KR20050114573A - 산업용 하강전용 하강기. - Google Patents

Abstract

본 발명은 레저, 또는 등반용이 아닌 산업현장에서 사용되는 산업용 로프를 이용하여 로프작업을 사용하는 하강기에 관한 것으로, 정확한 산업용 로프(폴리프로필렌섬유 로프, pole propylene rope)에 의한 전문적인 하강기가 없는 것과 지금도 사용하고 있는 산업용 하강기에 부드러운 하강과 정지상태를 유지하는 브레이크 역할을 할 수 없는 것에 착안점을 두고 발명을 하게 되었다.

이를 위해 본 발명기기는 건물에서 로프하강작업을 하는 간판 및 건물청소 작업자, 페인트 등, 로프기사들이 일반적인 건설현장이나 건물의 옥상에서 산업용로프(등반용 자일이 아님)로 하강할 때 안전벨트를 착용한 뒤, 그림1-1과 같이 로프를 접어 S의 방향타(9)를 지나 관통구(1)에 넣고(3)로프로드를 통해 안전벨트 연결구(5) 뒤로 넣으면 된다. 그리고 안전벨트 연결구(5)에 자신의 안전벨트에 달린 카라비너를 걸어 (여기까지는 일반적인 등반용 하강기와 같다.)하강을 시작하면 로프는 관통구(1)를 통하여 로프로드(3)를 거쳐 로프의 엉킴 방지 턱(4)을 넘어 로프 이탈 방지 턱(6)을 지나감으로 자신이 원하는 속도를 손으로 조정하면 하강이 된다. 이와 같이 로프 엉킴이나 이탈 방지 턱, S자의 방향타 없이 산업용로프를 사용하게 되면 하강이 부드럽지 못하고 거칠어진다. 산업용 로프는 제작이 달라 등반용과 다른 특성을 가지고 있기 때문이다.

하강 도중, 자신의 작업을 할 목적위치에 다다르면 정지를 위하여 더 이상 내려가지 못하도록 손아귀의 힘으로 정지하여 하강기 좌, 우에 달린 브레이크 바(2, 7)에 로프를 걸면 아래로 내려진 로프의 무게와 브레이크 바에 만들어진 톱니(8)가 로프가 잘 풀리지 않도록 하여 정지상태를 유지하는 것이 특징이다. (등반용의 자일은 사용하게 되면 위와 같은 부분별의 특별한 장치가 필요가 없으며 로프의 특성으로 추락할 위험이 높다. 등반용 로프로는 사용 금지.)

Description

산업용 하강전용 하강기.{LOPE AN INDUSTRY EXELUSIVE DESCENDER}

현재 일반적인 산업용의 하강기란 아직 정확하게 구분 되어 있지 않다. 산업용이라 함은 옥외광고물을 설치할 때나 유리창을 청소하는 기사와 페인트공사를 하는 사람들과 기타, 건물의 옥상에서 로프를 타고 하강하여 로프에 매달려 목적위치에서 작업을 할때 사용하는 하강기를 말한다.

하강의 방법이 단일화되어 사용되는 완전한 전용하강기는 사실상 없고 오래 전부터 사용되어온 하강기(여기에 맞는 하강기가 없으므로 해서)대신 샤클(도표 12와 15 참조. 공사현장이나 철강을 다루는 곳의 무거운 물건을 견인하기 위한 고리)을 탈비계(로프를 탈 때 사용하는 깔판)에 장착하여 로프를 매듭 한 뒤, 하강하는 방법을 써왔다. 이것은 안전을 위한 방법에서 벗어나 사고 위험도가 높아도 별다른 방법이 강구되지 않아 현재까지 사용되고 있으며, 샤클을 사용한 탈비계 에 로프작업의 정지는 탈비계(깔판)에 한번이나 두 번의 감기를 하여 정지를 하는데 그 행동범위가 크고 고층(20～30층의 건물)의 작업에는 로프의 무게가 무거워 하강지점에 로프의 무게를 감당하지 못하게 된다. 이때, 정지를 하지 못하는 경우도 있어 위험하다. 또한, 샤클은 두 개로 나뉘어져 분해와 조립으로 로프에 매듭을 할 수 있도록 되어있어 옥상이나 기타 하강을 시도하려는 위치에서 분해조립을 해야 하는 번거로움과 탈비계의 하강기를 매듭하는 도중 실수로 하강기를 낙하시킬 수도 있어 사고를 유발하기도 한다. 산업용로프인 PP단로프로 하강을 하기 위한 방법으로 로프의 두께가 일반등산용 로프에 비하여 직경이 1.5～2배 이상 두껍운 것을 사용한다. 등산용 로프는 8～12mm인데 비하여 산업용로프로 사용되는 나일론로프는 18～22mm가 쓰이는 것처럼 산업용 로프로 등산용 하강기가 하강하기가 힘들며 중요한 하강도중의 정지하는 장치가 없어 불편하다.

매듭방법은 하강하는데 영향을 미치며 샤클 역시 암벽등반에 자주 사용하는 뮌터 히치(munter hitch), 하프 클로브히치(clove hitch), 또는 반까베스땅라 불리는 매듭을 이용한다. 등반에서의 이 매듭 방법은 하강하는데 로프에 마찰이 심하여 하강하는 목적으로 쓰질 않고 빌레이 확보(암벽 등반시 오르는 사람을 떨어질 것을 대비하여 오르는 것을 보호하는 방법)나 자신의 확보를 할 때 사용하는 매듭방법이다. 또한 확보기가 없을 때 다른 기구를 통해 사용하는 매듭 방법을 우리는 현재 산업현장에서 하강하는데 하강기에 직접매듭방법으로 사용되고 있다.

하강기의 목적은 하강하는데 장비로써 로프와 하강기의 마찰이 적당하여야 하고 자신이 속도를 조정하도록 부드러워야 하며 정지하고자 하는 위치에서 간단히 정지함과 정지를 유지하는 성능이 있어야 하는데 목적이 있다. 상기의 기술된바와 같이 낙후된 하강기에 대한 보안으로 복잡하지 않고 간단한 방법으로 원활한 하강과 정지를 할 수 있도록 하는 것이 기기의 기술적 과제인 것이다.

첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

[도 1]은 정지 유지하는 방법의 상태를 나타내는데 (가),(나),(다)는 하강하기전의 하강기에 로프매듭 하는 방법이다. 이 방법은 우리가 흔히 사용하는 암벽등반의 하강기의 로프를 거는 것과 같다. (가),(나),(다) 순의 로프매듭이 끝나면 안전벨트 연결구에 카라비너를 걸어 자신의 안전벨트에 다시 걸고 하강을 한다. 하강을 할 때의 아래쪽 로프를 잡은 손이 속도를 조정하게 된다. 자신이 하강하고자 하는 목적위치에 다다르면 정지를 하려면 로프가 더 움직이지 않도록 로프를 잡으면 하강은 멈춘다. 이때 자신의 목적의 작업을 위해 로프에서 손을 놓아야 하므로 로프를 손대지 않고 정지가 유지되어야 한다. 안전하게 정지하여 작업을 하려면 자신이 움직이지 않도록 그림(라)와 같이 로프를 오른쪽 브레이크 바에 한바퀴 돌려 건다. 로프의 무게로 인하여 하강기는 움직이지 않는 정지 상태가 되고 브레이크 바 안쪽에 걸린 톱니가 로프를 쉽게 빠져나가지 않도록 잡아준다.

작업을 하는 사람들의 작업상황에 따라 심하게 움직이거나 충격에 대비하여 이중의 안전브레이크가 필요한데, 그때는 위의 (라)에서 대각선상의 반대편 브레이크 바에 한번 더 걸어 한바퀴를 돌리면 걸려진 로프는 로프의 무게로 인하여 인위적으로 로프를 들어 풀기 전 엔 안심하고 작업을 할 수 있다.

[도 2]의 경우 [도 1]보다 더 간단한 방법이다. 하강은 (가), (나), (다)는 [도 1]과 같다. 자신이 정지하고자 하는 위치에서 한번 감는 것을 생략하고 반대편의 브레이크 바에 바로 걸어 한바퀴 감는 것이다. 이것은 로프 특성상 방향을 반대로 향하게 되면 꺽임으로 인해 마찰력이 증가하여 로프가 움직이지 않는다.

[도 3] 가장 간단한 방법인데, (가), (나), (다)순은 하강기에 로프를 매듭하는 방법 순 이다. 오른쪽 브레이크 바에 걸어 두 번의 로프감기로 인하여 정지를 고정하는 것이다. 안전을 위해 가장 많이 사용되는 방법이다.

[도 4]는 (가), (나), (다)는 역시 하강기의 로프를 매듭하는 순이고 마찰력을 높이기 위해 두번의 반대로 꺽는 방법이다. 따라서 [라]부터는 반대의 브레이크 바에 한번을 걸고 반대로 건너가 아래로부터 한번 감아 놓는다.

[도 5]는 [도 4]의 로프의 거는 위치를 바꾼 것인데 효과는 같다. 다만 정지할 때의 손을 쓰는 방향을 고려한 것이다. 대개는 그림의 [라]의 상태에서 아래로 내려트린 로프의 무게로 인하여 안정된 정지가 되지만 안전을 위하여 [마], [바]를 실시하는 것이 좋다.

[도 6]의 그림은 (가), (나), (다)순은 하강기의 로프매듭이고, 그림(라)와 같이 반대 방향으로 로프를 틀어 아래에서 위로 로프를 브레이크 바에 건다. 이 상태에서도 하강기는 움직이지 않지만 안전한 방법으로 그림(마)와 같이 이번에는 반대편으로 걸어 한번의 감기를 시도한다.

[도 7] 단면도. 상부의 반원으로 만들어진 로프 방향타는 로프가 로프로드로 들어오면서 꺽여지는 각도와 로프이탈을 막기 위한 장치다. 따라서 로프가 부드럽게 지나가도록 둥글게 만들어져 있으며, 로프관통구 안의 중앙에 둥굴게 나타난 것은 로프 엉킴 방지 턱이다. 로프가 지나감으로 하여 한쪽으로 꼬여져 제작된 로프가 반대방향으로 들어오면서 로프가 엉키거나 반대쪽에 있는 로프와 맞닿으려고 한다. 이것을 방지하기 위한 것이다. 이것으로 로프는 엉키지 않는다. 등반용 로프는 하강 중에도 양방향 사선으로 만들어져 로프가 꼬이지 않지만 산업용인 PP단 로프(폴리프로필렌섬유 로프. pole propylene rope)는 한쪽만의 사선으로 꼬아 만들어진 이유로 로프가 등반용의 어떠한 하강기에 통과하더라도 로프끼리 맞닿으려 한다. 몸통이 둥글게 만들어진 이유는 로프가 부드럽게 선회하기 위함이다. 양쪽 브레이크바 밑으로 만들어진 로프이탈 방지 턱은 고속이나 저속으로 하강하여도 로프가 바깥으로 이탈되지 않도록 커버하는 역할을 한다.

[도 8] 대표도. 위의 상단부에 만들어진 방향타와 안전벨트 연결구의 위쪽의 몸통을 둥글게 만든 이유로 해서 정면도를 대신하였다.

[도 9] 하강기의 각 부위 명칭설명서.

[도 10-1] 설계도.

[도 10-2] 설계도.

[도 11] 로프를 걸었을 때의 하강하는 그림.

[도 12] 현재 산업현장에서 사용되고 있는 산업용 로프 하강기(샤클)와 하강기에 로프 매듭을 하는 방법.

[도 13]본 기기의 실제의 사진.

[도 14]본기기를 사용되고 있는 모습.

[도 15]현재 산업용 하강기 대용으로 사용되고 있는 젠다이의 샤클.

본기기는 두꺼운 산업용로프(18～22mm)를 사용하여야 하며 등반용과 같이 부드러운 하강과 함께 안정된 정지작업을 원활하게 하는데 목적이 있다.

현재 사용하고 있는 자연 상태가 아닌 건물에서 로프작업을 하는 모든 로프를 알기 쉽게 일반적으로 산업용 로프라 불린다. 이 로프는 바닐라 로프와 일반적인 나일론으로 만든 두가지로 나뉘어 지는데 하강용으로 쓰이는 것은 바닐라 로프가 아닌 보통두께가 18～22mm의 두꺼운 PP단로프(폴리프로필렌섬유 로프. pole propylene rope)를 말한다. 바닐라 삼 (로프의 일종, 물에는 강하나 불에 약한 점이 있다. 따라서 선박용에 쓰이는데 주로 이 나일론 로프나 바닐라 삼을 사용하는데 바닐라 삼은 성능 면에서 나일론로프에 떨어져 지금은 사용하지 않는다.)

로프(자일)는 등반용 하강기를 사용하여야 성능을 보장받는다. 따라서 등반용 하강기로 산업용 로프의 특성상 맞지 않아 로프하강이 잘 되지 않고 브레이크 기능이 불편함과 동시에 위험을 수반한다. (일반산업용로프는 한쪽으로 사선처럼 꼬아 만든 것으로 같은 방향으로 선회를 하면 서로 맞닿는 특성이 생긴다. 이 맞닿는 것으로 인하여 마찰이 일어나 부드러운 하강에 방해가 발생한다.)

본 기기의 구조는 두꺼운 산업용 로프를 전용으로 이용함에 있어 하강중 자신이 원하는 속도 조절이 가능하며, 목적위치에 정지를 하여 하강기 옆에 달린 브레이크 바에 로프를 걸어 더 이상의 하강이 되지 않도록 하는 장치와 더불어 움직임에도 로프가 빠지지 않도록 하는 브레이크 바에 톱니를 단 장치. 산업용 로프의 마찰력에 맞도록 적당한 로프꺽임을 만들어 하강의 부드러움을 발생하도록 한 상부에 S자의 방향타장치. 또, 하강중의 로프가 서로 맞닿아 순간의 정지하기도 한다. 이러한 마찰력을(로프에 서로 맞닿아 마찰력이 증가하면 하강속도를 조절하기가 쉽지 않고 로프의 마모를 빨리 가져온다.) 일으키는 것을 방지하기 위한 로프 엉킴 방지 턱 장치. 고속 하강과 외부의 충격으로 로프가 이탈되지 않도록 하는 이탈 방지 턱으로 이루어진 특징이 있다. 이 하강기는 로프기사의 안전을 위해 기본적으로 등반용 하네스(안전벨트)를 착용하고 사용하도록 되어 있고 일반적인 산업용 개인 탈비계에도 장착하여 쓸 수 있도록 되어 있다.

위에서 말한바와 같이 현장에서 사용되는 산업용 작업로프는 일반적인 로프와 달리 무겁고 두께가 두꺼워 등반용 하강기로 하강이 어려우며 공사작업에 사용되는 샤클을 사용하여 로프의 하강기를 대신하고 있다. 하강기와 탈비계는 한 개의 조로 나뉘어 지기 때문에 지금의 사용되고 있는 샤클 하강기를 사용하려면 여기에 쓰이는 매듭과 탈비계를 사용해야 만이 하강이 가능하다. 이것은 외부의 충격으로도 탈비계에서 사람이 빠져 추락을 하는 위험도가 높고, 부드러운 하강과 정지하는 상태가 안전하지 못한 점이 단점이다. 하강이 부드럽지 못한 이유는 샤클로 하강할 때의 로프의 특성, 매듭과 마찰이 다르기 때문이다. 샤클로 하는 매듭은 금속의 마찰을 하는 것보다 로프와 로프가 마찰을 일으키는 것이 주 원인이기 때문에 로프가 쉬 헤어지며 새로운 로프를 사용할 경우 길들여지지 않아 뺏뻣해서 하강이 매끄럽지 못하고 불편해진다. 길들여지지 않는 로프는 부드러운 하강, 즉 암벽등반의 하강기와 같은 부드러움이 없다.

발명된 하강기는 분리시키지 않는 하나의 기구로 만들어져 있고 로프매듭이 쉽도록 하고 속도 조절이 자신의 의지대로 부드럽고 저속과 고속이 가능하며 하강 중 목적위치에 정지하여 간단한 조작으로 정지를 유지하는데 2중3중의 로프 풀림을 방지 한다. 본 하강기의 발명효과는 하강의 부드러움과 자유자재의 속도 그리고 정지상태를 유지하는데 있다.

하강기의 위쪽 면에 S자모양의 방향타는 하강 중 로프를 로프로드로 가는 길을 유도하는 중요한 역할을 한다. 또한, 하강하는데 하강기와 최대한 마찰을 피하는 역할도 한다. 이로 인하여 로프로드로 되어있는 곳을 통과하는 순간 엉킴 방지 턱에서 서로 로프가 엇갈리며 지나는 동안의 마찰이 없도록 또 한번의 분리 시켜 부드러운 하강이 되도록 하고 그 속도조절은 자신의 손아귀의 힘으로 조절을 하도록 되어있다.

인명을 위한 재질로써는 강한 철보다는 일반적인 철과, 무게를 감안한 방법으로는 티타늄이나 고밀도의 두랄미늄으로 제작이 가능하며 추락을 하여 순간충격의 2.3t을 견디도록 하는 것이 기본이다.

(도 1) 내지 (도 6)은 하강기의 로프매듭과 사용방법의 정지 상태를 나타낸 사용도.

(도 7) 본 기기의 단면도.

(도 8) 대각에서 본 대표도 .

(도 9) 기능부위의 명칭 설명서.

(도 10-1) 설계도.

(도표 10-2) 설계도.

(도 11)은 본 기기에 로프를 걸은 그림.

(도 12)은 현재 산업용으로 사용되는 장비인 하강기 대신의 샤클을 로프에 걸은 사용방법의 과정의 그림.

(도 13)은 실제의 하강기 사진.

(도 14) 사진. 실제 본 하강기를 사용하여 작업한 광경.

(도 15) 현재 산업용 하강기 대용으로 사용되고 있는 젠다이의 샤클.

Claims (1)

1. 산업용 하강기로써는 정지를 하고자 하는 브레이크 바에 톱니와 모양의 특정적인 단계 [도표 9]의 8번, 하강기의 속도를 부드럽고 안정적인 하강을 하기 위한 상단의 방향타의 모양 [도표 9]의 9번, 하강기의 로프 엉킴을 방지하는 턱을 이룬 모양 [도표 9]의 4번, 하강기의 로프이탈을 방지하기 위한 아래턱의 모양 [도표 9]의 6번.