KR200375197Y1 - 전도식과 부상식 겸용 자동보 수문 - Google Patents

Abstract

개시된 내용은 수중보의 수문이 저수측의 수위 또는 유입수의 유속에 따라 부상식과 전도식을 병행하여 동작되게 함으로써 바닥부에 쌓이는 퇴적오니를 완벽하게 배출할 수 있음은 물론 이물질에 의한 수문의 파손을 방지할 수 있도록 한 전도식과 부상식 겸용 자동보 수문에 관한 것이다.

이러한 본 고안은 수로의 양측 벽체 사이를 선택적으로 막아주도록 위치되는 수문과; 수문의 상부 일측에 회전가능하게 고정된 자전링크축과, 자전링크축에 고정된 자전링크로 된 자전링크부와; 그 피스톤로드의 선단부가 자전링크의 타단부에 회전가능하게 결합되고, 후단부는 수문의 하부 일측에 회전가능하게 고정되어 수문을 자전링크축을 중심으로 자전시키는 제 1실린더와; 벽체의 일측에 회전가능하게 고정된 공전링크축과, 일단은 자전링크축에 고정되고 타단은 공전링크축에 고정된 공전링크와, 공전링크와는 반대측에서 공전링크축에 고정된 연결링크로 된 공전링크부와; 그 피스톤로드의 선단부가 연결링크의 타단부에 회전가능하게 결합되고, 후단부는 벽체의 일측에 회전가능하게 고정되어 수문을 공전링크축을 중심으로 공전시키는 제 2실린더를 포함하여서 되며; 자전링크부, 제 1실린더, 공전링크부, 제 2실린더가 수문의 양측에 대칭으로 각각 설치된 것이다.

Description

전도식과 부상식 겸용 자동보 수문{!}

본 고안은 자동보 수문에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수중보의 수문이 저수측의 수위 또는 유입수의 유속에 따라 부상식과 전도식을 병행하여 동작되게 함으로써 바닥부에 쌓이는 퇴적오니를 완벽하게 배출할 수 있음은 물론 이물질에 의한 수문의 파손을 방지할 수 있도록 한 것이다.

주지하다시피, 물을 저장하여 농사용 또는 공업용으로 사용하거나 또는 오염된 수질을 정화시키기 위해 하천, 저수지의 여수로(余水路) 또는 관계 용수로에는 수중보 또는 수문이 설치되어 저수측(貯水側)의 수위를 항상 일정 높이로 유지하여 주게 된다.

종래 수중보는 대부분 고정식으로 설치되어 있어 유입수가 수중보의 상부로 넘쳐흐르는 방식으로 배출되므로 저장된 물 속에 포함된 오염물질이 저수측의 하단부에 지속적으로 쌓여 퇴적오니가 누적되는 문제가 있으며, 이러한 퇴적오니로 인해 병원성 세균 또는 해충의 발생이 심각해지는 등 2차 오염의 문제가 발생된다.

이를 개선하기 위해 수중보를 회전식 수문으로 구성하여 수위에 따라 수문을 개폐하여 줌으로써 퇴적오니의 쌓임을 방지하는 경우도 있으나 이럴 경우 태풍이나 홍수로 인해 커다란 이물질이 떠내려와 수중보 수문을 파손하게 되는 문제가 있다.

또한, 종래에 상용되어 오던 일반적인 수문들은 대부분 수문의 상측에 승강조절핸들을 설치하여 이 승강 조절핸들을 회전하여 상승시킴으로써 수문을 개폐하도록 되어 있으나, 승강 조절핸들을 회전시키는데 매우 큰 힘이 요구되어 사용이 매우 불편하고, 적절한 시기에 수문을 개폐하지 않을 경우에는 물의 범람을 야기하거나 또는 적정 저수량 이상의 물을 배수시키지 못하는 등의 문제점이 있다.

아울러, 비가 올 때에 철재로 구성된 수문을 열어주러 가다가 벼락을 맞는 일이 비일비재하며, 범람하는 홍수에 의해 하천으로 휩쓸려 들어가 인명피해를 유발하는 경우도 있다.

본 고안은 이러한 문제점을 감안하여 제안된 것으로, 수문에는 제 1실린더를 설치하고, 수문과 벽체사이에는 제 2실린더를 설치하여 물을 저수측에 가두고 있다가 수위나 유속에 따라 최초에는 제 1실린더가 작동되어 수문을 상부측을 중심으로 회전시킴으로써 하부측으로 물이 흐를 수 있게 하여 퇴적오니의 누적을 방지하고, 제 2실린더가 작동되면 수문이 바닥부에 수평으로 밀착될 수 있어 대형 이물질에 의한 수문의 파손을 방지할 수 있는 부상식과 전도식 겸용 자동보 수문을 제공하고자 하는 것이다.

이하, 본 고안을 제시되는 실시예와 첨부된 도면에 따라 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 자동보 수문의 구성도로서, 도 1a는 수문의 측면도이고, 도 1b는 수문의 정단면도이며, 도 2는 본 고안에 따른 자동보 수문의 동작도로서, 도 2a는 수문의 자전시 상태도이고, 도 2b는 수문의 공전시 상태도이다.

본 고안에 따른 전도식과 부상식 겸용 수중보 수문(10)은 도시된 바와 같이 부상력을 가질 수 있도록 중공 또는 진공의 4각판 형상으로 이루어져 수로의 양측 벽체(11) 사이를 선택적으로 막아주도록 위치된다.

또한, 이러한 수문(10)의 상부 일측에 회전가능하게 고정된 자전링크축(21)과, 자전링크축(21)에 고정된 자전링크(22)로 된 자전링크부(20)와; 그 피스톤로드(31)의 선단부가 자전링크(22)의 타단부에 회전가능하게 결합되고, 후단부는 수문(10)의 하부 일측에 회전가능하게 고정되어 수문(10)을 자전링크축(21)을 중심으로 자전시키는 제 1실린더(30)와; 벽체(11)의 일측에 회전가능하게 고정된 공전링크축(41)과, 일단은 자전링크축(21)에 고정되고 타단은 공전링크축(41)에 고정된 공전링크(42)와, 공전링크(42)와는 반대측에서 공전링크축(41)에 고정된 연결링크(43)로 된 공전링크부(40)와; 그 피스톤로드(51)의 선단부가 연결링크(43)의 타단부에 회전가능하게 결합되고, 후단부는 벽체(11)의 일측에 회전가능하게 고정되어 수문(10)을 공전링크축(41)을 중심으로 공전시키는 제 2실린더(50)가 구비되며, 자전링크부(20)와 제 1실린더(30)는 수문(10)의 내측에 위치되고, 공전링크부(40)와 제 2실린더(50)는 수문(10)과 벽체(11)의 사이에 위치되며, 이러한 자전링크부(20), 제 1실린더(30), 공전링크부(40), 제 2실린더(50)가 수문(10)의 양측에 대칭으로 각각 설치된다.

이때, 자전링크(22)는 자전링크축(21)으로부터 제 2실린더(50) 방향으로 연장되어 수문(10)이 제 1실린더(30)의 수축/신장에 따라 제 2실린더(50) 방향으로 자전하도록 구성되며, 공전링크축(41)은 제 1실린더(30)의 고정위치보다는 높은 곳에 위치되고, 연결링크(43)는 공전링크축(41)을 중심으로 하향 경사지게 구성되며, 제 2실린더(50)의 고정위치는 공전링크축(41)보다는 낮은 곳에 위치되면서 그 피스톤로드(51)와 공전링크축(41) 사이의 각도(θ)가 180°미만으로 구성되어 제 2실린더(50)가 수축될 때 수문(10)이 바닥부측으로 이동할 수 있게 구성된다.

또한, 도면상에 도시하지는 않았지만 수위와 유속을 측정할 수 있는 센서가 저수측에 각각 설치되고, 이러한 센서를 통해 제 1실린더(30)와 제 2실린더(50)를 선택적으로 구동하기 위한 유압발생용 컨트롤 시스템이 더 구비됨은 자명하다.

이와 같이 구성된 본 고안에 따른 수중보 수문은 다음과 같은 작용을 한다.

먼저, 평상시에는 수문(10)을 통해 수로의 양측 벽체(11)를 막아주어 물을 저수측에 가두어 두게 되며, 센서를 통해 지속적으로 수위 및 유속을 감지하는 상태에 있게 된다.

유입수량이 많아지게 되어 센서를 통해 설정수위 이상으로 감지되면 유압 발생용 컨트롤 시스템에 의해 제 1실린더(30)를 구동하여 그 피스톤로드(31)를 수축시키기 시작하며, 제 1실린더(30)가 수축되기 시작하면 자전링크(22)와 제 1실린더(30)의 사이가 가까워지고, 자전링크축(21)은 수문(1)의 상부에 고정되어 있으므로 수문(10)은 자전링크축(21)을 중심으로 자전되어 부상식으로 동작되기 시작한다.

이때, 자전링크축(21)에 고정되어 있는 공전링크(42)는 그 타단부가 공전링크축(41)에 고정되어 있으므로 수문(10)이 자전될 때 지지역할을 할 수 있으며, 이러한 수문(10)의 회전에 따라 수문(10)의 하부측이 개방되어 물이 수문(10)의 하부로 방류될 수 있는 것으로, 수문(10)의 하부로 물이 방류되면 바닥부에 쌓일 수 있는 퇴적오니가 물과 같이 방류될 수 있어 물이 보다 깨끗해질 수 있게 된다.

만일, 유입수량의 증가가 폭우 또는 홍수로 인한 것일 경우 한꺼번에 많은 물이 쏟아져 내려올 수 있고, 또 이러한 물에 크기가 큰 이물질이 같이 떠내려올 수 있어 수압 또는 이물질에 의해 수문(10)을 파손시킬 수도 있는데, 이를 위해 본 고안에서는 제 1실린더(30)를 먼저 구동하여 수문(10)의 하부를 개방한 상태에서 유속이 설정유속이상으로 감지되면 유압 발생용 컨트롤 시스템을 통해 제 2실린더(50)를 구동하게 되며, 제 2실린더(50)가 점차 수축되면 그 피스톤로드(51) 선단부에 연결된 연결링크(43)가 당겨지고, 이러한 회전력이 공전링크축(41)을 통해 공전링크(42)로 전달되어 공전링크(41)를 하방으로 회전시키게 되며, 공전링크(42)의 하방 회전에 따라 공전링크(42)와 자전링크축(21)을 통해 연결되어 있는 수문(10)은 공전되면서 전도식으로 동작되어 바닥부에 수평하게 깔리게 되고, 따라서 배출면적을 최대로 하면서도 수문(10)이 바닥에 깔려 있어 부유하는 큰 이물질에 대해 수문(10)을 안전하게 보호할 수 있는 것이다.

도 3은 본 고안의 제 2 실시예로서, 공전링크축(41)은 제 1실린더(30)의 고정위치보다는 높은 곳에 위치되고, 연결링크(43)는 공전링크축(41)을 중심으로 하향 경사지게 구성되며, 제 2실린더(50)의 고정위치는 공전링크축(41)보다는 낮은 곳에 위치되면서 그 피스톤로드(51)와 공전링크축(41) 사이의 각도(θ‘)가 180°이상으로 구성되어 제 2실린더(50)가 신장될 때 수문(10)이 바닥부측으로 이동할 수 있게 구성된 것으로, 이와 같이 하면 제 2실린더(50)의 동작만 반대가 될 뿐 본 고안의 실시예와 동일한 효과를 가질 수 있다.

도 4는 본 고안의 제 3실시예로서, 제 1실린더(30)의 피스톤로드(31) 선단부가 공전링크(42)의 중간부에 회전가능하게 연결되어 공전링크(42)가 자전링크의 기능을 겸하도록 구성된 것으로, 이럴 경우에는 수문(10)의 자전 각도가 조금 작아지는 대신 별도의 자전링크를 설치하지 않아도 되어 부품수를 줄일 수 있는 이점은 있게 된다.

도 5는 본 고안의 제 4실시예로서, 벽체(11) 내부에 공간부(12)를 형성하여 제 2실린더(50), 연결링크(43)가 수납되고, 수문(10)의 내부에는 제 1실린더(30), 자전링크부(20), 공전링크(42)가 수납되며, 공전링크(42)와 연결링크(42)는 공전링크축(41)을 통해 연결된 것으로, 이와 같이 하면 벽체(11)와 수문(10)의 사이에 구조물이 존재하지 않아 구조물이 물과 직접 접촉되지 않으며, 특히 이물질이 구조물에 끼일 염려가 없어 수명을 연장할 수 있는 이점이 있게 된다.

도 6은 본 고안의 제 5실시예로서, 자전링크(42)는 자전링크축(41)으로부터 제 2실린더(50)와 반대 방향으로 연장되어 수문(10)이 제 1실린더(30)의 수축/신장에 따라 제 2실린더(50)와는 반대 방향으로 자전되도록 구성되며, 공전링크축(41)의 고정위치는 제 1실린더(30)의 고정위치보다는 낮은 곳에 위치되고, 연결링크(43)는 공전링크축(41)을 중심으로 상향 경사되며, 제 2실린더(50)의 고정위치는 공전링크축(41)보다는 높은 곳에 위치되면서 그 피스톤로드(51)와 공전링크축(41) 사이의 각도(θ“)가 180°이상으로 구성되어 제 2실린더(50)가 신장되면 수문(10)이 바닥부측으로 이동할 수 있게 구성된 것이다. 도면상의 미설명 부호 44는 수문(10)과 공전링크(42)를 무동력으로 공회전 가능하게 연결해주는 공회전링크를 나타낸다.

이러한 경우에는 모든 장치가 물의 내부에 위치될 수 있어 수압 또는 이물질로부터 장치를 보호할 수 있는 이점이 있는 반면 장치가 구동할 수 있는 공간을 확보해야만 한다.

도 7은 본 고안의 제 6실시예로서, 모든 장치의 구성은 제 5실시예와 동일하나 공전링크축(41)의 하부에 제 2실린더(50)가 신장되면 수문(10)과 공전링크(42)를 한꺼번에 수납할 수 있는 수납공간(13)이 형성되어 이루어진 것으로, 이물질 유입시 수문을 상승시키기 않고 곧바로 수문(10)을 바닥부측으로 빠른 시간내에 이동시킬 수 있는 이점이 있다.

따라서, 본 고안은 상기와 같이 동일한 작용을 가지면서도 얼마든지 다양하게 설계할 수 있으며, 이러한 다양한 실시예들을 통해 설치장소의 특성에 맞게 다양하게 택할 수 있어 선택의 폭을 넓혀줄 수 있는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안은 오염된 수질을 개선시키기 위해서 설치되는 수중보 , 농업용수 또는 공업용수를 확보하기 위하여 하천에 설치되는 수중보 등을 구현함에 있어 저수측의 수위 또는 유입수의 유속에 따라 최초에는 수문을 상부를 중심으로 회전시켜 그 하부를 개방해줌으로써 수문과 근접한 저수측 수로의 바닥에 쌓여있는 오염물질을 용이하게 배출할 수 있어 이로 인한 2차 오염을 방지할 수 있고, 폭우나 홍수로 인해 급작스럽게 유입수가 증가하는 경우에는 수문을 바닥에 수평으로 밀착시키게 되므로 배출면적이 최대화되어 빠른 방류가 가능해지고, 수압이나 물과 함께 떠내려오는 크기가 큰 이물질에 의한 수문의 파손을 방지할 수 있는 매우 유용한 효과가 있는 것이다.

도 1은 본 고안에 따른 자동보 수문의 구성도로서,

도 1a는 수문의 측면도.

도 1b는 수문의 정단면도.

도 2는 본 고안에 따른 자동보 수문의 동작도로서,

도 2a는 수문의 자전시 상태도.

도 2b는 수문의 공전시 상태도.

도 3은 본 고안의 제 2실시예시도.

도 4는 본 고안의 제 3실시예시도.

도 5는 본 고안의 제 4실시예시도.

도 6은 본 고안의 제 5실시예시도로서,

도 6a는 수문의 측면도.

도 6b는 제 2실린더 신장시 상태도.

도 7은 본 고안의 제 6실시예시도.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

10 : 수문 11 : 벽체

12 : 공간부 13 : 수납공간

20 : 자전링크부 21 : 자전링크축

22 : 자전링크 30 : 제 1실린더

31 : 제 1실린더의 피스톤로드 40 : 공전링크부

41 : 공전링크축 42 : 공전링크

43 : 연결링크 44 : 공회전링크

50 : 제 2실린더 51 : 제 2실린더의 피스톤로드

Claims (9)

1. 수로의 양측 벽체(11) 사이를 선택적으로 막아주도록 위치되는 수문(10);

   상기 수문(10)의 상부 일측에 회전가능하게 고정된 자전링크축(21)과, 상기 자전링크축(21)에 고정된 자전링크(22)로 된 자전링크부(20);

   그 피스톤로드(31)의 선단부가 상기 자전링크(22)의 타단부에 회전가능하게 결합되고, 후단부는 상기 수문(10)의 하부 일측에 회전가능하게 고정되어 상기 수문(10)을 상기 자전링크축(21)을 중심으로 자전시키는 제 1실린더(30);

   상기 벽체(11)의 일측에 회전가능하게 고정된 공전링크축(41)과, 일단은 상기 자전링크축(21)에 고정되고 타단은 상기 공전링크축(41)에 고정된 공전링크(42)와, 상기 공전링크(42)와는 반대측에서 상기 공전링크축(41)에 고정된 연결링크(43)로 된 공전링크부(40); 및

   그 피스톤로드(51)의 선단부가 상기 연결링크(43)의 타단부에 회전가능하게 결합되고, 후단부는 상기 벽체(11)의 일측에 회전가능하게 고정되어 상기 수문(10)을 상기 공전링크축(41)을 중심으로 공전시키는 제 2실린더(50)를 포함하여서 되며;

   상기 자전링크부(20), 상기 제 1실린더(30), 상기 공전링크부(40), 상기 제 2실린더(50)가 상기 수문(10)의 양측에 대칭으로 각각 설치된 것을 특징으로 하는 전도식과 부상식 겸용 자동보 수문.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 자전링크(22)는 상기 자전링크축(21)으로부터 상기 제 2실린더(50) 방향으로 연장되어 상기 수문(10)이 상기 제 1실린더(30)의 수축/신장에 따라 상기 제 2실린더(50) 방향으로 자전되도록 구성된 것을 특징으로 하는 전도식과 부상식 겸용 자동보 수문.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 자전링크(22)는 상기 자전링크축(21)으로부터 상기 제 2실린더(50)와는 반대 방향으로 연장되어 상기 수문(10)이 상기 제 1실린더(30)의 수축/신장에 따라 상기 제 2실린더(50)와는 반대 방향으로 자전되도록 구성된 것을 특징으로 하는 전도식과 부상식 겸용 자동보 수문.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 공전링크축(41)은 상기 제 1실린더(30)의 고정위치보다는 높은 곳에 위치되고, 상기 연결링크(43)는 상기 공전링크축(41)을 중심으로 하향 경사지게 구성되며, 상기 제 2실린더(50)의 고정위치는 상기 공전링크축(41)보다는 낮은 곳에 위치되면서 그 피스톤로드(51)와 상기 공전링크축(41) 사이의 각도가 180°미만으로 구성되어 상기 제 2실린더(50)가 수축될 때 상기 수문(10)이 바닥부측으로 이동할 수 있게 구성된 것을 특징으로 하는 전도식과 부상식 겸용 자동보 수문.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 공전링크축(41)은 상기 제 1실린더(30)의 고정위치보다는 높은 곳에 위치되고, 상기 연결링크(43)는 상기 공전링크축(41)을 중심으로 하향 경사지게 구성되며, 상기 제 2실린더(50)의 고정위치는 상기 공전링크축(41)보다는 낮은 곳에 위치되면서 그 피스톤로드(51)와 상기 공전링크축(41) 사이의 각도(θ‘)가 180°이상으로 구성되어 상기 제 2실린더(50)가 신장될 때 상기 수문(10)이 바닥부측으로 이동할 수 있게 구성된 것을 특징으로 하는 전도식과 부상식 겸용 자동보 수문.
6. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 공전링크축(41)은 상기 제 1실린더(30)의 고정위치보다는 낮은 곳에 위치되고, 상기 연결링크(43)는 상기 공전링크축(41)을 중심으로 상향 경사지게 구성되며, 상기 제 2실린더(50)의 고정위치는 상기 공전링크축(41)보다는 높은 곳에 위치되면서 그 피스톤로드(51)와 상기 공전링크축(41) 사이의 각도가 180°이상으로 구성되어 상기 제 2실린더(50)가 신장될 때 상기 수문(10)이 바닥부측으로 이동할 수 있게 구성된 것을 특징으로 하는 전도식과 부상식 겸용 자동보 수문.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 공전링크축(41)의 하부에는 상기 제 2실린더(50)가 신장되면 상기 수문(10)과 상기 공전링크(42)를 한꺼번에 수납할 수 있는 수납공간(13)이 형성된 것을 특징으로 하는 전도식과 부상식 겸용 자동보 수문.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1실린더(30)의 피스톤로드(31) 선단부가 상기 공전링크(42)의 중간부에 회전가능하게 연결되어 상기 공전링크(42)가 자전링크의 기능을 겸하도록 구성된 것을 특징으로 하는 전도식과 부상식 겸용 자동보 수문.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 벽체(11) 내부에는 공간부(12)를 형성하여 상기 제 2실린더(50), 상기 연결링크(43)가 수납되고;

   상기 수문(10)의 내부에는 제 1실린더(30), 상기 자전링크부(20), 상기 공전링크(42)가 수납되며;

   상기 공전링크(42)와 상기 연결링크(42)는 상기 공전링크축(41)을 통해 연결된 것을 특징으로 하는 전도식과 부상식 겸용 자동보 수문.