KR102375741B1 - 도로의 노면 표시선 가열버너 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스 공급에 의해 발생되는 열기를 이용하여 차선 페인트 또는 차선 테이프를 융착하거나 노후된 차선을 제거하기 위한 도로의 노면 표시선 가열버너에 관한 것이다.
본 발명은 가스용기로부터 연료가스를 공급하기 위한 관로와, 이 관로의 선단에 장착된 혼합유닛과, 도로면을 향해 고온의 열을 발산시키기 위한 케이싱으로 구성되며, 상기 케이싱 내에는 연통관을 통해 제공되는 연료가스를 중앙에서 양측 방향으로 확산시키기 위하여 통공이 바깥쪽으로 향해 점차 증가하도록 형성된 분산판과, 이 분산판과 간격을 두고 배치됨과 동시에 전면에 걸쳐 미세 슬릿이 형성되어 있는 분배판과, 이 분배판의 하부 표면에 밀착되어 연료가스의 점화에 의해 열기를 발산시키기 위한 메탈섬유체가 배치되어 있다.

Description

도로의 노면 표시선 가열버너 {Heating burner for traffic lane}

본 발명은 도로의 노면에 도색되는 차선 등을 정비하기 위한 설비에 관련된 것으로서, 보다 상세하게는 가스 공급에 의해 발생되는 열기를 이용하여 차선 페인트 또는 차선 테이프를 융착하거나 노후된 차선을 제거하기 위한 도로의 노면 표시선 가열버너에 관한 것이다.

일반 도로에는 교통에 대한 경계나 안내를 목적으로 노면에 각종 표시선을 표출시킴으로써 정해진 규칙에 따라 차량이나 사람이 통행할 수 있게 된다.

즉, 도로 중앙의 차량 주행방향을 분리하기 위한 중앙선이나 주행 차로를 구분하기 위한 주행선, 이 외에 갓길이나 횡단 보도선, 주차선 등이 표시되며, 차선의 도색작업은 수동식 마킹장비를 이용하여 직접 행하기도 하지만 작업 진행의 신속성 결여로 인한 공사기간의 장기화를 초래하기 때문에 자동으로 도색할 수 있는 장비가 다양하게 개발되어 있다.

각종 표시선은 보통 페인트에 의해 도로에 표시되는데, 수용성 상온 페인트를 그대로 칠하거나 가열방식을 이용한 융착형 페인트 등을 사용하게 된다. 또 필요에 따라 유리알이나 야간 발광을 위한 형광물질을 함유하여 사용하기도 한다.

또한, 근래에는 스쿨존이나 자전거 도로, 공원, 광장 등의 포장도로 상에 다양한 모양 및 색상을 연출시킬 수 있는 차선 테이프, 즉 스트리트 프린트(Street Print) 공법을 적용하여 시공하는 사례도 많이 증가하고 있다.

상술한 바와 같은 도로 표시선의 경우, 일정 기간이 경과되면 마모 등의 이유로 인해 자연적으로 지워져서 선명도가 낮아지게 되고, 도로의 확장이나 구조 변경 등에 의해 표시선을 제거한 후 다시 도색해야 할 필요가 발생한다.

통상, 도로 표시선을 신규로 도색하거나 제거하기 위하여 토치램프에서 분출되는 화염을 이용하여 표시선에 열을 가하게 되는데, 이러한 방식은 화염에 의해 도료가 연소될 때 악취가 발생하고, 도료가 연소되는 과정에서 인체에 유해한 물질이 발생하게 됨은 물론 대기중으로 비산되어 환경을 오염시키게 된다.

이미 공지된 노면 표시선을 정비하기 위한 장비와 관련하여, 국내 등록특허 제0919267호에는 워터젯(Waterjet)을 이용하여 차선을 제거하는 기술이 개시되어 있으나, 작업자의 수작업에 의존하여 작업이 행해지기 때문에 안전사고의 위험이 크고, 엔진이나 압축 및 흡입장치 등의 본체가 차량에 탑재된 상태에서 작업이 이루어져야만 한다.

또, 등록특허 제1168555호에 개시된 "포장도로의 차선제거기"는 본체에 연마롤러 및 집진기가 설치된 구조로서, 연마롤러의 이동에 의해 절삭작업이 행해지는 것이기 때문에 노면의 차선을 원활하게 제거할 수 없음은 물론 노면이 불규칙하게 깎여 도로 표면을 손상시킬 우려가 높다는 문제를 내포하고 있다.

공개특허 제2019-0033803호(2019.04.01 공개) - 노면 표시 페인트 가열장치. 등록특허 제0330392(2002.03.15 등록) - 전자기 유도가열방식에 의한 도로의 차선 도포, 재생 및 제거장치. 등록특허 제1192245호(2012.10.11 등록) - 노면 표시선 제거장치.

본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 차선 페인트나 테이프 등과 같은 노면 표시선의 가열 작업시에 종전보다 작은 압력으로도 표면 온도를 균일하게 분포시킬 수 있도록 함은 물론 이로 인한 연소효율을 향상시킬 수 있고 화염이 외부로 전혀 노출되지 않는 도로의 노면 표시선 가열버너를 제공함에 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 가스용기로부터 연료가스를 공급하기 위한 관로와, 이 관로의 선단에 장착된 혼합유닛과, 도로면을 향해 고온의 열을 발산시키기 위한 케이싱으로 이루어지며, 상기 혼합유닛은 관로의 선단부에 장착된 노즐의 끝단을 수용함과 동시에 연통관이 장착된 벤츄리관을 포함하여 구성되고, 상기 케이싱 내에는 연통관을 통해 제공되는 연료가스를 중앙에서 양측 방향으로 확산시키기 위하여 통공이 바깥쪽으로 향해 점차 증가하도록 형성된 분산판과, 이 분산판과 간격을 두고 배치됨과 동시에 전면에 걸쳐 미세 슬릿이 형성되어 있는 분배판과, 이 분배판의 하부 표면에 밀착되어 연료가스의 점화에 의해 열기를 발산시키기 위한 메탈섬유체가 배치되어 있으며, 상기 분산판에는 중심을 기준점으로 하여 양측 대칭으로 길이에 해당하는 만큼 통공의 수량이 점차 증가하도록 배치되고, 상기 분배판에 형성된 미세 슬릿은 전체 면에 걸쳐 폭이 0.3∼0.6㎜이고, 길이가 3∼6㎜로 타공되어 있는 것이다.

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본 발명은 상기한 바와 같은 특징들에 의해, 케이싱 내에 배치된 분산판 및 분배판에 의해 메탈섬유체의 전체 면적에 걸쳐 작은 압력으로 연료가스를 골고루 분포시킬 수 있게 되므로 연소효율을 향상시킬 수 있음은 물론 유해물질의 배출량을 크게 저감시킬 수 있게 된다.

또한, 작업과정에서 화염이 케이싱 외부로 전혀 노출되지 않기 때문에 외풍으로 인한 열손실이나 화재 발생을 억제하고 완전 연소로 연료비를 크게 절감할 수 있다.

또, 노후된 차선을 제거하지 않고 덧칠하는 등의 공사시에 노면표시선 용해장비로 활용하거나 도로 표면의 습기 건조 및 겨울철 도로 표면의 가열장비 등에 장착하여 다방면으로 활용 가능한 것이다.

도 1은 공개특허 2019-0033803호에 개시된 노면 표시 페인트 가열장치의 전체 외관을 나타낸 사시도,
도 2는 도 1의 측면 구성도,
도 3은 도 1의 요부 구성을 발췌하여 나타낸 도면,
도 4는 가열장치의 단면 구성도,
도 5a, 도 5b는 댐퍼에 장착되는 조절캡의 정면 구성도,
도 6은 페인트 가열장치 및 제거장치가 복합된 상태의 사시도,
도 7은 도 6의 측면 구성도,
도 8은 도 6의 요부 구성을 발췌하여 나타낸 도면,
도 9는 본 발명에 따른 도로의 노면 표시선 가열버너를 나타낸 단면도,
도 10은 도 9의 측면 구성도,
도 11은 분산판과 분배판 및 메탈섬유체를 나타낸 사시도,
도 12a, 도 12b는 분산판과 분배판의 평면 구성도이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하지만, 이들이 갖는 특정 구조 및 기능은 하나의 구성예를 나타낸 것이므로 본 명세서에 기재된 실시예에만 한정되는 것은 아니다.

우선, 본 발명의 기술내용과 관련이 있는 하나의 예로서 본 발명자가 앞서 제안한 바 있는 공개특허 제2019-0033803호에 개시된 공지기술에 대하여 설명하고, 이에 따른 문제점을 도출한 후에 본 발명의 구성 및 작용효과에 대하여 후술하고자 한다.

첨부된 도 1 내지 도 8에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 공지기술에 있어서의 노면표시 페인트 가열장치는 이동이 자유로운 본체 프레임(10) 및 이 본체 프레임(10) 상에 배설되어 도로 노면으로 향해 열을 발산시키기 위한 히팅유닛(20)을 포함하여 이 히팅유닛(20)의 높낮이를 조절할 수 있는 승,하강기구(30)로 이루어져 있다.

상기 본체 프레임(10)은 사각 틀형상체의 일측에 손잡이(11)가 마련되어 있으며, 저면 사방에는 직진 주행은 물론 정지된 상태에서 회전이 자유로운 바퀴(12)가 장착되어 있다. 이 바퀴(12)의 경우 모터 및 샤프트(도시생략) 등의 구동에 의해 통상의 전동방식으로 운행시킬 수 있다.

상기 히팅유닛(20)의 경우, 본체 프레임(10)의 선단부에 장착되어 있는 고정판(13) 상에 탑재된 가스 저장통(21)으로부터 관로(22)를 통해 케이싱(23) 내로 가스 및 공기를 유입하여 점화시키는 것에 의해 대략 750∼1050℃ 정도의 온도로 가열할 수 있도록 구성되어 있다.

즉, 상기 히팅유닛(20)은 가스가 공급되는 관로(22) 및 이 관로(22) 상에 배치되어 공기를 유입시키기 위한 댐퍼(24)를 포함하여 케이싱(23) 내에 배설된 원호형 타공판(25A)과 다공성 발열체(25B)로 이루어져 있으며, 이 다공성 발열체(25B)는 발열매트(26)를 사이에 두고 그 상,하부면에 메쉬망(26a,26b)이 각각 배설되어 있다.

상기 댐퍼(24)의 선단부에는 복수의 통공(27a)을 갖는 회동캡(27)이 장착되어 흡입되는 공기량을 적절히 조절할 수 있다.

상기 관로(22) 및 댐퍼(24)의 경우, 단일 혹은 복수로 설치할 수 있으며, 이에 대응하는 케이싱(23) 내의 유입구 측에는 볼록면을 이루는 확산판(28)을 장착하여 가스 및 공기를 넓게 분산시킬 수 있도록 구성할 수 있다.

상기 다공성 발열체(25B)는 기공(氣孔)의 크기가 대략 1∼4㎜이고, 기공 벽면의 두께는 05㎜ 이하의 구조를 갖는 것으로서, 가스 연소시 불꽃에 의한 가열이 순간적으로 이루어짐은 물론 불꽃의 역화현상이 나타나지 않고 기공 내에서 연소가 이루어진다.

또, 가스와 공기가 적절하게 혼합된 상태에서 다공성 발열체(25B)의 내부로 스며들게 함으로써 완전 연소가 이루어지며, 이 때 발생하는 산화 엔탈피는 발열체를 순간적으로 달구어 강한 라디에이션(Radiation)을 일으키게 된다. 이 경우 라디에이션은 적외선 복사열이 주를 이루어 자유 불꽃을 이용하는 일반 버너와 달리 연료 사용량, 에너지 효율, 친환경적 측면에서 큰 잇점이 있다.

통상, 고온의 1000℃ 이상인 발열체의 표면에서는 라디에이션 피크 파장이 2∼3㎛가 되어야 하나 기존의 발열체 소재인 실리카나 알루미나의 경우 방사율이 이에 미치지 못하므로 방사 효율은 12∼13% 정도에 지나지 않는 반면에, 다공성 발열체(25B)는 1000℃ 이상에서 내열 특성이 우수하고, 방사율이 09∼10으로 근적외선 영역에 있어서의 가시광 영역에서도 방사율이 높다.

상기 메쉬망(26a,26b)은 스테인레스 소재로 선경이 분산등급에 따라 0028∼07mm이고, 550∼35mesh의 금속섬유를 평직하여 제작한 것으로서, 제1금속매체 중간 선경, 제2금속매체 굵은 선경. 제3금속매체 가는 선경으로 구성되어 금속매체가 접촉되는 표면만 용융 접합됨으로써 압력을 분산하여 표면으로 전달할 수 있게 된다.

상기 승,하강기구(30)는 핸들(31) 및 이 핸들(31)의 조작시에 정,역 회전하는 나사축(32)에 링크(33)가 체결되어 상,하방향으로 신축함에 따라 히팅유닛(20) 자체의 높낮이를 조절할 수 있도록 구성되어 있다.

즉, 상기 본체 프레임(10)의 양 끝단부에 고정 프레임(34)이 세워져 장착됨과 동시에 핸들(31)에 의해 회전이 자유로운 나사축(32)이 고정 프레임(34)의 양측 수직벽(35a)에 형성된 장공(35b) 내의 이동블럭(36)에 지지되어 있고, 상기 케이싱(23) 및 고정 프레임(34) 사이에 설치된 한쌍의 링크(33)가 나사축(32)에 결속되어 있다.

이에 따라, 상기 핸들(31) 조작시에 링크(33)를 상,하방향으로 신축시킬 수 있게 되므로 이 링크(33)에 브라켓(37)을 개재하여 고정된 히팅유닛(20)의 높낮이를 임의로 설정할 수 있는 것이다.

한편, 도 6 내지 도 8에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 본체 프레임(10)의 후방부에는 노면에 고착된 페인트(P)를 제거하기 위한 연마수단을 탈,부착 가능하도록 설치할 수 있다.

즉, 지지판(40)을 본체 프레임(10)에 연이어 장착시키거나 혹은 분리시킬 수 있도록 구성하고, 이 지지판(40)의 하측에는 회전체(41)에 감겨져 작동하는 캐터필러(42)를 장착하여 히팅유닛(20)에 의해 노면 상의 페인트(P)에 열을 가해 녹임과 동시에 손쉽게 긁어낼 수 있게 된다.

상기 캐터필러(42)의 표면에는 미세 돌기를 형성하거나 금속팁, 연마석 등을 부착하여 사용할 수 있는 것이며, 상기 연마수단의 주변에는 통상의 집진장치에 연결되는 덕트(43)를 탈,부착시킬 수 있도록 함에 따라 분진을 효율적으로 제거할 수도 있다.

그런데, 상기한 바와 같은 가열장치에 적용되는 히팅유닛(20)의 경우 케이싱(23) 내에 원호형 타공판(25A)과 다공성 발열체(25B)를 배설한 상태에서 볼록면을 갖는 확산판(28) 및 발열매트(26)의 상,하부면에 메쉬망(26a,26b)을 장착하여 구성한 것이기 때문에 다공성 발열체(25B)의 전체 면적을 골고루 가열시킬 수 없다는 문제가 발생하게 된다.

즉, 관로(22)를 통해 연료가스가 소정 압력으로 공급되어 케이싱(23) 내의 확산판(28)으로 분출되는 순간 이 확산판(28)의 주변으로 집중되는 현상에서 벗어나지 못하게 되고, 이로 인해 확산판(28)에서 이격되어 있는 가장자리 측으로의 가스 공급이 원할하게 이루어질 수 없어 연소효율이 크게 떨어지게 된다.

본 발명자는 이러한 문제를 개선하기 위하여 차선 페인트나 테이프 등의 노면표시선을 보다 효율적으로 가열하여 도색하거나 재 시공하는데 활용할 수 있는 버너를 개발하기에 이르렀다.

즉, 첨부된 도 9 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명은 크게 도시하지 않은 통상의 가스용기로부터 연료가스를 공급하기 위한 관로(50)를 포함하여 이 관로(50)의 선단부에 장착된 혼합유닛(55) 및 도로 표면을 향해 고온의 열을 발산시키기 위한 케이싱(60)으로 구성된다.

상기 관로(50)의 선단에는 가스조절밸브(51)에 의해 공급되는 가스의 양을 조절할 수 있는 노즐(52)이 장착되어 연료가스를 분사시키게 되며, 상기 혼합유닛(55)은 케이싱(60)에 장착된 연통관(56a)을 개재하여 설치되는 벤츄리관(56b)으로 이루어져 있다.

상기 케이싱(60)의 경우 직사각형태로 제작될 수 있으며, 이 케이싱(60) 내에는 연통관(56a)을 통해 제공되는 연료가스를 중앙부에서 양측 방향으로 확산시키기 위한 분산판(61)을 포함하여 분배판(62) 및 메탈섬유체(63)가 각각 장착되어 구성된다.

도 11 및 도 12a, 도 12b에서와 같이, 상기 분산판(61)은 지지구(64)에 의해 케이싱(60)의 내측 상단부에 장착됨과 동시에 길이방향으로 다수의 통공(65a)이 배열되어 있는 가스 유도판(66a,66b)이 대향하도록 절곡 형성되고, 바닥면(67)에는 해당 중심(P)을 기준으로 상호 대칭을 이루도록 통공(68a)이 형성됨과 동시에 바깥쪽을 향해 통공(68a)의 수량이 점차 증가하는 형태로 배치되어 있다.

상기 분배판(62)은 상측으로 평평한 형상이거나 혹은 상측으로 약간 볼록한 형상으로 제작됨과 동시에 분산판(61)과 소정 간격을 두고 배치되며, 전체 면에 걸쳐 미세하게 타공된 다수의 슬릿(69a)이 서로 어긋나게 형성되어 있다.

여기서, 슬릿(69a)의 폭은 0.3∼0.6㎜, 길이는 3∼6㎜로 제한하는 것이 바람직하다. 이들 범위에서 벗어나게 되면 연료가스의 공급이 원활하게 이루어지지 않아 압력을 과도하게 증가시켜야 할 필요가 있으며, 이로 인해 가스 소비량이 많아지게 됨은 물론 연소효율이 떨어진다는 문제가 발생한다.

상기 메탈섬유체(63)는 분배판(62)의 하부 표면에 밀착되어 사방 가장자리가 용접 처리되는 것에 의해 일체형으로 이루어짐과 동시에 연료가스의 점화에 의해 열기를 전체 면에 걸쳐 발산하게 된다.

이 메탈섬유체(63)의 경우, 아주 가는 금속섬유를 균일하게 적층하여 부직포 형태로 소결하여 제작되어 내구성이나 내마모성, 내열성에 탁월한 효과를 나타낸다. 또 완전 연소에 가까운 자체 기능으로 인해 높은 연소효율을 가지고 있음은 물론 공기 및 가스연료와 혼합된 상태로 연소되기 때문에 종전과 같이 불완전 연소때 생성되는 일산화탄소(CO) 및 질소산화물(NOx)이 거의 발생하지 않고, 통상의 버너에 비해 거의 40％ 가량의 연료절감 효과를 가진다.

이러한 구성에 의해, 가스용기로부터 공급되는 연료가스는 가스조절밸브(51)의 조작에 의해 적정량이 관로(50)를 통해 노즐(52)에서 분사되어 벤츄리관(56b)으로 제공됨과 동시에 연통관(56a)을 거쳐 케이싱(60) 내로 공급된다.

이와 같이, 연통관(56a)을 통해 공급되는 연료가스는 분산판(61)의 중앙부로 하향 공급됨과 동시에 양측으로 확산되는데, 도 12a 및 도 12b에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 분산판(61)의 경우 다수의 통공(65a)이 배열되어 있는 가스 유도판(66a,66b) 및 중심(P)을 기준으로 길이(L1,L2)에 해당하는 만큼 수량이 바깥쪽으로 향해 점차 증가하도록 통공(68a)이 형성됨에 따라 분산판(61)의 전체 면으로 분사시킬 수 있다.

또, 연료가스는 원호형의 분배판(62)에 형성된 다수의 미세 슬릿(69a)을 통해 메탈섬유체(63)에 골고루 전달됨과 동시에 연료가스의 점화에 의해 열기를 전체 면에 걸쳐 발산시키게 된다.

즉, 분산판(61)의 중앙부로 집중 공급되는 연료가스를 균등하게 분배판(62) 측으로 유도함으로써 메탈섬유체(63)의 전체 면을 가열시킬 수 있는 것이며, 상기 통공(68a)이나 슬릿(69a)의 크기를 적절히 조절함에 따라 연료가스의 압력을 저감시킬 수 있는 것임은 물론 메탈섬유체(63)의 표면온도를 상승시킬 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 도로의 노면 표시선 가열버너에 의하면, 케이싱 내에 배치된 분산판 및 분배판에 의해 메탈섬유체의 전체 면적에 걸쳐 작은 압력으로 연료가스를 골고루 분포시킬 수 있게 되므로 연소효율을 향상시킬 수 있음은 물론 유해물질의 배출량을 크게 저감시킬 수 있게 된다.

또한, 작업과정에서 화염이 케이싱 외부로 전혀 노출되지 않기 때문에 외풍으로 인한 열손실이나 화재 발생을 억제하고 완전 연소로 연료비를 크게 절감할 수 있다.

또, 노후된 차선을 제거하지 않고 덧칠하는 등의 공사시에 노면표시선 용해장비로 활용하거나 도로 표면의 습기 건조 및 겨울철 도로 표면의 가열장비 등에 장착하여 다방면으로 활용 가능한 것이다.

이상에서와 같은 기술적 구성에 의해 본 발명의 기술적 과제가 달성되는 것이며, 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나 여기에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능한 것임은 물론이다.

50: 관로 51: 가스조절밸브
52: 노즐 55: 혼합유닛
56a: 연통관 56b: 벤츄리관
60: 케이싱 61: 분산판
62: 분배판 63: 메탈섬유체
64: 지지구 65a: 통공
66a,66b: 가스 유도판 67: 바닥면
68a: 통공 69a: 슬릿

Claims (3)

1. 가스용기로부터 연료가스를 공급하기 위한 관로(50)와, 이 관로의 선단에 장착된 혼합유닛(55)과, 도로면을 향해 고온의 열을 발산시키기 위한 케이싱(60)으로 이루어지며,
   상기 혼합유닛(55)은 관로(50)의 선단부에 장착된 노즐(51)의 끝단을 수용함과 동시에 연통관(56a)이 장착된 벤츄리관(56b)을 포함하여 구성되고,
   상기 케이싱(60) 내에는 연통관(56a)을 통해 제공되는 연료가스를 중앙에서 양측 방향으로 확산시키기 위하여 통공(68a)이 바깥쪽으로 향해 점차 증가하도록 형성된 분산판(61)과, 이 분산판과 간격을 두고 배치됨과 동시에 전면에 걸쳐 미세 슬릿(69a)이 형성되어 있는 분배판(62)과, 이 분배판의 하부 표면에 밀착되어 연료가스의 점화에 의해 열기를 발산시키기 위한 메탈섬유체(63)가 배치되어 있으며,
   상기 분산판(61)에는 중심(P)을 기준점으로 하여 양측 대칭으로 길이(L1,L2)에 해당하는 만큼 통공(68a)의 수량이 점차 증가하도록 배치되고, 상기 분배판(62)에 형성된 미세 슬릿(69a)은 전체 면에 걸쳐 폭이 0.3∼0.6㎜이고, 길이가 3∼6㎜로 타공되어 있는 것을 특징으로 하는 도로의 노면 표시선 가열버너.
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