KR200263866Y1 - 수압 및 부력에 의해 수위를 자동 조절할 수 있는 수중보 - Google Patents

Abstract

본 고안은 별도의 동력이나 인력에 의한 작동 없이 수문체에 전달되는 수압과 부력에 의해 수로 내에 저수된 물의 수위가 예정치 이상일 때에는 자동 개방을 취해 수로에 저수된 물의 수위를 낮추고, 물위 수위가 예정치 이하일 때에는 수문체의 자중과 기 설정해 놓은 탄지력에 의해 자동으로 수로를 차단시켜 수로 내에 일정량의 물을 저장할 수 있도록 한 수문을 제작하여 주어, 평상시에는 필요한 용수를 일정하게 확보할 수 있도록 하고, 저수된 물의 수위가 급상승하는 비상사태가 발생시에는 수압 및 부력에 의해 신속하게 상향조정되어 하천수의 범람에 의한 홍수와 같은 피해를 미연에 방지할 수 있도록 한 수압 및 부력에 의해 수위를 자동 조절할 수 있는 수중보에 관한 것이다.

특히, 양측 상,하부에는 일정 기울기를 취하는 이동홈부가 형성되어 있고, 이 이동홈부에는 탄성력 조정이 가능한 스프링식 쇽 업소버가 설치되어 있는 언체와; 상기 스프링식 쇽 업소버의 피스톤 로드 끝단에 형성되어 있는 연결구에 삽입고정을 취할 수 있는 연결돌기가 양측 상,하부에 구비되어 있고, 내측에는 밀폐공간부가 형성되어 있는 수문체를 일체로 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

Description

수압 및 부력에 의해 수위를 자동 조절할 수 있는 수중보{WATER RESERVOIR REGULATING WATER LEVEL USING WATER PRESSURE AND BUOYANCY}

본 고안은 수압 및 부력에 의해 수위를 자동 조절할 수 있는 수중보에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 별도의 동력이나 인력에 의한 작동 없이 수문체에 전달되는 수압과 부력에 의해 수로 내에 저수된 물의 수위가 예정치 이상일 때에는 자동 개방을 취해 수로에 저수된 물의 수위를 낮추고, 물위 수위가 예정치 이하일 때에는 수문체의 자중과 기 설정해 놓은 탄지력에 의해 자동으로 수로를 차단시켜 수로 내에 일정량의 물을 저장할 수 있도록 한 수문을 제작하여 주어, 평상시에는 필요한 용수를 일정하게 확보할 수 있도록 하고, 저수된 물의 수위가 급상승하는 비상사태가 발생시에는 수압과 부력에 의해 신속하게 상향조정되어 하천수의 범람에 의한 홍수와 같은 피해를 미연에 방지할 수 있도록 한 수압 및 부력에 의해 수위를 자동 조절할 수 있는 수중보에 관한 것이다.

일반적으로 하천과 농수로 등에는 수로를 차단하여 물을 일정량 저수할 수 있는 시설 즉, 수중보가 필수적으로 설치되어 있다.

이는 일정량의 물을 항상 확보해 놓았다가 농사용 또는 공업용수로 활용할 수 있도록 함과 더불어 우기에 적절한 배수를 도모하여 홍수방지를 취할 수 있도록 한 것이다.

그러나, 이와 같은 종래의 수중보는 수중보의 상단을 통해 저수된 물을 월류 배출할 수 있도록 제작되어 있으므로 수질 오염과 생태계의 크나큰 파괴를 초래시키는 문제점이 있었다.

즉, 물에서 분해된 퇴적오니가 수중보에 인접한 바닥면에 다량 적층되게 되어 수로 바닥을 썩게 하여 이로 인해 수질을 오염시키기 때문이고, 상,하류로 수생생물의 자유로운 이동을 차단하여 생태계의 불균형을 초래시켰기 때문이었다.

이에 따라 얼마전 부터는 수중보 곳곳에 개폐식 수문을 설치한 것이 널리 이용되고 있다.

이는, 수문을 개폐하여 수중보의 인근에 적치된 퇴적오니를 주기적으로 하류로 자연 방류토록 하여 수질의 오염을 방지하고, 수생생물의 이동 주기에 맞추어 수문을 개방하여 다소나마 생태계의 파괴를 방지할 수 있도록 하는 긍정적인 측면이 있는 반면, 일일이 수중보 인근의 저수 상황과 수질 상황을 수시로 체크하여 수문의 개폐조정을 적절하게 취해야 함에 따라 관리가 상당히 번거롭고도 어려운 문제점이 있었다.

또한, 다소 큰 입자의 이물질을 사전에 거름할 수 있는 시설이 구비되어 있지 않아 이러한 이물질이 수문의 하부에 끼거나 누적될 경우 적절한 수문 작동을 취할 수 없게 되는 문제점 등이 있었다.

그러므로, 최근에는 도 5에 도시된 바와 같이 수압에 의해 수문이 자동 개폐되는 자동수문(대한민국 특허등록번호 10-0245353)이 개발되어 사용 중에 있다.

이는 배수되는 물의 양에 따른 수압에 의해 수문이 자동으로 개폐되어 수위를 조절할 수 있을 뿐만 아니라 수문 하부에 이물질이 퇴적되어 있더라도 수문의 개폐작동에 전혀 문제를 발생시키지 않는 긍정적인 측면이 있는 반면, 다음과 같은 여러 가지의 문제점이 있었다.

이를 순서에 의거하여 나열 설명하면 다음과 같다.

첫째, 대량생산이 불가하고, 설치시에는 사전에 설치장소의 유속과 유압 정도를 가늠할 수 있는 측정을 취해야만 하는 불편하고도 번거로운 문제점이 있었다.

즉, 지형적인 요소에 의해 동일한 하천 줄기라 할지라도 각 위치마다 유속은 다르게 나타나고, 그러므로 이 유속에 의해 발생되는 유압 역시 각위치마다 다르게 나타난다.

이에 따라 설치하고자 하는 위치의 유압 정도를 사전에 측정한 후 이에 대응할 수 있는 무게추를 수문체의 무게추 수납부에 수납시켜야만 하기 때문이다.

둘째, 갈수기에는 생태계에 치명적인 악영향을 제공하게 되는 문제점이 있었다.

즉, 저수고가 일정 수위 이상을 넘지 않으면 수문체의 자중에 의해 열리지 않도록 제작되어 있기 때문에 수위가 많이 떨어지는 갈수기에는 수생생물의 이동에 큰 장애를 주는 요인으로 작용하기 때문이다.

셋째, 수문 하부에 이물질이 퇴적되는 것을 사전에 근절할 수 있도록 하는시설이 전혀 마련되어 있지 않아 주기적으로 수문 하부를 청소해 주어야 하는 불편한 문제점 등이 있었다.

본 고안은 위와 같은 종래의 문제점들을 해결할 수 있도록 한 것으로, 그 목적은 별도의 동력이나 인력에 의한 작동 없이 수문체에 전달되는 수압과 부력에 의해 수로 내에 저수된 물의 수위가 예정치 이상일 때에는 자동 개방을 취해 수로에 저수된 물의 수위를 낮추고, 물위 수위가 예정치 이하일 때에는 수문체의 자중과 기 설정해 놓은 탄지력에 의해 자동으로 수로를 차단시켜 수로 내에 일정량의 물을 저장할 수 있도록 한 수문을 제작하여 주어, 평상시에는 필요한 용수를 일정하게 확보할 수 있도록 하고, 저수된 물의 수위가 급상승하는 비상사태가 발생시에는 수압과 부력에 의해 신속하게 상향조정되어 하천수의 범람에 의한 홍수와 같은 피해를 미연에 방지할 수 있도록 한 수압 및 부력에 의해 수위를 자동 조절할 수 있는 수중보를 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성시킬 수 있도록 하는 본 고안의 기술적 사상으로는,

하천 또는 저수지 및 농수로에 설치되는 수중보에 있어서,

양측 상,하부에는 일정 기울기를 취하는 이동홈부가 형성되어 있고, 이 이동홈부에는 탄성력 조정이 가능한 스프링식 쇽 업소버가 설치되어 있는 언체와;

상기 스프링식 쇽 업소버의 피스톤 로드 끝단에 형성되어 있는 연결구에 삽입고정을 취할 수 있는 연결돌기가 양측 상,하부에 구비되어 있고, 내측에는 밀폐공간부가 형성되어 있는 수문체를 일체로 포함하여 구성된 것이 제시된다.

도 1은 본 고안인 수압 및 부력에 의해 수위를 자동 조절할 수 있는 수중보의 구성상태를 도시한 분해사시도,

도 2는 본 고안인 수압 및 부력에 의해 수위를 자동 조절할 수 있는 수중보의 설치상태를 도시한 측면도,

도 3은 본 고안인 수압 및 부력에 의해 수위를 자동 조절할 수 있는 수중보의 평면 설치상태를 도시한 평면도,

도 4는 본 고안인 수압 및 부력에 의해 수위를 자동 조절할 수 있는 수중보의 작동상태를 도시한 측면도,

도 5는 종래의 수압에 의해 수위를 자동 조절할 수 있는 수중보의 작동상태를 도시한 측면도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명 >

10 : 언체 12 : 이동홈부

14 : 스프링식 쇽 업소버 16 : 실린더

18 : 탄성스프링 20 : 피스톤 로드

22 : 연결구 24 : 조절구

26 : 회동축 28 : 지주

30 : 수문체 32 : 연결돌기

34 : 밀폐공간부 36 : 거름부재

38 : 메쉬망부재 40 : 구동모터

42 : 고정축

이하, 상기와 같이 구성된 본 고안의 구성을 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안인 수압 및 부력에 의해 수위를 자동 조절할 수 있는 수중보의 구성상태를 도시한 분해사시도이고, 도 2는 본 고안인 수압 및 부력에 의해 수위를 자동 조절할 수 있는 수중보의 설치상태를 도시한 측면도이며, 도 3은 본 고안인 수압 및 부력에 의해 수위를 자동 조절할 수 있는 수중보의 평면 설치상태를 도시한 평면도이다.

참고로 본 고안을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 고안의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단될 경우에는 그 상세한 설명을 생략하였다.

또한, 후술되는 용어들은 본 고안에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운영자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다.

그러므로, 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도시된 바와 같이 양측 상,하부에는 일정 기울기를 취하는 이동홈부(12)가 형성되어 있고, 이 이동홈부(12)에는 탄성력 조정이 가능한 스프링식 쇽 업소버(14)가 설치되어 있는 언체(10)가 형성되어 있다.

그리고, 이렇게 형성된 언체(10) 사이에는 상기 이동홈부(12)에 설치되어 있는 스프링식 쇽 업소버(14)의 피스톤 로드(20) 끝단에 형성되어 있는 연결구(22)에삽입고정할 수 있는 연결돌기(32)가 양측 상,하부에 구비되어 있고, 내측에는 밀폐공간부(34)가 형성되어 있는 수문체(30)가 위치되어 있다.

한편, 상기 언체(10)의 후방에 설치되어 있는 회동축(26)에는 다소 큰 입자의 이물질을 거름할 수 있도록 형성된 거름부재(36)가 설치 고정되어 있고, 상기 언체(10)의 전방 상부에 고정 설치되어 있는 지주(28)에는 길이방향으로 메쉬망부재(38)가 회동 가능하게 설치 구성되어 있다.

이와 같이 구성되어 있는 본 고안의 동작과 그에 따라 발생되는 작용을 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 고안인 수압 및 부력에 의해 수위를 자동 조절할 수 있는 수중보의 작동상태를 도시한 측면도이다.

이는 도시된 바와 같이 하천 또는 농수로에 설치되는 것으로, 기본적인 작동원리는 수로의 수위가 높아져 수압이 예정치 이상으로 상승할 때는 수압과 자체의 부력을 통해 피스톤 로드(20)를 실린더(16) 내로 압축시키며 수문체(30)를 승강시켜 수로를 개방함과 더불어 수로에 저수된 물을 하류로 방출하고, 예정수위 이하로 수위가 내려가 수압이 예정치 이하로 내려갈 때는 자체의 하중과 실린더(16) 내에 구비된 탄성스프링(18)의 탄성복원력을 통해 피스톤 로드(20)를 실린더(16) 외부로 신장시키며 수문체(30)를 하강시켜 수로를 차단함과 더불어 수로에 물을 저장하게 된다.

그리고, 설치는 다음과 같이 취하게 된다.

즉, 전반적인 설치는 기존의 제품과 별다르지 않다. 다만, 최종단계에서 그설치 장소에 작용하는 수압에 적절히 대응하며 수문체(30)가 개폐작동을 취할 수 있도록 스프링식 쇽 업소버(14)의 일측에 노출 형성된 조절구(24)로 조정을 취하면 설치가 완료되게 된다.

즉, 설치 위치의 수압 정도에 따라 수문체(30)를 의도하는 바대로 작동되도록 조정할 수 있게 되는 것이다.

일 예로 갈수기와 같이 적은 수압이 전달되는 시기에는 수문체(30)가 신속하게 반응을 취할 수 있도록 조절구(24)를 풀어 탄성스프링(18)을 느슨하게 하면 되고, 우수기와 같이 다소 높은 수압이 전달되는 시기에는 수문체(30)가 다소 더디게 반응하도록 조절구(24)를 조여 탄성스프링(18)이 강한 탄지력을 발휘하도록 하면 된다.

그러므로, 종래의 경우처럼 설치 전에 설치 위치에 작용하는 수압을 측정하는 불편하고도 번거로운 단계 작업을 취하지 않아도 되고, 수문체에 이에 걸맞는 크기의 무게추를 수납할 수 있는 공간을 형성해 주지 않아도 되므로 대량 양산체제를 취할 수 있는데 도움을 주는 작용을 이룰 수 있게 된다.

그리고, 수문체(30)가 시기적으로 적절한 작동을 취할 수 있게 가변할 수 있으므로 우수기 또는 갈수기와 같이 기후적인 변화가 심한 계절에도 신속히 대응을 취할 수 있어 홍수에 따른 피해를 최소화할 수 있는 작용을 이룰 수 있게 됨은 물론이고, 수생생물의 이동에 큰 장애를 주는 요인을 해소할 수 있어 생태계에 악영향을 끼치는 문제 요인을 해소할 수 있는 작용을 이룰 수 있게 된다.

또한, 상기 언체(10)의 후방에는 다소 큰 입자의 이물질을 거름할 수 있도록하는 거름부재(36)가 언체(10)의 후방에 설치되어 있는 회동축(26)에 등간격을 취하도록 축설되어 있어, 수문체(30)의 하부에 다소 큰 입자의 이물질이 유입되는 것을 사전에 방지할 수 있도록 하여 수문체(30)의 원활한 작동을 도모할 수 있게 됨과 동시에 주기적으로 상기 회동축(26)을 회동시켜 이 거름부재(36)에 적치된 이물질을 수거할 수 있게 되어 배수행정의 차질을 최소화할 수 있게 있고, 청소를 신속 용이하게 취할 수 있도록 하는 작용을 이룰 수 있게 된다.

참고로, 상기 거름부재(36)는 수문체(30)가 개방을 취했을 경우 수생생물의 이동에는 아무런 제약을 초래하지 않도록 다소 넓은 등간격을 취하고 있다.

그리고, 상기 언체(10)의 전방 상부에 고정 설치되어 있는 지주(28)에는 길이방향으로 메쉬망부재(38)가 회동 가능하게 설치되어 있어, 집중강우에 의해 수위가 수중보를 월류할 경우 월류하는 물은 그대로 통과시키고, 이 물속에 포함된 이물질만을 걸러주게 됨으로써 비점원 오염물질과 퇴적물 및 부유물(토사,돌,나무,몰타르 등) 등과 같은 이물질이 하수처리장과 침전지 및 공공 수역으로 최소 유입되도록 저지하는 작용을 이룰 수 있게 된다.

또한, 월류하는 물의 유속이 증대함에 의해 메쉬망부재(38)에 일정 부하 이상의 저항력이 전가될 경우에는 물이 흐르는 방향으로 최소의 저항을 발생시킬 수 있도록 회동을 취해 배수에 부하가 걸리게 되는 현상을 근본적으로 방지할 수 있도록 하는 작용과, 이러한 회동이 취해진 상태에서도 굴곡진 하부 형상에 의해 최상부로 유하하는 물에 섞여진 이물질을 소량 수거할 수 있도록 하는 작용을 이룰 수 있게 된다.

그리고, 유속의 증대에 의해 상기 메쉬망부재(38)의 파손 및 이탈될 우려의 문제를 근본적으로 방지할 수 있도록 하는 작용을 이룰 수 있게 된다.

참고로, 본 고안은 다양하게 변형 실시될 수 있고, 여러 가지의 형태를 취할 수 있으나 상기 고안의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다.

그러므로, 본 고안은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 고안의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 고안은 별도의 동력이나 인력에 의한 작동 없이 수문체에 전달되는 수압과 부력에 의해 수로 내에 저수된 물의 수위가 예정치 이상일 때에는 자동 개방을 취해 수로에 저수된 물의 수위를 낮추고, 물위 수위가 예정치 이하일 때에는 수문체의 자중과 기 설정해 놓은 탄지력에 의해 자동으로 수로를 차단시켜 수로내에 일정량의 물을 저장할 수 있도록 한 수문을 제작하여 주어, 평상시에는 필요한 용수를 일정하게 확보할 수 있도록 하고, 저수된 물의 수위가 급상승하는 비상사태가 발생시에는 수압과 부력에 의해 신속하게 상향조정되어 하천수의 범람에 의한 홍수와 같은 피해를 최소화할 수 있도록 하고, 종래의 경우처럼 설치 전에 설치 위치에 작용하는 수압을 측정하는 불편하고도 번거로운 작업을 취하지 않아도 되며, 대량 양산을 용이하게 취할 수 있는 효과를 발휘할 수 있게 된다.

또한, 수문체가 시기적으로 적절한 작동을 취할 수 있게 가변할 수 있으므로 우수기 또는 갈수기와 같이 기후적인 변화가 심한 계절에도 신속히 대응을 취할 수 있어 홍수에 따른 피해를 최소화할 수 있는 작용을 이룰 수 있게 됨은 물론이고, 수생생물의 이동에 큰 장애를 주는 요인을 해소할 수 있어 생태계에 악영향을 끼치는 문제 요인을 해소할 수 있는 효과를 발휘할 수 있게 된다.

그리고, 인근에 적치되는 이물질의 수거는 물론이고 수위증가에 따른 물의 월류시 월류수에 포함된 이물질을 수거를 용이하게 취할 수 있게 되어 원활한 배수 행정을 취할 수 있는 효과와 더불어 수로의 오염을 최소화할 수 있는 효과를 발휘할 수 있게 된다.

Claims (2)

1. 하천 또는 저수지 및 농수로에 설치되는 수중보에 있어서,

   양측 상,하부에는 일정 기울기를 취하는 이동홈부(12)가 형성되어 있고, 이 이동홈부(12)에는 탄성력 조정이 가능한 스프링식 쇽 업소버(14)가 설치되어 있는 언체(10)와;

   상기 스프링식 쇽 업소버(14)의 피스톤 로드(20) 끝단에 형성되어 있는 연결구(20)에 삽입고정을 취할 수 있는 연결돌기(32)가 양측 상,하부에 구비되어 있고, 내측에는 밀폐공간부(34)가 형성되어 있는 수문체(30)를 일체로 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 수압 및 부력에 의해 수위를 자동 조절할 수 있는 수중보.
2. 제 1항에 있어서, 상기 언체(10)의 후방에 설치되어 있는 회동축(26)에는 다소 큰 입자의 이물질을 거름할 수 있도록 형성된 거름부재(36)가 설치 고정되어 있고, 상기 언체(10)의 전방 상부에 고정 설치되어 있는 지주(28)에는 길이방향으로 메쉬망부재(38)가 회동 가능하게 설치 구성됨을 특징으로 하는 수압 및 부력에 의해 수위를 자동 조절할 수 있는 수중보.