KR200219545Y1 - 전도식 수문 자동 개폐장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 담수 수위가 수문을 넘는 경우에 수문을 넘는 물의 량에 따라 발생하는 수압을 이용하여 수문의 개폐 동작을 자동으로 이루어지도록 하는 전도식 수문 자동 개폐장치를 제공한다.

따라서, 본 고안은 가이드 레일(4)이 부착되고, 상호 대항하는 지지벽(1)의 측면에 고정된 지지구조체(3)와, 가이드 레일(4)에 수납되고 최종적으로 수문(2)을 수평으로 전도되도록 지지하는 상,하부 가이드 롤러(8)(9)가 양측면에 각각 설치된 수문(2), 및 수문(2)의 상단에 물이 유입되는 유입부(13)와 물이 배출되는 배출부(14)가 테이퍼형으로 일체로 형성되어 고정된 수문 개폐 보조수단(12)을 포함한다.

수문 개폐 보조수단(12)은 유입부(13)의 면적이 배출부(14)의 면적보다 크며, 담수 수위가 수문(2)을 넘는 경우에 물이 유입부(13)에서 배출부(14)로 흐르며 일정 이상의 수압이 가해지는 경우에는 테이퍼형상에 가해지는 수압으로 수문(2)을 밀어 개방을 신속하게 한다.

Description

전도식 수문 자동 개폐장치{Overturnable automatic watergate opening/closing apparatus}

본 고안은 전도식 수문 자동 개폐장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수문의 개폐를 유입된 물의 량에 따라 자동으로 이루어지도록 함으로써 일정한 담수능력을 유지하도록 하는 전도식 수문 자동 개폐장치에 관한 것이다.

예로부터 물은 인간의 생활과 산업에 직접 또는 간접적으로 많은 영향을 미치고 있다. 예를 들어, 호수, 강, 바다 따위의 맑은 물은 보는 것만으로도 인간의 생활에 힘을 주기도 하고, 조용히 흐르는 냇물은 물 속에서 사는 수많은 생물의 삶의 터전이 된다. 뿐만 아니라, 인간의 생활에 교통 수단이 되기도 한다. 그러나, 오늘날 산업의 발달에 따라 물은 더욱 중요한 자원이 되었고, 이에 따라 여러 나라는 물, 즉 수자원의 개발과 보전에 크게 힘을 기울이고 있다.

특히, 우리 나라의 경우에는 다른 나라에 비하여 물이 풍부한 편이지만 홍수나 가뭄이 오면 그 피해가 매우 크며, 따라서 물을 관리하는 일이 어느 나라 못지 않게 중요하다. 이를 위하여 강이나 골짜기를 가로질러 콘크리트 등의 구조물을 쌓아 강물이나 골짜기를 흐르는 하천수를 담수하여 홍수로 피한 폐해를 방지함과 아울러 가뭄시 하천 용수를 제공하고 있다.

한편, 상기와 같은 담수 목적을 위한 구조물에는 목적, 형식, 재질에 따라 여러 가지 형태의 수문(water gate)을 설치하여, 평상시에는 수문이 담수를 위하여 닫혀진 상태를 유지하고, 또한 홍수 및 우천시에 수위가 갑자기 상승하는 경우에는 수문을 개방하여 용수를 하류로 방류시키도록 되어 있다.

그러나 종래의 수문은 우천시에 수위가 상승하면 조작자가 직접 수동으로 수문을 열어주어야 하며, 미처 수문을 열어주지 못하는 경우에는 물이 수문 위로 범람하여 수문이 파손되는 경우가 발생하게 되고, 그로인한 홍수를 유발시키게 단점이 있었다.

이와 같은 단점을 해결하기 위한 것으로 본 고안의 목적은 담수 수위가 수문을 넘는 경우에 수문을 넘는 물의 량에 따라 발생하는 수압을 이용하여 수문의 개폐 동작을 자동으로 이루어지도록 하는 전도식 수문 자동 개폐장치를 제공하는데 있다.

본 고안의 다른 목적은 담수 수위가 수문을 넘는 경우에는 수문을 넘는 물의 량에 따라 발생하는 수압을 이용하여 수문의 개폐 동작을 자동으로 조절할 수 있으며, 담수 수위가 수문을 넘지 않은 경우에는 인공적으로 수문의 개폐를 조절할 수 있는 전도식 수문 자동 개폐장치를 제공하는데 있다.

도 1은 본 고안에 의한 롤러를 이용한 전도식 수문 자동 개폐장치의 요부 구성을 보인 분해 사시도이다.

도 2 및 도 3은 본 고안에 의한 압력 발생수단을 수문에 장착하는 구성을 설명하기 위한 측면도, 횡단면도이다.

도 4 내지 도 6은 본 고안에 의한 수문의 측면에 설치된 롤러가 수압을 받아 수직부, 경사부 및 수평부로 이동하는 모습을 설명하기 위한 횡단면도이다.

도 7 및 도 9는 본 고안에 의한 물이 담수 수위까지 도달하지 않을때에 수문을 강제적으로 개폐하는 보조수단을 나타낸 예시도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 콘크리트 지지벽 2 : 수문

3 : 지지구조체 4 : 가이드 레일

5 : 수직부 6 : 경사부

7 : 수평부 8, 9 : 가이드 롤러

10, 11 : 지지축 12 : 수압 개폐 보조수단

13 : 유입부 14 : 배출부

15 : 볼트 16 : 너트

21 : 실린더 고정부 22 : 브라켓

23 : 실린더 24 : 실린더로드

25 : 실린더 구동부

상기한 본 고안의 목적을 달성하기 위하여, 한 쌍의 가이드 레일(guide rail)이 부착되고, 상호 대향하는 지지벽의 측면에 고정된 지지구조체와, 가이드 레일에 수납되어 회전하는 수개의 가이드 롤러(guide roller)가 양측면에 각각 설치된 수문, 및 수문의 상단에 물이 유입되는 유입부와 물이 배출되는 배출부가 테이퍼형으로 일체로 형성되어 고정된 수문 개폐 보조수단을 포함하고, 유입부의 면적이 배출부의 면적보다 큰 것을 특징으로 하는 전도식 수문 자동 개폐장치가 제공된다.

바람직하게, 가이드 레일은 수직부의 상단에 물이 흐르는 방향으로 상향 연장된 경사부가 형성되며, 경사부의 상단에 물이 흐르는 방향으로 연장 형성된 수평부가 형성된다.

또한 바람직하게, 가이드 롤러는 수문의 양측면 하단부에 설치된 하부 가이드 롤러 및 중간부에 설치된 상단 가이드 롤러로 구성되며, 수문이 똑 바로 세워진 상태에서 하단 가이드 롤러는 수직부의 하단부에 위치하고 상부 가이드 롤러는 경사부의 하단부에 위치하며, 수문이 수평으로 전도된 상태에서 하부 가이드 롤러는 경사부의 상단부에 위치하고, 상부 가이드 롤러는 수평부의 선단부에 위치한다.

또한 바람직하게, 수문 개폐 보조수단의 유입부는 수문의 상부에 위치하는 수압발생수단의 일부분 또는 전부분에 형성될 수 있으며, 유입부가 일부분 또는 전부분에 형성된 경우에는 이에 대응하도록 배출부가 일부분 또는 전부분에 형성된다.

이하, 본 고안에 의한 전도식 수문 자동 개폐장치를 첨부 도면에 도시한 실시예에 따라서 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안에 의한 전도식 수문 자동 개폐장치의 요부 구성을 보인 분해 사시도이며, 도 2 및 도 3은 본 고안에 의한 수문 개폐 보조수단을 수문에 장착하는 구성을 설명하기 위한 측면도, 횡단면도이며, 도 4 내지 도 6은 본 고안에 의한 수문의 측면에 설치된 수문 개폐 보조수단에 수압을 받아 수직부, 경사부 및 수평부로 이동하는 모습을 설명하기 위한 횡단면도이다.

본 고안에 의한 전도식 수문 자동 개폐장치는, 도면에 도시한 바와 같이, 가이드 레일(4)이 부착되고, 상호 대항하는 지지벽(1)의 측면에 고정된 지지구조체(3)와, 가이드 레일(4)에 수납되고 최종적으로 수문(2)을 수평으로 전도되도록 지지하는 상,하부 가이드 롤러(8)(9)가 양측면에 각각 설치된 수문(2), 및 수문(2)의 상단에 물이 유입되는 유입부(13)와 물이 배출되는 배출부(14)가 테이퍼형으로 일체로 형성되어 고정된 수문 개폐 보조수단(12)을 포함한다. 수문 개폐 보조수단(12)은 유입부(13)의 면적이 배출부(14)의 면적보다 크며, 담수 수위가 수문(2)을 넘는 경우에 물이 유입부(13)에서 배출부(14)로 흐르며 일정 이상의 수압이 가해지는 경우에는 테이퍼형상에 가해지는 수압으로 수문(2)을 밀어 개방을 신속하게 한다.

가이드 레일(4)은 수직부(5)의 상단에 물이 흐르는 방향으로 상향 연장된 경사부(6)가 형성되며, 경사부(6)의 상단에 물이 흐르는 방향으로 연장 형성된 수평부(7)가 통하도록 형성되어 연장되어 있다.

또한, 수직부(5)와 수평부(7)의 길이는 거의 동일하게 형성되며, 경사부(6)의 길이는 수직부(5) 또는 수평부(7)보다 같거나 약간 적은 것이 바람직하다.

가이드 롤러(8)(9)는 수문(2)의 양측면 중간부 및 하단부에 고정되어 있는 지지축(10)(11)에 회전 가능하도록 지지되어 있으며, 가이드 롤러(8)(9)의 위치는 도 4 내지 6도에 도시한 바와 같이, 수문(2)이 똑 바로 세워진 상태에서 하단 가이드 롤러(9)는 수직부(5)의 하단부에 위치하고 상부 가이드 롤러(8)는 경사부(6)의 하단부에 위치하며, 수문(2)이 수평으로 전도된 상태에서 하부 가이드 롤러(9)는 경사부(6)의 상단부에 위치하고, 상부 가이드 롤러(8)는 수평부(7)의 선단부에 위치하도록 한다.

상기와 같은 본 고안의 수문(2)은 하단부의 무게를 무겁게 하여, 무게 중심이 하단부에 위치하도록 한다.

상기와 같이 구성되는 본 고안에 의한 롤러를 이용한 전도식 수문 자동 개폐장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 5 및 도 6은 수압 발생수단의 상태를 도시한 것으로, 수문 개폐 보조수단(12)은 하부에 볼트(15), 너트(16) 등과 같은 체결구를 통해 수문(2)의 상부에 결합시켜 수문(2)과 일체로 움직일 수 있도록 설치하며, 수문(2)을 넘는 물이 유입부(13)에서 유입되어 배출부(14)로 배출되도록 설치된다. 또한 유입부(13)의 크기는 배출부(14)의 크기보다 상대적으로 크며, 테이퍼형으로 연결되어 있다.

이와 같은 상태에서 도 4에 도시한 바와 같이, 홍수 또는 우천에 의해 담수된 물의 수위가 높아지게 되면, 담수 수위를 넘는 물은 유입부(13)로 유입되어 배출부(14)를 통해 흘러나간다. 따라서, 많은 량의 물이 유입되는 경우에는 배출부(14)의 크기가 유입부(13)의 크기보다 작기 때문에 수압이 발생하고 발생된 수압으로 테이퍼면에 압력이 가해진다.

이와 같이, 테이퍼면에 압력이 가해지면, 테이퍼면을 포함하는 수문 개폐 보조수단(12)은 수문(2)에 고정되기 때문에 가해지는 수압이 수문(2)으로 그대로 전달된다. 따라서, 압력을 받은 수문(2)의 양측에는 상,하부 가이드 롤러(8)(9)가 설치되어 있으므로, 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 상부 가이드 롤러(8)는 가이드 레일(4)의 상향으로 경사진 경사부(6)의 하단에서 수평부(7)로 이동하고, 하부 가이드 롤러(9)는 가이드 레일(4)의 수직부(5)에서 경사부(6)로 이동하게 된다. 수압이 증가하면 상부 가이드 롤러(8)는 수평부(7)의 전단까지 이동하고, 하단 가이드 롤러(9)는 경사부(6)의 상단까지 이동하게 됨으로써 수문(2)이 수평으로 눕혀지게 된다.

이 때, 수문(2)은 하부로부터 물의 부력을 받게 되며, 더불어 물의 횡수압 영향을 받아, 도 6에 도시한 바와 같이, 가이드 레일(4)의 수평부(7)를 따라 수평 방향으로 전도되는 것이다.

이와 같이, 수문(2)의 전도 현상에 의해 저수지의 물이 배수되며, 물의 배수 동작이 어느 정도 진행하여 수위가 떨어지게 되면, 수문(2)이 하단 가이드 롤러(9) 가 자중에 의해 경사부(6)를 따라 수직부(5)로 하강하는 동시에, 상부 가이드 롤러(8)도 수평부(7)를 따라 경사부(6)의 하단으로 이동하게 된다.

따라서, 수문(2)은 개방시의 역동작으로 도 6 → 도 5 → 도 4의 순서로 진행된다.

도 7 및 도 9는 본 고안에 의한 물이 담수 수위까지 도달하지 않을때에 수문을 강제적으로 개폐하는 보조수단을 도시한 예시도이다. 보조수단은 강제적으로 수문을 개폐하는 경우에만 작동한다.

도시한 바와 같이 콘크리트 일측면에는 실린더 고정부(21)가 설치되고, 수문(2)의 후면에는 브라켓(22)이 설치되며, 실린더 고정부(21)와 브라켓(22)은 실린더(23)와 실린더로드(24)를 통해 상호 연결된다. 이때, 실린더(23)는 유압식 또는 공압식을 사용하여 실린더로드(24)를 이동시킬 수 있다.

이때의 작용상태를 설명하면, 수문(2)을 들어올리는 경우에 실린더 구동부(25)에서 실린더(23)내의 수압 또는 공압을 감소하면, 실린더로드(24)는 감소된 압력으로 실린더(23)로 이동한다. 실린더로드(24)가 이동함에 따라 수문(2)에 설치된 브라켓(22)에 압력이 전달되고 수문의 양측벽에 위치한 롤러(8)(9)는 가이드 롤러(4)를 따라 경사부(6)를 거쳐 수평부(7)까지 이동하게 된다.

또한 실린더(23)내에 압력을 가하면 실린더로드(24)가 팽창하여 수문(2)을 들어올리는 경우에 반대되는 과정을 거쳐 수문(2)을 닫을 수 있다.

상기와 같은 본 고안에 따른 전도식 수문 자동 개폐장치의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술되었지만, 본 고안이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 본 고안의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변형 또는 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 고안은 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

이상에서 설명한 바와 같이, 강이나 골짜기를 가로질러 축조된 콘크리트 지지벽의 측면에 가이드 레일을 통해 이동할 수 있도록 설치된 본 고안의 전도식 수문 자동 개폐장치는 저수지의 수위가 정상적인 경우에는 수문에 영향을 미치지 않으며, 수위가 높아 수문을 넘는 경우에는 물을 수문의 후면으로 이동할 수 있게 하고 일정 이상의 물이 흐르는 경우에는 물의 유입부와 물의 배출부 사이에 발생하는 수압을 통해 수문을 열도록 함으로써 수문의 개폐 동작을 작업자에 의하지 아니하고 수압의 증감에 따라 자동으로 이루어지게 함으로써 에너지 절감에 기여할 뿐만 아니라 구성의 간소화로 설치비용을 절감할 수 있다.

또한, 담수되는 물이 수문을 넘는 경우에는 물의 수압으로 수문을 개폐하고, 담수되는 물이 수문을 넘지 않는 경우에는 인공적으로 수문을 개폐하여 수문에 담수되는 물의 량에 따라 수문의 개폐를 자유롭게 조절할 수 있다.

Claims (4)

1. 한 쌍의 가이드 레일이 부착되고, 상호 대향하는 지지벽의 측면에 고정된 지지구조체;

   상기 가이드 레일에 수납되어 회전하는 수개의 가이드 롤러가 양측면에 각각 설치된 수문; 및

   상기 수문의 상단에 물이 유입되는 유입부와 물이 배출되는 배출부가 테이퍼형으로 일체로 형성되어 고정된 수문 개폐 보조수단을 포함하고, 상기 유입부의 면적이 상기 배출부의 면적보다 큰 것을 특징으로 하는 전도식 수문 자동 개폐장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 가이드 레일은 수직부의 상단에 물이 흐르는 방향으로 상향 연장된 경사부가 형성되며, 상기 경사부의 상단에 물이 흐르는 방향으로 연장 형성된 수평부가 형성된 것을 특징으로 하는 전도식 수문 자동 개폐장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 가이드 롤러는 상기 수문의 양측면 하단부에 설치된 하부 가이드 롤러 및 중간부에 설치된 상부 가이드 롤러로 구성되며, 상기 수문이 똑 바로 세워진 상태에서 상기 하단 가이드 롤러는 상기 수직부의 하단부에 위치하고 상부 가이드 롤러는 상기 경사부의 하단부에 위치하며, 상기 수문이 수평으로 전도된 상태에서 상기 하부 가이드 롤러는 상기 경사부의 상단부에 위치하고, 상기 상부 가이드 롤러는 상기 수평부의 선단부에 위치하는 것을 특징으로 하는 전도식 수문 자동 개폐장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 콘크리트 일측면에는 실린더 고정부가 설치되고, 상기 수문의 후면에는 브라켓이 설치되며, 상기 실린더 고정부와 상기 브라켓는 실린더와 실린더로드를 통해 상호 연결되며, 상기 실린더로드의 운동으로 상기 수문을 개폐하는 것을 특징으로 하는 전도식 수문 자동 개폐장치.