KR101908577B1 - 상,하 분리되어 힌지로 결합된 이중 구조의 롤러 게이트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상하의 수문이 힌지로 결합되어 있으며 하부의 수문과 상부의 수문의 작동 방식이 다른 이중 구조의 롤러 게이트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 댐이나 하천 제방, 방조제, 저수지 등의 저수설비의 수로에 설치되는 롤러 게이트를 이중 구조로 형성하여 수위에 따라 물을 수문의 상부 또는 수문의 하부로 배출하여 수위를 관리할 수 있는 이중 구조의 롤러 게이트에 관한 것이다.
본 발명은 수로를 가로지르도록 설치되고 그 높이가 평수위 보다 낮은 메인 수문과, 메인 수문의 상부에 힌지 결합되어 권양기에 의해 힌지를 축으로 회동하여 전도 또는 기립되어 수위를 조절하는 서브 수문과, 상기 메인 수문에 설치되어 상기 서브 수문의 지수고무와 접촉하여 누수를 방지하는 서브 문틀을 구비한다.

Description

상,하 분리되어 힌지로 결합된 이중 구조의 롤러 게이트 및 권양기{Roller gate having dual structure with hinge joint and operating machine}

본 발명은 상,하 두 개의 몸체가 경첩구조 형태를 이루도록 힌지로 결합되어 있고, 상,하의 몸체가 작동하는 방식이 서로 다른 이중 구조의 롤러 게이트에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 댐이나 하천 제방, 방조제, 저수지 등의 담수설비의 수로에 설치되는 롤러 게이트에 있어서, 몸체의 높이가 일반적으로 홍수위 보다 높게 형성되고 하나의 몸체로 이루어진 기존의 롤러 게이트와는 달리 힌지로 결합된 상, 하 두개의 몸체로 이루어지며, 하부 몸체의 높이가 평수위 보다 더 낮게 형성되어 하부 몸체 위로 내, 외측의 물이 소통될 수 있으며, 하부 몸체 양 측면의 두개의 수직 빔이 상 방향으로 길게 연장되어 홍수위보다 더 높게 형성된 양 사이드 빔을 구비하고, 경우에 따라서는 양 사이드 빔의 상단부에 한 개 이상의 풀리로 구성된 쉬브 풀리 유니트를 구비할 수 도 있으며, 하부 몸체와 양 사이드 빔의 옆에 부착된 다수의 메인 롤러와 사이드 롤러가 수문 양옆의 콘크리트 구조물에 매립되어 있거나 또는 부착된 문틀에 삽입되어 문틀을 타고 상하로 이동하여 수로를 개폐하는 메인 수문과 메인 수문의 양 사이드 빔 사이에 위치하며 메인 수문의 상부와 힌지 결합되고, 양 사이드 빔의 폭보다 약간 작은 폭과 양 사이드 빔 만큼의 높이로 형성된 몸체를 가지며, 몸체의 상부 면 좌우측에는 한 개 이상의 풀리로 구성된 쉬브 풀리 유니트를 구비하고, 몸체의 양측면에 수평으로 배열된 다수의 사이드 롤러를 구비할 수도 있으며, 일 방향으로 회동하여 수로를 개폐하는 서브 수문을 갖는 이중 구조로 형성된 롤러 게이트로써, 수위 조절이 필요 없는 평상시에는 상부의 서브 수문을 일방향으로 회동시켜 전도시키면 수로를 막고 있는 수문의 전체 높이가 평수위보다 낮게 되어 내, 외측의 물을 서로 통하게 됨으로써 인위적인 조작 없이 자연 상태에서 수위 조절을 하고, 홍수 시 만조가 되어 외측의 수위가 내측보다 높아지는 경우 권양기를 작동하여 전도되어 있던 서브 수문을 기립시키면 메인 수문과 서브 수문의 전체 높이가 홍수위 보다 높아지게 되어 외측의 물이 내측으로 역류하는 것을 방지하며, 홍수 시 간조가 되어 외측의 수위가 낮아져 수로를 완전 개방할 필요가 생기는 경우에 권양기를 작동하여 서브 수문을 계속해서 들어 올리면 힌지 연결된 메인 수문도 같이 들어 올려져 완전히 수로를 개방하게 되어 단시간에 많은 물을 배출함으로써 수위를 조절하여 홍수 피해를 예방할 수 있는 상, 하의 작동 방식이 서로 다르고 힌지 결합된 이중 구조의 롤러 게이트 및 권양기에 관한 것이다.

우리나라의 거의 모든 강 하구에는 용수의 확보, 홍수 조절, 간척의 용도로 강 입구를 방조제를 축조하여 막고 그 일부분에 수위 조절을 위하여 수문을 설치하여 홍수를 조절함과 동시에 담수한 물을 용수로 활용하여 왔다. 또한 내륙의 강과 하천에도 용수의 확보와 홍수 조절을 위하여 수많은 수문들을 설치하였으며 설치된 대부분의 수문은 롤러 게이트 형식이다. 롤러 게이트는 형태가 단순하고 수압에 강하며 공사비가 저렴하기 때문에 많이 활용되고 있는 실정이다.

기존의 롤러 게이트는 상, 하 수직 방향으로 이동하면서 수로를 개폐하는 방식으로써 외측수의 수위가 낮아져서 내측수를 배출할 때는 수문을 상방으로 이동시켜 수로를 개방하고 외측수의 수위가 올라가면 들어 올려진 수문을 하방으로 이동시켜 수로를 폐쇄하게 된다. 이때 수문을 개방한 직후와 폐쇄되기 직전에 내, 외측의 수두 차이로 인한 수압 때문에 유속이 빨라져서 콘크리트 구조물이 세굴되고, 수문이 진동하게 되어 콘크리트 구조물과 수문에 손상을 주게 되며, 수문 설치의 목적이 용수의 확보를 위한 것이라 할지라도 필요한 양의 용수가 충분히 확보가 되면 수위조절을 위하여 수문을 수시로 조작하여야 할 필요가 있는 장마철을 제외한 평상시에는 수문 때문에 단절된 하천 생태개가 복원될 수 있도록 장기간 고여 있는 내측의 물을 외측으로 배출하고 외측의 물이 일정부분 내측으로 역류하여 간천과 지천 즉 외측과 내측수의 수질을 향상시킴과 동시에 상, 하류를 회유하는 어류들을 위하여 내, 외측을 소통시켜 이동통로를 확보하여야 할 필요성이 있으나, 기존의 롤러 게이트는 소통을 위해서는 인위적으로 수문을 개방하거나 폐쇄하여야 하기 때문에 관리가 현실적으로 불가능하며, 설령 소통을 위하여 수문을 들어 올려 수로를 일부 개방하더라도 상기한 바와 같이 수문 밑으로 흐르는 물의 유속이 빨라서 어류들이 수문 밑을 통과하여 이동할 수 없다.

또한 거의 모든 강 하구는 농지 확보, 용수 확보 및 홍수 조절을 위하여 방조제와 수문으로 막아 놓고 있는 실정이다. 그렇게 함으로써 우리의 생활은 편리해졌으나 오랜 세월동안 강을 막아놓은 관계로 강과 바다가 단절되어 강과 바다를 오가는 회귀성 어종의 이동통로가 폐쇄되어 생태계가 파괴 되었고 강물의 유속이 느려져서 녹조가 번성하고 그에 따라 용존 산소량이 감소하여 강을 터전으로 살아가는 모든 동식물들이 생존이 불가능할 정도로 오염이 되어 버린 실정이다. 따라서 오염된 강을 복원하고 하천 생태계를 되살리기 위해서는 시화 방조제의 예에서 보듯이 방조제를 철거하거나 수문을 항상 개방하여 강과 바다가 소통할 수 있도록 하는 것만이 유일한 해결책이 될 수 있다고 할 것이다. 그러나 이렇게 하였을 때도 많은 문제점들이 발생하는데,

그중에서 가장 중요한 이유는, 강의 본류는 유역 면적이 방대하여 수량이 풍부할 뿐만 아니라 바닷물은 염도가 높아 비중이 커서 저층에서 흐르고 민물은 비중이 작아 표층에서 흐르기 때문에 강의 표면에서 용수를 취수하면 염기의 농도가 진하지 않아 용수로 사용할 수 있지만 상대적으로 유역 면적이 협소하여 수량이 작은 지천은 바닷물이 소량만 유입되어도 염기의 농도가 높아져 용수로 활용할 수 없게 된다. 그러므로 상, 하로 수직 이동하여 수로를 개폐하는 기존의 롤러 게이트는 소통을 위하여 수문을 개방하면 수문의 하부부터 열리게 되어 염도가 높아 비중이 커서 민물에 비하여 상대적으로 저층을 흐르는 염도가 높은 물이 유입되기 때문에 목적에 맞게 사용할 수 없다는 문제점이 있다.

또 다른 이유로는, 수문의 종류에는 롤러 게이트, 레디알 게이트, 전도 게이트등 다양한 형태와 기능을 가지는 수문들이 있어 상기의 조건을 충족하는 수문이 있을 수 있으나 문제는 우리나라의 수문의 형태별 용도를 보면 레디알 게이트는 수압을 많이 받는 댐이나 바닷가에 드물게 설치가 되어 있으며, 전도 게이트는 수압을 많이 받지 않는 수심이 낮은 하천에 설치되어 있을 뿐 거의 모든 수문은 를러 게이트 형식으로 시공되어 있는 실정이다.

따라서 상기의 기능을 충족하는 수문의 형태가 있다고 하더라도 수문을 구성하는 가장 중요한 요소 중에 하나인 문틀의 형태가 수문의 형태에 따라 다르고, 그에 따라 문틀과 수문을 지탱하는 콘크리트 구조물의 구조가 달라 가장 많이 설치된 롤러 게이트의 위치에 다른 형태의 수문을 설치하기 위해서는 기존의 콘크리트 구조물을 철거하고 새로운 콘크리트 구조물을 설치하여야 하여 그 공사비가 대폭 상승하는 문제점이 발생하게 되며, 작동하는 방식이 다른 두개의 수문을 조작하기 위해서는 두개의 권양기가 필요하게 되어 공사비가 증대된다.

본 발명은 수로를 개폐하는 상, 하 두개의 수문이 경첩 구조로 힌지 연결 되어 있고. 담수량을 계산하여 충분한 양의 용수가 저장되도록 몸체의 높이가 평수위보다 낮은 높이로 형성된 하부의 메인 수문은 기존의 롤러 게이트와 같이 상, 하 수직으로 이동하여 수로를 개폐하고, 메인 수문의 상부와 경첩의 형태로 힌지 결합된 상부의 서브 수문은 권양기의 작동에 따라 일 방향으로 회동하여 전도, 기립하여 수문의 전체 높이를 조절하여 수로를 흐르는 수위를 조절하거나 필요시 힌지 결합된 메인 수문과 함께 상 방향으로 이동하여 수로를 완전 개방함으로써 배출량을 극대화 한다.

즉, 평상시에는 서브 수문이 일 방향으로 회동하여 전도되어 평수위 보다 낮은 높이로 수로를 차단하여 내, 외측의 물이 메인 수문위로 소통할 수 있게 하며, 해안가의 지천에 설치되는 경우에는 염도가 높아 비중이 커서 저층을 흐르는 바닷물을 메인 수문 높이만큼 차단함과 동시에 메인 수문 높이 이상으로 이동하는 염도가 약한 물은 내, 외측이 통할 수 있게 하며, 저층을 흐르는 해수는 일기의 변화와 조석 간만의 차에 의하여 해수의 높이가 달라질 수도 있는데 서브 수문에 염도 감지기를 설치하여 권양기와 연동하여 서브 수문을 제어를 하면 일정한 수심의 염도가 평상시보다 높게 감지되면 권양기를 작동하여 서브 수문을 약간 기립 시키면 수로를 막는 수문의 높이가 서브 수문이 기립된 만큼 높아지게 되어 수위가 높아진 바닷물의 유입은 방지하고, 염도가 지정된 수치를 회복하면 권양기를 작동하여 서브 수문을 원상태로 개방시켜 염도가 낮은 물만을 소통 시킬 수 있게 할 수도 있다, 또한 홍수 시 만조가 되어 외측수의 수위가 내측수의 수위보다 높아지면 권양기를 조작하여 서브 수문을 완전히 기립시키면 전체 수문의 높이가 홍수위보다 높아져 외측수가 내측으로 역류하지 못하여 홍수를 방지하며, 홍수 시 간조가 되면 서브 수문을 수직 상 방향으로 권양하면 힌지 결합된 두 개의 수문이 동시에 수직 상 방향으로 이동되어 수로가 완전히 개방되어 내측수의 배출량을 극대화하여 수위조절을 용이하게 하는 이중구조의 롤러 게이트와 이를 작동하는 권양기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 상, 하 두 개의 수문이 경첩구조로 연결되어 있고 상, 하의 수문이 동작하는 방식이 다른 이중 구조의 롤러 게이트에 있어서, 하나의 몸체로 구성되고 몸체의 높이가 홍수위보다 더 높은 기존의 롤러 게이트와는 달리 상, 하 두개의 몸체로 이루어지며, 그중 하부 수문은 몸체의 높이가 평수위 보다 낮은, 즉 소통시키고자 하는 수심 만큼의 높이만을 가지도록 수평 및 수직 빔으로 뼈대를 형성하고 그 뼈대에 스킨 플레이트가 부착되어 있으며, 몸체의 좌우측 가장자리에 있는 두 개의 양 사이드 빔은 홍수위 이상의 높이로 상방으로 길게 연장되고, 나머지 부분은 수평 및 수직 빔과 스킨 플레이트가 없어 빈 공간을 형성하고 있으며, 양쪽의 콘크리트 구조물에 설치되어 있는 메인 문틀에 상기 하부 몸체와 상기 양 사이드 빔에 부착되어 있는 메인 롤러와 수직으로 배열된 사이드 롤러가 삽입되어 상기 메인 문틀을 따라 상, 하로 수직 이동하며 수로를 개폐하는 메인 수문과; 상기 메인 수문의 상기 양 사이드 빔 사이에 위치하며, 상기 양 사이드 빔 사이의 폭보다 약간 짧은 폭과 상기 양 사이드 빔 만큼의 높이를 가지며 몸체의 상부 면 좌우측에 각각 쉬브 풀리 유니트 또는 레크 바 브라켓트를 구비하고 몸체의 측면에 회동을 용이하게 하는 수평으로 배열된 적어도 하나 이상의 사이드 롤러를 구비하고 상기 메인 수문의 상부와 경첩 형태로 힌지로 결합되어 평상 시 내. 외측의 물을 소통시킬 때는 권양기의 작동에 따라 일 방향으로 회동하여 전도됨으로써 수문의 높이를 평수위 보다 더 낮추어 수문 위로 내, 외측의 물을 소통시키고, 홍수 시 만조가 되면 권양기의 작동에 따라 회동하여 기립됨으로써 수문의 높이를 홍수위 이상으로 높여서 외측수의 역류를 방지하고, 홍수 시 간조가 되면 권양기의 작동에 따라 힌지 연결된 상기 메인 수문과 함께 상 방향으로 수직 이동하여 수로를 완전 개방하여 통수량을 극대화 시키는 서브 수문;을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또 상기 메인 수문의 상기 양 사이드 빔의 상단부에는 경우에 따라서는 각각 상기 쉬브 풀리 유니트가; 구비될 수 도 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 수문 양옆의 콘크리트 구조물에 설치되어 있는 기존의 상기 메인 문틀과 별도로 상기 메인 수문의 상부 면과 상기 양 사이드 빔에 형성되어 상기 서브 수문을 완전히 폐쇄하여 수로를 막을 때 지수가 될 수 있도록 하는 서브 문틀; 을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명인 이중 구조의 롤러 게이트는 서브 수문을 일 방향으로 회동시켜 완전히 기립하였을 때 반대편으로 치우치는 것을 방지하는 스톱 바를; 구비하는 것을 특징으로 하다.

그리고 본 발명인 이중 구조의 롤러 게이트는 상하로 이동하는 상기 메인 수문과 회동하여 개페를 반복하는 상기 서브 수문을 연결하기 위한 수단으로 상기 힌지로 결합되어 있어서 상기 힌지의 높이만큼 두개의 수문이 이격되게 되는데, 상기 서브 수문이 상기 메인 수문위에서 일 방향으로 회동을 하여 완전히 기립하게 되면 상기 서브 수문의 최하부의 한쪽 면에 부착된 평형의 하부 지수고무가 상기 메인 수문의 상단부면의 바닦 문틀에 접촉되어 물이 누수가 되지 않지만 상기 서브 수문이 전도되면 평형의 하부 지수고무가 상기 메인 수문의 상단부 바닥 문틀에서 이격되어 그 틈새로 누수가 발생하게 되는데 상기 서브 수문의 최하부의 한쪽 면에 부착된 평형의 하부 지수고무의 반대쪽 면에 부착되어 이격된 두 수문의 틈새를 가릴 수 있도록 상기 메인 수문위로 충분히 길게 늘어지게 전면 지수고무;가 구비된 것을 특징으로 한다.

더불어 본 발명인 이중 구조의 롤러 게이트는 상기 서브 수문과 상기 메인 수문 틈이나 상기 서브 수문과 상기 서브 문틀 사이에 설치되어 초기 전도 시 확실하게 전도가 될 수 있도록 하는 강제 전도장치;를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명인 이중 구조의 롤러 게이트는 회동하여 전도 또는 기립하므로써 수문의 전체 높이를 조절하는 상기 서브 수문에 부착되어 수위를 측정하여 수위에 따라 기립과 전도를 반복하여 상기 메인 수문 위를 소통하는 수심을 일정하게 조절하거나, 일정한 수심의 염도를 측정하여 저층을 흐르는 해수의 수위가 평상시보다 높아져 염도가 높게 측정되면 신호를 보내 권양기를 작동시켜 상기 서브 수문을 염도의 측정치가 낮은 높이까지 기립시켜 해수의 유입을 방지하는 서브 수문 자동 조절장치;를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

또 본 발명인 이중 구조의 롤러 게이트는 상기 이중 구조의 롤러 게이트는 권양기의 작동에 따라 수직 방향으로 이동을 하고, 상기 서브 수문은 회동하는 두가지 동작을 하기 때문에 두개의 권양기가 필요하지만 한개의 권양기로도 두가지 동작을 할 수 있게 하는 권양기를; 구비하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 평상시 관리수위를 유지하기 위해 수문 전체를 들어 올리지 않고 서브 수문만을 전도시켜 수문의 전체 높이를 낯추어 그 위로 물을 방류할 수 있어 권양기의 부담을 크게 줄일 수 있다.

또한, 서브 수문을 완전히 전도시킨 상태에서 메인 수문위로 물을 소통시켜 내, 외측의 수위 조절을 할 수 있어서 자연 상태로 수위 관리가 가능하며, 내, 측이 개방되어 어류의 이동통로를 제공함으로써 생태계를 보존하며, 내, 외측의 수위가 차이가 나더라도 메인 수문 위를 장시간에 걸쳐 월류되어 수위가 조절되기 때문에 수로 바닥의 세굴 현상과 수문에 가해지는 진동을 방지할 수 있다.

그리고 집중 호우 또는 홍수 시와 같이 일시에 많은 양의 물을 방류하여야 하는 경우에 서브 수문과 메인 수문을 동시에 권양하여 방수로를 완전 개방할 수 있어 방류량을 극대화시키고 신속한 수위 조절을 할 수 있다.

그리고 서로 다른 방식으로 작동되는 메인 수문과 서브 수문을 한개의 권양기 만으로 작동 시킬 수 있어서 더 경제적이다.

그리고 본 발명인 이중 구조의 롤러 게이트는 해안가나 해안가에 인접한 지천에 설치하여 저층을 흐르는 비중이 큰 해수는 차단하고 비중이 작아 표층을 흐르는 담수는 소통시켜 수질을 개선할 수 있으며, 수문으로 차단된 수로가 메인 수문에서부터 표층까지 개방되어 내, 외측이 소통됨으로써 강 하구가 막혀 소상하지 못하는 회귀성 어류들이 회귀할 수 있어 하천 생태계가 복원되는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 기존의 롤러 게이트를 나타내는 도면이고,
도 2는 본 발명인 이중 롤러 게이트를 나타내는 도면이고,
도 3은 쉬브 풀리 유니트와 그 결합 방식을 나타내는 도면이고,
도 4은 본 발명인 이중 구조의 롤러 게이트의 수위에 따른 작동방식을 나타내는 도면이고,
도 5는 도 2에 적용된 이중 구조의 롤러 게이트와 메인 문틀과 서브 문틀을 나타내는 사시도이고,
도 6는 도 2에 적용된 메인 문틀과 서브 문틀을 나타내는 평면도이고,
도 7은 도 2에 적용된 이중 구조의 롤러 게이트와 서브 문틀을 나타내는 측면도이고,
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 이중 구조의 롤러 게이트와 메인 문틀과 서브 문틀을 나타내는 사시도이고,
도 9은 도 8에 적용된 메인 문틀과 서브 문틀을 나타내는 평면도이고,
도 10는 도 8에 적용된 이중 롤러 게이트와 서브 문틀을 나타내는 측면도며,
도 11은 강제 전도장치를 나타내는 측면도이고,
도 12은 서브 수문 자동 조절창치를 설명하는 측면도이고.
도 13는 기존 호이스트의 드럼과 이중 구조의 롤러 게이트 호이스트의 드럼을 나타내는 평면도이고,
도 14은 핀잭의 체인 레크 바와 레크 바 브라켓트를 나타내는 도면이다.

먼저 도 1을 참조하여 기존의 롤러 게이트에 대하여 설명을 하면, 기존의 롤러 게이트는 높이(H)가 홍수위(H.W.L)보다 더 높게 형성되며, 양 사이드 빔(13)과 수직 빔(13-1)과 수평 빔(13-2)이 일정한 간격을 유지하며 배열되어 몸체의 뼈대를 형성하고 형성된 뼈대의 일 방향에 스킨 플레이트(19)가 부착된 하나의 몸체로 형성되어 있으며, 몸체의 양옆에는 메인 문틀(31)에 삽입되어 수문의 개폐 시 몸체의 이동을 용이하게 하는 다수의 메인 롤러(14)와 수직으로 배열된 사이드 롤러(미 도시)가 부착되어 있다.

또한 몸체의 밑면과 옆면 또는 전면에는 물이 세는 것을 방지하는 지수 고무(20)가 부착되며, 몸체의 상부 면에는 쉬브 풀리 유니트(17)가 부착되어 있다.

기존의 롤러 게이트는 필요 시 권양기를 작동하여 몸체 전체를 들어 올리거나 내려 수로를 개방하거나 막는다.

따라서, 기존의 롤러 게이트는 이중 구조의 롤러게이트(10)와 비교하여 가장 크게 다른 점이 높이가 홍수위 보다 더 높은 하나의 몸체와 하나의 메인 문틀(31)만을 갖고 있다는 점이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 상, 하 두개의 수문으로 형성된 이중 구조의 롤러 게이트(10)에 대하여 구체적으로 설명한다.

먼저 도 2,와 도 5를 참조하면, 이중 구조의 롤러 게이트(10)는 하부의 메인 수문(11)과, 상부의 서브 수문(12)과, 메인 수문(11) 상부 면과 양 사이드 빔(13)에 형성된 서브 문틀(32)을 특징적으로 구비한다.

메인 수문(11)은 수로를 가로지르도록 설치되며 평수위 (N.W.L)보다 높이(h1)가 낮게 수직 빔(13-1)과 수평 빔(13-2)이 뼈대를 이루고 한쪽 면에 뼈대의 전면을 덮도록 스킨 플레이트(19)가 부착되어 메인 수문(11)의 몸체를 형성하고, 몸체의 뼈대를 형성한 수직 빔(13-1) 중 좌우측의 가장자리에 위치한 양 사이드 빔(13)은 홍수위(H.W.L)보다 더 높은 위치까지 상 방향으로 연장되게 형성된다.

메인 수문(11) 몸체의 좌, 우 측면과 양 사이드 빔(13)에는 상하로 이동하는 메인 수문의 이동을 용이하게 하기 위하여 다수의 메인 롤러(14)와 수직 방향으로 배열된 다수의 사이드 롤러(미 도시)가 부착되어 있으며, 메인 수문(11)의 전면은 판 형상으로 형성되어 물과 접촉하는 본체와, 본체의 밑면과 가장자리 옆면이나 또는 전면에 본체의 바닥에서부터 양 사이드 빔(13)상단부 까지 부착되어 누수를 방지하는 고무소재의 지수고무(20)가 구비된다.

양 사이드 빔(13)의 상단부에는 경우에 따라서 적어도 한 개 이상의 풀리로 형성된 쉬브 풀리 유니트(17)가 구비될 수도 있다.

이러한 메인 수문(11)의 구조는 통상적인 롤러 게이트의 구조와 동일하지만 수위를 조절할 때 수문을 들어 올려 수문의 하부로 물을 배출하여야 하는 기존의 롤러 게이트와는 달리 본 발명인 이중 구조의 롤러 게이트(10)는 스킨 플레이트(19)가 부착된 메인 수문(11)의 몸체 높이(h1)가 평수위(N.W.L)의 높이보다 낮게 형성되어 있어서 메인 수문(11)과 힌지(15)로 결합된 서브 수문(12)을 완전히 전도시켰을 때 메인 수문(11)위로 내, 외측의 물이 통할 수 있게 되는 결정적이 차이가 있으며, 메인 수문(11)의 좌우측 가장자리에는 홍수위(H.W.L) 이상의 높이로 상 방향으로 연장되게 설치된 두개의 양 사이드 빔(13)이 있다는 차이점이 있다.

따라서 본 발명인 이중 구조의 롤러 게이트의 메인 수문을 세워놓고 전방이나 후방에서 바라보면 그 형상이 기존의 롤러 게이트는 높이가 홍수위 보다 더 높은 ㅁ자 형상인 것과 달리 메인 수문(11)의 몸체 높이가 평수위 보다 더 낮은 ㅂ자 형상이 될 것이다.

메인 수문(11)의 높이(h1)는 수문이 설치된 장소의 수심이 각각 다르므로 관리수위에 따라 적절하게 조절될 수 있지만 기본적으로 메인 수문(11)의 높이(h1)는 평수위(N.W.L)보다 필요한 만큼 낮게 형성된다.

또한 메인 수문(11)의 상단부에는 서브 수문(12)과 핀으로 결합할 수 있도록 일정간격으로 이격되어 다수의 힌지(15)가 설치되어 있다.

메인 수문(11)의 최하부에는 콘크리트 구조물의 바닥 면에 매립되어 있는 메인 문틀(31)의 바닥 문틀과 접촉하여 지수가 되도록 평평한 형태의 평형 지수고무(23)가 수문의 좌측에서 우측까지 부착되며 수문의 좌우측 옆면 또는 전면에 부착된 Y형 지수고무(21)나 P형 지수고무(32)와 연결되어 물이 세는 것을 방지한다. 메인수문(11)의 좌우측 가장자리에는 수문의 바닥에서 부터 사이드 빔(13)의 상단부까지 연장되게 Y형 지수고무(21)나 P형 지수고무(22)가 부착되어 콘크리트 구조물의 양옆에 매립되거나 부착되어 있는 메인 문틀(31)의 사이드 문틀과 접촉되어 양옆으로 물이 세는 것을 방지한다.

다음으로 서브 수문(12)는 수직 빔(13-1)과 수평 빔(13-2)들이 뼈대를 구성하고 그 뼈대의 한쪽 면에 스킨 플레이트(19)가 부착되어 서브 수문(12) 몸체에 닿는 물을 차단하고, 서브 수문(12)의 폭은 메인 수문(11)의 양측 가장자리에 위치한 두개의 사이드 빔(13) 사이 폭보다 일정부분 여유를 가질 수 있도록 조금 더 짧게 형성되며, 서브 수문(12)의 높이(h2)는 메인 수문(11)의 상단부에서부터 홍수위 보다 더 높게, 즉 사이드 빔(13) 상단부의 높이만큼의 길이로 형성되며, 수문의 두께는 수심의 깊이에 따른 수압의 크기에 따라 결정된다.

서브 수문(12)은 메인 수문(11)과 달리 메인 롤러(14)가 없을 수도 있으며 대신에 일 방향으로 회동하는 서브 수문의 이동을 용이하게 하기위하여 수평으로 배열된 다수의 사이드 롤러(미도시)가 부착된다.

서브 수문(12)의 최 하부 일면에는 밑에 있는 메인 수문(11)의 상 단부 면에 형성된 바닥 문틀과 접촉하여 물이 세는 것을 방지하는 평형 지수고무(23)가 부착되어 있으며, 서브 수문(12)의 좌우측 가장자리의 일면에는 메인 수문(11)의 가장자리에 설치되어 있는 양 사이드 빔(13)에 형성된 사이드 문틀과 접촉하여 양 측면으로 물이 세는 것을 방지하는 Y형 지수고무(21나 또는 P형 지수고무(22)가 설치된다.

서브 수문(12)의 하단부에는 메인 수문(11)의 상단부에 일정한 간격으로 부착된 힌지(15)와 핀으로 결합될 수 있도록 대응되는 위치에 같은 개수의 힌지(15)가 부착되어 있다.

또한 서브 수문(12) 상단부 좌, 우측에는 권양기의 일종인 호이스트의 드럼에 로프(18)가 감기거나 풀릴 때 로프(18)에 마찰력이 전달되지 않고 수문이 용이하게 오르내리게 하는 적어도 하나 이상의 풀리로 구성된 쉬브 풀리 유니트(17)나 또는 핀잭의 체인 레크 바(65)가 결합될 수 있도록 레크 바 브라켓트(66)가 각각 부착되어 있다.

또한 도 7과 도 10에 도시된 것과 같이 바닥 문틀과 접촉하는 평형 지수고무(23)가 부착된 서브 수문(12)의 최하부의 또 반대편 다른 일면에는 서브 수문(12)을 전도시켜 수로를 개방할 때면 메인 수문(11)의 상 단부 면에 형성된 바닥 문틀과 접촉하여 물이 세는 것을 방지하는 평형 지수고무(23)가 메인 수문(11)의 상 단부 면에 형성된 바닥 문틀과의 접촉이 떨어져 틈새가 생기게 되는데 그 틈새로 물이 세는 것을 방지하도록 전면 지수고무(24)가 힌지(15) 높이만큼 이격되어 벌어진 틈새를 막을 수 있도록 충분한 길이만큼 늘어뜨려지게 설치되어 수압에 의하여 전면 지수고무(24)가 메인 수문(11)의 상 단부 앞면에 밀착되어 물이 세는 것을 방지할 수 있다.

다음으로 도 3을 참조하여 이중 구조의 롤러 게이트(10)를 작동시키는데 필요한 쉬브 풀리 유니트(17)에 대하여 설명하면, 이중 구조의 롤러 게이트(10)를 작동시키는데 필요한 권양기의 한 종류인 호이스트는 수문을 작동시키기 위해서는 와이어 로프(18)와 쉬브 풀리 유니트(17)가 필수적인 요소로써 쉬브 풀리 유니트(17)가 서브 수문(12)에만 구비되는 경우와 메인 수문(11)과 서브 수문(12)에 동시에 구비되는 경우로 나누어서 설명하고자 한다.

먼저 도 3-1을 참조하여 설명하면, 적어도 하나 이상의 풀리로 구성된 쉬브 풀리 유니트(17)가 서브 수문(12) 상단부의 좌우측에(우측 미 도시) 위치하고 또 다른 쉬브 풀리 유니트(미 도시)가 상방향 지점에 있는 호이스트 틀이나 콘크리트 바닥에 대응되게 위치한다.

와이어 로프(18)은 한쪽이 드럼에 고정되어 있고 다른 쪽은 서브 수문(12)상단부에 위치한 쉬브 풀리 유니트(17)를 구성하는 풀리 중 하나를 감고 상방향으로 이동하여 콘크리트 구조물에 위치한 어져스팅 바에 고정되거나, 호이스트 틀이나 콘크리트 구조물 바닥에 위치한 또 다른 쉬브 풀리 유니트(미 도시)의 풀리를 감고 다시 서브 수문(12) 상단부의 쉬브 풀리 유니트(17)의 또 다른 풀리를 감은 후에 어져스팅 바에 고정될 수 있다.

이런 상태에서 드럼을 돌려 와이어 로프(18)를 풀어주면 서브 수문(12)이 회동하여 전도되고, 감아주면 먼저 서브 수문이 기립하기 시작하고 계속 감아주면 이중 구조의 롤러 게이트(10)가 수직으로 상승하게 된다.

와이어 로프(18)가 각각의 쉬브 풀리 유니트(17)의 풀리와 풀리를 감는 횟수는 감는 횟수에 비례하여 수문을 들어 올리는 힘의 크기가 줄어들기 때문에 필요한 만큼 감으면 될 것이다.

이렇게 구성된 쉬브 풀리 유니트(17)와 와이어 로프(18)로 인하여 한 개의 호이스트로 서브 수문(12)은 회동하여 전도와 기립을 하고, 이중 롤러 게이트(10)은 상하로 이동이 가능한 두가지 작동이 가능하나 이중 롤러 게이트(10)를 들어 올릴 때 들어 올리는 힘이 서브 수문(11)에만 작용하게 되고 메인 수문(11)의 하중이 서브 수문(12)과 연결시키는 힌지(15)에 집중되어 문제가 발생할 수도 있게 된다.

그런 문제점을 해결하기 위한 방법으로 도 3-2를 참조하여 또 다른 방식의 쉬브 풀리 유니트(17)와 와이어 로프(18)의 설치 형태를 설명하면, 쉬브 풀리 유니트(17)는 메인 수문(11)의 양 사이드 빔(13)의 상부 면과 서브 수문(12)의 상부 면의 좌우측(좌측 미 도시)과 호이스트 틀이나 콘크리트 바닥의 대응되는 지점에 각각 설치 된다.

앞서와 같이 한쪽 끝이 드럼에 고정된 와이어 로프(18)는 메인 수문(11)의 양 사이드 빔(13)의 상부 면에 위치한 쉬브 풀리 유니트(17)을 구성하는 하나의 풀리에 감기고 상 방향으로 이동하여 호이스트 틀이나 콘크리트 바닥에 위치한 쉬브 풀리 유니트(17)의 하나의 풀리에 감기고 다시 하 방향으로 이동하여 서브 수문(12)의 상부 면에 위치한 쉬브 풀리 유니트(17)의 하나의 풀리를 감은 후 상 방향으로 이동하여 어져스팅 바에 고정 된다. 마찬가지로 각 풀리에 와이어 로프(18)가 감기는 횟수는 필요에 따라 결정된다.

이렇게 배치된 상태에서 드럼을 돌려 와이러 로프(18)를 풀어주면 서브 수문(12)은 전도가 되며, 반대로 드럼을 돌려 와이어 로프(18)을 감아 주면 먼저 서브 수문(12)이 기립되기 시작하고 기립이 완료된 후에도 와이어 로프(18)를 계속해서 감아주면 이중 롤러 게이트(10)는 승강이 된다. 이때는 수문을 들어 올리는 힘이 서브 수문(12)과 메인 수문(11)에 분산되고 서브 수문(11)은 메인 수문(11)위에 올려져 있기 때문에 문제가 발생치 않게 된다.

여기서 호이스트는 좌우측에 각각 드럼이 있고 축으로 연결되어 있는 더블 드럼 타입 호이스트로써 편이를 위하여 각각 좌우측의 드럼을 미 도시하였음을 명시하는 바이다.

이중 구조의 롤러게이트(10)의 구조에 대한 설명에 이어 도 4를 참조하여 수위 변화에 따른 이중 구조의 롤러 게이트(10)의 기능과 작동방식에 대하여 설명하면

첫 번째, 도 4의 도 4-1을 참조하여 장마철이 아니어서 수문을 조작하여 수위 조절할 필요가 별로 없는 평상시의 경우를 설명하면, 권양기를 작동시켜 메인 수문(11)의 상부와 힌지(15)로 결합된 서브 수문(12)이 힌지(15)를 기준으로 하여 회동시켜 완전히 전도가 되면 수로의 전면을 차단하던 수문의 높이(H=h1+h2)가 평수위(N.W.L) 보다 낮아지게 되어 수문위로 내, 외측의 물이 소통될 수 있다. 또한 더 바람직하게도 서브 수문(12)의 전도 정도에 따라 소통되는 수위를 조절할 수 있어서 장마철이 아닌 평상시에는 인위적으로 수문을 개폐하여 수위를 조절하는 번거로움을 피할 수 있게 된다. 또한 메인 수문(11)의 위로 흐르는 물의 유속이 빠르지 않아 콘크리트 구조물에 무리가 가지 않으며 내측수의 배수 시 수문 전체를 들어 올려야 하는 기존의 롤러 게이트는 중량이 무거워 수문을 들어 올리는 권양기에 불필요한 무리가 가지만 본 발명인 이중 롤러 게이트(10)는 가벼운 서브 수문(12)만 들고 있으면 되기 때문에 권양기에 무리가 가지 않는 장점이 있다.

다음으로 도 4의 도 4-2와 도 4-3을 참조하여 수문을 조작하여 자주 물 조절을 하여야 하는 장마철의 경우를 설명하면,

장마철 만조 시에는 수문의 내측보다 외측의 수위가 높아져 물이 역류하여 수문을 기준으로 상류 쪽이 침수되게 되는데, 이때는 권양기를 작동하여 전도되었던 서브 수문(12)을 완전히 기립시키면 전체 수문의 높이(H)가 홍수위(H.W.L)보다 높아지게 되어 수로의 전면을 차단하고 기립한 서브 수문(12)의 지수고무(20)들은 메인 수문(11)에 형성된 서브 문틀(32)과 접촉되어 물이 역류하는 것을 방지하게 된다.

또한 간조가 되어 외측의 수위가 떨어지게 되면 신속히 내측의 물을 배수하여야 하는데 도 4-3에서 나타내듯이 권양기를 계속 조작하면 서브 수문(12) 뿐만 아니라 서브 수문(12)과 힌지(15)로 연결된 메인 수문(11)도 동시에 들어 올려져 수로의 전체를 개방하게 되어 통수량이 극대화 되어 수위를 조절할 수 있게 된다.

도 5, 6, 7, 8, 9, 10을 참조하여 이중 구조의 롤러 게이트(10)의 문틀(30)을 구성하는 메인 문틀(31)과 서브문틀(32)과 물이 세는 것을 방지하는 지수고무(20)에 대하여 설명하면,

먼저 롤러 게이트는 지수방식에 따라 3방 지수 방식과 4방 지수 방식으로 구별되고 지수고무(20)의 형상에 따라 Y형 지수고무(21) 타입과 P형 지수고무(22) 타입으로 구분되는데 또 다른 형상인 평형 지수고무(23)는 일반적으로 수문의 하부에 부착되어 수문의 하부 밑으로 물이 세는 것을 방지하는 역할을 하고, Y형 지수고무(21)과 P형 지수고무(22)는 수문의 옆면이나 앞면에 부착되어 각각의 부위에서 물이 세는 것을 방지한다.

3방 지수 방식과 4방 지수 방식의 구분은 수문의 아래와 양 측면 즉 3방향을 기본적으로 차단하지만 상부를 차단하느냐 차단하지 않느냐의 차이로서 단순히 상부 문틀의 존재유무에 따라 구분되기 때문에 본 발명의 기능에 관련이 없어 본 발명인 이중 구조의 롤러 게이트는 3방 지수 방식을 기준으로 하여 설명하고 4방 지수 방식은 설명을 생략하지만 3방 지수 방식이든 4방 지수 방식이든 상관없이 본 발명인 이중 롤러 게이트(10)가 적용될 수 있음은 당연하다 할 것이다.

하지만 형상에 따라 Y형 지수고무(21)와 P형 지수고무(22)로 구분되는 지수 고무(20)는 그 형상에 따라 문틀(30)의 형태가 다르고 지수하는 방식이 다르기 때문에 구분하여 설명하고자 한다.

이중 구조의 롤러 게이트(10)의 문틀(30)은, 수문의 좌우측에 형성된 콘크리트 구조물의 양 옆면과 바닥면에 매립 혹은 부착되어 설치되며, 메인 수문(11)의 몸체와 양 사이드 빔(13)의 좌우측에 대칭되게 설치된 다수의 메인 롤러(14)와 수직으로 배열된 사이드 롤러(미 도시)가 삽입되어 메인 수문(11)의 상하 이동 시 메인 수문(11)이 이탈되는 것을 방지하고, 메인 수문(11)을 내려 수로를 폐쇄할 때 지수고무(20)가 접촉되어 물이 세는 것을 방지하는 메인 문틀(31)과, 메인 수문(11) 의 상부 면과 메인 수문(11)의 양옆 가장자리에 수문위로 일정 길이만큼 연장되게 설치된 양 사이드 빔(13)에 형성되어 서브 수문(12)를 기립시켜 수로를 폐쇄할 때 서브 수문(12)의 지수고무(20)와 접촉하여 누수를 방지하는 서브 문틀(32)로 구성된다.

먼저 도 5, 6, 7을 참조하여 Y형 지수고무(21) 타입에 따른 문틀(30)에 대하여 설명하면, 도 5와 도 6에서 보듯이 수문을 설치하기 위한 콘크리트 구조물에 매립 또는 부착된 메인 문틀(31)에 메인 수문(11)의 메인 롤러(14)와 수직으로 배열된 사이드 롤러(미 도시)들이 삽입되는데 메인 롤러(14)들은 수문을 제자리에 위치하게 하고, 수문의 개폐 시 메인 문틀(31)의 면을 따라 구르면서 수문이 용이하게 이동하도록 함과 동시에 수문의 전면에 작용하는 수압에 견딜 수 있게 한다. 이때 Y형 지수고무(21)는 메인 수문(11)의 옆면에 수문의 하부에서부터 사이드 빔(13)의 높이까지 부착되어 있으며 설치된 수문을 위에서 내려다 보았을 때 일반적으로 메인 문틀(31)의 구성하는 사이드 문틀의 옆면에 나란하게 접촉되도록 위치한다.

이렇게 사이드 문틀의 옆면에 접촉된 Y형 지수고무(21)는 신축성이 있고 가늘고 긴 형태여서 수압을 받으면 반대쪽으로 휘어지기 때문에 수압이 가해지면 사이드 문틀 쪽으로 밀리면서 강하게 밀착되어 되어 물이 세는 것을 방지하게 된다.

또 수문의 밑면의 한쪽에는 평형 지수고무(23)가 양쪽의 Y형 지수고무(21)와 연결되도록 길게 부착되어 수문의 자중에 의하여 메인 문틀(31)을 구성하는 바닥 문틀에 밀착되어 수문의 밑으로 물이 세는 것을 방지한다.

위에서 설명한 메인 문틀(31)은 일반적인 것으로써 Y형 지수고무(21) 타입 롤러 게이트의 메인 문틀은 거의 동일하다 할 것이다.

다음으로 도 5와 도 6과 도 7을 참조하여 본 발명인 이중 구조의 롤러 게이트를 구성하는 중요한 요소 중의 하나인 서브 문틀(32)에 대하여 상세하게 설명하면, 콘크리트 구조물의 양 옆면과 바닥면에 매립 또는 부착된 메인 문틀(31)과 달리 서브 문틀(32)은 콘크리트 구조물과 관계없이 메인 수문(11)의 상부 면과 양 사이드 빔(13)에 구비되는데,

서브 문틀(32)을 구성하는 요소인 바닥 문틀과 사이드 문틀 중 메인 수문(11)의 상부 면이 서브 수문(12)의 바닥의 일면에 부착된 평형 지수고무(23)와 접촉하여 서브 수문(12)의 밑으로 물이 세는 것을 방지하는 서브 문틀(32)의 바닥 문틀이 되고, 메인 수문(11)의 양옆 가장자리에 위치하고 홍수위 높이보다 더 높게 설치된 양 사이드 빔(13)에 형성된 문틀이 서브 문틀(32)의 사이드 문틀이 되어, 결론적으로 한개의 바닥 문틀과 두개의 사이드 문틀이 서브 문틀(32)을 형성하게 된다.

즉, 한개의 바닥 문틀과 두 개의 사이드 문틀이 수문 양옆의 콘크리트 구조물에 매립되거나 부착된 상태로 구비되는 메인 문틀(31)과 달리 서브 문틀(32)은 메인 수문(11)의 상부 면이 서브 수문(12)의 바닥 누수를 방지하는 한개의 바닥 문틀과 메인 수문(11)의 양쪽에 있는 두개의 양 사이드 빔(13)에 형성된 두 개의 사이드 문틀이 양옆의 누수를 방지하여 서브 문틀(32)의 역할을 하는 것이다.

또한 메인 문틀(31)을 따라 상방으로 오르내리는 메인 수문(11)과 달리 서브 수문(12)은 권양기의 작동에 따라 힌지(15)를 중심축으로 하여 회동하며 전도와 기립을 하게 되는데, 이때 서브 수문(12)의 이동 궤적은 부채꼴의 궤적을 형성하게 된다. 따라서 도 5와 도 7에 도시된 바와 같이 서브 수문(12)의 이동 궤적을 따라 부채꼴의 형상으로 서브 문틀(32)의 사이드 문틀을 형성하면 서브 수문(12)이 전도되더라도 양 옆으로 누수가 되지 않게 된다. 따라서 서브 문틀(32)은 사이드 빔(13)의 폭을 가진 직사각형이어도 상관없지만 완벽한 지수를 위해서는 서브 수문(12)의 이동 궤적을 따라 부채꼴 형상을 형성하는 것이 더욱 바람직하다 할 것이다.

또한 서브 문틀(32)의 사이드 문틀에는 서브 수문(12)이 기립할 때 지나치게 기립되어 반대쪽으로 넘어가는 것을 방지하고 수문을 들어 올릴 때 앞뒤로 흔들리는 것을 방지하는 스톱 바(33)가 부착되어 있다.

다음으로는 도 8, 9, 10을 참조하여 P형 지수고무(22) 타입의 수문에 적용되는 문틀(30)과 지수 방식에 대하여 설명을 하면, 특히 도 9와 도 10에서 잘 보여주듯이 먼저 수문 양쪽의 콘크리트 구조물에 매립 또는 부착된 메인 문틀(31)은 바닥 문틀과 사이드 문틀로 구성되는데 그 형태는 위에서 보았을 때 ㄷ자가 서로 마주보는 형태를 이루며 메인 수문(11)의 최 하부 한쪽 면에는 평형 지수고무(23)가 부착되어 메인 문틀(31)의 바닥 문틀과 접촉하여 수문의 자중에 의하여 밀착되어 누수를 방지하며, 메인 수문(11) 양옆의 지수를 위한 P형의 지수고무(22)는 수문의 전면에 부착되어 있어서 지수고무가 접촉하여 밀착되는 부분이 메인 문틀(31)의 사이드 문틀의 옆면이 아닌 앞면과 접촉되게 된다. 메인 문틀(31)의 사이드 문틀과 수문사이는 P형의 지수고무(22)가 메인 문틀(31)의 사이트 문틀과 접촉하여 마찰력이 발생하지 않아 수문의 이동이 용이하도록 여유 공간이 주어지기 때문에 메인 문틀(31)의 사이드 문틀과 P형 지수고무(22) 사이에는 공간이 생기게 되어 그 틈으로 물이 세게 된다. 그런 이유로 누수를 방지하기 위해서 수문을 바닥까지 내렸을 때 수문의 좌우측에 부착된 메인 롤러(14)가 위치하는 지점에 쐐기 형태의 wedge(16)를 설치하고, 수문을 완전히 내려 닫으면 메인 롤러(14)가 문틀을 따라 구르다가 wedge(16)에 도달하면 수문이 메인 문틀(31)의 사이드 문틀 쪽으로 밀리게 되어 P형의 지수고무(22)가 메인 문틀(31)의 사이드 문틀에 강제로 밀착되어 누수를 방지한다.

P형 지수고무(22)타입의 서브 문틀(32)도 Y형 지수고무(21)과 마찬가지도 서브 문틀(32)의 바닥 문틀은 메인 수문(11)의 상부 면에 형성되고, 서브 문틀(32)의 사이드 문틀은 메인 수문(11)의 양 사이드 빔(13)에 형성되는 것은 동일하나, P형 지수고무가 서브 수문(12)의 전면에 부착되어 있어서 서브 문틀(32)의 사이드 문틀의 앞면에 접촉하게 되고 서브 수문(12)의 개폐 방식이 상,하로 이동하는 형태가 아니고 전도, 기립하는 형태이기 때문에 회동에 간섭이 되는 Wedge(16)를 부착할 수 없어 서브 수문(12)의 전면에 작용하는 수압에 의하여 사이드 문틀 쪽으로 강하게 밀착되어 지수하게 된다.

그리고 P형 지수고무(22) 타입의 서브 문틀(32)의 사이드 문틀 역시 서브 수문(12)의 궤적과 같이 부채꼴로 형성될 수도 있음은 당연하다 할 것이다. 즉 도 9에서와 같이 서브 수문(12)의 옆면에 별도의 Y형 지수고무(21)를 부착하면 부채꼴 형상의 사이드 문틀로 인하여 더욱 완벽한 지수가 가능하게 된다.

P형 지수고무(22) 타입의 서브 문틀(32)을 위에서 내려다 보면 지수 고무가 접촉하는 면이 1자가 나란히 있는 Y형 지수고무(21) 타입의 서브 문틀(32)과 달리 ㄱ자가 마주보는 형태를 가지고 있어 서브 수문(12)이 지나치게 넘어가는 것을 방지하는 역할을 하기 때문에 서브 수문(12)이 지나치게 기립되어 넘어가는 것을 방지하는 스톱 바(33)가 필요가 없다는 차이점이 있다.

이상과 같이 도 5, 6, 7, 8, 9, 10을 참조하여 설명한 것처럼 지수고무(20)의 형태에 따라 메인 문틀(31)과 서브 문틀(32)의 형태가 약간 다르고, 지수 방식이 달라지고, 스톱 바(33)의 유무가 결정되기 때문에 이해를 돕기 위하여 구분하여 설명하였을 뿐 본 발명인 이중 구조의 롤러 게이트(10)는 어떤 형태의 지수고무(20)를 사용하더라도 그 기능을 다 할 수 있음이 설명되었다 할 것이다.

이어서 도 11을 참조하여 서브 수문(12)을 전도 초기 시에 강제로 전도시키는 강제 전도장치에 대하여 설명하면, 본 발명인 이중 롤러 게이트(10)는 권양기를 조작하여 서브 수문(12)을 전도시킬 때 어느 정도 전도되어 무게 중심이 힌지(15)점을 기준으로 바깥쪽에 있으면 서브 수문(12)의 자중에 의하여 전도가 용이하게 되지만 수문이 완전 기립된 상태에서는 외측의 수위가 내측보다 낮아 서브 수문(12)에 수압이 작용해도 전도되지 않는 경우를 방지하기 위하여 전도 초기에 서브 수문(12)을 강제로 전도시키는 강제 전도장치(40)를 구비하고 있다.

강제 전도장치(40)은 충분한 탄성을 갖는 압축 스프링으로써, 도 11에서와 같이 힌지(15)로 결합된 메인 수문 상부(11)와 서브 수문(12)의 하부 사이에는 힌지(15)의 높이 만큼의 공간이 있는데 이 공간에 압축 스프링을 위치시키고 메인 수문(11)의 상부나 서브 수문(12)의 어느 한쪽에만 고정 시킨다. 이렇게 설치된 강제 전도장치(40)는 서브 수문(12)이 기립할 때는 압축되었다가 서브 수문(12)을 전도시키면 이완되어 서브 수문(12)을 밀어내게 되고 서브 수문(12)은 강제로 전도가 된다.

강제 전도장치(40)는 상술한 메인 수문(11)의 상부와 서브 수문(12)의 하부 사이에 있는 공간뿐만 아니라 서브 수문(12과 서브 문틀(32) 사이에 생기는 또 다른 어떤 공간에도 설치될 수 있음은 당연하다 할 것이다.

도 12를 참조하여 서브 수문 자동 조절장치(50)의 구조와 용도에 대하여 설명하면, 내륙의 강과 하천은 주로 장마철에 급격한 수위 상승으로 수문을 조절하여 수위를 조절하는 빈도수가 많아지나 평상시에도 지역적 강우에 의하여 강과 하천의 수위가 상승하는 경우가 발생할 수도 있는데, 본 발명인 이중 구조의 롤러 게이트는 소통 시키고저 하는 수위를 계산하여 메인 수문(11)의 높이(h1)를 결정하고. 한번 결정된 메인 수문(11)의 높이(h1)는 이후 조절할 수 없어서 강이나 하천의 어느 지역에 집중 호우가 발생하면 외측 수위가 상승하여 이중 구조의 롤러 게이트 설치 시 계획했던 유량 이상으로 물이 유입되어 상류 측에 침수가 발생할 수도 있게 된다. 일단 수위가 변화되면 인위적으로 서브 수문(12)을 조작하여 전도, 기립시킴으로써 수위조절을 하여야 하므로 관리가 필요하여 관리비가 증가하는 문제점이 있으며, 해안가의 지천에서는 염도가 높아 비중이 커서 저층을 흐르는 물의 유입은 방지하고 상대적으로 비중이 작아 표층을 흐르는 담수는 소통시키고저 이중 구조의 롤러 게이트(10)를 설치하는데 저층을 흐르는 염도가 높은 물의 수위가 파도의 세기, 조석 간만의 차이에 따라 높아질 수 있기 때문에 염도가 높은 물이 유입될 수도 있다는 문제점이 있다.

상기의 문제점들을 해결하기 위해 구비된 서브 수문 자동 조절장치(50)에 대하여 도 12를 참조하여 수위의 변화와 염도의 변화에 따라 구분하여 설명하면, 서브 수문 자동 조절장치(50)는 각각 따로 또는 같이 설치된 수위계(51) 또는 염도계(52)와 메인 콘트롤 판넬(53)로 구성되는데, 도 12의 도 12-1에서 보듯이 서브 수문(12)의 상단부에는 수위를 측정하는 수위계(51), 또는 염기의 농도를 측정하는 염도계(52)가 부착되어 있으며, 수위계(51) 또는 염도계(52)는 현재의 수위 상태나 염기의 농도를 측정하는데, 수위〈예를 들면 메인 수문(11)으로부터 1m 높이로 소통〉또는 염도가(예를 들면 염도 0,5%) 설계된 수치와 같거나, 낮거나, 큰 변화가 없으면 서브 수문 자동 조절장치(50)는 아무런 역할을 하지 않아 서브 수문(12)의 상태도 전도된 상태에서 변화가 없게 된다.

다음으로 수위가 상승하거나 해수의 유입 수심이 상승하는 경우를 도 12의 도 12-2와 도 12-3을 참조하여 설명하면, 집중 호우로 인하여 수위가 상승하면〈예를 들면 메인 수문(11)으로부터 1,5m 높이로 상승〉 수위계(51)는 수위의 변화를 감지하고, 저층을 흐르는 해수의 수위가 상승하면 염도계(52)가 위치한 담수와 해수의 경계면의 염도가 (예를 들면 염도가 1,5%로 상승) 높아져 염도계(52)가 염도의 변화를 감지하게 된다.

수위의 변화나 염도의 변화를 감지하면 수위계(51)나 염도계(52)는 마련된 메인 콘트롤 판넬(53)에 그 변화에 대한 정보를 전기적 신호로 보내게 되고, 신호를 접수한 메인 콘트롤 판넬(53)은 권양기를 가동하여 서브 수문(12)을 일정한 높이로 기립시켜(예를 들면 높이 0,5m 기립 또는 염도가 0,5% 로 감지되는 지점까지 기립) 하천의 수위가 높아지더라도 소통되는 수심은 평상시와 같은 수심과 동일하게 유지하여 침수를 방지하고, 저층을 흐르는 해수의 수위가 여러 가지 요인으로 인하여 높아지더라도 서브 수문(12)이 자동으로 기립하여 수로를 차단하는 높이가 해수의 높이 이상으로 높아져서 해수가 유입되지 않아 내, 외측을 소통하는 물의 염도가 높아지지 않고 평상시와 같게 유지할 수 있게 된다. 수위나 염도가 계획한 수치를 회복하면 수위계(51)와 염도계(52)는 그 변화를 메인 콘트롤 판넬(53)에 전기적 신호로 보내고 신호를 감지한 메인 콘트롤 판넬(53)은 권양기를 가동하여 서브 수문(12)을 전도 시키게 된다. 설명한 바와 같이 서브 수문 자동 조절장치(50)는 수위의 변화와 염도의 변화를 감지하여 서브 수문(12)를 자동으로 기립, 전도시킴으로써 계획한 수위와 염도를 언제나 일정하게 유지하게 하여 인위적인 조작을 할 필요가 없으므로 관리비의 증가와 번거러움을 피할 수 있다.

또한, 현장 여건에 따라, 수위의 변화를 측정하는 수위계(51)와 염도의 변화를 측정하는 염도계(52)를 따로 사용할 수도 있지만 필요에 의하여 수위계(51)와 염도계(52)가 동시에 구비될 수도 있음은 당연하다 할 것이다.

마지막으로 도 13과 도 14를 참조하여 서로 다른 방식으로 작동되는 이중 구조의 롤러 게이트(20)를 한개의 권양기만으로 조작하는 방법에 대하여 설명하면, 권양기의 종류는 호이스트와 핀잭으로 크게 나눌 수 있는데, 호이스트는 와이어 로프(18)를 감거나 풀어서 수문을 개폐하는 방식으로써 수문의 자중이 무거울 때 주로 사용하는 방식이며, 핀잭은 자중이 비교적 가벼울 때 사용하는 방식으로써 레크 바의 마디를 순차적으로 회전하는 기어에 물리게 하여 수문을 개폐하는 방식이다.

따라서 이중 구조의 롤러 게이트를 작동하는 권양기를 호이스트와 핀잭으로 구분하여 설명하고자 한다.

먼저 도 13을 참조하여 호이스트를 설명하면, 기존의 롤러 게이트를 작동시키는 기존 호이스트의 드럼(61)에는 롤러 게이트를 완전히 들어올리고 내렸을 때 필요한 길이 만큼에 약간의 여유치를 더한 길이의 와이어 로프(18)가 감겨있으며, 와이어 로프(18)의 한쪽 끝은 기존 호이스트의 드럼(61)에 고정되어 있고 또 다른 한쪽은 롤러 게이트의 상부에 부착된 쉬브 풀리 유니트(17)의 풀리를 거쳐서 호이스트에 부착된 풀리를 필요한 횟수 만큼 감고 콘크리트 구조물에 부착되어 있는 어저스팅 바에 고정된다

롤러 게이트를 들어올리기 위해서 구동수단(60)을 작동시켜 기존 호이스트의 드럼(61)을 정회전 시키면 와이어 로프(18)가 기존 호이스트의 드럼(61)에 감기게 되는데 와이어 로프(18)의 양쪽이 각각 기존 호이스크의 드럼(61)과 어저스팅 바에 고정되어 있기 때문에 롤러 게이트 상부의 쉬브 풀리 유니트(17)의 풀리와 호이스트의 풀리가 도르래의 역할을 하게 되고 롤러 게이트는 들어 올려지게 된다.

반대로 구동수단(60)을 작동시켜 기존 호이스트의 드럼(61)을 역회전 시키면 감겨 있던 와이어 로프(18)가 풀려 롤러 게이트는 자중에 의하여 하강하게 된다.

하지만 문제는 이렇게 수문을 하강시키고 나면 와이어 로프(18)가 다 풀리게 되고 기존 호이스트의 드럼(61)에는 여분의 와이어 로프(18)가 감겨 있지 않아 와이어 로프(18)를 더 이상 풀어줄 수 없게 된다.

상술한 바와 같이 기존의 롤러 게이트는 하나의 몸체가 상하로 이동하는 동작만을 하기 때문에 한개의 호이스트로도 기능을 다할 수 있지만 이중 구조의 롤러 게이트(10)의 메인 수문(11)은 상하로 이동하지만 서브 수문(12)은 전도와 기립을 반복할 뿐만아니라 경우에 따라서 상하 이동도 하는 두가지의 동작을 하기 때문에 서브 수문(12)을 전도, 기립시킬 수 있는 또 다른 형태의 권양기와 이중 롤러 게이트(10)를 상,하로 이동시키는 호이스트, 두개가 필요하게 되어 공사비가 증대되는 문제점이 있다.

상기의 문제점을 해소하기 위한 본 발명인 이중 구조의 롤러 게이트에 적용되는 호이스트는 구조는 동일하나 와이어 로프(18)가 감기는 이중 구조의 롤러 게이트의 호이스트의 드럼(62)은 기존의 호이스트의 드럼(61)보다 직경이 크거나 길이가 더 길어서 서브 수문(12)이 기립되었다가 전도되는 거리 만큼의 길이가 더해진 더 긴 와이어 로프(18)가 감기게 된다.

그 이유를 설명하면, 들어 올려졌다 바닥에 내려진 이중 구조의 롤러 게이트(10)의 서브 수문(12)는 기립된 상태를 유지하게 되는데 구동수단(60)을 작동시켜 이중 구조의 롤러 게이트 호이스트의 드럼(62)을 계속해서 역회전 시키면 기립되었다가 전도되는 거리만큼 더 여유 있게 감겨있는 와이어 로프(18)가 계속해서 풀리게 되어 서브 수문(12)이 전도되게 된다.

반대로 구동수단(60)을 작동하여 이중 구조의 롤러 게이트 호이스트의 드럼(62)을 정회전 시켜 와이어 로프(18)를 감으면 먼저 서브 수문(12)이 기립되고 결국에는 서브 수문(12)과 메인 수문(11)이 같이 들리게 된다.

따라서 두개의 수문이 동작하는 방식이 다르더라도 이중 구조의 롤러 게이트 호이스트의 드럼(62)의 직경이나 길이를 크게 하고 전도되는 거리만큼 와이어 로프(18)를 더 감아 줌으로써 한개의 호이스트로도 서도 다른 방식으로 동작되는 이중 구조의 롤러 게이트(10)의 작동이 충분하게 되는 것이다.

다음으로 도 14을 참조하여 이중 구조의 롤러 게이트에 적용되는 핀잭에 대하여 설명하면, 핀잭은 자중이 가벼운 소형의 수문에 적용되는데 그 이유는 수문의 자중이 가벼우면 경우에 따라 바닥까지 충분히 내려가지 못하게 되는 상황이 발생할 수도 있는데 이럴 경우에 강제로 내려서 닫기 위함이다.

여기서 핀잭의 구조를 간략히 설면을 하면, 핀잭은 구동수단(미 도시)과 기어가 들어있는 몸체와 수문의 상부에 구비된 레크 바 브라켓트(66)에 결합되어 기어의 회전에 따라 수문을 승하강 시키는 레크 바로 구성된다. 레크 바는 기본적으로 구부러지지 않는 C형강인 찬넬이 사용되는데 찬넬의 내부에 다수의 환봉들이 기어의 톱니에 물릴 수 있는 간격을 유지한 체 찬넬의 길이 방향에 직각으로 용접되어 부착된다. 구동수단(미 도시)을 작동시켜 기어를 정회전 시키면 기어의 톱니는 간격을 유지한 체 부착된 환봉을 하나씩 순차적으로 물어 들어올리게 되고 레크 바는 상승하게 되는데 레크 바의 하부 끝이 수문 상부에 부착된 레크 바 브라켓트(66)에 연결되어 있어서 레크 바의 상승에 따라 수문도 상승하게 된다.

마찬가지로 기어를 역회전 시키면 수문은 하강하게 되는데 수문을 자중에 의하여 하강시키는 것이 아니고 상술한 바와 같이 기어의 회전에 의하여 강제적으로 하강시키게 된다,

그러나 레크 바는 구부러지지 않는 찬넬로 구성되기 때문에 수문을 상하로 이동시킬 때는 아무런 문제가 없지만 상기 서브 수문(12)을 전도시키려면 레크 바의 일정 부위가 구부려저서 바깥쪽으로 각도를 형성하여야 상기 서브 수문(12)이 전도될 수 있다는 문제점이 있다.

상기의 문제점을 해결하기 위하여 이중 구조의 롤러 게이트에 사용되는 핀잭의 레크 바는 한쪽 방향으로는 구부러지지만 반대쪽으로는 구부러지지 않는 체인 레크 바(65)가 사용된다.

도 14를 참조하여 체인 레크 바(65)를 상세하게 설명하면, 체인 레크 바를 형성하는 찬넬은

과 같이 하나의 밑면에 두개의 수직면이 붙어 있는 형상인데 양 수직면의 중앙에 일정한 간격으로 양쪽 끝에 구멍이 뚫린 찬넬 A와 찬넬 A가 자유롭게 드나들 수 있는 약간 큰 폭과 같은 길이를 가지며 찬넬 A에 형성된 구멍과 대응하는 위치에 같은 크기의 구멍을 갖는 찬넬 B가 핀으로 결합되어 체인 레크바(65)의 한 마디를 형성하게 되는데 찬넬 B의 형상은 구멍이 뚫린 수직면의 좌우측 양 가장자리가 ?린 구멍을 중심으로 하여 반원의 형상이며 반원이 시작되는 좌우지점을 잊는 직선을 그어서 양쪽 끝의 밑면이 없는 형상이다. 이런 형상의 찬넬 B에 찬넬 A가 삽입되고 대응하는 구멍에 핀이 체결되어 연결되는데 바닥면 쪽으로 구부릴 때는 서로의 바닥면이 간섭되어 구부러지지 않지만 반대쪽으로는 간섭이 없어 구부러지게 된다.

이러한 구조의 체인 레크 바(65)를 구부러지는 쪽을 외측으로 가게 레크 바 브라켓드(66)과 연결한 후 구동 수단(미 도시)을 작동하여 기어를 정회전 시키면 기어의 톱니는 찬넬 A와 찬넬 B를 연결한 핀을 물어서 들어 올리게 되고 체인 레크 바(65)는 상승하고 이중 구조의 롤러 게이트(10)가 상승하게 된다.

반대로 구동 수단(미 도시)을 작동하여 기어를 역회전 시키면 이중 구조의 롤러 게이트(10)는 하강하는데 메인 수문(11)과 서브 수문(12)에 구비된 강제 전도장치(40)의 압축 스프링은 메인 수문(11)의 자중에 의하여 압축되게 되는데 메인 수문(11)이 바닥에 닿게 되면 메인 수문(11)의 무게가 영향을 미치지 않게 되어 계속해서 기어를 역회전 시키면 압축되어 있던 강제 전도장치(40)의 압축 스프링이 이완되며 서브 수문(12)을 밀어서 강제로 전도 시킨다.

이때 체인 레크 바(65)는 외측으로 구부러지도록 설치가 되어있기 때문에 서브 수문(12)은 문제없이 전도 기립되거나 이중 구조의 롤러 게이트가 승하강을 하게 되는 것이다.

이상, 본 발명은 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 등록 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

10: 이중 구조의 롤러 게이트. 11: 메인 수문.
12: 서브 수문. 13: 사이드 빔.
13-1: 수직 빔. 13-2: 수평 빔.
14: 롤러. 15: 힌지.
16: wedge. 17: 쉬브 풀리 유니트.
18: 와이어 로프. 19: 스킨 플레이트.
20: 지수고무. 21: Y형 지수고무.
22: P형 지수고무. 23: 평형지수고무.
24: 전면 지수고무
30: 문틀. 31: 메인 문틀.
32: 서브 문틀. 33: 스톱 바.
40: 강제 전도장치.
50: 서브 수문 자동 조절장치. 51: 수위계.
52: 염도계. 53: 메인 콘트롤 판넬
60: 구동수단. 61:기존 호이스트의 드럼
62: 이중 구조의 롤러 게이트 호이스트의 드럼.
65: 체인 레크 바. 66: 레크 바 브라켓트.

Claims (12)

1. 수로를 가로질러 설치되어 수로를 차단하거나 개방하여 수위를 조절하는 롤러 게이트에 있어서,
   일정 수위까지만 물을 차단하고 그 이상 수위의 물은 몸체 위로 자유롭게 왕래하도록 평수위 보다 낮은 높이의 몸체를 형성하며, 몸체의 좌우 양측에 홍수위 보다 더 높게 형성된 두개의 양 사이드 빔을 구비하고, 상기 양 사이드 빔 상단부에는 각각 쉬브 풀리 유니트를 구비하고, 몸체 양 옆면에 메인 롤러와 사이드 롤러가 부착되어 메인 문틀을 따라 상, 하로 수직 이동하며 수로를 개폐하는 메인 수문과;
   상기 메인 수문의 상기 양 사이드 빔의 사이에 위치하며 상기 메인수문의 상부와 힌지 결합되고, 몸체의 크기는 상기 양 사이드 빔 사이를 통과할 수 있도록 상기 양 사이드 빔 사이의 폭 보다 다소 작은 폭과 상기 메인 수문의 상부에서부터 상기 양 사이드 빔의 길이만큼의 높이로 몸체가 형성되고, 몸체의 좌우 옆면에는 회동을 용이하게 하기 위해서 수평으로 배열된 다수의 사이드 롤러를 구비하고, 몸체의 상 단부 좌, 우측에 각각 쉬브 풀리 유니트가 구비되며, 상기 힌지를 축으로 회동하여 전도 또는 기립함으로써 수로를 막는 높이를 조절하여 수위를 조절하는 서브 수문과;
   상기 메인 수문의 상부 면에 바닥 문틀이 형성되고, 상기 메인 수문의 좌우 상기 양 사이드 빔에 상기 힌지 축을 기준으로 하여 부채꼴의 궤적으로 회동하는 상기 서브 수문의 궤적과 동일하게 부채꼴 형상으로 되어 있는 사이드 문틀이 형성되어 있어서 전도 또는 기립하여 수위를 조절하는 상기 서브 수문의 밑면과 옆면 또는 전면부에 부착된 지수고무와 접촉하여 상기 서브 수문과 상기 양 사이드 빔 사이에서 누수가 되는 것을 방지하는 서브 문틀을; 더 구비하는 것을 특징으로 하는 상하 분리되어 힌지로 결합된 이중 구조의 롤러 게이트.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 제 1항에 있어서, 상기 서브 문틀의 일정 부위에 상기 서브 수문을 완전히 기립시켰을 때 반대편으로 넘어가는 것을 방지하는 스톱 바;가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 상하 분리되어 힌지로 결합된 이중 구조의 롤러 게이트.
8. 제 1항에 있어서, 상기 메인 수문과 상기 서브 수문이 상기 힌지 결합된 전면부에는 상기 힌지의 높이만큼 이격된 틈새가 있고, 그 틈새로 누수가 발생하는 것을 방지하도록 상기 메인 수문의 폭과 같은 폭으로 상기 서브 수문 하단부에 한쪽 면이 부착되고 다른 한쪽은 상기 메인 수문의 상 단부를 덮도록 충분히 길게 늘어 뜨려진 전면 지수고무를; 구비하는 것을 특징으로 하는 상하 분리되어 힌지로 결합된 이중 구조의 롤러 게이트.
9. 제 1항에 있어서, 상기 서브 수문의 전도 초기에 수압에 의하여 전도가 되지 않는 경우를 방지하기 위하여 전도 초기에 전도를 용이하고 확실하게 해주는 강제 전도장치를; 더 구비하는 것을 특징으로 하는 상하 분리되어 힌지로 결합된 이중 구조의 롤러 게이트.
10. 제 1항에 있어서, 상기 서브 수문의 상부에 수위계나 염도계가 부착되어 수위와 염도의 변화를 감지하여 권양기를 정, 역회전하여 상기 서브 수문을 자동으로 전도 또는 기립시켜 수위를 조절하고 유입되는 물의 염도를 조절하는 메인 콘트롤 판넬로 구성된 서브 수문 자동 조절장치를; 더 구비하는 것을 특징으로 하는 상하 분리되어 힌지로 결합된 이중 구조의 롤러 게이트.
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