KR101535328B1 - 자동수문 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동수문 시스템에 관한 것으로, 사각 관 구조의 프리캐스트 블록의 조합으로 이루어진 수로와; 수로 상부에 프리캐스트 단위벽체로 조합되는 수문작동실과; 수문작동실 하부와 수로 내부에 자동수문이 구성되되, 이 자동수문은 수로의 수문블록 상단에 힌지 결합되어 회전하는 회전축; 회전축 하부로 연결되어 수로의 유입구에 대응되는 문비; 회전축 상부로 연결된 작동봉을 포함하며, 이 작동봉은 회전축에서 상부후방으로 절곡된 수직부와 상향 사선 방향으로 꺽임 되고, 중간부에 무게추가 구비된 사선부로 이루어져 모멘트의 균형을 조절하는 균형부를 이루며, 이 사선부에서 수직방향으로 세워 설치되도록 꺽임 되어 상부 슬래브를 관통하는 조작부로 구성되며,
상기 작동봉의 조작부가 수용되는 수문작동실의 상부 슬래브는 작동봉의 조작부가 관통하여 전후이동(유입구 방향에서 유출구 방향으로 이동) 가능한 작동봉 이동로가 형성됨으로써, 프리캐스트 블록과 프리캐스트 단위벽체의 조합으로 시공이 간편하며, 수문작동실을 관통하여 돌출된 조작부로 인해 멀리서도 자동수문의 작동상태를 파악할 수 있을 뿐만 아니라, 조작부의 이동거리에 맞게 제작되는 수문작동실을 회전축으로부터 전방으로 돌출된 조작부의 길이만큼 줄일 수 있어 수문작동실 제작에 따른 비용을 줄일 수 있는 특징이 있다.

Description

자동수문 시스템{system of automatic floodgate}

본 발명은 자동수문 시스템에 관한 것으로, 사각 관 구조의 프리캐스트 블록의 조합으로 이루어진 수로와; 수로 상부에 프리캐스트 단위벽체로 조합되는 수문작동실과; 수문작동실 하부와 수로 내부에 자동수문이 구성되되, 이 자동수문은 수로의 수문블록 상단에 힌지 결합되어 회전하는 회전축; 회전축 하부로 연결되어 수로의 유입구에 대응되는 문비; 회전축 상부로 연결된 작동봉을 포함하며, 이 작동봉은 회전축에서 상부후방으로 절곡된 수직부와 상향 사선 방향으로 꺽임 되고, 중간부에 무게추가 구비된 사선부로 이루어져 모멘트의 균형을 조절하는 균형부를 이루며, 이 사선부에서 수직방향으로 세워 설치되도록 꺽임 되어 상부 슬래브를 관통하는 조작부로 구성되며,
상기 작동봉의 조작부가 수용되는 수문작동실의 상부 슬래브는 작동봉의 조작부가 관통하여 전후이동(유입구 방향에서 유출구 방향으로 이동) 가능한 작동봉 이동로가 형성됨으로써, 프리캐스트 블록과 프리캐스트 단위벽체의 조합으로 시공이 간편하며, 수문작동실을 관통하여 돌출된 조작부로 인해 멀리서도 자동수문의 작동상태를 파악할 수 있을 뿐만 아니라, 조작부의 이동거리에 맞게 제작되는 수문작동실을 회전축으로부터 전방으로 돌출된 조작부의 길이만큼 줄일 수 있어 수문작동실 제작에 따른 비용을 줄일 수 있는 특징이 있다.

일반적으로 수문은 수로의 유출구에 대응되는 문비와; 그 문비를 개폐하는 장치로 구성되는데, 이 개폐장치는 사용자의 작동에 의해 개폐되는 스핀들 타입이나 핀잭크 타입 및 파워잭크 타입 등과, 유수력에 의해 개폐되는 자동수문 타입 및 수위를 감지하고 그 수위에 따라 개폐하는 수위감지센서 타입 등이 있었다.

이렇게 다양한 수문 시스템에서 작동의 편의성 및 작동의 안정성, 그리고 시공비용 및 운전비용 등을 개선하는 방안들이 다양하게 개발되고 있다.

그 예로 본 발명의 발명자인 고진희의 국내특허등록 제 0166315호에서는 유입구에 오물끼움 철문을 설치하고, 유입구와 유출구 사이에 운문회전장치의 회전축을 중심으로 연결봉으로 연결되는 상부문비와 하부문비로 구분된 문비를 설치하며, 유입구와 문비 사이를 유입통로로 형성하고 문비와 유출구 사이를 유출통로로 형성하되, 상기 유입통로의 바닥이 유출통로의 바닥보다 높도록 하고, 상기 유입통로의 상부에는 외수출입실을 형성한 것을 특징으로 하는 '수압차를 이용한 수문 자동개폐장치'가 게시되어 있다.

그러나 종래 수문 시스템에 있어서의 스핀들 타입은 개폐가 용이하지 않고, 개폐에 따른 시간 및 인력소모가 큰 문제점이 있었고, 핀잭크와 파워잭크 타입은 예상치 못한 수위상승 시, 수문 개방이 늦거나 개방하지 못하는 문제점이 있으며, 수위감지센서 타입의 경우, 시공 및 운영에 따른 비용 문제가 있었다.

그리고 자동수문의 경우, 문비가 수로에 힌지결합되어 유수력에 의해 자동개폐되는데, 멀리서 자동수문의 개폐여부 확인이 용이하지 않으며, 수로와 수문 사이에 이물질이 끼여 개폐 원할하지 못하는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 수로 및 수문조작실은 주로 현장에서 철근을 배근하고 거푸집을 제작하여 현장 타설로 시공되는데, 이로 인해 시공 비용 및 필요인력이 늘어날 뿐만 아니라 공기가 늘어나는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 수로 내부로 자동수문이 구성되고, 자동수문 상부로 수문작동실이 구성되되, 이 자동수문은 수로 상단에 힌지 결합되어 수로 방향을 따라 회전하는 회전축; 회전축 하부로 연결되어 수로의 유입구에 대응되는 문비; 회전축 상부로 연결된 작동봉을 포함하며, 이 작동봉은 회전축에서 상부후방으로 절곡된 수직부와 상향 사선 방향으로 꺽임 되고, 중간부에 무게추가 구비된 사선부로 이루어져 모멘트의 균형을 조절하는 균형부를 이루며, 이 사선부에서 수직방향으로 세워 설치되도록 꺽임 되어 상부 슬래브를 관통하는 조작부로 구성되며, 상기 작동봉의 조작부가 수용되는 수문작동실의 상부 슬래브는 작동봉의 조작부가 관통하여 전후이동(유입구 방향에서 유출구 방향으로 이동) 가능한 작동봉 이동로가 형성됨으로써, 관통한 조작부의 이동거리에 맞게 제작되는 수문작동실을 회전축으로부터 전방으로 돌출된 조작부의 길이만큼 줄일 수 있도록 한다.

그리고 수로는 유입구와 유출구가 형성된 사각 관 구조의 프리캐스트 블록의 조합으로, 기존 관로에 연결되도록 맞춤 설계된 유입블록과 유출블록; 유입블록에 연결되는 단위통로블록; 단위통로블록과 유출블록 사이에 연결되는 수문블록을 포함하고, 수로의 각 블록은 연결부위마다 서로 대응되는 강선구멍과 끼움턱과 끼움홈이 형성되며, 수문블록은 상부로 수문통로가 개구되고 유입구 측 상단에 힌지가 구성되고, 단위통로블록과 수문블록에 상하방향의 강봉체결수단이 일정간격으로 구성되거나, 유입블록과 단위통로블록과 수문블록에 상하방향의 강봉체결수단이 일정간격으로 구성되며, 수문작동실은 전후방향의 강선구멍과 좌우방향의 강선구멍과 상하방향의 강봉체결수단이 구성된 프리캐스트 단위벽체; 전후방향의 강선구멍과 상하방향의 강봉체결수단이 구성된 프리캐스트 단위슬래브를 포함하며, 각 끼움홈에 각 끼움턱이 서로 끼워진 유입블록과 단위통로블록과 수문블록과 유출블록을 강선으로 연결하여 수로를 이루고, 다수개의 단위벽체를 강선으로 연결하여 수문작동실의 벽을 이루며, 다수개의 단위슬래브를 강선으로 연결하되 전후방향의 긴 틈을 주어 작동봉이동로를 형성하고, 수로의 강봉체결수단과 수문작동실의 강봉체결수단의 위치를 일치시켜 강봉으로 수로와 수문작동실을 결합함으로써, 현장조립이 간편하도록 한다.

또한, 단위벽체는 평면상 기역('ㄱ')자 형태이되 한쪽의 길이가 짧은 기역자단위벽체로 구성되어, 기역자단위벽체의 짧은 부위가 수문작동실의 내측으로 돌출되도록 조합함으로써, 기역자단위벽체의 짧은 부위가 단위슬래브를 지지해주도록 한다.

또, 강봉체결수단은 강봉에 밀착되어 강봉을 고정하는 밀착면과, 밀착면 반대 측에서 상부로 갈수록 강봉에 가까워지는 기울기의 빗면이 형성된 쇄기; 쇄기의 빗면에 밀착되어 미끌어지는 빗면과, 강봉 방향으로 가압하는 스프링이 구성된 측가압부; 쇄기의 하부에서 상부로 가압하는 스프링이 구성된 상향가압부를 포함하되, 쇄기와 측가압부는 강봉을 중심으로 적어도 두방향에 구성됨으로써, 쇄기들 사이로 끼워진 강봉은 측가압부로 인해 일차적으로 고정되며, 상향가압부로 인해 쇄기들은 상부로 올라가면서 쇄기와 측가압부의 빗면에 의해 강봉의 중심으로 더욱 밀착되어 이차적으로 고정되도록 한다.

아울러 균형부는 전후방향으로 위치조정가능한 무게추를 포함함으로써, 시공에 따른 균형의 오차를 조절하며, 자동수문이 개폐되는 유수력의 최소크기를 조절할 수 있도록 한다.

또한, 작동봉은 다단 절곡된 봉으로, 회전축에서 상부후방으로 절곡된 수직부와, 상향 사선 방향으로 꺽임 되고, 중간부에 무게추가 구비된 사선부로 이루어져 모멘트의 균형을 조절하는 균형부를 이루며, 이 사선부에서 수직방향으로 세워 설치되도록 꺽임 되어 상부 슬래브를 관통하는 조작부가 일체로 구성된 작동봉을 이루도록 한다.

이와 같이 본 발명은 자동수문의 작동봉은, 회전축에서 상부후방으로 절곡된 수직부와, 상향 사선 방향으로 꺽임 되고, 중간부에 무게추가 구비된 사선부로 이루어져 모멘트의 균형을 조절하는 균형부를 이루며, 이 사선부에서 수직방향으로 세워 설치되도록 꺽임 되어 상부 슬래브를 관통하는 조작부가 일체로 구성된 작동봉을 이룸으로써, 일정 수준 이상의 유수력에 의해 문비가 자동 개방되고, 유입구 측 수위와 유출구 측 수위가 같아 물의 흐름이 줄어들 때, 회전축을 기준으로 유출구 측을 우측, 유입구 측을 좌측으로 바라볼 경우, 시계방향의 모멘트가 커지게 됨에 따라 자동으로 문비가 폐쇄되며, 수문작동실 상부 슬래브를 관통한 조작부의 위치에 의해 멀리서도 자동수문의 작동상태를 확인할 수 있고, 길이가 긴 조작부로 쉽게 자동수문을 조작할 수 있을뿐더러, 수문작동실의 작동봉 이동로를 관통한 조작부의 이동거리에 맞게 제작되는 수문작동실을 회전축으로부터 전방으로 돌출된 조작부의 길이만큼 줄일 수 있어, 수문작동실 시공에 따른 비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.

그리고 수로는 강선구멍과 끼움턱과 끼움홈이 형성 프리캐스트 블록의 조합으로, 유입블록과 단위통로블록 및 수문블록에 강봉체결수단이 일정간격으로 구성되고, 수문작동실은 강선구멍과 강봉체결수단이 구성된 프리캐스트 단위벽체; 프리캐스트 단위슬래브의 조합으로 구성됨으로써, 끼움홈에 끼움턱이 끼워진 각 블록을 강선으로 연결하여 수로를 이루며, 다수개의 단위벽체를 강선으로 연결하고, 다수개의 단위슬래브를 강선으로 연결하되 작동봉이동로를 형성하며, 수로의 강봉체결수단과 수문작동실의 강봉체결수단의 위치를 일치시켜 강봉으로 수로와 수문작동실을 결합하는 간편한 조립 방법으로 시공되어 시공에 따른 인력과 시간을 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 단위벽체는 한쪽의 길이가 짧은 기역자단위벽체로 구성되어, 기역자단위벽체의 짧은 부위가 수문작동실의 내측으로 돌출되도록 조합함으로써, 기역자단위벽체의 짧은 부위가 단위슬래브를 지지해주어, 단위슬래브의 구조적 안정성이 향상되는 효과가 있다.

또, 강봉체결수단은 밀착면과, 밀착면 반대 측에서 상부로 갈수록 강봉에 가까워지는 기울기의 빗면이 형성된 쇄기; 쇄기의 빗면에서 미끌어지는 빗면이 형성되고, 강봉 방향으로 가압하는 측가압부; 쇄기의 하부에서 상부로 가압하는 상향가압부를 포함하되, 쇄기와 측가압부는 강봉을 중심으로 적어도 두방향에 구성됨으로써, 쇄기들 사이로 끼워진 강봉은 측가압부로 인해 일차적으로 고정되며, 상향가압부로 인해 쇄기들은 상부로 올라가면서 쇄기와 측가압부의 빗면에 의해 강봉의 중심으로 더욱 밀착되어 이차적으로 고정되는 효과가 있다.

아울러 균형부는 전후방향으로 위치조정가능한 무게추를 포함함으로써, 시공에 따른 균형의 오차를 조절하며, 자동수문이 개폐되는 유수력의 최소크기를 조절할 수 있는 효과가 있다.

또한, 작동봉은 다단 절곡된 봉으로, 회전축에서 상부후방으로 절곡되었다가 상부전방으로 절곡되어 균형부를 이루며, 균형부에서 상부로 절곡되어 조작부를 이룸으로써, 작동봉의 강도가 향상되고, 자동수문의 설치가 용이한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 예시에 따른 자동수문 시스템의 사시도.
도 2는 본 발명의 예시에 따른 자동수문 시스템의 조립 사시도.
도 3은 본 발명의 예시에 따른 자동수문 시스템의 작동 측단면도.
도 4는 본 발명의 예시에 따른 수문작동실의 평면도.
도 5는 본 발명의 예시에 따른 강봉체결수단의 측단면도와 평면도.

본 발명은 자동수문 시스템에 관한 것으로, 사각 관 구조의 프리캐스트 블록의 조합으로 이루어진 수로와; 수로 상부에 프리캐스트 단위벽체로 조합되는 수문작동실과; 수문작동실 하부와 수로 내부에 자동수문이 구성되되, 이 자동수문은 수로의 수문블록 상단에 힌지 결합되어 회전하는 회전축; 회전축 하부로 연결되어 수로의 유입구에 대응되는 문비; 회전축 상부로 연결된 작동봉을 포함하며, 이 작동봉은 회전축에서 상부후방으로 절곡된 수직부와 상향 사선 방향으로 꺽임 되고, 중간부에 무게추가 구비된 사선부로 이루어져 모멘트의 균형을 조절하는 균형부를 이루며, 이 사선부에서 수직방향으로 세워 설치되도록 꺽임 되어 상부 슬래브를 관통하는 조작부로 구성되며,
상기 작동봉의 조작부가 수용되는 수문작동실의 상부 슬래브는 작동봉의 조작부가 관통하여 전후이동(유입구 방향에서 유출구 방향으로 이동) 가능한 작동봉 이동로가 형성됨으로써, 프리캐스트 블록과 프리캐스트 단위벽체의 조합으로 시공이 간편하며, 수문작동실을 관통하여 돌출된 조작부로 인해 멀리서도 자동수문의 작동상태를 파악할 수 있을 뿐만 아니라, 조작부의 이동거리에 맞게 제작되는 수문작동실을 회전축으로부터 전방으로 돌출된 조작부의 길이만큼 줄일 수 있어 수문작동실 제작에 따른 비용을 줄일 수 있는 특징이 있다.

본 발명에 따른 자동수문시스템은 간편한 시공과 조작, 그리고 상태점검 및 자동수문에 따른 수문작동실의 크기를 줄이기 위한 것으로, 프리캐스트 블록의 조합으로 이루어지는 수로; 프리캐스트 단위벽체와 단위슬래브로 이루어지는 수문작동실; 힌지 상부로 구성되는 균형부와 수문작동실 상부 슬래브를 관통하는 조작부를 포함하는 자동수문으로 구성되는데, 이를 자동수문, 수로, 수문작동실 순으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 자동수문(100)은 도 3에서 도시한 바와 같이 통상의 수로 및 후술되는 본 발명의 수로(200) 상단에 힌지 결합되어 개폐되는 것으로, 이를 크게 나누면, 힌지(237)에 결합되어 회전하는 회전축(120); 회전축(120) 하부의 문비(110); 회전축(120) 상부의 작동봉(130)으로 나누어진다.

여기서 회전축(120)은 문비(110)와 작동봉(130)이 유수의 흐름 방향에 따라 회전하기 위한 것이며, 작동봉(130)으로 문비(110)를 조작 시, 문비(110)와 회전축(120)과 작동봉(130)이 일체로 결합된 상태에서의 내구성이 저하되지 않도록 도 2에서 도시한 바와 같이 수로(200) 폭 방향의 긴 봉으로 구성되어 후술되는 수문블록(230)의 유입구(231) 상부에 안착하는 것이 바람직하다.

그리고 문비(110)는 수로(200)의 유입구(231)에 대응되는 구조로 구성되어 유입구(231)를 개폐하는 것으로, 회전축(120)에 연결되되, 회전축(120)의 회전에 방해가 되지 않도록 회전축(120) 상부에서 전방의 유출구(232) 방향)으로 짧게 돌출되었다가 하부로 꺾인 다음 문비(110)가 일체로 조립된 구조이며, 이에 따라 회전축(120)에 일체로 고정된 문비(110)는 회전축(120)을 중심으로 유출구(232) 방향으로 들리면서 열리는 구조이며, 이때 작동봉(130)는 회전축(120)을 중심으로 문비(110)의 들리는 방향과 반대방향인 유입구(231)방향으로 작동붕 이동로(323)을 따라 이동하게 된다. 다시말해 회전축(120)을 중심으로 문비(110)와 작동봉(130)은 서로 반대 방향으로 작동하게 된다.

또한 문비(110)는 유입구(231)에 대응되는 테두리를 따라 후방(유입구 방향)으로 짧게 돌출하고, 후술되는 수문블록(230)의 유입구(231)에도 문비의 돌출된 부위에 맞게 홈을 형성하여 문비(110) 폐쇄 시 수밀성을 향상하도록 한다.

그리고 작동봉(130)은 문비(110)를 조작하며, 문비(110)의 작동상태를 조작하는 것으로, 하부로 구비된 문비(110)와 이 문비(110)와 일체로 조립된 회전축(120), 회전축(120)에서 상향으로 입설(세워 설치됨)된 형태의 작동부(130)는 일체를 이룬 구조이며, 문비(110)가 연결된 회전축(120)에서 상부후방으로 절곡된 제1수직부(131a), 이 제 1수직부(131a)에서 유입구 방향으로 수평꺽임되어 후술하는 수문 작동실(300)의 내벽으로 근접되었다가, 다시 상향 사선 방향으로 꺽임된 사선부(131b), 이 사선부(131b)의 일단에서 수직방향으로 세워 설치되도록 꺽임된 조작부(132)가 서로 일체를 이뤄 하나의 작동봉(130)을 구성하게 된다.
이 작동봉(130)의 사선부(131b)에는 이 사선부(131b)에 끼워진 상태로 구비되며, 이 사선부(131b)의 사선방향으로 이동하면서 회전축(120)을 기준으로 하부의 문비(110)와 상부의 작동봉(130)의 모멘트의 균형을 조절하는 무게추(131c)가 구비된 균형부(131)를 이루게 된다.

여기서 균형부(131)가 조절하는 모멘트의 균형은 자동수문(100) 폐쇄 시, 도 3의 (가)에서 도시한 바와 같이 회전축(120)을 기준으로 유출구 측을 우측, 유입구 측을 좌측으로 바라볼 경우, 회전축(120)보다 우측에 위치하는 문비(110)의 무게에 의해 시계방향의 모멘트가 발생하며, 회천축(120)보다 좌측(유입구측)에 위치하는 사선부(b)와 무게추(131c)로 이루어진 균형부(131)에 의해서는 반시계방향의 모멘트가 발생하고, 회전축(120)보다 우측에 위치하는 조작부(132)에 의해서도 시계방향의 모멘트가 발생되는데, 문비(110)의 폐쇄를 위해 시계방향의 모멘트의 합계가 반시계방향의 모멘트의 합계 보다 크도록 무게추(131c)의 위치를 조절하여 문비(110)를 폐쇄하게 된다.

또한, 일정 크기 이상의 유수력에 의해 문비(110)를 자동 개방되도록 하는데, 유수력에 의해 발생되는 모멘트는 반시계방향의 모멘트이고, 일정 크기 이상의 유수력에 의한 반시계방향 모멘트가 가세하게 되는 경우 전체적인 반시계방향 모멘트의 합이 시계방향 모멘트 합보다 크도록 하게 되는 경우, 문비(110)는 자동적으로 개방된다.

또, 개방된 자동수문(100)은 도 3의 (나)에서 도시한 바와 같이 유입구(211) 측 수위와 유출구(242) 측 수위가 비슷해지기 전까진 자동수문(100)의 작동봉(130)은 좌측(유입구 측)으로 회전되며, 문비(110)는 우측(유출구 측)으로 회전되어 있는데, 이로 인해 문비(110)의 무게에 의한 시계방향 모멘트 보다 회전축(120)의 좌측에 위치하는 균형부(131)와 무게추(131c) 및 조작부(132)로 이루어진 작동봉(130)에 의한 반시계방향 모멘트가 크게 되고, 이에 따라 문비(110)은 개방상태를 유지하게 된다.

이렇게 개방된 자동수문(100)은 유입구 측 수위와 유출구 측 수위가 비슷하여 일정 크기 이하의 유수력이 발생될 때, 자동폐쇄 되도록 하는데, 일정 크기 이하의 유수력에 의한 반시계방향 모멘트; 작동봉의 반시계방향 모멘트; 문비(110)에 작용하는 부력에 의한 반시계방향 모멘트; 문비(110)의 시계방향 모멘트에서 시계방향 모멘트가 반시계방향 모멘트보다 크게 되면, 문비(110)은 서서히 내려오면서 폐쇄단계에 이르게 되며, 조작부(132) 역시 도 3의 (가) 상태에서와 같은 위치로 이동하게 되는 것이다.

그리고 균형부(131)에 전후방향으로 위치조정가능한 무게추(131a) 포함하여, 현장시공에 따른 오차 및 개방에 필요한 최소 유수력의 크기를 조절할 수 있도록 한다.

이때, 균형부(131)는 외측으로 수나사를 형성하고, 무게추(131a)는 내측으로 암나사를 형성하여, 무게추(131a)를 회전하여 전후방향의 위치 조정하는 것이 바람직하며, 무게추(131a)의 전방과 후방에 너트를 구성하여 너트로 무게추(131a)의 위치를 조정할 수도 있다.

이러한 작동봉(130)은 다양한 형태로 구성될 수 있으나, 다단 절곡된 하나의 봉으로 구성되는 것이 바람직한데, 바람직한 작동봉(130)은 문비(110)가 연결된 회전축(120)에서 상부후방으로 절곡된 제1수직부(131a), 이 수직부(131a)에서 유입구 방향으로 수평꺽임되어 후술하는 수문 작동실(300)의 내벽으로 근접되었다가, 다시 상향 사선 방향으로 꺽임된 사선부(131b), 이 사선부(131b)의 일단에서 수직방향으로 세워 설치되도록 꺽임된 조작부(132)가 서로 일체를 이뤄 하나의 작동봉(130)을 구성하게 된다.

아울러 자동수문(100)은 문비(110)와 회전축(120)과 작동봉(130)의 연결 내구성 향상을 위해 보강재를 추가할 수 있다.

다음, 수로(200)는 유입구와 유출구가 형성된 프리캐스트 블록의 조합으로, 도 2에서 도시한 바와 같이 기존 관로에 연결되는 유입블록(210); 유입블록(210)에 연결되는 단위통로블록(220); 단위통로블록(220)에 연결되는 수문블록(230); 수문블록(230)에 연결되는 유출블록(240)으로 나누어지며, 각 블록은 각 블록은 연결부위마다 서로 대응되는 강선구멍과 끼움턱과 끼움홈이 형성된다.

여기서 유입블록(210) 및 유출블록(240)은 기존 관로에 연결되도록 맞춤 설계되며, 단위통로블록(220)은 하나의 기본 단위 블록으로 수로(200)의 길이에 따라 하나 또는 다수개 연결되어 사용된다.

그리고 수문블록(230)은 상부로 자동수문(100)이 삽입되는 수문통로(238)가 개구되고, 유입구(231) 측 상단에 자동수문(100)의 회전축(30)이 안착되는 힌지(237)가 구성되고, 문비(110)와 밀착하여 폐쇄되는 유입구(231)의 유출구 측 테두리는 문비(110)의 테두리를 따라 돌출된 부위에 맞게 홈이 형성된다.

또한, 수문블록(230)의 유출구(232)는 도 3에서 도시한 바와 같이 유수의 원활한 흐름을 위해 유입구(231)의 위치보다 낮게 형성되는데, 유입구(231)보다 600㎜ 정도 낮게 형성하는 것이 바람직하며, 유입구(231)보다 600㎜ 낮게 형성하기 어려울 경우 침사지를 형성하는 것이 바람직하다.

아울러 각 블록의 연결부위마다 형성된 강선구멍은 수로(200)의 길이방향으로 각 블록의 모서리 부위에 적어도 하나씩 형성되는 것이 바람직하며, 끼움턱은 유출구의 테두리를 따라 유출구 방향으로 돌출되고, 끼움홈은 끼움턱에 대응되게 유입구의 테두리를 따라 유입구 방향으로 홈을 형성하는 것이 바람직하다.

그리고 수로(200) 상부에 결합되는 수문작동실(300)과의 결합을 위해 단위통로블록(220)과 수문블록(230) 및 유입블록(210)에 상하방향의 강봉체결수단이 일정간격으로 구성되는데, 이 강봉체결수단은 도 5에서 도시한 바와 같이 강봉(420)에 밀착되어 강봉(420)을 고정하는 밀착면과, 밀착면 반대 측에서 상부로 갈수록 강봉(420)에 가까워지는 기울기의 빗면이 형성된 쇄기; 쇄기의 빗면에 밀착되어 미끌어지는 빗면과, 강봉(420) 방향으로 가압하는 스프링이 구성된 측가압부; 쇄기의 하부에서 상부로 가압하는 스프링이 구성된 상향가압부를 포함한다.

또한, 강봉체결수단은 도 5의 (아)에서 도시한 바와 같이 쇄기와 측가압부가 강봉을 중심으로 적어도 두방향에 구성되며, 수로(200)에 구성되는 강봉체결수단의 상향가압부는 도 5의 (바)에서 도시한 바와 같이 강봉(420)의 끝이 안착되는 판 구조가 바람직하다.

다음, 수문작동실(300)은 도 3에서 도시한 바와 같이 수문작동실(300)의 상부 슬래브를 관통하는 작동봉(130)의 조작부(132)가 전후이동하는 거리에 따라 길이가 결정되는 수로(200) 상부 구조물로, 전후방향의 강선구멍과 좌우방향의 강선구멍과 상하방향의 강봉체결수단이 구성된 프리캐스트 단위벽체; 전후방향의 강선구멍과 상하방향의 강봉체결수단이 구성된 프리캐스트 단위슬래브(320)를 포함한다.

여기, 수문작동실(300)에 구성되는 강봉체결수단의 상향가압부는 도 5의 (사)에서 도시한 바와 같이 강봉(420)이 관통할 수 있도록 링 구조로 구성된다.

그리고 단위벽체는 도 4에서 도시한 바와 같이 평면상 기역('ㄱ')자 형태이되 한쪽의 길이가 짧은 기역자단위벽체(310a)로 구성되어, 이 기역자단위벽체(310a)의 조합으로 수문작동실(300)의 벽을 구성하되, 기역자단위벽체(310a)의 짧은 부위가 수문작동실(300)의 내측으로 돌출되도록 조합하는 것이 바람직하며, 단위벽체는 일반적인 일자단위벽체(310b)를 포함하여 조합할 수 있으며, 평면상 디귿('ㄷ')자 형태의 디귿자단위벽체(310c)를 포함하여 조합할 수 있다.

그리고 수문작동실(300)의 상부 슬래브는 일반적인 구조의 단위슬래브(320)의 조합이되, 상부 슬래브를 관통하는 작동봉(130)의 조작부(132)의 전후이동 경로에 따라 작동봉이동로(323)를 형성하는데, 작동봉이동로(323)를 상부 슬래브 가운데 형성할 경우, 단위슬래브(320)를 전후 방향으로 연결하여 좌상부 슬래브와 우상부 슬래브로 조립 후, 좌상부 슬래브와 우상부 슬래브 사이에 틈을 주어 작동봉이동로(323)를 형성한다.

이렇게 구성되는 자동수문과 수로와 수문작동실의 각 구성은 서로 결합되어 자동수문수문시스템을 이루는데, 이 결합과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 유입구 측 기존관로에 유입블록(210)을 수밀하게 연결하고, 유입블록(210)의 끼움턱이 단위통로블록(220)의 끼움홈에 끼우고, 직선으로 연결되는 유입블록(210)과 단위통로블록(220)의 강성구멍에 강선(410)을 삽입하고 인장하여 유입블록(210)과 단위통로블록(220)을 긴밀하게 연결한 후, 유입블록(210)과 단위통로블록(220)의 결합과 동일하게 단위통로블록(220)에 수문블록(230)을 연결한다.

여기서 수로(200)의 길이에 따라 다수개의 단위통로블록(220)을 연결할 수 있으며, 연결부위에 패킹이나 코킹 및 수팽창지수재 등의 수밀수단을 사용하여 수밀성을 향상하는 것이 바람직하다.

다음, 수문블록(230)의 수문통로(238) 내부로 자동수문(100)을 삽입하여, 수문블록(230)의 힌지(237)에 자동수문(100)의 회전축(120)이 안착시키되, 자동수문(100)의 문비(110)가 수문블록(230)의 유입구(231)를 폐쇄하며, 회전축(120)을 기준으로 문비(110)은 유출구(232)방향으로 회동 가능하고, 작동봉(130)은 회전축(120)을 기준으로 유입구(211) 방향으로 회전 가능하도록 조립한다.

다음, 유입블록(210)과 단위통로블록(220)의 결합과 동일하게 수문블록(230)에 유출블록(240)을 연결하고, 유출블록(240)에 유출구 측 기존관로와 연결한다.

다음, 단위벽체를 조립하여 수문작동실(300)의 벽을 이루는데, 단위벽체들의 강선구멍을 일치시고 강선구멍에 강선(410)을 삽입하고 인장하여 긴밀하게 연결하며, 기역자단위벽체(310a)의 경우, 기역자단위벽체(310a)의 짧은 부위가 수문작동실(300)의 내측으로 돌출되도록 조합하며, 단위슬래브(320)를 강선(410)으로 전후방으로 연결하여 좌상부 슬래브와 우상부 슬래브를 구성한다.

끝으로, 단위통로블록(220)과 수문블록(230) 및 유입블록(210)에 구성된 강봉체결수단과 수문작동실(300)의 강봉체결수단의 위치를 일치시킨 후, 강봉체결수단에 강봉(420)을 삽입하여 결합하되, 상부 슬래브를 관통하는 작동봉(130)의 조작부(132)가 전후이동(유입구 방향에서 유출구 방향으로의 전후 이동) 가능하도록 좌상부 슬래브와 우상부 슬래브 사이에 틈을 주어 작동봉이동로(323)를 형성한다.

이와 같이 본 발명은 자동수문(100)의 작동봉(130)은 문비(110)가 연결된 회전축(120)에서 상부후방으로 절곡된 수직부(131a), 이 수직부(131a)에서 유입구 방향으로 수평 꺽임 되어 후술하는 수문 작동실(300)의 내벽으로 근접되었다가, 다시 상향 사선 방향으로 꺽임된 사선부(131b), 이 사선부(131b)의 일단에서 수직방향으로 세워 설치되도록 꺽임된 조작부(132)가 서로 일체를 이뤄 하나의 작동봉(130)을 구성하게 되며, 이 작동봉(130)의 사선부(131b)에는 회전축(120)을 기준으로 하부의 문비(110)와 상부의 작동봉(130)의 모멘트의 균형을 조절하는 무게추(131c)가 구비된 균형부(131)를 이루게 됨으로써,
일정 수준 이상의 유수력에 의해 문비(110)가 자동 개방되고, 유입구 측 수위와 유출구 측 수위가 같아 물의 흐름이 줄어들 때, 회전축(120)을 기준으로 유출구 측을 우측, 유입구 측을 좌측으로 바라볼 경우, 시계방향의 모멘트에 의해 문비(110)가 폐쇄되며, 수문작동실(300) 상부 슬래브를 관통한 조작부(132)로 인해 멀리서도 자동수문(100)의 작동상태를 확인할 수 있고, 길이가 긴 조작부(132)로 쉽게 자동수문(100)을 조작할 수 있는 특징이 있다.

또한, 관통한 조작부(132)의 이동거리에 맞게 제작되는 수문작동실(300)을 도 3의 (나)에서 도시한 바와 같이 회전축(120)으로부터 전방으로 돌출된 조작부(132)의 길이만큼 줄일 수 있어, 수문작동실(300) 시공에 따른 비용을 줄일 수 있는 특징이 있다.

그리고 수로(200)는 강선구멍과 끼움턱과 끼움홈이 형성 프리캐스트 블록의 조합으로, 유입블록(210)과 단위통로블록(220) 및 수문블록(230)에 강봉체결수단이 일정간격으로 구성되고, 수문작동실(300)은 강선구멍과 강봉체결수단이 구성된 프리캐스트 단위벽체; 프리캐스트 단위슬래브(320)의 조합으로 구성됨으로써, 끼움홈에 끼움턱이 끼워진 각 블록을 강선(410)으로 연결하여 수로(200)를 이루며, 다수개의 단위벽체를 강선(410)으로 연결하고, 다수개의 단위슬래브(320)를 강선(410)으로 연결하되 작동봉이동로(323)를 형성하며, 수로(200)의 강봉체결수단과 수문작동실(300)의 강봉체결수단의 위치를 일치시켜 강봉(420)으로 수로(200)와 수문작동실(300)을 결합하는 간편한 조립 방법으로 시공되어 시공에 따른 인력과 시간을 줄일 수 있는 특징이 있다.

또한, 단위벽체는 한쪽의 길이가 짧은 기역자단위벽체(310a)로 구성되어, 기역자단위벽체(310a)의 짧은 부위가 수문작동실(300)의 내측으로 돌출되도록 조합함으로써, 기역자단위벽체(310a)의 짧은 부위가 단위슬래브(320)를 지지해주어, 단위슬래브(320)의 구조적 안정성이 향상되는 특징이 있다.

또, 강봉체결수단은 밀착면과, 밀착면 반대 측에서 상부로 갈수록 강봉(420)에 가까워지는 기울기의 빗면이 형성된 쇄기; 쇄기의 빗면에서 미끌어지는 빗면이 형성되고, 강봉(420) 방향으로 가압하는 측가압부; 쇄기의 하부에서 상부로 가압하는 상향가압부를 포함하되, 쇄기와 측가압부는 강봉(420)을 중심으로 적어도 두방향에 구성됨으로써, 쇄기들 사이로 끼워진 강봉(420)은 측가압부로 인해 일차적으로 고정되며, 상향가압부로 인해 쇄기들은 상부로 올라가면서 쇄기와 측가압부의 빗면에 의해 강봉(420)의 중심으로 더욱 밀착되어 이차적으로 고정되는 효과가 있다.

아울러 균형부(131)는 전후방향으로 위치조정가능한 무게추(131a)를 포함함으로써, 시공에 따른 균형의 오차를 조절하며, 자동수문(100)이 개폐되는 유수력의 최소크기를 조절할 수 있는 효과가 있다.

또한, 작동봉(130)은 다단 절곡된 봉으로, 문비가 연결된 회전축에서 상부후방으로 절곡된 수직부와 상향 사선 방향으로 꺽임된 사선부와 수직방향으로 세워 설치되도록 꺽임된 조작부가 서로 일체된 하나의 작동봉을 이룸으로써, 작동봉의 강도가 향상되고, 자동수문의 설치가 용이한 효과가 있다.

100: 자동수문 110: 문비 120: 회전축
130: 작동봉 131: 균형부 131a: 무게추
132: 조작부 200: 수로 210: 유입블록
211,231: 유입구 214: 걸림홈 220: 단위통로블록
225,311,321: 강선구멍 226,322: 강봉체결수단 226a,322a: 쇄기
226b,322b: 측가압부 226c,322c: 상향가압부 230: 수문블록
232,242: 유출구 237: 힌지 238: 수문통로
240: 유출블록 243: 걸림턱 300: 수문작동실
310a: 기역자단위벽체 310b: 일자단위벽체 310c: 디귿자단위벽체
320: 단위슬래브 323: 작동봉이동로 410: 강선
420: 강봉

Claims (6)

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2. 수로 내부로 자동수문이 구성되고, 자동수문 상부로 수문작동실이 구성되는 자동수문 시스템에 있어서,
   사각 관 구조의 프리캐스트 블록의 조합으로 이루어진 수로(200)와; 수로 상부에 프리캐스트 단위벽체로 조합되는 수문작동실(300)과; 수문작동실(300) 하부와 수로(200) 내부에 자동수문(100)이 구성되되,
   상기 자동수문(100)은 수로(200)의 수문블록(230) 상단에 힌지 결합되어 회전하는 회전축(120); 회전축(120)하부로 연결되어 수문블록(230)의 유입구(231)에 대응되는 문비(110); 회전축(120) 상부로 연결된 작동봉(130)을 포함하며,
   이 작동봉(130)은 회전축(120)에서 상부후방으로 절곡된 제1수직부(131a)와 상향 사선 방향으로 꺽임 되고, 중간부에 무게추(131c)가 구비된 사선부(131b)로 이루어져 모멘트의 균형을 조절하는 균형부(131)를 이루며, 이 사선부(131b)에서 수직방향으로 세워 설치되도록 꺽임 되어 수문작동실(300)의 상부 슬래브를 관통하는 조작부(132)로 구성되며,
   상기 수로(200)는 유입구와 유출구가 형성된 사각 관 구조의 프리캐스트 블록의 조합으로, 기존 관로에 연결되도록 맞춤 설계된 유입블록(210)과 유출블록(240); 유입블록(210)에 연결되는 단위통로블록(220); 단위통로블록(220)과 유출블록(240) 사이에 연결되는 수문블록(230)을 포함하고,
   수로(200)의 각 블록은 연결부위마다 서로 대응되는 강선구멍과 끼움턱과 끼움홈이 형성되며, 수문블록(230)은 상부로 수문통로(238)가 개구되고 유입구(231) 측 상단에 힌지(237)가 구성되고,
   단위통로블록(220)과 수문블록(230)에 상하방향의 강봉체결수단이 일정간격으로 구성되거나, 유입블록(210)과 단위통로블록(220)과 수문블록(230)에 상하방향의 강봉체결수단이 일정간격으로 구성되며,
   수문작동실(300)은 전후방향의 강선구멍과 좌우방향의 강선구멍과 상하방향의 강봉체결수단이 구성된 프리캐스트 단위벽체(310a),(310b); 전후방향의 강선구멍과 상하방향의 강봉체결수단이 구성된 프리캐스트 단위슬래브(320)를 포함하며,
   각 끼움홈에 각 끼움턱이 서로 끼워진 유입블록(210)과 단위통로블록(220)과 수문블록(230)과 유출블록(240)을 강선(410)으로 연결하여 수로(200)를 이루고,
   다수개의 단위벽체(310a),(310b)를 강선(410)으로 연결하여 수문작동실(300)의 벽을 이루며, 다수개의 단위슬래브(320)를 강선(410)으로 연결하되 전후방향의 긴 틈을 주어 작동봉이동로(323)를 형성하고, 수로(200)의 강봉체결수단과 수문작동실(300)의 강봉체결수단의 위치를 일치시켜 강봉(420)으로 수로(200)와 수문작동실(300)을 결합함으로써,
   상기 작동봉(130)의 조작부(132)가 수용되는 수문작동실(300)의 상부 슬래브는 작동봉(130)의 조작부(132)가 관통하여 전후이동(유입구 방향에서 유출구 방향으로 이동) 가능한 작동봉 이동로(323)를 확보함으로써,
   수문작동실 상부 슬래브를 관통하여 노출된 조작부로 인해 멀리서도 자동수문의 작동상태를 확인할 수 있고, 길이가 긴 조작부로 쉽게 자동수문을 조작할 수 있음을 특징으로 하는 자동수문 시스템.
   
3. 제 2항에 있어서,
   수문작동실(300)의 단위벽체는 평면상 기역('ㄱ')자 형태이되 한쪽의 길이가 짧은 기역자단위벽체(310a)로 구성되어,
   기역자단위벽체(310a)의 짧은 부위가 수문작동실(300)의 내측으로 돌출되도록 조합함으로써,
   기역자단위벽체의 짧은 부위가 단위슬래브를 지지해주는 것을 특징으로 하는 자동수문 시스템.
   
4. 제 3항에 있어서,
   수로(200) 상부에 결합되는 수문작동실(300)과의 결합을 위해 단위통로블록(220)과 수문블록(230) 및 유입블록(210)에 상하방향의 강봉체결수단 (226),(322)이 일정간격으로 구성되며,
   이 강봉체결수단 (226),(322)은 강봉(420)에 밀착되어 강봉(420)을 고정하는 밀착면과, 밀착면 반대 측에서 상부로 갈수록 강봉(420)에 가까워지는 기울기의 빗면이 형성된 쇄기(226a),(322a:); 쇄기(226a),(322a):의 빗면에 밀착되어 미끌어지는 빗면과, 강봉(420) 방향으로 가압하는 스프링이 구성된 측가압부(226b),(322b); 쇄기(226a),(322a)의 하부에서 상부로 가압하는 스프링이 구성된 상향가압부(226c),(322c)를 포함하되, 쇄기(226a),(322a)와 측가압부(226b),(322b)는 강봉(420)을 중심으로 적어도 두방향에 구성됨으로써,
   쇄기(226a),(322a)들 사이로 끼워진 강봉(420)은 측가압부(226b),(322b)로 인해 일차적으로 고정되며, 상향가압부(226c),(322c)로 인해 쇄기(226a),(322a)들은 상부로 올라가면서 쇄기(226a),(322a)와 측가압부(226b),(322b)의 빗면에 의해 강봉(420)의 중심으로 더욱 밀착되어 이차적으로 고정되는 강봉체결수단이 구비됨을 특징으로 하는 자동수문 시스템.
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