KR20230171730A - 수문장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수문 자체가 웨지형 단면 형태를 이루고, 프레임에는 수문 외면에 밀착되는 롤러가 위치조절 가능한 브라켓에 부착된 수문 밀착부가 구비되어 폐쇄상태에서 누수를 효과적으로 방지함과 아울러 원활한 개폐(승강)동작이 이루어질 수 있도록 한 것으로, 수로(C)가 형성된 벽면(W)에 고정되는 프레임(100)과; 상기 프레임(100)을 따라 승강되어 상기 수로(C)를 개폐하는 수문(200)과; 상기 수문(200)을 승강 구동시키는 구동부(300)와; 상기 프레임(100)에 설치되어 수문(200)의 하강시 수문(200)을 프레임(100)에 밀착시켜 수밀을 유지하도록 하는 수문 밀착부(400); 를 포함하여 이루어지는 수문장치로,상기 수문(200)은 측단면이 프레임(100)에 접촉하는 내면은 수직면을 이루고, 외면은 하부로 갈수록 두께가 얇아지는 웨지형 단면을 이루어 수문(200)의 하강동작에 따라 상기 수문 밀착부(400)와 접촉하여 프레임(100)에 밀착되는 것에 의해 수밀을 유지할 수 있도록 되어 있다.

Description

수문장치{A Floodgate apparatus}

본 발명은 수문장치에 관한 것으로, 상세히는 수문 자체가 웨지형 단면 형태를 이루고, 프레임에는 수문 외면에 밀착되는 롤러가 위치조절 가능한 브라켓에 부착된 수문 밀착부가 구비되어 폐쇄상태에서 누수를 효과적으로 방지함과 아울러 원활한 개폐(승강)동작이 이루어질 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 강이나 하천의 저수지 등에는 수로를 차단하여 물을 일정량 저수할 수 있도록 콘크리트로 제작된 제방이 시공되어 있고, 일정량의 물을 항상 확보해 놓았다가 농업용수 또는 공업용수로 활용할 수 있도록 하며, 우기에는 적절한 배수를 유도하여 홍수 등을 방지하기 위해 인양식 수문이 설치되어 있다.

상술한 인양식 수문은 하천 외에도 하수관로 등에도 설치되어 하수를 하천으로 방류하거나 하수처리장으로 보낼 수 있도록 관리된다.

한편, 이러한 인양식 수문은 하천의 경우에는 폐쇄상태에서도 어느 정도 누수가 되더라도 문제가 발생하지 않지만, 하수관로상에서는 하수의 누수를 완벽하게 차단해줄 필요가 있다.

이러한 인양식 수문의 수밀 유지와 관련된 기술로 특허문헌 1에는 수문과 수문틀에 상호 대응하는 역경사면을 갖는 웨지부재를 배열 설치하여 수로를 폐쇄하는 수문에 압착력을 부여하도록 되어 있고, 특허문헌 2에는 게이트에 롤러를 설치하고, 레일면에 웨지를 설치하여 게이트가 수밀을 유지할 수 있도록 되어 있으며, 특허문헌 3에는 수문이 닫혀있을 때는 누수를 방지하기 위하여 수문이 닫힐 경우에만 수문을 게이트가 형성되는 콘크리트 몰드 방향으로 가압 밀착하도록 하여 그 사이의 패드로 인하여 누수를 방지하고 그 외의 상황에서는 이격되도록 하여 패드가 빨리 노후되는 것을 방지할 수 있도록 되어 있다.

하지만 상술한 특허문헌 1 내지 3을 비롯한 종래기술에서는 수문과 수문틀에 대응하는 웨지부재를 부분적으로 고정하여 설치한 경우 웨지부재 간의 과도한 마찰또는 폐쇄상태의 장기간 유지시 서로 달라붙는 문제 인하여 재개방이 어려워지는 상황이 발생할 수도 있음은 물론, 웨지부재의 파손으로 인하여 향후 수밀상태가 불량해질 우려도 있었고, 게이트에 롤러를 설치하는 경우에는 벽면이나 프레임에 롤러를 구르게 하기 위한 레일 및 레일 홈을 설치하여야 하므로 구조가 복잡해지게 되는 문제점이 발견되었고, 수문이 여러 대 나란히 배치된 경우에도 각각의 수문을 개폐시키기 위한 구동수단이 독립적으로 구성되어 있었으므로 수문장치의 제작비용이 과다해지는 것은 물론, 고장 발생의 우려가 높고 상호 연동을 시키기 위한 컨트롤러도 복잡 다대해지게 되는 문제점이 있었다.

또한, 종래기술에 의한 수문장치에서는 수문장치를 이루는 프레임 및 수문이 각각 일체로 제작되어 운반 및 설치되게 되므로 부분적인 파손이 발생할 경우 이를 완전히 철거하여 수리하여야 하는 등의 번거로움도 있었다.

한국등록특허 제10-0719495호(2007.05.11. 등록) 한국등록특허 제10-1129042호(2012.03.14. 등록) 한국등록특허 제10-1309547호(2013.09.11. 등록)

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 단일의 구동원을 사용하여 1쌍 또는 그 이상의 여러 수문을 동시에 개폐시킬 수 있으며, 수문장치를 구성하는 각 부재를 분리 조립이 가능한 구조로 제작하여 이의 운반과 설치 및 유지보수를 용이하게 할 수 있으며, 특히 수문의 수밀유지가 확실히 이루어질 수 있도록 함과 아울러 수문의 개폐동작이 원활하게 이루어질 수 있는 개선된 구조의 수문장치를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 수로가 형성된 벽면에 고정되는 프레임과; 상기 프레임을 따라 승강되어 상기 수로를 개폐하는 수문과; 상기 수문을 승강 구동시키는 구동부와; 상기 프레임에 설치되어 수문의 하강시 수문을 프레임에 밀착시켜 수밀을 유지하도록 하는 수문 밀착부; 를 포함하여 이루어지는 수문장치로, 상기 수문은 측단면이 프레임에 접촉하는 내면은 수직면을 이루고, 외면은 하부로 갈수록 두께가 얇아지는 웨지형 단면을 이루어 수문의 하강동작에 따라 상기 수문 밀착부와 접촉하여 프레임에 밀착되는 것에 의해 수밀을 유지할 수 있도록 된 수문장치를 제공한다.

바람직한 실시 예에서, 상기 수문 밀착부는 수문의 외면에 접촉하는 롤러와, 상기 롤러를 상기 프레임에 고정하기 위한 고정 브라켓으로 이루어지며, 상기 고정 브라켓은 롤러의 위치를 조절하거나 회동되면서 롤러를 지지할 수 있도록 한다.

본 발명에 의하면 하나의 구동모터로 1쌍 또는 그 이상의 수문을 동시에 개폐시킬 수 있는 메커니즘으로 구성되어 있어 하수용 수문장치의 제작 및 설치비용의 절감이 가능하고, 프레임과 수문을 구성하는 부재가 분리 조립이 가능한 구조로 이루어져 있어 유지보수가 용이하며, 수문 자체가 쐐기형 단면으로 이루어져 있으면서 위치조절이 가능한 롤러를 사용한 수문 밀착부와 부드럽게 접촉하므로 수문을 프레임에 밀착시켜 수밀을 효과적으로 유지할 수 있음은 물론, 개방시에도 끼임이 없이 부드럽게 상승할 수 있는 등의 유용한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시 예에 의한 수문의 사시도 및 요부 확대도,
도 2는 도 1에 도시된 수문이 폐쇄된 상태를 보인 측면도,
도 3은 도 2에서 수문이 개방된 상태의 측면도,
도 4는 본 발명의 제2실시 예에 의한 수문의 사시도및 요부 확대도,
도 5는 도 4에 도시된 수문이 폐쇄된 상태의 측면도,
도 6은 도 5에서 수문이 개방된 상태의 측면도,
도 7은 본 발명의 제3실시 예에 의한 수문의 사시도 및 요부 확대도,
도 8은 도 7에서 수문이 폐쇄된 상태의 측면도,
도 9는 도 8에서 수문이 개방된 상태의 측면도이다.

이하, 본 발명을 한정하지 않는 바람직한 실시 예들을 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 3에는 본 발명의 제1실시 예에 의한 수문이 개시되어 있는데, 본 실시 예에 의한 수문은 수로(C)가 형성된 벽면(W)에 고정되는 프레임(100)과; 상기 프레임(100)을 따라 승강되어 상기 수로(C)를 개폐하는 수문(200)과; 상기 수문(200)을 승강 구동시키는 구동부(300)와; 상기 프레임(100)에 설치되어 수문(200)의 하강시 수문(200)을 프레임(100)에 밀착시켜 수밀을 유지하도록 하는 수문 밀착부(400); 를 포함하여 이루어져 있다.

상기 프레임(100)은 조립식으로 이루어져 있는데, 이는 좌우 한 쌍의 수직 프레임(110)과 상,중,하 3개의 수평 프레임(120,130,140)이 사각관으로 이루어져 있고, 이들은 서로 판형이나 앵글형 연결브라켓(150,160)에 의해 분리 조립이 가능하도록 되어 있으며, 수직 프레임(110)과 하부 수평 프레임(140)에는 벽면(W)에 앵커볼트로 고정하기 위한 함몰형의 고정구멍(h)이 형성되어 있다.

상기 수문(200)은 측단면이 프레임에 접촉하는 내면은 수직면을 이루고, 외면은 하부로 갈수록 두께가 얇아지는 웨지형 단면을 이루고 있다.

또, 상기 수문(200)도 좌우로 분리가 가능한 구조로 이루어져 있고, 수문(200)의 상부 측에는 무게추(210)가 부가되어 있다.

상기 구동부(300)는 프레임(100)에 베어링(310)으로 지지되고 하단은 수문(200)에 고정된 수직축(320)과, 상기 수직축(320)에 나사결합된 제1베벨기어(330)와, 상기 제1베벨기어(330)에 직각으로 맞물린 제2베벨기어(340)와,상기 제2베벨기어(340)에 축결합된 구동축(350) 및 상기 구동축(350)을 정역회전시키는 구동모터(360)를 포함하여 이루어져 있다.

본 실시 예에서는 2개의 수문(200,200')을 하나의 구동부(300)를 사용하여 교차 개폐시킬 수 있는 구조를 적용하고 있으며, 구동모터(360)의 트러블 발생시 예비적인 구동을 위한 보조 구동모터(360')가 하나 더 구비되어 있다.

따라서, 정상적인 상황에서는 구동모터(360)를 사용하며, 일방향으로 구동축(350)를 회전시키면 일측 수문(200)은 폐쇄되고 타측 수문(200')은 개방된다.

이때 상기 보조 구동모터(360')는 공회전하면서 맞물린 연동용 베벨기어(370)를 통해 구동축(350)의 동력을 타측 수문(200')측으로 전달하는 역할을 한다.

한편, 상기 구동모터(360)의 고장발생시에는 보조 구동모터(360')가 동작하여 연동용 베벨기어(370)를 통해 양측 수문(200,200')으로 동력을 전달하여 교차 개폐동작이 이루어지게 된다.

상술한 연동용 베벨기어 및 보조 구동모터의 배치구조는 도면에 명확하게 도시되어 있으므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

본 실시 예에서, 상기 수문 밀착부(400)는 수문(200)의 외면에 접촉하는 롤러(410)와, 상기 롤러(410)를 상기 프레임(100)에 고정하기 위한 고정 브라켓(420)으로 이루어져 있으며, 상기 고정 브라켓(420)은 롤러(410)를 전후방향으로 위치조절이 가능하도록 프레임(100)에 고정된 제1고정 브라켓(422)과, 롤러(410)가 고정된 제2고정 브라켓(424)으로 이루어져 있고, 상기 제1고정 브라켓(422)에 슬릿(423) 또는 일정 간격으로 이격된 위치조절구멍이 형성되어 있어 볼트(425)를 이용하여 롤러(410)의 위치를 조절할 수 있도록 되어 있다.

본 실시 예에서, 상기 수문 밀착부(400)는 수문(200)이 폐쇄된 상태에서 수문(200)의 상부측과 하부측을 모두 지지해줄 수 있도록 상,하 두 지점에 설치되어 있고, 상기 상,하부의 수문 밀착부(400)에 구비된 롤러(410)는 수문(200)의 웨지형 단면 두께를 감안하여 적정한 위치가 되도록 세팅하면 된다.

상기 수문(200)이 폐쇄되는 프레임(100)의 하부 및 수문(200)의 바닥에는 수밀 유지용 패킹(P)이 구비되며, 상기 수밀 유지용 패킹(P)은 수로상에 이물질이 있더라도 수밀상태를 안정적으로 유지할 수 있는 다층 구조로 이루어진 것을 사용하는 것이 바람직하다.

도면 중 부호 S1,S2는 수문(200)의 개폐상태를 감지하기 위한 센서이다.

도 4 내지 도 6에는 본 발명의 제2실시 예에 의한 수문장치가 개시되어 있는데, 본 실시 예에 의한 수문장치는 기본적인 구성은 동일하며, 구동부(300)와 수문 밀착부(400)의 구조만 상이하다.

즉, 본 실시 예에서 상기 구동부(300)에는 별도의 보조 구동모터가 없이 구동모터(360) 하나만으로 양측의 수문(200,200')을 교대로 개폐시킬 수 있도록 되어 있는 차이점이 있으며, 상기 수문 밀착부(400)의 고정 브라켓(420)은 프레임(100)에 중간부가 회동가능하게 고정되고, 고정 브라켓(420)의 일측에 롤러(410)가 부착되며, 고정 브라켓(420)의 타측이 스프링(430)으로 지지되며, 상기 고정 브라켓(420)은 스토퍼(440)에 의해 회동각도가 제한되어 있어서 쐐기형 수문(200)의 하강시 및 상승시 부드러운 접촉이 이루어질 수 있도록 되어 있다.

상기 스토퍼(400)의 위치는 고정 브라켓(420) 중간의 회동축 하부에 위치할수도 있고 상부에 위치할 수도 있으며, 상,하부 양측에 위치할 수도 있음은 물론이다.

본 실시 예에서는 상기 스토퍼(440)에 의헤 고정 브라켓(420)의 회동각도가 제한되므로 수문의 원활한 삽입을 위한 최소한의 공간을 남긴 상태에서 수문의 하강을 대기하게 되는 것은 물론, 수문(200)과의 밀착상태는 스프링(430)의 탄성에 의해 수문(200)을 압박하게 되므로 보다 원활한 개폐동작이 가능하게 된다.

도 7 내지 도 9에는 본 발명의 제3실시 예에 의한 수문장치가 개시되어 있는데, 본 실시 예에 의한 수문은 기본적인 구성은 상술한 제1실시 예와 동일하며, 수문 밀착부의 구조만 상이하다. 즉, 본 실시 예에서는 제1고정 브라켓(422)과 제2고정 브라켓(424) 사이가 길이조절볼트(426)로 연결되어 있는 차이점이 있다.

상술한 본 실시 예에 의한 수문장치는 하수시설 등에 다양하게 적용될 수 있는데, 예를 들면 제1수문은 하수를 하천으로 배출하거나 비점요염저감시설로 배출하고, 제2수문은 하수를 저류조나 하수처리장으로 배출하는데 사용될 수 있고, 우천시 또는 수량이 급격히 증가시 수문을 제어하는 시스템으로 하나의 구동모터로 1쌍 또는 그 이상의 수문을 동시에 개폐시킬 수 있으므로 제작 및 설치비용의 절감과 더불어 프레임과 수문이 분리 조립이 가능한 구조로 이루어져 있어 유지보수가 용이하고, 수문 자체가 쐐기형 단면으로 이루어져 있으면서 위치조절이 가능한 롤러를 사용한 수문 밀착부와 부드럽게 접촉하면서 수문을 프레임에 밀착시켜 수밀을 효과적으로 유지할 수 있음은 물론 개방시에도 끼임이 없이 부드럽게 상승할 수 있게 되는 이점이 있다.

100 : 프레임
110 : 수직 프레임
120,130,140 : 수평 프레임
150 : 판형 연결브라켓
160 : 앵글형 연결브라켓
200,200' : 수문
210 : 무게추
300 : 구동부
310 : 베어링
320 : 수직축
330 : 제1베벨기어
340 : 제2베벨기어
350 : 구동축
360 : 구동모터
360' : 보조 구동모터
370 : 연동용 베벨기어
400 : 수문 밀착부
410 : 롤러
420 : 고정 브라켓
422 : 제1고정 브라켓
423 : 슬릿(또는 위치조절구멍)
424 : 제2고정 브라켓
425 : 볼트
426 : 길이조절볼트
430 : 스프링
440 : 스토퍼
C : 수로
h : 고정구멍
P : 패킹
W : 벽면

Claims (7)

1. 수로(C)가 형성된 벽면(W)에 고정되는 프레임(100)과; 상기 프레임(100)을 따라 승강되어 상기 수로(C)를 개폐하는 수문(200)과; 상기 수문(200)을 승강 구동시키는 구동부(300)와; 상기 프레임(100)에 설치되어 수문(200)의 하강시 수문(200)을 프레임(100)에 밀착시켜 수밀을 유지하도록 하는 수문 밀착부(400); 를 포함하여 이루어지는 수문장치로,
   상기 수문(200)은 측단면이 프레임(100)에 접촉하는 내면은 수직면을 이루고, 외면은 하부로 갈수록 두께가 얇아지는 웨지형 단면을 이루어 수문(200)의 하강동작에 따라 상기 수문 밀착부(400)와 접촉하여 프레임(100)에 밀착되는 것에 의해 수밀을 유지할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 수문장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 수문 밀착부(400)는 수문(200)의 외면에 접촉하는 롤러(410)와, 상기 롤러(410)를 상기 프레임(100)에 고정하기 위한 고정 브라켓(420)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수문장치.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 고정 브라켓(420)은 롤러(410)를 전후방향으로 위치조절이 가능하도록 프레임(100)에 고정된 제1고정 브라켓(422)과, 롤러(410)가 고정된 제2고정 브라켓(424)으로 이루어지고, 상기 제1고정 브라켓(422)에 슬릿(423) 또는 일정 간격으로 이격된 위치조절구멍이 형성되어 있어 볼트(425)를 이용하여 롤러(410)의 위치를 조절할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 수문장치.
   
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 고정 브라켓(420)은 프레임(100)에 중간부가 회동가능하게 고정되고, 일측에 롤러(410)가 부착되며, 타측이 스프링(430)으로 지지되는 것을 특징으로 하는 수문장치.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 고정 브라켓(420)은 스토퍼(440)에 의해 회동각도가 제한되는 것을 특징으로 하는 수문장치.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 프레임(100)은 좌우 한 쌍의 수직 프레임(110)과 상,중,하 3개의 수평 프레임(120,130,140)이 사각관으로 이루어져 있고, 이들은 서로 판형이나 앵글형 연결브라켓(150,160)에 의해 분리가 가능하게 조립되는 것을 특징으로 하는 수문장치.
   
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 수문(200)은 좌우로 분리가 가능한 구조로 이루어져 있고, 수문(200)의 상부 측에는 무게추(210)가 부가되는 것을 특징으로 하는 수문장치.