KR100781134B1 - 고무보 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고무보에 관한 것으로, 계획된 담수량을 확보하고 고무튜브를 가동하지 않고 수질 오염원인 퇴적사와 저류수를 배출함과 아울러 고무튜브를 지지하는 고정 구조물인 언체의 뒤쪽에 쌓인 퇴적사를 보다 확실하게 배출함을 목적으로 한다.

본 발명에 의한 고무보는, 하천의 바닥에 상기 하천의 폭 방향을 따라 형성되는 기초부(110)와; 상기 기초부 상에 상호 간에 일정 거리를 두고 형성되는 다수의 언체(120)와; 상기 언체들의 사이에 설치되며 공기에 의해 팽창 또는 수축하면서 상기 하천을 가로막아 담수하는 고무튜브(130)와; 상기 고무튜브에 공기를 공급하거나 배출시켜 상기 고무튜브의 팽창 또는 수축을 유도하는 공기공급수단과; 상기 언체를 통해 상기 고무튜브 상류측의 물과 바닥에 쌓인 퇴적사가 배출되도록 하는 오염물제거수단(140)을 포함하며, 상기 오염물제거수단은, 상기 언체에 설치되는 배출관(141), 상기 배출관의 상류측 단부에 장착되는 여과망(142), 상기 배출관의 하류측 단부에 장착되어 상기 배출관의 개도를 조절하는 밸브를 포함하여 구성된다.

고무보, 튜브, 퇴적, 밸브

Description

고무보{RUBBER DAM}

본 발명은 홍수시 재해를 막고 가뭄시 물을 공급할 수 있는 고무보에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 계획된 담수량을 확보하면서 담수의 바닥측에 쌓이는 퇴적사와 저층수를 배출하여 담수의 오염을 방지할 수 있는 고무보에 관한 것이다.

근래에, 저수지 또는 농업/공업용 취수보, 소수력 발전용 상단보, 상수도용 취수보, 위락용 담수보 등의 둑으로서, 절첩식 및 유체 팽창식 등의 많은 고무댐들 이 개발되고 있으며, 이는 산간지역이나 지형조건이 좋지 않는 곳에서도 효과적인 저수량의 확보와 조립 설치가 용이하고, 또 목적하는 수위에 따라 고무댐의 높이를 공기, 물 등의 유체의 공급 조절로 관리하기 때문에 제방용 울타리로서 큰 주목을 받고 있다.

이와 같은 고무보의 대부분은 그 고무튜브의 팽창 및 이완을 위하여 내부에 공기가 채워지도록 되어 있고, 또 하상 콘크리트와 제방에 고무튜브를 고정하기 위한 고정장치와 공기를 공급 또는 그로부터 배출하기 위한 배관 설비 및 송풍기, 수 위조절을 위한 플로트 밸브, 공기압력을 측정하는 압력계, 이들을 제어하기 위한 제어장치를 갖는 것들로서, 특히 기립과 도복을 위한 종래의 기복식(起伏式) 고무보의 예를 들면, 도 1 및 도 2와 같다.

도 1은 종래의 기술에 따른 기립과 도복을 위한 고무보가 하상 콘크리트 상에 설치된 상태를 보인 정면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 고무보(10)의 기립과 도복을 위해 댐 경사부를 통해 하상 콘크리트(24)의 바닥에 매설되는 공기관(12)은 제방의 조작실 내에 설치되는 송풍기, 공기를 주입하기 위한 체크밸브, 모터밸브와 공기를 배출시키기 위한 전자밸브, 수동밸브(도면에 미 도시) 등이 구비된 공기공급장치(16)에 연결된다.

그리고 하천의 하상 콘크리트(24)에 하천 폭방향을 따라 매설되어 있는 공기관(12)에는 공기 입, 배출구(13)가 수직으로 형성되어 하상 콘크리트(24)의 바닥 면에 설치되는 고무보(10)의 고무튜브(11) 내로 연통되어 있다.

고무튜브(11)와 공기 입, 배출구(13)의 결합에 있어서는 고무튜브(11)를 사이에 두고 공기 입, 배출구(13)에 두 개의 고무판 브라킷트(14)(15)를 각각 억지끼운 후 고무튜브(11)에 접착제로 접착시켜 줌으로써, 그 고무튜브(11)와 공기 입, 배출구(13)가 결합이 이루어져 고무튜브(11)내의 공기의 기밀이 유지된다.

고무보(10)의 고무튜브(11)는 탄성고무로 제조되고 내부에 보강용 나이론 코드를 넣어서 충분한 인장을 갖도록 일반적인 고무판체로 제작되어 진다.

이와 같이 고무튜브(11)가 하천의 하상 콘크리트(23)에 폭방향으로 설치되어 있는 상태에서 계획수위로 물을저장하고자 할 경우 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이 공기공급장치(16)를 이용, 공기관(12) 및 이에 연통되어진 공기 입, 배출구(13)를 통해서 고무튜브(11) 내로 공기를 공급하게 되면 가상선과 같이 도복되어 있던 고무튜브(11)가 실선과 같이 계획수위 만큼 기립되어 저수량을 확보하게 된다. 이때 고무튜브(11)가 계획수위 만큼 기립되었을 경우 공기공급장치(16)의 압력계가 공기압을 체크하여 송풍기의 구동을 정지시킴으로써, 더 이상의 공기 공급은 중단된다.

그리고, 담수된 물을 배출하고자 할 경우, 공기공급장치(16)의 전자밸브를 열어줌으로써, 고무보(10) 내의 공기가 공기관(12)의 공기입, 배출구(13)를 통해 외부로 배출되고, 이것에 의해 고무보(10)가 완전하게 도복되어짐으로써, 담수된 물이 하류쪽으로 방류된다.

그러나, 이와 같이 구성된 종래 기술에 의한 고무보는 다음과 같은 문제점이 있다.

고무보(10)는 고무튜브(11)의 팽창 또는 수축에 의해 기립 또는 도복하여 담수 기능을 수행하는 것으로, 실질적으로 수위 조절이 불가능한 실정이다. 왜냐하면, 고무튜브(11)에 공급되는 공기의 양을 조절함에 따라 고무튜브(11)의 높이가 일정하게 유지되어야 하지만 실질적으로 고무튜브(11)의 높이가 유지되지 못하여 담수의 수위를 조절하지 못하는 실정이다. 즉, 고무보(10)는 담수 조절 및 댐으로서는 그 효용성이 떨어지는 문제점이 있다.

그리고, 고무보(10)는 고무튜브(11)가 완전히 주저앉아 부유물질의 걸림없이 퇴적사와 오염물질을 하류로 그대로 흘려보내는 특징이 있긴 하지만, 고무보(10) 상류측 바닥에 쌓인 퇴적사와 바닥에 고인 저층수를 배출하려는 경우에도 고무튜브(11)가 완전히 주저앉아야만 하기 때문에 계획된 담수량을 확보하지 못하는 단점이 있다. 즉, 담수의 확보를 위해서는 퇴적사와 저층수를 배출하지 못하므로 담수의 수질오염이 발생될 수밖에 없는 것이다.

한편, 고무튜브(11)는 유연성을 갖기 때문에 하천의 폭이 긴 경우 하나의 고무튜브(11)를 사용하게 되면 고무튜브(11)의 중앙부가 하류측으로 볼록해지는 배부름 현상이 발생되며, 이를 방지하기 위하여 하천 폭의 길이 및 고무튜브(11)의 재질의 특성을 고려하여 하천의 폭을 따라 콘크리트 구조물인 언체를 시공하여, 이 언체들 사이에 고무튜브(11)를 설치하고 있다.

그러나, 이때 고무튜브(11)를 도복하더라도 상기 언체의 뒤쪽에 쌓인 퇴적사는 상기 언체에 막혀 배출되지 못하여 수질오염이 발생되고 있다.

본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하기 위한 것으로, 계획된 담수량을 확보하면서도 상류측 바닥에 쌓인 퇴적사와 저층수를 배출하여 수질오염을 방지할 수 있는 고무보를 제공하려는데 그 목적이 있다.

그리고, 본 발명의 다른 목적은 담수의 수위를 조절할 수 있도록 하려는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 고무튜브를 지지하는 고정 구조물인 언체의 뒤쪽 에 쌓인 퇴적사를 효과적으로 제거하려는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고무보는, 하천의 바닥에 상기 하천의 폭 방향을 따라 형성되는 기초부와; 상기 기초부 상에 상호 간에 일정 거리를 두고 형성되는 다수의 언체와; 상기 언체들의 사이에 설치되며 공기에 의해 팽창 또는 수축하면서 상기 하천을 가로막아 담수하는 고무튜브와; 상기 고무튜브에 공기를 공급하거나 배출시켜 상기 고무튜브의 팽창 또는 수축을 유도하는 공기공급수단과; 상기 언체를 통해 상기 고무튜브 상류측의 물과 바닥에 쌓인 퇴적사가 배출되도록 하는 오염물제거수단을 포함하며, 상기 오염물제거수단은,

상기 언체에 설치되는 배출관, 상기 배출관의 상류측 단부에 장착되는 여과망, 상기 배출관의 하류측 단부에 장착되어 상기 배출관의 개도를 조절하는 밸브를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 고무보에 의하면, 고무튜브를 팽창 상태로 유지하여 담수를 하고 있으면서 오염물제거수단을 통해 바닥에 쌓인 퇴적사와 저층수만 배출함으로써 담수의 수질 오염을 막을 수 있다.

그리고, 퇴적사와 저층수 오염물제거수단을 통해 담수량을 정확히 조절할 수 있으므로 수위를 조절할 수 있는 등의 효과가 있다.

또한, 콘크리트 고정 구조물인 언체 뒤쪽에 쌓인 퇴적사를 배출하여 상류측에서 수질 오염원(퇴적사 등)을 완전히 제거할 수 있다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 3 내지 도 5에 도시된 것처럼, 본 발명에 따른 고무보(100)는, 크게 하천의 폭방향으로 구축되는 기초부(110)와, 기초부(110) 상에 하천의 폭방향을 따라 일정 거리를 두고 배열되는 언체(120)와, 언체(120)의 사이에 하천의 폭방향으로 설치되는 고무튜브(130)와, 고무튜브(130) 내부에 공기를 공급하거나 빼내 고무튜브(130)를 팽창 또는 수축시키는 공기공급수단(미도시)과, 그리고, 고무튜브(130) 상류측에 담수된 물, 상류측 바닥에 쌓인 퇴적사 및 저층수의 배출을 안내하는 오염물제거수단(140)을 포함하여 구성된다.

고무튜브(130)와 상기 공기공급수단은 종래와 동일하므로 구체적인 설명은 생략하기로 하며, 이하, 본 발명에 의한 신규성 구성을 위주로 설명한다.

기초부(110)는 고무보(100)의 기초 시설로서, 하천의 바닥에 폭방향으로 구축되며 상부에 언체(120)와 고무튜브(130)가 형성되는 기초 콘크리트부(111), 기초 콘크리트부(111)의 상류측에 형성되는 퇴적유도부(112), 기초 콘크리트부(111)의 하류측에 깔리는 사석부(113)로 이루어질 수 있다.

기초부(110)는 전술한 구조 및 재질로 한정되지 않고 하천 지반의 상태 등에 따라 달라질 수 있다.

언체(120)는 고무튜브(130)의 지지기반인 것으로, 고무튜브(130)의 양측 단부가 각각 지지된다. 여기서 고무튜브(130)는 자체 탄성력을 갖는 것이기 때문에 일정 길이(구체적인 수치를 한정하지는 않는다)를 넘게 되면 하류측으로 배부름 현상이 발생될 수 있으므로 배부름 현상을 방지할 수 있는 길이로 이루어져 하천의 폭에 따라 다수개가 일렬로 배열된다(도면에는 2개가 사용된 것으로 도시됨). 즉, 하천에 다수의 고무튜브(130)가 사용되는 경우 언체(120)는 고무튜브(130)의 길이에 맞는 거리를 두고 다수 개가 설치되는 것이다.

언체(120)는 콘크리트 구조물로서 기초 콘크리트부(111) 위에 현장 타설되거나 프리캐스트 블록으로서 앵커로 설치될 수 있다.

오염물제거수단(140)은 고무튜브(130)에 의해 담수된 상류측 바닥에 쌓인 퇴적사와 저층수가 배출되도록 하는 것으로, 언체(120) 내부에 삽입 설치되며 양측 단부가 각각 개방된 배출관(141), 배출관(141)의 상류측 개구단부에 장착되는 여과망(142) 및 배출관(141)의 하류측 개구부에 장착되어 배출관(141)의 개도를 조절하는 밸브로 구성된다.

배출관(141)은 물에 의해 부식되지 않는 스테인리스(stainless) 재질의 파이프로서, 언체(120)의 현장 타설 이전에 거푸집에 설치되어 시공되거나 프리캐스트 콘크리트 블록 형태의 언체(120)에 삽입 고정되어 설치될 수 있다.

여과망(142)은 이물질이 배출관(141)을 통해 배출되지 않도록 걸러 하천수의 오염을 방지하며, 도 6에서 보이는 것처럼, 한 쌍의 결속링(142a,142b)의 사이에 개재되어 이 결속링(142a,142b)을 통해 배출관(141)에 결합될 수 있다.

상기 밸브는 배출관(141)의 하류측 개구부를 개폐할 수 있는 모든 것이 사용 가능하며, 이하 구체적인 예를 설명한다.

도 3 내지 도 5에서와 같이, 상기 밸브는 버터플라이 밸브(143)가 사용 가능하다. 버터플라이 밸브(143)는 시중에서 사용되고 있는 기성품을 그대로 사용할 수 있다. 도 6에서와 같이, 버터플라이 밸브(143)는 한 쌍의 결속링(143a,143b)의 사이에 개재되어 배출관(141)에 결합될 수 있다.

도 7과 도 8은 상기 밸브의 다른 예를 도시한 사시도와 평면도로서, 이에 도시된 바와 같이, 상기 밸브는 수문형 밸브(150)이다.

수문형 밸브(150)는 상하 수평부와 상기 상하 수평부를 연결하는 좌우 수직부에 의해 전후로 관통하며 배출관(141)과 유체 연통되는 유로를 갖는 사각 띠 형태이며 언체(120)에 설치되는 프레임(151), 프레임(151)에 승강 가능하게 조립되어 상기 유로를 개폐하는 개폐판(152), 개폐판(152)을 승강시키는 스핀들(153)로 구성된다. 프레임(151)은 전체적으로 사각 띠 형태이면서 상기 상하 수평부와 좌우 수직부는 각각 일측(중심측)을 향해 개방되도록 절곡된 형태이며 언체(120)에 형성된 홈에 언체(120)로부터 돌출되지 않도록 앵커 등으로 박혀 고정된다.

이러한 구성에 의한 수문형 밸브(150)는 스핀들(153)을 회전 조작하면 개폐 판(152)이 승강하여 배출관(141)의 개도가 개폐된다.

이때, 개패판(152)과 프레임(151) 사이의 틈을 통해 누수가 발생되지 않도록 개폐판(152)이 프레임(151)의 일측에 밀착되도록 구성된다. 예를 들어 프레임(151)의 일측에는 가이드바(154)가 설치되고, 개폐판(152)의 좌우 양측 둘레부에는 가이드바(154)를 따라 슬라이딩되어 개폐판(152)이 프레임(151)에 밀착되도록 유도하는 하나 이상의 쐐기(155)가 구비된다.

가이드바(154)는 프레임(151)과 마찬가지로 일측(하류측)을 향해 개방되도록 절곡된 구조로 이루어지며, 쐐기(155)는 이 가이드바(154)의 내부에 슬라이딩 가능하게 삽입된다.

부가적으로 가이드바(154)의 대향되는 프레임(151)에는 개폐판(152)과의 마찰저항을 줄이고 지수성능을 높이기 위한 탄성띠(156)가 장착될 수 있다.

전술한 버터플라이 밸브(143), 수문형 밸브(150)는 관리자의 수동조작, 원격 제어에 의한 자동 조작 모두가 가능하다.

본 발명에 의하면 언체(120)가 하천에 국부적으로 구축되기 때문에 하천 전영역의 퇴적사와 저층수를 배출하는 것이 어려울 수 있으며 이를 보상하기 위하여 도 9에서 보이는 것처럼, 기초부(110)의 퇴적유도부(112)에는 배출관(141)을 향해 하향 경사지는 포집유도부(112a)가 형성된다. 즉, 하천수와 함께 고무튜브(130)의 바닥측에 퇴적된 퇴적사는 수압에 의해 저층수와 함께 포집유도부(112a)의 경사를 타고 원활하게 흘러 배출될 수 있다.
도면에는 밸브가 하류측에 설치된 것으로 도시되었지만 밸브는 상류측에 설치될 수도 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 고무보의 작용은 다음과 같다.

담수량이 부족하여 물을 담수할 필요가 있을 경우 고무튜브(130)를 팽창시켜 담수하는 것은 종래와 동일하므로 구체적인 설명을 생략한다.

한편, 전술한 바와 같이 고무튜브(130)에 의해 하천수가 고무튜브(130)의 상류측에 담수되고 있는 중에 하천수에 포함된 모래 등이 고무튜브(130)와 언체(120)로부터 구속을 받아 퇴적유도부(111)에 퇴적되며, 이 바닥부에는 물이 고이게 된다. 이처럼 퇴적사가 쌓이고 저층수가 오랫동안 고이게 되면 하천수가 오염될 수 있으므로 퇴적사와 저층수의 배출을 결정한다. 이에 따라, 밸브(버터플라이 밸브(143), 수문형 밸브(150))를 수동 또는 원격 제어로 조작하면 배출관(141)이 서서히 개방되며, 이때, 수압차가 발생됨에 따라 상류측 담수가 배출관(141)을 통해 하류로 배출된다.

좀 더 구체적으로 설명하면, 하천수에는 모래, 이물질 등이 포함되어 하류로 흐르게 되면 이때 부유물은 담수의 수위가 고무튜브(130)의 높이가 높아지면 고무튜브(130)를 넘어 하류로 흘러갈 수 있지만, 고무튜브(130)와 언체(120)의 바닥에 퇴적된 퇴적사와 저층수는 퇴적 및 고인 상태를 유지하게 된다. 이러한 퇴적사와 저층수를 배출하기 위하여 배출관(141)을 개방하면 수압차와 포집유도부(112a)의 경사에 의해 저층수와 퇴적사가 좀 더 빨리 배출관(141)측으로 모이게 되고 배출될 수 있다. 즉 언체(120)가 고정 구조물이더라도 언체(120) 뒤에 쌓인 퇴적사를 효과적으로 제거하여 언체(120) 뒤쪽에 퇴적사가 존재하지 않게 된다.

이처럼 퇴적사와 저층수가 배출되면 담수에는 오염원이 제거됨에 따라 담수의 수질 오염을 방지할 수 있으며, 저층수의 배출에 따라 담수의 수위가 달라짐에 따라 전술한 방법에 의거하여 담수의 수위를 조절할 수도 있다.

도 1와 도 2는 종래 기술에 의한 고무보의 구성도.

도 3은 본 발명에 따른 고무보의 정면도.

도 4는 본 발명에 따른 고무보의 측면도.

도 5는 본 발명에 따른 고무보의 평면도.

도 6은 본 발명에 의한 고무보에 적용된 배출관, 여과망 및 버터플라이 밸브의 분해도.

도 7은 본 발명에 따른 고무보에 적용된 수문형 밸브의 구성도.

도 8은 본 발명에 따른 고무보에 적용된 수문형 밸브의 평면도.

도 9는 본 발명에 의한 고무보의 배면 사시도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

110 : 기초부, 120 : 언체

130 : 고무튜브, 140 : 오염물제거수단

150 : 수문형 밸브,

Claims (5)

1. 삭제
2. 삭제
3. 하천의 바닥에 상기 하천의 폭 방향을 따라 형성되는 기초부(110)와;

   상기 기초부 상에 상기 하천의 폭 방향을 따라 상호 간에 일정 거리를 두고 형성되는 하나 이상의 언체(120)와;

   상기 언체의 사이에 설치되며 공기에 의해 팽창 또는 수축하면서 상기 하천을 가로막아 담수하는 고무튜브(130)와;

   상기 고무튜브에 공기를 공급하거나 배출시켜 상기 고무튜브의 팽창 또는 수축을 유도하는 공기공급수단과;

   상기 언체를 통해 상기 고무튜브 상류측의 물과 바닥에 쌓인 퇴적사가 배출되도록 하는 오염물제거수단(140)을 포함하며,

   상기 오염물제거수단은,

   상기 언체에 설치되는 배출관(141), 상기 배출관의 상류측 단부에 장착되는 여과망(142), 상기 배출관의 하류측 단부에 장착되어 상기 배출관의 개도를 조절하는 버터플라이밸브(143)를 포함하고,

   상기 기초부의 상류측에 형성된 퇴적유도부(112)에는 상기 퇴적사가 상기 오염물제거수단의 배출관으로 모이도록 하향 경사진 포집유도부(112a)가 형성된 것을 특징으로 하는 고무보.
4. 삭제
5. 하천의 바닥에 상기 하천의 폭 방향을 따라 형성되는 기초부(110)와;

   상기 기초부 상에 상기 하천의 폭 방향을 따라 상호 간에 일정 거리를 두고 형성되는 하나 이상의 언체(120)와;

   상기 언체의 사이에 설치되며 공기에 의해 팽창 또는 수축하면서 상기 하천을 가로막아 담수하는 고무튜브(130)와;

   상기 고무튜브에 공기를 공급하거나 배출시켜 상기 고무튜브의 팽창 또는 수축을 유도하는 공기공급수단과;

   상기 언체를 통해 상기 고무튜브 상류측의 물과 바닥에 쌓인 퇴적사가 배출되도록 하는 오염물제거수단(140)을 포함하며,

   상기 오염물제거수단은,

   상기 언체에 설치되는 배출관(141), 상기 배출관의 상류측 단부에 장착되는 여과망(142), 상기 배출관의 하류측 단부에 장착되어 상기 배출관의 개도를 조절하는 밸브를 포함하고,

   상기 기초부의 상류측에 형성된 퇴적유도부(112)에는 상기 퇴적사가 상기 오염물제거수단의 배출관으로 모이도록 하향 경사진 포집유도부(112a)가 형성되고,

   상기 밸브는,

   상하 수평부와 상기 상하 수평부를 연결하는 좌우 수직부에 의해 전후로 관통하며 상기 배출관과 유체 연통되는 유로를 갖는 사각 띠 형태이며 상기 언체에 설치되는 프레임(151), 상기 프레임에 승강 가능하게 조립되어 상기 유로를 개폐하는 개폐판(152), 상기 개폐판을 승강시키는 스핀들(153), 상기 프레임의 일측에 설치되는 가이드바(154), 상기 개폐판의 좌우 양측 둘레부에 형성되어 상기 가이드바를 따라 슬라이딩되어 상기 개폐판이 상기 프레임에 밀착되도록 유도하는 하나 이상의 쐐기(155)가 포함된 것을 특징으로 하는 고무보.

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