KR101669439B1 - 열차객실 외부공기 유입방지장치 및 이를 이용한 외부공기 유입방지방법 - Google Patents

열차객실 외부공기 유입방지장치 및 이를 이용한 외부공기 유입방지방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따르면, 출입문을 통해 외부공기가 유입되는 것을 방지하기 위한 열차객실 외부공기 유입방지장치로서, 상기 열차객실 외부공기 유입방지장치는, 열차객실 바닥부에 설치되는 하측 외부공기 유입방지장치를 포함하며, 상기 하측 외부공기 유입방지장치는, 상기 열차객실의 대향하는 양측 출입문과 정렬되도록 열차객실의 폭방향으로 형성되는 하부덕트, 열차객실 내부공기를 상기 양측 출입문측으로 가역방향으로 송풍하도록 상기 하부덕트에 설치된 하부팬 및, 열차객실의 폭방향으로 상기 하부팬의 양측에 위치하도록 하부덕트 상면에 형성된 하부통풍구를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차객실 외부공기 유입방지장치 및 이를 이용한 열차객실 외부공기 유입방지방법이 제공된다.

Description

열차객실 외부공기 유입방지장치 및 이를 이용한 외부공기 유입방지방법{An apparatus for a train passenger room for preventing outside air inflow and a outside air inflow preventing method by utilizing the same}
본 발명은 계절변화에 따라 열차객실의 열린 출입문의 상측 또는 하측으로 외부공기가 유입되는 것을 효율적으로 방지하여, 열차객실 내의 열적쾌적성과 냉난방효율을 향상시키기 위한, 열차객실 외부공기 유입방지장치 및 외부공기 유입방지방법에 관한 것이다.
열차객실(특히, 도시철도의 경우)은 대부분 운행 중, 주행 및 정차를 반복하며, 정차 시에 승객이 승하차할 수 있도록 출입문을 개방하게 된다.
승객의 승하차를 위해 역 승강장에 정차하여 출입문을 개방할 경우, 동절기에는 차가운 외부공기가 출입문 하측을 통하여 객실내부로 유입되고, 객실내부의 온도가 급격하게 떨어져서 출입문 근방에 탑승한 승객들은 춥게 느끼게 된다.
반대로 하절기에는 출입문을 개방하게 되면 더운 외부공기가 출입문 상측을 통해 객실내부로 유입되고, 객실내부의 온도가 급격하게 올라가서 출입문 근방에 탑승한 승객들은 덥게 느끼게 된다.
즉, 계절변화에 따라 열차객실 실내외 간에는 온도차가 발생하게 되므로, 출입문이 개방되는 측에 탑승한 승객에게는 열적 쾌적성을 제공할 필요성이 높아진다.
또한, 이 때문에 난방 및 냉방 용량을 일시적으로 크게 증가시켜야 하며, 이는 과도한 에너지 비용이 소요될 뿐만 아니라 출입문 부근이 아닌 객실 내, 다른 부분에서 과도한 난방 또는 냉방 등으로 오히려, 동절기에 승객이 덥게 느끼거나, 하절기에 춥게 느끼게 되는 문제점이 있다.
이러한 문제를 해소하기 위해, 종래에는 열차객실의 열린 출입문 상측에 에어커튼을 설치하여, 열린 출입문 상측으로 외부공기가 유입되는 것을 방지하고 있다.
그러나, 이러한 방식의 에어커튼은 하절기에 출입문 상측을 통하여 더운 외부공기가 유입되는 것을 일부 차단하는 효과가 있을 뿐, 동절기에 출입문 하부를 통하여 차가운 외부 공기가 유입되는 것은 막을 수 없는 문제가 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 승객의 승하차를 위한 출입문 개방 시에도 계절변화에 상관없이 열차객실 출입문 상측 또는 하측으로 외부공기가 유입되는 것을 효율적으로 방지하여, 열차객실 내부의 열적 쾌적성과 냉난방 효율을 향상시킬 수 있도록 한, 열차객실 외부공기 유입방지장치 및 외부공기 유입방지방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 실현하기 위해, 본 발명에 따르면, 출입문을 통해 외부공기가 유입되는 것을 방지하기 위한 열차객실 외부공기 유입방지장치로서, 상기 열차객실 외부공기 유입방지장치는, 열차객실 바닥부에 설치되는 하측 외부공기 유입방지장치를 포함하며, 상기 하측 외부공기 유입방지장치는, 상기 열차객실의 대향하는 양측 출입문과 정렬되도록 열차객실의 폭방향으로 형성되는 하부덕트, 열차객실 내부공기를 상기 양측 출입문측으로 가역방향으로 송풍 가능하도록 상기 하부덕트에 설치된 하부팬 및, 열차객실의 폭방향으로 상기 하부팬의 양측에 위치하도록 하부덕트 상면에 형성된 하부통풍구를 포함하는 것을 특징으로 하는 열차객실 외부공기 유입방지장치가 제공된다.
더욱이, 본 발명에 따르면, 상기 열차객실 외부공기 유입방지장치는, 열차객실 천정부에 설치되는 상측 외부공기 유입방지장치를 더 포함하며, 상기 상측 외부공기 유입방지장치는, 상기 열차객실의 대향하는 양측 출입문과 정렬되도록 열차객실의 폭방향으로 형성되는 상부덕트, 열차객실 내부공기를 상기 양측 출입문측으로 가역방향으로 송풍 가능하도록 상기 상부덕트에 설치된 상부팬 및, 열차객실의 폭방향으로 상기 상부팬의 양측에 위치하도록 상부덕트 하면에 형성된 상부통풍구를 포함한다.
상기 하부팬에 의해 송풍되는 열차객실 내부공기를 상기 양측 출입문 하측으로부터 상측으로 가이드하도록, 상기 하부덕트 내에서 상기 하부팬의 양측에 각각 배치된 하부베인을 구비하고, 상기 상부팬에 의해 송풍되는 열차객실 내부공기를 상기 양측 출입문 상측으로부터 하측으로 가이드하도록 상기 상부덕트 내에서 상기 상부팬의 양측에 각각 배치된 상부베인을 구비하는 것이 바람직하다.
상기 하부베인은 상기 하부팬의 양측에 각각 복수 개 구비되며, 상기 하부팬으로부터 멀리 배치된 하부베인일수록, 그 단면길이가 증가하고, 상기 상부베인은 상기 상부팬의 양측에 각각 복수 개 구비되며, 상기 각각의 상부팬으로부터 멀리 배치된 상부베인일수록, 그 단면길이가 증가하도록 형성하는 것이 바람직하다.
상기 하부팬과 상기 하부베인 사이에는 하부필터가 배치되고, 상기 상부팬과 상기 상부베인 사이에는 상부필터가 배치된다.
상기 하부팬 및 하부필터가 상기 하부덕트 내에 착탈가능하게 설치되도록, 상기 하부덕트 상면 중앙에는 하부개폐부가 형성되고, 상기 상부팬 및 상부필터가 상기 상부덕트내에 착탈가능하게 설치되도록, 상기 상부덕트 하면 중앙에는 상부개폐부가 형성된다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기한 구성을 가진 열차객실 외부공기 유입방지장치를 이용한, 열차객실 외부공기 유입방지방법으로서, 상기 열차객실 내부온도가 열차객실 외부온도보다 높은 경우, 상기 하부팬은 열린 출입문 쪽으로 송풍되도록 작동하고, 상기 열차객실 내부온도가 외부온도보다 낮은 경우, 상기 하부팬은 닫힌 출입문 쪽으로 송풍되도록 작동하는 것을 특징으로 하는, 열차객실 외부공기 유입방지방법이 제공된다.
더욱이, 본 발명에 따르면, 열차객실 외부공기 유입방지장치를 이용한, 열차객실 외부공기 유입방지방법으로서, 상기 열차객실 내부온도가 열차객실 외부온도보다 높은 경우, 상기 하부팬은 열린 출입문 쪽으로 송풍되도록 작동하고, 상기 상부팬은 닫힌 출입문 쪽으로 송풍되도록 작동하여, 차가운 외부공기가 열린 출입문 하측으로 유입되는 것을 방지하며, 상기 열차객실 내부온도가 열차객실 외부온도보다 낮은 경우, 상기 하부팬은 닫힌 출입문 쪽으로 송풍되도록 작동하고, 상기 상부팬은 열린 출입문 쪽으로 송풍되도록 작동하여, 더운 외부공기가 열린 출입문 상측으로 유입되는 것을 방지하는 것을 특징으로 열차객실 외부공기 유입방지방법이 제공된다.
또한, 상기 출입문이 닫힌 후, 상기 하부덕트의 열차객실 폭방향 양측의 온도차가 설정치 이하이면, 상기 하부팬 및/또는 상부팬의 가동이 중단되는 것이 바람직하다.
상기 출입문이 닫힌 후, 상기 열차객실의 상부와 하부의 온도차가 설정치 이하이면, 상기 하부팬 및/또는 상부팬의 가동이 중단되는 것이 바람직하다.
상기 하부팬 및/또는 상기 상부팬은 열차객실 내부온도와 외부온도의 차이에 따라 회전속도가 가변적으로 제어되는 것이 바람직하다.
상기 하부팬 및/또는 상기 상부팬은, 열차객실 내부온도와 외부온도의 차이가 설정값 이상이면, 회전속도가 증가하고, 열차객실 내부온도와 외부온도의 설정값 이하이면, 회전속도가 감소하도록 가변적으로 제어되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 동절기에는 차가운 외부공기가 열차객실 출입문 하측을 통해 객실내부로 유입되는 것을 효율적으로 막고, 하절기에는 더운 외부공기가 출입문 상측을 통해 객실내부로 유입되는 것을 효율적으로 막을 수 있으므로, 정차 후 열차객실의 출입문 개방 시에도, 계절변화에 무관하게 열차객실의 열적 쾌적성을 향상시킬 수 있고, 동시에 난방 및 냉방 에너지를 절감할 수 있다.
또한, 종래의 열차객실 내에서는 더운 공기는 상부에 모이고, 차가운 공기는 하부에 모이게 되는데, 본 발명에 따르면 열차객실 상하부의 공기를 용이하게 순환시킴으로써, 열차객실 내 상하부 온도차이를 신속하게 줄임으로써 열적 쾌적성을 크게 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 출입문이 닫힌 후에도, 열린 출입문 측과 닫힌 출입문 측에 발생하는 온도차이에 따라 열차객실 내부공기를 적절히 순환시킴으로써, 열적 쾌적성을 향상시킬 수 있다.
아울러, 본 발명에 따르면, 열차객실 내외부의 온도차이에 따라, 상하부 팬의 속도를 가변적으로 작동시킴으로써, 열적 쾌적성 향상 및 에너지 절감을 기할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 외부공기 유입방지장치가 설치된 열차객실 정면도.
도 2는 도 1의 평면 투시도.
도 3은 도 1의 우측에서 바라본 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 외부공기 유입방지장치의 단면도.
도 5은 본 발명에 따른 다른 실시예를 도시한 단면도.
도 6는 도 5의 분해 사시도.
도 7는 본 발명에 따른 외부공기 유입방지장치의 단면도.
도 8은 본 발명에 따른 다른 실시예를 도시한 단면도.
도 9는 도 8의 분해 사시도.
도 10은 본 발명에 따른 외부공기 유입방지장치의 동절기 작동 상태도.
도 11은 본 발명에 따른 외부공기 유입방지장치의 하절기 작동 상태도.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 열차객실 외부공기 유입방지장치 및 외부공기 유입방지방법에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 외부공기 유입방지장치가 설치된 열차객실의 정면도를 도시한 것이고, 도 2는 도1의 상측에서 아래쪽으로 보았을 때의 평면 투시도를 도시하며, 도 3은 도 1의 우측에서 바라본 단면도를 각각 도시한 것으로서, 열차객실(10)의 진행방향으로 일정 간격으로 설치된 출입문(20,30)의 바닥부(40)와 천정부(50)에, 출입문(20,30)을 통해 외부공기가 유입되는 것을 방지하기 위한 외부공기 유입방지장치가 설치된 것이 도시된다.
본 발명에 따른, 열차객실 외부공기 유입방지장치는, 열차객실 바닥부(40)에만 설치될 수도 있으나, 도 1 내지 도 3에는, 열차객실(10)의 바닥부(40)에 하측 외부공기 유입방지장치(100)를 설치하고, 열차객실(10)의 천정부(50)에 상측 외부공기 유입방지장치(200)를 설치한 경우를 도시하였다.
먼저, 본 발명에 따른 열차객실 외부공기 유입방지장치를 구성하는, 하측 외부공기 유입방지장치(100)에 대하여 도 3, 도 4 내지 도 6을 참조하여 설명한다. 도 4는 본 발명에 따른 하측 외부공기 유입방지장치(100)의 단면도, 도 5는 본 발명에 따른 다른 실시예를 도시한 하측 외부공기 유입방지장치(100)의 단면도, 도 6은 도 5의 분해 사시도를 각각 도시한다.
도 3에서, 열차객실(10)의 바닥부(40)에 설치되는 하측 외부공기 유입방지장치(100)는, 열차객실(10)의 대향하는 양측 출입문(20,30)과 정렬되도록, 열차객실(10)의 폭방향으로 형성되는 단면이 대략 직사각형의 하부덕트(110)로 이루어진다.
상기 하부덕트(110)내부의 대략 중앙부에는 열차객실 내부공기를 상기 양측 출입문(20,30)측으로 가역방향으로 송풍 가능하도록 하부팬(120)이 설치된다.
이하에서, 본 발명의 하부팬(120) 및 상부팬(220)의 작동을 설명함에 있어서, 가역방향이라 함은, 예를 들어, 열차객실(10)의 출입문(20,30)중 일측 출입문쪽으로 혹은 그 반대측 출입문쪽으로 열차객실 내부공기가 임의로 송풍될 수 있도록 하부팬(120) 및 상부팬(220)이 예를 들어, 시계방향또는 반시계방향으로 회전가능하다는 것을 의미한다.
즉, 본원발명에서 하부덕트(110)에 설치된 하부팬(120) 또는 상부턱트(210)에 설치된 상부팬(220)은 각각 모두 가역방향으로 회전할 수 있다.
열차객실(10)의 폭방향으로 상기 하부팬(120)의 양측에 위치하도록 하부덕트 상면(130)에는 하부통풍구(180)가 각각의 출입문(20,30)측 하측에 인접하여 형성된다.
상기 하부팬(120)에 의해 송풍되는 열차객실 내부공기를 상기 하부통풍구(180)를 통해 상기 양측 출입문(20,30) 하측으로부터 상측을 향하여 가이드할 수 있도록, 상기 하부덕트(110)내에서 상기 하부팬(120)의 양측에 각각 하부베인(160,170)이 구비된다.
상기 하부베인(160,170)의 개수는 하나 또는 복수개로 설치할 수 있으며, 하부덕트(110)내에서, 열차객실 내부공기를 상기 하부통풍구(180)를 통해 상기 양측 출입문(20,30) 하측으로부터 상측을 향하여 가이드할 수 있도록, 경사지게 설치된다.
한편, 도 4의 단면도에서는 하부베인(160, 170)의 단면길이가 대략 동일하도록 설치된 것이 도시되어 있지만, 이럴 경우, 하부팬(120)으로부터 멀리 배치된 하부베인(160,170)일수록 하부팬(120)으로부터의 이격거리가 증가함에 따라, 출입문 측에 인접한 하부베인(160,170)일수록, 이로부터 가이드되어 송풍되는 량이 감소될 수 있다.
따라서, 도 5에 도시된 바와 같이, 하부베인(160,170)이 상기 하부팬(120)의 양측에 각각 복수 개 구비되는 경우, 하부팬(120)을 중심으로, 하부팬(120)으로부터 멀리 배치된 하부베인(160,170)일수록, 그 단면길이가 증가하도록 형성한다. 이로써, 출입문(160,170)측에 인접한 하부베인(160,170)에 의해 가이드되는 송풍량을 증가시킬 수 있게 된다.
한편, 상기 하부팬(120)이 닫힌 출입문 측으로 내부공기를 송풍하는 경우, 열린 출입문 하측으로부터 외부공기 내에 포함된 먼지 또는 기타 오염물질이, 열린 출입문 측의 하부통풍구(180)를 통해 하부덕트(110)내로 유입되고, 실내공기를 오염시킬 수 있으므로, 상기 하부팬(120)과 상기 하부베인(160,170) 사이의 공간에 하부필터(140,150)를 각각 배치한다.
필터방식은, 기존의 정전기식 방법이나, 물리적 필터 방법, 또는 화학적 흡착 장치 등을 선택적으로 적용할 수 있다.
또한, 설치되는 필터(140,150)의 정기적인 청소와, 하부팬(120)의 정비를 위해서, 상기 하부덕트 상면(130) 중앙에는 하부개폐부(190)를 형성함으로써, 상기 하부팬(120) 및 하부필터(140,150)가 상기 하부개폐부(190)를 통해 상기 하부덕트(110)내에 착탈가능하도록 설치한다.
하부통풍구(180)와 하부개폐부(190)가 형성된 하부덕트 상면(130)은 볼트(191)에 의해 하부덕트(110)의 상측에 결합될 수 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 열차객실 외부공기 유입방지장치를 구성하는, 상측 외부공기 유입장치(200)에 대하여 도 3, 도 7 내지 도 9를 참조하여 설명한다.
상측 외부공기 유입장치(200)의 기본적인 구성은, 열차객실(10)의 천정부(50)에 설치된 다는 점을 제외하고는, 하측 외부공기 유입장치(100)의 구성과 동일하다.
도 7은 상측 외부공기 유입방지장치(200)의 단면도, 도 8은 본 발명에 따른 다른 실시예를 도시한 유입방지장치의 단면도, 및 도 9는 도 8의 분해 사시도를 각각 도시한다.
도 7에서, 우선 상측 외부공기 유입방지장치(200)는, 열차객실(10)의 대향하는 양측 출입문(20,30)과 정렬되도록, 열차객실(10)의 폭방향으로 형성되는 단면이 대략 직사각형의 상부덕트(210)로 이루어진다.
이 상부덕트(210)내부의 대략 중앙부에는 열차객실 내부공기를 상기 양측 출입문(20,30)측으로 가역방향으로 송풍 가능하도록 상부팬(220)이 설치된다.
또한, 열차객실(10)의 폭방향으로 상기 상부팬(220)의 양측에 위치하도록 하부덕트 하면(230)에는 상부통풍구(280)가 출입문(20,30)측의 각각의 상측에 인접하여 형성된다.
이 때, 상기 상부팬(220)에 의해 송풍되는 열차객실 내부공기를 상기 상부통풍구(280)를 통해 상기 양측 출입문(20,30) 상측으로부터 하측을 향하여 가이드할 수 있도록, 상기 상부덕트(210)내에는 상기 상부팬(220)의 양측에 각각 상부베인(260,270)이 구비된다.
상기 상부베인(260,270)의 개수는 하나 또는 복수개로 설치할 수 있으며, 상부덕트(210)내에서, 열차객실 내부공기를 상기 상통풍구(280)를 통해 상기 양측 출입문(20,30) 상측으로부터 하측을 향하여 가이드할 수 있도록, 경사지게 설치된다.
한편, 도 7의 단면도에서도 상부베인(260, 270)이 단면길이가 대략 균일하도록 설치되어 있지만, 도 8에서와 같이, 상기 상부팬(220)을 중심으로 상기 상부팬(220)으로부터 멀리 배치된 상부베인(260,270)일수록, 그 단면길이가 증가하도록 형성할 수 있다.
상기 상부팬(220)과 하부베인(260,270) 사이의 공간에도 상부필터(240,250)를 각각 배치하는 것이 바람직하다.
이 때, 상기 상부덕트 하면(230) 중앙에도 상부개폐부(290)를 형성함으로써, 상기 상부팬(220) 및 상부필터(240,250)가 상기 상부개폐부(290)를 통해 상기 상부덕트(210)내에 착탈가능하도록 설치하는 것이 바람직하다.
상부통풍구(280)와 상부개폐부(290)가 형성된 상부덕트 하면(130)은 볼트(291)에 의해 상부덕트(210)의 상측에 결합될 수 있다.
도 3에는, 하부덕트(110)의 양 출입문(20,30)측에 하부센서(301,302)를 각각 설치하고, 상부덕트(110)의 양 출입문(20,30)측에 상부센서(303,304)를 각각 설치한 것을 도시하고 있다.
상기 센서(301~304)들은 열차객실(10)의 폭방향 양측(즉, 양 출입문 측)의 객실 내 온도차를 감지하거나, 열차객실(10)의 상부와 하부 온도차를 감지하기 위해 설치된 것을 예시적으로 도시한다.
또한, 외부온도를 감지하기 위해, 열차객실(10)의 외부에도 온도센서(400, 도 10, 도 11)가 설치된다.
각 온도센서(301~304, 400)는, 열차객실(10)의 양 출입문측의 온도차이를 감지하거나, 열차객실(10)의 상하부의 온도차이를 감지하거나, 혹은 열차객실(10)의 내외부의 온도차이를 감지하기 위해 예시적으로 도시한 것일 뿐이므로, 각 온도차이를 감지하기 위해서 열차객실(10)내의 적절한 다른 위치에 적절한 개수의 온도센서를 선택적으로 설치할 있음은 물론이며, 본 발명의 기술적 범위 내에 포함된다.
다음으로, 이상 설명한 열차객실 외부공기 유입방지장치의 작동방법에 대하여 설명한다.
도 10은 본 발명에 따른 외부공기 유입방지장치의 하절기 작동 상태도를 도시하고, 도 11은 동절기 작동 상태도를 각각 도시한다.
동절기에는 열차객실(10)의 출입문이 열리는 경우, 차가운 외부공기가 출입문(20,30) 하측을 통하여 열차객실(10) 내부로 유입되므로, 유입되는 외부공기를 차단하기 위해, 제어부(미도시)에 의해 상기 열차객실(10) 내부온도가 열차객실(10)의 외부온도보다 높은 것으로 판단되는 경우, 하부덕트(110)에 설치된 하부팬(120)은 열린 출입문(30)쪽으로 더운 실내공기가 송풍되도록 작동된다.
따라서, 열차객실(10) 내부공기는 하부베인(170)에 의해 가이드되어 열린 출입문(30)의 하측으로부터 상측으로 하부통풍구(180)를 통해 송풍된다.
이 때, 상부팬(220)은 내부공기가 닫힌 출입문(20)쪽으로 송풍되도록 작동된다. 따라서, 하부통풍구(180)로부터 송풍되어 오는 더운 내부공기는, 열린 출입문(30)측의 상부통풍구(280) 및 상부베인(270)을 경유하여 흡입된 후 닫힌 출입문(20)측의 상부베인(260) 및 상부통풍구(280)를 통해 출입문(20) 상측으로부터 하측으로 송풍되고, 하부덕트(110)의 닫힌 출입문측(20)의 하부통풍구(180)를 통하여 흡입되어 하부베인(160)에 의해 하부덕트(110)내로 가이드된다.
따라서, 하측 외부공기 유입방지장치(100)와 상측 외부공기 유입방지장치(200)는 열차객실 내부공기가 도 10에서 화살표(반시계방향)으로 순환하도록 작동하므로, 열린 출입문(30) 하측으로 유입되는 차가운 외부공기가 유입되는 것을 효과적으로 방지하면서도, 더운 내부공기가 외부로 유출되는 것을 최소화할 수 있게 된다.
다음으로, 도 11은, 본 발명에 따른 열차객실 외부공기 유입방지장치의 하절기의 작동상태를 도시한다.
하절기에는 열차객실(10)의 출입문이 열리는 경우, 더운 외부공기가 출입문(20,30) 상측을 통하여 열차객실(10)내부로 유입되므로, 유입되는 외부공기를 효과적으로 차단하기 위해, 제어부(미도시)에 의해 상기 열차객실(10) 내부온도가 열차객실(10)외부온도보다 낮은 것으로 판단되는 경우, 상부덕트(210)에 설치된 상부팬(220)은 열린 출입문(30) 상측으로 더운 실내공기가 송풍되도록 작동된다.
따라서, 열차객실(10)의 차가운 내부공기는 열린 출입문(30)측의 상부베인(270)과 상부통풍구(280)를 경유하여 열린 출입문(30)의 상측으로부터 하측으로 송풍된다.
이 때, 하부팬(120)은 상부통풍구(280)로부터 송풍되어 오는, 차가운 내부공기를 하부통풍구(180)를 통하여 흡입하고 하부베인(170)에 의해 하부덕트(120) 내부로 가이드된 차가운 공기를 닫힌 출입문(20) 쪽으로 송풍되도록 작동된다.
하부팬(120)에 의해 송풍된 차가운 내부공기는 닫힌 출입문(20) 측의 하부베인(160) 및 하부통풍구(180)를 경유하여 닫힌 출입문(20) 하측으로부터 상측으로 송풍되고, 이렇게 송풍된 공기는 상부덕트(210)의 닫힌 출입문(20)측의 상부통풍구(280) 및 상부베인(260)을 경유하여 상부덕트(210)내로 가이드된다.
따라서, 상측 외부공기 유입방지장치(200)와 하측 외부공기 유입방지장치(100)에 의해 열차객실 내부공기가 도 11에서 화살표(시계방향)으로 순환하도록 작동하므로, 열린 출입문(30) 상측으로 유입되는 더운 외부공기가 유입되는 것을 효과적으로 방지하면서도, 열린 출입문(30)으로 차가운 내부공기가 외부로 유출되는 것을 최소화할 수 있게 된다.
도 10, 및 도 11에서는, 출입문(30)이 열리고, 출입문(20)이 닫힌 경우를 예시하여 설명하였지만, 반대로 출입문(20)이 열리고 출입문(30)이 닫힐 경우에는, 하부팬(120) 및 상부팬(220)의 회전방향이 바뀔 뿐, 위에서 설명한 바와 동일한 방식으로 작동하게 된다.
한편, 열차객실 내외부의 온도차이로 인해, 출입문이 닫힌 후에도 열차객실의 폭방향 양측 (즉, 열린 출입문 측과 닫힌 출입문 측)은 일정 시간 동안 온도차이가 발생하기 되는 바, 이러한 온도차를 감소시킴으로써, 객실내의 열적 쾌적성을 유지할 필요가 있으므로, 출입문이 닫힌 후라도, 열차객실 외부공기 유입방지장치의 가동을 소정시간 지속할 필요가 있다.
따라서, 출입문(20,30)이 닫히더라도, 온도센서(301~304)에 의해 감지된 열차객실 폭방향 양측의 온도차가 설정치 이하, 예를 들어 1 이하가 될 때, 상기 하부팬(120) 및/또는 상부팬(220)의 가동을 중단하도록 제어하는 것이 바람직하다.
한편, 열차객실 출입문이 닫힌 후에도 열차객실의 상부와 하부간의 온도차이가 발생할 수 있기 때문에, 이러한 온도차를 감소시킴으로써, 객실내의 열적 쾌적성을 유지할 필요가 있다.
따라서, 변형된 실시예로서는, 출입문(20,30)이 닫힌 후, 온도센서(301~304)에 의해 감지된 열차객실(10)의 상부와 하부의 온도차가 설정치 이하, 예를 들어 3 이하가 될 때, 상기 하부팬(120) 및/또는 상부팬(220)의 가동이 중단되도록 할 수도 있다.
또 다른 변형 실시예로서, 상기 하부팬(120) 또는 상기 상부팬(220)은, 열차객실(10) 내부온도와 온도센서(400)에 의해 감지된 열차객실(10)의 외부온도의 차이가 설정값 이상이면(예를 들어, 실내외 온도차가 큰 여름, 겨울에) 회전속도를 증가시켜 작동시킴으로써 열차객실 내의 열적쾌적성을 향상시킬 수 있고, 열차객실(10) 내부온도와 외부온도의 차이가 설정값 이하이면(예를 들어, 실내외 온도차가 상대적으로 적은 봄, 가을에) 회전속도를 감소하도록 가변적으로 제어함으로서, 에너지 절감도 도모할 수도 있다.
상술한 실시예서는, 본 발명은 도시철도용 열차객실을 주로 도시하여 설명하였지만, 간선철도 열차객실에도 적용이 가능함은 물론이다.
간선철도 차량의 경우 열차객실 양 끝단의 출입문 상부와 하부에 설치하고, 도시철도 열차객실에 적용한 것과 마찬가지 방법으로 운용함으로써 출입문 개폐에 따른 출입문 근처 승객의 열적 쾌적성 저하를 최소화할 수 있다.
10: 열차객실 20, 30: 출입문
40: 바닥부 50: 천정부
100: 하측 외부공기 유입방지장치
200: 상측 외부공기 유입방지장치
110,210: 하부덕트, 상부덕트 120,220: 하부팬, 상부팬
130: 하부덕트 상면 230: 상부덕트 하면
140, 150: 하부필터 240,250: 상부필터
160, 170: 하부베인 260,270: 상부베인
180: 하부 통풍구 280: 상부 통풍구
190: 하부 개폐부 290: 상부 개폐부
191,291: 볼트
301,302: 하부센서 303,304: 상부센서
400: 외부센서

Claims (12)

  1. 출입문을 통해 외부공기가 유입되는 것을 방지하기 위한 열차객실 외부공기 유입방지장치로서,
    상기 열차객실 외부공기 유입방지장치는, 열차객실 바닥부에 설치되는 하측 외부공기 유입방지장치를 포함하며,
    상기 하측 외부공기 유입방지장치는,
    상기 열차객실의 대향하는 양측 출입문과 정렬되도록 열차객실의 폭방향으로 형성되는 하부덕트,
    열차객실 내부공기를 상기 양측 출입문측으로 가역방향으로 송풍 가능하도록 상기 하부덕트에 설치된 하부팬 및,
    열차객실의 폭방향으로 상기 하부팬의 양측에 위치하도록 하부덕트 상면에 형성된 하부통풍구를 포함하고,
    상기 열차객실 외부공기 유입방지장치는, 열차객실 천정부에 설치되는 상측 외부공기 유입방지장치를 더 포함하며,
    상기 상측 외부공기 유입방지장치는,
    상기 열차객실의 대향하는 양측 출입문과 정렬되도록 열차객실의 폭방향으로 형성되는 상부덕트,
    열차객실 내부공기를 상기 양측 출입문측으로 가역방향으로 송풍 가능하도록 상기 상부덕트에 설치된 상부팬 및,
    열차객실의 폭방향으로 상기 상부팬의 양측에 위치하도록 상부덕트 하면에 형성된 상부통풍구를 포함하며,
    상기 하부팬과 상기 상부팬은, 상호 연동하여 작동하여 상기 열차객실 내부온도와 열차객실 외부온도의 차이에 따라서, 상기 열차객실 내부공기를 가역방향으로 송풍하도록 작동하는 것을 특징으로 하는 열차객실 외부공기 유입방지장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 하부팬에 의해 송풍되는 열차객실 내부공기를 상기 양측 출입문 하측으로부터 상측으로 가이드하도록, 상기 하부덕트 내에서 상기 하부팬의 양측에 각각 배치된 하부베인을 구비하고,
    상기 상부팬에 의해 송풍되는 열차객실 내부공기를 상기 양측 출입문 상측으로부터 하측으로 가이드하도록 상기 상부덕트 내에서 상기 상부팬의 양측에 각각 배치된 상부베인을 구비한 것을 특징으로 하는 열차객실 외부공기 유입방지장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 하부베인은 상기 하부팬의 양측에 각각 복수 개 구비되며, 상기 하부팬으로부터 멀리 배치된 하부베인일수록, 그 단면길이가 증가하고,
    상기 상부베인은 상기 상부팬의 양측에 각각 복수 개 구비되며, 상기 각각의 상부팬으로부터 멀리 배치된 상부베인일수록, 그 단면길이가 증가하는 것을 특징으로 하는 열차객실 외부공기 유입방지장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 하부팬과 상기 하부베인 사이에는 하부필터가 배치되고,
    상기 상부팬과 상기 상부베인 사이에는 상부필터가 배치되는 것을 특징으로 하는 열차객실 외부공기 유입방지장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 하부팬 및 하부필터가 상기 하부덕트 내에 착탈가능하게 설치되도록, 상기 하부덕트 상면 중앙에는 하부개폐부가 형성되고,
    상기 상부팬 및 상부필터가 상기 상부덕트 내에 착탈가능하게 설치되도록, 상기 상부덕트 하면 중앙에는 상부개폐부가 형성되는 것을 특징으로 하는 열차객실 외부공기 유입방지장치.
  7. 청구항 1에 기재된 열차객실 외부공기 유입방지장치를 이용한, 열차객실 외부공기 유입방지방법으로서,
    상기 열차객실 내부온도가 열차객실 외부온도보다 높은 경우,
    상기 하부팬은 열린 출입문 쪽으로 송풍되도록 작동하고,
    상기 열차객실 내부온도가 외부온도보다 낮은 경우,
    상기 하부팬은 닫힌 출입문 쪽으로 송풍되도록 작동하는 것을 특징으로 하는, 열차객실 외부공기 유입방지방법.
  8. 청구항 7에 기재된 열차객실 외부공기 유입방지장치를 이용한, 열차객실 외부공기 유입방지방법으로서,
    상기 열차객실 내부온도가 열차객실 외부온도보다 높은 경우,
    상기 하부팬은 열린 출입문 쪽으로 송풍되도록 작동하고,
    상기 상부팬은 닫힌 출입문 쪽으로 송풍되도록 작동하여, 차가운 외부공기가 열린 출입문 하측으로 유입되는 것을 방지하며,
    상기 열차객실 내부온도가 열차객실 외부온도보다 낮은 경우,
    상기 하부팬은 닫힌 출입문 쪽으로 송풍되도록 작동하고,
    상기 상부팬은 열린 출입문 쪽으로 송풍되도록 작동하여, 더운 외부공기가 열린 출입문 상측으로 유입되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 열차객실 외부공기 유입방지방법.
  9. 청구항 7 또는 청구항 8에 있어서,
    상기 출입문이 닫힌 후, 상기 하부덕트의 열차객실 폭방향 양측의 온도차가 설정치 이하이면, 상기 하부팬 및 상부팬의 가동을 중단하는 것을 특징으로 하는 열차객실 외부공기 유입방지방법.
  10. 청구항 7 또는 청구항 8에 있어서,
    상기 출입문이 닫힌 후, 상기 열차객실의 상부와 하부의 온도차가 설정치 이하이면, 상기 하부팬 및 상부팬의 가동을 중단하는 것을 특징으로 하는 열차객실 외부공기 유입방지방법.
  11. 청구항 7 또는 청구항 8에 있어서,
    상기 하부팬 및 상기 상부팬은 열차객실 내부온도와 외부온도의 차이에 따라 회전속도가 가변적으로 제어되는 것을 특징으로 하는 열차객실 외부공기 유입방지방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 하부팬 및 상기 상부팬은,
    열차객실 내부온도와 외부온도의 차이가 설정값 이상이면, 회전속도가 증가하고,
    열차객실 내부온도와 외부온도의 설정값 이하이면, 회전속도가 감소하도록 가변적으로 제어되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 열차객실 외부공기 유입방지방법.
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