KR102563278B1 - 도로의 결빙 방지를 위한 전도성 복합체 모듈 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 바인더 재료에 전도성 입자가 혼합되어 외부에서 인가되는 전기에너지에 의해 발열하는 블록 형태의 전도성 복합체를 콘크리트 내부에 매설하고, 복수의 전도성 복합체들을 서로 전기적으로 연결하고 전기에너지를 공급하여 발열함으로써 도로의 결빙을 방지할 수 있도록 한 도로의 결빙 방지를 위한 전도성 복합체 모듈 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 전도성 복합체 모듈은, 바인더 재료에 전도성 필러가 혼합되어 외부에서 인가되는 전기에너지에 의해 발열하는 블록 형태의 전도성 복합체와, 상기 전도성 복합체의 외면에 코팅되는 방수층과, 상기 전도성 복합체의 일면에 외측으로 돌출되게 형성되는 전도성 재질의 전극을 포함하는 발열블록; 상부면에 상기 발열블록이 안착되면서 설치되는 단열성 재질의 단열블록; 상기 단열블록의 상부에 적층되면서 상기 발열블록을 둘러싸는 콘크리트블록; 및, 상기 발열블록의 전극을 외부의 전원공급장치 또는 다른 전도성 복합체 모듈의 전극과 전기적으로 연결하는 컨넥팅유닛;을 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 도로에 매설되어 발열하는 전도성 복합체 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 바인더 재료에 전도성 입자가 혼합되어 외부에서 인가되는 전기에너지에 의해 발열하는 블록 형태의 전도성 복합체를 콘크리트 내부에 매설하고, 복수의 전도성 복합체들을 서로 전기적으로 연결하고 전기에너지를 공급하여 발열함으로써 도로의 결빙을 방지할 수 있도록 한 도로의 결빙 방지를 위한 전도성 복합체 모듈 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
동절기에 발생하는 적설과 결빙으로 인해 매해 심각한 교통사고가 빈번히 발생하며, 그로 인하여 교통정체, 물류 시스템의 효율성 저하 등의 사회적, 경제적 손실이 야기되고 있다.
종래의 제설은 눈을 밀어낸 후, 염화칼슘이나 염화칼슘 모래를 인력이나 기계로 살포하는 고정식 융설액 분사방법, 고체 소금을 염화칼슘 용액에 적셔서 살포하는 습염살포 방법, 열매체 관로를 도로에 매입하는 열배관 매설 방법, 전열선을 매설하는 전열선 매설 방법 등을 사용하고 있다.
그러나 고정식 융설액 분사방법과 습염살포 방법은 도로 훼손, 차량부식 등의 문제가 발생하며, 열 배관 매설 방법은 복잡한 구조를 갖고, 시공 비용이 높으며, 전열선 매설 방법 역시 복잡한 구조를 요구하고 시공 비용과 시간이 과다 발생하는 문제를 가지고 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 탄소섬유, 흑연, 강섬유 등의 전도성 물질을 시멘트에 혼입하여 자기 발열성을 갖는 시멘트 발열체가 개발되어 사용되고 있다.
대한민국 등록특허 제10-0328539호에는 전도성 재료로서 고가의 탄소섬유나 다량의 흑연을 사용하지 않고, 감수제를 사용하지 않으면서, 발열체로서 적합한 정도의 전기저항을 가지며, 강도 및 내구성이 우수한 발열성 시멘트 모르타르 또는 콘크리트 조성물, 발열체 및 그의 제조방법이 개시되어 있다.
또한 대한민국 등록특허 제10-0234577호에는 흑연을 전도성 물질로 사용하여 전기 전도 시 발열효율이 우수하고 고온에서 콘크리트의 물리적 성질이 변화하지 않는 안정성을 갖추고 있으며, 장기간 동안 가열과 냉각이 반복되더라도 내구성이 뛰어나고 지속적으로 발열성이 유지될 수 있는 전기전도성 발열 콘크리트가 개시되어 있다.
그러나, 강섬유를 전도체로 사용한 발열체의 경우에는 포장 표면의 노출로 인한 타이어 손상과 강섬유 자체 내구성이 감소할 수 있으며, 상기 등록특허들과 같이 흑연을 전기 전도성 물질로 사용한 복합체의 경우에는 많은 전력량이 소모되고, 모듈단위로 제작되어 시공이 용이하지 않은 문제가 있다.
반면, 탄소나노튜브를 혼입한 시멘트 발열 복합체의 경우 재료 자체의 물리 ·화학적 내구성이 뛰어나며, 다른 발열성능 재료와 비교하여 월등히 뛰어난 전기 전도 성능을 발휘하고, 복합체의 제작과 시공이 쉽고 도로의 기존 구조물과 일체화가 쉬운 이점이 있다. 또한 NTC(negative temperature coefficient) 특성을 가지고 있어 뛰어난 발열효율을 발휘한다.
대한민국 등록특허 제10-1026272호에는 탄소나노튜브 혼합물을 이용한 도로 제설용 발열체의 시공방법이 개시되어 있다. 이 등록특허의 도로 제설용 발열체의 시공방법은, 액상의 열전도성 수지로 이루어진 베이스에 탄소나노튜브 및 카본블랙을 혼합하여 지면의 설치홈에 삽입 가능한 형태의 열전달물질을 성형하고, 성형되는 상기 열전달물질의 하부에 전원 공급에 따라 발열하는 전열선을 내장하여 발열체를 제조하는 단계, 도로에 상기 발열체가 삽입 가능한 설치홈을 파는 단계, 상기 설치홈의 내부에 상기 발열체를 삽입하는 단계, 및 상기 전열선에 전원 공급을 위한 배선을 연결하는 단계를 포함한다.
그러나 탄소나노튜브와 같은 전도성 재료를 이용하여 제작된 종래의 도로 융설(제설)용 전도성 복합체는 도로 전체에 균일하게 시공되어야 하므로 경제성이 떨어지는 문제가 있다.
또한, 전도성 복합체에서 발생한 열이 도로가 아닌 하부 토양 쪽으로 확산될 가능성이 높기 때문에 효율이 현저하게 저하되며, 전도성 복합체가 도로 면과 직접 닿아있기 때문에 수분의 침투로 인한 감전의 위험과 내구성 저하, 급격한 저항 변화로 인한 효율 저하 등의 문제가 있다.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 시공 및 유지관리가 용이하고 경제성이 높으며, 수분 침투를 방지할 수 있어 우수한 내구성 및 발열 성능 유지가 가능하며, 열손실 방지 성능이 우수한 도로의 결빙 방지를 위한 전도성 복합체 모듈 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 도로의 결빙 방지를 위한 전도성 복합체 모듈은, 바인더 재료에 전도성 필러가 혼합되어 외부에서 인가되는 전기에너지에 의해 발열하는 블록 형태의 전도성 복합체와, 상기 전도성 복합체의 외면에 코팅되는 방수층과, 상기 전도성 복합체의 일면에 외측으로 돌출되게 형성되는 전도성 재질의 전극을 포함하는 발열블록; 상부면에 상기 발열블록이 안착되면서 설치되는 단열성 재질의 단열블록; 상기 단열블록의 상부에 적층되면서 상기 발열블록을 둘러싸는 콘크리트블록; 및, 상기 발열블록의 전극을 외부의 전원공급장치 또는 다른 전도성 복합체 모듈의 전극과 전기적으로 연결하는 컨넥팅유닛;을 포함할 수 있다.
상기 컨넥팅유닛은, 상기 단열블록의 내부에 매립되어 상기 전극과 연결되는 전선; 상기 단열블록의 일측부에 상기 전선의 일단과 연결되도록 설치되는 소켓; 및, 상기 단열블록의 다른 일측부에 상기 전선의 다른 일단과 연결되도록 설치되어, 다른 전도성 복합체 모듈의 소켓과 접속될 수 있는 플러그;를 포함할 수 있다.
상기 단열블록의 상부면에 발열블록의 전극과 단열블록 내부의 전선을 전기적으로 연결하는 전극접속단자가 매립될 수 있다.
상기 단열블록의 상부면에 상기 콘크리트블록의 하부로 매립되는 복수의 'T'형 돌기가 상측으로 돌출되게 형성될 수 있다.
상기 발열블록은 콘크리트블록 내부에 복수개가 일정한 간격을 두고 배치될 수 있다.
상술한 것과 같은 본 발명에 따른 전도성 복합체 모듈의 제조 방법은,
(S1) 바인더 재료에 전도성 필러를 혼합한 혼합물을 전극이 삽입된 몰드에 투입하고 양생하여 전도성 복합체를 제작하는 단계;
(S2) 상기 전도성 복합체의 외면에 방수층을 코팅하여 발열블록을 제작하는 단계;
(S3) 상기 발열블록을 단열블록 상에 안착하는 단계; 및,
(S4) 상기 단열블록 상에 거푸집을 설치하고 콘트리트를 타설 후 양생하여 콘크리트블록을 제작하는 단계;
를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 전도성 복합체의 외면이 방수층에 의해 밀봉되어 전도성 복합체 내부로 수분이 침투하지 않는다. 따라서 전도성 복합체의 외측에 콘크리트를 타설하여 콘크리트블록을 형성한 후 전도성 복합체에 전기에너지를 인가할 때 전도성 복합체의 전기저항이 크게 증가하지 않고 거의 일정하게 유지되어 발열 성능의 저하를 최소화할 수 있다.
또한 전도성 복합체 모듈이 전기적으로 서로 연결되는 세그먼트 모듈로 이루어지므로, 시공이 매우 용이하고, 교체나 수리가 필요할 경우 일부의 전도성 복합체 모듈만 간단히 분리하여 교체하거나 수리할 수 있으므로 유지관리도 매우 용이한 이점을 얻을 수 있다.
또한 복수의 전도성 복합체 모듈을 연결하여 일정 면적의 도로(인도 또는 차도)에 동시에 전기에너지를 인가하여 발열시킴으로써 도로의 결빙 방지 성능을 향상시킬 수 있다.
특히 전도성 복합체 모듈의 하부에 단열블록이 배치되어, 열이 하측으로 전달되지 않고 상측으로만 전달될 수 있으므로 발열 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.
그리고 외부의 전원공급장치 또는 전도성 복합체 모듈 간의 전기적 연결을 위한 전선이 단열블록의 내부에 매립되어 전극과 연결되게 구성되면, 외부에서 반복적으로 큰 하중이 가해지더라도 전선이 손상되거나 전선과 전극 간의 연결 상태가 분리되는 현상을 방지할 수 있고, 전선과 전극에 수분이 침투하여 고장이나 오작동이 발생할 가능성이 현저하게 줄어드는 이점도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전도성 복합체 모듈을 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전도성 복합체 모듈을 구성하는 발열블록의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전도성 복합체 모듈이 도로에 시공된 예를 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 전도성 복합체 모듈의 변형례를 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전도성 복합체 모듈을 나타낸 평면도이다.
도 6은 도 5에 도시한 전도성 복합체 모듈의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전도성 복합체 모듈을 횡단보도와 인접한 인도용 블록에 적용한 예를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전도성 복합체 모듈을 차도에 적용한 예를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 전도성 복합체 모듈을 제조하는 방법을 설명하는 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전도성 복합체 모듈을 구성하는 발열블록의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전도성 복합체 모듈이 도로에 시공된 예를 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 전도성 복합체 모듈의 변형례를 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전도성 복합체 모듈을 나타낸 평면도이다.
도 6은 도 5에 도시한 전도성 복합체 모듈의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전도성 복합체 모듈을 횡단보도와 인접한 인도용 블록에 적용한 예를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전도성 복합체 모듈을 차도에 적용한 예를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 전도성 복합체 모듈을 제조하는 방법을 설명하는 순서도이다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 도로의 결빙 방지를 위한 전도성 복합체 모듈 및 그 제조 방법을 후술된 실시예들에 따라 구체적으로 설명하도록 한다. 도면에서 동일한 부호는 동일한 구성 요소를 나타낸다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전도성 복합체 모듈(100)을 나타낸 도면들이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 전도성 복합체 모듈(100)은 표면에 방수층(112)이 코팅된 전도성 복합체(111)로 이루어진 발열블록(110)과, 상부면에 상기 발열블록(110)이 안착되면서 설치되는 단열성 재질의 단열블록(120)과, 상기 단열블록(120)의 상부에 적층되면서 상기 발열블록(110)을 둘러싸는 콘크리트블록(130) 및, 발열블록(110)의 전극(113)을 외부의 전원공급장치(200) 또는 다른 전도성 복합체 모듈의 전극과 전기적으로 연결하는 컨넥팅유닛을 포함한다.
상기 발열블록(110)은 바인더 재료에 전도성 필러가 혼합되어 외부에서 인가되는 전기에너지에 의해 발열하는 다각면체(이 실시예에서 정육면체)로 된 블록 형태의 전도성 복합체(111)와, 상기 전도성 복합체(111)의 외면에 코팅되는 방수층(112)과, 상기 전도성 복합체(111)의 일면에 외측으로 돌출되게 형성되는 전도성 재질의 전극(113)을 포함한다.
상기 전도성 복합체(111)는 물과 시멘트와 같은 바인더 재료에, 탄소나노튜브(CNT)와 같은 전도성 필러, 실리카퓸, 계면활성제, 나일론섬유 또는 탄소섬유 등을 혼합하여 직육면체 또는 정육면체의 블록 형태로 만들어진다.
전도성 필러로는 탄소나노튜브 이외에도 다양한 공지의 전도성 나노 재료가 사용될 수 있다. 탄소나노튜브(CNT: Carbon Nanotube)는 튜브 형태의 나노크기의 작은 입자로서 sp2라는 강한 화학결합에 의한 독특한 구조적, 화학적, 기계적 및 전기적 성질을 바탕으로 여러 분야에서 활용되고 있다. 탄소나노튜브는 다양한 종류의 것이 사용될 수 있지만, 다양한 길이를 갖는 다중벽 탄소나노튜브(Multi-wall carbon nanotubes)를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 전도성 복합체(111)의 충분한 발열 성능을 유지하기 위하여 상기 전도성 필러로서 탄소나노튜브를 사용할 경우, 탄소나노튜브는 시멘트 중량 대비 1.2~2.0 중량%로 혼합되는 것이 바람직하다. 탄소나노튜브의 함량이 시멘트 중량 대비 2.0 중량%를 초과하게 되면 강도가 현저히 저하되어 충격에 의한 손상이나 파손의 가능성이 높아지고, 탄소나노튜브의 함량이 시멘트 중량 대비 1.2 중량%를 미만인 경우에는 도로 결빙을 방지할 수 있는 발열 성능을 발휘하지 못할 수 있다.
상기 탄소나노튜브가 시멘트 매트릭스 내에서 적절하게 분산되도록 하기 위해서 유동도(flow)는 100~120㎜ 인 것이 바람직하며, 상기 실리카퓸의 함량은 시멘트 중량 대비 10 ~ 20 중량%로 혼합되는 것이 바람직하다. 또한 탄소나노튜브가 시멘트 매트릭스 내에서 적절하게 분산되도록 하기 위해서 계면활성제는 시멘트 중량 대비 1.6~2.0 중량%로 혼합되는 것이 바람직하다.
상기 전도성 복합체(111)는 내부에 탄소나노튜브와 같은 전도성 필러를 포함하여 전기에너지가 인가되면 발열하는 특성을 갖는다. 상기 전도성 복합체(111)는 1.67W 전력 소모시 20분 내에 최대온도 50℃, 6.67.W 전력 소모시 20분 내에 100℃까지 발열이 가능함을 확인하였다.
전도성 복합체(111)의 하부면에는 전도성 복합체(111)의 전기적 연결을 위한 전극(113)이 하측으로 돌출되게 형성된다. 상기 전극(113)은 전도성이 우수한 구리와 같은 금속으로 만들어져 상단이 상기 전도성 복합체(111)의 내부에 매립된다.
또한 전도성 복합체(111)의 외면은 방수층(112)에 의해 밀봉되어 전도성 복합체(111) 내부로 수분이 침투하지 않는다. 상기 방수층(112)은 에폭시 수지와 같이 방수성이 우수한 수지로 이루어질 수 있으며, 스프레이 코팅 방식 또는 침지 방식으로 전도성 복합체(111)의 외면에 코팅될 수 있다. 방수층(112)은 전도성 복합체(111)의 전면(全面)에 걸쳐 코팅될 수 있지만, 단열블록(120)에 안착되는 하부면을 제외한 면에 코팅될 수도 있다.
아래의 표 1에 기재된 것과 같이, 전도성 복합체(111)가 방수층(112)에 의해 밀봉되어 수분이 침투하지 않게 되면, 콘크리트를 타설하여 콘크리트블록(130)을 형성할 때 전도성 복합체(111)의 전기저항이 크게 증가하지 않고 거의 일정하게 유지되어 이후 발열 성능의 저하를 최소화할 수 있다. 반대로 전도성 복합체(111)의 표면이 방수층(112)으로 밀봉되지 않으면, 전도성 복합체(111)의 외측에 콘크리트를 타설하여 콘크리트블록(130)을 형성할 때 전도성 복합체(111)의 전기저항이 크게 증가하여 발열 성능을 크게 저하시키게 된다.
| 콘크리트 타설 시 전도성 복합체의 전기 저항(Ω) | ||||
| 측정횟수 | 1회 | 2회 | 3회 | 평균 |
| 방수층이 코팅된 전도성 복합체 시편 |
156.8 | 154.8 | 156.3 | 156 |
| 방수층이 코팅되지 않은 전도성 복합체 시편 | 1440 | 1430 | 1400 | 1423 |
(콘크리트 타설 전 전도성 복합체의 초기 저항 : 약 120 Ω)
전술한 것과 같이 전도성 복합체(111)와 방수층(112)과 전극(113)으로 이루어진 발열블록(110)은 단열블록(120) 상에 안착되어 지지된 상태에서 콘크리트가 타설되어 콘크리트블록(130) 내에 매립된다.
단열블록(120)은 직육면체의 패널 또는 블록 형태를 가지며, 전도성 복합체(111)에서 발생한 열이 하측으로 전달되는 것을 차단함으로써 열이 하측으로 손실되는 것을 최소화한다. 단열블록(120)은 단열 성능이 우수하며 반복되는 하중에도 견딜 수 있는 폴리우레탄폼(polyurethane foam) 등으로 이루어질 수 있다.
콘크리트블록(130)은 전도성 복합체(111)를 은폐함과 더불어 도로의 표면을 형성할 수 있는 기능을 하도록 된 것으로, 그 자체가 도로 표면이 될 수도 있지만, 콘크리트블록(130) 위에 아스팔트 혼합물이나 다른 도로 포장재가 포설될 수도 있을 것이다.
콘크리트블록(130)과 단열블록(120)은 일체화되고 그 사이에 방수 처리된 전도성 복합체(111)가 매립되어 하나의 전도성 복합체 세그먼트 모듈을 구성한다.
단열블록(120) 위에 콘크리트가 타설되어 단열블록(120)과 콘크리트블록(130)이 일체화될 때, 단열블록(120)과 콘크리트블록(130)가 서로 분리되지 않고 일체로 거동할 수 있도록 하기 위하여, 도 4에 도시한 것과 같이 단열블록(120)의 상부면에 콘크리트블록(130)의 하부로 매립되는 복수의 'T'형 돌기(122)를 상측으로 돌출되게 형성할 수도 있을 것이다. 상기 돌기(122)는 단열블록(120)과 콘크리트블록(130)의 경계면 간의 결합력을 증대시킴으로써 시공할 때, 시공 후 사용 과정에서의 안정성을 확보할 수 있는 이점을 제공한다.
한편, 컨넥팅유닛은 발열블록(110)의 전극(113)을 외부의 전원공급장치(200) 또는 다른 전도성 복합체 모듈의 전극과 전기적으로 연결하도록 된 것으로, 이 실시예에서 상기 컨넥팅유닛은, 상기 단열블록(120)의 내부에 매립되어 상기 전극(113)과 연결되는 전선(141), 상기 단열블록(120)의 일측부에 상기 전선(141)의 일단과 연결되도록 설치되는 소켓(142), 및 상기 단열블록(120)의 다른 일측부에 상기 전선(141)의 다른 일단과 연결되도록 설치되어 다른 전도성 복합체 모듈의 소켓(142)과 접속될 수 있는 플러그(143)를 포함한다.
상기 단열블록(120)의 상부면에는 발열블록(110)의 전극(113)과 단열블록(120) 내부의 전선(141)을 전기적으로 연결하는 전극접속단자(144)가 매립 설치될 수 있다.
상기 소켓(142)은 단열블록(120)의 일측면 오목한 홈 형태로 형성되며, 플러그(143)는 소켓(142)와 대응하는 형태를 가지며 단열블록(120)의 다른 일측면에 돌출되게 형성되어 소켓(142) 내부로 삽입되면서 전기적으로 연결된다. 도면에 도시하지는 않았으나 상기 소켓(142)과 플러그(143)에는 전기적 접속을 위한 암,수 단자가 마련되어 있다.
이와 같이 전도성 복합체(111)의 전기적 연결을 위한 전선(141)이 단열블록(120)의 내부에 매립되어 전극(113)과 연결되게 구성되면, 외부에서 하중이 가해지더라도 전선(141)이 손상되거나 전선(141)과 전극(113) 간의 연결 상태가 분리되는 현상을 방지할 수 있고, 전선(141)과 전극(113)에 수분이 침투하여 고장이나 오작동이 발생할 가능성이 현저하게 줄어들게 된다.
또한 전도성 복합체 모듈(100)은 단열블록(120)의 양측면에 소켓(142)과 플러그(143)가 마련되어 있으므로, 도 3에 도시한 것과 같이 단열블록(120)의 일측에 마련된 플러그(143)를 인접한 다른 한 전도성 복합체 모듈(100)의 단열블록(120)에 형성된 소켓(142)에 삽입하여 결합하는 방식으로 복수의 전도성 복합체 모듈(100)을 전기적으로 연결할 수 있다. 그리고, 어느 한 전도성 복합체 모듈(100)의 플러그(143) 또는 소켓(142)을 외부의 전원공급장치(200)에 전기적으로 연결하면, 한번에 복수의 전도성 복합체 모듈(100)에 전기에너지를 공급하여 동시에 발열할 수 있다.
전도성 복합체 모듈(100)의 단열블록(120)과 콘크리트블록(130) 사이에는 전술한 실시예와 같이 하나의 발열블록(110)만 구성될 수도 있지만, 도 5 및 도 6에 도시한 것과 같이 단열블록(120)과 콘크리트블록(130) 사이에 복수의 발열블록(110)이 일정한 간격을 두고 배열될 수도 있을 것이다. 이 때, 각각의 발열블록(110)의 전극(113)들은 단열블록(120) 내부에 매설되는 전선(141)에 의해 서로 연결되어 전기에너지를 공급받을 수 있다.
이러한 본 발명의 전도성 복합체 모듈(100)은 도 7에 도시한 것과 같이 횡단보도와 인접한 인도용 블록이나 일반 인도용 블록으로 사용될 수 있다. 또는 도 8에 도시한 것과 같이 전도성 복합체 모듈(100)을 결빙 현상이 잦은 차도에 적용할 수도 있을 것이다.
이 때, 전도성 복합체 모듈(100)에 전기에너지를 공급하기 위한 전원공급장치(200)로서 횡단보도의 신호등 또는 가로등에 전원을 공급하는 전원공급장치를 적용하거나, 도로변에 설치되는 별도의 태양광 발전장치(도 8 참조)를 적용할 수 있다.
다음으로 도 9를 참조하여 본 발명의 전도성 복합체 모듈(100)을 제조하는 방법에 대해 설명한다.
먼저 바인더 재료에 전도성 필러를 혼합한 혼합물을 전극(113)이 삽입된 몰드에 투입하고 양생하여 전도성 복합체(111)를 제작한다(단계 S1).
그리고 상기 전도성 복합체(111)의 외면에 방수층(112)을 코팅하여 발열블록(110)을 제작한다(단계 S2).
이와 같이 제작된 발열블록(110)을 단열블록(120) 상에 안착한다(단계 S3). 이 때 발열블록(110)의 전극(113)을 단열블록(120)의 전극접속단자(144)에 접속하여 전극(113)을 전선(141)과 전기적으로 연결시킨다.
이어서, 단열블록(120) 상에 거푸집을 설치하고 콘트리트를 타설 후 양생하여 콘크리트블록(130)을 제작한 후(단계 S4), 탈형하면 전도성 복합체 모듈(100)이 완성된다.
이상에서 본 발명은 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연하며, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
100 : 전도성 복합체 모듈 110 : 발열블록
111 : 전도성 복합체 112 : 방수층
113 : 전극 120 : 단열블록
122 : 돌기 130 : 콘크리트블록
141 : 전선 142 : 소켓
143 : 플러그 144 : 전극접속단자
200 : 전원공급장치
111 : 전도성 복합체 112 : 방수층
113 : 전극 120 : 단열블록
122 : 돌기 130 : 콘크리트블록
141 : 전선 142 : 소켓
143 : 플러그 144 : 전극접속단자
200 : 전원공급장치
Claims (6)
- 바인더 재료에 전도성 필러가 혼합되어 외부에서 인가되는 전기에너지에 의해 발열하는 블록 형태의 전도성 복합체(111)와, 상기 전도성 복합체(111)의 외면에 코팅되는 방수층(112)과, 상기 전도성 복합체(111)의 일면에 하측으로 돌출되게 형성되는 전도성 재질의 전극(113)을 포함하는 발열블록(110);
상부면에 상기 발열블록(110)이 안착되면서 설치되는 단열성 재질의 단열블록(120);
상기 단열블록(120)의 상부에 적층되면서 상기 발열블록(110)을 둘러싸는 콘크리트블록(130); 및,
상기 발열블록(110)의 전극(113)을 외부의 전원공급장치(200) 또는 다른 전도성 복합체 모듈의 전극과 전기적으로 연결하는 컨넥팅유닛;
을 포함하고,
상기 컨넥팅유닛은,
상기 단열블록(120)의 내부에 매립되어 상기 전극(113)과 연결되는 전선(141);
상기 단열블록(120)의 일측부에 상기 전선(141)의 일단과 연결되도록 설치되는 소켓(142);
상기 단열블록(120)의 다른 일측부에 상기 전선(141)의 다른 일단과 연결되도록 설치되어, 다른 전도성 복합체 모듈의 소켓(142)과 접속될 수 있는 플러그(143); 및,
상기 단열블록(120)의 상부면에 매립되며 일단이 상기 전선(141)과 연결되어, 상기 발열블록(110)이 단열블록(120) 상에 안착될 때 상기 발열블록(110)의 전극(113)과 접속되면서 발열블록(110)의 전극(113)을 단열블록(120) 내부의 전선(141)에 전기적으로 연결하는 전극접속단자(144);
를 포함하는 도로의 결빙 방지를 위한 전도성 복합체 모듈. - 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 단열블록(120)의 상부면에 상기 콘크리트블록(130)의 하부로 매립되는 복수의 'T'형 돌기(122)가 상측으로 돌출되게 형성된 전도성 복합체 모듈.
- 제1항에 있어서, 상기 발열블록(110)은 콘크리트블록(130) 내부에 복수개가 일정한 간격을 두고 배치되는 도로의 결빙 방지를 위한 전도성 복합체 모듈.
- 제1항에 따른 전도성 복합체 모듈의 제조 방법으로서,
(S1) 바인더 재료에 전도성 필러를 혼합한 혼합물을 전극이 삽입된 몰드에 투입하고 양생하여 전도성 복합체를 제작하는 단계;
(S2) 상기 전도성 복합체의 외면에 방수층을 코팅하여 발열블록을 제작하는 단계;
(S3) 상기 발열블록을 단열블록 상에 안착하는 단계; 및,
(S4) 상기 단열블록 상에 거푸집을 설치하고 콘트리트를 타설 후 양생하여 콘크리트블록을 제작하는 단계;
를 포함하는 도로의 결빙 방지를 위한 전도성 복합체 모듈.
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