KR200219514Y1 - 캠을 이용한 수문 자동 개폐장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 캠을 이용한 수문 자동 개폐장치에 관한 것으로, 상호 대향하는 지지벽의 측면에는 한 쌍의 가이드레일을 설치하고, 상기 지지벽 사이에 위치하는 수문의 양측면에는 상기 가이드 레일에 삽입되어 상기 수문의 개폐동작을 가이드하는 가이드롤러을 구비하되, 상기 가이드롤러는 수문의 측면 중간부에 설치되는 상부 가이드롤러와, 수문의 측면 하단부에 설치되는 하부 가이드롤러로 구성하고, 상기 가이드레일은 수문의 개방시 상기 상,하부 가이드롤러가 위치하는 수평부와, 수문의 폐쇄시 상기 상,하부 가이드롤러가 위치하는 수직부로 구분형성하여 수평부와 수직부가 만나는 부분에 경사부를 형성하며, 상기 수문의 상단에는 수압판을 회전가능하게 설치하되, 수압에 의해 상기 수압판의 회전시 상기 수문을 개방되는 방향으로 상승시키는 수문상승수단으로서 상기 수문의 상측에 설치되며 상기 수압판의 하단부가 고정되는 회전축봉과, 상기 회전축봉의 양단에 설치되는 캠과, 상기 지지벽의 측면에 설치되어 상기 캠의 하면을 지지하는 지지대 등을 포함하여 구성함으로써 담수량에 의해 자동으로 수문의 개폐가 가능하도록 하여 연중 담수의 수위조절이 자동으로 실시되도록 한 것이다.

Description

캠을 이용한 수문 자동 개폐장치{Automatic watergate opening/closing apparatus of using cam}

본 고안은 수문 자동 개폐장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수량의 증대에 의해 수압판을 회전시켜 수압판에 연동되는 캠에 의해 수문을 일정하게 상승시킨 상태에서 수문에 구비된 가이드롤러가 지지벽에 형성된 가이드레일에 안내되어 자동으로 수문이 개방되도록 한 캠을 이용한 수문 자동 개폐장치에 관한 것이다.

종래의 일반적인 수문은 개폐동작을 수동식 또는 반자동식으로 실시하고 있어 수동식 수문인 경우에는 홍수 또는 우천시에 급격하게 수위가 높아지는 상태에서 수문을 개폐시키는 동작이 일일이 수동으로 실시하는데 따른 번거로움이 있다.

또한, 반자동식 수문인 인양식 수문인 경우에는 별도의 구동원을 필요로 하게 됨으로써 수문의 관리비용이 소요되고, 수문 개폐시에 사람이 수문인양에 따른 작업을 실시하기 때문에 지속적으로 수문개폐에 따른 관리를 실시해야 되는 문제가 있다.

이와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 고안의 목적은 수량의 증감에 따라 자동으로 수문을 개폐함으로써 사람의 수작업 또는 별도의 구동원에 배제하고도 수문의 개폐가 가능하도록 하려는 것이다.

본 고안의 다른 목적은 수량의 증감에 따라 자동으로 수문을 개폐함으로써 담수의 수위조절을 자동으로 실시하여 홍수 또는 우천으로 인한 자연재해를 예방하려는 것이다.

도 1은 본 고안이 적용된 수문의 사시도.

도 2 내지 도 5는 본 고안 장치에 의해 수문이 개방되는 동작을 순차적으로 도시한 것으로,

도 2는 수문이 닫혀 있는 상태도.

도 3은 수압판에서 힘을 받아 수문이 상측으로 들린 상태도.

도 4는 수문이 개방되는 초기 상태도.

도 5는 수문이 완전히 개방된 상태도.

( 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 )

1 ; 지지벽 11 ; 지지대

12 ; 회전축 2 ; 수문

21,22 ; 지지축 23 ; 고정부

3 ; 가이드레일 31 ; 수평부

32 ; 경사부 33 ; 수직부

4 ; 가이드롤러 41,42 ; 상,하부 가이드롤러

5 ; 수압판 51 ; 회전축봉

52 ; 캠 6 ; 댐퍼

61 ; 실린더 62 ; 실린더로드

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 캠을 이용한 수문 자동 개폐장치는 상호 대향하는 지지벽의 측면에는 한 쌍의 가이드레일을 설치하고, 상기 지지벽 사이에 위치하는 수문의 양측면에는 상기 가이드 레일에 삽입되어 상기 수문의 개폐동작을 가이드하는 가이드롤러을 구비하되, 상기 가이드롤러는 수문의 측면 중간부에 설치되는 상부 가이드롤러와, 수문의 측면 하단부에 설치되는 하부 가이드롤러로 구성하고, 상기 가이드레일은 수문의 개방시 상기 상,하부 가이드롤러가 위치하는 수평부와, 수문의 폐쇄시 상기 상,하부 가이드롤러가 위치하는 수직부와, 수문의 개방시 수문이 회전가능하도록 상기 수평부와 수직부 사이에 경사부를 형성하며, 상기 수문의 상단에는 수압에 의해 회전되는 수압판을 설치하되, 상기 수압판의 회전시 상기 상부 가이드롤러가 경사부로 진입되는 위치까지 상승시키는 수문상승수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 수문상승수단은 상기 수문의 상측에 설치되며 상기 수압판의 하단부가 고정되는 회전축봉과, 상기 회전축봉의 양단에 설치되는 캠과, 상기 지지벽의 측면에 설치되어 상기 캠의 하면을 지지하는 지지대를 포함하는 것이 바람직하다.

본 고안은 또한, 상기 지지벽의 측면에 선단부가 상기 수문의 하단부에 고정되어 비상시 수문을 개방/폐쇄시키는 수문개폐수단을 더 구비하되, 이 수문개폐수단은 유압 또는 공압으로 구동되는 실린더 장치를 사용하여 비상시 수문의 개폐를 강제적으로 실시하도록 한다.

이와 같이 본 고안은 간소한 구조에 의하여 담수량에 의하여 자동으로 수문을 개방 및 폐쇄하도록 함으로써 수위를 연중 자동으로 조절가능하게 되는 효과가 있다.

이하, 상기한 바와 같은 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.

첨부도면 도 1은 본 고안이 적용된 수문의 사시도이고, 도 2 내지 도 5는 본 고안 장치에 의해 수문이 개방되는 동작을 순차적으로 도시한 것으로, 도 2는 수문이 닫혀 있는 상태도, 도 3은 수압판에서 힘을 받아 수문이 상측으로 들린 상태도, 도 4는 수문이 개방되는 초기 상태도, 도 5는 수문이 완전히 개방된 상태도이다.

이에 도시한 바와 같이, 본 고안 실시예는 강이나 골짜기를 가로질러 축조된 콘크리트 지지벽들(1)과, 콘크리트 지지벽 사이에 설치되는 수문(2)에 적용되며, 본 고안 장치는 콘크리트 지지벽(1)의 측면에는 가이드 레일(3)이 설치되어 있고, 수문의 양측면에는 가이드 레일(3)에 삽입되어 슬라이딩되는 가이드 롤러(4)가 구비되어 있다.

지지벽(1)에 측면에 설치되는 가이드 레일(3)은 수평부(31)와 수직부(33)로 구분형성되어 있고, 수평부(31)와 수직부(33)가 만나는 지점은 경사부(32)가 형성되어 있다.

수문(2)의 양측면에 구비되는 가이드 롤러(4)는 수문(2)의 측면 중간부에 상부 가이드롤러(41)가 회전가능하게 설치되어 있고, 하단부에 하부 가이드롤러(42)가 회전가능하게 설치되어 있으며, 각각의 가이드롤러(41)(42)는 수문에 설치되는 지지축(21)(22)에 각각 회전가능하게 설치되어 있다.

또한, 수문(2)의 상단부에는 회전축봉(51)에 고정되며, 회전축봉(51)에는 수압판(5)이 고정되어 수문(2)에 대해 회전가능하게 설치되어 있고, 회전축봉(51)의 양단에는 캠(52)이 고정되어 있다.

지지벽(1)의 측면에는 수문(2)이 닫힌 상태에서 캠(32)의 하면을 지지하는 지지대(11)가 가이드레일(3)의 상측에 고정설치되어 있다.

한편, 가이드레일(3)의 측부에는 비상시 수문(2)을 강제적으로 개방 및 폐쇄시키는 수문개폐수단(6)이 일단부가 수문(2)에 구비되는 회전축(12)에 회전가능하게 고정되어 있는 바, 이러한 수문개폐수단(6)은 통상의 유압 또는 공압 실린더(6)가 사용되며, 실린더(61)를 왕복운동하는 실린더로드(61)의 단부는 수문(2)의 고정부(23)에 회전가능하게 설치되어 있다.

이와 같이 구성되는 본 고안에 의한 수문의 개방동작을 설명한다.

저수위 상태에서는 도 2에 도시한 바와 같이, 수문(2)의 자중에 의해 수로가 폐쇄 상태를 유지하게 된다. 이때 수문의 상부 가이드롤러(41)는 가이드레일의 수직부(33)의 최상단에 위치하고 있고, 하부 가이드롤러(42)는 수직부(33)의 최하단에 위치하게 된다.

담수량이 점차적으로 증가하여 수위가 상승되면 도 3에 도시한 바와 같이, 수압판(5)이 물의 힘에 의해 소정 각도만큼 회전되어 수압판(5)에 연동되어 회전축봉(51)이 회전되며, 회전축봉(51)의 양단에 설치된 캠(52)이 소정각도 회전됨으로써 캠(52)의 편심된 간격 만큼 수문(2)은 상측으로 들려지게 된다.

수문(2)이 상승된 상태에서는 도 4에서와 같이, 수문의 상부 가이드롤러(41)가 가이드레일의 경사부(32)에 진입되는 상태가 되고, 수문(2)은 소정 각도로 기울어진 상태가 되면서 수압에 의해 수문(2)은 기울어진 방향인 시계방향으로 회전하기 시작한다. 이처럼 수문(2)이 회전되면서 수문(2)의 상,하부 가이드롤러(41)(42)는 가이드레일(3)의 수직부(33)에서 경사부(32)를 거쳐 수평부(31)로 슬라이딩하게 된다.

도 5는 수문(2)이 완전히 개방된 상태를 도시한 것으로서, 수문(2)의 가이드롤러 중 상부 가이드롤러(41)는 가이드레일의 수평부(31)의 최우측에 위치하고 있고, 하부 가이드롤러(42)는 수평부(31)와 경사부(32)의 접점에 위치하게 된다. 이처럼 수문(2)이 완전히 개방된 상태는 수문(2)과 지면에 대하여 평행한 상태가 된다.

수문(2)이 완전히 개방된 상태에서 하부 가이드롤러(42)는 수평부(31)와 경사부(32)의 접점에 위치하고 있기 때문에 수위가 하강되면서, 수문을 개방하고 있을 정도의 물의 힘이 수문(2)에 작용되지 않게 되면 수문(2)은 자중에 의하여 본래의 위치로 복귀된다. 따라서 수문의 하부 가이드롤러(42)는 경사부(32)를 타고 하측으로 이동되며, 상부 가이드롤러(41)는 수평부(31)에서 좌측으로 이동된다.

이어서 수문의 하부 가이드롤러(42)마저 도 3에서와 같이, 경사부(32)를 통과하여 수직부(33)로 진입되는 상태에서 캠(52)은 지지대(11)에 의해 하면이 지지된 상태로 반시계방향으로 회전됨으로써 수압판(5)이 본래의 수직상태로 회전된다.

도 1에서와 같이, 수압판(5)이 완전히 직립한 상태가 되면, 수문(2)은 완전히 폐쇄된 상태가 되는 것이다.

한편, 비상상황 발생시 수문(2)을 강제적으로 개방하거나, 폐쇄시키고자 하면 수문개폐수단(6)을 작동시킨다.

즉, 수문(2)을 개방하고자 하는 경우에는 실린더 구동부(미도시)를 작동시켜 실린더(61)의 내부측으로 실린더 로드(62)가 잡아당김으로써 수문(2)의 가이드롤러(4)가 지지벽(1)의 가이드레일(3)에서 슬라이딩되면서 수문(2)은 개방되고, 수문을 닫는 경우에는 실린더 로드(62)를 실린더(61)에서 밀어내면서 수문(2)이 수로를 폐쇄시키는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안 캠을 이용한 수문 자동 개폐장치는 수압에 의해 회전되는 수압판에 의해 캠이 회전되면서 수문을 일정 높이만큼 상승시키면 수문에 구비된 가이드롤러가 지지벽에 형성된 가이드레일을 타고 회전되면서 수문을 개방시키는 구조로서, 수위의 증가에 의해 수문이 자동으로 개방되며, 수위가 감소되면 수문의 자중에 의해 수문을 자동으로 폐쇄되도록 한 것이다.

따라서 별도의 구동원이 배제되어 관리비용을 절감함과 아울러 간소한 구조이기 때문에 설치비용도 저렴하다는 효과가 있으며, 항시적으로 담수의 수위를 자동으로 조절하는 효과가 있는 것이다.

또한, 필요시에는 수문개폐수단을 구동시켜 수문을 강제적으로 개방 또는 폐쇄시킬 수 있다.

Claims (3)

1. 상호 대향하는 지지벽의 측면에는 한 쌍의 가이드레일을 설치하고, 상기 지지벽 사이에 위치하는 수문의 양측면에는 상기 가이드 레일에 삽입되어 상기 수문의 개폐동작을 가이드하는 가이드롤러을 구비하되, 상기 가이드롤러는 수문의 측면 중간부에 설치되는 상부 가이드롤러와, 수문의 측면 하단부에 설치되는 하부 가이드롤러로 구성하고, 상기 가이드레일은 수문의 개방시 상기 상,하부 가이드롤러가 위치하는 수평부와, 수문의 폐쇄시 상기 상,하부 가이드롤러가 위치하는 수직부와, 수문의 개방시 수문이 회전가능하도록 상기 수평부와 수직부 사이에 경사부를 형성하며,

   상기 수문의 상단에는 수압에 의해 회전되는 수압판을 설치하되, 상기 수압판의 회전시 상기 상부 가이드롤러가 경사부로 진입되는 위치까지 상승시키는 수문상승수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 캠을 이용한 수문 자동 개폐장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 수문상승수단은 상기 수문의 상측에 설치되며 상기 수압판의 하단부가 고정되는 회전축봉과, 상기 회전축봉의 양단에 설치되는 캠과, 상기 지지벽의 측면에 설치되어 상기 캠의 하면을 지지하는 지지대를 포함하는 것을 특징으로 하는 캠을 이용한 수문 자동 개폐장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 지지벽의 측면에 선단부가 상기 수문의 하단부에 고정되어 비상시 수문을 개방/폐쇄시키는 수문개폐수단을 더 구비하되, 이 수문개폐수단은 유압 또는 공압으로 구동되는 실린더 장치인 것을 특징으로 하는 캠을 이용한 수문 자동 개폐장치.