KR20180082861A

KR20180082861A - 도로 결빙방지용 발열장치 및 이를 이용한 도로 결빙방지공법

Info

Publication number: KR20180082861A
Application number: KR1020170004276A
Authority: KR
Inventors: 반호기; 김희수
Original assignee: 강원대학교산학협력단
Priority date: 2017-01-11
Filing date: 2017-01-11
Publication date: 2018-07-19

Abstract

도로(10)의 결빙을 방지하기 위한 본 발명의 결빙방지용 발열장치(A)는 도로(10)의 폭 방향을 따라 도로(10)의 매립되고, 도로(10)의 양 측면으로 양단부가 노출되도록 설치됨과 아울러, 설치방향을 따라 한 쌍의 전선(110)이 매립된 발열체(100); 도로(10)의 양 측면으로 노출된 발열체(100)에 결합하되, 한 쌍의 전선(110) 양단부에 결합되는 전원공급선(200); 전선(110)에 전기를 공급하여 발열체(100)가 발열하도록 전원공급선(200)에 결합된 전원공급장치(300);를 포함한다.
이 경우, 도로(10)의 결빙이 자주 발생하는 도로(10)에 결빙장지용 발열장치(A)를 설치하여 결빙을 방지할 수 있다.
이때, 발열체(100)의 양단부로 노출된 전선(110)에 전원공급선(200)을 결합하여 신속하게 결빙구간을 제거할 수 있다.
또한, 전원공급장치(300)는 도로(10) 주변의 가로등 및 긴급전화부스 등의 전원으로 대체할 수 있다.

Description

도로 결빙방지용 발열장치 및 이를 이용한 도로 결빙방지공법{FREEZE PREVENTION STRUCTURE FOR PAVEMENT AND CONSTRU}

본 발명은 건설 분야에 관한 것으로서, 상세하게는 도로 결빙방지용 발열장치 및 이를 이용한 도로 결빙방지공법에 관한 것이다.

동절기 도로 노면의 동결은 교통사고의 위험을 높이고, 특히 터널, 교량 등의 주변 구간에는 이러한 위험성이 더욱 부각된다.

이러한 도로 노면의 결빙을 방지하기 위하여, 종래에는 도로 내부에 발열선을 매설하는 방식, 도로의 노면에 결빙방지재(염화칼슘)를 도포하는 방식 등이 사용되어 왔다.

그런데 도로에 발열선을 매설하는 방식은 차량 하중에 의해 도로의 변형이 발생되면서 발열선이 끊어지는 문제가 있고, 유지관리에 너무 큰 비용과 수고가 소요된다는 문제가 있었다.

도로의 노면에 결빙방지재를 도포하는 방식은 눈이 내리면 장비나 인력을 동원하여 직접 결빙방지재를 도포해야 하므로 번거롭다는 점 등의 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 투입되는 비용과 수고에 비해 효과가 크고, 설치 이후 도로의 변형 및 차량 하중에 의해 파손되지 않는 도로 결빙방지용 발열장치 및 이를 이용한 도로 결빙방지공법을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 과제의 해결을 위하여, 도로(10)의 결빙을 방지하기 위한 본 발명의 결빙방지용 발열장치(A)는 도로(10)의 폭 방향을 따라 상기 도로(10)의 매립되고, 상기 도로(10)의 양 측면으로 양단부가 노출되도록 설치됨과 아울러, 설치방향을 따라 한 쌍의 전선(110)이 매립된 발열체(100); 상기 도로(10)의 양 측면으로 노출된 상기 발열체(100)에 결합하되, 상기 한 쌍의 전선(110) 양단부에 결합되는 전원공급선(200); 상기 전선(110)에 전기를 공급하여 상기 발열체(100)가 발열하도록 상기 전원공급선(200)에 결합된 전원공급장치(300);를 포함한다.

상기 한 쌍의 전선(110)은 상기 발열체(100)의 내측 상부 영역에 매립된 상부전선(111); 상기 발열체(100)의 내측 하부 영역에 매립된 하부전선(112);을 포함하고, 상기 전원공급선(200)은 (+)전극전원공급선(210); (-)전극전원공급선(220);을 포함하며, 상기 상부전선(111)의 양단부에는 상기 (+)전극전원공급선(210) 또는 상기 (-)전극전원공급선(220) 중 어느 하나가 공통으로 연결되고, 상기 하부전선(112)의 양단부에는 상기 상부전선(111)의 양단부에 결합된 상기 전원공급선(200)과 다른 전극을 갖는 상기 전원공급선(200)이 공통으로 연결된 것이 바람직하다.

상기 발열체(100)는 복수의 탄소 원자가 육각형 벌집 무늬로 결합된 튜브 구조의 탄소나노튜브(Carbon NanoTube)가 압착되어 형성된 플레이트 구조인 것이 바람직하다.

상기 한 쌍의 전선(110)은 구리로 형성된 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 도로 결빙방지용 발열장치를 이용한 도로 결빙방지공법은 상기 도로(10)의 폭 방향을 따라 상기 발열체(100)가 삽입 결합되도록, 홈파기부(11)를 형성하는 홈파기부형성단계; 상기 홈파기부(11)에 상기 발열체(100)를 삽입하는 발열체설치단계; 상기 발열체(100)의 내부에 매립된 상기 상부전선(111)의 양단부에 상기 (+)전극전원공급선(210) 또는 상기 (-)전극전원공급선(220) 중 어느 하나를 공통으로 연결하고, 상기 하부전선(112)의 양단부에는 상기 상부전선(111)의 양단부에 결합된 상기 전원공급선(200)과 다른 전극을 갖는 상기 전원공급선(200)을 공통으로 연결하는 전원공급선연결단계; 상기 홈파기부(11) 중 상기 발열체(100)의 상부 영역에 형성된 상부(12) 영역에 모르타르(20)를 타설하는 모르타르타설단계;를 포함한다.

상기 홈파기부형성단계에서 상기 홈파기부(11)는 상기 도로(10)의 횡 구배와 상기 홈파기부(11) 하면의 구배가 일치되도록 형성하는 것이 바람직하다.

본 발명은 투입되는 비용과 수고에 비해 효과가 크고, 설치 이후 도로의 변형 및 차량 하중에 의해 파손되지 않는 도로 결빙방지용 발열장치 및 이를 이용한 도로 결빙방지공법을 제시한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 결빙방지용 발열장치 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발열체 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발열체 측면도.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전원공급장치가 결합된 발열체 사시도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 홈파기부형성단계 이전의 도로 사시도.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 홈파기부형성단계 공정도.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 홈파기부가 형성된 도로 측면도.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발열체설치단계 공정도.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전원공급선연결단계 공정도.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 모르타르타설단계 공정도.

본 발명에 따른 도로 결빙방지용 발열장치 및 이를 이용한 도로 결빙방지공법의 일 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면 번호를 부여하고 이에 대해 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

또한, 이하 사용되는 제1, 제2 등과 같은 용어는 동일 또는 상응하는 구성 요소들을 구별하기 위한 식별 기호에 불과하며, 동일 또는 상응하는 구성 요소들이 제1, 제2 등의 용어에 의하여 한정되는 것은 아니다.

또한, 결합이라 함은, 각 구성 요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 도로 결빙방지용 발열장치 및 이를 이용한 도로 결빙방지공법에 관하여 상세히 설명한다.

도로(10)의 결빙을 방지하기 위한 본 발명의 결빙방지용 발열장치(A)는 도로(10)의 폭 방향을 따라 도로(10)의 매립되고, 도로(10)의 양 측면으로 양단부가 노출되도록 설치됨과 아울러, 설치방향을 따라 한 쌍의 전선(110)이 매립된 발열체(100); 도로(10)의 양 측면으로 노출된 발열체(100)에 결합하되, 한 쌍의 전선(110) 양단부에 결합되는 전원공급선(200); 전선(110)에 전기를 공급하여 발열체(100)가 발열하도록 전원공급선(200)에 결합된 전원공급장치(300);를 포함한다.

이 경우, 도로(10)의 결빙이 자주 발생하는 도로(10)에 결빙장지용 발열장치(A)를 설치하여 결빙을 방지할 수 있다.

이때, 발열체(100)의 양단부로 노출된 전선(110)에 전원공급선(200)을 결합하여 신속하게 결빙구간을 제거할 수 있다.

또한, 전원공급장치(300)는 도로(10) 주변의 가로등 및 긴급전화부스 등의 전원으로 대체할 수 있다.

한 쌍의 전선(110)은 발열체(100)의 내측 상부 영역에 매립된 상부전선(111); 발열체(100)의 내측 하부 영역에 매립된 하부전선(112);을 포함하고, 전원공급선(200)은 (+)전극전원공급선(210); (-)전극전원공급선(220);을 포함하며, 상부전선(111)의 양단부에는 (+)전극전원공급선(210) 또는 (-)전극전원공급선(220) 중 어느 하나가 공통으로 연결되고, 하부전선(112)의 양단부에는 상부전선(111)의 양단부에 결합된 전원공급선(200)과 다른 전극을 갖는 전원공급선(200)이 공통으로 연결된 것이 바람직하다.

상부전선(111) 또는 하부전선(112)의 양단부에 서로 다른 전극이 흐르도록 전원공급선(200)을 결합할 수도 있지만 이 경우, 전극의 흐름이 발열체 길이방향으로 이루어 지기 때문에 발열시간이 길고, 발열량이 적은 단점이 있다.

그러나 위 경우와 같이 발열체(100)의 상하방향을 기준으로 상부전선(111)과 하부전선(112)으로 서로 다른 전극이 발생하도록 (+)전극전원공급선(210)과 (-)전극전원공급선(220)을 연결하기 때문에 전극의 흐름 구간이 짧아(발열체의 높이) 발열체의 발열 시간이 짧고, 발열량이 좋다.

상기 한 쌍의 전선(110)은 구리로 형성된 것이 바람직하다.

이 경우, 강성이 우수하고, 탄성력이 우수함과 아울러, 열 전도율과 전도체 재질인 튜브 구조의 탄소나노튜브(Carbon NanoTube, 120)사용하기 때문에 차량하중 및 도로의 변형에도 발열체가 손상되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 전선(110)이 구리로 형성되어 있기 때문에 열 전도율이 우수하고, 발열효과가 우수하다.

이 경우, 도로의 홈파기부형상단계 이후, 발열체설치단계, 전원공급선연결단계를 실시하는 공정시간이 짧아 시공시간을 단축할 수 있다.

또한 모르타르(20)는 급속경화가 가능한 모르타르를 사용하여 타설 및 경화시간을 단축할 수 있다.

이 경우, 도로(10)의 횡구배를 따라 홈파기부(11)를 형성하기 때문에 도로 표면과 발열체(100) 상면의 깊이를 일정하게 유지하여 도로 표면의 발열정도를 일정하게 유지할 수 있다.

A : 결빙장지용 발열장치 10 : 도로
11 : 홈파기부 20 : 모르타르
100 : 발열체 110 : 전선
111 : 상부전선 112 : 하부전선
200 : 전원공급선 210 : (+)전극전원공급선
220 : (-)전극전원공급선 300 : 전원공급장치

Claims

도로(10)의 결빙을 방지하기 위한 결빙방지용 발열장치(A)로서,
도로(10)의 폭 방향을 따라 상기 도로(10)의 매립되고, 상기 도로(10)의 양 측면으로 양단부가 노출되도록 설치됨과 아울러, 설치방향을 따라 한 쌍의 전선(110)이 매립된 발열체(100);
상기 도로(10)의 양 측면으로 노출된 상기 발열체(100)에 결합하되, 상기 한 쌍의 전선(110) 양단부에 결합되는 전원공급선(200);
상기 전선(110)에 전기를 공급하여 상기 발열체(100)가 발열하도록 상기 전원공급선(200)에 결합된 전원공급장치(300);를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 결빙방지용 발열장치.
제1항에 있어서,
상기 한 쌍의 전선(110)은
상기 발열체(100)의 내측 상부 영역에 매립된 상부전선(111);
상기 발열체(100)의 내측 하부 영역에 매립된 하부전선(112);을 포함하고,
상기 전원공급선(200)은
(+)전극전원공급선(210);
(-)전극전원공급선(220);을 포함하며,
상기 상부전선(111)의 양단부에는 상기 (+)전극전원공급선(210) 또는 상기 (-)전극전원공급선(220) 중 어느 하나가 공통으로 연결되고,
상기 하부전선(112)의 양단부에는 상기 상부전선(111)의 양단부에 결합된 상기 전원공급선(200)과 다른 전극을 갖는 상기 전원공급선(200)이 공통으로 연결된 것을 특징으로 하는 도로결빙방지용 발열장치.
제2항에 있어서,
상기 발열체(100)는
복수의 탄소 원자가 육각형 벌집 무늬로 결합된 튜브 구조의 탄소나노튜브(Carbon NanoTube)가 압착되어 형성된 플레이트 구조인 것을 특징으로 하는 도로 결빙방지용 발열장치.
제3항에 있어서,
상기 한 쌍의 전선(110)은 구리로 형성된 것을 특징으로 하는 도로 결빙방지용 발열장치.
제2항 내지 4항 중 어느 한 항의 도로 결빙방지용 발열장치를 이용한 도로 결빙방지공법으로서,
상기 도로(10)의 폭 방향을 따라 상기 발열체(100)가 삽입 결합되도록, 홈파기부(11)를 형성하는 홈파기부형성단계;
상기 홈파기부(11)에 상기 발열체(100)를 삽입하는 발열체설치단계;
상기 발열체(100)의 내부에 매립된 상기 상부전선(111)의 양단부에 상기 (+)전극전원공급선(210) 또는 상기 (-)전극전원공급선(220) 중 어느 하나를 공통으로 연결하고, 상기 하부전선(112)의 양단부에는 상기 상부전선(111)의 양단부에 결합된 상기 전원공급선(200)과 다른 전극을 갖는 상기 전원공급선(200)을 공통으로 연결하는 전원공급선연결단계;
상기 홈파기부(11) 중 상기 발열체(100)의 상부 영역에 형성된 상부(12) 영역에 모르타르(20)를 타설하는 모르타르타설단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로결빙방지공법.
제5항에 있어서,
상기 홈파기부형성단계에서
상기 홈파기부(11)는 상기 도로(10)의 횡 구배와 상기 홈파기부(11) 하면의 구배가 일치되도록 형성하는 것을 특징으로 하는 도로결빙방지공법.