KR102119703B1 - 고성능 단면 노즐을 활용한 터널 압력 상승 저감장치 - Google Patents

고성능 단면 노즐을 활용한 터널 압력 상승 저감장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 고성능 단면 노즐을 활용한 터널 압력 상승 저감장치는 터널 후드의 횡단면의 가장자리를 둘러싸도록 배치되되, 터널 후드의 종방향을 따라 일정 간격으로 이격 배치되는 복수의 노즐부; 및 각 노즐부에 공기를 공급하는 복수의 공기 압축부를 포함하되, 노즐부는, 공급된 공기가 내부에서 유동하는 노즐관 및 노즐관에서 유동중인 공기가 분사구를 통해 외부로 분사되도록 가이드하는 가이드부를 포함한다.

Description

고성능 단면 노즐을 활용한 터널 압력 상승 저감장치{REDUCTION DEVICE OF PRESSURE RISING IN TUNNEL BY USING HIGH PERFORMANCE CROSS-SECTION NOZZLE}
본 발명은 고성능 단면 노즐을 활용한 터널 압력 상승 저감장치에 관한 것이다.
일반적으로, 고속열차가 터널의 내부로 고속으로 진입할 때, 즉 터널의 입구에 돌입하는 순간에 열차 전두부 앞에 정지하고 있는 공기를 압축하여 압력파가 생성되는데 이 압력파는 음속으로 터널을 따라 출구방향으로 전파된다. 이러한 압력파의 일부분은 충격성 소음/진동의 형태로 터널 출구로부터 외부로 방사되는데 이를 미기압파(micro-pressure wave, sonic boom)라고 부르며, 심한 경우에 터널 근처의 민가에서는 폭발음의 환경소음과 함께 저주파 진동을 느끼게 한다. 이로 인해 철도 터널을 설계하는데 있어서 터널 출구에서 외부로 방사되는 미기압파를 저감하는 것은 매우 중요하다.
이에 따라, 종래에는 미기압파를 줄이기 위해서 터널 단면적을 크게 하는 방법, 열차의 전두부 앞 부분을 뾰족하게 하는 방법, 그리고 터널 입구에 단면이 점진적으로 줄어드는 후드 구조물을 설치하는 방법이 개발되었다. 그러나 터널 단면적을 크게 하는 방법은 터널 공사비가 크게 증가한다는 단점이 있고, 열차의 전두부 앞 부분을 길게 하거나 터널 입구에 단면적이 점진적으로 줄어드는 후드 구조물을 설치하는 방법은 터널 출구에서의 미기압파를 줄이는 데 한계가 있었다.
이에, 터널 출구에서의 미기압파 문제를 저감하기 위하여, 터널에 열차 진입 속도의 3승에 비례하여 터널 출구에서의 미기압파가 커지는 문제를 해결하기 위한 것으로, 고속열차 진입 시 터널 내 공기 유동을 형성하는 방법이 개발되었다.
이와 관련하여, 선행기술 한국등록특허 제10-1443308호(발명의 명칭: 공기유동터널 생성장치)는 터널 내부에 일정간격으로 지지대를 설치하고, 다수의 공기 송출 노즐을 이용하여 공기 유동을 발생시키는 공기유동터널 생성장치에 대하여 개시하고 있다.
그러나, 기존의 공기유동터널 생성 장치는 터널 단면에서 다수의 개별 노즐에서 각각 분사되는 압축 공기가 터널 단면 전체에 대하여 균일한 공기 유속이 형성되기 위해서는 노즐이 설치된 터널 단면에서 상당한 거리(약 50m이상)가 필요하며, 이와 같은 방법으로 터널의 단면 전체에 대하여 공기 흐름이 균일하게 되려면 공기 유속이 많이 감속된다는 단점이 있다. 예를 들어 터널에 진입하는 열차의 진입속도가 200km/h~300km/h인 경우, 터널 진입 시 발생되는 압력파의 압축거리(압력파의 생성 거리)는 터널 입구로부터 약 15m~20m 내외이기 때문에 기존의 공기유동터널 생성 장치는 터널 단면 전체에 균일한 공기 유속을 효과적으로 발생시키지 못한다는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 본 발명의 일 실시예는 분사구, 노즐관 및 가이드부를 포함하는 노즐부를 통하여 터널 후드 내에서 공기 유동 효율이 높고, 고속열차 진입 시에 압력 상승을 저감시키는 고성능 단면 노즐을 활용한 터널 압력 상승 저감장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 더 존재할 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 고성능 단면 노즐을 활용한 터널 압력 상승 저감장치는 터널 후드의 횡단면의 가장자리를 둘러싸도록 배치되되, 터널 후드의 종방향을 따라 일정 간격으로 이격 배치되는 복수의 노즐부; 및 각 노즐부에 공기를 공급하는 복수의 공기 압축부를 포함하되, 노즐부는, 공급된 공기가 내부에서 유동하는 노즐관 및 노즐관에서 유동중인 공기가 분사구를 통해 외부로 분사되도록 가이드하는 가이드부를 포함한다.
가이드부는 노즐부의 횡단면에 대하여, 분사구와 인접한 노즐관의 일측으로부터 내부로 연장되며, 노즐관의 타측 영역과 소정 간격 이격하여 겹치도록 형성되는 것이며, 소정 간격은 분사구로 갈수록 좁아지는 것이다.
분사구는 노즐관의 일 영역에 형성되되, 노즐부의 장방향의 길이와 대응하도록 형성되는 것이다.
노즐부는 노즐관이 길이 방향으로 복수개 연결되어 구성되는 것이며, 복수의 노즐관의 연결 영역을 보강하도록 둘러싸는 외부 밴드를 포함한다.
공기 압축부는 터널 후드의 횡단면에 대하여, 터널 후드의 좌측 및 우측에 각각 배치되되, 각각의 노즐부의 양단에 각각 연결되는 것이다.
노즐부를 회동가능하도록 지지하며, 노즐부의 공기 분사 각도를 조절하는 각도 조절부를 더 포함한다.
터널 후드는 동일한 횡단면의 형상을 가지며, 다각형 또는 라운드 형상의 지붕을 갖는 골조 프레임을 포함하며, 골조 프레임은 철골 구조물 및 콘크리트 구조물을 포함하는 것이고, 철골 구조물은 복수의 프레임이 직각으로 교차하여 상호 지지 가능하게 연결되되, 프레임은 봉강, 강관, 형강, 강판 중 적어도 하나를 포함한다.
노즐부는 골조 프레임에 구비되는 것이되, 노즐부의 횡단면은 원형, 반원형, 사각형, 삼각형 및 다각형 중 적어도 하나의 형상으로 형성되는 것이다.
터널 후드의 전방에서 소정 간격 이격된 일정 구간 내에 진입하는 열차를 감지하는 하나 이상의 센서부를 더 포함한다.
일정 구간 내에 진입한 열차를 감지하는 경우, 열차의 운행속도 대비 기설정된 풍속에 도달하도록 공기 압축부를 제어하는 제어부를 더 포함한다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단에 의하면, 노즐부의 횡단면 상에서 분사구와 인접한 노즐관의 일측으로부터 내부로 연장되며, 노즐관의 타측 영역과 소정 간격 이격하여 겹치도록 형성된 가이드부를 포함한 노즐부를 통하여 터널 후드 횡단면 상에서 공기 유동 효율이 매우 높고, 고속열차 진입 시에 터널 후드 내의 압력 상승 저감을 극대화시킬 수 있다.
더불어 본 발명은 강 구조 후드의 골조 자체를 노즐로 활용할 수 있어 공간 활용을 극대화할 수 있으며, 기존에 운영중인 콘크리트 후드 구조물로 구성된 미기압파 저감 후드 구조체에 추가적으로 설치하여 미기압파 저감 성능을 추가적으로 향상시킬 수 있다. 또한 본 발명은 후드가 설치되지 않은 터널 입구의 내부에도 설치할 수 있다.
도 1은 종래의 공기유동터널 생성장치와 본 발명의 터널 압력 상승 저감 장치를 비교한 개념도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 고성능 단면 노즐을 활용한 터널 압력 상승 저감장치가 구비된 후드 구조체의 종단면도이다.
도 2b는 도 2a의 터널 후드 및 터널에 도시된 a-a 내지 c-c 절단선에 위치하는 노즐부의 분사구로부터 공기가 배출되면서 노즐부 뒤쪽 공기를 끌어당기는 모습을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고성능 단면 노즐을 활용한 터널 압력 상승 저감장치가 구비된 후드 구조체의 횡단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고성능 단면 노즐을 활용한 터널 압력 상승 저감장치의 노즐부가 후드 구조체의 골조 프레임에 구비된 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 노즐부가 다양한 종류의 골조 프레임에 구비된 상태를 도시한 횡단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 각도 조절부가 노즐부의 분사 각도를 제어하는 상태를 도시한 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 종래의 공기유동터널 생성장치와 본 발명의 터널 압력 상승 저감 장치를 비교한 개념도이다.
도 1의 (a)는 종래의 공기유동터널 생성장치를 설명하기 위한 도면이고, 도1의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 고성능 단면 노즐을 활용한 터널 압력 상승 저감장치를 설명하기 위한 도면이다.
예시적으로, 도 1의 (a)에 도시된 것처럼, 종래의 공기유동터널 생성 장치는 터널 후드의 횡단면의 가장자리를 둘러싸도록 배치된 아치형의 지지부(60)를 포함하며, 파이프 형상의 다수의 개별 노즐(50)이 지지부(60) 내부에 일정 간격으로 설치될 수 있다. 그러나, 도 1의 (b)에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 고성능 단면 노즐을 활용한 터널 압력 상승 저감장치는 터널 후드(40)의 횡단면의 내측 가장자리를 연속하여 둘러싸도록 형성된 아치형의 노즐부(10)를 포함하며, 하나의 노즐부(10)가 골조 프레임(40)의 내측을 둘러싸도록 설치될 수 있다. 예시적으로, 노즐부(10)는 공기가 내부에서 유동하는 노즐관으로 구성될 수 있으며, 유동중인 공기는 분사구(121)를 통해 외부로 분사될 수 있다. 이때 노즐부(10)가 아치형인 것은 기존에 운영중인 터널 후드 및 터널에 대응하도록 형성된 것으로, 이에 한정되는 것은 아니며, 후술하는 다각형의 횡단면을 갖는 골조 프레임(40)의 형상과 대응하여 노즐부(10)도 다각형의 형상으로 형성될 수 있다.
이와 같은 구성의 차이로, 종래의 공기유동터널 생성장치는 각각의 노즐(50)에서 압축 공기가 분출되기 때문에 터널 단면 전체에 대하여 균일한 공기 유속이 형성되기 위해서는 노즐(50)이 설치된 위치로부터 터널 축방향으로 약 50m이상의 상당한 거리가 필요하다. 이에 따라, 터널의 횡단면 전체에 대하여 공기 흐름이 균일하게 되려면 터널 종방향으로 50m이상 이동되어야 하고 공기 유속이 많이 감속된다는 문제가 있다. 예를 들어 터널에 진입하는 열차의 열차진입속도가 200km/h~300km/h인 경우, 터널 진입 압력파(압력상승)의 압축 거리는 터널 입구로부터 약 15m~20m 내외이기 때문에 기존의 공기유동터널 생성 장치는 터널내 짧은 거리 이내에서 횡단면 전체에 균일한 공기 유속을 효과적으로 발생시키지 못한다는 문제가 있다.
그러나, 본 발명의 고성능 단면 노즐을 활용한 터널 압력 상승 저감장치는 노즐부(10)로부터 터널 후드(1) 및 터널의 횡단면의 가장자리를 둘러싸는 형태로 공기가 분출되는 바, 공기 유동 효율이 매우 높고, 터널 횡단면 전체에 대하여 균일한 풍속을 짧은 거리에서 생성시킬 수 있다. 이로 인해 고속 열차 진입 시에 터널 내의 압력 상승을 효과적으로 저감할 수 있다.
도 2a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고성능 단면 노즐을 활용한 터널 압력 상승 저감장치가 구비된 후드 구조체의 종단면도이다.
도 2b는 도 2a의 터널 후드 및 터널에 도시된 a-a 내지 c-c 절단선에 위치하는 노즐부의 분사구로부터 공기가 배출되면서 노즐부 뒤쪽 공기를 끌어당기는 모습을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고성능 단면 노즐을 활용한 터널 압력 상승 저감장치가 구비된 후드 구조체의 횡단면도이다.
도 3의 (a)는 도 2a의 a-a 절단선을 도시한 횡단면도이고, 도3의 (b)는 도 2a의 b-b절단선을 도시한 횡단면도이고, 도 3의 (c)는 도 2a의 c-c 절단선을 도시한 횡단면도이다.
도 2a 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 고성능 단면 노즐을 활용한 터널 압력 상승 저감장치는 터널 후드(1)의 횡단면의 가장자리를 둘러싸도록 배치되되, 터널 후드(1)의 종방향을 따라 일정 간격으로 이격 배치되는 복수의 노즐부(10) 및 각 노즐부(10)에 공기를 공급하는 복수의 공기 압축부(20)를 포함한다. 이때 노즐부(10)는 공급된 공기가 내부에서 유동하는 노즐관(110) 및 노즐관(110)에서 유동중인 공기가 분사구(121)를 통해 외부로 분사되도록 가이드하는 가이드부(120)를 포함한다.
즉, 공기 압축부(20)에 의해 공급된 공기는 공기 유동을 수용하는 노즐관(110)의 내부 통로를 거쳐 가이드부(120)를 따라 이동한 다음 분사구(121)를 통해 외부로 배출될 수 있다. 이로 인해 도 2b에 도시된 바와 같이, 분사구(121)로부터 터널 후드(1) 및 터널의 횡단면의 가장자리를 둘러싸는 형태로 공기가 분출되는 바, 노즐부(10)의 뒤쪽 공기를 끌어당겨 공기 유동 효율이 매우 높고, 고속 열차 진입 시에 터널 내의 압력 상승을 효과적으로 저감할 수 있다.
예를 들어, 도 2a에 도시된 것처럼, 노즐부(10)에 의해, 터널 후드(1) 내의 공기 유동이 36km/h(10m/s)로 터널의 내부 방향(터널 입구에서 출구 방향)으로 흐르고 있으면, 고속 열차의 터널 진입 속도가 36km/h만큼 감속하여 터널 입구에 진입하는 효과를 가진다. 즉, 노즐부(10)로부터 분사되는 공기의 유속만큼 고속 열차의 터널 진입 시 터널 내의 압력 상승과 압력상승 시간이 저감되는 효과가 있다.
이하에서는 본 발명의 고성능 단면 노즐을 활용한 터널 압력 상승 저감장치에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
예시적으로, 도 2a를 참조하면 가이드부(120)는 노즐부(10)의 횡단면에 대하여, 분사구(121)와 인접한 노즐관(110)의 일측으로부터 내부로 연장되며, 노즐관(110)의 타측 영역과 소정 간격 이격하여 겹치도록 형성되는 것이며, 소정 간격은 분사구(121)로 갈수록 좁아질 수 있다.
예를 들어, 도 2a에 도시된 것처럼 노즐부(10)의 횡단면에 대한 압축 공기의 이동 경로는 터널 후드(1)의 가장자리와 인접한 노즐관(110)의 내부 통로에서부터 가이드부(120)를 따라 이동한 후 분사구(121)를 통해 외부로 방출될 수 있다. 이때 분사구(121)를 통해 방출된 공기는 터널 후드(1)의 입구로부터 유입되는 공기와 동일한 방향으로 흐를 수 있다.
구체적으로, 도3을 참조하면 공기 압축부(20)는 터널 후드(1)의 횡단면에 대하여, 터널 후드(1)의 좌측 및 우측에 각각 배치되되, 각각의 노즐부(10)의 양단에 각각 연결될 수 있으나, 이에 한정된 것은 아니며 터널 후드(1)의 횡단면에 대하여, 터널 후드(1)의 좌측 또는 우측에 1개씩 만 배치될 수 있다. 또한 1개의 공기압축부(20)로 여러 노즐을 작동 시킬 수도 있다. 예를 들어, 공기 압축부(20)는 원심식 압축기 또는 압축공기 저장탱크등 기존에 알려진 기술을 사용하는바, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고성능 단면 노즐을 활용한 터널 압력 상승 저감장치의 노즐부가 후드 구조체의 골조 프레임에 구비된 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 4의 (a)는 노즐부(10)의 횡단면과 복수의 노즐관(110)으로 구성된 노즐부(10)를 설명하기 위한 도면이고, 도 4의 (b)는 터널 후드(1) 구조체의 골조 프레임(40)에 노즐부(10)가 구비된 것을 설명하기 위한 투시도이고, 도 4의 (c)는 나팔 모양으로 축소되는 형상의 터널 후드(1)의 골조 프레임(40)에 노즐부(10)가 구비된 것을 도시한 투시도이다.
도 4의 (a)를 참조하면, 노즐부(10)는 일정 길이의 노즐관(110)이 길이 방향으로 복수개 연결되어 구성되는 것이며, 분사구(121)는 노즐관(110)의 일 영역에 형성되되, 노즐부(10)의 장방향의 길이와 대응하도록 형성될 수 있다.
또한, 노즐부(10)는 복수의 노즐관(110)의 연결 영역을 보강하도록 둘러싸는 외부 밴드(11)를 포함할 수 있다. 외부 밴드(11)는 일 영역에 노즐관(110)의 분사구(121)와 대응하도록 형성된 분사구(121a)를 포함할 수 있다. 외부 밴드(11)에도 분사구(121a)를 구비하고 있어, 노즐부(10)로부터 방출되는 공기의 흐름을 방해하지 않는다.
다른 예로, 노즐관(110)은 장방향으로 기다란 하나의 관으로 구성될 수도 있으며, 이때 긴 노즐관(110)의 구조를 보강하기 위하여 노즐관(110)에 일정한 간격으로 복수의 외부 밴드(11)가 설치될 수 있다.
예시적으로, 도 4의 (b)를 참조하면 터널 후드(1)는 동일한 횡단면의 형상을 가지며, 다각형 또는 라운드 형상의 지붕을 갖는 골조 프레임(40)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 예로, 도 4의 (c)를 참조하면 터널 후드(1)가 나팔 모양으로 축소되는 형상의 골조 프레임(40)을 포함할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 노즐부가 다양한 종류의 골조 프레임에 구비된 상태를 도시한 횡단면도이다.
도 5를 참조하면, 골조 프레임(40)은 복수의 프레임이 직각으로 교차하여 상호 지지 가능하게 연결되되, 프레임은 봉강, 강관, 형강, 강판 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한 노즐부(10)는 골조 프레임(40)에 구비되는 것이되, 노즐부(10)의 횡단면은 원형 또는 반원형의 형상으로 형성될 수 있으나 이에 한정된 것은 아니며, 사각형 및 삼각형을 포함하는 다각형의 형상으로 형성될 수 있다.
예를 들어, 도 5의 (a)에 도시된 것처럼, 노즐부(10)는 보강판(15)에 의해, 강관의 골조 프레임(40)의 내부를 구획하여 반원형으로 구성될 수 있다. 도 5의 (b)에 도시된 것처럼, 노즐부(10)는 강관의 골조 프레임(40) 자체를 원형의 노즐부(10)로 활용할 수 있다. 또한, 도 5의 (c)에 도시된 것처럼, 노즐부(10)는 H형강의 골조 프레임(40a)에 반원 형상의 강관이 접합된 형태로 형성될 수 있다. 도 5의 (d)에 도시된 것처럼, 노즐부(10)는 강판의 골조 프레임(40)에 반원 형상의 강관이 접합된 형태로 형성될 수 있다. 도 5의 (e)에 도시된 것처럼, 노즐부(10)는 반원형상의 강관의 골조 프레임(40c)에 반원 형상의 강관이 접합된 형태로 형성될 수 있다.
즉, 본 발명의 노즐부(10)는 골조 프레임(40)의 일부 또는 자체를 노즐부(10)로 활용한 것으로, 강구조나 콘크리트 후드(1) 또는 터널 내부의 공간 활용을 극대화할 수 있으며, 비용 절감의 효과를 가진다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 각도 조절부가 노즐부의 분사 각도를 제어하는 상태를 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 고성능 단면 노즐을 활용한 터널 압력 상승 저감장치는 노즐부(10)를 회동가능하도록 지지하며, 노즐부(10)의 공기 분사 각도를 조절하는 각도 조절부(30)를 더 포함할 수 있다.
예시적으로, 각도 조절부(30)는 원형의 노즐부(10)의 일 영역을 수용하는 안착부를 포함할 수 있다. 이때 노즐부(10)의 외주는 안착부의 내주를 따라 회동할 수 있다. 또한 분사구(121)가 안착부의 내주에 가려지지 않도록 노즐부(10)의 중심을 기준으로한 노즐부(10)의 회전 각도는 180도 이하로 제어될 수 있다. 한편, 원형의 노즐부(10)를 회전시키기 위한 구동 모터 등은 기존에 알려진 기술을 사용하는바, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
또한, 다시 도 2a를 참조하면 본 발명의 고성능 단면 노즐을 활용한 터널 압력 상승 저감장치는 터널 후드(1)의 전방에서 소정 간격 이격된 일정 구간(D) 내에 진입하는 열차를 감지하는 하나 이상의 센서부(미도시) 및 일정 구간(D) 내에 진입한 열차를 감지하는 경우, 열차의 운행속도 대비 기설정된 풍속에 도달하도록 공기 압축부(20)를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다. 여기서, 일정 구간(D)은 터널 후드(1)의 입구로 도달하기 1km~3km 전방을 의미한다.
예시적으로, 센서부는 터널 후드(1)의 전방측으로부터 일정 구간(D) 내에 설치되어, 터널 후드(1)에 열차가 도달하기 전에 일정 구간(D) 내에 위치하는 열차를 감지할 수 있다. 다른 예로, 터널 후드(1)의 출입구와 인접한 위치에 설치되거나, 각각의 노즐부(10)에 각각 설치되어, 터널 후드(1)에 열차가 도달하기 전에 일정 구간(D) 내에 위치하는 열차를 미리 감지할 수 있다.
다른 예로, 센서부에 의해 일정 구간(D) 내에 열차가 진입하는 것을 감지하지 못하더라도, 제어부는 열차의 스케쥴 운행에 따라 열차가 터널 후드(1)에 도달하는 시간을 미리 계산하여 30초나 1분 전부터 노즐부(10)를 작동시킬 수 있다.
예를 들어, 제어부는 센서부로부터 열차의 진입/진출 유무, 주행방향 및 주행속도에 대한 검출신호를 전송 받을 수 있다. 터널로 진입 예정인 열차를 감지하는 경우, 제어부는 복수의 노즐부(10)가 터널 내부 방향으로 기설정된 유속의 압축공기를 방출하도록 공기 압축부(20)를 제어할 수 있다. 일 예로, 열차의 주행속도가 ‘a’ km/h인 경우, 압축공기가 노즐부(10)를 통해 ‘b’ km/h의 속도로 송출되도록 공기 압축부(20)의 공기송출압력을 제어할 수 있다.
또한, 제어부는 열차의 후미부가 각각의 노즐부(10)가 커버하는 구간을 빠져나간 경우, 해당 구간에 설치된 공기 압축부(20)의 공기 송출이 완전히 멈추도록 제어하여 열차의 후미부까지 완전히 빠져나간 구간에서 전력이 낭비되는 것을 방지할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1: 터널 후드
10: 노즐부
11: 외부 터널
15: 보강판
20: 공기 압축부
30: 각도 조절부
40: 골조 프레임
110: 노즐관
120: 가이드부
121: 분사구

Claims (10)

  1. 고성능 단면 노즐을 활용한 터널 압력 상승 저감장치에 있어서,
    터널 후드의 횡단면의 가장자리를 둘러싸도록 배치되되, 상기 터널 후드의 종방향을 따라 일정 간격으로 이격 배치되는 복수의 노즐부; 및
    상기 각 노즐부에 공기를 공급하는 복수의 공기 압축부를 포함하되,
    상기 노즐부는, 공급된 공기가 내부에서 유동하는 노즐관 및 상기 노즐관에서 유동중인 공기가 분사구를 통해 외부로 분사되도록 가이드하는 가이드부를 포함하며,
    상기 가이드부는
    상기 노즐부의 횡단면에 대하여, 상기 분사구와 인접한 상기 노즐관의 일측으로부터 내부로 연장되며, 상기 노즐관의 타측 영역과 소정 간격 이격하여 겹치도록 형성되는 것이며,
    상기 소정 간격은 상기 분사구로 갈수록 좁아지는 것인,
    고성능 단면 노즐을 활용한 터널 압력 상승 저감장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 분사구는
    상기 노즐관의 일 영역에 형성되되, 터널 후드의 횡단면의 가장자리를 둘러싸는 형태로 형성되는 것인,
    고성능 단면 노즐을 활용한 터널 압력 상승 저감장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 노즐부는
    상기 노즐관이 길이 방향으로 복수개 연결되어 구성되는 것이며,
    상기 복수의 노즐관의 연결 영역을 보강하도록 둘러싸는 외부 밴드를 포함하는 것인,
    고성능 단면 노즐을 활용한 터널 압력 상승 저감장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 공기 압축부는
    상기 터널 후드의 횡단면에 대하여, 상기 터널 후드의 좌측 및 우측에 각각 배치되되, 각각의 상기 노즐부의 양단에 각각 연결되는 것인,
    고성능 단면 노즐을 활용한 터널 압력 상승 저감장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 노즐부를 회동가능하도록 지지하며, 상기 노즐부의 공기 분사 각도를 조절하는 각도 조절부를 더 포함하는 것인,
    고성능 단면 노즐을 활용한 터널 압력 상승 저감장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 터널 후드는
    동일한 횡단면의 형상을 가지며, 다각형 또는 라운드 형상의 지붕을 갖는 골조 프레임을 포함하며,
    상기 골조 프레임은 철골 구조물 및 콘크리트 구조물을 포함하는 것이고,
    상기 철골 구조물은 복수의 프레임이 직각으로 교차하여 상호 지지 가능하게 연결되되,
    상기 프레임은 봉강, 강관, 형강, 강판 중 적어도 하나를 포함하는 것인,
    고성능 단면 노즐을 활용한 터널 압력 상승 저감장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 노즐부는 상기 골조 프레임에 구비되는 것이되,
    상기 노즐부의 횡단면은 원형 또는 반원형의 형상으로 형성되는 것인,
    고성능 단면 노즐을 활용한 터널 압력 상승 저감장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 터널 후드의 전방에서 소정 간격 이격된 일정 구간 내에 진입하는 열차를 감지하는 하나 이상의 센서부를 더 포함하는 것인,
    고성능 단면 노즐을 활용한 터널 압력 상승 저감장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 일정 구간 내에 진입한 열차를 감지하는 경우, 상기 열차의 운행속도 대비 기설정된 풍속에 도달하도록 상기 공기 압축부를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것인,
    고성능 단면 노즐을 활용한 터널 압력 상승 저감장치.
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