KR101217797B1 - 활주로 안개 제거 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 바람직한 일 실시 예에 의하면, 항공기가 이착륙되는 활주로의 안개 제거 장치에 있어서, 활주로 일측에 구비되며, 물을 저장하기 위한 저장탱크; 저장탱크와 연결되고, 활주로 양측을 따라 다수개 설치되는 제1급수파이프; 제1급수파이프와 연결되어 형성되는 제2급수파이프; 제1급수파이프와 제2급수파이프 사이에 위치하며, 제1급수파이프에 공급된 물이 제2급수파이프로 분사되도록 가압하는 펌프; 제2급수파이프의 선단부에 설치되며, 사선방향으로 물을 분사하는 노즐; 활주로의 좌우측에 구비되며, 노즐을 통하여 분사된 물이 회수되는 회수파이프; 및 회수파이프를 통하여 회수된 물이 저장되도록, 회수파이프 일단에 구비되는 회수탱크;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 활주로의 안개 제거 장치가 제공된다.

Description

활주로 안개 제거 장치 {fog removal device for runway}

본 발명은 활주로 안개 제거 장치에 관련한 것으로서, 더욱 상세하게는 유도용 레이저빔과 분사파이프를 이용하여 활주로의 안개를 제거하며, 회수파이프와 여과장치를 이용하여 물의 재사용이 가능하도록 이루어지는 활주로 안개 제거 장치에 관한 것이다.

산업이 발전하고 다양화되면서 기상재해로 인한 피해가 매년 증가하고 있는 추세이다. 특히, 짙은 안개로 인한 인명 및 재산 피해가 빈번해지고 규모도 대형화되고 있다. 각종 도로, 해안지역과 공항에서 발생하는 안개는 차량과 선박 및 항공산업을 이용한 운수업 등에 막대한 피해를 주고 있다. 우리나라에서 안개는 아직까지 기상재해로 분류되고 있지 않지만 그 피해규모는 매우 심각한 수준이다.

안개로 인해 피해를 가장 많이 입는 산업 중의 하나가 항공 운송업이다. 한국공항공사의 자료를 보면 최근 3년간 국내공항의 국내선 항공기 결항 중 55%가 위험기상에 의한 것이다. 이 중 안개로 인한 결항 횟수는 34%이다. 안개로 인한 항공기 결항에 따른 항공사의 손실액만 해도 매년 1,000억 원이 넘는 것으로 추정된다.

이러한 피해를 줄이기 위하여, 종래에는 안개문제로 공항이 너무 자주 폐쇄되자 수명이 다한 항공기의 엔진을 활주로 끝에 장착하여 안개가 생기면 이 엔진의 힘으로 안개를 소산시키는 방법을 사용하였다. 이렇게 하면 엔진의 뜨거운 열기로 인하여 마치 안개속에 긴 터널이 생기듯이 둥글게 구멍이 뚫리면서 활주로가 보인다.

그러나 이러한 종래기술의 경우 높이에 따라 다양하게 생성되는 안개를 효과적으로 제거하기가 어려우며, 비용이 과다하게 소요되는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 일 실시 예는 분사파이프와 분사파이프 아래에 구비되는 밸브를 이용하여, 다양한 높이의 안개를 효과적으로 제거하는 것이 가능하도록 하는 것과 관련된다.

항공기가 이착륙되는 활주로의 안개 제거 장치에 있어서, 활주로 일측에 구비되며, 물을 저장하기 위한 저장탱크; 저장탱크와 연결되고, 활주로 양측을 따라 다수개 설치되는 제1급수파이프; 제1급수파이프와 연결되어 형성되는 제2급수파이프; 제1급수파이프와 제2급수파이프 사이에 위치하며, 제1급수파이프에 공급된 물이 제2급수파이프로 분사되도록 가압하는 펌프; 제2급수파이프의 선단부에 설치되며, 사선방향으로 물을 분사하는 노즐; 활주로의 좌우측에 구비되며, 노즐을 통하여 분사된 물이 회수되는 회수파이프; 및 회수파이프를 통하여 회수된 물이 저장되도록, 회수파이프 일단에 구비되는 회수탱크;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 활주로의 안개 제거 장치가 제공된다.

상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시 예에 따르면 첫째, 분사파이프를 통하여 사선으로 물을 분사하여 안개를 효과적으로 제거하는 것이 가능하다.

둘째, 유도용 레이저빔을 45도 방향으로 발사하여 착륙시에도 안전한 착륙이 가능해진다.

셋째, 회수파이프를 통하여 물을 회수하여 재사용하는 것이 가능하므로 비용이 절감된다.

넷째, 급수파이프에 흐르는 물의 양을 조절하는 밸브에 의하여 수압이 조절되어 분사되는 물의 높이를 다양하게 설정하는 것이 가능하다.

다섯째, 분사파이프를 다수개 배열하여, 하나의 노즐에서 다양한 물줄기를 형성하는 것이 가능하여, 단위 노즐당 분사면적이 증대되어 효과적인 안개 제거가 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 활주로 안개 제거 장치의 사용상태도,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 활주로 안개 제거 장치의 구성도,
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 활주로 안개 제거 장치의 노즐을 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 활주로 안개 제거 장치의 사용상태도이다.

이하, 본 발명의 일 실시 예에 따른 활주로 안개 제거 장치의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.

아울러, 아래의 실시 예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시 예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 활주로 안개 제거 장치의 사용상태도, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 활주로 안개 제거 장치의 구성도, 도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 활주로 안개 제거 장치의 노즐을 도시한 도면, 도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 활주로 안개 제거 장치의 사용상태도이다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 활주로 안개 제거 장치는, 항공기가 이착륙되는 활주로의 안개 제거 장치에 있어서, 상기 활주로 일측에 구비되며, 물을 저장하기 위한 저장탱크(10); 상기 저장탱크(10)와 연결되고, 상기 활주로 양측을 따라 다수개 설치되는 제1급수파이프(20); 상기 제1급수파이프(20)와 연결되어 형성되는 제2급수파이프(21); 상기 제1급수파이프(20)와 제2급수파이프(21) 사이에 위치하며, 상기 제1급수파이프(20)에 공급된 물이 상기 제2급수파이프(21)로 분사되도록 가압하는 펌프(30); 상기 제2급수파이프(21)의 선단부에 설치되며, 사선방향으로 물을 분사하는 노즐(40); 상기 활주로의 좌우측에 구비되며, 상기 노즐(40)을 통하여 분사된 물이 회수되는 회수파이프(50); 및 상기 회수파이프(50)를 통하여 회수된 물이 저장되도록, 상기 회수파이프(50) 일단에 구비되는 회수탱크(60);를 포함하여 이루어진다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 활주로 안개 제거 장치는 저장탱크(10), 제1급수파이프(20), 제2급수파이프(21), 펌프(30), 노즐(40), 회수파이프(50), 회수탱크(60)를 포함하여 이루어진다.

도 2에 나타난 바와 같이, 항공기가 이착륙되는 공항의 활주로의 일측에 소정 용량을 가지는 저장탱크(10)를 위치시킨다. 저장탱크(10) 내에는 충분한 양의 물이 저장되며, 겨울에도 물이 얼지 않도록 적정온도가 유지되도록 이루어지는 것이 바람직하다.

저장탱크(10)에는 제1급수파이프(20)가 연결된다. 제1급수파이프(20)는 활주로의 양측을 따라 구비되며, 저장탱크(10)에 저장된 물이 제1급수파이프(20)를 통하여 공급된다. 제1급수파이프(20)는 물에 대해 내식성 있는 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 제1급수파이프(20)는 안정적인 물의 공급을 보장하고 점검이 용이하게 이루어지도록 다수개 형성되는 것이 바람직하다.

펌프(30)는 제1급수파이프(20)의 일단에서 저장탱크(10)의 물을 펌핑하여 제2급수파이프(21)를 통하여 노즐(40)까지 이송시키는 역할을 수행한다. 특히 본 발명의 펌프(30)의 경우 노즐(40)을 통하여 분사되는 물이 일정한 높이까지 도달할 수 있도록 충분한 수압을 제공할 수 있어야 한다. 펌프(30)는 용량에 따라 적절한 수로 구비되는 것이 바람직하며, 도 2에 나타난 바와 같이 3개의 노즐(40)당 1개의 펌프(30)가 배치되는 것도 가능하다.

펌프(30)의 용량에 따라 제1급수파이프(20)와 제2급수파이프(21)는 서로 분기 되어 이루어진다. 도 2에 나타난 바와 같이 3개의 노즐(40)당 1개의 펌프(30)가 배치되는 경우에는 하나의 제1급수파이프(20)가 3개의 제2급수파이프(21)로 분기 된다. 제2급수파이프(21)도 제1급수파이프(20)와 마찬가지로 물에 대해 내식성 있는 재질로 형성되는 것이 바람직하다.

노즐(40)은 제2급수파이프(21)의 선단에서 물을 분출하는 부분으로, 사선방향으로 돌출되어 형성되어 이루어진다. 일반적으로 안개가 짙게 낀 날은 새벽에 바람이 보통 4knots(2m/s) 미만으로 매우 약하기 때문에 거의 정지되어 있는 상태이다. 이러한 상태의 안개 지역을 분수식 터널 형태처럼 사선방향으로 물을 분사하면 곧바로 사라지게 된다. 그리고 안개가 다시 형성이 되려면 시간이 걸리기 때문에 어느 정도 간격을 두고 분사하는 것이 바람직하다.

도 1에 나타난 바와 같이, 분수식 터널의 높이는 이륙활주로의 경우에는 35m, 착륙활주로의 경우에는 70m 정도 되어야 한다. 도 1에 나타난 바와 같이, 사선방향으로 노즐(40)을 통하여 찬물을 분사하면 안개가 즉시 사라지게 된다. 안개는 찬물로 인하여 사라지고 약 3km 전체 활주로의 가시거리가 확보되어 이착륙이 가능해진다.

국토해양부고시(제2009-346호)의 비행장시설 설치기준에 따르면, 활주로 중심선 양측에 대한 횡단경사도는 좌우대칭으로 하여야 하며, 2%를 넘지 않는다. 배수를 고려하여 활주로 전체에 대한 횡단경사도는 대체로 동일하게 이루어진다. 노즐(40)을 통하여 찬물이 분사되면 활주로의 경사도에 의해 활주로 좌우측으로 물이 이동하게 된다. 활주로 좌우 양측에 회수파이프(50)가 구비되어 활주로 좌우측으로 이동된 물을 빨리 배수시킬 수 있으므로, 타이어와 지면 사이에 물막이 생겨서 제어력을 완전히 상실해버리는 수막현상(Hydroplaning)을 방지할 수 있다.

회수파이프(50)를 통하여 회수된 물은 회수탱크(60)에 저장된다. 회수탱크(60)와 회수파이프(50) 사이에는 체크 밸브를 설치하여 회수된 물의 역류를 방지하는 것이 가능하다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 활주로 안개 제거 장치에 있어서, 상기 활주로의 좌우측에는, 상기 활주로 길이방향을 따라 45도의 각도로 발사되는 유도용 레이저빔(70)이 일정간격으로 설치되어 이루어진다.

도 1에 나타난 바와 같이, 유도용 레이저빔(70)을 이용하는 것이 가능하다. 안개 제거 장치가 설치된 부분을 제외한 나머지 부분의 안개는 제거되지 못하는 상태로 유지되므로, 착륙시에는 유도용 레이저빔(70)을 추가로 사용한다. 유도용 레이저빔(70)은 활주로 좌우측에 일정간격으로 다수개 구비되며, 활주로의 길이방향을 따라 45도 각도로 발사된다. 종래의 발광체의 경우에는 안개에 의하여 빛이 산란, 회절 및 굴절되어 낮은 투과율을 보이나, 레이저빔(70)을 사용하는 경우에는 원거리까지 빛을 투과시켜 고공의 비행기 조종사에게 착지 위치를 알릴 수 있어, 안전한 착륙이 가능해진다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 활주로 안개 제거 장치에 있어서, 상기 회수탱크(60)와 저장탱크(10) 사이에는 여과장치(80)가 위치하여, 상기 회수탱크(60)에 회수된 물이 상기 여과장치(80)를 통하여 여과된 후에 상기 저장탱크(10)에 공급되도록 이루어진다.

도 2에 나타난 바와 같이, 회수탱크(60)와 저장탱크(10) 사이에는 여과장치(80)가 위치한다. 회수파이프(50)를 통하여 회수된 물을 재사용하기 위해서는 여과장치(80)를 통한 이물질 제거가 필요하다.

여과장치(80)는 효과적인 이물질 제거를 위하여 여러 단계를 거쳐서 여과를 행하는 것이 가능하다. 1차적으로는 회수된 물이 솜, 마이크로화이바섬유, 숯 섬유, 은나노 섬유, 황토 섬유, 숯, 모래, 자갈, 옥, 맥반석, 제오라이트, 게르마늄석, 키토산, 갈대나무 중에서 1개 이상 선택된 여과 재료 층을 비스듬히 통과한다. 1차 처리된 물을, 자외선 살균램프, 오존발생기, 초음파발생장치 등을 통과하도록 하여 물속의 오염 물질을 추가적으로 제거한다.

여과가 이루어진 후에는 저장탱크(10)로 여과된 물을 배출시킨다. 여과가 효과적으로 이루어지지 않은 경우를 대비하여 여과된 물을 다시 여과 장치로 순환 공급시키는 순환모터를 구비하는 것도 가능하다. 여과된 물을 재사용하는 것이 가능하므로, 압축 공기 등을 사용하여 안개를 제거하는 종래의 장치에 비하여 비용을 절감하는 효과가 있다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 활주로 안개 제거 장치에 있어서, 상기 제2급수파이프(21)에 흐르는 물의 양을 조정하는 밸브(90)가 상기 제2급수파이프(21) 상에 설치되며, 상기 밸브(90)의 개폐량을 조정하는 모터(100)가 상기 밸브(90)에 연결되어 이루어진다.

도 2에 나타난 바와 같이, 제2급수파이프(21)에 흐르는 물의 양의 조정하는 밸브(90)가 제2급수파이프(21) 상에 설치된다. 밸브(90)는 개폐량에 따라 수압을 조정하여 분사되는 물기둥의 높이를 조정하게 된다. 이를 위해 밸브(90)의 개폐량을 조정하는 모터(100)가 밸브(90)에 각각 연결된다. 도 1에 나타나 바와 같이, 이륙시와 착륙시의 분사되는 물기둥의 높이가 다르게 결정되며, 이는 밸브(90)의 개폐량에 따른 수압에 의하여 설정된다.

모터(100)는 통상적인 스텝모터를 사용하는 것이 바람직하며, 모터축이 일정한 각도로 회전되어 밸브(90)를 조작하여 밸브(90)의 개페량을 조정하게 된다. 즉, 각각의 노즐(40)에서 분사되는 수압을 조정하기 위한 밸브(90)가 노즐(40)에 각각 설치되고, 각각의 밸브(90)의 개폐량을 조정하기 위한 모터(100)가 밸브(90)와 연결되어 있다.

전기적인 신호에 따라 다수개의 모터(100)가 각각 작동되면, 해당 모터(100)에 연결된 밸브(90) 하나하나가 개방된다. 이에 의해 다수개의 밸브(90)가 독립적으로 개방되므로 밸브(90)의 개폐량에 따라 수압이 조정되며, 밸브(90)가 완전히 개방된 상태에서는 초대의 수압이 노즐(40)에 작용하므로 가장 높은 물기둥이 형성되고, 밸브(90)의 개방 정도에 따라 수압이 조정되어 더 낮은 물기둥이 형성되는 것이 가능하다. 그러므로 사용자가 원하는 높이로 물기둥이 형성되도록 다수의 밸브(90)의 개폐량을 조정한 뒤, 그대로 놓아두면 노즐(40)을 통하여 연속적으로 분사되는 다수의 물기둥에 의해 안개가 제거된다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 활주로 안개 제거 장치에 있어서, 상기 노즐(40)은, 상기 제2급수파이프(21)에서 분기하여 일정각도로 상호 이격되어 다수개 배열되는 분사파이프(41);를 포함하여 이루어져, 상기 제2급수파이프(21)에 공급된 물이 여러 방향으로 분사되도록 이루어진다.

도 3에 나타난 바와 같이, 노즐(40)은 다수개의 분사파이프(41)를 포함하여 이루어진다. 다수개의 분사파이프(41)가 일정각도로 상호 이격되어 배열되어 사선방향으로 물을 분사하는 경우에는 제2급수파이프(21)에 공급된 물이 여러 방향으로 분사되어 제2급수파이프(21) 하나당 안개가 제거되는 면적이 증가하게 되어 효과적으로 안개를 제거하는 것이 가능하다.

도 4에 나타난 바와 같이, 다수의 분사파이프(41)를 통하여 물줄기가 분사되는 경우에는 상호 간섭되는 영역에서 안개가 효과적으로 제거된다. 또한, 이 상태에서 밸브(90)의 개폐량을 조절하는 경우에는 물줄기의 높이가 조절되므로 상하좌우의 범위를 달리하여 안개를 제거하는 것이 가능해진다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 활주로 안개 제거 장치에 있어서, 눈이 오는 경우에는, 상기 노즐을 통하여 온수를 분사하여 눈이 활주로에 쌓이는 것을 방지하도록 이루어진다.

눈이 오는 경우를 대비하여, 저장탱크(10) 일단에 가열장치를 구성하여 온수를 공급하도록 하는 것이 가능하다. 폭설이 내리는 겨울철에 온수를 노즐(40)을 통하여 분사하는 경우 내리는 눈이 곧바로 녹아버리기 때문에 활주로에 눈이 얼어붙지 않아서 이착륙이 언제나 가능하게 된다.

10 : 저장탱크
20 : 제1급수파이프, 21 : 제2급수파이프
30 : 펌프
40 : 노즐, 41 : 분사파이프
50 : 회수파이프
60 : 회수탱크
70 : 유도용 레이저빔
80 : 여과장치
90 : 밸브
100 : 모터

Claims (6)

1. 항공기가 이착륙되는 활주로 일측에 구비되며, 물을 저장하기 위한 저장탱크;
   상기 저장탱크와 연결되고, 상기 활주로 양측을 따라 다수개 설치되는 제1급수파이프;
   상기 제1급수파이프와 연결되어 형성되는 제2급수파이프;
   상기 제1급수파이프와 제2급수파이프 사이에 위치하며, 상기 제1급수파이프에 공급된 물이 상기 제2급수파이프로 분사되도록 가압하는 펌프;
   상기 제2급수파이프의 선단부에 설치되며, 사선방향으로 물을 분사하는 노즐;
   상기 활주로의 좌우측에 구비되며, 상기 노즐을 통하여 분사된 물이 회수되는 회수파이프; 및
   상기 회수파이프를 통하여 회수된 물이 저장되도록, 상기 회수파이프 일단에 구비되는 회수탱크;
   상기 활주로의 좌우측에 활주로 길이방향을 따라 일정간격으로 설치되는 유도용 레이저빔;
   상기 회수탱크와 저장탱크 사이에 설치되어 회수탱크에 회수된 물이 여과된 후 저장탱크에 공급되도록 하는 여과장치;
   상기 제2급수파이프 상에 설치되어 제2급수파이프에 흐르는 물의 양을 조정하는 밸브; 및
   상기 밸브에 연결되어 밸브의 개폐량을 조정하는 모터;
   를 포함하여 이루어지는 활주로의 안개 제거 장치를 구성함에 있어서,
   상기 유도용 레이저빔은 45도 각도로 발사되도록 하고,
   상기 노즐에는 상기 제2급수파이프에서 분기하여 일정각도로 상호 이격되면서 다수개로 배열되도록 분사파이프를 구성하며, 눈이 오는 경우에는 상기 노즐을 통하여 온수가 분사되도록 하여 눈이 활주로에 쌓이는 것을 방지하도록 한 것을 특징으로 하는 활주로의 안개 제거 장치.
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