KR200352894Y1 - 철도차량의 비상용 환풍시스템 - Google Patents

Abstract

본 고안은 철도차량의 비상용 환풍시스템에 관한 것으로, 철도차량의 내부에 화재가 발생한 경우, 승객이 환풍버튼을 조작함으로써 비상용 배터리를 이용하여 기존의 환풍장치를 구동시키고, 동시에 자동으로 운전실에 비상신호를 송출케 함으로써 한번의 키 조작으로 객실의 비상 환풍과 운전실로의 비상신호 전송이 동시에 이루어질 수 있게 한 철도차량의 비상용 환풍시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

본 고안은 상시 전원을 투입받아 환풍기를 구동시키기 위한 전원공급부가 철도차량의 상부에 구비되어져 있으며, 객실 천장부에 그 환풍기를 통해 흡기된 공기를 외부로 배출시키기 위해 설치된 덕트로 이루어진 철도차량의 환풍시스템에 있어서, 객실내의 측벽에 부착되며, 화재시 승객이 직접 조작함으로써 환풍기를 작동시키고, 화재신호를 운전실로 전송하기 위한 객실 키조작패널과; 객실 천장부에 구비되어 상시 전원을 축전하는 배터리와; 상기 배터리로부터 인가되는 DC전원을 AC전원으로 변경하여 환풍기를 동작시키는 예비전원공급부와; 상시 전원과 화재시 예비전원경로를 상기 객실 키조작패널의 키조작에 의해 스위칭하는 전원스위칭부와; 상기 객실 키조작패널로부터의 키신호에 따라 환풍기로 투입되는 전원을 스위칭하도록 제어하고, 화재신호를 운전실로 전송하기 위한 제어부로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 고안을 적용하면, 철도차량의 객실에 비상용 전원을 구비하고, 승객이 직접 조작 가능하게 환풍기와 예비전원을 접속함으로써 화재시 승객의 판단에 의해 신속한 조치를 취할 수 있도록 하고, 운전실로 화재신호를 동시에 발생할 수 있으므로 객실의 상황을 신속하게 승무원이 인식할 수 있다는 효과가 있다.

Description

철도차량의 비상용 환풍시스템{EMERGENCY VENTILATING SYSTEM OF A SUBWAY VEHICLE}

본 고안은 철도차량의 비상용 환풍시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게 철도차량의 내부에 화재가 발생한 경우, 승객이 환풍버튼을 조작함으로써 비상용 배터리를 이용하여 기존의 환풍장치를 구동시키고, 동시에 자동으로 운전실에 비상신호를 송출케 함으로써 한번의 키 조작으로 객실의 비상 환풍과 운전실로의 비상신호 전송이 동시에 이루어질 수 있게 한 철도차량의 비상용 환풍시스템에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 지하철 등의 역사구조는 차량의 진입시 소음이나 공기흐름에 의해 발생하는 먼지 등이 외부로 유출되지 않게 다단층의 역사 구조로 구성되는 바, 이러한 구조에서는 지하철 역사 내에서의 화재 발생시 신속한 연기의 배출이 이루어지지 못하므로 지하철에 탑승한 승객이나 역사에 위치한 예비승객들이 각종 유독가스에 의해 단시간내에 사망할 확률이 매우 높다는 문제점이 있었다.

특히, 차량에 탑승한 상태에서 차량내부에서 화재가 발생한 경우에는 도어 고장시 유독가스에 의해 치명적이라는 문제가 있었다. 더불어, 종래의 차량 환풍시스템은 교류전원에 의해 구동되므로 전원공급부가 화재에 의해 고장난 경우에는 별도의 환풍시스템이 전무한 상태이므로 이 또한 내부 승객에게는 치명적이라는 문제점이 있었다. 또한, 차량내부에 화재 발생시 단일 승무인 경우에는 차량 내부의 상황을 운전석에서는 정확하게 인지하기가 힘들다는 문제가 있었다.

특히, 차량 내부의 화재인 경우에는 신속하게 운전자에게 이를 통보하여 조치를 취하도록 하여야 하나, 현실적으로 화재 발생시 승객들이 당황하기 때문에 이같은 조치가 지연됨으로써 대형 사고를 초래하게 된다는 문제가 있었다.

본 고안은 상기한 종래 기술의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 철도차량의 내부에 화재가 발생한 경우, 승객이 환풍버튼을 조작함으로써 비상용 배터리를 이용하여 기존의 환풍장치를 구동시키고, 동시에 자동으로 운전실에 비상신호를 송출케 함으로써 한번의 키 조작으로 객실의 비상 환풍과 운전실로의 비상신호 전송이 동시에 이루어질 수 있게 한 철도차량의 비상용 환풍시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 고안의 일실시예에 따른 철도차량의 비상용 환풍시스템의 구성을 개략적으로 도시한 측단면도,

도 2는 본 고안의 일실시예에 따른 철도차량의 비상용 환풍시스템의 데이터 전송구성을 도시한 도면,

도 3은 본 고안의 일실시예에 따른 철도차량의 비상용 환풍시스템의 객실 키조작패널을 도시한 도면,

도 4는 본 고안의 일실시예에 따른 철도차량의 비상용 환풍시스템의 회로구성을 도시한 블록구성도,

도 5는 본 고안의 일실시예에 따른 철도차량의 비상용 환풍시스템의 예비전원공급부 구성을 도시한 블록도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

4:철도차량, 6:덕트,

8:전원공급부, 10:예비전원공급부,

12:모터, 14:환풍팬,

18:객실키조작패널, 22:제어보드,

32:전원스위칭부.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 고안의 바람직한 실시예에 따르면 상시 전원을 투입받아 환풍기를 구동시키기 위한 전원공급부가 철도차량의 상부에 구비되어져 있으며, 객실 천장부에 그 환풍기를 통해 흡기된 공기를 외부로 배출시키기 위해 설치된 덕트로 이루어진 철도차량의 환풍시스템에 있어서, 객실내의 측벽에부착되며, 화재시 승객이 직접 조작함으로써 환풍기를 작동시키고, 화재신호를 운전실로 전송하기 위한 객실 키조작패널과; 객실 천장부에 구비되어 상시 전원을 축전하는 배터리와; 상기 배터리로부터 인가되는 DC전원을 AC전원으로 변경하여 환풍기를 동작시키는 예비전원공급부와; 상시 전원과 화재시 예비전원경로를 상기 객실 키조작패널의 키조작에 의해 스위칭하는 전원스위칭부와; 상기 객실 키조작패널로부터의 키신호에 따라 환풍기로 투입되는 전원을 스위칭하도록 제어하고, 화재신호를 운전실로 전송하기 위한 제어부로 구성된 것을 특징으로 하는 철도차량의 비상용 환풍시스템이 제공된다.

바람직하게, 상기 객실 키조작패널은 그 전면에 환풍기를 작동시키기 위한 환풍작동버튼과; 화재신호를 발생하기 위한 화재신고버튼과; 도어를 개방시키기 위한 도어개방버튼이 구성된 것을 특징으로 하는 철도차량의 비상용 환풍시스템이 제공된다.

보다 바람직하게, 상기 예비전원공급부는 배터리에 축전된 DC 100V의 전원을 정류하는 필터회로(LC)와; DC 100V의 전압을 DC 500V의 전압으로 승압하기 위해 고속 스위칭소자를 사용한 싱글 쵸퍼 방식의 승압쵸퍼와; 승압된 전원을 IGBT소자를 이용하여 인버팅함으로써 3상 교류전원으로 변경시키는 인버터회로로 구성된 것을 특징으로 하는 철도차량의 비상용 환풍시스템이 제공된다.

이하, 본 고안에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 고안의 일실시예에 따른 철도차량의 비상용 환풍시스템의 구성을 개략적으로 도시한 측단면도이다.

이를 참조하면, 본 고안의 일실시예에 따른 철도차량의 비상용 환풍시스템(2)은 철도차량(4)의 내부에 화재가 발생한 경우, 승객이 직접 환풍버튼을 조작함으로써 비상용 배터리를 이용하여 기존의 환풍장치를 구동시키고, 동시에 자동으로 운전실에 비상신호를 송출케 함으로써 한번의 키 조작으로 객실의 비상 환풍과 운전실로의 비상신호 전송이 동시에 이루어질 수 있게 한다.

본 고안의 일실시예에 따른 철도차량의 비상용 환풍시스템(2)은 종래의 철도차량 공조시스템을 이용하는 바, 예컨대 철도차량(4)의 내측 천장부에 구비된 종래의 환풍팬(14)은 모터(12)에 의해 축결합되어져 있으며, 그 환풍팬(14)이 내설된환풍구(16)는 덕트(6)에 의해 외부로 연통되어져 있다.

또한, 철도차량의 외부 상면에는 교류전원을 공급하기 위한 전원공급부(8)가 구비되어져 있는 바, 본 고안의 일실시예에 따른 철도차량의 비상용 환풍시스템(2)은 그 전원공급부(8)와 연동되어 비상시 미리 축전된 배터리로부터 DC 전원을 인가받아 다시 인버팅함으로써 교류전원을 발생시키고, 그 교류전원의 출력전압 및 주파수 설정을 통해 상기 환풍팬(14)의 가동속도를 제어하는 예비전원공급부(10)가 구비되어져 있다.

또, 본 고안의 일실시예에 따른 철도차량의 비상용 환풍시스템(2)에 구비된 환풍팬(14)은 각 차량마다 2대의 환풍팬(14)을 설치하는 것이 바람직하다.

도 2는 본 고안의 일실시예에 따른 철도차량의 비상용 환풍시스템의 데이터 전송구성을 도시한 도면이며, 도 3은 본 고안의 일실시예에 따른 철도차량의 비상용 환풍시스템의 객실 키조작패널을 도시한 도면이다.

이를 참조하면, 본 고안의 일실시예에 따른 철도차량의 비상용 환풍시스템(2)은 각각 연결된 차량(4a∼4n)마다 환풍 조작신호 및 화재발생신호를승객의 키조작에 의해 발생시키기 위한 객실 키조작패널(18a∼18n)이 구비되고, 환풍팬(14)을 구동시키기 위한 예비전원공급부(10a∼10n)가 각 차량에 구비되어져 있다.

승객은 화재 발생시 상기 객실 키조작패널(18a∼18n)을 직접 조작하여 상기 예비전원공급부(10a∼10n)에서 DC 전원을 변환하여 발생하는 전력을 이용하여 환풍팬(14)을 구동시킬 수 있으며, 차량의 승무원이 탑승해 있는 운전실(20)로 화재발생신호를 전송할 수 있게 된다. 1인 승무의 차량인 경우 승객이 직접 신속하게 화재발생상황을 통보할 수 있으므로 사후 조치를 용이하게 행할 수 있게 된다.

이때, 상기 운전실(20)에는 각 량으로부터 화재발생신호를 인가받아 경고등이나 경고화면(도시 생략)을 통해 출력시키기 위한 제어보드(CB)가 구비되어져 있다.

바람직하게, 상기 객실 키조작패널(18a∼18n)은 각 객실의 내부 벽면에 부착되어져 있으며, 그 전면에는 승객이 조작가능하게 환풍 작동버튼(24a)과, 화재신고 버튼(24b)과, 도어개방버튼(24c)이 각각 구비되어져 있으며, 해당 버튼의 동작상태를 표시하기 위한 LED(26a,26b,26c)가 각각 구비되어져 있다. 따라서, 승객은 비상상황 발생시 해당 버튼(24a,24b,24c)을 조작함으로써 용이하게 상황에 대처할 수 있게 된다.

도 4는 본 고안의 일실시예에 따른 철도차량의 비상용 환풍시스템의 회로구성을 도시한 블록구성도이며, 도 5는 본 고안의 일실시예에 따른 철도차량의 비상용 환풍시스템의 예비전원공급부 구성을 도시한 블록도이다.

이를 참조하면, 본 고안의 일실시예에 따른 철도차량의 비상용 환풍시스템(2)은 도 3에 도시된 바와 같이 객실 키조작패널(18)에 구비된 환풍작동버튼(24a)과 화재신고버튼(24b)을 통해 각 차량의 환풍팬(14)의 구동을 제어할 수 있으며, 차량의 전면에 구성된 운전실(20)로의 화재신고신호를 전송할 수 있게 된다.

이때, 본 고안의 일실시예에 따른 철도차량의 비상용 환풍시스템(2)에는 배각 차량에 구비된 배터리(30)의 직류 전원을 평활화하고 승압하며, 교류로 변환시켜 공급하는 예비전원공급부(10)가 구비되며, 상시 전원인 교류전원과 상기 예비전원공급부(10)로부터 인가된 전원을 각 상황에 따라 선택적으로 스위칭하는 전원스위칭부(32)가 마련되어져 있다.

또, 환풍기(14)를 구동시키는 환풍기 구동부(34)가 구비되어져 있고, 그 환풍기 구동부(34)는 상기 전원 스위칭부(32)와 전기적으로 접속되어져 있어서 그 전원 스위칭부(32)로부터 인가된 전원에 의해 환풍기(14)를 구동시키게 된다. 한편, 상기 운전실(20)에 구비된 제어보드(22)로의 화재신호를 전송하기 위한 데이터포트(36)가 마련되어져 있다.

한편, 본 고안의 일실시예에 따른 철도차량의 비상용 환풍시스템(2)에는 상기 객실 키조작패널(18)로부터 환풍 조작신호를 인가받아 배터리(30)의 전원을 필터링하고 승압한 후, 인버터 회로를 통해 3상 교류의 전원으로 변경하여 상기 전원스위칭부(32)를 통해 스위칭함으로써 환풍기(14)를 구동시키도록 제어하며, 화재신호를 인가받아 데이터포트(36)를 통해 운전실(20)의 제어보드(22)로 전송하기 위한 제어부(38)가 구성되어져 있다.

이때, 상기 예비 전원공급부(10)는 배터리(30)에 축전된 DC 100V의 전원을정류하는 필터회로(LC: 102)와; DC 100V의 전압을 DC 500V의 전압으로 승압하기 위해 고속 스위칭소자를 사용한 싱글 쵸퍼 방식의 승압쵸퍼(104)와; 승압된 전원을 IGBT소자를 이용하여 인버팅함으로써 3상 교류전원으로 변경시키는 인버터회로(106)로 구성되는 바, 이와 같은 회로들은 축전전압을 교류전압으로 변환시키는 공지의 기술이므로 상세 회로 설명은 생략하기로 한다. 또한, 상기 제어부(38)에는 출력 전압 및 주파수가 기설정됨으로써 초기 환풍기(14)의 구동시와 지속구동시의 회전속도가 각기 상이하게 구성되어져 있다. 바람직하게, 상기 제어부(38)에 설정된 환풍기(14)의 설정치는 초기에 소프트스타팅이 이루어지며 일정속도 이상으로 구동되면 그 속도를 유지하도록 되어져 있다.

상기한 구성의 본 고안의 일실시예에 따른 철도차량의 비상용 환풍시스템의 기능과 작용을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

먼저, 본 고안의 일실시예에 따른 철도차량의 비상용 환풍시스템(2)은 화재시 승객이 직접 객실의 측벽에 위치된 상기 객실 키조작패널(18)의 환풍작동버튼(24a)과 화재신고버튼(24b)을 조작하게 구성되는 바, 화재가 차량의실내에서 발생하여 승객이 상기 환풍작동버튼(24a)을 조작하게 되면 상기 제어부(38)는 상기 전원 스위칭부(32)에 제어신호를 발생하고, 그 전원스위칭부(32)는 상시 전원을 차단하고, 예비전원모드로 전환된다.

예비전원모드에서는 배터리(30)에 축전된 전원을 각 회로를 거쳐 정류시키고, 승압하며, 승압된 전원을 3상 교류로 변환시켜 상기 환풍기(14)가 구동될 수 있게 투입한다.

또한, 승객이 상기 화재신고버튼(24b)을 조작하게 되면, 제어부(38)는 기설정된 화재신호정보를 상기 데이터포트(36)를 통해 운전실(20)의 제어보드(22)로 전송함으로써 승무원이 사후 조치를 취할 수 있게 한다.

한편, 본 고안의 일실시예에 따른 철도차량의 비상용 환풍시스템(2)에서는 상기 객실 키조작패널(18)에 단일의 키만을 구성하도록 할 수 있는 바, 예컨대 상기 환풍작동버튼(24a)만을 구비하고, 그 환풍작동버튼(24a)을 승객이 조작하게 되면 제어부(38)에서 예비전원을 투입하여 상기 환풍기(14)를 작동시킴과 동시에 화재신호를 운전실로 전송하게 할 수도 있다. 또한, 그 환풍작동버튼(24a)만을 조작함으로써 상기 예비전원 공급부(10)로부터 투입된 전원을 이용하여 도어를 개방할 수 있게 도어시스템과 연동되게 구성할 수도 있다.

한편, 본 고안의 실시예에 따른 철도차량의 비상용 환풍시스템은 단지 상기한 실시예에 한정되는 것이 아니라 그 기술적 요지를 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변경이 가능하다.

상기한 바와 같이, 본 고안에 따른 철도차량의 비상용 환풍시스템은 철도차량의 객실에 비상용 전원을 구비하고, 승객이 직접 조작 가능하게 환풍기와 예비전원을 접속함으로써 화재시 승객의 판단에 의해 신속한 조치를 취할 수 있도록 하고, 운전실로 화재신호를 동시에 발생할 수 있으므로 객실의 상황을 신속하게 승무원이 인식할 수 있다는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 상시 전원을 투입받아 환풍기를 구동시키기 위한 전원공급부가 철도차량의 상부에 구비되어져 있으며, 객실 천장부에 그 환풍기를 통해 흡기된 공기를 외부로 배출시키기 위해 설치된 덕트로 이루어진 철도차량의 환풍시스템에 있어서,

   객실내의 측벽에 부착되며, 화재시 승객이 직접 조작함으로써 환풍기를 작동시키고, 화재신호를 운전실로 전송하기 위한 객실 키조작패널과;

   객실 천장부에 구비되어 상시 전원을 축전하는 배터리와;

   상기 배터리로부터 인가되는 DC전원을 AC전원으로 변경하여 환풍기를 동작시키는 예비전원공급부와;

   상시 전원과 화재시 예비전원경로를 상기 객실 키조작패널의 키조작에 의해 스위칭하는 전원스위칭부와;

   상기 객실 키조작패널로부터의 키신호에 따라 환풍기로 투입되는 전원을 스위칭하도록 제어하고, 화재신호를 운전실로 전송하기 위한 제어부로 구성된 것을특징으로 하는 철도차량의 비상용 환풍시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 객실 키조작패널은 그 전면에 환풍기를 작동시키기 위한 환풍작동버튼과; 화재신호를 발생하기 위한 화재신고버튼과; 도어를 개방시키기 위한 도어개방버튼이 구성된 것을 특징으로 하는 철도차량의 비상용 환풍시스템.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 예비전원공급부는 배터리에 축전된 DC 100V의 전원을 정류하는 필터회로(LC)와; DC 100V의 전압을 DC 500V의 전압으로 승압하기 위해 고속 스위칭소자를 사용한 싱글 쵸퍼 방식의 승압쵸퍼와; 승압된 전원을 IGBT소자를 이용하여 인버팅함으로써 3상 교류전원으로 변경시키는 인버터회로로 구성된 것을 특징으로 하는 철도차량의 비상용 환풍시스템.