JP2011012505A - Railway rail and coating method for the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、底板と、該底板上面の中心に立設された垂直板と、該垂直板の上で両側に延設された上板とを備える鉄道用レール、及びその鉄道用レールの塗装方法に関するものである。 The present invention relates to a rail for a rail including a bottom plate, a vertical plate standing at the center of the upper surface of the bottom plate, and an upper plate extending on both sides of the vertical plate, and a method for coating the rail for the rail It is about.
従来、夏場の日中において、気温が高くなり、鉄道レールが熱膨張して、鉄道レールのつなぎ目に設けられている間隙がなくなる恐れがある。鉄道レールのつなぎ目の間隙が無くなると、鉄道レール同士が押し合い、全体として鉄道レールが変形する問題がある。この問題の対策として、規定の温度以上になると、保守要員が保守点検のため、鉄道レールの巡回を行っている。具体的には、鉄道レールの温度を常時計測しており、温度が４５℃を越えると、巡回を行っている。また、５０℃を越えると警戒態勢となり、巡回の頻度を増やすと共に、保線作業がほとんど規制されてできなくなる問題がある。
それを防止するために、特許文献１の技術では、底板と、該底板上面の中心に立設された垂直板と、該垂直板の上で両側に延設された上板とを備える鉄道用レールの全ての面に、遮熱塗装、断熱塗装を行うことが提案されている。遮熱塗料等がレール外面の表面積の多くを覆うため、特に真夏の高温時に太陽の輻射熱等によるレール温度の急激な上昇を緩和することができ、保線巡回を軽減することができることが、記載されている。
一方、断熱材として、中空球状のセラミックビーズを用いるものが、本出願人の一人により、特許文献２として、提案されている。この断熱材は、実用化され、商品名「ガイナ」として広く販売されている。
Conventionally, during summer daytime, the temperature becomes high, and the rails are thermally expanded, and there is a possibility that the gaps provided at the joints of the rails are lost. When the gap between the railroad rails disappears, there is a problem that the railroad rails push each other and the railroad rails deform as a whole. As a countermeasure to this problem, when the temperature exceeds a specified temperature, maintenance personnel patrol the railroad rails for maintenance inspection. Specifically, the railroad rail temperature is constantly measured, and when the temperature exceeds 45 ° C, patrol is performed. In addition, when the temperature exceeds 50 ° C., there is a problem of warning, increasing the frequency of patrols and making the track maintenance work almost impossible.
In order to prevent this, the technique disclosed in Patent Document 1 includes a bottom plate, a vertical plate standing at the center of the top surface of the bottom plate, and a top plate extending on both sides of the vertical plate. It has been proposed to apply thermal barrier coating and thermal insulation coating to all surfaces of the rail. It is described that the thermal barrier paint covers much of the surface area of the rail outer surface, so that the rapid rise in rail temperature due to the radiant heat of the sun, etc. can be alleviated, especially at high temperatures in midsummer, and the track maintenance can be reduced. ing.
On the other hand, as a heat insulating material, a material using hollow spherical ceramic beads has been proposed as Patent Document 2 by one of the present applicants. This heat insulating material has been put into practical use and is widely sold under the trade name “Gaina”.
しかしながら、従来の技術には、次のような問題があった。
（１）太陽から輻射熱を鉄道レールに伝熱させないために、遮熱塗装膜を形成しているが、特許文献１にも記載されているように、上板の上面、上板の側面は、車輪と接触するため、基本的には、塗装が禁止されており、また、例え塗装したとしても、車輪との接触により、すぐに塗装膜が無くなってしまう。
上板の上面は、車輪により磨かれており太陽の輻射熱を吸収する。そのため、他の部分を遮熱塗装膜で覆っていても、上板の上面から輻射熱が入るため、真夏の日中における鉄道レールの温度上昇はなくならなかった。
一方、特許文献２に記載された断熱材は、断熱機能が高いため、塗布した部分においては、輻射熱を遮断するため、それなりに鉄道レールの温度上昇を減少させる効果は奏する。しかし、上板の上面は、車輪により磨かれており太陽の輻射熱を吸収する。そのため、他の部分を遮熱塗装膜で覆っていても、上板の上面から輻射熱が入るため、真夏の日中における鉄道レールの温度上昇を大幅に減少させることは困難であった。
（２）また、特許文献１には、塗料の成分が具体的に記載されていないが、通常の有機系塗料では、長時間、太陽や風雨に晒すと、塗料が剥げ落ちるため、長い期間に渡って、降下を持続することが困難であった。
However, the conventional technique has the following problems.
(1) In order to prevent radiant heat from being transferred from the sun to the railroad rails, a thermal barrier coating film is formed, but as described in Patent Document 1, the upper surface of the upper plate, the side surface of the upper plate, Since it is in contact with the wheel, painting is basically prohibited, and even if it is painted, the coating film is lost immediately due to contact with the wheel.
The upper surface of the upper plate is polished by wheels and absorbs solar radiant heat. Therefore, even if the other part was covered with a thermal barrier coating film, radiant heat entered from the upper surface of the upper plate, and the temperature rise of the railroad rail during the midsummer day did not go away.
On the other hand, since the heat insulating material described in Patent Document 2 has a high heat insulating function, the applied portion blocks the radiant heat, and thus has an effect of reducing the temperature rise of the railway rail as it is. However, the upper surface of the upper plate is polished by wheels and absorbs solar radiant heat. For this reason, even if other portions are covered with a thermal barrier coating film, radiant heat enters from the upper surface of the upper plate, and it has been difficult to significantly reduce the temperature rise of the rail during the summer.
(2) In addition, Patent Document 1 does not specifically describe the components of the paint. However, in a normal organic paint, the paint peels off when exposed to the sun or wind and rain for a long time. It was difficult to sustain the descent across.
本発明は、上記問題を解決して、鉄道レールの上板の上面から太陽の輻射熱を吸収しても、真夏の日中に、鉄道レールを所定温度以下とすることのできる鉄道レール、及び鉄道レールの塗装方法を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described problem, and even when the radiant heat of the sun is absorbed from the upper surface of the upper plate of the railroad rail, the railroad rail that can keep the railroad rail at a predetermined temperature or less during the midsummer day, and the railroad It aims at providing the painting method of a rail.
本発明に係る鉄道レールは、次の構成を有している。
（１）底板と、該底板上面の中心に立設された垂直板と、該垂直板の上で両側に延設された上板とを備える鉄道用レールにおいて、垂直板の側面と、底板の上面と、上板の下面に、遠赤外線放射膜が形成されている。
（２）（１）に記載する鉄道用レールにおいて、前記底板の下面に、遠赤外線放射膜が形成されていることを特徴とする。
（３）（１）または（２）に記載する鉄道用レールにおいて、前記遠赤外線放射膜の成分が、中空球状のセラミックビーズ、粉末状の角閃石を含むことを特徴とする。
（４）（３）に記載する鉄道用レールにおいて、前記セラミックビーズの直径が１０〜２０μｍであり、前記角閃石の平均粒径が、１００μｍであることを特徴とする。
The railway rail according to the present invention has the following configuration.
(1) In a railroad rail comprising a bottom plate, a vertical plate erected at the center of the top surface of the bottom plate, and an upper plate extending on both sides of the vertical plate, a side surface of the vertical plate, Far-infrared radiation films are formed on the upper surface and the lower surface of the upper plate.
(2) In the rail for rail described in (1), a far-infrared radiation film is formed on the lower surface of the bottom plate.
(3) The rail for rail described in (1) or (2) is characterized in that the components of the far infrared radiation film include hollow spherical ceramic beads and powdered amphibole.
(4) In the rail for rail described in (3), the diameter of the ceramic beads is 10 to 20 μm, and the average particle diameter of the amphibole is 100 μm.
また、本発明に係る鉄道レールの塗装方法は、次の構成を有している。
（５）底板と、該底板上面の中心に立設された垂直板と、該垂直板の上で両側に延設された上板とを備える鉄道用レールの塗装方法において、垂直板の側面と、底板の上面と、上板の下面に、遠赤外線放射膜を塗布する。
（６）（５）に記載する鉄道用レールの塗装方法において、前記底板の下面に、遠赤外線放射膜を塗装することを特徴とする。
（７）（５）または（６）に記載する鉄道用レールの塗装方法において、前記遠赤外線放射膜の成分が、中空球状のセラミックビーズ、粉末状の角閃石を含むことを特徴とする。
（８）（７）に記載する鉄道用レールの塗装方法において、前記セラミックビーズの直径が１０〜２０μｍであり、前記角閃石の平均粒径が、１００μｍであることを特徴とする。
The railway rail painting method according to the present invention has the following configuration.
(5) In a railroad rail painting method comprising a bottom plate, a vertical plate erected at the center of the top surface of the bottom plate, and an upper plate extending on both sides of the vertical plate, a side surface of the vertical plate; The far-infrared radiation film is applied to the upper surface of the bottom plate and the lower surface of the upper plate.
(6) In the railway rail coating method described in (5), a far-infrared radiation film is coated on the lower surface of the bottom plate.
(7) In the rail rail painting method described in (5) or (6), the far-infrared radiation film component contains hollow spherical ceramic beads and powdered amphibole.
(8) In the rail rail painting method described in (7), the ceramic beads have a diameter of 10 to 20 μm, and the amphibole has an average particle diameter of 100 μm.
次に、上記構成を有する鉄道レール、及び鉄道レールの塗装方法の作用、及び効果について説明する。
（１）、（２）、（５）、及び（６）の効果
底板と、該底板上面の中心に立設された垂直板と、該垂直板の上で両側に延設された上板とを備える鉄道用レールにおいて、垂直板の側面と、底板の上面と、上板の下面に、遠赤外線放射膜が形成されている。遠赤外線放射膜は、例えば、角閃石で構成されており、熱エネルギを与えると、遠赤外線として外に放射する性質を有している。したがって、上板の上面、上板の側面から太陽の輻射熱が鉄道用レール内に入って、鉄道用レールの温度が上昇した場合に、垂直板の側面と、底板の上面と、上板の下面に形成された遠赤外線放射膜が、熱エネルギを遠赤外線に変換して、外に放射するため、鉄道用レールの温度上昇を、所定の温度以内に抑えることができる。
Next, the operation and effect of the railroad rail having the above-described configuration and the railroad rail painting method will be described.
Effects of (1), (2), (5), and (6) A bottom plate, a vertical plate standing at the center of the upper surface of the bottom plate, and an upper plate extending on both sides of the vertical plate A far-infrared radiation film is formed on the side surface of the vertical plate, the upper surface of the bottom plate, and the lower surface of the upper plate. The far-infrared radiation film is made of, for example, amphibole and has a property of radiating to the outside as far-infrared radiation when heat energy is applied. Therefore, when the radiant heat of the sun enters the railroad rail from the upper surface of the upper plate and the side surface of the upper plate, and the temperature of the railroad rail rises, the side surface of the vertical plate, the upper surface of the bottom plate, and the lower surface of the upper plate Since the far-infrared radiation film formed in (2) converts thermal energy into far-infrared radiation and radiates it to the outside, the temperature rise of the rail for railroad can be suppressed within a predetermined temperature.
本出願人が行った鉄道用レールを用いて行った実験では、処理しなかった鉄道レールが最高温度で５５℃を越えたのに対して、本発明の鉄道レール（底板の下面にも遠赤外線膜を形成した（２）の場合）では、４９℃までしか上昇しなかった。すなわち、６℃の温度低下を実現できた。最高温度が５０℃を越える場合には、保安要員が警戒態勢をとる必要があるため、鉄道レールが５０℃を越えないようにできることは、保安作業にとって、極めて大きな効果をもたらすものである。
また、底板の下面に遠赤外線放射膜を形成しなかった（１）の場合には、処理しなかった鉄道レールが最高温度で５５℃を越えたのに対して、本発明の鉄道レールでは、５１℃までしか上昇しなかった。
In the experiment conducted using the rail for the railway conducted by the present applicant, the railway rail that was not treated exceeded the maximum temperature of 55 ° C., whereas the rail of the present invention (the far surface of the bottom plate was also far infrared rays). In the case of (2) where a film was formed, the temperature rose only to 49 ° C. That is, a temperature drop of 6 ° C. was realized. When the maximum temperature exceeds 50 ° C., it is necessary for security personnel to be alert. Therefore, being able to prevent the rail from exceeding 50 ° C. has a great effect on the security work.
In addition, in the case of (1) in which the far-infrared radiation film was not formed on the bottom surface of the bottom plate, the railway rail that was not treated exceeded 55 ° C. at the maximum temperature, whereas in the railway rail of the present invention, It rose only to 51 ° C.
（３）、（４）、（７）、及び（８）の効果
（１）または（２）に記載する鉄道用レールまたは鉄道レールの塗装方法において、前記遠赤外線放射膜の成分が、中空球状のセラミックビーズ、粉末状の角閃石を含むことを特徴とする。また、前記セラミックビーズの直径が１０〜２０μｍであり、前記角閃石の平均粒径が、１００μｍであることを特徴とする。
ここで、実験に使用した遠赤外線放射膜を形成するための塗装材料の成分は、二酸化チタン １２％、体質顔料 ６％、中空球状セラミックビーズ（直径１０〜２０μｍ） １２．８％、角閃石の粉末（粒径８０〜１２０μｍ、平均粒径１００μｍ） ５％、水溶性アクリルエマルジョン樹脂 ３９．１％、添加剤（増粘剤） ５％、水 ２０．１％である。塗装を行った後、乾燥させることにより、遠赤外線放射膜が形成される。
角閃石とは、鉱物（ケイ酸塩鉱物）のグループ名である。色は、無色、緑色、褐色、青色等で、ガラス光沢を持つ。単斜晶系または斜方晶系で、自然結晶は長柱状である。結晶形は輝石によく似るが、約１２０度で交わる２方向のへき開で区別される（輝石は約９０度）。比重３．０〜３．５。モース硬度５〜６。一般的な造岩鉱物で、安山岩や斑れい岩等の中性〜塩基性岩に多く含まれる。また、変成鉱物として、緑色片岩や角閃岩等の変成岩中にも多く含まれる。
(3) Effects of (4), (7), and (8) In the rail for rails or the rail rail coating method described in (1) or (2), the far-infrared radiation film component is hollow sphere. Ceramic beads and powdered amphibole. The ceramic beads have a diameter of 10 to 20 μm, and the amphibole has an average particle diameter of 100 μm.
Here, the components of the coating material for forming the far-infrared radiation film used in the experiment were:
Amphibole is a group name of minerals (silicate minerals). The colors are colorless, green, brown, blue, etc. and have a glass luster. Monoclinic or orthorhombic and natural crystals are long columnar. The crystal form is very similar to pyroxene, but it is distinguished by cleavage in two directions that intersect at about 120 degrees (the pyroxene is about 90 degrees). Specific gravity 3.0-3.5. Mohs hardness 5-6. It is a general rock-forming mineral and is abundant in neutral to basic rocks such as andesite and gabbro. As metamorphic minerals, it is also abundant in metamorphic rocks such as green schist and amphibolite.
角閃石は、熱エネルギを遠赤外線に変換させて放射することが知られており、岩盤浴等で利用されている。
本出願人は、粉末状の角閃石を５％含む遠赤外線放射膜を、鉄道レールの垂直板の側面と、底板の上面と、上板の下面と、底板の下面に形成することにより、真夏の日中でも、鉄道レールの温度が５０℃を越えないことを実験により確認した。本出願人は、角閃石の粉末は、熱エネルギを得て、遠赤外線とテラヘルツ線を放射する。テラヘルツ線と遠赤外線とは、互いに干渉し合って共振状態を発生する。共振状態の発生により、遠赤外線の放射量が格段に増加する。
本発明の鉄道レールにおいても、鉄道レールの上板上面、上板両側面は、無塗布の状態であり、そこから太陽の輻射熱が入り、鉄道レールの温度は、５０℃以上まで加熱される。しかし、本発明の遠赤外線放射膜は、鉄道レールが加熱されると、熱エネルギを遠赤外線に変換して外へ放射するため、鉄道用レールの温度上昇を、所定の温度以内に抑えることができる。
特に、角閃石を、平均粒径が１００μｍの粉末としているので、固体の場合と比較して表面積が２倍以上となるため、遠赤外線の放射効率を高くして、鉄道レールに蓄えられる熱エネルギを、効率よく遠赤外線に変換して外に放射することができる。
Amphibole is known to radiate by converting thermal energy into far-infrared rays, and is used in bedrock baths.
The present applicant has formed a far-infrared radiation film containing 5% of powdered amphibole on the side of the vertical plate of the railroad rail, the upper surface of the bottom plate, the lower surface of the upper plate, and the lower surface of the bottom plate. Even during the day, it was confirmed by experiments that the temperature of the railroad rail did not exceed 50 ° C. Applicants believe that amphibole powder obtains thermal energy and emits far-infrared rays and terahertz rays. The terahertz line and the far infrared ray interfere with each other to generate a resonance state. Due to the occurrence of a resonance state, the amount of far-infrared radiation greatly increases.
Also in the railroad rail of the present invention, the upper surface of the upper surface of the railroad rail and both side surfaces of the upper surface are in an uncoated state, from which radiant heat of the sun enters and the temperature of the railroad rail is heated to 50 ° C. or higher. However, since the far-infrared radiation film of the present invention converts the thermal energy into far-infrared radiation when the railway rail is heated, the temperature rise of the railway rail can be suppressed within a predetermined temperature. it can.
In particular, since the amphibole is a powder with an average particle size of 100 μm, the surface area is more than twice that of a solid, so the radiation energy of far infrared rays is increased and the thermal energy stored in the rail Can be efficiently converted into far-infrared rays and emitted to the outside.
本発明の一実施例について、図面を参照しながら、詳細に説明する。
始めに、使用する鉄道レールに塗布して、鉄道レールの熱膨張を防止するための熱膨張防止塗材の成分について説明する。
熱膨張防止塗材の成分（重量比）は、二酸化チタン １２％、体質顔料 ６％、中空球状セラミックビーズ（直径１０〜２０μｍ） １２．８％、角閃石の粉末（粒径８０〜１２０μｍ、平均粒径１００μｍ） ５％、水溶性アクリルエマルジョン樹脂 ３９．１％、添加剤（増粘剤） ５％、水 ２０．１％である。
An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
First, the components of the thermal expansion preventing coating material that is applied to the railroad rail to be used to prevent thermal expansion of the railroad rail will be described.
The components (weight ratio) of the thermal expansion preventing coating material are:
ここで、セラミックビーズのセラミック成分は、二酸化ケイ素(SIO2)と酸化アルミニウム(AL2O3)とで９０％であり、残りは、酸化第二鉄(FE3O3)、酸化ナトリウム（NA2O）、酸化カリウム(K2O)、二酸化チタン(TIO2)、五酸化リン(P2O5)、酸化マンガン(MNO)が添加剤としてある。
セラミックビーズは、直径が１０〜２０μｍの中空球形状であり、比重が小さいため、容積比では、セラミックビーズが、５０％を占めている。
角閃石は、普通花崗岩の粉末を使用している。角閃石の粉末の粒径は、８０〜１２０μｍであり、平均粒径が１００μｍとしている。角閃石は、平均粒径が１００μｍの粉末とすることにより、表面積が約２倍となり、遠赤外線の放射量も約２倍となる。
Here, the ceramic components of the ceramic beads are 90% of silicon dioxide (SIO2) and aluminum oxide (AL2O3), and the rest are ferric oxide (FE3O3), sodium oxide (NA2O), potassium oxide (K2O). Titanium dioxide (TIO2), phosphorus pentoxide (P2O5), manganese oxide (MNO) are additives.
Ceramic beads have a hollow sphere shape with a diameter of 10 to 20 μm and a small specific gravity. Therefore, ceramic beads account for 50% in volume ratio.
Amphibole uses ordinary granite powder. The particle size of the amphibole powder is 80 to 120 μm, and the average particle size is 100 μm. Amphibole has a mean particle size of 100 μm, which doubles the surface area and doubles the far-infrared radiation.
次に、本発明の遠赤外線放射膜１５が形成された鉄道レールについて説明する。図１に、鉄道レール１０の断面を示し、熱膨張防止塗材を塗布して、乾燥させて、遠赤外線放射膜１５を形成した状態を示す。
鉄道レールは、底板１３と、底板１３の上面１３ａの中心に立設された垂直板１２と、垂直板１２の上で両側に延設された上板１１とを備えている。
遠赤外線放射膜１５は、垂直板の両側面１２ａと、底板１３の上面１３ａと底面１３ｂと、上板１１の両側の下面１１ｃとに形成されている。遠赤外線放射膜１５の厚みは、約０．５ｍｍである。遠赤外線放射膜１５の色は、本実施例では白色としている。
Next, the railroad rail in which the far-infrared radiation film |
The railroad rail includes a
The far-
上板１１の上面１１ａと両側面１１ｂとに遠赤外線放射膜１５を形成していないのは、上面１１ａには車輪が載り、側面１１ｂには、脱輪防止のための車輪凸部が当接するため、遠赤外線放射膜１５の形成が認められていないからである。また、例え、それらの部分に遠赤外線放射膜１５を形成したとしても、鉄道車両の運行により、直ぐに剥離してしまうからである。側面１１ｂの一方は、車輪凸部が当接しないため、遠赤外線放射膜１５を形成しておくことも可能であるが、鉄道レール１０は、ある時間使用した後、両側に位置している鉄道レールを、メンテナンス時に入れ替えている。これにより、鉄道レール１０の磨耗状態を均一に保持し、長期間使用できるようにしているのである。
そのため、本実施例では、側面１１ｂの両側共に、遠赤外線放射膜１５を形成していない。
The far-
For this reason, in this embodiment, the far-
次に、既設の鉄道レール１０に遠赤外線放射膜１５を形成する方法について説明する。鉄道レール１０は、定期的に左右レールの入れ替え等のメンテナンスを行っている。そのときに、鉄道レール１０を外すため、遠赤外線放射膜１５を形成する作業を行うと良い。
第１の工程は、素地こしらえ工程である。始めに、取り外した既設の鉄道レール１０の外周面の汚れ、付着物を除去する。除去作業は、スクレーパ、ワイヤーブラシ等を用いて行う。次に、溶剤により、付着している油類を除去する。次に、研磨紙（Ｐ１２０〜２２１）を用いて、錆落しを行う。
第２工程は、錆止め塗料を塗布する工程である。
第３工程は、遠赤外線放射膜１５を形成する遠赤外線防止塗材を、０．２３ｋｇ／ｍ２の下塗りを行う。乾燥後、同じ遠赤外線防止塗材を、０．２３ｋｇ／ｍ２の上塗りを行う。
Next, a method for forming the far-
The first step is a substrate preparation step. First, the dirt and deposits on the outer peripheral surface of the removed existing
The second step is a step of applying a rust preventive paint.
In the third step, a far-infrared preventing coating material for forming the far-
図２に、本実施例の効果を表す実験結果を示す。図１に示す鉄道レール１０と、従来の全く遠赤外線放射膜１５を形成していない鉄道レールとを夏に一昼夜屋外において温度変化を測定したものである。同時に、外気温度も測定している。鉄道レール１０は、鉄製であり、熱伝導率が高いので、全体のどの位置でもほぼ同じ温度である。この実験は、風のない状態で行われており、空気の流れによる冷却効果は、ほとんど無視できる。
横軸が時間であり、縦軸が温度である。Ｂは、図１に示す遠赤外線放射膜１５が形成されている鉄道レール１０の温度変化データであり、Ａは、従来の遠赤外線放射膜１５が形成されていない鉄道レールの温度変化データであり、Ｃは、外気温度の温度変化データである。
時間は、夜中の０時から翌日の夜中の０時まで実験している。外気温度は、１１時頃から１７時頃まで、３８℃以上になっている。従来の鉄道レールは、Ａに示すように、１３時頃から１７時頃まで、５０℃を越えており、１５時頃にはピーク値である５５℃まで温度上昇している。それに対して、本実施例の鉄道レール１０は、Ｂに示すように、１１時頃から１６時半頃まで、４５℃を越えているが、１５時頃のピーク値においても、４９℃以下となっている。
In FIG. 2, the experimental result showing the effect of a present Example is shown. The temperature change of the
The horizontal axis is time, and the vertical axis is temperature. B is the temperature change data of the
The experiment was conducted from midnight to midnight the next day. The outside air temperature is 38 ° C. or higher from about 11:00 to about 17:00. As shown in A, the conventional railroad rail has exceeded 50 ° C. from about 13:00 to about 17:00, and has risen to a peak value of 55 ° C. around 15:00. On the other hand, as shown in B, the
すなわち、本実施例の鉄道レール１０は、従来の鉄道レールと比較して、ピーク値で６℃以上温度が低下している。ここで、真夏の日中において、鉄道レールの温度が、５０℃を越えないことの意義は、極めておおきい。このことを説明する。
鉄道会社の保線部門は、鉄道レールの温度を常時計測しており、温度が４５℃を越えると、巡回を行っている。そして、５０℃を越えると警戒態勢となり、巡回の頻度を増やしている。また、鉄道レールの温度により、保線部門が行う保線作業の作業規制が決められている。すなわち、４０℃を越える第１ランクの場合、４５℃を越える第２ランクの場合、そして、５０℃を越える第３ランクの場合において、各々のランクで行うことのできない保線作業を決めている。ここで、５０℃を越える第３ランクの場合には、ほとんどの保線作業が規制されてしまう。そのため、保線作業を鉄道レールの温度が低下する午前中、または夕方以降に行わなければならず、保線作業の効率が悪かった。
したがって、真夏の日中においても、鉄道レールの温度が、５０℃を越えないことは、重要な意義を有するのである。
In other words, the
The railway company's track maintenance department constantly measures the temperature of railroad rails, and goes around when the temperature exceeds 45 ° C. And if it exceeds 50 degreeC, it will become alert and will increase the frequency of patrol. In addition, the regulation of track maintenance work performed by the track maintenance department is determined according to the temperature of the rail. That is, in the case of the first rank exceeding 40 ° C., the case of the second rank exceeding 45 ° C., and the case of the third rank exceeding 50 ° C., the track maintenance work that cannot be performed in each rank is determined. Here, in the case of the third rank exceeding 50 ° C., most track maintenance work is restricted. Therefore, the track maintenance work must be performed in the morning or after the evening when the temperature of the railroad rails decreases, and the track maintenance work is inefficient.
Therefore, it is important that the rail temperature does not exceed 50 ° C. even during midsummer daytime.
次に、本実施例の遠赤外線放射膜１５の作用について説明する。
遠赤外線放射膜１５は、成分として、中空球状セラミックビーズ（直径１０〜２０μｍ）を１２．８％、及び角閃石の粉末（粒径８０〜１２０μｍ、平均粒径１００μｍ）を５％含んでいる。中空球状セラミックビーズの直径を、１０〜２０μｍにしているので、ナノ結合の作用により、隣り合うビーズがくっつき合おうとするため、密度を高くすることができる。また、中空球状セラミックビーズは、無機質のため、有機系溶剤を用いる通常の塗料と比較して、耐久性を格段に向上させることができる。
Next, the operation of the far
The far-
角閃石は、熱エネルギを遠赤外線に変換させて放射する性質を有している。すなわち、角閃石の粉末は、熱エネルギを得て、遠赤外線とテラヘルツ線を放射する。テラヘルツ線と遠赤外線とは、互いに干渉し合って共振状態を発生する。共振状態の発生により、遠赤外線の放射量が格段に増加する。
本実施例の鉄道レール１０においても、鉄道レール１０の上板１１の上面１１ａ、上板１１の両側面１１ｂは、無塗布の状態であり、そこから太陽の輻射熱が入り、鉄道レール１０の温度は、従来の鉄道レールと同様に、５０℃以上まで加熱される。
Amphibole has the property of converting thermal energy into far infrared rays and emitting it. That is, the amphibole powder obtains thermal energy and emits far-infrared rays and terahertz rays. The terahertz line and the far infrared ray interfere with each other to generate a resonance state. Due to the occurrence of a resonance state, the amount of far-infrared radiation greatly increases.
Also in the
しかし、本発明の遠赤外線放射膜１５は、鉄道レール１０が加熱されると、その熱を受けて、上板１１の下面１１ａ、垂直板１２の両側面１２ａ、底板１３の両側の上面１３ａ、及び底板１３の下面１３ｂに形成された遠赤外線放射膜１５も同時に加熱され、加熱された熱エネルギを遠赤外線に変換して外へ放射する。そのため、鉄道用レール１０の温度上昇を、５０℃以下に抑えることができる。
すなわち、従来の技術的思想は、如何にして鉄道レールに太陽の輻射熱が入るのを防止するかという点からのみ考えられてきたものである。
本来、鉄道レールは、その使用形態から、上板１１の上面１１ａ、側面１１ｂに恒久的な膜を形成することは不可能であり、太陽が最も当たる上板１１の上面１１ａ、側面１１ｂからの輻射熱の進入を防止することは不可能である。従来の技術思想は、その不可能なことを実現しようとしたため、有用な効果を得られなかったのである。
それに対して、本発明の技術的思想は、鉄道レールに進入した熱エネルギを積極的に遠赤外線に変換して、外に放射するものであり、従来の技術的思想とは全く異なるものである。
However, when the
That is, the conventional technical idea has been considered only from the point of how to prevent the radiant heat of the sun from entering the railroad rail.
Originally, it is impossible for a railroad rail to form a permanent film on the
On the other hand, the technical idea of the present invention is that the thermal energy that has entered the railroad rail is actively converted into far infrared rays and radiated to the outside, which is completely different from the conventional technical idea. .
また、本発明の効果は、底板１３の下面１３ｂに遠赤外線放射膜１５を形成しない場合でも、それなりの効果を期待できる。すなわち、本出願人の上記実験と同様の実験によれば、ピーク温度が５１℃まで上昇するが、従来の鉄道レールと比較して、４℃の温度低下を確認できた。
底板１３の下面１３ｂは、一部枕木と接触しているが、大部分は空気と接触しており、遠赤外線の放射に効果を有しているのである。
そして、角閃石を、平均粒径が１００μｍの粉末としているので、固体の場合と比較して表面積が２倍以上となるため、遠赤外線の放射効率を高くして、鉄道レールに蓄えられる熱エネルギを、効率よく遠赤外線に変換して外に放射することができる。
Further, even if the far-
The
And since the amphibole is a powder with an average particle size of 100 μm, the surface area is more than twice that of a solid, so the radiation energy of far infrared rays is increased and the thermal energy stored in the rail Can be efficiently converted into far-infrared rays and emitted to the outside.
以上詳細に説明したように、本実施例の鉄道レール１０によれば、垂直板１２の両側面１２ａと、底板１３の上面１３ａと下面１３ｂ、上板１１の下面１１ｃに、遠赤外線放射膜１５が形成されているので、上板１１の上面１１ａ、上板１１の両側面１１ｂから太陽の輻射熱が鉄道用レール１０内に入って、鉄道用レール１０の温度が上昇した場合に、垂直板１２の両側面１２ａと、底板１３の上面１３ａと下面１３ｂ、上板１１の下面１１ｃに形成された遠赤外線放射膜１５が、加熱され増加した熱エネルギを遠赤外線に変換して、外に放射するため、鉄道用レール１０の温度上昇を、真夏の日中においても、５０℃以下に抑えることができる。そのため、５０℃以上になったときに必要とされる頻繁な巡回を行う必要がなく、また保線の作業規制も減少できるため、保線作業の効率を格段に高くすることができる。
As described above in detail, according to the
本出願人が行った鉄道用レールを用いて行った実験では、処理しなかった鉄道レールが最高温度で５５℃を越えたのに対して、本発明の鉄道レール（底板の下面にも遠赤外線膜を形成した（２）の場合）では、４９℃までしか上昇しなかった。すなわち、６℃の温度低下を実現できた。最高温度が５０℃を越える場合には、保安要員が警戒態勢をとる必要があるため、鉄道レールが５０℃を越えないようにできることは、保安作業にとって、極めて大きな効果をもたらすものである。
また、底板１３の下面１３ｂに遠赤外線放射膜を形成しなかった場合には、処理しなかった鉄道レールが最高温度で５５℃を越えたのに対して、本実施例の鉄道レール１０では、５１℃までしか上昇しなかった。
これにより、底板１３の下面１３ｂまで遠赤外線放射膜１５を形成した場合と比較して、程度は落ちるが、それなりの効果を得ることはできる。実際は、夏場でも、最高温度が５０℃を越える期間は短かい。そのため、従来より、４℃温度低下すれば、ほとんどの期間において、鉄道レールの温度を５０℃以下とすることができるため、効果としては十分な場合が多いと考えられる。
In the experiment conducted using the rail for the railway conducted by the present applicant, the railway rail that was not treated exceeded the maximum temperature of 55 ° C., whereas the rail of the present invention (the far surface of the bottom plate was also far infrared rays). In the case of (2) where a film was formed, the temperature rose only to 49 ° C. That is, a temperature drop of 6 ° C. was realized. When the maximum temperature exceeds 50 ° C., it is necessary for security personnel to be alert. Therefore, being able to prevent the rail from exceeding 50 ° C. has a great effect on the security work.
In addition, when the far-infrared radiation film is not formed on the
Thereby, compared with the case where the far-infrared radiation film |
また、本実施例の遠赤外線放射膜１５の成分がセラミック等の無機材料を主成分としているため、有機材料を主成分とするする従来の塗料と比較して、高い耐久性を持つため、メンテナンスの頻度を大きく低減でき、メンテナンスコストを大幅に削減することができる。
In addition, since the components of the far-
以上、本発明に係るについて実施例を示したが、本発明はこの実施例に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、本実施例では、上板１１の両側の下面１１ｃに遠赤外線放射膜１５を形成しているが、この部分は面積が小さいため、この部分に遠赤外線放射膜１５を形成しなくても、十分な効果を奏することができる場合には、下面１１ｃに遠赤外線放射膜１５を形成しないことも可能である。
The embodiment of the present invention has been described above. However, the present invention is not limited to this embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in this embodiment, the far-
１０ 鉄道レール
１１ 上板
１１ａ （上板１１の）上面
１１ｂ （上板１１の）側面
１１ｃ （上板１１の）下面
１２ 垂直板
１２ａ （垂直板１２の）側面
１３ 底板
１３ａ （底板１３の）上面
１３ｂ （底板１３の）下面
１５ 遠赤外線放射膜
10
Claims (8)
前記垂直板の側面と、前記底板の上面と、前記上板の下面に、遠赤外線放射膜が形成されていることを特徴とする鉄道用レール。 In a rail for rails comprising a bottom plate, a vertical plate erected at the center of the upper surface of the bottom plate, and an upper plate extending on both sides of the vertical plate,
A railroad rail, wherein a far-infrared radiation film is formed on a side surface of the vertical plate, an upper surface of the bottom plate, and a lower surface of the upper plate.
前記底板の下面に、遠赤外線放射膜が形成されていることを特徴とする鉄道用レール。 In the rail for rails according to claim 1,
A railroad rail, wherein a far-infrared radiation film is formed on a lower surface of the bottom plate.
前記遠赤外線放射膜の成分が、中空球状のセラミックビーズ、粉末状の角閃石を含むことを特徴とする鉄道用レール。 In the rail for rails according to claim 1 or claim 2,
The rail for railroad, wherein the components of the far-infrared radiation film include hollow spherical ceramic beads and powdery amphibole.
前記セラミックビーズの直径が１０〜２０μｍであり、前記角閃石の平均粒径が、１００μｍであることを特徴とする鉄道用レール。 In the rail for rails according to claim 3,
A rail for railroad, wherein the ceramic beads have a diameter of 10 to 20 μm, and the amphibole has an average particle diameter of 100 μm.
前記垂直板の側面と、前記底板の上面と、前記上板の下面に、遠赤外線放射膜を塗布することを特徴とする鉄道用レールの塗装方法。 In a railroad rail painting method comprising a bottom plate, a vertical plate erected at the center of the top surface of the bottom plate, and an upper plate extending on both sides of the vertical plate,
A rail-rail coating method, comprising: applying a far-infrared radiation film to a side surface of the vertical plate, an upper surface of the bottom plate, and a lower surface of the upper plate.
前記底板の下面に、遠赤外線放射膜を塗装することを特徴とする鉄道用レールの塗装方法。 In the rail rail painting method according to claim 5,
A rail rail painting method, wherein a far-infrared radiation film is coated on a lower surface of the bottom plate.
前記遠赤外線放射膜の成分が、中空球状のセラミックビーズ、粉末状の角閃石を含むことを特徴とする鉄道用レールの塗装方法。 In the rail rail painting method according to claim 5 or 6,
The rail rail coating method according to claim 1, wherein the components of the far-infrared radiation film include hollow spherical ceramic beads and powdered amphibole.
前記セラミックビーズの直径が１０〜２０μｍであり、前記角閃石の平均粒径が、１００μｍであることを特徴とする鉄道用レールの塗装方法。 In the rail rail painting method according to claim 7,
A method for painting a rail for railroad, wherein the ceramic beads have a diameter of 10 to 20 μm, and the amphibole has an average particle diameter of 100 μm.
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