KR20040047838A - 통합 열 조절기를 갖는 인공 표면 - Google Patents

Abstract

인조 잔디 표면은 플렉서블 지지판(12)으로부터 돌출되며 일정간격 이격 되어 배치되는 리본(15)의 열(13)을 포함한다. 열 조절 수단(23)은 상기 리본(13)의 열(13) 사이의 상기 지지판(12)에 부착된다. 상대적으로 두꺼운 충진층(17)은 상기 지지판(12)의 상부면에 배치되어 상기 열 조절수단을 매설하고 상기 리본(15)을 유지시킨다. 상기 충진층(17)은 식물 재배를 위하여 성장 물질을 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 전기 케이블(27)은 표면을 녹이거나 식물 뿌리를 따뜻한 조건으로 유지하기 위하여 인조 잔디 표면(10)에 통합된다. 다른 실시예에 있어서, 관통공이 형성된 플렉서블 파이프(29)는 상기 표면에 수분을 공급하여 상기 수분이 증발할 때, 상기 표면을 냉각시키기 위하여 상기 인조 잔디 표면(10)에 통합된다. 본 발명에 따른 상기 열 조절수단(23)은 에너지를 절감시키고 설치 및 작동에 있어서 경제적이다

Description

통합 열 조절기를 갖는 인공 표면 {Artificial surface with integrated thermal regulation}

공지된 바와 같이, 모든 기후 조건에서 좋은 품질을 유지하고 여가의 목적과 축구 및 풋볼과 같은 활동적인 스포츠를 위한 잔디밭을 구성하고 유지 관리하는 것은 많은 문제가 있었다.

현재 이러한 문제점을 해결하기 위하여 마모에 대하여 내구성이 약하고, 많은 유지관리가 필요한 천연 잔디를 대체하기 위한 인공 표면의 이용하게 되는 필요성이 대두되었다. 또한, 천연 잔디 표면은 부분적으로 또는 완전히 폐쇄된 스포츠 스타디움에서는 잘 성장하지 않는다. 상기 천연 잔디에 비교하여 마모에 대한 내구성이 훨씬 좋은 인조 잔디 표면은 많은 유지 관리를 필요하지 않으며 폐쇄된 스타디움에서 이용될 수 있다. 향상된 인조 잔디 표면은 본 출원인이 1997년 10월 16일에 출원하고 1998년 9월 10일에 공개된 카나다 특허출원 2,218,314 "인조잔디(Synthetic turf)" 에 기술되어 있다. 본 특허 출원에 기술된 인조 잔디 표면은 잔디 섬유 조직를 대신하는 인조 리본(synthetic ribbons)으로 넓은 간격을 유지하며 열을 구성한다. 상기 리본의 길이는 상기 리본의 열 사이의 공간 간격의 두 배 정도 길이를 갖는다. 미립자 물질이 상기 인조 잔디 주형(matrix)에 위치하는 바, 적어도 상기 미립자 물질의 두께는 상기 리본 길이의 2/3 이다. 상기 리본의 스트립(strips)은 상기 주형 또는 매트의 후면에 접착된 접착 물질의 스트립에 의해 접착된다. 상기 접착 물질의 스트립은 일정간격 이격 되어 있으며 덮여지지 않은 일정 영역을 남김으로써 향상된 배수 능력을 제공한다.

상기 충진물의 미립자 물질은 본 출원인이 1999년 9월 28일에 등록 받은 미국특허 5,958,527 "인조잔디 설비 공정(Process of laying synthetic grass)"에 자세히 기술되어 있다.

개방된 스타디움의 추운 기후조건 하에서, 상기 인조 잔디밭은 스포츠 경기를 수행 할 수 있는 표면 조건에 적절한 품질을 유지하기 위하여 인조 잔디밭을 덮는 눈이나 얼음을 가열하여 녹일 수 있다. 반대로 상기 인조 잔디밭이 아주 무더운 기후 조건 하에서는 상기 잔디밭을 차갑게 하는 것이 바람직하다.

가열 시스템은 전기, 유체, 에어 가열 시스템 등을 이용하여 천연 및 인조 잔디 표면을 녹이고 건조하기 위하여 개발되었다. 전기 가열은 전기 저항부에 의해 수행되고, 유체 가열은 가열 파이프의 네트워크에 의해 수행되며, 에어 가열은 분류 파이프 네트워크에 의해 수행된다. 통상적으로, 이러한 전기 저항부, 유체 가열 파이프와 에어 분류 파이프는 천연 또는 인조 잔디밭 아래의 경기장 표면에 매설된다. 상기 전기 가열, 유체 가열 및 에어 가열의 예는 1991년 11월 12일 Alnond et al. 에게 등록된 미국특허 5,046,308, 1992년 6월 9일 Husu에게 등록된 미국특허 5,120,158 및 1984년 7월 31일 Cunningham에게 등록된 미국특허 4,462,184에 각각 기술되어 있다.

따뜻한 기후조건 하에서, 통상적으로 인조 표면에 수분을 제공하고 인조 표면 아래에서 차가운 물을 순환시킴으로써, 인조 잔디 표면은 차갑게 된다. 이러한 기술 또한 미국특허 4,462,184에 기술되어 있다.

더욱이, 식물의 뿌리에 적당한 특정 온도 조건을 만족시키기 위하여 성장하는 식물에 대하여 유기 성장 물질을 갖는 인공 표면에 열 조절기를 설치하는 것이 바람직하다.

통상적인 가열 시스템의 단점은 전기 저항부와 파이프 시스템이 천연 잔디밭 또는 인조 표면의 아래인 경기장 표면에 매설되기 때문에, 가열 에너지의 대부분이 소모되고 단지 적은 양의 가열 에너지가 표면의 눈이나 얼음을 녹이기 위하여 도달되는 단점이 있다. 따라서, 대부분의 가열 에너지는 경기장의 표면을 가열하는 동안 기판을 가열하는데 사용된다.

따라서, 향상된 열 성능을 보유하며 가열 및 냉각 시스템을 갖는 인공 표면이 필요하다.

본 발명은 스포츠 와 야채 및 그 이외의 식물을 재배하기 위한 인공 표면을 제공하며 충진물을 갖는 인조 잔디에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상기 인공 표면의 열적 조건을 제어할 수 있는 통합 열 조절기를 갖는 인조 잔디에 관한 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예들은 첨부된 도면을 참조하여 아래에서 자세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 충진층을 포함하지 않은 인공 표면의 단면도이다.

도 2는 표면의 지지찬 상면에 배치된 충진층을 보여주는 도 1과 유사한 단도면이다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 충진층을 포함하지 않은 표면의 단면도이다.

도 4는 본 발명의 표면에 통합된 열 조절기 수단의 배치를 보여주는 개략도이다.

도 5는 본 발명의 표면에 통합된 열 조절기 수단의 다른 배치를 보여주는 개략도이다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표면의 지지판에 부착된 파이프부를 보여주는 표면의 단면도이다.

본 발명의 목적은 스포츠 또는 다른 용도를 위한 통합 열 조절기를 갖는 인공 표면을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 향상된 열 성능을 갖는 가열 시스템을 포함하며 스포츠 또는 다른 용도를 위한 인공 표면을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 향상된 냉각 성능을 갖는 냉각 시스템을 포함하며 스포츠 또는 다른 용도를 위한 인공 표면을 제공하는 것이다.

본 발명은 스포츠 또는 다른 용도를 위한 통합 열 조절기를 갖는 인공 표면에 대한 것이다. 상기 인공 표면은 지지 기판에 위치되어 장착되는 플렉서블 지지판(flexible backing sheet)을 포함하는 인조 잔디밭으로 구성된다. 미립자 물질의 충진층(infill layer)은 상기 플렉서블 지지판의 상면에 형성된다. 상기 미립자 물질은 적어도 단단한 미립(微粒), 탄력성을 갖는 미립과 성장 물질을 포함하는 물질의 그룹 중에서 선택된다. 또한, 상기 인공 표면은 플렉서블 지지판과 충진층을 통하여 상향으로 돌출된 잔디의 잎새를 대신하는 인조 리본의 수평한 다수의 열을 포함한다. 열 조절기 수단은 인조 잔디, 인조 리본 및 충진층의 열 조건을 조절하기 위하여 플렉서블 지지판에 부착된다.

본 발명의 특징 중 하나에 있어서, 상기 열 조절기 수단은 전류를 가열 에너지로 변환하기 위하여 전원 소스와 연결되기 위해 장착된 플렉서블 전기 가열부를 포함하여 구성한다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 플렉서블 전기 가열부는 평평한 형상으로 플렉서블 지지판에 적층된다. 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 상기 플렉서블 전기 가열부는 플렉서블 지지판의 상면에 부착되는 전기 케이블을 포함하여 구성한다. 상기 전기 케이블은 충진층 아래에 매설된다. 상기 전기 가열부는 인조 리본의 열들과 평행하게 연장된 다수의 연장부를 포함하는 층을 포함하는 것이 바람직하다. 각각의 연장부는 인조 리본의 열 사이에 일정 간격을 주고 배치되며 상기 플렉서블 지지판에 적층된다. 또한, 각각의 플렉서블 연장부는 전류를 열로 전환하는 전기 가열부의 설정된 온도보다 높은 활성 온도를 갖는 고온 용해 접착제에 의해 상기 플렉서블 지지판의 상면에 적층될 수 있다. 이러한 방법은 일반적인 스포츠 경기장을 가열 가능한 경기장으로 변경하는데 적용될 수있다.

상기 충진층은 상대적으로 효율적인 전도 특성을 갖는 열 분산 미립자 물질을 포함하여 구성하는 것이 바람직하다. 상기 열 분산 미립자 물질은 상기 충진층의 저면에 배치되고 탄력성을 갖는 표면을 제공하는 동시에 인조 바닥, 인조 리본과 충진층의 열 조건을 효과적으로 조절하기 위하여 열 조절기 수단과 접촉된다.

본 발명의 다른 실시예에 있어서, 상기 충진층은 인공 표면에서 식물을 성장시키기 위하여 표토를 포함하여 구성한다. 상기 인조 리본은 바람의 부식 및 침식에 대항하여 인공 표면의 표토를 계속 유지시킨다.

본 발명의 다른 특징 중 하나에 있어서, 상기 열 조절기 수단은 전기 가열부를 대체하고 물의 순환을 위하여 수원(水原, water source)에 연결되어 장착되는 플렉서블 파이프를 포함하여 구성한다. 고온의 물이 순환될 때, 상기 플렉서블 파이프는 인공 표면을 위한 가열 장치로써 사용될 수 있다. 저온의 물이 순환될 때, 상기 플렉서블 파이프는 인공 표면을 위한 냉각 장치로써 사용될 수 있다. 상기 플렉서블 파이프가 냉각 장치로써 사용될 때, 상기 플렉서블 파이프는 관개 파이프와 같이 다수의 구멍이 형성되는 것이 바람직하고, 상기 다수의 구멍에 의해 유체가 충진층에 수송될 수 있다. 따라서, 상기 충진층에 수분이 공급됨으로써 수분이 증발할 때, 냉각 기능이 수행된다. 특히 상기 충진층이 표토와 같이 식물 성장을위한 물질인 경우에, 수분은 식물의 성장을 위해 바람직하다. 식물 성장에 있어서, 잔디의 제2 지지판은 물을 보존하기 위하여 삼투할 수 없는 것이 바람직하다. 이러한 시스템에 의해 분배된 물의 양은 흩뿌리기(sprinkling) 시스템이 작동되는 동안 발산 양을 절감하기 위하여 감지될 수 있다.

상기 전기 가열부와 유사하게, 상대적으로 미세한 상기 플렉서블 파이프는 인조 리본의 열들 사이에 배치된 다수의 수평부를 갖도록 배치되고 플렉서블 지지판의 상면에 접착되거나 상기 플렉서블 지지판에 통합된다.

상기 전기 가열부 또는 플렉서블 워터 파이프는 인공 표면에 통합되어 상기 인공 표면 아래에서 지지 기판을 가열하거나 냉각시에 상대적으로 적은 에너지를 소비할 수 있다. 따라서, 고 효율과 저 비용을 기대할 수 있다. 상기 전기 가열부 또는 플렉서블 워터 파이프는 인공 표면의 일면 또는 양면에 간편하게 접착될 수 있거나 제조공정 중, 많은 비용을 필요로 하는 시스템의 건설을 제거할 수 있다.

본 발명의 또 다른 효과와 특징들은 하기의 바람직한 실시예들을 참조하여 보다 더 자세히 이해될 수 있다.

도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 인공 잔디 표면은 도면부호 10으로 기재되어 있으며, 플렉서블 지지판(12)으로부터 상향으로 돌출된 인조 스트립 또는 리본(15) 의 평형한 열(13) 을 갖는 박막의 플렉서블 지지판(12) 을 갖는다. 상대적으로 충진 미립자 물질의 두꺼운 층(17)은 상기 지지판(12)의 상부에 위치한리본(15)을 지지하기 위한 플렉서블 지지판(12)의 상부에 제공된다. 상기 지지판(12)은 지지 기판(미도시됨)에 위치하여 장착된다.

도 3 및 6에 도시된 플렉서블 지지판(12)은 두개의 층(19, 21)을 포함하여 구성한다. 상부층(21)과 하부층(19)은 두가지 모두 누벼지거나 엮어진 폴리프로필렌 직물이 가능하다. 상기 플라스틱 스트립 또는 리본(15)은 상기 두개의 층(19, 21)을 관통하여 상기 지지판(12)을 통해 덤불 모양으로 형성된다.

상기 지지판(12)은 두개의 층을 포함하여 구성하는 반면, 또한 하나 또는 그 이상을 포함하여 구성할 수 있다. 하나 또는 그 이상의 층들을 포함하여 구성하는 플렉서블 지지판(12)은 향상된 배수 능력을 제공하기 위하여 누벼지거나 엮어질 수 있다. 적어도 상기 플렉서블 지지판(12)의 상부층(21)은 층들을 통하여 수분이 쉽게 배출시키기 위한 수단으로써 제공되기 위하여 인조 보풀인 섬유 조직(미도시됨)과 함께 누벼지거나 엮어질 수 있다. 상기 보풀 형상의 섬유 조직는 표면의 배수 능력을 향상 시킨다.

상기 리본(15)은 상대적으로 넓고 얇은 스트립으로 압출성형 되는 적절한 인조 물질로부터 제조된다. 상용되는 플라스틱 물질로는 부드럽고 좋은 내마모성을 갖는 폴리프로필렌이 바람직하다. 또한, 폴리프로필렌은 리본(15)을 제조하는데 사용된다.

상기 지지판(12) 및 리본(15)에 대한 상세한 내용은 본 특허출원에 참조된 본 출원인의 공개된 카나다 특허 출원 2,218,314에 상술 되어 있는 바, 여기에서는 설명하지 않는다.

상기 리본(15) 열(13)의 간격은 표면에서 수행되는 활동에 의존한다. 예를 들어, 여러 가지 스포츠를 위한 운동 선수의 신발에 부착된 고정구를 이용하여 활동할 경우에는 평균적으로 3/4 인치(inch)의 간격을 갖는다. 풋볼용 고정구 또는 축구용 고정구는 야구용 고정구보다 넓게 간격을 갖을 수 있다. 경마와 같은 스포츠에 있어서, 열 사이에서 말들의 고창증(鼓脹症, hoove)을 적용시키기 위하여 넓게 간격이 유지하는 것을 고려할 수 있다. 따라서, 경마에 있어서, 다른 사용 용도보다 상대적으로 긴 5인치 이상의 리본이 열 사이의 간격이 2.25인치 이상으로 유지되어 배치되는 것이 필요하다는 것을 고려할 수 있다.

상기 리본(15)의 열(13)은 5/8 에서 2.25인치 사이의 간격을 갖으며 배치되고 이러한 간격은 전기 가열부 또는 플렉서블한 미세한 수(水) 파이프가 그 아래에 매설되기 적당한다는 것을 주목해야 한다. 따라서, 표면(10)에 본 발명의 열 조절기 스시템을 통합하는 것이 가능하다.

도 1 및 2에 도시된 본 발명에 따른 일 실시예에 있어서, 절연된 전기 가열케이블부(23)는 상기 인조 리본(15)의 열 (13) 사이에 간격을 유지하며 배치된 인조 리본(15)의 열(13)에 평행하게 연장된다. 상기 전기 가열 케이블부(23)는 도 4에 도시된 바와 같이 직렬로 연결되거나, 도 5에 도시된 바와 같이 병렬로 연결될 수 있다.

상기 전기 가열 케이블부(23)는 도 4에 도시된 바와 같이 고온 용해 접착제(25)에 의해 지지판(12)의 상부면에 접착될 수 있다. 상기 고온 용해 접착제(25)의 활성 온도는 가열부의 설정된 작동 온도보다 높기 때문에, 상기 플렉서블 지지판(12)과 전기 가열 케이블부(23)의 접착은 그대로 유지되고 과열에 의해 접착력이 감소되지 않는다. 상기 플렉서블 지지판(12)과 전기 가열 케이블부(23)의 접착은 현장에서 제조공정 중에 수행될 수 있다. 현장에서 접착이 실시 될 경우에, 도 4에 도시된 바와 같이, 지지판(12)과 전기 가열 케이블부(23) 사이에 고온 용해 접착제(25)가 주입된다. 상기 전기 가열 케이블부(23)는 일반적인 작동 전압보다 높은 전압을 같은 전기 파워소스(미도시됨)에 연결되어 상기 전기 가열 케이블부(23)는 조광기(調光器, rheostat) 와 같은 수단에 의해 상기 고온 용해 접착제(25)를 녹일 수 있도록 활성 온도로 가열된다. 파워 소스로부터 연결이 해제되고 고온 용해 접착제가 냉각되어 고형화 될 때, 상기 전기 가열 케이블부(23)는 플렉서블 지지판(12)에 접착된다.

한편, 상기 지지판(12)에 전기 가열 케이블부(23)를 연결하기 위하여 플라스틱 클립(미도시됨) 또한 사용될 수 있다. 이러한 클립은 전기 가열 케이블부(23)와 지지판(12)을 연결하기 위하여 지지찬(12)에 구멍을 낼 수 있다. 이러한 열결은 제조공정 중에 실시되는 것이 바람직하다.

도 3에 도시된 바와 같은 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 전기 도관(27, electrical conduits)은 인공 표면(10)의 지지판(12) 안에 매설된다. 상기 전기 도관(27)은 지붕 처마의 눈을 가열하여 녹이기 위한 박막 가열 케이블 종류로 제조될 수 있다. 또한, 이러한 케이블은 저 전압 전기 도관일 수 있으며 인공 표면의 현장 조건에 따라서 변형될 수 있다. 상기 전기 도관(27)은 지지판(12)의 두개의 층(19, 21) 사이에 매설되거나, 상기 지지판(12)의 제조공정 중에 부가적인 적층 공정에 의해 지지판(12)의 상부면에 적층될 수 있다. 상기 인조 리본(15)은 지지판(12) 안에서 상기 전기 도관(27) 사이의 구역에서 덤불을 형성한다.

도 2를 참조하면, 미립자 물질의 충진층이 플렉서블 지지판(12)의 상부면에 배치되고 상기 미립자 물질은 단단한 미립, 탄력성을 갖는 미립과 성장 물질을 포함하여 구성하는 물질의 그룹 중 적어도 하나를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 일반적으로 스포츠에 이용되는 인공 표면(10)은 베이스 층(29), 중간층(31)과 상부층(33)을 포함한다. 상기 베이스 층(19)은 지지판(12)의 상부면에 바로 배치되며 단단한 미립으로 구성된다. 상기 베이스 층(29)의 단단한 미립은 열을 효율적으로 발산시키고 저 비용으로 쉽게 얻을 수 있는 모래이다. 상기베이스 층(29)의 단단한 미립은 모래를 베이스 층(29)의 제 1층으로써 포함하고, 보다 열 발산 능력이 좋은 세라믹 미립과 같은 제 2층으로써 추가될 수 있으며 상기 모래의 상부에 추가되거나 모래와 혼합되는 것이 바람직하다. 이러한 미립은 일반적으로 모래 미립과 크기가 비슷하기 때문에, 혼합되는 것이 바람직하지 않을 경우에 열 발산이 좋은 첨가된 미립은 아래로 떨어지지 않는다. 이러한 열 발산이 좋은 첨가된 미립은 인공 표면(10)의 수평면에 대하여 보다 균일한 열 발산을 촉진시킬 수 있다. 또한, 이러한 열 발산 미립은 자신의 무게 수배의 무게를 갖는 수분을 흡수해 상당한 시간동안 수분을 발산하기 때문에 표면을 냉각하는데 사용될 수 있다. 상기 충진층(17)의 중간층(31)은 단단한 모래 미립과 탄력성을 갖는 고무 미립의 혼합물이다. 상기 혼합물은 단단한 미립과 탄력성을 갖는 미립 각각의 무게비가 2:1 이상인 기준에서 선택된다. 상기 충진층(17)의 상부층(33)은 탄력성을 갖는 고무 미립을 포함하여 구성한다. 또한, 상기 충진물은 고무 미립으로만 또는 모래로만 구성될 수 있다.

상기 인조 리본(15)의 상부는 상부층(33)의 상면으로부터 상향으로 연장되며 바람직하게는 상기 충진층(17)의 상부층(33) 상면으로 구부려져 숙여진다. 이것은 상기 충진층(17)의 상부층(33)을 설치한 후, 예를 들어 와이어 브러쉬 또는 다른 브러시 수단으로 표면을 쓸어서 달성될 수 있다. 상기 리본(15)은 단부는 찢어지거나, 해어지거나, 가는 섬유로 되어 있고 천연잔디와 실질적으로 보다 유사한 형상을 갖도록 흩여진 형태로 섞여있는 상태로 엮어있어서 상기 충진층(17)의 상부층(33)을 구속하는 성능을 향상시킨다. 결과적으로 인공 잔디의 표면은 운동 경기장, 경마 트랙과 오락 공간과 같은 내부 및 외부에 적합하게 사용될 수 있다. 상기 충진층(17)의 자세한 내용은 본 출원서에 참조된 본 출원인의 미국특허 5,958,527에 설명되어 있다. 그럼에도 불구하고, 상기 표면은 현장의 섬유 단부가 미세한 섬유로 형성되지 않아도 역시 설치될 수 있다.

상술한 충진물(17)은 하나의 예에 불과하고, 본 발명에 따른 실시예에 있어서 상기 충진물(17)은 다양한 미립자 물질의 혼합물을 포함하는 바, 예를 들면 고무, 모래, 상부에 고무를 갖고 하부에 모래를 갖는 모래 혼합물, 고무와 세라믹 그리고 다른 유사한 혼합물 등이 있다. 열 발산 또는 열 전달 미립은 전기 가열 케이블 또는 도관부(23, 27)로부터 인공 표면(10)으로 열전달을 향상시킬 수 있기 때문에, 인공 표면(10)에 필요한 가열 케이블(23) 또는 전기 도관(27)의 총 길이를 줄일 수 있다. 이것은 시스템의 설치 및 작동 비용을 모두 절감시킬 수 있다. 게다가, 상기 리본(15) 또는 전체 리본(15)의 적어도 일부는 상기 인공 표면(10)의 충진층(17) 내부에서 열전달을 더욱 향상시킬 수 있는 열 반사 물질로 제조되는 것이 가능하다. 상기 지지판(12)을 덮는 상부층(21)은 적어도 열 반사 섬유로 제조되어 얼음과 눈을 녹이기 위하여 우선적으로 상향으로 열을 전달할 수 있다.

상기 인공 표면(10)이 야채를 키우기 위해서나 다른 식물을 성장하기 위하여 사용될 경우에, 상기 충진층(17)은 성장 물질을 더 포함 할 수 있다는 것을 주목해야 한다. 뿌리는 저온의 기후가 지속되는 동안에 상온보다 따뜻한 온도로 유지되어야 한다. 이러한 경우에, 상기 충진층(17)은 열을 강화시키고 유지할 수 있는 유기 성장 물질과 약간의 비활성 물질과 같은 성장 물질 또는 유기 성장 물질과 효과적으로 수분을 보유할 수 있는 세라믹 비즈(beads)를 선택적으로 포함할 수 있다. 충진층(17)의 구성에 대한 변화는 건조 또는 저온과 같은 여러 가지 기후 조건하의 성장 문제를 해결하기 위하여 선택될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같은 인조 리본(15)의 서로 엮어진 부분은 바람의 침식 및 부식의 영향에 대하여 성장 물질을 유지시켜줄 수 있기 때문에, 성장 물질을 보유하는 상기 인공 표면(10)은 바람이 많은 지역에서도 사용될 수 있다.

이러한 방식으로 최초에 설치된 가열 시스템 없이 충진된 인공 표면을 이용하여 경기장 또는 조경 표면을 재설치 하기 위하여 필요한 공정은 압축 공기를 이용하여 충진층을 제거하는 것이고, 그 이후에 필요한 전기 가열 케이블부를 설치하고 케이블부를 부착하기 위하여 접착제를 고온 용해하는 것이다. 상기 충진층은 교체되고 인공 표면의 주변부에서 전기적 연결이 된다. 상기 인공 표면의 주변부 아래에 매설된 박스에서 필요한 전기적 연결이 된다. 이러한 경우에, 설치 이루에 가열 시스템을 수리하기 위하여 경기장 표면 아래를 해체를 필요가 없다. 상기 인공 표면은, 특히 스포츠를 위해 사용될 경우에, 악천후 조건 하에서도 스포츠 경기를 계속 유지시키기 위하여 가열되도록 설계된다. 상기 가열 시스템을 작동시키기 위한 영구적인 파워 소스는 설치될 수 있으나, 상기 파워 소스의 필요성이 빈번히발생하지 않을 경우에는 이동 가능한 파워 플랜트를 대여하여 사용함으로써 비용 절감을 달성할 수 있다.

작동 중, 에너지 요구를 절감시키기 위하여 측정이 수행될 수 있다. 많은 양의 눈이 상기 인공 표면(10)을 덮을 경우에, 먼저 대부분의 눈은 쟁기에 의해 제거되고 다른 방법에 의해 남은 눈들이 제거된 후, 잔존하는 눈들을 제거하기 위하여 가열 시스템이 필요하게 된다. 상기 충진층(17)이 응집되거나 결빙되지 않도록 충진층(17)은 설정된 상태로 유지되기 위하여 충분한 열이 발생된다. 상기 인공 표면(10)이 이러한 상태에 도달할 때, 가열 시스템은 에너지 비용을 절감하기 위하여 전원이 꺼진다.

상기 가열 케이블 또는 전기 도관(23, 27)을 위해 초기 작동 시간은 불과 수분만 필요하다. 상기 표면을 적절히 가열하기 위해 필요한 시간은 수분 내지 수시간이며, 이는 인공 표면(10)과 기판 아래에 직렬로 연결되어 순환하는 유체를 가열하는 통상적인 시스템과 비교하여 훨씬 짧은 것이다.

도6에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 인공 표면 (10)은 도 1 및 3에 도시된 전기 가열부(23) 또는 전기 도관(27)을 대체하는 다수의 미세한 플렉서블 파이프부(29)를 포함한다. 도 1 내지 5에 기술된 유사한 구성요소와 특징들의 반복되는 부분은 여기서 설명하지 않는다. 도 1 내지 5에 기술된 구성요소와 유사한 구성요소는 도 6에서도 동일한 도면부호를 갖는다. 상기 미세한 플렉서블 파이프부(29)는 도 4에 도시된 레이아웃과 같이 통합부 형상일 수 있거나, 도 5에 도시된 바와 같이 파이프 연결부와 평형하게 유체를 전달할 수 있도록 연결될 수 있다. 상기 파이프부(29)는 펌프와 수원(미도시됨)에 연결되고 상기 파이프부(29)를 통해서 일정 압력하에 물을 순환시킨다. 고온의 물이 상기 파이프부(29)를 통해 순환될 때, 상기 충진층(17)은 가열된다. 따뜻한 기후 조건동안 수온이 인공 표면(30)의 주변 온도보다 낮을 경우에, 상기 충진층(17)은 파이프부(29)를 통해 순환하는 저온의 물에 의해 냉각될 수 있다.

상기 파이프부(29)는 접착 물질 또는 클립에 의해 플렉서블 지지판(12)에 부착될 수 있다. 또한, 상기 파이프부(29)는 상기 지지판(12)에 적층 될 수 있다.

보다 효과적인 냉각 효과를 달성하기 위하여, 상기 파이프부(29)는 관통공이 형성되어 상기 관통공(32)에 의해 파이프부(29)와 충진층(17)에 유체가 전달되는 것이 바람직하다. 일정 압력하의 물은 파이프부(29)를 통해 순환되고 상기 파이프부(29)의 관통공(32)을 통해 일정 양의 물이 충진층(17)으로 유입된다. 상기 관통공(32)은 파이프부(29)와 함께 배치되고 물의 흐름이 제어되어 상기 충진층(17)에 유입되는 물은 충진층(17)에 넘치지 않고 단지 충진층(17)과 인조 리본(15)의 미립자 물질에 수분을 공급한다. 모래의 모세관 현상은 충진물 내에서 수분이 상향으로 이동 가능하게 함으로써 상기 충진물 내에서 냉각제 역할을 하게된다. 상기 인공 표면(30)에 포함된 수분이 증발하여 인공 표면의 온도가 낮아질 때, 상기 충진층(17)과 인조 리본(15) 및 지지판(12)으로부터 열이 제거된다.

냉각은 열교환 보다는 증발에 의해 달성되기 때문에, 이러한 경우에 있어서 파이프부를 통하여 순환하는 수온은 주변 온도보다 낮을 필요는 없다.

이러한 경우에 있어서, 도 5에 도시된 바와 같은 파이프부(29)의 레이아웃이 바람직하다. 상기 파이프부(29)는 도 4에 도시된 바와 같이 직렬로 연결되 파이프부(29)와 반대로 파이프 길이에 따른 수압의 손실을 줄이기 위하여 병렬의 형태로 연결된다. 따라서 수분이 상기 인공 표면(30)의 전 영역에 보다 골고루 분배될 수 있다. 도 6에 도시된 실시예는 스포츠, 오락 경기 또는 식물 재배용으로 이용될 수 있으며 이러한 이용은 상기 충진층(17)의 미립자 물질의 선택으로부터 결정된다.

도 6에 도시된 바와 같은 충진층(17)의 성장 물질을 포함하는 인공 표면(30)은 특히 야채나 식물을 재배하기에 효과적인 것을 주목해야 한다. 상기 파이프부(29)를 통해 제공되는 수분은 냉각 물질로써 사용되는 것 뿐만 아니라 상기 충진층(17)에서 성장하는 야채나 식물에게 필요한 물을 제공한다. 상기 인공 표면(30)의 냉각을 유지하는 동시에 인공 표면(30)에 물이 넘치는 것을 방지하기 위하여 적절히 물의 반드시 공급을 주의 깊게 제어해야 한다. 관통공이 형성된 파이프를 통해서 유입되는 수분이 침투하지 못하도록 상기 지지판(12)에 부가적인 지지 코팅을 하는 것은 특별한 식물에 대하여 성장 조건을 극대화 시키는데 충분하다.

상술한 본 발명에 대한 실시예를 다양한 형태로 변형 실시하는 것은 당업자에 의해 가능하다. 상술한 내용은 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것이 아니고 변형실시 가능한 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상의 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 한정된다.

Claims (23)

1. 지지 기판에 위치하여 장착되는 플렉서블 지지판(12)을 포함하는 인조 잔디 베이스;

   상기 플렉서블 지지판(12)의 상부면에 배치되며 단단한 미립, 탄력성을 갖는 미립과 성장 물질을 포함하여 구성하는 물질의 그룹 중 적어도 하나에서 선택되는 미립자 물질의 충진층(17);

   잔디의 잎새를 대체하며 상기 충진층(17)을 통하여 상기 플렉서블 지지판(12)으로부터 상향으로 돌출된 인조 리본(15)의 다수의 수평한 열(13)과;

   상기 인조 잔디 베이스, 상기 인조 리본(15)과 상기 충진층(17)의 온도 조건을 제어 및 조절하기 위하여 상기 플렉서블 지지판(12)에 부착되는 열 조절수단(23)을 포함하여 구성하며 스포츠나 다른 용도로 사용되는 것을 특징으로 하는 통합 열 조절기를 갖는 인공 표면(10).
2. 제 1 항에 있어서, 상기 열 조절수단(23)은 전류를 열 에너지로 변환하기 위하여 전원 소스에 연결되어 장착되는 플렉서블 전기 가열부(23, 27)를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 인공 표면(10).
3. 제 2 항에 있어서, 상기 플렉서블 전기 가열부(27)는 평평한 형상이고 상기 플렉서블 지지판(12)에 적층되는 것을 특징으로 하는 인공 표면(10).
4. 제 2 항에 있어서, 상기 플렉서블 전기 가열부(23)는 상기 플렉서블 지지판(12)의 상부면에 접착되며 상기 충진층(17)에 매설되는 전기 케이블(23)을 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 인공 표면(10).
5. 제 2 항에 있어서, 상기 플렉서블 전기 가열부(23)는 상기 인조 리본(15)의 열(13)에 수평하게 연장된 다수의 연장부를 갖으며 상기 각각의 연장부는 상기 인조 리본(15)의 열(13) 사이에 일정 간격 이격 되어 배치되는 레이아웃을 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 인공 표면(10).
6. 제 5 항에 있어서, 상기 각각의 연장부는 상기 플렉서블 지지판(12)에 적층되는 것을 특징으로 하는 인공 표면(10).
7. 제 5 항에 있어서, 상기 각각의 연장부는 전기 가열부가 전류를 열 에너지로 전환하는 상기 플렉서블 지지판(12)의 상부면에 설정된 온도보다 높은 활성 온도를 갖는 고온 용해 접착제에 의해 접착되는 것을 특징으로 하는 인공 표면(10).
8. 제 1 항에 있어서, 상기 열 조절수단(23)은 물을 순환시키기 위하여 수원과 연결되도록 장착된 플렉서블 파이프(29)를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 인공 표면(10).
9. 제 8 항에 있어서, 상기 플렉서블 파이프(29)는 관통공이 형성되고 상기 충진층(17)과 유체가 전달될 수 있는 것을 특징으로 하는 인공 표면(10).
10. 제 9 항에 있어서, 상기 관통공이 형성된 플렉서블 파이프(29)는 상기 플렉서블 지지판(12)의 상부면에 접착되며 상기 충진층(17)에 매설되는 것을 특징으로 하는 인공 표면(10).
11. 제 9 항에 있어서, 상기 관통공이 형성된 플렉서블 파이프(29)는 상기 플렉서블 지지판(12)에 통합된 것을 특징으로 하는 인공 표면(10).
12. 제 9 항에 있어서, 상기 관통공이 형성된 플렉서블 파이프(29)는 상기 인조 리본(15)의 열(13)과 평행하여 연장되며 관통공이 형성된 다수의 파이프부를 갖으며 상기 각각의 파이프(29)부는 상기 인조 리본(15)의 열(13) 사이에 일정 간격 이격 되어 배치되는 레이아웃을 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 인공 표면(10).
13. 제 1 항에 있어서, 상기 충진층(17)은 상기 인공 표면(10)에 탄력성을 제공하는 반면 상기 인조 베이스, 인조 리본(15)과 충진층(17)의 효과적인 열 조건을 조절하기 위하여 상기 열 조절수단(23)과 접촉하고 상기 충진층의 하부면에 배치되며 상대적으로 효과적인 열 전도 성질을 갖는 열 분산 미립자 물질을 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 인공 표면(10).
14. 제 13 항에 있어서, 상기 충진층(17)은:

    상기 플렉서블 지지판(12)의 상부면에 배치되며 단단한 미립의 베이스층(12);

    상기 베이스층(19)에 배치되며 단단한 미립과 탄력성을 갖는 미립이 적정한무게 비율로 혼합된 중간층(31)과;

    상기 중간층(31)에 배치되며 인조 리본(15)의 상부가 상부층(30) 상부면의 상향으로 연장되는 상기 상부층(33)을 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 인공 표면(10).
15. 제 14 항에 있어서, 상기 탄력성을 갖는 미립을 고무를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 인공 표면(10).
16. 제 14 항에 있어서, 상기 단단한 미립은 적어도 세라믹 비즈, 유리 미립, 석재 입자, 화산암 미립, 스틸 알갱이, 석탄재 미립 중 하나가 선택되는 것을 특징으로 하는 인공 표면(10).
17. 제 1 항에 있어서, 상기 충진층(17)은 표토를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 인공 표면(10).
18. 제 1 항에 있어서, 상기 충진층(17)은 고무 미립을 포함하여 구성하는 것을특징으로 하는 인공 표면(10).
19. 제 1 항에 있어서, 상기 충진층(17)은 모래를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 인공 표면(10).
20. 지지 기판에 위치하여 장착되는 플렉서블 지지판(12)을 포함하는 인조 잔디 베이스;

    상기 플렉서블 지지판(12)의 상부면에 배치되며 단단한 미립, 탄력성을 갖는 미립과 성장 물질을 포함하여 구성하는 물질의 그룹 중 적어도 하나에서 선택되는 미립자 물질의 충진층(17);

    잔디의 잎새를 대체하며 상기 충진층(17)을 통하여 상기 플렉서블 지지판(12)으로부터 상향으로 돌출된 인조 리본(15)의 다수의 수평한 열(13)과;

    상기 인조 잔디 베이스, 상기 인조 리본(15)과 상기 충진층(17)의 온도 조건을 제어 및 조절하기 위하여 상기 플렉서블 지지판(12)에 부착되며 전원 소스에 연결되어 장착되고, 상기 각각의 연장부는 상기 인조 리본(15)의 열(13) 사이에 일정간격 이격 되어 배치되며 상기 인조 리본(15)의 열에 평행하여 연장되는 다수의 연장부를 갖는 전기 가열부(23)를 포함하여 구성하며 스포츠나 다른 용도로 사용되는 것을 특징으로 하는 통합 열 조절기를 갖는 인공 표면(10).
21. 제 20 항에 있어서, 적어도 상기 리본(15)의 일정 부분은 열 반사 물질로 제조되는 것을 특징으로 하는 인공 표면(10).
22. 제 20 항에 있어서, 적어도 상기 지지판(12)은 부분적으로 열 반사 물질로 제조되는 것을 특징으로 하는 인공 표면(10).
23. 지지 기판에 위치하여 장착되는 플렉서블 지지판(12)을 포함하는 인조 잔디 베이스;

    상기 플렉서블 지지판(12)의 상부면에 배치되며 단단한 미립, 탄력성을 갖는 미립과 성장 물질을 포함하여 구성하는 물질의 그룹 중 적어도 하나에서 선택되는 미립자 물질의 충진층(17);

    잔디의 잎새를 대체하며 상기 충진층(17)을 통하여 상기 플렉서블 지지판(12)으로부터 상향으로 돌출된 인조 리본(15)의 다수의 수평한 열(13)과;

    상기 인조 리본(15)의 열(13) 사이에 일정간격 이격 되어 배치되고 상기 지지판(12)에 부착되며, 상기 충진층(17)에 수분을 공급하기 위한 목적으로 물의 순환을 제어하기 위하여 수원에 연결되어 장착되어 상기 충진층(17)과 유체가 전달가능한 관통공(32)이 형성되어 상기 충진층(17)에 내재된 수분이 증발될 때, 인공 표면(10)을 냉각 시키기 위해 상기 인조 리본(15)의 열(13)과 평행하게 연장되며 다수의 관통공이 파이프부를 갖는 플렉서블 파이프(29)를 포함하여 구성하며 스포츠나 다른 용도로 사용되는 것을 특징으로 하는 통합 열 조절기를 갖는 인공 표면(10)