KR100840729B1 - 배수용 수문 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배수용 수문에 관한 것으로, 그 목적은, 배수용 수문에 설치된 배수용 펌프의 무게 중심이 수문본체의 중앙에 위치하도록 하기 위해서 케이싱의 흡입부 측을 수문본체에 고정판으로 고정시켜 배수용 수문이 수문본체의 내측에 위치하도록 하는 배수용 수문을 제공함에 있다. 수로 등에 고정 설치되며 좌우측에 가이드 레일(11)이 설치된 문틀(10)과, 상기 가이드 레일(11)을 따라 승하강되어 수로를 개폐하는 수문본체(20)와, 상기 수문본체(20)의 상측부에 설치되어 승하강수단(31)의 조작에 의해 상기 수문본체를 승하강시키는 스템(30)과, 상기 수문본체(20)의 중앙에 관통하여 설치되고, 케이싱(41)의 양단에 각각 흡입부(42) 및 토출부(43)로 이루어짐과 아울러 상기 케이싱(41)의 일단이 상기 수문본체(20)에 고정되어지며, 홍수 등으로 인하여 하천 쪽의 물이 제방 안쪽의 수위보다 높아졌을 때 가동하여 제방 안쪽의 물을 하천 쪽으로 강제 배수시키는 펌프(40)와, 상기 수문본체(20)의 하단부에 쌓인 슬러지를 제거하는 슬러지 제거수단(50)을 포함하는 배수용 수문에 있어서, 상기 케이싱(41)의 흡입부(42) 측을 상기 수문본체(20)에 고정판(22)으로 고정시켜, 상기 펌프(40)의 케이싱(41)이 상기 수문본체(20)의 내측에 위치하도록 하여 무게중심이 상기 수문본체(20)의 중심부에 위치하도록 하는 것이다.

수문, 문틀, 수문본체, 승하강수단, 스템, 펌프, 슬러지 제거수단

Description

배수용 수문{A draining floodgate}

도 1은 종래에 따른 배수용 수문의 일례를 나타낸 도면.

도 2는 종래에 따른 수문의 누수 및 파손 차단장치를 나타낸 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 배수용 수문의 전체적인 구조를 나타낸 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 배수용 수문의 전체적인 구조를 나타낸 평면도.

도 5는 본 발명에 따른 배수용 수문의 측면도.

도 6은 본 발명에 따른 배수용 수문의 정면도.

도 7은 본 발명에 따른 배수용 수문의 평면도로서, 와류판이 설치되기 전 상태의 도면.

도 8은 본 발명에 따른 배수용 수문의 평면도로서, 와류판이 설치된 후 상태의 도면.

도 9는 본 발명에 따른 배수용 수문에 슬러지 제거수단을 설치하기 전과 후 상태를 비교한 도면.

(도면중 주요 부분에 대한 부호의 설명)

100: 수문 10: 문틀

11: 가이드 레일 20: 수문본체

21: 로울러 22: 고정판

30: 스템 31: 승하강수단

40: 펌프 41: 케이싱

42: 흡입부 42a: 와류 방지판

43: 토출부 43a: 역류방지밸브

50: 슬러지 제거수단 51: 제1압축공기 공급관

52: 제2압축공기 공급관 N: 노즐

53: 공기압축기

본 발명은 배수용 수문에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배수용 수문에 설치된 배수용 펌프의 무게 중심이 수문본체의 중앙에 위치하도록 하기 위해서 케이싱의 흡입부 측을 수문본체에 고정판으로 고정시켜 배수용 수문이 수문본체의 내측에 위치하도록 하는 배수용 수문에 관한 것이다.

일반적으로, 하천의 제방이나 해안의 제방에 배수로가 있고, 수문을 설치하여 평소에는 하천수를 배출하며 비가 올 때는 내수가 하천이나 바다로 배수하도록 수문을 열어 놓는다.

그러나 비가 많이 와서 하천의 물이 많아지고 외수위가 내수위보다 높아지면 수문을 닿게 되는데, 이 경우 하천수가 마을이나 농경지로 역류되는 것은 막을 수 있으나 하천 이외에 내리는 빗물로 인한 수량 증가로 하천 수위가 높아지므로 배수 를 못하여 마을이나 농경지가 침수되게 된다.

물론 상기와 같은 하천 범람을 막기 위해 저지대나 배수로 등의 물을 퍼내기 위해 배수펌프를 갖춘 대형 펌프장 등이 일부 있으나, 이러한 시설은 그 건설비용이 많이 들어 필요로 하는 모든 곳에 건설될 수 없어 주요 지역에만 건설되고 있는 실정이다.

상기와 같이 펌프장 등의 건설비용이 많이 들기 때문에 수문에 배수용 펌프를 설치하는 배수용 수문이 많이 사용되는데, 상기 배수용 수문의 일예로서는,특허 공고번호 1995-0005003호의 게이트 펌프장치에서 찾아 볼 수 있다.

도 1은 종래에 따른 게이트 펌프장치의 일례를 나타낸 도면이다.

도시된 바와 같이 게이트 펌프장치는, 수로를 개폐하는 수문본체(1)의 일측에 배수용펌프(2)가 구비되고, 상기 수문본체(1)의 상측으로 스템(3)이 형성되며, 상기 스템(3)의 상측을 설치된 승하강수단(4)에 의해 상기 수문본체(1) 및 배수용 펌프(2)가 승하강된다.

상기와 같이 구성된 종래의 게이트 펌프장치는, 내수위가 외수위보다 높은 경우에는 수문본체(1)를 승하강수단(4)으로 상승시켜 물을 하천측으로 배수하고, 홍수 등으로 급격히 하천측의 물이 증가하게 되면 수문본체(1)를 차단한 상태에서 배수용 펌프(2)를 가동시켜 내측의 물을 외측으로 배출시키게 된다.

그러나, 종래의 수문본체에 설치된 배수용 펌프(2)는 수문본체(1)의 외측에 돌출되게 설치되어 무게중심이 배수용 펌프(2) 측으로 기울어져 수문본체(1)의 측면의 로울러(미도시) 등의 파손되는 등 내구성이 현저하게 저하되는 문제점이 있 다.

한편, 수문은 장시간 사용함에 따라 그 하부에 돌, 자갈, 철근, 나무토막 등과 같은 이물질이나 각종 슬러지(SLUDGE)가 쌓여지게 되면 수문본체가 일측으로 수문본체가 기울어지게 닫혀지게 되므로, 댐 등에 저장된 물이 누수되고, 수문에 편심된 하중과 충격력이 작용되어 파손의 원인이 되었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 종래의 기술의 일예를 도 2에 도시하였다.(도 1과 동일한 구성요소에는 동일한 부호를 부여하여 설명의 복잡화를 방지한다.)

도 2는 종래에 따른 수문의 누수 및 파손 차단장치를 나타낸 단면도로서, 이는 금속으로 된 수문의 수문본체(1) 내부에 스텐인레스(STAINLESS) 강으로 된 중앙면파이프(1c), 좌측파이프(1d), 우측파이프(1e), 상부파이프(1f), 하부파이프(1g)를 각기 연통되도록 설치하고, 상기 상부파이프(1f)에는 압축기와 연결된 호스(7)를 연결하며, 상기 하부파이프(1g)에는 일정 간격으로 다수개의 노즐홀(h)을 형성하게 된다.

따라서, 상기 압축기를 작동시키면서 수문본체(1)를 닫게 되면, 압축가스가 각 파이프를 통해 하부파이프(1g)로 전달되고, 하부파이프(1g)의 노즐홀(h)을 통해 강하게 분사되기 때문에, 수문 하부에 쌓여진 돌, 자갈, 철근, 나무토막 등 각종 슬러지가 제거되어 수문본체(1)가 일측으로 편심되지 않고 정확한 위치로 닫혀지게 되므로, 수문의 누수 및 파손을 방지하게 된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 수문은 슬러지 등을 제거하기 위해 수문 자체를 파이프 형태로 제작하기 때문에 수문본체 자체에 배수용 펌프를 적용할 수 없게 된다.

또한, 수문을 파이프로 제작하기 때문도 어렵고, 파이프의 내부 면적이 넓어 압축기의 압축공기가 많이 소요될 뿐만 아니라 압축공기의 분사량도 약해 소정의 목적을 달성하지 못하는 문제점이 있다.

또한, 노즐홀(h)을 통해 분사되는 압축공기가 약하게 되면 역으로 노즐홀(h)을 통해 유체가 유입되어지는 문제점이 있다.

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 배수용 수문에 설치된 배수용 펌프의 무게 중심이 수문본체의 중앙에 위치하도록 하기 위해서 케이싱의 흡입부 측을 수문본체에 고정판으로 고정시켜 배수용 수문이 수문본체의 내측에 위치하도록 하는 배수용 수문을 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 배수용 펌프의 흡입부 측에 발생되는 와류를 방지하기 위하여 흡입부의 내측에 열십자형 와류 방지판을 설치하도록 하는 배수용 수문을 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 수문본체의 하측에 슬러지 등의 이물질이 쌓히는 것을 방지하기 위하여 수문본체 및 문틀의 하측에 분사노즐이 설치된 제1,2 압축공기 공급관을 설치하도록 하는 배수용 수문을 제공함에 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 수로 등에 고정 설치되며 좌우측에 가이드 레일이 설치된 문틀과, 상기 가이드 레일을 따라 승하강되어 수로를 개폐하는 수문본체와, 상기 수문본체의 상측부에 설치되어 승하강수단의 조작에 의해 상기 수문본체를 승하강시키는 스템과, 상기 수문본체의 중앙에 관통하여 설치되고, 케이싱의 양단에 각각 흡입부 및 토출부로 이루어짐과 아울러 상기 케이싱의 일단이 상기 수문본체에 고정되어지며, 홍수 등으로 인하여 하천 쪽의 물이 제방 안쪽의 수위보다 높아졌을 때 가동하여 제방 안쪽의 물을 하천 쪽으로 강제 배수시키는 펌프와, 상기 수문본체의 하단부에 쌓인 슬러지를 제거하는 슬러지 제거수단을 포함하는 배수용 수문에 있어서, 상기 케이싱의 흡입부 측을 상기 수문본체에 고정판으로 고정시켜, 상기 펌프의 케이싱이 상기 수문본체의 내측에 위치하도록 하여 무게중심이 상기 수문본체의 중심부에 위치하도록 하는 것이다.

또한, 상기 케이싱의 흡입부 내부에 열십자형 와류 방지판이 설치되어진 것이다.

또한, 상기 슬러지 제거수단은, 상기 수문본체의 하단부에 설치되고, 길이방향으로 따라 복수개 분사노즐이 설치되어져 공기압축기에서 생성된 고압의 압축공기를 분사하도록 하는 제1압축공기 공급관과, 상기 문틀의 상부에 설치되고, 길이방향으로 복수개 분사노즐이 설치되어져 공기압축기에서 생성된 고압의 압축공기를 분사하도록 하는 제2압축공기 공급관으로 이루어진 것이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3 내지 도 8은 본 발명에 따른 배수용 수문을 나타낸 도면이다.

도시된 바와 같이 배수용 수문(100)은, 문틀(10), 수문본체(20), 스템(30), 펌프(40) 및 슬러지 제거수단(50)으로 구성되어 있다.

상기 문틀(10)은, 수로 등에 고정 설치되며 좌우측에 가이드 레일(11)이 설치되어 있다.

상기 수문본체(20)는, 상기 가이드 레일(11)을 따라 승하강되어 수로를 개폐하는 것으로, 좌,우측에 로울러(21)가 설치되어 있다.

상기 스템(30)은, 상기 수문본체(20)의 상측부에 설치되어 승하강수단(31)의 조작에 의해 상기 수문본체(20)를 승하강시키는 것이다.

또한, 상기 승하강수단(31)은 수동으로 조작되는 핸들 또는 구동모터로 동작되는 권양기 등으로 이루어지게 된다.

상기 펌프(40)는, 상기 수문본체(20)의 중앙에 관통하여 설치되고, 케이싱(41)의 양단에 각각 흡입부(42) 및 토출부(43)로 이루어짐과 아울러 상기 케이싱(41)의 일단이 상기 수문본체(20)에 고정되어지며, 홍수 등으로 인하여 하천 쪽의 물이 제방 안쪽의 수위보다 높아졌을 때 가동하여 제방 안쪽의 물을 하천 쪽으로 강제 배수시키는 것이다.

또한, 상기 케이싱(41)의 흡입부(42) 측을 상기 수문본체(20)에 고정판(22)으로 고정시켜, 상기 펌프(40)의 케이싱(41)이 상기 수문본체(20)의 내측에 위치하도록 하여 무게중심이 상기 수문본체(20)의 중심부에 위치하도록 하는 것이다.

즉, 상기 수문본체(20)의 중심부의 스템(30)에 무게중심이 위치하도록 하여 승하강수단(31)에 의해 스템(30)을 동작시키게 되면 수문본체(20)가 좌,우로 유동 되지 않고, 승하강 가능한 것이다.

또한, 상기 케이싱(41)의 토출부(43)에는 역류방지밸브(43a)가 설치되어 외수측 유체가 내수측으로 역류되는 것을 방지하도록 이루어져 있다.

또한, 상기 케이싱(41)의 흡입부(42) 내부에는 열십자형 와류 방지판(42a)이 설치되도록 하여 유입되는 유체의 와류를 방지하도록 하여 케비테이션 등을 방지하게 된다. 참고로 도 7은 와류 방지판(42a)이 설치되지 않아 와류가 발생되는 상태를 나타내고 있고, 도 8은 와류방지판(42a)을 설치하여 와류가 발생되지 않는 상태를 나타내고 있다.

상기 슬러지 제거수단(50)은 수문본체(20)의 하단부에 쌓인 슬러지를 제거하는 것으로, 상기 수문본체(20)의 하단부에 설치되고, 길이방향으로 따라 복수개 분사노즐(N)이 설치되어져 공기압축기(53)에서 생성된 고압의 압축공기를 분사하도록 하는 제1압축공기 공급관(51)과, 상기 문틀(10)의 상부에 설치되고, 길이방향으로 복수개 분사노즐(N)이 설치되어져 공기압축기(53)에서 생성된 고압의 압축공기를 분사하도록 하는 제2압축공기 공급관(52)으로 이루어진 것이다.

즉, 종래와 같이 수문본체(20)에만 설치하는 것이 아니고, 문틀(10)의 하방에도 제2압축공기 공급관(52)을 설치하여 슬러지 제거 효율을 향상시키도록 한다.

또한, 상기 제1압축공기 공급관(51)의 분사노즐(N)은 약 30°~ 40°로 경사지게 설치하여 수문본체(20)의 하단에 고압공기를 분사하도록 한다.

또한, 상기 분사노즐(N)에 역류방지기능을 부가하여 외부의 유체가 분사노즐(N) 내부로 유입되지 않도록 하는 것이 바람직하다.

참고로, 도 9의 (a)는 수문에 슬러지 제거수단이 설치되지 않은 상태를 나타내었고, 도 9의 (b)는 수문에 슬러지 슬러지 제거수단이 설치된 상태를 나타내었다.

한편, 미설명 부호 60은 제진기, 70은 제방, 80은 하천을 나타내고 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 배수용 수문(100)은, 수로 등에 본 발명의 배수용 수문(100)을 설치하고, 평상시에는 수문본체(20)를 승하강수단(31)을 동작시켜 수문본체(20)의 상부에 설치된 스템(30)에 의해 상승시켜 내수측 유체를 외수측에 배출시키게 되는데, 수문본체(20)의 전방에 설치된 제진기(60)에 의해 이물질을 제거한 상태에서 외수측, 즉, 하천(80) 측으로 배출되도록 한다.

상기 수문 승하강시 수문본체(20)의 무게중심이 균형을 유지하지 못하면, 수문본체(20)의 비틀림, 상하부 롤러에 편심하중, 문틀(10) 및 가이드레일(11)에 상하 편심하중 등이 발생하여, 수문본체(20) 및 수문 구조체의 수명 단축에 영향력이 미치게 되는데, 본 발명의 배수용 수문(100)은 수문본체(20)의 내부에 펌프(40)가 설치되어 무게중심이 유지하게 되는 것이다.

이러한 상태에서 홍수 등과 같이 외수측 수위가 급격히 상승하게 되면, 수문본체(20)를 하강시켜 수로를 차단하게 되며, 이때 공기압축기(53)에서 발생된 고압의 공기를 제1,2압축공기 공급관(51)(52)을 통해 수문본체(20)의 하부에 쌓인 슬러지를 제거하도록 함으로서, 수문본체(20)가 수로를 용이하게 차단하게 된다.

그리고, 수문본체(20)가 수로를 차단한 상태에서는 펌프(40)를 동작시키게 되며, 펌프(40)의 동작에 의해 흡입부(42)를 통해 유체가 유입되어 토출부(43)를 통해 토출된다.

이때 상기 토출부(43)에 설치된 역류방지밸브(43a)에 의해 외수측 유체는 내수측으로 유입을 차단하게 된다.

그리고, 상기 흡입부(42) 내측에 열십자형 와류 방지판(42a)이 설치되어 와류 발생을 방지하게 됨으로, 케이테이션 등을 방지하게 된다.

또한, 상기 수문본체(20)의 내부에 펌프(40)가 설치되어 무게중심이 수문본체(10) 중심부에 위치하도록 하여 승하강수단(31)에 의해 수문본체(20)가 승하강하더라도 좌,우 비틀림이 발생되지 않게 된다.

즉, 펌프 운전시 수문본체(20)의 무게중심이 균형을 유지하지 못하면, 펌프(40)의 진동에 의하여, 펌프(40), 수문본체(20), 고정판(22), 문틀(10), 스템(30), 승하강수단(31)을 포함한 모든 구조체에 악영향을 미치게 되므로, 펌프(40)를 수문 내측에 설치(균형유지)하여야, 내구성을 유지 할 수 있는 것이다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명한 것이나, 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자들에게는 다양한 변형 및 다른 실시예가 가능하다는 점이 이해될 것이다.

이상 상세히 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 배수용 수문은, 케이싱의 흡입부 측을 수문본체에 고정판으로 고정시켜 배수용 수문이 수문본체의 내측에 위치하도록 함으로서, 배수용 수문에 설치된 배수용 펌프의 무게 중심이 수문본체의 중앙에 위치시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 배수용 수문은, 흡입부의 내측에 열십자형 와류 방지판을 설치하도록 함으로서, 배수용 펌프의 흡입부 측에 발생되는 와류를 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 배수용 수문은, 수문본체 및 문틀의 하측에 분사노즐이 설치된 제1,2 압축공기 공급관을 설치하도록 함으로서, 수문본체의 하측에 슬러지 등의 이물질이 쌓이는 것을 방지할 수 있다.

Claims (3)

1. 수로 등에 고정 설치되며 좌우측에 가이드 레일(11)이 설치된 문틀(10)과,

   상기 가이드 레일(11)을 따라 승하강되어 수로를 개폐하는 수문본체(20)와,

   상기 수문본체(20)의 상측부에 설치되어 승하강수단(31)의 조작에 의해 상기 수문본체를 승하강시키는 스템(30)과,

   상기 수문본체(20)의 중앙에 관통하여 설치되고, 케이싱(41)의 양단에 각각 흡입부(42) 및 토출부(43)로 이루어짐과 아울러 상기 케이싱(41)의 일단이 상기 수문본체(20)에 고정되어지며, 홍수 등으로 인하여 하천 쪽의 물이 제방 안쪽의 수위보다 높아졌을 때 가동하여 제방 안쪽의 물을 하천 쪽으로 강제 배수시키는 펌프(40)와,

   상기 수문본체(20)의 하단부에 쌓인 슬러지를 제거하는 슬러지 제거수단(50)을 포함하는 배수용 수문에 있어서,

   상기 케이싱(41)의 흡입부(42) 측을 상기 수문본체(20)에 고정판(22)으로 고정시켜, 상기 펌프(40)의 케이싱(41)이 상기 수문본체(20)의 내측에 위치하도록 하여 무게중심이 상기 수문본체(20)의 중심부에 위치하도록 구성하고,

   상기 슬러지 제거수단(50)은, 상기 수문본체(20)의 하단부에 설치되고, 길이방향으로 따라 복수개 분사노즐(N)이 설치되어져 공기압축기(53)에서 생성된 고압의 압축공기를 분사하도록 하는 제1압축공기 공급관(51)과, 상기 문틀(10)의 상부에 설치되고, 길이방향으로 복수개 분사노즐(N)이 설치되어져 공기압축기(53)에서 생성된 고압의 압축공기를 분사하도록 하는 제2압축공기 공급관(52)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 배수용 수문.
2. 제1항에 있어서, 상기 케이싱(41)의 흡입부(42) 내부에 열십자형 와류 방지판(42a)이 설치되어진 것을 특징으로 하는 배수용 수문.
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