KR100943530B1

KR100943530B1 - 하천보용 슬리핑식 수문

Info

Publication number: KR100943530B1
Application number: KR1020090097413A
Authority: KR
Inventors: 강대형
Original assignee: (주) 대유
Priority date: 2009-10-13
Filing date: 2009-10-13
Publication date: 2010-02-22

Abstract

본 발명은 단시간내의 집중호우시 수문 안쪽에 쌓인 각종 쓰레기 등과 같은 장애물이 물과 함께 신속하게 배수되도록 함으로써, 침수 피해를 최소화할 수 있도록 한 친환경의 하천보용 슬리핑식 수문에 관한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 콘크리트 수로 바닥면에 일체로 시공되는 바닥틀과, 아치형 슬롯이 형성된 구조로서 바닥틀의 양측단부에 일체가 되며 수직으로 세워지는 좌측 및 우측틀로 이루어진 수문프레임과; 양측 하단부가 상기 좌측틀 및 우측틀의 내측 하단부에 회전축을 이용하여 각회전 가능하게 결합되고, 양측 중앙부에는 상기 아치형 슬롯에 삽입되는 회동로드가 장착된 수문과; 상기 수문프레임의 좌측틀과 우측틀 및 바닥틀의 전단부에 장착되는 수밀유지수단과; 상기 수문의 회동로드의 바깥쪽단부에 연결되어 회동로드를 아치형 슬롯을 따라 움직이도록 구동시키는 구동수단;으로 구성하여, 상기 구동수단의 구동력에 의하여 수문이 닫힘시 수직으로 세워지고, 열림시 수평으로 눕혀지는 개폐 작동이 이루어지도록 한 것을 특징으로 하는 하천보용 슬리핑식 수문을 제공한다.

수문, 하천보, 슬리핑식, 프레임, 구동수단

Description

하천보용 슬리핑식 수문{Slipping type water gate used in dam}

본 발명은 하천보용 슬리핑식 수문에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 단시간내의 집중 호우시 수문 안쪽에 쌓인 각종 부유물 등과 같은 장애물이 물의 배수와 함께 신속하게 배출되도록 함으로써, 침수 피해를 최소화할 수 있도록 한 친환경의 하천보용 슬리핑식 수문에 관한 것이다.

바다와 하천이 인접한 경계지역에 설치되는 방조제나 호수를 포함하는 유원지의 담수지역과 농업용수를 필요로 하는 담수지역 및 그 밖에 취수장, 정수장, 양수장, 배수장, 관개수로 등에는 물을 원하는 수위까지 가두어 두며, 필요에 따라서 물을 방류할 때 열어줄 수 있는 수문이 설치된다.

이러한 수문은 하천 및 침수지역에 대한 홍수조절이나 농업지대 및 공업지역에서 필요로 하는 농,공업용수를 공급하기 위하여 해당 담수지역의 원하는 수로 위치에 설치되고 있으며, 집중호우시에는 홍수나 하천의 범람 등을 막고, 가뭄시에는 저수량을 확보하는 등 물관리를 위해 중요한 역할을 하고 있다.

일반적으로, 물관리를 위한 수문의 설치는 먼저 수로 형상을 갖는 콘크리트 구조물이 해당 담수지의 방류 경로가 되는 위치에 축조되고, 이후 콘크리트 구조물의 수로에 개폐를 위한 수문이 장착된다.

이렇게 장착되는 종래의 수문은 첨부한 도 9에 도시된 바와 같이 대부분 수문(100)이 수문조작용 권양기(102)에 의하여 수직방향으로 승강하여 열리거나, 하강하여 닫히게 되는 개폐 작동을 하게 되는데, 이렇게 수직방향으로 승강하여 열리거나 또는 하강하여 닫히는 개폐 작동은 다음과 같은 문제점을 발생시킨다.

첫째, 수문 안쪽에 담수된 물을 방류시키기 위해 수문을 수직방향으로 승강시켜 열어주는 경우에 수문 안쪽의 담수된 물은 방류될 수 있으나, 물의 수면에 떠있거나 물속에 가라앉은 부유물, 오물, 이물질, 쓰레기 등과 같은 각종 장애물은 계속 잔존하게 되어 물의 방류가 신속하게 이루어지지 않는 문제점이 있다.

둘째, 단시간내에 많은 양의 비가 내리는 집중 호우시에는 홍수 및 침수를 방지하기 위해 수문을 최대로 승강시켜 열어주더라도 집중 호우시 떠내려 온 각종 부유물 등의 장애물들이 수문 등에 끼이거나 걸리게 되어 물의 방류를 방해하거나 수문 자체에 충격을 주어 수문의 손상이 발생되어, 결국 수문의 개폐 작동이 불가능하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 종래의 수직방 향으로 개폐되던 수문과 달리, 수문이 각회전을 하는 개폐 방식을 채택하여 닫힘시 수직으로 세워지고, 열림시 수평으로 눕혀지는 개폐 작동이 이루어지도록 함으로써, 단시간내에 많은 양의 비가 내리는 집중 호우시에 수문을 수평으로 눕혀서 열어줌에 따라 수문 안쪽에 쌓인 각종 부유물 등의 장애물들이 물과 함께 신속하게 배출되어 농경지 및 하천 하류지역의 침수 또는 홍수 피해를 최소화할 수 있도록 한 친환경의 하천보용 슬리핑식 수문을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에서, 상기 구동수단은, 수문의 회동로드의 바깥쪽단부에 일체로 장착되는 체인연결링크와; 상기 바닥틀의 후부에서 좌측틀 및 우측틀간에 회전 가능 하게 연결되는 회전봉과; 상기 회전봉의 양측단부에 일체로 부착된 구동체인기어와; 상기 좌측틀 및 우측틀의 외측 중앙부에 회전 가능하게 장착된 종동체인기어와; 상기 구동체인기어 및 종동체인기어에 감겨지는 동시에 상기 체인연결링크에 고정되는 체인과; 콘크리트 수로 바닥면에 설치되며, 그 출력축은 상기 구동체인기어에 연결되는 기어박스와; 상기 기어박스의 전단부에 장착되어 기어박스내의 감속기어를 수동으로 회전시키는 수동레버와; 상기 기어박스의 후단부에 장착되어 기어박스내의 감속기어를 자동으로 회전시키는 모터;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 상기 수밀유지수단은, 수문프레임의 좌측틀과 우측틀 및 바닥틀의 전단부에 일체로 장착되는 수문차단빔과; 상기 수문차단빔의 내측면과 외표면을 감싸는 고무재질의 실링체와; 상기 실링체의 외표면을 감싸는 동시에 수문차단빔까지 삽입되는 볼트에 의하여 체결되는 마감플레이트;로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서, 상기 수문은, 수면과 맞닿는 평판플레이트와; 상기 평판플레이트의 후면에 일체로 부착되는 다수개의 가로 및 세로지지프레임;으로 구성하되, 상기 가로 및 세로지지프레임의 아래쪽 전후폭은 넓고, 위로갈수록 좁아지는 전후폭을 갖도록 제작된 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상기한 과제 해결 수단을 통하여 다음과 같은 효과를 제공한다.

본 발명에 따르면, 수문이 수직방향으로 승,하강하여 개폐되던 종래의 방식과는 달리, 각회전하는 방식에 의해 닫힘시 수직으로 세워지고, 열림시에는 수평으로 눕혀지게 개폐 작동됨으로써, 단시간 내에 많은 양의 비가 내리는 집중 호우시에 수문을 수평으로 눕혀서 열어줌에 따라 담수된 물의 배수를 신속하게 유도할 수 있다.

특히, 집중 호우로 인해 나무나 쓰레기 등의 부유물이 떠내려와 수문 안쪽에 담수된 물의 수면에 떠있거나 물속에 가라 앉아 있는 각종 장애물들이 수문을 수평으로 눕혀서 완전히 열어줌에 따라 물과 함께 배출되어지므로 장애물에 의한 수문의 고장 발생을 방지함과 동시에 농경지 및 하천 하류지역의 침수 또는 홍수 피해를 최소화할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.

첨부한 도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 하천보용 슬리핑식 수문을 전방에서 본 사시도이고, 도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 하천보용 슬리핑식 수문을 후방에서 본 사시도로서, 도 3은 수문의 닫힘 상태, 도 4는 수문의 반쯤 열린 상태, 도 5는 수문의 완전 열림 상태를 나타내는 사시도이다.

본 발명은 수문이 90°각도의 작동으로 궤적 범위내에서 각회전하며 개폐 작동되는 점에 특징이 있다.

즉, 본 발명에 따른 수문이 닫힘시 수직으로 세워지고, 열림시에는 수평으로 완전히 눕혀지도록 하여, 단시간 내에 많은 양의 비가 내리는 집중 호우시 담수된 물 뿐만 아니라 수면에 떠있는 장애물들도 물과 함께 배출되도록 함으로써, 하천보 등에서 신속한 방류가 이루어져 농경지 및 하천 하류의 침수 및 홍수 피해를 최소화할 수 있도록 한 점에 주안점이 있다.

이를 위해, 본 발명의 하천보용 슬리핑식 수문은 수문프레임(10)과, 수문(20)과, 수밀유지수단(30)과, 구동수단(40) 등으로 구성된다.

상기 수문프레임(10)은 콘크리트 수로 바닥면(50), 즉 하천 및 침수지역, 농업지대 및 공업지역 등과 같은 담수지역의 원하는 수로 위치에 설치되는 철구조물로서, 콘크리트 수로 바닥면(50)에 일체로 시공되는 바닥틀(12)과, 바닥틀(12)의 양측단부에 일체가 되며 수직으로 세워지는 좌측틀(14) 및 우측틀(16)로 구성된다.

특히, 상기 좌측틀(14) 및 우측틀(16)에는 수문의 90°개폐 작동 궤적을 위한 아치형 슬롯(18)이 관통 형성된다.

상기 수문(20)은 닫힘시 수문프레임(10)에 밀착되며 수직으로 세워지고, 열림시 수평상태를 이루며 수문프레임(10)의 바닥틀(12)에 눕혀지는 작동을 하도록 수문프레임(10)에 각회전 가능하게 장착된다.

보다 상세하게는, 상기 수문(20)의 하단부에 회전축(22)이 일체로 장착되는 바, 이 회전축(22)의 양끝단부가 수문프레임(10)의 좌측틀(14) 및 우측틀(16)의 내측 하단부에 베어링(미도시됨)을 매개로 회전 가능하게 연결된다.

이때, 상기 수문(10)의 양측 중앙부에는 좌측틀(14) 및 우측틀(16)에 형성된 아치형 슬롯(18)에 삽입되도록 회동로드(24)가 일체로 장착된다.

따라서, 상기 수문(20)이 회전축(22)을 중심으로 개폐 작동을 위한 각회전을 하는 동시에 수문(10)의 회동로드(24)가 상기 수문프레임(10)의 좌측틀(14) 및 우측틀(16)에 형성된 아치형 슬롯(18)을 따라 이동을 하여 수문(20)의 개폐 작동이 이루어지는 바, 수문(20)이 수문프레임(10)의 좌측틀(14) 및 우측틀(16), 그리고 바닥틀(12)의 전단부에 밀착되며 수직으로 세워지면 닫힘 상태가 되고, 바닥틀(12)상에 수평을 유지하며 눕혀지면 완전 열림 상태가 된다.

한편, 상기 수문(20)도 철 구조물로서, 그 구성을 보면 담수된 수면과 맞닿는 평판플레이트(26)와, 강도 보강을 위해 상기 평판플레이트(26)의 후면에 일체로 부착되는 다수개의 가로 및 세로지지프레임(27,28)으로 구성된다.

보다 상세하게는, 상기 수문(20)의 가로 및 세로지지프레임(27,28)은 담수된 물의 수압을 고려하여 아래쪽의 전후폭은 넓고, 위쪽으로 갈수록 좁아지는 전후폭을 갖도록 제작된다.

즉, 담수된 수면과 맞닿은 수문(20)의 아래쪽에 작용하는 수압이 크고, 위쪽으로 갈수록 수압이 작게 작용하게 되므로, 상기 가로 및 세로지지프레임(27,28)의 아래쪽 전후폭은 넓게 형성하고, 위로갈수록 좁아지는 전후폭을 갖도록 한다.

상기 수밀유지수단(30)은 수문(10)과 수문프레임(10)간의 밀착력을 제공하여 수밀유지 역할을 하는 구성으로서, 수문프레임(10)의 좌측틀(14)과 우측틀(16) 및 바닥틀(12)의 전단부에 일체로 장착되는 직사각 단면의 수문차단빔(32)과, 이 수문차단빔(32)의 내측면과 외표면을 감싸는 고무재질의 실링체(34)를 포함한다.

또한, 상기 실링체(34)의 견고한 고정 상태를 유지하기 위하여, "ㄱ"자 단면의 마감플레이트(36)를 실링체(34)의 외표면에 감싼 후, 마감플레이트(36)의 전면에서 수문차단빔(32)까지 볼트(38)를 삽입 체결하게 된다.

한편, 상기 수문(20)의 각회전 구동을 위한 구동수단(40)이 수문(20)의 양측면에 부착된 회동로드(24)의 바깥쪽단부에 연결된다.

상기 구동수단(40)의 일 구성으로서, 수문(20)의 회동로드(24)의 바깥쪽단부에 체인연결링크(41)가 일체로 연결되고, 또한 상기 바닥틀(12)의 후부 위치에서 좌측틀(14) 및 우측틀(16)간에 회전봉(42)이 회전 가능하게 연결된다.

또한, 상기 회전봉(42)의 양측단부에는 구동체인기어(43)가 일체로 장착되고, 상기 좌측틀(14) 및 우측틀(16)의 외측 중앙부에는 종동체인기어(44)가 베어링(미도시됨)을 매개로 회전 가능하게 장착된다.

특히, 상기 구동체인기어(43) 및 종동체인기어(44)에는 체인(45)이 감겨지는데, 이 체인(45)의 양끝단은 상기 체인연결링크(41)에 일체로 고정된다.

또한, 상기 구동체인기어(43)를 회전시키기 위한 구동력을 제공하는 수단으로서, 콘크리트 수로 바닥면(50)에 기어박스(46)가 설치되는 바, 이 기어박스(46)의 출력축이 상기 구동체인기어(43)에 연결된다.

이때, 상기 기어박스(46)의 전단부에는 기어박스(46)내의 입력측 감속기어(미도시됨)를 수동으로 회전시키기 위한 수동레버(47)가 연결되고, 상기 기어박스(46)의 후단부에는 기어박스(46)내의 입력측 감속기어(미도시됨)를 자동으로 회전시키기 위한 모터(48)가 연결된다.

한편, 본 발명에서 구동수단(40)의 일 구성인 구동체인기어(43)와 종동체인기어(44)는 하천보가 대형인 경우에는 회전봉(42)에 추가로 설치하여 체인(45)을 연결시킬 수도 있다.

여기서, 상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 하천보용 슬리핑식 수문에 대한 개폐 작동을 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 6은 본 발명에 따른 하천보용 슬리핑식 수문을 나타내는 측면도이고, 도 7은 수문의 닫힘 상태에서 담수가 이루어진 상태를 나타내는 측면도이며, 도 8은 수문의 열림 상태에서 물의 방류가 이루어지는 것을 나타내는 측면도이다.

먼저, 제어반(미도시됨)의 스위치 조작에 의하여 모터(48)를 구동시키거나, 사용자가 수동레버(47)를 회전시키는 조작을 하게 된다.

이에, 기어박스(46)에서 감속이 이루어짐과 함께 그 출력축과 연결된 구동체인기어(43)가 회전을 하게 되고, 이때의 회전력이 체인(45)에 전달된다.

이어서, 체인(45)이 종동체인기어(44)의 회전 안내를 받으면서 수문(20)의 열림 또는 닫힘 방향을 따라 이동을 하게 된다.

즉, 상기와 같은 체인 구동에 의하여, 체인연결링크(41)와 연결된 수문(20)의 회동로드(24)가 수문프레임(10)의 좌측틀(14) 및 우측틀(16)에 형성된 아치형 슬롯(18)을 따라 이동을 하면, 결국 수문(20)이 회전축(22)을 중심으로 각회전하면서 개폐 작동이 이루어진다.

이때, 상기 수문(20)이 수문프레임(10)의 좌측틀(14) 및 우측틀(16) 그리고 바닥틀(12)에 장착된 수밀유지수단(30)에 밀착되며 수직으로 세워지면 닫힘 상태가 되고, 반면에 수문(20)이 점차 눕혀지는 각회전을 하면 수문이 점차 열리게 되며, 특히 수문(20)이 바닥틀(12)상에 수평을 유지하며 눕혀지면 완전 열림 상태가 된다.

이와 같이, 단시간내에 많은 양의 비가 내리는 집중 호우시에 수문을 신속하게 수평으로 눕혀서 완전히 열어줌에 따라 담수된 물의 배수를 빠르게 유도할 수 있고, 특히 수문 안쪽에 담수된 물에 포함된 각종 장애물(이물질, 쓰레기, 부유물, 등)들이 물의 방류와 함께 배출되어지므로, 장애물에 의한 수문의 고장 발생을 방지하는 동시에 물의 방류가 보다 신속하고 용이하게 이루어져 농경지 및 하천 하류지역의 침수 또는 홍수 피해를 최소화할 수 있게 된다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 하천보용 슬리핑식 수문을 전방에서 본 사시도.

도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 하천보용 슬리핑식 수문을 후방에서 본 사시도로서, 도 3은 수문의 닫힘 상태, 도 4는 수문의 반쯤 열린 상태, 도 5는 수문의 완전 열림 상태를 나타내는 사시도.

도 6은 본 발명에 따른 하천보용 슬리핑식 수문을 나타내는 측면도.

도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 하천보용 슬리핑식 수문에 대한 개폐 동작을 설명하기 위한 측면도로서, 도 7은 수문의 닫힘 상태에서 담수가 이루어진 상태를 나타내는 측면도, 도 8은 수문의 열림 상태에서 방류가 이루어지는 것을 나타내는 측면도.

도 9는 종래의 권양기에 의한 승하강식 수문을 나타내는 개략도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 수문프레임 12 : 바닥틀

14 : 좌측틀 16 : 우측틀

18 : 아치형 슬롯 20 : 수문

22 : 회전축 24 : 회동로드

26 : 평판플레이트 27 : 가로보강프레임

28 : 세로보강프레임 30 : 수밀유지수단

32 : 수문차단빔 34 : 실링체

36 : 마감플레이트 38 : 볼트

40 : 구동수단 41 : 체인연결링크

42 : 회전봉 43 : 구동체인기어

44 : 종동체인기어 45 : 체인

46 : 기어박스 47 : 수동레버

48 : 모터 50 : 콘크리트 수로 바닥면

Claims

콘크리트 수로 바닥면(50)에 일체로 시공되는 바닥틀(12)과, 아치형 슬롯(18)이 형성된 구조로서 바닥틀(12)의 양측단부에 일체가 되며 수직으로 세워지는 좌측 및 우측틀(14,16)로 이루어진 수문프레임(10)과;

양측 하단부가 상기 좌측틀(14) 및 우측틀(16)의 내측 하단부에 회전축(22)을 이용하여 각회전 가능하게 결합되고, 양측 중앙부에는 상기 아치형 슬롯(18)에 삽입되는 회동로드(24)가 장착된 수문(20)과;

상기 수문프레임(10)의 좌측틀(14)과 우측틀(16) 및 바닥틀(12)의 전단부에 장착되는 수밀유지수단(30)과;

상기 수문(20)의 회동로드(24)의 바깥쪽단부에 연결되어 회동로드(24)를 아치형 슬롯을 따라 움직이도록 구동시키는 구동수단(40);으로 구성하여, 상기 구동수단(40)의 개폐를 위한 구동력에 의하여 수문(20)이 닫힘시 수직으로 세워지고, 열림시 수평으로 눕혀지는 개폐 작동이 이루어지도록 한 것을 특징으로 하는 하천보용 슬리핑식 수문.
청구항 1에 있어서,

상기 구동수단(40)은, 수문(20)의 회동로드(24)의 바깥쪽단부에 일체로 장착되는 체인연결링크(41)와;

상기 바닥틀(12)의 후부에서 좌측틀(14) 및 우측틀(16)간에 회전 가능하게 연결되는 회전봉(42)과;

상기 회전봉(42)의 양측단부에 일체로 부착된 구동체인기어(43)와;

상기 좌측틀(14) 및 우측틀(16)의 외측 중앙부에 회전 가능하게 장착된 종동체인기어(44)와;

상기 구동체인기어(43) 및 종동체인기어(44)에 감겨지는 동시에 상기 체인연결링크(41)에 고정되는 체인(45)과;

콘크리트 수로 바닥면(50)에 설치되며, 그 출력축은 상기 구동체인기어(45)에 연결되는 기어박스(46)와;

상기 기어박스(46)의 전단부에 장착되어 기어박스(46)내의 감속기어를 수동으로 회전시키는 수동레버(47)와;

상기 기어박스(46)의 후단부에 장착되어 기어박스(46)내의 감속기어를 자동으로 회전시키는 모터(48);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 하천보용 슬리핑식 수문.
청구항 1에 있어서,

상기 수밀유지수단(30)은, 수문프레임(10)의 좌측틀(14)과 우측틀(16) 및 바닥틀(12)의 전단부에 일체로 장착되는 수문차단빔(32)과;

상기 수문차단빔(32)의 내측면과 외표면을 감싸는 고무재질의 실링체(34)와;

상기 실링체(34)의 외표면을 감싼 상태에서 수문차단빔(32)까지 삽입되는 볼트에 의하여 체결되는 마감플레이트(36);로 구성된 것을 특징으로 하는 하천보용 슬리핑식 수문.
청구항 1에 있어서,

상기 수문(20)은, 수면과 맞닿는 평판플레이트(26)와;

강도 보강을 위해 상기 평판플레이트(26)의 후면에 일체로 부착되는 다수개의 가로 및 세로지지프레임(27,28)으로 구성하되, 상기 가로 및 세로지지프레임(27,28)의 아래쪽 전후폭은 넓고, 위로갈수록 좁아지는 전후폭을 갖도록 제작된 것을 특징으로 하는 하천보용 슬리핑식 수문.