KR20230001261A - 하천 역류 방지 및 생태통로 기능을 갖는 수문 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하천 범람시 발생하는 범람 수류에 대해 농지 측으로의 역류를 방지하는 하천 역류 방지 및 생태통로 기능을 갖는 수문에 관한 것으로서, 특히 모터에 의하여 작동이 되면서 랙과 피니언에 의하여 개폐가 조절되는 게이트를 적용함으로써 게이트에 대한 개폐구조를 단순화할 수 있으며, 또한 개폐 조절을 위한 랙과 피니언을 모듈 구조로 적용하여 게이트에 결합되도록 함으로써 게이트의 개폐 조절을 위한 구조의 설치 및 유지관리가 용이하도록 하는 한편, 오버플로우 창의 하천을 향하는 측 하단에 힌지 구조로 개폐도어가 설치되고 개폐도어의 힌지 측과 대향되는 측에 부구가 설치됨으로써 개폐도어에 대해 일정 수위 이상으로 수위가 높아지는 경우 선택적으로 부구에 의해 오버플로우 창을 폐쇄하도록 할 수 있으며, 이를 통해 하천의 범람시 하천의 수류가 오버플로우 창을 거쳐 농지 측으로 유입되는 것을 방지함과 동시에 하천 범람시의 농지 측으로 수류 유입으로 인한 작물 피해를 극소화할 수 있고, 또한 게이트의 하천을 향하는 측의 상부에 힌지 구조로 소동물 탈출로가 설치되고, 소동물 탈출로의 힌지 측과 대향되는 측에 부구를 설치함으로써, 소동물 탈출로를 수위의 변화에 따라 부구에 의해 수면위로 부유된 상태로 유지할 수 있으며 이를 통하여 하천의 범람시 수류에 떠내려가는 소동물을 용이하게 탈출시켜 생태계를 보호할 수 있도록 하여는 것이다.

Description

하천 역류 방지 및 생태통로 기능을 갖는 수문{Hydrologic gates with river reflux prevention function and ecological passage function}

본 발명은 하천 범람시 발생하는 범람 수류에 대해 농지 측으로의 역류를 방지하는 하천 역류 방지 및 생태통로 기능을 갖는 수문에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 모터에 의하여 작동이 되면서 랙과 피니언에 의하여 개폐가 조절되는 게이트를 적용함으로써 게이트에 대한 개폐구조를 단순화할 수 있으며, 개폐 조절을 위한 랙과 피니언을 모듈 구조로 적용하여 게이트에 결합되도록 함으로써 게이트의 개폐 조절을 위한 구조의 설치 및 유지관리가 용이하도록 하는 한편, 오버플로우 창의 하천을 향하는 측 하단에 힌지 구조로 개폐도어가 설치되고 개폐도어의 힌지 측과 대향되는 측에 부구가 설치됨으로써 개폐도어에 대해 일정 수위 이상으로 수위가 높아지는 경우 선택적으로 부구에 의해 오버플로우 창을 폐쇄하도록 할 수 있으며 이를 통해 하천의 범람시 하천의 수류가 오버플로우 창을 거쳐 농지 측으로 유입되는 것을 방지함과 동시에 하천 범람시의 농지 측으로 수류 유입으로 인한 작물 피해를 극소화할 수 있도록 함과 아울러 하천 범람시 수류에 떠내려오는 개구리, 뱀 등과 같은 소동물을 유인하여 탈출시킬 수 있도록 한 하천 역류 방지 및 생태통로 기능을 갖는 수문에 관한 것이다.

일반적으로 수문은 유량 조절 또는 수심 유지를 위하여 수로에 설치되는 다양한 구조를 가지는 것이다.

이러한 수문과 관련하여, 특허문헌 1(대한민국 등록특허 제1010045호 2011.01.14. 등록.)에서는 상부 구조물의 생략으로 시공비용을 대폭적으로 절감시킬 수 있도록 하면서 정확한 개폐 작동과 복수의 게이트를 동시에 작동시킬 수 있도록 유압 승강식 수문 장치가 개시되고 있다.

또한, 특허문헌 2(대한민국 등록특허 제1279084호 2013.06.20. 등록.)에서는 수문의 좌우측 동기를 맞추어 동일하게 승하강이 이루어지도록 하는 하천에서 이용할 수 있는 동기식 인양 수문에 대하여 개시되고 있다.

통상, 수문은 전체적으로 안정한 구조를 가지면서 설치 및 유지가 간단하고, 작동 방식이 단순한 것이 유리하다.

그러나 전술한 바와 같은 종래의 수문은 체인 방식으로 작동을 하거나, 유압 방식으로 작동되는 것에 의하여 설치 구조가 복잡하다는 단점이 있었다.

한편, 수문은 통상 하천과 농지를 잇는 수로에 설치되며, 선택적으로 게이트를 개방하여 농지의 물을 하천 측으로 배수시키거나 하천 측의 물을 농지 측으로 유입시키고, 아울러 선택적으로 게이트를 폐쇄시켜 농지와 하천 간에 물의 교류를 차단시킨다.

더욱이, 수문은 하천과 농지를 잇는 수로에 설치되어, 농지 측에서의 일정수위에 다다를 경우에 나머지 물에 대해 하천 측으로 방류할 수 있도록 게이트 상단부분에 오버플로우를 위한 창을 형성하기도 한다.

그러나 상기와 같은 게이트 상단부분의 오버플로우를 위한 창은 단순히 농지 측에서의 일정수위를 유지하도록 오버플로우 시키는 기능에만 국한되는 것으로, 이러한 오버플로우를 위한 창을 통해 집중호우 등으로 인한 하천의 범람시 하천으로부터 농지 측으로 수류가 유입되는 문제가 있으며, 아울러 농지 측으로 수류 유입으로 인한 농지의 과잉 물공급에 따른 작물의 피해를 초래하는 문제가 있었다.

그리고 하천이 급속하게 범람할시 개구리나 뱀 등과 같은 소동물이 급격하게 범람하는 바람에 미쳐 대피하지 못하고 수류에 의해 떠내려가 폐사하는 일이 빈번하게 발생되어 생태계를 파괴하고 있는 등의 문제점이 있었다.

그러므로 모터에 의하여 작동이 되면서 랙과 피니언에 의하여 개폐가 조절되는 게이트를 적용함으로써 개폐구조를 단순화할 수 있으며, 게이트의 개폐 조절을 위한 구조의 설치 및 유지관리가 용이하도록 하는 한편, 하천의 범람시 하천의 수류가 오버플로우 창을 통해 농지 측으로 유입되는 것을 방지함과 동시에 하천 범람시의 농지 측으로 수류 유입으로 인한 작물 피해를 극소화할 수 있도록 하고, 급류에 떠내려가는 소동물 등을 용이하게 탈출시켜 생태를 보호할 수 있도록 한 수문에 대해 연구 및 개발이 요구되는 실정이다.

대한민국 등록특허 제1010045호 2011.01.14. 등록. 대한민국 등록특허 제1279084호 2013.06.20. 등록. 대한민국 등록특허 제2084531호 2020.11.24. 등록. 대한민국 등록특허 제2241211호 2021.04.12. 등록.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 모터에 의하여 작동이 되면서 랙과 피니언에 의하여 개폐가 조절되는 게이트를 적용함으로써 게이트에 대한 개폐구조를 단순화할 수 있도록 한 하천 역류 방지 및 생태통로 기능을 갖는 수문을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 기술의 다른 목적은 개폐 조절을 위한 랙과 피니언을 모듈 구조로 적용하여 게이트에 결합되도록 함으로써 게이트의 개폐 조절을 위한 구조의 설치 및 유지관리가 용이하게 이루어질 수 있도록 함에 있다.

본 발명에 따른 기술의 또 다른 목적은 오버플로우 창의 하천을 향하는 측 하단에 힌지 구조로 개폐도어가 설치되고 개폐도어의 힌지 측과 대향되는 측에 부구가 설치됨으로써 개폐도어에 대해 일정 수위 이상으로 수위가 높아지는 경우 선택적으로 부구에 의해 오버플로우 창을 폐쇄하도록 할 수 있으며 이를 통해 하천의 범람시 하천의 수류가 오버플로우 창을 거쳐 농지 측으로 유입되는 것을 방지함과 동시에 하천 범람시의 농지 측으로 수류 유입으로 인한 작물 피해를 극소화할 수 있도록 함에 있다.

본 발명에 따른 기술의 또 다른 목적으론, 게이트의 하천을 향하는 측의 상부에 힌지 구조로 소동물 탈출로가 설치되고, 소동물 탈출로의 힌지 측과 대향되는 측에 부구를 설치함으로써, 소동물 탈출로를 수위의 변화에 따라 부구에 의해 수면위로 부유된 상태로 유지할 수 있으며 이를 통하여 하천의 범람시 수류에 떠내려가는 소동물을 용이하게 탈출시켜 생태계를 보호할 수 있도록 함에 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 다음과 같다. 즉, 본 발명에 따른 하천 역류 방지 및 생태통로 기능을 갖는 수문은 하천과 농지를 연결하는 수로 상에 수로를 개폐토록 설치되되, 농지 측에서의 일정수위에 다다를 경우에 나머지 물에 대해 하천 측으로 방류할 수 있도록 상단부분에 오버플로우 창이 형성되는 게이트; 게이트의 이동을 유도하는 가이드; 구동 수단에 의하여 회전되는 피니언 유닛; 및 피니언 유닛의 작동에 의하여 가이드를 따라 상하 이동로 이동되는 랙 유닛을 포함하며, 상기 게이트와 랙 유닛은 서로 결합되어 함께 상하로 이동되고, 상기 가이드는 랙 유닛에 비하여 큰 길이 또는 높이로 연장되고, 상기 랙 유닛은 게이트의 양쪽 가장자리에 형성된 고정 채널에 결합되며, 상기 가이드는 상기 랙 유닛의 상하 이동을 위하여 서로 마주보면서 연장되는 두 개의 수직 부재에 의해 형성되는 유도 경로를 포함하고, 상기 유도 경로를 따라 상기 유도 경로에 수직이 되는 방향으로 결합된 다수 개의 간격 고정 유닛 및 상기 랙 유닛의 양쪽 가장자리가 접촉되도록 상기 유도 경로의 연장 방향을 따라 형성된 유도 레일을 포함하는 한편, 상기 게이트는 수로를 폐쇄한 상태에서 하천 범람으로 인한 수류가 오버플로우 창을 거쳐 농지 측으로 유입되지 않도록, 오버플로우 창의 하단에 일단이 힌지 구조로 회동 가능케 연결되어 오버플로우 창을 선택적으로 폐쇄시키는 개폐도어가 설치되며, 개폐도어의 힌지 측과 대향되는 측에는 오버플로우 창의 하단부분으로부터 상향 일정거리 떨어진 수위에 이르면 개폐도어가 폐쇄되도록 하는 부구가 설치되는 구성으로 이루어진다.

이때, 상기 개폐도어는 오버플로우 창의 둘레부분에 대해 긴밀한 폐쇄가 이루어질 수 있도록, 오버플로우 창의 폐쇄시 오버플로우 창 둘레와 밀착되는 면의 사방 둘레부분에 개스킷이 더 구비되는 것이 바람직하다.

또한, 부구에 의한 개폐도어의 폐쇄가 원활하게 이루어질 수 있도록, 상기 부구는 "D"자 형상의 단면을 가지는 바(Bar)타입의 부력체로 제공되어 평평한 측이 개폐도어의 개방시 게이트를 마주하는 측에 밀착 설치되는 것이 양호하다.

더욱이, 상기 부구는 게이트의 오버플로우 창 하측과 개폐도어 사이에 개재된 상태에서 힌지 부분에 의해 개폐도어와 함께 연동하여 회전하면서 개폐도어를 선택적으로 폐쇄시킬 수 있도록, 개폐도어의 힌지 측과 대향되는 측에 설치되되, 개폐도어가 힌지 구조로 연결되는 힌지 측과 일단이 공회전 가능토록 연결되는 연결 바를 통해 연결되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 게이트의 하천을 향하는 측의 상부에 힌지 구조로 축설되고, 하부에는 부구가 고정된 소동물 탈출로가 더 구비되는 것이 바람직하다.

상기 소동물 탈출로는 게이트의 양측에 설치되는 것이 바람직하나, 선택에 따라 일측 또는 타측에 설치하여도 무방하다.

상기 소동물 탈출로의 상면에는 수류에 의해 소동믈이 미끄러지지 않도록 미끄러짐방지수단을 형성하는 것이 바람직하다.

상기 미끄러짐방지수단은 소동물 탈출로 상면에 너어링을 형성하는 것이나 메시철망을 고정하여도 무방하다.

본 발명에 따른 하천 역류 방지 및 생태통로 기능을 갖는 수문의 효과를 설명하면 다음과 같다.

첫째, 모터에 의하여 작동이 되면서 랙과 피니언에 의하여 개폐가 조절되는 게이트를 적용함으로써 게이트에 대한 개폐구조를 단순화할 수 있다.

둘째, 개폐 조절을 위한 랙과 피니언을 모듈 구조로 적용하여 게이트에 결합되도록 함으로써 게이트의 개폐 조절을 위한 구조의 설치 및 유지관리가 용이하게 이루어질 수 있다.

셋째, 오버플로우 창의 하천을 향하는 측 하단에 힌지 구조로 개폐도어가 설치되고 개폐도어의 힌지 측과 대향되는 측에 부구가 설치됨으로써 개폐도어에 대해 일정 수위 이상으로 수위가 높아지는 경우 선택적으로 부구에 의해 오버플로우 창을 폐쇄하도록 할 수 있으며 이를 통해 하천의 범람시 하천의 수류가 오버플로우 창을 거쳐 농지 측으로 유입되는 것을 방지함과 동시에 하천 범람시의 농지 측으로 수류 유입으로 인한 작물 피해를 극소화할 수 있다.

넷째, 게이트의 하천을 향하는 측의 상부에 힌지 구조로 소동물 탈출로가 설치되고, 소동물 탈출로의 힌지 측과 대향되는 측에 부구를 설치함으로써, 소동물 탈출로를 수위의 변화에 따라 부구에 의해 수면위로 부유된 상태로 유지할 수 있으며 이를 통하여 하천의 범람시 수류에 떠내려가는 소동물을 용이하게 탈출시켜 생태계를 보호할 수 있는 효과가 창출되는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 하천 역류 방지 및 생태통로 기능을 갖는 수문의 설치구조를 나타낸 정면예시도.
도 2는 본 발명에 따른 하천 역류 방지 및 생태통로 기능을 갖는 수문의 설치구조를 나타낸 측면예시도.
도 3은 본 발명에 따른 하천 역류 방지 및 생태통로 기능을 갖는 수문의 설치구조를 나타낸 평면예시도.
도 4는 본 발명에 따른 하천 역류 방지 및 생태통로 기능을 갖는 수문에서, 게이트가 개방된 상태를 나타낸 정면예시도.
도 5는 본 발명에 따른 하천 역류 방지 및 생태통로 기능을 갖는 수문에서, 게이트가 개방된 상태를 나타낸 측면예시도.
도 6은 본 발명에 따른 하천 역류 방지 및 생태통로 기능을 갖는 수문의 게이트 개폐를 위한 구동 구조를 설명하기 위한 평면구성도.
도 7은 본 발명에 따른 하천 역류 방지 및 생태통로 기능을 갖는 수문의 게이트 개폐 조절 구조를 나타낸 요부 구성도.
도 8 내지 10은 본 발명에 따른 하천 역류 방지 및 생태통로 기능을 갖는 수문의 사용상태로서, 하천 범람시 범람 수류의 수위에 따라 게이트의 오버플로우 창이 개폐도어에 의해 개방된 상태로부터 폐쇄되는 과정을 단계별로 나타낸 사용상태예시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 하천 역류 방지 및 생태통로 기능을 갖는 수문의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 하천 역류 방지 및 생태통로 기능을 갖는 수문의 설치구조를 나타낸 정면예시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 하천 역류 방지 및 생태통로 기능을 갖는 수문의 설치구조를 나타낸 측면예시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 하천 역류 방지 및 생태통로 기능을 갖는 수문의 설치구조를 나타낸 평면예시도이다.

도 4는 본 발명에 따른 하천 역류 방지 및 생태통로 기능을 갖는 수문에서, 게이트가 개방된 상태를 나타낸 정면예시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 하천 역류 방지 및 생태통로 기능을 갖는 수문에서, 게이트가 개방된 상태를 나타낸 측면예시도이며, 도 6은 본 발명에 따른 하천 역류 방지 및 생태통로 기능을 갖는 수문의 게이트 개폐를 위한 구동 구조를 설명하기 위한 평면구성도이다.

도 7은 본 발명에 따른 하천 역류 방지 및 생태통로 기능을 갖는 수문의 게이트 개폐 조절 구조를 나타낸 요부 구성도이다.

도 8 내지 10은 본 발명에 따른 하천 역류 방지 및 생태통로 기능을 갖는 수문의 사용상태로서, 하천 범람시 범람 수류의 수위에 따라 게이트의 오버플로우 창이 개폐도어에 의해 개방된 상태로부터 폐쇄되는 과정을 단계별로 나타낸 사용상태예시도이다.

도 1 내지 10에서 보는 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하천 역류 방지 및 생태통로 기능을 갖는 수문은 하천과 농지를 연결하는 수로 상에 수로를 개폐토록 설치되되, 농지 측에서의 일정수위에 다다를 경우에 나머지 물에 대해 하천 측으로 방류할 수 있도록 상단부분에 오버플로우 창(10)이 형성되는 게이트(111); 게이트(111)의 이동을 유도하는 가이드(112a, 112b); 구동 수단(116)에 의하여 회전되는 피니언 유닛(114a, 114b); 및 피니언 유닛(114a, 114b)의 작동에 의하여 가이드(112a, 112b)를 따라 상하 이동로 이동되는 랙 유닛(115a, 115b)을 포함한다.

이때, 상기 게이트(111)와 랙 유닛(115a, 115b)은 서로 결합되어 함께 상하로 이동된다.

한편, 상기와 같은 게이트(111)는 다양한 소재로 만들어질 수 있고, 상하 이동에 의하여 수로의 개폐를 조절할 수 있다.

예컨대, 상기 게이트(111)는 전체적으로 사각형 구조가 될 수 있고, 둘레 면의 적어도 일부에 밀폐 수단이 형성될 수 있다.

또한, 게이트(111)는 가이드(112a, 112b)를 따라 상하로 이동될 수 있고, 서로 마주보는 한 쌍의 가이드(112a, 112b)는 게이트(111)의 상하 이동을 유도할 수 있는 다양한 구조로 만들어질 수 있다.

더욱이, 본 발명은 모터와 같은 구동 수단(116)에 의하여 피니언 유닛(114a, 114b)이 작동될 수 있고, 예컨대 피니언 유닛(114a, 114b)은 피니언 기어와 같은 원형 기어 구조를 가질 수 있고, 모터에 의하여 회전될 수 있는 것이다.

또한, 각각의 피니언 유닛(114a, 114b)이 각각의 가이드(112a, 112b)에 인접하여 설치될 수 있고, 피니언 유닛(114a, 114b)은 정해진 위치에 고정될 수 있다.

그리고 피니언 유닛(114a, 114b)에 랙 유닛(115a, 115b)이 맞물려 게이트(111)와 함께 상하로 이동될 수 있다.

이때, 상기 랙 유닛(115a, 115b)은 예컨대 선형 기어 구조를 가질 수 있고, 피니언 유닛(114a, 114b)과 맞물려 상하 방향으로 선형 이동이 가능한 선형 기어 구조를 가질 수 있다.

또한, 랙 유닛(115a, 115b)은 독립적으로 만들어져 한쪽 부분이 게이트(111)의 가장자리에 결합되고, 맞물림 이빨이 형성된 부분이 피니언 유닛(114a, 114b)에 맞물리도록 게이트(111)에 결합될 수 있다.

또는, 상기 랙 유닛(115a, 115b)은 게이트(111)의 양쪽 가장자리에 피니언 유닛(114a, 114b)과 맞물리는 랙 기어 구조로 형성될 수 있다.

그리고 가이드(112a, 112b)은 게이트(111)의 높이에 비하여 적어도 2배가 긴 길이를 가질 수 있고, 가이드 유닛(112a, 112b)의 내부에 랙 유닛(115a, 115b)의 이동을 위한 유도 경로(221)가 형성될 수 있다.

또한, 게이트(111)의 위쪽 부분에 게이트(111)와 랙 유닛(115a, 115b)을 서로 결합시키는 결합 수단(222)이 형성될 수 있다.

피니언 유닛(114a, 114b)은 피니언 고정 수단(241)에 의하여 정해진 위치에 고정될 수 있고, 예를 들어 피니언 고정 수단(241)은 수문의 설치를 위한 베이스 설비(113a, 113b)에 고정될 수 있다.

랙 유닛(115a, 115b)의 상하 이동을 위한 유도 경로(221)는 가이드(112a, 112b)을 형성하는 서로 마주보면서 연장되는 두 개의 수직 부재에 의하여 형성되거나, 하나의 수직 부재에 유도 채널 또는 유도 홈을 형성하는 것에 의하여 만들어질 수 있다.

그리고 유도 경로(221)의 폭은 유도 경로(221)에 수직이 되는 방향으로 결합된 다수 개의 간격 고정 유닛(251)에 의하여 일정하게 유지될 수 있다.

다수 개의 간격 고정 유닛(251)이 유도 경로(221)를 따라 배치되어 다양한 사용 조건에서 유도 경로(221)의 높이에 따른 폭이 바뀌는 것이 방지되어 랙 유닛(115a, 115b)의 작동 오류가 방지되도록 한다.

한 쌍의 피니언 유닛(114a, 114b)이 각각의 가이드(112a, 112b)에 인접하는 위치에 배치될 수 있고, 하나의 피니언 유닛(예를 들어 114a)에 구동 수단(116)이 연결될 수 있다.

그리고 다른 피니언 유닛(예를 들어 114b)은 연동 축(118)에 의하여 하나의 피니언 유닛(114a)에 연결될 수 있다.

서로 마주보는 한 쌍의 피니언 유닛(114a, 114b)은 각각 동력 전달 블록(117a, 117b)에 연결될 수 있고, 각각의 동력 전달 블록(117a, 117b)에 연동 축(118)의 양쪽 끝이 연결될 수 있다.

그리고 제1 동력 전달 블록(117a)은 구동 수단(116)에 연결될 수 있다. 구동 수단(116)의 구동에 의하여 연동 축(118)이 회전될 수 있고, 이에 따라 각각의 피니언 유닛(114a, 114b)이 회전될 수 있다.

구동 수단(116)에 의한 피니언 유닛(114a, 114b)의 작동을 다양한 방법으로 이루어질 수 있고, 동력 전달 블록(117a, 117b)은 기어, 베어링, 부싱 또는 이와 유사한 다양한 동력 전달 부품을 포함할 수 있다.

도 1 내지 3에 도시된 실시 예는 게이트(111)가 잠긴 상태이며, 구동 수단(116)의 구동에 의하여 제1,2 피니언 유닛(114a, 114b)가 작동되어 랙 유닛(115a, 115b)이 위쪽으로 이동될 수 있다.

랙 유닛(115a, 115b)의 이동과 함께 랙 유닛(115a, 115b)에 결합된 게이트(111)가 위쪽으로 이동되면서 수로가 개방될 수 있다.

도 4 내지 5를 참조하면, 랙 유닛(115a, 115b)은 게이트(111)의 높이에 비하여 큰 높이를 가질 수 있고, 예를 들어 랙 유닛(115a, 115b)은 게이트(111)의 높이의 2배가 되는 높이를 가질 수 있다.

랙 유닛(115a, 115b)의 높이는 게이트(111)의 개폐 수준 또는 랙 유닛(115a, 115b)이 게이트(111)에 결합되는 위치에 따라 랙 유닛(115a, 115b)의 높이는 다양하게 설정될 수 있고, 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.

또한, 유도 경로(221)의 높이는 적어도 게이트(111)의 높이에 비하여 큰 높이로 설정될 수 있다.

게이트(111)의 상하 이동 과정에서 피니언 유닛(114a, 114b)은 피니언 고정 수단(241)에 고정되어 회전될 수 있는 것이다.

또한, 피니언 유닛(114a, 114b)은 다양한 동력 전달 수단에 의하여 구동수단(16)에 연결될 수 있다.

도 6을 참조하면, 가이드(112a, 112b)는 랙 유닛(115a, 115b)에 비하여 큰 길이 또는 높이로 연장되고, 랙 유닛(115a, 115b)은 게이트(111)의 양쪽 가장자리에 형성된 고정 채널(211)에 결합된다.

구동 수단(116)은 예를 들어 모터가 될 수 있고, 구동 수단(116)은 동력 전달 블록(117a, 117b)에 의하여 피니언 유닛(114a, 114b)에 연결될 수 있다.

동력 전달 블록(117a, 117b)은 변환 유닛(131a, 131b) 및 변환 유닛(131a, 131b)에 결합된 베어링 유닛(132a, 132b)을 포함할 수 있고, 각각의 베어링 유닛(132a, 132b)에 피니언 유닛(114a)의 연결 축(S)이 결합되고, 연결 축(S)의 한쪽 끝에 피니언 이빨(T)이 고정될 수 있다.

그리고 피니언 이빨(T)에 랙 및 변환 유닛(131a, 131b)에 연결된 랙 기어(115a, 115b)가 맞물릴 수 있다. 게이트(111)의 양쪽 가장자리에 옆으로 누운 U-형상의 고정 채널(211)이 형성될 수 있고, 고정 채널(211)의 내부에 랙 유닛(115a, 115b)이 결합될 수 있다.

피니언 이빨(T)은 적어도 일부가 고정 채널(211)의 내부로 삽입된 상태에서 랙 유닛(115a, 115b)과 맞물릴 수 있다.

연동 축(118)에 의하여 서로 마주보는 위치에 배치된 변환 유닛(131a, 131b)이 서로 연결될 수 있고, 연동 축(118)의 중앙 부분에 균형 부싱(281)이 결합되어 연동 축(118)이 안정적으로 고정되도록 한다.

구동 수단(116)과 제1 변환 유닛(131a)은 결합 케이싱(133)에 의하여 결합될 수 있고, 결합 케이싱(133)의 내부에 잠금 핸들(134)에 의하여 작동되는 잠금 수단이 수용될 수 있다.

잠금 수단에 의하여 게이트(111)는 구동 수단(116)의 작동에 관계없이 정해진 위치에 고정될 수 있다.

또한, 잠금 수단에 의하여 게이트(111)에 가해지는 외부의 압력에 저항하여 게이트(111)가 정해진 위치에 고정될 수 있다.

연동 축(118) 또는 변환 유닛(131a, 131b)은 다양한 구조로 만들어질 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.

도 7을 참조하면, 유도 경로(221)의 내부에 랙 유닛(115a, 115b)가 정해진 경로를 따라 이동되도록 하는 유도 레일(141a, 141b)이 형성될 수 있고, 유도 레일(141a, 141b)은 U-형상 또는 이와 유사한 형상이 될 수 있고, 랙 유닛(115a, 115b)의 양쪽 가장자리가 접촉될 수 있다.

유도 레일(141a, 141b)은 유도 경로(221)의 연장 방향을 따라 서로 분리되어 다수 개가 형성될 수 있다.

결합 케이싱(133)의 내부에 서로 맞물려 회전된 축 연결 롤러(331, 332)가 형성될 수 있고, 축 연결 롤러(331, 332)에 의하여 구동 수단(116)의 구동축이 제1 변환 유닛(131a)에 연결되거나, 분리될 수 있다.

또한, 축 연결 롤러(331, 332)는 잠금 핸들(134)에 의하여 회전될 수 있고, 잠금 핸들(134)은 잠금 바(341)에 의하여 작동이 제한될 수 있다.

더욱이, 상기와 같은 축 연결 롤러(331, 332)은 위에서 설명된 잠금 수단의 기능을 가질 수 있다.

그리고 상기 게이트(111)는 하천을 향하는 측의 상부에 힌지(401) 구조로 축설되고, 하부에는 부구(402)가 고정된 소동물 탈출로(400)가 더 구비될 수도 있다.

이때, 상기 소동물 탈출로(400)는 게이트(111)의 양측에 설치되는 것이 바람직하나, 선택에 따라 일측 또는 타측에 설치하여도 무방하다.

더욱이, 상기 소동물 탈출로(111)의 상면에는 수류에 의해 소동믈이 미끄러지지 않도록 미끄러짐방지수단(403)을 형성하는 것이 더욱 바람직하다.

물론, 상기 미끄러짐방지수단(403)은 소동물 탈출로 상면에 너어링을 형성하는 것이나 메시철망을 고정하여도 무방하다.

전술한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 하천 역류 방지 및 생태통로 기능을 갖는 수문은 수로를 폐쇄한 상태에서 하천 범람으로 인한 수류가 오버플로우 창(10)을 거쳐 농지 측으로 유입되지 않도록 할 수 있는 것이다.

이를 위하여, 게이트(111)는 하천과 농지를 연결하는 수로 상에 수로를 개폐토록 설치되되, 농지 측에서의 일정수위에 다다를 경우에 나머지 물에 대해 하천 측으로 방류할 수 있도록 상단부분에 오버플로우 창(10)이 형성된다.

상기와 같은 게이트(111)는 특히, 수로를 폐쇄한 상태에서 하천 범람으로 인한 수류가 오버플로우 창(10)을 거쳐 농지 측으로 유입되지 않도록, 오버플로우 창(10)의 하단에 일단이 힌지 구조로 회동 가능케 연결되어 오버플로우 창(10)을 선택적으로 폐쇄시키는 개폐도어(20)가 설치된다.

아울러, 개폐도어(20)의 힌지 측과 대향되는 측에는 오버플로우 창(10)의 하단부분으로부터 상향 일정거리 떨어진 수위에 이르면 개폐도어(20)가 폐쇄되도록 하는 부구(30)가 설치된다.

즉, 상기와 같은 부구(30) 및 개폐도어(20)의 구조가 오버플로우 창(10)을 선택적으로 개폐하도록 적용됨으로써 수로를 폐쇄한 상태에서 하천 범람으로 인한 수류가 오버플로우 창(10)을 거쳐 농지 측으로 유입되지 않도록 할 수 있게 되는 것이다.

더욱이, 상기와 같은 부구(30) 및 개폐도어(20)의 구조 중, 상기 개폐도어(20)는 오버플로우 창(10)의 둘레부분에 대해 긴밀한 폐쇄가 이루어질 수 있도록 하는 것이 중요하다.

이를 위하여, 상기 개폐도어(20)는 오버플로우 창(10)의 폐쇄시 오버플로우 창(10) 둘레와 밀착되는 면의 사방 둘레부분에 개스킷(21)이 더 구비되는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 상기와 같은 부구(30) 및 개폐도어(20)의 구조 에서는 부구(30)에 의한 개폐도어(20)의 폐쇄가 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 것도 중요하다.

이에 따라, 상기 부구(30)는 "D"자 형상의 단면을 가지는 바(Bar)타입의 부력체로 제공되어 평평한 측이 개폐도어(20)의 개방시 게이트(111)를 마주하는 측에 밀착 설치되는 것이 바람직한 것이다.

더욱이, 상기 부구(30)는 게이트(111)의 오버플로우 창(10) 하측과 개폐도어(20) 사이에 개재된 상태에서 힌지 부분에 의해 개폐도어(20)와 함께 연동하여 회전하면서 개폐도어(20)를 선택적으로 폐쇄시킬 수 있도록 하는 것도 중요하다.

이를 위하여, 상기 부구(30)는 도면으로 구체적으로 도시하지는 않았으나, 개폐도어(20)의 힌지 측과 대향되는 측 일면에 밀착 설치되되, 개폐도어(20)가 힌지 구조로 연결되는 힌지 측과 일단이 공회전 가능토록 연결되는 연결 바(미도시)를 통해 연결되는 것이 바람직하다.

물론, 상기 부구(30)는 전술한 바와 같은 "D"자 형상의 단면을 가지는 바(Bar)타입의 부력체로 제공되어 평평한 측이 개폐도어(20)의 개방시 게이트(111)를 마주하는 측에 밀착되되, 별도의 브래킷 등의 고정수단 또는 접착제 등의 접착수단을 통해 밀착설치될 수도 있는 것이다.

이하, 전술한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 하천 역류 방지 및 생태통로 기능을 갖는 수문에서, 하천 범람시 범람 수류의 수위에 따라 게이트의 오버플로우 창이 개폐도어에 의해 개방된 상태로부터 폐쇄되는 과정을 설명하기로 한다.

도 8 내지 10을 참고하면, 농지의 수위가 일정한 수위로 유지될 수 있도록 게이트(111)는 수로를 폐쇄한 상태에서 개폐도어(20)가 개방된 상태를 유지하면서 농지 측의 수로 상에 오버플로우 창(10) 하단에 이르도록 수위가 항시 유지된다.

이러한 상태에서, 하천의 범람시 범람 수류가 농지와 대향되는 개폐도어(20)가 설치된 게이트(111) 일 측으로 유입되어 수위가 점차 높아지게 된다.

상기와 같이 수위가 점차 높아지게 되면, 도 8의 최초 상태에서, 도 9에서 보는 바와 같은 개폐도어(20)가 일정각도 오버플로우 창(10) 측으로 회전된 상태를 거쳐, 도 10에서 보는 바와 같은 최종적으로 개폐도어(20)가 오버플로우 창(10)을 폐쇄시키는 상태에 이르게 되는 것이다.

다시 말하면, 게이트(111)의 오버플로우 창(10)은 게이트(111)에 대해 수로를 폐쇄한 상태에서 평소 개방된 상태를 유지한다.

이러한 상태에서의, 오버플로우 창(10)은 하천의 범람 발생시에 범람 수류가 유입되면서 유입되는 수류에 의한 수위에 따라 범람하는 수류가 농지 측으로 오버플로우 창(10)을 거쳐 유입되지 않도록, 부구(30)의 부력에 의해 개폐도어(20)가 회전되면서 최종적으로 폐쇄될 수 있는 것이다.

전술한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 하천 역류 방지 및 생태통로 기능을 갖는 수문에 의하면, 모터에 의하여 작동이 되면서 랙과 피니언에 의하여 개폐가 조절되는 게이트를 적용함으로써 게이트에 대한 개폐구조를 단순화할 수 있다.

또한, 개폐 조절을 위한 랙과 피니언을 모듈 구조로 적용하여 게이트에 결합되도록 함으로써 게이트의 개폐 조절을 위한 구조의 설치 및 유지관리가 용이하게 이루어질 수 있는 것이다.

더욱이, 오버플로우 창의 하천을 향하는 측 하단에 힌지 구조로 개폐도어가 설치되고 개폐도어의 힌지 측과 대향되는 측에 부구가 설치됨으로써 개폐도어에 대해 일정 수위 이상으로 수위가 높아지는 경우 선택적으로 부구에 의해 오버플로우 창을 폐쇄하도록 할 수 있으며 이를 통해 하천의 범람시 하천의 수류가 오버플로우 창을 거쳐 농지 측으로 유입되는 것을 방지함과 동시에 하천 범람시의 농지 측으로 수류 유입으로 인한 작물 피해를 극소화할 수 있게 된다.

이상에서 본 발명의 구체적인 실시예를 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명은 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형의 실시가 가능하며, 이러한 변형은 본 발명의 범위에 포함된다.

10: 오버플로우 창 20: 개폐도어
21: 개스킷 30: 부구
111: 게이트
112a, 112b: 가이드 113a, 113b: 베이스 설비
114a, 114b: 피니언 유닛 115a, 115b: 랙 유닛
116: 구동 수단 117a, 117b: 동력 전달 블록
118: 연동 축 131a, 131b: 변화 유닛
132a, 132b: 베어링 유닛 133: 결합 케이싱
134: 잠금 핸들 141a, 141b: 유도 레일
211: 고정 채널 221: 유도 경로
222: 결합 수단 241: 피니언 고정 수단
251: 간격 고정 유닛 281: 균형 부싱
331, 332: 축 연결 롤러
400 : 소동물 탈출로 401 : 힌지
402 : 부구 403 : 미끄럼방지수단

Claims (10)

1. 하천과 농지를 연결하는 수로 상에 수로를 개폐토록 설치되되, 농지 측에서의 일정수위에 다다를 경우에 나머지 물에 대해 하천 측으로 방류할 수 있도록 상단부분에 오버플로우 창(10)이 형성되는 게이트(111); 게이트(111)의 이동을 유도하는 가이드(112a, 112b); 구동 수단(116)에 의하여 회전되는 피니언 유닛(114a, 114b); 및 피니언 유닛(114a, 114b)의 작동에 의하여 가이드(112a, 112b)를 따라 상하 이동로 이동되는 랙 유닛(115a, 115b)을 포함하며,
   상기 게이트(111)와 랙 유닛(115a, 115b)은 서로 결합되어 함께 상하로 이동되고, 상기 가이드(112a, 112b)는 랙 유닛(115a, 115b)에 비하여 큰 길이 또는 높이로 연장되고, 상기 랙 유닛(115a, 115b)은 게이트(111)의 양쪽 가장자리에 형성된 고정 채널(211)에 결합되며,
   상기 가이드(112a, 112b)는 상기 랙 유닛(115a, 115b)의 상하 이동을 위하여 서로 마주보면서 연장되는 두 개의 수직 부재에 의해 형성되는 유도 경로(221)를 포함하고,
   상기 유도 경로(221)를 따라 상기 유도 경로(221)에 수직이 되는 방향으로 결합된 다수 개의 간격 고정 유닛(251) 및 상기 랙 유닛(115a, 115b)의 양쪽 가장자리가 접촉되도록 상기 유도 경로(221)의 연장 방향을 따라 형성된 유도 레일(141a, 141b)을 포함하는 한편,
   상기 게이트(111)는 수로를 폐쇄한 상태에서 하천 범람으로 인한 수류가 오버플로우 창(10)을 거쳐 농지 측으로 유입되지 않도록, 오버플로우 창(10)의 하단에 일단이 힌지 구조로 회동 가능케 연결되어 오버플로우 창(10)을 선택적으로 폐쇄시키는 개폐도어(20)가 설치되며,
   개폐도어(20)의 힌지 측과 대향되는 측에는 오버플로우 창(10)의 하단부분으로부터 상향 일정거리 떨어진 수위에 이르면 개폐도어(20)가 폐쇄되도록 하는 부구(30)가 설치되는 것을 특징으로 하는 하천 역류 방지 및 생태통로 기능을 갖는 수문.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 개폐도어(20)는 오버플로우 창(10)의 둘레부분에 대해 긴밀한 폐쇄가 이루어질 수 있도록,
   오버플로우 창(10)의 폐쇄시 오버플로우 창(10) 둘레와 밀착되는 면의 사방 둘레부분에 개스킷(21)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 하천 역류 방지 및 생태통로 기능을 갖는 수문.
   
3. 제1항에 있어서,
   부구(30)에 의한 개폐도어(20)의 폐쇄가 원활하게 이루어질 수 있도록,
   상기 부구(30)는 "D"자 형상의 단면을 가지는 바(Bar)타입의 부력체로 제공되어 평평한 측이 개폐도어(20)의 개방시 게이트(111)를 마주하는 측에 밀착 설치되는 것을 특징으로 하는 하천 역류 방지 및 생태통로 기능을 갖는 수문.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 부구(30)는 게이트(111)의 오버플로우 창(10) 하측과 개폐도어(20) 사이에 개재된 상태에서 힌지 부분에 의해 개폐도어(20)와 함께 연동하여 회전하면서 개폐도어(20)를 선택적으로 폐쇄시킬 수 있도록,
   개폐도어(20)의 힌지 측과 대향되는 측 일면에 밀착 설치되되, 개폐도어(20)가 힌지 구조로 연결되는 힌지 측과 일단이 공회전 가능토록 연결되는 연결 바를 통해 연결되는 것을 특징으로 하는 하천 역류 방지 및 생태통로 기능을 갖는 수문.
   
5. 제1항에 있어서,
   서로 마주보도록 설치되는 피니언 유닛(114a, 114b)을 연결하는 연동 축(118)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하천 역류 방지 및 생태통로 기능을 갖는 수문.
   
6. 제1항에 있어서
   상기 게이트(111)의 하천을 향하는 측의 상부에 힌지(401) 구조로 축설되고, 하부에는 부구(402)가 고정된 소동물 탈출로(400)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 하천 역류 방지 및 생태통로 기능을 갖는 수문.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 소동물 탈출로(400)는 게이트(111)의 양측에 설치되거나 일측 또는 타측에 선택적으로 설치하여 구성되는 것을 특징으로 하는 하천 역류 방지 및 생태통로 기능을 갖는 수문.
   
8. 제6항에 있어서,
   상기 소동물 탈출로(111)의 상면에는 수류에 의해 소동믈이 미끄러지지 않도록 미끄러짐방지수단(403)을 형성하여 구성되는 것을 특징으로 하는 하천 역류 방지 및 생태통로 기능을 갖는 수문.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 미끄러짐방지수단(403)은 소동물 탈출로 상면에 너어링을 형성하여 구성되는 것을 특징으로 하는 하천 역류 방지 및 생태통로 기능을 갖는 수문.
   
10. 제8항에 있어서
    상기 미끄러짐방지수단(403)은 소동물 탈출로 상면에 메시철망을 고정하여 구성되는 것을 특징으로 하는 하천 역류 방지 및 생태통로 기능을 갖는 수문.

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