KR101554288B1 - 라돈을 자동으로 저감하는 장치 - Google Patents

Abstract

건물의 내부 공간의 공기에 포함된 라돈을 자동으로 저감하는 장치에 관한 것으로, 건물의 바닥면 아래에 위치하여 여러 방향으로 뻗어 있는 다수 개의 가지관들을 통하여 여러 방향으로부터 공기를 흡입하는 흡기관, 흡기관의 내부 공기를 흡입하여 배출하는 배기팬, 배기팬으로부터 배출된 공기를 건물의 외부에 배출하는 배기관, 건물의 내부 공간에 설치되어 건물의 내부 공간의 공기에 포함된 라돈의 농도를 검출하는 라돈 센서, 라돈 농도에 기초하여 배기팬의 동작을 제어하는 제어기를 포함한다.

Description

라돈을 자동으로 저감하는 장치 {Apparatus for reducing radon automatically}

건물의 내부 공간의 공기에 포함된 라돈을 자동으로 저감하는 장치에 관한 것이다.

라돈은 원자번호 86번의 원소로 원소기호는 Rn이다. 자연방사능 물질로서 어디에나 존재하며 토양, 암석(화강암류), 지하수, 건축자재(석고보드 등)에서 주로 발생한다. 인간에게 피폭되는 연간 자연방사선량의 약 50%가 라돈이며 라돈에 의한 방사선 노출은 대부분이 공기로부터 흡입된다. 세계보건기구와 미국 환경청 등이 흡연 다음으로 폐암을 유발하는 주요 원인 물질로 라돈을 규정하였으며 폐암환자 중 6~15%가 라돈에 기인하는 것으로 세계보건기구가 평가하고 있다.

실내로 유입되는 대부분의 라돈은 건물 지반의 토양 또는 암석으로부터 기인한다. 토양층을 통과하여 올라온 라돈 또는 기타 오염 가스는 건물 하부에 계속적으로 축적되게 된다. 일반적으로, 건물 실내의 기압은 토양 내의 압력보다 낮은데 그로 인해 건물 하부의 압력은 건물의 바닥 또는 벽 등을 통해 라돈과 같은 유해 가스를 실내로 유입시킨다. 대부분의 라돈 가스는 갈라진 벽 틈 사이 또는 기타 실내와 실외의 연결 통로 등을 통해 유입된다. 한번 유입된 라돈은 쉽게 빠져나가지 못하고 실내에 계속 축적되어 거주자의 건강을 위협하게 된다.

실내에 유입된 라돈을 제거하기 위해서는 자주 환기를 해주어야 하나, 라돈은 사람에 의해 감지될 수 없는 물질이기 때문에 라돈 제거를 위한 환기는 거의 이루어지지 않고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 건물 실내로 유입된 라돈을 저감하기 위한 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0100532호 등과 같은 종래기술들이 존재한다. 그러나, 이러한 종래기술들은 건물의 바닥면의 아래로부터 건물의 실내로 스며드는 라돈을 효과적으로 제거하는 데에는 한계가 있을 뿐만 아니라 에너지 소비 절감을 고려하지 않고 있다.

건물의 바닥면의 아래로부터 건물의 실내로 스며드는 라돈을 에너지 소비를 최소화하면서 효과적으로 저감할 수 있는 고효율의 라돈 저감 장치를 제공하는데 있다. 또한, 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 과제가 도출될 수도 있다.

본 발명의 일 측면에 따라 건물의 내부 공간의 공기에 포함된 라돈을 자동으로 저감하는 장치는 상기 건물의 바닥면 아래에 위치하여 여러 방향으로 뻗어 있는 다수 개의 가지관들을 통하여 상기 여러 방향으로부터 공기를 흡입하는 흡기관, 상기 흡기관의 내부 공기를 흡입하여 배출하는 배기팬, 상기 배기팬으로부터 배출된 공기를 상기 건물의 외부에 배출하는 배기관, 상기 건물의 내부 공간의 공기에 포함된 라돈의 농도를 검출하는 라돈 센서, 및 상기 라돈 센서에 의해 검출된 라돈 농도에 기초하여 상기 배기팬의 동작을 제어하는 제어기를 포함한다.

상기 흡기관은 상기 배기팬에 연결된 본관과 상기 본관에 형성된 다수 개의 개구들에 연결되어 상기 본관과 연통되는 다수 개의 가지관들을 포함할 수 있다. 상기 다수 개의 가지관들 중 일부는 상기 본관의 일측에 길이 방향으로 일정 간격으로 형성된 다수 개의 개구들의 입구 둘레에 부착되어 상기 본관의 일측의 외측으로 일자형으로 뻗어 있고, 상기 다수 개의 가지관들 중 나머지는 상기 본관의 타측에 길이 방향으로 일정 간격으로 형성된 다수 개의 개구들의 입구 둘레에 부착되어 상기 본관의 타측의 외측으로 일자형으로 뻗어 있을 수 있다.

상기 다수 개의 가지관들은 탄성계수가 소정 값 이상인 탄성소재로 제작되고, 상기 흡기관은 상기 다수 개의 가지관들이 상기 본관 쪽으로 접혀진 상태로 상기 건물의 바닥면 아래 공간의 입구에 삽입되어 상기 건물의 바닥면 아래 공간에 상기 다수 개의 가지관들 전부의 삽입이 완료되면 상기 다수 개의 가지관들이 펼쳐질 수 있다. 상기 라돈 저감 장치는 상기 다수 개의 가지관들의 입구에 공기 이외의 입자 물질이 흡입되는 것을 차단하기 위해 상기 다수 개의 가지관들의 입구를 포함하여 상기 흡기관의 전체 또는 일부를 감싸는 적어도 하나의 통기성 소재의 자루를 더 포함할 수 있다.

상기 제어기는 상기 라돈 센서에 의해 검출된 라돈 농도가 임계값을 초과하면 상기 배기팬을 시동시킴으로써 상기 배기팬에 의한 공기 흡입 및 배출을 시작할 수 있다. 상기 라돈 센서는 상기 배기팬의 동작에 따른 상기 건물의 내부 공간에 포함된 라돈의 농도를 검출하고, 상기 제어기는 상기 라돈 센서에 의해 검출된 라돈 농도에 기초하여 상기 배기팬의 동작에 따른 상기 건물의 내부 공간의 공기에 포함된 라돈의 농도 변화율을 산출하고, 상기 라돈의 농도 변화율에 따라 상기 배기팬의 회전 속도를 증감시킬 수 있다.

상기 제어기는 상기 라돈 센서로부터 상기 라돈 센서에 의해 검출된 라돈 농도를 나타내는 신호를 일정 시간 간격으로 수신하고, 일 시점에서 검출된 라돈 농도와 상기 일 시점으로부터 상기 일정 시간이 경과된 다음 시점에서 검출된 라돈 농도의 차이로부터 상기 라돈의 농도 변화율을 연속적으로 산출할 수 있다. 상기 제어기는 상기 흡기관의 타입에 따라 다수 개의 기준 속도들 중 어느 하나를 선택하고, 상기 라돈 센서에 의해 검출된 라돈 농도가 임계값을 초과하면 상기 선택된 기준 속도로 상기 배기팬을 회전시킴으로써 상기 배기팬에 의한 공기 흡입 및 배출을 시작하는 것을 포함할 수 있다.

상기 라돈 저감 장치는 태양광 에너지로부터 전원을 생성하고, 상기 생성된 전원을 상기 배기팬과 상기 제어기의 동작 전원으로서 상기 제어기에 공급하는 태양광 발전 설비를 더 포함할 수 있다.

건물의 바닥면 아래에 위치하여 여러 방향으로 뻗어 있는 다수 개의 가지관들을 통하여 공기를 흡입하는 흡기관에 의해 건물의 바닥면 아래에 넓게 퍼져 있는 라돈을 효과적으로 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 각 가지관의 작은 내경으로 인해 배기팬의 회전속도에 비해 높은 흡입력을 얻을 수 있어 고효율로 라돈을 제거할 수 있다. 흡기관의 가지관들은 탄성소재로 제작되어 가지관들이 흡기관의 본관 쪽으로 접혀진 상태로 건물의 바닥면 아래 공간의 입구에 삽입될 수 있기 때문에 건물의 바닥면 아래 공간의 입구에 비해 매우 큰 부피의 흡기관이 건물의 바닥면 아래 공간에 용이하게 설치될 수 있다.

흡기관의 가지관들의 입구를 포함하여 흡기관의 전체 또는 일부를 감싸는 적어도 하나의 통기성 소재의 자루에 의해 가지관들의 입구에 공기 이외의 입자 물질이 흡입되는 것을 차단할 수 있다. 흡기관의 타입에 따라 다수 개의 기준 속도들 중 어느 하나를 선택하고, 라돈 농도가 임계값을 초과하면 선택된 기준 속도로 배기팬을 회전시킴으로써 흡기관의 타입에 따른 배기팬의 최적 회전 속도를 제공할 수 있어 최소한의 전력 소비로 흡기관의 공기 흡입 효율을 극대화할 수 있다. 건물의 내부 공간의 공기에 포함된 라돈의 농도 변화율에 따라 배기팬의 회전 속도를 증감시킴으로써 건물의 바닥면의 아래로부터 라돈의 양이 급격하게 증가되어 건물의 실내로 스며드는 경우에 라돈의 농도를 사람에 피해가 가지 않도록 보다 신속하게 감소시키면서도 전력 낭비를 방지할 수 있다.

나아가, 태양광 에너지를 라돈 저감 장치의 전원으로서 활용함으로써 탄소 배출 저감에 이바지하는 친환경 라돈 저감 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 라돈 저감 장치의 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 흡기관(10)의 사시도이다.
도 3-5는 도 1에 도시된 흡기관(10)의 여러 예들을 나타내는 도면이다.
도 6은 도 1에 도시된 라돈 저감 장치의 전기전자 요소들의 구성도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 라돈 저감 방법의 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 라돈 저감 방법의 흐름도이다.
도 9는 도 1에 도시된 라돈 저감 장치의 동작에 따른 라돈 농도 변화의 일례를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 라돈 저감 장치의 구성도이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 라돈 농도는 베크렐(Bq)이나 피코큐리(pCi)로 표한다. 베크렐은 방사성물질 국제표준 단위이며, 1초에 방사선 1개가 핵에서 한번 방출되는 것, 즉 1초 동안 하나의 방사성 붕괴가 일어나는 양을 나타낸다. 공기 중 라돈의 농도는 Bq/㎥이나 pCi/L로 표시하며, 1 pCi/L 는 37 Bq/㎥ 에 해당하는 농도이다. 현재 시행되고 있는 「다중이용시설 등의 실내공기질관리법」제6조에 따른 실내공기질 권고기준에 의하면 실내 공기중 라돈의 농도를 148 Bq/㎥ 이하로 권고하고 있다. 이하에서 설명되는 실시예들은 주택, 빌딩 등과 같은 건물의 내부 공간의 공기에 포함된 라돈을 자동으로 저감하는 장치에 관한 것으로, 이하에서는 간략하게 "라돈 저감 장치"라고 호칭하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 라돈 저감 장치의 구성도이다. 도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 라돈 저감 장치는 건물(100)의 바닥면(110) 아래에 위치하여 여러 방향으로 뻗어 있는 다수 개의 가지관들을 통하여 여러 방향으로부터 공기를 흡입하는 흡기관(10), 흡기관(10)과 배기팬(30)을 연결하는 연결관(20), 흡기관(10)의 내부 공기를 흡입하여 배출하는 배기팬(30), 배기팬(30)으로부터 배출된 공기를 건물(100)의 외부에 배출하는 배기관(40), 건물(100)의 내부 공간의 공기에 포함된 라돈의 농도를 검출하는 라돈 센서(50), 및 라돈 센서(50)에 의해 검출된 라돈 농도에 기초하여 배기팬(30)의 동작을 제어하는 제어기(60)로 구성된다. 한편, 도 1에 도시된 라돈 저감 장치는 본 발명의 다른 실시예에 따라 상기된 구성 요소들 외에 다른 구성 요소를 더 포함할 수도 있다. 이하에서 설명될 여러 관들의 연결 부위는 공기의 유실을 막기 위해 테이프, 실리콘 등을 사용하여 밀봉된다.

도 2는 도 1에 도시된 흡기관(10)의 사시도이다. 도 2를 참조하면, 흡기관(10)은 배기팬(30)에 연결된 본관(11)과 본관(11)에 형성된 다수 개의 개구들에 연결되어 본관(11)과 연통되는 다수 개의 가지관들(12)로 구성된다. 흡기관(10)은 연결관(20)을 통해 배기팬(30)에 연결될 수도 있고, 직접 배기팬(30)에 연결될 수도 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 흡기관(10)은 건물(100)의 바닥면(110)과 지반(120) 사이의 공간에 지반(120) 위에 눕혀 설치될 수 있다. 이러한 설치 환경에서 라돈을 효과적으로 흡입하기 위해, 흡기관(10)은 건물(100)의 바닥면(110)과 지반(120) 사이의 공간 내에 여러 방향으로 뻗어 있는 다수 개의 가지관들(12)을 통하여 건물(100)의 바닥면(110)과 지반(120) 사이의 공간의 여러 방향으로부터 공기를 흡입한다. 도 1에 도시된 라돈 저감 장치가 설치되는 건물의 바닥 면적에 따라 흡기관(10)의 길이와 가지관들(12)의 개수는 증감될 수 있다. 건물(100)의 바닥면(110)과 지반(120) 사이에 공간이 존재하지 않는 경우라면, 건물(100)의 바닥면(110) 아래의 흙을 파내어 공간을 형성한 후에 흡기관(10)이 설치될 수도 있다.

건물(100)의 실내에 존재하는 라돈은 건물(100)의 바닥면(110) 아래의 토양, 지반으로부터 유입된 라돈이 약 80~90%를 차지하고, 지하수로부터 유입된 라돈이 약 5~10%를 차지하고, 실내 건축재료로부터 방출된 라돈이 약 5~10%를 차지하는 것으로 알려져 있다. 건물(100)의 바닥면(110) 아래의 토양, 지반으로부터 유입된 라돈을 제거하는 것이 건물(100)의 실내에 존재하는 라돈을 가장 효과적으로 제거하는 방법임을 알 수 있습니다. 본 실시예에 따르면, 흡기관(10)이 건물(100)의 바닥면(110) 아래에 설치되어 있어 다수 개의 가지관들(12)을 통하여 건물(100)의 바닥면(110) 아래의 공기를 여러 방향으로부터 흡입하기 때문에 건물(100)의 바닥면(110) 아래의 토양, 지반으로부터 유입되어 건물(100)의 바닥면(110) 아래에 넓게 퍼져 있는 라돈을 효과적으로 제거할 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 다수 개의 가지관들(12) 중 절반은 본관(11)의 일측에 길이 방향으로 일정 간격으로 형성된 다수 개의 개구들의 입구 둘레에 부착되어 본관(11)의 일측의 외측으로 일자형으로 뻗어 있고, 다수 개의 가지관들 중 나머지 절반은 본관(11)의 타측에 길이 방향으로 일정 간격으로 형성된 다수 개의 개구들의 입구 둘레에 부착되어 본관(11)의 타측의 외측으로 일자형으로 뻗어 있다. 즉, 각 가지관(12)의 일단은 본관의 외주면에 형성된 개구의 입구 둘레에 부착되어 본관(11)과 연통하게 되고, 각 가지관(12)의 타단은 개방되어 공기를 흡입하는 흡입구 역할을 한다.

이에 따라, 다수 개의 가지관들(12)은 건물(100)의 바닥면(110) 아래 곳곳의 공기를 골고루 흡입할 수 있다. 여기에서, 본관(11)의 중심을 기준으로 본관(11)의 일측의 외측 방향과 타측의 외측 방향은 서로 180도를 이룸이 바람직하다. 한편, 건물(100)의 바닥면(110) 아래 공간의 형상에 따라 본관(11)의 일측의 외측 방향과 타측의 외측 방향이 90도, 120도 등 같은 다른 각도를 이루는 형태로 흡기관(10)의 외주면에 가지관들(12)이 배치될 수도 있고, 본관(11)의 외주면으로부터 2 개의 방향이 아닌, 보다 여러 개의 방향, 예를 들어 3, 4 개의 방향으로 뻗어 있도록 흡기관(10)의 외주면에 가지관들(12)이 배치될 수도 있다.

도 3은 도 1에 도시된 흡기관(10)의 다른 예를 나타내는 도면이다. 도 2에 도시된 흡기관(10)은 서로 이웃하는 본관(11)의 일측에 부착된 가지관(12)과 본관(11)의 타측에 부착된 가지관(12)이 본관(11)의 횡방향의 동일선 상에 위치한다. 반면, 도 3에 도시된 흡기관(10)은 서로 이웃하는 본관(11)의 일측에 부착된 가지관(12)과 본관(11)의 타측에 부착된 가지관(12)이 반대쪽 두 개의 가지관들(12)의 중간선 상에 위치한다. 즉, 본관(11)의 일측에 부착된 두 개의 가지관들(12)의 중간선과 만나는 본관(11)의 타측 지점에 반대쪽 가지관(12)이 부착되어 있다. 본관(11)의 직경이 작은 경우, 본관(11)의 횡방향의 동일선 상에 개구들이 형성되어 있으면 본관(11)의 강성이 매우 약해지게 된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본관(11)의 양측에 서로 어긋나게 개구들이 형성되어 있으면 본관(11)의 강성이 확보될 수 있다.

다수 개의 가지관들(12)은 탄성계수가 소정 값 이상인 탄성소재로 제작되어 각 가지관(12)의 일단이 본관(11)의 외주면 상의 개구 둘레에 부착될 수 있다. 예를 들어, 다수 개의 가지관들(12)은 고무로 제작될 수 있다. 이에 따라, 각 가지관(12)은 외력에 의해 자유롭게 굽어지거나 접혀질 수 있으며, 외력이 사라지면 원래의 형태로 복원되게 된다. 흡기관(10)은 작업자에 의해 가지관들(12)이 본관(11) 쪽으로 접혀진 상태로 건물(100)의 바닥면(110) 아래 공간의 입구에 삽입되어 건물(100)의 바닥면(110) 아래 공간에 다수 개의 가지관들(12) 전부의 삽입이 완료되면 가지관들(12)이 펼쳐진다. 건물(100)의 전도 내지 매몰 위험으로 인해 건물(100)의 바닥면(110)과 지반(120) 사이의 입구를 크게 할 수 없다. 본 실시예에서의 가지관들(12)은 작업자에 의해 본관(11) 쪽으로 접혀진 상태로 건물(100)의 바닥면(110) 아래 공간의 입구에 삽입될 수 있기 때문에 건물(100)의 바닥면(110) 아래 공간의 입구에 비해 매우 큰 부피의 흡기관(10)이 건물(100)의 바닥면(110) 아래 공간에 용이하게 설치될 수 있다.

본관(11)은 가지관들(12)과 마찬가지로 고무 등과 같은 탄성소재로 제작될 수도 있고, PVC(polyvinyl chloride) 등과 같이 단단한 소재로 제작될 수도 있다. 본관(11)과 각 가지관(12)은 일체형으로 제작될 수도 있고, 개별로 제작되어 결합될 수도 있다. 흡기관(10) 전체가 고무 등과 같은 탄성소재로 제작될 경우, 흡기관(10) 전체의 변형이 자유롭기 때문에 건물(100)의 바닥면(110) 아래 공간의 형상 또는 입구의 형상에 구애됨이 없이 건물(100)의 바닥면(110) 아래 공간으로의 흡기관(10) 삽입이 매우 용이하다. 각 가지관(12)을 통해 흡입된 공기는 본관(11)으로 모인 후 연결관(20), 배기팬(30), 배기관(40) 등을 경유하여 건물(100) 밖으로 이동하여 배출된다. 본관(11)의 일단은 막혀 있고 타단은 연결관(20)을 통해 배기팬(30)과 연결된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본관(11)의 일단은 그 입구에 고무 마개 등을 압입함으로써 막힘 처리될 수 있다.

건물(100)의 바닥면(110) 아래 공간에 위치한 본관(11)의 일단이 막혀 있기 때문에 배기팬(30)에 의해 발생되는 공기의 흐름에 따라 각 가지관(12)의 입구에 의해서만 공기가 흡입되게 된다. 다수 개의 가지관들(12)이 본관(11)에 부착되는 구조로 인해 각 가지관(12)의 내경보다 본관(11)의 내경이 훨씬 크다. 베르누이 정리에 따라, 배기팬(30)에 의해 본관(11)을 흐르는 공기의 유속보다 각 가지관(12)을 흐르는 공기의 유속이 훨씬 빠르게 된다. 따라서, 배기팬(30)의 회전 속도가 낮다고 하더라도 각 가지관(12)에 의해 흡입되는 공기의 유속이 빠르게 되어 각 가지관(12)의 흡입력이 상승하게 되고, 각 가지관(12)의 입구로부터 먼 곳에 위치한 공기도 흡입할 수 있다. 배기팬(30)의 회전 속도가 낮을수록 도 1에 도시된 라돈 저감 장치의 전력 소비가 절감된다. 즉, 도 1에 도시된 라돈 저감 장치는 고효율로 건물(100)의 바닥면(110) 아래 공간의 공기에 포함된 라돈을 제거할 수 있다.

도 4-5는 도 1에 도시된 흡기관(10)의 또 다른 예들을 나타내는 도면이다. 흡기관(10)은 건물(100)의 바닥면(110) 아래 공간에 설치되기 때문에 흙과 같은 입자 물질이 각 가지관(12)의 입구로 공기와 함께 빨려 들어와 각 가지관(12)의 입구 또는 통로를 막을 수 있다. 도 4-5를 참조하면, 다수 개의 가지관들(12)의 입구에 공기 이외의 입자 물질이 흡입되는 것을 차단하기 위해, 본 실시예에 따른 라돈 저감 장치는 다수 개의 가지관들(12)의 입구를 포함하여 흡기관(10)의 전체 또는 일부를 감싸는 적어도 하나의 통기성 소재의 자루(13)를 구비할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 라돈 저감 장치는 흡기관(10)의 입구 주위를 제외한 흡기관(10)의 외면 전체를 감싸는 하나의 자루를 구비할 수 있다. 아니면, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 라돈 저감 장치는 각 가지관(12)의 입구 주위를 감싸는 다수 개의 자루들(13)을 구비할 수도 있다.

이러한 자루(13)의 소재는 공기가 통과될 수 있으면서 입자 물질은 통과될 수 없는 통기성 직물인 것이 바람직하다. 자루(13)의 소재가 되는 통기성 직물은 건물(100)의 바닥면(110) 아래의 습기로 인해 썩지 않아야 하므로 친환경 화학사 등과 같이 썩지 않는 섬유로 제작되어야 한다. 자루(13)의 입구 둘레에는 고무밴드 등이 삽입되어 있어 흡기관(10)의 표면에 자루(13)의 입구가 밀착 결합된다. 이에 따라, 흡기관(10)의 표면과 자루(13)의 입구 사이로 흙과 같은 입자 물질이 침투될 수 없다.

연결관(20)은 흡기관(10)과 배기팬(30)을 연결한다. 연결관(20)의 일단은 흡기관(10)의 본관(11)에 결합되고 타단은 배기팬(30)에 결합된다. 연결관(20)의 외경이 본관(11)의 내경보다 작아 연결관(20)의 단부를 본관(11)에 삽입하여 흡기관(10)에 연결될 수 있다. 도 1에 도시된 연결관(20)의 모양은 "L" 형태이나, 연결관(20)은 흡기관(10)과 배기팬(30)의 연결 형태에 따라 그 모양은 변경될 수 있다.

배기팬(30)은 일단이 연결관(20)을 통해 흡기관(10)에 연결되고 타단이 배기관(40)에 연결되어 흡기관(10)의 내부 공기를 흡입하여 배기관(40)으로 배출한다. 배기팬(30)은 입구와 출구가 형성되어 있는 하우징, 하우징 내부에 위치하는 모터, 및 모터의 샤프트에 장착된 프로펠러로 구현될 수 있다. 배기팬(30)은 프로펠러의 회전면의 양측에 입구와 출구가 형성되어 있어 모터에 의해 프로펠러가 회전하게 되면 입구로부터 출구로 향하는 공기의 흐름이 발생하게 된다. 배기팬(30)의 모터는 제어기(60)로부터 공급되는 전원 신호에 의해 동작되며, 전원 신호의 전압 또는 전류의 크기에 따라 프로펠러의 회전 속도가 증감된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 배기팬(30)은 건물(100)의 외벽에 설치될 수 있고, 건물(100) 주변의 지면 위에 설치될 수도 있다. 배기팬(30)의 프로펠러가 제어기(60)로부터 공급되는 전원 신호에 의해 회전하면, 연결관(20)을 통해 배기팬(30)에 연결된 흡기관(10)은 건물(100)의 바닥면 아래의 공기를 흡입하게 되고, 배기팬(30)에 연결된 배기관(40)은 건물(100)의 외부에 공기를 배출하게 된다.

배기관(40)은 배기팬(30)에 연결되어 배기팬(30)으로부터 배출된 공기를 건물의 외부에 배출한다. 배기관(40)은 PVC와 같이 단단한 소재로 제작된다. 배기관(40)의 일단은 배기팬(30)의 출구에 결합되고 타단은 건물(100)의 지붕 위에 위치하도록 건물(100)의 외벽에 고정앵커로 고정될 수 있다. 배기관(40)으로부터 배출된 공기에 포함된 라돈은 건물(100)의 창문, 출입구 등을 통해 실내로 다시 유입될 수 있으므로 건물(100)의 창문, 출입구로부터 가급적 멀리 배기관(40)의 출구를 위치시키는 것이 바람직하다. 도 1에 도시된 바와 같이, 배기관(40)의 배출구(41)는 공기의 배출 방향이 지면과 수평이 되도록 "T" 형상의 관으로 제작함으로써 빗물이 배기관(40) 내부로 들어가지 않도록 하는 것이 바람직하다.

라돈 센서(50)는 건물(100)의 내부 공간에 설치되어 건물(100)의 내부 공간에 포함된 라돈의 농도를 검출한다. 라돈 센서(50)는 라돈에서 방출되는 알파선, 베타선, 감마선 등을 이용하여 라돈의 농도를 측정하고 이와 같이 측정된 라돈의 농도를 나타내는 전기적 신호를 생성하여 제어기(60)로 출력한다. 건물(100)의 내부 공간에 포함된 라돈의 농도를 정확하게 측정하기 위해, 라돈 센서(50)는 공조기, 출입문, 창문 등에 의해 실내 공기가 영향을 받지 않는 장소에 성인의 숨쉬는 높이로 설치하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 라돈 센서(50)는 거실의 1~1.5m 높이로 설치할 수 있다. 라돈 센서(50)는 라돈 농도 값을 표시하기 위한 모니터를 구비할 수 있고, 라돈의 농도가 임계값을 초과할 경우 경보음을 발생시키는 경보기를 구비할 수 있다.

도 6은 도 1에 도시된 라돈 저감 장치의 전기전자 요소들의 구성도이다. 도 6을 참조하면, 제어기(60)는 이하에서 설명되는 제어기(60)의 동작을 수행하는 프로세서(61), 배기팬(30)의 제어 프로그램 등이 저장되는 스토리지(62), 사용자로부터 어떤 정보를 입력받거나 사용자에게 어떤 정보를 표시하는 사용자 인터페이스(63), 및 배기팬(30)의 모터에 공급될 전원신호를 생성하는 전원신호 생성기(64)로 구성될 수 있다. 제어기(60)는 도 6에 도시된 요소들 외에 라돈 센서(50)로부터 입력된 아날로그 신호를 증폭하는 증폭기, 라돈 센서(50)로부터 입력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 컨버터(analog to digital converter) 등 다른 요소들을 더 포함할 수 있음을 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.

프로세서(61)는 라돈 센서(50)로부터 라돈의 농도를 나타내는 신호를 수신하고, 스토리지(62)에 저장된 프로그램에 따라 배기팬(30)에 대한 제어 신호를 생성하여 전원신호 생성기(64)로 출력한다. 전원신호 생성기(64)는 컨버터(230)로부터 공급된 전원으로부터 프로세서(61)로부터 입력된 제어 신호에 따라 배기팬(30)의 모터에 공급될 전원신호를 생성한다. 사용자 인터페이스(63)는 사용자에 의해 강제로 배기팬(30)을 시동시키거나 정지시킬 수 있는 스위치를 구비할 수 있고, 배기팬(30)의 동작 상태를 표시하기 위한 모니터를 구비할 수 있다. 이하에서 설명되는 제어기(60)의 동작은 이상에서 설명된 각 요소의 동작 또는 요소들의 동작 결합에 의해 구현될 수 있으며, 특별한 경우를 제외하고는 어느 하나의 요소의 동작이 아닌 제어기(60)의 동작으로 설명하기로 한다.

탄소 배출을 줄여 친환경적인 라돈 저감 장치를 실현하기 위해, 도 1에 도시된 라돈 저감 장치는 태양광 에너지로부터 전원을 생성하고, 이와 같이 생성된 전원을 배기팬(30)과 제어기(60)의 동작 전원으로서 제어기(60)에 공급하는 태양광 발전 설비를 구비할 수 있다. 도 1에 도시된 라돈 저감 장치가 설치되는 건물은 사람이 상주하는 건물로서 대부분 전력회사로부터 상용 전원이 공급되는 건물이다. 따라서, 도 6에 도시된 바와 같이, 도 1에 도시된 라돈 저감 장치의 태양광 발전 설비는 전력회사의 전력망과 병렬 운전되는 계통연계형으로 설계됨이 바람직하다. 이에 따라, 도 1에 도시된 라돈 저감 장치의 태양광 발전 설비는 태양광을 전기 에너지로 변환하는 태양전지(210), 태양전지(210)에 의해 생성된 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터(220), 및 인버터(220)로부터 출력되는 교류 전원 또는 상용 전원을 직류 전원으로 변환하는 컨버터(230)로 구성될 수 있다.

컨버터(230)로부터 출력되는 직류 전원은 전원신호 생성기(64)로 공급되어 배기팬(30)의 모터로 입력되는 전원신호의 생성에 사용된다. 컨버터(230)로부터 출력되는 직류 전원은 라돈 센서(50)와 제어기(60)의 동작 전원으로도 사용되나 도면이 복잡해지는 것을 방지하기 위하여 도 6에는 생략되어 있다. 한편, 도 1에 도시된 라돈 저감 장치의 태양광 발전 설비는 전력회사의 전력망과 연계되지 않고 단독으로 운전되는 독립형으로 설계될 수도 있다. 이 경우, 도 1에 도시된 라돈 저감 장치의 태양광 발전 설비는 태양광 발전이 불가능한 야간 등에 비상시에 대비한 예비 전원이 충전되는 배터리를 구비하여야 한다. 도 1에 도시된 라돈 저감 장치의 동작 전원으로 사용하고 남은 잉여 전원은 계통연계형인 경우에는 전력회사로 송전되는 반면, 독립형의 경우에는 배터리에 충전된다.

이와 같이, 본 실시예는 태양광 에너지를 도 1에 도시된 라돈 저감 장치의 전원으로서 활용함으로써 탄소 배출 저감에 이바지하는 친환경 라돈 저감 장치를 제공할 수 있다. 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 태양광 외에 지열, 풍력 등 다른 대체 에너지를 이용하여 전원을 생성할 수 있음을 이해할 수 있다.

제어기(60)는 라돈 센서(50)에 의해 검출된 라돈 농도에 기초하여 배기팬(30)의 동작을 제어한다. 제어기(60)의 제어에 따라 배기팬(30)은 시동되거나 정지되고, 프로펠러의 회전 속도가 변경될 수 있다. 제어기(60)는 라돈 센서(50)에 의해 검출된 라돈 농도가 임계값을 초과하면 배기팬(30)을 시동시킴으로써 배기팬(30)에 의한 공기의 흡입 및 배출을 시작한다. 보다 상세하게 설명하면, 제어기(60)는 라돈 센서(50)로부터 출력되는 신호가 나타내는 라돈 농도와 임계값을 비교한다. 그 결과, 라돈 농도가 임계값을 초과하면, 제어기(60)는 배기팬(30)의 모터로 전원신호를 출력함으로써 배기팬(30)을 시동시킨다. 현재 시행되고 있는 "다중이용시설 등의 실내공기질관리법" 제6조에 따른 실내공기질 권고기준에 의하면 실내공기 중 라돈의 농도를 148 Bq/㎥ 이하로 권고하고 있다. 본 실시예에서의 임계값은 148 Bq/㎥일 수 있으며, 도 1에 도시된 라돈 저감 장치가 설치되는 환경에 따라 사용자에 의해 변경될 수 있다.

제어기(60)는 흡기관(10)의 타입에 따라 다수 개의 기준 속도들 중 어느 하나를 선택하고, 라돈 센서(50)에 의해 검출된 라돈 농도가 임계값을 초과하면 선택된 기준 속도로 배기팬(30)을 회전시킨다. 여기에서, 기준 속도들은 일정한 간격으로 증가되는 속도들일 수 있다. 건물(100)의 바닥면(110) 아래 공간의 크기 및 형상에 따라 흡기관(10)의 본관(11) 및 가지관들(12)의 길이가 길어지거나 짧아질 수 있고 흡기관(10)의 본관(11) 및 가지관들(12)의 직경이 달라질 수 있다. 이에 따라, 여러 건물(100)의 설치 환경에 최적화된 여러 타입의 흡기관(10)이 제작될 수 있다. 가지관들(12)이 건물(100)의 바닥면(110) 아래 공간 구석의 공기까지 빠짐 없이 흡입하기 위해서는 각 가지관(12)의 흡입력은 어느 정도 이상 되어야 하며, 각 가지관(12)의 흡입력은 흡입 속도에 의해 결정된다.

배기팬(30)의 회전이 동일한 경우, 즉 배기팬(30)의 송풍 속도가 동일한 경우에 어떤 가지관(12)의 직경이 큰 경우라면 흡입 속도가 감소하게 되며, 어떤 가지관(12)의 직경이 작은 경우라면 흡입 속도가 증가하게 된다. 이에 따라, 흡기관(10)의 타입에 따라 배기팬(30)의 회전 속도의 조절이 요구된다. 제어기(60)는 다수 개의 기준 속도들 중 어느 하나를 수동으로 선택할 수도 있고, 자동으로 선택할 수도 있다. 예를 들어, 제어기(60)는 사용자에 의해 입력된 선택 정보에 따라 다수 개의 기준 속도들 중 어느 하나를 선택할 수 있다. 아니면, 흡기관(10)에 흡기관(10)의 타입을 나타내는 정보가 기록된 RFID(radio frequency identification) 태그를 부착시키고, 제어기(60)가 RFID 태그에 기록된 정보를 읽어 들임으로써 다수 개의 기준 속도들 중 어느 하나를 자동으로 선택할 수도 있다. 이와 같이, 흡기관(10)의 타입에 따라 다수 개의 기준 속도들 중 어느 하나를 선택하여 배기팬을 회전시킴으로써 흡기관의 타입에 따른 배기팬(30)의 최적 회전 속도를 제공할 수 있어 최소한의 전력 소비로 흡기관의 공기 흡입 효율을 극대화할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 라돈 저감 방법의 흐름도이다. 도 7에 도시된 라돈 저감 방법은 도 1에 도시된 제어기(60)에 의해 수행되는 단계들로 구성된다. 701 단계에서 제어기(60)는 흡기관(10)의 타입에 따라 다수 개의 기준 속도들 중 어느 하나를 선택한다. 기준 속도가 하나인 경우라면 701 단계는 생략될 수 있다. 702 단계에서 제어기(60)는 라돈 센서(50)로부터 라돈 센서(50)에 의해 검출된 라돈의 농도를 나타내는 신호를 수신한다. 703 단계에서 제어기(60)는 702 단계에서 수신된 신호가 나타내는 라돈의 농도와 임계값을 비교한다. 그 결과, 702 단계에서 수신된 신호가 나타내는 라돈의 농도가 임계값을 초과하면 704 단계로 진행하고, 그렇지 않으면 706 단계로 진행한다.

704 단계에서 제어기(60)는 배기팬(30)이 동작중인가를 확인한다. 제어기(60)는 배기팬(30)의 모터로 전원 신호가 출력 중인가를 확인함으로써 배기팬(30)이 동작중인가를 확인할 수 있다. 그 결과, 배기팬(30)이 동작중이면 702 단계로 돌아가고, 그렇지 않으면 705 단계로 진행한다. 705 단계에서 제어기(60)는 701 단계에서 선택된 기준 속도에 해당하는 크기의 전원 신호를 생성하여 배기팬(30)의 모터에 출력함으로써 배기팬(30)을 시동시키고 702 단계로 돌아간다. 제어기(60)는 기준 속도에 비례하는 크기의 전압을 갖는 전원 신호를 생성할 수도 있고, 기준 속도에 비례하는 크기의 전류를 갖는 전원 신호를 생성할 수도 있다. 배기팬(30)에 의한 공기 흡입 및 배출이 시작됨에 따라 실내의 라돈 농도는 감소하게 된다.

706 단계에서 제어기(60)는 배기팬(30)이 동작중인가를 확인한다. 그 결과, 배기팬(30)이 동작중이면 707 단계로 진행하고, 그렇지 않으면 702 단계로 돌아간다. 707 단계에서 제어기(60)는 배기팬(30)의 모터로의 전원 신호의 출력을 중단함으로써 배기팬(30)을 정지시키고 702 단계로 돌아간다. 704 단계에서 702 단계로 돌아가는 경우는 배기팬(30)의 동작에 의해 실내의 라돈이 저감되어 라돈 농도가 임계값 이하로 떨어진 경우에 해당하고, 706 단계에서 702 단계로 돌아가는 경우는 실내의 라돈 농도가 계속적으로 임계값 이하인 경우에 해당한다.

이와 같이, 제어기(60)는 건물의 내부 공간에 포함된 라돈의 농도가 임계값을 초과하면 라돈의 농도가 임계값 이하가 될 때까지 배기팬(30)이 자동으로 동작하도록 함으로써 사람이 위험 농도의 라돈에 노출되는 것을 예방할 수 있다. 다만, 도 7에 도시된 라돈 저감 방법은 하나의 속도만으로 배기팬(30)을 동작시키기 때문에 건물(100)의 바닥면(110)의 아래로부터 라돈의 양이 급격하게 증가되어 건물(100)의 실내로 스며드는 경우에 건물(100)의 실내로 급격하게 증가되어 유입되는 라돈을 빠른 시간 내에 임계값 이하로 저감하기가 어렵다.

라돈 센서(50)는 배기팬(30)의 동작에 따른 건물의 내부 공간에 포함된 라돈의 농도를 검출하고, 제어기(60)는 라돈 센서(50)에 의해 검출된 라돈 농도에 기초하여 배기팬(30)의 동작에 따른 건물의 내부 공간의 공기에 포함된 라돈의 농도 변화율을 산출하고, 라돈의 농도 변화율에 따라 배기팬(30)의 회전 속도를 증감시킨다. 즉, 건물(100)의 실내로 유입되는 라돈의 양이 많을수록 배기팬(30)의 회전 속도를 그만큼 더 빠르게 함으로써 건물(100)의 실내로 급격하게 증가되어 유입되는 라돈을 빠른 시간 내에 임계값 이하로 저감시킬 수 있다. 한편, 건물(100)의 실내로 유입되는 라돈의 양이 적을수록 배기팬(30)의 회전 속도를 그만큼 더 느리게 함으로써 배기팬(30)에서의 불필요한 전력 낭비를 감소시킬 수 있다.

보다 상세하게 설명하면, 제어기(60)는 라돈 센서(50)에 의해 검출된 라돈 농도를 나타내는 신호를 일정 시간 간격으로 수신하고, 일 시점에서 검출된 라돈 농도와 일 시점으로부터 일정 시간이 경과된 다음 시점에서 검출된 라돈 농도의 차이로부터 건물의 내부 공간의 공기에 포함된 라돈의 농도 변화율을 연속적으로 산출한다. 제어기(60)는 이와 같이 연속적으로 산출된 라돈의 농도 변화율에 따라 배기팬(30)의 회전 속도를 증감시킨다. 예를 들어, 일 시점을 t1이라 하고 t1의 시점에서 라돈 센서(50)에 의해 검출된 라돈의 농도를 C_t1이라 하고 t1로부터 일정 시간이 경과된 다음 시점을 t2이라 하고 t2의 시점에서 라돈 센서(50)에 의해 검출된 라돈의 농도를 C_t2이라고 하면, 단위시간당 라돈의 농도 변화율 k는 다음 수학식 1과 같이 산출될 수 있다.

수학식 1에서 k>0인 경우는 건물의 내부 공간의 공기에 포함된 라돈의 농도가 감소하고 있음을 의미하고, k<0인 경우는 건물의 내부 공간의 공기에 포함된 라돈의 농도가 증가하고 있음을 의미하며, k=0인 경우는 건물의 내부 공간의 공기에 포함된 라돈의 농도가 변화 없음을 의미한다. 여기에서, t1과 t2는 시간의 흐름에 따라 증가되며, 그에 따라 증가된 t1 시점과 t2 시점에서의 라돈의 농도를 나타내는 신호를 라돈 센서(50)로부터 계속적으로 수신함으로써 시간의 흐름에 따라 단위시간당 라돈의 농도 변화율을 연속적으로 산출할 수 있다. 엄밀하게 말하면, 수학식 1에서의 단위시간당 라돈의 농도 변화율 k는 단위시간당 라돈의 농도 감소율을 나타낸다. 이하에서는 라돈의 농도 변화율을 라돈의 농도 감소율로 한정하여 설명하기로 한다.

제어기(60)는 단위시간당 라돈의 농도 감소율 k와 목표 감소율과 비교하고, 그 결과에 따라 배기팬(30)의 회전 속도를 증감시킨다. 여기에서, 목표 감소율이란 건물(100)의 실내의 라돈이 증가하더라도 라돈의 농도가 사람에게 피해를 주지 않을 정도로 임계값을 일시적으로 초과하도록 하는 단위시간당 라돈의 목표 농도 감소율을 말한다. 건물의 내부 공간의 공기에 포함된 라돈의 농도는 보다 신속하게 감소되는 것이 바람직하기 때문에 목표 감소율은 가급적 보다 큰 값으로 설정되어야 한다. 다만, 배기팬(30)의 성능, 라돈 저감 장치의 설치 환경의 특성 등을 고려하여 목표 감소율은 적절한 값으로 설정되어야 한다. 목표 감소율이 지나치게 클 경우에 배기팬(30)의 모터에 무리를 주어 모터의 수명이 짧아질 수 있으며, 불필요한 프로펠러 회전으로 인한 전력 낭비가 발생할 수 있다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 라돈 저감 방법의 흐름도이다. 도 8에 도시된 라돈 저감 방법은 도 1에 도시된 제어기(60)에 의해 수행되는 단계들로 구성되며, 전술한 라돈의 농도 감소율을 고려한 라돈 저감 방법이다. 801 단계에서 제어기(60)는 흡기관(10)의 타입에 따라 다수 개의 기준 속도들 중 어느 하나를 선택한다. 802 단계에서 제어기(60)는 라돈 센서(50)로부터 라돈 센서(50)에 의해 검출된 라돈의 농도를 나타내는 신호를 수신한다. 803 단계에서 제어기(60)는 802 단계에서 수신된 신호가 나타내는 라돈의 농도와 임계값을 비교한다. 그 결과, 802 단계에서 수신된 신호가 나타내는 라돈의 농도가 임계값을 초과하면 804 단계로 진행하고, 그렇지 않으면 810 단계로 진행한다.

804 단계에서 제어기(60)는 배기팬(30)이 동작중인가를 확인한다. 그 결과, 배기팬(30)이 동작중이면 806 단계로 진행하고, 그렇지 않으면 805 단계로 진행한다. 805 단계에서 제어기(60)는 801 단계에서 선택된 기준 속도에 해당하는 크기의 전원 신호를 생성하여 배기팬(30)의 모터에 출력함으로써 배기팬(30)을 시동시키고 802 단계로 돌아간다. 806 단계에서 제어기(60)는 단위시간당 라돈의 농도 감소율을 산출하고, 단위시간당 라돈의 농도 감소율과 목표 감소율을 비교한다. 그 결과, 단위시간당 라돈의 농도 감소율이 목표 감소율과 같다면 802 단계로 돌아가고, 그렇지 않으면 807 단계로 진행한다. 807 단계에서 제어기(60)는 단위시간당 라돈의 농도 감소율이 목표 감소율보다 크면 809 단계로 진행하고, 그렇지 않으면 808 단계로 진행한다.

808 단계에서 제어기(60)는 배기팬(30)의 회전 속도를 한 단계 증가시키고 802 단계로 돌아간다. 예를 들어, 제어기(60)는 배기팬(30)의 모터로 현재 출력되는 전원 신호의 전압을 1v 증가시켜 배기팬(30)의 모터로 출력함으로써 배기팬(30)의 회전 속도를 한 단계 증가시킬 수 있다. 809 단계에서 제어기(60)는 배기팬(30)의 회전 속도를 한 단계 감소시키고 802 단계로 돌아간다. 예를 들어, 제어기(60)는 배기팬(30)의 모터로 현재 출력되는 전원 신호의 전압을 1v 감소시켜 배기팬(30)의 모터로 출력함으로써 배기팬(30)의 회전 속도를 한 단계 감소시킬 수 있다. 전원 신호의 전압 대신에 전류의 크기가 증감될 수 있음을 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.

810 단계에서 제어기(60)는 배기팬(30)이 동작중인가를 확인한다. 그 결과, 배기팬(30)이 동작중이면 811 단계로 진행하고, 그렇지 않으면 802 단계로 돌아간다. 811 단계에서 제어기(60)는 배기팬(30)의 모터로의 전원 신호의 출력을 중단함으로써 배기팬(30)을 정지시키고 802 단계로 돌아간다. 상술된 바와 같은 802 단계로부터 809 단계까지의 과정은 단위시간당 라돈의 농도 감소율과 목표 감소율이 일치할 때까지 계속적으로 반복되며 배기팬(30)의 회전 속도가 단계적으로 증가하거나 감소하게 된다. 다만, 배기팬(30)의 회전 속도는 컨버터(230)에 의해 공급될 수 있는 최대 전력량 내에서 증가될 수 있다. 이와 같이, 단위시간당 라돈의 농도 감소율과 목표 감소율의 차이에 따라 배기팬(30)의 회전 속도를 단계적으로 증가시키거나 감소시킴으로써 건물(100)의 바닥면(110)의 아래로부터 라돈의 양이 급격하게 증가되어 건물(100)의 실내로 스며드는 경우에 라돈의 농도를 사람에 피해가 가지 않도록 보다 신속하게 감소시키면서도 전력 낭비를 방지할 수 있는 최적의 전원을 배기팬(30)에 공급할 수 있다.

도 9는 도 1에 도시된 라돈 저감 장치의 동작에 따른 라돈 농도 변화의 일례를 도시한 도면이다. 도 9의 (a)에는 건물(100)의 내부 공간의 라돈 농도 변화가 도시되어 있고, 도 9의 (b)에는 단위시간당 라돈의 농도 감소율에 따른 배기팬(30)의 회전 속도가 도시되어 있다. 도 9의 (a)의 가로축은 시간을 나타내고, 세로축은 건물(100)의 내부 공간의 공기에 포함된 라돈의 농도를 나타낸다. 따라서, 도 9의 (a)에 도시된 그래프의 기울기는 시간 변화에 따른 라돈의 농도 감소율을 나타낸다. 도 9의 (b)의 가로축은 시간을 나타내고, 세로축은 배기팬(30)의 회전 속도를 나타낸다.

도 9의 (a)에 도시된 바와 같이 t0 시점 이전에 건물(100)의 내부 공간의 라돈 농도는 임계값 이하의 상태로 존재한다. 건물(100)의 내부로 라돈이 유입됨에 따라 t0 시점 이후에 건물(100)의 내부 공간의 라돈 농도는 임계값을 초과하게 된다. 이에 따라, 제어기(60)는 배기팬(30)에 전원을 공급하여 배기팬(30)이 기준 속도로 회전하도록 한다. 그 결과, 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이, 배기팬(30)의 회전 속도는 제어기(60)가 배기팬(30)에 전원 공급을 시작한 t0 시점일 때보다 약간의 시간이 경과한 후 기준 속도에 도달하여 회전하게 된다. 이어서, 제어기(60)는 라돈 농도의 감소율을 산출하고, 라돈 농도의 감소율이 목표 감소율보다 크기 때문에 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이 배기팬(30)의 회전 속도를 점점 증가시킨다. 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이, 건물(100)의 내부 공간의 라돈 농도는 완만하게 증가하고, 라돈의 농도 감소율은 점점 감소하게 된다.

t1 시점에서는 건물(100)의 내부 공간으로 유입되는 라돈의 양과 배기팬(30)의 동작에 의해 제거되는 라돈의 양이 동일하게 되고 건물(100)의 내부 공간의 라돈 농도는 변화가 없는 상태가 된다. 그러나, 라돈의 농도 감소율은 아직 목표 감소율보다 크기 때문에 제어기(60)는 배기팬(30)의 회전 속도를 계속적으로 증가시킨다. t1 시점 이후에 건물(100)의 내부 공간에 유입되는 라돈의 양보다 배기팬(30)의 동작에 의해 제거되는 라돈의 양이 많아지게 된다. 그 결과, 도 9(a)에 도시된 바와 같이, 건물(100)의 내부 공간의 라돈 농도는 점점 줄어들게 되며, t2 시점에서의 라돈의 농도 감소율은 목표 감소율과 같아지게 되고, 이에 따라 제어기(60)는 t2 시점에서의 배기팬(30)의 회전 속도를 유지하게 된다.

t2 시점 이후에 배기팬(30)의 회전 속도는 증가하지 않으므로 건물(100)의 내부로 유입되는 라돈의 양이 일정하다면 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이 t2 시점에서의 라돈의 농도 감소율이 계속 유지된 채로 건물(100)의 내부 공간의 라돈 농도는 감소하게 된다. t3 시점에서 어떤 원인으로 인해 건물(100)의 내부로 유입되는 라돈의 양이 t2 시점일 때보다 점점 줄어들게 되면 라돈의 농도 감소율은 목표 감소율보다 커지게 된다. 이에 따라, 제어기(60)는 배기팬(30)의 회전 속도를 감소시킨다. 배기팬(30)의 회전속도가 점점 감소하게 됨에 따라 배기팬(30)의 동작에 의해 제거되는 라돈의 양도 감소하게 된다. 이에 따라, 라돈의 농도 감소율은 점점 감소하게 되고, t4 시점에서 라돈의 농도 감소율은 또 다시 목표 감소율과 같게 된다. 이에 따라, 제어기(60)는 더 이상 배기팬(30)의 회전 속도를 감소시키지 않고 그대로 유지하게 된다.

t4의 시점 이후 배기팬(30)의 계속된 동작으로 도 9(a)에 도시된 바와 같이 건물 내부 공간에 포함된 라돈의 농도는 점점 감소하여 t5 시점에서 임계값에 도달하게 된다. 이에 따라, 더 이상 배기팬(30)이 동작할 필요가 없게 되어 제어기(60)는 배기팬(30)으로의 전원 공급을 차단하고, 도 9(b)에 도시된 바와 같이 배기팬(30)의 회전 속도는 t5 시점보다 약간의 시간이 경과 한 후에 0이 된다. 배기팬(30)이 정지한 t5 시점 이후부터 t6 시점까지 건물의 내부 공간에 포함된 라돈의 농도는 임계값 이하로 유지되고, t6 시점 이후에 다시 건물(100)의 내부 공간의 라돈 농도가 임계값을 초과하게 되면, t6 시점 이후에 제어기(60)에 의한 배기팬(30)의 동작에 따른 라돈의 농도변화는 t0-t5의 구간에서의 변화와 동일하게 반복되게 된다.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 라돈 저감 장치의 구성도이다. 도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 라돈 저감 장치는 도 1에 도시된 라돈 저감 장치의 구성 외에 실내관(70)을 더 포함한다. 실내관(70)의 일단은 건물 내부에 위치하고, 타단은 배기팬의 흡입구에 연결되어 배기팬(30)의 동작에 의해 건물(100)의 내부 공기를 흡입한다. 배기팬(30)이 동작하는 경우에 건물(100)의 내부 공기도 함께 흡입되어 건물(100)의 내부 공간의 공기에 포함된 라돈을 좀 더 빠르게 제거될 수 있다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 ... 흡기관
11 ... 본관
12 ... 가지관
13 ... 자루
20 ... 연결관
30 ... 배기팬
40 ... 배기관
50 ... 라돈 센서
60 ... 제어기
100 ... 건물
110 ... 바닥면
120 ... 지반

Claims (10)

1. 건물의 내부 공간의 공기에 포함된 라돈을 자동으로 저감하는 장치에 있어서,
   상기 건물의 바닥면 아래에 위치하여 여러 방향으로 뻗어 있는 다수 개의 가지관들을 통하여 상기 여러 방향으로부터 공기를 흡입하는 흡기관;
   상기 흡기관의 내부 공기를 흡입하여 배출하는 배기팬;
   상기 배기팬으로부터 배출된 공기를 상기 건물의 외부에 배출하는 배기관;
   상기 건물의 내부 공간의 공기에 포함된 라돈의 농도를 검출하는 라돈 센서; 및
   상기 라돈 센서에 의해 검출된 라돈 농도에 기초하여 상기 배기팬의 동작을 제어하는 제어기를 포함하고,
   상기 흡기관은 상기 배기팬에 연결된 본관과 상기 본관의 외주면에 형성된 다수 개의 개구들에 연결되어 상기 건물의 바닥면 아래의 공간의 여러 방향으로 일자형으로 뻗어 있으며 일단은 상기 본관과 연통되고 타단은 개방되어 상기 건물의 바닥면 아래의 공간의 여러 방향으로부터 공기를 흡입하는 입구 역할을 하는 다수 개의 가지관들을 포함하고,
   상기 건물의 바닥면 아래의 공간에 위치한 본관의 일단은 막혀 있고 상기 각 가지관의 일단은 상기 본관의 외주면에 형성된 각 개구의 입구 둘레에 부착되어 상기 배기팬에 의해 발생되는 공기의 흐름에 따라 상기 각 가지관의 입구에 의해서 상기 건물의 바닥면 아래의 공간의 여러 방향으로부터 공기가 흡입되고,
   상기 다수 개의 가지관들은 탄성계수가 소정 값 이상인 탄성소재로 제작되고,
   상기 흡기관은 상기 다수 개의 가지관들이 상기 본관 쪽으로 접혀진 상태로 상기 건물의 바닥면 아래 공간의 입구에 삽입되어 상기 건물의 바닥면 아래 공간에 상기 다수 개의 가지관들 전부의 삽입이 완료되면 상기 다수 개의 가지관들이 펼쳐지는 라돈 저감 장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 다수 개의 가지관들 중 일부는 상기 본관의 일측에 길이 방향으로 일정 간격으로 형성된 다수 개의 개구들의 입구 둘레에 부착되어 상기 본관의 일측의 외측으로 일자형으로 뻗어 있고, 상기 다수 개의 가지관들 중 나머지는 상기 본관의 타측에 길이 방향으로 일정 간격으로 형성된 다수 개의 개구들의 입구 둘레에 부착되어 상기 본관의 타측의 외측으로 일자형으로 뻗어 있는 라돈 저감 장치.
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 다수 개의 가지관들의 입구에 공기 이외의 입자 물질이 흡입되는 것을 차단하기 위해 상기 다수 개의 가지관들의 입구를 포함하여 상기 흡기관의 전체 또는 일부를 감싸는 적어도 하나의 통기성 소재의 자루를 더 포함하는 라돈 저감 장치.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어기는 상기 라돈 센서에 의해 검출된 라돈 농도가 임계값을 초과하면 상기 배기팬을 시동시킴으로써 상기 배기팬에 의한 공기 흡입 및 배출을 시작하는 라돈 저감 장치.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 라돈 센서는 상기 배기팬의 동작에 따른 상기 건물의 내부 공간에 포함된 라돈의 농도를 검출하고,
   상기 제어기는 상기 라돈 센서에 의해 검출된 라돈 농도에 기초하여 상기 배기팬의 동작에 따른 상기 건물의 내부 공간의 공기에 포함된 라돈의 농도 변화율을 산출하고, 상기 라돈의 농도 변화율에 따라 상기 배기팬의 회전 속도를 증감시키는 라돈 저감 장치.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 제어기는 상기 라돈 센서로부터 상기 라돈 센서에 의해 검출된 라돈 농도를 나타내는 신호를 일정 시간 간격으로 수신하고, 일 시점에서 검출된 라돈 농도와 상기 일 시점으로부터 상기 일정 시간이 경과된 다음 시점에서 검출된 라돈 농도의 차이로부터 상기 라돈의 농도 변화율을 연속적으로 산출하는 라돈 저감 장치.
9. 제 6 항에 있어서,
   상기 제어기는 상기 흡기관의 타입에 따라 다수 개의 기준 속도들 중 어느 하나를 선택하고, 상기 라돈 센서에 의해 검출된 라돈 농도가 임계값을 초과하면 상기 선택된 기준 속도로 상기 배기팬을 회전시킴으로써 상기 배기팬에 의한 공기 흡입 및 배출을 시작하는 것을 포함하는 라돈 저감 장치.
10. 제 1 항에 있어서,
    태양광 에너지로부터 전원을 생성하고, 상기 생성된 전원을 상기 배기팬과 상기 제어기의 동작 전원으로서 상기 제어기에 공급하는 태양광 발전 설비를 더 포함하는 라돈 저감 장치.

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