KR101710463B1 - 부력을 이용한 수문 개폐장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 부력을 이용하여 수문을 자동으로 여닫을 수 있도록 하는 수문 개폐장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 댐이나 저수지에 물을 담수하도록 수문을 설치하고 상기 수문의 양측으로 물의 부력에 의해 상하 승강되는 부력체를 설치하되 수문의 상단부와 부력체의 하단부를 도르래수단으로 연결하여 수위가 높아지면 부력체가 상승하면서 도르래수단에 의해 수문이 상측으로 당겨져 개방되고 수위가 낮아지면 부력체가 하강하면서 자중으로 수문이 하강하여 폐쇄되도록 구성함으로써, 수문을 모터나 유압 등과 같은 주된 동력 발생장치를 사용하지 않고 물의 부력을 주동력으로 하여 수문을 자동으로 개방할 수 있도록 하는 부력을 이용한 수문 개폐장치에 관한 것이다.

Description

부력을 이용한 수문 개폐장치{A Floodgate Opening and Shutting Device}
본 발명은 부력을 이용하여 수문을 자동으로 여닫을 수 있도록 하는 수문 개폐장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 댐이나 저수지에 물을 담수하도록 수문을 설치하고 상기 수문의 양측으로 물의 부력에 의해 상하 승강되는 부력체를 설치하되 수문의 상단부와 부력체의 하단부를 도르래수단으로 연결하여 수위가 높아지면 부력체가 상승하면서 도르래수단에 의해 수문이 상측으로 당겨져 개방되고 수위가 낮아지면 부력체가 하강하면서 자중으로 수문이 하강하여 폐쇄되도록 구성함으로써, 수문을 모터나 유압 등과 같은 주된 동력 발생장치를 사용하지 않고 물의 부력을 주동력으로 하여 수문을 자동으로 개방할 수 있도록 하는 부력을 이용한 수문 개폐장치에 관한 것이다.
일반적으로 수문은 물의 흐름을 막거나 개방하여 유량을 조절하기 위해 설치한 문으로, 이러한 수문은 개천 또는 하천이나 보, 저수지 등의 제방시설에 구비되는 배수로에 설치되어 물의 흐름을 막아 저장하거나 저장되는 물의 양이 많아지면 저장된 물을 방출하기 위해 통상의 개폐장치로 배수로를 개방시켜 저장된 물을 방출하는 역할을 한다.
이러한 수문을 개폐하기 위한 통상적인 개폐방식은 수문을 승하강시켜 개폐하는 방식이나 수문의 일측을 중심으로 회동되도록 하는 방식이 통상적이다.
이와 같은 종래의 수문은 도 6에 도시되어 있는 바와 같이, 한 개 또는 다수개의 전기 모터나 유압 동력장치(1)를 설치하고 회전 동력을 웜기어 또는 스크류 기어(2)를 통해 배수 및 댐 관(3)의 종단에 설치된 수문(4)을 수직 상 하강으로 개폐시키는 구조로 되어 있고 저수지의 수량을 별도의 수량 센서와 전자식 제어 장치로 자동 개폐를 하거나 수동적인 스위치 조작으로 수문을 개폐하는 방식이 사용되고 있다. 이와같이 종래의 방식은 전기나 유압과 같은 별도의 동력을 필요로 하기 때문에 비용이 많이 들고 전력 공급이 끊기거나 천재지변에 작동을 100% 담보 할 수 없는 취약한 점이 있었다.
따라서 상기와 같은 종래 자동 수문은 모터에 전원이 공급되지 않으면 폐쇄가 이루어지지 않는 문제점이 발생한다.
예를 들면, 낙뢰나 정전 등에 의해 모터에 전원이 공급되지 않거나 모터에 고장이 발생하는 등의 경우 수문의 폐쇄동작이 제대로 이루어지지 않게 되므로 수문으로서의 기능이 상실된다.
따라서 가뭄이나 홍수 등의 발생시 많은 피해를 입게 되는 문제가 발생할 수 있으므로 인원 및 장비 등을 투입하여 점검 및 보수 등의 유지관리가 이루어져야 하는데, 이 경우 유지관리에 따른 비용과 인력이 소요되는 경제적인 문제점도 야기되고 있는 실정이다.
종래에는 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 등록득허 제10-1428633호의 '부력을 이용한 수문 개폐장치'가 공지되어 있다.
상기 '부력을 이용한 수문 개폐장치'는 수문에 구비된 부력체에 의하여 설정된 수위 이상으로 물이 저장되면 그 부력체에 의해 수문을 개방하여 물을 방출함과 아울러 폭우시나 집중호우로 인해 순간적으로 많은 량의 물이 발생할 경우에도 부력체에 의해 상승된 수문이 회전되면서 배수로 전체를 완전하게 개방시켜 방출이 이루어질 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.
KR 10-1428633 (등록번호) 2014.08.04. KR 20-0442618 (등록번호) 2008.11.19. KR 20-0338327 (등록번호) 2004.01.02.
그러나 종래의 '부력을 이용한 수문 개폐장치'는 수문에 부력수단을 연결 설치하여야 하기 때문에 설치 비용이 과다하게 요구되고 수문과 부력체의 연결 작업이 어렵다고 하는 문제가 있다.
또한 종래의 수문 개폐장치는 부력수단이 고장 등과 같은 문제가 발생되었을 경우 수문을 작동시킬 수 없어 비상시에 큰 문제가 야기될 수 있다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로,
댐이나 저수지 등에 저장되는 물을 배출하는 수문을 설치하고 상기 수문의 양측으로 물의 부력에 의해 상하 승강되는 부력체를 설치하되 수문의 상단부와 부력체의 하단부를 도르래수단으로 연결하여 수위가 높아지면 부력체가 상승하면서 도르래수단에 의해 수문이 상측으로 당겨져 개방되고 수위가 낮아지면 부력체가 하강하면서 수문의 하중으로 수문이 하강하여 폐쇄되도록 구성함으로써, 수문을 모터나 유압 등과 같은 주된 동력 발생장치를 사용하지 않고 물의 부력을 주동력으로 하여 수문을 자동으로 개방할 수 있도록 하는 부력을 이용한 수문 개폐장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한 본 발명의 다른 목적은 전기모터나 유압을 주 동력으로 하여 수문을 개방하는 동력 발생장치를 없애 설치비용 및 유지보수 비용을 획기적으로 줄일 수 있도록 하는 동시에 부력을 주동력으로 하여 수문을 개방할 수 있도록 하되 정전이나 천재지변에 의한 전력 차단 등과 같은 비상시나 임의로 수문을 제어할 필요가 있는 경우 보조 동력으로 수문을 개폐할 수 있도록 하여 효용성을 높이도록 하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 댐이나 저수지 또는 호수의 수문을 열고 닫는 개폐장치에 있어서,
수위의 높낮이에 의해 수면을 따라 부력으로 상하 승강되도록 설치되는 제1부력체 및 제2부력체와, 상기 제1부력체를 부상시키는 물이 담수되도록 설치되는 제1담수벽체와, 상기 제2부력체를 부상시키는 물이 담수되도록 설치되는 제2담수벽체와, 상기 제1담수벽체의 제1우측프레임과 상기 제2담수벽체의 제2좌측프레임에 삽설되어 담수된 물을 배출하는 수문, 및 상기 제1부력체 및 상기 제2부력체와 상기 수문을 연결하여 상기 제1부력체 및 상기 제2부력체의 부력에 의해 상기 수문이 상승되면서 개방되도록 하는 도르래수단을 포함하며, 상기 제1담수벽체는 상기 제1우측프레임과, 상기 제1우측프레임에 대향되어 구비되는 제1좌측프레임, 및 상기 제1우측프레임과 상기 제1좌측프레임을 연결하는 제1전면프레임으로 구성되면서 일측면이 개방되도록 형성하여 'ㄷ'자 형상으로 구성되고, 또한 상기 제2담수벽체는 상기 제2좌측프레임과, 상기 제2좌측프레임에 대향되어 구비되는 제2우측프레임, 및 상기 제2좌측프레임과 상기 제2우측프레임을 연결하는 제2전면프레임으로 구성되면서 일측면이 개방되도록 형성하여 'ㄷ'자 형상으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 부력을 이용한 수문 개폐장치는 수문의 양측으로 물의 부력에 의해 상하 승강되는 부력체를 설치하되 수문의 상단부와 부력체의 하단부를 도르래수단으로 연결하여 수위가 높아지면 부력체가 상승하면서 도르래수단에 의해 수문이 상측으로 당겨져 개방되고 수위가 낮아지면 부력체가 하강하면서 수문의 하중으로 수문이 하강하여 폐쇄되도록 구성함으로써, 수문을 모터나 유압 등과 같은 주된 동력 발생장치를 사용하지 않고 물의 부력을 주동력으로 하여 수문을 자동으로 개방할 수 있어, 사용이 편리하고 실용적이며 유지보수 비용이 적어 경제성이 좋은 장점이 있다.
또한 본 발명은 정전이나 천재지변에 의한 전력 차단으로 인한 수문제어 불능 사태를 방지하고, 저수지나 호수의 수위에 따른 부력을 이용하여 별도의 동력 없이 자동 수문 개폐 및 수위조절이 가능하다는 장점도 있다.
또한 본 발명은 수위에 연동하는 방류로 인해 항상 안정적인 방류와 수위조절이 가능하며 비교적 간단하고 저렴한 비용으로 수문을 제어할 수 있는 효과도 있다.
도 1과 2는 본 발명에 따른 부력을 이용한 수문 개폐장치에 대한 개략적인 상태도이고,
도 3은 본 발명에 따른 부력을 이용한 수문 개폐장치에 대한 개략적인 평면상태도이고,
도 4는 본 발명에 따른 부력을 이용한 수문 개폐장치에 대한 개략적인 단면상태도이고,
도 5와 도 6은 본 발명에 따른 부력을 이용한 수문 개폐장치에 구비되는 부력체를 통해 수위가 상승되면서 수문이 개방 및 폐쇄되는 작동상태도이고,
도 7은 본 발명에 따른 부력을 이용한 수문 개폐장치에 구비되는 스프링텐션의 개략도이고,
도 8은 본 발명에 따른 부력을 이용한 수문 개폐장치에 구비되는 스프링텐션의 개략적인 분리사시도이고,
도 9는 본 발명에 따른 부력을 이용한 수문 개폐장치에 구비되는 스프링텐션이 작동되는 개략적인 요부 상태도이고,
도 10은 종래의 수문 개폐장치가 설치된 개략도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명한다.
본 발명에 따른 부력을 이용한 수문 개폐장치(100)는 도 1 내지 도 5에 도시되어 있는 바와 같이,
수위의 높낮이에 의해 수면을 따라 부력으로 상하 승강(昇降)되도록 설치되는 제1부력체(110) 및 제2부력체(120)와,
상기 제1부력체(110)를 부상(浮上)시키는 물이 담수되도록 설치되는 제1담수벽체(130)와,
상기 제2부력체(120)를 부상(浮上)시키는 물이 담수되도록 설치되는 제2담수벽체(140)와,
상기 제1담수벽체(130)의 제1우측프레임(131) 중간부측과 상기 제2담수벽체(140)의 제2좌측프레임(141) 중간부측에 양단이 각각 상하 승강되도록 삽설되어 담수된 물을 배출하는 수문(150), 및
상기 제1부력체(110) 및 상기 제2부력체(120)와 상기 수문(150)을 연결하여 상기 제1부력체(110) 및 상기 제2부력체(120)의 부력에 의해 상기 수문(150)이 상승되면서 개방되도록 하는 도르래수단(160)을 포함하여 구성된다.
따라서 상기 제1담수벽체(130)와 상기 제2담수벽체(140)에 물이 담수되면서 그 물의 수위가 높아지게 되면 상기 제1부력체(110) 및 상기 제2부력체(120)가 수면을 따라 부력에 의해 상승하게 된다.
그러면 상기 제1부력체(110) 및 상기 제2부력체(120)에 연결된 상기 수문(150)은 상기 제1부력체(110) 및 상기 제2부력체(120)의 부력의 힘에 의해 상승하게 되면서 개방되어 물을 배출하게 된다.
이와 같이 상기 수문(150)이 개방되어 물이 빠지게 되면 다시 수위가 낮아지게 되는데 이때 상기 제1부력체(110) 및 상기 제2부력체(120)는 하강하게 되고 그 하강된 수위의 높이만큼 상기 수문(150)도 하강하게 된다. 이 경우 상기 수문(150)은 자체 하중으로 하강이 이루어지게 된다.
여기서 상기 제1담수벽체(130)는 상기 제1우측프레임(131)과, 상기 제1우측프레임(131)에 대향되어 구비되는 제1좌측프레임(132), 및 상기 제1우측프레임(131)과 상기 제1좌측프레임(132)을 연결하는 제1전면프레임(133)으로 구성되면서 일측면이 개방되도록 형성하여 'ㄷ'자 형상으로 구성된다.
그리고 상기 제1좌측프레임(132)에는 좌측댐벽체(101)가 연결되어 있다.
또한 상기 제2담수벽체(140)는 상기 제2좌측프레임(141)과, 상기 제2좌측프레임(141)에 대향되어 구비되는 제2우측프레임(142), 및 상기 제2좌측프레임(141)과 상기 제2우측프레임(142)을 연결하는 제2전면프레임(143)으로 구성되면서 일측면이 개방되도록 형성하여 'ㄷ'자 형상으로 구성된다.
그리고 상기 제2우측프레임(122)에는 우측댐벽체(102)가 연결되어 있다.
한편, 상기 제1담수벽체(130)를 형성하는 상기 제1우측프레임(131)에는 상기 수문(150)의 일단 측면모서리부가 삽설되어 슬라이딩이 가능하도록 하는 제1슬롯홈(134)이 형성되고, 상기 제2담수벽체(140)를 형성하는 상기 제2좌측프레임(141)에도 상기 수문(150)의 타단 측면모서리부가 삽설되어 슬라이딩이 가능하도록 하는 제2슬롯홈(144)이 형성되어 있다.
그리고 상기 도르래수단(160)은 상기 제1담수벽체(130)에 구비되는 제1도르래수단(170)과 상기 제2담수벽체(140)에 구비되는 제2도르래수단(180)으로 구성되되,
상기 제1도르래수단(170)은 상기 제1슬롯홈(134)의 상단부측 상기 제1우측프레임(131)에 설치되는 제1도르래롤러(171)와, 상기 제1슬롯홈(134)의 이면(裏面)부측 상기 제1우측프레임(131)의 내벽면에 고정되는 제1고정브라케트(135)의 단부에 설치되는 제2도르래롤러(172), 상기 제1부력체(110)의 하면 중앙부측에 설치되는 제3도르래롤러(173), 및 일단부는 상기 수문(150)의 상부면 일측에 연결되어 상기 제1도르래롤러(171)와 상기 제2도르래롤러(172)를 지지하도록 하면서 타단부가 상기 제3도르래롤러(173)에 고정되도록 설치되는 제1루프(174)로 구성되고,
상기 제2도르래수단(180)은 상기 제2슬롯홈(144)의 상단부측 상기 제2좌측프레임(141)에 설치되는 제1도르래롤러(181)와, 상기 제2슬롯홈(144)의 이면(裏面)부측 상기 제2좌측프레임(141)의 내벽면에 고정되는 제2고정브라케트(145)의 단부에 설치되는 제2도르래롤러(182), 상기 제2부력체(120)의 하면 중앙부측에 설치되는 제3도르래롤러(183), 및 일단부는 상기 수문(150)의 상부면 일측에 연결되어 상기 제1도르래롤러(181)와 상기 제2도르래롤러(182)를 지지하도록 하면서 타단부가 상기 제3도르래롤러(183)에 고정되도록 설치되는 제2루프(184)로 구성된다.
상기와 같이 구성되는 상기 도르래수단(160)은 상기 제1담수벽체(130)과 상기 제2담수벽체(140)의 내부로 담수되는 물의 수위의 높낮이에 따라 상기 제1도르래수단(170)과 상기 제2도르래수단(180)이 동시에 승강(昇降)되게 된다.
즉, 좌측에서, 상기 제1담수벽체(130)의 내부로 물이 담수되면서 수위가 올라가게 되면 상기 제1부력체(110)가 수면을 따라 상승하게 되면서 상기 제1루프(174)가 상기 제1도르래롤러(171)와 상기 제2도르래롤러(172)를 지지하면서 당겨지게 되고 이로 인해 상기 수문(150)을 상승시키게 된다.
동시에 우측에서도, 상기 제2담수벽체(140)의 내부로 물이 담수되면서 수위가 올라가게 되면 상기 제2부력체(120)가 수면을 따라 상승하게 되면서 상기 제2루프(184)가 상기 제1도르래롤러(181)와 상기 제2도르래롤러(182)를 지지하면서 당겨지게 되고 이로 인해 상기 수문(150)을 상승시키게 된다.
이와 같이 상기 제1,2부력체(110,120)가 동시에 상승하면서 발생되는 부력의 힘을 이용하여, 이와 연결된 상기 제1도르래수단(170)과 상기 제2도르래수단(180)을 통해 상기 제1루프(174)와 상기 제2루프(184)가 상기 수문(150)의 양측에서 그 상부측을 위쪽으로 동시에 당겨줌으로써 상기 수문(150)이 개방된다.
이와 같이 하여 상기 수문(150)이 개방되면 그 내부에 담수된 물이 빠져나가면서 상기 제1,2담수벽체(130,140) 내의 수위는 점차 낮아지게 된다.
그러면 상기 제1,2부력체(110,120)가 하강하면서 상기와는 반대로 상기 수문(150)이 그 자중으로 하강하면서 닫혀지게 된다.
이상과 같이 본 발명은 어떠한 인위적인 동력장치의 도움없이 상기 제1,2부력체(110,120)의 부력에 의해 상기 수문(150)을 자동으로 개폐할 수 있어 매우 실용적이면서도 경제성이 좋은 장점이 있다.
또한 본 발명은 상기 제1,2부력체(110,120)가 부력에 의해 상하 승강할 수 있는 수위의 최고점(H)과 최하점(L)을 상기 제1,2담부벽체(130,140)에 표시하여 활용할 수 있다.
따라서 상기 제1,2부력체(110,120)가 부력에 의해 상승하여 수위의 최고점(H)에 이르게 되면 상기 수문(150)은 완전히 개방되게 되고 반대로 상기 제1,2부력체(110,120)가 하강하여 수위의 최하점(L)에 이르게 되면 상기 수문(150)은 완전히 닫혀지게 되는 것이다.
여기서 상기 수위의 최고점(H)과 최하점(L)은 담수되는 물의 환경이나 기후 등에 의해 그 표기점이 달라질 수 있다.
그리고 본 발명의 상기 제1도르래수단(170)에 구비되는 상기 제1도르래롤러(171)와 상기 제2도르래수단(180)에 구비되는 상기 제1도르래롤러(181)에는 구동력에 의해 이들을 회동시킬 수 있도록 하는 기어드모터(190)가 각각 연결 설치되어 있다.
여기서 상기 기어드모터(190)는 평상시에 제어부(미도시)에 의해 상기 제1도르래롤러(171,181)에 물려있지 않도록 제어해 둔다. 즉, 평상시에는 상기 기어드모터(190)와는 상관없이 상기 제1도르래롤러(171,181)가 공회전되도록 하되 상기 수문(150)의 승강이 원활하지 않거나 상기 수문(150)이 완전히 하강하지 못하는 경우 상기 기어드모터(190)에 전원을 인가하여 상기 제1도르래롤러(171,181)를 상기 기어드모터(190)에 물려 연결되도록 함으로써 이들을 강제로 회동시켜 상기 제1,2루프(174,184)를 풀어주거나 감아줄 수 있도록 하여 수문을 인위적으로 작동시킬 수 있도록 한다.
이러한 기술적 구성은 센서 등을 통해 구성할 수 있고 통상의 기술자가 공지 기술에 의거 용이하게 실시할 수 있는바 그 상세 구성의 설명은 생략한다.
그리고 상기 제1부력체(110)의 하면에 설치되는 상기 제3도르래롤러(173)와 상기 제2부력체(120)의 하면에 설치되는 상기 제3도르래롤러(173)는 루프를 감아주거나 풀어줄 수 있는 롤러로 구성되는 것이 바람직하다.
이는 필요시에 루프를 감거나 풀어 고정할 수 있도록 하여 그 길이를 조절함으로써 부력체의 작동범위를 적절히 조절할 수가 있게 된다.
또한 상기 제1담수벽체(130)의 상기 제1우측프레임(131)의 내측벽면과 상기 제2담수벽체(140)의 상기 제2좌측프레임(131)의 내측벽면에는 상단부에서 하단부까지 형성되는 제3,4슬롯(136,146)이 각각 형성되고, 상기 제1,2부력체(110,120)에는 그 일측면에 상기 제3,4슬롯(136,146)으로 끼워 연결되면서 상기 제1,2부력체(110,120)의 승강시 이를 지지하도록 하는 승강지지부재(111,121)가 각각 설치 구비되어 있다.
따라서 상기 제1,2부력체(110,120)의 승강시 파도 등의 외력을 받게 되더라도 안정적으로 상하 승강이 이루어질 수 있게 된다.
그리고 상기 제2도르래롤러(172,182)는 상기 제1,2부력체(110,120)의 하부면에 설치되는 상기 제3도르래롤러(173,183)와 수직으로 설치 구비되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 제1고정브라케트(135)와 상기 제2고정브라케트(145)에는 상기 제1,2루프(174,184)를 삽설하되 일단부가 상기 제1고정브라케트(135)와 상기 제2고정브라케트(145)에 고정되고 타단부는 수면 상부에 위치되도록 하는 관부재(137,147)가 각각 구비되어 있다.
이는 상기 제1,2루프(174,184)가 상기 제1도르래롤러(171,181)와 상기 제2도르래롤러(172,182) 사이에서 왕복 슬라이딩될 때 풀뿌리나 나뭇가지 등이 걸려 작동이 어려워지는 것을 막아줄 수 있도록 하기 위함이다.
따라서 상기 관부재(137,147)의 상단부는 항상 수면위에 위치하도록 설치하는 것이 바람직하다.
또한 상기 관부재(137,147)는 상기 제1,2부력체(110,120)가 상승하면서 상기 제1도르래롤러(171,181)와 상기 제2도르래롤러(172,182) 사이가 가까워질 때 그 상단부가 상기 제1도르래롤러(171,181)에 닿아 간섭되는 것을 막아주도록 신축되는 안테나 구조로 이루어진 다단의 신축성부재로 설치 구비되는 것이 바람직하다.
따라서 상기 제1,2부력체(110,120)가 상승하면서 상기 제1도르래롤러(171,181)와 상기 제2도르래롤러(172,182)의 사이가 가까워져 상기 관부재(137,147)가 상기 제1도르래롤러(171,181)에 닿게 되면 그 길이가 축소되게 되고, 반대로 상기 제1,2부력체(110,120)가 하강하면서 상기 제1도르래롤러(171,181)와 상기 제2도르래롤러(172,182)의 사이가 멀어지게 되면 상기 관부재(137,147)의 길이가 신장되게 된다.
그리고 본 발명의 상기 제2도르래롤러(172,182)는 항상 수면하 즉, 수중에 위치하게 되어 시간이 지남에 따라 이끼 등이 끼어 작동이 어렵게 될 수가 있다.
따라서 본 발명의 상기 제2도르래롤러(172,182)는 녹이 슬지 않는 비금속이나 기능성 플라스틱을 사용하고 평상시 저수지나 호수의 표면 물결에 따라 상하 움직이는 상기 제1,2부력체(110,120)의 운동이 상기 제1,2루프(174,184)를 통해 전달되면 정회전 또는 역회전하도록 스프링텐션수단(200)이 내장 설치되는 구성으로 되어 있다. 이렇게 함으로써 상기 제2도르래롤러(172,182)에 이끼나 미생물 번식 또는 이물질이 쌓여 구속되는 것을 방지할 수 있게 된다.
이러한 상기 스프링텐션수단(200)은 공지된 구성으로 통상의 기술자가 용이하게 설치 구성할 수 있다.
또한 본 발명에서는 상기 스프링텐션수단(200)을 다음과 같이 공지된 구성과는 다르게 설치 구성될 수 있다.
즉, 도 7 내지 도 9에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 제2도르래롤러(172,182)에 구비되는 상기 스프링텐션수단(200)은 상기 제1,2고정브라케트(135,145)의 단부에 한 쌍의 고정플레이트(210)를 연결 설치하고 상기 고정플레이트(210)의 사이에는 상기 제2도르래롤러(172,182)가 회전가능하도록 회동축(201)으로 삽입 설치하되, 상기 고정플레이트(210)에는 하나 이상의 요홈(211)이 구비되고 또 상기 요홈(211)에는 일단부가 그 바닥면에 고정되는 탄성스프링(212)이 삽설되며, 상기 제2도르래롤러(172,182)의 양측면에는 상기 요홈(211)과 대향되어 롤러슬롯홈(213)이 형성되되 상기 롤러슬롯홈(213)에는 중간부측에 상기 롤러슬롯홈(213)의 간격이 작아지도록 하는 돌기(213a)가 형성되고 또 상기 롤러슬롯홈(213)에는 상기 탄성스프링(212)의 타단을 연결하여 상기 롤러슬롯홈(213)을 따라 슬라이딩 이동되는 탄성볼(214)이 삽설되는 구조로 되어 있다.
이와 같은 구성을 이용하여, 상기 제1,2부력체(110,120)의 상승시 상기 제1,2루프(174,184)의 마찰력으로 상기 제2도르래롤러(172,182)가 정방향으로 회전하게 되는데, 이때 상기 탄성스프링(212)은 한쪽이 상기 고정플레이트(210)의 상기 요홈(211)에 고정되고 다른 한쪽은 상기 제2도르래롤러(172,182)의 상기 롤러슬롯홈(213)에 삽설된 상기 탄성볼(214)에 연결되어 있어, 상기 제2도르래롤러(172,182)의 회전시 상기 탄성볼(214)이 상기 롤러슬롯홈(213)에 형성되는 상기 돌기(213a)에 지지되면서 상기 탄성스프링(212)을 인장시키게 되고 점차 그 인장력이 커지게 되면 상기 돌기(213a)에 의해 좁아진 틈새(d)를 타고 상기 탄성볼(214)이 넘어가게 된다.
이때 상기 탄성스프링(212)은 그 인장된 상태에서 급격하게 탄력적으로 복원되면서 그 반력으로 상기 제2도르래롤러(172,182)의 정회전이 순간적으로 역회전하면서 진동이 발생하게 된다. 그러면 상기 제2도르래롤러(172,182)에 쌓였던 이끼나 이물질이 그 진동으로 떨어져 나가게 된다.
여기서 상기 탄성볼(214)은 강한 인장력으로 상기 틈새(d)를 통과할 수 있도록 신축성을 갖는 재질로 만들어지게 된다.
따라서 본 발명은 이러한 작동이 반복적으로 이루어짐으로써 상기 제2도르래롤러(172,182)에 이끼나 미생물 번식 또는 이물질이 쌓여 구속되는 것을 방지할 수가 있게 된다.
그리고 상기 제1,2부력체(110,120)의 하강시 상기 제2도르래롤러(172,182)가 역회전 하는 경우에는 상기와 반대로 작동이 이루어지게 된다.
이상과 같이 본 발명에 따른 부력을 이용한 수문 개폐장치는 댐이나 저수지에 물을 담수하도록 수문을 설치하고 상기 수문의 양측으로 물의 부력에 의해 상하 승강되는 부력체를 설치하되 수문의 상단부와 부력체의 하단부를 도르래수단으로 연결하여 수위가 높아지면 부력체가 상승하면서 도르래수단에 의해 수문이 상측으로 당겨져 개방되고 수위가 낮아지면 부력체가 하강하면서 자중으로 수문이 하강하여 폐쇄되도록 구성함으로써, 수문을 모터나 유압 등과 같은 주된 동력 발생장치를 사용하지 않고 물의 부력을 주동력으로 하여 수문을 자동으로 개방할 수 있게 된다.
100:부력을 이용한 수문 개폐장치
102:좌측댐벽체 102:우측댐벽체
110:제1부력체 120:제2부력체
130:제1담수벽체
131:제1우측프레임 132:제1좌측프레임 133:제1전면프레임
134:제1슬롯홈 135:제1고정브라케트 136:제3슬롯홈
140:제2담수벽체
141:제2좌측프레임 142:제2우측프레임 143:제2전면프레임
144:제2슬롯홈 145:제2고정브라케트 146:제4슬롯홈
150:수문
160:도르래수단
170:제1도르래수단
171:제1도르래롤러 172:제2도르래롤러 173:제3도르래롤러
174:제1루프
180:제2도르래수단
181:제1도르래롤러 182:제2도르래롤러 183:제3도르래롤러
184:제2루프
190:기어드모터
200:스프링텐션수단 201:회동축
210:고정플레이트
211:요홈 212:탄성스프링 213:롤러슬로홈 214:탄성볼 213a:돌기
H:최고수위 L:최저수위 d:틈새

Claims (8)

  1. 댐이나 저수지 또는 호수의 수문을 열고 닫는 개폐장치에 있어서,
    수위의 높낮이에 의해 수면을 따라 부력으로 상하 승강되도록 설치되는 제1부력체 및 제2부력체와,
    상기 제1부력체를 부상시키는 물이 담수되도록 설치되는 제1담수벽체와,
    상기 제2부력체를 부상시키는 물이 담수되도록 설치되는 제2담수벽체와,
    상기 제1담수벽체의 제1우측프레임과 상기 제2담수벽체의 제2좌측프레임에 삽설되어 담수된 물을 배출하는 수문, 및
    상기 제1부력체 및 상기 제2부력체와 상기 수문을 연결하여 상기 제1부력체 및 상기 제2부력체의 부력에 의해 상기 수문이 상승되면서 개방되도록 하는 도르래수단을 포함하며,
    상기 제1담수벽체는 상기 제1우측프레임과, 상기 제1우측프레임에 대향되어 구비되는 제1좌측프레임, 및 상기 제1우측프레임과 상기 제1좌측프레임을 연결하는 제1전면프레임으로 구성되면서 일측면이 개방되도록 형성하여 'ㄷ'자 형상으로 구성되고,
    또한 상기 제2담수벽체는 상기 제2좌측프레임과, 상기 제2좌측프레임에 대향되어 구비되는 제2우측프레임, 및 상기 제2좌측프레임과 상기 제2우측프레임을 연결하는 제2전면프레임으로 구성되면서 일측면이 개방되도록 형성하여 'ㄷ'자 형상으로 구성되며,
    상기 제1담수벽체를 형성하는 상기 제1우측프레임에는 상기 수문의 일단 측면모서리부가 삽설되어 슬라이딩이 가능하도록 하는 제1슬롯홈이 형성되고, 상기 제2담수벽체를 형성하는 상기 제2좌측프레임에도 상기 수문의 타단 측면모서리부가 삽설되어 슬라이딩이 가능하도록 하는 제2슬롯홈이 형성되며,
    상기 도르래수단은 상기 제1담수벽체에 구비되는 제1도르래수단과 상기 제2담수벽체에 구비되는 제2도르래수단으로 구성되되,
    상기 제1도르래수단은 상기 제1슬롯홈의 상단부측 상기 제1우측프레임에 설치되는 제1도르래롤러와, 상기 제1슬롯홈의 이면부측 상기 제1우측프레임의 내벽면에 고정되는 제1고정브라케트의 단부에 설치되는 제2도르래롤러, 상기 제1부력체의 하면 중앙부측에 설치되는 제3도르래롤러, 및 일단부는 상기 수문의 상부면 일측에 연결되어 상기 제1도르래롤러와 상기 제2도르래롤러를 지지하도록 하면서 타단부가 상기 제3도르래롤러에 고정되도록 설치되는 제1루프로 구성되고,
    상기 제2도르래수단은 상기 제2슬롯홈의 상단부측 상기 제2좌측프레임에 설치되는 제1도르래롤러와, 상기 제2슬롯홈의 이면부측 상기 제2좌측프레임의 내벽면에 고정되는 제2고정브라케트의 단부에 설치되는 제2도르래롤러, 상기 제2부력체의 하면 중앙부측에 설치되는 제3도르래롤러, 및 일단부는 상기 수문의 상부면 일측에 연결되어 상기 제1도르래롤러와 상기 제2도르래롤러를 지지하도록 하면서 타단부가 상기 제3도르래롤러에 고정되도록 설치되는 제2루프로 구성되는 부력을 이용한 수문 개폐장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1도르래수단에 구비되는 상기 제1도르래롤러와 상기 제2도르래수단에 구비되는 상기 제1도르래롤러에는 구동력에 의해 이들을 회동시킬 수 있도록 하는 기어드모터가 각각 연결 설치되는 부력을 이용한 수문 개폐장치.

  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1담수벽체의 상기 제1우측프레임의 내측벽면과 상기 제2담수벽체의 상기 제2좌측프레임의 내측벽면에는 상단부에서 하단부까지 형성되는 제3,4슬롯이 각각 형성되고, 상기 제1,2부력체에는 그 일측면에 상기 제3,4슬롯으로 끼워 연결되면서 상기 제1,2부력체의 승강시 이를 지지하도록 하는 승강지지부재가 각각 설치 구비되고,
    상기 제1고정브라케트와 상기 제2고정브라케트에는 상기 제1,2루프를 삽설되면서 일단부가 상기 제1고정브라케트와 상기 제2고정브라케트에 고정되고 타단부는 수면 상부에 위치되도록 하는 관부재가 각각 구비되는 부력을 이용한 수문 개폐장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 관부재는 그 길이를 신축할 수 있도록 다단의 신축성부재로 설치 구비되는 부력을 이용한 수문 개폐장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제2도르래롤러는 녹슬지 않는 비금속이나 기능성 플라스틱으로 되며 상기 제1,2루프의 정역 슬라이딩에 따라 정회전 또는 역회전하도록 스프링텐션수단이 내장 설치되는 부력을 이용한 수문 개폐장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2도르래롤러에 구비되는 상기 스프링텐션수단은 상기 제1,2고정브라케트의 단부에 한 쌍의 고정플레이트를 연결 설치하고 상기 고정플레이트의 사이에는 상기 제2도르래롤러가 회전가능하도록 회동축으로 삽입 설치하되,
    상기 고정플레이트에는 하나 이상의 요홈이 구비되고 또 상기 요홈에는 일단부가 그 바닥면에 고정되는 탄성스프링이 삽설되며, 상기 제2도르래롤러의 양측면에는 상기 요홈과 대향되어 롤러슬롯홈이 형성되되 상기 롤러슬롯홈에는 중간부측에 그 홈 간격이 작아지도록 하는 돌기가 형성되고,
    또 상기 롤러슬롯홈에는 상기 탄성스프링의 타단을 연결하여 상기 롤러슬롯홈을 따라 슬라이딩 이동되는 탄성볼이 삽설되는 구조로 된 부력을 이용한 수문 개폐장치.
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