KR100974038B1

KR100974038B1 - 지하철 열차풍을 이용한 공기정화시스템 및 공기정화시스템제어방법

Info

Publication number: KR100974038B1
Application number: KR1020080080605A
Authority: KR
Inventors: 김조천
Original assignee: 건국대학교 산학협력단
Priority date: 2007-10-24
Filing date: 2008-08-18
Publication date: 2010-08-05
Also published as: KR100974039B1; KR20090042144A; KR20090042145A; KR100974040B1; KR20090042146A

Abstract

본 발명은 지하철 열차풍을 이용한 공기정화시스템 및 공기정화시스템 제어방법에 관한 것이다. 본 발명의 지하철 열차풍을 이용한 공기정화시스템은 터널구간(10) 및 역사구간(30)에 설치되는 차단부(15), 열차풍을 증폭시키는 열차풍 증폭부(17), 터널구간(10)의 환기구(13)로 열차풍을 유도하는 유로가이드팬(21), 역사구간(30)의 열차 출구에 구비되는 도어(35)를 포함한다. 본 발명에 의한 지하철 열차풍을 이용한 공기정화시스템 제어방법은 터널구간(10)에서 열차의 이동을 감지하는 단계와, 열차이동시 유로가이드팬(21) 및 보조팬(25)을 작동시키는 단계와, 역사구간(30)에 열차가 진입하는지 여부를 감지하는 단계와, 역사구간(30)에 열차 진입시 흡기팬(50)을 작동시키는 단계를 포함한다. 이와 같이 구성되는 본 발명에 의하면, 차단부 및 열차풍 증폭부에 의해 열차풍을 그대로 이용하여 공기정화를 하므로 효율적인 공기정화가 가능하고, 도어 및 스크린 도어에 의해 역사 내의 공기질을 유지할 수 있는 이점이 있다.

열차풍, 유로가이드팬, 도어, 열차풍 증폭부

Description

지하철 열차풍을 이용한 공기정화시스템 및 공기정화시스템 제어방법{AIR CLEANING SYSTEM USING SUBWAY WIND AND METHOD FOR CONTROLLING THE AIR CLEANING SYSTEM}

본 발명은 공기정화시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지하철 터널 내부에서 발생하는 열차풍을 이용하여 공기를 정화하는 시스템 및 이를 제어하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 지하철은 지하에 철도와 역사 등을 개설하여 여객과 화물 등을 운송하는 것으로서, 신속하고 정확하며, 안전한 장점 등으로 인해 대도심의 대중교통수단으로 많이 이용되고 있다.

그러나, 이러한 장점에도 불구하고 지하철 운행과 관련하여 먼지, 소음, 진동 등으로 인해 많은 문제점이 발생하고 있다. 특히, 먼지를 포함하는 공기 중에는 아황산가스, 일산화탄소, 이산화질소, 이산화탄소, 포름알데히드, 휘발성 유기화합물질(VOC) 및 납과 같은 인체에 유해한 오염물질을 다수 포함하고 있으므로 주된 오염원으로 작용하고 있다.

따라서, 지하철 내부의 공기를 신선하게 유지하기 위해 별도의 공기순환시스템이 적용될 수 있으나 열차풍으로 인해 공기순환이 방해되고 있는 실정이다. 열차풍이란 협소한 터널을 통과하는 열차로 인해 발생하는 기류를 의미한다.

그리고, 현재 서울시의 지하철을 관리 및 운영하고 있는 서울메트로 및 도시철도공사는 공기질 개선 및 승객의 안전 확보를 위하여 2010년말까지 모든 지하역사에 스크린 도어를 설치할 계획이다.

스크린 도어는 열차의 진입시에 생기는 미세먼지를 일차적으로 승강장과 격리시키는데 많은 이점을 갖고 있다. 따라서, 터널구간내 미세먼지의 농도는 스크린도어 설치 전보다 높아질 것이다.

일반적으로 터널구간 내에서 생기는 미세먼지들은 (1) 레일과 바퀴 사이의 마찰로 인하여 발생하는 철의 마모, (2) 브레이크의 마모, (3) 스파이킹에 의한 금속의 증기화에 따른 미세먼지의 발생으로 나눌 수 있다.

현재 미세먼지를 저감하기 위하여 터널 및 승강장 하부에 환기구가 설치되어 있다. 특히, 터널구간의 경우에는 자연환기(터널 위에 직사각형의 구멍이 뚫어져 형성되어 있으나 원래의 설치목적은 철로주변에 발생된 열을 빼주기 위한 것임)가 설치되어 있고 승강장 하부의 경우 강제환기(송풍기)가 사용되고 있다.

하지만, 터널구간에 설치되어 있는 자연환기의 경우, 열차의 진행에 있어서 열차풍에 의해 열차 통과 시는 양압이 형성되어 환기구 밖으로 열차풍 내의 미세먼지가 이동한다, 하지만 이 압력이 충분하지 않아 열차가 환기구를 통과한 이후에 열차의 꼬리 부분에서의 형성되는 음압으로 인해 환기구 밖으로 나가던 미세먼지가 환기구 밖으로 충분히 배출되지 못하고 터널 내로 다시 빨려 들어오는 현상이 발생한다.

이러한 현상은, 도 1에 도시된 바와 같이, 열차가 서로 교차하면서 열차풍이 상쇄되어 에너지를 상실하므로 발생한다. 즉, 열차풍이 자연배기통로를 통해 충분히 배출되기 위해서는 열차풍의 에너지가 상실되지 않도록 하는 방안이 필요하다.

그리고, 종래의 환기구는 원래 열의 배출을 위해 설치된 것이고, 열차풍 진행방향에 직교한 방향으로 배출되도록 설치되어 열차풍이 환기구를 통해 배출되기 어렵게 구성되어 있는 문제점이 있다. 열차풍이 환기구를 통해 배출되지 않으면 열차풍이 오염수치가 높아진 상태로 열차의 이동방향을 따라 이동하면서 역사 내로 유입되므로, 역사 내의 공기오염을 초래하게 된다.

또한, 열차풍에 의한 공기오염을 방지하기 위해 지하철 터널 및 역사 내에 별도의 공기정화장치를 구비할 수 있으나 공기정화장치를 사용하여 강제배기시키는 방법은 천문학적인 비용이 필요하고 고유가 시대에 적합하지 못한 문제점이 있다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 열차풍을 원활하게 외부로 배출하도록 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 별도의 동력원을 사용하지 않고 열차풍을 그대로 이용하여 지하철 내의 공기를 정화하는 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명의 지하철 열차풍을 이용한 공기정화시스템은 터널구간 및 역사구간의 제1 철로와 제2 철로를 차단하는 차단부; 상기 제1 철로와 상기 제2 철로의 측벽에 각각 설치되고, 환기구보다 먼저 열차가 통과할 수 있도록 배치되고, 열차풍을 증폭시키는 열차풍 증폭부; 상기 환기구가 설치된 터널구간에 설치되며 열차풍이 상기 환기구로 유도될 수 있도록 송풍을 하는 유로가이드팬; 상기 역사구간의 상기 제1 철로와 상기 제2 철로의 열차 출구에 설치되고, 상기 열차 출구를 선택적으로 차폐하는 도어를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 역사구간에는 상기 제1 철로와 상기 제2 철로의 플랫폼에 설치되는 스크린도어;및 열차풍을 흡기하여 외부로 배출하는 흡기팬을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 열차풍 증폭부는 힌지부에 의해 회전하여 접어지도록 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 차단부는 폐자재로 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 유로가이드팬은 상기 터널구간의 상기 제1 철로 및 상기 제2 철로의 양 측벽 하단부에 설치되고, 상측방으로 송풍하도록 설치되는 것이 바람직하다.

본 발명의 터널구간의 천장에는 열차풍을 이동시키기 위한 열차풍 유도팬이 구비되는 것이 바람직하다.

본 발명의 환기구에는 열차풍을 이동시키는 보조팬이 구비되는 것이 바람직하다.

본 발명의 환기구에는 상기 환기구 내부 통로를 선택적으로 차폐하는 차단막이 구비되는 것이 바람직하다.

본 발명의 도어는 여닫이문으로 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 도어는 벌룬도어로 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 열차풍 증폭부는 열차의 이동을 감지하는 감지센서를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 유로가이드팬, 상기 열차풍 유도팬, 상기 도어, 상기 보조팬, 상기 차단막, 상기 흡기팬 또는 힌지부에 의해 회전하는 상기 열차풍 증폭부를 제어하는 중앙제어부를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 지하철 열차풍을 이용한 공기정화시스템 제어방법은 상기 공기정화시스템을 제어하는 방법에 있어서, 터널구간을 통과하는 열차가 환기구가 설치된 터널구간을 통과하는지 여부를 감지하는 단계; 상기 환기구가 설치된 터널구간을 상기 열차가 통과하는 시간 동안 유로가이드팬을 작동시키는 단계; 상기 터널구간을 통과한 상기 열차가 역사구간으로 진입하는지 여부를 감지하는 단계; 상기 열차가 역사로 진입하면 흡기팬을 작동시키는 단계; 상기 열차가 역사를 출발할 때만 도어를 개방시키는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 유로가이드팬을 작동시키는 단계는 상기 터널구간에 설치된 열차풍 증폭부를 열차가 통과할 때 유로가이드팬을 작동시키는 단계; 상기 열차가 통과하는 시간 이후에는 상기 유로가이드팬을 정지시키는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 유로가이드팬을 작동시키는 단계는 상기 환기구 내에 구비된 보조팬을 작동시키는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 유로가이드팬을 작동시키는 단계는 열차풍 유도팬을 작동시키는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 유로가이드팬을 작동시키는 단계는 상기 열차가 통과하는 터널구간의 환기구에 구비된 차단막을 개방하고, 상기 터널구간에서 열차가 이미 통과한 후방의 환기구에 구비된 차단막을 폐쇄하는 것이 바람직하다.

본 발명의 유로가이드팬을 정지시키는 단계는 상기 열차가 통과하는 터널구간의 환기구에 구비된 차단막을 폐쇄하고, 상기 터널구간에서 열차가 이미 통과한 후방의 환기구에 구비된 차단막을 개방하는 것이 바람직하다.

이와 같은 본 발명에 의한 지하철 열차풍을 이용한 공기정화시스템에 의하면, 차단부 및 열차풍 증폭부에 의해 열차풍을 그대로 이용하여 공기정화를 하므로 효율적인 공기정화가 가능하고, 도어 및 스크린 도어에 의해 역사 내의 공기질을 유지할 수 있는 이점이 있다.

이하에서는 본 발명에 의한 지하철 열차풍을 이용한 공기정화시스템 및 공기정화시스템 제어방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 2 내지 도 14에는 본 발명에 의한 지하철 열차풍을 이용한 공기정화시스템 및 공기정화시스템 제어방법의 바람직한 실시예가 도시되어 있다.

지하철 열차가 이동하는 이동경로는 터널구간(10)과 역사구간(30)으로 구분될 수 있다. 터널구간(10)은 열차가 역사와 역사 사이를 이동하는 구간이고, 역사구간(30)은 열차가 정차하여 승객이 승하차하는 구간이다.

종래의 터널구간(10)은 가운데 배치된 지지기둥(11)을 경계로 제1 철로와 제2 철로로 구성되어 있다. 그리고, 터널구간(10)의 상부에는 지상과 연통되어 터널 내의 열기와 외부로 배출되고 공기가 순환하도록 구성된 다수개의 환기구(13)가 구비된다. 상기 환기구(13)는 터널구간(10)의 천장에서 상방으로 연통되고 중단부가 절곡된 후 다시 상방으로 연통되어 지상과 연결되도록 구성된다.

본 발명의 공기정화시스템에서는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 터널구 간(10)의 중심에 배치된 지지기둥(11) 사이에 차단부(15)를 설치한다. 상기 차단부(15)는 벽으로 형성되어 제1 철로와 제2 철로를 서로 차단하여 이동하는 열차에 의해 열차풍이 상쇄되지 않도록 하는 역할을 한다.

상기 차단부(15)는 비용절감을 위해 공사현장에서 배출되는 폐콘크리트, 폐자재 등으로 구성될 수 있다. 그리고, 상기 차단부(15)는 지지기둥(11) 사이를 완벽하게 차단할 필요는 없고, 열차풍이 통과하지 않을 정도의 간격으로 이격되어 설치될 수도 있다.

그리고, 터널구간(10)에서 상기 환기구(13)가 설치된 부근에는 열차풍을 증폭시키기 위한 열차풍 증폭부(17)가 구비될 수 있다. 상기 열차풍 증폭부(17)는 지지기둥(11)과 같은 기둥형상으로 형성될 수 있다.

이동하는 열차가 상기 환기구(13)보다 상기 열차풍 증폭부(17)를 먼저 통과하도록 상기 열차풍 증폭부(17)가 상기 환기구(13)의 전방에 설치되는 것이 바람직하다. 상기 열차풍 증폭부(17)는 터널구간(10)에 설치된 다수개의 환기구(13)의 전방에 각각 설치될 수 있다.

상기 열차풍 증폭부(17)는 열차와 터널 측면 사이의 간격을 좁혀 열차풍을 증폭시키는 역할을 한다. 따라서, 열차가 상기 열차풍 증폭부(17)를 통과하면, 열차와 터널 측면 사이의 좁은 간격에 의해 열차풍의 속력이 증폭되는 피스톤효과가 발생한다. 상기 열차풍 증폭부(17)에 의해 열차풍의 속력이 증폭되면 상기 환기구(13)를 통해 열차풍이 보다 원활하게 배기될 수 있다.

그리고, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 열차풍 증폭부(17)는 힌지부(19)에 의해 회동하도록 구성될 수도 있다. 상기 열차풍 증폭부(17)가 상기 힌지부(19)에 의해 회동하여 접어지므로 화재발생과 같은 비상시에 승객의 이동통로를 확보하고 터널 내부를 청소하는 청소열차 이동에 방해가 되지 않도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 열차풍 증폭부(17)에는 열차의 이동을 감지하는 감지센서(18)가 더 구비될 수 있다. 상기 감지센서(18)는 적외선 센서 등으로 구성되어 열차의 이동을 감지하여 아래에서 설명할 중앙제어부에 데이터를 송신한다.

터널구간(10)에서 상기 환기구(13)가 설치된 터널구간에는 유로가이드팬(21)이 구비된다. 상기 유로가이드팬(21)은 상기 환기구(13)가 설치된 터널구간의 양 측벽 또는 지지기둥(11)에 설치될 수 있다. 또는 상기 유로가이드팬(21)은 터널 내부로 송풍할 수 있는 상태로 바닥면에 매립되어 설치될 수도 있다.

상기 유로가이드팬(21)은 열차풍이 상기 환기구(13)로 유도될 수 있도록 송풍을 한다. 상기 유로가이드팬(21)이 열차풍을 상기 환기구(13)로 유도하기 위해서는 대략 상측방으로 송풍하도록 설치되는 것이 바람직하다. 상기 유로가이드팬(21)이 대략 상측방으로 송풍하여, 도 6에 도시된 바와 같이 열차풍의 유로를 상기 환기구(13)의 입구방향으로 유도시킬 수 있다. 따라서, 상기 유로가이드팬(21)에 의해 열차풍이 상기 환기구(13)를 통해 보다 원활하게 배출될 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 터널구간(10)의 천장에는 열차풍 유도팬(23)이 구비될 수 있다. 터널구간(10)의 길이가 긴 경우에는, 열차풍이 효과적으로 이동하지 못한다. 따라서, 구간길이가 긴 터널구간(10)에는 상기 열차풍 유도팬(23)을 설치하여 열차풍의 유속을 증가시킴으로써 상기 환기구(13)를 통해 열차풍이 보다 원활 하게 배출되도록 한다.

그리고, 상기 환기구(13)의 내부에는 상기 환기구(13)를 통해 열차풍이 보다 원활하게 이동할 수 있도록 보조하는 보조팬(25)이 설치될 수 있다. 상기 환기구(13)는 안전상의 이유로 중단부가 굴곡되도록 형성되므로 열차풍이 환기구(13) 내부에 충돌하여 외부로 원활하게 배출되지 않을 수 있다. 따라서, 상기 환기구(13)의 중단부에 보조팬(25)을 설치함으로써 상기 환기구(13)를 통해 열차풍이 보다 원활하게 배출되도록 할 수 있다.

추가적으로, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 환기구(13)의 굴곡되도록 형성된 중단부에는 공기의 유출입을 선택적으로 차단하는 차단막(27)이 형성될 수 있다. 상기 차단막(27)은 힌지부에 의해 회전하도록 구성되어 상기 중앙제어부의 제어에 의해 상기 환기구(13) 내부통로를 선택적으로 차단할 수 있다. 상기 차단막(27)은 아래에서 설명할 내용과 같이 열차의 이동에 따른 환기구(13)의 급배기상태를 조절하기 위한 역할을 한다.

열차가 터널구간(10)을 통과하면 역사구간(30)으로 진입하게 된다. 일반적으로 역사구간(30)도 열차이동로의 가운데 배치된 지지기둥(11)을 기준으로 제1 철로와 제2 철로로 구성되고, 각 철로의 일측에는 승객들이 승하차하는 플랫폼(31)이 구비된다.

근래에는 플랫폼(31)에 승객의 추락을 방지하는 스크린도어(33)가 설치되어 있다. 상기 스크린도어(33)는 열차풍이 플랫폼(31) 내부로 유입되는 것을 방지하는 역할도 한다.

역사구간(30)의 지지기둥(11) 사이에도 차단부(15)가 설치된다. 상기 차단부(15)도 열차의 이동에 의해 열차풍이 상쇄되는 것을 방지한다. 그리고, 역사구간(30)의 천장에도 역사 내의 공기가 급배기될 수 있는 환기구(13)가 구비된다. 역사구간(30)에 설치되는 환기구(13)는 아래에서 설명할 도어(35)의 전방 천장에 설치되어 열차가 진입하면서 발생시키는 열차풍이 상기 환기구(13)를 통해 배출되도록 할 수 있다. 또한, 상기 역사구간(30)에도 열차풍을 증폭시키기 위한 열차풍 증폭부(17)가 설치될 수 있다.

그리고, 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이 역사구간(30)에서 열차가 진출하는 출구에는 도어(35)가 설치된다. 상기 도어(35)는 역사 내로 인입되는 열차풍이 터널구간(10)으로 이동하는 것을 방지하는 역할을 한다.

상기 도어(35)는 유연성있는 합성수지로 구성되어 열차와의 충돌에 의해서도 열차가 파손되지 않도록 할 수 있다. 상기 도어(35)는 여닫이문으로 구성되어 열차가 플랫폼(31)으로 진입하여 정차할 때까지 닫혀있고, 열차가 플랫폼(31)을 진출할 때 열리도록 구성된다.

상기 도어(35)는 열차가 진출할 때를 제외하고는 닫혀있으므로 역사와 역사 사이의 터널구간을 부분적으로 밀폐시킨다. 따라서, 상기 도어(35)에 의해 부분적으로 밀폐된 터널구간을 열차가 이동하면, 열차에 의해 발생하는 열차풍이 터널구간을 따라 이동하지 않고 상기 환기구(13)를 통해 외부로 배출될 수 있다.

상기 도어(35)는, 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이 벌룬 도어(balloon door)(40)로 구성될 수 있다. 상기 벌룬 도어(40)는 벨로우즈 내부에 순간적으로 공기를 주입시키거나 흡수하여 개폐되는 도어를 의미한다.

상기 벌룬 도어(40)는 역사구간(30)의 천장에 설치된 가이드레일(49)에 설치된다. 상기 가이드레일(49)에는 벨로우즈(bellows) 형상의 벌룬부(43)가 연결된다. 상기 벌룬부(43)는 내부에 공기가 주입되면 팽창하고 공기가 이탈되면 수축하도록 신축성있는 소재로 구성된다. 상기 벌룬부(43)는 역사구간(30)의 양 측벽에 각각 설치된다.

상기 벌룬부(43)에는 연결관(45)에 의해 공기펌프(47)와 연결된다. 상기 공기펌프(47)는 상기 벌룬부(43) 내부에 순간적으로 공기를 주입하거나 공기를 흡수하는 역할을 한다. 그리고, 상기 벌룬부(43)는 터널구간(10)의 천장에 설치된 상기 가이드레일(49)을 따라 이동하도록 구성되어 상기 벌룬부(43) 내부에 공기가 주입되면 상기 가이드레일(49)을 따라 팽창하고, 상기 벌룬부(43) 내부의 공기가 흡수되면 상기 가이드레일(49)을 따라 수축하도록 구성된다. 따라서, 역사구간(30)의 양 측벽에 설치된 벌룬부(43)가 팽창 및 수축을 하면서 역사구간의 출구를 선택적으로 차폐할 수 있다.

역사구간(30)에는, 도 12에 도시된 바와 같이 열차에 의해 발생하는 열차풍을 흡기하기 위한 흡기팬(50)이 구비될 수 있다. 상기 흡기팬(50)은 역사구간(30)의 플랫폼(31)의 내측면 및 상기 플랫폼(31)의 내측면과 마주보는 차단부(15)의 측면에 각각 구비될 수 있다.

상기 흡기팬(50)은 플랫폼(31) 내부 또는 바닥면에 설치되는 이동관(51)과 연결되고, 상기 이동관(51)은 역사구간(30)에 설치된 환기구(13)와 연결된다. 따라 서, 상기 흡기팬(50)에 의해 흡기된 열차풍은 상기 이동관(51)을 따라 상기 환기구(13)로 전달되어 외부로 배출된다.

이하에서는 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 지하철 열차풍을 이용한 공기정화시스템의 작용 및 제어방법을 상세하게 설명한다.

열차가 역사를 이탈하여 터널구간(10)으로 이동하는 동안 열차에 의해 열차풍이 발생한다. 이때, 터널구간(10)의 제1 철로와 제2 철로 사이에 차단부(15)가 설치되므로, 열차의 교차에 의해 열차풍이 상쇄되지 않는다.

그리고, 열차가 터널구간(10)의 열차풍 증폭부(17)를 지나가면 열차풍이 열차풍 증폭부(17)와 열차 사이의 좁은 틈을 통과하면서 발생하는 피스톤 효과에 의해 열차풍이 증폭된다. 열차가 상기 열차풍 증폭부(17)를 지나면 감지센서(18)가 열차의 이동을 감지하여 중앙제어부로 열차의 이동여부를 알려준다.

그러면, 상기 중앙제어부가 열차가 통과한 열차풍 증폭부(17)의 후방에 설치된 유로가이드팬(21) 및 환기구(13) 내의 보조팬(25)을 가동시킨다. 상기 유로가이드팬(21)은 상기 열차풍 증폭부(17)에 의해 증폭된 열차풍을 상기 환기구(13)로 유도하고, 상기 보조팬(25)은 상기 환기구(13)로 유입된 열차풍이 외부로 원활하게 배출되도록 보조한다.

상기 중앙제어부는 상기 감지센서(18)에 의해 열차의 이동을 감지한 후, 열차가 상기 환기구(13)를 통과하는 시간 동안 상기 유로가이드팬(21) 및 보조팬(25)을 가동시킨다. 그리고, 열차가 상기 환기구(13)를 통과하는 시간이 경과하면 상기 유로가이드팬(21) 및 보조팬(25)의 가동을 정지시킨다.

열차가 상기 환기구(13)를 통과하고 상기 유로가이드팬(21) 및 보조팬(25)의 가동이 정지되면, 열차의 후방은 열차풍의 이동에 의해 약간의 진공상태가 되므로 상기 환기구(13)를 통해 외부의 신선한 공기가 유입된다.

상기와 같은 방법에 따라, 상기 중앙제어부는 터널구간(10)에 설치된 다수개의 유로가이드팬(21) 및 보조팬(25)을 가동시켜 열차풍을 지속적으로 외부로 배출시키고 외부의 공기를 유입시킴으로써 터널 내부의 공기를 정화시킨다.

그리고, 상기 중앙제어부는 비상시나 청소용 열차에 의해 청소가 진행되는 동안, 상기 열차풍 증폭부(17)를 회전시켜 측면벽에 접어지도록 하여 비상시 승객의 이동이나 터널 내부의 청소를 방해하지 않도록 한다.

열차가 터널구간(10)을 통과하면 역사구간(30)으로 진입하게 된다. 상기 역사구간(30)에서 열차가 진입하는 입구에도 열차풍 증폭부(17)가 설치될 수 있다. 상기 열차풍 증폭부(17)도 열차풍을 증폭시켜 외부로 원활하게 배출될 수 있도록 한다.

그리고, 상기 열차풍 증폭부(17)에 구비된 감지센서(18)에 의해 중앙제어부가 열차의 진입을 감지하면, 역사 내에 설치된 흡기팬(50)을 가동시킨다. 역사 내의 제1 철로와 제2 철로 사이에는 차단부(15)가 설치되고, 플랫폼(31)에는 스크린 도어(33)가 설치되며, 철로의 출구에는 도어(35)가 설치되므로 역사 내는 흡기팬(50)에 의한 통로를 제외하고는 밀폐된 공간이 되므로, 역사 내에 유입된 열차풍은 흡기팬(50)으로 유입되어 이동관(51)을 통해 환기구(13)로 배출된다.

열차풍이 환기구(13)를 통해 외부로 충분히 배출되면, 상기 중앙제어부는 스 크린도어(33)를 개방하고 승객을 승하차 시킨다. 그리고, 승객이 모두 승하차하면, 상기 도어(35)를 개방하여 열차가 진출하도록 한다. 열차가 역사구간(30)을 이탈하면, 상기 도어(35)를 패쇄하여 터널구간(10)을 밀폐시킨다.

도 8 및 도 9에는 본 발명에 의한 열차풍을 이용한 공기정화시스템을 제어하는 다른 실시예가 도시되어 있다.

하나의 환기구(13)를 통해 오염된 공기를 배출하고 외부의 공기를 유입시키면, 배출된 오염공기가 다시 환기구(13)를 통해 유입되는 문제점이 있다. 따라서, 본 발명에 의한 공기정화시스템은 환기구(13) 내에 별도의 차단막(27)을 설치하여 배출된 오염공기가 바로 유입되지 않도록 할 수 있다.

도시된 바와 같이, 열차가 이미 통과한 환기구(13)는 차단막(27)을 차폐시킨다. 그리고, 열차가 앞으로 통과할 예정인 환기구(13)는 차단막(27)을 개방시키고, 유로가이드팬(21) 및 보조팬(25)을 가동시킨다.

그러면, 차단막(27)이 개방된 환기구(13)를 열차가 통과하면서 열차풍이 환기구(13)를 통해 외부로 배출된다. 그리고, 열차가 환기구(13)를 통과하자마자 개방된 차단막(27)을 차폐시키고, 열차의 후방에 설치된 환기구(13)의 차단막(27)을 개방한다.

열차의 후방에 설치된 환기구(13)의 차단막(27)이 개방되면, 개방된 환기구(13)를 통해 외부의 신선한 공기가 유입된다. 즉, 중앙제어부에 의해 오염된 공기가 배출되는 환기구(13)와 신선한 공기가 유입되는 환기구(13)의 차단막(27)을 제어함으로써 배출된 오염공기가 바로 유입되지 않도록 할 수 있다.

본 발명에 의한 지하철 열차풍을 이용한 공기정화시스템을 이용하여 터널 내부에서 발생한 열차풍에 대한 시뮬레이션 결과가 도 15 및 도 16에 도시되어 있다. 도 15 및 도 16에는 지하철 열차풍의 속력이 증가할수록 어두운 색에서 밝은 색으로 표시되도록 도시되어 있다. 따라서, 도시된 바와 같이, 공기정화시스템이 설치된 이후에는 환기구(13)를 통과하는 열차풍의 색이 설치 전에 비해 더욱 밝게 표시되므로 열차풍이 환기구(13)를 통해 보다 원활하게 배출된다는 것을 알 수 있다.

이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이고, 본 발명의 권리범위는 후술하는 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.

위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명에 의한 지하철 열차풍을 이용한 공기정화시스템에 의하면 다음과 같은 이점이 있다.

터널구간의 차단부에 의해 열차풍이 상쇄되지 않고, 열차풍 증폭부에 의해 열차풍이 증폭되어 유로가이드팬에 의해 환기구를 통해 원활하게 배출되므로 열차풍의 에너지를 그대로 사용하여 공기정화를 할 수 있으므로 에너지를 절약할 수 있고, 효과적인 공기정화를 할 수 있는 이점이 있다.

그리고, 역사구간 내에 설치된 도어 및 스크린도어에 의해 오염된 공기가 이동하는 것을 방지할 수 있고, 흡기팬에 의해 역사구간으로 유입되는 열차풍을 외부로 배출할 수 있으므로 역사 내의 공기질을 유지할 수 있고, 별도의 공기정화장치 를 사용하지 않고 공기정화를 할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 일반적인 터널구간에서 지하철 이동시 열차풍이 상쇄되는 현상을 개략적으로 보인 개념도.

도 2는 본 발명에 의한 지하철 열차풍을 이용한 공기정화시스템의 바람직한 실시예를 보인 투명사시도.

도 3 및 도 4는 본 발명에 의한 지하철 열차풍을 이용한 공기정화시스템의 터널구간의 구성을 보인 투명사시도.

도 5는 본 발명에 의한 지하철 열차풍을 이용한 공기정화시스템의 열차풍 증폭부의 작동상태를 보인 평면도.

도 6 및 도 7은 본 발명에 의한 지하철 열차풍을 이용한 공기정화시스템의 터널구간의 공기정화 과정을 보인 단면도.

도 8 및 도 9는 본 발명에 의한 지하철 열차풍을 이용한 공기정화시스템의 다른 방법에 의해 터널구간의 공기를 정화하는 과정을 보인 단면도.

도 10 및 도 11은 본 발명에 의한 지하철 열차풍을 이용한 공기정화시스템의 역사구간의 구성을 보인 투명사시도.

도 12는 본 발명에 의한 지하철 열차풍을 이용한 공기정화시스템의 역사구간의 공기를 정화하는 과정을 보인 부분투명사시도.

도 13 및 도 14는 본 발명에 의한 지하철 열차풍을 이용한 공기정화시스템의 벌룬도어의 구성을 보인 평면도.

도 15 및 도 16은 본 발명에 의한 지하철 열차풍을 이용한 공기정화시스템이 적용되기 전과 후의 열차풍 발생상태를 보인 시뮬레이션 결과도.

* 도면의 주요부분에 대한 설명 *

15: 차단부 17: 열차풍 증폭부

18: 감지센서 21: 유로가이드팬

23: 열차풍 유도팬 25: 보조팬

35: 도어 50: 흡기팬

Claims

터널구간 및 역사구간의 제1 철로와 제2 철로를 차단하는 차단부;

상기 제1 철로와 상기 제2 철로의 측벽에 각각 설치되고, 환기구보다 먼저 열차가 통과할 수 있도록 배치되고, 열차풍을 증폭시키는 열차풍 증폭부;

상기 환기구가 설치된 터널구간에 설치되며 열차풍이 상기 환기구로 유도될 수 있도록 송풍을 하는 유로가이드팬;

상기 역사구간의 상기 제1 철로와 상기 제2 철로의 열차 출구에 설치되고, 상기 열차 출구를 선택적으로 차폐하는 도어를 포함하는

지하철 열차풍을 이용한 공기정화시스템.
제1항에 있어서,

상기 역사구간에는 상기 제1 철로와 상기 제2 철로의 플랫폼에 설치되는 스크린도어;및

열차풍을 흡기하여 외부로 배출하는 흡기팬을 포함하는

지하철 열차풍을 이용한 공기정화시스템.
제1항에 있어서,

상기 열차풍 증폭부는

힌지부에 의해 회전하여 접어지도록 구성되는

지하철 열차풍을 이용한 공기정화시스템.
제1항에 있어서,

상기 차단부는

폐자재로 구성되는

지하철 열차풍을 이용한 공기정화시스템.
제1항에 있어서,

상기 유로가이드팬은

상기 터널구간의 상기 제1 철로 및 상기 제2 철로의 양 측벽 하단부에 설치되고, 상측방으로 송풍하도록 설치되는

지하철 열차풍을 이용한 공기정화시스템.
제1항에 있어서,

상기 터널구간의 천장에는 열차풍을 이동시키기 위한 열차풍 유도팬이 구비 되는

지하철 열차풍을 이용한 공기정화시스템.
제1항에 있어서,

상기 환기구에는 열차풍을 이동시키는 보조팬이 구비되는

지하철 열차풍을 이용한 공기정화시스템.
제1항에 있어서,

상기 환기구에는 상기 환기구 내부 통로를 선택적으로 차폐하는 차단막이 구비되는

지하철 열차풍을 이용한 공기정화시스템.
제1항에 있어서,

상기 도어는

여닫이문으로 구성되는

지하철 열차풍을 이용한 공기정화시스템.
제1항에 있어서,

상기 도어는

벌룬도어로 구성되는

지하철 열차풍을 이용한 공기정화시스템.
제1항에 있어서,

상기 열차풍 증폭부는

열차의 이동을 감지하는 감지센서를 포함하는

지하철 열차풍을 이용한 공기정화시스템.
제1항에 있어서, 상기 시스템은 상기 유로가이드팬, 상기 차폐하는 도어 또는 상기 열차풍 증폭부를 제어하는 중앙제어부를 더욱 포함하는 지하철 열차풍을 이용한 공기정화시스템.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 의한 공기정화시스템을 제어하는 방법에 있어서,

터널구간을 통과하는 열차가 환기구가 설치된 터널구간을 통과하는지 여부를 감지하는 단계;

상기 환기구가 설치된 터널구간을 상기 열차가 통과하는 시간 동안 유로가이드팬을 작동시키는 단계;

상기 터널구간을 통과한 상기 열차가 역사구간으로 진입하는지 여부를 감지하는 단계;

상기 열차가 역사로 진입하면 흡기팬을 작동시키는 단계;

상기 열차가 역사를 출발할 때만 도어를 개방시키는 단계를 포함하는

지하철 열차풍을 이용한 공기정화시스템 제어방법.
제13항에 있어서,

상기 유로가이드팬을 작동시키는 단계는

상기 터널구간에 설치된 열차풍 증폭부를 열차가 통과할 때 유로가이드팬을 작동시키는 단계;

상기 열차가 통과하는 시간 이후에는 상기 유로가이드팬을 정지시키는 단계를 포함하는

지하철 열차풍을 이용한 공기정화시스템 제어방법.
제13항에 있어서,

상기 유로가이드팬을 작동시키는 단계는

상기 환기구 내에 구비된 보조팬을 작동시키는 단계를 포함하는

지하철 열차풍을 이용한 공기정화시스템 제어방법.
제13항에 있어서,

상기 유로가이드팬을 작동시키는 단계는

열차풍 유도팬을 작동시키는 단계를 포함하는

지하철 열차풍을 이용한 공기정화시스템 제어방법.
제14항에 있어서,

상기 유로가이드팬을 작동시키는 단계는

상기 열차가 통과하는 터널구간의 환기구에 구비된 차단막을 개방하고,

상기 터널구간에서 열차가 이미 통과한 후방의 환기구에 구비된 차단막을 폐쇄하는

지하철 열차풍을 이용한 공기정화시스템 제어방법.
제14항에 있어서,

상기 유로가이드팬을 정지시키는 단계는

상기 열차가 통과하는 터널구간의 환기구에 구비된 차단막을 폐쇄하고,

상기 터널구간에서 열차가 이미 통과한 후방의 환기구에 구비된 차단막을 개방하는

지하철 열차풍을 이용한 공기정화시스템 제어방법.