KR100497696B1 - 해빙액의 고정식 살포를 위한 방법 및 장치 - Google Patents

해빙액의 고정식 살포를 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에서는 도로 상에 해빙제를 살포하기 위해 미세 분무 분사(2, 3)를 발생시키는 다수의 분사체(1)가 사용된다. 상기 분무 분사는 긴 분무 시간 동안 활성화될 수 있다. 이러한 방법으로 종래의 시스템이 사용될 때와 비교해 교통 장애가 감소되고, 해빙제 분사 시스템은 효과적으로 간소화된다.

Description

해빙액의 고정식 살포를 위한 방법 및 장치 {METHOD AND DEVICE FOR A STATIONARY DISTRIBUTION OF LIQUID THAWING AGENTS}
본 발명은 각각 청구항 제1항 및 제2항의 전제부에 따른 방법에 관한 것이고, 각각 청구항 제7항 및 제9항 또는 제10항에 따른 분무체와 해빙액 분무 장치에 관한 것이다.
고정식 해빙액 분무 장치는 예를 들어 유럽 특허 제0 458 992호에 공지되어 있다. 이런 분무 장치는 교통로에 일반적으로 NaCl 용액의 해빙액을 사용하는데, 교통로란 예를 들어, 도로, 교량, 비행기 활주로 및 항공 유도로 등을 말한다. 예를 들어 교통로의 측면 가드레일 영역에 배치되거나 또는 교통로의 표면 내에 배치되는 분무 노즐에 의해 수행되는 해빙액 살포는 예를 들어 스위스 특허 제658 411호 또는 유럽 특허 제0 461 295호에 공지되어 있다. 다른 고정식 장치는 미국 특허 5,447,272호에 공지되어 있다.
종래의 해빙액 분무 장치는 가능한 한 교통을 방해하지 않기 위해, 해빙액 분사는 1초 내지 2초의 짧은 지속 시간으로 강하게 수행된다. 초당 0.2리터 내지 1리터의 용액량으로 강하고 먼 거리의 분사(약 10m)가 발생된다. 유럽 특허 제 458 992호에서 공지된 바와 같이, 이런 해빙액 살포 방식에서 분무 노즐을 공급하기 위한 큰 직경 또는 국부 압력 저장기를 갖는 도관이 필요하다. 또한, 제어 가능한, 예를 들어 상응하는 전기 제어 라인이 필요한 전기 제어 가능한 밸브가 단시간의 해빙액 살포의 활성화를 위해 필요하다.
또한, 종래의 단시간의 강한 분사는 몇몇 경우에서 사고 위험성을 높이는 당황스런 반응을 운전자에게 유도할 수 있다. 독일 특허 제32 36 401호에는 지하 채광에서 먼지 제거를 위한 물 분사를 위한 노즐 몸체가 공지되어 있다. 일본 특허 제82 69 927호에는 도로 상의 안개 제거를 위해 분사가 도로 상에 포물선형으로 분무되는 장치가 공지되어 있다.
본 발명의 실시예는 이하에서 도면을 참조로 상세히 설명된다.
도1은 고속 도로상의 해빙액 분무 장치의 개략도이다.
도2는 해빙액 분무 장치의 다른 실시예를 도시하는 도면이다.
도3은 분무체의 개략적인 단면도이다.
도4는 노즐의 단면도이다.
도5a 및 도5b는 해빙액 분무 장치의 개략도이다.
본 발명의 목적은 상술된 유형의 단점을 갖지 않는 해빙액 살포방법을 제공하는 것이다. 특히, 가능한 운전자의 당황스런 반응의 위험성을 감소시키며, 간단하고 저렴한 방법을 제공하는 것이다.
이러한 목적은 청구항 제1항의 특징부에 의해 달성된다.
분무 수단을 통해 종래 기술에 비해 현저하게 감소된 살포량을 갖는 매우 미세한 분사가 발생됨으로써, 한편으로는 운전자의 당황스런 반응에 의한 위험이 실제적으로 제거되도록 해빙액 분사가 차량에 미치는 영향이 감소된다. 발생된 미세한 분사는 일반적으로 운전자에게는 보이지 않고, 차량에 접촉될 때도 청각적 소음이 발생하지 않는다. 또한 각각의 분사 및 다수의 분사에 의해 발생된 적은 살포량은 해빙액을 위한 공급 도관 내 압력의 현저한 감소를 발생시키지 않고, 다른 한편으로는 작은 직경을 갖는 도관의 사용을 허용한다. 따라서, 재료비 및 도관 설치를 위한 비용이 상당히 절감된다. 또한, 신규 방법은 소정의 시간 주기 동안에 해빙액 펌프의 작동에 의해 해빙액 분무를 개시하고 종료하는 것을 허용하고, 종래 기술에 따른 장치의 다수의 제어 밸브가 제거되는 것을 가능케 한다.
해빙액은 10초 내지 10분 이상의 범위, 특히 30초 내지 10분의 범위, 특히 30초 내지 5분의 범위 내에 놓인 지속 시간 동안 양호하게 살포된다.
또한, 이런 목적은 도로 표면, 특히 노면 및 도로 차선 영역의 15m2 내지 40m2 당 하나의 분무 지점이 제공되는 방식으로 해빙액을 분사하는 다수의 분무 지점이 분무 수단으로써 제공되는 특징에 의해 달성된다.
상기 유형의 다수의 분무 지점은 상술된 장점 및 효과를 갖는 매우 미세하며 실제적으로 보이지 않고, 멀리 도달하지 않는 분사를 허용함에도 불구하고, 교통 로 상에 해빙액의 충분한 살포가 달성된다.
또한, 이러한 목적은 해빙액 살포를 위한 분무체에서 청구항 제7항의 특징에 의해 달성된다. 양호하게는 노즐로 구성된 상응하는 미세한 살포 개구는 소정의 적은 살포량을 발생시킨다. 또한, 이런 목적은 청구항 제9항 또는 제10항에 따른 해빙액 분무 장치에 의해 해결된다.
도1은 본 발명을 설명하기 위한 해빙액 분무 장치의 개략적으로 도시된다. 도1은 도로 표면에 대한 일례로서, 6차선 고속 도로의 평면도를 도시한다. 노면상에는 본 실시예의 도3에 따라서 노면 내로 삽입 고정된 분무체이므로, 차량이 그 위를 주행할 수 있는 다수의 분무체(1)가 도시된다. 각각의 분무체(1)는 도시된예에서 차선에 대해 평행하지 않은 방향으로 분무되는 두 개의 해빙액 분사(2, 3)와, 다른 예(2, 3')에서 분무된다. 분무체는 분무체를 향해 차선에 나란히 또는 노면 아래에서 연장되는 도관(4, 5)에 의해 해빙액을 각각 공급받는다. 해빙액을 위한 해빙액 탱크(6)가 제공되며, 해빙액 탱크로부터 펌프(7) 및 각 분무체(1)로 안내되는 도관(4, 5)으로 공급된다. 도시된 예에서, 하나의 차선의 폭은 3.75m이고, 각분무체들 사이의 간격 (a)는 대략 6m와 10m 이다. 간격(a)이 6m이면, 607.5m2의 도로 표면은 각각 분무체 당 22.5 평방 미터 도로 표면의 비율과 일치하는 27개의 분무체(1) 의해 분무된다. 간격 (a)이 10m이면, 비율은 37.5에 상응한다. 일반적으로 15, 특히 20 내지 40의 비율에서 양호한 결과를 가져온다. 이런한 다수의 분무체는, 각각의 분무체가 강하고 먼 거리로 분사하는 종래 기술에서 사용된 수와는 확실히 구별된다. 종래 기술에 따르면 위의 도면에 도시된 27개의 분무체에 대신에 14개의 분무체가 사용되었다.
도시된 본 발명의 실시예에서, 각각의 분사(2, 3)가 미치는 범위, 즉 각각의 분사(2, 3)가 미치는 범위는 약 1m 내지 4m, 특히 1.5m 내지 2.5m, 그리고 예를 들어 약 2m 범위에 달한다. 분사는 고압으로 생성되는 실제로 보이지 않는 미세 분사이다. 각 분사 당 분사량은 분당 0.1리터 내지 1터, 특히 분당 0.1리터 내지 0.8리터의 범위에 있고, 양호하게는 분당 0.1터 내지 0.5리터 범위에 있다. 상기 유형의 분사량 감소는 각 분무체의 매우 작은 방출 개구, 양호하게는 0.1mm 내지 1mm, 특히 0.3mm 내지 0.6mm 범위 내의 직경을 갖는 노즐에 의해 형성된다. 이런 미세 분사는 분무체 내의 방출 개구 또는 노즐의 전방에서 8 바 내지 15 바, 특히 10바 내지 15 바의 압력에 의해 발생된다. 분무체에는 상기 압력으로 도관(4, 5)을 통해 해빙액이 공급된다. 도관(4)은 주 도관으로서 예를 들어 단지 14mm의 내경을 가질 수 있는데, 이는 적은 양의 해빙액만이 미세한 방출 개구를 통해 방출되고, 이로써 도관 내의 해빙액 유동을 통해 도관 내에는 무시할 수 있을 만한 압력 감소가 발생하기 때문이다. 분무체(1)의 각각의 하부 그룹으로 안내되는 도관(5)은 단지 4mm의 내경을 가질 수 있다. 도관(4, 5)의 설치는 작은 직경을 통해 마찬가지로 간단하고 비용이 적게 든다. 도관(4)은 도시된 바와 같이 링형 도관으로 구성될 수 있고, 이로써 공급 라인(A-A)의 단부에는 동일한 압력이 제공될 수 있다. 또한, 링형 도관은 도관의 간단한 세척을 허용한다. 이에 반해, 모든 분무체(1)에는 시간 단위 당 분무되는 적은 양으로 인하여 링형 도관이 아닌 간단한 도관(4)만으로 충분할 수 있다.
해빙액 살포의 개시 및 종료는 펌프(7)의 작동 개시 및 비활성화를 통해 수행된다. 해빙액의 미세 분사에 의한 적은 살포량에 의해, 살포 시간이 밸브에 의해 제어되고, 1초 내지 2초의 지속 시간을 갖는 종래 장치에서 보다 대체로 더 긴 살포 시간이 달성된다. 이에 반해, 본원에서 설명된 방법 및 도시된 장치에서, 분무 지속 시간은 10초 내지 10분 또는 그 이상, 특히 30초 내지 5분의 범위에서 사용된다. 분무 지속 시간은 분무 방식을 따른다. 예를 들어 해빙물 유효량이 대략 2 g/m2에 달하는 예방 해빙액 분무의 경우, 예를 들어 20% NaCl 용액의 해빙액 용액량을 살포하기 위한 분무 지속 시간은 약 30초 범위 내이다. 이에 반해, 15 내지 20 g/m2의 효과적 해빙 요구량이 필요한 심각한 결빙 상태를 해빙하는 경우, 분무는 수 분동안 지속된다. 또한, 분무 중에 변경되는 풍향이 살포에 긍정적인 영향을 미치고 차량에 의해 발생되는 와류도 사용될 수 있기 때문에 긴 살포 시간은 해빙액의 살포에 적절하다.
도시된 장치에서는 도관 라인 내에 제어 밸브가 사용되지 않기 때문에, 전체 분무체는 펌프가 작동 개시될 때 해빙액을 살포한다.
밸브없이 도시된 실시예 대신에 주 도관(4)으로부터 분기된 도관(5) 내의 제어 가능한 밸브가 배치가 제공될 수 있으므로, 개별 구간 부분의 분무가 제어될 수 있다. 이는 도2의 실시예에 도시된 바와 같이, 차선 폭이 각각 3.75m에 달하는 2차선이 노면이 도시된다. 각 분무체(1)가 개략적으로 도시되고, 차선의 주변부에 위치한 분무체(1)는 하나의 분무 분사(2)를 발생시키고, 차선 중심에 위치한 분무체는 각각 두 개의 분무 분사(2, 3)를 발생시킨다. 분사는 용액 탱크(6)로부터 공급된 펌프(7)에 의해 발생된다. 또한, 도관 내에는 용액 계량기(8)가 제공된다. 도관(4)은 전체 차선을 따라 도관(5)에 의해 사용되는 개별적인 분무 구간으로 안내된다. 도관(5)은 제어 밸브(9)에 의해 주 도관(4)에 연결되기 때문에, 차선은 밸브(9)의 작동을 통해 각각 활성화 그리고 비활성화될 수 있는 다수의 분무 구간으로 분리된다. 도관(4) 대신에 두 실시예어서 다양한 직경을 갖는 다수의 평행 도관이 사용될 수 있다.
도관(4) 내에는 역류 방지 밸브(8)가 제공될 수 있다. 이는 경사면에서 펌프가 작동되지 않을 때 용액이 펌프(7)로 역류되는 것을 방지한다. 그러나, 용액의 역류가 요구될 때 역류 방지 밸브는 제거될 수 있다. 통상, 도관(5)에는 해빙액이 없는 것이 바람직하다. 이는 상이한 온도 범위에서 사용될 수 있는 서로 섞이지 않는 다양한 종류의 해빙액을 사용하는 것을 용이하게 한다. 또한, 제어식 분무의 사용에서 필요하면, 제어 밸브 및/또는 역류 방지 밸브가 도1에 따른 장치에 사용될 수 있다.
도3은 분무체(1)의 단면도를 개략적으로 도시한다. 분무체는 두 개의 해빙액 분무 분사(2, 3)를 발생시킨다. 양호한 분무체는, 한편으로 도관(5)으로의 분무체를 연결하기 위한 연결부를 구성하고, 다른 한편으로 해빙액 분무 분사(2, 3)용 방출 개구가 제공되는 제1 부분(10)을 포함한다. 방출 개구는 노즐(11, 12)을 구비할 수 있고, 원하는 미세 분사를 발생시키기 위해, 살포 개구 또는 노즐 개구는 0.1mm 내지 1mm의 내경의 범위, 양호하게는 0.3mm 내지 0.6mm 또는 0.8mm 범위 내의 내부 직경을 갖는다. 또한, 분무체(1)에는 지지판으로서 분무체가 도로 표면의 표면층에 삽입되는 것을 허용하는, 각각의 분사를 위한 리세스(15, 16)를 갖는 지지 플랜지(14)가 제공된다. 부분(10) 및 판(14)은 도시된 바와 같이 두 개로 구성되거나 또는 단일편으로 제조될 수 있다. 부분(10)은 예를 들어 금속 또는 플라스틱으로 구성되고, 판(14)은 바람직하게는 플라스틱으로 구성된다. 플라스틱으로는 예를 들어 POM이 적당하다. 분무체(1)의 도시된 실시예는 저렴한 비용으로 생산할 수 있고, 또한 예를 들어 약 30mm 또는 더 작은 구성 높이(h)를 가질 수 있다. 이로써 격리층의 손상 위험없이 교량의 노면 내에 문제없이 장착되고 또는 넓은 배수용 아스팔트 내에 문제없이 설치될 수 있다. 분무체는 다수의 분무 지점 의 제공을 위해 예시적으로 도시된다. 이는 예를 들어, 차선 주변에, 차선 상에 또는 차선 내에 각각 놓인 도관 내에 설치된 개구 또는 노즐로서 제공될 수 있기 때문에, 다수의 노즐을 구비하여 길게 연장된 분무체가 실제적으로 사용된다.
도4는 바람직하게 사용되는 노즐(11, 12)의 단면을 개략적으로 도시한다. 가장 좁은 영역은 0.1mm 내지 1mm, 양호하게는 0.1mm 내지 0.6mm 또는 0.3mm 내지 0.6mm의 직경(b)을 갖는다. 노즐에는 해빙액 분사를 위해 8 내지 15 바의 압력으로 가압되고, 실제적으로 볼 수 없는 미세 해빙액 분사를 발생시킨다. 이와 같은 다수의 노즐조차 매우 작은 살포단부를 가지며, 예를 들어 0.6mm의 직경을 갖는 100개의 노즐도 겨우 총 단면적 약 28mm2 밖에 차지하지 않는다. 한편, 14mm의 내부 직경을 갖는 도관은 약 154mm2의 단면적을 갖고, 이로부터 길이 방향을 따라 배치된 다수의 분무 지점은 실제로 압력 감소없이 공급될 수 있다.
펌프에 의해 공급된 해빙 용액이 지속적으로 살포되어 도관이 더 적은 양을 계속 이송함으로써 큰 압력감소가 회피된다. 절반의 양만이 이송되면, 압력 감소는 단지 1/4이된다. 이런 효과는 종래의 장치에서 사용되지 않는다.
도5a 및 도5b는 도시되지 않은 해빙액 탱크와 연결된 펌프(7)를 가지며, 전술된 작은 직경을 갖는 도관(5)을 통해 공급되는 다수의 분무 위치(1)를 갖는 해빙액 분무 장치를 개략적으로 도시한다. 도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 도관(4)에는 공급 도관(17) 및 바이패스 도관(18)과 같은 또 다른 도관이 추가로 제공된다(도5b). 또한 역류 방지 밸브(19)가 제공된다. 도5a의 경우에서 펌프는 경사 차선을 따라 놓인 도관(4, 17, 18)의 가장 깊은 지점에 설치되고, 도5b의 경우에는 가장 높은 위치에 배치된다.
도관은 한편으로는 가능한 작은 직경이 사용되고, 다른 한편으로는 공급 도관 및/또는 바이패스 도관이 펌프의 정지 후에 충전되어 유지되도록 구성됨으로써,분무 시스템은 펌프의 새로운 활성화 후에 가능한 한 신속하게 전체 길이에 걸쳐 분무한다. 이는 연결 도관(20) 및 역류 방지 밸브를 통해 가능하다. 빈 도관(5)에서도 펌프의 활성화 후에 매우 신속한 분무는 역류 방지 밸브의 배치에 따라 대부분 충전된 도관(4, 17, 18)을 통해 달성된다. 펌프가 비활성화일 때 도관(4, 17, 18) 내 저장된 액체를 유지하기 위해 역류 방지 밸브 대신에 전기 제어 밸브가 사용될 수 있다.

Claims (27)

  1. 해빙액을 분사하는 고정식 분무체(1)를 이용하여 도로 표면 상에 해빙액을 살포하는 방법에 있어서,
    분당 0.1리터 내지 1리터의 범위 내의 살포량을 갖는 해빙액 분사(2, 3, 3')가 실행되고, 분사는 가장 작은 내경이 0.1mm 내지 1mm인 방출 개구에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 살포량 달성하기 위해, 방출 개구 이전의 용액 압력이 5바 내지 20 바의 범위 내에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 도로 영역 또는 노면 영역에 배치된 분무 지점에 의해 해빙액이 살포되는, 특히 도로의 노면 상에 해빙액을 살포하는 방법이며, 각각의 도로 영역 또는 노면 영역의 평방 미터 대 분무 지점의 수의 비율이 15 내지 40 대 1의 범위 내인 것을 특징으로 하는 벙법.
  4. 제2항에 있어서, 분무 지점은 기본적으로 노면과 같은 높이로 설치되고, 하나 또는 다수의 분사(2, 3, 3')를 살포하는 분무체(1)의 형태인 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항, 제2항 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 분사 발생 지속 시간은 10초 내지 10분 범위 내인 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항, 제2항 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 분사의 살포 범위는 1미터 내지 4미터 내인 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 도로 해빙액 살포를 위한 분무체가 연결된 도로 표면에 있어서, 분무체가 0.1mm 내지 1mm의 범위 내의 내경을 갖는 하나 또는 다수의 살포 개구를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 표면.
  8. 제7항에 있어서, 살포 개구가 도로 표면 내에 설치된 도관 형태의 연장된 분무체에 구비되는 것을 특징으로 하는 도로 표면.
  9. 해빙액 탱크와, 적어도 하나의 해빙액 펌프와, 펌프에 의해 공급되며 분무체를 갖는 적어도 하나의 해빙액 도관을 구비하는 해빙액 살포용 장치에 있어서,
    분당 0.1리터 내지 1리터의 범위로 분사당 살포량이 제공되는 분사체로부터 해빙액 분사를 살포하기 위해 구성되고, 분사는 가장 작은 내경이 0.1mm 내지 1mm인 살포 개구에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제9항에 있어서, 다수의 분무 지점, 특히 분무체(1)가 도로 표면, 특히 차선 영역 평방미터 대 분무 지점 수의 비율이 15 내지 40 대 1의 범위 내에 있도록 하는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 펌프에 연결된 도관은 링형 도관(4)으로 구성되고, 상기 도관으로부터 탭 라인(5)이 해빙액 방출 지점으로 안내되는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제9항 또는 제10항에 있어서, 펌프가 비활성일 때 적어도 부분적으로 도관 이 액체로 충전되게 하는 밸브가 도관 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 도로 표면, 특히 도로 노면에 배치된 분무 지점에 의해 해빙액을 도로 표면, 특히 도로의 노면 상에 살포하는 방법에 있어서, 각각의 도로 표면 또는 노면 영역의 평방 미터 대 분무 지점의 수의 비율이 15 내지 40 대 1의 범위 내인 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제13항에 있어서, 분사발생 지속시간은 10초 내지 10분 범위 내인 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서, 분사의 살포 범위는 1미터 내지 4미터 범위 내인 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 도로 표면에 대한 해빙액 살포용 장치에 있어서, 도로표면, 특히 노면 영역의 평방미터 대 분무 지점 수의 비율이 15 내지 40 대 1의 범위 내가 되도록 다수의 분무 지점, 특히 분무체(1)가 제공되는 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 제1항에 있어서, 상기 해빙액 분사(2, 3, 3')는 분당 0.1리터 내지 0.5리터의 범위 내인 것을 특징으로 특징으로 하는 방법.
  18. 제1항에 있어서, 상기 방출 개구의 가장 작은 내경이 0.3mm 내지 0.6mm인 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제2항에 있어서, 상기 용액 압력이 10 바 내지 15 바의 범위 내에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제4항에 있어서, 상기 분사는 두 개인 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제5항에 있어서, 상기 분사발생 지속시간은 30초 내지 5분 범위 내인 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제6항에 있어서, 상기 분사의 살포 범위는 1.5미터 내지 2.5미터 내인 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제7항에 있어서, 분무체가 0.3mm 내지 0.6mm의 범위 내의 내경을 갖는 것을 특징으로 하는 도로 표면.
  24. 제9항에 있어서, 상기 분사당 살포량이 분당 0.1리터 내지 0.5리터의 범위인 것을 특징으로 하는 장치.
  25. 제9항에 있어서, 상기 살포 개구의 가장 작은 내경이 0.3mm 내지 0.6mm인 것을 특징으로 하는 장치.
  26. 제14항에 있어서, 상기 분사발생 지속시간은 30초 내지 5분 범위 내인 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 제15항에 있어서, 상기 분사의 살포 범위는 1.5미터 내지 2.5미터 범위 내인 것을 특징으로 하는 방법.
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