KR101607579B1 - 터널 진입 차량 보호 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 외부에서 유입되는 바람을 이용하여 터널로 진입하는 차량의 안전운전을 유도하는 터널 진입 차량 보호 시스템에 관한 것으로서, 터널 내부와 외부의 온도 차이로 인해 차량의 전면 및 측면 유리에 습기가 맺히는 현상을 방지하고, 겨울철이나, 우천시 터널 진입로의 결빙 및 수막 현상이 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있도록 외부에서 유입되는 바람을 도로면으로 분사할 수 있는 터널 진입 차량 보호 시스템에 관한 것이다.

Description

터널 진입 차량 보호 시스템 {Protection system of the tunnel entering vehicle}
본 발명은 외부에서 유입되는 바람을 이용하여 터널로 진입하는 차량의 안전운전을 유도하는 터널 진입 차량 보호 시스템에 관한 것으로서, 터널 내부와 외부의 온도 차이로 인해 차량의 전면 및 측면 유리에 습기가 맺히는 현상을 방지하고, 겨울철이나, 우천시 터널 진입로의 결빙 및 수막 현상이 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있도록 외부에서 유입되는 바람을 도로면으로 분사할 수 있는 터널 진입 차량 보호 시스템에 관한 것이다.
산악지역이 많은 우리나라의 경우 도로 공사시 터널이 많은 비중을 차지하고 있고, 그 통행량도 상당히 많다. 이와 같은 터널에서 교통사고가 발생하면 그 피해 정도가 상당하며, 혼잡한 교통대란을 유발하기도 한다.
터널 내부의 교통사고는 다양하게 발생 되는데, 주로 차량 등에서 배출되는 매연 및 이물질 등이 차량의 유리에 부착되거나 운전자의 시야를 방해하여 앞차와의 추돌사고와, 겨울철 또는 우천 시 터널의 출구 부분의 노면상태가 좋지 않아 차량이 미끄러져 옆차와 추돌하는 등의 사고가 발생하였다.
또한, 터널 내부의 온도와 터널 외부 온도와의 차이 때문에 겨울이나 여름철 차량의 전면 유리에 습기가 차는 문제로 인해 운전자의 시야를 방해하여 운전조작에 어려움을 주는 일도 빈번하게 발생하였다.
따라서, 터널의 출구와 입구 노면 상태가 항상 건조하게 유지되어 차량의 미끄러짐을 방지할 수 있고, 터널 내외부의 온도 차이로 인해 차량 전면 유리에 성에가 끼는 현상을 방지할 수 있도록 터널 내부로 진입하는 차량의 안전을 보호하는 시스템의 개발이 필요한 실정이다.
1. 등록특허공보 제10-1006564호 '아치형 터널의 환기장치' (출원일자 2008.10.07) 2. 등록특허공보 제10-0977153호 '주행풍을 이용한 발전식 터널환기장치 (출원일자 2008.05.07)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 터널의 출구와 입구에 각각 터널 외부의 공기를 유입하는 유로판넬을 설치하고, 유로판넬의 하단에 다수개의 토출구를 구비하여 외풍에 의해 터널 출입구의 노면을 건조시켜 차량의 안전 주행을 유도할 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 외부에서 유입되는 바람을 이용하여 전력을 생산하고, 생산된 전력을 통해 토출구를 가열하여 고온의 바람이 토출구를 통해 노면에 분사됨으로써 겨울철 노면의 결빙을 방지할 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 터널 진입 차량 보호 시스템은 차량이 이동 가능하도록 내부가 중공되며 좌우측이 개방된 터널(100); 상기 터널(100)의 끝단에 위치하도록 일측단이 터널(100) 내측면에 고정되고 내측 면을 따라 일정각도의 원호를 그리며 연장 형성되되, 상기 터널(100) 외부에서 불어오는 공기가 유입되도록 일측이 개방된 형상을 유지하는 외풍유로판넬(200); 상기 외풍유로판넬(200)의 개방된 타측을 지지하도록 상기 외풍유로판넬(200)을 따라 연장형성되는 보강대(300); 상기 외풍유로판넬(200)의 내부로 유입된 공기를 상기 터널(100) 내부로 분사하여 상기 터널(100)의 진입영역의 바닥면을 건조시키도록 상기 외풍유로판넬(200)과 연통되는 토출구(400);를 포함한다.
본 발명에 있어서, 외풍유로판넬(200) 내부에는 상기 터널(100)의 외부에서 유입되는 공기량을 측정할 수 있는 풍량감지센서(500); 상기 풍량감지센서(500)에서 측정된 공기량이 설정값 이하일 경우 상기 터널(100) 외부의 공기가 강제로 유입되도록 외부로부터 전력을 인가받아 작동하는 발전팬(600);이 더 구비되되, 상기 발전팬(600)은 상기 풍량감지센서(500)에서 측정된 공기량이 설정값 이상일 경우 터널(100) 외부에서 유입되는 공기의 흐름에 따라 회전하여 일정량의 전력을 발생시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 토출구(400)는 상기 터널(100)의 내측방향으로 일정간격 이격되어 다수개 배치되도록 제1 토출구(310), 제2 토출구(320) 제3 토출구(330)로 이루어지며, 상기 각각의 제1 내지 제3 토출구(310,320,330)는 상기 터널(100)의 내측 방향으로 분사되는 공기량이 증가하도록 점차적으로 직경이 넓어지는 것을 특징으로 하고,
상기 토출구(400)의 끝단에는 상기 터널(100)의 바닥면에 고온의 공기를 분사하도록 상기 발전팬(600) 또는 외부에서 전력을 인가받아 발열 되는 열선(710)을 포함하는 발열부(700)가 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 외풍유로판넬(200)의 내부에는 상기 터널(100)에서 유입되는 공기의 온도를 측정하는 온도센서(800)가 구비되되, 상기 온도센서(800)에서 측정된 온도가 설정값 이하인 경우 상기 발열부(700)가 작동하여 고온의 공기가 상기 토출구(400)로 분사되고, 상기 온도센서(800)에서 측정된 온도가 설정값 이상인 경우 상기 발열부(700)의 작동이 정지되어 저온의 공기가 상기 토출구(400)로 분사되는 것을 특징으로 한다.
그리고 본 발명은 상기 발전팬(600)에서 생산된 전력으로 상기 발열부(700) 및 상기 발전팬(600)을 구동시키되, 상기 발전팬(600)에서 생산된 전력량 보다 사용되는 전력량이 크면 상용전력을 인가받아 상기 발열부(700) 및 발전팬(600)을 구동시키도록 상기 발열부(700) 및 발전팬(600)의 작동을 제어하는 제어부(900)가 더 구비된다.
본 발명은 터널의 출구와 입구에 토출구가 형성되는 외풍 유로 판넬을 설치하고, 토출구를 통해 외부 공기가 노면으로 토출 되어 노면이 결빙되거나 우천으로 인한 수막현상이 발생되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.
또한 본 발명은 토출구는 외풍 유로 판넬에 차량의 진입 방향에 따라 토출되는 바람의 양이 증가되도록 제작되어 차량과 토출 되는 공기의 접촉 시 소음 발생을 감소시킬 수 있으며, 토출구의 끝단에 열선이 구비되어 온도가 높은 공기가 토출됨으로 인해 겨울철 노면이 결빙되는 현상을 방지할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명은 외풍 유로 판넬 내부에 유입되는 바람으로 인해 전력을 생산하거나, 유입되는 바람의 양이 설정된 바람보다 적을 시 강제적으로 팬을 가동시켜 토출구로 바람이 배출될 수 있는 발전팬을 구비하였다.
도 1 은 본 발명의 터널과 외풍유로판넬를 나타내기 위해 터널의 일부를 절개하여 도시한 사시도.
도 2 는 본 발명의 터널과 외풍유로판넬 및 토출구의 공기 유입을 나타낸 단면도.
도 3 은 본 발명의 외풍유로판넬에 설치된 발전팬 풍량감지센서 온도센서 및 발열부의 주요구성을 나타낸 부분 단면도.
도 4 는 본 발명의 토출구에서 분사되는 공기의 흐름을 나타낸 부분 단면도.
도 5 는 본 발명의 제어부와 연결된 시스템 흐름을 나타내기 위한 개략도.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 대해 상세히 설명한다.
도 1 은 본 발명의 터널과 외풍유로판넬의 나타내기 위해 터널의 일부를 절개하여 도시한 사시도, 도 2 는 본 발명의 터널과 외풍유로판넬 및 토출구의 공기 유입을 나타낸 단면도, 도 3 은 본 발명의 외풍유로판넬에 설치된 발전팬 풍량감지센서 온도센서 및 발열부의 주요구성을 나타낸 부분 단면도, 도 4 는 본 발명의 토출구에서 분사되는 공기의 흐름을 나타낸 부분 단면도, 도 5 는 본 발명의 제어부와 연결된 시스템 흐름을 나타내기 위한 개략도에 관한 것이다.
도 1 을 참조하면 본 발명의 터널 진입 차량 보호 시스템은 터널(100)을 갖는다. 터널(100)은 양측이 개방되며 내부가 중공된 형상을 가지도록 형성될 수 있다. 그리고 터널(100)의 양측으로 차량이 진입할 수 있으며, 터널(100)의 바닥면은 차량이 지나다니는 차도로 구성되며, 차량이 양방향 또는 일방향으로 통행할 수 있는 양방향 차선 또는 일방향 차선을 가질 수 있다.
도 1 을 참조하면 터널(100)의 끝단에는 외풍유로판넬(200)이 형성된다. 외풍유로판넬(200)은 터널(100)의 양측 끝단에 각각 복수개를 이루도록 구비될 수 있으며, 일측단이 터널(100)의 내측면에 고정된다.
일반적으로 터널(100)은 반원 형상으로 이루어지는 경우가 대부분이고, 외풍유로판넬(200) 또한 터널(100)이 이루고 있는 형상에 맞게 터널(100)의 내측면을 따라 일정각도 원호를 그리며 연장형성될 수 있다.
그리고 외풍유로판넬(200)은 터널(100) 외부에서 불어오는 공기가 유입되도록 일측이 개방되며 내부가 중공된 형상을 이룬다. 이때 외풍유로판넬(200)은 그 단면적이 터널(100) 내부로 갈수록 작아지도록 경사진 형상을 이루는 것이 바람직하다.
도 1 및 도 2 를 참조하면 외풍유로판넬(200)을 지지하는 보강대(300)가 형성된다. 보강대(300)는 외부에서 터널(100) 내부로 강풍이 불어오는 경우 외풍유로판넬(200)이 바닥면으로 떨어지는 현상을 방지하고, 보다 안정적으로 외풍유로판넬(200)를 고정시킬 수 있도록 하기 위해 형성된다. 보강대(300)는 외풍유로판넬(200)의 개방된 타측을 지지하도록 외풍유로판넬(200)의 끝단, 즉 터널(100) 외부와 인접한 방향에 구비된다. 보강대(300)도 외풍유로판넬(200)과 동일하게 터널(100)의 내측면을 따라 연장형성될 수 있다.
도 1 및 도 2 를 참조하면 외풍유로판넬(200)과 연통되는 토출구(400)가 형성된다. 토출구(400)는 외풍유로판넬(200)로 유입된 외부공기를 터널(100) 내부로 분사하기 위해 형성된다. 즉, 토출구(400)의 개방된 면적은 외풍유로판넬(200) 내부의 면적보다 작은 면적을 이루기 때문에 외부에서 유입된 공기가 일정한 압력을 이루며 토출구(400)로 배출될 수 있다. 이때 토출구(400)가 향하는 방향은 바닥면과 수직을 이루는 방향으로 형성되고, 이로 인해 터널(100)에서 차량이 진입하는 영역의 바닥면을 향해 외부공기를 분사할 수 있는 것이다.
따라서, 우천시 터널(100)의 차량이 진입하는 바닥면을 건조시켜 빗물에 의한 수막현상으로 인해 차량이 미끄러지는 현상을 방지할 수 있고, 겨울철 노면이 결빙되는 현상을 방지하여 운전자가 차량은 안전하게 운행할 수 있도록 하는 효과를 발생시킨다.
도 3 을 참조하면 유로판넬(200)과 인접한 토출구(400)의 가장자리에는 외풍유로판넬(200)로 유입되는 공기의 방향과 반대방향으로 굴곡진 경사를 이루는 유도판(201)이 형성된다. 유도판(201)은 유입되는 공기가 토출구(400)로 원활하게 유입될 수 있도록 공기의 이동을 각각의 토출구로 안내하기 위해 형성된다.
도 3 을 참조하면 외풍유로판넬(200) 내부에는 풍량감지센서(500)가 구비될 수 있다. 이는 터널(100)의 외부에서 유입되는 공기량을 측정하기 위한 목적을 갖는다.
또한, 도 3 을 참조하면 외풍유로판넬(200)의 내부에는 발전팬(600)이 더 구비될 수 있다. 발전팬(600)은 바람직하게는 외풍유로판넬(200)의 끝단 즉, 터널(100)의 외부와 인접한 위치에 형성될 수 있다. 발전팬(600)은 외부로부터 전력을 인가받아 작동할 수 있으며, 발전팬(600)이 구동함으로 인해 터널(100)의 외부에서 유입되는 공기량을 증가시킬 수 있는 이점이 있다.
한편, 상기 풍량감지센서(500)에서 측정된 공기량이 사용자가 임의로 지정한 설정값 이하인 경우 터널(100) 외부의 공기가 강제로 유입되도록 발전팬(600)을 구동한다.
반면에 풍량감지센서(500)에서 측정된 공기량이 설정값 이상일 경우 발전팬(600)으로 전달되는 전력이 차단되어 발전팬(600)의 구동은 정지하고, 외부에서 유입되는 공기량만 토출구(400)로 배출될 수 있다. 이때, 발전팬(600)은 터널(100) 외부에서 유입되는 공기의 흐름에 따라 회전하고, 일정량의 전력을 발생시킬 수 있는 풍력발전기로 형성될 수 있다. 이로 인해 발전팬(600)에서 생산된 전력을 별도의 충전지로 공급하여 저장한 후 발전팬(600)을 작동하는 상황이 전개되면 충전지에서 충전된 전력을 발전팬(600)으로 공급할 수 있다.
도 2 및 도 3 을 참조하면 토출구(400)는 제1 토출구(410), 제2 토출구(420) 제3 토출구(430)로 이루어지며, 제3 토출구(430) 이외에도 더 많은 개수를 갖는 제n 토출구로 이루어질 수 있다. 제1 및 제3 토출구(410,420,430)는 터널(100)의 내측방향으로 일정간격 이격되어 배치된다.
도 4 를 참조하면 각각의 제1 및 제3 토출구(410,420,430)는 점차적으로 공기가 분사되는 면적이 증가하도록 직경이 넓어지도록 형성된다. 제1 토출구(410)는 터널(100)의 외부와 인접하고, 제2 토출구(420) 및 제3 토출구(430)는 터널(100)의 내측방향으로 이격되어 형성되어 있음으로 제1 토출구(410)에서 분사되는 공기량보다 제3 토출구(430)에서 분사되는 공기량이 많아진다. 즉, 제1 토출구(410)에서 분사되는 공기량(W1)은 제2 토출구(420)에서 분사되는 공기량(W2) 보다 작고, 제2 토출구(420)에서 분사되는 공기량(W2)은 제3 토출구(430)에서 분사되는 공기량(W3)보다 작다.
이는 차량이 터널(100)로 진입하는 경우 토출구(400)에서 분사되는 공기와 차량의 전면 유리와 접촉되면서 발생하는 소음을 감소시키기 위함이다. 즉, 차량의 진행방향을 따라 제1 및 제3 토출구(410,420,430)에서 분사되는 공기량이 순차적으로 증가하여 차량의 전면 유리에 접촉하기 때문에 차량과 분사되는 공기가 부딪히면서 발생하는 소음을 감소시킬 수 있다.
도 3 을 참조하면 토출구(400)의 끝단에는 발열부(700)가 구비될 수 있다. 발열부(700)는 외부에서 전력을 인가받아 발열되는 열선(710)을 포함한다. 이때 열선(710)은 발전팬(600)에서 생산된 전력을 공급받아 발열될 수 있다. 즉, 토출구(400)에 형성된 발열부(700)로 인해 터널(100)의 바닥면에 일정한 온도로 가열된 공기가 분사될 수 있다. 따라서, 발열부(700)를 통해 겨울철 터널(100)의 진입로 부분이 결빙되는 현상을 방지할 수 있고, 우천시 바닥면을 신속하게 건조할 수 있도록 하는 이점이 있다.
또한, 차량이 터널(100)로 진입하는 경우 터널(100)의 외부와 터널(100) 내부의 온도차이로 인해 차량의 전면 유리에 습기가 발생하는 경우가 빈번히 발생하는데, 상기의 토출구(400)를 통해 분사되는 공기와 차량의 전면유리가 접촉되면 온도차이에 의해 성에가 끼는 현상을 방지할 수 있다.
도 3 을 참조하면 외풍유로판넬(200)의 내부에는 터널(100) 내부로 유입되는 공기의 온도를 측정하는 온도센서(800)가 구비된다. 온도센서(800)에 의해 측정된 온도가 사용자가 설정한 온도 이하인 경우 발열부(700)가 작동하면서 토출구(400)를 통해 고온의 공기가 분사된다. 반대로 온도센서(800)에서 측정된 온도가 사용자가 설정한 온도 이상인 경우 발열부(700)의 작동이 정지되어 터널(100) 외부의 온도를 가진 공기가 토출구(400)로 분사 된다. 상기의 사용자가 설정한 온도는 약 10~25 ℃ 범위내에서 설정하는 것이 바람직하며, 겨울 및 여름으로 구분할 수 있다. 또한, 상기의 온도센서(800) 이외에도 습도센서 등이 추가될 수 있다.
도 5 를 참조하면 발열부(700) 및 발전팬(600)의 작동을 제어하기 위해 발열부(700) 및 발전팬(600)과 전기적 신호를 송수신 할 수 있도록 연결되는 제어부(900)가 더 구비될 수 있다. 제어부(900)는 발전팬(600)에서 생산된 전력량 보다 발열부(700) 및 발전팬(600)에서 사용되는 전력량이 크면 상용전력을 인가받아 상기 발열부(700) 및 발전팬(600)을 구동시키도록 제어한다.
또한, 제어부(900)는 상기 온도센서(800) 풍량감지센서(700)와 연결되며, 각각의 센서에서 측정된 데이터값을 분석하여 발열부(700) 및 발전팬(600)을 구동시킨다. 그리고, 제어부(900)는 발전팬(600)에서 생산된 전력을 저장하는 전력보관부(910)와 연결되어 상용전력을 인가받기 전에 저장된 전력을 먼저 발열부(700)와 발전팬(600)으로 공급할 수 있다.
이와 같은 구성에 의한 본 발명의 터널 진입 차량 보호 시스템은 터널(100)의 바닥면이 결빙과 수막현상의 발생을 방지하고, 터널(100) 진입시 차량의 전면 유리에 성에, 습기 등이 운전자의 안전운전을 방해하는 요소로 작용할 수 있는 것을 미연에 방지할 수 있다.
100 : 터널 200 : 외풍유로판넬
300 : 보강대 400 : 토출구
500 : 풍량감지센서 600 : 발전팬
700 : 발열부 710 : 열선
800 : 온도센서 900 : 제어부
910 : 전력보관부

Claims (6)

  1. 차량이 이동 가능하도록 내부가 중공되며 좌우측이 개방된 터널(100); 상기 터널(100)의 끝단에 위치하도록 일측단이 터널(100) 내측면에 고정되고 내측 면을 따라 일정각도의 원호를 그리며 연장 형성되되, 상기 터널(100) 외부에서 불어오는 공기가 유입되도록 일측이 개방된 형상을 유지하는 외풍유로판넬(200); 상기 외풍유로판넬(200)의 개방된 타측을 지지하도록 상기 외풍유로판넬(200)을 따라 연장형성되는 보강대(300); 상기 외풍유로판넬(200)의 내부로 유입된 공기를 상기 터널(100) 내부로 분사하여 상기 터널(100)의 진입영역의 바닥면을 건조시키도록 상기 외풍유로판넬(200)과 연통되는 토출구(400); 를 포함하고,
    상기 외풍유로판넬(200) 내부에는 상기 터널(100)의 외부에서 유입되는 공기량을 측정하는 풍량감지센서(500)에서 측정된 공기량이 설정값 이하일 경우에는 외부로부터 전력을 인가받아 작동하여 상기 터널(100) 외부의 공기가 강제로 유입되게 하고, 상기 풍량감지센서(500)에서 측정된 공기량이 설정값 이상일 경우에는 터널(100) 외부에서 유입되는 공기의 흐름에 의해 회전하여 전력을 발생시키는 발전팬(600)을 더 구비하며,
    상기 토출구(400)의 끝단에는 온도센서(800)에서 감지된 온도가 설정값 이하인 경우에만 작동하여 고온의 공기가 상기 토출구(400)로 분사되게 하는 열선(710)을 포함하는 발열부(700)를 구비하고,
    상기 발전팬(600)에서 생산된 전력으로 상기 발열부(700) 및 상기 발전팬(600)을 구동시키되, 상기 발전팬(600)에서 생산된 전력량 보다 사용되는 전력량이 크면 상용전력을 인가받아 상기 발열부(700) 및 발전팬(600)을 구동시키도록 상기 발열부(700) 및 발전팬(600)의 작동을 제어하는 제어부(900)를 포함하고,
    상기 외풍유로판넬(200)은 터널(100)의 외부로부터 내측방향을 향하며 점차 높아지도록 경사를 이루고 상단이 터널의 내벽에 고정되고,
    상기 토출구(400)는 경사지게 설치된 상기 외풍유로판넬(200)을 관통하여 형성되되, 상기 터널(100)의 내측 방향으로 일정간격으로 제1 토출구(410), 제2 토출구(420) 제3 토출구(430)로 이루어지며,
    상기 각각의 제1 내지 제3 토출구(410,420,430)는 상기 터널(100)의 내측 방향으로 분사되는 공기량이 증가하도록 점차적으로 직경이 넓어지게 하여, 상대적으로 외기와의 온도차가 큰 안쪽에 더 많은 공기를 공급할 수 있게 하여 바깥쪽 공기와 안쪽 공기의 온도가 동일하게 유지될 수 있게 한 것을 특징으로 하는 터널 진입 차량 보호 시스템.
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