KR101328024B1 - 도로 결빙 방지 장치 및 이를 포함하는 도로 포장체 - Google Patents

Abstract

도로 결빙 방지 장치는 히터에 의해 열매체를 가열하는 가열유닛과, 가열유닛에 의해 가열된 열매체를 순환시켜 도로포장체를 가열시킴으로써 결빙을 방지하는 도로 배관부와, 가열유닛에 의해 가열된 열매체를 도로 배관부의 각 영역에 분배하고 열매체의 유량을 제어하는 분배유닛을 포함한다. 이와 같이 구성되는 도로 결빙 방지 장치에 의하면, 열매체를 가열하여 분배유닛에 의해 도로포장체에 골고루 분배하기 때문에 도로의 가열효과를 상승시킬 수 있고, 별도의 보조동력발생부에 의해 전기를 생산하여 사용할 수 있기 때문에 유지료를 감소시킬 수 있는 이점이 있다.

Description

도로 결빙 방지 장치 및 이를 포함하는 도로 포장체{ROAD DEVICE FOR PROOFING FROZEN ROAD AND PAVEMENT OF A ROAD USING THE SAME}

본 발명은 도로 결빙 방지 장치 및 이를 포함하는 도로 포장체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 동계시 도로가 결빙되는 것을 방지하기 위한 히팅 시스템을 포함하는 도로 장치에 관한 것이다.

동계에는 도로의 노면에 발생하는 결빙으로 인해 도로 통행에 많은 지장을 초래한다. 따라서, 이를 방지하기 위해 염화칼슘을 도포하거나 제설차를 이용하여 제설작업을 실시한다.

그러나, 야간에 폭설이 발생하거나 강설량이 많은 강원도 지역에는 이미 내린 폭설로 인해 염화칼슘 도포 작업이나 제설차를 이용한 제설작업에 많은 어려움이 발생하는 것이 현실이다.

따라서, 최근에는 폭설에 상시대비하여 도로를 직접 히팅시키는 시스템이 개발되어 적용되고 있다. 그러나, 최근에 도입되는 도로 히팅시스템도 도로를 가열하는 유지 비용이 너무 많거나, 도로에 적설되는 눈을 녹일 정도의 열량을 발생시키지 못해 실질적인 효과가 없는 문제점이 있다. 본 발명의 배경이 되는 기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2009-0024037호(2009.03.06)에 개시되어 있다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 도로의 히팅 효과를 상승시킴과 동시에 유지 비용을 저감시키는 도로 결빙 방지 장치를 제공하는 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명의 도로 결빙 방지 장치는 도로 포장체에 열을 공급하기 위한 도로 결빙 방지 장치에 있어서, 열매체를 가열시키는 가열유닛; 상기 가열유닛으로부터 공급받은 열매체가 순환하여 도로를 가열시키는 도로 배관부;및 상기 가열유닛으로부터 공급되는 열매체를 상기 도로 배관부에 분배하는 분배유닛을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 가열유닛은 상기 열매체가 저장되는 축열조; 상기 축열조에 구비되어 상기 열매체를 가열시키는 가열부; 상기 축열조에 저장된 열매체를 상기 도로 배관부로 공급하는 순환부;및 상기 가열유닛의 작동을 제어하는 컨트롤 박스를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 분배유닛은 상기 도로배관부의 각 영역에 공급되는 열매체의 유량을 제어하는 유량제어부를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 유량제어부는 상기 가열유닛으로부터 멀어질수록 상기 도로배관부로 유입되는 유량이 많아지도록 열매체의 유량을 제어하는 것이 바람직하다.

본 발명의 도로배관부는 상기 도로포장체에 고정되는 배관 유도판; 상기 배관 유도판에 안착되고, 상기 열매체가 이동하는 유체관;및 상기 유체관을 상기 배관 유도판에 고정시키는 고정부재를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 도로배관부는 상기 배관 유도판과 상기 유체관 사이에 구비되어 상기 유체관의 열을 상부로 유도하기 위한 보온부를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 도로 결빙 방지 장치는 가열유닛에 의한 열에 의해 상기 도로포장체에서 흘러내리는 유체의 수력을 이동하여 전기를 발생시키는 보조동력발생부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 보조동력발생부는 상기 도로포장체의 양 측단에 설치되는 회전체; 상기 회전체와 연결되어 상기 회전체의 회전력에 의해 전기를 발생시키는 발전부;및 상기 발전부에 의해 발생된 전기를 저장하는 배터리부를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 도로포장체는 상기 도로 결빙 방지 장치가 설치되는 것이 바람직하다.

이와 같은 본 발명에 의한 도로 결빙 방지 장치에 의하면, 열매체를 가열하여 분배유닛에 의해 도로포장체에 골고루 분배하기 때문에 도로의 가열효과를 상승시킬 수 있고, 별도의 보조동력발생부에 의해 전기를 생산하여 사용할 수 있기 때문에 유지료를 감소시킬 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 의한 도로 결빙 방지 장치의 바람직한 실시예를 보인 구성도.
도 2는 본 발명에 의한 도로 결빙 방지 장치의 프레임부를 보인 분해사시도.
도 3은 본 발명에 의한 도로 결빙 방지 장치의 도로배관부가 안착되는 도로포장체를 보인 평면도.
도 4는 본 발명에 의한 도로 결빙 방지 장치의 도로배관부를 보인 사시도.
도 5는 본 발명에 의한 도로 결빙 방지 장치의 배관유도판을 보인 부분사시도.
도 6은 본 발명에 의한 도로 결빙 방지 장치의 고정부재를 보인 사시도.
도 7은 본 발명에 의한 도로 결빙 방지 장치의 연결유체관을 보인 사시도.
도 8은 본 발명에 의한 도로 결빙 방지 장치의 보조동력발생부를 보인 구성도.

본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다.

설명에 앞서, 본 발명은 하기에서 설명되는 실시예(들)에 한정된 바와 같이 구성되어야만 하는 것은 아니며 이와 다른 여러가지 형태로 구체화될 수 있을 것이다. 하기의 실시 예(들)은 본 발명이 온전히 완성될 수 있도록 하기 위하여 제공된다기보다는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 당업자들에게 본 발명의 범위를 충분히 전달하기 위하여 제공된다.

하나의 요소가 다른 하나의 요소 또는 층 상에 배치되는 또는 연결되는 것으로서 설명되는 경우 상기 요소는 상기 다른 하나의 요소 상에 직접적으로 배치되거나 연결될 수도 있으며, 다른 요소들 또는 층들이 이들 사이에 게재될 수도 있다. 이와 다르게, 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 직접적으로 배치되거나 연결되는 것으로서 설명되는 경우, 그들 사이에는 또 다른 요소가 있을 수 없다. 다양한 요소들, 조성들, 영역들, 층들 및/또는 부분들과 같은 다양한 항목들을 설명하기 위하여 제1, 제2, 제3 등의 용어들이 사용될 수 있으나, 상기 항목들은 이들 용어들에 의하여 한정되지는 않는다.

하기에서 사용된 전문 용어는 단지 특정 실시 예(들)을 설명하기 위한 목적으로 사용되는 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 또한, 달리 한정되지 않는 이상, 기술 및 과학 용어들을 포함하는 모든 용어들은 본 발명의 기술 분야에서 통상적인 지식을 갖는 당업자에게 이해될 수 있는 동일한 의미를 갖는다.

통상적인 사전들에서 한정되는 것들과 같은 상기 용어들은 관련 기술과 본 발명의 설명의 문맥에서 그들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석될 것이며, 명확히 한정되지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 외형적인 직감으로 해석되지는 않을 것이다.

본 발명의 실시 예(들)은 본 발명의 이상적인 실시 예(들)의 개략적인 도해들인 단면 도해들을 참조하여 설명된다. 이에 따라, 상기 도해들의 형상들로부터의 변화들, 예를 들면, 제조 방법들 및/또는 허용 오차들의 변화들은 예상될 수 있는 것들이다. 따라서, 본 발명의 실시 예(들)은 도해로서 설명된 영역들의 특정 형상들에 한정된 바대로 설명되는 것은 아니라 형상들에서의 편차들을 포함하는 것이며, 도면들에 설명된 영역들은 전적으로 개략적인 것이며 이들의 형상들은 영역의 정확한 형상을 설명하기 위한 것이 아니며 또한 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것도 아니다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 8에는 본 발명에 의한 도로 결빙 방지 장치 및 이를 포함하는 도로 포장체의 바람직한 실시예가 도시되어 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 도로 결빙 방지 장치는 열매체를 가열시키는 가열유닛(100)과; 상기 가열유닛(100)으로부터 공급받은 열매체를 이용하여 도로를 가열시키는 도로 배관부(300)와; 상기 가열유닛으로부터 공급되는 열매체를 상기 도로 배관부에 공급하는 분배유닛(200)을 포함한다.

상기 가열유닛(100)은 히터를 이용하여 열매체를 가열시키기 위한 장치로서 프레임부(110)를 포함한다. 상기 프레임부(110)에 대한 구조가 도 2에 도시되어 있다.

상기 프레임부(110)는 바닥 구조체(111)와, 상기 바닥 구조체(111)의 상부에 연결되는 장방형의 상부 구조체(113)를 포함한다. 상기 상부 구조체(113)는 상기 상부 구조체(113)의 둘레에 설치되는 측판과, 상기 측판의 상단에 연결되는 상판을 포함한다.

상기 측판과 상기 상판은 외부판(113e)과, 내부판(113i)과, 단열재(113s)를 포함하는 구조로 구성될 수 있다. 상기 외부판(113e)과 내부판(113i)은 스테인레스 재질의 강판으로 구성될 수 있고, 상기 단열재(113s)는 일반적인 우레탄폼과 같은 단열부재로 구성될 수 있다.

상기와 같이 구성되는 프레임부(110)는 축열조(120)와, 컨트롤박스(130)와, 가열부(140)와, 순환부(150)를 포함한다. 상기 축열조(120)는 상기 가열부(140)에 의해 가열되는 열매체를 저장하기 위한 것이다.

상기 축열조(120)에는 외부로부터 열매체를 공급받기 위한 열매체 주입구(121)와, 상기 축열조(120) 내부의 열매체를 외부로 배출하기 위한 열매체 배출구(122)를 포함한다.

그리고, 상기 축열조(120)에는 상기 축열조(120) 내부의 유량을 측정하기 위한 유량계(123)와, 상기 축열조(120) 내부의 온도를 측정하기 위한 온도계(124)와, 상기 축열조의 압력을 측정하기 위한 압력계(125)가 구비될 수 있다.

또한, 상기 축열조(120)의 상단에는 도로 배관부(300)를 순회한 열매체가 유입되는 유입구(126)가 형성되고, 상기 축열조(120)의 하단에는 축열조(120) 내부에서 가열된 열매체가 상기 도로 배관부(200)로 공급되기 위한 유출구(127)가 형성된다.

상기 축열조(120)의 바닥면에는 상기 축열조(120) 내부의 열매체를 가열하기 위한 가열부(140)가 구비된다. 상기 가열부(140)는 전기에 의해 가열되는 히터로 구성될 수 있다.

그리고, 상기 가열부(140)에 의해 가열된 열매체는 상기 유출구(127)를 통해 순환부(150)로 공급된다. 상기 순환부(150)는 상기 열매체를 순환시키기 위한 유체 펌프로 구성될 수 있다.

상기 순환부(150)에 의해 가압된 열매체는 분배유닛(200)의 분배관(210)을 통해 도로 배관부(300)로 공급된다. 상기 순환부(150)의 분배관(210)은 도로 배관부(300)를 일정 영역으로 구분하여 각 영역에 열매체가 공급될 수 있도록 구성된다.

즉, 상기 분배관(210)은 상기 가열유닛(100)으로부터 인접한 도로 배관부(300)와 이격된 도로 배관부(300)에 각각 열매체를 공급한다. 그리고, 상기 분배관(210)와 상기 도로 배관부(300)가 연결된 지점에는 상기 도로 배관부(300)에 공급되는 열매체를 제어하기 위한 유량제어부(220)가 구비된다.

상기 유량제어부(220)는 유량을 제어하는 유량 벨브로 구성될 수 있는데, 상기 유량제어부(220)는 상기 가열유닛(100)에서 인접한 부분부터 이격된 부분으로 갈수록 유량제어부(220)의 유량 통과량이 많아지도록 구성될 수 있다.

따라서, 상기 가열유닛(100)으로부터의 거리를 고려하여 상기 도로 배관부(300)의 각 영역에 골고루 열매체가 공급될 수 있도록 구성될 수 있다. 그리고, 상기 분배관(210)으로부터 도로 배관부(300)가 연결된 지점에는 추가의 순환부(150)가 더 구비될 수 있다.

상기 분배유닛(200)에 의해 분배된 열매체는 상기 도로 배관부(300)의 각 영역으로 공급된다. 도 3 내지 도 7에는 상기 도로 배관부(300)에 대한 상세한 구조가 도시되어 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 도로 배관부(300)는 도로 포장체(400)를 포설하고, 그 상면에 상기 도로 배관부(300)의 형상에 대응되도록 안착홈(401)을 형성한다.

상기 안착홈(401)에는 도 4에 도시된 도로 배관부(300)가 안착된다. 상기 도로 배관부(300)는 내부에 열매체가 순환하는 유체관(310)과, 상기 유체관(310)을 지지하기 위한 배관 유도판(320)을 포함한다.

상기 배관 유도판(320)은 상면에 상기 유체관(310)을 안착시켜 도로 포장체(400)에 고정시키기 위한 부재로서, 양측단에 위치하는 날개부(321)와, 상기 날개부(321) 사이에 단면이 U자로 형성되는 받침부(322)를 포함한다.

상기 날개부(321)에는 일정간격으로 고정홈(321g)이 형성되고, 상기 고정홈(321g)에 스테인레스 고정못이 타공되어 상기 배관 유도판(320)을 도로 포장체(400)에 고정시킬 수 있다.

상기 받침부(322)는 상기 유체관(310)을 안착시키기 위한 것으로서, 상기 받침부(322)와 상기 유체관(310) 사이에는 상기 유체관(310)으로부터 전달되는 열을 도로 포장체(400)의 하부로 전달되는 것을 방지하기 위한 보온부(323)를 포함한다.

상기 보온부(323)는 -200℃ 내지 600℃의 내한온도를 가지는 특수 보온제로 구성될 수 있다. 상기 보온부(323)에 의해 상기 유체관(310)으로부터 발생되는 열이 도로 포장체(400)의 하방으로 전달되지 않고 상방으로 전달됨으로써 도로의 결빙을 보다 효율적으로 방지할 수 있다.

그리고, 상기 유체관(310)의 상면에는 상기 유체관(310)을 상기 배관 유도판(321)에 고정시키기 위한 고정부재(330)가 연결된다. 상기 고정부재(330)는 일종의 파이프 고정 소켓으로 구성되어 상기 배관 유도판(321)과 일체로 연결되기 때문에 상기 유체관(310)을 견고하게 고정시킬 수 있다. 도 7에 도시된 U자형 관은 상기 유체관(310)의 굴곡부에 연결되는 연결유체관(340)이다.

상기와 같이 구성되는 도로 배관부(300)가 도로 포장체(400)에 안착되면, 그 상면에 다시 아스팔트를 도포하여 마감한다.

그리고, 상기 도로 배관부(300)를 통해 열매체가 순환하면서 열을 방출함으로써 도로 포장체(400)의 결빙을 방지한다. 그리고, 상기 도로 배관부(300)를 순환한 열매체는 다시 분배유닛(200)을 통해 가열유닛(100)으로 복귀한다.

도 8에는 상기와 같이 구성되는 도로 포장체(400)에 보조동력발생부(500)가 부가된 실시예가 도시되어 있다. 상기 보조동력발생부(500)는 상기 도로 포장체(400)에 설치되는 도로 배관부(300)의 열에 의해 흘러내리는 유체의 수력을 이용하여 추가적인 전기 발전을 하기 위한 것이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 상기 도로 포장체(400)는 도로 구배가 양 측단 하방으로 향하도록 형성됨으로써 도로 포장체(400)에 낙하하는 유체가 도로 포장체(400)의 양 측단으로 흘러내리도록 구성된다.

그리고, 상기 도로 포장체(400)의 양 측단에는 도로 포장체(400)로부터 흘러내리는 유수를 포집하기 위한 저수조(510)가 구비되고, 상기 도로 포장체(400)의 양 측단의 구배도 상기 저수조(510) 방향으로 유수가 흐르도록 형성된다.

상기 도로 포장체(400)의 양 측단에는 일정간격으로 회전체(520)가 구비되고, 상기 회전체(520)는 상기 도로 포장체(400)에 흐르는 유수에 의해 회전하는 프로펠러로 구성될 수 있다. 상기 회전체(520)에는 발전부(530)가 연결되어, 유수의 흐름에 의해 발생되는 회전체(520)의 회전력을 이용하여 전기를 발전시킨다.

그리고, 상기 발전부(530)에 의해 발생된 전기는 배터리부(540)에 저장되어, 상기 가열유닛(100)의 동력으로 공급된다. 따라서, 상기 도로 포장체(400)에 구비된 도로 배관부(300)의 열에 의해 흘러내리는 유수를 이용하여 전기를 발생시키고, 그 발생된 전기를 다시 가열유닛(100)의 동력으로 사용함으로써 전기 사용량을 감소시킬 수 있다.

이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이고, 본 발명의 권리범위는 후술하는 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
100 : 가열유닛 110 : 프레임부
120 : 축열조 130 : 컨트롤박스
140 : 가열부 150 : 순환부
200 : 분배유닛 210 : 분배관
220 : 유량 제어부 300 : 도로배관부
310 : 유체관 320 : 배관 유도판
330 : 고정부재 500 : 보조동력발생부

Claims (9)

1. 도로 포장체에 열을 공급하기 위한 도로 결빙 방지 장치에 있어서,
   열매체를 가열시키는 가열유닛;
   상기 가열유닛으로부터 공급받은 열매체가 순환하여 도로를 가열시키는 도로 배관부;
   상기 가열유닛으로부터 공급되는 열매체를 상기 도로 배관부에 분배하는 분배유닛; 및
   상기 가열유닛에 의한 열에 의해 상기 도로포장체에서 흘러내리는 유체의 수력을 이동하여 전기를 발생시키는 보조동력발생부를 포함하고,
   상기 도로배관부는 상기 도로포장체에 고정되는 배관 유도판과, 상기 배관 유도판에 안착되고 상기 열매체가 이동하는 유체관과, 상기 유체관을 상기 배관 유도판에 고정시키는 고정부재 및 상기 배관 유도판과 상기 유체관 사이에 구비되어 상기 유체관의 열을 상부로 유도하기 위한 보온부를 포함하고,
   상기 분배유닛은 상기 도로배관부의 각 영역에 공급되는 열매체의 유량을 제어하되, 상기 가열유닛으로부터 멀어질수록 상기 도로배관부로 유입되는 유량이 많아지도록 열매체의 유량을 제어하는 유량제어부를 포함하고,
   상기 도로 포장체의 양 측단에는 도로 포장체로부터 흘러내리는 유수를 포집하기 위한 저수조가 구비되며, 상기 도로 포장체의 양 측단의 구배는 상기 저수조 방향으로 유수가 흐르도록 형성되며,
   상기 보조동력발생부는 상기 도로포장체의 양 측단에 설치되는 복수의 회전체와, 상기 각 회전체와 연결되어 상기 회전체의 회전력에 의해 전기를 발생시키는 발전부 및 상기 발전부에 의해 발생된 전기를 저장하는 배터리부를 포함하는
   도로 결빙 방지 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 가열유닛은
   상기 열매체가 저장되는 축열조;
   상기 축열조에 구비되어 상기 열매체를 가열시키는 가열부;
   상기 축열조에 저장된 열매체를 상기 도로 배관부로 공급하는 순환부;및
   상기 가열유닛의 작동을 제어하는 컨트롤 박스를 포함하는
   도로 결빙 방지 장치.
   
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 제1항 또는 제2항에 의한 도로 결빙 방지 장치가 설치되는
   도로 포장체.

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