KR100655753B1

KR100655753B1 - 유수풀의 파도생성장치

Info

Publication number: KR100655753B1
Application number: KR1020060007664A
Authority: KR
Inventors: 이돈구
Original assignee: 이돈구
Priority date: 2006-01-25
Filing date: 2006-01-25
Publication date: 2006-12-11

Abstract

유수풀의 파도생성장치가 개시된다. 개시된 파도생성장치는 물이 채워진 수로와 연결되어 수로로부터 공급받은 물을 저장하는 하부탱크; 상기 수로보다 높은 위치에 설치되며, 펌프를 통해 상기 하부탱크로부터 물을 공급받아 수로로 배출하기 위한 적어도 하나의 방류구를 갖는 상부탱크; 상기 적어도 하나의 방류구를 개폐하기 위한 적어도 하나의 방류구 개폐부; 및, 상기 펌프 및 방류구 개폐부의 구동을 제어하기 위한 제어부를 포함하며, 상기 제어부는 방류구 개폐부를 제어하여 상부탱크의 적어도 하나의 방류구를 간격을 두고 개폐하여 상부탱크의 물을 낙차를 이용하여 물의 배출속도를 증가시킴에 따라, 수로에 담긴 물을 간격을 두고 연속적으로 부딪쳐서 밀어줌으로써 수로를 따라 함께 흐르게 하는 파도를 생성할 수 있는 것을 특징으로 한다.

유수풀, 파도, 파도, 파고, 방류, 수문, 유압방식, 모터방식, 밸브방식

Description

유수풀의 파도생성장치{Wave generating Apparatus of River Pool}

도 1은 일반적인 유수풀을 나타내는 평면도,

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 유수풀의 파도생성장치를 나타내는 개략 평면도 및 사시도,

도 3은 도 2에 표시된 A방향에서 바라본 상부탱크 및 방류구 개폐부를 나타내는 개략도,

도 4는 도 3에 도시된 방류구 개폐부의 일 실시예를 나타내는 개략도,

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 파도생성장치에 의해 다양한 파고를 갖는 파도를 생성하기 위해 다수의 방류구의 개방 정도를 각각 다르게 개방한 상태를 나타내는 개략도,

도 6은 도 4에 도시된 방류구 개폐부의 다른 실시예를 나타내는 개략도.

도 7은 도 4에 도시된 방류구 개폐부의 또 다른 일 실시예를 나타내는 개략도,

도 8은 도 7에 도시된 방류구 개폐부의 작동 상태를 나타내는 개략 평면도이다.

*도면 내 주요부분에 대한 부호설명*

3: 수로 11: 하부탱크

13a,13b: 펌프 15: 상부탱크

16: 슬로프 17: 수위센서

18a,18b,18c: 방류구

20a,20b,20c,40,50a,50b,50c: 방류구 개폐부

30: 제어부

본 발명은 유수풀 관한 것으로, 특히 낙차를 이용하여 소정 양의 물을 수로로 방류함으로써 수로에 파도를 발생시켜서 수로에 채워진 물을 파도와 함께 수로를 따라 순환시키는 파도생성장치에 관한 것이다.

일반적으로, 유수풀은 소정 폭으로 일정한 길이를 갖는 수로를 만들어 이 수로에 강물처럼 대략 초당 2m 내외의 속도로 물을 흐르게 하여, 이용객들이 튜브를 타고 수로를 따라 떠내려가면서 즐길 수 있는 유희용 시설물이다.

이와 같은 종래의 유수풀(1)은 도 1과 같이, 전체적으로 폐곡선을 이루는 수로(3)를 구비하고, 수로(3)의 내측 벽에는 다수의 분사노즐(5)이 소정 간격으로 설치되어 있다. 다수의 분사노즐(5)은 펌프(7)에 의해 수로(3)의 물을 끌어와 분사노즐(5)을 통해 수로(3) 안으로 분사함으로써, 수로(3)에 담겨있는 물이 수로(3)를 따라 소정 속도로 흘러가도록 하는 장치이다. 펌프(7)는 다수의 공급배관(6)을 통해 다수의 분사노즐(5)과 연결되고, 배수관(9)을 통해 수로(3)와 각각 연결되어 있 다.

그런데, 이와 같은 종래의 유수풀(1)은 수로(3)의 물을 단순하게 일방향으로만 흐르게 하는 것으로, 이용자는 튜브를 타고 일정한 속도로 수로(1)를 따라 이동하기 때문에 물놀이를 통해 즐길 수 있는 별도의 즐거움, 예를 들면, 파도풀과 같이 인공적으로 형성되는 파도를 통해 즐길 수 있는 다양한 즐거움을 얻을 수 없어, 이용자로 하여금 쉽게 싫증을 느끼게 할 수 있으며 이러한 문제는 유희 시설물로서의 가치를 반감시키는 요인이 되었다.

또한, 종래의 유수풀(1)은 다수의 분사노즐(5)을 소정 간격으로 수로(3)에 설치해야 하므로 수로의 길이가 긴 경우에는 다수의 분사노즐(5)과 분사노즐(5)의 개수에 비례하는 공급배관(6)을 설치해야하므로 많은 작업시간이 소요되는 것은 물론, 수로(3) 내벽에 다수의 분사노즐(5)이 설치되는 구멍을 관통 형성할 경우, 다수의 노즐(5)과 수로(3) 내벽에 관통된 구멍 사이에는 누수를 방지하기 위해 일일이 방수처리를 해 주어야 하는 번거로운 문제가 있었다. 더욱이, 수로 등이 노후화될 경우, 상기 다수의 관통구멍에서 누수가 발생하게 되므로 지속적인 관리를 해주어야 하는 번거로운 문제가 있었다.

상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 수로에 채워진 물이 다양한 파고를 갖는 파도와 함께 수로를 따라 순환하도록 낙차를 이용하여 얻은 운동에너지를 통해 파도를 생성하기 위한 유수풀의 파도생성장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 설치가 간단하고 수로의 내벽을 손상시키지 않도록 하여 누수 가능성을 최소화할 수 있는 유수풀의 파도생성장치를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 물이 채워진 수로와 연결되어 수로로부터 공급받은 물을 저장하는 하부탱크; 상기 수로보다 높은 위치에 설치되며, 펌프를 통해 상기 하부탱크로부터 물을 공급받아 수로로 배출하기 위한 적어도 하나의 방류구를 갖는 상부탱크; 상기 적어도 하나의 방류구를 개폐하기 위한 적어도 하나의 방류구 개폐부; 및, 상기 펌프 및 방류구 개폐부의 구동을 제어하기 위한 제어부를 포함하며, 상기 제어부는 방류구 개폐부를 제어하여 상부탱크의 적어도 하나의 방류구를 간격을 두고 개폐하여 상부탱크의 물을 낙차를 이용하여 물의 배출속도를 증가시킴에 따라, 수로에 담긴 물을 간격을 두고 연속적으로 부딪쳐서 밀어줌으로써 수로를 따라 함께 흐르게 하는 파도를 생성할 수 있는 유수풀의 파도생성장치를 제공한다.

상기 방류구 개폐부는 상기 제어부에 의해 제어되는 유압펌프; 상기 유압펌프에 의해 구동하는 유압실린더부; 및, 상기 유압실린더부에 연결되어 유압실린더부의 구동에 따라 승하강 하는 수문;을 포함할 수 있다.

또한, 상기 방류구 개폐부는 상기 제어부에 의해 일방향 및 역방향 구동이 제어되는 스텝모터; 상기 스텝모터에 결합된 웜휠; 상기 웜휠과 기어 결합되는 웜을 구비한 수직바; 및, 상단이 상기 수직바 하단에 고정되어, 스텝모터의 구동에 따라 기어 결합된 웜휠 및 웜에 의해 승하강 하는 수문;을 포함하는 것도 가능하다.

더욱이, 상기 방류구 개폐부는 상기 제어부에 의해 일방향 및 역방향 구동이 제어되는 스텝모터; 상기 상부탱크의 전방 하부에 설치된 적어도 하나의 방류관; 및, 상기 적어도 하나의 방류관의 내측에 회전 가능하게 힌지결합되어, 상기 스텝모터에 의해 일방향 및 역방향으로 회전함에 따라 방류관을 개폐하는 수문을 포함하는 것도 물론 가능하다.

상기 방류구 개폐부는 다수로 이루어지며, 상기 제어부는 미리 프로그래밍이 된 대로 다수의 방류구 개폐부를 구동시켜 다수의 수문의 승강높이를 서로 다르게 설정함으로써, 배출되는 물의 수량을 제어할 수 있다. 이에 따라 다양한 파고 및 속도를 갖는 파도를 생성하는 것이 가능하다.

상기 수문은 스틸, 스테인리스 스틸, FRP, 엔지니어 플라스틱 및 마그네슘 다이캐스팅 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.

상기 상부탱크 내벽에 부착되는 수위센서를 더 포함하며, 상기 수위센서는 제어부와 연결되어, 상부탱크 탱크에 저장된 물의 수위를 감지하여 상부탱크에 저장된 물이 미리 설정된 수위 미만이거나 이상일 경우 각각 해당 신호를 제어부로 전달하여 제어부로 하여금 펌프를 구동시켜 상부탱크에 물공급을 제어하는 것도 가능하다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 유수풀의 파도생성장치의 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 유수풀의 파도생성장치를 나타내는 개략 평면도 및 사시도이고, 도 3은 도 2에 표시된 A방향에서 바라 본 상부탱크 및 방류구 개폐부를 나타내는 개략도이고, 도 4는 도 3에 도시된 방류구 개폐부의 일 실시예를 나타내는 개략도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 파도생성장치(10)는 도 2a와 같이 수로(3)의 일측에 배치되며, 수로(3)의 곡선부분에 대략 접선방향으로 연결된 슬로프(16)에 의해 수로(3)와 연결된다. 이와 같은 파도생성장치(10)는 물의 낙차 즉, 위치에너지를 운동에너지로 변환하기 위해 하기에 설명하는 상부탱크(15)를 도 2b와 같이, 수로(3)의 높이보다 높은 위치에 설치하는 것이 바람직하며, 이 설치 높이는 수로(3)의 길이와 생성하고자 하는 파도의 파고(波高) 등을 고려하여 설정하는 것이 바람직하다.

상기 파도생성장치(10)는 하부탱크(11), 펌프(13a,13b), 상부탱크(15), 방류구 개폐부(20a,20b,20c) 및 방류구 개폐부(20a,20b,20c)를 제어하기 위한 제어부(30)를 포함한다.

상기 하부탱크(11)는 수로(3)의 물이 자연적으로 또는 펌프 등에 의해 인위적으로 유입되도록 도 2b와 같이 제1 배관(11a)에 의해 수로(3)와 연결된다. 이에 따라 하부탱크(11)는 상부탱크(15)로 공급하기 위한 물을 저장할 수 있다.

상기 다수의 펌프(13a,13b)는 각각 제2 배관(12a,12b)을 통해 하부탱크(11)와 연결되고, 제3 배관(14a,14b)에 의해 상부탱크(15)와 연결된다. 이에 따라, 다수의 펌프(13a,13b)는 하부탱크(11)에 저장된 물을 상부탱크(15)로 펌핑하여 상부탱크(15)에 물을 저장한다.

상기 상부탱크(15)는 내벽의 소정 높이에 설치된 수위센서(17)를 구비하며, 이 수위센서(17)를 통해 상부탱크(15) 탱크에 저장된 물의 수위를 감지하여 상부탱크(15)에 저장된 물이 미리 설정된 수위 미만일 경우 제1 신호를 발생하고, 이상일 경우 제2 신호를 발생한다. 본 실시에에서는 수위센서(17)를 1개 설치한 것으로 설명하지만, 이에 제한되지 않고 다수개의 수위센서를 채용하여 좀 더 정밀하게 상부탱크(15) 내의 물의 저장 수위를 감지하는 것도 물론 가능하다. 또한 상부탱크(15)는 도 2와 같이, 슬로프(16)의 상단과 접하는 부분에 다수의 방류구(18a,18b,18c)를 형성한다. 이와 같은 방류구(18a,18b,18c)의 개수는 제한이 없으며, 바람직하게는 상부탱크(15)의 저수량과 생성하고자 하는 파고의 높이를 고려하여 방류구의 개수를 설정하는 것이 바람직하다.

상기 방류구 개폐부(20a,20b,20c)는 도 3과 같이, 다수의 방류구(18a,18b,18c) 보다 다소 큰 면적을 갖는 다수의 수문(27a,27b,27c)을 구비하고, 다수의 수문(27a,27b,27c)을 승하강시킬 수 있도록 다수의 수문(27a,27b,27c) 상측에 각각 유압실린더(21a,21b,21c)가 설치된다. 이와 같은 방류구 개폐부(20a,20b,20c)는 모두 동일하게 구성되며, 이하, 도 4를 참조하여 상기 방류구 개폐부(20a,20b,20c) 중 하나의 상기 방류구 개폐부(20a)에 대한 구성을 상세히 설명한다.

방류구 개폐부(20a)는 유압실린더부(21a)를 유압으로 작동하기 위한 유압펌프(30a)와, 유압실린더부(21a)와 유압펌프(29a)를 상호 연결한 오일 배관(23a,24a)과, 유압실린더부(21a)에 슬라이딩가능하게 결합된 피스톤(22a)을 포함한다. 또한, 수문(19a)의 상단에 수직으로 연장된 수직봉(25a)은 별도의 연결핀(26a)에 의해 피 스톤(22a)의 자유단과 연결된다.

상기 방류구 개폐부(20a,20b,20c)는 방류구(18a,18b,18c) 개방 시, 제어부(30)에 의해 유압펌프(29a)를 작동시켜 배관(24a,24b,24c)을 통해 유압실린더부(21a,21b,21c)로 오일을 압송하면 유압실린더부(21a,21b,21c)에 각각 연결된 피스톤(22a)이 상승하게 되어 피스톤(22a)에 연결된 수직봉(25a)이 상승한다. 이에 따라 수문(27a,27b,27c)이 승강하면서 다수의 방류구(18a,18b,18c)를 개방한다. 반대로, 방류구(18a,18b,18c)를 폐쇄할 경우, 제어부(30)에 의해 유압펌프(30a)를 반대로 작동시켜 배관(23a,23b,23c)을 통해 유압실린더부(21a,21b,21c)로 오일을 압송하면 유압실린더부(21a,21b,21c)에 장입된 오일이 배관(24a,24b,24c)을 통해 유압펌프(30a) 측으로 빠져나가면서 유압실린더부(21a,21b,21c)에 각각 연결된 피스톤(22a)이 하강하게 되어 피스톤(22a)에 연결된 수직봉(25a)이 함께 하강함에 따라 수문(27a,27b,27c)이 하강하면서 다수의 방류구(18a,18b,18c)를 폐쇄한다.

이와 같이 구성된, 상기 방류구 개폐부(20a)는 제어부(30, 도 2 참조)를 통해 미리 설정된 시간 간격으로 구동제어되며, 도 5와 같이, 유압실린더부(21a,21b,21c)를 각각 구동시켜 다수의 수문(27a,27b,27c)의 승강 높이를 서로 다르게 설정하여, 다수의 방류구(18a,18b,18c)의 개방정도를 달리할 수 있다. 이에 따라 상부탱크(15)에 소정 수압을 갖는 상태로 저장된 물이 동시에 다수의 방류구(18a,18b,18c)를 통해 슬로프(16)를 따라 수로(3)로 배출된다. 예를 들면 대략 20초에 1회씩, 5분에 약 200톤의 물을 배출한다. 이에 따라, 상부탱크(15)와 수로(3)의 높이 차에 대응하는 낙차 즉, 위치에너지를 통해 얻은 운동에너지에 의해 물의 배출속도가 증가하면서 수로(3)에 채워진 정지된 상태의 물에 부딪히면서 관성에 의해 소정 높이의 파도를 생성한다. 이와 같이 다수의 수문(27a,27b,27c)을 시차를 두고 개폐를 반복하여 물을 지속적으로 배출함에 따라 연속적으로 서로 다른 파고를 갖는 파도를 생성할 수 있고, 이에 따라 수로(3)의 물은 연속적으로 생성되는 파도에 의해 수로(3)를 따라 흐르게 된다. 이에 따라, 이용자는 다양한 파고를 갖는 파도에 의해 상하로 이동하면서 수로(3)를 따라 떠내려가므로, 유수풀에서 파도풀과 같은 재미를 함께 느낄 수 있도록 하여, 유수풀에서의 물놀이의 재미를 배가 시킬 수 있다.

또한, 상기 제어부(30)는 다수의 수문(27a,27b,27c)의 승강 높이 또는 개폐 하는 시간 간격을 서로 다르게하여 미리 프로그래밍함으로써 좀 더 다양한 파고 또는 속도를 갖는 파도를 생성할 수 있다. 더욱이, 제어부(30)는 상부탱크(15)에 저장된 물을 다수의 방류구(18a,18b,18c)를 통해 방류한 후 상부탱크(15)의 물의 수위가 낮아질 경우, 수위센서(17)에 의해 수위를 감지하여 수위센서(17)로부터 제1 신호를 입력받아 펌프(13a,13b) 구동시켜 하부탱크(11)로부터 상부탱크(15)로 물을 펌핑하고, 상부탱크(15)에 미리 설정된 수위 이상이면 수위센서(17)로부터 제2 신호를 입력받아 펌프(13a,13b)의 작동을 멈추도록 한다.

한편, 상기 방류구 개폐부(20a,20b,20c)는 유압방식으로 이루어지는 것을 설명하였으나, 도 6과 같이 모터구동방식으로 구성하는 것도 가능하다. 즉, 방류구 개폐부(40)는 수문(49)과, 수문(49)의 상단에 수직으로 형성된 수직바(45)와, 수직바(45) 상측에 형성한 웜(47)과, 웜(47)에 치합된 웜휠(43)과, 웜휠(43)을 일방향 및 역방향으로 회전 구동하여 수문(49)을 승하강 시키기 위한 스텝모터(41)를 포함할 수 있다. 이와 같은 방류구 개폐부(40)는 상기 방류구 개폐부(20a,20b,20c)와 마찬가지로 제어부(30)와 전기적으로 연결되어 제어부(30)를 통해 구동방향이 제어된다.

또한, 방류구 개폐부는 상기와 같이 유압 또는 기어결합을 통한 모터구동방식과 같이 수문을 승하강 시킴으로써, 방류구를 개폐하는 구성은 물론, 도 7과 같이, 밸브방식으로 방류구를 개폐하는 것도 가능하다. 즉, 도 7과 같이, 방류구 개폐부(50a,50b,50c)는 상부탱크(15)의 전방 하부에 설치된 원형으로 제작된 다수의 방류관(57a,57b,57c)과, 방류관(57a,57b,57c)의 내측에 회전 가능하게 힌지결합되어 방류관(57a,57b,57c)을 개폐하는 원형으로 이루어진 수문(59a,59b,59c)을 포함하며, 상기 수문(59a,59b,59c)을 도 8과 같이 일방향 및 역방향으로 회전시키기 위한 스텝모터(55a,55b,55c)를 구비할 수 있다.

상기 다양한 실시예에 따른 수문(27a,27b,27c; 49; 59a,59b,59c)은 내식성이 강한 스테인리스 스틸로 제작할 수 있으며 또한, 수문의 경량화 및 가공성을 향상시키기 위해 FRP, 엔지니어 플라스틱 및 마그네슘 다이캐스팅 중 어느 하나로 제작하는 것도 물론 가능하다.

상기와 같은 본 발명에 있어서는, 유수풀에서 파도풀과 같은 재미를 함께 느낄 수 있도록 하여 유수풀의 유희성을 극대화시킬 수 있는 이점이 있다.

또한, 종래와 같이 다수의 노즐을 수로에 일정 간격을 두고 일일이 설치해야 할 필요가 없으며, 이에 따라 수로의 노후화에 따른 누수 발생을 최소화할 수 있고, 한곳에 집중설치됨에 따라 설치 및 유지보수가 용이하다.

이상에서, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려, 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

Claims

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물이 채워진 수로와 연결되어 수로로부터 공급받은 물을 저장하는 하부탱크;

상기 수로보다 높은 위치에 설치되며, 펌프를 통해 상기 하부탱크로부터 물을 공급받아 수로로 배출하기 위한 적어도 하나의 방류구를 갖는 상부탱크;

상기 적어도 하나의 방류구를 개폐하기 위한 적어도 하나의 방류구 개폐부;

상기 상부탱크의 방류구가 배치된 측과 수로의 일측을 연결하는 슬로프; 및,

상기 펌프 및 방류구 개폐부의 구동을 제어하기 위한 제어부;를 포함하며,

상기 방류구 개폐부는, 상기 제어부에 의해 일방향 및 역방향 구동이 제어되는 스텝모터; 상기 스텝모터에 결합된 웜휠; 상기 웜휠과 기어 결합되는 웜을 구비한 수직바; 및, 상단이 상기 수직하 하단에 고정되어, 스텝모터의 구동에 따라 기어 결합된 웜휠 및 웜에 의해 승하강 하는 수문;을 포함하고,

상기 제어부는 방류구 개폐부를 제어하여 상부탱크의 적어도 하나의 방류구를 간격을 두고 개폐하여 상부탱크의 물을 낙차를 이용하여 물의 배출속도를 증가시킴에 따라, 수로에 담긴 물을 간격을 두고 연속적으로 부딪쳐서 밀어줌으로써 수로를 따라 함께 흐르게 하는 파도를 생성할 수 있는 것을 특징으로 하는 유수풀의 파도생성장치.
물이 채워진 수로와 연결되어 수로로부터 공급받은 물을 저장하는 하부탱크;

상기 수로보다 높은 위치에 설치되며, 펌프를 통해 상기 하부탱크로부터 물을 공급받아 수로로 배출하기 위한 적어도 하나의 방류구를 갖는 상부탱크;

상기 적어도 하나의 방류구를 개폐하기 위한 적어도 하나의 방류구 개폐부;

상기 상부탱크의 방류구가 배치된 측과 수로의 일측을 연결하는 슬로프; 및,

상기 펌프 및 방류구 개폐부의 구동을 제어하기 위한 제어부;를 포함하며,

상기 방류구 개폐부는, 상기 제어부에 의해 일방향 및 역방향 구동이 제어되는 스텝모터; 상기 상부탱크의 전방 하부에 설치된 적어도 하나의 방류관; 및, 상기 적어도 하나의 방류관의 내측에 회전 가능하게 힌지결합되어, 상기 스텝모터에 의해 일방향 및 역방향으로 회전함에 따라 방류관을 개폐하는 수문을 포함하고,

상기 제어부는 방류구 개폐부를 제어하여 상부탱크의 적어도 하나의 방류구를 간격을 두고 개폐하여 상부탱크의 물을 낙차를 이용하여 물의 배출속도를 증가시킴에 따라, 수로에 담긴 물을 간격을 두고 연속적으로 부딪쳐서 밀어줌으로써 수로를 따라 함께 흐르게 하는 파도를 생성할 수 있는 것을 특징으로 하는 유수풀의 파도생성장치.
제3항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방류구 개폐부는 다수로 이루어지며, 상기 제어부는 미리 프로그래밍된 대로 다수의 방류구 개폐부를 구동시켜 다수의 수문의 승강높이를 서로 다르게 설정함으로써, 배출되는 물의 수량을 제어하는 것을 특징으로 하는 유수풀의 파도생성장치.
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