KR101129042B1 - 수문 구조체 - Google Patents

Abstract

수문 구조체가 개시된다. 개시된 수문 구조체는 ⅰ)수로의 양측벽에 수직 방향으로 형성된 가이드 홈과, 가이드 홈의 양측벽에 각각 설치되며 서로 마주하는 한 쌍의 레일면을 형성하는 가이드 프레임을 포함하는 지지 구조물과, ⅱ)수로를 가로지르며 지지 구조물의 가이드 홈을 따라 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되는 게이트 본체와, ⅲ)게이트 본체의 양 사이드면에 설치되며, 적어도 하나의 레일면과 일정 유격을 두고 가이드 홈 내에 배치되고, 레일면에 접촉하며 수로의 길이 방향으로 회전하는 적어도 하나의 메인 롤러와, ⅳ)수압이 작용하는 게이트 본체의 일면에서 사이드부 및 상하부 가장자리단에 각각 설치되는 고무 소재의 지수부재와, ⅴ)게이트 본체의 완전 닫힘 상태를 기준으로, 메인 롤러에 대응하여 게이트 본체의 다른 일면측 레일면에 설치되는 웨지부재(wedge member)를 포함하며, 웨지부재에 대응하여 게이트 본체의 일면측 레일면에 메인 롤러의 소정 외주 구간을 수용하는 수용홈이 형성될 수 있다.

Description

수문 구조체 {WATER GATE STRUCTURE}

본 발명의 실시예는 수문 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 권양장치에 의해 수로의 바닥에서 상하 방향으로 이동되면서 담수(저수)된 물을 하단 방류시킬 수 있는 롤러 게이트 방식의 수문 구조체에 관한 것이다.

일반적으로, 수문 시스템은 댐이나 하천제방, 방조제, 저수지 등의 담수설비 또는 저수설비의 수로 상에 설치되어 배수량 조절 및 역류를 방지함으로써 담수율 또는 저수율을 인위적으로 조절하고, 홍수로 인한 설비 구조물의 안정성을 보장 할 수 있도록 하는 설비이다.

이러한 수문 시스템은 게이트로서의 수문과, 그 수문을 개폐하는 권양장치를 채용하는데, 상기에서의 수문은 상하 방향으로 승강되는 하단 방류 방식의 인양식 수문과, 수로의 바닥에서 좌우 방향으로 전도되는 상단 월류 방식의 전도식 수문으로 구분된다.

여기서, 상기 하단 방류 방식의 수문을 채용한 수문 시스템은 수로의 양측 또는 그 수로의 양측에서 폭 방향을 따라 문틀 구조체를 설치하고 문틀 구조체에 수문을 승강 가능하게 구성하여 이루어진다.

이 경우, 상기 하단 방류 방식의 수문은 양 사이드부에 롤러를 구비하는 바, 그 롤러가 문틀 구조체에 구비된 가이드 레일에 지지되면서 래크바 또는 와이어 로프 등을 이용한 권양장치를 통해 상하 방향으로의 승강 작동이 이루어진다.

즉, 상기와 같은 수문 시스템은 수문이 수로의 바닥에서 직립 상태로 위치하며 그 수로를 막고 있는 상태에서, 권양장치에 의해 수직 방향으로 이동하며 수로를 개방한다.

한편, 상기 하단 방류 방식의 수문에는 가이드 레일면과의 틈새로 물이 통과되지 않게 하는 수밀 수단으로서 지수고무가 설치되는데, 그 지수고무는 수문의 일면에서 양측 사이드부 및 상하부 가장자리단에 각각 설치될 수 있다.

그런데, 종래 기술에서 수문이 상하 방향으로 이동하는 과정에, 지수고무는 가이드 레일면에 항상 접촉하거나 그 수문과 가이드 레일면 사이에서 압축 변형하게 되므로, 지수고무와 가이드 레일면 사이에서 마찰력이 발생하게 된다.

따라서, 종래 기술에서는 가이드 레일면과의 마찰로 인해 지수고무의 마모 및 변형이 발생하게 되고, 이로 인해 지수고무의 내구성이 저하되며, 지수고무의 수명이 단축될 수 있다.

또한, 종래 기술에서는 지수고무와 가이드 레일면 사이에서 마찰력이 발생하기 때문에, 권양장치의 권양 용량 선정 시 지수고무의 마찰력을 고려해야 하므로 권양장치의 권양 용량(하중)이 늘어나게 된다는 단점이 있다.

한편, 종래 기술에서는 수문의 인양 시 그 수문의 인양 중심 위치가 정확하지 않거나 수문의 자중 또는 수문에 설치되는 부속 설비 등에 의해 수문의 무게 중심이 한 쪽으로 치우치는 현상이 발생하게 된다.

따라서, 종래 기술에서는 수문의 인양 시 수문이 한 쪽 방향으로 치우치게 되므로, 수문이 원활하게 이동하게 못하게 되며, 지수고무에 의한 수밀이 완벽하지 않게 되고, 수문과 가이드 레일면의 불필요한 접촉으로 수문과 지수고무의 손상이 발생할 수 있다.

본 발명의 실시예들은 수문 동작 시 지수고무와 가이드 레일면의 접촉으로 발생하는 마찰을 방지할 수 있고, 수문의 무게 중심이 한 쪽 방향으로 치우치는 것을 방지할 수 있도록 한 수문 구조체를 제공한다.

본 발명의 실시예에 따른 수문 구조체는, ⅰ)수로의 양측벽에 수직 방향으로 형성된 가이드 홈과, 상기 가이드 홈의 양측벽에 각각 설치되며 서로 마주하는 한 쌍의 레일면을 형성하는 가이드 프레임을 포함하는 지지 구조물과, ⅱ)상기 수로를 가로지르며 상기 지지 구조물의 가이드 홈을 따라 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되는 게이트 본체와, ⅲ)상기 게이트 본체의 양 사이드면에 설치되며, 적어도 하나의 레일면과 일정 유격을 두고 상기 가이드 홈 내에 배치되고, 상기 레일면에 접촉하며 수로의 길이 방향으로 회전하는 적어도 하나의 메인 롤러와, ⅳ)수압이 작용하는 상기 게이트 본체의 일면에서 사이드부 및 상하부 가장자리단에 각각 설치되는 고무 소재의 지수부재와, ⅴ)상기 게이트 본체의 완전 닫힘 상태를 기준으로, 상기 메인 롤러에 대응하여 상기 게이트 본체의 다른 일면측 레일면에 설치되는 웨지부재(wedge member)를 포함하며, 상기 웨지부재에 대응하여 상기 게이트 본체의 일면측 레일면에 상기 메인 롤러의 소정 외주 구간을 수용하는 수용홈이 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 수문 구조체는, 상기 메인 롤러가 상기 웨지부재에 접촉하는 때, 상기 웨지부재에 의해 상기 게이트 본체가 유수 반대 방향으로 유동될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 수문 구조체는, 상기 메인 롤러가 유격 거리 만큼 이동하며 상기 메인 롤러의 소정 외주 구간이 상기 수용홈에 수용될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 수문 구조체는, 상기 메인 롤러의 소정 외주 구간이 상기 수용홈에 수용되는 때, 상기 게이트 본체 일면의 사이드부 및 상부 가장자리단에 설치된 상기 지수부재들이 상기 레일면과 게이트 본체 사이에서 압축 변형될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 수문 구조체는, 상기 게이트 본체의 상단면에 설치되는 인양 브라켓과, 상기 인양 브라켓의 양단부 측에 설치되고 상기 게이트 본체의 다른 일면측 레일면에 접촉하며 수로의 길이 방향으로 회전하는 어퍼 롤러를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 수문 구조체에 있어서, 상기 어퍼 롤러는 상기 게이트 본체의 상하 이동 시, 상기 게이트 본체의 일면에서 사이드부 및 상부 가장자리단에 각각 설치된 상기 지수부재와 상기 게이트 본체의 일면측 레일면 사이에 소정의 여유갭을 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 수문 구조체에 있어서, 상기 가이드 유닛은 상기 가이드 홈의 양측벽에 각각 매립 설치되는 가이드 프레임과, 상기 가이드 프레임에 설치되며 상기 레일면을 형성하는 가이드 판을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 수문 구조체에 있어서, 상기 수용홈은 상기 게이트 본체의 일면측 레일면에서 상기 가이드 판에 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 수문 구조체에 있어서, 상기 웨지부재는 상기 게이트 본체의 다른 일면측 레일면에서 상기 가이드 판에 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 수문 구조체에 있어서, 상기 메인 롤러는 상기 게이트 본체의 양 사이드면에 한 쌍으로서 높이 방향을 따라 이격되게 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 수문 구조체에 있어서, 상기 웨지부재는 상기 한 쌍의 메인 롤러에 대응하여 상기 게이트 본체의 다른 일면측 레일면에 높이 방향을 따라 상하 측으로 이격되게 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 수문 구조체에 있어서, 상측에 위치하는 웨지부재는 상하 단부가 유선형으로 연결된 형태로 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 수문 구조체에 있어서, 하측에 위치하는 웨지부재는 상하 단부가 경사진 선형으로 연결된 형태로 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 수문 구조체는, 상기 게이트 본체의 양 사이드부 상하 측에 각각 설치되며, 상기 가이드 홈의 외측에서 상기 지지 구조물의 벽면에 접촉하며 수로의 폭 방향으로 회전하는 사이드 롤러를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 수문 구조체에 있어서, 상기 게이트 본체에는 물을 펌핑하기 위한 적어도 하나의 펌프가 설치될 수 있다.

본 발명의 실시예는 게이트 본체가 상하 이동하는 과정에서는 가이드 판의 레일면에 접촉하며 회전하는 어퍼 롤러에 의해 지수부재(게이트 본체의 일면에서 사이드부 및 상부 가장자리단에 설치되는 지수부재)와 레일면 사이에 소정의 여유갭을 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예는 게이트 본체의 완전 닫힘 상태에서는 웨지부재에 의해 메인 롤러의 소정 외주 구간이 레일면의 수용홈에 수용되고, 지수부재가 레일면과 게이트 본체 사이에서 압축 변형됨으로써 게이트 본체와 레일면 사이의 틈새를 완전 실링할 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 게이트 본체가 상하 방향으로 이동하는 과정에, 어퍼 롤러를 통해 지수부재와 레일면 사이에 여유갭을 형성하므로, 지수부재가 레일면에 마찰되지 않게 된다.

이로써, 본 발명의 실시예에서는 게이트 본체가 이동하는 과정에 지수부재와 레일면 사이의 틈새에 의해 상호 간에 마찰력이 발생하지 않게 되므로, 시간이 경과함에 따라 지수부재가 마모 및 변형되는 것을 방지할 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시예에서는 지수부재와 레일면에서 마찰력이 발생하지 않기 때문에, 지수부재의 내구성 및 수명을 향상시킬 수 있으며, 권양장치의 권양 용량 선정 시 지수부재의 마찰력을 고려하지 않아도 되므로 권양장치의 권양 용량(하중)이 늘어나는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 게이트 본체의 작동 시, 가이드 판의 레일면에 접촉하며 회전하는 어퍼 롤러를 구비하므로, 게이트 본체의 인양 중심 위치가 정확하지 않거나 게이트 본체의 자중 또는 펌프에 의해 게이트 본체가 한 쪽으로 치우치는 것을 방지할 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 게이트 본체가 상하 방향으로 이동하는 과정에 어퍼 롤러에 의해 한 쪽 방향으로 치우치지 않게 되므로, 게이트 본체가 원활하게 이동할 수 있게 되고, 지수부재의 수밀이 원활하게 이루어지며, 게이트 본체와 레일면의 불필요한 접촉으로 인한 게이트 본체와 지수부재의 손상을 방지할 수 있다.

이 도면들은 본 발명의 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수문 구조체를 도시한 개폐 동작 시의 측면 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수문 구조체를 도시한 완전 닫힘 상태의 측면 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수문 구조체를 도시한 도 1의 A-A선에 따른 일부 단면 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 수문 구조체를 도시한 도 2의 B-B선에 따른 일부 단면 구성도이다.
도 5는 도 3의 A, B 부분을 확대한 확대도이다.
도 6은 도 4의 A, B 부분을 확대한 확대도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 수문 구조체에 적용되는 게이트 본체를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 수문 구조체에 적용되는 게이트 본체의 변형예를 도시한 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성의 명칭이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수문 구조체를 도시한 개폐 동작 시의 측면 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수문 구조체를 도시한 완전 닫힘 상태의 측면 구성도이고, 도 3은 도 1의 A-A선에 따른 일부 단면 구성도이고, 도 4는 도 2의 B-B선에 따른 일부 단면 구성도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 수문 구조체(100)는 댐이나 하천제방, 방조제, 저수지 등의 담수설비 또는 저수설비의 수로에 구성되는 것으로, 담수설비의 담수율 또는 저수설비의 저수율을 인위적으로 조절하기 위한 것이다.

본 발명의 실시예에 의한 상기 수문 구조체(100)는 게이트로서의 수문(당 업계에서는 통상적으로 "문비" 또는 "게이트" 라고도 한다)을 권양장치를 통해 상하 방향으로 이동시키면서 담수를 하단 방류시킬 수 있는 하단 방류 방식의 수문 시스템에 적용될 수 있다.

예를 들면, 상기 수문 구조체(100)는 콘크리트 구조물에 권양장치를 구성하고, 수문의 양 사이드부를 콘크리트 구조물에 지지한 상태로 수문을 상하 방향으로 개폐시킬 수 있다.

여기서, 상기 수문 구조체(100)는 권양장치의 구동에 따른 수문의 상하 이동을 롤러를 통해 가이드하면서 담수를 하단 방류시킬 수 있는 롤러 게이트 방식의 구조체로 이루어진다.

이 경우, 상기 수문 구조체(100)는 게이트로서의 수문 조립체와, 콘크리트 구조물에 설치되며 수문의 상하 이동을 가이드 하는 각종 가이드 설비(당 업계에서는 통상적으로 "문틀" 이라고도 한다)를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 의한 상기 수문 구조체(100)는 수문과 가이드 설비 사이의 틈새로 물이 통과되지 않게 하는 수밀 수단을 구비하며, 수문 동작 시 수밀 수단과 가이드 설비의 접촉으로 발생하는 마찰을 방지할 수 있는 구조로 이루어진다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 수문 구조체(100)는 수밀 수단의 수밀 성능을 더욱 향상시킬 수 있으며, 가이드 구조물과 수문의 불필요한 접촉을 방지할 수 있도록 수문 동작 시 수문의 무게 중심이 한 쪽으로 치우치는 것을 저지할 수 있는 구조로 이루어진다.

이를 위해 본 발명의 실시예에 따른 상기 수문 구조체(100)는 지지 구조물(10)과, 게이트 본체(20)와, 메인 롤러(30)와, 사이드 롤러(40)와, 지수부재(51, 52)와, 웨지부재(61, 62)를 포함한다.

이러한 수문 구조체(100)의 구성을 앞서 개시한 도면들과 함께 도 5 및 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시예에서, 상기 지지 구조물(10)은 수로 양측에 바닥에서 상측 방향으로 직립하게 구성되는 것으로, 위에서 언급한 바 있는 콘크리트 구조물로 이루어진다.

상기 지지 구조물(10)은 뒤에서 더욱 설명될 게이트 본체(20)의 양 사이드부를 지지하며, 그 게이트 본체(20)를 상하 방향으로 가이드 하기 위한 것이다.

상기 지지 구조물(10)은 수로의 양측에 구조물 벽체를 구비하고 있다. 상기 구조물 벽체의 상측에는 위에서 언급한 바 있는 권양장치(도면에 도시되지 않음)가 설치될 수 있다.

여기서, 상기 권양장치는 게이트 본체(20)의 상하 개폐 작동을 위해 그 게이트 본체(20)에 권양 동력을 제공하는 것으로서, 피니언과 래크바로서 게이트 본체(20)를 승강시키거나 와이어 로프로서 게이트 본체(20)를 승강시킬 수 있는 구조로 이루어진다.

이러한 권양장치는 당 업계에서 널리 알려진 래크바 또는 와이어 방식의 수문 권양장치로 이루어지므로, 본 명세서에서 그 구성의 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.

그리고, 상기 구조물 벽체의 벽면에는 게이트 본체(20)의 양 사이드부를 지지하기 위한 가이드 홈(11)이 수직 방향으로 형성되어 있다.

본 발명의 실시예에서는 수로의 양측에 지지 구조물(10)이 구성되는 것을 예로 하여 설명하였으나, 반드시 이에 한정되지 않고 지지 구조물(10)이 수로의 양측에서 그 수로의 폭 방향을 따라 복수 개로서 일정 간격 이격되게 구성될 수도 있다.

상기한 지지 구조물(10)에 있어, 가이드 홈(11)의 양측벽에는 서로 마주하는 한 쌍의 레일면(13)을 형성하는 가이드 유닛(15)이 각각 구비된다.

상기 가이드 유닛(15)은 게이트 본체(20)의 양 사이드부를 실질적으로 지지하기 위한 것으로, 가이드 홈(11)의 양측벽에 각각 매립 설치되는 가이드 프레임(17)과, 가이드 프레임(17)에 설치되며 레일면(13)을 형성하는 가이드 판(18)을 포함하고 있다.

상기 가이드 프레임(17)은 한 쌍의 플랜지 사이에 복부가 구비된 형강으로 이루어지는 바, 가이드 홈(11)의 서로 마주하는 양측벽을 형성한다.

그리고, 상기 가이드 판(18)은 가이드 프레임(17)의 서로 마주하는 플랜지에 설치되는 것으로, 가이드 홈(11)의 외측 벽면에 매립되며 각 가이드 프레임(17)의 플랜지면으로 절곡된 형상으로 이루어지고, 가이드 프레임(17)의 플랜지면에 덧대기 방식으로 용접 접합될 수 있다.

즉, 상기 가이드 판(18)은 각 가이드 프레임(17)의 플랜지면에 접합되면서 게이트 본체(20)의 양 사이드부를 지지하며 그 게이트 본체(20)의 상하 이동을 안내하는 레일면(13)을 형성하게 되는 것이다.

또한, 상기 가이드 홈(11)의 내벽면에는 별도의 지지판(19)이 설치되는데, 그 지지판(19)은 각 가이드 프레임(17)의 가이드 판(18)을 지지하는 것으로 이들 가이드 판(18)과 용접 접합된다.

본 발명의 실시예에서, 상기 게이트 본체(20)는 수로를 가로지르며 물을 담수하고, 상측 방향으로 이동하며 담수된 물을 하단 방류시킬 수 있는 수문 본체로 이루어진다.

상기 게이트 본체(20)는 수로 양측의 지지 구조물(10) 사이에서 수로를 가로지는 방향(수로의 폭 방향)으로 설치되고, 양 사이드부(도면에서의 양단부)가 지지 구조물(10)의 가이드 홈(11)에 배치된다.

여기서, 상기 게이트 본체(20)의 양 사이드부는 가이드 홈(11)에서 가이드 판(18)의 레일면(13)과 소정 간격 이격되게 배치될 수 있다.

이러한 게이트 본체(20)는 양 사이드부가 지지 구조물(10)의 가이드 홈(11) 내에 배치된 상태로 롤러를 통해 가이드 판(18)의 레일면(13)에 가이드되면서 권양장치(도면에 도시되지 않음)에 의해 상하 방향으로 승강되는 롤러 게이트로 구성될 수 있다.

상기와 같은 게이트 본체(20)는 단면 형상이 대략 사다리꼴 형태인 상자 형태(당 업계에서는 통상적으로 "거더(Girder) 타입" 이라고 한다.)로 이루어질 수 있다.

대안으로서, 상기에서는 게이트 본체(20)가 거더 타입으로 이루어지는 예를 개시하였으나, 이에 특별히 한정되지 않고 콘크리트 블록과 같은 블록 타입으로 구성될 수도 있음을 밝혀 둔다.

상기 게이트 본체(20)는 각종 롤러 등과 같은 하기의 구성 요소들이 설치되는데, 도면에 도시되지 않은 각종 브라켓, 블록, 플레이트, 커버 등과 같은 부속 요소들을 구비하고 있다.

이들 부속 요소는 각각의 구성 요소들을 게이트 본체(20)에 설치하기 위한 것이므로, 본 명세서에서는 예외적인 경우를 제외하고 이들 부속 요소들을 게이트 본체로 통칭하는 것을 원칙으로 한다.

본 발명의 실시예에서는 게이트 본체(20)에서 수압이 직접적으로 작용하는 면을 일면으로 정의하고, 그 일면의 반대쪽 면을 다른 일면으로 정의할 수 있다.

그리고, 상기에서와 같은 게이트 본체(20)의 상부면에는 권양장치(도면에 도시되지 않음)와 연결될 수 있는 인양 브라켓(12)가 설치된다.

이러한 인양 브라켓(12)은 게이트 본체(20)를 인양하기 위한 권양장치의 래크바 또는 와이어 로프와 연결될 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 메인 롤러(30)는 권양장치에 의한 게이트 본체(20)의 상하 이동 시, 가이드 판(18)의 레일면(13)에 접촉하며 회전되면서 게이트 본체(20)의 상하 이동(승강 동작)을 지지하는 기능을 하게 된다.

즉, 상기 메인 롤러(30)는 게이트 본체(20)의 전체 이동 구간 중 그 게이트 본체(20)가 수로의 바닥에서 수직 상태로 이동하는 일정 구간에서 게이트 본체(20)의 상승 및 하강 이동을 지지한다.

앞서 개시한 도면들 및 도 7을 참조하여 설명하면, 상기 메인 롤러(30)는 게이트 본체(20)의 양 사이드면에 한 쌍으로 설치되는 바, 상기 양 사이드면의 높이 방향(상하 방향)을 따라 상하 측으로 일정 간격 이격되게 설치된다.

상기한 메인 롤러(30)는 위에서 언급한 바 있는 가이드 판(18)의 양측 레일면(13) 중 적어도 어느 하나와 일정 유격을 두고 지지 구조물(10)의 가이드 홈(11) 내에 배치된다.

여기서, 상기 메인 롤러(30)는 가이드 판(18)의 레일면(13)에 접촉하며 수로의 길이 방향으로 전후 회전 가능하게 설치된다.

이 경우, 상기 메인 롤러(30)는 게이트 본체(20)의 양 사이드면에 고정된 제1 회전 중심축(31)에 수로의 길이 방향 즉, 게이트 본체(20)의 전후 방향으로 회전 가능하게 설치될 수 있다.

이하에서는 가이드 판(18)의 레일면(13) 중 게이트 본체(20)의 일면에 대응하는 레일면(13)을 일측 레일면(13)으로 정의할 수 있고, 게이트 본체(20)의 다른 일면에 대응하는 레일면(13)을 다른 일측 레일면(13)으로 정의할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 사이드 롤러(40)는 게이트 본체(20)의 상하 이동 시, 그 게이트 본체(20)의 승강 동작을 보조적으로 지지하기 위한 것이다.

상기 사이드 롤러(40)는 메인 롤러(30)에 대응하여 게이트 본체(20)의 다른 일면에서 양 사이드부의 상하 측에 각각 회전 가능하게 설치된다.

이러한 사이드 롤러(40)는 지지 구조물(10)의 가이드 홈(11) 외측에서 그 지지 구조물(10)의 벽면에 접촉하며 수로의 폭 방향으로 회전 가능하게 설치된다.

상기 사이드 롤러(40)는 가이드 홈(11)의 외측 벽면에 매립되며 다른 일측 레일면(13)을 형성하는 가이드 판(18)에 접촉하며 수로의 폭 방향 즉, 게이트 본체(20)의 좌우 방향으로 회전 가능하게 설치된다.

이와 같은 사이드 롤러(40)는 게이트 본체(20)의 다른 일면에서 양 사이드부의 상하 측에 설치된 제1 지지 브라켓(41)에 제2 회전 중심축(43)을 통해 회전 가능하게 설치될 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 지수부재(51, 52)는 게이트 본체(20)와 가이드 유닛(15) 사이의 틈새로 물이 통과되지 않게 하는 수밀 수단으로서, 고무 소재로 이루어지며, 게이트 본체(20)의 일면에서 양측 사이드부 및 상하부 가장자리단에 각각 설치될 수 있다.

이하에서는 게이트 본체(20)의 일면에서 양측 사이드부 및 상부 가장자리단에 설치되는 지수부재를 제1 지수부재(51)로 정의할 수 있으며, 게이트 본체(20)의 일면에서 하부 가장자리단에 설치되는 지수부재를 제2 지수부재(52)로 정의할 수 있다.

상기에서, 제1 지수부재(51)는 게이트 본체(20)의 일면과 일측 레일면(13) 사이의 틈새를 각각 마감하는 것으로, 대략 P, L, LP, Y자의 단면 형상을 취하며, 탄성 변형 가능한 고무 소재로 이루어진다.

그리고, 상기 제2 지수부재(52)는 수로의 바닥면과 게이트 본체(20)의 하단부 사이의 틈새를 마감하는 것으로서, 탄성 변형 가능한 고무 소재로 이루어지며, 일정 폭을 지닌 띠 형태를 취한다.

이와 같은 제1 및 제2 지수부재(51, 52)는 지지판으로서의 장착 브라켓(55)을 통해 게이트 본체(20)의 일면에서 양측 사이드부 및 상하부 가장자리단에 각각 장착되는 바, 볼트와 같은 체결수단이 장착 브라켓(55)에 체결됨으로써 게이트 본체(20)에 고정되게 설치될 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 웨지부재(wedge member)(61, 62)는 게이트 본체(20)의 닫힘 동작 시, 메인 롤러(30)를 유수 반대 방향으로 밀면서 게이트 본체(20)를 메인 롤러(30)와 레일면(13) 사이의 유격 거리 만큼 유동시키기 위한 것이다.

상기 웨지부재(61, 62)는 게이트 본체(20)의 완전 닫힘 상태를 기준으로 할 때, 한 쌍의 메인 롤러(30)에 대응하여 가이드 판(18)의 다른 일측 레일면(13)에 높이 방향을 따라 상하 방향으로 이격되게 설치될 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 게이트 본체(20)의 사이드면에서 상측에 위치하는 메인 롤러(30)에 대응하여 다른 일측 레일면(13)의 상측에 위치하는 웨지부재를 제1 웨지부재(61)로 정의할 수 있다.

그리고, 상기 게이트 본체(20)의 사이드면에서 하측에 위치하는 메인 롤러(30)에 대응하여 다른 일측 레일면(13)의 하측에 위치하는 웨지부재를 제2 웨지부재(62)로 정의할 수 있다.

여기서, 상기 제1 웨지부재(61)는 게이트 본체(20)의 완전 닫힘 상태를 기준으로 상측 메인 롤러(30)를 유수 반대 방향으로 미는데, 상하 단부가 유선형으로 볼록하게 연결된 단면 형상으로 이루어진다.

그리고, 상기 제2 웨지부재(62)는 게이트 본체(20)의 완전 닫힘 상태를 기준으로 하측 메인 롤러(30)를 유수 반대 방향으로 미는데, 상하 단부가 하측 메인 롤러(30) 측으로 하향 경사진 선형으로 연결된 단면 형상으로 이루어진다.

이 경우, 상기 제1 및 제2 웨지부재(61, 62)는 다른 일측 레일면(13)을 형성하는 가이드 판(18)에 용접 접합될 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 수문 구조체(100)에서, 제1 및 제2 웨지부재(61, 62)에 대응하는 가이드 판(18)의 일측 레일면(13)에는 게이트 본체(20)가 완전히 닫히는 경우, 상하측 메인 롤러(30)의 소정 외주 구간을 수용할 수 있는 수용홈(71)을 형성하고 있다.

상기 수용홈(71)은 일측 레일면(13)을 형성하는 가이드 판(18)에 형성되는 바, 그 가이드 판(18)에 형성되는 사각 형상의 구멍으로서 이루어진다.

즉, 상기 수용홈(71)은 사각 형상의 구멍이 형성된 가이드 판(18)이 일측 가이드 프레임(17)에 접합되면서 일측 레일면(13)에 사각홈 형태로 형성될 수 있다.

여기서, 상기 수용홈(71)은 다른 일측 레일면(13)의 제1 및 제2 웨지부재(61, 62)에 대응하여 일측 레일면(13)에 높이 방향을 따라 상하측에 이격되게 형성될 수 있다.

따라서, 상기 게이트 본체(20)가 완전히 닫히는 경우, 상하측 메인 롤러(30)가 제1 및 제2 웨지부재(61, 62)에 각각 접촉하는 때, 게이트 본체(20)는 제1 및 제2 웨지부재(61, 62)에 의해 밀리면서 수로의 유수 반대 방향으로 유동될 수 있다.

그리고, 상기와 같이 게이트 본체(20)가 유동함과 아울러 상하측 메인 롤러(30)는 소정 외주 구간이 수용홈(71)에 수용되고, 이에 따라 게이트 본체(20)의 제1 지수부재(51)는 일측 레일면(13)과 게이트 본체(20) 사이에서 압축 변형됨으로써 게이트 본체(20)의 일면과 일측 레일면(13) 사이의 틈새를 실링하게 된다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 수문 구조체(100)에서 게이트 본체(20)는 다른 변형예로서 도 8에서와 같이 물을 펌핑하기 위한 적어도 하나의 펌프(81)가 구비될 수도 있다.

이러한 게이트 본체(20)는 당 업계에서 펌프 게이트 또는 게이트 펌프 라고도 하며, 펌프(81)를 하나 또는 둘 이상을 구비할 수 있다.

여기서, 상기 펌프(81)는 수중 펌프로서 구비되며, 게이트 본체(20)가 완전히 닫힌 상태에서, 상류측 수로의 수위가 하류측 수로의 수위 보다 과도하게 높은 경우 그 상류측 수로의 내수를 하류측 수로로 강제 배수시키는 기능을 하게 된다.

다른 한편으로, 상술한 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 수문 구조체(100)는 권양장치에 의한 게이트 본체(20)의 인양 시, 그 게이트 본체(20)가 다른 일측 레일면(13) 측으로 치우치는 것을 저지하기 위한 수단으로서 어퍼 롤러(91)를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 게이트 본체(20)의 인양 시, 그 게이트 본체(20)가 다른 일측 레일면(13) 측으로 치우치는 현상은 인양 브라켓(12)의 중심위치가 정확하지 않거나 게이트 본체(20)의 자중 또는 펌프(81: 도 8 참조)에 의해 게이트 본체(20)의 무게 중심이 한쪽으로 치우치면서 발생할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 어퍼 롤러(91)는 인양 브라켓(12)의 양단부 측에 설치되고, 가이드 판(18)의 다른 일측 레일면(13)에 접촉하며 수로의 길이 방향 즉, 게이트 본체(20)의 전후 방향으로 회전 가능하게 설치된다.

이와 같은 상기 어퍼 롤러(91)는 인양 브라켓(12)의 양측부에 설치된 제2 지지 브라켓(93)에 제3 회전 중심축(95)을 통해 회전 가능하게 설치될 수 있다.

이 경우, 상기 어퍼 롤러(91)는 게이트 본체(20)가 상하 방향으로 이동하는 과정에, 가이드 판(18)의 다른 일측 레일면(13)에 접촉하며 수로의 길이 방향으로 회전하므로, 제1 지수부재(51)와 일측 레일면(13) 사이에 소정의 여유갭(G: 도 1 참조)을 형성할 수 있다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 수문 구조체(100)의 작동을 앞서 개시한 도면들을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

우선, 본 발명의 실시예에서는 게이트 본체(20)가 권양장치(도면에 도시되지 않음)에 의해 상측 방향(점선 화살표 방향)으로 들어 올려져 수로를 개방한 상태에서, 수로를 폐쇄하기 위해 도 1에서와 같이 게이트 본체(20)를 하측 방향(실선 화살표 방향)으로 하강시킨다.

이 경우, 상기 게이트 본체(20)는 가이드 판(18)의 일측 레일면(13)에 접촉하며 수로의 길이 방향으로 회전하는 메인 롤러들(30)을 통해 그 일측 레일면(13)을 따라 가이드되면서 하측 방향으로 이동하게 된다.

또한, 상기 게이트 본체(20)는 도 3에서와 같이 가이드 홈(11) 외측 벽면의 가이드 판(18)에 접촉하며 회전하는 사이드 롤러들(40)을 통해 그 가이드 판(18)을 따라 보조적으로 가이드되면서 하측 방향으로 이동하게 된다.

상기와 같이 게이트 본체(20)가 하측 방향으로 이동하는 과정에, 어퍼 롤러(91)는 도 1 및 도 3에서와 같이 가이드 판(18)의 다른 일측 레일면(13)에 접촉하며 수로의 길이 방향으로 회전하게 된다.

이렇게 게이트 본체(20)가 이동하는 과정에 어퍼 롤러(91)가 가이드 판(18)의 다른 일측 레일면(13)에 접촉하며 수로의 길이 방향으로 회전하므로, 본 발명의 실시예에서는 제1 지수부재(51)와 일측 레일면(13) 사이에 소정의 여유갭(G)을 형성하게 된다.

한편, 본 발명의 실시예에서는 상기와 같이 게이트 본체(20)가 하측 방향으로 이동하는 작용 예를 설명하였으나, 게이트 본체(20)가 하강된 상태에서 상측으로 이동하는 실시예에서도 상기와 같은 일련의 과정을 거치게 된다.

따라서, 상기 게이트 본체(20)가 상하 방향으로 이동하는 과정에, 어퍼 롤러(91)를 통해 제1 지수부재(51)와 일측 레일면(13) 사이에 여유갭(G)을 형성하므로, 제1 지수부재(51)는 일측 레일면(13)에 마찰되지 않게 된다.

이로써, 본 발명의 실시예에서는 게이트 본체(20)가 이동하는 과정에 제1 지수부재(51)와 일측 레일면(13) 사이의 틈새(G)에 의해 상호 간에 마찰력이 발생하지 않게 되므로, 시간이 경과함에 따라 제1 지수부재(51)가 마모 및 변형되는 것을 방지할 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시예에서는 제1 지수부재(51)와 일측 레일면(13)에서 마찰력이 발생하지 않기 때문에, 제1 지수부재(51)의 내구성 및 수명을 향상시킬 수 있으며, 권양장치의 권양 용량 선정 시 제1 지수부재(51)의 마찰력을 고려하지 않아도 되므로 권양장치의 권양 용량(하중)이 늘어나는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 게이트 본체(20)의 이동 시, 가이드 판(18)의 다른 일측 레일면(13)에 접촉하며 회전하는 어퍼 롤러(91)를 구비하므로, 인양 브라켓(12)의 중심위치가 정확하지 않거나 게이트 본체(20)의 자중 또는 펌프(81: 도 8 참조)에 의해 게이트 본체(20)가 가이드 판(18)의 다른 일측 레일면(13) 측으로 치우치는 것을 방지할 수 있다.

이로써, 본 발명의 실시예에서는 게이트 본체(20)가 상하 방향으로 이동하는 과정에 어퍼 롤러(91)에 의해 한 쪽 방향으로 치우치지 않게 되므로, 게이트 본체(20)가 원활하게 이동할 수 있게 되고, 제1 지수부재(51)의 수밀이 원활하게 이루어지며, 게이트 본체(20)와 레일면(13)의 불필요한 접촉으로 인한 게이트 본체(20)와 제1 지수부재(51)의 손상을 방지할 수 있다.

다른 한편으로, 상기에서와 같은 작용으로 게이트 본체(20)가 하측 방향으로 이동하며 완전히 닫히는 경우, 본 발명의 실시예에서는 도 2 및 도 4에서와 같이 상하측 메인 롤러(30)가 제1 및 제2 웨지부재(61, 62)에 각각 접촉하게 된다.

이렇게 상하측 메인 롤러(30)가 제1 및 제2 웨지부재(61, 62)에 각각 접촉하는 때, 롤러 게이트(20)는 제1 및 제2 웨지부재(61, 62)에 의해 밀리면서 수로의 유수 반대 방향 즉, 일측 레일면(13) 쪽으로 유동하게 된다.

그러면, 상기 상하측 메인 롤러(30)는 소정 외주 구간이 일측 레일면(23)의 수용홈(71)에 수용되고, 이에 따라 게이트 본체(20)의 제1 지수부재(51)는 일측 레일면(13)과 게이트 본체(20) 사이에서 압축 변형됨으로써 게이트 본체(20)의 일면과 일측 레일면(13) 사이의 틈새를 완전 실링하게 된다.

마찬가지로, 상기와 같이 게이트 본체(20)가 완전히 닫힌 상태에서 권양장치에 의해 상측 방향으로 이동하게 되면, 본 발명의 실시예에서는 상하측 메인 롤러(30)가 수용홈(71)으로부터 이탈하게 되고, 앞서 설명한 바와 같은 일련의 작용으로 제1 지수부재(51)와 일측 레일면(13) 사이에 틈새(G)를 유지하게 된다.

지금까지 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 수문 구조체(100)에 의하면, 게이트 본체(20)가 상하 이동하는 과정에서는 가이드 판(18)의 다른 일측 레일면(13)에 접촉하며 회전하는 어퍼 롤러(91)에 의해 제1 지수부재(51)와 일측 레일면(13) 사이에 소정의 여유갭(G)을 형성하게 된다.

그리고, 상기 게이트 본체(20)의 완전 닫힘 상태에서는 제1 및 제2 웨지부재(61, 62)에 의해 상하측 메인 롤러(30)의 소정 외주 구간이 일측 레일면(23)의 수용홈(71)에 수용되고, 이에 따라 제1 지수부재(51)가 일측 레일면(13)과 게이트 본체(20) 사이에서 압축 변형됨으로써 게이트 본체(20)와 일측 레일면(13) 사이의 틈새를 완전 실링할 수 있게 된다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

10... 지지 구조물 11... 가이드 홈
12... 인양 브라켓 13... 레일면
15... 가이드 유닛 17... 가이드 프레임
18... 가이드 판 19... 지지판
20... 게이트 본체 30... 메인 롤러
31... 제1 회전 중심축 40... 사이드 롤러
41... 제1 지지 브라켓 43... 제2 회전 중심축
51... 제1 지수부재 52... 제2 지수부재
55... 장착 브라켓 61... 제1 웨지부재
62... 제2 웨지부재 71... 수용홈
81... 펌프 91... 어퍼 롤러
93... 제2 지지 브라켓 95... 제3 회전 중심축
G... 여유 갭

Claims (11)

1. 수로의 양측벽에 수직 방향으로 형성된 가이드 홈과, 상기 가이드 홈의 양측벽에 각각 설치되며 서로 마주하는 한 쌍의 레일면을 형성하는 가이드유닛을 포함하는 지지 구조물;
   상기 수로를 가로지르며 상기 지지 구조물의 가이드 홈을 따라 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되는 게이트 본체;
   상기 게이트 본체의 양 사이드면에 설치되며, 적어도 하나의 레일면과 일정 유격을 두고 상기 가이드 홈 내에 배치되고, 상기 레일면에 접촉하며 수로의 길이 방향으로 회전하는 적어도 하나의 메인 롤러;
   수압이 작용하는 상기 게이트 본체의 일면에서 사이드부 및 상하부 가장자리단에 각각 설치되는 고무 소재의 지수부재;
   상기 게이트 본체의 완전 닫힘 상태를 기준으로, 상기 메인 롤러에 대응하여 상기 게이트 본체의 다른 일면측 레일면에 설치되는 웨지부재(wedge member);
   상기 게이트 본체의 상단면에 설치되는 인양 브라켓; 및
   상기 인양 브라켓의 양단부 측에 설치되고, 상기 게이트 본체의 다른 일면측 레일면에 접촉하며 수로의 길이 방향으로 회전하는 어퍼 롤러
   를 포함하며,
   상기 웨지부재에 대응하여 상기 게이트 본체의 일면측 레일면에 상기 메인 롤러의 소정 외주 구간을 수용하는 수용홈이 형성되고,
   상기 어퍼 롤러는 상기 게이트 본체의 상하 이동 시, 상기 게이트 본체의 일면에서 사이드부 및 상부 가장자리단에 각각 설치된 상기 지수부재와 상기 게이트 본체의 일면측 레일면 사이에 소정의 여유갭을 형성하는 수문 구조체.
   
2. 제1 항에 있어서,
   상기 메인 롤러가 상기 웨지부재에 접촉하는 때, 상기 웨지부재에 의해 상기 게이트 본체가 유수 반대 방향으로 유동되고,
   상기 메인 롤러가 유격 거리 만큼 이동하며 상기 메인 롤러의 소정 외주 구간이 상기 수용홈에 수용되는 수문 구조체.
   
3. 제2 항에 있어서,
   상기 메인 롤러의 소정 외주 구간이 상기 수용홈에 수용되는 때, 상기 게이트 본체 일면의 사이드부 및 상부 가장자리단에 설치된 상기 지수부재들이 상기 레일면과 게이트 본체 사이에서 압축 변형되는 수문 구조체.
   
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1 항에 있어서,
   상기 가이드 유닛은,
   상기 가이드 홈의 양측벽에 각각 매립 설치되는 가이드 프레임과, 상기 가이드 프레임에 설치되며 상기 레일면을 형성하는 가이드 판을 포함하는 수문 구조체.
   
7. 제6 항에 있어서,
   상기 수용홈은 상기 게이트 본체의 일면측 레일면에서 상기 가이드 판에 형성되는 수문 구조체.
   
8. 제6 항에 있어서,
   상기 웨지부재는 상기 게이트 본체의 다른 일면측 레일면에서 상기 가이드 판에 설치되는 수문 구조체.
9. 제1 항에 있어서,
   상기 메인 롤러는 상기 게이트 본체의 양 사이드면에 한 쌍으로서 높이 방향을 따라 이격되게 설치되며,
   상기 웨지부재는 상기 한 쌍의 메인 롤러에 대응하여 상기 게이트 본체의 다른 일면측 레일면에 높이 방향을 따라 상하 측으로 이격되게 설치되고,
   상측에 위치하는 웨지부재는 상하 단부가 유선형으로 연결된 형태로 이루어지며, 하측에 위치하는 웨지부재는 상하 단부가 경사진 선형으로 연결된 형태로 이루어지는 수문 구조체.
   
10. 제1 항에 있어서,
    상기 게이트 본체의 양 사이드부 상하 측에 각각 설치되며, 상기 가이드 홈의 외측에서 상기 지지 구조물의 벽면에 접촉하며 수로의 폭 방향으로 회전하는 사이드 롤러
    를 더 포함하는 수문 구조체.
    
11. 제1 항에 있어서,
    상기 게이트 본체에는 물을 펌핑하기 위한 적어도 하나의 펌프가 설치되는 수문 구조체.

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