KR20180022168A

KR20180022168A - 수문장치

Info

Publication number: KR20180022168A
Application number: KR1020160107132A
Authority: KR
Inventors: 전재권
Original assignee: 전재권
Priority date: 2016-08-23
Filing date: 2016-08-23
Publication date: 2018-03-06
Also published as: KR101880436B1

Abstract

수문의 원활한 승강 작동을 구현할 수 있는 수문장치가 개시된다.
수문장치는 수로의 내측벽에 설치되는 가이드레일과, 수로를 개폐하도록 가이드레일을 따라 상하 이동이 가능한 수문과, 수문의 상단에 연결되는 인양빔과, 인양빔을 승강시키기 위한 권양기를 포함하되, 수문에는 수로를 이동하는 물을 가이드레일의 하부로 안내하여, 가이드레일에 퇴적된 이물질을 제거하는 바이패스유로가 형성될 수 있다.

Description

수문장치{SLUICE GATE APPARATUS}

본 발명은 수문장치에 관한 것이다.

일반적으로, 관개수로와 하천 및 저수지 등의 수로는 농지관리 또는 관개용수 등을 적절하게 활용하기 위하여, 일정량의 물을 저장하였다가 필요할 때 사용하는 목적으로 이용되고 있다.

예컨대, 저수지의 신설에 많은 비용이 소요되므로, 수로에 수문을 설치함으로써, 이를 소단위 저수지로 활용하는 것이다. 실제로 수로에 수문을 설치하여 물을 저장하는 경우, 하나의 수로에는 많은 양의 물이 저장될 수 있고, 이를 수개의 수로에 적용하게 되면, 소형저수지를 능가하는 저수 용량이 확보될 수 있다.

이러한 수로에는 수문을 개폐를 조절하는 수문장치가 설비된다. 수문장치는비가 적게 내리는 때에는 수로 내에 물을 저장할 수 있고, 비가 많이 내릴 때에는 방류하여 수로 내에 물을 관리할 수 있다.

그런데, 종래 수문장치의 경우, 수문의 승강을 안내하는 가이드레일 사이로 물이 빠져나가면서, 흙이나 유기물과 같은 이물질이 가이드레일에 퇴적되는 현상이 발생된다. 이물질이 가이드레일에 누적되면, 수문의 승강 작동이 원활하지 못하게 되어, 수로의 차단이 안정적으로 이루어지지 못할 수 있고, 수문이 수로의 바닥면까지 완전하게 내려오지 못하여 수로를 통한 저수성능이 저하될 수 있다.

이에, 수문장치의 가이드레일에 누적되는 이물질을 효과적으로 제거하기 위한 기술이 요구되고 있다.

등록실용신안공보 제20-0430360호(2006. 10. 31. 등록)

본 발명의 실시 예들은 수문이 승강되는 가이드레일 내 이물질의 퇴적을 최소화하여, 수문의 원활한 승강 작동을 구현할 수 있도록 하는 수문장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따른 수문장치는, 수로의 내측벽에 설치되는 가이드레일; 상기 수로를 개폐하도록 상기 가이드레일을 따라 상하 이동이 가능한 수문; 상기 수문의 상단에 연결되는 인양빔; 및 상기 인양빔을 승강시키기 위한 권양기;를 포함하고, 상기 수문에는 상기 수로를 이동하는 물을 상기 가이드레일의 하부로 안내하여, 상기 가이드레일에 퇴적된 이물질을 제거하는 바이패스유로가 형성될 수 있다.

이때, 상기 가이드레일의 하부에는 상기 물을 상기 가이드레일의 내측으로 안내하는 유입공이 상기 수로의 바닥면에서 이격되어 형성되고, 상기 수문의 하부에는 상기 수문의 승강시 상기 유입구에 선택적으로 매칭되는 유입구가 상기 바이패스유로에 연통되게 형성될 수 있다.

또한, 상기 유입공은 상기 물이 이동하는 흐름 반대방향으로 향하도록 상기 가이드레일의 하부 일면에 위치될 수 있다.

또한, 상기 유입구는 상기 수문의 하강 이동하는 일정시간 동안 상기 유입공을 통해 상기 물을 공급받기 위해, 상기 유입공보다 상하방향으로 짧게 형성될 수 있다.

또한, 상기 바이패스유로는 상기 유입구를 통해 상기 물의 유입이 이루어지는 유로입구부; 상기 유로입구부에서 공급된 상기 물의 흐름을 수평방향에서 수직방향으로 변경하는 유로변경부;및 상기 물이 안내되는 경로를 넓게 확장하여 상기 물을 하방향으로 분산시키는 유로확장부를 포함할 수 있다.

본 발명은 이격 배치된 한 쌍의 상기 가이드레일의 하단 사이를 연결하고, 수로의 바닥면에 지지 가능한 지지프레임; 및 상기 권양기가 설치되도록 한 쌍의 상기 가이드레일의 상단을 연결하는 거치프레임;을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들은 수문을 통해 농업용 수로 내 물을 저장함으로써, 가뭄에는 수로 내 저장된 물을 농업 용수로 사용하고, 비의 양이 많을 때에는 방류하여 효과적인 관개용수 관리가 가능하다는 이점이 있다.

또한, 본 발명의 실시예들은 수문이 승강되는 가이드레일에 이물질의 퇴적을 최소화함으로써, 수문의 승강 작동을 원활하게 할 수 있고, 수로를 통한 물의 저수성능을 향상시킬 수 있다는 이점이 있다.

또한, 본 발명의 실시예들은 수문의 유입구가 시차를 두고 가이드레일의 유입공에 연통되거나 차단됨으로써, 수로의 물을 이용하여 가이드레일 내부에 퇴적되어 있는 이물질을 효과적으로 쓸어내릴 수 있다는 이점이 있다.

또한, 본 발명의 실시예들은 수문을 내리는 과정을 통해서, 레일에 퇴적되어 있는 이물질을 신속하고 편리하게 제거할 수 있으므로, 별도로 이물질의 제거 작업이 불필요하다는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수문장치를 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수문장치에서, 수문이 닫히기 전 가이드레일 하부를 확대하여 도시한 확대도이다.
도 3은 도 2의 "A-A"선부를 절개하여 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수문장치에서, 수문이 닫히기 직전 상태를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수문장치에서, 가이드레일에 퇴적된 이물질이 제거된 후, 수문이 닫힌 상태를 도시한 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 작용에 대해 상세하게 설명한다. 이하의 설명은 특허 청구 가능한 본 발명의 여러 측면(aspects) 중 하나이며, 하기의 설명은 본 발명에 대한 상세한 기술의 일부를 이룰 수 있다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어 공지된 구성 또는 기능에 관한 구체적인 설명은 본 발명을 명료하게 하기 위해 생략할 수 있다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예들을 포함할 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

그리고 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수문장치를 도시한 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수문장치에서, 수문이 닫히기 전 가이드레일 하부를 확대하여 도시한 확대도이며, 도 3은 도 2의 "A-A"선부를 절개하여 도시한 단면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 수문장치는, 가이드레일(100), 수문(200), 인양빔(300), 권양기(400), 지지프레임(500) 및 거치프레임(600)을 포함할 수 있다. 여기서, 수문장치는 농업용 용수가 이동되는 수 십미터에서 수 백미터에 달하는 수로(10)에 설치될 수 있고, 수문장치에 의해 구획되는 수로(10)는 물을 담수하여 소단위 저수지로 활용될 수 있다.

구체적으로, 가이드레일(100)은 수문(200)의 이동 경로를 제공하기 위한 레일로, 일방이 개방되는 "ㄷ"자 형태의 채널 형태로 제공될 수 있다. 이 가이드레일(100)의 개방되는 공간에는 인양빔(300)에 의해 수문(200)이 상하방향으로 이동될 수 있다.

가이드레일(100)은 수로(10)의 양 내측벽에 대향되게 설치되는 한 쌍으로 구성될 수 있다. 각각의 가이드레일(100)은 수로(10)의 내측벽에서 상하방향으로 설치될 수 있고, 가이드레일(100)의 하단 및 상단에는 지지프레임(500) 및 거치프레임(600)이 각각 연결될 수 있다.

여기서, 지지프레임(500)은 수로(10)의 바닥면에 지지되도록 한 쌍의 가이드레일(100)의 하단 사이를 연결할 수 있고, 거치프레임(600)은 권양기(400)가 설치되도록 한 쌍의 가이드레일(100)의 상단을 연결할 수 있다. 이들 한 쌍의 가이드레일(100), 거치프레임(600) 및 지지프레임(500)은 전체적으로 사각 틀 형태로 제공될 수 있다.

가이드레일(100)의 하부에는 수문장치를 통과하는 물의 일부를 가이드레일(100)의 개방되는 공간 내측으로 안내하는 유입공(101)이 형성될 수 있다. 유입공(101)은 가이드레일(100)의 길이방향을 따라 소정 길이(예를 들어, 30cm 정도)연장 형성되는 슬릿으로, 수로(10)의 바닥면에서 소정 높이(예를 들면, 30cm 정도)에 위치될 수 있다.

이때, 유입공(101)은 수로(10)를 따라 이동하는 물 흐름의 반대방향을 향하도록 가이드레일(100)의 하부 일면에 위치될 수 있다. 이로써, 수로(10)의 측벽을 따라 이동하는 물은 가이드레일(100)의 유입공(101)을 통해, 가이드레일(100)의 개방되는 공간 내측으로 인입될 수 있다.

특히, 가이드레일(100)의 유입공(101)과 수문(200)의 유입구(201)가 서로 매칭되는 경우(도 4 참조), 수로(10)의 측벽을 따라 이동하는 물은 가이드레일(100)의 유입공(101) 및 수문(200)의 유입구(201)를 통해, 가이드레일(100)의 개방되는 공간 내측으로 인입된 후, 바이패스유로(210)를 통해 수문(200)의 하방향으로 분사되므로, 가이드레일(100)의 하부에 퇴적된 이물질(S)을 제거할 수 있다.

수문(200)은 수로(10)의 적어도 일부를 개폐하기 위한 도어로, 수로(10)의 양측벽 및 바닥면 형상에 대응되는 형태로 제작될 수 있다. 예를 들어, 수문(200)은 "U"자 형태의 수로(10) 하부를 개폐할 수 있는 직사각형 형태의 도어로 제작될 수 있다.

수문(200)의 양측 상단에는 한 쌍의 인양빔(300)이 연결될 수 있고, 수문(200)의 양측 하부에는 가이드레일(100)의 유입공(101)에 매칭 가능한 유입구(201)가 형성될 수 있다.

여기서, 유입구(201)는 수문(200)의 승강시 가이드레일(100)의 유입공(101)에 선택적으로 매칭될 수 있으며, 유입구(201)는 후술하는 바이패스유로(210)의 유로입구부(211)에 연통되게 형성될 수 있다.

유입구(201)의 길이는 유입공(101)의 길이보다 짧게 형성될 수 있다. 따라서, 수문(200)의 하강시, 수문(200)의 유입구(201)와 가이드레일(100)의 유입공(101)가 매칭되는 일정 시간(예를 들면, 1분 정도) 동안, 유입구(201)는 유입공(101)로부터 물을 공급받을 수 있고, 유입구(201)로 공급된 물은 바이패스유로(210)를 통해 수문(200)의 하부로 배출되면서, 가이드레일(100)의 하부에 퇴적된 이물질(S)을 제거할 수 있다.

이를 위해, 바이패스유로(210)는 유입구(201)에서 공급되는 물의 흐름을 수평방향으로 안내하는 유로입구부(211)와, 유로입구부(211)에서 공급된 물의 흐름을 수평방향에서 수직방향으로 변경하는 유로변경부(212)와, 물의 경로를 넓게 확장한 구조를 통해, 유로변경부(212)에서 공급받은 물을 하방향으로 분산시키는 유로확장부(213)로 구성될 수 있다.

인양빔(300)은 수문(200)의 상단에 연결되는 한 쌍으로 구성될 수 있고, 권양기(400)로부터 구동력을 제공받아 수문(200)을 승강할 수 있다. 이러한 인양빔(300)은 권양기(400)와 레크&피니언 방식으로 구동 결합되는 래크바일 수 있다.

여기서, 인양빔(300)은 레크&피니언 방식으로 권양기(400)에 구동 결합되지만, 레크&피니언 방식 이외의 다양한 방식으로 권양기(400)에 구동 결합될 수 있다. 예를 들어, 인양빔(300)은 유압실린더와 같은 구동 액츄에이터와 구동 결합될 수 있다.

권양기(400)는 인양빔(300)을 승강시키기 위한 구동장치로, 핸들(420)의 회전력을 이용하여 인양빔(300)을 상하방향으로 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 권양기(400)는 일측에 위치한 인양빔(300)에 레크&피니언 방식으로 결합되는 본체(410)와, 본체(410)의 일측에 회전 가능하게 설치되는 핸들(420)과, 핸들(420)에 의해 발생된 구동력을 타측에 위치한 인양빔(300)에 전달하는 전달기어(430) 및 전달샤프트(440)로 구성될 수 있다.

본 실시예에서, 권양기(400)는 핸들(420)의 구동력을 이용하여 인양빔(300)을 승강시키는 구조이지만, 이에 한정되지는 아니하며, 전동모터(미도시)의 구동력을 이용하여 인양빔을 승강시킬 수도 있을 것이다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 작동 과정을 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수문장치에서, 수문이 닫히기 직전 상태를 도시한 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수문장치에서, 가이드레일에 퇴적된 이물질(S)이 제거된 후, 수문이 닫힌 상태를 도시한 단면도이다.

먼저, 본 발명에 따른 수문장치는 수로(10)를 구획하도록 설치된다. 이때, 수문장치는 수로(10)와 동일한 폭을 갖도록 설계되고, 수문장치의 바닥부는 수로(10)의 바닥면에 밀착되도록 수로(10)에 설치된다.

수문장치에 의해 구획된 수로(10)는 소단위 저수지로 활용될 수 있다. 예컨대, 물의 담수가 필요한 경우, 수문(200)의 폐쇄를 통해 수로(10)를 차단함으로써, 물을 수로(10) 내에 저장할 수 있고, 물의 배출이 필요한 경우, 수문(200)의 개방을 통해 수로(10)를 개방함으로써, 수로(10)에 저장된 물을 수로(10)를 따라 흘려보낼 수 있다.

이때, 수로(10)를 따라 이동하는 이물질(흙이나 미세한 유기물 등)이 수문장치의 가이드레일(100)에 퇴적될 수 있는 바, 이물질(S)이 가이드레일(100)에 쌓이게 되면, 수문(200)의 승강작동이 이물질(S)로 인해 방해를 받거나, 수문(200)이 완전하게 닫히지 못하게 되므로, 수문장치를 이용한 수로(10)의 저수성능이 저하될 수 있다.

그러나 본 발명에 따른 수문장치에서는, 수문장치를 통과하는 물의 일부가 바이패스유로(210)를 통해 흐르도록 구성함으로써, 가이드레일(100)에 퇴적되어 있는 이물질(S)을 효과적으로 제거할 수 있다.

예컨대, 수문(200)이 닫히기 전, 수로(10)가 개방된 상태(도 3 참조)에서는, 가이드레일(100)의 유입공(101)을 통과한 물이 다시 수로를 따라 이동하지만, 가이드레일(100)의 유입공(101)과 수문(200)의 유입구(201)가 매칭되는 상태(도 4 참조)에서는, 가이드레일(100)의 유입공(101)을 통과한 물이 수문(200)의 유입구(201)를 통해, 가이드레일(100)의 개방되는 공간 내측으로 인입된 후, 바이패스유로(210)를 통해 가이드레일(100)의 하부로 이동되므로, 수문(200)이 닫히기 바로 전 상태(도 5 참조)에서는, 가이드레일(100)의 하부에 퇴적된 이물질(S)은 바이패스유로(210)에서 배출되는 물에 의해, 효과적으로 제거될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 수문을 통해 농업용 수로 내 물을 저장하여, 가뭄에는 수로 내 저장된 물을 농업 용수로 사용하고, 비의 양이 많을 때에는 방류하여 효과적인 관개용수 관리가 가능하고, 수문이 승강되는 가이드레일에 이물질의 퇴적을 최소하여, 수문의 승강 작동을 원활하게 할 수 있고, 수로를 통한 물의 저수성능을 향상시킬 수 있고, 수문의 유입구가 시차를 두고 가이드레일의 유입공에 연통되거나 차단하여, 수로의 물을 이용하여 가이드레일 내부에 퇴적되어 있는 이물질을 효과적으로 쓸어내릴 수 있으며, 수문을 내리는 과정을 통해서, 레일에 퇴적되어 있는 이물질을 신속하고 편리하게 제거할 수 있으므로, 별도로 이물질의 제거 작업이 불필요하다는 등의 우수한 장점을 가진다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어 당업자는 각 구성요소의 재질, 크기 등을 적용 분야에 따라 변경하거나, 실시형태들을 조합 또는 치환하여 본 발명의 실시예에 명확하게 개시되지 않은 형태로 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것으로 한정적인 것으로 이해해서는 안되며, 이러한 변형된 실시예는 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.

100: 가이드레일 200: 수문
210: 바이패스유로 211:유로입구부
212: 유로변경부 213: 유로확장부
300: 인양빔 400: 권양기
500: 지지프레임 600: 거치프레임

Claims

수로의 내측벽에 설치되는 가이드레일;
상기 수로를 개폐하도록 상기 가이드레일을 따라 상하 이동이 가능한 수문;
상기 수문의 상단에 연결되는 인양빔; 및
상기 인양빔을 승강시키기 위한 권양기;를 포함하고,
상기 수문에는
상기 수로를 이동하는 물을 상기 가이드레일의 하부로 안내하여, 상기 가이드레일에 퇴적된 이물질을 제거하는 바이패스유로가 형성되는 것을 특징으로 하는 수문장치.
제 1 항에 있어서,
상기 가이드레일의 하부에는
상기 물을 상기 가이드레일의 내측으로 안내하는 유입공이 상기 수로의 바닥면에서 이격되어 형성되고,
상기 수문의 하부에는
상기 수문의 승강시 상기 유입구에 선택적으로 매칭되는 유입구가 상기 바이패스유로에 연통되게 형성되는 것을 특징으로 하는 수문장치.
제 2 항에 있어서,
상기 유입공은
상기 물이 이동하는 흐름 반대방향으로 향하도록 상기 가이드레일의 하부 일면에 위치되는 것을 특징으로 하는 수문장치.
제 2 항에 있어서,
상기 유입구는
상기 수문의 하강 이동하는 일정시간 동안 상기 유입공을 통해 상기 물을 공급받기 위해, 상기 유입공보다 상하방향으로 짧게 형성되는 것을 특징으로 하는 수문장치.
제 2 항에 있어서,
상기 바이패스유로는
상기 유입구를 통해 상기 물의 유입이 이루어지는 유로입구부;
상기 유로입구부에서 공급된 상기 물의 흐름을 수평방향에서 수직방향으로 변경하는 유로변경부;및
상기 물이 안내되는 경로를 넓게 확장하여 상기 물을 하방향으로 분산시키는 유로확장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수문장치.
제 1 항에 있어서,
이격 배치된 한 쌍의 상기 가이드레일의 하단 사이를 연결하고, 수로의 바닥면에 지지 가능한 지지프레임; 및
상기 권양기가 설치되도록 한 쌍의 상기 가이드레일의 상단을 연결하는 거치프레임;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수문장치.