KR101141559B1

KR101141559B1 - 광각 회동식 수문

Info

Publication number: KR101141559B1
Application number: KR1020120010267A
Authority: KR
Inventors: 장태영; 김익경
Original assignee: 경신가동보(주); 주식회사 도화엔지니어링
Priority date: 2012-02-01
Filing date: 2012-02-01
Publication date: 2012-05-03

Abstract

본 발명은 수중보(水中洑) 등 하천구조물, 각종 배수로 및 수해방지용 차수시설에 설치되는 회동식 수문(10)에 관한 것으로, 수문(10)의 회동축(11)과 연결되는 권취드럼(20)에 강연선(鋼撚線)(25)을 권취하고, 강연선(25)의 양단을 이격된 한쌍의 풀리를 각각 경유하여 유체실린더(40)에 연결함으로써, 유체실린더(40)가 신축됨에 따라 회동축(11)이 회전하여 수문(10)의 개도가 조절될 수 있도록 한 것이다.
본 발명을 통하여, 회동식 수문(10)의 개폐시 광각(廣角) 선회가 가능하며, 이로써 수문(10) 개도의 자유로운 조절이 가능함은 물론 다양한 양태의 수문(10) 운용이 가능하다.

Description

광각 회동식 수문{WIDE ANGLE ROTARY TYPE WATER GATE}

본 발명은 수중보(水中洑) 등 하천구조물, 각종 배수로 및 수해방지용 차수시설에 설치되는 회동식 수문(10)에 관한 것으로, 수문(10)의 회동축(11)과 연결되는 권취드럼(20)에 강연선(鋼撚線)(25)을 권취하고, 강연선(25)의 양단을 이격된 한쌍의 풀리를 각각 경유하여 유체실린더(40)에 연결함으로써, 유체실린더(40)가 신축됨에 따라 회동축(11)이 회전하여 수문(10)의 개도가 조절될 수 있도록 한 것이다.

수중보 및 댐 등의 하천횡단 수공구조물, 각종 배수로 및 차수시설에는 다양한 형태의 수문(10)이 설치되어 수로를 개폐하거나 수위를 조절한다.

도 1 및 도 2는 회동식 수문(10)이 하천 수중보에 적용된 사례를 도시한 것으로, 도시된 바와 같이, 수문(10)의 회동축(11)이 회전함에 따라 수문(10)이 선회하면서 수문(10)의 개도가 조절된다.

수중보는 취수, 발전 또는 주운 등의 목적으로 수위를 일정수준 이상으로 유지하기 위하여 설치되며, 수중보 상류의 수위를 조절할 수 없는 고정보와, 수문(10)을 설치하거나 수중보 본체를 변형시켜 상류의 수위를 조절할 수 있는 가동보로 분류된다.

도 1 내지 도 3은 가동보에 회동식 수문(10)이 적용된 것으로서, 도 3에서와 같이, 수문(10)이 회동축(11)을 축으로 회전함에 따라 하천 또는 수로의 수위가 조절될 뿐 아니라, 도 3의 하단 도면에서와 같이, 가동보 상류부의 저충수 및 퇴사를 배출하는 등 다양한 방식의 운전이 가능하다.

이러한 회동식 수문(10)의 구동은 도 4에서와 같이, 수문(10) 측단부 하우징(housing)(52)에 내장되는 유압실린더 등의 유체실린더(40)에 의하여 수행되는데, 동 도면에 도시된 바와 같이, 수문(10)의 회동축(11) 및 유체실린더(40)의 양단을 관절로 구성되는 링크 구조를 통하여 수문(10)이 선회하게 된다.

도 4에 도시된 바와 같은 종래의 링크 구조 수문(10) 회전 구동 방식은 수문(10)의 선회각에 한계를 가질 뿐 아니라, 유체실린더(40) 작동공간 등으로 인하여 과도한 설치공간이 소요되는 문제점이 있다.

또한, 유체실린더(40)의 후단부는 상시 고정되므로 유체실린더(40)의 신축 방향이 수문(10) 회전 운동의 접선방향이 될 수 없으며, 따라서 수문(10)의 선회각에 따라 유체실린더(40)의 유효 신축력이 변화될 수 밖에 없어, 수문(10)의 선회력을 충분히 확보할 수 없거나, 고출력의 대형 유체실린더(40)를 채용하여야 하는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 감안하여 창안한 것으로, 회동축(11)을 축으로 회전하며 개폐가 조절되는 회동식 수문(10)에 있어서, 수문(10)의 회동축(11)과 동축(同軸)으로 연결된 권취드럼(20)이 회전가능하도록 장착대(51)에 설치되고, 권취드럼(20)과 교차하는 방향으로 신축되는 유체실린더(40)가 장착대(51)에 설치되며, 유체실린더(40) 선단의 전방측 장착대(51) 및 후방측 장착대(51)에 각각 전방풀리(31) 및 후방풀리(32)가 회전가능하도록 설치되고, 권취드럼(20)에는 강연선(25)이 권취되되 강연선(25)의 일단은 전방풀리(31)를 경유하여 유체실린더(40) 선단에 결속되며, 강연선(25)의 타단은 후방풀리(32)를 경유하여 유체실린더(40) 선단에 결속되어, 유체실린더(40)가 신축됨에 따라 권취드럼(20) 및 회동축(11)이 회전함을 특징으로 하는 광각 회동식 수문이다.

또한, 상기 유체실린더(40)의 후단은 장착대(51)에 힌지(hinge)연결되고;

유체실린더(40)의 선단에는 관통공(41)이 형성되며, 관통공(41)에는 양단에 각각 강연선(25)이 결속되는 회전빔(45)이 회전가능하도록 결합됨을 특징으로 하는 광각 회동식 수문이고, 상기 권취드럼(20)의 외주면에는 강연선(25)의 형상과 일치하는 형상의 다수의 결착홈(21)이 형성됨을 특징으로 하는 광각 회동식 수문이다.

본 발명을 통하여, 회동식 수문(10)의 개폐시 광각(廣角) 선회가 가능하며, 이로써 수문(10) 개도의 자유로운 조절이 가능함은 물론 다양한 양태의 수문(10) 운용이 가능하다.

또한, 유체실린더(40)를 비롯한 수문(10) 구동 장치를 구축함에 있어서, 협소한 공간에도 수문(10)의 광각 선회가 가능한 전체 장치를 구성할 수 있으므로, 시공성이 양호할 뿐 아니라, 부대공사 및 부속 시설물도 간소화할 수 있어 공기를 단축하고 공사비를 절감하는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 회동식 수문의 사시도
도 2는 회동식 수문의 부분절단 사시도
도 3은 회동식 수문의 가동상태 대표단면도
도 4는 종래의 회동식 수문 구동방식 설명도
도 5는 본 발명의 부분절단 사시도
도 6은 본 발명의 요부 발췌 분해사시도
도 7은 본 발명의 강연선 발췌 사시도
도 8은 본 발명의 구동방식 설명도
도 9는 본 발명의 유체실린더 발췌 부분절단 사시도
도 10은 본 발명의 회동축 및 권취드럼 발췌 부분절단 사시도

본 발명의 상세한 구성 및 작동원리를 첨부된 도면을 통하여 설명하면 다음과 같다.

우선 도 5는 본 발명의 전체 구조 및 주요 구동 계통 구성요소를 확인할 수 있도록 하우징(52)을 일부 절개한 부분절단 사시도로서, 동 도면을 통하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명은 유압실린더 등의 유체실린더(40)에 의하여 구동되는 회동식 수문(10)으로서, 유체실린더(40)가 신축됨에 따라 유체실린더(40)와 강연선(鋼撚線)(25)으로 연결된 권취드럼(20)이 회전하고, 권취드럼(20)과 동축(同軸) 연결된 회동축(11)이 회전하여 수문(10)이 선회하는 구조를 가진다.

즉, 도 6에서와 같이, 수문(10)의 회동축(11)과 동축으로 연결된 권취드럼(20)이 회전가능하도록 장착대(51)에 설치되고, 권취드럼(20)과 교차하는 방향으로 신축되는 유체실린더(40)가 장착대(51)에 설치되며, 유체실린더(40) 선단의 전방측 장착대(51) 및 후방측 장착대(51)에 각각 전방풀리(前方pulley)(31) 및 후방풀리(32)가 회전가능하도록 설치되고, 권취드럼(20)에는 강연선(25)이 권취되되 강연선(25)의 일단은 전방풀리(31)를 경유하여 유체실린더(40) 선단에 결속되며, 강연선(25)의 타단은 후방풀리(32)를 경유하여 유체실린더(40) 선단에 결속되어, 유체실린더(40)가 신축됨에 따라 권취드럼(20) 및 회동축(11)이 회전하게 되는 것이다.

본 발명의 장착대(51)는 수문(10) 설치지점 지반에 고정되어 수문(10) 구동 기계설비가 장착되는 구조물로서, 도시된 실시예에서는 한쌍의 H형강이 접합되어 구성되어 있으나, 장착대(51)의 세부 구조는 시설 규모 및 현장여건에 따라 당업자가 선택할 수 있는 사항이므로 청구범위의 구체적인 한정은 하지 않는다.

도 6을 통하여 알 수 있는 바와 같이, 전방풀리(31) 및 후방풀리(32)는 장착대(51)의 양 단부에 브래킷을 통하여 자유롭게 회전가능하도록 설치되며, 권취드럼(20)은 장착대(51)의 중앙부에 상측으로 이격된 상태로 자유롭게 회전가능하도록 설치된다.

유체실린더(40)는 그 선단부 즉, 커넥팅로드의 선단부가 전방풀리(31)와 후방풀리(32) 사이에 위치하도록 설치되되, 유체실린더(40)의 신축방향은 권취드럼(20)의 축과 직교 또는 교차되도록 설치되며, 유체실린더(40)의 후단은 도시된 바와 같이, 장착대(51)와 힌지(hinge)연결되는 것이 바람직하다.

권취드럼(20)에는 강연선(25)이 긴장상태로 권취되되 강연선(25)의 일단은 전방풀리(31)를 경유하여 유체실린더(40) 선단에 결속되며, 강연선(25)의 타단은 후방풀리(32)를 경유하여 유체실린더(40) 선단에 결속되어, 전체적으로 도 7에서와 같은 강연선(25) 연결 구조를 가지게 되는데, 도 7에 도시된 실시예에서는 유체실린더(40) 선단 결속부를 시점 및 종점으로 하는 단일 강연선(25)이 적용되었으나, 유체실린더(40) 선단 결속부를 시점으로 하는 2열의 강연선(25)을 권취드럼(20)에 권취하고 각 강연선(25)의 종점은 권취드럼(20)에 결속 고정하는 등의 방식 또한 가능하다.

강연선(25)의 수와 관계없이, 본 발명의 강연선(25)은 도 6 및 도 7에서와 같이, 전체적으로 권취드럼(20), 전방풀리(31) 및 후방풀리(32)를 긴장상태로 경유하는 3각형 형태의 폐합 선상(線狀) 구조체를 이루게 되며, 도 8에서와 같이 전방풀리(31)와 후방풀리(32) 사이의 하부 강연선(25)에 결속되는 유체실린더(40)가 신축됨에 따라 강연선(25)이 이동하고, 권취드럼(20) 및 회동축(11)이 회전하게 된다.

도 8에 도시된 바와 같이, 권취드럼(20)에 권취되는 강연선(25)은 긴장상태로 다회 권취되는 바, 유체실린더(40)의 신축으로 강연선(25)이 이동함에 따라 권취드럼(20) 또한 기민하게 반응하게 되고, 권취드럼(20)의 직경을 조절함에 따라 유체실린더(40)의 제한된 스트로크(stroke)로도 권취드럼(20)의 회전각을 확대할 수 있으며, 따라서 권취드럼(20)과 연결된 수문(10) 회동축(11)의 광각(廣角) 선회가 가능하다.

또한, 동 도면에 도시된 바와 같이, 유체실린더(40)의 신축 범위 전체가 전방풀리(31)와 후방풀리(32) 사이에 포함되므로, 수문(10)의 회동에 따른 구동 기계장치의 작동 소요 공간에 변화가 없으며, 유체실린더(40) 신축 작동에 필요한 여유공간을 확보할 필요도 없으므로 전체 구동 장치를 소형화할 수 있다.

강연선(25)을 구동하는 유체실린더(40)는 도 8 및 도 9에서와 같이, 양단을 힌지로 연결함으로써 유체실린더(40)에 작용하는 축력외 외력을 최소화하는 것이 바람직하다.

즉, 도 9에서와 같이, 유체실린더(40)의 후단은 장착대(51)에 힌지연결하고, 유체실린더(40) 커넥팅로드의 선단에는 관통공(41)을 형성하며, 관통공(41)에는 양단에 각각 강연선(25)이 결속되는 회전빔(45)을 회전가능하도록 결합함으로써, 도 8에서와 같은 유체실린더(40)의 신축과정에서 유체실린더(40)의 양단부가 자유롭게 회전할 수 있도록 한 것이다.

한편, 도 10은 권취드럼(20)과 강연선(25)간 결착력을 극대화할 수 있는 실시예로서, 권취드럼(20)의 외주면에 강연선(25)의 형상과 일치하는 형상의 다수의 결착홈(21)을 형성한 것이다.

이러한 권취드럼(20) 외주면의 결착홈(21)을 통하여 권취드럼(20)과 강연선(25)간 접촉면적을 확대하여 결착력을 향상시키고, 이로써 일층 기민하고 안정적인 구동이 가능하다.

이상에서와 같은 본 발명을 통하여, 회동식 수문(10)의 개폐시 광각(廣角) 선회가 가능하며, 이로써 수문(10) 개도의 자유로운 조절이 가능함은 물론 다양한 양태의 수문(10) 운용이 가능하다.

10 : 수문
11 : 회동축
20 : 권취드럼
21 : 결착홈
25 : 강연선(鋼撚線)
31 : 전방풀리(前方pulley)
32 : 후방풀리
40 : 유체실린더
41 : 관통공
45 : 회전빔
51 : 장착대
52 : 하우징(housing)

Claims

회동축(11)을 축으로 회전하며 개폐가 조절되는 회동식 수문(10)에 있어서,
수문(10)의 회동축(11)과 동축(同軸)으로 연결된 권취드럼(20)이 회전가능하도록 장착대(51)에 설치되고;
권취드럼(20)과 교차하는 방향으로 신축되는 유체실린더(40)가 장착대(51)에 설치되며;
유체실린더(40) 선단의 전방측 장착대(51) 및 후방측 장착대(51)에 각각 전방풀리(31) 및 후방풀리(32)가 회전가능하도록 설치되고;
권취드럼(20)에는 강연선(25)이 권취되되 강연선(25)의 일단은 전방풀리(31)를 경유하여 유체실린더(40) 선단에 결속되며, 강연선(25)의 타단은 후방풀리(32)를 경유하여 유체실린더(40) 선단에 결속되어, 유체실린더(40)가 신축됨에 따라 권취드럼(20) 및 회동축(11)이 회전함을 특징으로 하는 광각 회동식 수문.
청구항 1에 있어서, 유체실린더(40)의 후단은 장착대(51)에 힌지(hinge)연결되고;
유체실린더(40)의 선단에는 관통공(41)이 형성되며;
관통공(41)에는 양단에 각각 강연선(25)이 결속되는 회전빔(45)이 회전가능하도록 결합됨을 특징으로 하는 광각 회동식 수문.
청구항 1에 있어서, 권취드럼(20)의 외주면에는 강연선(25)의 형상과 일치하는 형상의 다수의 결착홈(21)이 형성됨을 특징으로 하는 광각 회동식 수문.