KR102062849B1 - 이물질 제거 기능을 갖는 수문 권양장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이물질 제거 기능을 갖는 수문 권양장치에 관한 것으로, 그 구성은, 상기 구동수단 또는 상기 샤프트 중 어느 하나에 구동수단의 회전축 또는 샤프트의 회전을 정지 또는 회전되게 하는 전자브레이크가 설치되고, 상기 회전축에는 그 회전축의 회전 여부를 감지하는 회전축회전감지수단이 설치되며, 상기 수문 틀의 일 측에는 물의 역류를 감지하는 역류감지수단이 설치되고, 상기 구동수단의 주위에는 제어부가 설치되어 상기 역류감지수단에서 물의 역류가 감지되면 제어부를 통하여 상기 전자브레이크에 전기를 공급하여 상기 구동수단의 회전축 또는 샤프트가 회전되도록 전자브레이크의 제동력을 해제하여 수문이 자중에 의해 신속하게 하강하도록 하고, 그 하강하는 수문이 수문 틀의 하부 바닥의 근접된 위치에 도달하면 상기 제어부를 통하여 상기 구동수단으로 전원을 공급하여 수문이 구동수단과 감속수단에 의해 저속으로 하강하며 수문이 수문 틀의 바닥면에 긴밀히 접촉되도록 하되, 상기 수문 틀에 이물질이 존재하여 수문이 수문 틀의 바닥면에 긴밀히 닫히지 못할 경우에는 상기 제어부에서 구동수단으로 신호를 보내 수문을 적어도 1회 이상 일정량 상하 왕복 운동시켜 수문 틀에 위치하는 이물질이 유속변화에 따른 수압에 의해 자동으로 제거되도록 구성시켜 된 것으로 이루어진다.

Description

이물질 제거 기능을 갖는 수문 권양장치{Floodgate opening and shuting equipment have obstruction removal function}

본 발명은 수문이 열린 상태에서 그 열린 수문으로 예상치 못한 기후로 인해 물의 역류가 발생할 때 그 역류하는 물을 차단하기 위해 수문을 자동으로 닫게 되는데, 이때 이물질 등으로 인해 수문이 정상적으로 닫히지 못할 경우 수문이 닫히는데 장애가 되는 이물질을 자동으로 제거할 수 있도록 한 이물질 제거 기능을 갖는 수문 권양장치에 관한 것이다.

일반적으로, 수문설비는 댐이나 하천제방, 방조제, 저수지 등의 담수설비 또는 저수설비의 수로 상에 설치되어 배수량 조절 및 역류를 방지함으로써 담수율 또는 저수율을 인위적으로 조절하며, 홍수로 인한 설비 구조물의 안정성을 확보하도록 하는 설비이다.

이러한 수문설비 구성은 크게 수문의 개폐를 안내하는 수문 틀과 그 수문 특에 설치되는 수문과 그 수문을 승강시키는 권양장치로 구분되는데, 종래 기술에 따른 수문용 권양장치로서는 대한민국 특허등록 제10-0491315호가 있으며, 그 수문용 권양장치는 수동동력발생수단과 전동동력발생수단이 일체로 형성될 수 있도록 하고, 사용자에 의한 조작 레버의 조작으로서 수동 또는 전동 운전으로의 절환이 가능하도록 하고 있다.

또한, 종래 기술에 따른 수문용 권양장치는 수동동력을 발생시키는 수동 핸들을 사용 유무에 따라 착/탈 가능하게 구성하고, 동력 단속 부분(클러치 어셈블리, 슬리이브 등)의 조작부를 착탈 가능하게 구성하며, 모터의 전동동력으로서 수문을 상승 또는 하강시키는 과정에 부유물 등에 의해 모터에 부하가 걸리는 경우 스위치로서 모터의 스위칭이 이루어지는 토오크 스위치부를 구성하고 있다.

그러나 상기에서와 같은 종래 기술에 따른 수문용 권양장치는 조작 레버를 이용한 사용자의 조작으로서 회전축에 설치된 슬라이더를 일측 또는 타측 방향으로 이동시킴으로써 수동 및 전동으로의 운전 절환이 이루어지는바, 사용자가 직접 조작 레버를 조작해야 하는 사용상의 불편함이 있다.

또한, 종래 기술에 따른 수문용 권양장치는 모터에 부하가 걸리는 경우 스위치를 통해 모터에 대한 스위칭 동작이 이루어지므로, 스위치가 고장난 경우 과부하에 의해 모터가 손상되는 등 모터의 구동 안정성을 확보하고 있지 않다는 문제점도 내포하고 있다.

이에 더하여, 종래 기술에 따른 수문용 권양장치는 수동 핸들 및 동력 단속을 위한 조작부의 사용 유무에 따라 그 수동 핸들 및 조작부를 착/탈 시키는 구조로서 이루어지므로, 사용자의 조작에 따른 사용상의 불편함을 야기 시킨다는 문제점도 있다.

상기와 같은 문제점 외에도 종래의 수문 권양장치는, 예상치 못한 비상상황(집중호우 또는 홍수)이 발생하여 수문의 물이 역류할 때 수문이 자동으로 닫히게 되는데 이때 수문 틀의 바닥 면에 이물질이 존재하면 그 이물질에 의해 수문이 닫히지 못하고 역류하는 문제점이 발생하였다.

따라서 상기의 문제점을 해소하고자 도 1에 나타낸 바와 같은 대한민국특허등록 제10-1119557호의 이물질 능동 제거기능을 갖는 수문 개폐기의 과부하 방지장치가 제공되어 있으며, 그 구성을 살펴보면 아래와 같다.

- 아 래 -

정, 역방향으로 회전하며 수문을 상승 혹은 하강 작동시키는 수문 개폐기(1)와, 수문의 완전개방을 감지하는 상한리미트스위치(51)와, 수문의 완전폐쇄를 감지하는 하한리미트스위치(52)와, 상기 상한리미트스위치(51)와 하한리미트스위치(52)로부터 출력된 수문의 위치신호를 인가받아 수문개폐기(1)의 작동을 단속하는 제어부(50)를 구성하되,

하강 작동하는 수문이 바닥으로부터 소정 높이로 부분 개방된 위치를 감지하여 상기 제어부(50)로 출력신호를 인가하는 타이머작동스위치(53)와,

상기 타이머작동스위치(53)의 출력신호를 인가받은 제어부(50)가 상기 하한리미트스위치(52)의 출력신호를 인가받을 때까지의 수문의 하강 작동시간이 설정되는 제1타이머(54)와,

상기 제1타이머(54)의 설정시간을 초과함에도 불구하고, 상기 하한리미트스위치(52)의 출력신호가 인가되지 않으면, 제어부(50)가 일정시간 동안 수문 개폐기(1)의 작동을 차단시키도록 하는 제1타임릴레이(55)와,

상기 제1타임릴레이(55)에 의해 일정시간이 경과된 후, 제어부(50)가 수문 개폐기(1)를 상승 작동시키도록 상승작동시간이 설정되는 제2타이머(56)와,

상기 제2타이머(56)의 설정시간이 경과된 후, 제어부(50)가 일정시간 동안 수문 개폐기(1)의 작동을 차단시키도록 하는 제2타임릴레이(57)와,

상기 제2타임릴레이(57)에 의해 일정시간이 경과된 후, 제어부(50)가 하한리미트스위치(52)의 출력신호를 인가받을 때까지의 하강 작동시간이 설정되는 제3타이머(58)를 포함하는 것으로 이루어진다.

상기와 같은 구성의 종래 이물질 능동 제거기능을 갖는 수문 개폐기의 과부하 방지장치는, 수문의 승/하강 시 이물질 등으로 과부하가 일정시간 지속 되면 복수 개의 타이머를 통한 일정시간 동안 수문의 승/하강 요동운동을 자동으로 수행하며 이물질을 제거하도록 하는 것으로, 이는 상기 과부하가 일정시간 지속 되는 동안 수문을 개폐하는 기구들이 일부는 마찰을 일으키며 공회전을 하게 되고 나머지 일부의 기구들은 과부하 상태를 유지하기 때문에 그에 따른 수문을 개폐하는 기구들의 고정 및 파손 원인이 되는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점 외에도 수문의 과부하는 수문 틀의 레일에 이물질이 부착 및 끼이거나 또는 수문의 변형 그리고 역류하는 물의 수압에 의해 발생할 수도 있는데, 이와 같은 다양한 변수에 정확하게 대응할 수 없는 문제점이 있었다.

대한민국특허등록 제10-0491315호 : 수문용 권양장치. 대한민국특허등록 제10-0964740호 : 수문용 권양장치. 대한민국공개특허 제10-2011-0117452호 : 수문의 권양장치. 대한민국특허등록 제10-1119557호 : 이물질 능동 제거기능을 갖는 수문 개폐기의 과부하 방지장치.

본 발명은 상기의 문제점을 해소하고자 발명한 것으로, 그 목적은,

예상치 못한 기후(호우 또는 푹우 등)로 인하여 수문으로 물이 역류하는 것을 차단하기 위해 수문을 자동으로 닫을 때에 수문 틀에 이물질이 존재하여 수문이 정상적으로 닫히지 못하고 물의 역류가 이루어질 때에 상기 수문이 닫히지 못함을 감속수단의 회전축을 이용하여 측정하고 그 측정과 동시에 구동수단을 정역방향으로 작동시켜 수문을 상하 왕복 작동시키는 방법으로 이물질을 제거한 후 수문이 정상적으로 닫혀 물의 역류를 차단하도록 한 이물질 제거 기능을 갖는 수문 권양장치를 제공함에 있다.

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상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 과제 해결 수단 구성은,
수문 틀(900)의 레일(910)을 따라 승/하강하도록 설치된 수문(920)에 동력을 전달하는 구동수단(100)과, 상기 구동수단의 동력을 샤프트(300)로 전달하는 동력전달수단(200)과, 상기 샤프트와 연결설치되어 수문이 자중 또는 정해진 속도로 하강하도록 유도하는 수문하강유도수단(400)과, 상기 샤프트와 연결설치되어 수문을 수동으로 승/하강시키도록 하는 수문 승/하강유도수단(500)과, 상기 구동수단의 회전속도를 감속하는 감속수단(600)과, 상기 감속수단의 동력을 전달받아 수문을 승/하강하도록 하는 결속수단(700)으로 이루어진 수문 권양장치에 있어서,

상기 구동수단 또는 상기 샤프트 중 어느 하나에 구동수단의 회전축 또는 샤프트의 회전을 정지 또는 회전되게 하는 전자브레이크(110)가 설치되고, 상기 회전축(610)에는 그 회전축의 회전 여부를 감지하는 회전축회전감지수단(800)을 설치하되, 그 회전축회전감지수단은, 감속수단(600)인 회전축(610)과 연결설치되어 수문의 위치를 육안으로 확인할 수 있도록 하는 바늘이 마련된 계기판(810)과, 수문의 개도 위치를 감지하는 수문개도감지기(820)와, 상기 감속수단인 회전축의 회전동력을 계기판(810)의 바늘과 수문개도감지기(820)로 전달하는 동력전달부재(830)와, 상기 수문(920)의 상하 왕복 시간의 결정하는 타이머(840)로 이루어지며, 상기 수문 틀의 일 측에는 물의 역류를 감지하는 역류감지수단(930)이 설치되고, 상기 구동수단의 주위에는 제어부(C)가 설치되어 상기 역류감지수단(930)에서 물의 역류가 감지되면 제어부를 통하여 상기 전자브레이크에 전기를 공급하여 상기 구동수단의 회전축 또는 샤프트가 회전되도록 전자브레이크의 제동력을 해제하여 수문이 자중에 의해 신속하게 하강하도록 하고, 그 하강하는 수문이 수문 틀의 하부 바닥의 근접된 위치에 도달하면 상기 제어부를 통하여 상기 구동수단으로 전원을 공급하여 수문이 구동수단과 감속수단에 의해 저속으로 하강하며 수문이 수문 틀의 바닥면에 긴밀히 접촉되도록 하되, 상기 수문 틀에 이물질이 존재하여 수문이 수문 틀의 바닥면에 긴밀히 닫히지 못할 경우에는 상기 제어부에서 구동수단으로 신호를 보내 수문을 적어도 1회 이상 일정량 상하 왕복 운동시켜 수문 틀에 위치하는 이물질이 유속변화에 따른 수압에 의해 자동으로 제거되도록 구성시켜 된 것으로 이루어진다.

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상기와 같은 구성을 가지는 본 발명은, 상기 목적에서 설명한 바와 같이, 예상치 못한 기후(호우 또는 푹우 등)로 인하여 수문으로 물이 역류하는 것을 차단하기 위해 수문을 자동으로 닫을 때에 수문 틀에 이물질이 존재하여 수문이 정상적으로 닫히지 못하고 물의 역류가 이루어질 때에 상기 수문이 닫히지 못함을 감속수단의 회전축을 이용하여 측정하고 그 측정과 동시에 구동수단을 정역방향으로 작동시켜 수문을 상하 왕복 작동시키는 방법으로 이물질을 제거한 후 수문이 정상적으로 닫혀 물의 역류를 차단함으로써 수해를 방지하는 효과가 있는 것이다.

도 1은 종래 이물질 능동 제거기능을 갖는 수문 개폐기의 과부하 방지장치 구성을 나타낸 블록도,
도 2는 본 발명에 따른 이물질 제거 기능을 갖는 수문 권양장치를 개략적으로 나타낸 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 이물질 제거 기능을 갖는 수문 권양장치 제1실시 예의 단면 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 이물질 제거 기능을 갖는 수문 권양장치 제2실시 예의 단면 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 이물질 제거 기능을 갖는 수문 권양장치에서 전자브레이크가 구동수단에 설치된 상태의 발췌 개략도,
도 6은 본 발명에 따른 이물질 제거 기능을 갖는 수문 권양장치에서 전자브레이크가 샤프트에 설치된 상태의 발췌 개략도,
도 7은 본 발명에 따른 이물질 제거 기능을 갖는 수문 권양장치에서 전자브레이크가 구동수단 및 샤프트 모두에 설치된 상태의 발췌 개략도,
도 8은 본 발명에 따른 이물질 제거 기능을 갖는 수문 권양장치에서 회전축회전감지수단의 일실시예를 나타낸 단면구성도,
도 9는 본 발명에 따른 이물질 제거 기능을 갖는 수문 권양장치 제어 블록도.

본 발명은 수문이 열린 상태에서 그 열린 수문으로 예상치 못한 기후로 인해 물의 역류가 발생할 때 그 역류하는 물을 차단하기 위해 수문을 자동으로 닫게 되는데, 이때 이물질 등으로 인해 수문이 정상적으로 닫히지 못할 경우 수문이 닫히는데 장애가 되는 이물질을 자동으로 제거할 수 있도록 한 이물질 제거 기능을 갖는 수문 권양장치에 관한 것으로, 이를 첨부 도면을 참조하여 실시 예를 설명하면 아래와 같다.

- 아 래 -

본 발명에 따른 이물질 제거 기능을 갖는 수문 권양장치는, 도 2 내지 도 9에 나타낸 바와 같이, 수문 틀(900)에 형성된 레일(910)을 따라 승/하강하도록 설치된 수문(920)에 동력을 전달하는 구동수단(100)이 설치되고, 그 구동수단(100)의 회전축에는 상기 구동수단(100)의 회전동력을 샤프트(300)로 전달하는 동력전달수단(200)이 설치되며, 상기 샤프트(300)에는 수문(920)이 자중 또는 정해진 속도로 하강하도록 유도하는 수문하강유도수단(400)이 설치된다.

또 상기 수문하강유도수단(400)의 인접위치인 샤프트(300)에는 수문 승/하강유도수단(500)이 설치되며, 그 수문 승/하강유도수단(500)에는 상기 구동수단(100)의 회전속도를 감속하는 감속수단(600)과, 상기 감속수단(600)의 동력을 전달받아 수문(920)을 승/하강하도록 하는 결속수단(700)이 연결 설치된다.

상기의 구성에서 수문 틀(900)은 양측에는 수문(920)의 승/하강할 때에 수문을 안내하는 레일(910)이 상호 마주보도록 형성되고, 상기 수문(920)은 상기 레일(910)을 따라 승/하강하도록 되어있다.

또 상기 구동수단(100)은, 수문을 승/하강시키는 동력발생원으로써, 상기 구동수단(100)의 회전축에는 구동수단(100)의 회전동력을 샤프트(300)로 방향 전환하며 전달하는 동력전달수단(200)이 설치되며, 상기 구동수단(100)의 동력을 방향 전환하며 전달하는 동력전달구성은 웜 기어, 베벨 기어 등 구동수단(100)의 회전 동력을 샤프트(300)로 방향 전환하며 전달할 수 있는 것이면 모두 가능하다.

또 상기 샤프트(300)에는 수문이 열린 상태에서 자중에 의해 하강하거나 또는 수문이 정해진 속도로 하강하도록 선택 유도하는 수문하강유도수단(400)이 설치되어 있으며, 상기 수문하강유도수단(400)에는 도 2 내지 도 4에 나타낸 바와 같이 수문(920)이 자중에 의해 하강하도록 하거나 또는 수문(920)이 구동수단(100)의 동력을 전달받아 정해진 속도로 하강하도록 유도하는 수문자중하강전환유닛(410)이 레버(420)와 연결 설치되어 상기 레버(420)의 작동 방향에 따라 수문(920)이 자중에 의해 하강하거나 또는 수문(920)이 구동수단(100)의 동력을 전달받아 정해진 속도 즉 저속으로 하강하는 것을 선택하도록 되어 있다.

또한, 상기 샤프트(300)에는 수문(920)을 수동으로 승/하강시키도록 유도하는 수문 승/하강유도수단(500)이 연결 설치되어 있으며, 상기 수문 승/하강유도수단(500)에는 수동/전동절환유닛(510)이 설치되어 수문(920)을 승/하강함에 있어 수동에서 자동으로, 자동에서 수동으로 전환되도록 하였고, 상기 수문(920)을 수동으로 승/하강하고자 할 때에는 핸들(520)을 이용하여 하도록 되어 있다.

그리고 상기 샤프트(300)의 끝 부분에는 구동수단(100)의 회전속도를 감속하는 감속수단(600)이 연결 설치되어 구동수단(100)의 회전 속도를 감속하도록 하였고, 상기 감속수단(600)은 각기 다른 크기의 감속기어(620)와 회전축(610)을 매개로 복수 회 연결 설치하여 감속기어(620)의 토크(torque) 비에 따라 감속되도록 되어 있다.

또 상기 감속수단(600)의 후단에는 그 감속수단(600)의 동력을 전달받아 수문(920)을 승/하강하도록 수문(920)과 결속하는 결속수단(700)이 설치되어 수문(920)이 안정적으로 승/하강하도록 하였다.

이상의 설명은 수문(920)을 승/하강시키는 기본 구성으로써, 이는 일반적으로 널리 사용되는 공지의 기술임은 물론, 본 출원인이 선 출원하여 특허 등록된 대한민국등록특허 제10-964740호에도 상세하게 적시되어 있는 것으로, 그에 대한 더 이상의 구체적인 설명은 생략하고 이하에서는 본 발명의 주 특징부분인 제어부와 이물질 제거 수단에 대하여 설명한다.

- 이 하 -

본 발명은 상기 구동수단(100)의 회전축 또는 샤프트(300) 중 어느 하나에 구동수단(100)의 회전축 또는 샤프트(300)의 회전을 정지 또는 회전되게 하는 전자브레이크(110)가 설치되고, 상기 수문 틀(900)에는 물의 역류를 감지하는 역류감지수단(930)이 설치되며, 상기 구동수단(100)의 주위에는 상기 전자브레이크(110), 역류감지수단(930), 구동수단(100)를 제어하는 제어부(C)가 설치된다.

상기 역류감지수단(930)에서 물의 역류가 감지되면 상기 전자브레이크(110)에 전기를 공급하여 상기 구동수단(100)의 회전축 또는 샤프트(300)가 회전되도록 전자브레이크(110)의 제동력을 해제하여 수문(920)이 자중에 의해 신속하게 하강하도록 하고, 그 하강하는 수문(920)이 수문 틀(900)의 하부 바닥면의 근접된 위치에 도달하면 상기 제어부(C)에서 구동수단(100)로 전원을 공급하여 수문(920)이 구동수단(100)과 감속수단(600)에 의해 저속으로 하강하며 수문 틀(900)의 바닥면에 긴밀하게 닫히도록 하였다.

상기에서 설명하는 구동수단(100)은 모터를 의미하는 것으로, 그 모터 중 감속모터 또는 저속모터 등을 사용할 수 있다.

상기의 구성에서 상기 역류감지수단(930)의 설치 위치는, 수문 틀(900)의 하부 정해진 저점의 하천(본천)을 향하는 방향에 설치함이 바람직하나, 필요에 따라서는 지천을 향하는 쪽에 설치해도 무방하다.

그리고 상기 역류감지수단(930)이 설치되는 수문 틀(900)의 하부 지점은, 하천의 물이 역류하여 침수의 가능성이 있는 수문 틀(900)의 바닥면으로부터 상부에 설치되는 것으로, 이는 수문(920)의 설치 지역에 따라 침수 기능지역의 지면 경사도가 다름으로 그 경사도를 감안하여 설치 위치를 결정한다.

상기 역류감지수단(930)은, 센서로서 그 센서의 형태는, 하천의 물이 역류할 때에 그 역류하는 물의 높이가 설정(역류감지수단(930) 설치지점)된 높이 이상이면 감지하여 제어부(C)로 전기적인 신호를 보낼 수 있는 것이면 모두 가능하다.

상기 구동수단(100)의 회전축 또는 샤프트(300)의 회전을 정지 또는 회전되게 하는 전자브레이크(110)는, 수문(920)이 승강 된 상태 즉 열려 있는 상태에서는 전자브레이크(110)가 구동수단(100)의 회전축 또는 샤프트(300)를 잡아 제동하고 있다가 상기 수문(920)을 통하여 하천의 물이 역류하여 역류감지수단(930)에 감지되면 제어부(C)에서 전자브레이크(110)로 전원을 공급하여 구동수단(100)의 회전축 또는 샤프트(300)의 제동력을 해제함으로써 수문이 자중에 의해 신속하게 하강하여 역류하는 물을 차단하도록 하는 것이다.

이때 상기 자중에 의해 하강하는 수문(920)이 수문 틀(900)의 하부 바닥면까지 수직 하강하게 되면 수문(920)과 수문 틀(900)의 하부 바닥면 간에 큰 충격이 발생하면서 수문(920)과 수문 틀(900)이 변형 또는 파손됨으로 이를 방지하기 위하여 상기 하강하는 수문(920)이 수문 틀(900)의 하부 바닥면의 근접된 위치에 도달하면 상기 제어부(C)에서 구동수단(100)으로 전원을 공급하여 수문(920)이 구동수단(100)과 감속수단(600)에 의해 저속으로 하강하며 수문 틀(900)의 바닥면에 수문(920)의 하단이 긴밀하게 닫히도록 하였다.

상기와 같이 수문(920)이 자중에 의해 하강하다가 상기 구동수단(100)과 감속수단(600)에 의해 저속으로 하강하도록 구동수단(100)에 전원을 공급하는 시점의 일실시 예는, 상기 수문(920)의 하단부가 수문 틀(900)의 하부 바닥면으로부터 10 - 30cm 도달한 지점으로 함이 바람직하다.

또 상기 구동수단(100)과 감속수단(600)에 의해 수문(920)이 저속으로 하강하는 속도의 일실시 예는 1분당 10 - 30cm가 바람직하며, 이와 같은 수문의 하강속도 조절은, 구동수단(100)의 회전속도와 감속수단(600)의 구성인 각기 다른 크기의 감속기어(620) 토크(torque) 비를 감안하여 조절한다.

단 상기 수문(920)의 저속 하강속도 즉 1분당 10 - 30cm로 하강하도록 하기 위해서는 구동수단(100)에 인버터(inverter)를 설치하여 상기 수문(920)의 저속 하강속도를 1분당 10 - 30cm로 조절할 수 있다.

한편, 상기 수문 틀(900)의 바닥 면에 이물질이 존재하여 수문(920)이 수문 틀(900)의 바닥면에 긴밀히 닫히지 못하고 물의 역류가 계속 이루어질 수 있는데, 본 발명에서는 이의 문제점을 해소하기 위하여 수문(920)이 완전히 닫히지 못하고 하강을 멈추게 되면 그 신호를 제어부(C)에서 구동수단(100)으로 보내 구동수단(100)을 정역방향으로 회전시키고 그에 따라 수문(920)을 상하 왕복시키면서 수문 틀(900)의 바닥 면에 위치하는 이물질이 수문을 통과하는 유속 즉 수압에 의해 자동으로 제거되도록 하였다.

상기 수문(920)이 하강을 멈추고 그 신호를 제어부(C)를 통하여 구동수단(100)으로 보내는 것은, 감속수단(610)의 회전축(610)에 설치되는 회전축회전감지수단(800)에서 하는 것이다.

상기 수문(920)이 완전히 닫히지 못하고 하강을 멈추는 것은, 주로 수문 틀(920)의 바닥면에 이물질이 침적되거나 위치한 상태이기 때문이며, 상기 이물질이라 함은, 흙, 모래, 부패물, 돌, 목재 편, 각종 쓰레기 등을 의미하는 것이다.

상기 수문(920)이 하강을 멈추고 그 신호를 제어부(C)에서 구동수단(100)으로 보내 수문(920)을 상하 왕복 작동시키는 원리는, 감속수단(600)인 회전축(610)에 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이 회전축회전감지수단(800)이 설치되고, 그 회전축회전감지수단(800)은 제어부(C)와 연결설치되어 상기 회전축회전감지수단(800)에서 회전축(610)이 회전되지 않음이 감지되면 그 신호를 제어부(C)로 보내 구동수단(100)을 정역방향으로 구동시켜 수문(920)을 상하 왕복 작동시키는 것이다.

상기 감속수단(600)의 구성인 회전축(610)이 회전되지 않는 이유는, 수문이 하강도중 수문 틀(900)의 바닥면에 이물질이 존재하여 그 이물질에 의해 수문(920)의 하단이 수문 틀(900)의 바닥면에 완전히 닫히지 못하고 이물질의 높이만큼 들린 상태에서 더이상 하강하지 못함으로 회전축(610)이 회전하지 못하게 되는 것이고, 그 회전축(610)이 회전되지 못하고 정지된 상태를 상기 회전축회전감지수단(800)에서 감지하게 되는 것이다.

한편, 상기 회전축회전감지수단(800)의 일실시 예 구성은, 감속수단(600)인 회전축(610)과 연결설치되어 수문의 개도 위치를 육안으로 확인할 수 있도록 눈금과 바늘이 마련된 계기판(810)과, 수문의 개도 위치를 감지하는 수문개도감지기(820)와, 감속수단(600)인 회전축(610)의 회전동력을 상기 계기판(810)의 바늘과 수문개도감지기(820)로 전달하는 동력전달부재(830)로 이루어진다.

그리고 상기 수문개도감지기(820)의 일실시 예의 구성은, 수문의 상한 및 하한위치를 정확하게 감지하는 상한리미트스위치(821)와 2개의 하한리미트스위치(822,823)로 이루어지며, 상기 하한리미트스위치 중 어느 하나의 하한리미트스위치(822)는 수문(920)이 수문 틀(900)의 바닥에 완전히 닫혔을 때 그를 감지하는 스위치이고, 다른 하나의 하한리미트스위치(823)는 수문(920)이 이물질 등에 의해 수문 틀(900)의 바닥에 완전히 닫히지 못했음을 감지하는 스위치이다.

또 상기 동력전달부재(830)의 일실시 예 구성은, 도 8에 나타낸 바와 같이 상기 회전축(610)과 연결설치되어 회전축(610)의 회전방향을 전환하는 하부베벨기어(831)가 설치되고, 그 하부베벨기어(831) 중 상부에 위치한 베벨기어(831b)에는 하부회전축(832)이 설치되며, 상기 하부회전축(832)의 상단에는 하부회전축(832)의 회전동력을 방향 전환하는 상부베벨기어(833)가 설치되고, 그 상부베벨기어(833) 중 상부에 위치한 베벨기어(833b)에는 상부회전축(834)이 설치되며, 그 상부회전축(824)은 상기 계기판(810)의 바늘과 수문개도감지기(820)의 상한 및 하한리미트스위치(821,822)와 연동하도록 설치된다.

상기와 같은 구성의 회전축회전감지수단(800)에서 상기 수문(920)이 이물질 등에 의해 완전히 닫히지 못하고 정지된 경우에는 상기 하한리미트스위치(823)에서 감지하여 그 신호를 제어부(C)로 보내고 그 제어부에서는 수문(920)이 이물질 등에 의해 완전히 닫히지 못했음을 인지하여 구동수단(100)을 정역 방향으로 작동시켜 수문(920)을 승/하강 왕복 작동시키게 되는 것이다.

이와 같이 수문(920)이 승/하강 왕복 작동을 수행하다가 이물질이 제거되고 수문이 완전히 닫히게 되어 상기 하한리미트스위치(822)가 감지하여 그 신호를 제어부(C)로 보내고 제어부에서는 구동수단(100)의 정역 방향 회전을 정지시키고 수문(920)이 닫혀있는 상태를 지속적으로 유지하여 물의 역류를 차단하게 되는 것이다.

한편, 상기 수문(920)의 상하 왕복운동을 수회 반복적으로 이루어졌음에도 이물질이 계속 제거되지 않고 수문이 완전히 닫히지 않으면 제어부(C)를 통하여 비상 상황임을 알리기 위하여 경고음을 울리거나, 또는 수문관리사무소의 서버 또는 관리자 및 인근 주민들의 휴대폰으로 위급상황 문자를 발신할 수 있도록 할 수도 있고, 상기 수문(920)의 상하 왕복운동은 10회 이내로 함이 바람직하다.

그리고 상기 구동수단(100)의 작동에 의한 수문(920)을 승강 높이는 수문이 이물질에 의해 정지된 상태에서 그 상부의 10cm 이내로 함이 바람직하다. 그 이유는, 10cm를 초과하면 수문 하부를 통과하는 수압이 약하여 이물질 제거가 신속하게 이루어지지 않기 때문이다.

또 본 발명의 회전축회전감지수단(800) 다른 실시 예 구성은 도 8에 나타낸 바와 같이 감속수단(600)인 회전축(610)과 연결설치되어 수문의 위치를 육안으로 확인할 수 있도록 하는 바늘이 마련된 계기판(810)과, 수문의 개도 위치를 감지하는 수문개도감지기(820)와, 감속수단(600)인 회전축(610)의 회전동력을 상기 계기판(810)의 바늘과 수문개도감지기(820)로 전달하는 동력전달부재(830)와, 상기 수문(920)의 상하 왕복 시간의 결정하는 타이머(840)로 이루어진다.

상기 회전축회전감지수단(800) 다른 실시 예에서 계기판(810), 수문개도감지기(820), 동력전달부재(830)는, 상기에서 설명한 바와 동일함으로 그에 대한 중복 설명은 생략하고, 상기 타이머(840)를 설치한 이유에 대하여 설명하면, 상기 수문(920)이 상하 왕복 운동할 때에 그 상/하 왕복 1회당 행정시간을 설정하여 그 설정된 시간 내에서 수문(920)이 상하 왕복 운동할 수 있도록 하고, 또 상기 1회당 행정의 횟수를 10회 이내로 하는 시간을 설정하여 그 설정된 시간 내에 이물질이 제거되지 않고 하한리미트스위치(823)에 감지되면 제어부(C)를 통하여 비상 상황임을 알리기 위하여 경고음을 울리거나, 또는 수문관리사무소의 서버 또는 관리자 및 인근 주민들의 휴대폰으로 위급상황 문자를 발신할 수 있도록 하는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 회전축회전감지수단(800)은, 그 회전축회전감지수단(800)에 의해 회전축(610)의 회전이 수문을 완전히 닫은 상태가 아닌 부족하게 닫힌 상태에서 회전이 멈추게 되면 그를 감지하여 제어부(C)로 보내 구동수단(100)를 정역방향으로 작동시켜 수문(920)을 상하 일정량 왕복 운동시키면서 수문을 통과하는 수압에 변화를 주어 수문 틀(900)에 존재하는 이물질을 수압에 의해 자동으로 제거하도록 하였다.

한편, 상기 구동수단(100)에는 회전축회전감지수단(800)의 오동작 또는 고장으로 문제가 발생했을 때를 대비하여 구동수단(100)에 과부하게 발생하지 않도록 하는 과부하방지장치를 설치하여 사용할 수도 있다.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 이물질 제거 기능을 갖는 수문 권양장치는, 하천의 물이 수문(920)이 설치된 수문 틀(900)을 통하여 역류하게 되면 수문이 자동으로 신속하게 하강하면서 역류를 차단함은 물론, 수문(920)과 수문 틀(900)의 변형 및 파손을 방지하고, 또 수문 틀(900)의 바닥면에 이물질이 존재하면 수문(920)의 상하 왕복운동으로 인하여 이물질이 자동으로 제거되도록 유도한다.

그리고 본 발명의 전자브레이크(110)는, 도 5에 나타낸 바와 같이 구동수단(100)의 회전축 설치하여 사용할 수도 있고, 도 6에 나타낸 바와 같이 전자브레이크(110)를 샤프트(300)에 설치하여 사용할 수도 있으며, 도 7에 나타낸 바와 같이 전자브레이크(110)를 구동수단(100)의 회전축 또는 샤프트(300) 모두에 설치하여 사용할 수도 있다.

상기 구동수단(100)의 회전축 또는 샤프트(300) 중 어느 하나 또는 모두에 설치되는 전자브레이크(110)는, 상기 구동수단(100)의 회전축 또는 동력전달수단(200)의 후방으로 샤프트(300)가 노출되게 연장 형성시키고, 그 후방으로 노출된 상기 회전축과 샤프트에 설치한다. 그 이유는 전자브레이크(110)의 고장 발생시 수리하기가 편리하고, 또 관리 점검이 용이하도록 하기 위함이다.

또한, 본 발명은 상기 감속수단(600) 일 측에는, 도 4에 나타낸 바와 같이 연장 샤프트(S)가 설치되고, 그 연장 샤프트(S)의 끝 부분에는 결속수단(700)을 매개로 수문과 연결 설치하여 사용할 수도 있는데, 이때는 수문의 크기가 커서 고 중량인 경우 하나의 수문에 2개의 수문 승/하강 축을 설치하기 위함이다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 이물질 제거 기능을 갖는 수문 권양장치는, 상기 효과에서 설명한 바와 같이, 예상치 못한 기후(호우 또는 푹우 등)로 인하여 수문으로 물이 역류하는 것을 차단하기 위해 수문을 자동으로 닫을 때에 수문 틀에 이물질이 존재하여 수문이 정상적으로 닫히지 못하고 물의 역류가 이루어질 때에 상기 수문이 닫히지 못함을 감속수단의 회전축을 이용하여 측정하고 그 측정과 동시에 구동수단을 정역방향으로 작동시켜 수문을 상하 왕복 작동시키는 방법으로 이물질을 제거한 후 수문이 정상적으로 닫혀 물의 역류를 차단함으로써 수해를 방지하는 장점을 가지는 것이다.

100 : 구동수단 110 : 전자브레이크
200 : 동력전달수단 300 : 샤프트
400 : 수문하강유도수단 500 : 수문 승/하강유도수단
600 : 감속수단 700 : 결속수단
800 : 회전축회전감지수단 810 : 계기판
820 : 수문개도감지기 830 : 동력전달부재
840 : 타이머 900 : 수문 틀
910 : 레일 920 : 수문
930 : 역류감지수단

Claims (9)

1. 수문 틀(900)의 레일(910)을 따라 승/하강하도록 설치된 수문(920)에 동력을 전달하는 구동수단(100)과, 상기 구동수단의 동력을 샤프트(300)로 전달하는 동력전달수단(200)과, 상기 샤프트와 연결설치되어 수문이 자중 또는 정해진 속도로 하강하도록 유도하는 수문하강유도수단(400)과, 상기 샤프트와 연결설치되어 수문을 수동으로 승/하강시키도록 하는 수문 승/하강유도수단(500)과, 상기 구동수단의 회전속도를 감속하는 감속수단(600)과, 상기 감속수단의 동력을 전달받아 수문을 승/하강하도록 하는 결속수단(700)으로 이루어진 수문 권양장치에 있어서,
   상기 구동수단 또는 상기 샤프트 중 어느 하나에 구동수단의 회전축 또는 샤프트의 회전을 정지 또는 회전되게 하는 전자브레이크(110)가 설치되고, 상기 회전축(610)에는 그 회전축의 회전 여부를 감지하는 회전축회전감지수단(800)을 설치하되, 그 회전축회전감지수단은, 감속수단(600)인 회전축(610)과 연결설치되어 수문의 위치를 육안으로 확인할 수 있도록 하는 바늘이 마련된 계기판(810)과, 수문의 개도 위치를 감지하는 수문개도감지기(820)와, 상기 감속수단인 회전축의 회전동력을 계기판(810)의 바늘과 수문개도감지기(820)로 전달하는 동력전달부재(830)와, 상기 수문(920)의 상하 왕복 시간의 결정하는 타이머(840)로 이루어지며, 상기 수문 틀의 일 측에는 물의 역류를 감지하는 역류감지수단(930)이 설치되고, 상기 구동수단의 주위에는 제어부(C)가 설치되어 상기 역류감지수단(930)에서 물의 역류가 감지되면 제어부를 통하여 상기 전자브레이크에 전기를 공급하여 상기 구동수단의 회전축 또는 샤프트가 회전되도록 전자브레이크의 제동력을 해제하여 수문이 자중에 의해 신속하게 하강하도록 하고, 그 하강하는 수문이 수문 틀의 하부 바닥의 근접된 위치에 도달하면 상기 제어부를 통하여 상기 구동수단으로 전원을 공급하여 수문이 구동수단과 감속수단에 의해 저속으로 하강하며 수문이 수문 틀의 바닥면에 긴밀히 접촉되도록 하되, 상기 수문 틀에 이물질이 존재하여 수문이 수문 틀의 바닥면에 긴밀히 닫히지 못할 경우에는 상기 제어부에서 구동수단으로 신호를 보내 수문을 적어도 1회 이상 일정량 상하 왕복 운동시켜 수문 틀에 위치하는 이물질이 유속변화에 따른 수압에 의해 자동으로 제거되도록 구성시켜 된 것을 특징으로 하는 이물질 제거 기능을 갖는 수문 권양장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 회전축회전감지수단(800)은, 감속수단(600)인 회전축(610)과 연결설치되어 수문의 개도 위치를 육안으로 확인할 수 있도록 눈금과 바늘이 마련된 계기판(810)과, 수문의 개도 위치를 감지하는 수문개도감지기(820)와, 상기 감속수단인 회전축의 회전동력을 계기판(810)의 바늘과 수문개도감지기(820)로 전달하는 동력전달부재(830)로 이루어진 것을 특징으로 하는 이물질 제거 기능을 갖는 수문 권양장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 수문개도감지기(820)는, 수문의 상한 및 하한위치를 감지하는 상한리미트스위치(821)와, 2개의 하한리미트스위치(822,823)로 이루어지며, 상기 하한리미트스위치 중 어느 하나의 하한리미트스위치(822)는, 수문이 수문 틀의 바닥에 완전히 닫혔을 때 그를 감지하는 스위치이고, 다른 하나의 하한리미트스위치(823)는 수문이 이물질 등에 의해 수문 틀의 바닥에 완전히 닫히지 못했음을 감지하는 스위치로 구성된 것을 특징으로 하는 이물질 제거 기능을 갖는 수문 권양장치.
   
4. 제2항에 있어서,
   상기 동력전달부재(830)는, 회전축(610)과 연결설치되어 그 회전축의 회전방향을 전환하는 하부베벨기어(831)가 설치되고, 그 하부베벨기어 중 상부에 위치한 베벨기어(831b)에는 하부회전축(832)이 설치되며, 상기 하부회전축의 상단에는 하부회전축의 회전동력을 방향 전환하는 상부베벨기어(833)가 설치되고, 그 상부베벨기어 중 상부에 위치한 베벨기어(833b)에는 상부회전축(834)이 설치되며, 그 상부회전축은 계기판(810)의 바늘과 수문개도감지기(820)의 상한 및 하한리미트스위치(821,822)와 연동하도록 설치하여 된 것을 특징으로 하는 이물질 제거 기능을 갖는 수문 권양장치.
   
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 전자브레이크(110)는, 구동수단(100)의 회전축을 후방으로 노출되게 연장 형성시키고, 그 노출된 구동수단의 회전축에 설치하여 된 것을 특징으로 하는 이물질 제거 기능을 갖는 수문 권양장치.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 전자브레이크(110)는, 상기 동력전달수단의 후방으로 샤프트가 노출되게 형성시키고, 그 노출된 샤프트에 설치하여 된 것을 특징으로 하는 이물질 제거 기능을 갖는 수문 권양장치.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 전자브레이크(110)는, 상기 구동수단의 회전축 또는 샤프트 모두에 설치된 것을 특징으로 하는 이물질 제거 기능을 갖는 수문 권양장치.
   
9. 제1항에 있어서,
   상기 구동수단(100)에는 회전축회전감지수단(800)의 오동작 또는 고장으로 문제가 발생했을 때 구동수단(100)에 과부하게 발생하지 않도록 하는 과부하방지장치를 설치하여 된 것을 특징으로 하는 이물질 제거 기능을 갖는 수문 권양장치.

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