KR20160107899A - 비상탈출장치 - Google Patents

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Abstract

비상탈출장치가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 비상탈출장치는 탈출 지점과 상기 탈출 지점 아래에 위치하는 도착 지점을 상호 연결하는 탈출봉을 포함하고, 상기 탈출봉은 나선형으로 형성되고, 상기 탈출봉은 가속 구간과 감속 구간을 포함할 수 있다.

Description

비상탈출장치{EMERGENCY ESCAPE DEVICE}
본 발명은 비상탈출장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고소에 작업하는 작업자가 비상탈출하기 위한 장치에 관한 것이다.
크레인 등에서 일하는 고소(高所) 작업자가 공장이나 작업장의 화재나 폭발 등에 의해 비상 탈출을 해야 하는 경우에 작업하던 크레인 등의 고소에서 내려온 이후에 미리 확보된 탈출 경로로 탈출한다.
일반적으로 크레인 등에는 작업자가 오르내릴 수 있는 계단이나 사다리가 설치되고, 비상 시 작업자는 이를 이용하여 대피한다. 그런데 계단이나 사다리를 사용하는 경우 작업자가 고소에서 내려오는데 많은 시간을 허비하게 되므로 실제로 탈출하지 못할 가능성이 있다.
본 발명의 실시예는, 신속하고 안전하게 탈출 지점에서 탈출 가능하도록 구성된 비상탈출장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 탈출 지점과 상기 탈출 지점 아래에 위치하는 도착 지점을 상호 연결하는 탈출봉을 포함하고, 상기 탈출봉은 나선형으로 형성되고, 상기 탈출봉은 가속 구간과 감속 구간을 포함하는, 비상탈출장치가 제공될 수 있다.
상기 가속 구간에서는 상기 탈출봉과 수평면이 이루는 각도가 소정의 값을 넘고, 상기 감속 구간에서는 상기 탈출봉과 수평면이 이루는 각도가 상기 소정의 값을 넘지 않을 수 있다.
상기 가속 구간에서는 상기 탈출봉의 표면 마찰 계수는 소정의 값을 넘지 않고, 상기 감속 구간에서는 상기 탈출봉의 표면 마찰 계수는 상기 소정의 값을 넘을 수 있다.
상기 탈출 지점은 크레인의 타워 상단부에 위치하고, 상기 도착 지점은 상기 타워의 하단부에 위치할 수 있다.
상기 탈출봉은 상기 타워의 내측에 위치할 수 있다.
상기 비상탈출장치는 탈출자를 상기 탈출봉에 대해 지지 가능하며 상기 탈출봉을 따라 슬라이딩하는 슬라이딩 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 탈출봉의 단면 직경은 상기 감속 영역에서 보다 상기 가속 영역에서 더 작을 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 탈출 지점과 도착 지점을 상호 연결하는 탈출봉을 나선형으로 제작함으로써, 탈출자는 신속하고 안전하게 탈출 지점에서 탈출할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비상탈출장치를 나타내는 도면이고,
도 2는 도 1에 도시된 비상탈출장치를 수평방향으로 편 상태를 나타내는 도면이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 탈출자가 탈출봉을 따라 내려올 때 탈출자에게 작용하는 힘을 나타내는 그림이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 비상탈출장치의 일 설치예를 나타내는 도면이고,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 다른 비상탈출장치의 다른 설치예를 나타내는 도면이고,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 비상탈출장치의 일 변형례를 나타내는 도면이고,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 비상탈출장치의 다른 변형례를 나타내는 도면이고,
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 비상탈출장치의 일부를 나타내는 도면이고,
도 9은 도 8에 도시된 탈출봉과 슬라이딩 부재의 결합 단면을 나타내는 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비상탈출장치를 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 비상탈출장치를 수평방향으로 편 상태를 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 비상탈출장치(101)는 탈출 지점과 도착 지점을 상호 연결하는 탈출봉(110)을 포함한다. 탈출 지점은 고소(高所)에 위치한다. 도착 지점은 탈출 지점의 아래에 놓인 저소(低所)에 위치한다. 탈출봉(110)의 양단은 고정된다.
탈출자는 탈출 지점에서 탈출봉(110)을 손으로 잡거나 팔로 감싸 안은 상태로 탈출봉(110)을 타고 도착 지점으로 내려올 수 있다. 이러한 탈출봉(110)을 사용하면, 탈출자는 사다리 등을 이용하는 경우에 비해 신속하게 탈출 지점에서 벗어날 수 있다.
탈출봉(110)은 나선형을 가진다. 이 경우, 탈출자는 탈출봉(110)을 따라 나선 형태로 낙하할 수 있다. 이러한 나선형 탈출봉(110)을 사용하면, 탈출자는 직선형 탈출봉(110)에 비해 천천히 안전하게 내려올 수 있다.
탈출봉(110)은 가속 구간과 감속 구간을 가진다. 가속 구간은 탈출봉(110)을 따라 내려가는 탈출자의 이동속도가 가속되는 구간이고, 감속 구간은 탈출자의 이동속도가 감속되는 구간이다.
탈출자는 탈출봉(110)의 가속 구간을 통과하며 신속하게 탈출 지점에서 벗어날 수 있고, 감속 구간을 통과하며 안전하게 도착 지점에 도착할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 탈출자가 탈출봉을 따라 내려올 때 탈출자에게 작용하는 힘을 나타내는 그림이다.
도 3을 참조하면, 탈출봉(110)을 따라 내려오는 탈출자에게는 중력에 의한 힘(fg)이 작용한다. 중력에 의한 힘(fg)은 다음과 같다.
fg = mㆍg
여기서 m은 탈출자의 질량이고, g는 중력가속도이다.
중력에 의한 힘(fg)은 탈출봉(110)과 나란한 제1성분(f1)과 탈출봉(110)에 수직한 제2성분(f2)을 가진다.
제1성분(f1) 및 제2성분(f2)은 다음과 같다.
f1 = fgㆍsin(a)
f2 = fgㆍcos(a)
여기서 a는 탈출봉(110)과 수평면이 이루는 각도이다.
제1성분(f1)은 탈출자를 탈출봉(110)을 따라 미끄러져 내려가도록 하는 힘으로 작용한다.
탈출자가 탈출봉(110)을 따라 내려가는 과정에서 탈출봉(110)의 표면에서 마찰력(fk)이 발생한다. 마찰력(fk)은 다음과 같다.
fk = μㆍf2
여기서 μ는 탈출봉(110)의 표면 마찰 계수이다.
마찰력(fk)은 탈출자가 탈출봉(110)을 따라 미끄러져 내려가는 것을 방해한다.
가속 구간은 제1성분(f1)이 마찰력(fk)보다 큰 구간을 의미한다. 즉, 가속 구간에서는 f1 > fk 이다. 그리고 감속 구간은 제1성분(f1)이 마찰력(fk)보다 작은 구간을 의미한다. 즉, 감속 구간에서는 f1 < fk 이다.
가속 구간과 감속 구간은 다음과 같은 방법으로 설계된다.
일례로, 탈출봉(110)과 수평면이 이루는 각도(a)를 구간별로 달리하는 방법으로 가속 구간과 감속 구간을 설계할 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 가속 구간에서 탈출봉(110)과 수평면이 이루는 각도(a1)는 소정의 값을 넘고, 감속 구간에서 탈출봉(110)과 수평면이 이루는 각도(a2)는 소정의 값을 넘지 않는다. 여기서 소정의 값은 탈출봉(110)의 표면 마찰 계수가 전체 구간에서 일정하다고 가정할 때 f1 = fk 인 위치에서 탈출봉(110)과 수평면이 이루는 각도를 의미한다.
위와 같은 탈출봉(110)은 도 1과 같이 가속 구간의 나선 회전수가 감속 구간의 나선 회전수보다 작은 구조를 가진다.
대안적으로 탈출봉(110)의 표면 마찰 계수를 구간별로 달리하는 방법으로 가속 구간과 감속 구간을 설계할 수 있다. 도시되지 않았으나 가속 구간에서 탈출봉(110)의 표면 마찰 계수는 소정의 값을 넘지 않고, 감속 구간에서 탈출봉(110)의 표면 마찰 계수는 소정의 값을 넘는다. 여기서 소정의 값은 탈출봉(110)과 수평면이 이루는 각도가 전체 구간에서 일정하다고 가정할 때 f1 = fk 인 위치에서 탈출봉(110)의 표면 마찰 계수를 의미한다.
위와 같은 탈출봉(110)은 도 1과 달리 전체 구간에서 동일한 나선 회전수를 가질 수 있다.
대안적으로 탈출봉(110)과 수평면이 이루는 각도와 탈출봉(110)의 표면 마찰 계수를 구간별로 달리하는 방법으로 가속 구간과 감속 구간을 설계할 수 있다.
본 실시예에 따른 비상탈출장치(101)는 고소 작업이 요구되는 다양한 산업 현장에서 사용될 수 있다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 비상탈출장치의 일 설치예를 나타내는 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 다른 비상탈출장치의 다른 설치예를 나타내는 도면이다.
도 4 및 5를 참조하면, 비상탈출장치(101)는 크레인(11, 12)에 설치될 수 있다. 이 경우, 탈출 지점은 크레인(11, 12)의 타워(21, 22) 상단부에 위치하고, 도착 지점은 타워(21, 22)의 하단부에 위치할 수 있다.
이때, 탈출봉(110)은 도 4와 같이 타워(21)의 외측에 배치되거나 도 5와 같이 타워(22)의 내측에 위치할 수 있다. 특히 탈출봉(110)이 타워(22)의 내측에 배치되는 경우 탈출 과정에서 바람 등의 외력에 의해 탈출자의 안전이 위협받을 가능성이 낮아지고 타워(22)의 내측 공간을 최대로 활용할 수 있다.
본 실시예에 따른 비상탈출봉은 도 1과 같이 전체 구간에서 나선의 직경이 동일하게 제작될 수 있다.
대안적으로 탈출봉은 도 6 및 도 7과 같이 탈출 지점에서 도착 지점으로 갈수록 나선의 직경이 증가할 수 있다. 참고로, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 비상탈출장치의 일 변형례를 나타내는 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 비상탈출장치의 다른 변형례를 나타내는 도면이다.
이 경우, 나선은 도 6과 같이 탈출봉의 양끝단을 지나는 수직선을 중심으로 대칭적으로 형성되거나 도 7과 같이 탈출봉의 양끝단을 지나는 수직선을 중심으로 한쪽으로 치우쳐 형성될 수 있다.
위와 같은 도 1, 도 6 및 도 7의 탈출봉의 나선 형상은 예시에 불과하고, 탈출봉은 배치되는 공간의 형태에 따라 다양한 나선 형상을 가질 수 있음은 물론이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 비상탈출장치의 일부를 나타내는 도면이고, 도 9은 도 8에 도시된 탈출봉과 슬라이딩 부재의 결합 단면을 나타내는 도면이다. 도 8 및 도 9를 참조하면, 비상탈출장치(102)는 탈출봉(110)과 슬라이딩 부재(120)를 포함한다.
슬라이딩 부재(120)는 탈출봉(110)을 따라 슬라이딩 운동한다. 슬라이딩 부재(120)는 링 형상을 가지며 탈출봉(110)을 감싸는 구조를 가진다. 슬라이딩 부재(120)는 금속, 가죽 또는 천과 같은 재질을 가질 수 있다.
슬라이딩 부재(120)는 탈출자를 탈출봉(110)에 대해 지지할 수 있다.
일례로 슬라이딩 부재(120)는 안전장치로 사용될 수 있다. 탈출자가 탈출봉(110)을 타고 낙하하는 과정에서 탈출자가 탈출봉(110)을 놓칠 수 있고, 이 경우 슬라이딩 부재(120)는 탈출자를 탈출봉(110)에 대해 지지한다. 슬라이딩 부재(120)와 탈출자는 연결로프(121)에 의해 상호 연결될 수 있다.
대안적으로 슬라이딩 부재(120)는 탈출 과정에서 탈출자가 붙잡기 위한 용도로 사용될 수 있다. 이 경우, 슬라이딩 부재(120)에는 탈출자가 붙잡기 위한 그립부재(미도시)가 별도로 설치될 수 있다. 또는 슬라이딩 부재(120)에는 탈출자가 붙잡기 위한 그립부(미도시)가 일체로 형성될 수 있다.
탈출봉(110)의 단면 직경은 감속 영역에서 보다 가속 영역에서 더 작다. 슬라이딩 부재(120)가 탈출봉(110)을 따라 낙하할 때 슬라이딩 부재(120)에 작용하는 마찰력은 슬라이딩 부재(120)와 탈출봉(110) 사이의 접촉 면적에 의해 결정된다. 즉, 슬라이딩 부재(120)와 탈출봉(110) 사이의 접촉 면적이 크면 마찰력이 커지고 접촉 면적이 작으면 마찰력이 작아진다.
탈출봉(110)의 단면 직경은 감속 영역에서 보다 가속 영역에서 더 작은 경우, 탈출봉(110)과 슬라이딩 부재(120)의 접촉 면적은 감속 영역에서 보다 가속 영역에서 더 작아지기 때문에 슬라이딩 부재(120)의 낙하 속도는 가속 영역에서 가속되고 감속 영역에서 감속된다.
이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
101, 102 : 비상탈출장치
110 : 탈출봉
120 : 슬라이딩 부재

Claims (7)

  1. 탈출 지점과 상기 탈출 지점 아래에 위치하는 도착 지점을 상호 연결하는 탈출봉을 포함하고,
    상기 탈출봉은 나선형으로 형성되고,
    상기 탈출봉은 가속 구간과 감속 구간을 포함하는, 비상탈출장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가속 구간에서는 상기 탈출봉과 수평면이 이루는 각도가 소정의 값을 넘고,
    상기 감속 구간에서는 상기 탈출봉과 수평면이 이루는 각도가 상기 소정의 값을 넘지 않는, 비상탈출장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가속 구간에서는 상기 탈출봉의 표면 마찰 계수는 소정의 값을 넘지 않고,
    상기 감속 구간에서는 상기 탈출봉의 표면 마찰 계수는 상기 소정의 값을 넘는, 비상탈출장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 탈출 지점은 크레인의 타워 상단부에 위치하고,
    상기 도착 지점은 상기 타워의 하단부에 위치하는, 비상탈출장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 탈출봉은 상기 타워의 내측에 위치하는, 비상탈출장치.
  6. 제1항에 있어서,
    탈출자를 상기 탈출봉에 대해 지지 가능하며 상기 탈출봉을 따라 슬라이딩하는 슬라이딩 부재를 더 포함하는, 비상탈출장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 탈출봉의 단면 직경은 상기 감속 영역에서 보다 상기 가속 영역에서 더 작은, 비상탈출장치.
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