KR20100122341A - 유압식 자동 전도 수문장치 - Google Patents

Abstract

일단이 수문의 배면에 회전 가능하게 결합하는 지지 유닛; 일단이 상기 수문의 배면에 회전 가능하게 결합하고, 타단이 상기 지지 유닛에 승강 가능하게 결합한 실린더 유닛; 및 상기 지지 유닛에 설치되어 수로의 바닥까지 연장하는 잔류물 제거유닛을 포함하는 유압식 자동 전도 수문장치가 개시된다.

유압, 수문, 자중, 전도, 잔류물, 환경 오염

Description

유압식 자동 전도 수문장치{Hydraulic Automatic turned-over Floodgate Apparatus}

본 발명은 유압식 자동 전도 수문장치에 관한 것으로, 특히 수문 뒤쪽에 잔류물이 있는 경우에도 쉽게 수로를 개폐할 수 있는 유압식 자동 전도 수문장치에 관련한다.

또한, 본 발명은 수문의 개도 조절이 용이한 유압식 자동 전도 수문장치에 관련한다.

일반적으로 하천, 저수지, 또는 늪 등에는 홍수 시 물의 범람을 방지하고, 갈수 시 물을 효율적으로 활용하기 위한 치수용 제방이 축조된다. 그리고 제방의 일정 지점에는 수로가 형성되고, 이 수로에는 제방 내 수심 등을 조절하기 위한 수문이 설치된다.

도 1은 종래기술의 일 예에 따른 수문이 도시된 단면도로서, 하단을 중심으로 원호를 그리도록 상하 운동하며 수로를 개폐하는 전도식 수문이다.

도시된 바와 같이, 수로의 바닥 쪽에 폭을 따라 설치된 고정 축(1)과, 고정 축(1)에 하단이 회전 가능하게 설치되어 수로를 개폐하는 수문 함체(2)와, 수문 함 체(2)에 내장되고 수문 함체(2)를 회전시키는 구동수단(3, 4)으로 구성된다.

여기에서 구동수단(3, 4)은 그 선단(3a)이 수문 함체(2)의 배면(2a)을 향하도록 고정 축(1)에 설치된 고정 암(3)과, 고정 암(3)의 선단(3a)과 수문 함체(2)의 정면(2b) 일정 위치에 양끝이 각각 회전 가능하도록 연결된 유압실린더(4)로 구성된다.

이러한 구조에 의하면, 유압실린더(4)를 조작하여 피스톤 로드(4a)를 실린더 하우징(4b)에서 빼내면 수문 함체(2)가 고정 축(1)을 중심으로 반 시계방향으로 회전하여 수로가 폐쇄되고, 반대로 피스톤 로드(4a)를 실린더 하우징(4b)에 진입시키면 수문 함체(2)가 시계방향으로 회전하여 수로가 개방된다.

그러나, 이러한 구조에 의하면, 수문의 배면 측 수로에 통나무 등의 잔류물이 존재하는 경우, 수문이 잔류물에 걸려 더 이상 진행하지 못하며, 무리하게 회전을 지속하다가 유압실린더(4)가 터지거나 고정 암(3)이 파손될 수 있다.

또한, 회전각을 임의로 조절하기 어렵다는 문제점이 있다. 즉, 수문이 수직으로 세워진 상태를 기준으로 수문의 기울어진 각도를 조절하기 위해서는 유압실린더를 제어할 수 있지만, 수문의 자중과 물에 의한 가압력에 의해 유압실린더에 지나친 과부하가 걸려 터질 가능성이 크다. 물론, 이를 위해 다수개의 유압실린더를 적용할 수 있지만, 설치비용이 증가한다는 또 다른 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 수문의 뒤쪽에 잔류물이 있는 경우에도 쉽게 수로를 개폐할 수 있는 유압식 자동 전도 수문장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 수문의 개도 조절이 용이한 유압식 자동 전도 수문장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 유압실린더의 개수를 추가하지 않고 안정적이고 신뢰성 있게 수문의 개도를 조절할 수 있는 유압식 자동 전도 수문장치를 제공하는 것이다.

상기의 목적은, 일단이 수문의 배면에 회전 가능하게 결합하는 지지 유닛; 일단이 상기 수문의 배면에 회전 가능하게 결합하고, 타단이 상기 지지 유닛에 승강 가능하게 결합한 실린더 유닛; 및 상기 지지 유닛에 설치되어 수로의 바닥까지 연장하는 잔류물 제거유닛을 포함하는 유압식 자동 전도 수문장치에 의해 달성된다.

바람직하게, 상기 유압식 자동 전도 수문장치는, 일단이 상기 실린더 유닛의 타단에 승강 가능하게 결합하고, 타단이 상기 지지 유닛을 래치하여 상기 지지 유닛의 이동을 선택적으로 정지시키는 래치 유닛; 및 상기 수로의 바닥에서 상기 지지 유닛에 대응하여 설치되어 상기 지지 유닛의 타단이 이동하는 것을 안내하는 안내 유닛을 더 포함할 수 있다.

바람직하게, 상기 래치 유닛에 일단이 고정되고 타단이 상기 지지 유닛에 고정되어 늘어남에 따라 상기 래치 유닛에 복원력을 인가하는 스프링을 더 포함할 수 있다.

바람직하게, 상기 지지 유닛의 중간에 절개부가 형성되고, 상기 절개부 양측에 한 쌍의 브라켓이 형성되며, 상기 각 브라켓에는 우측 상향의 경사 슬롯이 형성되어 상기 실린더 유닛의 피스톤 로드의 단부에 결합한 안내 핀이 각각 끼워지며, 상기 래치 유닛의 상단에는 상기 브라켓의 내측에 위치하는 돌출편이 형성되고 상기 돌출편에는 상기 안내 핀이 끼워지는 수평 슬롯이 형성될 수 있다.

여기서, 상기 지지 유닛의 타단에는 스프로킷이 회전 가능하게 설치되고, 상기 안내 유닛은 상기 스프로킷과 기어 결합하는 래크 바일 수 있다.

바람직하게, 상시 스프로킷은 특정 방향으로의 회전이 상기 래치 유닛에 의해 방지되고, 상기 특정 방향의 반대방향으로의 회전은 허용되도록 기어 이가 형성된다.

상기의 구조에 의하면, 수문의 뒤쪽에 잔류물이 있는 경우에도 스크린 판을 이용하여 이를 제거할 수 있어 수로의 개폐가 용이하다는 이점이 있다.

또한, 유압실린더의 제어와 함께 지지 유닛을 적용하여 수문을 지지하기 때문에, 유압실린더에만 부하를 주지 않아 수문의 개도를 조절하기 쉬우며, 유압실린더의 개수를 추가하지 않고 안정적이고 신뢰성 있게 수문의 개도를 조절할 수 있다는 이점을 갖는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 유압식 자동 전도 수문장치를 나타내는 사시도이고, 도 3은 실린더 유닛과 지지 유닛의 구조를 나타내며, 도 4는 수문과 지지 유닛 및 실린더 유닛의 결합 상태를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 수로의 양측에는 구조물(10)이 설치되고 구조물(10)을 가로질러 수문(100)이 설치되는데, 수문(100)의 양측 하단에 돌출되어 설치된 결합 봉(110)이 구조물(10)에 회전 가능하게 결합함으로써 수문(100)은 시계방향이나 반 시계방향으로 회전하며, 이에 따라 수로를 개방하거나 폐쇄하게 된다.

여기서, 수문(100)이 구조물(10)과 관련하여 회전 가능하게 결합하는 구조, 수로 바닥에 고정되는 H-형강 등을 이용하는 방법 등 종래 많은 구조가 알려져 있기 때문에 구체적인 설명을 생략한다.

도 2를 보면, 본 발명에 따른 유압식 자동 전도 수문장치는, 수문(100)과, 수문(100)을 지지하는 지지 유닛(200)과, 지지 유닛(200)을 승강시키는 실린더 유닛(300), 및 지지 유닛(200)과 결합하여 수문(100)의 배면 측 수로에 잔류하는 잔류물을 제거하는 잔류물 제거유닛(500)을 포함한다. 바람직하게, 지지 유닛(200)의 이동을 안내하는 안내 유닛(400), 지지 유닛(200)의 이동을 선택적으로 정지시키는 래치 유닛(250)을 포함할 수 있다.

이하, 상기한 유압식 자동 전도 수문장치의 각 구성부분에 대해 도 2 내지 4를 참조하여 상세하게 설명한다.

지지 유닛(200)

지지 유닛(200)은 내부에 공간이 형성된 사각통 형상의 몸체(210)로 이루어지며, 일단에는 관통공(212)이 형성되어 수문(100)의 배면 상부에 고정된 브라켓(230)에 결합 핀(213)에 의해 회전 가능하게 고정된다. 또한, 타단에는 관통공(214)이 형성되어 결합 핀(215)에 의해 스프로킷(220)이 결합되어 있다.

이러한 구조에 의하면, 지지 유닛(200)은 수문(100)에 일단이 결합하여 지지 유닛(200)의 타단이 이동함에 따라 수문(100)과의 각도가 증가하거나 감소하여 시계방향 또는 반 시계방향으로 회전하게 된다. 또한, 지지 유닛(200)의 타단에 결합한 스프로킷(220)은 후술하는 래크 바(400)와 기어 결합하여 지지 유닛(200)의 안정적인 슬라이드가 가능하다.

지지 유닛(200)의 몸체(210)의 중간 부분은 절개되어 절개부(216)가 형성되고, 절개부(216)의 양측에는 한 쌍의 결합용 브라켓(240)이 일체로 돌출된다. 이 브라켓(240)에는 우측 상향으로 경사진 경사 슬롯(242)이 형성된다.

또한, 지지 유닛(200)의 내부 공간에는 일정 위치에 지지편(270)이 용접 등의 방법으로 고정 설치되어, 후술하는 바와 같이, 래치 유닛(300)이 지지편(270)을 통과하여 승강하도록 하고 스프링(260)의 일단을 고정하는 역할을 한다.

한편, 스프로킷(220)은 후술하는 래치 유닛(250)과 결합하여 특정 방향으로만 회전할 수 있도록 기어 이가 형성된다. 즉, 도 4에 도시한 바와 같이, 래치 유닛(250)의 단부가 스프로킷(220)과 결합한 경우, 화살표 A로 나타낸 방향으로 스프 로킷(220)이 회전하는 것은 방지되고, 화살표 B로 나타낸 방향으로 회전하는 것은 허용된다.

지지 유닛(200)은 하나의 수문(100)에 대해 다수 개 설치될 수 있다.

실린더 유닛(300)

실린더 유닛(300)의 실린더(310)는 수문(100)의 배면 하부에 고정된 브라켓(330)에 일단이 회전 가능하게 결합하고, 피스톤 로드(320)의 단부에는 지지 블록(322)이 결합하며, 지지 블록(322)의 양측에는 안내 핀(324)이 돌출된다.

여기서, 지지 블록(322)은 지지 유닛(200)의 한 쌍의 브라켓(240) 사이에 끼워지고 안내 핀(324)은 각 브라켓(240)에 형성된 경사 슬롯(242)에 끼워진다.

이러한 구조에 의하면, 실린더 유닛(300)의 실린더(310)에 공급되는 유압을 제어하여 피스톤 로드(320)를 늘리거나 줄임에 따라 지지 유닛(200)의 경사 슬롯(242)에 끼워진 안내 핀(324)이 경사 슬롯(242)을 따라 상승하거나 하강하며, 이에 따라 지지 유닛(200)은 수문(100)에 대해 벌어지거나 좁혀진다.

래치 유닛(250)

래치 유닛(250)은 단일 몸체(252)로 이루어지고, 상단에는 지지 유닛(200)의 브라켓(240)에 대응하는 브라켓(254)이 돌출하고 각 브라켓(254)에는 수평 슬롯(256)이 형성되며, 하단에는 스프로킷(220)과 결합을 위한 형상으로 형성된다.

이 구조에 의하면, 지지 유닛(200)의 내부에 래치 유닛(250)을 설치하여 피 스톤 로드(320)의 안내 핀(324)이 래치 유닛(250)의 수평 슬롯(256)과 지지 유닛(200)의 경사 슬롯(242)이 모두 끼워지도록 하면, 상기한 바와 같이, 피스톤 로드(320)의 동작에 따라 지지 유닛(200)이 수문(100)에 대해 벌어지거나 좁혀짐과 동시에 피스톤 로드(320)의 안내 핀(324)이 경사 슬롯(242)을 따라 상승하거나 하강함에 따라 안내 핀(324)에 연결된 래치 유닛(250)이 상승하거나 하강한다. 이와 같이, 래치 유닛(250)이 상승하거나 하강함에 따라 스프로킷(220)에 선택적으로 결합하여 스프로킷(220)이 특정 방향으로 회전하는 것을 방지한다.

한편, 래치 유닛(250)은 스프링(260)을 개재하여 지지 유닛(200)에 결합하는데, 구체적으로, 도 3에 나타낸 바와 같이, 스프링(260)의 일단이 래치 유닛(250)에 고정되고 타단이 지지 유닛(200)에 고정된 지지편(270)에 고정되어 래치 유닛(250)이 상승하면 스프링(260)이 늘어나 래치 유닛(250)은 복원력을 받게 된다. 여기서, 지지편(270)을 생략하고 지지 유닛(200)에 직접 고정할 수도 있다.

안내 유닛(400)

안내 유닛(400)은 가령 다수의 걸림 바가 나란히 형성된 래크 바(rack bar)일 수 있으며, 각각의 지지 유닛(200)에 대해 설치되며, 수문(100)의 배면 측에서 수로 바닥에 설치될 수 있다.

잔류물 제거유닛(500)

잔류물 제거유닛(500)은 다수의 지지 유닛(200) 위에 걸쳐 고정되도록 평판 형상으로 형성되며, 래크 바(400)에 대응하는 부분에는 절개 홈(514)을 형성하며, 래크 바(400) 사이의 스커트부(512)는 수로의 바닥까지 연장된다.

잔류물 제거유닛(500)은 이 실시 예와 같이 다수의 지지 유닛(200) 위에 걸치도록 고정되거나, 다수의 지지 유닛(200)의 위와 아래에 각각 걸치도록 2겹으로 형성할 수도 있다.

이하, 상기와 같은 구조를 구비한 본 발명의 유압식 자동 전도 수문장치의 동작을 도 5 내지 6을 참조하여 설명한다.

(1) 수문이 완전히 열리는 경우

도 5(a)와 같이 수문(100)이 완전히 닫힌 상태에서, 실린더 유닛(300)의 실린더(310)를 유압 제어하여 피스톤 로드(320)가 늘어나면 피스톤 로드(320)에 연결된 지지 블록(322)의 안내 핀(324)은 지지 유닛(200)을 밀면서 브라켓(240)의 경사 슬롯(242)을 따라 경사지게 상승한다.

이와 함께, 안내 핀(324)이 수평 슬롯(256)에 끼워진 상태로 안내 핀(324)과 결합한 래치 유닛(250)이 상승한다. 여기서, 상기한 바와 같이, 래치 유닛(250)은 스프링(260)에 의한 복원력을 받게 된다.

도 5(b)와 같이 래치 유닛(250)이 상승하여 스프로킷(220)으로부터 분리되면, 스프로킷(220)은 래크 바(400)를 따라 이동하기 시작하고, 지지 유닛(200)과 수문(100) 사이의 각도가 벌어지면서 수문(100)은 시계방향으로 회전하면서 열리게 된다.

이때, 스프로킷(220)이 래크 바(400)를 따라 이동하면서, 잔류물 제거유닛(500)은 수로의 바닥에 잔류하는 잔류물을 밀어내어 수문(100)이 차지할 수 있는 공간을 확보하게 된다.

이어, 안내 핀(324)이 경사 슬롯(242)을 따라 상승하다 경사 슬롯(242)의 상단과 수평 슬롯(256)의 우측단에 도달하면, 피스톤 로드(320)에 의해 지지 유닛(200)에 인가되는 힘은 모두 지지 유닛(200)에 전달된다.

이에 따라, 안내 핀(324)을 중심점으로 하여 지지 유닛(200)은 반 시계방향으로 회전하고 수문(100)은 시계방향으로 회전함으로써 결과적으로 지지 유닛(200)과 수문(100) 사이의 각도가 거의 180도 정도로 되면서 도 5(c)와 같이 안내 핀(324)은 경사 슬롯(242)의 하단에 위치하고 수문(100)은 거의 수평으로 눕게 되어 완전하게 열린다.

(2) 수문이 완전히 닫히는 경우

실린더 유닛(300)의 실린더(310)를 유압 제어하여 피스톤 로드(320)가 줄어들기 시작하면, 도 6(a)과 같이, 피스톤 로드(320)에 연결된 지지 블록(322)의 안내 핀(324)은 지지 유닛(200)의 브라켓(240)의 경사 슬롯(242)의 하단에서 상단으로 이동한다.

안내 핀(324)이 경사 슬롯(242)의 상단에 도달하면, 피스톤 로드(320)에 의해 당기는 힘으로 안내 핀(324)을 중심점으로 지지 유닛(200)은 시계방향으로 회전하고 수문(100)은 반 시계방향으로 회전한다.

이어, 계속하여 피스톤 로드(320)를 당기면, 도 6(b)과 같이 경사 슬롯(242)을 따라 하강하고 이와 함께 래치 유닛(250)도 하강한다.

이때, 래치 유닛(250)이 하강하여 스프로킷(220)과 결합하지만, 도 4에 도시한 바와 같이, 이 상태에서는 스프로킷(220)이 화살표 B 방향으로 회전하고 있기 때문에 래치 유닛(250)이 스프로킷(220)의 회전을 방해하지 않는다. 이때, 스프로킷(220)의 회전에 따라 래치 유닛(250)은 밀려난 다음 다시 스프링(260)의 복원력에 의해 원위치하면서 접촉에 의한 클릭 음이 발생한다.

결과적으로, 도 6(c)과 같이, 피스톤 로드(320)가 완전히 줄어들게 되면, 안내 핀(324)은 경사 슬롯(242)의 하단과 수평 슬롯(256)의 좌측단에 위치하며, 이에 따라 수문(100)은 수직으로 직립한 상태로 완전하게 닫힌다.

(3) 수문이 임의의 위치에 정지하는 경우

상기한 바와 같이, 수문(100)이 열리거나 닫히는 중간에 정지하는 경우를 이하 설명한다.

어느 경우든 피스톤 로드(320)가 지지 유닛(200)에 힘을 인가하지 않게 되면, 수문(100)의 자중에 의해 지지 유닛(200)이 눌리고, 이에 따라 스프로킷(220)은 래크 바(400)를 따라 이동한다.

이때, 도 4에 나타낸 바와 같이, 스프로킷(220)은 화살표 A 방향으로 회전하지만, 스프링(260)의 복원력에 의해 최초 위치로 복귀한 래치 유닛(250)에 의해 래치되기 때문에 회전이 방지되며, 결과적으로 지지 유닛(200)은 더 이상 미끄러지지 않고 원하는 위치로 유지된다.

이상에서 알 수 있듯이, 본 발명의 유압식 자동 전도 수문장치에 의하면, 수문의 뒤쪽에 잔류물이 있는 경우에도 잔류물 제거유닛을 이용하여 이를 제거할 수 있어 수로의 개폐가 용이하다는 이점이 있다.

또한, 유압실린더의 제어와 함께 지지 유닛을 적용하여 수문을 지지하기 때문에, 유압실린더에만 부하를 주지 않아 유압실린더의 파손을 방지할 수 있으며, 유압실린더의 개수를 늘릴 필요가 없다.

또한, 래치 유닛을 적용함으로써 유압실린더를 추가하지 않고 안정적이고 신뢰성 있게 수문의 개도를 조절할 수 있다는 이점을 갖는다.

상기에서는 본 발명의 실시 예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경을 가할 수 있음은 물론이다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 상기한 실시 예에 한정되어 해석될 수 없으며, 이하에 기재되는 특허청구범위에 의해 해석되어야 한다.

도 1은 종래기술의 일 예에 따른 수문이 도시된 단면도이다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 유압식 자동 전도 수문장치를 나타내는 사시도이다.

도 3은 실린더 유닛과 지지 유닛의 구조를 나타낸다.

도 4는 수문과 지지 유닛 및 실린더 유닛의 결합 상태를 나타낸다.

도 5는 수문이 열릴 때의 동작을 나타낸다.

도 6은 수문이 닫힐 때의 동작을 나타낸다.

Claims (6)

1. 일단이 수문의 배면에 회전 가능하게 결합하는 지지 유닛;

   일단이 상기 수문의 배면에 회전 가능하게 결합하고, 타단이 상기 지지 유닛에 승강 가능하게 결합한 실린더 유닛; 및

   상기 지지 유닛에 설치되어 수로의 바닥까지 연장하는 잔류물 제거유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 유압식 자동 전도 수문장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   일단이 상기 실린더 유닛의 타단에 승강 가능하게 결합하고, 타단이 상기 지지 유닛을 래치하여 상기 지지 유닛의 이동을 선택적으로 정지시키는 래치 유닛; 및

   상기 수로의 바닥에서 상기 지지 유닛에 대응하여 설치되어 상기 지지 유닛의 타단이 이동하는 것을 안내하는 안내 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유압식 자동 전도 수문장치.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 래치 유닛에 일단이 고정되고 타단이 상기 지지 유닛에 고정되어 늘어남에 따라 상기 래치 유닛에 복원력을 인가하는 스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유압식 자동 전도 수문장치.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 지지 유닛의 중간에 절개부가 형성되고, 상기 절개부 양측에 한 쌍의 브라켓이 형성되며, 상기 각 브라켓에는 우측 상향의 경사 슬롯이 형성되어 상기 실린더 유닛의 피스톤 로드의 단부에 결합한 안내 핀이 각각 끼워지며,

   상기 래치 유닛의 상단에는 상기 브라켓의 내측에 위치하는 돌출편이 형성되고 상기 돌출편에는 상기 안내 핀이 끼워지는 수평 슬롯이 형성되는 것을 특징으로 하는 유압식 자동 전도 수문장치.
5. 청구항 2에 있어서,

   상기 지지 유닛의 타단에는 스프로킷이 회전 가능하게 설치되고, 상기 안내 유닛은 상기 스프로킷과 기어 결합하는 래크 바인 것을 특징으로 하는 유압식 자동 전도 수문장치.
6. 청구항 5에 있어서,

   상시 스프로킷은 특정 방향으로의 회전이 상기 래치 유닛에 의해 방지되고, 상기 특정 방향의 반대방향으로의 회전은 허용되도록 기어 이가 형성되는 것을 특징으로 하는 유압식 자동 전도 수문장치.

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