Устройство для обогрева дорожного покрытия, способ его строительства, способ обогрева дорожного покрытия и система обогрева дорожного покрытия
Изобретение относится к способам и устройствам для обогрева дорожного покрытия. Технический результат – ремонтопригодность оборудования и экономия электроэнергии. Лентообразные электронагревательные листы проложены в разделительных секциях вдоль направления движения по дороге, подлежащей обогреву. Плоскость листа перпендикулярна поверхности дороги. Соединительная конструкция предназначена для подключения множества электронагревательных листов к источнику питания через линию электропитания. Контроллер обеспечивает регулировку величины нагрева электронагревательных листов в каждой из разделительных секций. Предложены способ строительства, способ обогрева дорожного покрытия с использованием электронагревательных листов. Представлены варианты выполнения изобретения. 4 н. и 22 з.п. ф-лы, 20 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
[0001] Настоящее изобретение относится к устройству для обогрева дорожного покрытия, способу строительства устройства для обогрева дорожного покрытия, способу обогрева дорожного покрытия и системе обогрева дорожного покрытия, и, в частности, оно относится к устройству для обогрева дорожного покрытия, способу строительства устройства для обогрева дорожного покрытия, способу обогрева дорожного покрытия и системе обогрева дорожного покрытия для повышения температуры дорожного покрытия.
Уровень техники
[0002] В районах с сильными снегопадами, таких как районы Хоккайдо, Тохоку и Хокурику, для соблюдения мер по борьбе со снегом и обледенением зимой требуется предпринимать очень серьезные действия для поддержания региональных видов деятельности зимой и обеспечения безопасности местных жителей.
[0003] В качестве общих мер по борьбе со снегом для уборки снега используются лопаты, и промышленные меры по борьбе со снегом включают в себя работы по уборке снега или откапывания дороги от снега с использованием тяжелой техники и снегоуборочных машин. В дополнение к этому, системы обогрева дороги иногда используются на автомагистралях с большими вертикальными уклонами для того, чтобы предотвратить обледенение поверхности дороги (смотри, например, патентную литературу 1).
[0004] Например, в патентной литературе 1 раскрыта простая и менее дорогая антиобледенительная и снегоплавильная дорожная конструкция. В антиобледенительной и снегоплавильной дорожной конструкции электронагревательный лист 30, испускающий лучи в дальней инфракрасной области, помещается между основным слоем 21 и поверхностным слоем 22 асфальтового покрытия 20 дороги 1, элемент, поглощающий лучи в дальней инфракрасной области, помещается в асфальт поверхностного слоя 22 и, кроме того, лампы 40, испускающие лучи в дальней инфракрасной области, размещаются на обочине дороги 1.
[0005] При подаче электрического тока в нагревательный лист 30, испускающий лучи в дальней инфракрасной области, лучи в дальней инфракрасной области, испускаемые нагревательным листом 30, испускающим лучи в дальней инфракрасной области, поглощаются элементами, поглощающими лучи в дальней инфракрасной области, смешанными с асфальтом поверхностного слоя 22, так что конструкция является простой и недорогой, и позволяет эффективно предотвращать обледенение и снегонакопление.
[0006] Кроме того, так как лампа 40, испускающая лучи в дальней инфракрасной области, установленная на обочине дороги 1, испускает лучи в дальней инфракрасной области в направлении поверхности дороги 1, можно растопить обледеневшую поверхность и предотвратить отложение снега на поверхности дороги. Кроме того, лучи в дальней инфракрасной области, испускаемые лампой 40, испускающей лучи в дальней инфракрасной области, облучает элементы, поглощающие лучи в дальней инфракрасной области, смешанные с асфальтом поверхностного слоя 22, так что лучи в дальней инфракрасной области, испускаемые листом 30, испускающим лучи в дальней инфракрасной области, позволяют эффективно, легко и недорого предотвращать обледенение дороги и отложение снега на поверхность дороги.
[0007] Однако для того, чтобы проложить антиобледенительную и снегоплавильную дорожную конструкцию, описанную в патентной литературе 1, в существующей дороге, необходимо сначала удалить большую часть поверхностного слоя 22 с асфальтовым или бетонным покрытием, и затем снова уложить лист 30, испускающий лучи в дальней инфракрасной области, по горизонтали поверх открытого основного слоя 21.
[0008] Таким образом, необходимо заново восстанавливать вскрытый поверхностный слой 22 асфальтового или бетонного покрытия. Поэтому это потребует не только проведения больших строительных работ, но также может помешать нормальному дорожному движению.
[0009] Далее, конструкция обогрева дороги, которая позволяет облегчить установку электронагревательных листов и повысить эффективность таяния снега на поверхности дороги, была разработана для случая, когда конструкция обогрева дороги устанавливается в дороге (смотри, например, патентную литературу 2).
[0010] Например, в конструкции обогрева дорожного покрытия, описанной в патентной литературе 2, каждая из удерживающих канавок 11b формируется сначала в направлении, перпендикулярном поверхности 11a дороги 11, выполненной из бетона C, и ленточнообразный электронагревательный лист 12 заглубляется в удерживающую канавку 11b, сформированную в направлении, перпендикулярном поверхности 11a. Затем, заполняя зазор между внутренней поверхностью удерживающей канавки 11b и боковой поверхностью электронагревательного листа 12 изолирующим строительным раствором 13, электронагревательный лист 12 заглубляют и фиксируют в удерживающей канавке 11b.
[0011] Таким образом, можно избавиться от необходимости работ по извлечению этого листа, тем самым обеспечивая прокладку электронагревательного листа в дороге в широком диапазоне. Так как удерживающая канавка 11b может быть легко сформирована или тому подобной, лентообразный электронагревательный лист 12 может легко и непрерывно удерживаться на большом расстоянии.
Перечень ссылок
Патентная литература
[0012] Патентный литература 1: JP-A 2001-81710
Патентная литература 2: JP-A 2007-231655
Сущность изобретения
Техническая задача
[0013] Однако на дорогах имеются участки, которые подвержены обледенению, легко покрываются снегом и имеют тенденцию оставаться под снегом. Например, дороги на мостах имеют тенденцию к обледенению (промерзанию). Кроме того, снег имеет тенденцию оставаться на дороге в местах, которые всегда находятся в тени зданий. Кроме того, на дороге могут иметь место такие точечные затененные зоны, так что окружающая среда дороги не всегда является однородной.
[0014] Несмотря на то, что дороги в таких изменяющихся условиях окружающей среды обогреваются за счет прокладки длинных ленточнообразных электронагревательных листов, как в патентной литературе 2, полезный эффект от оттаивания обледеневшей части и растапливания отложенного снега может быть достигнут только в месте, которое легко подвергается обледенению, или в тех местах, в которых скапливается снег. Однако в других местах дорога обогревается зря, и энергия тратится впустую.
[0015] Для решения этой задачи можно рассмотреть возможность регулирования температуры по всей длине дороги. Однако даже в том случае, когда весь электронагревательный лист установлен на высокую температуру в соответствии с состоянием обледенения дороги или оставшимся снегом, что может происходить в зависимости от места, полезные эффекты можно ожидать только на определенных участках, которые могут быть подвержены обледенению дороги из-за отложений снега.
Напротив, если температура регулируется в зависимости от условий в месте, где не происходит обледенения или отложения снега, такая регулировка не является эффективной в других местах, где может произойти обледенение или отложение снега, и растапливание и оттаивание невозможно достичь в местах, где это необходимо.
[0016] В дополнение к этому, так как дорога может расширяться или сжиматься из-за вибраций, вызванных автомобилями и сезонными перепадами температур, если электронагревательный лист проложен на длительный срок в дороге, где всегда возникают вибрации или расширения и сжатия, электронагревательный лист может быть поврежден из-за вибраций и расширения или сжатия дороги.
[0017] Например, когда ленточнообразный электронагревательный лист, проложенный в дороге на большом расстоянии, отключается даже частично, это приводит к полному отказу из-за вибраций или расширений и сжатий дороги и вызывает проблему, которая состоит в том, что весь электронагревательный лист больше не нагревается.
[0018] Кроме того, после такого отказа необходимо определить и отремонтировать неисправное место заглубленного электронагревательного листа, но очень трудно определить неисправное место заглубленного электронагревательного листа. Чтобы восстановить, обогрев дороги, необходимо выкопать все электронагревательные листы и затем определить место обрыва провода, подключенного к электронагревательному листу, или полностью проложить новый электронагревательный лист. В таком случае ремонтопригодность будет очень плохой.
[0019] Кроме того, для того, чтобы выкопать заглубленный электронагревательный лист, необходимо перекрыть полосу движения с одной стороны во время дневных ремонтных работ, когда имеется большое движение, что может затруднять движение. В дополнение к этому, будет трудно выполнять крупномасштабные строительные работы, так как работы могут проводиться в дневное время с перекрытием движения с одной стороны, или в течение ограниченного промежутка времени, например, в ночное время, с меньшим дорожным движением, что приведет к затруднению крупномасштабного строительства.
[0020] Настоящее изобретение было выполнено с учетом вышеизложенного и направлено на обеспечение устройства для обогрева дорожного покрытия, способа строительства устройства для обогрева дорожного покрытия, способа обогрева дорожного покрытия и системы обогрева дорожного покрытия, способной обогревать дорогу при экономии электроэнергии и обеспечении отличной ремонтопригодности.
Решение задачи
[0021] Для решения задач настоящее изобретение направлено на обеспечение устройства для обогрева дорожного покрытия для повышения температуры дорожного покрытия, включающего в себя:
множество ленточнообразных электронагревательных листов, заглубленных в разделительные секции вдоль направления движения по дороге, причем плоскость листа перпендикулярна поверхности дороги,
соединительную конструкцию для соединения множества электронагревательных листов и подключения их к источнику питания, и
контроллер для регулировки величины нагрева электронагревательных листов, присоединенных к соединительной конструкции в каждой разделительной секции.
[0022] Согласно изобретению строительная секция разделена на множество секций, и множество ленточнообразных электронагревательных листов проложено в каждой секции вдоль направления движения по дороге, температуру которой необходимо повысить, причем плоскость листа перпендикулярна поверхности дороги, соединительная конструкция для соединения множества электронагревательных листов и подключения их к источнику питания, и контроллер управляет величиной нагрева электронагревательных листов, присоединенных к соединительной конструкции в каждой разделительной секции.
[0023] Кроме того, настоящее изобретение предоставляет способ строительства устройства для обогрева дорожного покрытия для повышения температуры дорожного покрытия, включающий в себя:
этап прокладки множества ленточнообразных электронагревательных листов в каждой из разделительных секций, полученных путем разделения строительной секции на множество разделительных секций, вдоль направления движения по дороге, подлежащей обогреву, причем плоскость листа перпендикулярна поверхности дороги; и
этап соединения множества электронагревательных листов и их подключения к источнику питания с помощью соединительной конструкции, где
контроллер управляет величиной нагрева нагревательного листа в соответствии с наличием или отсутствием снега или количеством снега, обнаруженным средством обнаружения снега, и
этап подключения контроллера для регулировки величины нагрева электронагревательных листов в каждой из разделительных секций к соединительной конструкции.
[0024] Таким образом, множество ленточнообразных электронагревательных листов прокладывается в разделительных секциях, где строительная секция разделена на множество секций, вдоль направления движения по дороге, подлежащей обогреву, причем плоскость листа перпендикулярна поверхности дороги, где множество электронагревательных листов соединены посредством соединительной конструкции и подключены к источнику питания, и величина нагрева электронагревательных листов, присоединенных к соединительной конструкции в каждой из разделительных секций, регулируется контроллером.
[0025] Кроме того, настоящее изобретение предоставляет способ обогрева дорожного покрытия для повышения температуры дорожного покрытия, включающий в себя:
этап прокладки множества ленточнообразных электронагревательных листов в разделительных секциях, где строительная секция разделена на множество секций вдоль направления движения по дороге, подлежащей обогреву, причем плоскость лист перпендикулярна поверхности дороги;
этап соединения конструкции, когда множество электронагревательных листов подключается к источнику питания; и
этап регулировки величины нагрева электронагревательных листов, присоединенных к соединительной конструкции в каждой из разделительных секций.
[0026] Таким образом, множество ленточнообразных электронагревательных листов прокладывается в разделительной секции, где строительная секция разделена на множество секций вдоль направления движения по дороге, подлежащей обогреву, причем плоскость листа перпендикулярна поверхности дороги, соединительная конструкция соединяет множество электронагревательных листов и подключает их к источнику питания, и контроллер, предназначен для регулировки величины нагрева электронагревательных листов, присоединенных к соединительной конструкции в каждой из разделительных секций.
[0027] Кроме того, настоящее изобретение предоставляет систему обогрева дорожного покрытия для повышения температуры дорожного покрытия, включающую в себя:
множество ленточнообразных электронагревательных листов, проложенных в разделительных секциях, разделенных на множество рабочих секций, вдоль направления движения по дороге, причем плоскость листа перпендикулярна поверхности дороги,
соединительную конструкцию для соединения множества электронагревательных листов и подключения их к источнику питания; и
контроллер для регулировки величины нагрева электрического нагревателя, подключенного к соединительной конструкции в каждой из разделительных секций; и
мобильное транспортное средство для подачи электроэнергии в соединительную конструкцию.
[0028] Таким образом, множество ленточнообразных электронагревательных листов прокладывается в каждой из разделительных секций, где строительная секция разделена на каждую из множества секций вдоль направления движения по дороге, подлежащей обогреву, причем плоскость листа перпендикулярна поверхности дороги,
соединительная конструкция подключает множество электронагревательных листов к источнику питания,
контроллер регулирует величину нагрева электронагревательных листов, присоединенных к соединительной конструкции в каждой из секций, и
транспортное средство для подачи электроэнергии, которое обеспечивает подачу электроэнергии в соединительную конструкцию.
Предпочтительный эффект изобретения
[0029] Согласно устройству для обогрева дорожного покрытия, способу строительства устройства для обогрева дорожного покрытия, способу обогрева дорожного покрытия и системе обогрева дорожного покрытия согласно настоящему изобретению, так как множество ленточнообразных электронагревательных листов проложено в каждой из разделительных секций, где строительная секция разделена на множество секций, вдоль направления движения по дороге, подлежащей обогреву, причем плоскость листа перпендикулярна поверхности дороги, и соединительная конструкция соединяет множество электронагревательных листов и подключает их к источнику питания, контроллер регулирует величину нагрева электронагревательных листов, присоединенных к соединительной конструкции в каждой из секций, можно контролировать температуру для каждой из секций, в которых строительная секция разделена на множество секций. Кроме того, так как множество электронагревательных листов проложено в каждой из разделительных секций, достаточно заменить только вышедшую из строя часть электронагревательного листа, тем самым повышая ремонтопригодность.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - блок-схема, иллюстрирующая концепцию системы обогрева дороги согласно первому варианту осуществления изобретения;
фиг. 2 - вид спереди, иллюстрирующий детали электронагревательного листа согласно первому варианту осуществления;
фиг. 3 - вид в разрезе дороги в направлении движения, иллюстрирующий процесс установки электронагревательного листа в дорогу;
фиг. 4 - блок-схема, иллюстрирующая детали контроллера;
фиг. 5 - вид сверху и вид в разрезе дороги с системой обогрева дороги, установленной на опорах моста;
фиг. 6 - вид в разрезе, иллюстрирующий систему обогрева дороги в направлении движения;
фиг. 7 - вид сверху, иллюстрирующий систему обогрева дороги, установленную рядом с пунктом взимания платы за проезд;
фиг. 8 - множество примеров способа управления отдельными секциями;
фиг. 9 - блок-схема, иллюстрирующая концепцию системы обогрева дороги согласно второму варианту осуществления;
фиг. 10 - вид спереди, иллюстрирующий детали электронагревательного листа согласно второму варианту осуществления;
фиг. 11 - вид спереди, иллюстрирующий состояние подключения электронагревательного листа согласно второму варианту осуществления;
фиг. 12 - вид спереди, иллюстрирующий детали электронагревательного листа согласно третьему варианту осуществления; и
фиг. 13 - вид спереди, иллюстрирующий способ формирования электронагревательного листа.
Подробное описание изобретения
[0031] Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения будут теперь подробно описаны со ссылкой на чертежи.
Первый вариант осуществления
[0032] На фиг.1 показана блок-схема, иллюстрирующая концепцию системы обогрева дороги согласно первому варианту осуществления.
Система 100 обогрева дорожного покрытия, показанная на фиг.1, предназначена для обеспечения таяния снега на поверхность дорожного покрытия, тротуара, стоянки и т.п. и предотвращения обледенения поверхности дорожного покрытия. В дальнейшем система 100 обогрева дорожного покрытия будет описана в качестве примера в случае, когда система 100 обогрева дорожного покрытия установлена на существующей дороге 200, в частности, используемой исключительно для автомобильной дороги, такой как автомагистраль.
[0033] Как показано на фиг.1, система 100 обогрева дорожного покрытия включает в себя электронагревательные листы 110, датчик 120 температуры грунта, датчик 130 снега, контроллер 140, линию 150 электропитания и кабель 160 связи.
[0034] Электронагревательный лист 110 представляет собой ленточнообразный нагревательный элемент длиной 2000 мм и высотой 80 мм, проложенный на глубине 90 мм в удерживающей канавке шириной 24 мм, сформированной вертикально относительно поверхности дороги 200 в направлении движения автомобилей, движущихся по дороге 200, так что короткая сторона электронагревательного листа 110 направлена в вертикальном направлении.
[0035] Электронагревательный лист 110 вырабатывает тепло с обеих сторон электронагревательного листа 110 за счет электроэнергии, подаваемой по линии 150 электропитания, и может растапливать снег, падающий на дорогу 200, и предотвращать промерзание грунта за счет нагрева по периферии дороги 200, соприкасающейся с электронагревательным листом 110.
[0036] Множество электронагревательных листов 110 установлено в каждой из разделительных секций, сформированных путем разделения заданных секций дороги 200 на множество секций для строительства системы 100 обогрева дорожного покрытия.
В качестве конкретного примера, в случае, когда система 100 обогрева дорожного покрытия установлена на строительной секции длиной 3 км, электронагревательные листы 110 устанавливаются в произвольном количестве с заданным интервалом в 30-метровой разделительной секции, полученной путем деления строительной секции на число 100. Электронагревательные листы 110 подключены параллельно к линии 150 электропитания. Расстояние и количество разделов разделительных секций и количество электронагревательных листов 110, проложенных в разделительных секциях, может быть изменено в зависимости от состояния строительства.
[0037] Датчик 120 температуры грунта представляет собой датчик температуры для измерения температуры дороги 200, в которой проложены электронагревательные листы 110. Датчик прокладывается вместе с электронагревательным листом 110 в удерживающей канавке, которая содержит электронагревательный лист 110, и может проводить измерения, чтобы уведомлять о температуре дороги 200, где проложен электронагревательный лист.
[0038] По меньшей мере один датчик 120 температуры грунта установлен в разделительной секции и измеряет и передает уведомление об измеренной температуре дороги 200 в контроллер 140, подключенному через кабель 160 связи.
[0039] Датчики 120 температуры грунта могут быть расположены в непосредственной близости от каждого из электронагревательных листов 110, проложенных с заданным интервалом в множестве разделительных секций, и могут измерять и уведомлять о температуре в непосредственной близости от проложенного датчика 120 температуры грунта.
[0040] Датчик 130 снега представляет собой датчик обнаружения снега, установленный, например, над поверхностью земли рядом с дорогой 200, в которой проложены электронагревательные листы 110. В частности, он может быть прикреплен к звуконепроницаемой стене или ограждению, расположенному рядом с дорогой 200.
[0041] Примеры датчика 130 снега включают в себя датчик типа обнаружения влажности, имеющий средство измерения внешней температуры окружающей среды и средство обнаружения влажности для определения снега на основе полученной внешней температуры окружающей среды и влажности, датчик инфракрасного типа обнаружения для обнаружения снега в качестве препятствия при облучения инфракрасными лучами и т.д.
[0042] Датчики 130 снега устанавливаются по меньшей мере по одному в разделительной секции и передают уведомление о наличии или отсутствии снега или количестве выпавшего снега в контроллер 140, подключенный через кабель 160 связи. Кроме того, датчики 130 снега могут быть установлены по меньшей мере по одному с заданным интервалом в каждой разделительной секции и могут обнаруживать наличие или отсутствие снега или количество выпавшего снега в непосредственной близости от каждого установленного датчика 130 снега.
[0043] В контроллере 140 множество электронагревательных листов 110 подключено через линию 150 электропитания, и датчик 120 температуры грунта и датчик 130 снега подключены через соответствующие кабели 160 связи, и контроллер 140 приводится в действие после подачи электроэнергии, подаваемой от источника питания, такого как коммерческий источник питания (не показан).
[0044] В частности, контроллер 140 получает данные о температуре дороги 200 от датчика 120 температуры грунта, подключенного через кабель 160 связи, определяет наличие или отсутствие снега и количество выпавшего снега от датчика 130 снега, подключенного через кабель 160 связи, и регулирует количество электроэнергии, подаваемой на электронагревательный лист 110.
[0045] Например, когда датчик 120 температуры грунта определяет температуру ниже заданного уровня, например, 5°C, начинается подача электроэнергии на электронагревательный лист 110, в результате чего электронагревательный лист 110 вырабатывает тепло, обогревая дорогу 200, которая окружает электронагревательный лист 110.
[0046] Таким образом, можно предотвратить обледенение дороги 200. В качестве альтернативы, подачу электроэнергии на электронагревательный лист 110 может регулировать в зависимости от температуры дороги 200, определяемой датчиком 120 температуры грунта, чтобы поддерживать постоянной температуру дороги 200.
[0047] Когда датчик 130 снега обнаруживает снег или определяет, что количество выпавшего снега имеет тенденцию к увеличению, включается подача электроэнергии на электронагревательный лист 110 для выработки тепла от электронагревательного листа 110 и обогрева периферийной дороги 200, где электронагревательный лист 110 прокладывается для того, чтобы предотвратить наличие снега на дороге 200.
[0048] Контроллер 140 также может быть подключен к другим контроллерам 140, установленным в других разделительных секциях (не показаны), посредством кабеля 160 связи, и множество контроллеров 140, соединенных кабелем 160 связи, может быть подключено к сети, такой как Интернет (не показан), проводным или беспроводным способом, чтобы управлять каждым из контроллеров 140 извне с помощью оконечного устройства, такого как компьютер, подключенный к сети, такой как Интернет.
[0049] Линия 150 электропитания предназначена для подключения к электронагревательному листу 110 и контроллеру 140 и передачи электроэнергии, подаваемой под управлением контроллера 140 на электронагревательный лист 110, и содержит, например, термостойкий, водостойкий и гибкий шланговый кабель.
[0050] Кабель 160 связи служит для передачи информации проводным способом, например, с помощью оптоволоконного кабеля или кабеля LAN (локальной вычислительной сети). В данном варианте осуществления датчик 120 температуры грунта и датчик 130 снега подключены к контроллеру 140 через кабели 160 связи. В дополнение к этому, датчик 120 температуры грунта и датчик 130 снега могут быть подключены беспроводным способом к контроллеру 140. с помощью технологии беспроводной связи малого радиуса действия.
[0051] Как описано выше, в системе 100 обогрева дорожного покрытия согласно данному варианту осуществления множество электронагревательных листов 110 прокладывается в разделительных секциях, сформированных путем разделения заданной секции для построения системы 100 обогрева дорожного покрытия дороги 200 на множество секций, и контроллер 140 может управлять работой электронагревательных листов 110 в каждой из разделительных секций. Соответственно, температуру можно регулировать в каждой из разделительных секций. Таким образом, электронагревательный лист 110 больше не выделяет тепло в той части, где нет необходимости в обогреве дороги 200, что позволяет повысить эффективность использования электроэнергии.
[0052] Кроме того, так как электронагревательные листы 110 соединены параллельно между линиями 150 электропитания, то в случае, если в одном из электронагревательных листов 110, установленных в множестве секций, произойдет частичное отключение из-за вибрации или расширения и сжатия дороги 200 из-за землетрясения или автомобильного движения, тепло будет вырабатываться другими нагревательными листами 110.
[0053] В дополнение к этому, так как электронагревательный лист 110 больше не выделяет тепло из-за отключения или тому подобного, не вызывая повышения температуры, местоположение отключенного электронагревательного листа 110 можно легко определить снаружи, и путем замены электронагревательного листа 110 необходимо вскрыть только вышедший из строя участок и заменить отключенные электронагревательные листы 110 (приблизительно 2000 мм или более), что позволяет повысить ремонтопригодность.
[0054] Кроме того, когда контроллер 140, имеющий параллельно подключенные электронагревательные листы 110, снабжен средством обнаружения подачи питания или средством обнаружения утечки, местоположение отключенных электронагревательных листов 110 может быть указано снаружи без подтверждения температуры. В дополнение к этому, когда электронагревательный лист 110 больше не находится под напряжением, средство обнаружения источника питания может уведомить и предупредить администратора или т.п.
[0055] На фиг.2 показан вид спереди, иллюстрирующий детали электронагревательного листа согласно первому варианту осуществления.
Как показано на фиг.2, электронагревательный лист 110 представляет собой прямоугольный лентообразный нагревательный элемент длиной 2000 мм, высотой 80 мм и толщиной 1 мм и включает в себя нагревательную часть 111, электродные части 112 и защитная листовая часть 113.
[0056] Нагревательная часть 111 представляет собой прямоугольную пластинчатую нагревательную ленту, которая выделяет тепло при подаче напряжения. Нагревательная часть 111 выполнена, например, из японской бумаги, смешанной с углеродными волокнами, которая вырабатывает тепло не за счет подбора электрических проводов, как в существующем металлическом проволочном нагревателе, а равномерно вырабатывает тепло из листовой нагревательной части 111, находящейся под напряжением, поэтому вся нагревательная часть 111 вырабатывает тепло не из проводов, а с поверхности.
[0057] Так как дорога 200, соприкасающаяся с нагревательной частью 111, нагревается для придания более широкой плоской формы, количество тепла, вырабатываемого нагревательной частью 111, может эффективно передаваться дороге 200. Лед и снег, появившийся на поверхности дороги 200 можно растопить, нагревая дорогу 200. Кроме того, можно также предотвратить появление снега на поверхности дороги 200, тем самым предотвращая обледенение поверхности дороги 200.
[0058] Электродные части 112 представляют собой выводы, предусмотренные на обоих продольных концах нагревательной части 111, и включают в себя анод и катод для пропускания тока к нагревательной части 111. Электродные части 112 соединены параллельно с контроллером 140 посредством линии 150 электропитания (не показана). Таким образом, соединяя параллельно электронагревательные листы 110 к контроллеру 140, даже в том случае, если электронагревательные листы 110 будут частично отсоединены, дорога 200 может обогреваться от других электронагревательных листов 110 без прекращения выработки тепла.
[0059] Так как поврежденные электронагревательные листы 110 могут быть заменены лист за листом, достаточно вскрыть дорогу 200 только на том участке, где проложен поврежденный электронагревательный лист 110, и заменить только поврежденный электронагревательный лист 110, так что объем ремонтных работ и работ по техническому обслуживанию может быть уменьшен, тем самым повышая ремонтопригодность.
[0060] Защитная листовая часть 113 содержит пленочный материал для защиты электронагревательного листа 110 и соединительную часть между электронагревательным листом 110 и электродной частью 112, которая представляет собой водостойкий, термостойкий и ударостойкий прочный пленочный материал, содержащий, например, полиэтилентерефталат, и которая обжимается с двух сторон с помощью защитных листовых частей 113 таким образом, чтобы она поместилась между электронагревательным листом 110 и соединительной частью между электронагревательным листом 110 и электродными частями 112.
Кроме того, для защитной листовой части 113 можно использовать бутилкаучук с превосходной термостойкостью, морозостойкостью, атмосферостойкостью, водостойкостью и т.п.
[0061] На фиг.3 показан вид в разрезе дороги в направлении движения, на котором показаны этапы установки электронагревательного листа на дороге.
На фиг.3(1) показано состояние формирования удерживающей электронагревательный лист канавки 211 для электронагревательных листов 110, и удерживающую кабель канавку 212, проложенную для линии 150 электропитания и кабеля 160 связи, на дороге 200.
[0062] Удерживающая электронагревательный лист канавка 211, сформирована из канавки глубиной 90 мм × шириной 24 мм на дороге 200 вдоль направления движения по дороге 200 с использованием машины для разрезания дорожного покрытия или т.п. в секции, где строится система 100 обогрева дороги.
[0063] В качестве места для формирования удерживающей электронагревательный лист канавки 211, две удерживающие электронагревательный лист канавки 211 предпочтительно образованы с помощью двух траекторий движения (колеи) для одной полосы движения на дороге 200, по которой часто проезжают автомобили. Таким образом, так как дорога 200 обогревается вдоль бороздок (колеи), по которым часто проезжают автомобили, можно предотвратить появление снега и обледенение дороги 200 в основном вблизи траектории движения, чтобы повысить безопасность движения автомобилей, проезжающих по дороге 200.
[0064] Даже если белые линии, нарисованные на дороге 200, становятся невидимыми из-за снега, так как электронагревательные листы 110 проложены вдоль бороздок (колеи), по которым часто проезжают автомобили, так что отложение снега и обледенение дороги 200 вблизи бороздок (колеи) можно предотвратить на дороге 200 за счет выработки тепла электронагревательными листами 110, поэтому бороздки могут быть четко показаны водителям автомобилей, чтобы повысить безопасность движения автомобилей, движущихся по дороге 200.
[0065] Каждая удерживающая кабель канавка 212 сформирована на дороге 200 глубиной 90 мм × шириной 24 мм с помощью машины для разрезания дорожного покрытия или т.п. в направлении, пересекающем дорогу 200, вдоль каждой из разделительных секций, образованных разделением строительной секции.
[0066] Например, когда система 100 обогрева дорожного покрытия предусмотрена для строительной секции длиной 3 км, и строительная секция разделена на 100 секций с разделительной секцией, составляющей 30 м, удерживающая кабель канавка 212 формируется на каждой разделительной секции длиной 30 м.
[0067] На фиг.3(2) показано состояние, в котором находятся электронагревательные листы 110, линия 150 электропитания и кабель 160 связи в удерживающей электронагревательный лист канавке 211 и удерживающей кабель канавке 212, сформированной на дороге 200.
[0068] Сначала теплоизоляционный материал 213 заполняется до дна удерживающей электронагревательный лист канавки 211, сформированной на дороге 200 вдоль продольного направления удерживающей электронагревательный лист канавки 211. Теплоизоляционный материал 213 служит для предотвращения выхода тепла, вырабатываемого электронагревательным листом 110, вниз под дорогой 200, то есть вниз от дна удерживающей электронагревательный лист канавки 211.
[0069] Теплоизоляционный материал 213 выполнен, например, из материала с превосходной теплоизоляцией и водостойкостью, такого как пенополистирол или целлюлозное волокно. Устанавливая теплоизоляционный материал 213, обладающий такой теплоизоляционной и водостойкостью, на расстоянии 10-30 мм от дна удерживающей электронагревательный лист канавки 211, можно предотвратить передачу тепла вниз к основанию дороги из стального перекрытия, бетонной плиты перекрытия или конструктивной части основания дороги конструкции моста, проявляющей высокие тепловые потери, тем самым повышая горизонтальную теплопроводность дороги 200.
[0070] Затем электронагревательный лист 110 вставляется в удерживающую электронагревательный лист канавку 211 таким образом, чтобы направление короткой стороны электронагревательного листа 110 совпадало с вертикальным направлением. Электронагревательный лист 110 устанавливается таким образом, чтобы его верхний конец не был виден с поверхности дороги 200. В дополнение к этому, датчик 120 температуры грунта (не показан на чертеже) также расположен в произвольном месте таким же образом, как и электронагревательный лист 110 в удерживающей электронагревательный лист канавке 211.
[0071] Так как высота электронагревательного листа 110 составляет 80 мм относительно глубины 90 мм удерживающей электронагревательный лист канавки 211, нижний конец электронагревательного листа 110 также может быть проложен в теплоизоляционном материале 213, расположенном в нижней части удерживающей электронагревательный лист канавки 211.
[0072] Когда электронагревательный лист 110 расположен в удерживающей электронагревательный лист канавке 211, опора 214 может быть предпочтительно вставлена в зазор между электронагревательным листом 211 и удерживающей электронагревательный лист канавкой 211, так что электронагревательный лист 110 фиксируется в центре удерживающей электронагревательный лист канавки 211.
[0073] Опора 214 формируется путем упрочнения материала, идентичного соединительному материалу 215, которым впоследствии заполняется зазор между электронагревательным листом 110 и удерживающей электронагревательный лист канавкой 211, и имеет такую форму, которая не препятствует заполнению соединительным материалом 215 зазора между электронагревательным листом 110 и удерживающей электронагревательный лист канавкой 211.
[0074] Опора 214 представляет собой, например, сплошной стержень или пластинчатый элемент, имеющий достаточную ширину, чтобы заполнить зазор между электронагревательным листом 110 и удерживающей электронагревательный лист канавкой 211, и устанавливается в зазоре между электронагревательным листом 110 и удерживающей электронагревательный лист канавкой 211 с заданным интервалом. Так как опора 214 выполнена из того же материала, что и соединительный материал 215, впоследствии она объединяется с соединительным материалом 215.
[0075] Линия 150 электропитания, подключенная к электронагревательному листу 110, и кабель 160 связи, подключенный к датчику 120 температуры грунта, также могут быть проложены вдоль удерживающей электронагревательный лист канавки 211, и затем заключены в удерживающей кабель канавке 212 и затем предусмотрены на обоих концах разделительной секции.
[0076] Предпочтительно линия 150 электропитания и кабель 160 связи могут быть заранее вставлены через гибкий трубопровод, выполненный из синтетической смолы, такой как труба CD (комбинированный канал для прокладки), и затем установлены в удерживающей электронагревательный лист канавке 211 и удерживающей кабель канавке 212.
[0077] На фиг.3(3) показано состояние заполнения зазора соединительным материалом 215 между электронагревательным листом 110 и удерживающей электронагревательный лист канавкой 211.
Соединительный материал 215 содержит эластичный, изолирующий и водостойкий материал, например, уретановый каучук из полибутадиена с концевыми гидроксильными группами, который предпочтительно является жидким во время заполнения и отверждается позже, чтобы обладать прочностью и гибкостью, и заполняется в зазор между электронагревательным листом 110 и удерживающей электронагревательный лист канавкой 211 и удерживающей кабель канавкой 212.
[0078] Соединительный материал 215, который представляет собой уретановый каучук, содержащий полибутадиен с концевыми гидроксильными группами, проявляет высокую обрабатываемость в жидком состоянии при заполнении зазора между электронагревательным листом 110 и может предусматривать удерживающую электронагревательный лист канавку 211 и высокую гибкость и прочность после отверждения.
[0079] Таким образом, по сравнению со случаем заполнения строительным раствором зазора между электронагревательным листом 110 и удерживающей электронагревательный лист канавкой 211, так как соединительный материал 215 с высокой гибкостью может гибко следовать расширению и сжатию дороги 200 из-за вибрации и разницы температур, можно уменьшить вероятность повреждения электронагревательного листа 110, вызванного расширением и сжатием дороги 200 из-за вибрации и разницы температур.
[0080] Кроме того, если электронагревательный лист 110 проложен в бороздках (колее) в дороге, по которой движутся автомобили, так как соединительный материал 215 поглощает вибрации автомобилей, повреждение электронагревательного листа 110 может быть уменьшено даже для дороги с интенсивным движением, и электронагревательный лист 110 можно использовать в течение длительного времени.
[0081] Опора 214 формируется путем отверждения уретанового каучука, содержащего полибутадиен с концевыми гидроксильными группами, в качестве соединительного материала 215, и соединительный материал 215 отверждается, связывая воедино соединительный материал 215 и опору 214.
[0082] Так как соединительный материал 215 устойчив к хлоридам кальция, используемым в качестве антифриза или агента для таяния снега, можно предотвратить разрушение соединительного материала 215 агентом для таяния снега, антифризом и т.п., наносимым на поверхность дороги 200 и проникновение в удерживающую электронагревательный лист канавку 211.
[0083] В дополнение к этому, за счет включения материала с высокой скрытой теплотой таяния, такого как тригидрат ацетата натрия или 10-гидрат сульфата натрия, в соединительный материал 215 повышается термостойкость соединительного материала 215. Когда соединительный материал имеет высокую термостойкость, улучшаются характеристики сохранения температуры, и дорогу 200 можно обогревать с экономией электроэнергии.
[0084] В дополнение к включению материала, имеющего высокую скрытую теплоту таяния, в соединительный материал 215, материал с сильным накоплением тепла может быть предусмотрен между электронагревательным листом 110 и дорогой 200 или между электронагревательным листом 110 и соединительным материалом 215, так что тепло, вырабатываемое электронагревательным листом 110, может накапливаться в материале с сильным накоплением тепла.
[0085] На фиг.3(4) показано состояние укладки поверхностного материала 216 на верхний конец соединительного материала 215, которым заполнена удерживающая электронагревательный лист канавка 211.
Самая верхняя поверхность соединительного материала 215, которым заполнена удерживающая электронагревательный лист канавка 211, заполняется таким образом, чтобы она находилась ниже поверхности дороги 200, и поверхностный материал 216 укладывается таким образом, чтобы он находился заподлицо с поверхностью дороги 200 путем заполнения несовпадающего участка за счет ступеньки.
[0086] Поверхностный материал 216 содержит, например, кварцевый песок, и материал, более твердый, чем соединительный материал 215, укладывается на верхний конец соединительного материала 215, которым заполнена удерживающая электронагревательный лист канавка 211. Поверхностный материал 216 может адсорбироваться в соединительном материале 215 путем распределения на верхнем конце соединительного материала до его затвердевания.
[0087] Поверхностный материал 216, более твердый, чем соединительный материал 215, укладывается на верхний конец эластичного соединительного материала 215, чтобы можно было предотвратить отслаивание и истирание соединительного материала 215, вызванные движением автомобилей, тем самым защищая электронагревательный лист 110.
[0088] В данном варианте осуществления электронагревательные листы 110 были описаны как имеющие длину 2000 мм и высоту 80 мм. Однако привести описание, в котором, например, электронагревательный лист 110 имеет длину 2000 мм и высоту 80 мм, и удерживающая электронагревательный лист канавка 211 имеет глубину 90 мм и высоту 90 мм или высоту 24 мм. Однако они могут быть сконструированы путем дополнительной регулировки размера, например, таким образом, чтобы электронагревательный лист 110 имел длину от 100 мм до 5000 мм, высоту от 40 мм до 80 мм и ширину от 9 мм до 24 мм, и удерживающий электронагревательный лист канавки 211 имел глубину от 50 до 90 мм.
[0089] В частности, за счет уменьшения высоты электронагревательного листа 110 или увеличения глубины удерживающей электронагревательный лист канавки 211 можно проложить электронагревательный лист 110 ниже поверхностного слоя 200 дороги 110 на 30-50 мм с тем, чтобы при проведении ремонтных работ асфальт можно было снимать, не влияя на систему 100 обогрева дороги.
[0090] Кроме того, при окрашивании соединительного материала 215, которым заполняется зазор между электронагревательным листом 110 и удерживающей электронагревательный лист канавкой 211, и соединительного материала 215, которым должен быть заполнена удерживающая кабель канавка 212, в цвет, например, в белый или желтый цвет, который визуально отличается от дороги 200, можно четко обозначить участок, где проложен электронагревательный лист 110, при вскрытии дороги 200, например, во время работ по ремонту асфальта.
[0091] На фиг.4 показана блок-схема, иллюстрирующая детали контроллера.
Как показано на фиг.4, контроллер 140 имеет блок 141 подачи электроэнергии, блок 142 контроля температуры грунта, блок 143 контроля снега и блок 144 подачи электроэнергии.
[0092] Блок 141 подачи электроэнергии подключен к блоку 142 контроля температуры грунта, блоку 143 контроля снега, блоку 144 подачи электроэнергии, электронагревательному листу 110, сети 300 и соединен с другим контроллером 140 и служит для регулирования количества мощности, подаваемой в подключенный к нему электронагревательный лист 110.
[0093] Блок 142 контроля температуры грунта подключен к датчику 120 температуры грунта и измеряет температуру дороги 200, в которой проложен электронагревательный лист 110, чтобы контролировать ее температуру.
[0094] Блок 142 контроля температуры грунта контролирует температуру дороги 200, и, когда температура дороги 200 ниже, чем заданная температура, блок 142 контроля температуры грунта передает сигнал для повышения температуры дороги 200 в блок 141 питания, и блок 141 питания увеличивает количество электроэнергии, подаваемой на электронагревательный лист 110.
[0095] Кроме того, блок 142 контроля температуры грунта контролирует температуру дороги 200, и когда она достигает заданной температуры, блок 142 контроля температуры грунта передает сигнал в блок 141 питания для поддержания температуры дороги 200, и блок 141 подачи электроэнергии уменьшает количество электроэнергии, подаваемой на электронагревательный лист 110.
[0096] Блок 143 контроля снега подключен к датчику 130 снега, и датчик 130 снега обнаруживает наличие снега в месте, где установлен блок датчика снега для контроля наличия снега.
[0097] Блок 143 контроля снега контролирует наличие снега на дороге 200, на которой установлен датчик 130 снега, и, когда датчик 130 снега обнаруживает снег, или когда блок 143 контроля снега определяет, что количество выпавшего снега имеет тенденцию к увеличению, датчик 130 снега передает сигнал для повышения температуры дороги 200 в блок 141 подачи электроэнергии, и блок 141 подачи электроэнергии увеличивает количество электроэнергии, подаваемой на электронагревательный лист 110.
[0098] Таким образом, блок 141 подачи электроэнергии может подавать точное количество электроэнергии в электронагревательный лист 110 на основе сигналов, переданных из датчика 120 температуры грунта и блока 143 контроля снега.
[0099] Блок 141 питания может быть соединен с другими контроллерами 140, установленными в других разделительных секциях, с помощью кабелей 160 связи. Множество контроллеров 140, соединенных кабелями 160 связи, могут быть подключены к сети, такой как Интернет (не показана), и каждым из контроллеров 140 можно управлять извне с помощью оконечного оборудования, такого как компьютер, подключенный к сети, такой как Интернет.
[0100] Блок 144 питания подключен к блоку 141 питания и коммерческому источнику P питания, установленному рядом с дорогой 200, и служит для подачи электроэнергии, полученной от коммерческого источника P питания, через блок 141 питания в каждое из устройств, образующих систему 100 обогрева дорожного покрытия. Коммерческий источник P питания может быть доступен из электроэнергии, полученной из природного источника энергии, такого как солнечная панель или ветрогенератор, или электроэнергии, вырабатываемой генератором, использующим топливо, такое как бензин, в дополнение к электроэнергии, поставляемой существующими электроэнергетическими компаниями.
[0101] На фиг.5 показан вид сверху и вид в разрезе, иллюстрирующие состояние системы обогрева дороги, установленной на дороге, образованной на опорах моста.
Как показано на виде в разрезе на фиг.5, опора 220 моста содержит колонны 221, каждая из которых расположена с заданным интервалом, балки 222, расположенные над колоннами 221, и плиты перекрытия 223 из бетона или стали, расположенные на двух соседних балках 222. Дорога 200 выполнена на перекрытии 223 моста.
[0102] Как показано на виде сверху на фиг.5, дорога 200 имеет две полосы по обе стороны от разделительной полосы 231, каждая полоса разграничена центральной линией 232 проезжей части, и проезжая часть и обочина или проезжая часть и разделительная полоса 231 разграничены внешней линией 233 проезжей части на стороне, противоположной центральной линии 232 проезжей части каждой полосы. С внешней стороны дороги 200 выполнены стены 234, такие как ограждения в виде стены, которые предотвращают падение людей, автомобилей и т.п. с моста, и шумозащитные звукоизоляционные стены.
[0103] Электронагревательные листы 110 проложены на участках бороздок, по которым проезжают автомобили по каждой полосе. Кроме того, так как стык между плитами 223 перекрытия имеет тенденцию подвергаться воздействию расширения и сжатия дороги 200 из-за вибрации дороги 200 и разницы температур, для соединения плит 223 перекрытия вставляется соединительный материал, и разделительная секция для прокладки электронагревательного листа 110 может быть выполнена таким образом, чтобы не пересекать стык, как показано на виде сверху на фиг.5. Контроллер 140 и датчик 130 снега могут быть предусмотрены, например, на стене 234.
[0104] На фиг.6 показан вид в разрезе, иллюстрирующий состояние обеспечения системы обогрева дороги в направлении движения автомобиля.
Как показано на фиг.6, электронагревательные листы 110 проложены в два ряда, например, вдоль бороздок (колеи) шин, где шина и дорога 200 обычно соприкасаются друг с другом во время движения автомобилей 400, например, между центральной линией 232 проезжей части и внешней линии 233 проезжей части.
[0105] Таким образом, так как дорога 200 прогревается в основном вблизи бороздок (колеи), по которым часто движутся автомобили 400, можно предотвратить накопление снега и обледенение дороги 200 с целью повышения безопасности движения по дороге 200.
[0106] Множество электронагревательных листов 110, проложенных в дороге 200, подключены через линии 150 электропитания к контроллеру 140, прикрепленному к стене 234. Датчик 120 температуры грунта, предназначенный для измерения температуры дороги 200, где проложены электронагревательные листы 110, также подключен к контроллеру 140, прикрепленному к стене 234, через кабель 160 связи.
[0107] На фиг.7 показан вид сверху, иллюстрирующий состояние системы обогрева дороги, установленной в непосредственной близости от пункта оплаты для проезда по платной дороге.
Как показано на фиг.7, в непосредственной близости от пункта оплаты для проезда по платной дороге электроэнергия может подаваться в систему 100 обогрева дорожного покрытия с использованием мобильного транспортного средства 500 для подачи электроэнергии, снабженного дизельным двигателем или газотурбинным генератором, нагруженным вместо коммерческого источника P электроэнергии.
[0108] Например, в пункте оплаты для проезда по платной дороге, дополнительная полоса движения среди множества полос закрывается, чтобы остановить транспортное средство 500 для подачи электроэнергии, подключаются блок 144 подачи электроэнергии контроллера 140 и транспортное средство 500 для подачи электроэнергии, и электроэнергия, вырабатываемая транспортным средством 500 для подачи электроэнергии, подается в систему 100 обогрева дорожного покрытия.
[0109] Таким образом, используя мобильное транспортное средство 500 для подачи электроэнергии, систему 100 обогрева дорожного покрытия можно использовать даже в случае сбоя питания, вызванного, например, стихийным бедствием, и безопасность дороги 200 может поддерживаться на должном уровне.
[0110] На фиг.8 показана схема, иллюстрирующая пример способа управления множеством разделительных секций.
Как показано на фиг.8(1), множество электронагревательных листов 110 проложено в каждый из разделительных секций дороги 200, и проложенные электронагревательные листы 110 подключены к одному контроллеру 140 для управления. Каждый из контроллеров 140 подключен к другим контроллерам 140 через сеть 300, такую как Интернет, и каждый из контроллеров 140 управляется компьютером 600, подключенным к сети 300.
[0111] Множество контроллеров 140, установленных на дороге 200, выполнены таким образом, чтобы выделять две группы из секции A и секции B, и выделенные секции A и секции B подключаются поочередно.
[0112] Сначала, как показано на фиг.8(2), при запуске системы 100 обогрева дорожного покрытия сначала нагреваются разделительные секции, каждая из которых выделена как секция A. В частности, контроллеры 140 подают электроэнергию на электронагревательные листы 110, находящиеся в разделительных секциях, выделенных как секции A.
[0113] Затем, как показано на фиг.8(3), нагреваются разделительные секции, выделенные как секция B. В частности, контроллер 140 подает электроэнергию на электронагревательные листы 110, проложенные в каждой из разделительных секций и выделенные как секции B.
[0114] Как показано на фиг.8(2) и 8(3), за счет поочередного нагрева секции A и секции B, тем самым выполняя нагрев секций A и секций B с интервалом, например, примерно 5 или 10 минут, можно до половины снизить подачу электроэнергии в начальной стадии снегопада.
[0115] Кроме того, множество контроллеров 140, установленных на дороге 200, может быть выполнено с возможностью выделения трем группам секций A, секций B и секций C, и выделенные секции A, секции B и секции C последовательно подключаются друг к другу, так что силовая нагрузка источника питания может быть уменьшена до 1/3 за счет поочередного нагрева каждой из групп.
[0116] В данном варианте осуществления удерживающая электронагревательный лист канавка 211 сформирована в существующей дороге 200, и электронагревательные листы 110 проложены в удерживающей электронагревательный лист канавке 211. Вместо этого, в случае нового строительства дороги, электронагревательные листы 110, ранее окруженные соединительным материалом 215, могут также быть предусмотрены на дороге.
Второй вариант осуществления
[0117] Далее будет описан второй вариант осуществления изобретения. Система 100 обогрева дорожного покрытия согласно второму варианту осуществления по существу аналогична конфигурации первого варианта осуществления, за исключением того, что способ соединения электронагревательных листов 110 отличается от способа соединения для нагревательных листов 110. По этой причине компоненты, которые по существу идентичны с теми, что в первом варианте осуществления, обозначены одинаковыми ссылочными позициями, и их описание, как правило, опускается.
[0118] На фиг.9 показана блок-схема, иллюстрирующая концепцию системы обогрева дороги согласно второму варианту осуществления.
Как показано на фиг.9, система 100 обогрева дорожного покрытия включает в себя электронагревательные листы 110, датчик 120 температуры грунта, датчик 130 снега, контроллер 140, линию 150 электропитания, кабель 160 связи и блок 170 контроля тока.
[0119] Множество электронагревательных листов 110 проложено с заданным интервалом в каждой из разделительных секций, и соответствующие электронагревательные листы 110 соединены последовательно с помощью линии 150 электропитания. Следует отметить, что расстояние и количество разделов для разделительных секций и количество электронагревательных листов 110, проложенных в каждой из разделительных секций, может изменяться в зависимости от состояния строительства.
[0120] Блок 170 контроля подачи электроэнергии выполнен как охватывающий каждый из электронагревательных листов 110 для контроля состояния подачи электроэнергии на электронагревательный лист 110, и блок 170 контроля подачи электроэнергии периодически подтверждает то, правильно или нет подается питание на соответствующий электронагревательный лист 110, и передает уведомление о результате проверки в контроллер 140, подключенный через кабель 160 связи (не показан).
[0121] Если блок 170 контроля подачи электроэнергии обнаруживает, что электронагревательный лист 110 не находится под напряжением, незамедлительно передается сигнал, информирующий о том, что электронагревательный лист 110, соответствующий контроллеру 140, не находится под напряжением, и контроллер 140 информирует менеджера о том, что на электронагревательный лист 110 не подается питание через сеть 300.
[0122] Если ни на один из последовательно соединенных электронагревательных листов 110 больше не подается питание, вся разделительная секция не может быть нагрета. Однако, так как блок 170 контроля подачи электроэнергии может периодически контролировать состояние источника питания и может определить то, что электронагревательный лист 110 вышел из строя, только участок не запитанного электрического нагревательного листа 110 может быть найдена и отремонтирована или заменена, что значительно повышает ремонтопригодность по сравнению с обычным случаем.
[0123] На фиг.10 показан вид спереди, иллюстрирующий детали электронагревательного листа согласно второму варианту осуществления изобретения.
Как показано на фиг.10, электронагревательный лист 110 представляет собой прямоугольный лентообразный нагревательный элемент с длиной 2000 мм, высотой 80 мм и толщиной 1 мм, и включает в себя нагревательную часть 111, электродные части 112 и листовые защитные части 113.
[0124] Электродные части 112 представляют собой выводы, сформированные непрерывно вдоль верхнего и нижнего концов в продольном направлении нагревательной части 111, и имеют анод и катод для пропускания тока к нагревательной части 111. Электродные части 112 соединены последовательно с контроллером 140 через линию 150 электропитания (не показана).
[0125] В последующем описании электродная часть 112, выступающая слева от верхнего конца электронагревательного листа 110, упоминается как электродная часть 112A, и электродная часть 112, выступающая справа от нижней части нижнего конца электронагревательного листа 110 упоминается как электродная часть 112B.
[0126] Так как электронагревательные листы 110 могут быть заменены лист за листом для неисправного участка, определенного блоком 170 контроля подачи электроэнергии, необходимо, чтобы дорогу 200 можно было вскрыть только на участке, где проложен вышедший из строя электронагревательный лист 110, и можно было заменить или отремонтировать только вышедший из строя электронагревательный лист 110, работы по техническому обслуживанию могут быть сокращены, что повышает ремонтопригодность.
[0127] На фиг.11 показан вид спереди, иллюстрирующий состояние соединения электронагревательных листов согласно второму варианту осуществления.
Как показано на фиг.11(1), соответствующие электронагревательные листы 110 соединены последовательно и подключены через линию 150 электропитания к контроллеру 140 (не показан). Блок 170 контроля подачи электроэнергии не показан.
[0128] В качестве конкретного примера подключения, блок 141 подачи электроэнергии контроллера 140 подключен через линию 150 электропитания к электродной части 112A электронагревательного листа 112. Электродная часть 112B электронагревательного листа 111-1 соединена с электродом 112B электронагревательного листа 110-2B в состоянии переворачивания электронагревательного листа 110 вверх дном.
[0129] Кроме того, электродная часть 112A электронагревательного листа 110-2 подключена к электродной части 112A электронагревательного листа 110-3, так что верхняя и нижняя поверхности электронагревательного листа 110 перевернуты сверху вниз и подключены к электродной части 112A электронагревательного листа 110. Таким образом, напряжение можно разделить в зависимости от сопротивления.
[0130] В этом состоянии в электронагревательном листе 110-1 ток течет от электродной части 112A к электродной части 112B, чтобы вырабатывать тепло в нагревательной части 111, и в электронагревательном листе 110-2 ток течет от электродной части 112B к электродной части 112A, чтобы вырабатывать тепло в электронагревательном листе 111.
[0131] Кроме того, как показано на фиг.11(2), за счет соединения электродной части 112A и электродной части 112A или соединения электродной части 112B и электродной части 112B под углом, электронагревательные листы 110 могут быть установлены в соответствии с неровностью или уклоном дороги.
[0132] В частности, дорога имеет уклон в непосредственной близости от пункта оплаты для проезда по платной дороге, въезда и т.д. на скоростную автомагистраль, и электронагревательный лист 110 может быть подключен в соответствии с уклоном и неровностью дороги путем соединения соединительной части дороги. электродная часть 112 под углом.
[0133] В данном варианте осуществления система 100 обогрева дорожного покрытия была описана как имеющая блок 170 контроля подачи электроэнергии и кабель 160 связи. В качестве альтернативы, система 100 обогрева дорожного покрытия, за исключением блока 170 контроля подачи электроэнергии и кабеля 160 связи, соединяющего блок 170 контроля подачи электроэнергии и контроллер 140, может быть проложена в дороге 200.
[0134] За счет исключения блока 170 контроля подачи электроэнергии и кабеля 160 связи, так как объем блока 170 контроля подачи электроэнергии и кабеля связи, предусмотренного в удерживающей электронагревательный лист канавке 211 и удерживающей кабель канавке 212 можно уменьшить, сформированную удерживающую электронагревательный лист канавку 211 и удерживающую кабель канавку 212 можно уменьшить по меньшей мере до объема, способного вмещать в себя электронагревательный лист 110.
[0135] Таким образом, так как рабочее время для вскрытия удерживающей электронагревательный лист канавки 211 и удерживающей кабель канавки 212 в дороге 200 может быть уменьшено, можно обеспечить краткосрочное строительство, которое требуется во время ограниченных полуночных работ в состоянии строительства.
Третий вариант осуществления
[0136] Далее будет описан третий вариант осуществления изобретения. Система 100 обогрева дорожного покрытия данного варианта осуществления по существу аналогична конфигурации второго варианта осуществления, за исключением того, что отличается способ формирования электронагревательного листа 110. Затем компоненты, по существу аналогичные компонентам второго варианта осуществления, обозначаются одинаковыми ссылочными позициями без особого их упоминания.
[0137] На фиг.12 показан вид спереди, иллюстрирующий детали электронагревательного листа согласно третьему варианту осуществления.
Как показано на фиг.12, электронагревательный лист 110 представляет собой прямоугольный лентообразный нагревательный элемент, имеющий высоту 80 мм × толщину 3-7 мм × произвольную длину, включающий в себя нагревательную часть 111, электродные части 112 и защитные листовые части 113. Например, электронагревательный лист 110 имеет длину в несколько десятков или сотен метров, и его можно переносить на рабочее место в свернутом состоянии или т.п.
[0138] Электродные части 112 представляют собой выводы, предусмотренные на обоих концах нагревательной части 111, и имеют анодную сторону и катодную сторону для пропускания тока к нагревательной части 111. За счет формирования верхних и нижних углублений в электродной части 112 для образования прорезей в электронагревательном листе 110, может быть сформировано то же состояние, в котором нагревательный лист 110 согласно второму варианту осуществления соединен последовательно. Подробности будут описаны позже.
[0139] Защитная листовая часть 113 выполнена из защитного материала для защиты электронагревательного листа 110 и соединительной части между электронагревательным листом 110 и электродной частью 112, и выполнена из материала, имеющего толщину около 2 мм, отличную гибкость, термостойкость, морозостойкость, атмосферостойкость, водостойкость и т.д., содержащего, например, бутилкаучук, и которая обжимается с двух сторон с помощью защитных листовых частей 113 таким образом, чтобы она поместилась между электронагревательным листом 110 и соединительной частью между электронагревательным листом 110 и электродными частями 112. Защищая другую поверхность защитной листовой части 113 отделяемой бумагой или т.п., можно предотвратить прилипание защитной листовой части 113 к другим частям.
[0140] На фиг.13 показан вид спереди, иллюстрирующий способ формирования электронагревательного листа.
Как показано на фиг.13(1), электронагревательный лист 110, выполненный с произвольной длиной, включает в себя прорези 114.
[0141] Прорези 114 формируются в произвольных местах в зависимости от условий дороги, на которой установлена система 100 обогрева дорожного покрытия, и части 114 с прорезями формируются в электронагревательном листе 110 таким образом, чтобы вырезать только одну часть 112 электрода из электродной части 112 в направлении сверху вниз или в направлении снизу вверх.
[0142] Конкретный способ установки электронагревательных листов 110 будет описан ниже.
Сначала электронагревательный лист 110, сформированный с произвольной длиной в свернутом состоянии или т.п., вырезается в соответствии с длиной удерживающей электронагревательный лист канавки 211 для дальнейшей установки.
[0143] Далее, на электронагревательном листе 110 формируются прорези 114. Прорези 114 формируются таким образом, чтобы одна сторона электродной части 112 была открыта на обоих концах разрезанного электронагревательного листа 110, и прорези формируются в электронагревательном листе 110, чтобы разрезать электродную часть 112 сверху или снизу. В результате получается то же состояние, в котором электронагревательные листы 110 согласно второму варианту осуществления изобретения соединены последовательно, так что напряжение может быть разделено в зависимости от сопротивления электронагревательных листов 110.
[0144] Кроме того, мощность от электронагревательных листов 110 может также изменяться путем увеличения или уменьшения количества прорезей 114, сформированных в электронагревательном листе 110. Более конкретно, за счет уменьшения количества прорезей 114 значение электрического сопротивления всего электронагревательного листа 110 уменьшается, так что мощность электронагревательного листа 110 может быть увеличена. Кроме того, путем увеличения количества прорезей 114 значение электрического сопротивления всего электронагревательного листа 110 увеличивается, так что мощность электронагревательного листа 110 может быть уменьшена.
[0145] Как описано выше, регулируя количество прорезей 114, сформированных в электронагревательном листе 110, можно построить систему, соответствующую любому типу источника питания, например, постоянного или переменного тока, и при напряжении, например, 12 В, 24 В, 48 В, 100 В, 200 В и 400 В.
[0146] Кроме того, как показано на фиг.13(2), формируя каждую из прорезей 114 в электронагревательном листе 110, электронагревательный лист 110 может быть изогнут рядом с электродом 112, соединенным с помощью сформированной прорези 114. Таким образом, электронагревательные листы 110 могут быть установлены в соответствии с неровностями и уклоном дороги.
[0147] Кроме того, так как электронагревательный лист 110 может быть разрезан в соответствии с удерживающей электронагревательный лист канавкой 211, сформированной на дороге, и прорези 114 сформированы на утопленном электронагревательном листе 110, может быть повыситься адаптируемость к строительной площадке.
[0148] Чтобы сформировать прорези 114, прорези 114, каждая из которых имеет заданную форму, могут быть сформированы на электронагревательном листе 110 путем предварительно обработки на вырубном штампе, с помощью штампа или т.п. Таким образом, на электронагревательном листе 110 могут быть сформированы прорези 114, каждая из которых имеет одинаковую форму, что повышает стабильность качества строительства.
[0149] Перечень ссылочных позиций
100 - система обогрева дороги
110 - электронагревательный лист
120 - датчик температуры грунта
130 - датчик снега
140 - контроллер
150 - линия электропитания
160 - кабель связи
200 – дорога.
1. Устройство для обогрева дорожного покрытия для повышения температуры дорожного покрытия, включающее в себя:
множество лентообразных электронагревательных листов, проложенных в разделительных секциях вдоль направления движения по дороге, причем плоскость листа перпендикулярна поверхности дороги, и
соединительную конструкцию для соединения множества электронагревательных листов и подключения их к источнику питания, и
контроллер для регулировки величины нагрева электронагревательных листов, присоединенных к соединительной конструкции в каждой из разделительных секций.
2. Устройство для обогрева дорожного покрытия по п. 1, включающее в себя:
датчик обнаружения снега для обнаружения снега, где
контроллер управляет величиной нагрева электронагревательных листов в соответствии с наличием или отсутствием снега или количеством выпавшего снега, обнаруженным датчиком обнаружения снега.
3. Устройство для обогрева дорожного покрытия по п. 1, включающее в себя:
датчик температуры грунта для измерения температуры дороги, в которой проложены электронагревательные листы, и
контроллер для регулировки степени нагрева электронагревательных листов в соответствии с температурой дороги, определяемой датчиком температуры грунта.
4. Устройство для обогрева дорожного покрытия по п. 1, в котором
соединительная конструкция представляет собой конструкцию с параллельным соединением, в которой электронагревательные листы подключены параллельно к источнику питания.
5. Устройство для обогрева дорожного покрытия по п. 4, в котором
каждый из электронагревательных листов включает в себя:
электродные части, подключенные параллельно к контроллеру посредством линии электропитания.
6. Устройство для обогрева дорожного покрытия по п. 1, в котором
соединительная конструкция для соединения множества электронагревательных листов и подключения их к источнику питания представляет собой последовательно соединенную конструкцию, включающую в себя последовательно соединенные электронагревательные листы.
7. Устройство для обогрева дорожного покрытия по п. 6, в котором
электронагревательные листы имеют:
верхнюю концевую электродную часть, выполненную на верхнем конце в продольном направлении электронагревательных листов, и
нижнюю концевую электродную часть, выполненную на нижнем конце в продольном направлении электронагревательных листов, последовательно соединенных друг с другом.
8. Устройство для обогрева дорожного покрытия по п. 6, в котором
последовательно соединенная конструкция включает в себя:
электронагревательные листы, каждый произвольной длины, сформированные в соответствии с длиной паза для размещения устанавливаемого электронагревательного листа,
множество прорезей, сформированных на электронагревательных листах, и
причем прорези имеют:
верхние концевые прорези, включающие в себя верхнюю концевую электродную часть, и
выемки с прорезью на нижнем конце, включающие в себя поочередно сформированный нижний концевой участок электрода.
9. Устройство для обогрева дорожного покрытия по п. 1, включающее в себя:
средство для поочередного нагрева электронагревательных листов, проложенных в разделительных секциях, в каждой из разделительных секций.
10. Устройство для обогрева дорожного покрытия по п. 1, в котором
электронагревательные листы проложены вдоль бороздок дороги, по которым обычно проезжают автомобили.
11. Устройство для обогрева дорожного покрытия по п. 1, в котором
амортизирующий материал, обладающий упругостью для поглощения вибраций и расширений и сжатий дороги, расположен между дорогой и электронагревательными листами.
12. Устройство для обогрева дорожного покрытия по п. 11, в котором
амортизирующий материал содержит водонепроницаемый и элекроизолирующий резиновый материал.
13. Устройство для обогрева дорожного покрытия по п. 11, в котором
поверхностный слой амортизирующего материала содержит материал с твердой поверхностью.
14. Устройство для обогрева дорожного покрытия по п. 13, в котором
поверхностный слой амортизирующего материала содержит кварцевый песок, связанный с поверхностным слоем амортизирующего материала.
15. Устройство для обогрева дорожного покрытия по п. 11, в котором
электронагревательные листы содержатся в сформированной канавке в направлении, перпендикулярном поверхности существующей дороги, и
опорный элемент для вертикальной поддержки каждого из электронагревательных листов, содержащихся в удерживающей канавке, и
промежуток между удерживающей канавкой и электронагревательными листами заполняется амортизирующим материалом.
16. Устройство для обогрева дорожного покрытия по п. 15, в котором
опорный элемент выполнен из того же материала, что и амортизирующий материал.
17. Устройство для обогрева дорожного покрытия по п. 11, в котором
амортизирующий материал имеет цвет, отличающийся от цвета дороги.
18. Устройство для обогрева дорожного покрытия по п. 11, включающее в себя:
средство накопления тепла, предназначенное для накопления количества тепла, вырабатываемого электронагревательными листами.
19. Устройство для обогрева дорожного покрытия по п. 1, в котором
нижние концы электронагревательных листов имеют теплоизолирующее средство для предотвращения теплового излучения по направлению вниз от электронагревательных листов.
20. Устройство для обогрева дорожного покрытия по п. 1, в котором
электронагревательные листы содержат:
японскую бумагу, смешанную с углеродными волокнами.
21. Устройство для обогрева дорожного покрытия по п. 20, в котором
водонепроницаемый, термостойкий и ударопрочный защитный материал нанесен на периферийную поверхность японской бумаги для защиты японской бумаги.
22. Устройство для обогрева дорожного покрытия по п. 21, в котором
защитный материал представляет собой гибкий бутилкаучук, дополнительно обладающий гибкостью.
23. Устройство для обогрева дорожного покрытия по п. 1, в котором
электронагревательные листы прокладываются под снимаемым поверхностным слоем в тех случаях, когда поверхностный слой дороги снимается и восстанавливается.
24. Способ строительства устройства для обогрева дорожного покрытия для повышения температуры дорожного покрытия, включающий в себя:
этап прокладки множества лентообразных электронагревательных листов, проложенных в разделительных секциях, где строительная секция разделена на множество секций вдоль направления движения по дороге, подлежащей обогреву, причем плоскость листа перпендикулярна поверхности дороги,
этап соединения множества электронагревательных листов и подключения их к источнику питания,
этап подключения множества нагревательных листов к контроллеру, который регулирует количество тепла от электронагревательных листов в каждой из разделительных секций, присоединенных к соединительной конструкции; и
этап подключения контроллера для регулировки количества тепла, вырабатываемого электронагревательными листами в каждом из разделительных листов.
25. Способ обогрева дорожного покрытия для повышения температуры дорожного покрытия, включающий в себя:
этап прокладки множества лентообразных электронагревательных листов, проложенных в разделительных секциях, где строительная секция разделена на множество секций, вдоль направления движения по дороге, подлежащей обогреву, причем плоскость листа перпендикулярна поверхности дороги,
этап соединения множества электронагревательных листов и подключения их к источнику питания;
этап подключения контроллера для регулировки величины нагрева электронагревательных листов, присоединенных к соединительной конструкции в каждой из разделительных секций; и
этап регулировки величины нагрева электронагревательных листов, присоединенных к соединительной конструкции, с помощью контроллера.
26. Система обогрева дорожного покрытия для повышения температуры дорожного покрытия, включающая в себя:
устройство для обогрева дорожного покрытия, включающее в себя множество лентообразных электронагревательных листов, проложенных в разделительных секциях, где строительная секция разделена на множество секций вдоль направления движения по дороге, причем плоскость листа перпендикулярна поверхности дороги;
соединительную конструкцию для подключения множества электронагревательных листов к источнику питания; и
контроллер для регулировки величины нагрева электронагревательных листов, присоединенных к соединительной конструкции в каждой из разделительных секций; и
мобильное транспортное средство для подачи электроэнергии для подачи электроэнергии в соединительную конструкцию.
