KR20080094160A

KR20080094160A - 기계환기실 상부에 자연환기 풍도를 갖는 지하철 환기구

Info

Publication number: KR20080094160A
Application number: KR1020070038220A
Authority: KR
Inventors: 김범수
Original assignee: 김범수
Priority date: 2007-04-19
Filing date: 2007-04-19
Publication date: 2008-10-23

Abstract

본 발명은 지하철 터널내부 공기 환기를 위한 기계환기와 자연환기의 혼합방식 지하철 환기구에 관한 것으로, 종래 지하철 터널에 설치되는 환기구에서 자연환기를 위한 자연환기 풍도가 기계환기실의 측면에 설치되었던 것을 본 발명에서는 상기 자연환기 풍도를 지하철 터널 상층에 설치되는 기계환기실 상부에 설치함으로써 풍도의 총길이를 줄이고 굴곡 부를 감소시켜 원활한 공기 흐름을 유도할 수 있으며, 또한 상기 지하철 터널 환기구를 시공하기 위한 개착공사 시에 종래 지하철 터널 환기구의 자연풍도의 폭 만큼 개착 넓이를 줄일 수 있어 시공이 용이하고, 공사비용을 대폭 절감할 수 있는 기계환기실 상부에 자연환기풍도를 갖는 지하철 환기구를 제공한다.

지하철 환기구

Description

기계환기실 상부에 자연환기 풍도를 갖는 지하철 환기구{SUBWAY VENTILATION SYSTEM HAVING NATURAL BLAST VENT OVER MECHANICAL VENT ROOM}

도1은 종래의 지하철 환기구에서 지하철 터널 상층에 설치된 터널환기실의 구성을 나타낸 평면도.

도2는 종래의 지하철 환기구의 구성을 도1의 선A-A를 절단하여 나타낸 단면도.

도3은 본 발명에 따라 지하철 터널 상층에 설치되는 기계환기실 상부에 자연환기 풍도를 갖는 지하철 환기구의 한 실시예를 나타낸 평면도.

도4는 본 발명에 따른 기계환기실 상부에 자연환기 풍도를 갖는 지하철 환기구의 구성을 도3의 선B-B를 절단하여 나타낸 단면도.

도5는 본 발명에 따라 터널측 개구부에 수직으로 형성되는 자연환기 풍도를 갖는 지하철 환기구의 한 실시예를 나타낸 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10,100 : 지하철 터널 20,200 : 터널측 개구부

30,300 : 기계환기실 31,310 : 송풍기

32,320 :예비 송풍기 설치부 40,400 : 터널측 풍도

50,500,500' : 자연환기 풍도 51,510,510': 블라스트댐퍼

60,600,600' : 외측 풍도 70,700,700' : 지상 개구부

E : 지면 a : 자연환기 경로 b : 강제 환기 경로

본 발명은 지하철 터널 내부 공기 환기를 위한 기계환기와 자연환기의 혼합방식 지하철 환기구에 관한 것으로, 종래 지하철 터널에 설치되는 환기구에서 자연환기를 위한 자연환기 풍도가 기계환기실의 측면에 설치되었던 것을 본 발명에서는 상기 자연환기 풍도를 지하철 터널 상층에 설치되는 기계환기실 상부에 설치함으로써 풍도의 총길이를 줄이고 굴곡 부를 감소시켜 원활한 공기 흐름을 유도할 수 있으며, 또한 상기 지하철 환기구를 시공하기 위한 개착공사 시 종래 지하철 환기구의 자연풍도의 폭 만큼 개착 넓이를 줄일 수 있어 시공이 용이하고, 공사비용을 대폭 절감할 수 있는 기계환기실 상부에 자연환기풍도를 갖는 지하철 환기구를 제공한다.

일반적으로, 지하철 환기구는 지하철 터널 내부의 공기를 외부로 배출시키고 외부 공기를 지하철 내부로 공급하여 지하철 내부 공기를 환기 시키는 장치이다.

도1 및 도2는 종래의 일반적인 지하철 터널 상층에 설치되는 지하철 환기구의 한 실시예를 나타낸 것으로, 상기 환기구는 지하철이 통과하는 터널(10) 천장에 형성되어 터널 내부로 공기가 출입할 수 있도록 하는 터널측 개구부(20)와; 상기 터널측 개구부(20)를 통해 공기를 강제 환기시키기 위한 송풍기(31)가 설치되고, 상기 송풍기(31)로의 공기 출입구에 송풍기 댐퍼(도시되지 않음)가 설치된 기계환기실(30)과; 상기 터널측 개구부(20)로 출입되는 공기의 흐름을 기계환기실(30)로 유도하기 위한 터널측 풍도(40)와; 상기 터널측 풍도(40)에 연결되고 기계환기실(30) 측면을 우회하여 형성되는 자연환기를 위한 자연환기 풍도(50)와; 상기 자연환기 풍도(50)와 터널측 풍도(50)가 연결되는 부분에 설치되어 자연환기 시에 개방되고 송풍기(31)의 작동에 의한 강제환기 시에 폐쇄되는 블라스트댐퍼(51)와, 상기 기계환기실(30)과 자연환기 풍도(50)에 연결되며 공기를 지상으로 출입시키기 위해 지상에 노출되는 지상 개구부(70)가 형성된 외측풍도(60)로 구성된다. 이때, 통상적으로 기계환기실(30)에는 추가로 송풍기(31)를 설치하기 위한 예비 송풍기 설치부(32)가 형성되어 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 지하철 환기구는 자연환기풍도(50)가 기계환기실(30) 측면을 우회하여 형성되기 때문에 기계환기실(30)로부터 자연환기 풍도(50) 폭만큼 지하철 터널 상부의 지반 등을 더 개착하여야 하기 때문에 공사기간이 길어지고, 공사비용이 많이 소요된다는 문제점이 있었다.

또한, 자연환기 풍도가 기계환기실 측면을 우회하여 시공되기 때문에 자연환 기풍도 전체 길이가 길어지고, 풍도 상에 다수개의 굴곡부가 형성된다. 따라서 상기 자연환기풍도를 통과하는 공기의 우회 길이와 마찰면의 증가로 인하여 원활한 공기 순환에 방해가 된다는 문제점도 있었다.

상기한 문제점들을 해결하기 위하여, 본 발명은 자연환기 시에 사용되는 자연환기 풍도를 기계환기실 측면이 아닌 기계환기실 상부에 형성함으로써 개착 공사 시에 종래의 자연환기 풍도의 폭만큼 그 공사 넓이를 줄여 지하철 환기구를 설치하기 위한 개착 시공 량을 감소시킴으로써 공사기간을 줄이고 공사비용을 현저하게 절감할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

또한, 자연환기 시에 사용되는 자연환기 풍도를 기계환기실 상부에 형성함으로써 종래의 지하철 환기구의 자연환기 풍도에 비해 자연환기 풍도의 길이를 줄여 자연환기 풍도의 시공비를 절감하는 것을 다른 목적으로 한다.

또한, 상기와 같이 자연환기 풍도를 기계환기실 상부에 설치하여 풍도의 길이와 굴곡부의 수를 줄임으로써 자연환기 성능을 향상시키는 것을 또 다른 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 지하철 환기구에 있어서, 터널 측 면 또는 상부에 설치되어 터널내부로 공기를 출입시키기 위한 터널측 개구부와; 상기 터널측 개구부에 연결되어 터널 내부의 공기 흐름을 유도하기 위한 터널측 풍도와; 상기 터널측 풍도의 일측에 연결되어 터널 내부의 공기를 강제 환기시키기 위한 송풍기가 설치되는 기계환기실과; 상기 터널측 풍도 상부와 연결되고 기계환기실 상부에 형성되어 터널 내부의 공기를 자연 환기시키기 위한 자연환기 풍도와; 상기 기계환기실과 자연환기 풍도에 연결되며 공기를 지상으로 출입시키기 위해 지상에 노출되는 지상 개구부가 형성된 외측풍도를 포함하는 것을 특징으로 하는 기계환기실 상부에 자연환기 풍도를 갖는 지하철 환기구를 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명을 좀 더 상세히 설명하기로 한다. 도3 및 도4는 본 발명에 따른 기계환기실 상부에 자연환기 풍도를 갖는 지하철 환기구의 한 실시예를 나타낸 것으로, 터널(100) 측면 또는 천정에 설치되어 터널(100) 내부로 공기를 출입시키기 위한 터널측 개구부(200)와; 상기 터널측 개구부(200)에 연결되어 터널 내부의 공기 흐름을 유도하기 위한 터널측 풍도(400)와; 상기 터널측 풍도(400)의 일측에 연결되어 터널(100) 내부의 공기를 강제 환기시키기 위한 송풍기(310)가 설치되는 기계환기실(300)과; 상기 터널측 풍도(400) 상부와 연결되고 기계환기실(300) 상부에 형성되어 터널 내부의 공기를 자연 환기시키기 위한 자연환기 풍도(500)와; 상기 기계환기실(300)과 자연환기 풍도(500)에 연결되며 공기를 지상으로 출입시키기 위해 지상에 노출되는 지상 개구부(700)가 형 성된 외측풍도(600)로 구성된다.

이때, 상기 기계환기실(300)에 설치되는 송풍기의 공기 출입구에는 송풍기 댐퍼가 설치되어 자연환기 시 상기 송풍기 댐퍼를 닫아 터널(100)내부의 공기가 터널측 풍도(400)를 거쳐 자연환기 풍도(500)로만 출입할 할 수 있도록 하며, 통상적으로 기계환기실(300)에는 추가로 송풍기(310)를 설치하기 위한 예비 송풍기 설치부(320)가 형성되어 있다.

또한, 상기 자연환기 풍도(500)의 입구, 즉, 터널측 풍도(400)와 자연환기 풍도(500)가 연결되는 부분에는 자연환기를 요하는 경우 개방되고 송풍기(310)가 작동하여 강제환기 시에 폐쇄되는 블라스트댐퍼(510)가 더 설치된다. 이때, 상기 블라스트댐퍼(510)는 일반적으로 강제 환기 시에 원활한 공기 순환을 위해 자연환기풍도(500)의 일 구간에 설치되며 필요에 따라서는 터널측 풍도(400)와의 경계부, 또는 외측 풍도(600)와의 경계부에도 설치될 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 지하철 환기구를 이용한 환기방법은 자연환기와 강제 환기로 구분된다.

상기 지하철 환기구의 자연환기(a)시에는 자연환기 풍도(500)에 설치된 블라스트댐퍼(510)를 개방하고 기계환기실(300)의 송풍기 공기 출입구에 설치된 댐퍼는 폐쇄한다. 상기와 같이 블라스트댐퍼(510)와 송풍기 댐퍼가 작동하면 자연환기를 위한 풍도(500)가 개방되어 터널측 개구부(200), 터널측 풍도(400), 자연환기 풍도(500), 외측 풍도(600), 지상 개구부(700) 순서로 터널 내부의 공기가 배출되고, 상기 역순으로 외부의 공기가 터널 내부로 유입됨으로써 자연환기가 가능하게 된다.

또한, 강제 환기(b)시에는 자연환기 풍도(500)에 설치된 블라스트댐퍼(510)를 닫고 기계환기실(300)의 송풍기 댐퍼를 열고, 상기 기계환기실(300)의 송풍기(310)를 작동시킨다. 상기와 같이 송풍기가 작동하면 터널 내부의 공기가 터널측 개구부(200), 터널측 풍도(400), 기계환기실(300)의 송풍기(310), 외측풍도(600), 지상 개구부(700) 순서로 강제로 배출되고, 상기 송풍기의 송풍팬의 회전을 반대로 작동시키면, 외부의 공기가 지상 개구부(700), 외측풍도(600), 기계환기실(300)의 송풍기(310), 터널측 풍도(400), 터널측 개구부(200)를 순차적으로 통과하면서 터널 내부로 유입됨으로써 강제 환기가 가능하게 된다.

또한, 상기 자연환기풍도(500)는 원활한 풍도의 경로를 형성하고 주변여건에 따라 일정 구간에 설치되는 지상 개구부(700)의 위치에 정합시키기 위하여 기계환기실(300) 상부에 기계환기실 천정과 수평하게 설치하거나 0??내지 90??사이의 일정한 경사를 갖도록 형성할 수 있으며, 실시예로서 지상개구부(700)가 터널측 개구부(200)의 반대편에 형성되는 경우는 수평으로 지상개구부(700)가 터널측 개구부(200)의 수직 상방에 형성되는 경우는 수직으로 형성되는 것이 가능하고, 적절하게는 자연환기풍도(500)와 터널측풍도(400) 및 외측풍도(600)의 연결부는 큰 곡률반경을 갖도록 설치하는 것이 공기 흐름에 대한 마찰을 감소시킬 수 있어 원활한 공기순환을 위해 바람직하다.

또한 자연환기풍도(500)의 단면적은 공사여건을 고려하여 될 수 있는 한 크게 하는 것이 원활한 공기순환을 위해 바람직하다.

도5는 본 발명에 따라 터널측 개구부의 수직 상방에 형성되는 자연환기 풍도를 갖는 지하철 환기구의 한 실시예를 나타낸 것으로, 주변여건상 지상 개구부(700')는 터널측 개구부(200)에 수직 상방에 설치될 수 있으며 이 경우 자연환기 풍도(500')와 블라스트댐퍼(510')가 터널측 개구부(200)의 수직 상방에 설치되고, 외측 풍도(600')는 기계환기실(300)상부를 통해서 설치된다.

상기 실시예에서는 지하철 터널상부에 지하철 환기구가 설치된 경우를 나타내고 있으나 지하철 환기구가 터널 측면에 설치되는 경우도 자연환기풍도가 기계환기실 상부에 설치된다는 본 발명의 기술적 사상은 적용될 수 있다.

또한, 상기 지하철 환기구의 개착시공의 경우에 개착 공사의 범위를 더욱 줄이기 위해서 상기 기계환기실(300)의 일부, 특히 송풍기를 추가로 설치하기 위한 예비 송풍기 설치부(320)가 기계환기실(300)에 있는 경우 그 예비공간을 기계환기실 상부에 형성된 자연환기풍도(500)의 일측에 형성함으로써 예비 송풍기 설치부(320)의 공간만큼 개착공사의 범위를 줄일 수 있어 개착공사에 따른 공사비용 절감하고, 공사기간을 줄일 수 있다.

이상과 같이 본 발명은 도면에 도시한 실시예를 참고하여 설명하였으나, 이는 발명을 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 발명의 상세한 설명으로부터 다양한 변형 또는 균등한 실시예가 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 권리 범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 결정되어야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 지하철 환기구는 자연환기 시에 사용되는 자연환기 풍도를 기계환기실 상부에 형성함으로써 개착 공사 시 종래의 지하철 환기구의 구성과 같이 기계환기실 측면에 자연환기 풍도를 설치하기 위한 개착부를 개착할 필요가 없어 지하철 환기구의 공사기간과 공사비용을 현저히 절감할 수 있다.

상기 공사비용 절감 효과에 대해서 조금 더 구체적으로 살펴보면 표1에 기재된 것과 같이 종래 기술에 의한 지하철 터널환기구의 길이(L)가 각각 30m, 35m인 경우 본 발명의 실시예에 의하면 자연환기풍도 설치에 필요한 길이 약 5m를 줄일 수 있으며, 따라서 터널환기실의 길이가 각각 25m, 30m로 되어 개착면적이 종래기술 대비 평균적으로 약 15% 정도 감소한다. 상기 실시예에 의한 개착 면적 감소에 따른 공사비 절감 효과를 현시점을 기준으로 산정하여 종래 기술과 본 발명의 실시예와 비교하면 본 발명의 실시예의 경우가 평균적으로 소요 공사비의 약 7%에 해당 하는 약 3억 원 내외의 공사비 절감 효과를 제공한다.

구 분	실 시 예1	종 래 기 술1	실 시 예2	종 래 기 술2
길 이(L)	25m	30m	30m	35m
폭	20m	20m	20m	20m
개 착 면 적	500㎡	600㎡	600㎡	700㎡
종래기술대비 개착면적 감소비율(%)	16.7%		14.5%
소 요 공 사 비	40억 원	43억 원	42억 원	45억 원
종래기술대비 공사비감소비율(%)	7.5%		6.7%

또한, 자연환기 시에 사용되는 자연환기 풍도를 기계환기실의 측면이 아닌 상부에 형성함으로써 상기 종래기술 대비 자연환기풍도를 지반공사비용과 상관없이 크게 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 풍도 길이를 줄이고 풍도의 굴곡부를 감소시킴으로써 보다 원활한 자연환기 성능을 제공하는 것이 가능하다.

Claims

지하철 환기구에 있어서,

터널 측면 또는 상부에 설치되어 터널내부로의 공기를 출입시키기 위한 터널측 개구부와;

상기 터널측 개구부에 연결되어 터널 내부로의 공기 흐름을 유도하기 위한 터널측 풍도와;

상기 터널측 풍도의 일측에 연결되어 터널 내부의 공기를 강제 환기시키기 위한 송풍기가 설치되는 기계환기실과;

상기 터널측 풍도 상부와 연결되고 기계환기실 상부에 형성되어 터널 내부의 공기를 자연 환기시키기 위한 자연환기 풍도와;

상기 기계환기실과 자연환기 풍도에 연결되며 공기를 지상으로 출입시키기 위해 지상에 노출되는 지상 개구부가 형성된 외측풍도를 포함하는 것을 특징으로 하는 기계환기실 상부에 자연환기 풍도를 갖는 지하철 환기구.
제 1 항에 있어서,

상기 자연환기 풍도가 수평한 기계환기실 상면으로부터 0??내지 90??미만 사이의 일정한 경사로 형성된 것을 특징으로 하는 기계환기실 상부에 자연환기 풍도를 갖는 지하철 환기구.
제 1 항에 있어서,

상기 기계환기실의 송풍기가 작동하는 경우 자연환기 풍도를 폐쇄하기 위한 블라스트댐퍼가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 기계환기실 상부에 자연환기 풍도를 갖는 지하철 환기구.
제 3 항에 있어서,

상기 블라스트댐퍼는,

자연환기 풍도상에 설치되거나, 터널측 풍도 또는 외측 풍도와의 경계부 중 어느 한곳에 설치되는 것을 특징으로 하는 기계환기실 상부에 자연환기 풍도를 갖는 지하철 환기구.
제 1 항에 있어서,

상기 기계환기실은 송풍기를 추가로 설치하기 위한 예비 송풍기 설치부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기계환기실 상부에 자연환기 풍도를 갖는 지하철 환기구.
제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,

상기 예비 송풍기 설치부 또는 적어도 하나 이상의 송풍기가 상기 자연환기 풍도의 일측의 기계환기실 상부에 형성된 것을 특징으로 하는 기계환기실 상부에 자연환기 풍도를 갖는 지하철 환기구.
지하철 환기구에 있어서,

터널 측면 또는 상부에 설치되어 터널내부로의 공기를 출입시키기 위한 터널측 개구부와;

상기 터널측 개구부에 연결되어 터널 내부의 공기 흐름을 유도하기 위한 터널측 풍도와;

상기 터널측 풍도의 일측에 연결되어 터널 내부의 공기를 강제 환기시키기 위한 송풍기가 설치되는 기계환기실과;

상기 터널측 풍도 상부에 수직으로 형성되어 터널 내부의 공기를 자연 환기시키기 위한 자연환기 풍도와;

상기 기계환기실과 자연환기 풍도에 연결되고 기계환기실 상부를 통과하며 공기를 지상으로 출입시키기 위해 지상에 노출되는 지상 개구부가 형성된 외측풍도를 포함하는 것을 특징으로 하는 지하철 환기구.