KR101184967B1 - 이물질 제거 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배수구나 하천의 수로, 특히 저층수 배출용 보조 수문 입구에 쌓이는 이물질을 자동으로 제거하는 이물질 제거 장치를 제공하는 것으로, 배수구 입구에 위치하며, 중공의 실린더 형상의 표면에 다수개의 타공(31b)이 형성된 타공망을 갖고 실린더 형상을 한 타공망 실린더(31); 상기 타공망 실린더(31)와 상대 회전이 되도록 하면서, 상기 타공망 실린더(31) 상기 표면과 거의 맞닿아 있으며, 상기 타공망 실린더의 길이 방향으로 위치하는 칼날(33); 상기 타공망 실린더(31)와 상기 칼날(33)의 상대 회전이 가능하도록 상기 타공망 실린더(31)를 자전시키거나 상기 칼날(33)을 상기 타공망 실린더(31) 표면에 대해 공전시키기 위한 수단; 을 포함하며, 상기 타공망 실린더(31)와 상기 칼날(33)이 상대회전할 때에 상기 타공(31b)에 끼인 이물질(40)이 상기 칼날(33)에 의해 제거되는 것을 특징으로 한다.

Description

이물질 제거 장치{Apparatus for removing water grasses, etc.}

본 발명은 이물질 제거 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하천 등에 설치되는 수로, 특히 저층수 배출용 보조 수문의 입구 등에 설치되어 상류로부터 떠내려온 불필요한 수초 등의 이물질을 자동으로 제거하기 위한 이물질 제거 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 하천에는 수압 또는 동력에 의해 작동하는 수문 본체에 의해 수로를 개폐하여 수로 상류측의 저수량을 조절하기 위한 자동보 수문이 설치되는바, 수량 조절 목적으로 수문을 개방하지 않고 일정 기간 폐쇄된 상태로 하천수를 가두어 두는 경우에는, 저부의 유기물을 다량 함유하고 있는 저층수가 부패하여 수질오염의 주범이 된다는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 제1 종래기술로서 한국 특허공개 제2003-63272호를 비롯한 다양한 사이펀식 수문이 제안되었다. 사이펀식 수문이란, 수문 본체(110) 내에 분리벽을 형성하고 저층수 배출구를 수문 외벽의 저부에 형성하여 사이펀 현상에 의해 수문이 닫힌 상태에서도 저층수가 유입수 배출구 및 수문 내부의 배수 통로 및 사이펀 통로를 통해 배출되도록 하는 것이다.

그러나, 이러한 사이펀식 수문은 수문에 배수구멍(125)이 형성되어야 하는바, 하천의 상류에서 떠내려온 수초나 비닐과 같은 각종 이물질에 의해 상기 배수구멍이 막히는 경우가 허다하였다.

이러한 문제점을 해소하기 위하여, 상기 공개 특허의 실시예에서는 도 1에서 보는 바와 같이, 배수구멍에 철망과 같은 망상부재(126)을 대어 수초와 같은 이물질이 배수구멍을 막아버리는 문제점을 해소하고자 하였다.

부재번호 123은 가이드 부재이고, 124는 유압 실린더이며, 128은 수압감속판 및 129는 물고기 지느러미 지지부재이다.

그러나, 상기 종래기술의 경우에도, 배수구의 경우 다른 지점보다 유속이 빠르고 하천수가 배수구로 모이는 관계로 수초 등의 이물질이 철망에 달라붙어 쌓이는 경우에는 사람이 일일이 가서 제거해 주지 않는한, 배수구멍을 막기는 매 한가지이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 배수구나 하천의 수로, 특히 저층수 배출용 보조 수문 입구에 쌓이는 이물질을 자동으로 제거하는 이물질 제거 장치를 제공하는 것이다.

특히, 본 발명은 하천 등에 설치되는 일반적인 메인 수문의 하측에 별도로 설치되어 메인 수문의 개폐 여부와 무관하게 하천의 저층수를 배출하기 위한 저층수 배출용 보조 수문의 입구에 설치되는 경우 아주 효과적임을 알 수 있었다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르는 이물질 제거 장치는, 배수구 입구에 위치하며, 중공의 실린더 형상의 표면에 다수개의 타공(31b)이 형성된 타공망을 갖고 실린더 형상을 한 타공망 실린더(31); 상기 타공망 실린더(31)와 상대 회전이 되도록 하면서, 상기 타공망 실린더(31) 상기 표면과 거의 맞닿아 있으며, 상기 타공망 실린더의 길이 방향으로 위치하는 칼날(33); 상기 타공망 실린더(31)와 상기 칼날(33)의 상대 회전이 가능하도록 상기 타공망 실린더(31)를 자전시키거나 상기 칼날(33)을 상기 타공망 실린더(31) 표면에 대해 공전시키기 위한 수단; 을 포함하며, 상기 타공망 실린더(31)와 상기 칼날(33)이 상대회전할 때에 상기 타공(31b)에 끼인 이물질(40)이 상기 칼날(33)에 의해 제거되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 타공망 실린더(31)의 회전축(31a)이 하우징(39)에 회동가능하도록 축결합되어지고, 상기 타공망 실린더(31)의 상기 회전축(31a)과 평행한 방향으로 칼날이 상기 표면과 거의 맞닿아 상기 하우징에 고정되어 있으며, 상기 타공망 실린더(31)의 상기 회전축(31a)을 회전 구동하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게는, 상기 타공망 실린더(31)의 상기 회전축(31a)은 동력전달 수단(32, 34, 36)에 의해 수문본체의 회전축(21a)과 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 칼날(33)은 상기 타공망 실린더(31)의 좌우 양측에 하나씩 2개가 일렬로 구비되며, 상기 타공망 실린더의 1회 회전은 180도인 것이 좋다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르는 상기 이물질 제거 장치(30)가 보조 수문 본체(21)의 입구에 구비되어 있으며, 메인 수문부(10)의 상류측 저부에 위치하는 저층수 배출용 보조 수문이 제공되는바, 상기 저층수 배출용 보조 수문은, 메인 수문부 저부에 설치된 저층수 배출용 보조 수문 개폐장치(29)의 하우징: 상기 하우징 아래에서 하천 저류지와 연결되어 있으며 저층수가 배출되는 저층수로(50)가 형성되도록 배수관(23); 상기 배수관(23)의 선단에 형성되어 담수시에는 상기 배수관(23)을 폐쇄하며 저층수 배수시에는 회전축을 중심으로 회전하면서 상기 배수관(23)을 개방시키는 보조 수문본체(21); 및 상기 보조 수문본체(21)를 개폐하는 유압 실린더(22);로 이루어지되, 상기 유압 실린더의 작동에 의하여 상기 타공망 실린더(31)와 상기 칼날(33)의 상대회전이 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 이물질 제거 장치에 따르면, 하천의 수로나 배수구, 특히 저층수 배출용 보조 수문 입구에 쌓이는 이물질을 자동으로 제거하여 주기 때문에, 사람이 일일이 이물질을 제거해 주지 않아도 배수구나 하천의 수로가 막히지 않고 또한 저층수 배출용 보조 수문의 배수로가 제기능을 할 수 있다는 장점이 있다.

특히, 저층수 배출용 보조 수문의 입구에 설치되는 경우에는, 보조 수문의 동력에 연동하여 이루어지므로 별도의 동력과 별도의 제어장치를 필요로 하지 않고도 이상의 효과를 누릴 수 있다는 추가적인 장점을 지닌다.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시 예에 대한 상세한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

도 1은 종래의 배수구멍에 설치되는 망상부재를 갖는 수문.
도 2는 본 발명과 관련된 저층수 배출용 보조 수문의 배치를 나타내는 평면 배치도.
도 3은 본 발명과 관련된 저층수 배출용 보조 수문의 배치를 나타내는 정면 배치도.
도 4는 도 2의 A-A 선 단면도로서 보조 수문이 닫힌 상태를 나타낸다.
도 5는 도 2의 A-A 선 단면도로서 보조 수문이 개방되는 도중 이물질 제거 장치의 작동을 설명하기 위한 상태도.
도 6은 도 4의 B 방향에서 바라본 상세도.
도 7은 도 4의 이물질 제거 장치의 상세도.
도 8은 도 4의 타공망 축수 부분의 상세도.
도 9는 도 4의 보조수문 축수 부분의 상세도.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 이물질 제거 장치가 채택된 저층수 배출용 보조 수문을 상세하게 설명하기로 한다.

먼저, 본 발명과 관련된 저층수 배출용 보조 수문에 대하여 이하에 설명한다.

도 2는 본 발명과 관련된 저층수 배출용 보조 수문의 배치를 나타내는 평면 배치도이고, 도 3은 본 발명과 관련된 저층수 배출용 보조 수문의 배치를 나타내는 정면 배치도이다.

도 2 및 도 3에 의하면, 본 발명과 관련된 저층수 배출용 보조 수문 개폐장치(29)의 설치 위치가 개략적으로 도시되어 있다. 즉, 메인 수문(11)의 하측에 일정 거리를 두고 설치되도록 한다. 이는, 저층수량은 전체 통수량의 최대 5% 이하로 배출을 하면 족하므로, 메인 수문에 비해 일정 수준에서 소형 보조수문을 설치하면 되기 때문이다. 따라서 상대적으로 협소한 저층수로의 경우 특히나 저류지의 저부에 위치하게 되므로, 수초나 기타 이물질에 의한 수로의 막힘에 더 취약하다는 문제점이 있다.

이제, 이물질 제거 장치를 채택한 저층수 배출용 보조 수문에 대하여 도 4 내지 도 9를 참조하여 상술한다. 다만, 본 실시예는 최적 실시예를 나타낼 뿐, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 보조 수문의 작동에 필요한 유압 실린더의 동력 대시 여타의 스탭핑 모터나 기타 동력전달장치를 이용하여 본 발명의 이물질 제거 장치를 구동하는 것이 가능함은 본 기술에 관한 당업자라면 누구라도 이해하게 될 것이다.

도 4는 도 2의 A-A 선 단면도로서 보조 수문이 닫힌 상태를 나타내고, 도 5는 도 2의 A-A 선 단면도로서 보조 수문이 열린 상태를 나타낸다.

본 발명의 이물질 제거 장치를 채택한 저층수 배출용 보조 수문부(20)는, 수문 회전축(12)을 갖는 메인 수문본체(11)와 밀폐 고무판(13)을 갖는 메인 수문부(10)의 상류측 저부에 위치한다.

즉, 메인 수문부 저부에 설치된 저층수 배출용 보조 수문 개폐장치(29)의 하우징이 위치하며, 그 아래에는 저층수가 배출되는 저층수로(50)가 형성되도록 배수관(23)이 하천 저류지와 연결되어 있는바, 배수관(23)의 선단은 평소에는 보조 수문본체(21)에 의해 폐쇄되어 있게 된다. 상기 보조 수문본체(21)는 그 회전축(21a)이 하우징 벽에 설치되고, 유압 실린더(22)의 일측에 연결되어 유압 실린더(22)에 의해 개폐 가능하도록 되어 있는바, 상기 유압 실린더의 타측은 상기 하우징의 일측 벽에 브라켓(25)을 통해 고정되어 있다.

그리하여, 도 5에서 보는 바와 같이, 담수 시에는 도 5의 점선으로 도시된 바와 같은 위치에서 배수관(23)의 입구를 폐쇄하고 있다가, 저층수를 배출하고자 할 경우에는, 유압 실린더가 수축하도록 함으로써, 보조 수문본체(21)가 회전축을 중심으로 대략 90도 회전하도록 함으로써 화살표 "가" 방향과 같이 하우징 벽쪽으로 (도 5의 실선 도시 부분으로) 이동하게 되어, 결국 보조 수문본체가 개방되고 저층수가 저층수로(50)를 따라 하류로 방류되어 진다.

바람직하게는, 상기 배수관 입구에는 어느 정도의 단턱(26)이 형성되어 돌이나 무거운 이물질이 가급적 단턱에 걸리어 배수관 내로 유입이 되지 않도록 한다.

아울러, 상기 배수관(23)의 입구쪽은 하향 경사지도록 되어 있어, 저층수용 보조 수문 폐문시 이물질이 아래로 향하게 하여 저층수가 어느 정도의 속력을 갖도록 하여야 고형물의 침전을 방지하며, 반대로 배수관의 출구쪽은 상향 경사지게 하여 저층수의 배출 방향이 직선이 아닌 하류쪽 상승형으로 되도록 하는 것이 바람직한바, 그 이유는 수문의 전체 통수량을 유지하면서 저층수를 배출시키기 위함이다.

즉, 저층수 배출 방향을 직선으로 하면 메인 수문이 상대적으로 높은 위치로 상승하여 배치되어야 하며, 그렇게 되면 하천 전체 통수량이 줄어들어 위험의 소지가 발생할 수 있기 때문이다.

실린더의 힘은 하천 환경의 특성으로 안전율 2 이상으로 적용하며, 저층 수문비는 고무재의 지수패킹(21b: 도 7)에 의해 완전 밀착하여 폐문시 누수가 발생하지 않도록 한다.

저층수 배수관의 가로 길이는 가급적 일정(1400mm)하게 하고, 높이로 저층수 통수량을 조절하도록 하는 것이 좋으며, 그 이유는 가로 길이가 길어지면 문틀의 지지력에 문제가 될 수 있기 때문이다.

아울러, 저층수문의 상부 커버(24)를 탈부착 가능하게 하여 유지 보수가 용이하도록 한다.

이제, 본 발명의 이물질 제거 장치(30)에 대하여 도 4 내지 도 9를 참조하여 상술한다.

도 6은 도 4의 B 방향에서 바라본 상세도이고, 도 7은 도 4의 이물질 제거 장치의 상세도이며, 도 8은 도 4의 타공망 축수 부분의 상세도이고, 도 9는 도 4의 보조수문 축수 부분의 상세도이다.

도 4에서 보는 바와 같이, 저층수 배출용 보조 수문 본체(21)의 입구에 타공망 실린더(31)가 위치하는바, 상기 타공망 실린더(31)는 도 6 및 도 8에서 보듯이 중공의 실린더 형상의 표면이 다수개의 타공(31b)이 형성된 타공망으로 형성되어지며, 그 회전축(31a)이 하우징(31)에 회동가능하도록 축결합되어 진다.

또한, 상기 타공망 실린더(31)의 타공망이 형성된 표면의 적어도 일측에는 상기 회전축(31a)과 평행한 방향으로 칼날이 상기 표면과 거의 맞닿아 있는바, 바람직하게는 좌우 양측에 하나씩 2열로 구비되는 것이 좋다.

더구나, 상기 보조 수문본체의 회전축(21a)과 상기 타공망 실린더의 회전축(31a)은 동력전달 수단에 의해 연동되어 있도록 하는바, 즉, 상기 보조 수문본체의 회전축(21a)과 상기 타공망 실린더의 회전축(31a)에는 각각 스프로켓(도 8의 '34' 및 도 9의 '36' 참조)이 형성되고 체인(32)으로 연결되어 있게 된다 (도 7 참조).

바람직하게는, 상기 보조 수문본체가 회전축(21a)을 중심으로 90도 회전하는 경우, 상기 보조 수문본체의 회전비와 상기 타공망 실린더의 회전비는 1:2 가 되도록 하여 상기 보조 수문이 한번 개폐될 경우, 상기 타공망 실린더의 회전축(31a)을 중심으로 180도 회전하도록 하는 것이 바람직하다.

미설명 부호 27 및 28은 각각, 상기 저층수 배출용 보조 수문본체 회전축(21a)의 축수 및 부싱이며, 35는 상기 타공망 실린더의 회전축(31a)의 축수이다.

이제, 이상의 이물질 제거 장치(30)의 동작에 대하여 도 5 및 도 8을 참조하여 설명한다.

먼저 보조 수문 개폐장치용 실린더(22)가 수축하면, 보조 수문본체(21)가 회전축을 중심으로 일례로 90도 회전하면서 (도 5의 "가" 방향) 저층수로(50)가 개방되어지는바, 상기 회전력은 체인(32)을 통해 상기 타공망 실린더(31)를 일례로 180도 회전시키게 되면서 (도 5의 "나" 방향), 타공(31b)에 끼인 수초 등의 이물질(40)이 칼날(33)에 의해 제거된다. 이는 개방 상태에서 폐쇄 상태로 갈 경우에도 마찬가지이다.

따라서, 본 발명에 의하면 일차적으로 저층수문비 앞쪽에 타공망이 설치되어 저층수문 폐문시 이물질에 의한 저층수문의 걸림을 막게 되며, 다시 타공망에 이물질(식물)의 걸림을 막기 위해 저층수문 개폐시 스프로킷과 체인에 의해 타공망이 180°이상 회전하여 위 아래의 고정된 칼날에 의해 이물질이 절단되어 떨어져 나가게 된다.

이상의 본 발명의 실시예에 의하면, 기존의 전도식 수문부에 어떠한 영향을 주지 않고서도 저층수의 하천수를 적절히 배출시킬 수 있는 저층수 배출용 보조 수문부의 설치가 가능하며, 메인 수문비의 높이나 위치를 그대로 유지하는 것이 가능하는가 하면, 보조 수문이 메인 수문 저부에 위치하므로 미감상으로도 깔끔한 외관을 갖는 저층수 배출용 보조 수문의 배출구가 막히지 않고 원활한 기능을 수행하도록 하는 것이 가능하다.

즉, 저층수로 입구에 타공망을 형성하여 이물질의 유입을 막고 따라서 이물질로 인한 상대적으로 좁은 저층수로가 막힐 염려가 없으며, 아울러, 상기 타공망은 이물질 제거장치로 형성하여 타공망을 막을 수 있는 이물질이 자동적으로 제거되도록 하는 것이 가능하게 된다.

이상에서는 본 발명의 특정 실시예에 따라 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 및 변형한 것도 본 발명에 속함은 당연하다.

예를들어, 상기 타공망 실린더(31)가 회전축(31a)을 중심으로 자전하는 대신, 상기 칼날(33)이 상기 타공망 실린더의 표면을 공전할 수 있도록 구성하는 것도 가능하며, 상기 타공망 실린더(31)를 자전시키더라도 스태핑 모터나 기타 다른 동력전달장치를 이용하여 회전축(31a)을 중심으로 자전 회전시키는 것도 얼마든지 가능하다 할 것이다.

10 : 메인 수문부 11 : 메인 수문본체
12 : 수문 회전축 13 : 밀폐 고무판
19 : 메인 수문 개폐장치
20 : 보조 수문부 21 : 보조 수문본체
21a : 보조 수문 회전축 21b : 지수패킹
22 : 유압 실린더 23 : 배수관
24 : 보조 수문부 커버 25 : 브라켓
26 : 단턱 27 : 축수
28 : 부싱 29 : 보조 수문 개폐방치
30 : 이물질 제거장치 31 : 타공망 실린더
31a : 타공망 실린더 회전축 31b : 타공망
32 : 체인 33 : 칼날
34 : 스프라켓 35 : 축수
36 : 스프라켓 37 : 축수
39 : 하우징
40 : 이물질 50 : 저층수로

Claims (5)

1. 배수구 입구에 위치하며, 중공의 실린더 형상의 표면에 다수개의 타공(31b)이 형성된 타공망을 갖고 실린더 형상을 한 타공망 실린더(31);
   상기 타공망 실린더(31)와 상대 회전이 되도록 하면서, 상기 타공망 실린더(31) 상기 표면과 거의 맞닿아 있으며, 상기 타공망 실린더의 길이 방향으로 위치하는 칼날(33);
   상기 타공망 실린더(31)와 상기 칼날(33)의 상대 회전이 가능하도록 상기 타공망 실린더(31)를 자전시키거나 상기 칼날(33)을 상기 타공망 실린더(31) 표면에 대해 공전시키기 위한 수단;
   을 포함하며,
   상기 타공망 실린더(31)와 상기 칼날(33)이 상대회전할 때에 상기 타공(31b)에 끼인 이물질(40)이 상기 칼날(33)에 의해 제거되는 것을 특징으로 하는 이물질 제거 장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 타공망 실린더(31)의 회전축(31a)이 하우징(39)에 회동가능하도록 축결합되어지고, 상기 타공망 실린더(31)의 상기 회전축(31a)과 평행한 방향으로 칼날이 상기 표면과 거의 맞닿아 상기 하우징에 고정되어 있으며, 상기 타공망 실린더(31)의 상기 회전축(31a)을 회전 구동하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이물질 제거 장치.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 타공망 실린더(31)의 상기 회전축(31a)은 동력전달 수단(32, 34, 36)에 의해 수문본체의 회전축(21a)과 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 이물질 제거 장치.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 칼날(33)은 상기 타공망 실린더(31)의 좌우 양측에 하나씩 2개가 일렬로 구비되며, 상기 타공망 실린더의 1회 회전은 180도인 것을 특징으로 하는 이물질 제거 장치.
5. 제 1항 내지 제 4항 중의 어느 한 항의 이물질 제거 장치(30)가 보조 수문 본체(21)의 입구에 구비되어 있으며, 메인 수문부(10)의 상류측 저부에 위치하는 저층수 배출용 보조 수문으로서,
   메인 수문부 저부에 설치된 저층수 배출용 보조 수문 개폐장치(29)의 하우징:
   상기 하우징 아래에서 하천 저류지와 연결되어 있으며 저층수가 배출되는 저층수로(50)가 형성되도록 배수관(23);
   상기 배수관(23)의 선단에 형성되어 담수시에는 상기 배수관(23)을 폐쇄하며 저층수 배수시에는 회전축을 중심으로 회전하면서 상기 배수관(23)을 개방시키는 보조 수문본체(21); 및
   상기 보조 수문본체(21)를 개폐하는 유압 실린더(22);로 이루어지되, 상기 유압 실린더의 작동에 의하여 상기 타공망 실린더(31)와 상기 칼날(33)의 상대회전이 이루어지는 것을 특징으로 하는 저층수 배출용 보조 수문.
   

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