KR20150077066A - 선로전환기 히팅장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 강설로 선로전환기 기본레일과 전환레일 사이에 눈이 쌓여 있거나, 전환레일이 좌우로 이동할 수 있도록 하는 상판 부위가 적설 등으로 동결되어 전환레일이 좌우이동이 불가능하게 됨에 따라 밀착과 쇄정이 불가능해져 탈선사고의 원인이 되는 장애를 예방하기 위하여 선로전환기에 쌓인 눈이나 결빙을 녹이는 선로전환기 히팅장치에 관한 것으로,
기계실 수전반으로부터 전력을 공급받아 일정 전력으로 히터부(500)에 전원을 공급하는 전원공급부(100)와; 히터부(500)의 발열체(510) 온도를 측정없이 일정 전력으로 항상 일정한 온도가 유지될 수 있도록 하는 온도제어부(300)와; 전원공급부(100)에서 전력을 공급받아 발열체(510)가 발열할 수 있도록 하는 히터부(500)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

선로전환기 히팅장치{Track switch heating unit appointed}

본 발명은 선로전환기 히팅장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 강설로 선로전환기 기본레일과 전환레일 사이에 눈이 쌓여 있거나, 전환레일이 좌우로 이동할 수 있도록 하는 상판 부위가 적설 등으로 동결되어 전환레일이 좌우이동이 불가능하게 됨에 따라 밀착과 쇄정이 불가능해져 탈선사고의 원인이 되는 장애를 예방하기 위하여 선로전환기에 쌓인 눈이나 결빙을 녹이는 선로전환기 히팅장치에 관한 것이다.

철도시스템에서 분기기는 철도의 안전한 운영을 위하여 가장 중요한 핵심장치 중 하나로 철도시스템의 정시성과 안전성 확보를 위하여서는 선로전환기의 원활한 운영이 매우 중요하다.

또한 현장에 설치되는 설비로 기후에 의하여 영향을 많이 받는 설비 중 하나이다.

따라서 선로전환기의 안전한 운영을 위하여 기계적 쇄정 및 전기적 쇄정까지 다양한 안전요소들을 포함하고 있다.

하지만 겨울철 폭설로 인한 결빙으로 선로전환기의 쇄정이 이루어지지 않는다면 선로전환기의 기능을 마비시킬 수 있다.

따라서 철도 선진국에서는 기후조건에 의한 선로전환기의 기능상실을 방지하기 위하여 다양한 방법을 이용하여 보호설비들을 운영하고 있다.

그 중에 하나인 분기기 히터부장치는 이제까지 국내에서 많이 채용되지 않았으며 인력에 의하여 유지보수가 이루어져 왔다.

하지만 경부고속철도의 도입과 더불어 선진 철도기술이 수입되면서 분기기 히터부장치도 국내 철도에 일반화되기 시작되었다.

분기기 히터부장치는 히터부의 온도를 직접 측정하여 온도를 제어하도록 설계되어 있는 것이 일반적이다.

하지만 철도의 현장 환경이 온도센서를 직접 레일에 부착하여 온도를 제어하기에는 열악한 환경에 놓여 있으므로 실제로는 수동으로 제어하고 있는 것이 현실이다.

하지만 이 방법으로 제어할 경우 센서를 사용하지 않아 열선의 과열에 의한 소손이 발생할 우려가 크고, 수동으로 제어하는 과정에서 오류가 발생하는 문제점이 있다.

본 발명인은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로 다음과 같은 목적을 갖는다.

본 발명은 강설로 선로전환기 기본레일과 전환레일 사이에 눈이 쌓여 있거나, 전환레일이 좌우로 이동할 수 있도록 하는 상판 부위가 적설 등으로 동결되어 전환레일이 좌우이동이 불가능하게 됨에 따라 밀착과 쇄정이 불가능해져 탈선사고의 원인이 되는 장애를 예방하기 위하여 선로전환기에 쌓인 눈이나 결빙을 녹이는 선로전환기 히팅장치를 제공하는 데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명인은 다음과 같은 구성들을 통하여 여러 가지 실시 예를 구현할 수 있게 된다.

본 발명인 선로전환기 히팅장치는

기계실 수전반으로부터 전력을 공급받아 일정 전력으로 히터부(500)에 전원을 공급하는 전원공급부(100)와;

히터부(500)의 발열체(510) 온도를 측정없이 일정 전력으로 항상 일정한 온도가 유지될 수 있도록 하는 온도제어부(300)와;

전원공급부(100)에서 전력을 공급받아 발열체(510)가 발열할 수 있도록 하는 히터부(500)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명인 선로전환기 히팅장치의

전원공급부(100)는 기계실 수전반으로부터 전력을 공급받아 정전력을 히터부(500)에 공급하여 히터부(500)가 레일에 고정되어 있는 발열체(510)가 발열할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

본 발명인 선로전환기 히팅장치의

온도제어부(300)는 발열체(510)의 일측에 구비되어 히터부의 저항값을 센씽하여 발열체가 과열되는 것을 방지하는 센서(310)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명인 선로전환기 히팅장치의

온도제어부(300)는 히터부의 저항을 수학식 1 ~ 4를 통하여 온도에 따라 히터부의 고유저항 변화를 감지하여 온도센서가 없이도 외부 조건에 맞는 일정한 온도를 유지할 수 있도록 제어하여 히터부의 과열에 의한 손상을 방지할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

본 발명인 선로전환기 히팅장치의

히터부(500)는 전원공급부(100)에서 전력을 공급받아 발열하여 선로전환기에 쌓인 눈이나 결빙을 녹이는 발열체(510)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 앞서 본 구성에 의하여 다음과 같은 효과를 갖는다.

본 발명 선로전환기 히팅장치는 선로전환기 기본레일과 전환레일 사이에 쌓인 눈을 녹여, 레일이 좌우이동이 불가능하게 됨에 따라 밀착과 쇄정이 불가능해져 탈선사고가 발생하는 것을 예방할 수 있는 효과가 있다.

또한 직접 가열방식이 아닌 전기에 의한 간접가열방식으로 레일의 수명을 연장하고, 작업자의 안전을 확보할 수 있는 효과가 있다.

도 1 및 도 3은 선로전환기의 주요 결빙 위치를 나타낸 도면
도 4는 본 발명에 따른 히터부의 일정온도를 유지하기 위한 정전력제어 컨버터의 구성을 나타낸 도면,

출원인은 이하에서 첨부도면을 참조하여 앞서 본 실시 예들의 구성을 상세하게 설명한다.

본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략한다.

본 발명은 기계실 수전반으로부터 전력을 공급받아 일정 전력으로 히터부(500)에 전원을 공급하는 전원공급부(100)와; 히터부(500)의 발열체(510)에 인가되는 전압, 전류를 측정하여 항상 일정한 전력으로 일정온도를 유지할 수 있도록 하는 온도제어부(300)와; 전원공급부(100)에서 전력을 공급받아 발열체(510)가 발열할 수 있도록 하는 히터부(500)를 포함한다.

전원공급부(100)는 기계실 수전반으로부터 전력을 공급받아 정전력을 히터부(500)에 공급하여 히터부(500)가 레일에 고정되어 있는 발열체(510)가 발열할 수 있도록 한다.

온도제어부(300)는 발열체(510)의 일측에 구비되어 히터부의 저항값을 센씽하는 센서(310)을 통하여 전달되는 정보에 따라 항상 일정전력이 공급되어 히터의 온도가 일정하게 유지되도록 하며, 히터부의 발열체가 과열되는 것을 방지함과 아울러 과열에 의해 주위장치가 파손되는 것을 방지하게 된다.

즉, 히터부(500)에 전원을 공급하는 전력공급부(100)는 정전력으로 제어되는 전력변환기를 사용한다.

따라서 온도에 따라 히터부의 고유저항이 변화하면 히터부의 전류밀도도 변화하고 이에 따라 전력량이 변화하게 된다.

따라서 센서(310)에서 히터부의 저항변화를 센씽하여 정전력을 공급한다.

이에 따라 히터부의 저항값이 변화하면 이와 반대되는 값으로 전류가 변화하여 항상 일정한 전류밀도가 유지되어 일정한 발열량을 유지할 수 있다.

따라서 온도센서가 없어도 외부 조건에 맞는 일정한 온도가 유지될 수 있도록 제어되어 히터부의 과열에 의한 손상을 방지할 수 있다.

히터부의 저항값은 다음과 같이 얻을 수 있다.

히터부의 저항을 [Ω]이라하고 히터부에 흐르는 전류를 [A]라 하면 [sec]동안 히터부의 발열량 [cal]는 다음 식으로 나타낼 수 있다.

또한 히터부의 고유저항 [Ωm], 히터부의 단면적 [㎡]이고, 히터부의 길이가 [m]일 때 히터부의 저항과 히터부에 흐르는 전류밀도[A/㎡]는 다음과 같다.

위 식을 이용하여 식(1)을 다시 표현하면 다음과 같다.

위 식에서 4는 히부터의 체적 [㎥]를 나타낸다. 따라서 단위 체적당 히터부의 발열량은 다음과 같이 표현될 수 있다.

온도제어부(300)의 제어에 따라 히터부의 저항이 일정 저항 이상이 되면 정전류제어를 하여 높은 저항에서 히터부의 발열이 원활하게 이루어질 수 있도록 공급전력을 증가시키고, 일정 부하저항 이하가 되면 공급되는 전력량을 일정하게 제어하여 히터부가 과열되는 것을 방지할 수 있도록 한다.

따라서 히터부의 온도가 항상 일정하게 유지될 수 있도록 제어하여 히팅장치 를 제어함에 따라 각종 부대설비의 장애로부터 시스템을 안전하게 동작제어할 수 있는 것이다.

히터부(500)는 전원공급부(100)에서 전력을 공급받아 레일 일측에 구비된 발열체(510)가 발열할 수 있도록 하는 것으로, 온도제어부(300)의 신호에 따라 ON/OFF된다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

도 4

Claims (6)

1. 기계실 수전반으로부터 전력을 공급받아 일정 전력으로 히터부(500)에 전원을 공급하는 전원공급부(100)와;
   히터부(500)의 발열체(510) 온도를 측정없이 일정 전력으로 항상 일정한 온도가 유지될 수 있도록 하는 온도제어부(300)와;
   전원공급부(100)에서 전력을 공급받아 발열체(510)가 발열할 수 있도록 하는 히터부(500)를 포함하는 것을 특징으로 하는 선로전환기 히팅장치
   
2. 제 1항에 있어서,
   전원공급부(100)는 기계실 수전반으로부터 전력을 공급받아 정전력을 히터부(500)에 공급하여 히터부(500)가 레일에 고정되어 있는 발열체(510)가 발열할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 선로전환기 히팅장치.다
   
3. 제 1항에 있어서,
   온도제어부(300)는 발열체(510)의 일측에 구비되어 히터부의 저항값을 센씽하여 발열체가 과열되는 것을 방지하는 센서(310)를 포함하는 것을 특징으로 하는 선로전환기 히팅장치.
4. 제 3항에 있어서
   온도제어부(300)는 히터부의 저항을 수학식 1 ~ 4를 통하여 온도에 따라 히터부의 고유저항 변화를 감지하여 온도센서가 없이도 외부 조건에 맞는 일정한 온도를 유지할 수 있도록 제어하여 히터부의 과열에 의한 손상을 방지할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 선로전환기 히팅장치.
   
5. 제 1항에 있어서
   히터부(500)는 전원공급부(100)에서 전력을 공급받아 발열하여 선로전환기에 쌓인 눈이나 결빙을 녹이는 발열체(510)를 포함하는 것을 특징으로 하는 선로전환기 히팅장치.
   
6. 제 5항에 있어서
   히터부(500)는 온도센서가 없어도 온도제어부(300)의 신호에 따라 ON/OFF되어 온도가 항상 일정하게 유지됨에 과열에 의한 손상을 방지할 수 있는 것을 특징으로 하는 선로전환기 히팅장치.
   
   

Images