KR100389551B1 - 수압수문 자동 개폐장치 - Google Patents

Abstract

개시된 내용은 제방에 담수된 물의 수위를 조절하여 관리하도록 하는 수압수문 자동 개폐장치에 관한 것이다.

개시된 수압수문 자동 개폐장치는, 배수로의 상부에 상단부가 힌지 결합되어 물의 압력에 따라 개폐되는 수문; 적어도 수문의 전면 2개소에 관통·결합되어 선택적으로 회전 동력을 발생하는 동력발생수단; 수문을 관통한 적어도 두 개 이상의 동력발생수단에 각각 결합되며 동력발생수단의 회전 동력에 따라 제방의 물을 역추진시켜 수문의 개폐 량을 조절하는 수압역추진수단; 동력발생수단과 수압역추진수단을 누수 발생없이 결합하는 고정수단을 포함하며;

이에 따라 수문을 자연적 또는 강제적으로 개폐하여 제방의 물을 원하는 수위로 관리할 수 있고, 또 인위적으로 수문을 개방해야 하는 번거로움이 배제되는 이점이 있다.

Description

수압수문 자동 개폐장치{APPARATUS FOR AUTO OPENING AND SHUTTING WATERGATE}

본 발명은 수압 자동 수문에 관한 것으로, 구체적으로 말하면 제방시설 내에 담수되는 물의 수압에 따라 수문을 자동 개폐하여 제방시설의 수위를 조절하고 또 경우에 따라 제방 뚝에 담수된 물의 수위를 선택적으로 조절 가능하도록 하여 제방뚝에 담수된 물을 용이하게 관리하도록 하는 수압수문 자동 개폐장치에 관한 것이다.

예를 들면, 하천이나 저수지 또는 농수로의 경우 수로를 차단하여 물을 담수할 경우에는 도 1에 나타내는 바와 같이, 제방(10)에 수문(1)을 설치하고 그 상부에는 지지대(2)를 설치한 후 그 지지대(2) 위에 핸들(3)을 돌려 상기 수문을 들어올리거나 내리는 승강장치가 설치되어 제방(10)에 담수된 물의 수위를 조정하는 구조로 구성되어 있다.

그러나, 이와 같은 종래의 수문(1)은 장시간 사용하다 보면, 핸들(3)의 나사부(3a) 및 제방(10)과 결합되는 수문(1)의 양측단부가 부식되어 수문(1)의 개폐가 어렵게 되고, 특히 장마철에 집중호우가 내려 제방(10) 내의 수위가 급격히 상승할 경우 사람이 일일이 제방(10)의 수위를 관측한 다음 그 상황에 따라 수문(1)의 개폐정도를 조정해야 하기 때문에 번거로울 뿐만 아니라 급격히 증가하는 수위의 관측 부주의로 미처 수문(1)을 개방하지 못한 경우에는 제방(10)에 담수된 물의 범람으로 재해가 발생하게 되는 문제점이 있다.

그런데, 최근에는 사람이 인위적으로 수문을 개폐함에 따라 발생되는 번거로움과 제방에 담수된 물의 범람 등을 회피하는 하나의 방법으로서, 제방의 수위 상승에 따라 수문이 자동 개폐되도록 하여 수위를 조절하는 수문 자동 개폐장치가 제공되고 있다.

도 2는 상기 제방의 수압에 따라 수문이 자동으로 개폐되는 그와 같은 수문 자동 개폐장치를 나타낸다.

상기 수문 자동 개폐장치는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 제방(10)의 배수구(7)에 설치된 문틀(5)과, 그 문틀(5)의 중앙 하단부에 회동가능케 지지축(6)으로 힌지 결합되어 제방(10)의 수위에 따른 수압에 의해 지지축(6)을 중심으로 회동하면서 개폐되는 수문체(4)로 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 수문 자동 개폐장치는 수문체(4)의 측면 중앙 하단부위가 제방(10)의 배수구(7)에 지지된 문틀(5)의 중앙 하단부에 지지축(6)으로 힌지 결합 되어 있는 관계로, 제방(10)의 수위가 상승하여 수압의 작용점이 지지축(6)의 상부에 위치하면 그 수압에 의해 수문체(4)가 지지축(6)을 중심으로 반시계 방향으로 회동하여 자동으로 열리게 되고, 또 제방(10)의 물이 어느 정도 배수가 되어 수압의 작용중심이 지지축(6)의 하부에 위치하면 수문체(4)가 지지축(6)을 중심으로 시계방향으로 회동하면서 닫히게 된다. 이와 같이 제방(10)의 수위에 따른 수압의 작용으로 수문체(4)가 자동으로 개폐되면서 제방(10)의 물을 조절하게 된다.

전술한 수문 자동 개폐장치는, 제방에 담수된 물의 수위에 따른 수압으로 수문체(4)를 개폐하여 제방의 수위를 조절하여 주게됨을 알 수 있다.

그러나, 이와 같은 종래의 수문 자동 개폐장치는, 수문체(4)와 문틀(5)을 결합하는 지지축(6)이 물이 배수되는 배수구(7)의 중간부위에 위치되기 때문에 수문체(4)의 열리는 공간이 협소하여 많은 량의 물을 빠른 시간 내에 배출하지 못하고, 또한 단순히 제방의 수위에 따른 수압으로 수문체(4)를 개폐함으로써, 제방에 담수된 물을 원하는 수위까지 조절·관리 하기에는 거의 불가능하고, 또 제방에 담수된 물을 원하는 수위까지 조절하기 위해서는 부득이 인위적으로 수문체(4)를 열어주어야 하는 불편한 문제점을 내재하고 있다.

따라서, 상기와 같은 문제점을 치유하면서도 구조 면에서는 보다 간소한 수압수문 자동 개폐장치를, 그리고 신뢰성 면에서는 보다 단계적인 수위조절이 가능한 수압수문 자동 개폐장치를 제공하는 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명의 목적은 제방에 담수된 물의 수위에 따라 수문을 자동으로 개폐하여 물의 저항 없이 원하는 수위까지 신속하게 배수 및 담수하도록 하는 수압수문 자동 개폐장치를 제공하는 것이며, 이 수압수문 자동 개폐장치는 제방에 담수된 물의 압력에 따라 수문의 개방과 폐쇄를 원할하게 하여 물의 흐름과 차단을 빠르게 하여주는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 제방에 담수된 물을 단계적으로 배출하여 관리하도록 하는 수압수문 자동 개폐장치를 제공하는 것이며, 이 자동 개폐장치는 담수된 물의 압력에 관계 없이 수압역추진수단을 구동시켜 수문을 강제적으로 개방하도록 하는 것을 특징으로 한다.

도 1 및 도 2는 종래의 기술에 따른 수문의 설명에 제공되는 구성도로서,

도 1은 종래의 기술에 따른 수문의 일 실시 예를 나타내는 정면도이고,

도 2는 상기 수문의 다른 실시 예를 나타내는 개략적인 단면도이고,

도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 수압수문 자동 개폐장치의 설명에 제공되는 실시 예를 나타내는 구성도로서,

도 3은 상기 수압수문 자동 개폐장치를 분해하여 보인 사시도이고,

도 4는 상기 수압수문 자동 개폐장치를 결합하여 보인 종단면도이고,

도 5는 상기 수압수문 자동 개폐장치의 작용 상태를 나타내는 측면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

100 : 언체 101 : 배수로

102 : 회동축지부 103 : 축공

104 : 지지축 105 : 받침프레임

106 : 바닥면 107 : 수문

108 : 지지공 109 : 절곡부

110 : 만곡부 111,119 : 패킹

112 : 모터 116 : 회전날개

상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 수압수문 자동 개폐장치는, 제방에 담수된 물의 압력에 따라 수문을 개폐하여 배수로를 통해 물을 배출·관리하는 수압 자동 수문에 있어서:

(1) 상기 배수로의 상부에 상단부가 힌지 결합되어 상기 물의 압력에 따라 개폐되는 수문;

(2) 상기 수문의 전면 2개소 이상에 관통·결합되어 선택적으로 회전 동력을 발생하는 동력발생수단;

(3) 상기 수문을 관통한 동력발생수단에 각각 결합되며 상기 동력발생수단의 회전 동력에 따라 상기 제방의 물을 역추진시켜 상기 수문의 개폐 량을 조절하는 수압역추진수단; 및

(4) 상기 동력발생수단과 상기 수압역추진수단을 누수 발생없이 결합하는 고정수단을 포함한다.

선택적으로, 상기 동력발생수단은 모터인 것을 특징으로 한다.

선택적으로, 상기 동력발생수단은 상기 수문에 폭방향으로 배치되는 것을 특징으로 한다.

선택적으로, 상기 수압역추진수단은 상기 동력발생수단에 고정되는 회전날개인 것을 특징으로 한다.

이와 같이하면, 제방에 담수된 물의 수위에 따른 압력에 의해 수문이 자동으로 개방되고, 또한 담수된 물의 압력에 관계 없이 수압역추진수단에 의해 수문이 강제적으로 개방되어 물을 관리할 수 있게 됨을 알 수 있다.

그 결과, 수문을 자연적 또는 강제적으로 개폐하여 제방의 물을 원하는 수위로 관리할 수 있고, 또 인위적으로 수문을 개방해야 하는 번거로움이 배제되는 이점이 있다.

그리고, 본 발명의 실시 예로는 다수개가 존재할 수 있으며, 이하에서는 가장 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하고자 한다.

이 바람직한 실시 예를 통해 본 발명의 목적, 기타의 목적, 특징 및 이점은 예시할 목적으로 도시한 첨부 도면과 관련해서 본 발명에 의한 실시 예를 가지고 이하의 설명으로부터 보다 명백해질 것이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 수압수문 자동 개폐장치의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

또한, 설명에 사용되는 각 도면에 있어서, 같은 구성성분에 관해서는 동일한 번호를 부여하여 표시하고 그 중복되는 설명을 생략하는 것도 있다.

도 3은 본 발명에 따른 수압수문 자동 개폐장치를 분해하여 보인 사시도이고, 도 4는 상기 수압수문 자동 개폐장치를 결합하여 보인 종단면도이고, 도 5는본 발명에 따른 수압수문 자동 개폐장치의 작동 상태를 도시한 측면도이다.

본 실시 예에 따른 수압수문 자동 개폐장치는, 제방의 언체(100)에 형성되어 담수된 물이 배수되는 통로인 배수로(101)와, 그 배수로(101)의 양 측벽 및 바닥면(106)에 고정되는 지지플레이트(123)와, 이 지지플레이트(123)의 양 측면 및 배수로(101)의 바닥면(106) 중앙에 소정의 기울기를 가지고 연이어져 결합된 받침프레임(105)과, 배수로(101) 쪽의 언체(100)의 상부 양측에 형성된 축공(103)을 갖는 회동축지부(102)와, 상부가 물의 저항을 최소화 할 수 있도록 대략 유선형으로 형성되고 하부에는 배수로(101)의 바닥면(106)과 용이하게 밀착되도록 소정의 각도로 경사지게 절곡된 절곡부(109)를 갖으며 언체(100)에 회동 가능하게 결합되어 상기 담수된 물의 압력에 따라 배수로(101)를 개폐하는 수문(107)과, 이 수문(107)의 상부 양측에 형성된 지지공(118)과 회동축지부(102)에 형성된 축공(103)에 끼워져 수문(107)을 언체(100)에 회동 가능케 힌지 결합하여 주는 지지축(104)과, 수문(107)의 절곡부(109) 타측면 하단에 물의 배출 저항을 최소화하고 양력 발생이 용이하도록 형성된 만곡부(110)와, 수문(107)의 내측면 둘레에 밀착 결합되어 누수를 방지하는 패킹(111)과, 적어도 수문(107)의 전면 2개소에 형성된 관통공(115, 115a)에 삽입 결합되어 조작패널(122)의 스위치 조작에 따라 단부에 나사부(114)를 갖는 샤프트(113)를 고속 회전시키는 모터(112)와, 이 모터(112)를 수문(107)의 전면에 볼트 결합으로 안정되게 고정하여 주는 브라킷트(124)와, 수문(107)을 관통한 샤프트(113)의 나사부(114)에 결합되어 모터(112)의 구동에 의한 고속회전으로 담수된 물을 역추진시켜 수문(107)의 개폐량을 단계적으로 조절하는 회전날개(116)로구성된다.

이 회전날개(116)를 샤프트(113)에 이탈 없이 안정되게 고정시키기 위하여 샤프트(113)의 가장자리에는 회전날개(116)의 허브(113a)가 밀착되는 단턱(113a)이 형성되며, 샤프트(113)의 나사부(114)에는 캡(117)이 체결된다.

그리고, 도면에 도시되지는 않았지만 회전날개(116)의 각 블레이드(116b) 사이에 이물질이 끼지 않도록 하면서 물을 역추진시킬 수 있는 보호망이 설치되기도 한다.

그리고, 수문(107)의 외측면과 모터(112)의 사이를 통해 누수가 발생되지 않도록 패킹(119)이 설치된다.

이와 같이 이루어진 수압수문 자동 개폐장치는, 언체(100)의 수위 상승에 따른 압력과 모터(112), 회전날개(116)의 인위적인 구동에 따른 수문(107)의 개폐에 대하여 다음과 같은 동작을 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 수압수문 자동 개폐장치를 도 3 내지 도 5를 참조하여 구체적으로 설명한다.

먼저, 제방의 언체(100)의 수위가 일정 높이 이하일 경우, 즉 언체(100)에 담수된 물의 수압이 수문(107)의 자중보다 작으면, 수문(107)이 언체(100)의 배수로(101)를 차단하여 언체(100)에 담수된 물을 단수하게 된다.

그리고, 언체(100)의 수위가 일정 높이 이상일 경우, 즉 언체(100)에 담수된 물의 수위 상승에 따른 수압이 수문(107)의 자중보다 커지게 되면 배수로(101)를 막고 있는 수문(107)에 강한 압력이 가해지고, 그것에 의해 수문(107)이 언체(100)의 회동축지부(102)에 힌지 결합된 지지축(104)을 중심으로 반시계방향으로 원활하게 회동하면서 열리게 되며, 그 결과 언체(100)에 담수되어 있는 물이 배수로(101)를 통해 배수가 이루어진다.

여기서, 수문(107)이 원활하게 회동하여 열리는 과정을 설명한다.

먼서, 물의 압력이 수문(107) 전체에 가해지는데, 특히 서로 밀착되어 있던 수문(107)의 만곡부(110)와 배수로(101)의 바닥면(106) 사이에 언체(100)에 담수된 물의 수압이 집중된다. 이것에 의해 물이 수문(107)의 하단부 틈새를 통하여 유출되면서 양력이 발생되므로 수문(107)이 원활하게 열리게 되며, 또 언체(100)에 담수되었던 물의 수위가 상승함에 따라 수문(107)이 도 5에 나타내는 바와 같이, 거의 수평상태로 회동되었을 경우에 수문(107)의 상부가 유선형의 비행기 날개와 같은 형상을 가지므로 수문(107)의 상단에 접하여 흐르는 물이 유선형의 상부를 따라 저항 없이 원활하게 흐르게 된다.

또한, 수문(107)의 만곡부(110) 역시 완만한 곡선 형상을 가지므로 절곡부(109)에 접하여 흐르는 물이 만곡부(110)를 따라 저항 없이 원활하게 흐르게 된다.

이와 같이, 수문(107)에 부력과 양력이 함께 작용함으로 그 수문(107)의 개방이 비교적 안정적으로 유지되어 그 결과 언체(100)에 담수되었던 물이 배수로(101)를 따라 보다 신속하고 원활하게 흐르게 된다.

이후 언체(100)에 담수된 물이 배수로(101)를 통해 배수되어 언체(100)의 수위가 낮아지면 그에 비례하여 수압이 낮아지게 된다. 수압이 수문(107)의 자중보다작아지면 수문(107)이 전술한 바와 같이, 언체(100)의 회동축지부(102)에 힌지 결합된 지지축(104)을 중심으로 시계방향으로 원활하게 회동하면서 배수로(101)를 경사지게 밀폐하게 된다. 이때, 수문(107)의 패킹(111)은 지지플레이트(123)에 경사지게 설치된 받침프레임(105)에 밀착되어 배수로(101)의 물의 누수를 방지하고, 또 수문(107)이 닫힐 때 발생될 수 있는 충격을 흡수하게 된다.

한편, 언체(100)에 담수된 물의 수위가 어느 정도 낮은 관계로 인하여 수문(107)이 배수로(101)를 닫고 있는 상태에서 필요에 의해 사용자가 언체(100)에 담수된 물을 배수시켜 원하는 수위로 관리하고자 할 경우가 있다. 예컨대 장마철이 되기 전에 미리 언체(100)에 담수된 물을 어느 수위까지 배수시켜 관리할 경우이다.

이 경우 언체(100)의 상단부에 밀폐되어 있는 조작패널(122)의 스위치 중 어느 하나의 스위치를 온(ON)시키면 수문(107)의 전면에 브라킷트(124)로 고정된 2개의 모터 중 상기 스위치에 해당하는 모터(112)가 구동하게 된다.

모터(112)가 구동하면 샤프트(113)의 나사부(114)에 체결 고정된 회전날개(116)와 같은 수압역추진수단이 모터(112)의 구동에 의해 고속으로 회전하여 언체(100)에 담수된 물을 역추진시켜 줌으로써, 그 결과 수문(107)이 전술한 바와 같이, 언체(100)의 회동축지부(102)에 힌지 결합된 지지축(104)을 중심으로 반시계방향으로 원활하게 회동하면서 열리게 되며, 이것에 의해 언체(100)에 담수되어 있는 물이 원하는 수위까지 배수로(101)를 통해 배수가 이루어지게 된다.

여기서, 수문(107)과 모터(112) 사이의 패킹(119)은 관통공(115,115a)으로의누수를 막아주는 역할을 한다.

계속해서, 언체(100)의 물이 원하는 수위까지 배출된 상태에서 조작패널(122)의 해당 스위치를 차단(OFF)하면 상기 해당 모터(112)의 구동이 정지되고, 이것에 수반하여 수문(107)이 전술한 바와 같은 방법으로 작용하여 배수로(101)를 막아주게 된다.

한편, 비교 예로서, 종래의 기술, 즉 다시 말해서, 제방의 수위에 따른 수압만을 가지고 수문체를 개폐하는 것과는 달리, 본 발명은 제방에 담수된 물의 수위에 따른 수압과 수압역추진수단에 의해 발생된 물의 압력으로 수문의 개폐를 제어하게 됨을 알 수 있다.

이 결과에서, 본 발명에 의하면 수문을 자연적 또는 강제적으로 개폐함으로써, 제방의 물을 원하는 수위로 관리할 수 있고, 또 인위적으로 수문을 개방해야 하는 번거로움이 배제됨을 알 수 있다.

이 적용례에 의하면, 구조 면에서는 보다 간소한 수압수문 자동 개폐장치를, 신뢰성 면에서는 보다 단계적인 수위조절과 안정된 수압수문 자동 개폐장치를 제공하는 것이 가능하다.

그리고, 상기에서 본 발명의 특정한 실시 예가 설명 및 도시되었지만 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다.

이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 첨부된 특허청구범위 안에 속한다 해야 할 것이다.

상술한 설명으로부터 분명한 것은, 본 발명에 따른 수압수문 자동 개폐장치에 의하면, 제방에 담수된 물의 수위에 따라 수문을 자동으로 개폐하여 물의 저항 없이 원하는 수위까지 신속, 정확하게 배수시킬 수 있고, 또한 인위적으로 수문을 개방해야 하는 번거로움이 없이 수문을 단계적으로 자동 개폐하여 원하는 수위로 관리할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 제방에 담수된 물의 압력에 따라 수문을 개폐하여 배수로를 통해 물을 배출·관리하는 수압 자동 수문에 있어서:

   (1) 상기 배수로의 상부에 상단부가 힌지 결합되어 상기 물의 압력에 따라 개폐되는 수문;

   (2) 상기 수문의 전면 2개소 이상에 관통·결합되어 선택적으로 회전 동력을 발생하는 동력발생수단;

   (3) 상기 수문을 관통한 상기 동력발생수단에 각각 결합되며 상기 동력발생수단의 회전 동력에 따라 상기 제방의 물을 역추진시켜 상기 수문의 개폐 량을 조절하는 수압역추진수단; 및

   (4) 상기 동력발생수단과 상기 수압역추진수단을 누수 발생없이 결합하는 고정수단을 포함한 것을 특징으로 하는 수압수문 자동 개폐장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 동력발생수단은 모터인 것을 특징으로 하는 수압수문 자동 개폐장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 동력발생수단은 상기 수문에 폭방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 수압수문 자동 개폐장치.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 수압역추진수단은 상기 모터의 회전축에 고정되는 회전날개인 것을 특징으로 하는 수압수문 자동 개폐장치.