KR101626912B1

KR101626912B1 - 고무댐

Info

Publication number: KR101626912B1
Application number: KR1020150185525A
Authority: KR
Inventors: 김원규; 강종찬
Original assignee: 제이씨엔(주); (주)에스엔비
Priority date: 2015-12-24
Filing date: 2015-12-24
Publication date: 2016-06-03

Abstract

본 발명은 고무댐에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 한겹의 고무보를 이용하여 시공성 향상, 제조비용 절감 및 밀폐성을 향상시킬 수 있는 고무댐에 관한 것으로, 하천의 하상콘크리트 상에 배치되며, 내측으로 공기가 유입될 수 있는 공기 유통홀을 포함하고 있는 하부구조물과; 상기 하부구조물 상단부에 연결수단에 의해 결합되어 기립 및 도복되어 수위를 조절하기 위한 고무보와; 상기 하부구조물의 공기 유통홀에 결합되는 급배기배관과; 상기 급배기관의 일측에 형성되어 공기를 공급하기 위한 급기부와; 상기 급배기관의 일측에 형성되어 공기를 배출하기 위한 배기부;를 포함하여 구성함으로써 가격이 비싼 고무보를 단층구조로 형성하고, 하상콘크리트와 맞닿는 면에는 공기투과율이 낮은 철재 재질의 하부구조물을 형성하여 재료비를 절감하면서 원활히 고무보의 역할을 수행할 수 있고, 하부구조물에 돌출부를 형성하여 공기유통홀을 형성함으로써 고무보의 도립시 스페이서 역할을 수행하여 고무보의 원활한 기립을 실시할 수 있는 고무댐을 제공한다.

Description

고무댐{A rubber dam}

본 발명은 고무댐에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 한겹의 고무보를 이용하여 시공성 향상, 제조비용 절감 및 밀폐성을 향상시킬 수 있는 고무댐에 관한 것이다.

일반적으로 저수지 또는 농업/공업용 취수보, 소수력 발전용 상단보, 상수도용 취수보, 위락용 담수보 또는 하구의 해수 댐의 수위조절용 가동보로서 철재의 자동 전도식 가동보가 주지되어 왔다. 그러나 이러한 철재 가동보는 유압 실린더 등에 의해 작동되므로 장비조작이 대단히 곤란하며 약한 기초 위에 설치하는 것이 불가능하였다.

최근에는 공기, 물 등과 같은 유체의 직접적인 공급에 의해서 운전되며 설비 나 정비가 용이한 소위 조립식 고무댐이라는 수위 조절용 댐들이 개발되어 실용화되고 있다.

이와 같은 고무댐들은 그 재질이 대부분 에틸렌 프로피렌(EPDM : Ethylene Propylene Diene Monomer)의 합성고무 또는 클로로프렌(Chloroprene)의 합성고무 등으로 제작되어 산간 오지나 지형조건이 좋지 않은 곳에서도 효과적인 저수량의 확보와 조립 설치가 용이하고, 목적하는 수위에 따라 고무댐의 높이를 공기, 물 등의 유체의 공급 조절로 관리하기 때문에 제방용 울타리로서 큰 주목을 받고 있다. 즉 강 또는 하천을 가로질러 배치되는 고무댐은 강물의 흐름을 막기 위해 고무보(Rubber Weir)의 내부에 유체를 공급하여 팽창 기립시키고, 막힌 강물을 하류로 흘러 보내기 위해 고무보의 내부에 채워진 유체를 배출하여 수축 도복시킨다.

고무댐은 대한민국 등록특허 제10-1153441호에서 제시된 고무댐 보호커버구조는 콘크리트에 매설되는 하부플레이트와 상기 하부플레이트 위에 체결수단에 의해 차례로 적층되는 고무댐 및 상부플레이트와 전단부가 고무댐의 겹쳐진 양단부에 고정되고 후단부는 고무댐의 전면 일부를 덮는 보호커버를 포함하는 고무댐 보호커버 구조에있어서, 상기 보호커버의 후단부에 소정간격으로 다수개가 형성되어 상기 고무댐의 후면에 고정되는 고정띠; 및 상기 보호커버의 후면과 상기 고무댐의 전면 사이에 마련되어 탈부착되며 상기 고무댐이 굴곡된 절곡부 주위에 형성되는 탈착수단을 포함하여 고무댐과 보호커버 사이에 벨크로테이프나 고무자석 등의 탈부착이 가능한 탈착수단을 마련하여 고무댐과 보호커버 사이에 토사나 유석 등이 유입되지 않도록 한다.

그러나, 강물과 함께 상류에서 하류로 떠내려오는 과정에서 와류가 생길 경우 유목 또는 모래나 돌멩이들은 보호커버 내부로 유입되어 고무튜브의 팽창 기립시, 찢어짐 등의 외부 손상이 발생하고, 또한 폭우로 인해 상류에서 하류로 떠내려온 큰 돌멩이들이 하류를 항해 고무튜브의 외면상에서 선회하다가 압박 및 충돌하게 되어 마모, 긁힘, 타공, 찢어짐 등과 같은 외력에 의한 손상이 야기된다.

특히, 상술한 구조는 고무보가 이중구조로 이루어져 있어 가격이 비싼 고무보 사용에 따른 제작비용 상승이 초래됨은 물론, 이중구조로 이루어진 만큼 월류하는 물에 의해 압력을 받아 고무보의 도복시 공기의 배출이 원활히 이루어지지 않는 문제점이 발생하게 된다.

이러한, 문제점을 해결하기 위해 등록실용 20-0377427호를 제안한 바 있다.

상기 등록실용은 유체저장조를 고무보 하부에 형성한 후에 한겹의 고무보를 연결수단을 이용하여 연결하여 평상시 고무보가 도복시에는 퇴적토사에 의한 고무보의 피해를 최소화하면서 기립시에는 유체저장조에 물을 채운 후 수면으로부터 고무보 사이 공간에 공기를 주입하여 고무보를 기립시키도록 하며, 고무보의 도복시에는 유체저장조의 물을 빼내면서 고무보와 수면 사이의 공기도 빼줄 수 있도록 작동하게 된다.

(특허문헌 1) KR10-1153411 B1 고무댐 보호커버구조

(특허문헌 2) KR20-0377427 Y1 유체팽창식 고무댐

하지만, 상술한 등록실용의 경우 공기 유입시 하상콘크리트 내의 기공으로 공기가 새어나갈 수 있기 때문에 유체저장조를 형성하게 되는 구조로 이루어져 있어 실효성이 없었다.

또한, 우리나라 실정에서 유체저장조에 물을 채워 놓을 경우 물이 얼었을 때에는 흐르는 물보다 유체저장조 내의 고여있는 물이 녹는 시간이 더디기 때문에 추운 겨울에는 작동이 원활히 이루어지지 않는 문제점도 있었다.

특히, 상술한 유체저장조에 물을 채우기 위해서는 별도의 집수정을 형성하여야 하고, 공기를 주입하거나 빼내기 위해서는 공기를 주입 및 배기해야하는 설비를 더 갖춰야 하기 때문에 제작비용이 상승하는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 고무댐은 재료비를 절감하면서 구조적으로 단순화시킬 수 있는 고무댐을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 별도의 스페이서 없이도 공기를 공급할 수 있는 고무댐을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 공간 내의 공기 배출을 어떠한 상황에서도 실시할 수 있는 고무댐을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 하천수의 정방향 또는 역방향시 진동발생 및 저주파 발생을 감소시킬 수 있는 고무댐을 제공하는데 있다.

본 발명은 가격이 비싼 고무보를 단층구조로 형성하고, 하상콘크리트와 맞닿는 면에는 공기투과율이 낮은 철재 재질의 하부구조물을 형성하여 재료비를 절감하면서 원활히 고무보의 역할을 수행할 수 있다.

또한, 하부구조물에 돌출부를 형성하여 공기유통홀을 형성함으로써 고무보의 기립시 스페이서 역할을 수행하여 고무보의 원활한 기립을 실시할 수 있다.

그리고 상, 하류의 수위차에 따라 공간 내의 공기를 자연배기 또는 강제배기시킬 수 있어 고무보의 원활한 도복을 실시할 수 있다.

아울러, 고무보의 양 측에 디플렉터를 설치하여 하천수의 정방향 흐름 및 역방향 흐름시 진동 및 진동에 의한 저주파 발생을 감소시킬 수 있는 유용한 발명이다.

도 1은 본 발명에 따른 고무댐의 설치상태를 도시한 상태도.
도 2는 본 발명에 따른 고무댐을 도시한 측면도.
도 3은 본 발명에 따른 고무보의 기립시 상태를 도시한 상태도.
도 4는 본 발명에 따른 하천수 흐름시 고무보 상태를 도시한 상태도.

이하, 첨부된 도면을 이용하여 본 발명의 구성에 대해 보다 구체적으로 살펴보도록 한다.

우선, 하부구조물(10)은 도 1 내지 도 2에서 도시된 바와 같이 하상콘크리트(C)의 상면에 설치되는 구성으로서 양 측면에는 연결수단(J)을 연결할 수 있는 제1 결합홀(h1)이 형성되어 있다.

또한, 하부구조물(10)의 대략 중앙 부분에는 공기유통홀(11)이 형성되어 하부구조물(10)의 상측으로 공기를 유입시키거나 공기를 배출할 수 있도록 구성된다.

여기서, 상술한 공기유통홀(11)은 하부구조물(10) 내에 상방향으로 돌출되는 하나 이상의 돌출부(12)를 형성한 후 이 돌출부(12)의 양 측면에 공기유통홀(11)을 형성할 수도 있다.

이러한, 하부구조물(10)은 공기유입시 공기가 외부로 배출되지 않도록 철재재질로 형성하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 공기배출이 이루어지지 않으면서 물에 의해 녹이 발생하지 않는 스테인리스 재질로 구성하는 것이 더욱 좋다.

다음으로, 고무보(20)는 상기 하부구조물(10)의 상측에 배치되어 연결수단(J)에 의해 하부구조물(10)과 결합하는 것으로서, 양 측면으로는 하부구조물(10)과 대응하는 위치에 제2 결합홀(h2)이 형성되어 있다.

이러한, 고무보(20)는 EPDM고무((ethylene propylene diene M-class)) 등 시중에서 널리 이용하는 재질로 이용하므로 상세한 고무 성분에 대한 설명은 생략하도록 한다.

다만, 상술한 고무보(20)는 종래와는 틀리게 한겹으로만 이루어져 있으며, 상술한 하부구조물(10)에 형성되어 있는 제1 결합홀(h1)과 고무보(20)에 형성되어 있는 제2 결합홀(h2)에 연결수단(J)을 체결하여 고정할 수 있도록 구성된다.

여기서, 상술한 연결수단(J)은 밀폐성을 형성할 수 있는 구조로서 일반적으로 사용되는 형태이기 때문에 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.

특히, 본 발명에서는 고무보(20)의 상단부에 제1, 2 디플렉터(21, 22)가 서로 대향된 형태로 형성되어 있다.

다음으로, 급배기관(30)은 상술한 하부구조물(10)에 형성되어 있는 공기유통홀(11)과 연결되어 하부구조물(10) 및 고무보(20)에 의해 형성되는 공간(O) 내부에 공기를 주입하거나 주입된 공기를 외부로 배출할 수 있는 구성으로서 통상의 파이프관 형태로 이루어져 있다.

특히, 상술한 급배기관(30) 내에는 하부구조물(10) 및 고무보(20) 사이의 공간(O)에 공기 주입 후 공간(O) 내의 공기가 외부로 배출되지 않도록 수동밸브(31)가 형성되어 있다.

다음으로, 급기부(40)는 상술한 급배기관(30)에 연결되어 급배기관(30)에 공기를 공급하기 위한 것으로서 급배기관(30)과 연결되는 급기관(41)과 상기 급기관(41)을 통해 공기를 주입시키기 위한 블로워(42)로 구성되어 있다.

여기서, 상술한 급기관(41)은 급배기관(30)과 인접한 위치에는 전기신호를 이용하여 제어할 수 있는 급기부 밸브(43)가 형성되어 있다.

이러한, 급기부(40)에는 급기관(41) 내에 솔레노이드 밸브(44) 및 압력계(45)가 형성되어 블로워(42)를 통한 공기 주입 압력을 확인하여 설정된 압력 이상으로 공기가 주입될 경우에는 솔레노이드 밸브(44)를 제어하여 압력을 조정할 수 있도록 구성된다.

다음으로, 배기부(50)는 상기 급배기관(30)에 연결되어 급배기관(30)을 통해 하부구조물(10) 및 고무보(20) 사이의 공간(O) 내부의 공기를 배출시킬 수 있도록 하기 위한 구성으로서, 급배기관(30)과 연결되는 배기관(51)이 구성된다.

여기서, 상시 배기관(51) 중 급배기관(30)과 인접한 위치에는 전기신호를 이용하여 제어할 수 있는 배기부 제1밸브(52)가 형성되어 하부구조물(10) 및 고무보(20) 사이에 형성된 공간(O) 내의 공기를 자연배기시킬 수 있도록 구성된다.

또한, 배기부(50)에는 급배기관(30)과 연결되어 공간(O) 내의 공기를 강제 배기 시킬 수 있도록 석션관(53) 및 석션관(53) 내에 형성되는 배기부 제2밸브(54) 및 석션(55)이 더 형성되어 있다.

다음으로, 제어부(60)는 상술한 급기부(40) 및 배기부(50)의 구성들을 전자적으로 제어할 수 있도록 전기적 신호로 연결된 형태로 구성된다.

또한, 본 발명에서는 하천 인근에 수위를 감지할 수 있는 수단을 더 구비하여 하부구조물(10) 및 고무보(20) 사이에 형성된 공간(O) 내로 공기를 주입 또는 배기시킬 수 있는 제1, 2 수위센서(S1, S2)가 더 구성된다.

여기서, 상기 제1 수위센서(S1)는 고무보(20)를 기준으로 하천의 상류측에 설치하도록 하고, 제2 수위센서(S2)는 고무보(20)를 기준으로 하천의 하류측에 설치하는 것이 좋다.

상술한 바와 같은 제1, 2 수위센서(S1, S2)는 수위를 측정할 수 있는 초음파나 레이져 등 다양한 형태로 이루어질 수 있다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 고무댐의 바람직한 실시 예를 살펴보면 다음과 같다.

본 발명에 따른 고무댐(100)은 종래의 고무댐들과 마찬가지로 공기 주입시에는 고무보(20)가 기립하고, 공기 배출시에는 고무보(20)가 도복하도록 작용하게 된다.

즉, 고무보(20)의 도복시에는 하부구조물(10)과 고무보(20) 사이의 공간(O)에 공기가 주입되지 않은 상태를 유지하게 된다.

이때에는 급배기관(30) 내에 설치되어 있는 수동밸브(V1)는 열린상태를 유지하게 되고, 급기부(40)의 블로워(42)는 멈춤 상태이며 급기부 밸브(43)는 닫힌 상태를 유지하게 된다.

또한, 배기부(50)의 배기관(51) 내에 설치되어 있는 배기부 제1밸브(52)는 열린상태를 유지하게 된다.

그러다가 고무보(20)를 기립시켜야할 경우에는 급기부(40)의 급기관(41) 내에 설치되어 있는 급기부 밸브(43)가 열린상태를 유지함과 동시에 블로워(42)가 작동하여 급기부(40)의 급기관(41), 급배기관(30) 및 하부구조물(10)의 공기유통홀(11)로 공기를 이동시켜 하부구조물(10)과 고무보(20) 사이의 공간(O) 내로 공기를 공급함으로써 고무보(20)가 공급되는 공기에 의해 기립할 수 있도록 작용하게 된다.(도 3 참조)

여기서, 본 발명에서의 하부구조물(10)에는 상부방향으로 돌출되는 돌출부(12)에 공기유통홀(11)을 형성하기 때문에 공기 공급시 고무보(20)가 원활하게 기립될 수 있도록 작용하게 된다.

물론, 상기와 같은 급기부(40)의 작동시에는 배기부(50)의 배기관(51) 내에 형성된 배기부 제1밸브(53)가 닫힌 상태를 유지하게 되는 것은 당연한 것이다.

특히, 상술한 공간(O) 내부로 고무보(20)를 기립시킬 수 있을 정도의 공기압력이 형성되면 급기부(40)의 블로워(42)는 더 이상 공기를 공급하지 않게 되고, 이와 동시에 급기부(40)의 급기부 밸브(43)는 닫힌 상태를 유지하게 되며, 이러한 전자적 제어는 제어부(60)를 통해 자동으로 이루어지게 된다.

이때에, 관리자는 급배기관(30)을 통해 공간(O) 내의 공기가 배출되지 않도록 수동밸브(V1)를 조작하여 공간(O) 내의 공기 유통을 차단시켜 고무보(20)의 기립상태를 유지할 수 있도록 작동시키게 된다.

여기서, 본 발명은 고무보(20)의 기립시 공간(O) 내부에 공기가 채워졌을 때에 밀폐성이 뛰어난 고무보(20) 및 하부구조물(10)에 의해 공간(O)이 형성되어 있기 때문에 공간(O) 내의 공기가 외부로 유출되지 않아 안정적으로 고무보(20)의 기립상태를 유지할 수 있게 된다.

특히, 하상콘콘크리트(C) 내에 하부구조물(10)을 형성하는 작업도 어렵지 않게 이루어질 수 있기 때문에 가격이 비싼 재료인 고무보(20)의 사용을 반으로 줄이면서도 공간(O) 내의 밀폐성을 확보할 수 있는 효과를 얻을 수 있게 된다.

한편, 상기와 같이 고무보(20)의 기립 이후 고무보(20)를 도복시켜야 상황이 발생할 경우에는 배기부(50)를 통해 하부구조물(10)과 고무보(20) 사이의 공간(O)의 공기를 배출하게 된다.

여기서, 상술한 고무보(20)는 하천수의 흐름에 의해 일정 압력을 받고 있는 상태이다.

예컨대, 제1, 2 수위센서(S1, S2)를 통해 고무보(20)를 기준으로 상류측의 수위와 하류측의 수위 차를 측정하여 수위 차가 많을 경우에는 상류측의 압력에 의해 공간(O) 내에 존재하는 공기를 배기부(50)의 배기관(51)에 형성된 배기부 제1밸브(52)를 개방하여 공기를 배출할 수 있게 된다.

만약, 상류측과 하류측의 수위 차가 적을 경우에는 자연배기가 어려우므로 배기부(50)의 석션관(53) 내에 형성된 배기부 제2밸브(54)를 개방시켜 석션(55)을 통해 공간(O) 내의 공기를 강제배기 시킴으로써 상, 하류측의 수위와 상관없이 공기를 원활히 배출시킬 수 있도록 작용하게 되는 것이다.

한편, 본 발명에 따른 고무댐(100)은 하천 등에 설치되어 인위적으로 물의 흐름을 제어하기 위한 수단으로서 고무보(20)가 기립 상태일 경우에는 고무보(20)를 기준으로 상류측의 수위가 높아지는 것은 당연한 것이다.

여기서, 도 4에서와 같이 상기 고무보(20)에 의해 하천수 흐름을 제한하게 되면 고무보(20)의 상단부에서 하천수가 떨어지는 구간 중 A 부분에는 떨어지는 물에 의해 순간적으로 내부 압력이 낮아지게 되며, 이러한 압력 변화에 의해 진동 및 진동에 의한 저주파가 발생하게 되어 본 발명을 구성하고 있는 구조물 뿐만 아니라, 하천의 생태계에도 안좋은 영향을 미치게 된다.

이에 본 발명에서는 하천수의 흐름시 특정구역(A)에서의 공기 흐름이 원활히 이루어질 수 있도록 하천수 물줄기를 갈라놓을 수 있는 제1 디플렉터(21)를 설치하여 이러한 문제점을 해결하고 있다.

특히, 본 발명에서는 제1 디플렉터(21)와 대향하는 위치에 제2 디플렉터(22)를 설치하여 하천이 역류할 경우에도 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있게 된다.

상술한 실시 예는 본 발명의 바람직할 일 실시 예에 대해 기재한 것이지만 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명의 기술적인 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태로 변경하여 실시할 수 있음을 명시한다.

C : 하상콘크리트
10 : 하부구조물
11 : 공기유통홀 12 : 돌출부 J : 연결수단 h1 : 제1 결합홀
20 : 고무보
21 : 제1 디플렉터 22 : 제2 디플렉터 h2 : 제2 결합홀
30 : 급배기관
31 : 수동밸브
40 : 급기부
41 : 급기관 42 : 블로워 43 : 급기부 밸브 44 : 솔레노이드밸브
45 : 압력계
50 : 배기부
51 : 배기관 52 : 배기부 제1밸브
53 : 석션관 54 : 배기부 제2 밸브 55 : 석션
60 : 제어부
S1 : 제1 수위센서 S2 : 제2 수위센서
100 : 고무댐

Claims

하천의 하상콘크리트(C) 상에 배치되며, 내측으로 공기가 유입될 수 있는 공기 유통홀(11)을 포함하고 있는 하부구조물(10);
상기 하부구조물(10) 상단부에 연결수단(J)에 의해 결합되어 기립 및 도복되어 수위를 조절하기 위한 고무보(20);
상기 하부구조물(10)의 공기 유통홀(11)에 결합되며 수동밸브(31)를 포함하고 있는 급배기관(30);
상기 급배기관(30)의 일측에 형성되어 하부구조물(10) 및 고무보(20) 사이의 공간(O)으로 공기를 공급하기 위한 급기관(41)과 공기를 생성하기 위한 블로워(42)로 이루어진 급기부(40);
상기 급배기관(30)의 일측에 형성되어 하부구조물(10) 및 고무보(20) 사이의 공간(O)의 공기를 자연 배기하기 위한 배기관(51)과 상기 배기관(51) 내에 설치되는 배기부 제1밸브(52)와 상기 배기관(51)에서 분기되는 석션관(53)과 상기 석션관(53) 일측에 형성되어 하부구조물(10) 및 고무보(20) 사이 공간(O) 내의 공기를 강제 배기하기 위한 석션(55)으로 이루어진 배기부(50); 및
상기 급기부(40) 및 배기부(50)를 전자적으로 제어하기 위한 제어부(60);를 포함하여 이루어지되,
상기 하부구조물(10)은 공기투과율이 낮은 스테인리스 재질로 이루어지되, 내측으로는 상방향으로 돌출되는 하나 이상의 돌출부(12)가 형성되어 공기 유통홀(11)이 돌출부(12)의 양 측면으로 형성되어 있는 것에 특징이 있는 고무댐.
삭제
제 1항에 있어서, 상기 고무보(20)에는 정방향 또는 역방향으로 흐르는 하천수의 흐름을 분산시키기 위한 제1, 2 디플렉터(21, 22)가 더 포함되어 구성되는 것에 특징이 있는 고무댐.
제 1항에 있어서, 상기 하천에는 급배기관(30), 급기부(40) 및 배기부(50)를 전자적으로 제어하기 위한 제어부(60)와 연동하되, 하천의 상류측의 수위를 감지하지 하기 위한 제1 수위센서(S1)와 하천의 하류측의 수위를 감지하기 위한 제2 수위센서(S2)가 더 포함되어 구성되는 것에 특징이 있는 고무댐.
제 4항에 있어서, 상기 제어부(60)에서는 제1, 2 수위센서(S1, S2)의 수위차에 따라 배기부(50)의 배기부 제1, 2밸브(52, 54) 및 석션(55)을 제어하여 하부구조물(10) 및 고무보(20) 사이 공간(O) 내의 공기를 자연배기시키거나 또는 강제배기시키는 것에 특징이 있는 고무댐.