KR20170053200A - 철도차량의 이단적재 화차용 차체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 철도차량의 이단적재 화차용 차체에 관한 것으로; 중앙부에 1층용 컨테이너의 하부가 안착 가능한 안착홈부가 형성되고, 전반부와 후반부에는 상기 1층용 컨테이너의 상부에 적재되는 2층용 컨테이터의 하부 일측을 지지하도록 전반 및 후반 지지돌부가 상향돌출되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 컨테이너를 2단으로 적재가 가능해 기존의 일단적재에 비하여 화물 수송량 향상과 이에 따른 제반 비용을 절감할 수 있어 철도 물류 경쟁력을 높일 수 있다.

Description

철도차량의 이단적재 화차용 차체 {Carbody for two cilumn loading freight railcar}

본 발명은 철도차량의 이단적재 화차용 차체에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 철도를 이용한 컨테이너의 수송량을 늘릴 수 있도록 컨테이너를 이단으로 적재하면서도 차체 길이를 기존에 비해 길게 설계하고 차체를 곡형(well type)으로 제작하여 차체 바닥을 낮춘 구조의 이단적재 화차용 차체에 관한 것이다.

일반적으로 화물열차(화차;貨車)는 화물 수송을 위한 철도 차량으로 이루어진 열차를 의미한다.

현재 우리 나라에서 운행중인 화차는 유개화차(有蓋貨車), 무개화차(無蓋貨車), 평판화차, 조차(槽車), 컨테이너화차 등 다양한 종류가 있는데, 유개화차란 화차의 적재함에 지붕이 있는 화차를 말하고, 무개화차란 적재함에 지붕이 없는 화차를 지칭하는 것으로 유개화차에 적재하지 못하는 장척화물(長尺貨物)이나 특대화물(特大貨物) 또는 무연탄, 광석, 철근 등과 같이 화물이 비에 젖거나 인화의 우려가 없는 화물을 적재하여 운송하며, 무개화차에는 일반차와 호퍼차(hopper car), 자갈차 등도 포함된다.

이와 같은 화차의 일 예로 컨테이너 화차의 일반적인 구조가 공개특허 제10-2013-0100576호에 제안된 바 있으며, 국내에 적용되고 있는 컨테이너 화차는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 컨테이너 평판화차 또는 이단적재화차 등이 있다.

도 1은 국내에 적용되고 있는 컨테이너 평판화차를 도시한 도면으로, 화차에 40피트 컨테이너 1개 또는 20피트 컨테이너 2개를 적재하도록 되어 있고, 도 2는 컨테이너 이단적재화차를 도시한 도면으로 곡형(well type)으로 하여 차체 바닥을 낮추어 40피트 컨테이너를 2단으로 2개를 적재할 수 있다.

그런데, 국내 전차선의 높이는 최소 5.2m로서 해외 이단적재열차 운용국가의 전차선 높이(미국 7.1m, 중국 6.6m, 인도 7.5m)보다 낮고, 또한 축중의 경우도 국내는 22톤으로 미국(36.3톤) 및 중국(25톤)으로 해외 이단적재열차를 운용하기가 어렵다.

따라서, 국내에서 운행되고 있는 컨테이너화차는 경쟁력을 확보할 수 있도록 2단적재 등과 같이 수송량의 증대가 요구되고 있는 실정이다.

참고문헌: 공개특허 제10-2013-0100576호

따라서, 본 발명은 이러한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 철도를 이용한 컨테이너의 수송량을 늘릴 수 있도록 구조를 개선한 철도차량의 이단적재 화차용 차체를 제공하는데 그 목적이 있다.

특히, 본 발명은 컨테이너를 이단(또는 2층)으로 적재하면서도 차체 길이를 기존에 비해 길게 설계하고 차체를 곡형(well type)으로 제작하여 차체의 중앙 바닥을 낮춘 구조의 이단적재 화차용 차체를 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은;

중앙부에 1층용 컨테이너의 하부가 안착 가능한 안착홈부가 형성되고, 전반부와 후반부에는 상기 1층용 컨테이너의 상부에 적재되는 2층용 컨테이터의 하부 일측을 지지하도록 전반 및 후반 지지돌부가 상향돌출되는 것을 특징으로 하는 철도차량의 이단적재 화차용 차체를 제공한다.

이때, 상기 안착홈부에 안착되는 1층용 컨테이너는 하나의 40피트 컨테이너인 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 안착홈부에 안착되는 1층용 컨테이너는 2개의 20피트 컨테이너인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 2층용 컨테이터는 2개의 40피트 컨테이너인 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 차체는 중앙부는 낮추고 전반부와 후반부는 높인 곡형 구조이며, 상기 차체의 전반부와 후반부의 하측에는 전방 및 후방 대차가 구비되며, 상기 차체의 중앙부는 저상 구조인 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 전방 및 후방 대차는 축중에 대한 개선을 위해 2개의 윤축이 나란히 배치되는 3축 대차인 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 차체의 중앙부 양측에는 1층용 컨테이너의 좌우 양측면을 지지할 수 있도록 측벽을 형성하여 1층용 컨테이너가 적재가능한 안착홈부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 측벽은 트러스 구조의 강재로 보강한 구조인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 전반 및 후반 지지돌부는 상기 안착홈부에 적재된 1층용 컨테이너의 높이와 동일하게 형성되는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 전반 및 후반 지지돌부에는 상기 2층용 컨테이너의 모서리를 지지하는 컨테이너 고정부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 안착홈의 모서리에는 모서리 가이드가 구비된 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 모서리 가이드는 1층용 컨테이너의 모서리부분을 안내할 수 있도록 상부로 갈수록 외측으로 경사지는 모서리 안내면이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 안착홈의 중간부 양측 가장자리에는 측면 가이드가 구비된 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 측면 가이드는 1층용 컨테이너의 양측면 부분을 안내할 수 있도록 상부로 갈수록 외측으로 경사지는 측면 안내면이 형성되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 측면 가이드는 하측에 구획돌기가 더 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 컨테이너를 2단으로 적재가 가능해 기존의 일단적재에 비하여 화물 수송량 향상과 이에 따른 제반 비용을 절감할 수 있어 철도 물류 경쟁력을 높일 수 있다.

아울러, 본 발명은 차체를 중앙부는 낮고 전반부와 후반부는 높게 곡형(well type)으로 제작하고 강도 및 처짐을 고려해 측벽을 트러스 구조의 강제로 보강하여 견고하고, 3축대차를 적용하고 길이를 길게 형성하여 컨테이너의 수송량을 증대시켜 컨테이너화차의 경쟁력을 확보할 수 있다.

도 1은 종래 일반적인 컨테이너 평판화차의 일 예를 도시한 도면이다.
도 2는 종래 일반적인 컨테이너 이단적재화차의 일 예를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 철도차량의 이단적재 화차용 차체의 개념도이다.
도 4는 이단적재 화차용 차체의 프레임 구조를 도시한 도면이다.
도 5는 도 4에 도시한 안착홈 내부 모서리에 구비되는 모서리 가이드를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 6은 도 4에 도시한 안착홈의 중간부 양측 가장자리에 구비되는 측면 가이드를 설명하기 위해 도시한 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 철도차량의 이단적재 화차용 차체를 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 기술되는 실시 예에 의하여 그 특징들을 이해할 수 있을 것이다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 3 내지 도 6을 참고하면, 본 발명에 따른 철도차량의 이단적재 화차용 차체(100)는 최대 3개의 40피트 컨테이너를 한번에 적재하거나, 2개의 40피트 컨테이너와 2개의 20피트 컨테이너를 한번에 적재할 수 있어 철도를 이용한 컨테이너의 수송량을 대폭 증대시켜 화물운송에 대한 경쟁력을 향상시킬 수 있다.

이와 같은 이단적재화차(1)는 화물을 수용할 수 있는 컨테이너를 실을 수 있는 차체(100)와, 상기 차체(100)의 하부에 구비되는 대차(200,200')로 이루어진다.

이때, 상기 대차(200,200')는 본 발명에 따른 차체(100)의 하부에 위치하는 것으로, 대차프레임과, 상기 대차프레임의 하부에 구비되며 소경의 차륜이 차축의 양단에 구비되는 복수의 윤축으로 이루어진다.

상기 대차프레임은 일정간격으로 평행하게 배치되는 2개의 종축지지대(side frame)와, 상기 종축지지대를 연결하는 적어도 하나 이상의 횡축지지대(cross beam)로 이루어질 수 있다.

이와 같은 대차프레임은 금속재질로 이루어질 수 있지만, 필요에 따라 섬유강화 복합소재로 이루어짐도 가능하다.

상기 대차프레임의 중앙에는 대차(200,200')와 차체(100) 사이의 견인력을 전달하는 센터 피봇(center pivot)이 구비될 수 있다.

한편, 본 발명의 차체에 적용되는 대차(200,200')는 2개의 윤축을 갖는 2축 대차를 사용하는 것도 가능하지만, 화물운송에 대한 경쟁력 향상을 위하여 이단적재화차에 적용이 가능해야 하며, 축중에 대한 개선을 위해 3개의 윤축이 나란히 배치되는 3축 대차를 사용한다.

그리고, 상기 대차(200,200')와 차체(100)는 화차의 주행시 전달되는 충격을 흡수하기 위한 다양한 형태의 완충장치가 구비됨은 당연하다.

이와 같은 대차의 상부에 구비되는 본 발명에 따른 철도차량의 이단적재 화차용 차체(100)는 중앙부에 1층용 컨테이너(C1)의 하부가 안착 가능한 안착홈부(110)가 형성되고, 전반부와 후반부에는 상기 1층용 컨테이너(C1)의 상부에 적재되는 2층용 컨테이터(C2,C2')의 하부 일측을 지지하도록 전반 및 후반 지지돌부(120,130)가 상향돌출되어 중앙은 낮고 양측은 높은 곡형(Well Type)으로 이루어진다.

이하, 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명한다.

우선, 본 발명에 따른 철도차량의 이단적재 화차용 차체(100)를 통해 적재가능한 컨테이너는 규격화되어 있는 40피트 컨테이너 또는 20피트 컨테이너이다.

이때, 40피트 컨테이너는 대략 길이 12m, 폭 2.4m, 높이 2.6m의 사이즈이고, 20피트 컨테이너는 대략 길이 6m, 폭 2.4m, 높이 2.6m의 사이즈이다. 따라서, 20피트 컨테이너를 연속적으로 2개를 길이방향으로 배치하면 40피트 컨테이너의 규격과 일치한다.

한편, 상기 차체(100)는 복수의 철재 프레임을 부분적으로 용접하거나 볼트 및 너트 조립 등을 통해 일체로 제작하는 것으로, 중앙에는 1층용 컨테이너(C1)가 적재되고, 상기 1층용 컨테이너(C1)가 적재된 상태에서 2층용 컨테이터(C2,C2')를 적재할 수 있다.

이를 위해 상기 차체(100)의 중앙부는 낮추고 전반부와 후반부는 높인 곡형 구조로서 상기 차체(100)의 전반부와 후반부의 하측에는 전방 및 후방 대차(200,200')가 각각 구비되며, 중앙부는 낮은 저상 구조로 이루어진다.

이와 같은 차체(100)의 중앙부 양측에는 1층용 컨테이너(C1)의 좌우 양측면을 지지할 수 있도록 측벽(112)을 형성하여 1층용 컨테이너(C1)가 적재가능한 안착홈부(110)가 형성되는데, 이는 1개의 40피트 컨테이너 또는 2개의 20피트 컨테이너가 안착가능한 넓이를 가지며, 깊이는 상기 40피트 또는 20피트 컨테이너의 높이의 1/3 ~ 1/2를 유지하도록 함이 바람직하다.

이때, 차체(100)는 강도 및 처짐(캠버 17mm 이하)을 고려하여야 하며, 상기 측벽(112)은 트러스 구조의 강재로 보강한 구조를 갖도록 함이 바람직하다.

따라서, 상기 차체(100)의 중앙부에 형성되는 안착홈부(110)에 적재되는 1층용 컨테이너(C1)는 40피트 컨테이너 1개이거나 20피트 컨테이너 2개이다.

한편, 상기 차체(100)의 전반부와 후반부에 상향돌출되게 형성되는 전반 및 후반 지지돌부(120,130)는 안착홈부(110)에 적재된 1층용 컨테이너(C1)의 높이와 동일하게 형성한다

더욱이 상기 전반 및 후반 지지돌부(120,130)에는 상기 2층용 컨테이너(C2,C2')를 적재한 후 2단에 적재되는 2층용 컨테이너(C2,C2')를 지지하여 운반의 안정성을 확보하기 위해 상기 2층용 컨테이너(C2,C2')의 모서리 4 곳을 지지하고 컨테이너 고정부(122,132)를 구비함이 바람직하다.

특히, 이 같은 구조에 의하면 전반 및 후반 지지돌부(120,130)의 양측 4 곳에만 컨테이너 고정부(122,132)를 구비하고 있으므로, 20피트 컨테이너를 연속적으로 적층하는 것은 운반시 불안정하므로 40피트 컨테이너만 2개를 연속적으로 적층함이 바람직하다.

그리고, 차체(100)는 전반 및 후반 지지돌부(120,130)와 1층용 컨테이너(C1)의 상부에 2층용 컨테이너(C2,C2')로서 40피트 컨테이너 2개를 연속적으로 적층할 수 있도록 차체(100)의 길이를 길게 설계한다.

한편, 상기 컨테이너 운반용 리치 스태커(reach stacker)로 1층용 컨테이너(C1)를 차체(100)에 적치시 안전하게 안내될 수 있도록 안착홈(110)의 모서리에 모서리 가이드(140)를 구비한다.

이때, 상기 모서리 가이드(140)는 상부로 갈수록 외측으로 경사지는 모서리 안내면(142)이 형성되어, 1층용 컨테이너(C1)를 운반하여 내려 놓는 경우 1층용 컨테이너(C1)의 모서리부분이 모서리 가이드(140)의 모서리 안내면(142)을 따라 안내되어 안정적으로 안착될 수 있게 된다.

이 경우 1층용 컨테이너(C1)는 40피트 컨테이너의 경우 4곳의 모서리 부분이 안착홈(110) 내부 모서리에 모서리 가이드(140)를 따라 안내되어 안정적으로 안내된다.

또한, 상기 안착홈(110)의 중간부 양측 가장자리에는 측면 가이드(150)를 구비한다.

이때, 상기 측면 가이드(150) 역시 상부로 갈수록 외측으로 경사지는 측면 안내면(152)이 형성되어, 1층용 컨테이너(C1)를 운반하여 내려 놓는 경우 1층용 컨테이너(C1)의 양 측면부분이 측면 가이드(150)의 측면 안내면(152)을 따라 안내되어 안정적으로 안착될 수 있게 된다.

특히, 상기 측면 가이드(150)는 하측에 구획돌기(154)가 더 형성되어 1층용 컨테이너(C1)로 20피트 컨테이너 2개를 적재하는 경우에는 구획돌기(154)부분으로 20피트 컨테이너의 일부 모서리를 안정적으로 지지할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형 가능한 것으로, 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1: 이단적재화차 100: 차체
110: 안착홈부 112: 측벽
120: 전반 지지돌부 122: 컨테이너 고정부
130: 후반 지지돌부 132: 컨테이너 고정부
140: 모서리 가이드 142: 모서리 안내면
150: 측면 가이드 152: 측면 안내면
154: 구획돌기 200,200': 대차
C1: 1층용 컨테이너 C2,C2': 2층용 컨테이터

Claims (15)

1. 중앙부에 1층용 컨테이너의 하부가 안착 가능한 안착홈부가 형성되고, 전반부와 후반부에는 상기 1층용 컨테이너의 상부에 적재되는 2층용 컨테이터의 하부 일측을 지지하도록 전반 및 후반 지지돌부가 상향돌출되는 것을 특징으로 하는 철도차량의 이단적재 화차용 차체.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 안착홈부에 안착되는 1층용 컨테이너는 하나의 40피트 컨테이너인 것을 특징으로 하는 철도차량의 이단적재 화차용 차체.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 안착홈부에 안착되는 1층용 컨테이너는 2개의 20피트 컨테이너인 것을 특징으로 하는 철도차량의 이단적재 화차용 차체.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 2층용 컨테이터는 2개의 40피트 컨테이너인 것을 특징으로 하는 철도차량의 이단적재 화차용 차체.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 차체는 중앙부는 낮추고 전반부와 후반부는 높인 곡형 구조이며, 상기 차체의 전반부와 후반부의 하측에는 전방 및 후방 대차가 구비되며, 상기 차체의 중앙부는 저상 구조인 것을 특징으로 하는 철도차량의 이단적재 화차용 차체.
   
6. 제 1항에 있어서,
   상기 전방 및 후방 대차는 축중에 대한 개선을 위해 2개의 윤축이 나란히 배치되는 3축 대차인 것을 특징으로 하는 철도차량의 이단적재 화차용 차체.
   
7. 제 1항에 있어서,
   상기 차체의 중앙부 양측에는 1층용 컨테이너의 좌우 양측면을 지지할 수 있도록 측벽을 형성하여 1층용 컨테이너가 적재가능한 안착홈부가 형성되는 것을 특징으로 하는 철도차량의 이단적재 화차용 차체.
   
8. 제 7항에 있어서,
   상기 측벽은 트러스 구조의 강재로 보강한 구조인 것을 특징으로 하는 철도차량의 이단적재 화차용 차체.
   
9. 제 1항에 있어서,
   상기 전반 및 후반 지지돌부는 상기 안착홈부에 적재된 1층용 컨테이너의 높이와 동일하게 형성되는 것을 특징으로 하는 철도차량의 이단적재 화차용 차체.
   
10. 제 1항에 있어서,
    상기 전반 및 후반 지지돌부에는 상기 2층용 컨테이너의 모서리를 지지하는 컨테이너 고정부를 구비하는 것을 특징으로 하는 철도차량의 이단적재 화차용 차체.
    
11. 제 1항에 있어서,
    상기 안착홈의 모서리에는 모서리 가이드가 구비된 것을 특징으로 하는 철도차량의 이단적재 화차용 차체.
    
12. 제 11항에 있어서,
    상기 모서리 가이드는 1층용 컨테이너의 모서리부분을 안내할 수 있도록 상부로 갈수록 외측으로 경사지는 모서리 안내면이 형성되는 것을 특징으로 하는 철도차량의 이단적재 화차용 차체.
    
13. 제 1항에 있어서,
    상기 안착홈의 중간부 양측 가장자리에는 측면 가이드가 구비된 것을 특징으로 하는 철도차량의 이단적재 화차용 차체.
    
14. 제 13항에 있어서,
    상기 측면 가이드는 1층용 컨테이너의 양측면 부분을 안내할 수 있도록 상부로 갈수록 외측으로 경사지는 측면 안내면이 형성되는 것을 특징으로 하는 철도차량의 이단적재 화차용 차체.
    
15. 제 13항에 있어서,
    상기 측면 가이드는 하측에 구획돌기가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 철도차량의 이단적재 화차용 차체.

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