KR101051471B1 - 어도장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보에 설치되고, 내부에 하천수가 흐르는 이송공간이 형성된 이송관과; 상기 이송관 일측에 상기 이송공간과 연통되고, 상기 보를 기준으로 상류인 고수위측 하천수에 입수되어 상기 고수위측 하천수가 유입되는 입수관과; 상기 이송관 타측에 상기 이송공간과 연통되고, 상기 보를 기준으로 하류인 저수위측 하천수에 위치되어 수위차에 의해 상기 고수위측 하천수가 상기 저수위측 하천수로 흐르도록, 일단에 형성된 배수구가 상기 고수위측 하천수의 수위보다 낮은 위치에 오도록 가변수단에 의해 그 길이가 가변되게 설치되는 배수관과; 상기 보에 설치되고, 상기 고수위측 하천수의 수위변동에 따라 상기 배수구가 상기 고수위측 하천수의 수위보다 낮은 위치에 오도록 상기 가변수단을 제어하여 배수관 길이가 가변되게 하는 배수관 길이제어부를 포함하고 있다.

본 발명은 기축조된 보를 변형시키지 않고, 상/하류의 수위차에 따른 수압차를 이용하여 하천수가 보를 월류하여 흐르도록 함으로써, 기축조된 보에 간편하게 어도를 형성시킬 수 있으며, 가변적인 수위에도 상/하류의 수위차를 유지시켜 하천수의 흐름이 단절되는 것을 방지하기 때문에, 가변적인 상류의 수위에도 어도를 항상 형성할 수 있는 장점이 있다.

보, 어도, 월류, 수압차, 사이폰

Description

어도장치{FISHWAY APPARATUS}

본 발명은 어도장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 보에 의해 발생되는 하천 상/하류의 수위차에 따른 수압의 차이를 이용하여 고수위의 상류 하천수가 보를 월류하도록 함으로써 어도를 형성하는 어도장치에 관한 것이다.

일반적으로 하천에는 물을 저장하여 농업용수나 공업용수로 이용하기 위하여 하천의 제방과 제방을 가로지르는 보가 설치되고 있다.

이러한 보는 저수되는 물의 수위를 항상 일정범위 내에 있도록 물을 저장하여 주는 기능을 하며, 홍수시 또는 가뭄시의 수위를 조절해 주기 위하여 수문이 형성되어 있다.

그러나, 하천에 보가 설치된 경우에는 하천의 하류와 상류가 단절되는 결과를 초래하게 된다. 이는 어류들이 하천의 상/하류로 오르내리는 것이 곤란해지고, 결국 하천에서 서식하는 각종 어류들의 서식환경이 변화된다.

특히, 산란을 위해 회귀하는 어류가 하류에서 상류로 거슬러 이동할 수 없게 되어 어류의 생태계가 파괴되는 결과를 초래하는 문제점이 있었다.

따라서, 보를 설치하는 과정에서 적어도 하나 이상의 수로를 보에 형성하여 어류가 이동할 수 있는 어도로 활용하고 있다. 근래에는 보에 어류가 이동할 수 있도록 설치된 어도의 다양한 연구가 진행되고 있다.

보에 수로를 형성하여 어도로 활용한 종래기술로는 대한민국 등록실용신안공보 제0277591호에 개시된 하천의 수중보용 어도장치가 있다.

종래기술은 보에 수로를 형성하고 수로를 차폐하는 수문을 구비하되, 수문이 저수되는 하천수의 수위에 따라 승강되게 설치되고, 수문에는 저수되는 하천수가 흐르도록 출입공이 형성되어 있다.

그러나, 이러한 종래기술은 보의 축조시 수로 및 수문을 함께 건설해야 하는 문제점이 있었다. 또한, 장시간의 사용으로 수문의 오작동시에는 어도로서의 기능을 할 수가 없으며, 외력에 의해 수문이 파손될 경우에는 보의 기능을 하지 못하는 문제점이 있었다.

그리고, 기 축조된 보에 설치하고자 할 경우 축조된 보에 수로를 형성하기 위해 보의 일부를 절개하여 수로를 형성하고, 수문을 설치해야 하는 등 기축조된 보에는 어도를 형성하는 데에 어려움이 있었다.

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 기 축조된 보에 간편하게 설치할 수 있으며, 가변적인 수위에도 어도의 기능을 할 수 있는 어도장치를 제공하는 데에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 보에 설치되고, 내부에 하천수가 흐르는 이송공간이 형성된 이송관과; 상기 이송관 일측에 상기 이송공간과 연통되고, 상기 보를 기준으로 상류인 고수위측 하천수에 입수되어 상기 고수위측 하천수가 유입되는 입수관과; 상기 이송관 타측에 상기 이송공간과 연통되고, 상기 보를 기준으로 하류인 저수위측 하천수에 위치되어 수위차에 의해 상기 고수위측 하천수가 상기 저수위측 하천수로 흐르도록, 일단에 형성된 배수구가 상기 고수위측 하천수의 수위보다 낮은 위치에 오도록 가변수단에 의해 그 길이가 가변되게 설치되는 배수관과; 상기 보에 설치되고, 상기 고수위측 하천수의 수위변동에 따라 상기 배수구가 상기 고수위측 하천수의 수위보다 낮은 위치에 오도록 상기 가변수단을 제어하여 배수관 길이가 가변되게 하는 배수관 길이제어부를 포함하고 있다.

또한, 본 실시 예는 상기 배수관이 설치된 보의 표면에는 상기 배수관이 인입되고, 상기 배수관으로부터 배출되는 상기 고수위측 하천수가 일정량 저수되며, 저수된 상기 고수위측 하천수의 흐름량을 제어하여 상기 고수위측 하천수의 유속을 제어하는 수문이 구비된 어항부재와, 상기 수문으로부터 배출된 상기 고수위측 하 천수의 흐름방향을 따라 상기 어항부재의 일측으로부터 연장되되 상기 고수위측 하천수가 일정량 고이고 월류되어 흐르게 하는 다수의 고임부가 형성된 어류안내부재가 더 구비된다.

상기 가변수단은 상기 배수관은 길이가 가변되도록 외면에 주름이 형성되고, 상기 배수구의 일측에 연결되고, 상기 배수관의 길이방향으로 연장되며 측면에 기어치가 형성된 래크부재와; 상기 래크부재의 기어치에 맞물리는 피니언부재와; 상기 피니언부재에 회전력을 전달하는 구동모터를 포함하고 있다.

또한, 본 실시 예는 상기 이송관에 설치되고, 상기 이송공간을 지나는 상기 고수위측 하천수에 포함된 기포를 배출시키는 배출밸브와, 상기 배출밸브와 연결되어 상기 배출밸브의 개구시 상기 이송공간내의 압력강하로 외부공기가 유입되는 것을 방지하고, 상기 기포는 유입시키는 압력탱크;가 더 구비된다.

그리고, 상기 입수관은 길이가 가변되도록 외면에 주름이 형성되며, 상기 고수위측 하천수가 유입되는 상기 입수관의 입수구에 마련되어, 상기 입수구가 상기 고수위측 하천수에 입수되게 하는 중량추와; 상기 입수구로부터 상기 입수관의 길이방향으로 이격된 위치에 마련되어 상기 입수관이 상기 고수위측 하천수의 수위에 따라 길이가 가변되도록 상기 고수위측 하천수에 뜨는 부력부재;를 더 구비된다.

상기 배수관 길이제어부는 상기 보에 설치되고, 상기 고수위측 하천수의 수위를 측정하는 수위측정센서와; 상기 수위측정센서에 의해 측정된 상기 고수위측 하천수의 수위값을 수신받아 상기 구동모터를 제어하여 상기 배수관의 길이가 가변되게 하는 콘트롤부를 포함하고 있다.

본 발명은 기축조된 보를 변형시키지 않고, 상/하류의 수위차에 따른 수압차를 이용하여 하천수가 보를 월류하여 흐르도록 함으로써, 기축조된 보에 간편하게 어도를 형성시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 가변적인 수위에도 상/하류의 수위차를 유지시켜 하천수의 흐름이 단절되는 것을 방지하기 때문에, 가변적인 상류의 수위에도 어도를 항상 형성할 수 있는 장점이 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 어도장치의 실시 예를 첨부한 도 1, 도 2에 나타내 보였다.

도 1, 도 2를 참조하면, 본 실시 예는 사이폰 원리를 이용하여 보를 기준으로 상류인 고수위측 하천수를 하류인 저수위측 하천수로 흐르도록 한 것입니다.

이러한, 어도장치는 보(10)에 설치되고 내부에 하천수가 흐르는 이송공간(21)이 형성된 이송관(20)과, 이송관(20) 일측에 연결되어 입수구(31)가 고수위측 하천수에 입수되는 입수관(30)과, 이송관(20) 타측에 연결되어 배수구(41)가 고수위측 하천수의 수위보다 낮은 위치에 오도록 설치되는 배수관(40)으로 이루어진다.

이와 같이 연결된 입수관(30), 이송관(20), 배수관(40)은 고수위측 하천수가 보(10)를 월류하여 저수위측 하천수로 흐르도록 하천수의 이송통로를 형성하게 된다.

그리고, 고수위측 하천수의 수위변동에 따라 배수관(40)의 배수구(41)를 항상 고수위측 하천수의 수위보다 낮은 위치에 오도록 하기 위해, 배수관(40)은 가변수단(50)에 의해 길이가 가변되게 형성된다. 그리고, 고수위측 하천수의 수위변동에 따라 가변수단(50)을 제어하여 배수관(40)의 길이가 가변되게 하는 배수관 길이제어부(60)가 구비된다.

가변수단(50)은 배수관(40)의 외면에 주름(42)을 형성하여 그 길이가 가변되도록 하고, 배수구(41)의 일측에 연결되어 배수관(40)의 길이방향으로 연장되고 측면에 기어치가 형성된 래크부재(51)와, 래크부재(51)의 기어치에 맞물리는 피니언부재(52)와, 피니언부재(52)를 회전시키는 구동모터(53)로 이루어진다.

가변수단은 상기에 한정되지 않고, 배수관을 안테나와 같이 다수의 단위관을 구비하고, 다수의 단위관이 상호 인입 또는 인출되게 하여 그 길이가 가변되게 할 수도 있다. 또한, 배수관의 일측을 유/공압 액츄에이터에 의해 길이방향으로 진퇴시켜 배수관의 길이가 가변되게 할 수 있다.

배수관 길이제어부(60)는 보(10)에 설치되어 고수위측 하천수의 수위를 측정하는 수위측정센서(61)와, 수위측정센서(61)에 의해 측정된 고수위측 하천수의 수위값을 수신받아 그에 상응하는 배수관(40)의 길이값에 맞게 구동모터(53)를 제어하여 배수관(40)의 길이가 가변되게 하는 콘트롤부(62)로 이루어진다.

콘트롤부(62)는 엔코더(63)를 이용하여 구동모터(53) 회전축 및 피니언부재(52)의 회전수로부터 배수관(40)의 연장 또는 축소된 거리를 측정하고, 기저장된 고수위측 하천수의 수위값에 따른 배수관(40)의 길이와 비교하여 구동모터(53)를 제어하게 된다.

한편, 입수관(30)도 길이가 가변되도록 외면에 주름(32)이 형성된다. 그리고, 입수구(31)에는 입수구(31)가 고수위측 하천수에 입수되게 중량추(33)가 구비된다.

입수구(31)로부터 입수관(30)의 길이방향으로 일정 거리 이격된 위치에 부력부재(34)를 구비함으로써, 고수위측 하천수의 수위변동에 따라 입수관(30)이 길이가 가변되도록 한다.

이송관(20)에는 이송공간(21)에 모이는 기포를 외부로 배출시키도록 이송관(20)에 설치된 배출밸브(70)와, 배출밸브(70)와 연결되어 배출밸브(70)의 개구시 이송공간(21)내의 압력강하를 방지하면서 배출밸브(70)로부터 배출되는 기포는 유입시키는 압력탱크(80)가 구비된다.

이는, 이송공간(21)에 기포가 모이거나, 기포 배출을 위해 배출밸브(70)의 개구시 이송공간(21)이 대기와 연통됨으로써, 이송공간(21)의 압력이 강하되면 사이폰 원리에 의해 더이상 고수위측 하천수가 흐르지 않기 때문이다.

압력탱크(80)는 내부에 일정량의 물이 채워지고 밀폐되어 있으며, 상측에는 유입된 기포를 배출하기 위한 배출구(81)가 형성되어 있다. 배출구(81)의 개구는 배출밸브(70)가 차폐된 상태에서 이루어져야 한다.

한편, 배수관(40)이 설치된 보(10)의 표면에는 배수관(40)이 인입되고, 배수관(40)으로부터 배출되는 고수위측 하천수가 일정량 저수되는 어항부재(90)가 구비된다. 물론, 어항부재(90)에 일정량 이상 공급된 고수위측 하천수는 월류된다.

그리고, 어항부재(90)에는 저수된 고수위측 하천수의 배출량을 제어하는 수문(91)이 구비된다. 수문(91)의 의해 제어되는 하천수의 배출량에 따라 고수위측 하천수의 유속이 제어된다.

수문(91)으로부터 배출된 고수위측 하천수의 흐름방향을 따라 어항부재(90)의 일측으로부터 연장된 어류안내부재(100)가 구비된다. 어류안내부재(100)의 저면에는 고수위측 하천수가 일정량 고이고 월류되어 흐르게 하는 다수의 고임부(101)가 형성된다.

고임부(101)는 저수량이 어항부재(90)의 저수량보다 적도록 형성한다.

미설명된 부호 22는 이송관(20)을 보(10)에 고정하기 위한 브라켓이고, 54는 피니어부재(52)와 구동모터(53)가 내장되는 하우징이다.

이하에서는, 이와 같이 구성된 본 실시 예의 작용 및 효과에 대해 설명한다.

본 실시 예를 보에 설치한 후, 배수관(40)의 배수구(41)측에 펌프를 연결하고, 펌프를 이용하여 고수위측 하천수가 입수관(30), 이송관(20), 배수관(40)을 순차적으로 거쳐 저수위측 하천수로 유입되게 한다. 이와 같이, 고수위측 하천수가 이송되는 상태에서 펌프의 작동을 정지시키고 펌프를 배수구(41)로부터 분리하게 되면, 사이폰 원리에 의해 고수위측 하천수의 흐름이 지속된다.

배수관(40)으로부터 배출된 고수위측 하천수는 어항부재(90)에 일정량 저장되고, 수문(91)를 개구하여 어항부재(90)로부터 어류안내부재(100)로 배출되어 흐르게 된다. 그리고, 수문(91)의 개구량 제어로 고수위측 하천수의 배출량이 제어되면서 어류안내부재(100)에 흐르는 고수위측 하천수의 유속을 제어하게 된다.

어류안내부재(100)에 흐르는 고수위측 하천수는 고임부(101)에 의해 일정량 고이고 월류되면서 흐르게 되면서 어도를 형성하게 된다.

이에, 저수위측 하천수의 어류가 어류안내부재(100) 및 어항부재(90), 배수관(40), 이송관(20), 입수관(30)을 통해 상류로 거슬러 올라가게 된다.

어항부재(90)는 어류안내부재(100)를 통해 거슬러 올라온 어류가 힘을 비축할 수 있는 공간을 제공한다.

또한, 어항부재(90)는 어류안내부재(100)로 흐르는 고수위측 하천수의 유속을 제어하여 어류안내부재(100)를 통해 거슬러 올라오는 어류가 용이하게 이동될 수 있게 한다.

한편, 고수위측 하천수의 수위가 변동되면, 변동된 고수위측 하천수의 수위는 수위측정센서(61)에 의해 측정된다. 측정된 수위값은 콘트롤부(62)에 수신된다. 콘트롤부(62)는 측정된 수위값에 따라 그에 상응하는 배수관(40)의 길이를 기저장된 데이터로부터 정하게 된다. 그리고, 정해진 배수관(40)의 길이에 맞게 가변수단(50)을 제어하여 배수관(40)의 길이를 가변시키게 된다.

따라서, 고수위측 하천수의 수위가 변동되더라도, 배수관(40)의 길이가 가변되어 배수관(40)의 배수구(41)가 고수위측 하천수의 수위보다 낮은 위치에 있도록 함으로써, 사이폰 원리에 의해 고수위측 하천수가 지속적으로 보(10)를 월류하여 흐르게 된다.

앞에서 설명된 본 발명의 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여 만 제한되고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 어도장치의 실시 예를 도시한 도면,

도 2는 도 1의 어도장치의 구조를 도시한 도면,

도 3은 도 1의 어도장치에서 배수관의 길이를 제어하기 위한 제어블럭도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 보 20 : 이송관

30 : 입수관 40 : 배수관

50 : 가변수단 60 : 배수관 길이제어부

70 : 배출밸브 80 : 압력탱크

90 : 어항부재 100 : 어류안내부재

Claims (5)

1. 보에 설치되고, 내부에 하천수가 흐르는 이송공간이 형성된 이송관과;

   상기 이송관 일측에 상기 이송공간과 연통되고, 상기 보를 기준으로 상류인 고수위측 하천수에 입수되어 상기 고수위측 하천수가 유입되는 입수관과;

   상기 이송관 타측에 상기 이송공간과 연통되고, 상기 보를 기준으로 하류인 저수위측 하천수에 위치되어 수위차에 의해 상기 고수위측 하천수가 상기 저수위측 하천수로 흐르도록, 일단에 형성된 배수구가 상기 고수위측 하천수의 수위보다 낮은 위치에 오도록 가변수단에 의해 그 길이가 가변되게 설치되는 배수관과;

   상기 보에 설치되고, 상기 고수위측 하천수의 수위변동에 따라 상기 배수구가 상기 고수위측 하천수의 수위보다 낮은 위치에 오도록 상기 가변수단을 제어하여 배수관 길이가 가변되게 하는 배수관 길이제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 어도장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 배수관이 설치된 보의 표면에는 상기 배수관이 인입되고, 상기 배수관으로부터 배출되는 상기 고수위측 하천수가 일정량 저수되며, 저수된 상기 고수위측 하천수의 흐름량을 제어하여 상기 고수위측 하천수의 유속을 제어하는 수문이 구비된 어항부재가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 어도장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 수문으로부터 배출된 상기 고수위측 하천수의 흐름방향을 따라 상기 어항부재의 일측으로부터 연장되되 상기 고수위측 하천수가 일정량 고이고 월류되어 흐르게 하는 다수의 고임부가 형성된 어류안내부재가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 어도장치.
4. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,

   상기 가변수단은

   상기 배수관은 길이가 가변되도록 외면에 주름이 형성되고,

   상기 배수구의 일측에 연결되고, 상기 배수관의 길이방향으로 연장되며 측면에 기어치가 형성된 래크부재와;

   상기 래크부재의 기어치에 맞물리는 피니언부재와;

   상기 피니언부재에 회전력을 전달하는 구동모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 어도장치.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 이송관에 설치되고, 상기 이송공간을 지나는 상기 고수위측 하천수에 포함된 기포를 배출시키는 배출밸브와,

   상기 배출밸브와 연결되어 상기 배출밸브의 개구시 상기 이송공간내의 압력강하로 외부공기가 유입되는 것을 방지하고, 상기 기포는 유입시키는 압력탱크;가 더 구비되고,

   상기 입수관은 길이가 가변되도록 외면에 주름이 형성되며,

   상기 고수위측 하천수가 유입되는 상기 입수관의 입수구에 마련되어, 상기 입수구가 상기 고수위측 하천수에 입수되게 하는 중량추와;

   상기 입수구로부터 상기 입수관의 길이방향으로 이격된 위치에 마련되어 상기 입수관이 상기 고수위측 하천수의 수위에 따라 길이가 가변되도록 상기 고수위측 하천수에 뜨는 부력부재;를 더 구비하고,

   상기 배수관 길이제어부는

   상기 보에 설치되고, 상기 고수위측 하천수의 수위를 측정하는 수위측정센서와;

   상기 수위측정센서에 의해 측정된 상기 고수위측 하천수의 수위값을 수신받아 상기 구동모터를 제어하여 상기 배수관의 길이가 가변되게 하는 콘트롤부를 포함하는 것을 특징으로 하는 어도장치.

Images