KR101389169B1 - 수문 개폐장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수문 개폐장치에 관한 것이다.
종래에는 전기가 공급되지 않을 때에는 만수위 시 수문을 개방할 수 없는 문제가 있었다.
이에 본 발명은 만수위 시 전기 공급에 관계없이 수면을 개방할 수 있는 수문 개폐장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 유동축(12)이 배수로(4) 방향으로 돌출되도록 권양기 내부에 설치되고, 상기 유동축(12)에는 외주연에 톱니 모양으로 형성된 제 1 회전기어(14)가 설치되며, 수문(6)의 개폐에 필요한 회전력을 제공하는 유압모터(10); 부력체로 구성되어 만수위를 검출하는 플로터(21)가 제방(2)에 형성된 관로(23) 내에 설치되고, 상기 제방(2)의 상측에 설치되어 외부로부터 전송되는 제어신호에 따라 상기 수문(6) 폐쇄 시 유압펌프로부터 공급된 유압유가 상기 유압모터(10)에 공급되도록 유압유 공급라인을 형성하며, 수문(6) 개방 시 상기 유압모터(10)에 공급된 유압유가 유압탱크로 회수되도록 유압유 회수라인을 형성하고, 상기 플로터(21)가 상승할 때 상기 수문(6)이 개방되도록 상기 유압모터(10)에 공급된 유압유를 유압탱크로 회수하기 위한 회수라인을 형성하는 유압유 공급 조절부(20); 상기 유압펌프로부터 공급되는 유압유가 상기 유압모터(10)로 전달되거나 상기 유압모터(10)에 공급된 유압유가 유압탱크로 전달되도록 상기 유압모터(10)와 유압유 공급 조절부(20) 사이, 상기 유압펌프와 유압유 공급 조절부(20) 사이 및 상기 유압탱크와 유압유 공급 조절부(20) 사이에 각각 설치되는 2중 파이프 구조의 유압 공급관(40); 및 볼록한 면이 상기 제 1 회전기어(14)에 걸림 되고, 일 측이 상기 수문(6)과 축 결합 되며, 호 형상으로 형성되어 상기 제 1 회전기어(14)의 회전에 의해 상기 수문(6)을 개폐시키는 회전바(30)를 포함한다.

Description

수문 개폐장치{Floodgate Opening and Shutting Apparatus}

본 발명은 2011년 8월 16일자로 출원된 출원번호 제10-2011-80961호에 대한 우선권주장 출원이다.

본 발명은 수문 개폐장치에 관한 것으로, 특히 저수량과 방수량의 수위를 감지하는 센서가 고장 나거나 전기가 공급되지 않더라도 태풍이나 홍수 등으로 인해 해당 하천의 수위가 위험수위(또는 만수위)로 올라갈 경우 수문을 자동으로 열어 하천의 수위와 유량을 조절하고 제방이 무너지는 것을 방지하고, 태양전지를 이용하여 수문을 개폐할 수 있는 수문 개폐장치에 관한 것이다.

일반적으로, 관개수로, 하천 및 저수지, 강 등의 수로는 농지관리나 관개용수 등에 적절히 활용하기 위하여 일정량의 물을 저장하여 두었다가 필요 시 사용하는 목적으로 이용되고 있다.

이러한, 수로에는 물관리, 즉 가뭄 시에는 물을 저장해 두고 비가 와 물의 양이 많을 때에는 이를 방출하기 위해 수문을 개폐 작동하는 수문 개폐장치가 설치된다.

상기와 같은 수문 개폐장치는 사람이 직접 조절핸들을 회전시켜 수문을 개폐하는 방법과 센서로 저수량을 감지하여 수문을 자동으로 개폐시키는 방법들이 사용되고 있는 실정이다.

이 중 조절핸들을 회전시켜 수문을 개폐하는 수동방식은 수문을 수동으로 조작하여 저수량과 방류량의 수위를 조절하였기 때문에 효과적인 물관리가 어려울 뿐만 아니라 많은 관리 인력이 요구되므로 비경제적인 문제점이 있었으며, 또한 저수량을 일정수위로 정확하게 조절할 수 없어 물의 낭비가 많고 하천,강,저수지 등의 뚝을 안전하게 보호할 수 없는 문제점이 있었다.

한편, 센서를 이용한 자동방식은 센서를 이용하여 저수량과 방수량의 수위를 조절하기 때문에 종래의 수동방식에 비해 효율적인 물관리가 가능하고, 적은 인력으로도 관리가 가능하여 경제적으로 유용한 장점이 있으나, 센서의 감지능력이 떨어지거나 센서가 물에 부식될 경우에는 제 기능을 발휘하지 못하고, 전기가 공급되지 않을 때에는 만수위가 되더라도 수문을 개방할 수 없는 단점이 있다.

대한민국 공개특허공보 10-2010-0068342

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 저수량과 방수량의 수위를 감지하는 센서가 고장 나거나 전기가 공급되지 않더라도 태풍이나 홍수 등으로 인해 해당 하천의 수위가 위험수위(또는 만수위)로 올라갈 경우 수문을 자동으로 열어 하천의 수위와 유량을 조절하고 제방이 무너지는 것을 방지하고, 태양전지를 이용하여 수문을 개폐할 수 있는 수문 개폐장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 수문 개폐장치는 유동축이 배수로 방향으로 돌출되도록 권양기 내부에 설치되고, 상기 유동축에는 외주연에 톱니 모양으로 형성된 제 1 회전기어가 일정 간격 이격 되도록 설치되며, 수문의 개폐에 필요한 회전력을 제공하는 유압모터; 부력체로 구성되어 만수위를 검출하는 플로터가 제방에 형성된 관로 내에 설치되고, 외부로부터 전송되는 제어신호에 따라 상기 수문 폐쇄 시 유압펌프로부터 공급된 유압유가 상기 유압모터에 공급되도록 유압유 공급라인을 형성하며, 수문 개방 시 상기 유압모터에 공급된 유압유가 유압탱크로 회수되도록 유압유 회수라인을 형성하고, 상기 플로터가 상승할 때 상기 수문이 개방되도록 상기 유압모터에 공급된 유압유를 유압탱크로 회수하기 위한 회수라인을 형성하는 유압유 공급 조절부; 상기 유압펌프로부터 공급되는 유압유가 상기 유압모터로 전달되거나 상기 유압모터에 공급된 유압유가 유압탱크로 전달되도록 상기 유압모터와 유압유 공급 조절부 사이, 상기 유압펌프와 유압유 공급 조절부 사이 및 상기 유압탱크와 유압유 공급 조절부 사이에 각각 설치되는 2중 파이프 구조의 유압 공급관; 및 볼록한 면이 상기 제 1 회전기어에 걸림 되고, 일 측이 상기 수문과 축 결합 되며, 호 형상으로 형성되어 상기 제 1 회전기어의 회전에 의해 상기 수문을 개폐시키는 회전바를 포함한다.

또한, 본 발명의 수문 개폐장치는 수문의 개폐에 필요한 회전력을 제공하는 유압모터; 부력체로 구성되어 만수위를 검출하는 플로터가 제방에 형성된 관로 내에 설치되고, 외부로부터 전송되는 제어신호에 따라 상기 수문 폐쇄 시 유압펌프로부터 공급된 유압유가 상기 유압모터에 공급되도록 유압유 공급라인을 형성하며, 수문 개방 시 상기 유압모터에 공급된 유압유가 유압탱크로 회수되도록 유압유 회수라인을 형성하고, 상기 플로터가 상승할 때 상기 수문이 개방되도록 상기 유압모터에 공급된 유압유를 유압탱크로 회수하기 위한 회수라인을 형성하는 유압유 공급 조절부; 상기 유압펌프로부터 공급되는 유압유가 상기 유압모터로 전달되거나 상기 유압모터에 공급된 유압유가 유압탱크로 전달되도록 상기 유압모터와 유압유 공급 조절부 사이, 상기 유압펌프와 유압유 공급 조절부 사이 및 상기 유압탱크와 유압유 공급 조절부 사이에 각각 설치되는 2중 파이프 구조의 유압 공급관; 제방 위에 설치되고, 상측으로 돌출된 유동축에 외주연에 톱니 모양으로 형성된 제 1 회전기어가 설치되며, 상기 유압모터로부터 전달될 회전력을 상기 수문의 개폐에 필요한 회전력으로 감속시키는 권양기; 호 형상으로 형성되어 제방의 상부에 설치되고, 볼록한 면이 상기 제 1 회전기어에 걸림 되며, 상기 제 1 회전기어의 회전에 의해 상기 수문을 개폐시키는 회전바; 및 일 측이 상기 제방 위에 설치된 회전축과 회전 가능하게 결합 되고, 타 측은 상기 회전바의 오목한 면에 결합 되어 수문 개폐 시 상기 회전바가 외부로 이탈하는 것을 방지함과 아울러 상기 회전바를 지지하는 링크를 포함한다.

그리고, 본 발명의 수문 개폐장치는 유동축이 권양기 내부로 돌출되도록 상기 권양기의 상부에 설치되고, 상기 유동축의 외주연에 톱니 모양으로 형성된 제 1 회전기어가 설치된 유압모터; 상기 제 1 회전기어와 맞물리는 제 2 회전기어가 일 측에 설치되고, 톱니 모양으로 형성된 제 3 회전기어가 타 측에 설치되며, 상기 제 2 회전기어와 상기 제 3 회전기어 사이에는 브레이크 패드가 설치되고, 상기 브레이크 패드와 상기 제 2 회전기어 사이에는 스플라인이 형성된 주동축; 상기 주동축의 주변에 상기 주동축과 이격되게 설치되고, 상기 제 3 회전기어와 맞물리게 제 4 회전기어가 설치되며, 상기 권양기 외부로 돌출된 일 측 단부에 제 5 회전기어가 설치된 동력 전달축; 볼록한 면이 상기 제 5 회전기어에 걸림 되고, 일 측이 수문과 축 결합 되며, 호 형상으로 형성되어 상기 제 5 회전기어의 회전에 의해 상기 수문을 개폐시키는 회전바; 부력체로 구성되어 만수위를 검출하는 플로터가 제방에 형성된 관로 내에 설치되고, 상기 제방의 상측에 설치되어 외부로부터 전송되는 제어신호에 따라 상기 수문 폐쇄 시 유압펌프로부터 공급된 유압유가 상기 유압모터에 공급되도록 유압유 공급라인을 형성하며, 수문 개방 시 상기 유압모터에 공급된 유압유가 유압탱크로 회수되도록 유압유 회수라인을 형성하고, 상기 플로터가 상승할 때 상기 수문이 개방되도록 상기 유압모터에 공급된 유압유를 유압탱크로 회수하기 위한 회수라인을 형성하는 유압유 공급 조절부; 상기 유압펌프로부터 공급되는 유압유가 상기 유압모터로 전달되거나 상기 유압모터에 공급된 유압유가 유압탱크로 전달되도록 상기 유압모터와 유압유 공급 조절부 사이, 상기 유압펌프와 유압유 공급 조절부 사이 및 상기 유압탱크와 유압유 공급 조절부 사이에 각각 설치되는 2중 파이프 구조의 유압 공급관; 상기 동력 전달축의 타 측 단부에 설치되어 상기 동력 전달축의 회전을 디지털 신호로 변환하는 엔코더; 상기 엔코더로부터의 디지털 신호를 통해 상기 수문의 개방 여부를 검출하여 수문 개방신호와 수문 폐쇄신호를 생성하는 개도수단; 및 상기 개도수단으로부터 전송되는 수문 개방신호에 따라 상기 주동축과 상기 동력 전달축 중 어느 하나의 회전 속도를 조절하여 상기 수문의 개방 속도를 조절하는 브레이킹 수단을 포함한다.

본 발명에서, 상기 유압유 공급 조절부는, 좌우 측면 중 일 면에 상기 유압펌프로 연결되는 통로가 형성되고, 상기 좌우 측면 중 타 면에는 상기 유압모터로 연결되는 통로가 형성되며, 상면에는 유압탱크로 연결되는 통로가 형성된 블록; 피스톤 형상으로 형성되어 상기 블록 내부에 삽입되고, 상기 블록이 유압유 공급라인과 유압유 회수라인 중 어느 하나를 형성하도록 상기 블록 내부의 통로 연결상태를 조절하는 통로 형성부; 일 측이 상기 통로 형성부의 일 측과 연결되고, 지렛대 원리로 동작하도록 상기 일 측과 타 측 사이가 상기 블록에 연결된 레버; 및 상기 레버의 타 측과 상기 플로터 사이에 설치되어 상기 플로터의 상하 움직임을 상기 레버에 전달하는 연결부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 상기 유압 공급관은, 내측 파이프; 상기 내측 파이프를 감싸는 외측 파이프; 상기 내측 파이프 내부 삽입된 유압호스; 및 상기 내측 파이프의 외주면에 상기 유압 공급관의 길이 방향으로 감겨진 전기 열선을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 회전바는, 호 형상으로 이루어진 한 쌍의 외측판; 상기 외측판 사이에 배치된 호 형상의 내측판; 및 상기 외측판과 내측판에 각각 형성된 삽입홀에 삽입되어 상기 외측판과 내측판을 상호 연결하고, 일정한 간격으로 이격 되어 상기 회전기어에 걸림 되는 다수의 연결핀을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 회전바는, 호 형상으로 이루어진 한 쌍의 외측판; 상기 외측판 사이에 배치된 호 형상의 내측판; 상기 내측판과 외측판 사이에 설치된 걸림봉; 및 상기 외측판과 내측판에 각각 형성된 삽입홀과 상기 걸림봉에 삽입되고, 일정한 간격으로 이격 되어 상기 회전기어에 걸림 되는 다수의 연결핀을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 권양기는, 일 측에 상기 유압모터에 형성된 제 1 회전기어와 맞물리는 제 2 회전기어가 설치되고, 상기 제 2 회전기어의 하부에는 상기 제 2 회전기어와 일정 간격 이격되게 스플라인이 설치되며, 상기 스플라인의 하부에는 제 3 회전기어가 설치된 주동축; 일 측에 상기 주동축의 제 3 회전기어와 맞물리게 제 4 회전기어가 설치되고, 상기 제 4 회전기어의 하부에 제 5 회전기어가 설치된 동력전달축; 상기 스플라인에 상하 이동가능하게 설치되어 상기 유압유가 공급될 때 상기 유압모터로부터의 회전력이 상기 주동축에 공급되도록 상기 스플라인과 상기 주동축의 제 2 회전기어를 연결하고, 상기 유압유 공급이 차단될 때 상기 스플라인과 상기 주동축의 제 2 회전기어를 분리하는 클러치; 브레이크 패드가 부착된 안착부가 상기 동력전달축의 양측에 설치되고, 상기 유압유의 공급 여부에 따라 상기 브레이크 패드를 상기 동력전달축의 양측에 밀착시키거나 상기 동력전달축과 분리시켜 상기 동력전달축의 회전을 조절하는 유압 브레이크; 및 일 측의 외주연에 톱니 모양의 제 6 회전기어가 설치되어 상기 회전바의 볼록한 면에 걸림 되게 설치되고, 타 측에는 상기 동력전달축으로부터의 회전력을 전달받기 위해 상기 동력전달축의 제 5 회전기어와 맞물리게 제 7 회전기어가 설치된 권양기어를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상기 유압모터 및 유압유 공급 조절부에 전원을 공급하기 위한 태양전지 패널을 더 포함하고, 상기 태양전지 패널은, 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양전지 모듈; 상기 태양전지 모듈의 일 측에 설치된 태양추적센서; 상기 태양전지 모듈을 지지하기 위한 지지기둥; 상기 지지기둥의 일 측에 상기 지지기둥과 회전가능하게 설치된 체인기어; 유동축이 상기 체인기어 방향으로 돌출되고 상기 유동축의 일 측 외주연에 톱니 모양의 회전기어가 형성되며, 상기 회전기어가 상기 체인기어에 걸림 되도록 상기 지지기둥의 일 측에 설치된 회전모터; 일 측은 상기 체인기어에 고정되고 타 측은 상기 태양전지 모듈의 배면 일 측에 설치된 제 1 결합부와 힌지 결합 되도록 상기 체인기어의 상측에 설치된 링크; 외주연에 톱니 모양의 회전기어가 유동축의 일 측에 형성된 각도조절 모터; 일 측은 상기 태양전지 모듈의 배면 중앙 부분에 설치된 제 2 결합부와 회전가능하게 결합 되고, 타 측은 상기 각도조절 모터의 회전기어에 걸림 되는 호 형상의 회전바; 상기 태양전지 모듈로부터 전달되는 전기에너지를 저장하는 충전지; 및 상기 태양추적센서로부터 전달되는 태양 위치 정보에 따라 상기 각도조절 모터 및 회전모터의 회전을 제어하고, 상기 충전지의 충방전을 제어하며, 상기 충전지에 저장된 에너지가 상기 유압모터 및 유압유 공급 조절부(20)로 전달되도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 커버 내에 설치된 웜기어와 웜휠; 상기 웜휠에 회전력을 제공하기 위해 상기 커버의 외부에 배치되도록 상기 웜휠의 일 측에 설치된 손잡이; 상기 웜기어의 일 측에 상기 웜기어와 일체로 형성된 제 1 스프라켓; 상기 제 5 회전기어의 일 측에 상기 제 5 회전기어와 일체로 형성된 제 2 스프라켓; 및 상기 제 1 스프라켓과 제 2 스프라켓을 연결하는 체인을 포함하는 수동 개폐수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 브레이킹 수단은, 상기 주동축의 스플라인과 이동가능하게 상기 스플라인의 외주연에 결합 된 클러치; 상기 개도수단으로부터 전송되는 수문 개방신호에 의해 상기 유압유 공급 조절부로부터 유압유가 공급될 때 상기 클러치가 상기 주동축의 브레이크 패드에 밀착되도록 탄지력을 제공하고, 상기 개도수단으로부터 전송되는 수문 폐쇄신호에 의해 상기 유압유 공급 조절부로 유압유가 회수될 때 상기 클러치가 상기 주동축의 제 2 회전기어와 결합되도록 탄발력을 제공하는 단동 실린더; 및 상기 단동 실린더와 클러치 사이에 결합되어 상기 단동 실린더로부터의 탄지력과 탄발력을 상기 클러치로 전달하는 로드축을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 통로 형성부는 머리 부분과 상기 머리 부분보다 작은 직경을 갖는 몸통 부분을 갖는 피스톤 형상으로 형성되고, 상기 머리 부분의 상면 중앙에는 패킹이 설치되며, 상기 머리 부분의 일 측면에는 유압유 이동 홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 태풍이나 홍수 등으로 인해 수위가 위험수위(또는 만수위) 이상으로 올라갈 경우 제방에 형성된 관로 내에 설치된 플로터의 상승으로 인해 유압모터에 공급된 유압유를 유압탱크로 회수하여 수문을 개방하기 때문에 저수량과 방수량의 수위를 감지하는 센서가 고장 나거나 전기가 공급되지 않더라도 하천의 수위와 유량의 조절이 가능할 뿐만 아니라 제방이 무너지는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면 2중 파이프 구조로 이루어진 유압 공급관의 내측 파이프 내에 유압 호스가 삽입되고, 상기 내측 파이프의 외주면에는 전기 열선이 감겨 지기 때문에 겨울에 유압유가 어는 것을 방지할 수 있어 계절에 관계없이 수문 개폐장치를 원활하게 구동시킬 수 있는 효과가 있다.

그리고, 본 발명에 따르면 섹터 게이트는 배가 정박할 수 있는 부두나 방파제 또는 사람이 강을 건너는 다리로 이용될 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면 톱니 모양으로 형성된 회전기어로 2열 또는 3열식으로 구성된 회전바를 좌/우 또는 상/하로 움직여 수문을 개폐시키므로 안정적으로 수문을 개폐시킬 수 있고, 수문을 열고 닫는 회전비가 일정하므로 수문이 뒤틀리거나 수문이 어긋나는 것을 방지할 수 있어 수문 개폐 시 소음을 줄일 수 있는 효과가 있다.

그리고, 본 발명에 따르면 태양전지 패널로부터 구동 전원을 공급받을 수 있기 때문에 외부로부터 전원 공급에 관계없이 원활히 수문을 개폐시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 수문 개폐장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 유압 공급관의 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 회전바의 일 예를 나타내는 확대도이다.
도 4는 도 1에 도시된 회전바의 다른 예를 나타내는 확대도이다.
도 5는 도 1에 도시된 수문을 상단에서 개폐하는 상단 개폐방식을 나타내는 도면이다.
도 6은 도 1에 도시된 수문을 하단에서 개폐하는 하단 개폐방식의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 7은 도 1에 도시된 수문을 하단에서 개폐하는 하단 개폐방식의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 8은 펌프식 수문 개폐방식의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 9는 펌프식 수문 개폐방식의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 수문 개폐장치를 나타내는 평면도이다.
도 11은 도 10에 도시된 수문 개폐장치의 단면도이다.
도 12는 도 10에 도시된 권양기의 평면도이다.
도 13은 도 12에 도시된 권양기의 세부 단면도이다.
도 14는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 수문 개폐장치를 나타내는 단면도이다.
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 태양전지 패널의 측단면도이다.
도 16은 도 15에 도시된 태양전지 패널의 정면도이다.
그리고, 도 17은 도 1에 도시된 유압유 공급 조절부의 일 예를 나타내는 단면도이다.
도 18은 도 1에 도시된 유압유 공급 조절부의 다른 예를 나타내는 단면도이다.
도 19는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 수문 개폐장치를 나타내는 도면이다.
도 20은 도 19에 도시된 제 1 브레이크의 상세도이다.
도 21은 도 19에 도시된 제 2 브레이크의 상세도이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명들과 바람직한 실시 예들로부터 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

또한, 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.

그리고, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 이용하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 수문 개폐장치를 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 유압 공급관의 평면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 회전바의 일 예를 나타내는 확대도이고, 도 4는 도 1에 도시된 회전바의 다른 예를 나타내는 확대도이다.

또한, 도 5는 도 1에 도시된 수문을 상단에서 개폐하는 상단 개폐방식을 나타내는 도면이고, 도 6은 도 1에 도시된 수문을 하단에서 개폐하는 하단 개폐방식의 일 예를 나타내는 도면이며, 도 7은 도 1에 도시된 수문을 하단에서 개폐하는 하단 개폐방식의 다른 예를 나타내는 도면이고, 도 8은 펌프식 수문 개폐방식의 일 예를 나타내는 도면이며, 도 9는 펌프식 수문 개폐방식의 다른 예를 나타내는 도면이다.

그리고, 도 17은 도 1에 도시된 유압유 공급 조절부의 일 예를 나타내는 단면도이고, 도 18은 도 1에 도시된 유압유 공급 조절부의 다른 예를 나타내는 단면도이다.

도면들을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 수문 개폐장치는 유동축(12)이 배수로(4) 방향으로 돌출되도록 권양기 내부에 설치되고, 상기 유동축(12)에는 외주연에 톱니 모양으로 형성된 제 1 회전기어(14)가 설치되며, 수문(6)의 개폐에 필요한 회전력을 제공하는 유압모터(10); 부력체로 구성되어 만수위를 검출하는 플로터(21)가 제방(2)에 형성된 관로(23) 내에 설치되고, 상기 제방(2)의 상측에 설치되어 외부로부터 전송되는 제어신호에 따라 상기 수문(6) 폐쇄 시 유압펌프로부터 공급된 유압유가 상기 유압모터(10)에 공급되도록 유압유 공급라인을 형성하며, 수문(6) 개방 시 상기 유압모터(10)에 공급된 유압유가 유압탱크로 회수되도록 유압유 회수라인을 형성하고, 상기 플로터(21)가 상승할 때 상기 수문(6)이 개방되도록 상기 유압모터(10)에 공급된 유압유를 유압탱크로 회수하기 위한 회수라인을 형성하는 유압유 공급 조절부(20); 상기 유압펌프로부터 공급되는 유압유가 상기 유압모터(10)로 전달되거나 상기 유압모터(10)에 공급된 유압유가 유압탱크로 전달되도록 상기 유압모터(10)와 유압유 공급 조절부(20) 사이, 상기 유압펌프와 유압유 공급 조절부(20) 사이 및 상기 유압탱크와 유압유 공급 조절부(20) 사이에 각각 설치되는 2중 파이프 구조의 유압 공급관(40); 및 볼록한 면이 상기 제 1 회전기어(14)에 걸림 되고, 일 측이 상기 수문(6)과 축 결합 되며, 호 형상으로 형성되어 상기 제 1 회전기어(14)의 회전에 의해 상기 수문(6)을 개폐시키는 회전바(30)를 포함한다.

상기 유압모터(10)는 유동축(12)이 수문(6)이 설치된 배수로(4) 방향으로 돌출되도록 권양기 내부에 설치되고, 유동축(12)의 일 측에는 외주연에 톱니 모양으로 형성된 제 1 회전기어(14)가 설치된다.

이때, 제 1 회전기어(14)는 일정 간격 이격 되도록 한 쌍으로 이루어진다.

이러한, 유압모터(10)는 만수위 시 상기 유압유 공급 조절부(20)가 형성하는 회수라인을 통해 공급된 유압유가 상기 유압탱크(도시하지 않음)로 회수되기 때문에 만수위(또는 위험수위) 이상일 때에는 상기 수문(6)이 개방되도록 제 1 회전기어(14)에 회전력을 제공한다.

상기 유압유 공급 조절부(20)는 제방(2)의 상측에 설치되고, 외부로부터 전송되는 제어신호에 따라 상기 수문(6)이 개폐되도록 유압펌프(도시하지 않음)로부터 공급되는 유압유를 상기 유압모터(10)에 공급하기 위한 공급라인과 상기 유압모터(10)에 공급된 유압유가 유압탱크(도시하지 않음)로 회수되기 위한 회수라인을 선택적으로 형성하며, 만수위 시 상기 수문(6)이 개방되도록 상기 유압모터(10)에 공급된 유압유가 상기 유압탱크로 회수되는 회수라인을 형성한다.

이를 위해, 상기 유압유 공급 조절부(20)는 블록(22), 통로 형성부(24), 레버(Lever)(26), 결합부(28) 및 플로터(21)를 포함하도록 구성된다.

상기 블록(22)은 유압펌프, 유압모터(10) 및 유압탱크로 각각 연결되는 통로(25)가 형성되는데, 도 17 및 도 18에 도시된 바와 같이 좌우 측면 중 일 면에 상기 유압펌프로 연결되는 통로(25a)가 형성되고, 상기 좌우 측면 중 타 면에는 상기 유압모터(10)로 연결되는 통로(25b)가 형성되며, 상면에는 유압탱크로 연결되는 통로(25c)가 형성된다.

이러한, 상기 블록(22)은 상기 통로(25)들이 형성된 중앙부분에 상기 통로 형성부(24)가 삽입되고, 상기 통로 형성부(24)에 의해 내부에 상기 유압펌프로부터 공급된 유압유가 상기 유압모터(10)로 공급되도록 공급라인을 형성하거나 상기 유압모터(10)에 공급된 유압유를 상기 유압탱크로 회수하기 위한 회수라인을 형성한다.

상기 통로 형성부(24)는 상기 블록(22) 내부에 삽입되어 외부로부터 전송되는 제어신호에 따라 상기 블록(22)이 공급라인을 형성하거나 회수라인을 형성하도록 상기 블록(22) 내부의 통로 연결상태를 조절한다.

이를 위해, 상기 통로 형성부(24)는 도 17 및 도 18과 같이 머리 부분(24a)과 상기 머리 부분(24a)보다 작은 직경을 갖는 몸통 부분(24b)을 갖는 피스톤 형상으로 형성되고, 상기 머리 부분(24a)의 상면 중앙에는 패킹(24d)이 설치되며, 상기 머리 부분(24a)의 일 측면에는 유압유 이동 홀(24c)이 형성된다.

이와 같은 통로 형성부(24)는 저수지나 댐에 저장된 물의 수위가 정상수위(즉, 플로터(21)가 일정한 높이를 유지) 일 때 상기 패킹(24d)이 상기 통로 형성부(24)의 내부와 유압탱크로 연결된 통로(25c)를 막는 역할을 수행하고, 상기 몸통 부분(24b)을 통해 유압펌프와 유압모터 사이에 유압유가 공급되도록 유압유 공급라인을 형성하게 된다.

한편, 저수지나 댐에 저장된 물이 만수위(또는 위험수위) 이상으로 증가하게 되면, 상기 플로터(21)의 상승으로 인해 통로 형성부(24)가 아래 방향으로 하강하게 되고, 이러한 하강에 의해 상기 머리 부분(24a)이 상기 유압펌프와 연결된 통로(25a)를 막아 상기 유압펌프로부터의 유압유 공급을 차단하게 된다.

이러한, 상기 통로 형성부(24)의 하강으로 인해 상기 패킹(24d)은 상기 유압탱크로 연결된 통로(25c)에서 떨어지게 되고, 상기 유압모터(10)에 공급된 유압유는 상기 유압모터(10)로 연결된 통로(25b)와 유압유 이동 홀(24c) 및 유압탱크로 연결된 통로(25c)를 통해 유압탱크로 회수되게 된다.

이를 위해, 상기 유압유 이동 홀(24c)은 상기 유압모터(10)로 연결된 통로(25b)와 유압탱크로 연결된 통로(25c) 사이에 위치하도록 상기 머리 부분(24a)의 측면에 형성된다.

그리고, 상기 통로 형성부(24)의 몸통 부분(24b)에는 상기 몸통 부분(24b)과 블럭(22) 내부의 밀착 및 상기 블럭(22) 내부에서 상기 몸통 부분(24b)의 이동을 용이하게 하기 위해 몸통 부분(24b)의 외주연에 오링(O-ring)(24e)이 설치되고, 상기 통로 형성부(24)에 탄성을 제공하기 위해 스프링(24f)이 설치된다.

상기 레버(26)는 일 측이 상기 통로 형성부(24)의 일 측과 연결되고, 타 측은 상기 연결부(28)와 연결되며, 지렛대 원리로 동작하도록 상기 일 측과 타 측 사이가 상기 블록(22)에 연결된다.

이러한, 레버(26)는 타 측에 연결된 연결부(28)가 플로터(21)의 상승으로 인해 상승할 경우 상기 통로 형성부(24)에 연결된 일 측이 아래쪽으로 하강하게 된다.

이로 인해, 상기 블록(22) 내에 삽입된 통로 형성부(24)는 상기 레버(26)의 하강으로 인해 상기 블록(22)에서 아래쪽으로 돌출 되도록 하강하여 상기 유압모터(10)에 공급된 유압유가 상기 유압탱크로 회수되도록 회수라인을 형성하게 된다.

상기 연결부(28)는 상기 플로터(21)와 상기 레버(26) 사이에 설치되어 상기 플로터(21)의 상하 움직임을 상기 레버(26)에 전달한다.

상기 플로터(21)는 물 위에 뜨는 부력체로 구성되고, 제방(2)에 형성된 관로(23) 내에 설치되어 만수위(또는 위험수위)를 검출한다.

즉, 상기 플로터(21)는 수문(6)이 설치된 저수지나 댐 등의 수위가 만수위가 아닐 경우에는 일정한 높이(즉, 만수위 시 높이)를 유지한 채로 관로(23) 내부에 위치하나, 저장된 물의 수위가 만수위 이상으로 올라가면 관로(23)를 통해 들어오는 물에 의해 위로 올라가게 된다.

이로 인해, 상기 레버(26)는 지렛대 원리에 의해 타 측은 위로 올라가고 일 측은 아래로 내려가며, 상기 레버(26)의 일 측과 연결된 통로 형성부(24)가 상기 블록(22)에서 아래로 돌출되도록 아래 방향으로 내려가게 된다.

이러한, 플로터(21)는 하나의 부력체만으로 구성될 수도 있고, 주 부력체 하부에 보조 부력체를 구비하도록 구성될 수도 있다.

한편, 상기 통로 형성부(24)가 아래쪽으로 내려가면 상기 블록(22) 내부에는 회수라인이 형성되어 상기 유압모터(10)에 공급된 유압유가 상기 유압탱크로 회수되므로 상기 유압모터(10)는 상기 수문(6)이 개방되는 방향의 회전력을 제공하게 된다.

이와 같이, 유압유 공급 조절부(20)는 만수위 이상으로 물이 저장되면 플로터(21)가 상승하여 유압모터(10)에 공급된 유압유를 상기 유압탱크로 회수하기 때문에 전기의 공급 여부에 관계없이 상기 수문(6)이 개방시키게 된다.

상기 유압 공급관(40)은 상기 유압모터(10)와 유압유 공급 조절부(20) 사이, 유압펌프와 유압유 공급 조절부(20) 사이 및 유압탱크와 유압유 공급 조절부(20) 사이에 각각 설치되어 상기 유압펌프로부터 공급되는 유압유를 상기 유압모터(10)로 전달하거나 상기 유압모터(10)에 공급된 유압유를 유압탱크로 전달한다.

이러한, 유압 공급관(40)은 도 2에 도시된 바와 같이 2중 파이프 구조 즉, 내측 파이프(42)와 상기 내측 파이프(42)를 감싸는 외측 파이프(44)로 구성되고, 상기 내측 파이프(42) 내부에는 유압호스(46)가 삽입되며, 상기 내측 파이프(42)의 외주면에는 겨울에 유압유가 어는 것을 방지하기 위해 유압 공급관(40)의 길이 방향으로 전기 열선(48)이 감겨 진다.

상기 회전바(30)는 호 형상으로 형성되고, 볼록하게 형성된 면이 상기 제 1 회전기어(14)에 걸림 되며, 일 측이 상기 수문(6)과 축 결합 되어 상기 제 1 회전기어(14)가 회전할 때 회전되어 상기 수문(6)을 개폐시킨다.

이를 위해, 회전바(30)는 도 3에 도시된 바와 같이 호 형상으로 이루어진 한 쌍의 외측판(32), 상기 외측판(32) 사이에 배치된 호 형상의 내측판(34), 및 상기 외측판(32)과 내측판(34)에 형성된 삽입홀(36)에 삽입되어 상기 외측판(32)과 내측판(34)을 상호 연결하고, 일정한 간격으로 이격 되어 상기 제 1 회전기어(14)에 걸림 되는 다수의 연결핀(38)을 포함하는 복열식으로 구성되나, 상기 제 1 회전기어(14)의 형상에 따라 3열식으로 구성될 수도 있다.

한편, 상술한 설명에서는 외측판(32)과 내측판(34) 사이에 연결핀(38)만 삽입되는 구조를 설명하였으나, 상기 회전바(30)는 도 4에 도시된 바와 같이 내측판(34)과 외측판(32) 사이에 각각 걸림봉(39)이 삽입되고, 상기 연결핀(38)으로 상기 외측판(32), 내측판(34) 및 걸림봉(39)을 연결하여 상기 외측판(32)과 내측판(34)을 상호 연결할 수도 있다.

이때, 상기 제 1 회전기어(14)에 의해 회전되는 걸림봉(39)의 형태는 원형 봉과 부싱에 연결핀(38)을 끼워 내측판(34)과 외측판(32)을 조립시킨 형태의 구조로 이루어진다.

이러한, 회전바(30)는 내측판(34)과 외측판(32)이 동일한 형상을 갖도록 형성되거나 상기 내측판(34)이 외측판(32)보다 작은 크기를 갖도록 형성된다.

한편, 상기 회전바(30)의 오목한 면에는 지지브라켓(16)에 회전가능하게 결합 되어 상기 회전바(30)를 지지함과 아울러 상기 회전바(30)의 회전을 용이하게 하는 회전 롤러(18)가 배치된다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 제1 실시 예에 따른 수문 개폐장치는 도 1과 도 5에 도시된 바와 같이 수문(6)의 상단을 개폐하는 상단 개폐방식과 도 6 및 도 7과 같이 수문(6)의 하단을 개폐하는 하단 개폐방식 중 어느 하나의 방식으로 수문(6)을 개폐시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 수문 개폐장치는 도 1 및 6과 같이 회전바(30)의 일 측이 수문(6)에 직접 연결되거나 도 5 및 도 7과 같이 회전바(30)의 일 측이 링크(31)의 일 측에 연결되고, 상기 링크(31)의 타 측이 수문(6)에 연결되는 구조를 갖도록 형성될 수도 있다.

또한, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 수문 개폐장치는 도 8 및 도 9와 같이 펌프 방식으로 수문(6)이 개폐되도록 회전바(30)의 일 측이 지렛대 원리로 동작하는 회전 지레(33)의 일 측에 연결되고, 회전 지레(33)의 타 측은 일 측이 수문(6)에 연결된 링크(31)의 타 측과 연결되며, 상기 회전 지레(33)의 중심 축은 상기 배수로(4)의 양옆에 형성된 문틀(35)에 회전가능하게 결합 된 구조를 갖도록 형성될 수도 있다.

이상 본 발명의 제1 실시 예에 따른 수문 개폐장치는 도시하지 않았으나 수문 개폐제어장치로부터 전송되는 제어신호에 따라 상기 유압유 공급 조절부(20)가 회수라인 및 공급라인을 형성하여 상기 수문(6)을 개폐시킨다.

한편, 상기와 같은 구성의 수문 개폐장치의 동작을 간략히 설명하면 다음과 같다.

상술한 수문 개폐제어장치로부터 전달되는 수문 폐쇄 신호에 의해 상기 유압유 공급 조절부(20)는 상기 유압펌프로부터 전달되는 유압유가 상기 유압모터(10)로 전달되도록 공급라인을 형성한다.

이때, 상기 유압모터(10)는 유압펌프로부터 전달되는 유압유에 따라 상기 수문(6)을 폐쇄시키는 방향으로 회전하고, 상기 유압모터(10)의 회전에 의해 상기 제 1 회전기어(14)가 회전하여 상기 회전바(30)를 회전시킴으로써 상기 수문(6)이 폐쇄되게 된다.

한편, 상술한 수문 개폐제어장치로부터 수문 개방 신호가 유압유 공급 조절부(20)에 공급되면, 상기 유압유 공급 조절부(20)는 상기 유압모터(10)에 공급된 유압유가 상기 유압탱크로 회수되도록 회수라인을 형성한다.

이로 인해, 상기 유압모터(10)는 상기 수문(6)을 개방하는 방향으로 회전하고, 상기 유압모터(10)의 회전에 의해 상기 회전바(30)가 회전하여 상기 수문(6)을 개방시키게 된다.

한편, 수문 개폐제어장치로부터 별도의 제어신호가 전달되지 않더라도 상기 플로터(21)의 상승에 의해 상기 레버(26)의 일 측이 하강하면, 상기 유압유 공급 조절부(20)는 상기 수문(6)이 개방되도록 상기 수문 개폐제어장치로부터 수문 개방 신호가 전달될 때와 동일한 동작을 수행한다.

도 10은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 수문 개폐장치를 나타내는 평면도이고, 도 11은 도 10에 도시된 수문 개폐장치의 단면도이며, 도 12는 도 10에 도시된 권양기의 평면도이고, 도 13은 도 12에 도시된 권양기의 세부 단면도이다.

도 10 내지 도 13에 도시된 본 발명의 제2 실시 예에 따른 수문 개폐장치는 유압모터(10), 권양기(200), 유압유 공급 조절부(20), 유압 공급관(40), 회전바(30), 및 링크(31)를 포함하도록 구성된다.

여기서, 상기 유압유 공급 조절부(20) 및 유압 공급관(40)은 상술한 본 발명의 제1 실시 예에 따른 수문 개폐장치의 유압유 공급 조절부(20) 및 유압 공급관(40)과 구성 및 기능이 동일하므로 자세한 설명은 상술한 내용으로 대치하기로 한다.

상기 유압모터(10)는 도 12에 도시된 바와 같이 3개가 120°각도로 배치되도록 권양기(200)의 상측에 설치되고, 상기 유압유 공급 조절부(20)로부터 유압유가 제공될 때에는 수문(6)의 폐쇄를 위한 회전력을 제공하고, 공급된 유압유가 상기 유압유 공급 조절부(20)로 회수될 때에는 상기 수문(6)의 개방에 필요한 회전력을 제공한다.

이러한, 유압모터(10)는 권양기(200) 내부로 돌출된 유동축(12)의 일 측 외주연에 톱니 모양의 제 1 회전기어(14)가 설치된다.

상기 권양기(200)는 상기 수문(6)을 열고 닫는 회전비가 일정하도록 상기 유압모터(10)로부터 전달된 회전력을 조절한다.

이러한, 권양기(200)는 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이 주동축(210), 동력전달축(260), 클러치(220), 유압 브레이크(230), 수동핸들(240) 및 권양기어(250)로 구성된다.

상기 주동축(210)은 상기 유압모터(10)로부터의 회전력을 전달받기 위해 상기 유압모터(10)의 주변에 설치되고, 일 측에는 상기 주동축(210)과 회전가능하게 설치되어 상기 유압모터(10)에 형성된 제 1 회전기어(14)와 맞물리는 제 2 회전기어(212)가 설치되며, 상기 제 2 회전기어(212)의 하부에는 상기 제 2 회전기어(212)와 일정 간격 이격 되게 스플라인(214)이 설치되고, 상기 스플라인(214)의 하부에는 제 3 회전기어(215)가 설치된다.

상기 동력전달축(260)은 상기 주동축(210)의 주변에 상기 주동축(210)과 이격되게 설치되고, 양측에는 유압브레이크(230)가 설치된다.

이러한, 동력전달축(260)에는 상기 주동축(210)으로부터 회전력을 전달받기 위해 상기 주동축(210)에 설치된 제 3 회전기어(215)와 맞물리게 제 4 회전기어(262)가 설치되고, 상기 제 4 회전기어(262)의 하부에는 제 5 회전기어(263)가 설치된다.

이때, 제 4 회전기어(262)와 제 5 회전기어(263)는 상기 동력전달축(260)과 일체로 형성되고, 외주연에 형성된 기어가 모두 톱니 모양으로 형성된다.

상기 클러치(220)는 외부로부터의 유압유 공급 여부에 따라 동작이 제어되는 유압 실린더식으로 구성되고, 상기 스플라인(214)에서 상하 이동가능하도록 상기 스플라인(214)의 외주연에 결합 되어 상기 유압모터(10)로부터의 회전력이 상기 주동축(210)에 전달되거나 전달되지 않도록 제어한다.

이러한, 상기 클러치(220)는 유압유 공급 조절부(20)를 통해 유압유가 공급되면, 상기 스플라인(214)을 따라 위로 상승하여 상기 스플라인(214)과 상기 주동축(210)에 형성된 제 2 회전기어(212)를 연결한다.

이로 인해, 상기 유압모터(10)로부터의 회전력이 상기 주동축(210)에 전달되게 된다.

한편, 상기 클러치(220)에 유압유가 공급되지 않을 경우 상기 클러치(220)는 상기 스플라인(214)을 따라 아래로 하강하여 상기 주동축(210)에 형성된 제 2 회전기어(212)와 분리된다.

이로 인해, 상기 유압모터(10)로부터의 회전력은 상기 주동축(210)에 전달되지 않게 된다.

상기 유압 브레이크(230)는 유압유의 공급 여부에 따라 동작하는 유압 실린더(234); 일 측은 상기 유압 실린더(234)와 회전 가능하게 결합 되고, 타 측은 상기 권양기(200)의 상측에 회전 가능하게 결합 되며, 일 측과 타 측 사이에는 반원 형상의 안착부(235a)가 형성된 링크(235); 및 상기 안착부(235a)에 부착된 브레이크 패드(236)로 구성된다.

이러한, 상기 유압 브레이크(230)는 외부로부터의 유압유 공급 여부에 따라 상기 브레이크 패드(236)가 상기 동력전달축(260)의 양측에 접촉되거나 상기 동력전달축(260)과 분리되어 상기 동력전달축(260)의 회전을 조절하게 된다.

즉, 상기 유압 브레이크(230)는 유압유 공급 조절부(20)를 통해 외부로부터 유압유가 공급되면, 상기 브레이크 패드(236)가 상기 동력전달축(260)의 양측에 접촉되어 상기 동력전달축(260)이 회전하는 것을 방지하고, 상기 유압유가 공급되지 않을 경우에는 상기 브레이크 패드(236)가 상기 동력전달축(260)에서 떨어지므로 상기 동력전달축(260)은 상기 주동축(210)에서 전달되는 회전력에 따라 회전하게 된다.

상기 수동핸들(240)은 상기 주동축(210)의 상부에 설치되고, 손잡이(243)를 회전시켜 상기 주동축(210)을 수동으로 회전시키는 역할을 수행한다.

이러한, 수동핸들(240)은 사용자가 임의로 수문(6)을 개폐하고자 할 때 사용된다.

상기 권양기어(250)는 일 측 외주연에 톱니 모양의 제 6 회전기어(252)가 설치되어 회전바(30)의 볼록한 면에 걸림 되게 설치되고, 타 측에는 상기 동력전달축(260)으로부터의 회전력을 전달받기 위해 상기 동력전달축(260)의 하부에 설치된 제 5 회전기어(263)와 맞물리게 제 7 회전기어(254)가 설치된다.

이러한, 권양기어(250)의 회전에 의해 상기 회전바(30)가 상기 수문(6)을 개폐시키게 된다.

상기 회전바(30)는 도 10에 도시된 바와 같이 호 형상으로 형성되어 수문(6)의 상부에 설치되고, 볼록한 면이 상기 권양기어(250)에 걸림 되며, 상기 권양기어(250)의 회전에 의해 상기 수문(6)을 개폐시킨다.

이러한, 회전바(30)는 배가 운항하는 강에 설치될 경우 배가 정박할 수 있는 부두나 방파제 또는 사람이 강을 건너는 다리로 이용될 수 있어 섹터 게이트라 명명할 수 있으며, 배수로(4)의 크기에 따라 하나 또는 한 쌍이 설치될 수 있고, 도 10과 같이 한 쌍의 회전바(30)가 설치될 경우에는 적어도 어느 하나의 회전바(30)에 지수고무(152)를 설치한다.

이때, 상기 지수고무(152)는 수문(6) 폐쇄를 위해 회전바(30)와 회전바(30)가 서로 만날 때 회전바(30)들이 서로 부딪혀서 마모되는 것을 방지하게 된다.

또한, 상기 지수고무(152)는 배수로(4)의 벽면과 바닥면에도 부착되는 데, 상기 배수로(4)의 벽면 및 바닥면에 부착된 지수고무(152)는 수문(6)의 개폐 시 배수로(4)의 벽면 및 바닥면과 수문(6)의 마찰로 인해 상기 수문(6)이 마모되는 것을 방지할 뿐만 아니라 저장된 물이 방출되는 것을 방지한다.

한편, 상기 배수로(4)의 벽면에는 상기 배수로(4) 벽면에 부착된 지수고무(152)의 위치 조절을 위해 지수고무 조절수단(152a)이 설치되고, 상기 수문(6)의 하부에는 상기 수문(6) 개폐 시 상기 수문(6)이 이동할 수 있도록 회전 롤러(181)가 설치된다.

상기 링크(31)는 일 측이 상기 제방(2) 위에 설치된 회전축(133)과 회전 가능하게 결합 되고, 타 측은 상기 회전바(30)의 오목한 면에 결합 되어 수문(6) 개폐 시 상기 회전바(30)가 외부로 이탈되는 것을 방지함과 아울러 상기 회전바(30)를 지지하는 역할을 수행한다.

이러한, 링크(31)는 도 10에 도시된 바와 같이 회전바(30)의 오목한 면과 착탈 가능하게 체결된다.

이를 위해, 상기 회전바(30)의 오목한 면에는 나사와 볼트 결합으로 상기 링크(31)와 체결되기 위한 체결홈이 형성된다.

또한, 상기 회전축(133)과 연결된 링크(31)의 하부에는 상기 링크(31)를 지지함과 아울러 상기 링크(31)가 회전할 수 있도록 회전 롤러(181)가 설치된다.

한편, 상술한 설명에서 상기 회전바(30)와 상기 링크(31)는 나사와 볼트 결합으로 체결가능하도록 구성되는 것을 설명하였으나, 상기 회전바(30)와 링크(31)는 일체형으로 구성될 수도 있다.

그리고, 상기 회전축(133)에는 상기 회전바(30)의 회전반경을 제어하기 위해 스톱바(135, 137)가 설치된다.

이때, 제 1 스톱바(135)는 상기 회전바(30)가 상기 수문(6)의 최대 잠금 위치 이상으로 상기 수문(6)이 닫히지 않도록 상기 링크(31)의 움직임을 방지하고, 상기 제 2 스톱바(137)는 상기 회전바(30)가 상기 수문의 최대 개방 위치 이상으로 상기 수문(6)이 개방되지 않도록 상기 링크(31)의 움직임을 방지하는 역할을 수행한다.

한편, 상기 회전바(30)가 부두나 방파제 등으로 이용될 경우 배가 정박하는 지점(예를 들면, 회전바(30)들이 만나는 지점)에 계단(157)이 형성될 수 있고, 이 계단(157)을 통해 배에 승선한 승무원이나 승객들이 배에서 내려 회전바(30)를 가로질러 갈 수 있게 된다.

이상 본 발명의 제2 실시 예에 따른 수문 개폐장치는 도시하지 않았으나 수문 개폐제어장치로부터 전송되는 제어신호에 따라 상기 유압유 공급 조절부(20)가 회수라인 및 공급라인을 형성하여 상기 수문을 개폐시킨다.

한편, 상기와 같은 구성의 수문 개폐장치의 동작을 간략히 설명하면 다음과 같다.

상술한 수문 개폐제어장치로부터 수문 폐쇄 신호가 전송되면, 상기 유압유 공급 조절부(20)는 상기 수문 개폐장치로부터 전송된 수문 폐쇄 신호에 의해 상기 유압펌프로부터 전달되는 유압유가 상기 유압모터(10)로 전달되도록 공급라인을 형성한다.

이때, 상기 유압모터(10)는 유압펌프로부터 전달되는 유압유에 따라 상기 수문(6)을 폐쇄시키는 방향으로 회전되고, 상기 유압모터(10)에 형성된 제 1 회전기어(14)와 맞물리게 상기 주동축(210)에 설치된 제 2 회전기어(212)가 상기 유압모터(10)로부터 전달된 회전력에 따라 회전하게 된다.

한편, 상기 클러치(220)는 상기 유압유 공급 조절부(20)로부터 공급되는 유압유에 따라 상기 스플라인(214)을 따라 위로 상승하여 상기 제 2 회전기어(212)와 결합 된다.

이로 인해, 상기 유압모터(10)에서 상기 주동축(210)과 회전가능하게 결합된 제 2 회전기어(212)에 전달된 회전력은 상기 클러치(220) 및 스플라인(214)을 통해 주동축(210)의 제 3 회전기어(215)로 전달되게 된다.

한편, 상기 제 3 회전기어(215)에 전달된 회전력은 상기 동력전달축(260)의 제 4 회전기어(262) 및 제 5 회전기어(263)를 통해 권양기어(250)의 제 7 회전기어(254)에 전달된다.

이로 인해, 상기 권양기어(250)가 일정한 회전비로 회전바(30)를 회전시켜 상기 수문을 폐쇄시키게 된다.

상기와 같은 수문(6) 폐쇄 시 상기 유압 실린더(234)는 상기 브레이크 패드(236)를 상기 동력전달축(260)에 밀착 또는 이격시키는 것을 반복하여 상기 동력전달축(260)이 일정한 회전비로 회전하도록 하고, 상기 수문(6)이 폐쇄된 이후에는 상기 수문(6)이 개방되지 않도록 상기 브레이크 패드(236)를 상기 동력전달축(260)에 밀착된 상태로 유지시켜 상기 수문(6)이 개방되는 것을 방지한다.

한편, 상술한 수문 개폐제어장치로부터 수문 개방 신호가 유압유 공급 조절부(20)에 공급되면, 상기 유압유 공급 조절부(20)는 상기 유압모터(10)에 공급된 유압유가 상기 유압탱크로 회수되도록 회수라인을 형성한다.

이때, 상기 유압모터(10)는 상기 수문(6)을 개방시키는 방향으로 회전되고, 상기 유압 실린더(234)는 상기 동력전달축(260)이 수문(6) 개방 방향으로 회전하도록 상기 브레이크 패드(236)를 상기 동력전달축(260)에서 이격시킨다.

이로 인해, 상기 유압모터(10)로부터 전달된 회전력이 주동축(210), 클러치(220) 및 동력전달축(260)을 거쳐 상기 권양기어(250)에 전달되고, 상기 권양기어(250)는 상기 회전바(30)를 일정한 회전비로 회전시켜 상기 수문(6)을 개방시킨다.

한편, 수문 개폐제어장치로부터 별도의 제어신호가 전달되지 않더라도 상기 플로터(21)의 상승에 의해 상기 레버(26)의 일 측이 하강하면, 상기 유압유 공급 조절부(20)는 상기 수문 개폐제어장치로부터 수문 개방 신호가 전달될 때와 동일한 방법으로 상기 수문(6)이 개방되도록 상기 유압모터(10)에 공급된 유압유가 상기 유압탱크로 회수되는 회수라인을 형성한다.

또한, 상기 유압유 공급 조절부(20)는 상기 수문 개폐제어장치로부터 별도의 제어신호가 전달되지 않더라도 상기 플로터(21)의 하강에 의해 상기 레버(26)의 일 측이 상승하면, 상기 수문 개폐제어장치로부터 수문 폐쇄 신호가 전달될 때와 동일한 방법으로 상기 수문(6)이 폐쇄되도록 상기 유압펌프로부터의 유압유가 상기 유압모터(10)로 전달되는 공급라인을 형성한다.

도 14는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 수문 개폐장치를 나타내는 단면도이다.

도 14에 도시된 본 발명의 제3 실시 예에 따른 수문 개폐장치는 권양기(200), 레크바(320), 회전바(30), 유압유 공급 조절부(20), 유압 공급관(40) 및 수동핸들(340)을 포함하도록 구성된다.

여기서, 상기 유압유 공급 조절부(20) 및 유압 공급관(40)은 상술한 본 발명의 제1 실시 예에 따른 수문 개폐장치의 유압유 공급 조절부(20) 및 유압 공급관(40)과 구성 및 기능이 동일하므로 자세한 설명은 상술한 내용으로 대치하기로 한다.

상기 권양기(200)는 유동축이 배수로 방향으로 돌출되도록 제방 위에 형성된 콘크리트 구조물(322) 위에 설치되고, 유동축의 일 측에는 외주연에 톱니 모양으로 형성된 제 1 회전기어(14)가 배수로 방향에 설치되며, 수문(6)을 열고 닫는 회전비가 일정하도록 상기 유압모터(도시하지 않음)로부터 전달된 회전력을 조절한다.

또한, 권양기(200)는 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이 수동핸들을 이용하여 수문(6)을 개폐할 수 있다.

상기 레크바(320)는 일 측이 상기 수문(6)과 회전가능하게 결합 된 회전바(30)의 일 측과 회전가능하게 결합 되어 상기 제 1 회전기어(14)가 회전할 때 상기 수문(6)이 개폐되도록 상/하로 움직인다.

이러한, 상기 레크바(320)는 직선 형상으로 형성된 한 쌍의 외측판, 상기 외측판 사이에 배치된 내측판 및 상기 제 1 회전기어(14)에 걸림되도록 일정한 간격으로 이격 되어 상기 내측판과 외측판 사이에 삽입된 다수의 연결핀으로 구성된다.

한편, 상기 레크바(320)의 좌우 움직임을 방지하기 위해 권양기(200)의 일 측면과 배수로(4)의 옆면에 형성된 콘크리트 구조물(322)에는 도 14에 도시된 바와 같이 다수개의 회전 롤러(18)들이 설치된다.

또한, 상기 콘크리트 구조물(322)에는 상기 수문(6) 개방 시 상기 회전바(30)의 오목한 부분이 수문개방 최대점 이상으로 젖혀지는 것을 방지하기 위한 제 1 스톱바(135)와 상기 수문(6) 폐쇄 시 상기 회전바(30)의 볼록한 부분이 수문폐쇄 최대점 이상으로 젖혀지는 것을 방지하기 위한 제 2 스톱바(137)가 설치된다.

상기 회전바(30)는 호 형상으로 형성되어 일 측이 상기 레크바(320)의 일 측과 회전가능하게 결합 되고, 타 측은 상기 수문(6)의 타 측과 회전가능하게 결합 된다.

상기 수문(6)은 일 측이 상기 배수로(4)의 바닥부분에 회전가능하게 결합 되고, 타 측은 상기 회전바(30)와 회전가능하게 결합 된다.

이상 본 발명의 제3 실시 예에 따른 수문 개폐장치는 도시하지 않았으나 수문 개폐제어장치로부터 전송되는 제어신호에 따라 상기 유압유 공급 조절부(20)가 회수라인 및 공급라인을 형성하여 상기 수문(6)을 개폐시킨다.

한편, 상기와 같은 구성의 수문 개폐장치의 동작을 간략히 설명하면 다음과 같다.

상술한 수문 개폐제어장치로부터 전달되는 수문 폐쇄 신호에 의해 상기 유압유 공급 조절부(20)는 상기 유압펌프로부터 전달되는 유압유가 상기 유압모터로 전달되도록 공급라인을 형성한다.

이때, 상기 유압모터는 유압펌프로부터 전달되는 유압유에 따라 상기 수문(6)을 폐쇄시키는 방향으로 회전하고, 상기 유압모터의 회전에 의해 상기 권양기(200)가 회전하며, 상기 권양기(200)의 회전에 의해 상기 제 1 회전기어(14)가 회전하여 상기 렉크바(320)를 위로 상승시켜 상기 수문(6)을 폐쇄한다.

한편, 상술한 수문 개폐제어장치로부터 수문 개방 신호가 유압유 공급 조절부(20)에 공급되면, 상기 유압유 공급 조절부(20)는 상기 유압모터에 공급된 유압유가 상기 유압탱크로 회수되도록 회수라인을 형성한다.

이로 인해, 상기 유압모터는 상기 수문(6)을 개방하는 방향으로 회전하고, 상기 유압모터의 회전에 의해 상기 권양기(200)가 회전하며, 상기 권양기(200)의 회전에 의해 상기 제 1 회전기어(14)가 회전하여 상기 렉크바(320)를 아래로 하강시켜 수문(6)을 개방시킨다.

한편, 수문 개폐제어장치로부터 별도의 제어신호가 전달되지 않더라도 상기 플로터(21)의 상승에 의해 상기 레버(26)의 일 측이 하강하면, 상기 유압유 공급 조절부(20)는 상기 수문 개폐제어장치로부터 수문 개방 신호가 전달될 때와 동일한 방법으로 상기 수문이 개방되도록 상기 유압모터(10)에 공급된 유압유가 상기 유압탱크로 회수되는 회수라인을 형성한다.

또한, 상기 유압유 공급 조절부(20)는 상기 수문 개폐제어장치로부터 별도의 제어신호가 전달되지 않더라도 상기 플로터(21)의 하강에 의해 상기 레버(26)의 일 측이 상승하면, 상기 수문 개폐제어장치로부터 수문 폐쇄 신호가 전달될 때와 동일한 방법으로 상기 수문이 폐쇄되도록 상기 유압펌프로부터 전달되는 상기 유압모터(10)로 유압유가 전달되는 공급라인을 형성한다.

한편, 상술한 본 발명의 수문 개폐장치는 외부로부터 공급되는 전원을 수문 개폐장치에 제공하여 수문을 개폐할 수 있을 뿐만 아니라 수동으로 수동핸들을 돌려 수문을 개폐할 수 있으며, 도 15 및 도 16과 같은 태양전지 패널(500)로부터 전달되는 전원을 이용하여 개폐시킬 수도 있다.

도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 태양전지 패널의 측단면도이고, 도 16은 도 15에 도시된 태양전지 패널의 정면도이다.

도 15 및 도 16을 참조하면, 태양전지 패널(500)은 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양전지 모듈(510), 상기 태양전지 모듈(510)이 설치된 지지판(511)의 양 측면 중 적어도 어느 한 측면에 설치된 태양추적센서(512), 상기 태양전지 모듈(510)을 지지하기 위한 지지기둥(520), 지지기둥(520)의 일 측에 상기 지지기둥(520)과 회전가능하게 설치된 체인기어(530), 유동축이 상기 체인기어(530) 방향으로 돌출되고 상기 유동축의 일 측 외주연에 톱니 모양의 회전기어(542)가 형성되며, 상기 회전기어(542)가 상기 체인기어(530)에 걸림 되도록 상기 지지기둥(520)의 일 측에 설치된 회전모터(540), 일 측은 상기 체인기어(530)에 고정되고 타 측은 상기 태양전지 모듈(510)의 배면(즉, 하부면) 일 측에 설치된 제 1 결합부(513)와 힌지 결합 되도록 상기 체인기어(530)의 상측에 설치된 링크(534), 외주연에 톱니 모양의 회전기어(552)가 유동축의 일 측에 형성된 각도조절 모터(550), 일 측은 상기 태양전지 모듈(510)의 배면 중앙 부분에 설치된 제 2 결합부(514)와 회전가능하게 결합 되고, 타 측은 상기 회전기어(552)에 걸림 되는 호 형상의 회전바(560), 상기 태양전지 모듈(510)로부터 전달되는 전기에너지를 저장하는 충전지(570) 및 상기 태양추적센서(512)로부터 전달되는 태양 위치 정보에 따라 상기 각도조절 모터(550) 및 회전모터(540)의 회전을 제어하고, 상기 충전지(570)의 충방전을 제어하는 제어부(580)를 포함하도록 구성된다.

이러한, 태양전지 패널(500)은 도 1 내지 도 14에 도시된 수문 개폐장치에 전원을 공급하기 위한 구성으로 보다 명확하게는 수문의 개폐를 제어하는 수문 개폐제어장치, 유압모터, 유압유 공급 조절부 및 유압펌프에 전원을 공급하는 역할을 수행한다.

한편, 상기와 같은 구성의 태양전지 패널(500)에서 상기 충전지(570)와 제어부(580)는 상기 지지기둥(520)에 설치되거나 지지기둥(520)과 이격 되는 곳에 설치될 수 있고, 상기 회전바(560)는 도 3이나 도 4와 같은 구성으로 이루어질 수도 있다.

또한, 상기 회전바(560)는 오목한 부분과 볼록한 부분 중 어느 한 부분이 상기 회전기어(552)와 걸림 되도록 형성된다.

한편, 상기 각도조절 모터(550)가 설치된 지지대(592)에는 상기 회전바(560)를 지지함과 아울러 상기 회전바(560)의 회전을 용이하게 하는 회전 롤러(554)가 설치되고, 지지판(511)의 하부에는 지지 커버(561)가 설치된다.

이때, 지지 커버(561)는 일 측이 상기 지지판(511)의 하부에 결합 되고 타 측 내부에는 상기 회전바(560)를 지지함과 아울러 상기 회전바(560)의 회전을 용이하게 하는 회전 롤러(554)가 설치되며, 상기 회전 커버(561)의 타 측 배면과 상기 지지판(511)의 배면 일 측 가장자리 사이에는 지지줄(594)이 설치된다.

이러한 구성으로 이루어진 태양전지 패널(500)의 동작을 간략히 설명하면 다음과 같다.

제어부(580)는 태양추적센서(512)로부터 전송되는 태양 위치 정보에 따라 상기 태양전지 모듈(510)이 태양과 직각이 되도록 상기 회전모터(540) 및 각도조절 모터(550)를 제어한다.

이때, 상기 각도조절 모터(550)는 상기 제어부(580)로부터 전송되는 제어신호에 따라 상기 태양전지 모듈(510)과 태양이 직각이 되도록 상기 회전기어(552)를 회전시키고, 상기 회전기어(552)의 회전에 의해 상기 회전바(560)가 회전(즉, 수직 회전)하여 상기 태양전지 모듈(510)이 경사를 갖거나 수평이 되도록 상기 태양전지 모듈(510)의 위치가 조절되게 된다.

또한, 상기 회전모터(540)는 상기 제어부(580)로부터 전송되는 제어신호에 따라 상기 태양전지 모듈(510)이 태양의 위치를 쫓아서 회전하도록 상기 회전기어(542)를 회전시키고, 상기 회전기어(542)의 회전에 의해 상기 체인기어(530)가 회전(즉, 수평 회전)하여 상기 태양추적센서(512)가 상기 태양의 위치를 쫓도록 상기 태양전지 모듈(510)의 위치를 조절한다.

한편, 상기 제어부(580)는 상기 태양전지 모듈(510)에 의해 변환된 전기 에너지가 상기 충전지(570)에 충전되도록 제어하고, 상기 충전지(570)가 만충전 되면 상기 태양전지 모듈(510)로부터 전달된 전기 에너지가 상기 충전지(570)에 충전되지 않도록 제어한다.

이때, 상기 충전지(570)에 저장된 전기 에너지는 상기 유압모터, 유압유 공급 조절부, 유압펌프 및 수문 개폐제어장치의 구동을 위한 구동 전원으로 사용된다.

도 19는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 수문 개폐장치를 나타내는 도면이고, 도 20은 도 19에 도시된 제 1 브레이크의 상세도이며, 도 21은 도 19에 도시된 제 2 브레이크의 상세도이다.

도 19 내지 도 21을 참조하면, 본 발명의 제4 실시 예에 따른 수문 개폐장치는 유동축이 권양기(200) 내부로 돌출되도록 상기 권양기(200)의 상부에 설치되고, 상기 유동축의 외주연에 톱니 모양으로 형성된 제 1 회전기어(14)가 설치된 유압모터(10); 상기 제 1 회전기어(14)와 맞물리는 제 2 회전기어(814)가 일 측에 설치되고, 톱니 모양으로 형성된 제 3 회전기어(818)가 타 측에 설치되며, 상기 제 2 회전기어(814)와 상기 제 3 회전기어(818) 사이에는 브레이크 패드(812)가 설치되고, 상기 브레이크 패드(812)와 상기 제 2 회전기어(814) 사이에는 스플라인(816)이 형성된 주동축(810); 상기 주동축(810)의 주변에 상기 주동축(810)과 이격되게 설치되고, 상기 제 3 회전기어(818)와 맞물리게 제 4 회전기어(822)가 설치되며, 상기 권양기(200) 외부로 돌출된 일 측 단부에 제 5 회전기어(824)가 설치된 동력 전달축(820); 볼록한 면이 상기 제 5 회전기어(824)에 걸림 되고, 일 측이 수문(6)과 축 결합 되며, 호 형상으로 형성되어 상기 제 5 회전기어(824)의 회전에 의해 상기 수문(6)을 개폐시키는 회전바(30); 부력체로 구성되어 만수위를 검출하는 플로터(21)가 제방(2)에 형성된 관로(23) 내에 설치되고, 상기 제방(2)의 상측에 설치되어 외부로부터 전송되는 제어신호에 따라 상기 수문(6) 폐쇄 시 유압펌프로부터 공급된 유압유가 상기 유압모터(10)에 공급되도록 유압유 공급라인을 형성하며, 수문(6) 개방 시 상기 유압모터(10)에 공급된 유압유가 유압탱크로 회수되도록 유압유 회수라인을 형성하고, 상기 플로터(21)가 상승할 때 상기 수문(6)이 개방되도록 상기 유압모터(10)에 공급된 유압유를 유압탱크로 회수하기 위한 회수라인을 형성하는 유압유 공급 조절부(20); 상기 유압펌프로부터 공급되는 유압유가 상기 유압모터(10)로 전달되거나 상기 유압모터(10)에 공급된 유압유가 유압탱크로 전달되도록 상기 유압모터(10)와 유압유 공급 조절부(20) 사이, 상기 유압펌프와 유압유 공급 조절부(20) 사이 및 상기 유압탱크와 유압유 공급 조절부(20) 사이에 각각 설치되는 2중 파이프 구조의 유압 공급관(40); 상기 동력 전달축(820)의 타 측 단부에 설치되어 상기 동력 전달축(820)의 회전을 디지털 신호로 변환하는 엔코더(830); 상기 엔코더(830)로부터의 디지털 신호를 통해 상기 수문(6)의 개방 여부를 검출하는 개도수단(840); 및 상기 개도수단(840)으로부터 전송되는 수문 개방신호에 따라 상기 주동축(810)의 회전 속도를 조절하여 상기 수문(6)의 개방 속도를 조절하는 브레이킹 수단(900)을 포함한다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 제4 실시 예에 따른 수문 개폐장치에서 상기 유압모터(10), 회전바(30), 유압유 공급 조절부(20) 및 유압 공급관(40)은 도 1 내지 도 9와 도 17 및 도 18에 도시된 본 발명의 제1 실시 예에 따른 수문 개폐장치에 개시된 유압모터(10), 회전바(30), 유압유 공급 조절부(20) 및 유압 공급관(40)과 동일한 구성으로 이루어져 있을 뿐만 아니라 동일한 기능을 수행하므로 상세한 설명은 상술한 내용으로 대치하기로 한다.

상기 주동축(810)은 일 측에 상기 제 1 회전기어(14)와 맞물리게 제 2 회전기어(814)가 설치되고, 타 측에는 톱니 모양으로 형성된 제 3 회전기어(818)가 설치되며, 상기 제 2 회전기어(814)와 상기 제 3 회전기어(818) 사이에는 브레이크 패드(812)가 설치되고, 상기 브레이크 패드(812)와 상기 제 2 회전기어(814) 사이에는 스플라인(816)이 형성된다.

이때, 상기 브레이크 패드(812)는 상기 주동축(810)에 삽입되도록 중앙에 삽입홀이 형성되고, 상기 주동축(810)에 설치된 패드 고정부(819)에 삽입 고정되도록 외주연에 고정홈이 형성되며, 상기 고정홈이 패드 고정부(819)에 삽입 결합 되어 상기 주동축(810)에 고정되게 된다.

이러한, 주동축(810)은 상기 수문(6)의 개폐를 위해 상기 유압모터(10)가 회전하게 되면, 상기 제 1 회전기어(14)와 맞물리게 설치된 제 2 회전기어(814)가 상기 유압모터(10)로부터 전달되는 회전력에 따라 상기 수문(6)을 개방하는 방향(예를 들면, 정방향)과 상기 수문(6)을 닫는 방향(예를 들면, 역방향) 중 어느 한 방향으로 회전하게 된다.

이렇게 주동축(810)이 회전할 때 상기 주동축(810)에 설치된 브레이크 패드(812)에 브레이킹 수단(900)이 스플라인(816)을 통해 밀착되어 상기 주동축(810)의 회전속도를 조절하게 된다.

상기 동력 전달축(820)은 상기 주동축(810)의 주변에 상기 주동축(810)과 이격되게 상기 권양기(200) 내부에 회전가능하게 설치되고, 상기 제 3 회전기어(818)와 맞물리게 제 4 회전기어(822)가 설치되며, 상기 권양기(200) 외부로 돌출된 일 측 단부에 제 5 회전기어(824)가 설치된다.

이러한, 동력 전달축(820)은 상기 제 4 회전기어(822)가 상기 주동축(810)의 제 3 회전기어(818)를 통해 상기 유압모터(10)로부터의 회전력을 전달받으면, 상기 제 5 회전기어(824)가 회전바(30)를 회전시켜 상기 수문(6)을 개폐시키게 된다.

이때, 상기 동력 전달축(820)은 상기 주동축(810)의 회전방향과 반대방향으로 회전하게 된다.

즉, 상기 동력 전달축(820)은 상기 주동축(810)이 상기 수문(6)을 개방하는 정방향으로 회전할 때에는 역방향으로 회전되고, 상기 주동축(810)이 상기 수문(6)을 닫는 역방향으로 회전할 때에는 정방향으로 회전하게 된다.

상기 엔코더(830)는 상기 동력 전달축(820)의 타 측 단부에 설치되어 상기 동력 전달축(820)의 회전을 디지털 신호로 변환한다.

이러한, 엔코더(830)는 상기 동력 전달축(820)이 정방향으로 회전할 때와 역방향으로 회전할 때 서로 다른 디지털 신호 값을 갖도록 상기 동력 전달축(820)의 회전을 디지털 신호로 변환한다.

상기 개도수단(840)은 외부로부터 전원을 공급받거나 도 15 및 도 16에 도시된 태양전지 패널로부터 전원을 공급받아 상기 엔코더(830)로부터 전달되는 디지털 신호를 통해 상기 수문(6)의 개방 여부를 검출함과 아울러 수문 개방신호 및 수문 폐쇄신호를 생성하여 상기 유압유 공급 조절부(20)로 전송한다.

상기 브레이킹 수단(900)은 수문(6) 개방 시 상기 주동축(810)의 회전속도를 조절하여 상기 수문(6)의 개방 속도를 조절하기 위한 것으로, 도 20과 같이 클러치(924), 단동 실린더(922) 및 로드축(926)을 포함하도록 구성되고, 로드축(926)은 다수 개로 이루어질 수 있으며, 상기 로드축(926)이 다수개로 이루어져 있을 경우 상기 로드축(926)과 로드축(926)은 회전축(923)에 의해 결합 된다.

상기 클러치(924)는 상기 주동축(810)의 스플라인(816)과 이동가능하게 상기 스플라인(816)의 외주연에 결합 된다.

이러한, 클러치(924)는 수문이 폐쇄되어 있는 상태에서는 상기 주동축(810)의 제 2 회전기어(814)와 결합 된 상태를 유지하고, 상기 수문(6)이 개방될 때에는 상기 스플라인(816)을 따라 이동하여 상기 주동축(810)의 브레이크 패드(812)에 밀착되게 된다.

상기 단동 실린더(922)는 상기 개도수단(840)으로부터 전송되는 수문 개방신호에 의해 상기 유압유 공급 조절부(20)로부터 유압유가 공급될 때 상기 클러치(924)가 상기 주동축(810)의 브레이크 패드(812)에 밀착되도록 탄지력(즉, 내부 스프링(925)이 탄성 변형됨)을 제공하고, 상기 개도수단(840)으로부터 전송되는 수문 폐쇄신호에 의해 상기 유압유 공급 조절부(20)로 유압유가 회수될 때에는 상기 클러치(924)가 상기 주동축(810)의 제 2 회전기어(814)와 결합되도록 탄발력(즉, 내부 스프링(925)이 원상태로 복귀)을 제공한다.

다시 말해, 단동 실린더(922)는 수문 개방신호에 의해 상기 유압유 공급 조절부(20)로부터 유압유가 공급되면, 로드(921)가 실린더 내부로 돌출되도록 로드(921)를 감싸고 있는 스프링(925)이 수축되고, 수문 폐쇄신호에 의해 유압유 공급 조절부(20)로 유압유가 회수되면, 상기 스프링(925)은 원상태로 복원되면서 상기 로드(921)가 실린더 내부로 들어오게 된다.

상기 로드축(926)은 회전축에 의해 상기 로드(921) 및 클러치(924)와 각각 결합 되어 상기 단동 실린더(922)로부터 전달되는 탄지력과 탄발력을 상기 클러치(924)로 전달한다.

이로 인해, 상기 클러치(924)는 상기 로드축(926)을 통해 상기 단동 실린더(922)로부터 탄지력이 전달되면, 상기 스플라인(816)을 따라 이동되어 상기 주동축(810)의 브레이크 패드(812)와 밀착되게 된다.

이에 따라, 상기 주동축(810)은 상기 클러치(924)와 브레이크 패드(812) 사이의 마찰력에 의해 회전속도가 감속되고, 상기 주동축(810)의 회전속도 감속에 의해 상기 동력 전달축(820) 또한 회전속도가 감속되며, 상기 제 5 회전기어(824)는 감속된 회전속도로 상기 회전바(30)를 회전시키기 때문에 수문(6) 개방 시 수압에 의해 수문(6)이 급격히 열리는 것을 방지할 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 수문 개폐장치는 도 21과 같이 커버(913) 내에 설치된 웜기어(914)와 웜휠(912); 상기 웜휠(912)에 회전력을 제공하기 위해 상기 커버(913)의 외부에 배치되도록 상기 웜휠(912)의 일 측에 설치된 손잡이(911); 상기 웜기어(914)의 일 측에 상기 웜기어(914)와 일체로 형성된 제 1 스프라켓(915); 제 5 회전기어(824)의 일 측에 상기 제 5 회전기어(824)와 일체로 형성된 제 2 스프라켓(917) 및 상기 제 1 스프라켓(915)과 제 2 스프라켓(917)을 연결하는 체인(916)을 포함하도록 구성된 수동 개폐수단(910)을 더 포함하도록 구성된다.

이러한, 수동 개폐수단(910)은 사용자가 손잡이(911)를 회전시키면 상기 손잡이(911)의 회전에 의해 상기 웜휠(912)이 회전하게 되고, 상기 웜휠(912)의 회전에 의해 상기 웜기어(914)가 회전하게 된다.

이때, 상기 웜기어(914)의 회전은 상기 웜기어(914)의 일 측에 설치된 제 1 스프라켓(915)에 전달되고, 상기 제 1 스프라켓(915)에 전달된 회전력은 상기 체인(916)을 통해 상기 제 2 스프라켓(917)으로 전달되며, 상기 제 2 스프라켓(917)에 전달된 회전력에 의해 상기 제 5 회전기어(824)가 회전하게 된다.

이로 인해, 상기 수문(6)은 사용자가 손잡이(911)를 회전시키는 방향에 따라 개방되거나 폐쇄되게 된다.

이와 같이 본 발명에 따른 수문 개폐장치는 태풍이나 홍수 등으로 인해 수위가 만수위(또는 위험수위) 이상으로 올라갈 경우 제방에 형성된 관로 내에 설치된 플로터의 상승으로 인해 유압모터에 공급된 유압유를 유압탱크로 회수하여 수문을 개방하기 때문에 저수량과 방수량의 수위를 감지하는 센서가 고장 나거나 전기가 공급되지 않더라도 하천의 수위와 유량의 조절이 가능할 뿐만 아니라 제방이 무너지는 것을 방지할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 수문 개폐장치는 2중 파이프 구조로 이루어진 유압 공급관의 내측 파이프 내에 유압호스가 삽입되고, 상기 내측 파이프의 외주면에는 전기 열선이 감겨 지기 때문에 겨울에 유압유가 어는 것을 방지할 수 있어 계절에 관계없이 수문 개폐장치를 원활하게 구동시킬 수 있게 된다.

그리고, 본 발명에 따른 수문 개폐장치는 톱니 모양으로 형성된 회전기어로 복열식으로 구성된 회전바를 좌/우 또는 상/하로 움직여 수문을 개폐시키므로 안정적으로 수문을 개폐시킬 수 있고, 수문을 열고 닫는 회전비가 일정하므로 수문이 뒤틀리거나 수문이 어긋나는 것을 방지할 수 있어 수문 개폐 시 소음을 줄일 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 수문 개폐장치는 태양전지 패널로부터 구동 전원을 공급받을 수 있기 때문에 외부로부터 전원이 공급되지 않더라도 원활히 수문을 개폐시킬 수 있으며, 섹터 게이트는 배가 정박할 수 있는 부두나 방파제 또는 사람이 강을 건너는 다리로 이용될 수 있다.

그리고, 본 발명에 따른 수문 개폐장치는 만수위로 인해 수문이 개방될 때 브레이킹 수단으로 회전바의 회전속도를 감소시키기 때문에 수압에 의해 수문이 급격히 빨리 열리는 것을 방지할 수 있게 된다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

2 : 제방 4 : 배수로
6 : 수문 10 : 유압모터
12 : 유동축
14, 215, 262, 263, 254, 252 : 회전기어
16 : 지지브라켓 18 : 회전 롤러
20 : 유압유 공급 조절부 21 : 플로터
22 : 블록 23 : 관로
24 : 통로 형성부 25 : 통로
26 : 레버 28 : 연결부
30 : 회전바 31 : 링크
32 : 외측판 33 : 회전 지레
34 : 내측판 36 : 삽입홀
38 : 연결핀 39 : 걸림봉
40 : 유압 공급관 42 : 내측 파이프
44 : 외측 파이프 46 : 유압호스
48 : 전기 열선 135, 137 : 스톱바
152 : 지수고무 200 : 권양기
250 : 권양기어 500 : 태양전지 패널
510 : 태양전지 모듈 512 : 태양추적센서
530 : 체인기어 570 : 충전지
580 : 제어부 830 : 엔코더
840 : 개도수단 900 : 브레이킹 수단
922 : 단동 실린더 926 : 로드축

Claims (12)

1. 삭제
2. 수문의 개폐에 필요한 회전력을 제공하는 유압모터;
   부력체로 구성되어 만수위를 검출하는 플로터가 제방에 형성된 관로 내에 설치되고, 외부로부터 전송되는 제어신호에 따라 상기 수문 폐쇄 시 유압펌프로부터 공급된 유압유가 상기 유압모터에 공급되도록 유압유 공급라인을 형성하며, 수문 개방 시 상기 유압모터에 공급된 유압유가 유압탱크로 회수되도록 유압유 회수라인을 형성하고, 상기 플로터가 상승할 때 상기 수문이 개방되도록 상기 유압모터에 공급된 유압유를 유압탱크로 회수하기 위한 회수라인을 형성하는 유압유 공급 조절부;
   상기 유압펌프로부터 공급되는 유압유가 상기 유압모터로 전달되거나 상기 유압모터에 공급된 유압유가 유압탱크로 전달되도록 상기 유압모터와 유압유 공급 조절부 사이, 상기 유압펌프와 유압유 공급 조절부 사이 및 상기 유압탱크와 유압유 공급 조절부 사이에 각각 설치되는 2중 파이프 구조의 유압 공급관;
   제방 위에 설치되고, 상측으로 돌출된 유동축에 외주연에 톱니 모양으로 형성된 회전기어가 설치되며, 상기 유압모터로부터 전달될 회전력을 상기 수문의 개폐에 필요한 회전력으로 감속시키는 권양기;
   호 형상으로 형성되어 제방의 상부에 설치되고, 볼록한 면이 상기 회전기어에 걸림 되며, 상기 회전기어의 회전에 의해 상기 수문을 개폐시키는 회전바; 및
   일 측이 상기 제방 위에 설치된 회전축과 회전 가능하게 결합 되고, 타 측은 상기 회전바의 오목한 면에 결합 되어 수문 개폐 시 상기 회전바가 외부로 이탈하는 것을 방지함과 아울러 상기 회전바를 지지하는 링크를 포함하는 특징으로 하는 수문 개폐장치.
3. 유동축이 권양기 내부로 돌출되도록 상기 권양기의 상부에 설치되고, 상기 유동축의 외주연에 톱니 모양으로 형성된 제 1 회전기어가 설치된 유압모터;
   상기 제 1 회전기어와 맞물리는 제 2 회전기어가 일 측에 설치되고, 톱니 모양으로 형성된 제 3 회전기어가 타 측에 설치되며, 상기 제 2 회전기어와 상기 제 3 회전기어 사이에는 브레이크 패드가 설치되고, 상기 브레이크 패드와 상기 제 2 회전기어 사이에는 스플라인이 형성된 주동축;
   상기 주동축의 주변에 상기 주동축과 이격되게 설치되고, 상기 제 3 회전기어와 맞물리게 제 4 회전기어가 설치되며, 상기 권양기 외부로 돌출된 일 측 단부에 제 5 회전기어가 설치된 동력 전달축;
   볼록한 면이 상기 제 5 회전기어에 걸림 되고, 일 측이 수문과 축 결합 되며, 호 형상으로 형성되어 상기 제 5 회전기어의 회전에 의해 상기 수문을 개폐시키는 회전바;
   부력체로 구성되어 만수위를 검출하는 플로터가 제방에 형성된 관로 내에 설치되고, 상기 제방의 상측에 설치되어 외부로부터 전송되는 제어신호에 따라 상기 수문 폐쇄 시 유압펌프로부터 공급된 유압유가 상기 유압모터에 공급되도록 유압유 공급라인을 형성하며, 수문 개방 시 상기 유압모터에 공급된 유압유가 유압탱크로 회수되도록 유압유 회수라인을 형성하고, 상기 플로터가 상승할 때 상기 수문이 개방되도록 상기 유압모터에 공급된 유압유를 유압탱크로 회수하기 위한 회수라인을 형성하는 유압유 공급 조절부;
   상기 유압펌프로부터 공급되는 유압유가 상기 유압모터로 전달되거나 상기 유압모터에 공급된 유압유가 유압탱크로 전달되도록 상기 유압모터와 유압유 공급 조절부 사이, 상기 유압펌프와 유압유 공급 조절부 사이 및 상기 유압탱크와 유압유 공급 조절부 사이에 각각 설치되는 2중 파이프 구조의 유압 공급관;
   상기 동력 전달축의 타 측 단부에 설치되어 상기 동력 전달축의 회전을 디지털 신호로 변환하는 엔코더;
   상기 엔코더로부터의 디지털 신호를 통해 상기 수문의 개방 여부를 검출하여 수문 개방신호와 수문 폐쇄신호를 생성하는 개도수단; 및
   상기 개도수단으로부터 전송되는 수문 개방신호에 따라 상기 주동축과 상기 동력 전달축 중 어느 하나의 회전 속도를 조절하여 상기 수문의 개방 속도를 조절하는 브레이킹 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 수문 개폐장치.
4. 청구항 2 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 유압유 공급 조절부는,
   좌우 측면 중 일 면에 상기 유압펌프로 연결되는 통로가 형성되고, 상기 좌우 측면 중 타 면에는 상기 유압모터로 연결되는 통로가 형성되며, 상면에는 유압탱크로 연결되는 통로가 형성된 블록;
   피스톤 형상으로 형성되어 상기 블록 내부에 삽입되고, 상기 블록이 유압유 공급라인과 유압유 회수라인 중 어느 하나를 형성하도록 상기 블록 내부의 통로 연결상태를 조절하는 통로 형성부;
   일 측이 상기 통로 형성부의 일 측과 연결되고, 지렛대 원리로 동작하도록 상기 일 측과 타 측 사이가 상기 블록에 연결된 레버; 및
   상기 레버의 타 측과 상기 플로터 사이에 설치되어 상기 플로터의 상하 움직임을 상기 레버에 전달하는 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수문 개폐장치.
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 청구항 2에 있어서,
   상기 권양기는,
   일 측에 상기 유압모터에 형성된 제 1 회전기어와 맞물리는 제 2 회전기어가 설치되고, 상기 제 2 회전기어의 하부에는 상기 제 2 회전기어와 일정 간격 이격되게 스플라인이 설치되며, 상기 스플라인의 하부에는 제 3 회전기어가 설치된 주동축;
   일 측에 상기 주동축의 제 3 회전기어와 맞물리게 제 4 회전기어가 설치되고, 상기 제 4 회전기어의 하부에 제 5 회전기어가 설치된 동력전달축;
   상기 스플라인에 상하 이동가능하게 설치되어 상기 유압유가 공급될 때 상기 유압모터로부터의 회전력이 상기 주동축에 공급되도록 상기 스플라인과 상기 주동축의 제 2 회전기어를 연결하고, 상기 유압유 공급이 차단될 때 상기 스플라인과 상기 주동축의 제 2 회전기어를 분리하는 클러치;
   브레이크 패드가 부착된 안착부가 상기 동력전달축의 양측에 설치되고, 상기 유압유의 공급 여부에 따라 상기 브레이크 패드를 상기 동력전달축의 양측에 밀착시키거나 상기 동력전달축과 분리시켜 상기 동력전달축의 회전을 조절하는 유압 브레이크; 및
   일 측의 외주연에 톱니 모양의 제 6 회전기어가 설치되어 상기 회전바의 볼록한 면에 걸림 되게 설치되고, 타 측에는 상기 동력전달축으로부터의 회전력을 전달받기 위해 상기 동력전달축의 제 5 회전기어와 맞물리게 제 7 회전기어가 설치된 권양기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 수문 개폐장치.
9. 청구항 2 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 유압모터 및 유압유 공급 조절부에 전원을 공급하기 위한 태양전지 패널을 더 포함하고,
   상기 태양전지 패널은,
   태양 에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양전지 모듈;
   상기 태양전지 모듈의 일 측에 설치된 태양추적센서;
   상기 태양전지 모듈을 지지하기 위한 지지기둥;
   상기 지지기둥의 일 측에 상기 지지기둥과 회전가능하게 설치된 체인기어;
   유동축이 상기 체인기어 방향으로 돌출되고 상기 유동축의 일 측 외주연에 톱니 모양의 회전기어가 형성되며, 상기 회전기어가 상기 체인기어에 걸림 되도록 상기 지지기둥의 일 측에 설치된 회전모터;
   일 측은 상기 체인기어에 고정되고 타 측은 상기 태양전지 모듈의 배면 일 측에 설치된 제 1 결합부와 힌지 결합 되도록 상기 체인기어의 상측에 설치된 링크;
   외주연에 톱니 모양의 회전기어가 유동축의 일 측에 형성된 각도조절 모터;
   일 측은 상기 태양전지 모듈의 배면 중앙 부분에 설치된 제 2 결합부와 회전가능하게 결합 되고, 타 측은 상기 각도조절 모터의 회전기어에 걸림 되는 호 형상의 회전바;
   상기 태양전지 모듈로부터 전달되는 전기에너지를 저장하는 충전지; 및
   상기 태양추적센서로부터 전달되는 태양 위치 정보에 따라 상기 각도조절 모터 및 회전모터의 회전을 제어하고, 상기 충전지의 충방전을 제어하며, 상기 충전지에 저장된 에너지가 상기 유압모터 및 유압유 공급 조절부로 전달되도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수문 개폐장치.
10. 청구항 3에 있어서,
    커버 내에 설치된 웜기어와 웜휠;
    상기 웜휠에 회전력을 제공하기 위해 상기 커버의 외부에 배치되도록 상기 웜휠의 일 측에 설치된 손잡이;
    상기 웜기어의 일 측에 상기 웜기어와 일체로 형성된 제 1 스프라켓;
    상기 제 5 회전기어의 일 측에 상기 제 5 회전기어와 일체로 형성된 제 2 스프라켓; 및
    상기 제 1 스프라켓과 제 2 스프라켓을 연결하는 체인을 포함하는 수동 개폐수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수문 개폐장치.
11. 청구항 3에 있어서,
    상기 브레이킹 수단은
    상기 주동축의 스플라인과 이동가능하게 상기 스플라인의 외주연에 결합 된 클러치;
    상기 개도수단으로부터 전송되는 수문 개방신호에 의해 상기 유압유 공급 조절부로부터 유압유가 공급될 때 상기 클러치가 상기 주동축의 브레이크 패드에 밀착되도록 탄지력을 제공하고, 상기 개도수단으로부터 전송되는 수문 폐쇄신호에 의해 상기 유압유 공급 조절부로 유압유가 회수될 때 상기 클러치가 상기 주동축의 제 2 회전기어와 결합되도록 탄발력을 제공하는 단동 실린더; 및
    상기 단동 실린더와 클러치 사이에 결합되어 상기 단동 실린더로부터의 탄지력과 탄발력을 상기 클러치로 전달하는 로드축을 포함하는 것을 특징으로 하는 수문 개폐장치.
12. 청구항 4에 있어서,
    상기 통로 형성부는 머리 부분과 상기 머리 부분보다 작은 직경을 갖는 몸통 부분을 갖는 피스톤 형상으로 형성되고, 상기 머리 부분의 상면 중앙에는 패킹이 설치되며, 상기 머리 부분의 일 측면에는 유압유 이동 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 수문 개폐장치.

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