KR100858993B1

KR100858993B1 - 이끼벽과 실내식물을 이용한 공기청정용 실내정원 시스템

Info

Publication number: KR100858993B1
Application number: KR1020070041382A
Authority: KR
Inventors: 손기철; 정현철
Original assignee: 건국대학교 산학협력단
Priority date: 2007-04-27
Filing date: 2007-04-27
Publication date: 2008-09-18

Abstract

본 발명은 이끼벽과 실내식물을 이용한 공기청정용 실내정원 시스템에 관한 것으로, 실내식물에 의한 제 1필터층(A)과; 제 2 필터층(10)과; 제 3 필터층(20)과; 공기통로(30)와; 제 1 공기여과필터(40) 및 제 2공기여과필터(50)와; 공기덕터(60)와; 제 1팬(70)과; 제 2팬(80)과; 관수수단(90)과; 물분사수단(100)과; 급수수단(110)과; 물받이 통(120)과; 배출수단(130)과; 토탄(140)과; 조명수단(150)과, 제어수단(160)으로 구성되어 주택의 실내 벽체나 각종 빌딩의 실내 벽체에 설치하고자 하는 공간의 크기에 따라 적합한 규모로 자유롭게 설치하여 이끼를 포함한 각종 식물을 장기간에 걸쳐 풍성하게 그리고 간편하게 가꾸면서 이 식물에 의해 얻어지는 심미적, 생태적 기능은 물론 VOCs, 미세먼지, 냄새 등 실내의 유해물질을 제거함과 더불어 실내의 온도와 습도를 조절하여 친환경적으로 실내공기를 정화할 수 있고, 자동 관수 시스템을 도입하여 벽면에 부착되어 생장하는 식물의 유지관리가 용이하면서도 소음을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라 벽면상에서 이끼류 등 식물의 재배를 통한 실내조경과 실내공기의 정화에 따른 이끼류 및 실내식물의 보급을 확대하고 거주자의 생활환경 개선에 의한 삶의 질을 향상시킬 수 있는 각별한 장점이 있는 유용한 발명이다.

이끼 벽, 벽면녹화, 공기정화, 실내정원

Description

이끼벽과 실내식물을 이용한 공기청정용 실내정원 시스템{Air purifying interior garden system with using moss wall and indoor plants}

도 1은 본 발명 이끼벽과 실내식물을 이용한 공기청정용 실내정원 시스템의 사시 구성도,

도 2는 본 발명 이끼벽과 실내식물을 이용한 공기청정용 실내정원 시스템의 단면 구성도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

A : 제 1필터층(실내식물) 10 : 제 2필터층

11 : 타공판 20 : 제 3필터층

30 : 공기통로 40 : 제 1공기여과필터

50 : 제 2공기여과필터 60 : 공기덕터

70 : 제 1팬 80 : 제 2팬

90 : 관수수단 91, 101 : 노즐

100 : 물분사수단 110 : 급수수단

111 : 물탱크 111a : 고수위센서

111b : 저수위센서 112 : 급수관

113 : 제 1필터수단 114 : 솔레노이드 밸브

115 : 배관 116 : 제 2필터수단

117 : 분사용 진동펌프 120 : 물받이 통

121 : 수중펌프 122 : 수중 순환펌프

120a : 고수위센서 120b : 저수위센서

130 : 배출수단 130a, 130b : 배수관

131, 132 : 솔레노이드 밸브 140 : 토탄

150 : 조명수단 150a : 램프

160 : 제어수단

본 발명은 실내에 설치하여 실내환경을 개선하는 실내정원 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이끼벽과 실내식물을 이용한 벽면녹화에 의한 실내조경으로 심미성, 건축·디자인성을 추구함과 더불어 실내의 온·습도의 조절과 V0Cs, 미세먼지, 냄새 등 실내 유해물질을 제거하여 실내 공기 질을 개선하는 이끼벽과 실내식물을 이용한 공기청정용 실내정원 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 현대인들은 하루 중 80 ∼ 90%에 이르는 대부분의 시간을 한정된 실내에서 보내기 때문에 건축에 사용된 합성자재 및 제품 등으로부터 발생하는 유해물질이나 실내공기에 포함되어 있는 미세먼지뿐만 아니라 미세먼지에 포함되는 미생물의 오염으로 거주자의 건강에 치명적인 악영향을 끼치게 된다. 최근 들어 사회적 문제가 된 새집 증후군(new house syndrome)과 아토피성 질환은 이에 대한 대표적인 사례이며, 현재 실내 공기질(IAQ; indoor air quality)은 인간의 삶의 질(QOL; quality of life)에 결정적인 영향을 미치고 있다고 해도 과언이 아니다.

이에 따라 과거 건축업계는 주로 아파트 외부 재질이나 조경에 많은 투자를 하였지만, 현재는 실내에 친환경적 구성, 쾌적성, 그리고 실내 공기 질 향상에 역점을 두고 있으며, 거주자의 경우에도 외부 주거환경보다 내부 주거환경에 대한 친환경적 삶의 질 향상에 대한 요구가 점점더 높아지고 있다.

이러한 실정으로 현재 거주환경 내에는 많은 미술품, 고가의 가전제품, 헬스기구 등을 도입하게 되고, 실내의 공기 질은 기계적 공조장치 외에도 공기청정기, 가습기, 복합 기능을 갖는 에어컨 및 환풍기 등으로 조절하고 있으며, 동시에 실내에 실내조경을 조성함으로써 보다 자연친화적인 거주환경을 만들고자 하는 노력 들도 부단히 진행되고 있는바, 그중 가장 많이 사용하는 방법 중의 하나가 실내에 식물을 도입하는 것이다.

실내의 공기를 정화하고자 베란다와 같은 빌딩의 실내 공간에 정원을 조성하거나 식물들을 가꾸면 정서적 안정감과 풍요로움을 맛볼 수도 있고 수목이나 화초류 등의 식물은 인체에서 내뿜는 탄산가스를 흡수하고 인체에 필요한 산소를 배출해주고 있어 정원에 식물을 많이 가꾸게 되면 맑은 공기를 마실 수 있다는 부수효과를 기대하고 있는데 반해 정서적 풍요로움이나 심미적 기능을 가질 수는 있으나 공기 질 개선에 대한 효과는 크지 않다고 할 수 있다.

따라서 심미적, 생태적 기능은 물론 공기 질을 개선하는 기능까지도 동시에 만족시킬 수 있는 실내정원의 개발이 필요한 실정이다.

이러한 실정에 따라 개발되어 있는 종래의 기술로서는 다음과 같은 것들이 개시되어 있다.

종래에도 화분을 이용하여 실내환경을 개선하고자 하는 여러 가지 시도가 있었으며, 그 중 국내 실용신안공개 제91-10478호로 알려지고 있는 탈취제용 관렵식물의 화분은 하부 주벽에 배기공이 천공된 화분의 상, 하부에 공간부가 형성되게 칸막이 판을 설치하고 칸막이 판의 중간부에는 통공을 형성하여 그 상부에는 흡기통을 하부에는 흡기 팬을 각각 설치하고 칸막이 판과 흡기 통의 상부에는 집진용 망을 덮어씌워서 탈취제로 충진시키고 화분 상부의 덮개에는 식물줄기나 지지체 내부에 흡기통관이 형성되고 식물줄기와 연결된 식물잎 이면이나 지지체의 끝단에 공기흡입공을 천공시킨 식물줄기와 하부 끝단을 꽂아서 된 구성으로 되어 있다.

이러한 고안은 인공식물을 화분에 결합하고, 화분의 내부에 공기정화 재료를 결합하고, 화분에 설치된 송풍 팬으로 실내공기를 화분의 내부를 통하여 순환시켜 정화된 공기를 배출하도록 되어 있으나, 통상의 필터식 공기정화기를 화분의 형태로 변화시킨 것으로, 자연식물을 재배할 수 없어 식물에 의한 공기정화기능을 기대할 수 없고, 용토를 이용한 공기정화를 행할 수 없으며, 가습 효과 등을 얻을 수 없는 것이었다.

또한, 일본국 특개평6-133991호(1994년 8. 23일 공개)에 기재된 생물학적 필터는 물 또는 자양액을 수용하기 위한 병형 필터 하우징과, 이 필터 하우징에 설치 되는 병으로서 그 내부에 존재한 배양기와 함께 식물을 갖고 있는 필터 요소로 되고, 이 필터 요소를 통과하고 공기를 활동 순환시키기 위한 수단이 있는 생물학적 필터에 있어, 병형 필터 하우징이 필터 요소에 대한 유지개구를 갖는 기밀 커버를 보유하고, 그 필터 요소가 다수개의 관부재로 이루어지는 형상 안전성의 유지부분과, 그 아래에 공기 및 물 또는 자양액의 교환을 허락하는 다공질의 녹슬지 않는 필터 포켓으로 구성되어 있다.

그리고, 상기 필터 요소는 유지 부분과 필터 포켓이 함께 개구를 가지는 용기를 이루고 있으며, 그의 유지부분이 특별히 다수개의 관부재로 형성됨과 아울러 그 바닥은 1개 또는 복수의 필터 포켓으로 이행하는 세세한 격자로 폐쇄되고, 필터 포켓은 서로 길이가 다른 다수개의 관부재를 하모니카형으로 하단부가 경사지도록 배열하여 결합한 형상으로 되어 있다.

그러나 이와 같은 종래의 생물학적 필터는 식물의 뿌리를 필터 하우징의 하부에 담긴 물속으로 연장하는 효과를 얻기 위하여 필터 요소의 필터 포켓을 다수개의 관부재를 이용하여 마치 뿌리와 같은 형태로 형성하고 있으나 이러한 필터 포켓의 구성은 복잡하며, 필터 요소의 유지 부분이 다수개의 관부재로 형성되고, 유지 부분에 연결되는 필터 포켓이 관부재로 형성됨과 아울러 유지 부분과 필터 포켓의 관부재를 중간부의 세세한 격자 부재로 연결한 형태이므로 제작이 매우 어려운 문제점이 있다. 뿐만 아니라 필터 하우징의 내부로 유입된 공기가 다수개의 관부재로 이루어진 필터 요소의 유지 부분을 통하여 배출되면서 저항이 가장 적은 유지 부분의 상측부를 통하여 외부로 배출되는 것이므로 필터 요소 및 식물을 이용하여 공기 를 정화하고자 하는 능력이 감소되는 문제점이 있었다.

그리고 국내 특허공개 제2000-341호(2000. 1. 15일 공개)에는 화분과 급수용기로 구성된 화분에 있어서, 상기 화분의 중앙에는 깔때기 형상의 토양 및 비료 충진 공간부를 하향지게 연설하고 그 하부 저면과 측면에는 상기 급수용기로부터 물이 급수될 수 있도록 다수의 통수공을 천설하며 상기 화분의 가장자리에는 그 내부가 공간부를 유지하도록 하고 그 하부 저면에는 다수의 미세한 통수공을 천설하고 표면에는 공기가 공급될 수 있도록 1개 이상의 공기공급용 터널형 통기공이 각각 천설된 다수개의 화분 지지각을 하향지게 연설하여서 된 환경친화형 화분이 알려지고 있다.

이 환경친화형 화분은 지상부에서 과도한 강제 급수로 인하여 토양 중의 비료가 유실되어 토양 또는 수질을 오염시킬 염려가 전혀 없으며 수분의 과잉공급으로 인한 식물의 근권이 짓무르거나 썩는 일로 인한 피해가 전혀 없고 수분의 과잉공급으로 인한 식물의 스트레스로 인하여 생육 및 개화에 지장을 받는 일이 없는 효과가 있는 것이나, 이 화분에도 식물재배용 기반재료인 용토를 통한 공기정화 기능이 갖추어져 있지 않고, 저면관수 구조가 화분에 한정된 것으로 대형화원에 적용하기에는 적합하지 못한 문제점이 있었다.

이상에서와 같이 종래에 알려지고 있는 여러 가지 시도들은 각각의 효과가 있는 것이나, 아파트의 베란다와 같은 공간의 바닥면에 설치되는 것이어서 후기하는 본 발명과 같이 실내의 벽면에 설치하기에 적합하지 않으므로 설치공간에 많은 제약을 받아 실내조경 구조를 다양화할 수 없다고 하는 문제점뿐만 아니라, 식재된 식물의 생육을 위하여 필수적인 급수구조 및 방법이 복잡할 뿐만 아니라 식물의 생육에 적합하지 못하다고 하는 문제점이 있는 것이었다.

즉, 종래의 실내정원은 바닥면 상에 정원을 조성하는 것으로, 평범하고 획일적이며, 자연적이지 못하고 인위적이어서 빨리 식상해 지며, 많은 공간을 차지할 뿐만 아니라 설치공간에 제약이 따르고 유리관리에 많은 어려움이 있다고 하는 단점이 있었다.

한편, 철근 콘크리트로 축조된 빌딩은 외형적 경관 및 실내 분위기에 대한 풍요로움과 심미감이 떨어지는 문제점이 있을 뿐 아니라 밀폐된 빌딩의 실내 공간에서 생활하다 보면 특별한 이유 없이 두통과 현기증을 느끼고 목과 눈이 따끔거리는 등 이른바 "빌딩증후군(Sick Building Syndrome)"에 시달리게 되는 문제점이 유발되고 있으나, 종래의 장치들은 실내환경 개선을 위하여 미흡한 것이었다.

빌딩증후군이란 말 그대로 아파트나 사무실, 지하시설물 등 상대적으로 실내생활을 많이 하는 사람들에게 나타나는 이상증상으로서, 맑은 공기를 마시면 바로 호전되지만 호흡기 질환을 앓고 있거나 각종 만성병이 있을 경우에는 또 다른 합병증을 부르는 요인이 된다.

이러한 빌딩증후군의 원인은 무엇보다 공기 순환이 잘 안 되기 때문이므로 빌딩의 밀폐된 실내에 맑은 공기를 공급하는 일은 매우 중요한 일이 아닐 수 없다.

이와 같이 현대인에게 있어서 실내공간은 삶의 터전인 동시에 편안한 안식처로서 중요하지만 이러한 실내공간은 에너지 절약을 위한 밀폐화와 환기부족, 각종 건축자재 및 생활용품, 사무용기기 등에서 나오는 화학물질로 오염되어 인간의 건 강을 위협하고 있는 실정이다.

본 발명은 상기한 실정을 감안하여 식물을 이용하여 실내공기를 정화하는 종래의 장치에서 야기되는 각종 결점 및 문제점들을 해결하고자 발명한 것으로서, 본 발명의 목적은 주택의 실내 벽체나 각종 빌딩의 실내 벽체에 설치하고자 하는 공간의 크기에 따라 적합한 규모로 자유롭게 설치하여 이끼를 포함한 각종 식물을 장기간에 걸쳐 풍성하게 그리고 간편하게 가꾸면서 이 식물에 의해 얻어지는 심미적, 생태적 기능은 물론 환경개선(맑은 공기) 기능까지도 동시에 만족시킬 수 있는 이끼벽과 실내식물을 이용한 공기청정용 실내정원 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 이끼류를 수직벽면에 부착시켜 벽면녹화에 의한 실내조경의 구조를 다양화할 수 있고, 이끼벽과 실내식물이 공기의 여과막으로 작용하여 VOCs, 미세먼지, 냄새 등 실내의 유해물질을 제거함과 더불어 실내의 온도와 습도를 조절하여 친환경적으로 실내공기를 정화할 수 있는 이끼벽과 실내식물을 이용한 공기청정용 실내정원 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 자동 관수 시스템을 도입하여 벽면에 부착되어 성장하는 식물의 유지관리가 용이하면서도 소음을 최소화할 수 있는 이끼벽과 실내식물을 이용한 공기청정용 실내정원 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 벽면상에서 이끼류와 실내식물의 재배를 통한 실내조경과 실내공기의 정화에 따른 이끼류와 실내식물의 보급을 확대하고 거주자의 생활환경 개선에 의한 삶의 질을 향상시킬 수 있는 이끼벽과 실내식물을 이용한 공기청정용 실내정원 시스템을 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 이끼벽과 실내식물을 이용한 공기청정용 실내정원 시스템은 이끼류와 실내식물로 이루어지는 제 1필터층과; 이끼류와 실내식물의 근권부(root zone)로 이루어지는 제 2필터층과; 이끼류와 실내식물이 생장하는 타공판에 고착된 벽면 판상의 코코스 및 피트모스(peat moss) 판넬로 이루어지는 제 3 필터층과; 상기 타공판 이면에 관통상으로 형성되는 공기통로와; 상기 공기통로 상에 설치되는 제 1 공기여과필터 및 제 2공기여과필터와; 상기 제 2공기여과필터 상부에 설치되는 공기덕터와; 상기 공기덕터의 상부면에 설치되는 제 1팬과; 상기 공기덕터의 전면에 설치되는 제 2팬과; 상기 제 3 필터층의 상부 선단부에 행방향으로 설치되어 상부에서 하부로 상기 제 3 필터층 내에 물을 공급하는 관수수단과; 상기 관수수단에 배관을 통해 물을 공급하는 급수수단과; 이끼류와 실내식물에 물을 분사하여 주는 물분사수단과; 상기 물분사수단에 배관을 통해 물을 공급하는 수중펌프와; 상기 관수수단과 물분사수단으로 부터 토출되는 물을 받아서 저장하는 물받이 통과; 상기 물받이 통 내의 물을 순환시키는 수중 순환펌프와; 상기 급수수단과 물받이 통의 물을 배출하는 배출수단과; 상기 물받이 통 내의 바닥에 상기 이끼류와 실내와 실내식물을 식재하는 토탄과; 상기 공기덕터의 전면에 연장 설치되어 시스템을 조명하는 조명수단과, 시스템을 제어하는 제어수단으로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명 이끼벽과 실내식물을 이용한 공기청정 용 실내정원 시스템의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명 이끼벽과 실내식물을 이용한 공기청정용 실내정원 시스템의 사시 구성도, 도 2는 본 발명 이끼벽과 실내식물을 이용한 공기청정용 실내정원 시스템의 단면 구성도로서, 이끼류와 실내식물로 이루어지는 제 1필터층(A)과; 이끼류와 실내식물의 근권부(root zone)로 이루어지는 제 2필터층(10)과; 이끼류와 실내식물이 생장하는 타공판(11)에 고착된 벽면 판상의 코코스 및 피트모스(peat moss) 판넬로 이루어지는 제 3필터층(20)과; 상기 타공판(11) 이면에 관통상으로 형성되는 공기통로(30)와; 상기 공기통로(30) 상에 설치되는 제 1 공기여과필터(40) 및 제 2공기여과필터(50)와; 상기 제 2공기여과필터(50) 상부에 설치되는 공기덕터(60)와; 상기 공기덕터(60)의 상부면에 설치되는 제 1팬(70)과; 상기 공기덕터(60)의 전면에 설치되는 제 2팬(80)과; 상기 제 3필터층(20)의 상부 선단부에 행방향으로 설치되어 상부에서 하부로 상기 제 3필터층(20) 내에 물을 흘려주는 관수수단(90)과; 상기 관수수단(90)에 배관을 통해 물을 공급하는 급수수단(110)과; 이끼류와 실내식물에 물을 분사하여 주는 물분사수단(100)과; 상기 물분사수단(100)에 배관을 통해 물을 공급하는 수중펌프(121)와; 상기 관수수단(90)과 물분사수단(100)으로 부터 토출되는 물을 받아서 저장하는 물받이 통(120)과; 상기 물받이 통(120) 내의 물을 순환시키는 수중 순환펌프와(122)와; 상기 급수수단(110)과 물받이 통(120)의 물을 배출하는 배출수단(130)과; 상기 물받이 통(120) 내의 바닥에 상기 이끼류와 실내식물을 식재하는 토탄(140)과; 상기 공기덕터(60)의 전면에 연장 설치되어 시스템을 조명하는 조명수단(150)과, 시스템을 제어하는 제어수단(160)으로 구성되어 있다.

상기 제 1 필터층(A)은 이끼류와 실내식물로서 이루어지는 필터층으로서, 식물의 광합성에 의한 공기정화층이고, 제 2필터층(10)은 이끼류나 부착식물의 근권부에 의해 형성되는 토양 미생물층으로서 제 1, 2필터층은 다음과 같은 특징이 있다.

1). 오염물질 제거에 많이 사용되는 다공성 재질과 같이 볼륨 대 표면적의 비율이 높고 공극율이 높아 공기의 흐름을 균일하게 하므로 식물의 성장으로 형성되는 층의 두께가 얇아도 양호한 여과막의 기능을 갖는다.

2). 공기를 흡수하여 공기로 운반되는 VOCs나 유기물질 등 오염물질을 파괴하거나 흡착 또는 축적한다.

3). 이끼류와 실내식물의 광합성으로 인하여 공기중의 이산화탄소의 농도를 낮추고 산소를 방출하여 산소의 농도를 높인다.

4). 이끼류와 실내식물에 의한 수직벽면의 녹화로 거주자의 심미적 심신의 안정, 스트레스해소 및 공기정화에 따른 실내의 환경개선으로 건강증진 및 생산성을 향상시킬 수 있다.

즉, 이끼류와 실내식물의 지상부가 이루는 제 1필터층은(A)은 광합성시 이산화탄소(CO₂) 외에 다양한 종류의 공기오염 물질을 흡수하여 대사적 문제 과정을 통하여 제거시킨다.

상기 제 3필터층(20)은 판상의 코코스 및 피트모스 판넬로서 항균성을 가지며, 다공성을 가져 통기성과 보수성이 뛰어나 이끼류와 실내식물의 뿌리에 항상 적절한 산소와 수분을 공급할 수 있게 되며, 이 제 3필터층(20)에 물을 흘려보내 물이 흐르는 제 3필터층(20)을 공기가 통과하게 되므로 공기 중의 VOCs, 미세먼지 등 오염물질이나 냄새를 제거하게 되고, 제 3필터층(20)의 이면에는 이끼류와 실내식물이 식재되었을 때 무게를 지탱할 수 있도록 타공판(11)이 고착되어 있다.

상기 타공판(11)의 이면에는 관통상으로 형성되는 공기통로(30)가 형성되어 있고, 상기 공기통로(30) 상에는 제 1 공기여과필터(40) 및 제 2공기여과필터(50)가 설치되어 있다. 즉, 상기 공기통로(30) 내면에는 필터가 얹어지는 돌출테가 형성되어 있고, 공기통로(30)의 측면에 개방구가 형성되어 있어 이 개방구를 통해 서랍과 같은 상자 형태로 구성된 제 1 공기여과필터(40) 및 제 2공기여과필터(50)가 공기통로(30) 내에 삽입되어 있다.

여기서 상기 제 1 공기여과필터(40)는 카본필터로, 제 2공기여과필터(50)는 제올라이트 필터로서, 서랍과 같은 상자 형태로 구성되어 일정기간 사용 후 교환이 용이하도록 하는 것이 바람직하다.

상기 제 2공기여과필터(50) 상부에는 공기덕터(60)가 설치되고, 상기 공기덕터(60)의 상부면에 제 1팬(70)과 전면에 제 2팬(80)이 각각 설치되어 있다.

상기 관수수단(90)은 상기 관수수단(90)에 배관을 통해 물을 공급하는 급수수단(110)과; 이끼류 등 부착식물에 물을 분사하여 주는 물분사수단(100)과; 상기 물분사수단(100)에 배관(115)을 통해 물을 공급하는 급수수단(110)의 분사용 펌프(117)에 연결되어 있고, 물분사수단(100)은 상기 수중펌프(121)에 배관을 통해 연결되어 있으며, 관수수단(90)은 파이프로 이루어져 그 외주연에 일정한 간격으로 다수의 노즐(91)이 하향하도록 설치되어 있고, 물분사수단(100)은 이끼류와 실내식물에 물을 분사할 수 있도록 다수의 노즐(101)로 구성되어 있다.

상기 급수수단(110)은 물을 저장하는 물탱크(111)와, 상기 물탱크(111)에 연결되어 물탱크(111)로 물을 공급하는 급수관(112), 상기 급수관(112)에 설치되는 제 1필터수단(113)과 솔래노이드 밸브(114), 상기 물탱크(111)에 연결되어 상기 물분사수단(100)으로 물을 공급하는 배관(115), 상기 물탱크(111) 측 배관(115)의 단부측에 설치되는 제 2필터수단(116)과 분사용 진동펌프(117), 상기 물탱크(111)의 내부면에 설치되는 고수위센서(111a) 및 저수위센서(111b)로 구성되어 있다.

여기서 제 1필터수단(113)과 제 2필터수단(116)으로는 물을 여과할 수 있는 필터이면 그 종류에 상관없이 사용할 수 있으나 주로 멤브레인필터나 카본필터를 사용하게 된다.

상기 물받이 통(120)은 상기 코코스 및 피트모스 판넬인 제 3 필터층(20)의 하부에서 흘러 나오는 물과 상기 물분사수단(100)에서 이끼류와 실내식물에 분사된 물을 받아 저장하는 것으로서, 내부에는 수중펌프(121)와 수중 순환펌프(122)가 설치되어 있고, 일측 내부면에는 고수위센서(120a) 및 저수위센서(120b)가 설치되어 있으며, 전면이 투명유리로 이루어져 있고, 그 내부에 수중모터와 공기 발생기를 추가로 설치하여 관상용 수족관으로 이용할 수 있다. 즉, 상기 물받이 통(120)은 금붕어 등 관상어를 기르는 어항으로 활용할 수 있다.

상기 배출수단(130)은 상기 급수수단(110)의 물탱크(111)에 연결 설치되는 배수관(130a)과 배수관(130a)에 설치되는 솔레노이드 밸브(131), 상기 물받이 통(120)에 연결 설치되는 배수관(130b)에 설치되는 솔레노이드 밸브(132)로 이루어져 급수수단(110)의 물탱크(111)와 물받이 통(120)의 물을 배출시키게 된다.

상기 토탄(140)은 이끼류와 실내식물이 자라는 다양한 형상의 지형을 형성하기 위한 것으로서, 수류에 의해 쉽게 허물어져 버리거나 배수층에 침식되지 않아 원하는 형태로 가공이 용이하고, 쉽게 형태가 변화하지 않게 된다.

상기 조명수단(150)은 상기 공기덕터(60)의 전면에 연장 설치되어 시스템을 조명하고, 이끼류와 실내식물의 광합성에 필요한 빛 및 순환하는 공기를 가열하는 것으로서, 다양한 색상의 빛을 발하는 램프, 광합성에 필요한 빛을 제공하는 램프 및 가열램프 등 다수의 램프(150a)로 구성되어 있다.

상기 제어수단(160)은 시스템 전체를 자동으로 제어하는 것으로서, 이끼류와 실내식물의 최적 생육환경에 대하여 미리 설정한 데이터나 실내의 적절한 곳에 설치한 도시하지 온도, 습도센서, VOCs 센서, 냄새, 먼지센서 등 각종 센서의 정보에 따라 해당 구성요소를 자동으로 동작시킬 수 있도록 타이머 및 원칩마이크로 프로세서를 포함하여 이루어진 통상적인 제어장치이며, 필요에 따라 해당 구성요소를 수동으로 작동시킬 수도 있도록 설치되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 이하에 상세하게 설명한다.

본 발명 이끼벽과 실내식물을 이용한 실내환경 조절용 실내정원 시스템은 평상시에 물탱크(111)에 물을 저장해 두게 된다. 즉, 제어수단(160)의 제어에 따라 수도배관에 연결된 솔래노이드 밸브(114)가 개방되어 물이 제 1필터수단(113)을 거 치면서 정수된 후 물탱크(111)에 저장되고(이 상태에서 솔레노이드 밸브(131)는 닫혀 있다), 물탱크(111) 내에 저장되는 물의 수위가 높아져 고수위센서(111a)가 물의 수위를 감지하게 되면, 고수위센서(111a)가 제어수단(160)으로 감지신호를 전송하여 제어수단(160)의 제어로 솔래노이드 밸브(114)가 닫혀 물탱크(111)로 유입되는 물의 공급이 없게 된다.

이 상태에서 이끼류와 실내식물의 생육에 필요한 환경의 조성을 위해 미리 설정하여둔 데이터에 따라 제어수단의 원칩마이크로 프로세서에 프로그램되어 있는 프로그램에 의해 관수수단(90)과 물분사수단(100)으로 물을 공급하게 된다.

즉, 제어수단(160)의 제어에 따라 분사용 진동펌프(117)가 작동하게 되고, 그에 따라 물탱크(111) 내에 물이 제 2필터수단(113)을 거쳐 정수된 후 분사용 진동펌프(117)와 배관(115)을 통해 관수수단(90)으로 공급됨으로써 관수수단(90)의 다수의 노즐(91)로 부터 제 3필터층(20) 내에 물을 흘려보내게 되고, 물받이 통(120) 내의 물이 수중펌프(121)의 작동에 의해 물분사수단(100)으로 공급되어 물분사수단(100)의 노즐(101)로부터 물이 이끼류와 실내식물에 분사되어 이끼류와 실내식물에 물을 공급함과 더불어 이끼류와 실내식물의 표면에 붙어 있는 먼지 등을 씻어 주게 된다.

이러한 물의 공급과 더불어 물받이 통(120) 내에 설치되어 있는 수중 순환펌프(122)가 작동하여 물받이 통(120) 내의 물을 순환시킴으로써 물받이 통(120) 내의 물이 정체하여 부패하지 않게 되며, 이끼류와 실내식물의 전면으로 돌출되는 또 다른 배관을 상기 배관(115)에 연결하여 폭포처럼 물이 흘 내리도록 함으로써 용이하게 벽면녹화의 구조를 다양화할 수 있다.

이와 같이 작용하는 본 발명 이끼벽과 실내식물을 이용한 실내환경 조절용 실내정원 시스템에 있어서의 공기의 정화는 실내의 적절한 곳에 설치된 도시하지 온도, 습도센서, VOCs 센서, 냄새, 먼지센서 등 각종 센서의 정보에 따라 제 1팬(70) 또는 제 2팬(80)이 선택적으로 작동함으로써 이루어지게 된다.

즉, VOCs 센서, 냄새, 먼지센서가 감지한 공기중의 VOCs 농도, 냄새농도 및 먼지농도가 설정된 레벨보다 높게 되면, VOCs 센서, 냄새, 먼지센서로부터의 신호에 의해 제어수단(160)이 제 1팬(70) 또는 제 2팬(80)을 작동시키게 된다. 이때 온도 및 습도센서에서 감지한 실내의 온도 및 습도에 따라 제 1팬(70), 제 2팬(80)이 모두 동작하거나 어느 하나만이 동작하게 된다.

예를 들면, 실내의 온도가 높고, 습도가 낮은 경우는 제어수단(160)이 제 1 팬(70) 만을 동작시키게 된다. 따라서 실내공기의 흐름은 도 2에 화살표로 나타낸 바와 같이 이끼류와 실내식물로 이루어지는 제 1필터층(A)을 통과하면서 식물의 광합성에 의해 정화되고, 이어 제 2필터층(10)을 통과하면서 이끼류와 실내식물의 근권에 의해 정화되며, 이어 제 3필터층(20)을 통과하면서 물과 코크스 및 피트모스층에 의해 정화된 후 제 1 공기여과필터(40) 및 제 2 공기여과필터(50)를 순차 거치면서 카본필터 및 제올라이트필터에 의해 정화되어 제 1 팬(70)을 통해 실내로 배기 된다.

실내의 온도가 낮고, 습도가 높은 경우는 제어수단(160)이 제 2 팬(80) 만을 동작시키게 된다. 따라서 실내공기의 흐름은 도 2에 화살표로 나타낸 바와 같이 제 1필터층(A)과 제 2필터층(10), 제 3필터층(20), 제 1 공기여과필터(40) 및 제 2 공기여과필터(50)를 순차 거치면서 카본필터와 제올라이트필터에 의해 정화되어 제 2 팬(80)을 통해 조명수단(150)을 거쳐 조명수단(150) 내의 가열램프에 의해 가열, 건조된 후 실내로 배기 된다.

실내의 온도가 높고 습도가 높은 경우나 실내의 온도가 낮고 습도가 낮은 경우는 제 1 팬(70)과 제 2팬(80)이 함께 동작하여 도 2에 화살표로 나타낸 바와 같이 실내의 공기는 제 1필터층(A)과 제 2필터층(10), 제 3필터층(20), 제 1 공기여과필터(40) 및 제 2 공기여과필터(50)를 순차 거치면서 실내로 배기되는 순환을 하여 정화된다.

본 발명의 상기한 작용으로 상기 관수수단(90)과 물분사수단(100)에 의해 공급된 물이 이끼류와 실내식물의 성장에 소요되고 남은 물은 물받이 통(120)에 받아지게 되므로 물받이 통(120) 내부에 수중모터와 공기 발생기를 추가로 설치하여 물받이 통(120)을 관상용 수족관으로 이용할 수 있으며, 물받이 통(120)에는 고수위센서(120a)와 저수위센서(120b) 설치되어 있어서 고수위센서(120a)와 저수위센서(120b)의 수위감지에 따라 제어수단(160)이 배출수단(130)의 솔레노이드 밸브(132)를 개폐하여 배수관(130b)을 통하여 물받이 통(120)의 물을 배수하거나 배수를 차단함으로써 물받이 통(120)의 물은 항상 일정한 수위를 유지하게 된다.

상기한 관수수단(90)과 물분사수단(100)에서의 물분사로 물탱크(111) 내의 수위가 낮아져 저수위센서(111b)가 물탱크(111) 내의 수위를 감지하게 되면, 저수위센서(111b)가 제어수단(160)으로 감지신호를 전송하여 제어수단(160)의 제어로 솔래노이드 밸브(131)가 닫힌 상태에서 솔레노이드 밸브(114)를 열어 물탱크(111) 내로 물을 공급하게 된다.

여기서 배출수단(130)의 솔레노이드 밸브(131)는 물탱크(111) 내부의 청소 등 필요에 따라 물탱크(111) 내의 물을 배출시키기 위해 사용하게 된다.

또한 시스템의 조명을 위한 조명수단(150)은 다수의 램프(150a) 각각이 상이한 기능을 갖도록 하여 다양한 색상의 조명을 하거나 이끼류와 실내식물의 광합성에 필요한 빛의 제공 및 순환하는 공기를 가열, 건조하는 것으로서, 공기를 가열, 건조하는 램프는 제어수단(160)에 의해 점등 및 소등되도록 하여야 하나, 그 외의 램프는 제어수단(160)과는 별도의 스위치에 의해 선택적으로 램프(150a)를 점등하여 다양한 색상으로 시스템을 조명하거나, 제어수단(160)의 제어에 의해 시스템에서 작동하는 구성요소의 동작에 연동시켜 램프(150a)를 선택적으로 점등 및 소등할 수 있도록 할 수도 있다.

지금까지 바람직한 실시예로서 본 발명을 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고 예컨대 본 발명의 실내정원을 건물의 벽에 빌트인(builtin) 상으로 설치하거나 이동이 가능한 단독의 구조물로 구성하는 등 발명의 요지를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있음은 물론이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 이끼벽과 실내식물을 이용한 공기청정용 실내정원 시스템은 주택의 실내 벽체나 각종 빌딩의 실내 벽체에 설치하고자 하는 공간의 크기에 따라 적합한 규모로 자유롭게 설치하여 이끼를 포함한 각종 식물을 장기간에 걸쳐 풍성하게 그리고 간편하게 가꾸면서 이 식물에 의해 얻어지는 심미적, 생태적 기능은 물론 VOCs, 미세먼지, 냄새 등 실내의 유해물질을 제거함과 더불어 실내의 온도와 습도를 조절하여 친환경적으로 실내공기를 정화할 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명은 자동 관수 시스템을 도입하여 벽면에 부착되어 성장하는 식물의 유지관리가 용이하면서도 소음을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라 벽면상에서 이끼류와 실내식물의 재배를 통한 실내조경과 실내공기의 정화에 따른 이끼류와 실내식물의 보급을 확대하고 거주자의 생활환경 개선에 의한 삶의 질을 향상시킬 수 있는 각별한 장점이 있다.

Claims

이끼류와 실내식물로 이루어지는 제 1필터층(A)과; 이끼류와 실내식물의 근권부로 이루어지는 제 2 필터층(10)과; 이끼류와 실내식물이 성장하는 타공판(11)에 고착된 벽면 판상의 코코스 및 피트모스 판넬로 이루어지는 제 3필터층(20)과; 상기 타공판(11) 후면에 관통상으로 형성되는 공기통로(30)와; 상기 공기통로(30) 상에 설치되는 제 1 공기여과필터(40) 및 제 2공기여과필터(50)와; 상기 제 2공기여과필터(50) 상부에 설치되는 공기덕터(60)와; 상기 공기덕터(60)의 상부면에 설치되는 제 1팬(70)과; 상기 공기덕터(60)의 전면에 설치되는 제 2팬(80)과; 상기 제 3필터층(20)의 상부 선단부에 행방향으로 설치되어 상부에서 하부로 상기 제 3필터층(20) 내에 물을 흘려주는 관수수단(90)과; 상기 관수수단에 물을 공급하는 급수수단(110)과; 이끼류와 실내식물에 물을 분사하여 주는 물분사수단(100)과; 상기 물분사수단(100)에 배관을 통해 물을 공급하는 수중펌프(121)와; 상기 관수수단(90)과 물분사수단(100)으로 부터 토출되는 물을 받아서 저장하는 물받이 통(120)과; 상기 물받이 통(120) 내의 물을 순환시키는 수중 순환펌프와(122)와; 상기 급수수단(110)과 물받이 통(120)의 물을 배출하는 배출수단(130)과; 상기 물받이 통(120) 내의 바닥에 상기 이끼류와 실내식물을 식재하는 토탄(140)과; 상기 공기덕터(60)의 전면에 연장 설치되어 시스템을 조명하는 조명수단(150)과, 시스템을 제어하는 제어수단(160)으로 구성된 것을 특징으로 하는 이끼벽과 실내식물을 이용한 실내환경 조절용 실내정원 시스템.
제 1항에 있어서, 상기 급수수단(110)은 물을 저장하는 물탱크(111)와, 상기 물탱크(111)에 연결되어 물탱크(111)로 물을 공급하는 급수관(112), 상기 급수관(112)에 설치되는 제 1필터수단(113)과 솔래노이드 밸브(114), 상기 물탱크(111)에 연결되어 상기 물분사수단(100)으로 물을 공급하는 배관(115), 상기 물탱크(111) 측 배관(115)의 단부측에 설치되는 제 2필터수단(116)과 분사용 진동펌프(117), 상기 물탱크(111)의 내부면에 설치되는 고수위센서(111a) 및 저수위센서(111b)로 구성된 것을 특징으로 하는 이끼벽과 실내식물을 이용한 실내환경 조절용 실내정원 시스템.
제 1항에 있어서, 상기 물받이 통(120)은 내부에 수중펌프(121)와 수중 순환펌프(122)가 설치되어 있고, 일측 내부면에는 고수위센서(120a) 및 저수위센서(120b)가 설치되어 있으며, 전면(全面)이 투명유리로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 이끼벽과 실내식물을 이용한 실내환경 조절용 실내정원 시스템.
제 3항에 있어서, 상기 물받이 통(120)은 그 내부에 수중모터와 공기 발생기를 추가로 설치하여 관상용 수족관으로 이용하는 것을 특징으로 하는 이끼벽과 실내식물을 이용한 실내환경 조절용 실내정원 시스템.
제 1항에 있어서, 상기 조명수단(150)의 램프(150a)가 다양한 색상으로 조명하는 램프와, 이끼류와 실내식물의 광합성에 필요한 빛을 제공하는 램프 및 순환하는 공기를 가열, 건조하는 램프로 이루어진 것을 특징으로 하는 이끼벽과 실내식물을 이용한 실내환경 조절용 실내정원 시스템.