KR101019659B1 - 이물질 차단구조를 갖는 전도식 수문 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전도식 수문에 관한 것이며, 그 목적은 전도식 수문의 주위로 이물질이 유입 퇴적되는 것을 차단함으로서, 수문 및 수문 구동장치의 오작동을 예방하고 미려한 수로환경을 도모할 수 있는 이물질 차단구조를 갖는 전도식 수문을 제공함에 있다.
본 발명은 배수로의 양쪽 격벽구조물과 하부 힌지축으로 연결되어, 힌지축을 중심으로 물의 흐름방향으로 회전하며 수로를 개방시키는 전도식 수문에 있어서; 설치되는 수문의 폭과 높이에 대응한 크기를 가지며, 상단이 수문의 후면부 상단과 연결되며, 하단이 열림 시 수문의 상단과 대향하는 수로바닥에 결합되는 망체와; 상기 수문의 전면 혹은 후면을 향하여 수중으로 에어를 분사하는 에어 폭기수단을 포함하여 구성한 이물질 차단구조를 갖는 전도식 수문에 관한 것을 그 기술적 요지로 한다.

Description

이물질 차단구조를 갖는 전도식 수문{Floodgate having foreign body screening function}

본 발명은 전도식 수문에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수문의 상류측 전면과 하류측 저부에 집중하여 퇴적되는 이물질의 제거를 통하여 주위에 퇴적되는 이물질로부터 수문환경을 개선하고, 퇴적된 이물질로 인한 수문의 오작동을 예방할 수 있는 이물질 차단구조를 갖는 전도식 수문에 관한 것이다.

수로 또는 하천 등 물막이용 보에 설치되는 수문은 홍수조절, 관개용수, 생활용수, 공업용수, 유역관리, 어류 및 야생동물 보호 등의 기능을 만족하기 위하여 다양한 형태로 설치된다.

이러한 수문들의 형태는 크게 그 개폐방식에 따라 승강식, 회전형, 전도식의 세가지 타입이 보편적으로 사용되며, 그 설치목적과 사용목적에 따라 특정 형태의 수문이 설치된다.

이러한 수문들 중 본 발명에 따른 전도식 수문은 별도의 작동을 필요로 하지 않더라도 일정 수위의 수원을 유지할 수 있는 장점과, 집중호우 등 수위가 급격히 상승할 경우 수로 전체를 완전 개방할 수 장점, 어도를 형성할 수 있는 장점, 및 토사나 각종 이물질(쓰레기)로 인한 퇴적층이 비교적 많이 발생하지 않아 깨끗한 물을 확보할 수 있는 장점을 이유로 많은 장소에서 그 설치가 활발히 이루어지고 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 전도식 수문의 구성을 살펴보면, 전도식 수문(2)은 수로를 가로지르며 배수로의 격벽구조물(1) 사이에 설치되어, 물의 흐름방향으로 일정각도 기울어진 닫힘 상태를 취하며 항상 일정 수위의 물을 저수하고, 수문(2)의 상부로 물이 넘쳐흐르도록 하며, 저수된 물을 방류하기 위해서는 수문(2)의 하단을 중심으로 물의 흐름방향으로 수문(2)을 눕혀 수로를 개방시키게 된다.

도 2 내지 도 4는 이러한 전도식 수문의 개폐 및 수문의 지지를 위한 다양한 수단들을 보이는 것으로, 구동모터(5)의 와이어드럼(6)을 정, 역회전시킴에 따라 와이어로프(7)를 감거나 풀면서 배수로의 격벽구조물(1)과 하단이 힌지축(2a)결합된 수문(2)을 개폐시키는 방식(도 2참조), 유압실린더(8)(9)를 인출시킴에 따라 배수로의 격벽구조물(1)과 힌지축(2a)결합된 수문(2)을 개폐시키는 방식(도 3 및 도 4참조) 등이 보편적으로 사용된다.

하지만, 이러한 구조의 종래 전도식 수문 및 수문이 설치되는 배수로는 물의 흐름을 방해하여 토사, 자갈, 찌꺼기 등의 각종 이물질이 퇴적되는 현상이 야기되며, 이로 인하여 수문 및 수문이 설치되는 배수로의 주위에 다량의 이물질이 쌓여 주위 미관을 떨어뜨릴 뿐만 아니라 이러한 이물질은 장시간 부착된 수문이나 배수로 벽체에 대한 부식현상을 촉진시키게 되었으며, 이렇게 장시간 퇴적된 상태로 머무르는 이물질은 수질오염의 원인이 되기도 하였다.

특히, 전도식 수문은 수문의 눕혀진 각도에 따라 수문의 상부를 타고 넘는 물의 흐름 특성 상, 수문의 배면부에서 발생되는 와류현상에 의하여 배수로를 지나는 이물질이 수문의 배면부에 집중적으로 퇴적되는 현상이 발생된다.

이러한 수문의 배면부에 퇴적된 이물질은 수문의 완전개방 시 장애요소로 작용하여 수문의 개폐위치를 부정확하게 만들고, 무엇보다 이러한 수문의 부정확한 위치로 인하여 개폐수단(유압실린더, 구동모터 등)에 과부하현상을 초래하게 되어 장치의 손상을 발생시켰다.

또한, 도 4에서와 같이, 일반적으로 배수로의 폭이 비교적 큰 전도식 수문에 설치되는 유압실린더(9)를 사용하는 경우에는 유압실린더(9)가 수문(2)의 후면에 설치하여 사용하는 것이 보편적이며, 이러한 경우 전술한 바와 같이 수문(2)의 후면에 퇴적된 이물질이 유압실린더(9)에 직접적으로 충돌하여 손상시키거나 이물질이 유압실린더의 내부로 유입되어 유압실린더의 오작동 등의 불량을 초래하게 되었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 전도식 수문의 주위, 즉 수문의 전면, 후면 및 양측으로 이물질이 유입되어 퇴적되는 것을 차단함으로서, 수문 및 수문 구동장치의 오작동을 예방하고 미려한 수로환경을 도모할 수 있는 이물질 차단구조를 갖는 전도식 수문을 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 배수로와 수문 주위에 이물질을 원활하게 하류로 방류시키고, 더불어 수질개선을 도모할 수 있는 전도식 수문을 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 과제를 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 본 발명은 배수로의 양쪽 격벽구조물과 하부 힌지축으로 연결되어, 힌지축을 중심으로 물의 흐름방향으로 회전하며 수로를 개방시키는 전도식 수문에 있어서,

설치되는 수문의 폭과 높이에 대응한 크기를 가지며, 상단이 수문의 후면부 상단과 연결되며, 하단이 열림 시 수문의 상단과 대향하는 수로바닥에 결합되는 망체와,

상기 수문의 전면 혹은 후면을 향하여 수중으로 에어를 분사하는 에어 폭기수단을 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 수단으로부터 본 발명은 전도식 수문의 특성 상 개폐동작에 따른 수문의 작동반경 내로 이물질의 유입을 차단시키는 망체를 구비함으로서, 수문의 정확한 개폐동작을 구현하여, 수문 및 개폐장치와 이물질의 충돌 및 이물질의 유입으로 인한 장치의 과부하와 같은 오작동을 예방할 수 있는 고품질의 수문구조물을 제공할 수 있는 장점이 있는 것이다.

또한, 본 발명은 수문 및 수문이 설치되는 배수로 주위에 이물질의 퇴적을 예방하고 이물질의 자연방류를 활발하게 형성하여 줌으로서, 수문구조물의 외관을 항상 미려하게 유지할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 수문 및 수문이 설치되는 배수로 주위에서 장시간 정체되는 수질의 오염을 개선할 수 있는 장점이 있는 것이다.

도 1은 일반적인 전도식 수문의 예시도
도 2는 종래 전도식 수문의 개폐수단을 보인 일 실시예
도 3은 종래 전도식 수문의 개폐수단을 보인 다른 실시예
도 4는 종래 전도식 수문의 개폐수단을 보인 또 다른 실시예
도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 전도식 수문
도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 전도식 수문의 닫힘 상태의 측면 예시도
도 7은 본 발명의 일실시예에 의한 전도식 수문의 열림 상태의 측면 예시도
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 의한 전도식 수문
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 전도식 수문의 정면 예시도
도 10 및 도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 전도식 수문의 측면 예시도

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 5 내지 도 7은 본 발명에 따른 전도식 수문의 일실시예를 보이는 것으로, 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전도식 수문은, 배수로의 양쪽 격벽구조물(1)과 하부 힌지축(2a)으로 연결되어, 개폐수단에 의하여 상기 힌지축(2a)을 중심으로 물의 흐름방향으로 회전하며 수로를 개방시키는 전도식 수문에 있어서,

상단이 수문(2)의 후면부 상단과 연결되며, 하단이 완전개방(열림) 시 수문(2)의 상단과 대향하는 수로바닥(3)에 결합되는 망체(10)를 포함한다.

망체(10)는 설치된 수문(2)의 폭과 높이에 대응한 크기를 가지는 것으로, 이러한 망체(10)는 수문(2)의 상부로 물이 방류될 시 수문(2)의 후면에 위치하는 물의 와류현상에 의하여 이물질이 하류로 자연스레 방류되지 못하고 수문(2)의 후면에 퇴적되는 것을 차단하는 것이다.

이러한 망체(10)는 이물질을 걸려주는 어떠한 재질이나 구조를 취하든 무관하나, 바람직하게는 수문의 잦은 개폐작용에 따른 견고함을 유지할 수 있는 금속재질을 권장한다. 예컨대 수문이 설치되는 수로 내 나무토막, 돌덩어리 등의 비교적 크고 무거운 이물질이 많이 존재하는 수로의 경우에는 큰 눈을 구비하는 망체를 설치 구성함이 바람직하며, 자갈 등 비교적 작고 가벼운 이물질 많이 존재하는 수로의 경우에는 작은 눈을 구비하는 망체를 설치 구성함이 바람직하다.

또한, 이때 도 8에 도시된 바와 같이 이러한 본 발명의 전도식 수문(2)의 좌우측에는, 수문(2)의 좌우측 단이 지나는 회전면적을 커버하도록 상기 망체(10)의 좌우측으로부터 연장 결합되어, 수문(2)의 좌우측과 수로바닥(3)을 연결하는 측면 망체(20)(20')를 포함하여 구성할 수 있다.

이상과 같이 수문(2)의 개폐동작 영역을 커버하는 망체(10)(20)(20')를 수문(2)의 후면에 설치 구성함으로서, 수문(2)의 개폐상태와 무관하게 자연 방류되지 못하고 정체되는 수문의 후면영역으로 이물질이 유입되는 것을 완전히 차단시킬 수 있는 것이다. 이렇게 이물질로부터 항상 보호되는 수문(2)의 후면영역을 제공함으로서, 수문(2)의 정확한 개폐동작을 구현하고, 수문(2)의 후면에 개폐수단(유압실린더, 구동모터 등)이 구비되는 경우에는 이물질에 의한 장치의 파손이나 오작동을 예방할 수 있는 것이다.

계속해서 도 9 내지 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 의한 전도식 수문을 보이는 것으로, 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전도식 수문(2)에는 수문(2)의 전면 혹은 후면을 향해 수중 내로 공기를 분사하는 에어 폭기수단(30)을 포함한다.

도 9에 도시된 바와 같이, 이러한 에어 폭기수단(30)은 압축공기를 생성하는 에어 컴프레서(31)와; 상기 에어 컴프레서(31)로부터 수문(2)의 내부로 이어지는 주관(32)과, 상기 주관(32)으로부터 연결되는 다수의 분기관(33)과, 이 각 분기관(33)에 설치된 다수의 분사노즐(34)로 구성된다.

도 10에 도시된 바와 같이, 이러한 에어 폭기수단(30)의 분사노즐(34)을 수문(2)의 전면에 설치하는 경우에는 비교적 정체된 수중 내에 에어를 공급함으로서 수질개선을 구현할 수 있으며, 담수(수문의 닫힘 시)상태에서 장시간 정체된 수문(2) 전면 수중에 대하여 이물질의 퇴적을 방지할 수 있는 기능을 겸하게 된다.

또한, 도 11에 도시된 바와 같이, 이러한 에어 폭기수단(30)의 분사노즐(34)을 수문(2)의 후면에 설치하는 경우에는 망체(10)의 눈을 통하여 수문(2)의 후면부로 유입된 토사와 같은 비교적 작은 입자의 이물질이 수문(2)의 후면 바닥에 퇴적되지 않고 자연 방류될 수 있도록 하며, 또한 이렇게 수문(2)의 후면을 향해 분사되는 에어는 장시간 수중 상태에서 머무르는 망체(10)에 이끼 등의 부착물을 제거할 수 있는 청소기능을 겸할 수 있다.

이러한 에어 분사노즐(34)은 수문(2)의 전후면 전체적으로 배치될 수 있으나, 도시된 바와 같이 오래 동안 정체영역을 형성하고 이물질의 퇴적을 방지하기 위해서는 수로바닥과 인접한 수문(2)의 하단부에 집중하여 배치하도록 함이 바람직하다.

이때, 이러한 에어 폭기수단(30)은 수문(2)과 일체를 이루는 분사노즐(34)을 구비하는 것으로, 무엇보다 외부 에어 컴프레서(31)로부터 수문(2) 내부로 연장 설치되는 주관(32)의 설치 시에는 격벽구조물(1)과 힌지축(2a)으로 연결되는 수문(2)의 개폐동작과의 간섭을 배제하기 위한 배관 설계 작업이 수반되어야 할 것이다. 예컨대, 본 발명의 실시예에서와 같이 배수로의 격벽구조물(1)과 연결되는 수문(2)의 힌지축(2a)을 중공축으로 하여 이러한 중공의 힌지축(2a) 내부를 주관(32)이 관통하여 수문(2) 내부로 연장 설치될 수 있도록 한다.

한편, 상기 수문(2)의 전면에 분사노즐(34)이 설치된 에어 폭기수단(30)은 도시되지 않은 상류 수위센서에 의하여 분사노즐(34)이 수중 내 위치하는 경우 항상 에어를 수문(2)의 전면으로 분사하도록 설정하며, 상기 수문(2)의 후면에 분사노즐(34)이 설치된 에어 폭기수단(30)은 도시되지 않은 하류 수위센서에 의하여 분사노즐(34)이 수중 내 위치하는 경우 항상 에어를 수문(2)의 후면으로 분사하도록 설정한다.

이상과 같이, 수문(2)의 전면 혹은 후면을 향해 수중 내 공기를 분사하는 에어 폭기수단(30)을 포함하여 구성함으로서, 망체(10)(20)(20')의 눈을 통하여 내부로 유입되는 작은 입자의 이물질이 퇴적되지 않고 자연 방류될 수 있는 유속환경을 제공할 수 있으며, 또한, 담수상태에서는 수문의 전면을 향하고 혹은 방류상태에서는 수문의 후면을 향하여 에어를 분사하도록 함으로서, 정체영역인 수중에 대하여 에어 분사에 의한 수질개선을 도모할 수 있는 것이다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

(1) : 격벽구조물 (2) : 수문
(2a) : 힌지축 (3) : 수로바닥
(10) : 망체 (20),(20') : 측면 망체
(30) : 에어 폭기수단 (31) : 에어 컴프레서
(32) : 주관 (33) : 분기관
(34) : 분사노즐

Claims (3)

1. 배수로의 양쪽 격벽구조물과 하부 힌지축으로 연결되어, 힌지축을 중심으로 물의 흐름방향으로 회전하며 수로를 개방시키는 전도식 수문에 있어서,
   설치되는 수문의 폭과 높이에 대응한 크기를 가지며 상단이 수문의 후면부 상단과 연결되고 하단이 열림 시 수문의 상단과 대향하는 수로바닥에 결합되는 후면 망체(10)와, 수문의 좌우측 단이 지나는 회전면적을 커버하도록 상기 후면 망체(10)의 좌우측으로부터 연장 결합되어 상단이 수문의 좌우측 단에 연결되고 하단이 수로바닥에 결합되는 측면 망체(20)(20')와,
   압축공기를 생성하는 에어 컴프레서(31)와; 상기 에어 컴프레서로부터 연결되어 중공축으로 형성되는 힌지축을 지나 수문 내부로 이어지는 주관(32)과; 상기 주관과 연결되는 다수의 분기관(33)과; 상기 각 분기관에 설치되어 상기 망체(10)(20)(20')를 향하도록 수문의 후면을 향해 에어를 분사하는 다수의 분사노즐(34)로 이루어진 에어 폭기수단(30)을 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 이물질 차단구조를 갖는 전도식 수문.
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