KR100753529B1 - 이그루탄약고 결로(結露)방지 및 제습 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이그루탄약고의 결로(結露) 현상을 해결하고 제습을 하기 위한 이그루탄약고 결로 방지 시스템을 개시한다. 본 발명은 일측에 출입문을 가지며, 흙으로 복토되어 있는 이그루탄약고의 내부공간을 탄약을 저장할 목적의 저장공간과 저장공간 외각의 4면을 차지하고 있는 제습공간을 구분하며 동시에 공기서 서로 소통이 되지 않도록 차단하고, 동시에 저장공간도 외부와 공기가 소통이 되지 않도록 밀폐를 한 상태에서 제습공간의 공간에는 가능한 고온의 공기를 보내서 결로 및 제습을 실시하고, 밀폐된 저장공간은 저장공간 내의 가장 차가운 공기보다 더 낮은 온도의 차가운 공기를 제습을 한 후 입력하여서 제습을 하는 시스템을 제공한다.

본 발명은 탄약고 내부에 존재하는 물기나 습기를 제거할 때 외기에 의한 열에너지와 저장공간의 제습을 위해 사용하는 냉각기의 열에너지를 사용하기 때문에 경제적이면서 효과적으로 제습을 하며 동시에 저장고 내부의 공기 순환을 공기의 자중으로 강화할 수 있도록 하여 탄약고의 결로 문제를 해결할 수 있다.

탄약고, 결로, 탄약, 공기, 밀도

Description

이그루탄약고 결로(結露)방지 및 제습 시스템{Dew condensation prevent and dehumidifying system for igloo magazine}

도1은 종래 이그루탄약고의 정면도,

도2는 종래 이그루탄약고의 평면도,

도3은 종래 이그루탄약고의 측단면도,

도4는 종래 이그루탄약고의 정면 단면도,

도5는 종래 이그루탄약고 집수구 주변의 단면도,

도6은 본 발명에 의한 집수구 주변의 단면도,

도7은 종래 이그루탄약고 조적벽의 측면도, 평면도 및 정면도,

도8은 본 발명에 의한 이그루탄약고 조적벽의 측면도, 평면도 및 정면도,

도9는 본 발명에 의한 이그루탄약고의 측단면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10:이그루탄약고 11:출입문

12:흡기구 13:환기팬

14:벽 15:조적벽

16:스펀지 16’:스펀지

17:집수구 18:배기구

19:흡출구 20:저장공간

21:제습공간 21A:벽제습공간

21B:바닥제습공간 30:뚜껑

30’:뚜껑’ 31:연결관

32:유공관 33:공기차단장치

39:결로방지판 40:결로방지판기둥

41:연결관막음장치 42:틈새

43:공기통로 44:벽돌

45:턱 50:배기관

51:흡입관 52:환기입력관

53:환기출력관 54:신호선

55:통제선 60:냉각기

61:증발기 62:열교환기

63:송풍기 64:중앙통제장치

65:습도계 66:온도계

70:찬공기 71:더운공기

72:고온공기 73:열량의 흐름

본 발명은 이그루탄약고에서 내부에 발생되는 결로(結露) 현상을 해결하거나 습도를 제거하기 위한 이그루탄약고 결로(結露)방지 및 제습 시스템에 관한 것으로서, 특히 이그루탄약고 내부에 있는 고온다습한 공기를 제습이 된 저온건조한 공기를 이용하여 공기의 부력으로 들어올리면서 순환하는 현상과, 이그루 탄약고 현재의 구조가 탄약을 저장하는 저장공간과 결로를 방지하기 위한 제습공간으로 구분이 되어 있으나 습기를 제거하기 위해 형성한 제습공간이 오히려 습하고 차가운 공기를 장기간 저장하고 있어서 저장공간의 제습에 저해요인으로 작용하는 있는 것을 개선하여, 제습공간 내부의 저온의 습한 공기를 고온의 외부공기로 강제 순환시켜 외부의 뜨거운 공기에 있는 열량을 탄약고 내부로 입력하게 함으로써 현재 사용 중인 이그루탄약고의 주어진 구조물을 변경하지 않고 최대한 경제적이고 효율적으로 개선하여서 결로를 예방하고 습도를 낮추는 이그루탄약고 결로(結露)방지 및 제습 시스템에 관한 것이다.

어떤 온도에서 그 포화수증기량과 실제 포함하고 있는 수증기량의 비를 백분율로 나타낸 것을 상대습도(통상 '습도'라 칭함)라고 하며, 상대습도가 100%(포화상태)이면 공기는 주어진 온도에서 더 이상 수증기를 포함할 수 없게 된다.

따라서 동일 온도에서 공기 중에 포함된 수증기량이 포화상태보다 증가하거 나 또는 포화상태에서 온도가 내려갈 경우 잉여분의 수증기는 더 이상 수증기 상태로 공기 중에 섞여 있지 못하고 응결(凝結)되어 물로 변하게 되는데, 이때의 상대습도 100%인 온도를 “이슬점(露點)”이라 하고, 이러한 현상을 “결로”라 한다.

이와 같은 결로 현상 중 하나가 표면결로인데 표면결로는 따뜻한 공기가 차가운 물체의 표면에 닿아서 공기 온도가 급격하게 내려가면서 이슬점이하로 떨어질 때 물체의 표면에 이슬이 맺히는 결로현상을 말하는데 이러한 현상은 이그루탄약고에서 발생하며, 많은 문제점을 야기한다.

일반적으로 이그루탄약고는 흙으로 복토되어 땅속에 묻히고 방폭문(防爆門)이 설치되는 전면부위만 노출되는 형태를 취하고 있으며, 내부의 환기를 위해서 출입문이 있는 전면의 하부에 흡기구를 구비하고 지붕의 뒤쪽에 무동력 환기팬을 구비하고 있다.

이 때문에 탄약고의 내부온도가 외부온도에 비하여 여름에는 상대적으로 저온이 되고 겨울에는 고온이 되면서 양자간에 비교적 큰 기온차를 나타낸다. 흡기구가 있는 앞쪽의 공기온도는 비교적 높지만, 흡기구에서 멀어지는 뒤쪽으로 갈수록 또한 천정에서 멀어지는 바닥으로 갈수록 온도가 크게 낮아져 외부온도(약 30℃이상)와 상당한 온도차를 가진다.

탄약은 저장과 방출을 원활하게 하기 위해서 탄약고의 앞쪽에는 저장하지 않고 주로 탄약고의 뒤쪽으로부터 층상으로 밀집 저장하게 되는 바, 전면 하부의 흡기구를 통해 외부에서 유입된 공기는 탄약 더미에 막혀 큰 유동저항을 받게 되므로 탄약고의 뒤쪽까지 충분히 유동되지 못한다.

이에 따라 탄약고의 뒤쪽과 바닥에는 사실상 공기의 유동이 거의 없어, 탄약고 내에서 탄약이 밀집 저장된 부위는 온도는 낮으면서 습도는 높은 저온다습한 공기층을 형성하게 된다.

그런데 이렇게 형성된 탄약고내의 저온다습한 공기층은 탄약고 외부의 고온다습한 공기에 비해서는 물론이고 탄약고 내부의 고온다습한 공기층보다도 밀도가 커서 바닥부위에 분포하게 된다.

이 때문에 흡기구를 통해 외부공기가 유입되더라도 탄약고내에서는 대류현상이 일어나지 않으며, 유입된 고온의 외부공기가 탄약 주변의 저온다습한 공기층으로 침투하지 못하고 바로 위로 상승하여 환기팬을 통해 외부로 방출됨으로써 탄약고 내부의 저온다습한 공기층이 배출되지 않고 그대로 머물러 있게 된다.

따라서, 여름철에 고온다습한 외부 공기가 유입되면 탄약고 내에 있는 저온의 공기와 만나면서 포화수증기압의 강하로 결로 현상이 발생하게 되며, 특히 온도가 더 낮고 열전도율이 높은 탄약의 표면에 닿는 경우 고온다습한 공기의 온도가 급격히 낮아짐으로써 그에 포함된 다량의 수증기가 결로되어 탄약의 표면에 많은 물기가 맺히게 된다.

그러므로 여름철에는 결로 현상이 지속적으로 발생되어 탄약의 표면에 항상 물기가 묻어 있게 되며, 이러한 물기에 의해 탄약의 부식이 쉽게 유발된다.

한편, 겨울철에는 외부로부터 저온건조한 공기가 유입되므로 탄약 주변의 고온다습한 공기가 밀도차이에 의해 부상하여 밀려나가게 되는 바, 겨울철에는 탄약 표면의 결로 현상이 거의 발생하지 않는다.

그렇지만, 이미 여름철에 탄약의 표면에 물기가 묻어서 부식이 시작된 경우에는 겨울에도 계속해서 탄약의 표면 부식이 진행되는 바, 일정기간이 지난 뒤에는 탄약을 폐기처분 하거나 탄약을 모두 들어내서 표면을 깎아내고 다시 페인트를 칠해주는 작업을 주기적으로 수행하지 않으면 안 된다.

특히, 탄약이 많이 저장되어 있는 경우에는 환기에 의한 공기의 흐름이 밀집되어 있는 탄약의 사이나 박스로 포장되어 있는 공간의 내부 그리고 탄약고의 우각부의 공간에 발생하는 결로를 피하는 것은 상당히 어려운 상황이다.

이와 같은 탄약 표면의 결로에 의한 부식으로 발생하는 탄약의 손실과 부식에 따른 정비의 소요 및 관리 비용은 상당한 수준에 이르며 이러한 것을 경제적이고 효율적으로 해결하는 방법은 국가적으로 필요한 기술이라 할 수 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해서 지난 10여년간 많은 연구와 실험이 실시되었으나 탄약고 결로 문제를 기존의 주거공간에 적용하던 결로 해결방안을 그대로 적용하려 시도하였기 때문에 모두 실패하고 말았다. 주거공간에 적용하던 결로 해결방안은 환기강화, 벽체의 단열강화 그리고 내부공기의 온도 증가였다.

그러나 이러한 해결방안은 이그루탄약고에서는 주어진 환경상 적용이 난해하여 계속하여 실패를 한 것이다. 간단히 그 차이를 설명하자면 주거공간의 결로는 외부가 차가운 겨울에 내부가 따뜻하여 발생하고 내부에 사람이 살기 때문에 열원이 있으나 이그루탄약고의 경우에는 지하이기 때문에 내부가 차갑고 외부가 따뜻한 여름에 발생하며 사람이 살고 있지 않기 때문에 열원이 저장공간에 존재하지 않는다는 점이다.

기존에 실행했던 방법들을 살펴보면 다음과 같다.

가장 기초적으로 시도했던 방법이 이그루탄약고 내부 또는 외부에 제습기나 항온 항습기를 설치하고 제습기나 항온항습기에서 나온 공기를 탄약고 내부로 입력하는 방법이었다.

이 방법은 제습기나 항온항습기 주변의 공기만을 순환시켜 제습할 뿐 20m의 높이가 넘는 탄약고 전체의 공기를 순환시키지 못하였을 뿐만 아니라 우각부 및 밀집된 탄피의 사이의 결로를 해결하지 못하였고, 탄약고 바닥부분과 탄박스 내부 등의 결로도 해결이 안되며 탄약고 내부의 공간을 부분 밀폐시켰기 때문에 제대로 효율을 내지 못하여 탄약고의 결로문제를 해결하지 못하였으면서도 상당히 많은 에너지를 사용하였다.

또한 송풍기를 사용하여 현재의 구조에서 환기를 강화하였는데 이러한 방법은 오히려 결로 현상을 증가시키는 결과를 가져왔다. 이유는 저온의 금속표면에 고온의 외기를 더 많이 접촉시키게 됨으로써 더 많은 표면결로가 발생하게 된 것이다.

이러한 방법도 입력되는 고온의 공기가 탄약고 내부에 있는 저온의 무거운 공기를 밀어내지 못하고 바로 천정으로 떠올라서 배출이 되면서 충분히 외기의 고온에 있는 열량을 공급하지는 못하고 오히려 습기만을 공급하였기 때문에 실패하게 된 것이다.

또한 강한 송풍기를 이용하여 탄약고 내부의 공기를 순환시키면서 제습기를 사용하는 방법이 시도되고 있으나, 이러한 방법은 결로방지를 하지만 탄약고 내부의 공기만을 순환시키는데 약 4마력의 동력이 필요하고 추가적으로 제습을 하는데 에너지가 소모되기 때문에 경제적이라 할 수 없었다.

또 이제까지 이그루탄약고의 내부공간은 외부의 공기와 습기 심지어 물까지 상황에 따라 입출이 가능한 형태를 갖고 있었으며 내부공간도 탄약을 저장하는 저장공간과 결로를 방지하기 위한 제습공간으로 구분되어져 있으나, 이 2개의 공간사이에 공기는 왕래가 가능하도록 방치하였기 때문에 이그루탄약고의 내부공간의 온도와 습도는 외부의 환경에 따라서 통제없이 변화를 할 뿐이지 원하는 온도와 습도를 획득한다는 것은 아주 난해한 상황이었다.

등록특허 10-0523262와 등록특허 10-0566956에서는 이그루탄약고 결로문제를 효율적으로 해결하기는 하였으나 구조물의 변경이 필요하고 시스템의 효율이 조금 떨어지는 면을 갖고 있었고, 특허출원 10-2005-0064389에서는 자연대류에 의한 탄약고의 결로문제 해결을 시도하였으나 이그루탄약고의 구조를 변경하여야 하며, 또 전혀 인위적인 강제 제습이 없기 때문에 원하는 상대습도를 획득하기는 어려운 문제점이 있다.

이밖에도 탄약을 충분히 성글게 저장하여 탄약고내의 환기가 자연적으로 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 방안이 있는데 탄약을 성글게 저장하는데 비례하 여 많은 탄약고를 건설해야 하기 때문에 막대한 지대와 건설비가 소요되는 문제가 있고, 탄약고를 사막에 짓거나 하는 방법은 누구나 사용할 수 있는 방법이 될 수 없다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 탄약고의 저장공간과 제습을 위해 구성해 놓은 제습공간을 공기가 흐르지 못하도록 차단하여 놓고, 각각의 2개의 공간을 각각 다른 방법으로 제습하여 에너지를 최대한 적게 사용하면서 효과적으로 결로현상을 막고 제습을 하며 최소한의 구조물 변경을 하도록 하는 이그루탄약고 결로 방지 시스템을 제공한다.

따라서, 본 발명의 목적을 달성하기 위해서 탄약고를 저장공간과 제습공간으로 구분하기 위해서 각각의 공간에서 다른 공간으로 공기가 흐르지 못하도록 현재 존재하는 공기 소통 부분을 차단하는 것이 중요하며 벽과 출입문을 통하여 외부와 연결된 저장공간의 경우에도 공기가 외부와 자유롭게 소통되는 것을 방지하기 위해서 밀폐 또는 부분 밀폐를 실시하는 것이 필수적이다.

이렇게 저장공간과 제습공간으로 구분된 2개의 공간을 형성한 뒤 제습공간은 가능한 외부의 열량을 받아들이도록 하여서 온도를 높게 하여 제습하고, 제습공간에 둘러싸여 있는 저장공간은 제습공간으로부터 열량을 받아 온도를 높이는 것과 동시에, 저장공간 내부의 공기는 저온의 공기와 고온의 공기에 의한 공기의 밀도차이를 이용하여 공기의 자중을 이용하여 순환하도록 하여서 가장 효과적으로 700㎥ 이상되는 공간의 공기를 순환하도록 하도록 한 것이며, 동시에 저온의 공기를 입력할 때 냉각제습을 하여 입력하여서 제습을 한 공기가 모든 공간에 효과적으로 침투하도록 한 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 다른 목적은 저장공간내에 저온의 공기를 공급하기 위해서 고온의 공기를 흡입하여 냉각기로 냉각시킬 때 필수적으로 필요한 열교환기의 열을 뜨거운 외기와 접촉시켜서 더욱 온도를 높게 한 뒤, 열교환기의 송풍기로 제습공간에 강제 입력시켜서 제습공간의 온도를 최대한 높게 하는 것이 특징이다.

본 발명의 목적을 효과적으로 이루기 위해서는 유공관으로 연결되는 연결관을 막아서 습한 공기나 물의 역류를 막으면서 동시에 집수구에서 흡기구를 통하여 외부로 연결되는 환기출력관을 구성하여 주며 배기구 쪽에 환기입력관을 형성하여 제습공간과 연결하여 주어 열량이 많은 고온의 공기가 효율적으로 흐르도록 하는 것을 특징으로 한다.

상술한 목적들을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 이그루탄약고 결로 방지 및 제습 시스템은, 일측에 출입문을 가지며, 외부와 차폐되어 밀폐공간을 형성하는 탄약고 저장공간; 이 탄약고의 내부에 저장공간과 구분되며 조적벽과 결로방지판 내부에 형성되는 제습공간;을 형성하고 저장공간 내부의 공기를 효과적으로 제습하기 위하여 저장공간 내의 공기온도보다 낮으며 제습이 된 공기를 주입하여서 공기 무게의 차이를 이용하여 공기 무게차에 의한 부력으로 제습된 저온의 공기는 밑으로 가라앉고 습기가 많은 고온의 공기는 위로 뜨게 하여서 공기를 순환하도록 하여 결로를 방지하고 습도를 낮추는 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명의 바람직한 특징에 의하면, 저장공간은 외부와 공기가 흐르지 않도록 차단하는 것이 필수적이며 그러기 위하여 흡입구 2곳, 배기구 1곳을 밀봉하고 출입구는 이중문을 설치하거나 문 틈새에 스펀지와 같이 공기의 흐름을 방해하는 물질을 채워 부분밀폐를 실시하거나 에어커튼과 같은 것을 이용하여 효율성이 좀 떨어져도 부분밀폐를 실시하는 것을 특징으로 할 수도 있다.

이러한 본 발명의 한 바람직한 특징에 의하면, 저장공간으로 저온의 공기를 입력할 때 저온이라는 것이 저장고 내부 공기의 온도에 비교되는 상대적으로 낮은 공기를 의미하므로 저장공간의 공기 온도는 가능한 높을수록 효율이 좋아진다. 저장공간의 온도를 높이고 동시에 제습공간의 결로를 방지하기 위해서 제습공간의 차가운 공기를 강제로 외부로 배출하며 외부의 뜨거운 공기를 공급하여서 많은 열량을 효율적으로 공급하기 위해서 덕트로 연결된 송풍기를 사용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 바람직한 특징에 의하면, 제습공간으로 입력되는 공기의 온도를 최대한 높여주기 위해서 저장공간에 저온의 공기를 입력하여 주기 위해서 필수적으로 사용하여야 하는 냉각기의 열교환기를 통과한 외부공기를 제습공간으로 입력하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 바람직한 특징에 의하면, 기존에 집수구에 모인 물을 외 부로 배출하기 위해서 설치한 유공관과 집수구를 연결하여주는 연결관을 막아서, 지하에서 입력되는 차가운 공기를 차단하고 동시에 물이 역류하는 것을 차단하며, 송풍기에 의해 제습공간으로 강제 입력되는 공기가 효율적으로 빠져나가게 하기 위해서 탄약고 전면의 좌우측에 설치된 집수구에 환기출력관을 흡기구를 통하여 각각 설치하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 바람직한 특징에 의하면, 저장공간과 제습공간을 서로 공기가 통하지 않도록 하기 위해서 집수구 2곳의 뚜껑을 밀폐하고, 조적벽에 있는 공기통로 들을 모두 밀폐하며, 저장공간에 발생한 결로수를 결로방지판으로 들어가게 하여주는 스펀지를 공기가 흐르지 않도록 처리하여주고, 벽제습공간 및 바닥제습공간은 서로 공기가 잘 통할 수 있도록 필요시 틈새를 확장하여 주는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 바람직한 특징에 의하면, 저장공간의 공기 온도를 고려하여 입력하는 저온의 공기온도를 선정하여 주는 것이 효율성이 높으므로 저장공간 내부에 온도계를 설치하고 이 온도 정보를 중앙통제장치에 보내 냉각기의 출력온도를 가변하는 것을 특징으로 하며 동시에 저장공간 내부에 습도계를 설치하여 저장공간의 습도가 정해진 값 이상일 때만 냉각기가 동작되도록 자동 통제하는 것을 특징으로 한다.

이에 따라 본 발명은, 이그루탄약고의 결로 문제를 가장 경제적이며 효율적으로 해결하면서 동시에 한번 제습이 된 효과는 밀폐에 의한 효과에 의해서 오랫동 안 지속되어 탄약의 신뢰성을 높여주고 탄약관리에 필요한 인력을 감소시켜, 경제성 및 안전성 향상 등에 큰 효과를 발휘하게 된다.

이와 같은 본 발명의 구체적 특징과 다른 이점들은 첨부된 도면을 참조하여 더욱 구체적으로 설명하고자 한다.

도1은 기존 이그루탄약고(10)의 정면도로서, 가운데 출입문(11)이 있으며, 정면 벽의 하단에 흡기구(12)가 좌우측으로 각각 존재하고 천정의 뒤쪽으로 환기팬(13)이 있다. 흡기구(12)로 입력된 고온의 외부 공기는 저온의 탄약고 내부로 입력되어서 상부에 있는 환기팬(13)을 통하여 배출되는 형식으로 환기팬(13)이 바람에 의해 강제 배기 하여주나 고온의 공기를 밑으로 강제 입력하여서 입력 후 바로 탄약고 내부에서 상승하여 배출됨으로써, 결로가 많이 발생하는 시스템으로 되어 있다.

도2는 기존 이그루탄약고(10)의 평면도로서, 정면에 출입문(11)이 있고 뒤쪽으로 흡출구(19)가 있으며 앞쪽에 흡기구(12)가 좌우측으로 2곳에 존재하고 배기구(18)는 흡출구(19) 앞에 있어 탄약고의 환기를 하여주며, 벽(14)으로 둘러싸인 공간은 완벽하지는 않지만 대략 탄약을 저장하는 저장공간(20)과 결로를 방지하기 위한 제습공간(21)으로 구분되어져 있다.

제습공간(21)은 조적벽(15)과 벽(14) 사이에 형성되는 벽제습공간(21A)과 저장공간(20) 밑의 바닥에 결로방지판(39; 도2에는 도시되지 않고 도3에 도시됨)사이 에 형성된 바닥제습공간(21B)으로 구성된다.

따라서 저장공간(20)은 벽제습공간(21A) 3면과 바닥제습공간(21B) 1면을 포함하여 4면으로 싸여져 있다. 조적벽(15)의 안쪽으로 스펀지(16)가 벽을 따라 저장공간(20)의 바닥에 구성되어 있으며 흡기구(12)의 주변에 집수구(17)가 탄약고 좌우측으로 각각 2곳에 구성되어 있다.

도3은 기존 이그루탄약고(10)의 측단면도로서, 출입문(11)이 탄약고 앞쪽에 돌출되어 설치되어 있고 뒤쪽에 배기구(18)가 조적벽(15)보다 위쪽으로 저장공간(20)의 공기를 흡출구(19)를 통하여 환기팬(13)으로 내보내는 구조를 갖는다. 벽(14)과 조적벽(15) 사이의 공간이 벽제습공간(21A)이며 저장공간(20)의 바닥에 매립되어 있고 얇은 2개의 판을 결로방지판기둥(40)들로 받치고 있어서 결로방지판기둥(40) 사이에 많은 연결된 공간을 갖고 있는 것이 결로방지판(39)인데 결로방지판(39)의 2개의 판 사이에 결로방지판기둥(40)을 제외한 남은 공간이 바닥제습공간(21B)이다.

따라서 저장공간(20)의 바닥은 결로방지판(39)의 위에 놓여진 뜬구조 형태를 갖는다. 결로방지판(39)의 바닥제습공간(21B)과 조적벽(15)과 벽(14) 사이에 형성된 벽제습공간(21A)은 조적벽(15)의 하단에 있는 벽돌사이에 존재하는 작은 틈새(도5, 도6에 도시)로 연결되어져 있다.

저장공간(20)의 바닥에 조적벽(15)을 따라서 스펀지(16)가 설치되어서 저장공간(20)에 발생된 결로수를 바닥제습공간(21B)으로 입력한 후 집수구(17)로 모여 서 연결관(31)을 따라서 유공관(32)을 통해 외부로 배출되도록 되어있다. 집수구(17)의 뚜껑(30)은 결로수가 잘 내려가도록 구멍들이 뚫려져 있으며 집수구(17)의 턱(45, 도5 참조)에 올려져 있는 형태로 공기의 흐름을 차단하지 않는다.

따라서 기존의 탄약고는 저장공간(20)은 외부와 흡기구 2곳, 배기구 1곳을 통하여 연결되어져 있으며 저장공간(20)과 제습공간(21)은 조적벽(15)에 형성된 공기통로(43, 도7 참조)들과 스펀지(16) 그리고 집수구(17)의 뚜껑(30)을 통해 연결되어져 있고 제습공간(21)은 유공관(32)을 통하여 연결관(31)으로 외부와 연결되어져 있는 상황이다.

이러한 환경에서 최악의 경우 집수구(17)의 높이가 지하수면의 높이보다 낮은 경우에는 외부의 물이 탄약고 안으로 역류하는 경우도 있는데 이러한 것은 탄약고 결로를 유발하는 요인 중 하나가 되고 있어서 외부의 습기가 제습공간(21)으로 침투하고 다시 저장공간(20)으로 들어가는 것이 가능하나 이제까지의 어떤 시스템도 이러한 것을 제대로 차단하지는 못하였다.

도4는 종래 탄약고의 정면 단면도이다. 탄약고 좌우측 벽(14)과 조적벽(15)사이에 벽제습공간(21A)이 있고 저장공간(20)의 바닥 밑에 결로방지판(39)이 설치되어 있으며 결로방지판(39)의 결로방지판기둥(40) 사이의 공간이 바닥제습공간(21B)으로 형성되어 있는 것을 보여주고 있다.

또한 저장공간(20)과 바닥제습공간(21B)이 스펀지(16)로 연결되어 있으며, 벽제습공간(21A)과 바닥제습공간(21B)에서 생성된 결로수가 모이는 집수구(17)가 좌우측에 설치되어 있고 이러한 집수구(17)는 좌우측에 설치된 유공관(32)으로 연결관(31)을 통하여 각각 연결되어 있는 것을 볼 수 있다.

도5는 종래 이그루탄약고 집수구 주변의 단면도를 확대한 것으로, 도4의 A 지역을 확대한 도면이다. 집수구(17)는 거의 정사각형의 구덩이로 위에 뚜껑(30)이 턱(45)에 걸려서 덮여있으나 뚜껑(30)과 턱(45)은 밀폐를 목적으로 한 것이 아니기 때문에 성글게 맞추어지며 심지어는 뚜껑(30)에 결로수가 집수구(17)로 잘 들어가도록 4개의 구멍(도시하지 않음)이 형성되어 있어서 공기는 자유로이 소통이 가능한 상태이다.

집수구(17)는 또한 결로방지판(39)과 연결되어서 바닥제습공간(21B)에 모인 결로수를 모아서 집수구(17)의 가장 밑부분에 형성된 연결관(31)을 통하여 밖으로 배출되도록 되어 있다. 또한 벽제습공간(21A)과 바닥제습공간(21B)이 조적벽(15)의 하단에 형성된 작은 틈새(42)를 통하여 연결되어 있는데 이러한 틈새(42)는 3면의 벽을 따라 지속적으로 형성되어 있기 때문에 작은 틈새(42)라 하더라도 전체적으로는 충분한 면적을 갖고 연결되어 있는 것이다.

또한 조적벽(15)을 따라서 저장공간(20)의 바닥에 스펀지(16)가 설치되어서 저장공간(20)에 발생한 결로수를 바닥제습공간(21B)으로 입력하여주는 역할을 해주는데, 습기나 물기의 상황이 역적되는 경우에는 바닥제습공간(21B)에 있던 습기가 저장공간(20)으로 역류할 수 있는 구조인 것이다.

도6은 본 발명에 의한 집수구 주변의 단면도로서 도5의 구조를 본 발명에 적합하게 변형시킨 집수구(17) 주변의 각 구조물의 형태를 확대한 단면도이다. 우선 집수구(17)의 뚜껑(30)이 턱(45)에 완벽하게 밀폐되어 공기가 흐를 수 없도록 뚜껑(30’)으로 바뀌었으며, 스펀지(16)도 물기나 습기가 소통할 수 없는 스펀지(16’)로 바뀌었다. 이렇게 스펀지(16’)로 바꾸기 위해서는 기존의 스펀지(16)에 방수접착제를 흡수시켜 밀폐하거나 아예 스펀지(16)를 공기나 습기가 소통되지 않는 스펀지(16’)로 교체하여 가능하다.

유공관(32)과 연결되는 연결관(31)은 습기와 물의 역류를 방지하기 위해서 연결관막음장치(41)로 밀폐하였으며 벽제습공간(21A)과 바닥제습공간(21B)의 연결이 부족한 경우에는 집수구(17) 주변의 조적벽(15)의 틈새(42)를 넓게 하여 형성하는 것이 필요하다.

도7은 종래 이그루탄약고 조적벽의 측면도, 평면도 및 정면도로 평면도에서 보는 바와 같이 조적벽(15)의 위쪽을 벽돌(44)로 막아 놓을 때 중간 중간에 공기통로(43)를 설치하여서 조적벽(15)과 벽(14)사이에 형성된 벽제습공간(21A)의 공기와 저장공간(20)의 공기가 서로 소통이 가능한 형태로 설치된 것을 볼 수 있다.

도8은 본 발명에 의한 이그루탄약고 조적벽의 측면도, 평면도 및 정면도로 조적벽(15)의 위쪽에 형성된 공기통로(43)를 벽돌(44)을 추가하여 밀폐함으로써, 벽제습공간(21A)과 저장공간(20)을 공기와 습기가 소통할 수 없도록 차단한 형태를 보여주고 있다. 물론 습기는 아주 장기간에 이르면 어느 정도 소통이 가능하나 단기적으로는 소통이 불가능한 형태를 의미한다.

도9는 본 발명에 의한 이그루탄약고의 측단면도로서, 본 발명에 따른 이그루탄약고(10)의 결로문제를 해결하는 것을 가장 잘 보여주는 도면이다.

전체적으로 원리를 설명하자면 제습공간(21)은 외부의 고온의공기(72)를 입력하여 온도를 높여서 결로를 해결하며, 저장공간(20)은 제습이 된 찬공기(70)를 이용하여 더운공기(71)를 밀어올려서 효과적으로 순환시켜 제습을 하는 것이 주요 역할이 된다.

저장공간(20)과 제습공간(21)은 모두 고온이 되면 결로가 발생하지 않을 수 있다. 하지만 이러한 공간들이 땅속에 묻혀있기 때문에 지하에서 올라오는 냉기와 공기와 태양으로부터 받는 열기가 작용할 때 주로 땅속에서 올라오는 냉기가 강하기 때문에 저장공간(20)과 제습공간(21)의 온도는 외부 공기의 온도에 비해 현저하게 낮으며 특히 땅과 직접적으로 닿아 있는 제습공간(21)의 온도는 가장 낮은 온도를 유지한다.

여기서 냉기, 찬공기(70), 더운공기(71) 고온의공기(72)는 상대적인 온도를 의미하며 순서대로 온도가 높아지는 공기를 의미한다. 따라서 냉기가 가장 저온의 공기이며 고온의공기(72)가 가장 높은 온도의 공기이다.

저장공간(20)은 외부와 그리고 제습공간(21)과도 분리되어 밀폐 및 부분 밀폐가 되어 있는 상태이며 제습공간도 밀폐가 되었으면서 오직 환기입력관(52)과 환기출력관(53)의 덕트를 통하여 외부와 연결되어 있는 상태이다.

가장 저온의 공기를 보유하고 있는 제습공간(21)에는 냉기가 머물러 있으며 이 냉기는 무겁기 때문에 거의 대류현상이 발생하지 않고 저장된다. 이러한 냉기는 지속적으로 제습공간(21)내에 결로를 유발하며 동시에 저장공간(20)에도 결로를 유발하는 원인이 된다.

이러한 냉기와 가장 온도차가 심한 뜨거운 외기를 냉각기(60)의 열교환기(62)를 송풍기로 통과시켜 더욱 고온으로 만들어 강제로 입력시키면 제습공간(21)의 온도가 상승하게 되면서 제습공간(21)의 결로가 해결될 뿐만 아니라 이제는 상대적으로 낮은 온도를 유지하고 있는 저장공간(20)으로 열량을 공급하여 주게 된다.

도10에 열교환기(62)의 송풍기(63)가 외부의 뜨거운 공기를 열교환기(62)를 거치면서 더욱 온도를 높게 한 것이 공온의공기(72)이다. 고온의공기(72)가 환기입력관(52)을 통하여 벽제습공간(21A)의 위쪽으로 강제 입력되면 이 가벼운 공기는 벽제습공간(21A)의 위로부터 채워지면서 공기를 밑으로 밀어내며 양압이 걸린 제습공간(21)의 공기는 바닥제습공간(21B)의 하단에 있는 집수구(17)에 설치된 환기출력관(53)을 통하여 흡기구(12)쪽으로 탄약고의 외부로 배출되게 된다.

이때 고온의공기(72)는 많은 열량을 갖고 있기 때문에 열량이 벽제습공 간(21A)과 바닥제습공간(21B)의 4면을 통하여 저장공간(20)으로 흐르게 되는데 이것을 도9의 열량의 흐름(73)으로 표시하고 있다. 이러한 과정으로 저장공간(20)의 온도가 올라가면 저장공간(20)의 상대습도가 떨어지며 냉각기(60)의 증발기(61)에서 만들어야 하는 찬공기(70)의 온도도 상승하게 되므로 에너지 효율이 더욱 높아지게 된다.

저장공간(20)내의 공기의 흐름을 보면 아래와 같다. 저장공간(20)은 밀폐된 상태이며, 저장공간(20)과 외부와의 공기의 흐름을 차단하기 위해서 출입문(11) 안쪽으로 공기차단장치(33)를 추가 설치한 것은 도3에 표시하였다.

냉각기(60)의 증발기(61)를 통하여 만들어진 찬공기(70)를 배기관(50)을 통하여 저장공간(20)의 내부로 입력하면 찬공기(70)의 온도는 저장공간(20)내에 있는 공기의 가장 차가운 공기보다 더 낮은 온도가 되며 따라서 찬공기(70)의 밀도가 저장공간(20)내의 공기 중에서 가장 크게 된다.

따라서 입력된 찬공기(70)는 저장공간(20)의 아래로 가라앉고 밑으로 균일하게 깔리게 되며 거의 전 공간에서 동일한 높이로 쌓이며 상승하게 된다. 이러한 공기의 밀도차를 이용한 결로 해결방안은 20m의 높이를 넘는 탄약고내의 모든 부분에 이 시스템의 효과가 균일하게 도달하도록 해주는 효율이 높은 방법이다.

이러한 방법을 사용하지 않으면 가장 차가운 공기를 보유하고 있던 우각부와 밀집된 탄피의 사이, 바닥과 탄피사이, 박스에 포장되어 있는 탄의 공간 등에 있는 습기를 해결하지 못한다. 이때 찬공기(70)를 공급하는 배기관(50)의 높이는 저장공간(20)의 어디에든 설치가능하다.

밀폐된 저장공간(20)에 찬공기(70)를 입력하면 양압이 발생하고 이 양압은 유일한 공기의 배출구이며 증발기의 팬에 의하여 음압이 걸린 흡입관(51)으로 저장공간(20)의 공기가 입력되게 하여준다.

이때 흡입관(51)의 입구쪽은 저장공간(20)의 위쪽에 위치하는 것이 상대적으로 더 높은 온도의 더운 공기를 배출하게 되므로 저장공간(20) 내부의 공기가 순차적으로 증발기(61)에 입력되어서 제습이 되고 온도도 떨어진 상태에서 다시 저장공간(20)으로 입력되는 과정을 반복하게 된다. 물론 이때 증발기에서 제습하면서 발생한 물은 외부로 버려지게 되는데 도시는 하지 않았다.

여기서 공기차단장치(33)는 2중문으로 완벽한 밀폐를 하는 것이 가장 효율이 좋으나 시설비의 절감이나 사용자의 출입의 편의를 위하여 기존의 출입문에 스펀지를 덧대는 것, 에어커튼으로 차단하는 것, 출입문에 공기차단 고무 등을 덧대는 것 등의 방법이 있을 수 있다. 환기출력관(53)을 집수구(17)의 뚜껑(30’)을 통하여 흡기구(12)를 통과하여 설치할 때도 공기가 환기출력관(53) 이외의 공간으로 새지 않도록 밀폐를 잘 하여야 한다.

이러한 일련의 과정을 진행하는 것을 통제하는 곳이 중앙통제장치(64)이다. 저장공간(20)의 내부에 설치된 습도계(65)와 온도계(66)에서 각각 습도정보와 온도정보를 신호선(54)을 통하여 중앙통제장치(64)가 받으면 중앙통제장치는 정해진 습도 이하인가 이상인가를 판단하여 냉각기(60)와 송풍기(63) 그리고 증발기의 팬(도식하지 않음)을 동작시키거나 정지시킨다.

또한 냉각기(60)의 증발기(61)에서 배출하는 찬공기(70)의 온도를 온도계(66)의 정보를 확인하고 이 온도보다 2 내지 3℃ 정도 낮춘 공기를 공급하도록 자동으로 처리해주는 기능을 담당하여 에너지 효율을 높이게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 이그루탄약고 결로 방지 및 제습 시스템에 의하면, 기존에 사용하고 있는 탄약고의 구조는 가장 적게 변형시키면서 가장 에너지 효율이 높게 결로를 방지하고 제습하는 시스템을 탄약고 내부의 공간을 저장공간과 제습공간으로 완벽하게 구분하고 종래에는 전혀 통제를 하지 않고 방치했던 제습공간의 공기는 외기를 강제로 입력하여 온도를 높여서 제습을 하고 저장공간의 공기는 제습된 찬공기를 입력하여서 결로를 방지하고 습도를 낮추되, 저장고의 모든 지역에 제습된 공기가 효율적으로 침투하도록 하여서 자연의 에너지를 최대한 활용하고 동시에 공기의 밀도차에 의한 순환을 최대한 활용한 결로 방지 시스템으로 이그루탄약고의 결로 문제 및 제습을 효과적이면서도 경제적으로 해결할 수 있게 된다.

Claims (8)

1. 일측에 출입문을 가지며, 이중으로 형성된 바닥과 3면의 이중벽을 갖고 있으면서 바닥에 연결관이 설치되고, 벽체에 환기구 및 배기구가 설치된 이그루탄약고에 있어서;

   상기 이그루탄약고 내의 저장공간 및 제습공간을 하나의 통합된 공간으로 하고,

   상기 저장공간 및 제습공간으로 탄약고의 외부 공기가 소통될 수 없도록 환기구, 배기구 및 연결관을 밀폐수단으로 밀폐시키고,

   저장공간의 공간내로 탄약고 외부로부터 연결된 덕트를 이용하여 저장공간의 공기온도보다 낮은 온도의 공기를 팬으로 주입하여 내부공기를 순환시키는 것을 특징으로 하는 이그루탄약고 결로 방지 및 제습 시스템.
2. 일측에 출입문을 가지며, 이중으로 형성된 바닥과 3면의 이중벽을 갖고 있으면서 바닥에 연결관이 설치되고, 벽체에 환기구 및 배기구가 설치된 이그루탄약고에 있어서;

   상기 이그루탄약고 내의 공간을 저장공간과 제습공간으로 2개의 공간으로 구분하고,

   상기 저장공간 및 제습공간으로 탄약고의 외부 공기가 소통될 수 없도록 환기구, 배기구 및 연결관을 밀폐수단으로 밀폐시키고,

   상기 저장공간과 제습공간을 구분하는 조적벽 및 바닥에 형성되며, 2개의 공간 사이에 공기가 소통되는 틈을 공기가 흐를 수 없도록 차단하고,

   저장공간의 공간내로 탄약고 외부로부터 연결된 덕트를 이용하여 저장공간의 공기온도보다 낮은 온도의 공기를 팬으로 주입하여 내부공기를 순환시키는 것을 특징으로 하는 이그루탄약고 결로 방지 및 제습 시스템.
3. 제2항에 있어서, 상기 저장공간과 제습공간 사이에 공기가 소통될 수 없도록 하기 위해서 집수구 2곳, 물기배출용 스펀지, 조적벽의 공기구멍들 전부를 공기가 흐를 수 없도록 밀폐하는 것을 특징으로 하는 이그루탄약고 결로 방지 및 제습 시스템.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 탄약고 저장공간을 밀폐 또는 부분 밀폐를 시키기 위해서 출입문에 공기차단 장치를 추가 설치하는 것을 특징으로 하는 이그루탄약고 결로 방지 및 제습 시스템.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 저장공간의 공기를 제습하여 순환시키되 저장공간 내의 습도를 습도계를 통하여 감지한 후 습도가 원하는 정도보다 높은 경우에만 시스템이 자동 동작하는 것을 특징으로 하는 이그루탄약고 결로 방지 및 제습 시스템.
6. 제2항에 있어서, 상기 제습공간을 덕트를 이용하여 외부와 공기가 소통되도록 연결하고 이 제습공간의 공기를 송풍기를 이용하여 외부 공기로 강제 순환시키는 것을 특징으로 하는 이그루탄약고 결로 방지 및 제습 시스템.
7. 제6항에 있어서, 상기 제습공간내의 공기를 송풍기를 이용하여 외부 공기를 강제 배기시키되 저장공간의 공기를 냉각시키는 냉각기의 열교환기를 통과시켜서 추가적으로 온도가 상승한 공기를 제습공간으로 강제 입력하도록 한 것을 특징으로 하는 이그루탄약고 결로 방지 및 제습 시스템.
8. 제6항에 있어서, 상기 제습공간내의 공기를 환기입력관과 송풍기를 이용하여 강제 배기시킬 때 공기의 흐름을 원활하게 하기 위해서 각각의 집수구에 환기출력관을 외부와 연결되도록 설치하는 것을 특징으로 하는 이그루탄약고 결로 방지 및 제습 시스템.

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