KR20150109796A - 지하철 환기 및 제연 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복수의 승강장을 구비하는 터널등의 지하공간에 지상과 연결되어 강제 또는 자연 흡,배기하는 복수의 공기순환구를 배치하고, 상기 승강장 또는 공기순환구와 연결되는 터널의 일측에 제어부와 연결되는 열차 감지수단을 설치하고, 상기 감지수단에 의한 열차의 감지시 제어부의 제어신호를 통하여 차단막 또는 여과막을 형성토록 차단/여과분사수단이 각각 터널내에 설치되는 구성으로 열차의 순환시 터널내의 공기 질을 일정하게 유지하는 지하철 환기 및 제연 시스템에 관한 것이다.

Description

지하철 환기 및 제연 시스템{a system for Ventilation and Smoke Evacuation on Subway Train Vehicle}

본 발명은 복수의 승강장을 구비하는 터널등의 지하공간에 지상과 연결되어 강제 흡,배기 또는 자연 흡,배기하는 복수의 공기순환구를 배치하고, 상기 승강장 또는 공기순환구와 연결되는 터널의 일측에 제어부와 연결되는 열차 감지수단을 설치하고, 상기 감지수단에 의한 열차의 감지시 제어부의 제어신호를 통하여 차단막 또는 여과막을 형성토록 차단/여과분사수단이 각각 터널내에 설치되는 구성으로 열차의 순환시 터널내의 공기 질을 일정하게 유지하는 지하철 환기 및 제연 시스템에 관한 것이다.

현재 지하역사는 다중이용시설로 분류되어 승강장과 대합실은 환경부의 규제를 받고 있으나, 열차가 자주 운행하는 출퇴근 시간대에는 미세먼지 농도가 기준치를 초과하는 경우가 많아 이에 대한 대책 마련이 시급한 실정이다.

그리고, 현재 지하역사의 미세먼지 농도 기준은 환경부의 '다중이용시설 등에 대한 실내공기질관리법'에 의하여 150㎍/㎥로 규정되어 있으나, 이를 넘는 경우가 많다.

또한, 지하철 역사의 오염을 최소화 하기 위하여 역사의 실외 공기도입부의 흡기 위치를 높여서 도로교통수단에서 발생한 오염물질의 직접 유입을 막는 방법, 환기부에 대한 에어클리너 설치 및 개량, 자갈 도상을 콘크리트 도상으로 변경, 승강장의 스크린 도어 설치, 역사 물청소, 도상 물청소, 분진흡입차 등을 이용하여 터널에서 발생하는 먼지를 제어하고 있다.

이와같은 기술과 관련되어 종래의 특허 제797057호에 미세 물입자와 에어커튼을 이용한 지하철 터널용 먼지 저감장치의 기술이 제시되고 있으며 그 구성은 도1에서와 같이, 열차가 접근하게 되면 먼지 저감장치의 앞부분과 뒷부분에 설치된 열차감지센서(140)가 열차가 접근함을 알려주게 되고, 이 신호를 받으면 물분사부와 압축공기 분사부의 컨트롤러와 유압제어밸브(240) 및 압력제어밸브(360)는 미세 물입자 분사량과 압축공기 분사량을 평상시 보다 증가하도록 하여 지하철의 진입시에도 먼지가 승강장(110)에 유입되는 것을 방지하도록 한다.

또한, 터널(110)의 전면(全面)에 다중으로 설치된 물입자 분사노즐(230)에서 분사된 미세 물입자는 다중의 물입자층(250)을 형성하고, 압축공기 분사노즐(350)로부터 배출되는 압축공기는 다중의 에어커튼(370)을 형성하여, 전술한 바와 같이 열차풍에 포함된 먼지는 1차적으로 다중의 물입자층(250)에 의하여 제거되고, 남은 먼지는 2차적으로 다중의 에어커튼(370)에 의해 물입자층(250)에 접촉되어 제거됨으로써, 승강장(110) 안쪽으로 미세 물입자나 먼지가 유입되지 않도록 설치되는 것이다.

그러나, 상기와 같은 지하철 터널용 먼지 저감장치는, 단순히 터널내의 오염물이 승강장에 유입되는 것을 최소화 하는 구성으로 터널내의 외부 신선한 공기 또는 내부 오염공기의 외부 배출동작은 원활하게 수행되지 못하는 단점이 있는 것이다.

또한, 제연 또는 배연을 위한 별도의 장치가 구비되지 못하여 화재시 발생되는 연기등을 신속하게 배기하지 못하는 단점이 있는 것이다.

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 터널 및 지하공간내의 공기질을 신선하게 유지토록 하고, 오염공기를 용이하게 여과 및 차단시킬 수 있도록 하며, 별도의 에너지 공급 없이도 오염공기의 배출및 신선한 공기의 유입동작이 원활하게 수행되도록 하고, 연기발생시 제연 및 배연동작을 원활하게 수행토록 하며, 열차의 순환시 터널내의 공기 질을 일정하게 유지할 수 있도록 하는 지하철 환기 및 제연 시스템을 제공하는데 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 복수의 승강장을 구비하는 터널등의 지하공간에 지상과 연결되어 강제 또는 자연 흡,배기하는 복수의 순환구를 배치하고, 상기 승강장 또는 순환구와 연결되는 터널의 일측에 제어부와 연결되는 감지수단을 설치하고, 상기 감지수단에 의한 열차의 감지시 제어부에서 제어신호를 통하여 차단막 또는 여과막을 형성토록 순환구 또는 승강장에 근접되는 터널의 일측에 복수의 차단/여과분사수단이 각각 설치되는 지하철 환기 및 제연 시스템을 제공한다.

그리고, 본 발명의 차단막은 제1,2차단막으로 이루어지고, 상기 제1,2차단막은 열차의 진행시 터널내의 피스톤 효과로 자연순환구를 통한 자연배기 및 자연흡기가 가능토록 설치되는 지하철 환기 및 제연 시스템을 제공한다.

또한, 본 발명의 승강장은 상부에 연기를 승강토록 물을 분무하는 노즐로 이루어진 제연수단이 더 구비되는 지하철 환기 및 제연 시스템을 제공한다.

더하여, 본 발명의 강제순환구는, 터널에 구비되는 제1,2차단막을 동시에 동작시켜 일정구간에서의 공기 배출이 가능토록 설치되는 지하철 환기 및 제연 시스템을 제공한다.

계속하여, 본 발명의 차단/여과 분사수단은, 호형상인 하우징의 전면을 따라 적어도 2개상이상의 노즐이 서로 다른 방향을 향하도록 설치되고, 상기 노즐이 지하수를 저장하는 저장탱크의 펌프와 연결되며, 상기 하우징은 브라켓의 전방에 힌지연결되면서 구동모터에 의해 각도조절이 가능토록 설치되는 지하철 환기 및 제연 시스템을 제공한다.

그리고, 본 발명의 감지수단은, 열차의 진입을 감지하는 궤도회로, RFID리더, 적외선센서, 포토센서, 화재/연기감지센서 중에서 선택되는 지하철 환기 및 제연 시스템을 제공한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 터널 및 지하공간내의 공기질을 신선하게 유지하고, 오염공기를 용이하게 여과 및 차단시키며, 별도의 에너지 공급 없이도 오염공기의 배출및 신선한 공기의 유입동작이 원활하게 수행하고, 연기발생시 제연 및 배연동작을 원활하게 수행하며, 열차의 순환시 터널내의 공기 질을 일정하게 유지하는 효과가 있는 것이다.

도1은 종래의 터널용 먼지 저감장치를 도시한 개략도이다.
도2는 본 발명에 따른 지하철 환기 및 제연 시스템을 도시한 평면도이다.
도3은 본 발명에 따른 지하철 환기 및 제연 시스템을 도시한 측면도이다.
도4는 본 발명에 따른 환기 및 제연시스템의 여과막 동작상태도이다.
도5 및 도6은 각각 본 발명에 따른 환기 및 제연시스템의 자연순환구를 통한 배기 및 급기 동작상태도이다.
도7은 본 발명에 따른 강제순환구를 통한 배기의 동작상태도이다.
도8은 본 발명에 따른 시스템의 동작상태도이다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도2는 본 발명에 따른 지하철 환기 및 제연 시스템을 도시한 평면도이고, 도3은 본 발명에 따른 지하철 환기 및 제연 시스템을 도시한 측면도이며, 도4는 본 발명에 따른 환기 및 제연시스템의 여과막 동작상태도이고, 도5 및 도6은 각각 본 발명에 따른 환기 및 제연시스템의 자연순환구를 통한 배기 및 급기 동작상태도이며, 도7은 본 발명에 따른 강제순환구를 통한 배기의 동작상태도이고, 도8은 본 발명에 의한 시스템의 동작상태도이다.

본 발명의 환기 및 제연시스템은, 복수의 승강장(S)을 구비하는 터널(T)등의 지하공간에 지상과 연결되어 강제 또는 자연 흡,배기하는 복수의 순환구(100)를 배치한다.

이때, 상기 순환구(100)는 자연순환구(100A) 및 팬(101)을 구비하는 강제순환구(100B)로서 이루어 진다.

그리고, 상기 승강장(S) 또는 순환구(100)와 연결되는 터널(T)의 일측에 제어부(300)와 연결되는 감지수단(310)을 설치한다.

이때, 상기 터널(T)에 설치되는 복수의 감지수단(310)에 의한 열차의 감지시 제어부(300)에서 제어신호를 전달하여 터널(T)의 일측에서 일정한 면적의 차단막(410) 또는 여과막(430)을 형성토록 순환구 또는 승강장에 근접되는 터널의 일측에 복수의 차단/여과분사수단(500)이 각각 설치한다.

그리고, 상기 차단막(410)은, 제1,2차단막(411)(413)으로 이루어지고, 상기 제1,2차단막(411)(413)은 열차의 진행시 터널내의 피스톤 효과로 자연순환구(100A)를 통한 자연배기 및 자연흡기가 가능토록 설치된다.

또한, 상기 승강장(S)은 상부에 연기를 승강토록 물을 분무하는 분무노즐로 이루어진 제연수단(600)이 더 구비된다.

더하여, 상기 강제순환구(100B)는, 터널에 수막을 형성하는 제1,2차단막(411)(413)을 동시에 동작시켜 일정구간(P)에서의 공기 배출이 가능토록 설치된다.

계속하여, 상기 차단/여과 분사수단(500)은, 물을 비산시켜 분사토록 호형상인 하우징(510)의 전면을 따라 적어도 2개상이상의 분사노즐(530)이 서로 다른 방향을 향하도록 설치되고, 상기 분사노즐이 지하수를 저장하는 저장탱크(550)의 펌프(555)와 연결된다.

이때, 상기 차단/여과 분사수단(500)은, 고압의 공기를 공급하는 압축기(557)와 더 연결되어도 좋으며, 압축기와 펌프를 동시에 연결하면 습증기의 공급이 가능토록 된다.

또한, 상기 하우징(510)은 터널에 가변수단(570)을 통하여 연결되고, 상기 가변수단은 하우징에 연결되는 힌지(571)와 상기 힌지를 회전시키는 구동모터(575)로서 이루어져 각도조절이 가능토록 설치된다.

이때, 상기 저장탱크(550)는, 터널내에서 사용되는 물을 재활용토록 필터(561)를 갖는 재활용탱크(560)와 연결된다.

그리고, 상기 감지수단(310)은, 열차의 진입을 감지하는 궤도회로, RFID리더, 적외선센서, 포토센서, 화재/연기감지센서 중에서 선택되어 사용된다.

이때, 상기 궤도회로는, 궤도를 따라 250M간격으로 배치되는 일반적인 궤도신호용 회로이다.

더하여, 본 발명의 차단/여과 분사수단(500)은, 터널(T)의 일측에서 일정한 면적의 차단막(410) 또는 여과막(430)을 형성토록 분사노즐(530)이 열차의 진행방향을 따라 상측 또는 하측에 교대로 배치된다.

이때, 상기 터널(T)에 형성되는 기둥(P)등에 의한 측면통로(S-1)를 폐쇄토록 측면통로 역시 차단/여과 분사수단(500)이 더 구비되어도 좋다.

또한, 상기 제어부(300)는, 전역에 설치된 감지센서에 의해 열차를 감지하면 해당역에 설치된 차단/여과 분사수단(500)에 의해 여과막 또는 차단막을 형성토록 하고, 상기 열차가 해당역에 정차하기 전의 감지센서가 동작하면 여과막 또는 차단막이 제거토록 설치된다.

이때, 상기 차단/여과 분사수단(500)은 복수의 노즐 전체에 공기 또는 물이 동시 또는 선택적으로 공급되는 구성으로 물에 의한 여과막 차단막은 물론 에어커튼의 형성이 가능토록 설치된다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 동작을 설명한다.

도2 내지 도8에서 도시한 바와같이 본 발명은, 복수의 승강장(S)을 구비하는 터널(T)등의 지하공간에 지상과 연결되어 강제 또는 자연 흡,배기하는 복수의 순환구(100)가 배치되므로써 외부의 신선한 공기를 자연 또는 강제적으로 지하공간에 유입시켜 터널 내의 공기질을 조절토록 한다.

이때, 상기 순환구(100)는 터널내를 이동하는 열차(900)에 의해 발생되는 열차풍을 이용한 자연순환구(100A) 및 전원의 공급시 동작하는 팬(101)에 의해 강제 송풍하는 강제순환구(100B)로서 이루어 진다.

그리고, 상기 자연순환구(100A)는, 터널내를 열차가 이동시 피스톤 효과에 의해 터널내의 공기를 압축하거나 열차의 꼬리부분에서 공기를 당기는 역활을 수행함으로써 별도의 전원 공급없이 터널내의 오염공기를 외부에 배출하거나 외부의 신선한 공기를 터널내에 유입하게 된다.

또한, 상기 승강장(S) 또는 순환구(100)와 연결되는 터널(T)의 일측에 제어부(300)와 연결되는 감지수단(310)이 설치되어 열차를 감지하거나 화재등을 감지토록 한다.

즉, 상기 감지수단(310)은, 열차의 진입을 감지하는 궤도회로, RFID리더, 적외선센서, 포토센서, 화재/연기감지센서 중에서 선택되어 열차의 승강장내 진입이나 터널내의 이동위치를 감지하거나 화재등을 감지하게 된다.

이때, 상기 감지수단(310)에 의한 열차의 감지나 화재의 감지시 제어부(300)에서 제어신호를 차단/여과분사수단(500) 또는 제연수단에 전달하여 터널(T)의 일측에 차단막(410) 또는 여과막(430)을 형성하거나 승강장(S)의 공간에 물을 비산 시키도록 한다.

그리고, 상기 차단/여과 분사수단(500)은, 호형상인 하우징(510)의 전면을 따라 적어도 2개상이상의 분사노즐(530)이 서로 다른 방향을 향하도록 설치되고, 상기 분사노즐이 지하수를 저장하는 저장탱크(550)의 펌프(555)와 연결되는 구성으로 터널의 일측 벽면에서 다른 일측 벽면을 향하여 고압의 물 또는 공기, 습증기등을 분사하여 일정한 공기나 물 또는 습증기로 이루어진 차단막(410) 또는 여과막(430)을 형성한다.

이때, 상기 여과막(430)은, 습증기형태인 것이 바람직하며, 상기 습증기에 의해 먼지등 입자성 오염물이 포집되어 낙하토록 되고, 상기 차단막(410)은, 물막이나 고압 공기층으로 이루어져 공기 등이 최대한 통과되지 않도록 하여 공기의 흐름방향을 변환시키게 한다.

그리고, 상기 차단막(410)은, 도5 및 도6에서와 같이 순환구가 연결되는 터널의 전단 및 후단에 설치되는 제1,2차단막(411)(413)으로 이루어지고, 상기 제1,2차단막(411)(413)은 순차로 동작시키는 구성에 의해 열차의 진행시 터널내의 피스톤 효과로 자연순환구(100A)를 통한 자연배기 및 자연흡기가 가능토록 설치된다.

또한, 상기 승강장(S)은 상부에 연기를 승강토록 물을 분무하는 분무노즐로 이루어진 제연수단(600)이 더 구비되는 구성으로 연기발생시 물을 비산시켜 연기를 포집 침강토록 한다.

더하여, 상기 강제순환구(100B)는, 도7에서와 같이 터널에 구비되는 제1,2차단막(411)(413)을 동시에 동작시켜 일정구간(P)에서의 강제적인 오염공기 배출이 가능하게 된다.

이때, 상기 차단/여과 분사수단(500)은, 고압의 공기를 공급하는 압축기(557)와 더 연결되어도 좋으며, 압축기와 펌프를 동시에 연결하면 습증기의 공급이 가능토록 되어 물과 습증기 등의 선택적인 공급이 가능토록 된다.

또한, 상기 하우징(510)은 터널에 고정되는 브라켓(570)의 전방에 힌지(571)연결되면서 구동모터(575)에 의해 각도조절이 가능토록 설치되는 구성으로 분사되는 물의 방향을 조절토록 하여 차단막 또는 여과막을 통한 공기의 흐름방향조절 및 여과 효과 조절이 가능토록 된다.

이때, 상기 저장탱크(550)는, 터널내에서 사용되는 물을 재활용토록 필터(561)를 갖는 재활용탱크(560)와 연결되는 구성으로 지하수는 물론 사용된 물의 재활용이 가능토록 된다.

더하여, 도8에서와 같이, 상기 차단/여과 분사수단(500)은, 터널(T)의 일측에서 일정한 면적의 차단막(410) 또는 여과막(430)을 형성토록 분사노즐(530)이 열차의 진행방향을 따라 상측 또는 하측에 교대로 배치되어 한번은 위에서 한번은 아래에서 분사해주는 구조이면서 분사구간 앞뒤로 공기를 쏴줘서 수막을 만난후 먼지가 역행하는 경우를 방지토록 한다.

이때, 상기 터널(T)에 형성되는 기둥(P)등에 의한 측면통로(S-1)를 폐쇄토록 측면통로 역시 차단/여과 분사수단(500)이 더 구비되어도 일방향으로 열차의 진행시 오염공기가 다른 방향의 터널에 유입되는 것을 방지토록 한다.

또한, 상기 제어부(300)는, 전역에 설치된 감지센서에 의해 열차를 감지하면 해당역에 설치된 차단/여과 분사수단(500)에 의해 여과막 또는 차단막을 형성토록 하고, 상기 열차가 해당역에 정차하기 전의 감지센서가 동작하면 여과막 또는 차단막이 제거토록 설치되어 열차풍에 의한 여과작업이 효율적으로 수행토록 된다.

이때, 상기 차단/여과 분사수단(500)은 복수의 노즐 전체에 공기 또는 물이 동시 또는 선택적으로 공급되는 구성으로 물에 의한 여과막 차단막은 물론 에어커튼의 형성이 가능토록 설치되는 것이다.

100...순환구 101...팬
300...제어부 310...감지수단
410...차단막 430...여과막
500...차단여과분사수단 550...저장탱크
600...제연수단

Claims (9)

1. 복수의 승강장을 구비하는 지하공간에 지상과 연결되어 강제 또는 자연 흡,배기하는 복수의 순환구를 배치하고, 상기 승강장 또는 순환구와 연결되는 터널의 일측에 제어부와 연결되는 감지수단을 설치하고, 상기 감지수단에 의한 열차의 감지시 제어부의 제어신호를 통하여 차단막 또는 여과막을 형성토록 순환구 또는 승강장에 근접되는 터널의 일측에 복수의 차단/여과분사수단이 각각 설치되는 지하철 환기 및 제연 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 차단막은 제1,2차단막으로 이루어지고,
   상기 제1,2차단막은 열차의 진행시 터널내의 피스톤 효과로 자연순환구를 통한 자연배기 및 자연흡기가 가능토록 설치되는 것을 특징으로 하는 지하철 환기 및 제연 시스템.
3. 제1항에 있어서, 상기 승강장은, 상부에 물을 분무하는 노즐로 이루어진 제연수단이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 지하철 환기 및 제연 시스템.
4. 제1항에 있어서, 상기 제어부는, 강제순환구가 설치되는 터널에 구비되는 제1,2차단막을 동시에 동작시켜 강제순환구를 갖는 터널 일정구간에서의 공기 배출이 가능토록 설치되는 것을 특징으로 하는 지하철 환기 및 제연 시스템.
5. 제1항에 있어서, 상기 차단/여과 분사수단은, 호형상인 하우징의 전면을 따라 적어도 2개상이상의 노즐이 서로 다른 방향을 향하도록 설치되고, 상기 노즐이 지하수를 저장하는 저장탱크의 펌프와 연결되는 것을 특징으로 하는 지하철 환기 및 제연 시스템.
6. 제5항에 있어서, 상기 하우징은 브라켓의 전방에 힌지연결되면서 구동모터에 의해 각도조절이 가능토록 설치되는 것을 특징으로 하는 지하철 환기 및 제연 시스템.
7. 제5항에 있어서, 상기 저장탱크는, 터널내에서 사용되는 물을 재활용토록 필터를 갖는 재활용탱크가 저장탱크와 연결설치되는 것을 특징으로 하는 지하철 환기 및 제연 시스템.
8. 제1항에 있어서, 상기 감지수단은, 열차의 진입을 감지하는 궤도회로, RFID리더, 적외선센서, 포토센서, 화재/연기감지센서 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 지하철 환기 및 제연 시스템.
9. 제1항에 있어서, 상기 제어부는, 전역에 설치된 감지센서에 의해 열차를 감지하면 해당역에 설치된 차단/여과 분사수단에 의해 여과막 또는 차단막을 형성토록 하고, 상기 열차가 해당역에 정차하기 전의 감지센서가 동작하면 여과막 또는 차단막이 제거토록 설치되는 것을 특징으로 하는 지하철 환기 및 제연 시스템.

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