KR200217659Y1 - 도어형 수문 자동 개폐 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 농업 및 공업용 용수의 확보를 위하여 하천이나 강 등에 설치하는 자동 수문 개폐 장치로서 종래의 수문형태인 수동이나 반 자동식의 단점을 보완시켰다.

또한 현재 경사식 자동수문은 수문자체가 물의 흐름에 대하여 횡으로 설치되어 수문상단부에 부유물질이 많이 걸려 이에 수압이 많이 작용되므로서 수문이 파손되는 상황을 고려해 수문의 상하 개폐식이 아닌 좌우개폐식으로 작동시킨 장치이다.

본 고안은 링크 기구를 이용하여 유압피스톤의 직선 운동을 수문회전운동으로 바꾸어 수문이 개폐 되게끔 구성되어 있다.

하단부 배출을 통하여 상류측의 하상 퇴적물을 배출하거나 적정량의 용수배출을 위하여 수문갯수를 개소당 2 - 4개로 구성,설치할 수 있다.

Description

도어형 수문 자동 개폐 장치{.}

본 고안은 자동으로 개폐되는 수문에 관한 것으로 하천이나 강의 수중보 등에 설치하여 이용한다.

우리나라는 식수의 대부분을 강이나 하천의 복류수를 이용하고 공업과 농업의 용수 역시 강이나 하천의 물을 그대로 취수하여 이용하고 있다.

그러나 강우량이 여름에 편중되어 있어 이들 수자원을 효율적으로 관리하기 위하여 많은 관심이 집중되어 있다. 그러나 종래의 하천과 같은 지류에는 수동 및 반 자동식 직립형 수문이 설치되어 기습강우와 같은 천재지변시 많은 물적, 인적 피해를 경험하였으며, 댐과 같은 대형토목 사업은 여러 가지 민원문제와 막대한 예산으로 계획하는데 커다란 어려움이 많았다.

본 고안은 지류의 수자원을 수문 자동개폐 방식을 통하여 원하고자 하는 수위의 담수량을 확보할 수 있으며, 또한 하단부 배출로 상류측 퇴적물의 적체 현상을 미연에 방지하여 수질의 이차적 오염을 차단케 한다. 또 물고기의 어도를 형성하여 물고기의 번식등을 꾀 할 수 있다.

본 고안의 수문 개폐는 좌우 회전 개폐식으로 홍수시 상류측의 오물이 수문에 걸리는 것을 방지하였고, 유압피스톤의 직선운동을 링크기구를 이용하여 수문의 회전운동으로 바꾸어 줌으로서 이루어 지게 된다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 고안 된 것으로서 본 고안의 목적을 이루어지게 하기 위하여 유압장치와 링크장치 그리고 연결장치 등으로 구성되어 있으며 이들을 지지 할 수 있도록 문틀 및 지지부재를 설치하여야 한다.

유압장치와 구동연결장치 그리고 링크기구 등은 수평으로 연결되어야 하고, 수문은 수압을 이길 수 있도록 내부에는 지지부재를, 외부에는 문틀을 설치한다.

수위 감지기에 의하여 유압장치의 유압피스톤이 직선 왕복 운동을 하면 구동 연결장치에 연결된 링크가 회전축을 중심으로 수문측 링크와 고정연결측 링크가 서로 밀고 당기면서 수문의 개폐를 형성하는 것이다.

도1) 본 고안의 수문 폐쇄 상태를 나타낸 사시도

도2) 본 고안의 수문 폐쇄 상태를 나타낸 단면도

도3) 본 고안의 수문이 열리고 있는 상태를 나타낸 단면도

도4) 본 고안의 수문이 완전히 개방된 상태를 나타낸 단면도

도5) 본 고안의 가이드홈 사시도

도6) 본 고안의 유압장치와 가이드홈 그리고 링크기구의 결합 단면도

도7) 본 고안의 수문의 측면도

도8) 본 고안의 문틀의 사시도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1. 중심 콘크리트 언체

2. 양 측부 콘그리트 언체

11. 수위 감지기

12. 구동 연결장치 가이드 홈

21. 구동 연결장치

22. 고정 연결장치

31. 고정브라켓

32. 수문

41. 링크 회전축

42. 수문의 고정 브라켓과 회전축 사이의 링크

51. 유압 장치

52. 지수판

61. 수문

62. 고정 연결장치와 회전축사이의 링크

71. 구동 연결 장치와 회전축사이의 링크

72. 수문 지지부재

81. 문틀

본 고안의 구성 및 작용을 첨부한 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.

도1 은 본 도안의 수문 사시도이고, 도2 는 수문의 폐쇄상태를 나타낸 단면도, 도3 은 수문의 개방중인 상태를 나타낸 단면도, 도4 는 수문이 완전히 개방된 상태를 나타낸 단면도이다.

본 고안의 구성 품목을 보면, 대칭하는 측면의 콘크리트언체(12) 에는 수문이 수밀하게 물을 지수하도록 지수판(52)이 있고 대칭하는 콘크리트언체 중앙에는 중앙 콘크리트언체(1) 가 있다. 이 중앙 콘크리트언체(1)에는 양쪽 콘크리트 언체와 문틀(81)이 연결되어 있고, 문틀(81) 중심에는 수문(61)을 개폐 할 수 있도록 하는 유압장치(51) 고정(22) 및 구동 연결장치 (21) 가이드 홈(12) 등을 지지 고정하는 문틀 지지대(81) 가 있다.

수문은 힌지(32)에 의하여 고정되며 양 수문(61)하류측 중간부에 고정 브라켓(31)과 고정(22) 및 구동 연결장치(21) 에 연결된 링크가 서로 만나 회전축(41)을 이루며 구성된다.

중앙 콘크리트 언체(1)의 상류측 첨단부와 하류측 하단부는 상류쪽의 부유물이 걸리지 않도록 반원형으로 하며, 기계장치가 들어가는 부분은 홍수시 기계보호의 측면과 하자보수시 작업을 용이하게 하기 위하여 조립식 스테인레스판으로 구성,볼트조임을 한다.

다만,언체(1)의 양측부는 링크 기구가 이동할 수 있도록 홈을 내준다.

도2 는 수문이 폐쇄상태인 단면도인데 도2에서 볼 수 있듯이 수위감지기(11)에 의하여 적정수위의 담수량을 확보하기 위하여 수문이 폐쇄되어 있는 상태이다. 이때 유압 피스톤(51)은 수축되어 있고 이는 문들의 지지대위에 견고하게 지지되어 있어야 한다. 수문(61)은 회전축(41)을 중심으로 구동 연결장치(21)와 연결되는 링크(71)가 누르는 힘을 수문과 연결된 링크(42)와 고정 연결장치(22)와 연결된 링크로 서로 분산시켜 지지함으로서 수문은 폐쇄 상태를 지속하게 되는 것이다.

도3 은 수위가 적정수위를 벗어나 수위감지기(11)에 의하여 수문(61)이 개방되고 있는상태의 도면이다. 이를 도면 2와 비교할때 가이드 홈(12)에 키(key)가 내장된 구동 연결장치(21)가 유압피스톤(51)의 팽창으로 가이드 홈(12)을 따라 상류 쪽으로 이동하게되면 회전축을 중심으로 구동연결장치(22)측 링크(71)와 고정 연결장치(22)측 링크(62)와의 각도가 점차 커지고 대신에 수문의 고정 브라켓(31)측 링크(42)와 고정연결장치(22)측 링크(62)가 가까워지면서 수문이 열리는 것을 알 수 있다.

이는 유압 피스톤(51)의 팽창시키려는 힘이 구동연결장치측 링크(71)에 의하여 고정연결장치측 링크(62)와 수문측 링크(42)를 잡아당기는데 이때 고정연결장치측은 고정되어 있으므로 그 힘이 수문측 링크(42)를 잡아 당김으로서 수문이 열리게 된다.

도4는 수문이 완전히 개방된 상태로서 가이드 홈(12)을 따라 유압장치(51)가 팽창하게 되면 회전축(31)을 중심으로 구동연결장치(21)측과 연결된 링크(71)가 수문측 링크(42)와 고정 연결장치측 링크(42)를 잡아당김으로서 서로의 링크가 이루는 각이 아주 작게된다. 이때 수문은 상류측의 물 흐름을 방해하지 않도록 중심 콘크리트 언체(1) 쪽으로 이동한다.

수문(61)은 도7 에서 볼수 있듯이 하단부 배출을 하기 위하여 개소당 2∼4짝으로 이루어 지는데 수문개폐시 하단부수문이 먼저 열려 수위를 유지하도록 하지만 상류측 수위가 계속 높아지면 나머지 수문(61)을 열어 물을 방류한다. 수문(61)폐쇄시 상부쪽 수문이 닫히고 나중에 하부쪽 수문이 닫힌다. 상부와 하부쪽 수문의 지수는 지수판으로 하고 지수를 돕기 위하여 일정 각도의 경사도를 준다.

상류쪽의 물이 수의감지기의 최저 수위를 초과하여 배수될때는 수위감지(11)에 의하여 수문(61)이 다시 폐쇄되는데 이때 유압장치(51)가 수축되면서 피스톤에 고정되어 움직이는 구동 연결장치(21)는 가이드 홈(12)을 따라 고정 연결장치(22)쪽으로 이동된다. 도4 와 도3 에서 볼수 있듯이 링크회전축(4)을 중심으로 고정 연결장치측 링크(71)가 고정 연결장치(21)의 수축에 따른 힘을 수문쪽 링크(42)와 고정 연결장치쪽 링크(62)에 전달함으로서 각각 서로의 링크를 밀어내게 되는데 고정 연결장치쪽 링크는 고정되므로서 수문쪽으로만 밀게되어 힌지에 의하여 고정된 수문이 점차 닫히게 되고 유압장치(51)가 다 수축하게 되면 수문쪽 링크(42)와 고정 연결장치쪽 링크(62)가 서로 밀어내서 수문을 완전히 닫히게 한다.

본 고안의 수문 작동원리는 수위감지기에(11)에의한 유압장치(51)의 유압 피스톤이 수축, 팽창 됨으로서 이에 연결되어 움직이는 연결장치의 수평왕복운동을 링크를 통하여, 힌지를 중심으로 회전하는 수문 회전운동으로 변환시키는데 있다.

우리나라의 하천의 수량은 높은 인구밀도와 물 사용량의 급속한 증가, 수질오염으로 인한 깨끗한 용수의 부족, 그리고 계절별 유량편차의 심화 등으로 인하여 갈수록 부족한 상태이다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결 하기 위하여 하천이나 강의 지류 등에 설치 가능한 자동 수문 개폐장치이다.

원하고자 하는 수위를 지정하여 수문을 자동으로 개폐시켜서 원하는 담수량을 인위적으로 조절 할 수 있으며 기습 강우와 같은 천재지변시 스스로 개폐함으로서 홍수로부터 하천 시설물 보호와 인적자원의 낭비를 방지한다. 또한 수문의 하단부 배출로 상류측의 하상퇴적물을 하류측으로 방류 시킴으로서 수질을 보호 할 수 있으며 어도를 형성시켜 수자원보호에 커다란 보탬이 될 수 있다.

Claims (5)

1. 가운데 콘크리트 언체(1)를 중심으로 좌우 대칭형인 도어형수문(61)이 개소당 2∼4짝으로 구성되어 있으며, 문틀(81)과 함께 구성된 지지부재위에 유압장치(51) 와 고정(22) 및 구동 연결장치(21) 링크 회전축(41)을 중심으로 한 3쌍의 링크기구(42, 62, 71)로 연결 작동 된다.

   유압장치의 직선 운동을 링크기구를 통하여 힌지를 중심으로 회전하여 수문이 열리는 것을 특징으로 하는 수문 자동 개폐장치.
2. 제1항에 있어 수문은 힌지를 중심으로 회전하며 수문이 개소당 2∼4짝으로 구성되며, 수문짝은 서로 일치되는 경사각을 갖고 링크에 의하여 수문이 열리는 것을 특징으로 하는 수문 자동 개폐장치.
3. 제2항에 있어 링크는 링크 회전측(41)을 중심으로 구동 연결장치(21)측 링크가 당기고 밀어내므로서 링크 회전축(41)에 연결된 수문측 링크(42)와 고정연결장치측 링크(62)가 각도를 벌려주고 오무려 줌으로서 수문이 열리는 것을 특징으로 하는 수문 자동 개폐장치.
4. 제3항에 있어 링크 회전축(41)을 중심으로 3개의 링크기구가 유압장치에 구성되어 움직이는 구동 연결장치(22) 의 직선 운동을 받아 수문 회전 운동으로 변환시키는 것을 특징으로 하는 수문 자동 개폐장치.
5. 제4항에 있어 유압장치는 유압장치의 본체길이보다 이동거리가 더 큰 텔레스코프형을 사용하고, 유압실린더와 구동연결장치(21)가 정밀 직선운동을 하도록 하는 가이드 홈(12)에 구동연결장치의 키(key)가 내장되는 것을 특징으로 수문 자동 개폐장치.