KR20120127800A - 전력 생산이 가능한 도로 또는 교량용 신축이음장치 - Google Patents

전력 생산이 가능한 도로 또는 교량용 신축이음장치 Download PDF

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KR20120127800A
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Abstract

본 발명은 전력 생산이 가능한 도로 또는 교량용 신축이음장치에 관한 것으로서, 도로 또는 교량의 포장층에 구비된 신축 이음유닛; 상기 신축 이음유닛의 내부에 구비되고, 상부가 상기 신축 이음유닛의 외부로 노출되게 구비된 회전드럼; 및, 상기 회전드럼의 내부에 구비되어 상기 회전드럼의 회전력을 전기로 변환하는 발전유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 도로나 교량에서의 변형에 의한 손상을 방지하기 위해 적용되는 신축이음장치에서 자가 전력을 발생시킬 수 있는 전력 생산이 가능한 도로 또는 교량용 신축이음장치를 제공할 수 있다.

Description

전력 생산이 가능한 도로 또는 교량용 신축이음장치 {power generatable expansion joint apparatus for roads or bridges}
본 발명은 전력 생산이 가능한 도로 또는 교량용 신축이음장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 도로나 교량에서의 변형에 의한 손상을 방지하기 위해 적용되는 신축이음장치에서 자가 전력을 발생시킬 수 있는 전력 생산이 가능한 도로 또는 교량용 신축이음장치에 관한 것이다.
야외에 설치되는 교량의 상판, 지하차도, 하천복개 구조물, 주차장 바닥면 등(이하 '도로구조물'이라 한다)과 같은 구조물은 기온의 변화 또는 차량의 통행 등에 의해 교량 상판 등에 신축에 의한 변형이 발생된다. 이와 같은 변형을 방치하게 되면 도로구조물이 파괴되므로 이를 방지하기 위해 도로구조물 사이에 신축을 고려하여 충분한 이격부를 두며, 이같은 도로구조물 간 이격부를 그대로 방치할 경우 차량의 통행에 의해 연결부가 파손되기 때문에 이격부가 신축될 수 있는 구조로 된 신축이음장치를 적용하는 것이 일반적이다.
신축이음장치에는 대표적으로 레일(rail)식 또는 핑거 익스펜션 타입(finger expansion type) 등이 있다.
일반적으로, 신축이음장치는 도로구조물의 포장층을 일정 구간마다 절단하여 포장층이 연속되지 못하게 이격된 절단부를 형성하고, 절단부에 신축이음부재가 설치되어 마련된다.
그러나, 이러한 종래의 신축이음장치는 도로구조물의 포장층의 수축팽창 변화에 따른 균열 발생만을 방지할 뿐 그외에 전력을 자가 생산하는 기능은 수행할 수 없다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 도로나 교량에서의 변형에 의한 손상을 방지하기 위해 적용되는 신축이음장치에서 자가 전력을 발생시킬 수 있는 전력 생산이 가능한 도로 또는 교량용 신축이음장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 도로 또는 교량의 포장층에 구비된 신축 이음유닛; 상기 신축 이음유닛의 내부에 구비되고, 상부가 상기 신축 이음유닛의 외부로 노출되게 구비된 회전드럼; 및, 상기 회전드럼의 내부에 구비되어 상기 회전드럼의 회전력을 전기로 변환하는 발전유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 생산이 가능한 도로 또는 교량용 신축이음장치에 의하여 달성된다.
여기서, 상기 발전유닛은 어느 하나가 다른 하나에 대하여 상대 회전될 수 있게 구비된 영구자석 및 코일부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 발전유닛은 상기 회전드럼의 회전 중심을 따라 내부를 관통하게 구비되어 상기 회전드럼을 지지하는 축부를 더 포함하고, 상기 영구자석은 상기 회전드럼의 내부에서 상기 축부에 결합되며, 상기 코일부는 상기 회전드럼이 회전됨에 따라 회전될 수 있도록 상기 회전드럼의 내부에서 상기 영구자석의 둘레를 따라 상기 영구자석으로부터 이격되게 구비된 것이 바람직하다.
상기 발전유닛은 상기 축부에 구비되어 도로 또는 교량을 통과하는 차량으로부터의 수직방향의 충격력을 흡수하는 충격흡수부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 회전드럼은 상기 축부와 접촉되는 부위에 구비된 베어링부를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 도로나 교량에서의 변형에 의한 손상을 방지하기 위해 적용되는 신축이음장치에서 자가 전력을 발생시킬 수 있는 전력 생산이 가능한 도로 또는 교량용 신축이음장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전력 생산이 가능한 도로 또는 교량용 신축이음장치의 구성도,
도 2는 도 1의 회전드럼 및 발전유닛의 측단면 구성도,
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전력 생산이 가능한 도로 또는 교량용 신축이음장치의 구성도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 전력 생산이 가능한 도로 또는 교량용 신축이음장치(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 도로 또는 교량의 포장층(10)에 구비된 신축 이음유닛(110)과, 신축 이음유닛(110)의 내부에서 회전가능하게 구비되고 상부가 신축 이음유닛(110)의 외부로 노출되게 구비된 회전드럼(120)과, 회전드럼(120)의 내부에 구비되어 회전드럼(120)의 회전력을 전기로 변환하는 발전유닛(130)을 포함한다.
이에 따라, 포장층(10)의 상부로 도로나 교량을 통과하는 차량의 바퀴(1)가 신축 이음유닛(110)의 외부로 노출된 회전드럼(120)에 접촉되어 회전드럼(120)을 회전시키면 회전드럼(120)의 회전력이 발전유닛(130)에 의해 전기로 변환되어 자가 전력(self electricity)을 발생시킬 수 있다. 이때, 발전유닛(130)에서 발생되는 전력은 별도의 집전 장치(미도시)로 모아지거나 전력선을 통해 도로 하부의 결빙 방지용 열선, 가로등, 신호등과 같은 교통시설 또는 도로시설물로 전달되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일실시예로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 도로 또는 교량의 포장층(10)은 변형에 의한 손상을 방지하기 위해서 포장층(10)이 연속되지 못하도록 이격되게 일정 구간마다 절단되어 형성된 절단부(11)를 포함하고, 포장층(10) 및 절단부(11)의 하부에는 보조기층(20)이 마련된다. 그리고, 신축 이음유닛(110)은 포장층(10)의 절단부(11) 내부로 삽입되어 보조기층(20)의 상부에 설치된다. 이때, 신축 이음유닛(110)은, 회전드럼(120)이 내부에서 회전가능하게 설치될 수 있도록 회전드럼(120)의 형상에 대응되게 형성된 회전드럼 수용부(111)와, 몸체가 포장층(10)의 내부로 끼워져 절단부(11) 내에서 고정되게 설치되도록 포장층(10)을 향하여 양측에 돌출되게 형성된 설치 고정부(113)를 포함한다.
회전드럼(120)은, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 도로 또는 교량의 길이방향에 가로방향으로 형성된 절단부(11)에 설치된 신축 이음유닛(110)의 길이방향을 따라 길게 형성되며, 내부에 발전유닛(130)이 구비된다.
발전유닛(130)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 어느 하나가 다른 하나에 대하여 상대 회전될 수 있게 구비된 영구자석(131) 및 코일부(133)를 포함한다. 좀더 구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 발전유닛(130)은 회전드럼(120)의 회전 중심을 따라 내부를 관통하게 구비되어 회전드럼(120)을 지지하는 축부(135)를 더 포함하고, 영구자석(131)은 회전드럼(120)의 내부에서 축부(135)에 결합되며, 코일부(133)는 회전드럼(120)이 회전됨에 따라 회전드럼(120)과 함께 회전될 수 있도록 회전드럼(120)의 내부에서 영구자석(131)의 둘레를 따라 영구자석(131)으로부터 이격되게 구비된다.
이에 따라, 도 1에 도시된 바와 같이, 도로를 주행하는 차량의 바퀴(1)와 접촉되어 회전드럼(120)이 역회전됨으로써 회전드럼(120)의 내부에서 회전드럼(120)과 함께 회전되는 코일부(133)와 코일부(133)로부터 이격된 영구자석(131) 사이에 유도되는 전자기에 의해 회전드럼(120)의 회전력을 전기로 변환시킬 수 있다.
또한, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 발전유닛(130)은 축부(135)에 구비되어 도로 또는 교량을 통과하는 차량으로부터의 수직방향의 충격력을 흡수하는 충격흡수부(137)를 더 포함할 수 있다.
좀더 구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 축부(135)는 보조기층(20) 상에 고정되게 설치되도록 양 단부가 보조기층(20)을 향해 하향 절곡되게 형성되고, 충격흡수부(137)는 코일 스프링과 같은 탄성부재로 마련되어 축부(135)의 하부에서 축부(135)의 양 단부와 보조기층(20) 사이에 구비된다.
한편, 회전드럼(120)은 축부(135)와 접촉되는 부위에 구비된 베어링부(121)를 포함하는 것이 바람직하고, 신축 이음유닛(110) 또한 회전드럼(120)의 회전 및 회전드럼(120)과의 접촉에 따른 마찰 손실을 고려하여 적절한 탄성부재로 마련되거나 회전드럼(120)과의 사이에 베어링 부재(미도시)가 추가로 더 구비될 수도 있다.
이에 따라, 회전드럼(120), 축부(135) 및 신축 이음유닛(110)의 마모를 최소화하여 신축이음장치(100)의 수명을 연장시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시예로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 신축 이음유닛(110)은 포장층(10)의 상부면으로부터 절단부(11)의 중심부를 향해 수평되게 연장된 익스펜션 조인트(115)를 더 포함할 수도 있다. 이러한 익스펜션 조인트(115)가 사용될 경우에는 회전드럼 수용부(111)를 생략한 상태에서 회전드럼(120)과 발전유닛(130)만으로도 본 발명에 따른 전력 생산이 가능한 도로 또는 교량용 신축이음장치(100)를 구성할 수도 있다.
이에 따라, 발전유닛(130) 또는 회전드럼(120)의 수리나 보수가 필요할 경우, 익스펜션 조인트(115)가 핑거 조인트(finger joint) 방식으로 볼트 체결되어 있으므로 익스펜션 조인트(115)를 절단부(11)에서 편리하게 분리해 내고 발전유닛(130) 또는 회전드럼(120)을 교체하거나 수리할 수 있다. 이때, 발전유닛(130) 또는 회전드럼(120)을 절단부(11)에서 빼낸 후에 발생되는 공극은 임시 충진체(예컨대, 아스콘 또는 철근콘크리트 구조체와 같은)를 제작하여 절단부(11) 내부에 설치함으로써 발전유닛(130) 또는 회전드럼(120)의 보수가 완료되는 시점까지 대체할 수 있다.
이에, 본 발명에 따르면, 도로나 교량에서의 변형에 의한 손상을 방지하기 위해 적용되는 신축이음장치에서 자가 전력을 발생시킬 수 있게 됨으로써 친환경적인 전력 생산이 가능해지고, 포장층 하부에 열선을 포설하여 연결할 경우 겨울철에 노면이 결빙되는 것도 방지할 수 있다.
110 : 신축 이음유닛 120 : 회전드럼
121 : 베어링부 130 : 발전유닛
131 : 영구자석 133 : 코일부
135 : 축부 137 : 충격흡수부

Claims (5)

  1. 도로 또는 교량의 포장층에 구비된 신축 이음유닛;
    상기 신축 이음유닛의 내부에 구비되고, 상부가 상기 신축 이음유닛의 외부로 노출되게 구비된 회전드럼; 및
    상기 회전드럼의 내부에 구비되어 상기 회전드럼의 회전력을 전기로 변환하는 발전유닛;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 생산이 가능한 도로 또는 교량용 신축이음장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 발전유닛은 어느 하나가 다른 하나에 대하여 상대 회전될 수 있게 구비된 영구자석 및 코일부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 생산이 가능한 도로 또는 교량용 신축이음장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 발전유닛은 상기 회전드럼의 회전 중심을 따라 내부를 관통하게 구비되어 상기 회전드럼을 지지하는 축부를 더 포함하고,
    상기 영구자석은 상기 회전드럼의 내부에서 상기 축부에 결합되며,
    상기 코일부는 상기 회전드럼이 회전됨에 따라 회전될 수 있도록 상기 회전드럼의 내부에서 상기 영구자석의 둘레를 따라 상기 영구자석으로부터 이격되게 구비된 것을 특징으로 하는 전력 생산이 가능한 도로 또는 교량용 신축이음장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 발전유닛은 상기 축부에 구비되어 도로 또는 교량을 통과하는 차량으로부터의 수직방향의 충격력을 흡수하는 충격흡수부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 생산이 가능한 도로 또는 교량용 신축이음장치.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 회전드럼은 상기 축부와 접촉되는 부위에 구비된 베어링부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 생산이 가능한 도로 또는 교량용 신축이음장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20180119018A (ko) * 2017-04-24 2018-11-01 군산대학교산학협력단 도로 및 교량 결빙방지장치
CN111439169A (zh) * 2019-01-16 2020-07-24 镇江大全赛雪龙牵引电气有限公司 一种侧接触轨系统用小曲线膨胀接头
CN112127272A (zh) * 2020-10-29 2020-12-25 贵州大学 一种伸缩缝装置及布置方法

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