KR20180064914A - 교량의 케이블의 화재를 방지하는 수관 장치 및 화재 방지 방법 - Google Patents

Abstract

교량을 지지하는 케이블의 화재를 방지하는 수관 장치 및 화재 방지 방법이 개시된다. 일 측면에 따른 교량의 케이블의 화재를 방지하는 수관 장치는, 케이블의 외면을 따라 설치되고, 내부에 소화액을 수용하고, 케이블의 화재 발생시 터지면 수용된 소화액이 방출되어 화재를 방지하는 수관 부재; 및 설치된 수관을 케이블과 일정 간격마다 고정시키는 고정 부재를 포함한다.

Description

교량의 케이블의 화재를 방지하는 수관 장치 및 화재 방지 방법{Water pipe apparatus for preventing fire of bridge cable and fire preventing method thereof}

본 발명은 화재 방지 기술로서, 보다 구체적으로, 교량 케이블의 화재를 조기에 진압하기 위해 화재로 인해 케이블이 끊어지기 전에 먼저 터져 방출된 소화액으로 케이블의 화재를 방지하는 수관 장치 및 화재 방지 방법에 관한 것이다.

교량에는 케이블이 설치된다. 예를 들어, 사장교, 현수교 등의 교량에는 케이블이 교량의 구조물로서 설치된다. 여기서, 케이블의 수명을 보호하기 위해 케이블은 보호관에 내장된다.

여기서, 케이블의 보호관은 HDPE(고밀도 폴리에틸렌, High Density Polyethylene)와 같은 가연성 재질이라서 화재에 취약하다. 2015.12.03.에 발생된 서해안 고속도로 하행선 서해대교의 화재 사고의 경우, 교량의 주탑 꼭대기(높이 약 100m 지점)에서 낙뢰를 맞음으로써 화재가 발생하고, 화재로 인해 주탑에 연결된 케이블이 끊어져 낙하함으로써 현장에서 화재 진압 중인 소방 공무원 4명이 사상을 입은 바 있다.

교량의 케이블에 대한 화재의 사례를 분석해 보면, 대형 참사로 번질 가능성의 위험이 있다. 케이블 화재가 발생하고, 화재가 번짐에 따라 케이블이 절단되고, 절단된 케이블로 인해 교량의 상판 지지력이 줄어들고, 줄어든 지지력에 의해 교량이 붕괴되는 대형 참사가 야기될 수 있다. 교량의 상판을 지지하는 케이블이 2개 이상 절단되는 경우 하중 분산의 불균형이 발생하여 상판의 전체 붕괴가 우려된다. 이미, 성수대교의 사례를 보더라도 교량 붕괴시 엄청난 인명과 재산의 손해가 발생됨을 익히 알고 있다.

교량에서 케이블의 화재가 발생되는 것은 낙뢰, 유조차 전복 등 다양한 원인이 있을 수 있는데 화재의 발생을 막는 것은 거의 불가능하다. 때문에, 케이블 화재는 케이블이 끊어지기 전에 조기에 진압하는 것이 무엇보다도 중요하다.

한국등록특허 10-1306973(2013.09.03)

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 인식하에 창출된 것으로서, 교량의 케이블의 화재를 초기에 진화하기 위해, 케이블을 따라 설치되고, 화재에 의해 케이블이 절단되기 전에 먼저 터져서 화재를 진압하는 수관 장치 및 화재 방지 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

일 측면에 따른, 교량의 케이블의 화재를 방지하는 수관 장치에 있어서, 상기 케이블의 외면을 따라 설치되고, 내부에 소화액을 수용하고, 케이블의 화재 발생시 터지면 수용된 소화액이 방출되어 화재를 방지하는 수관 부재; 및 설치된 수관을 케이블과 일정 간격마다 고정시키는 고정 부재를 포함한다.

상기 수관 부재는, 지면으로부터 상단은 소화액이 유입되는 깔대기 형상의 유입구가 형성되고, 소화액이 내부에 수용되도록 하단은 폐쇄된다.

상기 수관 부재는, 초기 설치시 상기 유입구를 통해 물이 소화액으로서 주입되고, 주입된 소화액이 내부에 수용된다.

상기 수관 부재는, 상기 유입구를 통해 우천시 우수가 유입되어 소화액으로서 보충된다.

상기 수관 부재는, 상기 유입구를 통해 동절기에 부동액이 주입되어 동파 방지된다.

상기 수관 부재는, 상기 케이블을 보호하는 보호관의 외면을 따라 나선형으로 감기면서 설치된다.

상기 보호관은, 가연성의 고밀도 폴리에틸렐 재질로서 내부에 케이블 철심을 수용하고, 내부에 왁스가 충전되고, 방출된 소화액에 의해 화재가 방지된다.

상기 수관 부재는, 인화점이 상기 보호관의 인화점보다 낮아서 화재 발생시 수관 부재가 보호관보다 먼저 터진다.

상기 수관 부재는, 보호관의 인화점이 300도 이상이고, 수관의 인화점이 85도 이상이다.

다른 측면에 따른, 수관 장치가 교량의 케이블의 화재를 방지하는 화재 방지 방법은, 내부에 소화액을 수용하기 위한 수관 부재가 상기 케이블의 외면을 따라 설치되는 단계; 설치된 수관을 케이블과 일정 간격마다 고정 부재로 고정시켜 상기 수관 장치를 형성하는 단계; 및 케이블의 화재 발생시 상기 수관이 터지면서 수용된 소화액이 방출되어 화재를 방지하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 교량의 케이블에 발생된 화재로 인해 온도가 상승할 경우, 케이블 보호관의 인화점보다 낮은 수관이 먼저 터져서 수관의 소화액이 방출되어 케이블의 화재를 초기에 진화하거나 확산을 방지할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 수관 장치에 의해 화재가 방지됨으로써, 골든 타임 확보, 케이블 구조의 안정성 증대로 과 진동 방지, 일자리 창출 증대 및 사회적 손실 비용에 대비하여 설치 비용이 2.21%에 불과한 경제성의 효과가 기대된다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술한 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되지 않아야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수관 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1의 수관 장치가 설치되는 교량의 케이블의 예시도이다.
도 3은 도 2의 교량의 케이블의 단면도이다.
도 4는 도 2의 교량의 케이블에 설치되는 수관 장치의 예시도이다.
도 5는 도 4의 A가 확대된 수관의 최상단에 형성된 유입구의 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수관 장치의 화재 방지 방법의 개략적인 순서도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구 범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수관 장치(100)의 개략적인 구성도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 수관 장치(100)는 케이블에 설치되는 수관(110) 및 수관(110)을 케이블에 고정시키는 밴드(123)를 포함하여 구성된다. 수관 장치(100)는 기존의 교량에 설치될 수 있다.

상기 수관(110)은 본 발명의 수관 부재로서 케이블의 외면을 따라 설치되고, 내부에 소화액을 수용한다. 수관(110)이 설치된 후, 케이블의 화재가 발생하면, 화재로 인한 온도가 상승함에 따라, 수관(110)이 터지고, 내부에 수용된 소화액이 방출되어 화재를 방지한다.

상기 밴드(123)는 본 발명의 고정 부재로서 케이블의 외면에 설치된 수관(110)을 케이블에 밀착시켜 고정한다. 탄성 재질의 밴드(123)는 케이블의 일정 간격마다 위치하고, 내측의 수관(110) 및 케이블을 탄성력으로 조임으로써 고정력을 유지할 수 있다.

상기에서, 수관 장치(100)가 케이블에 설치되면, 케이블의 화재에 대해 초기 화재 진압이 가능하므로 골든 타임이 확보된다. 케이블에 수관 장치(100)가 나선형으로 설치됨으로써 비, 바람에 의한 흔들림의 지지력이 증가되어 케이블 구조 안정성에 따른 케이블의 과진동이 방지된다. 수관 설치 공사 및 관리에 의한 일자리 창출이 기대된다. 또한, 수관 설치 비용은 화재에 의한 사회적 손실 비용과 비교할 때, 약 2.2%로써 경제적 및 효율적인 화재 방지 비용이다.

도 2는 도 1의 수관 장치(100)가 설치되는 교량(200)의 케이블(220)의 예시도이다.

상기 교량(200)은 케이블(220)의 장력에 의해 지지되는 사장교, 현수교 등에 해당된다. 참고로, 대한민국의 사장교 및 현수교는 전국 45개소에 이르며, 교량 길이가 총 53km에 다다른다. 교량(200)은 일정 간격마다 설치된 주탑(210)을 가진다. 각각의 주탑(210)을 기준으로 케이블(220)이 설치되고, 설치된 케이블(220)의 장력에 의해 바닥면에 해당되는 상판(230)을 들어올리는 지지 역할을 한다. 즉, 주탑(210)과 연결된 케이블(220)을 통해 상판(230)의 하중이 고르게 분산되면서 상판(230)이 상방향으로 지지될 수 있다.

도 3은 도 2의 교량(200)의 케이블(220)의 단면도이다.

상기 케이블(220)은 파이프 형의 보호관(321)의 내부에 케이블 철심(323)이 수용되어 형성된다. 보호관(321)은 철심(323)을 보호하고 수명을 연장시키는 역할을 한다. 보호관(321)의 내면은 철심(323)과의 마찰력을 줄이기 위해 왁스(325)(petroleum wax)가 충전된다.

케이블(220)에 화재가 발생하는 것은, 보호관(321)의 가연성의 고밀도 폴리에틸렌 재질인 HDPE에 기인한다. 즉, 가연성의 재질로 구성된 보호관(321)이 오히려 화재를 번지게 하는 역할을 하여 화재로 인해 케이블(220)이 단선되는 것이다. 나아가, 내부에 충전된 왁스(325) 또한 화재의 진화를 어렵게 하고 화재가 지속되는 것을 방조한다.

도 4는 도 2의 교량(200)의 케이블(220)에 설치되는 수관 장치(100)의 예시도이다.

케이블(220)의 상단은 주축(210)에 고정되고, 타단은 지면의 케이블 고정부(210)에 고정된다. 상기 수관 장치(100)의 수관(110)은 케이블(220)의 보호관(321)의 외면을 따라 나선형으로 감싸듯이 설치된다. 설치된 수관(110) 및 보호관(321)의 연장선에서 일정 간격마다 밴드(120)가 설치되고, 각각의 밴드(120)가 수관(110)과 보호관(321)을 조여서 고정시키는 역할을 한다.

여기서, 수관(110)의 최상단(401)에는 깔대기 형상의 소화액의 유입구가 형성된다. 유입구를 통해 채워지는 소화액은 물 및 기타 소화 물질일 수 있다. 또한, 수관(11)의 최하단(402)은 내부에 소화액이 수용되도록 폐쇄된다. 즉, 수관(11)은 유입구를 통해 물이 공급되어 물 주머니 역할을 한다.

또한, 보호관(321)은 인화점이 300도 이상인 반면에 수관(110)의 인화점이 85도 이상이 되기 때문에, 화재시 인화점이 상대적으로 낮은 수관(110)이 상승된 온도에 먼저 영향을 받고 터지게 된다. 수관(110)이 터짐에 따라 내부 수용된 물은 보호관(321)의 외면을 따라 흘러 화재를 방지한다. 이미 화재가 발생된 경우 화재를 진압하는데 물이 이용된다. 또한, 물에 적셔진 보호관(321)은 온도가 낮아지고 비가연성 재질로 변하여 화재를 방지하는 역할을 한다.

도 5는 도 4의 A가 확대된 수관(110)의 최상단(401)에 형성된 유입구(500) 의 예시도이다.

최상단(401)에 깔대기 모양으로 형성된 유입구(500)는 물이 유입되는 역할을 하면서 동시에 우천시 우수를 모아 수관(110) 내부로 유입되도록 한다. 즉, 우천시마다 우수는 유입구(500)를 통해 수관(110) 내부의 소화액을 보충한다. 소화액으로써 물이 경제성을 갖도록 하는데, 수관(110) 내부로 유입된 우수가 자연적으로 소화액을 보충할 수 있어 관리 비용의 경제성까지 갖도록 한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수관 장치(100)의 화재 방지 방법의 개략적인 순서도이다.

수관 장치(100)가 교량(200)의 케이블(220)에 설치된다. 설치가 시작되면, 수관(110)이 케이블(220)의 보호관(321)의 외면을 나선형으로 감싸도록 설치된다(S611).

여기서, 지면으로부터 가장 높은 곳에 위치하는 수관(110)의 최상단(401)은 소화액이 주입되기 위한 깔대기 형상의 유입구(500)를 가진다. 또한, 수관(110)은 소화액이 내부에 수용되도록 지면과 가장 가까운 최하단(402)은 폐쇄되어 있다.

수관(110)이 설치되면, 수관(110)과 케이블(220)의 접한 관로의 일정 간격마다 고정력을 위해 탄성 재질의 밴드(120)가 설치되고(S613), 밴드(120)는 조이는 역할(수축 작용)로 수관(110)을 케이블(220)에 고정시킨다.

초기 설치시 수관 장치(100)가 케이블(220)에 고정되면, 유입구(500)를 통해 수관(110) 내부로 물이 소화액으로서 주입되고, 주입된 소화액이 내부에 수용된다(S615).

초기 설치 이후, 우천시마다 유입구(500)가 우수를 모아서 내부로 유입하는 역할을 하여 우수가 수관(110)의 소화액으로써 보충된다(S631). 수관(110)은 상시 소화액이 채워질 것이 요구된다.

또한, 동절기가 되면, 수관(110)이 동파되는 것을 방지하기 위해 유입구(500)를 통해 부동액이 수관(110) 내부에 주입된다(S633).

이후, 화재가 발생하면, 온도 상승에 의해 수관(110)의 인화점 85도에 다다르면, 수관(110)이 터져서 내부의 소화액이 방출되고, 방출된 소화액은 케이블을(220)을 적셔서 화재를 방지한다(S651). 참고로, 케이블(220)의 보호관(321)의 인화점은 300도로서 화재시 인화점이 낮은 수관(110)이 먼저 터지게 된다.

본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

100 : 수관 장치 110 : 수관
120 : 밴드

Claims (20)

1. 교량의 케이블의 화재를 방지하는 수관 장치에 있어서,
   상기 케이블의 외면을 따라 설치되고, 내부에 소화액을 수용하고, 케이블의 화재 발생시 터지면 수용된 소화액이 방출되어 화재를 방지하는 수관 부재; 및
   설치된 수관을 케이블과 일정 간격마다 고정시키는 고정 부재
   를 포함하는 수관 장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 수관 부재는,
   지면으로부터 상단은 소화액이 유입되는 깔대기 형상의 유입구가 형성되고, 소화액이 내부에 수용되도록 하단은 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 수관 장치.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 수관 부재는,
   초기 설치시 상기 유입구를 통해 물이 소화액으로서 주입되고, 주입된 소화액이 내부에 수용되는 것을 특징으로 하는 수관 장치.
4. 제 2항에 있어서,
   상기 수관 부재는,
   상기 유입구를 통해 우천시 우수가 유입되어 소화액으로서 보충되는 것을 특징으로 하는 수관 장치.
5. 제 2항에 있어서,
   상기 수관 부재는,
   상기 유입구를 통해 동절기에 부동액이 주입되어 동파 방지되는 것을 특징으로 하는 수관 장치.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 수관 부재는,
   상기 케이블을 보호하는 보호관의 외면을 따라 나선형으로 감기면서 설치되는 것을 특징으로 하는 수관 장치.
7. 제 6항에 있어서,
   상기 보호관은,
   가연성의 고밀도 폴리에틸렐 재질로서 내부에 케이블 철심을 수용하고, 내부에 왁스가 충전되고, 방출된 소화액에 의해 화재가 방지되는 것을 특징으로 하는 수관 장치.
8. 제 6항에 있어서,
   상기 수관 부재는,
   인화점이 상기 보호관의 인화점보다 낮아서 화재 발생시 수관 부재가 보호관보다 먼저 터지는 것을 특징으로 하는 수관 장치.
9. 제 8항에 있어서,
   상기 수관 부재는,
   보호관의 인화점이 300도 이상이고, 수관 부재의 인화점이 85도 이상인 것을 특징으로 하는 수관 장치.
10. 제 1항에 있어서,
    상기 고정 부재는,
    내부에 수용된 상기 케이블 및 상기 수관 부재를 탄성력으로 조여서 고정시키는 탄성 재질의 밴드인 것을 특징으로 하는 수관 장치.
11. 수관 장치가 교량의 케이블의 화재를 방지하는 화재 방지 방법에 있어서,
    내부에 소화액을 수용하기 위한 수관 부재가 상기 케이블의 외면을 따라 설치되는 단계;
    설치된 수관 부재를 케이블과 일정 간격마다 고정 부재로 고정시켜 상기 수관 장치를 형성하는 단계; 및
    케이블의 화재 발생시 상기 수관 부재가 터지면서 수용된 소화액이 방출되어 화재를 방지하는 단계
    를 포함하는 화재 방지 방법.
12. 제 11항에 있어서,
    상기 설치되는 단계는,
    지면으로부터 상단은 소화액이 유입되는 깔대기 형상의 유입구가 형성되고, 소화액이 내부에 수용되도록 하단은 폐쇄되는 상기 수관 부재가 설치되는 단계인 것을 특징으로 하는 화재 방지 방법.
13. 제 12항에 있어서,
    상기 설치되는 단계는,
    상기 수관 부재의 초기 설치시 상기 유입구를 통해 물이 소화액으로서 주입되고, 주입된 소화액이 내부에 수용되는 단계인 것을 특징으로 하는 화재 방지 방법.
14. 제 12항에 있어서,
    상기 설치되는 단계는,
    상기 수관 부재의 유입구를 통해 우천시 우수가 유입되어 소화액으로서 보충되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화재 방지 방법.
15. 제 12항에 있어서,
    상기 설치되는 단계는,
    상기 수관 부재의 유입구를 통해 동절기에 부동액이 주입되어 동파 방지되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화재 방지 방법.
16. 제 11항에 있어서,
    상기 설치되는 단계는,
    상기 수관 부재가 상기 케이블을 보호하는 보호관의 외면을 따라 나선형으로 감기면서 설치되는 단계인 것을 특징으로 하는 화재 방지 방법.
17. 제 16항에 있어서,
    상기 보호관은,
    가연성의 고밀도 폴리에틸렐 재질로서 내부에 케이블 철심을 수용하고, 내부에 왁스가 충전되고, 방출된 소화액에 의해 화재가 방지되는 것을 특징으로 하는 화재 방지 방법.
18. 제 16항에 있어서,
    상기 방지하는 단계는,
    상기 수관 부재의 인화점이 상기 보호관의 인화점보다 낮아서 화재 발생시 수관 부재가 보호관보다 먼저 터지는 단계인 것을 특징으로 하는 화재 방지 방법.
19. 제 18항에 있어서,
    상기 수관 부재는,
    보호관의 인화점이 300도 이상이고, 수관 부재의 인화점이 85도 이상인 것을 특징으로 하는 화재 방지 방법.
20. 제 1항에 있어서,
    상기 형성하는 단계는,
    상기 고정 부재가 탄성 재질의 밴드로서 내부에 수용된 상기 케이블 및 상기 수관 부재를 탄성력으로 조여서 고정시키는 단계인 것을 특징으로 하는 화재 방지 방법.

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