KR20150002392A - 태양빛과 태양열을 이용한 터널 외부 노면의 결빙 방지 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 태양빛과 태양열을 이용한 터널 외부 노면의 결빙 방지 시스템에 따르면, 터널 외부 노면의 결빙 방지 시스템에 있어서, 터널의 끝단에 건설된 상기 터널과 연장되는 양쪽 외벽에 설치되어 태양으로부터 발산되는 태양빛을 터널의 끝단의 노면으로 반사시키는 일정한 폭으로 갖는 반사판; 및 상기 반사판의 사이사이마다 설치되어 상기 태양으로부터 발산되는 태양열을 이용하여 태양광발전하며, 태양으로부터 발산되는 태양빛을 터널의 끝단의 노면으로 반사시키는 일정한 폭으로 갖는 태양열판;을 포함한다.

Description

태양빛과 태양열을 이용한 터널 외부 노면의 결빙 방지 시스템{Using solar lights and solar systems outside the tunnel to prevent freezing of the road surface}

본 발명은 태양빛과 태양열을 이용한 터널 외부 노면의 결빙 방지 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 동절기에 무인 무동력으로 터널 외부의 노면이 결빙되는 것을 방지 즉, 태양으로부터 발산되는 태양빛을 반사시켜 노면의 결빙을 방지하고, 태양열발전을 통해 터널 내부의 전구에 필요한 전기를 공급할 수 있는 있는 태양빛과 태양열을 이용한 터널 외부 노면의 결빙 방지 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 동절기에 눈이 내려 도로 표면이 결빙되는 경우에는 차량사고와 보행자의 교통사고가 발생할 수 있으며, 특히 터널 외부의 노면은 산악 지형이 경사지게 형성된 그늘로 인하여 눈이 녹는 속도가 일반 도로에 비해 대단히 느리기 때문에 터널 외부의 노면에 쌓인 눈을 신속히 제설하지 않으면 도로가 결빙되어 교통사고가 빈번하게 발생하게 된다.

종래에는 터널 외부의 노면을 포함한 도로의 결빙을 방지하기 위하여 주로 인력으로 도로에 모래나 염화칼슘을 살포하는 방법을 사용하였는데, 이러한 방법은 빙판길의 미끄럼 사고 문제에 대한 근본적인 해결책은 아니다.

그러나 다른 해결방법이 제시되지 못하여 상기 방법을 계속 사용하기 때문에 매년 반복적으로 막대한 도로 제설비용이 지출되고 있는 실정이다.

최근에는 안전성 및 경제적, 환경적인 측면을 고려한 제설 시스템을 개발, 적용하여 안전, 신속, 원활한 차량운행을 도모하고 있으나 산악 지형이나, 터널 및 교량 등에서는 여러 부적절한 여건 등으로 인하여 이러한 제설시스템의 적용이 곤란하기 때문에 적절한 제설 대책 마련이 시급한 실정이다. 이상적인 제설 시스템은 눈이 지면에 닿는 즉시 제설 작업이 이루어지거나 또는 노면이 결빙되기 전에 제설 작업이 이루어져야 하고, 제설작업에 동력을 전혀 사용하지 않거나 또는 최소한으로 사용해야 하고, 설치된 시스템의 작동 및 유지보수에 인력을 사용할 필요성이 없거나 또는 최소한의 인력을 사용해야 한다. 또한, 도로, 차량 및 관련 시설물에 피해를 주지 않아야 하고, 시스템 작동시 차량에 대한 피해가 가거나, 별도의 교통 통제 등이 없어야 한다는 것이다.

그러나 종래에는 눈이 지면에 닿는 즉시 제설하는 방법이 없기 때문에 주로 눈이 내린 후 인력에 의한 화학약품을 도포하여 제설하고 있으며, 다량의 눈이 내릴 경우 노면의 급속한 결빙으로 인하여 제설작업 자체가 곤란해지는 경우가 많이 발생하고 있다. 그러므로 조기에 노면 상태를 적절하게 측정하고 주변의 기상을 관측하여 즉각적으로 제설 작업을 실시할 수 있는 선조치 시스템이 필요하다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 동절기 강설로 인해 발생하는 노면 결빙을 방지하기 위한 다양한 연구가 행해지고 있다.

예를 들면, 대한민국 공개특허공보 제 10-2000-0012771 호(2000년 03월 06일 공개)에는 결빙이 빈번한 도로 구간에 온열관과, 상기 온열관에 열을 공급하는 열공급 장치와, 상기 열공급 장치를 제어하는 제어 장치가 포함되는 "도로 결빙 방지 시스템"이 개시되어 있다.

그러나 이러한 도로 결빙 방지 시스템은 제설 작업에 별도의 동력이 소요되고 작업자가 주기적으로 시스템을 유지 관리해야 한다는 문제점이 있다.

또한, 대한민국 공개특허공보 제 10-2001-0090145 호(2001년 10월 18일 공개)에는 기상변수를 측정하는 감지부, 상기 감지부의 감지 결과에 의거하여 시스템을 제어하는 제어부, 상기 제어부의 제어에 의해 융설액을 노면에 분사하는 실행부를 포함하는 "산악 및 다설 지역의 도로, 터널, 교량 및 공항 등에 대한 노면결빙 감지 및 방지시스템"이 개시되어 있다.

그러나 이러한 노면결빙 감지 및 방지 시스템은 융설액의 사용에 따른 비용 문제와 환경오염 문제가 있으며, 시스템 구성이 복잡하며, 작업자가 주기적으로 시스템을 유지 관리해야 한다는 문제점이 있다.

또한, 대한민국 등록특허공보 제 10-0468535 호(2005년 01일 19일 등록)에는 가열 히터와 상기 가열 히터에 형성되는 모터식 송풍기로 이루어져서 공동주택 출입구 경사면 도로의 결빙을 방지하는 "공동주택 출입구 경사면도로 가열 송풍 결빙방지 시설"이 개시되어 있다.

그러나 이러한 공동주택 출입구 경사면 도로 가열 송풍 결빙방지 시설은 가열 히터와 송풍기 구동 모터의 전력소비로 인하여 경제성이 저하되고, 시설의 작동을 인력으로 수행해야 된다는 문제점이 있다.

또한, 대한민국 등록실용신안공보 제 20-0180855호(2000년 5일 15일 공고)에는 "도로결빙용 히트 파이프"가 개시되어 있으나, 결빙장비를 위하여 히트파이프를 이용한다는 내용만이 아이디어 차원에서 기재되어 있을 뿐, 발명을 기술적으로 완성시키기 위한 구체적인 발명의 구성이나 적용방법은 기재되어 있지 않아 실제 적용하는데는 무리가 있다.

상기에서 기술된 종래 기술들은 공통적으로 동절기 노면의 결빙을 방지하는 의도를 충족시키지만, 화학약품의사용, 인건비, 장비사용료 등의 추가 비용의 발생하며, 제설용 화학약품의 부적절한 사용으로 인한 환경오염, 생태계파괴, 시설물 부식 등이 발생하며, 눈이 올 때 관리자가 시스템을 작동해야 할 뿐만 아니라 관리자가 주기적으로 시스템을 관리 점검해야 한다는 운용상의 단점이 있으며, 시스템을 작동하여 결빙을 방지하는데 많은 동력이 소요된다는 문제점이 있다.

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 터널의 끝단에 건설된 상기 터널과 연장되는 양쪽 외벽에 반사판과 태양열판을 설치하여 태양으로부터 발산되는 태양빛을 터널의 끝단의 노면으로 반사시키고 태양열을 이용하여 태양광발전함으로써, 동절기에 무인 무동력으로 터널 외부의 노면이 결빙되는 것을 방지 즉, 태양으로부터 발산되는 태양빛을 반사시켜 노면의 결빙을 방지하고, 태양열발전을 통해 터널 내부의 전구에 필요한 전기를 공급할 수 있는 있는 태양빛과 태양열을 이용한 터널 외부 노면의 결빙 방지 시스템을 제공하기 위함이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 태양빛과 태양열을 이용한 터널 외부 노면의 결빙 방지 시스템에 따르면, 터널 외부 노면의 결빙 방지 시스템에 있어서, 터널의 끝단에 건설된 상기 터널과 연장되는 양쪽 외벽에 설치되어 태양으로부터 발산되는 태양빛을 터널의 끝단의 노면으로 반사시키는 일정한 폭으로 갖는 반사판; 및 상기 반사판의 사이사이마다 설치되어 상기 태양으로부터 발산되는 태양열을 이용하여 태양광발전하며, 태양으로부터 발산되는 태양빛을 터널의 끝단의 노면으로 반사시키는 일정한 폭으로 갖는 태양열판;을 포함한다.

또한, 상기 노면은, 중앙부가 돌출되어 외측으로 갈수록 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 한다.

또한, 상기 노면에는, 상기 노면에 결빙된 얼음이 상기 반사판과 태양열판에 의해 반사되는 태양빛으로 녹게되는 경우, 녹은 물이 노면의 외측으로 배출될 수 있는 물길이 상기 노면의 길이방향과 수직되게 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 태양열판으로 발전되는 전기가 축전되는 축전지; 및 상기 축전지에 축전된 전기를 상기 터널의 내부에 설치된 전구에 공급하여 터널의 내부를 밝힐 수 있도록 전구를 제어하는 제어부;를 더 포함한다.

또한, 상기 반사판과 태양열판은, 운전자의 시야에 직접적으로 태양빛을 반사시키지 않고 상기 운전자의 진행방향의 후방에서 전방으로 태양빛을 반사시킬 수 있도록 일정각도로 기울어져 설치되는 것을 특징으로 한다.

이상 살펴본 바와 같은 본 발명의 효과는, 터널의 끝단에 건설된 상기 터널과 연장되는 양쪽 외벽에 반사판과 태양열판을 설치하여 태양으로부터 발산되는 태양빛을 터널의 끝단의 노면으로 반사시키고 태양열을 이용하여 태양광발전함으로써, 동절기에 무인 무동력으로 터널 외부의 노면이 결빙되는 것을 방지 즉, 태양으로부터 발산되는 태양빛을 반사시켜 노면의 결빙을 방지하고, 태양열발전을 통해 터널 내부의 전구에 필요한 전기를 공급할 수 있는 있는 태양빛과 태양열을 이용한 터널 외부 노면의 결빙 방지 시스템을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양빛과 태양열을 이용한 터널 외부 노면의 결빙 방지 시스템을 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양빛과 태양열을 이용한 터널 외부 노면의 결빙 방지 시스템의 노면을 나타낸 정면도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 태양빛과 태양열을 이용한 터널 외부 노면의 결빙 방지 시스템을 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양빛과 태양열을 이용한 터널 외부 노면의 결빙 방지 시스템을 나타낸 사시도이다. 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양빛과 태양열을 이용한 터널 외부 노면의 결빙 방지 시스템의 노면을 나타낸 정면도이다.

먼저, 반사판(4)은 터널(2)의 끝단에 건설된 상기 터널(2)과 연장되는 양쪽 외벽에 설치되어 태양으로부터 발산되는 태양빛을 터널(2)의 끝단의 노면(1)으로 반사시키는 일정한 폭으로 갖는다.

태양열판(5)은 반사판(4)의 사이사이마다 설치되어 상기 태양으로부터 발산되는 태양열을 이용하여 태양광발전한다.

더불어, 태양열판(5)은, 태양으로부터 발산되는 태양빛을 터널(2)의 끝단의 노면(1)으로 반사시키는 일정한 폭으로 갖는다.

여기서, 반사판(4)과 태양열판(5)은, 운전자의 시야에 직접적으로 태양빛을 반사시키지 않고 상기 운전자의 진행방향의 후방에서 전방으로 태양빛을 반사시킬 수 있도록 일정각도로 기울어져 설치되는 것이 바람직하다.

즉, 도 1을 참조하면, 터널(2)안으로 진입하는 차량의 경우에는 태양빛이 터널(2)내부로 반사될 수 있도록 반사판(4)과 태양열판(5)이 기울어져 터널(2) 외부의 외벽 우측에 설치되는 것이 바람직하다.

반대로, 터널(2)밖으로 진입하는 차량의 경우에는 태양빛이 터널(2)의 외부 즉, 터널(2)의 내부로 태양빛이 반사되지 않도록 반사판(4)과 태양열판(5)이 기울어져 터널(2) 외부의 외벽 좌측에 설치되는 것이 바람직하다.

한편, 노면(1)은, 중앙부가 돌출되어 외측으로 갈수록 경사지게 형성된다. 즉, 노면(1)에 결빙된 얼음(6)이 반사판(4)과 태양열판(5)에 의해 반사되는 태양빛으로 녹게되는 경우, 녹은 물이 노면(1)의 외측으로 빠르게 배출될 수 있도록 하기 위함이다.

더불어, 노면(1)에는, 노면(1)에 결빙된 얼음(6)이 상기 반사판(4)과 태양열판(5)에 의해 반사되는 태양빛으로 녹게되는 경우, 녹은 물이 노면(1)의 외측으로 배출될 수 있는 물길(7)이 상기 노면(1)의 길이방향과 수직되게 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 태양빛과 태양열을 이용한 터널(2) 외부 노면(1)의 결빙 방지 시스템은 축전지와 제어부를 더 포함한다.

축전지는 태양열판(5)으로 발전되는 전기가 축전된다.

제어부는 축전지에 축전된 전기를 상기 터널(2)의 내부에 설치된 전구(3)에 공급하여 터널(2)의 내부를 밝힐 수 있도록 전구(3)를 제어한다.

즉, 제어부는 태양열판(5)으로부터 태양광발전되는 전기가 축전된 전기에 의해 작동하며, 축전지에 축전된 전기를 터널(2) 내부의 전구(3)에 공급제어함으로써, 터널(2)의 내부를 밝힐 수 있을 뿐만 아니라, 터널(2) 내부를 밝히는 전력비용을 절감할 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 태양빛과 태양열을 이용한 터널 외부 노면의 결빙 방지 시스템은 터널(2)의 끝단에 건설된 상기 터널(2)과 연장되는 양쪽 외벽에 반사판(4)과 태양열판(5)을 설치하여 태양으로부터 발산되는 태양빛을 터널(2)의 끝단의 노면(1)으로 반사시키고 태양열을 이용하여 태양광발전함으로써, 동절기에 무인 무동력으로 터널(2) 외부의 노면(1)이 결빙되는 것을 방지 즉, 태양으로부터 발산되는 태양빛을 반사시켜 노면(1)의 결빙을 방지하고, 태양열발전을 통해 터널(2) 내부의 전구(3)에 필요한 전기를 공급할 수 있는 있는 효과가 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1: 노면
2: 터널
3: 전구
4: 반사판
5: 태양열판
6: 얼음
7: 물길

Claims (5)

1. 터널 외부 노면의 결빙 방지 시스템에 있어서,
   터널의 끝단에 건설된 상기 터널과 연장되는 양쪽 외벽에 설치되어 태양으로부터 발산되는 태양빛을 터널의 끝단의 노면으로 반사시키는 일정한 폭으로 갖는 반사판; 및
   상기 반사판의 사이사이마다 설치되어 상기 태양으로부터 발산되는 태양열을 이용하여 태양광발전하며, 태양으로부터 발산되는 태양빛을 터널의 끝단의 노면으로 반사시키는 일정한 폭으로 갖는 태양열판;을 포함하는 태양빛과 태양열을 이용한 터널 외부 노면의 결빙 방지 시스템.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 노면은,
   중앙부가 돌출되어 외측으로 갈수록 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 태양빛과 태양열을 이용한 터널 외부 노면의 결빙 방지 시스템.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 노면에는,
   상기 노면에 결빙된 얼음이 상기 반사판과 태양열판에 의해 반사되는 태양빛으로 녹게되는 경우, 녹은 물이 노면의 외측으로 배출될 수 있는 물길이 상기 노면의 길이방향과 수직되게 형성된 것을 특징으로 하는 태양빛과 태양열을 이용한 터널 외부 노면의 결빙 방지 시스템.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 태양열판으로 발전되는 전기가 축전되는 축전지; 및
   상기 축전지에 축전된 전기를 상기 터널의 내부에 설치된 전구에 공급하여 터널의 내부를 밝힐 수 있도록 전구를 제어하는 제어부;를 더 포함하는 태양빛과 태양열을 이용한 터널 외부 노면의 결빙 방지 시스템.
   
5. 제1항에 있어서, 상기 반사판과 태양열판은,
   운전자의 시야에 직접적으로 태양빛을 반사시키지 않고 상기 운전자의 진행방향의 후방에서 전방으로 태양빛을 반사시킬 수 있도록 일정각도로 기울어져 설치되는 것을 특징으로 하는 태양빛과 태양열을 이용한 터널 외부 노면의 결빙 방지 시스템.
   
   

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