KR100804324B1 - 도로 제빙장치 - Google Patents
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
- E01H—STREET CLEANING; CLEANING OF PERMANENT WAYS; CLEANING BEACHES; DISPERSING OR PREVENTING FOG IN GENERAL CLEANING STREET OR RAILWAY FURNITURE OR TUNNEL WALLS
- E01H10/00—Improving gripping of ice-bound or other slippery traffic surfaces, e.g. using gritting or thawing materials ; Roadside storage of gritting or solid thawing materials; Permanently installed devices for applying gritting or thawing materials; Mobile apparatus specially adapted for treating wintry roads by applying liquid, semi-liquid or granular materials
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Abstract
도로 제빙장치는 도로상에 고체 또는 액체 제빙제를 살포하기 위해 고압탱크 내에 저장된 가압된 가스를 사용한다. 전기적으로 구동되는 제어기는 적절한 시간에 제빙제를 분배하기 위하여 솔레노이드 밸브와 같은 제어밸브의 입력제어에 응답한다. 전기적인 동력은 도로로 제빙제를 살포하기 위해 사용되지 않기 때문에, 종래의 저장 배터리도 유지 간격 사이에 장치를 위해 오래 사용될 수 있다.
Description
도 1은 본 발명의 선호되는 실시예를 형성하는 도로 제빙장치의 블록선도.
도 2는 도 1의 도로제빙장치내에 포함된 제어기의 블록선도.
도 3 및 도 4는 도 1에 도시된 도로제빙장치의 일부분을 도시한 정면도 및 배면도.
도 5는 도 3의 일부분을 확대도시한 도면.
도 6 및 도 7은 도 1에 도시된 도로제빙장치의 또 다른 부분을 도시한 측면도 및 배면도.
도 8은 도 1의 도로제빙장치에 의해 수행되는 방법을 도시한 흐름도.
도 9는 도 8의 방법을 더욱 상세히 도시한 흐름도.
도 10 및 도 11은 본 발명을 따르는 도로제빙장치의 제 2 및 제 3 실시예들을 도시한 블록도.
* 부호설명
10: 도로제빙장치 12,100: 제빙제 저장탱크
14: 가스저장탱크 16: 가스저장용기
18: 노즐 22: 여과기
24: 충진구 26: 배출구
28,210: 압력제어기 30: 게이지
31,33: 체크밸브 32: 도관
34: 제어기 36: 제어패널스위치
44: 전기배터리 48: 천장구조체
102: 펌프 104: 공압모터
106: 가스저장용기 200: 저장용기
202: 임펠러 204: 공압모터
206: 가스저장용기 V1,V2,V3,V4: 솔레노이드 밸브
도 2는 도 1의 도로제빙장치내에 포함된 제어기의 블록선도.
도 3 및 도 4는 도 1에 도시된 도로제빙장치의 일부분을 도시한 정면도 및 배면도.
도 5는 도 3의 일부분을 확대도시한 도면.
도 6 및 도 7은 도 1에 도시된 도로제빙장치의 또 다른 부분을 도시한 측면도 및 배면도.
도 8은 도 1의 도로제빙장치에 의해 수행되는 방법을 도시한 흐름도.
도 9는 도 8의 방법을 더욱 상세히 도시한 흐름도.
도 10 및 도 11은 본 발명을 따르는 도로제빙장치의 제 2 및 제 3 실시예들을 도시한 블록도.
* 부호설명
10: 도로제빙장치 12,100: 제빙제 저장탱크
14: 가스저장탱크 16: 가스저장용기
18: 노즐 22: 여과기
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34: 제어기 36: 제어패널스위치
44: 전기배터리 48: 천장구조체
102: 펌프 104: 공압모터
106: 가스저장용기 200: 저장용기
202: 임펠러 204: 공압모터
206: 가스저장용기 V1,V2,V3,V4: 솔레노이드 밸브
본 발명은 도로상에 제빙제를 살포하는 도로제빙장치, 특히 떨어진 위치에서 사용하기에 적합한 형태의 도로제빙장치에 관한 것이다.
도로의 결빙상태는 교통사고를 일으키며, 종래기술에 따르면 결빙상태가 존재할 때 도로상에 소금용액 또는 암염과 같은 제빙제를 살포하는 노변장치를 설치하는 것이 제안된 바 있다.
미국특허 제 4,222,044호, 제 5,447,272호 및 제 5,282,590호에 설명된 장치들을 참고한다.
상기 문헌들에서 설명되는 제빙장치는, 도로상에 제빙제를 살포하기 위한 전기작동식 펌프 또는 살포기를 포함한다.
상기 제빙장치를 전기공급망(power grid)에 연결하는 것이 불편하거나 비경제적이기 때문에, 종래기술의 방법은 떨어진 위치에서 이용하기에 부적합하다.
본 발명은 종래기술의 문제점을 극복하는 개선된 도로제빙장치를 제공하기 위한 것이다.
도로의 결빙상태는 교통사고를 일으키며, 종래기술에 따르면 결빙상태가 존재할 때 도로상에 소금용액 또는 암염과 같은 제빙제를 살포하는 노변장치를 설치하는 것이 제안된 바 있다.
미국특허 제 4,222,044호, 제 5,447,272호 및 제 5,282,590호에 설명된 장치들을 참고한다.
상기 문헌들에서 설명되는 제빙장치는, 도로상에 제빙제를 살포하기 위한 전기작동식 펌프 또는 살포기를 포함한다.
상기 제빙장치를 전기공급망(power grid)에 연결하는 것이 불편하거나 비경제적이기 때문에, 종래기술의 방법은 떨어진 위치에서 이용하기에 부적합하다.
본 발명은 종래기술의 문제점을 극복하는 개선된 도로제빙장치를 제공하기 위한 것이다.
우선 하기 도로제빙장치는 가압가스의 가스저장용기 및 제빙제 저장탱크를 포함한다.
살포기(dispenser)가 제빙제 저장탱크와 가압가스의 가스저장용기에 연결되고, 상기 제빙제 저장탱크로 부터 제빙제를 도로위에 살포하기 위하여 상기 살포기는 압축공기로 부터 동력을 얻는다.
상기 살포기가 압축공기로부터 동력을 얻기 때문에, 도로제빙장치는 작동을 위해 상대적으로 낮은 전력을 소모한다.
상대적으로 낮은 전력을 요구하므로 본 발명의 도로제빙장치는 종래기술의 배터리로 부터 동력을 얻을 수 있다.
도입부에 제공된 상기 설명은 본 발명의 청구범위를 제한하지 않는다.
살포기(dispenser)가 제빙제 저장탱크와 가압가스의 가스저장용기에 연결되고, 상기 제빙제 저장탱크로 부터 제빙제를 도로위에 살포하기 위하여 상기 살포기는 압축공기로 부터 동력을 얻는다.
상기 살포기가 압축공기로부터 동력을 얻기 때문에, 도로제빙장치는 작동을 위해 상대적으로 낮은 전력을 소모한다.
상대적으로 낮은 전력을 요구하므로 본 발명의 도로제빙장치는 종래기술의 배터리로 부터 동력을 얻을 수 있다.
도입부에 제공된 상기 설명은 본 발명의 청구범위를 제한하지 않는다.
도 1은 도로 제빙장치(10)의 블록선도이다. 상기 도로제빙장치(10)는 제빙제저장탱크(12), 가스저장탱크(14) 및 질소가스의 가스저장용기(16)를 포함한다.
상기 제빙제저장탱크(12)는 적절한 제빙제를 저장하기 위해 이용된다. 상기 실시예에서, 제빙제는 적절한 소금물과 같은 액체이고, 상기 제빙제 저장탱크(12)는 예를 들어 300 갤런과 같이 계속되는 제빙작업을 하기에 충분한 용량을 가진다. 상기 제빙제는 충진구(24)를 통해 제빙제 저장탱크(12)로 유입되고, 필요한 경우, 배출구(26)를 통해 제빙제 저장탱크(12)로부터 배출될 수 있다.
상기 실시예에서, 가스저장탱크(14)는 약 175psi의 내부압력을 견디고 5 갤런의 용량을 가지는 압력용기이다. 상기 가스저장탱크(14)는 여과기(22)와 솔레노이드 밸브(V1)에 의해 제빙제 저장탱크(12)에 연결된다.
상기 가스저장용기(16)는 150 내지 250 입방피트의 체적을 가지고 예를 들어 질소와 같은 고압 가스를 가지는 종래기술의 고압가스용기이며 압력제어기(28) 및 솔레노이드밸브(V3)를 통해 가스저장탱크(14)에 연결된다.
상기 압력제어기(28)는 예를 들어 200psi의 조절된 출력 압력을 제공하는 것이 바람직하다. 게이지(30)에 의해 가스저장탱크(14)의 압력이 감시될 수 있다. 상기 가스저장탱크(14)를 개방하기 위하여 또 다른 솔레노이드 밸브(V2)가 개방될 수 있다. 상기 가스저장탱크(14)의 측면을 따라 위치한 도관(32)은 두 개의 액체 레벨 스위치(S3,S4)를 포함하며, 상기 액체레벨스위치들은, 가스저장탱크(14)내부의 액체가 상기 액체 레벨 스위치(S3,S4)들의 높이를 초과할 때를 표시하는 출력 신호를 발생시킨다.
상기 가스저장탱크(14)는 제 4 솔레노이드 밸브(V4)를 통하여 한 개이상의 노즐(18)들에 연결된다. 노즐들이, 액체상태의 제빙제를 가압상태로 도로(R)위에 분사하거나 살포하도록 배열된다. 상기 가스저장탱크(14)는 제빙제 저장탱크(12)와 연결된 제빙제 입구, 가압가스의 가스저장용기(16)와 연결된 압력입구 및 노즐(18)과 연결된 배출구멍을 가진다.
체크밸브(31,33)는, 제빙제가 가스저장탱크(14)로 부터 제빙제 저장탱크(12)로 유동하거나 노즐(18)로 부터 가스저장탱크(14)로 유동하는 것을 방지한다.
제빙제를 제빙제저장탱크(12)로 부터 가스저장탱크(14)로 이동시키기 위해 상기 도로제빙장치(10)는 중력을 이용하기 때문에, 상기 가스저장탱크(14)는 제빙제 저장탱크(12)보다 낮은 높이에 배열된다. 상기 실시예에서, 상기 가스저장탱크(14)는 상대적으로 높은 액체레벨스위치(S3)의 높이와 상대적으로 낮은 액체레벨스위치(S3)의 높이사이에 약 2 갤런의 부피를 가진다.
압력 스위치(S1)는 정상적으로 개방되어 있다. 상기 가스저장탱크(14)의 압력이 150psi에 도달하면 상기 압력 스위치(S1)가 닫히고, 100psi에 도달하면 개방된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 액체레벨스위치(S3,S4)들 및 압력스위치(S1,S2)들의 신호가 제어기(34)에 입력된다. 또한 상기 제어기(34)에 대해 제어패널 스위치(36)와 명령장치(40)로부터 제어신호가 입력된다. 상기 솔레노이드 밸브(V1 내지 V4)들에 대해 출력신호를 제공하기 위해 상기 제어기(34)가 상기 제어신호를 처리한다.
상기 명령장치(40)가 적절하게 살포명령신호를 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 하루 중 선택된 시간에 제빙제가 살포되도록 타이머에 의해 상기 살포명령신호가 발생될 수 있다. 선택적으로, 살포명령신호들은 수동으로 발생되거나 라디오신호 또는 전화신호들에 응답하여 발생될 수 있다. 선택적으로, 온도 및 습도상태가 위험한 결빙상태를 나타낼 때, 살포명령신호들이 자동으로 발생될 수 있다.
도 3 및 도 4를 참고할 때, 선호되는 구성을 가진 도로제빙장치(10)의 정면도 및 배면도가 도시된다. 상기 제어기(34)와 솔레노이드 밸브들(V1 내지 V4)는 전기 배터리(44)의 전력에 의해 작동된다. 상기 솔레노이드 밸브들을 제어하기 위해 다수의 전기동력식 구동기들이 작동하며, 전기동력식 구동기들에 전력을 공급하도록 한 개이상의 전기배터리(44)들이 연결된다. 예를 들어, 12 볼트 직류(DC)를 발생시키는 두 개의 심방전용(deep cycle)배터리들이 이용될 수 있다. 예비(spare) 질소 탱크(46)가 제공될 수 있다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 도로제빙장치(10)의 주요구성부들이 천정구조체(48)내에서 보호되고, 충진구(24)가 지면위에서 연장될 수 있다. 도 5를 참고할 때, 가스저장탱크의 확대도가 제공되고, 도시된 구성요소들의 선호되는 상대위치들이 도시된다.
도 6 및 도 7은 각각 노즐(18)의 선호되는 설치구조에 관한 측면도 및 단면도를 도시한다. 상기 노즐(18)은 분리된 두 개의 살포용 구멍들을 포함하고, 구멍들은 도로(R)위에 제빙제를 살포하거나 분사하도록 배열된다. 필요한 경우에, 솔레노이드 밸브(V4)의 근처에 수격차단기(water hammer arrester)(42)가 설치될 수 있다. 도 1 및 도 2의 도면번호들이 동일한 구성요소들을 표시하기 위해 도 3 내지 도 7에서 이용된다.
도 8의 흐름도를 참고하여 제어기(34)의 작동이 설명된다. 상기 실시예에서, 살포명령신호가 제어기에 입력될 때마다 도 8의 방법이 수행된다.
상기 실시예에서, 제어기(34)는 압력스위치(S1,S2) 및 액체레벨스위치(S3,S4)들을 감시하고, 원하는 제빙작용을 위하여 상기 솔레노이드 밸브(V1 내지 V4)들을 작동시킨다.
블록 50에 도시된 바와 같이, 제어기(34)는 압력스위치(S2)를 체크한다. 제빙제 저장탱크(12)내부의 제빙제 레벨이 낮을 때 압력스위치(S2)가 개방되면, 상기 제어기(34)가 솔레노이드 밸브(V1,V2)를 밀폐하고, 제어패널상의 표시램프를 발광시킨다. 제빙제 저장탱크가 다시 채워질 때까지, 제빙작용이 추가로 이루어지지 않는다.
블록 52에 도시된 바와 같이, 제빙제 저장탱크(12)내부에 제빙제가 적절하게 존재하는 것을 보장하기 위하여 상기 제어기(34)가 액체레벨스위치(S4)를 체크한다. 가스저장탱크(14)내부에서 제빙제의 레벨이 낮은 것이 액체레벨스위치(S4)에 의해 표시되면, 상기 제어기(34)는 솔레노이드 밸브(V3,V4)를 밀폐하고 솔레노이드 밸브(V1,V2)를 개방하여, 가스저장탱크(14)내부의 상위레벨에 도달한 것이 액체레벨스위치(S3)에 의해 표시될 때까지 제빙제가 중력에 의해 공급되고 배출된다. 다음에 상기 제어기(34)는 솔레노이드밸브(V1,V2)를 밀폐한다.
솔레노이드 밸브(V2)는, 가스저장탱크(14)가 중력하에서 채워질 수 있도록 적절히 통기된다. 상기 방법에 따라 제어기(34)를 이용하면, 액체레벨 스위치(S3,S4)에 의해 표시되는 제빙제의 상부레벨 및 하부 레벨사이에 제빙제의 레벨이 유지된다.
블록 54에 도시된 바와 같이, 제어기(34)는 압력 스위치(S1)를 체크한다. 가스저장탱크(14)가 저압상태일 때 압력 스위치(S1)가 개방되면, 가스저장탱크(14)의 적합한 압력을 표시하고 상기 압력 스위치(S1)가 밀폐될 때까지, 제어기(34)가 솔레노이드 밸브(V3)를 개방한다. 상기 방법으로, 가스저장탱크(14)의 압력은 100psi 과 150psi 사이에서 유지된다. 따라서, 가스저장탱크(14)는 살포명령신호에 따라 가압상태의 제빙제를 살포하기 위한 축적기로서 작동할 수 있다.
블록 56에 도시된 바와 같이, 상기 제어기는 살포명령신호에 응답하여 예를 들어 2초와 같은 특정된 시간동안 솔레노이드 밸브(V4)를 개방한다. 다음에 제어기는 솔레노이드 밸브(V4)를 닫는다. 상기 실시예에서, 살포명령신호가 수신될 때마다 제어기는 솔레노이드 밸브(V4)를 개방하고 밀폐하여 노즐(18)을 통해 약 1.5 갤런의 제빙제를 살포한다.
상기 가스저장탱크(14)는, 4개의 살포사이클을 수행한 후에 가스저장탱크의 압력이 약 50psi로 떨어질 수 있는 크기를 가진다. 따라서 제어기는 블록 52의 과정을 통해 가스저장탱크(14)를 다시 가압하고 대략 4 번의 살포명령신호를 발생한 후에 블록 54의 과정을 통해 상기 가스저장탱크(14)를 다시 충전한다.
도 8의 선호되는 방법이 도 9에 더욱 상세히 제공된다. 부속서 A는 도 9의 방법을 수행하기 위한 선호되는 프로그램의 리스트를 예로서 제공한다. 적절한 하드웨어 및 소프트웨어를 이용하여 적절한 제어기능이 다양하게 수행될 수 있다.
예로써, 표 1에서 열거된 요소들이 상기 선호되는 실시예에서 적절히 사용될 수 있다.
표 1
솔레노이드 밸브
V1 파커 골드링 #12F23C2148A3F4C80
V2, V3 파커 골드링 #04F25C2122C3F4C80
V4 파커 골드링 #08F22C2140A3F4C80
압력스위치
S1 머코이드 #DAW 33-153-8
S2 오메가 #LV612-P
S3,S4 W.E 앤더슨 디비전,
Dwyer 인스트루먼츠 #L10-B-3-B
제어기(34) 오토메이션 다이렉트 #F1-130-DD-D
제어패널스위치(36) 오토메이션 다이렉트 #OP-420
노즐(18) 스프레잉 시스템즈 VeeJet#H1/4U-0040
스프레잉 시스템즈 VeeJet#H1/4U-1570
압력제어기(28) 해리스 # 25-200C-580
도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 관한 것이다. 상기 실시예는 제빙제 저장탱크(100)내에 저장된 액체 제빙제를 사용한다. 제빙제 저장탱크로부터 공급된 제빙제는 도로를 제빙하기 위해 펌프(102)에 의해 노즐로 전달된다.
가스저장용기(106)내에 포함된 가압상태의 가스로 구동되는 공압모터(104)에 의해 동력이 상기 펌프(102)로 전달된다. 상기 펌프(102)는 상기 제빙제 저장탱크(100)와 연결된 제빙제 입구 및 배출구를 포함한다. 가스저장용기(106)로부터 전달된 가압상태의 가스가 압력제어기(110)와 솔레노이드 밸브(108)를 통하여 공압모터(104)로 전달된다.
(도면에 도시되지 않은) 제어기가 제빙제의 살포를 명령할 때, 공압모터(104)가 펌프(102)를 구동하도록 상기 제어기가 솔레노이드 밸브(108)를 개방한다.
도 11은 암염과 같은 고체 제빙제를 사용하고 본 발명을 따르는 제 3 실시예를 도시한다. 이 경우, 제빙제 저장탱크(200)내에 저장된 제빙제는 임펠러(202)와 같은 살포기(dispenser)로 전달된다.
상기 임펠러(202)가 공압모터(204)에 의해 회전되고, 가스저장용기(206)내에 포함된 가압상태의 가스에 의해 공압모터(204)가 동력을 얻는다. (도면에 도시되지 않은) 제어기가 제빙제의 살포를 명령할 때, 가스저장용기(206)로부터 가압상태의 가스가 압력제어기(210)와 솔레노이드 밸브(208)를 통해 공압모터(204)로 전달된다.
상기 임펠러(202)는 소금트럭에서 종래기술에 따라 이용되는 회전날개식(rotating vane) 임펠러와 같은 적절한 구조를 가질 수 있다.
상기 실시예들에 의해 제공되는 장점에 의하면, 제빙제를 도로위에 살포하기 위한 에너지원으로서 고압탱크내에 저장된 가압가스를 이용하여 제빙제가 살포된다.
전기부하는 제어기, 스위치 및 밸브들을 작동하기 위한 전력으로 국한된다. 상기 이유로 예를 들어 60일정도의 연장기간동안 도로제빙장치에 동력을 공급하기 위해, 상대적으로 작은 용량의 배터리가 사용될 수 있다.
적절한 위치에서 상기 전기 저장배터리는 (도면에 도시되지 않은) 태양전지 충전 시스템에 의해 재충전될 수 있다.
상기 제빙제저장탱크(12)는 적절한 제빙제를 저장하기 위해 이용된다. 상기 실시예에서, 제빙제는 적절한 소금물과 같은 액체이고, 상기 제빙제 저장탱크(12)는 예를 들어 300 갤런과 같이 계속되는 제빙작업을 하기에 충분한 용량을 가진다. 상기 제빙제는 충진구(24)를 통해 제빙제 저장탱크(12)로 유입되고, 필요한 경우, 배출구(26)를 통해 제빙제 저장탱크(12)로부터 배출될 수 있다.
상기 실시예에서, 가스저장탱크(14)는 약 175psi의 내부압력을 견디고 5 갤런의 용량을 가지는 압력용기이다. 상기 가스저장탱크(14)는 여과기(22)와 솔레노이드 밸브(V1)에 의해 제빙제 저장탱크(12)에 연결된다.
상기 가스저장용기(16)는 150 내지 250 입방피트의 체적을 가지고 예를 들어 질소와 같은 고압 가스를 가지는 종래기술의 고압가스용기이며 압력제어기(28) 및 솔레노이드밸브(V3)를 통해 가스저장탱크(14)에 연결된다.
상기 압력제어기(28)는 예를 들어 200psi의 조절된 출력 압력을 제공하는 것이 바람직하다. 게이지(30)에 의해 가스저장탱크(14)의 압력이 감시될 수 있다. 상기 가스저장탱크(14)를 개방하기 위하여 또 다른 솔레노이드 밸브(V2)가 개방될 수 있다. 상기 가스저장탱크(14)의 측면을 따라 위치한 도관(32)은 두 개의 액체 레벨 스위치(S3,S4)를 포함하며, 상기 액체레벨스위치들은, 가스저장탱크(14)내부의 액체가 상기 액체 레벨 스위치(S3,S4)들의 높이를 초과할 때를 표시하는 출력 신호를 발생시킨다.
상기 가스저장탱크(14)는 제 4 솔레노이드 밸브(V4)를 통하여 한 개이상의 노즐(18)들에 연결된다. 노즐들이, 액체상태의 제빙제를 가압상태로 도로(R)위에 분사하거나 살포하도록 배열된다. 상기 가스저장탱크(14)는 제빙제 저장탱크(12)와 연결된 제빙제 입구, 가압가스의 가스저장용기(16)와 연결된 압력입구 및 노즐(18)과 연결된 배출구멍을 가진다.
체크밸브(31,33)는, 제빙제가 가스저장탱크(14)로 부터 제빙제 저장탱크(12)로 유동하거나 노즐(18)로 부터 가스저장탱크(14)로 유동하는 것을 방지한다.
제빙제를 제빙제저장탱크(12)로 부터 가스저장탱크(14)로 이동시키기 위해 상기 도로제빙장치(10)는 중력을 이용하기 때문에, 상기 가스저장탱크(14)는 제빙제 저장탱크(12)보다 낮은 높이에 배열된다. 상기 실시예에서, 상기 가스저장탱크(14)는 상대적으로 높은 액체레벨스위치(S3)의 높이와 상대적으로 낮은 액체레벨스위치(S3)의 높이사이에 약 2 갤런의 부피를 가진다.
압력 스위치(S1)는 정상적으로 개방되어 있다. 상기 가스저장탱크(14)의 압력이 150psi에 도달하면 상기 압력 스위치(S1)가 닫히고, 100psi에 도달하면 개방된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 액체레벨스위치(S3,S4)들 및 압력스위치(S1,S2)들의 신호가 제어기(34)에 입력된다. 또한 상기 제어기(34)에 대해 제어패널 스위치(36)와 명령장치(40)로부터 제어신호가 입력된다. 상기 솔레노이드 밸브(V1 내지 V4)들에 대해 출력신호를 제공하기 위해 상기 제어기(34)가 상기 제어신호를 처리한다.
상기 명령장치(40)가 적절하게 살포명령신호를 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 하루 중 선택된 시간에 제빙제가 살포되도록 타이머에 의해 상기 살포명령신호가 발생될 수 있다. 선택적으로, 살포명령신호들은 수동으로 발생되거나 라디오신호 또는 전화신호들에 응답하여 발생될 수 있다. 선택적으로, 온도 및 습도상태가 위험한 결빙상태를 나타낼 때, 살포명령신호들이 자동으로 발생될 수 있다.
도 3 및 도 4를 참고할 때, 선호되는 구성을 가진 도로제빙장치(10)의 정면도 및 배면도가 도시된다. 상기 제어기(34)와 솔레노이드 밸브들(V1 내지 V4)는 전기 배터리(44)의 전력에 의해 작동된다. 상기 솔레노이드 밸브들을 제어하기 위해 다수의 전기동력식 구동기들이 작동하며, 전기동력식 구동기들에 전력을 공급하도록 한 개이상의 전기배터리(44)들이 연결된다. 예를 들어, 12 볼트 직류(DC)를 발생시키는 두 개의 심방전용(deep cycle)배터리들이 이용될 수 있다. 예비(spare) 질소 탱크(46)가 제공될 수 있다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 도로제빙장치(10)의 주요구성부들이 천정구조체(48)내에서 보호되고, 충진구(24)가 지면위에서 연장될 수 있다. 도 5를 참고할 때, 가스저장탱크의 확대도가 제공되고, 도시된 구성요소들의 선호되는 상대위치들이 도시된다.
도 6 및 도 7은 각각 노즐(18)의 선호되는 설치구조에 관한 측면도 및 단면도를 도시한다. 상기 노즐(18)은 분리된 두 개의 살포용 구멍들을 포함하고, 구멍들은 도로(R)위에 제빙제를 살포하거나 분사하도록 배열된다. 필요한 경우에, 솔레노이드 밸브(V4)의 근처에 수격차단기(water hammer arrester)(42)가 설치될 수 있다. 도 1 및 도 2의 도면번호들이 동일한 구성요소들을 표시하기 위해 도 3 내지 도 7에서 이용된다.
도 8의 흐름도를 참고하여 제어기(34)의 작동이 설명된다. 상기 실시예에서, 살포명령신호가 제어기에 입력될 때마다 도 8의 방법이 수행된다.
상기 실시예에서, 제어기(34)는 압력스위치(S1,S2) 및 액체레벨스위치(S3,S4)들을 감시하고, 원하는 제빙작용을 위하여 상기 솔레노이드 밸브(V1 내지 V4)들을 작동시킨다.
블록 50에 도시된 바와 같이, 제어기(34)는 압력스위치(S2)를 체크한다. 제빙제 저장탱크(12)내부의 제빙제 레벨이 낮을 때 압력스위치(S2)가 개방되면, 상기 제어기(34)가 솔레노이드 밸브(V1,V2)를 밀폐하고, 제어패널상의 표시램프를 발광시킨다. 제빙제 저장탱크가 다시 채워질 때까지, 제빙작용이 추가로 이루어지지 않는다.
블록 52에 도시된 바와 같이, 제빙제 저장탱크(12)내부에 제빙제가 적절하게 존재하는 것을 보장하기 위하여 상기 제어기(34)가 액체레벨스위치(S4)를 체크한다. 가스저장탱크(14)내부에서 제빙제의 레벨이 낮은 것이 액체레벨스위치(S4)에 의해 표시되면, 상기 제어기(34)는 솔레노이드 밸브(V3,V4)를 밀폐하고 솔레노이드 밸브(V1,V2)를 개방하여, 가스저장탱크(14)내부의 상위레벨에 도달한 것이 액체레벨스위치(S3)에 의해 표시될 때까지 제빙제가 중력에 의해 공급되고 배출된다. 다음에 상기 제어기(34)는 솔레노이드밸브(V1,V2)를 밀폐한다.
솔레노이드 밸브(V2)는, 가스저장탱크(14)가 중력하에서 채워질 수 있도록 적절히 통기된다. 상기 방법에 따라 제어기(34)를 이용하면, 액체레벨 스위치(S3,S4)에 의해 표시되는 제빙제의 상부레벨 및 하부 레벨사이에 제빙제의 레벨이 유지된다.
블록 54에 도시된 바와 같이, 제어기(34)는 압력 스위치(S1)를 체크한다. 가스저장탱크(14)가 저압상태일 때 압력 스위치(S1)가 개방되면, 가스저장탱크(14)의 적합한 압력을 표시하고 상기 압력 스위치(S1)가 밀폐될 때까지, 제어기(34)가 솔레노이드 밸브(V3)를 개방한다. 상기 방법으로, 가스저장탱크(14)의 압력은 100psi 과 150psi 사이에서 유지된다. 따라서, 가스저장탱크(14)는 살포명령신호에 따라 가압상태의 제빙제를 살포하기 위한 축적기로서 작동할 수 있다.
블록 56에 도시된 바와 같이, 상기 제어기는 살포명령신호에 응답하여 예를 들어 2초와 같은 특정된 시간동안 솔레노이드 밸브(V4)를 개방한다. 다음에 제어기는 솔레노이드 밸브(V4)를 닫는다. 상기 실시예에서, 살포명령신호가 수신될 때마다 제어기는 솔레노이드 밸브(V4)를 개방하고 밀폐하여 노즐(18)을 통해 약 1.5 갤런의 제빙제를 살포한다.
상기 가스저장탱크(14)는, 4개의 살포사이클을 수행한 후에 가스저장탱크의 압력이 약 50psi로 떨어질 수 있는 크기를 가진다. 따라서 제어기는 블록 52의 과정을 통해 가스저장탱크(14)를 다시 가압하고 대략 4 번의 살포명령신호를 발생한 후에 블록 54의 과정을 통해 상기 가스저장탱크(14)를 다시 충전한다.
도 8의 선호되는 방법이 도 9에 더욱 상세히 제공된다. 부속서 A는 도 9의 방법을 수행하기 위한 선호되는 프로그램의 리스트를 예로서 제공한다. 적절한 하드웨어 및 소프트웨어를 이용하여 적절한 제어기능이 다양하게 수행될 수 있다.
예로써, 표 1에서 열거된 요소들이 상기 선호되는 실시예에서 적절히 사용될 수 있다.
표 1
솔레노이드 밸브
V1 파커 골드링 #12F23C2148A3F4C80
V2, V3 파커 골드링 #04F25C2122C3F4C80
V4 파커 골드링 #08F22C2140A3F4C80
압력스위치
S1 머코이드 #DAW 33-153-8
S2 오메가 #LV612-P
S3,S4 W.E 앤더슨 디비전,
Dwyer 인스트루먼츠 #L10-B-3-B
제어기(34) 오토메이션 다이렉트 #F1-130-DD-D
제어패널스위치(36) 오토메이션 다이렉트 #OP-420
노즐(18) 스프레잉 시스템즈 VeeJet#H1/4U-0040
스프레잉 시스템즈 VeeJet#H1/4U-1570
압력제어기(28) 해리스 # 25-200C-580
도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 관한 것이다. 상기 실시예는 제빙제 저장탱크(100)내에 저장된 액체 제빙제를 사용한다. 제빙제 저장탱크로부터 공급된 제빙제는 도로를 제빙하기 위해 펌프(102)에 의해 노즐로 전달된다.
가스저장용기(106)내에 포함된 가압상태의 가스로 구동되는 공압모터(104)에 의해 동력이 상기 펌프(102)로 전달된다. 상기 펌프(102)는 상기 제빙제 저장탱크(100)와 연결된 제빙제 입구 및 배출구를 포함한다. 가스저장용기(106)로부터 전달된 가압상태의 가스가 압력제어기(110)와 솔레노이드 밸브(108)를 통하여 공압모터(104)로 전달된다.
(도면에 도시되지 않은) 제어기가 제빙제의 살포를 명령할 때, 공압모터(104)가 펌프(102)를 구동하도록 상기 제어기가 솔레노이드 밸브(108)를 개방한다.
도 11은 암염과 같은 고체 제빙제를 사용하고 본 발명을 따르는 제 3 실시예를 도시한다. 이 경우, 제빙제 저장탱크(200)내에 저장된 제빙제는 임펠러(202)와 같은 살포기(dispenser)로 전달된다.
상기 임펠러(202)가 공압모터(204)에 의해 회전되고, 가스저장용기(206)내에 포함된 가압상태의 가스에 의해 공압모터(204)가 동력을 얻는다. (도면에 도시되지 않은) 제어기가 제빙제의 살포를 명령할 때, 가스저장용기(206)로부터 가압상태의 가스가 압력제어기(210)와 솔레노이드 밸브(208)를 통해 공압모터(204)로 전달된다.
상기 임펠러(202)는 소금트럭에서 종래기술에 따라 이용되는 회전날개식(rotating vane) 임펠러와 같은 적절한 구조를 가질 수 있다.
상기 실시예들에 의해 제공되는 장점에 의하면, 제빙제를 도로위에 살포하기 위한 에너지원으로서 고압탱크내에 저장된 가압가스를 이용하여 제빙제가 살포된다.
전기부하는 제어기, 스위치 및 밸브들을 작동하기 위한 전력으로 국한된다. 상기 이유로 예를 들어 60일정도의 연장기간동안 도로제빙장치에 동력을 공급하기 위해, 상대적으로 작은 용량의 배터리가 사용될 수 있다.
적절한 위치에서 상기 전기 저장배터리는 (도면에 도시되지 않은) 태양전지 충전 시스템에 의해 재충전될 수 있다.
물론, 상기 바람직한 실시예가 다수의 변형예들 및 수정예들을 가질 수 있다. 예를 들어, 다른 실시예에서, 가스저장탱크가 제거될 수 있고 제빙제 저장탱크는 가스저장용기로부터 제공된 가스에 의해 가압될 수 있다.
물론, 적합한 모든 가압가스가 이용될 수 있고, 본 발명은 가압상태의 질소를 이용하는 것으로 국한되지 않는다. 유사하게, 아날로그 회로, 프로그램가능한 디지틀 컴퓨터 및 래더로직(ladder logic) 제어기를 포함하는 적절한 기술이 상기 제어기능을 수행하기 위해 사용될 수 있다. 역시 넓은 범위의 살포기, 펌프, 제어기, 밸브 및 스위치들이 본 발명을 위해 이용될 수 있다.
상기 설명은 특정 매개변수(parameter)들을 예로서만 포함한다. 크기, 유동율, 체적, 압력 및 시간이 특정 응용을 위해 적절하게 수정될 수 있다.
본 출원에서 용어 "살포기(dispenser)"는 도로상에 제빙제를 살포하기 위한 가스 동력(gas powered)식 장치를 포함하는 광범위한 의미로 사용된다.
도 1의 압력탱크 조립체, 도 10의 펌프 및 공압모터, 도 11의 임펠러 및 공압모터 그리고 상기 제빙제 저장탱크를 위한 가압장치가 살포기(dispenser)의 예이다. 용어 "도로"는 광범위하게 길, 다리 및 보도를 포함한다.
용어 "제빙제"는 모든 액체 및 고체의 제빙재료를 포함하며, 용어 "고체"는 분말고체를 포함한다. 용어 "제빙장치"는 광범위하게 얼음이 형성되기 전후에 제빙제를 살포하는 장치를 의미한다.
예를 들어 제어기능을 위해 전압과 같은 다른 에너지공급원이 이용될 수 있더라도, 요소를 작동시키기 위해 다량의 에너지가 가압상태의 가스에 의해 제공되면, 상기 요소는 가압가스에 의해 동력을 얻는 것으로 설명된다.
상기 상세한 설명이 가질 수 있는 다수의 형태들 중 단지 몇 가지 형태로서 제공된다. 상기 상세한 설명은 이해를 위한 것이며 제한을 위한 것이 아니다. 하기 청구범위 및 청구범위에 상당한 것에 의해서만 본 발명의 범위가 정의된다.
물론, 적합한 모든 가압가스가 이용될 수 있고, 본 발명은 가압상태의 질소를 이용하는 것으로 국한되지 않는다. 유사하게, 아날로그 회로, 프로그램가능한 디지틀 컴퓨터 및 래더로직(ladder logic) 제어기를 포함하는 적절한 기술이 상기 제어기능을 수행하기 위해 사용될 수 있다. 역시 넓은 범위의 살포기, 펌프, 제어기, 밸브 및 스위치들이 본 발명을 위해 이용될 수 있다.
상기 설명은 특정 매개변수(parameter)들을 예로서만 포함한다. 크기, 유동율, 체적, 압력 및 시간이 특정 응용을 위해 적절하게 수정될 수 있다.
본 출원에서 용어 "살포기(dispenser)"는 도로상에 제빙제를 살포하기 위한 가스 동력(gas powered)식 장치를 포함하는 광범위한 의미로 사용된다.
도 1의 압력탱크 조립체, 도 10의 펌프 및 공압모터, 도 11의 임펠러 및 공압모터 그리고 상기 제빙제 저장탱크를 위한 가압장치가 살포기(dispenser)의 예이다. 용어 "도로"는 광범위하게 길, 다리 및 보도를 포함한다.
용어 "제빙제"는 모든 액체 및 고체의 제빙재료를 포함하며, 용어 "고체"는 분말고체를 포함한다. 용어 "제빙장치"는 광범위하게 얼음이 형성되기 전후에 제빙제를 살포하는 장치를 의미한다.
예를 들어 제어기능을 위해 전압과 같은 다른 에너지공급원이 이용될 수 있더라도, 요소를 작동시키기 위해 다량의 에너지가 가압상태의 가스에 의해 제공되면, 상기 요소는 가압가스에 의해 동력을 얻는 것으로 설명된다.
상기 상세한 설명이 가질 수 있는 다수의 형태들 중 단지 몇 가지 형태로서 제공된다. 상기 상세한 설명은 이해를 위한 것이며 제한을 위한 것이 아니다. 하기 청구범위 및 청구범위에 상당한 것에 의해서만 본 발명의 범위가 정의된다.
Claims (9)
- 도로 제빙장치에 있어서,- 액체 제빙제를 포함하는 제빙제 저장탱크(12),- 가압된 가스를 저장하는 가스저장용기(16),- 상기 제빙제 저장탱크(12)와 가스저장탱크(14)에 연결되고, 상기 제빙제 저장탱크(12)로 부터 제빙제를 도로위에 살포하기 위해 가스저장탱크(14)의 가압가스에 의해 동력을 얻으며, 상기 제빙제 저장탱크(12)로부터 제빙제를 도로로 내보내도록 장착된 노즐(18)을 포함하는 살포기,- 상기 살포기가 상기 제빙제를 상기 제빙제 저장탱크(12)로 부터 도로위에 짧은 시간동안 살포하기 위한 살포명령신호에 응답하는 제어기(34), 및- 결빙 상태의 위험을 표시하는 온도 및 습도조건들, 타이머, 라디오 신호, 전화 신호 중 한 개이상의 신호에 응답하여 명령 신호를 발생시키는 명령장치(40)를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 제빙장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제빙제 저장탱크(12)와 가스저장탱크(14)가 고정상태로 장착된 천정구조체(48)내에 둘러싸이는 것을 특징으로 하는 도로 제빙장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 살포기는, 상기 제빙제 저장탱크(100)와 연결된 제빙제 입구 및 배출구를 포함한 펌프(102)를 포함하고 가압가스의 가스저장용기와 연결된 공압모터(104)를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 제빙장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 살포기는, 제빙제 저장탱크(12)와 연결된 제빙제 입구, 가압가스의 가스저장용기(16)와 연결된 압력 입구 및 배출구멍을 가진 가스저장탱크(14)를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 제빙장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 도로 제빙장치는 상기 제어기(34)에 동력을 공급하도록 연결된 하나이상의 전기배터리를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 제빙장치.
- 도로 제빙장치에 있어서,- 액체 제빙제를 포함하는 제빙제 저장탱크(12),- 가압된 가스를 저장하는 가스저장용기(16)를 포함하고,- 노즐(18)을 포함하며, 제빙제가 제빙제 저장탱크(12)로 부터 도로를 향해 살포되도록 상기 노즐(18)이 장착되고,가압가스의 가스저장용기(16)에 연결된 압력 입구, 상기 제빙제 저장탱크(12)에 연결된 제빙제 입구 및 상기 노즐(18)과 연결된 배출구멍을 가진 가스저장탱크(14)를 포함하며,상기 가스저장탱크(14)와 제빙제저장탱크(12)사이에 배열된 솔레노이드 밸브(V1)를 포함하고,상기 가스저장탱크(14)와 가스저장용기(16)사이에 배열된 솔레노이드 밸브(V3)를 포함하며,상기 가스저장탱크(14)와 노즐(18)사이에 배열된 솔레노이드 밸브(V4)를 포함하고,상기 솔레노이드 밸브(V1, V3, V4)들과 연결된 제어기(34)를 포함하며, 상기 제빙제 저장탱크(12)로 부터 가스저장탱크(14)로 액체의 제빙제를 유입시키기 위해 상기 솔레노이드 밸브들을 제어하고 상기 가스저장용기로 부터 공급된 가스에 의해 가스저장탱크(14)를 가압시키며 상기 가스저장탱크(14)로 부터 상기 노즐(18)을 통해 액체 제빙제를 살포하기 위하여 상기 제어기(34)가 작동하고,상기 솔레노이드 밸브들을 제어하기 위해 작동하는 다수의 전기동력식 구동기들을 포함하며,상기 제어기(34)와 전기동력식 구동기들에 전력을 공급하도록 연결된 한 개이상의 전기배터리(44)를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 제빙장치.
- 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서, 상기 살포기가, 상기 가스저장용기(206)의 가압가스에 의해 동력을 얻는 공압모터(204) 및 상기 공압모터에 의해 구동되는 임펠러(202)를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 제빙장치.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/473,639 US6270020B1 (en) | 1999-12-28 | 1999-12-28 | Roadway deicing system |
| US09/473,639 | 1999-12-28 |
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|---|---|---|---|
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|---|---|
| US (1) | US6270020B1 (ko) |
| KR (1) | KR100804324B1 (ko) |
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