KR102313579B1 - 친환경 가동보 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 친환경 가동보 시스템에 관한 것으로서, 하천을 횡단하여 설치되는 지지구조체(10); 지지구조체(10)에 개폐 가능케 힌지 결합되는 수문(20); 지지구조체(10)와 수문(20) 간에 설치되어 수문(20)을 개폐하는 개폐수단(30); 지지구조체(10)와 수문(20) 간에 설치되어 개폐수단(30)을 가리는 커버수단(40); 수문(20) 전면의 저수부에 공기를 주입하는 폭기수단(50); 을 포함한다.
본 발명에 따르면, 스크류잭 구조를 이용해 수문의 개방 각도를 신속하고, 정밀하며, 견고하게 조절할 수 있으며, 수문 하부의 폭기수단을 이용해 수질을 개선할 수 있고, 수문 상단 월류 시 산기판을 이용한 폭기를 통해 하류의 배출 수질을 개선할 수 있는 효과가 있다.

Description

친환경 가동보 시스템{Eco-friendly movable weir system}

본 발명은 친환경 가동보 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스크류잭 구조를 이용해 수문의 개방 각도를 신속하고, 정밀하며, 견고하게 조절할 수 있도록 함으로써 수위의 미세 조절이 가능하고, 수문 하부의 폭기수단을 이용해 수질을 개선할 수 있게 하며, 수문 상단 월류 시 산기판을 이용한 폭기를 통해 하류의 배출 수질을 개선할 수 있게 한 환경을 고려한 친환경 가동보 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 수위를 조절하거나 용수 공급 등 물을 이용할 목적으로 하천을 횡단하여 설치하는 구조물을 ‘보’라 한다.

보에는 높이가 고정된 고정보와 높이가 조절되는 가동보가 있다.

일반적인 고정보는 콘크리트 구조물 형태로 되어 보 하단에 흐름의 정체를 유발시켜 수질을 악화시키고 어류의 이동을 단절시키는 등 환경 문제를 일으키고, 보 상류에 토사의 퇴적에 의한 수위 상승으로 내수침수를 일으키는 등 하천환경을 파괴하면서도 치수적인 단점이 있다.

가동보는 위와 같은 고정보의 문제점을 보완하기 위하여 개발된 것으로서 다양한 방식의 가동보가 있는데, 그중 국내 중·소하천에 설치되고 있는 가동보의 주요 방식은 고무보, 유압식 가동보가 있다.

고무보는 하천에 공기공급장치와 연결되는 고무튜브를 설치하여 고무튜브의 팽창과 수축 작용으로 기립과 도복이 이루어지게 한 것으로서, 하천의 유수와 같은 방향으로 도복되기 때문에 홍수 시 통수단면적을 최대화함으로써 홍수피해를 예방할 수 있는 장점은 있다.

그러나, 고무 재질의 한계성으로 인해 인위적 손상에 취약하며, 공기공급장치에 의해 진행되는 기립과 도복에 많은 시간이 소요되는 단점이 있다.

또한, 겨울철하천의 결빙시얼음팽창으로 고무 튜브가 파손될 가능성이 큰 단점도 있으며, 특히 고무 튜브의 기립 시, 저수부 내부에 퇴적오니등오염물질이 누적되면서 용존산소 부족, 토양 및 수질 오염을 유발하여 어류 등의 집단 폐사 등 하천 생태계를 파괴하는 단점이 있다.

한편, 유압식 가동보는 하천에 유압실린더에 의해 개폐되는 수문을 설치한 것으로서, 고무보에 비해 수문의 개폐가 신속하게 이루어지는 장점이 있다.

그러나, 주요 부품인 유압실린더가 외부에 노출됨으로써 오일 누유가 발생할 가능성이 크고, 오일 누유가 발생하는 경우에 수질 오염 및 수문의 개폐가 원활하지 않게 되는 단점이 있으며, 특히 홍수 발생 시 유압실린더 주변의 와류현상으로 인해 유압실린더의 파손 가능성이 커지는 단점도 있다.

또한, 수문의 상부 월류 시, 수문의 배면부에 와류현상이 발생하면서 수문의 배면부에 토사나 자갈 등 각종 퇴적물이 쌓이게 되고, 퇴적물이 다량 축적되면 수문의 개폐를 방해하는 단점도 있다.

공개특허공보 제10-2009-0049103호

상술한 바와 같은 종래의 단점을 해결하기 위하여 본 발명은, 스크류잭 구조를 이용해 수문의 개폐가 가능케 한 친환경 가동보 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 저수부의 폭기 및 하층수의 배출 제어가 가능케 한 친환경 가동보 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 하천 바닥에 설치되는 지지구조체에 어도를 형성한 친환경 가동보 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 바와 같은 목적의 달성을 위하여 본 발명의 친환경 가동보 시스템은,

하천을 횡단하여 설치되는 지지구조체(10);

상기 지지구조체(10)에 개폐 가능케 힌지 결합되는 수문(20);

상기 지지구조체(10)와 수문(20) 간에 설치되어 수문(20)을 개폐하는 개폐수단(30);

상기 지지구조체(10)와 수문(20) 간에 설치되어 개폐수단(30)을 가리는 커버수단(40);

상기 수문(20) 전면의 저수부에 공기를 주입하는 폭기수단(50); 을 포함한다.

일 실시 예에서, 상기 지지구조체(10)는,

양측에 대칭으로 형성되는 지지부(101);

상기 지지부(101)의 하단부 간을 연결하게 형성된 바닥부(102);

상기 바닥부(102)의 전후면을 관통하게 형성된 어도부(103);

상기 바닥부(102)의 전면에 형성되되, 바닥부(102)의 상측으로 돌출된 상단부 후면에 제1개구부(104a)가 구비된 상류침수챔버(104);

상기 바닥부(102)의 후면에 형성되되, 상단부 후면에 제2개구부(105a)가 구비된 하류침수챔버(105); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 상류침수챔버(104)는,

상면에 형성된 제3개구부(104b);

상기 제1개구부(104a)와 제3개구부(104b)를 선택적으로 개방하도록 상류침수챔버(104)의 일측에 설치되는 개방수단(104c); 을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 수문(20)은,

수문(20)의 하단부에 형성되어 지지구조체(10)에 결합되는 회전축(201);

수문(20)의 정면 하단부에 형성된 입수구(202);

수문(20)의 배면 상단부에 형성된 출수구(203);

상기 입수구(202)와 출수구(203) 간을 연결하게 수문(20) 내부에 형성된 싸이펀통로(204); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 개폐수단(30)은,

상기 수문(20)에 설치되는 힌지부재(301);

상기 지지구조체(10)에 하단부가 회동 가능케 설치되며 유압의 공급 제어에 따라 구동되는 기어수단이 구비된 제1잭케이스(302);

상기 제1잭케이스(302)에 나사 결합되어 기어수단에 의해 제1잭케이스(302)에서 승강하며, 상단부가 힌지부재(301)에 힌지 결합된 제1스크류샤프트(303); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 개폐수단(30)은,

상기 수문(20)에 설치되는 힌지부재(301);

상기 지지구조체(10)의 전후 방향으로 설치되는 제2스크류샤프트(304);

상기 제2스크류샤프트(304)에 나사 결합되는 제2잭케이스(305);

상기 힌지부재(301)와 제2잭케이스(305) 간에 연결된 제2연결부재(306);

상기 제2스크류샤프트(304)를 회전시켜 제2잭케이스(305)를 전후로 이동시키는 구동모터(M); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 개폐수단(30)은,

상기 수문(10)의 후면에 설치되는 조인트부재(307)

상기 지지구조체(10)의 좌우 방향으로 설치되되, 중앙을 기준으로 오른나사부와 왼나사부가 좌우 대칭되게 형성된 제3스크류샤프트(308);

상기 제3스크류샤프트(308)의 오른나사부와 왼나사부에 각각 나사 결합된 제3잭케이스(309);

가운데 형성된 관절부는 조인트부재(307)에 핀 결합되고, 양단부는 각각의 제3잭케이스(309)에 핀 결합되어 복수의 제3잭케이스(309) 간 간격에 따라 관절부가 절첩되는 제3연결부재(310);

상기 제3스크류샤프트(308)를 회전시키는 구동모터(M); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 커버수단(40)은 신축 가능한 다단 셔터형으로 되는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 다단 셔터 간에는 방수부재(401)가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 커버수단(40)은 신축 상태에 따라 자동으로 기립되는 산기판(403)을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 커버수단(40)은,

커버수단(40)을 구성하는 각 다단 셔터의 하단부에 형성되는 관통공(402);

일단부가 각 다단 셔터의 후면에 회동 가능케 힌지 결합되고, 타단부가 관통공(402)을 관통하게 설치되는 산기판(403)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 폭기수단(50)은,

상기 지지구조체(10)의 상류침수챔버(104) 내부에 수직으로 설치되는 산기관(501);

상기 산기관(501)의 측면에 일단부가 연결되는 급기관(502);

상기 지지구조체(10)에 설치되고, 급기관(502)의 타단부에 연결되어 급기관(502)으로 공기를 공급하는 송풍기(503); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 폭기수단(50)은,

상기 급기관(502)과 송풍기(503) 간에 설치되어 미세기포를 발생시키는 미세기포발생기(504); 를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예예서, 본 발명의 친환경 가동보 시스템은, 상기 개폐수단(30)과 폭기수단(50)을 원격 제어하는 제어수단을 더 구비할 수 있다.

상기 제어수단은,

상기 수문(20)과 개폐수단(30)과 폭기수단(50)의 동작 상태를 실시간으로 감지하는 제1감지센서부(601);

상기 수문(20)에 의해 저수된 저수부의 수위, 수질, 수온, 유속을 실시간으로 측정하는 제2감지센서부(602);

상기 제1감지센서부(601)와 제2감지센서부(602)에서 제공된 센서값을 관리서버(606)로 전송하고, 관리서버(606)에서 전송된 제어신호를 개폐수단(30)과 폭기수단(50)에 인가하는 제어부(603);

하천변 일측에 설치되어 수문(20)의 동작 상태를 촬영하고, 그 영상신호를 관리서버(606)로 전송하는 영상촬영부(604);

하천변 타측에 설치되어 관리서버(606)에서 전송되는 제어신호에 따라 재난방송을 출력하는 경보발생부(605);

상기 제어부(603)에서 전송된 제1감지센서부(601)와 제2감지센서부(602)의 센서값에 따라 개폐수단(30)과 폭기수단(50)의 제어신호 및 경보발생부(605)의 제어신호를 자동 생성하여 전송하는 관리서버(606);

원격으로 관리서버(606)에 접속하여 관리서버(606)에 전송된 제1감지센서와 제2감지센서의 센서값 및 영상신호의 원격 확인과 제어신호의 생성 및 교환이 가능한 모바일디바이스(607); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 스크류잭을 이용하여 수문의 개방 각도를 신속하고 정밀하며 견고하게 조절할 수 있게 됨으로써 수위의 미세 조절이 용이하고, 수문의 개폐가 안정적으로 이루어지는 효과가 있다.

또한, 저수부의 폭기를 통해 수질 오염을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 폭기 방향 조절을 통해 폭기 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 싸이펀통로를 통해 하층수의 선택적인 배출이 가능케 됨으로써 저수부의 퇴적오니와 같은 오염물질을 효과적으로 배출시켜 수질 오염을 방지할 수 있는 효과도 있다.

또한, 하천 바닥에 설치되는 지지구조체에 개폐 가능한 어도를 형성함으로써 하천에 서식하는 생물들과 어류 등의 번식 활동을 도와 하천 생태계가 활성화되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 친환경 가동보 시스템의 제1 실시 예에 따른 사시도.
도 2는 본 발명의 친환경 가동보 시스템의 제1 실시 예에 따른 측면 단면도.
도 3은 본 발명의 친환경 가동보 시스템의 제1 실시 예에 따른 수문 기립 상태 측면 단면도.
도 4는 본 발명의 친환경 가동보 시스템의 제1 실시 예에 따른 수문 도복 상태 측면 단면도.
도 5는 본 발명의 친환경 가동보 시스템의 제1 실시 예에 따른 폭기수단을 나타낸 측면 예시도.
도 6은 본 발명의 친환경 가동보 시스템의 제2 실시 예에 따른 개방수단을 나타낸 측면 단면도.
도 7은 본 발명의 친환경 가동보 시스템의 제3 실시 예에 따른 개폐수단을 나타낸 수문 기립 상태 측면 단면도.
도 8은 본 발명의 친환경 가동보 시스템의 제3 실시 예에 따른 개폐수단을 나타낸 수문 도복 상태 측면 단면도.
도 9는 본 발명의 친환경 가동보 시스템의 제4 실시 예에 따른 개폐수단을 나타낸 배면 예시도.
도 10은 본 발명의 친환경 가동보 시스템의 제5 실시 예에 따른 제어수단을 나타낸 구성도.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

본 발명에 관한 설명은 구조적이나 기능적 설명을 위한 실시 예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시 예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.

즉, 실시 예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.

본 발명에 관한 설명에서 사용되는 모든 용어는 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다.

일반적으로 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.

또한, "제1", "제2" 등의 용어는 서로 다른 구성 요소임을 구분하기 위해서 지칭할 것일 뿐, 제조된 순서에 구애받지 않는 것이며, 이들 용어에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.

도 1은 본 발명의 친환경 가동보 시스템의 제1 실시 예에 따른 사시도이고, 도 2는 본 발명의 친환경 가동보 시스템의 제1 실시 예에 따른 측면 단면도이며, 도 3은 본 발명의 친환경 가동보 시스템의 제1 실시 예에 따른 수문 기립 상태 측면 단면도이고, 도 4는 본 발명의 친환경 가동보 시스템의 제1 실시 예에 따른 수문 도복 상태 측면 단면도이며, 도 5는 본 발명의 친환경 가동보 시스템의 제1 실시 예에 따른 폭기수단을 나타낸 측면 예시도이다.

도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한다.

본 발명의 친환경 가동보 시스템은 스크류잭 구조를 이용해 수문(20)의 개방 각도를 조절함과 동시에 저수부의 폭기 및 하층수의 배출 제어를 가능케 하면서 어도가 형성되도록 지지구조체(10), 수문(20), 개폐수단(30), 커버수단(40), 폭기수단(50)을 포함한다.

상기 지지구조체(10)는 하천을 횡단하여 설치되되, 지지부(101), 바닥부(102), 어도부(103), 상류침수챔버(104), 하류침수챔버(105)를 포함한다.

상기 지지부(101)는 지지구조체(10)의 양측에 대칭으로 형성되어 지지구조체(10)가 설치되는 하천의 천변 양측에 대칭으로 설치된다.

상기 바닥부(102)는 지지부(101)의 하단부 간을 연결하게 일체로 형성되어 하천을 횡단하도록 하천 바닥에 설치된다.

상기 어도부(103)는 바닥부(102)의 전후면을 관통하게 형성되되 소정 간격으로 다수가 형성된다.

이때, 어도부(103)는 바닥부(102)의 전면에 위치하는 전면개구부가, 바닥부(102)의 후면에 위치하는 후면개구부보다 높게 위치하도록 경사지게 형성되는 것이 바람직하다.

상기 상류침수챔버(104)는 바닥부(102)의 전면에 형성되어 어도부(103)의 전면개구부가 연통하게 형성되되, 바닥부(102)의 상측으로 돌출된 상단부의 후면에 제1개구부(104a)가 형성된다.

따라서, 상류에서 하천의 흐름을 따라 유입되는 토사나 자갈 등 각종 퇴적물이 상류침수챔버(104) 내부로 유입되는 것이 방지됨과 어도의 전면개구부가 각종 퇴적물에 의해 막히는 것이 방지되고, 어도부(103)를 통과한 어류 등이 상류로 이동할 수 있게 된다.

상기 하류침수챔버(105)는 바닥부(102)의 후면에 형성되어 어도부(103)의 후면개구부가 연통하게 형성되되, 상단부의 후면에 제2개구부(105a)가 형성된다.

따라서 상류침수챔버(104)와 어도부(103) 및 하류침수챔버(105)를 통해 하천의 상류와 하류가 연통됨에 따라 하천을 횡단하게 지지구조체(10)가 설치됨에도 불구하고 하천의 상류와 하류 간 어류의 이동이 용이하고 그로 인해 어류 등 각종 수생생물의 번식 활동과 하천 생태계가 활성화된다.

상기 수문(20)은 지지구조체(10)에 개폐 가능케 힌지 결합되되, 회전축(201), 입수구(202), 출수구(203), 싸이펀통로(204)를 포함한다.

상기 회전축(201)은 수문(20)의 하단부에 형성되어 지지구조체(10)의 지지부(101)에 회전 가능케 결합됨으로써 회전축(201)을 기준으로 수문(20)의 회동에 따른 개폐, 즉 기립과 전도가 가능케 된다.

상기 입수구(202)는 수문(20)의 정면 하단부에 형성된다.

따라서 수문(20)이 기립될 때, 입수구(202)는 저수부에 침수된 상태가 된다.

상기 출수구(203)는 수면의 배면 상단부에 형성된다.

상기 싸이펀통로(204)는 입수구(202)와 출수구(203) 간을 연결하게 수문(20) 내부에 형성된다.

따라서, 수문(20)의 기립 상태에서 수문(20)의 정면에 위치하는 상류측으로 저수부가 형성될 때 저수부의 하층수가 입수구(202)를 통해 유입되어 사이펀통로를 통해 출수구(203)로 배출됨으로써 하천의 흐름 정체 시 저수부의 하층에 퇴적되는 오니 등 각종 오염물질을 하류 쪽으로 배출하여 저수부의 수질 오염을 방지할 수 있게 된다.

상기 개폐수단(30)은 지지구조체(10)와 수문(20) 간에 설치되어 수문(20)을 개폐하도록 힌지부재(301), 제1잭케이스(302), 제1스크류샤프트(303)을 포함한다.

상기 힌지부재(301)는 수문(20)의 후면에 설치되되, 수문(20)의 가로 길이에 따라 소정 간격으로 다수가 설치될 수 있다.

상기 제1잭케이스(302)는 하단부가 지지구조체(10)의 상면에 회동 가능케 설치되되, 그 내부에는 유압의 공급 제어에 따라 구동되는 기어수단이 구비된다.

이때, 제1잭케이스(302)는 지지구조체(10)의 상면에서 지지구조체(10)의 전후 방향으로 설치되되, 수문(20)에 설치되는 힌지부재(301)와 일렬로 정렬되게 힌지부재(301)와 동일한 수로 설치되는 것이 바람직하다.

상기 제1스크류샤프트(303)는 제1잭케이스(302)에 나사 결합되어 기어수단에 의해 제1잭케이스(302)에서 승강하며, 상단부가 힌지부재(301)에 힌지 결합된다.

따라서, 유압공급수단(302a)를 이용해 제1잭케이스(302)에 공급되는 유압을 제어하여 제1잭케이스(302) 내부의 기어수단을 구동시키면, 기어수단과 나사 결합된 제1스크류샤프트(303)가 기어수단의 구동 방향에 따라 승강함으로써 제1스크류샤프트(303)의 상단부와 힌지부재(301)로 힌지 결합된 수문(20)의 개폐가 이루어지게 된다.

이때, 제1스크류샤프트(303)가 승강되는 높낮이를 정밀하게 조절함으로써 수문(20)의 개방 각도를 정밀하게 조절할 수 있게 되어 수위의 미세 조절이 가능케 된다.

또한, 제1잭케이스(302)의 내부에 설치되는 기어수단은 웜기어 방식으로 제1스크류샤프트(303)와 나사 결합됨으로써 수문(20)을 통해 하중이 전달되더라도, 제1잭케이스(302)의 기어수단에 나사 결합된 제1스크류샤프트(303)의 위치를 안정적으로 유지할 수 있으며, 그로 인해 수문(20)의 안정적인 각도 유지가 가능케 되는 효과가 있다.

상기 커버수단(40)은 지지구조체(10)와 수문(20) 간에 설치되어 개폐수단(30)을 가리도록 신축 가능한 다단 셔터형으로 구성된다.

즉, 커버수단(40)이 다단 셔터형으로 형성됨으로써 수문(20)이 기립되면 커버수단(40)의 길이가 늘어나고, 수문(20)이 도복되면 다단 셔터형으로 된 커버수단(40)이 중첩되면서 길이가 줄어들기 때문에 수문(20)의 개방 각도에 신속하게 대응할 수 있을 뿐만 아니라, 개폐수단(30)이 외부로 노출되지 않게 함과 동시에 수문(20) 월류수가 커버수단(40) 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있게 된다.

일 실시 예에서, 커버수단(40)을 구성하는 다단 셔터 간에는 방수부재(401)를 더 구비할 수 있다.

따라서, 다단 셔터의 신축 과정에서 다단 셔터 사이로 하천수가 유입되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 수문(20)이 도복되면서 커버수단(40)의 각도가 수평에 근접하게 기울어지더라도 하천수가 역류하여 커버수단(40) 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있게 된다.

일 실시 예에서, 커버수단(40)은 신축 상태에 따라 자동으로 기립되는 산기판(403)을 더 구비할 수 있다.

상기 커버수단(40)은 산기판(403)이 자동으로 기립되도록 관통공(402), 산기판(403)을 포함한다.

상기 관통공(402)은 커버수단(40)을 구성하는 각 다단 셔터의 하단부에 형성된다.

상기 산기판(403)은 일단부가 커버수단(40)을 구성하는 각 다단 셔터의 후면에 회동 가능케 힌지 결합되고, 타단부가 관통공(402)을 관통하여 돌출된다.

이때, 산기판(403)의 타단부는 톱니형, 파형, 요철형으로 형성할 수 있다.

따라서, 수문(20)이 기립되면 다단 셔터형으로 된 커버수단(40)의 길이가 늘어남에 따라, 각 다단 셔터에 회동 가능케 설치된 산기판(403)이 관통공(402)의 하단에 걸리면서 기립함에 따라 월류수가 커버수단(40)의 외표면을 타고 흐를 때, 산기판(403)과 부딪히면서 부서지는 과정에서 공기와의 접촉 면적이 증가하고, 그로 인해 용존 산소량을 증가시켜 수질 오염을 방지할 수 있게 된다.

반면, 수문(20)이 도복되면 다단 셔터형으로 된 커버수단(40)이 중첩되면서 길이가 줄어드는 과정에서 각 다단 셔터에 회동 가능케 설치된 산기판(403)은 관통공(402)의 상단에 걸리면서 각 다단 셔터 사이의 공간으로 투입되기 때문에 홍수 위험 방지를 위해 수문(20)을 완전 도복시켜 통수단면적을 최대화할 때, 산기판(403)에 의한 흐름 저항이나 와류 발생 및 그로 인한 토사, 자갈, 협잡물 등의 퇴적을 방지할 수 있게 된다.

상기 폭기수단(50)은 수문(20) 전면의 저수부에 공기를 주입하도록 산기관(501), 급기관(502), 송풍기(503)를 포함한다.

상기 산기관(501)은 지지구조체(10)의 상류침수챔버(104) 내부에 수직으로 설치되되, 상하로 관통되며, 하단부는 바닥면과 소정 간격으로 이격되게 설치된다.

상기 급기관(502)은 산기관(501)의 측면에 일단부가 수직으로 연결된다.

상기 송풍기(503)는 지지구조체(10) 내부에 설치되되, 급기관(502)의 타단부에 연결되어 급기관(502)으로 공기를 공급한다.

따라서 송풍기(503)에 의해 외부공기가 급기관(502)을 통해 산기관(501)으로 공급되면서 기포 형태로 전환되어 상류침수챔버(104)의 내부로 공급됨으로써 상류측에 위치하는 저수부에 공기가 공급되어 저수부의 용존산소량을 증가시킴으로써 저수부의 수질 오염을 방지할 수 있게 된다.

아울러, 산기관(501)은 상하로 관통되되, 하단부가 바닥면과 소정 간격으로 이격되게 설치됨으로써 급기관(502)을 통해 공급된 산기관(501)의 주벽 측방에서 공급된 외부공기가 기포화되어, 산기관(501)으로 배출되는 과정에서 산기관(501)의 상측으로 빠르게 토출됨에 따라 산기관(501)의 하단부에 강력한 흡입력이 발생하여 상류침수챔버(104)의 바닥면에 누적된 퇴적물을 흡입, 교반하면서 상측으로 배출시킴으로써 상류침수챔버(104) 내부의 퇴적물 퇴적으로 인한 산기관(501)이나 급기관(502) 및 어도의 막힘을 방지할 수 있게 된다.

일 실시 예에서, 상기 폭기수단(50)은 급기관(502)과 송풍기(503) 간에 설치되어 미세기포를 발생시키는 미세기포발생기(504)를 더 구비할 수 있다.

주지된 바와 같이 수중에 공기를 공급하는 폭기 과정에서 공급된 공기에 의해 발생한 기포의 크기가 크면 물과 공기 및 퇴적물의 교반에 유리하며, 반대로 기포의 크기가 작으면 수중 용존 산소량 공급에 유리하다.

따라서, 저수부의 수질에 따라 단순 교반이 필요할 때는 미세기포발생기(504)의 가동을 정지시켜 급기관(502)에서 크기가 큰 기포가 발생되게 하고, 저수부에 다량의 산소 공급이 필요할 때는 미세기포발생기(504)를 가동시킴으로써 급기관(502)에서 크기가 작은 미세기포가 발생되어 산기관(501)을 통해 배출됨에 따라 저수부의 용존 산소량을 보다 신속하고 효율적으로 높일 수 있게 된다.

도 6은 본 발명의 친환경 가동보 시스템의 제2 실시 예에 따른 개방수단을 나타낸 배면 예시도이다.

도 6을 참조하여 설명하되, 전술한 실시 예와 중복되는 구성 및 동일부호를 갖는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

일 실시 예에서, 상기 상류침수챔버(104)는 폭기수단(50)에 의해 발생한 기포가 배출되는 방향의 조절이 가능하도록 제3개구부(104b), 개방수단(104c)을 더 구비할 수 있다.

상기 제3개구부(104b)는 상류침수챔버(104)의 상면에 형성된다.

상기 개방수단(104c)은 상류침수챔버(104)의 일측에 설치되어 지지구조체(10)의 바닥부(102)의 상측으로 돌출된 상류침수챔버(104)의 상단부 후면에 형성된 제1개구부(104a)와, 상류침수챔버(104)의 상면에 형성된 제3개구부(104b)를 선택적으로 개방한다.

따라서 수문(20)의 싸이펀통로(204)를 통해 하류로 배출되는 저수부의 하층수에 대한 교반 및 폭기가 필요한 경우에는 개방수단(104c)을 이용해 상류침수챔버(104) 후면의 제1개구부(104a)를 개방함으로써 상류침수챔버(104) 내에 설치된 산기관(501)에서 배출되는 기포가 제1개구부(104a)를 통해 후방 배출되어 저수부의 하층수에 교반 및 산소 공급이 적극적으로 이루어지게 된다.

반면 저수부의 수질에 따라 저수부에 직접적인 교반 및 폭기가 필요한 경우에는 개방수단(104c)을 이용해 상류침수챔버(104) 상면의 제3개구부(104b)를 개방함으로써 상류침수챔버(104) 내에 설치된 산기관(501)에서 배출되는 기포가 제3개구부(104b)를 통해 수직 상승하여 저수부에 교반 및 산소 공급이 보다 직접적으로 이루어지게 된다.

도 7은 본 발명의 친환경 가동보 시스템의 제3 실시 예에 따른 개폐수단을 나타낸 수문 기립 상태 측면 단면도이고, 도 8은 본 발명의 친환경 가동보 시스템의 제3 실시 예에 따른 개폐수단을 나타낸 수문 도복 상태 측면 단면도이다.

도 7 내지 도 8을 참조하여 설명하되, 전술한 실시 예와 중복되는 구성 및 동일부호를 갖는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

일 실시 예에서, 상기 개폐수단(30)은 지지구조체(10)와 수문(20) 간에 설치되어 수문(20)을 개폐하도록 힌지부재(301), 제2스크류샤프트(304), 제2잭케이스(305), 제2연결부재(306), 구동모터(M)를 포함한다.

상기 힌지부재(301)는 수문(20)의 후면에 설치되되, 수문(20)의 가로 길이에 따라 소정 간격으로 다수가 설치될 수 있다.

상기 제2스크류샤프트(304)는 지지구조체(10)의 상면에서 지지구조체(10)의 전후 방향으로 설치되되, 수문(20)에 설치되는 힌지부재(301)와 일렬로 정렬되게 힌지부재(301)와 동일한 수로 설치되는 것이 바람직하다.

상기 제2잭케이스(305)는 제2스크류샤프트(304)에 나사 결합되되 제2스크류샤프트(304)의 회전 방향에 따라 제2스크류샤프트(304)의 길이 방향으로 이동 가능케 된다.

상기 제2연결부재(306)는 일단부가 힌지부재(301)에 힌지 결합되고, 타단부가 제2잭케이스(305)에 힌지 결합된다.

상기 구동모터(M)는 지지구조체(10)의 상면에 설치되되, 구동축이 제2스크류샤프트(304)와 연결됨으로써 구동축의 회전 방향에 따라 제2스크류샤프트(304)가 정회전 또는 역회전하게 되고, 그로 인해 제2잭케이스(305)가 전후로 이동하게 된다.

따라서, 구동모터(M)를 이용해 제2스크류샤프트(304)를 정방향 또는 역방향으로 회전시키면 제2스크류샤프트(304)와 나사 결합된 제2잭케이스(305)가 제2스크류샤프트(304)의 회전 방향에 따라 전방 또는 후방으로 이동하게 되고, 제2잭케이스(305)와 제2연결부재(306)로 연결된 힌지부재(301)가 설치된 수문(20)이 제2연결부재(306)에 의해 밀려나거나 당겨지면서 수문(20)의 개폐가 이루어지게 된다.

이때, 구동모터(M)의 구동 제어를 통해 제2스크류샤프트(304)의 회전수를 조절함으로써 제2잭케이스(305)의 위치 조절이 가능케 되고, 그로 인해 수문(20)의 개방 각도를 신속하고 정밀하게 조절할 수 있게 됨으로써 수위의 미세 조절이 가능케 된다.

또한, 제2스크류샤프트(304)와 제2잭케이스(305)의 나사 조립 구조를 통한 볼스크류 방식으로 인해 제2잭케이스(305)의 위치를 안정적으로 유지할 수 있으며, 그로 인해 수문(20)의 신속한 개폐 뿐만 아니라, 정밀한 개방 각도 조절 및 안정적인 각도 유지가 가능케 되는 효과가 있다.

도 9는 본 발명의 친환경 가동보 시스템의 제4 실시 예에 따른 개폐수단을 나타낸 배면 예시도이다.

도 9를 참조하여 설명하되, 전술한 실시 예와 중복되는 구성 및 동일부호를 갖는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

일 실시 예에서, 상기 개폐수단(30)은 지지구조체(10)와 수문(20) 간에 설치되어 수문(20)을 개폐하도록 조인트부재(307), 제3스크류샤프트(308), 제3잭케이스(309), 제3연결부재(310), 구동모터(M)를 포함한다.

상기 조인트부재(307)는 수문(20)의 후면에 설치된다.

이때, 조인트부재(307)는 지지구조체(10) 및 수문(20)의 가로 길이에 따라 소정 간격으로 다수가 설치될 수 있다.

상기 제3스크류샤프트(308)는 지지구조체(10)의 상면에서 지지구조체(10)의 좌우 방향으로 설치되되, 중앙을 기준으로 오른나사부와 왼나사부가 좌우 대칭되게 형성된다.

상기 제3잭케이스(309)는 복수가 한 조를 이루어 제3스크류샤프트(308)의 오른나사부와 왼나사부에 각각 나사 결합된다.

상기 제3연결부재(310)는 가운데가 절첩되는 관절형으로 되되, 가운데 형성된 관절부는 조인트부재(307)에 핀 결합되고, 양단부는 각각의 제3잭케이스(309)에 핀 결합되어 복수의 제3잭케이스(309) 간 간격에 따라 관절부가 절첩된다.

상기 구동모터(M)는 지지구조체(10)의 상면에 설치되되, 구동축이 제3스크류샤프트(308)와 연결됨으로써 구동축의 회전 방향에 따라 제3스크류샤프트(308)가 정회전 또는 역회전하게 되고, 그로 인해 제3잭케이스(309)가 제3스크류샤프트(308)의 설치 방향을 따라 좌우로 이동하게 된다.

이때, 제3스크류샤프트(308)의 오른나사부와 왼나사부에 각각 나사 결합되어 한 조를 이루는 복수의 제3잭케이스(309)는 제3스크류샤프트(308)의 회전 방향에 따라 그 간격이 좁혀지거나 멀어지면서 제3연결부재(310)가 절첩됨으로써 제3연결부재(310)의 관절부 절첩 각도에 따라 수문(20)의 개폐가 이루어지게 된다.

이때, 구동모터(M)의 구동 제어를 통해 제3스크류샤프트(308)의 회전수를 조절함으로써 수문(20)의 개방 각도를 신속하고 정밀하게 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 수위의 미세 조절이 가능케 된다.

또한, 복수의 암 구조로 된 관절형 제3연결부재(310)에 의해 수문(20)이 2점 지지되면서 수문(20)이 더욱 견고하고 안정적으로 지지되는 효과가 있다.

도 10은 본 발명의 친환경 가동보 시스템의 제5 실시 예에 따른 제어수단을 나타낸 구성도이다.

도 10을 참조하여 설명하되, 전술한 실시 예와 중복되는 구성 및 동일부호를 갖는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

일 실시 예예서, 본 발명의 친환경 가동보 시스템은, 상기 개폐수단(30)과 폭기수단(50)을 원격 제어하는 제어수단을 더 구비할 수 있다.

상기 제어수단은 개폐수단(30)과 폭기수단(50)을 원격 제어하기 위하여 제1감지센서부(601), 제2감지센서부(602), 제어부(603), 영상촬영부(604), 경보발생부(605), 관리서버(606), 모바일디바이스(607)를 포함한다.

상기 제1감지센서부(601)는 수문(20)과 개폐수단(30)과 폭기수단(50)의 동작 상태를 실시간으로 감지하여 제어부(603)에 제공한다.

상기 제2감지센서부(602)는 수문(20)에 의해 저수된 저수부의 수위, 수질, 수온, 유속을 실시간으로 측정하여 제어부(603)에 제공한다.

상기 제어부(603)는 제1감지센서부(601)와 제2감지센서부(602)에서 제공된 센서값을 관리서버(606)로 전송하고, 관리서버(606)에서 전송된 제어신호를 개폐수단(30)과 폭기수단(50)에 인가한다.

따라서 제어부(603)와 관리서버(606) 간에는 신호의 전송을 위하여 동일한 통신 규격의 유무선통신수단을 구비하는 것이 바람직하다.

상기 영상촬영부(604)는 하천변 일측에 설치되어 수문(20)의 동작 상태를 촬영하고, 그 영상신호를 관리서버(606)로 전송한다.

따라서 관리서버(606)를 관리하는 관리자는 원격으로 수문(20)의 동작 상태를 실시간으로 확인할 수 있게 된다.

상기 경보발생부(605)는 하천변 타측에 설치되어 관리서버(606)에서 전송되는 제어신호에 따라 재난방송, 경고음 등을 출력한다.

상기 관리서버(606)는 제어부(603)에서 전송된 제1감지센서부(601)와 제2감지센서부(602)의 센서값에 따라 개폐수단(30)과 폭기수단(50)의 제어신호 및 경보발생부(605)의 제어신호를 자동 생성하여 전송한다.

이를 위해 관리서버(606)에는 데이터의 입력을 위한 입력수단 및 출력을 위한 출력수단과 디스플레이를 구비하는 것이 바람직하다.

상기 모바일디바이스(607)는 원격으로 관리서버(606)에 접속하여 관리서버(606)에 전송된 센서값 및 영상신호를 원격 확인과 제어신호의 생성 및 교환이 가능케 된다.

이를 위해 모바일디바이스(607)는 관리서버(606)와 동일한 통신 규격의 통신수단과 더불어 전용의 애플리케이션의 설치 및 휴대가 용이한 스마트폰이나 테블릿을 사용하는 것이 바람직하다.

따라서 관리자는 수문(20)과 원거리에 위치하는 가동보 통제실에 구비된 관리서버(606)를 이용해 가동보의 관리 및 제어가 가능할 뿐만 아니라, 24시간 휴대 가능한 모바일디바이스(607)를 이용하여 가동보의 관리 및 제어가 가능케 됨으로써 시간과 장소에 구애받지 않고 하천의 유량이나 수질에 따라 가동보의 효율적인 관리 및 제어가 가능케 되는 효과가 있다.

이상, 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

10: 지지구조체 101: 지지부
102: 바닥부 103: 어도부
104: 상류침수챔버 104a: 제1개구부
104b: 제3개구부 104c: 개방수단
105: 하류침수챔버 105a: 제2개구부
20: 수문 201: 회전축
202: 입수구 203: 출수구
204: 싸이펀통로 30: 개폐수단
301: 힌지부재 302: 제1스크류샤프트
303: 제1잭케이스 304: 제2스크류샤프트
305: 제2잭케이스 306: 제2연결부재
307: 조인트부재 308: 제3스크류샤프트
309: 제3잭케이스 310: 제3연결부재
M: 구동모터 40: 커버수단
401: 방수부재 402: 관통공
403: 산기판 50: 폭기수단
501: 산기관 502: 급기관
503: 송풍기 504: 미세기포발생기
601: 제1감지센서부 602: 제2감지센서부
603: 제어부 604: 영상촬영부
605: 경보발생부 606: 관리서버
607: 모바일디바이스

Claims (5)

1. 하천을 횡단하여 설치되는 지지구조체(10);
   상기 지지구조체(10)에 개폐 가능케 힌지 결합되는 수문(20);
   상기 지지구조체(10)와 수문(20) 간에 설치되어 수문(20)을 개폐하는 개폐수단(30);
   상기 지지구조체(10)와 수문(20) 간에 설치되어 개폐수단(30)을 가리는 커버수단(40);
   상기 수문(20) 전면의 저수부에 공기를 주입하는 폭기수단(50); 을 포함하고,
   상기 커버수단(40)은 신축 가능한 다단 셔터형으로 되되,
   상기 다단 셔터 간에 형성된 방수부재(401);
   상기 각 다단 셔터의 하단부에 형성되는 관통공(402);
   일단부가 각 다단 셔터의 후면에 회동 가능케 힌지 결합되고, 타단부가 관통공(402)을 관통하게 설치되어 커버수단의 신축 상태에 따라 자동으로 기립되는 산기판(403); 을 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 가동보 시스템.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 지지구조체(10)는,
   양측에 대칭으로 형성되는 지지부(101);
   상기 지지부(101)의 하단부 간을 연결하게 형성된 바닥부(102);
   상기 바닥부(102)의 전후면을 관통하게 형성된 어도부(103);
   상기 바닥부(102)의 전면에 형성되되, 바닥부(102)의 상측으로 돌출된 상단부 후면에 제1개구부(104a)가 구비된 상류침수챔버(104);
   상기 바닥부(102)의 후면에 형성되되, 상단부 후면에 제2개구부(105a)가 구비된 하류침수챔버(105); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 가동보 시스템.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 수문(20)은,
   수문(20)의 하단부에 형성되어 지지구조체(10)에 결합되는 회전축(201);
   수문(20)의 정면 하단부에 형성된 입수구(202);
   수문(20)의 배면 상단부에 형성된 출수구(203);
   상기 입수구(202)와 출수구(203) 간을 연결하게 수문(20) 내부에 형성된 싸이펀통로(204); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 가동보 시스템.
   
4. 제1항에 있어서, 상기 개폐수단(30)은,
   상기 수문(20)에 설치되는 힌지부재(301);
   상기 지지구조체(10)에 하단부가 회동 가능케 설치되며 유압의 공급 제어에 따라 구동되는 기어수단이 구비된 제1잭케이스(302);
   상기 제1잭케이스(302)에 나사 결합되어 기어수단에 의해 제1잭케이스(302)에서 승강하며, 상단부가 힌지부재(301)에 힌지 결합된 제1스크류샤프트(303); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 가동보 시스템.
   
5. 제1항에 있어서, 상기 폭기수단(50)은,
   상기 지지구조체(10)의 상류침수챔버(104) 내부에 수직으로 설치되는 산기관(501);
   상기 산기관(501)의 측면에 일단부가 연결되는 급기관(502);
   상기 지지구조체(10)에 설치되고, 급기관(502)의 타단부에 연결되어 급기관(502)으로 공기를 공급하는 송풍기(503); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 가동보 시스템.

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