KR100712604B1 - 힌지식 수문 및 그 구동방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 힌지식 수문 및 그 구동방법에 관한 것으로, 수로의 구조물에 일체로 형성한 문틀과 상기 문틀과 개폐관계에 있는 수문본체를 형성하여 수로를 개폐하는 수문에 있어서, 수문본체의 상부에 주축과 구조물상에 회동축을 형성하여 회동링크로 연결한 회동부와, 수문본체의 상부에 수문힌지와 구조물상에 구동축을 형성하여 구동링크로 연결하되 수문을 회동축을 중심으로 구동축과 연동하여 원호를 따라 궤적을 그리며 회동하여 개폐하도록 구성한 구동부와, 수문본체의 양측부와 문틀에 결합수단을 형성하여 수문 개폐시 결합 또는 해제시키는 결합부와, 상기 수로의 내측에 형성된 수위감지부에서 감지한 수위정보와 수문의 개폐정보, 전원을 관리하는 전원부의 감지된 신호를 아나로그신호부를 거쳐서 계통을 제어하여 원격구동, 전동 및 수동구동으로 수문을 회동축을 중심으로 구동축과 연동하여 원호를 따라 궤적을 그리며 회동하여 개폐하도록 회동부와 구동부를 유기적으로 제어하는 수문제어부를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.

수문본체, 구동부, 회동부, 결합부, 지지부

Description

힌지식 수문 및 그 구동방법{Apparatus and Operating Method for Hinge Flood Gate}

도 1은 종래기술을 이용한 수문의 폐쇄상태를 나타내는 정면도.

도 2는 종래기술을 이용한 펌프일체형수문의 폐쇄상태를 나타내는 측면도.

도 3은 본 발명에 따른 힌지식 수문의 폐쇄상태를 나타내는 측면도.

도 4는 본 발명에 따른 힌지식 수문의 개방상태를 나타내는 측면도.

도 5는 본 발명에 따른 힌지식 수문의 다른 실시예의 폐쇄상태를 나타내는 측면도.

도 6은 본 발명에 따른 힌지식 수문의 다른 실시예의 개방상태를 나타내는 측면도.

도 7은 본 발명에 따른 힌지식 수문의 다른 실시예의 폐쇄상태를 나타내는 측면도.

도 8은 본 발명에 따른 힌지식 수문의 다른 실시예의 개방상태를 나타내는 측면도.

도 9는 본 발명에 따른 힌지식 수문의 결합부와 지지부를 나타내는 정면도.

도 10은 본 발명에 따른 힌지식 수문을 제어하는 수문제어부를 나타내는 블 록도.

도 11은 본 발명에 따른 힌지식 수문의 제어 구동방법을 나타내는 공정도.

도 12는 본 발명에 따른 힌지식 수문의 제어 구동방법을 나타내는 제어 흐름도.

도 13은 본 발명에 따른 힌지식 수문의 제어 구동방법의 비상구동방법을 나타내는 공정도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 수문 2 : 수로

3 : 구조물 4 : 관리교

5 : 조작대 6 : 개폐부

7 : 회동부 8 : 구동부

10 : 수문부 11 : 수문본체

13 : 주축(主軸) 14 : 회동축

15 : 회동링크 16 : 문틀

17 : 수위감지부 18 : 수동구동부

19 : 결합구동부 20 : 체결수단

21 : 수문힌지 22 : 구동축

23 : 구동링크 24 : 유압구동부

25 : 전동구동부 26 : 실린더

28 : 랙크바 29 : 펌프
30 : 결합부

삭제

31 : 결합수단 32 : 결합수단2

33 : 지지부 34 : 지지수단1

35 : 지지수단2 40 : 개도계

41 : 리미트스위치 42 : 비상발전기

50 : 수문제어부 51 : 현장조작부

52 : 전원부 53 : 아나로그신호부

54 : 제어신호처리부 55 : 프로그램로직컨트롤러

56 : 연산처리부 57 : 플래쉬메모리램

58 : 통신수단 59 : 관리부

60 : 원격지컴퓨터 61 : 통신수단

62 : 램프구동부 70 : 역수방지밸브

GD : 수문결합도 LD : 측정수위

PD : 개도 H : 수문폐쇄수위

L : 수문개방수위 PPC : 하한개도

PPO : 상한개도 GTC : 수문결합

GTO : 수문해제

본 발명은 힌지식 수문 및 그 구동방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 강이나 하천의 제방이나 방조제 등에 구축된 수로의 구조물에 일체로 형성한 문틀과 이와 개폐관계에 있는 수문본체를 형성하여 수로를 개폐하는 수문본체의 상부에 주축(主軸)과 구조물상에 회동축(回動軸)을 형성하여 회동링크로 연결한 회동부와, 수문본체의 상부에 체결수단으로 결합된 수문힌지와 구조물상에 구동축을 형성하여 구동링크로 연결하고 수문을 회동축을 중심으로 구동축(驅動軸)과 연동(連動)하여 원호(圓弧)를 따라 궤적을 그리며 회동하여 개폐하도록 구성한 구동부와, 수문본체의 양측부와 문틀에 결합수단을 형성하여 수문 개폐시 결합 또는 해제시키는 결합부를 형성하여 수로의 수위정보, 수문의 개폐정보 및 전원정보를 감지하여 수문제어부의 유기적인 제어로 원격구동, 전동 및 수동구동으로 복수의 수문을 상하로 승강하면서 개폐하는 수문 대신 회동축을 중심으로 구동축과 연동하여 원호를 따라 궤적을 그리며 수문본체가 낮게 회동되어 개폐하도록 구성한 힌지식 수문 및 그 구동방법에 관한 것이다.

일반적으로 강이나 하천의 제방 등의 수로에 설치한 여러 용도의 종래 수문은 도1에 도시한 바와 같이, 수문(1)의 개폐시에 수문본체(11)와 문틀(16)사이에서 발생하는 마찰저항을 줄이기 위하여 수문본체(11)의 양측부에 형성한 원통형 롤러의 주행을 안내하는 문틀(16)과, 상기 수문본체(11)와 문틀(16)사이의 지수를 확실히 구현하기 위하여 수문본체의 외수측 둘레측으로 부착한 지수고무와(도면상 미도시), 수문본체(11)를 개폐부(6)로 개폐시키도록 연결하는 랙크바(28)와, 수문본 체(11)의 개폐에 필요한 구동력을 발생하는 개폐부(6)를 포함하여 구성하여 수로를 개폐하도록 구성하고 있으나, 수문의 상부에 위치한 개폐부(6)와 조작대(5)를 설치하기 위하여 구조물(3)을 구축하여야 하므로 고액의 공사비와 장기간의 공사기간이 소요되는 문제와, 돌출된 대형 구조물(3)의 구축으로 하천의 경관을 해치고, 수문(1)의 개폐시에 수문본체(11)와 문틀(16)사이에서 발생하는 심한 마찰로 인하여 지수고무(도면상 미도시)가 손상되어 자주 교체해야 하므로 보수 및 관리 비용이 상승하는 문제와, 내수의 상류측에서 떠내려 온 나무나 돌 등의 부유 협잡물이 수문본체(11)와 문틀(16)사이에 개재(介在)하면 수문(1)의 완전한 폐쇄가 안 되어 개폐부(6)의 과부하로 인한 파손과 지수가 안 되는 등 많은 문제가 발생하고 있다.

또한, 수문(1)을 개폐할 때 수문(1)의 개폐부(6)와 그 구조물(3)이 상부로 돌출하여 구축할 수밖에 없으므로 수문(1)이 설치되는 도심지의 하천 또는 강이나 주변의 아름다운 자연경관을 해치거나 상부 돌출부로 인하여 수문부 상측의 공간적인 제약이 있는 곳에서는 설치할 수 없거나 수문(1)의 상측부 부지공간을 활용할 수 없는 문제점이 있었다.

한편, 수문본체에 펌프를 일체로 결합하여 상하로 승강하여 수로를 개폐하고 내수를 외수측으로 펌프로 강제배수하도록 구성된 출원자가 발명한 종래의 '펌프 일체형 수문 및 그 구동방법' (대한민국 특허등록 제10- 0497044호)은 도2에 도시한 바와 같이 수문에 형성된 수문본체(11)가 문틀(16)을 따라 상하 승강하여 개폐하는 수문에 있어서, 수문본체(11)에 형성한 플렌지와 일측으로 흡입구를 형성하고 타측으로 토출구가 형성된 펌프(29)에 형성된 플렌지를 돌출하여 결합 설치하고, 토출구에 역수방지밸브(70)를 형성하여 외수의 역류를 방지하면서 내수를 외수측으로 강제배수하고, 수문의 상부에 수문본체(11)와 랙크바(28)로 연결하여 개폐부(6)의 작동으로 상하로 수문본체(11)를 승강하도록 구성하고 있으나, 수문의 상부에 위치한 개폐부(6)와 조작대(操作臺, 5)를 설치하기 위하여 구조물(3)을 구축하고 조작대(5)에 접근하는 통로인 관리교(管理橋, 4)를 설치하여야 하므로 고액의 공사비와 장기간의 공사기간이 소요되는 문제와, 돌출된 대형 구조물(3)의 구축으로 하천의 경관을 해치고, 상부 돌출부로 인하여 수문부 상측의 공간적인 제약이 있는 곳에서는 설치할 수 없거나 수문의 상측부 부지공간을 활용할 수 없는 문제점이 있었다.

아울러, 강이나 하천 제방의 수로에 설치한 종래 수문에 있어서 구축한 제방이 시간이 지나면서 부등침하(不等沈下)가 발생하면 순차적으로 구조물의 부등침하가 발생하여 문틀을 따라 상하개폐토록 형성한 수문의 상하개폐 운행이 불가능하게 되고 수문의 개폐나 지수가 불가능하게 되어 설치한 수문의 기능을 상실하는 문제가 있었다.

또한, 수문본체의 상부에 체결수단으로 결합된 스핀들과 연결 고정하여 수로에 대하여 힌지를 중심으로 수문본체의 내외측 수위차에 의하여 자동으로 회동하여 개폐하도록 구성된 플랩게이트에는 펌프일체형수문을 구성할 수 없는 문제점이 있었다.
여기서 플랩게이트(flap gate)는 주지된 바와 같이 일측으로만 개폐되도록 설치된 힌지식 수문이다. 하천이나 강은 집중 호우시 수위가 급증하면서 그 주변의 저지대로 물이 범람할 우려가 상존할 경우, 이를 방지하기 위해 저지대의 유수지에는 이에 유입된 물을 다시 하천이나 강으로 배출시키도록 배수펌프장이 설치된다. 이러한 배수펌프장에는 유수지에 유입된 물이 하천이나 강으로 배출되는 반면에 그 반대로 역류되는 것을 차단시키도록 플랩게이트가 설치된다.
이러한 플랩게이트는 보통 상단이 수문본체의 상부에 힌지결합되어 있으며, 수문본체 내부의 물이 외부로 배출될 경우에만 오픈되며 물이 그 역으로 흐르는 것을 방지시키는 역할을 수행한다.

한편, 힌지식 수문의 개폐시에 같은 수로의 한 개소에 여러 개의 힌지식 수문을 설치하거나 여러 개소에 복수의 힌지식 수문을 설치할 경우 각 원격지 수문 통합관리 시스템의 미비로 원격지에서 한 개소에 설치된 여러 개의 힌지식 수문이나 여러 개소에 설치된 복수의 힌지식 수문을 한 곳에서 집중 운전하는데 발생하는 문제점과, 수로의 수위정보와 수문의 개폐정보 등 실시간 정보에 따른 원격구동과 많은 힌지식 수문을 통합관리할 수 있는 통합관리 시스템을 형성할 수 없으므로 복수의 힌지식 수문을 각각 직접 관리인을 통하여 관리하여야 함으로 유지, 보수 및 관리 비용이 상승하는 문제점이 발생한다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 목적은 수문본체를 회동축을 중심으로 회동되게 형성하고, 회동축을 구동축과 연결하여 수문본체가 원호를 따라 궤적을 그리며 회동방식으로 수로가 개폐되도록 구성하며, 관리교를 포함한 대형 구조물의 구축이 불필요한 수문을 형성함으로써 공사비 절감과 공사기간을 대폭 단축시키며, 친환경적이고 경제적인 힌지식 수문 및 그 구동방법을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 수문본체가 회동 방식으로 작동하여 수로를 개폐시켜 수문의 개폐 작업을 수행할 때 수문본체와 문틀사이의 마찰저항이 작아 구성요소의 교체 횟수를 줄여 보수 및 관리 비용을 절감 하는 힌지식 수문 및 그 구동방법을 제공하는데 있다.

그리고, 본 발명의 또 다른 목적은 수문본체와 문틀사이에 나무나 돌 등이 개재하여도 수문의 폐쇄가 이루어지도록 구성하여 수문의 지수와 개폐부의 안정성 과 운행성을 향상시키는 힌지식 수문 및 그 구동방법을 제공하는데 있다.

한편, 본 발명의 또 다른 목적은 개폐부와 조작대를 설치하기 위하여 대형 구조물을 돌출하여 구축할 필요가 없는 수문을 형성함으로써 수문의 설치장소 및 목적에 적합하게 공간의 활용성을 확대시키는 힌지식 수문 및 그 구동방법을 제공하는데 있다.

아울러, 본 발명의 또 다른 목적은 수문본체에 펌프를 일체로 결합하여 수로를 개폐하고, 내수를 외수측으로 펌프로 강제배수하도록 구성된 펌프일체형수문을 형성함으로써 수문의 설치장소 및 목적에 적합하게 공간의 활용성을 확대시키고, 펌프일체형수문 주변경관과 조화를 이루는 친환경적인 힌지식 수문 및 그 구동방법을 제공하는데 있다.

나아가, 본 발명의 또 다른 목적은 회동링크와 구동링크로 수문본체가 작동되어, 수문의 개방시 수문본체의 돌출높이를 조절할 수 있으며, 개폐시에 작용하는 개폐력을 회동축과 구동축에 분산시켜 개폐에 소요되는 동력을 감소시킴으로써 구조물과 개폐부의 경제성을 향상시키는 힌지식 수문 및 그 구동방법을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 강이나 하천 제방의 수로에 설치한 구조물의 부등침하가 발생하여도 수문이 기능을 발휘하도록 수문의 안정성을 향상시키는 힌지식 수문 및 그 구동방법을 제공하는데 있다.

한편, 본 발명의 또 다른 목적은 수로에 대하여 힌지를 중심으로 수문본체의 내외측 수위차에 의하여 자동으로 회동하여 개폐하는 플랩게이트에 필요에 따라 펌프일체형수문을 형성하여 플랩게이트의 운용범위를 확대시키는 힌지식 수문 및 그 구동방법을 제공하는데 있다.

그리고, 본 발명의 또 다른 목적은 수문제어부를 구성하여 수로에 하나 또는 복수개의 힌지식 수문을 설치할 경우에도 각 수로의 수위정보와 수문의 개폐정보를 원격지에서 집중관리 할 수 있으며, 평소에는 힌지식 수문의 완전자동운전을 가능케 하고 태풍, 강풍, 예기치 못한 집중호우, 홍수 등의 자연재해로 발생되는 정전, 심야 등의 비상시에도 관리인이 현장의 조작실에 상주하지 않게 되어 관리비가 절감되며, 수위에 따라 자동으로 힌지식 수문을 가동시킴으로써 배수능력 및 수문을 원활하게 구성시켜 외수의 유입을 신속하게 차단하여 수해를 예방하도록 기능을 향상한 힌지식 수문 및 그 구동방법을 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하고자 안출된 본 발명의 힌지식 수문 및 그 구동방법은 수로의 구조물에 일체로 형성한 문틀과 상기 문틀과 개폐관계에 있는 수문본체를 형성하여 수로를 개폐하는 수문에 있어서, 수문본체의 상부에 결합된 주축과 구조물의 상부에 고정된 회동축을 회동링크로 연결한 회동부와, 수문본체의 상부에 체결수단과 수문힌지를 형성하고, 구조물의 상부에 구동축을 구동링크로 연결하여 수문을 회동축을 중심으로 구동축과 연동하여 원호를 따라 궤적을 그리며 회동되어 개폐하도록 구성한 구동부와, 수문본체의 양측부와 문틀에 대응하는 결합수단1과 결합수단2를 형성하여 수문 개폐시 결합 또는 해제시키는 결합부와, 수로의 수위정보와 수문의 개폐정보, 전원을 관리하는 전원부의 정보를 감지하는 계통을 제어하되, 원격구동 및 전동, 수동구동으로 구동부를 구동하도록 유기적으로 제어하는 수문제어부를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 구동부는 구동링크에 실린더를 연결하여 유압작동으로 구동링크에 구동력을 발생시키도록 유압구동부로 구성되는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 구동부는 구동링크에 전동구동부를 구성하여 전동력으로 구동링크에 구동력을 발생시키도록 전동구동부를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 수문을 회동축을 중심으로 구동축과 연동하여 원호를 따라 궤적을 그리며 회동되어 개폐하도록 회동부와 구동부를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.

삭제

삭제

또한, 상기 회동부는 회동축을 중심으로 구동부와 연동하여 수문본체를 수문의 개방하는 방향으로 원호를 따라 궤적을 그리며 회동시키도록 구성하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 구동부는 회동부와 연동하여 회동부가 원호를 따라 궤적을 그리며 회동함과 동시에 구동축을 중심으로 구동링크를 수문본체의 개폐방향으로 이동시켜서 수문을 개폐하도록 구성하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 수로의 구조물에 일체로 형성한 문틀과 상기 문틀과 개폐관계에 있는 수문본체를 형성하여 수로를 개폐하는 수문본체에 펌프를 일체로 결합하여 수로를 개폐하고 내수를 외수측으로 펌프로 강제배수하도록 형성한 펌프일체형수문에 있어서, 상기 수문본체를 회동축을 중심으로 구동축과 연동하여 원호를 따라 궤적을 그리며 회동되어 개폐하도록 회동부와 구동부를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.

나아가, 상기 수로의 구조물에 일체로 형성한 문틀과 상기 문틀과 개폐관계에 있는 수문본체를 형성하여 수로를 개폐하는 플랩게이트에 있어서, 상기 플랩게이트를 회동축을 중심으로 구동축과 연동하여 원호를 따라 궤적을 그리며 회동되어 개폐하도록 회동부와 구동부를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 플랩게이트의 수문본체에 펌프를 일체로 결합하여 수로를 개폐하고 내수를 외수측으로 펌프로 강제배수하도록 펌프일체형수문을 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 수문제어부는 수위감지부에서 수로의 수위를 감지하고, 전원을 관리하는 전원부에서 전원을 공급하며, 비상운전시에 구동력을 발전하는 비상발전기를 형성하고, 현장에서 설정값을 초기화시키고 구동을 조작하는 현장조작부를 형성하며, 수로의 수위정보, 수문의 개폐정보, 전원부의 정보 등을 처리하는 아나로 그신호부를 형성하고, 원격운전을 위하여 신호를 송수신하는 통신수단을 형성하며, 프로그램을 저장하는 플래쉬메모리램, 연산처리부를 유기적으로 제어하는 프로그램로직컨트롤러에서 제어된 신호를 처리하는 제어신호처리부로 구성하고, 제어신호처리부에서 수문을 구동하는 구동부와 결합부에 구동력을 공급하고, 구동부, 수동구동부, 결합구동부 및 주요기기의 작동상태를 현장조작부의 램프에 표시하도록 구동하는 램프구동부를 구성하여 하나 또는 복수의 수문을 작동시키며, 원격지의 원격지컴퓨터와 통신수단으로 형성된 관리부에서 수문제어부에 신호를 송신하여 원격지의 하나 또는 복수의 수문을 제어하도록 구성하는 것을 특징으로 한다.

이와 같이, 구성된 힌지식 수문의 구동방법의 구성을 살펴보면 다음과 같다.

상기 수문을 수문제어부에서 유기적으로 제어하도록 설정값을 초기화하는 초기화 단계와, 상기 초기화 단계에서 초기화된 아나로그신호부에서 수신한 수위, 전원 및 수문의 개폐정보에 근거하여 관리부의 원격신호에 따른 원격구동모드, 현장에서의 신호에 따른 전동구동모드 및 수동구동모드로 전환하도록 판단하는 구동모드 판단단계와, 상기 구동모드 판단단계에서 원격구동모드로 판단되면 원격구동모드로 전환하는 원격구동모드 전환단계와, 상기 원격구동모드 전환단계에서 원격구동모드로 전환하여 구동부와 결합부를 구동하여 구동링크와 연결된 수문본체를 회동시켜 수문을 개방, 폐쇄, 정지시키는 원격구동단계와, 상기 구동모드 판단단계에서 현장조작부의 전동구동모드로 판단되면 전동으로 전환하는 신호를 보내는 전동구동모드 전환단계와, 상기 전동구동모드 전환단계에서 전동으로 전환되어 측정수위가 설정수위보다 상승하여 수문폐쇄수위에 도달하는 것을 확인하면 구동부 스위 치를 구동시켜서 문틀의 접촉면을 따라 하강시켜 수문을 폐쇄하는 수문폐쇄단계와, 상기 수문폐쇄단계에서 수문이 폐쇄된 상태에서 개도가 하한개도에 도달한 후, 수문결합도가 수문결합에 도달할 때까지 결합구동부를 구동시켜 수문을 결합시키는 수문결합단계와, 상기 전동구동모드 전환단계에서 측정수위가 설정수위보다 하강하여 수문개방수위에 도달하는 것을 확인하면, 수문결합도가 수문해제에 도달할 때까지 결합구동부를 구동시켜 수문을 해제시키는 수문해제단계와, 상기 수문해제단계에서 수문이 해제된 상태에서 개도가 상한개도에 도달할 때까지 구동부의 구동으로 수문을 개방하는 수문개방단계를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 구동모드 판단단계에서 관리부의 원격신호에 따른 원격구동모드나 현장에서의 신호에 따른 전동구동모드로 운전단계에서 수동구동모드로 판단되면 수동구동체계로 전환하는 수동구동모드전환단계와, 상기 수동구동모드전환단계에서 수동구동으로 전환되면 수위정보와 전원 및 수문의 개폐정보를 확인하면서 구동부를 수동으로 조작하여 수문을 폐쇄시키는 수동수문폐쇄단계와, 상기 수동수문폐쇄단계에서 수문이 폐쇄된 상태에서 개도가 하한개도에 도달하면 결합부로 수문본체를 문틀에 결합시키는 수동수문결합단계와, 상기 수동수문결합단계에서 측정수위가 설정수위보다 상승하여 수문개방수위에 도달하면, 결합부로 수문본체를 문틀에서 해제시키는 수동수문해제단계와, 상기 수동수문해제단계에서 수문이 해제된 상태에서 개도가 상한개도에 도달할 때까지 구동부의 구동으로 수문을 개방하는 수동수문개방단계를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 구동모드 판단단계에서 관리부의 원격신호에 따른 원격구동모드 나 현장에서의 신호에 따른 전동구동모드 또는 수동구동모드로 운전단계에서 기상이변으로 야기된 정전과 같은 이상징후를 발견하면 비상구동체계로 전환하는 비상구동모드전환단계와, 상기 비상구동모드전환단계에서 비상구동으로 전환되면 비상발전기를 구동시켜서 발전한 구동력으로 계통과 수문을 구동시키는 비상구동단계와, 상기 비상구동단계에서 전원부와 비상발전기의 두 구동원이 모두 작동되지 않으면 수문제어부에서 관리부로 통신수단을 통하여 이를 통지하고 수동력모드로 전환시켜 수동력으로 수문을 개폐하도록 하는 수동력구동단계를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 힌지식 수문의 폐쇄상태를 나타내는 측면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 힌지식 수문의 개방상태를 나타내는 측면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 힌지식 수문의 다른 실시예의 폐쇄상태를 나타내는 측면도이며, 도 6은 본 발명에 따른 힌지식 수문의 다른 실시예의 개방상태를 나타내는 측면도이고, 도 7은 본 발명에 따른 힌지식 수문의 다른 실시예의 폐쇄상태를 나타내는 측면도, 도 8은 본 발명에 따른 힌지식 수문의 다른 실시예의 개방상태를 나타내는 측면도, 도 9는 본 발명에 따른 힌지식 수문의 결합부와 지지부를 나타내는 정면도, 도 10은 본 발명에 따른 힌지식 수문을 제어하는 수문제어부를 나타내는 블록도, 도 11은 본 발명에 따른 힌지식 수문의 제어 구동방법을 나타내는 공정도, 도 12는 본 발명에 따른 힌지식 수문의 제어 구동방법을 나타내는 제어 흐름도, 도 13은 본 발명에 따른 힌지식 수문의 제어 구동방법의 비상구동방법을 나타내는 공정도이다.

도 3 내지 도 13에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 힌지식 수문 및 그 구동방법은 수문본체(11)의 상측 내부에 주축(13)과 구조물(3)상에 회동축(14)을 형성하여 회동링크(15)로 연결한 회동부(7)와, 수문본체(11)의 상부에 수문힌지(21)와 구조물(3)상에 구동축(22)을 형성하고 구동링크(23)로 연결하여 수문(1)을 회동축(14)을 중심으로 구동축(22)과 연동하여 원호를 따라 궤적을 그리며 회동하여 개폐하도록 구성한 구동부(8)와, 수문본체(11)의 양측부에 결합수단1(31)을 형성하고 문틀(16)에 결합수단1(31)과 대응하는 결합수단2(32)를 형성하여 수문(1) 개폐시 결합 또는 해제시키도록 형성한 결합부(30)와, 수문본체(11)의 하부에 지지수단1(34)을 형성하고 문틀(16)에 지지수단1(34)과 대응하는 지지수단2(35)를 형성하되 수문폐쇄시 수문본체(11)가 지지수단2(35)에 안착하였을 때 수문본체(11)의 자중을 지지하도록 지지부(33)를 형성하여 수문본체(11)를 회동축(14)을 중심으로 구동축(22)과 연동하여 원호를 따라 궤적을 그리며 회동되어 개폐하도록 회동부(7)와 구동부(8)를 포함하여 수문(1)을 구성한다.

상기 수문힌지(21)와 구동축(22)을 구동링크(23)로 연결하여 유압 또는 전동식으로 구동부(8)를 형성하여 구동력을 발생시켜 수문본체(11)를 개폐시키고, 리미트스위치(41)의 신호를 감지하는 수문제어부(50)로 수문본체(11)의 개폐상태를 감지하도록 형성하며, 구동부(8)에 수동력을 공급하는 수동구동부(18)와 정전과 같은 비상시에 구동부(8)를 구동시키도록 구동력을 발전하는 비상발전기(42)를 형성하여 수문본체(11)를 개폐하도록 구성하는 것이 바람직하다.

상기 회동부(7)는 도 3 내지 도 8에 도시한 바와 같이, 구조물(3)에 회동축(14)을 고정하여 구성하고 수문본체(11)의 상측 내부에 횡측으로 주축(13)을 형성하여 수문본체(11)와 일체화시키고 주축(13)과 회동축(14)을 회동링크(15)로 연결하도록 구성하여, 회동링크(15)가 회동축(14)을 따라 회동하는 상한개도(PPO)와 하한개도(PPC)의 위치에 리미트스위치(41)를 구성하는 것이 바람직하다.

상기 구동부(8)는 도 3 내지 도 10에 도시한 바와 같이, 수문본체(11)의 상부에 브라켓 형태의 체결수단(20)을 형성하여 수문힌지(21)를 결합하고 구조물(3) 상부에 구동축(22)을 고정하여 수문힌지(21)와 구동축(22)사이를 복동(複動) 실린더(26)를 포함하여 구동링크(23)로 연결하도록 유압구동부(24)를 구성하여, 수문본체(11)를 개폐시키고 리미트스위치(41)를 형성하여 수문본체(11)의 개폐상태를 감지하도록 형성하며, 구동부(8)의 일측으로 수동으로 조작하는 수동구동부(18)와 정전과 같은 비상시에 비상발전기(42)를 구동시켜서 발전한 전력으로 계통과 수문(1)을 개폐하도록 구성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 구동부(8)는 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 수문본체(11)의 상부에 브라켓 형태의 체결수단(20)을 형성하여 수문힌지(21)를 결합하고 구조물(3) 상부에 구동축(22)을 고정하여 수문힌지(21)와 구동축(22)사이를 랙크바(28), 와이어로프 등으로 구동링크(23)를 연결하는 전동구동부(25)를 형성하여 수문본체(11)를 개폐하는 구동력을 발생시키도록 구성할 수도 있다.

상기 결합부(30)는 도 9에 도시한 바와 같이, 수문본체(11)의 양측부에 복동 실린더(26)로 결합수단1(31)을 형성하고 문틀(16)에 결합수단1(31)과 대응하는 위 치에 결합 또는 해제할 수 있는 결합수단2(32)를 형성하여, 결합구동부(19)의 구동으로 수문결합도(GD)가 수문결합(GTC) 또는 수문해제(GTO) 위치에 수문결합(GTC) 또는 수문해제(GTO)를 제어하기 위한 리미트스위치(41)를 구성하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 결합부(30)는 수문본체(11)의 양측부를 문틀(16)에 결합하기 위하여 결합수단1(31)과 대응하는 위치에 결합수단2(32)를 형성하여 결합부(30)를 구성하여 수문(1)의 폐쇄시 수문(1)이 전후 및 좌우 방향으로 움직일 수 없도록 구성된다.

상기 지지부(33)는 도 9에 도시한 바와 같이, 수문본체(11)의 하부에 지지수단1(34)을 형성하고 문틀(16)에 지지수단1(34)과 대응하는 위치에 수문(1) 폐쇄시 수문본체(11)가 지지수단2(35)에 안착하였을 때 수문(1)의 하중을 지지할 수 있는 지지부(33)를 형성하도록 구성하는 것이 바람직하다.

상기 수문제어부(50)는 도 10에 도시한 바와 같이, 수로(2)의 내측에 형성된 수위감지부(17)에서 수문폐쇄수위(H) 및 수문개방수위(L)를 감지하는 수위정보와 수문(1)의 개폐정보, 전원을 관리하는 전원부(52)의 감지된 신호와 아나로그신호부(53)의 신호를 감지하여 계통을 제어하여 원격구동, 전동 및 수동구동으로 수문(1)을 회동축(14)을 중심으로 구동축(22)과 연동하여 원호를 따라 궤적을 그리며 회동하여 유기적으로 제어하도록 구성한다.

여기서, 수문제어부(50)는 수위감지부(17)에서 수로(2)의 수위를 감지하고, 전원을 관리하는 전원부(52)에서 전원을 공급하며, 비상운전시에 구동력을 발전하 는 비상발전기(42)를 형성하고, 현장에서 설정값을 초기화시키고 구동을 조작하는 현장조작부(51)를 형성하며, 수로(2)의 수위정보, 수문(1)의 개폐정보, 전원부(52)의 정보 등을 처리하는 아나로그신호부(53)를 형성하고, 원격운전을 위하여 신호를 송수신하는 통신수단(58)을 형성하며, 프로그램을 저장하는 플래쉬메모리램(57), 연산처리부(56)를 유기적으로 제어하는 프로그램로직컨트롤러(55)에서 제어된 신호를 처리하는 제어신호처리부(54)로 구성하고, 제어신호처리부(54)에서 수문본체(11)를 회동축(14)을 중심으로 구동축(22)과 연동하여 원호를 따라 궤적을 그리며 회동되어 개폐하도록 수문(1)을 구동하는 구동부(8), 수동구동부(18), 결합구동부(19)와 주요기기의 작동상태를 현장조작부(51)의 램프에 표시하도록 구동하는 램프구동부(62)를 구성하여 하나 또는 복수의 힌지식 수문을 작동시키며, 원격지의 원격지컴퓨터(60)와 통신수단(61)으로 형성된 관리부(59)에서 수문제어부(50)에 신호를 송신하여 원격지의 하나 또는 복수의 힌지식 수문을 제어하도록 구성된다.

이와 같이, 구성된 힌지식 수문의 구동방법을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 힌지식 수문을 형성하여 수문본체(11)의 폐쇄시 회동부(7)와 연동하여 회동부(7)가 원호를 따라 궤적을 그리며 회동함과 동시에 구동축(22)에 연결된 구동링크(23)를 구동시키는 위한 실린더(26)에 작동력을 공급하는 유압구동부(24)를 형성하고, 상기 수문본체(11)와 문틀(16)사이의 개폐정도인 개도(開度, PD)를 나타내며 수문본체(11)가 폐쇄 운행한계에 도달하면 구동부(8) 전원을 차단시키는 리미트스위치(41)의 신호를 감지한 수문제어부(50)가 작동할 때까지 유압구동부(24)에서 실린더(26)를 팽창시켜서 수문(1)의 폐쇄방향으 로 이동시켜서 수문(1)을 폐쇄시킨 후, 수문본체(11)와 문틀(16)을 결합수단으로 결합하여 고정시키고 수문본체(11)의 하중을 지지수단으로 지지하여 수문(1)을 폐쇄시킨다.

또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 힌지식 수문을 형성하여 수문본체(11)의 개방시 수문본체(11)와 문틀(16)을 결합부(30)로부터 해제시키고, 회동부(7)와 연동하여 회동부(7)가 원호를 따라 궤적을 그리며 회동함과 동시에 구동축(22)에 연결된 구동링크(23)를 구동시키는 위한 실린더(26)에 작동력을 공급하는 유압구동부(24)를 형성하고, 상기 수문본체(11)와 문틀(16)사이의 개폐정도인 개도(PD)를 나타내면서 수문본체(11)가 개방 운행한계에 도달하면 구동부(8)의 전원을 차단시키는 리미트스위치(41)의 신호를 감지한 수문제어부(50)가 작동할 때까지 유압구동부(24)에서 실린더(26)를 수축시켜서 수문(1)의 개방방향으로 이동시켜서 수문(1)을 개방시킨다.

한편, 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 힌지식 수문을 형성하여 수문본체(11)의 폐쇄시 상기 회동부(7)와 연동하여 회동부(7)가 원호를 따라 궤적을 그리며 회동함과 동시에 구동축(22)에 연결된 구동링크(23)를 구동시키는 전동구동부(25)를 포함하여 형성하고, 수문본체(11)와 문틀(16)사이의 개폐정도인 개도(PD)를 나타내며 수문본체(11)가 폐쇄 운행한계에 도달하면 구동부(8) 전원을 차단시키는 리미트스위치(41)의 신호를 감지한 수문제어부(50)가 작동할 때까지 수문(1)의 폐쇄방향으로 이동시켜서 수문본체(11)를 폐쇄하도록 구동부(8)를 배치하여 수문본체(11)와 문틀(16)을 결합부(30)로 결합하여 고정시키고 수문본체(11)의 하중을 지지부(33) 로 지지하여 수문(1)의 폐쇄시 수문본체(11)와 문틀(16)사이의 지수를 유지하도록 수문(1)의 설치장소 및 목적에 적합하게 다양한 형태의 전동구동부(25)를 구성하여 수문(1)을 폐쇄한다.

아울러, 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 힌지식 수문을 형성하여 수문(1)의 개방시 수문본체(11)와 문틀(16)을 결합부(30)로부터 해제시키고, 회동부(7)와 연동하여 회동부(7)가 원호를 따라 궤적을 그리며 회동함과 동시에 구동축(22)에 연결된 구동링크(23)를 구동시키는 전동구동부(25)를 포함하여 형성하고, 수문본체(11)와 문틀(16)사이의 개폐정도인 개도(PD)를 나타내면서 수문본체(11)가 개방 운행한계에 도달하면 구동부(8) 전원을 차단시키는 리미트스위치(41)의 신호를 감지한 수문제어부(50)가 작동할 때까지 수문(1)의 개방방향으로 이동시켜서 수문본체(11)를 개방하도록 수문(1)의 설치장소 및 목적에 적합하게 다양한 형태의 전동구동부(25)를 구성하여 수문(1)을 개방시킨다.

그리고, 도 7에 도시한 바와 같이, 수문본체(11)에 펌프(29)를 일체로 결합하여 상하로 승강하여 수로(2)를 개폐하고 내수를 외수측으로 펌프(29)로 강제배수하도록 구성된 펌프일체형수문을 형성하여 수문의 폐쇄시 상기 회동부(7)와 연동하여 회동부(7)가 원호를 따라 궤적을 그리며 회동함과 동시에 구동축(22)을 중심으로 구동링크(23)를 유압구동부(24) 또는 전동구동부(25)로 구성하여, 수문본체(11)와 문틀(16)사이의 개폐정도인 개도(PD)를 나타내며 수문본체(11)가 폐쇄 운행한계에 도달하면 구동부(8) 전원을 차단시키는 리미트스위치(41)의 신호를 감지한 수문제어부(50)가 작동할 때까지, 펌프일체형수문의 폐쇄방향으로 이동시켜서 수문본 체(11)를 폐쇄하도록 구동부(8)를 배치하고 수문본체(11)와 문틀(16)을 결합부(30)로 결합하여 고정시키고 수문본체(11)의 하중을 지지수단으로 지지하여 펌프일체형수문을 폐쇄시킨다.

아울러, 도 8에 도시한 바와 같이, 상기 펌프일체형수문을 형성하여 수문(1)의 개방시, 수문본체(11)와 문틀(16)을 결합부(30)로부터 해제시키고, 상기 회동부(7)와 연동하여 회동부(7)가 원호를 따라 궤적을 그리며 회동함과 동시에 구동축(22)을 중심으로 구동링크(23)를 유압구동부(24) 또는 전동구동부(25)로 구성하여, 수문본체(11)와 문틀(16)사이의 개폐정도인 개도(PD)를 나타내며 수문본체(11)가 개방 운행한계에 도달하면 구동부(8) 전원을 차단시키는 리미트스위치(41)의 신호를 감지한 수문제어부(50)가 작동할 때까지, 펌프일체형수문의 개방방향으로 이동시켜서 수문본체(11)를 개방하도록 구동부(8)를 배치하여 펌프일체형수문을 개방시킨다.

또한, 상기 수문본체(11)를 회동축(14)을 중심으로 구동축(22)과 연동하여 원호를 따라 궤적을 그리며 회동하도록 회동부(7)와 구동부(8)를 형성하여 문틀(16)과 이와 개폐관계에 있는 수문본체(11)가 회동하여 개폐가 이루어지므로 수문본체(11)와 문틀(16)사이에 나무나 돌 등이 개재하여도 수문(1)을 폐쇄시킬 수 있다.

그리고, 상기 수문본체(11)를 회동축(14)을 중심으로 구동축(22)과 연동하여 원호를 따라 궤적을 그리며 회동하도록 회동부(7)와 구동부(8)를 형성하여 문틀(16)과 이와 개폐관계에 있는 수문본체(11)가 회동하여 개폐가 이루어지므로 문 틀(16)과 일체로 구성된 수문 구조물(3)의 부분 침하가 발생하여도 수문(1)을 폐쇄시킬 수 있다.

이와 같이, 구성된 힌지식 수문의 제어방법을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 도 11 및 도 12에 도시한 바와 같이, 수문(1)을 수문제어부(50)에서 유기적으로 제어하도록 설정값을 초기화하는 초기화 단계(S1)를 거쳐서, 초기화된 아나로그신호부(53)에서 수신한 수위, 전원 및 수문(1)의 개폐정보에 근거하여 관리부(59)의 원격신호에 따른 원격구동모드, 현장에서의 신호에 따른 전동구동모드 및 수동구동모드로 전환하도록 판단하는 구동모드 판단단계(S2)를 시행하여 구동모드를 판단한다.

상기 구동모드 판단단계(S2)에서 원격구동모드로 판단되면 원격구동모드로 전환하는 원격구동모드 전환단계(S10)를 거쳐서, 원격구동모드로 전환하여 구동부(8)를 구동하여 구동링크(23)와 연결된 수문본체(11)를 회동시켜 수문(1)을 개방, 폐쇄, 정지시키는 원격구동단계(S11)에서 원격으로 힌지식 수문을 구동한다.

상기와 같이, 구동모드 판단단계(S2)에서 현장조작부(51)의 전동구동모드로 판단되면 전동으로 전환하는 신호를 보내는 전동구동모드 전환단계(S20)를 거쳐서, 전동으로 전환되어 수로(2)의 수위가 상승하여 수문폐쇄수위(H)에 도달하는 것을 확인하면 구동부(8) 스위치를 구동시켜서 문틀(16)의 접촉면을 따라 하강시켜 수문(1)을 폐쇄하는 수문폐쇄단계(S21)에서 수문을 폐쇄시킨다.

상기와 같이, 수문폐쇄단계(S21)에서 수문(1)이 폐쇄된 상태에서, 개도(PD)가 하한개도(PPC)에 도달하면 수문본체(11)의 양측부에 형성된 결합부(30)를 작동 하여 수문결합도(GD)가 수문결합(GTC)에 도달할 때까지 결합구동부(19)를 구동시켜 수문을 결합시키는 수문결합단계(S22)에서 수문본체(11)를 문틀(16)에 결합시켜서 수문폐쇄를 종료한다.

그리고, 상기 전동구동모드 전환단계(S20)에서 수로(2)의 수위가 설정수위보다 하강하여 수문개방수위(L)에 도달하는 것을 확인하면, 수문본체(11)의 양측부에 형성된 결합부(30)를 작동하여 수문결합도(GD)가 수문해제(GTO)에 도달할 때까지 결합구동부(19)를 구동시켜 수문을 해제시키는 결합부(30)로 수문을 해제시키는 수문해제단계(S23)에서 수문본체(11)를 문틀(16)로부터 해제시킨다.

이렇게, 수문해제단계(S23)에서 수문(1)의 결합부(30)가 해제된 상태에서 수문(1)을 개방시키고자 하면 개도(PD)가 상한개도(PPO)에 도달할 때까지 구동부(8)를 구동시켜 수문(1)을 개방하는 수문개방단계(S24)에서 수문(1)을 개방하여 수문(1)의 전동구동을 종료한다.

여기서, 상기 구동모드 판단단계(S2)에서 관리부(59)의 원격신호에 따른 원격구동모드나 현장에서의 신호에 따른 전동구동모드로 운전단계에서 수동구동모드로 판단되면 수동구동체계로 전환하는 수동구동모드전환단계(S30)로 전환한다.

상기와 같이, 수동구동모드전환단계(S30)에서 수동구동으로 전환되면 수위정보와 전원 및 수문(1)의 개폐정보를 확인하면서 구동부(8)를 수동으로 조작하여 수문(1)을 폐쇄시키는 수동수문폐쇄단계(S31)와, 상기 수동수문폐쇄단계(S31)에서 수문(1)이 폐쇄된 상태에서 개도(PD)가 하한개도(PPC)에 도달하면 결합부(30)로 수문본체(11)를 문틀(16)에 결합시키는 수동수문결합단계(S32)와, 상기 수동수문결합단 계(S32)에서 측정수위가 설정수위보다 상승하여 수문개방수위(L)에 도달하면, 결합부(30)로 수문본체(11)를 문틀(16)에서 해제시키는 수동수문해제단계(S33)와, 상기 수동수문해제단계(S33)에서 수문(1)이 해제된 상태에서 개도(PD)가 상한개도(PPO)에 도달할 때까지 구동부(8)의 구동으로 수문(1)을 개방하여 수동구동을 종료한다.

그리고, 계절이 바뀌어 장기간 수문(1)을 가동할 필요가 없을 경우에는 수문제어부(50)의 현장조작부(51)를 작동하여 수문(1)을 완전히 개방하여 정지시킨 후 현장조작부(51)의 전원을 끄면 수문(1)은 그 개도상태를 유지하여 정지한다.

또한, 도 13에 도시한 바와 같이, 태풍, 강풍, 집중호우, 홍수 등으로 정전이나 고장이 발생하였을 때에는, 수문(1)을 수문제어부(50)에서 제어하도록 초기화 단계(S1)에서 초기화된 수문제어부(50)에서 수신한 전원정보에 근거하여 구동모드를 전환하도록 판단하는 구동모드 판단단계(S2)를 거쳐서 관리부의 원격신호에 따른 원격구동모드나 현장에서의 신호에 따른 전동구동모드 또는 수동구동모드로 운전단계에서 기상이변으로 야기된 정전이나 고장과 같은 이상징후를 발견하면 비상구동체계로 전환하는 비상구동 전환단계(S40)에서 비상구동체계로 전환한다.

이렇게, 비상구동모드전환단계(S40)에서 비상구동으로 전환되면 비상발전기(42)를 구동시켜서 발전한 전력으로 계통과 수문(1)을 구동시키는 비상구동단계(S41)에서 비상구동을 실행한다. 상기 비상구동단계(S41)에서 전원부(52)와 비상발전기(42)의 두 구동원이 모두 작동되지 않으면 수문제어부(50)에서 관리부(59)로 통신수단(58)을 통하여 이를 통지하고 수동력모드로 전환시켜 수동력으로 수문(1)을 개폐하도록 하는 수동력구동단계(S42)로 전환되어 비상시에 수문(1)을 개폐한 다.

이와 같이, 구성된 본 발명의 힌지식 수문 및 그 구동방법은 수문본체를 회동축에 회동되게 형성하고, 회동축을 구동축과 연결하여 수문본체가 원호를 따라 궤적을 그리며 회동방식으로 수로가 개폐되도록 구성하며, 관리교를 포함한 대형 구조물의 구축이 불필요한 수문을 형성함으로써 공사비 절감과 공사기간을 대폭 단축시키며, 친환경적이고 경제적인 효과가 있다.

또한, 수문본체가 회동 방식으로 작동하여 수로를 개폐시켜 수문의 개폐 작업을 수행할 때 수문본체와 문틀사이의 마찰저항이 작아 구성요소의 교체 횟수를 줄여 보수 및 관리 비용을 절감하는 효과가 있다.

아울러, 조작대를 설치하기 위하여 대형 구조물을 돌출하여 구축할 필요가 없는 수문을 형성함으로써 수문의 설치장소 및 목적에 적합하게 공간의 활용성을 확대시키는 효과가 있다.

아울러, 수문본체에 펌프를 일체로 결합하여 수로를 개폐하고, 내수를 외수측으로 펌프로 강제배수하도록 구성된 펌프일체형수문을 형성함으로써 수문의 설치장소 및 목적에 적합하게 공간의 활용성을 확대시키고, 펌프일체형수문 주변경관과 조화를 이루는 효과가 있다.

또한, 회동링크와 구동링크로 수문본체가 작동되어, 수문의 개방시 수문본체의 돌출높이를 조절할 수 있으며, 개폐시에 작용하는 개폐력을 회동축과 구동축에 분산시켜 개폐에 소요되는 동력을 감소시킴으로써 경제성을 향상시키는 효과가 있다.

그리고, 강이나 하천 제방의 수로에 설치한 구조물의 부등침하가 발생하여도 수문이 기능을 발휘하도록 수문의 안정성을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 수로에 대하여 힌지를 중심으로 수문본체의 내외측 수위차에 의하여 자동으로 회동하여 개폐하는 플랩게이트에 필요에 따라 펌프일체형수문을 형성하여 플랩게이트의 운용범위를 확대시키는 효과가 있다.

아울러, 수문제어부를 구성하여 수로에 하나 또는 복수개의 힌지식 수문을 설치할 경우에도 각 수로의 수위정보와 수문의 개폐정보를 원격지에서 집중관리 할 수 있으며, 평소에는 힌지식 수문의 완전자동운전을 가능케 하고 태풍, 강풍, 예기치 못한 집중호우, 홍수 등의 자연재해로 발생되는 정전, 심야 등의 비상시에도 관리인이 현장의 조작실에 상주하지 않게 되어 관리비가 절감되며, 수위에 따라 자동으로 힌지식 수문을 가동시킴으로써 배수능력 및 수문을 원활하게 구성시켜 외수의 유입을 신속하게 차단하여 수해를 예방하도록 기능을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (15)

1. 수로(2)의 구조물(3)에 일체로 형성한 문틀(16)과 상기 문틀(16)과 개폐관계에 있는 수문본체(11)를 형성하여 수로(2)를 개폐하는 수문(1)에 있어서,

   수문본체(11)의 상부에 결합된 주축(13)과 구조물(3)의 상부에 고정된 회동축(14)을 회동링크(15)로 연결한 회동부(7)와,

   수문본체(11)의 상부에 체결수단(20)과 수문힌지(21)를 형성하고, 구조물(3)의 상부에 구동축(22)을 구동링크(23)로 연결하여 수문(1)을 회동축(14)을 중심으로 구동축(22)과 연동하여 원호를 따라 궤적을 그리며 회동되어 개폐하도록 구성한 구동부(8)와,

   수문본체(11)의 양측부와 문틀(16)에 대응하는 결합수단1(31)과 결합수단2(32)를 형성하여 수문(1) 개폐시 결합 또는 해제시키는 결합부(30)와,

   수로(2)의 수위정보와 수문(1)의 개폐정보, 전원을 관리하는 전원부(52)의 정보를 감지하는 계통을 제어하되, 원격구동 및 전동, 수동구동으로 구동부(8)를 구동하도록 유기적으로 제어하는 수문제어부(50)를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 힌지식 수문.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 구동부(8)는 구동링크(23)에 실린더(26)를 연결하여 유압작동으로 구동링크(23)에 구동력을 발생시키도록 유압구동부(24)로 구성되는 것을 특징으로 하는 힌지식 수문.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 구동부(8)는 구동링크(23)에 전동구동부(25)를 구성하여 전동력으로 구동링크(23)에 구동력을 발생시키도록 전동구동부(25)를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 힌지식 수문.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 수문(1)을 회동축(14)을 중심으로 구동축(22)과 연동하여 원호를 따라 궤적을 그리며 회동되어 개폐하도록 회동부(7)와 구동부(8)를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 힌지식 수문.
5. 삭제
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,

   상기 회동부(7)는 회동축(14)을 중심으로 구동부(8)와 연동하여 수문본체(11)를 수문(1)의 개방하는 방향으로 원호를 따라 궤적을 그리며 회동시키도록 구성하는 것을 특징으로 하는 힌지식 수문.
8. 제1항에 있어서,

   상기 구동부(8)는 회동부(7)와 연동하여 회동부(7)가 원호를 따라 궤적을 그리며 회동함과 동시에 구동축(22)을 중심으로 구동링크(23)를 수문본체(11)의 개폐방향으로 이동시켜서 수문(1)을 개폐하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 힌지식 수문.
9. 수로(2)의 구조물(3)에 일체로 설치되어 이를 개폐하는 수문본체(11)와,

   상기 수문본체(11)에 일체로 결합되어 수로(2)를 개폐하고 내수를 외수측으로 강제배수하도록 설치된 펌프(29)와,

   수문본체(11)의 상부에 결합된 주축(13)과 구조물(3)의 상부에 고정된 회동축(14)을 회동링크(15)로 연결한 회동부(7)와,

   수문본체(11)의 상부에 체결수단(20)과 수문힌지(21)를 형성하고, 구조물(3)의 상부에 구동축(22)을 구동링크(23)로 연결하여 수문(1)을 회동축(14)을 중심으로 구동축(22)과 연동하여 원호를 따라 궤적을 그리며 회동되어 개폐하도록 구성한 구동부(8)와,

   수문본체(11)의 양측부와 문틀(16)에 대응하는 결합수단1(31)과 결합수단2(32)를 형성하여 수문(1) 개폐시 결합 또는 해제시키는 결합부(30)와,

   수로(2)의 수위정보와 수문(1)의 개폐정보, 전원을 관리하는 전원부(52)의 정보를 감지하는 계통을 제어하되, 원격구동 및 전동, 수동구동으로 구동부(8)를 구동하도록 유기적으로 제어하는 수문제어부(50)를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 펌프일체형수문.
10. 삭제
11. 삭제
12. 제 1항에 있어서,

    상기 수문제어부(50)는 수위감지부(17)에서 수로(2)의 수위를 감지하고, 전원을 관리하는 전원부(52)에서 전원을 공급하며, 비상운전시에 구동력을 발전하는 비상발전기(42)를 형성하고, 현장에서 설정값을 초기화시키고 구동을 조작하는 현장조작부(51)를 형성하며, 수로(2)의 수위정보, 수문(1)의 개폐정보, 전원부(52)의 정보 등을 처리하는 아나로그신호부(53)를 형성하고, 원격운전을 위하여 신호를 송수신하는 통신수단(58)을 형성하며, 프로그램을 저장하는 플래쉬메모리램(57), 연 산처리부(56)를 유기적으로 제어하는 프로그램로직컨트롤러(55)에서 제어된 신호를 처리하는 제어신호처리부(54)로 구성하고, 제어신호처리부(54)에서 수문(1)을 구동하는 구동부(8)와 결합부(30)에 구동력을 공급하고, 구동부(8), 수동구동부(18), 결합구동부(19) 및 주요기기의 작동상태를 현장조작부(51)의 램프에 표시하도록 구동하는 램프구동부(62)를 구성하여 하나 또는 복수의 수문(1)을 작동시키며, 원격지의 원격지컴퓨터(60)와 통신수단(61)으로 형성된 관리부(59)에서 수문제어부(50)에 신호를 송신하여 원격지의 하나 또는 복수의 수문(1)을 제어하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 힌지식 수문.
13. 수문(1)을 수문제어부(50)에서 유기적으로 제어하도록 설정값을 초기화하는 초기화 단계(S1)와,

    상기 초기화 단계(S1)에서 초기화된 아나로그신호부(53)에서 수신한 수위, 전원 및 수문(1)의 개폐정보에 근거하여 관리부(59)의 원격신호에 따른 원격구동모드, 현장에서의 신호에 따른 전동구동모드 및 수동구동모드로 전환하도록 판단하는 구동모드 판단단계(S2)와,

    상기 구동모드 판단단계(S2)에서 원격구동모드로 판단되면 원격구동모드로 전환하는 원격구동모드 전환단계(S10)와,

    상기 원격구동모드 전환단계(S10)에서 원격구동모드로 전환하여 구동부(8)와 결합부(30)를 구동하여 구동링크(23)와 연결된 수문본체(11)를 회동시켜 수문(1)을 개방, 폐쇄, 정지시키는 원격구동단계(S11)와,

    상기 구동모드 판단단계(S2)에서 현장조작부(51)의 전동구동모드로 판단되면 전동으로 전환하는 신호를 보내는 전동구동모드 전환단계(S20)와,

    상기 전동구동모드 전환단계(S20)에서 전동으로 전환되어 측정수위(LD)가 설정수위보다 상승하여 수문폐쇄수위(H)에 도달하는 것을 확인하면 구동부(8) 스위치를 구동시켜서 문틀(16)의 접촉면을 따라 하강시켜 수문(1)을 폐쇄하는 수문폐쇄단계(S21)와,

    상기 수문폐쇄단계(S21)에서 수문(1)이 폐쇄된 상태에서 개도(PD)가 하한개도(PPC)에 도달한 후, 수문결합도(GD)가 수문결합(GTC)에 도달할 때까지 결합구동부(19)를 구동시켜 수문을 결합시키는 수문결합단계(S22)와,

    상기 전동구동모드 전환단계(S20)에서 측정수위(LD)가 설정수위보다 하강하여 수문개방수위(L)에 도달하는 것을 확인하면, 수문결합도(GD)가 수문해제(GTO)에 도달할 때까지 결합구동부(19)를 구동시켜 수문을 해제시키는 수문해제단계(S23)와,

    상기 수문해제단계(S23)에서 수문(1)이 해제된 상태에서 개도(PD)가 상한개도(PPO)에 도달할 때까지 구동부(8) 구동으로 수문(1)을 개방하는 수문개방단계(S24)를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 힌지식 수문의 구동방법.
14. 제 13항에 있어서,

    상기 구동모드 판단단계(S2)에서 관리부(59)의 원격신호에 따른 원격구동모드나 현장에서의 신호에 따른 전동구동모드로 운전단계에서 수동구동모드로 판단되면 수동구동체계로 전환하는 수동구동모드전환단계(S30)와,

    상기 수동구동모드전환단계(S30)에서 수동구동으로 전환되면 수위정보와 전원 및 수문(1)의 개폐정보를 확인하면서 구동부(8)를 수동으로 조작하여 수문(1)을 폐쇄시키는 수동수문폐쇄단계(S31)와,

    상기 수동수문폐쇄단계(S31)에서 수문(1)이 폐쇄된 상태에서 개도(PD)가 하한개도(PPC)에 도달하면 결합부(30)로 수문본체(11)를 문틀(16)에 결합시키는 수동수문결합단계(S32)와,

    상기 수동수문결합단계(S32)에서 측정수위(LD)가 설정수위보다 상승하여 수문개방수위(L)에 도달하면, 결합부(30)로 수문본체(11)를 문틀(16)에서 해제시키는 수동수문해제단계(S33)와,

    상기 수동수문해제단계(S33)에서 수문(1)이 해제된 상태에서 개도(PD)가 상한개도(PPO)에 도달할 때까지 구동부(8) 구동으로 수문(1)을 개방하는 수동수문개방단계(S34)를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 힌지식 수문의 구동방법.
15. 제 13항에 있어서,

    상기 구동모드 판단단계(S2)에서 관리부(59)의 원격신호에 따른 원격구동모드나 현장에서의 신호에 따른 전동구동모드 또는 수동구동모드로 운전단계에서 기상이변으로 야기된 정전과 같은 이상징후를 발견하면 비상구동체계로 전환하는 비상구동모드전환단계(S40)와,

    상기 비상구동모드전환단계(S40)에서 비상구동으로 전환되면 비상발전기(42)를 구동시켜서 발전한 구동력으로 계통과 수문(1)을 구동시키는 비상구동단계(S41)와,

    상기 비상구동단계(S41)에서 전원부(52)와 비상발전기(42)의 두 구동원이 모두 작동되지 않으면 수문제어부(50)에서 관리부(59)로 통신수단(58)을 통하여 이를 통지하고 수동력모드로 전환시켜 수동력으로 수문(1)을 개폐하도록 하는 수동력구동단계(S42)를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 힌지식 수문의 구동방법.

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