KR101067715B1 - 수중보를 이용한 환경친화형 어도시설 - Google Patents

Abstract

본 발명은 강이나 하천 등의 하류측 바닥으로부터 수중보 밑을 관통하여 상류측으로 이어지는 어도시설에 관한 것으로, 수문(22)(23)의 벽면 상하부에 설치된 서포터베어링(30)(32)(40)(42)에 의해 상하 양단이 지지된 피봇축(34)(44)에 원호형으로 형성된 복수의 회동암(36)(46)을 상하방향 일정한 간격을 두고 설치하고, 좌우측의 회동암(36)(46)이 상하방향으로 엇갈리게 깎지끼움 형태로 만나도록 회동암(36)(46)의 회전중심에 슬리브(38)(48)를 형성하며, 직선형의 후진구간(C1)과 경사형의 작동구간(C2), 직선형의 전진구간(C3)으로 이루어진 캠홈(52)(62)을 갖는 캠플레이트(50)(60)를 어도관(20)의 내측 천장에 설치하고, 회동암(36)(46)의 일측단부를 상하방향으로 관통하도록 설치된 캠축(54)(64)의 상단부를 캠플레이트(50)(60)의 캠홈(52)(62)에 삽입하여 구성된 것으로, 어도관에 설치된 수문이 닫힐 때 양쪽 수문에 설치된 회동암에 의해 수문 사이로 통과하는 어류의 이동을 차단하여 수문 닫힘에 의한 어류의 압사를 예방할 수 있는 효과가 있다.

Description

수중보를 이용한 환경친화형 어도시설{Environment-friendly fishway using Weir}

본 발명은 강이나 하천 등의 하류측 바닥으로부터 수중보 밑을 관통하여 상류측으로 이어지는 어도시설에 관한 것으로, 특히 어도내의 수문에 의한 물고기의 압사를 예방할 수 있도록 한 수중보를 이용한 환경친화형 어도시설에 관한 것이다.

댐이나 취입보를 포함한 하천횡단 수공구조물들은 하천에 서식하는 회유성 어류는 물론 계절에 따라 국지회유하는 어류 및 수생동물들의 이동통로를 막는다. 이는 수공구조물 상류의 하천 어류 개체수를 급속하게 감소시키거나 하천 생태계의 다양성 및 균형에 심각한 영향을 초래할 수 있다.

이러한 영향을 최소화하기 위한 방편으로 어도가 개발되었으며, 어도는 하천에서 어류 이동에 장애물이 있을 경우 어류의 원활한 이동을 유도하는 인공수리시설물이다. 과거에는 경제적인 어족자원 보호에 중점을 두었으나 최근에는 전체적인 어류 및 수생생물의 이동을 가능케 하여 생태계의 다양성 및 건전성을 도모하기 위한 목적으로 어도의 인식이 전환되고 있는 추세이다.

이와 같은 어도는 풀(pool)식어도, 수로식어도, 운영조작식어도, 혼용식어도 등 많은 종류의 어도가 개발되어 사용되고 있다. 이 중에서 특히 종래 수로식어도와 운영조작식어도를 겸한 어도는 첨부도면 도1 및 도2에 도시된 바와 같이 하천에 서식하는 어류의 소상을 위한 어도관(10)이 수중보(12)를 관통하여 상류측(14)과 하류측(16)을 연결하도록 설치되어 있었고, 어도관(10)의 하류측 입구(19)에는 상하방향으로 개폐되는 수문(18)이 설치되어 있었다.

또한, 첨부도면 도1의 상태와 같이 수문(18)이 개방되면, 상류측(14)으로 하류측(16)으로 흐르는 유속이 증가하여 하류측으로 이동하는 어류의 통로를 형성하게 되며, 하류측(16)에 있던 어류는 흐르는 방향에 저항하는 방향으로 따라서 소상하려는 특성을 갖기 때문에 어도관(10)의 입구(19)를 통과하지만 가파른 경사로에서는 오르지 못하고 정체된 상태로 머물게 된다.

이후 수문(18)이 닫히면서 입구(19)가 폐쇄되면, 어도관(10) 내의 유속이 급격하게 떨어지는 동시에 어도관(10)에 물이 채워지게 되어 어류의 소상을 돕게 된다.

그러나, 이와 같은 종래 어도시설은 수문(18)이 닫힐 때 입구(19)에 머물던 물고기가 압사되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 그 목적은 어도에 설치된 수문에 의한 어류의 압사를 예방할 수 있는 수중보를 이용한 환경친화형 어도시설을 제공함에 있다.

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 수문의 벽면 상하부에 설치된 서포터베어링에 의해 상하 양단이 지지된 피봇축에 원호형으로 형성된 복수의 회동암을 상하방향 일정한 간격을 두고 설치하고, 좌우측의 회동암이 상하방향으로 엇갈리게 깎지끼움 형태로 만나도록 회동암의 회전중심에 슬리브를 형성하며, 직선형의 후진구간과 경사형의 작동구간, 직선형의 전진구간으로 이루어진 캠홈을 갖는 캠플레이트를 어도관의 내측 천장에 설치하고, 회동암의 일측단부를 상하방향으로 관통하도록 설치된 캠축의 상단부를 캠플레이트의 캠홈에 삽입하여 수중보를 이용한 환경친화형 어도시설이 제공된다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 어도관에 설치된 수문이 닫힐 때 양쪽 수문에 설치된 회동암에 의해 수문 사이로 통과하는 어류의 이동을 차단하여 수문 닫힘에 의한 어류의 압사를 예방할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 어도시설에서 수문이 개방된 것을 개략적으로 보인 도면
도 2는 종래 어도시설에서 수문이 폐쇄된 것을 개략적으로 보인 도면
도 3은 본 발명에 따른 수문구조를 보인 사시도
도 4는 본 발명에 따른 수문구조를 보인 분해사시도
도 5는 본 발명에 따른 수문이 개방된 상태에서 어류의 이동을 보인 사시도
도 6은 본 발명에 따른 수문이 거의 닫힌 상태에서 어류의 이동이 차단된 것을 보인 사시도
도 7은 본 발명에 따른 수문이 개방된 상태를 보인 평단면도
도 8은 본 발명에 따른 수문이 닫히는 동작을 보인 평단면도
도 9는 본 발명에 따른 수문이 닫히기 직전에 회동암의 동작을 보인 평단면도
도 10은 본 발명에 따른 수문이 폐쇄된 것을 보인 평단면도
도 11은 본 발명에 따른 어도시설를 보인 정단면도
도 12는 본 발명에 따른 수중보를 이용한 환경친화형 어도시설을 개략적으로 보인 도면
도 13은 본 발명에 따른 캠플레이트의 구조를 보인 사시도
도 14는 본 발명에 따른 회동암의 구조를 보인 사시도

이하 본 발명에 따른 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

첨부도면 도3 내지 도14에 도시된 바와 같이 하천에 서식하는 어류의 소상을 위한 어도관(20)이 수중보(21)를 관통하여 상류측과 하류측을 연결하도록 설치되고, 하류측 어도관(20)의 중간에 미닫이형의 수문(22)(23)이 설치되며, 어도관(20)의 좌우측 외벽에 수문(22)(23)을 안내하기 위한 수문커버(24)(25)가 설치되고, 그 수문커버(24)(25)에 수문(22)(23)을 개폐하기 위한 유압실린더(26)(27)가 설치되는 통상의 구조를 갖는다.

여기서 수문(22)(23)의 벽면 상하부에 설치된 서포터베어링(30)(32)(40)(42)에 의해 상하 양단이 지지된 피봇축(34)(44)에 원호형으로 형성된 복수의 회동암(36)(46)을 상하방향 일정한 간격을 두고 설치하고, 좌우측의 회동암(36)(46)이 상하방향으로 엇갈리게 깎지끼움 형태로 만나도록 회동암(36)(46)의 회전중심에 슬리브(38)(48)를 형성하며, 직선형의 후진구간(C1)과 경사형의 작동구간(C2), 직선형의 전진구간(C3)으로 이루어진 캠홈(52)(62)을 갖는 캠플레이트(50)(60)를 어도관(20)의 내측 천장에 설치하고, 회동암(36)(46)의 일측단부를 상하방향으로 관통하도록 설치된 캠축(54)(64)의 상단부를 상기 캠플레이트(50)(60)의 캠홈(52)(62)에 삽입하여 구성한다.

또한, 회동암(36)(46)의 표면에는 연질우레탄코팅을 하여 부식을 방지하고 어류의 손상을 방지하도록 한다.

또, 수문(22)(23)은 스텐레스 강판을 장방형으로 절단한 후 일측면을 격자형의 리브(22a)(23a)로 보강하며, 수문(22)(23)을 안내하기 위한 수문커버(24)(25)는 앵커볼트(24a)(25a)와 너트(24b)(25b)로 어도관(20)의 외측벽에 고정하고, 피봇축(34)(44)을 상하단을 지지하기 위한 서포터베어링(30)(32)(40)(42)은 리벳(30r)(40r)을 이용해서 수문(22)(23)에 고정한다.

그리고, 캠플레이트(50)(60)는 첨부도면 도13에 도시된 바와 같이 일정한 두께의 강판을 절단해서 만들며, 앵커를 이용 어도관(20)의 천장에 고정하기 위한 적어도 두 개의 앵커구멍(51)(53)을 형성한다.

또한, 캠플레이트(50)(60)에 형성된 캠홈(52)(62)은 캠축(54)(64)의 직경보다 다소 큰 폭을 갖도록 전체적으로 일정한 폭을 갖게 형성하며, 캠홈(52)(62)을 구성하는 후진구간(C1)의 길이는 전진구간(C3)의 길이보다 더 길게 형성하고, 작동구간(C2)은 소정각도로 경사진 직선형으로 형성하며, 전진구간(C3)과 작동구간(C2), 후진구간(C1)은 모두 연속하여 이어진 장공형태로 형성한다.

또, 캠플레이트(50)(60)에 형성된 전진구간(C3)과 후진구간(C1)은 수문(22)(23)의 직선운동궤적과 평행하게 형성하여 수문(22)(23)이 개폐될 때 캠축(54)(64)이 전진구간(C3)과 후진구간(C1)에 위치된 상태에서는 회동암(36)(46)이 정지된 상태로 수문(22)(23)을 따라 움직이도록 한다.

한편, 회동암(36)(46)은 첨부도면 도14에 도시된 바와 같이 일정한 두께를 갖는 원호형상으로 형성되며, 중앙에는 슬리브(38)(48)가 돌출형성되고, 슬리브(38)(48)의 중심에는 피봇축(34)(44) 삽입을 위한 회전안내구멍(35)이 형성되며, 회동암(36)(46)의 일측단에는 캠축(54)(64) 삽입을 위한 캠축삽입구멍(39)이 형성되고, 회동암(36)(46)의 타측단에는 수문(22)(23)의 단부에 근접하는 라운드 형태의 차단부(37)가 형성된다.

또한, 슬리브(38)(48)의 중심으로부터 회동암(36)(46)의 일측단에 형성된 캠축(54)(64)까지의 거리보다 회동암(36)(46)의 타측단에 형성된 차단부(37) 중심까지의 거리를 더 길게 형성하여 캠축(54)(64)에 의한 차단부(37)의 작동거리가 확대되도록 한다.

도면 중 미설명 부호 26a, 27a는 유압실린더(26)(27)의 피스톤로드를 나타낸 것이다.

이하 본 발명에 따른 작용을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부도면 도3 내지 도14에 도시된 바와 같이 수문(22)(23)이 개방된 상태에서 어도관(20)을 폐쇄하기 위해 유압실린더(26)(27)의 피스톤로드(26a)(27a)가 전진하게 되면, 수문(22)(23)이 피스톤로드(26a)(27a)에 의해 직선운동되면서 닫히게 된다.

이때 회동암(36)(46)의 일측단에 설치되어 있는 캠축(54)(64)이 캠플레이트(50)(60)에 형성된 캠홈(52)(62)의 후진구간(C1)을 미끄러지는 동안에는 회동암(36)(46)은 아무런 움직임 없이 정지된 상태로 수문(22)(23)과 함께 이동하게 된다.

즉, 캠홈(52)(62)에 형성되어 있는 후진구간(C1)은 수문(22)(23)의 직선운동궤적과 평행하게 형성되어 있기 때문에 캠축(54)(64)이 후진구간(C1)을 이동하는 동안 회동암(36)(46)의 차단부(37)는 후진된 상태에서 회전되지 않고 그대로 수문(22)(23)을 따라 움직이게 된다.

이후 수문(22)(23)이 계속 닫히면서 캠축(54)(64)이 캠홈(52)(62)에 형성되어 있는 작동구간(C2)에 이르게 되면, 작동구간(C2)이 경사진 형태로 되어 있기 때문에 캠축(54)(64)이 피봇축(34)(44)을 중심으로 회전되며, 동시에 회동암(36)(46)에 형성된 차단부(37)가 전진되면서 수문(22)(23)의 단부로부터 벗어나게 된다.

이때 좌우측에 위치된 회동암(36)(46)은 상하방향으로 엇갈리게 설치되어 있기 때문에 회전운동 중 중첩되더라도 서로 간섭하지 않고 회전되며, 상하류측으로 통하는 어로는 중첩된 회동암(36)(46)에 의해 차단되어 어류가 통과하지 못하게 될 뿐만 아니라 어류가 수문(22)(23) 사이에서 압사되는 것을 방지하게 된다.

이후 캠축(54)(64)이 캠홈(52)(62)의 전진구간(C3)에 이르게 되면, 회동암(36)(46)의 회전은 멈추게 되고, 수문(22)(23)은 얼마 후 완전히 폐쇄된다.

한편, 수문(22)(23)이 닫힌 상태에서 개방되는 과정은 폐쇄과정의 역순으로 진행된다.

20 : 어도관 21 : 수중보
22,23 : 수문 22a,23a : 리브
24,25 : 수문커버 24a,25a : 앵커볼트
24b,25b : 너트 26,27 : 유압실린더
26a,27a : 피스톤로드 30,32,40,42 : 서포터베어링
30r,40r : 리벳 34,44 : 피봇축
36,46 : 회동암 37 : 차단부
38,48 : 슬리브 C1 : 후진구간
C2 : 작동구간 C3 : 전진구간
50,60 : 캠플레이트 51,53 : 앵커구멍
52,62 : 캠홈 54,64 : 캠축

Claims (1)

1. 하천에 서식하는 어류의 소상을 위한 어도관(20)이 수중보(21)를 관통하여 상류측과 하류측을 연결하도록 설치되고, 하류측 어도관(20)의 중간에 미닫이형의 수문(22)(23)이 설치되며, 어도관(20)의 좌우측 외벽에 수문(22)(23)을 안내하기 위한 수문커버(24)(25)가 설치되고, 그 수문커버(24)(25)에 수문(22)(23)을 개폐하기 위한 유압실린더(26)(27)가 설치되어 구성된 수중보를 이용한 환경친화형 어도시설에 있어서,
   상기 수문(22)(23)의 벽면 상하부에 설치된 서포터베어링(30)(32)(40)(42)에 의해 상하 양단이 지지된 피봇축(34)(44)에 원호형으로 형성된 복수의 회동암(36)(46)을 상하방향 일정한 간격을 두고 설치하고, 좌우측의 회동암(36)(46)이 상하방향으로 엇갈리게 깎지끼움 형태로 만나도록 회동암(36)(46)의 회전중심에 슬리브(38)(48)를 형성하며, 직선형의 후진구간(C1)과 경사형의 작동구간(C2), 직선형의 전진구간(C3)으로 이루어진 캠홈(52)(62)을 갖는 캠플레이트(50)(60)를 어도관(20)의 내측 천장에 설치하고, 회동암(36)(46)의 일측단부를 상하방향으로 관통하도록 설치된 캠축(54)(64)의 상단부를 상기 캠플레이트(50)(60)의 캠홈(52)(62)에 삽입하여 구성한 것을 특징으로 하는 수중보를 이용한 환경친화형 어도시설.

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