KR20200093241A - 쿨링스템시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 쿨링스템시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 도심지의 미세먼지 및 열섬 현상으로 인한 폭염에 있어서 미세수분을 분사하고 주변 공기와 함께 이를 흡인하도록 함으로써 공기 내 미세먼지와 미세수분의 흡착 작용으로 미세먼지를 저감하고 분사된 수분의 기화열을 통하여 주변 기온을 하강시켜 도시열섬현상을 완화하는, 공원, 보도 등 다양한 공간에 적용 가능하며, 기온 및 미세먼지 저감이 가능한 쿨링스템시스템에 관한 것이다.

Description

쿨링스템시스템{Cooling Stem System}

본 발명은 쿨링스템시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 도심지의 미세먼지 및 열섬 현상으로 인한 폭염에 있어서 미세수분을 분사하고 주변 공기와 함께 이를 흡인하도록 함으로써 공기 내 미세먼지와 미세수분의 흡착 작용으로 미세먼지를 저감하고 분사된 수분의 기화열을 통하여 주변 기온을 하강시켜 도시열섬현상을 완화하는, 공원, 보도 등 다양한 공간에 적용 가능하며, 기온 및 미세먼지 저감이 가능한 쿨링스템시스템에 관한 것이다.

최근 국내 및 국외 기후변화의 영향으로 폭염, 가뭄, 산사태, 생태계변화, 태풍, 호우피해, 해수면 상승 등 여러가지 문제가 발생하고 있다. 이는 인간의 삶에 큰 영향을 줄 수 있는 요소이며, 이 중 여름철 폭염으로 인한 피해는 도시지역에서 그 심각성을 더해가고 있다. 주변의 타 지역보다 대도시 지역에서 주목할 정도로 기온이 높은 현상이 나타나며, 이로 인한 도시 지역에서 시민의 불쾌감, 열쾌적성의 저하를 포함한 여러 문제가 발생하고 있다.

한편, 도심지의 미세먼지 및 황사로 인한 피해가 증가되고 있으며, 특히 높은 미세먼지로 인한 질병의 발생 등 인명피해가 발생하고 있는 실정이다. 미세먼지는 입자크기에 따라서 분류되며, 입자를 이루는 성분이 인체에 대해 독성을 지니고, 크기가 매우 작아 코와 기도를 거쳐 폐포에 용이하게 도달하며, 크기가 작을수록 폐포를 직접 통과하여 혈액을 통해 전신적인 순환이 가능하여 인명피해가 가중될 수 있다. 이에 따라 미세먼지 저감을 위한 대안이 요구되고 있으나, 도로에 살수차를 이용하여 물을 살포하는 정도의 미봉책에 지나지 않는 방안들이 실시되고 있다.

최근 도시의 폭염 및 미세먼지에 대응하기 위하여 사람들의 활동공간인 도시공원의 경우 쿨링포그시스템(Cooling fog system)을 시범적으로 운영하고 있으나, 국외의 제품을 그대로 적용한 바 실질적인 정량평가가 이루어지지 않았고, 사용자의 열쾌적성, 불쾌감 등의 평가도 이루어지지 않고 무분별하게 사용되고 있으며 한정적인 장소에서 사용된다는 점에서 활용도가 낮은 실정이다. 따라서 다양한 공간에 적용가능하며, 폭염 현상 및 미세먼지 저감이 가능한 쿨링스템시스템(Cooling Stem System)의 적용이 필요하다.

도 1은 한국등록실용신안공보 제20-0363828호에 개시된 안개 분무장치를 도시한 도면이다. 종래의 안개 분무장치는 안개 분무효율을 높이고 물 내의 이물질을 제거한 후 안개의 형태로 분무하여 공원, 놀이터 등 주위 온도를 낮출 목적으로 설치될 수 있다.

그러나 종래의 안개 분무장치는 분무된 미세수분이 사람에게 직접 닿아 의도치 않은 불쾌감을 유발할 수 있으며, 의복이나 악세서리 등이 미세수분에 의해 젖게 되는 문제점을 갖고 있다. 또한, 미세수분은 공기 중의 미세먼지와 흡착되는데, 미세먼지와 흡착된 미세수분이 사람의 피부나 의복에 묻게 되는 경우 더욱 안좋은 효과가 나타날 수 있는 문제점이 존재한다.

이에 관련업계에서는 주변 환경의 폭염 및 미세먼지를 저감할 수 있으면서도, 분사되는 미세수분으로 인해 주변의 사람에게 불쾌감을 주지 않도록 하는 쿨링스템시스템을 요구하고 있다.

한국등록실용실안공보 제20-0363828호(2004.10.07)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로,

본 발명의 목적은, 분사할 액체를 분사수단까지 운반하는 이송수단과 상기 이송수단의 상단에 구비되어 미세수분을 분사하는 분사수단 및 분사된 미세수분과 공기를 일측으로 배기하는 배기수단을 포함하여 공기 중 미세먼지 농도를 저감하고 기화열을 흡수하여 폭염 및 도시열섬현상을 완화시키는 쿨링스템시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 상기 배기수단은 상부회전날개를 포함하며, 상기 상부회전날개는 상기 분사수단에서 상측으로 소정거리 이격되도록 구성함으로써 분사수단에서 분사된 미세수분과 주변 공기를 상부회전날개 쪽으로 흡인하여 공기 중 미세먼지 농도를 저감하고 기화열을 흡수하여 폭염 및 도시열섬현상을 완화시키는 쿨링스템시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기 분사수단은 상측으로 미세수분을 분사하도록 배열되고, 상기 상부회전날개는 배기방향이 상측이도록 구성함으로써 분사된 미세수분이 주변 사람에게 의도하지 않은 불쾌감을 주는 것을 방지하는 쿨링스템시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기 배기수단은 하부회전날개를 더 포함하며, 상기 하부회전날개는 상기 분사수단의 하부에 구비되도록 구성함으로써 상측으로 공기를 유동시켜 분사된 미세수분을 상승시켜 미세수분과 주변 공기와의 혼합이 용이하도록 하는 쿨링스템시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 주변의 환경조건을 감지하는 센서와 상기 센서에서 측청한 환경조건에 따라 상기 이송수단, 분사수단 및 배기수단의 작동을 제어하는 제어부를 더 포함하도록 구성함으로써 주변 환경에 따라 유동적으로 미세수분 분사를 제어하는 쿨링스템시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 하우징을 더 포함하되, 상기 하우징은 상부하우징과 배출부를 더 포함하도록 구성하여 미세수분과 혼합된 공기가 일정한 방향으로 빠져나가도록 유도하는 쿨링스템시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 하우징은 하부하우징을 더 포함하고, 상기 하부하우징은 적어도 상기 하부회전날개와 상기 분사수단까지의 공간을 감싸도록 형성되어 하부회전날개로부터 분사수단까지 공기 유동을 유도하여 미세수분의 상승을 보조하는 쿨링스템시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기 배기수단은 상기 상부회전날개의 상측에 포집부를 더 포함하도록 구성하여 미세수분과 결합한 미세먼지 및 오염물질을 포집하는 쿨링스템시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기 분사수단은 분사노즐과 분사량조절수단을 포함하도록 구성함으로써 주변 기후 및 상황에 따라 분사량을 조절가능한 쿨링스템시스템을 제공하는 것이다.

본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위해서 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의해서 구현된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은, 분사할 액체를 분사수단까지 운반하는 이송수단과 상기 이송수단의 상단에 구비되어 미세수분을 분사하는 분사수단 및 분사된 미세수분과 공기를 일측으로 배기하는 배기수단을 포함하여 공기 중 미세먼지 농도를 저감하고 기화열을 흡수하여 폭염 및 도시열섬현상을 완화시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 배기수단은 상부회전날개를 포함하며, 상기 상부회전날개는 상기 분사수단에서 상측으로 소정거리 이격되어 구비된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 이격부를 더 포함하여 주변 공기가 미세수분과 함께 상부회전날개로 흡인되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 분사수단은 분사노즐과 분사량조절수단을 포함하여 분사되는 미세수분의 입자 크기와 양을 조절가능한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 분사노즐은 상측으로 미세수분을 분사하도록 배열되고, 상기 상부회전날개는 배기방향이 상측인 것을 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 배기수단은 하부회전날개를 더 포함하며, 상기 하부회전날개는 상기 분사수단의 하부에 구비되고 상측으로 공기를 유동시켜 분사된 미세수분을 상승시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 하부하우징을 더 포함하고, 상기 하부하우징은 적어도 상기 하부회전날개와 상기 분사수단까지의 공간을 감싸도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 배기수단은 상기 상부회전날개의 상측에 포집부를 더 포함하여 미세수분과 결합한 미세먼지 및 오염물질을 포집하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 배기수단은 상부하우징과 배출부를 더 포함하여 공기가 일정한 방향으로 빠져나가도록 유도하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 주변의 환경조건을 감지하는 센서와 상기 센서에서 측청한 환경조건에 따라 상기 이송수단, 분사수단 및 배기수단의 작동을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 이송수단은 펌프와 도관을 포함하며, 상기 펌프는 분사할 액체가 분사수단까지 도달할 수 있도록 가압시켜주고, 상기 도관은 액체를 분사수단까지 이송시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 이송수단은 유량조절수단을 더 포함하여 상기 제어부의 작동에 따라 상기 도관 내 유량을 조절하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 동력공급수단을 더 포함하여 동력을 자가생산하여 독립적인 구동이 가능한 것을 특징으로 한다.

본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

본 발명은, 분사할 액체를 분사수단까지 운반하는 이송수단과 상기 이송수단의 상단에 구비되어 미세수분을 분사하는 분사수단 및 분사된 미세수분과 공기를 일측으로 배기하는 배기수단을 포함하여 공기 중 미세먼지 농도를 저감하고 기화열을 흡수하여 폭염 및 도시열섬현상을 완화시키는 쿨링스템시스템을 제공하는 효과가 있다.

본 발명은, 상기 배기수단은 상부회전날개를 포함하며, 상기 상부회전날개는 상기 분사수단에서 상측으로 소정거리 이격되도록 구성함으로써 분사수단에서 분사된 미세수분과 주변 공기를 상부회전날개 쪽으로 흡인하여 공기 중 미세먼지 농도를 저감하고 기화열을 흡수하여 폭염 및 도시열섬현상을 완화시키는 쿨링스템시스템을 제공할 수 있다.

본 발명은, 상기 분사수단은 분사노즐과 분사량조절수단을 포함하도록 구성함으로써 주변 기후 및 상황에 따라 분사량을 조절가능한 쿨링스템시스템을 제공하는 효과를 가진다.

본 발명은, 상기 분사노즐은 상측으로 미세수분을 분사하도록 배열되고, 상기 상부회전날개는 배기방향이 상측이도록 구성함으로써 분사된 미세수분이 주변 사람에게 의도하지 않은 불쾌감을 주는 것을 방지하는 쿨링스템시스템을 제공하는 효과를 수반한다.

본 발명은, 상기 배기수단은 하부회전날개를 더 포함하며, 상기 하부회전날개는 상기 분사수단의 하부에 구비되도록 구성함으로써 상측으로 공기를 유동시켜 분사된 미세수분을 상승시켜 미세수분과 주변 공기와의 혼합이 용이하도록 하는 쿨링스템시스템을 제공한다.

본 발명은, 하부하우징을 더 포함하고, 상기 하부하우징은 적어도 상기 하부회전날개와 상기 분사수단까지의 공간을 감싸도록 형성되어 하부회전날개로부터 분사수단까지 공기 유동을 유도하여 미세수분의 상승을 보조하는 쿨링스템시스템을 제공하는 효과를 도출한다.

본 발명은, 상기 배기수단은 상기 상부회전날개의 상측에 포집부를 더 포함하도록 구성하여 미세수분과 결합한 미세먼지 및 오염물질을 포집하는 쿨링스템시스템을 제공하는 효과를 가진다.

본 발명은, 상기 배기수단은 상부하우징과 배출부를 더 포함하도록 구성하여 미세수분과 혼합된 공기가 일정한 방향으로 빠져나가도록 유도하는 쿨링스템시스템을 제공하는 효과가 존재한다.

본 발명은, 주변의 환경조건을 감지하는 센서와 상기 센서에서 측청한 환경조건에 따라 상기 이송수단, 분사수단 및 배기수단의 작동을 제어하는 제어부를 더 포함하도록 구성함으로써 주변 환경에 따라 유동적으로 미세수분 분사를 제어하는 쿨링스템시스템을 제공할 수 있다.

도 1은 종래의 안개분무장치를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 쿨링스템시스템을 도시한 도면.
도 3은 도 2의 A-A' 단면을 도시한 단면도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 쿨링스템시스템을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 쿨링스템시스템을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 쿨링스템시스템을 도시한 도면.
도 7은 도 6의 B-B' 단면을 도시한 단면도.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 쿨링스템시스템을 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 분사수단을 도시한 도면.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 상부회전날개를 도시한 사시도.
도 11은 도 10의 상부회전날개의 평면도.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 이송수단과 저장수단을 도시한 도면.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이송수단과 저장수단을 도시한 도면.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제어부, 센서, 동력공급부를 포함하는 쿨링스템시스템을 도시한 도면.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 부스형 쿨링스템시스템을 도시한 도면.
도 16은 도 15의 C-C'단면을 도시한 단면도.
도 17은 본 발명의 사용상태도.

이하에서는 본 발명에 따른 쿨링스템시스템의 바람직한 실시 예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 공지의 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하도록 한다. 특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 기술자가 이해하는 당해 용어의 일반적 의미와 동일하고 만약 본 명세서에서 사용된 용어의 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에서 사용된 정의에 따른다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니고, 다른 구성요소 또한 더 포함할 수 있는 것을 의미하며, 명세서에 기재된 "~부" 등의 용어는 적어도 하나 이상의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미한다. 이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써 본 발명을 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 쿨링스템시스템(1)을 도시한 도면이고, 도 3은 도 2의 쿨링스템시스템(1)을 A-A' 단면을 따라 도시한 단면도이다. 상기 쿨링스템시스템(1)은 도심지의 미세먼지 및 열섬 현상으로 인한 폭염에 있어서 미세수분을 분사하고 주변 공기와 함께 이를 흡인하도록 함으로써 공기 내 미세먼지와 미세수분의 흡착 작용으로 미세먼지를 저감하고 분사된 수분의 기화열을 통하여 주변 기온을 하강시켜 도시열섬현상을 완화하는, 공원, 보도 등 다양한 공간에 적용 가능하며, 기온 및 미세먼지 저감이 가능한 것을 특징으로 한다. 쿨링스템시스템(1)은 하우징(10), 분사수단(20), 배기수단(30), 이송수단(40), 저장수단(50)을 포함할 수 있다.

상기 하우징(10)은 내부에 본 발명의 일 실시예를 구성하는 여러 수단을 구비할 수 있다. 하우징(10)은 전체적으로 원통 형태를 가질 수 있으며, 그 외관은 모든 부분이 막혀있을 필요는 없고, 후술하는 이격부(15)와 배출부(19)와 같이 개구부를 형성할 수도 있다. 본 발명의 다른 일 실시예에서는 그 외형이 전체적으로 사각기둥 형태를 띌 수도 있다. 본 발명의 다른 일 실시예에서, 상기 하우징(10)은 프레임의 형태로 형성될 수도 있다. 도 4는 하우징(10)이 프레임의 형태로 구비된 쿨링스템시스템(1)을 도시한 도면이다. 이를 통해 전술한 전체적으로 원통 형태를 가지는 것은 바람직한 일 실시예에서의 사항이며, 상기 하우징(10)은 여러 다른 형상을 가질 수 있음을 확인할 수 있다. 상기 하우징(10)은 하부하우징(11), 지지부(13), 이격부(15), 상부하우징(17) 및 배출부(19)를 포함할 수 있다.

상기 하부하우징(11)은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 쿨링스템시스템(1)의 하부에서 외관을 형성할 수 있다. 여기에서 '하부'란, 후술하는 분사수단(20)을 기준으로 아래의 영역을 지칭할 수 있다. 하부하우징(11)은 분사수단(20)의 아래 영역을 감싸도록 형성하며 바람직하게는 원통형 형상을 가질 수 있으나, 원통형이 아닌 다른 형상도 가질 수도 있다. 하부하우징(11)은 외관을 형성하는 것 이외에 후술하는 하부회전날개(33)를 수용하도록 형성되어 하부회전날개(33)를 지지할 수 있고, 나아가 내부 공기의 흐름이 밖으로 새어나가지 않도록 할 수도 있다. 상기 하부하우징(11)은 적어도 후술하는 하부회전날개(33)와 분사수단(20) 사이의 공간을 감싸도록 형성될 수 있다. 이로써 하부회전날개(33)에서 발생되어 상측으로 유동하는 공기의 흐름을 분사수단(20)까지 인도할 수 있다.

상기 지지부(13)는 후술하는 상부하우징(17)과 연결되거나 상부회전날개(31)에 연결되어 상부 하중을 지지하도록 형성된다. 지지부(13)는 도 2 및 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이 1개 이상의 가는 기둥의 형상이 하부하우징(11)의 가장자리를 따라 형성될 수도 있고, 도 5에서 확인할 수 있는 바와 같이 중앙에 구비되어 상부 하중을 지지할 수도 있다. 상기 지지부(13)는 1개 또는 복수개의 기둥 형상을 가질 수 있으나, 기둥의 단면 형태와 그 크기는 제한되지 않으며 본 발명의 권리범위에 영향을 미치지 않을 것이다.

상기 이격부(15)는 후술하는 분사수단(20)과 상부회전날개(33) 사이의 이격된 공간을 지칭한다. 이격부(15)는 상기 지지부(13) 사이에서 이격되어 뚫린 개구부이므로 유체의 내외부 흐름이 가능하고, 이에 따라 상부회전날개(31)가 회전할 시 주변 공기가 이격부(15)를 통해 흡인될 수 있다.

상기 상부하우징(17)은 본 발명의 바람직한 일 실시예에서 쿨링스템시스템(1)의 상부에서 외관을 형성할 수 있다. 여기에서 상부란 후술하는 상부회전날개(33)를 기준으로 위쪽의 영역을 지칭할 수 있다. 상부하우징(17)은 상부회전날개(33)의 위쪽 영역을 감싸도록 형성되어 외관을 형성할 수 있으며 바람직하게는 원통형의 형태를 가질 수 있다. 이에 따라 상기 지지부(13)는 하부하우징(11)과 상부하우징(17) 사이에서 형성되고 상부하우징(17) 및 내부에 구비된 구성요소들의 하중을 지지할 수 있다. 상부하우징(17)은 외관을 형성하는 것 이외에 후술하는 상부회전날개(31)를 수용하여 지지할 수 있고, 내부 공기의 흐름이 밖으로 새어나가지 않도록 구비되어 후술하는 상부회전날개(31)에서 배출부(19)까지 공기의 흐름을 인도할 수도 있다. 상부하우징(17)은 상부회전날개(31)를 기준으로 소정 길이 아래쪽으로 연장될 수도 있으며, 이격부(15)가 형성되어 주변 공기가 안쪽으로 흡인될 수 있도록 구비된다면 무방하다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 쿨링스템시스템(1)을 도시한 도면이며, 도 7은 도 6의 B-B' 단면을 도시한 도면이다. 또한 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 쿨링스템시스템(1)을 도시한 도면이다. 이를 참고하면, 상기 배출부(19)는 상부하우징(17) 내에서 유동하는 공기가 바깥으로 배출되는 부분이다. 도 6 및 도 8에서 확인할 수 있는 바와 같이 배출부(19)는 하우징(10)의 상부에 형성될 수 있으며, 배출부(19)를 통해 배출되는 공기는 쿨링스템시스템(1)에 의한 처리가 되기 전보다 미세먼지가 줄고 온도가 내려간 특징을 가진다.

본 발명의 다른 실시예에서는 배출부(19)가 생략될 수도 있다. 배출부(19)가 생략되는 경우, 후술하는 상부회전날개(31)에서 상측으로 배출된 공기는 배출부(19)를 통하지 않고 바로 외부로 배출하도록 구비될 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 분사수단(20)을 도시한 도면이다. 도 9를 참고하여 분사수단(20)을 설명하면, 상기 분사수단(20)은 미세수분을 주변으로 분사할 수 있다. 바람직하게는 후술하는 이송수단(40)의 상측에 구비되어 미세수분을 분사할 수 있고, 분사하는 방향은 위쪽이 되도록 배열될 수도 있다. 분사수단(20)은 실내공간 혹은 실외공간에 대하여 물을 미세한 입자로 분사하여 미세먼지를 집적하고 기화열을 통해 기온을 하강시킬 수 있다. 분사수단(20)은 하부하우징(11)의 가장자리를 따라 이송수단(40)의 상측에 구비될 수 있으나, 본 발명의 다른 실시예에서는 후술하는 이송수단(40)이 하부하우징(11)의 가장자리가 아닌 부분에도 구비되고, 분사수단이 상기 이송수단에 구비되어 상측으로 미세수분을 분사할 수 있다. 상기 분사수단(20)은 분사노즐(21)과 분사량조절수단(23)을 포함할 수 있다.

상기 분사노즐(21)은 미세수분을 분사하도록 구비될 수 있으며, 바람직하게는 미세수분을 상측으로 분사하도록 배열될 수 있다. 분사노즐(21)에서 측면이나 하측으로 미세수분을 분사하는 경우, 미세수분이 중력에 의해 너무 빨리 떨어져 미세먼지를 흡착하지 못하거나 주변의 사람에게 도달하여 의도치 않은 불쾌감을 줄 수 있다. 이에 따라 미세수분을 상측으로 분사하도록 분사노즐(21)의 방향을 정렬하여 미세수분이 공기중에서 미세먼지를 집적하거나 기화하여 온도를 낮추는 것이 가능하도록 할 수 있다. 분사노즐(21)은 분사되는 수분의 입자크기를 바람직하게는 10~30㎛로 할 수 있다. 분사되는 미세수분의 입자크기가 30㎛를 초과하는 경우 상측으로 분사되더라도 중력에 의해 낙하하여 신체에 닿아 불쾌감을 야기할 수 있으며, 입자크기가 10㎛ 미만인 경우에는 분사되는 초기과정에서 대부분 기화되어 냉각범위 및 미세먼지 포집효율이 떨어질 수 있다. 따라서, 분사노즐(21)은 온도저감, 생체기후, 열쾌적성 등을 고려하여 미세수분 입자의 크기를 10~30㎛로 할 수 있다. 분사되는 입자크기는 주변환경, 즉 주변의 온도와 습도, 미세먼지 농도에 따라 적정 범위가 달라질 수 있다.

상기 분사량조절수단(23)은 분사노즐(21)에서 분사되는 미세수분의 양을 조절한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 쿨링스템시스템(1)은 실외에 설치되는 경우 변화하는 주변 환경조건에 따라 분사되는 미세수분의 양을 조절할 필요성이 있다. 주변의 습도가 평소보다 높은 환경조건, 예를 들면 강우가 있는 날씨에도 미세수분을 분사한다면 폭염을 저감시켜 쾌적성을 상승시키지 못하고, 오히려 습도를 증가시켜 불쾌감을 야기할 것인 바, 상기 분사량조절수단(23)은 주변 환경에 따라 상기 분사노즐(21)에서 분사되는 미세수분의 양을 조절할 수 있도록 구비될 수 있다.

상기 배기수단(30)은 분사된 미세수분을 주변 공기와 함께 흡수하고, 이를 배기하여 그 과정에서 미세수분이 공기 중의 미세먼지와 흡착되거나 기화하여 공기의 온도를 하강시키도록 한다. 상기 배기수단(30)은 상부회전날개(31), 하부회전날개(33), 및 포집부(35)를 포함할 수 있다.

도 10 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 상부회전날개(31)를 도시한 도면이다. 도 10 내지 도 11을 참고하여 상부회전날개(31)를 설명하면, 상기 상부회전날개(31)는 미세수분과 함께 주변 공기를 흡인할 수 있다. 주변 공기가 흡인되는 과정에서 미세수분과 상호작용하여 공기 속의 미세먼지가 수분과 흡착되거나, 미세수분이 기화할 때의 기화열로 인하여 흡인되는 공기의 온도가 하강할 수 있다. 상부회전날개(31)는 상기 분사수단(20)의 상측으로 소정거리 이격되어 구비될 수 있다. 상부회전날개(31)가 분사수단(20)으로부터 이격되어 구비됨으로써 분사수단(20)에서 분사된 미세수분과 이격부(15)를 통해 흡인되는 주변 공기가 함께 혼합될 수 있다. 상부회전날개(31)는 하부에서 공기를 흡인한 후, 상부로 공기를 배출함으로써 공기의 유동을 위쪽으로 인도할 수 있다. 상부회전날개(31)는 회전중심축(311), 복수개의 날개(313), 공간부(315) 및 플랜지(317)를 포함할 수 있다.

상기 회전중심축(311)은 상부회전날개(31)의 중심이 되는 부분이다. 이 부분을 축으로 하여 복수개의 날개(313)가 회전하는 바, 상기 회전중심축(311)은 상부회전날개(31)의 평면 상 중심에 위치함이 바람직하다. 또한 회전중심축(311)은 상하로 연장되어 상부회전날개(31)를 수용하는 상부하우징(17)과 연결되어 지지될 수도 있다. 복수개의 날개(313)는 회전중심축(313)에 소정의 비틀림각을 갖고 방사상으로 결합되어 있다. 공간부(315)는 각 날개(313) 사이에 미세수분과 공기가 날개(313)에 부딪히지 않고 통과할 수 있는 공간을 형성하는 부분이다. 플랜지(317)는 상부회전날개(31)의 외측에서 상부하우징(17) 또는 지지부(13)와 연결되도록 구비될 수 있다.

도 11에 나타난 바와 같이 본 발명의 일 실시예에서에 따른 상부회전날개(31)는 회전중심축(311)의 외측면을 따라 45°간격으로 4개의 날개(313)가 일정 각도 비틀려 결합되어 있으며, 각 날개(313) 사이에 공간부(315)가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다. 여기서 날개(313)의 갯수와 날개 사이의 이격된 각도는 해당 실시예로 제한되지 않으며, 날개가 회전하면서 하부의 공기를 흡인하여 상부로 배출할 수 있도록 배향된다면 날개(313)의 갯수와 형태 및 이격된 각도는 어떠하더라도 무방하다.

상기 하부회전날개(33)는 분사수단(20)으로부터 아래에 구비되며, 분사된 미세수분의 상승을 보조할 수 있다. 하부회전날개(33)는 배기방향이 상측이 되도록 구비되어 공기의 유동을 위쪽으로 유도할 수 있다. 위 도 3에서 나타나는 바와 같이, 하부회전날개(33)는 분사수단(20)으로부터 아래쪽으로 소정거리 이격되어 구비될 수 있다. 이격된 거리는 하부회전날개(33)에서 유도된 바람이 분사된 미세수분의 유동을 위쪽으로 유도할 수 있다면 무방하며, 분사수단(20)의 바로 아래에 인접하여 하부회전날개(33)가 구비되더라도 무방할 것이다. 하부회전날개(33)로부터 분사수단(20)까지의 공간은 전술한 바와 같이 하부하우징(11)이 이를 감싸도록 외형을 형성하면서 구비될 수 있다. 이로써 하부회전날개(33)에서 나온 바람이 온전히 분사수단(20)까지 유도될 수 있다.

하부회전날개(33)는 상부회전날개(31)의 경우와 같이 회전중심축, 복수개의 날개, 공간부 및 플랜지를 포함할 수 있다. 하부회전날개가 회전함에 따라 위쪽으로 공기의 흐름을 유도하고 분사수단(20)에서 분사된 미세수분이 위쪽으로 향하도록 보조할 수 있다.

하부회전날개(33)와 상부회전날개(31)가 분사수단(20)에서 분사된 미세수분을 위쪽으로 상승시키면서 주변 공기와 혼합되도록 유도한다. 이로써 미세수분이 상승하여 상부회전날개(31)로 향한 후 포집되거나 기화됨으로써, 미세수분이 중력에 의해 떨어져 물이 고이거나 사람의 피부 또는 의복에 닿아 불쾌감이나 더러움을 유발하는 문제가 개선된다.

상기 포집부(35)는 상부회전날개(31)의 상측에 구비되어 미세수분과 결합한 미세먼지 및 오염물질을 포집할 수 있다. 기화되지 않은 미세수분은 미세먼지나 오염물질과 결합하여 공기와 함께 유동할 수 있다. 포집부(35)는 이러한 미세수분을 분리, 여과, 회수하는 역할을 수행하도록 형성될 수 있다. 포집부(35)의 형상은 본 실시예로 제한되지 않으며, 미세수분을 유동하는 공기 내에서 분리, 여과, 회수할 수 있다면 어떠한 형상이라도 무방하나, 바람직하게는 수직방향의 단면이 지그재그 형태로 나타나는 블레이드(blade)가 일정 간격으로 다수개 배치되는 형태로 구성될 수 있다. 포집부(35)의 형상은 쿨링스템시스템(1)의 설계나 주변 환경의 온도, 습도 등 그 특성에 따라 구체적인 형태가 달라질 수 있다.

도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 쿨링스템시스템(1)을 나타낸 도면이고, 도 16은 도 15의 C-C' 단면을 도시한 도면이다. 도로나 공원 같이 개방된 공간에 쿨링스템시스템(1)이 구비될 수도 있으나, 도시된 바와 같이 흡연부스와 같은 밀폐된 공간에 있어서도 쿨링스템시스템(1)이 구비되어 미세먼지를 흡수하고 내부 기온의 강하를 도모할 수 있다.

상기 쿨링스템시스템(1)은 하우징(10)에 있어서 하부하우징(11), 상부하우징(17)을 구비하되, 하부하우징(11) 및 상부하우징(17)은 전체적으로 부스(booth)를 형성하도록 바람직하게는 직사각형의 단면을 구비할 수 있다. 지지부(13)는 기둥이 아닌 벽면 또는 내부기둥의 형태로 대체될 수 있다. 이에 따라 하부하우징(11) 및 상부하우징(17)과 연결되어 하우징(10)은 전체적으로 부스(booth)의 형태로 구비될 수 있다. 이 경우, 배기수단은 외부의 공기가 아닌 내부 공기를 흡인하여 담배 등에서 발생하는 미세먼지를 제거할 수 있는 바, 주변 공기가 내부로 들어오도록 하는 이격부(15)는 공기의 순환을 위해 소정의 개구부 형태로 구비될 수 있고, 경우에 따라서는 결여될 수도 있다. 배출부(19)는 상부하우징(17)에 구비되되, 상부하우징(17)의 상부에 구비될 필요는 없고, 측면에 개구부 형태로 구비되어 처리된 내부 공기를 바깥으로 배출할 수 있다.

상기 쿨링스템시스템(1)은 분사수단(20)에 있어서 분사노즐(21)과 분사량조절수단(23)을 구비하되, 상기 분사수단(20)은 미세수분을 상측으로 분사하거나 하우징(10) 내부의 사람에게 미세수분이 닿지 않는 방향으로 분사하도록 구비될 수 있다. 이를 통해 미세먼지를 집적한 미세수분이 사람에게 닿지 않고 상부회전날개(31)로 흡인되어 효과적으로 미세먼지를 집적하도록 할 수 있다.

상기 쿨링스템시스템(1)은 배기수단(30)에 있어서 1개 이상의 상부회전날개(31)와 하부회전날개(33)를 포함할 수 있다. 개방된 공간에 구비되는 쿨링스템시스템(1)의 경우와 같이 하부회전날개(33)는 분사수단(20)으로부터 아래에 구비되며, 분사된 미세수분의 상승을 보조할 수 있고, 이를 위해 하부회전날개(33)는 배기방향이 상측이 되도록 구비되어 공기의 유동을 위쪽으로 유도할 수 있다. 상부회전날개(31)는 하우징(10) 내부의 공기를 흡인하면서, 미세수분과 공기 중의 미세먼지가 흡착되거나 미세수분이 기화하면서 기화열로 인해 공기 온도를 낮추도록 보조할 수 있다. 이에 따라 하우징(10) 내부 공기 중의 미세먼지를 효과적으로 저감하고 온도를 낮출 수 있다.

도 12 내지 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 이송수단(40)과 저장수단(50)을 도시한 도면이다. 상기 이송수단(40)은 분사할 액체를 분사수단까지 운반할 수 있다. 이송수단(40)은 하부하우징(11) 내에 구비되어 분사할 액체를 분사수단까지 이송하며, 분사할 액체는 바람직하게는 물일 수 있다. 이송수단(40)은 펌프(41), 연결관(43), 분사관(45) 및 유량조절수단(미도시)을 포함할 수 있다.

상기 펌프(41)는 물이 도관을 통하여 분사수단(20)까지 도달하도록 압력을 가해준다. 통상적으로 후술하는 저장수단(50)이 분사수단(20)보다 낮은 위치에 있기 때문에 분사수단(20)까지 물의 이송을 위해서 가압이 필요한 것 외에도, 분사노즐(21)에서 미세수분의 분무 효율이 높도록 충분한 압력을 가할 필요성이 있다. 사용되는 펌프의 종류는 제한되지 않으며, 토출 압력은 펌프(41)에 설치된 압력조절수단에 의해 조절될 수 있다.

상기 연결관(43)은 펌프(41)에서 가압된 물을 소정의 높이까지 상승시키고, 상기 분사관(45)은 분사될 액체를 상기 분사수단으로 이송시킨다. 연결관(43) 및 분사관(45)의 내부는 유체가 유동할 수 있도록 구비되어있어 펌프(41)에서 가압된 물을 이송할 수 있다. 도 12와 도13에서 화살표는 물이 이동하는 방향이 되며, 이는 연결관(43)과 분사관(45)이 하나의 도관으로 연결되어 물을 이송할 수 있음은 물론, 여러 갈래로 분기되어 물을 이송할 수도 있음을 의미한다.

분사관(45)의 상측에는 분사수단(20)이 구비되는데, 본 발명의 일 실시예에서는 분사관(45)이 하부하우징(11)의 가장자리를 따라 구비되고 분사수단(20)이 그 위에 구비될 수 있으나, 본 발명의 다른 일 실시예에서는 분사관(45)이 여러 갈래로 연결되어 하부하우징(11)의 가장자리 뿐만 아니라 안쪽에도 구비되고, 그 상측에 분사수단(20)이 구비될 수도 있다.

연결관(43)과 분사관(45)은 하부하우징(11)과 별도로 구비되나, 본 발명의 다른 실시예에서는 상기 연결관(43)과 분사관(45)이 프레임 형태 또는 속이 빈 원통형으로 구비되어 하부하우징(11)을 대체할 수도 있다. 이에 따라 연결관(43)과 분사관(45)은 그 형상에 따라 하부하우징(11)의 기능을 겸용할 수도 있으며, 하부하우징(11)의 내부가 비어 유체가 도입되어 흐를 수 있도록 구비된다면 펌프(41)와의 연결을 통해 연결관(43) 및/또는 분사관(45)으로 기능할 수도 있다.

상기 유량조절수단은 연결관(43)에 구비되어 연결관(43) 내의 유량을 조절하여 분사되는 수량을 조절할 수 있다. 유량조절수단으로는 밸브가 사용될 수 있으며, 연결관(43) 내의 유량을 조절하기에 적합하다면 무방한 바 밸브의 종류는 제한되지 않는다. 바람직하게는 제어부(63)에 의해 분사노즐(21)에서 분사되는 미세수분의 양이 주변환경에 적합하도록 유량조절수단을 통해 연결관(43) 내의 유량이 조절될 수 있다.

상기 저장수단(50)은 미세수분 분사에 사용되는 물을 저장하도록 구비된다. 분사되는 물에는 여러가지 이물질이 함유되어 있어 이송수단(40)에서 분사수단(20)까지의 이송, 분사노즐(21)에서 분사 시 이물질에 의해 부하가 발생하거나 막히는 현상이 발생할 수 있으며, 사람의 피부나 의복에 닿을 경우 색이 바래거나 질병을 유발하는 등 여러 부작용이 있을 수 있는 바, 저장수단(50)은 이물질을 제거할 수 있도록 필터(미도시)를 구비하거나 화학처리를 하여 이물질이 없도록 할 수 있다.

도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 쿨링스템시스템(1)을 도시한 도면이다. 쿨링스템시스템(1)은 센서(61), 제어부(63), 동력공급부(65)를 추가로 포함할 수 있다. 이에 따라 쿨링스템시스템(1)은 변화하는 주변 환경조건에 따라 수작업으로 분사량 및 입자의 크기, 토출압력을 조절할 필요 없이 자동으로 미세수분의 분사를 조절하고, 동력을 자가 공급할 수 있다.

상기 센서(61)는 쿨링스템시스템(1) 주변 환경조건을 감지한다. 센서(61)는 온도센서, 습도센서, 미세먼지농도센서 및 저장수단레벨센서 등을 포함할 수 있다. 이에 따라 센서(61)는 쿨링스템시스템(1) 주변의 온습도 및 미세먼지농도를 측정할 수 있다.

상기 제어부(63)는 측정한 환경조건에 따라 분사되는 미세수분의 분사량과 입자 크기를 제어할 수 있다. 예를 들어 센서(61)에서 주변환경조건을 측정한 결과 비가 내리고 있는 것으로 측정된다면(상대습도 100% 등) 제어부(63)는 미세수분을 분사하지 않을 것을 결정할 수 있다. 미세먼지 농도가 기준치 이상이거나 주변 기온이 높아 폭염 상태를 판단하는 경우 미세수분 분사량을 증가시켜 주변의 온도를 낮추거나 미세먼지와 오염물질을 제거할 수 있다. 또한 저장수단(50) 내에 저장된 물이 적어 공급이 필요한 경우 이를 알리거나 주변에 연결된 공급관을 통해 물을 공급받을 수도 있다.

상기 동력공급부(65)는 동력을 자가 생산하여 쿨링스템시스템(1)에 공급할 수 있다. 공급되는 동력은 제어부(63)를 비롯한 분사수단(20)과 배기수단(30) 등의 운용에 사용되며, 부족한 경우 추가적으로 외부에서 동력을 공급받을 수 있다. 동력공급부(65)는 태양광에 의한 발전을 포함하여 어떠한 동력공급원이라도 무방하다.

상기 구성요소들간의 결합 내지 상호작용을 통하여 본 발명의 실시예에 따른 쿨링스템시스템(1)은 도심지의 미세먼지 및 열섬 현상으로 인한 폭염에 있어서 미세수분을 분사하고 주변 공기와 함께 이를 흡인하도록 함으로써 공기 내 미세먼지와 미세수분의 흡착 작용으로 미세먼지를 저감하고 분사된 수분의 기화열을 통하여 주변 기온을 하강시켜 도시열섬현상을 완화하는, 공원, 보도 등 다양한 공간에 적용 가능하며, 기온 및 미세먼지 저감이 가능하다.

이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한, 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

1: 쿨링스템시스템
10: 하우징 11: 하부하우징
13: 지지부 15: 이격부
17: 상부하우징 19: 배출부
20: 분사수단
21: 분사노즐 23: 분사량조절수단
30: 배기수단 31: 상부회전날개
33: 하부회전날개 35: 포집부
40: 이송수단
41: 펌프 43: 연결관
45: 분사관
50: 저장수단
61: 센서 63: 제어부
65: 동력공급부

Claims (13)

1. 분사할 액체를 분사수단까지 운반하는 이송수단과 상기 이송수단과 연결되어 미세수분을 분사하는 분사수단 및 분사된 미세수분과 공기를 일측으로 배기하는 배기수단을 포함하여 공기 중 미세먼지 농도를 저감하고 기화열을 흡수하여 폭염 및 도시열섬현상을 완화시키는 쿨링스템시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 배기수단은 상부회전날개를 포함하며, 상기 상부회전날개는 상기 분사수단에서 상측으로 소정거리 이격되어 구비된 것을 특징으로 하는 쿨링스템시스템.
3. 제2항에 있어서, 상기 배기수단은 하부회전날개를 더 포함하며, 상기 하부회전날개는 상기 분사수단의 아래에 구비되고 상측으로 공기를 유동시켜 분사된 미세수분을 상승시키는 것을 특징으로 하는 쿨링스템시스템.
4. 제3항에 있어서, 상기 분사수단은 상측으로 미세수분을 분사하도록 배열되고, 상기 상부회전날개는 배기방향이 상측을 향하도록 배향되는 것을 특징으로 하는 쿨링스템시스템.
5. 제4항에 있어서, 상기 상부회전날개와 상기 하부회전날개 사이에 이격부를 더 포함하여 주변 공기가 미세수분과 함께 상기 상부회전날개로 흡인되는 것을 특징으로 하는 쿨링스템시스템.
6. 제5항에 있어서, 주변의 환경조건을 감지하는 센서와 상기 센서에서 측청한 환경조건에 따라 상기 이송수단, 분사수단 및 배기수단의 작동을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 쿨링스템시스템.
7. 제6항에 있어서, 상기 이송수단은 유량조절수단을 포함하여 상기 제어부의 작동에 따라 상기 도관 내 유량을 조절하는 것을 특징으로 하는 쿨링스템시스템.
8. 제7항에 있어서, 동력공급수단을 더 포함하여 동력을 자가생산하여 독립적인 구동이 가능한 것을 특징으로 하는 쿨링스템시스템.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상부하우징과 배출부를 더 포함하여 공기가 일정한 방향으로 빠져나가도록 유도하는 것을 특징으로 하는 쿨링스템시스템.
10. 제9항에 있어서, 하부하우징을 더 포함하고, 상기 하부하우징은 적어도 상기 하부회전날개와 상기 분사수단까지의 공간을 감싸도록 형성되는 것을 특징으로 하는 쿨링스템시스템.
11. 제10항에 있어서, 상기 배기수단은 상기 상부회전날개의 상측에 포집부를 더 포함하여 미세수분과 결합한 미세먼지 및 오염물질을 포집하는 것을 특징으로 하는 쿨링스템시스템.
12. 제11항에 있어서, 상기 이송수단은 펌프와 연결관 및 분사관을 포함하며,
    상기 펌프는 분사할 액체가 분사수단까지 도달할 수 있도록 가압시켜주고, 상기 연결관은 액체를 소정의 높이까지 상승시키며, 상기 분사관은 분사될 액체를 상기 분사수단으로 이송하는 것을 특징으로 하는 쿨링스템시스템.
13. 제12항에 있어서, 상기 분사수단은 분사노즐과 분사량조절수단을 포함하여 분사되는 미세수분의 입자 크기와 양을 조절가능한 쿨링스템시스템.

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