KR20100034430A - 수막을 이용한 안개 차단 시스템 - Google Patents

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Abstract

도로에 유입되는 안개를 효과적으로 차단할 수 있는 수막을 이용한 안개 차단 시스템이 개시된다. 이를 위하여 도로의 적어도 일측 경계부를 따라 위치하고, 안개 흡수용 수막을 형성하여 안개의 이동을 차단할 수 있는 수막 발생 장치, 수막 발생 장치에 용수를 공급하기 위하여, 급수원과 수막 발생 장치를 연결하는 급수파이프, 및 급수원의 용수를 상기 급수파이프를 통하여 수막 발생 장치에 공급하기 위한 급수펌프를 포함하는 수막을 이용한 안개 차단 시스템이 제공된다. 본 발명에 의한 수막을 이용한 안개 차단 시스템은 안개 발생 시 도로의 경계부에서 형성되는 수막에 의해, 수분으로 이루어지는 안개를 흡수하여 차단함으로써, 안개로 인한 교통사고를 방지하고, 교통 흐름을 원활하게 유지하도록 지원하는 효과를 지니고 있다.

Description

수막을 이용한 안개 차단 시스템{FOG ISOLATION SYSTEM USING WATER CURTAIN}
본 발명은 도로로 유입되는 안개의 차단시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 안개 발생 시 도로의 경계부에 수막을 형성하여 도로 측으로 유입되는 안개를 효율적으로 차단함은 물론, 수막에 의하여 발생될 수 있는 도로 상의 결빙을 제거 또는 방지할 수 있도록 한 안개 차단 시스템에 관한 것이다.
도로에 안개가 발생하게 되면 운전자의 시계가 나빠져서 교통흐름이 원활하지 못하게 될 뿐만 아니라, 교통사고 발생률도 크게 증가된다. 더구나, 공항의 활주로에 발생하는 안개는 항공기의 이착륙을 어렵게 하거나, 불가능하게 한다. 따라서 항공사나 탑승자들에게 큰 비용부담과 불편을 야기한다.
그런데, 안개는 발생 원인이나 지형, 지물 등의 여러 요인에 의거하여 다양한 종류로 구분된다. 이러한 안개 중에서 일정 지역에서 발생하여 지면에서 높은 고도까지 정체 상태로 존재하는 안개도 있지만, 다른 지역에서 발생하여 지면을 따 라서 진행하는 안개도 있다.
후자의 경우에는, 안개가 지면을 따라서 진행하는 경우 도로 경계부의 양측을 따라서 물리적인 차단벽을 설치하면 도로에 안개가 침투하여 운전자의 시계를 방해하는 것을 어느 정도 방지할 수 있다.
그렇지만, 실제로는 차단벽이 안개를 물리적으로 차단할 수 있을 뿐이며, 안개를 흡수하지는 못한다는 특성을 지니고 있다. 결국 지면을 따라서 진행하는 안개가 차단벽을 따라서 상승 및 하강하여 도로에 침투하기 때문에, 차단벽이 안개를 차단하여 도로 상에서 안개에 따른 각종 피해를 방지하는 것을 기대하기 어려운 문제점이 있다.
한편, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 물을 이용한 안개차단용 수막을 형성하는 방법이 알려져 있다.
예를 들면, 일본공개특허공보 평08-269927호 및 평08-269928호에는 '도로의 안개제거시스템'이 개시되어 있다.
이들 안개제거시스템은 펌프를 구동시켜 저수조의 물을 배관으로 유입되도록 하며, 배관으로 유입된 물은 배관의 살수노즐을 통해 외부로 분사되어 수막을 형성토록 함으로써, 도로 상으로 안개의 유입을 방지하는 기술에 관한 것이다.
그러나 이 같은 기술들은 도로 외측 경계면을 따라 배관이 위치한 상태에서 배관의 살수노즐을 통해 물을 분사토록 하는 구조로 인해, 살수노즐을 통해 분사된 물이 도로 상으로 유입되게 된다. 도로 상으로 유입된 물은 차량의 타이어와 도로와의 수막현상을 발생시킬 수 있어 차량 운행에 있어 사고를 발생시키는 요인이 될 수 있다는 문제점이 있다.
또한, 도로 상으로 유입된 물은 기상조건에 따라 결빙될 수도 있으며, 이러한 결빙은 차량 운행에 있어 사고를 유발시키는 요인이 될 수밖에 없다.
이에 안개를 제거하기 위한 방법으로 차단벽 보다 효율성이 뛰어난 수막을 이용한 안개제거시스템을 구축하되, 수막을 이용함으로써 발생될 수 있는 결빙을 예방할 수 있는 경제적인 방법의 개발이 요구된다.
따라서 본 발명의 목적은 수막을 사용하여 수분을 포함하는 안개를 효과적으로 흡수하여 차단할 수 있을 뿐만 아니라. 경제적인 방법으로 도로 상에 발생할 수 있는 결빙을 제거 또는 방지할 수 있는 수막을 이용한 안개 차단 시스템을 제공하는데 있다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에서는 도로의 적어도 일측 경계부를 따라 위치하고, 안개 흡수용 수막을 형성하여 안개의 이동을 차단할 수 있는 수막 발생 장치; 상기 수막 발생 장치로부터 분출된 용수가 도로 상에서 결빙되는 것을 방지하는 결빙 방지부; 상기 수막 발생 장치에 용수를 공급하기 위하여, 급수원과 수막 발생 장치를 연결하는 급수파이프; 및 상기 급수 원의 용수를 상기 급수파이프를 통하여 상기 수막 발생 장치에 공급하기 위한 급수펌프를 포함하는 수막을 이용한 안개 차단 시스템을 제공한다.
본 발명에 의한 수막을 이용한 안개 차단 시스템은 안개 발생 시 도로의 경계부에서 형성되는 수막에 의해, 수분으로 이루어지는 안개를 흡수하여 차단함으로써, 안개로 인한 교통사고 발생률을 감소시킬 수 있다.
그리고 본 발명의 수막을 이용한 안개 차단 시스템은 안개, 또는 안개로 인한 교통사고로 지체, 정체되는 교통 흐름을 원활하게 유지하도록 할 수 있다. 또한, 상기 수막을 이용한 안개 차단 시스템은 구조가 비교적 간단하여 저렴하게 설치 가능하며, 수막의 용수를 순환시켜서 재활용하고 무인으로 운용하기 때문에 유지비도 저렴하다.
나아가. 겨울철에 수막 형성에 사용된 용수가 도로 또는 활주로 상에 낙하하여 발생할 수 있는 결빙을 경제적인 방법으로 제거 또는 방지할 수 있다.
본 발명은 수분으로 이루어지는 안개를 도로의 측부에서 형성되는 수막으로 흡수 차단함으로써, 상기 도로 상에 안개가 발생하지 않도록 하는 수막을 이용한 안개 차단 시스템을 제공한다.
본 발명의 수막을 이용한 안개 차단 시스템의 일 실시예에 대하여 도면을 참 조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 수막을 이용한 안개 차단 시스템을 설명하기 위한 전체 구조도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 수막을 이용한 안개 차단 시스템은 도로 상에서 안개가 발생하였을 때 도로 경계부에서 수막을 형성하는 수막 발생 장치(100), 상기 수막 발생 장치(100)로 수막(150)을 발생하는데 필요한 용수를 공급하는 급수파이프(300), 및 상기 급수파이프(300) 상에 형성되어 수막 발생에 필요한 용수를 가압 이송하는 급수펌프(400)를 포함한다.
또한, 상기 급수펌프(400)를 제어하는 제어기(500), 및 상기 제어기(500)에 연계되며 도로(400) 상에서 발생하는 안개를 감지하는 안개 감지 센서(600)를 더 포함할 수 있다.
이를 구성요소별로 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 수막을 이용한 안개 차단 시스템을 설명하기 위한 단면 구조도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 수막을 이용한 안개 차단 시스템은 도로(700)의 일측 경계부를 따라서 위치하고, 바람직하게는 양측 경계부를 각각 따라서 위치하며, 안개 흡수용 수막(150)을 형성하여 안개의 이동을 차단할 수 있는 수막 발생 장치(100)가 포함된다.
본 발명에서는 어떤 방향으로 안개가 진행하더라도 상기 안개를 흡수하여 차 단할 수 있도록 도로 또는 활주로의 양측 경계부를 따라서 수막 발생 장치(100)가 형성되는 것이 바람직하다.
도로 경계부의 수막 발생 장치(100)는 수막을 발생하는데 사용되는 용수를 이송하는 파이프, 및 상기 파이프에 형성되는 수막 발생 수단으로 이루어지며, 이러한 수막 발생 수단으로서 한 방향으로 용수를 동시 분사하여 넓은 면적의 수막을 형성할 수 있는 노즐을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 파이프에 형성되는 노즐이 용수를 일정한 방향으로 분출하여 수막(150)을 발생시킨다.
이러한 수막 발생 장치(100)가, 지면을 따라서 진행하는 안개를 흡수 차단하는 수막(150)을 상 방향으로 분출하기 위하여, 도로 경계부의 지면 또는 지면과 근접한 높이에 형성된다.
이를 위하여, 일정한 길이의 수막 발생 장치(100)가 지면에 직접 지지되거나, 또는 낮은 기둥과 같은 별도의 지지수단으로 지지되어 지면으로부터 매우 근접한 높이에 설치되며, 상기 수막 발생 장치(100)의 상부에 수막을 분출하는 노즐(110)이 형성된다. 상기 노즐(110)에서 상 방향으로 분출되는 수막(150)이 지면을 따라서 진행하는 안개를 흡수하여 도로(700) 상으로 침투하는 것을 방지할 수 있다.
이에 따라, 비록 도로 상에서는 수막 발생 장치(100)에서 분출되는 수막보다 높은 고도에서는 안개가 존재하지만, 상기 수막 발생 장치(100)에서 분출되는 수막보다 낮은 고도에서는 차량 운전자의 시계를 방해할 정도의 안개가 존재하지 않게 된다.
그런데, 수막 발생 장치(100)에서 상 방향으로 분출되는 수막(150)의 용수가 도로 상에 흘러내리는 경우에는, 상기 도로(700)를 주행하는 차량의 운행에 영향을 미치게 된다. 이러한 문제는 특히 안개와 함께 비가 내리거나 또는 겨울이 되어 도로 상의 용수가 결빙되는 상태에서 더욱 심각해진다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 수막을 이용한 안개 차단 시스템을 설명하기 위한 수막 분출의 예시도이다.
도 3을 참조하면, 위에서 언급한 결빙의 문제점을 해결하기 위하여, 수막 발생 장치(100)에서 분출되는 수막(150)의 용수가 도로로 향하지 않도록, 상기 수막 발생 장치(100)는 그 노즐이 도로 외측을 지향하는 형태로 구성될 수 있다. 수막 발생 장치(100)의 노즐이 도로 외측을 지향하도록 형성되면, 상기 노즐에서 분출되는 수막(150)이 도로 상이 아니라 도로 변의 대지로 도달하여 그대로 흡수되기 때문에, 상기 수막(150)의 용수가 도로(700)로 흘러내리지 않으며, 또는 상기 도로(700)를 주행 중인 차량에 영향을 미치지 않는다.
나아가 본 발명의 수막을 이용한 안개 차단 시스템은 상기 수막 발생 장치(100)로부터 분출되는 용수로 인해 도로 상이 결빙되는 것을 방지하기 위한 또 다른 방법으로 결빙 방지부(200)를 포함한다.
상기 결빙 방지부(200)는 상기 수막 발생 장치(100)를 통해 도로 상으로 흘러내린 용수가 도로 상에서 결빙되는 것을 방지하도록 하는 역할을 수행한다.
이를 위해 상기 결빙 방지부(200)는 도로(노면)(700) 아래에 형성되는 것이 바람직할 것이다. 또한, 도로 아래에 형성되는 상기 결빙 방지부(200)는 도로 상으로 흘러내린 용수의 결빙을 방지하기 위해 노면을 가열시킬 수 있는 장치로 구성된다.
상기 결빙 방지부(200)는 도로 상의 결빙을 방지하기 위한 방법으로 지중의 열을 이용할 수 있다. 이에 대해 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 수막을 이용한 안개 차단 시스템을 설명하기 위한 결빙 방지부의 예시도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 시스템의 결빙 방지부(200)는 지중 열교환부(210), 저장부(215), 노면 열교환부(220), 및 펌프(225)를 포함한다.
상기 지중 열교환부(210)는 지중의 열과 열교환되도록 내부에 열전달 매체를 포함하고 지중에 매설되되, 지중 열교환부(210)는 도로 상의 결빙 효과를 극대화시키기 위해 지중에 충분한 깊이로 매설되는 것이 바람직하다. 이를 위해 상기 지중 열교환부(210)는 열전도도가 우수하고 충분한 내구성을 지닌 주철, 스테인레스 스틸 등과 같은 금속 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 열을 흡수 또는 방출하는 효율을 극대화시킬 수 있도록 충분한 길이를 갖는 파이프형상으로 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 지중 열교환부(210)의 구조는 열을 흡수 또는 방출하는 효율을 극대화시킬 수 있도록 지그재그 형상의 주름관 구조가 바람직하며, 이외에도 열을 흡수 또는 방출하는 효율을 극대화시킬 수 있는 형상이라면 어떠한 형상의 구조든 무방하다.
상기 열전달 매체는 물 또는 알콜과 같이 열전도율이 큰 액체를 사용하는 것이 바람직하다. 이외에도 암모니아, 냉매와 같은 기체를 사용할 수도 있다.
상기 저장부(215)는 상기 지중 열교환부(210)를 통해 열교환된 열전달 매체를 저장하는 저장탱크 형태로서, 상기 지중 열교환부(210)와 마찬가지로 지중의 일정한 깊이에 매설하는 것이 바람직하며, 상기 지중 열교환부(210)를 통해 가열 또는 냉각된 열전달 매체를 일시적으로 저장하기에 충분할 정도의 저장 용량을 지니도록 구성하는 것이 바람직하다.
상기 저장부(215)는 열전도도가 우수하고 충분한 내구성을 지닌 주철, 스테인레스 스틸 등과 같은 금속 재질을 사용하여 형성하는 것이 바람직하다. 그리고 상기 저장부(215)는 지중과 접하는 표면적이 최대한 증가되도록 다단으로 굴곡되어 이루어지는 주름관 구조로 형성되는 것이 바람직할 것이다. 이는 저장부(215)의 표면적을 최대로 함으로써, 지중의 열과의 보다 효과적인 열교환을 통해 열전달 매체의 효율성을 극대화시키기 위함이다.
상기 노면 열교환부(220)는 지중 열교환부(210), 저장부(215)를 거쳐 유입된 열전달 매체가 노면과의 열전달이 용이하게 이루어지도록 노면과 가까운 깊이의 지중에 매설하는 것이 바람직하다. 또한, 노면과의 열전달이 용이하게 이루어지도록 파이프형상으로 구성되고, 지그재그 형상의 구조로 이루어지는 것이 바람직하다. 이외에도 노면과의 열전달이 용이한 형상의 구조라면 어떠한 구조든 무방하다.
상기 펌프(225)는 열전달 매체가 지중 열교환부(210), 저장부(215), 및 노면 열교환부(220)를 순환하도록 구동한다. 이는 지중 열교환부(210)를 통해 지중의 열과 열교환된 열전달 매체가 노면과의 열교환이 이루어지도록 하기 위함이다.
그리고 상기 결빙 방지부(200)는 지지부(230), 및 축열부(235)를 더 포함할 수도 있다.
상기 지지부(230)는 상기 지중에 매설되는 지중 열교환부(210)를 지지하는 역할을 한다.
상기 축열부(235)는 상기 저장부(215)를 통해 배출되어 노면 열교환부(220)로 유입되는 열전달 매체의 열을 축열한다. 이는 지열과 열교환한 열전달 매체의 열을 노면에서 다량으로 필요로 할 때를 대비해서 축열하는 것이다. 또는 노면으로 전달되는 열전달 매체의 온도를 최대한 일정하게 유지시키기 위해 축열한다 할 수도 있다.
보다 상세히 설명하면, 예를 들어 노면의 온도가 5℃이고 지중의 온도가 10℃일 경우 지중의 온도에 의해 열전달 매체가 9℃로 가온되어 노면에 유입된다고 가정한다. 이러한 가정에 의해 노면의 온도는 5℃의 온도보다 상승하게 된다. 그러나 노면의 온도가 상승하지 않고 날씨가 급격히 하강하여 노면의 온도가 3℃로 낮아지는 경우가 발생 할 수 있다. 이 경우 상기 열전달 매체는 순환되어 흐름으로써, 노면의 온도가 낮아지면 지중의 온도에 의해 가온되는 온도가 최초 9℃보다 낮아질 수밖에 없으며, 이에 상기 축열부(235)에 축열된 열을 낮아진 열전달 매체에 전달하여 노면으로 전달되는 열전달 매체의 온도를 최대한으로 일정하게 유지시 켜 노면에 전달되는 열전달 효과를 극대화시킬 수 있다.
상기 축열부(235)는 내부에 상변화물질을 포함한다. 축열부(235) 내부에 포함되는 상변화물질의 위치는 축열부(235)의 구조에 따라 달리 위치할 수 있다.
상기 상변화물질을 포함하는 축열부(235)는 상기 저장부(215)와 노면 열교환부(220) 사이에 위치할 수 있으며, 설계 목적에 따라 그 위치를 달리 할 수 도 있을 것이다.
상기 축열부(235)는 원형, 사각형 등의 형태로 구성하는 것이 바람직하며, 이외의 다른 형태로 구성할 수도 있다.
상기 여러 가지 형태로 구성이 가능한 축열부(235)는 상기 저장부(215)와 노면 열교환부(220)를 연결하는 이송 파이프 둘레를 감싸는 구조로 형성할 수 있다. 상기 이송 파이프 둘레를 감싸는 범위는 설계 목적에 따라 달리 할 수 있다.
그리고 상기 축열부(235)는 관(파이프형상) 구조로 형성하여 상기 이송 파이프 내부면에 접촉되도록 할 수도 있다. 이 또한, 상기 이송 파이프 내부에 형성되는 범위를 설계 목적에 따라 달리 할 수 있다. 상기 이송 파이프 내부면에 접촉되는 관 구조의 축열부(235)의 경우 내부에 포함되는 상변화물질을 관 구조 내부에 형성된 열전달 매체가 흐르는 유로(도시 생략)에 포함시킬 수 있다. 이를 위해 상변화 물질이 열전달 매체의 흐름에 의해 이동되지 않도록 상기 축열부(235) 선·단부에 각각 차단막을 형성하는 것이 바람직하다.
상기 차단막은 열전달 매체는 통과시키되 상변화 물질은 차단할 수 있는 필터 개념의 차단막을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 축열부(235)는 관 구조를 독립적으로 형성할 수도 있다. 보다 상세히 설명하면, 상기 저장부(215)와 노면 열교환부(220)를 연결하는 이송 파이프 구간 중 설치를 원하는 구간을 절단한 후, 그 구간에 관 구조를 삽입시킬 수도 있다. 이때 내부에 포함되는 상변화물질은 상기와 같이 축열부(235) 선·단부에 각각 차단막을 형성하여 그 내부에 위치시키는 것이 바람직하다.
상기와 같이 구성된 결빙 방지부(200)를 통한 도로 상의 결빙을 방지하는 방법으로는 도로 상에 결빙이 발생하였을 경우, 상기 펌프(225)를 제어하여 지중의 열을 도로(노면)(700) 상으로 전달시켜 도로 상의 결빙을 방지할 수 도 있고, 도로 상의 결빙 여부를 판별할 수 있는 온도센서(또는 기상센서)(미도시)를 추가 구성하여 측정된 온도에 따라 상기 펌프(225)를 제어하여 도로 상의 결빙을 방지할 수도 있을 것이다.
이는 최초 설계 목적에 따라 선택적으로 설계할 수 있다.
또한, 상기 결빙 방지부(200)는 도로 상의 결빙을 방지하기 위한 방법으로 지중의 열이 아닌 상변화 물질을 이용할 수도 있다. 이에 대해 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 수막을 이용한 안개 차단 시스템을 설명하기 위한 결빙 방지부의 다른 예시도이고, 도 6은 도 5의 결빙 방지부의 분해 사시도이다.
도 5 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 시스템의 결빙 방지부(200)는 발열부 재(255), 축열부재(265), 및 전원부(280)를 포함한다.
상기 발열부재(255)는 상기 전원부(280)에서 공급되는 전기적인 에너지 또는 지열 등을 이용하여 열을 발생시키는 부재이다. 발생된 열은 상기 축열부재(265)에 전달되어 축열부재(265) 내부에 충진된 상변화물질의 상태변화(고체상태에서 액체상태로)를 일으킨다.
상기 발열부재(255)로는 발열이 가능한 다양한 부재를 사용할 수 있으며, 예를 들면, 열선 또는 면상발열체를 사용할 수 있다.
상기 축열부재(265)는 상기 발열부재(255) 상부에 위치한다. 그리고 내부에 외부의 충격 또는 마찰 등의 자극에 의해 상태변화가 이루어지면서 순간적으로 많은 양의 열을 발산하는 상변화물질이 충진된다.
상기 축열부재(265)는 하나의 유닛으로 구성하여 상기 상변화 물질을 충진하거나, 복수의 유닛들로 구성하여 격벽 등으로 구분된 상기 복수의 유닛마다 상변화 물질을 충진하여 구성할 수 있다. 상기 복수의 유닛으로 상기 축열부를 구성하면, 상변화물질을 단위 유닛별(267)로 나누어 저장할 수 있으며, 단위 유닛별로 상변화 등을 개별제어할 수 있다.
상기 축열부재(265)는 금속이나 플렉시블(flexible)한 합성수지 등으로 제작할 수 있으며, 노면에서 가해지는 압력에 견딜 수 있어야 하기 때문에 내구성 있는 알루미늄, 철 등의 금속으로 제작하는 것이 바람직하며, 복수의 유닛으로 구성하는 경우의 가공성을 고려하면, 알루미늄으로 제작하는 것이 보다 바람직하다.
상기 복수 유닛(267)들은 단위 유닛 들을 그 재질에 따라 접착제 또는 용접 을 통해 결합하거나, 금속을 절곡하거나 형틀을 제작하여 일체형으로 제작할 수도 있다. 이외에도 결합 가이드 레일(도시 생략) 또는 상기 단위 유닛(267) 측면에 결합 가능한 특정 구조를 형성하여 결합하여도 무방하다.
선택적으로, 상기 단위 유닛(267)들이 서로 접하는 면에 상기 상변화물질에 가해진 충격이 상기 상변화물질을 매체로 하여 전달될 수 있는 구멍을 형성할 수도 있다. 이는 후술하는 상변화유도부재에 의해 전달되는 충격(진동) 또는 마찰 등의 자극이 상기 축열부재(265) 내부의 상기 복수의 유닛별로 나누어져 충진된 상변화물질에 보다 효과적으로 전달될 수 있도록 하기 위함이다.
상기 복수의 유닛들 중 하나의 유닛(267)은 외부로부터의 충격 흡수가 탁월하고 완충효과와 내구성이 우수한 벌집(honeycomb) 형상을 가지는 것이 바람직하다.
상기 상변화 물질의 누출로 인한 환경오염이나 장치의 성능저하를 방지하기 위하여 상기 축열부재(265) 내부에 상변화물질을 직접 충진할 수도 있고, 축열부재(265) 내부에 고무팩(미도시) 등을 추가로 형성한 후, 여기에 상변화물질을 충진할 수도 있다. 이러한 충진 방식은 설계 목적에 따라 선택적으로 사용하는 것이 바람직하다.
상기 전원부(280)는 상기 발열부재(255)와 후술하는 상변화유도부재에 전원을 인가한다. 보다 상세히 설명하면, 상변화유도부재로 전원을 인가함으로써, 상변화유도부재의 구동에 의해 상기 축열부재(265)에 충격 또는 마찰 등의 자극을 가할 수 있도록 하여 축열부재(265) 내부에 충진된 상변화물질을 액체에서 고체로 변 화시키기 위함이다.
또한, 상기 발열부재(255)로 전원을 인가함으로써, 상변화유도부재의 구동에 의해 상기 축열부재(265) 내부에 충진된 고체상태의 상변화물을 상기 발열부재(255)의 발열을 통해 액체로 변화시킬 수 있다.
상기 결빙 방지부(200)의 축열부재(265) 일측에는 상변화유도부재(270)가 더 포함될 수 있다.
도 6을 참조하면, 상기 상변화유도부재(270)는 상기 축열부재(265)에 충진된 상변화물질에 충격 또는 마찰 등의 자극을 가하도록 축열부재(265)와 접촉 결합된다. 이는 상기 축열부재(265) 내부에 충진된 상변화물질을 상태변화(액체에서 고체로) 시키기 위함이다.
상기 축열부재(265)와 접촉 결합되어 상변화물질에 충격 또는 마찰 등의 자극을 주는 상변화유도부재(270)는 예를 들어 모터를 사용한 진동판 등을 사용할 수도 있고, 열팽창계수가 다른 두 종류의 얇은 금속판을 포개어 붙여 한 장으로 만든 막대 형태의 바이메탈을 사용할 수도 있다. 이외에도 상기 축열부재(265)에 충격 또는 마찰을 가할 수 있는 장치라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하다.
보다 상세히 설명하면, 상기 모터의 경우 전원이 인가되면 모터는 회전 구동을 하게 된다. 이러한 회전 구동에 의해 상기 모터는 진동운동이 이루어지며 이 진동운동이 접촉 결합되어 있는 상기 축열부재(265)에 전달되게 된다. 이에 상기 축열부재(265)에 충진된 상변화물질이 영향을 받아 상태변화(액체상태에서 고체상태로)가 이루어지게 된다.
또한, 상기 바이메탈의 경우 전원이 인가되면 열팽창계수가 큰쪽에서 작은쪽으로 휘어지면서 형태가 변화하게 된다. 이때 휘어지는 쪽이 상기 축열부재(265)와 접촉되는 면에 충격 또는 마찰 등의 자극이 가해지도록 위치시킨다. 이에 상기 축열부재(265)에 충진된 상변화물질이 영향을 받아 상태변화(액체상태에서 고체상태로)가 이루어지게 된다.
이처럼 상기 상변화유도부재(270)에 의해 상기 상변화물질은 상태변화를 함과 동시에 다량의 열을 발생하게 되는 것이다.
또한, 상기 상변화유도부재(270)는 상기 축열부재(265)가 하나의 유닛 또는 복수의 유닛으로 구성되는 경우 상변화를 위한 충격, 진동 또는 마찰 등의 자극을 원활하게 전달하기 위하여 상기 축열부재(265)의 표면 또는 내부에 하나 이상 설치될 수 있다. 또한, 상기 축열부재(265)가 복수의 유닛으로 구성되는 경우 개별 유닛마다 결합될 수 있다.
즉, 상기 축열부재(265)가 복수의 유닛(267)으로 구성되는 경우 상기 복수의 유닛 전체에 상변화 자극을 가할 수 있도록 하나 또는 복수의 상변화유도부재(270)를 설치할 수 도 있고, 복수의 유닛을 이루는 개별 유닛마다 상변화유도부재(270)를 설치할 수도 있다.
이 중, 개별 유닛마다 상변화유도부재(270)를 설치하는 경우, 개별 유닛마다 상변화여부를 개별적으로 컨트롤할 수 있어, 도로 상의 결빙 정도(예를 들어 결빙 범위 또는 결빙 두께)에 따라 필요한 정도의 열만 발생시킬 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 상기 복수의 유닛(267)들의 접촉면에 구멍을 형성하 는 경우는 상변화물질의 상태변화 속도를 높이기 위한 하나의 방안으로 사용할 수 있다. 그러나 이 경우 상변화유도부재(270)만 설치하는 경우 개별제어는 불가능하다는 단점이 있다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 시스템의 결빙 방지부(200)는 컨트롤러(285)를 더 포함할 수 있다.
상기 컨트롤러(285)는 기상상태 또는 도로 상의 결빙유무에 따라 상기 전원부(280)를 제어하여 상기 발열부재(255)와 상변화유도부재(270)로 전원이 인가되도록 제어한다.
구체적으로, 상기 컨트롤러(285)는 상기 전원부(280)를 통해 상기 발열부재(255)와 상변화유도부재(270)로 인가되는 전원을 제어한다. 이를 위해 상기 전원부(280)와 상변화유도부재(270) 및 전원부(280)와 발열부재(255) 사이에 형성된다.
보다 상세히 설명하면, 상기 컨트롤러(285)는 상기 축열부재(265)를 통해 열을 발산시키고자 할 경우에 상기 전원부(280)의 전원이 상변화유도부재(270)로 인가되도록 제어한다. 이 때 상기 컨트롤러(285)의 제어에 의해 상기 상변화유도부재(270)로 전원이 인가되는 시간 즉, 상변화유도부재(270)의 구동시간은 축열부재(265) 내부에 충진된 상변화물질의 상태변화(액체에서 고체로)가 완전히 이루어질 수 있는 시간이며, 이러한 전원 인가 시간은 상기 축열부재(265)의 크기에 따라 달라지는 것은 자명하다.
그리고 상기 컨트롤러(285)는 상기 상변화유도부재(270)로 인가되는 전원을 제어하여 상기 축열부재(265) 내부에 충진된 상변화물질의 상태변화를 액체에서 고체로 변화시킨 후, 이를 다시 액체로 변화시키기 위해 상기 전원부(280)의 전원이 발열부재(255)로 인가되도록 제어한다. 이 때 상기 컨트롤러(285)의 제어에 의해 상기 발열부재(255)로 전원이 인가되는 시간 즉, 발열부재(255)의 발열에 의해 상기 축열부재(265) 내부에 충진된 상변화물질의 상태변화(고체에서 액체로)가 완전히 이루어질 수 있는 시간이며, 이 또한 상기 축열부재(265)의 크기에 따라 달라진다.
상기 컨트롤러(285)에서 상변화유도부재(270)와 발열부재(255)에 인가되는 전원을 제어하는 시간은 상변화물질의 상태변화(액체에서 고체 또는 고체에서 액체)가 완전히 이루어지는 시간이 상기 축열부재(265)의 크기에 따라 어떻게 달라지는가에 대한 상관관계 실험을 통해 구할 수 있다.
또한, 상기 축열부재(265)가 복수의 유닛(267)으로 구성되고, 상기 복수의 유닛을 구성하는 단위 유닛마다 상변화유도부재(270)가 설치되어 있는 경우 상기 컨트롤러(285)는 도로 상의 결빙정도에 따라 상변화를 일으키는 유닛의 수를 결정할 수 있다. 이는 도로 상의 결빙정도에 따라 도로 상으로 전달되는 열을 효율적으로 제공하기 위함이다.
또한, 본 발명의 시스템의 결빙 방지부(200)는 방진 층(250), 하부 플레이트 층(260), 및 상부 플레이트 층(275)을 더 포함할 수 있다.
보다 상세히 설명하면, 도로 상에서 사람의 보행이나 차량의 운행 등에 따라 발생되는 상기 축열부재(265)로 전달되는 진동을 흡수하도록 상기 발열부재(255) 하부에 위치하는 방진 층(250), 상기 발열부재(255)로부터 발산되는 열이 상기 축열부재(265)에 충진된 상변화물질에 균일하게 전달될 수 있도록 상기 발열부재(255)와 축열부재(265) 사이에 위치하는 하부 플레이트 층(260), 및 상기 축열부재(265)로부터 발산되는 열이 도로 상으로 균일하게 전달될 수 있도록 상기 축열부재(265) 상부에 위치하는 상부 플레이트 층(275)을 더 포함할 수도 있다.
상기 방진 층(250)은 도로 상을 지나는 차량들의 하중에 의해 상기 상변화물질의 상태변화가 일어나지 않도록 상기 차량들에 의해 전달되는 진동을 흡수하는 역할을 한다. 상기 방진 층(250)은 방진(防振)이 가능한 재질로써 고무플레이트 등을 사용할 수 있으며, 이외에도 방진이 가능한 재질이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하다.
상기 하부 플레이트 층(260)과 상부 플레이트 층(275)은 열전도율이 높은 금속으로 이루어지는 것이 바람직하다. 열전도율이 높은 금속으로는 니켈, 철, 및 알루미늄을 들 수 있으며, 이외에도 열전도율이 높은 다른 금속을 사용할 수도 있다. 이는 상기 발열부재(255)로부터 발산되는 열이 축열부재(265)로 보다 신속하고 균일하게 전달될 수 있도록 하기 위함이며, 또한 상기 축열부재(265)로부터 발산되는 열이 도로 상으로 보다 신속하고 균일하게 전달될 수 있도록 하기 위함이다.
상기와 같이 구성된 결빙 방지부(200)를 통한 도로 상의 결빙을 방지하는 방법으로는 도로 상에 결빙이 발생하였을 경우, 컨트롤러(285)를 통해 축열부재(265)를 제어하여 상변화물질을 상변화시켜 발생되는 열을 도로(노면) 상으로 전달시켜 도로 상의 결빙을 방지할 수 있다. 또한, 도로 상의 결빙 여부를 판별할 수 있는 온도센서(또는 기상센서)(미도시)를 추가 구성하여 측정된 온도에 따라 상기 컨트롤러(285)를 제어하여 도로 상의 결빙을 방지할 수도 있을 것이다.
이는 최초 설계 목적에 따라 선택적으로 설계할 수 있다.
위에서 실시예로 든 결빙 방지부(지중의 열을 이용, 또는 상변화물질을 이용)(200)에 사용되는 상변화물질은 온도에 따라 액체에서 고체 또는 고체에서 액체로 변하면서 잠열에 해당되는 열을 저장하거나 방출하는 자동 온도조절 기능성 물질을 의미한다.
이러한 자동 온도조절 기능성 물질인 상변화물질(Phase Change Material : PCM)로는 n-paraffin, poly ethylene glycol(PEG), Na2SO4 10H2O, Na2HPO4 12H2O, Zn(NO2)2 6H2O, Na2S3O3 5H2O, NaCH3COO 3H2O 등을 예시할 수 있다.
또한, 상기 결빙 방지부(200)는 도로 상의 결빙제거 및 결빙이 발생하는 것을 미연에 방지하는 역할을 뿐만 아니라, 도로 상에 흘러내린 용수를 지중열 또는 상변화물질의 상변화에 따른 열로 인해 제거(증발)할 수도 있다. 이는 도로 상에 흘러내린 용수의 수막현상으로 인해 차량 또는 비행기의 운행시 발생될 수 있는 사고를 미연에 방지할 수도 있다.
또한, 본 발명의 시스템은 수막 발생 장치(100)에서 분출되는 수막(150)보다 낮은 고도를 따라서 진행하는 안개는 차단할 수 있으나, 상기 수막(150)보다 높은 고도를 따라서 진행하는 안개는 차단하지 못한다. 이에 따라, 상대적으로 높은 고도를 따라서 진행하는 안개가 일부나마 하강하여 도로 상에 유입되기 때문에, 상기 수막 발생 장치(100)에서 분출되는 수막보다 낮은 고도에서도 어느 정도의 안개가 존재하게 된다는 문제가 있다.
그렇지만, 수막 발생 장치(100)에서 분출되는 수막(150)이 도로(700)를 완전히 커버하게 되면, 상기 도로(700) 상에서 안개가 거의 존재하지 않게 된다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 수막을 이용한 안개 차단 시스템을 설명하기 위한 수막 분출의 다른 예시도이다.
도 7을 참조하면, 수막 발생 장치(100)에서 분출되는 수막(150)이 도로(700)를 터널 형태로 감싸도록, 상기 수막 발생 장치(100)는 그 노즐이 도로 내측을 지향하는 형태로 구성될 수 있다. 수막 발생 장치(100)의 노즐(110)이 도로 내측을 지향하도록 형성되면, 상기 노즐(110)에서 분출되는 수막(150)이 터널 형태로 진행하여 도로(700)를 완전히 커버함으로써 상대적으로 높은 고도에서 진행하는 안개의 유입을 차단하게 된다.
즉, 도로의 일측 경계부에 형성된 수막 발생 장치(100)의 노즐(110)에서 분출되는 수막(150)이 포물선을 그리면서 터널 형태로 진행하되, 상기 수막(150)이 도로(700)를 폭 방향으로 완전히 횡단하여 상기 도로(700)의 타측 경계부의 외측의 대지로 도달하여 그대로 흡수된다. 이에 따라, 상기 수막(150)의 용수가 도 로(700)로 흘러내리지 않으며, 또는 상기 도로(700)를 주행 중인 차량에 영향을 미치지 않는다.
이 때 상기 도로(700)의 일측 수막 발생장치에서만 수막을 발생시킬 수도 있고, 양측 수막 발생 장치 모두에서 수막을 발생시킬 수도 있다. 다만, 양측 수막 발생장치에서 모두 수막을 발생시키는 경우 양측에서 발생된 수막이 서로 간섭하지 않도록 예를 들면 수막의 높이를 달리 하는 등의 조절을 하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 수막 발생 장치(100)의 노즐의 방향을 도로의 설계, 주변 지형 등과 같은 여러 작업 조건에 의거하여, 수직 상 방향, 도로의 내측 방향, 도로의 외측 방향으로 다양하게 설계하여 수막을 이용한 안개 차단 시스템을 설치할 수 있다.
이와 별도로, 도로 경계부에서 일정한 높이로 설치되어 안개를 흡수 차단하는 수막(150)을 하 방향으로 분출하는 수막 발생 장치(100)가 형성될 수 있다.
이를 위하여, 일정한 길이의 수막 발생 장치(100)가 높은 기둥과 같은 별도의 지지수단으로 지지되어 노면으로부터 일정한 높이에 설치되며, 상기 수막 발생 장치(100)의 하부에 수막을 분출하는 노즐이 형성된다. 상기 수막 발생 장치(100)의 노즐에서 하 방향으로 분출되는 수막(150)이 지면을 따라서 진행하는 안개를 흡수하여 도로 상으로 침투하는 것을 방지한다.
또한, 본 발명의 수막을 이용한 안개 차단 시스템의 일 실시예는 상기 수막 발생 장치(100)에 용수를 공급하기 위하여, 급수원과 수막 발생 장치(100)를 연결하는 급수파이프(300)가 포함된다.
본 발명에서는 도로(700)와 인접한 하천, 호수, 바다의 물이나 또는 상수도를 급수원으로 사용하여 해당 도로(700)의 양 측에서 수막(150)을 형성함으로써 지면을 따라서 진행하는 안개를 흡수한다. 상기와 같은 급수원 중에서도 하천, 호수의 용수를 급수원으로 사용하여 수막(150)을 형성하는 것이 용수 비용을 절감할 수 있고, 지면에 잔류하는 해수의 염분을 제거할 필요성이 없다는 측면에서 바람직하다.
수막 발생 장치(100)로 수막(150)을 발생하는데 필요한 용수를 공급하는 급수파이프(300)의 일 단부는 상기 수막 발생 장치(100)에 연결되고, 다른 단부는 급수원에 연결되는 구조를 이룬다. 이에 따라 급수원의 용수가 급수파이프(300)를 통하여 수막 발생 장치(100)를 통하여 수막 발생 장치(100)로 이송되며, 상기 수막 발생 장치(100)의 노즐에서 수막(150)으로 분출하게 된다.
또한, 급수펌프(400)에 의하여 급수원으로부터 공급된 용수를 저장하기 위한 저수탱크(도시되지 않음)가 급수파이프(300) 상에 형성되는 것이, 갈수기에 대비하거나, 저장된 용수를 기타 다른 용도로 사용할 수 있다는 측면에서 바람직하다.
이러한 저수탱크는 급수원으로부터 공급된 용수를 저장하고, 저장된 용수를 급수파이프(300)를 통하여 수막 발생 장치(100)에 공급하여 수막(150)을 형성할 수 있도록 지원한다.
또한, 본 발명의 수막을 이용한 안개 차단 시스템의 일 실시예는 상기 급수원의 용수를 상기 급수파이프(300)를 통하여 상기 수막 발생 장치(100)에 공급하기 위한 급수펌프(400)가 포함된다.
본 발명에서는 급수원의 용수를 급수파이프(300)를 통해 수막 발생 장치(100)로 가압하여 이송하는 동시에, 상기 수막 발생 장치(100)에서 수막(150)을 발생하는데 필요한 동력을 제공하기 위하여 급수펌프(400)가 형성된다.
상기와 같이 급수파이프(300) 상에 형성된 급수펌프(400)의 작동에 의하여, 급수원의 용수가 고압으로 수막 발생 장치(100)에 이송되어 다시 수막(150)으로 분출하게 된다.
상기와 같은 요구 조건을 충족하기 위하여, 급수파이프(300) 상에 형성되어 수막 발생에 필요한 용수를 가압 이송하는 급수펌프(400)는 급수원의 용수를 급수파이프(300)를 거쳐서 수막 발생 장치(100)로 이송하여 수막(150)으로 분출하기에 충분할 정도의 가압 용량을 지녀야 한다.
급수원의 용수를 이송하고 수막(150)의 발생에 필요한 동력을 제공하는 급수펌프(400)는, 안개가 발생하였을 때 제어기(500)에서의 제어에 의해 작동하도록 구성된다.
또한, 본 발명의 수막을 이용한 안개 차단 시스템의 일 실시예는 상기 도로(700) 상의 안개 여부 및 정도를 감지하도록 상기 도로 상에 형성되는 안개 감지 센서(600)가 더 포함될 수 있다.
안개 감지 센서(600)는 안개 여부 및 정도를 실시간으로 감지하도록 도로 상에 일정한 구간마다 형성된다. 도로(700) 상에서 안개가 발생하는 경우, 안개 감지 센서(600)가 안개를 자동적으로 감지하고 실시간으로 제어기(500)에 신호하며, 상기 안개 감지 신호에 의하여 제어기(500)가 급수펌프(400)의 작동을 개시하도록 구성된다.
또한, 안개는 도로 상에서 다양한 높이에서 발생할 수 있는데, 도로와의 높이에 따른 안개의 발생 여부를 측정할 수 있도록, 복수 개의 안개 감지 센서(600)가 다양한 높이로 설치된다. 상기와 같이 다양한 높이로 설치되는 복수 개의 안개 감지 센서(600)에 의하여, 도로(700) 상에서 높이에 따른 안개 여부 및 정도를 실시간으로 감지하여, 제어기(500)로 안개 감지 신호를 전송할 수 있다.
또한, 본 발명의 수막을 이용한 안개 차단 시스템의 일 실시예는 상기 안개 감지 센서(600)에 연계되어 수막 형성 여부를 제어하는 제어기(500)가 더 포함된다.
이러한 제어기(500)는 급수펌프(400)와 연계되어 그 작동을 제어함으로써 수막 발생 장치(100)에서 수막 형성 여부를 제어하는 것이다.
구체적으로, 안개가 발생하였을 때 안개 감지 센서(600)의 안개 발생 신호에 의거하여 제어기(500)가 급수펌프(400)를 작동하여 수막 발생 장치(100)로 용수를 공급하여 도로의 양 측에 수막을 형성함으로써, 도로 상에 안개가 침투하는 것을 차단하도록 구성된다.
즉, 제어기(500)의 제어에 의하여 급수펌프(400)가 작동되어 급수원의 용수가 급수파이프(300)를 거쳐서 수막 발생 장치(100)로 가압 이송되어 수막(150)으로 분출된다.
상기와 같이 분출된 수막(150)이 지면을 따라서 진행하는 안개를 흡수하여 차단함으로써, 도로 상에 운전자의 시계를 방해하는 안개가 끼는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 수막을 이용한 안개 차단 시스템의 일 실시예는 상기 수막 발생 장치(100)에 의하여 생성된 수막(150)의 용수를 배출 또는 회수할 수 있는 수로(800)가 더 포함될 수 있다.
본 발명의 시스템이 작동할 때에는 수막 발생 장치(100)에서 분출되는 수막(150)의 용수를 수거하고, 수거된 용수를 하수구나 대지로 배출시키는 수로(800)가 상기 수막 발생 장치(100)의 하부, 또는 그 인접한 위치에 형성된다.
수막 발생 장치(100)와 마찬가지로 도로의 양 측을 따라서 각각 형성되는 수로(800)는 개구된 상태로 지표에 매입되거나, 또는 지표에 지지되어 형성되며, 상기 수막 발생 장치(100)에서 하 방향으로 분출되는 수막(150)의 용수를 수거하도록 구성된다.
수막 발생 장치(100)에서 분출되는 수막(150)의 용수가 수로(800)에서 수거되어 하수구나 야지로 배출됨으로, 수막(150)의 용수가 도로 상에 흘러서 교통사고를 유발하거나 교통 흐름을 정체시키는 것을 방지할 수 있다.
또한, 선택적으로 수로(800)에서 수거된 용수를 회수하여 수막(150)의 분출에 재활용할 수 있다. 즉, 수막 발생 장치(100)의 하부에 형성되는 수로(800)는 수거된 용수를 하수구나 야지로 배출하지 않고, 본 발명의 시스템이 작동하지 않을 경우에 차후 사용 예정인 용수를 저장할 수 있는 것이다.
이를 위하여, 수막 발생 장치(100)의 하부의 수로(800)는 수막 발생 장치(100)에서 분출되는 수막(150)의 용수를 수거하여 일시 저장하기에 충분한 사이 즈를 지녀야 하며, 상기 수로(800)에 일시 저장된 용수를 재활용하기 위한 수막 발생 장치(100)와 연결되는 별도의 급수파이프(도시되지 않음)가 형성된다. 수로(800)에 일시 저장된 용수를 재활용하기 위한 별도의 급수파이프가 형성되는 경우에는 수막 발생 장치(100), 수로(800), 별도의 급수파이프를 거쳐서 다시 수막 발생 장치(100)로 이송되어 수막(150)으로 분출되는 용수의 순환구조가 형성되는 것이다.
상기와 같이 구성된 수막을 이용한 안개 차단 시스템이 도로 또는 활주로의 일정 구간 단위로 설치되어, 안개 발생시 상기 도로 또는 활주로의 양 측부에 수막을 형성하여 안개를 흡수 차단함으로써 도로 상에 안개가 침투하는 것을 방지하는 것이다.
또한, 교량에서는 교량 하부의 해수 또는 하천수를 급수원으로 사용하여 본 발명의 수막을 이용한 안개 차단 시스템을 구성할 수 있다.
구체적으로, 교량의 상판에 수로가 형성되는 대신, 수막 발생 장치에서 분출된 수막의 용수가 교량 하부로 자연 배출되도록 교량 상판에 배수구가 형성되며, 급수파이프는 수로가 아니라 교량 하부의 해수 또는 하천수에 연결되어, 상기 교량 하부의 해수 또는 하천수를 급수파이프를 거쳐서 수막 발생 장치로 이송하여 수막으로 분출시키도록 구성된다.
상기와 같이 구성되는 수막을 이용한 안개 차단 시스템은 구조가 비교적 간단하여 저렴하게 설치 가능하며, 무인으로 운용하기 때문에 유지비도 저렴하다는 특성을 지니고 있다.
본 발명의 수막을 이용한 안개 차단 시스템의 작용의 일 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 수막을 이용한 안개 차단 시스템을 설명하기 위한 작용 순서도이다.
도 8을 참조하면, 도로 가까이에 안개가 발생하는 상황에서, 안개 감지 센서가 안개 발생을 자동적으로 감지한다(단계 S10).
상기 안개 감지 센서는 안개 발생이 감지되면, 안개 발생 신호를 실시간으로 제어기에 전송한다(단계 S20).
상기 제어기는 안개 감지 센서의 안개 발생 신호에 의해 안개 발생을 인식하면, 그 즉시 급수펌프를 가동한다(단계 S30).
급수펌프가 가동되면 급수원의 용수가 급수파이프를 경유하여 수막 발생 장치로 가압 이송된다(단계 S40).
수막 발생 장치로 가압 이송된 용수가 상기 수막 발생 장치(100)의 노즐에서 상 방향으로 분출되어 수막을 발생시킨다(단계 S50).
상기 상 방향으로 분출되어 발생한 수막이 지면을 따라서 진행하는 안개를 흡수하여 도로 상으로 유입되는 것을 차단함으로써, 상기 도로 상에 안개가 끼는 것을 방지한다(단계 S60).
상기 안개 차단을 위해 수막을 발생시킨 후, 기상변화에 의해 도로 상에 흘러내린 용수가 결빙되었을 경우 결빙 방지부(200)를 제어하여 도로 상으로 열을 전 달함으로써, 도로 상의 결빙을 방지한다(단계 S70).
상기 스텝 70에서 도로 상에 결빙이 발생하였을 경우에 결빙 방지부(200)를 통해 결빙을 제거할 수도 있고, 기상변화를 체크하여 도로 상으로 흘러내린 용수가 결빙되기 전에 도로 상으로 열을 전달하여 결빙을 미연에 방지할 수도 있다.
상기와 같은 과정에서 수막 발생 장치에서 분출된 수막이 지면을 따라서 진행하는 안개를 흡수하여 차단하기 때문에, 비록 도로 상에서 상기 수막 발생 장치보다 높은 고도에서는 안개가 존재하지만, 상기 수막 발생 장치보다 낮은 고도에서는 안개가 존재하지 않게 되어, 안개로 인한 교통사고가 방지되고, 교통 흐름이 원활하게 유지된다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 수막을 이용한 안개 차단 시스템을 설명하기 위한 전체 구조도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 수막을 이용한 안개 차단 시스템을 설명하기 위한 단면 구조도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 수막을 이용한 안개 차단 시스템을 설명하기 위한 수막 분출의 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 수막을 이용한 안개 차단 시스템을 설명하기 위한 결빙 방지부의 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 수막을 이용한 안개 차단 시스템을 설명하기 위한 결빙 방지부의 다른 예시도이다.
도 6은 도 5의 결빙 방지부의 분해 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 수막을 이용한 안개 차단 시스템을 설명하기 위한 수막 분출의 다른 예시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 수막을 이용한 안개 차단 시스템을 설명하기 위한 작용 순서도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
100 : 수막 발생 장치 110 : 노즐
150 : 수막 200 : 결빙 방지부
210 : 지중 열교환부 215 : 저장부
220 : 노면 열교환부 225 : 펌프
230 : 지지부 235 : 축열부
250 : 방진층 255 : 발열부재
260 : 하부 플레이트 층 265 : 축열부재
270 : 상변화유도부재 275 : 상부 플레이트 층
280 : 전원부 285 : 컨트롤러
300 : 급수 파이프 400 : 급수펌프
500 : 제어기 600 : 안개 감지 센서
700 : 도로 800 : 수로

Claims (8)

  1. 도로의 적어도 일측 경계부를 따라 위치하고, 안개 흡수용 수막을 형성하여 안개의 이동을 차단할 수 있는 수막 발생 장치;
    상기 수막 발생 장치로부터 분출된 용수가 도로 상에서 결빙되는 것을 방지하는 결빙 방지부;
    상기 수막 발생 장치에 용수를 공급하기 위하여, 급수원과 상기 수막 발생 장치를 연결하는 급수파이프; 및
    상기 급수원의 용수를 상기 급수파이프를 통하여 상기 수막 발생 장치에 공급하기 위한 급수펌프를 포함하는 수막을 이용한 안개 차단 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 수막 발생 장치는 파이프에 수막 형성을 위한 노즐이 설치되고,
    상기 노즐은 상기 수막 발생 장치로부터 분출된 용수가 도로의 외측으로 낙하하도록 도로 외측으로 지향되어 형성되는 것을 특징으로 하는 수막을 이용한 안개 차단 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 수막 발생 장치는 파이프에 수막 형성을 위한 노즐이 설치되고,
    상기 수막 발생 장치에 의하여 발생된 수막이 도로를 터널 형태로 감사도록, 상기 노츨이 도로의 내측을 지향하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 수막을 이용한 안개 차단 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 결빙 방지부가
    지중과 열교환을 하도록 열전달 매체가 내부에서 유동하는 지중에 매설된 지중 열교환부;
    상기 지중 열교환부를 통과한 상기 열전달 매체가 유입되어 저장되는 저장부;
    상기 저장부로부터 유입된 상기 열전달 매체가 노면과 열교환을 하도록 노면에 매설되는 노면 열교환부; 및
    상기 열전달 매체가 상기 지중 열교환부, 상기 저장부, 및 상기 노면 열교환부를 순환하도록 구동하는 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 수막을 이용한 안개 차단 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 결빙 방지부가
    열을 발산하는 발열부재;
    상기 발열부재에 전원을 인가하는 전원부; 및
    상기 발열부재 상부에 위치하고, 상태변화에 의해 축열과 발열을 하는 상변화물질이 충진된 축열부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수막을 이용한 안개 차단 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 축열부에 충진된 상변화물질에 자극을 가하도록 축열부와 접촉 결합되는 상변화유도부재;
    기상상태 또는 도로 상의 결빙유무에 따라 상기 전원부를 제어하여 상기 발열부재와 상변화유도부재로 인가되는 전원을 제어하는 컨트롤러;
    상기 축열부로 전달되는 진동을 흡수하도록 상기 발열부재 하부에 위치하는 방진 층;
    상기 발열부재로부터 발산되는 열이 상기 축열부에 충진된 상변화물질에 균일하게 전달될 수 있도록 상기 발열부재와 축열부 사이에 위치하는 하부 플레이트 층; 및
    상기 축열부로부터 발산되는 열이 도로 상으로 균일하게 전달될 수 있도록 상기 축열부 상부에 위치하는 상부 플레이트 층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수막을 이용한 안개 차단 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 도로 상의 안개 여부 및 정도를 감지하도록 상기 도로 상에 형성되는 안개 감지 센서; 및
    상기 안개 감지 센서에 연계되어 상기 수막 형성 여부를 제어하는 제어기를 더 포함하는 수막을 이용한 안개 차단 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 급수파이프에 연결되는 급수원은 상기 도로와 인접한 하천, 호수, 또는 바다이고,
    상기 급수파이프에 연결되어 상기 급수원으로부터 공급된 용수를 저장하고 상기 급수파이프를 통하여 상기 수막 발생 장치에 용수를 공급할 수 있는 저수탱크; 및
    상기 수막 발생 장치에 의하여 생성된 수막의 용수를 배출 또는 회수할 수 있는 수로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수막을 이용한 안개 차단 시스템.
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