KR101332784B1 - 수문 구동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 호수나 저수지 및 하천 등에 설치되는 다목적 수문에 관한 기술로서, 수문에서 비교적 적은 수량을 외부로 배수할 경우, 상부수문이 상하 슬라이드 작동하므로 메인 수문과 구동부의 전반적인 작동이 필요없고, 제1암과 제2암에 링크대가 연결 설치되는 한편 제2암의 양쪽에 대칭형태로 유압실린더가 설치됨에 따라 구동부의 작동이 보다 안정되고, 구동력을 분산시켜 유압실린더에 작용하는 부하를 줄이므로 구동부의 내구성을 보다 높이는 수문 구동장치에 관한 기술이다.
이러한 본 발명의 실시예에 따른 주요 구성은 양측부 하단에 형성된 회전축이 보에 구비된 브라켓에 회동가능케 설치된 수문과; 상기 수문의 양측부 회전축에 고정 설치되는 제1암과; 상기 제1암에 한쪽 단부가 결합되어 회동가능케 설치되는 링크대와; 상기 링크대의 대향쪽 단부에 회동가능케 결합되고, 구동부하우징의 바닥에 고정된 브라켓에 회동가능케 설치되는 제2암과; 상기 제2암의 한쪽 단부에 결합 설치되어 제2암을 회동 작동시키는 제1유압실린더와; 상기 제1유압실린더의 대향쪽에 배치되고, 제2암의 대향쪽 단부에 결합 설치되어 제2암을 회동 작동시키는 제2유압실린더;를 포함하여 구현된다.

Description

수문 구동장치 {Water Gate Driving device}

본 발명은 호수나 저수지 및 하천 등에 설치되는 다목적 수문에 관한 기술로서, 보다 상세하게 설명하면 수문이 상하 슬라이드 개폐되는 상부수문과 하부수문으로 구현되고, 수문의 양측부에 설치된 제1암과, 양쪽에 대칭형태로 설치된 유압실린더의 구동으로 회동 작동하는 제2암과, 상기 제1암과 제2암에 연결 설치되어 유압실린더의 구동력을 전달하는 링크대로 구성됨으로써, 수문에서 비교적 적은 수량을 외부로 배수할 경우, 상부수문이 상하 슬라이드 작동하므로 메인 수문과 구동부의 전반적인 작동이 필요없고, 제1암과 제2암에 링크대가 연결 설치되는 한편 제2암의 양쪽에 대칭형태로 유압실린더가 설치됨에 따라 구동부의 작동이 보다 안정되고, 구동력을 분산시켜 유압실린더에 작용하는 부하를 줄이므로 구동부의 내구성을 보다 높이는 수문 구동장치에 관한 기술이다.

일반적으로 호수나 저수지 및 하천 등에는 수문이 설치되어 일정량의 물을 저장하였다가 필요시 이를 방출하여 관개용수나 농지관리 등에 활용하고 있으며, 수문은 개폐작동으로 가뭄시에는 물을 저장하고, 장마철에는 물을 방출하여 수량을 조절함으로써, 강수량 부족으로 인한 농사 등의 피해를 줄이는 한편 홍수피해를 예방하게 된다.

이러한 수문은 물을 저장하거나 또는 물을 방출하여 수량을 조절하기 위해 수문을 열고 닫는 개폐장치가 설치되며, 개폐장치로는 전동식ㆍ유압식ㆍ수동식으로 구분되고, 여기서 전동식과 유압식은 비교적 규모가 큰 댐이나 호수 및 저수지 등에 설치되는 대형 수문에 적용되며, 수동식은 규모가 작은 하천이나 농수로 등에 설치되는 소형 수문에 적용된다.

종래 호수나 저수지 등에 설치되는 수문의 대표적인 선행기술로서, 대한민국 등록특허 제10-1115582호(자동개폐가 가능한 가동보)가 제시된 바 있으며, 상기의 선행기술은 하측 중앙에 일정 간격 이격되게 복수의 회전 플랜지가 형성되며, 실린더 부재와 회동 가능하게 결합되는 개폐 플랜지가 형성된 수문과, 상기 회전 플랜지와 회전 가능하게 결합되어 수문의 개폐시 회전중심을 가지도록 구성된 회전부재와, 상기 수문을 개폐하도록 실린더 하우징과 실린더 어셈블리와 개폐부재를 포함하는 실린더 부재와, 상기 실린더 부재 및 가이드 부재가 고정 결합되는 베이스 플레이트와, 상기 실린더 부재에 구성된 개폐부재가 작동할 수 있도록 작동홀이 형성되며, 외부의 이물질이나 퇴적물, 협잡물 등이 침투하는 것을 방지하는 개폐 케이스를 포함하여 구성된다.

상기의 선행기술은 적은 힘으로 가동보를 작동시킬 수 있으므로 퇴적물에 의해 유압 실린더가 파손되는 것을 방지할 수 있음은 물론, 수문의 내부에 강성보강용 빔을 구성하여 다량의 용수를 확보할 수 있으며, 원격으로 가동보를 제어함에 따라 안전사고를 방지할 수 있는 효과가 있으나, 가동보에서 비교적 적은 수량을 배수할 경우에도 가동보의 유압장치와 구동부가 전반적으로 작동해야 하므로 가동보의 기계적인 내구성이 저하되는 한편 실린더가 구동할 경우, 가이드 부재와 가이드 부시 사이에서 마찰 마모가 심하게 발생하는 문제점이 있다.

또한 종래 호수나 저수지 등에 설치되는 수문의 대표적인 선행기술로서, 대한민국 등록특허 제10-1118731호(유압식 가동보)가 제시된 바 있으며, 상기의 선행기술은 메인 샤프트를 중심으로 회전하여 개폐되는 수문 게이트와, 상기 메인 샤프트와 일체로 회전하도록 일단부가 메인 샤프트에 결합되는 메인 암과, 상기 메인 암과 연동되게 작동하는 링크 유닛 및 상기 링크 유닛을 구동하는 구동부를 포함하여 구성된다.

상기의 선행기술은 유압 실린더의 행정 구간을 짧게 형성할 수 있고, 이에 따라 유압 실린더 및 피스톤 로드의 떨림 또는 휨 변형 등을 방지할 수 있어 부품 손상이 방지되고, 장시간 사용하더라도 안정적으로 작동시킬 수 있는 효과가 있으나, 가동보의 전반적인 구조가 복잡하고, 가동보에서 비교적 적은 수량을 배수할 경우에도 가동보의 유압장치와 구동부가 전반적으로 작동해야 하므로 가동보의 기계적인 내구성이 저하되는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허 제10-1115582호. 대한민국 등록특허 제10-1118731호. 대한민국 등록특허 제10-1220064호. 대한민국 등록특허 제10-0939639호.

본 발명은 종래 수문(가동보)의 구동장치에서 수문을 개폐하는 구동부의 전반적인 구조가 복잡하고, 수문에서 비교적 적은 수량을 배수할 경우에도 메인 수문과 유압장치 및 구동부가 전반적으로 작동함에 따라 구동부의 기계적인 내구성이 저하되는 문제점들을 개선하고자 안출된 기술로서, 수문이 상하 슬라이드 개폐되는 상부수문과 하부수문으로 구현되고, 수문의 양측부에 설치된 제1암과, 양쪽에 대칭형태로 설치된 유압실린더의 구동으로 회동 작동하는 제2암과, 상기 제1암과 제2암에 연결 설치되어 유압실린더의 구동력을 전달하는 링크대로 구성된 수문 구동장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기와 같은 소기의 목적을 실현하고자,

양측부 하단에 형성된 회전축이 보에 구비된 브라켓에 회동가능케 설치된 수문과; 상기 수문의 양측부 회전축에 고정 설치되는 제1암과; 상기 제1암에 한쪽 단부가 결합되어 회동가능케 설치되는 링크대와; 상기 링크대의 대향쪽 단부에 회동가능케 결합되고, 구동부하우징의 바닥에 고정된 브라켓에 회동가능케 설치되는 제2암과; 상기 제2암의 한쪽 단부에 결합 설치되어 제2암을 회동 작동시키는 제1유압실린더와; 상기 제1유압실린더의 대향쪽에 배치되고, 제2암의 대향쪽 단부에 결합 설치되어 제2암을 회동 작동시키는 제2유압실린더;를 포함하여 구현된다.

또한 본 발명의 실시예로서, 수문은 상부수문과 하부수문으로 구분되고, 하부수문의 상측에 상부수문이 끼워져 상하 슬라이드 이동가능케 설치되며, 하부수문의 상단 둘레에 패킹이 설치되는 한편 상부수문과 하부수문의 양측 내부에 상부수문을 구동하는 유압실린더가 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 실시예로서, 제2암은 전반적인 형상이 "∨" 형태로 구성되고, 양측 상단부에 각각 체결공이 관통 형성되는 한편 하측 중앙부에 중공이 관통 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 수문이 상하 슬라이드 개폐되는 상부수문과 하부수문으로 구현됨에 따라 수문에서 비교적 적은 수량을 외부로 배수할 경우, 상부수문이 상하 슬라이드 작동하므로 메인 수문과 구동부의 전반적인 작동이 필요없고, 제1암과 제2암에 링크대가 연결 설치되는 한편 제2암의 양쪽에 대칭형태로 유압실린더가 설치되므로 구동부의 작동이 보다 안정되고, 구동력을 분산시켜 유압실린더에 작용하는 부하를 줄이므로 구동부의 내구성을 보다 높이는 효과가 있다.

아울러, 본 발명의 실시예는 제2암에 대칭형태로 설치된 제1유압실린더와 제2유압실린더가 서로 상반되게 구동하여 제2암을 회동 작동시켜 수문을 개폐함으로써, 수문의 개폐작동에 필요한 구동력을 분산시키므로 유압실린더에 작용하는 부하를 줄여서 구동부의 내구성을 보다 높이는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 설치상태를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 설치상태를 나타낸 측면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 작동상태를 나타낸 측면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 설치상태를 나타낸 요부 분해 사시도.
도 5와 도 6은 본 발명의 실시예에서 구동부의 작동상태를 나타낸 측면도.
도 7은 본 발명의 실시예에서 수문의 설치상태를 나타낸 측단면도.
도 8은 본 발명의 실시예에서 상부수문의 작동상태를 나타낸 측단면도.

본 발명의 실시예에서 주된 요지는 수문에서 비교적 적은 수량을 외부로 배수할 경우, 상부수문이 상하 슬라이드 작동하므로 메인 수문과 구동부의 전반적인 작동이 필요없고, 양쪽에 대칭형태로 설치된 유압실린더의 구동력이 링크대를 통해 수문에 전달되므로 구동부의 작동이 보다 안정적인 한편 구동력을 분산시켜 유압실린더에 작용하는 부하를 줄이므로 구동부의 내구성을 보다 높이는 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 주요 구성을 살펴보면, 양측부 하단에 형성된 회전축(13)이 보에 구비된 브라켓에 회동가능케 설치된 수문(10)과; 상기 수문(10)의 양측부 회전축(13)에 고정 설치되는 제1암(20)과; 상기 제1암(20)에 한쪽 단부가 결합되어 회동가능케 설치되는 링크대(30)와; 상기 링크대(30)의 대향쪽 단부에 회동가능케 결합되고, 구동부하우징(100)의 바닥에 고정된 브라켓(44)에 회동가능케 설치되는 제2암(40)과; 상기 제2암(40)의 한쪽 단부에 결합 설치되어 제2암(40)을 회동 작동시키는 제1유압실린더(50)와; 상기 제1유압실린더(50)의 대향쪽에 배치되고, 제2암(40)의 대향쪽 단부에 결합 설치되어 제2암(40)을 회동 작동시키는 제2유압실린더(60);를 포함하여 이루어진다.

상기 실시예의 주요 구성에서 수문(10)은 개폐 작동으로 보(洑)의 저수량을 조절하는 기능으로서, 상기 수문(10)은 도면에서 도 1 내지 도 4와 같이, 호수나 저수지 및 하천 등의 보에서 콘크리트 구조물 사이에 일정한 길이로 설치되며, 회동 작동으로 개폐되어 물을 저장하거나 배수하고, 수문(10)의 양측 하부에 유압장치와 구동부가 설치된 구동부하우징(100)이 위치한다.

상기에서 수문(10)은 양측부 하단에 수문(10)의 길이 방향으로 각각 회전축(13)이 형성되며, 상기 회전축(13)이 보의 콘크리트 구조물에 고정 설치된 브라켓에 회동가능케 설치됨으로써, 결과적으로 수문(10)이 보의 콘크리트 구조물 사이에 회동가능케 설치된다.

또한 상기 실시예의 주요 구성에서 제1암(20)은 후술하는 제1유압실린더(50)와 제2유압실린더(60)의 구동력을 전달받아 수문(10)을 회동시켜 개폐하는 기능으로서, 상기 제1암(20)은 도면에서 도 2 내지 도 4와 같이, 길쭉한 타원형으로 구성되고, 일측이 수문(10)의 회전축(13)에 끼워져 고정 설치되는 한편 이와 대향측에 체결공(21)이 관통 형성된다.

상기에서 제1암(20)은 체결공(21)이 형성된 단부가 회전축(13)의 아래로 기울도록 일측이 회전축(13)에 고정 설치되며, 상기 수문(10)의 회전축(13)이 보의 콘크리트 구조물에 고정 설치된 브라켓에 회동가능케 설치됨으로써, 수문(10)과 제1암(20)이 회동가능케 설치된다.

한편 상기 실시예의 주요 구성에서 링크대(30)는 후술하는 제1유압실린더(50)와 제2유압실린더(60)의 구동력을 제1암(20)에 전달하는 기능으로서, 상기 링크대(30)는 도면에서 도 2 내지 도 4와 같이, 일정한 길이를 갖도록 일자형태로 구성되고, 한쪽 단부에 체결공(31)이 관통 형성되는 한편 이와 대향쪽의 단부에 일정한 간격으로 다수개의 체결공(32)이 관통 형성된다.

상기에서 링크대(30)는 한쪽 단부에 형성된 체결공(31)이 제1암(20)에 형성된 체결공(21)과 마주하여 핀으로 회동가능케 결합 설치되며, 이와 대향쪽 단부에 형성된 체결공(32)은 후술하는 제2암(40)에 핀으로 회동가능케 설치된다.

또한 상기 실시예의 주요 구성에서 제2암(40)은 후술하는 제1유압실린더(50)와 제2유압실린더(60)의 구동력을 링크대(30)에 전달하는 기능으로서, 상기 제2암(40)은 도면에서 도 2 내지 도 4와 같이, 전반적인 형상이 "∨" 형태로 구성되고, 양측 상단부에 각각 체결공(41)(42)이 관통 형성되는 한편 하측 중앙부에 중공(43)이 관통 형성된다.

상기에서 제2암(40)은 일측 상단부에 형성된 체결공(41)이 링크대(30)의 대향쪽 단부에 형성된 체결공(32)과 마주하여 핀으로 회동가능케 설치되고, 하측 중앙부에 형성된 중공(43)이 구동부하우징(100)의 바닥에 고정된 브라켓(44)에 끼워져 회동가능케 설치된다.

따라서, 제2암(40)이 중공(43)을 중심으로 회동 작동할 경우, 이와 연동된 링크대(30)를 통해 제1암(20)이 회전축(13)을 중심으로 회동 작동함에 따라 결과적으로 수문(10)이 회동하여 개폐된다.

또한 상기 실시예의 주요 구성에서 제1유압실린더(50)는 구동부하우징(100) 안에 설치된 유압장치와 컨트롤밸브를 통해 유압을 공급받아 제2암(40)을 회동시켜 수문(10)을 개폐하는 기능으로서, 상기 제1유압실린더(50)는 도면에서 도 2 내지 도 4와 같이, 제2암(40)의 일측에 형성된 체결공(41)과 구동부하우징(100)의 바닥에 고정된 브라켓에 각각 결합 설치된다.

상기에서 제1유압실린더(50)는 피스톤로드(51)의 단부가 제2암(40)의 일측에 형성된 체결공(41)과 마주하여 핀으로 회동가능케 결합 설치되고, 실린더 몸체의 단부가 구동부하우징(100)의 바닥에 고정된 브라켓에 회동가능케 결합 설치되며, 여기서 피스톤로드(51)는 링크대(30)에 형성된 체결공(32) 및 제2암(40)에 형성된 체결공(41)과 서로 마주한 상태에서 핀으로 회동가능케 결합 설치됨이 바람직하다.

한편 상기 실시예의 주요 구성에서 제2유압실린더(60)는 제1유압실린더(50)와 함께 유압을 공급받아 제2암(40)을 회동시켜 수문(10)을 개폐하는 기능으로서, 상기 제2유압실린더(60)는 도면에서 도 2 내지 도 4와 같이, 제1유압실린더(50)의 대향쪽에 배치되고, 제2암(40)의 일측에 형성된 체결공(42)과 구동부하우징(100)의 바닥에 고정된 브라켓에 각각 결합 설치된다.

상기에서 제2유압실린더(60)는 피스톤로드(61)의 단부가 제2암(40)의 일측에 형성된 체결공(42)과 마주하여 핀으로 회동가능케 결합 설치되고, 실린더 몸체의 단부가 구동부하우징(100)의 바닥에 고정된 브라켓에 회동가능케 결합 설치된다.

따라서, 구동부의 유압장치와 컨트롤밸브를 통해 제1유압실린더(50)와 제2유압실린더(60)로 유압이 공급되면, 도면에서 도 5 내지 도 6과 같이, 제1유압실린더(50)와 제2유압실린더(60)가 서로 상반되게 구동하여 피스톤로드(51)(61)가 전후로 작동함에 따라 제2암(40)이 브라켓(44)에서 회동 작동하고, 이와 연동하여 링크대(30)가 작동하는 한편 제1암(20)이 회동 작동함으로써, 결과적으로 제1유압실린더(50)와 제2유압실린더(60)의 구동력이 제2암(40)과 링크대(30) 및 제1암(20)으로 전달되어 수문(10)을 회동시켜 개폐하게 된다.

또한 본 발명의 실시예로 수문에서 비교적 적은 수량을 외부로 배수할 경우, 상부수문(11)이 슬라이드 하강하여 개폐되는 기능으로서, 상기 수문(10)은 도면에서 도 7 내지 도 8과 같이, 상부수문(11)과 하부수문(12)으로 구분되고, 상기 하부수문(12)의 상측에 상부수문(11)이 끼워져 상하 슬라이드 이동가능케 설치되며, 하부수문(12)의 상단 둘레에 패킹(14)이 설치되는 한편 상부수문(11)과 하부수문(12)의 양측 내부에 상부수문(11)을 구동하는 유압실린더(15)가 설치된다.

상기에서 상부수문(11)은 하부수문(12)의 상측 내부에 끼워져 상하로 슬라이드 이동가능케 설치되며, 상기 상부수문(11)과 하부수문(12)의 기밀성을 위하여 하부수문(12)의 상단 둘레에 고무재질로 패킹(14)이 설치되며, 상기 패킹(14)은 상부수문(11)의 외측면에 밀착되도록 설치된다.

한편 하부수문(12)에서 상부수문(11)을 상하로 구동시켜 개폐할 수 있도록 상부수문(11)과 하부수문(12)의 양측 내부에 복수개로 유압실린더(15)가 설치되며, 상기 유압실린더(15)는 구동부의 유압장치와 컨트롤밸브로부터 유압이 공급되고, 피스톤로드가 상부수문(11)의 하측부에 결합 설치되는 한편 실린더 몸체가 하부수문(12)의 내부에서 프레임에 결합 설치된다.

따라서, 본 발명의 실시예는 수문(10)에서 비교적 적은 수량을 외부로 배수할 경우, 유압실린더(15)의 구동으로 상부수문(11)이 슬라이드 하강해 열리므로 적은 수량을 외부로 배수함으로써, 메인 수문(10)과 구동부가 작동하지 않고도 적은 수량을 외부로 배수함에 따라 구동부의 기계적인 내구성을 높일 수 있고, 유지비용 및 운전비용을 절감할 수 있다.

이러한 본 발명의 실시예는 구동부의 유압장치와 컨트롤밸브를 통해 제1유압실린더와 제2유압실린더로 유압이 공급되면, 제1유압실린더와 제2유압실린더가 서로 상반되게 구동하여 제2암이 회동 작동하고, 이와 연동하여 링크대가 작동하는 한편 제1암이 회동 작동하여 수문이 개폐됨으로써, 구동부의 작동이 보다 안정될 뿐만 아니라 기계적인 내구성을 높이게 된다.

아울러, 본 발명의 실시예는 제2암에 대칭형태로 설치된 제1유압실린더와 제2유압실린더가 서로 상반되게 구동하여 제2암을 회동 작동시켜 수문을 개폐함으로써, 수문의 개폐작동에 필요한 구동력을 분산시키므로 유압실린더에 작용하는 부하를 줄여서 구동부의 내구성을 보다 높이게 된다.

상기에서 본 발명의 바람직한 실시예를 참고로 설명 하였으며, 상기의 실시예에 한정되지 아니하고, 상기의 실시예를 통해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경으로 실시할 수 있는 것이다.

10: 수문 11: 상부수문
12: 하부수문 13: 회전축
14: 패킹 15: 유압실린더
20: 제1암 30: 링크대
40: 제2암 50: 제1유압실린더
60: 제2유압실린더 100: 구동부하우징

Claims (4)

1. 양측부 하단에 형성된 회전축(13)이 보에 구비된 브라켓에 회동가능케 설치된 수문(10)과;
   상기 수문(10)의 양측부 회전축(13)에 고정 설치되는 제1암(20)과;
   상기 제1암(20)에 한쪽 단부가 결합되어 회동가능케 설치되는 링크대(30)와;
   상기 링크대(30)의 대향쪽 단부에 회동가능케 결합되고, 구동부하우징(100)의 바닥에 고정된 브라켓(44)에 회동가능케 설치되는 제2암(40)과;
   상기 제2암(40)의 한쪽 단부에 결합 설치되어 제2암(40)을 회동 작동시키는 제1유압실린더(50)와;
   상기 제1유압실린더(50)의 대향쪽에 배치되고, 제2암(40)의 대향쪽 단부에 결합 설치되어 제2암(40)을 회동 작동시키는 제2유압실린더(60);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 수문 구동장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   수문(10)은,
   상부수문(11)과 하부수문(12)으로 구분되고, 하부수문(12)의 상측에 상부수문(11)이 끼워져 상하 슬라이드 이동가능케 설치되며, 하부수문(12)의 상단 둘레에 패킹(14)이 설치되는 한편 상부수문(11)과 하부수문(12)의 양측 내부에 상부수문(11)을 구동하는 유압실린더(15)가 설치되는 것을 특징으로 하는 수문 구동장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   제2암(40)은,
   전반적인 형상이 "∨" 형태로 구성되고, 양측 상단부에 각각 체결공(41)(42)이 관통 형성되는 한편 하측 중앙부에 중공(43)이 관통 형성되는 것을 특징으로 하는 수문 구동장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   제1유압실린더(50)와 제2유압실린더(60)는 제2암(40)의 양쪽에 대칭형태로 설치되고, 서로 상반되게 구동하여 제2암(40)을 회동 작동시키는 것을 특징으로 하는 수문 구동장치.

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