KR101163496B1 - 반달형 회전식 자동수문장치 - Google Patents

Abstract

반달형 회전식 자동수문장치가 개시된다. 본 발명에 따른 반달형 회전식 자동수문장치는 물과 접촉되며 라운드 지게 형성된 전면부, 상기 전면부의 반대편에 라운드 지게 형성된 후면부로 구성되어 배수로에 장착되는 수문; 상기 수문을 회전시켜 개폐작동하는 구동장치;를 포함하고, 상기 수문의 전면부에 접촉되어 지지되며 수문의 회전작동을 안내하는 지지장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 폭이 5～100m 이상으로 넓은 강, 하천, 관개수로 및 저수지 등에 하나의 판으로 된 수문 형태로 설치할 수 있도록 함으로써, 수문의 갯수를 절감할 수 있어 설치비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

Description

반달형 회전식 자동수문장치{AUTO SLUICE GATE APPARATUS}

본 발명은 전도식 및 하단 배출식이 혼합된 자동수문장치에 관한 것으로, 특히 폭이 5～100m 이상으로 넓은 강, 하천, 관개수로 및 저수지 등에 하나의 판으로 된 수문 형태로 설치할 수 있도록, 수문의 중간마다 지지장치를 설치하고 수문의 내부 구조를 강화시켜 내구성을 크게 향상시킨 반달형 회전식 자동수문장치에 관한 것이다.

일반적으로 4대 강, 하천, 관개수로 및 저수지 등의 수로는 농지관리 또는 관개용수 등을 적절하게 활용하기 위하여 일정량의 물을 저장하였다가 필요할 때 사용하는 목적으로 이용되고 있다.

이러한 수로에는 수문 및 개폐장치가 설치되어 갈수기에는 물을 저장하도록 하고, 우기에는 물을 배수하도록 하여 치수를 하게 된다.

이러한 수문 및 그 개폐장치는 작동방식에 따라 전도식과 하단 배출식으로 구분된다.

전도식 수문장치는 홍수가 발생했을 때 이물질이 수문에 걸리는 단점이 있고, 하단배출식 수문장치는 퇴적물이 쌓이지 않으므로 하도준설이 필요하지 않으며, 어도가 자연적으로 형성되기 때문에 별도의 어도 공사가 필요하지 않아 공사기간 및 공사비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 유수를 하단배출하기 때문에 수질개선 우수한 장점이 있다.

최근에는 전술한 전도식 수문장치와 하단 배출식 수문장치의 장점을 취합한 수문장치들이 개발되고 있는 실정이다.

이러한 수문장치에 관한 선행기술로서 대한민국 등록특허 10-0765894호가 개시된 바 있다.

상기 선행기술은 본 발명자가 제안한 것으로, 폐문시 물이 접촉하는 부분을 라운드 지게 형성한 전면부, 상기 전면부의 반대편에 수직한 판 형상으로 구성된 후면부, 및 상기 후면부의 양측부에 일체로 설치되는 아암을 구비하며 배수로에 설치되는 수문; 상기 수문의 양단측부 상에 배치되어 상기 수문을 지지하는 하우징부로서, 상기 수문을 회동가능하게 지지하는 제1 축플랜지, 상기 제1 축플랜지와 이격되어 평행하게 설치되는 제2 축플랜지, 및 상기 제1 축플랜지와 제2 축플랜지 사이에 배치되는 크랭크회동부를 내부에 구비하는 하우징부; 상기 제1 축플랜지에 안내 삽입되고, 일단부가 상기 수문의 아암에 결합고정되는 회전축; 및 상기 제2 축플랜지에 삽입 결합되는 결합축;을 포함하며, 상기 크랭크회동부는, 상기 하우징부의 하부에 설치되는 고정링크, 상기 고정링크에 선회가능하게 설치되는 실린더, 상기 실린더에서 연장되는 실린더로드의 연장단부에 결합핀에 의해 일단이 결합되는 제1 회전링크 및 제2 회전링크를 구비하며, 상기 제1 회전링크의 타단에는 상기 회전축의 타단부가 고정설치되고, 상기 제2 회전링크의 타단에는 결합축이 고정설치된 것을 특징으로 하는 복합수문장치에 관한 것이었다.

한편 강폭이 넓은 장소에 수문을 설치하는 경우 수문의 길이가 길어짐에 따라 수압에 의해 변형이 발생되는 폐단이 제기되어 왔다.

상기의 단점을 해결하기 위하여 수문의 길이를 짧게 하여 여러개를 설치하는 방안이 제안된 바 있으나 수문의 수가 증가함에 따라 설치 비용이 상승되어 비용 부담이 증가하는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 상기한 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 폭이 5～100m 이상으로 넓은 강, 하천, 관개수로 및 저수지 등에 하나의 판으로 된 수문 형태로 설치할 수 있도록 한 반달형 회전식 자동수문장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 수문에 다수의 지지장치를 장착함으로써 수압에 견딜 수 있도록 하여 수문의 변형을 방지할 수 있고, 또한 수문에 보강프레임을 장착시켜 강도가 증가되도록 함으로써 내구성이 월등히 향상될 수 있고, 이를 통해 수문의 갯수를 절감할 수 있어 설치비용을 절감할 수 있도록 한 반달형 회전식 자동수문장치를 제공하는 데 있다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반달형 회전식 자동수문장치는,물과 접촉되며 라운드 지게 형성된 전면부, 상기 전면부의 반대편에 라운드 지게 형성된 후면부로 구성되어 배수로에 장착되는 수문; 상기 수문을 회전시켜 개폐작동하는 구동장치, 및 상기 수문의 후면부에 접촉되어 지지되며 수문의 회전작동을 안내하는 지지장치를 포함한다.

상기 지지장치는 하단이 배수로에 장착되며 상기 수문의 전면부의 곡률에 대응되는 곡률을 갖도록 호형으로 형성되며 내부에 공간이 형성되어 수직되게 장착되는 프레임; 상기 프레임의 내부에 축 결합되며, 상기 수문의 전면부에 접촉되는 다수개의 롤러를 포함한다.

상기 수문의 후면부에는 상기 지지장치의 다수개의 롤러가 삽입되며, 회전 작동을 안내하도록 호형으로 된 레일홈이 형성된다.

상기 수문은 상기 후면부의 내측에 일정 길이로 된 보강재가 장착되고, 표면에 외면판재가 부착된다.

본 발명의 반달형 회전식 자동수문장치에 따르면, 폭이 5～100m 이상으로 넓은 강, 하천, 관개수로 및 저수지 등에 하나의 판으로 된 수문 형태로 설치할 수 있도록 함으로써, 수문의 갯수를 절감할 수 있어 설치비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 따르면 수문에 지지되는 다수의 지지장치에 의해 수압에 견딜 수 있도록 하여 수문의 변형을 방지할 수 있어 내구성이 월등히 향상될 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 반달형 회전식 자동수문장치의 전체 외관을 보여주는 사시도,
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 반달형 회전식 자동수문장치의 일부분을 보여주는 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 반달형 회전식 자동수문장치의 다른 실시예를 나타낸 단면도.

이하에서는 본 발명의 주된 실시예에 대해 첨부된 도면을 토대로 하여 상세하게 설명하기로 한다.

다만, 이하에서 설명되는 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 쉽게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로 인해 본 발명의 보호범위가 한정되는 것을 의미하지는 않음을 밝혀둔다.

도 1은 본 발명에 따른 반달형 회전식 자동수문장치의 전체 외관을 보여주는 사시도이며, 도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 반달형 회전식 자동수문장치의 일부분을 보여주는 단면도를 나타낸다.

이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 자동수문장치는 대략 강, 하천 또는 배수로(4)에 배치되는 수문(2)과, 수문(2)을 회전시키는 구동장치(8) 및 수문(2)의 중간에 장착되는 지지장치(6)로 구성된다.

수문(2)은 물의 압력을 견딜 수 있도록 일정 두께를 가지며 그 단면 형상은 대략 볼록렌즈형으로 이루어진다. 따라서 물과 접촉되는 부분을 라운드 지게 형성시켜 된 전면부(22)와, 상기 전면부(22)의 반대편에 라운드 지게 형성된 후면부(21)로 구성되어 배수로(4)에 장착된다.

상기 후면부(21)는 전면부(22) 보다 곡률이 더 크게 형성되므로 더 볼록한 형태로 형성된다. 이렇게 수문(2)을 볼록렌즈형태로 형성함으로써 수압에 견딜 수 있는 역학적인 구조를 갖게 되며 내구성이 향상될 수 있다.

구동장치(8)는 상기 수문(2)을 회전시켜 개폐 작동시키기 위해 배수로(4)의 양측 하우징(42)에 형성되는 것으로, 도 2와 같이 수문(2)을 수직상태로 세우면 배수로(4)를 차단하여 폐쇄상태가 되고, 도 3과 같이 수문(2)을 수평상태로 눕히면 배수로(4)가 개방된 상태가 된다.

구동장치(8)는 수문(2)의 양측단에 연결된 일정 길이의 아암(24)의 축에 장착된 제 1기어(81)와, 상기 수문(2)의 외부에 형성된 하우징(89)의 지지대(87)에 장착되며 일단에는 상기 제1기어(81)와 치합되는 치차를 갖는 구동기어(82)와, 일단이 상기 구동기어(82)의 타단에 힌지결합되고 타단은 상기 지지대(87)에 힌지결합된 유압실린더(86)로 구성된다.

제1기어(81)는 평기어가 사용되며, 구동기어(82)는 유압실린더(86)와 연결되는 축봉(821)의 일측에 부채꼴형상으로 형성되며 외주연에 치차가 형성되어 상기 제1기어(81)와 맞물린다.

상기 유압실린더(86)는 하단이 지지대(87)에 축핀으로 결합되고, 로드의 선단이 상기 구동기어(82)의 후단과 축핀으로 결합됨으로써, 로드의 인출시 구동기어(82)를 하방으로 회전시키게 되고, 역으로 인입시 구동기어(82)를 상방으로 회전시키게 되며, 지지대(87) 및 구동기어(82)와 축핀으로 결합됨으로써 로드의 인입에 따른 길이변동을 수용할 수 있도록 각도변환이 가능해진다.

강, 하천 또는 배수로(4)는 수문(2)이 장착되는 공간이 마련되고, 양측벽에는 구동장치(8)가 장착되는 하우징(42)이 형성된 것으로, 바닥면에는 수문(2)의 라운드 진 전면부(22)가 삽입될 수 있도록 오목하게 패인 수용홈(도시되지 않음)이 형성된다.

수로의 폭이 넓어서 수문(2)의 길이가 5~100m 이상으로 길어지는 경우 수압의 영향을 받아 수문(2)의 변형이 발생되므로 이를 방지하기 위해 수문(2)의 중간에는 일정 간격마다 지지장치(6)가 장착된다.

지지장치(6)는 수문(2)의 후면부(21)에 접촉되어 지지되며 수문(2)의 회전작동을 안내할 수 있도록 대략 호형으로 형성되며, 하단은 배수로(4)와 고정되어 장착된다.

지지장치(6)는 하단이 배수로(4)에 장착되며 상기 수문(2)의 후면부(21)의 곡률에 대응되는 곡률을 갖도록 호형으로 형성되며 내부에 공간이 형성되어 수직되게 장착되는 프레임(62)과, 상기 프레임(62)의 내부에 축 결합되며, 상기 수문(2)의 후면부(21)에 접촉되는 다수개의 롤러(64)로 이루어진다.

수문(2)의 후면부(21)에는 다수개의 롤러(64)가 삽입되어 작동을 안내하도록 호형으로 된 레일홈(도시되지 않음)이 형성될 수 있다.

프레임(62)의 하단에는 일정 면적의 플레이트가 형성되고, 플레이트에는 다수의 볼트가 체결되며, 체결된 볼트는 배수로(4)의 바닥면에 결합된다.

볼트의 결합은 일명 세트앵커방식이 적용되며, 배수로의 바닥면을 일정 깊이로 드릴링하여 홀을 형성하고, 이 홀에 슬릿을 갖는 관체를 삽입한 후 볼트를 관체 내에 체결시키면 관체가 외측으로 벌어지면서 홀의 내벽에 밀착되어 고정력이 배가될 수 있도록 한 것이다.

또는 프레임의 하단을 배수로(4)의 콘크리트 몰탈과 일체로 성형시켜 제작할 수도 있을 것이다.

한편 롤러(64)는 수문(2)의 후면부(21)에 접촉되어 롤링됨으로써 수문(2)의 회전작동이 원활하게 수행될 수 있도록 안내하게 되며, 또한 수문(2)의 후면부(21)를 일정한 힘으로 지지해줌으로써 수문(2)의 휨 변형을 방지하는 역할을 한다.

한편 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동수문장치는, 상술한 수문(2)의 후면부(21)에 인접되어 일정 길이로 된 보강재(5)가 장착되고, 그 표면에 외면판재(52)가 부착된다.

보강재(5)는 H빔 또는 각형 빔이며, 수문(2)과 평행되게 수평으로 장착된다. 즉 수문(2)의 양측판의 사이에 보강재(5)가 용접되며, 그 전면에 외면판재(52)가 부착되어 마감 및 기밀 처리된다.

보강재(5)가 수문(2)에 내장됨으로써 수압에 견딜 수 있는 힘이 증대될 수 있고, 이러한 보강재(5)에 의해 강도가 배가됨으로써 휨 변형이 방지될 수 있다.

이하 상술한 구성으로 이루어지는 본 발명의 수문장치에 대한 작동을 살펴보기로 한다.

도 2와 같이 구동장치(8)가 작동되어 수문(2)이 수직되게 세워져 폐쇄상태가 되면 수로가 차단되므로 물의 흐름을 차단하여 저수가 이루어진다.

일정량의 물이 저수되면 수압이 수문(2)에 작용하여 수문(2)의 길이가 긴 경우 휨변형이 발생될 우려가 높아진다.

이에 지지장치(6)가 수문(2)을 지지하고, 또 수문(2)에 장착된 보강재(5)가 강도를 배가시켜줄 수 있으므로 수압을 견딜 수 있어 수문(2)의 휨변형 발생을 억제할 수 있게 된다.

한편 도 3과 같이 수압이 가해진 상태에서 수문(2)을 개방시키기 위해 하방으로 회전시키면 볼록한 후면부(21)가 지지장치(6)의 다수의 롤러(64)에 지지된 상태로 구름작용되어 회전되므로 개방 작동에 지장이 없고 작동중에도 수문(2)의 지지력이 유지될 수 있어 변형이 방지될 수 있다.

2 … 수문
6 … 지지장치
8 … 구동장치
62 … 프레임
64 … 롤러

Claims (4)

1. 물과 접촉되며 라운드 지게 형성된 전면부와 상기 전면부의 반대편에 라운드 지게 형성된 후면부로 구성되어 배수로에 장착되는 수문,
   상기 수문을 회전시켜 개폐작동하는 구동장치 및
   상기 수문의 후면부에 접촉되어 지지되며 수문의 회전작동을 안내하는 지지장치를 포함하고,
   상기 지지장치는 하단이 배수로에 장착되며 상기 수문의 후면부의 곡률에 대응되는 곡률을 갖도록 호형으로 형성되고 상기 배수로에 수직되게 장착되는 프레임 및
   상기 프레임의 내부에 축 결합되며 상기 수문의 후면부에 접촉되는 다수개의 롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 반달형 회전식 자동수문장치.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 수문은 상기 후면부의 내측에 일정 길이로 된 보강재가 장착되고, 표면에 외면판재가 부착된 것을 특징으로 하는 반달형 회전식 자동수문장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 수문의 후면부에는 상기 지지장치의 다수개의 롤러가 삽입되며, 회전 작동을 안내하도록 호형으로 된 레일홈이 형성된 것을 특징으로 하는 반달형 회전식 자동수문장치.
   
   

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