KR20200058946A

KR20200058946A - 유도가열 방식을 이용한 철도 분기부 히팅장치

Info

Publication number: KR20200058946A
Application number: KR1020180143684A
Authority: KR
Inventors: 이형우; 박찬배; 오형석; 정거철
Original assignee: 한국교통대학교산학협력단
Priority date: 2018-11-20
Filing date: 2018-11-20
Publication date: 2020-05-28

Abstract

본 발명은 유도가열 방식을 이용한 철도 분기부 히팅장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 철도 분기부의 측면 일측에 적어도 하나가 설치되는 히팅장치에 있어서, 일면이 상기 측면 일측에 접촉되어 부착되는 발열판; 상기 발열판의 타면 일측에 구비되며, 개방부인 중심단을 감싸는 형태로 권취되는 코일; 상기 중심단에 구비되는 중심부와, 상기 코일 외곽을 감싸는 외곽부와, 상기 중심부와 상기 외곽부를 연결하는 측부를 갖는 E타입 코어; 및 상기 코일에 고주파 교류전류를 인가하여 상기 코일에 자기장을 발생시키는 전류 인가부;를 포함하여, 상기 발열판은 상기 자기장에 의해 와전류가 흐르고, 상기 발열판이 갖는 저항에 의해 줄열이 발생되는 것을 특징으로 하는 유도가열 방식을 이용한 철도 분기부 히팅장치에 관한 것이다.

Description

유도가열 방식을 이용한 철도 분기부 히팅장치{A heating device for railway turnout using induction heating}

본 발명은 유도가열 방식을 이용한 철도 분기부 히팅장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 E타입 코어를 갖는 타입 또는 코어가 없는 공심형 타입의 히팅장치를 철도의 분기부에 설치하여 유도가열방식을 통해 철도 분기부에 적설 또는 결빙을 신속하게 제거할 수 있는 유도가열 방식을 이용한 철도 분기부 히팅장치에 관한 것이다.

현재 국내 철도 분기부의 히팅장치로 레일히터를 적용 중이며, 레일히터의 방식은 열선으로 선로에 부착되어 열이 전도되는 방식이다. 도 1은 종래 전열선 방식의 철도 분기부 히팅장치 사진을 나타낸 것이다.

기존 전열선 방식은 국내뿐만 아니라 해외에서도 적용되어 있는 기술이며, 오래된 기술로 많은 단점을 가지고 있다. 기존 열선은 간단한 구조로 설치가 용이하지만, 열전도 효율이 매우 낮고, 기존에 사용되는 재질은 열적 손실이 높으며, 많은 양의 전력을 소모하는 실태이다.

위와 같은 단점으로 신속한 분기부의 적설 및 결빙 제거가 어려워 철도 분기부가 제 역할을 하지 못하게 되어 열차 지연 사례가 빈번히 발생하게 된다.

또한 레일 히터는 고장 등으로 인한 교체 시 6~8m 가량의 전열선을 교체해야하는 실정으로, 유지보수 측면에서 많은 비용과 인력이 소요된다. 그리고 단시간 안에 철도 분기부의 적설 및 결빙을 제거하지 못함은 빈번한 열차 지연을 발생하며 극단적인 경우 열차 탈선, 궤도 이탈을 야기할 수 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해 전열선 방식이 아닌 전기적 효율과 열효율이 우수한 새로운 방식의 철도 분기부 히팅시스템이 요구되었다.

한국공개특허 제10-2016-0073256호 한국등록특허 제10-1203065호

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 실시예에 따르면, 동절기 철도 분기부에 포함되는 여러 장치들의 동작을 원활하게 유지하기 위한 히팅 장치로서, 철도 분기부, 레일에 설치된 히팅 장치의 영역에 열을 전도시켜 눈과 얼음의 형성을 막을 뿐만 아니라 이미 쌓인 눈, 적설과 융설된 물의 결빙을 방지할 수 있는 유도가열 방식을 이용하는 철도 분기부 히팅장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 최단시간 내에 금속을 가열할 수 있는 고효율 기술인 유도가열 기술을 적용하여 특정 부위에 집중적으로 가열할 수 있어 효율적인 유도가열 방식을 이용하는 철도 분기부 히팅장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 이미 가전 및 산업 부문에서 폭 넓게 이용되고 있는 유도가열 기술을 철도 분기부 히팅시스템에 접목하여 기존의 전열선 방식보다 높은 효율을 갖고, 레일을 발열체로하여 직접 가열하는 방식이 아닌 자체적으로 지닌 발열판을 가열하여 다수의 소정 영역을 간접적으로 가열하게 되며, 매우 긴 길이를 가지는 레일 자체를 발열체로 쓸 시 레일에 발생하는 열만큼 방열되는 열 또한 많을 것이고 이렇게 레일 자체를 가열할 때 생기는 열적 손실을 고려하여, 히팅장치에 구성되어 있는 발열판을 주기적으로 가열함으로써 철도 분기부에 열을 고르게 전도시킬 수 있는 유도가열 방식을 이용하는 철도 분기부 히팅장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 단시간 내에 철도 분기부 표면 및 주위에 쌓인 눈과 융설된 눈이 얼어 생기는 얼음을 제거하여 동절기 철도 분기부 보호 및 사고를 예방할 수 있는 유도가열 방식을 이용하는 철도 분기부 히팅장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

그리고, 본 발명의 일실시예에 따르면, 철도 분기부 히팅장치에 있어서, 기존의 전열선을 사용하는 방식이 아닌, 유도가열 기술을 이용하며 자체적 발열판을 가지는 철도 분기부 히팅장치에 관한 것으로써, 기존의 분기부 히팅장치인 열선방식이 아닌 유도발열 방식으로 종래의 문제점을 개선할 수 있고, 유도가열 방식으로부터 최단시간 가열이 가능하기에 철도 분기부 장애로부터 발생하는 열차 지연 및 사고들을 예방할 수 있으며, 이로 인한 전력 및 인력 소모를 줄일 수 있고, 유도가열 방식은 전열선 방식보다 열적 손실이 적으므로 열 효율이 우수하고, 레일을 발열체로 사용하지 않고 자체적 발열판을 이용한 가열이기에 레일의 국부적 영역을 주기적으로 가열하여 열적 손실을 방지할 수 있는 유도가열 방식을 이용하는 철도 분기부 히팅장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 제1목적은, 철도 분기부의 측면 일측에 적어도 하나가 설치되는 히팅장치에 있어서, 일면이 상기 측면 일측에 접촉되어 부착되는 발열판; 상기 발열판의 타면 일측에 구비되며, 개방부인 중심단을 감싸는 형태로 권취되는 코일; 및 상기 코일에 고주파 교류전류를 인가하여 상기 코일에 자기장을 발생시키는 전류 인가부;를 포함하여, 상기 발열판은 상기 자기장에 의해 와전류가 흐르고, 상기 발열판이 갖는 저항에 의해 줄열이 발생되는 것을 특징으로 하는 유도가열 방식을 이용한 철도 분기부 히팅장치로서 달성될 수 있다.

상기 제1목적에 있어서, 그리고 코일은 복수의 중심단을 기준으로 상기 중심단 각각을 감싸며 각각이 서로 이격된 복수의 외곽단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 제2목적은, 철도 분기부의 측면 일측에 적어도 하나가 설치되는 히팅장치에 있어서, 일면이 상기 측면 일측에 접촉되어 부착되는 발열판; 상기 발열판의 타면 일측에 구비되며, 개방부인 중심단을 감싸는 형태로 권취되는 코일; 상기 중심단에 구비되는 중심부와, 상기 코일 외곽을 감싸는 외곽부와, 상기 중심부와 상기 외곽부를 연결하는 측부를 갖는 E타입 코어; 및 상기 코일에 고주파 교류전류를 인가하여 상기 코일에 자기장을 발생시키는 전류 인가부;를 포함하여, 상기 발열판은 상기 자기장에 의해 와전류가 흐르고, 상기 발열판이 갖는 저항에 의해 줄열이 발생되는 것을 특징으로 하는 유도가열 방식을 이용한 철도 분기부 히팅장치로서 달성될 수 있다.

제2목적에 있어서, 코어의 중심부는 복수로 구비되며, 상기 코일은 상기 중심부 각각에 권취되는 형태로 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

제1, 제2목적에 있어서, 상기 전류인가부를 통해 인가되는 고주파 교류전류의 주파수와 전류세기를 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

제1, 제2목적에 있어서, 상기 철도 분기부 일측에 구비되어 온도를 실시간으로 측정하는 온도센서; 및 상기 철도 분기부 일측에 구비되어 결빙을 감지하는 감지부 중 적어도 어느 하나를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 온도센서에서 측정된 온도값이 설정온도값 이하 또는 상기 감지부에서 결빙을 감지하는 경우 상기 전류인가부를 구동하도록 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 유도가열 방식을 이용하는 철도 분기부 히팅장치에 따르면, 동절기 철도 분기부에 포함되는 여러 장치들의 동작을 원활하게 유지하기 위한 히팅 장치로서, 철도 분기부, 레일에 설치된 히팅 장치의 영역에 열을 전도시켜 눈과 얼음의 형성을 막을 뿐만 아니라 이미 쌓인 눈, 적설과 융설된 물의 결빙을 방지할 수 있는 효과를 갖는다.

본 발명의 실시예에 따른 유도가열 방식을 이용하는 철도 분기부 히팅장치에 따르면, 최단시간 내에 금속을 가열할 수 있는 고효율 기술인 유도가열 기술을 적용하여 특정 부위에 집중적으로 가열할 수 있어 효율적인 장점이 있다.

본 발명의 실시예에 따른 유도가열 방식을 이용하는 철도 분기부 히팅장치에 따르면, 이미 가전 및 산업 부문에서 폭 넓게 이용되고 있는 유도가열 기술을 철도 분기부 히팅시스템에 접목하여 기존의 전열선 방식보다 높은 효율을 갖고, 레일을 발열체로하여 직접 가열하는 방식이 아닌 자체적으로 지닌 발열판을 가열하여 다수의 소정 영역을 간접적으로 가열하게 되며, 매우 긴 길이를 가지는 레일 자체를 발열체로 쓸 시 레일에 발생하는 열만큼 방열되는 열 또한 많을 것이고 이렇게 레일 자체를 가열할 때 생기는 열적 손실을 고려하여, 히팅장치에 구성되어 있는 발열판을 주기적으로 가열함으로써 철도 분기부에 열을 고르게 전도시킬 수 있는 효과? 갖는다.

본 발명의 실시예에 따른 유도가열 방식을 이용하는 철도 분기부 히팅장치에 따르면, 단시간 내에 철도 분기부 표면 및 주위에 쌓인 눈과 융설된 눈이 얼어 생기는 얼음을 제거하여 동절기 철도 분기부 보호 및 사고를 예방할 수 있는 효과를 갖는다.

그리고, 본 발명의 실시예에 따른 유도가열 방식을 이용하는 철도 분기부 히팅장치에 따르면, 철도 분기부 히팅장치에 있어서, 기존의 전열선을 사용하는 방식이 아닌, 유도가열 기술을 이용하며 자체적 발열판을 가지는 철도 분기부 히팅장치에 관한 것으로써, 기존의 분기부 히팅장치인 열선방식이 아닌 유도발열 방식으로 종래의 문제점을 개선할 수 있고, 유도가열 방식으로부터 최단시간 가열이 가능하기에 철도 분기부 장애로부터 발생하는 열차 지연 및 사고들을 예방할 수 있으며, 이로 인한 전력 및 인력 소모를 줄일 수 있고, 유도가열 방식은 전열선 방식보다 열적 손실이 적으므로 열 효율이 우수하고, 레일을 발열체로 사용하지 않고 자체적 발열판을 이용한 가열이기에 레일의 국부적 영역을 주기적으로 가열하여 열적 손실을 방지할 수 있는 효과를 갖는다.

한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 종래 전열선 방식의 철도 분기부 히팅장치 사진,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 히팅장치가 부착된 철도 분기부의 사시도,
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 E타입 철심형 히팅장치가 설치된 철도 분기부의 정면도,
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 유도가열방식을 이용하는 E타입 철심형 철도 분기부 히팅장치의 사시도,
도 5a는 본 발명의 제1실시예에 따른 유도가열방식을 이용하는 E타입 철심형 철도 분기부 히팅장치의 단면도,
도 5b는 본 발명의 제1실시예에 따른 E타입 코어의 단면도,
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 유도가열방식을 이용하는 E타입 철심형 철도 분기부 히팅장치의 사시도,
도 7a는 본 발명의 제2실시예에 따른 유도가열방식을 이용하는 E타입 철심형 철도 분기부 히팅장치의 단면도,
도 7b는 본 발명의 제2실시예에 따른 E타입 코어의 단면도,
도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 유도가열방식을 이용한 공심형 철도 분기부 히팅장치의 사시도,
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 유도가열방식을 이용한 공심형 철도 분기부 히팅장치의 사시도,
도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 유도가열방식을 이용한 공심형 철도 분기부 히팅장치의 사시도를 도시한 것이다.

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.

본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 철도 분기부 히팅장치(100)의 구성 및 기능헤 대해 설명하도록 한다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 히팅장치(100)가 부착된 철도 분기부의 사시도를 도시한 것이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 철도분기부 히팅장치(100)는 철도 선도, 레일의 웹부(2)에 다수 설치되어 질 수 있음을 알 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 철도분기부 히팅장치(100)는 E타입 철심형과, 공심형 두가지 형태로 구성될 수 있다. 먼저 본 발명의 제1실시예에 따른 유도가열방식을 이용하는 E타입 철심형 철도 분기부 히팅장치(100)에 대해 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 E타입 철심형 히팅장치(100)가 설치된 철도 분기부의 정면도를 도시한 것이다. 그리고 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 유도가열방식을 이용하는 E타입 철심형 철도 분기부 히팅장치(100)의 사시도를 도시한 것이다. 그리고 도 5a는 본 발명의 제1실시예에 따른 유도가열방식을 이용하는 E타입 철심형 철도 분기부 히팅장치(100)의 단면도를 도시한 것이다. 또한, 도 5b는 본 발명의 제1실시예에 따른 E타입 코어(10)의 단면도를 도시한 것이다.

본 발명의 제1실시예에 따른 유도가열방식을 이용하는 E타입 철심형 철도 분기부 히팅장치(100)는 도 3, 도 4, 도 5a에 도시된 바와 같이, 발열판(30)의 일면이 철도 선로(1)의 웹부(2) 일측에 접촉되어 부착되게 된다.

그리고 발열판(30)의 타면 일측에 코일(20)이 구비되며, 코일(20)은 개방부인 중심단(21)을 감싸는 외곽부(12)를 형성하며 권취되어 진다.

E타입 코어(10)는 도 3, 도 4, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 코일(20)의 중심단(21)에 위치되는 중심부(11)와, 코일(20)의 외곽단(22)을 감싸는 외곽부(12)와, 중심부(11)와 외곽부(12)를 연결하는 측부(13)를 포함하여 측단면이 E자형으로 구성되게 됨을 알 수 있다. 코일(20)의 외곽단(22)은 이러한 E타입 코어(10)의 중심부(11)를 기준으로 권취되어 지게 된다.

또한, 전류 인가부는 코일(20)에 고주파 교류전류를 인가하여 코일(20)에 자기장을 발생시키도록 구성된다. 따라서 발열판(30)은 코일(20)에서 발생된 자기장에 의해 와전류가 흐르게 되고, 발열판(30)이 갖는 저항에 의해 줄열이 발생되게 된다.

즉, E 타입 코어(10)의 중심부(11)를 기준으로 감긴 코일(20)이 있으며, 전류 인가부를 통해 코일(20)에 고주파 교류전류를 인가하면 이하의 수학식 1의 암페어 법칙에 의해 자기장이 발생한다.

[수학식 1]

수학식 1에서 H = 자계세기[A/m], J = 전류밀도[A/m²]이다.

[수학식 2]

수학식 2에서, e = 유기기전력[V], N = 코일 감은 횟수, Φ = 자속[Wb]이다.

코일(20)에서 발생한 자기장은 수학식 2의 페러데이 법칙으로부터 발열판(30)에 유도기전력을 발생시키고 이로 인해 발열판(30)에는 와전류가 흐르게 된다. 이 와전류는 발열판(30)이 가지는 저항으로 인해 줄 열[Joule‘s Heat]을 생성하고, 전력에 비례하는 줄 열로부터 가열된 발열판(30)이 레일에 열을 전도시킨다. 생성되는 전력은 이하의 수학식 3에 의해 결정되며, 발생되는 줄열의 열량은 이하의 수학식 4로 정의될 수 있다.

[수학식 3]

수학식 3에서, P = 전력[W], N = 코일 감은 횟수, R = 저항[Ω]

[수학식 4]

수학식 4에서, H= 열량[cal], t = 시간[s]이다.

또한, 본 발명의 제2실시예에 따른 유도가열방식을 이용하는 E타입 철심형 철도 분기부 히팅장치(100)는 코어(10)의 중심부(11)는 복수로 구비되며, 상기 코일(20)은 상기 중심부(11) 각각에 권취되는 형태로 구성될 수 있다. 도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 유도가열방식을 이용하는 E타입 철심형 철도 분기부 히팅장치(100)의 사시도를 도시한 것이다. 도 7a는 본 발명의 제2실시예에 따른 유도가열방식을 이용하는 E타입 철심형 철도 분기부 히팅장치(100)의 단면도를 도시한 것이고, 도 7b는 본 발명의 제2실시예에 따른 E타입 코어(10)의 단면도를 도시한 것이다.

도 7b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 E타입 코어(10)는 2개의 서로 특정간격 이격된 2개의 중심부(11)를 포함하여 구성될 수 있을을 할 수 있다. 그리고 코일(20)은 도 6 및 도 7a에 도시된 바와 같이, 이러한 코어(10)의 2개의 중심부(11) 각각에 대해 권취되어 지게 됨을 알 수 있다.

또한, 제어부는 전류인가부를 통해 인가되는 고주파 교류전류의 주파수와 전류세기를 제어하도록 구성된다. 제어부는 설정된 주기마다 전류인가부가 자동으로 작동될 수 있도록 제어할 수 있다.

또한, 철도 분기부 일측에 구비되는 온도센서를 통해 온도를 실시간으로 측정하도록 구성될 수 있다. 그리고 철도 분기부 일측에 감지부를 구비하여, 결빙을 실시간으로 감지하도록 구성될 수 있다. 따라서 제어부는 온도센서에서 측정된 온도값이 설정온도값 이하 또는 감지부에서 결빙을 감지하는 경우, 전류인가부를 구동하도록 제어하게 된다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 유도가열방식을 이용한 공심형 철도 분기부 히팅장치(100)의 구성 및 기능에 대해 설명하도록 한다. 도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 유도가열방식을 이용한 공심형 철도 분기부 히팅장치(100)의 사시도를 도시한 것이다.

본 발명의 제1실시예에 따른 유도가열방식을 이용한 공심형 철도 분기부 히팅장치(100)의 발열판(30)의 일면은 철도 선로(1)의 웹부(2) 일측에 접촉되어 부착되게 된다. 그리고 코어 없이 코일(20)은 발열판(30)의 타면 일측에 구비되며, 개방부인 중심단(21)을 감싸는 형태로 권취되게 된다.

그리고 전류 인가부는 코일(20)에 고주파 교류전류를 인가하여 코일(20)에 자기장을 발생시키게 된다. 따라서 발열판(30)은 자기장에 의해 와전류가 흐르고, 발열판(30)이 갖는 저항에 의해 줄열이 발생되게 된다.

또한, 코일(20)은 복수의 중심단(21)을 기준으로 중심단(21) 각각을 감싸며 각각이 서로 이격된 복수의 외곽단(22)을 포함하여 구성될 수 있다. 도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 유도가열방식을 이용한 공심형 철도 분기부 히팅장치(100)의 사시도를 도시한 것이다. 그리고 도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 유도가열방식을 이용한 공심형 철도 분기부 히팅장치(100)의 사시도를 도시한 것이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 발열판(30)의 타측에 2개의 개방부인 중심단(21)을 정의하고, 이러한 중심단(21) 각각을 감싸도록 코일(20)이 위치될 수 있으며, 이러한 코일(20)은 서로 특정간격 이격되어 배치되게 됨을 알 수 있다. 또한, 이러한 복수의 코일(20)은 도 10에 도시된 바와 같이, 4개가 위치될 수 있으며, 다양한 실시예에 따라 복수로 구성될 수 있다.

또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

1:철도 선로
2:웹부
10:코어
11:중심부
12:외곽부
13:측부
20:코일
21:중심단
22:외곽단
30:발열판
100:유도가열 방식을 이용한 철도 분기부 히팅장치

Claims

철도 분기부의 측면 일측에 적어도 하나가 설치되는 히팅장치에 있어서,
일면이 상기 측면 일측에 접촉되어 부착되는 발열판;
상기 발열판의 타면 일측에 구비되며, 개방부인 중심단을 감싸는 형태로 권취되는 코일; 및
상기 코일에 고주파 교류전류를 인가하여 상기 코일에 자기장을 발생시키는 전류 인가부;를 포함하여,
상기 발열판은 상기 자기장에 의해 와전류가 흐르고, 상기 발열판이 갖는 저항에 의해 줄열이 발생되는 것을 특징으로 하는 유도가열 방식을 이용한 철도 분기부 히팅장치.
제 1항에 있어서,
상기 코일은 복수의 중심단을 기준으로 상기 중심단 각각을 감싸며 각각이 서로 이격된 복수의 외곽단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유도가열 방식을 이용한 철도 분기부 히팅장치.
철도 분기부의 측면 일측에 적어도 하나가 설치되는 히팅장치에 있어서,
일면이 상기 측면 일측에 접촉되어 부착되는 발열판;
상기 발열판의 타면 일측에 구비되며, 개방부인 중심단을 감싸는 형태로 권취되는 코일;
상기 중심단에 구비되는 중심부와, 상기 코일 외곽을 감싸는 외곽부와, 상기 중심부와 상기 외곽부를 연결하는 측부를 갖는 E타입 코어; 및
상기 코일에 고주파 교류전류를 인가하여 상기 코일에 자기장을 발생시키는 전류 인가부;를 포함하여,
상기 발열판은 상기 자기장에 의해 와전류가 흐르고, 상기 발열판이 갖는 저항에 의해 줄열이 발생되는 것을 특징으로 하는 유도가열 방식을 이용한 철도 분기부 히팅장치.
제 3항에 있어서,
상기 코어의 중심부는 복수로 구비되며, 상기 코일은 상기 중심부 각각에 권취되는 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 유도가열 방식을 이용한 철도 분기부 히팅장치.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전류인가부를 통해 인가되는 고주파 교류전류의 주파수와 전류세기를 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유도가열 방식을 이용한 철도 분기부 히팅장치.
제 5항에 있어서,
상기 철도 분기부 일측에 구비되어 온도를 실시간으로 측정하는 온도센서; 및 상기 철도 분기부 일측에 구비되어 결빙을 감지하는 감지부 중 적어도 어느 하나를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 온도센서에서 측정된 온도값이 설정온도값 이하 또는 상기 감지부에서 결빙을 감지하는 경우 상기 전류인가부를 구동하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 유도가열 방식을 이용한 철도 분기부 히팅장치.