KR200427635Y1 - 수질개선의 기능을 갖는 수문 - Google Patents

Abstract

본 고안은 하부에 형성한 보조수문에 의하여는 하부의 수질이 나쁜 물을 사이폰을 통하여 용존산소량이 증가된 물로 바뀌어 하류로 보내므로 수질을 개선하게 되면서, 용존 분해 및 하류의 수질개선에 많은 효과가 있고, 상부에 형성한 보조수문에 의하여는 상부의 부유물을 걸러내는 역할을 하게 되어 녹조나 적조가 발생하여도 상부의 물만 흘려 보냄으로써 저장된 물의 수질을 개선할 수 있음은 물론, 적은 량의 물을 내보낼 때에 큰 수문을 열지 않고도 손쉽게 작동할 수 있으며, 일정한 수위(70%) 까지는 수위 차에 의하여 사이폰 형식으로 자동 배출되고 이때 산소의 공급 및 이물질이 2차 분해되고 침전물을 제거하도록 한 수질개선의 기능을 갖는 수문에 관한 것이다.

상기의 본 고안은,

양측 지지구조물에 승하강이 가능하게 결합되어 하천이나 강 또는 수로의 물을 제어하는 수문에 있어서,

상기 수문의 플레이트가 수직 빔과 수평 빔에 의하여 다수의 구획으로 나뉘도록 하되,

상기 구획 중 상단 구획이나 하단 구획의 내부 플레이트에 적어도 하나 이상의 개구부를 형성하도록 하고,

상기 구획의 바깥에 위치하는 외부 플레이트에도 개구부를 형성하여 물의 흐름이 가능하도록 하고,

상기 내부 플레이트의 내벽에는 보조수문이 승하강하는 중에 개구부를 개폐시키도록 함으로써 큰 수문과 보조수문에 의한 수량 조절이 가능하도록 구성함을 특징으로 한다.

Description

수질개선의 기능을 갖는 수문{sluice}

도 1은 본 고안의 일 실시예에 따라 보조수문을 상단에 형성한 상태의 구성을 도시한 정면도

도 2는 본 고안의 일 실시예에 따라 상단에 형성한 보조수문을 개방한 상태의 단면도.

도 3은 본 고안의 일 실시예에 따라 상단에 형성한 보조수문을 닫은 상태의 단면도.

도 4는 본 고안의 다른 실시예에 따라 수문을 상단에 형성한 상태를 도시한 단면도

도 5는 본 고안의 또 다른 실시예에 따라 보조수문을 하단에 형성한 상태의 구성을 도시한 정면도.

도 6은 본 고안의 또 다른 실시예에 따라 하단에 형성한 보조수문을 개방한 상태의 단면도.

도 7은 본 고안의 다른 실시예에 따라 하단에 형성한 보조수문을 닫은 상태의 단면도.

도 8은 본 고안의 또 다른 실시예에 따라 수문을 하단에 형성한 상태를 도시한 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 수문 2 : 내부 플레이트

5, 12 : 개구부 11 : 외부 플레이트

21 : 유압실린더 23 : 보조수문

본 고안은 수질개선의 기능을 갖는 수문에 관한 것으로, 상세하게는 수질이 나쁜 물을 사이폰을 통하여 용존산소량이 증가된 물로 바뀌어 하류로 보내므로 수질을 개선하게 되면서, 용존 분해 및 하류의 수질개선에 많은 효과가 있고, 상부에 형성한 보조수문에 의하여는 상부의 부유물을 걸러내는 역할을 하게 되어 녹조나 적조가 발생하여도 상부의 물만 흘려 보냄으로써 저장된 물의 수질을 개선할 수 있음은 물론, 적은 량의 물을 내보낼 때에 큰 수문을 열지 않고도 손쉽게 작동할 수 있으며, 일정한 수위(70%) 까지는 수위 차에 의하여 사이폰 형식으로 자동 배출되고 이때 산소의 공급 및 이물질이 2차 분해되고 침전물을 제거하도록 한 수질개선의 기능을 갖는 수문에 관한 것이다.

일반적으로 물은 오랜 시간 담수를 할 경우 자연정화(햇빛, 바람, 물결)로 인하여 오염물질(기름때, 부유물)이 가라앉게 되고, 이렇게 가라앉은 오염물질들이 썩어서 하천의 오염을 일으키고 있음은 이미 주지된 사실이다.

그리고 물을 담수로 가두어두는 상태에서 농수로, 상하수도, 도시하수처리 장, 정수처리장 및 산업폐수처리장, 하천이나 강둑 등에 수문을 설치하여 유량을 제어하거나 조절하도록 한다.

기존의 이중 수문은 힌지를 기준으로 회전하면서 수로를 개방하게 되며, 집중호우 등으로 저수량이 급격히 증가되는 경우에 제방을 통해 용수가 범람하여 인근지역에 홍수가 발생되지 않도록 일부 또는 전부를 개방하여 저수되는 물의 양을 조절하는 기능을 사용되고 있다.

상기의 수문은, 강이나 저수지의 일 지점에 설치되어 저수되는 물의 양이 많아지면 수압에 의하여 밀리면서 열리게 된다.

이러한 기능을 가지는 수문은, 설치되는 장소 및 개폐방법에 따라 다양한 종류의 수문이 제공되고 있는데 특히 이중수문은, 상단에 힌지가 구성되어 수문의 내측 및 외측의 수압차에 의하여 자동적으로 개폐가 이루어지는 수문이다.

종래에는 이러한 이중수문이 대부분 중량이 무거운 철재로 이루어져 있어 적은 수압으로는 개폐가 이루어지지 않는 문제점이 있었다.

또한, 장시간 사용시에는 부식으로 인한 수질오염 및 수문으로서의 기능을 발휘하지 못하는 단점이 있었다.

이러한 철재로 이루어진 이중수문의 단점을 해결하기 위해 최근에는 강화플라스틱의 일종인 FRP(fiber glass reinforced plastic)로 수문이 제작된다.

상기 FRP재질의 이중수문은, 철재에 비하여 우수한 내식성과 높은 강도를 갖고있어 내구성이 뛰어나다.

그러나, 이러한 FRP 이중수문의 내부에는 철재로 이루어진 뼈대가 내장되어 있어 수문의 중량이 종래 철재 수문에 비하여 현저히 가벼운 것이 아니므로 저수지의 적은 수위의 수압으로는 개방이 어려운 문제점이 제기된다.

그러므로 등록실용신안 제0359186호(이중수문)가 제안되었는 바,

이는,

자동수문은 물이 이동가능한 통로가 형성되고, 상부에 다수개의 조립공이 구비된 콘크리트구조물과,

상부가 상기 콘크리트 구조물에 연결되고, 하부 일측에 보조통로가 구비된 수문과,

다수개의 조립공에 각각 삽입고정되는 상부힌지, 상기 상부힌지와 대응되도록 상기 수문의 상부에 위치하는 하부힌지, 상기 상부힌지와 하부힌지를 연결하는 제1링크로 이루어진 힌지부와,

상측에서 상부로 연장구성된 수직힌지와,

수문의 보조통로 상측에 해당되는 위치에서 전방으로 돌출구성된 수평힌지와,

상기 수직힌지와 수평힌지를 연결하는 제2링크를 포함하고 상기 제2링크를 기준으로 회전하는 보조수문을 포함하여 구성하였다.

또한, 상기 수문 및 보조수문의 배면 가장자리에는 별도의 제1 및 제2 실링부를 구성하여 역유입되는 물의 흐름을 차단하도록 하였다.

상기와 구성된 종래의 수문은 수문의 후방에 저장된 수압에 의하여 전방으로 밀려지게 되면, 수문이 힌지부를 중심으로 하여 전방으로 열려지게 된다.

즉, 콘크리트 구조물에 접촉되어 있는 수문이 전방으로 회전되면서 통로를 개방시키는 과정에서 저장된 물이 배수되도록 하였다.

한편, 저장된 물의 양이 많아 수압이 강하게 작용할 때에는, 수문의 회전이 원활하게 이루어지지만, 수위가 낮아 수압이 약할 때에는 수문의 자중에 의하여 통로를 개방시키는데 한계가 있었다.

이때, 상대적으로 적은 힘으로도 회전이 일어나는 보조수문은, 제2링크 및 수평힌지를 기준으로 회전하는 것이 가능하였다.

내부 수압에 의하여 상기 보조수문을 전방으로 밀어 보조통로를 개방시켜 물의 배수가 이루어지게 된다.

이렇게 개방되는 수문 및 보조수문은, 통로의 내부에서 작용되는 수압이 상대적으로 낮아지면, 자중에 의하여 직립상태로 복귀되어 배수가 중단하도록 하였다.

그러나, 상기와 같은 자동수문은 수문과 보조수문의 이중 수문으로 이루어져 유량을 조절하지만 보조수문에 가해지는 수압 이상에서는 수문이 개방되어야 하므로, 과부하가 많이 발생하게 되는 문제점이 있다.

또한, 상기 수문이 콘크리트 구조물의 조립공에 상부힌지가 결합되어 수문의 개폐과정에서 콘크리트 구조물이 파손되는 등 내구성이 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 상기 힌지부는 상부힌지와 하부힌지가 제1 링크에 의해 연결됨으로써 수문의 개폐과정에서 원활하게 개방되지 못하는 문제점이 있었다.

또한 2005년06월28일 출원번호 20-2005-0018651호(가변유량 자동 수문)이 제 안되었는 바,

이는,

가변유량 자동수문을 지지틀과 대,중,소수문으로 크게 구성하되,

상기의 지지틀은 배수로에 접촉되면서 앙커볼트에 의해 고정되는 배수로 접촉부,

상기 배수로 접촉부에 일정간격 이격되고, 수문이 접촉되는 수문 접촉부,

상기 배수로 접촉부와 수문 접촉부를 연결하여 유출구를 형성하는 연결관으로 구성하며,

상기 배수로 접촉부와 수문 접촉부 사이에는 몰탈을 투입함과 아울러 유로의 흐름방향으로 일정각도 경사지게 설치하였다.

상기 대수문은 상기 지지틀의 수문 접촉부상에 제1힌지로 결합되고, 대유량에 의해 개폐되도록 하였다.

또한, 상기 제1힌지는 상기 대수문의 일측에 단부가 고정되고, 내측에 수납홈이 형성된 지지틀 고정부, 상기 수납홈 상에 결합되는 베어링, 상기 대수문의 단부에 고정되어지는 힌지 고정부, 상기 지지틀 고정부와 힌지 고정부를 연결시키는 연결바 및 상기 연결바의 양단부를 각각 고정하는 고정부재로 구성하였다.

상기 중수문은 상기 대수문상에 제2힌지로 결합되고, 보통유량에 의해 개폐되도록 하였다.

상기 소수문은 상기 중수문상에 제3힌지로 결합되고, 소유량에 의해 개폐되도록 하였다.

그러나 상기와 같은 종래의 가변유량 자동 수문에 의하여서는, 상기의 대,중,소수문을 상기 배수로에 유동되는 유량에 따라 선택적으로 개폐되도록 함으로써 저수량에 의한 수압에 의하여 대수문과 중수문 및/또는 소수문을 개폐시켜 저수량을 조절할 수는 있지만, 외부의 동력에 의하지 않고 수압에 의해서만 이루어지게 되므로 효율적인 수위 조절이 이루어지지 못하였다,

더구나 상기의 대,중,소수문을 통하여 배수되는 물이 담수된 상태로 인해 얼마간 오염되는 하천이나 저수지의 수질을 개선시킬 수 없는 단점이 있었다.

이에 본 고안은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해소시키기 위하여 안출된 것으로, 하부에 형성한 보조수문에 의하여는 수질이 나쁜 물을 사이폰을 통하여 용존산소량이 증가된 물로 바뀌어 하류로 보내므로 수질을 개선하게 되면서, 용존 분해 및 하류의 수질개선에 많은 효과가 있고, 상부에 형성한 보조수문에 의하여는 상부의 부유물을 걸러내는 역할을 하게 되어 녹조나 적조가 발생하여도 상부의 물만 흘려 보냄으로써 저장된 물의 수질을 개선할 수 있음은 물론, 적은 량의 물을 내보낼 때에 큰 수문을 열지 않고도 손쉽게 작동할 수 있으며, 일정한 수위(70%) 까지는 수위 차에 의하여 사이폰 형식으로 자동 배출되고 이때 산소의 공급 및 이물질이 2차 분해되고 침전물을 제거하도록 한 수질개선의 기능을 갖는 수문을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 수질개선의 기능을 갖는 수문은,

양측 지지구조물에 승하강 가능하게 결합되어 하천이나 강 또는 수로의 물을 제어하는 수문에 있어서,

상기 수문의 플레이트가 수직 빔과 수평 빔에 의하여 다수의 구획으로 나뉘도록 하되,

상기 구획 중 상단 구획이나 하단 구획의 내부 플레이트에 적어도 하나 이상의 개구부를 형성하도록 하고,

상기 구획의 바깥에 위치하는 외부 플레이트에도 개구부를 형성하여 물의 흐름이 가능하도록 하고,

상기 내부 플레이트의 내벽에는 보조수문이 승하강하는 중에 개구부를 개폐시키도록 함으로써 큰 수문과 보조수문에 의한 수량 조절이 가능하도록 구성함을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 3은 본 고안의 일 실시예에 따라 보조수문을 상단에 형성한 상태의 구성을 도시한 것으로서,

양측의 지지구조물에 승하강 가능하게 결합되어 하천이나 강 또는 수로의 물을 제어하는 수문(1)에 있어서,

상기 수문(1)의 내부 플레이트(2)가 수직 빔(3)과 수평 빔(4)에 의하여 다수의 구획으로 나뉘도록 하되,

상기 구획 중 상단 구획인 수문(1)의 상단 내부 플레이트(2)에 적어도 하나 이상의 개구부(5)를 형성하도록 하고,

상기 내부 플레이트(2)의 바깥에 위치하는 외부 플레이트(11)의 동일 구획의 아래쪽에 개구부(12)를 형성하여 물의 흐름이 가능하도록 하고,

상기 내부 플레이트(2)의 내벽에는 유압실린더(21)를 설치하여 로드(22)에 결합된 보조수문(23)이 승하강하는 중에 상기 개구부(5)를 개폐시키도록 구성한 것이다.

그리고 도 4에 도시한 것과 같이, 상기의 보조수문(23)에 스핀들이나 래크(31)의 하단을 결합하고,

상기의 스핀들이나 래크(31)를 승하강 장치(30)에 의하여 상승이나 하강하는 중에 상기의 개구부(5)를 개폐시키도록 하여도 무방하다.

상기와 같이 구성한 본 고안의 수질개선의 기능을 갖는 수문은,

수문(1)이 양측의 지지구조물에 승하강 가능하게 결합되어 하천이나 강 또는 수로의 물을 제어하도록 하되,

상기 수문(1)의 내부 플레이트(2)가 수직 빔(3)과 수평 빔(4)에 의하여 다수의 구획으로 나뉘도록 한다.

상기 구획 중 상단 구획인 수문(1)의 상단 내부 플레이트(2)에 적어도 하나 이상의 개구부(5)를 형성한다.

그리고 상기 내부 플레이트(2)의 바깥에 위치하는 외부 플레이트(11)의 동일 구획의 아래쪽에 개구부(12)를 형성하여 물의 흐름이 가능하도록 한다.

상기 내부 플레이트(2)의 내벽에는 유압실린더(21)를 설치하여 로드(22)에 결합된 보조수문(23)이 승하강하는 중에 상기 개구부(5)를 개폐시키도록 함으로써 상부의 부유물을 걸러내는 역할을 하게 되어 녹조나 적조가 발생하여도 상부의 물만 흘려 보냄으로써 저장된 물의 수질을 개선할 수 있음은 물론, 적은 량의 물을 내보낼 때에 큰 수문을 열지 않고도 손쉽게 작동할 수 있으며, 일정한 수위(70%) 까지는 수위 차에 의하여 사이폰 형식으로 자동 배출되고 이때 산소의 공급 및 이물질이 2차 분해되고 침전물을 제거하도록 한다.

상기의 보조수문(23)에 스핀들이나 래크(31)의 하단을 결합하고 상기의 스핀들이나 래크(31)를 승하강 장치(30)에 의하여 상승이나 하강하는 중에 상기의 개구부(5)를 개폐시키도록 하여도 무방하다.

도 5 내지 도 7은 본 고안의 다른 실시예에 따라 보조수문을 하단에 형성한 상태의 구성을 도시한 것으로서,

수문(1)이 양측의 지지구조물에 승하강 가능하게 결합되어 하천이나 강 또는 수로의 물을 제어하도록 한다.

상기 수문(1)의 내부 플레이트(2)가 수직 빔(3)과 수평 빔(4)에 의하여 다수의 구획으로 나뉘도록 한다.

상기 구획 중 하단 구획인 수문(1)의 하단 내부 플레이트(2)에 적어도 하나 이상의 개구부(6)를 형성한다.

상기 내부 플레이트(2)의 바깥에 위치하는 외부 플레이트(11)의 동일 구획의 아래쪽에 개구부(13)를 형성하여 물의 흐름이 가능하도록 한다.

그리고 상기 내부 플레이트(2)와 외부 플레이트(11)의 사이에는 상단의 개구 부(42)가 일체인 중간 플레이트(41)를 설치하여 하단 개구부(6)와 상단의 개구부(42) 및 하단의 개구부(13)에 의해 물이 와류하는 중에 흐르도록 한다.

상기 내부 플레이트(2)의 내벽에는 유압실린더(21)를 설치하여 로드(22)에 결합된 보조수문(23)이 승하강하는 중에 상기 개구부(6)를 개폐시키도록 함으로써 하부의 수질이 나쁜 물을 사이폰을 통하여 용존산소량이 증가된 물로 바뀌어 하류로 보내므로 수질을 개선하게 되면서, 용존 분해 및 하류의 수질개선에 많은 효과가 있고, 적은 량의 물을 내보낼 때에 큰 수문을 열지 않고도 손쉽게 작동할 수 있으며, 일정한 수위(70%) 까지는 수위 차에 의하여 사이폰 형식으로 자동 배출되고 이때 산소의 공급 및 이물질이 2차 분해되고 침전물을 제거하도록 한다.

그리고 도 8에 도시한 것과 같이, 상기의 보조수문(23)에 스핀들이나 래크(51)의 하단을 결합하고 상기의 스핀들이나 래크(51)를 승하강 장치(50)에 의하여 상승이나 하강하는 중에 상기의 개구부(6)를 개폐시키도록 하여도 무방하다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 고안에 따른 수질개선의 기능을 갖는 수문에 의하여서는 수문의 하부에 보조수문을 형성한 경우에는 사이폰의 기능을 적용하여 하부에 수질이 나쁜 물을 사이폰을 통하여 용존산소량이 증가된 물로 바뀌게 되어 하류로 보내는 역할을 하여 수질을 개선하게 되면서, 용존 분해 및 하류의 수질개선에 많은 효과가 있으며, 적은 량의 물을 내보낼 때에 큰 수문을 열지 않고도 손쉽게 작동할 수 있게 된다.

그리고 수문의 상부에 보조수문을 형성한 경우에는 상부에 있는 부유물을 걸 러내는 역할을 하게 되어 녹조나 적조가 발생하여도 상부의 물만 흘려 보냄으로써 저장된 물의 수질을 개선할 수 있게 된다.

적은 량의 물을 내보낼 때에 큰 수문을 열지 않고도 손쉽게 작동할 수 있으며, 일정한 수위(70%) 까지는 수위 차에 의하여 사이폰 형식으로 자동 배출되고 이때 산소의 공급 및 이물질이 2차 분해되고 침전물을 제거하여 수문의 역할을 원활하게 하며, 하류로 좀더 맑은 물을 공급할 수 있다.

저수량이 많고 적음에 따라 배출량을 조절할 수 있으며, 퇴적물의 쌓임에 의한 오염을 원천봉쇄한 환경을 생각하는 환경 친화적으로 사용할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 양측의 지지구조물에 승하강 가능하게 결합되어 하천이나 강 또는 수로의 물을 제어하는 수문(1)에 있어서,

   상기 수문(1)의 내부 플레이트(2)가 수직 빔(3)과 수평 빔(4)에 의하여 다수의 구획으로 나뉘도록 하고,

   상기 구획 중 상단 구획인 수문(1)의 상단 내부 플레이트(2)에 적어도 하나 이상의 개구부(5)를 형성하고,

   상기 내부 플레이트(2)의 바깥에 위치하는 외부 플레이트(11)의 동일 구획의 아래쪽에 개구부(12)를 형성하고,

   상기 내부 플레이트(2)의 내벽에는 유압실린더(21)를 설치하여 로드(22)에 결합된 보조수문(23)이 승하강하는 중에 상기 개구부(5)를 개폐시키도록 구성한 것을 특징으로 하는 수질개선의 기능을 갖는 수문.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기의 보조수문(23)에 스핀들이나 래크(31)의 하단을 결합하고,

   상기의 스핀들이나 래크(31)를 승하강 장치(30)에 의하여 상승이나 하강하는 중에 상기의 개구부(5)를 개폐시키도록 구성한 것을 특징으로 하는 수질개선의 기능을 갖는 수문.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 내부 플레이트(2)의 하단 구획에 적어도 하나 이상의 개구부(6)를 형성하고,

   상기 내부 플레이트(2)의 바깥에 위치하는 외부 플레이트(11)의 동일 구획의 아래쪽에 개구부(13)를 형성하고,

   상기 내부 플레이트(2)와 외부 플레이트(11)의 사이에는 상단의 개구부(42)가 일체인 중간 플레이트(41)를 설치하여 구성한 것을 특징으로 하는 수질개선의 기능을 갖는 수문.

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