KR102533999B1 - 속도 가변형 댐퍼실린더를 이용한 층간 피난장치 - Google Patents

속도 가변형 댐퍼실린더를 이용한 층간 피난장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다층으로 이루어진 건물에 설치되어 위층에서 아래층으로 대피를 유도하는 피난장치에 관한 것으로, 건물의 층간 통로에 수직하게 설치되는 피난프레임(10); 상기 피난프레임(10)의 외부에 상하로 이동이 가능하게 장착되고, 상부에 탑승된 거주자의 체중에 의해 하강하여 아래층으로 이동시키는 피난리프트(20); 상기 피난프레임(10)의 내부에 수직하게 장착되고, 상기 피난리프트(20)의 하강을 일정한 속도로 유지시키며 본래의 위치로 상승시키는 속도 가변형 댐퍼실린더(30); 상기 피난프레임(10)의 내부에 상하로 이동이 가능하게 장착되고, 상기 피난리프트(20)의 이동거리와 이동력을 단축시켜 댐퍼실린더(30)로 전달하는 움직도르래(40); 상기 피난프레임(10)과 피난리프트(20) 및 움직도르래(40)에 연결되고, 상기 피난리프트(20)와 댐퍼실린더(30)의 승하강 작동을 연동시키는 연결와이어(50);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
따라서 본 발명은 움직도르래를 이용하여 피난리프트의 이동거리와 이동력을 단축시켜 댐퍼실린더로 전달해줌으로써, 층간 높이에 대응하는 댐퍼실린더의 가동범위를 확보할 수 있으면서도 댐퍼실린더에 작용되는 이동력이 감소됨에 따라 피난리프트를 부드럽고 안정적으로 이동시킬 수 있는 효과를 제공한다.

Description

속도 가변형 댐퍼실린더를 이용한 층간 피난장치{Inter-floor evacuation device using variable speed damper cylinder and movable pulley}
본 발명은 다층으로 이루어진 건물에 설치되어 위층에서 아래층으로 대피를 유도하는 피난장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 댐퍼실린더에 주입되어 흐름저항을 발생시키는 댐퍼유체를 부동액으로 구성함으로써, 열에 의한 점도 변화가 없어 주변온도나 작동빈도에 구애받지 않고 상시 동일한 이동저항을 유지할 수 있을 뿐만 아니라 이동속도의 조절이 용이하면서도 착화점이 낮아 화재를 방지할 수 있고, 피스톤로드의 돌출이 끝나갈 시점부터 끝날 때까지 이동속도를 감속하는 속도 가변형 댐퍼실린더로 구성함으로써, 피난리프트가 초기위치로 상승이 완료되는 과정에서 피난프레임과의 충격을 최소화할 수 있음에 따라 소음과 진동을 방지함은 물론 충격으로 인한 손상을 방지할 수 있는 속도 가변형 댐퍼실린더를 이용한 층간 피난장치에 관한 것이다.
통상, 집합건물 또는 일정 규모 이상의 건물에는 화재시 대피할 수 있도록 완강기, 피난사다리 등과 같은 다양한 종류의 피난시설을 구비하고 있거나 신속한 대피를 위해 복수의 비상구를 구비하고 있다.
이중에서 비상탈출장치로 많이 쓰이는 완강기는 창문이나 베란다 등의 외부로 통하는 부근에 설치되어 화재발생시 계단이나 승강기를 사용하기 곤란한 경우에 사용자의 자중에 의해 하강로프로 서서히 내려오도록 하여 건물에서 화재 발생시 신속하고 용이하게 외부로 피난을 제공할 수 있다.
하지만 이와 같은 다양한 시설에도 불구하고 일부의 건물에서는 화재시 안전하고 신속한 대피를 행하지 못해 매년 많은 수의 사망자 및 부상자가 발생하는 문제점이 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 다양한 피난장치가 개발되고 있는데, 대부분 복잡한 기어구조를 통해서 피난장치의 상하이동을 구현하고 있기 때문에 피난리프트의 정확한 위치제어가 어려울 뿐만 아니라 고장시 해체와 수리가 어려운 문제가 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-2005895호 발명의 명칭: 비상탈출 장치를 구비한 안전 대피 건물
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하고자 제안된 것으로, 움직도르래를 이용하여 피난리프트의 이동거리와 이동력을 단축시켜 댐퍼실린더로 전달해줌으로써, 층간 높이에 대응하는 댐퍼실린더의 가동범위를 확보할 수 있으면서도 댐퍼실린더에 작용되는 이동력이 감소됨에 따라 피난리프트를 부드럽고 안정적으로 이동시킬 수 있는 속도 가변형 댐퍼실린더를 이용한 층간 피난장치를 제공하려는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 댐퍼실린더에 주입되어 흐름저항을 발생시키는 댐퍼유체를 부동액으로 구성함으로써, 열에 의한 점도 변화가 없어 주변온도나 작동빈도에 구애받지 않고 상시 동일한 이동저항을 유지할 수 있을 뿐만 아니라 이동속도의 조절이 용이하고, 착화점이 낮아 화재를 방지할 수 있는 속도 가변형 댐퍼실린더를 이용한 층간 피난장치를 제공하려는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 피스톤로드의 돌출이 끝나갈 시점부터 끝날 때까지 이동속도를 감속하는 속도 가변형 댐퍼실린더로 구성함으로써, 피난리프트가 초기위치로 상승이 완료되는 과정에서 피난프레임과의 충격을 최소화할 수 있음에 따라 소음과 진동을 방지함은 물론 충격으로 인한 손상을 방지할 수 있는 속도 가변형 댐퍼실린더를 이용한 층간 피난장치를 제공하려는데 그 목적이 있다.
본 발명은 다층으로 이루어진 건물에 설치되어 위층에서 아래층으로 대피를 유도하는 피난장치에 관한 것으로, 건물의 층간 통로에 수직하게 설치되는 피난프레임; 상기 피난프레임의 외부에 상하로 이동이 가능하게 장착되고, 상부에 탑승된 거주자의 체중에 의해 하강하여 아래층으로 이동시키는 피난리프트; 상기 피난프레임의 내부에 수직하게 장착되고, 상기 피난리프트의 하강을 일정한 속도로 유지시키며 본래의 위치로 상승시키는 속도 가변형 댐퍼실린더; 상기 피난프레임의 내부에 상하로 이동이 가능하게 장착되고, 상기 피난리프트의 이동거리와 이동력을 단축시켜 댐퍼실린더로 전달하는 움직도르래; 상기 피난프레임과 피난리프트 및 움직도르래에 연결되고, 상기 피난리프트와 댐퍼실린더의 승하강 작동을 연동시키는 연결와이어;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이때, 본 발명에 의한 상기 댐퍼실린더는, 상기 피난프레임의 내부에 장착되고, 상기 피난리프트의 상하 이동에 대응하는 길이를 가진 원통형 실린더바디; 상기 실린더바디의 하측 중심에 삽입 장착되고, 상기 움직도르래와 연결되어 피난리프트를 따라 상하로 이동하는 피스톤로드; 상기 실린더바디의 내부에 피스톤로드와 연결 장착되고, 상기 피스톤로드와 함께 상하로 이동하며 소정의 이동저항을 유발하는 메인피스톤; 상기 실린더바디의 내부에 소정용량의 질소가스와 부동액을 혼합 주입되고, 상기 메인피스톤의 상하 이동에 따라 메인피스톤의 오리피스를 통과하며 흐름저항이 발생되는 댐퍼유체; 상기 실린더바디의 내부에 배치되고, 상기 실린더바디로부터 메인피스톤의 하강이 끝나가는 시점에서 피스톤로드의 이동속도를 늦춰 피난프레임과 피난리프트의 충격을 감소시키는 속도가변수단;으로 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 상기 댐퍼유체는 열에 의한 점도 변화가 없어 속도조절이 용이하고, 착화점이 낮아 화재를 방지할 수 있는 부동액으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 상기 부동액은 에틸렌 글리콜 90 중량%에 몰리브덴산염 2 중량%와 벤조트리아졸 8 중량%가 혼합 조성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 상기 속도가변수단은, 상기 실린더바디의 하측 중심에 소정의 직경과 깊이로 함몰 형성되는 감속홈부; 상기 메인피스톤의 하면 중심에 돌출 형성되고, 상기 메인피스톤의 하강이 끝나가는 시점에서 감속홈부에 삽입되는 서브피스톤;으로 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 상기 서브피스톤은, 상기 감속홈부의 내경 보다 작은 외경으로 형성되어 감속홈부에 채워진 댐퍼유체가 실린더바디의 내부로 밀려나면서 흐름저항이 일어나는 틈새가 생성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 상기 틈새는, 상기 오리피스의 체적보다 작은 체적으로 형성되어 서브피스톤이 감속홈부에 삽입되는 시점부터 메인피스톤의 하강이 끝날 때까지 피스톤로드가 감소된 속도로 이동되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 상기 속도가변수단은, 상기 실린더바디의 하측 내부에 상하로 슬라이드 이동 가능하게 장착되고, 상기 메인피스톤의 하강이 끝나가는 시점에서 서로 밀착되는 감속피스톤; 상기 실린더바디와 감속피스톤 사이에 개재되고, 상기 메인피스톤의 하강이 끝날 때까지 감속피스톤을 메인피스톤에 밀착되게 가압하는 압축스프링;로 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 상기 감속피스톤은, 상기 오리피스와 마주하는 동일선상에 관통되어 댐퍼유체의 흐름저항을 발생시키는 감속홀;이 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 상기 감속홀은, 상기 오리피스가 복수로 형성될 경우 오리피스의 개수보다 적은 개수로 형성되고, 상기 오리피스가 단일로 형성될 경우 오리피스의 단면적을 축소시키는 크기로 형성되어 메인피스톤과 감속피스톤이 밀착되는 시점부터 메인피스톤의 하강이 끝날 때까지 피스톤로드가 감소된 속도로 이동되는 것을 특징으로 한다.
첫째, 본 발명은 움직도르래를 이용하여 피난리프트의 이동거리와 이동력을 단축시켜 댐퍼실린더로 전달해줌으로써, 층간 높이에 대응하는 댐퍼실린더의 가동범위를 확보할 수 있으면서도 댐퍼실린더에 작용되는 이동력이 감소됨에 따라 피난리프트를 부드럽고 안정적으로 이동시킬 수 있는 효과가 있다.
둘째, 본 발명은 댐퍼실린더에 주입되어 흐름저항을 발생시키는 댐퍼유체를 부동액으로 구성함으로써, 열에 의한 점도 변화가 없어 주변온도나 작동빈도에 구애받지 않고 상시 동일한 이동저항을 유지할 수 있을 뿐만 아니라 이동속도의 조절이 용이하고, 착화점이 낮아 화재를 방지할 수 있는 효과가 있다.
셋째, 본 발명은 피스톤로드의 돌출이 끝나갈 시점부터 끝날 때까지 이동속도를 감속하는 속도 가변형 댐퍼실린더로 구성함으로써, 피난리프트가 초기위치로 상승이 완료되는 과정에서 피난프레임과의 충격을 최소화할 수 있음에 따라 소음과 진동을 방지함은 물론 충격으로 인한 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 본 발명에 따른 피난장치를 전체적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 피난장치의 안내레일을 제거하여 숨겨진 댐퍼실린더와 움직도르래를 표시되게 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 안내레일을 제거하여 숨겨진 피난실린더와 움직도르래를 표시되게 나타내는 정면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 안내레일을 제거하여 숨겨진 피난실린더와 움직도르래를 표시되게 나타내는 측면도이다.
도 5는 도 4에 따른 피난장치의 피난리프트가 하강 상태를 나타내는 작동도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 댐퍼실린더를 확대하여 나타내는 부분단면도이다.
도 7 및 도 8은 도 6에 따른 댐퍼실린더가 피난리프트를 따라 돌출 및 함몰 이동하는 작동과정을 나타내는 부분단면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 댐퍼실린더를 확대하여 나타내는 부분단면도이다.
도 10 및 도 11은 도 9에 따른 댐퍼실린더가 피난리프트를 따라 돌출 및 함몰 이동하는 작동과정을 나타내는 부분단면도이다.
이하, 본 문서의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나 이는 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 문서의 실시예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
또한, 본 문서에서 사용된 "제1," "제2," 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, '제1 부분'과 '제2 부분'은 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 부분을 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 문서에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.
또한, 본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
본 발명은 다층으로 이루어진 건물에 설치되어 위층에서 아래층으로 대피를 유도하는 피난장치에 관한 것으로, 도 1 및 도 2처럼 피난프레임(10)과 피난리프트(20) 및 댐퍼실린더(30)와 움직도르래(40) 그리고 연결와이어(50)를 주요 구성으로 하는 속도 가변형 댐퍼실린더를 이용한 층간 피난장치이다.
먼저, 본 발명에 따른 피난프레임(10)은 건물의 층간 통로에 수직하게 설치되어 피난리프트(20)가 상하로 이동이 가능하게 지지해준다.
이러한 피난프레임(10)은 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이 실린더안내부(11)와 안내몸체(12)로 구성된다.
실린더안내부(11)는 상부 슬래브의 하측으로 연장되는 댐퍼실린더(30)의 일단을 고정시켜 연결와이어(50)의 이동에 따라 댐퍼실린더(30)의 상하이동을 안내한다.
이러한 실린더안내부(11)는 바닥고정몸체(11a)와 실린더리프트몸체(11b) 실린더리프트안내구(11c)로 구성될 수 있다.
바닥고정몸체(11a)는 중앙에 홀이 개구된 판상으로 형성되어 상부 슬래브의 상면에 고정 결합된다.
실린더리프트몸체(11b)는 바닥고정몸체(11a)의 상면에 결합되어 상측으로 연장되는 상측지지구(11b-1)와 바닥고정몸체(11a)의 하면에 결합되어 하측으로 연장되는 하측지지구(11b-2)로 형성된다.
상측지지구(11b-1)와 하측지지구(11b-2)는 각각 모자형상으로 형성되어 내부에 실린더리프트안내구(11c)를 장착시켜준다.
실린더리프트안내구(11c)는 상부 슬래브에 고정된 바닥고정몸체(11a)에 고정된 상측지지구(11b-1)와 하측지지구(11b-2)에 각각 결합되어 연결와이어(50)의 구동을 안내한다.
이러한 실린더리프트안내구(11c)는 실린더안내롤러(11c-1)와 와이어고정구(11c-2) 및 실린더리프트고정롤러(11c-3)로 구성될 수 있다.
실린더안내롤러(11c-1)는 상측지지구(11b-1)의 상측에 회전 가능하게 결합되어 연결와이어(50)의 이동을 안내한다.
와이어고정구(11c-2)는 실린더안내롤러(11c-1)의 하측에 배치되어 연결와이어(50)의 일단을 고정시켜준다.
실린더리프트고정롤러(11c-3)는 하측지지구(11b-2)에 형성된 수용공간에 배치되고, 연결와이어(50)를 움직도르래(40)와 연결되게 방향을 전환시켜준다.
안내몸체(12)는 일단이 실린더안내부(11)에 결합되고, 댐퍼실린더(30)를 감싸면서 하측으로 연장된다.
이러한 안내몸체(12)는 ㄷ형 단면형상으로 형성되고, 양측에는 피난리프트(20)와 맞물려 상하 이동을 안내하는 안내레일(12a)이 장착된다.
이어서 본 발명에 따른 피난리프트(20)는 도 1 내지 도 5와 피난프레임(10)의 외부에 상하로 이동이 가능하게 장착되고, 상부에 탑승된 거주자의 체중에 의해 하강하여 아래층으로 이동시켜준다.
이러한 피난리프트(20)는 발지지판(21)과 페달(22) 및 충격흡수댐퍼(23)으로 구성된다.
발지지판(21)은 대피자가 탑승 가능하게 지지하는 판으로써, 일측 중앙에는 페달(22)을 수용하는 페달홀이 형성된다.
이러한 발지지판(21)의 일측에는 안내레일(12a)과 맞물려 상하로 슬라이드 이동을 안내하는 안내롤러(21a)가 회전 가능하게 장착된다.
페달(22)은 발지지판(21)이 안내몸체(12)와의 고정을 단속하는 것으로, 발지지판(21)의 페달홀에 누름회전 가능하게 장착된다.
즉, 사용자가 발지지판(21)에 올라서서 페달(22)을 밟아 누르면, 발지지판(21)과 안내몸체(12)의 고정이 해제되면서 안내몸체(12)를 따라 하강이 시작된다.
충격흡수댐퍼(23)는 발지지판(21)의 일측 하단에 장착되어 발지지판(21)이 하강하여 아래층으로 이동이 완료될 때 발생하는 충격을 흡수해준다.
이어서 본 발명에 따른 댐퍼실린더(30)는 도 1 내지 도 5와 같이 피난프레임(10)의 내부에 수직하게 장착된다.
즉, 댐퍼실린더(30)는 피난리프트(20)에 탑승한 대피자의 자세가 안정적으로 유지할 수 있는 비교적 느린 속도로 아래층까지 하강시켜준다.
그리고 하강이 완료된 피난리프트(20)를 상승시켜 초기에 위치하는 위층까지 복귀시켜준다.
이러한 댐퍼실린더(30)는 도 6 및 도 9에 도시된 바와 같이 실린더바디(31)와 피스톤로드(32) 및 메인피스톤(33) 그리고 댐퍼유체(34)로 구성된다.
실린더바디(31)는 피난프레임(10)의 내부에 장착되고, 피난리프트(20)의 상하 이동에 대응하는 길이를 갖는 원통형으로 형성된다.
피스톤로드(32)는 실린더바디(31)의 하측 중심에 삽입 장착되고, 움직도르래(40)와 연결되어 피난리프트(20)를 따라 상하로 이동한다.
메인피스톤(33)은 실린더바디(31)의 내부에 피스톤로드(32)와 연결 장착되고, 피스톤로드(32)와 함께 상하로 이동하며 댐퍼유체(34)를 통해 이동저항을 유발한다.
이러한 메인피스톤(33)은 댐퍼유체(34)의 흐름저항을 유도하는 하나 이상의 오리피스(33a)가 형성된다.
댐퍼유체(34)는 실린더바디(31)의 내부에 소정용량의 질소가스(N)와 부동액이 혼합 주입된다.
즉, 댐퍼유체(34)는 메인피스톤(33)의 상하 이동에 따라 오리피스(33a)를 통과하며 흐름저항을 발생시킨다.
이러한 댐퍼유체(34)는 기존의 오일 대신 부동액으로 구성하는 것이 바람직하다.
즉, 부동액은 어는점이 높은 것은 물론이고, 오일에 비해 열에 의한 점도 변화가 없어 속도조절이 용이하며, 착화점이 낮아 화재를 방지할 수 있는 이점이 있다.
여기서 부동액은 에틸렌 글리콜 90 중량%에 몰리브덴산염 2 중량%와 벤조트리아졸 8 중량%가 혼합 조성된 것을 이용하는 것이 바람직하다.
이러한 댐퍼유체(34)는 순수 부동액으로 구성할 수 있고, 증류수나 정제수와 1:1 중량비로 혼합 구성할 수도 있다.
즉, 도 5와 같이 피난리프트(20)가 아래층으로 하강하면, 도 7처럼 피스톤로드(32)와 메인피스톤(33)은 움직도르래(40)에 의해 상승한다.
이 과정에서 댐퍼유체(34)가 오리피스(33a)의 하측 방향으로 통과하면서 흐름저항이 발생하게 되고, 피난리프트(20)의 하강속도가 일정하게 유지된다.
그리고 피난리프트(20)의 최종 하강으로 대피가 완료되면, 압축되었던 질소가스(N)가 팽창하면서 피스톤로드(32)와 메인피스톤(33)을 초기위치로 하강시킨다.
마찬가지로 도 8처럼 댐퍼유체(34)가 오리피스(33a)의 상측 방향으로 통과하면서 흐름저항이 발생하게 되고, 피난리프트(20)의 하강속도가 일정하게 유지된다.
이때, 대피자의 자세가 안정되면서 신속한 대피를 위해 하강속도를 100㎜/s로 설정했을 때, 피난리프트(20)의 상승속도도 유사한 100㎜/s로 이동하게 된다.
즉, 피난리프트(20)가 피난프레임(10)에 100㎜/s 속도로 충돌하게 됨에 따라 소음과 진동이 발생하게 되는 문제가 있다.
이러한 소음과 진동은 다른 층으로 전달되어 긴급한 상황에서 다른 대피자를 놀라게 하는 요인으로 작용할 수가 있다.
따라서 본 발명의 댐퍼실린더(30)는 이러한 문제를 해결하기 위해 속도가변수단(35)을 포함한다.
즉, 속도가변수단(35)은 실린더바디(31)의 내부에 배치되고, 실린더바디(31)로부터 메인피스톤(33)의 하강이 끝나가는 시점에서 피스톤로드(32)의 이동속도를 늦춰 피난프레임(10)과 피난리프트(20)의 충격을 감소시켜준다.
일예로 속도가변수단(35)은 도 6에 도시된 바와 같이 감속홈부(35a)와 서브피스톤(35b)으로 구성할 수 있다.
감속홈부(35a)는 실린더바디(31)의 하측 중심에 소정의 직경과 깊이로 함몰 형성된다.
서브피스톤(35b)은 메인피스톤(33)의 하면 중심에 돌출 형성되어 메인피스톤(33)의 하강이 끝나가는 시점에서 감속홈부(35a)에 삽입된다.
여기서 서브피스톤(35b)은 감속홈부(35a)의 내경(d) 보다 작은 외경(D)으로 형성된다.
즉, 서브피스톤(35b)과 감속홈부(35a) 사이에는 도 8과 같이 서브피스톤(35b)의 외경(D)과 감속홈부(35a)의 내경(d)의 차이만큼 이격되는 틈새(G)가 생성된다.
따라서 서브피스톤(35b)이 감속홈부(35a)에 삽입되면, 감속홈부(35a)에 채워진 댐퍼유체(34)가 틈새(G)를 통해 실린더바디(31)의 내부로 밀려나면서 흐름저항이 일어난다.
이때, 틈새(G)는 메인피스톤(33)에 형성된 오리피스(33a)의 체적보다 작은 체적으로 형성된다.
즉, 서브피스톤(35b)이 감속홈부(35a)에 삽입되는 시점부터 메인피스톤(33)의 하강이 끝날 때까지 피스톤로드(32)가 감소된 속도로 이동된다.
예컨대, 오리피스(33a)의 체적이 100㎣이고, 틈새(G)의 체적이 25㎣일 경우 서브피스톤(35b)이 감속홈부(35a)에 삽입되는 시점부터 속도가 1/4로 감소된다.
따라서 전술한 것처럼 피난리프트(20)가 100㎜/s 속도로 상승되고, 피난리프트(20)의 상승이 끝날 때쯤에는 25㎜/s 속도로 감소되어 피난프레임(10)과의 충돌을 최소화할 수가 있다.
다른 예로 속도가변수단(35)은 도 9에 도시된 바와 같이 감속피스톤(35c)과 압축스프링(35d)으로 구성할 수 있다.
감속피스톤(35c)은 실린더바디(31)의 하측 내부에 상하로 슬라이드 이동 가능하게 장착된다.
이러한 감속피스톤(35c)은 오리피스(33a)와 마주하는 동일선상에 관통되어 댐퍼유체(34)의 흐름저항을 발생시키는 감속홀(35e)이 형성된다.
즉, 감속피스톤(35c)은 메인피스톤(33)의 하강이 끝나가는 시점에서 서로 밀착되어 실린더로드(32)의 감속을 유도한다.
압축스프링(35d)은 실린더바디(31)와 감속피스톤(35c) 사이에 개재되고, 메인피스톤(33)의 하강이 끝날 때까지 감속피스톤(35c)을 메인피스톤(33)에 밀착되게 가압한다.
이때, 오리피스(33a)가 복수로 형성될 경우 감속홀(35e)은 오리피스(33a)와 동일한 직경으로 형성되되, 오리피스(33a)의 개수보다 적은 개수로 형성된다.
따라서 도 11처럼 메인피스톤(33)과 감속피스톤(35c)이 밀착되면, 메인피스톤(33)의 하강이 끝날 때까지 피스톤로드(32)가 감소된 속도로 이동된다.
예컨대, 오리피스(33a)가 10개로 형성되고, 감속홀(35e)이 2개로 형성될 경우 메인피스톤(33)이 감속피스톤(35c)에 밀착되기 전까지는 댐퍼유체(34)가 10개의 오리피스(33a)로 모두 통과된다.
그리고 메인피스톤(33)이 감속피스톤(35c)에 밀착되는 순간부터 댐퍼유체(34)는 2개의 감속홀(35e)과 오리피스(33a)로 통과하게 되어 속도가 1/4로 감소하게 된다.
따라서 전술한 것처럼 피난리프트(20)가 100㎜/s 속도로 상승되고, 피난리프트(20)의 상승이 끝날 때쯤에는 25㎜/s 속도로 감소되어 피난프레임(10)과의 충돌을 최소화할 수가 있다.
또한, 오리피스(33a)가 단일로 형성될 경우에는 감속홀(35e)은 오리피스(33a)의 단면적을 축소시키는 크기로 형성된다.
예컨대, 오리피스(33a)의 직경이 100㎜이고, 감속홀(35e)의 직경을 25㎜로 축소 형성하면 속도를 1/4로 감소시킬 수 있다.
한편, 도면에 도시된 댐퍼실린더(30)는 이해를 돕기 위해 주요부만을 간략하게 도시한 것이므로 실제 구조는 비교적 복잡하게 구성된다.
즉, 실린더바디(31)의 일단과 타단은 내부를 개방할 수 있는 체결구조로 구성될 수 있다.
그리고 실린더바디(31)와 피스톤로드(32) 및 메인피스톤(33)과 감속피스톤(35c)에는 기밀을 위한 오링이 개재된다.
아울러 실린더바디(31)의 내부에는 댐퍼유체(24)와 질소가스(N)를 격리시키는 프리피스톤이 장착될 수 있다.
물론 실린더바디(31)는 이중구조로도 형성하여 댐퍼유체(24)와 질소가스(N)를 독립되게 내장할 수 있다.
또한, 질소가스(N)는 별도의 파이프나 탱크에 주입되고, 파이프나 탱크가 실린더바디(31)에 연결되는 구조로도 구성할 수가 있다.
이어서 본 발명에 따른 움직도르래(40)는 도 1 내지 도 5처럼 피난프레임(10)의 내부에 상하로 이동이 가능하게 장착된다.
즉, 움직도르래(40)는 피난리프트(20)의 이동거리와 이동력을 단축시켜 댐퍼실린더(30)로 전달한다.
이러한 움직도르래(40)는 수용몸체(41)와 회전안내구(42) 및 움직롤러(43)로 구성된다.
수용몸체(41)는 안내몸체(12)의 내부에 상하로 이동 가능하게 삽입되고, 일단은 피스톤로드(32)에 장착된다.
회전안내구(42)는 수용몸체(41)의 외측에 회전 가능하게 장착되고, 안내몸체(12)의 내면에 밀착되어 수용몸체(41)를 상하로 이동되게 안내한다.
움직롤러(43)는 수용몸체(41)의 내부에 회전 가능하게 장착되고, 연결와이어(50)의 연결방향을 전환시켜준다.
즉, 움직롤러(43)가 단일로 구성할 경우에는 댐퍼실린더(30)에 전달되는 피난리프트(20)의 이동거리와 이동력을 반으로 감소시켜준다.
만일 움직롤러(43)가 복수로 구성하고, 연결와이어(50)가 실린더리프트안내구(11c)와 지그재그로 연결할 경우 움직롤러(43)의 개수에 비례하는 이동거리와 이동력으로 감소시킬 수 있다.
따라서 층간 높이에 구애받지 않고 댐퍼실린더(30)의 가동범위를 확보할 수 있고, 댐퍼실린더(30)에 작용되는 이동력이 감소됨에 따라 피난리프트(20)를 부드러우면서도 안정적으로 이동시켜줄 수 있다.
마지막으로 본 발명에 따른 연결와이어(50)는 도 1 내지 도 5처럼 피난프레임(10)과 피난리프트(20) 및 움직도르래(40)에 연결되고, 피난리프트(20)와 댐퍼실린더(30)의 승하강 작동을 연동시켜준다.
즉, 연결와이어(50)의 일단은 피난리프트(20)에 연결되고, 타단은 실린더리프트안내구(11c)와 움직도르래(40)를 경유해서 실린더리프트안내구(11c)에 고정된다.
따라서 피난리프트(20)가 하강하면, 움직도르래(40)와 피스톤로드(32)는 상측으로 이동하고, 피스톤로드(32)와 움직도르래(40)가 하측으로 이동하면, 피난리프트(20)는 상승하게 된다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.
10: 피난프레임
11: 실린더안내부
11a: 바닥고정몸체
11b: 실린더리프트몸체
11b-1: 상측지지구
11b-2: 하측지지구
11c: 실린더리프트안내구
11c-1: 실린더안내롤러
11c-2: 와이어고정구
11c-3: 실린더리프트고정롤러
12: 안내몸체
12a: 안내레일
20: 피난리프트
21: 발지지판
21a: 안내롤러
22: 페달
23: 충격흡수댐퍼
30: 댐퍼실린더
31: 실린더바디
32: 피스톤로드
33: 메인피스톤
33a: 오리피스
34: 댐퍼유체
35: 속도가변수단
35a: 감속홈부
35b: 서브피스톤
35c: 감속피스톤
35d: 압축스프링
35e: 감속홀
40: 움직도르래
41: 수용몸체
42: 회전안내구
43: 움직롤러
50: 연결와이어
d: 감소홈부 내경
D: 서브피스톤 외경
G: 틈새
N: 질소가스

Claims (9)

  1. 다층으로 이루어진 건물에 설치되어 위층에서 아래층으로 대피를 유도하는 피난장치에 있어서,
    건물의 층간 통로에 수직하게 설치되는 피난프레임(10);
    상기 피난프레임(10)의 외부에 상하로 이동이 가능하게 장착되고, 상부에 탑승된 거주자의 체중에 의해 하강하여 아래층으로 이동시키는 피난리프트(20);
    상기 피난프레임(10)의 내부에 수직하게 장착되고, 상기 피난리프트(20)의 하강을 일정한 속도로 유지시키며 본래의 위치로 상승시키는 속도 가변형 댐퍼실린더(30);
    상기 피난프레임(10)의 내부에 상하로 이동이 가능하게 장착되고, 상기 피난리프트(20)의 이동거리와 이동력을 단축시켜 댐퍼실린더(30)로 전달하는 움직도르래(40);
    상기 피난프레임(10)과 피난리프트(20) 및 움직도르래(40)에 연결되고, 상기 피난리프트(20)와 댐퍼실린더(30)의 승하강 작동을 연동시키는 연결와이어(50);를 포함하여,
    상기 댐퍼실린더(30)는,
    상기 피난프레임(10)의 내부에 장착되고, 상기 피난리프트(20)의 상하 이동에 대응하는 길이를 가진 원통형 실린더바디(31);
    상기 실린더바디(31)의 하측 중심에 삽입 장착되고, 상기 움직도르래(40)와 연결되어 피난리프트(20)를 따라 상하로 이동하는 피스톤로드(32);
    상기 실린더바디(31)의 내부에 피스톤로드(32)와 연결 장착되고, 상기 피스톤로드(32)와 함께 상하로 이동하며 소정의 이동저항을 유발하는 메인피스톤(33);
    상기 실린더바디(31)의 내부에 소정용량의 질소가스(N)와 부동액이 혼합 주입되고, 상기 메인피스톤(33)의 상하 이동에 따라 메인피스톤(33)의 오리피스(33a)를 통과하며 흐름저항이 발생되는 댐퍼유체(34);
    상기 실린더바디(31)의 내부에 배치되고, 상기 실린더바디(31)로부터 메인피스톤(33)의 하강이 끝나가는 시점에서 피스톤로드(32)의 이동속도를 늦춰 피난프레임(10)과 피난리프트(20)의 충격을 감소시키는 속도가변수단(35);으로 구성되며,
    상기 속도가변수단(35)은,
    상기 실린더바디(31)의 하측 내부에 상하로 슬라이드 이동 가능하게 장착되고, 상기 메인피스톤(33)의 하강이 끝나가는 시점에서 서로 밀착되는 감속피스톤(35c);
    상기 실린더바디(31)와 감속피스톤(35c) 사이에 개재되고, 상기 메인피스톤(33)의 하강이 끝날 때까지 감속피스톤(35c)을 메인피스톤(33)에 밀착되게 가압하는 압축스프링(35d);로 이루어지고,
    상기 감속피스톤(35c)은,
    상기 오리피스(33a)와 마주하는 동일선상에 관통되어 댐퍼유체(34)의 흐름저항을 발생시키는 감속홀(35e);이 형성되며,
    상기 감속홀(35e)은,
    상기 오리피스(33a)가 복수로 형성될 경우 오리피스(33a)의 개수보다 적은 개수로 형성되고, 상기 오리피스(33a)가 단일로 형성될 경우 오리피스(33a)의 단면적을 축소시키는 크기로 형성되어 메인피스톤(33)과 감속피스톤(35c)이 밀착되는 시점부터 메인피스톤(33)의 하강이 끝날 때까지 피스톤로드(32)가 감소된 속도로 이동되는 것을 특징으로 하는 속도 가변형 댐퍼실린더를 이용한 층간 피난장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 댐퍼유체(34)는 열에 의한 점도 변화가 없어 속도조절이 용이하고, 착화점이 낮아 화재를 방지할 수 있는 부동액으로 구성되는 것을 특징으로 하는 속도 가변형 댐퍼실린더를 이용한 층간 피난장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 부동액은 에틸렌 글리콜 90 중량%에 몰리브덴산염 2 중량%와 벤조트리아졸 8 중량%가 혼합 조성된 것을 특징으로 하는 속도 가변형 댐퍼실린더를 이용한 층간 피난장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 속도가변수단(35)은,
    상기 실린더바디(31)의 하측 중심에 소정의 직경과 깊이로 함몰 형성되는 감속홈부(35a);
    상기 메인피스톤(33)의 하면 중심에 돌출 형성되고, 상기 메인피스톤(33)의 하강이 끝나가는 시점에서 감속홈부(35a)에 삽입되는 서브피스톤(35b);
    으로 구성된 것을 특징으로 하는 속도 가변형 댐퍼실린더를 이용한 층간 피난장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 서브피스톤(35b)은,
    상기 감속홈부(35a)의 내경(d) 보다 작은 외경(D)으로 형성되어 감속홈부(35a)에 채워진 댐퍼유체(34)가 실린더바디(31)의 내부로 밀려나면서 흐름저항이 일어나는 틈새(G)가 생성된 것을 특징으로 하는 속도 가변형 댐퍼실린더를 이용한 층간 피난장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 틈새(G)는,
    상기 오리피스(33a)의 체적보다 작은 체적으로 형성되어 서브피스톤(35b)이 감속홈부(35a)에 삽입되는 시점부터 메인피스톤(33)의 하강이 끝날 때까지 피스톤로드(32)가 감소된 속도로 이동되는 것을 특징으로 하는 속도 가변형 댐퍼실린더를 이용한 층간 피난장치.
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