KR101217191B1 - 지하 터널 환기 장치 및 환기 방법 - Google Patents

지하 터널 환기 장치 및 환기 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 지하 터널 환기 장치는, 터널의 상부에 설치되고, 상선터널과 하선터널에 각각 연결된 통로를 가지는 중간풍도실과, 상기 중간풍도실의 상부에 설치되고, 송풍팬이 설치된 기계환기실과, 상기 기계환기실의 양 측에 각각 연결되고, 상기 중간풍도실과 각각 연통되는 상선터널측풍도 및 하선터널측풍도과, 상기 상선터널측풍도와 상기 하선터널측풍도에 일측이 각각 연통되고, 타측은 외부로 노출되어 외부 공기가 출입하는 환기구가 각각 형성된 환기풍도를 포함하여 구성되고, 환기풍도와 상하선터널측풍도 사이, 상하선터널측풍도와 중간풍도실 사이, 중간풍도실과 상하선터널 사이 및 중간풍도실 내부에 각각 블라스트댐퍼를 설치하고 제어부에 의해 개폐를 제어하여 상선터널과 하선터널의 자연환기와 기계환기를 수행할 수 있도록 한다.

Description

지하 터널 환기 장치 및 환기 방법{Apparatus And Method For Ventilating Underground Tunnel}
본 발명은 지하 터널 환기 장치 및 환기 방법에 관한 것으로서, 기계환기실과 터널의 사이에 중간풍도실을 두고, 환기풍도와 상하선터널측풍도 사이, 상하선터널측풍도와 중간풍도실 사이, 중간풍도실과 상하선터널 사이 및 중간풍도실 내부에 각각 블라스트댐퍼를 설치하고 제어부에 의해 개폐를 제어하여 자연환기와 송풍팬을 이용한 기계환기를 할 수 있도록 하되, 송풍팬을 상선터널의 환기와 하선터널의 환기에 겸용으로 사용할 수 있도록 함으로써, 터널의 환기 효율을 증대시키고 개착공사의 폭을 줄여 공사비를 절감하는 지하 터널 환기 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 지하 터널 환기 장치는 지하 터널 내부의 공기를 외부로 배출시키고 외부 공기를 지하 터널로 공급하여 지하 터널 내부의 공기를 환기시키는 장치이다. 지하 터널 환기 장치가 적용되는 대표적인 예가 지하철이다. 지하철이 왕복하는 지하 터널은 외부의 공기가 자유롭게 드나들지 못해 환기 장치에 의한 환기가 필요하다.
통상적으로 자연환기식과 송풍팬에 의한 기계환기식(또는 강제환기식)이 널리 사용된다. 자연환기식 터널 환기 방식은 본선터널을 운행하는 열차에 의해 발생하는 압력에 의한 방식이다. 이러한 자연환기식은 본선터널에서 운행되는 열차의 전방에 정압이 발생되고 후방에 부압이 발생되어 외기가 본선터널의 내부로 유입되는 것이다. 자연환기식 터널 환기 장치는 초기 시설비 및 관리비의 절감효과는 있으나 본선터널에 열차가 운행되지 않는 시간에는 터널 내부를 환기할 수 없는 한계가 있으므로 통상 송풍팬에 의한 기계환기식 터널 환기 장치가 함께 적용된다.
기계환기식 터널 환기 방식은 기계환기실 내부에 설치된 송풍팬에 의하여 터널 내부의 공기와 외부 공기를 교환하여 터널 내부 공기를 환기하는 방식이다. 종래의 기계환기식 터널 환기 장치는 상선터널에 사용되는 송풍팬과 하선터널에 사용되는 송풍팬을 별도로 설치하여 사용하였으며, 터널 내부에 공기를 급기하는 경우에는 송풍팬이 정회전을 하지만 터널 내 화재발생 등의 비상시에 재연을 위해 터널 내부의 공기를 외부로 배기하는 경우에는 송풍팬이 역회전을 하며, 역회전을 하는 경우에는 송풍팬의 효율이 현저히 떨어지게 되는 문제점을 가지고 있었다.
도 11 내지 도 13은 종래기술에 의한 터널 환기 장치에 관한 것이다. 현재에도 가장 널리 사용되는 터널 환기 방식은 도11 및 도12에 도시된 바와 같이 기계환기실(23)의 측면부에 별도의 자연환기풍도(27)를 두어 자연환기와 기계환기를 겸하는 방식(이하 '종래기술1').이다. 도11 및 도 12에 도시된 바와 같이 종래의 터널 환기 장치는 상선터널(25)의 환기와 하선터널(26)의 환기가 독립적으로 작동되도록 설계되어 있다. 상선터널의 기계환기를 위한 송풍팬과 하선터널의 기계환기를 위한 송풍팬이 별도로 설치되어 있다. 또한 자연환기를 위한 자연환기풍도(27)가 기계환기실의 측면에 별도로 설치되어 있다. 이러한 종래 방식에 의하면, 별도로 공간을 차지하는 자연환기풍도로 인하여 개착 넓이가 넓어져 공사비용이 많이 소요되는 단점을 가지며, 상선터널과 하선터널의 환기가 별도로 설계되어 있어 화재 등의 위기 시에 상선터널에 발생한 화재에는 하선터널의 송풍팬이 사용될 수 없어 환기를 위해 많은 송풍팬이 설치되어야 하는 단점을 가진다.
상기의 종래기술의 단점을 보완하는 특허출원 제 10-2007-0038220호(이하 '종래기술2')가 개시되어 있다. 그러나 상기의 특허출원기술의 경우에 기계환기실의 상부에 자연환기풍도(30)를 설치하고 블라스트댐퍼(31)의 조작에 의해 자연환기와 기계환기를 선택할 수 있도록 함으로써 종래 자연환기풍도가 기계환기실과 평면상으로 설치되어 넓은 폭의 개착이 필요한 단점은 보완하였으나, 상선터널과 하선터널의 환기가 독립되어 있어 위기 시에 환기효율이 떨어지고 공사비가 많이 드는 단점이 보완되지 아니하였으며, 기계급기 또는 기계배기 중 어느 하나의 작동에 있어서는 송풍팬이 역회전을 하여 환기효율이 떨어지는 단점도 여전히 개선되지 아니하였다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 기계환기실과 평면상에 유지된 자연환기풍도를 없애고 별도로 중간풍도실을 기계환기실과 터널 사이에 설치하고 설치가 간단하고 자재비 및 시공비가 매우 저렴한 다수개의 블라스트댐퍼를 특정 위치에 설치하여 송풍팬을 상선터널과 하선터널의 기계환기에 겸용으로 사용할 수 있도록 함과 동시에, 블라스트댐퍼의 조작에 의하여 송풍팬의 정회전 만으로도 기계급기와 기계배기를 모두 수행할 수 있어 환기효율을 증대시키고 공사비용을 현저히 줄일 수 있는 지하 터널 환기 장치 및 환기 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 지하 터널 환기 장치는, 터널의 상부에 설치되고, 상선터널과 하선터널에 각각 연결된 통로를 가지는 중간풍도실; 상기 중간풍도실의 상부에 설치되고, 송풍팬이 설치된 기계환기실; 상기 기계환기실의 양 측에 각각 연결되고, 상기 중간풍도실과 각각 연통되는 상선터널측풍도와 하선터널측풍도; 및 상기 상선터널측풍도와 상기 하선터널측풍도에 일측이 각각 연통되고, 타측은 외부로 노출되어 외부 공기가 출입하는 환기구가 각각 형성된 환기풍도;를 포함하여 구성되되,
상기 상선터널측풍도와 상기 환기풍도, 및 상기 하선터널측풍도와 상기 환기풍도의 경계 또는 상기 환기풍도의 내부에는 각각 제1블라스트댐퍼와 제2블라스트댐퍼가 설치되며,
상기 상선터널측풍도와 상기 중간풍도실의 경계에는 제3블라스트댐퍼(Blast damper)가 설치되고, 상기 하선터널측풍도와 상기 중간풍도실의 경계에는 제4블라스트댐퍼가 설치되며, 상기 중간풍도실과 상기 상선터널의 경계에는 제5블라스트댐퍼가 설치되고, 상기 중간풍도실과 상기 하선터널의 경계에는 제6블라스트댐퍼가 각각 설치되며, 상기 중간풍도실에는 상기 상선터널의 상부측과 상기 하선터널의 상부측을 분리되도록 구획하는 블라스트댐퍼가 설치되고, 상기 송풍팬과 상기 블라스트댐퍼들의 구동을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
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더불어, 상기 기계환기실에는 복수개의 송풍팬이 설치되며, 상기 중간풍도실, 상기 상선터널측풍도 및 상기 하선터널측풍도는 각각 상기 송풍팬과 나란한 방향으로 설치된 격벽에 의해 상기 송풍팬과 같은 수로 구획되는 것을 특징으로 할 수 있다.
삭제
이 경우, 지하 터널 환기 방법은, 상기 상선터널이 상기 송풍팬에 의해 기계급기 되는 경우에는, 상기 제1블라스트댐퍼, 제4블라스트댐퍼, 및 제6블라스트댐퍼가 제어부에 의해 폐쇄되고, 상기 제2블라스트댐퍼, 제3블라스트댐퍼, 제5블라스트댐퍼가 제어부에 의해 개방되도록 조작되며, 상기 상선터널이 상기 송풍팬에 의해 기계배기 되는 경우에는, 상기 제2블라스트댐퍼, 제3블라스트댐퍼 및 제6블라스트댐퍼가 제어부에 의해 폐쇄되고, 상기 제1블라스트댐퍼, 제4블라스트댐퍼, 제5블라스트댐퍼 및 제7블라스트댐퍼가 제어부에 의해 개방되도록 조작되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 하선터널이 상기 송풍팬에 의해 기계급기 되는 경우에는, 상기 제1블라스트댐퍼, 제4블라스트댐퍼 및 제5블라스트댐퍼가 제어부에 의해 폐쇄되고, 상기 제2블라스트댐퍼, 제3블라스트댐퍼, 제7블라스트댐퍼 및 제6블라스트댐퍼가 제어부에 의해 개방되도록 조작되며, 상기 하선터널이 상기 송풍팬에 의해 기계배기 되는 경우에는, 상기 제2블라스트댐퍼, 제3블라스트댐퍼 및 제5블라스트댐퍼가 제어부에 의해 폐쇄되고, 상기 제1블라스트댐퍼, 제4블라스트댐퍼 및 제6블라스트댐퍼가 제어부에 의해 개방되도록 조작되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 지하 터널 환기 장치는 자연환기 시에 사용되는 자연환기풍도를 없애고 기계환기실과 터널 사이에 중간풍도실을 두어 개착공사 시에 개착면적을 줄여 공사비용을 현저히 줄여주는 효과가 있다. 본 발명에는 다수개의 블라스트댐퍼가 설치되나 블라스트댐퍼는 자재비 및 시공비가 저렴하여 공사비에 미치는 영향은 미미하다. 또한, 기계환기실에 설치된 송풍팬을 상선터널의 환기와 하선터널의 환기에 모두 사용할 수 있어 적은 수의 송풍팬으로도 종래의 환기효과와 동일한 효과를 나타낼 수 있으며, 동일한 수의 송풍팬으로 향상된 환기효율을 나타낼 수 있다. 또한, 터널내부의 화재 등에 의한 재연에 사용되는 경우에 송풍팬의 역회전이 불필요하다. 송풍팬은 역회전시 정회전에 비하여 약 80% 이하의 효율을 나타내는데 이에 따른 문제점이 모두 해소된다. 또한 자연환기시 중간풍도실 전체가 자연환기에 사용될 수 있어 자연환기풍도의 면적이 커지는 효과가 생기고, 도6에 도시된 바와 같이 자연환기 경로를 최대한으로 단순화 함으로써 자연환기의 효율을 크게 향상시킬 수 있게 된다.
공사비용에 가장 큰 영향을 미치는 개착면적의 감소 효과와, 자연환기 및 강제환기 시의 최대효율에 대하여 좀 더 구체적으로 살펴본다. 상선터널 환기용 송풍팬 2대와 하선터널 환기용 송풍팬 2대가 설치되고 기계환기실과 동일 평면상에 자연환기풍도가 형성되는 종래기술1과 자연환기풍도가 기계환기실의 상부에 형성되는 종래기술2 및 하기 기술되는 실시예1과 실시예2의 공사비와 자연환기 및 강제환기 효율비를 정리하면 아래의 표1과 같다. 실시예1 및 실시예2는 터널 내부 환기 장치 운용중 종래기술1과 적어도 동일한 성능 내지 그 이상의 성능을 나타내는 여러 가지의 실시예 중에서 채택되었다.
구분 종래기술1 종래기술2 실시예1 실시예2
길이 32m 24m 24m 18m
폭 21m 21m 21m 21m
사용한 송풍팬의 수 4 4 4 3
자연환기 최대 효율비 1 4 4 3
기계환기 최대 효율비 1 1 2 1.5
비상시 재연 효율비 1 1 2.5 1.9
굴착량비 1 0.76 0.76 0.59
공사비 1 0.77 0.78 0.62
또한, 본 발명에 따른 지하 터널 환기 장치는 중간풍도실에 격벽을 설치하여 송풍팬을 독립적으로 운용할 수 있도록 함으로써 상선터널과 하선터널의 환기 또는 재연을 필요에 따라 탄력적으로 수행할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 지하 터널 환기 장치의 터널에 수직한 방향으로의 종단면도.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 지하 터널 환기 장치의 기계환기실과 터널측풍도의 횡단면도.
도 3은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 지하 터널 환기 장치의 기계환기실과 터널측풍도의 횡단면도.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 지하 터널 환기 장치의 환기풍도의 횡단면도.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 지하 터널 환기 장치의 중간풍도실의 횡단면도.
도 6은 본 발명에 따른 지하 터널 환기 장치에 의한 상하선 자연 급배기를 나타내는 작동설명도.
도 7은 본 발명에 따른 지하 터널 환기 장치에 의한 상선 터널의 기계환기식 급기를 나타내는 작동설명도.
도 8은 본 발명에 따른 지하 터널 환기 장치에 의한 상선 터널의 기계환기식 배기를 나타내는 작동설명도.
도 9는 본 발명에 따른 지하 터널 환기 장치에 의한 하선 터널의 기계환기식 급기를 나타내는 작동설명도.
도 10은 본 발명에 따른 지하 터널 환기 장치에 의한 하선 터널의 기계환기식 배기를 나타내는 작동설명도.
도 11은 종래기술에 의한 지하 터널 환기 장치의 작동을 설명하는 종단면도.
도 12는 종래기술에 의한 지하 터널 환기 장치의 기계환기실과 자연환기풍도의 횡단면도.
도 13은 다른 종래기술에 의한 지하 터널 환기 장치의 작동을 설명하는 종단면도.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 말하는 실시예에 한정되지 않는다.
그러면 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지하 터널 환기 장치 및 환기 방법에 대하여 도 1 내지 도 13을 참고하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 지하 터널 환기 장치(100)의 터널에 수직한 방향으로의 종단면도이다. 통상 토목설계 분야에서는 터널 방향에 수직한 방향으로의 단면도를 횡단면도라고 칭하기도 하나, 본 발명에서는 지표면을 기준으로 종단면도라 표현한다. 도 2 내지 도 5는 각각 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 따른 지하 터널 환기 장치의 특정한 위치에서의 횡단면도들이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 지하 터널 환기 장치는, 상선터널(250) 및 하선터널(260)의 상부에 설치되는 중간풍도실(240), 기계환기실(230), 상선터널측풍도(210), 하선터널측풍도(220), 환기풍도(110, 120) 및 다수개의 블라스트댐퍼를 포함하여 구성된다. 종래에는 상하선터널(25, 26)의 상부에 바로 기계환기실(23)이 배치되었으나 기계환기실(230)과 상하선터널(250, 260)의 사이에 중간풍도실(240)을 설치한다.
중간풍도실(240)은 터널의 상부에 설치되고, 상선터널(250)과 하선터널(260)에 각각 연결되며, 기계환기실(230)은 중간풍도실(240)의 상부에 설치되고 내부에 송풍팬(231)이 설치되며, 기계환기실(230)의 양 측에는 상선터널측풍도(210)와 하선터널측풍도(220)가 기계환기실(230)의 송풍팬(231)과 연결된다. 외부에 노출되어 환기구(111,121)가 형성된 환기풍도(110, 120)는 상선터널측풍도(210)와 하선터널측풍도(220)에 각각 연결된다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 지하 터널 환기 장치에는 다수개의 블라스트댐퍼가 설치되며, 블라스트댐퍼의 개폐에 따라 공기가 흘러가는 방향이 결정된다. 블라스트댐퍼는 상기 상선터널측풍도(210)와 상기 중간풍도실(240), 상기 하선터널측풍도(220)와 상기 중간풍도실(240), 상기 중간풍도실(240)과 상기 상선터널(250) 및 상기 중간풍도실(240)과 상기 하선터널(260)의 사이에 설치될 수 있다. 설명의 편의상 상선터널측풍도(210)와 중간풍도실(240) 사이에 설치되는 블라스트댐퍼를 제3블라스트댐퍼(211), 하선터널측풍도(220)와 중간풍도실(240) 사이에 설치되는 블라스트댐퍼를 제4블라스트댐퍼(221), 중간풍도실(240)과 상선터널(250)의 사이에 설치되는 것을 제5블라스트댐퍼(251), 중간풍도실(240)과 하선터널(260)의 사이에 설치되는 것을 제6블라스트댐퍼(261)라 칭한다.
또한, 상기 상선터널측풍도(210)와 상기 환기풍도(110, 120) 및 상기 하선터널측풍도(220)와 상기 환기풍도(110,120)의 경계 또는 상기 환기풍도(110, 120)의 내부에는 각각 블라스트댐퍼가 더 설치될 수 있다. 상선터널측풍도(210)와 환기풍도 사이에 설치되는 블라스트댐퍼를 제1블라스트댐퍼(112), 하선터널측풍도(220)와 환기풍도 사이에 설치되는 것을 제2블라스트댐퍼(122)라 칭한다.
또한, 상기 중간풍도실(240)에는 상기 상선터널(250)의 상부측과 상기 하선터널(260)의 상부측을 분리되도록 구획하는 블라스트댐퍼가 설치될 수 있으며, 제7블라스트댐퍼(241)라 칭한다.
가장 바람직하게는 상기의 제1 내지 제7블라스트댐퍼가 모두 설치되고, 상기 송풍팬(231)과 상기 블라스트댐퍼가 제어부(도면미표시)에 의해서 제어된다.
도 6 내지 도10을 참고하여 본 발명에 따른 지하 터널 환기 장치의 작동에 대하여 설명한다. 먼저 자연환기의 경우에는 도6에 도시된 바와 같이 제1 내지 제6블라스트댐퍼가 개방된다. 열차가 상선터널의 내부로 진입시 발생한 높은 압력에 의하여 제5블라스트댐퍼(251), 제3블라스트댐퍼(211), 제1블라스트댐퍼(112)를 차례로 통과하여 자연배기되고 열차가 상선터널(250)에서 나갈때 발생하는 낮은 압력에 의하여 외부공기가 상선터널(250)로 유입된다. 하선터널(260)의 급배기도 상선터널(250)의 경우와 같다. 이 때 중간풍도실(240)에 설치된 제7블라스트댐퍼(241)는 개방되어도 무방하나 폐쇄되는 것이 더 바람직하다. 종래기술과 달리 자연환기의 경우 터널에서부터 환기풍도의 환기구까지가 일직선으로 연결되어 자연환기 경로가 최대한 단순화 됨으로써 자연환기 효율이 증대된다.
다음으로 기계환기의 경우를 설명한다. 상선터널(250)이 송풍팬(231)에 의해 기계급기 되는 경우에는 도 7에 도시된 바와 같이 제1블라스트댐퍼(112), 제4블라스트댐퍼(221), 제6블라스트댐퍼((261)가 폐쇄되고, 제2블라스트댐퍼(122), 제3블라스트댐퍼(211), 제5블라스트댐퍼(251)가 개방된다. 제2환기풍도(120)를 통해 공기가 흡입되고, 하선터널측풍도(220)와 기계환기실(230)의 송풍팬(231)을 거치며, 중간풍도실(240)을 거쳐 상선터널(250)로 공기가 유입된다.
상선터널(250)의 기계배기의 경우에는 도8에 도시된 바와 같이 제1블라스트 댐퍼(112), 제4블라스트댐퍼(221), 제5블라스트댐퍼(251) 및 제7블라스트댐퍼(241)가 개방되고, 상선터널의 공기가 중간풍도실(240), 하선터널측풍도(220), 기계환기실(230)의 송풍팬(231), 상선터널측풍도(210), 제1환기풍도(110)를 차례로 거쳐 환기구를 통하여 배출된다.
하선터널(260)의 기계급기의 경우에는 도9에 도시된 바와 같이 제2블라스트댐퍼(122), 제3블라스트댐퍼(211), 제7블라스트댐퍼(241), 제6블라스트댐퍼(261)가 개방되고, 제2환기풍도(120)), 하선터널측풍도(220), 기계환기실(230), 하선터널측풍도(220), 중간풍도실(240)을 차례로 거쳐 하선터널(260)로 외부 공기가 유입된다.
하선터널(260)의 기계배기의 경우에는 도10에 도시된 바와 같이 제1블라스트댐퍼(112), 제4블라스트댐퍼(221), 제6블라스트댐퍼(261)가 개방되고, 하선터널(260)의 공기가 중간풍도실(240), 하선터널측풍도(220), 기계환기실(230), 상선터널측풍도(210), 제1환기풍도(110)를 차례로 거쳐 외부로 배출된다.
상기에서 설명된 상하선터널의 자연급배기, 상하선터널의 기계급배기를 제어하기 위하여 상기에 설명된 바와 같이 각 경우에 따라 블라스트댐퍼와 송풍팬이 제어부에 의해서 제어된다.
상기 기계환기실(230)에는 복수개의 송풍팬이 설치되는데, 각 송풍팬이 독립적으로 작동할 수 있도록 중간풍도실(240), 상기 상선터널측풍도(210) 및 상기 하선터널측풍도(220)에 각각 상기 송풍팬(231)과 나란한 방향으로 설치된 격벽(242)에 의해 상기 송풍팬과 같은 수로 구획되는 것이 바람직하다. 상기와 같이 송풍팬이 독립적으로 상하선의 급배기를 수행할 수 있도록 함으로써 일부의 송풍팬은 상선터널(250)의 환기에 사용하고, 일부는 하선터널(260)의 환기에 사용하되, 필요에 따라 상선터널의 환기와 하선터널의 환기에 사용되는 송풍팬의 수를 조절할 수 있는 장점이 있다.
기계환기실(230)에는 송풍팬(231)이 복수개 설치된다. 종래의 경우 일반적으로 상선터널의 기계환기용 송풍팬이 2개, 하선터널의 기계환기용 송풍팬이 2개 설치된다. 종래기술과 비교하여 동일하거나 더 나은 환기성능을 유지하기 위하여 본 발명에 따른 지하 터널 환기 장치에는 바람직한 실시예로서 도2 및 도3에 도시된 바와 같이 송풍팬이 3개인 경우와 송풍팬이 4개인 경우에 대하여 기술한다. 설명의 편의상 송풍팬이 4개인 경우를 실시예1, 송풍팬이 3개인 경우를 실시예2라 한다.
실시예1의 경우 송풍팬의 갯수가 4개로, 송풍팬 4개(231a, 231b, 231c,231d) 모두가 상선터널(250)의 환기와 하선터널(260)의 환기에 사용될 수도 있으며, 송풍팬 2개(예컨대 231a, 231b)는 상선터널(250)의 환기에 송풍팬 2개(예컨대 231c, 231d)는 하선터널(260)의 환기에 사용될 수도 있다. 사용되는 송풍팬의 수를 3개, 1개로 나누어서 사용할 수도 있다.
실시예1의 경우 환기 장치가 설치되는 개착공사부의 길이가 종래기술1에 비하여 약 32m 에서 약 24m로 줄어들어, 공사비가 약 22% 절감되는 효과가 발생한다. 종래기술1의 자연환기풍도에 비하여 약 4배 넓은 폭으로 자연환기가 가능하며, 송풍팬 4개를 모두 상선터널(250) 또는 하선터널(260) 중 어느 하나의 환기에 사용함으로써, 기계환기 효율을 최대 2배, 재연 효율을 최대 2.5배까지 증가시킬 수 있다. 재연효율의 증가는 송풍팬의 역회전 대비 정회전의 효율이 최소 1.25배이기 때문이다.(역회전시 정회전의 80% 효율)
실시예2의 경우에는 송풍팬의 수를 하나 줄임으로써, 개착면적을 획기적으로 줄일 수 있다. 송풍팬 3개(231a, 231b, 231c)를 모두 상선터널(250)의 환기 또는 하선터널(260)의 환기에 사용할 수도 있으며, 2개의 송풍팬(예컨대 231a, 231b)은 상선터널의 환기에, 나머지 한개의 송풍팬(231c)은 하선터널의 송풍에 사용할 수도 있다. 송풍팬이 3개로 줄어듦에 따라 개착공사부의 길이가 종래기술1에 비하여 약 32m 에서 약 18m로 줄어들어, 공사비용이 약 38% 절감되는 효과가 발생한다. 또한 종래기술1에 비하여 약 3배 넓은 폭으로 자연환기가 가능하며, 송풍팬 3개를 상선터널(250) 또는 하선터널(260) 중 어느 하나의 환기에 집중하는 경우에는 기계환기 효율을 1.5배, 재연효율을 최대 1.9배까지 증가시킬 수 있다.
상기에 기재한 바와 같이 본 발명에 따른 지하 터널 환기 장치는 블라스트댐퍼의 조작에 의하여 다양한 형태의 환기 모드를 만들 수 있고, 환기 효율을 증대시킴과 동시에 개착공사비용을 획기적을 줄일 수 있다.
10, 110, 120 : 환기풍도
11, 111, 121 : 환기구
21, 210 : 상선터널측풍도
22, 220 : 하선터널측풍도
23, 230 : 기계환기실
24, 231 : 송풍팬
25, 250 : 상선터널
26, 260 : 하선터널
27, 30 : 자연환기풍도
28, 31, 112, 122, 233, 234, 241, 251, 261 : 블라스트댐퍼
100 : 지하 터널 환기 장치
110 : 제1환기풍도
111 : 제1환기구
112 : 제1블라스트댐퍼
120 : 제2환기풍도
121 : 제2환기구
122 : 제2블라스트댐퍼
211 : 제3블라스트댐퍼
221 : 제4블라스트댐퍼
240 : 중간풍도실
241 : 제7블라스트댐퍼
251 : 제5블라스트댐퍼
261 : 제6블라스트댐퍼

Claims (6)

  1. 지하 터널 환기 장치에 있어서,
    터널의 상부에 설치되고, 상선터널과 하선터널에 각각 연결된 통로를 가지는 중간풍도실;
    상기 중간풍도실의 상부에 설치되고, 송풍팬이 설치된 기계환기실;
    상기 기계환기실의 양 측에 각각 연결되고, 상기 중간풍도실과 각각 연통되는 상선터널측풍도와 하선터널측풍도; 및
    상기 상선터널측풍도와 상기 하선터널측풍도에 일측이 각각 연통되고, 타측은 외부로 노출되어 외부 공기가 출입하는 환기구가 각각 형성된 환기풍도;를 포함하여 구성되되,
    상기 상선터널측풍도와 상기 환기풍도, 및 상기 하선터널측풍도와 상기 환기풍도의 경계 또는 상기 환기풍도의 내부에는 각각 제1블라스트댐퍼와 제2블라스트댐퍼가 설치되며, 상기 상선터널측풍도와 상기 중간풍도실의 경계에는 제3블라스트댐퍼(Blast damper)가 설치되고, 상기 하선터널측풍도와 상기 중간풍도실의 경계에는 제4블라스트댐퍼가 설치되며, 상기 중간풍도실과 상기 상선터널의 경계에는 제5블라스트댐퍼가 설치되고, 상기 중간풍도실과 상기 하선터널의 경계에는 제6블라스트댐퍼가 각각 설치되며, 상기 중간풍도실에는 상기 상선터널의 상부측과 상기 하선터널의 상부측을 구획하는 제7블라스트댐퍼가 설치되고, 상기 송풍팬과 상기 블라스트댐퍼들의 구동을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지하 터널 환기 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 기계환기실에는 복수개의 송풍팬이 설치되며, 상기 중간풍도실, 상기 상선터널측풍도 및 상기 하선터널측풍도는 각각 상기 송풍팬과 나란한 방향으로 설치된 격벽에 의해 상기 송풍팬과 같은 수로 구획되는 것을 특징으로 하는 지하 터널 환기 장치.
  3. 제 1항의 지하 터널 환기 장치를 이용한 지하 터널 환기 방법에 있어서,
    상기 상선터널이 상기 송풍팬에 의해 기계급기 되는 경우에는, 상기 제1블라스트댐퍼, 제4블라스트댐퍼, 및 제6블라스트댐퍼가 제어부에 의해 폐쇄되고, 상기 제2블라스트댐퍼, 제3블라스트댐퍼, 제5블라스트댐퍼가 제어부에 의해 개방되도록 조작되며,
    상기 상선터널이 상기 송풍팬에 의해 기계배기 되는 경우에는, 상기 제2블라스트댐퍼, 제3블라스트댐퍼 및 제6블라스트댐퍼가 제어부에 의해 폐쇄되고, 상기 제1블라스트댐퍼, 제4블라스트댐퍼, 제5블라스트댐퍼 및 제7블라스트댐퍼가 제어부에 의해 개방되도록 조작되는 것을 특징으로 하는 지하 터널 환기 방법.
  4. 제 1항의 지하 터널 환기 장치를 이용한 지하 터널 환기 방법에 있어서,
    상기 하선터널이 상기 송풍팬에 의해 기계급기 되는 경우에는, 상기 제1블라스트댐퍼, 제4블라스트댐퍼 및 제5블라스트댐퍼가 제어부에 의해 폐쇄되고, 상기 제2블라스트댐퍼, 제3블라스트댐퍼, 제7블라스트댐퍼 및 제6블라스트댐퍼가 제어부에 의해 개방되도록 조작되며,
    상기 하선터널이 상기 송풍팬에 의해 기계배기 되는 경우에는, 상기 제2블라스트댐퍼, 제3블라스트댐퍼 및 제5블라스트댐퍼가 제어부에 의해 폐쇄되고, 상기 제1블라스트댐퍼, 제4블라스트댐퍼 및 제6블라스트댐퍼가 제어부에 의해 개방되도록 조작되는 것을 특징으로 하는 지하터널 환기 방법.
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