KR20110032919A - 회전형 가동보 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회전형 가동보 시스템을 개시한다. 상기 회전형 가동보 시스템은 강이나 하천의 수위 변화에 따라 가동보 패널이 세워지거나 눕혀지는 각도 변화가 이루어지도록 구성함과 동시에 발전시스템을 부가적으로 구성한 것으로, 이를 통해 강이나 하천 등의 수위를 항상 일정하게 유지시키는 효과를 기대할 수 있음은 물론, 용수의 유량에 따른 낙차 압력으로부터 친환경적인 전기를 생산하여 공급할 수 있도록 한 것이다.

가동보, 패널, 발전시스템, 센서, 에어튜브, 에어구동부

Description

회전형 가동보 시스템{Rotating type movable weir system}

본 발명은 강이나 하천 등을 가로질러 설치되어 용수의 수위를 조절하는 가동보(可動洑)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 강이나 하천의 수위 변화에 따라 가동보 패널이 세워지거나 눕혀지는 각도 변화가 이루어지도록 하면서 강이나 하천 등의 수위를 항상 일정하게 유지시키는 한편, 가동보 패널의 각도변화에 따라 용수의 낙하시 낙하에 따른 낙차 압력으로부터 전기를 생산할 수 있도록 하는 회전형 가동보 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 농업/공업용 취수보, 상수도용 취수보, 위락용 담수보 등의 둑으로서 절첩식 또는 기복식 등의 많은 고무댐(RUBBER DAM)들이 개발되고 있으며, 이는 산간지역이나 지형조건이 좋지 않은 곳에서도 효과적인 저수량의 확보와 조립 설치가 용이하고, 또 목적하는 수위에 따라 고무댐의 높이를 공기압력으로 조절하여 관리하기 때문에 제방용 둑으로서 큰 주목을 받고 있다.

이와 같은 고무댐들의 대부분은 고무튜브(에어백)의 팽창·기복을 위하여 내부에 공기가 채워지도록 되어 있고, 또 하상 콘크리트와 제방에 에어백을 고정하기 위한 고정장치와 공기를 공급 또는 배출하기 위한 배관설비 및 송풍기, 그리고 수 위조절을 위한 플로트(float) 밸브 등을 갖추고 있다.

그러나, 상기와 같이 고무튜브를 이용하여 보(Weir)를 설치하는 고무댐은 홍수위에서는 도복되어 하천의 하상 콘크리트와 수평을 이루어 통수(通水) 단면적에 지장을 주지 않으나, 수위조절에 한계가 있어 하천의 담수기능을 탄력적으로 적용하는데 문제가 있고, 또한 고무튜브가 상류에서 내려오는 유화물에 직접 노출되어 있는 관계로 산간지역 등에서의 낙석 또는 강한 수압에 의해 하상으로 구르는 날카로운 유석 또는 유목 등의 유화물로부터 충격을 받을 경우 고무튜브가 찢어지거나 구멍이 생기면서 제방용 둑(가동보)으로서의 기능을 다하지 못하는 문제가 있다.

따라서, 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 강이나 하천의 수위 변화에 따라 가동보 패널이 세워지거나 눕혀지는 각도 변화가 이루어지도록 구성함으로써, 강이나 하천 등의 수위를 항상 일정하게 유지시킬 수 있도록 하는 회전형 가동보 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 가동보 패널의 각도변화에 따라 용수의 낙하가 이루어질 때 그 낙하에 따른 낙차 압력으로부터 전기 생산이 가능하도록 하려는데 또 다른 목적이 있는 것이다.

상기 목적 달성을 위한 본 발명 회전형 가동보 시스템은, 강이나 하천을 가로지르는 바닥패널부; 상기 바닥패널부에 힌지축을 통해 회전 가능하게 결합되고, 강이나 하천의 수위변화에 따라 눕혀지거나 세워지는 각도변화가 이루어지면서 용수의 저장량과 방류량을 조절하는 가동보 패널; 상기 가동보 패널의 후방면에 위치하고, 강이나 하천의 수위변화에 따른 압력으로부터 상기 가동보 패널의 눕혀짐 또는 세워짐의 각도변화가 가능하도록 수축 또는 팽창이 이루어지는 에어튜브; 및, 상기 바닥패널부와 상기 가동보 패널의 상단에 양끝단부가 연결되고, 상기 에어튜브에 의한 상기 가동보 패널의 급격한 세워짐의 각도변화를 제한하는 복수의 지지와이어; 를 포함한다.

또한, 상기 가동보 패널의 상단에는 강이나 하천의 수위가 높아질 때 그 높 아진 수위에 따른 용수 방류를 안내하는 다수의 배출구가 돌출 구성된다.

또한, 상기 에어튜브는 에어 충진량이 일정압력을 유지하도록 구성하며, 상기 에어튜브는 에어 충진에 따른 일정압력이 강이나 하천의 기준수위에 따른 용수 압력과 같거나 클 때 상기 가동보 패널을 일정각도로 세울도록 팽창하고, 상기 에어튜브는 에어 충진에 따른 일정압력이 강이나 하천의 고수위에 따른 용수압력보다 작을 때 상기 용수압력에 따른 상기 가동보 패널의 눕혀짐 회전시의 누름압력으로부터 수축하도록 구성된 것이다.

또한, 상기 에어튜브는 수축과 팽창은 강이나 하천의 수위변화에 따른 압력을 감지하는 센서 및, 상기 센서로부터 감지되는 수위변화에 따른 압력변화에 따라 상기 에어튜브로의 에어주입과 배출을 강제적으로 제어하도록 구동하는 에어구동부에 의해 이루어지는 것이다.

또한, 상기 에어튜브의 일단에는 상기 가동보 패널로부터 낙하되는 용수의 낙차 압력을 이용하여 전기를 발생시키는 발전시스템이 구성된다.

또한, 상기 발전시스템은 용수의 유량에 따른 낙차 압력으로부터 회전하는 수차, 상기 수차에 직결되고 상기 수차의 회전량에 따라 전기를 발생시키는 발전기 및, 상기 발전기에 의해 발생하는 전기를 저장하는 축전지를 포함한다.

이 같은 본 발명은 강이나 하천의 수위 변화에 따라 가동보 패널이 세워지거나 눕혀지는 각도 변화가 이루어지도록 구성함과 동시에 발전시스템을 부가적으로 구성한 것으로, 이를 통해 강이나 하천 등의 수위를 항상 일정하게 유지시키는 효 과를 기대할 수 있음은 물론, 용수의 유량에 따른 낙차 압력으로부터 친환경적인 전기를 생산하여 공급하는 효과를 기대할 수 있는 것이다.

이하, 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 회전형 가동보 시스템의 구조를 보인 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예로 가동보 패널이 기준각도로 세워진 상태의 측단면도이며, 도 3은 본 발명의 실시예로 가동보 패널이 눕혀진 상태의 측단면도를 도시한 것이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 회전형 가동보 시스템은 바닥패널부(10), 가동보 패널(200, 에어튜브(30), 그리고 지지와이어(40)를 포함한다.

상기 바닥패널부(10)는 강이나 하천을 가로지른 상태로 시공이 이루어지며, 축프레임(11)이 결합 구성된다.

상기 가동보 패널(20)은 강이나 하천의 수위변화에 따라 눕혀지거나 세워지는 각도변화가 이루어지면서 용수의 저장량과 방류량을 조절하는 것으로, 상기 바닥패널부(10)에 힌지축(100)을 통해 회전 가능하게 결합됨은 물론, 상단에는 강이나 하천의 수위가 높아질 때 그 높아진 수위에 따른 용수 방류를 안내할 수 있도록 하는 다수의 배출구(21)가 돌출 구성된다.

상기 에어튜브(30)는 강이나 하천의 수위변화에 따른 압력으로부터 상기 가동보 패널(20)의 눕혀짐 또는 세워짐의 각도변화가 가능하도록 수축 또는 팽창이 이루어지는 것으로, 상기 가동보 패널(20)의 후방면에 구성된다.

이때, 상기 에어튜브(30)는 에어 충진량이 일정압력(P)을 유지하도록 구성한 것으로, 상기 가동보 패널(20)을 일정각도로 세울 수 있도록 하는 상기 에어튜브(30)의 팽창상태는 에어의 충진에 따른 내부의 일정압력(P)이 강이나 하천의 기준수위(S1)에 따른 용수압력(P1)과 같거나 클 때 이루어진다.

더불어, 상기 가동보 패널(20)을 눕혀 용수의 방류가 이루어지도록 하는 상기 에어튜브(30)의 수축상태는 에어 충진에 따른 내부의 일정압력(P)이 강이나 하천의 고수위(S2)에 따른 용수압력(P2)보다 작을 때 상기 가동보 패널(20)의 누름압력으로부터 이루어지도록 구성한 것이다.

상기 지지와이어(40)는 상기 에어튜브(30)에 의한 상기 가동보 패널(20)의 급격한 세워짐의 각도변화를 제한하는 것으로, 상기 바닥패널부(10)와 상기 가동보 패널(20)의 상단에 양끝단부가 연결 고정되며, 상기 연결 고정을 위한 별도의 브라켓(41)이 구성된다.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 회전형 가동보 시스템은 첨부된 도 2에서와 같이, 공기의 주입에 의해 에어튜브(30)가 팽창하여 일정압력(P)을 유지시키면, 상기 에어튜브(30)에 의해 가동보 패널(20)은 일정한 세워짐의 기준각도(θ1)를 유지하게 되고, 이에따라 상기 가동보 패널(20)에 의해 강이나 하천의 용수는 저장될 수 있는 것이다.

이때, 상기 가동보 패널(20)에 의해 저장되는 용수의 수위가 기준수위(S1)를 넘지 않을 경우, 상기 기준수위(S1)에 따른 압력(P1)은 상기 가동보 패널(20)을 세 워짐의 기준각도(θ1)로 유지시키는 상기 에어튜브(30)내의 일정압력(P)과 동일하거나 또는 작게 작용하도록 설계된 것인 바,

상기 가동보 패널(20)은 상기의 기준수위(S1)로부터 강이나 하천의 용수가 방류되는 것을 차단할 수 있는 것이다.

그러나, 첨부된 도 3에서와 같이, 상기 강이나 하천의 용수가 빗물 등의 영향을 받아 기준수위(S1)를 초과하여 고수위(S2)에 도달하는 경우, 상기 고수위(S2)에 따른 압력(P2)이 가동보 패널(20)에 전달되면서, 상기 가동보 패널(20)은 기준각도(θ1)를 벗어나는 회전을 하게 된다.

즉, 상기 에어튜브(30)내의 일정압력(P)은 상기 기준수위(S1)에 근거하여 설정된 것으로, 상기 기준수위(S1)를 초과하는 고수위(S2)의 압력(P2)이 가동보패널(20)에 전달되면, 상기 가동보 패널(20)은 시계방향으로 회전하면서 상기 에어튜브(30)를 가압하여 수축시키게 된다.

그러면, 상기 가동보 패널(20)의 회전각도(θ2)로부터, 상기 가동보 패널(20)에 의해 방류가 차단된 강이나 하천의 용수는 상기 가동보 패널(20)에 돌출 구성되는 다수의 배출구(21)를 통해 방류가 이루어질 수 있는 것이다.

이때, 상기와 같이 강이나 하천의 용수 방류가 이루어지면, 상기 강이나 하천의 수위가 다시 낮아지게 되며, 이에따라 상기 가동보 패널(20)에 가해지는 압력(P2) 또한 낮아지면서, 상기 에어튜브(30)는 원래의 내부 일정압력(P)으로 팽창을 하게 되는 바, 상기 가동보 패널(20)은 다시 기준각도(θ1)를 유지하게 되며, 따라서 상기 가동보 패널(20)에 의한 강이나 하천의 용수는 항상 일정한 수위를 유 지할 수 있는 것이다.

한편, 상기 에어튜브(30)의 일단에는 상기 가동보 패널(20)로부터 낙하되는 용수의 낙차 압력을 이용하여 전기를 발생시키도록 첨부된 도 4의 블럭도와 같이 수차(61)와 삼상교류동기 발전기(62) 및 축전지(63)를 포함하는 발전시스템(60)이 구성되는 바,

상기 발전시스템(60)은 상기 가동보 패널(20)의 배출구(21)를 통해 용수의 방류가 이루어질 때, 상기 방류되는 용수의 낙차 압력으로부터 일정용량의 전기를 발생시킨 후 이를 축전지(63)에 저장할 수 있는 것이다.

따라서, 상기와 같이 축전지(63)에 저장되는 일정용량의 전기는 가로등과 같이 소용량의 전력이 필요로 하는 장비에 공급할 수 있게 되는 것이다.

한편, 첨부된 도 5는 본 발명의 다른 실시예로, 이는 상기 에어튜브(30)의 수축과 팽창상태가 센서(51) 및 에어구동부(52)에 의해 강제적으로 조절될 수 있도록 한 것이다.

즉, 상기 센서(51)에 의해 강이나 하천의 수위변화에 따른 압력이 감지되면, 상기 에어구동부(52)는 상기 센서(51)로부터 감지되는 수위변화에 따른 압력변화에 따라 상기 에어튜브(30)로의 에어주입과 배출을 선택적으로 제어하는 구동을 하고, 이에따라 상기 에어튜브(30)의 수축 또는 팽창이 이루어지면서 상기 가동보 패널(20)의 눕혀짐과 세워짐의 회전각도 변화가 발생하게 된다.

그러면, 상기 가동보 패널(20)의 눕혀짐과 세워짐의 회전각도 변화로부터 강이나 하천의 용수는 가동보 패널(20)을 통과하여 방류되거나, 또는 흐름이 차단되 면서 목적하는 수위를 유지할 수 있게 되는 것이다.

이하, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 회전형 가동보 시스템의 구조를 보인 사시도.

도 2는 본 발명의 실시예로 가동보 패널이 기준각도로 세워진 상태의 측단면도.

도 3은 본 발명의 실시예로 가동보 패널이 눕혀진 상태의 측단면도.

도 4는 본 발명의 실시예로 발전시스템의 블럭 구성도.

도 5는 에어튜브의 수축과 팽창을 에어구동부를 통해 제어하는 본 발명의 다른실시예.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10; 바닥패널부 11; 축프레임

20; 가동보 패널 21; 배출구

30; 에어튜브 40; 지지와이어

41; 브라켓 51; 센서

52; 에어구동부 60; 발전시스템

61; 수차 62; 발전기

63; 축전지 100; 힌지축

Claims (5)

1. 강이나 하천을 가로지르는 바닥패널부;

   상기 바닥패널부에 힌지축을 통해 회전 가능하게 결합되고, 강이나 하천의 수위변화에 따라 눕혀지거나 세워지는 각도변화가 이루어지면서 용수의 저장량과 방류량을 조절하는 가동보 패널;

   상기 가동보 패널의 후방면에 위치하고, 강이나 하천의 수위변화에 따른 압력으로부터 상기 가동보 패널의 눕혀짐 또는 세워짐의 각도변화가 가능하도록 수축 또는 팽창이 이루어지는 에어튜브; 및,

   상기 바닥패널부와 상기 가동보 패널의 상단에 양끝단부가 연결되고, 상기 에어튜브에 의한 상기 가동보 패널의 급격한 세워짐의 각도변화를 제한하는 복수의 지지와이어; 를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 회전형 가동보 시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 가동보 패널의 상단에는 강이나 하천의 수위가 높아질 때 그 높아진 수위에 따른 용수 방류를 안내하는 다수의 배출구를 돌출 구성하는 것을 특징으로 하는 회전형 가동보 시스템.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 에어튜브는 에어 충진량이 일정압력을 유지하도록 구성하며,

   상기 에어튜브는 에어 충진에 따른 일정압력이 강이나 하천의 기준수위에 따 른 용수 압력과 같거나 클 때 상기 가동보 패널을 일정각도로 세울도록 팽창하고,

   상기 에어튜브는 에어 충진에 따른 일정압력이 강이나 하천의 고수위에 따른 용수압력보다 작을 때 상기 용수압력에 따른 상기 가동보 패널의 눕혀짐 회전시의 누름압력으로부터 수축하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 회전형 가동보 시스템.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 에어튜브는 수축과 팽창은 강이나 하천의 수위변화에 따른 압력을 감지하는 센서 및, 상기 센서로부터 감지되는 수위변화에 따른 압력변화에 따라 상기 에어튜브로의 에어주입과 배출을 강제적으로 제어하도록 구동하는 에어구동부에 의해 이루어지도록 구성하는 것을 특징으로 하는 회전형 가동보 시스템.
5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 에어튜브의 일단에는 상기 가동보 패널로부터 낙하되는 용수의 낙차 압력을 이용하여 전기를 발생시키도록 수차와 발전기 및 축전지를 포함하는 발전시스템을 구성하는 것을 특징으로 하는 회전형 가동보 시스템.

Images