KR20000030642A - 노면결빙시스템 및 그 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 노면결빙시스템 및 그 시공방법에 관한 것이다. 열선(1)은 110 및 220V의 전압에서 사용할 수 있고, 열을 공급하며, 피복은 방열과 방수하기 위하여 반전도체코아(2)와 불소폴리머자켓(3)과 동박(4) 및 외부커바(5)로 구성된 열선(1)으로 구성되어 있으며, 상기 열선이 내장되며, 재질은 외부발열체(11)와 동일하거나, 특수합성수지로 구성된 연결통공(17)에 삽입하도록 구성된 내부발열체(12) 및 가로5mm, 세로 1~2m, 높이 15mm 인 외부발열체로 구성되어 있고, 상기 외부발열체(11)와 연결되어 노면의 주변환경을 감지하여 중앙컴퓨터에 전송하며, 온도센서와 습도센서가 내장되어 있는 인공지능센서기(9)와, 상기 인공지능센서(9)에 연결되어 있으며, 중앙컴퓨터로부터 시스템가동명령을 받으면 노면상태와 주변환경에 따라 발열체에 적절한 전력공급을 조절하는 역할을 하는 중앙전압조절기(10)와,

상기 인공지능센서(9) 및 중앙전압조절기(10)에 연결되어 있으며, 주변의 환경에 따라 상기 모든 장치를 제어하는 중앙컴퓨터를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 노면결빙시스템 및 그 시공방법에 관한 것이다.

Description

노면결빙시스템 및 그 시공방법 {The construction method of no freezing system for road}

본 발명은 노면결빙시스템 및 그 시공방법에 관한 것이다. 상세히 설명하면, 겨울철에 도로의 유지관리에서 가장 중요한 강설로 인하여 눈이 쌓인 눈을 녹이거나, 노면의 결빙을 방지하고 또한 도로의 온도변화에 따른 균열을 방지하여 차량사고와 교통체증으로 인한 경제적 손실을 줄이고, 도로의 내구성을 향상시키기 위해 전기 열선을 이용한 발열체를 도로에 삽입하여 자동차의 하중을 견딜 수 있으며, 온돌방 또는 비닐하우스의 재배토를 가열하는 노면결빙시스템 및 그 시공방법에 관한 것이다.

노면결빙시스템의 노면 결빙 방지 시설은 이런 문제점을 보완하고 관리, 유리 하는데 경제적 손실을 줄이며, 교통사고로 인한 인명과 재산 손실을 줄일 수 있다.

대한민국 특허공보 공고번호 제 95-13925호에는 열교환 매체를 지하에 매설하여서 지열에 의해서 열교환 매체를 가열시키는 열 흡수단계와 열교환단계와, 열교환 매체에 흠수된 지열을 지표부근으로 전달하는 단계와, 지표부근으로 전달된 지열을 방열시키는 방열 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지열을 이용한 도로의 결빙방지방법이 공개되어 있으며,

동공보 공고번호 제92-6166호에는 도로의 상황을 감지하여 정온 전선과 히터로서 가열하여 도로의 결빙이나 눈이 쌓이는 상태를 해빙 또는 녹이도록 제어하는 스노우 및 결빙탐지회로에 관한 기술이 기재되어 있으나,

종래의 공개된 기술들은 일부 활주로에서 시공설치 운용되는 보일러 스팀 방식이나 열선방식은 설치비용이 큰 문제이며 보다 더 큰 문제는 관리 유지 즉, 종래의 기술은 전력소모가 많으며, 신설도로에만 가능하고, 보수 교체가 용이하지 못하므로 관리 유지비용이 많이 소요되며, 도로의 기층과 표층의 결합이 불안하여 오랜 시간 동안 차량의 하중을 견디기엔 미흡했다.

상기와 같은 문제점을 해결하고자, 본 발명은 발열체내부에 열선이 삽입되어 열선에서 발생하는 열에 의해 발열체에 열을 전달시키며 발열체의 열에 의해 도로에 열을 전달하고, 발열체 커바는 동합금으로 열전도를 향상시키며, 차량의 하중에 의한 발열체의 마모를 방지하도록 하여 겨울철에 결빙된 도로의 오르막길, 내리막길, 고가도로, 육교계단, 아파트계단, 온돌 및 비닐하우스의 재배토에 설치하여 특종 작물을 신속히 재배 할 수 있는 종래의 장치보다 저렴한 경제적인 노면결빙시스템 및 그 시공방법을 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

도 1 본 발명의 노면결빙시스템 상태도

도 2 본 발명의 노면결빙시스템 외부발열체 상세도

도 3 본 발명의 노면결빙시스템 외부발열체 파손시 교체도

도 4 본 발명의 노면결빙시스템 내부발열체 상세도

도 5 본 발명의 노면결빙시스템 내부발열체 파손시 교체도

도 6 본 발명의 노면결빙시스템 발열체 및 연결봉

(A) 발열체측면도 (B) 발열체 사시도

도 7 본 발명의 노면결빙시스템의 열선 확대도

도 8 본 발명의 노면결빙시스템의 회로도

(C) 연결상태도 (D) 상세회로도

도 9 본 발명의 중앙전압조절기 상세도

도10 본 발명의 자석자기장의 작동상세도

도11 본 발명의 전자흡수기 상세도

<도면의 부호설명>

(1) 열선 (2) 반전도체코아 (3) 불소폴리머자켓 (4) 동박

(5) 외부커바 (6,7) 연결선 (9) 인공지능센서 (10) 중앙전압조절기

(11) 외부발열체 (12,12`) 내부발열체 (13) 판넬 (14) 연결봉

(15) 스위치 (16,16') 열선통공 (17) 연결봉통공

(21)전원공급장치 (22)제어기 (23)통신모뎀 (24)전자파흡수기

(31)전자파감지기 (32)연결핀 (33)스파크레벨 (34)스파크전원

(35)인조다이아몬드 (36)공기유입해치 (37)공기열배관 (38)코일 (39)자석 (40)전원전환장치 (41)전원발생장치(42)열회수장치

(43)열감지기 (44)전원공급장치 (45)T선 (46)R선 (47)DC선

상기와 같은 목적을 달성하고자, 본 발명은 본 출원인이 선출원한 실용신안등록출원번호 제99-123957호 발명의 명칭 바닥가열장치를 개량한 발명으로서 동합금으로 구성된 발열체의 내부에 두 개의 열선과 연결봉으로 형성되어 있으며, 상기 발열체는 습도, 온도 센서등이 내장된 인공지능센서 에서 노면의 상태(결빙)를 중앙컴퓨터에 전송하고 중앙컴퓨터에서 노면의 상태를 파악하여 중앙전압조절기에 전원공급명령을 내려 전압조절기에서 적절한 전압을 열선에 공급하여 노면의 결빙을 가열하여 방지하는 노면결빙시스템 및 그 시공방법에 관한 것이다.

열선은 중앙전압조절기로부터 전력을 공급받아 발열체에 열을 공급하는 장치로 피복은 방열과 방수처리가 되어 있으며, 반영구적인 것으로 열선의 두께는 2.5mm 로 구성하였다.

열선 T, R선은 일정한 전원을 순환하게 한다.

발열체는 크게 외부발열체와 내부발열체로 구분할 수 있으며, 내부발열체는 도로를 처음 시공 설치 포장할 때 사용한다. 즉, 도로를 포장하기에 앞서 표층 아래에 내부발열체를 시공하기에 앞서 외부로 온도를 뺏기는 현상을 막기 위해 바닥 아래에 단열제를 깔고 그 위에 내부 발열체를 시공한 후 도로 표층을 가지런히 정돈하여 내부 발열체의 시공을 마무리하며 내부발열체 시공 후 단선이나 만약의 고장 시에는 간단히 외부발열체를 도로 표층에 5mm 잘라내어 외부발열체를 꽂아 넣고서 전선만 연결하여 사용하여 도로위로 돌출 되지 않게 한다.

외부발열체는 실제 크기로서 외부로부터 야기되는 충격을 견딜 수 있도록 제작 설계된 제품으로 바닥이 얼지 않도록 열을 발산해 주는 중요한 장치이다.

발열체가 도로 노면에 드러나거나, 튀어 나와 문제가 생기거나 발열체와 노면이 성질을 달리하여 도로 노면이 더 빨리 마모되어 승차감이 떨어지는 단점을 해소하고자 발열체를 노면에 삽입한 후 상부의 부위를 강력 접착제를 사용하여 이를 표면 처리함으로써 승차감을 높이고 설사 발열체가 노면위로 돌출 한다 할지라도 접착제처리로 발열체의 이탈을 막고 도로의 균열을 방지하며, 차량의 하중으로 인한 충격을 흡수하는 완충작용을 하도록 하였으며, 물이 스며드는 염려가 없도록 하였고, 노면이 얼지 않도록 열을 발산해주는 부속품으로 열전도 효율을 향상시키기 위해 동합금을 선택하여 차량의 하중을 견딜 수 있어 반영구적으로 사용할 수 있도록 하였다

내부 및 외부발열체에 열을 공급하는 장치로 피복은 방열과 방수처리가 되어 있으며, 반영구적인 것으로 2.5mm두께의 열선과, 그 위에 반전도체코아와 불소폴리머자켓과 동박 및 외부커바로 구성되어 있고,

인공지능센서는 노면과 주변 환경의 상태를 파악하여 중앙컴퓨터에 전송하는 역할을 하며, 노면 결빙방지시스템을 가동하는 중요한 장치중 하나인 것이다.

인공지능센서는 온도센서와 습도센서 및 발열체 및 노면의 상태를 감지하는 장치가 내장되어 있다.

중앙전압조절기는 중앙컴퓨터로부터 시스템 가동명령을 받으면 노면상태와 주변환경에 따라 발열체에 적절한 전력공급을 조절하는 역할을 하는 것이다.

중앙전압조절기는 전원공급장치, 제어기, 전자파흡수기 및 통신모뎀등으로 구성되어 있으며, 중앙컴퓨터와 연결되어 있어, 전자파흡수기는 전기장치에서 발생되는 전자파를 모두 흡수하여, 새로운 전기로 공급하는 것이다.

도로 표면이 차량의 많은 사용과 세월이 지남에 따라 도로가 마모되거나, 변형되면, 본 발명의 장치도 도로의 변형과 동일하게 변형되고, 본 발명의 장치에 충격을 가하면 도로 아래로 파고 들어가 본 발명의 장치는 손상되지 않아 반영구적으로 사용할 수 있으며, 물이 스며들면 발열체가 발열하여 수증기로 외부로 방출하며, 종래에는 315V로 만 사용하여 전력의 소비가 많이 소요되는 단점을 해결하고자, 110V 와 220V겸용으로 사용할 수 있도록 하였다.

이하 설치방법은 실시예를 통하여 설명하기로 한다.

실시예 1(기존도로에 시공 시)

도3과 같이 기존의 도로에는 주변환경에 알맞도록 외부발열체(11)를 적당한 간격으로 한 후, 깊이15mm, 두께5mm 로 바닥을 절단한 후 열선(1)이 내장된 외부발열체(11)의 상부에 강력 접착제를 사용하여 이를 표층(가) 표면에 접착제층(2)을 형성하여 승차감을 높이고 설사 발열체가 노면의 표층(가)위로 돌출 한다 할지라도 접착제처리로 발열체의 이탈을 막고 도로의 균열을 방지하며, 차량의 하중으로 인한 충격을 흡수하는 완충작용을 하도록 하였으며, 물이 스며드는 염려가 없도록 하였고, 상기 접착제층(2)이 형성된 외부발열체(11)를 삽입하여 외부발열체를 도로 표면과 일치하도록 소형롤러를 이용하여 발열체 삽입작업을 마무리 한 후, 도8과 같이 발열체의 열선(1)과 인공지능센서(9)에 연결된 선(6,7)에 연결한 후 중앙전압조절기(10)와 인공지능센서(9)를 연결하면 설치가 완료되어 중앙전압(10)조절기에서 적정온도를 설정하여 세팅한다.

외부발열체(11)가 바닥에서 돌출 되어 있는지의 여부와, 열선(1)이 단선되어 있는지 인공지능센서(9)의 정상 작동 여부 등과, 수동으로도 작동하는지를 점검한다.

실시예 2(신설도로에 시공 시)

신설도로에는 도로를 시공 포장할 때 포장하기에 앞서 표층(가)아래에 단열제를 깔고 그 위에 내부발열체(12)를 시공한 후 단열제층(중간층)(나)을 가지런히 정돈하면 내부발열체(12)의 시공은 마무리 지으며 내부발열체(12) 시공 후 단선이나 만약 파손시에는 고장된 내부발열체(12) 대신(파손된 내부발열체를 포기하고)에 간단히 외부 발열체(11)를 표층(가) 넓이5mm, 깊이 가르고 꽂아 넣어 전선만 연결하면 되는 것이고,

외부발열체의 시공은 상기 기존도로의 설치방법과 동일하게 설치하는 것이다.

본 발명에서 발열체내부에 삽입되는 열선(1)과 열선의 간격은 바닥 상태에 따라 조절 가능하다. 열선(1)의 두께는 1.23㎜로 되어 있으며 반영구적인 제품이다. 컴퓨터 제어 방식은 필요에 따라 설치할 수 있으며, 열선에 전력 공급은 수동으로 가능하다.

실험예 1

생산기술 시험실에서 나타난 자료에 의하면( 99. 10. 6.일자 한국생산기술연구소 시험 성적서 접수번호 광주 제9447호) 같은 조건에서 도로 하중 시험에서는 노면 결빙 방지 시설 장치가 되 있는 것이 시설 장치가 되 있지 않는 것에 비하여 약 85㎏t의 하중을 더 견디는 것으로 나타났다.

이를 상세히 도표로 설명하면,

구 분	압축 파괴 하중(㎏t)	시 편 크 기
유	3,710	Ø110 × 100ℓ
무	3,615	Ø110 × 100ℓ

이처럼 노면의 결빙을 막아주는 발열체의 시설물이 노면에 설치되 있는 것이 노면이 더 안전한 것으로 시험 성적서로 나와 있다.

한국 건자재 시험 연구소 시험 결과로도(참조 99. 10. 1.일자 건자재 시험 성적서) 안전도는 평균 약 700㎏ 정도가 좋은 것으로 인정이 가는 바, 노면 결빙 방지 시설 장치 중 열 전달에 있어 중요한 구성 요소인 발열체가 시공 설치되 있는 시료를 시험하였을 때 670㎏ 이상의 안전도를 보인 것은 노면 결빙 방지 시설 발열체가 시공되었을 때 문제가 전혀 없을 것으로 여겨진다. 겨울철 강설시 노면이 얼었을 때 봄철 해빙시에 도로 파손을 어느 정도 막는데도 기여할 것으로 추정해 본다. (노면 결빙 방지 시설은 노면이 얼지 않게 하기 때문)

실험예 2

발열체 아래에 특수 접착제로 처리하여 발열체 이탈을 막고 도로 균열을 방지하며, 차량의 하중 시 충격을 흡수하여 완충 작용을 하도록 하였으며, 혹여 물이 스며드는 염려가 없도록 하였다.

발열체를 노면에 꽂고 특수 접착제로 마무리 짖게 되면, 물이 발열체 사이로 스며드는 자체를 막을 수 있으며, 발열체가 아래 부위에서 접착되므로 상태에서 상부 표면까지 접착하므로 발열체의 이탈 걱정은 없어졌다 하겠다.

시험성적서

시험항목	시험결과	비 고
센서	섭씨0℃이하	스위치 on상태(발열체 전원투입)	1. 영하 0℃이하에서만 온도센서 감지기가 외부온도를 감지하여 중앙조절기로 하여금 열을 발산할 수 있도록 전원작동 여부2. 외부 온도-5℃이하에서 두께 10㎜, 가로 480㎜, 세로 780㎜의 얼음이 녹이는데 소요되는 시간
	섭씨0℃이상	스위치 off상태(발열체 전원차단)
얼음을 녹이는데 소요되는 시간	13시간 10분(소비전력 84.6W)

기존 열선방식과 달리( 광주, 전남 지방중소기업청 시험 성적서 99. 10. 4. 제2605호) 결빙을 막아주는 발열체는 가열방식과 달리 열을 전달시키는 방식으로 기존의 열선 방식은 열선 주변만 가열하였으나, 새로 제작한 발열체는 열을 전달하여 두께 10㎜, 길이 480㎜, 가로 780㎜의 얼음을 열가열식이 아닌 열을 전달하여 영하 -5℃도 이하에서 13시간 10분 동안 간단히 녹인 것을 시험 성적서로 입증 받았으며 이 기술은 국내는 물론이며, 세계에서 처음 개발한 제품으로 국가 경쟁력을 높이는 데 크게 기여할 것으로 본다.

실험 3

노면 결빙 방지 시설 장치, 시공 방법은(참조 SNOW MELTING SYSTEM 설계서) 도로 노면의 차이에 따라 노면을 폭 5㎜로 절단한 후, 5㎜ 크기의 발열체를 꽂아 설치하는 방식이다.

노면 결빙 방지 시설은 발열체 내부에 내장되어 있는 열선(참조, 99. 10. 22. 일자 광주, 전남 중소기업청 시험 성적서 발급번호 재99-2889호)은 굵기가 0.101로서 전력 소모를 적게 하는데 역점을 두어( 99. 9. 3. 한국전기전자 시험연구원 시험성적서 발급번호 의시99-1965) 소비전력 49.5W의 수치를 나타냈으나, ( 99. 10. 22. 일자 광주, 전남 중소기업청 시험 성적서 재99-2889호) 전기료를 최대한 낮출 수 있도록 여러 장치를 조립 첨가하므로써 소비 전력은 2.30W로 크게 줄였으며, 앞으로도 당사는 계속적인 연구를 통해 보다 나은 제품을 개발할 계획이며, 발열체의 온도는 +25℃정도로도 노면 결빙을 막을 수 있는 것으로 여겨지며, 그리고도 발열체의 온도는 +25℃가 좋은 것으로 나타났다.

실험예 4

도로 결빙 방지 장치의 설치에 합리적인 근거를 마련하기 위하여 최적간격(발열체간 간격)으로 설치하는 데 대한 검증자료 제시로는(중소기업청 시험 성적서 번호 제99-2889호) 도로 상태와 지형에 따라 발열체간 거리 간격을 조정할 수 있으므로 배타적으로 발열체 간격을 정할 수 없으나, 시험 결과 1200∼1500㎜ 간격이 좋은 것으로 나왔으므로 발열체 간격은 일반적으로 1200㎜발열체간 거리 1/2인 600㎜도로 구간이 결빙되는 것을 막는데는 큰 문제가 없을 것이다.

실험예 5

설치 시에 경사가 있는 지역을 제외하고는 발열체로부터 발생하는 발열이 도로 면을 통하여 단열이 되기 때문에 이에 대한 자료 제시(중소기업청 시험 성적서 상기 실험예3 내지 4에 기재)는 다음 그림과 같이 발열체는 지역에 따라 ON/OFF의 작동 유무를 자동측정 판단하기 때문에 단열이 되는 것에 구애받지 않으며 광역권을 메인 컴퓨터 한 대로 도로 상황을 파악할 수 있다. 또 중앙 조절기는 일정한 온도의 전원을 공급한다. 아스콘 표층의 열전도율은 콘크리트의 열전도율 보다 뛰어나기 때문에 아스콘의 열전도는 큰 문제가 없다.

이하 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도1은 본 발명의 노면결빙시스템 상태도, 도2는 본 발명의 노면결빙시스템 외부발열체 상세도, 도3은 본 발명의 노면결빙시스템 외부발열체 파손시 교체도, 도4는 본 발명의 노면결빙시스템 내부발열체 상세도, 도5는 본 발명의 노면결빙시스템 내부발열체 파손시 교체도, 도6은 본 발명의 노면결빙시스템 발열체 및 연결봉으로, (A)발열체측면도, (B)발열체 사시도를, 도7은 본 발명의 노면결빙시스템의 열선 확대도, 도8은 본 발명의 노면결빙시스템의 회로도로서, (C)연결상태도, (D)상세회로도, 도9는 본 발명의 중앙전압조절기 상세도, 도10은 본 발명의 자석자기장의 작동상세도 및 도11은 본 발명의 전자흡수기 상세도를 도시하였고, 열선(1), 반전도체코아(2), 불소폴리머자켓(3), 동박(4), 외부커바(5), 연결선(6,7), 인공지능센서(9), 중앙전압조절기(10), 외부발열체(11), 내부발열체(12,12`), 패널(13), 연결봉(14), 스위치(15), 열선통공(16,16'), 연결봉통공(17), 전원공급장치(21), 제어기(22), 통신모뎀(23), 전자파흡수기(24), 전자파감지기(31),연결핀(32), 스파크레벨(33), 스파크전원(34), 인조다이아몬드(35), 공기유입해치(36), 공기열배관 37), 코일(38), 자석(39), 전원전환장치 (40), 전원발생장치(41), 열회수장치(42), 열감지기43), 전원발생장치 (44), T선(45), R선(46), DC선(47)을 나타냄을 알 수 있다.

도8과 같이 본 발명은 습도, 온도 센서 등이 내장된 인공지능센서(9)에서 노면의 상태(결빙)를 중앙컴퓨터에 전송하고 중앙컴퓨터에서 노면의 상태를 파악하여 중앙전압조절기(10)내의 전압조절기에 전원공급명령을 내려 전압조절기에서 적절한 전압을 열선에 공급하여 노면의 결빙을 가열하여 방지한다. 도1 내지 도4 및 도6에서와 같이 내부 및 외부발열체에 내장된 두 개의 열선(1)은 전압조절기로부터 전력을 공급받아 발열체에 열을 공급하는 장치로 피복은 방열과 방수처리가 되어 있으며, 도7과 같이 반영구적인 것으로 2.5mm두께의 열선(1)과, 그 위에 반전도체코아(2)와 불소폴리머자켓(3)과 동박(4) 및 외부커바(5)로 구성되어 있으며,

도2 및 도3과 같이 차선거리에 제한 없이 외부발열체(11)를 설치 가능하며 차선간의 연결방법은 발열체 연결부위에 지름3mm,길이40mm인 연결봉(14)을 외부발열체(11)의 연결통공(17)에 삽입하여 연결하며, 연결봉(14)의 재질은 외부발열체 (11)와 동일하거나, 특수합성수지로 하였으며, 차선 확장공사나 보수공사 시에 외부발열체의 부분 설치나 교체가 가능토록 하였고, 외부발열체(11)의 하부(24)에 고정핀(20)이 형성되어 있어 고정핀(20)에 의해 노면에 고정시키고 노면이 얼지 않도록 열을 발산해주는 부속품으로 열전도 효율을 향상시키기 위해 동합금을 선택하여 차량의 하중을 견딜 수 있도록 구성되어 있다.

도8은 본 발명의 노면 결빙 방지시스템에 관한 회로도로서, 인공지능센서(9)와 연결된 중앙전압조절기(10)는 스위치(15,15') (전체적으로 과부하차단 안전장치)1,2와 연결되어 있으며, 일단은 인공지능센서(9)에 연결되어 있으며,

여러 개의 외부발열체(11) 및 내부발열체에 연결된 열선(1)에 의한 열 전달은 첫 번째 외부발열체(11)에서 일정온도에 도달되고, 다음 발열체(11, 12) 순서로 열이 전달되는데 20개 이상 병렬로 연결될 경우 최종발열체와 최초발열체간의 온도차이가 있으며, 최초발열체는 이미 일정온도가 진행되어 마지막 발열체가 일정온도에 도달될 때까지 과부하가 걸려 전력소모가 되는 것을 상기 스위치(15,15')로 일정온도가 도달되면 자동으로 스위치 오프되어 전력의 소비를 절약하게 하였고,

상부에 연결된 인공지능센서(9)의 센서는 눈이 많이 쌓일 경우라도 0℃ 이상일 경우에는 온도센서에 세팅하여 스위치 오프되게 하고, 0℃이하일 경우라도 습도가 없으면 스위치 오프되어 전력의 소비를 절약하는 시스템에 관한 것이다.

본 발명의 시스템 동작은 주전원에 스위치를 온 하면 디지털 V-메타와 파워 등에 불이 들어온다. SS1(조작전운 S/W)을 온 하면 SS2(수동, 자동) 스위치를 자동으로 하면 디지털 TC(온도조절기)와 HCT(습도조절기타이머)에 디지트(Digit)가 나타난다. 자동으로 할 경우에는 상기 TC와 HTC에 의해 M/C(전자접촉기)가 작동한다.

M/C(전자접촉기)가 작동하면 열선에 전기가 공급되어 열이 발생한다.

온도조절기(TC)는 2단 조절기능을 사용한다. M/C(전자접촉기)가 동작하기 위해서는 온도센서와 습도센서에 의해 감지된 조건으로 동작되는데 초기조건은 1단 설정온도 (예 0℃)와 설정습도 (예 85%)두 조건이 동시에 만족되었을 때 타이머를 가동시킨다.

타이머가 동작되면 2단 설정온도 (예;20℃)가 되지 않는 동안 M/C(전자접촉기)를 동작시켜 열선(1)에 열을 공급한다. 상기 TC2.H가 동작되면 타이머를 리세트(Reset)시켜 타이머를 오프 시키면서 열선전원을 차단시킨다. 반복동작은 항상 초기조건을 충족시켜 줄 때에 가능하며, 단지 수동으로 사용 시에는 열선에 열을 강제 발생시킬 수 있다.

기본 중앙전압조절기에 의한 열선의 길이 약 10Km(거리 약 5Km)의 범위를 담당(커버)한다

패널 내부의 이상시( 단락 및 과전압) 및 부하측계통사고의 보호 목적으로 (XO.CR)를 삽입하였다.

도8의(D)에서 1~7의 숫자는 연결된 내부,외부발열체의 번호를 나타낸 것이다.

도9의 전원공급장치(21)는 모든시스템에 전원공급을 하며, 제어기(22)는 모든 시스템을 자동으로 제어하고 중앙컴퓨터는 모든 시스템을 통제하며, 전자파 흡수기(24)는 전기장치에서 발생되는 전자파를 흡수하여 새로운 전기를 공급하는 것이다.

도10은 자기장의 특성을 도시한 것으로서, 발열체는 좌우로 자석 열자기장을 1.5mm간격으로 자석 열자기장을 발산하여 혹한의 겨울철 모면위에 눈이나 얼음을 간단히 녹여 주는 시스템을 도시한 것으로서, 열선에 연결된 T, R선에 전원을 순환하게 하며, 양쪽의 두가닥의 DC선중 한선은 발열체에 직접연결하고 나머지 한선은 중앙조절기 밖으로 노출시켜, 발열체 양면에 자석자기장이 형성되어 도로 양방향에 눈이나 얼음을 녹인다. 이때 T선(45), R선(46)선을 순환하게 하면서 DC전원이 공급되는 순간 자석자기장의 열에 의해 적은 전기를 사용하면서 겨울철 결빙을 녹여주는 상태를 나타낸 것이다.

도11은 전자파흡수기(24) 구조에 관한 것으로서, 중앙상부의 전자파감지기 (31)는 연결핀(32)에 의해 스파크를 일으키는 스파크레벨(33)이 연결되어 있으며, 상기 스파크레벨(33)의 하부에는 스파크를 일으키게 하는 스파크전원(34)과, 상기 흡수된 전자파가 스파크를 일키면서 빛을 발생케 하는 인조다이아몬드(35)가 구성되어 있으며, 상기장치의 우측에는 공기유입해치(36)가 공기통로관 상부에 형성되어 있고, 상기 중앙하부에는 공기통로관과 연장된 공기열배관(37)이 설치되어 있으며, 상기 인조다이아몬드(35)에서 빛을 발산하면 내부공기를 고온으로 가열하여, 발생되는 가스와, 팽창된 내부압력에 의해 전기를 발생하며, 즉, 상기 장치의 좌측에 코일(38)의 주변에 자석(39)가 둘러싸고 있다가, 순간 높은 압력에 의해 코일(38)을 자극시켜 외부에 둘러싸인 자석(39)내에서 코일(38)이 빠른 속도로 회전되어 일반전기가 발생되며, 또한 외부에서 유입된 공기를 빠른 속도로 회전시켜 전기를 발생시키며,

상기와 같이 발생된 장치내의 전기를 중앙하부에 설치된 전원전환장치(40)와 그하부에 설치된 전원발생장치(41)에 의해 전기를 생산하고, 장치내의 열은 열감지기 (43)에 의해 감지하여, 열회수장치(42)에 의해 열을 회수하고, 전기가 발생되면 전원공급장치(44)로 전기를 공급하게 하고, 상기 전자파 흡수기(24)의 하부에 연결된 T선(45), R선(46)에 의해 외부로 전기를 공급하는 전자파를 전기로 전환시켜주는 장치인 것이다.

추운 지방의 도로에서는 도 1과 같이 설치하여 겨울의 노면 결빙을 방지할 뿐만 아니라, 약 1미터간격으로 도로에서 만약 상기 외부발열체(11)가 돌출된다 할 지라도 미끄럼방지턱 역할을 하여 야간에 졸음 운전 등에 따른 안전사고를 예방하는 경제적인 노면결빙시스템 및 시공방법인 것이다.

본 발명은 도로뿐만 아니라 육교의 계단, 아파트의 계단, 지하도 입구 등에 설치하여 결빙으로 인한 미끄럼을 방지하는 장치 및 시스템인 것이다.

상기와 같은 본 발명은 겨울철 도로 결빙을 미연에 방지 제어할 수 있으며, 기존 도로에 시공할 경우 시공이 간편하게 할 수 있으며, 도로의 사정에 제한 없이 설치가능하고, 도로 뿐만 아니라 계단 등에도 설치할 수 있으며, 차선 확장공사나 보수 공사 시에 발열체를 부분 설치나 교체가 가능하여 보수유지가 용이하며.

현재 제설작업에 사용되고 있는 화학 약품은 환경오염에도 큰 영향이 있지만 새로운 시설도입으로 환경보존은 물론 지금까지 폭설이나 예견하지 못했던 상황에 쉽게 대처할 수 있을 뿐만 아니라,

창고나 거실의 바닥에 설치하여도 온돌의 효과를 얻을 수 있으며, 특히 비닐하우스내의 지면(재배토)에 설치할 경우, 작물의 생육이 좋으며 성장이 빨라지며, 전력소모가 종래의 장치보다 저렴하고, 그로 인한 인력 및 장비를 낭비하지 않는 효과가 있는 것이다.

Claims (8)

1. 노면결빙시스템에 있어서, 열선이 내장된 내부발열체 및 외부발열체와 상기 내부 및 외부발열체에 연결선에 의해 연결되고 도로의 환경을 감지하여 중앙컴퓨터에 전달하는 인공지능센서와 중앙컴퓨터의 지시에 의해 상기 열선을 자동으로 조절하는 중앙전압조절기로 구성됨을 특징으로 하는 노면결빙시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 열선(1)은 110 및 220V의 전압에서 사용할 수 있고, 열을 공급하며, 피복은 방열과 방수하기 위하여 반전도체코아(2)와 불소폴리머자켓 (3)과 동박(4) 및 외부커바(5)로 구성된 열선(1)으로 구성되어 있으며,

   상기 열선이 내장되며, 재질은 외부발열체(11)와 동일하거나, 특수합성수지로 구성되어 있으며, 연결통공(17)에 삽입하여 내부발열체 및 외부발열체(11)를 연결시키는 연결봉(14)과,

   상기 두 개의 연결봉(14)이 내장될 수 있는 열선통공(16,16')과 연결봉통공 (17)이 형성된 내부발열체 및 가로5mm, 세로 1~2m, 높이 15mm 인 외부발열체로 구성됨을 특징으로 하는 노면결빙시스템
3. 제1항에 있어서, 상기 외부발열체(11)와 연결되어 노면의 주변환경을 감지하여 중앙컴퓨터에 전송하며, 온도센서와 습도센서가 내장되어 있는 인공지능센서기 (9)와, 상기 인공지능센서(9)에 연결되어 있으며, 중앙컴퓨터로부터 시스템가동명령을 받으면 노면상태와 주변환경에 따라 발열체에 적절한 전력공급을 조절하는 역할을 하는 중앙전압조절기(10)와,

   상기 인공지능센서(9) 및 중앙전압조절기(10)에 연결되어 있으며, 주변의 환경에 따라 상기 모든 장치를 제어하는 중앙컴퓨터를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 노면결빙시스템.
4. 제1항에 있어서, 상기 중앙전압조절기(10)는 모든 시스템에 전원공급하는 전원공급장치(21), 와 모든 시스템을 자동으로 제어하는 제어기(22)와, 통신 모뎀 (23) 및 전자파를 흡수하여 전기를 발생시키는 전자파 흡수기(24)로 구성됨을 특징으로 하는 노면결빙시스템.
5. 제4항에 있어서, 상기 전자파 흡수기(24)는 중앙상부의 전자파감지기(31)는 연결핀(32)에 의해 스파크를 일으키는 스파크레벨(33)이 연결되어 있으며, 상기 스파크레벨(33)의 하부에는 스파크를 일으키게 하는 스파크전원(34)과, 상기 흡수된 전자파가 스파크를 일키면서 빛을 발생케 하는 인조다이아몬드(35)가 구성되어 있으며, 상기장치의 우측에는 공기유입해치(36)가 공기통로관 상부에 형성되어 있고, 상기 중앙하부에는 공기통로관과 연장된 공기열배관(37)이 설치되어 있으며, 상기 인조다이아몬드(35)에서 빛을 발산하면 내부공기를 고온으로 가열하여, 발생되는 가스와, 팽창된 내부압력에 의해 전기를 발생하며, 즉, 상기 장치의 좌측에 코일(38)의 주변에 자석(39)가 둘러싸고 있다가, 순간 높은 압력에 의해 코일(38)을 자극시켜 외부에 둘러싸인 자석(39)내에서 코일(38)이 빠른 속도로 회전되어 일반전기가 발생되며, 또한 외부에서 유입된 공기를 빠른 속도로 회전시켜 전기를 발생시키며,

   상기와 같이 발생된 장치내의 전기를 중앙하부에 설치된 전원전환장치(40)와 그하부에 설치된 전원발생장치(41)에 의해 전기를 생산하고, 장치내의 열은 열감지기(43)에 의해 감지하여, 열회수장치(42)에 의해 열을 회수하고, 전기가 발생되면 전원공급장치(44)로 전기를 공급하게 하고, 상기 전자파 흡수기(24)의 하부에 연결된 T선(45), R선(46)에 의해 외부로 전기를 공급하는 전자파를 전기로 전환시켜주는 장치인 것을 특징으로 하는 노면결빙시스템.
6. 노면결빙시스템 시공방법에 있어서, 주변환경에 알맞도록 표층아래에 단열제를 깔고 그위에 열선(1)이 내장된 내부발열체(12)를 시공한 후 단열제층(중간층)층을 가지런히 정돈한 후에, 외부발열체(11)를 적당한 간격으로 한 후 깊이15mm, 두께5mm로 표층바닥에 열선(1)이 내장된 외부발열체(11)의 상부에 강력접착제를 사용하여 이를 표면에 접착제층(2)을 형성하여, 상기 접착제층(2)이 형성된 외부발열체(11)를 삽입하여 외부발열체를 도로 표면과 일치하도록 소형롤러를 이용하여 발열체 삽입작업을 마무리 한 후, 상기 내외부발열체(11,12)의 열선(1)과 인공지능센서(9)에 연결된 선(6,7)에 연결한 후 중앙전압조절기(10)와 인공지능센서(9)를 연결하면 설치가 완료되어 중앙전압(10)조절기에서 적정온도를 설정하여 세팅함을 특징으로 하는 노면결빙시스템 시공방법.
7. 노면결빙시스템을 기존도로에 시공하는 방법에 있어서, 도로의 표층을 깊이 15mm, 넓이5mm, 길이는 약 1~2m로 절단한 후에, 열선(1)이 내장된 외부발열체(11)의 상부에 강력접착제를 사용하여 이를 표면에 접착제층(2)을 형성하여, 상기 접착제층(2)이 형성된 외부발열체(11)를 삽입하여 외부발열체를 도로 표면과 일치하도록 소형롤러를 이용하여 발열체 삽입작업을 마무리 한 후, 외부발열체(11)의 열선(1)과 인공지능센서(9)에 연결된 선(6,7)에 연결한 후 중앙전압조절기(10)와 인공지능센서(9)를 연결하면 설치가 완료되어 중앙전압(10)조절기에서 적정온도를 설정하여 세팅함을 특징으로 하는 노면결빙시스템을 기존도로에 시공하는 방법.
8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 발열체는 열선에 연결된 T, R선에 전원을 순환하게 하며, 양쪽의 두가닥의 DC선중 한선은 발열체에 직접연결하고 나머지 한선은 중앙조절기 밖으로 노출시켜, 발열체 양면에 자석자기장을 일정간격으로 발산하여 도로 양방향에 눈이나 얼음을 녹이는 것을 특징으로 하는 노면결빙시스템을 기존도로에 시공하는 방법.