KR101276197B1 - Thawing equipment of snow for rail turnout using the heat pipe - Google Patents
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Abstract
본 발명은 히트파이프를 이용한 철도 분기기 융설장치로서, 고정레일, 텅레일 및 상기 텅레일이 고정레일의 좌우측에 접촉되거나 분리되도록 하는 전철기를 포함하는 철도 분기기 융설장치에 있어서, 상기 고정레일 및/또는 텅레일의 일측면에 설치되어 철도 분기기 부근의 결빙을 방지하고 융설하는 적어도 하나 이상의 히트파이프와, 유도가열방식으로 열을 발생시켜 상기 히트파이프로 공급하는 유도가열히터를 포함한다. 본 발명에 의하면 유도가열 방식을 사용하여 단시간 내에 고온 및 다량의 열을 생성하여 방출함으로써 빠른 시간 안에 철도 분기기 부근의 눈이나 결빙을 녹일 수 있는 이점이 있다. The present invention relates to a railway turnover snow melting apparatus using a heat pipe, comprising: a fixed rail, a tongue rail, and a rail turning device including a train for contacting or separating the left and right sides of the fixed rail; And / or at least one heat pipe installed on one side of the tongue rail to prevent and melt freezing in the vicinity of the railroad turnout, and an induction heating heater that generates heat in an induction heating manner and supplies the heat pipe. According to the present invention, the induction heating method generates and releases a high temperature and a large amount of heat in a short time, so that there is an advantage of melting snow or ice in the vicinity of a railroad turnover in a short time.
Description
본 발명은 철도 분기기 융설장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유도가열 방식으로 열을 생성하고, 이를 히트파이프를 통해 철도 분기기 부근으로 방출하는 히트파이프를 이용한 철도 분기기 융설장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a railroad turnover snow melting apparatus, and more particularly, to a railroad turnover snow melting apparatus using a heat pipe that generates heat in an induction heating method and discharges it to the vicinity of the railroad turnoff through a heat pipe.
열차 운행시 궤도이탈을 할 수 없는 상태로 운행되므로 한 궤도에서 다른 궤도로 위치를 바꾸기 위하여 자동차와 같이 차체의 전환기능을 이용하는 것이 아니라 열차의 운행방향을 결정하는 궤도 자체를 변경하게 된다. 따라서 궤도와 궤도의 교차점에 궤도의 방향을 잡아주는 즉, 열차의 위치를 바꾸기 위한 전환기능을 갖는 철도 분기기가 필요하게 된다.Since the train runs in a state in which the track cannot be derailed, it changes the track itself that determines the driving direction of the train, rather than using the switching function of the car body to change the position from one track to the other track. Therefore, there is a need for a railroad diverter having a switching function to orient the track at the intersection of the track and the track, that is, to change the position of the train.
도 1은 일반적인 철도 분기기의 구성을 보인 도면이다. 1 is a view showing the configuration of a general railway diverter.
도 1을 참조하여 철도 분기기의 구조와 동작을 살펴보면, 철도 분기기는 목재 또는 콘크리트로 제조되고 일정 간격으로 연설된 다수의 침목(10)상에 간격이 평행한 한 쌍의 고정레일(20)이 위치되고, 고정부재(21)는 고정레일을 침목(10)에 고정하고, 다른 일부는 고정레일(20)을 가압하여 누르는 형태로 설치되며, 철도 레일이 분기되는 분기지점에는 한 쌍의 고정레일(20) 내측에 또 다른 한 쌍의 텅레일(30)이 위치하고, 상기 텅레일(30)의 길이 방향의 선단 부분에는 각 레일(20)(30)과 침목(10) 사이에 상판(12)이 개재된다. 즉 텅레일(30)의 분기부 지점에는 침목(10)상에 상판(12)이 고정되고, 상기 상판(12)위에 고정레일(20)과 텅레일(30)이 위치한다. 이때 전철기의(31)의 구동에 의하여 텅레일(30)이 우측 고정레일 또는 좌측 고정레일에 접촉되거나 분리되면 철도 차량을 원하는 방향으로 진행시킬 수 있게 된다.Looking at the structure and operation of the railway turnout with reference to Figure 1, the railway turnout is made of wood or concrete and a pair of fixed
이러한 철도 분기기의 작동은 철도 레일의 궤도 수정이 필요하면 고정레일(20)의 외부 측면에 위치한 전철기(31)가 구동하고, 전철기(31)의 구동력은 연결로드(32)를 매개로 하여 이송로드(33)를 좌 또는 우측으로 이송시키며, 이때 이송로드(33)의 각 선단에 연결 고정된 한 쌍의 텅레일(30)이 이송로드(33)의 이송방향에 따라 이동하여 철도 레일의 궤도가 변경된다.The operation of the railway turnout is driven by a
이때, 상기 철도 분기기는 두 선로의 갈림점이기 때문에 열차가 안전하게 이동되기 위해서는 철도 분기기의 성능이 완벽하고 구조가 견고하여야 한다. 상기 철도 분기기에 고장이나 오류가 발생하는 경우, 특히 기온이 영하로 내려가는 겨울철에 비가 오거나 눈이 온 후 기온이 급강하 하면, 철도 분기기 부근에 있는 물이나 눈이 결빙되어 텅레일이 이동 불가능하게 되고, 이에 따라 열차를 목적하는 방향으로 진입시킬 수 없을 뿐만 아니라, 열차가 철도 레일로부터 탈선되는 등의 큰 사고 위험이 생기게 된다.At this time, since the railroad turnout is a crossing point of two tracks, the performance of the railroad turnout must be perfect and robust in order for the train to move safely. If a fault or error occurs in the railway turnout, especially when the temperature falls below freezing in the winter or when the temperature drops sharply after snowing, the water or snow near the railway turnover freezes, making the rails impossible to move. As a result, the train may not be able to enter the desired direction, and a great accident risk occurs such as the train is derailed from the rail.
따라서 상기의 문제점을 해결하기 위해서는 철도 분기기 부근의 눈이나 결빙을 녹일 수 있는 융설장치가 요구된다.Therefore, in order to solve the above problems, there is a need for a snow melting apparatus that can melt snow or ice around the railroad turnout.
종래 철도 분기기 융설장치로는 등유등을 연소시킴으로써 생성되는 열풍을 덕트를 통해 철도 분기기에 내뿜는 열풍식 해설 장치와 철도 레일의 첨단부분에 전기저항으로 가열하는 발열선 또는 히터를 설치하여 발열선 또는 히터에서 발생한 열이 철도 레일을 가열하는 전기 히터식 해설 장치가 있다.In the conventional railway turnover snow melting device, a hot air type commentary device that blows hot air generated by burning kerosene and the like through a duct and a heating wire or heater that is heated by electric resistance in the tip of the railway rail is installed in the heating wire or the heater. There is an electric heater-type commentary device in which generated heat heats a railroad rail.
상기 열풍식 해설 장치의 경우, 해설 능력은 뛰어나지만 가열 효율이 떨어지므로 연료비가 많이 들고, 실화의 위험이 있으며, 원거리까지 온풍을 도달시킬 수 없는 문제가 있다.In the case of the hot air type commentary device, the commentary ability is excellent, but the heating efficiency is low, so the fuel cost is high, there is a risk of misfire, and there is a problem that hot air cannot be reached to a long distance.
또한, 상기 전기 히터식 해설 장치의 경우, 철도 레일의 끝단을 가열하고 열전도에 의해 열이 철도 레일 전체로 전달되도록 하는 것이나, 이는 발열효율이 떨어지고, 온도 상승의 속도가 늦어 빠른 시간 안에 철도 분기기에 쌓인 눈이나 결빙을 제거할 수 없는 문제가 있다.
In addition, in the case of the electric heater commentary device, the end of the rail rail is heated and heat is transferred to the entire rail rail by heat conduction. There is a problem that can not remove the accumulated snow or ice.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하게 위하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은, 발열효율이 우수한 유도가열 방식을 사용하여 단시간 내에 고온 및 다량의 열을 생성하고 히트파이프를 통해 방출함으로써 빠른 시간 안에 철도 분기기 부근의 눈이나 결빙을 녹이도록 하는 히트 파이프를 이용한 철도분기기 융설장치를 제공함에 있다.The present invention has been proposed to solve these problems, and an object of the present invention is to generate a high temperature and a large amount of heat in a short time by using an induction heating method with excellent heat generation efficiency and to release the heat through a heat pipe in a short time. The present invention provides a railway branch snow melting apparatus using a heat pipe to melt snow or ice around the equipment.
본 발명의 다른 목적은, 각 구성의 결합 및 분리를 쉽게 할 수 있도록 열을 발생시키는 구성과 발생된 열을 방출하는 구성으로 별도로 구성하여 철도 분기기 융설장치를 간편하게 설치할 수 있고, 융설장치의 유지 및 보수시 교체 하고자 하는 구성(열을 발생시크는 구성 또는 열을 방출하는 구성)만을 손쉽게 교체할 수 있도록 하는 히트 파이프를 이용한 철도 분기기 융설장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention can be easily installed by the configuration of the heat generating and the configuration to release the generated heat so as to facilitate the coupling and separation of each component to easily install the railroad diverter snow melting apparatus, maintenance of the snow melting apparatus And it provides a railroad turn off snow melting apparatus using a heat pipe that can be easily replaced only the configuration (heat generating seek or configuration that emits heat) to be replaced during maintenance.
본 발명의 또 다른 목적은, 센서에 의해 눈이나 비가 감지되면 철도 분기기 융설장치가 작동되도록 하여 철도 분기기 부근의 눈을 곧바로 녹이도록 하는 히트파이프를 이용한 철도 분기기 융설장치를 제공함에 있다.
Still another object of the present invention is to provide a railroad turnover snow melting apparatus using a heat pipe that causes the railroad turnover snow melting apparatus to operate when a snow or rain is detected by a sensor to immediately melt snow near the railroad turnout.
상기의 목적을 달성하기 위하여 제안된 히트파이프를 이용한 철도 분기기 융설장치는 고정레일, 텅레일 및 상기 텅레일이 고정레일의 좌우측에 접촉되거나 분리되도록 하는 전철기를 포함하는 철도 분기기 융설장치에 있어서, 상기 고정레일 및/또는 텅레일의 일측면에 설치되어 철도 분기기 부근의 결빙을 방지하고 융설하는 적어도 하나 이상의 히트파이프와, 유도가열방식으로 열을 발생시켜 상기 히트파이프로 공급하는 유도가열히터를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the railroad diverter snow melting apparatus using the heat pipe proposed in the railroad tapping machine snow melting apparatus comprising a fixed rail, a tongue rail and a transfer machine for contacting or separating the left and right sides of the fixed rail. At least one heat pipe installed on one side of the fixed rail and / or the tongue rail to prevent freezing and melting of the railroad turnoff, and an induction heating heater that generates heat by induction heating and supplies the heat pipe. Characterized in that it comprises a.
또한, 상기 유도가열히터는 상기 히트파이프의 일측과 연결되어 일체식으로 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, the induction heating heater is characterized in that formed integrally connected to one side of the heat pipe.
또한, 상기 유도가열히터는 상기 히트파이프의 일측과 결합부재에 의해 착탈식으로 결합된 것을 특징으로 한다.In addition, the induction heating heater is characterized in that detachably coupled by one side and the coupling member of the heat pipe.
또한, 상기 결합부재는 유도가열히터의 일측에 마련된 수 체결부재와, 상기 수 체결부재와 결합되는 암 체결부재를 포함하며, 상기 수 체결부재는 길이방향을 따라 다수의 끼움돌기가 형성되고, 상기 암 체결부재는 길이방향을 따라 상기 끼움돌기에 상응하는 다수의 끼움공이 형성된 것을 특징으로 한다.The coupling member may include a male coupling member provided at one side of the induction heating heater and a female coupling member coupled to the male coupling member, and the male coupling member may include a plurality of fitting protrusions along a length direction. The female fastening member is characterized in that a plurality of fitting holes are formed corresponding to the fitting protrusion along the longitudinal direction.
또한, 상기 유도가열히터는 교류전류를 공급하는 전원부와, 상기 교류전류를 전달받아 교류자속을 발생시키는 유도코일과, 상기 교류자속에 의해서 발열되는 발열체를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the induction heating heater is characterized in that it comprises a power supply for supplying an alternating current, an induction coil for generating an alternating magnetic flux by receiving the alternating current, and a heating element that is generated by the alternating magnetic flux.
또한, 히트파이프를 이용한 철도 분기기 융설장치는 철도 분기기 부근의 강설 및 강우를 감지하는 센서부와, 상기 센서부로부터 전달받은 신호에 따라 유도가열히터를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
In addition, the railroad diverter snow melting apparatus using a heat pipe further comprises a sensor for detecting snow and rainfall near the railroad diverter, and a control unit for controlling the induction heating heater according to the signal received from the sensor unit. do.
본 발명에 의하면, 발열효율이 우수한 유도가열 방식을 사용하여 단시간 내에 고온 및 다량의 열을 발생시키고, 발생된 열을 열전달 속도가 매우 빠른 히트파이프를 통해 방출시킴으로써 빠른 시간 안에 철도 분기기 부근의 눈이나 결빙을 녹일 수 있는 이점이 있다.According to the present invention, a high temperature and a large amount of heat is generated within a short time by using an induction heating method having excellent heat generation efficiency, and the generated heat is released through a heat pipe having a very high heat transfer rate, thereby causing snow in the vicinity of the railroad turn off in a short time. There is an advantage that can melt or freeze.
본 발명에 의하면, 열을 발생시키는 구성과 발생된 열을 방출하는 구성의 결합 및 분리를 쉽게 할 수 있어 철도 분기기 융설장치를 간편하게 설치할 수 있으며, 융설장치의 유지 및 보수시 교체 하고자 하는 구성(열을 발생시키는 구성 또는 열을 방출하는 구성)만을 손쉽게 교체할 수 있어 유지 및 보수를 용이하게 할 수 있고, 그 유지 및 보수비용을 절감할 수 있는 이점 또한 있다.According to the present invention, it is easy to combine and separate the configuration of generating heat and the configuration of releasing the generated heat, so that the railroad turn off snow melting device can be easily installed, the configuration to be replaced during the maintenance and repair of the snow melting device ( Only heat generating components or heat dissipating components) can be easily replaced, thereby facilitating maintenance and repair, and also reducing the maintenance and repair costs.
본 발명에 의하면, 센서에 의해 눈이나 비가 감지되면 철도 분기기 융설장치가 작동되도록 하여 철도 분기기 부근의 눈을 곧바로 녹임으로써 결빙생성을 원천적으로 방지할 수 있는 이점이 있다.According to the present invention, when snow or rain is detected by the sensor, the railroad turn off snow melting device is operated to immediately melt snow in the vicinity of the railroad turnoff, thereby preventing the formation of ice.
도 1은 철도 분기기의 구성을 보인 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 히트파이프를 이용한 철도 분기기 융설장치의 측단면을 보인 도면.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 히트파이프를 이용한 철도 분기기 융설장치의 측단면을 보인 도면.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 히트파이프를 이용한 철도 분기기 융설장치의 측단면 사시도를 보인 도면.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 히트파이프를 이용한 철도 분기기 융설장치 결합부재의 구성 및 결합과정을 보인 도면.
도 6은 본 발명에 일실시예에 따른 히트파이프를 이용한 철도 분기기 융설장치의 설치모습을 보인 도면.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 히트파이프를 이용한 철도 분기기 융설장치의 설치모습을 보인 도면.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 히트파이프를 이용한 철도 분기기 융설장치의 블록도를 보인 도면. 1 is a view showing the configuration of a railway turnout.
Figure 2 is a side cross-sectional view of the railroad diverter snow melting apparatus using a heat pipe according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a side cross-sectional view of the railroad diverter snow melting apparatus using a heat pipe according to another embodiment of the present invention.
Figure 4 is a side cross-sectional perspective view of a railroad diverter snow melting apparatus using a heat pipe according to another embodiment of the present invention.
Figure 5 is a view showing the configuration and coupling process of the railroad diverter snow melting apparatus coupling member using a heat pipe according to another embodiment of the present invention.
Figure 6 is a view showing the installation of the railroad diverter snow melting apparatus using a heat pipe according to an embodiment of the present invention.
7 is a view showing the installation of the railroad turnover snow melting apparatus using a heat pipe according to another embodiment of the present invention.
8 is a block diagram of a railroad turnover snow melting apparatus using a heat pipe according to another embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described embodiments of the present invention; In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.
도 1은 일반적인 철도 분기기의 구성을 보인 도면이다.1 is a view showing the configuration of a general railway diverter.
상기에서 설명한 바와 같이 철도 분기기는 전철기(31)의 구동에 의해서 텅레일(30)을 우측 또는 좌측 고정레일(20)에 접촉되거나 분리되게 함으로써 열차를 원하는 방향으로 진행시킬 수 있다.As described above, the railroad diverter may advance the train in a desired direction by causing the
이때, 기온이 영하로 내려가는 겨울철에 비가 오거나 눈이 온 후 기온이 급강하 하면 텅레일(30) 주변에 있는 물이나 눈이 결빙되어 전철기(31)에 의한 텅레일(30)의 이동을 빠르게 할 수 없으며, 심한 경우 텅레일(30)이 결빙에 의해 움직이지 않게 되어 열차를 원하는 방향으로 진입시킬 수 없을 뿐만 아니라, 열차가 철도 레일로부터 탈선될 우려가 있다. 특히, 상기 고정레일(20)과 텅레일(30) 사이에 있는 물이나 눈이 결빙되면 역시 전철기(31)에 의한 텅레일(30)의 이동이 제한되거나 불가능하게 되는 문제가 있다.At this time, when the temperature drops below freezing in winter or when the temperature drops sharply after snowing, the water or snow around the
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 텅레일(30) 주위 및 텅레일(30)과 고정레일(20) 사이의 눈이나 결빙을 단시간 내에 녹일 수 있는 융설장치에 관한 것이다.The present invention relates to a snow melting apparatus that can melt snow or ice around the
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 히트파이프를 이용한 철도 분기기 융설장치의 측단면도이고, 도 3 및 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 히트파이프를 이용한 철도 분기기 융설장치의 측단면도 및 측단면 사시도이다.2 is a side cross-sectional view of a railroad turner snow melting apparatus using a heat pipe according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 3 and 4 are sides of a railroad turner snow melting apparatus using a heat pipe according to another embodiment of the present invention. Sectional and side cross-sectional perspective views.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 히트파이프를 이용한 철도 분기기 융설장치는 히트파이프(100) 및 유도가열히터(200)를 포함하며, 상기 유도가열히터(200)는 상기 히트파이프(100)의 일측과 연결되어 일체식으로 형성된다.Referring to Figure 2, the railroad diverter snow melting apparatus using a heat pipe according to an embodiment of the present invention includes a
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 히트파이프를 이용한 철도 분기기 융설장치는 히트파이프(100), 유도가열히터(200) 및 결합부재(300)를 포함하며, 상기 유도가열히터(200)는 상기 히트파이프(100)의 일측과 결합부재에 의해 착탈식으로 결합된다.3 and 4, the railroad diverter snow melting apparatus using a heat pipe according to another embodiment of the present invention includes a
본 발명의 실시예들에 있어서, 상기 히트파이프(100)는 유도가열히터(200)로부터 전달받은 열을 히트파이프(100) 전체로 신속하게 확산시키는 과정을 반복함으로써 빠른 시간 내에 히트파이프(100) 주위의 눈이나 결빙을 녹이도록 하는 장치이다.In the embodiments of the present invention, the
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 히트파이프(100)는 파이프 몸체(110) 내부에 증류수와 같은 매우 작은 양의 열전달 매체[이하, 작동유체라 한다]를 주입하고 진공 상태로 밀봉한 것으로, 상기 파이프 몸체(110)는 증발부(130), 단열부(140), 응축부(150)로 구분할 수 있다. 상기 증발부(130)에 존재하는 작동유체는 유도가열히터(200)로부터 열을 흡수하여 증기상태로 파이프 몸체(110) 내부로 확산되며, 상기 단열부(140)를 지나 응축부(150)에서 열을 방출하여 응축된 후 액체로 되어 파이프 몸체(110)의 윅벽면(120)(wick)을 타고 모세관력에 의해 증발부(130)로 다시 돌아오게 된다. Referring to FIGS. 2 and 3, the
이후 상기 작동유체는 유도가열히터(200)로부터 열을 다시 전달받아 응축부(150)로 이동하여 증발하는 과정을 연속적으로 반복함으로써 히트파이프(100) 외부로 열을 신속히 방출한다. Thereafter, the working fluid receives heat from the
상기와 같이 히트파이프(100) 내에서의 작동유체의 신속한 열전달 및 열전달의 반복 작용에 의해 단시간 내에 히트파이프(100) 외부로 다량의 열이 방출되고, 방출된 열에 의해 고정레일 및 텅레일 주위의 눈이나 결빙이 녹게 된다. As described above, a large amount of heat is released to the outside of the
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 있어서 상기 유도가열히터(200)는 유도가열 방식으로 열을 생성하여 히트파이프(100)로 공급하는 장치로서, 전원부(210), 유도코일(220), 발열체(230)를 포함하여 구성된다.2 to 4, the
상기 유도가열 방식은 전자유도 작용에 의한 것으로 교류전류가 흐르는 코일 속 또는 이와 근접한 곳에 위치한 금속 등의 도전체가 와전류 손실과 히스테리시스(Hysteresis) 손실의 저항에 의하여 열을 발생하게 된다. 이와 같이 발생하는 열에너지를 이용하여 피가열 물질을 가열하는 것을 유도가열이라 한다.The induction heating method is caused by an electromagnetic induction action, and a conductor such as a metal located in or near a coil in which an alternating current flows generates heat by resistance of eddy current loss and hysteresis loss. Heating the material to be heated using the thermal energy generated as described above is called induction heating.
상기 유도가열 방식의 작용은 코일에 교류전류가 흐르면 코일 주변에 교류전류에 의한 교류자속이 발생하고, 이 자계속에 놓인 도전체에 유도전류(와전류)가 발생하며, 피가열체의 고유저항과 와전류에 의한 Joule열이 발생하여 유도가열시의 발열원이 된다.The action of the induction heating method is that when an alternating current flows through the coil, an alternating magnetic flux is generated by the alternating current around the coil, an inductive current (eddy current) is generated in the conductor placed on the magnetic field, and the intrinsic resistance of the heated object Joule heat is generated by eddy current, and it becomes a heat source during induction heating.
상기 유도가열 방식은 발열효율이 매우 뛰어나기 때문에, 유도가열 방식을 채용하고 있는 본 발명의 유도가열히터(200)는 단시간 내에 고온의 열에너지를 생성하여 외부로 신속하게 방출할 수 있어, 고정레일 및 텅레일 주위의 눈이나 결빙을 단시간 내에 녹일 수 있다.Since the induction heating method is very excellent in heat generation efficiency, the
상기 전원부(210)는 상기 유도코일(220)로 교류전류를 공급하는 구성으로, 본 발명의 또 다른 실시예에 있어 후술할 제어부(500)에 의해 교류전류를 유도코일로 공급하거나 차단하는 구성이다. The
상기 유도코일(220)은 상기 전원부(210)로부터 교류전류를 공급받아 교류자속을 발생시키는 구성으로, 리쯔선(litz wire)을 사용할 수 있으며, 상기 리쯔선은 그 자체에 맴돌이 전류가 발생되는 것을 억제할 수 있도록 서로 꼬여 있는 것이 바람직하다.The
상기 발열체(230)는 상기 유도코일(220)에 의해 발생된 교류자속이 발열체(230)의 표면과 쇄교할 때 맴돌이 전류 손실(eddy current loss)에 의해서 가열되어 열을 발생시켜 상기 히트파이프(100) 내부에 존재하는 작동유체로 공급하는 구성이다.The
상기 발열체(230)는 발열효율을 높이기 위해서 Fe, Co, Ni, Gd 등의 강자성체 또는 강자성체 합금으로 이루어질 수 있다. 구체적으로 상기 강자성체 합금은 Ni-Cr 합금 등의 Ni합금; 스테인리스, 퍼멀로이(permalloy), Fe-Co합금, 알니코(alnico) 등의 Fe합금; Co함유 합금; 또는 Mn이나 Cr함유 합금 등으로 이루어질 수 있으며, 상기 합금들에 Si, Al, C, Mn, Cu, Cr, Mo, V, W 등의 원소들이 10% 이하로 더 포함될 수 있다.The
한편, 상기 전원부(210)와 유도코일(220) 및 발열체(230)를 단열격벽을 사용하여 분리 구획하여, 상기 발열체(230)에서 발생된 열이 히트파이프(100)의 작동유체로만 전달되도록 함과 동시에 전원부(210)가 열에 의해서 열화 되지 않도록 함이 바람직하다.On the other hand, by separating the
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 히트파이프를 이용한 철도 분기기 융설장치 결합부재의 구성 및 결합과정을 보인 도면이다.5 is a view showing the configuration and coupling process of the railroad diverter snow melting apparatus coupling member using a heat pipe according to another embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 상기 결합부재(300)는 상기 유도가열히터(200)와 히트파이프(100)가 서로 쉽게 결합되거나 분리될 수 있도록 하는 구성으로, 수 체결부재(310), 암 체결부재(320)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 5, the
상기 수 체결부재(310)는 유도가열히터(200)의 일단 즉, 유도가열히터(200)로 히트파이프(100)가 삽입되어 결합되는 입구부분에 마련되며, 수 체결부재(310)의 길이방향을 따라 다수의 끼움돌기가 형성된다.The
상기 암 체결부재(320)는 길이방향을 따라 형성된 상기 끼움돌기에 상응하는 끼움공에 의해 상기 수 체결부재(310)와 결합하여 유도가열히터(200) 내부로 삽입된 히트파이프(100)를 고정시키는 역할을 한다.The
상기와 같이, 본 발명은 유도가열히터(200)와 히트파이프(100)가 서로 손쉽게 결합 및 분리 될 수 있도록 결합부재(300)를 사용하여 착탈식 구조로 설치함으로써, 유지 및 보수 작업시 교체가 필요한 구성만을 손쉽게 교체할 수 있어 철도 분기기 융설장치의 유지 및 보수를 용이하게 할 수 있다.As described above, the present invention is installed in a removable structure using the
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 히트파이프를 이용한 철도 분기기 융설장치의 설치모습을 보인 도면이고, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 히트파이프를 이용한 철도 분기기 융설장치의 설치모습을 보인 도면이다.Figure 6 is a view showing the installation of the railroad tapping machine snow melting apparatus using a heat pipe according to an embodiment of the present invention, Figure 7 is installed of the railroad tapping machine snow melting apparatus using a heat pipe according to another embodiment of the present invention. The figure shows.
도 6 및 도 7의 각 도면을 참조하여 본 발명의 설치모습을 살펴보면, 도 6 및 도 7의 (a)는 철도 레일(R)의 내측면 부분에 본 발명을 설치한 사시도이고, 도 6 및 도 7의 (b)는 철도 레일(R)의 내측면 부분에 각각의 본 발명을 서로 마주 보도록 겹쳐서 설치한 사시도이며, 도 6 및 도 7의 (c)는 철도 레일(R)의 내측면 부분에 각각의 본 발명을 일렬로 설치한 사시도이다.Looking at the installation of the present invention with reference to each of Figures 6 and 7, Figures 6 and 7 (a) is a perspective view of the present invention installed on the inner surface portion of the railway rail (R), Figure 6 and FIG. 7B is a perspective view in which the present invention is superimposed on the inner side portions of the railway rails R so as to face each other, and FIGS. 6 and 7C are the inner side portions of the railway rails R. FIG. It is the perspective view which provided each this invention in a row.
본 발명인 히트파이프를 이용한 철도 분기기 융설장치는 철도 레일(R)이 설치된 지역의 강우량, 기온, 강설량, 철도 분기점의 길이 등에 따라 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 본 발명을 다양한 방법으로 설치할 수 있다. The railroad turnover snow melting apparatus using the heat pipe of the present invention is installed in various ways as shown in Figs. 6 and 7 according to rainfall, temperature, snowfall, length of the railroad junction, etc. Can be.
즉, 도 6 및 도 7의 (a)에 도시된 철도 분기기 융설장치만으로 충분한 융설을 할 수 있으면 도 6 및 도 7의 (a)에 도시한 바와 같이 본 발명을 설치할 수 있고, 만약 강설량이 많고 기온이 매우 낮은 지역에서는 도 6 및 도 7의 (b)와 같이 각각의 철도 분기기 융설장치를 서로 마주보도록 설치하여 동시에 더욱 더 많은 열에너지가 외부로 방출될 수 있도록 할 수 있으며, 철도 레일(R)의 분기부의 길이가 길면 도 6 및 도 7의 (c)와 같이 각각의 본 발명을 일렬로 설치하여 넓은 범위로 열을 방출하도록 할 수 있다. That is, if sufficient snow melting can be achieved only by the railway turnout snow melting apparatus shown in Figs. 6 and 7 (a), the present invention can be installed as shown in Figs. 6 and 7 (a), and if the amount of snowfall In many, very low temperature areas, each of the railway splitter snow melting apparatuses can be installed to face each other, as shown in FIGS. 6 and 7 (b), and at the same time, more heat energy can be released to the outside. When the length of the branch of R) is long, each of the present inventions can be installed in a line as shown in FIGS. 6 and 7 (c) to emit heat in a wide range.
한편, 상기 철도 레일(R)은 고정레일(20) 및/또는 텅레일(30)을 의미하며, 상기 도 6 및 도 7에 도시된 철도 분기기 융설장치의 설치 모습은 예시적인 것이며 이에 한정되는 것은 아니고 필요에 따라 다양한 방법으로 설치할 수 있다. On the other hand, the railway rail (R) means a fixed
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 히트파이프를 이용한 철도 분기기 융설장치의 구성을 보인 도면이다.8 is a view showing the configuration of a railroad diverter snow melting apparatus using a heat pipe according to another embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 본 발명은 상기 도 2 및 도 3에 도시된 구성에 센서부(400), 제어부(500)를 더 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 8, the present invention further includes a
상기 센서부(400)는 철도 분기기 부근의 강설 및 강우 여부를 감지하는 장치로서, 철도 분기기 부근에 눈이나 비가 내리는지 여부를 검출할 수 있는 위치에 설치되며, 상기 유도가열히터(200) 부근의 고정레일(20) 및/또는 텅레일(30)의 내측면에 설치할 수도 있다.The
본 발명을 실시함에 있어서, 상기 센서부(400)는 대향하게 배치되는 한 쌍의 금속판으로 형성된 평행판 축전기를 구비하여 상기 금속판 사이에 눈이 놓이게 되면 유전율의 변화로 축전기의 정전용량이 변화하게 되고, 이에 따라 전류가 변하게 되는데, 이 전류변화를 측정하여 강설여부를 검출하게 된다.In the practice of the present invention, the
또한, 상기 센서부(400)는 비가 오는 경우에 상기 금속판에 빗물이 놓이게 되면 눈과 마찬가지로 유전율의 변화로 축전기의 정전용량이 변화하게 되고, 이에 따라 전류가 변하게 되는데, 이 전류변화를 측정하여 강우 여부 역시 검출할 수 있다.In addition, when rain is placed on the metal plate in the rain, the
상기 제어부(500)는 상기 센서부(400)로부터 신호를 전달받아 유도가열히터(200)를 가동시키는 것으로서, 마이크로 콘트롤러 유닛(MCU)으로 구현되며, 그 설치 위치에 대한 특별한 제한이 없어 철도 분기기 부근의 고정레일(20) 및/또는 텅레일(30)의 일측에 설치할 수도 있고, 유도가열히터(200) 내부에 설치 할 수도 있다.The
상기 제어부(500)는 상기 유도가열히터(200)의 전원부(210)를 제어하여 유도코일(220)로 교류전류를 공급하게 하는데, 상기 전원부(210)에는 유도코일(220)로 교류전류를 차단하거나 공급할 수 있는 회로가 마련되어 상기 제어부(500)에 의해 컨트롤 될 수 있고, 전류공급을 차단하거나 허용하는 별도의 스위치수단이 마련되어 상기 제어부(500)에 의해 컨트롤 될 수도 있다. The
또한, 상기 제어부(500)는 전원부(210)가 유도코일(220)로 교류전류를 공급하도록 한 뒤, 일정시간 내 상기 센서부(400)로부터 강설 내지 강우 감지신호를 전달받지 못하면 전원부(210)에 의한 유도코일(220)로의 교류전류 공급을 차단시킬 수 있도록 타이머를 포함할 수 있다.In addition, the
또한, 상기 제어부(500)는 미리 설정된 시간대에 예컨대, 밤이나 새벽같이 기온이 급강하 하는 시간대에 본 발명인 융설장치가 작동되도록 할 수 있다. In addition, the
이하, 상기 센서부(400) 및 제어부(500)를 더 포함한 히트파이프를 이용한 철도 분기기 융설장치의 작동을 설명한다.Hereinafter, the operation of the railroad turnover snow melting apparatus using the heat pipe further including the
동절기에 눈이 내리고 기온이 내려가게 되면, 철도 분기기 부근에 내린 눈이 쌓이게 되고, 기온에 따라 결빙이 되기도 하는데, 이러한 눈이나 결빙이 철도 레일 부근, 특히 고정레일(20)과 텅레일(30) 사이에 생기는 경우 전철기(31)에 의한 텅레일(30)의 이동이 원활히 이루어지지 않는 문제가 발생한다.When the snow falls in winter and the temperature drops, snow falls near railway junctions and freezes depending on the temperature, and such snow or freezing is near railway rails, especially fixed
이때, 내리는 눈이 상기 센서부(400)의 금속판 사이에 놓이게 되면, 유전율 변화에 의해 센서부(400)가 눈을 감지하여 상기 제어부(500)로 신호를 전달한다. 상기 신호를 전달받은 제어부(500)는 상기 유도가열히터(200)의 전원부(210)를 제어하여 유도코일(220)로 교류전류가 공급되도록 하고, 이에 따라 유도코일(220) 주위에 교류자속이 발생하며, 최종적으로 상기 발열체(230)가 가열되어 열이 발생하게 된다. At this time, when the falling snow is placed between the metal plate of the
이때, 상기 발열체(230)에 인접한 곳에 위치하는 히트파이프(100)내의 작동유체는 상기 발열체(230)로부터 열에너지를 얻어 단열부(140)를 지나 응축부(150)에 도달한 뒤 열을 방출하고 액체 상태로 되어 다시 증발부(130)로 되돌아오고, 발열체(230)로부터 열에너지를 다시 얻게 되는 과정을 반복하게 된다.At this time, the working fluid in the
상기 작동유체는 히트파이프(100)의 내부가 진공상태이므로 매우 빠른 속도로 히트파이프(100) 내부를 왕복운동하게 되고, 이러한 작동유체의 왕복운동에 의해 단시간에 많은 양의 열에너지가 히트파이프(100) 외부로 방출되어 철도 분기기 부근의 눈이나 결빙을 녹이게 된다.Since the inside of the
이때 눈이나 비가 멈추게 되는 경우, 상기 제어부(500)가 상기 센서부(400)로부터 강설 또는 강우 감지신호를 전달받지 못하게 되고, 일정시간이 경과하면(예를 들면, 센서부로부터 감지신호를 전달받은 뒤 10분내 더 이상의 감지신호를 전달받지 못한 경우) 상기 제어부(500)는 전원부(210)에 의한 유도코일(220)로의 교류전류 공급을 차단하게 하여 철도 분기기 융설장치의 작동을 멈추게 한다.In this case, when the snow or the rain stops, the
또한, 상기 센서부(400)는 동절기에 내리는 비 역시 감지하여 철도 분기기 융설장치가 작동하게 함으로써, 철도 분기기 부근에 내린 빗물이 낮은 기온에 의해 결빙되는 것을 방지할 수 있다. In addition, the
상기와 같이 본 발명은 발열효율이 우수한 유도가열방식을 사용하여 단시간 내에 고온의 열에너지를 생성하여 히트파이프(100)로 공급함으로써, 빠른 시간 내에 고온 및 다량의 열을 철도 분기기 부근으로 방출하여 눈이나 결빙을 녹이도록 하며, 유도가열히터(200) 또는 히트파이프(100)의 교체가 필요한 경우, 유도가열히터(200)와 히트파이프(100)가 서로 쉽게 분리 가능하도록 결합부재(300)에 의해 착탈식으로 결합되어 있으므로, 교체가 필요한 유도가열히터(200) 또는 히트파이프(100)만을 쉽게 분리하여 교체할 수 있어, 철도 분기기 융설장치의 유지 및 보수작업을 용이하게 할 수 있으며, 그 비용도 절감할 수 있는 효과가 있다. As described above, the present invention generates high-temperature heat energy within a short time by using an induction heating method with excellent heat generation efficiency and supplies the
또한, 본 발명은 센서부(400)와 제어부(500)를 더 구비하여 눈이나 비가 내리는 동안에 철도 분기기 융설장치가 작동하도록 하여, 철도 분기기 부근의 눈을 곧바로 녹일 수 있어 결빙을 원천적으로 차단할 수 있는 효과가 있다. In addition, the present invention is further provided with a
이상, 본 발명의 실시예에 대해 설명하였다. 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.In the above, the Example of this invention was described. It will be understood by those skilled in the art that the technical configuration of the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. Therefore, the exemplary embodiments described above are to be understood as illustrative and not restrictive in all aspects, and the scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the foregoing detailed description, and the meaning and scope of the claims and their All changes or modifications derived from an equivalent concept should be construed as being included in the scope of the present invention.
100 : 히트파이프 200 : 유도가열히터
210 : 전원부 220 : 유도코일
230 : 발열체 300 : 결합부재
400 : 센서부 500 : 제어부100: heat pipe 200: induction heating heater
210: power supply 220: induction coil
230: heating element 300: coupling member
400: sensor unit 500: control unit
Claims (6)
상기 히트파이프(100)는 파이프 몸체(110) 내부에 열전달 매체인 증류수를 주입하고 진공 상태로 밀봉한 것으로, 파이프 몸체(110)는 증발부(130), 단열부(140), 응축부(150)로 구분되며, 상기 증발부(130)에 존재하는 작동유체는 유도가열히터(200)로부터 열을 흡수하여 증기상태로 파이프 몸체(110) 내부로 확산되며, 상기 단열부(140)를 지나 응축부(150)에서 열을 방출하여 응축된 후 액체로 되어 파이프 몸체(110)의 윅벽면(120)(wick)을 타고 모세관력에 의해 증발부(130)로 다시 돌아오게 되며, 이후 상기 열전달 매체는 유도가열히터(200)로부터 열을 다시 전달받아 응축부(150)로 이동하여 증발하는 과정을 연속적으로 반복함으로써 히트파이프(100) 외부로 열을 신속히 방출하여 히트파이프(100) 내에서의 신속한 열전달 및 열전달의 반복 작용에 의해 단시간 내에 히트파이프(100) 외부로 다량의 열이 방출되고, 방출된 열에 의해 고정레일 및 텅레일 주위의 눈이나 결빙을 녹이는 것을 특징으로 하는 것을 히트파이프를 이용한 철도 분기기 융설장치.
At least one fixed rail, a tongue rail, and at least one train rail for contacting or separating the left and right sides of the fixed rail, wherein the rail is installed on one side of the fixed rail or the tongue rail to prevent freezing and snow melting near the railroad turnout. In the railway splitter snow melting apparatus using a heat pipe comprising a heat pipe and an induction heating heater that generates heat in an induction heating method and supplies the heat pipe,
The heat pipe 100 is injected into the distilled water which is a heat transfer medium inside the pipe body 110 and sealed in a vacuum state, the pipe body 110 is an evaporation unit 130, heat insulation 140, condensation unit 150 The working fluid existing in the evaporator 130 absorbs heat from the induction heating heater 200 and diffuses into the pipe body 110 in a vapor state, and condenses through the heat insulating part 140. After the heat is discharged from the unit 150 to condense and become a liquid, the wick wall 120 of the pipe body 110 is returned to the evaporator 130 by capillary force, and then the heat transfer medium. Receives heat from the induction heating heater 200 again and moves to the condensation unit 150 to continuously evaporate, thereby rapidly dissipating heat to the outside of the heat pipe 100 to quickly in the heat pipe 100 Heat wave in a short time due to heat transfer and repeated action of heat transfer Profile 100 is emitting a large amount of heat to the outside, railway turnout snow melting apparatus using a heat pipe, characterized in that the fixed rail and the tongue to melt snow or ice around the rail by the emitted heat.
상기 유도가열히터는 상기 히트파이프의 일측과 연결되어 일체식으로 형성된 것을 특징으로 하는 히트파이프를 이용한 철도 분기기 융설장치.
The method of claim 1,
The induction heating heater is connected to one side of the heat pipe, the railroad diverter snow melting apparatus using a heat pipe, characterized in that formed integrally.
상기 유도가열히터는 상기 히트파이프의 일측과 결합부재에 의해 착탈식으로 결합된 것을 특징으로 하는 히트파이프를 이용한 철도 분기기 융설장치.
The method of claim 1,
The induction heating heater is a railroad splitter snow melting apparatus using a heat pipe, characterized in that detachably coupled by one side and the coupling member of the heat pipe.
상기 결합부재는 유도가열히터의 일측에 마련된 수 체결부재와, 상기 수 체결부재와 결합되는 암 체결부재를 포함하며,
상기 수 체결부재는 길이방향을 따라 다수의 끼움돌기가 형성되고, 상기 암 체결부재는 길이방향을 따라 상기 끼움돌기에 상응하는 다수의 끼움공이 형성된 것을 특징으로 하는 히트파이프를 이용한 철도 분기기 융설장치.
The method of claim 3, wherein
The coupling member includes a male coupling member provided on one side of the induction heating heater, and a female coupling member coupled to the male coupling member.
The male fastening member has a plurality of fitting projections are formed along the longitudinal direction, the female fastening member is a railway turner snow melting apparatus using a heat pipe, characterized in that a plurality of fitting holes corresponding to the fitting projections are formed along the longitudinal direction. .
상기 유도가열히터는 교류전류를 공급하는 전원부와, 상기 교류전류를 전달받아 교류자속을 발생시키는 유도코일과, 상기 교류자속에 의해서 발열되는 발열체를 포함하는 것을 특징으로 하는 히트파이프를 이용한 철도 분기기 융설장치.
The method according to any one of claims 1 to 4,
The induction heating heater includes a power supply unit for supplying an alternating current, an induction coil for generating alternating magnetic flux by receiving the alternating current, and a heating element which generates heat generated by the alternating magnetic flux. Snow melting device.
철도 분기기 부근의 강설 및 강우를 감지하는 센서부와, 상기 센서부로부터 전달받은 신호에 따라 유도가열히터를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 히트파이프를 이용한 철도 분기기 융설장치.The method according to any one of claims 1 to 4,
And a control unit for detecting snowfall and rainfall near the railroad diverter, and a control unit for controlling the induction heating heater according to the signal received from the sensor unit.
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| KR1020100062426A KR101276197B1 (en) | 2010-06-30 | 2010-06-30 | Thawing equipment of snow for rail turnout using the heat pipe |
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