KR20010074157A - 고정축이 벽체에 고정되어 작동하는 전도식 자동보 수문의구성방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동으로 개폐되는 전도식 자동수문의 구성방법에 관한 것이다.

더욱 자세히는 고정축을 벽체에 고정하여 수문의 내부에서 작동하는 실린더의 회동력에 의해 수문이 회동 되도록 구성하는 자동수문에 관한 것이다.

본 발명은 다음과 같은 구조로 구성되어 있다.

두쌍의 벽체 사이에 빈공간으로 구성되는 수문이 안치되며 수문의 내부에는 구동축을 지지키 위한 다수의 흰지 브라켓에 의해 구동축이 수문과 흰지 결합된다.

수문의 내부에 위치한 구동축의 단면에는 다수개의 연결대가 구성되며, 연결대의 끝 단면에는 유동 흰지와 함께 실린더로드와 실린더가 결합되며, 실린더의 후면부는 실린더 흰지 브라켓에 의해 수문과 결합되는 구조이다.

외부에서 공급되는 파이프라인을 통하여 전달되는 압력에 의해 실린더의 작용을 발휘 할 수 있도록 하는 구동축이 벽체에 고정되는 자동 수문을 제공함에 있다.

본 발명은 강이나 하천 또는 농수로와 저수지의 여수로에 설치되어 수위를 일정하게 유지시키는 자동 수문의 구성방법인 것이다.

Description

고정축이 벽체에 고정되어 작동하는 전도식 자동보 수문의 구성방법{omitted}

본 발명은 자동으로 개폐되는 전도식 자동보 수문의 구성방법에 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 자동수문의 구성방법에 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 심할 때를 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 자동보 수문을 개문시켜 일정수위에 이를 때까지 물을 방류함과 함께 수로가 자연적인 어도 역할을 하고, 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 바와 같이 수문의 몸체 내부에 모터에 의해 작동하는 감속기를 설치하여 이 모터를 작동시킬 때 발생되는 동력에 의해 작동하는 피니언기어가 언체에 체결된 레크기어와 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 빽워터 현상에 의한 홍수피해와 같은 인재에 의한 재난을 면할 길이 없는 것이다.

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

또한 언체에 구성되는 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 출원번호10-1998-006871에 도시된 바 와 같이 구성되는 방식과 함께 출원번호 10-1998-6872호에 도시된 방식의 자동 개폐 수문은 회동축이 상측에 형성되어 있어 개폐할 때와 또는 개발된 상태를 유지시킬 때, 큰 힘이 필요하여 용량이 큰 모터에 의해 회동되는 여러 단계에 걸처서 구동되는 복잡한 구조의 감속기를 사용하여야 하는 문제점이 있어왔다.

즉, 회동축은 수문의 상측에 형성되고 그 양측 선단이 보에 체결되어 있어이 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 원할 한 개폐를 시킬 수가 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 부피가 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 복잡한 구조의 기계적인 구조이기 때문에 홍수시에 갑작스런 고장이 발생하게 되면 수문이 정지됨과 함게 수문을 다시 가동되도록 하기 위해서는 회동축을 구동시켜주는 장치가 구성되는 수로로 접근하여 수리를 하여주어야만 수문이 자동으로 작동될 수 밖에 없는 구조적인 결점으로 인하여 홍수시에 수문이 고장나면 고치지 못하고 홍수가 끝나면 그때에 수리를 하여 수문의 기능을 회복 시킬수밖에 없는 중대한 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 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 자동으로 기립되고 자동으로 전도되는 전도식 자동보수문을 제공함에 있는 것이다.

즉 수문을 개폐시키는 구동장치가 고장이 나더라도 제방의 조작실에서 수동 조작에 의해서도 수문을 개방 시킬수가 있도록 구성시켜주어 홍수에 의한 피해를 예방하기 위한 발명인 것이다.

수문의 내부에 유압배관과 연결되는 실린더와 실린더 로드와 함께 구성되는 연결대 와 유동 흰지 그리고 고정축과 결합됨과 함께 구동축의 양 선단면에는 고정축 브라켓을 수문과 흰지 결합하는 구조로서 수문을 개폐하는 작용이 수문의 내부에서 이루어지도록 하여 수문을 개폐하는 유압 실린더 구동장치가 고장 나더라도 유압 실린더 의 압력을 유지하고 있는 압력 조절스위치를 수동으로 조작하여 유압의 힘을 제거 시켜주게 되면 손쉽게 수문을 개문 또는 폐문 시킬수 있도록 하는 고정축이 고정되는 전도식 자동보 수문의 구성방법을 제공하는데 있다.

본 발명에 있어서 또다른 기술적인 과제로는 수문의 선단면 상단 또는 수문의 일정 공간에 수차를 이용한 폭기 장치 또는 발전장치를 구성함과 함께 수문의 전면부 내부에 통수공간과 시건장치를 구성한후 통수공간에 수질정화 소재를 충진시켜주어 수문의 상단을 통과하는 유수에 의해 폭기 효과와 발전효과 그리고 수질정화 소재의 역할에 의해 수질정화 효과를 발휘하도록 하는 것을 주요 기술적인 과제로 한다.

도 1은 본 발명에 의해 구성되는 전도식 자동보를 기립시킨 상태의 내부구조를 나타낸 참고 단면도

도 2는 본 발명에 의해 구성되는 전도식 자동보를 전도시킨 상태의 내부구조를 나타낸 참고 단면도

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1: 수문 2: 실린더 브라켓 3:실린더 4:실린더로드 5:연결대 6 : 유동흰지 7 : 고정축 8:고정축 브라켓 9.기초 콘크리트

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

도 1은 본 발명에 의해 구성되는 수문의 내부 상태를 나타낸 기립한 상태의 단면 사시도이고, 도 2는 본 발명에 의해 구성되는 수문을 전도시킨 상태의 내부를 도시한 단면 사시도이다.

상기 도면과 같이 본 발명은 강이나 하천 또는 저수지 등에 물을 저수하기 위해 축조한 벽체 또는 언체와 함께 구성되는 기초 콘크리트(9)의 수로에 설치하여 유입수량을 조절하는 전도식 자동보 수문(1)에 관한 것이다, 수문(1)의 내부를 가로질러 구성되는 고정축(7)을 두쌍의 벽체(9) 사이에 고정되게 구성하며, 고정축(7)과 수문(1)사이를 다수의 고정축 브라켓(8)을 이용하여 흰지 결합한다.

수문(1)의 형태는 상측은 약간 경사진 형상이며 수문(1)의 내부는 빈 공간으로 구성되어 있다.

고정축(7)의 길이 방향 양 단면과 일정한 중간에는 다수개의 연결대(5)가 구성되며 , 연결대(5)의 끝단면에는 유동흰지(6)가 구성되어 있음과 함께 실린더로드(4)와 흰지 결합되며 , 실린더로드(4)는 실린더(3)와 결합된다.

실린더(3)의 후면부는 실린더브라켓(2)이 구성되며 실린더브라켓(2)은수문(1)과 흰지 결합된다.

실린더[3]가 안치되는 수문[1]의 내부를 공간 부분을 진공 또는 中空(중공)으로 구성시켜 주는 이유는 모래 자갈과 같은 것이 실린더[3]를 마모시키지 못하도록 하여 실린더[3]를 보호하여 주기 위한 것이다. 고정축(7)과 수문(1) 사이의 틈새를 통하여 물이 스며드는 것을 방지하기 위하여 수밀 방수부재인 리데나와 같은 부재를 결합하여 완전 수밀이 되도록 구성하는 구조이다.

수문의 내부에 수질정화소재[14]를 충진하는 방법은 다음과 같은 방법에 의해 구성한다.

수문[1]의 전면부 전단면에 다수의 통수구를 구성함과 함께 수문[1]의 배면부는 수질정화 소재를 입,출고 할수 있는 시건장치를 구성한다. 시건장치를 구성하는 방법은 볼트와 너트를 이용하여 시건장치를 구성하는 방법이 적용 될 수 있는 것이다.

수질정화소재는 다양하게 공지되어 있는 것으로서 ,다음과 같은 소재를 사용할 수가 있는 것이다.

코코넛마대를 수문의 내부에 삽입시켜주어 수문의 내부를 통과하는 유수 속에 섞여 있는 오염물질이 자연적으로 정화 되도록 유도하는 방법이 있으며, 수문의 내부에 일정한 양의 목재,또는 짚단,또는 모래등을 넣어서 하천에 흐르고 있는 유수속에 섞여 있는 오염물질이 자연적으로 개선되도록 유도하는 수문의 내부를 구성하는 방법이 있는 것이다. 본 발명의 또다른 구조로는 수문[1]의 상단면과 중간에 다수의 발전장치 또는 폭기장치를 구성하는 방법이 있는 것으로서, 이렇게 구성되는 발전장치 또는 폭기장치가 하천에 흐르고 있는 유수의 힘에 의해 자연적인 회전을 하면서 발생시키는 발전된 동력 또는 폭기 효과에 의해 수질이 개선 되도록 유도하는 자동보 수문의 구성방법이 있는 것이다.

이와 같이 구성되는 자동수문의 작동 순서는 다음과 같다. 홍수가 발생하면 하천이나 강에 물이 범람하게 되는데 이때에 수위를 감지하는 수위 감지 센서에 사전에 입력된 일정한 수위에 도달하면 자동으로 작동 되도록 구성된 압력 발생장치가 가동되면서 수문의 내부에서 저장수위를 유지하고 있는 실린더의 압력을 제거 시킴과 동시에 수문이 전도되어 유지하고 있는 저장수를 하류 쪽으로 배출시켜주는 작용과 일정한 수위의 이하에 도달하면 수위감지 센서에서 감지되는 수심을 자동으로 측정하여 압력 발생장치를 가동시킴과 동시에 압력 발생장치에서 압력이 발생되게 되는데 이때에 발생시킨 압력을 수문의 내부에 장설된 실린더를 작동시킴과 동시에 수문이 기립되면서 저장수를 저장시키게 되는 것이다.

본 발명의 수문을 구성함에 있어서 수압을 차단 할 수 있는 구조를 같기 위해서는 다양한 구조의 역학적인 응용을 이용하여 강한 수압에 견딜수 있도록 구성하는 것은 당연한 것이라 할 것이므로 본 발명에 명시하지 않은 구조적인 문제점이 틀린다고 해도 본 발명의 권리 범위에 속하는 것은 당연하다 할 것이다.

이러한 구조로 수문을 구성함에 있어서 공지된 기술인 수위자동감지센서를 수로상의 벽체에 구성하여 주어 제방에서 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 상황에따라서 인위적으로 또는 자동적으로 수문을 제어 할 수가 있도록 구성할 수가 있는 것이다. 상기와 같이 자동으로 개폐되는 수문(1)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(1)의 내부에 있는 실린더(3)에 유압을 공급 또는 차단하여 수문(1)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 폐문 될 수가 있는 구조인 것이다.

상기 압력 발생장치에 전원이 공급되면 압력발생장치는 회전하며 그 회전력에 의해 발생된 압력은 실린더(3)로 전달되어 실린더(3)와 함께 구성되어 있는 연결대(5)의 역할에 의한 반작용 운동에 의해 수문(1)이 역 회동 되도록 작용하는 것에 의해 개폐되도록 작용하는 것이다. 즉 실린더의 수축과 팽창 작용에 의해 수문(1)이 회동하여 개폐되도록 작용하는 것이다.

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

본 발명에 사용되는 연결대 대신에 피니언기어 와 헬리컬기어 또는 워엄기어를 사용하여 실린더와 결합되는 레크기어의 직선운동으로 변형 하여주어도 본 발명의 효과를 달성할 수가 있기 때문에 이러한 형태의 설계변경은 본 발명의 권리 범위에 속하는 것은 당연한 것이다.

또한 구동축과 레크기어와 실린더가 설치되는 방향이 가로 또는 세로가 되도록 구성하여 수문을 개폐 시킬수 있도록 구성하는 방법 또한 본 발명의 방법을 이용하면 간단히 구성할 수가 있는 것임으로 본 발명의 권리 범위에 속하는 것은 당연한 것이다.

또한 구동축의 고정력에 의해 수문이 반작용 되도록 회동시켜 수문이 개폐되도록 구성하는 방법에 있어서 두쌍의 헬리컬 기어를 치합시켜 한쪽의 헬리컬 기어를 회전 시키는 방법에 있어서 유압으로 작동하는 로타리 엑추레이터를 한쪽의 헬리컬 구동 축과 연결 시켜 수문이 회동 되도록 하는 방법 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것은 당연 한 것이다.

본 발명에 있어서 수문과 함께 구성되는 폭기장치와 발전장치 그리고 수질정화 소재의 역할에 의해 작용되는 방법은 다음과 같다.

수로가 열리면서 유속의 힘이 가중됨과 동시에 폭기장치와 발전장치의 주요 구성부재인 수차(水車)는 회전이 되게 되는데 이때에 발생되는 유속의 힘에 의해 폭기효과와 발전효과가 발생되게 되는 것이다.

또한 수문의 내부에 장설되어 있는 수질정화소재를 통과하는 오염된 수질이 수질정화소재의 자연적인 정화작용에 의해 개선되게 되는 것이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 전도식 자동수문을 구성함에 있어서, 예시한 기계적 수문이라고 해도 언제 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 수문을 압박하고 있던 유압의 힘이 역으로 배출되면서 기립되어 있는 수문이 아주 손쉽게 개문되도록 하여 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 수밖에 없는 구조적인 결함이 있었던 것이다.

본 발명에서는 이러한 구조적인 결함을 해결하기 위해서 발명된 것으로서, 유압 또는 공압을 이용하여 자동으로 손쉽게 수문을 개폐할 수가 있음은 물론 수동으로도 개폐 시킬수가 있도록 구성하는 발명인 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.

본 발명의 최대 효과는 간단한 구조를 이용하여 수문을 개폐 시킬수가 있도록 구성하였기 때문에 수문의 내부에 구성되는 실린더의 마모를 모래와 자갈들로부터 완전히 차단할 수가 있어서 수문의 수명을 연장 시킬수가 있는 것이다.

또한 수문과 함께 구성되는 발전장치와 폭기장치 그리고 수질정화소재의 역할에 의해 발전이 가능함과 함께 폭기장치의 역할에 의해 수질정화효과를 유도할 수가 있으며 ,수문과 함께 수문의 내부에 구성되는 수질정화소재의 역할에 의해 수질정화 효과를 발휘하도록 유도할 수가 있는 발명인 것이다.

Claims (4)

1. 하천이나 농수로 또는 저수지의 수로에 설치되는 자동수문에 있어서 ;

   두쌍의 벽체와 기둥 또는 지지대에 고정되는 고정축 ;

   고정축과 고정축 브라켓에 의해 흰지 결합되는 수문;

   고정축에 구성되는 다수의 연결대;

   다수의 연결대에 흰지 구성되는 유동흰지;

   연결대와 흰지 결합되는 유동흰지와 축 결합되는 실린더로드;

   실린더로드와 결합되는 실린더;

   실린더와 흰지 결합되는 실린더 브라켓;

   수문의 상단 모서리를 경사기제 구성하여 수문의 상단을 통과하는 모래, 자갈들이 수문의 하단부로 역류하지 못하도록 고정축이 벽체에 고정되어 작동하는 자동수문의 구성방법
2. 수문의 상단과 수문의 일부 상단면에 발전장치와 폭기장치를 구성하여 발전의 효과와 폭기의 효과를 발휘하도록 구성되는 자동수문의 구성방법
3. 수문의 전단면에 다수의 통수구를 구성함과 함께 수문의 배면부 또는 전면부에 수문의 내부에 충진되는 수질정화소재를 입,출고 할수있도록 하는 시건장치를 구성하는 자동보 수문의 구성방법
4. 수문의 하단부 에프런 바닥체를 하류방향으로 경사지게 구성하여 수문의 하단부로 모래와 자갈등과 같은 이물질들이 수문의 하단부에 적층되지 못하도록 에프런 바닥체를 경사지게 구성하는 방법