KR102199448B1 - 바닷물을 이용한 미세먼지 차단용 해상 철탑 스프링쿨러 구조물 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 미세먼지 차단용 해상 철탑 스프링쿨러 구조물 시스템에 관한 것으로서, 우리나라 해안을 따라 또는 국경지역을 따라 일정 간격 및 소정 높이로 설치되는 다수의 철탑(100); 철탑(100)과 철탑(100) 사이 상단에 다수 열로 매달려 설치되는 케이블(110); 상기 케이블(110)에 지지되어 설치되며, 다수의 스프링쿨러(121)가 설치된 물공급관(120); 해안의 바닷물을 물공급관(120)으로 펌핑 공급하여 바닷물이 스프링쿨러(121)를 통해 아래로 분사되게 하는 펌프;로 구성되며,
각 철탑(100)의 하단, 중단, 상단 부위에 다수의 물탱크(130a)(130b)(130c)를 설치하고, 상기 펌프는 해안 바닷가의 바닷물을 하단 물탱크(130a)로 공급하는 제1펌프(141), 하단 물탱크(130a)에서 중단 물탱크(130b)로 공급하는 제2펌프(142), 중단 물탱크(130b)에서 상단 물탱크(130c)로 공급하는 제3펌프(143) 및 상단 물탱크(130c)에서 물공급관(120)으로 바닷물을 공급하는 제4펌프(144)로 구성하며, 각 물탱크에는 바닷물이 일정 수위 이하로 떨어지면 펌프를 동작시키고, 일정 수위에 도달하면 펌프 동작을 정지시키는 수위센서(151)(152)를 설치한 것으로서, 해외에서 해안을 따라 국내로 유입되는 미세먼지 등이 설정된 기준 농도 이상일 경우 스프링쿨러(121)로 물을 분무하여 유입되는 미세먼지를 효과적으로 흡착 제거할 수 있도록 한 것이다.

Description

바닷물을 이용한 미세먼지 차단용 해상 철탑 스프링쿨러 구조물 시스템{A Marine Steel Tower Sprinkler Structure System for the Blocking of Fine Dust by Seawater}

본 발명은 미세먼지 차단용 해상 철탑 스프링쿨러 구조물 시스템에 관한 것으로서, 특히 해외에서 해안이나 국경 지역을 통해 국내로 유입되는 미세먼지를 바닷물을 이용하여 효과적으로 차단할 수 있는 바닷물을 이용한 미세먼지 차단용 해상 철탑 스프링쿨러 구조물 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 미세먼지는 대기 중에 함유된 직경10㎛ 이하의 작은 먼지를 말하고, 초미세먼지는 미세먼지보다 초 미세한 먼지로서, 이러한 미세먼지나 초미세먼지에 장시간 노출된 사람은 매우 치명적인 폐질환이나 호흡기질환 등을 일으키게 되므로, 정부에서는 미세먼지 농도가 심할 경우 취약계층인 영유아나 어린이, 임산부, 노인은 외부 출입을 자제하도록 유도하고 있다.

또한 서울시의 경우 미세먼지 비상 저감조치를 발령하여 차량 2부제를 실시함은 물론 시민들의 적극적인 참여를 위한 대중교통 무료 정책을 시행하기도 하며, 미세먼지를 많이 발생하는 노후된 경유차 등의 시내 통행을 제한하는 등 미세먼지를 자연재난으로 규정하여 미세먼지 10대 대책을 발표하기도 하였지만 미세먼지의 저감 효과는 매우 미미하여 어느 대책도 실효를 거두지 못하고 있는 실정이다.

특히 국내의 서해안과 가까이 있는 중국 지역에서 다량의 미세먼지나 초미세먼지가 해안이나 국경을 넘어 국내로 유입되고 있음에도 이를 차단할 수 있는 적절한 수단이 없어서 이에 대한 대응책 마련이 시급한 실정이다.

대기중 미세먼지 차단을 위한 선행기술로는 아래 특허문헌에 개시된 대한민국 등록특허공보 등록번호 10-1864087호(2018.06.01.공고)의 "대기중 미세먼지 차단을 위한 구조물 설치 시스템"이 있다.(이하 '선행기술 1'이라 칭함)

상기 선행기술 1은 띠의 형태를 취하며 수평방향으로 연장되고 양단부가 지지기둥에 감겨 고정되는 다수의 수평스트립과, 상기 수평스트립에 직교 방향으로 연장되며 수평스트립에 재봉된 다수의 수직스트립을 구비한 차단펜스부와; 상기 지지기둥의 양측부에 수직으로 이격 배치되며, 상기 차단펜스부의 수평스트립을 통과시킨 상태로 고정하는 사이드찬넬과; 상기 지지기둥에 고정된 상태로 상기 사이드찬넬의 상단부 및 하단부를 지지기둥측으로 인장하는 찬넬고정장치를 포함한 것으로서, 이는 차단펜스부가 모래나 먼지 등의 미세먼지를 어느 정도 흡착하여 야적입자의 유출을 줄일 수 있도록 한 것이다.

그러나 상기 선행기술 1은 주로 시멘트공장이나 화력발전소의 야적장과 같이 그리 높지 않은 곳에서의 미세먼지 차단을 위해 설치되는 것으로서, 야적장에 쌓여있는 석탄가루나 시멘트가루 또는 미세먼지 등의 미세 입자가 바람을 타고 외부로 퍼지는 것을 차단하는 용도로 접합하다고 할 수 있다.

또 다른 선행기술로는 아래 특허문헌에 개시된 대한민국 공개특허 제10-2018-0127691호의 "풍력발전기를 겸하는 미세먼지 저감시스템"이 있다.(이하 '선행기술 2'라 칭함)

상기 선행기술 2는 소각화로가 설치되는 공정시스템에 미세먼지를 저감할 수 있는 장치들을 구성하여 깨끗한 공기를 방출하도록 하며, 나아가 방출되는 깨끗한 공기를 이용하여 풍력발전을 할 수 있는 풍력발전기를 구비하는 미세먼지 저감 시스템을 제공하고자 한 것이다.

대한민국 등록특허공보 등록번호 10-1864087호(2018.06.01.공고)의 "대기중 미세먼지 차단을 위한 구조물 설치 시스템" 대한민국 공개특허 제10-2018-0127691호의 "풍력발전기를 겸하는 미세먼지 저감시스템"

선행기술 1의 차단펜스부를 이용한 흡착 방식이나 선행기술 2의 소각화로에서 나오는 미세먼지를 제거하기 위한 시스템은 일부 국부적인 지역에서 발생하는 미세먼지 제거에만 효과가 있을 뿐이며, 국내의 해안이나 국경 지역을 벗어난 외국(중국)에서 다량의 미세먼지나 초미세먼지가 해안이나 국경지역의 높은 대기 공간을 따라 국내로 유입되는 경우 상기 선행기술 1, 2의 기술로는 차단 효율이 상당히 떨어져서 미세먼지의 국내 유입 자체를 차단할 수 없는 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상기한 선행기술의 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로서, 본 발명의 목적은 해외에서 해안이나 국경 지역을 통해 국내로 유입되는 미세먼지를 바닷물을 이용하여 효과적으로 차단할 수 있는 바닷물을 이용한 미세먼지 차단용 해상 철탑 스프링쿨러 구조물 시스템을 제공하는데 있다.

이러한 본 발명의 목적은 해안을 따라 일정 간격 및 소정 높이로 설치되는 다수의 철탑; 철탑과 철탑 사이 상단에 다수 열로 매달려 설치되는 케이블; 상기 케이블에 지지되어 설치되며, 다수의 스프링쿨러가 설치된 물공급관; 해안의 바닷물을 물공급관으로 펌핑 공급하여 바닷물이 스프링쿨러를 통해 아래로 분사되게 하는 펌프;로 구성함으로서 달성될 수 있다.

이러한 본 발명은 각 철탑의 하단, 중단, 상단 부위에 물탱크를 다수 설치하고, 펌프는 해안 바닷가의 바닷물을 하단 물탱크로 공급하는 제1펌프, 하단 물탱크에서 중단 물탱크로 공급하는 제2펌프, 중단 물탱크에서 상단 물탱크로 공급하는 제3펌프 및 상단 물탱크에서 물공급관으로 바닷물을 공급하는 제4펌프로 구성함을 특징으로 하며, 이에 의해 상기 목적을 효과적으로 달성할 수 있다.

이와 같은 본 발명은 해안을 따라 설치된 각 철탑의 물공급관을 통해 공급되는 바닷물이 스프링쿨러를 통해 해안 형태를 따라 아래로 분사되므로 해안을 통해 해외에서 유입되는 미세먼지들이 분사되는 바닷물에 흡착되어 아래로 대부분 떨어지게 되는 것으로서, 해안을 통해 해외에서 유입되는 미세먼지의 차단이 매우 효과적으로 되는 것이다.

또한 해외에서 유입되는 미세먼지의 차단을 위해 분무되는 샤워용 물을 해안 바닷가의 바닷물로 그대로 이용하는 것이므로 미세먼지 차단용 물값 비용이 별로 없고, 모터 가동에 따른 비용만이 필요한 것이므로 유지 가동비가 매우 저렴한 것이다

아울러 외국에서 유입되는 미세먼지로 인해 국내인들이 수시로 미세먼지 차잔용 마스크를 구입하여 착용할 필요가 없고, 가정이나 사무실에서 공기청정기를 개별 구입하여 사용할 필요가 없으며, 해안과 가까이 있는 산악지역에서 산불 발생 시 해안을 따라 높은 곳에 설치된 물공급관의 스프링쿨러를 통해 물을 분사하면 산불 진압에도 매우 큰 효과가 있는 것이다.

도 1 은 본 발명의 미세먼지 차단용 해상 철탑 스프링쿨러 구조물 시스템이 해안을 따라 설치된 상태를 보인 평면도
도 2 는 본 발명의 미세먼지 차단용 해상 철탑 스프링쿨러 구조물 시스템 구조를 보인 정면도
도 3 은 본 발명의 다른 실시예를 보인 도면

이하에서는 본 발명의 상기 목적을 효과적으로 달성할 수 있는 기술적 구성 및 작용을 바람직한 실시 예로 첨부한 도면에 의하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1 은 본 발명의 미세먼지 차단용 해상 철탑 스프링쿨러 구조물 시스템이 해안을 따라 설치된 상태의 평면도이고, 도 2 는 본 발명의 미세먼지 차단용 해상 철탑 스프링쿨러 구조물 시스템 구조를 보인 정면도이며, 도 3 은 본 발명의 다른 실시예를 보인 도면이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명은 미세먼지 차단용 해상 철탑 구조물 시스템을 구성함에 있어서, 우리나라의 해안을 따라 또는 국경선을 따라 일정 간격을 두고 소정 높이의 철탑(100)들이 연속 설치된다. 상기 철탑(100)은 해외에서 해안을 통해 국내로 유입되는 미세먼지 위에서 물을 분무하여 차단할 수 있는 높이이다.

그리고 상기 철탑(100)과 철탑(100) 사이의 상단에는 복수 열의 케이블(110)이 매달려 설치되며, 다수의 스프링쿨러(121)가 소정의 등간격으로 연속 설치된 물공급관(120)이 각 케이블(110)의 길이 방향을 따라 케이블(110)에 지지되어 설치된다.

그리고 해안 바닷가의 바닷물을 물공급관(120)으로 펌핑하여 스프링쿨러(121)를 통해 아래로 분사되게 하는 펌프를 구비하되, 상기 펌프는 컨트롤부의 신호를 받아 동작되거나 멈추게 된다.

컨트롤부의 동작신호를 받으면 해안의 바닷물을 물공급관(120)으로 펌핑 공급하여 바닷물이 스프링쿨러(121)를 통해 아래로 분사되게 하는 펌프로 구성된다.

이러한 본 발명에서 국내의 해안을 따라 소정 간격으로 설치된 다수의 철탑(100)들 최 상단 부위에는 스프링쿨러(121)가 등간격으로 배치되어 구비된 물공급관(120)이 있으며, 상기 물공급관(120)은 해외에서 국내로 유입되는 미세먼지를 효과적으로 차단할 수 있는 높이로 설치된 것이다.

즉, 상기 철탑(100) 상단에 구비된 물공급관(120)의 높이는 해외에서 해안을 따라 유입되는 미세먼지의 높이보다 더 높은 곳(예: 미세먼지 높이가 450m 일 경우 물공급관 높이는 지상 455~500m 정도)에 위치되게 하면 된다.

이러한 물공급관(120) 높이까지 펌프로 단번에 펌핑하려면 펌프의 크기 및 힘은 매우 커야만 한다.

이를 위해 본 발명은 각 철탑(100) 마다 높이를 배분하여 하단, 중단, 상단으로 나뉘어 다수의 물탱크(130a)(130b)(130c)를 설치하고, 해안 바닷가의 바닷물을 펌핑하여 철탑(100)의 하단 물탱크(130a)로 공급하는 제1펌프(141), 하단 물탱크(130a)에서 중단 물탱크(130b)로 올려주는 제2펌프(142), 중단 물탱크(130b)에서 상단 물탱크(130c)로 올려주는 제3펌프(143) 및 상단 물탱크(130c)에서 물공급관(120)으로 바닷물을 공급하는 제4펌프(144)로 구분하여 설치함을 특징으로 한다.

그리고 상기 물탱크(130a)(130b)(130c)에는 바닷물이 일정 수위 이하로 떨어지면 펌프를 동작시키고, 일정 수위에 도달하면 펌프 동작을 정지시키도록 콘트롤부에 신호를 보내주는 상,하 수위센서(151)(152)를 설치함이 바람직하다.

상기 상,하 수위센서(151)(152)에 의해 물탱크(130a)(130b)(130c)에는 일정 수위의 바닷물이 항시 채워지게 된다.

이러한 본 발명은 철탑(100)의 하단 물탱크(130a)의 수위가 설정 높이보다 낮음이 하 수위센서(152)로 감지되면 제1펌프(141)가 동작하여 해안 바닷가의 바닷물을 철탑(100)의 하단 물탱크(130a)로 상 수위센서(151)로 감지될 때까지 급하여 채워준다.

그리고 제2펌프(142) 또한 하 수위센서(152) 감지시 동작되어 하단 물탱크(130a)에 채워지는 바닷물을 중단 물탱크(130b)로 올려주고, 제3펌프(143) 또한 하 수위센서(152) 감지시 동작되어 중단 물탱크(130b)에 채워지는 바닷물을 상단 물탱크(130c)로 펌핑하여 각각 상 수위센서(151)로 감지될 때까지 채워준다.

이와 같이 각 물탱크(130a)(130b)(130c)에 바닷물이 채워진 상태에서 해안을 따라 중국을 포함한 해외에서 유입되는 미세먼지 농도가 설정된 기준 농도 값 이상으로 나쁨이 감지되면 컨트롤부의 동작 신호에 의해 제4펌프(144)가 동작되어 상단 물탱크(130c)에 채워진 바닷물을 물공급관(120)으로 공급하여 물공급관(120)에 등간격으로 배치된 스프링쿨러(121)를 통해 물을 분무하여 아래로 낙하시키게 된다.

여기서 상기 철탑(100)은 콘크리트 기둥으로 대체될 수 있으며, 해안을 따라 바닷가 내륙에 설치됨이 바람직하나 필요시 해안의 바닷물에 하단이 잠기도록 설치될 수도 있으며, 스프링쿨러(121)는 물을 분무하는 노즐로 대체될 수 있다.

이러한 본 발명은 스프링쿨러(121)가 해외에서 유입되는 미세먼지의 상단보다 높은 곳에 위치된 상태로 물을 일정 폭으로 분무하여 낙하시켜 주므로 분무되어 낙하되는 물 입자들에 의해 미세먼지 대부분이 흡착되어 함께 떨어지게 되며, 이에 의해 국내로 유입되는 미세먼지의 차단이 매우 효과적으로 되는 것이다.

그리고 각 철탑(100)에 구비된 상, 중, 하 물탱크(130a)(130b)(130c)의 물을 물공급관(120)으로 보내어 소비하는 동안 해안 바닷가의 바닷물이 계속 채워지는 것이므로 미세먼지 차단을 위한 물 분무를 지속적으로 유지할 수 있다.

또한 상기 철탑(100)에 복수 열로 구비되는 물공급관(120)은 각각 케이블(110)에 의해 지지되는 것이므로 강풍이 불더라도 케이블(110)에 의해 매우 양호하게 설치된 상태를 양호하게 오래 유지할 수 있어 내구성이 향상된다.

이러한 본 발명은 사이 철탑(100)에 복수 열의 케이블(110)과 물공급관(120)을 설치할 때 복수 열의 물공급관(120)에서 분사되는 물의 폭은 30~50m 정도로 함이 바람직하나 필요에 따라 더 넓게 하거나 좁게 하여도 무방하며, 상기 복수의 케이블(110)과 물공급관(120)을 철탑(100)에 복층으로 구비하면 아래로 분사되는 물입자 범위가 극히 미세하게 되므로 이를 통과하려는 미세먼지의 흡착 제거의 효과를 더 높일 수 있다.

또한 본 발명은 상기 철탑(100)에 설치된 케이블(110)에 애드벌륜(160)을 일정 간격으로 다수 설치함이 바람직하다. 그러면 상기 애드벌륜(160)이 물공급관(120)을 지지해 주는 케이블(110)의 하중을 분산시켜 덜어주며, 비행물체가 케이블(110)과 철탑(100)의 위치를 식별할 수 있으므로 비행 중 고공에 위치한 케이블(110)이나 철탑(100)에 부딪히는 안전 사고 유발이 방지될 수 있는 것이다.

100 : 철탑 110 : 케이블
120 : 물공급관 121 : 스프링쿨러
130a,130b,130c: 물탱크 141 : 제1펌프
142 : 제2펌프 143 : 제3펌프
144 : 제4펌프 151,152 : 수위센서
160 : 애드벌륜

Claims (3)

1. 미세먼지 차단용 구조물 시스템을 구성함에 있어서,
   우리나라 해안을 따라 또는 국경 지역을 따라 일정 간격을 두고 소정 높이로 설치되는 다수의 철탑(100);
   철탑(100)과 철탑(100) 사이 상단에 다수 열로 매달려 설치되는 케이블(110);
   상기 케이블(110)을 따라 케이블(110)에 지지되어 설치되며, 다수의 스프링쿨러(121)가 설치된 물공급관(120);
   컨트롤부의 동작신호를 받으면 해안의 바닷물을 물공급관(120)으로 펌핑 공급하여 바닷물이 스프링쿨러(121)를 통해 아래로 분사되게 하는 펌프;
   로 구성되어 국외에서 국내로 유입되는 미세먼지나 초미세먼지가 설정된 기준 농도 이상일 경우 컨트롤부 조작신호를 받아 동작되게 하며,
   각 철탑(100) 마다 높이를 배분하여 하단, 중단, 상단으로 나뉘어 설치되는 다수의 물탱크(130a)(130b)(130c)를 설치하고,
   펌프는 해안 바닷가의 바닷물을 펌핑하여 철탑(100)의 하단 물탱크(130a)로 공급하는 제1펌프(141), 하단 물탱크(130a)에서 중단 물탱크(130b)로 올려주는 제2펌프(142), 중단 물탱크(130b)에서 상단 물탱크(130c)로 올려주는 제3펌프(143) 및 상단 물탱크(130c)에서 물공급관(120)으로 바닷물을 공급하는 제4펌프(144)로 구성되며,
   물탱크(130a)(130b)(130c)에는 바닷물이 일정 수위 이하로 떨어지면 펌프를 동작시키고, 일정 수위에 도달하면 펌프 동작을 정지시키도록 콘트롤부에 신호를 보내주는 수위센서(151)(152)를 설치하여 물탱크(130a)(130b)(130c)에 일정 수위의 바닷물이 항시 채워지게 하고,
   케이블(110)에 애드벌륜(160)을 일정 간격으로 다수 설치하여 물공급관(120)을 지지하는 케이블(110)의 하중을 덜어주고, 비행물체가 케이블(110) 위치를 식별할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 바닷물을 이용한 미세먼지 차단용 해상 철탑 스프링쿨러 구조물 시스템.
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