다.

상기 기둥벽부(110)는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 전반적인 기둥형태의 외형을 이루되 내측에 비상탈출로(115)가 형성된 원통형으로 이루어진다. 즉, 상기 기둥벽부(110)는 건물의 층간 높이를 기준으로 수직연장형성되고, 내측에 상하 수직방향으로 관통 형성된 비상탈출로(115)를 통해 사람이 수직 낙하할 수 있는 경로를 조성한다.

상기에서 기둥벽부(110)는 전체적인 외부지름이 2.0~3.0m이며, 상기 비상탈출로(115)를 이루는 내부지름이 1.0~2.0m이고, 일반적인 건물 층간 높이(대략 2.6~2.8m)에 대응하여 높이 2.0~3.0m로 구성하므로, 사람의 자유낙하시 접촉력에 따른 내구성을 유지하면서 고층건물에 대해 층별로 용이하게 배치적용하는 것이 가능하다.

상기 기둥벽부(110)는 내벽 및 외벽을 형성하되 내/외벽 사이에 공기층을 조성하기 위한 제1공기채움공간(111)을 형성한다.

또한, 도면에 나타내지는 않았지만, 상기 탈출튜브유닛(100)에는 상기 기둥벽부(110) 상에 측 방향으로 비상탈출을 위한 진입이 이뤄질 수 있게 관통 형성되는 진입로를 구비하는 것도 가능하다. 나아가, 상기 탈출튜브유닛(100)에는 상기 기둥벽부(110) 상에 상기 진입로로부터 건물을 향해 외측 상향경사방향으로 연장 형성되는 진입가이드를 구성하는 것도 가능하고, 상기 탈출튜브유닛(100)을 건물 각 층의 창문이나 발코니 등에 고정할 수 있는 고정지그수단을 구성하는 것도 가능하다.

상기와 같이 탈출튜브유닛(100)에 진입로를 비롯한 투하가이드를 구성하면, 건물 각 층의 창문이나 발코니에서 탈출튜브유닛(100)을 향한 사람의 진입을 효과적으로 안내하는 것이 가능하다. 나아가, 탈출튜브유닛(100)에 고정지그수단을 구성하게 되면, 사람의 비상탈출시 탈출튜브유닛(100)의 흔들림을 방지하여 탈출 안전성을 확보하는 것이 가능하다.

상기 기둥벽부(110)는 도 3에 나타낸 바와 같이, 벽면이 3중 적층구조를 이루게 구성한다. 즉, 상기 기둥벽부(110)는 화재로 인한 외부 열원을 차단하는 열차단층(117)과, 상기 열차단층(117)의 일면에 적층되고 상기 에어구동유닛(200)으로부터 상기 제1공기채움공간(111) 내 채워지는 공기의 누설을 차단하는 제1누설방지층(118)과, 상기 열차단층(117) 및 상기 공기누설방지층(118)의 사이에 적층 형성되어 결로현상을 차단하는 제1결로방지섬유층(119)으로 구성한다.

상기 완충튜브부(120)는 상기 기둥벽부(110) 상에 일체로 형성하되, 상기 비상탈출로(115)를 향한 낙하시 사람이 직접적으로 접촉하여 사람의 자유낙하 운동에너지를 흡수하는 기능을 수행한다.

상기 완충튜브부(120)는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 기둥벽부(110)의 내벽에 일단이 고정 설치되되 상기 비상탈출로(115)를 향해 돌출 형성되고, 상기 기둥벽부(110)의 내벽에 내주 둘레를 따라 복수 개(도 2에는 3개)를 구비토록 구성한다.

상기 완충튜브부(120)는 내측에 완충공기층을 조성하기 위한 제2공기채움공간(121)을 형성한다.

상기 완충튜브부(120)는 상부가 수평방향으로 평탄한 평면을 형성하며, 하부는 상기 기둥벽부(110)의 내벽을 기준으로 상기 비상탈출로(115)를 향해 상향 연장된 경사면을 형성한다. 즉, 상기 완충튜브부(120)는 상기 기둥벽부(110)의 내벽에서 상기 비상탈출로(115)를 향해 끝단부로 연장할수록 점점 좁아지는 면적을 형성하므로, 사람이 낙하시 접촉압력을 안정적으로 지탱하면서 낙하 운동에너지의 효율적인 흡수를 도모하고, 사람의 연속적인 낙하를 위한 부분적인 변형이 원활하게 이뤄지는 것이 가능하다.

상기에서 완충튜브부(120)의 끝단부는 상부 평면에서 하부 경사면을 향해 완만한 곡면을 이루게 형성하므로, 사람의 효율적인 낙하이동을 도모할 수 있어 바람직하다.

상기 완충튜브부(120)는 도 3에 나타낸 바와 같이, 벽면이 2중 적층구조를 이루게 구성한다. 즉, 상기 완충튜브부(120)는 상기 에어구동유닛(200)으로부터 상기 제2공기채움공간(121) 내 채워지는 공기의 누설을 차단하는 제2누설방지층(128)과, 상기 제2누설방지층(128)의 일면에 적층 형성되어 결로현상을 차단하는 제2결로방지섬유층(129)으로 구성한다.

상기 탈출튜브유닛(100)의 기둥벽부(110) 및 완충튜브부(120)는 각 벽면의 형상유지를 위한 그물망이 접합된 다중막 구조의 벽면을 형성하게 구성한다.

상기 완충튜브부(120)의 제2공기채움공간(121) 내 공기압은 상기 에어구동유닛에 의해 일시적 변형이 이루어져야 한다는 특성상 상기 기둥벽부(110)의 제1공기채움공간(111) 내 공기압보다 낮은 공기압으로 형성한다.

상기 탈출튜브유닛(100)은 도 4에 나타낸 바와 같이, 화재 발생한 건물 층수에 대응하여 상하 수직방향으로 복수 개가 적층 적용되게 구성한다.

상기 탈출튜브유닛(100)에는 도 1 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 기둥벽부(110)의 상/하단에 대응하여 형성되는 연결결속밴드부(130)를 구성한다.

상기 연결결속밴드부(130)는 상기 기둥벽부(110)의 상/하단에 구분 형성된 암수결속 구조로서, 상기 기둥벽부(110)의 하단부를 지지하며 내측에 결속공(132)을 형성하는 하단밴드(131)와, 상기 기둥벽부(110)의 상단부에 위치하며 상향 돌출형성된 결속단(136)을 구비하는 상단밴드(135)를 구성한다. 즉, 복수의 탈출튜브유닛(100)은 상기 연결결속밴드부(130)의 하단밴드(131) 결속공(132)에 상단밴드(135)의 결속단(136)이 암수 결속되어 상호 끼움 결합할 수 있게 구성한다.

상기와 같이 탈출튜브유닛(100)에 연결결속밴드부(130)를 구성하게 되면, 고층건물의 높이에 따라 복수 개를 적층하되 상호 결속연결할 수 있는 끼움 적층구조로 구성하므로, 장치의 높이 가변형 구조에 의해 장치의 탄력적인 적용을 도모하며, 적층작업이 용이하여 조립능률과 함께 장치의 일체화된 견고성을 도모하는 것이 가능하다.

상기 에어구동유닛(200)은 상기 탈출튜브유닛(100)에 공기를 주입 또는 흡입할 수 있게 구동하는 기능을 수행한다.

상기 에어구동유닛(200)은 도 1에 나타낸 바와 같이, 상기 탈출튜브유닛(100)에 연결되고 상기 기둥벽부(110) 및 상기 완충튜브부(120)를 향해 공기를 주입할 수 있게 구동하는 에어주입수단(210)과, 상기 탈출튜브유닛(100)에 연결되고 상기 기둥벽부(110) 및 완충튜브부(120)를 향해 공기를 흡입할 수 있게 구동하는 에어석션수단(220)을 구성한다.

상기 에어구동유닛(200)의 에어주입수단(210)은 상기 기둥벽부(110)의 제1공기채움공간(111) 및 상기 완충튜브부(120)의 제2공기채움공간(121)에 대응하여 각각 공기주입 여부를 설정할 수 있게 개폐하는 주입개폐밸브(211)와, 상기 주입개폐밸브(211)를 통해 공기가 주입될 수 있게 압축공기를 공급하는 에어주입기(213)를 구성한다.

상기 에어주입수단(210)에는 상기 주입개폐밸브(211) 및 상기 에어주입기(213)를 상호 연결하여 상기 에어주입기(213)의 압축공기가 공급될 수 있는 공기공급라인(215)을 구비한다.

상기 주입개폐밸브(211)는 단순히 공기주입을 위한 개폐기능은 물론 상기 에어주입기(213)로부터 공급되는 공기의 주입량을 조절하기 위하여 개도설정할 수 있게 구성한다.

상기에서 기둥벽부(110) 및 완충튜브부(120)를 향한 공기주입량이 서로 다르게 구분 설정됨에 따라 상기 에어주입수단(210)의 구성은 기둥벽부용과 완충튜브부용으로 각각 구분 구성된 구조를 이룬다.

상기 에어구동유닛(200)의 에어석션수단(220)은 상기 기둥벽부(110)의 제1공기채움공간(111) 및 상기 완충튜브부(120)의 제2공기채움공간(121)에 대응하여 각각 공기흡입 여부를 설정할 수 있게 개폐하는 흡입개폐밸브(221)와, 상기 흡입개폐밸브(221)를 통해 공기가 흡입될 수 있게 흡입력을 생성시키는 에어석션기(223)를 구성한다.

상기 에어석션수단(220)에는 상기 흡입개폐밸브(221) 및 상기 에어석션기(223)를 상호 연결하여 상기 에어석션기(223)의 흡입력이 상기 기둥벽부(110)의 제1공기채움공간(111) 및 상기 완충튜브부(120)의 제2공기채움공간(121)에 가해질 수 있는 공기흡입라인(225)을 구비한다.

상기 주입개폐밸브(211) 및 상기 흡입개폐밸브(221)는 모두 상기 제어유닛(300)의 제어신호에 의해 전자적으로 개폐될 수 있는 솔레노이드밸브를 적용하여 구성한다.

상기 제어유닛(300)은 외부입력에 의해 조작 설정가능하며 상기 에어구동유닛(200)의 구동을 위한 제어신호를 인가하는 기능을 수행한다.

상기 제어유닛(300)은 도 5에 나타낸 바와 같이, 작업자의 조작설정 및 모니터할 수 있게 구성된 메인컨트롤러(310)와, 상기 메인컨트롤러(310)의 설정대로 상기 탈출튜브유닛(100)에 대한 상기 에어구동유닛(200)을 제어하는 슬래이브회로부(320)를 구성한다.

상기 메인컨트롤러(310)에서는 상기 에어구동유닛(200)에 전원을 온(on)/오프(off)함과 동시에 공기의 주입 또는 흡입 여부를 설정하며 각종 모드선택을 위한 신호를 설정한다.

상기 메인컨트롤러(310)에서는 복수 개의 상기 탈출튜브유닛(100)을 적층 적용하는 경우 상기 슬래이브회로부(320)의 연결개수를 설정한다. 즉, 상기 탈출튜브유닛(100)마다 적용된 상기 슬래이브회로부(320)의 연결개수를 설정하여 상기 슬래이브회로부(320)별 상기 탈출튜브유닛(100)의 상태를 파악할 수 있게 구성한다.

상기 슬래이브회로부(320)는 상기 탈출튜브유닛(100) 상에 설치되고, 상기 메인컨트롤러(310)로부터 전원공급 및 통신가능하게 구성한다. 즉, 상기 메인컨트롤러(310) 및 상기 슬래이브회로부(320)의 경우 통신선(RS-484통신)과 전원공급라인에 의하여 전원과 통신이 모두 가능하게 구성한다.

상기에서 통신선으로 RS-484통신을 적용하게 되면, 공용 통신라인 적용으로 배선수를 줄이는 것이 가능하다.

상기 슬래이브회로부(320)에서는 상기 메인컨트롤러(310)로부터 통신신호를 전달받아 상기 탈출튜브유닛(100) 내 에어주입량 설정을 위한 상기 메인컨트롤러(310)의 설정대로 상기 에어구동유닛(200)을 제어한다.

상기 슬래이브회로부(320)에서는 상기 주입개폐밸브(211) 및 상기 흡입개폐밸브(221)의 개폐 여부를 제어하며, 상기 주입개폐밸브(211)의 경우 공기주입을 위한 개방 개도를 제어하는 것이 가능하다.

상기 슬래이브회로부(320)에는 외부 전압을 설정압으로 조절하기 위한 레귤레이터(321) 및 외부 통신신호에 따른 데이터 접속을 위한 통신수단인 RS-232C(323)를 구비하고, 외부 통신신호에 따라 상기 탈출튜브유닛(100)의 주입개폐밸브(211) 및 흡입개폐밸브(221)를 제어하기 위한 설정신호를 생성시키는 MCU(325)를 구비하며, 상기 주입개폐밸브(211) 및 흡입개폐밸브(221)를 향한 신호증을 배가하기 위한 달링턴드라이버(326)와 함께 LED인디케이터(327)를 구비한다.

상기 제어유닛(300)에서는 복수 개가 적층 구성된 상기 탈출튜브유닛(100)에 대하여 일정한 공기압으로 일괄제어할 수 있게 구성한다. 즉, 상기 제어유닛(300)에는 상기 탈출튜브유닛(100)에 장착하여 상기 에어구동유닛(200)의 공기주입에 따른 공기의 압력을 검출하는 공압감지센서(340)를 구성하고, 상기 제어유닛(300)의 슬래이브회로부(320)에서는 상기 공압감지센서(340)의 검출신호를 입력받아 상기 메인컨트롤러(310)에 전송함과 동시에 상기 공압감지센서(340)의 검출 값을 토대로 상기 에어구동유닛(200)에 제어신호를 인가하여 상기 탈출튜브유닛(100) 내 공기압 제어를 일정하게 자동 유지하도록 구성한다.

또한, 상기 제어유닛(300)에는 상기 탈출튜브유닛(100)의 완충튜브부(120)에 장착하여 상기 완충튜브부(120)에 가해지는 압력을 검출하는 압력센서(330)를 구성한다. 즉, 상기 압력센서(330)에서는 상기 비상탈출로(115)를 향해 사람이 낙하할 때 상기 완충튜브부(120)에 낙하접촉함에 따른 압력의 검출 값으로 감지한다.

상기 제어유닛(300)의 슬래이브회로부(320)에서는 상기 압력센서(330)의 검출신호를 입력받아 상기 메인컨트롤러(310)에 실시간으로 전송함과 동시에 상기 압력센서(330)의 검출 값을 토대로 상기 완충튜브부(120)의 개폐를 위한 상기 에어구동유닛(200)에 제어신호를 인가하도록 구성한다.

예를 들면, 상기 완충튜브부(120)에 사람이 낙하접촉하여 상기 압력센서(330)를 통한 검출 값이 사람 몸무게 기준 이상이면, 상기 메인컨트롤러(310)에서 상기 에어구동유닛(200)에 상기 완충튜브부(120)의 개방을 위한 제어신호를 인가하고, 상기 완충튜브부(120)의 개방상태를 1~3초간 유지한 다음 상기 압력센서(330)로부터 감지신호가 없는 경우 상기 완충튜브부(120)의 폐쇄를 위한 제어신호를 인가한다.

상기 슬래이브회로부(320)에는 상기 공압감지센서(340) 및 상기 압력센서(330)의 검출 입력 값을 실시간으로 연산처리하기 위한 OP-AMP(328)와 함께 전기적 아날로그신호를 디지털신호로 변환시키는 ADC(329)를 구비한다.

그리고 본 발명에 따른 고층건물의 화재 비상탈출을 위한 공기 기둥형 인명구조장치는 도 6에 나타낸 바와 같이, 상기 탈출튜브유닛(100)의 최하단부를 지지 고정하며 지면과는 이격된 작업공간을 확보하는 기초작업대(400)와, 상기 탈출튜브유닛(100)의 비상탈출로(115)에 대응하여 상기 기초작업대(400)의 작업공간 내 위치하고 사람의 자유낙하에 따른 낙하점에서 충격을 완충시키는 완충매트(450)를 더 포함하여 구성하는 것도 가능하다.

상기 기초작업대(400)는 삼각형상의 다리형태로 지면에 위치하며, 상단부에 상기 탈출튜브유닛(100)을 받침 고정할 수 있는 받침단부(410)를 형성한다.

상기에서 기초작업대(400)는 계단형태로 구성하여 상기 탈출튜브유닛(100)의 거치를 위한 원활한 작업을 도모할 수 있게 구성한다.

상기 기초작업대(400)는 상기 받침단부(410)를 기준으로 접이식 구조를 이루어 원활한 관리 및 사용상의 편의를 도모할 수 있게 구성하는 것이 바람직하다.

즉 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 고층건물의 화재 비상탈출을 위한 공기 기둥형 인명구조장치에 의하면 고층건물의 화재시 자유낙하형태의 비상탈출로를 마련하되 사람의 낙하 운동에너지를 흡수할 수 있는 완충튜브형 인명구조를 구현하므로, 구조작업의 편의성을 향상시키면서 고층에 위치한 인명 구조의 신속성 및 효율성을 증진시켜 화재로 인한 인명피해를 최소화하는 것이 가능하다.

뿐만 아니라 본 발명은 화재 건물과는 구분된 비상탈출로를 조성하면서 화재로 인한 열 차단 및 구조물의 공기누설을 차단과 결로를 방지할 수 있는 벽면을 구성하므로, 장치구조물의 자체적인 내구성을 확보하여 사용수명을 연장하며, 대형 화재로 인해 치솟는 불길로부터 사람의 신체를 보호하면서 인명구조장치로서의 안전성을 향상시키는 것이 가능하다.

상기에서는 본 발명에 따른 고층건물의 화재 비상탈출을 위한 공기 기둥형 인명구조장치의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 명세서 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.

100 : 탈출튜브유닛 110 : 기둥벽부
111 : 제1공기채움공간 115 : 비상탈출로
117 : 열차단층 118 : 제1누설방지층
119 : 제1결로방지섬유층 120 : 완충튜브부
121 : 제2공기채움공간 128 : 제2누설방지층
129 : 제2결로방지섬유층 130 : 연결결속밴드부
131 : 하단밴드 132 : 결속공
135 : 상단밴드 136 : 결속단
200 : 에어구동유닛 210 : 에어주입수단
211 : 주입개폐밸브 213 : 에어주입기
215 : 공기공급라인 220 : 에어석션수단
221 : 흡입개폐밸브 223 : 에어석션기
225 : 공기흡입라인 300 : 제어유닛
310 : 메인컨트롤러 320 : 슬래이브회로부
330 : 압력센서 340 : 공압감지센서
400 : 기초작업대 450 : 완충매트

Claims (10)

1. 고층건물에 대응하여 기립 설치하고 사람의 자유낙하를 완충하여 인명 구조할 수 있는 인명구조장치에 있어서,
   내측에 상하 수직방향으로 관통된 비상탈출로를 형성하며 내벽 및 외벽을 형성하되 내/외벽 사이에 공기층을 조성하기 위한 제1공기채움공간을 형성하는 기둥벽부와, 상기 기둥벽부의 내벽에 상기 비상탈출로를 향해 돌출 형성되되 내측에 완충공기층을 조성하기 위한 제2공기채움공간을 형성하며 상기 기둥벽부의 내벽에 내주 둘레를 따라 복수 개를 구비하는 완충튜브부를 포함하여 구성하는 탈출튜브유닛과;
   상기 탈출튜브유닛에 연결되고 상기 기둥벽부 및 상기 완충튜브부를 향해 공기를 주입할 수 있게 구동하는 에어주입수단과, 상기 탈출튜브유닛에 연결되고 상기 기둥벽부 및 완충튜브부를 향해 공기를 흡입할 수 있게 구동하는 에어석션수단을 포함하여 구성하는 에어구동유닛과;
   외부입력에 의해 조작 설정가능하며 상기 에어구동유닛의 구동을 위한 제어신호를 인가하는 제어유닛;을 포함하여 이루어지고,
   상기 탈출튜브유닛의 기둥벽부는, 화재로 인한 외부 열원을 차단하는 열차단층과, 상기 열차단층의 일면에 적층되고 상기 에어구동유닛으로부터 상기 제1공기채움공간 내 채워지는 공기의 누설을 차단하는 제1누설방지층과, 상기 열차단층 및 상기 공기누설방지층의 사이에 적층 형성되어 결로현상을 차단하는 제1결로방지섬유층을 포함하여 이루어지는 고층건물의 화재 비상탈출을 위한 공기 기둥형 인명구조장치.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 탈출튜브유닛의 완충튜브부는, 상기 에어구동유닛으로부터 상기 제2공기채움공간 내 채워지는 공기의 누설을 차단하는 제2누설방지층과, 상기 제2누설방지층의 일면에 적층 형성되어 결로현상을 차단하는 제2결로방지섬유층을 포함하여 이루어지는 고층건물의 화재 비상탈출을 위한 공기 기둥형 인명구조장치.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 탈출튜브유닛은, 상하 수직방향으로 복수 개를 적층가능하게 구성하되 상기 기둥벽부의 상/하단에 대응하여 형성되는 연결결속밴드부를 포함하여 이루어지는 고층건물의 화재 비상탈출을 위한 공기 기둥형 인명구조장치.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 에어구동유닛의 에어주입수단은, 상기 기둥벽부의 제1공기채움공간 및 상기 완충튜브부의 제2공기채움공간에 대응하여 각각 공기주입 여부를 설정할 수 있게 개폐하는 주입개폐밸브와, 상기 주입개폐밸브를 통해 공기가 주입될 수 있게 압축공기를 공급하는 에어주입기를 포함하여 이루어지는 고층건물의 화재 비상탈출을 위한 공기 기둥형 인명구조장치.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 에어구동유닛의 에어석션수단은, 상기 기둥벽부의 제1공기채움공간 및 상기 완충튜브부의 제2공기채움공간에 대응하여 각각 공기흡입 여부를 설정할 수 있게 개폐하는 흡입개폐밸브와, 상기 흡입개폐밸브를 통해 공기가 흡입될 수 있게 흡입력을 생성시키는 에어석션기를 포함하여 이루어지는 고층건물의 화재 비상탈출을 위한 공기 기둥형 인명구조장치.
   
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 제어유닛은, 상기 에어구동유닛에 전원을 온(on)/오프(off)함과 동시에 공기의 주입 또는 흡입 여부를 설정하며 각종 모드선택을 위한 신호를 설정하는 메인컨트롤러와, 상기 탈출튜브유닛 상에 설치되고 상기 메인컨트롤러로부터 통신신호를 전달받아 상기 탈출튜브유닛 내 에어주입량 설정을 위한 상기 메인컨트롤러의 설정대로 상기 에어구동유닛을 제어하는 슬래이브회로부를 포함하여 이루어지는 고층건물의 화재 비상탈출을 위한 공기 기둥형 인명구조장치.
   
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 제어유닛에는 상기 탈출튜브유닛에 장착하여 상기 에어구동유닛의 공기주입에 따른 공기의 압력을 검출하는 공압감지센서를 포함하고,
   상기 제어유닛의 슬래이브회로부에서는 상기 공압감지센서의 검출신호를 입력받아 상기 메인컨트롤러에 전송함과 동시에 상기 공압감지센서의 검출 값을 토대로 상기 에어구동유닛에 제어신호를 인가하여 자동 유지하도록 이루어지는 고층건물의 화재 비상탈출을 위한 공기 기둥형 인명구조장치.
   
9. 청구항 7에 있어서,
   상기 제어유닛에는 상기 탈출튜브유닛의 완충튜브부에 장착하여 상기 완충튜브부에 가해지는 압력을 검출하는 압력센서를 포함하고,
   상기 제어유닛의 슬래이브회로부에서는 상기 압력센서의 검출신호를 입력받아 상기 완충튜브부의 개폐를 위한 상기 에어구동유닛에 제어신호를 인가하도록 이루어지는 고층건물의 화재 비상탈출을 위한 공기 기둥형 인명구조장치.
   
10. 청구항 1, 청구항 3 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탈출튜브유닛의 최하단부를 지지 고정하며 지면과는 이격된 작업공간을 확보하는 기초작업대와, 상기 탈출튜브유닛의 비상탈출로에 대응하여 상기 기초작업대의 작업공간 내 위치하고 사람의 자유낙하에 따른 낙하점에서 충격을 완충시키는 완충매트를 더 포함하여 이루어지는 고층건물의 화재 비상탈출을 위한 공기 기둥형 인명구조장치.
    

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