KR200342446Y1 - 철도 분기기 히터장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 철도 분기부 레일에 설치되어 적설량 및 결빙상태에 따라 자동으로 작동하여 분기기의 오동작을 방지하는 철도 분기기 히터장치에 관한 것이다.

상기 철도 분기기 히터장치는 분기기의 레일에 설치되어 레일의 온도를 감지하는 레일 온도검지기와, 상기 분기기의 일측부에 설치되어 적설상태를 감지하는 스노우센서와, 상기 분기부의 레일에 설치되어 상기 레일 온도검지기 및 스노우센서에 의해 결빙 또는 적설상태에 따라 전기를 공급받아 발열하여 결빙 또는 적설된 눈을 제거하는 히터와, 상기 스노우센서와 온도검지기의 신호를 설정값과 비교하여 상기 히터를 제어하는 제어반으로 구성된다.

이러한 구성의 본 고안은 분기기에 설치되는 철도의 온도를 센싱하는 레일 온도검출기와, 스노우 센서를 통해 결빙 및 적설상태를 설정값과 비교하여 겨울과 같은 계절에 적설이나 결빙시 레일에 설치된 히터를 자동으로 작동시켜 제거하여 분기기 오동작의 문제점을 극복함으로 고속화된 열차의 안전 및 분기기 관리 선로원의 안전을 확보할 수 있는 유용한 고안이다.

Description

철도 분기기 히터장치{Railroad directional coupler heater device}

본 고안은 철도 분기부 레일에 설치되어 적설량 및 결빙상태에 따라 자동으로 작동하여 분기기의 오동작을 방지함으로써 열차의 탈선이나 분기기 관리를 위한 선로원의 안전 등 철도사고의 발생을 방지하는 철도 분기기 히터장치에 관한 것이다.

일반적으로 철도 분기기는 한 쌍의 레일로 구성된 선로가 두 개로 나누어지는 부분에 설치되어 주행하는 기차가 두 철로 중 어느 한 쪽의 철로로 선택하여 주행할 수 있도록 방향을 바꾸어주는 장치이다.

이 철도 분기기는 고정레일과 선로를 바꾸어주는 텅레일로 구성되어 있는데, 동절기에는 폭설과 결빙에 의해 텅레일의 작동이 제대로 이루어지지 않는 등 오작동에 의한 철도사고의 발생우려가 있었다.

이때문에 작업자가 항상 선로가 정확하게 분기하고 있는지의 동작유무와 선로 유지 상태를 매일 육안으로 감시하고 있다. 육안 감시를 위해서는 선로원이 직접 분기선로에 접근하여 선로 상태를 점검해야 하는데, 열차가 고속화됨에 따라 그와 같은 육안 감시는 안전상 위험이 뒤따른다.

본 고안은 상기와 같이 적설이나 결빙에 의해 예상되는 분기기 오동작의 문제점을 극복하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 분기기에 적설 및 온도의 급냉에 따른 결빙의 우려시 자동으로 동작하는 히터를 장치하여 최상의 조건을 유지할 수 있도록 해줌으로써 안전을 확보할 수 있도록 하는데 있다.

또한 본 고안은 히터의 자동 제어가 오동작시에 이를 수동으로 변환하여 제어할 수 있도록 하는데 또 다른 목적이 있는 것으로 이를 위해 수동전환이 가능한 안전장치를 더 구비하여 달성된다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안은 레일의 온도를 감지하는 레일 온도검지기와,

적설상태를 감지하는 스노우센서와,

분기부의 레일에 설치되어 상기 레일 온도검지기 및 스노우센서에 의해 결빙 또는 적설상태에 따라 전기를 공급받아 발열하여 결빙 또는 적설된 눈을 제거하는 히터와,

상기 스노우센서와 온도검지기의 신호를 설정값과 비교하여 상기 히터를 제어하는 제어반로 구성되어 달성된다.

도 1은 본 고안에 따른 철도 분기기의 구조를 나타낸 개략도.

도 2는 본 고안에 따른 철도 분기기의 히터 설치상태를 나태낸 단면도.

도 3은 본 고안에 따른 철도 분기기의 레일 온도센서의 구조도.

도 4는 본 고안에 따른 철도 분기기의 스노우 센서의 구조를 나태낸 단면도.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

10 - 레일 11 - 헤드부 12 - 받침부

13 - 지지부 14 - 구멍 15 - 'U'형 볼트

16 - 너트 17 - 히터 20 - 레일 온도검지기

21 - 고정체 22 - 삽입홈부 23 - 축구멍

24 - 고정대 25 - 후크부 26 - 나사부

27 - 너트 28 - 나사구멍 29 - 조임볼트

30 - 텐션장치 31 - 힌지 32 - 실린더

33 - 스프링 34 - 실린더로드 35 - 센서홀더

36 - 온도센서 40 - 스노우센서 41 - 케이스

42 - 서포트 43 - 플랜지 44 - 후크볼트

45 - 케이블 46 - 히팅 케이블 콘넥터 47 - 튜브

50 - 제어반

이하, 본 고안의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안에 따른 철도 분기기의 구조를 나타낸 개략도이고, 도 2는 본 고안에 따른 철도 분기기의 히터 설치상태를 나태낸 단면도이며, 도 3은 본 고안에따른 철도 분기기의 레일 온도검지기의 구조도이고, 도 4는 본 고안에 따른 철도 분기기의 스노우 센서의 구조를 나태낸 단면도이다.

상기 도면들에 도시된 바와 같이 본 고안의 구성은 분기기의 레일(10)에 설치되어 레일(10)의 온도를 감지하는 레일 온도검지기(20) 및 분기기의 둘레 적소에 설치되어 적설상태를 감지하는 스노우센서(40)와, 상기 분기부의 레일(10)에 설치되어 상기 레일 온도검지기(20) 및 스노우센서(40)에 의해 결빙 또는 적설상태에 따라 전기를 공급받아 발열하여 결빙 또는 적설된 눈을 제거하는 히터(17)와, 이들을 제어하는 제어반(50)으로 이루어진다.

히터(17)는 분기기를 구성하는 각 레일(10)에 모두 설치되는 것이 바람직하며, 그 설치구조는 도 2에 도시하고 있는 바와 같이 분기기를 이루는 레일(10)의 중앙부의 측면에 설치된다. 즉, 레일(10)은 차량의 바퀴와 직접 접하는 헤드부(11)와 이를 철로의 침목 또는 지지바닥에 안정되게 결합하는 받침부(12) 및 이들을 서로 수직으로 연결하는 지지부(13)로 구분되는데, 상기 히터(17)는 지지부(13)의 일측면에 길이방향으로 밀착 설치되며, 상기 히터(17)가 설치된 지지부(13) 상하부에 구멍(14)을 천공하여 이에 'U'형 볼트(15)를 끼우고 너트(16)를 체결함으로써 상기 히터(17)를 고정한다. 이 히터(17)는 제어반(50)과 연결되어 결빙 또는 적설상태에 따라 적절하게 전원을 공급받아 작동한다.

레일 온도검지기(20)는 레일(10)에 견고하게 설치되는 고정체(21)와, 상기 고정체(21)에 상하 회동가능하게 힌지(31)결합된 텐션장치(30)와, 상기 텐션장치(30)에 의해 레일(10)에 밀착되는 온도센서(36)로 구성된다.

고정체(21)는 일측에 삽입홈부(22)가 형성되어 상기 받침부(12)의 일측단이 삽입되고, 하부에 횡방향의 축구멍(23)이 형성되어 이에 고정대(24)로 상기 받침부(12)에 견고하게 고정된다. 상기 고정대(24)는 끝단이 꼬부라진 후크부(25)와, 그 반대측단부에 나사부(26)로 구성되며, 조립은 상기 후크부(25)를 받침부(12)의 반대측 단부에 걸고 나사부(26)는 축구멍(23)에 삽입시켜 너트(27)로 체결함으로써 고정체(21)를 레일(10)의 받침부(12)에 견고하게 고정시킨다. 이와 아울러 삽입홈부(22)의 상부에 나사구멍(28)이 관통 형성되어 있어 이에 조임볼트(29)를 체결함으로써 상기 삽입홈부(22)에 삽입된 레일(10)의 받침부(12) 상단을 물어 고정시킨다.

그리고 텐션장치(30)는 고정체(21)에 힌지(31)결합된 실린더(32)와, 상기 실린더(32) 내부에 탄력설치된 스프링(33) 및 이 스프링(33)에 의해 전방으로 탄력 돌출되는 실린더로드(34)로 구성된다. 상기 실린더로드(34) 단부에는 반원형의 센서홀더(35)가 설치되어 있다.

상기 텐션장치(30)는 실린더로드(34)를 실린더(32)의 내부로 출몰가능하게 장치하여 온도센서(36)를 보수 또는 교체하고자 할 때 실린더(32)를 후퇴시켜 온도센서(36)를 자유롭게 한 후 그 수리 또는 교체작업이 매우 용이하도록 되어 있다. 특히 텐션장치(30)는 온도센서(36)가 항상 레일(10)과 최상의 조건으로 접촉된 상태를 유지하도록 해준다. 또한 상기 온도센서(36)는 제어반(50)과 연결되어 레일(10)의 온도 정보를 송신하는 기능을 수행한다.

또한 스노우센서(40)는 케이스(41)를 갖고, 이 센서 케이스(41)의 상부에 상단이 노출되도록 설치된다. 또 상기 케이스(41)의 하부에 일정높이의 서포트(42)가 구비되며, 상기 서포트(42)는 하부에 구비된 플랜지(43)에 의해 지지바닥에 후크볼트(44)로 고정설치된다. 그리고 서포트(42)의 하부를 통해 케이블(45)이 유입되며, 유입된 케이블(45)은 상기 케이스(41)의 내측 하부에 설치된 히팅 케이블 콘넥터(46)를 통해 스노우센서(40)와 전기적으로 연결된다. 이때 서포트(42)로 유입되는 케이블(45)은 플랙시블한 튜브(47)를 씌워 내부로 유입시킨다. 스노우센서(40)의 설치 위치는 가장 원거리에 장치된 히터(17)에 근접한 선로변에 설치되며, 제어반 옆에 설치될 수도 있다. 중요하게는 질주하는 열차의 후풍에 영향을 받지 않는 위치에 설치되는 것이 바람직하다.

상기 스노우센서(40)의 원리는 다양한 방법을 취할 수 있으나, 습도센서와 온도센서를 병설하여 습도가 센싱된 상태에서 온도가 영상일 경우에는 비로 판단하고, 온도가 영하일 때에는 눈으로 판단하도록 하는 것이다. 물론 영하 및 영상으로 판단하는 기준 온도는 관리자가 입력하여 정할 수가 있는데, 안전상 그 온도를 높게하면 눈을 비로 판단하는 오류를 방지할 수가 있다. 이러한 스노우센서(40)는 이미 공지된 기술로서 본 고안은 이러한 기술을 모두 적용할 수 있다.

이러한 구조의 분기기 히터장치는 기후에 상태에 따라 자동으로 히터(17)를 작동시켜 레일(10)에 온도를 가함으로써 결빙되거나 적설된 눈이 녹도록 함으로써 분기기의 작동이 원활하도록 유지해준다.

즉, 눈이 내리게 되면 그 눈의 적설량을 스노우센서(40)가 감지하여 제어반(50)에 신호를 보내고, 그 신호를 분석하여 허용치 이상의 눈이 내릴 경우에는 제어반(50)이 히터(17)를 작동시켜 레일(10)의 온도를 상승시킴으로 분기기의 레일(10)에 적설된 눈을 녹여 제거한다. 또 비가 또는 눈이 내린 후 기온이 내려가 레일(10)이 얼어붙을 우려가 있을 경우에는 레일(10)에 부착된 온도센서(36)가 레일(10)의 온도를 센싱하여 그 정보를 제어반(50)에 송신하고, 제어반(50)은 수신된 신호를 분석하여 설정된 허용온도 이하로 내려가게 될 경우에는 히터(17)를 작동시켜 레일(10)의 온도를 상승시킨다. 레일(10)의 온도 상승에 의해 결빙이 방지되며 이미 결빙된 부분은 해빙시켜 주게 된다.

히터장치가 결빙 또는 적설량에 따라 자동으로 작동되지 않는 고장이 발생될 경우에는 상술한 바와 같은 작동을 수동으로 실시할 수 있도록 수동전환장치가 설치된다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 고안은 분기기에 설치되는 철도의 온도를 센싱하는 레일 온도검출기와, 스노우 센서를 통해 결빙 및 적설상태를 한계값과 비교하여 겨울과 같은 계절에 적설이나 결빙시 레일에 설치된 히터를 자동으로 작동시켜 제거하여 분기기 오동작의 문제점을 극복함으로 고속화된 열차의 안전 및 분기기 관리 선로원의 안전을 확보할 수 있는 유용한 고안이다.

Claims (4)

1. 분기기의 레일에 설치되어 레일의 온도를 감지하는 레일 온도검지기와,

   상기 분기기의 일측부에 설치되어 적설상태를 감지하는 스노우센서와,

   상기 분기부의 레일에 설치되어 상기 레일 온도검지기 및 스노우센서에 의해 결빙 또는 적설상태에 따라 전기를 공급받아 발열하여 결빙 또는 적설된 눈을 제거하는 히터와,

   상기 스노우센서와 온도검지기의 신호를 설정값과 비교하여 상기 히터를 제어하는 제어반으로 구성된 것을 특징으로 하는 철도 분기기 히터장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 레일 온도검지기는, 상기 레일에 견고하세 고정,설치되는 고정체와,

   상기 고정체에 상하 회동가능하게 힌지결합된 텐션장치와,

   상기 텐션장치에 의해 레일에 밀착되는 온도센서로 구성된 것을 특징으로 하는 철도 분기기 히터장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 텐션장치는,

   상기 고정체에 힌지결합된 실린더와,

   상기 실린더 내부에 탄력설치된 스프링 및;

   상기 스프링에 의해 전방으로 탄력 돌출되고 그 선단에 레일 온도센서가 결합되는 실린더로드가 구비된 것을 특징으로 하는 철도 분기기 히터장치.
4. 제 1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스노우센서는,

   설치면에 고정되는 서포트의 상부에 센서 케이스를 갖고,

   상기 케이스의 상부에 상기 스노우센서의 상단이 노출되도록 설치되고,

   상기 케이스의 하부에 상기 스노우센서와 연결되는 히팅케이블 콘넥터가 구비되고,

   상기 서포트의 하부를 통해 케이블을 유입시켜 히팅 케이블 콘넥터와 연결되어 상기 제어반과 스노우센서를 전기적으로 연결시키도록 된 것을 특징으로 하는 철도 분기기 히터장치.