KR20200014635A - 플라즈마 및 물 폭포를 이용한 지하공간 터널의 자연 통기 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
플라즈마 및 물 폭포를 이용한 지하공간 터널의 자연 통기 방법 및 장치가 제시된다. 일 실시예에 따른 터널의 자연 통기 장치는, 터널 내벽의 적어도 일부에 구성되며, 터널의 내부 공간 측이 유선형으로 구성되어 상기 터널의 내부 공간의 단면이 일측에서 타측으로 갈수록 감소하도록 안내하는 공기 흐름층을 포함하고, 상기 공기 흐름층은, 상기 터널의 내부 공간 측이 유선형으로 구성됨에 따라 열차풍 또는 차량풍을 공기 집진 흡입부의 공기 흐름 방향으로 속도를 증가시켜 안내할 수 있다.
Description
아래의 실시예들은 지하공간 터널의 자연 통기 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 플라즈마 및 물 폭포를 이용한 지하공간 터널의 자연 통기 방법 및 장치에 관한 것이다.
도로 및 철도, 지하철(지하역사) 등 터널에서 관련시설 장비의 노후 및 마찰, 부식 등으로 인하여 유해 미세먼지가 발생하여 이용자 및 운영자의 건강이 위협받고 있다. 최근 터널의 수가 많아지고 길이 또한 길어지면서 터널 내부의 공기가 외부와 원활하게 환기가 이루어지지 않는 현상이 발생되고 있으며, 이러한 터널 내부의 공기 중에는 미세분진, 질소산화물(NOx), 황산화물(Sox), 포름알데히드, 휘발성 유기화합물질(VOC) 등과 같은 인체에 유해한 오염물질을 다수 포함하게 된다.
한편, 지하철의 경우 그 특성상 대부분의 운행구간이 지하공간으로 이루어져 있음에 따라 전동차가 지하역사의 구내로 들어오거나 나갈 때 피스톤 효과에 의해서 열차풍이 발생하며, 터널 단면을 기준으로 보면 열차풍에 의해서 위치에 따라 압력에 큰 차이가 난다. 이와 같은 열차풍은 소음 발생은 물론 미세먼지가 스크린 틈새를 통해서 승강장으로 유입되어 승강장 내 공기 오염의 큰 원인이 된다.
이에 따라 터널 내부의 공기를 정화하기 위해 터널 내부에 제트 팬(jet-fan)을 설치하여 터널의 길이방향으로 공기순환을 강제하는 방법이 널리 실시되고 있으나, 터널 내부에 잔존하는 미세분진이나 여러 오염물질이 터널 외부로 효과적으로 배출되지 못하고 있다.
또한, 터널 내부의 공기를 정화하기 위해 환풍 시설에 정화 필터를 장착하여 오염물질을 필터링하는 기술들이 실시되고 있으나, 대체로 고가의 정화 필터가 사용되고 이러한 정화 필터는 수명이 다함에 따라 주기적으로 교체되어야 하므로 유지비용이 많이 들고 지속적인 관리가 요구된다.
이와 같이 기존에는 지하공간 및 시설에서 대규모 공기 집진 시설 및 필터 방식의 공기 정화 장치를 설치 운영하고 있으나, 팬 타입의 거대한 집진기의 막대한 전기소모 등으로 인한 막대한 운용비용과 소음문제 등으로 거의 사용하지 않고 있으며, 지하철의 경우에는 미세먼지 집진 정화차량, 세척차량 등을 운용하고 있으나 실제 정화 효과는 미미한 것으로 나타나고 있다.
한국공개특허 10-2018-0007979호는 이러한 터널 매립형 공기정화장치에 관한 것으로, 수막을 이용하여 터널 내부의 공기를 정화하는 터널 매립형 공기정화장치에 관한 기술을 기재하고 있다.
실시예들은 플라즈마 및 물 폭포를 이용한 지하공간 터널의 자연 통기 방법 및 장치에 관하여 기술하며, 보다 구체적으로 터널의 공간 속 단면 변화를 이용하여 내부 공기의 유속을 증가시켜 자연 통기하는 기술을 제공한다.
또한, 실시예들은 터널의 공간 속에 나노 플라즈마 빛 폭포 및 나노 수소 항산화수 분사 폭포를 통해 내부 공기를 정화시키는 플라즈마 및 물 폭포를 이용한 지하공간 터널의 자연 통기 방법 및 장치를 제공하는데 있다.
일 실시예에 따른 터널의 자연 통기 장치는, 터널 내벽의 적어도 일부에 구성되며, 터널의 내부 공간 측이 유선형으로 구성되어 상기 터널의 내부 공간의 단면이 일측에서 타측으로 갈수록 감소하도록 안내하는 공기 흐름층을 포함하고, 상기 공기 흐름층은, 상기 터널의 내부 공간 측이 유선형으로 구성됨에 따라 열차풍 또는 차량풍을 공기 집진 흡입부의 공기 흐름 방향으로 속도를 증가시켜 안내하도록 할 수 있다.
상기 공기 흐름층은, 상기 터널의 양측에 배치되거나 이격되어 배치된 복수의 공기 집진 흡입부 측으로 갈수록 상기 터널의 내부 공간의 단면이 감소하도록 유선형으로 구성되며, 상기 터널의 지형 조건에 따라 별도의 유선형의 내부 단면을 갖는 아치 또는 링 형태의 구조물로 이루어져, 모터기반의 상기 공기 집진 흡입부와 급기부를 통해 터널 내부에서 배기 방향으로 풍속을 증가시킬 수 있다.
상기 공기 흐름층은, 일측에서 타측으로 갈수록 단면의 크기가 증가하며, 상기 터널의 내부 공간 측이 유선형으로 구성되는 복수의 파이프로 이루어지되, 상기 터널의 길이 방향 또는 둘레 방향으로 복수 개 구성될 수 있다.
터널과 지하역사 사이에 구성되어 공기를 차단시키는 에어커튼을 더 포함할 수 있다.
태양열, 태양광 및 지열 중 적어도 어느 하나 이상의 신재생 에너지를 저장하는 에너지 저장부; 및 상기 에너지 저장부에 저장된 상기 신재생 에너지를 이용하여 터널 내부에 공기를 주입하여 급기 방향으로 기압차에 의해 공기 흐름을 가속시키도록 유도하는 공기 주입 통로부를 더 포함할 수 있다.
터널 내부의 소정 공간에 나노 플라즈마(plasma) 빛을 제공하여, 상기 나노 플라즈마 빛이 제공되는 빛 폭포층을 터널 내부의 공기가 통과함에 따라 정화되는 빛 폭포 제공부를 더 포함할 수 있다.
터널 내부의 소정 공간에 나노 수소 항산화수를 분사하여, 상기 나노 수소 항산화수가 분사되는 물 폭포층을 터널 내부의 공기가 통과함에 따라 정화되는 물 폭포 제공부를 더 포함할 수 있다.
상기 물 폭포 제공부는, 물 분자를 분리하는 항산화 수소수, 자력수 및 파동수 중 적어도 어느 하나 이상의 기능수 장치를 이용하여 제공받은 지하수의 상기 물 분자를 원자핵과 전자로 분리시키는 전처리 탱크; 상기 전처리 탱크로부터 공급받은 상기 물 분자의 원자핵과 전자를 저장하는 지하수 저장탱크; 및 제어에 따라 복수의 노즐들을 통해 상기 지하수 저장탱크로부터 제공받은 상기 물 분자의 원자핵과 전자를 터널 내부에 공급하는 노즐부를 포함하고, 상기 물 분자의 전자를 이용하여 미세먼지 입자의 양전하와 결합시켜 미세먼지를 정화시킬 수 있다.
터널 내부의 소정 공간에 전도성 필터 또는 자성 필터를 구성하여 터널 내부의 공기를 정화시키는 필터층을 더 포함할 수 있다.
다른 실시예에 따른 터널의 자연 통기 방법은, 터널 내벽의 적어도 일부에 구성되며 터널의 내부 공간 측이 유선형으로 구성되어 상기 터널의 내부 공간의 단면이 일측에서 타측으로 갈수록 감소하게 하는 공기 흐름층을 통해 열차풍 또는 차량풍을 공기 집진 흡입부의 공기 흐름 방향으로 속도를 증가시켜 안내함에 따라 터널 내부에 있는 공기의 흐름을 유도하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 터널 내부에 있는 공기의 흐름을 유도하는 단계는, 상기 공기 흐름층이 상기 터널의 양측에 배치되거나 이격되어 배치된 복수의 공기 집진 흡입부 측으로 갈수록 상기 터널의 내부 공간의 단면이 감소하도록 유선형으로 구성되며, 터널의 지형 조건에 따라 별도의 유선형의 내부 단면을 갖는 아치 또는 링 형태의 구조물로 이루어져, 모터기반의 상기 공기 집진 흡입부와 급기부를 통해 터널 내부에서 배기 방향으로 풍속을 증가시킬 수 있다.
터널과 지하역사 사이에 구성된 에어커튼을 통해 공기를 차단시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
태양열, 태양광 및 지열 중 적어도 어느 하나 이상의 신재생 에너지를 에너지 저장부에 저장하는 단계; 및 상기 에너지 저장부에 저장된 상기 신재생 에너지를 이용하여 공기 주입 통로부를 통해 터널 내부에 공기를 주입하여 급기 방향으로 기압차에 의해 공기 흐름을 가속시키도록 유도하는 단계를 더 포함할 수 있다.
터널 내부의 소정 공간에 나노 플라즈마(plasma) 빛을 제공하는 단계를 더 포함하고, 상기 터널 내부의 소정 공간에 나노 플라즈마 빛을 제공하는 단계는, 상기 나노 플라즈마 빛이 제공되는 빛 폭포층을 터널 내부의 공기가 통과함에 따라 정화될 수 있다.
터널 내부의 소정 공간에 나노 수소 항산화수를 분사하는 단계를 더 포함하고, 상기 터널 내부의 소정 공간에 나노 수소 항산화수를 분사하는 단계는, 상기 나노 수소 항산화수가 분사되는 물 폭포층을 터널 내부의 공기가 통과함에 따라 정화될 수 있다.
터널 내부의 소정 공간에 전도성 필터 또는 자성 필터가 구성된 필터층을 이용하여 터널 내부의 공기를 정화시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
실시예들에 따르면 터널의 공간 속 단면 변화를 이용하여 내부 공기의 유속을 증가시켜 자연 통기하는 기술을 제공할 수 있다.
또한, 실시예들에 따르면 터널의 공간 속에 나노 플라즈마 빛 폭포 및 나노 수소 항산화수 분사 폭포를 통해 내부 공기를 정화시키는 플라즈마 및 물 폭포를 이용한 지하공간 터널의 자연 통기 방법 및 장치를 제공할 수 있다.
이에 따라 터널 내부의 자연 통기 방식으로 공기를 정화하여 에너지를 절약할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 터널의 자연 통기 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 물 폭포 제공부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 물 폭포층의 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 터널 단면의 방수 시설의 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 플라즈마 빛 폭포층의 반응을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 플라즈마 빛 폭포층을 이용한 공기 정화를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 전도성 필터의 물리적 변형에 따른 내구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 전도성 필터의 화학적 내구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따른 자성 필터를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 자성 필터의 예를 나타내는 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따른 필터층의 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 일 실시예에 따른 필터층의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 일 실시예에 따른 공기 집진 흡입부의 예를 나타내는 도면이다.
도 14는 일 실시예에 따른 공기 집진 흡입부의 싸이클론 장치를 나타내는 도면이다.
도 15는 일 실시예에 따른 공기 흐름층의 예를 나타내는 도면이다.
도 16은 일 실시예에 따른 공기 흐름층의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 물 폭포 제공부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 물 폭포층의 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 터널 단면의 방수 시설의 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 플라즈마 빛 폭포층의 반응을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 플라즈마 빛 폭포층을 이용한 공기 정화를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 전도성 필터의 물리적 변형에 따른 내구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 전도성 필터의 화학적 내구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따른 자성 필터를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 자성 필터의 예를 나타내는 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따른 필터층의 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 일 실시예에 따른 필터층의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 일 실시예에 따른 공기 집진 흡입부의 예를 나타내는 도면이다.
도 14는 일 실시예에 따른 공기 집진 흡입부의 싸이클론 장치를 나타내는 도면이다.
도 15는 일 실시예에 따른 공기 흐름층의 예를 나타내는 도면이다.
도 16은 일 실시예에 따른 공기 흐름층의 다른 예를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 설명한다. 그러나, 기술되는 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명되는 실시예들에 의하여 한정되는 것은 아니다. 또한, 여러 실시예들은 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
아래의 실시예들은 지하공간 터널의 자연 통기 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 플라즈마(plasma) 및 물 폭포를 이용한 지하공간 터널의 자연 통기 방법 및 장치에 관한 것이다.
실시예들에 따르면 터널의 설계시 지하공간의 지리적 위치와 기압, 미세먼지 관련 유속을 고려한 날개 없는 선풍기의 원리인 베르누이 원리를 활용하여 온도와 열, 기압차, 단면 변화를 이용한 미세먼지 자연 통기 방식으로 집진하고, 유해 미세먼지의 전하 입자를 고려한 나노 클러스터 항산화물과 빛 입자의 플라즈마 전장 속에 유해 미세먼지를 정화하는 기술을 제공할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 터널의 자연 통기 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 터널의 자연 통기 장치는 공기 흐름층을 포함할 수 있으며, 실시예에 따라 에어커튼(140)을 더 포함할 수 있다. 또한 실시예에 따라 터널의 자연 통기 장치는 에너지 저장부 및 공기 주입 통로부를 포함할 수 있으며, 빛 폭포 제공부, 물 폭포 제공부 및 필터층을 더 포함할 수도 있다. 여기서, 터널(10)은 도로 및 철도 등의 터널 또는 지하철이 주행하는 지하 터널 및 지하역사를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
공기 흐름층은 터널(10) 내벽의 적어도 일부에 구성될 수 있으며, 하나 또는 복수 개 구성될 수 있다. 이러한 공기 흐름층은 터널(10)의 내부 공간 측이 유선형으로 구성되어 상기 터널(10)의 내부 공간의 단면이 일측에서 타측으로 갈수록 감소하도록 안내할 수 있다.
특히, 공기 흐름층은 터널(10)의 내부 공간 측이 유선형으로 구성됨에 따라 열차(20) 또는 차량의 운행에 따라 발생되는 열차풍 또는 차량풍을 공기 집진 흡입부(111)의 공기 흐름 방향으로 속도를 증가시켜 안내할 수 있다.
여기서, 공기 집진 흡입부(111)는 터널에 복수 개 구성될 수 있으며, 예컨대 터널의 길이 방향으로 복수 개 이격되어 구성될 수 있다. 예를 들어 공기 집진 흡입부(111)는 블로어(110) 및 흡입 덕트 혼합형으로 이루어질 수 있다. 공기 집진 흡입부(111) 및/또는 블로어(110)를 통해 터널(10) 내부의 오염된 공기를 깨끗한 공기로 정화시킬 수 있다. 그리고 터널(10)에는 자연 환기를 위한 환풍구(130)가 구성될 수 있다.
일례로, 차량 및 열차 터널(10)의 경우 터널(10)의 단면 면적 대비 터널 출구 또는 입구 측의 단면 면적이 점진적으로 감소될 수 있다. 여기서 차량 및 열차 터널(10)은 지하철의 지하역사를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
이와 같이 터널(10) 또는 터널(10)의 지하역사의 내부에 하나 또는 복수의 공기 흐름층을 포함하는 터널의 자연 통기 장치를 구성함으로써, 터널(10)의 공간 속 단면 변화를 이용하여 베르누이의 원리에 의해 내부 공기의 유속을 증가시켜 자연 통기시킬 수 있다. 여기서, 베르누이의 원리는 무거운 중량의 비행기가 유선형의 날개에서 유속차이에 의해 날개 상, 하면의 압력차로 이륙을 하고, 유속이 빨라지면 압력이 낮아지면서 유속이 낮은 쪽의 높은 압력으로부터 부력을 형성하는 것이다.
이러한 공기 흐름층은 터널(10)의 양측에 배치되거나 이격되어 배치된 복수의 공기 집진 흡입부(111) 측으로 갈수록 터널의 내부 공간의 단면이 감소하도록 유선형으로 구성되며, 터널(10)의 지형 조건에 따라 별도의 유선형의 내부 단면의 공간을 갖는 아치 또는 링 형태의 구조물로 이루어져, 모터기반의 공기 집진 흡입부(111)와 급기부(120)를 통해 터널(10) 내부에서 배기 방향으로 풍속을 증가시킬 수 있다. 여기서, 급기부(120)는 급기팬을 의미할 수 있으며, 공기 집진 흡입부(121)를 이용하여 외부에서 유입되는 오염물을 처리하여 정화된 공기를 급기부(120)를 통해 터널(10) 내부로 보낼 수 있다.
예컨대, 공기 흐름층은 별도의 유선형의 내부 단면의 공간을 갖는 아치 형태의 구조물로 이루어져 하측으로 공기가 유입되어 상측에서 유속이 빨라지는 베르누이 원리에 의해 공기 속도가 증가되어 환기력을 증대시킬 수 있다.
이러한 공기 흐름층은 일측에서 타측으로 갈수록 단면의 크기가 증가하며, 터널(10)의 내부 공간 측이 유선형으로 구성되는 복수의 파이프로 이루어지되, 터널(10)의 길이 방향 또는 둘레 방향으로 복수 개 구성될 수 있다. 여기서, 터널(10)의 길이 방향은 열차가 달리는 방향을 의미할 수 있으며, 터널(10)의 둘레 방향은 아치 형태의 터널 단면을 의미할 수 있다.
또한, 터널의 자연 통기 장치는 에어커튼(140)을 더 포함할 수 있으며, 에어커튼(140)은 터널(10)과 지하역사 사이에 구성되어 공기를 차단시킬 수 있다. 즉, 에어커튼(140)을 이용하여 열차(20)가 주행하는 터널(10)과 지하역사를 분리시킬 수 있다.
더욱이, 태양열, 태양광, 지열 등 신재생 재생 에너지를 저장하여 터널(10) 내부의 일정단면에 따뜻한 공기를 주입하여 급기 방향으로 고기압-저기압 차이에 의해 바람을 가속시키도록 유도할 수 있다.
보다 구체적으로, 터널(10)의 자연 통기 장치는 에너지 저장부 및 공기 주입 통로부를 포함할 수 있다.
에너지 저장부는 태양열, 태양광 및 지열 중 적어도 어느 하나 이상의 신재생 에너지를 저장할 수 있다. 그리고 공기 주입 통로부는 에너지 저장부에 저장된 신재생 에너지를 이용하여 터널(10) 내부에 공기를 주입하여 급기 방향으로 기압차에 의해 공기 흐름을 가속시키도록 유도할 수 있다.
그리고 터널의 자연 통기 장치는 빛 폭포 제공부, 물 폭포 제공부 및 필터층을 더 포함할 수 있다.
빛 폭포 제공부는 터널(10) 내부의 소정 공간에 나노 플라즈마 빛을 제공하여, 나노 플라즈마 빛이 제공되는 빛 폭포층을 터널(10) 내부의 공기가 통과함에 따라 정화될 수 있다.
예를 들어, 빛 폭포 제공부는 터널(10) 내부의 소정 공간에 나노 플라즈마 빛이 제공되는 빛 폭포층을 10-20m 설치함으로써 터널(10) 내부의 공기가 빛 폭포층을 통과하면서 공기 정화가 이루어지도록 할 수 있다.
물 폭포 제공부는 터널(10) 내부의 소정 공간에 나노 수소 항산화수를 분사하여, 나노 수소 항산화수가 분사되는 물 폭포층을 터널(10) 내부의 공기가 통과함에 따라 정화될 수 있다.
예를 들어, 물 폭포 제공부는 터널(10) 내부의 소정 공간에 나노 수소 항산화수가 제공되는 물 폭포층을 10-20m 설치함으로써 터널(10) 내부의 공기가 물 폭포층을 통과하면서 공기 정화가 이루어지도록 할 수 있다.
여기서 물 폭포 제공부는 전처리 탱크, 지하수 저장탱크 및 노즐부를 포함할 수 있다.
전처리 탱크는 물 분자를 분리하는 항산화 수소수, 자력수 및 파동수 중 적어도 어느 하나 이상의 기능수 장치를 이용하여 상수관으로부터 제공받은 지하수의 물 분자를 원자핵과 전자로 분리시킬 수 있다.
지하수 저장탱크는 전처리 탱크로부터 공급받은 물 분자의 원자핵과 전자를 저장할 수 있다.
노즐부는 복수의 노즐들이 구성되어, 제어에 따라 복수의 노즐들을 통해 지하수 저장탱크로부터 제공받은 물 분자의 원자핵과 전자를 터널(10) 내부에 공급할 수 있다. 이에 따라 물 폭포 제공부의 노즐부에서 분사되는 물 분자의 전자를 이용하여 미세먼지 입자의 양전하와 결합시켜 미세먼지를 정화시킬 수 있다.
필터층은 터널(10) 내부의 소정 공간에 전도성 필터 또는 자성 필터를 구성하여 터널(10) 내부의 공기를 정화시킬 수 있다.
이와 같이, 지하 터널(10) 공간 내부의 유해 미세먼지 처리를 위한 공기 흡입, 집진시 강제 흡입 팬의 에너지 사용을 저감하기 위해 베르누이의 원리와 자연 상태에서 고기압과 저기압의 차이에 의한 바람의 생성원리를 지하 터널(10) 내부에 적용하여 에너지 소모가 적은 자연 통기 방식으로 집진한 후, 양자역학기반의 유해 먼지 입자를 나노 클러스터 형태의 항산화물과 플라즈마 빛 전장에서 정화할 수 있다.
아래에서는 일 실시예에 따른 터널의 자연 통기 방법에 대해 설명한다. 한편, 이러한 일 실시예에 따른 터널의 자연 통기 방법은 도 1에서 설명한 일 실시예에 따른 터널의 자연 통기 장치와 구성 및 설명이 중복되므로 간략히 설명하기로 한다.
일 실시예에 따른 터널의 자연 통기 방법은 터널(10) 내벽의 적어도 일부에 구성되며 터널(10)의 내부 공간 측이 유선형으로 구성되어 상기 터널(10)의 내부 공간의 단면이 일측에서 타측으로 갈수록 감소하게 하는 공기 흐름층을 통해 열차풍 또는 차량풍을 공기 집진 흡입부(111)의 공기 흐름 방향으로 속도를 증가시켜 안내함에 따라 터널 내부에 있는 공기의 흐름을 유도하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다. 이 때, 공기 흐름층이 터널(10)의 양측에 배치되거나 이격되어 배치된 복수의 공기 집진 흡입부(111) 측으로 갈수록 상기 터널(10)의 내부 공간의 단면이 감소하도록 유선형으로 구성되며, 터널(10)의 지형 조건에 따라 별도의 유선형의 내부 단면을 갖는 아치 또는 링 형태의 구조물로 이루어져, 모터기반의 공기 집진 흡입부(111)와 급기부(120)를 통해 터널(10) 내부에서 배기 방향으로 풍속을 증가시킬 수 있다.
이와 같이, 지하 공간 터널(10)의 공기 집진 흡입부(111) 양방향에서 자연스러운 터널(10) 내부 공간의 단면 감소와 터널(10) 단면 내부에 공기 흐름층을 갖는 별도의 유선형을 구축하여 기차 또는 차량의 열차(차량)풍과 모터기반 공기 흡입부의 공기 흐름 방향으로 속도를 증가시킬 수 있다. 그리고 터널(10) 지형 조건에 따라 별도 유선형의 내부 단면을 갖는 아치 또는 링 형태의 구조물과 모터기반 공기흡입장치와 급기 공간을 통해 터널(10) 내부에서 배기 방향으로 풍속을 증가시킬 수 있다.
또한, 터널(10)과 지하역사 사이에 구성된 에어커튼(140)을 통해 공기를 차단시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 이에, 상술한 자연 통기 장치를 중첩하여 연속적으로 자연풍속을 증가시키고 터널(10)의 지하역사와 터널(10) 내부를 에어커튼(140)으로 분리할 수 있다.
그리고, 태양열, 태양광 및 지열 중 적어도 어느 하나 이상의 신재생 에너지를 에너지 저장부에 저장하는 단계, 및 에너지 저장부에 저장된 신재생 에너지를 이용하여 공기 주입 통로부를 통해 터널(10) 내부에 공기를 주입하여 급기 방향으로 기압차에 의해 공기 흐름을 가속시키도록 유도하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 터널의 자연 통기 방법은 자연 통기로 집진된 터널(10) 내부 공기를 나노 플라즈마 기술의 빛 폭포 전장 터널(10)과 나노수소 항산화수 분사 물 폭포층, 필터층을 통과시켜 공기를 정화시킬 수 있다. 아래에서 보다 구체적으로 설명한다.
터널(10) 내부의 소정 공간에 나노 플라즈마(plasma) 빛을 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이에 따라 나노 플라즈마 빛이 제공되는 빛 폭포층을 터널(10) 내부의 공기가 통과함에 따라 정화될 수 있다.
그리고 터널(10) 내부의 소정 공간에 나노 수소 항산화수를 분사하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이에 따라 나노 수소 항산화수가 분사되는 물 폭포층을 터널(10) 내부의 공기가 통과함에 따라 정화될 수 있다.
또한 터널(10) 내부의 소정 공간에 전도성 필터 또는 자성 필터가 구성된 필터층을 이용하여 터널(10) 내부의 공기를 정화시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 물 폭포 제공부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 물 폭포 제공부는 터널 내부의 소정 공간에 나노 수소 항산화수를 분사하여, 나노 수소 항산화수가 분사되는 물 폭포층을 터널 내부의 공기가 통과함에 따라 정화될 수 있다.
예를 들어, 물 폭포 제공부는 터널 내부의 소정 공간에 나노 수소 항산화수가 제공되는 물 폭포층을 10-20m 설치함으로써 터널 내부의 공기가 물 폭포층을 통과하면서 공기 정화가 이루어지도록 할 수 있다.
여기서 물 폭포 제공부는 전처리 탱크(220), 지하수 저장탱크(230) 및 노즐부(240)를 포함할 수 있다.
전처리 탱크(220)는 물 분자를 분리하는 항산화 수소수, 자력수 및 파동수 중 적어도 어느 하나 이상의 기능수 장치를 이용하여 상수관(210)으로부터 제공받은 지하수의 물 분자를 원자핵과 전자로 분리시킬 수 있다.
지하수 저장탱크(230)는 전처리 탱크(220)로부터 공급받은 물 분자의 원자핵과 전자를 저장할 수 있다.
노즐부(240)는 복수의 노즐들이 구성되어, 제어에 따라 복수의 노즐들을 통해 지하수 저장탱크(230)로부터 제공받은 물 분자의 원자핵과 전자를 터널 내부에 공급할 수 있다. 이에 따라 물 폭포 제공부의 노즐부(240)에서 분사되는 물 분자의 전자를 이용하여 미세먼지 입자의 양전하와 결합시켜 미세먼지를 정화시킬 수 있다.
이와 같이, 지하 터널 공간의 지하수 저장탱크(230)에 지하수의 물 분자 클러스터를 분리하는 항산화 수소수 및 자력수(파동수) 등과 같은 기능수 장치로 물 분자를 원자핵과 전자로 분리하여 유해 미세먼지 입자의 양전하와 결합시킴으로써 유해 미세먼지를 정화할 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 물 폭포층의 예를 설명하기 위한 도면이다.
상술한 바와 같이 물 폭포 제공부는 터널 내부의 소정 공간에 나노 수소 항산화수가 제공되는 물 폭포층을 10-20m 설치함으로써 터널 내부의 공기가 물 폭포층을 통과하면서 공기 정화가 이루어지도록 할 수 있다. 이러한 물 폭포층은 터널 내부의 상부에 소정 공간 구성될 수 있으며, 터널 내부의 측면부에 소정 공간 구성될 수도 있다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 물 폭포층은 터널(10)의 바닥부에 구성될 수도 있다. 예를 들어 물 폭포층은 열차(20)가 다니는 선로(30) 바닥에 구성될 수 있으며, 열차가 지나간 후 송수관(310)으로부터 노즐부(320)를 통해 물을 분사함으로써 공기 중에 부유하고 있는 미세먼지를 침전 또는 제거할 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 터널 단면의 방수 시설의 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상술한 바와 같이 물 폭포층을 이용할 경우 터널 내부에 방수 시설이 필요하다.
도 4의 (a)는 내부 배수형 터널 단면을 나타내고, (b)는 외부 배수형 터널 단면을 나타낸다.
이러한 배수 시설을 갖는 터널은 터널이 굴착되면 숏크리트를 구성하고 그 내부에 부직포 및 방수막을 구성하며, 내부에 콘크리트 라이닝을 구성할 수 있다. 그리고 유입수를 방수막 및 부직포가 물길을 양측 유공배수관으로 유도하며, 터널 바닥의 중앙에 구성된 유공배수관으로 물을 유도할 수 있다.
한편, 상술한 터널 내부 공간의 단면을 조절하기 위해 유선형의 파이프를 구성하거나 별도의 콘크리트 등의 부재를 이용하여 유선형으로 터널의 두께를 조절하는 것도 가능하다.
도 5는 일 실시예에 따른 플라즈마 빛 폭포층의 반응을 설명하기 위한 도면이다. 그리고 도 6은 일 실시예에 따른 플라즈마 빛 폭포층을 이용한 공기 정화를 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 빛 폭포층은 플라즈마(plasma) 빛을 제공함으로써 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds; VOCs)을 제거할 수 있다. 여기서, 플라즈마는 초고온에서 음전하를 가진 전자와 양전하를 띤 이온으로 분리된 기체 상태를 말한다. 이 때 전하 분리도가 상당히 높으면서도 전체적으로 음과 양의 전하 수가 같아서 중성을 띠게 된다. 플라즈마를 만들려면 흔히 직류, 초고주파, 전자빔 등 전기적 방법을 가해 플라즈마를 생성한 다음, 자기장 등을 사용해 이런 상태를 유지하도록 해야 한다.
이와 같이 플라즈마 이온을 발생시켜 유입된 공기 중 유해물질을 분해시킴으로써 공기를 정화시킬 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 전도성 필터의 물리적 변형에 따른 내구성을 설명하기 위한 도면이다. 그리고 도 8은 일 실시예에 따른 전도성 필터의 화학적 내구성을 설명하기 위한 도면이다.
필터층으로 터널 내부의 소정 공간에 전도성 필터를 구성하여 터널 내부의 공기를 정화시킬 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 전도성 필터를 구부리고(a), 접고(b), 문지르고(c), 접착(adhesion)(d)하여 실험한 결과, 물리적 변형에 따른 전기적 특성이 안정적인 것을 확인할 수 있다.
그리고 도 8에 도시된 바와 같이, 에탄올(ethanol), IPA 및 정제수(di-water)에서 실험한 결과 화학적 내구성이 좋은 것을 확인할 수 있다.
실험 결과, 처음과 실험 후의 성능 변화가 20% 미만으로, 재활용이 가능하다. 따라서 전도성 필터(전도성 섬유 필터)의 기계적, 화학적, 시간 안정성을 분석하고 향상시킴으로써 필터층을 세척하여 재활용할 수 있다.
도 9는 일 실시예에 따른 자성 필터를 설명하기 위한 도면이다. 그리고 도 10은 일 실시예에 따른 자성 필터의 예를 나타내는 도면이다.
도 9를 참조하면, 자성 필터의 사진을 확인할 수 있으며, 자성 필터는 소프트 강자성체(soft ferromagnetic material)로, 작은 보자력(coercive force)을 갖는다. 여기서, 강자성체를 자기 포화 상태에서 자장을 0으로 했을 때 잔류 자화가 남는데, 다시 반대 방향 자장을 증가시켰을 때 자화가 감소하고, 어느 세기의 자장에서 자화는 0이 된다. 이 때의 자장의 세기를 보자력이라 한다.
도 10의 (a)는 연자성 다공체 필터를 나타내고, 전기장 제어를 통한 탈진법을 통해 Fe계 분진이 포함된 공기를 깨끗한 공기로 정화시킬 수 있다. 또한, 도 10의 (b)는 강자성 다공체 필터를 나타내며, 열처리 자성체 제거 과정을 통한 탈진법을 통해 Fe계 분진이 포함된 공기를 깨끗한 공기로 정화시킬 수 있다.
도 11은 일 실시예에 따른 필터층의 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 11을 참조하면, 필터층으로 헤파 필터(Hepa Filter)가 사용될 수 있다. 멜트-브로운(Melt-blown) 공법을 이용한 헤파 필터는 공기로부터 미세한 입자를 제거하는 고성능 필터이다. 여기서 멜트-브로운 공법은 고열과 고압의 바람을 이용해 섬유를 방사하는 공법으로 엿가락이 열에 의해 늘어지듯이 섬유를 가늘게 늘여 방사하는 방식이다.
도 12는 일 실시예에 따른 필터층의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 12를 참조하면, 필터층으로 기능성 나노 섬유 필터를 사용할 수 있다. 기능성 나노 섬유 필터는 전기방사 및 반응성 이온 에칭 공정 기술에 의해 형성될 수 있다.
이와 같이 필터층으로 헤파 필터, 기능성 나노 섬유 필터 등이 사용될 수 있으며, 필터층을 통해 터널 내부의 공기를 정화시킬 수 있다.
도 13은 일 실시예에 따른 공기 집진 흡입부의 예를 나타내는 도면이다.
도 13을 참조하면, 공기 집진 흡입부는 터널에 복수 개 구성될 수 있으며, 예컨대 터널의 하부에 구성될 수 있다. 이러한 공기 집진 흡입부는 블로어 및 흡입 덕트 혼합형으로 이루어질 수 있다.
도 14는 일 실시예에 따른 공기 집진 흡입부의 싸이클론 장치를 나타내는 도면이다.
도 14를 참조하면, 공기 집진 흡입부는 싸이클론 장치를 포함할 수 있다. 이러한 공기 집진 흡입부의 싸이클론 장치는 2개의 싸이클론 포집 장치를 이용하여 유입되는 먼지를 전처리함으로써 비교적 큰 먼지 또는 쓰레기를 제거할 수 있다. 공기 집진 흡입부의 싸이클론 장치는 원심력에 의해 무거운 미세먼지는 중력방향으로 포집되고 공기는 반전하여 출구로 토출될 수 있다.
도 15는 일 실시예에 따른 공기 흐름층의 예를 나타내는 도면이다.
도 15를 참조하면, 일 실시예에 따른 터널의 자연 통기 장치의 단면의 예를 나타낸다. 도 15의 (a)를 참조하면, 터널(1500)의 내벽에 아치형으로 공기 흐름층(1530)이 구성될 수 있다. 이 때 터널(1500)은, 도 4에서 설명한 바와 같이, 숏크리트(1510) 및 콘크리트 라이닝(1520)을 포함하여 구성될 수 있고, 숏크리트(1510) 및 콘크리트 라이닝(1520) 사이에 부직포 및 방수막이 더 구성될 수 있다. 즉, 공기 흐름층(1530)은 터널(1500)의 내벽인 콘크리트 라이닝(1520)의 내측에 구성될 수 있다.
도 15의 (b)를 참조하면, 터널(1500)의 내벽에 터널 단면 방향으로 복수 개의 아치형의 공기 흐름층(1530)이 구성될 수 있다. 이 때 터널(1500)은 숏크리트(1510) 및 콘크리트 라이닝(1520)을 포함하여 구성될 수 있고, 그 사이에 부직포 및 방수막이 더 구성될 수 있다.
이러한 공기 흐름층(1530)은 하나 또는 복수의 파이프 형태로 구성될 수 있으며, 터널 단면의 내부에 유선형으로 구성되어 열차 또는 차량의 운행에 따라 발생되는 열차풍 또는 차량풍을 공기 집진 흡입부의 공기 흐름 방향으로 속도를 증가시켜 안내할 수 있다.
도 16은 일 실시예에 따른 공기 흐름층의 예의 길이 방향 단면을 나타내는 도면이다.
도 16을 참조하면, 일 실시예에 따른 공기 흐름층의 예의 길이 방향 단면을 나타내며, 공기 흐름층은 터널(1500)의 내벽에 소정 간격을 두고 복수 개 구성될 수 있다. 이 때, 도 15의 (a)에 도시된 바와 같이 터널(1500)의 내벽을 감싸는 형태의 아치형의 공기 흐름층(1530)이 구성될 수 있으며, 도 15의 (b)에 도시된 바와 같이 터널(1500)의 내벽에 터널 단면 방향으로 복수 개의 아치형의 공기 흐름층(1530)이 구성될 수 있다.
한편, 터널을 관리하기 위한 공기질 측정 시스템과 상기 공기질 측정 시스템을 관리하는 관리 시스템을 구축할 수 있다. 아래에서는 도시철도 터널을 예로써 설명한다.
도시철도 터널의 공기질 측정 시스템은 항공기용 공기질 측정장치인 Sky-OPC 등을 이용해서 운행 전동차(열차)에서 (초)미세먼지 농도를 측정할 수 있다.
관리 시스템은 공기질 측정 시스템에서 측정한 공기질을 이용하여 전국 도시철도 터널 공기질 지도(Map)를 작성할 수 있다. 예컨대, 측정 오염물질에 대한 시간대별, 노선별 전국 도시철도 터널 공기질(오염도) 지도를 작성할 수 있다.
그리고 관리 시스템은 터널 공기질 지도를 이용하여 다양한 오염 유형별 맞춤형 최적 공기질 관리방안 제시할 수 있다. 또한, 특정 핫스팟을 설정하여 상시 모니터링하는 모니터링 시스템을 구축할 수 있다. 즉, 지하터널 특정구간 내 환기량 부족, 열차운행 조건에 따라 오염도가 높게 나타나서 일정시간 지속되는 구간을 핫스팟(Hot Spot) 구간으로 설정하고, 모니터링 시스템을 통해 상시 모니터링할 수 있다.
도시 지하철 등의 경우 터널 내부의 유해 미세먼지는 지하철 역사 및 인접 도시 공간에 심각한 미세먼지를 배출하여 지하철 승객 및 도시민의 심각한 건강 문제를 야기하고 있다. 실시예들에 따르면 터널 내부에 자연 통기 방식으로 공기를 정화하는 저에너지 방식을 제공할 수 있다.
이러한 본 기술은 지하공간 터널의 유해 미세먼지 집진, 정화 시설 및 장치에 적용될 수 있으며, 나아가 스마트 지하 도시 및 시설 인프라, 스마트 지하 상가, 스마트 도시 지하 철도 및 지하철 등의 구현에 적용될 수 있다.
이상에서 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
또한, 명세서에 기재된 "…부", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한, 각 도면을 참조하여 설명하는 실시예의 구성 요소가 해당 실시예에만 제한적으로 적용되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상이 유지되는 범위 내에서 다른 실시예에 포함되도록 구현될 수 있으며, 또한 별도의 설명이 생략될지라도 복수의 실시예가 통합된 하나의 실시예로 다시 구현될 수도 있음은 당연하다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일하거나 관련된 참조 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
Claims (15)
- 터널 내벽의 적어도 일부에 구성되며, 터널의 내부 공간 측이 유선형으로 구성되어 상기 터널의 내부 공간의 단면이 일측에서 타측으로 갈수록 감소하게 하는 공기 흐름층
을 포함하고,
상기 공기 흐름층은,
상기 터널의 내부 공간 측이 유선형으로 구성됨에 따라 열차풍 또는 차량풍을 공기 집진 흡입부의 공기 흐름 방향으로 속도를 증가시켜 안내하는 것
을 특징으로 하는, 터널의 자연 통기 장치. - 제1항에 있어서,
상기 공기 흐름층은,
상기 터널의 양측에 배치되거나 이격되어 배치된 복수의 공기 집진 흡입부 측으로 갈수록 상기 터널의 내부 공간의 단면이 감소하도록 유선형으로 구성되며, 상기 터널의 지형 조건에 따라 별도의 유선형의 내부 단면을 갖는 아치 또는 링 형태의 구조물로 이루어져, 모터기반의 상기 공기 집진 흡입부와 급기부를 통해 터널 내부에서 배기 방향으로 풍속을 증가시키는 것
을 특징으로 하는, 터널의 자연 통기 장치. - 제1항에 있어서,
상기 공기 흐름층은,
일측에서 타측으로 갈수록 단면의 크기가 증가하며, 상기 터널의 내부 공간 측이 유선형으로 구성되는 복수의 파이프로 이루어지되, 상기 터널의 길이 방향 또는 둘레 방향으로 복수 개 구성되는 것
을 특징으로 하는, 터널의 자연 통기 장치. - 제1항에 있어서,
터널과 지하역사 사이에 구성되어 공기를 차단시키는 에어커튼
을 더 포함하는, 터널의 자연 통기 장치. - 제1항에 있어서,
태양열, 태양광 및 지열 중 적어도 어느 하나 이상의 신재생 에너지를 저장하는 에너지 저장부; 및
상기 에너지 저장부에 저장된 상기 신재생 에너지를 이용하여 터널 내부에 공기를 주입하여 급기 방향으로 기압차에 의해 공기 흐름을 가속시키도록 유도하는 공기 주입 통로부
를 더 포함하는, 터널의 자연 통기 장치. - 제1항에 있어서,
터널 내부의 소정 공간에 나노 플라즈마(plasma) 빛을 제공하여, 상기 나노 플라즈마 빛이 제공되는 빛 폭포층을 터널 내부의 공기가 통과함에 따라 정화되는 빛 폭포 제공부
를 더 포함하는, 터널의 자연 통기 장치. - 제1항에 있어서,
터널 내부의 소정 공간에 나노 수소 항산화수를 분사하여, 상기 나노 수소 항산화수가 분사되는 물 폭포층을 터널 내부의 공기가 통과함에 따라 정화되는 물 폭포 제공부
를 더 포함하는, 터널의 자연 통기 장치. - 제7항에 있어서,
상기 물 폭포 제공부는,
물 분자를 분리하는 항산화 수소수, 자력수 및 파동수 중 적어도 어느 하나 이상의 기능수 장치를 이용하여 제공받은 지하수의 상기 물 분자를 원자핵과 전자로 분리시키는 전처리 탱크;
상기 전처리 탱크로부터 공급받은 상기 물 분자의 원자핵과 전자를 저장하는 지하수 저장탱크; 및
제어에 따라 복수의 노즐들을 통해 상기 지하수 저장탱크로부터 제공받은 상기 물 분자의 원자핵과 전자를 터널 내부에 공급하는 노즐부
를 포함하고,
상기 물 분자의 전자를 이용하여 미세먼지 입자의 양전하와 결합시켜 미세먼지를 정화시키는 것
을 특징으로 하는, 터널의 자연 통기 장치. - 제1항에 있어서,
터널 내부의 소정 공간에 전도성 필터 또는 자성 필터를 구성하여 터널 내부의 공기를 정화시키는 필터층
을 더 포함하는, 터널의 자연 통기 장치. - 터널 내벽의 적어도 일부에 구성되며 터널의 내부 공간 측이 유선형으로 구성되어 상기 터널의 내부 공간의 단면이 일측에서 타측으로 갈수록 감소하게 하는 공기 흐름층을 통해 열차풍 또는 차량풍을 공기 집진 흡입부의 공기 흐름 방향으로 속도를 증가시켜 안내함에 따라 터널 내부에 있는 공기의 흐름을 유도하는 단계
를 포함하는, 터널의 자연 통기 방법. - 제10항에 있어서,
상기 터널 내부에 있는 공기의 흐름을 유도하는 단계는,
상기 공기 흐름층이 상기 터널의 양측에 배치되거나 이격되어 배치된 복수의 공기 집진 흡입부 측으로 갈수록 상기 터널의 내부 공간의 단면이 감소하도록 유선형으로 구성되며, 상기 터널의 지형 조건에 따라 별도의 유선형의 내부 단면을 갖는 아치 또는 링 형태의 구조물로 이루어져, 모터기반의 상기 공기 집진 흡입부와 급기부를 통해 터널 내부에서 배기 방향으로 풍속을 증가시키는 것
을 특징으로 하는, 터널의 자연 통기 방법. - 제10항에 있어서,
터널과 지하역사 사이에 구성된 에어커튼을 통해 공기를 차단시키는 단계
를 더 포함하는, 터널의 자연 통기 방법. - 제10항에 있어서,
태양열, 태양광 및 지열 중 적어도 어느 하나 이상의 신재생 에너지를 에너지 저장부에 저장하는 단계; 및
상기 에너지 저장부에 저장된 상기 신재생 에너지를 이용하여 공기 주입 통로부를 통해 터널 내부에 공기를 주입하여 급기 방향으로 기압차에 의해 공기 흐름을 가속시키도록 유도하는 단계
를 더 포함하는, 터널의 자연 통기 방법. - 제10항에 있어서,
터널 내부의 소정 공간에 나노 플라즈마(plasma) 빛을 제공하는 단계
를 더 포함하고,
상기 터널 내부의 소정 공간에 나노 플라즈마 빛을 제공하는 단계는,
상기 나노 플라즈마 빛이 제공되는 빛 폭포층을 터널 내부의 공기가 통과함에 따라 정화되는 것
을 특징으로 하는, 터널의 자연 통기 방법. - 제10항에 있어서,
터널 내부의 소정 공간에 나노 수소 항산화수를 분사하는 단계; 및
상기 터널 내부의 소정 공간에 전도성 필터 또는 자성 필터가 구성된 필터층을 이용하여 터널 내부의 공기를 정화시키는 단계
를 더 포함하고,
상기 터널 내부의 소정 공간에 나노 수소 항산화수를 분사하는 단계는,
상기 나노 수소 항산화수가 분사되는 물 폭포층을 터널 내부의 공기가 통과함에 따라 정화되는 것
을 특징으로 하는, 터널의 자연 통기 방법.
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|---|---|---|---|
| KR1020180090051A KR102144020B1 (ko) | 2018-08-01 | 2018-08-01 | 플라즈마 및 물 폭포를 이용한 지하공간 터널의 자연 통기 방법 및 장치 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20210140993A (ko) * | 2020-05-14 | 2021-11-23 | 주식회사 씨앤에이에너지 | 플랫폼 공기 정화장치 |
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| KR101648952B1 (ko) * | 2015-05-27 | 2016-08-17 | (주)대우건설 | 환기 성능 및 제연 성능 향상이 가능한 신형 환기 시스템 |
| KR20180007979A (ko) | 2016-07-15 | 2018-01-24 | 박재현 | 터널 매립형 공기정화장치 |
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