KR102258582B1 - 도로면의 결빙방지를 위한 온도제어시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 도로면의 결빙방지를 위한 온도제어시스템에 관한 것으로 발열모듈은 도로의 길이방향 방향으로 배치되는 길이방향 성분과 도로의 폭방향에 대하여 미리 설정된 각도를 가지는 경사방향 성분을 가지되, 길이방향 성분은 미리 설정된 단위길이로 다수 개로 마련되되, 도로의 일측에 위치하는 제1 길이방향 성분과 제1길이방향 성분으로부터 횡방향으로 이격된 제2길이방향 성분을 포함하며, 경사방향 성분은, 일단이 상기 제1 길이방향 성분의 시작단과 연결되고 타단은 제2 길이방향 성분의 끝단과 연결되는 제1 경사부와, 일단은 제1 길이방향 성분의 끝단과 연결되고 타단은 제2 길이방향 성분의 시작단과 연결되는 제2 경사부를 포함하며, 제1 경사부와 제2 경사부는 서로 평행하게 배치되는 것을 특징으로 한다.

Description

도로면의 결빙방지를 위한 온도제어시스템{TEMPERATURE CONTROLLING SYSTEM FOR PREVENTING FREEZING OF PAVEMENT}
본 발명은 도로면의 결빙방지를 위한 온도제어시스템에 관한 것으로서, 상세하게는 포장도로의 결빙을 방지하기 위한 도로면의 결빙방지를 위한 온도제어시스템에 관한 것이다.
0℃ 이하의 온도로 떨어지는 동절기에는 눈이 내리거나 공기 중의 수증기의 응결로 인하여 포장도로의 표면이 결빙되는 경우가 발생하게 된다. 이러한 경우에 차량의 미끄러짐으로 인하여 교통사고가 발생할 위험이 높아지며, 도로의 결빙을 신속하게 제거하지 않으면 도로의 미끄러움으로 인하여 교통사고가 빈번하게 발생하게 된다.
따라서, 노면의 결빙을 방지하기 위하여 인력으로 도로에 모래나 염화칼슘을 살포하는 방법을 사용하였는데, 이러한 방법은 많은 인력 및 장비가 투입되기 때문에 도로 제설을 위한 막대한 비용이 지출되는것은 물론, 인력 투입과정에서 상당한 시간이 소요되기 때문에 도로결빙을 방지하기 위한 신속한 대처가 어려운 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해소하기 위하여 다양한 도로결빙 방지시스템이 개발되고 있으며, 그 중에 도로에 열선을 설치하여 그 열선에서 발생하는 열을 이용하여 도로의 결빙을 제거하거나 방지하는 시스템이 개발된 바 있다.
도 1은 도로면의 결빙방지를 위한 종래기술에 따른 도로면 결빙방지를 위한 온도제어시스템이 도로에 설치된 상태를 나타내는 평면도이다.
도 1을 참조하면, 발열모듈이 단순한 'ㄹ'자 형태로 일정한 형상으로 형성되는 경우에 도로면의 일부영역(A1)에서 온도가 0℃ 이하인 상태로 도로의 결빙이 제거되지 않은 데드존(D1)이 넓게 발생하여 교통사고를 야기할 수 있는 가능성이 높아진다.
상기 종래기술이 도로면의 결빙을 방지하는 목적을 달성하기 위해서는 열선 사이의 간격을 좁게 설치하여야 하고, 이러한 경우 시공비용이 증가하고 도로가 파손될 수 있다는 문제점이 있었다.
등록특허 제10-1328024호(2013.11.05.)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고 도출된 것으로서, 발열모듈이 도로의 폭방향과 미리 설정된 각도를 이루면서 배치되도록 함으로써 데드존의 발생을 최소화하면서 도로의 파손을 최소화할 수 있는 도로면의 결빙을 방지하는 온도제어시스템을 제안하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제의 해결을 위하여, 본 발명의 도로면 결빙방지를 위한 온도제어시스템은, 전력을 공급하는 전력공급선과 상기 전력공급선을 통하여 전력을 공급 받아 발열되는 발열체와 상기 전력공급선과 상기 발열체를 보호하는 보호부재를 포함하는 발열모듈 및 상기 도로의 일측에 설치되어 상기 발열체에서 발생하는 온도를 제어하는 온도제어부를 포함하며,상기 발열모듈은 상기 도로의 길이방향 방향으로 배치되는 길이방향 성분과 상기 도로의 폭방향에 대하여 미리 설정된 각도를 가지는 경사방향 성분을 가지되, 상기 길이방향 성분은 미리 설정된 단위길이로 다수 개로 마련되되, 도로의 일측에 위치하는 제1 길이방향 성분과 상기 제1길이방향 성분으로부터 횡방향으로 이격된 제2 길이방향 성분을 포함한다. 상기 경사방향 성분은, 일단이 상기 제1 길이방향 성분의 시작단과 연결되고 타단은 제2 길이방향 성분의 끝단과 연결되는 제1 경사부와, 일단은 상기 제1 길이방향 성분의 끝단과 연결되고 타단은 상기 제2 길이방향 성분의 시작단과 연결되는 제2 경사부를 포함하며, 상기 제1 경사부와 상기 제2 경사부는 서로 평행하게 배치되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 경사방향 성분은 도로의 폭방향에 대하여 45°의 각도로 상기 길이방향 성분에 연결될 수 있다.
또한, 상기 경사방향 성분은 도로의 폭방향에 대하여 60°의 각도로 상기 길이방향 성분에 연결될 수 있다.
그리고 상기 발열모듈이 도로면의 법선에 대하여 미리 설정된 각도로 도로의 내부에 매설될 수 있다.
상기 제1 경사방향 성분과 상기 제2 경사방향 성분 사이에 온도센서가 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 온도센서에서 측정한 도로면의 온도가 0℃ 미만이 되면, 온도제어부의 작동으로 상기 발열모듈에 전원이 공급되어 발열체가 발열되는 것을 특징으로 한다.
상기 길이방향 성분과 상기 경사방향 성분이 만나는 곳이 90도 이하의 예각으로 형성되는 경우, 원호형상으로 길이방향 성분과 경사방향 성분이 연결되도록 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 발열모듈이 도로의 폭방향과 미리 설정된 각도를 이루면서 배치되어 차량의 미끄러짐을 야기하는 도로면의 결빙을 방지하는 효과가 있음과 동시에 도로면의 결빙제거 효율을 높여 도로면의 결빙방지를 위한 시공비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 도로면의 결빙방지를 위한 종래기술에 따른 도로면 결빙방지를 위한 온도제어시스템이 도로에 설치된 상태를 나타내는 평면도,
도 2는 도 1의 일부영역을 확대한 평면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도로면의 결빙방지를 위한 온도제어시스템이 도로에 설치된 구조를 도시한 사시도,
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 도로면의 결빙방지를 위한 온도제어시스템이 이 도로의 폭방향에 대하여 45°의 각도로 설치된 상태를 나타내는 평면도,
도 5는 도4의 일부영역을 확대한 평면도,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 도로면의 결빙방지를 위한 온도제어시스템이 도로의 폭방향에 대하여 60°의 각도로 설치된 상태를 나타내는 평면도,
도 7는 도면 6의 일부영역을 확대한 평면도,
도 8는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 도로면의 결빙방지를 위한 온도제어시스템의 발열모듈이 도로면의 법선에 대하여 미리 설정된 각도로 도로의 내부에 매설된 상태를 나타내는 단면도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 도로면의 결빙방지를 위한 종래기술에 따른 도로면 결빙방지를 위한 온도제어시스템이 도로에 설치된 상태를 나타내는 평면도이며, 도 2는 도 1의 일부영역을 확대한 평면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도로면의 결빙방지를 위한 온도제어시스템이 도로에 설치된 구조를 도시한 사시도이며, 도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 도로면의 결빙방지를 위한 온도제어시스템이 이 도로의 폭방향에 대하여 45°의 각도로 설치된 상태를 나타내는 평면도이고, 도 5는 도4의 일부영역을 확대한 평면도이며, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 도로면의 결빙방지를 위한 온도제어시스템이 도로의 폭방향에 대하여 60°의 각도로 설치된 상태를 나타내는 평면도이고, 도 7는 도면 6의 일부영역을 확대한 평면도이며, 도 8는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 도로면의 결빙방지를 위한 온도제어시스템의 발열모듈이 도로면의 법선에 대하여 미리 설정된 각도로 도로의 내부에 매설된 상태를 나타내는 단면도이다.
이들 도면에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 도로면의 결빙방지를 위한 온도제어시스템은, 전력을 공급하는 전력공급선(110)과 전력공급선(110)을 통하여 전력을 공급 받아 발열되는 발열체(120)와 전력공급선(110)과 발열체(120)를 보호하는 보호부재(130)를 포함하는 발열모듈(100) 및 도로의 일측에 설치되어 발열체(120)에서 발생하는 온도를 제어하는 온도제어부(300)를 포함하여 구성된다.
발열모듈(100)은 도로의 길이방향 방향으로 배치되는 길이방향 성분(P20, P30)과 도로의 폭방향에 대하여 미리 설정된 각도를 가지는 경사방향 성분(S1, S2)을 가진다.
길이방향 성분(P20, P30)은 미리 설정된 단위길이로 다수 개로 마련되되, 도로의 일측에 위치하는 제1 길이방향 성분(P20)과 제1길이방향 성분(P20)으로부터 횡방향으로 이격된 제2 길이방향 성분(P30)을 포함한다.
길이방향 성분(P20, P30)의 개수는 발열모듈(100)이 설치되는 도로의 종방향 길이와 경사방향 성분(S1, S2)의 경사각에 따라 다르게 마련된다.
경사방향 성분(S1, S2)은, 일단이 제1 길이방향 성분(P20)의 시작단(여기서, 시작단은 길이방향 성분 중 도면의 하부측에 가까운 부분을 의미합니다)과 연결되고 타단은 제2 길이방향 성분(P31)의 끝단과 연결되는 제1 경사부(S1)와, 일단은 제1 길이방향 성분(P20)의 끝단과 연결되고 타단은 상기 제2 길이방향 성분(P32)의 시작단과 연결되는 제2 경사부(S2)를 포함한다.
즉, 제1 경사부(S1)의 일단은 상기 제1 길이방향 성분(P20)의 시작단과 예각으로 연결되고, 타단은 상기 제1 길이방향 성분(P20)으로부터 횡방향으로 이격된 타측의 길이방향 성분인 상기 제2 길이방향 성분(P31)의 끝단과 예각으로 연결된다. 경사방향 성분(S1, S2)은 도로면의 법선과 평행하게 도로의 내부에 매설될 수 있다.
또한, 제2 경사부(S2)의 일단은 제1 길이방향 성분(P20)의 끝단과 둔각으로 연결되고, 타단은 상기 제2 길이방향 성분(P31)으로부터 제1 및 제2 길이방향 성분(P20, P30)만큼 종방향으로 이격된 길이방향 성분(P32)의 시작단과 둔각으로 연결된다.
그리고, 제1 경사부(S1)와 제2 경사부(S2)는 서로 평행하게 배치되고 발열모듈(100)은 전체적으로 하나의 선을 형성하여 도로의 내부(즉, 도로의 외부로 돌출되지 않은 상태)에 매설된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 도로면의 결빙방지를 위한 온도제어시스템은 동절기나 기온이 0℃ 이하로 떨어지는 기상상황에서 발생하는 도로면의 결빙을 제거하거나 사전에 결빙형성을 억제함으로써 도로면 결빙에 의한 차량의 사고발생을 방지하기 위함이다.
이를 위하여 발열모듈(100)은 전력공급선(110)과 이들 전력공급선(110)과 적층되게 배치되어 도로에 설치되는 발열체(120) 및 전력공급선(110)과 발열체(120)의 외면에 피복되어 이들을 보호할 수 있는 발열체 보호부재(130)를 포함하여 구성된다.
전력공급선(110)은 발열체(120)에 전원을 공급하여 발열체(120)에서 발생하는 열이 주위에 전달되어 도로면의 온도를 0℃ 이상이 유지되도록 함으로써 도로면의 결빙을 방지할 수 있도록 한다.
이러한 전력공급선(110)의 일단부는 온도제어부(300)와 상호 전기적으로 접속되도록 한다.
전력공급선(110)은 발열체 보호부재(130) 내부의 상부와 하부에 복수로 배치되고, 발열체(120)는 상부 전력공급선(110)과 하부 전력공급선(110) 사이의 중앙에 배치되도록 하고, 전력공급선(110)과 발열체(120)가 발열체 보호부재(130)에 의하여 피복되도록 함으로써 발열모듈(100)을 형성한다.
발열체(110)는 탄소로 형성되는 것이 바람직한데, 탄소로 이루어지는 탄소섬유를 이용하여 제작할 수 있다.
탄소섬유는 탄성과 강도가 크기 때문에 흔히 철보다 강하고 알루미늄보다 가볍다. 원료에 따라 폴리아크릴로니트릴(PAN)계, 피치계, 레이온계로 분류되나 PAN계와 레이온계가 거의 대부분을 차지한다. PAN계 탄소섬유는 PAN을 비활성기체 하 에서 1,000~2,000℃ 이상의 온도에서 구워 만든다.
피치계의 경우는 석탄에서 나오는 피치를 섬유화한 뒤 PAN계와 거의 같은 공정을 거쳐 만든다. 이 밖에도 증기상의 벤젠에서 직접 탄소섬유를 성장시키는 방법도 개발되었으나 아직 공업화는 이루어지지 않았다. 탄소섬유의 밀도는 1.8g/㎤ 으로 다른 재료에 비해 강도와 탄성이 크다는 것이 가장 큰 특징이다. 피로에 강하고 진동의 감쇠성이 뛰어나다는 장점이 있다. 예컨대 PAN계의 고품위 품목은 인장강도는 700kgf/㎟, 내열성은 1,000℃ 이지만 비중은 1.5~2.0 으로 가볍기 때문에 복합재료로서 항공기의 동체나 날개 등의 구조재와 골프채나 라켓, 그리고 낚싯대의 소재로 사용된다. 또 피치계는 PAN계열과 비교해 값이 싸기 때문에 고온단열재나 보강재로 이용되고 있다. 탄소섬유를 강화재로 한 섬유강화 콘크리트(FRC)는 탄소섬유가 콘크리트의 단점을 보완해 강도가 증가하여 철근의 양을 절약함으로써 단위면적당 중량을 2/3 정도까지 줄일 수 있다.
탄소섬유-폴리에테르에테르케톤(PEEK) 복합재료는 PEEK를 기질로 하고 탄소섬유를 강화재로 한 섬유강화 플라스틱(FRP)으로서, 항공기의 구조재료용의 복합재료로 쓰이고 있다.
이러한 전력공급선(110)과 발열체(120)는 발열체 보호부재(130)의 내부에 상호 교번적으로 적층되게 설치되며, 상술한 바와 같이 전력공급선(110)은 상부와 하부에 배치되고 전력공급선(110) 사이에 발열체(120)가 배치되도록 한다.
발열모듈(100)은 제1 길이방향 성분(P20), 제2 길이방향 성분(P30), 제1 경사방향 성분(S1) 및 제2 경사방향 성분(S2)을 구성으로 하여 도로 내부에 매설되는데, 이 때의 제1 길이방향 성분(P20) 및 제2 길이방향 성분(P30)의 단위길이는, 도로면의 결빙을 유발하는 0℃ 이하로 형성되는 구역인 데드존의 형성을 최소화하도록 마련된다.
길이방향 성분(P20, P30)의 단위길이는 데드존이 차량의 미끄러짐을 야기하지 않을 정도로 최대화하여 설정하며, 이는 시공비용과 시공시간을 줄일 수 있는 이점이 있다.
이하에서는 도 1 내지 도 8을 참조하여, 종래기술에 따른 도로면의 결빙방지를 위한 온도제어시스템의 데드존과 본 발명의 실시예에 따른 도로면의 결빙방지를 위한 온도제어시스템의 데드존을 비교하여 설명한다.
이때, 도로매설 지역의 기상 및 지형 조건 등은 동일하며, 도 1 및 도 2의 도로의 길이방향 성분(P10)과 본 발명에 의한 발열모듈(100)의 도로의 길이방향 성분(P20, P30)의 단위길이는 동일하다.
또한 종래기술의 발열모듈 및 본 발명의 발열모듈(100)의 단위시간 당 발열량은 동일하므로, 종래기술의 발열모듈 및 본 발명의 발열모듈(100)에서 데드존까지의 최단거리(C1, C2, C3)는 동일하다.
발열모듈에서 데드존까지의 최단거리(C1, C2, C3)는 단위시간 당 발열량, 기상 및 지형조건은 동일하므로 도 1 및 도 2에서 발열모듈의 도로폭 방향성분 사이의 폭길이(L1)의 0.25 배임을 전제로 한다.
도 1을 참조하면, 종래기술은 발열모듈이 단순한 'ㄹ'형태의 일정한 형상으로 도로 내부에 매설되어 데드존을 완전하게 제거하지 못하고, 종래기술에 의한 데드존(D1)은 발열모듈의 도로폭 방향성분에서 최단거리(C1)에 해당하는 지점에서부터 형성되어 차량의 미끄럼짐을 야기하여 교통사고를 발생시킨다.
도 2를 참조하면, 종래기술은 발열모듈의 도로폭 방향성분 사이의 폭길이(L1)는 발열모듈의 길이방향 성분(P10)의 길이와 동일하며, 데드존(D1)은 발열모듈의 도로폭 방향성분 사이의 폭길이(L1)의 0.5 배 길이의 폭길이로 발열모듈의 도로폭 방향성분과 평행하게 형성된다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 경사방향 성분이 도로의 폭방향에 대하여 45°의 각도로 길이방향 성분(P20, P30)에 연결되는 경우에, 제1 경사부(S1)에서부터 제2 경사부(S2) 사이의 폭길이(L2)는 종래기술의 발열모듈의 도로폭 방향 성분 사이의 폭길이(L1)보다 줄어든다.
이 경우 경사방향 성분 사이의 폭길이(L2)는 도로 길이방향 성분(P20)에 sin45°곱한 값으로써 종래기술의 도로폭 방향성분 사이의 폭길이(L1)의 0.707 배가 된다.
따라서, 데드존(D2)은 종래기술의 최단거리(C1)와 동일한 거리에 해당하는 최단거리(C2)로 제1 경사부(S1)와 제2 경사부(S2) 사이의 지점에서부터 형성되더라도 데드존(D2)의 넓이는 종래기술의 데드존(D1)의 넓이보다 줄어들어 차량의 미끄러짐이 발생하지 않는다.
본 발명의 경사방향 성분이 도로의 폭방향에 대하여 45°의 각도로 길이방향 성분(P20, P30)에 연결되는 경우의 데드존(D2)은 종래기술의 데드존(D1)보다 더 좁게 형성되거나 아예 형성되지 않아 차량의 미끄러짐으로 인한 교통사고의 발생가능성을 현저히 낮춘다.
예를 들어, 제1 경사부(S1)에서부터 제2 경사부(S2) 사이의 폭길이(L2)는 0.707L1이 되고, C2가 0.25L1이므로, 데드존 (D2)의 폭은 0.207L1이 될 수 있다. 이 경우 단위시간 당 발열량을 조금만 더 증가시키면 데드존은 아예 발생하지 않도록 제어할 수 있다.
그리고 발열모듈(100)의 급격한 꺾임으로 인한 변형 및 파손을 방지하고 매설시공을 용이하게 하기 위하여 발열모듈(100)의 길이방향 성분과 경사방향 성분이 연결되는 부분은 부드러운 곡선으로 처리될 수 있다.
도 6 및 도7를 참조하면, 본 발명의 경사방향 성분이 도로의 폭방향에 대하여 60°의 각도로 길이방향 성분(P20, P30)에 연결되는 경우에 제1 경사부(S1)에서부터 제2 경사부(S2) 사이의 폭길이(L3)는 발열모듈(100)의 경사방향 성분이 도로의 폭방향에 대하여 45°의 각도로 길이방향 성분(P20, P30)에 연결되는 경우의 폭길이(L2)보다 줄어든다.
이 경우 경사방향 성분 사이의 폭길이(L3)는 도로 길이방향 성분(P20)에 sin30°곱한 값으써 종래기술의 도로폭 방향성분 사이의 폭길이(L1)의 0.50 배가 되므로, 데드존(D3)은 발생하지 않게 된다.
즉, 발열모듈(100)의 경사방향 성분이 45°의 각도로 길이방향 성분(P20, P30)에 연결되어 데드존(D2)이 발생하는 기상 및 지형조건이더라도 발열모듈(100)의 경사방향 성분이 도로의 폭방향에 대하여 60°의 각도로 길이방향 성분(P20, P30)에 연결되는 경우의 데드존(D3)은 경사방향 성분이 45°로 연결되는 경우의 데드존(D2)보다 아예 형성되지 않거나 더 좁게 형상되어 차량의 미끄러짐으로 인한 교통사고의 발생가능성을 현저히 낮춘다.
그리고 발열모듈(100)의 급격한 꺾임으로 인한 변형 및 파손을 방지하고 매설시공을 용이하게 하기 위하여 발열모듈(100)의 길이방향 성분과 경사방향 성분이 연결되는 부분은 부드러운 곡선으로 처리될 수 있다.
즉, 길이방향 성분과 경사방향 성분이 만나는 곳이 90도 이하의 예각으로 형성되는 경우 원호형상으로 길이방향 성분과 경사방향 성분이 연결되도록 마련한다.
도 8을 참조하면, 도로면으로의 열전달효율을 높이기 위하여 발열모듈(100)이 도로면의 법선에 대하여 45~60°의 각도록 도로의 내부에 매설될 수 있다. 즉, 발열모듈의 길이방향 성분은 미리 설정된 단위길이로 다수 개로 마련되되, 제1 및 제2 길이방향 성분(P20, P30)은 도로면의 법선에 대하여 40~60°의 각도를 이루되, 제1 길이방향 성분(P20)의 하부는 상부보다 제2 길이방향 성분(P30)에 인접하게 도로의 내부에 매설되고, 제2 길이방향 성분(P30)의 하부는 상부보다 제1 길이방향 성분(P20)과 인접하게 도로의 내부에 매설된다. 이러한 매설형태는 도로면의 바깥쪽 영역 혹은 중앙선 영역으로 열전달량을 증대시켜 데드존의 발생을 억제한다.
또한, 발열체 보호부재(130)은 전력공급선(110)과 발열체(120)를 보호함과 동시에 전력공급선(110)과 발열체(120)가 일체화 되도록 전력공급선(110)과 발열체(120)가 발열모듈(100)의 내부에 매립되도록 하여 도로시공을 용이하도록 한다.
그리고 발열모듈(100)이 적층하여 구성된 복수 개의 발열모듈(200)이 도로의 내부에 매설되는 경우에 1개의 발열모듈(100)이 매설되는 경우보다 열전달효율이 높아지므로 데드존이 더 좁아지거나 발생되지 않을 수 있다.
한편, 온도제어부(300)는 전력공급선(110)을 통하여 발열체(120)쪽으로 선택적으로 전원이 공급되도록 제어하여 발열체(120)가 도로의 결빙을 제거거나 방지할 수 있는 일정한 온도로 발열되도록 발열체(120)의 온도를 제어한다.
그리고 온도제어부(300)에 발열체(120)의 온도, 소비전력량을 기록하기 위하여 메모리카드를 설치할 수 있다.
온도측정을 위하여 제1 경사부(S1)와 제2 경사부(S2)의 중간지점에 온도센서를 설치할 수 있다.
이러한 온도센서는 써머커플로 구성되는데, 써머커플은 열전쌍 또는 열전대라고 하며 두 종류의 금속을 고리모양으로 연결하여 두 접점 사이의 온도 차이로 전류를 발생시켜 흐르게 하는 장치로서, 접점으로는 백금과 백금로듐, 구리와 콘스탄탄(constantan) 등이 쓰인다.
이러한 구조에 의하여 도로면의 결빙방지를 위한 온도제어시스템이 동작하는 과정은 다음과 같다.
우선, 도로에 설치된 온도센서에 의하여 실시간으로 도로의 온도를 측정하여 도로면의 온도가 0℃ 미만이 되면 온도제어부(300)의 작동으로 전력공급선(110)을 통하여 발열체(120)쪽으로 전원이 공급되어 발열체(120)가 도로면의 결빙을 방지할 수 있는 온도로 발열되도록 한다.
그리고 경사방향 성분은 도로의 폭방향에 대하여 45°또는 60°의 각도로 길이방향 성분(P20, P30)에 연결되도록 도로의 내부에 매설함으로써 도로면의 결빙을 효과적으로 방지할 수 있다.
그리고 발열체(120)의 발열로 인하여 도로면의 결빙을 방지하므로 교통사고의 발생가능성을 줄인다.
또한, 도로면의 온도는 실시간으로 측정되는데 도로면의 온도가 0℃ 이상으로 측정되면 온도제어부(300)의 제어에 의하여 발열체(120)쪽으로 공급되는 전원을 차단하여 소비전력량을 줄일 수 있다.
상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 도로면의 결빙을 방지하는 온도제어시스템은 종래기술과 동일한 소비전력량으로도 도로면의 결빙을 효과적으로 방지할 수 있다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 동일한 도로결빙을 제거하거나 방지하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
100: 발열모듈
110: 전력공급선
120: 발열체
130: 발열체 보호부재
200: 복수의 발열모듈
300: 온도제어부
D1: 데드존
D2: 데드존
D3: 데드존
R: 도로 A1: 발열모듈이 포함된 도로의 일부영역 A2: 발열모듈이 포함된 도로의 일부영역 A3: 발열모듈이 포함된 도로의 일부영역 P10: 도로 일측에 마련된 발열모듈의 길이방향 성분
P20: 도로 일측에 마련된 발열모듈의 길이방향 성분
P30: 도로 타측에 마련된 발열모듈의 길이방향 성분
P31: 도로 타측에 마련된 발열모듈의 길이방향 성분
P32: 도로 타측에 마련된 발열모듈의 길이방향 성분
S1: 제1 경사부 S2: 제2 경사부
L1: 발열모듈의 도로폭 방향 성분 사이의 거리
L2: 발열모듈의 경사성분 사이의 거리
L3: 발열모듈의 경사성분 사이의 거리
C1: 발열모듈에서 데드존까지의 최단거리
C2: 발열모듈에서 데드존까지의 최단거리
C3: 발열모듈에서 데드존까지의 최단거리

Claims (7)

  1. 도로의 내부에 매설되어 도로의 결빙을 방지하기 위한 온도제어시스템에 있어서,
    전력을 공급하는 전력공급선과 상기 전력공급선을 통하여 전력을 공급 받아 발열되는 발열체와 상기 전력공급선과 상기 발열체를 보호하는 보호부재를 포함하는 발열모듈; 및
    상기 도로의 일측에 설치되어 상기 발열체에서 발생하는 온도를 제어하는 온도제어부;를 포함하며,
    상기 발열모듈은 상기 도로의 길이방향 방향으로 배치되는 길이방향 성분과 상기 도로의 폭방향에 대하여 미리 설정된 각도를 가지는 경사방향 성분을 가지며,
    상기 길이방향 성분은 미리 설정된 단위길이로 다수 개로 마련되고, 도로의 일측에 위치하는 제1 길이방향 성분과 상기 제1길이방향 성분으로부터 횡방향으로 이격된 제2길이방향 성분을 포함하며,
    상기 제1 및 제2 길이방향성분은 도로면의 법선에 대하여 40~60°의 각도를 이루되, 상기 제1 길이방향 성분의 하부는 상부보다 상기 제2 길이방향 성분에 인접하게 도로의 내부에 매설되고, 상기 제2 길이방향 성분의 하부는 상부보다 상기 제1 길이방향 성분과 인접하게 도로의 내부에 매설되며,
    상기 경사방향 성분은, 일단이 상기 제1 길이방향 성분의 시작단과 예각으로 연결되고 타단은 제2 길이방향 성분의 끝단과 예각으로 연결되는 제1 경사부와, 일단은 상기 제1 길이방향 성분의 끝단과 둔각으로 연결되고 타단은 상기 제2 길이방향 성분의 시작단과 둔각으로 연결되는 제2 경사부를 포함하며, 상기 경사방향 성분은 도로면의 법선과 평행하게 도로의 내부에 매설되고,
    상기 제1 경사부와 상기 제2 경사부는 서로 평행하게 배치되는 도로면의 결빙방지를 위한 온도제어시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 경사방향 성분은 도로의 폭방향에 대하여 45°의 각도로 상기 길이방향 성분에 연결되는 것을 특징으로 하는 도로면의 결빙방지를 위한 온도제어시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 경사방향 성분은 도로의 폭방향에 대하여 60°의 각도로 상기 길이방향 성분에 연결되는 것을 특징으로 하는 도로면의 결빙방지를 위한 온도제어시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 경사방향 성분과 상기 제2 경사방향 성분 사이에 온도센서가 배치되는 것을 특징으로 하는 도로면의 결빙방지를 위한 온도제어시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 온도센서에서 측정한 도로면의 온도가 0℃ 미만이 되면, 온도제어부의 작동으로 상기 발열모듈에 전원이 공급되어 발열체가 발열되는 것을 특징으로 하는 도로면의 결빙방지를 위한 온도제어시스템.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 길이방향 성분과 상기 경사방향 성분이 만나는 곳이 90도 이하의 예각으로 형성되는 경우, 원호형상으로 길이방향 성분과 경사방향 성분이 연결되도록 형성하는 것을 특징으로 하는 도로면의 결빙방지를 위한 온도제어시스템.

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