KR102018059B1 - 도로 미세먼지 및 지면온도 저감 기능을 갖는 스마트 플랜터 시스템 - Google Patents

도로 미세먼지 및 지면온도 저감 기능을 갖는 스마트 플랜터 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 강우시 도로변에 흐르는 빗물을 저장하였다가 갈수기에 도로(차도 및 보도)의 주변에 일정 주기로 자동 관수하여 도로표면의 미세먼지와 함께 지면온도를 효율적 저감함을 제공하도록, 도로변 경계석에 대응하여 지중에 매립 설치하되 도로의 노면을 따라 흐르는 빗물을 유입하여 대기상태로 수용하는 집수피트와, 상기 집수피트 내 설치하고 빗물을 외부이송시킬 수 있게 구동하는 빗물이송유닛을 포함하여 구성하는 우수집수부와; 상부에 식물을 식재할 수 있는 생장공간을 형성하면서 토양층을 구비하는 식생부와, 외부에서 강우 여부를 감지하는 강우감지수단과, 상기 우수집수부의 빗물이송유닛을 통해 이송된 빗물을 수용하는 빗물저장탱크와, 상기 빗물저장탱크 내 만수 및 저수 여부를 감지하는 수위감지센서와, 상기 수위감지센서의 만수 감지상태에서 구동하되 상기 빗물저장탱크 내 빗물을 점적관수 또는 외부관수할 수 있게 구동하는 관수유닛과, 상기 강우감지수단 및 상기 수위감지센서로부터 입력되는 감지신호에 따라 상기 우수집수부의 빗물이송유닛 및 상기 관수유닛에 제어신호를 인가하는 스마트컨트롤러를 포함하여 구성하는 식생플랜터와; 도로 중 보도의 하부에 대응하여 매설되고 상기 식생플랜터의 관수유닛으로부터 공급된 빗물의 유동경로를 형성하는 보도하부관수부와; 도로변 경계석에 대응하여 설치되고 상기 식생플랜터의 관수유닛으로부터 공급된 빗물을 도로 중 차도를 향해 분사하는 차도관수부;를 포함하는 도로 미세먼지 및 지면온도 저감 기능을 갖는 스마트 플랜터 시스템을 제공한다.

Description

도로 미세먼지 및 지면온도 저감 기능을 갖는 스마트 플랜터 시스템 {Smart Planter System Having Reduction Function Fine Dust and Surface Temperature}
본 발명은 도로 미세먼지 및 지면온도 저감 기능을 갖는 스마트 플랜터 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 강우시 도로변에 흐르는 빗물을 저장하였다가 갈수기에 도로(차도 및 보도)의 주변에 일정 주기로 자동 우수순환하여 도로표면의 미세먼지와 함께 지면온도를 효율적 저감하는 것이 가능한 도로 미세먼지 및 지면온도 저감 기능을 갖는 스마트 플랜터 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 도로에는 운전자의 시야를 확보하기 위한 가로등과 친환경 요소를 갖는 가로수 및 조경용 플랜터 등을 함께 설치하여 매연 등의 각종 오염원으로부터 공기를 정화함과 동시에 심미적인 주변 경관을 제공할 수 있게 조성한다. 특히, 도로변에 설치되는 조경용 플랜터는 식재 가능한 화분형태의 구조로 가로 정비가 필요한 주요 거리에 정돈되고 다양한 식물이 식재되어 자연스러운 분위기를 연출하도록 사용된다.
이러한 플랜터는 단순히 식물 식재를 목적으로 하고 있어 봄이나 가을과 같이 강수량이 적은 건기에 물 부족 영향을 받기 때문에 수분 공급이 원활하지 않아 식물이 쉽게 시들면서 고사되는 현상이 급증하고 있으며, 반대로 여름철 우기에는 강우가 시작되면 우천시 빗물이 도로변에 위치한 우수관으로 즉시 유출되기 때문에 곧바로 유출되는 빗물로 인해 우수관이 포화상태가 되어 우수관의 통수능력 부족에 따른 우수역류 현상이 빈번히 발생하면서 침수피해가 급증하고 있는 것이 현실이다.
상기와 같은 식재형태의 플랜터와 관련하여 개시되어 있었던 종래기술로써, 대한민국 등록실용신안공보 제464609호(2013.01.04.)에는 상부가 개방되고, 최고 수위선 상에 배수구가 형성되는 방수수조와; 상기 방수수조의 외측에 설치되는 목재 프레임과; 상기 방수수조의 내측에 다단으로 적층되며, 상부층으로 갈수록 입자가 작아지는 보습성 수경 식재토와; 상기 보습성 수경 식재토에 식재되는 다수의 식재식물; 및 상기 방수수조에 급수된 저장수의 수위를 측정하는 수위계;를 포함하여, 상기 보습성 수경 식재토의 공극층을 통한 삼투압 작용에 의해 상기 저장수가 최하층으로부터 표토층까지 자연순환되게 구성함에 따라 수질이 활성화되고 용존 산소량을 증대시킬 수 있는 수경식재형 플랜터가 공지되어 있다.
또한, 공개특허공보 제86677호(2016.07.20.)에는 측면을 이루는 다수의 측면판과, 바닥면을 이루는 바닥판과, 상기 바닥판의 상부와 상기 측면판의 내부에 배치되는 방수/방근 시트부재와, 상기 바닥판의 상부에 구비되는 배수 시트부재 및 상기 배수 시트부재의 상부로 적층되는 배수층 및 식생층을 포함하며 개방된 상부면을 통해 수목이 식재되는 플랜터 몸체부; 상기 플랜터 몸체부의 개방된 상부면을 통해 설치되며 다수의 점적관수홀이 하측을 관통하여 형성되는 점적관수통과, 상기 점적관수통을 통해 물과 액체비료를 공급하는 관수공급부를 포함하는 점적관수부; 상기 플랜터 몸체부에 내장되는 습도센서; 및 상기 습도센서를 통해 측정된 습도정보를 전달받아 사용자의 스마트 디바이스로 전송함은 물론, 상기 측정된 습도정보를 이용하여 상기 관수공급부를 제어하여 상기 점적관수통으로 제공되는 물과 액체비료의 공급을 제어하는 제어부를 포함하여 구성됨에 따라 간편한 플랜터의 이동 조경환경을 구축하고 수목의 생육환경을 잘 유지시킬 수 있는 수목용 이동식 플랜터가 공지되어 있다.
그러나 상기한 종래기술 중 등록실용신안공보 제464609호 및 공개특허공보 제86677호의 경우에는 양자 모두 플랜터의 식재된 식물생장에만 집중적인 목적을 갖기 때문에 건기에서의 식물 고사 현상 및 우기에서의 우수역류 현상 등을 방지하기 어려우며, 지속적인 유지관리가 요구되어 플랜터의 관리효율이 떨어지고, 조경 외에 매우 한정적인 기능성을 갖아 활용도가 극히 떨어진다는 문제가 있었다.
또한, 인구가 점점 증가하고 주민의 도시집중화 및 개발사업 등으로 인해 불투수층인 도로 포장면이 증가하고 있기 때문에 강우시에도 지하로 침투되는 빗물의 양이 매우 적어 자연스러운 물순환에 의한 수자원의 활용이 제대로 이루어지지 않으며, 갈수기에 도로 포장면의 열기와 함께 자동차 등에서 발생하는 열이 결합하여 열섬현상을 초래함은 물론 도로에서 비산하여 발생하는 미세먼지의 영향을 받아 도로 주변의 온도환경 및 대기환경이 매우 떨어진다는 문제가 있었다.
KR 등록실용신안공보 제20-0464609호 (2013.01.04.) KR 공개특허공보 제10-2016-0086677호 (2016.07.20.)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 식생 환경을 조성하면서 강우시 도로변 빗물을 차집하였다가 식재식물에 자동으로 점적 관수할 수 있게 구성하므로 주변 도시경관 및 도시녹화에 기여하며 유지관리가 간편하고 식물의 고사 현상 및 우수역류 현상을 방지할 수 있는 도로 미세먼지 및 지면온도 저감 기능을 갖는 스마트 플랜터 시스템를 제공하는데, 그 목적이 있다.
뿐만 아니라 본 발명은 강우시 빗물을 저장하였다가 갈수기에 도로의 상/하부를 향해 빗물을 공급할 수 있게 구성하므로 도로 주변에 미세먼지의 발생량을 감소시키면서 지면온도를 낮춰 도시 열섬현상을 최소화할 수 있는 도로 미세먼지 및 지면온도 저감 기능을 갖는 스마트 플랜터 시스템를 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 제안하는 도로 미세먼지 및 지면온도 저감 기능을 갖는 스마트 플랜터 시스템은 도로변 경계석에 대응하여 지중에 매립 설치하되 도로의 노면을 따라 흐르는 빗물을 유입하여 대기상태로 수용하는 집수피트와, 상기 집수피트 내 설치하고 빗물을 외부이송시킬 수 있게 구동하는 빗물이송유닛을 포함하여 구성하는 우수집수부와; 식물을 식재할 수 있는 생장공간을 형성하면서 토양층을 구비하는 식생부와, 외부에서 강우 여부를 감지하는 강우감지수단과, 상기 우수집수부의 빗물이송유닛을 통해 이송된 빗물을 수용하는 빗물저장탱크와, 상기 빗물저장탱크 내 만수 및 저수 여부를 감지하는 수위감지센서와, 상기 수위감지센서의 만수 감지상태에서 구동하되 상기 빗물저장탱크 내 빗물을 점적관수 또는 외부관수할 수 있게 구동하는 관수유닛과, 상기 강우감지수단 및 상기 수위감지센서로부터 입력되는 감지신호에 따라 상기 우수집수부의 빗물이송유닛 및 상기 관수유닛에 제어신호를 인가하는 스마트컨트롤러를 포함하여 구성하는 식생플랜터와; 도로 중 보도의 하부에 대응하여 매설되고 상기 식생플랜터의 관수유닛으로부터 공급된 빗물의 유동경로를 형성하는 보도하부관수부와; 도로변 경계석에 대응하여 설치되고 상기 식생플랜터의 관수유닛으로부터 공급된 빗물을 도로 중 차도를 향해 분사하는 차도관수부;를 포함하여 이루어진다.
상기 식생플랜터에는 상기 빗물저장탱크 내 설치되고 빗물의 내부순환 과정에서 이물을 여과할 수 있게 구성하는 여과스크린을 구성한다.
상기 식생플랜터에는 상기 수위감지센서에서 상기 빗물저장탱크 내 저수상태를 감지하면 외부에 물 부족상태임을 표시할 수 있게 점등하는 물보충알림수단을 구비한다.
상기 식생플랜터에는 주변 외부공기를 흡입하여 상기 빗물저장탱크 내 빗물을 향해 주입하는 공기정화기를 구성한다.
상기 공기정화기는, 상기 식생플랜터의 빗물저장탱크를 향해 외부공기를 주입하는 에어주입유닛과, 상기 에어주입유닛의 흡입구 상에 설치되고 공기 중 미세먼지를 여과하는 공기여과망을 구비한다.
상기 식생플랜터의 관수유닛은, 상기 빗물저장탱크 내 수중에 위치하고 상기 빗물저장탱크 내 빗물을 이송공급하도록 구동하는 관수구동펌프와, 상기 관수구동펌프에 연결 설치하되 상기 식생부를 향한 빗물의 이송경로를 형성하는 점적관수관과, 상기 점적관수관 상에 파생하여 외부관수를 위한 빗물의 이송경로를 형성하는 외부관수관을 구성한다.
상기 보도하부관수부는, 보도블록의 하부에 설치되고 상기 관수유닛의 외부관수를 통해 공급된 빗물이 보도블록에 흐름 공급될 수 있게 형성하는 다공성골재층과, 상기 다공성골재층의 하부에 적층 형성되어 빗물을 흡수하고 상기 우수집수부의 집수피트에 빗물을 공급하는 차집매트를 구성한다.
상기 차도관수부에는, 차도의 상면에 투수성 포장면을 형성하여 차도에 분사된 빗물을 흐름 흡수하는 투수부를 포함하고, 상기 투수부에서 흡수된 빗물을 상기 우수집수부의 집수피트에 모아 차집하도록 이루어진다.
본 발명에 따른 도로 미세먼지 및 지면온도 저감 기능을 갖는 스마트 플랜터 시스템에 의하면 강우시 빗물을 회수한 후 식재식물 및 도로에 일정주기별 점적관수 및 주변 외부관수를 자동으로 진행하게 구성하므로, 자연친화적인 도시경관 및 도시녹화 등에 크게 기여하면서 시설의 유지관리가 매우 간편하고, 강우유출 저감효과를 최대화하면서 도시홍수 등의 피해를 방지하는 것이 가능하다. 나아가, 주변 외부관수시 빗물이 지면온도를 낮춰 버스정류장이나 횡단보도와 같은 대기장소 등의 주변 온도환경을 개선함과 동시에 주변 미세먼지발생을 저감시킬 수 있는 효과를 얻는다.
뿐만 아니라 본 발명에 따른 도로 미세먼지 및 지면온도 저감 기능을 갖는 스마트 플랜터 시스템은 주변 외부공기를 주입하여 공기정화처리하도록 구성하므로, 공기 중의 미세먼지를 여과 및 흡착용해하여 도심의 도로에서 비산되는 미세먼지의 발생량을 대량 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 일실시예를 개략적으로 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 일실시예에서 식생플랜터의 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 일실시예에서 공기정화기를 개략적으로 나타내는 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 일실시예에서 스마트컨트롤러를 개략적으로 나타내는 블록도.
도 5는 본 발명에 따른 일실시예에서 보도하부관수부 및 차도관수부를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 일실시예에서 차도관수부를 개략적으로 나타내는 평면도.
본 발명은 도로변 경계석에 대응하여 지중에 매립 설치하되 도로의 노면을 따라 흐르는 빗물을 유입하여 대기상태로 수용하는 집수피트와, 상기 집수피트 내 설치하고 빗물을 외부이송시킬 수 있게 구동하는 빗물이송유닛을 포함하여 구성하는 우수집수부와; 식물을 식재할 수 있는 생장공간을 형성하면서 토양층을 구비하는 식생부와, 외부에서 강우 여부를 감지하는 강우감지수단과, 상기 우수집수부의 빗물이송유닛을 통해 이송된 빗물을 수용하는 빗물저장탱크와, 상기 빗물저장탱크 내 만수 및 저수 여부를 감지하는 수위감지센서와, 상기 수위감지센서의 만수 감지상태에서 구동하되 상기 빗물저장탱크 내 빗물을 점적관수 또는 외부관수할 수 있게 구동하는 관수유닛과, 상기 강우감지수단 및 상기 수위감지센서로부터 입력되는 감지신호에 따라 상기 우수집수부의 빗물이송유닛 및 상기 관수유닛에 제어신호를 인가하는 스마트컨트롤러를 포함하여 구성하는 식생플랜터와; 도로 중 보도의 하부에 대응하여 매설되고 상기 식생플랜터의 관수유닛으로부터 공급된 빗물의 유동경로를 형성하는 보도하부관수부와; 도로변 경계석에 대응하여 설치되고 상기 식생플랜터의 관수유닛으로부터 공급된 빗물을 도로 중 차도를 향해 분사하는 차도관수부;를 포함하는 도로 미세먼지 및 지면온도 저감 기능을 갖는 스마트 플랜터 시스템을 기술구성의 특징으로 한다.
다음으로 본 발명에 따른 도로 미세먼지 및 지면온도 저감 기능을 갖는 스마트 플랜터 시스템의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
먼저 본 발명에 따른 도로 미세먼지 및 지면온도 저감 기능을 갖는 스마트 플랜터 시스템의 일실시예는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 우수집수부(100)와, 식생플랜터(200)와, 보도하부관수부(300) 및 차도관수부(400)를 포함하여 이루어진다.
상기 우수집수부(100)는 도 1에 나타낸 바와 같이, 강우로 인해 도로변에 흐르는 빗물을 회수하여 상기 식생플랜터(200)에 일정량의 빗물을 공급하는 기능을 수행한다.
상기 우수집수부(100)는 외부로부터 도로의 노면을 따라 흐르는 빗물이 유입될 수 있게 위치하되, 도로변 경계석(20)에 대응하여 지중에 매립 설치한다.
상기 경계석(20)에는 도로변의 빗물이 흘러 유입될 수 있는 통수로(도면에 미도시)를 형성하며, 상기 우수집수부(100)에는 상기 통수로를 거친 빗물이 자연히 유입될 수 있게 연통된 구조를 이룬다.
상기 우수집수부(100)는 노면을 따라 흐른 빗물을 유입하여 대기상태로 수용하는 집수피트(110)와, 상기 집수피트(110) 내 설치하고 상기 식생플랜터(200)를 향해 빗물을 외부이송시킬 수 있게 구동하는 빗물이송유닛(120)을 구성한다.
상기 빗물이송유닛(120)은 상기 집수피트(110) 내 빗물에 잠기도록 위치하는 이송구동펌프(121)와, 상기 이송구동펌프(121)에 일단이 연결되고 상기 식생플랜터(200)를 향한 빗물의 이송경로를 형성하는 빗물이송관(123)을 구비한다.
상기 이송구동펌프(121)는 빗물의 이송을 위한 동력을 생성시키되, 상기 식생플랜터(200)로부터 강우 여부에 따른 제어신호를 전달하여 자동으로 제어될 수 있게 구성한다.
상기 식생플랜터(200)는 차도와 보도의 경계를 이루는 도로변에 근접하게 위치하되 상기 경계석(20)을 기준으로 보도측에 위치하고, 상기 우수집수부(100) 중 상기 빗물이송유닛(120)의 빗물이송관(123)에 의해 상호 연결된 구조를 이루도록 구성한다.
상기 식생플랜터(200)는 도 1에 나타낸 바와 같이, 전체적으로 육면체의 상자형상으로 이루어진 구조로서, 식생부(210) 및 빗물저장탱크(230)와, 강우감지수단(220) 및 수위감지센서(240)와, 관수유닛(250)과, 스마트컨트롤러(260)를 포함하여 구성한다.
상기 식생부(210)는 도 1에서처럼 상기 식생플랜터(200)의 상부 즉 상기 빗물저장탱크(230)의 상부에 적재된 구조를 이루도록 배치한 일체형 설치구조로 구성하는 것도 가능하고, 상기 식생부(210)는 도 2에서처럼 상기 식생플랜터(200)와는 분리된 구조를 이루며 상기 식생플랜터(200)의 주변에 적어도 하나 이상의 상기 식생부(210)를 배치한 분리형 설치구조로 구성하는 것도 가능하다.
상기 식생부(210)는 상부에 식물을 식재할 수 있는 구분된 영역을 갖는 생장공간을 형성하며, 상기 생장공간 내 일정량의 토양을 수용하여 토양층(211)을 구비토록 구성한다.
상기 식생부(210)는 식재 식물에 대한 효율적인 관리를 위하여 복수 개의 구분된 영역을 이루게 구획 형성하는 것도 가능하다.
상기에서 식생부(210)의 구성을 상기 식생플랜터(200)로부터 분리된 분리형 설치구조로 구성하는 경우, 상기 식생부(210)는 복수 개로 분할분리된 구조를 이루며 서로 간격을 두고 배치되게 구성하는 것도 가능하다.
상기에서 식생부(210)는 설치위치가 고정된 화단형태로 구성하거나 설치위치를 가변가능한 화분형태로 적용하여 구성한다.
상기 강우감지수단(220)은 외부에서 강우 여부(비가 내리는 지의 여부)를 감지하도록 구성한다.
상기 강우감지수단(220)에서의 강우 감지신호는 상기 스마트컨트롤러(260)를 거쳐 상기 우수집수부(100)의 빗물이송유닛(120)을 제어할 수 있게 연동한다. 즉 상기 강우감지수단(220)에서 감지한 강우 감지신호는 상기 스마트컨트롤러(260)에 입력된 후 상기 빗물이송유닛(120)이 자동으로 구동할 수 있게 제어신호를 전달한다.
상기 강우감지수단(220)은 강우량계나 강우감지센서 등을 이용하여 구성한다.
상기 빗물저장탱크(230)는 상기 식생부(210)와는 구획된 빗물 저장영역을 이루며, 상기 우수집수부(100)의 빗물이송유닛(120)을 통해 이송된 일정량의 빗물을 집수상태로 저장할 수 있게 형성한다.
상기 식생플랜터(200)에는 상기 빗물저장탱크(230) 내 수용된 빗물을 여과하는 여과스크린(235)을 구비토록 구성한다.
상기 여과스크린(235)은 상기 빗물저장탱크(230) 내 수직으로 기립한 상태로 설치하고, 상기 우수집수부(100)로부터 공급된 빗물이 흐르는 내부순환 과정에서 빗물에 포함된 이물이 걸러지도록 여과하므로, 상기 관수유닛(250)의 펌프(하기 관수구동펌프(251))가 폐색되는 현상을 방지하는 것이 가능하다.
도면에서는 상기 여과스크린(235)에 대하여 단일 적용한 구조로 나타내었지만, 상기 빗물저장탱크(230) 내 서로 간격을 두고 복수 개가 설치된 다중 적용구조로 구성하는 것도 가능하다.
상기 수위감지센서(240)는 상기 빗물저장탱크(230) 내 만수 및 저수 여부를 감지한다. 즉, 상기 우수집수부(100)의 빗물이송유닛(120)에 의해 상기 빗물저장탱크(230) 내 유입되는 빗물의 최고수위 및 최저수위를 감지하여 상기 스마트컨트롤러(260)에 전달한다.
상기에서 수위감지센서(240)는 상기 빗물저장탱크(230) 내 빗물의 수위를 만수 상태와 저수 상태를 구분하여 감지할 수 있게 오뚜기형 센서를 적용한다.
상기 수위감지센서(240)에서 감지한 신호는 상기 스마트컨트롤러(260)에 구분된 점등신호로 표시되게 구성한다.
상기 식생플랜터(200)에는 상기 수위감지센서(240)에서 상기 빗물저장탱크(230) 내 저수상태를 감지하면 외부에 물 부족상태임을 표시할 수 있게 점등하는 물보충알림수단(265)을 구성한다. 즉, 상기 물보충알림수단(265)은 상기 빗물저장탱크(230) 내 빗물이 채워진 일반적인 상태에서는 파란색 램프를 점등시키고, 상기 빗물저장탱크(230) 내 빗물이 부족하여 상기 수위감지센서(240)로부터 저수 상태임이 감지되면 상기 물보충알림수단(265)에서 빨간색 램프를 점등시켜 물 부족 상태임을 표시한다.
상기와 같이 빗물저장탱크(230) 내 우수순환을 위한 빗물이 부족한 경우 물보충알림수단(265)에서 물 부족 상태임을 표시하므로, 건기에 관리주체에서 물부족상태임을 용이하게 파악하여 살수차 등으로 원활한 물 보충을 진행하는 것이 가능하다.
또한, 상기 식생플랜터(200)에는 주변 외부공기를 흡입하여 상기 빗물저장탱크(230) 내 빗물을 향해 주입하는 공기정화기를 구성한다.
상기 공기정화기(270)는 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 식생플랜터(200)의 빗물저장탱크(230)를 향해 외부공기를 주입하는 에어주입유닛(271)과, 상기 에어주입유닛(271)의 흡입구(272) 상에 설치되고 공기 중 미세먼지를 여과하는 공기여과망(275)을 구성한다.
상기 에어주입유닛(271)은 상기 식생플랜터(200)의 외부에서 공기를 흡입하되 상기 빗물저장탱크(230) 내 빗물에 공기를 분출 접촉시킬 수 있게 형성한다.
상기 공기정화기(270)에서는 상기 에어주입유닛(271)에서 외부 공기를 흡입할 때 상기 공기여과망(275)을 거치면서 공기 중의 미세먼지를 1차 여과하고, 상기 에어주입유닛(271)에 의해 빗물에 분출적용함에 따라 공기가 빗물 속에 흡착 용해되어 2차 정화되도록 이루어진다.
상기와 같이 공기정화기(270)를 구성하는 것에 의하면, 주변 외부공기를 주입하여 공기정화처리하므로, 공기 중의 미세먼지를 여과 및 흡착 용해하여 도심의 도로에서 비산되는 미세먼지의 발생량을 대량 감소시키는 것이 가능하다.
상기 관수유닛(250)은 상기 수위감지센서(240)의 감지신호 즉 만수 감지상태에서 구동하되 상기 빗물저장탱크(230) 내 빗물을 관수하는 기능을 수행한다.
상기 관수유닛(250)에서는 빗물을 점적관수 또는 외부관수할 수 있는 구조로서, 상기 빗물저장탱크(230) 내 빗물을 상기 식생부(210)로 점적관수하거나 상기 빗물저장탱크(230) 내 빗물을 상기 보도하부관수부(300) 및 상기 차도관수부(400)로 외부관수할 수 있게 구동한다.
상기 관수유닛(250)은 도 1에 나타낸 바와 같이, 상기 빗물저장탱크(230) 내 빗물을 이송공급하도록 구동하는 관수구동펌프(251)와, 상기 관수구동펌프(251)에 일단이 연결 설치하되 상기 관수구동펌프(251)로부터 상기 식생부(210)를 향한 빗물의 이송경로를 형성하는 점적관수관(253)과, 상기 점적관수관(253) 상에 파생하여 상기 보도하부관수부(300) 및 상기 차도관수부(400)에 대응된 외부관수를 위한 빗물의 이송경로를 형성하는 외부관수관(255)을 구성한다.
상기 관수구동펌프(251)는 상기 빗물저장탱크(230) 내 수중에 잠기도록 위치하되, 상기 빗물저장탱크(230) 내 수위에 따라 부상하여 상하로 이동할 수 있게 구성하므로, 빗물저장탱크(230) 내 침전슬러지의 유출을 방지하는 것이 가능하다.
상기 점적관수관(253)에는 상기 식생부(210)에 식재된 식물을 향해 물이 고르게 분무될 수 있게 복수 개의 분무공(도면에 미도시)을 형성한다.
상기 외부관수관(255)은 상기 보도하부관수부(300)를 향한 빗물의 이송경로를 형성하는 제1외부관수관(255a)과, 상기 차도관수부(400)를 향한 빗물의 이송경로를 형성하는 제2외부관수관(255b)을 구성한다.
상기 점적관수관(253) 및 상기 외부관수관(255)에는 각각 관로를 개폐가능하게 조정하는 개폐밸브(257)를 구비한다. 즉, 상기 개폐밸브(257)는 상기 빗물저장탱크(230)로부터 이송공급되는 빗물의 이송경로를 점적관수 및 외부관수 중 선택적으로 적용될 수 있게 제어한다.
상기 외부관수관(255)의 제1외부관수관(255a) 및 제2외부관수관(255b)에도 개개의 관로를 개폐가능하게 설정조절할 수 있는 밸브부재(258)를 구비한다.
상기에서 개폐밸브(257) 및 밸브부재(258)는 상기 스마트컨트롤러(260)에 의해 설정제어할 수 있게 전기적인 신호로 개폐설정되는 솔레노이드밸브 등을 적용하여 구성하는 것이 바람직하다.
상기 스마트컨트롤러(260)는 중앙제어기능을 갖도록 제어프로그램이 입력된 PLC를 내장하고, 외부 감지신호을 받아 상기 우수집수부(100)의 빗물이송유닛(120) 및 상기 식생플랜터(200)의 관수유닛(250)을 자동으로 제어하는 기능을 수행한다.
상기 스마트컨트롤러(260)는 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 강우감지수단(220) 및 상기 수위감지센서(240)로부터 입력되는 감지신호를 인식하고, 상기 강우감지수단(220) 및 상기 수위감지센서(240)로부터 입력된 감지신호에 따라 상기 우수집수부(100)의 빗물이송유닛(120) 및 상기 식생플랜터(200)의 관수유닛(250)에 제어신호를 인가하게 구성한다.
상기 스마트컨트롤러(260)는 작업자가 외부입력함에 따라 다양한 기능을 제어설정할 수 있는 구조를 이루며, 내부에 시간을 카운팅할 수 있는 타이머기능을 내장하고, 상기 스마트컨트롤러(260)의 자체적인 설정 입력신호에 따라 상기 식생플랜터(200)의 관수유닛(250)에 제어신호를 인가하여 점적관수 및 외부관수를 진행하게 제어한다.
예를 들면, 상기 스마트컨트롤러(260)는 상기 강우감지수단(220)으로부터 강우종료를 알리는 감지신호가 입력되면 타이머를 작동시켜 관수주기로 입력된 시간을 카운팅하고, 관수주기로 입력된 시간이 경과하면 상기 관수유닛(250)이 구동하여 점적관수 및 외부관수가 이뤄질 수 있게 자동 제어한다.
상기에서 스마트컨트롤러(260)에 설정된 관수주기가 도달하기 전에 상기 강우감지수단(220)으로부터 강우를 알리는 감지신호가 입력되면, 타이머의 카운팅 기능을 리셋시켜서 시스템을 처음부터 재시작하도록 제어하므로, 강우 유출저감기능을 적극적으로 수행하여 도시 홍수저감 기능을 발휘하는 것이 가능하다.
상기 스마트컨트롤러(260)에서는 상기 강우감지수단(220) 및 상기 수위감지센서(240)로부터 입력되는 감지신호에 따라 상기 우수집수부(100)의 빗물이송유닛(120)에 제어신호를 인가하도록 구성한다.
예를 들면, 상기 수위감지센서(240)로부터 상기 빗물저장탱크(230)의 저수위상태임을 알리는 감지신호가 입력되되 상기 강우감지수단(220)에서 강우상태임을 알리는 감지신호가 입력되면 상기 우수집수부(100)의 빗물이송유닛(120)이 구동하도록 자동 제어하고, 상기 빗물저장탱크(230)의 수위감지센서(240)로부터 만수위상태임을 알리는 감지신호가 입력되면 상기 빗물이송유닛(120)에 구동정지를 위한 제어신호를 인가하도록 자동 제어한다.
또한, 상기 식생플랜터(200)에는 별도의 구분된 위치에서 전력을 자가발전하여 공급할 수 있는 자가발전유닛(280)을 구성한다.
상기 자가발전유닛(280)은 지면에 고정 설치되되 수직 연장형성되고 상단부에 상기 강우감지수단(220)이 고정 설치되는 지지기둥(281)과, 상기 지지기둥(281) 상에 설치되고 태양광을 이용하여 발전을 행하는 복수의 자가발전수단(283)과, 상기 자가발전수단(283)에서 생산된 전기를 충전하며 상기 식생플랜터(200) 및 상기 우수집수부(100)에 전력을 공급가능하게 구비하는 축전수단(285)을 포함하여 구성한다.
도면에서는 상기 자가발전수단(283)의 구성을 태양광발전을 도모할 수 있는 태양광모듈을 적용하여 나타내었지만, 풍력 등 자가발전가능한 발전수단을 적용하여 구성하는 것도 가능하다.
또한, 상기 식생플랜터(200)에는 주변의 온도를 측정하는 온도측정수단(290)을 구성하고, 상기 온도측정수단(290)에서 측정한 온도가 상기 스마트컨트롤러(260)에서 설정한 설정온도 범위(예를 들면, 35℃ 이상)인 경우에만 상기 보도하부관수부(300) 및 상기 차도관수부(400)로부터 자동으로 관수가 이루어지게 구성한다.
상기 보도하부관수부(300)는 도로 중 보도의 지면에 대응하여 빗물을 공급하므로 지면의 온도환경을 개선하는 기능을 수행한다.
상기 보도하부관수부(300)는 보도의 하부에 대응하여 매설되고, 상기 식생플랜터(200)의 관수유닛(250)으로부터 공급된 빗물이 흐를 수 있는 유동경로를 형성한다.
상기 보도하부관수부(300)는 도 5에 나타낸 바와 같이, 보도블록(10)과 상기 우수집수부(100)의 사이에 적층 구성하는 다공성골재층(310) 및 차집매트(320)를 구성한다.
상기 다공성골재층(310)은 보도블록(10)의 하부에 설치되고 상기 관수유닛(250)의 외부관수를 통해 공급된 빗물이 보도블록(10)에 흐름 공급될 수 있게 형성한다.
상기에서 다공성골재층(310)에는 수질정화능을 갖으며 다공성 구조를 갖는 경량골재 및 재생골재를 적용하여 구성한다.
상기 다공성골재층(310)의 골재는 충분한 강도와 함께 표면이 다공성 구조로 물을 최소 60일 이상 보유 가능하다.
상기 차집매트(320)는 상기 다공성골재층(310)의 하부에 적층 형성되어 빗물을 흡수하고, 상기 차집매트(320)에 흡수된 빗물은 상기 우수집수부(100)의 집수피트(110)에 공급하여 상기 식생플랜터(200)에서 재활용할 수 있게 순환 공급하므로, 빗물의 낭비현상을 방지하는 것이 가능하다.
상기 차도관수부(400)는 도로 중 차도에 빗물을 분사하여 도로변에 쌓인 미세먼지 등을 씻어내는 기능을 수행한다.
상기 차도관수부(400)는 도 6에 나타낸 바와 같이, 도로변 경계석(20)에 대응하여 설치되고 상기 식생플랜터(200)의 관수유닛(250)으로부터 공급된 빗물을 도로 중 차도를 향해 분사할 수 있게 구성한다. 즉, 상기 차도관수부(400)에는 차도에 빗물을 분사시킬 수 있는 살수노즐(410)을 구성한다.
상기 차도관수부(400)에는 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 차도의 상면에 투수성 포장면을 형성하는 투수부(420)를 구성한다.
상기 투수부(420)는 투수성 포장골재를 적용한 시공구조로서, 빗물이 투수될 수 있는 공극을 갖는 다양한 투수성 골재를 적용하여 구성하는 것이 가능하다.
상기 투수부(420)에서는 차도에 분사된 빗물을 흐름 흡수하되 노면의 미세먼지 등과 함께 흡수하고, 상기 투수부(420)에서 흡수된 빗물을 상기 우수집수부(100)의 집수피트(110)에 모아 차집하도록 이루어진다.
상기 차도관수부(400)에서 상기 투수부(420)를 거쳐 상기 집수피트(110)에 차집된 빗물은 상기 식생플랜터(200)에서 재활용할 수 있게 순환 공급하므로, 빗물의 낭비현상을 방지한 채 지속적인 우수순환을 도모하는 것이 가능하다.
즉 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 도로 미세먼지 및 지면온도 저감 기능을 갖는 스마트 플랜터 시스템에 의하면 강우시 빗물을 회수한 후 식재식물 및 도로에 일정주기별 점적관수 및 주변 외부관수를 자동으로 진행하게 구성하므로, 자연친화적인 도시경관 및 도시녹화 등에 크게 기여하면서 시설의 유지관리가 매우 간편하고, 강우유출 저감효과를 최대화하면서 도시홍수 등의 피해를 방지하는 것이 가능하다. 나아가, 주변 외부관수시 빗물이 지면온도를 낮춰 버스정류장이나 횡단보도와 같은 대기장소 등의 주변 온도환경을 개선함과 동시에 주변 미세먼지발생을 저감시키는 것이 가능하다.
상기에서는 본 발명에 따른 도로 미세먼지 및 지면온도 저감 기능을 갖는 스마트 플랜터 시스템의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 명세서 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.
100 : 우수집수부 110 : 집수피트
120 : 빗물이송유닛 121 : 이송구동펌프 123 : 빗물이송관
200 : 식생플랜터 210 : 식생부 211 : 토양층
220 : 강우감지수단 230 : 빗물저장탱크 235 : 여과스크린
240 : 수위감지센서 250 : 관수유닛 251 : 관수구동펌프
253 : 점적관수관 255 : 외부관수관 255a : 제1외부관수관
255b : 제2외부관수관 257 : 개폐밸브 258 : 밸브부재
260 : 스마트컨트롤러 265 : 물보충알림수단 270 : 공기정화기
271 : 에어주입유닛 272 : 흡입구 275 : 공기여과망
280 : 자가발전유닛 281 : 지지기둥 283 : 자가발전수단
285 : 축전수단 290 : 온도측정수단
300 : 보도하부관수부 310 : 다공성골재층 320 : 차집매트
400 : 차도관수부 410 : 살수노즐 420 : 투수부

Claims (8)

  1. 도로변 경계석에 대응하여 지중에 매립 설치하되 도로의 노면을 따라 흐르는 빗물을 유입하여 대기상태로 수용하는 집수피트와, 상기 집수피트 내 설치하고 빗물을 외부이송시킬 수 있게 구동하는 빗물이송유닛을 포함하여 구성하는 우수집수부와;
    식물을 식재할 수 있는 생장공간을 형성하면서 토양층을 구비하는 식생부와, 외부에서 강우 여부를 감지하는 강우감지수단과, 상기 우수집수부의 빗물이송유닛을 통해 이송된 빗물을 수용하는 빗물저장탱크와, 상기 빗물저장탱크 내 만수 및 저수 여부를 감지하는 수위감지센서와, 상기 수위감지센서의 만수 감지상태에서 구동하되 상기 빗물저장탱크 내 빗물을 점적관수 또는 외부관수할 수 있게 구동하는 관수유닛과, 상기 강우감지수단 및 상기 수위감지센서로부터 입력되는 감지신호에 따라 상기 우수집수부의 빗물이송유닛 및 상기 관수유닛에 제어신호를 인가하는 스마트컨트롤러를 포함하여 구성하는 식생플랜터와;
    도로 중 보도의 하부에 대응하여 매설되고 상기 식생플랜터의 관수유닛으로부터 공급된 빗물의 유동경로를 형성하는 보도하부관수부와;
    도로변 경계석에 대응하여 설치되고 상기 식생플랜터의 관수유닛으로부터 공급된 빗물을 도로 중 차도를 향해 분사하는 차도관수부;를 포함하여 이루어지고,
    상기 식생플랜터에는 상기 빗물저장탱크 내 설치되고 빗물의 내부순환 과정에서 이물을 여과할 수 있게 구성하는 여과스크린을 포함하며,
    상기 식생플랜터에는 상기 수위감지센서에서 상기 빗물저장탱크 내 저수상태를 감지하면 외부에 물 부족상태임을 표시할 수 있게 점등하는 물보충알림수단을 포함하고,
    상기 식생플랜터에는 주변 외부공기를 흡입하여 상기 빗물저장탱크 내 빗물을 향해 주입하는 공기정화기를 포함하며, 상기 공기정화기는, 상기 식생플랜터의 빗물저장탱크를 향해 외부공기를 빗물에 분출 접촉시키게 주입하는 에어주입유닛과, 상기 에어주입유닛의 흡입구 상에 설치되고 공기 중 미세먼지를 여과하는 공기여과망을 포함하고,
    상기 식생플랜터의 관수유닛은, 상기 빗물저장탱크 내 수중에 위치하고 상기 빗물저장탱크 내 빗물을 이송공급하도록 구동하는 관수구동펌프와, 상기 관수구동펌프에 연결 설치하되 상기 식생부를 향한 빗물의 이송경로를 형성하는 점적관수관과, 상기 점적관수관 상에 파생하여 외부관수를 위한 빗물의 이송경로를 형성하는 외부관수관을 포함하며,
    상기 외부관수관은 상기 보도하부관수부를 향한 빗물의 이송경로를 형성하는 제1외부관수관과, 상기 차도관수부를 향한 빗물의 이송경로를 형성하는 제2외부관수관을 구성하고, 상기 점적관수관 및 상기 외부관수관에는 각각 관로를 개폐가능하게 조정하여 빗물의 이송경로를 점적관수 및 외부관수 중 선택적으로 적용될 수 있게 제어하는 개폐밸브를 구비하며, 상기 제1외부관수관 및 상기 제2외부관수관에 개개의 관로를 개폐가능하게 설정조절하는 밸브부재를 구비하고,
    상기 식생플랜터에는 주변의 온도를 측정하는 온도측정수단을 구성하고, 상기 온도측정수단에서 측정한 온도가 상기 스마트컨트롤러에서 설정한 설정온도 범위인 경우에만 상기 보도하부관수부 및 상기 차도관수부로부터 자동으로 관수가 이루어지게 구성하며,
    상기 보도하부관수부는, 보도블록의 하부에 설치되고 상기 관수유닛의 외부관수를 통해 공급된 빗물이 보도블록에 흐름 공급될 수 있게 형성하는 다공성골재층과, 상기 다공성골재층의 하부에 적층 형성되어 빗물을 흡수하고 상기 우수집수부의 집수피트에 빗물을 공급하는 차집매트를 포함하고,
    상기 차도관수부에는, 차도의 상면에 투수성 포장면을 형성하여 차도에 분사된 빗물을 흐름 흡수하는 투수부를 포함하고, 상기 투수부에서 흡수된 빗물을 상기 우수집수부의 집수피트에 모아 차집하도록 이루어지는 도로 미세먼지 및 지면온도 저감 기능을 갖는 스마트 플랜터 시스템.
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