KR200338349Y1 - 자동수문의 개폐장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 자동수문의 개폐장치에 관한 것이며, 그 목적은 수문의 초기 열림저항은 크게 하고, 수문이 열리는 중에는 열림저항을 감소시키는 구조로서 수문의 담수능력을 향상시키고, 수문이 완전히 열린상태에서는 수문의 하부를 받쳐주어 배출되는 물의 흐름을 원활하게 할 수 있는 자동수문의 개폐장치를 제공함에 있다.

본 고안은 상호 대향되는 지지벽 사이에 설치되어 담수의 수압에 의해 회동하여 유로를 형성하는 자동수문에 있어서, 상기 자동수문은 수문의 양측면 상부와 중앙부에 상부회전축과 중앙회전축이 각각 설치되고, 이 중 상부회전축이 상부회전축과 동일 수평선상의 지지벽에 설치된 고정브라켓에 연결되는 한편, 상기 중앙회전축과 동일 수평선상으로서 수문의 전방 지지벽에 지지바의 일측단이 전·후방으로 이동가능토록 고정되고, 상기 지지바의 타측단이 중앙회전축에 연결되어 수문이 닫힌 상태에서는 지지바가 수평상태를 유지하여 수문의 열림저항을 크게하고, 수문이 열리기 시작한 후에는 지지바가 회전하여 열림저항을 줄이도록 구성된 자동수문의 개폐장치에 관한 것을 그 기술적 요지로 한다.

Description

자동수문의 개폐장치{Opening and shutting device of Rotary type floodgate}

본 고안은 자동수문 개폐장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 담수의 수압에 따라 개폐가 이루어지는 회동식 자동수문으로서 수문에 가해지는 열림저항을 담수의 수위에 따라 변화하도록 하여 초기 열림저항은 크게 하고, 수문의 개방시에는 수문에 가해지는 저항을 줄여 원활한 배수가 가능하도록 하는 자동수문의 개폐장치에 관한 것이다.

일반적으로 수문은 그 목적, 형식, 재질에 따라 여러 가지 형태로 각각의 용도에 맞게 설치되는데, 이러한 수문은 평상시에는 담수를 위하여 닫혀진 상태를 유지하고, 홍수 및 우천시 수위가 상승하게 되면 수문을 개방하여 하류로 용수를 방수시키도록 하는 기능을 수행하게 된다.

이러한 기능을 하는 수문 중에서 별도의 외부 동력원 없이 담수의 수압에 의해 자동으로 회동하여 상류의 물을 하류로 배수되도록 하는 회동식 자동수문이 있으며, 이와 같은 회동식 자동수문은 비교적 규모가 작은 하천이나 제방에 설치된다.

한편, 자동수문은 하천의 규모에 따라 다양한 크기로 제작되어 설치되고 있으며, 규모가 작은 하천에 설치되는 수문의 경우, 작은 크기 및 무게로 인해 낮은 수압에서 수문이 회동하여 내수를 배수하게 되므로, 많은 양의 물을 담수할 수 없게 되므로 여름철에는 하천의 바닥이 드러나 하천의 기능을 상실함을 물론이고, 외적미관을 해치게 되는 문제점이 발생되었다.

본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출되는 것으로,그 목적은 수문의 초기 열림저항은 크게 하고, 수문이 열리는 중에는 열림저항을 감소시키는 구조로서 수문의 담수능력을 향상시키고, 수문이 완전히 열린상태에서는 수문의 하부를 받쳐주어 배출되는 물의 흐름을 원활하게 할 수 있는 자동수문의 개폐장치를 제공함에 있다.

도 1 은 본 고안의 구성을 나타낸 정면 예시도

도 2 는 본 고안의 구성을 나타낸 측면 예시도

도 3 은 본 고안의 구성을 나타낸 평면 예시도

도 4 는 본 고안에 따른 자동수문 개폐장치의 작동과정을 나타낸 측면 예시도

도 5 는 본 고안에 따른 자동수문 개폐장치의 작동 중 이중클램프와 수문의 움직임을 나타낸 부분 예시도

도 6 은 본 고안에 따른 자동수문 개폐장치의 개폐과정을 나타낸 측면 예시도

도 7 은 본 고안의 또 다른 구성을 나타낸 측면 예시도

도 8 은 본 고안의 또 다른 구성을 나타낸 평면 예시도

도 9 는 도8의 A부 상세도

도 10 은 도9의 A-A선을 따라 취한 단면 예시도

도 11 은 본 고안의 제 1,2 회전블록의 이탈상태를 나타낸 예시도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(10) : 수문 (11) : 상부회전축

(12) : 중앙회전축 (20) : 지지바

(30) : 상부 고정브라켓 (31) : 이중클램프

(40) : 하부 고정브라켓 (41) : 회전축

(42)(43) : 지지블록 (44) : 제 1 회전블록

(44a) : 제 1 돌출부 (44b) : 경사면

(45) : 제 2 회전블록 (45a) : 제 2 돌출부

(45b) : 경사면 (46) : 스프링

(47) : 압력조절너트 (50) : 지지벽

(60) : 실린더 (61) : 실린더 로드

(62) : 보호커버 (70) : 보조바

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 고안은 상호 대향되는 지지벽 사이에 설치되어 담수의 수압에 의해 회동하여 유로를 형성하는 자동수문에 있어서, 상기 자동수문은 수문의 양측면 상부와 중앙부에 상부회전축과 중앙회전축이 각각 설치되고, 이 중 상부회전축은 수문의 양측 지지벽에 설치된 상부 고정브라켓과 이중클램프에 의해 연결되며, 상기 중앙회전축은 중앙회전축과 일정거리를 두고 동일 수평선상의 지지벽에 설치된 하부 고정브라켓과 지지바에 의해 연결되는 한편, 상기 지지바는 중앙회전축과 하부 고정브라켓에 각각 회전가능하게 결합되어 하부 고정브라켓을 중심으로 한 중앙회전축의 원호운동과, 상부 고정브라켓과 이중클램프에 의한 상부회전축의 회동에 의해 초기 수문의 열림저항을 크게 하고, 수문이 열리기 시작한 후에는 수문의 열림저항을 줄이도록 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하부 고정브라켓의 회전축에 회전축과 연동하여 회전하는 보조바가 설치되고, 이 보조바의 끝단에 유압 또는 공압을 공급받아 보조바를 통해 회전축을 회전시키는 실린더의 실린더로드가 연결되며, 이 실린더가 지지벽에 설치되는한편, 이 실린더를 외부환경으로부터 보호하는 보호커버가 실린더의 외부를 둘러싸도록 지지벽에 설치되어 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하부 고정브라켓은 상호 일정거리를 갖는 두개의 지지블록이 지지벽에 매입 설치되고, 이 지지블록에 일측단이 회전가능하게 결합된 회전축의 타측단이 고정핀에 의해 지지바에 결합되며, 상기 두개의 지지블록 사이에 위치한 회전축에 제 1,2 회전블록이 순차적으로 설치되는 한편, 이 제 1,2 회전블록의 마주의 측면에 상호 맞물리도록 반원형의 제 1,2 돌출부가 각각 돌출·형성되고, 상기 제 2 회전블록과 지지블록의 사이에 위치한 회전축에 스프링과 압력조절너트가 설치되어 구성되며, 상기 제 1,2 돌출부의 마주보는 두면 중 일면이 경사지게 형성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안의 실시예를 첨부도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 고안의 구성을 나타낸 정면 예시도를, 도 2 는 본 고안의 구성을 나타낸 측면 예시도를, 도 3 은 본 고안의 구성을 나타낸 평면 예시도를 도시한 것으로, 본 고안의 자동수문 개폐장치는 수문(10)이 닫혀 있는 상태에서는 수문(10)의 전방에 위치한 지지바(20)가 수평상태를 유지하여 수문(10)의 열림저항을 크게 하고, 담수의 수량 증가로 인해 수문(10)이 열리기 시작하면 지지바(20)가 수문(10)과 함께 회전하여 열림저항을 줄이도록 구성되어 있다.

상기 수문(10)은 상호 마주보는 지지벽(50) 사이에 위치하여 평상시수문(10)의 자중에 의해 닫힌 상태를 유지할 수 있도록 비스듬하게 경사진 상태로 설치되며, 수문(10)의 양측면으로부터 외측방향으로 돌출되는 상부회전축(11)과 중앙회전축(12)이 양측면 상부와 중앙부에 각각 형성되어 있다. 여기서 상부회전축(11)은 상부회전축(11)의 상부에 위치하도록 양측 지지벽(50)에 설치된 상부 고정브라켓(30)과 이중클램프(31)에 의해 연결되고, 이 이중클램프(31)는 양단이 회전가능하게 고정브라켓(30)과 상부회전축(11)에 각각 연결되어 있다.

한편, 상기 중앙회전축(12)은 상부회전축(11)의 하부, 즉 수문(10)의 양측면 중앙부에 설치되어 지지바(20)에 의해 하부 고정브라켓(40)에 연결되도록 구성되어 있다.

상기 지지바(20)는 일측단이 상기 중앙회전축(12)에 회전 가능하게 연결되어 있고, 그 타측단이 지지벽(50)에 고정된 하부 고정브라켓(40)에 연결되어 수문(10)의 열림저항을 조절하도록 구성되어 있다. 즉, 수문(10)이 닫힌 상태에서는 지지바(2)가 중앙회전축(12)과 동일한 수평선상에서 수평방향으로 기울어진 상태를 유지하여 수문(10)의 열림저항을 크게하고, 수문(10)이 일정각도 이상으로 회전하면 수문(10)의 열림저항을 줄여주도록 구성되어 있다.

이처럼 상부 고정브라켓, 이중클램프, 수문, 지지바, 하부 고정브라켓으로서, 흡사 3절링크와 같은 구조를 이루게 되며, 이때 상부 고정브라켓과 이중클램프를 연결하는 연결점(A) 및 지지바와 하부 고정브라켓을 연결하는 연결점(D)은 지지벽에 고정되어 움직이지 않게 되고, 이중클램프과 상부회전축을 연결하는 연결점(B)은 연결점(A)을 중심으로 원형궤적을 그리며 이동하게 되며, 중앙회전축과 지지바를 연결하는 연결점(C)은 연결점(D)을 중심으로 원형궤적을 그리며 이동하게 된다.

한편, 수문의 개방시 연결점(B)의 움직임을 알아보기 위해 상부회전축과 중앙회전축의 사이거리를 반경으로 하는 원(F1,F2,F3)의 중심점을 연결점(C)의 이동궤적의 원주를 따라 이동시켜 보면, 상기 원과 연결점(B)의 이동궤적과의 교차점이 점차적으로 후방쪽으로 형성되다가 교차점이 X점에 다다르면 다시 전방으로 형성되는 것을 볼 수 있다. 이처럼 수문이 초기에 개방되기 위해서는 담수의 수압에 의해 수문에 작용하는 힘의 반대방향으로 수문이 이동되어야만 함으로써 수문의 초기 열림저항을 크게하고, 연결점(B)이 X점을 지난 후부터는 수문이 열리는 방향과 수압에 의해 수문에 작용하는 힘이 동일한 방향으로 수문의 열림저항을 줄여주게 된다.

도 5 는 본 고안에 따른 자동수문 개폐장치의 작동 중 이중클램프와 수문의 움직임을 나타낸 부분 예시도를, 도 6 은 본 고안에 따른 자동수문 개폐장치의 개폐과정을 나타낸 측면 예시도를 도시한 것으로, 상기와 같이 구성된 본 고안의 자동수문 개폐장치는 담수의 수위가 설정수위 이하일 경우, 지지바(20)가 도 6과 같이 중앙회전축(12)과 동일한 높이의 수평상태로서 수문(10)을 외측에서 받쳐주어 수문(10)의 열림저항을 증가시키게 되어 설정수위 이하에서 배수가 이루어지는 것을 방지하게 되고, 폭우나 홍수등에 의해 담수의 수위가 증가하여 담수의 수압에 의한 작용력이 지지바에 의한 반력보다 커지게 되면, 지지바(20)와 이중클램프(31)에 의해 수문(10)이 후방으로 들어올려짐과 동시에 회전하여 수문(10)의 개방이 시작된다. 한편, 이중클램프(31)와 상부회전축(11)이 연결되는 연결점(B)이 X점에 다다르면, 수문(10)은 다시 전방으로 이동하게 되므로 수문의 이동방향과 담수의 배수방향이 동일하게 되어 수문의 열림저항을 줄여주게 되므로써 수문이 쉽게 열리게 되고, 수문의 완전히 개방된 상태에서는 지지바가 수문의 하단부에서 받쳐주어 지속적인 배수가 이루어지게 된다.

도 7 은 본 고안의 또 다른 구성을 나타낸 측면 예시도를, 도 8 은 본 고안의 또 다른 구성을 나타낸 평면 예시도를, 도 9 는 도8의 A부 상세도를, 도 10 은 도9의 A-A선을 따라 취한 단면 예시도를 도시한 것으로, 상기 수문(10)을 인위적으로 개폐할 수 있도록 유압 또는 공압에 의해 작동하는 실린더(60)를 추가로 설치하여 필요에 따라 수문(10)을 개방시킬 수 있도록 구성된 것을 나타내고 있다.

상기 실린더(60)는 수문(10)의 양측 지지벽(50)에 각각 설치되고, 이 실린더(60)의 실린더 로드(61)가 하부 고정브라켓(40)의 회전축(41)에 결합된 보조바(70)에 연결되어 보조바(70)를 통해 회전축(41)을 회전시키도록 구성되어 있다. 이때 회전축(41)과 지지바(20)는 고정핀(48)에 의해 결속되어 회전축(41)의 회전시 지지바(20)는 연동하여 회전하도록 구성되어 있다.

한편, 상기 실린더(60)는 보조바(70)의 위치변화를 수용하기 위해 지지벽에 고정된 고정점(E)을 중심으로 회전할 수 있도록 고정되어 있으며, 배수되는 물이나 이물질과의 접촉에 의해 손상되는 것을 방지하기 위해 보호커버(62)가 실린더(60)를 둘러싸도록 설치되어 있다.

한편, 상기 하부 고정브라켓(40)은 두개의 지지블록(42,43), 회전축(41), 제 1,2 회전블록(44,45), 스프링(46), 압력조절너트(47)로 구성되어 있고, 상기 두개의 지지블록(44,45)은 상호 일정거리를 갖도록 지지벽(50)에 매입·설치되어 있다.

상기 회전축(41)은 일측단이 지지블록(44,45)에 의해 지지되어 회전가능토록 설치되고, 그 타측단이 고정핀(48)에 의해 지지바(20)와 결합되어 지지바와 연동하여 회전하도록 구성되어 있다.

상기 제 1,2 회전블록(44,45)은 회전축(41)의 지지블록(42,43) 사이에 순차적으로 위치하도록 설치되고, 상기 제 1 회전블록(44)은 보조바(70)의 일측이 결합됨과 동시에 회전축(41) 상에서 자유롭게 회전할 수 있도록 설치되며, 상기 제 2 회전블록은 회전축(41)과 연동하여 회전하도록 고정핀(49)에 의해 고정되어 있다.

한편, 상기 제 1,2 회전블록(44,45)의 상호 마주보는 일측면에 반원형 단면의 제 1,2 돌출부(44a,45a)가 각각 형성되어 상호 맞물림 결합되도록 구성되어, 실린더(60)의 작동시 보조바(70)와 제 1 회전블록(44) 및 제 2 회전블록(45)을 통해 구동력을 전달하여 회전축(41)을 회전시키도록 구성되어 있다. 여기서 상기 제 1,2 돌출부(44a,45a)는 맞물림 시 회전축(41)을 중심으로 좌우측에 마주보는 두개의 면이 발생되고, 이 중 한개의 면이 경사지게 형성되어 있다.

상기 경사면(44b,45b)은 수문이 닫힌 상태를 유지할 수 있도록 하는 힘이 작용하는 쪽의 면에 형성되어 있다. 즉, 도 9 및 도 10과 같이 담수의 수압에 의한 수문을 개방시키려는 작용력이 지지바(20)와 회전축(41)을 통해 제 2 회전블록(45)에 전달될 경우, 제 2 회전블록(45)이 회전하려는 방향의 면이 경사지도록 형성되어 담수의 수위가 설정치 이상으로 증가하였음에도 불구하고 수문이 개방되지 못하였을 때, 제 1,2 돌출부(44a,45a)의 경사면(44b,45b)이 슬라이딩되며 제 2 회전블록(45)가 후방으로 이동하여 실린더(60)와 제 1 회전블록(44)에 의해 구속된 회전축(41)을 회전가능하게 함으로써 실린더의 조작없이 수문의 개방이 이루어지도록 구성되어 있다.

또한, 상기 제 2 회전블록(45)과 지지블록(43)의 사이에는 제 2 회전블록(45)의 이탈시 이를 복원하기 위한 스프링(46)과 압력조절너트(47)가 설치되어 있다.

상기와 같이 하부 고정브라켓(40)의 회전축(41)에 제 1,2 회전블록(44,45)을 설치하고, 이 제 1,2 회전블록(44,45)이 경사면을 포함한 2개의 면이 상호 맞물림되도록 구성되는 한편, 제 1 회전블록(44)에 보조바(70) 및 실린더(60)가 연결되어 담수의 수위가 설정치 이하일 경우, 수문이 닫힌 상태를 유지하게 되고, 비록 담수의 수위가 설정치 이하이지만, 배수가 필요하다고 판단될 경우, 관리자의 실린더(60) 조작에 의한 구동력이 보조바(70)를 통해 상호 맞물림되어 있는 제 1,2 회전블록(44,45)을 회전시키게 되고, 제 2 회전블록(45)과 연동하여 회전하는 회전축(41)이 회전하여 지지바(60)를 회전시킴으로서 수문의 개방이 이루어지게 된다.

한편, 담수의 수위가 설정치 이상이 되었음에도 불구하고, 관리자의 부주의 또는 기타 요인에 의해 수문이 개방되지 못하였을 경우, 담수의 수압에 의해 수문에 작용하는 작용력이 지지바(20)와 회전축(41)을 통해 제 2 회전블록(45)으로 전달되고, 제 2 회전블록(45)과 제 1 회전블록(44)의 경사면(44b,45b)이 슬라이딩되어 제 1,2 회전블록(44,45)의 맞물림이 도 11과 같이 해제됨으로써 실린더(60)에 의해 구속된 회전축(41)의 회전을 자유롭게 하여 수문을 개방하게 되며, 담수의 수위가 일정수위 이하가 되면, 스프링(46)의 반력에 의해 제 1,2 회전블록(44,45)이 다시 맞물리게 되어 수문을 닫힌 상태로 유지하게 된다.

본 고안은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

상술한 바와 같이 본 고안은 담수의 수압에 의해 자동으로 개폐되는 자동수문으로서 이중클램프에 의한 수문의 상부회동과 중앙회전축 및 지지바에 의한 중앙회전축의 원호운동에 의해 수문의 초기 열림저항을 크게하여 수문의 담수능력을 향상시킴으로서 가뭄시 하천이 메마르게 되는 것을 방지할 수 있고, 담수의 수위가 증가하여 배수가 시작된 경우, 지지가가 수문을 하단에서 받쳐주어 지속적이고 원활한 배수가 가능하여 하천의 범람을 방지할 수 있는 효과가 있는 것이다.

또한, 관리자가 인위적으로 수문을 개폐할 수 있는 실린더를 추가로 설치하여 보다 효율적인 담수의 관리가 이루어질 수 있고 , 실린더의 작동력을 수문으로 전달하는 제 1,2 회전블록의 일부면을 경사지게 형성하여 인위적인 개폐가 가능함과 동시에 담수의 수위에 따라 자동으로 개폐가 이루어지도록 구성되어 관리자의 부주의 등 기타 요인에 수문이 개방되지 못함으로써 발생되는 재해를 방지할 수 있는 등의 효과가 있는 것이다.

Claims (3)

1. 상호 대향되는 지지벽 사이에 설치되어 담수의 수압에 의해 회동하여 유로를 형성하는 자동수문에 있어서,

   상기 자동수문은 수문의 양측면 상부와 중앙부에 상부회전축(41)과 중앙회전축(41)이 각각 설치되고, 이 중 상부회전축(41)은 수문의 양측 지지벽(50)에 설치된 상부 고정브라켓(30)과 이중클램프(31)에 의해 연결되며, 상기 중앙회전축(41)은 중앙회전축(41)과 일정거리를 두고 동일 수평선상의 지지벽(50)에 설치된 하부 고정브라켓(40)과 지지바(20)에 의해 연결되는 한편, 상기 지지바(20)는 중앙회전축(41)과 하부 고정브라켓(40)에 각각 회전가능하게 결합되어 하부 고정브라켓(40)을 중심으로 한 중앙회전축(41)의 원호운동과, 상부 고정브라켓(30)과 이중클램프(31)에 의한 상부회전축(41)의 회동에 의해 초기 수문의 열림저항을 크게 하고, 수문이 열리기 시작한 후에는 수문의 열림저항을 줄이도록 구성된 것을 특징으로 하는 자동수문의 개폐장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 하부 고정브라켓(40)의 회전축(41)에 회전축(41)과 연동하여 회전하는 보조바(70)가 설치되고, 이 보조바(70)의 끝단에 유압 또는 공압을 공급받아 보조바(70)를 통해 회전축(41)을 회전시키는 실린더(60)의 실린더로드(61)가 연결되며,이 실린더(60)가 지지벽(50)에 설치되는 한편, 이 실린더(60)를 외부환경으로부터 보호하는 보호커버(62)가 실린더의 외부를 둘러싸도록 지지벽(50)에 설치되어 구성된 것을 특징으로 하는 자동수문의 개폐장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 하부 고정브라켓(40)은 상호 일정거리를 갖는 두개의 지지블록(42,43)이 지지벽(50)에 매입 설치되고, 이 지지블록(42,43)에 일측단이 회전가능하게 결합된 회전축(41)의 타측단이 고정핀(48)에 의해 지지바(20)에 결합되며, 상기 두개의 지지블록(42,43) 사이에 위치한 회전축(41)에 제 1,2 회전블록(44,45)이 순차적으로 설치되는 한편, 이 제 1,2 회전블록(44,45)의 마주의 측면에 상호 맞물리도록 반원형의 제 1,2 돌출부(44a,45a)가 각각 돌출·형성되고, 상기 제 2 회전블록(45)과 지지블록(43)의 사이에 위치한 회전축(41)에 스프링(46)과 압력조절너트(47)가 설치되어 구성되며, 상기 제 1,2 돌출부(44a,45a)의 마주보는 두면 중 일면이 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 자동수문의 개폐장치.