KR20180082434A - 강제 송풍식 인조 잔디 시스템 - Google Patents

Abstract

플레잉 에어리어를 정의하는 인조 잔디 시스템은 공기가 플레잉 에어리어 곳곳에 분포될 수 있는, 잔디 층 아래에 위치되는 공기 분포 층과 인조 잔디 층을 포함한다. 공기 분포층은 플레잉 에어리어의 주위를 정의하는 엣지 영역들에서 폐쇄되고 공기 공급기는 공기의 유동을 제공하는 공기 분포층과 유체 연동한다. 유동 조절 층은 공기 공급 층과 잔디 층 사이에 위치되고, 유동 조절 층에는 플레잉 에어리어 내부의 잔디 층을 통한 공기의 침투를 허용하도록 배열되는 복수 개의 개구들이 제공된다. 제안된 시스템은 공기가 잔디 층의 냉각을 위한 플레잉 에어리어의 전체에 균일하게 걸쳐서 분포되도록 한다.

Description

강제 송풍식 인조 잔디 시스템

본 발명은 인조 잔디 시스템(artificial turf systems)에 관한 것이며, 특히 송풍(air flow)을 강제함(forced)으로써 플레잉 에어리어(playing area) 내의 인도 잔디의 온도를 냉각 또는 가열시킬 수 있는 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 또한 플레잉 에어리어를 위한 바람직한 냉각 또는 가열 효과를 달성하기 위한 이러한 시스템에 관한 것이다.

인조 잔디 시스템은 당업자에게 잘 알려져 있다. 이러한 시스템은 인조 풀 섬유들(artificial grass fibers)이 더미(pile)를 형성하도록 터프팅되는(tufted) 직물 섬유(woven fabric)와 같은 후방 층(backing layer)을 포함할 수 있다. 섬유들(fibers)은 적절한 풀-아웃 저항(pull-out resistance)을 유지하도록 라텍스(latex) 또는 폴리우레탄(polyurethane)을 이용하여 후방 층에 고정될 수 있다. 후방 층의 상부 표면(upper surface) 상에는 부드러운 알갱이들(soft granules), 모래(sand) 등의 충진 층(infill layer)가 섬유들 사이에 배치될 수 있다. 후방 층과 섬유들은 또한 단일 공정(single process)으로 더미와 후방을 직조함(weaving)으로써 동시에 제작될 수 있다. 이러한 직조 공정(weaving process)에서는 후방의 구조를 위한 및 선유들의 위치를 위한 설계의 자유도가 더 커질 수 있다.

충진 층은 힘 감소(force reduction), 수직 볼 튕김(vertical ball bounce) 또는 회전 마찰(force reduction)의 조건에서 필요한 스포츠 성능을 제공할 수 있다. 이는 후방 층 하부에 바로 e-층(e-layer) 또는 충격 패드(shock pad)의 적용에 의해 더 보완될 수 있다.

인조 잔디 구조에는 물이 부재하기 때문에, 높은 태양 복사(high solar radiation)를 갖는 세계의 고온 지방(hot areas)에서 선유들의 온도는 70°C에 도달할 수 있다. 흑색 고무 알갱이들(black rubber granules)이 충진재(infill)로 적용되는 경우에, 표면온도는 심지어 100°C에 근접하게 상승할 수 있다. 50°C 이상의 현장 온도(Field temperatures)는 플레이어들(players)이 불편(uncomfortable)하거나 불쾌(unpleasant)하다고 느낄 수 있다. 뜨거운 표면 온도는 심지어, 발이 너무 뜨거워지고 물집(blisters)이나 다른 피부 손상을 발생시킬 수 있기 때문에 건강에 위험이 된다. 게다가, 뜨거운 표면은 매우 불편하고, 몇몇의 경우에, 나쁜 냄새를 풍길 수 있다.

수 많은 기술들은 태양 복사를 반사하는 구성요소들(components)을 이용하는 인조 잔디 시스템의 표면온도를 감소시키게 하는 시도를 가능하게 한다. 그러나, 인조 잔디 피치(artificial turf pitch)로부터 햇빛(sunlight)의 효과적인 반사가 제한되기 때문에 이러한 효과는 매우 제한된다. 결과적으로, 태양 반사의 주요 부분-보다 구체적으로는 근 적외선 부분(near infra-red portion)-은 섬유와 충진 재료에 의해 흡수된다. 이러한 복사(radiation)는 흡수 재료/구성요소에서 열로 전달된다. 일단 재료가 가열되면 전도 또는 복사에 의해 열의 방출이 제한된다. 이것이 달성될 수 있는 한 방법은 냉각제(cooling agent)로서 물을 이용하여, 냉각되도록 구성 요소의 표면으로부터 증발에 의한 것이다. 물의 증발은 냉각의 매우 효과적인 방법으로 알려져 있다. 그럼에도 불구하고 담수(fresh wate)의 공급이 요구된다. 또한, 인조 잔디 시스템 내의 냄새와 박테리아 성장(bacterial growth)을 방지하기 위해선 깨끗해야 한다. 이는 단지 인조 잔디가 일정한 녹색 스포츠 표면(consistent green sport surface)을 얻기 위한 해결책을 제공할 수 있는 지방인, 특히 세계의 가장 고온의 지방에 있는, 깨끗한, 담수의 부족으로 인한 문제이다.

인조 잔디 시스템을 냉각하는 방법을 제안하는 하나의 시스템은 JP05-132909에 개시되어 있다. 이 시스템은 지면(ground)에 수직하고 수평하게 매립되는(buried) 집수 및 배수 공기 공급 튜브(water collecting and draining air supply tubes)를 포함한다. 시스템이 인조 잔디의 적어도 부분적으로 몇몇 과열(overheating)의 문제를 경감하는 것으로 나타나지만 이는 보다 균일한 공기 분포(air distribution)를 제공하는 대안적인 구조를 제공하는 것이 바람직하다. 또 다른 시스템은 스포츠 플레잉 에어리어(sports stadiums), 정원(gardens), 식물전시(botanical displays), 루프-탑 정원(roof-top gardens) 및 잔디밭(lawns) 내의 인조 및 자연적인 잔디 표면들을 포함하는 다양한 매질들(variety of media)의 지하 환경(subterranean environment)을 제어하는 방법을 제안하는 US 2003/0082359에서 공지된다. 시스템은 유체가 매질 아래로(beneath) 순환하게 할 수 있는 모듈식 요소들(modular element)을 이용한다.

본 발명에 따라 플레잉 에어리어를 정의하는 인조 잔디 시스템이 제공되며, 시스템은 : 인조 잔디 층; 공기가 플레잉 에어리어 곳곳에 분배될 수 있는 , 잔디 층 아래의 공기 분포 층, 공기 분포 층은 플레잉 에어리어의 주변(periphery)을 정의하는 엣지 영역에서 폐쇄됨; 공기 분포 층과 유체 연통(communication)하는 공기 공급기(air supply); 및 공기 분포 층과 잔디 층 사이의 유동 조절 층(flow regulating layer), 유동 조절 층에는 플레잉 에어리어 내부의 잔디 층을 통해 공기의 침투를 허용하도록 배열되는 복수 개의 개구들(openings)이 제공됨;을 포함한다. 제안된 시스템은 공기가 잔디 층의 냉각을 위해 플레잉 에어리어 전체에 걸쳐 균일하게 분포되게 한다.

공기 분포 층은 다양한 형상을 취할 수 있으며 적어도 부분적으로 수행되는 스포츠에 의존할 것이다. 일 실시예에서, 이러한 층은 단단한, 개방 구조물(rigid, open construction)을 포함한다. 이 문맥에서, "단단함"은 공기 분포 층이 현장에 방출될 수 있는 힘들과 압력들에(예를 들어, 선수들, 정비 기계, 이벤트) 대항하기에 충분히 강하고 굳어(stiff)있다는 사실을 의미한다. 또한, 층은 잔디 시스템의 스포츠 특성들(sport characteristics)에 기여하는 약간의 탄성 성능(elastic performance)을 갖을 수 있다. 포장된 흙(packed earth), 콘크리트(concrete), 모래, 아스팔트(asphalt) 등과 같은 다른 견고한 또는 단단한 기판(otherwise solid or rigid substrate) 상에 위치될 수 있다. 공기 분포 층 아래의 기판은 불침투성(impervious)이거나 그렇지 않으면 아래방향으로 공기의 새어 나감(escape)을 막을 수 있다. 이는 방수(watertight)여야 하고, 이에 의해 플레잉 에어리어 위로 떨어지고 공기 분포 층을 들어가는 임의의 물은 수집될 수 있다. '개방' 이라는 용어는 층이 재료보다 더 많은 공극(void), 즉 상호 연결된 공극의 50%보다 많다는 사실을 의미한다. 공기가 잔디 층 아래에 분포될 수 있는 용이성과 공극의 양이 잔디 층을 통한 흐름의 균일성(uniformity)을 결정하는 것은 이해될 것이다. 몇몇의 경우에 이는 70% 공극보다 많을 수 있고 또는, 심지어 80% 공극보다 많을 수 있다. 미리-제작된 층들과 제-자리 구조물들(in-situ constructions) 둘 모두는 공기가 운반될 수 있는 개방 스톤 층들(open stone layers)을 포함하여 이용될 수 있다.

일 실시예에서 플라스틱 상자 타입 구조(plastic crate type structure)는 이용될 수 있다. 이러한 상자는, 그것들이 모듈식 구조로 조립될 수 있고 운송과 조립이 쉽기 때문에, 스포츠 표면을 위한 베이스(base)로 이미 구현되었다. 하나의 이러한 상자 시스템은 92%의 체적 공극률(volumetric void ratio)을 가지는 85mm 고 폴리프로필렌(polypropylene) 요소들을 포함하는, Permavoid Ltd에서부터 퍼마노이드 85로 이용 가능하다. 이는 다른 유사한 공간적 구조물들(spatial constructions)이 동일한 효과를 달성하도록 이용될 수 있으며 이는 이해될 것이다.

추가적으로 또는 대안적으로, 공기 분포 층은 개방, 탄성 층(resilient layer)를 포함할 수 있다. 이러한 문맥에서 탄성(resilient)은 이러한 층이 플레잉 에어리어의 스포츠 성능 특성들에 특별하게 기여하는 사실을 의도한다. 많은 인조 잔디 시스템의 중요한 요구사항은 스포츠 기능적 성능이 여전히 주어진 스포츠(예를 들어 FIFA 퀄리티 콘센트(FIFA Quality Concept)의 요구)를 위해 특정 요구사항들을 만족한다는 것이다. 공기 분포 층은 그 사이에 공극들을 구비하는 스프링 또는 댐퍼-같은 요소들을 포함할 수 있고, 이에 의해 플레잉 에어리어의 에너지 복원(energy restitution) 및 충격 흡수 요구사항(shock absorption requirements)은 공기 분포 기능과 조합될 수 있다. 그러나 당업자는 이러한 성능 특성들이 단일 결코 완전하게 단일 층에서 기인하는 것은 아니며 본 문맥에서 이는 이러한 특징들을 정의할 시 공기 분포 층이 중요한 역할을 하는 것이 고려될 수 있다. 하나의 특정 형태에서, 직물 형태 스트립들의 형태에서 탄성 층은, 스트립들이 그것을 통과하는 공간을 구비하는 꼿꼿한 루프들(upstanding loops)를 형성하여 이용될 수 있다. SINE^TM으로 알려진 이러한 타입의 제품은 TenCate로 이용 가능하고 WO2014/092577에 개시되어 있다. 30 내지 250kg/ m³의 밀도로 발포(foamed)될 수 있는 크로스-링크드 폴리올레핀 재료(cross-linked polyolefin material)로 구성되는 것과 같은 다른 폼 충격 패드들(foamed shock pads)이 적용될 수 있다. 이러한 폼들은 폐쇄된 셀 구조(closed cell structure)를 가지기 때문에, 패드를 통해 공기가 흐르도록 절단이 될 수 있다. 또한, 충격 패드들은 이러한 적용을 위해 적합한 소결된 폴리머 섬유들(sintered polymer fibers)에 의해 서로 분리되는, 두 토목섬유 지지 층들(geotextile support layers)을 구성하는 드레인 층 또는 개방 셀(예를 들어, 폴리우레탄 폼)을 기반으로 한다. 후자는 폴리펠트 드레인 층(polyfelt drain layer)으로 시장에서 알려져 있다. 이러한 충격 패드들은 공기 분포 층 또는 탄성 층 또는 유동 조절 층 중 하나로써 이용될 수 있다. 또한, 공기가 분포될 수 있는, 상단 상의 조밀하게 분쇄된 스톤(compacted crushed stone) 또는 라바 스톤(lava stone)의 5 내지 20cm의 층을 구비하여, 지면 상에 설치될 수 있다. 이러한 셋업(set-up)을 나타내는 하나의 시스템은 WO2007/061289에 개시되어 있다.

적절한 공기 이송을 보장하고 또한 플레잉 에어리어에 걸친 압력 변화(pressure variation)를 감소시키기 위해, 공기 분포 층은 0.5cm 내지 50cm 사이, 바람직하게 5cm 내지 20cm 사이의 높이를 가질 수 있다. 실제 높이가 적어도 부분적으로, 공극률(void ratio), 분포로 의도되는 공기의 체적(volume), 유동 조절 층의 침투성(permeability), 및 또한, 플레잉 에어리어의 전체 에어리어(area)에 의존할 수 있는 것은 이해될 것이다. 높은 공극률을 위해 적은 개방 구조에 비교하여 적은 높이는 요구될 수 있다. 유동 조절 층의 더 높은 침투성의 경우에, 공기 분포 층의 더 큰 높이가 요구될 수 있다. 또한 큰 플레잉 에어리어의 경우에 더 큰 높이가 요구될 수 있다.

유동 조절 층은 잔디 층을 통과하는 공기의 침투속도(rate of permeation)를 결정하는 주요 기능을 갖는다. 당업자는 잔디 층을 통과하는 공기 침투(permeation)의 실제 속도가 공기 분포 층의 단면과 그것의 잔디 층의 구조를 포함하는, 많은 요인에 의해 결정된다는 것을 이해할 것이다. 일반적으로, 공기 분포 층을 통과하는 유동은 주로 수평적일 수 있지만, 공기 조절 층을 통과하는 유동은 주로 수직일 것이다. 그럼에도 불구하고, 각각은 주요 방향에 수직인 방향으로 유동의 성분(component of flow)을 가질 수 있다. 유동 조절 층은 공기 분포 층과 잔디 층 사이의 개별 층(separate layer)일 수 있고, 속도 조절 개구들이 제공된다. 또한, 유동 조절 층은 잔디 층과 일체형 부분일 수 있고 공기 분포 층과 일체일 수 있다. 일 실시예에서, 유동 조절 층은 예를 들어 인조 풀 섬유들이, 예를 들어 직조 또는 터프팅함(by tufting)으로써, 잔디 층 형태로 부착되는 후방 층을 포함할 수 있다. 터프팅 할(tufting) 때, 여분의 홀들은 개구를 위해 쉽게 형성되거나 펀칭될(punched) 것이다. 또한, 유동 조절 층은, 예를 들어 다공형 폼 층, 내부-충진 층(in-fill layer) 등과 같은 탄성 층을 포함할 수 있다.

또 다른 실시예에서, 유동 조절 층은 예를 들어 홀들이 제공되는 플라스틱 재료의 시트일 수 있다. 다른 실시예에서 유동 조절 층은 개별적인 직물 또는 잔디 층과 함께인, 직물 층일 수 있다. 개구들은 적절하게 개방된 직조(weave)의 사용에 의해 또는 개구들을 남기도록 하는 직조의 변화에 의해, 직조의 얀들(yarns) 사이에 제공될 수 있다.

위에서 설명된 바와 같이, 유동 조절 층 내의 개구들의 크기는 잔디 층을 통한 유동의 주요 결정요인(primary determinant)이 될 것이다. 대부분의 인조 잔디들은 섬유가 터프팅되는 루방 층으로 제작된다. 라텍스(latex), 폴리우레탄(polyurethane) 또는 다른 분사 코팅(dispersion coating)의 2차 백킹(backing)은 섬유 풀-아웃을 방지하도록 1차 후방 층 내로 섬류들을 홀딩 또는 고정시키도록 유지된다. 인조 잔디 층을 형성하는 물을 배출시키는 배수 용량(drainage capacity)을 보장하기 위해, 3 내지 6mm의 배수 홀들(drainage holes)은 서로로부터 10 내지 15cm의 간격으로 배킹에 펀치된다. 공기유동이 잔디 층을 통해 충분하게 분산될 수 없기 때문에 배수 홀들의 간격은 인조 잔디를 냉각시키는데 이용하기에 너무 크다는 것을 알 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따라, 개구들은 크기가 0.5mm와 7mm 사이, 바람직하게 크기가 1mm와 3mm 사이 및 더 바람직하게 크기가 1mm와 2mm 사이에 있을 수 있다. 개구들은 규칙적이거나 불규칙적인, 원, 삼각형, 정사각형, 직사각형 등을 포함하는 어떠한 형상일 수 있다. 개구들의 크기는 독립적인 개구의 최대 치수로 정의될 수 있다.

유량 조절 층 내의 개구들의 수와 간격은 잔디를 통한 유동의 다른 전체 결정요인일 것이다. 일 실시예에서, 개구들은 서로 50mm보다 작게, 바람직하게 30mm 보다 작게 및 더 바람직하게 20mm보다 작게 하지만 10mm보다는 크게 이격된다. 몇몇 실시예들에서, 유동은 균일(fairly)하고 균등(evenly)하게 분포된 많은 홀들로 한결같고 잘 분포될 수 있다. 이는 특정 압력 강하(certain pressure drop)와 동일한 공기 유동을 자동적으로 분사할 수 있다. 생산 및 설치의 용이함을 위해, 개구의 크기와 간격은 바람직하게는 전체 플레잉 에어리어에 걸쳐서 균일하다. 그럼에도 불구하고, 예를 들어 플레잉 에어리어를 가로지르는 압력 변화를 보상하기 위해 개구들 내에 변화가 있을 수 있는 것은 배제되지 않는다.

공기 분포 층 내에서 생성되는 공기의 유동을 위하여, 공기 공급기는 공기 분포 층이 공기 원천(source)과 유체 연통하도록 허용하는 매니폴드 또는 닫힌 연결부의 형태를 포함할 수 있다. 플레잉 에어리어의 전체를 위한 단일 연결이 있을 수 있거나 주변의 주위에 복수 개의 연결부들이 있을 수도 있다. 일 실시예에서 공기 공급기는 공기 분포 층에 하나 이상의 송풍기들(blowers)을 연결하도록 하나 이상의 송풍기 및 덕트연결(ducting)을 포함할 수 있다.

많은 경우에, 공기 분포 층에 공기를 공급하는 것이 바람직하며, 그 후 이는 잔디 층을 통해 위 방향으로 잔디 시스템을 빠져나간다. 그럼에도 불구하고, 반대 방향으로 유동이 바람직한 상황이 있을 수 있다. 하나 이상의 송풍기들은 공기 분포 층으로 개구들을 통해 아래 방향과 그 반대 둘 모두로 공기 유동을 허용하도록 가역성(reversible)일 수 있다.

높은 실외 온도에서 극한의 태양 복사 아래에 있는 인조 잔디 시스템들이 50°C 이하의 허용 수준에 도달하는 시스템을 통해 주변 온도에서 공기를 유동 시킴으로서 냉각될 수 있는 것은 발견되었다. 이는 열 전달이 재료와 주위 사이의 온도 차이에 크게 의존하기 때문이다. 바로 주변이 강제되는 공기유동에 의해 지속적으로 환기(refreshed)되면 고온 잔디 층과 공기유동 사이의 온도의 차이는 주변 공기 온도(surrounding air temperature)에 더 가까운 온도와 표면으로부터의 더 높은 열 전달에 따라서, 지속적으로 최대이다. 또한, 만약 공급되는 공기가 주위 온도(ambient temperature)보다 낮게 냉각되면, 이는 인조 잔디 섬유들과 충진재 상에 물을 응축시킬 수 있고, 이는 여분 냉각과 보다 우수한 슬라이딩 성능을 이끌 수 있다. 많은 경우에, 공기 분포 층으로 공기의 공급은 잔디 층에 필요한 냉각을 제공하는데 그것 자체로 충분할 것이다. 이는 증발 냉각을 촉진(encourage)시키기 위해 잔디 층에 수분을 첨가함으로써 적어도 부분적으로 보충될(supplemented) 수 있다. 또한, 공기 공급기는 공기 분포 층 내로 들어가기 이전에 공기를 냉각시키는 냉각 어레인지먼트(cooling arrangement)을 포함할 수 있다. 이는 공기 온도를 저감할 수 있는 공기 분포 타입 유닛, 증발 냉각 유닛(evaporative cooling unit) 또는 임의의 다른 장치의 형태일 수 있다.

일반적으로, 위에서 기술되고 논의되는 문제는 높은 태양 복사의 상태(conditions) 하에서 플레잉 에어리어 냉각을 유지하는 것 중 하나이다. 본 발명의 또 다른 양태에 따라, 시스템은 또한 필요할 경우 잔디 층을 가열하기 위해 이용될 수 있다. 온도가 연중 상당한 부분 동안 영하일 수 있는 영역(regions)에서, 가열 시스템은 인조 잔디 구조를 프리징(freezing)으로부터 방지하기 위하여 인조 잔디 구조 하에 때때로 설치된다. 이러한 가열 시스템들은 일반적으로 프리징을 방지하기 위해 겨울 기간이 끝날 때까지 10월에 켜질(switched) 수 있는 종래의 수도 배관 시스템들(water piping systems)로 구성된다. 겨울 동안 상당한 열은 이러한 시스템에서 손실(lost)된다. 전기적인 와이어 시스템들은 또한 영도 이하의 기간에만 또는 심지어 피치가 이용되어야 하는 날에만 켜질 수 있다. 이러한 시스템들은 더 에너지 효율적이지만 여전히 상당한 에너지를 이용한다. 다른 문제는 단열(heat insulating)인 잔디 아래의 충격 패드들의 증가된 이용 때문이다. 결과적으로 충격 패드 아래에서 오는 열은 잔디 층에 도달하는 것을 방해(hindered)한다. 본 발명에 따라, 가열 어레인지먼트를 구비하는 공기 공급기를 제공함으로써, 공기 분포 층에 전달되는 공기는 가열될 수 있다.

또한, 얼은 인조 잔디 구조(frozen artificial turf structure)가 잔디 구조 하의 개방 구조물을 통해 가열된 공기가 흐름으로써 가열될 수 있는 것이 발견되었다. 예를 들어, +10 °C로 가열되는 공기는 개방 구조물에 들어갈 수 있다. 인조 잔디 시스템 아래에서의 열은 얼은 인조 잔디 시스템 내로 유동할 수 있다. 분포 층 내의 공기가 지속적으로 환지됨에 따라, 얼은 인조 잔디 구조는 시간이 흘러 녹을 것이다. 녹은 얼음 및/또는 눈으로부터의 물은 개방 구조물로 수집될 수 있고 기능적인 이용을 용도로 현장에서 이송될 수 있다.

플레잉 에어리어는 공기 분포의 관점에서 단일 영역일 수 있고, 이에 의해 공기 분포 층은 전체 플레잉 에어리어에 걸쳐서 방해 받지않고(uninterrupted) 연장한다. 이는 상대적으로 작은 플레잉 에어리어들에 적합할 수 있지만 풀 사이즈 풋볼 피치(full sized football pitch)를 위한 것과 같은 더 큰 에어리어를 위해선, 공기가 개별적으로 공급되는 존(zone) 또는 영역들로 플레잉 에어리어들을 분할하는 것이 바람직할 수 있다. 각각의 존이 그 스스로 플레잉 에어리어로 고려될 수 있는 것은 이해 되어야 한다. 일 실시예에서 공기 분포 층은 플레잉 에어리어 내부의 복수 개의 개별 영역들로 분할되고 덕트연결은 각각의 팬, 송풍기 또는 공기의 원천으로 개별 영역을 연결하도록 제공될 수 있다.

일 실시예에 따라, 공기 분포층은 커브(curb)에 의해 플레잉 에어리어의 주위 주변을 폐쇄시킬 수 있다. 커브와 유동 조절 층 사이의 공기 누출을 방지하기 위해, 유동 조절 층은 예를 들어 테이프 등과 같은, 적절한 설비들(appropriate provisions)에 의해 밀폐될(sealed) 수 있다.

온도와 유동 제어는 현장의 대응하는 존들(corresponding zones)에 보내는 공기 체적 및 그것의 온도를 제어하고 표면 온도를 모니터링 하는 인프라-레드 카메라 시스템들(infra-red camera systems)에 의해 또는 현장 내의 온도 센서들에 의해 배열될 수 있다.

본 발명은 또한 인조 잔디 시스템에서의 플레잉 에어리어의 냉각 활성화의 방법에 관한 것이며, 방법은 : 공기가 플레잉 에어리어 곳곳에 분포될 수 있는, 공기 분포 층을 제공하는 단계, 공기 분포 층은 플레잉 에어리어의 주위를 정의하는 엣지 영역(edge regions)에 근접함; 공기 분포 층 위로 유동 조절 층을 제공하는 단계, 유동 조절 층에는 공기의 통과(passage)를 허용하게 배열되는 복수 개의 개구들이 제공됨; 공기 조절 층 위에 잔디 층을 제공하는 단계; 공기 분포 층과 유체연통하는 공기 공급기를 연결하는 단계; 및 플레잉 에어리어를 냉각시키도록 개구들을 통해 및 공그 분포증을 통해 유동하는 공기를 야기하도록 공기 공급기를 작동시키는 단계를 포함한다.

공기 유동의 양은 요구되는 냉각 효과에 따라 계산될 수 있다. 일반적으로 공기 공급기는 0.001 m/s와 0.5m/s 사이, 바람직하게 0.05m/s와 0.25m/s 사이, 및 더 바람직하게 0.01m/s와 0.1m/s 사이의 플레잉 에어리어에 걸친 평균 속도로 개구들을 통해 외측 방향으로 유동을 야기하도록 작동될 수 있다.

대안적으로, 공기 공급기는 0.001m/s와 0.5m/s 사이, 바람직하게 0.05m/s와 0.25m/s 사이 및 더 바람직하게 0.01 m/s와 0.1 m/s 사이의 플레잉 에어리어에 걸친 평균 속도로 개구들을 통과하여 내측 방향으로 유동을 야기하도록 작동될 수 있다. 위의 값들은 관련 표면에 대한 평균 값이며 표면적(surface area)의 평방 미터 당 공기유동의 초당 입방 미터를 나타낸다.

방법은 또한, 0.01과 5 bar 사이, 더 바람직하게 0.05와 1 bar 사이의, 대기압(atmospheric pressure)에 대하여, 공가 분포 층 내부에서 과압력(overpressure)을 유지하는 단계를 포함할 수 있다. 잔디 층을 통한 체적 유량(volumetric flow)과 비교되는 공기 분포 층 내부에서 상대적으로 큰 체적을 가짐으로써, 플레잉 에어리어 곳곳의 상대적으로 균일한 과압력이 유지될 수 있다.

본 발명은 또한 공기 침투성 인조 잔디 층(permeable artificial turf layer)을 위한 공기 분포 어레인지먼트에 관한 것이며, 공기 분포 어레인지먼트는 인조 잔디 층에 의해 상부 측에서 구획(delimited)되는 체적을 형성하는 공기 분포 층과, 예를 들어 공기가 그것의 냉각을 야기하기 위하여 인조 잔디 층을 통해 체적에서 체적(volume)으로부터 탈출할 수 있는, 체적 내부의 과압력을 생성하기 위한 공기 공급기를 포함한다.

공기 분포 층은 위 또는 여기의 아래에서 기술되는 바와 같을 수 있고, 플레잉 에어리어의 주위를 정의하도록 엣지 영역(edge regions)에서 폐쇄될 수 있다. 또한, 공기 공급기는 이 이후의 또는 위에서 정의되는 바와 같을 수 있으며, 적절한 송풍기들 또는 공기의 유동의 유사한 공급원(similar providers)으로 연결을 위해, 그것의 엣지 영역들에서 공기 분포층에 연결되는 덕트연결을 포함할 수 있다.

본 명세서에 개시되어 있음.

본발명의 특징 및 이점은 수 많은 예시 적인 실시예들의 다음의 도면을 참조하면 잘 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 잔디 시스템의 사시도를 도시한다.
도 2는 도 1의 일부분을 형성하는 유동 조절 층의 평면도를 도시한다.
도 3은 도 1의 잔디 시스템을 포함하는 플레잉 에어리어의 사시도를 도시한다.
도 4는 단면에서 본 발명의 제2 실시예를 도시한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 인조 잔디 시스템(10)의 사시도를 도시한다. 잔디 시스템(10)은 플레잉 에어리어(1)를 정의하고, 단지 일부분만 도1에서 도시된다. 잔디 시스템(10)은 공기 분포 층(12)을 포함하고, 이 실시예에서는 안정화된 토양 서브-베이스(stabilised soil sub-base; 14) 상에 놓이는, 위에서 언급된 바와 같은 펌보이드(Permavoid; 85)로 형성된다.

공기 분포 층(12) 상부에는, 유동 조절 층(16)이 제공된다. 유동 조절 층(16)은 아래에서 더 기술되는 개구들(18)의 패턴이 제공되는 직물 후방 레이어[예를 들어 폴리에스터(polyester), pp, 유리섬유]이다. 꼿꼿한 인조 잔디 섬유들(22)을 포함하는 인조 잔디 층(20)은 유동 조절 층(16)과 함께 직조된다. 또한, 인조 잔디 층(20)은 유동 조절 층(16) 위의 잔디 섬유들(22) 사이에 분포되는 충진재(24)를 포함한다. 이 실시예에서 충진재(24)는 종래의 고무 알갱이들 또는 인조 잔디의 후방 층 내의 공기유동 개구들 보다 큰 최소 입자 크기(minimum particle size)를 갖는 TPE, 열가소성 수지(thermoplastic)같은 충진 재료들을 포함한다. 당업자는 다른 충진 재료가 적절하게 이용될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 공기 분포 층(12)은 커브(28)에 의해 엣지 영역(26)에서 폐쇄된다. 커브(28)는 공기 분포 층(12)으로 공기 공기 공급기를 위한 공기 분포 층(12)과 유체 연통하는 덕트들(30)을 포함한다.

도 2는 개구들(18)과 풀 섬유들(22)을 표시하는 유동 조절 층(16)의 평면도를 도시한다. 이러한 실시예에서 개구들(18)은, 2mm의 측면들을 갖는, 사각형이며, 직조에 의해 형성되고 날실(warp)과 씨실(weft) 두 방향에서 20mm의 규칙적인 간격으로 이격된다. 당업자는 다른 치수들이나 간격들이 요구되는 바와 같이 적용될 수 있는 것을 이해 할 것이다. 잔디 섬유들(22)은 또한 직조에 해당하는, 규칙적인 패턴으로 이격된다.

도 3은 도 1의 인조 잔디 시스템(10)이 설치되는 플레잉 에어리어(1)의 사시도이다. 네 개의 송풍기들(34)은 플레잉 에어리어(1)의 네 코너들에서 도시된다. 송풍기들(34)은 도 1에서 도시되는 덕트(30)로 매니폴드(36)를 통해 연결된다.

본 발명에 따른 시스템(10)의 작동은 도 1내지 도 3을 참조하여 이제 기술될 것이다. 공기(A)는 송풍기들(34)로부터 매니폴드들(36)과 덕트들(30)을 통해, 공기 분포 층(12)에 공급된다. (약 92%의 공극률을 갖는)공기 분포 층(12)의 개방 특정(open nature)은 공기가 이러한 체적 내부의 실질적으로 일정한 압력 체제(substantially constant pressure regime)를 이끄는, 유동 조절 층(16) 아래의 플레잉 에어리어(1) 곳곳에 빠르게 분포되는 것을 의미한다. 유동 조절 층(16) 아래의 과-압력 때문에, 공기는 플레잉 에어리어(1)의 전체에 걸쳐 개구들(18)을 통해 외측 방향으로 강제된다. 인조 잔디 층(20)이 공기보다 따뜻할 경우에, 공기로의 열 전달(heat transfer)은, 잔디 층(20)이 냉각되는 것을 야기하도록, 발생할 것이다. 8000m²의 풀 사이즈 풋볼 피치를 위해, 표1에 따라 다음의 공기 유동은 다른 개구 크기들 및 간격들을 기포로 계산될 수 있다.

[테이블 1]

도 4는 단면으로 본 발명의 제2 실시예에 따른 대안적인 인조 잔디 시스템(110)을 단면으로 도시한다. 이러한 실시예에서, 제1 실시예와 유사한 특징들에는 100으로 표시되는 동일한 참조번호가 제공된다.

도 4에 따라, 잔디 시스템(110)은 도 1의 것과 유사한 공기 분포 층(112)을 포함한다. 공기 분포 층 상에는 TenCate에서 SINE^TM으로 명명되는 직물 형태 재료로 형성되는 개방 충격 패드(113)이다. 개방 충격 패드(113)는 위쪽 방향으로 공기의 통과를 억제하지 않기에 충분한 다공성이며 또한 공기의 수평적인 분포에 참여할 수 있다. 충격 패드(113) 위에서는 충진재(124)와 인조 풀 섬유들(122)을 포함하는 인조 잔디 층(120)과 개구들(118)을 갖는 유동 조절 층(116)이 있으며, 그렇지 않다면 이는 제1 실시예와 동일하다. 도 4의 잔디 시스템의 작동은 충격 패드(113)의 존재로 인한 추가적인 충격 흡수 능력의 부가되는 이점을 구비하는, 도 1 내지 도 3의 것과 동일하다.

따라서, 본 발명은 위에서 논의된 특정 실시예들로 참조로써 기술되었다. 이들 실시예들이 당업자들에세 잘 공지된 대안적인 형상과 다양한 변형을 감수할 수 있는 것은 인식될 것이다. 위에서 언급된 것들을 추가하는 많은 변형들은 본 발명의 사상과 범위에서 벗어남 없이 본원에서 기술된 구조들과 기술들로 만들어 질 수 있다. 따라서, 특정 실시예들이 개시되었지만, 이것 들은 본 발명의 범위를 제한하지 않는다.

1 : 플레잉 에어리어
10 : 인조 잔디 시스템
12 : 공기 분포 층
14 : 안정화된 토양 서브-베이스
16 : 유동조절층
18 : 개구
20 : 인조 잔디 층
22 : 인조 잔디 섬유
24 : 충진재
26 : 엣지 영역
28 : 커브
30 : 덕트
34 : 송풍기
36 : 매니폴드
85 : 펌보이드
110 : 잔디 시스템
112 : 공기 분포 층
113 : 개방 충격 패드
116 : 유동 조절 층
118 : 개구
120 : 인조 잔디 층
122 : 인조 풀 섬유
124 : 충진재

Claims (24)

1. 플레잉 에어리어를 정의하는 인조 잔디 시스템에 있어서,
   시스템은,
   인조 잔디 층;
   공기가 상기 플레잉 에어리어 곳곳에 분포될 수 있는, 상기 잔디 층 아래의 공기 분포 층, 상기 공기 분포 층은 상기 플레잉 에어리어의 주위를 정의하는 엣지 영역들에서 폐쇄됨;
   상기 공기 분포 층과 유체연통하는 공기 공급기; 및
   상기 공기 분포 층과 상기 잔디 층 사이의 유동 조절 층, 상기 유동 조절층에는 상기 플레잉 에어리어 내부의 상기 잔디 층을 통해 공기의 침투를 허용하게 배열되는 복수 개의 개구들이 제공됨;
   을 포함하는, 시스템.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 공기 분포 층은 단단한, 개방 구조물을 포함하는, 시스템.
   
3. 제 1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 공기 분포 층은 플라스틱 상자 타입의 구조를 포함하는, 시스템.
   
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 공기 분포 층은 개방, 탄성 층을 포함하는, 시스템.
   
5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 공기 분포 층은 0.5cm와 50cm 사이, 바람직하게 4cm와 20cm 사이의 높이를 가지는, 시스템.
   
6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 유동 조절 층은 터프팅 또는 직조에 의해, 인조 풀 섬유들이 상기 잔디 층을 형성하도록 부착되는 후방 층을 포함하는, 시스템.
   
7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 유동 조절 층 내의 상기 개구들은 크기가 0.5mm 및 7mm 사이, 바람직하게 크기가 1mm 및 3mm 사이 및 더 바람직하게 크기가 1mm 및 2mm 사이인, 시스템.
   
8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 유동 조절 층 내의 상기 개구들은 서로 50mm보다 적고, 바람직하게 30mm보다 적고 더 바람직하게 20mm보다 적지만 5mm보다 크게 이격된, 시스템.
   
9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 유동 조절 층은 직물 층인, 시스템.
   
10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유동 조절 층은 잔디가 라텍스 또는 PU에 의해 잠기거나 터프팅되는 비-직물인, 시스템.
    
11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공기 공급기는 하나 이상의 송풍기들과 상기 공기 분포 층으로 상기 하나 이상의 송풍기들을 연결하는 덕트연결을 포함하는, 시스템.
    
12. 제 10항에 있어서,
    하나 이상의 상기 송풍기들은 상기 공기 분포 층으로 개구들을 통해 및 그 반대 둘 모두로 공기유동을 허용하도록 가역성인, 시스템.
    
13. 제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공기 공급기는 가열 어레인지먼트를 포함하는, 시스템.
    
14. 제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공기 공급기는 냉각 어레인지먼트를 포함하는, 시스템.
    
15. 제 1항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공기 분포 층은 상기 플레잉 에어리어 내부의 복수 개의 개별적인 영역들로 분할되고 상기 덕트연결은 개별 영역들을 연결하는, 시스템.
    
16. 제 1항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공기 분포 층은 커브에 의해 그것의 엣지 영역들에서 폐쇄되는, 시스템.
    
17. 인조 잔디 시스템에서 플레잉 에어리어의 냉각을 활성화하는 방법에 있어서,
    방법은,
    공기 분포 층을 제공하는 단계, 이에 의해 공기는 상기 플레잉 에어리어 곳곳에 분포될 수 있고, 상기 공기 분포 층은 상기 플레잉 에어리어의 주위를 정의하는 엣지 영역에서 폐쇄됨;
    상기 공기 분포 층 위에 유동 조절 층을 제공하는 단계, 상기 유동 조절 층에는 공기의 통과를 허용하도록 배열되는 복수 개의 개구들이 제공됨;
    상기 유동 조절 층 위에 잔디 층을 제공하는 단계;
    상기 공기 분포 층과 유체연통하는 공기 공급기를 연결하는 단계; 및
    상기 플레잉 에어리어를 냉각시키도록 상기 개구들을 통해 및 상기 공기 분포 층을 통해 유동하는 공기를 야기하는 상기 공기 공급기를 작동시키는 단계;
    를 포함하는, 방법.
    
18. 제 17항에 있어서,
    0.001 m/s와 0.5 m/s 사이, 바람직하게 0.05 m/s와 0.25 m/s 사이 및 더 바람직하게 0.01 m/s와 0.1 m/s 사이의 플레잉 에어리어에 걸쳐서 평균속도로 상기 개구들을 외측 방향으로 통과하는 유동을 야기하는 상기 공기 공급기를 작동시키는 단계를 포함하는, 방법.
    
19. 제 17항에 있어서,
    0.001 m/s와 0.5 m/s 사이, 바람직하게 0.05 m/s와 0.25 m/s 사이 및 더 바람직하게 0.01 m/s와 0.1 m/s 사이의 상기 플레잉 에어리어에 걸쳐서 평균 속도로 상기 개구들을 내측방향으로 통과하는 유동을 야기하는 상기 공기 공급기를 작동하는 단계를 포함하는, 방법.
    
20. 제 17항에 있어서,
    0.01과 5bar 사이, 더 바람직하게 0.05와 1bar 사이의, 대기압에 대하여, 상기 공기 분포 층 내부의 과압력을 유지하는 단계를 포함하는, 방법.
    
21. 제 17항 내지 제 20항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인조 잔디 시스템은 청구항 제 1항 내지 제 16항 중 임의의 항에 따른 시스템인, 방법.
    
22. 공기 침투성 인조 잔디 층을 위한 공기 분포 어레인지먼트에 있어서,
    상기 공기 분포 어레인지먼트는 상기 인조 잔디 층에 의해 상부측에서 한정된 체적을 형성하는 공기 분포 층 및 공기가 냉각을 야기하게 상기 인조 잔디 층을 통한 체적으로부터 탈출하도록, 체적 내부의 과압력을 생성하기 위한 공기 공급기를 포함하는, 공기 분포 어레인지먼트.
    
23. 제 22항에 있어서,
    상기 공기 분포 층은 플레잉 에어리어 주위를 정의하는 엣지 영역들에서 폐쇄되는, 공기 분포 어레인지먼트.
    
24. 제 23항에 있어서,
    상기 공기 공급기는 엣지 영역들에서 상기 공기 분포 층에 연결되는 덕트연결을 포함하는, 공기 분포 어레인지먼트.
    

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