KR20160089072A - 차량용 배기열을 이용한 해빙장치 - Google Patents

차량용 배기열을 이용한 해빙장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 배기열을 이용한 해빙장치에 관한 것으로, 일단의 입구가 차량의 배기관에 연결되어서 차량의 배기가스에서 발생되는 배기열이 유입되고, 타단의 출구가 차량 바퀴측 노면을 향하도록 설치되어 있는 분기관; 분기관의 출구 측에 결합되어서 배출되는 배기열을 노면측으로 확산시키는 열확산노즐이 구비된다.
따라서, 배기관에서 방출되는 배기열이 분기관을 통해 차량 바퀴측 지면으로 분사되므로 지면에 쌓인 눈이나 얼음을 해빙시킨다. 그러므로 별도의 장비 없이 차량 주행만으로 지표면을 해빙시킬 수 있으므로 안전사고가 방지되고, 도로를 해빙시키기 위한 별도의 노력이나 비용이 소요되지 않는다.

Description

차량용 배기열을 이용한 해빙장치{Melting device that use exhaust heat for cars}
본 발명은 차량용 배기열을 이용한 해빙장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 별도의 제설, 제빙 장비 없이 차량 주행만으로 지표면을 해빙시킬 수 있고, 분기관이 배기관에 간편하고 견고하게 지지되며, 분기관으로부터 배출되는 열기가 지면의 넓은 범위에 분사되는 차량용 배기열을 이용한 해빙장치에 관한 것이다.
겨울철에 도로에 눈이 쌓이거나 또는 쌓인 눈이 결빙되는 경우 차량사고가 유발되거나, 보행자가 미끄러짐 등에 의하여 안전사고를 당하는 경우가 많아진다.
예를 들어, 눈이 빈번하게 또한 많이 내리는 산간지역이나 산이나 터널 등의 지형지물로 인하여 햇빛이 들지 않는 음영지역의 경우 해마다 적설에 따른 크고 작은 인명 피해뿐만 아니라, 교통정체나 차량사고 등에 의한 재산 피해가 매년 반복되고 있으며, 그 피해규모는 점점 늘고 있는 실정이다.
특히, 지구 환경 변화에 따라 기상예보에서 예측하기 어려운 국지적 폭설이나 기온 강하 등이 빈번해 짐에 따라 적설이나 결빙에 대한 제설제 투여 등의 예방적 또는 사후적인 조치가 점점 어려워지고 있으며, 운전자 역시 이러한 기상이변을 예상하여 스노우타이어나 체인을 장착하는 것이 쉽지 않게 되었다.
이러한 사고를 방지하기 위해서 도로가 결빙되거나 눈이 쌓이는 경우에는 눈을 제거하기 위하여 도로에 모래나 염화칼슘과 같은 수화 발열체를 뿌리거나 스크레이퍼 등의 제설차를 이용하여 제설작업을 하고 있으나, 수화 발열체나 제설차의 사용은 많은 비용 및 인력이 요구된다. 그리고 염화칼슘은 차체의 부식을 촉진시킬 뿐만 아니라 토양에 침투될 경우 지하수를 오염시키고 생태계를 악화시키는 요인이 된다.
또한, 모래는 하수구에 흘러들어갈 경우 하수구가 막히게 되고, 지표면을 덮음으로써 생태계에 악영향을 미치게 될 뿐만 아니라 도로가 건조된 후에는 미세먼지를 발생시킴으로써 건강을 위협하는 요인이 된다. 아울러, 스크레이퍼와 같은 제설용 중장비를 이용하는 기계적인 제설방법은 지속성이 없는 문제점을 갖는다. 이와 같이, 제설제나 모래를 사용한 제설작업은 결빙된 노면에 대한 임시방편적인 조취만 취할 수 있을 뿐, 결빙된 얼음이나 쌓인 눈을 완벽히 제거할 수 없다는 한계가 있다.
또한, 상기 조치들은 눈이 쌓이기 전이나 초기 단계에서는 효과적일 수 있으나, 이미 상당량 적설이 이루어진 경우는 교통수단을 통하여 해당 지역에 접근하는 것이 어렵기 때문에 그 활용도가 제한적이다.
앞서 언급한 수화 발열체나 스크레이퍼를 이용한 제설차 사용의 대안으로서 종래에는 도로의 바닥판 내부에 전기적인 열선을 깔아 바닥판 자체를 가열하여 해빙하는 기술이 제안되었다. 그러나 이러한 열선을 이용한 해빙구조에서는 차량 통행으로 인하여 열선이 단선되는 경우가 자주 발생할 수 있으며, 열선이 단선되는 경우에는 해빙기능이 급격히 저하되는 문제가 발생한다.
특히, 이와 같이 열선이 손상되더라도 손상된 열선을 찾아내는 것이 어려울 뿐만 아니라, 손상된 열선을 보수하기 위해서는 도로 자체를 부분 파손시켜야 하기 때문에 손상된 열선의 보수는 사실상 불가능하다. 아울러, 이와 같은 전기 에너지를 이용한 시스템을 설치하면, 융설 시스템이 전혀 필요 없는 여름철을 비롯하여 일년 내내 기본적인 전기요금이 부과되기 때문에 이를 운영하는 국가나 지자체의 입장에서는 경제적으로 큰 부담이 된다.
또한, 전기를 많이 사용하는 한낮에 전열선을 이용한 제설 및 제빙 시스템을 가동할 경우 전력부하를 가중시킬 뿐만 아니라, 높은 전기사용료를 지불해야 하므로 운영비가 많이 소요된다. 이러한 이유로 열선을 이용하여 도로에 해빙기능을 부여하려는 시도는 실용화에 한계를 보이고 있다.
실용신안등록출원 제20-1986-0000216호
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 별도의 제설, 제빙 장비 없이 차량 주행만으로 지표면을 해빙시킬 수 있도록 한 차량용 배기열을 이용한 해빙장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 분기관이 배기관에 간편하고 견고하게 지지되도록 한 차량용 배기열을 이용한 해빙장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 분기관으로부터 배출되는 열기가 지면의 넓은 범위에 분사되도록 한 차량용 배기열을 이용한 해빙장치를 제공하는데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량용 배기열을 이용한 해빙장치는, 일단의 입구가 차량의 배기관에 연결되어서 차량의 배기가스에서 발생되는 배기열이 유입되고, 타단의 출구가 차량 바퀴측 노면을 향하도록 설치되어 있는 분기관; 분기관의 출구 측에 결합되어서 배출되는 배기열을 노면측으로 확산시키는 열확산노즐; 배기관 및 분기관에 결합되어서 분기관을 지지하는 분기관클램프를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 차량용 배기열을 이용한 해빙장치의 또 다른 특징은, 열확산노즐은, 분기관의 출구에 체결되는 체결부와, 체결부로부터 일체로 연장된 중공형의 원뿔모양의 열확산바디와, 열확산바디에 나선방향을 따라 관통 형성된 분출구멍과, 열확산바디의 외면에 나선 방향을 따라 형성되어 분출구멍에서 나오는 열기의 분사방향을 나선방향으로 안내하는 열기안내홈으로 구성된다.
본 발명의 차량용 배기열을 이용한 해빙장치의 또 다른 특징은, 분기관클램프는, 중앙 부분에 배기관의 일부가 안착되도록 제1배기관안착부가 형성되어 있고 양측에 분기관의 일부가 안착되도록 제1분기관안착부가 형성되어 있으며 양단에 제1체결리브가 형성되어 있는 제1클램프와, 중앙 부분에 제1배기관안착부와 함께 한짝을 이루어서 배기관의 둘레를 감싸는 제2배기관안착부가 형성되어 있고 양측에 제1분기관안착부와 함께 한짝을 이루어서 분기관의 둘레를 감싸는 제2분기관안착부가 형성되어 있으며 양단에 제1체결리브에 대응되는 제2체결리브가 형성되어 있는 제2클램프와, 제1클램프의 제1체결리브 및 제2클램프의 제2체결리브에 체결되는 체결볼트 및 체결너트로 이루어진다.
이상에서와 같은 본 발명은, 일단의 입구가 차량의 배기관에 연결되어서 차량의 배기가스에서 발생되는 배기열이 유입되고, 타단의 출구가 차량 바퀴측 노면을 향하도록 설치되어 있는 분기관; 분기관의 출구 측에 결합되어서 배출되는 배기열을 노면측으로 확산시키는 열확산노즐이 구비된다. 따라서, 배기관에서 방출되는 배기열이 분기관을 통해 차량 바퀴측 지면으로 분사되므로 지면에 쌓인 눈이나 얼음을 해빙시킨다. 그러므로 별도의 장비 없이 차량 주행만으로 지표면을 해빙시킬 수 있으므로 안전사고가 방지되고, 도로를 해빙시키기 위한 별도의 노력이나 비용이 소요되지 않는다.
본 발명은 배기관 및 분기관에 결합되어서 분기관을 지지하는 분기관클램프가 구비되며, 이 분기관클램프는, 제1배기관안착부, 제1분기관안착부, 제1체결리브가 형성되어 있는 제1클램프와, 제2배기관안착부, 제2분기관안착부, 제2체결리브가 형성되어 있는 제2클램프와, 제1체결리브 및 제2체결리브에 체결되는 체결볼트 및 체결너트로 이루어진다. 따라서, 제1클램프 및 제2클램프를 배기관 및 분기관의 상하부에 씌우고 체결볼트 및 체결너트를 체결시키면 분기관이 배기관에 간편하게 지지된다. 그러므로 분기관을 배기관에 지지하기 위한 작업이 매우 간편하고, 분기관이 배기관에 안정적으로 지지되므로 주행중 분기관이 심하게 유동되는 문제가 방지된다.
본 발명의 열확산노즐은, 분기관의 출구에 체결되는 체결부와, 체결부로부터 일체로 연장된 중공형의 원뿔모양의 열확산바디와, 열확산바디에 나선방향을 따라 관통 형성된 분출구멍과, 열확산바디의 외면에 나선 방향을 따라 형성되어 분출구멍에서 나오는 열기의 분사방향을 나선방향으로 안내하는 열기안내홈으로 구성된다. 따라서, 열확산노즐의 나선형 분출구멍 및 나선형 열기안내홈을 통해 분사되는 열기가 회전하는 동시에 소용돌이를 형성하면서 지면의 넓은 범위에 분사됨으로써, 지면에 쌓인 눈이나 얼음의 넓은 범위를 녹일 수 있다.
도 1은 본 발명의 차량용 배기열을 이용한 해빙장치를 보인 개략적 저면 사시도
도 2는 도 1의 저면도
도 3은 분기관클램프를 보인 분해 사시도
도 4는 열확산노즐을 보인 단면도
도 5는 체결볼트에 역회전제동와셔가 설치된 상태를 보인 개략적 부분 단면도
도 6은 본 발명의 다른 실시예를 보인 부분 단면도
본 발명의 구체적인 특징 및 이점은 첨부된 도면을 참조한 이하의 설명으로 더욱 명확해 질 것이다.
도 1은 본 발명의 차량용 배기열을 이용한 해빙장치를 보인 개략적 저면 사시도이고, 도 2는 도 1의 저면도이며, 도 3은 분기관클램프를 보인 분해 사시도이다. 도 4는 열확산노즐을 보인 단면도이고, 도 5는 체결볼트에 역회전제동와셔가 설치된 상태를 보인 개략적 부분 단면도이며, 도 6은 본 발명의 다른 실시예를 보인 부분 단면도이다.
이러한 본 발명의 차량용 배기열을 이용한 해빙장치는, 분기관(10), 열확산노즐(20), 분기관클램프(30)로 이루어진다.
분기관(10)은 일단의 입구(11)가 차량(1)의 배기관(3)에 연결되어서 차량(1)의 배기가스에서 발생되는 배기열이 유입되고, 타단의 출구(12)가 차량(1) 바퀴(2)측 노면을 향하도록 설치된다.
열확산노즐(20)은, 분기관(10)의 출구(12) 측에 결합되어서 배출되는 배기열을 노면측으로 확산시킨다.
이러한 열확산노즐(20)은, 분기관(10)의 출구(12)에 체결되는 체결부(21)와, 체결부(21)로부터 일체로 연장된 중공형의 원뿔모양 열확산바디(22)와, 열확산바디(22)에 나선방향을 따라 관통 형성된 분출구멍(23)과, 열확산바디(22)의 외면에 나선 방향을 따라 형성되어 분출구멍(23)에서 나오는 열기의 분사방향을 나선방향으로 안내하는 열기안내홈(24)으로 구성된다.
이 열확산노즐(20)은, 배기열의 분사력을 강하게 하면서도 분사되는 배기열을 회전시키는 수단으로서, 그 일단부에는 분기관(10)과 체결되도록 나사산을 갖는 체결부(21)가 형성되고, 이 체결부(21)로부터 그 타단쪽으로는 중공형의 원추형 열확산바디(22)가 일체로 연장 형성되는데, 이 열확산바디(22)에는 나선방향을 따라 배기열이 최종 분사되는 구멍인 다수개의 분출구멍(23)이 관통 형성된다.
또한, 열확산바디(22)의 외면에는 나선방향으로 배열된 분출구멍(23)과 일치되는 나선형의 열기안내홈(24)이 형성되며, 이 열기안내홈(24)은 분출구멍(23)으로부터 분사되는 열기의 분사방향을 나선방향으로 안내하여 소용돌이를 형성하는 역할을 한다.
이에, 열확산노즐(20)의 나선형 분출구멍(23) 및 나선형 열기안내홈(24)을 통해 분사되는 배기열이 회전하는 동시에 소용돌이를 형성하면서 지면에 분사됨으로써, 노면에 쌓인 눈이나 얼음을 녹여서 해빙시킨다.
분기관클램프(30)는, 배기관(3) 및 분기관(10)에 결합되어서 분기관(10)을 지지한다. 이러한 분기관클램프(30)는, 제1클램프(31), 제2클램프(35), 체결볼트(39) 및 체결너트(40)로 이루어진다.
제1클램프(31)는, 중앙 부분에 배기관(3)의 일부가 안착되도록 제1배기관안착부(32)가 형성되어 있고 양측에 분기관(10)의 일부가 안착되도록 제1분기관안착부(33)가 형성되어 있으며 양단에 제1체결리브(34)가 형성되어 있다.
제2클램프(35)는, 중앙 부분에 제1배기관안착부(32)와 함께 한짝을 이루어서 배기관(3)의 둘레를 감싸는 제2배기관안착부(36)가 형성되어 있고 양측에 제1분기관안착부(33)와 함께 한짝을 이루어서 분기관(10)의 둘레를 감싸는 제2분기관안착부(37)가 형성되어 있으며 양단에 제1체결리브(34)에 대응되는 제2체결리브(38)가 형성되어 있다.
체결볼트(39) 및 체결너트(40)는, 제1클램프(31)의 제1체결리브(34) 및 제2클램프(35)의 제2체결리브(38)에 체결된다.
이러한 구성의 본 발명의 차량용 배기열을 이용한 해빙장치는 다음과 같이 작동된다.
차량(1)이 주행하게 되면 배기관(3)에서 배기열이 방출된다. 방출되는 배기열은 분기관(10)의 입구(11)로 유입되어서 양쪽의 바퀴(2) 측으로 이송되며 분기관(10)의 출구(12) 및 열확산노즐(20)을 통해 눈 덮인 도로나 빙판인 도로로 분사된다.
열확산노즐(20)로 유입된 배기열은 체결부(21)를 통해 열확산바디(22)의 내부로 유입되며, 나선방향을 따라 다수 형성된 분출구멍(23)으로 배출된다. 분출구멍(23)으로 배출되는 배기열은 열확산바디(22)의 외면에 나선방향으로 형성된 열기안내홈(24)으로 유도되며, 이에 따라 열기안내홈(24)은 분출구멍(23)으로부터 분사되는 열기의 분사방향을 나선방향으로 안내하여 소용돌이를 형성시킨다.
열확산노즐(20)로 분출되는 배기열은 나선형 분출구멍(23) 및 나선형 열기안내홈(24)을 통해 분사되면서 회전하는 동시에 소용돌이를 형성하면서 지면에 분사됨으로써, 노면에 쌓인 눈이나 얼음을 녹여서 해빙시킨다. 그리고 넓은 범위로 확산되면서 바퀴(2) 주변의 노면을 확실하게 해빙시킨다.
이와 같은 본 발명의 차량용 배기열을 이용한 해빙장치는 다음과 같은 장점이 있다.
첫째, 본 발명은 일단의 입구(11)가 차량(1)의 배기관(3)에 연결되어서 차량(1)의 배기가스에서 발생되는 배기열이 유입되고, 타단의 출구(12)가 차량(1) 바퀴(2)측 노면을 향하도록 설치되어 있는 분기관(10)과, 분기관(10)의 출구(12) 측에 결합되어서 배출되는 배기열을 노면측으로 확산시키는 열확산노즐(20)이 구비된다.
따라서, 배기관(3)에서 방출되는 배기열이 분기관(10)을 통해 차량(1) 바퀴(2)측 지면으로 분사되므로 지면에 쌓인 눈이나 얼음을 해빙시킨다.
그러므로 별도의 장비 없이 차량(1) 주행만으로 지표면을 해빙시킬 수 있으므로 안전사고가 방지되고, 도로를 해빙시키기 위한 별도의 노력이나 비용이 소요되지 않는다.
둘째, 본 발명은 배기관(3) 및 분기관(10)에 결합되어서 분기관(10)을 지지하는 분기관클램프(30)가 구비되며, 이 분기관클램프(30)는, 제1배기관안착부(32), 제1분기관안착부(33), 제1체결리브(34)가 형성되어 있는 제1클램프(31)와, 제2배기관안착부(36), 제2분기관안착부(37), 제2체결리브(38)가 형성되어 있는 제2클램프(35)와, 제1체결리브(34) 및 제2체결리브(38)에 체결되는 체결볼트(39) 및 체결너트(40)로 이루어진다.
따라서, 제1클램프(31) 및 제2클램프(35)를 배기관(3) 및 분기관(10)의 상하부에 씌우고 체결볼트(39) 및 체결너트(40)를 체결시키면 분기관(10)이 배기관(3)에 간편하게 지지된다.
그러므로 분기관(10)을 배기관(3)에 지지하기 위한 작업이 매우 간편하고, 분기관(10)이 배기관(3)에 안정적으로 지지되므로 주행중 분기관(10)이 심하게 유동되는 문제가 방지된다.
셋째, 본 발명의 열확산노즐(20)은 분기관(10)의 출구(12)에 체결되는 체결부(21)와, 체결부(21)로부터 일체로 연장된 중공형의 원뿔모양의 열확산바디(22)와, 열확산바디(22)에 나선방향을 따라 관통 형성된 분출구멍(23)과, 열확산바디(22)의 외면에 나선 방향을 따라 형성되어 분출구멍(23)에서 나오는 열기의 분사방향을 나선방향으로 안내하는 열기안내홈(24)으로 구성된다.
따라서, 열확산노즐(20)의 나선형 분출구멍(23) 및 나선형 열기안내홈(24)을 통해 분사되는 열기가 회전하는 동시에 소용돌이를 형성하면서 지면의 넓은 범위에 분사됨으로써, 지면에 쌓인 눈이나 얼음의 넓은 범위를 녹일 수 있다.
한편, 열확산노즐(20)은, 노듈러주철로 이루어질 수 있다. 이 노듈러주철을 1600∼1650℃로 가열시켜서 용탕으로 만든 다음 탈황처리를 하며, 마그네슘이 0.3∼0.7중량% 정도 포함된 구상화 처리제를 넣고 1500∼1550℃에서 구상화 처리를 실시한 후 열처리하여 이루어진다.
노듈러주철은, 일반 회주철의 용탕에 마그네슘 등을 첨가하여 응고과정에서 흑연이 구상으로 정출된 주철이므로 회주철에 비하여 흑연의 형태가 구상이다. 이러한 노듈러주철은 노치효과가 적기 때문에 응력 집중 현상이 감소되어 강도와 인성이 크게 향상된다.
본 발명의 열확산노즐은 노듈러주철을 1600∼1650℃로 가열시켜서 용탕으로 만든 다음 탈황처리를 하며, 마그네슘이 0.3∼0.7중량% 정도 포함된 구상화 처리제를 넣고 1500∼1550℃에서 구상화 처리를 실시한 후 열처리하여 이루어진다.
여기서, 노듈러주철을 1600℃ 미만으로 가열하면 전체 조직이 충분히 용융되지 못하며, 1650℃를 초과하여 가열시키면 불필요하게 에너지가 낭비된다. 그러므로 노듈러주철을 1600∼1650℃로 가열하는 것이 바람직하다.
용융된 노듈러주철에는 마그네슘이 0.3∼0.7중량% 정도 포함된 구상화 처리제를 넣는 바, 마그네슘이 0.3중량% 미만이면 구상화 처리제를 투입효과가 극히 미미해지며, 0.7중량%를 초과하면 구상화 처리제의 투입효과가 크게 향상되지 않는 반면에, 고가의 재료비가 증가되는 문제점이 있다. 그러므로 구상화 처리제의 마그네슘 혼합비율은 0.3∼0.7중량% 정도가 적합하다.
용융된 노듈러주철에 구상화 처리제가 투입되면 이를 1500∼1550℃에서 구상화 처리를 실시한다. 구상화 처리 온도가 1500℃ 미만이면 구상화 처리가 제대로 이루어지지 않으며, 1550℃를 초과하면 구상화 처리 효과가 크게 개선되지 않는 반면에 불필요하게 에너지가 낭비된다. 그러므로 구상화 처리 온도는 1500∼1550℃가 적합하다.
이와 같이 본 발명의 열확산노즐(20)은 노듈러주철로 이루어지므로 노치효과가 적기 때문에 응력 집중 현상이 감소되어 강도와 인성이 크게 향상된다.
본 발명은 열확산노즐(20)의 분출구멍(23) 및 열기안내홈(24)에 마모방지코팅층이 형성된다.
이 마모방지코팅층은, 산화크롬(Cr2O3) 96∼98중량% 및 이산화티타늄(TiO2) 2∼4중량%가 혼합되어 이루어진 분말이 열확산노즐(20)의 분출구멍(23) 및 열기안내홈(24)에 용사되어서 이루어지고, 50∼600㎛의 두께로 이루어지며, 경도는 900∼1000HV를 유지하도록 플라즈마 코팅된다.
이 마모방지코팅층은 산화크롬(Cr2O3) 96∼98중량% 및 이산화티타늄(TiO2) 2∼4중량%가 혼합되어 이루어진 분말이 용사되어서 이루어진다.
열확산노즐(20)의 분출구멍(23) 및 열기안내홈(24)의 외주면에 세라믹 코팅을 하는 이유는 마모 방지 및 부식 방지가 주목적이다. 세라믹 코팅은 크롬도금 또는 니켈크롬도금에 비해 내부식성, 내스크래치성, 내마모성, 내충격성 및 내구성이 뛰어나다.
산화크롬(Cr2O3)은, 금속 내부로 침입하는 산소를 차단시키는 부동태피막(Passivity Layer)의 역할을 함으로써 녹이 잘 슬지 않도록 하는 역할을 한다.
이산화티타늄(TiO2)은, 물리화학적으로 매우 안정적이고 은폐력이 높아서 백색안료로 많이 된다. 또한 굴절율이 높아서 고굴절율의 세라믹스에도 많이 이용되고 있다. 그리고 광촉매적 특성과 초친수성의 특성을 갖는다. 이산화티타늄(TiO2)은, 공기정화 작용, 항균작용, 유해물질 분해작용, 오염방지 기능, 변색 방지기능의 역할을 수행한다. 이러한 이산화티타늄(TiO2)은, 마모방지코팅층이 열확산노즐(20)의 분출구멍(23) 및 열기안내홈(24)에 확실하게 피복되도록 하며, 마모방지코팅층에 부착된 이물질을 분해, 제거하여 마모방지코팅층의 손상을 방지시킨다.
여기서, 산화크롬(Cr2O3)과 이산화티타늄(TiO2)을 혼합하여서 사용할 경우, 이들의 혼합 비율은, 산화크롬(Cr2O3) 96∼98중량%에 이산화티타늄(TiO2) 2∼4중량%가 혼합되는 것이 바람직하다.
산화크롬(Cr2O3)의 혼합비율이 96∼98%보다 적을 경우, 고온 등의 환경에서 산화크롬(Cr2O3)의 피복이 파괴되는 경우가 종종 발생되었으며, 이에 따라 열확산노즐(20)의 분출구멍(23) 및 열기안내홈(24)의 외주면의 녹방지 효과가 급격이 저하되었다.
이산화티타늄(TiO2)의 혼합비율이 2∼4중량%보다 적을 경우, 이를 산화크롬(Cr2O3)에 혼합하는 목적이 퇴색될 정도로 이산화티타늄(TiO2)의 효과가 미미하였다. 즉, 이산화티타늄(TiO2)은 열확산노즐(20)의 분출구멍(23) 및 열기안내홈(24)에 부착되는 이물질을 분해, 제거하여서 열확산노즐(20)의 분출구멍(23) 및 열기안내홈(24)이 부식되거나 손상되는 것을 방지시키는데, 그 혼합비율이 2∼4중량%보다 작을 경우, 부착된 이물질을 분해하는데 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다.
이러한 재료들로 이루어진 코팅층은, 열확산노즐(20)의 분출구멍(23) 및 열기안내홈(24)에 50∼600㎛의 두께로 이루어지고, 경도는 900∼1000HV, 표면조도는 0.1∼0.3㎛를 유지하도록 플라즈마 코팅된다.
이러한 마모방지코팅층은, 상기의 분말가루와 1400℃의 가스를 마하 2정도의 속도로 열확산노즐(20)의 분출구멍(23) 및 열기안내홈(24)에 제트분사하여서 50∼600㎛으로 용사한다.
마모방지코팅층의 두께가 50㎛ 미만일 경우, 상술한 세라믹 코팅층에 의한 효과가 보장되지 못하게 되며, 마모방지코팅층의 두께가 600㎛을 초과할 경우, 상술한 효과의 증대는 미미한 반면 과다한 세라믹코팅에 의해 작업시간 및 재료비가 낭비되는 문제점이 있다.
열확산노즐(20)의 분출구멍(23) 및 열기안내홈(24)에 마모방지코팅층이 코팅되는 동안 열확산노즐(20)의 분출구멍(23) 및 열기안내홈(24)의 온도는 상승되는데, 가열된 열확산노즐(20)의 분출구멍(23) 및 열기안내홈(24)의 변형이 방지되도록 열확산노즐(20)의 분출구멍(23) 및 열기안내홈(24)이 냉각장치(미도시)로 냉각되어서 150∼200℃의 온도를 유지하도록 된다.
마모방지코팅층의 둘레에는 금속계 유리 석영 계통으로 이루어진 무수크롬산(CrO3)으로 이루어진 실링재가 더 도포될 수 있다. 무수크롬산은 무기실링재로써 크롬니켈 분말로 이루어진 코팅층 둘레에 도포된다.
무수크롬산(CrO3)은, 높은 내마모, 윤활성, 내열성, 내식성, 이형성을 필요로 하는 곳에 사용되며, 대기중에서 변색이 안되고, 내구성이 크며, 내마모성과 내식성이 좋다. 실링재의 코팅 두께는 0.3∼0.5㎛ 정도가 바람직하다. 실링재의 코팅두께가 0.3㎛ 미만이면 약간의 스크래치홈에도 실링재가 쉽게 파이면서 벗겨지게 되므로 상술한 효과를 얻을 수 없게 된다. 실링재의 코팅두께가 0.5㎛를 초과할 정도로 두껍게 하면 도금면에 핀홀(pin hole), 균열 등이 많게 된다. 따라서 실링재의 코팅두께는 0.3∼0.5㎛ 정도가 바람직하다.
따라서 열확산노즐(20)의 분출구멍(23) 및 열기안내홈(24)에 내마모성 및 내산화성이 뛰어난 코팅층이 형성되므로 열확산노즐(20)의 분출구멍(23) 및 열기안내홈(24)이 마모되거나 산화되는 것이 방지되고, 이에 따라 제품의 수명이 연장된다.
도 5는 체결볼트(39)에 역회전제동와셔(50)가 설치된 상태를 보인 개략적 부분 단면도이다.
역회전제동와셔(50)는 볼트머리 하부에 결합되어서 체결볼트(39)의 풀림을 방지시키며 상부역회전제동와셔(51)와 하부역회전제동와셔(54)로 구성된다.
상부역회전제동와셔(51)는, 상부면에 체결볼트(39)의 머리부에 접촉되는 상부톱니(52)가 형성되고, 하부면에 체결볼트(39)의 나사산 경사각보다 큰 각도의 하부캠면(53)이 형성된 구조로 구비된다. 하부역회전제동와셔(54)는 하부면에 제1체결리브(34) 또는 제2체결리브(38)에 접촉되는 하부톱니(55)가 형성되고, 상부면에는 상부역회전제동와셔(51)의 하부캠면(53)과 맞물리도록 체결볼트(39)의 나사산 경사각보다 큰 각도의 상부캠면(56)이 형성된 구조로 구비된다.
따라서, 하부역회전제동와셔(54)의 하부톱니(55)가 제1체결리브(34) 또는 제2체결리브(38)에 밀착되도록 하고, 연이어 하부역회전제동와셔(54) 위에 상부역회전제동와셔(51)를 적층시키되, 하부역회전제동와셔(54)의 상부캠면(56)과 상부역회전제동와셔(51)의 하부캠면(53)이 서로 치합되게 적층시킨 후, 이어서 체결볼트(39)를 상부역회전제동와셔(51), 하부역회전제동와셔(54), 제1체결리브(34), 제2체결리브에 관통시킨다. 그리고 체결볼트(39)의 수나사부에 체결너트(40)를 체결시킨다.
이에 따라, 체결볼트(39)의 머리부 저면에 상부역회전제동와셔(51)의 상부톱니(52)가 밀착됨으로써, 체결볼트(39)가 느슨해지는 것이 방지될 수 있고, 결국 분기관클램프(30)가 쉽게 풀리지 않으므로 분기관(10)이 배기관(3)에 견고하게 장착된다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예를 보인 개략적 부분 단면도이다. 이러한 본 발명은 분기관(10)의 입구(11) 끝단이 배기관(3)의 길이방향을 향하도록 배기관(3) 내에 위치된다.
따라서, 분기관(10)의 입구(11) 끝단이 배기관 내에 위치되고 배기관(3)의 길이방향 및 배기가스의 배출방향과 나란히 배치되어 있으므로, 배기가스가 분기관(10)의 입구(11)로 자연스럽게 유입된다.
이와 같이 배기가스가 분기관(10)의 입구(11)로 원활히 유입되므로 열확산노즐(20)에서 분출되는 배기가스의 배기압이 크게 저하되지 않는다.
즉, 배기관(3)을 통과하는 배기가스가 분기관(10)의 입구(11)로 자연스럽게 유도되며, 이에 따라 배기가스가 분기관(10)으로 유입되면서 분기관(10)의 내벽에 심하게 충돌되지 않는다.
그러므로 배기가스의 배기압이 분기관(10)으로 유입된 후에도 크게 저하되지 않으며, 결국 배기열이 열확산노즐(20)을 통해서 고압으로 분출되므로, 해빙 효과가 크게 감소되지 않는다.
또한, 이러한 본 발명의 분기관(10)은 입구(11)의 직경이 다른 부분의 직경에 비해 더 크다. 따라서 분기관(10)의 입구(11)로 유입된 배기가스는 분기관(10)을 통과하는 동안 배기압이 증가되며 이에 따라 분출압이 증가된다. 그러므로 배기가스는 분기관(10)의 입구(11)에 유입될 때보다 출구(12)로 배출될 때에 압력이 상승하므로 열확산노즐(20)의 분출압이 상승되며, 이에 따라 해빙효과가 향상된다.
1 : 차량 2 : 바퀴
3 : 배기관 10 : 분기관
11 : 입구 12 : 출구
20 : 열확산노즐 21 : 체결부
22 : 열확산바디 23 : 분출구멍
24 : 열기안내홈 30 : 분기관클램프
31 : 제1클램프 32 : 제1배기관안착부
33 : 제1분기관안착부 34 : 제1체결리브
35 : 제2클램프 36 : 제2배기관안착부
37 : 제2분기관안착부 38 : 제2체결리브
39 : 체결볼트 40 : 체결너트
50 : 역회전제동와셔 51 : 상부역회전제동와셔
52 : 상부톱니 53 : 하부캠면
54 : 하부역회전제동와셔 55 : 하부톱니
56 : 상부캠면

Claims (4)

  1. 일단의 입구(11)가 차량(1)의 배기관(3)에 연결되어서 차량(1)의 배기가스에서 발생되는 배기열이 유입되고, 타단의 출구(12)가 차량(1) 바퀴(2)측 노면을 향하도록 설치되어 있는 분기관(10);
    분기관(10)의 출구(12) 측에 결합되어서 배출되는 배기열을 노면측으로 확산시키는 열확산노즐(20);
    배기관(3) 및 분기관(10)에 결합되어서 분기관(10)을 지지하는 분기관클램프(30)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 배기열을 이용한 해빙장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 열확산노즐(20)은,
    분기관(10)의 출구(12)에 체결되는 체결부(21)와,
    체결부(21)로부터 일체로 연장된 중공형의 원뿔모양 열확산바디(22)와,
    열확산바디(22)에 나선방향을 따라 관통 형성된 분출구멍(23)과,
    열확산바디(22)의 외면에 나선 방향을 따라 형성되어 분출구멍(23)에서 나오는 열기의 분사방향을 나선방향으로 안내하는 열기안내홈(24)으로 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 배기열을 이용한 해빙장치.
  3. 청구항 1에 있어서, 분기관클램프(30)는,
    중앙 부분에 배기관(3)의 일부가 안착되도록 제1배기관안착부(32)가 형성되어 있고 양측에 분기관(10)의 일부가 안착되도록 제1분기관안착부(33)가 형성되어 있으며 양단에 제1체결리브(34)가 형성되어 있는 제1클램프(31)와,
    중앙 부분에 제1배기관안착부(32)와 함께 한짝을 이루어서 배기관(3)의 둘레를 감싸는 제2배기관안착부(36)가 형성되어 있고 양측에 제1분기관안착부(33)와 함께 한짝을 이루어서 분기관(10)의 둘레를 감싸는 제2분기관안착부(37)가 형성되어 있으며 양단에 제1체결리브(34)에 대응되는 제2체결리브(38)가 형성되어 있는 제2클램프(35)와,
    제1클램프(31)의 제1체결리브(34) 및 제2클램프(35)의 제2체결리브(38)에 체결되는 체결볼트(39) 및 체결너트(40)로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 배기열을 이용한 해빙장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    분기관(10)의 입구(11) 끝단이 배기관(3)의 길이방향을 향하도록 배기관(3) 내에 위치되는 것을 특징으로 하는 차량용 배기열을 이용한 해빙장치.
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