KR100788918B1 - 펌프일체형수문 - Google Patents

Abstract

본 발명은 펌프일체형수문에 관한 것으로, 수로구조물의 문틀사이에 설치되어 이를 따라 개폐기로 승강되며 개구부를 갖는 수문본체; 상기 수문본체의 개구부에 설치되어 수로의 내수를 외수측으로 강제배수시키는 펌프; 상기 펌프의 토출구에 설치되는 밸브본체와 상기 밸브본체와 개폐관계에 있는 플랩과 상기 밸브본체와 플랩사이에 연결되어서 상기 플랩이 상기 밸브본체에 대해 개폐되도록 안내하는 회동링크로 이루어지고, 내수가 외수측으로 자연배수되도록 하며 외수가 내수측으로 역류되는 것을 차단하는 플랩밸브; 상기 수문본체와 플랩밸브에 설치되어서 상기 플랩밸브의 개폐를 제어하는 플랩개폐부; 상기 개폐기와 펌프 및 플랩개폐부에 유기적으로 작동하도록 구성하여 개폐기와 펌프 및 플랩개폐부를 제어하는 제어부를 포함하여 이루어진다.

이와 같이 구성함으로써, 내수를 외수측으로 자연배수 또는 강제배수 또는 외수의 내수측 유입을 차단할 수 있을 뿐 아니라, 내수를 필요에 따라 저수할 수 있으므로 평상시에는 내수가 외수측으로 원활히 자연배수되고, 외수위가 설정치보다 상승하면 수문본체를 폐쇄하며, 내수위가 설정치보다 상승하면 내수를 외수측으로 강제배수시켜서 저지대 주택지 및 농경지의 침수로 인한 수해를 최소화할 뿐 아니라 내수를 필요에 따라 저수하여서 귀중한 수자원을 필요에 따라 활용할 수 있는 펌프일체형수문을 구성한다.

펌프일체형수문, 플랩개폐부, 작동실린더, 구동모터

Description

펌프일체형수문{Pump Mounted Gate}

도 1은 종래의 입축 펌프일체형수문의 폐쇄상태를 나타내는 측면도.

도 2는 종래의 횡축 펌프일체형수문의 폐쇄상태를 나타내는 측면도.

도 3은 본 발명에 따른 펌프일체형수문의 설치상태 사시도.

도 4는 본 발명의 입축 펌프일체형수문의 폐쇄상태를 나타내는 측면도.

도 5는 본 발명의 횡축 펌프일체형수문의 폐쇄상태를 나타내는 측면도.

도 6은 본 발명의 펌프일체형수문의 폐쇄상태를 나타내는 정면도.

도 7은 본 발명의 펌프일체형수문의 플랩개폐부가 닫힌 상태를 보인 사시도.

도 8은 도 7의 플랩개폐부가 개방된 상태를 보인 사시도.

도 9 및 도 10은 플랩개폐부의 다른 실시예를 보인 사시도들.

도 11a 및 도11b는 도 9 및 도 10의 구동축 및 회동링크의 결합상태를 보인 개략적 부분 단면도들.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

11 : 제진부 12 : 수로구조물

13 : 문틀 14 : 개폐기

15 : 제수문 16 : 용수로

17 : 제어부 18 : 플랩개도계

19 : 수위감지부 20 : 펌프일체형수문

21 : 수문본체 22 : 개구부

23 : 펌프 24 : 랙크바

30,60 : 플랩밸브 31,61 : 밸브본체

32,53,62 : 고정편 33,35,63,65 : 결합편

34,64 : 플랩 36,66 : 회동링크

37 : 제1회동링크 38 : 제2회동링크

40,70 : 플랩개폐부 41 : 체결구

42 : 상부체결구 43 : 하부체결구

44 : 가이드 45 : 상부가이드

46 : 하부가이드 47 : 작동축

48 : 상부작동축 49 : 하부작동축

50 : 연결축 51 : 작동실린더

52 : 실린더로드 54 : 결합축

55 : 리미트스위치 67 : 결합구멍

68,72 : 키홈 71 : 구동축

73 : 구동모터 74 : 키

본 발명은 펌프일체형수문에 관한 것으로, 더 상세하게는 플랩밸브의 개폐를 제어하도록 플랩개폐부를 설치하여 내수의 자연배수, 강제배수 및 외수의 역류 방지는 물론, 필요에 따라 내수의 저수(貯水)가 가능한 펌프일체형수문에 관한 것이다.

일반적으로, 여러 용도의 수문은 강이나 하천 등 수로의 말단부에 수로와 횡방향으로 설치하여 내수의 외수측으로 원활한 배수와, 외수의 내수측 역류를 차단하는 치수(治水) 역할과, 내수의 저수를 통하여 수자원을 이용하는 이수(利水) 역할과, 외수위가 상승한 상태에서 내수를 강제배수시키는 강제배수의 세 가지 기능 중 일부기능을 가지고 있다.

먼저, 종래 수문의 치수 문제에 대하여 살펴보면, 강이나 하천제방이나 방조제 등의 수로에 제수문을 설치하여 평소에는 개방하여 상류측 내수를 하류측 외수로 자연배수시키다가 집중호우나 장마 또는 태풍 등으로 강우량이 증가하여 외수위가 일정이상으로 상승하면 일차적으로 수문을 하강시켜서 수로를 폐쇄시켜서 외수가 내수측으로 유입되는 것을 차단한다. 이 때 수문을 폐쇄하면 외수의 내수측 유입은 차단할 수 있지만 내수가 자연배수되지 않으며 강우가 지속되면 내수위도 상승하게 되고 별도의 강제배수시설이 없는 저지대의 주택이나 농경지는 침수하게 되 어 커다란 수해를 입는 문제점이 있었다.

다음, 종래 수문의 저수문제에 대하여 살펴보면, 강이나 하천제방이나 방조제 등의 수로에 수문을 설치하여 수문을 개방하면 내수를 외수측으로 자연배수시킬 수 있고, 내수를 이용하기 위해서는 수문으로 수로를 차단하여 내수를 저수하여 직접 이용하거나, 내수를 용수로나 취수로를 통하여 내수를 수자원으로 이용할 수 있지만 외수위가 내수위보다 상승하면 일차적으로 수문을 하강시켜서 수로를 폐쇄시켜야 한다. 이와 같이 수로를 폐쇄하면 외수의 내수측 유입은 차단할 수 있지만 내수의 자연배수가 되지 않으며 강우가 지속되면 내수위도 상승하게 되고 저지대의 주택이나 농경지는 침수하게 되어 커다란 수해를 입는 문제점이 있었다.

따라서, 저지대의 주택이나 농경지의 침수로 인한 수해 방지를 위해 배수펌프장 또는 빗물펌프장을 설치하는데, 이에 소요되는 배수펌프장 및 유수지 부지 구입비, 배수펌프장 건설용 토목 및 수문부공사비, 배수펌프 및 전기시설자재비, 천정크레인 및 부속설비비, 기계전기공사비 등 막대한 예산소요로 인하여 전체 요구에 부응하여 배수펌프장을 건설하지 못하는 문제점이 있었다.

특히, 해안에 위치한 도시나 큰 강과 연결된 도시의 하천 주위 저지대 밀집지역에서는 이미 도시가 성숙하여서 배수펌프장을 설치할 공간이 없을 뿐만 아니라 중앙정부나 지방자치단체는 토지소유주의 매우 높은 토지보상 요구로 인하여 사업 을 확정하지 못함으로써, 배수펌프장 건설을 소요에 부응하여 실현시키지 못하고 있다. 따라서, 매년 발생하는 태풍이나 최근 빈발하는 게릴라성 집중호우나 장마 등이 발생할 때 외수위가 갑자기 상승하고 내수위도 동시에 상승하면 부득이 저지대가 침수되어 인명피해와 커다란 재산 손실을 입는 문제점이 매년 반복되고 있다.

이와 같은 치수와 강제배수의 문제점을 해결하기 위하여 사각판형의 수문본체에 개구부를 형성하고 이 개구부에 펌프를 일체화시킨 수문이 대한민국 실용신안등록번호 제20-0361664호(역류방지밸브 및 수중펌프를 구비한 수문), 대한민국 특허등록번호 제10-0497044호(펌프 일체형 수문 및 그 구동방법), 대한민국 공개특허 출원번호 제10-2005-0104220호(펌프 일체형 수문), 대한민국 특허등록번호 제10-0563369호(배수용 수문), 대한민국 실용신안등록번호 제20-0390498호(수문의 배수장치), 대한민국 실용신안등록번호 제20-0403219호(수문의 배수장치)로 개발된 바 있다.

이와 같은 종래기술의 구성은 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 모두 사각판형 수문(2)에 개구부(3)를 형성하고 이 개구부(3)에 펌프(4)를 일체화하여 수문(2)을 폐쇄한 상태에서 펌프(4)를 구동하여서 내수를 외수측으로 강제배수하는 기능을 가지는 공통점이 있다.

즉, 실용신안등록번호 제20-0361664호에 언급된 수문, 부착편, 펌프와, 특허 등록번호 제10-0497044호에서 언급된 수문본체, 개구부, 펌프와, 공개특허 출원번호 제10-2005-0104220호에서 언급된 수문본체, 개구부, 펌프와, 특허등록번호 제10-0563369호에서 언급된 수문, 배수펌프와, 실용신안등록번호 제20-0390498호에서 언급된 수문, 배출펌프와, 실용신안등록번호 제20-0403219호에서 언급된 수문, 배출펌프는 각각 사각판형 수문(2)과, 이 수문(2)에 형성된 개구부(3)와, 개구부(3)에 설치된 펌프(4)에 해당되거나 이들 중 일부에 해당된다.

이러한, 종래 펌프일체형수문들은, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 플랩밸브인 역수방지밸브(5)에 의해 외수가 내수측으로 역류되는 것을 차단하고, 펌프(4)에 의해 내수를 외수측으로 강제 배출시키는 역할을 수행한다.

그런데, 이러한 종래 펌프일체형수문들은, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 내수를 이용하기 위하여 내수를 저수하려면 내수위가 높아져야 하지만 그렇게 되면 내외수의 수위차에 의해 발생하는 수압으로 인해 역수방지밸브(5)의 디스크(6)가 힌지(7)를 중심으로 자동으로 개방되어서 내수가 펌프(4)의 말단부에 구성된 역수방지밸브(5)를 통하여 외수측으로 자연배수되어 내수를 저수(貯水)할 수 없는 문제가 발생한다. 그러므로, 종래 펌프일체형수문들은 상기 수문의 세 가지 기능인 치수와 이수와 강제배수의 기능 중, 치수와 강제배수 기능밖에 갖지 못함으로써 내수를 저수할 수 없게 되어 물부족 국가인 우리나라의 부족한 수자원을 이용할 수 없는 문제점이 있었다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 본 발명의 목적은 플랩밸브의 개폐를 제어하여서 내수의 원활한 자연배수와 강제배수는 물론, 내수의 저수 기능을 갖도록 한 펌프일체형수문을 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 펌프일체형수문은, 수로구조물의 문틀사이에 설치되어서 이를 따라 개폐기로 승강되며 개구부를 갖는 수문본체; 상기 수문본체의 개구부에 설치되어서 수로의 내수를 외수측으로 강제배수시키는 펌프; 상기 펌프의 토출구에 설치되는 밸브본체와 상기 밸브본체에 개폐되도록 설치되는 플랩과 상기 밸브본체와 플랩사이에 연결되어서 상기 플랩이 상기 밸브본체에 대해 개폐되도록 안내하는 회동링크로 이루어지고, 내수가 외수측으로 자연배수되도록 하며 외수가 내수측으로 역류되는 것을 차단하는 플랩밸브; 상기 수문본체와 플랩밸브에 설치되어서 상기 플랩밸브의 개폐를 제어하는 플랩개폐부; 상기 개폐기와 펌프 및 플랩개폐부에 유기적으로 작동하도록 구성하여 개폐기와 펌프 및 플랩개폐부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명 펌프일체형 플랩밸브의 다른 특징은, 상기 플랩개폐부는 상기 플랩밸브의 플랩에 구비되는 체결구와, 일단이 상기 체결구에 탈착(脫着)되는 작동축과, 상기 밸브본체에 구비되며 상기 작동축의 좌우 직선운동을 안내하는 가이드와, 일단이 상기 수문본체에 결합축으로 연결되고 타단이 상기 작동축을 상기 체결구에 탈착되도록 이동시키는 실린더로드와 연결된 작동실린더로 이루어진다.

본 발명 펌프일체형수문의 또 다른 특징은, 상기 작동축의 일측에 설치되고 상기 제어부에 유기적으로 작동하도록 구성하여서, 상기 작동축이 상기 체결구에 선택적으로 탈착되는 것을 감지하는 리미트스위치가 더 구비된다.

본 발명 펌프일체형수문의 또 다른 특징은, 상기 플랩개폐부를 상기 회동링크의 상단부에 결합되어서 상기 회동링크의 하단부와 이에 연결된 상기 플랩이 상기 회동링크의 상단부를 중심으로 원호를 따라 궤적을 그리며 회동되도록 하는 구동축과, 상기 구동축에 연결되어서 이를 회전시키는 구동모터로 구성할 수도 있다.

본 발명 펌프일체형수문의 또 다른 특징은, 상기 구동축과 이 구동축이 결합되는 회동링크의 결합구멍과 이 결합구멍에 결합되는 구동축에 각각 키홈들이 형성되며, 상기 구동축의 회전동력이 상기 회동링크에 전달되도록 상기 키홈들에 키가 결합된다.

따라서, 수문본체에 펌프가 설치되고 이 펌프에 플랩밸브가 설치되며 이 플랩밸브에 플랩을 선택적으로 개폐할 수 있도록 플랩개폐부가 더 설치됨으로써 수로의 내수를 외수측으로 자연배수 또는 강제배수 또는 외수의 내수측 유입을 차단할 수 있을 뿐 아니라, 내수를 필요에 따라 선택적으로 저수할 수 있다. 그러므로 내수가 평소에는 외수측으로 원활히 자연배수되며 내수위가 설정치보다 상승하면 내수를 수문에 일체화된 펌프로 외수측으로 강제배수시켜서 저지대 주택지 및 농경지의 침수로 인한 수해를 최소화할 뿐 아니라, 내수를 필요에 따라 저수하여서 귀중한 수자원을 적절히 활용할 수 있다.

본 발명의 구체적인 특징 및 이점은 첨부된 도면을 참조한 이하의 설명으로 더욱 명확해 질 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 펌프일체형수문의 설치상태 사시도이고, 도 4 및 도 5는 본 발명의 입축 펌프 및 횡축 펌프가 설치된 펌프일체형수문들의 폐쇄상태를 나타내는 측면도들이며, 도 6은 본 발명의 펌프일체형수문의 폐쇄상태를 나타내는 정면도이다. 도 7은 본 발명의 펌프일체형수문의 플랩개폐부가 닫힌 상태를 보인 사시도이고, 도 8은 도 7의 플랩개폐부가 개방된 상태를 보인 사시도이다.

이러한 본 발명의 펌프일체형수문(20)은 내수와 외수가 교차하는 수로의 말단부에 수로의 상류에서 유입되는 협잡물을 제거하는 제진부(11)가 횡방향으로 설치된다. 수로구조물(12)에는 문틀(13)이 일체화된 상태로 설치되어 있으며 이 문틀(13) 사이에는 수문본체(21)가 결합되어 있다.

수문본체(21)의 상단에는 개폐기(14)가 설치되어 있다. 이 개폐기(14)와 수 문본체(21) 사이에는 랙크바(24)로 연결되어 있으며, 개폐기(14)의 구동시 랙크바(24)가 승강되면서 수문본체(21)가 수로구조물(12)의 문틀(13)을 따라 승강하게 된다. 이러한 수문본체(21)에는 그 중앙 부분의 전후면을 관통하도록 복수의 개구부(22)가 형성되어 있고, 이 개구부(22)에는 펌프(23)가 설치되어 있으며, 펌프(23)의 토출구에는 플랩밸브(30)가 설치되어 있다. 이러한 펌프일체형수문(20)은 개폐기(14)의 구동시 수문본체(21)와 함께 펌프(23), 플랩밸브(30)가 동시에 승강된다.

여기서 펌프(23)는 수문본체(21)의 전면 또는 후면 개구부(22)에 입축 또는 횡축으로 설치되어서 수로의 내수를 외수측으로 강제배수시키는 역할을 수행한다.

플랩밸브(30)는 밸브본체(31), 플랩(34), 회동링크(36)로 이루어진다.

밸브본체(31)는 펌프(23)의 토출구에 설치되고, 상부 양측에는 한쌍의 고정편(32)이 돌출되어 있으며, 이 고정편(32)들에는 각각 결합편(33)이 구비되어 있다. 플랩(34)은 상단부 힌지를 중심으로 원호를 따라 궤적을 그리며 회동하여 밸브본체(31)와 개폐하도록 외수측에 설치된다. 회동링크(36)는 밸브본체(31)와 플랩(34)사이에 연결되어서 플랩(34)이 밸브본체(31)에 대해 상단부 힌지를 중심으로 원호를 따라 궤적을 그리며 회동하여 개폐되도록 구성한다.

이러한 회동링크(36)는 제1회동링크(37)와 제2회동링크(38)로 이루어지거나 도 9 및 도 10에 도시한 바와 같이 하나의 회동링크로 구성할 수도 있다. 제1회동링크(37)는 일단이 밸브본체(31)의 결합편(33)과 힌지로 연결되어 있고 제2회동링크(38)는 일단이 제1회동링크(37)의 자유단에 연결되고 타단이 플랩(34)의 결합편(35)과 힌지로 연결된다. 이러한 플랩밸브(30)는 내수위가 외수위보다 높을 경우 그 수위차에 따라 발생하는 수압에 의해 플랩(34)이 열리면서 내수가 외수측으로 자연배수되도록 하며, 동시에 외수가 내수측으로 역류하는 것은 차단된다.

플랩개폐부(40)는 수문본체(21) 및 플랩밸브(30)에 설치되어서 플랩밸브(30)의 개폐를 필요에 따라 선택적으로 제어한다. 이러한 플랩개폐부(40)는 플랩밸브(30)의 플랩(34)에 구비되는 체결구(41)와, 일단이 체결구(41)에 탈착되는 작동축(47)과, 밸브본체(31)에 구비되어 작동축(47)의 좌우 직선운동을 안내하는 가이드(44)와, 일단이 상기 수문본체(21)에 결합축(54)으로 연결되고 타단이 상기 작동축(47)을 상기 체결구(41)에 탈착되도록 이동시키는 실린더로드(52)와 연결된 작동실린더(51)로 이루어진다.

체결구(41)는 플랩(34)의 외면 양측에 각각 구비되는 상부체결구(42)와 하부체결구(43)로 이루어진다. 이러한 체결구(41)는 상부작동축(48)과 하부작동축(49)이 용이하게 좌우 직선운동을 할 수 있도록 안내하면서 플랩(34)에 작용하는 수압에 견딜 수 있도록 구비되어야 한다.

작동축(47)은 전체가 ㄷ자 형상을 갖는다. 이러한 작동축(47)은 상부체결구(42)와 하부체결구(43)에 각각 탈착되는 상부작동축(48)과 하부작동축(49) 및 상부작동축(48)과 하부작동축(49)에 일체로 연결되는 연결축(50)으로 이루어진다.

가이드(44)는 밸브본체(31)의 양측 상하부에 각각 구비되며 상부작동축(48)과 하부작동축(49)이 이에 삽입되어서 좌우 직선운동으로 상부체결구(42)와 하부체결구(43)에 탈착되는 것을 안내한다.

작동실린더(51)는 일단이 수문본체(21)에 연결되고 타단의 실린더로드(52)는 연결축(50)의 중앙에 연결되어 있다. 여기서 작동실린더(51)를 수문본체(21)에 연결하기 위해 수문본체(21)에는 고정편(53)들이 고정되어 있고, 이 고정편(53)과 작동실린더(51)의 단부에는 결합축(54)이 힌지결합되어 있다. 이러한 작동실린더(51)는 유압장치(미도시)와 이 유압장치로부터 발생한 유압이 작동실린더(51)에 공급되도록 유압유를 저장, 공급, 회수하는 저유조(미도시)에 연결되어 있으며, 저유조의 상부에는 전기모터(미도시)와 유압펌프(미도시) 및 수동펌프(미도시)로 구성하는 것이 바람직하다.

작동축(47)의 일측에는 도 6에 도시한 바와 같이 제어부(17)에 연결되어서 작동축(47)이 체결구(41)에 탈착되는 것을 감지하는 리미트스위치(55)가 더 구비되어 있다. 이러한 리미트스위치(55)는 작동축(47)의 탈착상태를 감지하도록 작동 축(47)의 일측에 설치할 수도 있지만, 실린더로드(52)의 탈착상태를 감지하도록 실린더로드(52)의 일측에 설치하여도 무방하다.

이러한 리미트스위치(55)는 작동축(47) 또는 실린더로드(52)가 좌우로 직선운동 하는 것을 감지하여서 상부작동축(48)과 하부작동축(49)이 상부체결구(42)와 하부체결구(43)에 탈착여부를 감지하고 그 신호를 제어부(17)로 보내게 된다. 따라서 펌프(23)의 구동 선행사항으로 플랩개폐부(40)가 작동축(47)에 탈착여부를 감지하여 플랩개폐부(40)가 폐쇄되어 있으면 플랩개폐부(40)로 플랩(34)을 개방시키고 작동축(47)이 개방된 상태임을 확인하고 제어부(17)에 의해 펌프(23)가 작동되도록 제어한다. 반대로, 플랩개폐부(40)가 해제되어 있는 상태에서 저수가 필요하면 제어부(17)에 의해 플랩개폐부(40)가 제어되어서 플랩(34)이 폐쇄된 상태를 유지하도록 한다.

이렇게 구성된 플랩개폐부(40)는 플랩밸브(30)의 플랩(34)을 선택적으로 개폐가 가능하도록 하며 수로의 내수를 원활하게 외수측으로 자연배수시키고 외수의 내수측 유입을 차단하며 내수를 필요에 따라 저수할 수 있도록 형성하여 저장된 내수를 제수문(15)과 용수로(16)를 통하여 이용하도록 한다. 또한 내수위가 설정치보다 상승하면 펌프일체형수문(20)을 폐쇄하고 펌프(23)를 구동하여 내수를 외수측으로 강제배수시켜 저지대 주택지 및 농경지의 침수로 인한 수해를 최소화하고 내수를 필요에 따라 저수하여 가뭄과 홍수에 적절히 대비할 수 있도록 한다.

이러한 구성의 본 발명 펌프일체형수문의 작용을 살펴보면 다음과 같다.

본 발명의 펌프일체형수문(20)은 자연배수의 경우에는 수로의 내측에 형성한 수위감지부(19)에서 수위를 감지하여 외수위가 내수위보다 낮으면 제수문(15)을 개방시키고 펌프일체형수문(20)을 개폐기(14)로 개방하여 자연배수시킨다. 반대로 외수위가 내수위보다 높으면 제어부(17)의 유기적인 제어에 따라 펌프일체형수문(20)을 개폐기(14)로 폐쇄하여 외수의 내수측 유입을 자동으로 차단시킨다. 내수위가 계속 상승하여 적정 수위 이상의 수위에 도달하면 플랩(34)이 열리도록 플랩개도계(18)를 내장한 제어부(17)의 유기적인 제어에 따라 플랩개폐부(40)를 작동시킨다.

즉, 자연배수나 강제배수 모드에서는 제어부(17)에서 플랩개폐부(40)로 플랩(34)의 열림을 지시한다. 이 때 유압장치와 작동실린더(51) 및 제어부(17)의 유기적인 제어에 따라 실린더로드(52)가 플랩(34)의 반대측으로 후진하게 되면 이에 연결된 작동축(47)의 상부작동축(48) 및 하부작동축(49)은 이와 연동되며, 상부가이드(45)와 하부가이드(46)를 따라 개방측으로 이동하는 상부작동축(48)과 하부작동축(49)은 상부체결구(42)와 하부체결구(43)로부터 해제된다. 이러한 직선운동은 상부작동축(48)과 하부작동축(49)이 상부체결구(42)와 하부체결구(43)로부터 해제된 것을 리미트스위치(55)에서 감지할 때까지 플랩개폐부(40)를 작동시킨다.

플랩개폐부(40)의 해제가 리미트스위치(55)에 의해 감지되어 제어부(17)에 전달되고 수위감지부(19)에 의해 내수위가 펌프(23)의 구동수위에 도달하였다는 정보가 제어부(17)에 전달되면 제어부(17)의 유기적인 제어에 따라 펌프(23)를 구동시켜서 내수를 강제배수시킨다. 이와 같은 강제배수는 외수가 수문개방수위에 도달할 때까지 계속되며 외수가 수문개방수위에 도달하면 제어부(17)의 제어에 따라 펌프일체형수문(20)을 개폐기(14)로 개방하여 종료한다.

한편, 저수모드에서는 수로의 내수를 용수로(16)를 통하여 이용하기 위하여 제수문(15)을 개방하고 펌프일체형수문(20)을 개폐기(14)로 폐쇄하며, 플랩개도계(18)를 내장한 제어부(17)에서 플랩(34)의 개폐여부를 확인한다. 확인 결과, 플랩(34)이 개방되어 있으면 제어부(17)의 유기적인 제어에 따라 플랩개폐부(40)를 작동시킨다. 즉, 작동실린더(51)가 작동되면 그 실린더로드(52)가 작동축(47)의 상부작동축(48)과 하부작동축(49)을 이동시키며 상부가이드(45) 및 하부가이드(46)를 따라 이동되는 상부작동축(48)과 하부작동축(49)은 상부체결구(42)와 하부체결구(43)에 결합된다. 상부작동축(48)과 하부작동축(49)이 상부체결구(42)와 하부체결구(43)에서 완전히 결합된 것을 리미트스위치(55)에서 감지할 때까지 플랩개폐부(40)를 작동시킨다. 이와 같이 하면 내수가 플랩밸브(30)의 플랩(34)을 통하여 자연배수되는 것을 차단할 수 있게 된다.

그리고, 수로의 내수를 용수로(16)를 통하여 이용하다가 갑작스러운 호우로 외수위가 상승하면 상기와 같이 제어부(17)의 유기적인 제어에 따라 펌프일체형수 문(20)을 개폐기(14)로 폐쇄하여 외수의 내수측 유입을 자동으로 차단시키고 내수위가 계속 상승하여 적정 수위 이상의 수위에 도달하면 플랩개도계(18)를 내장한 제어부(17)의 유기적인 제어에 따라 상부작동축(48)과 하부작동축(49)이 상부체결구(42)와 하부체결구(43)에서 해제된 것을 리미트스위치(55)에서 감지할 때까지 플랩개폐부(40)를 작동시킨다. 플랩개폐부(40)가 해제된 정보와 내수위가 펌프(23)의 구동수위에 도달한 정보가 제어부(17)에 전달되면 이 제어부(17)의 유기적인 제어에 따라 펌프(23)를 자동으로 구동하여 내수를 강제배수시킨다. 이와 같은 강제배수는 외수가 수문개방수위에 도달할 때까지 계속되며 외수가 수문개방수위에 도달하면 제어부(17)의 유기적인 제어에 따라 펌프일체형수문(20)을 개방한다. 호우가 끝나고 다시 내수를 용수로(16)를 통하여 이용해야 할 경우에는 상기와 같이 하면 된다.

도 9 및 도 10은 플랩개폐부(70)의 다른 실시예를 보인 사시도들이고, 도 11a 및 도11b는 도 9 및 도 10의 구동축(71)과 회동링크(66)의 결합상태를 보인 개략적 부분 단면도들이다.

플랩밸브(60)는 밸브본체(61), 플랩(64), 회동링크(66)로 이루어진다.

밸브본체(61)는 펌프(23)의 토출구에 설치되고, 상부 양측에는 한쌍의 고정편(62)이 돌출되어 있으며, 이 고정편(62)들에는 각각 결합편(63)이 구비되어 있다. 플랩(64)은 밸브본체(61)에 대하여 상단부 힌지를 중심으로 원호를 따라 궤적을 그리며 회동하여 개폐하도록 외수측에 설치되며 이 밸브본체(61)의 일면 양측에 는 한쌍의 결합편(65)들이 구비되어 있다. 회동링크(66)는 밸브본체(61)와 플랩(64)사이에 연결되어서 플랩(64)이 밸브본체(61)에 대해 개폐되도록 안내한다. 이러한 플랩밸브(60)는 내수위가 외수위보다 높을 경우 그 수위차에 의하여 발생하는 수압에 의해 플랩(64)이 열리면서 내수가 외수측으로 자연배수되도록 하며, 동시에 외수가 내수측으로 역류되는 것은 차단한다.

본 발명의 특징인 플랩개폐부(70)는 회동링크(66)의 상단부에 결합되어서 회동링크(66)의 하단부 및 이에 연결된 플랩(64)이 회동링크(66)의 상단부를 중심으로 회동되도록 하는 구동축(71)과, 구동축(71)에 연결되어서 이를 회전시키는 구동모터(73)로 이루어진다. 구동축(71)은 일단이 구동모터(73)에 연결되어 있고, 양측이 결합편(63)에 지지되어 있으며, 이 결합편(63)은 밸브본체(61)의 고정편(62)에 고정되어 있다.

여기서, 회동링크(66)의 결합구멍(67) 및 이에 결합되는 구동축(71)에는 각각 키홈(68)(72)들이 형성되며, 구동축(71)의 회전동력이 회동링크(66)에 전달되도록 키홈(68)(72)들에 키(74)가 결합되어 있다.

이러한 구성의 본 발명은 구동모터(73)가 구동되면 이에 연결된 구동축(71)이 회전된다. 구동축(71)과 회동링크(66)는 키결합되어 있기 때문에 구동축(71)의 회전동력은 회동링크(66)에 전달되면 회동링크(66)는 구동축(71)을 중심으로 회동 되며, 이에 따라 회동링크(66)의 자유단에 고정된 플랩(64)이 이와 함께 회동되므로 밸브본체(61)에 대하여 개폐된다.

한편, 이러한 플랩개폐부(70)의 구동축(71)상에는 구동축(71)이 회전되는 것을 감지하고 그 감지된 정보를 제어부(17)에 전달하도록 리미트스위치(미도시)를 구성하는 것이 바람직하다. 상기 리미트스위치에 의해 플랩(64)이 폐쇄되어 있음이 감지되면 제어부(17)는 펌프(23)가 동작되지 않도록 제어하며, 리미트스위치에 의해 구동축(71)의 회전이 감지되어서 플랩(64)이 개방된 것을 감지한 후 제어부(17)는 펌프(23)를 구동시킨다.

이러한 본 발명은 플랩(64)을 선택적으로 개폐하는 플랩개폐부(70)의 구성은 상기에 명시한 유압, 기계, 전기적인 방법에 한정되지 않으며 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 범주 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있을 것이다.

이상에서와 같은 본 발명은, 수문본체에 펌프가 설치되고 이 펌프에 플랩밸브가 설치되며 이 플랩밸브에 플랩을 선택적으로 개폐할 수 있도록 플랩개폐부가 더 설치됨으로써 수로의 내수를 외수측으로 자연배수 또는 강제배수 또는 외수의 내수측 유입을 차단할 수 있을 뿐 아니라, 내수를 필요에 따라 선택적으로 저수할 수 있다. 그러므로 내수가 평소에는 외수측으로 원할히 자연배수되며 내수위가 설 정치보다 상승하면 내수를 수문에 일체화된 펌프로 외수측으로 강제배수시켜서 저지대 주택지 및 농경지의 침수로 인한 수해를 최소화할 뿐 아니라, 내수를 필요에 따라 저수하여서 귀중한 수자원을 적절히 활용할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 수로구조물(12)의 문틀(13)사이에 설치되어 이를 따라 개폐기(14)로 승강되며 개구부(22)를 갖는 수문본체(21);

   상기 수문본체(21)의 개구부(22)에 설치되어 수로의 내수를 외수측으로 강제배수시키는 펌프(23);

   상기 펌프(23)의 토출구에 설치되는 밸브본체(31)(61)와 상기 밸브본체(31)(61)에 개폐되도록 설치되는 플랩(34)(64)과 상기 밸브본체(31)(61)와 플랩(34)(64)사이에 연결되어서 상기 플랩(34)(64)이 상기 밸브본체(31)(61)에 대해 개폐되도록 안내하는 회동링크(36)(66)로 이루어지고, 내수가 외수측으로 자연배수되도록 하며 외수가 내수측으로 역류되는 것을 차단하는 플랩밸브(30)(60);

   상기 플랩밸브(30)의 플랩(34)에 구비되는 체결구(41)와, 일단이 상기 체결구(41)에 탈착되는 작동축(47)과, 상기 밸브본체(31)에 구비되며 상기 작동축(47)의 좌우 직선운동을 안내하는 가이드(44)와, 일단이 상기 수문본체(21)에 연결되고 타단이 상기 작동축(47)을 상기 체결구(41)에 탈착되도록 이동시키는 실린더로드(52)와 연결된 작동실린더(51)로 이루어지며, 상기 수문본체(21)와 플랩밸브(30)에 설치되어서 상기 플랩밸브(30)의 개폐를 제어하는 플랩개폐부(40);

   상기 개폐기(14)와 펌프(23) 및 플랩개폐부(40)에 유기적으로 작동하도록 구성하여 개폐기(14)와 펌프(23) 및 플랩개폐부(40)를 제어하는 제어부(17)를 포함하는 것을 특징으로 하는 펌프일체형수문.
2. 수로구조물(12)의 문틀(13)사이에 설치되어 이를 따라 개폐기(14)로 승강되며 개구부(22)를 갖는 수문본체(21);

   상기 수문본체(21)의 개구부(22)에 설치되어 수로의 내수를 외수측으로 강제배수시키는 펌프(23);

   상기 펌프(23)의 토출구에 설치되는 밸브본체(31)(61)와 상기 밸브본체(31)(61)에 개폐되도록 설치되는 플랩(34)(64)과 상기 밸브본체(31)(61)와 플랩(34)(64)사이에 연결되어서 상기 플랩(34)(64)이 상기 밸브본체(31)(61)에 대해 개폐되도록 안내하는 회동링크(36)(66)로 이루어지고, 내수가 외수측으로 자연배수되도록 하며 외수가 내수측으로 역류되는 것을 차단하는 플랩밸브(30)(60);

   상기 회동링크(66)의 상단부에 결합되어서 상기 회동링크(66)의 하단부와 이에 연결된 상기 플랩(64)이 상기 회동링크(66)의 상단부를 중심으로 원호를 따라 궤적을 그리며 회동되도록 하는 구동축(71)과, 상기 구동축(71)에 연결되어서 이를 회전시키는 구동모터(73)로 이루어지며, 상기 수문본체(21)와 플랩밸브(60)에 설치되어서 상기 플랩밸브(60)의 개폐를 제어하는 플랩개폐부(70);

   상기 개폐기(14)와 펌프(23) 및 플랩개폐부(70)에 유기적으로 작동하도록 구성하여 개폐기(14)와 펌프(23) 및 플랩개폐부(70)를 제어하는 제어부(17)를 포함하는 것을 특징으로 하는 펌프일체형수문.
3. 제1항에 있어서,

   상기 작동축(47)의 일측에 설치되고 상기 제어부(17)에 유기적으로 작동하도록 구성하여서, 상기 작동축(47)이 상기 체결구(41)에 선택적으로 탈착되는 것을 감지하는 리미트스위치(55)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 펌프일체형수문.
4. 삭제
5. 제2항에 있어서,

   상기 회동링크(66)의 결합구멍(67)과 이 결합구멍(67)에 결합되는 구동축(71)에 각각 키홈(68)(72)들이 형성되며,

   상기 구동축(71)의 회전동력이 상기 회동링크(66)에 전달되도록 상기 키홈(68)(72)들에 키(74)가 결합되는 것을 특징으로 하는 펌프일체형수문.

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