KR102166164B1 - 수문 하강방지 기능을 갖는 전도식 가동보 - Google Patents

Abstract

수문 하강방지 기능을 갖는 전도식 가동보가 개시되어 있다. 본 발명은, 담수부의 물을 가두거나 배출하기 위하여 개폐작용을 하는 수문, 상기 수문을 열거나 폐쇄하기 위한 구동부 및 상기 수문의 자중이나 담수부 물의 수압에 의한 수문의 개방동작을 방지하기 위한 브레이크장치를 포함하는 수문 하강방지 기능을 갖는 전도식 가동보로서,
상기 구동부는, 상기 수문의 개폐동작을 위해 작동하고 내부에 승강작동을 하는 실린더로드를 구비한 유압실린더; 일단은 상기 유압실린더의 실린더로드에 결합되고, 타단은 상기 수문의 하단부에 결합되어 상기 수문의 개폐작용에 연동되는 회동링크; 상기 수문의 하단부와 상기 회동링크의 하단부를 일체로 고정결합시키는 메인축; 및 상기 회동링크의 상단과 상기 실린더로드를 회전가능하게 결합시키는 회동축;을 포함하며,
상기 브레이크장치는 상기 메인축에 결합되어 상기 메인축의 회동을 구속하는 것을 특징으로 한다.

Description

수문 하강방지 기능을 갖는 전도식 가동보{FLOOD GATE FOR RESERVOIR HAVING DESCENT PREVENTION FUNCTION}

본 발명은 관개수로, 하천 및 저수지용 수문장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 물이 필요할 때 용이하게 수문을 개방하여 물을 공급받을 수 있고 수문의 자중과 담수부에 저장된 물의 수압을 견딜 수 있는 구동부를 가짐으로써 장기간 직립된 상태로 있는 수문을 안정적으로 유지시킬 수 있으며, 수문 상부면을 유선형 형상으로 형성함으로써 물고기들의 하류에서 상류로 이동시 원활하게 하고 개방시 물의 흐름을 좋게 하고 퇴적물이 쌓이지 않게 하며, 구동부의 직립유지장치의 기능상실과 상류 담수부의 장시간 담수시, 장시간 미작동시 유압의 특성상 이뤄질수 있는 압력손실로 인해 수문이 서서히 열리는 현상으로 인하여 장기간 담수된 귀중한 수자원을 제때 활용하지 못하는 것을 미연에 방지한 전도식가동보에 관한 것이다.

일반적으로 관개수로, 하천 및 저수지 등의 수로는 농지관리 또는 관개용수 등을 적절하게 활용하기 위하여 일정량의 물을 저장하였다가 필요할 때 사용하는 목적으로 이용되고 있다. 이러한 수로에는 관개용수 관리, 즉 가뭄 때에는 물을 저장하여 두고 내리는 비의 양이 많을 때에는 이를 방출하기 위해 수문을 개폐 작동하는 수문장치가 구비된다.

이러한 수문장치는 배출되는 유수와 같은 방향으로 수문이 전도되는 전도식과, 수문의 하부로 유수가 배출되는 하단 배출식으로 구분된다.

전도식 수문장치는 홍수가 발생했을 때 이물질이 수문에 걸리지 않고 완전히 배출될 수 있는 장점이 있고, 하단 배출식 수문장치는 퇴적물이 쌓이지 않으므로 하도준설이 필요하지 않으며, 어도가 자연적으로 형성되기 때문에 별도의 어도 공사가 필요하지 않아 공사기간 및 공사비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 유수를 하단배출하기 때문에 수질개선 우수한 장점이 있다.

또한 전도식 수문장치 및 하단 배출식 수문장치는 급격한 수위증가시 수평개방으로 홍수피해를 최소화할 수 있는 등의 장점이 있다.

최근에는 전도식 수문장치를 관개수로, 하천 및 저수지에 사용함으로써, 담수부의 저장 능력을 크게 증대시킬 수 있고, 가뭄 등과 같이 물이 필요할 때 수문을 개방시켜서 용이하게 물을 공급할 수 있는 효과를 얻을 수 있었다.

그러나, 이러한 전도식 수문장치를 사용할 경우에, 수문 개폐장치의 구동부 또는수문 직립 유지장치 일부가 물속에 잠겨 있고, 오랫동안 물속에 있음으로 해서 부식이나 고장으로 인해 오작동을 일으킬 수 있는 문제점이 있다.

또한, 수문을 오랫동안 세워진 상태로 유지할 경우에, 수문의 자중이나 담수부 내부의 물의 압력 때문에 수문의 구동부나 직립유지장치가 고장나서 수문이 원치 않게 서서히 개방상태로 변경되는 문제점이 생길 수 있었다.

1. 대한민국 등록실용신안공보 제20-0427632호(2006.09.22) 2. 대한민국 등록특허 제10-0765894호(2007.10.04)

본 발명의 목적은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 담수부에 저장된 물의 수압과 수문의 자중의 압력을 견딜 수 있는 구동부의 구조를 가짐으로써, 수문의 폐쇄 시에 항상 안정적으로 수문의 직립상태를 유지할 수 있도록 한 수문 하강방지 기능을 갖는 전도식 가동보를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 문 상부면을 유선형 형상으로 형성함으로써 물고기들의 하류에서 상류로 이동시 원활하게 하고 개방시 물의 흐름을 좋게 하고 퇴적물이 쌓이지 않게 하며, 구동부의 직립유지장치의 기능상실과 상류 담수부의 장시간 담수시, 장시간 미작동시 유압의 특성상 이뤄질수 있는 압력손실로 인해 수문이 서서히 열리는 현상으로 인하여 장기간 담수된 귀중한 수자원을 제때 활용하지 못하는 것을 미연에 방지한 전도식가동보를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 물의 공급이 필요할 때에 수문의 개폐를 용이하게 할 수 있도록 한 수문 하강방지 기능을 갖는 전도식 가동보를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 수문 하강방지 기능을 갖는 전도식 가동보는, 담수부의 물을 가두거나 배출하기 위하여 개폐작용을 하는 수문, 상기 수문을 열거나 폐쇄하기 위한 구동부 및 상기 수문의 자중이나 담수부 물의 수압에 의한 수문의 개방동작을 방지하기 위한 브레이크장치를 포함하는 수문 하강방지 기능을 갖는 전도식 가동보로서,

상기 구동부는, 상기 수문의 개폐동작을 위해 작동하고 내부에 승강작동을 하는 실린더로드를 구비한 유압실린더; 일단은 상기 유압실린더의 실린더로드에 결합되고, 타단은 상기 수문의 하단부에 결합되어 상기 수문의 개폐작용에 연동되는 회동링크; 상기 수문의 하단부와 상기 회동링크의 하단부를 일체로 고정결합시키는 메인축; 및 상기 회동링크의 상단과 상기 실린더로드를 회전가능하게 결합시키는 회동축;을 포함하며,

상기 브레이크장치는 상기 메인축에 결합되어 상기 메인축의 회동을 구속하는 것을 특징으로 한다.

상기 수문의 바닥면은 지면에 맞닿을 수 있도록 평평한 면으로 형성되고, 그 상부면은 물의 흐름에 저항면을 형성하지 않도록 유선형 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 수문의 하단부와 상기 회동링크의 하단부는 상기 메인축에 의해 고정결합되면서, 항상 일정한 각도를 유지하는 것을 특징으로 한다.

상기 브레이크장치는 상기 메인축에 결합되면서 상기 구동부의 바닥면과는 분리되어 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 브레이크장치는, 상기 메인축에 동심으로 결합되어 브레이크 작용을 하는 브레이크 블럭; 상기 브레이크 블럭과 상기 메인축 사이에 삽입되어 브레이크 동작을 수행하거나 해제하는 기능을 하는 한 쌍의 브레이크 패드; 상기 브레이크 블럭의 일측 개방부에 돌출되어 상하로 위치하는 한 쌍의 압착플랜지; 상기 한 쌍의 압착플랜지가 삽입되어 설치되는 실린더브라켓; 및 상기 실린더브라켓 내부에 내장되어 상기 한 쌍의 압착플랜지가 상호간에 압착 또는 해제 동작을 할 수 있도록 작용하는 단동실린더;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 브레이크블럭은 상기 한 쌍의 압착플랜지에 대향하는 위치에 힌지축을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 실린더브라켓이 상기 구동부의 바닥면에 접촉할 때 안정적으로 접지하기 위하여, 상기 실린더브라켓의 하단에 실린더 스톱퍼가 더 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 브레이크장치는 상기 회동링크를 중심으로 일측에만 설치되거나, 양측에 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 물의 공급이 필요할 때에 수문의 개폐를 용이하게 할 수 있으며, 수문의 회전축이 링크와 결합되도록 하면서 실린더로 링크의 각도를 조절하는 중에 열거나 닫도록 되어 있으므로 가동보의 개폐를 구동부의 적은 힘으로도 용이하게 개폐시킬 수 있음은 물론이고 큰수압하에서도 안정적인 가동보를 개폐작동을 확보할 수 있는 장점이 있다.

본 발명에 따르면, 수문 상부면을 유선형 형상으로 형성함으로써 물고기들의 하류에서 상류로 이동시 원활하게 하고 개방시 물의 흐름을 좋게 하고 퇴적물이 쌓이지 않도록 할 수 있도록 하는 효과가 있다.

본 발명에 따르면, 구동부의 직립유지장치의 기능상실과 상류 담수부의 장시간 담수시, 장시간 미작동시 유압의 특성상 이뤄질수 있는 압력손실로 인해 수문이 서서히 열리는 현상으로 인하여 장기간 담수된 귀중한 수자원을 제때 활용하지 못하는 것을 미연에 방지할 수 있고, 수문의 폐쇄 시에 항상 안정적으로 수문의 직립상태를 유지할 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 따르면, 브레이크장치에 가해지는 구속력이 수문의 자중과 수압을 견딜 수 있도록 구성되고, 아울러 상기 구동부의 단동실린더에 작용하는 구동력은 상기 브레이크장치의 구속력보다 크게 작동될 수 있다. 따라서, 수문이 세워진 상태로 있을 때에는 상기 브레이크장치의 구속력에 의해서 상기 수문이 하강하는 것을 방지할 수 있고, 만에 하나 브레이크장치가 걸려있는 상태에서 고장이 나더라도 수문을 개방할 경우에는 수문을 구동하는 주실린더를 통해 상기 브레이크장치의 구속력을 초과하는 구동력을 제공하여 원활히 수문을 하강시킬 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 수문 하강방지 기능을 갖는 전도식 가동보로서, (a)는 측면도, (b)는 평면도, (c)는 정면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 수문 하강방지 기능을 갖는 전도식 가동보로서, (a)는 수문이 닫혀 있는 상태를 도시한 것이고, (b)는 수문이 개방된 상태를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 수문 하강방지 기능을 갖는 전도식 가동보로서, (a)는 구동부를 도시한 것이다, (b)는 상기 (a)의 B-B선을 따른 단면도이며, (c)는 상기 (a)의 A-A선을 따른 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 수문 하강방지 기능을 갖는 전도식 가동보의 브레이크장치를 도시한 도면이다.
도 5는 도 4의 브레이크장치에 대한 분해도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 수문 하강방지 기능을 갖는 전도식 가동보에 대하여 상세히 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 수문 하강방지 기능을 갖는 전도식 가동보는, 크게 담수부의 물을 가두거나 배출하기 위하여 개폐작용을 하는 수문(1), 상기 수문(1)을 열거나 폐쇄하기 위한 구동부(5) 및 상기 수문의 자중이나 저수지 물의 수압에 의한 수문(1)의 개방동작을 방지하기 위한 브레이크장치(30)를 포함한다.

상기 수문(1)은 횡으로 길게 형성되는 구조이고, 보의 길이에 맞도록 다양한 길이로 제작될 수 있으며, 물의 수압을 견딜 수 있는 정도의 철골구조물로 제작된다. 따라서, 수문의 크기에 따라서 다양한 무게를 가질 수 있으며, 그 자체의 중량이 크게 작용할 수 있다.

상기 수문(1)의 바닥면은 지면에 맞닿을 수 있도록 평평한 면을 형성할 수 있고, 그 상부면은 물의 흐름에 저항면을 형성하지 않도록 유선형 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 수문(1)의 선단 끝에는 수문의 강성을 증대시키기 위하여 횡방향으로 길게 파이프가 결합되어 설치될 수도 있다.

이와 같이 수문 상부면을 유선형 형상으로 형성함으로써 물고기들의 하류에서 상류로 이동시 원활하게 하고 개방시 물의 흐름을 좋게 하고 퇴적물이 쌓이지 않게 할 수 있다, 예를 들어, 기존의 수문은 수직으로 떨어지는 단차를 제공하기 때문에, 물의 흐름이 좋지 않고 그 단차 부분에 퇴적물이 쌓일 수 있는 단점이 있고, 물고기의 이동시에 물고기가 단차부에 의해 다칠 수 있는 문제점도 있었다.

상기 수문(1)의 양측에는 상기 수문(1)을 작동시키기 위한 구동부(5)가 설치될 수 있다. 상기 구동부(5)는, 상기 수문(1)의 개폐동작을 위해 작동하고 내부에 승강작동을 하는 실린더로드(11)를 구비한 유압실린더(10), 일단은 상기 유압실린더(10)의 실린더로드(11)에 결합되고 타단은 상기 수문(1)의 하단부에 결합되어 상기 수문(1)의 개폐작용에 연동되는 회동링크(20), 상기 수문(1)의 하단부와 상기 회동링크(20)의 하단부를 일체로 고정결합시키는 메인축(21) 및 상기 회동링크(20)의 상단과 상기 실린더로드(11)를 회전가능하게 결합시키는 회동축(15)를 포함한다.

이때, 상기 수문(1)의 하단부와 회동링크(20)의 하단부는 메인축(21)에 의해 고정되어서, 항상 일정한 각도를 유지할 수 있다. 따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, 유압실린더(10)의 작동에 의해서 회동링크(20)가 회동하게 되면 그에 고정결합된 수문(1)이 함께 동일한 각도로 회동하게 되는 것이다.

예를 들어, 도 2a와 같이 수문(1)이 직립된 상태로 물을 저장하는 위치에 있는 상태에서, 도 2b와 같이 유압실린더(10)의 실린더로드(11)가 회동링크(20)의 상단부를 잡아당기게 되면, 상기 회동링크(20)는 회동축(15)을 중심으로 회동하면서 시계방향으로 회동하게 되고, 그와 동시에 수문(1)도 동일한 방향으로 회동하게 된다. 결국, 상기 수문(1)은 지면에 맞닿게 되고 담수부의 수문을 개방상태가 되는 것이다.

역으로, 유압실린더(10)의 실린더로드(110가 회동링크(20)의 상단부를 밀게 되면, 상기 회동링크(20)는 회동축(15)을 중심으로 회동하면서 반시계방향으로 회동하게 되고, 그와 동시에 수문(1)도 동일한 방향으로 회동하게 된다. 결국, 상기 수문(1)은 직립한 상태가 되고 담수부의 수문을 다시 폐쇄상태가 되어서 담수부에 물이 저장될 수 있는 상태가 된다.

상기 유압실린더(10)는 상기 구동부(5)의 바닥면에 설치된 고정축(13)에 결합된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 브레이크장치(30)는 상기 메인축(21)에 결합되어서, 상기 메인축(21)의 회전을 구속하는 것으로서, 이를 통해서 상기 메인축(21)에 고정설치되는 상기 수문(1)이 자중이나 담수부 물의 수압에 의해서 유압실린더(10)의 작용없이 서서히 개방되는 것을 방지할 수 있는 것이다.

상기 브레이크장치(30)는 상기 메인축(21)에 결합되면서 상기 구동부(5)의 바닥면과는 분리되어 있다. 이로 인해, 상기 브레이크장치(30)는 부분적으로 상기 메인축(21)의 회동에 따라서 동일한 방향으로 회동될 수 있게 된다.

또한, 상기 브레이크장치(30)는 상기 회동링크(20)를 중심으로 일측에만 설치될 수도 있고, 양측에 설치될 수도 있다. 예를들어, 수문(1)의 크기가 커서 자체 중량이 클 경우에는 상기 브레이크장치(30)가 상기 회동링크(20)의 양측에 설치될 수 있고, 수문(1)의 크기가 작아서 자체 중량이 작을 경우에는 상기 회동링크(20)의 일측에만 설치될 수도 있는 것이다.

도 4 및 도 5를 참조하여 상기 브레이크장치(30)를 좀 더 상세하게 설명하면, 상기 브레이크장치(30)는, 상기 메인축(21)에 동심으로 결합되어 브레이크 작용을 하는 브레이크 블럭(31), 상기 브레이크 블럭(31)과 상기 메인축(21) 사이에 삽입되어 브레이크 동작을 수행하거나 해제하는 기능을 하는 한 쌍의 브레이크 패드(35), 상기 브레이크 블럭(31)의 일측 개방부에 돌출되어 상하로 위치하는 한 쌍의 압착플랜지(33), 상기 한 쌍의 압착플랜지(33)가 삽입되어 설치되는 실린더브라켓(41) 및 상기 실린더브라켓(41) 내부에 내장되어 상기 한 쌍의 압착플랜지(33)가 상호간에 압착 또는 해제 동작을 할 수 있도록 작용하는 단동실린더(40)를 포함한다.

상기 브레이크블럭(31)은 상기 한 쌍의 압착플랜지(33)에 대향하는 위치에 힌지축(37)을 구비함으로써, 상기 힌지축(37)을 중심으로 상기 한 쌍의 압착플랜지(33)가 상호간에 근접하게 압착될 수도 있고, 더 멀어지도록 벌어질 수도 있다.

또한, 상기 실린더브라켓(41)의 하단에는 실린더 스톱퍼(43)가 설치되어 있어서, 상기 실린더브라켓(41)이 상기 구동부(5)의 바닥면에 접촉할 때 안정적으로 접지할 수 있도록 하는 역할을 할 수 있다.

예를 들어, 상기 단동실린더(40)는 상기 수문(1)의 자중이나 담수부에 저장된 물의 수압을 견딜 수 있는 정도의 압력을 상기 브레이크블럭(31)의 압축플랜지(33)에 가하여서 상기 브레이크블럭(31) 및 브레이크 패드(35)가 상기 메인축(21)을 잡아줄 수 있도록 하는 것이다. 그러면, 상기 메인축(21)은 상기 브레이크장치(30)의 작용에 의해 더 이상 회전을 할 수 없게 되고, 상기 수문(1)도 회전을 할 수 없기 때문에, 직립상태를 안정적으로 유지할 수 있는 것이다.

이런 상태에서, 수문을 개방시킬 필요가 있을 때에는, 상기 유압실린더(10)를 작동시켜서 수문(1)을 개방시킬 수 있다. 이때, 상기 유압실린더(10)의 압력은 상기 수문(1)의 자중이나 수압을 넘어서는 큰 압력을 갖기 때문에 상기 브레이크 패드(35)가 상기 메인축(21)을 잡고 있는 압력을 이기고 상기 메인축(21)을 회전시킬 수 있는 것이다. 물론, 이때 사용자의 조작에 의해서 상기 단동실린더(40)의 압력을 해제하여 상기 압축플랜지(33)의 압착을 해제할 수도 있다.

따라서, 본 명세서에 기재된 도면 및 실시 예에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

1: 수문 5: 구동부
10: 유압실린더 11: 실린더로드
13: 고정축 15: 회동축
20: 회동링크 21: 메인축
30: 브레이크장치 31: 브레이크블럭
33: 압축플랜지 35: 브레이크패드
37: 힌지축 40: 단동실린더
41: 실린더브라켓 43: 실린더스톱퍼

Claims (8)

1. 담수부의 물을 가두거나 배출하기 위하여 개폐작용을 하는 수문; 상기 수문을 열거나 폐쇄하기 위한 구동부; 및 상기 수문의 자중이나 담수부 물의 수압에 의한 수문의 개방동작을 방지하기 위한 브레이크장치;를 포함하는 수문 하강방지 기능을 갖는 전도식 가동보로서,
   상기 구동부는,
   상기 수문의 개폐동작을 위해 작동하고 내부에 승강작동을 하는 실린더로드를 구비한 유압실린더; 일단은 상기 유압실린더의 실린더로드에 결합되고, 타단은 상기 수문의 하단부에 결합되어 상기 수문의 개폐작용에 연동되는 회동링크; 상기 수문의 하단부와 상기 회동링크의 하단부를 일체로 고정결합시키는 메인축; 및 상기 회동링크의 상단과 상기 실린더로드를 회전가능하게 결합시키는 회동축;을 포함하고,
   상기 브레이크장치는,
   상기 메인축에 동심으로 결합되어 브레이크 작용을 하는 브레이크 블럭; 상기 브레이크 블럭과 상기 메인축 사이에 삽입되어 브레이크 동작을 수행하거나 해제하는 기능을 하는 한 쌍의 브레이크 패드; 상기 브레이크 블럭의 일측 개방부에 돌출되어 상하로 위치하는 한 쌍의 압착플랜지; 상기 한 쌍의 압착플랜지가 삽입되어 설치되는 실린더브라켓; 및 상기 실린더브라켓 내부에 내장되어 상기 한 쌍의 압착플랜지가 상호간에 압착 또는 해제 동작을 할 수 있도록 작용하는 단동실린더;를 포함하며,
   상기 브레이크장치는 상기 메인축에 결합되면서 상기 구동부가 설치된 바닥면과는 분리가능하게 설치되어, 상기 메인축의 회동을 구속할 수 있는 것을 특징으로 하는 수문 하강방지 기능을 갖는 전도식 가동보.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 수문의 바닥면은 지면에 맞닿을 수 있도록 평평한 면으로 형성되고, 그 상부면은 물의 흐름에 저항면을 형성하지 않도록 유선형 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 수문 하강방지 기능을 갖는 전도식 가동보.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 수문의 하단부와 상기 회동링크의 하단부는 상기 메인축에 의해 고정결합되면서, 항상 일정한 각도를 유지하는 것을 특징으로 하는 수문 하강방지 기능을 갖는 전도식 가동보.
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 1항에 있어서,
   상기 브레이크블럭은 상기 한 쌍의 압착플랜지에 대향하는 위치에 힌지축을 구비하는 것을 특징으로 하는 수문 하강방지 기능을 갖는 전도식 가동보.
7. 제 1항에 있어서,
   상기 실린더브라켓이 상기 구동부의 바닥면에 접촉할 때 안정적으로 접지하기 위하여, 상기 실린더브라켓의 하단에 실린더 스톱퍼가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 수문 하강방지 기능을 갖는 전도식 가동보.
8. 제1항, 제2항, 제3항, 제 6항 및 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 브레이크장치는 상기 회동링크를 중심으로 일측에만 설치되거나, 양측에 설치되는 것을 특징으로 하는 수문 하강방지 기능을 갖는 전도식 가동보.
   
   

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