CN113216067B - 防道路结冰加热管以及使用其的防道路结冰结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种防道路结冰加热管以及使用其的防道路结冰结构，本发明的加热管，包括加热线110、加热管主体120、一对加热管盖130。其中，加热线110，其接收电源以产生热量，加热线110被配置为包括：加热线主体111，内覆盖物112，外覆盖物113。加热管主体120，其由铝材料形成，加热管主体120被配置为包括：一对侧板121，支撑板122，支撑板122具有在其上安置有加热线110的上表面上形成的陶瓷涂层123，支撑板122的上侧形成为比下侧宽。一对加热管盖130，其由隔热材料形成，其以过盈配合方式分别结合至所述加热管主体110的上部和下部，以使从所述加热线110产生的热量不散发到上部或下部。

Description

防道路结冰加热管以及使用其的防道路结冰结构

技术领域

本发明涉及一种防道路结冰加热管以及使用其的防道路结冰结构，更具体地，涉及一种从加热线产生的热量不向上侧或下侧散发，而积聚于内部的热量被传递到被切割的道路的侧面，经过一定时间后使其热量均匀地传递至道路表面从而提高防结冰效果的防道路结冰加热管以及使用其的防道路结冰结构。

背景技术

冬季，当道路结冰时，道路的摩擦力急剧下降，导致频繁的交通事故，各种安全事故也造成许多人员伤亡。因此，对路面加热技术进行了各种研究，以防道路结冰和快速除雪，但是大多数研究效果有限。

通常的防道路结冰结构是通过将道路简单地切割成一定宽度，插入热线并通过密封剂将其封闭的方式来实现的。然而，在这种热线式防道路结冰结构中，由热线产生的热量没有传递到道路的侧面，而是因外部的冷空气而竖直地上升并排出，从而仅能消除设置有热线部分的结冰，并不能消除其周边的结冰。为了解决该问题，需要产生非常高的热量以将热量传递到道路侧面，但是，由于电力消耗增加并且热量的浪费严重，因此虽施工简单，但是可以说在效果方面效率很低。

另外，还有在道路上设置面状加热体的方法，如果铺设面状加热体，则存在在路面上形成分离层的问题。特别是，在使面状加热体的下表面绝缘以防止热损失的情况下，由于以多层结构形成的道路的特点而导致层分离现象加重的问题。而且，在设置面状加热体后以一定的厚度进行饰面的过程中，如果饰面层很薄，则会产生道路的翘起现象，如果饰面层厚度变厚，几乎不会发生热传递，从而除冰效果变弱。如果使加热体产生高热量以提高除冰效果，则电力消耗增加，并且由于局部高热量，路面分离现象可能会加深。另外，由于将面状加热体的加热面形成为平面，所以施工或使用时的不良发生率变高，即，如果在道路上设置面状加热体，则由于道路的收缩现象而路面裂开的情况下，也会发生面状加热体被损坏的问题，在这种情况下，发生必须拆除整个道路以更换面状加热体的问题。因此，不宜设置面状加热体以防道路结冰。

与此相关，防道路结冰装置所需的事项总结如下。

第一，防结冰效果应显著。

第二，安装简便，并且不会因道路收缩等而损坏加热装置。

第三，如果将其安装在汽车道路上，则不应安装成从路面突出或凹陷的形式，以防止在道路上发生诸如引起交通事故之类的继发问题。

第四，电力消耗应小。

第五，应易于维修不良，并且应易于重新铺设道路。

同时，研究与本发明相关的现有技术的结果，搜索了多数专利文献，介绍其中一些文献内容如下。

专利文献1中，公开了一种利用加热线的防道路结冰系统，该系统包括：热线保护管，其埋设在路面下部；热线，其可插入或取出地安装在所述热线保护管内以散热；控制箱，其与所述热线保护管的一侧和另一侧结合，并向安装在所述热线保护管内部的热线供电，该系统不仅可以防止由于混凝土及沥青混凝土的损坏(裂缝)而损坏热线，即使在道路损坏或发生热线故障的情况下也无需拆除路面也易于维修。

专利文献2中，公开了一种防滑道路结冰系统，该系统包括：基础路面层，其设置在路基上，并沿上表面部的一定区域形成有预定深度的埋入槽；支撑夹部，其包括弹性固定部和间隙支撑部，其中，弹性固定部沿着所述埋入槽以预定间隔设置有多个，并朝上方开口以在内部插入并固定热线，间隙支撑部从所述弹性固定部的一侧延伸并固定在所述埋入槽的一侧，以使所述弹性固定部与所述埋入槽的开口的上侧相邻配置；第一树脂层，其填充在所述埋入槽的内侧，并混合有空心珠粉以进行隔热；以及第二树脂层，其涂覆到所述第一树脂层和所述基础路面层的上表面上，并混合有金属粉末以进行热扩散。该防滑道路结冰系统通过快速清除道路上的结冰而防滑的同时，改善稳定性和节能效率。

专利文献3中，公开了一种具有上向式传热结构的碳纤维地下加热体以及应用其的防道路结冰施工方法，该上向式传热结构的碳纤维地下加热体包括：主体部，其具有预定的长度，并由两层金属板制成；以及加热部，其被安装在所述主体部的下端部，插入并固定安装在所述两层金属板之间。其中所述主体部的上端部沿主体的长度方向隔开一定距离的位置被向下切割分成多个切片，每个切片被横向扭曲，从而显着提高了朝向安装对象道路的路面上部的传热效率，由于施工时只需将要安装的道路的一部分切开并进行简单的施工即可，而无需损坏要安装的整条道路，因此不仅大大缩短了工期，而且可以显著地降低成本，同时能够可靠地防止由于车辆负荷而发生热线被损坏的问题，从而可显著延长碳纤维地下加热体的使用寿命。

现有技术文献

(专利文献)

(1)KR 10-2014-0003816 A

(2)KR 10-1640019 B1

(3)KR 10-1881837 B1

发明的内容

发明要解决的技术问题

本发明是为解决上述的现有技术的问题而被构思，其目的在于提供一种防道路结冰加热管以及使用其的防道路结冰结构，其阻挡从加热线产生的热量，以使产生的热量不向上侧或下侧散发，从而使积聚于内部的热量传递到被切割的道路的侧面，经过一定时间后使其热量均匀地传递至道路表面以提高防结冰效果。

另外，本发明的目的在于提供一种防道路结冰加热管以及使用其的防道路结冰结构，其具有优异的防道路结冰和除冰效果，并且施工简单，施工费用低廉，几乎不发生不良或维修不良简便。

另外，本发明的目的在于提供一种防道路结冰加热管以及使用其的防道路结冰结构，其可以减少电力消耗，降低维修成本并且可防止由于道路结冰而引起的各种事故。

用于解决问题的技术方案

为实现上述目的，本发明的防道路结冰加热管，其特征在于，包括：加热线，其接收电源以产生热量；加热管主体，其由铝材料形成，该加热管主体由一对侧板以及由支撑板构成，其中，一对侧板被设置为以预定间隔隔开，支撑板被设置为在侧板之间向下侧偏置，以安置所述加热线，该支撑板具有在其上安置有加热线的上表面上形成的陶瓷涂层，并且该支撑板的上侧形成为比下侧宽；一对加热管盖，其由隔热材料形成，该加热管盖以过盈配合方式分别结合至所述加热管主体的上部和下部，以使从所述加热线产生的热量不散发到上部或下部。

另外，根据本发明的防道路结冰加热管，其特征在于，所述加热线包括：加热线主体，其由涂覆有纳米导电材料的碳纤维制成；内覆盖物，其由玻璃纤维制成，并围绕所述加热线主体；外覆盖物，其由聚四氟乙烯材料制成，并围绕所述内覆盖物。

另外，根据本发明的防道路结冰加热管，其特征在于，所述加热管主体的支撑板在其上安置有加热线的上表面上形成陶瓷涂层。

另外，本发明的防道路结冰结构，其特征在于，包括：切割部，其通过沿长度方向切割道路而形成，该切割部的宽度与所述防道路结冰加热管的宽度相对应，以插入所述防道路结冰加热管；密封剂，其填充在切割底表面中，以使所述防道路结冰加热管固定在切割底表面上；电源线，其向所述防道路结冰加热管的加热线供电；控制单元，其连接至所述电源线，以通过电源控制电路控制向每个加热管的供电，其中，所述加热管位于切割底表面上，以使其上表面位于比路面低1～2mm的位置。

另外，根据本发明的防道路结冰结构，其特征在于，所述控制单元的电源控制电路以继电式连接到每个车道，并可使用温度控制器将每个车道段分开，同时通过继电器来可调节每个车道段的温度。

发明效果

本发明的防道路结冰加热管以及使用其的防道路结冰结构，其使从设置在加热管主体内部的加热线产生的热量，被加热管盖阻挡，以使产生的热量不向加热管主体的上侧或下侧散发，而是传递到被切割的道路的侧面，经过一定时间后使其热量均匀地传递至道路表面，因此迅速出现防结冰及除冰效果，并且具有耗电量减少到一半以下的效果。

另外，根据本发明的防道路结冰加热管以及使用其的防道路结冰结构，加热线，由由涂覆有纳米导电材料的碳纤维制成的加热线主体、由玻璃纤维制成的内覆盖物、以及由聚四氟乙烯材料制成的外覆盖物构成，因此，与金属热线不同，该加热线不易短路且具有优异的热效率，从而具有节能30％以上的效果。

另外，根据本发明的防道路结冰加热管以及使用其的防道路结冰结构，加热管盖和加热线均具备柔性，从而具有易于在弯曲地点施工、几乎不产生不良率的效果。

另外，根据本发明的防道路结冰加热管以及使用其的防道路结冰结构，可以使加热管盖的规格与通过切割道路而形成的槽相匹配，从而具有在安装施工后易于饰面的效果。

另外，根据本发明的防道路结冰加热管以及使用其的防道路结冰结构，加热管主体由铝材料形成，从而可以确保良好的导电性，并且可以通过陶瓷涂层实现散热的放大，从而具有减少能耗的效果。

另外，根据本发明的防道路结冰加热管以及使用其的防道路结冰结构，加热管的结构简单，因此易于施工和维护管理，并且耐久性优异，因此具有可以半永久性地使用的效果。

另外，根据本发明的防道路结冰加热管以及使用其的防道路结冰结构，当将加热管安装在道路的切割槽中时，安装成比路面低1～2mm，因此不需要单独的饰面工作，并且不会因安装加热管而引起交通事故。

另外，根据本发明的防道路结冰加热管以及使用其的防道路结冰结构，由于控制单元分各个区间以控制加热管，因此可以减少不必要的能耗。

附图说明

图1是示出根据本发明的防道路结冰加热管的立体图。

图2是根据本发明的防道路结冰加热管的分解图。

图3是示出根据本发明的防道路结冰加热管的加热线的构造图。

图4是示出根据本发明的防道路结冰加热管的变型示例的构造图。

图5是根据本发明的防道路结冰结构的构造图。

图6是示出在根据本发明的防道路结冰结构中，安装加热管之前状态的参考图。

图7是示出根据本发明的防道路结冰结构的截面图。

附图标记说明

100：加热管

110：加热线

111：加热线主体

112：内覆盖物

113：外覆盖物

120：加热管主体

121：侧板

122：支撑板

123：陶瓷涂层

130：加热管盖

131：嵌合部

132：盖部

200：道路

205：路面

210：切割部

215：切割部底表面

220：密封剂

230：电源线

240：控制单元

具体实施方式

在下文中，将参照附图对本发明的防道路结冰加热管以及使用其的防道路结冰结构描述如下。

本发明中使用的术语是考虑到本发明中的功能而定义的术语，这些术语可根据使用者、运营者的意图或惯例而变化，因此对这些术语的定义应被解释为符合本发明的技术事项的含义和概念。

同时，本发明的实施例不是限定本发明的权利范围，而仅是对本发明的权利要求中提出的构成要素的示例性的事项，这些实施例被包括在本发明的整个说明书中的技术思想中，并且包括在权利要求的构成要素中作为等同物可被替代的构成要素。

另外，以下实施例中的选择性术语用于将一个构成要素与其他构成要素区分开，构成要素并不受这些术语的限制。

因此，在描述本发明时，将省略可能不必要地模糊本发明的主题的相关已知技术的详细描述。

为了说明本发明的优选实施例，图1是示出根据本发明的防道路结冰加热管的立体图，图2是根据本发明的防道路结冰加热管的分解图，图3是示出根据本发明的防道路结冰加热管的加热线的构造图，图4是示出根据本发明的防道路结冰加热管的变型示例的构造图。另外，图5是根据本发明的防道路结冰结构的构造图，图6是示出在根据本发明的防道路结冰结构中，安装加热管之前状态的参考图，图7是示出根据本发明的防道路结冰结构的截面图。

如图1至图3所示，根据本发明的防道路结冰加热管100，包括：加热线110，其接收电源以产生热量；加热管主体120，其由铝材料形成，该加热管主体120由一对侧板121以及由支撑板122构成，其中，一对侧板121被设置为以预定间隔隔开，支撑板122被设置在侧板121之间，以安置所述加热线110；一对加热管盖130，其由隔热材料形成，该加热管盖130以过盈配合方式分别结合至所述加热管主体120的上部和下部，以使从所述加热线110产生的热量不散发到加热管主体120的上部或下部。

在此，如图3所示，所述加热线110，包括：加热线主体111，其由涂覆有纳米导电材料的碳纤维制成；内覆盖物112，其由玻璃纤维制成，并围绕所述加热线主体111的内覆盖物；外覆盖物113，其由聚四氟乙烯材料形成，并围绕所述内覆盖层112。所述加热线主体111是通过在约2000℃的高温下生成的碳纤维上用特殊的纳米导电材料进行高温涂覆而形成的热线，在解决金属热线容易短路的问题的同时，解决了碳纤维的电阻问题，具有在加热时的高效率和优异的耐久性的优点。因此，在防道路结冰结构中，可最大限度地减少施工后发生不良，并且通过提高热效率而减少能耗，可以缩短除冰所需的时间。

所述加热管主体120用于在内部形成安置加热线110的空间，由铝材料形成以确保良好的导电性并通过倾斜至下侧的H形钢结构提供足够的刚度。在此，将所述加热管主体120的支撑板122向下方倾斜的原因是为了确保集聚由所述加热线110产生的热量的空间，与此同时将热量均匀地传递到两侧表面。

此时，如图4所示，在所述加热管主体120的支撑板122上，优选在安置所述加热线110的上表面上形成陶瓷涂层123，因此，所述陶瓷涂层123阻止向外部散热并起到热反射作用，从而放大热量，由此减少能耗。

另外，所述加热管盖130是用于防止从加热线110产生的热量散发到所述加热管主体120的上侧或下侧，因此由具有优异的隔热性和柔性的橡胶或塑料材料或具有隔热性的特殊材料制成。另外，所述加热管盖130包括：嵌合部131，其以压入方式插入并结合至加热管主体120中；盖部132，其宽度形成为与所述加热管主体120相同，以覆盖加热管主体120的上部或下部。此时，上侧的加热管盖130起到隔热板和路面饰面材料的作用，以阻止向上部的散热，下侧的加热管盖130起到隔热作用的同时，起到支撑件的作用，以支撑所述加热管主体120。

另一方面，如图5和图6所示，使用如上所述的本发明的防道路结冰加热管的本发明的防道路结冰结构，包括：切割部210，其通过切割道路200而形成，该切割部210的宽度与所述加热管100的宽度相对应，以插入所述防道路结冰加热管100；密封剂220，其填充在切割底表面215中，以使所述防道路结冰加热管100固定在切割底表面215上；电源线230，其向所述防道路结冰加热管100的加热线110供电；控制单元240，其连接至所述电源线230，以通过电源控制电路控制向每个防道路结冰加热管100的供电。

此时，优选地，所述防道路结冰加热管100被安装在切割底表面215上，使得上表面比路面205低1～2mm。

另外，优选地，所述控制单元240的电源控制电路以继电式连接到每个车道，并可使用温度控制器将每个车道段分开，与此同时通过继电器来可调节每个车道段的温度。

以下将描述如上所述构造的本发明的防道路结冰加热管以及使用其的本发明的防道路结冰结构的安装过程。

首先，根据考虑到周围的条件和环境、交通量等的道路状况，确定车道的切割数量。即，如图5所示，与车辆的两侧车轮相对应，每个车轮各形成三个切割部210，从而在每条车道上安装六个防道路结冰加热管100。此时，优选地在隧道的出口处或在具有高倾斜率的弯曲区域等形成比基本安装表面更多数量的切割部210。

当切割道路时，优选地以规定的规格切割，并且将密封剂220略微注入到切割底表面215中，以使能够固定所述防道路结冰加热管100。因此，当将防道路结冰加热管100插入并安装在所述切割部210中时，所述密封剂220被推出，从而填充道路200的切割表面与防道路结冰加热管100之间的间隙。如上所述，使用所述密封剂220填充间隙的原因是为了最大限度地减少水流入所述切割部210的内部。

另外，在安装所述防道路结冰加热管100时，优选地使上侧加热管盖130的表面位于比路面205低1～2mm的位置，以避免与车轮直接接触。这是为了最大限度地减少所述加热管盖130的磨损并防止可能由于突出的防道路结冰加热管100而引起的交通事故等。

即，在切割道路之后，将适量的密封剂220注入切割底表面215中，通过插入下侧的加热管盖130并充分推动，从而使下侧的加热管盖130和切割表面之间的间隙被填充，与此同时，通过调节整个深度来使当安装了整个防道路结冰加热管100时，上端不上升到路面的上方。

随后，将加热管主体120安置并结合至所述加热管盖130的上侧，并将加热线110插入并安置到所述加热管主体120的底表面上。之后，将电力供应到所述加热线110，10小时以上检查加热状态。如果所述加热线110的加热状态没有异常，则最后将上侧的加热管盖130连接到加热管主体120上，以完成防道路结冰加热管100的安装。

随后，将电源线230和控制单元240连接到从所述加热管主体120的端部突出的加热线110上，以向所述加热线110供电。此时，优选地，所述控制单元240的控制电路，根据道路状况按每个车道连接继电器，从而将用电量减少到总设计电量的大约1/2或1/3。

如上所述，尽管描述和图示了用于示例性说明本发明的技术思想的一些实施例，但是本发明并不限于如上所述的配置和作用，本领域普通技术人员将清楚地理解，在不脱离本发明的描述中记载的技术思想的范围的情况下，可以对本发明进行诸多改变和修改。因此，所有这些适当的改变和修改以及等同物都应被视为包括在本发明的范围内。

Claims (3)

1.一种防道路结冰加热管，其特征在于，包括：

加热线(110)，其接收电源以产生热量，所述加热线(110)包括：加热线主体(111)，其由涂覆有纳米导电材料的碳纤维制成；内覆盖物(112)，其由玻璃纤维制成，并围绕所述加热线主体(111)；外覆盖物(113)，其由聚四氟乙烯材料制成，并围绕所述内覆盖物(112)；

加热管主体(120)，其由铝材料形成，所述加热管主体(120)由一对侧板(121)以及由支撑板(122)构成，其中，所述一对侧板(121)被设置为以预定间隔隔开，所述支撑板(122)被设置为在所述侧板(121)之间向下侧偏置，以安置所述加热线(110)，所述支撑板(122)具有在其上安置有所述加热线(110)的上表面上形成的陶瓷涂层(123)，其中，所述支撑板(122)的上侧形成为比下侧宽；

一对加热管盖(130)，其以过盈配合方式分别结合至所述加热管主体(120)的上部和下部，以使产生的热量不散发到上部或下部，并且，所述加热管盖(130)由隔热材料形成，在具有隔热功能的同时用作路面饰面材料或起到支撑件的作用。

2.一种防道路结冰结构，其特征在于，包括：

切割部(210)，其通过沿长度方向切割道路(200)而形成，所述切割部(210)的宽度与权利要求1所述的防道路结冰加热管(100)的宽度相对应，以插入如权利要求1所述的防道路结冰加热管(100)；

密封剂(220)，其填充在切割底表面(215)中，以使如权利要求1所述的防道路结冰加热管(100)固定在所述切割底表面(215)上；

电源线(230)，其向如权利要求1所述的防道路结冰加热管(100)的加热线(110)供电；

控制单元(240)，其连接至所述电源线(230)，以通过电源控制电路控制向每个如权利要求1所述的防道路结冰加热管(100)的供电，

其中，如权利要求1所述的防道路结冰加热管(100)位于切割底表面(215)上，以使其上表面位于比路面(205)低1～2mm的位置，从而最大限度地减少加热管盖(130)的磨损，并防止由于突出结构所引起的交通事故。

3.根据权利要求2所述的防道路结冰结构，其特征在于，

所述控制单元(240)的电源控制电路以继电式连接到每个车道，并使用温度控制器将每个车道段分开，同时通过每个区间的继电器调节每个车道段的温度。

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