KR20120040301A

KR20120040301A - 자동식 회전형 수문 장치

Info

Publication number: KR20120040301A
Application number: KR1020100101634A
Authority: KR
Inventors: 정애란; 김형수
Original assignee: 정애란; 김형수
Priority date: 2010-10-19
Filing date: 2010-10-19
Publication date: 2012-04-27

Abstract

본 발명은 자동식 회전형 수문 장치에 관한 것으로서, 수로에 형성된 문틀에 제공되고, 수문이 수면에 대한 수직회전축을 중심으로 회전하면서 유량을 제어할 수 있는 자동식 회전형 수문 장치에 관한 것이다.

Description

자동식 회전형 수문 장치{ROTARY-TYPE FLOODGATE}

일반적으로 하천 또는 인공수로에는 유지수량을 확보할 목적으로 콘크리트 블록 또는 러버댐을 설치하여 사용한다. 또한 이와 동시에 수질 개선을 목적으로 수처리 장치를 장착하여 사용하기도 한다.

하천 또는 인공수로에는 수량을 일정하게 유지할 목적으로 수중보를 설치할 수 있으며, 이러한 수중보는 이수를 위한 수중 구조물이며, 설계빈도를 초과하는 강수가 발생할 경우 원활한 치수를 심각하게 저해할 수 있다. 이러한 경우를 대비하여 상류 측으로부터 강우유입을 하류 측으로 신속히 통과시키거나 우회시킬 필요가 있다.

이와 같이 수량을 우회 또는 통과시킬 목적으로 초과 유량을 하류 측으로 자동으로 방출할 수 있는 수문이 하천 또는 인공수로에 채용되어 사용되었다.

즉, 상류로부터 유입되는 유입수를 저류하는 저류설비의 출구 측에 구비되어 저류설비에 저류되는 수량이 초과하는 경우, 초과수량을 하류측으로 방출하는 종래의 수문장치는 수문의 열림 작동이 자동으로 이루어지는 구조를 갖지만, 수문의 닫힘은 수동, 동력 또는 공기를 주입하는 방식으로 이루어지게 된다.

특히, 회전형 수문의 경우, 상하로 수문을 들어올리는 방식이 대부분이어서 수문 닫힘시 충분한 모멘트를 가지고 닫히더라도 완전히 닫히기 직전의 가속으로 인하여 수문 및 수문 지지구조물에 큰 충격이 가하지게 되고, 이때 발생되는 큰 충격으로 인해서 소음이 발생됨은 물론, 수문 및 지지구조물이 손상되는 문제점을 초래하였다.

즉, 서서히 닫히는 충격완화효과를 전혀 기대할 수 없기 때문에, 수문 및 수문 지지 구조물의 손상을 야기하게 되어 저류설비의 기능을 마비시킴은 물론, 설비의 사용수명도 저하시키게 된다.

또한, 상하 개폐식 수문의 경우에는 수문 상부에 별도의 복잡한 구조물을 설치하여야 하기 때문에 비용이 크게 들고, 또한 설비의 크기도 커지게 되는 문제점을 가지게 된다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 수면에 수직한 방향의 회전축을 중심으로 수문이 회전하면서 유량을 제어할 수 있도록 하여 수문 설치 공간 효율을 향상시키고, 사용수명을 증대시키는 회전형 수문 장치를 제공함에 있다.

또한, 수문을 회전시키기 위하여 한 쌍의 유압실린더를 사용하여, 미는 힘과 끄는 힘을 각각 작용하면서 회전축을 회전하도록 하여 수문 작동의 자동화를 가능케 하는 자동식 회전형 수문 장치를 제공함에 있다.

본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위해 다음과 같은 과제 해결 수단을 제공한다.

본 발명에 의한 수로에 위치한 문틀에 제공되어 유량을 제어하는 자동식 회전형 수문 장치의 일실시예로서, 상기 문틀 내부에 제공되어 유량을 제어하는 판형의 수문(20)과, 상기 수문(20)의 상부에 설치되어 상기 수문(20)을 회전시키는 수직 회전축(21)과, 상기 수문(20)의 하부에 설치되고, 상기 수문(20)을 상기 문틀의 베이스(12)에 대하여 회전가능하도록 지지하는 지지축(23)과, 상기 수직 회전축(21)에 수직한 방향으로 양측으로 연장되고, 상기 수직 회전축(21)과 고정된 연장부재(25)와, 상기 수직 회전축(21)을 사이에 두고 상기 연장부재(25)에 회동가능하게 제공되는 한 쌍의 유압실린더(31, 32)와, 상기 문틀에 제공되어 상기 수문(20)이 특정방향으로 회전을 못하도록 방지하는 회전방지부(15)를 포함하고, 상기 한 쌍의 유압실린더(31, 32)는 미는 힘과 끄는 힘이 반대로 작용하여 상기 회전축(21)을 회전시키는 것을 특징으로 하는 자동식 회전형 수문 장치를 제공한다.

이때, 상기 문틀은 한 쌍의 측벽(11)과, 상기 한 쌍의 측벽(11)을 연결하는 상벽(10)을 포함하고, 상기 연장부재(25)는 상기 상벽(10)의 바깥 위치에 제공되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수직 회전축(21)의 상단부는 사각의 단면 형상을 가지는 수동동작부(27)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 수면에 수직한 방향의 회전축을 중심으로 수문이 회전하면서 유량을 제어할 수 있도록 하여 수문 설치 공간 효율을 향상시키고, 사용수명을 증대시키는 효과를 제공한다.

또한, 수문을 회전시키기 위하여 한 쌍의 유압실린더를 사용하여, 미는 힘과 끄는 힘을 각각 작용하면서 회전축을 회전하도록 하여 수문 작동의 자동화를 가능케 하는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명에 의한 자동식 회전형 수문 장치의 일부 절개 사시도.
도 2는 본 발명에 의한 자동식 회전형 수문 장치의 정면도.
도 3은 본 발명에 의한 자동식 회전형 수문 장치의 완전 폐쇄시 평면도.
도 4는 본 발명에 의한 자동식 회전형 수문 장치의 완전 개방시 평면도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 구체적으로 살펴보기로 한다.

다만, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 용어가 동일하더라도 표시하는 부분이 상이하면 도면 부호가 일치하지 않음을 미리 말해두는 바이다.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 실험자 및 측정자와 같은 사용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 명세서에서 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달되도록 하기 위해 제시되는 예로서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.

도 1은 본 발명에 의한 자동식 회전형 수문 장치의 일부 절개 사시도이고, 도 2는 본 발명에 의한 자동식 회전형 수문 장치의 정면도를 나타낸다.

본 발명에 의한 일실시예로서, 수로에 위치한 문틀에 제공되어 유량을 제어하는 자동식 회전형 수문 장치는, 상기 문틀 내부에 제공되어 유량을 제어하는 판형의 수문(20)과, 상기 수문(20)의 상부에 설치되어 상기 수문(20)을 회전시키는 수직 회전축(21)과, 상기 수문(20)의 하부에 설치되고, 상기 수문(20)을 상기 문틀의 베이스(12)에 대하여 회전가능하도록 지지하는 지지축(23)과, 상기 수직 회전축(21)에 수직한 방향으로 양측으로 연장되고, 상기 수직 회전축(21)과 고정된 연장부재(25)와, 상기 수직 회전축(21)을 사이에 두고 상기 연장부재(25)에 회동가능하게 제공되는 한 쌍의 유압실린더(31, 32)와, 상기 문틀에 제공되어 상기 수문(20)이 특정방향으로 회전을 못하도록 방지하는 회전방지부(15)를 포함한다.

문틀은 베이스(12)와, 한 쌍의 측벽(11)과, 상기 한 쌍의 측벽(11)을 연결하는 상벽(10)을 포함한다. 일반적으로는 시멘트 등을 이용하여 일체로 형성되는 구조물이다.

수문(20)의 판형으로서 사각형의 형상을 갖는 것이 바람직하다.

수직 회전축(21)은 수문(20)의 상부에 고정되어 있고, 수문(20)과 일체로 회전한다. 연장부재(25)는 수직 회전축(21)가 일체로 형성될수도 있고, 별도의 부재로 제작한 후, 수직 회전축(21)에 고정되게 끼워질 수도 있다. 연장부재(25)도 수직 회전축(21)과 일체로 회전하도록 제공된다.

본 발명의 핵심은 연장부재(25)를 이용하여, 두 개의 유압실린더가 수직 회전축(21)을 사이에 두고 제공되며, 연장부재(25)에 회전력을 제공하여 수직 회전축(21)을 회전시키는 것이다. 이에 대한 원리는 차후에 자세하게 상술하기로 한다.

한 쌍의 유압실린더(31, 32)의 피스톤 부재(41, 42)가 연장부재(25)에 연결되어 있는데, 연장부재(25)는 가해지는 힘에 의해 회전을 하게 되므로, 피스톤 부재(41, 42)의 끝단(43, 44)은 연장부재(25)에 대하여 회동가능하도록 제공되어야 한다.

문틀에는 회전방지부(15)를 제공하여, 수문의 회전이 더이상 진행하는 것을 방지한다. 회전방지부(15)와 수문(20)과의 맞닿아지는 부분에는 고무패킹(16) 등의 부재를 추가하여, 문틀이 받는 충격량을 감소하여 파손을 방지하거나, 실링의 효과를 두어 수로가 폐쇄시 유량의 유출을 방지하는 효과를 둘 수 있다.

베이스(12)에는 회전홈을 두고, 수문의 지지축(23)이 삽입되어 회전한다. 지지축(23)의 원활한 회전을 위해 베어링 부재(29)를 함께 제공하는 것이 바람직하다.

도 2에서 지지축(23)의 형상이 원통형으로 도시되어 있으나, 아래쪽으로 갈수록 단면적이 점점 줄어드는 테이퍼 형상으로 되는 것이 바람직하다. 원통형으로 되어 있는 경우에는 회전이 반복됨에 따라 고장이 발생할 가능성이 높아지는 문제가 있다. 테이퍼 형상으로 되어 있는 경우에는 설치가 용이할 뿐만 아니라, 회전에 의한 파손 및 고장률이 감소하는 효과를 제공할 수 있다.

상기 연장부재(25)는 상기 상벽(10)의 바깥 위치에 제공되는 것을 특징으로 한다. 한 쌍의 실린더부재(31, 32)의 고정 설치를 위해서 상기 상벽(10)의 위에 별도의 구조물을 제공할 수 있다.

본 발명의 특징은 상기 수직 회전축(21)을 자동식으로 회전하기 위하여 한 쌍의 유압실린더(31, 32)를 사용한다는 점이다. 특히, 상기 한 쌍의 유압실린더(31, 32)는 미는 힘과 끄는 힘이 반대로 작용하여 상기 회전축(21)을 회전시키는 것을 특징으로 한다.

도 3은 본 발명에 의한 자동식 회전형 수문 장치의 완전 폐쇄시 평면도를, 도 4는 본 발명에 의한 자동식 회전형 수문 장치의 완전 개방시 평면도를 나타낸다.

편의상 한 쌍의 유압실린더를 제1 유압실린더(31)와 제2 유압실린더(32)로 구분하여 설명하기로 한다.

도 3에서 도시된 바와 같이, 제1 유압실린더(31)가 미는 힘을 작용하고, 제2 유압실린더(32)가 끄는 힘을 작용하면 수문은 반시계방향으로 회전하게 되고, 수문의 끝단이 회전방지부(15)에 맞닿게 되어 정지하여 유로를 폐쇄하는 원리이다.

도 4에서 도시된 바와 같이, 제1 유압실린더(32)가 끄는 힘을 작용하고, 제2 유압실린더(32)가 미는 힘을 작용하면 수문은 시계방향으로 회전하게 되고, 수문은 유로를 개방하게 된다.

즉, 지렛대의 원리를 이용하여 연장부재(25)에 유압실린더로부터 작용하는 힘의 작용점이 회전축으로부터 멀어질수록 더 작은 힘으로 수직 회전축을 회전할 수 있다. 따라서, 연장부재(25)는 가급적 길게 형성되는 것이 바람직하나, 이 경우 유압실린더(31, 32)의 작동 길이가 길어야 한다는 제약이 있을 수 있다. 유압실린더의 출력과 작동 길이를 고려하여 수직 회전축(25)과 유압실린더의 힘의 작용점 간의 거리를 고려하여야 한다.

본 발명에서는 두개의 유압실린더를 사용하여 미는 힘과 끄는 힘을 반대로 작용시킴으로써, 수로를 회전하기 위한 힘을 분산하여 효율을 높이는 효과를 제공한다. 특히, 한개의 유압실린더가 고장나는 경우에도 다른 유압실린더를 작동함으로써 수로의 개폐에는 문제가 없도록 할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 자동식 회전형 수문 장치는 수동으로 수문을 개폐할 수 있는 예비 장치를 두고 있다. 즉, 상기 수직 회전축(21)의 상단부는 사각의 단면 형상을 가지는 수동동작부(27)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

수동동작부(27)에 대응하는 부재를 수동동작부(27)에 끼운 후에 이를 수동으로 돌림으로써 수문의 개폐를 할 수도 있다. 이때 사용하는 부재는 중간에 끼움부가 있는 긴 봉재형상이 바람직하며, 끼움부에 수동동작부(27)를 끼운 후에 봉재의 양 쪽을 잡고 회전시키는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 실시예에 의해 권리범위가 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적인 사상을 가지고 있다면 모두 본 발명의 권리범위에 해당된다고 볼 수 있으며, 본 발명은 특허청구범위에 의해 권리범위가 정해짐을 밝혀둔다.

2 : 베이스, 15 : 회전방지부, 20 : 수문, 21 : 수직 회전축, 23 : 지지축, 25 : 연장부재, 31, 32 : 유압실린더,

Claims

수로에 위치한 문틀에 제공되어 유량을 제어하는 자동식 회전형 수문 장치에 있어서,
상기 문틀 내부에 제공되어 유량을 제어하는 판형의 수문(20)과,
상기 수문(20)의 상부에 설치되어 상기 수문(20)을 회전시키는 수직 회전축(21)과,
상기 수문(20)의 하부에 설치되고, 상기 수문(20)을 상기 문틀의 베이스(12)에 대하여 회전가능하도록 지지하는 지지축(23)과,
상기 수직 회전축(21)에 수직한 방향으로 양측으로 연장되고, 상기 수직 회전축(21)과 고정된 연장부재(25)와,
상기 수직 회전축(21)을 사이에 두고 상기 연장부재(25)에 회동가능하게 제공되는 한 쌍의 유압실린더(31, 32)와,
상기 문틀에 제공되어 상기 수문(20)이 특정방향으로 회전을 못하도록 방지하는 회전방지부(15)를 포함하고,
상기 한 쌍의 유압실린더(31, 32)는 미는 힘과 끄는 힘이 반대로 작용하여 상기 회전축(21)을 회전시키는 것을 특징으로 하는,
자동식 회전형 수문 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 문틀은 한 쌍의 측벽(11)과, 상기 한 쌍의 측벽(11)을 연결하는 상벽(10)을 포함하고,
상기 연장부재(25)는 상기 상벽(10)의 바깥 위치에 제공되는,
자동식 회전형 수문 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 수직 회전축(21)의 상단부는 사각의 단면 형상을 가지는 수동동작부(27)를 더 포함하는,
자동식 회전형 수문 장치.