KR101736803B1 - 절연성능이 향상된 매립형 궤도 - Google Patents

Abstract

본 발명의 절연성능이 향상된 매립형 궤도는 상부에 레일헤드가 형성되고, 하부에 양측으로 넓게 베이스가 형성되며, 레일헤드와 베이스를 상하로 연결하는 웨브를 포함하는 레일, 레일의 길이방향을 따라 길게 형성되어 레일의 하부 일부가 삽입되고 베이스가 안착되는 레일결속홈이 구비되는 도상, 레일의 길이방향을 따라 웨브의 측면에 접하도록 배치되며 절연재질로 형성되고, 상부에 아래방향을 향해 개방되며 레일의 길이방향을 따라 연속적으로 형성되는 홈인 절연부가 구비되는 절연유닛 및 레일이 레일결속홈에 안착되어 고정되도록 레일결속홈에 삽입되는 고정블록을 포함한다.

Description

절연성능이 향상된 매립형 궤도{EMBEDDED RAIL TRACK WITH INSULATING ENHANCEMENTS}

본 발명은 매립형 궤도에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 레일로부터 지상 또는 인접한 레일로의 전류 누설을 방지하는 절연성능이 보다 향상된 매립형 궤도에 관한 것이다.

일반적으로 철도는 평행하게 배치되는 한 쌍의 레일을 따라 이동하게 된다.

레일은 노반에 부설되는 자갈도상 또는 콘크리트 도상의 상부에 침목을 매개로 하여 설치되는 것이 보통이고, 이러한 철로를 통해 열차가 운행하게 된다.

하지만, 열차의 전용도로가 아닌 보행을 위한 도로 또는 차량의 통행을 위한 차도와 열차의 궤도가 병용되는 구간에서는 통상의 자갈도상 또는 콘크리트 도상의 상부에 레일을 체결하여 설치하는 기술을 사용할 수 없었다.

또는, 철로가 부설되는 구간이 지중의 터널과 같은 공간적 제약이 따를 경우 노반을 형성하고 자갈도상을 그 상부에 부설하는 공법에 비하여 콘크리트 도상을 부설하고 레일을 매립하는 방식의 철로가 관리 및 유지에 이점이 있고, 시공기간 및 시공비를 절감할 수 있는 장점이 있어 널리 시행되고 있다.

철도의 레일은 열차가 이동경로로써 선로의 역할을 하고, 뿐만 아니라 신호나 그 외의 전기를 공급하기 위한 통전수단의 역할 또한 수행하게 되며, 전기철도의 경우 동력원인 전류의 귀선 역할도 하게 된다.

그러나, 레일 상으로 통전되는 전류는 레일로부터 누전되어 노면 또는 인접한 레일, 도체등으로 방전되는 문제점이 있었고, 방전된 전류는 철로 주변의 시설물을 부식시키는 문제점을 야기하거나 장치나 장비의 오작동을 초래하기도 하였다.

이에, 다양한 방법들로 레일로부터의 누전을 방지하기 위한 기술들이 제안되고 있으나 강우나 습기, 배수등의 주변환경으로 인한 변수로 인해 절연효율을 높이는 것이 수월하지 않았다.

따라서 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방법이 요구된다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 도상에 매립되어 부설되는 매립형궤도의 누전을 방지하기 위해 전류 단절구간을 지닌 절연유닛을 포함하여 절연성능을 향상시킨 매립형 궤도를 제공하기 위함이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 절연성능이 향상된 매립형 궤도는 상부에 레일헤드가 형성되고, 하부에 양측으로 넓게 베이스가 형성되며, 레일헤드와 베이스를 상하로 연결하는 웨브를 포함하는 레일, 레일의 길이방향을 따라 길게 형성되어 레일의 하부 일부가 삽입되고 베이스가 안착되는 레일결속홈이 구비되는 도상, 레일의 길이방향을 따라 웨브의 측면에 접하도록 배치되며 절연재질로 형성되고, 상부에 아래방향을 향해 개방되며 레일의 길이방향을 따라 연속적으로 형성되는 홈인 절연부가 구비되는 절연유닛 및 레일이 레일결속홈에 안착되어 고정되도록 레일결속홈에 삽입되는 고정블록을 포함한다.

그리고, 절연유닛은 웨브의 측면에 접착된다.

또는, 절연유닛은 상부에 웨브의 측방으로 연장되어 돌출되는 가드를 포함한다.

그리고, 가드는 상면이 웨브와 멀어질수록 하향 경사지게 형성된다.

또는, 절연유닛은 웨브와 접하는 면의 반대편에서 하향 돌출되어 형성되고, 개방부를 하부에서 이격된 채로 덮도록 형성되는 바이저를 포함한다.

그리고, 절연부는 단면의 형상이 아치형으로 형성된다.

또는, 절연부는 복수 개가 구비된다.

그리고, 절연부의 내측면은 발수처리된다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 절연성능이 향상된 매립형 궤도는 전류가 흐르는 레일이 주변의 강우, 폭우등과 같은 환경적인 요인으로 인하여 수막이 형성되고 이로인해 전류의 누수가 발생될 수 있는 환경을 차단하는 수막의 절단구간인 절연부를 구비하여 레일을 통해 흐르는 전류의 방전을 방지하는 효과가 있고, 매립형 궤도의 시공시 레일의 측면에 접착식으로 시공될 수 있도록 하여 종래의 매립형 궤도의 시공방법에 간편하게 추가하여 설치할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 절연성능이 향상된 매립형 궤도의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 절연성능이 향상된 매립형 궤도의 분해도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 절연성능이 향상된 매립형 궤도의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 절연성능이 향상된 매립형 궤도에서 복수 개의 절연부가 구비된 예를 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 절연성능이 향상된 매립형 궤도에서 바이저가 구비된 상태를 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 절연성능이 향상된 매립형 궤도에서 절연부가 아치형으로 구비된 예를 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 절연성능이 향상된 매립형 궤도에서 아치형의 절연부에 바이저가 구비된 상태를 나타낸 단면도이다.
도 8은 종래의 매립형 궤도에서 전류누수로 인한 방전이 발생되는 예를 나타낸 상태도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 절연성능이 향상된 매립형 궤도에서 전류의 단절구간이 형성되는 것을 나타낸 상태도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 절연성능이 향상된 매립형 궤도에서 절연부 및 바이저에 의해 전류의 단절구간이 형성되는 것을 나타낸 상태도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 절연성능이 향상된 매립형 궤도의 또 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

본 발명에 따른 절연성능이 향상된 매립형 궤도는 하기 되는 것과 같이 실시될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 절연성능이 향상된 매립형 궤도의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 절연성능이 향상된 매립형 궤도의 분해도, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 절연성능이 향상된 매립형 궤도의 단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 절연성능이 향상된 매립형 궤도는 상부에 레일헤드(12)가 형성되고, 하부에 양측으로 넓게 베이스(16)가 형성되며, 레일헤드(12)와 베이스(16)를 상하로 연결하는 웨브(14)를 포함하는 레일(10), 레일(10)의 길이방향을 따라 길게 형성되어 레일(10)의 하부 일부가 삽입되고 베이스(16)가 안착되는 레일결속홈(22)이 구비되는 도상(20), 레일(10)의 길이방향을 따라 웨브(14)의 측면에 접하도록 배치되고 절연재질로 형성되며 상부에 아래방향을 향해 개방되고 레일(10)의 길이방향을 따라 연속적으로 형성되는 홈인 절연부(112)가 구비되는 절연유닛(100) 및 레일(10)이 레일결속홈(22)에 안착되어 고정되도록 레일결속홈(22)에 삽입되는 고정블록(30)이 포함되 수 있다.

아래에서는 상기된 각각의 구성을 구체적으로 자세하게 설명한다.

레일(10)은 일방향으로 길게 형성되며 하부에 양측으로 넓게 형성되어 편평한 하면을 지닌 베이스(16)가 구비되고, 베이스(16)의 중심부에서 상부로 연장되어 형성되는 웨브(14), 웨브(14)의 상단에 형성되어 열차의 차륜과 접하여 열차의 하중이 직접 전달되며 열차의 경로를 안내하게 되는 레일헤드(12)가 구비된다.

도상(20)은 콘크리트가 부설되어 형성되는 콘크리트도상 또는 노반이 그 자체로 사용될 수 있으며, 도상(20)의 상면에는 평행하게 두 개의 레일결속홈(22)이 형성된다.

레일결속홈(22)은 레일(10)의 하부 일부가 삽입되어 레일(10)의 베이스(16)가 안착될 수 있도록 형성되며, 도상(20)의 상면에서 아래측으로 함몰되어 형성되는 두 개의 긴 홈으로 구비된다.

고정블록(30)은 레일결속홈(22)에 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 레일(10)의 하부가 삽입되어 레일(10)의 베이스(16)가 안착된 상태에서 레일(10)의 양측면과 레일결속홈(22) 내측 사이의 공간에 채워지는 고정재로서, 탄성을 지닌 폴리우레탄과 같은 재질로 형성되는 블록형상으로 실시될 수 있고, 또는 용융상태의 수지를 타설하여 고결화 함으로 실시될 수 있다.

고정블록(30)은 레일체결홈(22)의 내부에서 레일(10)이 안착되어 고정될 수 있도록 레일(10)과 레일체결홈(22)의 사이에 발생되는 공간에 채워지는 고정수단이고, 바람직하게는 레일체결홈(22)의 바닥면에 탄성력을 지닌 레일패드(40)가 배치되고, 레일패드(40)의 상면에 레일(10)의 베이스(16)가 안착될 수 있으며, 레일패드(40)는 레일(10)로부터 전달되는 진동 및 하중을 분산 및 완충하는 기능을 하게 된다.

고정블록(30)은 레일(10)의 양측으로 폐고무와 같은 충전부재들이 채워진 후 그 주변을 용융상태의 수지 또는 콘크리트등으로 타설하여 고결화 시킴으로 실시될 수도 있다.

이는 예시적인 것으로서 본 발명이 적용되는 실시예에 따라 다양한 방법으로 레일(10)이 레일체결홈(22)내에 견고하게 고정되도록 구현될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 절연성능이 향상된 매립형 궤도에서 복수 개의 절연부가 구비된 예를 나타낸 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 절연성능이 향상된 매립형 궤도에서 바이저가 구비된 상태를 나타낸 단면도, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 절연성능이 향상된 매립형 궤도에서 절연부가 아치형으로 구비된 예를 나타낸 단면도, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 절연성능이 향상된 매립형 궤도에서 아치형의 절연부에 바이저가 구비된 상태를 나타낸 단면도이다.

절연유닛(100)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 레일(10)의 웨브(14) 일측면 또는 양측면에 접하여 배치된다.

절연유닛(100)은 레일(10)의 길이방향을 따라 레일(10)의 웨브(14) 일측면 또는 양측면에 배치되며, 본 발명의 일 실시예에서는 웨브(14)의 양측면에 각각 절연유닛(100)의 일면이 접착되도록 구비될 수 있다.

절연유닛(100)은 상부가 웨브(14)와 접하는 면의 반대방향으로 돌출되어 형성되는 가드(110)가 구비된다.

가드(110)는 웨브(14)와 멀어질수록 하향 경사지도록 형성될 수 있고, 이는 상부로부터 흘러내리는 빗물과 같은 전도체가 하향 경사진 가드(110)를 따라 흘러내리며 가드(110)의 하부에 빗물과 같은 전도체가 닿지 않는 절단구간을 형성하기 위함으로, 강우 시 레일(10)에 흐르는 전류가 도상(20)으로 누수되지 않도록 하는 절연구간(a)을 형성하는 효과를 얻을 수 있다.

절연부(112)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 절연유닛(100)의 상부에 구비되고, 아래방향을 향하여 개방된 홈으로서, 레일(10)의 길이방향을 따라 길게 형성되는 절연유닛(100)의 길이방향을 따라 역시 길게 연속적으로 형성된다.

본 발명의 일 실시예에서 절연부(112)는 돌출된 가드(110)의 하부에 아래방향으로 개방된 상향의 홈으로 구비될 수 있다.

절연부(112)는 강우 시 또는 레일(10)의 주변으로 빗물과 같은 액체가 유입될 경우 바닥에 튕겨진 물방울로 가드(110)의 하부가 젖어 통전될 수 있는 가능성을 현저하게 줄이기 위해 구비되는 것으로, 길이방향을 따라 가드(110)의 하부에 움푹 패인 홈을 형성하여 가드(110)의 하부 면이 불연속구간을 지니게 되므로, 외부로부터 물방울이 튀어 젖음으로 통전되는 상황이 발생되지 않도록 하는 절연구간(a)을 형성하게 된다.

도 5에 도시된 바와 같이 절연부(112)의 하부에는 절연부(112)의 내측공간으로 바닥에 튄 빗물이 유입되지 못하도록 바이저(114)가 구비될 수 있다.

바이저(114)는 절연유닛(100)이 웨브(14)와 접하는 면과 반대편에 구비되고, 상세하게는 절연유닛(100)의 상부가 웨브(14)와 접하는 면과 반대편을 향해 돌출된 끝단에서 하부로 연장형성되며, 절연부(112)의 하부로 만곡되거나 절연부(112)의 하부와 소정의 간격만큼 이격되도록 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는 가드(110)의 끝단에서 하부로 연장되고, 웨브(14)를 향해 만곡되도록 구비되어 절연부(112)의 하부와 소정 간격의 이격이 형성되어 바닥면에 튕겨진 빗방울이 절연부(112)의 내측공간으로 유입되지 않도록 형성된다.

이러한 바이저(114)의 구성은 폭우로 인해 강한 빗줄기가 도상(20) 또는 고정블록(30)에 부딪쳐 절연부(112)의 하부에서 절연부(112) 내측으로 튀어 들어가는 것을 방지하게 되어 다양한 우천상황에서도 가드(110)의 하부 및/또는 절연부(112)에 안정적으로 절연구간(a)을 형성되도록 하는 효과를 지니게 된다.

또한, 도 6에 도시된 바와 같이 절연부(112)는 가드(110)의 하부에서 상방을 향하여 아치형으로 패인 홈으로 형성될 수 있다.

아치형으로 패인 홈으로 형성되는 절연부(112)의 형상은 홈의 개방된 진입부가 좁고 홈의 내부공간이 넓게 형성되어, 여러 방향으로 튀어 진입될 수 있는 물방울에도 절연부(112)의 내부에 수막이 형성되지 않도록 하는 효과가 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 절연부(112)의 형상이 아치형으로 패인 홈으로 형성되는 경우에도 상술한 바와 같은 바이저(114)가 구비되어 실시될 수 있다.

절연부(112)는 도 4에 도시되는 바와 같이 다수 개의 홈이 병렬로 배치될 수 있고 각각의 절연부(112)가 지닌 깊이는 각기 다르게 형성될 수 있으며, 이는 예시적인 것으로 본 발명이 적용되는 실시예에 따라 다양한 형상 및 개수의 절연부(112)가 구비되어 실시될 수 있다.

그리고, 절연유닛(100)은 가드(110)가 형성된 상부가 고정블록(30)의 상부에 노출이 되도록 결합되며, 레일헤드(12)의 하부에서 웨브(14)에 접착된 형태로 배치된다.

본 발명의 일 실시예에서는 절연유닛(100)은 웨브(14)에 일면이 접착된 채로 중단부 및 하단부가 고정블록(30)과 접하여 레일체결홈(22)의 내부에 레일(10)과 함께 고정될 수 있다.

절연유닛(100)은 외측면이 발수처리되어 수분이 흡수되거나 젖지 않도록 하여 가드(110) 및 절연부(112)에서 절연효과가 더욱 높아지도록 구비될 수 있고, 이러한 발수처리는 절연부(112) 또는 가드(110)의 하부에만 선택적으로 적용될 수 있다.

도 8은 종래의 매립형 궤도에서 전류누수로 인한 방전이 발생되는 예를 나타낸 상태도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 절연성능이 향상된 매립형 궤도에서 전류의 단절구단이 형성되는 예를 나타낸 상태도, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 절연성능이 향상된 매립형 궤도에서 절연부 및 바이저에 의해 전류의 단절구간이 형성되는 것을 나타낸 상태도이다.

도 8에는 다양한 레일(10)로부터의 전류누수 상황 중 비에 노출되어 대개 콘크리트로 형성되는 도상(20)이 빗물에 젖어 도전체의 역할을 하게 되고, 레일(10)의 외측면과 도상(20)의 사이에 빗물로 인한 통전이 발생되어 전류누수로 인한 방전현상이 발생되는 상황을 나타내고 있다.

도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 절연성능이 향상된 매립형 궤도는 1차적으로 가드(110)를 통해 빗물로 젖지 않는 절연구간(a)을 가드(110)의 하면에 형성하여 절연기능을 하도록 하고, 2차적으로 절연부(112)를 두어 가드(110)의 하면에서 빗물이 튀는 등의 현상으로 인해 발생될 수 있는 통전현상을 방지할 수 있는 확실한 절연구간(a)이 형성될 수 있도록 한다.

또한, 바이저(114)가 구비되어 폭우 시 바닥면에 튄 빗방울이 절연부(112)의 내측공간 또는 가드(110)의 하부로 튀어 통전되는 구간이 발생될 수 있는 상황을 방지할 수 있게 된다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 절연성능이 향상된 매립형 궤도의 또 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.

도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예로서 절연유닛(100)은 레일헤드(12)의 하부로부터 웨브(14)의 일측면에 이르도록 배치될 수 있고, 하단부의 적어도 일부는 고정블록(30)과 웨브(14)의 사이에서 고정되도록 구성될 수 있다.

절연유닛(100)의 상단부는 하부를 향해 연장형성되되, 연장형성된 하단부에서 웨브(14)의 방향으로 돌출된 바이저(114)가 구비될 수 있고, 바이저(114)의 상부에는 상술하였던 절연부(112)가 포함될 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

a: 절연구간
10: 레일 12: 레일헤드
14: 웨브 16: 베이스
20: 도상 22: 레일결속홈
30: 고정블록
40: 레일패드
100: 절연유닛 110: 가드
112: 절연부 114: 바이저

Claims (8)

1. 상부에 레일헤드가 형성되고, 하부에 양측으로 넓게 베이스가 형성되며, 상기 레일헤드와 상기 베이스를 상하로 연결하는 웨브를 포함하는 레일;
   상기 레일의 길이방향을 따라 길게 형성되어 상기 레일의 하부 일부가 삽입되고 상기 베이스가 안착되는 레일결속홈이 구비되는 도상;
   상기 레일의 길이방향을 따라 상기 웨브의 측면에 접하도록 배치되고 절연재질로 형성되며, 상부에 상기 웨브의 측방으로 연장되어 돌출되는 가드가 구비되고 상기 가드의 하부에 아래방향을 향해 개방되고 상기 레일의 길이방향을 따라 연속적으로 형성되되 상향으로 움푹 패인 홈으로서 상기 가드의 하부 면에 불연속구간을 형성하는 절연부가 구비되며, 상기 가드의 하부로 연장형성되어 개방된 상기 절연부의 하부를 상기 절연부와 이격된 채로 덮도록 형성되는 바이저가 구비되는 절연유닛; 및
   상기 레일이 상기 레일결속홈에 안착되어 고정되도록 상기 레일결속홈에 삽입되는 고정블록;을 포함하고,
   상기 절연부 및 상기 바이저는 물방울이 튀어 젖음으로 통전되는 상황이 발생되지 않도록 절연구간을 형성하는 절연성능이 향상된 매립형 궤도.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 절연유닛은,
   상기 웨브의 측면에 접착되는 절연성능이 향상된 매립형 궤도.
   
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 가드는,
   상면이 상기 웨브와 멀어질수록 하향 경사지게 형성되는 절연성능이 향상된 매립형 궤도.
   
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 절연부는,
   단면의 형상이 아치형으로 형성되는 절연성능이 향상된 매립형 궤도.
   
7. 제1항 또는 제6항에 있어서,
   상기 절연부는 복수 개가 구비되는 절연성능이 향상된 매립형 궤도.
   
8. 제1항 또는 제6항에 있어서,
   상기 절연부의 내측면은 발수처리되는 절연성능이 향상된 매립형 궤도.
   
   
   

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