KR20190130350A - 펌프 게이트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 게이트가 개방 후 폐쇄 시 게이트 본체 바닥에 쌓이는 이물질을 용이하게 제거할 수 있는 펌프 게이트에 관한 것으로, 게이트 본체와, 상기 게이트 본체를 상승 또는 하강시키기 위한 롤러부와, 상기 게이트 본체의 폭 방향을 따라 이격 배치되고, 유체를 본체 바닥부의 하향 방향으로 분사하는 유체 분사 장치를 이용하여 상기 게이트 본체가 개방 후 폐쇄 시 상기 본체 바닥부에 유체를 분사하여 이물질을 제거하는 이물질 제거부를 포함하는 펌프 게이트를 제공한다.

Description

펌프 게이트{PUMPGATE}

본 발명은 게이트가 개방 후 폐쇄 시 게이트 본체 바닥에 쌓이는 이물질을 용이하게 제거할 수 있는 펌프 게이트에 관한 것이다.

일반적으로 물은 상류측 내쉬에서 하류측 외수위로 흐른다. 그러나, 집중 호우나 태풍 등으로 외수위에 물이 급격하게 많아질 경우 수위가 높아진 외수위로부터 내수위로 물이 역류하게 되는 현상이 발생하는데, 이를 방지하기 위해서 상류와 하류 사이에는 수문이 설치되어 외수위가 높아졌을 경우 수문을 닫혀 물의 역류를 막는다.

한편, 수문에 펌프를 구비하여 수문의 개방 시 낙차에 의해 물을 이동시키는 역할뿐만 아니라 비상 시 펌프를 통해 강제 배수를 시킬 수 있는 펌프 게이트가 개발되어 보급되고 있다.

이러한 펌프 게이트는 수중 펌프를 수문에 탑재하여 일체화시킨 배수 설비로서 종래의 유수지 및 배수장 시설이 필요 없으며, 기존의 수로의 수문에 펌프를 설치하여 수문과 펌프 기능을 동시에 수행하는 배수 설비를 의미한다.

한편, 수문 중에서도 별도의 외부 동력원 없이 담수의 수압에 의해 자동으로 개폐되는 자동 수문이 있다. 자동 수문은 상류의 수이가 높을 시 그 압력에 의해 개방되어 하류로 물이 흐르도록 하고, 반대로 폭우나 홍수 등에 으해 하류의 수위가 높아졌을 경우에는 폐쇄되어 물이 역류되는 것을 방지한다.

그러나, 종래의 자문 수문은 퇴적된 이물질이 게이트의 하단의 전반에 쌓여 게이트가 개방되지 않는 문제점이 있다. 또한, 수로 내부의 유속이 느릴 경우 게이트와 구조물 사이에 이물질이 쌓이게 되어 하류의 수위가 높아졌을 경우 게이트가 완전히 닫히지 못하고 역류 현상이 발생되는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허 제10-2017-0118413호(2017.10.25. 공개)

본 발명은 게이트 본체가 상승 후 하강 시 게이트 본체 바닥부의 하향 방향으로 고압의 유체를 분사하여 게이트 본체의 바닥부에 쌓이는 이물질을 제거함으로서, 이물질에 의해 게이트가 완전히 닫히지 않는 현상을 방지할 수 있는 펌프 게이트를 제공한다.

상술한 해결하고자 하는 과제를 해결하기 위해서 본 발명의 실시예에 따른 펌프 게이트는 게이트 본체와, 상기 게이트 본체를 상승 또는 하강시키기 위한 롤러부와, 상기 게이트 본체의 폭 방향을 따라 이격 배치되고, 유체를 본체 바닥부의 하향 방향으로 분사하는 유체 분사 장치를 이용하여 상기 게이트 본체가 개방 후 폐쇄 시 상기 본체 바닥부에 유체를 분사하여 이물질을 제거하는 이물질 제거부를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 게이트 본체는 상기 게이트 본체의 프레임의 하측에 형성된 본체 외벽 하부와, 상기 본체 외벽 하부로부터 게이트 본체의 두께 방향으로 이격 배치된 본체 내벽 하부와, 상기 본체 외벽 하부의 내표면과 상기 본체 내벽 하부의 상단 사이에 연결된 본체 바닥부와, 상기 본체 외벽 하부의 내표면과 본체 바닥부의 저면 및 상기 본체 내벽 하부의 표면 사이에는 리세스부를 형성하며, 상기 유체 분사 장치는 상기 리세스부를 향해 상기 유체를 분사할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 이물질 제거부는 상기 유체를 발생시키는 유체 발생부와, 상기 발생된 유체의 상기 유체 분사 장치까지의 유동 경로를 제공하는 유로와, 상기 유로 상에 형성되는 외부의 제어 신호에 따라 온 또는 오프되어 상기 유체 발생부에서 발생된 유체의 공급을 제어하는 제어밸브와, 상기 게이트 본체의 상승 또는 하강 상태를 감지하는 감지부와, 상기 감지부에서 감지한 상기 게이트 본체의 상승 또는 하강 상태에 따라 상기 제어 신호를 발생시켜 상기 제어밸브에 인가하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 감지부는 상기 롤러부의 동작 상태를 감지하여 상기 게이트 본체의 상승 또는 하강 상태를 감지할 수 있다.

전술한 본 발명의 과제 해결 수단에 따르면, 게이트 본체가 상승 후 하강 시 게이트 본체 바닥부의 하향 방향으로 고압의 유체를 분사하여 게이트 본체의 바닥부에 쌓이는 이물질을 제거함으로서, 이물질에 의해 게이트가 완전히 닫히지 않는 현상을 방지할 수 있다.

또한, 전술한 본 발명의 과제 해결 수단에 따르면, 본체 외벽 하부의 내표면과 본체 바닥부의 저면 및 상기 본체 내벽 하부의 표면 사이에는 리세스부를 형성하여 유체 분사 장치에 의해 분사되는 유체의 유동 공간을 확보하고, 유체의 유동을 하향쪽으로 유도하는 역할 및 세척실의 역할을 담당함으로써, 이물질 제거 효율 또는 세척 효율을 극대화할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 펌프 게이트의 정면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 펌프 게이트에서 AA`의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 펌프 게이트에서 BB`의 배면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이물질 제거부의 세부 구조를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 펌프 게이트가 게이트 본체의 상태에 따라 퇴적물 제거를 위한 제어 과정을 도시한 흐름도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 유체 분사 기능을 갖는 펌프 게이트에 대해 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 펌프 게이트의 정면도이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 펌프 게이트에서 AA`의 단면도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 펌프 게이트에서 BB`의 배면도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이물질 제거부의 세부 구조를 도시한 도면이다.

도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 펌프 게이트는 게이트 본체(100)가 개방 후 폐쇄, 예컨대 상승 후 하강할 때 이물질 제거부(200)를 통해 게이트 본체(100)의 저면 부분과 접촉되는 영역에 쌓인 퇴적물을 제거할 수 있다. 이를 위하여 본 발명의 실시예에 따른 펌프 게이트는 게이트 본체(100), 수문 가이드 홈(10)에 접촉되어 게이트 본체(100)를 거동시키는 롤러부(110), 게이트 본체(110)의 저면부와 접촉되는 부분에 퇴적되는 퇴적물을 제거하기 위한 이물질 제거부(200) 등을 포함할 수 있다.

또한, 펌프 게이트는 게이트 본체(100)를 상승 및 하강시키기 위해 게이트 러그(340)에 리프팅 케이블(330) 및 윈치(320)가 연결될 수 있다. 즉, 리프팅 케이블(330)은 게이트 본체(100)를 상승 또는 하강시킬 수 있도록, 윈치(320)에 의해 감겨지거나 풀릴 수 있고, 전력선, 통신선 및 리프팅 와이어를 포함할 수 있다.

윈치(320)는 제어반(300)의 제어에 따라 구동부(310)에 의해 동작하여 리프팅 케이블(330)을 감거나 풀어 게이트 러그(340)를 상승 또는 하강시킬 수 있다.

이물질 제거부(200)는 게이트 본체(100)의 본체 바닥부(130)에서 게이트 본체(100)의 폭방향을 따라 이격 배치되고, 고압 유체, 예컨대 공기, 물 등을 본체 바닥부(130)의 하향 방향으로 분사하는 노즐(210)을 포함한다.

이물질 제거부(200)는 상기 노즐(210)을 장치 저부에 구비한 유체 분사 장치(220)를 포함한다.

여기서, 유체 분사 장치(220)는 상기 본체 바닥부(103)의 상면에 각각 설치되고, 고압 유체의 불순물을 필터링 하는 내부필터(미도시)와, 유체의 역류를 방지하는 체크밸브(미도시)를 내장하고 있을 수 있다.

이물질 제거부(200)는 유체 발생부(400)로부터 상기 유체 분사 장치(200)까지 상기 고압 유체의 유동 경로가 되는 유로(230)를 포함할 수 있다.

게이트 본체(100)는 댐 등에 기 설치된 수문에 대응하여 설치될 수 있는 프레임으로 제작되며, 게이트 본체(100) 내부에는 임펠러(122) 및 임펠러 캡(123) 등을 포함하는 펌프(120), 펌프 하우징(121)을 구비하며, 힌지(131)로 결합된 펌프 도어(130) 및 도어 프레임(132)을 구비할 수 있다.

게이트 본체(100)는 게이트 본체(100)의 프레임의 하측에 형성된 본체 외벽 하부(101)와, 본체 외벽 하부(101)로부터 게이트 본체(100)의 두께 방향으로 이격 배치된 본체 내벽 하부(102)와, 본체 외벽 하부(101)의 내표면과 상기 본체 내벽 하부(102)의 상단 사이에 연결된 본체 바닥부(103)를 포함할 수 있다.

이때, 본체 외벽 하부(101)의 내표면과 본체 바닥부(103)의 저면 및 상기 본체 내벽 하부(102)의 표면 사이에는 리세스부(104)가 형성되어 있다.

여기서, 리세스부(104)는 그의 저부가 개방되어 있다. 리세스부(104)의 상부는 본체 바닥부(103)에 의해 폐쇄되는 반면, 리세스부(104)의 하부는 개방되어 있다. 따라서, 리세스부(104)는 노즐(210)로부터 분사되는 고압 유체의 유동 공간을 확보하고, 고압 유체의 유동을 하향 또는 후술되는 갭(G) 쪽으로 유도하는 역할 및 세척실의 역할을 담당함으로써, 이물질 제거 효율 또는 세척 효율을 극대화할 수 있는 장점이 있다.

또한, 리세스부(104)는 게이트 본체(100)의 하강 작동시, 상기 노즐(210)이 수문 구멍의 테두리면에 직접 접촉되는 것을 방지하여, 노즐(210)을 보호할 수 있는 장점이 있다.

또한, 각 노즐(210)은 게이트본체(100)의 최저 부위보다 상기 리세스부(104)의 높이 만큼 이격되어 있는 본체 바닥부(103)에 배치되어 있으므로, 노즐 분사 거리 확보를 통해 이물질 제거에 필요한 압력 생성을 극대화할 수 있다.

또한, 본체 내벽 하부(102)는 고압 유체의 유동을 가이드하는 역할을 담당할 수 있다.

또한, 본체 내벽 하부(102)는 본체 외벽 하부(101)의 저측 기준면(RL)과 상기 본체 내벽 하부(102)의 저측 끝단부 사이에 이물질 제거를 위한 갭(G)을 형성하고 있다.

여기서, 수문의 테두리면은 게이트본체(100)의 하강 완료시 상기 저측 기준면(RL)일 수 있다.

이렇게, 고압 유체에 의해 부유된 이물질은 본체 내벽 하부(102)의 갭(G)을 통해 리세스부(104)의 내부에서 외부로 배출될 수 있으므로, 결과적으로 본체 외벽 하부(101)의 저측 끝단부(예: 수밀용 실링)가 수문 구멍의 테두리면에 밀착될 수 있는 환경을 만들 수 있다.

만일 갭(G)이 없다면, 이물질이 노즐(201)로부터 분사되는 고압 유체에 의해 수문의 테두리면으로부터 분리될 수 있다 하더라도, 게이트본체(100)의 하강 완료시, 리세스부(104)의 내부에 머물러 있기 때문에, 이물질 부폐, 이물질 재부착 및 고착 등의 문제점을 발생시킬 수 있다.

그러나, 본 발명은 상기 갭(G)을 통해 이물질 배출 성능도 극대화시킬 수 있는 것이다.

또한, 바닥 격벽부(105)는 게이트 본체(100)의 폭방향을 따라 상기 노즐(210)별로 이격 배치되어서, 상기 리세스부(104)를 복수개의 공간으로 구획하는 역할을 담당한다.

또한, 바닥 격벽부(105)는 그의 아래쪽 형상에 있어서 직선형 엣지(105a) 및 경사진 엣지(105b)를 구비하여 이물질 또는 퇴적물을 커팅하는 커터로서의 역할도 담당할 수 있어어 이물질 제거 시간을 단축할 수 있다.

한편, 롤러부(110)는 롤러 지지축(113)에 지지되어 수문 가이드 홈(10), 예컨대 콘크리트 홈의 배면과 정면에 접촉하면서 회전하고 게이트 본체(100)의 전후 거동을 가이드하거나 과도한 흔들림을 방지할 수 있는 메인롤러(111) 및 수문 가이드 홈(10) 측면에 접촉하면서 회전하고 게이트 본체(100)의 좌우 거동을 가이드 하거나 흔들림을 방지하는 서브롤러(112)로 구성될 수 있다.

이러한 롤러부(110)의 메인롤러(111) 및 서브롤러(112)는 상호 직각으로 배치되며, 게이트 러그(340)를 통해 게이트 본체(100)가 상승 및 하강할 때 수문 가이드 홈(10)의 배면, 정면 및 측면에 접촉하면서 회전 동작하여 게이트 본체(100)를 승강시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 펌프 게이트는 게이트 본체(100)가 상승하거나 하강할 때 이를 감지할 수 있는 감지부(430) 및 제어부(420)를 더 구비할 수 있다.

감지부(430)는 게이트 본체(100)의 상태, 즉 상승 또는 하강할 때의 상태를 감지할 수 있는 센서이거나 구동부(310)의 구동 신호를 감지하는 신호 감지 모듈일 수 있다.

감지부(430)가 센서일 경우 감지부(430)는 롤러부(110), 즉 메인롤러(111) 및 서브롤러(112) 중 적어도 하나 이상에 장착되어 메인롤러(111)와 서브롤러(112)가 동작하는 상태를 감지한 후 이에 대응하는 감지 신호를 제어부(420)에 출력할 수 있다.

한편, 감지부(430)가 구동부(310)에 연결된 신호 감지 모듈인 경우 감지부(430)는 구동부(310)와 연결되어 상승 또는 하강용 구동 신호의 발생 여부를 감지한 후 이에 대응하는 감지 신호를 제어부(420)에 출력할 수 있다.

제어부(420)는 감지 신호에 따라 제어밸브(410)의 온 또는 오프 동작을 위한 제어 신호를 발생시켜 제어밸브(410)에 인가할 수 있다. 구체적으로, 제어부(420)는 게이트 본체(100)가 상승할 때 또는 게이트 본체(100)의 움직임이 없는 상태일 때 제어밸브(410)를 ㅍ오프시키기 위한 제어 신호를 인가하여 유체 발생부(400)에 의해 발생되는 유체가 유체 분사 장치(220)를 통해 분사되는 것을 차단하며, 게이트 본체(100)가 상승 후 하강할 때 제어밸브(410)를 온시키기 위한 제어 신호를 인가하여 유체 발생부(400)에 의해 발생되는 유체가 유로(230)를 통해 유체 분사 장치(220)를 통해 분사될 수 있도록 할 수 있다.

상술한 바와 같은 구조를 갖는 펌프 게이트 내 이물질 제거부(200)가 동작하는 과정에 대해 도 5를 참조하여 설명한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 펌프 게이트가 게이트 본체(100)의 상태에 따라 퇴적물 제거를 위한 제어 과정을 도시한 흐름도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 펌프 게이트의 게이트 본체(100)가 닫혀있는 상태에서 제어밸브(410)는 제어부(420)의 제어에 따라 오프 상태를 유지한다(S500). 이에 따라, 유체 분사 장치(220)는 유체를 분사하지 않는 상태를 유지한다.

오프 상태에서 게이트 본체(100)가 상승하게 되면(S502), 즉 메인롤러(111) 및 서브롤러(112)가 동작하여 게이트 본체(100)가 상승하게 되면, 이를 감지한 제어부(420)는 제어밸브(410)를 오프 상태를 유지시킨다(S504).

이후, 게이트 본체(100)가 하강하게 되면(S506), 즉 메인롤러(111) 및 서브롤러(112)에 의해 게이트 본체(100)가 하강하게 되면, 이를 감지한 제어부(420)는 제어밸브(410)를 오프 상태에서 온 상태로 변경시킨다(S508).

이에 따라, 유체 발생부(400)에서 발생되는 유체는 유로(230)를 통해 유체 분사 장치(220)로 공급되고, 유체 분사 장치(220)는 공급받은 고압의 유체를 노즐(210)을 통해 리세스부(104)에 분사시켜 리세스부(104) 내 퇴적물을 제거할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 제어부(420)는 게이트 본체(100)가 상승 후 하강 상태가 감지됨에 따라 게이트 본체(100)가 어느 정도까지 하강된 상태일 때까지 분사하지 않고 그 설정된 높이에 해당하는 위치까지 하강할 때 유체 분사 장치(220)를 통해 유체가 리세스부(104)에 분사되도록 제어할 수 있다. 이를 위하여, 제어부(420)는 게이트 본체(100)가 상승 후 하강 상태가 감지됨에 따라 소정 시간을 카운트하기 위한 기능을 구비하며, 소정 시간이 카운트됨에 따라 제어밸브(410)에 제어 신호를 인가하여 제어밸브(410)를 온시켜 유체 분사 장치(220)를 통해 유체가 리세스부(104)에 분사되도록 제어할 수 있다.

전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 수문 가이드홈
100 : 게이트 본체
101 : 본체 외벽 하부
102 : 본체 내벽 하부
103 : 본체 바닥부
104 : 리세스부
105 : 바닥 격벽부
110 : 롤러부
111 : 메인롤러
112 : 서브롤러
113 : 롤러 지지축
120 : 펌프
121 : 펌프 하우징
122 : 임펠라
123 : 임펠라 캡
130 : 펌프 도어
131 : 힌지
132 : 도어 프레임
200 : 이물질 제거부
210 : 노즐
220 : 유체 분사 장치
230 : 유로
300 : 제어반
310 : 구동부
320 : 윈치
330 : 리프팅 케이블
340 : 게이트 러그
400 : 유체 발생부
410 : 제어밸브
420 : 제어부
430 : 감지부

Claims (4)

1. 펌프 게이트에 있어서,
   게이트 본체와,
   상기 게이트 본체를 상승 또는 하강시키기 위한 롤러부와,
   상기 게이트 본체의 폭 방향을 따라 이격 배치되고, 유체를 본체 바닥부의 하향 방향으로 분사하는 유체 분사 장치를 이용하여 상기 게이트 본체가 개방 후 폐쇄 시 상기 본체 바닥부에 유체를 분사하여 이물질을 제거하는 이물질 제거부를 포함하는 펌프 게이트.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 게이트 본체는,
   상기 게이트 본체의 프레임의 하측에 형성된 본체 외벽 하부와,
   상기 본체 외벽 하부로부터 게이트 본체의 두께 방향으로 이격 배치된 본체 내벽 하부와,
   상기 본체 외벽 하부의 내표면과 상기 본체 내벽 하부의 상단 사이에 연결된 본체 바닥부와,
   상기 본체 외벽 하부의 내표면과 본체 바닥부의 저면 및 상기 본체 내벽 하부의 표면 사이에는 리세스부를 형성하며,
   상기 유체 분사 장치는,
   상기 리세스부를 향해 상기 유체를 분사하는 펌프 게이트.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 이물질 제거부는,
   상기 유체를 발생시키는 유체 발생부와,
   상기 발생된 유체의 상기 유체 분사 장치까지의 유동 경로를 제공하는 유로와,
   상기 유로 상에 형성되는 외부의 제어 신호에 따라 온 또는 오프되어 상기 유체 발생부에서 발생된 유체의 공급을 제어하는 제어밸브와,
   상기 게이트 본체의 상승 또는 하강 상태를 감지하는 감지부와,
   상기 감지부에서 감지한 상기 게이트 본체의 상승 또는 하강 상태에 따라 상기 제어 신호를 발생시켜 상기 제어밸브에 인가하는 제어부를 더 포함하는 펌프 게이트.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 감지부는,
   상기 롤러부의 동작 상태를 감지하여 상기 게이트 본체의 상승 또는 하강 상태를 감지하는 펌프 게이트.

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