KR102246264B1 - 지하철 차량의 에어콘에 연동되어 동작하는 집진장치 - Google Patents

지하철 차량의 에어콘에 연동되어 동작하는 집진장치 Download PDF

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Abstract

지하철 차량의 에어콘에 연동되어 동작하는 집진장치가 개시된다. 본 지하철 차량의 에어콘에 연동되어 동작하는 집진장치는, 외부 공기로부터 미세먼지를 세정하기 위해 마련되는 제1 필터부; 상기 제1 필터부에서 세정된 세정 공기가 실내로 유입되도록 하는 댐퍼부; 및 상기 댐퍼부의 동작을 제어하기 위한 제어 모듈;을 포함하고, 상기 제어 모듈은, 에어콘이 가동되는 경우에 상기 댐퍼부의 날개부가 오픈되도록 하기 위해, 상기 에어콘 가동 신호를 수신하기 위한 에어콘 가동신호 수신부; 및 상기 날개부가 오픈되도록 구동신호를 생성하여 상기 댐퍼부로 전달하는 날개 구동신호 송신부;를 포함한다. 이에 의해, 지하철 차량 내부나 승강장 대비 오염도가 높은 터널 내에서의 미세먼지에 대한 포집이 효율적으로 이루어져, 지하철 차량 내부와 승강장으로 유입되는 미세먼지가 최소화되도록 할 수 있게 된다. 또한, 지하철 차량에 집진장치가 마련되도록 하여 지하철 차량이 운행하는 도중 집진이 자동으로 이루어지도록 함으로써, 터널 내에 별도의 추가적인 공기정화 설비를 구축하지 않은 상태에서도 터널 내의 공기정화가 가능하도록 할 수 있게 된다. 뿐만 아니라, 지하철 차량에 기구축된 에어콘이나 에어콘 팬과 연계하여 동작함으로써, 지하철 차량이 운행하지 않는 상황에서도 승강장 등에서의 일차적인 포집이 이루어지도록 하며 별도의 유지보수가 필요하지 않은 기구적인 구조로 포집을 실시함에 따라, HVAC에 대한 유지보수 빈도를 줄이고 유지보수 발생비용을 절감시킬 수 있게 된다.

Description

지하철 차량의 에어콘에 연동되어 동작하는 집진장치{Dust collector which works in conjunction with air conditioner of train}
본 발명은 지하철 차량의 에어콘에 연동되어 동작하는 집진장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기구적인 매커니즘에 따라 지하철 터널과 같이 별도의 공기정화 설비가 구축되지 않은 영역에 대해서도 공기정화가 가능함은 물론 지하철 차량에 기구축된 설비를 활용하여 지하철 차량이 정차할 때 승강장 등에서도 공기정화가 가능하도록 하는 지하철 차량의 에어콘에 연동되어 동작하는 집진장치에 관한 것이다.
지하철과 같이 환기가 어려운 공간에 불특정 다수가 밀집되어 이용하는 경우 역사(대합실, 승강장)뿐만 아니라 지하철 차량 내 객실의 공기질은 쾌적성과 건강을 좌우하는 매우 중요한 요소라 할 수 있다.
이에, 환경부는 지하생활공간(underground living space)의 공기질 관리에 대한 법적근거가 되는 「지하생활공간공기질관리법(법률 제5224호)」을 1996년 제정하였고, 이후 2003년 「다중이용시설 등의 실내공기질관리법(법률 제6911호)」이 공표되면서 지하생활공간을 포함한 실내공간의 공기질 관련 관리법의 기틀이 마련되었다.
통상, 지하철이라고 일컬어지는 도시철도의 시스템적 구성공간은 크게 터널, 역사, 차량으로 구분될 수 있으며, 미세먼지(PM10) 오염도가 가장 높은 터널 공기가 역사 또는 차량 내부로 유입될 경우 실내 오염도가 증가할 우려가 높다.
이를 해소하기 위해, 지하철 및 버스 등과 같은 각종 차량에는 실내 공기를 정화하여 공급하는 HVAC(Heating Ventilation Air Conditioning System 즉, 난방, 통풍, 공기조화)라 일컫는 자동차 공조 시스템이 설치되는바, 상기한 자동차 공조 시스템에는 기본적으로 정화된 외부공기를 실내로 공급하기 위해 입자상 물질이나 가스상 물질을 여과 또는 제거할 수 있는 각각의 필터들이 구비된다.
그러나, 이러한 HVAC는 주기적인 교체나 보수 등의 지속적 관리가 필요하며 전술한 바와 같이 지하철 터널 내의 미세먼지의 농도가 가장 높은 이유로, 터널 내의 미세먼지는 이러한 HVAC의 관리 주기나 관리 비용을 결정하는 주요 원인이 된다.
뿐만 아니라, 환기구를 통해 지상의 미세먼지가 도시철도 터널 안으로 유입되는 경우, 열차풍(train draft, 列車風)에 의해 바닥의 미세먼지가 재비산하는 경우, 팬토그라프(Pantograph)의 마찰과 스파크 방전에 의해 나노입자가 발생하는 경우, 차륜과 레일 사이나 마찰 제동시 마모입자가 발생하는 경우 등의 이유로 미세먼지가 발생하며, 이렇게 발생한 미세먼지의 입자는 터널 사이에서 부유하면서 지하철 차량의 이동에 의해 확산되고 객실을 환기시키는 과정에서 지하철 차량 안으로 유입될 수 있게 되며, 차량 안으로의 유입은 승객들에게 치명적인 영향을 미칠 수 있게 된다.
즉, 승객들에 대해 청정 공기를 제공하고 HVAC의 유지관리가 잦지 않도록 하기 위해서는 역사와 차량에 비해 오염도가 높은 터널에서의 미세먼지 제거에 대한 관리가 중요한 문제가 된다. 그러나, 승강장이나 지하철 차량 내부와 달리 터널은 그 규모가 상대적으로 크고 터널에 승객이 존재하지 않기 때문에 공간적인 문제 뿐 아니라 비용적인 문제를 고려할 때, 현실적으로 공기정화 설비의 구축이 곤란한 것이 사실이다.
따라서, 특별한 설비를 따로 구축하지 않은 상태에서도, 터널과 같은 지하철 차량 외부의 미세먼지를 제거하며, HVAC에 대한 유지관리 빈도가 줄어들 수 있도록 미세먼지에 대한 일차적인 포집 역할을 할 수 있도록 하기 위한 방안의 모색이 요청된다.
뿐만 아니라, 특별한 설비를 따로 구축하지 않은 상태에서도, 지하철 차량에 이미 구비된 설비를 활용하여 승강장 등과 같은 지하철 차량 외부의 미세먼지를 제거하며, HVAC에 대한 유지관리 빈도가 줄어들 수 있도록 지하철 차량의 기구축된 시설과 연계하여 미세먼지에 대한 일차적인 포집 역할을 할 수 있도록 하기 위한 방안의 모색이 요청된다.
한국등록특허 제10-0620060호(발명의 명칭: 철도 차량용 객실 공기질 모니터링 및 제어 시스템) 한국등록특허 제10-1666460호(발명의 명칭: 차량용 미세먼지 필터링장치)
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 지하철 차량 외부의 공기를 일차적으로 필터링하며, 지하철 차량이 운행만 한다면 기구적인 방식에 따라 자동으로 공기정화가 가능함은 물론 또한 지하철 차량이 정차한 경우에도 에어콘이 동작하면 에어콘에 구비된 팬의 흡입력을 기반으로 공기정화가 가능하도록 하기 위한 지하철 차량의 에어콘에 연동되어 동작하는 집진장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 지하철 차량의 에어콘에 연동되어 동작하는 집진장치는, 외부 공기로부터 미세먼지를 세정하기 위해 마련되는 제1 필터부; 상기 제1 필터부에서 세정된 세정 공기가 실내로 유입되도록 하는 댐퍼부; 및 상기 댐퍼부의 동작을 제어하기 위한 제어 모듈;을 포함하고, 상기 제어 모듈은, 에어콘이 가동되는 경우에 상기 댐퍼부의 날개부가 오픈되도록 하기 위해, 상기 에어콘 가동 신호를 수신하기 위한 에어콘 가동신호 수신부; 및 상기 날개부가 오픈되도록 구동신호를 생성하여 상기 댐퍼부로 전달하는 날개 구동신호 송신부;를 포함한다.
여기서, 상기 제어 모듈은, 상기 지하철 차량의 실외 미세먼지 농도를 센싱하는 제1 센싱부; 및 상기 지하철 차량의 실내 미세먼지 농도를 센싱하는 제2 센싱부;를 더 포함하고, 상기 날개 구동신호 송신부는, 상기 에어콘 가동 신호가 수신되어도, 상기 실외 미세먼지 농도가 상기 실내 미세먼지 농도 대비 기설정된 범위 이하인 경우에만 상기 날개부가 오픈되도록 하고, 상기 실외 미세먼지 농도가 상기 실내 미세먼지 농도 대비 기설정된 범위를 초과하는 경우에는 상기 날개부가 클로징되도록 하는 구동신호를 생성하여 상기 댐퍼부로 전달할 수 있다.
또한, 상기 제1 필터부는, 상기 집진장치의 전면에 마련되어 상기 지하철 차량이 이동하는 반대방향을 따라 수평단면이 지그재그로 절곡되어 형성되도록 마련되는 복수의 제1 판형 가이드 부재; 상기 제1 판형 가이드 부재의 절곡된 부분에서 외측으로 돌출되어 상기 외부 공기가 유입되는 방향의 반대방향으로 꺾어진 형태로 마련되는 복수의 제1 포집 부재; 상기 제1 판형 가이드 부재의 후면이되 상기 집진장치의 측면에 마련되어 상기 지하철 차량의 내측방향을 따라 수평단면이 지그재그로 절곡되어 형성되도록 마련되는 복수의 제2 판형 가이드 부재; 및 상기 제2 판형 가이드 부재의 절곡된 부분에서 외측으로 돌출되어 상기 외부 공기가 유입되는 방향의 반대방향으로 꺾어진 형태로 마련되는 복수의 제2 포집 부재;를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 판형 가이드 부재와 상기 제1 포집 부재는, 상기 지하철 차량이 운행하는 경우에 발생되는 맞바람의 형태로 상기 외부 공기를 유입하여 상기 미세먼지를 세정하기 위해 마련되고, 상기 제2 판형 가이드 부재와 상기 제2 포집 부재는, 상기 제1 판형 가이드 부재 및 상기 제1 포집 부재와 수직으로 마련되어, 상기 에어콘이 가동되는 경우에 상기 에어콘에 마련된 팬의 흡입력을 기반으로 상기 외부 공기를 유입하여 상기 미세먼지를 세정하기 위해 마련될 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 집진장치는, 상기 미세먼지가 상기 제1 포집 부재 및 상기 제2 포집 부재에 의해 포집된 후 중력에 의해 낙하되면, 상기 낙하된 미세먼지를 집결시키기 위한 더스트박스;를 더 포함하고, 상기 제어 모듈은, 상기 더스트박스에 집결된 미세먼지량을 센싱하기 위한 포집량 센싱부; 및 상기 집결된 미세먼지량이 기설정된 범위를 초과할 경우에 점멸되는 수거 알림부;를 더 포함할 수 있다.
이에 의해, 지하철 차량 내부나 승강장 대비 오염도가 높은 터널 내에서의 미세먼지에 대한 포집이 효율적으로 이루어져, 지하철 차량 내부와 승강장으로 유입되는 미세먼지가 최소화되도록 할 수 있게 된다.
또한, 지하철 차량에 집진장치가 마련되도록 하여 지하철 차량이 운행하는 도중 집진이 자동으로 이루어지도록 함으로써, 터널 내에 별도의 추가적인 공기정화 설비를 구축하지 않은 상태에서도 터널 내의 공기정화가 가능하도록 할 수 있게 된다.
뿐만 아니라, 지하철 차량에 기구축된 에어콘이나 에어콘 팬과 연계하여 동작함으로써, 지하철 차량이 운행하지 않는 상황에서도 승강장 등에서의 일차적인 포집이 이루어지도록 하며 별도의 유지보수가 필요하지 않은 기구적인 구조로 포집을 실시함에 따라, HVAC에 대한 유지보수 빈도를 줄이고 유지보수 발생비용을 절감시킬 수 있게 된다.
도 1은 지하철 차량에 설치된 HVAC 시스템과 지하철 차량에 기구축된 에어콘에 연동되어 동작하는 집진장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 집진장치의 내부 구성을 설명하기 위해 제공되는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 필터부의 구체적 형상과 이에 따른 미세먼지의 포집과정을 설명하기 위해 제공되는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 집진장치의 추가적인 구성과 동작을 설명하기 위해 마련된 집진장치의 블럭도이다.
이하에서는 본 발명의 실시예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위한 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.
도 1은 지하철 차량(10)에 설치된 HVAC 시스템(20)과 지하철 차량(10)에 기구축된 에어콘에 연동되어 동작하는 집진장치(30)를 도시한 도면이다.
본 실시예에 따른 HVAC 시스템(20)은 도시된 바와 같이 지하철 차량(10)의 상부에 마련되어, 지하철 차량(10)의 내부에 난방, 냉방, 통풍, 공기 정화 등을 수행하는 역할을 하도록 마련된다. 이러한 HVAC 시스템(20)에는 전술한 기능을 수행하기 위한 목적으로 통상적으로 팬이 설치되게 된다.
그러나 이러한 HVAC 시스템(20)은 전술한 바와 같이 지하철 차량(10)의 내부의 공기 정화를 위한 목적으로만 사용되고 지하철 차량(10) 외부의 공기 정화 목적으로는 사용되지 않으며, 지하철 차량(10)이 터널과 같이 미세먼지의 오염도가 심한 지역을 거치는 관계상 HVAC 시스템(20) 자체에 대한 유지보수가 잦게 된다.
이에 따라, 집진장치(30)는 HVAC 시스템(20)을 구성하는 에어콘 또는 팬과 연동되어 동작하여, 지하철 차량(10)의 주행 중에 지하철 차량(10) 외부에 대한 집진이 가능함은 물론 지하철 차량(10)이 정차 중에도 지하철 차량(10)에 기구축된 에어콘이 동작하기만 한다면 해당 에어콘에 구비된 팬의 흡입력을 기반으로 외부 공기를 유입하여 미세먼지에 대한 집진이 가능하도록 함으로써, 도시철도의 시스템 전반에 대한 궁극적 미세먼지 해결이 가능하도록 하고, 일차적으로 미세먼지가 세정된 공기를 HVAC 시스템(20)에 제공함으로써 HVAC 시스템(20)에서의 유지보수 빈도가 줄어들거나 유지보수 비용이 감축되도록 할 수 있게 된다.
뿐만 아니라, 집진장치(30)는 HVAC 시스템(20)과 달리 별도의 교체가 필요한 필터를 구비하지 않고 기구적인 방식에 따라 미세먼지를 집진하여 수거함으로써, 영구적인 사용이 가능하게 된다.
이를 위한 본 실시예에 따른 집진장치(30)는 제1 필터부(100), 댐퍼부(200) 및 하우징(300)을 포함한다.
제1 필터부(100)는 HVAC 시스템(20)을 구성하는 프레임(21)의 외부에 마련되어 지하철 차량(10)의 외부에 노출된 상태로 마련되되, 지하철 차량(10)의 상부에서 양 측면에 하나씩 마련된다. 이러한 제1 필터부(100)는 지하철 차량(10)이 이동하는 방향에 반대되는 방향으로 미세먼지가 포함된 외부 공기가 유입되도록 하며, 또한, 지하철 차량(10)이 이동하는 방향에 수직되는 지하철 차량(10)의 내측방향으로도 미세먼지가 포함된 외부 공기가 유입되도록 한다.
이와 같이 두 방향으로 미세먼지가 포함된 외부 공기가 유입되는 모습에 대해서는 도 2를 참고하여 다시 설명하기로 한다.
제1 필터부(100)에는 댐퍼부(200)가 연결되는데, 제1 필터부(100)가 HVAC 시스템(20)을 구성하는 프레임(21)의 외부에 마련되는 반면, 댐퍼부(200)는 HVAC 시스템(20)을 구성하는 프레임(21)의 내부에 마련된다.
즉, 댐퍼부(200)는 지하철 차량(10)의 외부에 노출되지 않은 상태로 마련되며, HVAC 시스템(20)을 구성하는 프레임(21)의 내부에서 좌우측 하나씩의 제1 필터부(100)에 대응되도록 각각 좌우측에 하나씩 마련된다.
이에 따라, 지하철 차량(10)의 외부 공기는 댐퍼부(200)로 직접 유입되지 않으며, 오로지 제1 필터부(100)를 경유한 후에 유입되게 된다.
즉, 댐퍼부(200)는 외부 공기에서 제1 필터부(100)에 의해 미세먼지가 포집된 세정공기에 대해, HVAC 시스템(20)으로의 유입을 허용하거나 차단하기 위해 마련된다.
하우징(300)은 HVAC 시스템(20)을 구성하는 프레임(21)의 외부를 덮는 역할을 하며, 프레임(21)은 물론 제1 필터부(100)를 포위하여 덮는 역할을 하게 된다.
그러나, 하우징(300)은 복수의 개구를 가지도록 마련되어, 제1 필터부(100)가 복수의 개구를 통해 외부 공기에 직접 노출되는 상태가 유지되도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 집진장치(30)의 내부 구성을 설명하기 위해 제공되는 도면으로서, 제1 필터부(100)의 부분 단면이 도시되도록 표현한 도면이다.
전술한 바와 같이 제1 필터부(100)와 댐퍼부(200)는 상호 연결된 상태로 마련되어, 제1 필터부(100)로 유입된 외부공기가 1차적으로 세정되어 세정공기가 댐퍼부(200)로 유입되게 된다.
제1 필터부(100)는 복수의 제1 판형 가이드 부재(110)와 복수의 제2 판형 가이드 부재(120)로 구성될 수 있다.
제1 판형 가이드 부재(110)는 집진장치(30)의 전면에 마련되어 지하철 차량(10)이 이동하는 반대방향을 따라 수평단면이 지그재그로 절곡되어 형성되도록 마련되며, 제2 판형 가이드 부재(120)는 집진장치(30)의 측면에 마련되어 지하철 차량(10)이 이동하는 방향에 수직되는 지하철 차량(10)의 내측방향을 따라 수평단면이 지그재그로 절곡되어 형성되도록 마련된다.
이러한 제1 판형 가이드 부재(110)는 복수로 마련되어 각 제1 판형 가이드 부재(110) 사이의 공간이 외부 공기가 지나가는 유로가 형성되도록 하게 되며, 이는 제2 판형 가이드 부재(120)도 마찬가지이다.
이에 따라, 제1 필터부(100)는 지하철 차량(10)이 이동하는 방향에 반대되는 방향으로 미세먼지가 포함된 외부 공기가 유입되도록 하며, 또한, 지하철 차량(10)이 이동하는 방향에 수직되는 지하철 차량(10)의 내측방향으로도 미세먼지가 포함된 외부 공기가 유입되도록 하게 되는 것이다.
한편, 복수의 제1 판형 가이드 부재(110)와 복수의 제2 판형 가이드 부재(120)에는 외부 공기에서 미세먼지를 포집하기 위한 복수의 제1 포집 부재와 복수의 제2 포집 부재가 각각 연결된 상태가 되는데, 이에 대해서는 도 3을 참조하여 다시 설명하기로 한다.
복수의 제1 포집 부재와 복수의 제2 포집 부재에 의해 포집된 미세먼지는, 중력에 의해 낙하하여 더스트박스(400)로 집결되어 수거될 수 있다.
더스트박스(400)는 제1 필터부(100)의 하부 및 하우징(300)이 끝나는 지점의 하부에 서랍식으로 마련되어 하우징(300)에 대한 해체작업을 하지 않아도 하우징(300)이 그대로 연결된 상태에서 집진장치(30)에서 분리가능하도록 마련되게 된다.
한편, 집진장치(30)는 필요에 따라 제2 필터부(500)를 추가로 구비할 수 있다.
제2 필터부(500)는 제1 필터부(100)와 댐퍼부(200)의 사이에 마련되어 상기 세정공기를 추가 세정하기 위한 목적으로 마련된다.
뿐만 아니라, 제2 필터부(500)는 제1 필터부(100)와 댐퍼부(200)가 연결될 때, 연결상태가 온전하지 않아 충분한 기밀이 이루어지지 않음으로써 외부 공기가 직접 댐퍼부(200)로 이동할 수 있는 가능성을 배제하기 위한 목적으로도 마련될 수 있다.
한편, 댐퍼부(200)는 도시된 바와 같이 날개부(210)를 구비하여, 외부 공기가 제1 필터부(100)를 통해 세정된 세정 공기 또는 제2 필터부(500)에 의해 추가 세정된 공기의 유입 여부 또는 유입량 여부를 결정할 수 있도록 마련된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 필터부(100)의 구체적 형상과 이에 따른 미세먼지의 포집과정을 설명하기 위해 제공되는 도면이다.
특히, 제1 필터부(100)를 구성하는 제1 판형 가이드 부재(110)와 제2 판형 가이드 부재(120)는 서로 다른 방향에서 유입되는 외부 공기에서 미세먼지를 포집하기 위해 서로 수직으로 배치되었을 뿐 상호 동작하는 원리는 동일하므로, 이하에서는 제1 판형 가이드 부재(110)를 기준으로 설명하기로 한다.
전술한 바와 같이 제1 판형 가이드 부재(110)는 집진장치(30)의 전면에 마련되되 지하철 차량(10)이 이동하는 방향에 반대되는 방향을 따라 수평단면이 지그재그로 절곡되어 형성되도록 마련되게 된다.
이러한 제1 판형 가이드 부재(110)의 절곡된 부분에는 외측으로 돌출되어 외부 공기가 유입되는 방향의 반대방향으로 꺾어진 형태로 마련되는 복수의 제1 포집 부재(130)가 마련된다.
또한, 도시되지는 않았으나, 제2 판형 가이드 부재(120)는 전술한 바와 같이 집진장치(30)의 측면에 마련되되 지하철 차량(10)이 이동하는 방향에 수직되는 지하철 차량(10)의 내측방향을 따라 수평단면이 지그재그로 절곡되어 형성되도록 마련되게 된다.
이러한 제2 판형 가이드 부재(120)의 절곡된 부분에는 외측으로 돌출되어 외부 공기가 유입되는 방향의 반대방향으로 꺾어진 형태로 마련되는 복수의 제2 포집 부재(140)가 마련된다.
이에 따라, 외부 공기는 지그재그의 유로를 형성하며 내측으로 진입하게 되는데, 그 과정에서 유로가 꺾여지는 부분마다 반대쪽으로 돌출된 포집 공간이 마련된에 따라, 미세먼지가 효과적으로 포집되게 된다.
특히, 제1 판형 가이드 부재(110)의 경우, 지하철 차량(10)이 이동하는 방향에 반대되는 방향을 따라 수평단면이 지그재그로 절곡되어 형성되게 되므로, 지하철 차량(10)의 운행 속도가 빠른 구간에서 포집 효과가 극대화되게 되고, 이러한 운행 속도가 빠른 구간은 바로 터널 내부에 해당하게 된다.
즉, 제1 판형 가이드 부재(110)와 제1 포집 부재(130)는 지하철 차량(10)이 이동하는 과정에서 외부 공기가 맞바람치는 특성을 이용하여 지하철 차량(10)이 이동하면 자연스레 미세먼지의 포집이 가능하도록 하는 역할을 하며, 이러한 역할은 미세먼지 농도가 최정점을 이루는 터널 내에서 극대화되게 된다.
또한, 제2 판형 가이드 부재(120)의 경우, 지하철 차량(10)이 이동하는 방향에 수직되는 지하철 차량(10)의 내측방향을 따라 수평단면이 지그재그로 절곡되어 형성되게 되므로, 지하철 차량(10)의 운행 속도가 느리거나 정차한 구간에서도 포집이 이루어질 수 있도록 하게 된다.
특히, 제2 판형 가이드 부재(120)의 경우, 지하철 차량(10)이 이동하는 방향에 수직되는 지하철 차량(10)의 내측방향을 따라 수평단면이 지그재그로 절곡되어 형성되게 되므로, 지하철 차량(10)의 운행 속도가 느리거나 지하철 차량(10)이 정차한 구간에서도 포집이 가능하게 된다는 효과를 거둘 수 있고, 이러한 운행 속도가 느리거나 지하철 차량(10)이 정차한 구간은 바로 승객들이 운집한 승강장에 해당되게 된다.
즉, 제2 판형 가이드 부재(120)와 제2 포집 부재(140)는 지하철 차량(10)이 정차하거나 정차하려는 과정에서도 에어콘이 동작하고 있기만 한다면 에어콘 팬의 흡입력을 기반으로 외부 공기를 강제 유입시켜 자연스레 미세먼지의 포집이 가능하도록 하는 역할을 하며, 이러한 역할은 미세먼지에 노출되는 승객의 밀도가 최정점을 이루는 승강장에서 극대화되게 된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 집진장치(30)의 추가적인 구성과 동작을 설명하기 위해 마련된 집진장치(30)의 블럭도이다.
본 실시예에 따른 집진장치(30)는 전술한 구성들 이외에 제어 모듈(600)을 추가로 구비하여, 제어 모듈(600)을 통해 상기한 동작들이 구현되도록 하거나 추가적인 동작들이 구현되도록 할 수 있다.
이를 위해 제어 모듈(600)은 에어콘 가동신호 수신부(610), 제1 센싱부(620), 제2 센싱부(630), 날개 구동신호 송신부(640), 포집량 센싱부(650) 및 수거 알림부(660)를 포함한다.
에어콘 가동신호 수신부(610)는 HVAC 시스템(20)으로부터 에어콘이 가동되는지 중단되는지 여부에 대한 신호를 수신하기 위한 목적으로 마련된다.
이와 같이 에어콘 가동신호 수신부(610)로부터 에어콘이 가동된다는 신호를 수신하게 되면, 댐퍼부(200)는 날개부(210)가 구동되어 수평배열되도록 함으로써 댐퍼부(200)에 공기가 유입될 수 있는 통로를 마련한다.
즉, 에어콘이 가동하게 되면, 지하철 차량(10)이 정차한 경우에도 제2 판형 가이드 부재(120)와 제2 포집 부재(140)를 통해 많은 양의 외부 공기가 유입되어 제1 필터부(100) 또는 제2 필터부(500)에 의해 세정될 수 있으므로, 댐퍼부(200)는 날개부(210)가 오픈되도록 하여 세정 공기가 충분히 유입되도록 할 수 있다.
반면, 에어콘 가동신호 수신부(610)로부터 에어콘이 가동 중단된다는 신호를 수신하게 되면, 댐퍼부(200)는 날개부(210)가 구동되어 수직배열되도록 함으로써 댐퍼부(200)에 공기가 유입될 수 있는 통로가 차단되도록 할 수 있다.
즉, 에어콘이 가동 중단하게 되더라도 제2 판형 가이드 부재(120)와 제2 포집 부재(140)를 통해 외부 공기가 유입될 수는 있으나, 필요에 따라 외부 공기에 대한 세정이 불필요하다고 판단되는 경우라거나 외부 공기에 대한 세정량이 불충분한 수준일 것으로 예상되는 경우라면, 댐퍼부(200)는 날개부(210)가 클로징되도록 할 수 있게 된다.
제1 센싱부(620)는 지하철 차량(10)의 실외 미세먼지 농도를 센싱하는 역할을 하고, 제2 센싱부(630)는 지하철 차량(10)의 실내 미세먼지 농도를 센싱하는 역할을 한다.
이와 같이 실외와 실내의 미세먼지 농도를 측정함에 의해, 실외와 실내의 조건에 따라 집진장치의 동작을 달리 할 수 있을 것이다.
예를 들어, 댐퍼부(200)는 에어콘 가동 신호가 수신되어도, 실외 미세먼지 농도가 실내 미세먼지 농도 대비 기설정된 범위 이하인 경우에만 날개부(210)가 오픈되도록 하고, 실외 미세먼지 농도가 실내 미세먼지 농도 대비 기설정된 범위를 초과하는 경우에는 날개부(210)가 클로징되도록 할 수 있다.
즉, 실외 미세먼지 농도가 실내 대비 지나치게 높을 때에는 외부 공기를 세정하여 내부로 유입시키는 동작을 중단하는 것이 오히려 바람직할 수도 있다고 판단할 수 있으며, 이를 위해 제1 센싱부(620)와 제2 센싱부(630)에서 센싱된 값들이 상호 비교되어 사용될 수 있다.
날개 구동신호 송신부(640)는 전술한 바와 같이, 날개부(210)가 오픈되거나 클로징되도록 하기 위한 신호를 생성하여 댐퍼부(200)로 전달하는 역할을 한다.
포집량 센싱부(650)는 더스트박스(400)의 내부에 마련되어 더스트박스(400)에 집결된 미세먼지량을 센싱하기 위한 목적으로 마련될 수 있다.
수거 알림부(660)는 더스트박스(400)의 외부에 점멸가능한 램프의 형식으로 마련되어 포집량 센싱부(650)에서 센싱된 결과를 기반으로, 집결된 미세먼지량이 기설정된 범위를 초과할 경우에는 관리자로 하여금 포집되어 집결된 미세먼지를 수거할 상태가 되었음을 절멸을 통해 알릴 수 있도록 하기 위한 목적으로 마련될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
10 : 지하철 차량 20 : HVAC 시스템
21 : 프레임 30 : 집진장치
100 : 제1 필터부 110 : 제1 판형 가이드 부재
120 : 제2 판형 가이드 부재 130 : 제1 포집 부재
140 : 제2 포집 부재 200 : 댐퍼부
210 : 날개부 300 : 하우징
400 : 더스트박스 500 : 제2 필터부
600 : 제어모듈 610 : 에어콘 가동신호 수신부
620 : 제1 센싱부 630 : 제2 센싱부
640 : 날개 구동신호 송신부 650 : 포집량 센싱부
660 : 수거 알림부

Claims (5)

  1. 외부 공기로부터 미세먼지를 세정하기 위해 마련되는 제1 필터부;
    상기 제1 필터부에서 세정된 세정 공기가 실내로 유입되도록 하는 댐퍼부; 및
    상기 댐퍼부의 동작을 제어하기 위한 제어 모듈;을 포함하고,
    상기 제어 모듈은,
    에어콘이 가동되는 경우에 상기 댐퍼부의 날개부가 오픈되도록 하기 위해,
    상기 에어콘 가동 신호를 수신하기 위한 에어콘 가동신호 수신부; 및
    상기 날개부가 오픈되도록 구동신호를 생성하여 상기 댐퍼부로 전달하는 날개 구동신호 송신부;를 포함하고,
    상기 제어 모듈은,
    지하철 차량의 실외 미세먼지 농도를 센싱하는 제1 센싱부; 및
    상기 지하철 차량의 실내 미세먼지 농도를 센싱하는 제2 센싱부;를 더 포함하고,
    상기 날개 구동신호 송신부는,
    상기 에어콘 가동 신호가 수신되어도, 상기 실외 미세먼지 농도가 상기 실내 미세먼지 농도 대비 기설정된 범위 이하인 경우에만 상기 날개부가 오픈되도록 하고, 상기 실외 미세먼지 농도가 상기 실내 미세먼지 농도 대비 기설정된 범위를 초과하는 경우에는 상기 날개부가 클로징되도록 하는 구동신호를 생성하여 상기 댐퍼부로 전달하며,
    상기 제1 필터부는,
    집진장치의 전면에 마련되어 상기 지하철 차량이 이동하는 반대방향을 따라 수평단면이 지그재그로 절곡되어 형성되도록 마련되는 복수의 제1 판형 가이드 부재;
    상기 제1 판형 가이드 부재의 절곡된 부분에서 외측으로 돌출되어 상기 외부 공기가 유입되는 방향의 반대방향으로 꺾어진 형태로 마련되는 복수의 제1 포집 부재;
    상기 제1 판형 가이드 부재의 후면이되 상기 집진장치의 측면에 마련되어 상기 지하철 차량의 내측방향을 따라 수평단면이 지그재그로 절곡되어 형성되도록 마련되는 복수의 제2 판형 가이드 부재; 및
    상기 제2 판형 가이드 부재의 절곡된 부분에서 외측으로 돌출되어 상기 외부 공기가 유입되는 방향의 반대방향으로 꺾어진 형태로 마련되는 복수의 제2 포집 부재;를 포함하고,
    상기 제1 판형 가이드 부재와 상기 제1 포집 부재는,
    상기 지하철 차량이 운행하는 경우에 발생되는 맞바람의 형태로 상기 외부 공기를 유입하여 상기 미세먼지를 세정하기 위해 마련되고,
    상기 제2 판형 가이드 부재와 상기 제2 포집 부재는,
    상기 제1 판형 가이드 부재 및 상기 제1 포집 부재와 수직으로 마련되어, 상기 에어콘이 가동되는 경우에 상기 에어콘에 마련된 팬의 흡입력을 기반으로 상기 맞바람의 수직방향으로 상기 외부 공기를 유입하여 상기 미세먼지를 세정하기 위해 마련되며,
    상기 제1 판형 가이드 부재와 상기 제1 포집 부재는,
    상기 지하철 차량이 운행 중에 상기 미세먼지를 세정하기 위한 목적으로 마련되고,
    상기 제2 판형 가이드 부재와 상기 제2 포집 부재는,
    상기 지하철 차량이 정차 중인 경우에도 상기 팬의 흡입력을 기반으로 상기 미세먼지를 세정하기 위한 목적으로 마련되는 것을 특징으로 하는 지하철 차량의 에어콘에 연동되어 동작하는 집진장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 미세먼지가 상기 제1 포집 부재 및 상기 제2 포집 부재에 의해 포집된 후 중력에 의해 낙하되면, 상기 낙하된 미세먼지를 집결시키기 위한 더스트박스;를 더 포함하고,
    상기 제어 모듈은,
    상기 더스트박스에 집결된 미세먼지량을 센싱하기 위한 포집량 센싱부; 및
    상기 집결된 미세먼지량이 기설정된 범위를 초과할 경우에 점멸되는 수거 알림부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지하철 차량의 에어콘에 연동되어 동작하는 집진장치.
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