KR200168461Y1 - 자동개폐 수문 - Google Patents

Abstract

본 고안은 자동개폐 수문에 관한 것으로, 본 고안의 목적은 일정 장소에서 수문을 원격 조정할 수 있도록 하여 계절이나 기후 또는 작업조건 등에 따라 수문의 개방상태를 다르게 하므로써 그 목적에 따른 저수량을 조절할 수 있는 자동개폐 수문을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 저수지 또는 하천에 구비된 보의 여수로에 설치되어 수위를 일정하게 유기시키는 자동개폐 수문에 있어서,

몸체 내부로 삽입 관통되며 양측 선단이 보에 체결되는 주축의 소정 일곳에 고정기어를 설치하고, 상기 고정기어와 치합되는 구동기어가 구비된 감속기를 주축의 하측에 설치하며, 감속기에 동력을 공급하는 모터를 상기 감속기 하측에 설치하여 수문을 형성하는 것을 특징으로 한다.

Description

자동개폐 수문 {AUTOMATIC SLUICE}

본 고안은 자동개폐 수문에 관한 것으로, 특히 저수지나 하천 등에 구비된 보의 여수로에 설치하여 상기 저수지나 하천의 저수량을 일정하게 유지시키기 위한 수문에 관한 것이다.

일반적으로 농촌에는 농업용수를 확보하기 위해 하천에 둑을 쌓거나 저수지를 축조하어 물을 가둬두었다가 물이 많이 필요한 농번기철이나 가뭄이 들 때를 대비하고 있으며, 근래에는 중소도시 지역을 흐르는 하천이나 도시 근교의 소규모 공장지대를 흐르는 하천을 막아 홍수조절 기능 또는 공업용수를 확보하도록 하고 있다.

상기 하천이나 저수지에 쌓은 둑을 '보'라 하며, 상기 보의 일곳을 개방시켜 여수로를 확보하고, 이 여수로에 수문을 설치하여 저수량을 조절하고 있다.

즉, 일정 수위 이상으로 저수되어 있으면 수문을 개방시켜 일정 수위에 이를때 까지 물을 방류하고, 일정 수위 이하일 때에는 일정 수위에 이를 때 까지 물이 외부로 새지 않도록 수문을 폐쇄하여 저수량을 조절하는 것이다.

상기와 같이 저수량을 조절하는 수문은 과거에는 조절핸들을 설치하여 이 조절핸들을 회전시킴으로써 수문이 개폐되도록 하는 방법이 대부분이었으나, 이러한 방법은 개폐시 큰 힘이 소요되나 인력에 의존하여야 하고, 따라서 적절한 시기에 수문이 개폐되지 못하여 물의 범람을 야기하거나 또는 필요 이상의 물을 방류시키는 등 비효율적이라는 문제점이 있어 왔다.

상기와 같은 문제로 인해 근래에는 수위에 따라 수문이 자동으로 개폐되는 기술이 제안되어 사용되고 있는데, 이러한 것은 수문의 소정 일곳에 축을 설치하여 상기 수문에 수압이 작용하면 축을 중심으로 수문이 회동되고, 그 결과 여수로의 바닥과 수문 사이에 공간이 발생하여 상기 공간을 통해 물이 방류되는 것이며, 일정량이 방류되어 수문에 작용하는 수압이 낮아지면 수문의 자체 하중에 의해 상기 공간을 폐쇄하여 방류를 차단하고, 상기와 같은 과정을 반복하며 저수량을 조절하는 것이다.

그러나 상기와 같은 종래의 수문은 방류되는 양이 수압과 비례하여 일정 양이 일정 속도로 방류되므로 항상 일정한 저수량을 유지시키는 효과는 있으나, 필요에 따라 더 많은 양의 물을 방류시켜 평상시 보다 저수위가 낮아지게 하거나 또는 더 많은 양의 물을 저수시켜 저수량이 증가되도록 하는 등의 행위를 할 수 없고, 또한 순간적으로 많은 양의 물을 빠른 속도로 방류시키거나 또는 조금씩 서서히 방류시키는 행위도 할 수 없는 등 여러 조건과 상황에 따른 저수량을 조절할 수 없는 문제점이 제기되어 왔다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 고안한 것으로, 본 고안의 목적은 일정 장소에서 수문을 원격 조정할 수 있도록 하여 계절이나 기후 또는 작업조건 등에 따라 수문의 개방상태를 다르게 하므로써 그 목적에 따른 저수량을 조절할 수 있는 자동개폐 수문을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 저수지 또는 하천에 구비된 보의 여수로에 설치되어 수위를 일정하게 유지시키는 자동개폐 수문에 있어서,

몸체 내부로 삽입 관통되며 양측 선단이 보에 체결되는 주축의 소정 일곳에 고정기어를 설치하고, 상기 고정기어와 치합되는 구동기어가 구비된 감속기를 주축의 하측에 설치하며, 감속기에 동력을 공급하는 모터를 상기 감속기 하측에 설치하여 수문을 형성하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 고안에 의한 수문의 사시도

도 2는 본 고안에 의한 수문의 개략적인 구성을 도시한 구성도

도 3은 본 고안에 의한 수문의 작동상태도

도 4는 본 고안의 다른 실시예에 의한 센서봉이 설치된 상태도

도 5는 본 고안의 또다른 실시예에 의한 볼탭이 설치된 상태도

도 6은 본 고안에 의한 수문의 다른 실시예를 도시한 구성도

도 7은 본 고안의 다른 실시예에 의한 통행판의 분해 사시도

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 수문 11 : 몸체 12 : 주축

13 : 고정 기어 15 : 감속기 16 : 구동 기어

17 : 모터 18 : 센서봉 19 : 볼탭

20 : 센서 21 : 홈 22 : 피니언 기어

23 : 래크 기어 24 : 롤러 25 : 레일

26 : 통행판 27 : 결합편 28 : 회동구멍

29 : 요홈 30 : 핀 삽입구멍 31 : 핀

상기와 같은 본 고안을 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 1은 본 고안에 의한 수문의 사시도이고, 도 2는 본 고안에 의한 수문의 개략적인 구성을 도시한 구성도이며, 도 3은 본 고안에 의한 수문의 작동상태도이다.

상기 도면에서와 같이 본 고안은 하천이나 저수지 등에 물을 저수하기 위해 축조한 보(8)의 여수로(9)에 설치하여 저수량을 조절하는 것으로, 몸체(11)의 내부상단에 주축(12)을 설치하되, 상기 주축(12)의 양측 선단은 몸체(11)의 외부로 돌출되도록 하고 중간 부분에는 한쌍의 고정 기어(13)를 구비한다.

이때, 몸체(11)의 외측으로 돌출된 주축(12)의 선단에는 브라켓(14)을 설치하는데, 이 브라켓(14)은 주축(12)이 유동되지 않도록 고정시키며 보(8)에 체결되도록 한다.

상기 주축(12)의 하단에는 고정 기어(13)와 치합되는 구동 기어(16)가 구비된 감속기(15)를 설치하되, 상기 감속기(15)의 하단에는 모터(17)를 설치하여 모터(17)의 동력이 감속기(15)로 전달되어 구동 기어(16)를 구동시킬 수 있도록 한다.

상기와 같이 하여 수문(10)을 형성 설치하며, 상기 수문의 작동은 원거리에서 전기적 신호의 제어로 개폐할 수 있다.

한편, 첨부한 도면 도 4 및 도 5는 본 고안에 의한 수문이 미리 설정된 프로그램에 의해 자동으로 개폐되도록 하기위한 것으로, 도 4는 저수되는 곳의 소정 일곳에 센서봉(18)을 설치하여 저수량을 이 센서봉(18)이 감지하도록 하고, 그 결과를 수문(10)측으로 보내 수문(10)이 개폐되도록 하는 것이며, 도 5는 보(8)의 소정 일곳에 홈(21)을 형성하고, 이 홈(21)에 볼탭(19)과 센서(20)를 설치하여 저수량에 따른 볼탭(19)의 위치 변화를 감지한 센서(20)가 그 결과를 수문(10)측으로 보내 개폐되도록 하는 것이다.

또한, 도 6은 수문(10)이 상기와 다른 방법으로 개폐되도록 하는 실시예를 도시한 것으로, 수문(10)측에는 피니언 기어(22)와 롤러(24)를 설치하는데, 피니언기어는 주축(12)의 양측 선단에 설치하고, 롤러(24)는 몸체(11)의 하단에 설치하여 수문(10)을 형성하며, 보(8)에는 상기 피니언 기어(22)와 치합되는 래크 기어(23)및 롤러(24)를 안내하는 레일(25)을 형성하여 구성하는 것이다.

또한, 도 7은 보(8)의 통행로를 확보하기 위해 보(8)의 여수로(9) 상측에 통행판(26)을 설치하되, 상기 통행판(26)이 수문(10)과 일체가 되도록 형성한 실시예를 도시한 것으로, 여수로(9)의 상측을 덮는 통행판(26)은 대략 사각판의 형태로 되며, 그 저면 일측에는 원호 형상의 장공으로 된 회동구멍(28)을 갖는 한쌍의 결합편(27)을 돌출 형성하고, 몸체(11)의 상단에는 상기 결합편(27)이 삽입되는 한쌍의 요홈(29)을 형성하며 상기 홈(29)의 양 측벽에는 핀 삽입구멍(30)을 형성하여, 결합편(27)이 요홈(29)에 삽입된 상태에서 별도로 구비된 핀(31)이 핀 삽입구멍(30)과 회동구멍(28)을 삽입 관통하여 고정되도록 하므로써, 통행판(26)과 수문(10)이 결합되도록 하는 것이다.

상기와 같이 구성된 본 고안의 작용을 설명하면 다음과 같다.

몸체(11)의 내부에 주축(12)과 감속기(15), 모터(17) 등이 구비된 수문(10)을 보(8)의 여수로(9)에 설치하는데, 여수로(9)의 후단에 수문(10)을 위치시키고 주축(12)의 선단에 구비한 브라켓(14)을 볼트 등을 이용하여 보(8)에 체결되도록 하여 설치한다.

상기와 같이 설치되면 원거리에 있는 제어실에서 몸체(11)의 내부에 있는 모터(17)로 전원을 공급 또는 차단할 수 있는데, 우천 등으로 인해 저수량이 증가하여 일정 수위 이상이 되면 제어실에서 스위치를 조작하여 모터(17)로 전원을 공급하면 모터(17)가 회전하며 그 회전 동력을 감속기(15)로 전달한다.

상기 모터(17)로 부터 회전동력을 전달받은 감속기(15)에서는 상기 회전력을 감속시켜 구동 기어(16)로 보내게 된다. 그 결과 감속된 회전력을 전달받은 구동 기어(16)가 회전하게 되는데, 이때 상기 구동 기어(16)가 주축(12)에 구비된 고정 기어(13)와 치합되어 있으나, 고정 기어(13)가 구비된 주축(12)이 고정되어 있기 때문에 구동 기어(16)가 회전하여도 고정 기어(13)는 회전되지 아니한다.

따라서, 첨부한 도면 도 3에서 점선으로 표시된 부분과 같이 고정 기어(13)는 그대로 있고 구동 기어(16)만이 회전하며 상측으로 이동하여 수문이 개방된다.

즉, 고정 기어(13)와 구동 기어(16)가 치합되고 구동 기어(16)는 회전하나 고정 기어(13)는 고정되어 있기 때문에 구동기어(16)가 고정 기어(13)의 외주연을 타고 반시계 방향으로 이동하게 되며, 구동 기어(16)가 구비된 감속기(15)와 상기 감속기(15)에 회전력을 공급하는 모터(17)가 몸체(11)에 결합되어 있어 구동 기어(16)의 이동에 따라 몸체(11)도 이동하게 되어 전체적으로는 몸체(11)의 저면이 주축(12)을 중심으로 원호를 그리며 상승하게 되는 것이다.

상기와 같이 몸체(11)의 저면이 상승하면 몸체(11)와 밀착되어 있던 여수로(9)의 바닥 및 측면에 공간이 발생하고, 상기 몸체(11)를 일정 위치까지 상승시킨 상태에서 모터(17)로 공급되는 전원을 차단하면 몸체(11)는 그 상태에서 정지하게 되고, 상기 공간으로 저수된 물이 방류되어 수위를 낮추게 된다.

이후, 저수량이 적정 수위에 이르면 스위치를 조작하여 모터(17)가 상기와 반대 방향으로 회전되도록 전원을 공급하면 그 회전 동력이 상기와 같은 과정으로 구동 기어(16)에 전달되는데, 이때 회전 방향은 상기와 반대인 시계 방향으로 회전하며, 상기와 같은 원리에 의해 구동 기어(13)의 외주연을 타고 시계 방향으로 회전한다.

따라서 몸체(11)의 저면은 하강하게 되고 원래의 위치까지 하강하면 전원을 차단하여 몸체(11)를 고정시키면 방류가 차단되는 것이다.

상기와 같이 본 고안은 주축(12)을 중심으로 몸체(11)가 회동하며 수문(10)을 개폐하는 것이며, 그 개방폭도 임의로 조절할 수 있어 방류량과 방류 시간을 필요에 따라 적정한 상태로 조절할 수 있는 것이다.

한편, 도 4 및 도 5는 본 고안의 다른 실시예로서, 수문(10)의 개폐를 센서에 의해 할 수 있도록 한 것이데, 도 4는 저수되는 곳의 소정 일곳에 설치한 센서봉(18)이 저수량의 상태를 감지하다가 일정 수위 이상이 되면 전기적인 신호를 제어실로 보내 수문(10)을 개방케 하거나 또는 직접 수문(10)으로 보내 상기 수문(10)이 개방되도록 작동시켜 저수된 물을 방류시키고, 물이 방류되어 적정 수위가 되면 상기와 같은 방법으로 신호를 보내 수문을 폐쇄시키는 것이며, 도 5는 보(8)에 홈(21)을 형성하고, 이 홈(21)에 설치한 볼탭(19)과 센서(20)에 의해 수문(10)이 개폐되도록 하는 것인데, 그 원리는 저수 상태에 따라 수위가 변하면 상기 볼탭(19)의 위치도 변하고, 이 볼탭(19)의 위치 변화를 볼탭(19)에 연결된 센서(20)가 감가하고 있다가 일정 수위 이상이 되면 상기 센서봉(18)에서와 같은 신호를 보내 수문(10)을 개방시키고, 다시 적정 수위가 되면 상기 수문(10)을 폐쇄시키는 것이다.

또한, 도 6은 본 고안의 다른 실시예로서, 주축(12)의 양측 선단에 피니언 기어(22)를 구비하고, 몸체(11)의 하측에 롤러(24)를 구비하며, 상기 피니언 기어(22) 및 롤러(24)와 대응하는 래크 기어(23)와 레일(25)을 보(8)측에 구비 설치한 것이다.

상기 실시예에서는 주축(12)이 고정되지 않고 회전되도록 구성하여 구동 기어(16)의 회전으로 이 구동 기어(16)와 치합되는 고정 기어(13)가 회전하고, 따라서 주축(12)이 회전하게 된다. 상기 주축(12)이 회전함에 따라 그 양측 선단에 체결한 피니언 기어(22)가 회전하게 되는데, 상기 피니언 기어(22)가 보(8)에 고정 설치된 래크 기어(23)와 치합되므로, 피니언 기어(22)가 회전하며 래크 기어(23)의 상측으로 이동하면 수문(10)이 개방되고, 반대로 하측으로 이동하면 폐쇄되는 것이다.

상기 구동 기어(16)가 회전되도록 하는 것은 상기한 본 고안의 작용과 동일하다.

또한 첨부한 도면 도 7은 본 고안의 또다른 실시예를 도시한 것인데, 보(8)의 상측으로 사람이 통행할 수 있도록 여수로(9)의 상측에 통행판(26)을 설치하되, 상기 통행판(26)은 수문(10)과 일체가 되도록 그 저면에 결합편(27)을 형성하고, 이 결합편(27)이 수문(10)과 핀(31)으로 결합되도록 한 것이다.

상기에 있어서, 결합편(27)에 구비된 회동구멍(28)이 수문(10)이 회동하는 반경과 동일한 반경의 원호형상을 갖는 장공으로 되어 있기 때문에 핀(31)이 이 회동구멍(28)을 삽입 관통하여 고정되었다 하더라도 수문(10)이 회동하는 데에는 전혀 지장없이 원활하게 회동할 수 있는 것이다.

본 고안은 상기한 바와 같이 하천이나 저수지 등의 여수로에 설치하여 저수량을 조절하는 수문을 원거리에서 간단한 조작으로 개폐할 수 있도록 한 것으로, 수문의 개폐정도를 임의로 조작할 수 있어 필요에 따라 더 많은 양의 물을 배수시키거나 또는 더 많은 양의 물을 저수할 수 있고, 수문을 적게 열거나 많이 열어 물의 방류속도를 조절할 수 있는 고안이다.

또한, 센서에 의해 수문을 개폐할 수도 있으므로, 수문 개폐에 따른 인력 절감의 효과도 있으며, 여수로의 상측에 통행관을 설치하여 사람이 보의 상측을 통과할 수 있도록 하므로써, 하천 등을 통과할 때 우회로를 통과하지 아니하고 직접 가로질러 통과할 수 있는 통행로를 제공하는 효과도 있는 고안이다.

Claims (5)

1. 저수지 또는 하천에 구비된 보(8)의 여수로(9)에 설치되어 수위를 일정하게 유지시키는 자동개폐 수문에 있어서,

   몸체(11) 내부로 삽입 관통되며 양측 선단이 보(8)에 체결되는 주축(12)의 소정 일곳에 고정기어(13)를 설치하고, 상기 고정기어(13)와 치합되는 구동기어(16)가 구비된 감속기(15)를 주축(12)의 하측에 설치하며, 감속기(15)에 동력을 공급하는 모터(17)를 상기 감속기(15) 하측에 설치하여 이루어진 것을 특징으로 하는 자동개폐 수문.
2. 제 1 항에 있어서,

   저수되는 곳의 소정 일곳에 저수량을 감지하는 센서봉(18)을 설치하여, 센서봉(18)에서 감지된 전기적 신호에 의해 수문(10)이 개폐되도록 하여 이루어진 것을 특징으로 하는 자동개폐 수문.
3. 제 1 항에 있어서,

   보(8)의 일곳에 홈(21)을 형성하고, 상기 홈(21)에 볼탭(19)과 볼탭(19)의 위치를 감지하는 센서(20)를 설치하여, 볼탭(19)의 위치로 저수량을 감지한 센서(20)의 전기적 신호에 의해 수문(10)이 개폐되도록 하여 이루어진 것을 특징으로 하는 자동개폐 수문.
4. 제 1 항 내지 제 3 항에 있어서,

   주축(12)의 양측 선단에 피니언 기어(22)를 구비하고, 몸체(11)의 하측에 롤러(24)를 구비하며, 상기 피니언 기어(22)와 치합되는 래크기어(23)와 롤러(24)를 안내하는 레일(25)을 보(8)에 설치하여 이루어진 것을 특징으로 하는 자동개폐 수문.
5. 제 1 항에 있어서,

   저면에 회동구멍(28)을 갖는 결합편(27)이 구비된 통행판(26)을 형성하고, 몸체(11)의 상측에 상기 결합편(27)이 삽입되는 요홈(29)과 핀 삽입구멍(30)을 형성하여, 통행판(26)과 몸체(11)가 핀(31)으로 결합되도록 하여 이루어진 것을 특징으로 하는 자동개폐 수문.