KR20010067498A - 연결대를 이용한 자동수문의 구성방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동으로 열리고 자동으로 닫히는 하천이나 저수지의 여수토 또는 농사용 농수로에 설치되는 자동수문에 관한 것이다

종래에 하천의 수중보 또는 저수지의 여수토에 설치되는 수문들은 수직상승형이 주류를 이루고 있는데 한결같이 사람에 의해서 수동으로 조작해주어야 하는 불편한 점들이 있었던 것이다.

이러한 문제점들을 해결한 본 발명의 구조는 다음과 같다.

일정한 간격을 두고 구성되는 언체 또는 벽체에 기둥을 구성시킨후 기둥에 중공의 사각판형상에 수압과 부력을 받을수 있도록 수문이 구성되어 있으며 수문의 양측부에 실린더 고정흰지가 구성됨과 함께 상단연결대와 하단연결대가 기둥에 구성되는 브라켓에 의해 지지되며 문틀과 함께 구성되는 실린더와 결합하여 수문을 개폐시킬 수 있도록 연결되는 구조이다

이상과 같은 본 발명의 작용효과는 다음과 같다.

강이나 하천에 설치되는 수중보 , 또는 저수지의 여수로 ,또는 농수로에 설치되는데 있어서 상류에서 흘러내려오는 유입수가 많아지면 자동으로 감지되는 수위감지쎈서의 신호에 의해 저장수위를 유지하고 있는 실린더의 압력이 조절되면서 수문에 가해지는 수압과 부력에 의해 수문이 개방되고 일정한 저장수위를 유지시키기 위해서는 수문의 문틀 상단에 구성되는 실린더의 압력을 가중시켜주게 되면 계획된 저장수위를 유지 시켜줄수가 있도록된 자동수문이다.

Description

연결대를 이용한 자동수문의 구성방법{omitted}

본 발명은 자동수문에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 물을 저장하여 농사용 또는 공업용으로 사용하기 위해서 설치하는 하천의 수중보 또는 저수지의 여수로(余水路) 또는 관계용수로에 설치하여 저수측(貯水側)의 수위를 항상 일정 범위 내로 유지하여 주는 기능을 발휘하는 자동수문에 관한 것이다.

즉 인위적인 힘을 들이지 않고 홍수시 또는 비가올때에 자연발생적으로 증가하는 수압에 의해 자동적으로 전달되는 자동수위 감지 쎈서에 의해 작동되는 실린더에 의해 열였다가 비가 끝치면 자동으로 작동하는 실린더에 의해 수문이 자동적으로 닫히도록 구성되는 자동수문에 관한 것이다.

저수지의 여수토에 설치되는 수문이나 하천의 수중보에 설치되는 수문 또는 농수로등에 설치되는 수문들은 홍수시 또는 비가 올때에 물의 범람을 방지하기 위하여 수문이 설치는 것이다. 상기와 같이 하천이나 저수지 또는 농수로에 설치되는 수문은 대부분의 경우 수문의 상측에 수문을 상·하로 승강시키기 위한 승강조절핸들을 설치하여 이 승강조절핸들 을 회전시킴으로서 수문을 개폐하도록 되어 있다. 그러나, 이와 같이 수문을 인력에 의해 개폐할 경우에는 개폐시에 큰 힘이 요구되는 것은 물론이고, 적절한 시기에 수문을 개폐하지 않을 경우에는 물의 범람을 야기하거나 또는 적정 저수량 이상의 물을 배수시키 못하는 등의 문제점이 있는 것이다. 물을 저장하기 위해서 하천에 설치되는 수중보 수문의 경우 인위적 개문을 하여주지 못하게 되면 홍수위 상승에 의한 제방의 유실로 인하여 엄청난 재산피해를 유발하는 문제점들이 있었던 것이다.

또한 비가올때에 철재로 구성된 수문을 열어주러 가다가 벼락을 맞는일이 비일비재한 것이 현실인 것이며 범람하는 홍수에 의해 하천으로 흽쓸려들어가 인명피해를 유발하는 것이 다반사 인 것이다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여,상류에서 유입되는 유량이 적어지게 되면 수문의 측면에 구성된 실린더의 압력에 의해 폐쇄되어 저수과정이 진행되고 상류로부터 유입되는 유량이 많아지게 되면 자동으로 감지된 공지된 기술인 자동수위 감지쎈서의 신호에 의해 작동하는 압력발생장치가 동작을 조절하면 실린더의 압력이 조절되면서 수압과 부력에 의해 수문이 개방되기 시작하면서 배수가 이루어져 항상 수위를 일정 범위 내로 유지시킬 수 있는 자동수문을 제공하고자 하는 것을 기술적인 과제로 한다.

도 1은 본 발명의 폐쇄상태를 나타낸 측면도 .

도 2는 본 발명의 개방된 상태의 측면도

도3은 본 발명의 폐쇄 상태를 나타낸 측면도 .

도4는 본 발명의 평면 상태를 나타낸 평면도

도5는 본 발명의 제2의 실시예에 따른 구성의 폐쇄상태를 나타낸 측면도

도6은 본발명의 제2의 실시예에 따른 구성의 개방상태를 나타낸 측면도

도7은 본 발명의 제3의 실시예에 따른 구성의 폐쇄상태를 나타낸 측면도

도8은 본 발명의 제3의 실시예에 따른 구성의 개방상태를 나타낸 측면도

※도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명※

1. 흰지 2.수문 3.문틀 4. 실린더 5. 상단연결대 6.하단연결대 7.기둥 또는 , 지지대 8. 언체 또는 벽체 9.고정흰지 10.실린더 축 11. 실린더 고정 브라켓 12.연결대 고정 브라켓 13.고정흰지 14.연결대 고정 브라켓 15.실린더축 16.상단 연결대 17.하단 연결대 18.하단연결대 19.상단연결대

본 발명의 자동수문은, 농업용 또는 공업용으로 사용하기 위해서 조성되는 하천의 수중보 ,저수지의 여수토, 농수로에 소정의 간격을 두고 축조되는 벽체와, 수문[2]의 본체가 중공의 사각 판 형상으로 되어 있음과 함께 수문의 내부에는 부력을 발생시키기 쉬운 기체 즉 헤륨가스와 같은 물질로 충진되어 있으며, 수문의 상측 양측부에 회동축[1]이 구비되어 저수측 면이 수로바닥과 직각 또는 경사각을 이루도록 상기 벽체[8] 사이에 배수측으로 배치됨과 함께 상기 회동축[1]이 기둥[7]에 회동 가능하게 결합된 수문본체[2]로 구성된다 .

제1의 실시예에 따른 구성은 다음과 같이 한다.

수문[2]의 양쪽 측부에는 연결대[5]를 구성하기 위한 고정 흰지[9]가 구성되며 , 지지대[7]전면부에는 연결대[6]를 구성하기 위한 브라켓[12]이 흰지 구성된다.

문틀[3]의 상단에는 실린더[4]를 고정하기 위한 브라켓[11]이 실린더[4]와 함께 흰지 구성되며, 상단연결대[5]와 하단 연결대[6]가 실린더축[10]을 기점으로 실린더[4]와 서로 연결되는 구조이다.

상기와 같은 본 발명은 수중보의 상류 하천에서 유입되는 수량이 적어지면서 저수측의 수위가 낮은 상태에서는 수문본체가 실린더[4]의 압력에 의해 폐쇄상태를 유지하고 있다가 유입수량이 증가하여 저수측의 수위가 상승할 경우에는 실린더[4]의 압력이 자동수위 감지센서의 신호에 의해 작동하는 압력발생장치가 조절되어 수문본체의 하부가 수압과 부력에 의해 배수측 상부로 회동하여 배수가 이루어지는 작동을 반복하는 것에 의해 저수측의 수위를 일정 범위 내로 유지시킬 수 있는 연결대에 의해 개폐되는 자동수문의 구조인 것이다.

이하 본 발명의 구체적인 실시예를 도면에 따라서 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 폐쇄 상태의 측면도를, 도 2는 본 발명의 개방된 상태의 측면도로써 실린더의 압력이 조절되면서 부력에 의해 수문이 열린 상태를 각각 도시하고 있다.

지시부호 8은 물을 저장하기 위한 하천의 수중보 , 저수지의 여수로(余水路)또는 관계용수로(WR, 이하 "수로"라 한다)에 소정의 간격을 두고 축조된 철근콘크리트 구조물 또는 금속판재로 구성된 벽체이고, 이 벽체(8)에는 수문본체(2)를 지지시키기 위한 지지대(7)가 수직되게 고정되어 있다.

벽체(8) 사이에 구비되는 수문본체(2)는 사각의 판 형상으로 되어 있음과 함께 수문의 내부에는 부력의 발생이 용이한 물질 즉 헤륨가스와 같은 물질이 충진되어 있으며 수문의 상측 양 측부에는 회동축(1)이 구비되어 있다. 이 수문본체(2)는 물에 뜨는 재질로 만들어지거나 또는 물에 뜨지 않는 재질을 사용했다 하더라도 중공(中空) 구조로서 물에 뜨는 구조를 갖도록 되어 있다. 그리고 본 발명의 자동수문을 제작 설치할때에 수문자체에 장착되어 구성되어진 수문의 구조물은 수압을 이겨내면서 계획된 저장수위에 저항할 수 있는 구조을 갖고 있어서 계획된 저장수위를 항상 조절하도록 되어 있다.

상기 수문본체(2)의 배수측 면에는 소정의 간격을 두고 수문본체(2)와 함께 구성되는 문틀[3]의 하단부에는 일정한 각을 두고 브라켓[11]과 흰지에 의해 실린더[4]가 구성된다.

지지대[7]에는 브라켓[12]이 하단연결대[6]와 연결되는 실린더[4]와 실린더축[10]과 흰지 구성되며, 수문[2]의 상판 양쪽 측부에 구성되는 고정흰지[9]와 상단연결대[5]가 실린더[4]와 연결되는 실린더축[10]과 흰지 구성는 구조이다.

수문[2]의 문틀[3]에 실리더[4]가 구성되는 이유는 공압,또는 유압으로 실린더[4]를 수축 또는 팽창을 시켜 저수측 수위를 유지시키기 위한 것이며 또한 저수측의 수위가 상승할 경우 자동감지 센서에 의해 작동되는 자동압력발생장치에서 발생된 압력을 실린더[4]에 전달하면 실린더[4]가 작동하면서 발생시키는 압력에 의해 수문본체(2)가 용이하게 개방될 수 있도록 하기 위함이다.

제2의 실시예에 따른 구성은 다음과 같이 구성한다.

제5도에 도시된 바와 같이 구성함에 있어서 제1의 실시예와 같이 수문을 구성함과 함께 수문의 측면에 구성되는 수문의 개폐장치를 달리하여 구성하는 실시예인 것이다.

수문(2)을 개방시키기 위해 구성되는 두쌍의 실린더(4)가 실린더 브라켓(11)에 의해 두쌍의 지지대(7)에 각각 구성되며, 수문(2)을 개폐시켜주는 작용을 하는 상단연결대(19)가 고정흰지(9)에 의해 수문(2)의 양측부에 각각 구성됨과 함께 하단연결대(18)가 고정 브라켓(16)에 의해 축 결합됨과 함께 실린더축(20)을 기점으로 상단연결대(19)와 하단연결대(18)가 함께 결합되는 구조이다.

수문이 개폐작용을 하도록 하는 압력을 전달해 주는 유압배관라인의 도시는 생략하기로 한다.

수문이 작동되는 순서는 다음과 같다.

홍수가 발생하면 자동수위감지 센서에 신호가 감지됨과 동시에 감지된 신호의 지시에 의해 압력발생장치가 가동됨과 동시에 압력발생장치에서 발생되는 압력이 압력배관라인을 통해 실린더에 전해지면 수문이 일정한 위치의 형태로 개폐되게 되는 것이다.

제3의 실시예에 따른 구성은 다음과 같다.

두쌍의 지지대[7]에 두쌍의 실린더[4]와 축결합되는 실린더브라켓[12]을 구성하며, 두쌍의 지지대[7]에는 유동 흰지[1]에 의해 축결합되는 수문[2]이 구성되며 수문[2]의 하단 양측부에는 고정흰지[13]와 결합되는 상단연결대[16]가 구성되며 언체의 바닦에는 수문의 양측부를 기점으로 두쌍의 하단연결대 브라켓[14]이 하단연결대[17]와 축결합하여 상단연결대[16]과 실린더축[15]을 기점으로 실린더[4]와 연결되는 구조이다.

제3의 실시예에 따른 작동하는 방법 또한 제1과 제2의 실시예와 같이 작동하는 효과가 있는 것이다.

수문[4]의 문틀 상측에 구성되는 실린더[4]을 작동시키는 방식을 유압이나 또는 공압으로 하여 변경하여 구성한다해도 본 발명의 수문을 개폐시키는 작용을 모두 할 수가 있는 것이기에 특별한 의미는 없는 것이다.

상기와 같은 본 발명에 의해 수위가 자동으로 조절되는 작용은 다음과 같다.

저수측의 수위가 벽체(8)의 높이와 거의 동일하게 되기 전까지는 도 1와 에서와 같이 수문본체(2)와 함께 구성되는 문틀[3]상단에 구성된 실린더[4]의 압력에 의해 폐쇄상태를 유지하여 하천의 수중보 ,저수지의 여수토, 농수로등에 필요한 물의 저수과정이 진행된다.

이후 하천의 수중보등에 저수과정이 계속되어 수위가 벽체(8) 높이 이상으로 흐르게 되면 수문본체(2)에 작용하는 물의 흐름압력에 의해 자동감지 센서에 신호가 입력되면 압력의 세기를 감지하여 동력발생장치를 가동함과 함께, 수문[2]을 압박하고 있는 실린더[4]의 압력이 조절되면서 도2와 도4, 도5, 도6 ,도7, 도8에 도시된 바와 같이 수문본체(2)는 수압과 부력에 의하여 그 하부가 배수측의 상부로 회동하여 배수가 이루어진다. 여기서 수문본체(2)는 실린더[4]에서 작용하는 압력이 조절되면서 발생하는 수압과 부력에 의해 용이하게 개방되고 그 하부가 배측의 상부로 회동하여 개방되는 것이므로 수문본체(2)가 저수측 면과 수로바닥 사이에형성되는 통수 단면적이 극대화되어 신속한 배수가 이루어지는 것이다.

그리고 상기와 같은 개폐작동은 공지된 기술인 자동수위감지 쎈서에 의해 유입되는 수위에 따라 연속적인 동작에 의해 자동으로 반복되는 것이므로 이러한 작동에 의해 저수측의 수위는 항상 일정 범위 내로 유지되면서 하천에 설치되는 수중보의 계획된 저수량을 안정적으로 확보 할 수가 있는 것이다..

또한 저중량으로 구성되는 수문 본체의 역할에 의해 수문에 전달하는 수압과 부력이 가중되기 때문에 수문의 개문범위가 더욱더 커지게 되는 것이다.

위급시에 실린더의 압력을 수동으로 제거시켜 수문을 개방 시킬수가 있도록 수동조절수위치가 부착되어 있어서 어떠한 재난에도 즉시 대처할 수가 있는 것이다.

본 발명에 있어서 이상과 같은 방법으로 저장수위를 유지하고 제거시키는 방법에 있어서 수문[2]을 압박하고 해제하여 저장수위와 개문수위를 보장하거나 제거 시킬수가 있는 방법은 다양하다.

연결대의 설치각도를 반대로 하거나 하나의 연결대만을 실린더와 연결하여 수문을 당겨주고 밀어주어 저장수위를 유지시키는 방법 또한 본 발명의 구성방법과 동일하므로 본 발명의 권리 범위에 속하는 것을 당연한 것이다.

수문[2]을 압박하고 해제하는 실린더의 설치각도를 반대로 하여 수문의 개폐시키는 방식으로도 본 발명의 효과를 달성 할 수가 있으므로 본 발명의 권리 범위에 속하는 것은 당연한 것이다.

수문의 측면에 구성되는 연결대를 회동시키는 방법에 있어서 연결대의 하단부에 다수의 피니언을 결합하여 감속기 기능을 발휘하도록 구성하거나 또는 피니언과 레크기어를 결합 구성하여 수문을 작동시킬수가 있는 것이다.

또한 유압의 힘에 의해 회전하는 로타리 엑추레이터와 같은 부재를 연결대와 결합하여 수문을 회동 시킬수가 있도록 구성할 수가 있는 것이다.

이러한 방법 모두가 본 발명의 권리 범위에 속하는 것은 당연한 것이다.

본 발명은 농사용 또는 공업용으로 축조되는 하천의 수중보에 설치되는 자동 수문에 있어서 저수측의 수위가 낮은 상태에서는 수문본체가 실린더의 압력에 의해 폐쇄상태를 유지하고, 저수측의 수위가 상승할 경우에는 자동감지쎈서에 전달되어 작용하는 실린더의 압력이 조절되면서 수문본체의 하부가 배수측 상부로 회동하여 배수가 이루어지는 것이다. 따라서 이러한 작동을 반복하는 것에 의해 자동으로 하천의 수중보 상단의 저수측 수위를 일정 범위 내로 유지시킬 수 있는 것이다.아울러서 저수지의 여수토, 농사용 농수로등에도 본 발명의 자동수문을 설치하여 주게 되면 이와 같이 반복적 연속 작용을 할 수가 있는 것이다.

또한 본 발명은 수문본체의 하부가 배수측의 상부로 회동하여 개방작동 되는 것이므로 수문본체와 근접한 저수측 수로의 바닥에 토사나 자갈이 쉽게 배출될 수가 있을 뿐더러 토사등이 쌓여 있는 상태라 하더라도 개방 작동이 원활하게 이루어지는 것이다.

또한 수문을 구성하고 있는 언체의 크기를 크게하여 구성 하였기 때문에 수문에 가해지는 수압을 가중시킬수가 있는 것이다 이러한 구조로 인하여 수문의 개문 범위를 종전보다도 더넓게 하여 줄수가 있는 것이다.

본 발명의 자동수문을 설치 하였을때에 나타나는 최대의 장점은 하천에 흐르는 물을 수문의 하단부로 배출시켜주기 때문에 저장수가 썩지 않고 살아 난다는 점이다.

그이유는 모든 물질은 비중을 나타내는데 오염이 덜된 물은 비중이 가볍지만 오염이 많이된 물은 비중이 무겁기 때문에 상단부 배출식 수중보의 하단부에 정체되면서 오염을 더욱더 가중시키지만 본 발명의 하단부 배출식 자동수문은 수문의 하단부로 유입수를 배출시켜 주므로 하상에 퇴적물이 쌓이지 못하고 배출되기에 환경오염을 줄여줄수가 있는 것이다.

더욱이 수문의 하단부로 유입수를 배출시켜 줄수 있도록 피스톤의 압력을 조절하여주게 되면 수문의 하단부가 자연적 어로 구실을 하여 주기 때문에 생태계복원에 중심적 역할을 하여 줄수가 있는 것이다.

스크류 작동식이 되었건 라크기어 작동식이 되었건 로프당김식이 되었건 적정량의 저장수위를 보장하면서 홍수해를 미리 대비 시킬수가 있는 발명인 것이다.

본 발명의 또다른 효과로는 수문을 작동시키기 위해 수문의 측부에 구성되는 실린더의 크기를 작게 구성할 수가 있는 것이다. 실린더의 크기를 작게 구성하여주게 되면 작은 동력으로도 수문을 개폐시킬수가 있는 것이다. 수문을 작동시키기 위해 구성되는 압력 발생장치를 크게 구성하지 않아도 되는 효과가 있는 것이다.

종래에 수문을 작동시키기 위해 구성되는 실린더의 크기를 큰 용량으로 구성하여 주어야 많이 수문을 수월하게 작동 시킬수가 있었으나 본 발명의 구성을 이용한 자동수문은 작은 용량의 실린더와 작은 용량의 압력 발생장치 많으로도 수문을 개폐 시킬수가 있는 작용효과가 있는 것이다.

Claims (5)

1. 농사용 또는 공업용으로 사용하기 위해서 설치하는 하천의 수중보 ,저수지의 여수토 언체 ,농수로의 벽체등에 소정의 간격을 두고 축조된 벽체 또는 언체와, 수문의 본체가 진공 또는 중공의 형상으로 되어 있음과 함께 수문의 본체 내부에는 가스와 같은 비중이 낮은 기체로 충진되어 구성되는 자동수문에 있어서;

   수문의 상판 양측부에 구성되는 고정흰지;

   고정흰지와 연결되는 상단연결대;

   언체에 구성되는 실린더 고정 브라켓;

   실린더 고정 브라켓과 흰지 연결되는 실린더;

   실린더축과 연결되는 상단 연결대와 하단 연결대;

   지지대에 고정되는 하단 연결대 브라켓;

   하단브라켓 연결대와 흰지 구성되는 하단 연결대의 구성을 가진 자동수문의 구성방법
2. 제1항에 있어서

   수문을 개폐시키기 위해 구성되는 실린더를 도도7에 도시된바와 같이 지지대 방향에 설치하여 역 방향으로 수문을 작동 시킬수 있도록 역 방향으로 실린더와 상,하 연결대를 구성하여 수문의 작동장치를 구성하는 방법
3. 수문의 측면에 구성되는 연결대를 1개만으로 구성하여 수문을 작동시킬수 있도록 실린더에 1개의 연결대를 연결하여 수문을 작동시키는 작동장치를 구성하는 방법
4. 수문의 측면에 구성되는 연결대를 회동시키는 도구를 피니언 또는 로타리 엑추레이터와 같은 감속기 부재를 이용한 회전동력수단으로 구성하여 수문을 개폐시키는 방법
5. 수문의 측면에 구성되는 상,하 연결대의 방향을 도5와 같이 역 삼각형의 방향으로 구성하여 작동시키는 수문의 구성방법