KR20010025670A - 회전식 자동수문 의 구성방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동으로 개폐되는 자동수문에 관한 것으로서, 본 발명은 다음과 같은 구조로 구성되어 있다.

수문의 좌,우측 중간에는 회동축을, 회동축의 중간점에는 피니언과 함게 구성되는 회전축을 구성하여 종동피니언과 구동피니언과 레크기어과 결합되는 실린더가 수문에 지지되도록 하며, 비가 오거나 홍수시에 수문을 개폐하고자 할 때에는 수문의 측면부로부터 개방이 이루어지도록 하여 홍수 예방은 물론 어도기능이 형성됨과 함께 수질 개선기능이 발휘 되도록 하여주는 작용을 발휘 할 수 있도록 하는 자동 수문을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 강이나 하천 또는 농수로와 저수지의 여수로에 설치되어 수위를 일정하게 유지시키는 자동 수문에 있어서, 상기 자동수문의 좌,우 중간측에는 일측이 고정축 에 삽입되며 타측은 수문과 체결되도록 하는 회동축을 형성하고, 회동축 중간 지점에는 유압에 의해 작동하는 실린더와 함께 연결되어 구성되는 레크기어와 치합되게 구성되는 구동 피니언 기어가 종동피니언 과 회전축 에 구성되는 피니언과 함께 구성되는 회동축과 함께 일자형태로 구성하는 것을 특징으로 한다.

Description

회전식 자동수문 의 구성방법{omitted}

본 발명은 자동으로 개폐되는 자동수문에 관한 것으로서, 강이나 하천 또는 저수지 등에 구비된 보에 설치되는 수문이 적은 힘으로도 개폐될 수 있음과 함께 폐문 또는 개방 상태를 항상 유지하는데 있어서 큰 힘을 들이지 않고 적은 힘으로도 원활히 개폐할 수가 있도록 구성하는 자동수문에 관한 것이다.

도시에서는 유원지를 조성하기 위해서 물을 막아 유원지를 조성하고 있으며, 농촌에서는 농업용수를 확보하기 위해 콘크리트로 둑을 쌓아 보를 형성하거나, 저수지를 축조하여 물을 가두어 두었다가 물이 많이 필요한 농사철이나 가뭄이 심할때를 대비하고 있으며, 요즘에는 도심지에 흐르는 하천이나 도시근교에 흐르는 하천을 막아 홍수조절과 공업용수 또는 생활용수를 확보하고 있다.

상기 하천이나 강에 쌓은 둑을 '수중보'라 하고 수중보의 일부분을 개방하여 개폐하는 곳을 "수로"라고 칭하며, 저수지에서 넘치는 물을 버리는 곳을 "여수로"라고 칭하고 있다.

본 발명에서는 이하 "수로"라고 칭한다.

이러한 수로에 자동수문을 설치하여 홍수를 조절함과 아울러 저수량을 자동으로 조절하고 있다.

즉, 일정수위 이상으로 물이 유입되면 자동수문을 개문시켜 일정 수위에 이를 때까지 물을 방류하고, 정해진 수위 이하일 때에는 정해진 수위에 이를 때까지 수문을 폐문시켜 계획된 저수량을 유지시킨다.

상기와 같이 저수량을 조절하는 수문에 있어서 과거에는 일력으로 개폐되도록 하는 것이 대부분이었으나, 근래에는 실용신안 등록번호 20-0185608호에 도시되어 있는 도1과 도2에 도시된 바와 같이 수문의 몸체 내부에 모터에 의해 작동하는 감속기를 설치하여 이 모터를 작동시킬 때 발생되는 동력에 의해 작동하는 피니언기어[18]가 언체에 체결된 레크기어[19]와 치합되도록 구성되어 있어서 인위적으로 동력을 발생시켜 수문의 구동장치를 작동 시켜주게 되면 원하는 방향으로 수문이 자동으로 개폐되도록 하는 방법이 있는데, 그러나 이러한 등록고안의 경우 다음과 같은 중대한 결점이 있는 것이다.

수문의 내부에 구성되는 모터에 의해 구동되는 감속기가 기계적인 고장으로 작동되지 않게 되면 대형 홍수시에 수문이 열리지 않으므로 인하여 발생되는 인재에 의한 재난을 면할 길이 없는 것이다.

특히 전기의 공급에 의하여 작동되는 모터가 이상누전으로 인하여 고장이 발생하게 되면 감속기를 가동시킬수 있는 방법은 수문을 해부하여 감속기 또는 모터를 수리하여 주어야 많이 수문으로 서의 기능을 발휘 할 수밖에 없는 구조적인 중대 결함을 가지고 있는 방식의 수문인 것이다.

또한 레크기어와 치합되는 피니언기어의 구조자체가 상류로부터 유입되는 모래자갈들이 레크기어와 피니언 기어의 사이에 끼일 수밖에 없도록 구성되어 있어서 모래와 자갈등과 같은 이물질이 끼이게 되면 수문으로서의 기능을 발휘할 수가 없는 중대한 결점이 있는 수문인 것이다.

또한 출원번호10-1998-0006871에 도시된 도3과 도4와 도5에 와 같이 구성되는 방식과 함께 출원번호 10-1998-6872호에 도시된 도6과 도7 과 같은 방식의 자동 개폐 수문은 회동축이 상측에 형성되어 있어 개폐할 때 및 개방된 상태를 유지시킬 때, 큰힘이 필요하여 용량이 큰 모터에 의해 회동되는 감속기를 사용하여야 하는 문제점이 있어왔다.

즉, 회동축은 수문이 상측에 형성되고 그 양측 선단이 보에 체결되어 있어 이 회동축을 중심으로 수문이 회동되는 것인데, 수문의 상측은 그 위치가 변하지 않고 하측이 원호 궤도로 상승 또는 하강하며 수로를 개폐하는 것이다.

수문을 개폐시키는 회동축이 수문의 상측에 위치하기 때문에 이 수문의 무게를 지지하고 원활한 개폐가 이루어지도록 조작하기 위해서는 회동축의 직경이 커야하고 감속기와 모터의 용량이 커야만 원할한 개폐를 시킬수가 있는 것이다.

그 이유는 수문에 가해지는 수압의 중심은 하측에 있으나 지지하는 회동축이 상측에 위치하기 때문에 수문의 하단부에서 회동축으로 전달되는 수압을 견뎌야 하고, 상측의 회동축으로 전달된 동력의 하중이 수압이 집중되는 하측으로 전달시켜 수문을 상승 또는 하강시키기 위해서는 큰 힘을 낼 수 있는 용량의 감속기와 모터가 필요한 구조이기 때문이다.

즉 상기와 같은 자동 개폐 수문은 직경이 큰 회동축과 용량이 큰 감속기와 모터를 상기 수문의 몸체 내부에 설치하기 위해서 수문의 부피를 크게 구성해야 하며 수문의 피부가 커지기 때문에 홍수의 원인이 되는 빽워터 현상을 유발함과 함께 수문의 무게가 무거워질 수밖에 없는 구조적인 결점이 있는 것이다.

수문을 제조 하는데에 각 부품이 전체적으로 커져야 하기 때문에 많은 비용이 소요됨과 함께 기계적인 구조이기 때문에 홍수시에 갑작스런 고장이 발생하게 되면 수문이 가동되도록 하기 위해서는 회동축을 구동시켜주는 장치가 구성되는 수로로 접근하여 수리를 하여주어야만 수문이 자동으로 작동될 수밖에 없는 구조적인 결점으로 인하여 홍수시에 수문이 고장나면 고치지 못하고 홍수가 끊나면 그때에 수리를 하여 수문의 기능을 회복 시킬 수밖에 없는 중대 결점이 있는 것이다.

그렇기 때문에 수문의 구동장치가 고장이 나게 되면 대형 홍수 피해를 유발하는 중대한 문제점이 있는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 본 발명의 목적은 자동으로 열리고 자동으로 닫히는 자동수문을 제공함에 있는 것이다.

더욱더 자세히는 수문을 개폐시키는 구동장치가 고장이 나더라도 수동 조작에 의해서 용이하게 수문을 개방 시킬수가 있도록 고정시켜주어 홍수에 의한 피해를 예방하기 위한 발명인 것이다.

수문의 내부에 유압배관과 연결되는 실린더와 함께 구성되는 레크기어와 치합되는 구동 피니언기어가 종동 피니언과 치합 되게 결합됨과 함께 고정축의 중간에는 구동 피니언기어가 지지대에 의해 결합되어 레크의 직선운동에 의해 개폐되도록 구성된다.

수문을 개폐하는 작용이 수문의 중간 부분에서 이루어지도록 하여 수문을 개폐하는 유압 실린더 구동장치가 고장 나더라도 유압 실린더 의 압력을 유지하고 있는 조절스위치를 수동으로 조작하여 수문을 지지하고 있는 유압의 힘을 배출 시켜주게 되면 손쉽게 수문을 개문 또는 폐문 시킬수 있도록 하는 자동수문을 제공하는데 있다.

도1은 실용신안등록번호 20-0185608호의 고안의한 수문의 사시도

도2는 실용신안등록번호20-0185608호의 고안에의한 수문의 단면도

도3은 특허출원10-1998-6871호에 도시된 종래 수문의 개폐장치를 개략적으로 나타낸 단면도

도4는 특허출원 10-1998-6871호에 도시된 이물질제거용 보조수문의 구성 및 설치관계를 나타낸 사용상 사시도

도5는 특허출원 10-1998-6871호에 도시된 수문의 동작관계를 도시한 사시도

도6은 특허출원 10-1998-6872호에 도시된 수문의 구성 및 설치관계를 개략적으로 나타낸 단면도

도7은 특허출원 10-1998-6872호에 도시된 제1 차단판의 구성 및 설치관계를 나타낸 참고 사시도

도8은 본 발명의 제1실시예에 따른 수문의 내부사시도

도9는 본 발명의 제1실시예에 따른 수문의 닫힌 상태를 나타낸 사시도

도10은 본 발명의 제1실시예에 따른 수문의 열린상태를 나타낸 사시도

도11은 본 발명에 있어서 제2의 실시예에 따른 수문의 내부 사시도

도12는 본 발명에 있어서 제2실시예에 따른 수문의 개폐상태를 도시한 사시도

도13은 본 발명에 있어서 수문을 개폐하기 위해 구성되는 구동장치를 두 개로 구성한 상태를 나타낸 내부사시도

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

2.고정 브리켓 3. 고정축 피니언 4. 종동 피니언 6. 구동축 지지 브라켓 7. 구동 피니언 8. 레크기어 지지대 9. 실린더 10. 종동피니언 브라켓 11 : 수문 12. 구동축 14. 지지기둥 또는 고정축 15. 레크기어 22.언체 또는 벽체

본 발명의 구성 및 작용을 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 8은 본 발명의 제1의 실시예에 따른 수문의 내부를 나타낸 사시도이고 도 9는 본 발명의 제1실시예에 따른 수문의 설치 상태를 도시한 사시도이며, 도 10은 본 발명의 제1의 실시예에 따른 수문의 개문 상태를 도시한 사시도 이다.

도13은 본 발명의 제1의 실시예에 따르는 수문의 내부에 구성되는 2개의 구동장치를 도시한 사시도이며

도12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 수문의 내부를 도시한 사시도 이며 도12는 본 발명의 제2의 실시예에 따라 구성되는 수문의 개폐상태를 도시한 사시도 이다.

상기 도면과 같이 본 고안은 강이나 하천 또는 저수지 등에 물을 저수하기 위해 축조한 언체(22)의 수로에 설치하여 유입수량을 조절하는 수문(11)에 관한 것으로서, 수문(11)의 내부 중앙에 고정축(14)을 형성하고, 상기 고정축(14)의 상,하측은 고정축 브라켓(2)를 지지하여 수문(11)내부에 장설하고 고정축(14)중간에는 고정피니언(3)을 구성한다 ,수문(11)에 종동피니언 고정축(10)에 의해 흰지 구성되는 종동피니언(4)이 고정 피니언(3)과 치합됨과 함께 수문(11)에 고정되는 구동피니언(7)과 종동피니언(4)이 치합되는 구조이다.

구동피니언(7)은 구동피니언브라켓(6)에 의해 흰지 구성됨과 함게 레크기어(15)와 치합되며 일단면은 실린더(9)와 결합된다.

레크기어(15)는 레크기어 지지대(8)에 의해 직선운동을 할 때에 구동피니언(7)에서 이탈되지 않도록 결합된다.

실린더(9)와 결합되는 레크기어(15)가 피니언기어(7)와 치합되게 구성하는 구조이다.

이러한 구조로 수문을 구성함에 있어서 공지된 기술인 수위자동감지 센서를 언체에 구성하여 주어 제방에 수문을 자동으로 콘트롤 할수 있는 압력 발생장치를 구성함과 함께 제어실를 구성하여도 무방하며, 대단위 농경지에 있어서는 종합적으로 제어 할 수 있는 종합제어실에서 기후 변화 또는 변화되는 상황에 따라서 인위적으로 또는 자동적으로 수문을 제어 할 수가 있도록 구성할 수가 있는 것이다.

상기와 같이 구성되는 본 고안의 작용을 설명하면 다음과 같다.

홍수시에 언체(22)의 수로를 개폐하여 저장수위를 조절하기 위해 수문(11)을 설치하는데, 수문(11)의 중앙에 위치한 고정축(14)과 함께 베어링과 볼트 등을 이용하여 고정축 브라켓(2)을 이용하여 수문(11)과 흰지 결합하여 체결한다.

이때에, 수문(11)에 고정되는 고정축 브라켓(2)과 흰지 결합되는 고정축(14)의 중간에 위치하는 고정피니언기어(3)가 수문(11)에 흰지 고정되는 종동피니언 브라켓(10)과 흰지 결합되는 종동피니언(4)과 치합되는 구조이다.

수문(11)에 구성되는 구동피니언 브라켓(6)에 의해 흰지 구성되는 구동피니언(7)이 종동 피니언(4)과 치합되는 구조이다.

레크기어(15)가 실린더(9)와 결합하여 구동피니언(7)과 치합되는 구조와 함께 구동피니언(7)으로부터 이탈되지 않도록 레크기어 지지대(8)에 의해 구성되는 구조이다.

수문을 구성함에 있어서 수문(11)의 내부에 구성되는 유압 실린더(9)와 유압배관을 연결한후 수문의 내부가 진공 또는 중공으로 수밀 되도록 구성하면 수문(11)이 완성된다.

상기와 같이 자동으로 개폐되는 수문(11)의 설치가 완료되면 제방에 구성되는 압력발생장치와 함께 구성되는 수동 또는 자동제어 기능으로 인하여 인위적으로 개폐하지 않아도 수문이 수동 또는 자동으로 개폐될 수가 있는 것이다.

또한 수문을 원거리에서 자동으로 제어 할 수 있는 종합 제어실에서 제방에 설치되어 있는 압력 발생장치를 조작하여 수문(11)의 내부에 있는 실린더(9)에 유압을 공급하거나 또는 차단하여 수문(11)을 개폐할 수가 있는 것이다.

이러한 과정들은 갑작스런 홍수와 같은 기상 상황으로 인하여 유입수량이 증가하여 일정 수위 이상이 되면 자동으로 감지되는 수위감지센서에서 압력발생장치와 함께 구성되어 있는 제어기에 수문이 작동하는데 필요한 압력이 발생되어야 한다는 신호가 제어기에 입력되면서 동시에 압력 발생장치가 서서히 가동되면 동시에 수문이 개문되거나 폐문될 수가 있는 구조인 것이다.

상기 압력 발생장치에 전원이 공급되면 압력발생장치는 회전하며 그 회전력에 의해 발생된 압력은 실린더(9)로 전달되어 실린더(9)와 함께 구성되어 있는 레크기어(15)가 직선운동을 하게되면 레크기어(15)와 치합되어 있는 구동피니언기어(7)가 회전하면서 종동피니언 기어(4)와 치합되어 있는 고정축 피니언(3)기어의 고정력에 의해 수문(11)에 반대 방향으로 이동되도록 하는 역 작용효과에 의해 수문이 개폐되도록 작용하는 것이다.

본 발명에 있어서 또다른 형태로 구성하여 본 고 안의 효과를 나타내는 방법은 다음과 같다.

도13에 도시된바와 같이 수문을 개폐시키기 위해 구성되는 실린더의 숫자를 두 개 또는 다수의 실린더로 구성한다고 해도 본 발명의 효과를 나타내게 할 수가 있는 것이다.

또한 도11과 도12에 도시된 바와 같이 수문을 개폐 시키기 위해 구성되는 구동 장치를 수문의 일측면에 구성하여도 본 발명의 효과를 달성할 수가 있는 것임으로 구동장치의 위치가 틀리거나 구동장치를 구성하는 기어의 구조가 틀린다고 해도 본 발명의 권리 범위에 속하는 것은 당연 한 것이며 이러한 형태의 설계변경은 본 발명의 권리 범위에 속하는 것은 당연한 것이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 자동수문을 구성함에 있어서, 예시한 기계적 수문이라고 해도 어제 어느때 발생될지 모르는 수문이 고장나서 발생되는 인위적인 재해를 사전에 예방할 수가 있는 발명인 것으로서 본 발명의 수문을 설치하게 되면 손쉽게 개문 시킬수가 있음은 물론 수문이 고장난다고 해도 유압배관과 함께 설치되는 압력차단장치를 개방하여 주게 되면 폐문되어 있는 수문을 아주 손쉽게 개문하여 줄수가 있는 구조적인 특성이 있는 것이다.

종래에 모터 또는 감속기와 함께 구성되는 수문의 개폐장치들은 회전력에 의한 감속이 이루어지지 않으면 절대로 인위적으로 개문시키지 못하는 중대 결점이 있었던 것이나 본 발명의 자동수문을 설치하여 주게 되면 수동으로 압력을 발생시켜 수문을 폐문 시킬수가 있음은 물론 수동으로 개문시켜 줄수도 있음으로 인하여 갑작스런 홍수가 발생하여 하천이 범람한다해도 아무걱정이 없는 것이며, 정전이 되어도 수동으로 조작할 수가 있는 구조이기 때문에 아무걱정이 없는 발명인 것이다.

종래에 사용되던 모타와 감속기를 이용한 기계식 자동개폐수문들은 천둥번개로 인하여 정전이 발생하게 되면 속수무책으로 수해를 당할 수 밖에 없는 구조적인 결함이 있었던 것이다.

본 발명에서는 이러한 구조적인 결함을 해결하기 위하여 유압 또는 공압을 이용하여 자동으로 손쉽게 수문을 개폐할 수가 있음은 물론 수동으로도 개폐 시킬수가 있도록 구성하는 고안인 것이다.

수문이 고장난다고 해도 수문을 압박하고 있는 유압의 압력을 배출시켜주어 버리면 수문을 구성하고 있는 구조 자체가 진공 또는 중공으로 구성하였기 때문에 수압에 의하여 자동으로 개문 될 수가 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (3)

1. 하천이나 농수로 또는 저수지의 수로에 설치되는 수문의 내부에 실린더와 실린더로드와 함께 구성되는 레크기어의 직선운동에 의해 피니언기어가 회전하면서 구동 피니언 기어를 회동시킴과 동시에 구동 피니언기어와 치합되는 종동 종동 피니언기어가 회전하여 개폐되도록 구성되는 수문에 있어서;

   동력 장치에서 보내지는 회동력을 이용한 구동축 피니언의 반작용 효과에 의해서 수문이 개폐되도록 고정축이 고정되어 구성되는 자동수문
2. 고정축을 기점으로 설치되는 고정축 기어를 구성함에 있어서 ;

   고정축에 두상의 헬리컬 기어가 축 결합되어 동력 장치에서 보내지는 회동력을 이용한 구동축 헬리컬 기어의 반작용 효과에 의해서 수문이 개폐 되도록 고정축이 고정되어 구성되는 자동수문
3. 수문의 개폐장치를 수문의 일측면에 구성하여 수문을 개폐 시킬수 있도록 구성하는 자동수문