KR100763802B1

KR100763802B1 - 승강식 다층 자동보 수문

Info

Publication number: KR100763802B1
Application number: KR1020060098542A
Authority: KR
Inventors: 한상관
Original assignee: 한상관
Priority date: 2006-10-10
Filing date: 2006-10-10
Publication date: 2007-10-12
Also published as: KR20060111892A

Abstract

본 발명은 수문을 다층으로 구성하면서 각 층의 사이에 실린더와 같은 승강수단을 구비하여 저수공간의 수량 또는 수압에 따라 각 층의 사이를 선택적으로 개폐함으로써 상황에 맞게 원활히 대처할 수 있도록 한 승강식 다층 자동보 수문에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 양측의 지지구조체의 사이에 수로가 형성되고, 수로를 개폐할 수 있도록 수문의 지지축이 각 지지구조체의 사이에 회전가능하게 설치되며, 지지축에는 동력수단이 연결되어 수문과 접해 있는 저수공간측의 수량 또는 수압에 따라 개폐동작하면서 물을 배출하거나 가두어두는 자동보 수문에 있어서, 수문은 적어도 2개 이상의 다층 수문으로 구성하되, 다층의 수문 중 최하단부측 수문의 양측에는 지지축을 각각 고정하고, 각각의 수문 사이에는 그 간격조절을 위해 승강실린더를 각각 연결하며, 각각의 수문 사이에는 각 수문의 위치를 유지하기 위한 가이드수단을 구비하여서 된 것으로, 이와 같이 하면 저수공간측의 수량 또는 수압에 따라 수동 또는 자동으로 승강실린더를 구동하여 줌으로써 각 층의 사이간격을 조절해 줄 수 있으며, 이에 따라 배수량을 미세하게 조절해줄 수 있어 저수공간의 수위를 항상 일정하게 유지시킬 수 있는 것이고, 이러한 각 층의 사이 공간을 통해 하층수가 배출되면서 퇴적오니를 포함한 이물질이 같이 배출되어 수질오염을 예방할 수 있으며, 물고기의 어도 역할을 수행하여 생태계를 유지할 수 있고, 또한 홍수와 같은 천재지변 발생시에는 수문을 이루는 각 층을 완전히 밀착시킨 상태로 수 로의 바닥부로 전도시켜 물을 방류해줌으로써 제방의 붕괴를 막아주고, 수문을 안전하게 보호해줄 수 있는 것이다.

수문, 다층, 승강실린더, 배출, 가이드, 어도

Description

승강식 다층 자동보 수문{Ascent and descent type multistage automatic water gate}

도 1은 본 발명에 따른 승강식 다층 자동보 수문의 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 승강식 다층 자동보 수문의 정단면도.

도 3은 본 발명에 따른 승강식 다층 자동보 수문의 저수시 상태도.

도 4는 본 발명에 따른 승강식 다층 자동보 수문의 하층수 배출시 상태도.

도 5는 본 발명에 따른 승강식 다층 자동보 수문의 상하층수 배출시 상태도.

도 6은 본 발명에 따른 승강식 다층 자동보 수문의 전도시 상태도.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 승강식 다층 자동보 수문의 정단면도.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

1 : 지지구조체 100 : 수문

101 : 지지축 102 : 지수부재

110,120,130 : 다층을 이루는 각 수문 121,131 : 가이드홀

200 : 승강실린더 201 : 피스톤로드

300 : 가이드수단 301 : 가이드프레임

302 : 가이드봉

본 발명은 승강식 다층 자동보 수문에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수문을 다층으로 구성하면서 각 층의 사이에 실린더와 같은 승강수단을 구비하여 저수공간의 수량 또는 수압에 따라 각 층의 사이를 선택적으로 개폐함으로써 상황에 맞게 원활히 대처할 수 있도록 한 것이다.

주지하다시피, 물을 저장하여 농사용 또는 공업용으로 사용하거나 또는 오염된 수질을 정화시키기 위해 하천, 저수지의 여수로(余水路) 또는 관계 용수로에는 수중보 또는 수문이 설치되어 저수측(貯水側)의 수위를 항상 일정 높이로 유지하여 주게 된다.

종래 수중보는 대부분 고정식으로 설치되어 있어 유입수가 수중보의 상부로 넘쳐흐르는 방식으로 배출되므로 저장된 물 속에 포함된 오염물질이 저수측의 하단부에 지속적으로 쌓여 퇴적오니가 누적되는 문제가 있으며, 이러한 퇴적오니로 인해 병원성 세균 또는 해충의 발생이 심각해지는 등 2차 오염의 문제가 발생된다.

이를 감안하여 수로의 사이에 선택적으로 개폐되는 수문을 설치하게 되는데, 최근에는 저수측의 수량 또는 수압에 따라 실린더와 같은 동력수단을 구동하여 자동으로 개폐되는 자동보 수문이 많이 설치되고 있다.

그런데, 수문을 수시로 개폐할 경우 이를 구동하기 위한 소비전력이 많이 소요되고, 수문 일측과 접해 있는 저수공간에 농업용수 또는 공업용수로 사용할 정도로 물이 저수되지 못하는 단점이 있게 되므로 수문을 개방하지 않고 하층수를 배출 할 수 있도록 수문에 사이펀 통로를 구비하거나, 수문의 하부측에 선택적으로 개폐되는 배수구를 형성하는 경우도 있다.

그러나, 상기와 같이 수문에 사이펀 통로를 구비하거나, 수문의 하부측에 선택적으로 배수구를 형성하는 경우 그 배수량이 매우 적고, 또 사이펀 통로 또는 배수구의 폭보다 큰 폭을 갖는 이물질은 배출하지 못하는 단점이 있었으며, 또한 배수 속도가 매우 느려 여러 요인으로 인해 수위가 급상승할 경우 신속히 대처하지 못하여 수문의 파손, 하천 범람 등의 원인이 되고 있다.

또한, 회귀성을 갖는 물고기의 경우 자신이 처음 태어난 장소를 찾아 알을 낳기 위해 하천을 거슬러 올라가게 되는데, 수문이 닫혀있는 상태에서는 물고기가 하천을 거슬러 올라가지 못하여 생태계가 파괴되는 문제도 있었다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 제안된 것으로, 수문을 서로 분리되게 다층으로 구성하고, 각 층의 사이에는 승강실린더를 연결하여 승강실린더의 신축에 따라 수문을 이루는 각 층의 사이가 선택적으로 개폐되도록 함으로써 배수 조절을 용이하게 함은 물론 큰 이물질을 손쉽게 배출할 수 있도록 하고, 수위 상승속도에 맞게 신속한 대처가 이루어지도록 하며, 물고기가 소상할 수 있는 어도를 형성할 수 있도록 한 승강식 다층 자동보 수문을 제공하고자 하는 것이다.

이하, 본 발명을 제시된 실시예와 첨부된 도면에 따라 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 승강식 다층 자동보 수문의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 승강식 다층 자동보 수문의 정단면도이며, 도 3 내지 도 6은 본 발명에 따른 승강식 다층 자동보 수문의 동작도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 승강식 다층 자동보 수문은 일반적인 자동보 수문과 마찬가지로 양측의 지지구조체(1)의 사이에 수로가 형성되고, 수로를 개폐할 수 있도록 수문(100)의 지지축(101)이 각 지지구조체(1)의 사이에 회전가능하게 설치되며, 지지축(101)에는 유압실린더와 같은 동력수단이 연결되어 수문(100)과 접해 있는 저수공간측의 수량 또는 수압에 따라 개폐동작하면서 물을 배출하거나 가두어두도록 구성된다.

본 발명은 이러한 자동보 수문에 있어서, 수문(100)은 적어도 2개 이상의 다층 수문(110)(120)(130)으로 구성하되, 다층의 수문(110)(120)(130) 중 최하단부측 수문(110)의 양측에는 지지축(101)을 각각 고정하고, 각각의 수문(110)(120)(130) 사이에는 그 간격조절을 위해 승강실린더(200)를 각각 연결하며, 각각의 수문(110)(120)(130)의 양측면에는 각 수문(110)(120)(130)의 위치를 유지하기 위한 가이드수단(300)을 구비하여서 된 것이다. 도면상에는 수문(100)을 3개의 층으로 구성한 것을 예로 하여 도시하였다.

이때, 가이드수단(300)은 양측 지지축(101)에 상방향으로 각각 고정되어 서로 마주보는 "ㄷ"자 형상의 가이드프레임(301)의 안쪽공간 하부측에 최하단부측 수문(110)의 측벽이 고정되고, 가이드프레임(301)의 안쪽공간 중간부에서부터 상단부까지 그 위쪽에 위치되는 다른 수문(120)(130)의 측벽이 미끄럼 접촉되도록 구성되거나, 다층의 수문(110)(120)(130) 중 최하단부측 수문(110)의 상부 양측에 상방향으로 각각 가이드봉(302)이 고정되고 최하단부측 수문(110) 위쪽에 위치되는 다른 수문(120)(130)의 가이드봉 대응위치에는 각각 가이드홀(121)(131)이 형성된 상태에서 각 가이드봉(302)이 각 가이드홀(121)(131)을 각각 관통하여 상방향으로 인출됨으로써 최하단부측 수문(110) 위쪽에 위치되는 다른 수문(120)(130)의 각 가이드홀(121)(131)이 최하단부측 수문(110)의 각 가이드봉(302)과 슬라이딩되도록 구성하게 되며, 이들 구조를 각각 적용할 수도 있고, 도면에 도시한 것과 같이 구조적인 안정성을 보장할 수 있도록 한꺼번에 같이 적용할 수도 있다.

또한, 승강실린더(200)는 최상단부측 수문(130)을 제외하고 모든 층의 수문(110)(120) 양측에 2개씩 각각 고정되고, 각 승강실린더(200)의 피스톤로드(201) 선단부가 그 승강실린더 고정측 수문(110 또는 120)과 상방향으로 인접하는 다른 층의 수문(120 또는 130) 하단부에 각각 고정되어 이루어진다.

아울러, 수문(100)을 이루는 각 층의 수문(110)(120)(130)중 최상단부측 수문(130)을 제외하고 모든 수문(110)(120)의 상단부 외측 둘레에는 고무패킹과 같은 지수부재(102)를 구비하여 승강실린더(200)를 최대한 수축시켰을 때 각 수문(110)(120)(130)의 사이가 수밀성있게 밀착되도록 구성하게 된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 승강식 다층 자동보 수문은 다음과 같은 작용을 한다.

먼저, 유입 수량이 많지 않을 경우에는 도 3과 같이 수문(110)(120)(130) 사이에 연결되어 있는 승강실린더(200)를 수축시켜 각 수문(110)(120)(130)의 사이가 지수부재(102)에 의해 수밀성있게 밀착되어 저수공간에 물이 지속적으로 차오르게 된다.

상기와 같이 물이 저수공간에 차오르는 과정에서 불가분 퇴적오니 또는 이물질이 하층에 쌓이게 되므로 어느 정도 수위 이상이 되면 도 4와 같이 최하단부측 수문(110)과 그 위쪽의 수문(120) 사이에 연결되어 있는 승강실린더(200)를 신장시켜 수문(100)의 하부측을 개방해주게 되며, 이러한 공간을 통해 저수공간의 하층수가 배출되면서 퇴적오니를 포함한 이물질이 같이 배출되어 하천의 오염을 방지할 수 있게 된다.

또한, 비가 오거나 하수량이 늘어나 유입수량이 많아져 저수공간에 물이 많이 차오르는 경우에는 수문(100)에 가해지는 수압도 더욱 커지게 되므로 이럴 경우에는 도 5와 같이 최하단부측 수문(110)과 그 위쪽의 수문(120) 이외에도 다른 층의 수문(120)(130)들 사이에 연결된 승강실린더(200)를 신장시켜 각 층을 이루는 수문(110)(120)(130) 사이를 모두 개방해주게 되며, 그러면 물이 빠른 속도로 많은량 배출될 수 있어 수위 및 수압을 적정하게 유지해줄 수 있게 된다.

이때, 각각의 수문(110)(120)(130) 사이에 연결되어 있는 승강실린더(200)는 도시하지는 않았지만 저수공간측에 설치되는 유속센서 또는 수위센서로부터 전달되는 감지신호에 따라 자동 작동될 수 있으며, 물론 수동으로 조작할 수도 있다.

또한, 각 승강실린더(200)는 그 신축되는 스트로크를 저수공간의 수위, 유입수의 유속, 유입수량 등에 따라 자동 조절하여 각 수문(110)(120)(130) 사이의 폭을 미세조정하게 됨은 자명하다.

아울러, 승강실린더(200)의 신축에 따라 각 수문(120)(130)이 승하강할 때 각 수문(120)(130)의 측벽은 서로 마주보는 "ㄷ"자 형상의 가이드프레임(301) 안쪽공간과 미끄럼 접촉하거나, 또는 가이드봉(302)이 끼워져 가이드될 수 있으므로 다른 곳으로 이탈되지 않고 항상 정해진 위치에서만 승하강이 가능해진다.

그리고, 최하단부측 수문(110)과 그 위쪽의 수문(120) 사이가 개방되면 자연스럽게 어도가 형성되어 물고기가 이러한 공간을 통해 상류로 이동할 수 있어 자연 생태계를 유지할 수 있는 이점도 있게 된다.

그런데, 홍수와 같이 수량이 매우 많고 수압이 매우 커지는 경우에는 그 자체만으로도 수문(100)에 엄청난 압력이 가해지게 되고, 나뭇가지 또는 이물질들이 부유하면서 수문(100)과 부딪혀 그 충격으로 수문(100)이 파손될 수도 있는 것이므로 이런 경우에는 도 6과 같이 각 승강실린더(200)를 최대한 수축시켜 각 층의 수문(110)(120)(130)들 사이를 완전히 밀착시킨 상태에서 지지축(101)과 연결되어 있는 유압실린더와 같은 동력수단을 구동하여 수문(100) 전체를 수로의 바닥부와 밀착되게 전도시켜 줌으로써 물을 수문(100)의 위쪽으로 방류해주어 수위를 빠른 시간내에 적정하게 유지시켜줌은 물론 수문(100)을 안전하게 보호하게 된다.

즉, 본 발명에 따르면 저수공간측의 수량 또는 수압에 따라 다층으로 이루어진 수문(110)(120)(130) 사이의 폭을 각각의 승강실린더(200)의 신축에 따라 조정할 수 있어 그때그때의 상황에 맞게 배수량을 미세 조절해줄 수 있는 것이고, 홍수와 같은 천재지변이 발생되더라도 수문(100)을 안전하게 보호해줄 수 있는 것이다.

도 7은 본 발명에 따른 승강식 다층 자동보 수문의 다른 실시예로서, 수문(100)이 3층 이상으로 구성되는 경우, 최하단부측 수문(110)의 양측에는 (수문의 층수 - 1)의 단을 갖는 다단 실린더가 각각 고정되어 승강실린더(200)를 이루고, 다단 실린더로 된 승강실린더(200)의 피스톤로드(201) 각 단은 그와 상방향으로 인접하는 각 수문(120)(130)에 각각 고정되어 이루어진 것으로, 만일 수문(100)이 3 개의 층으로 이루어진 것이라면 승강실린더(200)를 이루는 다단 실린더의 피스톤로드(201)는 2단으로 구성하면 되는 것이다.

이와 같이 하면, 수문(100)이 다층으로 이루어지더라도 각 층을 이루는 수문(110)(120)(130)을 승하강시킬 때 하나씩의 다단 실린더만 적용하면 되므로 장치가 간편해지는 이점이 있게 된다.

물론, 상기와 같이 승강실린더(200)로서 다단 실린더를 적용하는 경우에도 다른 모든 구조는 본 발명의 기본적인 실시예와 동일하게 구성해야 함은 자명하다.

그리고, 본 발명의 도면상에는 전도식 수문만을 도시하였으나, 이러한 전도식 수문 이외에도 부상식 수문, 공전과 자전을 수행하는 전도식과 부상식 겸용 수문, 승강식 수문 등에도 상기와 동일하거나 유사한 장치를 구성할 수 있으므로 이러한 것들 역시 본 발명의 권리범위에 포함됨은 자명하다.

또한, 상기한 각 수문(120)(130)을 승하강시키는 장치로서 승강실린더(200)를 예시하였으나 이러한 실린더 이외에도 스크류, 랙-피니언, 크랭크, 케이블 견인 장치 등에 의해서도 각 수문(120)(130)을 승하강시킬 수 있으므로 이러한 각 실시예 역시 본 발명의 권리범위에 속함은 자명하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 수문을 다층으로 구성하고, 각 층의 사이에 승강실린더를 연결한 것이므로 저수공간측의 수량 또는 수압에 따라 수동 또는 자동으로 승강실린더를 구동하여 줌으로써 각 층의 사이간격을 조절해 줄 수 있으며, 이에 따라 배수량을 미세하게 조절해줄 수 있어 저수공간의 수위를 항상 일정하게 유지시킬 수 있는 것이고, 이러한 각 층의 사이 공간을 통해 하층수가 배출되면서 퇴적오니를 포함한 이물질이 같이 배출되어 수질오염을 예방할 수 있으며, 물고기의 어도 역할을 수행하여 생태계를 유지할 수 있고, 또한 홍수와 같은 천재지변 발생시에는 수문을 이루는 각 층을 완전히 밀착시킨 상태로 수로의 바닥부로 전도시켜 물을 방류해줌으로써 제방의 붕괴를 막아주고, 수문을 안전하게 보호해줄 수 있는 매우 유용한 효과가 있는 것이다.

Claims

양측의 지지구조체(1)의 사이에 수로가 형성되고, 상기 수로를 개폐할 수 있도록 수문(100)의 지지축(101)이 상기 각 지지구조체(1)의 사이에 회전가능하게 설치되며, 상기 지지축(101)에는 동력수단이 연결되어 상기 수문(100)과 접해 있는 저수공간측의 수량 또는 수압에 따라 개폐동작하면서 물을 배출하거나 가두어두는 자동보 수문에 있어서,

상기 수문(100)은 적어도 2개 이상의 다층 수문(110)(120)(130)으로 구성하되, 상기 다층의 수문(110)(120)(130) 중 최하단부측 수문(110)의 양측에는 상기 지지축(101)을 각각 고정하고, 상기 각각의 수문(110)(120)(130) 사이에는 그 간격조절을 위해 승강실린더(200)를 각각 연결하며, 상기 각각의 수문(110)(120)(130)의 양측면에는 상기 각 수문(110)(120)(130)의 위치를 유지하기 위한 가이드수단(300)을 구비하여서 된 것을 특징으로 하는 승강식 다층 자동보 수문.
제 1 항에 있어서,

상기 가이드수단(300)은, 상기 양측 지지축(101)에 상방향으로 각각 고정되어 서로 마주보는 "ㄷ"자 형상의 가이드프레임(301)의 안쪽공간 하부측에 최하단부측 수문(110)의 측벽이 고정되고, 상기 가이드프레임(301)의 안쪽공간 중간부에서부터 상단부까지 그 위쪽에 위치되는 다른 수문(120)(130)의 측벽이 미끄럼 접촉되도록 구성된 것을 특징으로 하는 승강식 다층 자동보 수문.
제 1 항에 있어서,

상기 가이드수단(300)은, 상기 다층의 수문(110)(120)(130) 중 최하단부측 수문(110) 상부 양측에 상방향으로 가이드봉(302)이 각각 고정되고, 상기 최하단부측 수문(110)의 위쪽에 위치되는 다른 수문(120)(130)의 가이드봉 대응위치에는 가이드홀(121)(131)이 각각 형성된 상태로 상기 각 가이드봉(302)이 상기 각 가이드홀(121)(131)을 각각 관통하여 상방향으로 인출되어 이루어진 것을 특징으로 하는 승강식 다층 자동보 수문.
제 1 항에 있어서,

상기 승강실린더(200)는 최상단부측 수문(130)을 제외하고 모든 층의 수문(110)(120) 양측에 2개씩 각각 고정되고, 상기 각 승강실린더(200)의 피스톤로드(201) 선단부가 그 승강실린더 고정측 수문(110 또는 120)과 상방향으로 인접하는 다른 층의 수문(120 또는 130) 하단부에 각각 고정되어 이루어진 것을 특징으로 하는 승강식 다층 자동보 수문.
제 1 항에 있어서,

상기 수문(100)이 3층 이상으로 구성되는 경우, 상기 최하단부측 수문(110)의 양측에는 (수문의 층수 - 1)의 단을 갖는 다단 실린더가 각각 고정되어 상기 승강실린더(200)를 이루고, 상기 다단 실린더로 된 승강실린더(200)의 피스톤로드(201) 각 단은 그와 상방향으로 인접하는 각 수문(120)(130)에 각각 고정되어 이루어진 것을 특징으로 하는 승강식 다층 자동보 수문.
제 1 항에 있어서,

상기 수문(100)을 이루는 각 층의 수문(110)(120)(130)중 최상단부측 수문(130)을 제외하고 모든 수문(110)(120)의 상단부 외측 둘레에는 지수부재(102)를 구비하여 상기 승강실린더(200)를 최대한 수축시켰을 때 상기 각 수문(110)(120)(130)의 사이가 수밀성있게 밀착되도록 구성한 것을 특징으로 하는 승강식 다층 자동보 수문.