KR101282783B1 - 전도식 수문장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 정전시나 자동 시스템의 고장시, 태풍이나 홍수 등으로 인해 제방의 저수량이 위험수위로 올라가면 해당 수문이 자동적으로 개방될 수 있게 하여, 저수량의 급격한 수위변화로 인해 발생할 수 있는 피해를 능동적으로 방지할 수 있게 한 전도식 수문장치를 제공함에 있다.
이러한 본 발명은 제방의 배수로에 하부가 회전되게 설치됨으로서 그 상부가 선회하여 상기 제방의 배수로를 개폐하는 수문과 상기 수문을 개폐하기 위한 구동력을 제공할 수 있는 실린더와 링크부재 및 작동부재를 포함하며, 상기 실린더를 작동시킬 수 있게 유압유가 이동되는 유압라인 상에 어큐뮬레이터(Accumulator)와 비상용 밸브를 설치함에 의해, 정전 등의 비상시 전기가 차단되어 홍수 범람시 상기 비상용 밸브가 작동되고 어큐뮬레이터에 저장된 유압을 실린더의 후진포트로 공급하여 상기 수문이 개방되게 한 것을 특징으로 한다.

Description

전도식 수문장치{Floodgate Apparatus}

본 발명은 제방의 배수로에 설치되어 저수량을 조절하는데 사용되는 전도식 수문장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 정전시나 자동 시스템의 고장시, 태풍이나 홍수 등으로 인해 제방의 저수량 수위가 위험수위로 올라가면 해당 수문을 자동적으로 열어 제방의 저수량을 조절할 수 있게 하여, 예기치 않은 정전이나 시스템 고장시에도 제방의 급격한 수위변화로 인해 발생할 수 있는 피해를 능동적으로 방지할 수 있게 한 전도식 수문장치에 관한 것이다.

일반적으로 물을 저수할 목적으로 축조된 제방의 배수로에는 저수량을 조절하기 위한 수문이 설치되어 있음이 주지된 사실이다. 이러한 수문은 통상 유압을 통한 가동식 구조를 채용하여 배수로를 개폐하며 제방의 저수량을 조절하도록 되어 있다.

또한, 기존의 수문은 대부분 외부 전원을 그 동력원으로 하여 제방의 저수량에 따라 수문을 개폐시키게 되는데, 태풍이나 홍수 등과 같은 천재지변에 의한 갑작스러운 정전시에는 외부 전원이 단절되기 때문에 해당 수문을 개폐시킬 수 없어 제방의 저수량 조절에 실패할 수밖에 없다.

특히, 천재지변에 의한 단전시에는 대게 급격한 수량 증가로 인해 해당 수문을 적절한 시기에 열어야 함에도 불구하고 단전이라는 악재까지 겹쳐지게 되면 해당 제방의 저수량 조절에 완전 실패하게 된다.

따라서, 최근에는 수문에 수동밸브를 구비시켜 단전과 같은 급박한 상황에서도 해당 수문을 인력으로 개방할 수 있도록 하는 기술이 제안된 상태이다.

이와 같이 수문을 인력으로 개방할 경우에는 항상 수문 주위에 인력이 상주하면서 해당 제방의 저수량을 주시하고 저수량의 갑작스러운 증가가 인지되면 급격한 저수량 증가로 인한 사고를 방지하기 위해 직접 해당 비상수동 밸브 등을 수동으로 조작해 해당 수문을 개방하여야만 하는바 실제 이러한 수문관리에서 많은 불편함과 인력낭비가 있는 단점이 있다.

또한, 정전과 동시에 급격하게 저수량이 증가하는 경우는 대게 태풍이나 홍수 등과 같은 천재지변이 그 원인이 되므로 이러한 인력을 통한 현장에서의 수동 조작에 의한 수문 개방은 많은 위험성을 내포하고 있는 문제가 있다.

본 발명의 목적은 정전시나 자동 시스템의 고장시, 태풍이나 홍수 등으로 인해 제방의 저수량이 위험수위로 올라가면 해당 수문이 자동적으로 개방될 수 있게 하여, 저수량의 급격한 수위변화로 인해 발생할 수 있는 피해를 능동적으로 방지할 수 있게 한 전도식 수문장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 제방의 배수로에 하부가 회전되게 설치됨으로서 그 상부가 선회하여 상기 제방의 배수로를 개폐하는 수문; 상기 수문을 개폐하기 위한 구동력을 제공할 수 있게 어느 일단이 상기 배수로의 바닥에 회전되게 설치된 실린더와, 상기 실린더의 타단이 회전되게 결합되어 소정 경사각을 이루게 설치됨과 아울러 일측 하단에는 롤러가 설치되어 상기 실린더의 신축에 의해 세워졌다 눕혀지도록 작동하는 링크부재와, 상기 링크부재의 상단이 회전되게 결합되어 상기 링크부재의 작동에 의해 하부를 중심으로 회전되면서 상기 수문을 개폐할 수 있게 상기 수문의 하부에 설치되는 회전축을 회전시키는 작동부재와, 상기 작동부재를 회전시키기 위한 링크부재를 지지할 수 있게 상기 롤러에 대응하는 배수로의 바닥에 설치되며 상부면에는 롤러가 걸리는 걸림홈들이 일정 간격을 이루게 형성된 지지레일로 이루어진 구동수단; 및 상기 구동수단에 구비되는 실린더를 작동시킬 수 있게 유압펌프를 통해 이송되는 유압유를 솔레노이드 방향전환 밸브에 의해 실린더의 전진포트와 후진포트로 각각 유압유를 선택적으로 공급할 수 있게 한 유압라인과, 상기 유압라인 상에 설치되어 평상시 유압을 저장하는 어큐뮬레이터(Accumulator)와, 상기 어큐뮬레이터에 저장된 유압을 비상시 상기 실린더의 후진포트로 공급하여 수문이 개방될 수 있게 하는 비상용 밸브로 이루어져, 정전 등의 비상시 전기가 차단되어 홍수 범람시 상기 비상용 밸브가 작동되고 어큐뮬레이터에 저장된 유압을 실린더의 후진포트로 공급하여 상기 수문이 개방되게 하는 유압수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 유압라인 상에 병렬로 설치되어 비상시 수동으로 조작되는 수동펌프와 수동밸브 및 고압 볼 밸브를 더 포함하여, 상기 솔레노이드 방향전환 밸브 및 비상용 밸브의 고장시 사용할 수 있게 한 것을 특징으로 한다.

본 발명은 갑작스러운 정전이나 시스템 고장시, 태풍이나 홍수 등과 같은 천재지변으로 인해 제방의 저수량이 위험수위에 도달하는 것을 방지할 수 있게 수문을 자동으로 개방함으로써 수문 범람을 원천적으로 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전도식 수문장치가 제방의 배수로에 설치된 상태를 나타낸 사시도이고,
도 2는 본 발명에 따른 전도식 수문장치에서 수문이 개방된 상태를 나타낸 도면이고,
도 3은 본 발명에 따른 전도식 수문장치에서 수문이 개방된 상태를 나타낸 도면이고,
도 4는 본 발명에 따른 전도식 수문장치에서 수문을 개폐하기 위한 유압 회로도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세하게 설명한다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전도식 수문장치는 제방의 배수로(102)에 설치되는 수문(110)을 구비하고 있다. 상기 수문(110)은 배수로(102)를 충분히 커버할 수 있는 크기를 갖고 그 하부가 회전되게 설치됨으로서 상부가 선회하여 상기 배수로(102)를 개폐한다. 상기 수문(110)의 개폐는 구동수단(120)에 의해서 이루어진다.

상기 구동수단(120)은 수문(110)의 좌우 양측 하부로부터 돌출되는 회전축(112)에 설치되어 상기 수문(110)을 개폐한다. 이러한 구동수단(120)은 상기 수문(110)을 개폐하기 위한 구동력을 제공할 수 있게 어느 일단이 상기 배수로(102)의 바닥에 회전되게 실린더(122)가 설치된다.

상기 실린더(122)의 타단에는 링크부재(124)가 회전되게 결합된다. 이러한 링크부재(124)는 소정 경사각을 이루게 설치됨과 아울러 그 링크부재(124)의 일측 하단에 롤러(124a)가 설치되어 상기 실린더(122)의 신축에 의해 세워졌다 눕혀지도록 작동한다.

이와 같이 작동하는 링크부재(124)에 작동부재(126)가 설치된다. 상기 작동부재(126)는 링크부재(124)의 상단이 회전되게 결합되어 상기 링크부재(124)의 작동에 의해 하부를 중심으로 회전되면서 상기 수문(110)을 개폐할 수 있게 상기 수문(110)의 하부에 설치되는 회전축(112)을 회전시킨다.

또한, 상기 작동부재(126)를 회전시키기 위한 링크부재(124)를 지지할 수 있게 지지레일(128)이 설치된다. 이러한 지지레일(128)은 상기 롤러(124a)에 대응하는 배수로(102)의 바닥에 설치되며 상부면에는 롤러(124a)가 걸리는 걸림홈(128a)들이 일정 간격을 이루게 형성된다.

이와 같은 구동수단(120)은 물과 접촉하여 발생할 수 있는 부식이나 고장이 없게 상기 수문(110)의 좌우 양측에 설치되는 하우징(104)의 내부에 수밀하게 설치됨이 바람직하다.

본 발명에 따른 전도식 수문장치는, 도 2표시와 같이 상기 실린더(122)가 수축되면, 상기 링크부재(124)에 의해 작동부재(126)가 누움으로서 상기 수문(110)도 같이 누워 즉, 전도되어 상기 배수로(102)를 개방한다. 이와 같이 수문(110)을 개방할 때에는 상기 작동부재(126)가 시계방향으로 회전되어 수문이 개방된다.

또한, 도 3표시와 같이 실린더(122)가 신장되면, 상기 링크부재(124)에 의해 작동부재(126)가 세워짐으로서 상기 수문(110)도 세워져 상기 배수로(102)를 폐쇄한다. 이와 같이 수문(110)을 폐쇄할 때에는 상기 작동부재(126)가 반시계방향을 회전되면서 수문(110)을 폐쇄한다.

이때, 상기 링크부재(124)에 구비되는 롤러(124a)는 상기 지지레일(128)에 형성되는 걸림홈(128a)에 걸려 상기 작동부재(126)에 의해 수문(110)을 폐쇄한 상태에서 상기 링크부재(124)를 바닥으로부터 지지한다.

도시하지는 않았지만, 상기 수문(110)을 약간 전도시켜 상기 배수로(102)를 작게 개방할 경우에는 상기 링크부재(124)에 구비된 롤러(124a)가 지지레일(128)에 형성된 걸림홈(128a)들 중 중간에 위치하는 걸림홈(128a)에 걸림으로서 상기 링크부재(124)를 지지한다. 이는 상기 수문(110)의 전도 각의 크기가 상기 걸림홈(128a)들을 따라서 결정됨을 의미하며, 이 때문에 상기 걸림홈(128a)들의 수는 도면으로부터 증감될 수 있음을 밝혀둔다.

또한, 상기 수문(110)의 후측으로는 상기 수문(110)의 길이를 따라 고무와 같은 수지재질의 실링부재(106)가 설치되어 있다. 이러한 실링부재(106)는 상기 수문(110)과 상기 배수로(102)의 사이에 수밀성을 부여함으로서 그 사이로 물이 누수되는 것을 방지한다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전도식 수문장치는 유압수단(130)을 구비하고 있다. 이 유압수단(130)은 상기 구동수단(120)에 구비되는 실린더(122)에 유압유를 공급하고, 또 회수함으로서 실린더(122)를 작동시켜 수문(110)을 개폐하게 된다.

이와 같은 유압수단(130)은 상기 구동수단(120)에 구비되는 실린더(122)를 작동시킬 수 있게 유압펌프(131)를 통해 이송되는 유압유를 솔레노이드 방향전환 밸브(134)에 의해 실린더(122)의 전진포트(122a)와 후진포트(122b)로 각각 유압유를 선택적으로 공급할 수 있게 한 유압라인(132)이 설치된다.

이러한 유압라인(132) 상에는 어큐뮬레이터(Accumulator)(136)가 설치되어 평상시 유압을 저장하고, 또 상기 어큐뮬레이터(136)에 저장된 유압을 비상시 상기 실린더(122)의 후진포트(122b)로 공급하여 수문(110)이 개방될 수 있게 하는 비상용 밸브(138)가 설치된다.

또한, 본 발명에 따른 전도식 수문장치는 상기 유압라인(132) 상에 비상시 수동으로 조작되는 수동펌프(142)와 수동밸브(144) 및 고압 볼 밸브(146)를 설치하여, 상기 솔레노이드 방향전환 밸브(134) 및 비상용 밸브(138)의 고장시 사용할 수 있게 함이 좋다.

이와 같은 상기 유압수단(130)에 의한 동작을 살펴보면, 수문(110)을 폐쇄하고자 할 때에는 솔레노이드 방향전환 밸브(134)가 작동됨과 동시에 유압모터(131a)의 회전에 의하여 유압펌프(131)가 유압유를 보내게 되는데, 해당 유압유는 상기 솔레노이드 방향전환 밸브(134)를 지나 압력체크 밸브(135)를 거쳐 실린더(122)의 전진포트(122a)로 공급되어 실린더(122)에 닫힘 상태로 충진되게 된다. 유압유가 실린더에 계속 충진 될수록 유압라인 및 시스템의 압력이 올라가며 유압 압력 감지기에 의하여 유압모터(131a)가 자동 정지하고 유압이 더 이상 충진되지 않고 유압라인 내에 그 압력을 유지하여 수문이 완전 닫힘 상태로 고정된다.

그리고, 이러한 유압유의 회수는 공급과 동시에 실린더(122)에 충진되어 있던 유압유가 후진포트(122b)를 통하여 유압유 저장탱크에 저장된다.

또한, 수문(110)을 개방하고자 할 때에는 솔레노이드 방향전환 밸브(134)가 작동됨과 동시에 유압모터(a31a)의 회전에 의하여 유압펌프(131)가 유압유를 보내게 되는데, 해당 유압유는 상기 솔레노이드 방향전환 밸브(134)를 지나 실린더(122)의 후진포트(122b)로 공급되어 실린더(122)에 충진되게 된다. 이 역시 유압유가 실린더에 계속 충진 될수록 배관 및 시스템의 압력이 올라가며 유압 압력 감지기에 의하여 유압모터가 자동 정지하고 유압이 더 이상 충진되지 않고 배관내 그 압력을 유지하여 수문이 개방 상태로 고정된다.

그리고, 이러한 유압유의 회수 역시 공급과 동시에 실린더(122)에 충진되어 있던 유압유가 전진포트(122a)를 통해 서서히 압력체크 밸브(135)를 거쳐 유압유 저장탱크에 저장된다.

여기에서, 상기 실린더(122)는 수문을 직접적으로 구동하게 되며, 압력체크 밸브(135)는 유압라인 및 실린더 내의 현재 유압을 유지시키며, 솔레노이드 방향전환 밸브(134)는 유압유의 흐르는 방향을 조절하며, 압력 감지기는 유압유의 압력을 감지하여 일정 압력에 도달시 모터 및 솔레노이드 밸브의 작동을 중단시키며, 유압펌프(131)는 모터에서 동력을 전달받아 회전하며 유압유를 이송하는 기능을 하게 된다.

또한, 본 발명은 평상시에는 상기 유압수단(130)에 의해 유압유의 공급 여부에 따라 수문을 개폐하도록 작동되며, 정전 등의 비상시 전기가 차단되어 홍수 범람시 상기 비상용 밸브(138)가 작동되어 어큐뮬레이터(136)에 저장된 유압을 실린더(122)의 후진포트(122b)로 공급하여 상기 수문(110)이 개방되게 하여, 저수량의 급격한 수위변화로 인해 발생할 수 있는 피해를 능동적으로 방지할 수 있다.

예컨대, 제방의 배수로에 설치된 자동 수문의 운영에 있어서 갑작스러운 시스템의 고장이 발생하거나 정전이 되는 경우에는, 상기 수문이 닫힌 상태에서 그 같은 이유로 그대로 닫힌 상태를 유지되게 되어 배수로의 물이 수문을 넘어 범람하게 되며 결과적으로 수량조절에 실패하게 된다.

따라서, 자동 수문 시스템의 갑작스러운 고장이나 천재지변 등에 의한 단전 현상에서도 원활하게 작동하여 상기 수로의 범람을 방지할 수 있어야 하며, 이를 해결하고자 본 발명은 어큐뮬레이터와 비상용 밸브를 설치하여 단전이나 시스템 고장으로 인한 수문 시스템의 기능 정지시에도 강제 수문 열림을 통해 해당 배수로의 수량 조절이 원활하게 만들어 하천의 범람을 막을 수 있다.

102 - 배수로 110 - 수문장치
120 - 구동수단 122 - 실린더
124 - 링크부재 126 - 작동부재
128 - 지지레일 130 - 유압수단
132 - 유압라인 134 - 솔레노이드 방향전환 밸브
136 - 어큐뮬레이터(Accumulator) 138 - 비상용 밸브

Claims (2)

1. 제방의 배수로에 하부가 회전되게 설치됨으로서 그 상부가 선회하여 상기 제방의 배수로를 개폐하는 수문;
   상기 수문을 개폐하기 위한 구동력을 제공할 수 있게 어느 일단이 상기 배수로의 바닥에 회전되게 설치된 실린더와, 상기 실린더의 타단이 회전되게 결합되어 소정 경사각을 이루게 설치됨과 아울러 일측 하단에는 롤러가 설치되어 상기 실린더의 신축에 의해 세워졌다 눕혀지도록 작동하는 링크부재와, 상기 링크부재의 상단이 회전되게 결합되어 상기 링크부재의 작동에 의해 하부를 중심으로 회전되면서 상기 수문을 개폐할 수 있게 상기 수문의 하부에 설치되는 회전축을 회전시키는 작동부재와, 상기 작동부재를 회전시키기 위한 링크부재를 지지할 수 있게 상기 롤러에 대응하는 배수로의 바닥에 설치되며 상부면에는 롤러가 걸리는 걸림홈들이 일정 간격을 이루게 형성된 지지레일로 이루어진 구동수단; 및
   상기 구동수단에 구비되는 실린더를 작동시킬 수 있게 유압펌프를 통해 이송되는 유압유를 솔레노이드 방향전환 밸브에 의해 실린더의 전진포트와 후진포트로 각각 유압유를 선택적으로 공급할 수 있게 한 유압라인과, 상기 유압라인 상에 설치되어 평상시 유압을 저장하는 어큐뮬레이터(Accumulator)와, 상기 어큐뮬레이터에 저장된 유압을 비상시 상기 실린더의 후진포트로 공급하여 수문이 개방될 수 있게 하는 비상용 밸브로 이루어져, 정전 등의 비상시 전기가 차단되어 홍수 범람시 상기 비상용 밸브가 작동되고 어큐뮬레이터에 저장된 유압을 실린더의 후진포트로 공급하여 상기 수문이 개방되게 하는 유압수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전도식 수문장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 유압라인 상에 병렬로 설치되어 비상시 수동으로 조작되는 수동펌프와 수동밸브 및 고압 볼 밸브를 더 포함하여, 상기 솔레노이드 방향전환 밸브 및 비상용 밸브의 고장시 사용할 수 있게 한 것을 특징으로 하는 전도식 수문장치.

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