KR102045298B1 - 맨홀의 결로방지를 위한 환기 제어 장치 - Google Patents

맨홀의 결로방지를 위한 환기 제어 장치 Download PDF

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주성이엔지(주)
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Abstract

본 발명은 맨홀의 결로방지를 위한 환기 제어 장치에 관한 것으로, 태양광을 이용해 발전된 전력을 내부 배터리에 충전하여 구동 전원을 공급하는 전원부; 맨홀의 내외부 상태를 검출하는 복수의 센서를 포함하는 센서부; 상기 센서부를 통해 검출된 센싱 정보를 바탕으로 맨홀 내외부의 상태를 판단하여 FAN 구동부 및 환기량 조절부를 제어하여 상기 맨홀의 환기를 제어하는 제어부; 상기 제어부의 제어에 따라, 상기 맨홀에 장착된 제1 및 제2 배관에 각기 장착된 FAN을 구동하는 FAN 구동부; 및 상기 제1 및 제2 배관의 상기 맨홀 내부에 장착되는 일 측 끝에 각기 설치되어 상기 제어부의 제어에 따라 공기 환기량을 조절하는 환기량 조절부;를 포함함으로써 맨홀 내부를 악취, 습기, 및 결로 현상이 없는 최적의 상태로 유지시킬 수 있도록 한다.

Description

맨홀의 결로방지를 위한 환기 제어 장치{APPARATUS FOR CONTROLLING VENTILATION OF MANHOLE}
본 발명은 맨홀의 결로방지를 위한 환기 제어 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전원의 상태와 주변 상황을 고려한 환기 제어를 통하여 최소의 소모 전력으로 지중에 매설되는 맨홀의 내부를 악취, 습기, 및 결로 현상이 없는 최적 상태로 유지할 수 있도록 하는, 맨홀의 결로방지를 위한 환기 제어 장치에 관한 것이다.
일반적으로 맨홀은 노면에 지하로 사람이 출입할 수 있게 만든 구멍인데 설치하는 장소는 관의 굵기, 방향이 바뀌는 곳, 기점이나 교차점, 길이가 긴 직선부의 중간에 설치되며, 통풍이나 관거의 연락에도 이용된다. 상기 맨홀의 모양은 시공하기가 수월한 원형이 가장 많고, 이 밖에 사각형, 타원형 등도 있다.
상기 맨홀의 입구는 주위를 철로 만든 틀이나 돌로 테두리를 두르고, 보통 지름이 60cm 정도인 주철 또는 철근 콘크리트제인 원형 뚜껑을 덮는다. 상기 맨홀의 본체는 콘크리트 또는 벽돌로 만들며, 통로 구멍의 안지름은 1~1.2m인 것이 많다. 또한 상기 맨홀의 바닥은 관로의 바닥과 같게 하거나, 다소 내려서 침전물을 수용할 수 있게 만들기도 한다.
그런데 상기 맨홀의 내부는 어둡고, 축축하며, 악취가 나고, 경우에 따라 유해가스가 차 있게 되며, 작업자의 안전을 위협하고 작업을 어렵게 하는 문제점이 있다. 따라서 가능한 한 환기를 통해 맨홀 내부를 악취, 습기, 및 결로 현상이 없는 최적 상태로 유지할 필요가 있다. 그러나 팬(FAN)을 이용해 계속해서 강제 환기를 수행하기에는 전력 소모가 많으며, 또한 상기 맨홀의 환기 및 내부 시설물을 작동시키기 위해 사용할 전원을 공급하기 위하여 상용전원을 연결할 경우에는 전기 사용에 따른 추가 비용이 발생하게 되는 문제점이 있다.
따라서 최근에는 태양광 등을 이용한 자체 발전시설을 통해 생성한 전원을 이용하여 상기 맨홀의 환기 및 내부 시설물의 작동에 사용할 전원을 공급하도록 개량 제작되고 있다. 그러나 자체 발전시설의 발전 용량은 한계가 있기 때문에 전력소모가 많은 장치의 구동에 어려움이 있으며, 이러한 어려움을 극복하기 위해 발전 용량을 증가시키는 경우에는 설비 시설비용이 대폭 증가하는 문제점이 있다.
이에 따라 자체 발전시설의 발전 용량을 가능한 한 증가시키지 않으면서 최소의 소모 전력으로 환기 제어를 수행하면서 맨홀의 내부를 악취, 습기, 및 결로 현상이 없는 최적 상태로 유지할 수 있도록 하는 환기 제어 장치가 요구되고 있다. 특히 강제 환기를 위해서 사용하는 팬(FAN)은 가장 많은 전력을 소모하기 때문에 가능한 한 팬(FAN)에 의한 강제 환기의 최소화를 통해 전력 소모를 절감시키는 방법이 필요한 상황이다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허 제10-0949710호(2010.03.19. 등록, 높이조절이 가능한 밸브실)에 개시되어 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 전원의 상태와 주변 상황을 고려한 환기 제어를 통하여 최소의 소모 전력으로 지중에 매설되는 맨홀의 내부를 악취, 습기, 및 결로 현상이 없는 최적 상태로 유지할 수 있도록 하는, 맨홀의 결로방지를 위한 환기 제어 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 맨홀의 결로방지를 위한 환기 제어 장치는, 태양광을 이용해 발전된 전력을 내부 배터리에 충전하여 구동 전원을 공급하는 전원부; 맨홀의 내외부 상태를 검출하는 복수의 센서를 포함하는 센서부; 상기 센서부를 통해 검출된 센싱 정보를 바탕으로 맨홀 내외부의 상태를 판단하여 FAN 구동부 및 환기량 조절부를 제어하여 상기 맨홀의 환기를 제어하는 제어부; 상기 제어부의 제어에 따라, 상기 맨홀에 장착된 제1 및 제2 배관에 각기 장착된 FAN을 구동하는 FAN 구동부; 및 상기 제1 및 제2 배관의 상기 맨홀 내부에 장착되는 일 측 끝에 각기 설치되어 상기 제어부의 제어에 따라 공기 환기량을 조절하는 환기량 조절부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 센서부는, 맨홀 내외부의 습도, 온도, 조도, 냄새, 가스, 먼지, 및 환기량 조절부의 회전 각도를 판단하기 위한 적어도 하나 이상의 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 FAN 구동부는, 상기 FAN의 회전방향이나 회전속도를 제어하되, 상기 FAN은, 제1 배관에 장착되는 제1 FAN 및 제2 배관에 장착되는 제2 FAN을 포함하며, 상기 제1 및 제2 배관은, 일 측은 지면상의 상부 공간을 향하여 노출되며, 다른 일 측은 각기 맨홀 내부의 상부 및 하부에 연결되고, 상기 맨홀 내부의 하부에 연결되는 제2 배관의 끝은 지정된 길이가 상부를 향하여 꺾인 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 및 제2 배관은, 흡기용 또는 배기용 중 어느 하나로 사용되며, 상기 제어부가, 상기 맨홀의 내외부 상태에 따라 흡기용에서 배기용으로 바꿔 사용하거나, 배기용에서 흡기용으로 바꿔 사용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 환기량 조절부는, 상기 제1 및 제2 배관의 내부 형태에 대응하여 둘레가 원형인 복수의 원형 판이 상하로 겹쳐 형성되며, 그 중 제1 원형 판에는 공기의 통로로 사용되는 복수의 홀이 기 지정된 간격으로 형성되고, 제2 원형 판에는 상기 제1 원형 판에 형성된 복수의 홀에 대응하는 위치에 복수의 홀이 형성되며, 상기 제2 원형 판에 형성된 복수의 홀의 크기는 상기 제1 원형 판에 형성된 복수의 홀보다 같거나 더 크게 형성되고, 상기 제1 원형 판과 제2 원형 판은 겹친 상태에서 상기 제어부의 제어에 따라 회전 가능하게 구현된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 환기량 조절부는, 상기 제1 원형 판 또는 상기 제2 원형 판이 회전함에 따라 상기 각 복수의 홀의 위치가 일치되어 홀이 완전 개방(Open)되거나 위치가 서로 엇갈려 홀이 완전 폐쇄(Close)될 수 있으며, 또는 회전 각도에 따라 홀의 일부분만 개방됨으로써, 상기 각 복수의 홀의 위치가 일치되어 홀이 개방되거나 폐쇄되는 정도에 따라 환기량을 조절하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 환기량 조절부는, 전자석을 이용하여 상기 제1 또는 제2 원형 판을 회전시키기 위하여, 상기 제1 원형 판에는 영구자석(PM)을 설치하고 상기 제2 원형 판에는 전자석(EM)을 설치되며, 회전시키고자 하는 방향에 따라, 상기 제어부가 상기 영구자석(PM)과 같은 극성이나 반대 극성으로 상기 전자석(EM)을 순차적으로 구동하여 상기 제2 원형 판을 회전시키며, 또한 상기 제어부는 복수의 홀 센서를 이용하여 상기 제2 원형 판이 회전되는 각도를 검출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 맨홀의 실내외 습도를 검출하고, 상기 검출된 실내외 습도를 비교하여 실내 습도가 실외습도보다 더 높고 실내 습도가 기 설정된 기준 이상인지 체크하며, 상기 체크 결과, 실내 습도가 실외 습도보다 높고 실내 습도가 기 설정된 기준 이상인 경우, 상기 환기량 조절부를 개방(Open)시키되, 실내외 습도 차이에 대응하여 상기 환기량 조절부의 개방(Open) 각도를 조절하며, 또한 상기 환기량 조절부의 개방(Open) 각도를 최대로 조절한 후에도 실내외 습도 차이가 더 커지는 경우, 상기 FAN 구동부를 통한 강제 환기를 실시하여 강제 습도 조절을 실시하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 센서부를 통해 맨홀의 실내 습도를 검출하고, 상기 실내 습도가 기 설정된 기준 이상인 경우, 환기 방향을 상부 흡입 및 하부 강제 배출 방식으로 구동하되, 상기 맨홀 상부의 제1 환기량 조절부의 개방 각도를 완전 개방이 아니라 일부분만 개방하며, 상기 실내 습도가 기 설정된 기준 이상이 아닌 경우, 환기 방향을 하부 흡입 및 상부 강제 배출 방식으로 구동하되, 상기 맨홀 하부의 제2 환기량 조절부의 개방 각도를 최대로 조절하며, 상기 맨홀의 상부에 연결된 배관은 제1 배관이며 상기 맨홀의 하부에 연결된 배관은 제2 배관이고, 상기 하부 강제 배출을 위해서 상기 제2 배관에 설치된 제2 FAN을 강제 구동시키고, 상기 상부 강제 배출을 위해서 상기 제1 배관에 설치된 제1 FAN)을 강제 구동시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 센서부를 통해 맨홀의 실내 공기 오염도 및 온도를 검출하고, 상기 실내 공기 오염도 및 온도가 기 설정된 기준 이상인지 체크하며, 상기 실내 공기 오염도 및 온도가 기 설정된 기준 이상인 경우, 환기 방향을 하부 흡입 및 상부 강제 배출 방식으로 구동하되, 상기 맨홀 하부의 제2 환기량 조절부의 개방 각도를 완전 개방이 아니라 일부분만 개방하며, 상기 실내 공기 오염도 및 온도가 기 설정된 기준 이상이 아닌 경우, 환기 방향을 상부 흡입 및 하부 강제 배출 방식으로 구동하되, 상기 맨홀 상부의 제1 환기량 조절부의 개방 각도를 최대로 조절하며, 상기 맨홀의 상부에 연결된 배관은 제1 배관이며 상기 맨홀의 하부에 연결된 배관은 제2 배관이고, 상기 상부 강제 배출을 위해서 상기 제1 배관에 설치된 제1 FAN을 강제 구동시키고, 상기 하부 강제 배출을 위해서 상기 제2 배관에 설치된 제2 FAN을 강제 구동시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 전원의 상태와 주변 상황을 고려한 환기 제어를 통하여 최소의 소모 전력으로 지중에 매설되는 맨홀의 내부를 악취, 습기, 및 결로 현상이 없는 최적 상태로 유지할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 맨홀의 형상을 개략적으로 설명하기 위하여 보인 예시도.
도 2는 상기 도 1에 있어서, 맨홀을 지중에 매립하는 현장을 촬영한 사진을 보인 예시도.
도 3은 상기 도 1에 있어서, 맨홀이 지중에 매립된 후 지면상에 노출된 태양광 패널을 촬영한 사진을 보인 예시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 맨홀의 결로방지를 위한 환기 제어 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도.
도 5는 상기 도 4에 있어서, 환기량 조절부의 개략적인 구성과 동작을 설명하기 위하여 보인 예시도.
도 6은 상기 도 4에 있어서, 맨홀의 결로방지를 위한 환기 제어 장치의 제어부가 환기를 제어하기 위한 제1 실시예의 방법을 보인 흐름도.
도 7은 상기 도 4에 있어서, 맨홀의 결로방지를 위한 환기 제어 장치의 제어부가 환기를 제어하기 위한 제2 실시예의 방법을 보인 흐름도.
도 8은 상기 도 4에 있어서, 맨홀의 결로방지를 위한 환기 제어 장치의 제어부가 환기를 제어하기 위한 제3 실시예의 방법을 보인 흐름도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 맨홀의 결로방지를 위한 환기 제어 장치의 일 실시예를 설명한다.
이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 맨홀의 형상을 개략적으로 설명하기 위하여 보인 예시도이고, 도 2는 상기 도 1에 있어서, 맨홀을 지중에 매립하는 현장을 촬영한 사진을 보인 예시도이며, 도 3은 상기 도 1에 있어서, 맨홀이 지중에 매립된 후 지면상에 노출된 태양광 패널을 촬영한 사진을 보인 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 맨홀의 결로방지를 위한 환기 제어 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도이며, 도 5는 상기 도 4에 있어서, 환기량 조절부의 개략적인 구성과 동작을 설명하기 위하여 보인 예시도이다.
이하 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 실시예에 따른 맨홀의 결로방지를 위한 환기 제어 장치에 대해서 설명한다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 맨홀의 결로방지를 위한 환기 제어 장치(100)는, 전원부(110), 센서부(120), 제어부(130), FAN 구동부(140), 및 환기량 조절부(150)를 포함한다.
상기 전원부(110)는 태양광을 이용해 자체 발전을 수행하고 상기 발전된 전력을 내부 배터리(미도시)에 충전한다. 이를 위해 태양광 패널을 구비한다.
상기 전원부(110)는 상기 내부 배터리에 충전된 전원을 구동 전원으로서 공급한다. 다만 상기 내부 배터리는 용량이 제한적이기 때문에 전력 소모를 절감할 필요가 있다.
상기 센서부(120)는 본 실시예에 따른 맨홀의 내외부 상태를 검출하는 적어도 하나 이상의 센서를 포함한다.
예컨대 상기 센서부(120)는 맨홀 내외부의 습도, 온도, 조도, 냄새, 가스, 먼지, 밸브개폐 및 환기량 조절부의 상태(예 : 홀 센서)를 판단하기 위한 적어도 하나 이상의 센서를 포함한다. 이때 상기 센서부(120)는 상기 기재된 센서를 한정하는 것은 아니다.
상기 제어부(130)는 상기 센서부(120)를 통해 검출된 센싱 정보를 바탕으로 맨홀 내외부의 상태를 판단하여 상기 FAN 구동부(140) 및 상기 환기량 조절부(150)를 제어하여 상기 맨홀의 환기를 제어한다.
상기 제어부(130)가 상기 맨홀 내외부의 상태에 대응하여 상기 맨홀의 환기를 제어하는 구체적인 방법은 도 6 내지 도 8을 참조하여 설명한다.
도 6은 상기 도 4에 있어서, 맨홀의 결로방지를 위한 환기 제어 장치의 제어부가 환기를 제어하기 위한 제1 실시예의 방법을 보인 흐름도이고, 도 7은 상기 도 4에 있어서, 맨홀의 결로방지를 위한 환기 제어 장치의 제어부가 환기를 제어하기 위한 제2 실시예의 방법을 보인 흐름도이며, 도 8은 상기 도 4에 있어서, 맨홀의 결로방지를 위한 환기 제어 장치의 제어부가 환기를 제어하기 위한 제3 실시예의 방법을 보인 흐름도이다.
상기 FAN 구동부(140)는 상기 맨홀에 장착된 복수의 배관(제1 배관, 제2 배관)에 각기 장착된 FAN(141, 142)을 구동한다.
상기 FAN 구동부(140)는, 상기 제어부(130)의 제어에 따라, 상기 FAN(141, 142)의 회전방향(또는 구동방향)이나 회전속도를 제어할 수 있다.
상기 FAN(141, 142)은 제1 배관에 장착되는 제1 FAN(141) 및 제2 배관에 장착되는 제2 FAN(142)을 포함한다.
도 1을 참조하면, 상기 제1 및 제2 배관의 일 측은 지면상의 상부 공간을 향하여 노출되며, 상기 제1 및 제2 배관의 다른 일 측은 각기 맨홀 내부의 상부 및 하부(또는 바닥)에 연결된다. 이때 상기 맨홀 내부의 하부에 연결되는 제2 배관의 끝은 지정된 길이가 상부를 향하여 꺾인 형태로 형성되며, 이는 맨홀 바닥에 물이 고여 배관이 막히는 것을 방지하기 위한 목적이다.
상기 제1 및 제2 배관은 흡기용 또는 배기용 중 어느 하나로 사용되며, 상기 맨홀의 내외부 상태에 따라 흡기용에서 배기용으로 바꿔 제어되거나, 배기용에서 흡기용으로 바꿔 제어될 수 있다.
또한 상기 제1 및 제2 배관의 다른 일 측의 끝에는 환기량 조절부(150)가 각기 설치된다. 설명의 편의상 상기 제1 배관의 끝에는 제1 환기량 조절부(151)가 설치되고, 상기 제2 배관의 끝에는 제2 환기량 조절부(152)가 설치되는 것으로 가정한다.
상기 환기량 조절부(150)는 상기 제1 및 제2 배관의 내부 형태에 대응하여 둘레가 원형인 복수의 원형 판이 상하로 겹쳐 형성되며, 그 중 하나의 원형 판(제1 원형 판)에는 공기의 통로로 사용되는 복수의 홀(hole1 ~ hole4)이 기 지정된 간격으로 형성되고, 다른 하나의 원형 판(제2 원형 판)에는 상기 제1 원형 판에 형성된 복수의 홀(hole1 ~ hole4)에 대응하는 위치에 복수의 홀(C-1 ~ C-4)이 형성된다.
상기 제2 원형 판에 형성된 복수의 홀(C-1 ~ C-4)의 크기는 상기 제1 원형 판에 형성된 복수의 홀(hole1 ~ hole4)보다 같거나 더 크게 형성된다.
또한 상기 제1 원형 판과 제2 원형 판은 겹친 상태에서 회전 가능하게 구현되며, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제1 원형 판 또는 상기 제2 원형 판이 회전함에 따라 상기 각 복수의 홀(hole1 ~ hole4, C-1 ~ C-4)의 위치가 일치되어 홀이 완전 개방(Open)되거나 위치가 서로 엇갈려 홀이 완전 폐쇄(Close)될 수 있으며, 또는 회전 각도에 따라 홀의 일부분만 개방될 수도 있다. 즉, 상기 각 복수의 홀(hole1 ~ hole4, C-1 ~ C-4)의 위치가 일치되어 홀이 개방되거나 폐쇄되는 정도에 따라 환기량이 조절될 수 있다.
상기 환기량 조절부(150)는 전자석이나 모터(M)를 이용하여 상기 제1 원형 판 또는 상기 제2 원형 판을 회전시킬 수 있다.
예컨대 제1 원형 판이 고정되어 있고 제2 원형 판을 회전시킨다고 가정할 때, 상기 제어부(130)는 모터(M)를 이용하여 상기 제2 원형 판을 회전시킬 수 있다. 또는 제1 원형 판에는 영구자석(PM)을 설치하고 제2 원형 판에는 전자석(EM)을 설치한 후, 회전시키고자 하는 방향에 따라 상기 영구자석(PM)과 같은 극성이나 반대 극성으로 상기 전자석(EM)을 순차적으로 구동하여 상기 제2 원형 판을 회전시킬 수 있다. 이때 상기 제어부(130)는 복수의 홀 센서(S1 ~ S4)를 이용하여 상기 제2 원형 판이 회전되는 각도를 검출할 수 있다.
상기 제어부(130)는 상기 환기량 조절부(150)를 통해 환기량을 조절할 수 있으며, 또한 상기 제어부(130)는 상기 FAN 구동부(140)를 통해 강제 환기를 실시하거나 자연 환기를 실시할 수 있다. 또한 상기 제어부(130)는 상기 맨홀의 내외부 상태에 대응하여 흡기용 배관과 배기용 배관을 선택적으로 바꿔 사용할 수 있다. 또한 상기 제어부(130)는 전력 소모량이나 배터리 잔량을 고려하여 상기 FAN 구동부(140)와 상기 환기량 조절부(150)를 조합하여 최소의 전력으로 환기를 실시할 수 있도록 하면서 악취, 습기, 및 결로 현상을 방지할 수 있도록 한다.
이하 상기 제어부(130)의 구체적인 환기 제어 동작을 도 6 내지 도 8을 참조하여 설명한다.
다만 상기 전원부(110)의 충전 레벨(또는 배터리 잔량)이 충분할 경우에는 FAN(141, 142)을 모두 구동하여 강제 환기를 실시하면 되므로, 본 실시예에서는 이에 대한 설명은 생략하고, 상기 전원부(110)의 충전 레벨(또는 배터리 잔량)이 충분하지 않을 경우(즉, 충전 레벨이 기 설정된 기준 이하인 경우)에 전력 소모를 절감하면서 최대의 환기 효과를 얻기 위한 환기 제어 동작에 대해서 설명한다.
도 6은 상기 도 4에 있어서, 맨홀의 결로방지를 위한 환기 제어 장치의 제어부가 환기를 제어하기 위한 제1 실시예의 방법을 보인 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 상기 제어부(130)는 맨홀의 실내 및 실외의 습도를 검출한다(S101). 이는 계절이나 날씨에 따라 실내외 습도나 온도에 차이가 발생할 경우에 결로 현상이 발생할 수 있기 때문이다.
상기 제어부(130)는 상기 검출된 실내외 습도를 비교하여 실내 습도가 실외습도보다 더 높고 실내 습도가 기 설정된 기준 이상인지 체크한다(S102).
상기 체크(S102) 결과, 실외 습도가 오히려 실내 습도보다 높은 경우(S102의 아니오), 상기 제어부(130)는 환기량 조절부(150)를 폐쇄(Close)시킨다(S104). 즉, 상기 환기량 조절부(150)의 폐쇄를 통해 외부의 습도가 높은 공기가 맨홀 실내로 유입되지 않도록 한다.
한편 상기 체크(S102) 결과, 실내 습도가 실외 습도보다 높고 실내 습도가 기 설정된 기준 이상인 경우(S102의 예), 상기 제어부(130)는 상기 환기량 조절부(150)를 개방(Open)시키되, 실내외 습도 차이에 대응하여 상기 환기량 조절부(150)의 개방(Open) 각도를 조절한다(S103).
예컨대 습도 차이가 큰 경우에는 이에 대응하여 상기 환기량 조절부(150)의 개방(Open) 각도를 크게 조절할 수 있고, 습도 차이가 작은 경우에는 이에 대응하여 상기 환기량 조절부(150)의 개방(Open) 각도를 작게 조절할 수 있다.
이때 상기 습도 차이에 대응하는 환기량 조절부(150)의 개방 각도는 미리 룩업 테이블 형태로 설정해 둘 수 있다.
한편 상기와 같이 상기 환기량 조절부(150)의 개방(Open) 각도를 조절하는 이유는 환기를 할 필요가 없는 상태에서도 무조건 상기 환기량 조절부(150)의 개방(Open) 각도를 최대로 설정해 둘 경우에는 먼지(예 : 쓰레기, 낙엽 등)와 각종 벌레 등이 맨홀 내부로 유입될 수 있기 때문이다. 물론 이를 방지하기 위해 방충망을 추가로 설치할 수도 있으나, 상기 방충망은 오히려 공기의 원활한 흐름을 방해하기 때문에 강제 환기의 필요성을 증가시키는 문제점이 있다.
또한 상기 환기량 조절부(150)의 개방(Open) 각도를 최대로 조절한 후에도 실내외 습도 차이가 더 커지는지 체크하고(S105), 상기 체크(S105) 결과 상기 환기량 조절부(150)의 개방(Open) 각도를 최대로 조절한 후에도 실내외 습도 차이가 더 커지는 경우(S105의 예), 상기 제어부(130)는 상기 FAN 구동부(140)를 통해 강제 환기를 실시함으로써 강제 습도 조절을 실시한다(S106).
한편 상기 체크(S105) 결과 상기 환기량 조절부(150)의 개방(Open) 각도 조절을 통해 실내외 습도 차이가 더 커지지 않는 경우(S105의 아니오), 자연 환기를 통해서도 실내 습도 조절이 잘 이루어지고 있는 상태로 판단할 수 있으므로, 상기 S102 단계 내지 S105 단계를 반복 수행함으로써 전력 소모를 절감할 수 있도록 하면서 악취, 습기, 및 결로 현상을 방지할 수 있도록 한다.
도 7은 상기 도 4에 있어서, 맨홀의 결로방지를 위한 환기 제어 장치의 제어부가 환기를 제어하기 위한 제2 실시예의 방법을 보인 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 상기 제어부(130)는 센서부(120)를 통해 맨홀의 실내 습도를 검출하고(S201), 상기 실내 습도가 기 설정된 기준(예 : 60%) 이상인 경우(S202의 예), 환기 방향(즉, 공기의 흡입 및 배출 방향)을 상부 흡입 및 하부 강제 배출 방식으로 구동한다(S203).
참고로 환기구가 상부에 연결된 배관은 제1 배관이며 환기구가 하부에 연결된 배관은 제2 배관이고, 상기 하부 강제 배출을 위해서 상기 제어부(130)는 제2 배관에 설치된 제2 FAN(142)을 강제 구동시킨다.
이는 습기가 맨홀 하부에 많이 쌓여 있기 때문에 전력 소모를 최소화시키면서 가능한 빨리 습기를 배출시키기 위한 목적이다.
아울러 상기 제어부(130)는 환기 효과를 향상시키기 위하여 맨홀 상부의 제1 환기량 조절부(151)의 개방 각도를 좁히는 방향으로 조절한다(S204).
이는 맨홀 상부의 제1 환기량 조절부(151)의 개방 각도를 완전 개방이 아니라 일부분만 개방함으로써, 상기 제1 환기량 조절부(151)의 홀을 통과해 유입되는 공기의 유속을 증가시킴으로써 전력 소모를 최소화시키면서 가능한 한 맨홀 내부의 공기 순환 속도를 증가시키기 위한 목적이다.
한편 상기 실내 습도가 기 설정된 기준(예 : 60%) 이상이 아닌 경우(S202의 아니오), 환기 방향(즉, 공기의 흡입 및 배출 방향)을 하부 흡입 및 상부 강제 배출 방식으로 구동한다(S205).
참고로 환기구가 상부에 연결된 배관은 제1 배관이며 환기구가 하부에 연결된 배관은 제2 배관이고, 상기 상부 강제 배출을 위해서 상기 제어부(130)는 제1 배관에 설치된 제1 FAN(141)을 강제 구동시킨다.
이는 습도가 어느 정도 있어야만 내부 온도가 유지될 수 있기 때문에 전력 소모를 최소화시키면서 가능한 한 습도가 너무 빨리 배출되는 것을 방지함으로써 내부 온도의 급격한 하강을 방지하기 위한 목적이다.
아울러 상기 제어부(130)는 환기와 온도 유지 효과를 조절하기 위하여 맨홀 하부의 제2 환기량 조절부(152)의 개방 각도를 최대로 조절한다(S206).
이는 맨홀 하부의 제2 환기량 조절부(152)의 개방 각도를 최대로(즉, 완전 개방) 조절함으로써, 상기 제2 환기량 조절부(152)의 홀을 통과해 유입되는 공기의 유속을 감소시킴으로써 전력 소모를 최소화시키면서 가능한 한 맨홀 내부의 공기 순환 속도를 감소시키면서 내부 온도 유지 효과를 향상시키기 위한 목적이다.
도 8은 상기 도 4에 있어서, 맨홀의 결로방지를 위한 환기 제어 장치의 제어부가 환기를 제어하기 위한 제3 실시예의 방법을 보인 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 상기 제어부(130)는 상기 센서부(120)를 통해 맨홀의 실내 공기 오염도(예 : 냄새, 먼지 등) 및 온도를 검출한다(S301).
또한 상기 제어부(130)는 실내 공기 오염도 및 온도가 기 설정된 기준 이상인지 체크한다(S302).
상기 실내 공기 오염도 및 온도가 기 설정된 기준 이상인 경우(S302의 예), 상기 제어부(130)는 환기 방향(즉, 공기의 흡입 및 배출 방향)을 하부 흡입 및 상부 강제 배출 방식으로 구동한다(S303).
참고로 환기구가 상부에 연결된 배관은 제1 배관이며 환기구가 하부에 연결된 배관은 제2 배관이고, 상기 상부 강제 배출을 위해서 상기 제어부(130)는 제1 배관에 설치된 제1 FAN(141)을 강제 구동시킨다.
이는 더운 공기가 상부로 상승하며 냄새를 유발시키는 가스(예 : 벌레나 쓰레기가 썩어서 발생하는 가스)도 상기 상승 공기를 따라 올라가는 경향이 있고, 온도 상승에 따라 가스의 발생량도 증가하기 때문에 전력 소모를 최소화시키면서 가능한 한 더운 공기와 가스를 빨리 배출시키기 위한 목적이다.
아울러 상기 제어부(130)는 환기와 온도 유지 효과를 조절하기 위하여 맨홀 하부의 제2 환기량 조절부(152)의 개방 각도를 좁히는 방향으로 조절한다(S304).
이는 맨홀 하부의 제2 환기량 조절부(152)의 개방 각도를 완전 개방이 아니라 일부분만 개방함으로써, 이를 통해 상기 제2 환기량 조절부(152)의 홀을 통과해 유입되는 공기의 유속을 증가시킴으로써 전력 소모를 최소화시키면서 가능한 한 맨홀 하부의 공기를 상부로 빨리 상승시키면서 공기 순환 속도를 증가시키기 위한 목적이다.
한편 상기 실내 공기 오염도 및 온도가 기 설정된 기준 이상이 아닌 경우(S302의 아니오), 상기 제어부(130)는 환기 방향(즉, 공기의 흡입 및 배출 방향)을 상부 흡입 및 하부 강제 배출 방식으로 구동한다(S305).
참고로 환기구가 상부에 연결된 배관은 제1 배관이며 환기구가 하부에 연결된 배관은 제2 배관이고, 상기 하부 강제 배출을 위해서 상기 제어부(130)는 제2 배관에 설치된 제2 FAN(142)을 강제 구동시킨다.
이는 공기의 오염원(예 : 먼지, 쓰레기, 썩은 벌레 등)이 맨홀 하부에서부터 쌓이기 시작하기 때문에 전력 소모를 최소화시키면서 가능한 빨리 오염원이 증가되는 것을 방지하고, 또한 이미 오염된 공기가 맨홀 하부에서 쌓이기 시작할 때부터 빠르게 배출시키기 위한 목적이다.
아울러 상기 제어부(130)는 공기 오염원의 배출 효과와 환기 효과를 동시에 향상시키기 위하여 맨홀 상부의 제1 환기량 조절부(151)의 개방 각도를 최대로 조절한다(S306).
이는 맨홀 상부의 제1 환기량 조절부(151)의 개방 각도를 완전 개방함으로써, 이를 통해 상기 제1 환기량 조절부(151)의 홀을 통과해 유입되는 공기의 유속을 감소시킴으로써 전력 소모를 최소화시키면서 가능한 한 맨홀 내부의 공기 순환 속도를 감소시키면서 맨홀 하부에 쌓여 있는 오염원이 퍼지거나 분산되지 않도록 유지하면서 환기시키기 위한 목적이다.
상기와 같이 본 실시예는 전원의 상태와 주변 상황을 고려한 환기 제어를 통하여 최소의 소모 전력으로 지중에 매설되는 맨홀의 내부를 악취, 습기, 및 결로 현상이 없는 최적 상태로 유지할 수 있도록 한다.
이상으로 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
110 : 전원부
120 : 센서부
130 : 제어부
140 : FAN 구동부
150 : 환기량 조절부

Claims (10)

  1. 태양광을 이용해 발전된 전력을 내부 배터리에 충전하여 구동 전원을 공급하는 전원부;
    맨홀의 내외부 상태를 검출하는 복수의 센서를 포함하는 센서부;
    상기 센서부를 통해 검출된 센싱 정보를 바탕으로 맨홀 내외부의 상태를 판단하여 FAN 구동부 및 환기량 조절부를 제어하여 상기 맨홀의 환기를 제어하는 제어부;
    상기 제어부의 제어에 따라, 상기 맨홀에 장착된 제1 및 제2 배관에 각기 장착된 FAN을 구동하는 FAN 구동부; 및
    상기 제1 및 제2 배관의 상기 맨홀 내부에 장착되는 일 측 끝에 각기 설치되어 상기 제어부의 제어에 따라 공기 환기량을 조절하는 환기량 조절부;를 포함하되,
    상기 FAN 구동부는,
    상기 FAN의 회전방향이나 회전속도를 제어하되,
    상기 FAN은,
    제1 배관에 장착되는 제1 FAN 및 제2 배관에 장착되는 제2 FAN을 포함하며,
    상기 제1 및 제2 배관은,
    일 측은 지면상의 상부 공간을 향하여 노출되며, 다른 일 측은 각기 맨홀 내부의 상부 및 하부에 연결되고, 상기 맨홀 내부의 하부에 연결되는 제2 배관의 끝은 지정된 길이가 상부를 향하여 꺾인 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 맨홀의 결로방지를 위한 환기 제어 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 센서부는,
    맨홀 내외부의 습도, 온도, 조도, 냄새, 가스, 먼지, 및 환기량 조절부의 회전 각도를 판단하기 위한 적어도 하나 이상의 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 맨홀의 결로방지를 위한 환기 제어 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 배관은,
    흡기용 또는 배기용 중 어느 하나로 사용되며,
    상기 제어부가,
    상기 맨홀의 내외부 상태에 따라 흡기용에서 배기용으로 바꿔 사용하거나, 배기용에서 흡기용으로 바꿔 사용하는 것을 특징으로 하는 맨홀의 결로방지를 위한 환기 제어 장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 환기량 조절부는,
    상기 제1 및 제2 배관의 내부 형태에 대응하여 둘레가 원형인 복수의 원형 판이 상하로 겹쳐 형성되며,
    그 중 제1 원형 판에는 공기의 통로로 사용되는 복수의 홀이 기 지정된 간격으로 형성되고, 제2 원형 판에는 상기 제1 원형 판에 형성된 복수의 홀에 대응하는 위치에 복수의 홀이 형성되며, 상기 제2 원형 판에 형성된 복수의 홀의 크기는 상기 제1 원형 판에 형성된 복수의 홀보다 같거나 더 크게 형성되고,
    상기 제1 원형 판과 제2 원형 판은 겹친 상태에서 상기 제어부의 제어에 따라 회전 가능하게 구현된 것을 특징으로 하는 맨홀의 결로방지를 위한 환기 제어 장치.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 환기량 조절부는,
    상기 제1 원형 판 또는 상기 제2 원형 판이 회전함에 따라 상기 각 복수의 홀의 위치가 일치되어 홀이 완전 개방(Open)되거나 위치가 서로 엇갈려 홀이 완전 폐쇄(Close)될 수 있으며, 또는 회전 각도에 따라 홀의 일부분만 개방됨으로써,
    상기 각 복수의 홀의 위치가 일치되어 홀이 개방되거나 폐쇄되는 정도에 따라 환기량을 조절하는 것을 특징으로 하는 맨홀의 결로방지를 위한 환기 제어 장치.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 환기량 조절부는,
    전자석을 이용하여 상기 제1 또는 제2 원형 판을 회전시키기 위하여,
    상기 제1 원형 판에는 영구자석(PM)을 설치하고 상기 제2 원형 판에는 전자석(EM)을 설치되며,
    회전시키고자 하는 방향에 따라, 상기 제어부가 상기 영구자석(PM)과 같은 극성이나 반대 극성으로 상기 전자석(EM)을 순차적으로 구동하여 상기 제2 원형 판을 회전시키며, 또한 상기 제어부는 복수의 홀 센서를 이용하여 상기 제2 원형 판이 회전되는 각도를 검출하는 것을 특징으로 하는 맨홀의 결로방지를 위한 환기 제어 장치.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
    맨홀의 실내외 습도를 검출하고, 상기 검출된 실내외 습도를 비교하여 실내 습도가 실외습도보다 더 높고 실내 습도가 기 설정된 기준 이상인지 체크하며,
    상기 체크 결과, 실내 습도가 실외 습도보다 높고 실내 습도가 기 설정된 기준 이상인 경우, 상기 환기량 조절부를 개방(Open)시키되, 실내외 습도 차이에 대응하여 상기 환기량 조절부의 개방(Open) 각도를 조절하며, 또한
    상기 환기량 조절부의 개방(Open) 각도를 최대로 조절한 후에도 실내외 습도 차이가 더 커지는 경우, 상기 FAN 구동부를 통한 강제 환기를 실시하여 강제 습도 조절을 실시하는 것을 특징으로 하는 맨홀의 결로방지를 위한 환기 제어 장치.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
    센서부를 통해 맨홀의 실내 습도를 검출하고,
    상기 실내 습도가 기 설정된 기준 이상인 경우, 환기 방향을 상부 흡입 및 하부 강제 배출 방식으로 구동하되, 상기 맨홀 상부의 제1 환기량 조절부의 개방 각도를 완전 개방이 아니라 일부분만 개방하며,
    상기 실내 습도가 기 설정된 기준 이상이 아닌 경우, 환기 방향을 하부 흡입 및 상부 강제 배출 방식으로 구동하되, 상기 맨홀 하부의 제2 환기량 조절부의 개방 각도를 최대로 조절하며,
    상기 맨홀의 상부에 연결된 배관은 제1 배관이며 상기 맨홀의 하부에 연결된 배관은 제2 배관이고,
    상기 하부 강제 배출을 위해서 상기 제2 배관에 설치된 제2 FAN을 강제 구동시키고, 상기 상부 강제 배출을 위해서 상기 제1 배관에 설치된 제1 FAN)을 강제 구동시키는 것을 특징으로 하는 맨홀의 결로방지를 위한 환기 제어 장치.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 센서부를 통해 맨홀의 실내 공기 오염도 및 온도를 검출하고,
    상기 실내 공기 오염도 및 온도가 기 설정된 기준 이상인지 체크하며,
    상기 실내 공기 오염도 및 온도가 기 설정된 기준 이상인 경우, 환기 방향을 하부 흡입 및 상부 강제 배출 방식으로 구동하되, 상기 맨홀 하부의 제2 환기량 조절부의 개방 각도를 완전 개방이 아니라 일부분만 개방하며,
    상기 실내 공기 오염도 및 온도가 기 설정된 기준 이상이 아닌 경우, 환기 방향을 상부 흡입 및 하부 강제 배출 방식으로 구동하되, 상기 맨홀 상부의 제1 환기량 조절부의 개방 각도를 최대로 조절하며,
    상기 맨홀의 상부에 연결된 배관은 제1 배관이며 상기 맨홀의 하부에 연결된 배관은 제2 배관이고,
    상기 상부 강제 배출을 위해서 상기 제1 배관에 설치된 제1 FAN을 강제 구동시키고, 상기 하부 강제 배출을 위해서 상기 제2 배관에 설치된 제2 FAN을 강제 구동시키는 것을 특징으로 하는 맨홀의 결로방지를 위한 환기 제어 장치.
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