KR101051054B1 - 수문의 개폐장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하천이나 농수로 등의 수로에 설치되어 수량 및 수심을 조절하는 수문에 관한 것으로,

감속부와 승강부와 클러치가 상호 결합된 개폐장치로서; 상기 감속부의 일단부에 장착된 주기어(31)와 상기 주기어(31)의 기어열에 치합되는 다수개의 보조기어(32)를 갖는 제1완속기(30)와; 상기 감속부의 타단부에 장착된 주기어(41)와 상기 주기어(41)의 기어열에 치합되는 다수개의 보조기어(42)를 갖는 제2완속기(40); 및 상기 제2완속기(40)의 회전축(42a)에 장착된 드럼(51)과 상기 드럼(51)내의 공간부에 힌지결합되어 상기 드럼(51)의 내벽면과 선택적으로 마찰하는 다수개의 슈우(52)를 갖는 브레이커(50)를 더 구비함으로써,

상기 완속기들 및 브레이커에 의해 상기 수문의 급속한 폐문이 이루어지지 않으므로 상기 수문의 개폐 안정성 및 작동성이 향상되어 설비손상 및 안전사고가 예방될 뿐만 아니라 제품의 신뢰성이 향상되도록 한 것이다.

수문, 핸들, 감속부, 승강부, 클러치, 제1,2완속기, 브레이커

Description

수문의 개폐장치{Apparatus for opening and shutting the floodgate}

본 발명은 하천이나 농수로 등의 수로에 설치되어 수량 및 수심을 조절하는 수문에 관한 것으로, 특히 수문의 폐문과정에서 자중에 의한 가속으로 인해 발생하는 충격력을 흡수하여 설비손상을 방지시킴은 물론 안전사고를 예방시킬 수 있도록 한 수문의 개폐장치에 관한 것이다.

일반적으로, 수문은 저수지나 호수나 하천이나 농수로 등의 수로에 설치되어 수량 및 수심을 조절하는 것으로서, 이 수문에는 집중호우가 발생하는 경우 물의 흐름을 차단하여 역류현상을 방지하고 가뭄에 물의 흐름을 개방하여 저수량을 적절히 유지하는 수단으로 개폐기가 설치되어 있다.

상기한 개폐기는 수동 또는 전동방식으로 작동하며, 상기 수동의 개폐기는 핸들에 의해 작동하는 웜과 웜휠을 갖는 감속부와, 상기 감속부에 연결되면서 랙과 피니언을 갖는 승강부, 및 상기 감속부에 구성되어 상기 웜휠과 상기 피니언의 동력전달라인을 단속하는 클러치로 구성된다.

따라서, 상기 수로에 물을 공급하기 위하여 상기 핸들을 작동하면서, 상기 감속기의 출력축상에 구비된 클러치에 의해 상기 감속부와 상기 승강부의 동력전달라인이 상호 연결된 상태이므로, 상기 승강부의 피니언과 랙의 상호 작용에 의해 상기 수문이 상승하여 개문되는 것이다.

반면에, 상기 수로의 수량조절작업이 완료되는 경우, 상기 클러치를 이탈시키어 상기 감속부와 상기 승강부의 동력전달라인을 차단하면, 상기 수문이 자체중량에 의해 하강하여 폐문되는 것이다.

그런데, 상기 수문의 폐문작업이 자체중량에 의한 무부하 상태로 급속히 이루어지므로, 상기 개폐기내의 기계요소들에 무리를 주고 가속 등으로 인한 설비 손상이 발생하고 수문의 수명이 단축됨은 물론 상기 수문의 가속에 의한 충격력으로 안전사고의 위험성이 내포하는 문제점이 있었다.

이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 제문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 수문의 폐문과정에서 자중에 의한 가속으로 인해 발생하는 충격력을 흡수하여 설비손상을 방지시킴은 물론 안전사고를 예방시킬 수 있도록 한 수문의 개폐장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은; 핸들을 장착한 하우징과; 상기 핸들의 회전축에 결합된 웜과 상기 웜의 기어열에 치합되는 웜휠을 갖는 감속부; 상기 웜휠의 축에 장착된 피니언과 상기 피니언의 기어열에 치합되어 수문을 승강시키는 랙을 갖는 승강부; 및 상기 축의 회전경로에 장착되어 상기 감속부와 승강부의 동력전달라인을 단속하는 클러치로 이루어진 수문의 개폐장치로서; 상기 웜휠의 축의 일단부에 장착된 주기어와, 상기 주기어의 기어열에 치합된 다수개의 보조기어를 이용하여 상기 수문의 하강을 완속하는 제1완속기 와; 상기 웜휠의 축의 타단부에 장착된 주기어와, 상기 주기어의 기어열에 치합된 다수개의 보조기어를 이용하여 상기 수문의 하강을 완속하는 제2완속기; 및 상기 제2완속기의 회전축에 장착된 드럼과 상기 드럼내의 공간부에 힌지결합되어 상기 드럼의 내벽면과 선택적으로 마찰하는 다수개의 슈우를 갖는 브레이커를 더 포함한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 상기 완속기들 및 브레이커에 의해 상기 수문의 급속한 폐문이 이루어지지 않으므로 상기 수문의 개폐 안정성 및 작동성이 향상되어 설비손상 및 안전사고가 예방될 뿐만 아니라 제품의 신뢰성이 향상되는 효과가 있는 것이다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 수문의 개폐장치를 도시한 개략적인 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 도 1의 A-A선을 도시한 단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 도 1의 B-B선을 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 도 1의 C-C선을 도시한 단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 도 4의 작동상태를 도시한 단면도이다.

핸들(12)을 장착한 하우징(10)과; 상기 핸들(12)의 회전축(12a)에 결합된 웜(14)과 웜휠(16)을 이용하여 상기 핸들(12)의 회전력을 감속하는 감속부; 상기 웜휠(16)의 축(16a)에 결합된 피니언(22)과 랙(24)을 이용하여 수문을 승강시키는 승강부; 및 상기 축(16a)의 회전경로에 장착되어 상기 감속부와 승강부의 동력전달라인을 단속하는 클러치(20)로 이루어진 수문의 개폐장치로서, 상기 웜휠축(16a)의 일단부에 장착된 주기어(31)와 상기 주기어(31)의 기어열에 치합되는 다수개의 보조기어(32)를 이용하여 상기 축(16a)의 회전속도를 완속하는 제1완속기(30)와; 상기 웜휠축(16a)의 타단부에 장착된 주기어(41)와 상기 주기어(41)의 기어열에 치합되는 다수개의 보조기어(42)를 이용하여 상기 축(16a)의 회전속도를 완속하는 제2완속기(40); 및 상기 제2완속기(40)의 회전축(42a)에 장착된 드럼(51)과 상기 드럼(51)내의 공간부에 힌지결합되어 상기 드럼(51)의 내벽면과 선택적으로 마찰하는 다수개의 슈우(52)를 갖는 브레이커(50)를 더 포함한다.

먼저, 본 발명에 의한 개폐장치는 상기한 공지의 동력전달라인에 제1완속기(30)와 제2완속기(40) 및 브레이커(50)를 더 구비함으로써, 상기 수문의 폐문과정에서 상기 수문의 자중에 의한 가속으로 인하여 발생하는 설비사고 및 안전사고를 예방한 것에 특징이 있다.

그리고, 본 실시예에서는 상기 수문의 개폐장치로서 수동방식에 한정하여 설명하였지만 전동방식에도 모두 적용이 가능하며, 특히 상기 수문의 개폐장치를 수동방식으로 구성하는 경우 상기 하우징(10)의 일측부에 외력에 의해 정회전 또는 역회전하는 핸들(12)를 갖는다.

그리고, 상기 하우징(10)에는 상기 핸들(12)의 회전력을 입력받아 수문을 개폐하는 수단으로서 감속부와 승강부와 클러치를 포함한 기계요소가 내장되며, 상기 기계요소의 작동구조는 공지기술이므로 자세한 설명을 생략하기로 하고 상기 완속기(30,40) 및 브레이커(50)에 한정하여 설명한다.

여기서, 감속부는, 상기 핸들(12)의 축(12a)상에 기어맞물림식으로 결합되는 웜(14), 및 상기 웜(15)의 기여열에 기머맞물림식으로 결합됨은 물론 그 중심부에 축(16a)이 구성된 웜휠(16)로 구성된다.

또한, 상기 승강부는, 상기 축(16a)의 둘레면에 일체로 또는 결합된 피니언(22), 및 상기 피니언(22)의 기어열에 기어맞물림식으로 결합되어 상기 수문을 승강시키는 랙(24)으로 구성된다.

이때, 본원에서는 상기 핸들(12)에 의해 감속부와 승강부가 작동하는 것으로 한정하였지만, 상기 핸들(12)을 대신하여 자동회전수단을 구비할 수도 있다.

따라서, 상기 핸들(12)을 회전시키면, 상기 웜(14)과 웜휠(16)의 상호 작용에 의해 상기 피니언(22)이 일방향으로 회전하고, 이로 인해 상기 피니언(22)의 기어열에 결합되어 있던 상기 랙(24)이 상승 및 하강하므로, 상기 랙(24)에 장착된 상기 수문이 개폐되는 것이다.

그리고, 클러치(20)는, 상기 축(16a)의 회전경로상에 장착되어 상기 핸들(12)의 회전력을 전달 및 차단하는 것으로서, 상기 하우징(10)의 외측에 설치되는 레버(20a)를 통해 작동하며, 특히 상기 수문의 개문과정에서 상기 감속부와 상기 승강부의 동력전달기능을 수행한다.

즉, 상기 클러치(20)가 작동되는 경우 상기 핸들(12)의 회전력이 상기 피니언(24)을 통해 랙(24)으로 전달되는 반면, 상기 클러치(20)가 작동하지 않는 경우 상기 피니언(22)과 랙(24)이 자유상태가 되므로 상기 수문의 자중에 의한 축(16a)의 역회전으로 폐문작용이 수행된다.

한편, 본 발명의 핵심적인 기술사상은 상기 수문의 폐문시 인위적인 부하를 가하는 제어구조를 갖추어 상기 수문이 급속하게 폐문되지 않고 서서히 폐문작업이 이루어지도록 한 것으로서, 이를 구체적으로 설명하면 상기 축(16a)의 회전경로에 제1,2완속기(30,40) 및 브레이커(50)를 더 갖춘 것이다.

그리고, 제1완속기(30)는, 상기 축(16a)의 일단부에 장착되는 주기어(31)와, 상기 주기어(31)의 기어열에 기어맞물림식으로 결합되어 회전축(32a)을 따라 공회전하는 다수개의 보조기어(32), 및 상기 주기어(31)와 보조기어(32)의 둘레면을 감싸는 기어박스(33)로 이루어진다.

그리고, 제2완속기(40)는, 상기 축(16a)의 타단부에 장착되는 주기어(41)와, 상기 주기어(41)의 기어열에 기어맞물림식으로 결합되어 회전축(42a)을 따라 공회전하는 다수개의 보조기어(42), 및 상기 주기어(41)와 보조기어(42)의 둘레면을 감싸는 기어박스(43)로 이루어진다.

그리고, 브레이커(50)는, 상기 보조기어(42)의 회전축(42a)에 장착되어 동시에 회전하는 회전판과, 상기 제2완속기(40)의 외벽에 장착되어 상기 회전판의 둘레면을 전체적으로 감싸는 드럼(51), 상기 회전판에 힌지축(53)을 통해 결합되어 상기 수문의 폐문과정에서 상기 드럼(51)의 내벽면을 따라 밀착되어 마찰력을 발생하는 다수개의 슈우(52)로 이루어진다.

이때, 상기 브레이커(50)로서 상기 회전판에 힌지축(53)을 통해 슈우(52)가 장착되는 것에 한정하였지만, 상기 보조기어(42)의 회전과정에서 상기 슈우(52)가 벌어지거나 오무려지는 것이라면 본원의 기술범주에 포함됨은 당연하다.

또한, 상기 슈우(52)의 둘레면에 즉 상기 드럼(51)의 내벽면과 접촉하는 접촉면에 라이닝을 설치하여 필요에 따라 교환함이 바람직하다.

이하, 본 발명에 따른 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 개폐장치에 구성된 상기 클러치(20)를 결합하고 상기 핸들(12)을 회전시키게 되면, 상기 축(16a)의 전방 및 후방에 각각 장착된 상기 제1,2완속기(30,40)는 상기 축(16a)과 함께 정회전한다.

이 경우, 상기 제1,2완속기(30,40)에 각각 구성된 상기 주기어(31,41)이 정회전하는 상태이므로, 도 4와 같이 상기 드럼(51)의 내벽면에 상기 슈우(52)가 접촉하지 않아 상기 수문의 개문작업이 이루어진다.

반면, 상기 개폐장치에 구성된 상기 클러치(20)를 해제하면, 상기 축(16a)이 무부하 상태로 놓여지므로, 상기 축(16a)에 장착된 상기 제1,2완속기(30,40)는 상기 축(16a)과 함께 역회전한다.

이 경우, 상기 제1,2완속기(30,40)에 각각 구성된 상기 주기어(31,41)이 역회전하는 상태이므로, 도 5와 같이 상기 드럼(51)의 내벽면에 상기 슈우(52)가 접촉하여 마찰작용을 수행한다.

즉, 상기 브레이커(50)의 드럼(51)이 역회전하는 경우, 상기 슈우(52)가 상기 힌지축(53)을 따라 벌어져 상기 드럼(51)의 내벽면을 따라 밀착되므로, 상기 수문의 폐문속도가 완속되는 것이다

이상에서와 같이 본 발명의 일 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 이에 국한되지 않고 청구범위에 기재된 범위 내에서 변경이 가능할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 수문의 개폐장치를 도시한 개략적인 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 도 1의 A-A선을 도시한 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 도 1의 B-B선을 도시한 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 도 1의 C-C선을 도시한 단면도,

도 5는 본 발명에 따른 도 4의 작동상태를 도시한 단면도이다.

* 도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 하우징 12 : 핸들

14 : 웜 16 : 웜휠

16a : 축 20 : 클러치

22 : 피니언 24 : 랙

30,40 : 제1,2완속기 31,41 : 주기어

32,42 : 보조기어 50 : 브레이커

51 : 드럼 52 : 슈우

Claims (1)

1. 핸들(12)을 장착한 하우징(10)과; 상기 핸들(12)의 회전축(12a)에 결합된 웜(14)과 웜휠(16)을 이용하여 상기 핸들(12)의 회전력을 감속하는 감속부; 상기 웜휠(16)의 축(16a)에 결합된 피니언(22)과 랙(24)을 이용하여 수문을 승강시키는 승강부; 및 상기 축(16a)의 회전경로에 장착되어 상기 감속부와 승강부의 동력전달라인을 단속하는 클러치(20)로 이루어진 수문의 개폐장치로서,

   상기 웜휠 축(16a)의 일단부에 장착된 주기어(31)와 상기 주기어(31)의 기어열에 치합되는 다수개의 보조기어(32)를 이용하여 상기 축(16a)의 회전속도를 완속하는 제1완속기(30)와;

   상기 웜휠 축(16a)의 타단부에 장착된 주기어(41)와 상기 주기어(41)의 기어열에 치합되는 다수개의 보조기어(42)를 이용하여 상기 축(16a)의 회전속도를 완속하는 제2완속기(40); 및

   상기 제2완속기(40)의 회전축(42a)에 장착된 드럼(51)과 상기 드럼(51)내의 수용공간에 힌지결합되어 상기 드럼(51)의 내벽면과 선택적으로 마찰하는 다수개의 슈우(52)를 갖는 브레이커(50):

   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수문의 개폐장치.

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