KR102254976B1 - 재난 및 미세먼지 발생시 대피용 공공시설물 - Google Patents

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김용표
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(주)아리산업
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Abstract

본 발명은 재난 및 미세먼지 발생시 대피용 공공시설물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폭염, 폭우, 폭설, 한파, 화재, 지진 등과 같은 재난 및 먼지, 미세먼지, 초미세먼지 등과 같은 환경적인 재난 발생시 대피할 수 있는 대기공간을 제공하고, 상기 대기공간의 온도와 먼지 농도를 관리하여 쾌적한 상태에서 대피할 수 있고, 평상시 버스 또는 택시와 같은 대중교통을 이용하기 위한 사용자가 대기하는 승강장 또는 쉼터의 효과를 기대할 수 있는 재난 및 미세먼지 발생시 대피용 공공시설물에 관한 것으로 이를 위해 본 발명은, 벽면과 지붕으로 이루어지며 외부와 구획되어 사용자가 대기하는 대기공간이 형성되고, 상기 대기공간으로 사용자가 사용자가 출입하도록 출입구가 구비된 쉘터부와; 상기 쉘터부의 대기공간의 온도를 조절하기 위한 온도조절부; 상기 쉘터부의 대기공간의 공기를 흡입하여 정화(淨化)후 상기 대기공간으로 배출하는 공기정화부; 및 인가된 전원에 의해 동작하면서 상기 온도조절부와 상기 공기정화부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 온도조절부는, 상기 대기공간을 구성하는 지붕에 배치되는 함체 형태의 냉각기와, 상기 냉각기의 일단에 분리 가능하게 결합하는 커버와, 상기 커버에 분리 가능하게 결합되는 미세먼지필터를 포함한 것을 특징으로 한다.

Description

재난 및 미세먼지 발생시 대피용 공공시설물{Public facilities for evacuation in case of disaster and fine dust}
본 발명은 재난 및 미세먼지 발생시 대피용 공공시설물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폭염, 폭우, 폭설, 한파, 화재, 지진 등과 같은 재난 및 먼지, 미세먼지, 초미세먼지 등과 같은 환경적인 재난 발생시 대피할 수 있는 대기공간을 제공하고, 상기 대기공간의 온도와 먼지 농도를 관리하여 쾌적한 상태에서 대피할 수 있고, 평상시 버스 또는 택시와 같은 대중교통을 이용하기 위한 사용자가 대기하는 승강장 또는 쉼터의 효과를 기대할 수 있는 재난 및 미세먼지 발생시 대피용 공공시설물에 관한 것이다.
일반적으로 버스정류소에는 버스를 이용하고자 하는 사용자를 위한 쉘터(shelter)가 설치되어 운영되고 있는데, 종래의 쉘터의 대표적인 형태는 벽체와 천정으로 이루어진 함체 형태로서 내부에 사용자가 대기하고, 외부로부터의 비, 눈 또는 바람이 내부로 인입되는 것을 차단하는 형태로 구성된다.
이러한 쉘터는 주로 도로와 인접한 인도에 설치되며 단순한 기구적인 프레임으로 이루어지고 정류소에 정차하는 버스의 번호, 노선도 등과 같은 정보를 제공하고, 근래에는 광고물 또는 LCD와 같은 디스플레이 패널을 배치하여 광고 또는 홍보용 수단으로 사용하고 있다.
그러나, 종래의 쉘터는 상술한 바와 같이 도로와 인접한 인도에 설치되기 때문에 사용자가 버스를 기다리는 과정에서 자신이 승차할 버스가 아닌 다른 버스 및 도로를 주행하는 자동차에서 배출되는 매연을 흡입하여 호흡기 질환의 원인이 되고, 외부 온도에 사용자가 그대로 노출되기 때문에 폭염 또는 한파에 의한 피해가 발생하는 문제점이 있다.
그리고 근래에는 미세먼지 또는 초미세먼지가 발생하여 버스정류소에서 대기하는 사용자가 미세먼지나 초미세먼지에 노출되어 호흡기 질환의 원인이 되는 문제점이 있었다.
상기의 문제점을 해결하기 위해 제안된 종래기술로 대한민국 등록특허 제10-2160487호(2020.09.22. 등록)가 있는데, 상기 종래기술은 ‘버스정류장 쉘터’에 관한 것으로, 쉘터에 설치된 공기흡입부와 공기배출구를 통해 외부의 공기를 정화하여 쉘터의 내측으로 유입시키고, 오염된 쉘터 내부의 공기를 외부로 배출하도록 한 것이다.
이러한 종래기술은 쉘터 내부에 오염된 공기는 외부로 배출하고 외부의 공기를 정화하여 쉘터 내부로 유입시켜 쉘터 내부에서 대기 중인 사용자에게 정화된 공기를 제공하여 호흡기 질환의 발생을 방지한다.
그러나 상기 종래기술은 쉘터 내부로 정화된 공기를 제공하는 것에 한정되기 때문에 외부 온도에 대응하여 쉘터 내부 온도를 조절할 수 없어 폭염 또는 한파에 대응할 수 없는 문제점이 있었다.
한편, 대한민국 등록특허 제10-2137666호(2020.07.20. 등록)가 제안되었는데, 상기 종래기술은 ‘승강장 쉘터 미세먼지 흡입 및 수류대류형 냉방장치’에 관한 것으로, 살균 및 기화 냉각된 공기를 승강장 쉘터 내부로 공급하고, 승강장 쉘터 주변의 미세먼지를 흡입하여 미세먼지를 저감할 수 있도록 한 것이다.
이러한 종래기술은 살균 및 기화 냉각된 공기를 승강장 쉘터 내부로 공급하여 정화된 공기를 사용자가 흡입할 수 있고 나아가 기화 냉각된 공기를 통해 쉘터 내부의 온도를 낮추는 효과를 기대할 수 있다.
그러나, 정화된 공기 또는 냉각된 공기만을 각각 독립적으로 공급할 수 없기 때문에 겨울철과 같이 외부 온도가 낮은 경우에도 쉘터 내부에 냉각된 공기를 제공함으로써 사용자의 불편함을 초래하는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허 제10-2160487호(2020.09.22. 등록) 대한민국 등록특허 제10-2137666호(2020.07.20. 등록)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 외부 온도에 따른 재난 즉, 폭염, 폭우, 폭설, 한파와 같은 재난은 물론 미세먼지는 물론 초미세먼지 발생하는 경우 대피할 수 있는 공간을 제공하고, 대피한 공간 즉, 대기공간에 정화된 공기를 공급함은 물론 쉘터 내부의 온도를 조절하여 쾌적한 상황을 제공할 수 있는 재난 및 미세먼지 발생시 대피용 공공시설물을 제공하는데 목적이 있다.
특히 본 발명은 쉘터부 대기공간으로 제공되는 온도 조절용 공기에 포함된 불순물을 필터링하는 미세먼지필터를 분리 가능하게 결합하고, 분리 후 세척하여 재사용함으로써 유지 보수에 소요되는 비용을 줄일 수 있는 재난 및 미세먼지 발생시 대피용 공공시설물을 제공하는데 목적이 있다.
또한 본 발명은 대기공간의 공기를 흡입한 후 정화 하는 과정에서 공기가 체류하는 공간을 형성하여 공기의 이동 속도를 느리게 함으로써 공기 정화 효과를 극대화할 수 있는 재난 및 미세먼지 발생시 대피용 공공시설물을 제공하는데 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
벽면과 지붕으로 이루어지며 외부와 구획되어 사용자가 대기하는 대기공간이 형성되고, 상기 대기공간으로 사용자가 사용자가 출입하도록 출입구가 구비된 쉘터부와;
상기 쉘터부의 대기공간의 온도를 조절하기 위한 온도조절부;
상기 쉘터부의 대기공간의 공기를 흡입하여 정화(淨化)후 상기 대기공간으로 배출하는 공기정화부; 및
인가된 전원에 의해 동작하면서 상기 온도조절부와 상기 공기정화부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 온도조절부는,
상기 대기공간을 구성하는 지붕에 배치되는 함체 형태의 냉각기와,
상기 냉각기의 일단에 분리 가능하게 결합하는 커버와,
상기 커버에 분리 가능하게 결합되는 미세먼지필터를 포함한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 공기정화부는, 상기 대기공간을 구성하는 상측판에서 대기공간을 향해 하방으로 이격된 위치에 배치되어 공기정화공간을 형성하는 구획판과, 상기 공기정화공간에 배치되며 내부가 빈 함체 형태로 이루어진 베이스함체를 포함한 공기정화모듈을 포함하고, 상기 공기정화모듈은, 상기 베이스함체의 개구된 일측에 분리 가능하게 결합하는 덮개와, 상기 베이스함체의 내부에서 상호 이격된 위치에 배치되며 인가된 전원 및 신호에 의해 동작하는 다수 개의 UV-램프와, 상기 UV-램프 사이에 배치되는 복수 개의 격벽과, 상기 UV-램프와 인접하게 배치되는 복수 개의 UV-필터와, 상기 덮개에 배치되어 외기를 상기 베이스함체로 흡입하는 흡입팬과, 상기 덮개에 배치되어 상기 베이스함체의 공기를 외부로 배출하는 배출팬을 포함한 것을 특징으로 한다.
또한 상기 멸균수단은, 내부가 빈 함체 형태로 이루어지며 일측이 개구된 멸균용 베이스함체와, 상기 멸균용 베이스함체의 개구된 일측에 분리 가능하게 결합하는 베이스함체 덮개와, 상기 멸균용 베이스함체의 내부에서 상호 이격된 위치에 배치되며 인가된 전원 및 신호에 의해 동작하는 다수 개의 멸균용 UV-램프와, 상기 멸균용 UV-램프 사이에 배치되는 복수 개의 차단격벽과, 상기 멸균용 베이스함체의 내부에서 상호 이격된 위치에 배치되는 다수 개의 멸균용 UV-필터와, 상기 베이스함체 덮개에 배치되어 대기공간의 공기를 흡입하는 공기흡입팬과, 상기 베이스함체 덮개에 배치되어 상기 멸균용 UV-램프와 멸균용 UV-필터를 통해 멸균된 공기를 대기공간으로 배출하는 공기배출팬을 포함한 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 격벽과 상기 차단격벽에는, 각각에 공기가 이동하는 유통공이 형성되되, 각각의 유통공은, 인접한 타 유통공과 상호 다른 위치에 형성되어 이동하는 공기의 체류 시간을 증가시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 멸균용 UV-필터는, 인접한 타 멸균용 UV-필터와 서로 다른 방향을 향해 연장 형성되어 멸균용 베이스 함체의 내부에서 지그재그 형태로 배치되어 공기의 이동 속도를 느리게 하여 이동하는 공기가 멸균용 UV-램프에 노출되는 시간을 증가시켜 병원성 전염균을 멸균 하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 이루어진 본 발명은, 사용자가 대기하는 공간인 대기공간의 온도를 조절하여 쾌적한 환경을 제공함과 동시에 정화된 공기를 제공함으로써 대기공간에서 대기 중인 사용자의 호흡기 질환을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 대기공간의 공기를 흡입하여 정화하는 과정에서 정화되는 공기의 이동속도를 느리게 하여 공기 정화 효과를 극대화한 효과가 있다.
또한 본 발명은 대기공간의 온도 조절 및 공기 정화 동작을 실시간으로 감지하여 이를 기 저장된 관리자 단말기 또는 중앙관리서버로 제공함으로써 각 공공시설물의 상태를 원거리에서도 확인할 수 있고, 이를 통해 동작 오류가 발생한 공공시설물의 유지 보수의 편의성을 향상시킨 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 재난 및 미세먼지 발생시 대피용 공공시설물을 도시한 예시도.
도 2는 본 발명에 따른 재난 및 미세먼지 발생시 대피용 공공시설물를 다른 각도에서 도시한 예시도.
도 3은 본 발명에 따른 온도조절부의 실시예를 도시한 예시도.
도 4는 본 발명에 따른 온도조절부의 동작시 공기의 이동 과정을 도시한 예시도.
도 5는 본 발명에 따른 온도조절부의 동작시 대기공간에서 이동하는 공기의 흐름을 도시한 예시도.
도 6은 본 발명에 따른 공기정화부의 실시예를 도시한 예시도.
도 7은 본 발명에 따른 공기정화부의 동작시 공기의 이동 과정을 도시한 예시도.
도 8은 본 발명에 따른 공기정화부의 동작시 대기공간에서 이동하는 공기의 흐름을 도시한 예시도.
도 9는 본 발명에 따른 제어부를 개략 도시한 블록도.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 히팅수단을 도시한 예시도.
도 11a 및 11b는 본 발명에 따른 멸균수단을 도시한 예시도.
도 11c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 멸균램프를 도시한 예시도.
도 12는 본 발명의 미세먼지 저감성능 평가의 시험성적서.
도 13은 본 발명에 따른 공기정화부를 가동했을 때 대기공간의 실내에 포함된 미세입자농도(particulate matter 10, PM10)의 농도를 테스트한 실험예를 도시한 그래프이고,
도 14는 도 13의 실험예를 도표화하여 도시한 예시도이다.
도 15는 본 발명에 따른 공기정화부를 가동/미가동시 PM2.5농도를 도시한 그래피이고,
도 16은 도 15의 실험예를 도표화하여 도시한 예시도이다.
도 17은 본 발명의 쉘터부에서 하우스부에 배치된 온도센서의 위치를 도시한 것이고,
도 18은 상기 온도센서를 통해 감지된 대기공간의 내부온도와 외부온도 및 대기공간 내부의 실제 체감온도를 도표화한 것이다.
도 19는 본 발명에 따른 재난 및 미세먼지 발생시 대피용 공공시설물의 동작 상태를 블럭화하여 도시한 것이다.
도 20은 본 발명의 다른 실시예에 따른 재난 및 미세먼지 발생시 대피용 공공시설물의 동작 상태를 블럭화하여 도시한 것이다.
도 21은 본 발명의 온도조절부의 동작 상태를 테스트한 시험성적서이고,
도 22는 도 21의 테스트한 시험성적서의 시험방법 및 시험결과를 나타낸 결과이다.
도 23은 도 22의 결과값을 그래프로 도시한 것이며,
도 24는 온도를 계측한 계측기의 위치를 도시한 것이다.
이하, 상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백히 드러나게 될 것이다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 재난 및 미세먼지 발생시 대피용 공공시설물의 바람직한 구현예를 설명하도록 한다.
본 발명에 따른 재난 및 미세먼지 발생시 대피용 공공시설물(1)은, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 벽면과 지붕으로 이루어지며 외부와 구획되어 사용자가 대기하는 대기공간(11)이 형성되고, 상기 대기공간(11)으로 사용자가 사용자가 출입하도록 출입구(12)가 구비된 쉘터부(10)와, 상기 대기공간(11)의 온도를 조절하기 위한 온도조절부(20)와, 상기 대기공간(11)의 공기를 흡입한 후 정화하고, 정화된 공기를 대기공간(11)으로 배출하는 공기정화부(30) 및 인가된 전원에 의해 동작하면서 상기 온도조절부(20)와 상기 공기정화부(30)의 동작을 제어하는 제어부(40)를 포함한다.
이를 상세히 살펴보면, 상기 쉘터부(10)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 사용자가 재난 발생시 대피하며 평상시 버스 또는 택시와 같은 대중교통을 기다리는 정류소로 사용하는 것으로, 대기공간(11)이 형성되며 외부와 구획되도록 벽체와 지붕으로 이루어진 하우스부(13)와, 지주와 상기 지주의 상단에 배치된 지붕으로 이루어진 필로티부(14)로 이루어진다.
여기서 상기 하우스부(13)는 외부와 구획된 형태로 이루어져 재난 발생시 사용자가 대피하는 공간으로 활용 가능하며, 상기 필로티부(14)는 지주와 지붕으로 이루어져 평상시 사용자가 대중교통을 기다릴 때 활용할 수 있도록 한다. 물론 상기 하우스부(13)를 평상시에 정류소로 활용할 수 있음은 당연하다.
한편 상기 하우스부(13)와 필로티부(14)의 지붕은 각각 일측으로 경사진 형태로 이루어져 우천시 빗물이 일측으로 이동하도록 안내한다.
이때 상기 필로티부(14)의 지붕은 도 1에 도시된 바와 같이 수평방향으로 배치될 수 있는데, 이는 하나의 실시예이며 상기 필로티부(14)의 지붕에 전기 생산용 솔라패널(도면 중 미도시됨)이 설치되는 경우 상대적으로 경사각이 큰 형태로 배치될 수 있다.
즉, 상기 필로티부(14)의 지붕은 그늘을 만들거나 빗물, 눈 등을 막아주는 기본적인 기능 이외에도 친환경 에너지인 태양광 전기를 생산하도록 솔라패널이 배치될 수 있는 것이다.
이때 상기 솔라패널과 연결되는 배터리, 변압기 등의 구성 및 이들의 동작 관계는 공지의 것이므로 상세한 도시 및 설명은 생략하도록 한다.
한편, 상기 하우스부(13)에 형성되는 대기공간(11)의 면적과 상기 하우스부(13)의 형태는 설치되는 장소에 따라 다양하게 변경 가능한 것으로 도면 중 도시된 형태 및 상하좌우 비율에 한정되지 않음은 물론이다.
상기 온도조절부(20)는 상기 대기공간(11)의 온도를 조절하기 위한 것으로, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 대기공간(11)을 구성하는 지붕에 배치되는 함체 형태의 냉각기(21)와, 상기 냉각기(21)의 일단에 분리 가능하게 결합하는 커버(22)와, 상기 커버(22)에 분리 가능하게 결합되는 미세먼지필터(23)를 포함한다.
상기 냉각기(21)는 상기 하우스부의 지붕에 배치되며 후술하는 제어부(40)로부터 인가된 전원 및 신호에 의해 동작하면서 대기공간(11)으로 냉각된 공기를 제공한다.
이러한 냉각기(21)는 내부가 빈 함체 형태로 이루어진 함체(211)와, 상기 함체(211)의 내부에 배치되는 열교환모듈(212)을 포함하며 상기 함체(211)는 일측이 개구된 형태로 이루어져 상기 커버(22)가 배치된다. 여기서 상기 열교환모듈(212)은 인가된 전원과 신호에 의해 동작하는 냉각기로 구성될 수 있으며 이러한 냉각기의 구조 및 동작 관계는 공지의 것이므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.
상기 커버(22)는 상기 냉각기(21)를 구성하는 함체(211)의 개구된 일단에 분리 가능하게 결합하는 것으로, 편평한 플레이트 형태로 이루어진다.
여기서 상기 커버(22)와 함체(211)의 결합 구조는 다수 개의 결합용 볼트와 너트 또는 플랜지 등과 같은 결합수단으로 이루어질 수 있으며, 이러한 결합수단은 다양한 변형이 가능한 것으로 도면 중 도시된 형태에 한정되지 않음은 물론이다.
그리고 상기 커버(22)에는 상기 냉각기(21)를 통해 냉각된 공기가 배출되는 배출공(221)과 상기 냉각기(21)로 대기공간(11)의 공기가 인입되는 인입공(222)이 각각 구비되고, 여기서 상기 인입공(222)에는 후술하는 미세먼지필터(23)가 분리 가능하게 결합된다.
한편, 상기 인입공(222)에는 대기공간(11)에서 인입되는 공기에 포함된 이물질 중 상대적으로 직경이 큰 이물질을 걸러내고 동시에 미세먼지필터(23)로 인입되는 공기의 양을 조절하여 미세먼지필터(23)가 필터링할 수 있는 필터 용량을 초과하는 공기 양이 인입되는 것을 방지하기 위하여 상기 인입공(222)에서 상호 이격된 위치에 배치되는 다수 개의 걸림판(233)이 구비된다.
상기 걸림판(233)은 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이 상기 냉각기(21)를 향한 상단이 좁아지는 경사각을 가지도록 형성되며 다수 개가 상호 이격된 위치에 배치된다.
상기 걸림판(233)의 사이에 형성된 공간을 통해 대기공간(11)의 공기가 냉각기로 인입됨으로써 냉각기로 인입되는 공기의 양이 냉각기의 성능 및 후술하는 미세먼지필터의 필터 처리 용량 대비 과도하게 인입되지 않도록 할 수 있고, 상단을 향할수록 좁아지는 경사각을 가지도록 형성함으로써 공기에 포함된 이물질 중 상기 걸림판(233) 사이의 공간을 통과하지 못하는 직경을 가진 이물질을 걸러낸다.
여기서 상기 걸림판(233)은 상기 커버(22)에 회전 가능하게 배치되어 걸림판 사이에 형성된 공간의 면적을 조절할 수 있고, 이때 걸림판(233)의 회전을 위한 회전수단은 모터, 감속기 등을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 미세먼지필터(23)는 상기 커버(22)의 인입공(222)에 배치되어 대기공간(11)으로부터 냉각기(21)로 인입되는 공기에 포함된 이물질을 필터링 하는 것이다.
이러한 미세먼지필터(23)는 공기에 포함된 이물질을 집진하는 것으로, 대기공간(11)의 공기는 사용자로부터 배출된 이산화탄소는 물론 출입구(12)를 개폐하는 과정에서 외부로부터 유입된 먼지를 집진한다.
이를 위해 미세먼지필터(23)는 프리 필터(Pre Filter), 헤파 필터(H.E.P.A filter) 등과 같이 공기 중에 포함된 이물질을 집진하는 에어필터(Air filter)로 이루어지되 유지 보수의 편의성을 향상시키기 위하여 상기 커버(22)에 분리 가능하게 결한다.
이를 위해 상기 미세먼지필터(23)는 프리 필터 또는 헤파 필터와 같이 이물질을 집진하는 필터체(231)와, 상기 필터체(231)를 커버(22)에 분리 가능하게 결합하기 위한 플랜지(232)를 포함한다.
상기 필터체(231)는 상술한 프리 필터, 헤파 필터와 같이 공기에 포함된 이물질을 집진하기 위한 것으로, 상술한 프리 필터, 헤파 필터 이외에도 데미스터 필터(Demister Filter), ACF필터(Activated Carbon Fiber Filter) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
상기 프리 필터는 비교적 입자가 큰 분진으로부터 고성능 필터를 보호하는 1차 필터(전처리 필터)로서, 무방향성(Non-Woven)으로 공기 유입과 유출면에 서로 다른 밀도를 준 필터이다. 이러한 프리 필터는 높은 내구성, 강도, 가공성, 내화학성, 안전성 및 우수한 차단력을 가지고 있고, 슬라이더 필터 방식으로 구성할 수 있어 누구나 쉽게 교체가 가능하여 유지 보수의 편의성이 높은 장점이 있다.
상기 헤파 필터는 입경 0.3㎛ 이물질을 99.998% 이상 포집할 수 있는 것으로, 여과층이 두껍고 인장강도가 높아 파손으로 인한 집진 성능 저하를 막을 수 있고, 분진이 필터에 축적되는 방식으로 필터를 몸체로부터 분리하여 반대 방향으로 뒤집어 털어주는 방식으로 재사용할 수 있고, 슬라이더 필터 방식으로 구성할 수 있어 누구나 쉽게 교체가 가능하다.
상기 데미스터 필터는 오일, 수분 등 입자 및 점도성이 높은 물질을 1차로 포집하는 전처리 필터이며, 필터 프레임은 알루미늄으로 구성하고 필터 여재는 스테인레스 스틸로 구성하여 세척 후 재사용이 가능하기 때문에 경제성이 높은 필터이다.
상기 ACF필터는 활성탄소섬유를 이용한 필터로서, 섬유 상태의 활성탄으로 다결정 구조 고분자 화합물로 표면에 미세공이 집중적으로 발달하여, 흡착률 및 강도가 높고 쉽게 풍화되지 않은 특징이 있어 2차 오염을 방지할 수 있고, 내산성, 내알칼리성에 강하고 필터 수명이 긴 장점이 있다.
본 발명에서 상기 필터체는 상술한 필터 종류를 단독 또는 복수를 적층하여 형성할 수 있는 것으로, 일 예로 전처리 필터인 프리 필터를 대기공간측을 향하도록 배치하고 그 상부에 헤파 필터를 적층한 형태로 구성함으로써 이물질 집진 효율을 높이고 분리-세척-건조를 통해 재사용이 가능하여 경제성이 높은 장점이 있다.
상기 플랜지(232)는 상기 필터체(231)를 커버(22)에 결합하기 위한 것으로, 상기 필터체가 분리 가능하게 결합하는 프레임 형태로 이루어진다.
상기와 같이 이루어진 온도조절부(20)는 하우스부(13)의 면적에 따라 다수 개가 배치될 수 있는데, 도 1 및 도 2에 도시된 실시예에서는 상호 이격된 위치에 한 쌍이 배치된 것을 도시하였고, 이는 하나의 실시예이며 하우스부의 면적에 따라 단독 또는 3 개 이상이 설치될 수 있다.
한편 도면 중 미설명부호 (24)는 상기 냉각기에 연결된 실외기이다.
또한 상기와 같이 이루어진 온도조절부를 통해 평균 실외 온도 36~41℃일 때 대기공간의 온도를 24~28℃로 유지할 수 있고, 평균 온도 편차는 12.3℃도로 폭염재난시 대피 공간으로 활용할 수 있는 것이다.
이러한 테스트는 도 21 및 도 22에 도시된 시험성적서 및 결과서를 통해 확인할 수 있는 것으로, 도 21은 온도조절부를 테스트하여 폭염 재난에 활용 가능한지를 확인한 시험성적서이고, 도 22는 도 21의 테스트한 조건 및 결과를 나타낸 것이다. 그리고 도 23은 도 22의 결과값을 그래프로 도시한 것이며, 도 24는 온도를 계측한 계측기의 위치를 도시한 것이다.
상기 공기정화부(30)는 상기 대기공간(11)의 오염된 공기를 흡입한 후 정화하고 정화된 공기를 대기공간(11)으로 배출하여 대기공간(11)의 공기 청정도를 유지하기 위한 것으로, 이를 위한 공기정화부(30)는, 상기 대기공간(11)을 구성하는 지붕에서 대기공간(11)을 향해 하방으로 이격된 위치에 배치되어 공기정화공간(311)을 형성하는 구획판(31)과, 상기 공기정화공간(311)에 배치되는 공기정화모듈(32)을 포함한다.
상기 공기정화공간(311)을 구획하는 구획판(31)은 대기공간(11)의 상측에 배치되어 대기공간(11)과 공기정화공간(311)을 각각 독립적으로 구획한다.
이러한 구획판(31)은 편평한 판재 형태로 이루어질 수 있는데, 이는 하나의 실시예이며 공기의 순환 효율을 높이기 위하여 돔(dome) 형태 또는 상방으로 좁아지는 삼각 형태로 이루어질 수 있다.
상기 공기정화모듈(32)은, 도 6 내지 8에 도시된 바와 같이, 내부가 빈 함체 형태로 이루어진 베이스함체(33)와, 상기 베이스함체(33)의 개구된 일츠게 분리 가능하게 결합하는 덮개(331)와, 상기 베이스함체(33)의 내부에서 상호 이격된 위치에 배치되며 인가된 전원 및 신호에 의해 동작하는 다수 개의 UV-램프(34)와, 상기 UV-램프(34) 사이에 배치되는 복수 개의 격벽(35)과, 상기 UV-램프(34)와 인접하게 배치되는 복수 개의 UV-필터(36)와, 상기 덮개(331)에 배치되어 대기공간(11)의 공기 즉 외기를 상기 베이스함체(33)측으로 흡입하는 흡입팬(37)과, 상기 흡입팬(37)에 대향하는 위치에 배치되어 베이스함체(33)에서 정화된 공기를 대기공간(11)측으로 배출하는 배출팬(38)을 포함한다.
상기 베이스함체(33)는 내부가 빈 함체 형태로 이루어지되 길이 방향으로 연장되어 도면 중 도시된 바와 같이 사각 함체 형태로 이루어지는데, 이는 베이스함체(33)의 길이가 길수록 내부에 형성되는 면적이 넓어지고 이를 통해 후술하는 UV-램프(34)와 UV-필터(36)의 배치 개수를 증가시킬 수 있어 공기 정화 효율을 높이고 정화 용량을 크게 형성할 수 있다.
이러한 베이스함체(33)의 형태 및 면적은 대기공간(11)의 면적에 대응하여 변경 가능한 것으로 도면 중 도시된 형태에 한정되지 않음은 물론이다.
상기 UV-램프(34)는 상기 베이스함체(33)의 내부에 다수 개가 상호 이격된 위치에 배치되며, 후술하는 제어부(40)를 통해 인가된 전원 및 신호에 의해 동작하면서 살균용 자외선을 조사하는 것이다.
이때 UV-램프(34)에서 조사되는 살균용 자외선은 조사되는 범위와 면적이 UV-램프(34)의 크기에 비례하여 증가하는데, 베이스함체(33)에 설치할 수 있는 크기가 제한되기 때문에 다수 개를 상호 이격된 위치에 배치하여 베이스함체(33)로 인입되어 배출되는 공기에 연속적으로 살균용 자외선을 조사(照射)할 수 있도록 한다.
이러한 UV-램프(34) 및 조사되는 살균용 자외선의 살균 효과는 기존 자외선살균기를 통해 공개된 것이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.
상기 격벽(35)은 상호 이격된 위치에 배치된 UV-램프(34) 사이에 배치되어 흡입팬(37)으로부터 배출팬(38)을 향해 이동하는 공기의 흐름을 느리게 하여 공기 정화 효율을 높이기 위한 것이다.
이를 위해 상기 격벽(35)은 공기가 통과하는 유통공(351)이 형성되는데, 상기 유통공(351)은 인접한 타 격벽에 형성된 유통공과 서로 다른 위치에 형성된다.
즉, 도 6에 도시된 바와 같이 흡입팬(37)에 가깝게 배치된 격벽에 형성된 유통공(351)은 격벽의 상측에 형성되고, 배출팬(38)측과 가깝게 배치된 다음 격벽에 형성된 유통공(351)은 하측에 형성된다.
이를 통해 공기의 이동시 정체를 발생시켜 공기의 이동 속도를 늦추게 되고, 공기의 이동 속도가 느려짐으로써 UV-램프(34)에서 조사되는 자외선에 노출되는 시간이 길어지고, 후술하는 UV-필터(36)로 유입되는 공기의 속도를 느리게 하여 집진 효율을 높일 수 있다.
그리고, 상기 격벽(35)은 도면 중 도시된 배치 위치 및 개수에 한정되지 아니하고, 다수 개가 상호 일정 간격을 두고 배치되어 공기의 이동을 느리게 하여 살균 및 집진 효과를 극대화할 수 있다.
그리고 상기 격벽(35)에 형성된 유통공(351)은 다수 개가 상호 이격된 위치에 형성될 수 있는데, 이때 다수 개가 형성되더라도 형성되는 위치는 상하 길이 방향의 중앙을 기준으로 상측과 하측으로 구분하여 어느 일측에만 형성된다.
상기 UV-필터(36)는 다수 개가 상호 이격된 위치에 배치되어 공기에 포함된 이물질을 집진하는 것으로, 이러한 UV-필터(36)는 상술한 미세먼지필터(23)와 크기 및 형태만 다른 것으로, 동일한 목적 및 효과를 가지도록 동일한 소재 및 구조로 이루어질 수 있다.
상기 흡입팬(37)과 배출팬(38)은 각각 베이스함체(33)에서 상호 대향되는 위치에 형성되며 제어부(40)를 통해 인가된 전원 및 신호에 의해 동작하고, 흡입팬(37)은 대기공간(11)의 공기를 흡입하여 베이스함체(33)로 인입시키고, 배출팬(38)은 베이스함체(33)에서 정화된 공기를 대기공간(11)으로 배출시키는 것이다.
한편, 도면 중 미설명 부호(39)는 상기 UV-램프(34)로 전원을 안정적으로 공급하기 위한 안정기이다.
상기와 같이 이루어진 공기정화부(30)는 대기공간(11)의 공기를 흡입한 후 정화하여 다시 대기공간(11)으로 배출함으로써 공기 중에 포함된 이물질을 걸러내고 유해한 세균을 살균함으로써 쾌적하고 안전한 공기를 대기공간으로 제공할 수 있는 것이다.
여기서 상기 공기정화부(30)의 배치 위치 및 배치 개수는 대기공간(11)의 전체 면적에 따라 변경되는 것으로 도면 중 도시된 위치 및 개수에 한정되지 않는다.
즉 공기정화부(30)는 다른 실시예로서, 대기공간(11)의 측면에 형성되거나 대기공간(11)을 형성하는 기둥에 배치될 수 있는 것이다.
한편, 도 11a 및 도 11b는 본 발명에 따른 멸균수단(30A)을 도시한 것으로, 상기 멸균수단(30A)은 대기공간 내부의 공기 중에 포함된 전염성 병원체를 멸균처리하는 것으로, 상기 멸균수단(30A)은 내부가 빈 함체 형태로 이루어지며 일측이 개구된 멸균용 베이스함체(301)와, 상기 멸균용 베이스함체(301)의 개구된 일측에 분리 가능하게 결합하는 베이스함체 덮개(302)와, 상기 멸균용 베이스함체(301)의 내부에서 상호 이격된 위치에 배치되며 인가된 전원 및 신호에 의해 동작하는 다수 개의 멸균용 UV-램프(303)와, 상기 멸균용 UV-램프(303) 사이에 배치되는 복수 개의 차단격벽(304)과, 상기 멸균용 베이스함체(301)의 내부에서 상호 이격된 위치에 배치되는 다수 개의 멸균용 UV-필터(305)와, 상기 베이스함체 덮개(302)에 배치되어 대기공간(11)의 공기를 흡입하는 공기흡입팬(306)과, 상기 베이스함체 덮개(302)에 배치되어 상기 멸균용 UV-램프와 멸균용 UV-필터를 통해 멸균된 공기를 대기공간으로 배출하는 공기배출팬(307)을 포함한 것으로, 상술한 공기정화모듈(32)의 구성과 일부 구성이 대응되는 것으로 이하의 설명에서는 상기 공기정화모듈(32)의 구성과 차이가 있는 구성을 상세히 설명하고, 공기정화모듈(32)의 구성과 대응되는 구성에 대한 반복적인 설명은 생략하도록 한다.
먼저, 본 발명에 따른 멸균수단(30A)은 상기 대기공간의 하부에 적어도 한 쌍이 상호 마주보도록 배치되어 대기공간의 공기를 흡입한 후 멸균 처리 후 대기공간으로 배출한다.
이를 위해 상기 멸균수단(30A)은 상호 이격된 위치에 배치되는 다수 개의 멸균용 UV-필터(305)와 멸균용 UV-램프(303)가 각각 구비되고, 상술한 공기정화모듈(32)에 구비된 격벽(35)과 동일한 형태의 격벽이 상호 이격된 위치에 다수 개 배치된다.
이때 상기 멸균용 UV-필터(305)는, 이동하는 공기의 속도를 느리게 하여 멸균 효과를 극대화하기 위하여 인접한 타 멸균용 UV-필터(305)와 서로 다른 방향으로 돌출되는데, 도 11a 및 11b에 도시된 바와 같이, 어느 하나의 멸균용 UV-필터(305)의 일단이 함체의 내부 공간 하단에 고정되고 상방으로 연장될 때 인접한 타 멸균용 UV-필터(305)는 일단이 함체의 내부 공간 상단에 고정되고 하방으로 연장 형성되어 이동하는 공기가 멸균용 UV-필터(305)에 맞닿아 집진되는 과정에서 맞닿는 저항력에 의하여 공기의 이동 속도를 늦출 수 있다.
상기 멸균용 UV-필터와 함께 격벽에 의해 이동 속도가 느려진 공기는 상호 이격된 위치에 배치된 다수 개의 멸균용 UV-램프(303)에 노출되는 시간이 증가함으로써 전염성 병원체를 멸균할 수 있고, 이와 함께 느려진 공기의 이동속도는 멸균용 UV-필터(305)의 집진 효율을 극대화함으로써 멸균 및 정화된 공기를 대기공간으로 제공할 수 있다.
상기와 같이 이루어진 멸균수단(30A)은 일 예로 근래에 대한민국은 물론 전세계적으로 유행 중인 COVID-19의 병원체를 99.9% 살균할 수 있다.
알려진 바와 같이 COVID-19는 2019년 12월 중국 우한시에서 발생한 바이러스성 호흡기 질환으로써, 호흡기를 통해 감염되며, 감염 후에는 인후통, 고열, 기침, 호흡곤란 등의 증상을 거쳐 폐렴으로 발전하며, 2020년 12월 27일을 기준으로 전 세계 확진자가 8천만 명을 돌파한 질병이다. 여기서 COVID-19의 병원체는 기침이나 재채기를 할 때 2m 이상 날아가며, 공기중에는 3~4시간이 지나야 완전히 사라지는 것으로 밝혀졌으며, 공기감염은 감염자의 기침이나 재채기로 분출되는 바이러스가 5㎛이하의 에어로졸(Aeroso, 연무질) 형태로 공기 중에 분출되어 수분이 증발된 후 비말핵(Droplet nuclei)이 되어 부유하다가 감염되며, '비말핵감염'이라고도 한다. 비말핵의 이동거리는 약 2m에서 48m 이상으로 공기감염 방식은 비말감염보다 전염성이 높은 특징을 갖는다.
이러한 COVID-19 병원체는 공기 중에 포함된 상태에서 UV-C(자외선)에 2~10초(sec) 사이로 노출되면 99.9%가 사멸하는 것으로 확인되었고, 상기 UV-필터의 배치에 의해 공기의 이동 속도를 느리게 하여 이동하는 공기가 UV-램프에서 조사되는 자외선에 노출되는 시간을 증가시킴으로써 공기에 포함된 COVID-19 병원체를 살균하게 된다. 여기서 하나의 예로서 COVID-19를 설명하였으나 이는 자외선에 의해 살균 처리되는 다양한 병원체 중 하나이며, 이외에도 공기 중에 부유하는 병원체를 살균할 수 있음은 당연하다.
한편, 도 11c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 멸균램프(30B)를 도시한 것으로, 상기 멸균램프(30B)는 대기공간으로 멸균용 자외선을 조사하거나 조명을 조사하는데, 여기서 자외선 또는 조명의 선택은 동작감지센서(3030)를 통해 제어된다.
즉, 상기 멸균램프(30B)는 내부에 멸균용 자외선 조명(3010)과 외부를 밝히기 위한 조명등(3020)이 각각 구비되어 대기공간으로 자외선 또는 조명을 조사하게 되는데, 자외선의 경우 신체에 직접 맞닿을 경우 다양한 부작용이 발생하기 때문에 사용자가 없는 것을 확인한 상태에서만 조사되어야 한다.
이를 위해 상기 대기공간(11)의 내부의 움직임 또는 물체를 감지하기 위한 동작감지센서(3030)가 구비되며, 상기 동작감지센서(3030)는 상기 멸균램프(30B)에 구비되거나 상기 대기공간에 다수 개가 상호 이격된 위치에 배치되어 각각의 감지값을 통해 대기공간의 움직임이나 물체를 감지한다.
일 예로 상기 동작감지센서(3030)를 통해 대기공간(11) 내부에 움직임이나 물체가 감지되지 않는 경우 자외선 조명을 가동하여 대기공간 내부를 살균하고, 움직임이 감지되는 경우 조명등을 가동하여 사용자의 편의성을 향상시킨다.
상기 제어부(40)는, 상기 온도조절부(20)와 공기정화부(30)의 동작을 감시하고 이를 제어하기 위한 것으로, 이를 위한 제어부(40)는 상기 온도조절부(20)와 상기 공기정화부(30)의 동작 상태를 실시간으로 감지하는 동작감지부(41)와, 상기 동작감지부(41)를 통해 감지한 감지값을 기 저장된 관리자 단말기 또는 중앙관리서버로 전송하는 감지값 전송부(42)와, 상기 관리자 단말기 또는 중앙관리서버에서 전송된 제어명령에 따라 온도조절부(20)와 공기정화부(30)의 동작을 제어하는 동작제어부(43)를 포함한다.
상기 동작감지부(41)는, 상기 온도조절부(20)를 구성하는 냉각기(21)와 상기 공기정화부(30)을 구성하는 공기정화모듈(32)의 동작 상태를 실시간으로 감지한다.
이러한 동작감지부(41)의 구성 및 동작 관계는 전기를 동력원으로 사용하는 장치의 동작 상태를 감지하는 공지의 것이므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.
다만 본 발명에서 상기 동작감지부(41)는 후술하는 센싱부(50)를 통해 감지한 대기공간의 내부 온도 및 외부 온도의 평균값을 산출하되, 이때 감지한 감지값 이외에도 사용자의 인원수, 시간에 따른 태양의 위치 등 다양한 조건을 고려한 보정값을 활용하여 평균값을 산출 후 감지값 전송부(42)로 제공한다.
즉, 출퇴근 시간과 같이 사용자가 많은 시간에는 사용자의 신체 온도에 의해 대기공간의 온도가 상승할 수 있기 때문에 이를 보정하는 보정값을 평균값 산출시 활용하는 것이 바람직하다.
상기 감지값 전송부(42)는 외부 기기와 통신 가능한 통신칩을 포함한 것으로, 상기 동작감지부(41)에서 감지한 감지값을 기 저장된 관리자 단말기 또는 중앙관리서버 또는 이들 모두에 전송한다.
여기서 상기 통신칩은 근거리 무선 통신 또는 유선 통신망을 이용할 수 있는 것으로, 대기공간 또는 주변에 설치된 통신사 중계기와 통신 가능하도록 구성되는 것이 바람직하다.
또한 상기 감지값 전송부(42)에 저장된 관리자 단말기 정보와 중앙관리서버의 정보가 저장된 데이터베이스(도면 중 미도시됨)이 구비되고, 상기 데이터베이스는 감지값 전송부(42)의 호출에 응하여 관리자 단말기 정보와 중앙관리서버의 정보를 제공한다.
상기 동작제어부(43)는 관리자 단말기 또는 중앙관리서버로부터 제어 명령이 전송된 경우 이를 실행하기 위한 것으로, 관리자 단말기 또는 중앙관리서버로부터 냉각기(21) 또는 공기정화모듈(32)의 동작을 제어하기 위한 제어 명령이 전송되면 상기 감지값 전송부(42)가 이를 수신하고, 수신한 정보를 동작제어부(43)로 전송한다.
이후 동작제어부(43)는 수신한 제어 명령을 실행하여 냉각기(21) 또는 공기정화모듈(32)의 동작을 제어하는데, 여기서 수신한 제어 명령의 유효성 확인과 제어 명령 실행 후 관리자 단말기 또는 중앙관리서버 또는 이들 모두로 실행 결과값을 전송하는 동작은 공지의 것이므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.
한편, 본 발명에서는 상기 온도조절부(20)와 공기정화부(30)의 동작을 제어하기 위한 환경값이 제공되어야 하는데, 이를 위한 센싱부(50)가 구비되며, 상기 센싱부(50)는 온도를 감지하는 온도감지모듈(51)을 포함한다.
상기 온도감지모듈(51)은, 상기 대기공간(11)의 내부 온도를 실시간으로 감지하는 내부온도감지센서(511)와, 대기공간(11) 외부 온도를 실시간으로 감지하는 외부온도감지센서(512)를 포함한다.
상기 내부온도감지센서(511)는 대기공간(11)을 구성하는 벽체 또는 지붕에 구비되되, 대기공간(11)의 면적을 고려하여 적어도 마주보는 위치에 한 쌍이 배치되며, 각각의 센서에서 감지한 후 이를 제어부(40)의 동작감지부(41)로 전송하며 상기 동작감지부(41)는 수신한 복수의 감지값의 평균값을 산출하여 이를 대기공간(11)의 온도로 감지할 수 있다.
상기 외부온도감지센서(512)는 대기공간(11) 외부의 온도를 감지하는 것으로 이를 위해 대기공간을 구성하는 벽체의 외면 또는 상기 필로티부(14)를 구성하는 지주 또는 지붕에 각각 센서를 배치하여 외부 온도를 감지하고, 감지한 감지값은 상기 제어부(40)의 동작감지부(41)로 전송하여 실시간 외부 온도를 확인할 수 있도록 한다.
상기와 같이 이루어진 센싱부(50)를 통해 대기공간의 내부 및 외부의 온도와 공기 오염도를 실시간으로 감지하고, 감지된 값이 관리자 단말기 또는 중앙관리서버로 전송되어 온도 조절 또는 공기 정화의 동작 제어가 필요한 경우 신속한 조치가 가능한 효과가 있다.
한편, 상기 공기정화부(30)의 동작 상태를 실험한 실시예를 도 12 내지 도 16를 통해 살펴보면,
먼저, 도 12는 본 발명의 미세먼지 저감성능 평가의 시험성적서로서, 평가항목은 PM10의 초기농도가 550㎍/㎡ 이상이고, 보통수준은 80㎍/㎡이하 인것을 기준으로 하고, PM2.5의 초기농도는 250㎍/㎡이상이고, 보통수준은 35㎍/㎡이하인 것을 기준으로 한다.
실험에 사용된 측정 장비는 단일입자계수기를 통해 실시간으로 측정하고, 여기서 사용된 단일입자계수기는 광산란식 자동입자계수기이고, 실험용 입자는 ISOP 12013-1 A2 fine Dust를 사용했다.
도 13 및 도 14는 본 발명에 따른 공기정화부를 가동했을 때 대기공간의 실내에 포함된 미세입자농도(particulate matter 10, PM10)의 농도를 확인한 것으로, 실험예의 조건은 가동 전 대기공간의 PM10 농도가 558㎍/㎡이고, 본 발명의 공기정화부를 가동한 후 매 60초(sec)마다 PM10 농도를 확인한 것이다.
도 13은 상기 실험예를 도시한 그래프이고, 도 14는 상기 실험예를 도표화한 것이다.
도 13 및 14를 통해 알 수 있듯이 본 발명에 따른 공기정화부를 가동한 후 PM10 농도가 420초(sec) 즉 8분을 가동한 이후에 보통수준(80㎍/㎡ 이하)으로 저감되는 것을 확인할 수 있다.
여기서 본 발명에 따른 공기정화부를 가동하지 않은 상태의 실험예에서는 1500초(sec) 즉, 25분이 지나야 보통수준으로 저감되는 것을 확인할 수 있다.
다음 도 15 및 16은 PM2.5농도를 측정한 결과이다. 여기서 PM2.5는 초미세먼지입자(Fine Particles)로서, 지름이 2.5㎛이하인 크기를 갖는 먼지이다.
도 15 및 16을 통해 알 수 있듯이 대기공간의 초기농도가 250㎍/㎡이상일 때, 본 발명의 공기정화부를 가동한 후 보통수준(35㎍/㎡이하)까지 720초(sec), 즉 12분이 소요되었고, 본 발명의 공기정화부를 미가동한 경우 보통수준까지 30분 이상 소요되는 것으로 확인되었다.
상기의 실험예를 통해 알 수 있듯이 본 발명에 따른 공기정화부를 가동하면 대기공간의 PM10 및 PM2.5의 농도를 공기정화부 가동 이후 8~12분이면 보통 수준으로 저감시킬 수 있어 대기공간의 공기를 쾌적하게 유지할 수 있다.
한편, 상기 대기공간(11)에는 대기공간의 온도를 상승시키기 위한 히팅수단(60)이 더 구비될 수 있는데, 상기 히팅수단(60)은 상기 제어부(40)를 통해 인가된 전원 및 신호에 의해 동작하는 히터로 구성될 수 있고, 이러한 히터는 대기공간의 면적에 따라 배치되는 위치 및 개수가 변경될 수 있다.
본 발명에서 히팅수단(60)의 일 실시예로서 상기 대기공간에 배치되어 사용자가 착석할 수 있는 의자에 구비되어 인가된 전원 및 신호에 의해 동작하는 열선일 수 있다.
상기와 같이 이루어진 본 발명을 동절기 한파시 대피할 수 있는지 실험한 실시예를 도 17 및 도 18을 통해 확인하면,
먼저 도 17은 본 발명의 쉘터부에서 하우스부에 배치된 온도센서의 위치를 도시한 것이고, 도 18은 상기 온도센서를 통해 감지된 대기공간의 내부온도와 외부온도 및 대기공간 내부의 실제 체감온도를 도표화한 것이다.
여기서 체감온도의 산출공식은 기상청에서 제공된 것으로, '13.12+0.6215*T-11.37V0.16+0.3965V0.16*T' 이며, T : 온도(℃)이고, V : 풍속(km/h) 이다.
도 17에 도시된 바와 같이 대기공간의 실제 체감온도와 하우스부의 외부온도의 편차는 최소 8.8℃ 에서 최고 19.7℃로서, 혹한기 한파에도 비상 대피용으로 사용될 수 있음을 증명하였다.
또한 본 발명에서 상기 대기공간을 형성하는 하우스부는, 상술한 바와 같이 벽체와 지붕으로 이루어지되 여기서 벽체는 투명한 유리재질로 구성된 유리창이 구비되어 내부에서 외부를 또는 외부에서 내부를 확인할 수 있도록 하며, 상기 유리창은 복층 유리 구조로 형성되어 내부 온도가 외부 온도에 의해 영향을 받는 것을 최소화한다.
한편, 도 19는 본 발명에 따른 재난 및 미세먼지 발생시 대피용 공공시설물의 동작 상태를 블럭화하여 도시한 것으로, 도 19의 실시예에서는 본 발명에 따른 재난 및 미세먼지 발생시 대피용 공공시설물을 승강장으로 사용하는 실시예를 도시한 것이다.
상기 제어부에 전원을 인가하면 제어부는 감지값 전송부, 센싱부를 구성하는 센서, 온도조절부, 공기정화부 및 히팅수단이 작동이 정상인지 확인하고, 확인한 정보는 감지값 전송부를 통해 중앙관리서버로 전송한다.
각 구성의 동작이 정상으로 확인되면, 제어부는 동작제어부를 통해 온도조절부와 공기정화부를 가동시킨다.
이때, 중앙관리서버로 또는 제어부에 내장된 RTC(real-time clock)을 통해 실시간 날짜와 시간을 확인하며, 확인된 날짜를 통해 3가지 동작으로 구분된다.
즉, 확인된 날짜가 봄/가을인 경우 대기공간의 온도를 조절하는 온도조절부는 off하고, 공기정화부를 가동시켜 대기공간의 공기 오염도를 낮춘다.
이는 통상적으로 봄/가을에 한반도로 유입되는 미세먼지 또는 초미세먼지의 양과 횟수가 증가하기 때문에 이를 적절히 해결해야 한다.
따라서 본 발명에서는 확인된 날짜가 봄/가을 인경우 공기정화부를 가동하는데, 먼저 미세먼지 농도를 측정하여 측정된 미세먼지 농도가 PM2.5 기준값을 초과하는 경우 공기정화부를 가동하고, PM2.5가 기준값에 미달하는 경우 즉 공기 오염도가 낮은 경우 공기정화부는 정지시킨다. 이후 일정시간마다 대기공간의 공기를 감지하여 PM2.5 기준값을 초과하는 결과값이 측정되는 경우 공기정화부를 가동시키고, 가동과정에서도 대기공간의 공기 오염도를 일정 주기로 감지하여 UV-필터가 정상적으로 동작하는지 확인한다.
그리고 UV-필터가 동작하는 과정을 실시간으로 중앙관리서버로 전송하여 해당 승강자의 상태를 실시간으로 확인할 수 있음은 물론 추후 데이터로 추출하여 활용할 수 있다.
다음, 확인된 날짜가 하절기 즉, 여름인 경우 상술한 봄/가을과 같이 대기공간 중의 공기를 정화하고 이와 함께 대기공간이 온도를 측정하고, 측정한 온도에 따라 온도조절부를 구성하는 냉각기의 동작을 제어하고, 동작하는 냉각기의 상태도 중앙관리서버로 전송한다.
그리고 이와 함께 대기공간에 배치된 의자에 구비된 냉각기를 동작시켜 사용자에게 쾌적한 환경을 제공할 수 있는 것이다.
다음, 확인된 날짜가 동절기 즉, 겨울인 경우 대기공간에 배치된 의자의 온도를 확인하고, 확인된 온도에 따라 의자에 구비된 히팅수단을 가동함으로써 대기공간 전체의 온도를 상승시킨다.
즉, 본 발명에서는 대기공간에 배치된 의자에 히팅수단이 구비되어 제어부가 상기 히팅수단의 동작을 제어함으로써 대기공간의 온도가 낮고 의자의 온도도 낮은 경우 히팅수단을 가동시켜 대기공간 전체의 온도를 상승시킬 수 있는 것이다.
이와 함께 동절기에도 공기정화부를 동작시켜 공기 중에 포함된 미세먼지 및 전염성 병원체를 살균하여 쾌적하면서도 안전성을 향상시킨 장점이 있다.
다음으로 도 20은 본 발명의 다른 실시예에 따른 재난 및 미세먼지 발생시 대피용 공공시설물의 동작 상태를 블럭화하여 도시한 것으로, 상술한 도 19의 실시예에서 멸균램프의 동작을 제어하고 멸균램프의 동작 상태를 중앙관리서버로 전송하기 위한 구성이 추가된 것이다.
즉, 상기 제어부에 전원을 인가하면 제어부는 감지값 전송부, 센싱부를 구성하는 센서, 온도조절부, 공기정화부 및 히팅수단이 작동이 정상인지 확인하고, 확인한 정보는 감지값 전송부를 통해 중앙관리서버로 전송한다.
각 구성의 동작이 정상으로 확인되면, 제어부는 동작제어부를 통해 온도조절부와 공기정화부를 가동시킨다.
이때, 중앙관리서버로 또는 제어부에 내장된 RTC(real-time clock)을 통해 실시간 날짜와 시간을 확인하며, 확인된 날짜를 통해 4가지 동작으로 구분된다.
추가되는 동작은 멸균램프를 가동시키기 위한 동작감지센서의 감지값을 확인한 후, 대기공간에 움직임이나 물체가 감지되지 않는 경우 멸균램프에 구비된 자외선 조명을 On 하여 대기공간으로 조사하여 대기공간의 공기를 멸균처리하고, 동작감지센서에서 대기공간의 움직임이 감지되는 경우 자외전 조명을 Off 시키고, 조명등을 On 하여 대기공간의 밝기를 높인다. 물론 조명등이 필요하지 않은 주간 시간에는 조명등을 Off 시켜 전력의 낭비를 방지할 수 있고, 이는 제어부에 내장된 RTC를 통해 확인된 시간으로 조명등의 On/Off를 제어할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 재난 및 미세먼지 발생시 대피용 공공시설물에서 상기의 구성의 동작 상태를 감시하고 오동작 즉 고장을 자체 진단하여 오동작 또는 고장 발생시 이를 유지보수서버 또는 상기 중앙관리서버 또는 관리자 단말기로 전송하여 오동작 또는 고장에 신속하게 대응하고, 동작 상황을 실시간으로 감시하기 위한 유지보수 관리장치는 본 발명의 출원인의 등록특허인 대한민국 등록특허 제10-2140990호(2020.07.29. 등록)에서 제안된 '버스 승강장 시스템의 유지보수 관리장치'를 통해 제공할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
1 : 재난 및 미세먼지 발생시 대피용 공공시설물
10 : 쉘터부
11 : 대기공간 12 : 출입구
13 : 하우스부 14 : 필로티부
20 : 온도조절부
21 : 냉각기 22 : 커버
23 : 미세먼지필터
30 : 공기정화부
31 : 구획판 32 : 공기정화모듈
33 : 베이스함체 34 : UV-램프
35 : 격벽 36 : UV-필터
37 : 흡입팬 38 : 배출팬
30A : 멸균수단
30B : 멸균램프
40 : 제어부
41 : 동작감지부 42 : 감지값 전송부
43 : 동작제어부
50 : 센싱부
51 : 온도감지모듈 52 : 미세먼지감지모듈
60 : 히팅수단

Claims (5)

  1. 벽면과 지붕으로 이루어지며 외부와 구획되어 사용자가 대기하는 대기공간(11)이 형성되고, 상기 대기공간(11)으로 사용자가 사용자가 출입하도록 출입구(12)가 구비된 쉘터부(10);
    상기 쉘터부(10)의 대기공간(11)의 온도를 조절하기 위한 온도조절부(20);
    상기 쉘터부(10)의 대기공간(11)의 공기를 흡입하여 정화(淨化)후 상기 대기공간(11)으로 배출하는 공기정화모듈(32)과, 상기 대기공간(11)의 공기를 흡입하여 멸균 후 상기 대기공간으로 배출하는 멸균수단(30A)이 구비된 공기정화부(30); 및
    인가된 전원에 의해 동작하면서 상기 온도조절부(20)와 상기 공기정화부(30)의 동작을 제어하는 제어부(40)를 포함하고,
    상기 온도조절부(20)는,
    상기 대기공간(11)을 구성하는 지붕에 배치되는 냉각기(21)와,
    상기 냉각기(21)의 일단에 분리 가능하게 결합하는 커버(22)와,
    상기 커버(22)에 분리 가능하게 결합되는 미세먼지필터(23)를 포함하되,
    상기 공기정화부(30)는,
    상기 대기공간(11)을 구성하는 지붕에서 대기공간을 향해 하방으로 이격된 위치에 배치되어 공기정화공간(311)을 형성하는 구획판(31)과,
    상기 공기정화공간(311)에 배치되며 내부가 빈 함체 형태로 이루어지며 일측이 개구된 베이스함체(33)를 포함한 공기정화모듈(32)을 포함하고,
    상기 공기정화모듈(32)은,
    상기 베이스함체(33)의 개구된 일측에 분리 가능하게 결합하는 덮개(331)와,
    상기 베이스함체(33)의 내부에서 상호 이격된 위치에 배치되며 인가된 전원 및 신호에 의해 동작하는 다수 개의 UV-램프(34)와,
    상기 UV-램프(34) 사이에 배치되는 복수 개의 격벽(35)과,
    상기 UV-램프(34)와 인접하게 배치되는 복수 개의 UV-필터(36)와,
    상기 덮개(331)에 배치되어 외기를 상기 베이스함체(33)로 흡입하는 흡입팬(37)과,
    상기 덮개(331)에 배치되어 상기 베이스함체(33)의 공기를 외부로 배출하는 배출팬(38)을 포함하고,
    상기 커버(22)에는,
    상기 냉각기(21)를 통해 냉각된 공기가 배출되는 배출공(221)과 상기 냉각기(21)로 상기 대기공간(11)의 공기가 인입되는 인입공(222)이 각각 구비되고,
    상기 인입공(222)에는,
    상기 대기공간(11)에서 인입되는 공기에 포함된 이물질 중 상대적으로 직경이 큰 이물질을 걸러내고 동시에 상기 미세먼지필터(23)로 인입되는 공기의 양을 조절하여 상기 미세먼지필터(23)가 필터링할 수 있는 필터 용량을 초과하는 공기 양이 인입되는 것을 방지하기 위하여 상기 인입공(222)에서 상호 이격된 위치에 배치되는 다수 개의 걸림판(233)이 구비되고,
    상기 걸림판(233)은,
    상기 냉각기(21)를 향한 상단이 좁아지는 경사각을 가지도록 형성되며 다수 개가 상호 이격된 위치에 배치되고,
    상기 커버(22)에 회전 가능하게 배치되는 것을 특징으로 하는 재난 및 미세먼지 발생시 대피용 공공시설물.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 멸균수단(30A)은,
    내부가 빈 함체 형태로 이루어지며 일측이 개구된 멸균용 베이스함체(301)와,
    상기 멸균용 베이스함체(301)의 개구된 일측에 분리 가능하게 결합하는 베이스함체 덮개(302)와,
    상기 멸균용 베이스함체(301)의 내부에서 상호 이격된 위치에 배치되며 인가된 전원 및 신호에 의해 동작하는 다수 개의 멸균용 UV-램프(303)와,
    상기 멸균용 UV-램프(303) 사이에 배치되는 복수 개의 차단격벽(304)과,
    상기 멸균용 베이스함체(301)의 내부에서 상호 이격된 위치에 배치되는 다수 개의 멸균용 UV-필터(305)와,
    상기 베이스함체 덮개(302)에 배치되어 대기공간(11)의 공기를 흡입하는 공기흡입팬(306)과,
    상기 베이스함체 덮개(302)에 배치되어 상기 멸균용 UV-램프와 멸균용 UV-필터를 통해 멸균된 공기를 대기공간으로 배출하는 공기배출팬(307)을 포함한 것을 특징으로 하는 재난 및 미세먼지 발생시 대피용 공공시설물.
  4. 청구항 1 또는 3에 있어서, 상기 격벽(35)과 상기 차단격벽(304)에는,
    각각에 공기가 이동하는 유통공(351)이 형성되되,
    각각의 유통공(351)은, 인접한 타 유통공(351)과 상호 다른 위치에 형성되어 이동하는 공기의 체류 시간을 증가시키는 것을 특징으로 하는 재난 및 미세먼지 발생시 대피용 공공시설물.
  5. 청구항 3에 있어서, 상기 멸균용 UV-필터(305)는,
    인접한 타 멸균용 UV-필터(305)와 서로 다른 방향을 향해 연장 형성되어 멸균용 베이스함체(301)의 내부에서 지그재그 형태로 배치되어 공기의 이동 속도를 느리게 하여 이동하는 공기가 멸균용 UV-램프(303)에 노출되는 시간을 증가시켜 병원성 전염균을 멸균 하는 것을 특징으로 하는 재난 및 미세먼지 발생시 대피용 공공시설물.
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