KR100367227B1

KR100367227B1 - 공압식 가동보

Info

Publication number: KR100367227B1
Application number: KR10-2000-0002348A
Authority: KR
Inventors: 모태원; 임대섭
Original assignee: (주)화신엔지니어링
Priority date: 2000-01-19
Filing date: 2000-01-19
Publication date: 2003-01-24
Also published as: KR20010075833A

Abstract

본 발명은 베이스 플레이트와, 상기 베이스 플레이트에 일정 간격을 두고 고정 설치되며, 축 지지대가 설치되는 복수의 받침대와, 상기 받침대에 설치된 상기 축 지지대와 회전축에 의해 회동 가능하게 결합되는 적어도 하나 이상의 패널을 구비하는 패널부와, 상기 각 패널의 배면에 고정 설치되며, 공기 압축 수단에 의해 수축 팽창됨으로써 상기 각각의 패널을 회동시키는 적어도 하나의 에어백을 포함하는 것을 특징으로 한다.

따라서 상기와 같은 구성에 의한 본 발명에 따르면 고강도 콘크리트 패널을 이용하여 보를 형성하고, 이를 공압으로 동작시킴으로써 설치비가 절감되고, 패널의 회전 중심을 중앙부에 놓고 패널을 회전시킴으로써 작은 힘으로도 패널을 이동시키며, 패널의 하단부가 개방되도록 함으로써 퇴적물이 쌓이는 것을 막아 물이 오염되는 것을 방지할 수 있다.

Description

공압식 가동보{PMEUMATIC TYPE MOVABLE WEIR}

본 발명은 가동보(可動洑)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공압을 이용하여 패널(panel)을 이동시키는 공압식 가동보에 관한 것이다.

일반적으로 보(weir)는 하천의 수위를 조절하는 구조물을 말하며, 이러한 보는 농업, 공업 및 생활 용수의 확보에 아주 중요한 역할을 하여 현재 널리 사용된다. 또한 댐이 설치될 수 없는 하천에 보를 여러 개 설치하면 수량의 조절이 가능하기 때문에 중,대형 댐의 대체 구조물로 사용되기도 한다.

보의 종류는 크게 나누어 고정보와 가동보가 있으며, 가동보는 기계식 보와 고무식 보로 나뉜다. 기계식 보는 철판 패널을 사용하여 하천을 막고 철판 패널을 피스톤 등을 이용하여 눕히거나 일으킴으로써 수위를 조절하도록 구성된다. 또한 고무식 보는 하천의 양안(兩岸)에 고무 튜브의 양단을 고정 설치하고 이 고무 튜브에 공기를 채워 넣거나 빼서 수위를 조절하도록 구성된다.

이러한 기계식 보는 도 1에 도시된 바와 같이 콘크리트 구조물에 설치되는 패널(1)과, 이 패널(1)을 상승 및 하강시키는 실린더(2)로 구성된다.

패널(1)은 하단부가 회전축(4)에 고정되고, 상단부가 실린더(2)의 피스톤(3)에 결합되어 있으므로 피스톤(3)의 왕복운동에 의해 패널(1)이 회전축(4)을 중심으로 상승 및 하강동작을 하게 되어 수량을 조절할 수 있게 된다.

그러나 이러한 종래의 보는 고가의 철판 패널 또는 고무를 사용하기 때문에 설치비가 상승되는 문제점이 있었다.

또한 종래의 보는 하상(河床)에 설치되기 때문에 물을 방류하는 경우 저장된 물이 완전히 배출되지 않아 퇴적물이 계속해서 쌓이므로 이를 주기적으로 제거해주어야 되며, 퇴적물의 부패로 인해 물이 오염되는 다른 문제점이 있었다.

또한 종래의 보는 일체형으로 형성되어 있기 때문에 유지 보수가 어려운 또 다른 문제점이 있었다.

또한 기계식 보인 경우 패널의 회전축이 하단에 있고, 패널의 상단이 회전축을 중심으로 회전하게 되므로 실린더에 많은 부하가 걸려 기계적인 무리가 발생되는 또 다른 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 고강도 콘크리트 패널을 이용하여 보를 형성하고, 이를 공압으로 동작시킴으로써 설치비가 절감되도록 하는데 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은 패널의 회전 중심을 수압의 중심부에 위치시켜 작은 힘으로도 패널이 가동되도록 함으로써, 패널의 상부와 하부가 동시에 개방되도록 하여 하상에 퇴적물이 쌓여 물이 오염되는 것을 방지하는데 있다.

또한 본 발명의 또 다른 목적은 콘크리트 패널을 복수개를 설치하고 이의 동작이 각각 또는 필요에 따라 동시에 제어되도록 하여 유지 보수를 용이하게 할 수 있도록 하는데 있다.

도 1은 종래의 가동보중 기계식 보를 개략적으로 나타낸 측단면도

도 2는 상류측에서 본 본 발명에 의한 공압식 가동보를 나타낸 사시도

도 3은 도 2의 부분 확대도

도 4는 하류측에서 본 본 발명에 의한 공압식 가동보를 나타낸 사시도

도 5는 도 4의 부분 확대도

도 6은 본 발명에 의한 공압식 가동보의 동작 설명도

도 7은 본 발명에 의한 공압식 가동보의 설치 상태를 나타낸 설치 상태도

<도면중 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 공압식 가동보 200 : 베이스 플레이트

300 : 받침대 400 : 패널부

500 : 에어백

상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 공압식 가동보는,

베이스 플레이트와,

상기 베이스 플레이트에 일정 간격을 두고 고정 설치되며, 축 지지대가 설치되는 복수의 받침대와,

상기 받침대에 설치된 상기 축 지지대와 회전축에 의해 회전가능하게 결합되는 적어도 하나 이상의 패널을 구비하는 패널부와,

상기 각 패널의 배면에 고정 설치되며, 공기 압축 수단에 의해 수축 팽창됨으로써 상기 각각의 패널을 회동시키는 적어도 하나의 에어백을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기에서 상기 받침대는,

정면 상단부에 상기 각 패널이 물을 막고 있을 때 패널이 앞으로 전복되는 것을 방지하도록 상기 패널을 지지하는 경사면과, 상기 경사면과 연장되는 상면 중앙부에 상기 축 지지대를 설치하기 위한 평탄면과, 상기 에어백을 장착하기 위한 지지판이 수납되도록 요홈부가 형성되며,

상기 패널은,

패널의 강도 보강을 위해 배면에 형성되는 보강패널과,

상기 보강패널의 양측단에 형성되며 상기 회전축에 의해 상기 축 지지대와 결합될 수 있도록 소정 위치에 체결공이 형성된 체결턱을 구비한다.

여기에서 또한 상기 에어백은,

길이 방향으로 연장된 원통형을 이루도록 형성되고, 작은 팽창력으로도 상기 패널을 개폐시키도록 수심의 1/5~3/5지점에 설치된다.

여기에서 또 상기 체결턱은,

상기 에어백의 하중을 분담함과 동시에 수압의 불평형력에 의해 상기 패널부가 개방되는 것을 방지할 수 있도록 수심의 1/4~2/4지점에 설치된다.

여기에서 또 상기 패널은,

하단부에 설치되어 상기 패널과 상기 베이스 플레이트 사이를 실링하는 제 1실링 부재와, 양측면에 설치되어 상기 패널과 다른 패널 사이를 실링하는 제 2실링 부재와, 상단에 설치되어 월류시 물의 맥동을 차단하는 볼텍스 스포일러를 추가로 구비한다.

여기에서 또 상기 패널부의 전방에는, 부유물을 상기 패널측으로 유도하도록 전면부가 라운딩된 라운딩부와, 상기 패널의 회동 범위를 제한하도록 상기 라운딩부로부터 연장 형성된 스토퍼를 구비하는 보호 기둥이 추가로 설치된다.

이하, 본 발명에 의한 공압식 가동보의 구성을 도 2 내지 도 5를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 2는 상류측에서 본 본 발명에 의한 공압식 가동보를 나타낸 사시도이고, 도 3은 도 2의 부분 확대도이며, 도 4는 하류측에서 본 본 발명에 의한 공압식 가동보를 나타낸 사시도이고, 도 5는 도 4의 부분 확대도이며, 도 6은 본 발명에 의한 공압식 가동보의 동작 설명도이다.

도 2 내지 도 6을 참조하면, 공압식 가동보(100)는 베이스 플레이트(200)와, 받침대(300)와, 패널부(400) 및 에어백(500)으로 구성된다.

먼저 베이스 플레이트(200)는 콘크리트 구조물로서 하천 바닥에 고정 설치되고, 내부에는 에어 컴프레셔(10)의 공압을 에어백(500)에 공급하는 공기 공급관(11)이 매설된다.

각각의 받침대(300)는 베이스 플레이트(200)상에 일정 간격을 두고 설치되며, 정면 상단에 패널부(400)의 패널(410)이 물을 막고 있을 때 패널(410)이 앞으로 전복되는 것을 방지하도록 패널(410)을 지지하는 경사면(310)이 형성되고, 받침대(300)의 경사면과 연장되는 상면 중앙부에는 축 지지대(340)가 설치되는 평탄면(320)이 형성되며, 이 평탄면(320)에 이어서 패널(410)이 완전히 개방되어 수평 상태를 유지하는 경우 패널(410)을 지지하기 위한 제 1, 2 돌출부(331, 332)가 형성되고, 제 1돌출부(331) 및 제 2돌출부(332) 사이에는 요홈부(330)가 형성된다. 또 받침대(300)의 내부 길이 방향으로는 외부의 에어 컴프레셔(10)에서 공급되는 공압을 에어백(500)으로 전달하는 공기 공급관(380)이 매설된다.

또한 받침대(300)에는 축 지지대(340)가 설치된다. 축 지지대(340)는 힘이 집중되는 것을 방지하도록 복수개의 지지편(341)을 가지고, 각 지지편(341)은 패널부(400)의 회동이 원활하게 이루어지도록 전면부가 라운딩된 라운딩부(342)를 가지며, 회전축(350)이 삽입될 수 있도록 관통공(344)이 중앙부에 형성되며, 관통공(344)과 관통공(344) 사이에는 회전축(350)의 힘을 분산시키는 부시(343)가 삽입된다.

또 받침대(300)의 요홈부(330)와 요홈부(330) 사이에는 에어백(500)을 지지하기 위한 제 1지지대(360) 및 제 2지지대(370)가 설치된다. 제 2지지대(370)는 제 1지지대(360)를 보강하도록 제 1지지대(360)의 상단에 고정 설치된다.

또 패널부(400)는 적어도 하나의 패널(410)로 구성되며, 각 패널(410)은 축 지지대(340)와 결합을 위한 체결턱(430)을 구비한다.

패널(410)은 고강도 콘트리트로 형성된다. 여기에서 패널(410)의 저면에는 패널(410)과 베이스 플레이트(200) 사이 틈을 실링하는 P형 실링재(460)가 고정 설치되며, 양측면에는 패널(410)과 이웃하는 패널 사이의 틈을 실링하는 실링재(450)가 고정 설치되고, 상단에는 월류시 물의 맥동을 차단하는 볼텍스 스포일러(440)가 고정 설치된다. 여기에서 패널과 패널 사이의 U형 실링재(450)는 패널(410) 측면의 양면에 중앙부가 외측으로 돌출된 굴곡부(452) 즉, U자형의 실링 고무(451)를 길이방향으로 부착 형성된다.

보강패널(420)은 패널(410)의 강도 보강을 위해 패널(410)의 배면에 패널(410)과 일체로 형성된다.

체결턱(430)은 보강패널(420)의 양측단에 일체로 형성되며 소정 위치에 체결공(431)이 형성된다. 여기에서 체결턱(430)은 받침대(300)에 설치된 축 지지대(340)의 구멍을 통과하는 회전축(350)에 의해 연결되어 에어백(500)에 공기가 유입되어 팽창되거나 공기가 배출되어 수축됨에 따라 회전축(350)을 중심으로 회동된다. 체결공(431)의 위치는 에어백(500)의 하중을 분담함과 동시에 수압의 불평형력에 의해 패널부(400)가 개방되는 것을 방지할 수 있도록 수심의 1/4~2/4이 바람직하며, 1/4지점이 가장 바람직하다.

또 에어백(500)은 단면부가 연장된 타원형을 가지도록 형성되고, 하단부에 받침대(300)에 매설된 공기 공급관(380)과 체결되는 체결부(510)를 가지며, 각각의 패널부(400)의 보강패널(420)의 소정 위치에 고정 설치된다. 여기에서 보강패널(420)의 소정 위치는 에어백(500)의 작은 팽창력으로도 패널부(400)를 개폐시키도록 수심의 1/5~3/5지점이 바람직하며, 수압의 중심점 윗쪽인 수심의 2/5지점이 가장 바람직하다.

패널부(400)의 전방에는 일정 간격을 두고 복수의 보호 기둥(210)이 추가적으로 설치된다. 보호 기둥(210)은 부유물을 패널부(400) 측으로 유도하도록 전방에 라운드 바(211)를 가지고, 라운드 바(211)에 스토퍼(212)가 연장 형성된다. 또 베이스 플레이트(200)와 보호 기둥(210) 사이에는 패널(410)의 P형 실링재(460)의 원활한 이동을 돕도록 가이드 판(220)이 설치된다

이하 본 발명에 의한 공압식 가동보의 동작을 도 6 및 도 7을 참조하여 설명하기로 한다.

먼저 공압식 가동보(100)의 설치 과정을 살펴보면, 하천의 측면에 옹벽(10)을 세우고, 하천 바닥을 파내고 받침대(300)를 소정 간격으로 세운다. 그리고, 콘크리트를 부어 받침대(300)의 하부를 매설하여 베이스 플레이트(200)를 형성한다. 이때 받침대(300)의 전방에는 소정 거리를 두고 보호 기둥(210)이 설치되고, 보호 기둥(210)과 받침대(300)의 사이에 가이드 판(220)이 설치되고, 베이스 플레이트(200) 하부에는 외부의 에어 컴프레셔(10)와 연결되는 공기 공급관(11)이 함께 매설되는데 이는 받침대(300)의 공기 공급관(380)과 연결된다.

이러한 상태에서 각 받침대(300)의 평탄면(320)에 축 지지대(340)를 고정하고, 제 1지지대(360) 및 제 2지지대(370)를 받침대(300)의 요홈부(330)에 체결한다.

그리고 패널부(400)의 패널(410)에 볼텍스 스포일러(440)와 U형 실링재(450) 및 P형 실링재(460)가 조립되고, 배면에 에어백(500)이 고정 설치된 패널부(400)의 체결턱(430)과 축 지지대(340)를 대향시킨 후, 체결턱(430)의 체결공(431)과 축 지지대(340)의 관통공(344)에 회전축(350)을 끼어 패널부(400)를 고정시킨다.

그런 다음 에어백(500)의 체결부(510)와 받침대(300)의 공기 공급관(380)을 연결하여 모든 설치를 완료한다.

이하 공압식 가동보(100)의 동작을 설명하면, 패널부(400)의 패널(410)이 수평 상태에서는 돌출된 받침대(300)에 패널이 설치되어 있기 때문에 패널(410)과 베이스 플레이트(200) 사이에 일정 크기의 공간이 형성되어 이 공간을 통해서도 물이 방류된다.

방류를 중지하고 물을 저수하고자 외부에서 에어 컴프레셔(10)를 동작시키면, 에어 컴프레셔(10)의 압축 공기가 베이스 플레이트(200)의 공기 공급관(11)과 받침대(300)의 공기 공급관(380)을 통해 에어백(500)으로 공급되므로 에어백(500)이 팽창된다.

이때 제 2지지대(370)와 패널(410) 사이에 위치하는 에어백(500)은 압축 공기에 의해 팽창되어 형상이 원형으로 변형된다. 이로 인하여 에어백(500)이 보강패널(420)을 밀기 때문에 패널부(400) 전체가 전방으로 밀어 올려진다. 여기에서 에어백(500)은 바람직하게는 수심의 1/5~3/5지점, 가장 바람직하게는 2/5지점에 고정되고, 회전축(350)은 바람직하게는 수심의 1/4~2/4지점, 가장 바람직하게는 수심의 1/4인 지점에 위치하므로 작은 힘으로도 패널부(400)를 용이하게 회전시킬 수 있다.

에어백(500)의 팽창에 따라 패널부(400)가 회전축(350)을 중심으로 회전되어 수직 상태가 될수록 베이스 플레이트(200)와 패널부(400) 사이의 공간은 줄어들고, 에어백(500)의 팽창이 완료되면 패널부(400)의 저면에 설치된 P형 실링재(460)에 의해 공간이 완전히 막히게 된다.

반대로 방류를 하고자 하여 외부에서 공기 공급관(11)에 형성된 노즐(도시 생략)을 제어하여 에어백(500)의 공기를 배출하여 에어백(500)을 수축시키면, 에어백(500)에 의해 지지되던 패널부(400)가 회전축(350)을 중심으로 회전되어 수평 상태가 된다.

패널부(400)가 수평 상태가 되면 패널부(400)의 하부와 상부를 통해 물이 방류되는데, 이때 보호 기둥(210)의 라운드 바(211)에 의해 부유물이 패널부(400)의 상부를 통해 배출되고, 패널부(400)는 보호 기둥(210)의 스토퍼(212)에 의해 고정된다. 또 패널부(400)의 상부를 통해 월류(越流)된 물이 방류될 때 볼텍스 스포일러(440)에 의해 패널부(400)의 후방에 공기가 공급되어 패널부(400)의 후방이 진공 상태로 되지 않아 물의 맥동이 발생되지 않는다.

또한 외부에서 에어백(500)으로 공급 및 배출되는 공기를 제어하여 패널부(400)를 독립적으로 동작시킬 수 있어 물의 저수량에 따라 공압식 가동보(100)를 효율적으로 사용할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 공압식 가동보에 의하면 고강도 콘크리트 패널을 이용하여 보를 형성하고, 이를 공압으로 동작시킴으로써 설치비가 일반 고무보에 비하여 최대1/10까지 절감될 수 있다.

또한 패널의 회전 중심을 중앙부에 놓고, 패널을 회전시킴으로써 작은 힘으로도 패널을 이동시키며, 패널의 하단부가 개방되도록 함으로써 퇴적물이 쌓이는 것을 막아 물이 오염되는 것을 방지할 수 있다.

또 콘크리트 패널을 분리시켜 이의 동작을 각각 제어할 수 있으므로 유지 보수를 용이하게 할 수 있다.

Claims

베이스 플레이트와,

상기 베이스 플레이트에 일정 간격을 두고 고정 설치되며, 축 지지대가 설치되는 복수의 받침대와,

상기 받침대에 설치된 상기 축 지지대와 회전축에 의해 회동 가능하게 결합되고, 강도 보강을 위해 배면에 보강패널이 형성되며, 상기 보강패널의 양측단에 형성되며 상기 회전축에 의해 상기 축 지지대와 결합될 수 있도록 소정 위치에 체결공이 형성된 체결턱을 구비하고, 상기 베이스 플레이트 사이를 실링하도록 제 1실링 부재가 하단부에 설치되며, 양측면을 실링하는 제 2실링 부재가 양측면에 설치되고, 물의 맥동을 차단하는 볼텍스 스포일러가 상단에 설치되는 복수의 패널로 이루어진 패널부와,

길이 방향으로 연장된 원통형을 이루도록 형성되고, 작은 팽창력으로도 상기 패널을 개폐시키도록 수심의 1/5~3/5지점인 상기 각 패널의 배면에 고정 설치되며, 공기 압축 수단에 의해 수축 팽창됨으로써 상기 각각의 패널을 회동시키는 복수의 에어백과,

상기 패널부의 전방에는 부유물을 상기 패널측으로 유도하도록 전면부가 라운딩된 라운딩부와, 상기 패널의 회동 범위를 제한하도록 상기 라운딩부로부터 연장 형성된 스토퍼를 구비하는 보호 기둥을 포함하는 것을 특징으로 하는 공압식 가동보.
제 1 항에 있어서,

상기 받침대는,

정면 상단부에 상기 각 패널이 물을 막고 있을 때 패널이 앞으로 전복되는 것을 방지하도록 상기 패널을 지지하는 경사면과, 상기 경사면과 연장되는 상면 중앙부에 상기 축 지지대를 설치하기 위한 평탄면과, 상기 에어백을 장착하기 위한 지지판이 수납되도록 요홈부가 형성되는 것을 특징으로 하는 공압식 가동보.
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제1항에 있어서,

상기 체결턱은,

상기 에어백의 하중을 분담함과 동시에 수압의 불평형력에 의해 상기 패널부가 개방되는 것을 방지할 수 있도록 수심의 1/4~2/4지점에 설치되는 것을 특징으로 하는 공압식 가동보.
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