KR20170093312A

KR20170093312A - 도시철도 객실 의자 하부취부형 객실 외기유입 최소화 장치

Info

Publication number: KR20170093312A
Application number: KR1020160014410A
Authority: KR
Inventors: 조영민; 박덕신; 권순박; 천민철; 구동회
Original assignee: 한국철도기술연구원
Priority date: 2016-02-04
Filing date: 2016-02-04
Publication date: 2017-08-16
Anticipated expiration: 2036-02-04
Also published as: KR101798152B1

Abstract

본 발명은 도시철도 객실 의자 하부취부형 객실 외기유입 최소화 장치에 관한 것으로; 도시철도 차량의 객실 내에 설치되는 승객용 의자의 하부에 구비되어 출입문이 구비되는 출입구로 객실내부의 공기를 배출하거나 출입구에서 객실 내부로 공기를 이동시키는 송풍팬이 구비되는 송풍수단; 및 상기 출입문의 개폐상태에 따라 상기 송풍수단을 제어하여 출입구로 실내 공기를 배출하거나 또는 실내로 출입구쪽 공기가 이동하도록 상기 송풍팬을 제어하는 장치제어기;로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 도시철도차량의 운행시 출입문을 승객의 승하차를 위해 개방시 의자의 측면에서 출입구방향으로 또는 출입구에서 의자의 측면으로 공기를 이동시켜 출입구를 통해 도시철도 차량의 객실 내부로 외부의 공기가 유입되는 것을 최소화할 수 있다.

Description

도시철도 객실 의자 하부취부형 객실 외기유입 최소화 장치 {Ambient air inflow minimization device for urban transit cabin}

본 발명은 도시철도 객실 의자 하부취부형 객실 외기유입 최소화 장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 동절기에 승객의 승하차를 위한 출입문 개방시 도시철도 차량의 객실 내부로 외부의 차가운 공기가 유입되는 것을 최소화하고 난방 효율을 높일 수 있음은 물론 오염된 외기의 객실 유입을 방지하고 객실내 공기질도 개선할 수 있는 도시철도 객실 의자 하부취부형 객실 외기유입 최소화 장치에 관한 것이다.

일반적으로 도시철도는 역간 거리가 짧기 때문에 자주 정차하며, 매 정차시마다 승객이 승하차할 수 있도록 출입문을 개방한다. 또한 도시철도 차량은 짧은 시간에 많은 승객이 용이하게 승하차할 수 있도록 출입문의 수가 많고, 출입문의 폭도 넓다.

그런데, 이와 같은 도시철도 차량의 구조적 특징으로 인해 동절기에는 출입문 개방시 차가운 외기가 출입문 하부를 통하여 객실 내부로 유입되어 객실 온도가 급격하게 떨어져서 승객들은 춥게 느끼게 된다.

이렇게 도시철도 차량의 출입문 개방시 발생하는 급격한 온도 하강으로 인해 객실내 난방 용량이 더 커져야 하고, 또한 단기간의 큰 난방 부하로 인하여 과도한 에너지 비용이 소요될 뿐만 아니라, 출입문에서 먼 객실 내부의 다른 부분에 있는 일부 승객은 과도한 난방으로 오히려 덥게 느끼게 되는 문제점이 있다.

물론, 이와 같은 문제점을 해소하기 위해 등록실용신안 제20-0191077호에서와 같이 도시철도 차량의 승강장 정차 후 출입문 개방시 외기가 객실 내부로 유입되는 것을 방지하기 위하여 일부 철도차량 객실 출입문 상부에 에어커튼을 설치하고, 이를 이용하여 객실 내부로 외부 공기가 유입되는 것을 차단하는 장치가 제안된 바 있다.

그러나, 에어커튼은 하절기에 출입문 상부를 통하여 뜨거운 외부 공기가 유입되는 것을 일부 차단하는 효과가 있을 뿐, 동절기에 출입문 하부를 통하여 차가운 외부 공기가 유입되는 것은 막을 수는 없다.

더욱이 출입문 상부에 설치된 에어커튼은 승객의 머리 및 얼굴에 바람을 직접 느끼게 하여 불쾌감을 느끼게 하는 부작용도 있다.

한편, 객실 내부는 다양한 부유미생물 및 곰팡이, 박테리아, 바이러스 등으로 오염되어 있어 객실의 표면 또는 공기를 통한 감염성 미생물의 전파가 일어나기 쉽다.

물론, 등록특허 제10-1037798호에서와 같이 공기정화장치를 더 구비할 수 있으나, 객실 내부에는 설치 위치 등의 공간적 제약과 가동을 위한 추가 전력 소요, 지속적인 유지보수 요구 등의 다양한 이유로 공기정화장치의 설치가 용이하지 않다.

참고문헌 1 : 등록실용신안 제20-0191077호 참고문헌 2 : 등록특허 제10-1037798호

따라서, 본 발명은 이러한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 승객의 승하차를 위한 출입문 개방시 도시철도 차량의 객실 내부로 외부의 공기가 유입되는 것을 최소화할 수 있는 도시철도 객실 의자 하부취부형 객실 외기유입 최소화 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

특히, 본 발명은 동절기에 출입문이 열리면 객실 내부의 공기를 출입문 쪽으로 보내어 열린 출입문의 하부를 통한 차가운 외기의 객실 유입을 최소화하고, 출입문이 닫힌 경우에는 객실 내부의 공기 순환을 통하여 난방기의 과열을 방지하고 난방 효율을 높일 수 있는 도시철도 객실 의자 하부취부형 객실 외기유입 최소화 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 오염된 외기의 객실 유입을 방지함과 아울러 히터에 초음파를 이용한 미생물 제거장치를 부가하여 객실내 공기질도 개선할 수 있는 도시철도 객실 의자 하부취부형 객실 외기유입 최소화 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은;

도시철도 차량의 객실 내에 설치되는 승객용 의자의 하부에 구비되어 출입문이 구비되는 출입구로 객실내부의 공기를 배출하거나 출입구에서 객실 내부로 공기를 이동시키는 송풍팬이 구비되는 송풍수단; 및 상기 출입문의 개폐상태에 따라 상기 송풍수단을 제어하여 출입구로 실내 공기를 배출하거나 또는 실내로 출입구쪽 공기가 이동하도록 상기 송풍팬을 제어하는 장치제어기;로 구성되는 것을 특징으로 하는 도시철도 객실 의자 하부취부형 객실 외기유입 최소화 장치를 제공한다.

이때, 상기 송풍수단은 상기 장치제어부에 의해 정회전 및 역회전 제어가 가능한 송풍팬과, 상기 송풍팬의 전면과 후면에 구비되어 상기 송풍팬의 파손을 방지하는 보호망으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 송풍수단은 상기 승객용 의자의 하부 중앙에 구비되는 난방용 히터의 좌우 양측에 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 송풍수단은 하나 이상의 송풍팬이 경사지게 배치되는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 장치제어기는 상기 출입문이 열림 상태이면 실내 중앙의 공기가 출입구 방향으로 이동하도록 상기 송풍팬을 정회전 제어하고, 상기 출입문이 닫힘상태이면 공기가 출입구 쪽에서 실내 중앙으로 이동하도록 상기 송풍팬을 역회전 제어하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 장치제어기는 출입문의 열림 또는 닫힘 상태를 감지할 수 있는 문개폐 감지센서로부터 입력되는 개폐감지신호에 따라 상기 송풍팬을 정회전 또는 역회전 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 장치제어기는 상기 문개폐 감지센서로부터 개폐감지신호를 입력받아 출입문이 열림 상태이면 상기 송풍팬을 정회전 제어하고, 출입문이 닫힘 상태이면 상기 송풍팬을 역회전 제어하는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 장치제어기는 객실 내부에 구비되는 객실온도센서와 객실 외부에는 실외온도센서로부터 감지되는 온도차에 따라 상기 송풍팬의 속도를 조절하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 장치제어기는 상기 객실온도센서와 실외온도센서의 온도차가 설정 온도차 이하이면 상기 송풍팬을 저속으로 회전하도록 제어하고, 설정 온도차를 초과하면 상기 송풍팬을 고속으로 회전하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 장치제어기에는 객실의 실내공기질 개선을 위한 초음파 방식의 독성 박테리아 및 바이러스 제거장치가 내장되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 장치제어기는 출입문이 열림 상태이면 실외에 설치되는 실외온도센서를 통해 감지되는 온도가 설정 온도보다 낮으면 송풍팬의 회전속도를 증가시키고, 온도가 높으면 더 천천히 회전하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 장치제어기는 상기 승객용 의자의 하부에 구비되는 난방용 히터가 작동되면 상기 송풍팬을 작동하는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 송풍수단은 승객용 의자 하부에 착탈식으로 설치되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 송풍수단은 오염된 공기를 정화할 수 있도록 필터가 더 적용되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 송풍수단에 초음파를 이용한 부유 미생물 저감장치를 적용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 도시철도차량의 운행시 출입문을 승객의 승하차를 위해 개방시 의자의 측면에서 출입구방향으로 또는 출입구에서 의자의 측면으로 공기를 이동시켜 출입구를 통해 도시철도 차량의 객실 내부로 외부의 공기가 유입되는 것을 최소화할 수 있다.

특히, 본 발명에 따르면 동절기에 도시철도차량의 운행시 출입문이 닫혀 있을 때에는 난방용 히터에서 발생한 열을 객실 내부에 순환하도록 하여 상대적으로 온도가 낮은 객실 하부의 온도를 상승시켜 상부와 하부의 온도 차이를 최소화할 수 있다.

아울러 본 발명은 출입문이 열릴 때에는 따뜻한 공기를 출입문이 개방된 출입구 하부 쪽으로 보내 출입구 하부를 통해 차가운 외기가 유입되는 것을 최소화하고, 출입구 근처의 급격한 온도 하강도 막을 수 있으며, 차가운 외기의 객실 유입을 최소화함으로써 객실 상부의 따뜻한 공기가 객실 외부로 유출되는 것도 최소화하여 승객의 열적 쾌적성 저하를 최소화하고, 난방 에너지를 절감할 수 있는 장점이 있다.

또한, 일반적으로 객실 내부에서 상부는 온도가 높고, 하부는 온도가 낮은데 반해 본 발명에 따르면 객실 하부의 온도를 효과적으로 상승시킴으로써 객실 내 상하부의 온도차를 줄일 수가 있어 객실 내부의 열적 쾌적성도 향상시킬 수 있다.

아울러, 본 발명은 객실 내부의 바이러스 및 박테리아 등의 감염성 미생물을 초음파를 이용한 소형 공기정화장치를 추가로 적용함으로써 객실의 실내공기질도 개선하여, 승객 간의 감염성 미생물 전파도 최소화할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 도시철도 객실 의자 하부취부형 객실 외기유입 최소화 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 도시철도 객실 의자 하부취부형 객실 외기유입 최소화 장치의 설치 구성도이다.
도 3의 (a) 및 (b)는 기존 도시철도 차량의 출입문 열림 및 닫힘 상태시 공기 유동 모식도이다.
도 4의 (a) 및 (b)는 기존 도시철도 차량의 출입문 열림 및 닫힘 상태시 객실 내 온도 분포 및 공기 유동 모식도이다.
도 5의 (a) 및 (b)는 본 발명에 따른 객실 외기유입 최소화 장치가 설치된 도시철도 차량의 출입문 열림 및 닫힘 상태시 공기 유동 모식도이다.
도 6의 (a) 및 (b)는 본 발명에 따른 객실 외기유입 최소화 장치가 설치된 도시철도 차량의 출입문 열림 및 닫힘 상태시 객실 내 온도 분포 및 공기 유동 모식도이다.

이하, 본 발명에 따른 도시철도 객실 의자 하부취부형 객실 외기유입 최소화 장치를 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 기술되는 실시 예에 의하여 그 특징들을 이해할 수 있을 것이다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1 및 도 2와 도 5 및 도 6을 참고하면, 본 발명에 따른 도시철도 객실 의자 하부취부형 객실 외기유입 최소화 장치는 도시철도 차량(1)의 객실(10)에 구비되는 승객용 의자(12) 하부에 구비되어 동절기에 승객의 승하차를 위한 출입문(14) 개방시 객실 내부의 공기를 출입구(16)의 하부 방향으로 배출하여 객실(10) 내부로 외부의 차가운 공기가 유입되는 것을 최소화하고 난방 효율을 높이고, 오염된 외기가 객실(10)로 유입되는 것을 방지하고 객실내 공기질도 개선할 수 있다.

현재 도시철도 차량의 객실(10)에는 승객용 의자(12)의 하부 내측에는 난방용 히터(20)가 취부되어 있으며, 동절기에는 상기 난방용 히터(20)를 구동하여 객실(10) 난방을 수행하고 있다.

이에 본 발명은 승객용 의자(12)의 내측 하부에 도 1에 도시된 바와 같이 유로 변경이 가능한 송풍팬(112)이 있는 외기유입 최소화 장치(100)를 도 2에 도시된 바와 같이 취부하고, 송풍팬(112)을 출입문(14)이 닫힌 경우와 열린 경우에 반대 방향으로 회전하도록 제어한다.

즉, 출입문(14)이 닫혀 있는 경우에는 송풍팬(112)을 일방향으로 회전시켜 출입구(16)에서 승객용 의자(12)의 측면 내부 방향으로 유입시켜 승객용 의자(12) 하부에 취부된 난방용 히터(20)에서 발생된 열이 객실(10) 중앙부로 효율적으로 전달될 수 있도록 하여 난방 효율을 향상시키고, 출입문(14)이 열리는 경우에는 송풍팬(112)을 타방향으로 회전시켜 객실 내부의 따뜻한 공기를 승객용 의자(12)의 측면에서 출입구(16) 하부방향으로 보내어 출입구(16)의 하부를 통하여 객실(10) 내부로 유입되는 차가운 외기의 유량을 줄이고, 유입된 차가운 외기는 따뜻하게 가열함으로써 출입문(14) 개방에 따른 객실(10) 내부 온도의 하강을 최소화하여 출입문(14) 개방에 따른 승객의 열적 쾌적성 저하를 최소화하고 동시에 객차의 난방 에너지를 절감할 수 있다.

이와 같은 본 발명에 따른 도시철도 객실 의자 하부취부형 객실 외기유입 최소화 장치는 도시철도 차량(1)의 객실(10) 내에 설치되는 승객용 의자(12)의 내측 하부에 구비되어 동절기에 상기 승객용 의자(12)의 측면에서 출입문(14)이 구비되는 출입구(16)로 실내공기를 배출하는 송풍팬(112)이 구비되는 송풍수단(110)과, 상기 출입문(14)이 열림 상태이면 상기 송풍수단(110)을 제어하여 출입구(16)로 실내공기를 배출하도록 상기 송풍팬(112)을 제어하는 장치제어기(120)로 구성된다.

이하, 본 발명을 좀더 구체적으로 설명한다.

우선 도 1을 참고하면, 상기 송풍수단(110)은 상기 장치제어기(120)에 의해 정회전 및 역회전 제어가 가능한 송풍팬(112)과, 상기 송풍팬(112)의 전면과 후면에 구비되어 상기 송풍팬(112)의 파손을 방지하는 보호망(114)으로 구성된다.

이때, 상기 보호망(114)은 송풍팬(112)의 날개보호는 물론 승객의 부상도 방지할 수 있다.

그리고, 상기 승객용 의자(12)는 하부 정면과 좌우 양측면에 복수의 공기 출입공(미도시됨)이 형성되는 커버(12a)가 장착되고, 하부 중앙에는 난방용 히터(20)가 구비된다.

이에 따라 상기 송풍수단(110)은 상기 난방용 히터(20)를 중심으로 좌우 양측에 설치되어 공기를 상기 도시철도 차량(1)의 출입구(16) 방향으로 배출하거나 출입구(16)의 공기를 난방용 히터(20)를 통해 실내 중앙으로 배출할 수 있도록 한다.

또한, 상기 송풍수단(110)은 승객용 의자(12)의 양 끝단에 설치하는 것이 가장 바람직하나, 공간의 허용 여부 및 차량 히터의 설치 여건 등에 따라 승객용 의자(12) 하부 난방용 히터(20) 부근 어디에 설치하여도 무방하다.

다만, 난방용 히터(20)와 너무 가깝게 설치할 경우 송풍팬(112)이 가동되지 않으면 난방용 히터(20)의 복사열에 의하여 송풍팬(112)이 손상을 입을 수 있으므로 일정 거리(예를 들어 0.5 m) 이상 이격되게 설치함이 바람직하다.

이와 같은 송풍수단(110)은 하나 이상의 송풍팬(112)으로 이루어질 수 있으며, 하나 이상의 송풍팬(112)을 경사지게 배치하여 출입구(16) 방향으로 효율적으로 공기를 배출할 수 있도록 함으로써 차가운 외기의 유입도 최소화 할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 송풍수단(110)은 주기적으로 분리 세정이 가능하도록 승객용 의자(12) 하부에 착탈식으로 설치됨이 바람직하다.

그리고, 상기 송풍수단(110)은 송풍팬 구동으로 인해 외기가 유입시 공기 중의 먼지 또는 기타 오염물질이 같이 유입되면 이 먼지가 공기를 따라 이동하여 반대쪽의 공기도 오염시킬 우려가 있으므로 날개를 따라 장치 안으로 들어가는 오염된 공기를 정화할 수 있도록 정전기 집진필터, 산업용필터 등을 적용하여 오염된 공기가 송풍팬(112)을 통과하면서 부가적으로 정화되도록 함도 바람직하다.

한편, 상기 장치제어기(120)는 상기 출입문(14)이 열림 상태이면 상기 송풍수단(110)을 정회전하여 객실(10) 내부 중앙의 공기가 출입구(16) 방향으로 이동하도록 상기 송풍팬(112)을 제어하고, 상기 출입문(14)이 닫힘상태이면 상기 송풍수단(110)을 역회전하도록 제어하여 공기가 출입구(16) 쪽에서 객실(10) 내부 중앙으로 이동하도록 상기 송풍팬(112)을 제어함으로써 송풍팬(112)의 회전방향을 전환한다.

이때, 상기 장치제어기(120)는 출입문(14)의 열림 또는 닫힘 상태를 감지할 수 있는 문개폐 감지센서(130)를 통해 개폐감지신호를 입력받아 출입문(14)이 열림 상태이면 상기 송풍팬(112)을 정회전 제어하고, 출입문(14)이 닫힘 상태이면 상기 송풍팬(112)을 역회전 제어하여 공기의 흐름을 전환한다.

물론, 상기 장치제어기(120)는 상기 문개폐 감지센서(130)를 통해 개폐감지신호를 입력받지 않고 차상제어기로부터 신호를 입력받을 수도 있으나, 본 발명에서는 이와 같은 개폐감지신호 감지방식의 기술적 변경은 모두 본 발명의 기술 범주 내의 균등한 기술범주에 속하는 것이다.

한편, 상기 객실 내외부의 온도차에 따라 상기 송풍팬(112)의 회전속도를 저속 또는 고속으로 전환할 필요가 있으며, 이에 객실 내부에는 객실온도센서(140)를 구비하고 상기 객실 외부에는 실외온도센서(150)를 구비하여 실내외의 온도를 모니터링한다.

이에 따라 상기 장치제어기(120)는 상기 객실온도센서(140) 및 실외온도센서(150)로부터 실시간으로 실내감지온도와 실외감지온도가 입력되면 실내감지온도와 실외감지온도의 실온도차를 계산하여 설정 온도차(예를 들어 10℃) 이하이면 상기 송풍팬(112)을 저속으로 회전하도록 제어하고, 설정 온도차(예를 들어 10℃)를 초과하면 상기 송풍팬(112)을 고속으로 회전하도록 제어한다.

그리고, 상기 장치제어기(120)는 기본적으로 동절기에 난방이 이루어져 객실 내 승객용 의자(12) 하부 내측에 설치되는 난방용 히터(20)가 가동되는 경우에만 상기 송풍팬(112)을 가동하는 것이 바람직하지만, 난방용 히터(20)가 가동되지 않는 경우에도 필요에 따라 송풍팬(112)을 가동할 수 있다. 예를 들어 하절기의 경우 출입문(14)을 개방하게 되면 객실(10) 내부의 시원한 공기가 출입구(16)의 하부를 통하여 외부로 나가버리게 되는데, 장치제어기(120)에 의해 송풍팬(112)을 구동하여 출입문(14)이 개방되어 출입구(16) 쪽으로 나가는 차가운 공기를 승객용 의자의 측면을 통해 강제 흡입하여 객실(10) 중앙 내부로 순환시켜 차가운 공기의 유출을 줄일 수도 있다.

이 경우 동절기와 하절기는 실외온도센서(150)를 통해 감지되는 온도가 기준설정온도 이하이거나 또는 이상인 경우 동절기 또는 하절기로 판단할 수 있으며, 이 같은 동절기와 하절기의 기준설정온도는 지역(해양 또는 내륙 등)에 따라 달라질 수 있다.

한편, 상기 장치제어기(120)는 출입문이 열릴 때 동절기에 객실 외부에 구비되는 실외온도센서(150)를 통해 감지되는 온도가 설정 온도보다 낮으면 송풍팬(112)의 회전속도를 증가시키고, 온도가 높으면 더 천천히 회전하도록 제어함도 가능하다.

또한, 상기 장치제어기(120)는 동절기에 상기 난방용 히터(20)의 구동상태를 모니터링하여 난방용 히터(20)가 작동시 상기 송풍팬(112)을 작동하고, 난방용 히터(20)가 작동하지 않는 경우에는 송풍팬(112)을 정지하도록 함도 가능하다. 이 경우 상기 난방용 히터(20)의 작동신호는 히터표면에 온도감시센서를 구비하거나 차상제어기 등의 차상 장비로 부터 난방용 히터(20)의 구동제어신호를 감지신호로 입력받을 수 있다.

한편, 도시철도 차량(1)의 객실(10) 내부 공기중의 박테리아 및 바이러스를 살균할 수 있도록 장치제어기(120)에 초음파 방식의 독성 박테리아 및 바이러스 제거장치(121)를 내장함으로써 객실의 실내공기질을 개선할 수 있다.

이와 같은 초음파 방식의 독성 박테리아 및 바이러스 제거장치(121)를 객실의 각 승객용 의자(12) 하부에 설치하여 효율적으로 객실 실내공기질을 개선하면서도 별도의 공기정화장치의 설치 고려시 공기정화장치의 설치 위치 등의 공간적 제약과 가동을 위한 추가 전력 소요, 지속적인 유지보수 요구 등 여러 가지 문제를 해결할 수 있다.

또한, 초음파 방식의 독성 박테리아 및 바이러스 제거장치(121)를 운용시 운전비용 측면에서는 난방용 히터(20)에 들어가는 전력(일반적으로 1 kW 가량)의 1% 이내(10 W 이내) 만을 추가적으로 사용하여 장치 운전에 들어가는 비용을 최소화함은 물론 송풍팬(112)을 이용하여 실내공기를 순환함으로써 추가적인 공기순환용 팬이 필요없게 된다.

아울러 유지보수 측면에서도 초음파 방식의 독성 박테리아 및 바이러스 제거 장치(121)는 카트리지 타입으로 제작하여 연 1회 장치제어기(120)로부터 분리하여 청소하면 반영구적으로 사용할 수 있으므로 유지보수비용에 대한 부담을 크게 낮출 수 있다.

그리고, 상기 송풍수단(110)에 초음파를 이용한 부유 미생물 저감장치를 적용함으로써 실내공기에 잔류하는 부유 미생물을 저감시킬 수 있게 된다.

이하, 도 3 내지 도 6을 참고로 본 발명에 따른 도시철도 객실 의자 하부취부형 객실 외기유입 최소화 장치의 설치 유무에 따른 공기 유동과 객실 내부의 온도 분포를 비교 설명한다.

우선 도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 도시철도 객실 의자 하부취부형 객실 외기유입 최소화 장치가 설치되지 않은 기존의 도시철도 차량(1)에서 출입문(14)이 닫혀있는 경우와 열려있는 경우의 동절기 공기 유동과 객실 내부의 온도 분포를 나타낸 것이다.

이에 의하면 도시철도 차량(1)의 출입문(14)이 닫혀있는 경우에는 객실(10) 내부의 공기 유동이 거의 없으며, 이에 따라 객실(10) 상부는 온도가 높고, 객실(10) 하부는 온도가 낮다. 좀 더 상세하게는 승객의 발목 높이인 0.1 m 높이에서의 온도와 승객의 얼굴 높이인 1.7 m 높이에서의 온도 차이는 난방용 히터(20)의 출력과 외기의 온도 등에 따라 달라지며, 난방용 히터(20)의 출력이 큰 경우에는 그 차이가 10℃ 이상으로 매우 큰 경우도 있다. 이 상황에서 출입문(14)이 열리면 도 4에서와 같이 출입문(14)이 열린 상태의 출입구(16) 하부를 통하여 차가운 외기가 객실(10) 내부로 들어오게 되고, 객실(10) 내부의 따뜻한 공기가 출입구(16)의 상부를 통하여 외부로 나가게 되어 객실(10) 내부의 온도가 급격하게 내려가게 된다. 이와 같은 급격한 온도 변화는 객실(10)의 열적 쾌적성을 크게 저하시키고, 손실된 열을 만회하기 위하여 난방용 히터(20)를 더욱 강하게 가동함에 따라 난방 에너지가 과도하게 소비되는 동시에, 난방용 히터(20)를 강하게 가동함에 따른 객실(10) 상부와 하부의 온도 차이가 더욱 커지게 됨으로써 객실(10)의 열적 쾌적성은 더욱 더 저하되는 악순환을 거치게 된다.

이에 반해서 도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 도시철도 객실 의자 하부취부형 객실 외기유입 최소화 장치가 설치되는 도시철도 차량(1)에서 출입문(14)이 닫혀있는 경우와 열려있는 경우의 동절기 공기 유동과 객실 내부의 온도 분포를 나타낸 것이다.

이에 의하면, 출입문(14)이 닫혀있는 경우에는 공기 유동이 출입구(16) 쪽에서 난방용 히터(20) 쪽으로 향하게 함으로써 난방용 히터(20)의 열을 객실(10) 내부로 고르게 전달함과 동시에 난방용 히터(20)의 과열을 방지할 수 있다. 기존에는 난방용 히터(20)에 송풍수단(110)이 설치되어 있지 않아서 난방용 히터(20) 바로 위의 승객용 의자(12)가 과열되어 승객이 화상을 입을 우려가 있을 뿐만 아니라 승객용 의자(12) 윗부분만 뜨거울 뿐, 객실(10) 전체에 대한 난방 효율은 낮은 단점이 있었지만, 본 장치를 적용하면 난방용 히터(20) 상부에 위치하는 승객용 의자(12)의 좌판 과열을 방지하고, 난방용 히터(20)에서 발생한 열을 객실(10) 내부 중앙으로 전달할 수 있으며, 이를 통해 객실(10) 상하부의 온도차도 기존에 비하여 크게 줄일 수 있어 승객의 열적 쾌적성도 향상시킬 수 있다.

이와 같은 상황에서 출입문(14)이 열리게 되면 송풍팬(112)이 역회전하며 송풍방향이 반대가 되어 공기의 유동 방향도 난방용 히터(20)에서 출입구(16) 방향으로 바뀌게 되어, 차가운 외기가 개방된 출입구(16)의 하부를 통하여 객실(10) 내부로 유입되는 것을 최소화함과 동시에 유입된 차가운 외기를 따뜻하게 할 수 있다. 일반적으로 차가운 외기가 출입구(16) 하부를 통하여 객실(10) 내부로 유입되면 따뜻한 실내 공기가 출입구(16) 상부를 통하여 객실(10) 외부로 나가게 되는데, 차가운 외기의 유입을 최소화함으로써 따뜻한 실내 공기의 유출도 최소화할 수 있으므로 에너지 손실을 줄일 수 있다.

이에 따라 도 6에 도시된 바와 같이 출입문(14)이 닫혀있을 때와 열려있을 때의 객실(10) 내부의 온도가 큰 변화없이 유지될 수 있도록 하여 객실(10)의 열적 쾌적성 저하를 막고, 난방에너지를 절감하며, 객실(10) 내 상하의 온도 차이를 최소화하여 열적 쾌적성을 향상시킬 수 있다.

더욱이, 장치제어기(120)에 객실(10) 내부의 바이러스 및 박테리아 등의 감염성 미생물을 초음파를 이용한 소형 공기정화장치(121)가 더 구비되어, 객실(10)의 실내공기질도 개선하여 감염성 미생물에 의한 승객 간의 전파를 최소화할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형 가능한 것으로, 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1: 도시철도 차량 10: 객실
12: 승객용 의자 14: 출입문
16: 출입구 20: 난방용 히터
100: 외기유입 최소화 장치 110: 송풍수단
112: 송풍팬 114: 보호망
120: 장치제어기 130: 문개폐 감지센서
140: 객실온도센서 150: 실외온도센서

Claims

도시철도 차량의 객실 내에 설치되는 승객용 의자의 하부에 구비되어 출입문이 구비되는 출입구로 객실내부의 공기를 배출하거나 출입구에서 객실 내부로 공기를 이동시키는 송풍팬이 구비되는 송풍수단; 및
상기 출입문의 개폐상태에 따라 상기 송풍수단을 제어하여 출입구로 실내 공기를 배출하거나 또는 실내로 출입구쪽 공기가 이동하도록 상기 송풍팬을 제어하는 장치제어기;로 구성되는 것을 특징으로 하는 도시철도 객실 의자 하부취부형 객실 외기유입 최소화 장치.
제 1항에 있어서,
상기 송풍수단은 상기 장치제어부에 의해 정회전 및 역회전 제어가 가능한 송풍팬과, 상기 송풍팬의 전면과 후면에 구비되어 상기 송풍팬의 파손을 방지하는 보호망으로 구성되는 것을 특징으로 하는 도시철도 객실 의자 하부취부형 객실 외기유입 최소화 장치.
제 1항에 있어서,
상기 송풍수단은 상기 승객용 의자의 하부 중앙에 구비되는 난방용 히터의 좌우 양측에 구비되는 것을 특징으로 하는 도시철도 객실 의자 하부취부형 객실 외기유입 최소화 장치.
제 1항에 있어서,
상기 송풍수단은 하나 이상의 송풍팬이 경사지게 배치되는 것을 특징으로 하는 도시철도 객실 의자 하부취부형 객실 외기유입 최소화 장치.
제 1항에 있어서,
상기 장치제어기는 상기 출입문이 열림 상태이면 실내 중앙의 공기가 출입구 방향으로 이동하도록 상기 송풍팬을 정회전 제어하고, 상기 출입문이 닫힘상태이면 공기가 출입구 쪽에서 실내 중앙으로 이동하도록 상기 송풍팬을 역회전 제어하는 것을 특징으로 하는 도시철도 객실 의자 하부취부형 객실 외기유입 최소화 장치.
제 1항에 있어서,
상기 장치제어기는 출입문의 열림 또는 닫힘 상태를 감지할 수 있는 문개폐 감지센서로부터 입력되는 개폐감지신호에 따라 상기 송풍팬을 정회전 또는 역회전 제어하는 것을 특징으로 하는 도시철도 객실 의자 하부취부형 객실 외기유입 최소화 장치.
제 1항에 있어서,
상기 장치제어기는 상기 문개폐 감지센서로부터 개폐감지신호를 입력받아 출입문이 열림 상태이면 상기 송풍팬을 정회전 제어하고, 출입문이 닫힘 상태이면 상기 송풍팬을 역회전 제어하는 것을 특징으로 하는 도시철도 객실 의자 하부취부형 객실 외기유입 최소화 장치.
제 1항에 있어서,
상기 장치제어기는 객실 내부에 구비되는 객실온도센서와 객실 외부에는 실외온도센서로부터 감지되는 온도차에 따라 상기 송풍팬의 속도를 조절하는 것을 특징으로 하는 도시철도 객실 의자 하부취부형 객실 외기유입 최소화 장치.
제 8항에 있어서,
상기 장치제어기는 상기 객실온도센서와 실외온도센서의 온도차가 설정 온도차 이하이면 상기 송풍팬을 저속으로 회전하도록 제어하고, 설정 온도차를 초과하면 상기 송풍팬을 고속으로 회전하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 도시철도 객실 의자 하부취부형 객실 외기유입 최소화 장치.
제 1항에 있어서,
상기 장치제어기에는 객실의 실내공기질 개선을 위한 초음파 방식의 독성 박테리아 및 바이러스 제거장치가 내장되는 것을 특징으로 하는 도시철도 객실 의자 하부취부형 객실 외기유입 최소화 장치.
제 1항에 있어서,
상기 장치제어기는 출입문이 열림 상태이면 실외에 설치되는 실외온도센서를 통해 감지되는 온도가 설정 온도보다 낮으면 송풍팬의 회전속도를 증가시키고, 온도가 높으면 더 천천히 회전하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 도시철도 객실 의자 하부취부형 객실 외기유입 최소화 장치.
제 1항에 있어서,
상기 장치제어기는 상기 승객용 의자의 하부에 구비되는 난방용 히터가 작동되면 상기 송풍팬을 작동하는 것을 특징으로 하는 도시철도 객실 의자 하부취부형 객실 외기유입 최소화 장치.
제 1항에 있어서,
상기 송풍수단은 승객용 의자 하부에 착탈식으로 설치되는 것을 특징으로 하는 도시철도 객실 의자 하부취부형 객실 외기유입 최소화 장치.
제 1항에 있어서,
상기 송풍수단은 오염된 공기를 정화할 수 있도록 필터가 더 적용되는 것을 특징으로 하는 도시철도 객실 의자 하부취부형 객실 외기유입 최소화 장치.
제 1항에 있어서,
상기 송풍수단에 초음파를 이용한 부유 미생물 저감장치를 적용하는 것을 특징으로 하는 도시철도 객실 의자 하부취부형 객실 외기유입 최소화 장치.