KR200265434Y1 - 제습필터를 이용한 교량 제습장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 교량 제습장치에 관한 것으로, 본 고안에 따른 교량 제습장치는 두 개의 박스거더를 서로 연통시키는 연통관의 내부에 설치된 하우징과 이 하우징의 출구측에 설치된 송풍기. 하우징의 내부에 설치되되 하우징 내부로 유입된 공기 중의 수분을 흡습하도록 공기 유입측으로부터 제 1금속망, 제올라이트, 제 2금속망이 차례로 적층되어 구현된 제습필터와 제올라이트에 흡습된 습기를 증발시키는 히터 및 히터에 의하여 증발된 습기를 외부로 배기시키도록 하는 배기관을 가진 것으로, 이러한 본 고안에 따른 교량 제습장치는 실내측 라디에이터와 실외측 라디에이터를 적용하여 두 개의 박스거더 내부를 순환하는 공기중의 습기를 제습할 수 있도록 한 것으로 박스거더 내부에서 발생하는 녹에 대한 사후관리가 보다 효율적으로 이루어지도록 함으로써 교량의 수명 및 신뢰성을 보다 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.

Description

제습필터를 이용한 교량 제습장치{Dehumidifier for bridge}

본 고안은 교량의 제습장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 박스거더의 내부에 설치된 제습필터로 제습이 이루어지도록 한 제습필터를 이용한 교량 제습장치에 관한 것이다.

일반적으로 기본적인 현수교의 구조요소는 보강형, 주케이블, 주탑, 그리고 정착부로 나눌 수 있다. 보강형은 하중을 지지하고 분산시키며 전체구조의 공기역학적 안정성을 부담하는데, 이 보강형에 실린 하중은 행거를 통하여 주케이블에 전달된다.

이러한 현수교의 보강형은 매우 다양한 형태가 건설되었는데, 크게 I형, 트러스트 및 박스거더로 나눌 수 있다. 초기 단경단 현수교에는 I형 주형이 사용되었으나 공기역학적으로 불리한 것이 알려지면서부터 거의 사용되지 않고 있다. 트러스트와 박스거더는 공기역학적 성질, 시공의 용이성, 유지관리의 편리성 등등에 따라 서로 장단점을 가지고 있는데, 이들 사이의 우열을 따져 선택되고 있다.

박스거더는 재질에 따라 PSC박스거더와 강(STEEL) 박스거더로 나눌 수 있으며, 큰 교량 등에는 강 박스거더가 주로 사용된다.

그런데 교량에 사용된 강 박스거더는 주위에 수분이 많고 내부가 밀폐되어 있기 때문에 금속의 표면에 산화물이 생길 가능성이 많다. 박스거더의 외면은 도장 등의 방녹처리를 수행함으로써 표면이 녹스는 것을 방지할 수 있지만, 내부는 도장 처리가 어렵다는 문제가 있다. 또한 약간의 방녹처리를 하더라도 시간이 지남에 따라 방녹효과는 없어지고, 내부의 습기로 인해 박스거더 내부 표면에 산화물이 생겨 녹슬 가능성이 있다.

박스거더 내부의 부식을 방지하고 녹을 제거하는 기술이 실용신안등록 공개 2000-59796호에 개시되어 있다. 이 기술은 가요성 축 와이어 브러쉬를 이용하는 것으로, 와이어 브러쉬를 박스거더 내부에 삽입하여 녹을 떼어내는 단계, 떨어진 녹을 진공청소기를 이용하여 제거하는 단계, 박스거더 내부를 건조시킨 후, 분사기를 이용하여 박스거더 내부 전면에 녹전환제를 산포하여 잔류 녹을 방식성 피막으로 전환시키는 단계로 이루어지며, 추가로 기화성 부식억제제를 투입하는 단계를 포함한다.

그러나 이 기술에서는 이미 녹이 발생한 상태에서 사후적으로 녹을 제거하는 방식을 취할 뿐만 아니라 사람이 기계나 도구를 이용하여 제거해야 하므로 여러 가지 불편한 점이 있다 또한 가요성 와이어 브러쉬를 삽입하기 위해 박스거더 양단에 구명을 뚫어야 하는 문제가 있다. 그리고 박스거더가 길 경우에는 와이어 브러쉬 및 진공청소기로 깊숙한 곳의 녹을 떼어내어 제거하기 어려운 문제가 있다.

본 고안은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 고안의 목적은 교량의 박스거더 내부의 습기를 효과적으로 제거함으로써 박스거더 내부가 녹스는 것을 방지하여 교량의 수명을 연장시키고, 신뢰성을 제고시킬 수 있는 교량 제습장치를 제공하기 위한 것이다.

도 1은 본 고안에 따른 박스거더를 적용한 교량의 입면도이다.

도 2는 도 1의 박스거더의 배치구조와 교량 제습장치를 보인 단면도이다.

도 3은 본 고안에 따른 교량 제습장치를 보인 사시도이다.

도 4는 본 고안에 따른 교량 제습장치를 보인 단면도이다.

도 5a와 b는 본 고안에 따른 교량 제습장치에 설치된 흡기관의 작동상태를 도시한 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

12...연통관

200...하우징

210...제올라이트

213...히터

220...흡기관

260...배기관

상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 제습필터를 이용한 교량 제습장치는 서로 병렬로 설치되어 상판을 보강 지지하는 두 개의 박스거더의 일단과 타단을 연통시키는 연통관의 내부에 설치된 하우징; 상기 하우징의 유출측에 설치되어 상기 박스거더 내부의 공기를 강제 순환시키는 송풍기; 상기 하우징 내부로 유입된 공기 중의 수분을 흡습하도록 공기 유입측으로부터 제 1금속망, 제올라이트, 제 2금속망이 차례로 적층되어 구현된 제습필터; 상기 하우징의 상기 제습필터의 외주 측에 인접하도록 설치되어 상기 제올라이트에 흡습된 습기를 증발시키는 히터; 상기 히터의 작동으로 상기 제올라이트에 함습된 습기가 증발하면 증발된 습기를 외부로 배기시키도록 상기 하우징의 외주 일측에 연통 설치된 배기관과 상기 배기관에 설치된 배기팬; 상기 히터의 외측에 설치되어 상기 배기팬에 의하여 습기가 배기될 때 외기가 상기 하우징 내부로 유입되도록 하는 흡기관을 구비한다.

그리고 바람직하게 상기 흡기관의 내부에는 측면에 입구가 형성되고, 상기 하우징의 내부를 향하여 개구된 출구가 형성된 흡입로를 가진 플런저가 설치되고, 상기 플런저의 내측단에는 상기 흡입관의 내주 측으로 돌출한 지지판이 형성되고, 상기 흡기관의 내주 중 상기 지지판과 상기 플런저의 머리부분 사이에는 지지턱이 형성되며, 상기 지지턱의 양측으로는 상기 플런저를 상기 흡기관 내부로부터 진출입 동작시켜 상기 흡입로를 개폐시키는 개폐수단이 마련된다.

또한 바람직하게 상기 개폐수단은 상기 플런저의 머리부분과 상기 지지턱 사이에 설치되어 상기 히터의 작동으로 소정온도 이상의 열이 가해지면 기억된 형상으로 팽창하여 상기 플런저를 상기 흡입관의 외측으로 밀어 상기 흡입로로 외기가 유입되도록 하는 제 1형상기억합금과, 상기 플런저의 지지판과 상기 지지턱 사이에 설치되어 상기 플런저에 가해진 열이 소정온도 이하가 되면 기억된 형상으로 팽창하여 상기 플런저를 상기 흡입관의 내측으로 복귀시켜 상기 흡입로로 외기의 유입을 차단하는 제 2형상기억합금을 구비한다.

이하에서는 본 고안에 따른 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 제습필터를 이용한 교량 제습장치가 적용되는 교량을 개략적으로 도시한 것이다. 이 교량은 교량의 하부구조를 이루는 교각(10)과 상부구조를 이루는 제 1박스거더(11)와 제 2박스거더(11') 및 이 박스거더(11)(11')들을 지지하는 지지구조물을 포함한다. 그리고 박스거더(11)(11')의 상부에는 상판(12)이 설치되고, 그 위로 차량의 통행 및 보행을 위한 포장이 이루어진다.

그리고 본 고안에 따른 교량 제습장치는 도 2에 도시된 바와 같이 박스거더(11)(11')의 양단에 설치된다. 그런데. 이 박스거더(11)(11') 내부의 중간부분은 서로 격리된 상태이다. 이것은 일반적으로 박스거더(11)(11')의 길이가 교량의 길이만큼 연장되기 때문에 강폭 및 설치장소에 따라 상당히 긴 길이로 설치된다. 따라서 교량의 길이에 따라 적절한 위치에서 박스거더(11)(11') 내부를 서로 격리한 후 이 격리된 부분에 각각 별도의 교량 제습장치를 설치하는 것이 바람직하다.

이와 같이 격리된 하나의 박스거더(11)는 그 측부에 병렬로 함께 배치된 다른 박스거더(11')와 양단이 연통관(12)에 의하여 서로 연통되어 있다. 그리고 제습장치에는 송풍기(203)가 설치되어 두 개의 박스거더(11)(11')에서 계속된 공기순환이 이루어지게 되어 있다.

도 3과 도 4에 도시된 바와 같이 본 고안에 따른 교량 제습장치는 연통관(12)의 내부에 설치되어 있으며, 유입측(201)은 제 1박스거더(11) 측과 연통되고, 유출측(202)은 제 2박스거더(11')와 연통되어 있다. 그리고 유입측(201)과 유출측(202)이 모두 확관된 형태로 된 원통형상의 하우징(200)을 구비하고, 하우징(200)의 유출측(202)에는 전술한 송풍기(203)가 설치된다.

그리고 하우징(200)의 유입측(201)과 유출측(202)의 중간부분에는 제 1박스거더(11) 측으로부터 유입되는 공기중의 습기를 흡습하는 제습필터(210)가 설치된다. 이 제습필터(210)는 제올라이트(211)와 이 제올라이트(211)의 양측에 설치되어 제올라이트(211)를 견고히 지지하기 위한 제 1금속망(212)과 제 2금속망(213)으로 구현된다. 이 금속망(212)(213)들은 가능한 한 세공(細孔)구조를 가진 미세 철망으로 구현하여야만 굳기가 약한 제올라이트(211)의 견고한 지지가 이루어진다.

이 제올라이트(211) 이외에도 제습필터(210)에 활성탄, 규조토, 실리카겔, 녹말, 벤토나이트, 알루미나 등이 적용될 수 있으나. 반복 재생능력과 흡습률은 제올라이트가 거의 20배정도 뛰어나다. 그리고 필요에 따라 제올라이트(211)의 양측에 산화티타늄이나 글라스 필터 등을 설치하여 집진능력과 탈취능력을 함께 가지도록 할 수 있다.

계속해서 제올라이트(211)가 설치된 하우징(200)의 중간부분 외측으로는 하우징(200) 으로부터 연통관(12) 외측으로 개구된 흡기관(220)과 배기관(260)이 설치되고, 제습필터(210)의 외주 측과 흡기관(220)과 배기관(260) 사이에는 히터(214)가 장착된다.

이 히터(214)는 제습필터(210)에 소정량의 습기가 흡습되었을때 제습필터(210)의 습기를 가열 증발시켜 배기관(260)을 통하여 외부로 배기시키기 위한 것이고, 흡기관(220)은 배기관(260)을 통하여 내부 공기의 배기될 때 내부로 공기를 보충하기 위한 것이다. 즉 흡기관(220)은 박스거더(11)(11') 내부의 진공상태 형성을 방지하고자 하는 것이다.

보다 구체적으로 배기관(260)과 흡기관(220)에 대하여 설명하면, 먼저 배기관(260)은 내부에 배기팬(261)이 설치되고, 출구에 개폐판(262)이 장착되어 있다. 이 개폐판(262)은 그 결합단이 배기관(260)과 토션스프링(미도시)에 의하여 지지되어 있다. 따라서 배기팬(261)이 작동하면 그 송풍력으로 배기관(260)의 출구를 개방하고, 배기팬(261)이 작동하지 않으면 토션스프링에 의하여 복원하여 배기관(260)의 출구를 닫도록 되어 있다.

흡기관(220)은 도 5a와 b에 도시된 바와 같이 내부에 별도의 플런저(230)가 설치된다. 이 플런저(230)는 대략 'I'자 형태로 되어있으며, 머리부분의 측면으로 다수의 입구가 형성되어 플런저(230)의 내부를 따라 연장되어 플런저(230)의 하단에 형성된 지지판(232)으로 출구가 개구된 흡입로(231)가 형성되어 있다.

따라서 외기는 플런저(230)의 머리부분이 외부로 돌출하였을 때 플런저(230)의 흡입로(231)를 따라 외부 공기가 제습필터(210)의 측방으로 유입되게 된다.

그리고 플런저(230)의 흡기관(220) 내부에서의 입출 동작은 코일형태로 된두개의 형상기억합금(240)(250)으로 작동한다. 이를 위하여 흡기관(220)의 내부에는 플런저(230)의 머리부분과 지지판(232) 사이의 부분으로 돌출한 지지턱(221)이 형성되고, 이 지지턱(221)의 상면과 플런저(230)의 머리부분 사이에 제 1형상기억합금(240)이 설치되고, 지지턱(221)의 하면과 플런저(230)의 지지판(232)에 제 2형상기억합금(250)이 설치된다.

제 1형상기억합금(240)은 플런저(230)가 흡기관(220)의 내부로 진입한 상태, 즉 외부공기의 흡입이 이루어지지 않는 상태에서는 수축한 상태이고, 제 2형상기억합금(250)의 경우는 이때에 팽창된 상태이다. 그리고 히터(214)로부터 열이 가해지면 이들의 기억된 형상으로 변형하게 되는데, 그 상태는 제 1형상기억합금(240)의 경우는 팽창한 상태로 제 2형상기억합금(250)은 수축된 상태로 되게 되어 있다.

이하에서는 전술한 바와 같이 구성된 본 고안에 따른 제습필터를 이용한 교량 제습장치의 작용상태에 대하여 설명하기로 한다.

본 고안의 교량 제습장치는 제 1박스거더(11)와 제 2박스거더(11') 사이의 연통관(12)에 설치되어 송풍기(203)의 동작으로 제 1박스거더(11)와 제 2박스거더(11') 내부를 순환하는 공기중의 습기를 제습하게 된다.

그 작용은 크게 두 가지의 형태로 이루어진다. 즉 송풍기(203)의 동작으로 각각의 박스거더(11)11') 내부의 공기를 순환시켜 제습필터(210)에서 제습이 이루어지게 하는 제습동작과 제습필터(210)에 흡습된 수분을 증발시켜 배기하는 배기동작으로 이루어진다.

제습동작은 송풍기(203)의 동작으로 제 1박스거더(11)로부터 하우징(200)의유입측(201)으로 유입된 공기가 제 1금속망(212)을 거쳐서 제올라이트(211)로 유입된 후 제올라이트(211)에서 공기중의 수분이 흡습되고, 흡습된 후의 공기는 제 2금속망(213)을 거쳐 송풍기(203)로 유입된 후 다시 제 2박스거더(11')로 유출되어 계속된 순환을 하게 되는 것이다.

이러한 제습동작이 상당시간 동안 계속해서 이루어지면 제올라이트(211)에는 상당량의 수분이 흡습된 상태가 된다. 그런데, 이러한 흡습된 수분을 제올라이트(211)로부터 제거하지 않으면 제올라이트(211)는 계속된 흡습작동을 수행하지 못하기 때문에 제올라이트(211)의 수분을 주기적으로 제거하여야만 제올라이트(211)의 반영구적인 사용이 가능해진다.

이를 위하여 배기 동작이 수행되며, 이 배기 동작은 별도의 습도감지센서(미도시)를 설치하여 이 습도감지센서에서 판단된 상태에 따라 작동하게 할 수 있다. 이에 따라 시작되는 배기 동작은 송풍기(203)의 작동을 멈춘 상태에서 히터(214)가 작동한다.

히터(214)가 작동하면 제올라이트(211)에 함습된 공기는 가열되어 증발하게 되는데, 이때의 증발된 수분을 외부로 배기시키기 위하여 배기관(260)의 배기팬(261)이 작동하게 되고, 배기팬(261)의 작동으로 배기관(260)의 개폐판(262)이 열려 습기의 외부 배기가 이루어진다.

한편, 이러한 배기 동작으로 박스거더(11)(11') 내부는 진공상태로 될 우려가 있다. 이를 방지하고자 흡기관(220)으로 외부 공기의 유입이 이루어진다. 흡기관(220)은 히터(214)가 작동함에 따라 가열된 제 1형상기억합금(240)이 수축된 상태에서 팽창된 상태로 형상복원을 시작하고, 동시에 제 2형상기억합금(250)의 경우는 팽창된 상태에서 수축된 상태로 형상복원을 시작하면, 플런저(230)는 이때의 형상기억합금(240)(250)들의 형상복원으로 흡기관(220)의 외측으로 머리부분이 밀려나가 노출된다.

이에 따라 플런저(230)에 형성된 흡입로(231)의 입구가 개방되고, 전술한 배기팬(262)의 동작에 의한 흡입력으로 외부공기가 흡입된다. 그런데, 흡입되는 공기에는 상당량의 수분이 포함되어 흡입되는 공기와 함께 유입될 수 있다. 그러나 이 흡기관(220)의 설치위치는 제습필터(210)의 측방 외측에 위치하기 때문에 흡입되는 공기중의 수분은 먼저 제올라이트(211)를 거치게 되므로 제습이 이루어진 상태로 박스거더(11)(11') 내부로 유입된다. 따라서 박스거더(11)(11') 내부의 제습상태를 거의 손상시키지 않고, 공기 보충만을 수행한다.

그리고 상당한 시간동안 배기 동작이 이루어져 제올라이트(211)의 흡습상태의 복원이 완료되면 히터(214)의 동작이 멈추고, 동시에 배기팬(261)의 동작 또한 멈추게 된다. 그리고 송풍기가 다시 작동하여 계속된 제습동작을 수행하게 된다.

한편, 흡기관(220)의 플런저(230)는 히터(214)에 의하여 가열된 열이 통상온도 상태로 하락하여야만 복원이 이루어진다. 그러므로 히터(214)의 동작이 멈추더라도 플런저(230)는 서서히 복원된다. 이때의 복원동작은 제1형상기억합금(240)의 경우는 수축상태로 제 2형상기억합금(250)의 경우는 팽창상태로 각각 복원하여 플런저(230)를 흡기관(220) 내부로 끌어당겨 흡입로(231)의 입구를 닫게된다.

전술한 바와 같이 본 고안에 따른 교량 제습장치는 박스거더 내부의 제습을위하여 반복재생으로 영구 사용이 가능한 제습필터와 이 제습필터의 기능 복원이 이루어지도록 한 히터와 배기관을 가진 것으로, 제시된 실시예의 구성과 달리 제습필터의 종류 및 구성을 일부 변형시키거나 배기관 및 흡입관의 구성을 일부 변형시키더라도 기본적으로 본 고안에서 청구하고 있는 구성을 포함한 것이라면 모두 본 고안의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.

이상과 같은 본 고안에 따른 제습필터를 이용한 교량 제습장치는 실내측 라디에이터와 실외측 라디에이터를 적용하여 두 개의 박스거더 내부를 순환하는 공기중의 습기를 제습할 수 있도록 한 것으로 박스거더 내부에서 발생하는 녹에 대한 사후관리가 보다 효율적으로 이루어지도록 함으로써 교량의 수명 및 신뢰성을 보다 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 서로 병렬로 설치되어 상판을 보강 지지하는 두 개의 박스거더의 일단과 타단을 연통시키는 연통관의 내부에 설치된 하우징;

   상기 하우징의 유출측에 설치되어 상기 박스거더 내부의 공기를 강제 순환시키는 송풍기;

   상기 하우징 내부로 유입된 공기 중의 수분을 흡습하도록 공기 유입측으로부터 제 1금속망, 제올라이트, 제 2금속망이 차례로 적층되어 구현된 제습필터;

   상기 하우징의 상기 제습필터의 외주 측에 인접하도록 설치되어 상기 제올라이트에 흡습된 습기를 증발시키는 히터;

   상기 히터의 작동으로 상기 제올라이트에 함습된 습기가 증발하면 증발된 습기를 외부로 배기시키도록 상기 하우징의 외주 일측에 연통 설치된 배기관과 상기 배기관에 설치된 배기팬;

   상기 히터의 외측에 설치되어 상기 배기팬에 의하여 습기가 배기될 때 외기가 상기 하우징 내부로 유입되도록 하는 흡기관을 구비한 것을 특징으로 하는 제습필터를 이용한 교량 제습장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 흡기관의 내부에는 측면에 입구가 형성되고, 상기 하우징의 내부를 향하여 개구된 출구가 형성된 흡입로를 가진 플런저가 설치되고, 상기 플런저의 내측단에는 상기 흡입관의 내주 측으로 돌출한 지지판이 형성되고, 상기 흡기관의 내주 중 상기 지지판과 상기 플런저의 머리부분 사이에는 지지턱이 형성되며, 상기 지지턱의 양측으로는 상기 플런저를 상기 흡기관 내부로부터 진출입 동작시켜 상기 흡입로를 개폐시키는 개폐수단이 마련된 것을 특징으로 하는 제습필터를 이용한 교량 제습장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 개폐수단은 상기 플런저의 머리부분과 상기 지지턱 사이에 설치되어 상기 히터의 작동으로 소정온도 이상의 열이 가해지면 기억된 형상으로 팽창하여 상기 플런저를 상기 흡입관의 외측으로 밀어 상기 흡입로로 외기가 유입되도록 하는 제 1형상기억합금과, 상기 플런저의 지지판과 상기 지지턱 사이에 설치되어 상기 플런저에 가해진 열이 소정온도 이하가 되면 기억된 형상으로 팽창하여 상기 플런저를 상기 흡입관의 내측으로 복귀시켜 상기 흡입로로 외기의 유입을 차단하는 제 2형상기억합금을 구비한 것을 특징으로 하는 제습필터를 이용한 교량 제습장치.