KR102364738B1 - 터널 비상 대피용 도어 자동 폐쇄장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 터널 비상 대피용 도어 자동 폐쇄장치에 관한 것으로서, 터널 화재 발생시 관리자의 대피를 위한 도어 개방 후 일정 시간이 경과되면 기구적 동작에 의해 자동으로 도어 폐쇄가 이루어질 수 있도록 하여 화재로 인한 전원 공급이 중단된 상태에서도 효과적인 화재 확산을 방지할 수 있게된다.

Description

터널 비상 대피용 도어 자동 폐쇄장치{Automatic closing device for tunnel emergency evacuation}
본 발명은 도어 자동 폐쇄장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 터널 등에서 화재 등과 같이 전원 공급이 중단된 상황에서 작업자 도피 후 자동으로 도어가 폐쇄될 수 있도록 하여 화재의 확산을 방지하기 위한 터널 비상 대피용 도어 자동 폐쇄장치에 관한 것이다.
일반적으로, 터널은 그 특성상 일방차선으로 구분되어 설계되어 좌우차선상의 교환을 위해 피난 연결통로가 터널 중간에 설치된다. 예컨대, 어느 하나의 차선에서 화재 등의 사고가 발생될 때, 반대차선으로의 대피를 위해 구분된 터널사이를 연결시켜줄 피난로로서 피난터널이 형성되어 있는 것이다.
그리고, 이러한 피난터널에는 양측을 차단하기 위한 중간도어가 개폐 가능하게 설치되며, 이러한 중간도어는 터널 화재 발생시 작업자 또는 운전자가 반대차선의 터널로 대피 후 일정 시간이 지나면 자동으로 폐쇄 될 수 있도록 구동되어 화염이나 연기가 반대층 터널로 유입되지 않도록 하게 된다.
그러나, 종래 도어 자동폐쇄장치는 전원 인가에 따른 전기식으로 구동이 이루어지는 방식이기 때문에 화재로 인해 전원공급이 중단되었을 때 동작이 이루어지지 못하게 되는 문제점이 있었다.
대한민국 특허등록 제2028928호(2019.09.30.등록) 대한민국 특허등록 제1486167호(2015.01.19.등록)
본 발명은 상기한 종래 기술에서의 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로서, 기계식으로 작동이 이루어질 수 있는 도어 자동폐쇄장치를 제공함으로써 터널 화재 발생에 따른 전원 공급이 중단되더라도 대피 후 신속한 도어 폐쇄에 따른 화재 확산이 방지될 수 있도록 하는데 목적이 있다.
상기 목적을 이루기 위한 본 발명의 도어 자동 폐쇄장치는, 도어의 개방시 체인을 통한 회동력 전달이 이루어지도록 함체 외부에 구비된 체인 스프로킷과; 상기 체인 스프로킷과 기어축으로 연결되어 함체 내부에서 회동력 전달이 이루어지는 주기어와; 상기 주기어와 치합되어 있는 피동기어와; 상기 피동기어의 기어축을 통해 연결되어 제1태엽이 감겨지는 제1텐션부와; 상기 주기어의 기어축상에 구비된 제1전달기어와; 상기 제1전달기어와 기어 치합이 이루어져서 함체 하부에서 수평방향 직선운동이 이루어지도록 상부에 랙기어부가 구성된 이동블럭과; 상기 이동블럭의 랙기어부와 일측에서 기어 치합이 이루어진 피니언기어와; 상기 피니언기어와 동축상에 연결 구성된 제2전달기어와; 상기 제2전달기어를 통해 회동력 전달이 이루어짐에 따른 제2태엽이 감겨지는 제2텐션부와; 상기 제2텐션부에서 제2태엽이 서서히 풀림 동작에 따른 타이머의 진자운동이 이루어지는 타이머 구동부와; 상기 주기어를 고정시킨 상태에서 상기 타이머 구동부의 구동에 따른 일정 시간이 경과되었을 때 주기어에 대한 고정력을 해제시키는 스토퍼;를 포함하는 구성을 이루는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명의 도어 자동폐쇄장치는, 터널 화재 발생시 관리자의 대피를 위한 도어 개방 후 일정 시간이 경과되면 자동으로 도어 폐쇄가 이루어질 수 있게 되어 화재로 인한 전원 공급이 중단된 상태에서도 효과적인 화재 확산을 방지할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 도어 자동 폐쇄장치 외관 사시도.
도 2는 본 발명의 도어 자동 폐쇄장치 정면 구조도.
도 3은 본 발명의 도어 자동 폐쇄장치 내부 평면 구조도.
도 4는 도 3의 A부 확대도.
도 5는 도 3의 B-B부 단면도.
도 6은 본 발명에서 내부 이동블럭 배치상태 평면도.
도 7은 도 6의 C-C부 단면도.
도 8은 본 발명에서 이동블럭 구동부 단면 구조도.
도 9는 본 발명에서 제2태엽 구동부 단면도.
도 10은 본 발명에서 타이머 구동부 단면도.
도 11 및 도 12는 본 발명에서 타이머 및 스토퍼 조립부 주기어 잠김/열림 동작 상태 정면 구조도.
도 13은 본 발명에서 타이머 및 스토퍼 조립부 단면 구조도.
도 14는 본 발명에서 제1태엽 구동부 단면도.
도 15는 본 발명의 도어 자동 폐쇄장치가 도어 일측에 배치된 상태 개략도.
도 16은 본 발명 폐쇄장치 함체 내부 실물사진.
이하, 본 발명의 구체적인 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 살펴보기로 한다.
본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시 예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다.
따라서, 도면에서 표현한 구성요소의 형상 등은 더욱 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 구성은 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기술의 기능 및 구성에 관한 상세한 설명은 생략될 수 있다.
먼저, 본 발명의 일 실시 예에 따른 터널 비상 대피용 도어 자동 폐쇄장치 구성을 도 1 내지 도 14를 통해 살펴보면 다음과 같다.
본 발명의 도어 자동 폐쇄장치는, 도어(200)의 개방시 체인(300)을 통한 회동력 전달이 이루어지도록 함체(100) 외부에 체인 스프로킷(10)이 기어축(11)을 중심으로 회동 가능하게 구성된다.
그리고, 함체(100) 내부에는 상기 체인 스프로킷(10)과 기어축(11)으로 연결되어 회동력 전달이 이루어지는 주기어(20)와, 상기 주기어(20)와 치합되어 있는 피동기어(30)와, 상기 피동기어(30)의 기어축을 통해 연결되어 제1태엽(41)이 감겨지는 제1텐션부(40)와, 상기 주기어(20)의 기어축상에 구비된 제1전달기어(50)와, 상기 제1전달기어(50)와 기어 치합이 이루어져서 함체(100) 하부에서 수평방향 직선운동이 이루어지도록 상부에 랙기어부(61)가 구성된 이동블럭(60)과, 상기 이동블럭(60)의 랙기어부(61)와 일측에서 기어 치합이 이루어진 피니언기어(70)와, 상기 피니언기어(70)와 동축상에 연결 구성된 제2전달기어(80)와, 상기 제2전달기어(80)를 통해 회동력 전달이 이루어짐에 따른 제2태엽(91)이 감겨지는 제2텐션부(90)와, 상기 제2텐션부(90)에서 제2태엽(91)이 서서히 풀림 동작에 따른 타이머(110)의 진자운동이 이루어지는 타이머 구동부와, 상기 주기어(20)를 고정시킨 상태에서 상기 타이머 구동부의 구동에 따른 일정 시간이 경과되었을 때 주기어(20)에 대한 고정력을 해제시키는 스토퍼(120)의 구성을 이루게 된다.
이때, 상기 이동블럭(60)은 안내로드(62)에 의해 직선방향 슬라이딩 이동이 안내되어지게 된다.
그리고, 제2텐션부(90)의 제2태엽 구동축(90a)에는 제2전달기어(80)와 기어 치합이 이루어지는 제1기어부(92)가 구비되고, 상기 제2태엽 구동축(90a)은 제1격벽(111)과 제2격벽(112) 사이에 회동 가능하게 거치된 것을 확인할 수 있다.
한편, 상기 타이머 구동부는 제2태엽(91)이 급격히 풀리는 것을 방지하고 서서히 풀려지도록 하는 기능을 수행하는 것으로, 제2태엽 구동축(90a)에 결합된 제3전달기어(93)와, 상기 제3전달기어(93)로 부터 동력 전달이 이루어질 수 있도록 제2기어부(94)가 구비된 진자운동축(95)과, 상기 진자운동축(95) 일단부에 구성된 톱니휠(96)과, 상기 톱니휠(96)의 외주면을 따라 형성된 톱니와 걸림작용에 따른 힌지핀(110b)을 기준으로 진자 운동이 이루어질 수 있도록 내측에 돌기가 형성된 타이머(110)를 포함하는 구성을 이루게 된다.
또한, 스토퍼(120)는 도 11 및 도 12에서와같이 힌지핀(120a)에 의해 회동 가능하게 지지되고, 상기 스토퍼(120)의 일측에는 연동부(120')가 연결되어져 있으며, 상기 연동부(120')의 선단에 구비된 돌부에 의한 걸림작용이 이루어지는 레칫휠(121)이 기어축(11)상에 구성된다. 상기 스토퍼(120)는 캠블럭(120b)과 연동되도록 연결된 구조를 이루고, 캠블럭(120b)은 피니언축(71)과 연결된 구조를 이루는 가운데 일측에는 푸쉬돌기(120b')가 구성되어 있어서 캠블럭(120b)이 피니언축(71)에 의해 서서히 회동 되다가 일정 각도(약 300도) 회동이 이루어짐에 따라 푸쉬돌기(120b')가 스토퍼(120)의 하단부를 밀어주게 되면 도 12에서와같이 연동부(120')가 꺽임 연동이 이루어지면서 레칫휠(121)에 대한 스토퍼 작용이 해제되어지게 된다.
도면 중 미설명 부호 130은 스토퍼(120)의 신속한 복원을 위해 연결된 탄성스프링을 나타낸다.
이와 같은 구성을 이루는 본 발명 도어 자동 폐쇄장치의 동작에 따른 작용효과를 살펴보기로 한다.
본 발명의 도어 자동 폐쇄장치는 도 14에서와같이 터널 중간문 도어(200)의 개폐 동작시 연동이 이루어지는 체인(300)이 체인 스프로킷(10)에 연결된 상태에서 도어(200) 개방시 동작이 이루어지게 되는 것으로, 도어(200)가 개방되면 본 발명의 함체(100) 내부에 제1태엽(41) 및 제2태엽(91)이 동시에 감겨지면서 텐션력이 발생 및 저장되어지게 된다.
즉, 화재 발생시 작업자가 도어(200)를 열고 작업자 또는 관리자가 대피하게 되면 체인(300)을 통해 구동력 전달이 이루어진 체인 스프로킷(10)이 기어축(11)과 함께 회동이 이루어지게 되고, 이때 기어축(11) 상의 주기어(20)와 치합된 피동기어(30)의 회동이 이루어짐에 따라 제1태엽 구동축(40a)의 일방향 회동이 이루어지게 된다.
이러한 제1태엽 구동축(40a)의 회동이 이루어짐에 따라 일단부에 2개의 드럼으로 구성된 제1텐션부(40)의 일측 드럼에 제1태엽(41)이 감겨지면서 텐션력이 축적되어지게 된다.
한편, 상기 기어축(11) 회동에 따라 기어축(11) 중단에 구성된 제1전달기어(50)로 부터 랙기어(61)를 통해 동력을 전달받은 이동블럭(60)이 함체(100) 하부에서 안내로드(62)를 따라 전진 이동이 이루어지게 되고, 이러한 이동블럭(60)의 수평 이동이 이루어지는 과정에서 일측에 구비된 피니언기어(70)가 랙기어(61)와 치합이 이루어짐에 따른 동력 전달이 이루어지게 된다.
그리고, 피니언기어(70)의 피니언축(71)상에 구성된 제2전달기어(80)는 제2태엽 구동축(90a)의 제1기어부(92)로 동력 전달이 이루어짐에 따라 제2텐션부(90)에서 제2태엽(91)이 감겨지는 동작이 이루어지게 된다.
이와 같은 과정을 통해 제1텐션부(40)와 제2텐션부(90)에 동시에 태엽이 감겨지는 텐션력 인가동작이 이루어지게 되며, 이때 주기어(20)는 일측에 구비된 레칫휠(121)이 스토퍼(120)에 의해 회동이 방지되는 록킹 상태를 이루고 있기 때문에 제1텐션부(40)는 텐션 상태가 그대로 유지되는 가운데, 제2텐션부(90)는 일측 드럼에 감겨졌던 제2태엽(91)이 서서히 풀려서 반대측 드럼으로 감기면서 타이머 동작이 이루어지게 된다.
즉, 제2텐션부(90)에 감겨진 제2태엽(91)의 풀림 동작은 타이머 구동부에 의해 제어가 이루어지는 것으로, 제2태엽(91)의 풀림 동작에 의해 제2태엽 구동축(90a)의 회동이 정속으로 이루어짐에 따라 제2전달기어(80)와 연동되는 피니언축(71) 역시 서서히 회동이 이루어지게 되고, 이때 제3전달기어(93)를 통해 제2기어부(92)로 회동력 전달이 이루어지면서 진자 운동축(95)의 회동이 이루어지게 되면, 진자 운동축(95) 단부에 연결 구성된 톱니휠(96)의 일방향 회전이 이루어지게 된다.
이에 따라 톱니휠(96)의 톱니부와 타이머(110)의 돌기(110a)의 상호 작용으로 인해 타이머(110)가 힌지핀(110b)을 중심으로 연속적인 진자운동이 이루어지면서 제2태엽(91)의 풀림속도 제어가 이루어질 수 있게 된다.
한편, 이러한 진자운동 과정에서는 레칫휠(121)이 도 11에서와같이 스토퍼(120)에 의해 걸려진 상태를 이루게 되는데, 캠블럭(120b)의 회동이 이루어짐에 따라 스토퍼(120)가 도 12에서와같이 힌지핀(120a)을 중심으로 유동이 이루어짐에 따라 레칫휠(121)에 대한 록킹 상태가 해제되고, 이에 따라 제1텐션부(40)의 텐션 작용에 의해 주기어(20)가 역방향 회동이 이루어지면서 도어(200)의 폐쇄가 이루어지게 된다.
이때, 하부의 이동블럭(60) 또한 제1전달기어(50)와의 치합 작용에 의해 원위치로 슬라이딩 이동이 이루어지게 된다.
따라서 본 발명의 도어 자동폐쇄장치는, 터널 화재 발생시 작업자 대피를 위한 도어 개방 후 일정 시간이 경과되면 자동으로 도어 폐쇄가 이루어질 수 있게 되어 화재로 인한 전원 공급이 중단된 상태에서도 효과적인 화재 확산을 방지할 수 있게 된다.
그리고 상기에서 본 발명의 특정한 실시 예가 설명 및 도시되었지만 본 발명의 도어 자동 폐쇄장치 구조가 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 수 있음은 자명한 일이다.
그러나 이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상이나 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 첨부된 특허청구범위 내에 포함된다 해야 할 것이다.
10 : 체인 스프로킷 11 : 기어축
20 : 주기어 30 : 피동기어
40 : 제1텐션부 40a: 제1태엽 구동축
41 : 제1태엽 50 : 제1전달기어
60 : 이동블럭 61 : 랙기어
62 : 안내로드 70 : 피니언기어
71 : 피니언축 80 : 제2전달기어
90 : 제2텐션부 90a: 제2태엽 구동축
91 : 제2태엽 92 : 제1기어부
93 : 제3전달기어 94 : 제2기어부
95 : 진자 운동축 96 : 톱니휠
100 : 함체 110 : 타이머
111 : 제1격벽 112 : 제2격벽
120 : 스토퍼 121 : 레칫휠
130 : 탄성스프링 200 : 도어
300 : 체인

Claims (5)

  1. 도어(200)의 개방시 체인(300)을 통한 회동력 전달이 이루어지도록 함체(100) 외부에 구비된 체인 스프로킷(10)과;
    상기 체인 스프로킷(10)과 기어축(11)으로 연결되어 함체 내부에서 회동력 전달이 이루어지는 주기어(20)와;
    상기 주기어(20)와 치합되어 있는 피동기어(30)와;
    상기 피동기어(30)의 구동축을 이루는 제1태엽 구동축(40a)의 회동시 일단부에서 함께 회동이 이루어짐에 따른 제1태엽(41)이 감겨지는 제1텐션부(40)와;
    상기 주기어(20)의 기어축상에 구비된 제1전달기어(50)와;
    상기 제1전달기어(50)와 기어 치합이 이루어져서 함체(100) 하부에서 수평방향 직선운동이 이루어지도록 상부에 랙기어부(61)가 구성된 이동블럭(60)과;
    상기 이동블럭(60)의 랙기어부(61)와 일측에서 기어 치합이 이루어진 피니언기어(70)와;
    상기 피니언기어(70)와 동축상에 연결 구성된 제2전달기어(80)와;
    상기 제2전달기어(80)를 통해 회동력 전달이 이루어짐에 따른 제2태엽(91)이 감겨지는 제2텐션부(90)와;
    상기 제2텐션부(90)에서 제2태엽(91)이 서서히 풀림 동작에 따른 타이머(110)의 진자운동이 이루어지는 타이머 구동부와;
    상기 주기어(20)를 고정시킨 상태에서 상기 타이머 구동부의 구동에 따른 일정 시간이 경과되었을 때 주기어(20)에 대한 고정력을 해제시키는 스토퍼(120);를 포함하고,
    상기 제2텐션부(90)의 제2태엽 구동축(90a)에는 제2전달기어(80)와 기어 치합이 이루어지는 제1기어부(92)가 구비되고, 상기 제2태엽 구동축(90a)은 제1격벽(111)과 제2격벽(112) 사이에 회동 가능하게 거치된 것을 특징으로 하는 터널 비상 대피용 도어 자동 폐쇄장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 이동블럭(60)은 안내로드(62)에 의해 직선방향 슬라이딩 이동이 안내되는 것을 특징으로 하는 터널 비상 대피용 도어 자동 폐쇄장치.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 타이머 구동부는 제2태엽 구동축(90a)에 결합된 제3전달기어(93)와, 상기 제3전달기어(93)로 부터 동력 전달이 이루어질 수 있도록 제2기어부(94)가 구비된 진자운동축(95)과, 상기 진자운동축(95) 일단부에 구성된 톱니휠(96)과, 상기 톱니휠(96)의 외주면을 따라 형성된 톱니와 걸림작용에 따른 힌지핀(110b)을 기준으로 진자 운동이 이루어질 수 있도록 내측에 돌기(110a)가 형성된 타이머(110)를 포함하는 구성을 이루는 것을 특징으로 하는 터널 비상 대피용 도어 자동 폐쇄장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 스토퍼(120)는 힌지핀(120a)에 의해 회동 가능하게 지지되고, 상기 스토퍼(120)의 일측에는 연동부(120')가 연결되어져 있으며, 상기 연동부(120')의 선단에 구비된 돌부에 의한 걸림작용이 이루어지는 레칫휠(121)이 기어축(11)상에 구성된 것을 특징으로 하는 터널 비상 대피용 도어 자동 폐쇄장치.
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