KR20140045680A - 무동력 가동보 - Google Patents

Abstract

본 발명은 강이나 하천 등에 설치하여 수위를 조절하는 가동보에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수압적응장치와 추를 구비하여 수압적응장치에 일정수압이상이 감지되면 자동으로 수문을 개방하고 추의 무게보다 수압이 낮아지면 자동으로 수문을 폐쇄하는 무동력 가동보에 관한 것이다.
따라서, 본 발명이 제안하는 무동력 가동보는 콘크리트 구조물로서 하천바닥에 고정설치하는 구조체;와 상기 구조체 상에서 하천상류에서 하류로 흐르는 수류를 막기 위한 수문;과 상기 수문상부에 형성하여 하천의 수압량을 감지하여 수문을 개방하는 수압적응장치;와 상기 수문 하부에 형성하여 내부에는 구조체에 고정하도록 고정부를 형성하고 수문을 개폐하도록 고정부를 따라 회전하는 회전축;과 상기 회전축에 고정되되 우수유입 역방향으로 설치되는 연결부;와 상기 연결부에 연결되어 개방된 수문을 폐쇄하는 추;를 포함하여 이루어진다.

Description

무동력 가동보{non powered movable weir}

본 발명은 강이나 하천 등에 설치하여 수위를 조절하는 가동보에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수압적응장치와 추를 구비하여 수압적응장치에 일정수압이상이 감지되면 자동으로 수문을 개방하고 추의 무게보다 수압이 낮아지면 수문을 폐쇄하는 무동력 가동보에 관한 것이다.

과거 농업용수의 수요가 많고 강우가 하절기에 집중되는 기후적 특성을 가진 우리나라는 필요한 수량을 확보하기 위해 대부분 하천에 가로로 적당한 간격마다 말목을 박고 물이 고이는 쪽에 긴 통나무들을 가로질러 이에 기대어 돌을 놓고 그 위에 흙을 덮어 물을 흐르게 하면서 수심을 높여 취수하였다. 그러나 이러한 구성은 홍수가 날 때마다 유실되어 매년 다시 수축하는 것이 통례였다.

근래에 들어서는 콘크리트나 석재를 이용하여 하천바닥에 고정하여 보 전체가 움직이지 않는 고정보를 사용하였다. 고정보는 홍수시 우수가 스스로 넘쳐 흐르도록 하였다. 그러나 고정보는 흐름에 정체를 유발시켜 토사의 퇴적 및 수질악화, 수변생물의 서식처변화 등을 가져오는 원인이 되었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 고정보 대신 홍수 발생시 하천수위가 일정량 상승하면 기계실에 설치되어 있는 수위감지 센서에 의하여 보의 수문이 열려 우수를 배출하여 저수용량을 조절하는 가동보를 설치하고 있으며 고정보의 단점을 보완하기 위하여 다양한 방식이 개발되고 있다.

고정보의 단점을 보완하기 위한 종래의 기술로써, 대한민국 특허등록 제10-107975호에는 가동보에 있어서, 유수의 차단 및 담수, 수위조절 등을 위해 수로에 설치되는 가동보에 있어서, 수로 상에 타설된 콘크리트 구조체와 클램핑 플레이트 사이에 개재되어 고정되되, 상기 콘크리트 구조체의 바닥면에서 양측면까지 앵커볼트로 고정되는 고무판체; 상기 콘크리트 구조체에 일단부가 고정되어 상기 고무판체를 길이방향(가로방향)으로 가로지르도록 장착되는 다수의 기립용 와이어로프; 상기 고무판체의 배면에 장착되어 상기 기립용 와이어로프의 이동을 안내하는 하나 이상의 기립용와이어 안내파이프; 상기 기립용 와이어로프의 타단부에 연결되어 긴축 및 이완을 조절하는 와이어 견인장치;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 가동보가 공지되어 있다.

그러나 상기한 가동보는 대형화가 가능하고 제작기간이 단축되는 장점이 있지만 콘크리트 구조체에 설치되는 고무판체는 고정보에서 사용하는 콘크리트보다 내구성이 약해 급류하천에 설치할 경우 큰 유속과 수압이 작용할 경우 쉽게 파손될 수 있으며, 일반 하천이라도 사람이나 동물이 큰 충격을 가하거나 가동보가 파손되어 유지보수중에 낙하물로 인해 파손되는 등 쉽게 파손되어 유지관리비가 많이 소요되는 등의 문제점이 있다.

또한, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 종래의 기술로써, 대한민국 특허등록 제10-0668505호에는 유압식 가동보에 있어서, 강폭방향의 하상 콘크리트에 나랑히 배열되고 앵커볼트로 고정되어진 섬유강화 복합소재로 된 복수의 지지체에 단위면적의 상부판과 하부판이 좌, 우 양측 벽에 의해 단일체로 형성되며 그 좌우 양측 벽의 사이에 개재된 보강용 격벽에 의해 제1,제2 튜브가 동일한 폭을 가지고 분할 형성되어진 섬유강화 복합소재로 된 복수의 패널을 회동 가능케 설치하여 상기 패널의 하부판에 결합된 피가동부의 유압실린더의 직선운동으로 상기 패널들을 회동시켜 수위를 조절하는 가동보에 있어서; 상기 패널은 상기 상부판 및 하부판의 일측 하단에 길이방향을 따라 연속적으로 돌출ㆍ형성된 구단면형상의 볼조인트; 상기 좌우 양측 벽의 외측 상부쪽 및 하부쪽에 상호 비대칭 방향으로 수직하게 돌출ㆍ형성되어 이웃하는 상기 패널들의 체결편과 슬라이딩 방식으로 결합되는 제1,제2 장축홈;및 상기 상부판 및 하부판의 일측 연부에 상기 제1,제2 튜브의 폭만큼 상호 비대칭 방향으로 연장되며 그들의 단부가 직각 절곡된 제1,제2 체결편을 가지고 상기 이웃하는 패널들의 제1,제2 장축홈에 각각 슬라이딩 방식으로 결합되는 상,하부 연장판을 포함하며, 상기 지지체는 평판형 판체의 일측 단부에 길이방향을 따라 반구형 단면 형상의 제1 요홈이 형성되어 상기 하상 콘크리트에 수평하게 매설되는 제1캡쳐부재;및 평판형 판체의 일측 단부에 길이방향을 따라 반구형의 1/2인 단면 형상의 제2 요홈이 형성되며 상기 제1 캡쳐부재의 제1 요홈과 동일선상으로 형합되어 상기 패널들의 볼조인트를 회동 가능하게 잡아주는 제2 캡쳐부재를 포함하여, 상기 유압실린더의 직선 왕복운동으로 상기 패널을 상기 지지체를 중심으로 회동시키는 것을 특징으로 하는 유압식 가동보가 공지되어 있다.

그러나 상기한 유압식 가동보는 정기적인 유압장치를 점검해야 하기 때문에 번거로우며 유압실린더는 하천이나 강의 내부에 형성되기 때문에 쉽게 부식되며 그로 인해 유압유 유수시 환경오염의 원인이 된다.

또한, 상기와 같은 동력식 가동보는 공사기간이 길어 공사비가 많이 소요되고 자동운전 시스템을 갖추어야 하기 때문에 소규모 가동보 시설에는 적합하지 않은 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 간단한 구조로 설계하여 시공기간이 짧고 비용이 적게 드는 것과 동시에 유지비용이 거의 들지않는 무동력 가동보를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 수압적응장치와 추를 구비하여 수압적응장치에 일정수압이상이 감지되면 수문을 개방하고 추의 무게보다 수압이 낮아지면 수문을 폐쇄하는 무동력 가동보를 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 제안하는 무동력 가동보는 콘크리트 구조물로서 하천바닥에 고정설치하는 구조체;와 상기 구조체 상에서 하천상류에서 하류로 흐르는 수류를 막기 위한 수문;과 상기 수문상부에 형성하여 하천의 수압량을 감지하여 수문을 개방하는 수압적응장치;와 상기 수문 하부에 형성하여 내부에는 구조체에 고정하도록 고정부를 형성하고 수문을 개폐하도록 고정부를 따라 회전하는 회전축;과 상기 회전축에 고정되되 우수유입 역방향으로 설치되는 연결부;와 상기 연결부에 연결되어 개방된 수문을 폐쇄하는 추;를 포함하여 이루어진다.

상기 수문은 하천상류의 수압이 일정수압보다 높아지면 수문 상부에 형성된 수압적응장치에 유속 및 수압이 감지되어 수문 하부의 회전축이 회전하며 수문을 쓰러트려 수문을 개방하고 추는 구조체 상부로 올라가고 하천상류의 수압이 추의 무게보다 낮아지면 추는 구조체 바닥으로 내려가고 회전축이 회전하며 수문을 세워 수문을 폐쇄하도록 구성한다.

상기 연결부에 도르래를 구비하여 연결부 한쪽은 수문에 연결하고 다른 한쪽 추에 연결하여 하천 상류의 수압이 높아지면 수문 상부에 형성된 수압적응장치에 유속 및 수압이 감지되어 수문 하부의 회전축이 회전하며 수문을 개방하고 추는 구조체 상부로 올라가고 하천 상류의 수압이 추의 무게보다 낮아지면 추는 구조체 바닥으로 내려가면서 수문을 세워 수문을 폐쇄하도록 구성한다.

본 발명에 따른 무동력 가동보에 의하면, 간단한 구조로 설계하여 시공기간이 짧고 설치 비용이 적게 드며 가동보 가동시 가동비가 들지않는 효과가 있다.

뿐만 아니라, 수압적응장치와 추를 구비하여 하천상류의 수압이 일정수압이상이 감지되면 수문을 개방하고 추의 무게보다 수압이 낮아지면 수문을 폐쇄하는 무동력 시스템으로 작동하여 유지비용이 거의 들지않는 효과가 있다.

또한, 수압에 의해 수문을 자동으로 개폐하는 간단한 구조로 소규모시설이나 대규모시설에 적용이 가능하여 크고 작은 하천이나 강 등과 또는 다양한 기후조건을 가진 장소에도 적용가능하여 사용효율을 높이는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 일실시예를 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 수문을 나타내는 사시도.
도 3은 본 발명에 있어서 사용상태를 나타내는 단면도.
도 4는 본 발명에 있어서 제2실시예 사용상태를 나타내는 단면도.

본 발명은 무동력 가동보에 있어서, 콘크리트 구조물로서 하천바닥에 고정설치하는 구조체;와 상기 구조체 상에서 하천상류에서 하류로 흐르는 수류를 막기 위한 수문;과 상기 수문상부에 형성하여 하천의 수압량을 감지하여 수문을 개방하는 수압적응장치;와 상기 수문 하부에 형성하여 내부에는 구조체에 고정하도록 고정부를 형성하고 수문을 개폐하도록 고정부를 따라 회전하는 회전축;과 상기 회전축에 고정되되 우수유입 역방향으로 설치되는 연결부;와 상기 연결부에 연결되어 개방된 수문을 폐쇄하는 추;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수문은 하천상류의 수압이 일정수압보다 높아지면 수문 상부에 형성된 수압적응장치에 유속 및 수압이 감지되어 수문 하부의 회전축이 회전하며 수문을 쓰러트려 수문을 개방하고 추는 구조체 상부로 올라가고 하천상류의 수압이 추의 무게보다 낮아지면 추는 구조체 바닥으로 내려가고 회전축이 회전하며 수문을 세워 수문을 폐쇄하도록 구성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 연결부에 도르래를 구비하여 연결부 한쪽은 수문에 연결하고 다른 한쪽 추에 연결하여 하천 상류의 수압이 높아지면 수문 상부에 형성된 수압적응장치에 유속 및 수압이 감지되어 수문 하부의 회전축이 회전하며 수문을 개방하고 추는 구조체 상부로 올라가고 하천 상류의 수압이 추의 무게보다 낮아지면 추는 구조체 바닥으로 내려가면서 수문을 세워 수문을 폐쇄하도록 구성하는 것을 특징으로 한다.

다음으로 본 발명에 따른 무동력 가동보의 바람직한 일실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

먼저, 본 발명에 따른 무동력 가동보의 일실시예는 도 1에 나타낸 바와 같이 무동력 가동보(100)의 기초가 되는 구조체(10)와 하천의 수류를 막는 수문(20)과 수문(20)을 개폐하는 수압적응장치(24)와 추(30)로 이루어져 있다.

상기 구조체(10)는 도 1에 나타낸 바와 같이 콘크리트 구조물로서 하천바닥(2)에 일부분 삽입하여 고정 설치한다.

상기 구조체(10)는 수문(20)과 하천바닥(2)이 직접 닿아 수문(20)을 개폐하는 과정에서 하천바닥(2)의 모래들이 움직여 하천수가 혼탁해 지지않도록 바닥이 형성되고 바닥을 지지하도록 양옆에 기둥을 형성하여 구조체(10)는 "U"와 비슷한 형상으로 형성한다.

상기 구조체(10)는 하천수가 무동력 가동보(100)에 유입되도록 하천수가 흐르는 방향으로 기둥의 면적이 작은 부분을 위치시켜 하천수가 무동력 가동보(100)로 유입되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 수문(20)은 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이 관개용수를 일정하게 유지하기 위해서 하천 상류에서 하류로 흐르는 하천수의 물을 막거나 흘려보내 유지하도록 한다.

상기 수문(20)은 하천 수류에 견디는 것이 가능한 콘크리트와 석재와 같은 단단한 재질을 사용하여 형성하는 것이 바람직하다.

상기 수문(20)은 하부에 회전축(21)을 형성하고 회전축(21) 내부에 관통공(22)을 형성하여 고정부(23)를 삽입한다.

상기 고정부(23)는 관통공(22)에 대응하는 현상으로 형성되고 구조체(10)에 고정부(23)가 고정되었을 때 회전축(21)이 회전할 수 있는 크기로 형성하는 것이 바람직하다.

상기 고정부(23)는 회적축(21)보다 길이가 길게 형성하여 구조체(10)에서 움직이지 않도록 고정한다.

상기 수압적응장치(24)는 하천 상류의 수압이 정해진 일정수압이상으로 높아지면 수문(20)을 쓰러트려 수문(20)을 개방한다.

상기 수압적응장치(24)는 수문(20) 상부에 2개를 구비하여 고정하고 정확한 수압을 감지하여 수문(20)을 쓰러트린다. 수압적응장치(24)는 하나가 고장 나더라도 또다른 하나로도 작동이 가능하다.

상기 추(30)는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이 쓰러진 수문(20)을 하천상류의 수압보다 추의 무게가 커지면 수문(20)을 세워 수문(20)을 폐쇄하여 하천수가 흐르지 않도록 한다.

상기 추(30)는 원형으로 형성하며 쓰러진 수문(20)을 세울 수 있는 정도의 무게로 형성하는 것이 바람직하다.

상기 추(30)는 콘크리트 구조물인 수문(20)을 세울 수 있도록 2개 구비하는 것이 바람직하며 1개로 형성하여 추(30)의 무게를 올리는 것도 가능하다.

상기 추(30)는 연결부(31)를 구비하여 수문(20)의 회전축(21) 한면에 고정되어 형성한다.

상기 연결부(31)는 원기둥의 형태로 우수유입 역방향으로 설치하며 추(30)의 개수에 따라 연결부(31)의 개수 또한 변경한다.

상기 연결부(31)는 추(30)와 회전축(21)의 간격이 유지되도록 형태변형이 없는 재질로 형성하며 수문(20)의 개폐 움직임에 따라 추(30) 또한 움직이도록 추(30)의 무게를 견딜 수 있는 강도로 제작되는 것이 바람직하다.

상기 무동력 가동보(100)의 사용상태는 도 1 및 도 4에 나타낸 바와 같이 하천바닥(2)에 구조체(10)의 바닥 두께만큼 삽입하여 고정한다.

상기 구조체(10) 하부에 고정부(23)를 고정하여 수문(20)을 구비한다. 상기 무동력 가동보(100)의 일반적인 형태는 하천 상류의 하천수를 하천 하류로 흘러가지 못하도록 수문(20)이 폐쇄된 상태로 형성한다.

상기 무동력 가동보(100)에 의해 하천 상류의 하천수가 하천 하류로 흘러가지 못하고 점점 상류에 고이게 되면 수압이 증가하게 되고 수문(20) 상부에 위치한 수압적응장치(24)에 수압이 감지되어 회전축(21)을 회전시켜 수문(20)을 쓰러트려 수문(20)을 개방한다. 이때 회전축(21)에 연결부(31)로 연결된 추(30)는 구조체(10) 상에서 하부에서 상부로 이동한다.

상기 쓰러진 수문(20)을 통해 상류의 하천수가 하류로 흘러들어간다. 일정량을 흘려보내다가 회전축(21)에 연결부(31)로 연결된 추(30)의 무게보다 상류 수압이 낮아지면 구조체(10) 상부에 위치하였던 추(30)는 하부로 이동하게 되고 회전축(21)은 회전을 하여 수문(20)을 세워 수문(20)을 폐쇄한다.

상기 과정이 원활하게 하기 위해서는 수문(20)의 크기와 무게에 따라서 추(30)의 개수와 무게 또한 달라져야 하며 수문(20)과 추(30)를 지탱하는 연결부(31)와의 각도를 잘 조절해야 한다.

상기 본 발명의 제2실시예는 도 5에 나타낸 바와 같이 연결부(31)를 유동형 로프로 준비하고 도르래(40)를 구비한다.

상기 도르래(40)를 구조체(10)의 기둥 한쪽면에 고정하고 연결부(31)는 도르래(40) 상에서 움직이도록 한다.

상기 연결부(31)는 수문(20)에 한쪽을 고정하고 다른 한쪽에는 추(30)에 고정하여 연결한다.

상기 도르래(40)를 중심으로 한쪽에는 수문(20)이 위치하고 다른 한쪽에는 추(30)가 위치한다.

상기 연결부(31)는 충격 흡수력이 뛰어나고 마모에 우수한 저항력과 뒤틀림이 없고 유동성이 좋은 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등의 재질로 형성된 로프를 사용하는 것이 바람직하며 강도가 좋고 유동성이 좋은 와이어로프를 사용하는 것도 가능하다.

상기 무동력 가동보(100)에 의해 하천 상류의 하천수가 하천 하류로 흘러가지 못하고 점점 상류에 하천수가 고이게 되면 수압이 증가하게 되고 수문(20) 상부에 위치한 수압정응장치(24)에 수압이 감지되어 회전축(21)을 회전시켜 수문(20)을 쓰러트려 수문(20)을 개방한다.

상기 쓰러진 수문(20)을 통해 상류의 하천수가 하류로 흘러들어간다. 일정량을 흘려보내다가 연결부(31)로 연결된 추(30)의 무게보다 상류 수압이 낮아지면 구조체(10) 상부에 위치하였던 추(30)는 하부로 이동하게 되고 도르래(40)가 회전하며 수문(20)을 세워 수문(20)을 폐쇄한다.

상기 과정이 원활하게 하기 위해서는 수문(20)의 크기와 무게에 따라서 추(30)의 무게 또한 달라져야 하며 연결부(31)의 로프 또한 추(30)의 무게에 따라 굵기 또한 달라져야 하는 것이 바람직하다.

상기 무동력 가동보(100)는 하천 상류의 수위가 상승하고 수압이 증가하면 수문(20)을 개방하여 하천 상류의 하천수가 하천 하류로 흐르게 하고 하천 상류의 수압이 낮아지면 수문(20)을 폐쇄하여 하천 상류의 하천수가 흐르지 못하게 하여 관개용수를 일정하게 유지한다.

상기 무동력 가동보(100)는 간단한 구조로 동력이 필요치 않아 공사비가 적게 소요되고 구조가 간단하여 대규모 소규모 시설에 사용이 가능하며 유지비용이 저감된다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

2 : 하천바닥 10 : 구조체 20 : 수문
21 : 회전축 22 : 관통공 23 : 고정부
24 : 수압적응장치 30 : 추 31 : 연결부
40 : 도르래 100 : 무동력 가동보

Claims (3)

1. 콘크리트 구조물로서 하천바닥에 고정설치하는 구조체;와
   상기 구조체 상에서 하천상류에서 하류로 흐르는 수류를 막기 위한 수문;과
   상기 수문상부에 형성하여 하천의 수압량을 감지하여 수문을 개방하는 수압적응장치;와
   상기 수문 하부에 형성하여 내부에는 구조체에 고정하도록 고정부를 형성하고 수문을 개폐하도록 고정부를 따라 회전하는 회전축;과
   상기 회전축에 고정되되 우수유입 역방향으로 설치되는 연결부;와
   상기 연결부에 연결되어 개방된 수문을 폐쇄하는 추;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무동력 가동보.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 수문은 하천상류의 수압이 일정수압보다 높아지면 수문 상부에 형성된 수압적응장치에 유속 및 수압이 감지되어 수문 하부의 회전축이 회전하며 수문을 쓰러트려 수문을 개방하고 추는 구조체 상부로 올라가고 하천상류의 수압이 추의 무게보다 낮아지면 추는 구조체 바닥으로 내려가고 회전축이 회전하며 수문을 세워 수문을 폐쇄하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 무동력 가동보.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 연결부에 도르래를 구비하여 연결부 한쪽은 수문에 연결하고 다른 한쪽 추에 연결하여 하천 상류의 수압이 높아지면 수문 상부에 형성된 수압적응장치에 유속 및 수압이 감지되어 수문 하부의 회전축이 회전하며 수문을 개방하고 추는 구조체 상부로 올라가고 하천 상류의 수압이 추의 무게보다 낮아지면 추는 구조체 바닥으로 내려가면서 수문을 세워 수문을 폐쇄하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 무동력 가동보.

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