KR101281265B1

KR101281265B1 - 지하공간 출입구의 환기 및 채광제어장치

Info

Publication number: KR101281265B1
Application number: KR1020120008242A
Authority: KR
Inventors: 김수원
Original assignee: 김수원
Priority date: 2012-01-27
Filing date: 2012-01-27
Publication date: 2013-07-03

Abstract

본 발명은 지하공간 출입구에 구비되어 지하공간 출입구의 환기와 조명을 개선할 수 있는 지하공간 출입구의 환기 및 채광제어장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 지하공간 출입구의 환기 및 채광제어장치는, 지하공간(1) 출입구의 둘레에 간격을 두고 구비되는 복수의 기둥부재(10)와, 상기 기둥부재(10)의 상단에 구비되는 복수의 지지부재(20)와, 지면과 실질적으로 수직하게 배치되고 길이방향의 회전중심을 따라 회전가능하게 구비되는 복수의 벽체패널(31)로 이루어지고, 상기 기둥부재(10) 사이에 상기 벽체패널(31)이 배열되는 벽체부(30)와, 길이방향을 따라 회전가능하게 구비되는 복수의 지붕패널(41)이 배열되어 이루어지고, 상기 지지부재(20)의 내부에 구비되는 지붕부(40)와, 상기 지하공간(1)의 환기와 채광을 제어하기 위해 벽체패널(31) 또는 지붕패널(41)의 각도를 조절하는 패널구동부(50)를 구비한다.

Description

지하공간 출입구의 환기 및 채광제어장치{CONTROL APPARATUS FOR VENTILATION AND LIGHTING IN ENTRANCE OF UNDERGROUND}

본 발명은 지하공간 출입구에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상기 지하공간 출입구에 구비되어 지하공간 출입구의 환기와 채광을 개선할 수 있는 지하공간 출입구의 환기 및 채광제어장치에 관한 것이다.

지하철역, 지하주차장, 지하상가, 지하보도 등과 같은 지하공간과 지상공간이 연결되는 부분에는 지상에서 지하공간으로 출입이 가능하도록 지하공간 출입구가 마련된다.

상기 지하공간 출입구는 통상적으로 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 지상공간과 지하공간을 연결하는 계단(2)이 마련되고, 지상의 개구부 둘레를 따라 난간(101) 또는 벽체가 형성되며, 기둥(102)을 통하여 지붕(103)이 설치된다.

그러나, 상기와 같은 종래 기술에 따른 지하공간 출입구에 의하면, 겨우 계단(2)부분만 채광이 가능하고, 환기를 위한 통로가 부족하여 별도의 환기구를 마련해야 하는 문제점이 있다.

또한, 종래 기술에 따른 지하공간 출입구는 미관상으로도 좋지 않으며, 상기 지붕(103)은 계단(2)으로 빗물이 떨어지는 것을 방지할 뿐, 별다른 역할을 수행하지 않는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 지하공간의 출입구에 마련되어 환기와 채광을 전동식으로 제어할 수 있는 지하공간 출입구의 환기 및 채광제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 지붕에서 태양광 발전을 하여, 지하공간에서 필요한 전력의 일부를 충당할 수 있는 지하공간 출입구의 환기 및 채광제어장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 본 발명에 따른 지하공간 출입구의 환기 및 채광제어장치는, 지하공간 출입구의 둘레에 간격을 두고 구비되는 복수의 기둥부재와, 상기 기둥부재의 상단에 구비되는 복수의 지지부재와, 지면과 실질적으로 수직하게 배치되고 길이방향의 회전중심을 따라 회전가능하게 구비되는 복수의 벽체패널로 이루어지고, 상기 기둥부재 사이에 상기 벽체패널이 배열되는 벽체부와, 길이방향을 따라 회전가능하게 구비되는 복수의 지붕패널이 배열되어 이루어지고, 상기 지지부재의 내부에 구비되는 지붕부와, 상기 지하공간의 환기와 채광을 제어하기 위해 벽체패널 또는 지붕패널의 각도를 조절하는 패널구동부를 구비하고, 상기 패널구동부는, 회전가능하게 구비되고 외측면에 작동레버가 연장되게 형성되는 복수의 구동축과, 일측은 상기 구동축에 고정되게 설치되고 타측은 벽체패널 또는 지붕패널에 고정되는 패널고정구와, 상기 구동축들이 연동되어 회전하도록 상기 작동레버와 링크연결되는 연동링크와, 상기 연동링크를 슬라이딩시켜 상기 구동축을 회전시키는 리니어모터를 포함하는 패널구동부가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 지붕패널의 상부면에는 배터리에 전기적으로 연결되어 상기 배터리를 충전시킬 수 있는 태양전지판이 더 구비되는 것이 바람직하다.

여기서, 태양의 위치를 추적하여 태양의 위치에 따라 상기 리니어모터를 작동시켜 태양광의 입사각을 조절하는 태양광추적기가 더 구비될 수 있다.

또한, 상기 지붕부의 선단에는 외부 공기와 내부공기를 차단시키도록 지면을 향해 송풍하는 에어커튼이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명에 따른 지하공간 출입구의 환기 및 채광제어장치에 따르면, 전동식으로 각도를 조절할 수 있는 패널로 구성된 벽체부와 지붕부에 의해서 지하공간 출입구에서 환기 및 채광을 필요에 따라 조절할 수 있다.

그리고 지붕부와 벽체부를 구성하는 패널의 각도를 조절하기 위한 동력원으로 리니어모터를 제공함으로써, 일반 전동모터와 유/공압식 실린더의 장점을 취할 수 있다. 즉, 리니어모터는 일반 전동모터와 같이 회전운동을 직선운동으로 변환할 필요도 없고, 유/공압 실린더와 같이 유/공압을 발생, 공급 및 제어할 별도의 장치도 필요없이, 전원의 공급만으로 신축되므로 구조를 간단히 할 수 있다.

또한 지붕패널의 설치된 태양전지판을 이용하여 태양광발전을 함으로써, 발전된 전력을 이용하여 지하공간에서 필요한 전력의 일부를 충당할 수 있다.

아울러, 본 발명에 따른 본 발명에 따른 지하공간 출입구의 환기 및 채광제어장치가 지하공간과 지상공간 사이에 설치된 계단뿐만 아니라, 계단의 하단에 인접한 영역까지 자연광에 의한 채광이 가능하도록 하여 지하공간의 내부를 조명하는데 소요되는 전력을 줄일 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 지하공간 출입구의 사시도.
도 2는 종래기술에 따른 지하공간 출입구의 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 지하공간 출입구의 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 지하공간 출입구의 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 지하공간 출입구에서 패널구동부의 상세도.
도 6은 본 발명에 따른 지하공간 출입구에서 태양전지판의 연결을 도시한 블록도.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 지하공간 출입구의 환기 및 채광제어장치에 대하여 자세히 설명하기로 한다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 환기 및 채광제어장치는, 지하공간(1) 출입구의 둘레에 간격을 두고 구비되는 복수의 기둥부재(10)와, 상기 기둥부재(10)의 상단에 구비되는 복수의 지지부재(20)와, 지면과 실질적으로 수직하게 배치되고 길이방향의 회전중심을 따라 회전가능하게 구비되는 복수의 벽체패널(31)로 이루어지고, 상기 기둥부재(10) 사이에 상기 벽체패널(31)이 배열되는 벽체부(30)와, 길이방향을 따라 회전가능하게 구비되는 복수의 지붕패널(41)이 배열되어 이루어지고, 상기 지지부재(20)의 내부에 구비되는 지붕부(40)와, 상기 지하공간(1)의 환기와 채광을 제어하기 위해 벽체패널(31) 또는 지붕패널(41)의 각도를 조절하는 패널구동부(50)를 구비한다.

기둥부재(10)는 지하공간(1)의 출입구 둘레에 간격을 두고 복수로 구비된다. 지하공간(1)의 출입구는 통상적으로 지면에 사각형의 개구부를 형성하고, 일측에 지상과 지하를 연결하는 계단(2)을 설치한다. 이때, 상기 개구부의 둘레에 기둥부재(10)를 지면에 수직하게 설치한다.

특히, 본 발명에서는 지하공간(1)의 출입구 영역을 확대하여, 종래의 계단뿐만 아니라, 계단의 하부에서 일정한 거리만큼 지하공간으로도 출입구 영역이 확대되도록 한다. 종래기술에서는 계단부분만 개구부로 하고, 그 둘레에 난간(101)과 지붕(103)을 설치하였지만, 본 발명에서는 개구부의 영역을 확대하여 계단과 인접한 영역까지 개구부가 되도록 한다.

지지부재(20)는 기둥부재(10)의 상단을 연결하도록 구비된다. 양단이 각각 상기 기둥부재(10)의 상단을 서로 연결하도록 구비된다. 통상적으로 지하공간(1) 출입구가 형성되는 개구부가 사각형의 형태를 가지므로, 상기 지지부재(20)는 지하공간(1) 출입구를 형성하기 위한 개구부의 둘레 상방에 위치한다.

상기 지지부재(20)는 둘레를 제외한 중앙부분은 개방된 상태로 형성되어 있어서, 후술되는 지붕부(40)가 상기 개방된 부분에 설치되도록 한다.

상기 기둥부재(10)와 지지부재(20)가 지하공간(1) 출입구에 후술되는 벽체부(30)와 지붕부(40)를 설치하기 위한 골격이 된다.

벽체부(30)는 상단이 지지부재(20)와 지면 사이를 연결하도록 상단은 지지부재(20)측에 위치하고 하단은 지면에 위치하도록 구비된다. 상기 벽체부(30)는 서로 연동되는 복수의 벽체패널(31)이 평행하게 배치된다. 상기 벽체패널(31)는 길이방향의 회전중심을 기준으로 회전가능하게 구비된다. 상기 벽체패널(31)은 서로 인접하게 복수로 배치되고, 서로 연동되도록 구비되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 벽체패널(31)은 채광을 위하여 투광성 재질, 예컨대 유리, 합성수지를 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 벽체패널(31)의 각도를 조절하여 벽체부(30)의 개방정도를 조절함으로써, 벽체부(30)를 통과하는 공기의 유동량을 조절하여 환기를 제어한다.

지붕부(40)는 양단이 상기 지지부재(20)의 내부에 위치하여 환기 및 채광을 제어하도록 구비된 지붕패널(41)을 배열하여 이루어진다. 상기 지붕패널(41)은 내부가 개구부의 형태로 형성된 지지부재(20)에 양단이 위치하고, 길이방향의 회전중심을 중심으로 각도조절이 가능하도록 구비된다.

상기 지붕패널(41)도 채광을 위하여 투광성 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

한편, 상기 벽체패널(31)과 지붕패널(41)은 서로 연동되도록 하기 위해서 패널구동부(50)가 구비된다.

도 5에 도시된 바와 같은 구조로 패널구동부(50)가 구비될 수 있고, 상기 패널구동부(50)는 지붕패널(41)뿐만 아니라, 벽체패널(31)을 구동시키기 위해 적용될 수 있다.

상기 패널구동부(50)는, 회전가능하게 구비되고 외측에 작동레버(51a)가 연장되게 형성되는 복수의 구동축(51)과, 일측이 상기 구동축(51)에 고정되게 설치되고 타측은 벽체패널(31) 또는 지붕패널(41)에 고정되는 패널고정구(52)와, 상기 구동축(51)들이 연동되게 상기 작동레버(51a)와 링크연결되는 연동링크(53)와, 상기 연동링크(53)를 슬라이딩시켜 상기 구동축(51)을 회전시키는 리니어모터(54)를 포함한다.

구동축(51)은 지지부재(20) 또는 지지부재(20)와 평행하게 구비된 프레임(21)에 회전가능하게 구비된다. 상기 구동축(51)은 간격을 두고 복수로 구비되어 각각의 구동축(51)이 서로 연동되어 회전하도록 구비된다.

한편, 상기 구동축(51)을 외측에는 축방향과 수직한 방향으로 작동레버(51a)가 돌출되게 형성된다.

패널고정구(52)는 상기 벽체패널(31) 또는 지붕패널(41)을 구동축(51)에 고정되도록 한다. 상기 패널고정구(52)는 일측을 이용하여 상기 구동축(51)에 체결되어 구동축(51)과 일체로 회전하고, 타측은 상기 벽체패널(31) 또는 지붕패널(41)에 고정하여, 상기 구동축(51)의 회전시 벽체패널(31)과 지붕패널(41)이 회전할 수 있도록 한다.

연동링크(53)는 상기 작동레버(51a)들을 동시에 작동시켜, 복수로 구비되는 구동축(51)들은 서로 연동되도록 한다. 상기 연동링크(53)는 각 작동레버(51a)의 일측과 링크연결되어 있어서, 상기 연동링크(53)를 작동시키는 것만으로도 구동축(51)이 연동되어 회전하도록 한다.

리니어모터(54)는 일단을 지지부재(20) 또는 프레임(21)에 고정되고 타단은 연동링크(53)의 일측에 힌지연결된다. 상기 리니어모터(54)는 전원의 인가에 따라 신축됨으로써, 상기 연동링크(53)를 슬라이딩시켜 구동축(51)이 회전하도록 한다.

여기서, 상기 리니어모터(54)는 연동링크(53)를 슬라이딩 시키는 액튜에이터의 하나로서, 일반 전동모터, 유/공압식 실린더등이 구비될 수도 있으나, 리니어모터(54)로 구비되는 것이 바람직하다. 일반 전동모터를 사용하는 경우에는 전동모터의 구동축의 회전운동을 직선운동으로 변환해야 하는 단점이 있고, 유/공압식 실린더의 경우 전원이외의 유/공압을 공급하기 위한 별도의 장치가 구비되어야 하는 단점이 있으므로, 간단한 구조로 전원이 공급되면 신축되도록 작동하는 리니어모터(54)가 구비되는 것이 바람직하다.

상기 패널구동부(50)는 도 5에 도시된 바와 같이, 지붕패널(41)을 회전시킬 수 있고, 패널구동부(50)가 벽체부(30)의 내측에 위치하여 상기 지붕패널(41)을 구동시키는 것과 같은 방식에 의해서 벽체패널(31)을 회전시킬 수 있다.

특히, 상기 지붕부(40)를 구성하는 지붕패널(41)의 표면에는 태양전지판(61)이 구비되어 태양광을 이용한 발전이 가능하도록 한다. 상기 지붕패널(41)은 상부에 위치하여 태양의 입사광선에 노출되는 바, 상기 지붕패널(41)의 상부면에 태양전지판(61)이 구비한다.

또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 태양전지판(61)에 의해 발전된 전기는 배터리(62)를 충전시키고, 인버터(64)를 통하여 교류로 변환되어 일반 전기기기로 공급되며, 이를 제어하기 위한 충전조절기(63)가 구비된다.

이때, 지붕패널(41)은 전동식으로 패널구동부(50)에 의해 각도가 조절되므로, 상기 패널구동부(50)를 태양광추적기(미도시)와 연결시켜, 상기 태양전지판(61)이 태양과 최대한 직각을 유지하거나 태양을 향하도록 하여, 입사량이 최대가 되도록 한다. 태양광 발전 설비 등에서 태양광의 입사량이 최대가 되도록 하는데 사용되는 상용의 태양광추적기를 구비하고, 이를 이용하여 상기 리니어모터(54)를 구동시켜 입사량이 최대가 되도록 함으로서 지붕패널(41)의 각도를 조절하도록 한다.

한편, 상기 지지부재(20)중에서 계단상단의 상방에 위치하는 지지부재(20)에는 에어커튼(70)이 마련되어 지하공간(1) 내부로 외부의 공기가 유입되는 것을 차단하도록 한다. 에어커튼(70)은 슬릿으로 송풍하여 2공간의 공기가 서로 섞이지는 않되 사람, 물건 등의 출입은 가능하게 하는 것으로서, 상기 에어커튼(70)을 설치함으로써, 지하공간(1) 내부와 외부의 공기가 자유롭게 섞이는 것을 인위적으로 차단되도록 한다. 상기 에어커튼(70)의 통상의 것을 이용하므로 상세한 구성은 생략하기로 한다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 지하공간 출입구의 환기 및 채광제어장치의 작용에 대하여 살펴보기로 한다.

본 발명에 따른 지하공간 출입구의 환기 및 채광제어장치는 지하공간의 출입구 영역에서 계단뿐만 아니라, 계단의 하단에 인접한 영역까지 설치되어 있어서, 벽체패널(31)과 지붕패널(41)을 통하여 채광이 가능하므로, 주간에 지하공간 출입구의 계단에 인접한 영역을 조명하는데 소요되는 전력을 줄일 수 있다.

환기 또는 채광을 제어하기 위하여, 패널구동부(50)를 작동시킴으로써, 상기 벽체부(30)와 지붕부(40)를 구성하는 벽체패널(31)과 지붕패널(41)의 각도를 조절한다.

상기 패널구동부(50)의 리니어모터(54)에 전원이 인가하면 리니어모터(54)는 신장되거나 압축되면서 연동링크(53)를 슬라이딩시켜 구동축(51)이 회전하도록 하고, 벽체패널(31) 또는 지붕패널(41)의 각도가 조절된다.

이를 상세히 설명하면, 환기를 조절하기 위한 경우에는 지붕패널(41)과 벽체패널(31)을 조절하고 상기 지붕패널(41), 벽체패널(31)의 각도를 조절하여 지붕부(40)와 벽체부(30)의 개방정도를 조절함으로써, 통풍량을 조절함으로써, 지하공간(1)의 환기를 제어한다.

이때, 상기 지붕패널(41)과 벽체패널(31)의 각도를 조절하면 개방정도와 함께 공기의 유동방향을 가이드할 수도 있다

또한, 채광을 제어하는 경우에는 벽체패널(31)의 각도조절은 별도로 필요하지 않고, 지붕패널(41)의 각도를 조절함으로써, 채광을 조절하게 된다.

예컨대, 일사량이 많은 하절기의 경우에는 지붕패널(41)이 태양을 향하도록 하여, 과도한 태양광이 지하공간(1)의 출입구로 조사되는 것을 방지하도록 한다. 상기 패널구동부(50)를 작동시켜 태양광이 지하공간으로 들어오지 못하도록 차단함으로써, 강한 태양광이 지하공간(1)으로 들어오는 것을 방지한다.

한편, 상기 지붕패널(41)에는 태양전지판(61)이 설치되어 있으므로, 상기 태양광이 조사(照射)되는 동안에는 태양전지판(61)에 의해 발전된다. 발전된 전기는 충전조절기(63)를 통하여 배터리(62)에 충전되고, 필요시에는 인버터(64)를 거쳐서 일반 전기기구(65)를 사용할 수도 있다. 배터리(62)에 저장된 전원을 지하공간(1)을 조명하는 조명기기나 환기에 사용되는 팬에 연결함으로써, 조명기기, 팬의 작동을 위해 소요되는 전력의 일부를 충당하도록 한다.

또한, 지지부재(20)중에서 계단 상단측에 위치하는 선단측에는 에어커튼(70)이 마련되어 있어서, 하절기의 냉방시, 동절기의 난방시 지하공간의 내부의 공기가 유입되지 못하도록 차단함으로써, 냉/난방 효율을 높이도록 한다.

1 : 지하공간 2 : 계단
10 : 기둥부재 20 : 지지부재
21 : 프레임 30 : 벽체부
31 : 벽체패널 40 : 지붕부
41 : 지붕패널 50 : 패널구동부
51 : 구동축 51a : 작동레버
52 : 패널고정구 53 : 연동링크
54 : 리니어모터 61 : 태양전지판
62 : 배터리 63 : 충전조절기
64 : 인버터 65 : 전기기구
70 : 에어커튼 101 : 난간
102 : 기둥 103 : 지붕

Claims

지하공간(1) 출입구의 둘레에 간격을 두고 구비되는 복수의 기둥부재(10)와,
상기 기둥부재(10)의 상단에 구비되는 복수의 지지부재(20)와,
지면과 실질적으로 수직하게 배치되고 길이방향의 회전중심을 따라 회전가능하게 구비되는 복수의 벽체패널(31)로 이루어지고, 상기 기둥부재(10) 사이에 상기 벽체패널(31)이 배열되는 벽체부(30)와,
길이방향을 따라 회전가능하게 구비되는 복수의 지붕패널(41)이 배열되어 이루어지고, 상기 지지부재(20)의 내부에 구비되는 지붕부(40)와,
상기 지하공간(1)의 환기와 채광을 제어하기 위해 벽체패널(31) 또는 지붕패널(41)의 각도를 조절하는 패널구동부(50)를 구비하고,
상기 패널구동부(50)는,
회전가능하게 구비되고 외측면에 작동레버(51a)가 연장되게 형성되는 복수의 구동축(51)과,
일측은 상기 구동축(51)에 고정되게 설치되고 타측은 벽체패널(31) 또는 지붕패널(41)에 고정되는 패널고정구(52)와,
상기 구동축(51)들이 연동되어 회전하도록 상기 작동레버(51a)와 링크연결되는 연동링크(53)와,
상기 연동링크(53)를 슬라이딩시켜 상기 구동축(51)을 회전시키는 리니어모터(54)를 포함하는 패널구동부(50)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 지하공간 출입구의 환기 및 채광제어장치.
제1항에 있어서,
상기 지붕패널(41)의 상부면에는 배터리(62)에 전기적으로 연결되어 상기 배터리(62)를 충전시킬 수 있는 태양전지판(61)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 지하공간 출입구의 환기 및 채광제어장치.
제2항에 있어서,
태양의 위치를 추적하여 태양의 위치에 따라 상기 리니어모터(54)를 작동시켜 태양광의 입사각을 조절하는 태양광추적기가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 지하공간 출입구의 환기 및 채광제어장치.
제1항에 있어서,
상기 지붕부(40)의 선단에는 외부 공기와 내부공기를 차단시키도록 지면을 향해 송풍하는 에어커튼(70)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 지하공간 출입구의 환기 및 채광제어장치.