KR102418406B1 - 차량 배기가스 흡입 장치 및 이를 구비한 차고 매연 배출 저감 시스템 - Google Patents

차량 배기가스 흡입 장치 및 이를 구비한 차고 매연 배출 저감 시스템 Download PDF

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서호진
박현경
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정지원
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Abstract

차량 배기가스 흡입 장치, 및 이를 구비한 차고 매연 배출 저감 시스템이 개시된다. 개시된 차량 배기가스 흡입 장치는, 배기가스가 유입되는 흡기부를 하단에 구비하고 위아래로 신축 가능한 제1 벨로즈 호스; 흡기부를 승강시키는 흡기부 승강 액추에이터; 흡기부로 유입된 배기가스가 제1 벨로즈 호스를 지나 통과하는 배기가스 덕트; 배기가스 덕트를 통과하는 배기가스에서 유해물질을 걸러내는 정화 필터; 정화 필터를 통과하여 유해물질이 걸러진 배가가스를 덕트의 외부로 배출하는 것으로, 실외의 대기와 공기 유동 가능하게 설치되는 배기 팬; 및, 제1 벨로즈 호스를 차량에 고정시키기 위한 것으로, 제1 벨로즈 호스의 상단과 하단 사이에 설치되어 차량의 차체에 분리 가능하게 부착되는 자석;을 구비한다.

Description

차량 배기가스 흡입 장치 및 이를 구비한 차고 매연 배출 저감 시스템{APPARATUS FOR INHALING EXHAUST GAS OF VEHICLE AND SYSTEM FOR REDUCING EXHAUST GAS IN GARAGE}
본 발명은 차고내의 매연 배출을 저감하는 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차고내에 주차된 차량의 배기가스를 흡입하는 차량 배기가스 흡입 장치와, 이를 구비한 차고 매연 배출 저감 시스템에 관한 것이다.
디젤 엔진 차량은 CO, HC, NOx, 알데히드, 벤젠 등 인체에 유해한 성분을 다량 포함한 배기가스를 배출한다. 이에 따라, 상기한 유해 배기가스로 인한 환경 오염과 건강 위해를 막기 위해 배기가스 후처리장치를 디젤 엔진 차량에 장착하거나, 노후된 디젤 엔진 차량을 조기 폐차하거나, 전기 자동차 및 수소 연료전지 자동차와 친환경 자동차의 보급을 촉진하는 등의 노력이 진행되고 있다.
그러나, 건설 중장비 차량, 소방차 등 큰 동력을 필요로 하는 대형 차량들은 아직까지 디젤 엔진 차량에 의존하고 있는 실정이다. 특히, 소방차의 경우 협소한 소방서의 차고에 여러 대의 소방차가 주차하고 있으며, 출차시 및 입차시에 잠깐 동안만 차고의 셔터(shutter)를 개방하는 정도이기 때문에 상기 차고 내부에 디젤 엔진 배기가스로 인한 매연이 잔류하고 있는 실정이며, 이로 인해 소방서에 근무하는 소방대원의 건강에 악영향을 주고 있다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2006-0028379호(2006.03.29. 공개, 발명의 명칭: 소방차 배기가스 배출 시스템)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창출된 것으로, 디젤 엔진 차량의 배기구에 근접하게 이동 가능하고, 상기 배기구에 끼우지 않고 배기가스를 흡입할 수 있는 차량 배기가스 흡입 장치 및 이를 구비한 차고 매연 배출 저감 시스템을 제공한다.
본 발명은, 차량이 주차 공간으로 입차할 때 이를 감지하여 신속하게 배기가스를 흡입할 수 있는 차고 매연 배출 저감 시스템과, 이에 구비되는 차량 배기가스 흡입 장치를 제공한다.
본 발명은, 배기가스가 유입되는 흡기부를 하단에 구비하고 위아래로 신축(伸縮) 가능한 제1 벨로즈 호스; 상기 흡기부를 승강시키는 흡기부 승강 액추에이터; 상기 흡기부로 유입된 배기가스가 상기 제1 벨로즈 호스를 지나 통과하는 배기가스 덕트(duct); 상기 배기가스 덕트를 통과하는 배기가스에서 유해물질을 걸러내는 정화 필터(filter); 상기 정화 필터를 통과하여 유해물질이 걸러진 배가가스를 상기 덕트의 외부로 배출하는 것으로, 실외의 대기와 공기 유동 가능하게 설치되는 배기 팬(fan); 및, 상기 제1 벨로즈 호스를 차량에 고정시키기 위한 것으로, 상기 제1 벨로즈 호스의 상단과 하단 사이에 설치되어 상기 차량의 차체에 분리 가능하게 부착되는 자석;을 구비하는 차량 배기가스 흡입 장치를 제공한다.
본 발명의 차량 배기가스 흡입 장치는, 상기 제1 벨로즈 호스를 전후좌우로 이동시킬 때 잡을 수 있도록 상기 제1 벨로즈 호스에 설치된 손잡이;를 더 구비하고, 상기 손잡이에 상기 자석이 고정 설치될 수 있다.
상기 흡기부 승강 액추에이터는, 상기 흡기부에 인접한 제1 벨로즈 호스의 하단부의 내측면에 고정되는 승강체, 상기 제1 벨로즈 호스의 외부에 배치된, 회전하는 모터 샤프트를 구비한 전동 모터, 및 상기 승강체에 연결된 하단부와 상기 모터 샤프트에 연결된 상단부를 구비한 와이어(wire)를 구비하고, 상기 모터 샤프트가 일 방향으로 회전하면 상기 와이어가 상기 모터 샤프트에 감기며 상기 승강체가 상승하여 상기 흡기부가 상승하고, 상기 모터 샤프트가 반대 방향으로 회전하면 상기 와이어가 상기 모터 샤프트에서 풀리면서 상기 승강체가 중력(重力)에 의해 하강하여 상기 흡기부가 하강할 수 있다.
상기 흡기부 승강 액추에이터는, 상기 승강체가 상승할 때 상기 승강체와 접촉하면 상기 전동 모터에 공급되는 전류를 차단하여 상기 승강체의 상승을 제한하는 상승 리미트 스위치(limit switch)를 더 구비할 수 있다.
본 발명의 차량 배기가스 흡입 장치는, 상기 제1 벨로즈 호스의 상단에서 배출되는 배기가스가 유입되는 일단과, 상기 배기가스 덕트로 배기가스가 배출되는 타단을 구비하고, 상기 제1 벨로즈 호스의 길이 방향과 교차하는 방향으로 신축(伸縮) 가능한 제2 벨로즈 호스;를 더 구비할 수 있다.
본 발명의 차량 배기가스 흡입 장치는, 상기 제1 벨로즈 호스에서 배출된 배기가스가 상기 제2 벨로즈 호스로 유입되기 전에 경유하는 것으로, 상기 제1 벨로즈 호스의 상단과 상기 제2 벨로즈 호스의 일단을 지지하는 호스 연결부;를 더 구비하고, 상기 전동 모터는 상기 호스 연결부에 지지될 수 있다.
본 발명의 차량 배기가스 흡입 장치는, 상기 제2 벨로즈 호스가 신축되는 방향으로 연장된 가이드 프레임; 및, 상기 호스 연결부가 상기 가이드 프레임을 따라 이동 가능하도록 상기 호스 연결부에 설치된 구름 바퀴;를 더 구비할 수 있다.
또한 본 발명은, 디젤 엔진 차량이 주차하는 차고에 설치되는, 상기한 본 발명의 차량 배기가스 흡입 장치; 상기 차고 내에 상기 디젤 엔진 차량이 주차되었는지를 감지하는 주차 감지 센서; 및, 상기 디젤 엔진 차량이 상기 차고 내에 주차하면 상기 흡기부가 상기 디젤 엔진 차량의 배기구의 높이에 근접하도록 하강하고, 상기 디젤 엔진 차량이 상기 차고에서 출차하면 상기 흡기부를 원래 높이까지 상승하도록 상기 흡기부 승강 액추에이터를 작동시키는 제어반;을 구비하는 차고 매연 배출 저감 시스템을 제공한다.
본 발명의 차고 매연 배출 저감 시스템은, 상기 디젤 엔진 차량의 엔진이 작동하고 있는지를 감지하는 운행 감지 센서;를 더 구비하고, 상기 제어반은, 상기 디젤 엔진 차량의 엔진이 작동하는 동안 상기 배기 팬을 작동시킬 수 있다.
상기 운행 감지 센서는, 복수의 디젤 엔진 차량의 엔진이 작동하고 있는지 여부를 감지하고, 상기 제어반은 상기 운행 감지 센서에 의해 복수의 디젤 엔진 차량의 엔진이 작동하고 있는 것으로 감지되면 하나의 디젤 엔진 차량의 엔진이 작동하는 경우보다 상기 배기 팬의 배기 출력이 커지도록 상기 배기 팬을 작동시킬 수 있다.
상기 주차 감지 센서는 초음파 센서이고, 상기 운행 감지 센서는 RFID(radio frequency identification) 센서일 수 있다.
본 발명의 차고 매연 배출 저감 시스템은, 상기 배기가스 덕트 내부에서 상기 정화 필터의 상류에 설치된 공기압 측정 센서;를 더 구비하고, 상기 제어반은, 상기 공기압 측정 센서에서 측정된 측정값이 미리 설정된 기준값보다 높으면, 상기 정화 필터의 교체를 촉구하는 알림(notice)을 제공할 수 있다.
본 발명에 의하면, 차고에 차량이 주차하면 흡기부가 차량의 배기구에 근접하도록 승강하므로, 작업자가 상기 흡기부를 재빠르게 차량의 배기구와 마주보게 위치 이동하고 자석을 차량의 측면에 부착하여 상기 흡기부와 차량 배기구의 정렬을 유지한 상태로 차량의 배기가스를 흡기할 수 있다. 따라서, 차고의 내부 공간으로 배출되는 차량 매연이 최소화되어 차고 내부 공간의 공기 질이 개선된다.
본 발명에 의하면, 차량 배기가스 흡입 장치의 흡기부는 차량의 배기관에 끼우지 않은 상태로 배기관의 배기구와 정렬되어 배기가스를 흡입한다. 따라서, 상기 흡기부가 원래 위치로 상승 이동하지 않은 상태에서 차량이 급히 차고에서 출차하더라도 상기 흡기부 및 배기관이 파손되지 않는다.
운행 감지 센서를 구비한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 차량이 차고로 입차할 때 이를 감지하여 배기 팬이 작동하므로, 배기 팬을 최적의 타이밍에 작동시켜 에너지를 절감하면서도 입차하는 차량에서 배출되는 배기가스를 효율적으로 정화 배출할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차고 매연 배출 저감 시스템을 개략 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 II 부분의 내부의 단면도이다.
도 3은 도 1의 차량 배기가스 흡입 장치의 일 부분의 사시도이다.
도 4는 도 3의 IV 부분을 호스 조인트와 전동 모터 브라켓을 제거하고 확대 도시한 사시도이다.
도 5는 차량이 주차되고, 제1 벨로즈 호스의 흡기부가 하강한 상태를 도시한 정면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 차량 배기가스 흡입 장치 및 이를 구비한 차고 매연 배출 저감 시스템을 상세하게 설명한다. 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자 또는 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차고 매연 배출 저감 시스템을 개략 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 II 부분의 내부의 단면도이고, 도 3은 도 1의 차량 배기가스 흡입 장치의 일 부분의 사시도이고, 도 4는 도 3의 IV 부분을 호스 조인트와 전동 모터 브라켓을 제거하고 확대 도시한 사시도이며, 도 5는 차량이 주차되고, 제1 벨로즈 호스의 흡기부가 하강한 상태를 도시한 정면도이다. 도 1 내지 도 5를 함께 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차고 매연 배출 저감 시스템은 예컨대, 소방차(6)와 같은 디젤 엔진이 탑재된 대형 차량이 주차되는 차고(1)의 내부 공간(5)의 공기 질을 향상시키기 위해 설치된다. 복수의 차량이 주차되는 차고(1)의 내부 공간(5)은 바닥(2)과, 좌우 측 및 배면 측의 측벽(3)과, 상측의 천장 슬라브(slab)(4)에 의해 한정된다. 도 1에 도시되진 않았으나, 차고(1)의 전면에는 차량(6)이 출입 가능하게 개폐되는 셔터(shutter)가 구비된다.
차고 매연 배출 저감 시스템은, 배기가스 흡입 장치(30), 주차 감지 센서(12), 운행 감지 센서(13), 공기압 측정 센서(14), 및 제어반(17)을 구비한다. 배기가스 흡입 장치(30)는 제1 벨로즈 호스(bellows hose)(31), 제2 벨로즈 호스(40), 승강 액추에이터(actuator)(47), 배기가스 덕트(duct)(25), 정화 필터(filter)(23), 및 배기 팬(fan)(21)을 구비한다. 배기가스 덕트(25)는 차고(1)의 내부 공간(5)에서 차고(1)의 외부로 매연 및 배기가스를 이동시키기 위한 유로를 형성한다. 배기가스 덕트(25)는 배기 팬(21)에 일 단이 공기 유동 가능하게 연결되도록 천장 슬라브(4)에 설치된 메인 덕트부(main duct portion)(26)와, 상기 메인 덕트부(26)에서 공기 유동 가능하게 분기(分岐)되고 차고(1)의 내부 공간(5)에 구획된 복수의 주차면의 상측으로 연장된 복수의 분기 덕트부(28)를 구비한다.
정화 필터(23)는 메인 덕트부(26)의 내부에, 메인 덕트부(26)를 통과하는 배기가스의 흐름을 따라 배기 팬(21)의 상류에 착탈 가능하게 설치된다. 정화 필터(23)는 배기가스 덕트(25)를 통과하는 배기가스에서 유해물질을 걸러낸다. 배기 팬(21)은 천장 슬라브(4)에 지지되며, 정화 필터(23)를 통과하여 유해물질이 걸러진 배기가스를 덕트(25)의 외부로, 보다 상세하게는 차고(1)의 외부로 배출한다. 배기 팬(21)은 실외의 대기, 즉 차고(1) 외부의 대기와 공기 유동 가능하게 설치된다.
제1 벨로즈 호스(31)는 위아래로 신축(伸縮) 가능하게 연장된 호스로서, 하단에 배기가스가 유입되는 흡기부(32)를 구비한다. 상기 흡기부(32)는 말단으로 갈수록 직경이 확장되는 나팔관 형상의 부분이다. 차량 배기가스 흡입 장치(30)는 제1 벨로즈 호스(31)를 전후좌우로 이동시킬 때 차고(1) 내부에 대기하는 작업자가 잡을 수 있도록 제1 벨로즈 호스(31)의 하단, 즉 흡기부(32)와 상단(35) 사이에 설치된 손잡이(36)와, 손잡이(36)의 외주측에 고정 설치된 자석(38)을 더 구비한다. 상기 자석(38)은 제1 벨로즈 호스(31)를 주차면에 주차된 차량(6)의 차체(9)에 고정시키기 위한 것으로, 자력에 의해 차체(9)에 분리 가능하게 부착된다. 자석(38)은 영구 자석 또는 전자석일 수 있다.
흡기부(32)의 개구의 개방된 방향은 아래를 향하지 않고 옆을 향한다. 이처럼 흡기부(32)의 개구가 옆을 향해 개방된 자세로 유지되도록, 제1 벨로즈 호스(31)는 손잡이(36) 아래에 신축되지 않고 구부러지게 연장된 곡선 비신축관부(33)를 구비할 수 있다. 이에 따라, 소방차와 같은 대형 차량(6)의 배기관(7) 말단의 배기구(8)는 일반적으로 차량(6)의 후방으로 개방되지 않고 우측으로 개방된다. 따라서, 대형 차량(6)이 차고(1) 내의 주차면에 주차된 상태에서, 흡기부(32)가 차량(6)의 배기구(8)와 같은 높이로 하강하고, 제1 벨로즈 호스(31)가 차량(6)의 배기구(8)에 가깝게 이동하면, 흡기부(32)의 개구와 배기구(8)가 서로 마주보며 가깝게 정렬될 수 있다.
자석(38)은 흡기구(32)의 개구가 개방된 방향과 평행한 방향을 향하도록 손잡이(36)의 일 측에 설치될 수 있다. 흡기부(32)가 차량(6)의 배기구(8)와 같은 높이로 하강하고 제1 벨로즈 호스(31)가 차량(6)의 배기구(8)에 가깝게 이동한 상태에서, 작업자가 손잡이(36)를 차량(6)의 차체(9) 측으로 밀어 자석(38)이 차체(9)에 부착되면, 손잡이(36) 아래의 곡선 비신축관부(33)는 아래로 처지거나 요동하지 않기 때문에 흡기부(32)의 개구와 배기구(8)가 마주보며 가깝게 정렬된 상태로 유지된다. 도시되진 않았으나, 흡기부(32)는 금속 소재보다 가볍고 금속 소재만큼의 강성을 갖는 플라스틱(plastics) 소재로 형성될 수 있다. 또한, 흡기부(32) 또한 손잡이(36)의 표면에는 차량(6)과의 충돌로 인한 파손이 억제되도록 예컨대, 발포 고무로 이루어진 완충층(damping layer)이 적층될 수 있다.
제2 벨로즈 호스(40)는 제1 벨로즈 호스(31)의 상단(35)에서 배출되는 배기가스가 유입되는 일단(41)과, 배기가스 덕트(25), 구체적으로는 분기 덕트부(28)로 배기가스가 배출되는 타단(43)을 구비한다. 제2 벨로즈 호스(40)는 제1 벨로즈 호스(31)의 길이 방향과 교차하는 방향으로 신축(伸縮) 가능하게 연장된다. 구체적으로, 제1 벨로즈 호스(31)는 수직 방향으로 연장되고 제2 벨로즈 호스(40)는 수평 방향으로 연장될 수 있다.
제1 벨로즈 호스(31)의 상단(35)에서 배출된 배기가스는 제2 벨로즈 호스(40)의 일단(41)으로 유입되기 전에 호스 연결부(45)를 경유한다. 호스 연결부(40)는 내부가 빈 대략 육면체 상자 형상의 부재로서, 제1 벨로즈 호스(31)의 상단(35)과 제2 벨로즈 호스(40)의 일단(41)을 지지한다. 제1 벨로즈 호스(31)의 상단(35)은 호스 연결부(40)의 바닥판(46)에 고정 지지된다.
승강 액추에이터(47)는 흡기부(32)를 승강시키는 것으로, 승강체(58), 전동 모터(50), 와이어(wire)(57), 제1 및 제2 풀리(pulley)(53, 54), 엔코더(encoder)(55), 및 상승 리미트 스위치(limit switch)(60)를 구비한다. 승강체(58)는 예컨대, 금속 소재로 형성되며, 흡기부(32)에 인접한 제1 벨로즈 호스(31)의 하단부의 내부에 삽입 고정된다. 전동 모터(50)는 전기 에너지에 의해 회전하는 모터 샤프트(52)를 구비하며, 제1 벨로즈 호스(31)의 외부에 배치된다. 구체적으로, 전동 모터(50)는 호스 연결부(45)에 고정 지지된 전동 모터 브라켓(bracket)(49)에 탑재되고, 호스 연결부(45)에 착탈 가능하게 결합되는 전동 모터 커버(cover)(45)에 의해 노출되지 않게 가려진다.
와이어(57)는 제1 벨로즈 호스(31)와 호스 연결부(45)의 내부에서 위아래 방향으로 연장되고, 승강체(58)에 연결된 하단부와, 모터 샤프트(52)에 연결된 상단부를 구비한다. 제1 및 제2 풀리(53, 54)는 전동 모터 커버(45)에 회전 가능하게 지지된다. 와이어(57)는 모터 샤프트(52)와 가까운 위치에서 제1 및 제2 풀리(53, 54)에 지지되어 지그재그로 굽어지고 승강체(58)를 향해 아래로 연장된다.
제어반(17)의 제어에 의해 전동 모터(50)에 전기 에너지가 공급되어 모터 샤프트(51)가 일 방향으로 회전하면 와이어(57)가 모터 샤프트(51)에 감기며 승강체(58)가 상승하여 제1 벨로즈 호스(31)가 단축되며 흡기부(32)가 상승한다. 반대로 모터 샤프트(51)가 상기 일 방향의 반대 방향으로 회전하면 와이어(57)가 모터 샤프트(51)에서 풀리면서 승강체(58)가 중력(重力)에 의해 하강하여 제1 벨로즈 호스(31)가 신장되며 흡기부(32)가 하강한다.
엔코더(55)는 제2 풀리(54)와 동축(同軸) 회전하는 엔코더 휠을 구비하여 제2 풀리(54)의 회전 방향 및 회전 각도를 측정하고, 그 측정 신호는 제어반(17)으로 송신된다. 상기 엔코더(55)의 측정 신호로부터 제어반(17)은 바닥(2)으로부터 흡기부(32)까지의 높이와, 흡기부(32)가 상하 방향으로 승강 또는 하강한 거리를 계산할 수 있다.
상승 리미트 스위치(60)는 승강체(58)가 상승할 때 승강체(58)와 접촉하면 전동 모터(50)에 공급되는 전류를 차단하여 승강체(58)의 상승을 제한하는 스위치로서, 호스 연결부(45)에 고정 설치된다. 상승 리미트 스위치(60)는 와이어(57) 측으로 돌출된 레버(lever)(61)를 구비하며, 와이어(57)에 의해 위로 당겨진 승강체(58)가 레버(61)를 쳐서 상기 레버(61)가 도 4에 이점 쇄선으로 도시한 바와 같이 위로 상승하면 상승 리미트 스위치(60)가 전동 모터(50)에 공급되는 전류를 차단하므로, 승강체(58) 및 이에 고정된 제1 벨로즈 호스(31)의 하단부는 더 이상 상승할 수 없다. 한편, 승강체(58)가 하강하면 레버(61)가 탄성 복원되어 아래로 하강한다. 도면에 도시되진 않았으나, 승강 액추에이터(47)는 승강체(58)의 하강을 제한하는 하강 리미트 스위치를 더 구비할 수도 있다.
차량 배기가스 흡입 장치(30)는 제2 벨로즈 호스(50)가 신축되는 방향, 즉 수평 방향으로 연장된 가이드 프레임(guide frame)(62), 호스 연결부(45)의 바닥판(46)에 회전 가능하게 설치된 복수의 구름 바퀴(64)를 더 구비한다. 복수의 구름 바퀴(64)는 가이드 프레임(62)에 구름 접촉되어서 가이드 프레임(62)의 연장 방향으로 접촉 이동 가능하다.
가이드 프레임(62)은 주차면에 주차된 차량(1)의 앞뒤 방향으로 연장될 수 있다. 따라서, 작업자가 손잡이(36)를 잡고 앞뒤로 이동하여 제1 벨로즈 호스(31), 호스 연결부(45), 및 승강 액추에이터(47)를 차량(1)의 배기구(8)에 가깝게 이동시킬 수 있으며, 복수의 구름 바퀴(64)가 가이드 프레임(62)에 대해 구름 접촉하므로 작업자는 힘들이지 않고 쉽고 부드럽게 제1 벨로즈 호스(31), 호스 연결부(45), 및 승강 액추에이터(47)를 이동시킬 수 있다.
차고(1)의 내부 공간(5)에 구획된 주차면의 개수가 복수인 경우, 분기 덕트부(28), 제1 벨로즈 호스(31), 제2 벨로즈 호스(40), 승강 액추에이터(47), 및 호스 연결부(45)는 상기 주차면의 개수에 대응되게 복수 개 구비될 수 있다. 차량 배기가스 흡입 장치(20)는 메인 덕트부(26)와 복수의 분기 덕트부(28) 사이에 유체 흐름을 개폐하는 복수의 분기 덕트부 개폐 밸브(29)를 더 구비할 수 있다.
주차 감지 센서(12)는 차고(1)의 내부 공간(5)에 마련된 각각의 주차면에 디젤 엔진 차량(1)이 주차되었는지 감지하는 센서로서, 예컨대 초음파 센서일 수 있다. 주차 감지 센서(12)는 주차면의 개수에 대응되는 개수로 구비된다. 각각의 주차 감지 센서(12)는 분기 덕트부(28)의 일 지점, 가이드 프레임(62)의 일 지점, 또는 천장 슬라브(4) 하측면에서 각 주차면의 상측에 해당되는 지점에 설치될 수 있다. 주차 감지 센서(12)의 감지 신호는 제어반(17)에 전달된다.
운행 감지 센서(미도시)는 디젤 엔진 차량(1)의 엔진이 작동하고 있는지를 감지하는 센서로서, 예컨대, RFID(radio frequency identification) 센서일 수 있다. 구체적으로, 운행 감지 센서는 차고(1)에 주차하기로 되어 있는 각각의 디젤 엔진 차량(6) 내부에 하나씩 설치될 수 있다. 각 차량에 설치된 운행 감지 센서가 디젤 엔진 차량(6)의 엔진이 작동하고 있음을 감지하면, 그 감지 신호가 제어반(17)에 전달된다.
공기압 측정 센서(14)는 배기가스 덕트(25), 구체적으로는 메인 덕트부(26)의 내부에서 배기가스의 흐름을 따라 정화 필터(23)의 상류에 설치된다. 상기 공기압 측정 센서(14)의 감지 신호는 제어반(17)에 전달된다. 배기가스 덕트(25)를 통과하는 배기가스에 포함된 유해물질이 정화 필터(23)에 의해 걸러져서 정화 필터(23)에 상기 유해물질이 많이 채워져 있으면, 상기 유해물질의 필터링 성능이 저하되고 정화 필터(23)를 통과하는 배기가스가 정체된다. 이에 따라, 정화필터(23) 상류의 공기압이 정상인 상태의 공기압보다 유의미한 차이를 보이며 높아진다.
상기 정상인 상태의 공기압은 기준값으로 미리 설정되며, 제어반(17)에 입력된다. 차고 매연 배출 저감 시스템의 작동 중에 제어반(17)이 공기압 측정 센서(14)에서 측정된 측정값이 상기 기준값보다 높은 것으로 인식하면, 제어반(17)의 전면에 마련된 디스플레이 패널(18)을 통해 정화 필터(23)의 교체를 촉구하는 알림(notice)을 제공할 수 있다. 이 알림을 보고 작업자는 적절한 시기에 정화 필터(23)를 새 것으로 교체할 수 있다. 한편, 상기 알림은 디스플레이 패널(18)을 통해 시각적으로 인식할 수 있도록 제공되는 것에 한정되지 않으며, 스피커를 통해 청각적으로 인식할 수 있도록 제공될 수도 있다.
제어반(17)은 디젤 엔진 차량(6)이 아직 차고(1) 내부로 진입하지는 않았으나 엔진이 작동하고 있고, 이를 그 디젤 엔진 차량(6)에 설치된 운행 감지 센서의 감지 신호를 수신하여 인식한 경우에, 배기가스 흡입을 준비하기 위하여 배기 팬(21)의 작동을 시작할 수 있다.
디젤 엔진 차량(6)이 차고(1) 안으로 진입하여 복수의 주차면 중 하나의 주차면에 주차한 경우, 복수의 주차 감지 센서(12) 중 하나의 주차 감지 센서(12)에 의해 디젤 엔진 차량(6)이 감지된다. 제어반(17)은 복수의 분기 덕트부 개폐 밸브(29) 중에서 해당 주차면으로 연장된 분기 덕트부(28)의 유로를 개폐하는 분기 덕트부 개폐 밸브(29)만 개방하고, 다른 분기 덕트부 개폐 밸브(29)는 폐쇄한다.
또한 제어반(17)은 해당 주차 감지 센서(12)에 대응되는 승강 액추에이터(47)의 전동 모터(50)를 작동시켜 해당 주차 감지 센서(12)에 대응되는 제1 벨로즈 호스(31)의 흡기부(32)를 디젤 엔진 차량(6)의 배기구(8)의 높이와 같은 높이까지 하강시킨다. 작업자는 흡기부(32)가 하강한 제1 벨로즈 호스(31)의 손잡이(36)를 잡고 제1 벨로즈 호스(31) 및 호스 연결부(45)를 가이드 프레임(62)과 평행하게 이동시켜 디젤 엔진 차량(6)의 배기구(8)와 흡기부(32)의 개구가 근접하여 서로 마주보도록 정렬하고, 그 상태로 자석(38)을 디젤 엔진 차량(6)의 차체(9)에 부착하여 흡기부(32)의 위치와 자세를 고정한다.
이에 따라, 배기구(8)에서 배출된 배기가스가 차고(1)의 내부 공간(5)으로 유출되지 않고 제1 흡기부(32)로 유입되어, 제1 벨로즈 호스(31), 제2 벨로즈 호스(40), 분기 덕트부(28), 메인 덕트부(26)를 차례로 통과하고, 정화 필터(23)를 통과하며 유해물질이 걸러지며, 배기 팬(21)을 통해 차고(1) 외부로 방출된다.
주차된 디젤 엔진 차량(6)의 엔진이 정지되어 배기구(8)를 통해 배기가스가 더 이상 방출되지 않으면, 디젤 엔진 차량(6)에 설치된 운행 감지 센서가 이에 대응되는 감지 신호를 제어반(17)에 송신한다. 제어반(17)이 이를 감지하여 인식하면, 이를 인식한 후에 미리 정해진 시간, 예컨대, 10초를 경과한 후에 배기 팬(21)의 작동을 정지시킬 수 있다. 즉, 제어반(17)은 디젤 엔진 차량(6)의 엔진이 작동하는 동안 배기 팬(21)을 작동시킬 수 있다.
주차면에 주차된 디젤 엔진 차량(6)의 엔진이 다시 작동하면 디젤 엔진 차량(6)에 설치된 운행 감지 센서가 이를 감지하여 감지 신호를 송신하고, 제어반(17)이 그 감지 신호를 수신 및 인식하여 배기 팬(21)을 다시 작동시키면 디젤 엔진 차량(6)의 배기구(8)에서 방출된 배기가스가 다시 차고(1) 외부로 방출된다.
소방관 또는 작업자는 디젤 엔진 차량(6)이 주차면을 벗어나 출발하기 전에 흡기부(32)와 디젤 엔진 차량(6)의 충돌을 회피하기 위하여 손잡이(36)를 잡고 흡기부(32)를 디젤 엔진 차량(6)과 이격된 위치로 이동시킬 수 있다. 그러나, 긴급한 출동 상황에서 이러한 회피 동작 없이 디젤 엔진 차량(6)이 주차면을 벗어나더라도, 흡기부(32)가 배기관(7)에 끼워지지 않은 상태로 있기 때문에 흡기부(32) 및 배기관(7)이 파손되지 않는다.
디젤 엔진 차량(6)이 차고(1)에서 멀어져서 디젤 엔진 차량(6)에 설치된 운행 감지 센서의 감지 신호를 제어반(17)이 수신하지 못하게 되면, 제어반(17)은 미리 정해진 시간, 예컨대, 10초를 경과한 후에 배기 팬(21)의 작동을 정지시킬 수 있다.
한편, 복수의 운행 감지 센서로부터 송신된 운행 감지 신호가 제어반(17)에 의해 수신 및 인식될 수 있다. 이 경우에 제어반(17)은 복수의 디젤 엔진 차량(6)의 엔진이 작동하고 있는 것으로 인식하고, 하나의 디젤 엔진 차량(6)의 엔진이 작동하는 경우보다 배기 팬(21)의 배기 출력이 커지도록 배기 팬(21)을 작동시킨다. 이 때 복수의 주차 감지 센서(12)에 의해 복수의 디젤 엔진 차량(6)이 복수의 주차면에 주차되는 것이 감지되면, 상기 복수의 주차면에 대응되는 복수의 분기 덕트부(28)의 유로를 개폐하는 복수의 분기 덕트부 개폐 밸브(29)만 개방되고, 다른 분기 덕트부 개폐 밸브(29)는 폐쇄되고, 상기 복수의 주차면에 대응되는 복수의 제1 벨로즈 호스(31)의 흡기부(32)만 하강하도록 연계된 복수의 승강 액추에이터(47)의 전동 모터(50)만 작동한다.
이상에서 설명한 차량 배기가스 흡입 장치(20)와 이를 구비한 차고 매연 배출 저감 시스템은, 차고(1)에 디젤 엔진 차량(6)이 주차하면 흡기부(32)가 디젤 엔진 차량(6)의 배기구(8)에 근접하도록 승강하므로, 작업자가 흡기부(32)를 재빠르게 상기 차량(6)의 배기구(8)와 마주보게 위치 이동하고 자석(38)을 차량(6)의 차체(9) 측면에 부착하여 흡기부(32)와 차량(6)의 배기구(8)의 정렬을 유지한 상태로 차량(6)의 배기가스를 흡기할 수 있다. 따라서, 차고(1)의 내부 공간(5)으로 배출되는 차량 매연이 최소화되어 차고(1)의 내부 공간(5)의 공기 질이 개선된다.
차량 배기가스 흡입 장치(20)의 흡기부(32)는 차량(6)의 배기관(7)에 끼우지 않은 상태로 배기관(7)의 배기구(8)와 정렬되어 배기가스를 흡입한다. 따라서, 흡기부(32)가 원래 위치로 상승 이동하지 않은 상태에서 차량(6)이 급히 차고(1)에서 출차하더라도 흡기부(32) 및 배기관(7)이 파손되지 않는다.
차고 매연 배출 저감 시스템은 운행 감지 센서를 구비하여서 차량(6)이 차고(1)로 입차할 때 이를 감지하여 배기 팬(21)이 작동하므로, 배기 팬(21)을 최적의 타이밍에 작동시켜 에너지를 절감하면서도 입차하는 차량(6)에서 배출되는 배기가스를 효율적으로 정화 배출할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시되는 일 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 진정한 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
1: 차고 6: 디젤 엔진 차량
8: 배기구 12: 주차 감지 센서
17: 제어반 20: 차량 배기가스 흡입 장치
21: 배기 팬 23: 정화 필터
25: 배기가스 덕트 30: 차량 배기가스 흡입 장치
31: 제1 벨로즈 호스 32: 흡기부
36: 손잡이 38: 자석
40: 제2 벨로즈 호스 50: 전동 모터
57: 와이어 58: 승강체

Claims (12)

  1. 배기가스가 유입되는 흡기부를 하단에 구비하고 위아래로 신축(伸縮) 가능한 제1 벨로즈 호스;
    상기 흡기부를 승강시키는 흡기부 승강 액추에이터;
    상기 흡기부로 유입된 배기가스가 상기 제1 벨로즈 호스를 지나 통과하는 배기가스 덕트(duct);
    상기 배기가스 덕트를 통과하는 배기가스에서 유해물질을 걸러내는 정화 필터(filter);
    상기 정화 필터를 통과하여 유해물질이 걸러진 배가가스를 상기 덕트의 외부로 배출하는 것으로, 실외의 대기와 공기 유동 가능하게 설치되는 배기 팬(fan); 및,
    상기 제1 벨로즈 호스를 차량에 고정시키기 위한 것으로, 상기 제1 벨로즈 호스의 상단과 하단 사이에 설치되어 상기 차량의 차체에 분리 가능하게 부착되는 자석;을 구비하는 것을 특징으로 하는 차량 배기가스 흡입 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 차량 배기가스 흡입 장치는, 상기 제1 벨로즈 호스를 전후좌우로 이동시킬 때 잡을 수 있도록 상기 제1 벨로즈 호스에 설치된 손잡이;를 더 구비하고,
    상기 손잡이에 상기 자석이 고정 설치된 것을 특징으로 하는 차량 배기가스 흡입 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 흡기부 승강 액추에이터는, 상기 흡기부에 인접한 제1 벨로즈 호스의 하단부의 내측면에 고정되는 승강체, 상기 제1 벨로즈 호스의 외부에 배치된, 회전하는 모터 샤프트를 구비한 전동 모터, 및 상기 승강체에 연결된 하단부와 상기 모터 샤프트에 연결된 상단부를 구비한 와이어(wire)를 구비하고,
    상기 모터 샤프트가 일 방향으로 회전하면 상기 와이어가 상기 모터 샤프트에 감기며 상기 승강체가 상승하여 상기 흡기부가 상승하고,
    상기 모터 샤프트가 반대 방향으로 회전하면 상기 와이어가 상기 모터 샤프트에서 풀리면서 상기 승강체가 중력(重力)에 의해 하강하여 상기 흡기부가 하강하는 것을 특징으로 하는 차량 배기가스 흡입 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 흡기부 승강 액추에이터는, 상기 승강체가 상승할 때 상기 승강체와 접촉하면 상기 전동 모터에 공급되는 전류를 차단하여 상기 승강체의 상승을 제한하는 상승 리미트 스위치(limit switch)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 차량 배기가스 흡입 장치.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 벨로즈 호스의 상단에서 배출되는 배기가스가 유입되는 일단과, 상기 배기가스 덕트로 배기가스가 배출되는 타단을 구비하고, 상기 제1 벨로즈 호스의 길이 방향과 교차하는 방향으로 신축(伸縮) 가능한 제2 벨로즈 호스;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 차량 배기가스 흡입 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 차량 배기가스 흡입 장치는, 상기 제1 벨로즈 호스에서 배출된 배기가스가 상기 제2 벨로즈 호스로 유입되기 전에 경유하는 것으로, 상기 제1 벨로즈 호스의 상단과 상기 제2 벨로즈 호스의 일단을 지지하는 호스 연결부;를 더 구비하고,
    상기 전동 모터는 상기 호스 연결부에 지지되는 것을 특징으로 하는 차량 배기가스 흡입 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제2 벨로즈 호스가 신축되는 방향으로 연장된 가이드 프레임; 및,
    상기 호스 연결부가 상기 가이드 프레임을 따라 이동 가능하도록 상기 호스 연결부에 설치된 구름 바퀴;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 차량 배기가스 흡입 장치.
  8. 디젤 엔진 차량이 주차하는 차고에 설치되는 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항의 차량 배기가스 흡입 장치;
    상기 차고 내에 상기 디젤 엔진 차량이 주차되었는지를 감지하는 주차 감지 센서;
    상기 디젤 엔진 차량이 상기 차고 내에 주차하면 상기 흡기부가 상기 디젤 엔진 차량의 배기구의 높이에 근접하도록 하강하고, 상기 디젤 엔진 차량이 상기 차고에서 출차하면 상기 흡기부를 원래 높이까지 상승하도록 상기 흡기부 승강 액추에이터를 작동시키는 제어반;을 구비하는 것을 특징으로 하는 차고 매연 배출 저감 시스템.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 차고 매연 배출 저감 시스템은, 상기 디젤 엔진 차량의 엔진이 작동하고 있는지를 감지하는 운행 감지 센서;를 더 구비하고,
    상기 제어반은, 상기 디젤 엔진 차량의 엔진이 작동하는 동안 상기 배기 팬을 작동시키는 것을 특징으로 하는 차고 매연 배출 저감 시스템.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 운행 감지 센서는, 복수의 디젤 엔진 차량의 엔진이 작동하고 있는지 여부를 감지하고,
    상기 제어반은 상기 운행 감지 센서에 의해 복수의 디젤 엔진 차량의 엔진이 작동하고 있는 것으로 감지되면 하나의 디젤 엔진 차량의 엔진이 작동하는 경우보다 상기 배기 팬의 배기 출력이 커지도록 상기 배기 팬을 작동시키는 것을 특징으로 하는 차고 매연 배출 저감 시스템.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 주차 감지 센서는 초음파 센서이고,
    상기 운행 감지 센서는 RFID(radio frequency identification) 센서인 것을 특징으로 하는 차고 매연 배출 저감 시스템.
  12. 제8 항에 있어서,
    상기 차고 매연 배출 저감 시스템은, 상기 배기가스 덕트 내부에서 상기 정화 필터의 상류에 설치된 공기압 측정 센서;를 더 구비하고,
    상기 제어반은, 상기 공기압 측정 센서에서 측정된 측정값이 미리 설정된 기준값보다 높으면, 상기 정화 필터의 교체를 촉구하는 알림(notice)을 제공하는 것을 특징으로 하는 차고 매연 배출 저감 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102028003B1 (ko) * 2018-11-14 2019-10-02 안신영 차고 배기가스 자동배출 시스템
KR102166389B1 (ko) * 2020-01-22 2020-10-15 주식회사 로얄통상 소방차량 배기가스를 제어하는 스마트 배기시스템

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