KR20060028379A

KR20060028379A - 소방차 배기가스 배출시스템

Info

Publication number: KR20060028379A
Application number: KR1020050090396A
Authority: KR
Inventors: 최정황
Original assignee: 씨엠씨(주)
Priority date: 2005-09-28
Filing date: 2005-09-28
Publication date: 2006-03-29
Also published as: KR100652544B1

Abstract

본 발명은 소방차 배기가스 배출시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소방서의 차고지 내 천정부에 메인배기관이 설치되고 메인배기관에는 입고차량의 대수에 맞는 분기배기관이 연통연결되어 있으며, 각 분기배기관은 개폐밸브가 제어박스의 제어동작으로 개폐가능하게 설치되고, 상기 분기배기관의 각 종단에는 조임장치가 설치되어 차량의 배기관과 밀접하게 연결되도록 구성되며, 메인배기관의 종단측에는 정화장치와 송풍기가 설치되어 제어동작 될 수 있도록 함으로서 소방서의 근무환경을 개선하고, 나아가 대기오염을 방지할 수 있게 한 소방차 배기가스 배출시스템에 그 특징이 있다.

소방차, 배출가스, 정화장치, 송풍기, 조임장치, 소방서

Description

소방차 배기가스 배출시스템{Fire fighting car waste gas exhaust system}

도 1 은 본 발명의 개념을 보여주기 위한 소방차 차고지 내의 평면 개략도,

도 2 는 본 발명의 개념을 보여주기 위한 소방차 차고지 내의 정면 개략도,

도 3 은 본 발명의 일 요부인메인 제어시스템과 각 차량간 무선ㄴ 송수신장치의 개념도,

도 4 는 소방차의 배기파이프에 연결된 배기가스 흡입라인의 종단을 보여주는 발췌도 및 그 단면도,

도 5 는 본 발명의 일 요부인 배개가스 정화장치를 보여주는 일부단면도,

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 차고지,

2 : 정화장치,

3 : 송풍기,

4 : 메인배기관,

5 : 분기배기관,

6 : 조임장치,

7 : 제어시스템,

8 : 차량,

21 : 몸체,

22 : 메쉬망,

23 : 히팅장치,

24 : 차압밸브,

51 : 개폐밸브,

52 : 탈부착수단,

61 : 튜브,

62 : 에어공급라인,

71, 81 : 무선송수신장치,

82 : 배기관,

본 발명은 소방차 배기가스 배출시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소방서의 차고지 내 천정부에 메인배기관이 설치되고 메인배기관에는 입고차량의 대수에 맞는 분기배기관이 연통연결되어 있으며, 각 분기배기관은 개폐밸브가 제어박스의 제어동작으로 개폐가능하게 설치되고, 상기 분기배기관의 각 종단에는 조임장치가 설치되어 차량의 배기관과 밀접하게 연결되도록 구성되며, 메인배기관의 종단측에는 정화장치와 송풍기가 설치되어 제어동작 될 수 있도록 함으로서 소방서의 근무환경을 개선하고, 나아가 대기오염을 방지할 수 있게 한 소방차 배기가스 배출 시스템에 관한 것이다.

최근 교토의정서 발효로 인하여 전 산업분야에서 환경에 대한 관심이 높아져 있을 뿐만 아니라 수송장치로부터 발생 되는 배출 오염물질들이 대기오염의 가중과 더불어서 미세먼지로 인한 인체 건강에 큰 위협을 가중시키고 있기 때문에 우리나라의 경우는 미세입자 형태의 먼지와 같은 고형의 이물질(Nano Size Particle)의 규제를 실시 하고 있다.

특히 대기 중에 함유되어 있는 물질들 중에서 미세먼지는 대부분 자동차의 디젤자동차가 점유하는 부분이 70 ~ 80% 정도 차지하고 있기 때문에 수도권 대기오염 특별법이 금 년부터 발효되어 경유를 사용하는 자동차에 후처리 장치를 강제적으로 장착하지 않으면 안 되는 상황에 있다.

대도시의 대기오염을 일으키는 것은 주로 매연과 NOx이며 이들의 물질들은 인체뿐만 아니라 대기오염을 가중시켜 광화학 스모그 현상을 발생시키고, 지구 온난화에 영향을 주는 것으로 알려진 CO₂가 있다.

이들 각각의 물질이 우리 인체에 주는 피해는 대단히 치명적이다.

질소화합물은 NO,NO₂,N₂O 등의 여러 가지 화합물이 있기 때문에 이것들을 총칭하여 NOx라고 한다.

질소는 공기의 약 70%정도를 차지하고 있으며 안정된 원소로 간단히 산화하지 않으나 연소실 안의 고온, 고압에서 공기와 접촉 산화하여 질소산화물이 된다.

이것은 눈에 자극을 주고 폐의 기능에 장애를 일으키는 오존을 생성케 함과 동시에 광화학 스모그의 원인이 된다.

배기가스 속에 들어 있는 질소화합물의 95%가 NO2이고 NO는 3 ~ 4%정도이다.

광화학 스모그는 자동차나 공장 및 발전소 등에서 배출되는 탄화수소나 질소산화물이 직접 스모그로 되는 것이 아니라 대기 속에서 강한 태양광선(자외선)을 받아 광화학 반응을 되풀이하여 일어나며 눈이나 호흡기 계통에 자극을 주는 물질이 2차적으로 형성되어 스모그가 된다.

NOx는 자연 환경하에서 습기와 마주치면 초산으로 변해 맹독성의 물질이 되며 초산은 부식성이 강하고 매우 위험하다.

광화학 반응으로 발생하는 물질은 오존, PAN(Peroxyacy lnitrate), 알데히드 등의 산화성 물질이며 이것을 총칭하여 옥시던트라고 한다.

일산화탄소는 연료가 불완전 연소시에 발생하는 무색, 무취의 가스이고 인체에 흡입하면 혈액 속에서 산소를 운반하는 역할을 하고 있는 헤모글로빈과 결합하기 때문에 신체 각부에 산소의 공급이 부족하게 되어 어느 한도에 도달하면 중독현상을 일으킨다.

일반적으로 0.15%의 일산화탄소가 함유된 공기 속에서 1시간 있으면 생명에 위험이 있으며 이것은 연탄에서 발생하는 CO의 중독 사고를 통해 잘 아는 사실이다.

탄화수소(HC)는 자동차의 블로우바이 가스나 연료증발가스 속에도 들어 있으며 자동차에서 발생하는 전탄화수소(Total Hydrocarbon) 가운데 배기 파이프에서 배출되는 것이 55%이고 크랭크케이스의 블로우바이 가스로 배출되는 것이 약 25%, 기타 연료 라인으로부터 증발가스로 배출되는 것이 약 20%이다.

농도가 낮은 탄화수소는 호흡기 계통에 자극을 줄 수 있는 정도이나 심하면 점막이나 눈을 자극하게 된다.

최근에는 디젤자동차로부터 배출되는 가스 성분은 주로 CO, HC, NOx, Smoke, Particulate, 알데히드, 벤젠 등 방향족 성분의 인체에 유해한 가스들이 배출되고 있으며, 이러한 물질들은 연소 특성상 회피할 수 없는 것 중의 하나이기 때문에 자동차에서는 주로 후처리 장치를 적용하여 대기오염을 저감 시킬 뿐만 아니라 인체에 무해토록 하고 있으며, 우리나라의 환경부에서도 수도권 대기질 개선 특별법을 시행하면서 노후 된 차량은 대 폐차를 유도하고 있고, 배출가스 규제를 단계적으로 강화시키면서 점진적으로 배출가스 저감 장치의 장착을 의무화시키고 있다.

이러한 환경에서 대도시에 위치하고 있는 소방서의 보유 차량들은 전부 디젤자동차로서 초기 시동 및 소방 활동 후 소방서에 복귀시 차고에서 차량을 운전할 경우 엔진으로부터 배출되는 가스에 소방대원들이 그대로 위험 물질에 노출되어 건강을 위해하고 있는 실정이다.

또한 소방서의 디젤 자동차 운전 특성을 살펴보면 주로 아침에 비상점검(소방차량, 각종 통신장비 등)으로 인한 배출가스로 소방대원들이 고통을 호소하고 있고,

특히, 아침에 Cold 상태에서 시동을 걸면 초기에는 연소 특성상 백연(White Smoke), 시간이 약간 경과 하면 청연(Blue Smoke)이 발생된다.

이러한 청연은 가스의 성분이 주로 알데히드로 되어 있어 눈이 따갑고 속이 미식미식 거리는 기분이 들어 인체에 위험요소로 작용하고 있으며 완전 연소가 되면 NOx와 흑연(Black Smoke)이 발생 되어 이는 인체뿐만 아니라 대기오염도 가중시키는 물질로 변해가면서 미세먼지를 발생시키게 된다.

앞서 살펴 보았듯 경유를 사용하는 소방차량의 배출가스가 인체에 유해한 요인을 많이 함유하고 있고 이러한 잔류가스가 차고지 내에서 순환하고 있어 대부분의 시간을 실내공간에서 보내는 소방대원의 호흡기를 통해 인체에 흡입 됨으로서 건강 위해 요인이 발생하게 된다.

이는 소방차의 엔진 배기량이 커 배기가스의 배출량이 많음으로 매연을 정화, 재생하는 배출 가스 정화 장치의 설치가 절실하다.

국내의 디젤 차량의 매연 저감 장치 개발이 국내외에 활발히 진행되고 있지만 실차 탑재형으로의 개발이 진행 중에 있으며 환경부의 정책에 따라 매연 후처리 장치를 개발하여 일부 시운전 하고 있으며, 아직까지 본격적으로는 시판되고 있지 않는 실정이다.

이는 장거리 운전과 운행조건이 아이들링, 가감속, 급제동 등 다양한 운전 형태에 따라 그 성능이 크게 좌우되기 때문이다.

특히, 매연 후처리장치는 내구성이 상당히 중요하기 때문에 매연 후처리의 보증기간을 3년/160,000km로 제한하고 있지만 특수차량과 관공서 차량은 우선적으로 매연 후처리장치의 장착을 유도하고 있다.

이와 같은 소방서 차고지 내에서의 잔류가스를 외부로 전부 배출하는 시스템의 개발은 아직 이루어지지 않고 있으며 잔류가스를 배출하기 위하여 차고지의 셔 터, 창문을 개방하여 환풍기 등으로 배출하고 또, 소방서별로 현장에 맞게 환풍을 시키고 있는 실정이다.

본 발명은 상기한 바와 같은, 종래 소방서의 차고지 내 잔류가스로 인한 제반 문제를 근본적으로 해소하기 위해 연구 창출된 것으로, 이를 제공하는 목적은 다음과 같다.

본 발명의 주목적은 소방차의 디젤 엔진으로 인한 매연 발생으로 소방서의 차고지 내 잔류가스를 제어시스템의 제어동작에 따라 외부로 정화 배출하여 근무여건 개선, 대정부 정책에 능동 참여, 소방활동에 지장을 초래하지 않는 환경친화적인 선진 소방서 구축에 기여하고자 하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 소방서의 차고지 내 천정부에 메인배기관이 설치되고 메인배기관에는 입고차량의 대수에 맞는 분기배기관이 연통연결되어 있으며, 각 분기배기관은 개폐밸브가 제어박스의 제어동작으로 개폐가능하게 설치되고, 상기 분기배기관의 각 종단에는 조임 장치가 설치되어 차량의 배기관과 밀접하게 연결되도록 구성함으로서 동 절기 난방열의 외부 배출을 최소화하고 효율적인 운용을 할 수 있게 하려는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 제어시스템과 소방서 소속의 각 차량내에 무선 송수신장치를 설치하여 차량의 엔진이 걸려 있는 차량만 선별적으로 분기관의 개폐밸브가 열려 배기가스를 배출케 함으로서 선택적으로 운용할 수 있게 하려는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명을 첨부된 도면에 따라 상세히 설명하면 더욱 명백해 질 것이다.

즉, 본 발명은 첨부된 도면 도 1 내지 도 5 에 도시된 바와같이,

소방서의 차고지(1) 내 천정부에는 외부의 정화장치(2)와 송풍기(3)가 연통 연결된 메인배관(4)이 개폐밸브(51)로 각각 개폐되는 다수의 분기배기관(5)을 연통 연결 한 채로 설치되고,

상기 분기 배기관(5)의 종단에는 조임장치(6)가 설치되며, 상기 각 분기배기관(5)은 신축가능한 가요성을 갖도록 구성하되, 그 한단 측에는 전자석과 같은 탈부착 수단(52)이 설치되고, 제어시스템(7)의 제어동작으로 상기 분기 배기관(5)의 개폐벨브(51)를 개폐조작함과 동시에 송풍기(3)를 가동시켜 배기가스를 정화, 배출 시킬수 있도록 구성되어 이루어진다.

이때 상기 제어시스템(7)과 소방서의 소속 각 차량(8)에는 무선송수신장치(71),(81)가 설치되어 엔진의 시동이 걸려 있는 차량(8)만을 선택적으로 선별하여 배기가스를 배출할 수 있도록 분기배기관(5)의 개폐밸브(51)를 개폐동작시킬 수 있도록 구성된다.

또한 상기 분기배기관(5)의 종단에 설치된 조임 장치(6)는 연질의 신축성 튜브(61)를 내삽입시켜 에어 공급라인(62)을 통해 신축작동 할 수 있도록 구성할 수 있다.

또한 상기 메인배기관(4)의 외부측에 연통 연결된 정화장치(2)는 몸체(21)의 내부에 메쉬망(22)이 설치되고, 그 일측에 전기로 작동하는 히팅 장치(23)가 설치되어 차압 센서(24)에 의한 제어시스템(7)의 제어동작으로 메쉬망(22)에 걸려진 배출물을 간헐적으로 연소시켜 각 배기가스를 재연소시킨 후 배출할 수 있도록 구성되어 이루어진다.

한편 도시하지는 않았으나, 분기배기관(5)은 안내레일에 현가 되는 것이 바람직하고, 상기 분기배기관(5)의 종 단부는 굽히거나 당김으로서 조여질 수 있는 가요성이 충분한것이 바람직하다.

이와 같은 구조로 이루어진 본 발명의 소방차 배기가스 배출시스템에 대한 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 해당 소방서에 소속된 각 차량(8)들과 제어시스템(7)에는 무선 송수신장치(71),(81)가 설치되는데, 고유의 채널에 각 차량(8) 마다 다른 고유의 신호를 송출할 수 있도록 한다.

또한 송풍기(3)와 정화장치(2) 및 메인 배기관(4)에 연통 연결된 분기배기관(5)의 개폐밸브(51)와 분기배기관(5)의 각 전자석과 같은 탈부착 수단(52)도 각각 제어되도록 설정한다.

또한 분기배기관(5)의 종단에 설치되어 있는 조임장치(6)는 에어공급 라인(62)과 공기압축장치(미도시)가 연결된 상태에서 그 개폐밸브를 제어동작 되도록 설치하는 것이 사용상 편리하다.

이러한 상태에서 소방차량(8)이 외부에서 들어오거나, 혹은 시동을 걸게 되면 운전자 혹은 관리자가 분기배기관(5)의 종단을 끌어당겨 차량(8)의 배기관(82) 에 대고 별도의 스위치를 ON 시켜준다.

이와동시에 제어시스템(7)이 작동하여 해당차량(8)의 분기배기관(5)을 개폐시키는 개폐밸브(51)가 열리고 정화장치(2) 및 송풍기(3)가 작동하여 차량(8)으로부터 발생되는 배기가스를 외부로 정화하여 배출시키게 된다.

이때 차량(8)의 송수신기(81)와 제어 시스템(7)의 송수신기(71)가 상호간 엔진의 켜짐 혹은 꺼짐 작동을 수시로 주고받아 제어시스템(7)이 차량(8)의 상태를 인지하게 되고, 차량(8)의 시동이 일정시간 지속 되다가 멈추게 되면 차량(8)에 장착된 무선 송수신기(81)가 작동하여 엔진이 멈추었음을 제어시스템(7)에 송출하며, 이를 전달받은 제어시스템(7)은 이후 설정된 시간 동안 작동을 지속하다가 분기배기관(5)의 개폐밸브(51)를 차단하고 그 라인에서의 배기가스 배출을 멈추게 된다.

이때, 상기에서 분기배기관(5)의 종단에 설치되어 있는 조임장치(6)는 차량(8)의 배기관(82)의 외면에 튜브(61)의 내면이 인입되면 에어 공급이 시작되어 튜브(61)가 팽창됨으로서 차고지(1) 내의 순수한 공기와 난방공기는 외부로 배출시키지 않게 되고, 결국, 송풍기(3)에 의한 배기가스만을 배출하여 난방열을 외부로 배출하지 않게 된다.

이하 다른 분기배기관(5)의 작동 또한 위와 같다.

상기와 같은 작동에 의해 배기가스가 배출되고나면 제어시스템(7)의 작동으로 전자석과 같은 탈부착수단(52)이 해탈되어 자유로운 상태가 되고 조임장치(6)의 에어공급라인(62) 역시 해제되어 팽창되었던 튜브(61)가 원위치 되면서 분기배기관(5)이 차량의 배기관(82)으로부터 자유로운 상태가 된다.

이러한 상태가 되면 관리자 혹은 운전자가 이를 해탈하여 별도 스위치 작동으로 분기배기관(5)을 원위치시켜두거나, 필요에 따라서는 행거장치에 의한 분기배기관(5)의 이송을 도울 수 있다.

한편, 전술한 분기배기관(5)의 착, 탈 및 배기가스의 외부 방출작동에 따라 메인배기관(4)에 이동된 배기가스는 송풍기(3)의 송풍압력에 따라 정화장치(2)를 거치게 되는데, 이때 정화장치(2)의 메쉬망(22)에 걸려진 파티클이 많이 쌓여 차압밸브(24)가 작동하게 되면 히팅장치(23)가 작동하여 메쉬망(22)에 걸려진 불순물을 연소 시킴으로서 이를 통해 배출되는 배기가스는 정화된 상태를 유지하고 정화장치 (2)또한 항상 그 상태를 유지할 수 있어 경제적이다.

상기에서의 배기가스를 외부로 방출시키는 송풍기(3)와 정화장치(2)는 메인배기관(4)의 외부 측 종단에 각각 하나의 장치를 설치하여 이룰 수 있는 것으로 도시하고 설명하였으나, 필요에 따라서는 상기 송풍기(3)와 정화장치(2)를 각각의 분기배기관(5)에 각각 연통 연결하여 각각 제어되도록 구성하여도 무방하다.

이와 같은 본 발명에 의하면 소방서의 차고지 내 천정부에 메인배기관이 설치되고 메인배기관에는 입고차량의 대수에 맞는 분기배기관이 연통연결되어 있으며, 각 분기배기관은 개폐밸브가 제어박스의 제어동작으로 개폐가능하게 설치되고, 상기 분기배기관의 각 종단에는 조임 장치가 설치되어 차량의 배기관과 밀접하게 연결되도록 구성 함으로서 동 절기 난방열의 외부 배출을 최소화하는 등의 효율적인 운용을 할 수 있게 되었고,

제어시스템과 소방서 소속의 각 차량 내에 무선 송수신장치를 설치하여 차량의 엔진이 걸려 있는 차량만 선별적으로 분기관의 개폐밸브가 열려 배기가스를 배출케 함으로서 선택적이고 효율적인 운용을 할 수 있게 되었으며,

소방차의 디젤 엔진으로 인한 매연 발생으로 소방서의 차고지 내 잔류가스를 제어시스템의 제어동작에 따라 외부로 정화 배출하여 근무여건 개선, 대정부 정책에 능동 참여, 소방활동에 지장을 초래하지 않는 환경친화적인 선진 소방서 구축에 기여하게 되는 등의 여러 유용한 효과를 동시에 거둘 수 있는 매우 유익한 발명임이 명백하다.

Claims

소방서의 차고지(1) 내 천정부에는 외부의 정화장치(2)와 송풍기(3)가 연통 연결된 메인배관(4)이 개폐밸브(51)로 각각 개폐되는 다수의 분기배기관(5)을 연통 연결 한 채로 설치되고,

상기 분기 배기관(5)의 종단에는 조임장치(6)가 설치되며, 상기 각 분기배기관(5)은 신축가능한 가요성을 갖도록 구성하되, 그 한단 측에는 전자석과 같은 탈부착 수단(52)이 설치되고, 제어시스템(7)의 제어동작으로 상기 분기 배기관(5)의 개폐벨브(51)를 개폐조작함과 동시에 송풍기(3)를 가동시켜 배기가스를 정화, 배출 시킬수 있도록 구성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 소방차 배출가스 배출 시스템.
청구항 1 에 있어서,

상기 제어시스템(7)과 소방서의 소속 각 차량(8)에는 무선송수신장치(71),(81)가 설치되어 엔진의 시동이 걸려 있는 차량(8)만을 선택적으로 선별하여 배기가스를 배출할 수 있도록 분기배기관(5)의 개폐밸브(51)를 제어 동작 시키는 것을 특징으로 하는 소방차 배기가스 배출 시스템.
청구항 1 또는 청구항 2 중 어느 한 항에 있어서,

상기 분기배기관(5)의 종단에 설치된 조임 장치(6)는 연질의 신축성 튜브(61)를 내 삽입시켜 에어 공급라인(62)을 통해 신축작동 할 수 있도록 구성 된 것을 특징으로 하는 소방차 배기가스 배출 시스템.
청구항 1 또는 청구항 2 중 어느 한 항에 있어서,

상기 메인배기관(4)의 외부측에 연통 연결된 정화장치(2)는 몸체(21)의 내부에 메쉬망(22)이 설치되고, 그 일측에 전기로 작동하는 히팅 장치(23)가 설치되어 차압 센서(24)에 의한 제어시스템(7)의 제어동작으로 메쉬망(22)에 걸려진 배출물을 간헐적으로 연소시켜 가 배기가스를 재연소시킨 후 배출할 수 있도록 구성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 소방차 배기가스 배출 시스템.