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게재년월 2017-06
 
(주)HPNRT, 신개념 ‘유압식 보조브레이크’ 개발

국내 최대 비상통화장치 메이커인 ㈜HPNRT(대표 송종태, www.hpnrt.co.kr)가 에스컬레이터 역주행을 방지하는 보조브레이크를 개발했다.
몇 년 사이 엘리베이터보다 사고비율이 높아진 에스컬레이터의 안전성을 높이기 위해 빠른 이상신호 감지와 스스로 제동거리를 조절하는 제어반 연동 역주행 방지장치를 제품화 한 것이다.
HPNRT 이종찬 이사는 “현재 시장에 나와 있는 제품들은 1.25m이상 미끄러지지 않도록 설계돼 있는데, 대다수가 ‘정지’라는 기계적인 부분에만 초점을 맞추고 있다. 때문에 급정지에 의한 풀 부하 시 래칫 손상, 충격으로 인한 승객 부상을 줄이는 방향으로  목표를 잡았다”고 제품 개발 배경을 설명했다.

증가하는  E/S 사고, 한 번만 발생해도 대형사고로 이어져
국민안전처가 발표한 ‘지난 4년간 승강기 사고 통계’에 따르면 전체 사고 262건 중 에스컬레이터 사고가 163건으로 62.2%를 차지한다. 게다가 에스컬레이터는 99%이상 중국에서 수입하는 실정이어서 안전성 확보에 대한 이용자들의 요구도 더욱 거세지고 있다.
송종태 대표는 “지하철 역사 내 에스컬레이터는 하루 24시간 중 지하철 운행이 없는 4시간을 제외하면 항상 가동되고 있다고 보면 된다. 특히 출퇴근 시간대에는 스텝 당 120kg 이상 풀부하로 운전하며, 기계실 공간 협소로 관리가 어렵다. 또 유지보수 기법이 고전적이기 때문에 사고 빈도가 높을 수 밖에 없었다”고 지적했다.
에스컬레이터 역주행 사고 원인은 크게 4가지로 구분된다. ▲구동체인 파단 ▲감속기, 혹은 구동기 축 파손 ▲과부하 ▲제동기 불량 및 제어 오작동 등이다. 지난 2012년 서울대입구역 에스컬레이터 사고가 구동체인 파단에 의한 역주행 사고였으며, 2013년 야탑역에서도 감속기 톱니바퀴 마모에 의한 역주행 사고로 27명의 부상자가 발생했다.
한 번의 사고로도 대형 인명피해가 우려되는 에스컬레이터 사고를 방지하기 위해 정부는 지난 2013년 신규설치 에스컬레이터에 역주행 방지장치 설치를 의무화 했으며, 기설치 된 에스컬레이터에도 이를 도입하도록 권고하고 있다.

보조브레이크 설치에도 끊임없이 부상자 발생
관련법 개정 뒤 에스컬레이터에 보조브레이크 설치가 늘었지만, 역주행에 대한 우려는 항상 끊이지 않아왔다. 기존에 개발됐던 보조브레이크 대부분이 구조적 불안전성과 제동시간 지연, 고하중, 거대한 부피, 급제동 등의 단점을 지니고 있기 때문이다.
상승운행 중 구동체인이나 감속기 이상으로 브레이크가 걸릴 때, 이를 빨리 잡지 못하면 가속도가 붙은 상태로 보조브레이크를 연결하는 래칫에 큰 힘이 가해진다.
얼마 전 발생한 홍콩 에스컬레이터 사고가 이를 잘 보여준다. 원인조사 결과, 구동체인이 끊어진 것을 빨리 감지하지 못해 역주행을 막아주는 래칫이 부서진 것으로 밝혀졌다. 갑작스럽게 가해진 3.6톤의 무게를 견디지 못한 것이다.
매끄럽지 못한 제동도 사고를 부르는 원인이 되기도 한다. 지난달 28일 안산역에서 일어난 역주행사고가 그 사례다. 보조브레이크가 작동했지만, 2~3m가량 뒤로 밀리다 급제동 하면서 9명의 승객들이 경상을 입었다. 운전이상을 빠르게 감지하지 못한 것이다.
송종태 대표는 “보조브레이크는 상승방향일 때 역주행을 막는 것이 가장 큰 목적이지만, 고장을 감지하고 얼마나 짧은 시간 내에 작동하느냐, 또 얼마나 부드럽게 정지시키느냐가 가장 중요하게 고려되어야 한다”고 강조했다.

제어반 연동으로 신속한 이상 감지,
유압실린더로 제동거리 조절하는 보조브레이크 개발
HPNRT는 이처럼 기존 제품들이 가진 취약점에 착안해 제어반과의 연동으로 빠르게 이상 징후를 잡아내고, 제동거리까지 조절하는 신개념 보조브레이크를 2년 간의 연구 끝에 개발해냈다.
이번에 개발된 Soft Braking 보조브레이크는 제어반과 연동돼 제동력을 정밀 제어하도록 설계됐다. 상승방향인 에스컬레이터는 제어반에 의해 승객을 많이 태울수록 가속이 붙기 때문에 제어반을 보조브레이크와 연동하면,  속도와 탑승부하를 측정해 제동거리를 계산할 수 있다.
2개의 센서가 실시간으로 역주행을 감지하고 이상 발생 즉시, 측정된 제동거리에 맞춰 유압실린더가 서서히 운전을 정지시킨다.  대형트럭이 급브레이크를 밟을 때 ABS가 브레이크가 파열되지 않도록 방지하는 것과 유사한 원리다.
동작 시 충격이 적기 때문에 구조물에 손상을 주지 않으며, 급정지로 인한 승객의 위험도 크게 줄일 수 있다.
송종태 대표는 “무엇이든 100% 완벽한 것은 없다는 생각에서 나온 것이 이 유압식 보조브레이크”라며 “ 2중, 3중으로 섬세하게 승객의 안전에 집중한 제품”이라고 밝혔다.

시스템 제어 가능해짐에 따라 E/S안전 원격관리 시스템도 구축
더불어 제어반 연동 시스템을 채택해 원격관리도 가능하다. 관리자는 에스컬레이터와 보조브레이크의 운행상태, 이상신호 감지, 부품 교체시기 등을 즉각 확인할 수 있어 유지보수에 용이하다.  HPNRT는 납품시 관리자용 유지관리 애플리케이션도 함께 배포해 수요처의 작업효율을 높여나갈 계획이다.  
ktl에서 인증작업이 마무리 되면 개발사업에 참여한 부산지하철을 중심으로 본격적인 설치에 들어갈 전망이다. 현재 층고가 11m이하인 곳까지 적용 가능하며, 유압실린더가 포함됨에도 작은 사이즈로 기존 에스컬레이터에도 쉽게 장착할 수 있다. 가격은 경쟁업체들과 비슷하거나 더 저렴한 수준으로 책정할 예정이다.

제도 개선 통해  업계 기술개발 의지 높여야 
한편 송종태 대표는 현재 에스컬레이터 안전부품의 안전인증 성능시험 기준이 보다 발전해야 한다는 의견을 전하기도 했다. 에스컬레이터를 단순히 기계적인 구조로만 볼 것이 아니라, 전기로 제어하는 하나의 시스템으로 묶어서 봐야 한다는 주장이다.
전기제어 특성을 가진 HPNRT의 보조브레이크는 기계적인 특성을 중심으로 설계된 기존 시험항목과 맞지 않는 부분이 많았다. 때문에 테스트 기간 중 많은 고충이 있었던 것도 사실이다. 
송종태 대표는 “‘승객 안전’이란 궁극적인 목표를 두고 기업, 관계기관들이 제품 신뢰도를 높이기 위해 노력해야 한다”는 바람을 전했다.

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