KR20050003961A - 수압식 수문 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 수압식 수문 장치는, 수압을 이용하여 수문을 작동시켜 통수구를 자동으로 개폐시키기 위한 것으로서, 물의 흐름을 단속할 수 있도록 형성되는 통수구(1), 이 통수구(1)의 내측벽(9, 11)에 횡단 설치되어 수압에 의하여 통수구(1)에서 승강 작동되어 통수구(1)를 개폐시키는 수문(3), 이 수문(3)의 통수구(1)에서의 승강 작동을 안내하도록 통수구(1)의 내측벽(9, 11)에 구비되는 가이드 레일(13), 및 이 가이드 레일(13)에 대향하는 수문(3)의 양측에 구비되어 있는 가이드 롤(15)로 구성되어 있다.

Description

수압식 수문 장치 {WATER GATE APPARATUS FOR USING WATER PRESSURE}

본 발명은 수압식 수문 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수압을 이용하여 수문을 작동시켜 통수구를 자동으로 개폐시키는 수압식 수문 장치에 관한 것이다.

본 발명은 강이나 하천의 보의 통수구에 설치되는 수문에 작용하는 수압을 이용하여 수위에 따라 자동으로 통수구를 개폐시키는 수압식 수문 장치에 관한 것이다.

본 발명은 내수와 외수의 수압 차이에 의하여 작동되는 수문으로 통수구를 자동으로 개폐하면서 내수를 일정 수위까지 저수하여 평상 시 수자원을 확보하는 수압식 수문 장치에 관한 것이다.

일반적으로 보(洑)는 강이나 하천에 폭 방향으로 설치되어 물의 흐름을 부분적으로 차단함으로서 강이나 하천에 소정 수위로 수량을 저류 시킨다. 따라서, 보가 설치되어 있는 강이나 하천은 평상 시, 자연 생태 환경 및 수자원의 사용 가능 환경을 조성 및 유지하게 된다.

이 보는 그 상측의 수위를 조절하기 위하여, 통수구에서 개폐 작동되는 수문(水門)을 구비하고 있다.

이 수문은 보 상측의 수위가 소정치 이상에 이르게 되면 그 위로 물이 넘쳐흐르도록 형성되어 있다. 따라서 보 상측의 바닥에는 퇴적물이 쌓이고, 물이 넘치지 않는 평상시에는 어류의 이동이 차단되어, 환경 오염이 가속화되며, 홍수 시 물배출의 지연으로 재해를 증대시킨다.

이러한 문제점들을 해결하기 위하여, 보 상측의 수위가 소정치에 이르게 되면 수문을 개방시키고 그 수문의 하측 통수구로 물을 배출시킬 수 있도록 구성되는 수문 장치가 요구되고 있다.

이 수문 장치는 자중을 가지는 중량체의 수문을 보의 통수구 상단에 힌지 구조로 장착하는 구조로 이루어져 있다.

따라서, 이 수문 장치는 보 상측의 수위가 소정치 미만에서 수문의 자중이 수압보다 크기 때문에 수문으로 통수구를 폐쇄시키며, 보 상측의 수위가 소정치 이상에서 수압이 수문의 자중보다 크기 때문에 수문으로 통수구를 개방시킨다.

그러나, 이와 같은 수문 장치는 수문의 상측을 보의 통수구 상단에 힌지 구조로 장착하고 있기 때문에, 수문의 선회 조작으로 통수구가 개방되면서, 통수구로 배출되는 물이 수문을 타격(打擊)하여 수문을 상하 방향으로 진동시킨다.

또한, 내수와 외수가 접하는 부분에는 내수를 배출시키고, 외수의 역류를 방지하는 수문 장치가 구비되어 있다. 이 내수와 외수는 각각 담수와 해수일 수도 있고, 양자 모두 담수 및 해수일 수도 있다.

이 수문 장치는 평상 시 내수 측에서 수자원을 확보할 수 있도록 별도의 인양 장치를 구비하고 있으며, 이 인양 장치에 의한 수문의 승강 작동으로 통수구를 개폐 작동시켜, 내수를 배출하거나 외수의 역류를 방지하는 구조로 이루어져 있다.

이러한 수문 장치는 내수를 저수하기 위하여 별도의 인양 장치 및 이 인양 장치를 관리하는 관리자를 필요로 하게 되므로 장치의 구성을 복잡하게 하고, 이장치의 관리를 어렵게 한다.

또한, 이 수문 장치는 단순히 수문을 승강시키도록 구성되어 있기 때문에 홍수와 같은 대수압이 작용할 때, 수문의 파손 및 배수 지연을 발생시키며, 이 배수지연에 따라 내수 측 저지대에 수해를 발생시키게 된다.

또한, 이 수문 장치는 승강 작동되는 수문에 이물질의 걸림이 쉽기 때문에 단순 고장 시에도 수문을 폐쇄시키지 못하여, 내수보다 외수의 수압이 크게 작용할 때 외수의 역류 현상을 발생시키게 된다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 발명된 것이다.

본 발명의 목적은 보 및 제방의 통수구에 설치되는 수문을 이 수문에 작용하는 수압으로 작동시켜 통수구를 자동으로 개폐시키는 수압식 수문 장치를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 목적은 강이나 하천의 보의 통수구에 설치되는 수문에 작용하는 수압을 이용하여 수위에 따라 자동으로 통수구를 개폐시키는 수압식 수문 장치를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 수위에 따라 결정되는 수압을 이용하여 부대 설비를 간단하게 하고, 기계적 방식의 고장이나 환경 오염을 방지하는 수압식 수문 장치를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 수문의 정비를 편리하게 하는 수압식 수문 장치를 제공하는 데 있다.

한편, 본 발명의 다른 목적은 내수 및 외수의 수압 차이에 의하여 작동되는 수문으로 제방의 통수구를 자동으로 개폐시키고, 내수를 일정 수위까지 저수시키는 수압식 자동 수문 장치를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 홍수와 같은 대수압 작용 시 수문을 완전 개방하여 수문 파손 및 배수지연을 방지하고, 수문에 이물질이 쉽게 걸리는 것을 방지하는 저수형 자동 수문 장치를 제공하는 데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 수압식 수문 장치의 제 1 실시 예의 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 수압식 수문 장치의 제 1 실시 예에서 수문이 통수구를 폐쇄한 상태의 단면도.

도 3은 도 2의 좌측면도.

도 4는 도 2의 제 1 실시 예에서 수문이 통수구를 개방하는 상태의 단면도.

도 5는 도 2의 제 1 실시 예에서 수문이 통수구를 완전 개방한 상태의 단면도.

도 6은 본 발명에 따른 수압식 수문 장치의 제 2 실시 예에서 수문이 통수구를 폐쇄한 상태의 단면도.

도 7은 도 6의 제 2 실시 예에서 수문이 통수구를 개방하는 상태의 단면도.

도 8은 도 6의 제 2 실시 예에서 차수문이 차단 작동된 상태에서 수문을 강제로 인양시키는 상태의 단면도.

도 9는 본 발명에 수압식 자동 장치의 제 3 실시 예의 사시도.

도 10은 도 9의 제 3 실시 예에서 수문이 자중에 의하여 통수구를 폐쇄한 상태의 단면도.

도 11은 도 9의 제 3 실시 예에서 수문의 사시도.

도 12는 도 9의 제 3 실시 예에서 내수의 수압에 의하여 수문이 통수구를 개방한 상태의 단면도.

도 13은 도 9의 제 3 실시 예에서 홍수와 같은 내수의 대수압에 의하여 수문이 통수구를 완전히 개방한 상태의 단면도.

도 14는 도 9의 제 3 실시 예에서 외수의 수압에 의하여 수문이 통수구를 폐쇄한 상태의 단면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 통수구 3 : 수문

5 : 보 7 : 제방

9, 11 : 내측벽 13 : 가이드 레일

15 : 가이드 롤 13a, 13b : 상, 하측 가이드 레일

15a, 15b : 상, 하측 가이드 롤 17 : 밸브

19 : 부력실 21 : 유입구

43 : 차수막 가이드 45 : 차수문

47 : 리드 스크류 49 : 연결부재

51 : 핸들 53 : 직선 경사부

55 : 곡선 선회부 A : 가이드 수단

B :개폐 수위 가변 수단 a : 내수

b : 외수

본 발명의 수압식 수문 장치는, 물의 흐름을 단속할 수 있도록 형성되는 통수구,

상기 통수구의 내측벽에 횡단 설치되어 수압에 의하여 통수구에서 승강 작동되어 통수구를 개폐시키는 수문, 및

상기 수문의 통수구에서의 승강 작동을 안내하도록 통수구의 내측벽과 이 내측벽에 대향하는 수문의 양측에 구비되어 있는 가이드 수단을 포함하고 있다.

상기 통수구는 강이나 하천에 구비되는 보에 하나 이상으로 설치되는 것이 바람직하다.

상기 통수구는 담수와 해수가 접하는 제방에 하나 이상으로 설치되는 것이 바람직하다.

상기 수문은 통수구에서 내수 및 외수 중 어느 하나 이상의 수압이 작용하는 것이 바람직하다.

상기 수문은 통수구에서 담수 및 해수 중 어느 하나 이상의 수압이 작용하는것이 바람직하다.

상기 수문은 작용하는 수압이 소정치에 이를 때까지 자중에 의하여 하강되어 통수구의 폐쇄 상태를 유지할 수 있는 중량체로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 가이드 수단은 통수구의 내측벽에 구비되어 있는 가이드 레일, 및

상기 가이드 레일에 이동 가능하게 결합되어 승강 작동되는 수문의 양측에 장착되는 가이드 롤로 구성되는 것이 바람직하다.

상기 가이드 수단은 통수구의 내측벽 상하에 구비되는 상, 하측 가이드 레일, 및

상기 상, 하측 가이드 레일에 이동 가능하게 결합되어 승강 작동되는 수문의 양측에 장착되는 상, 하측 가이드 롤로 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 수압식 수문 장치는, 물의 흐름을 단속할 수 있도록 형성되는 통수구,

상기 통수구의 내측벽에 횡단 설치되어 수압에 의하여 통수구에서 승강 작동되어 통수구를 개폐시키는 수문,

상기 수문의 통수구에서의 승강 작동을 안내하도록 통수구의 내측벽에 구비되는 가이드 레일, 및

상기 가이드 레일에 이동 가능하게 결합되어 승강 작동되는 수문의 양측에 장착되는 가이드 롤을 포함하고 있다.

상기 수문은 상승 작용으로 통수구 개방 시 배출 유량과의 저항을 줄이기 위하여 유선형으로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 수문은 부력을 가변시켜 수압에 의하여 개폐 작동되는 수문의 위치를 가변시키는 개폐 수위 가변 수단을 더 구비하고 있다.

상기 개폐 수위 가변 수단은 외부로부터 압축 공기를 공급받아 승강되는 수압을 조절하도록 상측에 구비되는 밸브,

상기 밸브를 통하여 공급되는 압축 공기를 저장하도록 내부에 형성되는 부력실, 및

상기 부력실 안으로 물을 유입하록 수문의 하단에 형성되어 있는 유입구를 포함하고 있다.

상기 가이드 레일은 수문의 상측에 구비되는 상측 가이드 롤과 결합되는 상측 가이드 레일, 및

상기 수문의 하측에 구비되는 하측 가이드 롤과 결합되는 하측 가이드 레일로 구성되는 것이 바람직하다.

상기 가이드 레일은 상, 하측 가이드 레일로 구성되며, 수문이 경사진 상태에서 수평 상태로 자세 변환되면서 상승하도록, 하측 가이드 레일의 하단은 상측 가이드 레일의 하단 원거리 하측에 배치되고, 하측 가이드 레일의 상단은 상측 가이드 레일의 수평부 근거리 하측에 배치되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 수압식 수문 장치는 수문의 일측 통수구에 상하 방향으로 설치되는 차수막 가이드, 및

상기 차수막 가이드에 승강 가능하게 설치되는 차수문을 더 포함하고 있다.

또한, 본 발명에 따른 수압식 수문 장치는 핸들에 의하여 회전 작동되도록통수구의 내측벽에 회전 가능하게 설치되고는 리드 스크류, 및

상기 리드 스크류의 하단을 수문의 하단에 연결하는 연결부재를 더 포함하고 있다.

본 발명에 따른 수압식 수문 장치는, 내수와 외수가 접하는 지역에 설치되어 제방을 형성하는 콘크리트 구조물에 형성되는 통수구,

상기 통수구의 양측에 구비되는 가이드 레일, 및

상기 통수구를 통하여 작용하는 내수의 수압과 외수의 수압 차이에 의하여 상기 가이드 레일을 따라 상승 후, 선회되면서 통수구를 개폐하도록 가이드 레일에 가이드 롤로 장착되는 수문을 포함하고 있다.

상기 가이드 레일은 수문의 상측 가이드 롤을 지지하는 상측 가이드 레일, 및

상기 상측 가이드 레일에 의하여 상측이 지지되는 수문의 하측을 지지하도록 수문의 하측 가이드 롤을 지지하는 하측 가이드 레일로 구성되는 것이 바람직하다.

상기 상, 하측 가이드 레일은 수문을 경사지게 상승시켜 통수구의 개폐 정도를 제어하도록 하측에 형성되는 직선 경사부, 및

상기 직선 경사부에 의하여 완전 상승된 수문을 선회 제어하도록 직선 경사부의 상측에 구비되는 곡선 선회부로 구성되는 것이 바람직하다.

상기 수문은 내수가 소정의 수압에 이를 때까지 자중에 의하여 폐쇄 상태를 유지할 수 있도록 중량체로 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 이점과 장점은 이하의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명함으로서 보다 명확하게 될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 수압식 수문 장치의 제 1 실시 예의 사시도로서, 통수구(1), 수문(3), 및 가이드 수단(A)을 포함하는 구성으로 이루어져 있다.

따라서, 이 수압식 수문 장치는 수문(3)에 작용하는 수압에 의하여 수문(3)을 승강시키고, 이 수문(3)의 승강 작동으로 통수구(1)를 개폐시킬 수 있도록 구성되어 있다.

먼저, 통수구(1)는 물의 흐름을 단속할 수 있도록 형성 및 설치되는 것이 바람직하다.

이 통수구(1)는, 본 발명의 수문 장치가 강이나 하천에 적용되는 경우, 강이나 하천에 구비되어 있는 보(5) 및 제방(7)에 구비되고, 담수와 해수가 접하는 부분에 적용되는 경우, 제방(7)에 구비되는 것이 바람직하다. 이 통수구(1)는 보(5) 및 제방(7)에 하나 이상으로 설치되어 있다.

수문(3)은 상기와 같이 이루어지는 통수구(1)의 내측벽(9, 11)에 횡단 설치되며, 그 일측에 작용하는 수압에 의하여 승강 작동되어 통수구(1)를 개폐시킬 수 있도록 이루어져 있다.

물론, 수문(3)의 양측과 이에 대향하는 통수구(1)의 내측벽(9, 11) 사이에는 수밀 수단이 개재되며, 이 수밀 수단은 통상의 실링 구조가 적용될 수 있다. 따라서 이 수밀 수단에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

이 수문(3)은 도 2에 도시된 바와 같이, 통수구(1)에서 내수(a)의 수압만 작용하는 곳, 이와 반대로 외수(b)의 수압이 작용하는 곳에 적용되어, 내수(a)의 배출 및 외수(b)의 역류를 방지할 수 있다.

또한, 이 수문은 내, 외수(a, b)의 수압이 선택적으로 또는 동시에 작용하는 곳에도 적용되어, 내수(a)의 배출을 단속하거나 외수(b)의 역류를 방지할 수도 있다.

즉, 이 수문(3)은 통수구(1)에서, 내수(a)가 담수이고 외수(b)가 해수인 경우에 적용되어 담수의 배출을 제어하고 해수의 역류를 방지할 수 있다.

물론, 이 수문(3)은 내수(a)가 해수이고 외수(b)가 담수인 경우에도 적용되어 해수의 배출을 제어하고 담수의 역류를 방지할 수도 있다.

이와 같은 수문(3)은 상승 작용으로 통수구(1)를 개방하게 되며, 이때 통수구(1)의 하측으로 배출되는 유량과의 저항을 줄일 수 있도록 유선형으로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 수문(3)은 자중을 가지는 중량체로 형성되는 것이 바람직하다.

이 중량체의 수문(3)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 내수(a)의 수압이 상당 수준에 이르더라도 수압이 설정된 소정치에 이를 때까지는 자중에 의하여 하강 상태로 유지되어 통수구(1)를 폐쇄 상태로 유지시킬 수 있게 된다.

따라서, 수문(3)은 도 4에 도시된 바와 같이, 자중을 초과하는 내수(a)의 수압이 작용할 때 상승되어 통수구(1)를 개방시키게 된다.

수압이 자중을 초과하는 경우에만 상승되는 수문(3)의 작용은 수문(3) 내측에 내수(a)가 소정의 설정 수위로 유지되게 하고, 설정 수위 초과 시 수문(3) 내측의 내수(a)가 자동으로 설정 수위까지 배출되게 한다.

이와 같은 내수(a)의 배출 작용으로 내수(a)의 수위가 소정의 설정치 이하로 낮아지게 되면, 수문(3)에 작용하는 수압이 낮아지면서 수문(3)은 하강되어 도 1에 도시된 바와 같이 통수구(1)를 폐쇄시키게 된다.

상기와 같은 범위 내에서 내수(a)의 수위가 증감되면, 그 수압의 증감에 따라 수문(3)은 통수구(1)를 상기 범위 내에서 자동으로 개폐시키게 된다.

따라서, 본 발명은 수문(3)의 승강을 위한 인양 장치를 구비하지 않기 때문에, 수문(3)을 조작하는 장치의 구성을 단순하게 하면서 별도의 관리자를 불필요하게 하며, 인장을 위한 기계 장치에 의한 환경 오염을 방지할 수 있게 된다.

또한, 통수구(1)에서 수문(3)의 하측이 개방됨으로서, 평상 시, 통수구(1)를 통하여 어류가 이동할 수 있는 어도(魚道)가 형성되고, 강이나 하천 바닥에 퇴적물이 쌓이는 것이 방지된다.

한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 홍수로 인하여 수문(3)에 작용하는 내수(a)의 수압이 더욱 거세지게 되면, 수문(3)은 최대 수압을 받고 완전 상승되어 통수구(1)를 완전히 개방시키게 된다.

이와 같이 수문(3)에 의하여 통수구(1)가 완전 개방되므로 본 발명의 수문 장치는 내수(a)의 흐름 방향과 동일한 상태를 수문(3)을 유지하게 되므로 통수구(1) 및 수문(3)에 이물질이 걸리는 것을 방지하고, 수문(3)의 파손을 효과적으로 방지할 있게 된다.

또한, 도 2에서 내수(a)가 작용하지 않고 외수(b)가 작용하거나 외수(b)의 수압이 내수(a)의 수압보다 크게 작용하는 경우에, 외수(b)의 수압 및 자중에 의하여 수문(3)은 하강 작동되어 통수구(1)를 폐쇄시키게 되므로 외수(b)의 역류를 방지할 수도 있게 된다.

상기와 같이 수문(3)에 내, 외수(a, b)의 수압이 작용함에 따라 수문(3)은 승강 작용하게 된다.

따라서, 가이드 수단(A)은 통수구(1)에서 수문(3)이 상기와 같이 원활히 승강 작동할 수 있는 안내 구조로 형성되는 것이 바람직하다.

이러한 가이드 수단(A)은 다양하게 형성될 수 있으며, 본 발명에서는 통수구(1)의 내측벽(9, 11)과 이 내측벽(9, 11)에 대향하는 수문(3)의 양측에 구비된 것이 예시되어 있다.

즉, 이 가이드 수단(A)은 가이드 레일(13)과 가이드 롤(15)로 구성되는 것이 바람직하다. 이 가이드 레일(13) 및 가이드 롤(15)은 형상 및 개수에 관계없이 수문(3)을 승강시킬 수 있는 구조로 형성되는 것이 바람직하다. 가이드 레일(13)은 통수구(1)의 내측벽(9, 11)에 구비되어 있다. 가이드 롤(15)은 이 가이드 레일(13) 상에서 이동 가능하도록 결합되어 승강 작동되는 수문(3)의 양측에 장착되어 있다.

따라서, 수문(3)은 수압에 의하여 상승 및 하강되면 가이드 레일(13)에 구름 지지되는 가이드 롤(15)에 의하여 원활하게 상승 및 하강 작동된다.

또한, 이 가이드 수단(A)은 수문(3)을 안정된 수평 상태로 승강시키도록 상, 하측 가이드 레일(13a, 13b) 및 이에 결합되고 수문(3)의 양측에 장착되는 상, 하측 가이드 롤(15a, 15b)로 구성되는 것이 더 바람직하다.

즉, 상, 하측 가이드 레일(13a, 13b)은 통수구(1)의 내측벽(9, 11) 상하에 각각 구비되어 있고, 상, 하측 가이드 롤(15a, 15b)은 이 상, 하측 가이드 레일(13a, 13b)에 이동 가능하게 결합되어 승강 작동되는 수문(3)의 양측 상, 하측에 각각 하나 이상으로 장착되어 있다.

또한, 상, 하측 가이드 레일(13a, 13b)은 수문(3)을 경사진 상태에서 수평 상태로, 연속적으로 자세 변환시키면서 상승시킬 수 있도록 구성되어, 홍수와 같은 대수량 시 수압으로부터 수문(3)을 보호할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.

이를 위하여, 하측 가이드 레일(13b)의 하단은 상측 가이드 레일(13a)의 하단 원거리 하측에 배치되고, 하측 가이드 레일(13b)의 상단은 상측 가이드 레일(13a)의 수평부 근거리 하측에 배치되어 있다.

상기와 같이 가이드 레일(13) 및 가이드 롤(15)에 의하여 승강 작동되는 수문(3)은 다양한 수위에 따른 다양한 세기의 수압에 의하여 개방될 수 있도록 부력을 가변시키는 개폐 수위 가변 수단(B)을 더 구비하는 것이 바람직하다.

이 개폐 수위 가변 수단(B)은 다양하게 구현될 수 있으며, 제 1 실시 예에는 밸브(17), 부력실(19), 및 유입구(21)로 구성되어, 수문(3) 설치 시 수문(3)의 승강 수위를 다양하게 설정할 수 있는 것이 예시되어 있다.

즉, 밸브(17)는 외부로부터 압축 공기를 수문(3)의 내부로 공급하므로 수문(3)을 승강시키는 수압을 조절하게 된다. 따라서 이 밸브(17)는 수문(3)의 상측에 구비되어 필요 시 외부로부터 압축 공기를 공급받고 그 상태를 유지시킬 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.

부력실(19)은 밸브(17)를 통하여 공급되는 압축 공기를 저장하도록 수문(3)의 내부에 형성되어 있다.

유입구(21)는 부력실(19) 안으로 물을 유입하도록 수문(3)의 하단에 형성되어 있다.

상기 밸브(17)를 통하여 공급되는 압축 공기에 의한 부력실(19)의 압력이 낮아지게 되면, 유입구(21)를 통하여 유입되는 물이 많아지면서, 수문(3)이 상승되는 수위는 그만큼 높아지게 된다.

도 6 및 7은 본 발명에 따른 수압식 수문 장치의 제 2 실시 예에서 수문이 통수구를 폐쇄 및 개방하는 상태의 단면도로서, 그 전제적인 구성 및 작용 효과는 제 1 실시 예의 그것과 동일 내지 유사하다.

따라서, 제 1 실시 예와 유사한 부분에 대한 설명은 생략하고, 제 1 실시 예와 비교하여 대비 및 상승된 작용 효과를 가지는 부분에 대하여 상세히 설명한다.

이 제 2 실시 예의 수문(3)은 차수막 가이드(43) 및 차수문(45)을 더 구비하고 있다.

이 차수막 가이드(43)는 수문(3)의 일측 통수구(1)에 상하 방향으로 설치되어 있다.

차수문(45)은 이 차수막 가이드(43)에 승강 가능하게 설치되어 있다.

따라서, 도 8에 도시된 바와 같이, 수문(3)을 수리하고자 할 때, 차수막(45)을 하강시켜 수문(3)의 전방에서 통수구(1)를 완전 폐쇄시키고 물을 배출시킴으로서 수문(3)의 수리를 편리하게 한다.

이에 더하여, 제 2 실시 예는 필요 시, 리드 스크류(47)와 연결부재(49)를 더 설치할 수 있다.

리드 스크류(47)는 핸들(51)에 의하여 회전 작동되도록 통수구(1)의 내측벽(9)에 회전 가능하게 설치되어 있다.

연결부재(49)는 리드 스크류(47)의 하단과 수문(3)의 하단을 연결하고 있다.

제 2 실시 예는 수문(3) 수리 시, 차수막(45)으로 물을 차단하고, 수문(3)을 인양하여, 수문(3)을 편리하게 수리할 수 있게 한다.

차수막(45)이 상승되어 있고, 리드 스크류(47) 및 연결부재(49)가 설치되는 않은 경우 수문(3)의 개폐 작동은 제 1 실시 예와 동일하다.

도 9는 본 발명에 수압식 자동 장치의 제 3 실시 예의 사시도로서, 그 전제적인 구성 및 작용 효과는 제 1 실시 예의 그것과 동일 내지 유사함에도 불구하며, 수문(3)의 개폐 방식에 약간의 차이가 있다.

이 수문 장치는 상기와 같은 제 1 실시 예 내지 제 2 실시 예가 적용되는 곳에도 적용될 수 있으며, 특히 내수(a)인 담수와 외수(b)인 해수가 접하는 지역에 설치되는 제방(7)의 콘크리트 구조물에 설치되는 것이 더 바람직하다.

제 3 실시 예의 수문 장치는 내수(a)와 외수(b)의 수압 차이에 의하여 통수구(1)를 자동으로 개폐시키면서, 내수(a)를 일정 수위까지 저수시켜 평상 시 수자원을 확보할 수 있도록 구성되어 있다.

제 3 실시 예의 수문 장치는 도 10에 도시된 바와 같이, 내수(a)와 외수(b)가 접하는 지역에 설치되어 제방을 형성하는 콘크리트 구조물(7)의 통수구(1), 수문(3), 가이드 레일(13), 및 가이드 롤(15)을 포함하는 구성으로 이루어져 있다.

이 가이드 레일(13)은 단면 "??"자 형상의 홈을 가지는 채널을 거푸집(미도시)과 같이 설치하여 콘크리트를 타설함으로서 콘크리트 구조물로 이루어지는 제방(7)에 일체로 형성 및 설치되는 것이 바람직하다.

이 가이드 레일(13)은 각각 하나로 형성될 수도 있으나, 상승 및 선회 작동으로 개폐되는 수문(3)의 안정된 작동을 위하여, 각각 상측 가이드 레일(13a)과 하측 가이드 레일(13b)의 2중 구조로 형성되는 것이 바람직하다.

따라서, 상측 가이드 레일(13a)은 수문(3)의 상측 가이드 롤(15a)을 지지하고, 하측 가이드 레일(13b)은 수문(3)의 하측 가이드 롤(15b)을 지지하게 된다.

수문(3)은 상측 가이드 레일(13a) 및 하측 가이드 레일(13b)에 의하여 상하 좌우의 4 지점으로 지지되므로 내수(a) 및 외수(b)의 수압 차이에 의하여 안정된 상태로 상승 및 하강 작동되면서 통수구(1)를 개폐시키게 된다.

이 상측 가이드 레일(13a) 및 하측 가이드 레일(13b)은 내수(a)의 수압이 일정 치 이하에서는 경사진 상태로 승강되고, 내수(a)의 수압이 일정 치를 초과하게 되면 상승이 정지되고 선회되어 통수구(5)를 개폐시킬 수 있도록 직선 경사부(53)와 곡선 선회부(55)를 구비하고 있다.

상기 직선 경사부(53)는 수문(3)을 경사진 상태로 상승시켜 통수구(1)의 개폐 크기를 제어하도록 상측 가이드 레일(13a) 및 하측 가이드 레일(13b)의 하측에 직선 상태로 경사지게 형성되어 있다.

또, 곡선 선회부(55)는 이 직선 경사부(53)에 의하여 완전 상승된 수문(3)을선회 제어하여 통수구(1)를 완전 개방 제어하도록 직선 경사부(53)의 상측에 곡선 상태로 형성되어 있다.

한편, 수문(3)은 상기와 같이 형성되는 상, 하측 가이드 레일(13a, 13b)을 따라 상승된 후, 선회되면서 통수구(1)를 개폐하도록 내수(a) 및 외수(b)의 수압이 작용할 수 있도록 구성되어 통수구(1)에 설치되어 있다.

이 수문(3)은 도 11에 도시된 바와 같이 그 양측에 상기한 가이드 롤(15)을 구비하고 있다. 따라서 가이드 레일(13) 상에서 수문(3)의 승강 및 선회 작동은 자연스럽게 진행된다. 즉 상측 가이드 롤(15a)은 상측 가이드 레일(13a)을 따라 이동되고, 하측 가이드 롤(15b)은 하측 가이드 레일(13b)을 따라 이동된다.

이 가이드 롤(15)을 양측에 구비하고 있는 수문(3) 또한 중량체로 형성되는 것이 바람직하다.

이 중량체인 수문(3)에 구비된 상, 하측 가이드 롤(15a, 15b)의 위치와 이 가이드 롤(15)이 장착 및 이동되는 가이드 레일(13)의 직선 및 곡선의 위치는 내수(a)가 소정의 수위에 이를 때까지 수문(3)이 그 자중에 의하여 통수구(1)를 폐쇄시킨 상태로 유지시킬 수 있도록 배치되는 것이 바람직하다.

즉, 도 10에 도시된 바와 같이, 내수(a)의 수위가 일정 치에 이르지 못하여, 내수(a)의 수압이 소정 압 이하인 경우, 수문(3)의 자중은 내수(a)의 수압보다 크게 형성되고, 이로 인하여 수문(3)은 하강되어 통수구(1)를 폐쇄시키게 된다.

즉, 제 3 실시 예의 수문 장치는 내수(a)의 수압이 상기와 같은 소정의 범위에 이를 때까지는 내수(a)를 저수하여 수자원을 확보할 수 있게 된다.

상기와 같이 통수구(1)가 폐쇄된 상태에서, 내수(a)의 수의가 소정 범위를 초과하게 되면, 도 12에 도시된 바와 같이, 내수(a)의 수압이 수문(3)의 자중보다 크게 된다.

따라서, 수문(3)은 상승되어 통수구(5)를 개방시켜 내수(a)를 외수(b) 측으로 배출시키게 된다. 이 수문(3)이 상승되어 통수구(1)가 개방되는 내수(a)의 수위는 수문(3)의 자중과 가이드 롤(15) 및 가이드 레일(15)의 형상에 의하여 다양하게 설정될 수 있다.

이 때 내수(a)의 수압이 수문(3)에 작용하게 되면, 수문(3)의 양측에 구비되어 있는 가이드 롤(15)은 가이드 레일(13)의 직선 경사부(53)를 따라 상승되면서, 수문(3)을 상승시켜 통수구(1)를 개방시키게 된다.

이 통수구(1)의 개방으로 내수(a)가 배출되어 내수(a)의 수위가 상기한 소정 범위 이내로 낮아지게 되면, 수문(3)에 작용하는 수압이 낮아지면서 수문(3)은 하강되어 도 10에 도시된 바와 같이 통수구(1)를 폐쇄시키게 된다.

상기와 같은 범위 내에서 내수(a)의 범위가 증감되면, 그 수압의 증감에 따라 수문(3)은 통수구(1)를 상기 범위 내에서 자동으로 개폐시키게 된다.

따라서, 제 3 실시 예는 수문(3)의 승강을 위한 인양 장치를 구비하지 않기 때문에, 수문(3)을 조작하는 장치의 구성을 단순하게 하면서 별도의 관리자를 불필요하게 한다.

한편, 도 13에 도시된 바와 같이, 홍수와 같이 수문(3)에 작용하는 내수(a)의 수압이 더 거세지게 되면, 가이드 롤(15)은 상승 정지되면서 상측 가이드롤(15a)이 곡선 선회부(55) 상에서 선회 중심으로 되면서 하측 가이드 롤(15b)이 곡선 선회부(55)에서 선회된다. 따라서 이 가이드 롤(15)과 일체로 작동되는 수문(3)은 통수구(1)를 완전히 개방시키게 된다.

이와 같이 수문(3)에 의하여 통수구(1)가 완전 개방되므로 제 3 실시 예의 수문 장치는 내수(a)의 흐름 방향과 동일한 상태를 수문(3)을 유지하게 되므로 통수구(1) 및 수문(3)에 이물질이 걸리는 것을 방지하고, 강한 수압에 의한 수문(3)의 파손을 효과적으로 방지할 있게 된다.

이에 더하여 제 3 실시 예는 도 14에 도시된 바와 같이, 외수(b)의 수압이 내수(a)의 수압보다 큰 경우에 외수(b)의 수압에 의하여 수문(3)이 통수구(1)를 폐쇄시키게 되므로 외수(b)의 역류를 방지할 수 있게 된다.

이 때 외수(b)의 수압이 내수(a)의 수압보다 강하게 수문(3)에 작용하게 되면, 수문(3)의 양측에 구비되어 있는 상, 하측 가이드 롤(15a, 15b)은 상, 하측 가이드 레일(13a, 13b)의 곡선 선회부(55) 및 직선 경사부(53)를 따라 수문(3)과 일체로 하강한다. 따라서 이 가이드 롤(15)과 일체로 작동되는 수문(3)은 통수구(1)를 폐쇄시키게 된다.

이와 같이 본 발명에 따른 수압식 수문 장치는 통수구에 가이드 수단을 개재하여 중량체인 수문을 설치하여 이 수문을 이에 작용하는 수압으로 자동 개폐시킴으로서, 별도의 인양 장치를 불필요하게 하여 장치의 구성을 간단하게 하고, 이 장치의 관리를 편리하게 하며, 수문의 하측을 개방시켜 환경 친화적이고, 홍수 시 재해를 효과적으로 줄일 수 있게 한다.

Claims (18)

1. 물의 흐름을 단속할 수 있도록 형성되는 통수구,

   상기 통수구의 내측벽에 횡단 설치되어 수압에 의하여 통수구에서 승강 작동되어 통수구를 개폐시키는 수문, 및

   상기 수문의 통수구에서의 승강 작동을 안내하도록 통수구의 내측벽과 이 내측벽에 대향하는 수문의 양측에 구비되어 있는 가이드 수단을 포함하는 수압식 수문 장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 통수구는 강이나 하천에 구비되는 보에 하나 이상으로 설치되는 것을 특징으로 하는 수압식 수문 장치.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 통수구는 담수와 해수가 접하는 제방에 하나 이상으로 설치되는 것을 특징으로 하는 수압식 수문 장치.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 수문은 통수구에서 내수 및 외수 중 어느 하나 이상의 수압이 작용하는 것을 특징으로 하는 수압식 수문 장치.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 수문은 통수구에서 담수 및 해수 중 어느 하나 이상의 수압이 작용하는 것을 특징으로 하는 수압식 수문 장치.
6. 청구항 1에 있어서,

   상기 수문은 작용하는 수압이 소정치에 이를 때까지 자중에 의하여 하강되어 통수구의 폐쇄 상태를 유지할 수 있는 중량체로 형성되는 것을 특징으로 하는 수압식 수문 장치.
7. 청구항 1에 있어서,

   상기 가이드 수단은 통수구의 내측벽에 구비되어 있는 가이드 레일, 및

   상기 가이드 레일에 이동 가능하게 결합되어 승강 작동되는 수문의 양측에 장착되는 가이드 롤로 구성되는 것을 특징으로 하는 수압식 수문 장치.
8. 청구항 1에 있어서,

   상기 가이드 수단은 통수구의 내측벽 상하에 구비되는 상, 하측 가이드 레일, 및

   상기 상, 하측 가이드 레일에 이동 가능하게 결합되어 승강 작동되는 수문의 양측에 장착되는 상, 하측 가이드 롤로 구성되는 것을 특징으로 하는 수압식 수문장치.
9. 물의 흐름을 단속할 수 있도록 형성되는 통수구,

   상기 통수구의 내측벽에 횡단 설치되어 수압에 의하여 통수구에서 승강 작동되어 통수구를 개폐시키는 수문,

   상기 수문의 통수구에서의 승강 작동을 안내하도록 통수구의 내측벽에 구비되는 가이드 레일, 및

   상기 가이드 레일에 이동 가능하게 결합되어 승강 작동되는 수문의 양측에 장착되는 가이드 롤을 포함하는 수압식 수문 장치.
10. 청구항 9에 있어서,

    상기 수문은 상승 작용으로 통수구 개방 시 배출 유량과의 저항을 줄이기 위하여 유선형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 수압식 수문 장치.
11. 청구항 9에 있어서,

    상기 수문은 부력을 가변시켜 수압에 의하여 개폐 작동되는 수문의 위치를 가변시키는 개폐 수위 가변 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 수압식 수문 장치.
12. 청구항 9에 있어서,

    상기 가이드 레일은 수문의 상측에 구비되는 상측 가이드 롤과 결합되는 상측 가이드 레일, 및

    상기 수문의 하측에 구비되는 하측 가이드 롤과 결합되는 하측 가이드 레일로 구성되는 것을 특징으로 하는 수압식 수문 장치.
13. 청구항 9에 있어서,

    상기 가이드 레일은 상, 하측 가이드 레일로 구성되며, 수문이 경사진 상태에서 수평 상태로 자세 변환되면서 상승하도록, 하측 가이드 레일의 하단은 상측 가이드 레일의 하단 원거리 하측에 배치되고, 하측 가이드 레일의 상단은 상측 가이드 레일의 수평부 근거리 하측에 배치되는 것을 특징으로 하는 수압식 수문 장치.
14. 청구항 9에 있어서,

    상기 수문의 일측 통수구에 상하 방향으로 설치되는 차수막 가이드, 및

    상기 차수막 가이드에 승강 가능하게 설치되는 차수문을 더 포함하는 수압식 수문 장치.
15. 내수와 외수가 접하는 지역에 설치되어 제방을 형성하는 콘크리트 구조물에 형성되는 통수구,

    상기 통수구의 양측에 구비되는 가이드 레일, 및

    상기 통수구를 통하여 작용하는 내수의 수압과 외수의 수압 차이에 의하여 상기 가이드 레일을 따라 상승 후, 선회되면서 통수구를 개폐하도록 가이드 레일에 가이드 롤로 장착되는 수문을 포함하는 수압식 수문 장치.
16. 청구항 15에 있어서,

    상기 가이드 레일은 수문의 상측 가이드 롤을 지지하는 상측 가이드 레일, 및

    상기 상측 가이드 레일에 의하여 상측이 지지되는 수문의 하측을 지지하도록 수문의 하측 가이드 롤을 지지하는 하측 가이드 레일로 구성되는 것을 특징으로 하는 수압식 수문 장치.
17. 청구항 15에 있어서,

    상기 상, 하측 가이드 레일은 수문을 경사지게 상승시켜 통수구의 개폐 정도를 제어하도록 하측에 형성되는 직선 경사부, 및

    상기 직선 경사부에 의하여 완전 상승된 수문을 선회 제어하도록 직선 경사부의 상측에 구비되는 곡선 선회부로 구성되는 것을 특징으로 하는 수압식 수문 장치.
18. 청구항 15에 있어서,

    상기 수문은 내수가 소정의 수압에 이를 때까지 자중에 의하여 폐쇄 상태를유지할 수 있도록 중량체로 형성되는 것을 특징으로 하는 수압식 수문 장치.