KR20010067512A - 지지대를 이용하여 수문을 개폐시키는 자동수문의 구성방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 강이나 하천의 수중보, 저수지의 여수토 또는 농사용 농수로등에 설치되는 지지대를 구비한 자동수문의 구성방법에 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 H빔과 같은 자재를 이용하여 두 쌍의 기둥을 구성시킨후 기둥에 회동이 가능하도록 유동성이 용이한 유동축에 의해 이중으로 구성되는 두쌍의 지지대가 부착되며 두쌍의 지지대 상단부에는 수문이 구성되는 구조이다.

지지대를 회동시키기 위해서는 로타리 액추레이터 또는 감속기 또는 실린더와 같은 회동력을 갖춘 회동 수단이 구비된다.

지지대의 상단에 구성되는 수문의 형상은 진공의 사각판에 수압과 부력을 받을수 있도록 구성되어 있으며 수문의 하단부에는 유입수의 저항을 받을수 있도록 저항판이 구성할수도 있다. 두쌍의 지지대와 수문 사이에는 실린더가 유동이 용이한 흰지에 의해 결합되는 구조로 구성할 수가 있다.

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 회동수단이 작용되면서 수문에 가해지는 수압과 부력 그리고 회동수단의 힘에 의해 지지대와 수문이 일자 형태로 개방되면서 계획된 저장수위를 항상 유지 시켜 줄 수가 있도록 된 지지대가 구비되는 자동수문의 구성방법인 것이다.

Description

지지대를 이용하여 수문을 개폐시키는 자동수문의 구성방법{omitted}

본 발명은 자동으로 열리고 자동으로 닫히는 지지대를 구비한 자동수문의 구성방법에 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 발휘하면서 자동으로 열리고 닫히는 지지대를 구비한 자동수문의 구성방법에 관한 것이다.

본 발명의 지지대가 구비되는 자동수문이 사용되는 또 다른 용도로는 오염된 수질을 개선시키기 위해서 설치되는 수중보를 조성하는데 사용되는 것이다.

종래의 수중보들은 수문의 상단부를 통하여 유입수를 배출시켜주는 방식이다보니 오히려 저장된 물은 더욱더 썩게 하여주는 역할을 하였던 것이다.

저장된 물이 더욱더 썩게 될 수밖에 없는 이유는 물을 저장해 놓으면 태양열에 의하여 물 속에 함유된 오염물질들이 자연분해 되게 되는데 이러한 자연법칙에 의하여 분해되어진 오염물질은 분자의 구조가 무거워지게 되면서 즉 비중이 무거워지기 때문에 저장수의 하단부에 누적되어 쌓이게 되는 것이다.

이러한 물질적 특성으로 인하여 태양열에 의하여 분해되어진 오염물질이 중첩되어 쌓인 물질이 퇴적오니인 것이다.

물 속에 함유된 오염물질을 분해하여 주는 물리 화학 작용 중에는 물 속에 함유된 산소가 오염물질을 자연 분해시켜주는 자연적 자정효과가 있으며 또 다른자정효과로는 물과 맏닷는 대수층의 공기에 의한 오염물질의 2차적 자연적 정화효과가 있는 것이다.

이러한 작용에 의하여 생성되어진 퇴적오니들은 상단부 배출방식으로 구성시킨 수중보의 하단부에 중첩되어 쌓이게 되는 것이다.

이와 같은 이유 때문에 상단부 배출식 수문을 이용하여 수중보를 구성하여 주게 되면 댐이나 수중보의 하단부에 누적되어 쌓인 퇴적오니로 인하여 2차 오염이 발생하는 것으로서, 본 발명의 지지대가 구비되는 자동수문을 이용하여 수중보를 조성하여주면, 이와 같은 작용효과에 의하여 생성된 퇴적오니들이 수문의 하단부를 통하여 배출되어 버리기 때문에 2차적 오염에 대해서는 걱정할 필요가 없는 것이다.

즉 인위적인 힘을 들이지 않고도 오염된 수질을 개선 시켜줄 수가 있는 것임을 물론 , 홍수시 또는 비가 올 때에는 자연발생적으로 증가하는 수압에 의해 자동적으로 전달되는 자동수위 감지 쎈서에 의해 작동되는 회동수단의 작용에 의해 수문이 열렷다가 비가 끝히면 자동으로 작동하는 회동수단에 의해 수문이 자동적으로 닫히도록 조작되는 지지대가 구비되는 자동수문의 구성방법에 관한 발명인 것이다.

저수지의 여수토에 설치되는 수문이나 하천의 수중보에 설치되는 수문 또는 농수로등에 설치되는 수문들은 비가 많이오거나 홍수시에 물의 범람을 방지하기 위하여 수문을 설치는 것이다. 상기와 같이 하천이나 저수지 또는 농수로에 설치되는 수문은 대부분의 경우 수문의 상측에 수문을 상·하로 승강시키기 위한 승강조절핸들을 설치하여 이 승강 조절핸들을 회전하여 상승시킴으로서 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 배수시키지 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 비가 올 때에 철재로 구성된 수문을 열어주러 가다가 벼락을 맞는 일이 비일비재한 것이 현실인 것이며 범람하는 홍수에 의해 하천으로 휩쓸려 들어가 인명피해를 유발하는 것이 다반사 인 것이다.

또한 종래의 자동수문들은 하천수와 근접한 곳에서 수문이 개방되기 때문에 수문의 부피가 차지하는 부피만큼 수중보의 상류 쪽에서 빽워터 현상이 발생되는 문제점들이 있었던 것이다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여,상류에서 유입되는 유량이 적어지게 되면 지지대의 상단부에 구성되는 수문을 개폐시켜주는 작용을 하는 회동수단에 의해 수문이 눌려 짐과 함께 저수 저수과정이 진행되고 상류로부터 유입되는 유량이 많아지게 되면 자동으로 감지되는 자동수위 감지쎈서의 신호에 의해 수문의 압력을 조절하기 위해 설치되는 압력조절장치가 작동되면서 지지대와 함께 구성되는 지지대와 수문을 압박하고 있던 회동수단의 압력이 조절됨과 동시에 회동수단의 압력 그리고 수압과 부력에 의해 수문이 개방되기 시작하면서 배수가 이루어져 수중보 내부에 일정 범위로 저장수위를 항상 유지시킬 수 있는 지지대가 구비되는 자동수문의 구성 방법을 과제로 한다.

도 1은 본 발명을 이용하여 구성하는 수중보의 폐쇄상태를 나타낸 지지대를 구비한 자동수문의 측면사시도 .

도 2는 본 발명을 이용하여 구성하는 수중보의 개방상태를 나타낸 지지대를 구비한 자동수문의 측면사시도.

도3은 본 발명의 제2의 실시예에 따라 구성하는 자동수문의 폐쇄 상태를 나타낸 참고 사시도

도4는 본 발명의 제2의 실시예에 따라 구성하는 자동수문의 개방 상태를 나타낸 참고 사시도

도5는 본 발명의 제3의 실시예에 다라 구성하는 자동수문의 폐문 상태를 나타낸 참고 사시도

도6은 본 발명의 제3의 실시 예에 따라 구성하는 자동수문의 개방 상태를 나타낸 참고 사시도

※도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명※

1. 수문 2. 지지대 3.유동흰지 4.언체 또는 벽체 10. 실린더 지지대 11.실린더

본 발명의 지지대가 구비되는 자동수문은, 용수를 확보하기 위해 하천이나 강에 조성되는 수중보 , 어도 역활을 하여주기 위해 구성되는 어도용수문, 농업용수 또는 공업용수를 확보하기 위해서 조성되는 강이나 하천의 수중보 ,저수지의 여수로 또는 농수로와 도심하천에 조성되는 유원지 조성등에 소정의 간격을 두고 축조되는 벽체[4]에 구성되는 지지대[2]가 구비됨과 함께 지지대[2]의 상단에 수문[1]이 결합되어 구성되어 있음과 함께 수문[1]의 내부에는 부력을 발생시키기 쉬운 중공(中空)또는 진공상태로 되어 있음과 함께 수문의 하단부에는 저항판이 구비되어 있다.

상기 지지대[2]와 함께 구성되는 지지대[2]에는 수문을 회동 시키기 위한 회동수단이 구비되는 구조이다.

지지대[2]의 형상은 도1에 도시되어 있는 것과 같이 상측 부분이 직각 또는 약간의 경사진 형태로 구성되어 있으며 원형의 형태 또는 사각의 기둥형태로 언체와 언체[4]사이 즉 수중보를 구성하는 수로의 양쪽 즉 일측과 타측에 수문[1]과 결합되도록 구비된다

수문을 개폐 시키기 위한 회동수단은 실린더 지지축[10]과 결합되는 실린더[11]의 개폐를 상황에 따라 자동으로 조절하도록 구성된 지지대가 구비되는자동수문의 구조이다

압력을 전달하기 위해 설치되는 압력조절장치의 조절작용에 의해 작동되는 회동수단의 회동작용에 의해 비가 오거나 홍수가 발생하면 유입과 배출수위를 자동으로 감지하여 주는 수위감지쎈서의 전달신호에 의해 회동수단의 작동에 의하여 자동적으로 개폐기능을 발휘하도록 된 지지대가 구비되는 자동수문의 구조이다.

상기와 같은 본 발명은 수중보의 상류에서 유입되는 유입수량이 적어 저수측의 수위가 낮은 상태에서는 실린더[11]와 수문[1] 본체가 자동수위감지쎈서의 지시에 의해 작동되는 회동수단의 압력에 의해 수문[1]이 폐쇄상태를 유지하고 있다가, 하천이나 강의 상류로부터 유입되는 유입수량이 증가하여 저수측의 수위가 상승할 경우에는 자동 수위 감지센서의 감지신호에 의해 작동되는 회동수단에 의해 지지대[2]와 수문[1]을 압박하고 있던 회동수단의 압력이 자동으로 조절되면서 지지대[2]와 수문[1]의 본체가 회동수단의 힘과 수압과 부력에 의해 배수측 상부 또는 유입수 측 상부로 회동하여 배수가 이루어지는 작동을 반복하는 것에 의해 저수측의 수위를 일정 범위 내로 항상 유지시킬 수 있는 지지대가 구비되는 자동수문의 구조인 것이다.

이하 본 발명의 구체적인 제1 실시예를 도면에 따라서 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 폐쇄 상태의 측면 사시도이고, 도2는 본 발명의 개방된 상태의 측면 사시도이며 도3은 본 발명에 의해 구성되는 자동수문의 참고 사시도 이다.

지시부호 1은 자동수문을 도시하고 있고, 지시부호 2는 지지대를 도시하고있으며 , 지시부호 3은 회동수단과 결합되는 흰지를 도시하고 있다.

지시부호 4는 수로를 차단하는 언체 또는 벽체를 도시하고 있으며 지시부호 5는 수문을 개폐시켜는 작용을 하는 실린더를 도시하고 있다.

언체[4]의 타측과 일측에 구성되는 두쌍의 흰지[3]에 의해 두쌍의 지지대[2]에 수문[1]이 구성되는 구조이다

언체에 구비되는 흰지[3]에는 수문[1]을 회동시키기 위한 회동수단이 구비됨과 함께 흰지[3]와 결합되는 지지대[2]에는 수문이 구성되며 실린더지지대[10]와 흰지 결합되는 실린더와 같은 회동수단에 의해 수문을 개폐 시키도록 구성할 수가 있는 것이다.

본 발명에서는 수지 또는 FRP만을 이용하여 수문[1]을 구성 시킬수가 있으며 철판 또는 직사각 또는 사각의 판 형상으로 다수의 공간형태로 되어 있음과 함께 수문의 내부에는 부력의 발생이 용이한 중공(中空) 또는 진공의 구조로 되어 있어 있다. 이 수문본체(1)는 물에 뜨는 재질로 만들어지거나 또는 물에 뜨지 않는 재질을 사용했다 하더라도 중공(中空) 또는 진공(眞空)의 구조로서 비중의 법칙에 의거하여 수문[1]의 구조물이 차지 하고있는 물체의 비중 공간보다도 더 많은 양의 빈공간을 구성시켜주어 물에 뜨도록 된 구조를 갖도록 되어 있다. 그리고 본 발명의 지지대가 구비되는 자동수문을 제작 설치할때에 수문[1]자체에 장착되어 구성되어진 수문[1]의 구조물은 수압을 이겨내면서 계획 된 저장수위에 저항할 수 있는 구조를 갖고 있어서 흰지와 함께 구성되는 회동수단의 조절에 의해 계획 된 저장수위를 항상 유지하도록 되어 있다.

상기 지지대[2]와 언체[4]사이에는 실린더[11]와 같은 회동수단에 의해 유동이 용이하도록 흰지 구비되는 구조이다.

회동수단의 회동 작용에 의해 지지대[2]와 수문[1]이 개폐 작용을 원할이 할 수 있도록 공지의 기술인 압력조절장치가 연결되어 있다.

지지대[2]와 언체[4] 사이에 구성되는 실린더[11]를 작동시키는 방식은 압력 조절장치에 의해 작동되는 것이며, 자동수위감지 쎈서의 지시에 의하여 작동되는 압력 조절장치의 압력을 실린더[11]에 전달하기도 하고 전달된 압력을 배출시키기도 하는 역할을 하는 것이다.

다만 실린더[11]를 작동시키는 방식이 유압이나 또는 공압으로 변경하여 구성한다해도 본 발명의 수문을 개폐시키는 작용을 모두 할 수가 있는 것이기에 특별한 의미는 없는 것이다.

상기와 같은 지지대[2]와 수문본체(1)는 도 1에서와 같이 그 저수측 면이 수로바닥과 일정한 각을 이루도록 상기 언체[4] 사이에 직각 또는 경사지게 배치되고 또 지지대[2]에 구비되는 회동축(3)은 상기 언체[4] 사이에 부착되는 수문[1]과 함께 회동 가능하게 수문을 개폐 시켜주기 위해 구비되는 회동수단과 결합된다.

상기와 같이 도1의 실시예에 따르는 본 발명의 구성방법에 의해 수위가 자동으로 조절되는 작용은 다음과 같다.

저수측의 수위가 언체(4)의 높이와 거의 동일하게 되기 전까지는 도 1 에서와 같이 수문본체(1)와 지지대[2]가 회동수단의 압력에 의해 폐쇄상태를 유지하여 수질개선용으로 설치되는 수중보,어도용으로 설치되는 어도용 수문, 하천의 수중보, 저수지의 여수로와 농수로 또는 도심하천에 조성되는 유원지 조성등에 필요한 물의 저수과정이 진행된다.

이후 하천의 수중보등에 저수과정이 계속되어 수위가 언체(4) 높이 이상으로 흐르게 되면 지지대[2]와 수문본체(1)에 작용하는 물의 흐름압력에 의해 자동감지센서에 감지신호가 입력되면 압력의 세기에 따라서 작동하는 회동수단의 역할에 의하여 지지대[2]와 수문[1]을 압박하고 있는 회동수단의 압력이 조절되면서 도 2에 도시된 바와 같이 지지대[2]와 수문의 본체(1)는 회동수단의 힘과 수압과 부력에 의하여 그 하부가 상부로 회동하여 배수가 이루어진다. 여기서 지지대와 수문의 본체(1)는 회동수단에서 작용하는 압력이 조절되면서 발생하는 회동력과 수압과 부력에 의해 용이하게 개방되고 그 하부가 배수측의 상부로 회동하여 개방되는 것이므로 수문본체(1)의 저수측 면과 수로바닥 사이에 형성되는 통수 단면적이 극대화되어 신속한 배수가 이루어지는 것이다.

그리고 상기와 같은 개폐작동은 회동수단의 기능에 의해서 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 일정한 중량으로 구성되는 수문 본체의 역할에 의해 수문에 전달하는 수압과 부력이 가중되기 때문에 수문의 개문범위가 더욱더 커지게 되는 것이다.

위급시에 공지의 기술인 회동수단의 압력을 수동으로 조절시켜 수문을 개방시킬수가 있도록 수동조절스위치를 부착하여주면 어떠한 재난에도 즉시 대처할 수가 있는 것이다.

홍수시에 회동수단이 작동하게 되면 지지대에 가해지는 압력을 조절시켜 줌과 동시에 지지대와 수문을 압박하고 있는 회동수단의 압력이 자동적으로 조절되면서 수문이 수압과 부력에 의하여 자동으로 개문 되도록 한 구조이다.

또한 수문을 개문시켜 주기 위하여 구비되는 회동수단을 구성하는 방법은 실린더 작동방식[11] ,스크류 작동방식, 레크기어 작동방식 ,윔기어 작동방식 ,헬리컬기어 작동방식,로타리 엑추레이터 작동방식,감속기어 작동방식과 같은 공지되어 있는 다양한 회동수단을 이용할 수가 있는 것이다.

이와 같이 지지대에 회동력을 전달하는 방식이 직접 전달방식이 되었건 역 전달방식이 되었던 본 발명의 효과를 나타나게 할 수가 있는 것이므로 방식을 달리하여 구성 한 것 모두가 본 발명의 권리 범위에 속하는 것은 당연한 것이다..

수문이 설치되는 방향이 직각으로 구성되거나 또는 수문의 모양에 있어서 상판부분을 곡선의 원만한 원형으로 구성하여 개문시에 수문의 상승효과와 저항을 적게 받을수 있도록 구성하는 것으로 본 발명의 효과를 달성할 수가 있는 것이다.

본 발명은 어도용으로 설치되는 어도용 수문, 농업용수 또는 공업용수를 확보하기 위하여 하천의 수중보에 설치되는 자동수문과 도심하천에 설치되는 수중교량의 하단부에 구성하는 자동수문에 있어서 저수측의 수위가 낮은 상태에서는 자동으로 수위를 체크하여주는 수위감지 쎈서의 신호에 의해 회동수단이 작동하면 회동수단이 작동되어 수문이 폐쇄상태를 유지하고 있다가, 저수측의 수위가 상승할 경우에는 자동감지쎈서의 지시에 의해 작용하는 회동수단의 회동되면서 자동적으로 수문 본체의 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.

또한 저수지의 여수토, 농사용 농수로등에도 본 발명의 자동수문을 설치하여주게 되면 이와 같이 반복적 연속 작용을 할 수가 있는 것이다.

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 가중 시킬수가 있는 것이다 이러한 구조로 인하여 수문의 개문 범위를 종전보다도 더 넓게 하여 줄 수가 있는 것이다.

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

종전에 사용되던 상단부 배출식 수중보들은 수문의 상단부로 유입수를 배출시켜주는 방식으로 인하여 수중보 내부에 저장되어 있는 시간이 길어 질수록 2차적 오염에 의하여 비중이 무거워지기 때문에 오염이 가중되면서 퇴적오니와 같은 오염물질이 수중보의 하단부에 정체되면서 오염을 더욱더 가중시키지만 본 발명의 하단부 배출식 자동수문은 수문의 하단부로 유입수를 배출시켜 주므로, 태양열과 물 속의 산소와 그리고 물의 표면과 맏닷는 대수층의 공기 등에 의하여 분해되어진 오염물질이 하상에 쌓이지 못하고 배출되기에 환경오염을 줄여 줄 수가 있는 발명인 것이다.

더욱이 수문의 하단부로 일정한 양의 유입수를 배출시켜 줄수 있도록 실린더의 압력을 조절하여 주게 되면 수문의 하단부가 자연적 어도 구실을 하여 주기 때문에 생태계 복원에 중심적 역할을 하여 줄 수가 있는 것이다.

수문을 압박하거나 해제하여 수문을 개폐시키는 회동수단을 구성하는 방법에 있어서

로타리 엑추레이터 회전 작동방식이나 스크류 작동식이 되었건 라크기어 작동식이 되었건 또는 수문의 본체를 무겁게 만들어 지지대를 기립시킨 상태에서 지지대의 상단에서 로프 또는 기계적으로 수문을 당겨주어 수문을 개폐시키는 방식과 같은 로프당김 방식으로 수문을 작동 시킨다해도 본 발명이 예시하고 있는 방식을 응용하면 모두다 본 발명의 목적을 달성할 수가 있는 것이다.

이러한 방법 모두가 수중보 내부에 적정량의 저장수위를 보장하면서 홍수해를 미리 대비 시킬수가 있는 발명인 것으로서 본 발명에서 제시한 바와 같이 수문을 압박하고 해제하여 수문의 하단부를 개폐시키는 방법은 방식이 틀린다해도 본 발명의 권리범위에 속하는 것은 당연한 것이다.

또한 수문에 구성되는 회동수단의 숫자가 틀린다해도 본 발명의 효과를 나타내게 할 수가 있는 것임으로 회동수단의 숫자가 틀린다해도 본 발명의 권리 범위에속하는 것은 당연한 것이다.

실린더를 수문의 상단에 구성함으로 인하여 하천의 상류로부터 유입되는 이물질이 수문에 걸리지 않는 효과가 있는 것이다.

Claims (2)

1. 하천이나 강의 자동보,어도용으로 설치되는 어도용수문, 농사용수 또는 공업용수를 확보하기 위해서 설치하는 강이나 하천의 수중보 ,저수지의 여수로 언체 ,농수로의 벽체등에 소정의 간격을 두고 축조된 벽체 또는 언체에 구비되는 수문에 있어서;

   수문의 전단면 상부에 두쌍의 실린더 지지축을 장설하여 실린더와 수문의 상단을 흰지 연결하여 수문을 개폐 시키는 방법
2. 수문을 개폐하기 위해 구성되는 실린더를 수문의 후면부에 구성되는 지지대에 장설하여 수문을 개폐시키는 수문의 구성방법