KR20120038731A

KR20120038731A - 펌프 일체형 수문

Info

Publication number: KR20120038731A
Application number: KR1020100100341A
Authority: KR
Inventors: 신현준
Original assignee: 우일산업 주식회사
Priority date: 2010-10-14
Filing date: 2010-10-14
Publication date: 2012-04-24
Also published as: KR101184643B1

Abstract

본 발명은 펌프일체형 수문에 관한 것이며, 그 목적은 작동 유무에 따른 이동성 펌프를 구비하여, 수문개폐를 통한 자연배수와 펌프를 통한 강제배수뿐만 아니라 저수 기능을 모두 만족할 수 있는 펌프일체형 수문을 제공함에 있다.
본 발명은 개폐구동부의 작동으로 수로를 개폐시키며 개구부를 구비하는 수문본체; 및 수문본체에 형성된 레일 사이에 설치되어, 배면에 수중펌프를 구비하고, 승하강가동부에 의하여 상기 개구부를 이동범위 내에 두고 승 하강 이동하며 개구부를 폐쇄시키거나 개구부와 수중펌프를 연결시키는 이동판; 으로 구성된 펌프일체형 수문에 관한 것을 그 기술적 요지로 한다.

Description

펌프 일체형 수문{Pump mounted gate}

본 발명은 펌프 일체형 수문에 관한 것으로, 보다 상세하게는 메인 수문개폐를 이용한 용수의 자연배수, 펌프를 이용한 용수의 강제배수 및 저수 기능 등 수자원 활용을 향상시킨 펌프 일체형 수문에 관한 것이다.

수문은 수로의 내 외수측으로 자연배수, 외수의 내수측으로 역류차단, 및 내수를 이용하기 위한 저수 기능을 수행하게 된다.

하지만, 이러한 수문은 강이나 하천제방이나 방조제 등의 수로에 수문을 설치하여 수문을 개방하면 내수를 외수측으로 자연 배수시킬 수 있고, 내수를 이용하기 위해서는 수문으로 수로를 차단하여 내수를 저수하여 직접 이용하거나, 내수를 용수로나 취수로를 통하여 내수를 수자원으로 이용할 수 있지만 외수위가 내수위보다 상승하면 일차적으로 수문을 하강시켜서 수로를 폐쇄시켜야 한다.

이와 같이 수로를 폐쇄하면 외수의 내수측 유입은 차단할 수 있지만 내수의 자연배수가 되지 않으며 강우가 지속되면 내수위도 상승하게 되고 저지대의 주택이나 농경지는 침수하게 되어 커다란 수해를 입는 문제점이 있었다.

이로 인하여 저지대의 주택이나 농경지의 침수로 인한 수해 방지를 위해 배수펌프장 또는 빗물펌프장을 설치하는데, 이에 소요되는 배수펌프장 및 유수지 부지 구입비, 배수펌프장 건설용 토목 및 수문부공사비, 배수펌프 및 전기시설자재비, 천정크레인 및 부속설비비, 기계전기공사비 등 막대한 예산소요로 인하여 전체 요구에 부응하여 배수펌프장을 건설하지 못하는 문제점이 있었다.

따라서, 매년 발생하는 태풍이나 최근 빈발하는 게릴라성 집중호우나 장마 등이 발생할 때 외수위가 갑자기 상승하고 내수위도 동시에 상승하면 부득이 저지대가 침수되어 인명피해와 커다란 재산 손실을 입는 문제점이 매년 반복되고 있다.

이와 같은 치수와 강제배수의 문제점을 해결하기 위하여 사각판형의 수문본체에 개구부를 형성하고 이 개구부에 펌프를 일체화시킨 수문이 제시되고 있다.

도 1은 종래 펌프일체형 수문의 일예를 보이는 것으로, 수문(2)에 개구부(3)를 형성하고, 이 개구부(3)에 펌프(4)를 일체로 구비하고 있는데, 플랩밸브인 역수방지밸브(5)에 의하여 외수가 내수측으로 역류되는 것을 차단하는 동시 펌프(4)를 이용하여 필요에 따라 내수를 외수측으로 강제 배출시킬 수 있도록 하고 있다.

하지만, 이러한 종래 펌프일체형 수문은 내수를 이용하기 위하여 내수를 저수하려면 내수위가 높아져야 하지만 그렇게 되면 내외수의 수위 차에 의해 발생하는 수압으로 인해 플랩밸브인 역수방지밸브(5)가 힌지축(6)을 중심으로 자동 개방도어 내수가 펌프(4)의 끝단에 구성된 역수방지밸브(5)를 통하여 외수측으로 그대로 자연 배수되어 내수를 저수할 수 없는 문제가 발생하게 된다.

결국, 종래 펌프일체형 수문들은 수문의 가장 중요한 기능인 내수를 저수할 수 없게 되어 수자원 활용에 많은 문제점을 가지고 있었다.

또한, 종래 펌프일체형 수문은 내수를 저수하는 중에는 내수를 향하는 수문에 강한 수압이 작용하게 되는데, 이와 동시 내수에 포함된 다량의 이물질이 펌프(4)의 유입구측에 퇴적되는 현상이 발생된다.

결국, 이러한 상황에서 펌프의 작동을 필요로 하는 경우에는 다량의 이물질이 펌프 내부로 유입되어 펌프의 내부부품을 손상시키는 문제점을 발생시켰다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 작동 유무에 따른 이동성 펌프를 구비하여, 수문개폐를 통한 자연배수와 펌프를 통한 강제배수뿐만 아니라 저수 기능을 모두 만족할 수 있는 펌프일체형 수문을 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 강제배수를 위하여 펌프의 작동을 필요로 할 경우에만 펌프를 작동 가능한 위치로 변경하여 줌으로서, 수중의 이물질로부터 펌프를 보호할 수 있는 펌프일체형 수문을 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 과제를 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 본 발명은 개폐구동부의 작동으로 수로를 개폐시키며 개구부를 구비하는 수문본체; 및

수문본체에 형성된 레일 사이에 설치되어, 배면에 수중펌프를 구비하고, 승하강가동부에 의하여 상기 개구부를 이동범위 내에 두고 승 하강 이동하며 개구부를 폐쇄시키거나 개구부와 수중펌프를 연결시키는 이동판을 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 개구부를 향하는 이동판의 전면에는, 승하강가동부의 작동방향으로 나란하게 배치되어, 상기 개구부와 밀착 결합되어 기밀을 유지하는 밸브판과, 상기 개구부와 밀착 결합되어 수중펌프와 개구부를 연결하는 펌프연결대를 포함하여 구성한다.

상기와 같은 수단으로부터 본 발명은 펌프일체형 수문을 구성함에 있어, 펌프의 사용유무에 따른 수문본체의 개구부에 대한 개폐기능과 이동성 수중펌프를 부과함으로서, 수문본체의 개폐구동에 의하여 자연배수 기능, 저수 기능 및 수중펌프를 이용한 강제배수 기능을 자유롭고 완벽하게 수행할 수 있어 수자원의 활용을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 강제배수 즉, 수중펌프의 가동을 필요로 하는 경우에만 수문본체의 개구부와 수중펌프를 연결하여 수로 내 이물질로부터 수중펌프를 보호할 수 있어, 장시간 수중에 머무르게 되는 수중펌프의 내구성을 향상시키고 이로부터 유지보수의 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 이동판에 구비된 가압수단을 통하여 저수 혹은 강제배수를 수행함에 있어 수문본체와 이동판 및 수중펌프 사이를 통한 용수의 누수를 차단할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 종래 펌프일체형 수문의 일예
도 2는 본 발명에 따른 펌프일체형 수문의 예시도
도 3은 본 발명에 따른 펌프일체형 수문의 개폐구동부의 일예
도 4는 본 발명에 따른 펌프일체형 수문의 개폐구동부의 다른 예
도 5는 본 발명에 따른 펌프일체형 수문의 분리 예시도
도 6은 본 발명에 따른 펌프일체형 수문의 작동상태도
도 7은 도 6의 A-A선을 따라 절단하여 보인 작동상태도
도 8은 도 6의 B-B선을 따라 절단하여 보인 작동상태도

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 펌프일체형 수문의 예시도를, 도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 펌프일체형 수문의 개폐구동부의 예를, 도 5는 본 발명에 따른 펌프일체형 수문의 분리 예시도를 도시한 것으로, 도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 펌프일체형 수문은, 개폐구동부(11)(11")의 작동으로 수로를 개폐시키며, 수문본체(10)(10")에 용수가 관통하는 개구부(12)를 포함하여 구성한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 적용되는 수문본체는 개폐구동부(11)로서 권양모터(110)와 연결되는 승하강바(112)에 상단이 결합되어, 수로에 형성된 문틀(9) 사이에서 승 하강 이동하는 것으로 수로를 개폐시키는 승하강식 수문본체(10)일 수 있으며, 혹은 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 적용되는 수문본체는 개폐구동부(11")로서 회전모터(110")의 회전축(111")과 결합된 회동바(112")에 상단이 결합되어, 수로에 형성된 문틀(9")로부터 회동하는 것으로 수로를 개폐시키는 회동식 수문본체(10")일 수 있다. 이하 설명에 있어서는 승하강식 수문본체(10)에 적용된 실시예를 통하여 설명하기로 한다.

계속해서, 본 발명은 수중펌프(30)를 구비한 채 상기 수문본체(10)에 형성된 레일(13) 사이에 설치되어, 승하강가동부(21)에 의하여 수문본체(10)의 개구부(12)를 이동범위 내에 두고 승 하강 이동하며 개구부(12)를 폐쇄시키거나 개구부(12)와 수중펌프(30)를 연결시키는 이동판(20)을 포함하여 구성한다.

보다 구체적으로, 상기 개구부(12)는 낮은 수위일 경우에도 강제배수를 위하여 수중에 머무를 수 있도록 수문본체(10)의 중앙 하단부에 형성된다.

상기 개구부(12)를 사이에 두고 수문본체(10)의 양쪽에는 레일(13)이 형성되며, 양쪽 레일(13)사이에 이동판(20)의 양쪽 단이 삽입 지지되어 승 하강 이동 가능한 상태를 이루게 된다. 이때 이동판(20)은 항상 전면의 개구부(12)를 그 이동범위 내에 두게 된다.

상기 이동판(20)은 승하강가동부(21)를 통하여 양쪽 레일(13) 사이에서 승 하강을 구현하게 되는 것으로, 승하강가동부(21)는 이동판(20)의 상부인 수문본체(10)에 설치 구성될 수 있다. 도시된 바와 같이, 승하강가동부(21)는 그 출력단이 이동판(20)의 상단과 결합된 유압실린더일 수 있으며, 모터로도 구현될 수 있다. 이처럼 수문본체(10)에 설치 구성될 경우에는 수중에 장시간 머무르게 되는 것을 감안하여 수밀확보가 만족되어야 한다.

또, 상기 개구부(12)를 향하는 이동판(20)의 전면에는 밸브판(25)과 펌프연결대(26)가 설치 구성된다. 상기 밸브판(25)과 펌프연결대(26)는 승하강가동부(21)의 작동방향인 수직방향으로 동일한 수직선상에 배치되어, 승하강가동부(21)의 작동에 의하여 승 하강함에 따라 밸브판(25)과 펌프연결대(26)의 중심점은 개구부(12)의 중심점을 수직방향으로 지나게 된다. 그리고 이동판(20)의 배면에는 전면의 펌프연결대(26)와 연결되는 수중펌프(30)가 설치 구성된다.

즉, 밸브판(25)과 펌프연결대(26)를 전면에 형성하는 이동판(20)은 승하강가동부(21)의 작동에 의하여, 저수를 위해서는 밸브판(25)을 통하여 수문본체(10)의 개구부(12)를 폐쇄시키고, 강제배수를 수행하고자 할 경우에는 펌프연결대(26)와 개구부(12)를 연결하여 수중펌프(30)의 작동 가능한 상태를 유지하게 된다.

이처럼 이동판(20)은 이동에 따라 밸브판(25)을 통한 개구부(12)의 폐쇄작동과, 펌프연결대(26)와 개구부(12)를 연결하여 수중펌프(30)의 작동허용을 구현하도록 하는 것으로, 상기 유압실린더 혹은 모터로 이루어지는 승하강가동부(21)는 적어도 2단의 이동범위를 가지면 충분하다.

본 발명에 따른 수중펌프(30)는 항상 이동판(20)이 승강하여 펌프연결대(26)와 개구부(12)가 연결된 상태에서만 그 작동이 가능한 것으로서, 바람직하게 상기 승하강가동부(21)와 연결되어, 이동판(20)의 승 하강 위치를 인식하여 제어부로 송신하는 위치센서를 포함하여 구성할 수 있다. 그리고 상기 위치센서를 통해 수신된 이동판(20)이 설정된 위치(펌프연결대(26)가 개구부(12)와 결합된 상태)에 유지하는 것을 확인한 다음에야 수중펌프(30)의 작동을 허용하는 제어부를 포함하도록 한다. 이를 통해 수중펌프(30)의 오작동 및 안전사고를 예방할 수 있게 된다.

한편, 통상 내수를 저수하는 중에는 수문본체(10)의 전면에는 강한 수압이 작용하게 되는데, 이때 개구부(12)를 통하여 이동판(20)의 밸브판(25) 혹은 펌프연결대(26)에도 강한 수압이 작용하게 된다. 즉, 이러한 상황에서 본 발명에 따른 이동판(20)의 전면에 구성된 밸브판(25) 혹은 펌프연결대(26)가 개구부(12)와 연결되는 위치로 이동할 시 강한 수압에 의하여 전방 개구부(12)로부터 이격되어 정확히 결합되지 못하는 상황이 발생될 수 있다.

즉, 이를 위하여 본 발명은 이동판(20)의 밸브판(25)과 펌프연결대(26)가 개구부(12)와 대향하는 위치로 이동할 시, 전방 개구부(12)를 향해 정확히 밀착될 수 있도록 하는 가압수단(15)을 포함하도록 한다.

이러한 가압수단(15)은, 상기 레일(13)내로 삽입되는 이동판(20)의 양 끝단 배면에 형성된 제1 및 제2눌림대(251)(261)와, 상기 제1 및 제2눌림대(251)(261)를 대향하게 레일(13)의 한쪽 내면에 형성되는 가압스토퍼(131)로 이루어진다.

상기 제1눌림대(251)는 밸브판(25)과 동일 높이를 유지하고, 제2눌림대(261)는 펌프연결대(26)와 동일 높이를 유지하게 된다. 이와 대응하는 가압스토퍼(131)는 개구부(12)와 동일 높이를 유지하게 된다.

즉, 예컨대 저수를 위하여 승하강가동부(21)를 작동하여 이동판(20)을 하강시키게 되면, 이동판(20)의 밸브판(25)은 개구부(12)를 향해 하강하다가 양쪽 끝단에 형성된 제1눌림대(251)가 레일(13)에 형성된 가압스토퍼(131)에 지지됨과 동시에 밸브판(25)은 전방의 개구부(12)에 강하게 밀착된 상태를 취하게 된다.

또, 이러한 상태에서 강제 배수를 위하여 승하강가동부(21)를 작동하여 이동판(20)을 승강시키게 되면, 제1눌림대(251)가 가압스토퍼(131)로부터 해제되어 밸브판(25)을 개구부(12)로부터 이격 승강되고, 계속된 이동판(20)의 승강 작동으로 펌프연결대(26)가 개구부(12)를 향해 승강하다가 양쪽 끝단에 형성된 제2눌림대(261)가 레일(13)에 형성된 상기 가압스토퍼(131)에 지지됨과 동시에 펌프연결대(26)는 전방의 개구부(12)에 강하게 밀착된 상태를 취하게 된다.

이처럼 승하강가동부(1)에 의하여 이동하는 이동판(20)이 상기 제1 및 제2눌림대(251)(261)와 가압스토퍼(131)에 의하여 수문본체(10)를 향해 전방으로 가압 작용을 허용할 수 있게 승하강가동부(21)의 출력단의 결합부(210)에는 전후방향의 길이를 갖는 장홈(210a)을 형성하고 있다.

상기와 같은 구성으로 이루어지는 펌프일체형 수문을 이용한 작용을 살펴보면 다음과 같다.

먼저 자연배수를 수행하는 경우, 즉 내수위가 외수위보다 높을 경우 개폐구동부(11)를 작동하여 수문본체(10)를 승강시켜 수로를 개방하는 것으로 자연배수 기능을 수행하게 된다. 또, 외수위가 내수위보다 높을 경우에는 개폐구동부(11)를 작동하여 수문본체(10)를 하강시켜 수로를 폐쇄하여 외수위의 역류를 차단시키는 수문본체(10)로의 기능을 수행하게 된다.

한편, 저수기능을 수행하는 경우, 즉 내수위가 외수위보다 높을 경우라 하더라도 수문본체(10)에 구성된 이동판(20)은 개구부(12)를 향해 밸브판(25)이 결합된 상태 즉, 가압스토퍼(131)가 제1눌림대(251)를 가압 지지하게 됨으로서, 개구부(12)를 향해 강한 수압이 작용한다 하더라도 수문본체(10)와 이동판(20) 사이를 통한 누수를 완전히 차단하게 된다.

그리고 강제배수를 필요로 하는 경우, 외수위가 내수위보다 높은 상태에서 갑작스러운 호우 등에 의한 안전을 목적으로 내수를 강제 배수시키고자 할 경우에는 승하강가동부(21)를 승강시켜 이동판(20)을 승강시켜 수중펌프(30)와 연결된 펌프연결대(26)를 개구부(12)와 결합시키고, 이렇게 개구부(12)와 펌프연결대(26)가 연결된 상태에서 수중펌프(30)를 작동시켜 내수를 외수측으로 강제 배수시키게 된다.

이러한 강제 배수를 위하여 수중펌프(30)를 작동시킬 경우에만 수문본체(10)의 개구부(12)와 수중펌프(30)를 연결시켜, 미 작동 중인 수중펌프(30)에 의한 용수의 자연배수를 차단하고, 수중의 이물질로부터 수중펌프(30)의 내구성을 향상시킬 수 있다.

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 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

(10),(10") : 수문본체
(11),(11") : 개폐구동부
(12) : 개구부
(13) : 레일
(131) : 가압스토퍼
(15) : 가압수단
(20) : 이동판
(21) : 승하강가동부
(25) : 밸브판
(251) : 제1눌림대
(26) : 펌프연결대
(261) : 제2눌림대
(30) : 수중펌프

Claims

개폐구동부(11)(11")의 작동으로 수로를 개폐시키며 개구부(12)를 구비하는 수문본체(10); 및
수문본체(10)에 형성된 레일(13) 사이에 설치되어, 배면에 수중펌프(30)를 구비하고, 승하강가동부(21)에 의하여 상기 개구부(12)를 이동범위 내에 두고 승 하강 이동하며 개구부(12)를 폐쇄시키거나 개구부(12)와 수중펌프(30)를 연결시키는 이동판(20);을 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 펌프일체형 수문.
제1항에 있어서,
상기 개구부(12)를 향하는 이동판(20)의 전면에는, 상기 승하강가동부(21)의 작동방향으로 나란하게 배치되어, 상기 개구부(12)와 밀착 결합되어 기밀을 유지하는 밸브판(25)과, 상기 개구부(12)와 밀착 결합되어 수중펌프(30)와 개구부(12)를 연결하는 펌프연결대(26)를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 펌프일체형 수문.
제2항에 있어서,
상기 이동판(20)에는 밸브판(25) 및 펌프연결대(26)가 수문본체의 개구부(12)와 대향하는 위치로 이동할 시, 전방 개구부(12)를 향해 밀착 이동되는 가압수단(15)을 포함함을 특징으로 하는 펌프일체형 수문.
제3항에 있어서,
상기 가압수단(15)은, 상기 밸브판(25) 및 펌프연결대(26)와 각각 동일 높이를 유지하며, 이동판(20)의 양 끝단 배면에 돌출 형성되는 제1 및 제2눌림대(251)(261)와,
상기 개구부(12)와 동일한 높이를 유지하며, 수문본체의 레일(13)내에 형성되어 대향하는 상기 제1 및 제2눌림대(251)(261)를 전방으로 가압 지지하는 가압스토퍼(131)로 이루어진 것을 특징으로 하는 펌프일체형 수문.
제1항에 있어서,
상기 승하강가동부(21)와 연결되어, 이동판(20)의 승 하강 위치를 인식하여 제어부로 송신하는 위치센서와,
상기 위치센서를 통해 수신된 이동판(20)의 펌프연결대(26)가 개구부(12)와 결합된 상태에서만 수중펌프(30)의 작동을 허용하는 제어부를 포함함을 특징으로 하는 펌프일체형 수문.
제1항에 있어서,
상기 수문본체는 개폐구동부에 의하여 승 하강 이동하며 수로를 개폐시키는 승하강식 수문본체인 것을 특징으로 하는 펌프일체형 수문.
제1항에 있어서,
상기 수문본체는 개폐구동부에 의하여 회전축을 중심으로 회동하며 수로를 개폐시키는 회동식 수문본체인 것을 특징으로 하는 펌프일체형 수문.