KR102288979B1 - An environment-friendly air-cleaning system for sound proof tunnel - Google Patents
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Abstract
본 발명은 방음터널의 에어 환기 장치에 관한 것으로서, 특히 방음터널의 지붕에 태양광 패널을 설치하여 무전력으로 친환경적인 전기에너지를 발전하고, 이렇게 발전된 전기에너지를 이용하여 방음터널의 양 측벽에 매립되어 있는 공기정화장치를 구동하여 터널 내부의 오염된 공기를 정화하여 터널 외부로 배출함에 있어서 오염된 공기를 필터링하는 전기집진필터의 필터 교체 시기를 자동적으로 판별하여 전기집진필터를 인력의 도움없이 자동으로 교체하는 것을 특징으로 하는 방음터널의 친환경 공기정화시스템이다. The present invention relates to an air ventilation device for a soundproof tunnel, in particular, by installing a solar panel on the roof of the soundproofing tunnel to generate eco-friendly electric energy without power, and embedding it in both sidewalls of the soundproofing tunnel using the generated electric energy When the air purifying device is operated to purify the polluted air inside the tunnel and discharge it to the outside of the tunnel, it automatically determines when to replace the filter of the electrostatic precipitation filter that filters the polluted air, and automatically installs the electrostatic precipitation filter without the help of man. It is an eco-friendly air purification system for soundproof tunnels, characterized by replacing them with
Description
본 발명은 방음터널의 환기장치에 관한 것으로서, 특히, 태양에너지와 같은 무전력 친환경 재생에너지를 이용하여 방음터널 내부의 오염된 공기를 정화시키는 환경친화적인 공기정화시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a ventilation device for a soundproof tunnel, and more particularly, to an environment-friendly air purification system that purifies polluted air inside a soundproof tunnel using non-electrical eco-friendly renewable energy such as solar energy.
일반적으로 고속도로 등과 같이 많은 차량이 빠른 속도로 통과하는 도로에서는, 매연 및 먼지 등과 같은 오염물질 외에도 상당한 크기의 소음이 발생하게 된다. 그리고, 이와 같이 고속도로나 고가도로 등이 도시 등의 민가, 학교를 비롯한 공공시설의 인접한 곳으로 지나가게 되는 경우에 있어서는 공해와 소음으로 인한 민원이 다발하게 되는바, 대부분 경우에는 공사 자체가 지연되는 등의 문제가 발생 될 뿐만 아니라, 도로가 완공된 이후에 상기와 같은 공공 건물이 들어서는 경우에도 여전히 민원의 소지를 갖게 된다. In general, on a road through which many vehicles pass at a high speed, such as a highway, a considerable amount of noise is generated in addition to pollutants such as soot and dust. Also, when highways or overpasses pass adjacent to private houses in cities, schools, and other public facilities in this way, civil complaints due to pollution and noise are frequent, and in most cases, the construction itself is delayed, etc. problems arise, and even if the above-mentioned public buildings are built after the road is completed, there is still the possibility of civil complaints.
따라서, 상기와 같이 도시 등의 민가, 학교를 비롯한 공공시설의 인접한 곳에 고속도로나 고가도로 등이 통과하게끔 건설되는 경우 일반적으로 방음벽을 동시에 공사함으로써, 공사 지연을 야기하는 민원 발생을 미연에 방지하기에 이르렀다.Therefore, as described above, when a highway or overpass is built to pass through a public facility, such as a private house or school, in a city, etc., generally, soundproof walls are constructed at the same time to prevent civil complaints that cause construction delays in advance. .
또한, 대규모 고층아파트 밀집지역이나 대단위 주상복합건물 밀집단지 등을 지나는 도로 혹은 고가도로 등에는 터널형의 방음시설이 설치되는바, 이를 통상적으로 방음터널이라 칭하는데, 상기의 방음터널에는 일정길이를 갖는 아치형의 구조물로써 전체가 완전히 밀폐되는 완전터널형의 방음터널과 상부의 일부가 개방되는 반터널형의 방음터널이 있다.In addition, tunnel-type soundproofing facilities are installed on roads or overpasses passing through large-scale high-rise apartment clusters or large-scale residential-commercial complexes, etc., which are usually called soundproof tunnels. As an arch-shaped structure, there are a complete tunnel type soundproof tunnel that is completely sealed and a semi-tunnel type soundproof tunnel with a part of the upper part open.
도 1은 종래의 방음터널 및 환기구를 도시한 사시도이다. 도시된 바와 같이, 종래의 방음터널은, 양단이 노상(1)에 고정되고 전체적인 형상이 원형에 가까운 복수개의 아치형 프레임(2)과, 상기 아치형 프레임(2) 사이에 적층되어 설치되는 방음판(3)를 포함하여 구성되고, 상기 방음판(3)의 상부에는 터널 내부의 공기를 환기시키기 위한 환기공(4)이 다수개 형성되는 것이 일반적이다. 1 is a perspective view showing a conventional soundproof tunnel and ventilation hole. As shown, in the conventional soundproof tunnel, a plurality of
따라서, 상기와 같은 구조의 방음터널은 노상(1)에서 발생하는 소음이 외부로 전파되는 것을 비교적 완벽하게 방지할 수 있어, 측면으로 전파되는 소음뿐만 아니라, 상면으로 전파되는 소음까지 방지할 수 있도록 하므로, 인접한 고층 건물에 전파되는 소음을 방지할 수 있는 것이 특징이다.Therefore, the soundproof tunnel having the above structure can relatively completely prevent the noise generated from the
그러나, 도 1의 방음터널은 방음터널 내부에서 발생된 소음의 일부가 상기 환기공(4)을 통해 방음터널 외부로 방출됨은 물론, 방음터널 내부에서 발생되는 차량에 의한 매연 및 각종 분진 등을 효과적으로 배출시키지 못하고, 환기공(4)을 통해 그대로 외부로 배출해서 대기중의 공기를 오염시키는 문제점이 발생하게 된다. However, in the soundproof tunnel of FIG. 1, a part of the noise generated inside the soundproof tunnel is emitted to the outside of the soundproof tunnel through the
이러한 문제점을 개선하기 위하여 방음터널 내부의 오염된 공기를 효율적으로 정화시키기 위한 다양한 시도가 있었다.In order to improve this problem, various attempts have been made to efficiently purify the polluted air inside the soundproof tunnel.
특허문헌 1(대한민국 등록특허공보 제 10-0824262 호)은 지상에 설치되어 그 내부를 통과하는 차량 등에서 발생되는 소음을 저감시킴과 동시에, 내부에서 발생되는 분진을 배출함에 있어서도 소음의 유출을 최대한 방지토록 하는 공기순환유로가 구비된 방음터널을 개시한다. 즉, 특허문헌 1은 방음 판넬 등이 아치형을 이루는 터널의 천정에 공기가 순환되는 유로를 관통되게 형성하되, 상기 유로에 차음판낼을 다수개 교번되게 설치함과 동시에, 터널 상측 외부면의 상기 유로 전방에 집진벽을 설치함으로써 달성된다.Patent Document 1 (Republic of Korea Patent Publication No. 10-0824262) is installed on the ground to reduce noise generated by vehicles passing through it, and at the same time to prevent noise leakage as much as possible when discharging dust generated inside Disclosed is a soundproof tunnel equipped with an air circulation flow path. That is, in
특허문헌 2(대한민국 등록실용신안공보 제 20-0472066 호)는 도로의 양측을 따라서 나란히 상방으로 설치되는 복수의 측벽프레임; 측벽프레임의 상측에 도로를 가로질러 결합하는 복수의 지붕프레임; 및 측벽프레임의 사이 및 지붕프레임의 사이에 결합하는 방음벽;으로 구성된 방음터널에 설치되는 환기 장치로서, 측벽프레임의 전부 또는 일부는 단면형상이 사각 또는 원형의 파이프이며, 방음터널 내측으로 측벽흡입구가 형성되고, 방음터널 외측으로 측벽배출구가 형성되어서, 방음터널 내부의 공기가 방음터널 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 방음터널 환기장치를 개시한다. 이로 인해, 특허문헌 2는 파이프 형상의 프레임을 이용해 방음터널의 골조 기능과 방음터널 내부의 오염된 공기를 배출 기능 및 흡음기능을 수행할 수 있으며, 환기팬을 구비하여 방음터널 내부의 오염된 공기를 배출, 환기하는 공기정화 효율을 높일 수 있고, 외부공급전원, 태양광전지 또는 풍력발전기를 이용해 환기팬을 구동할 수 있으며, 공기정화필터를 이용해 방음터널 내부의 공기를 정화할 수 있다. Patent Document 2 (Republic of Korea Utility Model Publication No. 20-0472066) is a plurality of side wall frames installed side by side along both sides of the road upwards; A plurality of roof frames coupled across the road to the upper side of the side wall frame; and a soundproof wall coupled between the sidewall frames and between the roof frames; as a ventilation device installed in a soundproof tunnel consisting of, all or part of the sidewall frame is a square or circular pipe in cross-section, and the sidewall suction port inside the soundproof tunnel Disclosed is a ventilation system for a soundproof tunnel, characterized in that the sidewall outlet is formed outside the soundproof tunnel, and the air inside the soundproof tunnel is discharged to the outside of the soundproof tunnel. For this reason,
특허문헌 3(대한민국 등록실용신안공보 제 20-0468921 호)은 터널의 내벽에 매설되거나 접하도록 설치되어서 내벽을 지지하고, 터널의 내측으로 제1흡입구가 형성된 파이프 형상의 복수의 아치형 프레임; 및 터널의 길이방향을 따라 내벽에 매설되거나 접하도록 설치되어서 아치형 프레임과 연통되고, 터널의 내측으로 제2흡입구가 형성되는 파이프 형상의 연결 프레임;을 포함하고, 터널 내부의 공기를 터널 외부로 배출하는 것을 특징으로 하는 터널 환기 장치를 개시한다. 이로 인해, 특허문헌 3은 터널 내부구조를 보강하여 지지하고 터널 내부의 오염된 공기를 외부로 배출할 수 있으며, 환기팬을 구비하여 터널 내부의 오염된 공기를 배출, 환기하여 공기정화 효율을 높일 수 있고, 외부공급전원, 태양광전지 또는 풍력발전기를 이용해 환기팬을 구동할 수 있으며, 그리고 공기정화필터를 이용해 방음터널 내부의 공기를 정화할 수 있다. Patent Document 3 (Republic of Korea Utility Model Publication No. 20-0468921) is installed to be embedded in or in contact with the inner wall of the tunnel to support the inner wall, and a plurality of arched frames in the shape of a pipe in which the first suction port is formed inside the tunnel; and a pipe-shaped connection frame that is embedded in or in contact with the inner wall along the longitudinal direction of the tunnel, communicates with the arcuate frame, and has a second suction port formed inside the tunnel; including, and discharging the air inside the tunnel to the outside of the tunnel Disclosed is a tunnel ventilation device, characterized in that. For this reason,
본 발명은 태양광 에너지와 같은 재생에너지를 이용하여 환기팬이나 전기집진필터를 구동함으로써 독립전원에 의해 무전력으로 친환경적인 방음터널의 공기정화를 가능하게 하는 것을 제 1의 기술적 과제로 한다. The first technical task of the present invention is to enable air purification in an eco-friendly soundproof tunnel without power by an independent power source by driving a ventilation fan or an electric dust collecting filter using renewable energy such as solar energy.
또한, 본 발명은 방음터널의 외부 천정부에 태양광 패널을 배치함에 있어서 터널 내부의 자연 조광(照光)을 방해하지 않도록 태양광 패널을 배치하는 것을 제 2의 기술적 과제로 한다. In addition, the present invention makes it a second technical task to arrange the solar panel so as not to disturb the natural light inside the tunnel in disposing the solar panel on the external ceiling of the soundproof tunnel.
또한, 본 발명은 방음터널의 측벽에 설치되는 환기구에 환기팬과 전기집진필터를 배치하여 터널 내부의 공기를 정화하여 배출하는 것을 제 3의 기술적 과제로 한다. In addition, the third technical task of the present invention is to purify and discharge the air inside the tunnel by arranging a ventilation fan and an electric dust collecting filter in the ventilation hole installed on the side wall of the soundproof tunnel.
또한, 본 발명은 환기구 내외부의 압력차이를 이용하여 전기집진필터의 교체시기를 자동으로 식별하고, 필터 카트리지와 필터 회수함을 이용하여 전기집진필터를 자유 낙하시켜 자동으로 필터를 교체하는 것을 제 4의 기술적 과제로 한다. In addition, the present invention automatically identifies the replacement time of the electrostatic precipitation filter using the pressure difference between the inside and outside of the ventilation hole, and automatically replaces the filter by free-falling the electrostatic precipitation filter using the filter cartridge and filter collection box. as a technical task of
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 제 1 양태는, 도로의 양측을 따라서 나란히 상방으로 설치되는 복수의 측벽프레임과, 상기 측벽프레임의 상측에 상기 도로를 가로질러 결합하는 복수의 지붕프레임 및 상기 측벽프레임의 사이 및 상기 지붕프레임의 사이에 결합하는 복수의 방음패널을 포함하는 방음터널에 있어서, 상기 지붕프레임의 사이에 결합하는 방음패널중 일부를 태양광 패널로 교체 설치하여 태양광을 집광하여 전기에너지를 발전하는 태양광 발전장치와; 상기 측벽프레임의 사이에 결합하는 방음패널에 매립되어 터널 내부의 오염된 공기를 정전 분리 작용을 이용하여 정화시키는 전기집진필터와 이 전기집진필터에 의해 정화된 공기를 터널 외부로 환기시키는 환기팬 및 상기 전기집진필터의 전, 후의 압력을 센싱하는 제 1 및 제 2 압력센서 및 상기 전기집진필터를 자동으로 교체시키기 위한 필터 자동교체기구를 포함하는 복수의 공기정화장치; 및 기를 정전 분리 작용을 이용하여 정화시키는 전기집진필터와 이 전기집진필터에 의해 정화된 공기를 터널 외부로 환기시키는 환기팬 및 상기 전기집진필터의 전, 후의 압력을 센싱하는 제 1 및 제 2 압력센서 및 상기 전기집진필터를 자동으로 교체시키기 위한 필터 자동교체기구를 포함하는 복수의 공기정화장치; 및 상기 태양광 발전장치에 의해 발전된 전기에너지를 이용하여 상기 전기집진필터, 상기 환기팬 및 상기 필터 자동교체기구를 구동 제어하고, 상기 제 1 압력센서와 제 2 압력센서로부터 측정된 필터링 전,후의 압력을 이용하여 차압(△P)을 계산하고, 이 차압(△P)을 미리 설정된 기준차압(Pr)과 비교하여 상기 전기집진필터의 필터 교체 시기를 판별하는 제어부를 포함하는 방음터널의 친환경 공기정화시스템에 관한 것이다. A first aspect of the present invention for achieving the above-described technical problem, a plurality of side wall frames installed in parallel upwards along both sides of the road, a plurality of roof frames coupled across the road on the upper side of the side wall frame and In the soundproof tunnel including a plurality of soundproofing panels coupled between the sidewall frames and between the roof frames, some of the soundproofing panels coupled between the roof frames are replaced with solar panels to collect sunlight a solar power generator to generate electric energy; An electric dust collecting filter embedded in a soundproof panel coupled between the side wall frames to purify the polluted air inside the tunnel using an electrostatic separation action, and a ventilation fan for ventilating the air purified by the electric dust collecting filter to the outside of the tunnel; a plurality of air purifiers including first and second pressure sensors for sensing the pressure before and after the electric dust collecting filter and an automatic filter replacement mechanism for automatically replacing the electric dust collecting filter; and an electric dust filter for purifying air using an electrostatic separation action, a ventilation fan for ventilating the air purified by the electric dust filter to the outside of the tunnel, and first and second pressures for sensing the pressure before and after the electric dust filter a plurality of air purifiers including a sensor and an automatic filter replacement mechanism for automatically replacing the electric dust collecting filter; and driving and controlling the electric dust collecting filter, the ventilation fan, and the automatic filter replacement mechanism by using the electric energy generated by the photovoltaic device, before and after filtering measured from the first pressure sensor and the second pressure sensor Eco-friendly air in a soundproof tunnel including a control unit that calculates the differential pressure (ΔP) using the pressure and compares the differential pressure (ΔP) with a preset reference differential pressure (Pr) to determine when to replace the filter of the electric dust collecting filter It is about the purification system.
본 발명에 따른 상기 방음터널의 친환경 공기정화시스템의 다른 제 2 양태에 있어서, 상기 태양광 패널은 인접하는 상,하,좌,우에 다른 태양광 패널이 배치되지 않도록 복수의 태양광 패널들을 교차 배치한 것을 특징으로 한다. In another second aspect of the eco-friendly air purification system of the soundproof tunnel according to the present invention, the solar panel cross-arranges a plurality of solar panels so that other solar panels are not disposed on the adjacent top, bottom, left, and right sides characterized by one.
본 발명에 따른 상기 방음터널의 친환경 공기정화시스템의 다른 제 3 양태에 있어서, 상기 공기정화장치는, 상기 방음터널 양 측벽의 방음패널에 매립되어 일단이 터널 내부에 대해 상기 전기집진필터를 경계로 개방되어 있고, 타단이 상기 환기팬을 매개로 터널 외부와 접하고 있는 케이스로서, 상기 전기집진필터의 전,후단에 상기 제 1 압력센서와 제 2 압력센서를 포함하는 환기덕트를 포함하는 것을 특징으로 한다. In another third aspect of the eco-friendly air purification system for the soundproof tunnel according to the present invention, the air purification device is embedded in soundproof panels of both sidewalls of the soundproof tunnel, and one end of the electric dust collecting filter with respect to the inside of the tunnel as a boundary It is an open case and the other end is in contact with the outside of the tunnel through the ventilation fan, and it comprises a ventilation duct including the first pressure sensor and the second pressure sensor at the front and rear ends of the electrostatic precipitation filter. do.
본 발명에 따른 상기 방음터널의 친환경 공기정화시스템의 다른 제 4 양태에 있어서, 상기 필터 자동교체기구는, 상기 환기덕트의 상측에 위치하는 다수의 사용전 전기집진필터를 보관하기 위한 필터 공급 카트리지와; 상기 환기덕트의 하측에 위치하는 사용 후 전기집진필터를 보관하기 위한 필터 회수함과; 상기 필터 교체 시기에 도달하면, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 환기덕트의 전기집진필터를 상기 필터 회수함으로 자유 낙하시켜 배출하고, 상기 필터 공급 카트리지의 상기 사용전 전기집진필터를 상기 환기덕트로 자유 낙하시켜 배치하는 필터 자동 교체 메카니즘을 포함하는 것을 특징으로 한다. In another fourth aspect of the eco-friendly air purification system for the soundproof tunnel according to the present invention, the automatic filter replacement mechanism includes a filter supply cartridge for storing a plurality of pre-use electric dust collecting filters located above the ventilation duct; ; a filter collection box for storing the electrostatic precipitation filter after use located below the ventilation duct; When the filter replacement time is reached, the electric dust collecting filter of the ventilation duct is free-falling to the filter collection box under the control of the control unit and discharged, and the electric dust collecting filter of the filter supply cartridge before use is freely dropped into the ventilation duct. It is characterized in that it includes a filter automatic replacement mechanism to be placed.
본 발명에 따른 상기 방음터널의 친환경 공기정화시스템의 다른 제 5 양태에 있어서, 상기 필터 공급 카트리지의 바닥면에는 상기 전기집진필터가 통과될 수 있는 낙하홀이 형성되고, 상기 필터 회수함의 지붕면에는 상기 전기집진필터가 통과될 수 있는 회수홀이 형성되고, 상기 환기덕트의 지붕면에는 상기 낙하홀에 대응되도록 제 1 관통홀이 형성되고, 상기 환기덕트의 바닥면에는 상기 회수홀에 대응되도록 제 2 관통홀이 형성되는 것을 특징으로 한다. In another fifth aspect of the eco-friendly air purification system for the soundproof tunnel according to the present invention, a drop hole through which the electric dust collecting filter can pass is formed on the bottom surface of the filter supply cartridge, and the roof surface of the filter collection box is A recovery hole through which the electric dust filter can pass is formed, a first through hole is formed on the roof surface of the ventilation duct to correspond to the drop hole, and a second through hole is formed on the bottom surface of the ventilation duct to correspond to the recovery hole. It is characterized in that two through-holes are formed.
본 발명에 따른 상기 방음터널의 친환경 공기정화시스템의 다른 제 6 양태에 있어서, 상기 낙하홀과 상기 제 1 관통홀을 개방하거나 페쇄시키는 필터 공급 솔레노이드와; 상기 제 2 관통홀과 상기 회수홀을 개방하거나 페쇄시키는 필터 회수 솔레노이드를 포함하는 것을 특징으로 한다. In another sixth aspect of the environmentally friendly air purification system for the soundproof tunnel according to the present invention, there is provided a filter supply solenoid for opening or closing the drop hole and the first through hole; and a filter recovery solenoid for opening or closing the second through hole and the recovery hole.
본 발명에 따른 상기 방음터널의 친환경 공기정화시스템의 다른 제 7 양태에 있어서, 상기 필터 공급 카트리지는, 상기 사용전 전기집진필터를 상기 낙하홀로 전진 이동시키기 위한 구동 기구를 포함하는 것을 특징으로 한다. In another seventh aspect of the eco-friendly air purification system for the soundproof tunnel according to the present invention, the filter supply cartridge includes a driving mechanism for moving the electric dust collecting filter forward to the drop hole before use.
본 발명에 따른 상기 방음터널의 친환경 공기정화시스템의 다른 제 8 양태에 있어서, 상기 구동 기구는 구동모터와 스크류축 및 스크류축에 의해 전진 이동하는 필터 이동판으로 이루어지는 것을 특징으로 한다. In another eighth aspect of the eco-friendly air purification system for the soundproof tunnel according to the present invention, the driving mechanism comprises a driving motor, a screw shaft, and a filter moving plate moving forward by the screw shaft.
본 발명에 따른 상기 방음터널의 친환경 공기정화시스템의 다른 제 9 양태에 있어서, 상기 필터 자동 교체 메카니즘은 상기 필터 교체 시기에 도달하면, 상기 필터 회수 솔레노이드를 구동하여 상기 제 2 관통홀과 상기 회수홀을 개방시켜 상기 회수덕트의 전기집진필터를 상기 제 2 관통홀과 회수홀을 통해 상기 필터 회수함으로 자유 낙하시키고, 상기 필터 공급 솔레노이드를 구동하여 상기 제 1 관통홀과 상기 낙하홀을 개방시킨 후 상기 구동기구를 통해 상기 필터 공급 카트리지의 상기 사용전 전기집진필터를 상기 낙하홀로 이동시켜 상기 낙하홀과 제 1 관통홀을 통해 상기 사용전 전기집진필터를 상기 회수덕트에 자유 낙하시켜 배치하는 것을 특징으로 한다. In another ninth aspect of the eco-friendly air purification system for the soundproof tunnel according to the present invention, the automatic filter replacement mechanism drives the filter recovery solenoid when the filter replacement time is reached to the second through hole and the recovery hole to freely fall the electric dust collecting filter of the recovery duct into the filter recovery box through the second through hole and the recovery hole, and drive the filter supply solenoid to open the first through hole and the falling hole, and then By moving the pre-use electrostatic precipitation filter of the filter supply cartridge to the drop hole through a driving mechanism, the pre-use electrostatic precipitation filter is freely dropped into the recovery duct through the drop hole and the first through hole and arranged do.
본 발명에 따른 상기 방음터널의 친환경 공기정화시스템의 다른 제 10 양태에 있어서, 상기 태양광 발전장치는, 태양광을 집광하여 전기에너지를 발전하는 상기 태양광 패널과, 상기 태양광 패널에서 발전된 전기에너지를 사용가능한 형태의 전기에너지로 변환하는 전력변환부와, 상기 전력변환부에서 변환된 전기에너지를 일정한 양으로 상기 제어부와 상기 공기정화장치에 공급하는 충방전제어기 및 상기 충방전제어기에 의해 공급하고 남은 전기를 저장하는 배터리를 포함하는 것을 특징으로 한다. In another tenth aspect of the eco-friendly air purification system of the soundproof tunnel according to the present invention, the solar power generation device includes the solar panel that collects sunlight to generate electrical energy, and the electricity generated by the solar panel A power conversion unit for converting energy into usable electrical energy, a charge/discharge controller for supplying the electric energy converted by the power conversion unit to the control unit and the air purifier in a certain amount, and the charge/discharge controller. and a battery for storing the remaining electricity.
본 발명에 따른 상기 방음터널의 친환경 공기정화시스템의 다른 제 11 양태에 있어서, 상기 전력변환부는 인버터와 컨버터를 포함하는 것을 특징으로 한다. In another eleventh aspect of the eco-friendly air purification system of the soundproof tunnel according to the present invention, the power conversion unit is characterized in that it includes an inverter and a converter.
본 발명에 따르면, 방음터널의 측벽에 공기정화장치를 설치하고, 이 공기정화장치에 필요한 전기에너지를 방음터널의 지붕에 설치된 태양광 패널을 통해 제공함으로써 무전력에 의해 친환경적인 공기정화시스템을 구축하고 있다. According to the present invention, an air purification device is installed on the side wall of the soundproof tunnel, and the electric energy required for the air purification device is provided through a solar panel installed on the roof of the soundproof tunnel, thereby constructing an eco-friendly air purification system by no power. are doing
또한, 본 발명은 방음터널의 지붕에 방음패널과 태양광 패널을 교차 배치함으로써 터널 내부의 자연 조광을 방해하지 않으면서 효율적인 태양광 발전을 가능하게 한다. In addition, the present invention enables efficient solar power generation without interfering with natural lighting inside the tunnel by arranging a soundproof panel and a photovoltaic panel crosswise on the roof of the soundproof tunnel.
또한, 본 발명은 공기정화장치 내부에 설치되는 전기집진필터의 필터 교체 시기를 자동으로 인지하고, 전기집진필터를 자동으로 교체하는 자동 교체 메카니즘을 적용함으로써 인력의 개입이 필요없는 무인 공기정화시스템을 구축하였다. In addition, the present invention automatically recognizes the filter replacement time of the electric dust collecting filter installed inside the air purifier and applies an automatic replacement mechanism that automatically replaces the electric dust collecting filter, thereby providing an unmanned air purifying system that does not require human intervention. built.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 종래의 방음터널 및 환기구를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 친환경 공기정화시스템이 구비된 방음터널을 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 방음터널의 A-A선에 대한 종 단면도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공기정화장치의 분해 사시도이다.
도 5는 도 4의 B-B선에 대한 환기덕트의 종 단면도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공기정화시스템의 기능 블럭도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필터 자동 교체 방법을 보여주는 플로차트이다. The following drawings attached to this specification illustrate preferred embodiments of the present invention, and serve to further understand the technical spirit of the present invention together with the detailed description of the present invention to be described later, so the present invention is described in such drawings should not be construed as being limited only to
1 is a perspective view showing a conventional soundproof tunnel and ventilation hole.
2 is a perspective view illustrating a soundproof tunnel equipped with an eco-friendly air purification system according to a preferred embodiment of the present invention.
3 is a longitudinal cross-sectional view taken along line AA of the soundproof tunnel of FIG.
4 is an exploded perspective view of an air purifier according to a preferred embodiment of the present invention.
5 is a longitudinal cross-sectional view of the ventilation duct taken along line BB of FIG.
6 is a functional block diagram of an air purification system according to a preferred embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating an automatic filter replacement method according to a preferred embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 또한, 본 발명의 도면과 명세서에서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. Embodiments of the present invention may be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the following embodiments. This example is provided to more completely explain the present invention to those of ordinary skill in the art. In addition, although specific terms have been used in the drawings and the specification of the present invention, these are used only for the purpose of describing the present invention and are not used to limit the meaning or the scope of the present invention described in the claims. Therefore, it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 첨부된 도면은 축척에 의하여 도시되지 않았으며, 각 도면의 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 지칭한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The accompanying drawings are not drawn to scale, and like reference numbers in each drawing refer to like elements.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 친환경 공기정화시스템이 구비된 방음터널을 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2의 방음터널의 A-A선에 대한 종 단면도이다. 2 is a perspective view showing a soundproof tunnel equipped with an eco-friendly air purification system according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a longitudinal cross-sectional view taken along line A-A of the soundproof tunnel of FIG. 2 .
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 친환경 공기정화시스템은 방음터널(10)의 양쪽 측벽에 부착, 고정되는 공기정화장치(200)와 방음터널(10)의 지붕에 설치되는 태양광 패널(110)로 이루어지는 태양광 발전장치(100)를 포함한다. 2 and 3, the eco-friendly air purification system according to a preferred embodiment of the present invention is attached to both sidewalls of the
상기 방음터널(10)은 도로의 양측을 따라서 나란히 상방으로 설치되는 복수의 측벽프레임(11)과, 상기 측벽프레임(11)의 상측에 상기 도로를 가로질러 결합하는 복수의 지붕프레임(12) 및 상기 측벽프레임(11)의 사이 및 상기 지붕프레임(12)의 사이에 결합하는 방음패널(15)로 구성된다. The
일반적으로, 상기 방음터널(10)의 지붕에 배치되는 방음패널(15)은 터널 내부의 자연 조광을 위해서 투명재질의 플라스틱판을 사용한다. 본 발명의 방음터널(10)에서는 태양광 발전을 위해서 지붕에 배치되는 상기 방음패널(15)의 일부를 도 2와 같이 태양광 패널(110)로 교체한 것이 특징이다. 이 태양광 패널(110)은 태양광 발전을 위해 태양빛을 집광하는 역할을 수행하는 것으로서 내부에 태양광 전지를 포함하고 있다. In general, the
특히, 본 발명에서는 도 2와 같이 방음터널(10)의 지붕에 태양광 패널(110)들을 교차 배치한 것이 특징이다. 즉, 하나의 태양광 패널(110)의 인접하는 상,하,좌,우의 영역에는 태양광 패널(110)을 배치하지 않고 방음패널(15)을 배치하고 있다. 이로 인해, 태양광 패널(110)들은 상,하,좌,우로 지붕프레임(12)을 경계로 방음패널(15)들과 인접하고 있으며, 방음패널(15)들은 상,하,좌,우로 지붕프레임(12)을 경계로 태양광 패널(110)들과 인접하고 있다. In particular, in the present invention, as shown in FIG. 2 , the
방음터널(10)의 지붕을 태양광 패널(110)로만 덮을 경우 태양광 발전의 효율은 높아지지만, 방음터널(10)의 지붕을 통해 태양 빛이 통과해서 터널 내부로 비추지 못하기 때문에 터널 내부가 어두워져서 낮에도 조명을 밝혀야 할 정도로 터널 내부의 조도가 낮아지게 된다. 따라서, 본 발명과 같이 방음터널(10)의 지붕에 지붕프레임(12)을 경계로 태양광 패널(110)들을 상,하,좌,우 방향으로 교차 배치함으로써 자연 조광을 헤치지 않으면서 효율적인 태양광 발전을 수행하는 것이 가능해진다. When the roof of the
본 발명의 방음터널(10)의 측벽 프레임(11) 사이에 결합되는 방음패널(15)에는 공기정화장치(200)가 설치된다. 이 공기정화장치(200)는 방음터널(10) 내부의 오염된 공기를 정화해서 방음터널(10) 외부로 배출하는 기능을 수행한다. 이를 위해, 본 발명에 따른 공기정화장치(200)는 도 4 및 도 5와 같은 구성을 갖는다. An
이렇게 본 발명의 친환경 공기정화시스템은 방음터널(10)의 지붕에 설치되는 태양광 패널(110)을 포함하는 태양광 발전장치(100)와, 방음터널(10)의 양쪽 측벽에 설치되는 공기정화장치(200)를 포함한다. 따라서, 태양광 발전을 통해 얻어지는 전기에너지를 이용하여 공기정화장치(200)를 구동함으로써 방음터널(10)을 무전력에 의해 친환경적으로 환기시켜 공기정화하는 것이 가능하다. In this way, the eco-friendly air purification system of the present invention includes a solar
이하에서, 본 발명의 친환경 공기정화시스템을 구성하는 태양광 발전장치(100)와 공기정화장치(200)의 구체적인 구성을 상세히 설명한다. Hereinafter, specific configurations of the solar
먼저, 본 발명의 태양광 발전장치(100)는 태양광을 전기에너지로 변환하여 발전시키고, 그 발전된 전원을 상기 공기정화장치(200)에 공급하는 무전력 재생에너지 발전장치이다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 태양광 발전장치(100)는 태양광을 집광하여 전기에너지를 발전하는 태양광 패널(110), 충방전제어기(120), 배터리(130) 및 전력 변환부(140)를 포함하여 구성된다. 상기 태양광 패널(110)에 의해 태양에너지가 집광되어 발전되고, 이 태양광 패널(110)에서 발전된 전기에너지는 전력 변환부(140)에 의해 다시 사용가능한 형태의 전기에너지로 변환되며, 충방전제어기(120)에 의해 전력 변환부(140)에서 변환된 전기에너지가 일정한 양으로 공기정화장치(200)의 각 기능 블록으로 공급된다. 그리고, 충방전제어기(120)에 의해 공급하고 남은 전기는 배터리(130)에 저장된다.First, the photovoltaic
상기 전력 변환부(140)는 태양광 패널(110)의 태양광 전지로부터 발전된 직류 전기의 레벨을 승압하거나 강압시키는 인버터나 직류 전기를 교류 전기로 변환시키는 컨버터를 포함한다. The
상기 태양광 패널(110)은 도 2 및 도 3과 같이 방음터널(10)의 지붕에 서로 인접되지 않도록 교차로 설치된다. 상기 충방전제어기(120)는 상기 태양광 패널(110)에서 출력된 전압을 충방전하거나 안정화시키기 위해 사용된다. 상기 배터리(130)는 상기 충방전제어기(120)의 출력을 축적하기 위해 마련되어 있는데, 밤에는 태양광이 비치지 않아 태양광 패널(110)이 발전을 할 수 없기 때문에 낮 동안에 발전된 전기를 배터리(130)에 충전하여 상시 사용할 수 있도록 한다. 상기 충방전제어기(120)와 배터리(130) 및 전력 변환부(140)는 스테인리스나 분체도장한 철재로 제작된 별도의 함(이하, "전력제어함"으로 약칭) 내부에 수납되어 방음터널(10) 일부에 고정 설치되는 것이 바람직하다. 이는 외부 충격 등에 의해 파손되는 것을 방지하기 위한 것이다.The
상기 태양광 발전장치(100)로부터 전기에너지를 공급받아 구동되는 본 발명의 공기정화장치(200)는 도 4 및 도 5와 같이 구성되는 것이 바람직하다. It is preferable that the
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공기정화장치의 분해 사시도이고, 도 5는 도 4의 B-B선에 대한 환기덕트의 종 단면도이며, 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공기정화시스템의 기능 블럭도이다. 4 is an exploded perspective view of an air purification device according to a preferred embodiment of the present invention, FIG. 5 is a longitudinal cross-sectional view of the ventilation duct taken along line BB of FIG. 4, and FIG. 6 is an air purification system according to a preferred embodiment of the present invention. is a functional block diagram of
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 공기정화장치(200)는 환기덕트(240)가 방음터널(10)의 양쪽 측벽의 방음패널(15) 하단부에 매립 설치되고, 상기 환기덕트(240)에 사용될 전기집진필터(241)(이하, '필터'로도 약칭한다.)를 공급해주는 필터 공급 카트리지(220)는 환기덕트(240)의 상측에 설치되며, 환기덕트(240)에서 사용된 전기집진필터(241)를 회수하기 위한 필터 회수함(260)은 환기덕트(240)의 하측에 설치된다. 4 to 6, in the
본 발명의 공기정화장치(100)는 상기 환기덕트(240)의 전기집진필터(241)를 이용하여 터널 내부의 오염된 공기를 정화시켜 터널 외부로 배출하되, 상기 전기집진필터(241)의 교체 시기를 자동으로 판별하고, 상기 필터 공급 카트리지(220)와 상기 필터 회수함(260)을 이용하여 환기덕트(240)내의 상기 전기집진필터(241)를 자동으로 교체하는 필터 자동 교체 메카니즘을 구비한 것이 특징이다. The
상기 필터 공급 카트리지(220)에는 다수의 사용하지 않은 새 필터들(241)이 수평방향으로 나란히 배치되어 있고, 케이스의 바닥면 앞부분에는 하나의 필터(241)만이 낙하될 수 있도록 낙하홀(224)이 형성되어 있으며, 환기덕트(240)의 상측부에는 상기 낙하홀(224)과 대응하는 위치에 제 1 관통홀(242)이 형성되어 있고, 하측부의 대응하는 위치에도 제 2 관통홀(244)이 형성되어 있다. 그리고, 상기 필터 회수함(260)의 상측부에는 제 2 관통홀(244)과 대응되도록 회수홀(262)이 형성되어 있다. In the
또한, 상기 낙하홀(224)과 제 1 관통홀(242) 사이에는 제어부(310)의 제어에 따라 온/오프되어 낙하홀(224)과 제 1 관통홀(242)을 통해 환기덕트(240)에 새로운 필터(241)를 공급하기 위한 필터 공급 솔레노이드(Sol1)(274)가 설치되어 있으며, 제 2 관통홀(244)과 회수홀(262) 사이에는 제어부(310)의 제어에 따라 온/오프되어 제 2 관통홀(244)과 회수홀(262)을 통해 사용된 필터(241)를 회수하기 위한 필터 회수 솔레노이드(Sol2)(275)가 설치되어 있다. In addition, between the
바람직하게, 상기 필터 공급 솔레노이드(Sol1)(274)는 필터 공급 카트리지(220)의 낙하홀(224)과 환기덕트(240)의 제 1 관통홀(242)을 열고 닫는 구조로 구현되고, 상기 필터 회수 솔레노이드(Sol2)(275)는 환기덕트(240)의 제 2 관통홀(244)과 필터 회수함(260)의 회수홀(262)을 열고 닫는 구조로 구현될 수 있다.Preferably, the filter supply solenoid (Sol1) 274 is implemented to open and close the
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 공기정화장치(200)는 외관을 형성하는 필터 공급 카트리지(220)와, 환기덕트(240)와, 필터 회수함(260)과, 동력을 제공받아 상기 필터 공급 카트리지(220)의 필터들(241)을 낙하홀(224)로 전진 이동시키는 필터 이동판(270), 스크류 축(280), 구동 모터(290)로 크게 나누어 구성된다.As shown in FIG. 4 , the
상기 필터 공급 카트리지(220)는 다수의 필터(241)를 수용하기 위한 필터 보관공간(222)과, 하나의 필터(241)가 통과할 수 있는 낙하홀(224)이 하측부에 형성된 케이스로서, 낙하홀(224)의 온/오프 구동에는 Pull/Push 솔레노이드(solenoid)의 일종인 상기 필터 공급 솔레노이드(Sol1)(274)가 사용될 수 있다. The
상기 환기덕트(240)는 필터 공급 카트리지(220) 하측에 위치하여 새로운 필터(241)를 공급받고 상기 필터 회수함(260)으로 사용된 필터(241)를 배출하기 위하여 낙하홀(224)과 대응하는 위치에 제 1 관통홀(242)을 그리고, 회수홀(262)에 대응하는 위치에 제 2 관통홀(244)을 형성한 케이스로서, 필터 공급 카트리지(220)와 환기덕트(240) 사이에는 필터 가이드(230a, 230b)가 설치되어 필터 공급 카트리지(220)로부터 낙하하는 필터(241)를 가이드한다. The
상기 환기덕트(240)를 도 4의 B-B선을 따라 자른 종단면도가 도 5에 도시되어 있다. 도 5를 참조하면, 상기 환기덕트(240)는 방음터널(10) 양 측벽의 방음패널(15)에 매립되는 것으로서, 일단이 터널 내부에 대해 필터(241)를 경계로 개방되어 있고, 타단이 환기팬(245)을 매개로 터널 외부와 접하고 있는 케이스이다. 이 환기덕트(240)는 터널 내부의 오염된 공기를 흡입하여 전기집진필터(241)를 경유하여 정화한 후 환기팬(245)을 통해 터널 외부로 배출한다. 상기 환기덕트(240)의 일단부 상면에는 상기 필터 공급 카트리지(220)의 낙하홀(224)에 대응하는 제 1 관통홀(242)이 형성되어 있고, 상기 환기덕트(240)의 일단부 하면에는 상기 필터 회수함(260)의 회수홀(262)에 대응하는 제 2 관통홀(244)이 형성되어 있다. A longitudinal cross-sectional view of the
또한, 상기 제 1 관통홀(242)에 연접하여 하방으로 연장되는 한 쌍의 제 1 가이드 턱(246a)과 상기 제 2 관통홀(244)에 연접하여 상방으로 연장되는 한 쌍의 제 2 가이드 턱(246b)이 형성된다. 이 한 쌍의 제 1 및 제 2 가이드 턱(246a, 246b)에 의해 상기 제 1 관통홀(242)과 제 2 관통홀(244) 사이에 상기 필터(241) 수용공간이 형성된다. 이로 인해, 상기 제 2 관통홀(244)을 통해 사용된 필터(241)를 배출하고, 상기 제 1 관통홀(242)을 통해 새로운 필터(241)를 공급받을 때, 새롭게 공급되는 필터(241)가 상기 수용공간내에 정확하게 제대로 자리잡을 수 있도록 가이드한다. 따라서, 상기 한 쌍의 제 1 및 제 2 가이드 턱(246a, 246b)의 턱간 간격은 상기 필터(241)의 두께 보다 조금 더 큰 것이 바람직하다. In addition, a pair of
또한, 상기 환기덕트(240)의 필터(241)의 전단과 후단에는 각각 제 1 압력센서(P1)(243)와 제 2 압력센서(P2)(247)가 배치된다. 즉, 상기 제 1 압력센서(P1)(243)는 필터링 전의 터널 내부의 압력을 측정하고, 상기 제 2 압력센서(P2)(247)는 필터링 후의 환기덕트 내부의 압력을 측정한다. 따라서, 상기 제 1 압력센서(P1)(243)와 제 2 압력센서(P2)(247)의 차압(△P)을 계산하는 것에 의해 필터(241)의 교체 시기를 판별할 수 있다. In addition, a first pressure sensor (P1) (243) and a second pressure sensor (P2) (247) are disposed at the front and rear ends of the
상기 필터(241)는 공기 중의 미세 먼지에 전기를 띠게 하여 정전기와 같은 힘을 이용해 먼지를 흡착하는 정전 분리 작용을 이용한 전기집진필터로서 상기 태양광 발전장치(100)로부터 필요한 전류를 얻는다. 이 필터(241)는 상기 환기덕트(240)의 일단 즉, 환기덕트(240)가 터널 내부와 접하는 경계면에 배치되어 터널 내부로부터 흡입되는 공기중의 미세먼지(PM10, PM2.5)나 오염물질(VOC 등)과 같은 분진을 집진하여 포집한다. 상기 필터(241)는 도 5와 같이 상기 한 쌍의 제 1 및 제 2 가이드 턱(246a, 246b)에 의해 형성되는 수용공간에 수납된다. The
따라서, 상기 환기덕트(240)는 환기팬(245)의 구동에 따라 터널 내부로부터 오염된 공기를 흡입하여 상기 필터(241)를 통과시킴으로써 정전분리작용을 이용하여 미세먼지나 오염물질과 같은 분진을 포집한 후 상기 환기팬(245)을 통해 터널 외부로 배출한다. 또한, 상기 제 1 압력센서(P1)(243)와 상기 제 2 압력센서(P2)(247)를 이용하여 필터(241) 전, 후의 차압(△P)을 계산하여 필터 교체시기를 판별하고, 필터 교체시기에 도달하면 상기 제 2 관통홀(244)을 개방하여 상기 수용공간내의 필터(241)를 상기 필터 회수함(260)으로 낙하시키고, 상기 제 1 관통홀(242)을 통해 상기 필터 공급 카트리지(220)로부터 낙하되는 새로운 필터(241)를 상기 수용공간내에 수납함으로써 자동적으로 필터(241)를 교체한다. Therefore, the
한편, 상기 필터 회수함(260)은 도 4와 같이 상기 환기덕트(240) 하측부에 위치하고, 제 2 관통홀(244)과 대응되도록 회수홀(262)이 상측부에 형성되어, 상기 환기덕트(240)로부터 자유 낙하되는 이미 사용된 필터(241)를 회수하여 보관하는 케이스이다.On the other hand, the
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공기정화시스템의 기능 블럭도이다. 이하에서는 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공기정화시스템의 기능과 역할을 부연 설명한다. 6 is a functional block diagram of an air purification system according to a preferred embodiment of the present invention. Hereinafter, the function and role of the air purification system according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 6 .
먼저, 태양광 발전장치(100)는 태양광 패널(110), 충방전 제어기(120), 배터리(130) 및 전력 변환부(140)로 구성되어 태양광 에너지를 전기에너지로 발전한 후 필요에 따라 직류나 교류로 변환하거나 그 전압 레벨을 적절히 변환하여 제어부(310)와 공기정화장치(200)에 공급하거나 상기 배터리(130)에 축적한다. 예를 들어, 태양광 발전장치(100)는 공기정화장치(200)의 필터 공급 솔레노이드(Sol1)(274), 필터 회수 솔레이노이드(Sol2)(275), 환기팬(245) 및 구동모터(290)를 구동하기 위한 전기에너지를 필요한 타입(직류 또는 교류)과 레벨에 맞게 적절히 변환하여 공급한다. 또한, 상기 태양광 발전장치(100)는 환기덕트(240)내의 전기집진필터(241)의 양극(+)과 음극(-)에 대응하는 직류 전류를 공급하여 전기집진필터(241)에 분진을 포집하기 위한 전기장을 형성한다. First, the
이렇게 환기덕트(240)의 전기집진필터(241)에 전기장이 형성된 상태에서 환기팬(245)이 가동됨에 따라 터널 내부의 오염된 공기는 환기덕트(240)를 거쳐 정화된 후 터널 외부로 배출된다. 제어부(310)는 환기덕트(240)의 제 1 압력센서(P1)(243)와 제 2 압력센서(P2)(247)로부터 필터(241) 전과 후의 압력을 센싱하고, 그 차압(△P)을 계산한다. 제어부(310)는 계산된 차압(△P)을 미리 설정되어 있는 기준 차압(Pr)과 비교하여 필터 교체 시기를 판별한다. 이때, 제어부(310)가 필터 교체 시기인 것으로 판단하면, 필터 회수 솔레노이드(Sol2)(275)를 구동하여 환기덕트(240)의 제 2 관통홀(244)과 필터 회수함(260)의 회수홀(262)을 개방하여 환기덕트(240)내의 수용공간에 수납되어 있는 필터(241)를 상기 제 2 관통홀(244)과 회수홀(262)을 통해 자유 낙하시켜 필터 회수함(260)으로 배출한다. 이렇게 사용된 필터(241)의 회수가 완료되면, 제어부(310)는 필터 공급 솔레노이드(Sol1)(274)를 구동하여 환기덕트(240)의 제 1 관통홀(242)과 필터 공급 카트리지(220)의 낙하홀(224)을 개방한다. 그 후, 제어부(310)는 구동모터(290)를 구동하여 스크류축(280)을 통해 도 4의 필터 이동판(270)을 전진 이동시켜 필터 공급 카트리지(220)의 필터(241)를 낙하홀(224)로 전진시켜 환기덕트(240)의 필터 수용공간내에 새로운 필터(241)를 공급한다. As the
상기 제어부(310)는 예를 들어, 상기 전력제어함에 수용되어 설치되는 마이콤(MICOM) 또는 PLC(Programmable Logic Controller) 등의 컨트롤러로서 상기 태양광 발전장치(100)와 상기 공기정화장치(200)를 전체적으로 제어한다. 특히, 상기 제어부(310)는 상기 차압(△P)을 이용하여 필터(241)의 교체 시기를 자동적으로 판별하고, 필터 교체 시기에 도달하면 상기 필터 공급 솔레이노이드(Sol1)(274)와 필터 회수 솔레이노이드(Sol2)(275) 및 상기 구동모터(290)를 제어하여 상기 필터 자동 교체 메카니즘을 실현한다. The
이하에서, 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 공기정화시스템에서 환기덕트(240)의 필터(241)를 자동으로 교체하는 방법을 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, a method of automatically replacing the
본 발명의 방음터널(10)에 도 2 및 도 3과 같이 지붕과 양 측벽에 태양광 발전장치(100)와 공기정화장치(200)를 각각 설치한 상태에서 제어부(310)는 태양광 발전장치(100)의 태양광 발전을 제어함과 동시에 공기정화장치(200)가 터널 내부의 오염된 공기를 정화하여 터널 외부로 배출하도록 제어한다.As shown in FIGS. 2 and 3 in the
즉, 환기덕트(240)의 상기 수용공간내에 전기집진필터(241)가 장착 완료되면(S110), 제어부(310)는 태양광 발전장치(100)로부터의 전기에너지를 환기덕트(240)의 환기팬(245)과 전기집진필터(241)에 공급한다(S111). 이에 따라, 터널 내부의 오염된 공기는 환기덕트(240)를 거쳐 정화된 후 터널 외부로 배출된다. 이렇게 공기 정화를 진행하면서 제어부(310)는 제 1 압력센서(P1)(243)와 제 2 압력센서(P2)(247)로부터 필터 전, 후 공간의 압력을 측정하여 차압(△P)을 계산한다. 차압(△P)이 계산되면, 제어부(310)는 이 차압(△P)을 내부메모리에 미리 저장되어 있는 기준 차압(Pr)과 비교한다(S120). That is, when the electric
이때, 상기 차압(△P)이 상기 기준 차압(Pr)을 초과하면 필터 교체 시기에 도달한 것으로 판단하여 S130 내지 S195의 필터 자동 교체 프로세스를 진행하고, 상기 차압(△P)이 상기 기준 차압(Pr) 이하이면 필터 교체 시기에 도달하지 않은 것으로 판단한다. At this time, if the differential pressure (ΔP) exceeds the reference differential pressure (Pr), it is determined that the filter replacement time has arrived, and the automatic filter replacement process of S130 to S195 is performed, and the differential pressure (ΔP) is the reference differential pressure ( Pr) or less, it is judged that the filter replacement time has not been reached.
상기 S120에서 제어부(310)가 필터 교체 시기에 도달한 것으로 판단하면, 제어부(310)는 필터 회수 솔레노이드(Sol2)(275)를 구동하여 환기덕트(240)의 제 2 관통홀(244)과 필터 회수함(260)의 회수홀(262)을 개방한다(S130). When the
상기 제 2 관통홀(244)과 회수홀(262)이 개방됨에 따라 환기덕트(240)내의 수용공간에 수납되어 있는 필터(241)는 상기 제 2 관통홀(244)과 회수홀(262)을 통해 자유 낙하되어 필터 회수함(260)으로 배출된다(S140). As the second through
이렇게 사용된 필터(241)의 회수가 완료되면, 제어부(310)는 필터 회수 솔레노이드(Sol2)(275)를 구동하여 환기덕트(240)의 제 2 관통홀(244)과 필터 회수함(260)의 회수홀(262)을 폐쇄한다(S150). When the collection of the used
그리고, 제어부(310)는 필터 공급 솔레노이드(Sol1)(274)를 구동하여 환기덕트(240)의 제 1 관통홀(242)과 필터 공급 카트리지(220)의 낙하홀(224)을 개방한다(S160). Then, the
그 후, 제어부(310)는 구동모터(290)를 구동하여 스크류축(280)을 통해 도 4의 필터 이동판(270)을 전진시켜 필터 공급 카트리지(220)의 필터(241)를 낙하홀(224)로 이동시켜 자유 낙하시킴으로써 환기덕트(240)의 필터 수용공간내에 새로운 필터(241)를 공급하여 필터(241)를 교체한다(S170 내지 S190). After that, the
필터(241)의 교체가 완료되면, 제어부(310)는 필터 공급 솔레노이드(Sol1)(274)를 구동하여 환기덕트(240)의 제 1 관통홀(242)과 필터 공급 카트리지(220)의 낙하홀(224)을 폐쇄한다(S195). When the replacement of the
이러한 과정을 반복하는 것에 의해 본 발명에 따른 공기정화장치(200)의 전기집진필터(241)는 작업자의 인위적인 개입없이 필터 교체 시기를 자동으로 판별하여 자동으로 교체할 수 있다. 또한, 이러한 모든 작업이 외부 전원의 공급없이 방음터널(10)의 지붕에 설치된 태양광 패널(110)을 통해 발전된 태양광 에너지를 이용하기 때문에 무전력으로 친환경적인 시스템의 구축이 가능하다. By repeating this process, the electric
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.In the above, although the present invention has been described with reference to limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto and will be described below with the technical idea of the present invention by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of equivalents of the claims.
10 : 방음터널, 11 : 측벽 프레임, 12 : 지붕 프레임, 15 : 방음패널, 100 : 태양광 발전장치, 110 : 태양광 패널, 120 : 충방전 제어기, 130 : 배터리, 140 : 전력 변환부, 200 : 공기정화장치, 220: 필터 공급 카트리지, 224 : 낙하홀, 240 : 회수덕트, 241 : 전기집진필터, 242 : 제 1 관통홀, 243 : 제 1 압력센서, 244 : 제 2 관통홀, 245 : 환기팬, 246a : 제 1 가이드 턱, 246b : 제 2 가이드 턱, 247 : 제 2 압력센서, 260 : 필터 회수함, 262 : 회수홀, 270 : 필터 이동판, 274 : 필터 공급 솔레노이드, 275 : 필터 회수 솔레노이드, 280 : 스크류축, 290 : 구동모터, 310 : 제어부 10: soundproof tunnel, 11: side wall frame, 12: roof frame, 15: soundproof panel, 100: solar power generation device, 110: solar panel, 120: charge/discharge controller, 130: battery, 140: power conversion unit, 200 : air purifier, 220: filter supply cartridge, 224: drop hole, 240: recovery duct, 241: electrostatic precipitation filter, 242: first through hole, 243: first pressure sensor, 244: second through hole, 245: Ventilation fan, 246a: first guide jaw, 246b: second guide jaw, 247: second pressure sensor, 260: filter recovery box, 262: recovery hole, 270: filter moving plate, 274: filter supply solenoid, 275: filter Recovery solenoid, 280: screw shaft, 290: drive motor, 310: control unit
Claims (11)
태양광을 집광하여 전기에너지를 발전하기 위하여 상기 지붕프레임의 사이에 결합하는 방음패널중 일부를 태양광 패널로 교체 설치하되, 인접하는 상,하,좌,우에 다른 태양광 패널이 배치되지 않도록 복수의 태양광 패널들을 교차 배치한 태양광 발전장치와;
상기 지붕프레임의 사이에 결합하는 방음패널중 일부를 태양광 패널로 교체 설치하여 태양광을 집광하여 전기에너지를 발전하는 태양광 발전장치와;
상기 측벽프레임의 사이에 결합하는 방음패널에 매립되어 터널 내부의 오염된 공기를 정전 분리 작용을 이용하여 정화시키는 전기집진필터와 이 전기집진필터에 의해 정화된 공기를 터널 외부로 환기시키는 환기팬 및 상기 전기집진필터의 전, 후의 압력을 센싱하는 제 1 및 제 2 압력센서 및 상기 전기집진필터를 자동으로 교체시키기 위한 필터 자동교체기구를 포함하는 복수의 공기정화장치; 및
상기 태양광 발전장치에 의해 발전된 전기에너지를 이용하여 상기 전기집진필터, 상기 환기팬 및 상기 필터 자동교체기구를 구동 제어하고, 상기 제 1 압력센서와 제 2 압력센서로부터 측정된 필터링 전,후의 압력을 이용하여 차압(△P)을 계산하고, 이 차압(△P)을 미리 설정된 기준차압(Pr)과 비교하여 상기 전기집진필터의 필터 교체 시기를 판별하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 방음터널의 친환경 공기정화시스템. A plurality of side wall frames installed in parallel upward along both sides of the road, a plurality of roof frames coupled to the upper side of the side wall frame across the road, and a plurality of coupled between the side wall frames and between the roof frames In the soundproof tunnel including the soundproof panel,
In order to generate electric energy by concentrating sunlight, some of the soundproofing panels coupled between the roof frames are replaced with solar panels and installed, but multiple solar panels are not placed on the adjacent top, bottom, left, and right sides. A photovoltaic power generation device in which the photovoltaic panels are cross-arranged;
a photovoltaic power generation device for generating electric energy by condensing sunlight by replacing some of the soundproofing panels coupled between the roof frames with photovoltaic panels;
An electric dust collecting filter embedded in a soundproof panel coupled between the side wall frames to purify the polluted air inside the tunnel using an electrostatic separation action, and a ventilation fan for ventilating the air purified by the electric dust collecting filter to the outside of the tunnel; a plurality of air purifiers including first and second pressure sensors for sensing the pressure before and after the electric dust collecting filter and an automatic filter replacement mechanism for automatically replacing the electric dust collecting filter; and
The electric dust collecting filter, the ventilation fan, and the automatic filter replacement mechanism are driven and controlled using the electric energy generated by the solar power generator, and the pressure before and after filtering measured from the first pressure sensor and the second pressure sensor and a control unit for calculating the differential pressure (ΔP) using of eco-friendly air purification system.
상기 방음터널 양 측벽의 방음패널에 매립되어 일단이 터널 내부에 대해 상기 전기집진필터를 경계로 개방되어 있고, 타단이 상기 환기팬을 매개로 터널 외부와 접하고 있는 케이스로서, 상기 전기집진필터의 전,후단에 상기 제 1 압력센서와 제 2 압력센서를 포함하는 환기덕트를 포함하는 것을 특징으로 하는 방음터널의 친환경 공기정화시스템. According to claim 1, wherein the air purifying device,
A case embedded in soundproof panels of both sidewalls of the soundproof tunnel, one end of which is open to the inside of the tunnel with the electric dust collecting filter as a boundary, and the other end of which is in contact with the outside of the tunnel through the ventilation fan, the front of the electric dust collecting filter , Eco-friendly air purification system of a soundproof tunnel, characterized in that it comprises a ventilation duct including the first pressure sensor and the second pressure sensor at the rear end.
상기 환기덕트의 상측에 위치하는 다수의 사용전 전기집진필터를 보관하기 위한 필터 공급 카트리지와;
상기 환기덕트의 하측에 위치하는 사용 후 전기집진필터를 보관하기 위한 필터 회수함과;
상기 필터 교체 시기에 도달하면, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 환기덕트의 전기집진필터를 상기 필터 회수함으로 자유 낙하시켜 배출하고, 상기 필터 공급 카트리지의 상기 사용전 전기집진필터를 상기 환기덕트로 자유 낙하시켜 배치하는 필터 자동 교체 메카니즘을 포함하는 것을 특징으로 하는 방음터널의 친환경 공기정화시스템. According to claim 3, wherein the automatic filter replacement mechanism,
a filter supply cartridge for storing a plurality of pre-use electrostatic precipitation filters located on the upper side of the ventilation duct;
a filter collection box for storing the electrostatic precipitation filter after use located below the ventilation duct;
When the filter replacement time is reached, the electric dust collecting filter of the ventilation duct is free-falling to the filter collection box under the control of the control unit and discharged, and the electric dust collecting filter of the filter supply cartridge before use is freely dropped into the ventilation duct. An eco-friendly air purification system for a soundproof tunnel, characterized in that it includes an automatic filter replacement mechanism to be placed and placed.
상기 필터 공급 카트리지의 바닥면에는 상기 전기집진필터가 통과될 수 있는 낙하홀이 형성되고,
상기 필터 회수함의 지붕면에는 상기 전기집진필터가 통과될 수 있는 회수홀이 형성되고,
상기 환기덕트의 지붕면에는 상기 낙하홀에 대응되도록 제 1 관통홀이 형성되고, 상기 환기덕트의 바닥면에는 상기 회수홀에 대응되도록 제 2 관통홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 방음터널의 친환경 공기정화시스템. 5. The method of claim 4,
A drop hole through which the electric dust collecting filter can pass is formed on the bottom surface of the filter supply cartridge,
A recovery hole through which the electric dust collecting filter can pass is formed on the roof surface of the filter recovery box,
A first through-hole is formed in the roof surface of the ventilation duct to correspond to the drop hole, and a second through-hole is formed in the bottom surface of the ventilation duct to correspond to the recovery hole. purification system.
상기 낙하홀과 상기 제 1 관통홀을 개방하거나 페쇄시키는 필터 공급 솔레노이드와;
상기 제 2 관통홀과 상기 회수홀을 개방하거나 페쇄시키는 필터 회수 솔레노이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 방음터널의 친환경 공기정화시스템. 6. The method of claim 5,
a filter supply solenoid for opening or closing the drop hole and the first through hole;
and a filter recovery solenoid for opening or closing the second through hole and the recovery hole.
상기 사용전 전기집진필터를 상기 낙하홀로 전진 이동시키기 위한 구동 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 방음터널의 친환경 공기정화시스템.According to claim 6, The filter supply cartridge,
and a driving mechanism for moving the electrostatic precipitation filter forward to the drop hole before use.
상기 구동 기구는 구동모터와 스크류축 및 스크류축에 의해 전진 이동하는 필터 이동판으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방음터널의 친환경 공기정화시스템.8. The method of claim 7,
The drive mechanism comprises a drive motor, a screw shaft, and a filter moving plate moving forward by the screw shaft.
상기 필터 교체 시기에 도달하면, 상기 필터 회수 솔레노이드를 구동하여 상기 제 2 관통홀과 상기 회수홀을 개방시켜 상기 회수덕트의 전기집진필터를 상기 제 2 관통홀과 회수홀을 통해 상기 필터 회수함으로 자유 낙하시키고,
상기 필터 공급 솔레노이드를 구동하여 상기 제 1 관통홀과 상기 낙하홀을 개방시킨 후 상기 구동기구를 통해 상기 필터 공급 카트리지의 상기 사용전 전기집진필터를 상기 낙하홀로 이동시켜 상기 낙하홀과 제 1 관통홀을 통해 상기 사용전 전기집진필터를 상기 회수덕트에 자유 낙하시켜 배치하는 것을 특징으로 하는 방음터널의 친환경 공기정화시스템.The method of claim 8, wherein the automatic filter replacement mechanism is
When the filter replacement time is reached, the filter recovery solenoid is driven to open the second through-hole and the recovery hole, so that the electric dust collection filter of the recovery duct is freed by collecting the filter through the second through-hole and the recovery hole. drop down,
After driving the filter supply solenoid to open the first through hole and the drop hole, the electrostatic precipitation filter of the filter supply cartridge is moved to the drop hole through the driving mechanism to move the drop hole and the first through hole An eco-friendly air purification system for a soundproof tunnel, characterized in that the pre-use electric dust collecting filter is freely dropped to the recovery duct through the .
태양광을 집광하여 전기에너지를 발전하는 상기 태양광 패널과,
상기 태양광 패널에서 발전된 전기에너지를 사용가능한 형태의 전기에너지로 변환하는 전력변환부와,
상기 전력변환부에서 변환된 전기에너지를 일정한 양으로 상기 제어부와 상기 공기정화장치에 공급하는 충방전제어기 및
상기 충방전제어기에 의해 공급하고 남은 전기를 저장하는 배터리를 포함하는 것을 특징으로 하는 방음터널의 친환경 공기정화시스템.The method of claim 3, wherein the solar power generation device
The solar panel to generate electric energy by condensing sunlight;
A power conversion unit that converts the electric energy generated by the solar panel into a usable form of electric energy;
a charge/discharge controller for supplying the electric energy converted by the power converter to the controller and the air purifier in a certain amount;
An eco-friendly air purification system for a soundproof tunnel, characterized in that it includes a battery for storing the remaining electricity supplied by the charge/discharge controller.
상기 전력변환부는 인버터와 컨버터를 포함하는 것을 특징으로 하는 방음터널의 친환경 공기정화시스템.
11. The method of claim 10,
The power conversion unit eco-friendly air purification system of the soundproof tunnel, characterized in that it includes an inverter and a converter.
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