KR200335652Y1 - 수문의 웨이트 발란스 구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 개폐작업의 편리성, 견고성 등을 위해 수문의 배면에 래크바를 설치한 수문장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 래크바(3)와 수문(2)의 편심된 결합 위치에 따른 무게중심 변화의 모우멘트를 래크바(3)와 수문(2)의 승하강작동구조를 상하로 경사 작동케 형성하거나 별도의 웨이트(10)를 설치하므로 웨이트 발란스를 이루어서 수문의 승하강에 따른 구동력을 최소화하면서 장치의 작동부하를 절감하여 수문의 개폐작동을 원활히 제공함은 물론 장치의 사용수명을 장구히 하는데 그 특징이 있다.

Description

수문의 웨이트 발란스 구조{WEIGHT BALANCE STRUCTURE OF FLOOD-GATE}

본 고안은 개폐작업의 편리성, 견고성 등을 위해 수문의 배면에 래크바를 설치한 수문장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 래크바와 수문의 편심된 결합 위치에 따른 무게중심 변화의 모우멘트를 수문의 경사 설치나 별도의 웨이트 설치로 발란스를 유지하므로 수문의 승하강에 따른 구동력을 최소화하면서 장치의 부하를 절감하여 수문의 개폐작업은 물론 사용수명을 우수하게 제공하는 수문의 웨이트 발란스 구조에 관한 것이다.

일반적으로 수문은 수동이나 전동으로 권양부의 피니언기어를 회전시켜, 수문에 연결된 래크바를 상승시킴에 따라 수문을 들어 올려 방출로를 개방하고, 또한 상기 상승된 수문은 자중에 의한 하강, 즉 별도의 브레이크수단에 의해 피니언기어의 역회전을 방지하여 개방 상태를 유지하던 것을 상기 브레이크수단의 해지로 피니언기어의 역회전에 의한 수문의 자중으로 하강시켜 방출로를 폐쇄시키는 것이다.

그런데, 상기한 종래의 수문장치는 래크바가 수문의 상부로 설치되어 수문을 상부에서 들어 올리는 구조로서, 상기 수문의 개방을 위해서는 구조물의 높이가 높게 축조되어야하는 문제와, 또한 높은 위치에서 수문을 들어올렸다 하강시킴에 따라 권양부, 수문 및 래크바에 가해지는 충격 및 응력이 커 장치의 손상 우려가 심함은 물론 수문의 유동이 심하여 개폐작동의 곤란을 유발하는 등의 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하고자 본 출원인은 실용신안등록 제228775호에서 수문(2)의 배면에 상하 길이방향으로 래크바(3)를 고정설치하여서 별도의 설치대가 배제된 수문구조물(5)상단의 권양부(7)를 구동시켜 피니언기어(4)와 래크바(3)에 의해 수문(2)을 승하강시키는 수문장치를 선출원한 바 있다.(도 1참조)

이러한 수문은 래크바(3)를 수문(2)의 배면에 설치하여 높은 위치에서 수문을 들어올리는 것이 아니므로 별도의 높은 축조물이 불필요하게 됨은 물론 수문의 개폐작동에 따른 충격, 응력 및 유동을 최소화하여 수문의 손상을 방지하는 등의 잇점을 갖는 것이다.

그런데, 상기한 수문장치는 수문(2)의 배면에 래크바(3)가 이격되어 설치되기 때문에 상기 래크바(3)와 수문(2)은 전후로 편심된 결합 위치에 따른 무게중심 변화의 모우멘트가 크게 작용하게 된다.

즉, 권양부(7)에 의해 들어 올려지는 래크바(3)의 전방으로 수문(2)이 결합되기 때문에 무게 중심이 전방으로 치우치게 작용되는 것이다.

이와 같이 수문의 웨이트 발란스의 문제는 수문을 들어올려 개폐하는 구동력이 크게 요구되어 그 작동이 원활하지 못하게 되고, 또한 장치의 각종부품, 예를 들면 동력전달을 이루는 축, 베어링 등의 부하가 크게 작용되어 고장 유발 등으로 장치의 사용수명을 단축시키는 문제점이 있게 되는 것이다.

본 고안은 상기한 본 출원인에 의해 선 출원된 수문이 갖는 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 래크바와 수문의 웨이트 발란스를 간편하게 이루므로 수문의 승하강에 따른 구동력을 최소화하면서 장치의 작동부하를 절감하여 수문의 개폐작동을 원활히 제공함은 물론 장치의 사용수명을 장구히 하는데 그 목적이 있다.

이러한 본 고안의 목적은 래크바와 수문의 편심된 결합 위치에 따른 무게중심 변화의 모우멘트가 래크바와 수문의 승하강작동구조를 상하로 경사 작동케 형성하거나 래크바의 후방으로 별도의 웨이트를 설치하므로서 웨이트 발란스를 이루는 수문구조에 의해 달성된다.

도 1은 본 출원인에 의해 선 출원된 수문 구조를 보여주는 측면도.

도 2는 본 고안의 측면도.

도 3은 도 2에 도시된 수문의 하중분포를 보여주는 개념도.

도 4 및 도 5는 본 고안의 다른 실시예를 보여주는 측면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1: 문틀 2: 수문 3: 래크바

4: 피니언기어 7: 권양부

10: 웨이트 11: 경사안내로

이하, 상기한 본 고안의 목적을 달성하기 위한 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 구체적으로 살펴보기로 한다.

즉, 본 고안은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 수문(2)의 배면에 상하 길이방향으로 래크바(3)를 고정설치하고, 권양부(7)를 구동시켜 래크바(3)에 의해 수문(2)을 문틀(1)을 따라 승하강시키는 것에 있어서,

상기 수문(2)의 문틀(1)은 상하로 기울기(θ)를 갖는 경사안내로(11)를 형성하고, 상기 래크바(3)와 수문(2)이 문틀(1)의 경사안내로(11)에 설치되어 문틀을 따라 경사로 승하강하면서 웨이트 발란스를 이루도록 구성된다.

이때, 상기 문틀(1)의 기울기(θ)는 상기 수문(2)의 중량(W)과, 래크바(3)에 미치는 힘(F)이 동일하여 수문의 웨이트 발란스를 이루는 각도로 형성하게 된다.

또한, 상기 래크바(3)는 수문(2)에 설치된 간격이 밀착 될수록 편심 거리가 짧아지므로 래크바와 수문의 무게중심 변화의 모우멘트가 작게 작용되므로 문틀(1)의 기울기(θ)를 작게 형성하여도 웨이트 발란스를 이루게 되고, 반면에 상기 수문(2)은 길이(L)가 길수록 중량(W)이 커지므로 무게중심 변화의 모우멘트가 크게 작용되므로 문틀(1)의 기울기(θ)를 크게 형성하여야만 웨이트 발란스를 이루게 되는 것이다.

또한, 본 고안은 도 4에서와 같이 래크바(3)의 내측 하단으로 별도의 웨이트(10)를 설치하여 무게중심 변화의 모우멘트를 줄이므로 수문의 웨이트 발란스를 형성할 수 있게 된다.

즉, 상기 수문(2)을 경사지게 형성하지 않고, 래크바(3)의 내측으로 웨이트(10)를 설치하여 웨이트 발란스를 형성하거나, 상기 수문(2)을 어느 정도 경사 작동케 구비하고, 별도의 웨이트(10)에 의해 미세하게 웨이트 발란스를 형성할 수 있는 것이다.

미설명부호로서, 4는 피니언기어, 5는 수문구조물이다.

다음은 상기와 같이 구성되는 본 고안의 작동 및 작용에 대해 살펴보기로 한다.

먼저, 본 고안의 수문장치는 수문(2)과 래크바(3)의 결합설치된 간격, 수문(2)의 중량(W)에 따른 무게중심 변화의 모우멘트를 고려하여 문틀(1)의 기울기(θ)를 설정하되, 상기 수문(2)의 중량(W)과, 래크바(3)에 미치는 힘(F)이 동일하여 부하를 상쇄시키는 기울기(θ)로 설정하게 된다.

이와 같이 설정된 기울기(θ)로 문틀(1)을 설치하여 수문구조물(5)상단의 권양부(7)를 구동시켜 피니언기어(4)와 래크바(3)에 의해 수문(2)을 문틀(1)의 경사안내로(11)를 따라 경사 상태로 승하강 작동케 하는 것이다.

이와 같이 수문(2)이 경사 상태로 승하강 작동하면서 래크바와 수문의 무게중심 변화의 모우멘트를 줄여 웨이트 발란스를 형성하게 되므로 상기 수문(2)을 들어올리는 권양부(7)의 구동부하 절감에 따른 구동력을 최소화하게 됨은 물론 수문의 각 부품, 예를 들면 동력전달축, 베어링 등의 부하를 절감할 수 있게 되는 것이다.

또한, 상기와 같은 본 고안의 수문장치는 도 4에서와 같이 설치과정에 기울기(θ)를 너무 작게 형성하거나 하여 수문(2)의 웨이트 발란스를 효과적으로 형성하지 못한 경우에는 상기 설치된 문틀(1)을 다시 해체하여 재 설치하는 것이 아니라 래크바(3)의 후방에 별도의 웨이트(10)를 설치하므로서 무게중심 변화의 모우멘트를 줄여 웨이트 발란스를 형성할 수 있게 되는 것이다.

또한, 도 5에서와 같이 기존에 상기 수문(2)을 수직으로 승하강작동케 설치한 경우에도 이를 재 설치하는 작업이 배제된 상태로 전술한 바와 같이 웨이트(10)의 설치로 수문의 웨이트 발란스를 이룰 수 있게 되는 것이다.

물론, 상기와 같이 웨이트(10)에 의해 웨이트 발란스를 이루는 경우에는 전체적인 수문(2)의 중량이 늘어나기 때문에 권양부(7)의 과부하를 유발할 수 있으므로 가능하면 수문을 경사로 승하강 작동케 설치함에 의해 웨이트 발란스를 이루는 것이 바람직하다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 고안은 래크바와 수문의 편심된 결합 위치에 따른 무게중심 변화의 모우멘트를 래크바와 수문의 승하강작동구조를 상하로 경사 작동케 형성하거나 별도의 웨이트를 설치하므로 웨이트 발란스를 이루어서 수문의 승하강에 따른 구동력을 최소화하면서 장치의 작동부하를 절감하여 수문의 개폐작동을 원활히 제공함은 물론 장치의 사용수명을 장구히 하는 효과를 갖는 것이다.

Claims (3)

1. 수문(2)의 배면에 상하 길이방향으로 래크바(3)를 고정설치하고, 권양부(7)를 구동시켜 래크바(3)에 의해 수문(2)을 문틀(1)을 따라 승하강시키는 것에 있어서,

   상기 수문(2)의 문틀(1)은 상하로 기울기(θ)를 갖는 경사안내로(11)를 형성하고, 상기 래크바(3)와 수문(2)이 문틀(1)의 경사안내로(11)에 설치되어 문틀을 따라 경사로 승하강하면서 웨이트 발란스를 이루도록 형성한 것을 특징으로 하는 수문의 웨이트 발란스 구조.
2. 제1항에 있어서,

   상기 문틀(1)의 기울기(θ)는 수문(2)의 중량(W)과 래크바(3)에 미치는 힘(F)이 동일하여 수문의 웨이트 발란스를 이루도록 형성한 것을 특징으로 하는 수문의 웨이트 발란스 구조.
3. 제1항에 있어서,

   상기 래크바(3)에는 내측 하단으로 웨이트(10)를 설치하여 수문의 웨이트 발란스를 이루도록 형성한 것을 특징으로 하는 수문의 웨이트 발란스 구조.