KR101074543B1 - 수문의 비상 정지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 종래의 긴 링크를 이용한 리미트 스위치는 설치가 번거롭고 크기가 길지만, 본 발명은 권양기의 권취 드럼 내부에 설치하여 수문을 비상 정지시키는데 있어서 권취 드럼에 권취되는 와이어 로프의 상한과 하한을 정확하게 검출할 수 있도록 함으로써 구동모터의 동작을 제어하여 수문을 정확한 위치에서 비상 정지시킬 수 있도록 한 것으로, 하천이나 댐의 수위 조절용 수문에 와이어 로프를 연결해 권취 드럼에 와이어 로프를 감거나 풀어서 수문을 개폐하는 와이어 로프 윈치식의 수문에 있어서, 상기 권취 드럼의 외측에 형성되어 와이어 로프가 권취되는 권취 홈의 상한 위치와 하한 위치에 설치되어 와이어 로프의 감김이나 풀림에 의해 출몰되는 로드와; 상기 권취 드럼 내측에 설치되고 상기 로드에 일단이 핀결합되는 레버와; 상기 레버의 타단에 핀결합되어 권취 드럼 외부로 출몰되는 스위치 접촉용 로드와; 상기 권취 드럼 외부에 고정설치되어 상기 스위치 접촉용 로드와의 접촉에 의해 동작되는 리미트 스위치; 를 포함하여 이루어진다.

수문, 비상, 정지, 드럼, 리미트 스위치

Description

수문의 비상 정지장치 {Equipment for emergency stop of a floodgate}

본 발명은 수문의 비상 정지장치에 관한 것으로, 상세히는 종래의 긴 링크를 이용한 리미트 스위치는 설치가 번거롭고 크기가 길지만, 본 발명은 권양기의 권취 드럼 내부에 설치하여 수문을 비상 정지시키는데 있어서 권취 드럼에 권취되는 와이어 로프의 상한과 하한을 정확하게 검출할 수 있도록 함으로써 구동모터의 동작을 제어하여 수문을 정확한 위치에서 비상 정지시킬 수 있도록 한 것이다.

하천이나 댐에 이용되는 수문(水門)은 저수지의 수위 유지 및 수량 보존 또는 태풍 등에 의한 이상 조수나 집중호우에 의한 홍수에의 대책이다. 따라서 게이트에 없어서는 안 되는 중요한 설비이며 그 수문을 개폐하는 개폐장치(정지장치)는 그 사용 목적이나 설비 규모에 따라 형태도 달라진다. 예를 들면 와이어 로프 윈치식, 락식, 유압 실린더식 등 여러 가지 형식의 개폐장치가 있다. 이러한 치수(治水) 게이트는 크게 두 가지로 구분할 수 있는데, 저수지에 일정 수위를 유지해야 하는 치수 댐의 문으로 게이트는 항상 하한 위치에 폐쇄되어 큰 비로 홍수의 우려 가 있는 경우 수문을 열어 하류에 방수하는 타입과, 항상 상하 위치로 움직이며, 수위의 고조 등에 의한 이상 조수 시에 수문을 폐쇄해 홍수를 방지하는 하구언의 타입으로 구분된다.

수문의 개폐 장치로서는 와이어 로프 윈치식의 것이 가장 많이 채용되고 있는데, 이 와이어 로프 윈치식의 개폐장치는 수문의 상하 스트로크를 크게 필요로 하는 경우에 유리한 형식이다. 한편, 안전을 위해 개폐장치를 반드시 마련해야 한다.

기존에는 하천이나 댐의 수문을 개폐할 때, 수문의 개폐장치로 수문의 승강이 상한 위치를 넘어 과권이 되지 않게 설치되는 리미트 스위치를 밀어 올리는데, 이러한 장치는 기다란 봉에 의해 작동되었었으므로 이의 설치가 번거로울 뿐만 아니라 정확하게 세팅하는 것이 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 종래와 같은 기다란 봉에 의하지 않고 리미트 스위치를 작동시켜 정확하게 수문의 상한과 하한 위치 검출을 할 수 있도록 하고, 그 구성이 간단하며, 기구학적으로 안정되고, 가격이 염가로 설치 작업이나 조정 작업이 용이하여 안전하게 사용할 수 있는 수문의 비상 정지장치를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 하천이나 댐의 수위 조절용 수문에 와이어 로프를 연결해 권취 드럼에 와이어 로프를 감거나 풀어서 수문을 개폐하는 와이어 로프 윈치식의 수문에 있어서, 상기 권취 드럼의 외측에 형성되어 와이어 로프가 권취되는 권취 홈의 상한 위치와 하한 위치에 설치되어 와이어 로프의 감김이나 풀림에 의해 출몰되는 로드와; 상기 권취 드럼 내측에 설치되고 상기 로드에 일단이 핀결합되는 레버와; 상기 레버의 타단에 핀결합되어 권취 드럼 외부로 출몰되는 스위치 접촉용 로드와; 상기 권취 드럼 외부에 고정설치되어 상기 스위치 접촉용 로드와의 접촉에 의해 동작되는 리미트 스위치; 를 포함하여 이루어져 와이어 로프의 권취 상태에 따라 수문의 상한과 하한의 비상위치를 검출하여 권취 드럼의 회전을 정지시키도록 된 것을 특징으로 하는 수문의 비상 정지장치를 제공한다.

본 발명은 하구언이나 댐에 설치되는 수문의 비상 정지장치로, 권양기의 권취 드럼에 간단하게 설치가 가능하고 기존의 기다란 로드 방식과 비교할 때 설치가 쉽고 간단하며, 수문의 상한과 하한의 개폐량을 와이어 로프의 권취정도에 따라서 정확하게 판단함으로써 작동하게 되므로 오작동이나 안전사고가 발생하지 않는 효과를 갖는다. 또, 본 발명의 비상 정지장치는 권취 드럼의 원주 면에 설치되기 때문에 설치와 조정 작업 및 유지보수 작업이 안전하게 이루어질 수 있으므로 기존에 사용하던 권양기에도 본 발명의 장치를 설치하여 사용할 수 있다.

이하, 본 발명을 한정하지 않는 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1a 및 도 1b는 수문을 들어올리는 권양기(드럼 호이스트)를 도시한 평면도 및 정면도로서, 권양기를 구성하는 각종 장치들은 프레임(18)(19)에 위에 장착된다. 구동모터(1)에서 발생한 동력은 커플링(3)을 통과하여 수동 기어박스(4)와 수동 브레이크(5)를 거쳐서 감속기(6)로 전달된다.

감속기(6)는 속도를 늦춰주는 대신 회전력(토크)을 증대시키는 역할을 한다. 감속된 동력은 축받이대(10)에 의해 지지된 피니언기어(7)를 거쳐 동력 전달 기어(8)에 전달되며, 축받이대(11,12)에 의해 지지된 기어축(9)과 연결된 전달축(17)에 의해 피니언 기어(13)가 구동되며 여기에 연결된 드럼기어(14)가 구동됨에 따라 양쪽의 권취 드럼(15)이 구동된다. 계기판(20)은 권양기의 회전량 등 동작 상태를 보여준다. 와이어 로프(21)와 연결된 조율기(22)에 의해 도시 안 된 수문이 연결되게 된다.

본 발명에 의한 비상정지장치는 도 1a 및 도 1b에 도시된 권양기의 권취 드럼(15) 일측과 타측에 각각 설치되는데, 이는 도 2 및 도 3과 도 4 및 도 5에서 보이는 바와 같이 수문을 들어올리는 와이어 로프의 상한과 하한 시점에서의 정확한 위치를 검출해내게 된다.

즉, 도 2 및 도 3에는 와이어 로프(21)의 권취 완료(상한)위치를 검출해내기 위한 상한 위치 검출부이고, 도 4 및 도 5는 와이어 로프의 해제 완료(하한)위치를 검출해내기 위한 하한 위치 검출부이다.

먼저, 도 2 및 도 3에 도시된 상한 위치 검출부는 와이어 로프가 권취 완료되는 시점(수문의 완전 개방상태)을 감지하기 위한 것으로, 권취 드럼(15)의 외측에는 와이어 로프(21)가 권취되는 권취 홈(102)이 형성되어 있고, 상기 권취 드럼(15)의 내측에는 와이어 로프(21)가 권취 완료되는 시점(상한 위치)에 일치되는 부위에 상기 외측의 권취홈(102)으로 일단이 돌출된 로드(103)가 출몰가능하게 설치되어 있으며, 이 로드(103)는 중간부가 회동가능하게 고정된 레버(104)의 일측에 형성된 슬릿(104a)에 핀결합되어 있어 로드(103)의 출몰동작에 의해 레버(104)가 중간부를 축으로 회동되며, 상기 레버(104)의 타단에는 스위치 접촉용 로드(105)의 일단이 핀결합되는 슬릿(104b)이 형성되어 있고, 상기 스위치 접촉용 로드(105)의 타단은 귄취드럼(15)의 외측으로 출몰가능하게 설치되어 있다.

또, 상기 권취 드럼(15)의 외측에는 상기 스위치 접촉용 로드(105)에 대응되는 위치에 상한 위치 검출을 위한 리미트 스위치(SW1)가 고정브라켓(110)에 고정설치되어 있다.

도면 중 부호 106은 레버(104)를 일측으로 기울여 상기 로드(103)가 평상시 권취 드럼(15)의 외측으로 돌출된 상태를 유지하도록 하기 위한 스프링이고, 부호 107은 상기 로드(103,105)와 레버(104)를 권취 드럼(15) 내면에 고정하기 위한 브 라켓이며, 부호 108은 레버 지지대이다.

또, 부호 109a 및 109b는 상기 로드(103)가 끼워지는 관통구멍이고, 부호 105a는 로드(105) 일단에 부착된 헤드부로 리미트 스위치(SW1)와 접촉하게 되는데, 이 헤드부(105a)는 권취 드럼(15)의 회전도중 접촉하는 리미트 스위치(SW1)에 충격을 주지 않도록 도 3에 도시된 바와 같이 회전방향으로 전방측이 경사면으로 이루어져 있다.

한편, 도 4 및 도 5에 도시된 하한 위치 검출부도 상기 상한 위치 검출부와 기본적으로 유사한 메커니즘으로 이루어져 있는데, 이는 와이어 로프가 완전히 풀리게 되는 시점(수문의 완전 폐쇄상태)을 감지하기 위한 것으로, 외측에 권취홈(102)이 형성된 권취 드럼(15)의 내측에 와이어 로프(21)가 권취 시작되는 시점(하한 위치)에 일치되는 부위에 상기 외측의 권취홈(102)으로 일단이 돌출된 로드(103)가 출몰가능하게 설치되어 있으며, 이 로드(103)는 중간부가 회동가능하게 고정된 제1레버(104)의 일측에 형성된 슬릿(104a)에 핀결합되어 있어 로드(103)의 출몰동작에 의해 제1레버(104)가 중간부를 축으로 회동되며, 상기 제1레버(104)의 타단에는 또 다른 제2레버(104')의 일단이 핀결합되어 있고, 이 제2레버(104')의 타단에 스위치 접촉용 로드(105)의 일단이 핀결합되어 있으며, 이 스위치 접촉용 로드(105)의 타단은 귄취드럼(15)의 외측으로 출몰가능하게 설치되어 있다.

상기 제2레버(104')도 제1레버(104)와 마찬가지로 중앙의 레버 지지대(108')에 회동가능하게 설치되어 시소와 같은 동작을 하게 된다.

또, 상기 권취 드럼(15)의 외측에는 상기 스위치 접촉용 로드(105)에 대응되는 위치에 하한 위치 검출을 위한 리미트 스위치(SW2)가 고정브라켓(110')에 고정설치되어 있다.

도 4 및 도 5에 도시된 하한 위치 검출부는 평상시 로드(103)가 와이어 로프(21)에 의해 눌린 상태를 유지하다가 와이어 로프(21)가 풀릴 때 외측으로 밀려나오게 되며, 리미트 스위치(SW2)와 접촉하는 스위치 접촉용 로드(105)도 함께 외측으로 밀려나와 리미트 스위치(SW2)를 눌러주게 됨으로써 와이어 로프(21)의 풀림 동작을 정지시키게 된다.

이하에서는 본 발명에 의한 비상 정지장치의 동작과정에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.

먼저, 상한 위치 검출부는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 와이어 로프(21)가 상한점에 감길 때 로드(103)를 누르게 되면 지렛대의 원리에 의하여 레버(104)가 회동되어 스위치 접촉용 로드(105)를 외측으로 밀어내게 되며, 이에 의해 스위치 접촉용 로드(105)의 헤드(105a)가 리미트 스위치(SW1)를 건드리게 됨으로써 리미트 스위치(105)가 작동하므로 수문의 상한위치를 검출할 수 있게 된다.

한편, 와이어 로프(21)가 완전히 감기지 않았을 경우 즉, 상한에 오지 않았을 경우에는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 스프링(106)의 힘에 의하여 로드(103)는 외부로 돌출된 상태를 유지하고 있어 와이어 로프(21)와의 접촉을 대기하고 있는 상태이다.

또, 하한 위치 검출부는 권취 드럼(15)에 감겨져 있던 와이어 로프(21)가 풀리면서 수문이 닫히게 될 때 와이어 로프(21)가 과도하게 풀리는 것을 방지하게 되는데, 평상시에는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 로드(103)가 와이어 로프(21)에 의해 눌린 상태를 유지하고 있고, 스위치 접촉용 로드(105)로 함몰된 상태를 유지하고 있다.

이와 같은 상태에서 와이어 로프(21)가 하한 위치에 도달하여 풀리게 되면 와이어 로프(21)에 눌려 있던 로드(103)가 외측으로 돌출됨과 동시에 제1레버(104)가 스프링(106)에 의해 한 부분(로드(103) 측)으로 기울어지게 되며, 이에 의해 제2레버(104')는 이와 반대방향으로 기울어지게 됨으로써 스위치 접촉용 로드(105)가 외측으로 돌출되어 로드(105)의 헤드부(105a)가 리미트 스위치(SW2)를 눌러 와이어 로프가 더 이상 풀리는 것을 차단하게 된다.

본 발명에서 권취 드럼에 권취되는 와이어 로프는 계절이나 기온변화 등에 의해 장력상태나 길이에 약간이나마 변화가 발생할 수 있으므로 상기한 비상 정지장치의 보다 정확한 동작을 보완하기 위하여 와이어 로프가 항상 일정한 장력상태를 유지할 수 있도록 하기 위한 장력조절장치를 설치하는 것이 바람직한데, 이러한 장력조절장치는 스프링방식이나 토션 바 방식 등 기존에 사용되고 있는 다양한 방식 중에서 적당한 것을 선택하여 설치할 수 있을 것이다.

도 1a는 본 발명이 적용되는 수문용 권양기(드럼 호이스트)의 평면도,

도 1b는 권양기의 정면도,

도 2는 본 발명에 의한 비상 정지장치의 상한위치 검출부의 평단면도,

도 3은 본 발명에 의한 비상 정지장치의 상한위치 검출부의 측단면도,

도 4는 본 발명에 의한 비상 정지장치의 하한위치 검출부의 평단면도,

도 5는 본 발명에 의한 비상 정지장치의 하한위치 검출부의 측단면도,

도 6은 상한위치 검출부의 동작상태를 도시한 평단면도,

도 7은 상한위치 검출부의 동작상태를 도시한 측단면도,

도 8은 하한위치 검출부의 동작상태를 도시한 평단면도,

도 9는 하한위치 검출부의 동작상태를 도시한 측단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 구동 모터 2 : 마그네틱 브레이크

3 : 그리드 커플링 4 : 수동 기어박스

5 : 수동 브레이크 6 : 감속기

7 : 피니언기어 8 : 동력전달 기어

9 : 기어 축 10 : 지지용 블록

11 : 지지용 블록 12 : 지지용 블록

13 : 피니언 기어 14 : 드럼 기어

15 : 권취 드럼 16 : 드럼 축

17 : 전달 축 18 : 프레임

19 : 프레임 20 : 계기판

21 : 와이어 로프 22 : 조율기

102 : 권취 홈 103 : 로드

104 : 레버 104a,104b : 슬릿

105 : 스위치 접촉용 로드

105a : 헤드부 106 : 스프링

107 : 브라켓 108 : 레버 지지대

109a,109b : 관통구멍 110 : 고정브라켓

SW1,SW2 : 리미트 스위치

Claims (5)

1. 삭제
2. 하천이나 댐의 수위 조절용 수문에 와이어 로프를 연결해 권취 드럼에 와이어 로프를 감거나 풀어서 수문을 개폐하는 와이어 로프 윈치식의 수문으로, 상기 권취 드럼의 외측에 형성되어 와이어 로프가 권취되는 권취 홈의 상한 위치와 하한 위치에 설치되어 와이어 로프의 감김이나 풀림에 의해 출몰되는 로드와; 상기 권취 드럼 내측에 설치되고 상기 로드에 일단이 핀결합되는 레버와; 상기 레버의 타단에 핀결합되어 권취 드럼 외부로 출몰되는 스위치 접촉용 로드와; 상기 권취 드럼 외부에 고정설치되어 상기 스위치 접촉용 로드와의 접촉에 의해 동작되는 리미트 스위치; 를 포함하여 이루어져 와이어 로프의 권취 상태에 따라 수문의 상한과 하한의 비상위치를 검출하여 권취 드럼의 회전을 정지시키는 수문의 비상 정지장치에 있어서,

   상기 권취 드럼(15)의 상한 위치에는 상기 권취홈(102)으로 일단이 돌출된 로드(103)가 출몰가능하게 설치되고, 이 로드(103)는 중간부가 회동가능하게 고정된 레버(104)의 일측에 형성된 슬릿(104a)에 핀결합되며, 상기 레버(104)의 타단에는 스위치 접촉용 로드(105)의 일단이 핀결합되는 슬릿(104b)이 형성되고, 상기 스위치 접촉용 로드(105)의 타단은 귄취드럼(15)의 외측으로 출몰가능하게 설치되며, 상기 권취 드럼(15)의 외측에는 상기 스위치 접촉용 로드(105)에 대응되는 위치에 상한 위치 검출을 위한 리미트 스위치(SW1)가 고정브라켓(110)에 고정설치된 상한 위치 검출부가 구비되고; 상기 권취 드럼의 하한 위치에는 상기 권취홈(102)으로 일단이 돌출된 로드(103)가 출몰가능하게 설치되고, 이 로드(103)는 중간부가 회동가능하게 고정된 제1레버(104)의 일측에 형성된 슬릿(104a)에 핀결합되며, 상기 제1레버(104)의 타단에는 제2레버(104')의 일단이 핀결합되고, 이 제2레버(104')의 타단에 스위치 접촉용 로드(105)의 일단이 핀결합되며, 이 스위치 접촉용 로드(105)의 타단은 귄취드럼(15)의 외측으로 출몰가능하게 설치되고, 상기 권취 드럼(15) 외측에는 상기 스위치 접촉용 로드(105)에 대응되는 위치에 하한 위치 검출을 위한 리미트 스위치(SW2)가 고정브라켓(110')에 고정설치된 하한 위치 검출부가 구비된 것을 특징으로 하는 수문의 비상 정지장치.
3. 삭제
4. 청구항 2에 있어서,

   상기 스위치 접촉용 로드(105)의 타단에는 회전방향으로 전방측이 경사면으로 이루어진 헤드부(105a)가 부착된 것을 특징으로 하는 수문의 비상 정지장치.
5. 청구항 2에 있어서,

   상기 레버(104)에는 의해 로드(103)가 평상시 권취 드럼(15)의 외측으로 돌출된 상태를 유지하도록 하기 위한 스프링(106)이 설치되는 것을 특징으로 하는 수문의 비상 정지장치.

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