KR980008947A - 외부 압력의 변동에 영향을 받는 환기식 폐쇄 공간의 내부 압력 조절용 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 외부 압력(Pe)의 변동에 영향을 받는 환기식 폐쇄 용적부의 내부 압력(Pi)을 조절하기 위한 조절 장치 및 방법에 관한 것으로써, 상기 장치는 흡입 공기 유량(q1)과 추출 공기 유량(q2)을 실시간에 조절될 수 있게 해줌으로써 이들 2개의 유량간의 차가 누출 유량(qf)을 대수적으로 보상하고, 용적부 내측의 내부 압력(Pi)을 일정 수준으로 유지하기 위한 적어도 2개의 보상 회로를 포함한다.

Description

외부 압력의 변동에 영향을 받는 환기식 폐쇄 공간의 내부 압력 조절용 장치 및 방법

본 발명은 비교적 기밀성이 있고 내부의 공기가 교환될 필요가 있는 이동 또는 정지 용적부 내의 압력을 조절하기 위한 장치에 관한 것으로써, 특히 외부 압력의 변동에 영향을 받는 환기식 폐쇄 공간의 내부 압력을 조절하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

용어 "조절(regulating)"은 조절되어야 할 물리적 크기를 소정의 일정한 값으로 유지시키는 것을 의미한다는 것을 주지하여야 한다.

본 발명의 장치는 2개의 상이한 범주의 장비에 적절하게 적용될 수 있다.

첫번째 범주는 예를 들어 공기 역학적 장(field)의 급속한 변화 후에 또는 고도의 변동 후에 수반되는 외부 압력의 변동의 지배를 받는 임의의 이동하는 환기식 차량의 내부 압력을 조절하는 것에 관한 것이다.

예로서는 고속 열차를 들 수 있다.

이 첫번째 범주의 장비에서, 조절되지 않은 압력의 변동은 사용자에게 심리적으로 불쾌감을 주게 된다.

두번째 범주는 일반적으로 변동하는 외부 압력과 연통 상태에 있는 임의의 환기식 용적부(volume)에 관한 것이다.

외부 공기를 이용한 공조 또는 환기에 의해 내부 공기를 교환하는 차량 또는 용적부에서, 내부 압력은 외부 압력에 근접한다.

외부 압력의 변동은 환기 회로의 단면들의 치수로 인해 용적부의 내측으로 거의 순간적으로 이행된다.

따라서, 압력 변동이 공조식 또는 환기식 차량의 내측으로 전달되는 시간 상수는 흔히 환기 회로 그 자체의 특징으로 인해 작다.

예로서, 대기를 통과해서 이동하는 차량이 장애물(터널 입구, 교량, 또는 트랙 또는 도로 근방에 있는 각종 물체 등)에 근접해서 통과할 때나, 다른 차량을 지나 갈 때, 차량이 그와 함께 운반하는 공기 역학적 속도장은 변형된다는 사실은 공지되어 있다.

그러한 현상은 차량의 외벽에 압력의 급속한 변동을 초래한다.

차량의 속도가 빨라질수록 이러한 효과는 현저해지는 데, 이는 압력이 대략 속도의 제곱에 비례하기 때문이다.

특히, 매우 고속인 열차가 터널 또는 굴착로(cuttings) 내에 진입할 때 압력의 급속한 변동이 철도 차량의 외벽 상에 발생한다. 이러한 급격한 변동은 터널 또는 굴착 도로에 의해 이루어진 구속 공간을 통해 전파되며, 이들은 압력파(pressure wave)라고 알려져 있다.

더욱이, 외부 구속 공간을 통해 전파되는 그러한 압력파는 그 단부에서 반사됨으로써 직접파만큼 큰 반사 압력파를 발생시킨다.

이러한 변동은 주로 환기 또는 공조 회로를 거쳐서 차량의 내측으로 급속하게 이행되며, 이것은 승객들에게 매우 불쾌감을 갖게 한다.

따라서, 통상적으로 1초 이내에 2,000 파스칼(Pascal)의 압력에 도달할 수 있는 압력 변동의 영향을 받게 된다.

본 발명은 또한 공기 흡입 회로와 공기 추출 회로에 의해 환기되는 임의의 용적부에도 적용할 수 있으며, 그 회로는 용적부의 누출 여부에 상관없이 외부 압력과 접촉 상태에 있게 된다.

예로서, 용적부는 상기와 같이 한정된 회로를 통해서가 아니라, 예컨대 개구, 투과성 가스켓, 완전히 밀봉되지 않은 문 또는 창, 화장실 환기구 등을 통해 외부측과 연통할 수 있다.

외부 압력의 변동은 일반적으로 누출(leaks)을 통해서라기보다는 그러한 변동에 대해 흔히 매우 투과성이 있는 환기 회로를 통해서 용적부로 매우 급속하고 거의 순간적으로 전달된다.

그러한 압력의 변동은 일반적으로 쉽게 감소되지 않으며, 이들은 매우 고속인 열차에서와 같이 심리적으로 불쾌감을 줄 수 있다.

기존의 설비는 이들이 정지 상태의 용적부이든 차량이든 간에 최소 수준의 공기 교환은 이루어져야 하기 때문에 외부 압력 변동 중에 장시간에 걸쳐 환기 회로를 차단하는 것이 가능하지 않게 되어 있다.

마찬가지로, 기술적 이유로 인해 용적부의 내측과 외측 사이에 완벽한 밀봉을 달성하는 것은 가능하지 않다.

본 발명의 목적은 내부 압력을 기준 압력 수준 근방으로 조절함으로써 특정 수의 사용자 안락 판정 기준을 충족시킬 수 있는 장치를 제공하는 데에 있다.

실제로, 압력의 급속한 변동은 압력이 시간에 따라 변동하는 비율과, 순간 압력과 기준 압력간의 차로 인해 불쾌감을 주거나 심지어는 귀를 위험하게 할 수 있다.

사용자의 안락을 보장하기 위해서는, 이 2가지 크기, 즉 내부 압력의 시간에 따른 변동율과 내부 압력과 기준 압력간의 차가 한정된 값 이내로 유지되어야 한다.

위생상의 이유로 인해, 공기 교환 속도가 양호하여야 하며, 항상 공칭 공기 교환 속도에 가능한 한 근접해야 한다.

본 발명의 목적은 외부 압력의 변동에 영향을 받는 환기식 폐쇄 공간의 내부 압력 조절용 장치로써, 이 장치는 용적부의 압력을 기준 압력 근방으로 유지시켜 내부 압력과 기준 압력간의 차의 절대치와 내부 압력의 시간에 따른 변동율이 안락 조건에 지배되는 한계치 이하로 유지될 수 있게 해주는 조절 장치를 제공하는 데 있다.

제1도는 본 발명의 조절 장치의 원리를 요약한 블록도.

제2도 및 제3도는 각각 본 발명의 조절 장치의 보상 회로가 영구 모드와 임시 모드에서 작동하는 방법을 도시한 도면.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1：용적부(공간) 2：누출량

3：흡입 회로 4：추출 회로

5, 6：보상 회로 7：2위치 밸브(7)

8：흡입 팬 9：추출기 팬

10：팬 11：제어 부재

12：조절 시스템 13：측정 시스템

14, 15：가동기 부재 Pi：내부 압력

Pe：외부 압력 Pref：기준 압력

q1：흡입 공기 유량 q2：추출 공기 유량

qf：누출 유량

외부 압력(Pe)의 변동에 영향을 받는 환기식 폐쇄 용적부의 내부 압력(Pi)을 조절하기 위한 본 발명의 조절 장치에는, 흡입 공기 유량(q1)과 추출 공기 유량(q2)을 실시간에 조절될 수 있게 해줌으로써 이들 2개의 유량간의 차가 누출 유량(qf)을 대수적으로 보상하고 용적부 내측의 내부 압력(Pi)을 일정 수준으로 유지하기 위한 적어도 2개의 보상 회로가 제공된다.

본 발명의 조절 장치는 2개의 보상 회로가 통상의 환기 회로, 즉 흡입 회로 및 추출 회로를 대신하거나, 또는 하나의 보상 회로가 통상의 각각의 환기 회로와, 즉 흡입 회로 또는 추출 회로와 평행하게 결합되도록 되어 있다.

후자의 경우에, 보상 회로는 가동되고 통상의 환기 회로는 부수적으로 폐쇄된다.

또한, 본 발명의 조절 장치는 이하의 특징들 중 적어도 하나를 충족시킨다.

상기 보상 회로의 각각은 고유한 특징을 갖는 팬과, 순간 유량을 제어하기 위한 제어 부재를 포함한다.

조절 장치는 압력 센서에 의해 출력된 신호를 이용하고, 상기 실시간에 순간 유량을 제어하기 위한 제어 부재를 구동하는 가동 부재에 공급되는 가동 신호를 발생시키는 역할을 하는 제어 시스템을 포함한다. 조절 장치는 상기 용적부 내측에 위치되고 정적 압력을 감지하기 위한 동적 센서를 포함한다.

본 발명에 따르면, 외부 압력(Pe)의 변동에 영향을 받는 환기식 폐쇄 용적부의 내부 압력(Pi)을 조절하기 위한 방법이 이하의 단계들을 포함한다.

용적부 내측의 압력(Pi)이 기준 압력(Pref) 이하로 강하되면, 내부 압력 센서가 조절 시스템에 정보를 공급하고, 이 조절 시스템은 흡입 회로가 개방된 상태로 대응하는 유량(q2)을 강하시킬 정도로 공기 추출 회로를 폐쇄하기 위해 신속하고 원활하게 작동함으로써, 흡입 공기 유량(q1)과 추출 공기 유량(q2) 간의 차가 누출 유량(qf)을 대수적으로 보상하고, 압력(Pi)을 기준 압력(Pref) 또는 설정점 압력(Pc)에 근접한 일정한 수준으로 유지시키는 단계.

용적부 내측의 압력(Pi)이 기준 압력(Pref) 이상으로 상승하면, 조절 시스템은 추출 회로가 개방된 상태로 공기 흡입 회로를 부분적으로 원활하게 폐쇄시키는 단계.

순간 내부 압력(Pi)이 기준 압력(Pref)과 동일하면, 흡입 회로 및 추출 회로는 모두 모두 개방된 상태로 남아 있게 되는 단계.

또한, 본 발명의 방법은 이하의 특징들 중 적어도 하나를 충족시킨다.

용적부 내측의 압력(Pi)을 일정한 값 근방으로 조절하기 위해서, 임의의 시간에 용적부 내로 진입하는 공기의 전체 유량이 누출량을 포함한 용적부를 탈출하는 공기의 전체 유량과 동일하거나 이에 근접할 필요가 있으며, 내부 압력(Pi)과 외부 압력(Pe) 간의 차압이 보상 회로들 중 하나에서는 유량을 증대시키고 다른 하나에서는 유량을 감소시키면, 유입 유량과 누출량을 포함한 유출 유량은 차압의 영향 하에서 유량이 증대하는 회로를, 이 회로 내의 유량과 누출 유량의 합이, 완전 개방 상태에 있고 유량이 차압의 영향 하에서 감소하는 경향이 있으며 용적부 내의 공기를 교환하기 위한 유량에 상당하는 다른 회로에서의 유량과 동일하게 될 때까지 제어하는 방식으로 폐쇄시켜 상기 유량이 증대하는 회로에서의 유량을 감소시킴으로써 동일하게 된다.

외부 압력의 변동의 폭이 통상적인 사용 시에 최대치를 초과하면, 보상 회로는 둘 다 내부 압력의 변동을 가능한 작게 제한하기 위해 완전히 폐쇄된다.

통상적인 사용 시의 최대치는 팬에 의해 발생될 수 있는 최대 압력에 상당한다.

본 발명에 따르면, 본 발명의 조절 방법은 보상 회로가 작동하고 있지 않으면 유량 제어 부재는 밸브가 개방된 상태로 상기 회로를 완전히 차단하고, 용적부 내의 공기가 통상의 공기 흡입 회로 및 공기 추출 회로를 거쳐 환기되며, 보상 회로들이 작동하고 있으면, 통상의 환기 회로가 2위치 밸브에 폐쇄되도록 되어 있다.

본 발명의 조절 방법은 소정 순간에서의 내부 압력(Pi)이 저장 시스템에 의해 저장된 다음, 저장된 압력은 기준 내부 압력(Pref)으로서 간주되며, 저장 명령은 외부 공급원(origin)으로부터 발생되거나 조절 시스템(12)에 의해 발생되도록 되어 있다.

본 발명의 조절 시스템은 2개의 압력(Pi, Pref)들 간에 차가 나타나면 안락 상태에 의해 지배되는 변동율에 순응해서 내부 압력(Pi)의 변화를 기준 압력(Pref)을 향해 제어한다.

본 발명의 조절 방법은 보상 회로 내의 유량이 그 회전 속도가 조절 시스템에 연속적으로 조절될 수 있는 양변위 펌프에 의해 변동될 수 있게 되어 있다.

본 발명의 조절 장치는 용적부 내측의 공기를 공칭 속도와 동일하거나 또는 이에 근접할 수 있는 속도로 교환하는 것을 보장하는 잇점이 있다.

본 발명의 기타 목적, 특징 및 잇점은 첨부된 도면과 관련해서 제공된 본 발명의 조절 장치의 양호한 실시예와 그 변형예에 대한 이하의 설명으로부터 명백하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명은 누출량(2)을 고려해서 그리고 용적부(1) 내의 공기가 확실하게 교환되게 하면서, 용적부(1) 내의 압력(Pi)을 외부 압력(Pe)에 상관없이 저장 기준치에 가능한 한 근접한 수준으로 유지하는 데에 있다.

본 발명의 조절 장치는 임의의 순간에 있을 수 있는 외부 압력의 변동에 관한 예상 정보를 받지 않으며, 마찬가지로 외부 압력을 변동시키는 물리적 현상이 변하는 방식과는 독립적으로 작용한다는 점에서 자치적이다. 본 장치의 작동은 내부 압력과 관련된 순간 정보에 따라서만 좌우되며, 선택적으로는 외부 압력 또는 이들 압력과 관련된 임의의 물리적 현상, 예를 들어 순간 유량(q1, q2)에 대한 정보에 의해 보충된다.

본 발명의 조절 장치의 일반적인 원리는 실시간에 흡입 공기 유량(q1)과 추출 공기 유량(q2)을 조절해서 이들 2개의 유량간의 차가 누출 유량(qf)을 대수적으로 보상함으로써 용적부(1) 내의 압력(Pi)을 일정 수준으로 유지하는 데에 있다.

본 발명의 해결 방법은 이하에서 설명하는 바와 같이 소정 상태 하에서 공기를 만족스러운 속도로 교환하는 것을 가능하게 한다.

본 발명의 제1실시예에서, 통상의 환기 회로, 즉 도2 및 도3에 도시된 바와 같은 흡입 회로(3) 및 추출 회로(4)는 도1에 도시된 바와 같은 2개의 보상 회로(5, 6)로 대체된다.

본 발명의 다른 실시예에서, 통상의 환기 회로, 즉 흡입 회로(3) 및 추출 회로(4)는 도2 및 도3에 도시에 바와 같은 보상 회로(5, 6)와 평행하게 결합된다.

통상의 환기 회로의 각각은 예를 들어 2위치 밸브(7)와, 당해 회로에 따라 좌우되는 흡입 팬(8) 또는 추출기 팬(9)을 포함한다.

보상 회로(5, 6)는 교환 공기의 유량을 가능케 한다.

보상 회로(5, 6)의 각각에는 특히, 고유한 특징을 갖는 팬(10)과, 예컨대 밸브에 의해 회로의 기하학적 구성을 순간적으로 수정해서 순간 유량을 제어하기 위한 제어 부재(11)가 구비된다.

적절한 제어 장치는 적어도 4개의 요소, 즉 기준 압력으로서 선택되는 내부 압력치를 저장하기 위한 저장 시스템(16), 내부 압력을 측정하고 압력 변동을 검출하기 위한 측정 시스템(13), 압력 센서(13)에 의해 출력된 신호를 이용하고 상기 실시간에 순간 유량을 제어하는 제어 부재(11)를 구동하기 위한 가동기 부재(14, 15)에 공급되는 신호를 발생시키는 역할을 하는 조절 시스템(12), 및 2개의 가동기 부재(14, 15), 예컨대 그 위치가 조절되고 조절 시스템(12)에 의해 공급되는 가동 신호에 의해 구동되는 가동기로 구성된다.

따라서, 본 장치는 정적 압력을 감지하기 위한 동적 센서(13)를 포함하고, 이 센서는 용적부(1) 내측에 위치되어 조절 시스템(12)에 순간 신호를 공급한다.

내부 압력이 기준 압력(Pref)에 대해 변동하는 방식에 따라서, 조절 시스템(12)은 가동기 부재(14, 15)에 공급되는 명령을 발생시켜, 회로(5, 6) 내의유량이 조절될 수 있게 해준다.

용적부 내측의 압력(Pi)을 측정하는 것은 필수적이며, 보상 속도를 증대시키기 위해서는 가동기 부재(14, 15)로 하여금 외부 압력(Pe)의 변동으로 인한 방해를 처리하기 시작할 필요가 있다는 작동을 예측할 수 있게 해주기 위해 외부 센서를 부가하는 것이 가능하다.

용적부(1) 내측의 압력(Pi)이 기준 압력(Pref) 이하로 강하되면, 내부 압력 센서(13)는 선택적으로 다른 항목의 정보에 의해 보충되는 임의의 항목의 정보를 조절 시스템(13)에 공급하고, 이 조절 시스템은 대응하는 유량(q2)이 감소되게 하는 정도까지 공기 추출 회로(6)를 폐쇄하도록 신속하고 원활하게 작용한다.

따라서, 흡입 공기 유량(q1)과 추출 공기 유량(q2) 간의 차는 누출 유량(qf)을 대수적으로 보상하며, 이러한 방식으로 압력(Pi)을 기준 압력(Pref) 또는 설정점 압력(Pc)에 근접한 일정한 수준으로 유지한다.

용적부(1) 내측의 압력(Pi)이 기준 압력(Pref) 이상으로 상승하면, 조절 시스템(12)은 추출 회로(6)가 개방된 상태로 남아 있는 동안에 흡입 회로(5)를 부분적으로 그리고 원활하게 폐쇄되게 한다.

순간 내부 압력(Pi)이 기준 압력(Pref)과 동일하면, 흡입 회로(5) 및 추출 회로(6)는 모두 개방된 상태로 남아 있게 된다.

용적부(1) 내측의 압력(Pi)을 일정치 근방으로 조절하기 위해서는 임의의 순간에 용적부 내로 진입하는 공기의 전체 유량을 누출량을 포함해서 용적부를 탈출하는 공기의 전체 유량에 근접하게 하거나 또는 그것과 동일하게 할 필요가 있다.

내부 압력(Pi)과 외부 압력(Pe) 간의 차압은 누출 유량(qf)과 더불어, 보상 회로(5, 6)들 중 하나의 유량을 증대시키고 다른 보상 회로(6, 5)의 유량을 감소시킨다.

유입 유량과 누출량을 포함한 유출 유량은 차압의 영향 하에 유량이 증대하는 회로를 이 회로 내의 유량과 누출 유량의 합이 다른 회로 내의 유량과 동일하게 될 때까지 제어하는 방식으로 폐쇄시켜 상기 유량이 증대하는 회로 내의 유량을 감소시킴으로써 동일하게 된다.

상기 다른 회로는 완전 개방된 상태로 남아 있게 되며 그 유량은 차압의 영향 하에 감소하는 경향이 있으며, 이 유량의 변동치는 고유한 특징을 갖는 팬(10)의 유량 대 압력 특성 곡선의 함수이다.

완전 개방된 상태로 남아 있는 회로 내의 유량은 용적부 내의 공기를 교환하기 위한 유량에 상당한다.

사용되는 팬의 유량 대 압력 특성 곡선들이 첫째로 이들이 발생시키는 유량이 상류 및 하류 압력 상태에 거의 좌우되지 않고, 둘째로 용적부로부터 누출량의 크기와 외부 압력 변동의 크기가 팬에 의해 허용될 수 있는 값 내에 존재하는 한, 완전 개방 상태로 남아 있는 회로 내의 유량은 크게 감소하지 않는다.

또한, 제어되는 회로 내의 유량의 감소는 작다.

따라서, 용적부 내의 공기의 교환은 항상 그 공칭 속도에 근접한 상태로 남아 있게 된다.

역으로, 팬이 개방 상태인 회로 내에서 공기의 유량이 특히 외부 압력의 최대 변동 중에 현저하게 감소하도록 구성되어 있으면, 그에 따라 공기 교환 유량도 감소된다.

예외적으로, 외부 압력의 변동 폭이 통상적인 사용 시에 최대치, 즉 팬에 의해 발생될 수 있는 최대 압력에 도달하거나 또는 이를 초과하면, 2개의 보상 회로는 완전히 폐쇄되어 내부 압력의 변동을 가능한 한 작게 제한한다.

각 보상 회로는 그 작동점(공칭 유량)이 관련된 유량의 수두 손실만큼 설정된 팬을 포함한다.

회로의 각각에는 그 위치가 조절되는 가동기(공압 가동기, 전기 모터 등)에 의해 구동되는 유량 조절 부재(밸브, 플랩 등)가 제공된다. 회로들 중 하나는 공기를 흡입하는 역할을 하는 반면에 다른 회로는 공기를 추출하는 역할을 한다.

용적부 내측의 압력을 조절하기 위한 조절 장치는 디지털 또는 아날로그 방식일 수 있으며, 이것은 용적부 내측에 위치된 압력 센서와 임의의 부가적인 센서에 의해 공급되는 압력 신호를 기초로 해서 가동기용 가동 신호를 발생시킨다.

또한, 본 발명은 기준 압력을 저장할 수 있게 해주는 기계적 또는 전기적 시스템을 포함한다.

이 시스템은 예를 들면 내부 상대 압력 센서의 기준선과 영구 접촉 상태인 기밀 용적부로 이루어져 있다.

이 용적부는 예를 들어 터널의 입구에서, 압력을 저장하기 위한 전기 제어식 밸브를 거쳐 일시적으로 외부 압력과 접촉 상태로 놓이게 된다.

조절 장치는 통상의 환기 회로와 평행하게 설치될 수 있거나, 또는 그 자체가 그러한 통상의 환기 회로의 기능을 수행할 수 있다.

본 발명의 몇 개의 변형예가 있을 수 있으며, 이하의 설명은 그러한 변형예에 관한 것이다.

센서의 설치에 대해서：본 발명의 기본적인 변형예는 용적부 내측에 위치된 단일 압력 센서를 포함한다. 이 센서는 조절할 크기를 측정해야 하기 때문에 필수적이다.

그러나, 외부 압력을 측정하는 센서와 같은 부가적인 센서를 제공하는 것이 가능하다.

그러한 측정은 조절 시스템에 의해 사용될 때 유량 조절 부재에 의해 수행될 필요가 있는 작용을 예측해서 장치의 성능 수준을 증대시키는 것을 가능하게 하는 신호를 공급한다. 또한, 조절 시스템에 의해 사용되는 신호는 외부 압력 변동과 관련된 임의의 물리적 크기의 순간 측정(회로 내의 공기의 순간 유량 또는 순간 속도 등)을 기초로 하여 얻어진다.

보상 회로의 작동에 대해서：보상 회로는 영구적 또는 일시적으로 작동할 수 있다.

외부 압력 변동이 가끔씩 나타나는 경우에 도2 및 도3에 도시된 바와 같이 기존의 회로로부터 보상 회로로 일시적으로 절환하는 것이 바람직하다. 본 변형예는 보상 회로가 압력 변동이 나타날 수 있는 시기 중에만 전원을 제공받기 때문에 에너지를 절약한다는 잇점이 있다.

2개의 2위치 밸브가 이러한 절환이 수행되는 것을 가능하게 해준다.

유량 조절 수단에 대해서：보상 회로의 유량을 조절하는 데에서는 전술한 2개의 별도의 밸브를 필요로 한다.

그러나, 회로들 중 하나만이라도 임의의 한 순간에 제어(2개의 회로들 중 적어도 하나가 개방)되기만 하면, 2개의 포트를 갖는 단일 밸브를 사용하는 것이 가능하다.

그러한 2개 포트 밸브는 예를 들어 셸 내에서 회전 오프셋된 개구, 또는 개구가 제공되고 서로에 대해 병진 운동하도록 장착된 2개의 평면(새시 시스템)이 제공된 실린더를 사용함으로써, 또는 단면이 일정한 하나 이상의 오리피스에서 병진 운동하도록 장착된 가변 단면부에 의해 작동된다.

기술적 이유 때문에, 2개의 회로를 서로 인접해서 배치하거나 또는 그러한 밸브를 실시하는 것이 곤란한 경우에, 가동기들 중 하나 또는 다른 하나에 지시를 내리거나, 또는 가동기들이 반대 기호의 신호에 응답하는 것이 항상 가능하다.

더욱이, 압력 조절 시스템이 안정적이 되도록 확보하기 위해서는, 밸브들이 이들의 위치 함수로서 발생시킬 수 있는 수두 손실의 변동이 가능한 한 선형인 밸브를 선택하는 것이 바람직하며, 통상의 밸브와 관련된 변동은 종종 지수형으로 되어 있어서 이들을 구동하는 가동기에 큰 응력을 유발시켜 시스템의 성능 감소를 유발시켰다.

모터 종동 팬의 형상에 대해서：팬들에 의해 점유되는 용적부를 제한하기 위해서, 한 변형예는 양 팬을 모터축의 각 단부에 고정시켜 단일 모터로 팬을 구동하는 구성으로 되어 있다.

시간에 따른 압력 변동율의 조절에 대해서：(예를 들어, 터널 내의 차량에 의해 겪게 되는 고도 변화의 결과로 인해) 조절이 개시되는 순간과 조절이 종료되는 순간 사이에 외부 압력이 변화하면, 설정점 압력을 미끄럼 이동시켜 용적부 내의 압력의 시간에 대한 변동율을 제어함으로써 시스템의 정지를 조작할 수 있다.

회로 내의 유량의 변동에 대해서：흡입 공기 유량과 추출 공기 유량을 변화시키는 다른 방법으로는 모터로의 전원 공급을 수정함으로써, 예를 들어 변동 전압 및 변동 주파수의 AC를 공급함으로써 모터 종동 팬의 회전 속도에 영향을 주는 데에 있다.

공기 유량을 발생시키는 것에 대해서：공기 유량은 양변위 펌프 또는 압축기에 의해 제공될 수 있다. 실제로, 이러한 형태의 장비에서의 유량의 조절은 회전 속도에 영향을 줌으로서만 가능하다.

시스템의 기동 또는 정지에 대해서：내부 압력을 제어하기 위한 시스템은 가장 간단한 경우에는 외부 신호에 의해 기동 또는 정지된다.

한 변형예에서, 시스템은 자치적일 수 있다. 즉, 기준 압력이 저장되고, 시스템은 검출되는 내부 압력 또는 외부 압력의 변동에 의해, 그리고 압력 센서로부터의 신호의 처리를 기초로 해서 기동된다.

시스템은 외부 압력의 및 내부 압력의 변동이 없음을 검출함으로써 또는 임의의 다른 신뢰성 있는 판정 기준을 기초로 해서 정지될 수 있다.

또한, 본 발명의 압력 조절 장치는 고도의 변화가 있을 때 내부 압력이 외부 압력과 평형을 이룬 상태로 회복되는 반면에, 안락 상태에 의해 지배되는 시간에 대한 변동율에 순응하게 하는 것을 가능하게 할 수 있다.

외부 압력(Pe)의 변동의 지배를 받는 환기식 폐쇄 용적부의 내부 압력(Pi)을 조절하기 위한 본 발명의 장치는 특히 터널을 통과하거나 장애물을 지나가는 철도 차량에 특히 적합하다.

본 발명의 조절 장치는 터널 진입 또는 탈출 정보를 전달하는 고정 설비에 의해 기동 또는 정지될 수 있다.

철도 차량 내의 내부 압력은 터널로의 입구에서 기억된 설정점 압력에 대한 이들 차량의 터널 내의 이행 시간 전체에 걸쳐 조절된다.

이러한 해결 방법은 철도 차량의 용적부 내측에 위치된 단일 압력 센서만을 필요로 하는 잇점을 제공한다.

고도의 변화로 인해, 외부 압력이 내부 압력과 상이한 경우에, 철도 차량 내의 압력의 시간에 대한 변동율을 제한하는 제어 방식으로 설정점을 미끄럼 이동시켜 시스템의 정지를 조작하는 것이 가능하다.

상기 설명 이외에도, 본 발명의 조절 방법은 보상 회로(5, 6)가 작동하고 있지 않으면 유량 제어 수단(11)은 밸브(7)가 개방된 상태로 상기 회로를 완전히 차단하고, 용적부(1) 내의 공기가 통상의 흡입 공기 회로(3) 및 공기 추출 회로(4)를 거쳐 교환되게 되며, 보상 회로(5, 6)가 작동하고 있으면 통상의 환기 회로(3, 4)는 2위치 밸브(7)에 의해 차단된다.

양호하게는, 소정 순간에서의 내부 압력(Pi)은 저장 시스템에 의해 저장된 다음, 저장된 압력은 기준 내부 압력(Pref)으로서 간주되며, 저장 명령이 외부 공급원으로부터 발생되거나 조절 시스템(12)에 의해 발생된다.

조절 시스템(12)은 2개의 압력(Pi, Pref)들 간에 차가 나타나면 안락 상태에 의해 지배를 받는 변동율에 순응함으로써 내부 압력(Pi)의 변화를 기준 압력(Pref)을 향해 제어한다.

본 발명의 조절 방법은 보상 회로 내의 유량이 그 회전 속도가 조절 시스템(12)에 의해 연속적으로 조절되는 양변위 펌프에 의해 변동될 수 있도록 되어 있다.

양변위 펌프의 운반 유량은 내부 압력(Pi)과 외부 압력(Pe) 간의 차압에는 거의 둔감하기 때문에 흡입 공기 펌프와 공기 추출 펌프들 간의 유량의 차는 누출 유량(qf)을 대수적으로 거의 보상할 필요가 없다.

본 발명에 의하면 용적부 내측의 공기를 공칭 속도와 동일하거나 또는 이에 근접한 속도로 교환하는 것을 보장하는 내부 압력 조절 장치 및 방법을 제공함으로써, 사용자로 하여금 순간 압력과 기준 압력간의 차로 인한 불쾌감으로부터 벗어날 수 있게 해준다.

Claims (15)

1. 외부 압력(Pe)의 변동에 영향을 받는 환기식 폐쇄 용적부의 내부 압력(Pi)을 조절하기 위한 조절 장치로써, 흡입 공기 유량(q1)과 추출 공기 유량(q2)을 실시간에 조절될 수 있게 해줌으로써 이들 2개의 유량간의 차가 누출 유량(qf)을 대수적으로 보상하고, 용적부 내측의 내부 압력(Pi)을일정수준으로유지하기 위한 적어도 2개의 보상 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 조절 장치.
2. 제1항에 있어서, 2개의 보상 회로는 통상의 환기 회로, 즉 흡입 회로 및 추출 회로를 대신하는 것을 특징으로 하는 조절 장치.
3. 제1항에 있어서, 하나의 보상 회로가 통상의 각각의 환기 회로와, 즉 흡입 회로 및 추출 회로와 평행하게 결합되는 것을 특징으로 하는 조절 장치.
4. 제3항에 있어서, 보상 회로들이 가동되고 통상의 환기 회로는 부수적으로 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 조절 장치.
5. 제2항에 있어서, 상기 보상 회로의 각각은 고유한 특징을 갖는 팬과, 순간 유량을 제어하기 위한 제어 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 조절 장치.
6. 제1항에 있어서, 압력 센서에 의해 출력된 신호를 이용하고, 상기 실시간에 순간 유량을 제어하기 위한 제어 부재를 구동하는 가동기 부재에 공급되는 가동 신호를 발생시키는 역할을 하는 제어 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 조절 장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 용적부의 내측에 위치되고 정적 압력을 감지하기 위한 동적 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 조절 장치.
8. 외부 압력(Pe)의 변동에 영향을 받는 환기식 폐쇄 용적부의 내부 압력(Pi)을 조절하기 위한 방법으로써, 용적부 내측의 압력(Pi)이 기준 압력(Pref) 이하로 강하되면, 내부 압력 센서가 조절 시스템에 정보를 공급하고, 이 조절 시스템은 흡입 회로가 개방된 상태로 대응하는 유량(q2)을 강하시킬 정도로 공기 추출 회로를 폐쇄하기 위해 신속하고 원활하게 작동함으로써, 흡입 공기 유량(q1)과 추출 공기 유량(q2) 간의 차는 누출 유량(qf)을 보상하고 압력(Pi)을 기준 압력(Pref) 또는 설정점 압력(Pc)에 근접한 일정한 수준으로 유지시키는 단계, 용적부 내측의 압력(Pi)이 기준 압력(Pref) 이상으로 상승하면, 조절 시스템은 추출 회로가 개방된 상태로 공기 흡입 회로를 부분적으로 원활하게 폐쇄시키는 단계, 및 순간 내부 압력(Pi)이 기준 압력(Pref)과 동일하면, 흡입 회로 및 추출 회로가 모두 개방된 상태로 남아 있게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 조절 방법.
9. 제8항에 있어서, 용적부 내측의 압력(Pi)을 일정한 값 근방으로 조절하기 위해서, 임의의 시간에서 용적부 내로 진입하는 공기의 전체 유량이 누출량을 포함한 용적부를 탈출하는 공기의 전체 유량과 동일하거나 이에 근접할 필요가 있으며, 내부 압력(Pi)과 외부 압력(Pe) 간의 차압이 보상 회로들 중 하나에서는 유량을 증대시키고 다른 하나에서는 유량을 감소시키면, 유입 유량과 누출량을 포함한 유출 유량은 차압의 영향 하에 유량이 증대하는 회로를, 이 회로 내의 유량과 누출 유량의 합이, 완전 개방 상태에 있고 그 유량이 차압의 영향 하에 감소하는 경향이 있으며 용적부 내의 공기를 교환하기 위한 유량에 상당하는 다른 회로 내의 유량과 동일하게 될 때까지 제어하는 방식으로 폐쇄시켜 상기 유량이 증대하는 회로 내의 유량을 감소시킴으로써 동일하게 되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 조절 방법.
10. 제8항에 있어서, 외부 압력의 변동의 폭이 통상적인 사용 시에 최대치를 초과하면, 보상 회로는 둘 다 내부 압력의 변동을 가능한 작게 제한하기 위해 완전히 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 조절 방법.
11. 제10항에 있어서, 통상적인 사용 시의 최대치는 팬에 의해 발생될 수 있는 최대 압력에 상당하는 것을 특징으로 하는 방법.
12. 제8항에 있어서, 보상 회로가 작동하고 있지 않으면 유량 제어 부재는 밸브가 개방된 상태로 상기 회로를 완전히 차단하고, 용적부 내의 공기는 통상의 공기 흡입 회로 및 공기 추출 회로를 거쳐 환기되며, 보상 회로가 작동하고 있으면 통상의 환기 회로가 2위치 밸브에 의해 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 조절 방법.
13. 제8항에 있어서, 소정 순간에서의 내부 압력(Pi)이 저장 시스템에 의해 저장되고, 저장된 압력은 기준 내부 압력(Pref)으로서 간주되며, 저장 명령은 외부 공급원으로부터 발생되거나 조절 시스템에 의해 발생되는 것을 특징으로 하는 조절 방법.
14. 제13항에 있어서, 조절 시스템은 2개의 압력(Pi, Pref)들 간에 차가 나타나면 때 안락 상태에 의해 지배되는 변동율에 순응해서 내부 압력(Pi)의 변화를 기준 압력(Pref)을 향해 제어하는 것을 특징으로 하는 방법.
15. 제8항 또는 제13항에 있어서, 보상 회로 내의 유량은 그 회전 속도가 조절 시스템에 의해 연속적으로 조절될 수 있는 양변위 펌프에 의해 변동될 수 있는 것을 특징으로 하는 방법.

    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.