KR100937974B1

KR100937974B1 - 하수관거용 펌프일체형수문

Info

Publication number: KR100937974B1
Application number: KR1020090032389A
Authority: KR
Inventors: 김상국
Original assignee: 김상국
Priority date: 2009-04-14
Filing date: 2009-04-14
Publication date: 2010-01-21

Abstract

본 발명은 하수관거용 펌프일체형수문에 관한 것으로, 관거구조물의 수로 내부에 설치되고, 수로 내부에서 수평측으로 회동되거나, 상하측으로 회동되거나, 수평측으로 직선왕복이동하면서 수로를 개폐하는 수문본체; 내수를 외수측으로 강제배수시키도록 수문본체에 일체로 형성된 펌프부; 일측이 수문본체에 연결되고 타측이 관거구조물에 연결되며, 수문본체가 수로 내부에서 수평측으로 회동되거나, 상하측으로 회동되거나, 수평측으로 직선왕복이동하도록 하는 개폐부; 펌프부와 개폐부에 연결되고 수로의 수위정보를 감지하여 펌프부와 개폐부가 구동되도록 유기적으로 제어하는 수문제어부를 포함하여 구성된다.

따라서, 자연배수할 때에는 수문본체를 수로 내부에서 수평으로 회동시키거나, 상부로 회동시키거나, 수평으로 직선이동하여서 수로를 개방하므로 내수를 외수측으로 자연배수시키고, 하수관거내의 수위가 상승하여 강제배수할 때에는 수문본체를 수로 내부에서 수평으로 회동시키거나, 하부로 회동시키거나, 수평으로 직선이동시켜서 수로를 폐쇄시키고, 내수를 외수측으로 펌프로 강제배수시킨다. 그러므로 자연배수나 강제배수할 때에, 펌프를 일체화시킨 수문본체가 관거구조물의 수로 내부에서만 작동하면서 수로를 개폐하므로, 수문본체의 개폐시 하수관거구조물 상측과의 간섭이 전혀 발생하지 않도록 하수관거용 펌프일체형수문을 구성하는 것을 특징으로 한다.

관거구조물, 수문본체, 회동축, 유압실린더, 주행레일, 수문제어부

Description

하수관거용 펌프일체형수문 {Pump Mounted Gate for Culvert Drainage}

본 발명은 하수관거용 펌프일체형수문에 관한 것으로, 더 상세하게는 하수나 오폐수를 배제하기 위하여 구축한 관거구조물 내부에 설치되고, 그 수로 내부에서 수평회동 또는 상하회동 또는 수평왕복이동되면서 수로를 개폐하고 내수를 선택적으로 강제배수시킬 수 있는 펌프를 수문에 일체화한 하수관거용 펌프일체형수문에 관한 것이다.

일반적으로 우수나 오폐수를 자연유하시켜 자연배제시키도록 구축한 수로 구조물은 개방된 개거이거나 폐쇄된 관거로 구분되고, 특히 도시내에는 대부분 관거의 형태로 구축되어 있으며, 평상시에는 자연배제시켜서 문제가 없지만, 호우가 지속되는 장마철에는 관거내로 유입되는 유량이 자연배제시키는 유량보다 많으면 하수관거로 유입되는 우수 또는 오폐수의 유속이 감소되고, 순차적으로 유량이 감소되어 자연배제시키도록 구축한 하수관거가 제구실을 하지 못하게 되므로 당해 하수관거 주위의 주택이나 시설물들이나 도로가 침수되어 귀중한 재산에 피해를 주거나 통행을 방해하는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 본 출원인은 수문에 펌프를 일체화시킨 펌프 일체형수문을 특허등록 제10-0497044호(펌프 일체형 수문 및 그 구동방법), 특허등록 제10-0712604호(힌지식 수문 및 그 구동방법)와 특허등록 제10-0788918호(펌프일체형수문)를 출원하여 등록받은 바 있다.

이는, 수문에 펌프를 일체로 결합하여서 펌프일체형수문을 제작하고, 이 펌프일체형수문을 수로에 설치하여서 수문을 여닫아서 수로를 개폐하고, 수문을 닫은 상태에서 펌프를 이용하여 내수를 외수측으로 강제배수하도록 구성되어 있다.

그런데 이러한 종래의 펌프일체형수문들은, 수문을 개폐하여서 수로를 개폐할 경우, 하수관거 구조물의 상측과의 간섭이 발생되는 구조로 수문의 개폐가 불가능하며, 결국 하수관거의 내부에는 설치할 수 없는 문제점이 있었다.

또한, 대부분 도심지의 도로 하부에 위치한 하수관거는 강제배수시설을 설치할 토지가 고가이고, 하수관련시설에서 발생하는 악취로 인하여 시설을 기피하여, 적기적소에 배수시설을 설치하지 못하여 도심지의 침수가 반복되는 문제점이 있었다.

상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 목적은, 펌프일체형수문이 관거구조물 내부의 수로 내에서 수평방향으로 회동되면서 수로를 개폐하도록 한 하수관거용 펌프일체형수문을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 펌프일체형수문이 관거구조물 내부의 수로 내에서 상하방향으로 회동되면서 수로를 개폐하도록 한 하수관거용 펌프일체형수문을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 펌프일체형수문이 관거구조물 내부의 수로 내에서 수평방향으로 직선왕복이동되면서 수로를 개폐하도록 한 하수관거용 펌프일체형수문을 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하수관거용 펌프일체형수문은, 하수나 오폐수를 배제하기 위하여 구축한 관거구조물로 형성된 수로에 설치되고 관거구조물 내부에서 수평측으로 회동되면서 수로를 개폐하는 수문본체와, 수로내에 형성한 문틀 일측과 이에 대응되는 수문본체의 일측에 결합되어서 수문본체가 수평측으로 회동하여 수로를 개폐하도록 하는 회동부로 이루어진 수문부; 수문부의 수문본체에 설치되어서 수문본체와 함께 회동되고, 내수를 외수측으로 강제배수시키도록 수문본체에 일체화된 펌프부; 일측이 수문본체에 연결되고 타측이 관거구조물에 연결되며, 수문본체가 회동부를 중심으로 수평으로 원호를 따라 궤적을 그리면 서 회동되도록 하여 수문본체가 관거구조물 내측에서 수로를 개폐시키도록 하는 개폐부; 펌프부와 개폐부에 연결되고 수로의 수위정보와 수문의 개폐정보를 감지하여 펌프부와 개폐부를 원격구동 및 전동, 수동구동으로 구동되도록 유기적으로 제어하는 수문제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상술한 동일한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하수관거용 펌프일체형수문은, 하수나 오폐수를 배제하기 위하여 구축한 관거구조물로 형성된 수로에 설치되고 관거구조물 내부에서 상하측으로 회동되면서 수로를 개폐하는 수문본체와, 수로내에 형성한 문틀 상부와 이에 대응되는 수문본체의 상부에 결합되어서 수문본체가 상하측으로 회동하여 수로를 개폐하도록 하는 회동부로 이루어진 수문부; 수문부의 수문본체에 설치되어서 수문본체와 함께 회동되고, 내수를 외수측으로 강제배수시키도록 수문본체에 일체화된 펌프부; 일측이 수문본체에 연결되고 타측이 관거구조물에 연결되며, 수문본체가 회동부를 중심으로 상하측으로 원호를 따라 궤적을 그리면서 회동되도록 하여 수문본체가 관거구조물 내측에서 수로를 개폐시키도록 하는 개폐부; 펌프부와 개폐부에 연결되고 수로의 수위정보와 수문의 개폐정보를 감지하여 펌프부와 개폐부를 원격구동 및 전동, 수동구동으로 구동되도록 유기적으로 제어하는 수문제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상술한 동일한 목적을 달성하기 위한 본 발명 하수관거용 펌프일체형수문은, 하수나 오폐수를 배제하기 위하여 구축한 관거구조물로 형성된 수로에 설치되고 관거구조물 내부에서 수평측으로 직선왕복이동되면서 수로를 개폐하는 수문본체와, 수로내에 형성한 문틀 하부와 이에 대응되는 수문본체의 하부에 설치되어서 수문본 체가 직선왕복이동하여 수로를 개폐하도록 하는 수평직선이동부로 이루어진 수문부; 수문부의 수문본체에 설치되어서 수문본체와 함께 직선왕복이동되고, 내수를 외수측으로 강제배수시키도록 수문본체에 일체화된 펌프부; 일측이 수문본체에 연결되고 타측이 관거구조물에 연결되며, 수문본체가 수로의 횡측으로 수평왕복으로 이동되도록 하여 수문본체가 관거구조물 내측에서 수로를 개폐시키도록 하는 개폐부; 펌프부와 개폐부에 연결되고 수로의 수위정보와 수문의 개폐정보를 감지하여 펌프부와 개폐부를 원격구동 및 전동, 수동구동으로 구동되도록 유기적으로 제어하는 수문제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명 하수관거용 펌프일체형수문의 다른 특징은, 수문부에는, 수문본체의 개폐를 안내하고 닫힌 상태의 수문본체를 지지하도록, 문틀의 측면에는 가이드가 설치되어 있고, 가이드에 대응되는 수문본체에는 수문본체가 문틀에 닫힐 때 수문본체가 문틀에 지지되도록 주행롤러가 설치되어 있으며, 수문본체의 하부에는 수로의 바닥에 접촉되는 하부롤러를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명 하수관거용 펌프일체형수문의 또 다른 특징은, 수문본체에는, 수문본체가 문틀을 폐쇄할 때 문틀에 밀착되면서 외수의 내수측으로 역류를 차단하도록 지수고무를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명 하수관거용 펌프일체형수문의 또 다른 특징은, 수평직선이동부는, 문틀의 바닥에 설치되어서 수문본체의 직선왕복이동을 안내하는 주행레일과, 주행레일에 안착되어서 이를 따라 이동되는 주행롤러를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명 하수관거용 펌프일체형수문의 또 다른 특징은, 개폐부는, 수문본체에 결합되는 수문힌지와, 관거구조물에 결합된 구동축과, 양단부가 수문힌지와 구동축에 각각 회동되도록 결합되는 구동링크와, 구동링크에 연결되어서 동력을 공급하고 제어하는 유압유니트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명 하수관거용 펌프일체형수문의 또 다른 특징은, 구동부는, 유압실린더를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이상에서와 같이 구성된 본 발명은 수문본체에 배수펌프가 일체로 내설된 펌프일체형수문이 관거구조물 내부의 수로 내부에서 수평으로 회동되거나, 상하로 회동되거나, 수평으로 직선왕복이동되면서 수로를 개폐하도록 설치된다. 따라서 자연배수할 때에는 수문본체를 수로 내부에서 수평으로 회동시키거나, 상하로 회동시키거나, 수평으로 직선왕복이동시켜서 수로를 개방된 상태에서 내수를 외수측으로 자연배수시키고, 수로 내수위가 상승하여 강제배수할 때에는 수문본체가 수로를 폐쇄한 상태에서 배수펌프를 구동시켜서 내수를 외수측으로 강제배수시킨다. 그러므로 자연배수나 강제배수할 때에, 펌프일체형수문이 수로 내부에서만 작동되면서 수로를 개폐하므로, 수문본체의 개폐시 하수관거 구조물 상측과의 간섭이 전혀 발생되지 않도록 구성하여 내수를 즉각적이고 효과적으로 자연배수 또는 강제배수시켜서 하수관거의 범람과 저지대의 침수를 방지하여 수해로 인하여 발생하는 인명피해와 매년 반복되는 커다란 재산 손실을 최소화하는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명의 하수관거용 펌프일체형수문은, 상기와 같이 수문을 하수관 거 구조물 내부에 설치하여서 하수관거 구조물 외부와의 간섭없이 작동되도록 구성된다. 이러한 본 발명은, 도시화된 하수관거가 대부분 도로의 하부에 형성되어 있으므로 강제배수시설을 설치하는데 필요한 공간적인 제약을 해소시키며, 배수시설을 필요한 장소에 설치 가능케 하여 공간활용을 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.

그리고, 본 발명의 하수관거용 펌프일체형수문은, 수문본체의 개폐가 회동축을 중심으로 수평 또는 상하 회동될 때에 마찰이 적게 발생하여서 원활하게 이루어지도록 주축과 회동축을 구성한다. 따라서 감소한 마찰력만큼 작은 동력으로 펌프일체형수문을 개폐시킴으로써 효과적이고 경제적인 개폐기로 계통을 운전할 수 있어서 운행성을 향상시키는 효과가 있다.

나아가, 본 발명의 하수관거용 펌프일체형수문은, 수문을 폐쇄하고 펌프를 구동시켜 강제배수시킬 때 펌프의 회전력에 의하여 발생하는 진동을 수문본체와 문틀사이의 가이드에서 확실히 차단시켜서 정숙한 펌프의 구동이 가능하게 하여 수문 및 펌프의 안정성을 향상시키는 효과가 있다.

그리고, 본 발명의 펌프일체형수문은 펌프와 수문제어부를 결합, 구성함으로써 평소에는 수문의 개방으로 자연배수가 가능하게 하고 내수위의 상승시에는 펌프일체형수문의 완전자동운전이 가능하다. 따라서 관리인이 현장의 조작실에 상주하지 않아도 무인구동으로 펌프일체형수문을 가동시킴으로써 배수능력을 향상시키는 효과가 있다.

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

도 1은 본 발명의 하수관거용 펌프일체형수문 중 수평회동구조를 보인 닫힌 상태 평면도이고, 도 2는 도 1의 측면도이며, 도 3은 도 2의 확대 측면도이다. 도 4는 도 1의 정면도이고, 도 5는 수문본체가 개방된 상태를 보인 평면도이며, 도 6은 개폐부를 발췌한 개략적 평면도이다.

이러한 본 발명의 하수관거용 펌프일체형수문은, 관거구조물(1)의 수로(2) 내부에 설치되며, 관거구조물(1)의 상부에는 도로면(3)이 형성되어 있고, 도로면(3)의 일측에는 제진기수리구(81)와 수문수리구(82)가 형성되어 있다. 펌프일체형수문은 수로(2)에 일체로 형성된 문틀(4)에 개폐되도록 설치된다. 상류에서 내려오는 내수는 수로(2)의 제진기(5)에서 협잡물이 제거되고 펌프일체형수문에 의해 자연배수 또는 강제배수된다.

이러한 펌프일체형수문은 수문부(10), 펌프부(20), 개폐부(30), 수문제어부(40)로 이루어진다.

수문부(10)는, 수문본체(11)와 회동부(12)로 이루어진다.

수문본체(11)는, 도 1 내지 도6에 도시한 바와 같이, 하수나 오폐수를 배제하기 위하여 구축한 관거구조물(1)로 형성된 수로(2)에 설치된다. 이 수문본체(11)는, 관거구조물(1) 내부에서 수평측으로 회동되면서 수로(2)를 개폐한다. 수문본체(11)에는, 수문본체(11)가 문틀에 닫힐시 문틀(4)에 밀착되면서 외수측으로부터 내수측으로 역류가 되지 않도록 차단하는 지수고무(19)가 설치되어 있다.

수문을 수평으로 회동시키는 회동부(12a, 12b)는, 수로(2)의 관거구조물(1) 상하에 일체로 회동힌지고정부(6)를 형성하고 수문본체(11)의 일측에 주축(14)을 결합하고, 구형(球形) 회동힌지(13a, 13b)와 이에 대우(對偶)관계에 있는 회동축(15a, 15b)을 형성하여 수문본체(11)가 수평측으로 회동되어서 수로(2)를 개폐하도록 한다. 이러한 회동부(12a, 12b)는, 회동힌지(13a, 13b), 주축(14), 회동축(15a, 15b)으로 이루어진다. 회동힌지(13a, 13b)는, 회동힌지고정부(6)의 상하부에 각각 구성되며 수문본체(11)의 상하부측을 지지하며 회동한다. 주축(14)은 수문본체(11)의 일측에 고정되어서 수문본체(11)가 이를 중심으로 회동되도록 한다. 회동축(15a, 15b)은 구형 회동힌지(13a, 13b)와 대우관계를 형성하며 회동힌지(13a, 13b)와 주축(14) 사이에 결합되어서 주축(14)의 양단을 지지하면서 회동시킨다. 이러한 회동부(12a, 12b)는 수문본체(11)의 회동시 주축(14)을 중심으로 수평측으로 원활하게 회동되도록 한다.

이와 관련하여, 수문을 수평으로 회동시키는 구동부(35)는, 도 1 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 구동축(32), 구동링크(33) 및 리미트스위치(83)로 이루어진다. 수로(2)의 관거구조물(1)에 수문의 개폐에 간섭이 발생하지 않는 상측에 구동축(32)을 고정하고 수문본체(11)의 상부에 체결브라켓(34)을 형성하여 수문힌지(31)를 결합하며 수문힌지(31)와 구동축(32)사이에 복동(複動) 실린더인 구동링크(33)를 설치한다. 수문힌지(31)와 구동축(32)에는 구동링크(33)의 양단이 회동할 수 있도록 결합되어 있다. 이러한 구동부(35)는 수문본체(11)가 주축(14)을 중심으로 구동링크(33)를 신축시키고 리미트스위치(83)에서 수문의 개폐상태를 감지하여 후술할 수문제어부(40)의 유기적인 제어에 의하여 수평으로 회동되어 수문본체(11) 를 개폐한다.

이러한 수문부(10)에는, 웨지형상의 가이드(16)가 도 1과 도 4에 도시한 바와 같이 설치되어 있다. 이 가이드(16)는, 문틀(4)에 형성되며 수문본체(11)의 폐쇄시 수문본체(11)의 양측부 상하에 형성한 주행롤러(17)가 안착되어 배수펌프(21) 구동시 발생하는 진동을 방지하도록 구성된다.

수문본체(11)의 하부에는 수로(2)의 바닥에 접촉되는 하부롤러(18)가 도 2 내지 도 4에 도시한 바와 같이 설치되어 있다. 따라서 하부롤러(18)는 수문본체(11)의 자중을 받쳐주고 처짐을 방지할 뿐 아니라 수문본체(11)가 수평측으로 회동할 때에 이를 안내한다.

펌프부(20)는, 도 1 내지 도 5에 도시한 바와 같이 수문부(10)의 수문본체(11)에 내설되어서 수문본체(11)와 함께 회동되고, 내수를 외수측으로 강제배수시키도록 수문본체(11)에 일체화되어 있다. 이러한 펌프부(20)는 수문본체(11)의 내수측에 설치되어서 내수를 외수측으로 강제배수시키는 배수펌프(21)와, 배수펌프(21)의 토출측에 설치되어서 내수를 외수측으로 배수되도록 하고 외수가 내수측으로 역류되는 것을 차단하는 플랩밸브(22)로 이루어진다.

개폐부(30)는, 구동부(35)와 리미트스위치(83)와 유압유니트(36)로 이루어진다. 구동부(35)는, 수문본체(11)의 상부에 체결브라켓(34)이 형성되어 수문힌지(31)가 결합되고 관거구조물(1)에 구동축(32)이 고정되며 수문힌지(31)와 구동축(32) 사이에는 복동(複動) 실린더인 구동링크(33)가 결합되어, 수문본체(11)를 개폐시킨다. 리미트스위치(83)는 구동링크(33)에 설치되어서 구동링크(33)의 작동 상태를 감지하여 수문본체(11)의 개폐상태를 감지한다. 유압유니트(36)는 구동링크(33)에 연결되어서 동력을 공급하고 제어한다.

이러한 개폐부(30)는 수문부(10)를 개폐하도록 구동링크(33)에 유압을 공급하기 위해 유압유를 저장, 공급, 회수하는 저유조를 형성하고, 저유조의 상부에 전기모터와 유압펌프 및 수동펌프를 설치하며, 유압펌프와 체크밸브, 유량감지조절밸브, 전자밸브 및 유량조절밸브를 경유한 유압유를 유압배관으로 구동링크(33)와 결합시켜 유압회로를 구성하고, 유압펌프와 수동펌프, 체크밸브 및 방향전환밸브를 경유한 유압유를 유압배관으로 구동링크(33)와 결합하여 다른 하나의 회로를 구성하여 수문제어부(40)의 유기적인 제어에 따라 원격구동이나 자동 및 수동구동시에 유압펌프를 사용하여 유압을 공급하도록 구성하는 것이 바람직하다.

여기서 개폐부(30)는, 상술한 바와 같이 구동링크(33)를 갖는 구동부(35) 및 구동링크(33)를 제어하는 유압유니트(36)로 이루어질 수도 있지만, 전동구동부(미도시)로 구성할 수도 있다. 이 전동구동부는 수문본체(11)가 회동부(12)를 중심으로 개폐되도록 하는 방식이면 어느 것이든 무방하며, 통상의 지식을 가진 자가 수문본체(11)를 수평측으로 회동시킬 수 있는 구동방식을 채택하여 적용할 수 있을 것이다.

수문제어부(40)는, 펌프부(20)의 배수펌프(21)와 개폐부(30)에 연결되고 수로(2)의 수위정보, 전원정보, 수문의 개폐정보를 감지하여 배수펌프(21)와 개폐부(30)를 원격구동시키거나 전동, 수동구동으로 구동되도록 유기적으로 제어한다.

이러한 구성의 본 발명의 하수관거용 펌프일체형수문은, 평소에는 수로(2)의 수위정보와 수문의 개폐정보를 감지하여 수위가 설정수위보다 하강하면 수문을 개방하여 내수를 자연배수시키고, 수로(2)의 수위정보와 수문의 개폐정보를 감지하여 수위가 설정수위보다 상승하면 수문제어부(40)는 감지된 수위정보에 의해 수문본체(11)로 수로(2)를 폐쇄시키고 펌프부(20)의 배수펌프(21)를 구동시켜서 내수를 외수측으로 강제배수시킨다.

내수를 외수측으로 자연배수시키는 경우, 수문제어부(40)에 의해 개폐부(30)의 구동부(35)가 구동된다. 도 1과 같은 상태에서 구동부(35)의 구동링크(33)가 단축되면 도 5와 같이 수문본체(11)가 회동부(12)의 회동축(15)을 중심으로 구동링크(33)를 신축하여 수문을 수평측으로 원호를 따라 궤적을 그리면서 회동시키고, 리미트스위치(83)에서 개폐상태를 감지하여 후술할 수문제어부(40)의 유기적인 제어에 의하여 수평으로 회동되도록 한다. 수문본체(11)에는 회동부(12)와 하부롤러(18)가 설치되어 있기 때문에 수문본체(11)의 자중을 지지하고 수문본체(11)의 개폐시 이를 안내한다.

수로(2)내의 수위가 상승하여서 설정수위 이상으로 감지되면 수문제어부(40)가 개폐부(30)의 구동링크(33)를 반대로 작동시킨다. 도 5와 같은 상태에서 구동부(35)의 구동링크(33)가 도 1 내지 도 4와 같이 신장하면 수문본체(11)가 수평측으로 회동되면서 수로(2)의 문틀(4)에 닫혀서 수로(2)를 폐쇄시킨다.

수문본체(11)가 수로(2)의 문틀(4)에 닫히면 수문본체(11)의 주행롤러(17)가 문틀(4)의 가이드(16)에 안착되면서 수문본체(11)가 구동축(32)과 가이드(16)에 분담하여 지지되도록 한다. 이때 수문본체(11)의 지수고무(19)는 문틀(4)에 밀착되면 서 외수측으로부터 내수측으로 침수를 차단시킨다.

이러한 본 발명의 하수관거용 펌프일체형수문은, 수문본체(11)에 배수펌프(21)가 일체로 설치되고 이 펌프일체형수문이 관거구조물(1)의 수로(2) 내부에서 수평으로 회동되면서 수로(2)를 개폐하도록 설치된다.

따라서 평소와 같이 자연배수할 때에는 수문본체(11)를 수로(2) 내부에서 수평으로 회동시켜서 수로(2)를 개방하므로 내수를 외수측으로 자연배수시키고, 강제배수할 때에는 수문본체(11)로 수로(2)를 폐쇄한 상태에서 배수펌프(21)를 구동시켜서 내수를 외수측으로 강제배수시킨다.

이러한 펌프일체형수문은, 제진기(5)나 배수펌프(21)의 회전체에서 고장이 발생하여 수리가 필요할 경우에는 제진기(5)는 제진기수리구(81)를 통하여 수문이나 배수펌프(21)는 수문수리구(82)를 통해 반출하고 수리후 다시 설치할 수 있다.

그러므로 자연배수나 강제배수할 때에, 펌프일체형수문이 수로(2) 내부에서만 작동되면서 수로(2)를 개폐하므로, 수문본체(11)의 개폐시 관거구조물(1) 상측과의 간섭이 전혀 발생되지 않는다.

이러한 본 발명의 하수관거용 펌프일체형수문은, 상기와 같이 수문을 관거구조물(1) 내부에 설치하여서 하수관거 구조물 외부와의 간섭없이 작동되도록 구성된다. 따라서 도시화된 하수관거가 대부분 도로의 하부에 형성되어 있으므로 강제배수시설을 설치하는데 필요한 공간적인 제약을 해소시킴으로써 배수시설을 필요한 장소에 설치 가능케 하여 공간활용을 극대화시킬 수 있는 장점이 있다.

도 7은 본 발명의 하수관거용 펌프일체형수문 중 상하회동구조를 보인 닫힌상태 측면도이고, 도 8은 도 7의 열린상태 측면도로서, 이러한 본 발명의 하수관거용 펌프일체형수문은, 관거구조물(1) 내부에 설치되고 관거구조물(1) 상부에는 도로면(3)이 형성되어 있고 도로면(3)의 일측에는 제진기수리구(미도시)와 수문수리구(82)가 형성되어 있다. 이러한 상하회동 하수관거용 펌프일체형수문은, 수문부(50), 펌프부(60), 개폐부(70), 수문제어부(80)로 이루어진다.

수문부(50)는, 수문본체(51)와 회동부(52)로 이루어진다.

수문본체(51)는, 하수나 오폐수를 배제하기 위하여 구축한 관거구조물(1)로 형성된 수로(2)에 설치된다. 이 수문본체(51)는, 관거구조물(1) 내부에서 상하측으로 회동되면서 수로(2)를 개폐한다. 수문본체(51)에는, 수문본체(51)가 문틀(4)에 닫힐시 문틀(4)에 밀착되면서 외수측으로부터 내수측으로 침수를 차단하도록 지수고무(59)가 설치되어 있다.

회동부(52)는, 수로(2)의 문틀(4) 상부와 이에 대응되는 수문본체(51)의 상부에 결합되어서 수문본체(51)가 상하측으로 회동하여 수로(2)를 개폐하도록 한다. 이러한 회동부(52)는, 회동축(53), 회동힌지고정부(55)로 이루어진다. 회동축(53)은, 문틀(4)의 상부에 고정되며 구동링크(73)의 신축(伸縮)으로 수문본체(51)가 회동할 때 발생하는 토오크를 구동축(72)과 분배하여 지지한다. 회동힌지고정부(55)는 문틀(4)의 상측에 고정되고 회동축(53)에 결합되어서 수문본체(51) 및 배수펌프(61)의 자중을 지지한다. 이러한 회동부(52)는 수문본체(51)의 회동시 회동축(53)을 중심으로 상하측으로 회동되도록 한다.

이러한 수문부(50)에는, 복동 실린더인 결합장치(56)가 설치되어 수문본체(51)가 폐쇄되면 결합되고 수문본체(51)가 개방하면 해제되도록 구성하여 배수펌프(61) 구동시 수문본체(51)와 문틀(4)을 결합시킨다. 이 결합장치(56)는, 수문본체(51)의 개폐시 문틀(4)과 결합 또는 해제시키고 닫힌 상태의 수문본체(51)를 지지하도록 수문본체(51)의 양측부와 문틀(4)의 측면에 설치된다.

이와 관련하여, 수문을 상하로 회동시키는 구동부(75)는, 도 6 내지 도 8에 도시한 바와 같이, 구동축(72), 구동링크(73) 및 리미트스위치(83)로 이루어진다. 수로(2)의 관거구조물(1)에 수문의 개폐에 간섭이 발생하지 않는 상측에 구동축(72)을 고정하고 수문본체(51)의 내수측에 체결브라켓(74)을 형성하여 수문힌지(71)를 결합하며 수문힌지(71)와 구동축(72)사이를 복동(複動) 실린더인 구동링크(73)를 포함하여 구성한다. 수문힌지(71)와 구동축(72)에는 구동링크(73)의 양단이 회동가능하도록 결합되어 있다. 이러한 구동부(75)는 수문본체(51)가 회동축(53)을 중심으로 구동링크(73)를 신축하여 수문을 상하측으로 원호를 따라 궤적을 그리면서 회동시키고, 리미트스위치(83)에서 개폐상태를 감지하여 후술할 수문제어부(80)의 유기적인 제어에 의하여 수문본체(51)를 상하로 회동되도록 한다.

펌프부(60)는, 수문부(50)의 수문본체(51)에 내설되어서 수문본체(51)와 함께 회동되고, 내수를 외수측으로 강제배수시키도록 수문본체(51)에 일체화되어 있다. 이러한 펌프부(60)는 수문본체(51)의 일측에 내설되어서 내수를 외수측으로 강제배수시키는 배수펌프(61)와, 배수펌프(61)의 토출측에 설치되어서 내수를 외수측 으로 배수되도록 하고 외수가 내수측으로 역류되는 것을 차단하는 플랩밸브(62)로 이루어진다.

개폐부(70)는, 일측이 수문본체(51)에 연결되고 타측이 관거구조물(1)에 연결되며, 수문본체(51)가 회동부(52)를 중심으로 상하측으로 원호를 따라 궤적을 그리면서 회동되도록 하여 수문본체(51)가 관거구조물(1) 내측에서 수로(2)를 개폐시키도록 한다. 이러한 개폐부(70)는, 구동부(75)와 유압유니트(76)로 이루어진다. 구동부(75)는, 수문힌지(71)와 구동축(72) 사이를 복동 실린더인 구동링크(73)를 설치하여서 이루어진다. 유압유니트(76)는 구동링크(73)에 연결되어서 동력을 공급하고 제어한다. 이러한 개폐부(70)는 수문제어부(80)의 유기적인 제어에 따라 원격구동이나 자동 및 수동구동시에 유압펌프를 사용하여 유압을 공급하도록 구성하는 것이 바람직하다.

수문제어부(80)는, 펌프부(60)의 배수펌프(61)와 개폐부(70)의 구동링크(73)에 연결되고 수로(2)의 수위정보, 전원정보, 수문의 개폐정보를 감지하여 배수펌프(61)와 개폐부(70)가 구동되도록 제어한다.

이러한 구성의 본 발명의 하수관거용 펌프일체형수문은, 내수를 외수측으로 자연배수시키는 경우, 수문제어부(80)에 의해 개폐부(70)가 구동된다. 도 7과 같은 상태에서 복동 실린더인 구동링크(73)가 신장하면 도 8과 같이 수문본체(51)가 회동부(52)의 회동축(53)을 중심으로 수문을 상측으로 원호를 따라 회동하여 수문이 개방된다.

수로(2)내의 수위가 상승하여서 설정수위 이상으로 감지되면 수문제어부(80)가 개폐부(70)의 구동링크(73)를 반대로 작동시킨다. 도 8과 같은 상태에서 구동링크(73)가 도 7과 같이 신장하면 수문본체(51)가 하측으로 원호를 따라 회동되어 수로(2)의 문틀(4)에 닫혀서 수로(2)를 폐쇄시킨다.

수문본체(51)가 수로(2)의 문틀(4)에 닫히면 수문본체(51)의 복동 실린더인 결합장치(56)가 문틀(4)에 결합하여서 수문본체(51)가 회동축(53), 구동축(72), 결합장치(56)에 분담하여 지지되도록 한다. 이때 수문본체(51)의 지수고무(59)는 문틀(4)에 밀착되면서 외수측으로부터 내수측으로 침수를 차단시킨다.

이러한 본 발명의 하수관거용 펌프일체형수문은, 수문본체(51)에 배수펌프(61)가 일체로 설치되고 이 펌프일체형수문이 관거구조물(1)의 수로(2) 내부에서 상하측으로 원호를 따라 회동되면서 수로(2)를 개폐하도록 설치된다.

따라서 자연배수할 때에는 수문본체(51)를 수로(2) 내부에서 상측으로 회동시켜서 수로(2)를 개방하므로 내수를 외수측으로 자연배수시키고, 강제배수할 때에는 수문본체(51)가 수로(2)에 닫힌 상태에서 배수펌프(61)를 구동시켜서 내수를 외수측으로 강제배수시킨다.

이러한 펌프일체형수문은, 제진기(5)나 배수펌프(61)의 회전체에서 고장이 발생하여 수리가 필요할 경우에는 제진기(미도시)는 제진기수리구(미도시)를 통하여 수문이나 배수펌프(61)는 수문수리구(82)를 통해 반출하고 수리후 다시 설치할 수 있다.

도 9와 도 10은 본 발명의 하수관거용 펌프일체형수문 중 수평직선왕복구조를 보인 닫힌상태 정면도 및 열린상태 정면도이고, 도 11은 도 9의 개략적 평면도이며, 도 12는 도 10의 개략적 평면도이다. 이러한 본 발명의 하수관거용 펌프일체형수문은, 관거구조물(1) 내부에 설치되고 관거구조물(1) 상부에는 도로면(3)이 형성되어 있고, 도로면(3)의 일측에는 제진기수리구(미도시)와 수문수리구(82)가 형성되어 있다. 이 하수관거용 펌프일체형수문은, 수문부(90), 펌프부(100), 개폐부(110), 수문제어부(120)로 이루어진다.

수문부(90)는, 수문본체(91)와 수평직선이동부(92)로 이루어진다.

수문본체(91)는, 하수나 오폐수를 배제하기 위하여 구축한 관거구조물(1)로 형성된 수로(2)에 설치된다. 이 수문본체(91)는, 관거구조물(1) 내부에서 수평측으로 직선왕복이동되면서 수로(2)를 개폐한다. 수문본체(91)에는, 수문본체(91)가 문틀(4)에 닫힐시 문틀(4)에 설치된 가이드프레임(95)의 가이드(96)측으로 밀착되면서 수문본체(91)를 지지하도록 지수가압판(97)이 설치되어 있다.

수문을 수로(2)의 횡측으로 직선이동시키는 수평직선이동부(92)는, 수로(2)의 관거구조물(1) 하부에 일체로 주행레일(93)과, 수문본체(91)의 하부에 설치되고 주행레일(93)에 안착되어서 이를 따라 이동되는 주행롤러(94)로 이루어진다. 주행레일(93)은 수문본체(11)의 하부측을 지지하며 수문본체(91)의 자중을 지지하고 배수펌프(101) 구동시 발생하는 진동을 억제한다.

이와 관련하여, 수문을 수로(2)의 횡측 좌우로 이동시키는 구동부(115)는, 도 10 또는 도 12에 도시한 바와 같이, 수로(2)의 관거구조물(1)에 수문의 개폐에 간섭이 발생하지 않는 상측에 구동축(112)을 고정하고 수문본체(91)의 상측에 체결브라켓(114)을 형성하여 수문힌지(111)를 결합하며 수문힌지(111)와 구동축(112) 사이에 복동(複動) 실린더인 구동링크(113)를 결합한다. 수문힌지(111)와 구동축(112)에는 구동링크(113)의 양단이 회동가능하도록 결합되어 있다. 이러한 구동부(115)는 수문본체(91)가 구동축(112)을 중심으로 수로(2)의 횡측으로 이동되도록 한다.

펌프부(100)는, 수문부(90)의 수문본체(91)에 내설되어서 수문본체(91)와 함께 수평측으로 직선왕복이동되고, 내수를 외수측으로 강제배수시키도록 수문본체(91)에 일체화되어 있다. 이러한 펌프부(100)는 수문본체(91)의 일측에 설치되어서 내수를 외수측으로 강제배수시키는 배수펌프(101)와, 배수펌프(101)의 토출측에 설치되어서 내수를 외수측으로 배수되도록 하고 외수가 내수측으로 역류되는 것을 차단하는 플랩밸브(102)로 이루어진다.

개폐부(110)는, 일측이 수문본체(91)에 연결되고 타측이 관거구조물(1)에 연결되며, 수문본체(91)가 주행레일(93)을 따라 수평측으로 직선왕복이동하도록 하여 수문본체(91)가 관거구조물(1) 내측에서 수로(2)를 개폐시키도록 한다. 이러한 개폐부(110)는, 구동부(115)와 유압유니트(116)로 이루어진다. 구동부(115)는, 수문힌지(111)와 구동축(112) 사이를 복동 실린더인 구동링크(113)가 설치되어서 이루어진다. 유압유니트(116)는 구동링크(113)에 연결되어서 동력을 공급하고 제어한다. 이러한 개폐부(110)는, 수문제어부(120)의 유기적인 제어에 따라 원격구동이나 자동 및 수동구동시에 유압펌프를 사용하여 유압을 공급하도록 구성하는 것이 바람직하다.

수문제어부(120)는, 펌프부(100)의 배수펌프(101)와 개폐부(110)의 구동부(115)에 연결되고 수로(2)의 수위정보와 수문의 개폐정보를 감지하여 배수펌프(101)와 구동부(115)가 구동되도록 제어한다.

이러한 구성의 본 발명의 하수관거용 펌프일체형수문은, 내수를 외수측으로 자연배수시키는 경우, 수문제어부(120)에 의해 개폐부(110)의 구동부(115)가 구동된다. 도 9와 도 11과 같은 상태에서 구동부(115)의 구동링크(113)가 단축되면 도 10과 도 12와 같이 수문본체(91)가 주행레일(93)을 따라 수평측으로 이동하여 수로(2)를 개방시킨다.

수로(2)내의 수위가 상승하여서 설정수위 이상으로 감지되면 수문제어 부(120)가 개폐부(110)의 구동링크(113)를 신장시킨다. 도 10과 도 12와 같은 상태에서 구동부(115)의 구동링크(113)가 도 9와 도 11과 같이 신장되면 수문본체(91)가 주행레일(93)을 따라 수평측으로 이동되면서 수로(2)의 문틀(4)에 닫힌다.

수문본체(91)가 수로(2)의 문틀(4)에 닫히면 수문본체(91)의 지수가압판(97)이 문틀(4)의 가이드프레임(95)에 삽입되면서 가이드(96)에 눌려 지지되며 수문본체(91)가 하부롤러(18)와 문틀(4)에 분담하여 지지된다. 이때 수문본체(91)의 지수고무(99)는 문틀(4)에 밀착되면서 외수측으로부터 내수측으로 침수를 차단시킨다.

이러한 본 발명의 하수관거용 펌프일체형수문은, 수문본체(91)에 배수펌프(101)가 일체로 설치되고 이 펌프일체형수문이 관거구조물(1)의 수로(2) 내부에서 수평측으로 직선왕복이동하면서 수로(2)를 개폐하도록 설치된다.

따라서 자연배수할 때에는 수문본체(91)가 수로(2) 내부에서 수평측으로 직선왕복이동하면서 수로(2)를 개방하므로 내수를 외수측으로 자연배수시키고, 강제배수할 때에는 수문본체(91)가 수로(2)를 폐쇄한 상태에서 배수펌프(101)를 구동시켜서 내수를 외수측으로 강제배수시킨다.

이러한 펌프일체형수문은, 제진기(5)나 배수펌프(101)의 회전체에서 고장이 발생하여 수리가 필요할 경우에는 제진기(미도시)는 제진기수리구(미도시)를 통하여 수문이나 배수펌프(101)는 수문수리구(82)를 통해 반출하고 수리후 다시 설치할 수 있다.

그러므로 자연배수나 강제배수할 때에, 펌프일체형수문이 수로(2) 내부에서만 작동되면서 수로(2)를 개폐하므로, 수문본체(91)의 개폐시 관거구조물(1) 상측과의 간섭이 전혀 발생되지 않는다.

도 1은 본 발명의 하수관거용 펌프일체형수문 중 수평회동구조를 보인 닫힌 상태 평면도

도 2는 도 1의 측면도

도 3은 도 2의 일부 확대 측면도

도 4는 도 1의 정면도

도 5는 수문본체가 개방된 상태를 보인 평면도

도 6은 구동부를 발췌한 개략적 평면도

도 7은 본 발명의 하수관거용 펌프일체형수문 중 상하회동구조를 보인 닫힌상태 측면도

도 8은 도 7의 열린상태 측면도

도 9는 본 발명의 하수관거용 펌프일체형수문 중 수평직선왕복이동구조를 보인 닫힌상태 정면도

도 10은 도 9의 열린상태 정면도

도 11은 도 9의 개략적 평면도

도 12는 도 10의 개략적 평면도

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 관거구조물 2 : 수로

3 : 도로면 4 : 문틀

5 : 제진기 6,55 : 회동힌지고정부

10,50,90 : 수문부 11,51,91 : 수문본체

12,52 : 회동부 13 : 회동힌지

14 : 주축 15,53 : 회동축

16,96 : 가이드 17,94 : 주행롤러

18 : 하부롤러 19,59,99 : 지수고무

20,60,100 : 펌프부 21,61,101 : 배수펌프 22,62,102 : 플랩밸브 30,70,110 : 개폐부 31,71,111 : 수문힌지 32,72,112 : 구동축 33,73,113 : 구동링크 34,74,114 : 체결브라켓 35,75,115 : 구동부 36,76,116 : 유압유니트

40,80,120 : 수문제어부 56 : 결합장치

81 : 제진기수리구 82 : 수문수리구

83 : 리미트스위치 92 : 수평직선이동부

93 : 주행레일 95 : 가이드프레임

97 : 지수가압판

Claims

하수나 오폐수를 배제하기 위하여 구축한 관거구조물(1)로 형성된 수로(2)에 설치되고 관거구조물(1) 내부에서 수평측으로 회동되면서 수로(2)를 개폐하는 수문본체(11)와, 수로(2)내에 형성한 수로(2)의 문틀(4) 일측과 이에 대응되는 수문본체(11)의 일측에 결합되어서 수문본체(11)가 수평측으로 원호를 따라 회동되도록 하여서 수로(2)를 개폐하도록 하는 회동부(12)로 이루어진 수문부(10);

수문부(10)의 수문본체(11)에 설치되어서 수문본체(11)와 함께 회동되고, 내수를 외수측으로 강제배수시키도록 수문본체(11)에 일체화된 펌프부(20);

일측이 수문본체(11)에 연결되고 타측이 관거구조물(1)에 연결되며, 수문본체(11)가 회동부(12)를 중심으로 수평으로 원호를 따라 궤적을 그리면서 회동되도록 하여 수문본체(11)가 관거구조물(1) 내측에서 수로(2)를 개폐시키도록 하는 개폐부(30);

펌프부(20)와 개폐부(30)에 연결되고 수로(2)의 수위정보, 전원정보, 수문의 개폐정보를 감지하여 펌프부(20)와 개폐부(30)가 구동되도록 유기적으로 제어하는 수문제어부(40)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 하수관거용 펌프일체형수문.
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제1항에 있어서, 수문부(10)에는,

수문본체(11)의 개폐를 안내하고 닫힌 상태의 수문본체(11)를 지지하도록, 문틀(4)의 측면에는 가이드(16)가 설치되어 있고, 가이드(16)에 대응되는 수문본체(11)에는 수문본체(11)가 문틀(4)에 닫힐 시 수문본체(11)가 문틀(4)에 지지되도록 주행롤러(17)가 설치되어 있으며, 수문본체(11)의 하부에는 수로(2)의 바닥에 접촉되는 하부롤러(18)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 하수관거용 펌프일체형수문.
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