WO2014182079A1

WO2014182079A1 - 통합 지하 환기장치

Info

Publication number: WO2014182079A1
Application number: PCT/KR2014/004076
Authority: WO
Inventors: 이수빈
Original assignee: VENTILATION INSTITUTE OF KOREA Co Ltd
Current assignee: VENTILATION INSTITUTE OF KOREA Co Ltd
Priority date: 2013-05-10
Filing date: 2014-05-08
Publication date: 2014-11-13
Anticipated expiration: 2015-11-10
Also published as: JP2016522380A; RU2015145839A; MX368130B; US20160084513A1; PH12015502487A1; EP2998658A1; CA2912177A1; AU2014263349A1; BR112015028305A2; SG11201508909TA; CN105229387A; JP6490056B2; US10605471B2; CN105229387B; KR101429958B1; MY180816A; RU2645648C2; EP2998658A4; AU2014263349B2; PH12015502487B1

Abstract

본 발명은 통합 지하 환기장치에 관한 것으로서, 특히, 지하 환기장치를 개선하여 급기 시 잠열을 이용하여 단열냉방을 실시하고, 배기에 따라 스스로 개폐되는 댐퍼가 화재 시에는 강제 폐쇄되며, 지하 구조물에 있어서 국부적인 공기 상태에 따라 총괄적인 자동 제어가 가능하도록 하기 위한 장치에 관한 것으로서, 지하 구조물(1)의 급기 샤프트(10)를 따라 각 층의 급기구에 설치되는 급기팬(100)과; 상기 지하 구조물(1)의 배기 샤프트(20)를 향해 각 층의 배기구에 설치되는 배기팬(200)과; 상기 지하 구조물(1)의 각 층 천장에 지지되어, 상기 급기팬(100)으로부터 상기 배기팬(200)으로 다수의 공기 흐름 경로를 형성하는 다수의 연결팬(300)과; 상기 지하 구조물(1)의 각 층 천장에 고르게 산포된 센서(410)로부터 전기적 신호를 입력받아, 상기 급기팬(100) 및 상기 배기팬(200)과 다수의 상기 연결팬(300)을 총괄 제어하는 제어부로 구성되어, 지하 구조물의 내부 온도가 상승하는 것을 저렴한 비용으로 제어 가능하며, 화재가 다른 층으로 번지는 것을 막아 화재 안전성을 향상시키고, 특히, 화재 초기에 진화가 가능할 뿐 아니라 지하 구조물의 공기질을 크게 향상시켜 설비 전체의 상품성 및 유지보수성을 크게 향상시킬 수 있도록 하는 것이다.

Description

통합 지하 환기장치

본 발명은 통합 지하 환기장치에 관한 것으로서 특히, 지하 환기장치를 개선하여 급기 시 잠열을 이용하여 단열냉방을 실시하고, 배기에 따라 스스로 개폐되는 댐퍼가 화재 시에는 강제 폐쇄되며, 지하 구조물에 있어서 국부적인 공기 상태에 따라 총괄적인 자동 제어가 가능하도록 하기 위한 장치로써, 지하 구조물의 내부 온도가 상승하는 것을 저렴한 비용으로 제어 가능하며, 화재 안전성을 향상시키고, 특히, 화재 초기에 진화가 가능할 뿐 아니라 지하 구조물의 공기질을 크게 향상시켜 설비 전체의 상품성 및 유지보수성을 크게 향상시킬 수 있는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 고층 아파트나 고층 건물의 지하 구조물에는 통상 주차장이 마련되어 있으나, 이러한 지하 구조물은 자연 환기에 의해서는 공기가 순환되기 어렵고, 특히 자동차의 배기가스 및 기타 잔존 가스가 항상 존재하기 때문에, 강제 환기에 의해 공기를 순환시키고 있는 실정이다.

도 1은 종래의 지하 환기장치를 도시하는 단면도로서, 종래의 지하 환기장치는 도 1에 도시한 바와 같이, 신선한 외기를 급기하기 위하여 지하 구조물(1)에 수직하게 형성된 급기 샤프트(10)에는 급기팬(11)이 마련되고, 오염된 내기를 배기하기 위하여 지하 구조물(1)에 수직하게 형성된 배기 샤프트(20)에는 배기팬(21)이 마련되어 있다.

이와 함께, 상기 지하 구조물(1)의 내부 공간에는 다수의 연결팬(30)이 마련되어 상기 급기팬(11)으로부터 상기 배기팬(21)으로 공기의 흐름 경로를 형성하며, 상기 배기 샤프트(20) 내에는 유도팬(40)이 마련되어 상측으로 배기를 유도하고 있다.

이러한 구성에 따라 종래의 지하 환기장치는, 급기팬(11)이 동작하여 급기 샤프트(10)를 통해 지하 구조물(1)의 강제 급기가 이루어지며, 지하 구조물(1) 내부의 오염된 공기는 연결팬(30)에 의해 상기 배기팬(21)으로 보내진 후, 배기팬(21)이 동작하여 배기 샤프트(20)를 통해 강제 배기가 이루어진다.

이때, 상기 유도팬(40)의 동작에 의해 배기 샤프트(20)를 통한 배기가 역류되지 않고 원활하게 이루어지게 되는 것이다.

그러나 종래의 지하 환기장치는 고온 지역이나 하절기 시 고온의 외기가 그대로 지하 구조물(1)로 급기되기 때문에 내부 온도가 높아지게 되어 별도로 냉방을 실시할 필요가 있어 냉방전력 소모가 컸으며, 또한, 지하 구조물(1)에서 화재 발생 시 화재에 의한 고온의 공기가 배기 샤프트(20)를 타고 다른 층으로 쉽게 번지게 되어 대형 화재의 위험성이 항상 있었다.

특히, 종래의 지하 환기장치는 급기팬(11), 배기팬(21), 그리고 연결팬(30)의 전체 작동이 단순히 '온'과 '오프'로 제어되고 있기 때문에, 대형 지하 구조물(1)에 있어서 국부적인 환기가 불가능하며 전체 팬을 작동시켜 환기를 시키기 때문에 가동비용이 매우 높다는 종래 기술상의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 지하 환기장치를 개선하여 급기 시 잠열을 이용하여 단열냉방을 실시함으로써 지하 구조물의 내부 온도가 상승하는 것을 저렴한 비용으로 제어 가능하며, 배기에 따라 스스로 개폐되는 댐퍼가 화재 시에는 강제 폐쇄됨으로써 화재가 다른 층으로 번지는 것을 막아 화재 안전성을 향상시키고, 특히, 지하 구조물에 있어서 국부적인 공기 상태에 따라 총괄적인 자동 제어가 가능하기 때문에 화재 초기에 진화가 가능할 뿐 아니라 지하 구조물의 공기질을 크게 향상시켜 설비 전체의 상품성 및 유지보수성을 크게 향상시킬 수 있도록 하는 통합 지하 환기장치를 제공하고자 한다.

이러한 본 발명은, 지하 구조물의 급기 샤프트를 따라 각 층의 급기구에 설치되는 급기팬과; 상기 지하 구조물의 배기 샤프트를 향해 각 층의 배기구에 설치되는 배기팬과; 상기 지하 구조물의 각 층 천장에 지지되어, 상기 급기팬으로부터 상기 배기팬으로 다수의 공기 흐름 경로를 형성하는 다수의 연결팬과; 상기 지하 구조물의 각 층 천장에 고르게 산포된 센서로부터 전기적 신호를 입력받아, 상기 급기팬 및 상기 배기팬과 다수의 상기 연결팬을 총괄 제어하는 제어부로 구성함으로써 달성된다.

이때, 상기 급기팬 및 상기 배기팬은 각기둥 형상의 프레임 내에 지지된 원통형 팬으로 이루어지는 것이 좋다.

이와 함께, 상기 급기팬과 상기 배기팬 중 어느 하나 이상에는 팬의 작동 여부에 따라 개폐되다가 온도에 따라 동작하는 퓨즈를 매개로 강제 폐쇄되는 방화용 댐퍼가 추가 구성되는 것이 양호하다.

그리고, 상기 급기팬과 상기 연결팬 중 어느 하나 이상에는 송풍에 따라 발생하는 부압으로 물을 흡입하여 미세하게 분사하는 분무노즐이 추가 구성되는 것이 바람직하다.

이때, 상기 센서는 온도, 습도, 유해가스 농도, 그리고 미세 먼지량 중 어느 하나 이상을 검출하며, 상기 제어부는 지하 구조물의 온도, 습도, 유해가스 농도, 그리고 미세 먼지량을 설정된 기준치 이하로 유지시키는 것이 바람직하다.

또한, 상기 연결팬은 2축 이상의 제어가 가능한 지향각도 조절수단을 매개로 지하 구조물의 천장에 지지되는 것이 좋다.

이때, 상기 분무노즐은 원통형 팬의 토출구 테두리를 따라 방사상 등간격을 두고 다수 마련되고, 상기 분무노즐에는 급수관로가 연결되는 것이어도 양호하고, 상기 분무노즐은 다수의 동심원형 관로와 십자선형 관로로 이루어진 거름망에 다수 마련되고, 상기 분무노즐에는 급수관로가 연결되는 것도 가능하다.

이뿐 아니라, 상기 급기팬에는 음이온 발생기가 추가로 마련되어, 급기에 음이온을 혼합하여 급기하는 것이 좋다.

특히, 상기 방화용 댐퍼는; 양단의 회전축이 상기 프레임을 관통하여 회전 가능하게 지지되되, 중량체가 마련되어 수평하게 다단 배열되는 다수의 블레이드와; 다수의 상기 회전축 일측에 각각 고정된 링크암을 일체로 연결하여 다수의 상기 블레이드의 개도량을 동일하게 유지하는 연결링크와; 다수의 상기 회전축 중 어느 하나의 타측에 회전 가능하게 지지되어 일측에 걸림후크가 형성되고, 링 형상으로 이루어져 원주상 소정 구간 각도 제어링이 형성된 로크플레이트와; 상기 로크플레이트를 지지하는 상기 회전축의 말단에 고정되어 일체로 회전하되, 상기 각도 제어링에 대응하여 법선방향으로 돌출된 걸림단과; 상기 로크플레이트의 걸림후크에 걸쳐져, 소정 온도 이하에서 고체 상태를 유지하여 상기 로크플레이트의 회전을 제한하며, 소정 온도를 초과 시 용융되어 상기 로크플레이트의 회전을 가능하게 하는 퓨즈와; 상기 로크플레이트를 탄력적으로 회전시키는 탄성체로 구성되는 것이 가장 바람직하다.

마지막으로, 상기 블레이드는 상기 중량체가 마련된 반대편이 절곡된 단면으로 이루어져 수평하게 통과하는 공기의 흐름을 상측을 향하도록 하며, 상기 블레이드의 길이는 그 설치 높이가 상기 프레임의 하부에 위치할수록 점차적으로 길게 형성되는 것이 좋다.

이상과 같은 본 발명은 지하 환기장치를 개선하여 급기 시 잠열을 이용하여 단열냉방을 실시함으로써 지하 구조물의 내부 온도가 상승하는 것을 저렴한 비용으로 제어 가능하며, 배기에 따라 스스로 개폐되는 댐퍼가 화재 시에는 강제 폐쇄됨으로써 화재가 다른 층으로 번지는 것을 막아 화재 안전성을 향상시키고, 특히, 지하 구조물에 있어서 국부적인 공기 상태에 따라 총괄적인 자동 제어가 가능하기 때문에 화재 초기에 진화가 가능할 뿐 아니라 지하 구조물의 공기질을 크게 향상시켜 설비 전체의 상품성 및 유지보수성을 크게 향상시킬 수 있는 발명인 것이다.

도 1은 종래의 지하 환기장치를 도시하는 단면도,

도 2는 본 발명의 통합 지하 환기장치를 도시하는 단면도,

도 3은 본 발명의 통합 지하 환기장치를 도시하는 평면도,

도 4는 본 발명의 통합 지하 환기장치에 있어서 급기팬을 도시하는 도,

도 5는 본 발명의 통합 지하 환기장치에 있어서 분무노즐의 설치예를 도시하는 도,

도 6은 본 발명의 통합 지하 환기장치에 있어서 급기팬의 설치예를 도시하는 도,

도 7은 본 발명의 통합 지하 환기장치에 있어서 배기팬을 도시하는 도,

도 8은 본 발명의 통합 지하 환기장치에 있어서 방화용 댐퍼를 도시하는 도,

도 9는 본 발명의 통합 지하 환기장치에 있어서 방화용 댐퍼의 요부를 도시하는 분해사시도,

도 10은 본 발명의 통합 지하 환기장치에 있어서 방화용 댐퍼의 작동예를 도시하는 도,

도 11은 본 발명의 통합 지하 환기장치에 있어서 배기팬의 설치예를 도시하는 도,

도 12는 본 발명의 통합 지하 환기장치에 있어서 화재 발생 시 연결팬의 작동예를 도시하는 도.

[부호의 설명]

1 : 지하 구조물 10 : 급기 샤프트

20 : 배기 샤프트 100 : 급기팬

110 : 분무노즐 120 : 프레임

130 : 원통형 팬 131 : 토출구

140 : 음이온 발생기 200 : 배기팬

210 : 방화용 댐퍼 220 : 프레임

211 : 블레이드 211a, 211b : 회전축

211c : 중량체 212 : 연결링크

212a : 링크암 213 : 로크플레이트

213a : 걸림후크 213b : 각도 제어링

214 : 걸림단 215 : 퓨즈

215a : 퓨즈단 216 : 탄성체

300 : 연결팬 310 : 지향각도 조절수단

410 : 센서 500 : 유도팬

도 2는 본 발명의 통합 지하 환기장치를 도시하는 단면도이며, 도 3은 본 발명의 통합 지하 환기장치를 도시하는 평면도이다.

그리고, 도 4는 본 발명의 통합 지하 환기장치에 있어서 급기팬을 도시하는 도로서, 도 4의 (a)는 정단면도이고, 도 4의 (b)는 요부의 사시도이다.

도 5는 본 발명의 통합 지하 환기장치에 있어서 분무노즐의 설치예를 도시하는 도로서, 도 5의 (a)는 팬의 토출구에 마련되는 분무노즐을 예시하며, 도 5의 (b)는 프레임의 거름망에 마련되는 분무노즐을 예시하고, 도 6은 본 발명의 통합 지하 환기장치에 있어서 급기팬의 설치예를 도시하는 도이다.

또한, 도 7은 본 발명의 통합 지하 환기장치에 있어서 배기팬을 도시하는 도로서, 도 7의 (a)는 팬이 동작하여 방화용 댐퍼가 개방된 상태를 도시하며, 도 7의 (b)는 팬이 정지하여 방화용 댐퍼가 폐쇄된 상태를 도시한다.

도 8은 본 발명의 통합 지하 환기장치에 있어서 방화용 댐퍼를 도시하는 도로서, 도 8의 (a)는 좌측면도, 도 8의 (b)는 정면도, 그리고 도 8의 (c)는 우측면도이다.

도 9는 본 발명의 통합 지하 환기장치에 있어서 방화용 댐퍼의 요부를 도시하는 분해사시도이며, 도 10은 본 발명의 통합 지하 환기장치에 있어서 방화용 댐퍼의 작동예를 도시하는 도로서, 도 10의 (a)는 평상 시 팬의 동작 여부에 따라 방화용 댐퍼가 개폐 가능한 상태를 나타내며, 도 10의 (b)는 화재 시 팬의 동작 여부에 관계없이 방화용 댐퍼가 강제 폐쇄된 상태를 나타낸다.

마지막으로, 도 11은 본 발명의 통합 지하 환기장치에 있어서 배기팬의 설치예를 도시하는 도이고, 도 12는 본 발명의 통합 지하 환기장치에 있어서 화재 발생 시 연결팬의 작동예를 도시하는 도이다.

본 발명의 통합 지하 환기장치는 도 2 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 지하 구조물(1)에 설치되는 급기팬(100), 배기팬(200), 연결팬(300)과, 그리고 이들 팬과 유무선으로 접속된 미도시한 제어부로 구성되되, 상기 급기팬(100)에는 분무노즐(110) 및/또는 방화용댐퍼(미도시)가 마련되어 방화 기능과 함께 송풍에 따라 물을 미세하게 분무하여 냉각 효과를 가지며, 상기 배기팬(200)에는 방화용 댐퍼(210)가 마련되어 화재 발생 시 화재가 번지는 것을 예방하고, 상기 연결팬(300)은 분무노즐(미도시) 및/또는 2축 제어가 가능한 지향각도 조절수단(310)이 마련되어 송풍 방향을 조절할 수 있고, 특히, 상기 제어부는 센서(410)로부터 검출된 상태에 따라 상기 급기팬(100), 상기 배기팬(200), 그리고 상기 연결팬(300)의 제어를 총괄 제어하여 지하 구조물(1)에 대한 통합 환기를 원활하게 수행하는 것을 그 기술상의 기본 특징으로 한다.

본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 통합 지하 환기장치는, 지하 구조물(1)의 급기 샤프트(10)를 따라 각 층의 급기구에 설치되는 급기팬(100)과; 상기 지하 구조물(1)의 배기 샤프트(20)를 향해 각 층의 배기구에 설치되는 배기팬(200)과; 상기 지하 구조물(1)의 각 층 천장에 지지되어, 상기 급기팬(100)으로부터 상기 배기팬(200)으로 다수의 공기 흐름 경로를 형성하는 다수의 연결팬(300)과; 상기 지하 구조물(1)의 각 층 천장에 고르게 산포된 센서(410)로부터 전기적 신호를 입력받아, 상기 급기팬(100) 및 상기 배기팬(200)과 다수의 상기 연결팬(300)을 총괄 제어하는 제어부로 구성된다.

우선, 아파트나 고층 건물의 지하에 형성되는 지하 구조물(1)에는 도 2 및 도 3과 같이 급기를 위한 급기 샤프트(10)와 배기를 위한 배기 샤프트(20)가 수직하게 형성되어 있어, 상기 급기 샤프트(10)를 통해 신선한 외기가 급기되며, 상기 배기 샤프트(20)를 통해 오염된 내기가 배기된다.

이때, 상기 급기 샤프트(10)에는 각 층에 급기구가 형성되어 있어, 이 급기구를 통해 상기 급기 샤프트(10)로부터 지하 구조물(1)의 실내 공간으로 급기가 이루어지며, 이러한 급기구에는 급기팬(100)이 마련되어 강제 급기를 실시하게 된다.

상기 급기팬(100)은 도 4와 같이 대략 사각기둥 형상의 프레임(120) 내부에 원기둥 형상의 팬(130)이 지지되어 있는 것으로, 상기 팬(130)은 전원 공급에 따라 회전속도 제어가 가능한 모터(131)에 의해 회전하는 회전날개(132)로 이루어져 있다.

특히, 본 발명에 있어서 상기 급기팬(100)에는 송풍에 따라 발생하는 부압으로 물을 흡입하여 미세하게 분사하는 분무노즐(110)을 포함하고 있는 것에 특징이 있다.

즉, 본 발명에 있어서 상기 분무노즐(110)은; 도 4의 (a) 및 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이 원통형 팬(130)의 토출구(131) 테두리를 따라 방사상 등간격을 두고 다수 마련되고, 상기 분무노즐(110)에는 급수관로가 연결되는 것이 좋다.

이에 따라, 토출구(131)의 테두리를 일주하여 안쪽을 향해 마련된 다수의 분무노즐(110)이 물을 미세한 입자 형태로 분무하게 된다.

이와 유사하게, 본 발명에 있어서 상기 분무노즐(110)은; 도 4의 (b) 및 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이 다수의 동심원형 관로(151)와 십자선형 관로(152)로 이루어진 거름망(150)에 다수 마련되고, 상기 분무노즐(110)에는 급수관로가 연결되는 것도 가능하다.

이에 따라, 급기팬(100)의 프레임(120) 전방에 위치하는 거름망(150)으로부터 다수의 분무노즐(110)이 물을 미세한 입자 형태로 분무하게 된다.

본 발명에 있어서 상기 급기팬(100)에는 상술한 두 가지 분무노즐(110) 중 어느 하나를 선택하여 실시하여도 좋지만, 이후에 설명할 연결팬(300)에는 후자의 분무노즐(110)을 적용하는 것이 바람직하다.

이와 같은 구성에 따라, 별도의 구동원 없이도 기본적으로 송풍량에 비례하여 물을 흡입하여 미세한 입자 형태로 물을 분무하게 되며, 이와 같이 분무된 물은 증발 잠열에 의해 분사되는 급기의 온도를 떨어트리게 되어, 단열냉방을 실시하게 되는 것이다.

이를 통해, 별도의 냉방사이클을 구성할 필요 없이 지하 구조물(1)의 단열냉방을 실시할 수 있어 지하 구조물(1)의 환기를 운용하는 데 큰 경제적 이점을 지니게 되는 것이다.

부차적으로는, 이와 같이 미세한 입자 형태로 분무되는 물 입자가 먼지 등의 이물질에 점착하여 떨어짐으로써, 이물질에 대한 여과 기능 또한 가지게 된다.

추가적으로는, 분무된 물을 함유한 급기를 이용하여 초기 화재 진압에도 사용할 수 있다.

그리고, 상기 분무노즐(110)에 연결된 급수관로를 제어하여 필요에 따라서는 예를 들어, 외기온이 하강하였을 경우 상술한 단열 냉각을 실시하지 않는 것도 가능하다.

또한, 상기 급기팬(100)의 토출구(131) 측에는 도 4와 같이 음이온 발생기(140)를 추가로 구성하여 급기 시 음이온을 발생시킴으로써, 지하 구조물(1)의 실내 공기를 더욱 쾌적하게 유지하는 것도 가능하다.

이러한 음이온 발생기(140)는 급기의 송풍에 따라 자연스럽게 급기에 혼합되도록, 예시한 바와 같이 모서리에 인접하게 위치하는 것이 바람직하다.

이때, 상기 급기팬(100)은 하나의 대용량 팬으로 구성하는 것보다 다수의 소용량 팬을 가로와 세로로 적층하여 구성하는 것이 바람직하며, 예를 들어 도 6에 도시한 바와 같이 가로×세로가 4열×2열로 적층 배열하는 것도 가능하다.

다음으로, 상기 배기 샤프트(20)에는 각 층에 배기구가 형성되어 있어, 이 배기구를 통해 지하 구조물(1)의 실내 공간으로부터 상기 배기 샤프트(20)로 배기가 이루어지며, 이러한 배기구에는 배기팬(200)이 마련되어 강제 배기를 실시하게 된다.

이때, 상기 배기 샤프트(20)에는 도 2와 같이 층과 층 사이에 유도팬(500)을 추가하여 배기의 흐름을 더욱 원활하게 하는 것도 가능하다.

상기 배기팬(200) 또한 도 7에 도시한 바와 같이 대략 사각기둥 형상의 프레임(220) 내부에 원기둥 형상의 팬(230)이 지지되어 있는 것으로, 상기 팬(230)도 상술한 급기팬(100)과 마찬가지로 전원 공급에 따라 회전속도 제어가 가능한 모터(231)에 의해 회전하는 회전날개(232)로 이루어져 있다.

특히, 본 발명에 있어서 상기 배기팬(200)에는 팬의 작동 여부에 따라 개폐되다가 온도에 따라 동작하는 퓨즈(215)를 매개로 강제 폐쇄되는 방화용 댐퍼(210)를 포함하고 있는 것에 특징이 있다.

즉, 본 발명에 있어서 상기 방화용 댐퍼(210)는 도 7 내지 도 10에 도시한 바와 같이; 양단의 회전축(211a, 211b)이 상기 프레임(220)을 관통하여 회전 가능하게 지지되되, 중량체(211c)가 마련되어 수평하게 다단 배열되는 다수의 블레이드(211)와; 다수의 상기 회전축(211a) 일측에 각각 고정된 링크암(212a)을 일체로 연결하여 다수의 상기 블레이드(211)의 개도량을 동일하게 유지하는 연결링크(212)와; 다수의 상기 회전축(211b) 중 어느 하나의 타측에 회전 가능하게 지지되어 일측에 걸림후크(213a)가 형성되고, 링 형상으로 이루어져 원주상 소정 구간 각도 제어링(213b)이 형성된 로크플레이트(213)와; 상기 로크플레이트(213)를 지지하는 상기 회전축(211b)의 말단에 고정되어 일체로 회전하되, 상기 각도 제어링(213b)에 대응하여 법선방향으로 돌출된 걸림단(214)과; 상기 로크플레이트(213)의 걸림후크(213a)에 걸쳐져, 소정 온도 이하에서 고체 상태를 유지하여 상기 로크플레이트(213)의 회전을 제한하며, 소정 온도를 초과 시 용융되어 상기 로크플레이트(213)의 회전을 가능하게 하는 퓨즈(215)와; 상기 로크플레이트(213)를 탄력적으로 회전시키는 탄성체(216)로 구성되는 것이 바람직하다.

우선, 상기 블레이드(211)는 도 7의 (b)와 같이 수직하게 위치할 경우 벽을 형성하고, 수평하게 위치할 경우 공기의 유통이 가능한 평판형 날개이다.

이때, 상기 블레이드(211)의 양측에는 도 8과 같이 각각 회전축(211a, 211b)이 돌출 형성되어 상기 프레임(220)에 회전 가능하게 지지된다.

그리고, 상기 블레이드(211)에는 도 7과 같이 중량체(211c)가 마련되어 있어 별도의 외력이 작용하지 않을 경우 도 7의 (b)에 도시한 바와 같이 상기 중량체(211c)에 의해 수직한 상태를 유지하고, 송풍이 이루어질 경우 도 7의 (a)에 도시한 바와 같이 공기의 흐름에 의해 스스로 개방되는 것이다.

특히, 상기 블레이드(211)는 방향성을 가지고 있어, 오직 배기팬(200)으로부터 순방향(도 7에 있어서 좌에서 우로) 송풍될 경우에만 개방되며, 배기 샤프트(20)로부터의 역방향(도 7에 있어서 우에서 좌로) 송풍으로는 개방되지 않는다.

이때, 상기 블레이드(211)의 일측 회전축(211a)에는 도 8의 (c)와 같이 각각 링크암(212a)이 고정되어 일체로 회전하며, 이러한 다수의 링크암(212)은 수직하게 위치하는 하나의 연결링크(212)에 회전 가능하게 연결되어 있어 다수의 블레이드(211)는 모두 동일한 각도를 유지하여 회전하게 된다.

그리고 상기 블레이드(211)의 타측 회전축(211b) 중 어느 하나에는 도 8의 (a) 및 도 9와 도 10과 같이 걸림후크(213a)가 형성된 로크플레이트(213)가 회전 가능하게 지지되어 있다.

상기 로크플레이트(213)는 대략 원판 형상으로 이루어진 것으로 그 일측에 각도 제어링(213b)이 일체로 형성되어 있다.

상기 각도 제어링(213b)은 도 9 및 도 10과 같이 일부 절결된 링형상으로 이루어진 것으로, 대략 90도 정도 끊어져 있어, 다시 말해, 270도 가량의 폐구간과 90도 가량의 개구간으로 이루어져 있다.

이러한 각도 제어링(213b)의 개구간 내에는 이후에 설명할 걸림단(214)이 위치하여 그 회전 각도를 제한하게 된다.

이와 함께, 상기 블레이드(211)의 타측 회전축(211b) 말단에는 걸림단(214)이 고정 체결되어 있어, 상기 걸림단(214)은 상기 회전축(211b)과 일체로 회전하며, 상기 걸림단(214)은 상기 회전축(211b)에 대하여 법선방향으로 돌출 형성되어 상기 각도 제어링(213b)의 개구간 내에 위치하게 된다.

이때, 도 9에 있어서 도면부호 217은 베어링이며, 미도시하였지만 필요에 따라 부시 등이 부가될 수 있다.

그리고, 퓨즈(215)는 상기 프레임(220)에 고정된 것으로 상기 로크플레이트(213)의 걸림후크(213a)가 걸쳐져 상기 로크플레이트(213)의 회전을 선택적으로 제한하게 된다.

이러한 퓨즈(215)는 그 내부에 납 등과 같이 녹는점이 비교적 낮은 금속을 포함하고 있는 것이다.

이때, 상기 퓨즈(215)는 화재 발생 시 소정 온도를 초과하면 퓨즈단(215a)이 축방향으로 이동하여 내부로 들어가면서 상기 로크플레이트(213)의 회전을 가능하게 한다.

마지막으로, 상기 로크플레이트(213)는 상기 프레임(220)에 지지된 2개 이상의 코일스프링과 같은 탄성체(216)에 의하여 도 10에 있어서 반시계방향으로 탄력적으로 회전하도록 지지되어, 도 10의 (a)와 같은 상태에서 고온의 영향으로 상기 퓨즈(215)의 퓨즈단(215a)이 내부로 들어갈 경우 도 10의 (b)와 같이 상기 로크플레이트(213)를 반시계방향으로 탄력적으로 회전시키게 된다.

이러한 구성에 따라 상기 방화용 댐퍼(210)는 평상 시, 도 10의 (a)와 같이 상기 걸림단(214)이 로크플레이트(213)의 각도 제어링(213b) 개구간 내에 위치하게 되어 상기 블레이드(211)가 대략 90도 범위 내에서 회전하는 것을 가능하게 된다.

이에 따라, 배기팬(200)이 작동할 경우 도 7의 (a)와 같이 송풍에 따라 다수의 블레이드(211)가 수평하게 개방되어 배기가 이루어지는 한편, 상기 배기팬(200)이 정지할 경우 도 7의 (b)와 같이 중량체(211c)에 의해 수직하게 폐쇄되는 것이다.

이를 통해, 상기 배기팬(200)의 작동 시 개방되고 상기 배기팬(200)의 정지 시 폐쇄되는 동작과 함께, 급기 샤프트(20)로부터 실내로 오염된 공기가 역류되는 것을 방지할 수 있게 된다.

그리고, 화재 발생 시에는 상기 퓨즈(215)의 퓨즈단(215a)이 내부로 들어감에 따라 도 10의 (b)와 같이 상기 퓨즈단(215a)에 걸림후크(213a)를 통해 걸쳐져 있던 로크플레이트(213)가 탄성체(216)에 의해 반시계방향으로 회전하게 되면서, 상기 각도 제어링(213b)도 함께 회전하게 된다.

그 결과 상기 각도 제어링(213b)의 개구간 내에 위치하는 걸림단(214)은 폐구간에 의해 강제로 반시계방향으로 회전하게 되어 상기 걸림단(214)이 고정된 회전축(211b)을 통해 블레이드(211)를 강제로 회전시키게 됨으로써, 모든 블레이드(211)가 수직하게 위치하면서 도 7의 (b)와 동일한 형태로 방화벽을 형성하게 된다.

이에 따라, 화재 발생 시 다수의 블레이드(211)가 방화벽을 형성하여 화재가 다른 층으로 번지는 것을 예방할 수 있게 되는 것이다.

이러한 경우, 상기 탄성체(216)의 탄성계수는 매우 높아 상기 배기팬(200)이 송풍을 실시하더라도 상기 블레이드(211)가 개방되지는 않는다.

미도시하였지만 상술한 방화용 댐퍼(210)를 필요에 따라 상술한 급기팬(100)에 추가로 구성하는 것도 가능하며, 이를 통해 다른 층에서 발생한 화재의 열기가 급기와 함께 실내로 들어오는 것 또한 예방할 수 있게 된다.

이와 더불어, 상기 블레이드(211)는 도 7과 같이 상기 중량체(211c)가 마련된 반대편이 절곡된 단면으로 이루어져 수평하게 통과하는 공기의 흐름을 상측을 향하도록 하며, 상기 블레이드(211)의 길이는 그 설치 높이가 상기 프레임(220)의 하부에 위치할수록 점차적으로 길게 형성되는 것이 가장 바람직하다.

이를 통해, 배기팬(200)의 송풍에 의해 상기 블레이드(211)가 수평하게 유지될 경우, 별도의 가이드 베인 없이도 절곡된 블레이드(211)를 따라 배기가 송풍됨에 따라 자연적으로 배기 샤프트(20)의 상방향을 향하도록 하는 것이 양호하다.

그리고, 상기 블레이드(211)의 길이를 위에서부터 밑으로 점차적으로 길게 형성한다면, 블레이드(211)를 타고 상방향으로 꺾이는 위치가 높이에 따라 다르기 때문에 배기의 흐름을 더욱 원활하게 하는 것이 가능해진다.

상술한 바와 같이 절곡된 단면의 블레이드(211)는 오직 배기팬(200)에 적용하는 것이 바람직하며, 상기 급기팬(100)에 마련되는 블레이드(미도시)는 일자형 단면을 갖도록 하는 것이 좋다.

이때, 상기 배기팬(200) 또한 상술한 급기팬(100)과 마찬가지로, 하나의 대용량 팬으로 구성하는 것보다 다수의 소용량 팬을 가로와 세로로 적층하여 구성하는 것이 바람직하며, 예를 들어 도 11에 도시한 바와 같이 가로×세로가 4열×2열로 적층 배열하는 것도 가능하다.

다음으로 연결팬(300)은 도 2 및 도 12에 도시한 바와 같이, 별도의 프레임 없이 지하 구조물(1)의 각 층 천장에 지지되는 것으로, 상기 급기팬(100)으로부터 상기 배기팬(200)을 향하여 도 3과 같이 다수의 공기 흐름 경로를 형성하게 된다.

특히, 상기 연결팬(300)을 천장에 지지하기 위한 지향각도 조절수단(310)은 도 12와 같이 상기 연결팬(300)을 360도 회전시킬 수 있는 동시에, 그 상하 지향 각도를 조절할 수 있는 2축 이상의 제어가 가능하여 송풍 방향을 다양하게 변화시키는 것이 가능하다.

미도시하였지만, 상술한 분무노즐을 상기 연결팬(300)에 적용하는 것도 가능하다.

마지막으로 미도시한 제어부는 상술한 급기팬(100), 배기팬(200), 그리고 연결팬(300)에 각각 유무선으로 연결되어 있는 동시에, 상기 지하 구조물(1)의 각 층 천장에 도 2 및 도 3과 같이 고르게 산포되도록 설치된 센서(410)와도 연결되어 있다.

상기 센서(410)는 지하 구조물(1)의 공기로부터 온도, 습도, 유해가스 농도, 그리고 미세 먼지량 중 어느 하나 이상을 복합적으로 검출할 수 있는 것으로, 검출된 수치를 전기적 신호로 상기 제어부에 송출하게 된다.

이를 통해, 상기 제어부는 기본적으로 상기 급기팬(100), 연결팬(300), 그리고 배기팬(200)을 작동시켜 지하 구조물(1) 내부의 오염된 공기를 스스로 검출하여 강제 환기시키는 것이 가능하고, 특히, 센서(410)로부터 취득한 지하 구조물(1) 상의 국부적인 오염에 대해서도 해당 공기 흐름 경로 상의 인근 연결팬(300)이 연동하도록 제어하는 것도 가능해진다.

이를 통해, 상기 제어부(400)는 지하 구조물(1)에 대하여 전체 영역 혹은 국부 영역의 온도, 습도, 유해가스 농도, 그리고 미세 먼지량을 설정된 기준치 이하로 유지시키는 것이 가능해진다.

이하, 도 2 내지 도 12를 참조하여 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 통합 지하 환기장치는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 지하 구조물(1)의 내부에 고르게 산포된 센서(410)를 통해 제어부가 실내 공기의 질을 확인하게 된다.

만약, 지하 구조물(1) 내부의 전체적인 환기가 요구된다면 상기 급기팬(100), 연결팬(300), 그리고 배기팬(200)을 모두 작동시켜 지하 구조물(1) 내부에 다수의 공기 흐름 경로를 형성함으로써, 전체적인 환기가 이루어지게 된다.

반면, 지하 구조물(1) 내부의 국부적인 환기가 요구된다면 상기 급기팬(100)과 배기팬(200)의 작동과 함께, 소정의 공기 흐름 경로를 형성하기 위해 오염이 검출된 구역 인근의 연결팬(300)만을 선택적으로 작동시켜 환기를 실시하는 것도 가능하다.

이와 더불어, 검출된 실내 공기의 오염도에 따라 송풍량을 가감 제어하는 것도 가능하다.

그리고, 상기 급기팬(100)에는 분무노즐(110)과 음이온 발생기(140)가 마련되어 있어, 상기 분무노즐(110)은 급기에 따라 물을 미세한 입자로 분무하여 증발 잠열을 이용하여 단열냉각을 실시함으로써, 별도의 냉방사이클을 구성하지 않고도 고온 지역 또는 하절기에 뜨거운 외기가 지하 구조물(1) 내부로 직접 유입되는 것을 방지하며, 부차적으로는 이물질에 점착하여 떨어트리는 기능 또한 가지고 있다.

또한, 상기 급기팬(100)에 마련된 음이온 발생기(140)를 통해 급기에 음이온을 포함시킬 수 있어 지하 구조물(1) 내부를 더욱 쾌적하게 유지하는 것도 가능하다.

그리고, 미도시하였지만 상기 급기팬(100)에 방화용 댐퍼를 부가하는 것으로 방화 기능 또한 부여할 수 있게 된다.

이와 함께, 상기 배기팬(200)에는 방화용 댐퍼(210)가 마련되어 있어, 평상시에는 배기 송풍에 따라 자동으로 개방되며, 배기팬(200)의 미작동시에는 중량체(211c)에 의해 스스로 폐쇄되어 배기 샤프트(20)로부터 오염된 공기가 역류하는 것을 방지할 수 있다.

특히, 상기 방화용 댐퍼(210)는 화재 발생 시 퓨즈(215)를 통해 강제 폐쇄되어 화재가 다른 층으로 번지는 것 또한 별도의 전원 없이도 방지하는 효과를 가지게 된다.

이러한 방화용 댐퍼를 급기팬(100)에 적용함으로써, 해당 층으로 화재가 번지는 것 또한 예방할 수 있게 된다.

그리고, 본 발명에 있어서 지하 구조물(1)의 천장에는 2축 이상의 제어가 가능한 지향각도 조절수단(310)을 통해 다수의 연결팬(300)이 마련된 동시에, 다수의 센서(410)가 고르게 산포되어 있기 때문에, 국부적인 공기의 오염 발생 시 환기장치 전체를 가동시킬 필요 없이 해당 구역이 포함되도록 연결팬(300)을 작동시켜 특정의 공기 흐름 경로만으로 오염된 내부 공기가 외부로 배출될 수 있도록 제어하는 것도 가능하다.

이와 더불어, 상기 연결팬(300)에도 미도시한 분무노즐이 마련되어 있어 공기 흐름 경로 상에서 미세한 입자 형태로 물을 추가로 공급하는 것이 가능해진다.

특히, 지하 구조물(1) 내부에서 도 12와 같이 화재 발생 시에는 이를 센서(410)가 검출하여 인근의 연결팬(300)이 해당 영역을 지향하도록 지향각도 조절수단(310)으로 제어함으로써, 상기 급기팬(100)에 마련된 분무노즐(110)을 통해 많은 수분을 포함한 공기가 급기된 후, 추가적으로 분무노즐이 마련된 연결팬(300)에 의해 상기 화재 발생 영역을 향하도록 제어하는 것으로, 초기 화재를 진압할 수 있는 효과 또한 가지게 된다.

따라서, 본 발명의 통합 지하 환기장치는 다음과 같은 탁월한 이점을 가진 발명인 것이다.

첫째, 급기시 급기팬(100)의 분무노즐(110) 및/또는 연결팬(300)의 분무노즐을 통해 증발 잠열을 이용하여 단열냉방을 실시하여 고온 지역이나 하절기 시 별도의 냉방 사이클을 구성하거나 작동할 필요 없이 지하 구조물의 내부 온도가 상승하는 것을 저렴한 비용으로 방지할 수 있고, 이물질 제거 기능 또한 가지는 것이다.

둘째, 배기팬(200) 및/또는 급기팬(100)에 방화용 댐퍼가 마련되어 있어 상기 급기팬(100) 및/또는 배기팬(200)의 작동 여부에 따라 스스로 개폐되어 공기가 역류하는 것을 방지하고, 화재 발생시에는 강제 폐쇄되어 화재가 다른 층으로 번지는 것을 막아 화재 안전성을 향상시킬 수 있는 것이다.

셋째, 지하 구조물에 있어서 국부적인 공기 상태에 따라 총괄적인 자동 제어가 가능하기 때문에, 지하 구조물(1)에 있어서 전체적인 혹은 국부적인 오염 발생 시 해당 구역에 대한 국부적인 환기가 가능하여 종래와 같이 전체 시스템을 모두 가동할 필요가 없고, 특히, 초기 화재에 대한 진화가 가능하고 지하 구조물의 공기질을 크게 향상시켜 설비 전체의 상품성 및 유지보수성을 크게 향상시킬 수 있는 것이다.

Claims

지하 구조물의 급기 샤프트를 따라 각 층의 급기구에 설치되는 급기팬과;

상기 지하 구조물의 배기 샤프트를 향해 각 층의 배기구에 설치되는 배기팬과;

상기 지하 구조물의 각 층 천장에 지지되어, 상기 급기팬으로부터 상기 배기팬으로 다수의 공기 흐름 경로를 형성하는 다수의 연결팬과;

상기 지하 구조물의 각 층 천장에 고르게 산포된 센서로부터 전기적 신호를 입력받아, 상기 급기팬 및 상기 배기팬과 다수의 상기 연결팬을 총괄 제어하는 제어부로 구성되는 것을 특징으로 하는 통합 지하 환기장치.
제1항에 있어서, 상기 급기팬 및 상기 배기팬은 각기둥 형상의 프레임 내에 지지된 원통형 팬으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 통합 지하 환기장치.
제2항에 있어서, 상기 급기팬과 상기 배기팬 중 어느 하나 이상에는 팬의 작동 여부에 따라 개폐되다가 온도에 따라 동작하는 퓨즈를 매개로 강제 폐쇄되는 방화용 댐퍼가 추가 구성되는 것을 특징으로 하는 통합 지하 환기장치.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 급기팬과 상기 연결팬 중 어느 하나 이상에는 송풍에 따라 발생하는 부압으로 물을 흡입하여 미세하게 분사하는 분무노즐이 추가 구성되는 것을 특징으로 하는 통합 지하 환기장치.
제4항에 있어서, 상기 센서는 온도, 습도, 유해가스 농도, 그리고 미세 먼지량 중 어느 하나 이상을 검출하며, 상기 제어부는 지하 구조물의 온도, 습도, 유해가스 농도, 그리고 미세 먼지량을 설정된 기준치 이하로 유지시키는 것을 특징으로 하는 통합 지하 환기장치.
제4항에 있어서, 상기 연결팬은 2축 이상의 제어가 가능한 지향각도 조절수단을 매개로 지하 구조물의 천장에 지지되는 것을 특징으로 하는 통합 지하 환기장치.
제4항에 있어서, 상기 분무노즐은 원통형 팬의 토출구 테두리를 따라 방사상 등간격을 두고 다수 마련되고, 상기 분무노즐에는 급수관로가 연결되는 것을 특징으로 하는 통합 지하 환기장치.
제4항에 있어서, 상기 분무노즐은 다수의 동심원형 관로와 십자선형 관로로 이루어진 거름망에 다수 마련되고, 상기 분무노즐에는 급수관로가 연결되는 것을 특징으로 하는 통합 지하 환기장치.
제4항에 있어서, 상기 급기팬에는 음이온 발생기가 추가로 마련되어, 급기에 음이온을 혼합하여 급기하는 것을 특징으로 하는 통합 지하 환기장치.
제3항에 있어서, 상기 방화용 댐퍼는;

양단의 회전축이 상기 프레임을 관통하여 회전 가능하게 지지되되, 중량체가 마련되어 수평하게 다단 배열되는 다수의 블레이드와;

다수의 상기 회전축 일측에 각각 고정된 링크암을 일체로 연결하여 다수의 상기 블레이드의 개도량을 동일하게 유지하는 연결링크와;

다수의 상기 회전축 중 어느 하나의 타측에 회전 가능하게 지지되어 일측에 걸림후크가 형성되고, 링 형상으로 이루어져 원주상 소정 구간 각도 제어링이 형성된 로크플레이트와;

상기 로크플레이트를 지지하는 상기 회전축의 말단에 고정되어 일체로 회전하되, 상기 각도 제어링에 대응하여 법선방향으로 돌출된 걸림단과;

상기 로크플레이트의 걸림후크에 걸쳐져, 소정 온도 이하에서 고체 상태를 유지하여 상기 로크플레이트의 회전을 제한하며, 소정 온도를 초과 시 용융되어 상기 로크플레이트의 회전을 가능하게 하는 퓨즈와;

상기 로크플레이트를 탄력적으로 회전시키는 탄성체로 구성되는 것을 특징으로 하는 통합 지하 환기장치.
제10항에 있어서, 상기 블레이드는 상기 중량체가 마련된 반대편이 절곡된 단면으로 이루어져 수평하게 통과하는 공기의 흐름을 상측을 향하도록 하며, 상기 블레이드의 길이는 그 설치 높이가 상기 프레임의 하부에 위치할수록 점차적으로 길게 형성되는 것을 특징으로 하는 통합 지하 환기장치.