KR20100038509A

KR20100038509A - 인양 수문

Info

Publication number: KR20100038509A
Application number: KR1020080097514A
Authority: KR
Inventors: 이청규
Original assignee: 이청규
Priority date: 2008-10-06
Filing date: 2008-10-06
Publication date: 2010-04-15

Abstract

인양 수문이 개시된다. 기존 인양 수문이 작동되어지는 구성은 양쪽 실린더에 의해서 구동되어지는 구조이어서, 승하강시 피스톤의 양쪽 로드가 밸런스를 유지하면서 작동되지 않고 부하가 가중되는 쪽으로 피스톤이 적게 올라가고 부하가 적은 쪽의 피스톤이 많이 올라가는 상황이 발생되어졌다. 결과적으로 인양수문의 차단판이 지그재그로 작동되는 문제가 있었다.

본 발명은 2개의 권양장치인 유압실린더를 양쪽의 기둥에 장착하여 장착한 힘을 권양로프로 분배하는 동조와이어 구조로 강력한 파워를 얻을 수 있다. 2개의 유압실린더와 권양로프를 적용한 구조로 균일한 힘의 분배를 통해 항상 수평을 유지시킬 수 있다

권양장치, 차수판, 프레임, 인양 수문

Description

인양 수문{ PULLING UP FLOODGATE}

본 발명은 강이나 하천의 댐이나 저수지 등지에 설치되어 저수량을 조절하는데 사용하는 인양 수문에 관한 것이다.

도 1의 사진과 같이 일반적인 강이나 하천의 댐이나 저수지에는 물을 가두거나 방류하기 위하여 수문이 설치되는데 이와 같이 설치되는 수문들은 기계식이나 유압식으로 작동하여 개폐된다.

기계식이나 유압식으로 작동하기 위하여 동력을 발생하는 권양장치가 필요한데, 이러한 권양장치들은 차수판의 상부의 슬라브 구조물위에 고정되어 있어, 미관상 좋지 않을 뿐만 아니라 구조물을 설치하는 비용도 증가하였다.

뿐만 아니라 하나의 차수판을 개방하기 위하여 두개의 권양장치를 사용하였기 때문에 권양시 힘의 불균형으로 인하여 한쪽으로 차수판이 치우치게 되었다. 결과적으로 차수판을 가이드하는 양측의 프레임이 마모가 되었고 이로 인하여 수밀성이 떨어지게 되었다. 또한, 권양에 필요한 힘도 증가하여 권양장치에 부하가 증가 하였다.

본 발명은 하나의 권양장치를 이용함으로써, 차수판을 균등한 힘으로 권양하는 인양 수문을 제공하고자 한다. 또한, 차수판을 하강하여 차폐할 경우에도 수밀성이 견고하도록 하는 인양 수문을 제공하고자 한다.

본 발명의 일측면에 따르면, 강이나 하천의 댐이나 저수지 등지에 설치되어 저수량을 조절하는데 사용하는 인양 수문에 관한 것으로서, 상기 인양 수문은, 제1 풀리가 설치된 차수판과, 상기 차수판의 일측면을 가이드하며 상기 차수판의 높이보다 긴 제1 프레임과, 상기 차수판의 타측면을 가이드하며 상기 차수판의 높이보다 긴 제2 프레임과, 상기 제2 프레임에 설치되는 권양장치와, 상기 제1 프레임의 상단에 일단이 고정되고 상기 제1 풀리를 연결하여 상기 권양장치에 타단이 연결됨으로써, 상기 권양장치가 작동시 상기 차수판을 승강하도록 동력을 전달하는 권양로프를 포함하는 인양 수문이 제공된다.

상기 권양장치는 상기 제2프레임의 하단에 설치되며, 상기 제2 프레임의 상단에는 상기 권양로프가 연결될 수 있도록 제2 풀리가 설치될 수 있다.

또한, 상기 제1 풀리는, 한 쌍으로 이루어지며, 상기 차수판의 양측에 각각 설치될 수 있다.

또한, 상기 차수판의 양측면에는 각각 롤러가 설치되어, 상기 제1 및 제2 프레임과의 마찰력을 줄여줄 수 있다. 상기 롤러는 피니언 기어구조이고, 상기 롤러 와 마찰하는 상기 제1 및 제2 프레임의 내벽의 접촉부에는 상기 피니언 기어구조 에 대응하는 래크(rack) 기어구조일 수 있다.

또한, 상기 권양장치는, 실린더와, 상기 실린더에 결합된 실린더 로드를 포함하여 유압식을 작동할 수 있다.

또한, 상기 권양장치는 모터일 수 있다.

또한, 상기 제1 및 제2 프레임과 접촉하는 상기 차수판의 전면 가장자리에는 지수고무가 부착될 수 있다. 상기 지수고무와 대응되는 위치의 상기 차수판의 후면 가장자리에는 제1 웨지가 설치되며, 상기 차수판이 물을 차단하기 위하여 닫혔을 때, 상기 제1 웨지를 전방으로 밀어서 상기 지수고무가 상기 제1 및 제2 프레임과 밀착되도록 하는 제2 웨지가 상기 제1 웨지의 위치에 대응하여 상기 제1 및 제2 프레임에 각각 설치될 수 있다.

또한, 상기 제1 프레임의 하단에 일단이 고정되며, 상기 제1 풀리를 연결하여 상기 권양장치와 타단이 연결되어 상기 차수판을 하강하도록 동력을 전달하는 하강로프를 더 포함할 수 있다.

이상의 구성과 같이, 하나의 권양장치와 권양로프를 이용하여 차수판을 권양함으로써, 차수판이 한쪽으로 치우치지 않은 상태로 수문을 개방할 수 있게 된다. 또한, 하강로프를 이용하여 수문을 닫을 경우에 수밀성이 좋아지게 된다. 또한, 기어를 차수판과 프레임의 접촉부에 설치함으로써 차수판이 움직일 경우 균형을 유지 하게 된다.

이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하되, 이는 본 발명에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로써 본 발명의 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 인양 수문의 정면 투시도이며, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 인양 수문의 측면 투시도이며, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 인양 수문의 단면도이며, 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 인양 수문이 개방하는 동작을 보여주는 정면 투시도이다.

도 2와 같이, 본 실시예의 인양 수문(100)은 차수판(21)과, 차수판(21)의 양측면을 각각 가이드하는 제1 및 제2 프레임(22a, 22b)과, 상기 차수판(21)에 결합된 제1 풀리(211)와, 차수판(21)의 승하강에 동력을 부여하는 권양장치(23)와, 상기 제1 프레임(22a)의 상단에 고정되며, 상기 제1 풀리(211) 및 권양장치(23)와 순차적으로 연결되어 상기 차수판(21)을 승강시키는데 동력을 전달하는 권양로프(24)로 크게 구성된다.

차수판(21)은 물의 흐름을 차단하는 판부재로서, 금속재질이 일반적으로 사용되며, 외부에는 부식을 방지하는 층이 피복되어 있다. 그러나, 차수판(21)이 내구 성과 내식성이 보장된다면 다양한 재질을 선택적으로 사용할 수 있다.

제1 및 제2 프레임(22a, 22b)은 차수판(21)의 양측면에 위치하도록 설치되며, 차수판(21)은 제1 및 제2 프레임(22a,22b)에 가이드되어 승하강한다. 제1 및 제2 프레임(22a, 22b)도 금속으로 이루어지는 것이 좋으나, 재질은 다양한 선택이 가능하다. 제1 및 제2 프레임(22a, 22b)은 차수판(21)의 높이보다는 길다.

차수판(21)에는 제1 풀리(211)가 설치되어 있다. 제1 풀리(211)는 차수판(21)의 상단 양측에 각각 한 개씩 설치되는 것이 좋다.

한편, 권양로프(24)는 제1 프레임(22a)의 상단에 일단 고정되고, 제1 풀리(211)의 하단을 연결하여 권양장치(23)와 타단이 연결된다. 권양장치(23)가 제2 프레임(22b)의 하단에 위치할 경우에는 제2 프레임(22b)의 상단에는 제2 풀리(221)가 설치될 수 있다.

도 2와 같이, 권양로프(24)가 제1 풀리(211), 제2 풀리(221) 및 권양장치(23)와 연결된 상황에서, 권양장치(23)가 작동하면, 권양로프(24)의 장력은 모든 위치에서 동일하기 때문에 차수판(21)의 양측면은 동일한 힘으로 승강된다. 따라서, 승강도중 차수판(21)의 기울어짐이 없이 안정된 형태를 유지하게된다.

본 실시예의 권양장치(23)는 제2 프레임(22b)의 하단에 위치하며, 실린더(231)와 실린더 로드(232)로 크게 구성된다. 실린더 로드(232)의 말단에 권양로프(24)가 결합되어 있다. 권양장치(23)는 제2 프레임(22b)과 어느 정도 이격된 상태로 권양로프(24)에 동력을 전달할 수 있다. 이렇게 이격된 상태를 유지하더라도 권양로프(24)를 통하여 권양장치(23)는 제2 프레임(22b)에 설치된 것으로 본다.

차수판(21)이 승강할 경우에는 권양장치(23)의 동력을 이용하나, 차수판(21)이 하강할 경우에는 차수판(21)의 자중에 의해서 수문이 밀폐된다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 제2 프레임(22b)을 길이방향으로 절개한 투시 단면도이다. 제1 프레임(22a)의 구조도 권양장치(23)를 제외하고는 거의 유사하기 때문에 상세한 설명을 생략한다.

도 3과 같이, 제2 프레임(22b)의 내부에 실린더(231)와 실린더 로드(232)를 포함하는 권양장치(23)가 위치하고 있다. 차수판(21)의 전면(도 3의 경우 좌측방향)의 가장자리에는 지수고무(27)가 부착되어 있다. 지수고무(27)가 제1 및 제2 프레임(22a, 22b)과 밀착될 경우 수문으로 물이 누수되지 않게 된다.

또한, 상기 지수고무(27)와 대응되는 위치의 상기 차수판(21)의 후면 가장자리에는 제1 웨지(251)가 설치되어 있다. 또한, 제2 프레임(22b)에는 제1 웨지(251)에 대응하여 제2 웨지(252)가 형성되어 있다. 차수판(21)이 하강하여 수문을 닫을 경우 상기 제2 웨지(252)가 제1 웨지(251)를 전방으로 밀어내게 된다. 결과적으로 지수고무(27)와 제2 프레임(22b)의 내벽은 밀착되어 수밀성이 우수해진다. 웨지는 적절한 위치에 복수로 형성될 수 있다.

한편, 차수판(21)이 승강할 경우, 차수판(21)의 전방에 설치된 돌기(26)가 제2 프레임(22B)의 상부에 형성된 돌기 가이드(29)를 올라타게 되고, 그 순간 차수판(21)은 제2 프레임(22B)의 내벽으로부터 떨어지게되어 마찰력이 줄어든 상태로 승강하게 된다.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 인양 수문의 단면도로서, 제2 프레 임(22b)을 중심으로 일부분만 도시한 것이다. 제2 프레임(22b)은 차수판(21)을 가이드하는 구조와 권양장치(23)가 설치될 수 있는 구조를 동시에 가지고 있다. 제1 프레임(22a)은 차수판(21)만 가이드하는 구조를 가지고 있다.

도 4의 단면도는 차수판(21)이 하강하여 수문을 닫은 상태로서, 제1 웨지(251)가 제2 웨지(252)에 의해서 밀려 차수판(21)이 전방으로 밀착된 구조이다. 결과적으로 지수고무(27)가 제2 프레임(22b)의 내벽과 밀착되어 수밀효과를 증대시킨다. 차수판(21)의 후면에는 차단막(28)을 설치하여 이물질이 프레임 내부로 유입되지 못하도록 하는 것이 좋다.

한편, 차수판(21)의 측면에는 제2 프레임(22b)의 내벽과의 마찰을 줄이기 위하여 롤러(212)가 설치되어 있다. 이러한 롤러(212)는 확대 단면도와 같이, 피니언 기어구조로 이루어질 수 있으며, 이와 대응되는 제2 프레임(22b)의 접촉부(222)는 래크(rack) 기어구조일 수 있다. 피니언 기어구조는 원형의 회전부에 치형이 형성되어 있는 것을 의미하고, 피니언 기어는 직선형태의 치형이 형성된 것을 의미한다.

이와 같이, 기어구조의 롤러(212)와 접촉부(222) 형태를 이룰 경우, 차수판(21)이 승하강할 경우 기어의 맞물림에 의해서 균형을 유지하면서 승강 및 하강을 하게 된다.

도 5는 권양장치(23)의 유압이 작용하여 차수판(21)이 승강한 형태를 보여준다. 하나의 권양장치(23)와 권양로프(24)를 이용함으로써, 차수판(21)의 양측에 힘이 균등하게 작용하면서 승강하게 된다.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 인양 수문의 정면 투시도이다. 도 6을 참조하면, 차수판(61), 제1 프레임(62a), 제2 프레임(62b), 권양장치(63), 권양로프(64), 제1 롤러(611)가 도시되어 있다. 본 실시예의 전반적인 구조는 제1 실시예와 동일하다. 본 실시예는 권양장치(63)로서 모터를 사용한 것이 특징이다. 모터의 토크를 증가하기 위하여 기어모듈이 추가적으로 결합할 수 있다. 또한, 모터의 설치 위치는 본 실시예와 같이 제2 프레임(62a)의 상단일 수 있으며, 경우에 따라 하단일 수도 있다. 모터의 위치에 따라서 추가적인 풀리가 제2 프레임(62b)에 더 결합될 수 있다.

도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 인양 수문의 정면 투시도이다. 도 7을 참조하면, 차수판(71), 제1 프레임(72a), 제2 프레임(72b), 권양장치(73), 권양로프(741), 제1 롤러(711), 제2롤러(721), 하강로프(742)가 도시되어 있다.

본 실시예는 제2 실시예와 전반적인 동일한 구성이나, 권양장치(73)의 동력으로 차수판(71)이 하강할 경우에도 차수판(71)에 힘을 가하는 것이 특징이다.

제1 프레임(72a)의 하단에는 하강로프(742)의 일단이 고정된다. 하강로프(742)는 제1 풀리(711)의 상단을 연결한 뒤, 제2 풀리(721)에 의해서 힘의 작용방향이 변환된 후 권양장치(73)와 타단이 연결된다.

이와 같은 구조의 수문(300)은 차단판(71)을 승강시키기 위하여 권양장치(73)를 작동할 경우, 권양로프(741)를 권취하게 되고, 하강로프(742)는 풀려지게 된다.

반면, 차단판(71)을 하강시킬 경우에는 권양장치(73)가 권양로프(741)를 풀리게 하고, 하강로프(742)를 권취하여 수문(742)이 완전히 밀폐되도록 한다.

도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 인양 수문의 정면 투시도이다. 도 8을 참조하면, 차수판(81), 인양 수문(400), 권양장치(83), 권양로프(84)가 도시되어 있다. 도 8은 유압 실린더 형식의 권양장치(83)가 인양 수문(400)의 좌우의 하단에 한 쌍 설치된 것이 특징이다. 한 쌍의 권양장치(83)은 직접적으로 차수판(81)에 전달된다. 그러나, 각각의 유압은 권양로프(84)와 풀리 등에 의해 차수판(81)에 균형적으로 전달된다. 한 쌍의 권양장치(83)의 유압이 불균형적이라 하더라도 권양로프(84)와 풀리에 의하여 균형을 이루게 된다.

기존 인양 수문이 작동되어지는 구성은 양쪽 실린더(본 실시예에서는 권양장치(83)임)에 의해서 구동되어지는 구조이어서, 승하강시 피스톤의 양쪽 로드가 밸런스를 유지하면서 작동되지 않고 부하가 가중되는 쪽으로 피스톤이 적게 올라가고 부하가 적은 쪽의 피스톤이 많이 올라가는 상황이 발생되어졌다. 결과적으로 인양수문의 차단판이 지그재그로 작동되는 문제가 있었다.

이 경우 한쪽 방향으로 솔림 현상이 발생되어 문틀과 차수판이 쇄기현상이 발생되고 꽉끼어지는 현상이 발생되었으며, 이로 인한 과중한 부하에 의하여 로드가 휘어진다든지 유압배관 및 유니트 쪽에 장애가 발생되어 졌다.

이러한 방식을 방지하기 위하여 로프인양 방식을 가미한 유압 권양방식을 이용하여 구동하되 양쪽에 와이어 로프 및 롤러를 사용하여 어느 경우에 든지 수평을 유지하여 작동되는 구조를 본 실시예는 제공한다.

또한, 랙크 기어를 이용하여 수문이 원하는 위치에 정지시 스톱로그에 의하여 록킹이 되어지게 구성하여 수문이 장시간 현 위치에 정지하고 있어도 유압실린더의 누유에 의해 내려오는 현상을 자동으로 내려오는 현상을 방지할 수 있다.

즉, 본 실시예는 2개의 권양장치(83)인 유압실린더를 양쪽의 기둥에 장착하여 장착한 힘을 권양로프(84)로 분배하는 동조와이어 구조로 강력한 파워를 얻을 수 있다. 2개의 유압실린더와 권양로프(84)를 적용한 구조로 균일한 힘의 분배를 통해 항상 수평을 유지시킬 수 있다.

도 9는 본 발명의 제5 실시예에 따른 인양 수문의 정면 투시도이다. 도 8을 참조하면, 차수판(91), 인양 수문(500), 권양장치(93), 권양로프(94)가 도시되어 있다. 도 9는 유압 실린더 형식의 권양장치(93)가 인양 수문(500)의 좌우의 상단에 한 쌍 설치된 것이 특징이다. 권양장치(93)의 유압은 권양로프(94)와 풀리 등에 의해 차수만(91)에 전달된다. 한 쌍의 권양장치(93)는 보다 안정적으로 차수판(91)에 힘을 전달하게 된다.

이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.

도1은 종래기술에 따른 인양 수문의 예시도.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 인양 수문의 정면 투시도.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 인양 수문의 측면 투시도.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 인양 수문의 단면도.

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 인양 수문이 개방하는 동작을 보여주는 정면 투시도.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 인양 수문의 정면 투시도.

도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 인양 수문의 정면 투시도.

도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 인양 수문의 정면 투시도.

도 9은 본 발명의 제5 실시예에 따른 인양 수문의 정면 투시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

인양 수문(100) 차수판(21)

제1 프레임(22a) 제2 프레임(22b)

제1 풀리(211) 권양장치(23)

권양로프(24)

Claims

강이나 하천의 댐이나 저수지 등지에 설치되어 저수량을 조절하는데 사용하는 인양 수문에 관한 것으로서,

상기 인양 수문은,

제1 풀리가 설치된 차수판과;

상기 차수판의 일측면을 가이드하며, 상기 차수판의 높이보다 긴 제1 프레임과;

상기 차수판의 타측면을 가이드하며, 상기 차수판의 높이보다 긴 제2 프레임과;

상기 제2 프레임에 설치되는 권양장치와;

상기 제1 프레임의 상단에 일단이 고정되고, 상기 제1 풀리를 연결하여 상기 권양장치에 타단이 연결됨으로써, 상기 권양장치가 작동시 상기 차수판을 승강하도록 동력을 전달하는 권양로프를 포함하는 인양 수문.
제1항에 있어서,

상기 권양장치는 상기 제2프레임의 하단에 설치되며,

상기 제2 프레임의 상단에는 상기 권양로프가 연결될 수 있도록 제2 풀리가 설치된 것을 특징으로 하는 인양 수문.
제1항에 있어서,

상기 제1 풀리는,

한 쌍으로 이루어지며, 상기 차수판의 양측에 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 인양 수문.
제1항에 있어서,

상기 차수판의 양측면에는 각각 롤러가 설치되어,

상기 제1 및 제2 프레임과의 마찰력을 줄여주는 것을 특징으로 하는 인양 수문.
제4항에 있어서,

상기 롤러는 피니언 기어구조이고,

상기 롤러와 마찰하는 상기 제1 및 제2 프레임의 내벽의 접촉부에는 상기 피니언 기어구조에 대응하는 래크(rack) 기어구조인 것을 특징으로 하는 인양 수문.
제1항에 있어서,

상기 권양장치는,

실린더와;

상기 실린더에 결합된 실린더 로드를 포함하여 유압식으로 작동하는 것을 특징으로 하는 인양 수문.
제1항에 있어서,

상기 권양장치는 모터인 것을 특징으로 하는 인양 수문.
제1항에 있어서,

상기 제1 및 제2 프레임과 접촉하는 상기 차수판의 전면 가장자리에는 지수고무가 부착된 것을 특징으로 하는 인양수문.
제8항에 있어서,

상기 지수고무와 대응되는 위치의 상기 차수판의 후면 가장자리에는 제1 웨지가 설치되며,

상기 차수판이 물을 차단하기 위하여 닫혔을 때, 상기 제1 웨지를 전방으로 밀어서 상기 지수고무가 상기 제1 및 제2 프레임과 밀착되도록 하는 제2 웨지가 상기 제1 웨지의 위치에 대응하여 상기 제1 및 제2 프레임에 각각 설치된 것을 특징으로 하는 인양수문.
제1항에 있어서,

상기 제1 프레임의 하단에 일단이 고정되며, 상기 제1 풀리를 연결하여 상기 권양장치와 타단이 연결되어 상기 차수판을 하강하도록 동력을 전달하는 하강로프를 더 포함하는 인양 수문.