KR100840174B1

KR100840174B1 - 유수량에 따라 자동으로 개폐하는 수문

Info

Publication number: KR100840174B1
Application number: KR1020070131390A
Authority: KR
Inventors: 이우춘
Original assignee: 이우춘
Priority date: 2007-12-14
Filing date: 2007-12-14
Publication date: 2008-08-14

Abstract

본 발명은 하천에 설치되어 흐르는 물의 유량에 따라 자동으로 개폐하는 자동수문에 관한 것으로, 특히 만수위에 도달시 수문이 회동하면서 개방됨과 동시에 수문을 받치고 있는 수문 가동실린더의 유압오일이 압축탱크로 이동하여 압축탱크 내의 가스를 압축하고, 상기 수문은 최저수위 도달시 가스의 팽창력에 의해 유압오일이 수문 가동실린더로 복귀하면서 수문을 자동으로 닫아줄 수 있도록 하는 유수량에 따라 자동으로 개폐하는 자동수문에 관한 것이다.

하천, 수문, 유수량, 자동, 수문 가동실린더, 압축탱크, 가스

Description

유수량에 따라 자동으로 개폐하는 수문{floodgate for automatically opening and shutting according to water flow}

일반적으로, 개천이나 계곡에 흐르는 물은 우수시 유입되는 유량이 많으면 많은 양의 물이 개천이나 계곡을 따라 흐르는 반면, 가뭄이 들어 유입되는 유량이 적으면 물의 흐름은 거의 존재하지 않는다.

상기와 같이 유입되는 유량이 없어 물의 흐름이 거의 발생하지 않을 경우 하천이나 계곡의 바닥면에는 낙엽 등의 퇴적물이 쌓이면서 물의 흐름을 방해하며, 흐르지 않는 물에는 산소가 공급되지 않으면서 하천이나 계곡에 고인상태로 부패하는

한편, 하천이나 계곡에 쌓인 퇴적물은 시간이 지남에 따라 썩으면서 하천의 물을 오염시키는 문제점이 발생하고, 이러한 문제점은 모든 물의 근원이며 상류인 하천이 부패할 경우 하류로 유입되는 물도 깨끗하지 않기 때문에 상수도 전체의 오염으로 귀결되는 것이었다.

또한, 상기한 하천의 퇴적물은 초기 우수시 마을에서 떠내려 오는 부유물질 및 쓰레기 등과 혼합되면서 하류지역의 오염을 더욱 가중시키는 것으로, 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 수문을 이용하여 흐르는 물의 유량이 적을 경우에는 하천을 막아 물이 고이도록 한 다음 수질정화장치를 이용하여 고인 물을 하천으로 흘러 보내면서 산소함유량을 높여 하천을 깨끗하게 하여야만 하는 것이었다.

종래의 수문은 현재 반자동과 자동의 형식으로 양분되고 있으나, 양자 모두 필수적으로 구동축, 모터 등을 사용함에 따라 전원이 공급되지 않으면 가동이 불가능하며, 특히 여름철엔 낙뢰에 의해 잦은 고장이 발생함은 물론 이로 인해 인명사고가 발생하고, 장마철에는 수문 사이로 쓰레기나 산사태에 의한 나무 등이 걸려 수해가 우려되고 있는 실정인바 수문으로서의 역할을 제대로 하지 못하고 있는 것이었다.

또한, 상기한 문제점으로 인해 항상 별도의 인원을 투입하여 수문을 관리하여야만 하므로 수문의 유지, 관리에 따른 많은 비용과 인력이 소요되는 문제점이 야기되고 있는 실정인 것이었다.

이러한 문제점을 해소하기 위한 선행기술로는 『실용신안등록 제364560호 명

칭 무전원 자동수문』이 제안되고 있다.

상기한 선등록 고안은 별도의 전원 및 인력을 사용하지 않고 흐르는 물의 유량 및 유압력을 이용하여 무전원 상태에서 수문을 자동으로 조작할 수 있는 효과를 제공할 수 있으나 수문의 개방수단 및 닫힘수단의 구조가 매우 복잡하여 실 제작시 조립공수의 증가 및 제조원가의 상승은 물론 작동성이 원활하지 못한 개선점을 내포하고 있다.

따라서, 상기 선등록 고안을 이용하여 제작하는 수문은 그 부가가치가 저하되어 제품의 상품성 및 신뢰성이 저하되고 있는 실정이다.

본 발명은 종래의 자동수문이 내포하고 있는 일부의 개선점들을 적극적으로 해소하기 위한 것으로, 별도의 전원 및 인력을 사용하지 않고 수문을 자동으로 개폐하되 수문이 개방될 때 수문을 받치고 있는 수문 가동실린더의 유압오일을 압축탱크로 이동시켜 압축탱크 내의 가스를 압축 저장한 후 수문을 닫아주기 위한 동력원으로 사용하도록 하고, 설정된 최저수위에 도달시 압축된 가스가 팽창하면서 유압오일을 수문 가동실린더로 복귀시켜 수문을 자동으로 닫아줄 수 있도록 하는 기술을 강구하도록 한다.

본 발명은 수문 가동실린더가 수문을 받쳐주어 닫힘 상태를 유지함으로써 갈수기물을 담수하여 환경친화적인 하천을 유지함은 물론 흐르는 물의 유량이 증가하 여 만수위에 도달하면 상기 수문 가동실린더가 축소되면서 수문이 자동으로 개방되는 효과를 제공한다.

또한, 수문의 개방시 수문 가동실린더의 유압오일은 압축탱크로 이동하여 압축탱크 내의 가스를 압축상태로 저장함으로써 상기 압축된 가스는 수문을 원상태로 복원시키기 위한 준비 태세를 유지할 수 있게 된다.

따라서, 흐르는 물의 유량이 감소하여 최저수위에 도달하면 상기 압축된 가스의 팽창력에 의해 유압오일은 수문 가동실린더로 복귀하면서 수문을 자동으로 닫아주는 효과를 제공한다.

한편, 본 발명은 상기한 수문의 자동 개폐조작을 별도의 전원 및 인력을 사용하지 않음에도 실 제작시 그에 따른 전체적인 구조가 매우 간소할 뿐만 아니라 작동이 원활하며, 제작에 따른 작업공수 및 공정이 간단하여 경제성 및 상품성을 획기적으로 향상하는 유용한 효과를 제공한다.

본 발명의 목적을 효과적으로 달성하기 위한 바람직한 실시예의 구성에 대해 설명하기로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전체적인 구성을 개략적으로 살펴보면, 하천을 가로질러 매설되고 전면판(13)의 상측으로 물이 흐르도록 개방부(14)가 형성된 수문지지틀(10)과; 상기 전면판(13)의 후면에 회동 가능하게 설치되어 개방부(14)를 선택적으로 개폐하는 수문(20)과; 상기 수문(20)을 받쳐주도록 수문(20)과 수문지지틀(10) 사이에 연결 설치된 수문 가동실린더(30)와; 상기 수문 가동실 린더(30)와 연결된 오일호스(35)를 매개로 내부 하측에 채워진 유압오일(42)이 수문 가동실린더(30)로 자유롭게 왕래하고, 상측에 가스(43)가 압축 충진된 압축탱크(40)의 유기적인 결합구성으로 이루어짐을 알 수 있다.

이하, 상기 개략적인 구성으로 이루어진 본 발명을 실시 용이하도록 좀 더 상세하게 설명하기로 한다.

우선적으로 본 발명의 수문(20)을 개폐 가능하도록 안정되게 지지하는 역할을 수행하는 수문지지틀(10)은 하천을 가로질러 매설되는 것으로, 바닥판(11)의 양단에 측판(12)이 직립 설치되고, 전면판(13)의 상측으로는 물이 흐를 수 있도록 개방부(14)가 형성되며, 후방은 완전하게 개방된 상태로 구성된다.

따라서, 상기 개방부(14)를 통해 하천을 따라 흐르는 물이 하류로 유동할 수 있으며, 상기 개방부(14)에 수문(20)이 설치됨으로써 선택적으로 개방부(14)의 개폐 여부를 제어할 수 있게 된다.

상기 수문(20)은 하단부에 회동브라켓(21)이 부착되고, 이 회동브라켓(21)은 전면판(13)의 상측 후면에 부착된 고정브라켓(15)에 힌지축(22)으로 결합됨으로써 상기 힌지축(22)을 중심으로 회동하면서 개방부(14)를 선택적으로 개폐한다.

이때 상기 개방부(14)에는 둘레면을 따라 걸림턱(16)이 돌출 설치되며, 상기 걸림턱(16)은 수문(20)이 과도하게 회동하면서 닫히지 않도록 이동을 저지하는 스토퍼의 역할을 수행함과 동시에 수문(20)이 닫힌 상태에서는 밀착되면서 누수방지 및 기밀을 유지하는 역할을 겸한다.

상기 수문(20)의 후면에는 수문(20)을 받쳐주기 위한 수문 가동실린더(30)가 설치되는 것으로, 수문(20)의 후면 및 수문지지틀(10)의 바닥판(11)에 부착된 실린더브라켓(31)에 수문 가동실린더(30)가 연결됨으로써 수문(20)은 닫힘 상태를 유지할 수 있게 된다.

그리고 상기 수문 가동실린더(30)는 오일호스(35)를 매개로 압축탱크(40)와 일체로 연결됨으로써 수문 가동실린더(30)의 유압오일(42)은 오일호스(35)를 통해 압축탱크(40)의 내부로 이동하거나 또는 원상태로 복귀하는 왕래가 이루어질 수 있게 된다.

즉 상기 압축탱크(40)는 도 5와 같이 바닥면에 지지되는 지지다리(41)가 저부에 설치되고 내부 하측에 유압오일(42)이 채워지며, 상측에는 가스(43)가 압축 충진되되 상기 압축탱크(40)의 저면에는 오일호스(35)의 일측이 연통하여 연결되고, 타측은 수문 가동실린더(30)와 연결됨으로써 상기 오일호스(35)를 매개로 하여 유압오일(42)이 수문 가동실린더(30) 및 압축탱크(40)의 사이를 왕래할 수 있게 된다.

또한, 일측면에는 가스(43)를 주입하기 위한 가스주입구(44)가 추가로 설치되고, 상측에는 압축탱크(40) 내의 압력을 확인하기 위한 압력게이지(45)가 설치된다.

여기에서 상기 오일호스(35)는 수문(20)이 개방될 때 피스톤(32)의 가압력을 받는 유압오일(42)이 압축탱크(40)로 원활하게 이동하도록 수문 가동실린더(30)의 하측과 연통하도록 연결되어야만 한다.

또한, 상기 압축탱크(40)에 충진되는 가스는 다양한 종류의 것들이 적용될 수 있으나 본 발명에서는 질소가스로 실시될 수 있고, 상기 가스(43)는 수문(20)의 개방시 수문 가동실린더(30)로부터 유입되는 유압오일(42)의 가압력에 의해 더욱 압축됨으로써 수문(20)을 개방하기 위한 원동력을 저장하는 역할을 수행하며, 설정된 최저수위에 도달하면 그 압축력이 해제되면서 유압오일(42)을 가압하여 수문 가동실린더(30)로 복귀시킴으로써 수문 가동실린더(30)가 수문(20)을 밀어주면서 자동으로 닫아줄 수 있게 된다.

즉 압축탱크(40)에 충진된 가스(43)는 하천이 만수위에 도달할 때까지 수문(20)을 받쳐주는 수문 가동실린더(30)가 축소되지 않도록 유압오일(42)을 가압하는 상태를 지속하고, 상기 수문(20)이 개방될 때는 압축탱크(40)로 유입되는 유압오일(42)에 의해 압축된 후 이 압축상태를 최저수위에 도달할 때까지 유지하며, 비로소 최저수위에 도달하면 압축력이 해제되면서 유압오일(42)을 수문 가동실린더(30)로 복귀시켜 수문(20)을 닫아주게 된다.

본 발명은 상기 수문(20)이 만수위에 도달할 때 정확하게 개방됨은 물론 최저수위에 도달할 때 정확하게 닫히도록 일률적으로 제어하기 위한 방안으로 상기 오일호스(35)에 개폐시점을 정확하게 제어하는 릴리프밸브(50)가 추가로 설치된다.

따라서, 만수위에 도달하여야만 릴리프밸브(50)가 개방하면서 수문 가동실린더(30)의 유압오일(42)을 압축탱크(40)로 보낼수 있으며, 이와 반대로 최저수위에 도달하여야만 릴리프밸브가 개방하면서 수문 가동실린더(30)로 유압오일(42)를 복귀시킴으로써 수문(20)이 개폐되는 시점을 정확하게 유지할 수 있게 된다.

한편, 본 발명에서 상기 압축탱크(40)의 내부에 가스(43)를 단독으로 충진하 지 않고 굳이 유압오일(42)과 함께 병행하여 충진하는 이유는 상기 가스(43)의 경우 압력이 가해질 경우 완충작용을 함으로써 가압력이 직접 가스(43)에 작용하면 수문(20)이 펄럭이는 현상을 유발하기 때문이다.

그러나 유압오일(42)은 그 유체의 흐름이 느리고, 가압력이 가해지더라도 완충력이 작용하지 않으므로 이를 이용하여 가스(43)를 서서히 가압함으로써 완충력의 발생을 억제하여 수문(20)이 원활하게 개폐될 수 있게 된다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명은 상기 수문(20) 및 수문지지틀(10)과 이격된 별도의 장소에 상기 압축탱크(40)가 배치될 수 있을 뿐만 아니라 상기 압축탱크(40)를 소형으로 제작하여 도 6과 같이 수문 가동실린더(30)에 일체로 부착하여 전체적인 크기를 콤팩트화 함으로써 제작성을 더욱 개선할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명이 적용된 자동수문의 일부절결 후면도

도 2는 본 발명 자동수문의 작동상태 측단면도

도 3은 본 발명 자동수문의 개방상태 측단면도

도 4는 본 발명 수문 가동실린더의 확대단면도

도 5는 본 발명 압축탱크의 내부구조를 나타낸 종단면도

도 6은 본 발명의 압축탱크와 수문 가동실린더가 일체로 구성된 상태도

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

10: 수문지지틀 13: 전면판

13: 개방부 20: 수문

30: 수문 가동실린더 35: 오일호스

40: 압축탱크 42: 유압오일

43: 가스 44: 가스주입구

45: 압력게이지 50: 릴리프밸브

Claims

하천을 가로질러 매설되고 전면판(13)의 상측으로 물이 흐르도록 개방부(14)가 형성된 수문지지틀(10)과;

상기 전면판(13)의 후면에 회동 가능하게 설치되어 개방부(14)를 선택적으로 개폐하는 수문(20)과;

상기 수문(20)을 받쳐주도록 수문(20)과 수문지지틀(10) 사이에 연결 설치된 수문 가동실린더(30)와;

상기 수문 가동실린더(30)와 연결된 오일호스(35)를 매개로 내부 하측에 채워진 유압오일(42)이 수문 가동실린더(30)로 자유롭게 왕래하고, 상측에 가스(43)가 압축 충진된 압축탱크(40)로 이루어진 것을 특징으로 하는 유수량에 따라 자동으로 개폐하는 자동수문.
제 1항에 있어서,

수문지지틀(10)의 개방부(14)에는 둘레면을 따라 수문(20)이 밀착되면서 기밀을 유지하도록 하는 걸림턱(16)이 돌출 설치된 것을 특징으로 하는 유수량에 따라 자동으로 개폐하는 자동수문.
제 1항에 있어서,

오일호스(35)는 수문(20)의 개방시 피스톤(32)의 가압력을 받는 유압오일(42)이 압축탱크(40)로 원활하게 이동하도록 일측이 수문 가동실린더(30)의 하측과 연결되고, 타측은 상기 압축탱크(40)의 저부와 연결된 것을 특징으로 하는 유수량에 따라 자동으로 개폐하는 자동수문.
제 1항에 있어서,

오일호스(35)에는 수문(20)의 개폐 시점을 제어하는 릴리프밸브(50)가 추가로 설치된 것을 특징으로 하는 유수량에 따라 자동으로 개폐하는 자동수문.
제 1항에 있어서,

압축탱크(40)에 충진된 가스는 질소가스이며, 수문(20)의 개방시 수문 가동실린더(30)로부터 유입되는 유압오일(42)의 가압력에 의해 압축된 후 최저 수위도달시 압축력이 해제되면서 유압오일(42)을 수문 가동실린더(30)로 복귀시켜 수문(20)을 닫아주는 것을 특징으로 하는 유수량에 따라 자동으로 개폐하는 자동수문.
제 1항에 있어서,

압축탱크(40)는 저부에 지지다리(41)가 설치되고, 일측면에는 가스주입구(44) 및 압력게이지(45)가 추가로 설치된 것을 특징으로 하는 유수량에 따라 자동으로 개폐하는 자동수문.
제 1항에 있어서,

압축탱크(40)는 수문지지틀(10)과 이격된 장소에 분리 배치되거나 상기 수문 가동실린더(30)에 부착되어 일체형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 유수량에 따라 자동으로 개폐하는 자동수문.