KR20040010434A - 수질오염을 방지하는 유압식 수문구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제방의 배수로에 설치되어 저수량을 조절하되 저수된 물의 순환을 유도하게 함과 아울러 그 저수된 물속에 공기를 주입하여 수질오염을 방지하게 한 수질오염을 방지하는 유압식 수문구조에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 제방의 배수로에 설치되어 저수량을 조절하게 한 유압식 수문구조에 있어서, 상기 제방의 배수로에 설치되는 수문과; 상기 수문의 종축으로 내설되되 그 수문의 횡축 길이를 따라 서로 연통하도록 다수로 내설된 관을 통해 상기 수문의 종축으로 저수된 심층수를 관통시켜 수면으로 살수하게 한 제1관부와, 이 제1관부와 연결되며 이 제1관부가 저수된 심층수를 끌어 올려 살수하도록 물 또는 공기를 펌핑하여 압송하는 제1펌핑부로 이루어진 살수부와; 상기 살수부의 제1관부와 병행하도록 상기 수문의 종축으로 내설되되 그 수문의 횡축 길이를 따라 서로 연통하도록 다수로 내설된 관을 통해 저수된 물속에 공기를 주입하게 한 제2관부와, 이 제2관부와 연결되며 이 제2관부에 공기를 펌핑하여 압송하는 제2펌핑부로 이루어진 공기 공급부와; 상기 수문의 전측으로 1개이상으로 설치되며 그 수문을 선회시켜 개폐하는 작동구;를 포함하고 있는 것을 특징으로 한다.

Description

수질오염을 방지하는 유압식 수문구조{Hydraulic-type floodgate structure for preventing water pollution}

본 발명은 제방의 배수로에 설치되어 저수량을 조절하게 한 유압식 수문구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저수된 물의 심층수를 끌어 올려 수면으로 살수시킴으로써 물의 순환을 유도하게 함과 아울러 그 저수된 물속에 공기를 주입하여 수질오염을 방지하게 한 수질오염을 방지하는 유압식 수문구조에 관한 것이다.

일반적으로 물을 저수할 목적으로 축조된 제방의 배수로에는 저수량을 조절하기 위한 수문이 설치되어 있음이 주지된 사실이다. 이러한 수문은 통상 가동식 구조로 설치되어 배수로에 대해 개폐하며 제방에 대한 저수량을 조절하도록 되어 있다.

그러나, 갈수기 등의 시기에 물을 자주 방류하지 않는 경우와 같이 물을 장기간 저수할 시 발생하는 물의 부패 등로 인한 수질오염의 문제와, 상류에서 유입되는 각종 부영양화 물질로 녹조류 등이 번성하여 용존산소량을 감소시킴으로써 야기되는 수질오염 등의 문제를 다소나마 해결하기 위한 수문구조는 아직 제시되고 있지 않음이 사실이다. 이는 수문을 개폐하기 위한 개폐구조만을 중점으로 개량해 왔기 때문이다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로, 본발명의 목적은 저수된 물의 심층수를 끌어 올려 수면으로 살수시킴으로써 물의 순환을 유도하게 함과 아울러 그 저수된 물속에 공기를 주입하여 장기간 저수시에도 수질오염을 방지하게 한 수질오염을 방지하는 유압식 수문구조를 제공하는데 있다.

도1은 본 발명에 따른 수질오염을 방지하는 유압식 수문구조가 제방의 배수로에 설치된 상태를 나타낸 도면,

도2는 도1에 있어서의 표시 A부분을 나타낸 도면,

도3은 본 발명에 따른 수질오염을 방지하는 유압식 수문구조에서 제1 및 제2관부, 배출관을 나타낸 도면,

도4은 본 발명에 따른 수질오염을 방지하는 유압식 수문구조가 제방의 배수로에 설치된 상태에서의 단면도,

도5는 본 발명에 따른 수질오염을 방지하는 유압식 수문구조의 저수시 사용 상태를 나타낸 단면도,

도6은 본 발명에 따른 수질오염을 방지하는 유압식 수문구조가 소정량을 방류하기 위한 사용 상태를 나타낸 단면도,

도7은 본 발명에 따른 수질오염을 방지하는 유압식 수문구조가 완전 방류를 하기 위한 사용 상태를 나타낸 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10:수문 11:설치홈

12:막음판재 13:브라켓

14:홈 14a:돌출턱

15:경사부 20:살수부

21:제1관부 21a:살수관

21b:제1연통관 22:제1펌핑부

22a:제1연결관 22b:제2연결관

22c:제1펌핑수단 30:공기 공급부

31:제2관부 31a:공기 유도관

31b:공기 주입관 31c:제2연통관

32:제2펌핑부 32a:제3연결관

32b:제4연결관 32c:제2펌핑수단

40:작동구 41:유압실린더

42:아암 42a:롤러

42b:절곡부위 43:레일

50:지수부재 60:체크밸브

70:덮개 80:배출관

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 제방의 배수로에 설치되어 저수량을 조절하게 한 유압식 수문구조에 있어서, 상기 제방의 배수로에 설치되는 수문과; 상기 수문의 종축으로 내설되되 그 수문의 횡축 길이를 따라 서로 연통하도록 다수로 내설된 관을 통해 상기 수문의 종축으로 저수된 심층수를 관통시켜 수면으로 살수하게 한 제1관부와, 이 제1관부와 연결되며 이 제1관부가 저수된 심층수를 끌어 올려 살수하도록 물 또는 공기를 펌핑하여 압송하는 제1펌핑부로 이루어진 살수부와; 상기 살수부의 제1관부와 병행하도록 상기 수문의 종축으로 내설되되 그 수문의 횡축 길이를 따라 서로 연통하도록 다수로 내설된 관을 통해 저수된 물속에 공기를 주입하게 한 제2관부와, 이 제2관부와 연결되며 이 제2관부에 공기를 펌핑하여 압송하는 제2펌핑부로 이루어진 공기 공급부와; 상기 수문의 전측으로 1개이상으로 설치되며 그 수문을 선회시켜 개폐하는 작동구;를 포함하고 있는 것을 특징으로 한다.

상기 목적 및 장점 그리고 다른 특징은 첨부 도면을 참조한 아래의 설명으로 부터 명백할 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도1은 본 발명에 따른 수질오염을 방지하는 유압식 수문구조가 제방의 배수로에 설치된 상태를 나타낸 도면, 도2는 도1에 있어서의 표시 A부분을 나타낸 도면, 도3은 본 발명에 따른 수질오염을 방지하는 유압식 수문구조에서 제1 및 제2관부, 배출관을 나타낸 도면, 도4는 본 발명에 따른 수질오염을 방지하는 유압식 수문구조가 제방의 배수로에 설치된 상태에서의 단면도, 도5는 본 발명에 따른 수질오염을 방지하는 유압식 수문구조의 저수시 사용 상태를 나타낸 단면도, 도6은 본 발명에 따른 수질오염을 방지하는 유압식 수문구조가 소정량을 방류하기 위한 사용 상태를 나타낸 단면도, 도7은 본 발명에 따른 수질오염을 방지하는 유압식 수문구조가 완전 방류를 하기 위한 사용 상태를 나타낸 단면도이다.

도면에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 수질오염을 방지하는 유압식 수문구조는 물을 저수하도록 하천이나 저수지 등에 축조된 제방(B)의 배수로(D)에 설치되어 저수량을 조절하게 하며 저수된 물의 수질오염을 방지하게 한다.

이러한 본 발명의 수질오염을 방지하는 유압식 수문구조는 상기 제방(B)의 배수로(D)에 설치되어 저수량을 조절하게 한 수문(10)을 구비하고 있다. 이 수문 (10)은 하부를 회전점으로 하여 상부가 선회하도록 상기 배수로(D)에 설치되며, 그 설치각을 바닥으로부터 60°경사지게 하여 수압에 대한 안정성을 갖도록 되어 있고, 이는 하기의 작동구(40)에 의해서 달성된다.

이러한 수문(10)에는 저수시 심층수를 강제로 끌어 올려 수면으로 살수시킴으로써 물의 순환을 유도하는 살수부(20)가 설치되어 있다. 이를 위한 살수부(20)는 상기 수문(10)의 종축으로 내설되되 그 수문의 횡축 길이를 따라 서로 연통하도록 다수로 내설된 관을 통해 상기 수문의 종축으로 저수된 심층수를 관통시켜 수면으로 살수하게 한 제1관부(21)와, 이 제1관부(21)와 연결되며 이 제1관부(21)가 저수된 심층수를 끌어 올려 살수하도록 물 또는 공기를 펌핑하여 압송하는 제1펌핑부(22)로 이루어짐을 특징으로 한다.

더 설명하면, 상기 제1관부(21)는 상기 수문(10)의 종축으로 그 수문의 횡축길이를 따라 다수로 설치된 살수관(21a)과, 이 살수관(21a)들을 서로 연통시키기 위해 그 살수관(21a)들의 사이에 설치된 제1연통관(21b)으로 이루어진다. 이 제1연통관(21b)들은 상기 살수관(21a)들의 대략 상부를 연통시키도록 설치되며, 상기 살수관(21a)들의 끝단들은 외부와 연락하되 저수된 물쪽을 향하도록 설치된다.

상기 제1펌핑부(22)는 상기 제1관부(21)에서 중앙에 위치한 살수관(21a) 또는 제1연통관(21b)으로부터 인출되어 상기 수문(10)의 하부로 뻗어 내려와 선단이 외부와 연락하도록 상기 수문(10)에 내설된 제1연결관(22a)과, 이 제1연결관(22a)과 분리되게 연결된 채 외부와 연락하도록 상기 제방(B)을 따라 길게 내설된 제2연결관(22b)과, 외부에 설치되며 이 제2연결관(22b)과 연결되어 물 또는 공기를 펌핑하여 압송하는 수중펌프 또는 에어펌프 등을 포함하는 제1펌핑수단(22c)으로 이루어진다. 여기서, 상기 제2연결관(22b)의 노출부위는 상기 수문(10)의 선회를 방해하지 않는 길이로 노출된다.

따라서, 상기 제1펌핑수단(22c)의 구동으로 펌핑된 물 또는 공기는 상기 제1 및 제2연결관(22a,22b)을 통해 상기 살수관(21a) 또는 제1연통관(21b)으로 압송되며, 이와 같이 압송된 물 또는 공기는 상기 각 제1연통관(21b)들로 연속 분배되어 각 살수관(21a)들을 통해 상기 수문(10)의 상부로 강하게 배출된다. 이러한 배출은 상기 살수관(21a)들의 내부를 진공으로 만들기 때문에, 이 진공으로 상기 각 살수관(21a)들은 저수된 심층수를 흡입 끌어 올려 상기 수문(10)의 상부를 통해 수면으로 살수할 수 있어, 결과적으로 상기 살수부(20)는 이 구조로 물의 상하 순환을 유도하게 한다.

또한, 상기 수문에는 저수된 물속에 강제로 공기를 주입하기 위한 공기 공급부(30)가 설치되어 있다. 이를 위한 공기 공급부(30)는 상기 살수부(20)의 제1관부 (21)와 병행하도록 상기 수문(10)의 종축으로 내설되되 그 수문(10)의 횡축 길이를 따라 서로 연통하도록 다수로 내설된 관을 통해 저수된 물속에 공기를 주입하게 한 제2관부 (31)와, 이 제2관부(31)와 연결되며 이 제2관부(31)에 공기를 펌핑하여 압송하는 제2펌핑부(32)로 이루어짐을 특징으로 한다.

더 설명하면, 상기 제2관부(31)는 상기 수문(10)의 종축으로 상기 살수부 (20)의 제1관부(21)와 병행하도록 그 수문(10)의 횡축 길이를 따라 다수로 설치된 공기 유도관(31a)과, 외부와 연락하도록 상기 수문(10)의 배면을 향해 이 공기 유도관(31a)들로부터 길이를 따라 다수로 인출된 공기 주입관(31b)과, 상기 공기 유도관(31a)들을 서로 연통시키기 위해 그 공기 유도관(31a)들의 하부 사이에 설치된 제2연통관(31c)으로 이루어진다.

상기 제2펌핑부(32)는 상기 수문(10)에 내설되되 외부와 연락하도록 상기 제2관부(31)에서 상기 공기 유도관(31a) 또는 제2연통관(31c)으로부터 인출된 제3 연결관(32a)과, 이 제3연결관(32a)과 분리되게 연결된 채 외부와 연락하도록 상기 제방(B)을 따라 길게 내설된 제4연결관(32b)과, 외부에 설치되며 이 제4연결관 (32b)과 연결되어 공기를 펌핑하여 압송하는 에어펌프 등을 포함하는 제2펌핑수단 (32c)으로 이루어진다. 여기서, 상기 제4연결관(32b)의 노출부위는 상기 수문(10)의 선회를 방해하지 않는 길이로 노출된다.

따라서, 상기 제2펌핑수단(32c)의 구동으로 펌핑된 공기는 상기 제3 및 제4연결관(32a,32b)을 통해 상기 공기 유도관(31a) 또는 제2연통관(32c)을 거쳐 그 제2연통관(32c)들의 연속 분배로 각 공기 유도관(32a)들 까지 압송된다. 이와 같이 상기 공기 유도관(32a)들로 압송된 공기는 그 공기 유도관(32a)들의 유도를 받으며 공기 주입관(32b)들을 통해 저수된 물속으로 주입된다.

또한, 상기 수문(10)에는 그 수문(10)이 개폐하도록 선회시키는 작동구(40)가 설치되어 있다. 이 작동구(40)는 상기 수문(10)의 전방으로 1개이상으로 설치되며, 상기 수문(10)이 완전히 닫혔을 시 바닥으로부터 60°의 경사각을 이루게 한다.

이러한 작동구(40)는 상기 수문(10)의 내부에 회전되게 내설된 유압실린더 (41)와, 대략 "ㄱ"자 모양으로 일단은 이 유압실린더(41)에 회전되게 연결되고 상기 수문(10)의 전측으로 돌출되어 바닥까지 닿은 타단에는 롤러(42a)가 설치되되 그 절곡부위(42b)가 상기 수문(10)의 전면에 대해 회동되게 설치된 아암(42)과, 바닥에 설치되며 상기 유압실린더(41)의 신축으로 직선운동을 하는 이 아암(42)의 롤러(42a)를 안내하기 위한 레일(43)로 이루어진다.

상기 유압실린더(41)는 완전히 신장된 길이를 수용할 수 있는 길이를 갖도록 상기 수문(10)에 형성된 설치홈(11) 내부에 회동되게 내설되며, 이 설치홈(11)을 막는 막음판재(12)에는 상기 아암(42)의 직선 운동을 안내하기 위한 가이드 홈 (12a)이 형성되어 있고, 상기 아암(42)의 절곡부위(42b)는 상기 수문(10)의 전면에 돌설된 브라켓(13)에 회동되게 설치된다.

한편 이 구조에서, 상기 수문(10)의 배면 하부에는 횡축 길이를 따라 홈(14)이 더 형성되어 있고, 이 홈(14)에는 상기 제1 및 제2관부(21,31)와 병행하도록 상기 수문(10)의 종축으로 내설되되 그 수문(10)의 횡축 길이를 따라 다수로 내설된 배출관(80))이 연락하며 설치되어 있다. 여기서, 상기 홈(14)은 상기 수문(10)의 후측으로 그 수문(10)의 길이를 따라 상기 제방(B)에 설치된 지수부재(50)보다 아래에 있도록 형성되며, 바람직하게는 아래로 상기 수문(10)의 선회를 방해하지 않는 길이를 갖는 돌출턱(14a)을 형성함이 좋다.

따라서, 상기 수문(10)이 저수된 물을 방류하기 위해 열리면, 상기 지수부재(50)와 상기 수문(10)의 배면 하부와의 사이에는 간극이 형성되며, 이 간극으로 유입되는 물은 상기 홈(14) 및 배출관(80)을 통해 방류되는 물과 함께 외부로 배출되는데, 이는 상기 간극으로 유입되는 물의 수압이 충분히 강하기 때문에 가능하게 된다. 이에, 상기 수문(10)의 회전점 및 작동구(40)는 침수가 방지되어 그 수명이 연장된다. 이러한 상기 배출관(80)에는 역류방지용 체크밸브(60)가 설치됨이 바람직하다.

또한, 상기 수문(10)의 상부에는 방류시 상기 제1관부(21)로 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위한 덮개(70)가 그 수문(10)에 대해 회동되게 설치되어 있고,상기 제방(B)의 배수로(D)의 일면과 대면하기 위한 경사부(15)가 그 수문(10)의 전측으로 돌출되게 형성되어 방류시 물이 상기 작동구(40)의 쪽으로 유입되지 않게 되어 있다. 여기서, 상기 덮개(70)는 상기 배출관(80)으로부터의 물을 용이하게 배출할 수 있도록 상기 제1관부(21), 즉 외부와 연락하는 살수관(21a)들의 끝단을 상기 수문(10)의 전측을 향해 약간 벌어지게 덮도록 설치된다.

따라서, 도5에 도시한 바와 같이 상기 수문(10)이 물을 저수하기 위해 닫힌 상태가 되면, 상기 작동구(40)의 유압실린더(41)는 완전 수축되고 상기 아암(42)은 상기 수문(10)으로부터 벌어진 상태가 된다. 이 상태에서, 상기 살수부(20)와 공기 공급부(30)를 상기 작동 방법으로 작동시키면, 저수된 물의 심층수가 상기 살수부 (20)의 제1관부(21)를 통해 지속적으로 수면으로 살수되고, 저수된 물속에는 상기공기 공급관(30)의 제2관부(31)를 통해 공기가 주입된다.

따라서, 이러한 과정은 저수된 물의 상하 순환을 유도함과 아울러 그 물의 내외부로 공기를 충분히 주입시킬 수 있기 때문에, 장기간 저수시에도 물의 부패 등으로 인한 수질오염을 효과적으로 방지하게 한다. 또한, 이러한 과정은 물속의 용존산소량을 크게 증가시켜 수질오염을 야기하는 녹조현상 등을 효과적으로 방지하게 하며 어패류 등의 번성을 기대할 수 있게 한다.

한편 도6에 도시한 바와 같이, 상기 수문(10)이 소정 각도로 열려 소정량의 저수된 물을 방류시킬 시, 상기 작동구(40)에서 유압실린더(41)는 이 소정 각도를 갖게 하는 길이로 신장되며 상기 아암(42)은 이 소정 각도를 유지할 수 있도록 상기 수문(10)의 쪽으로 오므라진다.

이 상태는 상기 살수부(20)와 공기 공급부(30)의 작동이 정지된 상태이고, 상기 덮개(70)가 상기 수문(10)를 타고 넘는 물살에 의해 수문(10)의 전측으로 회동되어 상기 살수부(20)의 제1관부(21), 즉 외부로 노출된 살수관(21a)들의 끝단을 약간 벌어지게 덮어 이물질의 유입을 방지하게 한다.

이때, 상기 지수부재(50)와 수문(10) 하부 사이의 간극을 통해 유입되는 물은 상기 홈(14) 및 배출관(80)을 통해 상기 덮개(70)의 벌어진 틈으로 방류되는 물과 함께 배출된다.

또한 도7에 도시한 바와 같이, 상기 작동구(40)에서 유압실린더(41)가 완전신장되고 상기 아암(42)이 상기 수문(10)에 대해 절첩되면, 상기 수문(10)이 상기 제방(B)의 배수로(D)와 평행을 이루므로, 완전 방류가 행해진다. 이 상태에서 상기 수문(10)의 경사부(15)가 상기 배수로(D)와 대면하기 때문에, 상기 작동구(40) 쪽으로의 물의 유입은 차단된다.

본 발명의 수질오염을 방지하는 유압식 수문구조는 이와 같은 작동 방법으로 수문(10)을 개폐하며 저수량을 조절하게 하며, 특히 저수시 물을 순환시킴과 아울러 그 물속에 공기를 주입하기 때문에 장기간 저수시에도 물의 부패, 녹조현상 등으로 인한 수질오염을 방지하여 깨끗한 물을 유지하게 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 저수된 물의 심층수를 끌어 올려 수면으로 살수시킴으로써 물의 순환을 유도하게 함과 아울러 그 저수된 물속에 공기를 주입하기 때문에 장기간 저수시에도 수질오염을 방지하여 깨끗한 물을 유지하게 한 효과가 있다.

Claims (5)

1. 제방의 배수로에 설치되어 저수량을 조절하게 한 유압식 수문구조에 있어서,

   상기 제방의 배수로에 설치되는 수문과;

   상기 수문의 종축으로 내설되되 그 수문의 횡축 길이를 따라 서로 연통하도록 다수로 내설된 관을 통해 상기 수문의 종축으로 저수된 심층수를 관통시켜 수면으로 살수하게 한 제1관부와, 이 제1관부와 연결되며 이 제1관부가 저수된 심층수를 끌어 올려 살수하도록 물 또는 공기를 펌핑하여 압송하는 제1펌핑부로 이루어진 살수부와;

   상기 살수부의 제1관부와 병행하도록 상기 수문의 종축으로 내설되되 그 수문의 횡축 길이를 따라 서로 연통하도록 다수로 내설된 관을 통해 저수된 물속에 공기를 주입하게 한 제2관부와, 이 제2관부와 연결되며 이 제2관부에 공기를 펌핑하여 압송하는 제2펌핑부로 이루어진 공기 공급부와;

   상기 수문의 전측으로 1개이상으로 설치되며 그 수문을 선회시켜 개폐하는 작동구;를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 수질오염을 방지하는 유압식 수문구조.
2. 제1항에 있어서, 상기 수문의 배면 하부에는 횡축 길이를 따라 홈이 더 형성되고, 이 홈과 연락하며 상기 제1 및 제2관부와 병행하도록 상기 수문의 종축으로 내설되되 그 수문의 횡축 길이를 따라 다수로 내설되어 방류시 상기 수문의 후측으로 설치된 지수부재와 상기 수문의 배면 하부와의 간극으로 상기 홈에 유입되는 물을 외부로 배출하게 하는 배출관을 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 수질오염을 방지하는 유압식 수문구조.
3. 제2항에 있어서, 상기 배출관에는 역류방지용 체크밸브가 더 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 수질오염을 방지하는 유압식 수문구조.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 1항에 있어서, 상기 수문의 상부에는 방류시 상기 제1관부로 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위한 덮개가 그 수문에 대해 회동되게 설치됨과 아울러 상기 제방의 배수로의 일면과 대면하기 위한 경사부가 그 수문의 전측으로 더 돌출 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 수질오염을 방지하는 유압식 수문구조.
5. 제1항에 있어서, 상기 작동구는 상기 수문의 내부에 회전되게 내설된 유압실린더와, "ㄱ"자 모양으로 일단은 이 유압실린더에 회전되게 연결되고 상기 수문의 전측으로 돌출되어 바닥까지 닿은 타단에는 롤러가 설치되되 그 절곡부위가 상기 수문의 전면에 대해 회동되게 설치된 아암과, 바닥에 설치되며 상기 유압실린더의 신축으로 직선운동을 하는 이 아암의 롤러를 안내하기 위한 레일로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 수질오염을 방지하는 유압식 수문구조.