KR101089946B1 - 와이어 로프의 장력 조절장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대형수문의 문비를 복수개의 권양기를 이용하여 승, 하강 시키는 와이어 로프의 장력 조절장치와 장력조절 방법에 관한 것이다.

본 발명은 대형수문의 개폐장치가 갖는 문제점인 복수개의 와이어 로프가 권양시에 장력과 길이의 불균형으로 인하여 발생되는 빈번한 기기고장과 누수를 근본적으로 방지하는 수문개폐장치를 제공하고자 한다.

이를 위해 본 발명은, 좌, 우에 복수개의 권상기가 장착되도록 하고, 상기 권상기와 문비를 좌, 우 와이어 로프로 각각 연결되도록 함과 동시에, 상기 좌, 우 와이어 로프의 장력을 조절하는 장력 균형기가 장착되도록 하고, 상기 장력 균형기의 상부측 양 단부에는 상기 좌, 우 와이어 로프의 길이를 탄력적으로 조절하는 장력 조정기로 이루어지도록 한다.

또한 본 발명은, 간단한 구성으로 효율적인 로프의 장력을 유지하기 위하여, 좌, 우 와이어 로프의 장력을 조절하는 장력 균형기를 장착하되, 상기 장력 균형기의 상측 일단부에 설치되는 회동 스윗치의 접점위치(A, B, C)에 따라 좌, 우 측 모터가 가동 및 정지되도록 한다.

위와 같이 이루어지는 본 발명인 와이어 로프의 장력 조절장치 및 그 방법은, 대형수문의 개폐시에 발생되는 와이어 로프의 장력과 길이가 자동조정 되도록 함으로써, 수문(문비)의 승, 하강시의 경사를 일정한 범위내에서 제한하는 효과를 가지고 있다.

따라서, 장력과 길이의 불균형으로 인한 로프의 조기마모와, 문비가 문틀에 끼워져 가동이 중지되면서 발생되는 누수사고를 근본적으로 방지하는 효과를 가지고 있다.

이외에도 본 발명은, 수문에 가해지는 부하의 변동을 흡수하는 장력 조정기내의 코일 스프링의 작용으로 인하여, 수문장비의 수명을 연장시켜 유지비용이 절감됨과 동시에, 유지관리가 간편한 효과도 아울러 기대된다.

장력 조정기, 장력 균형기, 요동 공간부, 메탈 베어링, 와이어 로프, 보강원판

Description

와이어 로프의 장력 조절장치{Tensility control device of a wire rope}

본 발명은 저수지나 댐 등에 설치되는 대형수문의 문비를 복수개의 권양기 를 이용하여 승, 하강 시키는 장치와 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 대형수문의 개폐장치가 갖는 문제점인 복수개의 와이어 로프가 장력과 길이의 불균형으로 인하여 발생되는 빈번한 기기고장과 누수를 근본적으로 방지하는 와이어 로프의 장력 조절장치와 장력조절 방법에 관한 것이다.

일반적인 대형 수문의 권양장치는 도 1에 개시(일본 특개 2005-337393호)되어 있는 바와 같이, 좌, 우 권양기(1, 1')로 개폐(승강)되는 문비(5)를 설치하고, 상기 좌, 우 권양기(1, 1')를 구동시키는 모터(2) 및 감속기(3)를 두는 한편, 와이어 로프(4, 4')를 쉬브(6)에 연결되도록 하는 수문의 구동장치가 널리 알려져 있다.

그러나, 위와 같은 종래 수문의 구동장치는 문비(5)를 승, 하강시키는 좌, 우측에 장착되는 와이어 로프(4, 4')의 장력 및 길이의 불균일로 인하여, 로프의 조기손상이 발생함과 동시에 이로 인한 누수가 빈번히 발생되는 문제점이 있었다.

이를 개선하기 위하여, 장력 조정기(10)가 장착된 와이어 로프의 장력 검출장치 및 권상기의 제어방법(일본 특개평8-134878호)이 제안되고 있으나, 무게를 측정하는 구성(로드 셀) 등의 추가로 인하여 구성이 복잡하고 제작비가 상승하는 문제점이 있다.

또한, 단지 길이만 조정되는 구성이어서 저수지와 댐 등과 같이, 대형 문비(7)가 장착되는 수문장비에 있어서는 부하변동에 따른 장력 조정에 곤란한 문제 점을 가지고 있다.

본 발명은 종래 대형 수문의 개폐장치가 갖는 위와 같은 문제점 들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 수문(문비)에 가해지는 불균일한 압력부하를 신속하게 흡수하는 장력조정기의 장착과 함께, 좌, 우측 와이어 로프의 장력과 길이를 자동으로 조절하는 장력 균형기가 형성되는 와이어 로프의 장력 조절장치와 장력조절 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 종래 대형 수문의 개폐장치가 갖는 위와 같은 문제점 들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명인 좌, 우에 복수개의 권상기가 장착되도록 하고, 상기 권상기와 문비를 좌, 우 와이어 로프로 각각 연결되도록 함과 동시에, 상기 좌, 우 와이어 로프의 장력을 조절하는 장력 균형기가 장착되도록 하고, 상기 장력 균형기의 상부측 양 단부에는 상기 좌, 우 와이어 로프의 길이를 탄력적으로 조절하는 장력 조정기로 이루어지도록 한다.

또한 본 발명은, 간단한 구성으로 효율적인 로프의 장력을 유지하기 위하여, 좌, 우 와이어 로프의 장력을 조절하는 장력 균형기를 장착하되, 상기 장력 균형기의 상측 일단부에 설치되는 회동 스윗치의 접점위치(A, B, C)에 따라 좌, 우 측 모 터가 가동 및 정지되는 방법을 제안하고자 한다.

위와 같이 이루어지는 본 발명인 와이어 로프의 장력 조절장치 및 그 방법은, 대형수문의 개폐시에 발생되는 와이어 로프의 장력과 길이가 자동조정 되도록 함으로써, 특히 대형수문(문비)의 승, 하강시의 경사를 일정한 범위내에서 제한하여 편하중으로 인한 로프의 파손을 근본적으로 방지하는 효과를 가지고 있다.

따라서, 장력과 길이의 불균형으로 인한 로우프의 조기마모와, 문비가 문틀에 끼워져 가동이 중지되면서 발생되는 누수사고를 예방하는 효과를 가지고 있다.

이외에도 본 발명은, 수문에 가해지는 부하의 변동과 충격을 흡수하는 장력 조정기내의 코일 스프링의 작용으로 인하여, 수문의 수명을 연장시켜 유지비용이 절감됨과 동시에, 유지관리가 간편한 효과도 아울러 기대된다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이며, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 1은 일반적인 대형 수문의 개폐장치에 대한 사시도이고, 도 2는 종래 와 이어 로프의 장력검출장치가 장착된 사시도이며, 도 3은 본 발명인 장력 조정기와 장력 균형기가 장착된 장력 조절장치에 대한 사시도이고, 도 4a는 본 발명의 장력 조정기에 관한 단면도이며, 도 4b 내지 도 4d는 본 발명인 장력 조정기의 케이싱과 스프링 케이스 및 구형 받침대에 관한 단면도와 측면도 및 평면도이고, 도 5a, b는 본 발명의 장력 균형기의 사시도 및 주요부분의 단면도이며, 도 6a, b는 본 발명인 와이어 로프의 조절방법에 관한 작동흐름도(플로어 차트)이다.

도 3에 도시된 바와 같이 본 발명인 와이어 로프의 장력 조절장치는, 수문(7)의 상부 좌, 우측에 복수개의 권상기(1, 1')가 각각 장착되도록 하고, 상기 권상기(1, 1')와 문비(5)를 좌, 우 와이어 로프(4, 4')로 각각 연결되도록 함과 동시에, 상기 좌, 우 와이어 로프(4, 4')의 장력을 조절하는 장력 균형기(30)가 장착되도록 하되, 상기 장력 균형기(30)의 상부측 양 단부에는 상기 좌, 우 와이어 로프(4, 4')의 편하중을 탄력적으로 흡수하는 코일 스프링(14)이 내장되는 장력 조정기(10)가 설치되도록 한다.

문비(5)의 승, 하강시에 발생되는 변동부하와 충격을 흡수하고 하강이 종료시에는 코일 스프링(14)의 탄발력으로 정지 스윗치(43)를 동작시켜 작동을 정지시키는 기능을 갖는 상기 장력 조정기(10)는, 도 4a 내지 도 4d에 도시되어 있는 바와 같이, 연결봉(23)이 관통되는 상, 하 관통공(24, 24') 및 윤활유가 주입되는 주유구(16)가 복수개 형성되고 메탈 베어링(15)과 미끄럼 면접촉을 하는 케이싱(11)과, 상기 케이싱(11)의 저부에 장착되고 그 내부에는 상기 연결봉(23)을 탄력적으로 승, 하강시키는 코일 스프링(14)이 내장되는 컵 형상의 스프링 케이스(12)와, 상기 스프링 케이스(12)의 상부측 외주면에 억지끼움되어 케이싱(11)의 내주면과 미끄럼 면접촉을 하는 메탈 베어링(15)과, 상부에 미끄럼 접촉홈면(22)이 형성되어 상기 스프링 케이스(12)의 저면과 미끄럼접촉을 하는 구형받침대(13)로 형성되어 있다.

이때, 상기 스프링 케이스(12)의 저면에는 미끄럼 접촉홈면(22)과 면접촉된 상태에서 상호 미끄럼 운동을 하는 회전 압축면(21)이 형성되도록 한다.

상기 장력 조정기(10)는, 승, 하강시에는 문비의 중량으로 인한 코일 스프링(14)의 압착으로 인하여, 연결봉(23)의 수나사부(17)와 나사결합되는 고정너트(27)의 저면과 케이싱(11)의 상부가 밀착상태를 유지하게 되며, 하강이 완료되어 와이어 로프(4, 4')에 걸리는 문비(5)의 중량이 감소되면, 코일 스프링(14)의 탄발력이 케이스(11)를 상승시킴과 동시에 정지 스윗치(43)를 작동시켜 권상기(1, 1')를 구동시키는 모터(8, 8')의 가동을 중지시키는 작용을 한다.

이때, 연결봉(23)의 하부는 와이어 로프(4, 4')를 고정시키는 연결구(28)와 고정볼트(19)로 힌지 연결되고, 상기 연결봉(23)은 구형 받침대(13)에 형성되는 요동 공간부(18) 내에서 좌, 우 요동된다.

또한, 문비(5)의 승, 하강기에 발생되는 양측 와이어 로프(4, 4')의 장력과 길이 편차를 보상함과 동시에, 정상적인 모터구동상태(승강 및 하강)로 신속하게 복귀하도록 하는 기능을 갖는 장력 균형기(30)는, 도 5a, b에 개시되어 있는 바와 같이, 상판(31)과 전, 후 면판(32, 32') 및 고정핀(37)에 작용하는 압축력에 의하여 장력 균형기(30)가 변형되는 것을 방지하는 전, 후면 보강원판(35, 35')으로 형 성되고, 그 중앙부에는 고정핀(37)을 지지하는 원통형 파이프(38)가 장착되도록 하되, 상기 상판(31)의 일측 단부에는 구동모터(8, 8')를 구동 또는 정지시키는 회동 스윗치(40)가 설치되도록 함과 동시에, 상기 고정핀(37)과 원통형 파이프(38)의 사이에는 윤활용 메탈 베어링(15')이 삽입되도록 한다.

이때, 상판(31) 과 전면판(32) 및 측면판(33)들은 용접 등의 방법으로 고정되며, 저면에는 굴곡부(36)를 중심으로 양측에 하부 경사판(34)이 상호 부착된다.

한편 도 4b에 도시되어 있는 바와 같이, 케이싱(11)의 내측면과 미끄럼 면접촉을 하는 메탈 베어링(15)의 두께(t)는, 케이싱(11)과 스프링 케이스(12) 두께(t')의 33% ~ 37%가 되도록 한다.

이는, 메탈 베어링(15)의 두께(t)가 위 범위보다 작을 때는 케이싱(11)의 내측면과 스프링 케이스(12)의 외측면에 가해지는 압력에 의하여 쉽게 손상되어 그 본래의 기능(윤활 및 마찰저감)이 상실되는 문제점이 있으며, 반대로 위 범위를 초과하는 경우에는 재료비의 상승과 함께, 상기 메탈 베어링(15)을 수용하는 케이싱(11)의 크기를 확대하여야 하는 문제점이 우려된다.

따라서, 케이싱(11)과 스프링 케이스(12)의 두께(t')가 22mm인 경우에는, 메탈 베어링(15)의 두께(t)는 7.5mm로 하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명인 와이어 로프의 조절방법에 대하여 도 6a, b를 참고하여 구체적으로 설명하고자 한다.

먼저, 문비(5)의 하강시에 와이어 로프(4, 4')에 가해지는 장력과 각각의 케이블의 상태에 따른 길이의 상위(편차)가 발생되는 경우에는, 도 6b에 도시되어 있 는 바와 같이, 장력 균형기(30)의 상부의 일측 단부에 장착되는 회동 스윗치(40)의 하단부가 B접점과 접촉(위치)되면, 구동스윗치(42)가 작동하여 하부로 기울어진 와이어 로프(4)를 구동시키는 좌측 구동모터(8)는 일시 정지된다.

상기 좌측 구동모터(8)는 일시 정지되고 우측 구동모터(8')만 가동되는 상태에서, 상기 회동 스윗치(40)가 A접점에 도달(접촉)되면 일시 정지중인 좌측 구동모터(8)는 구동을 개시하여 양 와이어 로프(4, 4')는 문비(5)의 상면이 수평을 유지하는 상태로 하강을 계속하게 된다.

하강이 완료되어 문비(5)에 가해지는 자중이 소멸되면, 장력 조정기(10) 내부에 장착되는 코일 스프링(14)의 탄발력이 상부로 작동되면서 정지 스윗치(43)를 작동시켜 하강작동이 완료된다.

한편, 문비(5)의 승강시에 와이어 로프(4, 4')에 가해지는 장력과 길이의 편차를 조정하는 경우에는, 도 6a에 도시되어 있는 바와 같이, 장력 균형기(30)의 상부의 일측 단부에 장착되는 회동 스윗치(40)의 상단부가 C접점과 접촉(위치)되면, 상부로 기울어진 와이어 로프(4)를 구동시키는 좌측 구동모터(8)는 일시 정지시킨다.

상기 좌측 구동모터(8)는 일시 정지되고 우측 구동모터(8')만 가동되는 상태에서, 상기 회동 스윗치(40)가 A접점에 도달(접촉)되면 일시 정지중인 좌측 구동모터(8)는 구동을 개시하여 양 와이어 로프(4, 4')는 문비(5)의 상면이 수평을 유지하는 상태로 승강을 계속하게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명인 와이어 로프의 장력 조절장치 및 그 방법은, 대형수문의 개폐시에 발생되는 와이어 로프의 장력과 길이가 자동조정 되도록 함으로써, 특히 대형수문(문비)의 승, 하강시의 경사를 일정한 범위내에서 제한하는 효과를 가지고 있다.

따라서, 장력과 길이의 불균형으로 인한 로우프의 조기마모와, 문비가 문틀에 끼워져 가동이 중지되면서 발생되는 수문 고장 및 누수사고를 근본적으로 방지하는 효과를 가지고 있다.

이외에도 본 발명은, 수문에 가해지는 부하의 변동으로 인한 충격을 흡수하는 장력 조정기내의 코일 스프링의 작용으로 인하여, 수문장비의 수명을 연장시켜 유지비용이 절감됨과 동시에, 유지관리가 간편한 효과도 아울러 기대된다.

본 발명인 와이어 로프의 장력 조절장치와 조절방법은 도시하고 설명한 것 이외에 다양하게 변형실시가 가능한 것으로 본 발명의 목적범위를 일탈하지 않는 한, 변형되는 실시예들은 모두 본 발명의 권리범위에 포함되어 해석되어야 한다.

도 1은 일반적인 대형 수문의 개폐장치에 대한 사시도이고,

도 2는 종래 와이어 로프의 장력검출장치가 장착된 사시도이며,

도 3은 본 발명인 장력 조정기와 장력 균형기가 장착된 장력 조절장치에 대한 사시도이고,

도 4a는 본 발명의 장력 조정기에 관한 단면도이며,

도 4b 내지 도 4d는 본 발명인 장력 조정기의 케이싱과 스프링 케이스 및 구형 받침대에 관한 단면도와 측면도 및 평면도이고,

도 5a, b는 본 발명의 장력 균형기의 사시도 및 주요부분의 단면도이며,

도 6a, b는 본 발명인 와이어 로프의 조절방법에 관한 작동흐름도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 권상기 2 : 모터 3 : 감속기 4 : 와이어 로프

5 : 문비 7 : 수문 8, 8' : 좌, 우 구동모터 10 : 장력 조정기

11 : 케이싱 12 : 스프링 케이스 13 : 구형 받침대

14 : 코일 스프링 15, 15' : 메탈 베어링 16 : 주유구

18 : 요동 공간부 30 : 장력 균형기 35 : 보강 원판 37 : 고정핀

40 : 회동스윗치 41 : 접점(A, B, C)) 42 : 구동 스윗치

43 : 정지 스윗치

Claims (5)

1. 삭제
2. 대형수문을 상, 하로 구동시키는 권양장치에 있어서,

   상기 권양장치는, 좌, 우에 복수개의 권상기(1, 1')가 장착되도록 하고, 상기 권상기(1, 1')와 문비(5)를 좌, 우 와이어 로프(4, 4')로 각각 연결되도록 함과 동시에, 상기 좌, 우 와이어 로프(4, 4')의 장력을 조절하는 장력 균형기(30)가 설치되도록 하며, 상기 장력 균형기(30)의 상부측 양 단부에는 상기 좌, 우 와이어 로프(4, 4')의 편하중을 코일 스프링(14)의 탄발력으로 조절하는 장력 조정기(10)가 장착되도록 하되,

   상기 장력 조정기(10)는, 연결봉(23)이 관통되는 관통공(24) 및 윤활유가 주입되는 주유구(16)를 복수개 형성시키고, 메탈 베어링(15)과 미끄럼 면접촉을 하는 케이싱(11)을 둠과 동시에, 상기 케이싱(11)의 저부에 장착되고 그 내부에는 상기 연결봉(23)을 탄력적으로 승, 하강시키는 코일 스프링(14)이 내장되는 컵 형상의 스프링 케이스(12)을 두고, 상기 메탈 베어링(15)은 상기 스프링 케이스(12)의 상부측 외주면에 억지끼움되어 케이싱(11)의 내측면과 미끄럼 면접촉 되도록 하는 한편, 상부에 미끄럼 접촉홈면(22)이 형성되어 상기 스프링 케이스(12)의 회전 압축면(21)과 미끄럼접촉을 하는 구형받침대(13)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 와이어 로프의 장력 조절장치.
3. 대형수문을 상, 하로 구동시키는 권양장치에 있어서,

   상기 권양장치는, 좌, 우에 복수개의 권상기(1, 1')가 장착되도록 하고, 상기 권상기(1, 1')와 문비(5)를 좌, 우 와이어 로프(4, 4')로 각각 연결되도록 함과 동시에, 상기 좌, 우 와이어 로프(4, 4')의 장력을 조절하는 장력 균형기(30)가 설치되도록 하되, 상기 장력 균형기(30)의 상부측 양 단부에는 상기 좌, 우 와이어 로프(4, 4')의 편하중을 코일 스프링(14)의 탄발력으로 조절하는 장력 조정기(10)가 장착되도록 하되,

   상기 장력 균형기(30)는, 상판(31)과 전, 후 면판(32, 32') 및 전, 후면 보강원판(35, 35')으로 형성되고, 그 중앙부에는 고정핀(37)을 지지하는 원통형 파이프(38)가 장착되도록 하고, 상기 상판(31)의 일측 단부에는 구동모터(8, 8')를 구동 또는 정지시키는 회동 스윗치(40)가 설치되도록 함과 동시에, 상기 고정핀(37)과 원통형 파이프(38)의 사이에는 윤활용 메탈 베어링(15')이 삽입되도록 하는 것을 특징으로 하는 와이어 로프의 장력 조절장치.
4. 제 2항에 있어서, 상기 메탈 베어링(15)의 두께(t)는, 케이싱(11)과 스프링 케이스(12) 두께(t')의 33% ~ 37%가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 와이어 로프의 장력 조절장치.
5. 삭제

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