KR101395056B1 - 피복재와 인공어초를 위한 펜타포드형 소파블록, 그 거치방법 및 제작방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수직방향으로 대칭되는 두 개의 지지대와 수평방향으로 120°간격으로 형성되는 세 개의 지지대로 연결되는 펜타포드형 소파블록과 그 거치방법 및 제작방법에 관한 것이다.
본 발명은, 5개의 원뿔대 형상의 지지대(10)의 베이스 부분이 블록의 중심(O)을 기준으로 결합된 형태의 소파블록으로서, 블록의 중심(O)으로부터 수평방향으로 방사상으로 연장되는 제 1 내지 제 3 측면지지대(10a, 10b, 10c); 및 블록의 중심(O)으로부터 각각 수직 상부 방향과 수직 하부 방향으로 연장되는 상부 지지대(10d)와 하부 지지대(10e);를 포함하고, 상기 제 1 내지 제 3 측면지지대(10a, 10b, 10c)는 120°등간격으로 형성되고, 상기 상부 지지대(10d)와 하부 지지대(10e)는 각각 상기 제 1 내지 제 3 지지대(10a, 10b, 10c)와 90°를 이루는 방향으로 형성되며, 상기 상부 지지대(10d)의 상단부와 하부 지지대(10e)의 하단부까지의 길이를 1이라고 할 때, 블록의 중심(O)에서 각 지지대(10a, 10b, 10c, 10d, 10e)의 단부까지의 길이(A)는 0.5이고, 각 지지대(10a, 10b, 10c, 10d, 10e)의 원뿔대 형상의 큰 지름(C)은 0.41이며, 돌출된 각 지지대(10a, 10b, 10c, 10d, 10e)의 길이(D)는 0.29이고, 각 지지대(10a, 10b, 10c, 10d, 10e)의 원뿔대의 각도는 9°인 펜타포드형 소파블록, 그 소파블록들이 인터록킹되도록 거치하는 방법 및 그 소파블록의 제조방법을 제공한다.

Description

피복재와 인공어초를 위한 펜타포드형 소파블록, 그 거치방법 및 제작방법{PENTAPOD TYPE BREAKWATER BLOCK FOR ARMORING UNIT AND ARTIFICIAL REEF, MANUFACTURING METHOD AND PILING METHOD THEREOF}

본 발명은 펜타포드형 소파블록 및 그 제작방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수직방향으로 대칭되는 두 개의 지지대와 수평방향으로 120°간격으로 형성되는 세 개의 지지대로 연결되며, 피복재는 물론 인공어초로도 사용가능한 펜타포드형 소파블록과 그 거치방법 및 제작방법에 관한 것이다.

소파블록은 파랑의 에너지를 분산 또는 소실(消失)시키고, 반사파를 저감시킬 목적으로 방파제나 호안(護岸)의 큰 파도를 받는 곳에 설치하는 것으로, 주로 콘크리트제의 블록을 말한다.

일반적으로 방파제에는 파도가 밀려오는 외항 쪽에 파력을 감소시키기 위하여 소파블록을 설치하고 있으며 파도에 의한 유실 및 이동을 방지하기 위해 콘크리트 등으로 제작되고 있다.

방파제는 직립제, 경사제, 혼성제로 구분할 수 있으며, 연약지반에는 경사제와 혼성제가 많이 축조된다. 경사제나 혼성제는 1:1 - 1:3 정도의 경사면을 갖는 사다리꼴 단면으로서, 제체 내부를 쇄석으로 충진하고, 파력의 작용을 많이 받는 표면에 대형 콘크리트 블록을 피복하는 방식이다. 침입하는 파랑은 방파제 형식에 따라 반사하거나 쇄파(부서짐)가 되는데, 경사제나, 혼성제의 경사부에서는 쇄파가 일어난다. 피복재의 중량은 설계 파고의 크기에 비례하여 커져야 하는데, 파고에 비해 피복재의 중량이 적은 경우 피복재는 파력에 의해 떠오름과 낙하를 반복하게 되고, 결국 피복재가 원래의 자리에서 이탈하거나 충격에 의해 깨어지기도 한다.

전형적인 소파블록은 정사면체를 이루며 정사면체의 중심에서 각 꼭지점을 향해 4개의 지지대가 뻗어있는 모양의 테트라포드(T.T.P.)이며, 테트라포드를 변형한 돌로스(dolos), 씨락(sealock) 등도 최근 많이 이용되고 있다.

특히, 상기 테트라포드는 방파제의 사면에 단층 또는 복층으로 피복되거나, 잠제와 같은 해안침식 구조물 등을 건설시 다수 개가 밀집 형성되어 하나의 구조체를 형성한다. 테트라포드를 적층하여 형성된 방파제 또는 하천 바닥 등은 인접하는 테트라포드 사이의 틈새 공간과 테트라포드 자체의 울퉁불퉁한 형상, 그리고 이들의 엇물림에 의하여 파랑 에너지를 분산 또는 소실시킨다.

소파블록은 파력 등에 대해 충분한 안정성을 가질 것, 외력이나 자중에 대하여 충분한 구조 강도를 가질 것, 양중 및 시공이 용이할 것, 파랑 에너지를 감쇄할 수 있도록 적층하였을 때 적당한 공극률을 얻을 수 있을 것 등의 요건이 요구된다.

한편 테트라포드의 각각의 지지대는 중심으로부터 외측으로 갈수록 직경이 좁아지는 원뿔대 형상으로 이루어져 있다. 따라서 상기 소파블록은 강한 조류나 수압을 이겨내 파도나 해일을 막아내고 구조물 하나하나가 안정감을 유지할 수 있다. 또한, 상기 소파블록은 상기 4개의 지지대중 어떤 하나를 상방으로 하여도 각 형상이 모두 동일하며, 정사면체의 무게 중심이 가장 아래에 있어 안정성이 좋다.

그러나 기존의 소파블록은 각각이 독립된 상태로 분리 적층되어 있어서 상호간의 결속력이 매우 약했으며, 파도가 센 경우에는 가해지는 압력에 의해 소파블록이 밀리며 개별적으로 유동하게 되어 최초 설치된 장소에서 점차 이동하여 유실되는 경우가 발생하였다. 또한 소파블록이 큰 파도에 떠밀려 인접한 타 시설물에 충돌하는 경우, 그 충격으로 시설물이 파괴되거나 인명피해가 발생되는 등 여러 가지 문제점이 발생하여 왔다.

또한 테트라포드와 같은 기존의 소파블록은 원뿔대 형상의 지지대의 세장비가 길어 지지대가 부러지는 현상이 많이 발생하였다.

이렇게 소파블록이 유실되거나 파손되면 소파블록 설치에 따른 소파효과가 감소되기 때문에 결국 소파블록을 다시 거치하는 보강공사를 실시하여야 한다.

상기 문제점을 줄이기 위해 각각의 소파블록을 크고 무겁게 제작하는 경우도 있으나 높이가 높아져 붕괴 위험성이 있으며, 제작비용과 설치 시공에 따른 비용이 많이 소요되는 결과를 가져오는 문제점이 있었다.

아울러 기존의 소파블록은 정사면체 형상이거나 이를 변형한 구조이기 때문에, 동일한 형상의 거푸집을 4개 사용하는 것이 일반적이었으나, 그들 중 하나를 밑에 깔고 나머지 3개를 위에 설치하는 구조이기 때문에, 양생 후 거푸집을 제거하기 위해서는 위에 설치된 3개의 거푸집을 제거하고, 밑에 깔려 있는 거푸집을 제거하기 위해 소파블록을 전치해야 하는 번거로움이 있었다.

이러한 번거로움은 거푸집의 회전율을 떨어뜨리게 되어, 수 십 내지 수 백 개에 이르는 소파블록을 생산하는 과정이 오래 걸리는 문제가 있었다. 또한 소파블록을 현장에서 양생하는 과정에서도 소파블록의 전치를 위해 중장비가 항상 상주해야 한다는 점에서 비용적인 면도 만만치 않았다.

한국 공개특허공보 제10-2010-0081893호 한국 등록특허공보 제1259947호

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 견고한 강도를 가질 수 있는 형상의 지지대를 가지며, 거치시 서로 인터록킹되어 큰 파도에도 휩쓸려가지 않는 소파블록을 제공함을 목적으로 한다.

또한 본 발명은, 그 자체의 형상만으로 공극율을 높일 수 있는 소파블록을 제공함을 목적으로 한다.

또한 본 발명은, 친환경적인 소파블록을 제공함을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 지면에 수직인 방향은 물론 지면에 평행한 모든 방향에 대해 서로 인터록킹될 수 있는 소파블록 거치방법을 제공함을 목적으로 한다.

또한 본 발명은, 서로 인터록킹되도록 소파블록이 거치된 방파제를 제공함을 목적으로 한다.

또한 본 발명은, 최소한의 거푸집만으로도, 견고한 강도를 가질 수 있는 형상의 지지대를 가지며, 거치시 서로 인터록킹되어 큰 파도에도 휩쓸려가지 않는 소파블록을 제조할 수 있는 방법을 제공함을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 거푸집의 형상이 모두 일치하여 거푸집을 간단하게 사용하고 결합할 수 있는 소파블록 제조방법을 제공함을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 소파블록이 양생되는 지면을 거푸집의 일 면으로서 활용하는 소파블록 제조방법을 제공함을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 소파블록의 양생과 거푸집 탈형 과정에서 소파블록을 전치할 필요가 없는 소파블록 제조방법을 제공함을 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 5개의 원뿔대 형상의 지지대(10)의 베이스 부분이 블록의 중심(O)을 기준으로 결합된 형태의 소파블록으로서, 블록의 중심(O)으로부터 수평방향으로 방사상으로 연장되는 제 1 내지 제 3 측면지지대(10a, 10b, 10c); 및 블록의 중심(O)으로부터 각각 수직 상부 방향과 수직 하부 방향으로 연장되는 상부 지지대(10d)와 하부 지지대(10e);를 포함하고, 상기 제 1 내지 제 3 측면지지대(10a, 10b, 10c)는 120°등간격으로 형성되고, 상기 상부 지지대(10d)와 하부 지지대(10e)는 각각 상기 제 1 내지 제 3 지지대(10a, 10b, 10c)와 90°를 이루는 방향으로 형성되며, 상기 상부 지지대(10d)의 상단부와 하부 지지대(10e)의 하단부까지의 길이를 1이라고 할 때, 블록의 중심(O)에서 각 지지대(10a, 10b, 10c, 10d, 10e)의 단부까지의 길이(A)는 0.5이고, 각 지지대(10a, 10b, 10c, 10d, 10e)의 원뿔대 형상의 큰 지름(C)은 0.41이며, 돌출된 각 지지대(10a, 10b, 10c, 10d, 10e)의 길이(D)는 0.29이고, 각 지지대(10a, 10b, 10c, 10d, 10e)의 원뿔대의 각도는 9°인 펜타포드형 소파블록을 제공한다.

여기서 상기 각 지지대(10a, 10b, 10c, 10d, 10e)는 중심축을 따라 관통구멍이 형성되며, 관통구멍들은 블록의 중심(O)에서 서로 연통되도록 할 수 있다.

여기서 상기 지지대(10)는 표면에 복수의 홈(15, 16) 또는 돌기(17)가 형성되도록 할 수 있다.

또한 본 발명은 상기 펜타포드형 소파블록(1)을 거치하는 방법으로서, 해저면과 사면의 경계부에 소파블록 제 1 열을 거치하되, 제 1 열의 소파블록의 하부 지지대(10e)가 해안측을 향하여 바닥면 상에 놓여지고 제 1 열의 소파블록의 상부 지지대(10d)가 해측을 향하도록 하며, 제 1 열의 소파블록의 제 1 및 제 2 측면지지대(10a, 10b)가 해안선과 평행하게 되도록 바닥면에 놓여지고, 인접하는 소파블록 사이에 소정 간격 거리를 두고 소파블록을 거치하는 제 1 열 거치단계; 제 1 열의 다음 열인 제 2 열을 사면에 거치하되, 제 1 열의 소파블록들의 인접한 하부 지지대(10e) 사이의 공간의 바닥면에 제 2 열의 소파블록의 제 1 및 제 2 측면지지대(10a, 10b)가 놓여지고, 제 2 열의 소파블록의 하부 지지대(10e)가 해안측을 향하며 바닥면 상에 놓여지며, 제 2 열의 소파블록의 상부 지지대(10d)가 해측을 향하도록 소파블록을 거치하는 제 2 열 거치단계; 및 제 n-1 열의 다음 열인 제 n 열을 사면에 거치하되, n-1 열의 소파블록들의 인접한 하부 지지대(10e) 사이의 공간의 바닥면에 제 n 열의 소파블록의 제 1 및 제 2 측면지지대(10a, 10b)가 놓여지고, 제 n 열의 소파블록의 하부 지지대(10e)가 해안측을 향하며 바닥면 상에 놓여지며, 제 n 열의 소파블록의 상부 지지대(10d)가 해측을 향하며 제 n-2 열의 하부 지지대(10e) 상에 놓여지는 제 n 열 거치단계(단, n≥3);를 포함하는 펜타포드형 소파블록 거치방법을 제공한다.

여기서 제 1 열의 인접하는 소파블록(1) 사이의 소정 간격은 지지대의 폭과 대응한다.

또한 본 발명은, 상술한 거치방법에 따라 펜타포드형 소파블록(1)이 거치된 방파제를 제공한다.

또한 본 발명은 상기 펜타포드형 소파블록(1)의 제조방법으로서, 측면으로는 제 3 측면지지대(10c)와 제 1 측면지지대(10a)의 서로 마주하는 반쪽 부분을 감싸고, 상부와 하부로는 상부 지지대(10d)와 하부 지지대(10e)의 둘레 중 3분의 1에 해당하는 부분을 감싸는 형태의 제 1 거푸집(30a)과; 측면으로는 제 1 측면지지대(10a)와 제 2 측면지지대(10b)의 서로 마주하는 반쪽 부분을 감싸고, 상부와 하부로는 상부 지지대(10d)와 하부 지지대(10e)의 둘레 중 3분의 1에 해당하는 부분을 감싸는 형태의 제 2 거푸집(30b)과; 측면으로는 제 2 측면지지대(10b)와 제 3 측면지지대(10c)의 서로 마주하는 반쪽 부분을 감싸고, 상부와 하부로는 상부 지지대(10d)와 하부 지지대(10e)의 둘레 중 3분의 1에 해당하는 부분을 감싸는 형태의 제 3 거푸집(30c)을 준비하는 단계, 제 1 내지 제 3 거푸집(30a, 30b, 30c)을 결합하는 단계, 결합된 거푸집(30)에 콘크리트를 붓고 양생하는 단계 및 양생이 어느 정도 진행된 후 거푸집(30)을 탈형하는 단계를 포함하는 펜타포드형 소파블록의 제조방법을 제공한다.

여기서 상기 제 1 내지 제 3 거푸집(30a, 30b, 30c)의 형상은 서로 일치한다.

여기서 상기 제 1 내지 제 3 거푸집(30a, 30b, 30c)의 하단부는 오픈되어 있어서 거푸집(30)이 하부 지지대(10e)의 하단면을 감싸지 않도록 할 수 있다. 그리고 상기 제 1 내지 제 3 거푸집(30a, 30b, 30c)은 양생될 소파블록(1)의 하부 지지대(10e)의 하단면이 지면에 접하는 형상으로 지면 상에 설치된 후 콘크리트 타설과 양생이 이루어지도록 할 수 있다.

본 발명에 의하면, 소파블록의 지지대가 견고한 강도를 가지게 되고, 아울러 거치시 서로 인터록킹될 수 있어 크지 않은 하중으로도 큰 파도에 파손되거나 휩쓸려가지 않게 할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면, 소파블록 자체에 관통구멍이 형성되어 그 자체의 형상만으로 공극율을 높이고 소형 어류들이 서식할 수 있는 안식처를 제공할 수 있고, 또한 표면의 홈이나 돌기가 소파블록 표면에 패각류나 해초류의 서식을 유도할 수 있어 친환경적이다.

또한 본 발명에 의하면, 지면에 수직인 방향은 물론 지면에 평행한 모든 방향에 대해 서로 인터록킹되도록 소파블록을 거치할 수 있어 견고하면서도, 소파에 충분한 공극율을 제공할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면, 소파 효율이 뛰어나면서도 거대한 파도에도 안정적으로 방파제를 구성할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면, 최소한의 거푸집만으로도, 지지대가 견고하고 거치시 서로 인터록킹되어 큰 파도에도 휩쓸려가지 않는 소파블록을 제조할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면 거푸집의 형상이 모두 일치하여 거푸집을 간단하게 사용하고 결합할 수 있어 편리하게 소파블록을 제조할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면 소파블록이 양생되는 지면을 거푸집의 일 면으로서 활용할 수 있어 유리하다. 아울러 소파블록의 양생과 거푸집 탈형 과정에서 소파블록을 전치할 필요가 없기 때문에, 양생이 많이 진행되지 않은 상태에서도 탈형을 하여 그 거푸집을 다음 소파블록의 양생에 활용할 수 있고, 양생이 많이 진행되지 않은 상태에서도 양생중인 소파블록의 거푸집을 탈형하여 소파블록의 전체 면적이 대기와 접하면서 수직으로 서 있는 상태로 나머지 양생이 이루지도록 할 수 있어, 소파블록 제작기간을 단축할 수 있다. 더욱이 거푸집을 탈형하기 위해 소파블록을 전치할 필요가 없어 중장비 동원시간을 줄일 수 있기 때문에 제작비용을 절감할 수 있다.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.

도 1은 본 발명에 따른 소파블록의 사시도로서, (a)는 소파블록을 수직방향으로 정확히 세워 놓은 상태의 사시도, (b)는 하부 지지대와 제1 및 제2 측면지지대로 소파블록 1개를 거치한 상태를 나타낸 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 소파블록의 정면도(a) 및 평면도(b),
도 3은 도 2의 I-I 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 두 소파블록을 연속적으로 거치하였을 때 상하방향으로 인터록킹(inter-locking)된 상태를 나타낸 도면,
도 5는 본 발명에 따른 소파블록의 상부 지지대와 하부 지지대가 상하(지면에 수직인 방향)로 서로 인터록킹되도록 거치한 상태를 나타낸 도면,
도 6은 본 발명에 따라 상하방향으로 거치된 제 1 행의 소파블록의 인접한 제 1 측면지지대들이, 상하방향으로 거치된 제 2 행의 소파블록의 인접한 제 2 측면 지지대들과 평면(지면에 평행한 방향) 인터록킹되도록 거치한 상태를 나타낸 도면,
도 7은 본 발명에 따라 소파블록을 거치하여, 소파블록들이 평면 및 상하 인터록킹된 상태를 나타낸 도면,
도 8은 본 발명에 따라 소파블록을 사면에 거치한 상태를 나타낸 도면,
도 9는 본 발명에 따른 소파블록을 제작하는 과정을 나타낸 도면,
도 10은 본 발명에 따른 소파블록의 다른 실시예를 나타낸 도면, 그리고
도 11은 본 발명에 따른 소파블록의 또 다른 실시예를 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 펜타포드형 소파블록 및 그 제작방법의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.

[소파블록의 구조]

도 1은 본 발명에 따른 소파블록의 사시도로서, (a)는 소파블록을 수직방향으로 정확히 세워 놓은 상태의 사시도, (b)는 하부 지지대와 제1 및 제2 측면지지대로 소파블록 1개를 거치한 상태를 나타낸 사시도, 도 2는 본 발명에 따른 소파블록의 정면도(a) 및 평면도(b), 그리고 도 3은 도 2의 I-I 단면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은 5개의 원뿔대 형상의 지지대(10)의 베이스 부분이 블록의 중심(O)을 기준으로 결합된 형태의 소파블록이다.

5개의 지지대는 블록의 중심(O)으로부터 수평방향으로 방사상으로 연장되는 제 1 내지 제 3 측면지지대(10a, 10b, 10c)와, 블록의 중심(O)으로부터 각각 수직 상부 방향과 수직 하부 방향으로 연장되는 상부 지지대(10d)와 하부 지지대(10e)로 이루어진다.

여기서 상기 제 1 내지 제 3 측면지지대(10a, 10b, 10c)는 120°등간격으로 형성되고, 상기 상부 지지대(10d)와 하부 지지대(10e)는 각각 상기 제 1 내지 제 3 지지대(10a, 10b, 10c)와 90°를 이루는 방향으로 형성된다.

즉 본 발명의 소파블록을 대략적으로 설명하자면, 수직으로 형성된 원기둥(엄밀히는 두 원뿔대의 베이스를 서로 맞대어 놓은 형상)의 중간에, 수직 원기둥과 직각 방향으로 서로 등각으로 3개의 원기둥이 배치된 것을 하나의 특징으로 한다.

본 발명은 5개의 원기둥 형상으로 소파블록을 구성하고 있어 공극율을 더 크게 할 수 있다. 또 5개의 원기둥은 거치시 서로 맞물리고 결합되는 지점을 많게 하여 서로 맞물리는 플록(flock)이 파력을 함께 분산시키므로 더욱 안정되고 견고한 구조를 형성할 수 있다.

본 발명의 소파블록은 상부 지지대(10d)의 상단부와 하부 지지대(10e)의 하단부까지의 길이를 1이라고 할 때, 블록의 중심(O)에서 각 지지대(10a, 10b, 10c, 10d, 10e)의 단부까지의 길이(A)는 0.5이다. 즉 본 발명은 동일한 형상과 크기의 지지대 5개를 베이스 부분에서 결합한 형상이라고 이해하면 될 것이다. 따라서 측면지지대(10a, 10b, 10c) 간에 서로 다른 도면부호를 병기한 것은 설명과 이해의 편의를 위한 것이지, 이들이 서로 다르거나 구분되어야 하기 때문이 아님을 주지할 필요가 있다. 아울러 이는 상부 지지대(10d)와 하부 지지대(10e)에 대해서도 마찬가지이다.

다음으로, 각 지지대(10a, 10b, 10c, 10d, 10e)의 원뿔대 형상의 큰 지름(C)은 0.41이며, 돌출된 각 지지대(10a, 10b, 10c, 10d, 10e)의 길이(D)는 0.29이다. 이러한 비율은 소파블록이 후술할 지면의 수직방향 뿐만 아니라 지면에 평행한 방향에 대해서도 서로 인터록킹될 수 있고 스스로 안정될 수 있는 비율로서, 그 수치가 정확히 일치하여야 하는 것은 아니며 소파블록이 인터록킹될 수 있고 스스로 안정될 수 있는 범위 내에서 약간씩 증감이 가능한 수치이다. 즉 상술한 수치는 이론적으로 가장 합리적인 수치인 것으로서, 그 수치에 약간씩 증감이 있더라도 본 발명의 목적을 달성할 수 있고 실질적으로 동일한 작용효과를 나타낸다면 본 발명에 해당한다고 할 것이다.

각 지지대(10a, 10b, 10c, 10d, 10e)의 원뿔대의 각도는 도시된 바와 같이 9°를 이룬다. 이는 본 발명의 블록이 인터록킹되면서 거치되었을 때 서로 맞물리는 각도로서, 중심선 대비 약 9°로 원뿔의 끝으로 갈수록 점점 줄어드는 형상을 한다. 이러한 각도 수치 역시 정확히 일치하여야 하는 것은 아니며, 지름(C), 길이(D)와 함께, 블록이 인터록킹되면서 거치되었을 때 서로 적절히 잘 맞물리는 범위 내에서 약간씩 증감이 가능한 수치이다. 즉 상술한 수치는 이론적으로 가장 합리적인 수치인 것으로서, 그 수치에 약간씩 증감이 있더라도 본 발명의 목적을 달성할 수 있고 실질적으로 동일한 작용효과를 나타낸다면 본 발명에 해당한다 할 것이다.

본 발명의 돌출된 각 지지대(10a, 10b, 10c, 10d, 10e)의 길이(D)는 0.29 정도인데, 이는 기존의 테트라포드의 세장비에 비해 뭉뚝한 편이어서 지지대를 한층 견고하게 해준다.

한편 이러한 본 발명의 형상을 종래의 테트라포드와 비교하여보면, 본 발명은 지지대가 5개인 반면 테트라포드는 지지대가 4개인 점에서, 본 발명이 테트라포드에 비해 같은 체적 대비 표면적이 넓게 될 수 있고, 이는 패각류나 해초류가 서식할 수 있는 더 많은 공간을 제공하는 것인바, 본 발명은 그 자체만으로도 종래의 테트라포드에 비해 인공어초로서 활용성이 더욱 높다고 볼 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 두 소파블록을 연속적으로 거치하였을 때 상하방향으로 인터록킹(inter-locking)된 상태를 나타낸 도면이다.

소파블록들이 바닥면 상에 놓여질 때에는 두 개의 측면지지대와 상하부 지지대 중 하나의 지지대가 바닥면에 접하도록 놓여진다. 설명의 편의상 이렇게 바닥에 맞닿는 두 개의 측면지지대를 제 1 측면지지대(10a)와 제 2 측면지지대(10b)로 하고, 하부 지지대(10e)가 바닥면에 접하는 지지대로 한다.

도시된 바와 같이 하나의 소파블록은 그 자체가 3개의 점, 즉 제 1 측면지지대(10a)와 제 2 측면지지대(10b), 그리고 하부 지지대(10e)가 바닥면과 접하면서 안정적으로 거치된다.

또한 인접하는 소파블록의 상부 지지대(10d)는 이미 놓여진 소파블록의 하부 지지대(10e)를 눌러주는 식으로 놓여진다. 이렇게 인접한 두 소파블록 간에 서로 맞닿는 하부 지지대(10e)와 상부 지지대(10d)는 9°정도 기울어진 각도로 원뿔대 형상을 이루고 있어 서로 잘 맞닿으며 접하게 된다.

나아가, 인접하는 소파블록의 상부 지지대(10d)는 이미 놓여진 소파블록의 하부 지지대(10e) 상에 놓이면서, 동시에 상부 지지대(10d)의 단부가 이미 놓여진 소파블록의 제 3 측면지지대(10c)와 맞닿을 수 있게 된다. 지지대의 돌출 길이(D)는 이러한 관점에서 0.29 정도로 결정된다.

도 4를 살펴보면, 측면지지대 중에 서로 얽히지 않고 노출되는 측면지지대는 제 3 측면지지대(10c) 하나이다. 이는 서로 얽히지 않고 노출되는 측면지지대가 2개인 종래 쿼디포드(일본 특허공보 제417047호)에 비해 노출되는 측면지지대가 하나로 줄기 때문에 전체적으로 무게중심을 낮출 수 있어 안정적임을 알 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 소파블록의 상부 지지대와 하부 지지대가 상하(지면에 수직인 방향)로 서로 인터록킹되도록 거치한 상태를 나타낸 도면이다.

기존의 테트라포드는, 도 5의 블록 사이에 실선으로 표시된 면을 따라 형성되는 본 발명의 상하 인터록킹을 구현할 수 없다. 반면 본 발명은 이러한 사면의 방향을 따라 형성되는 상하 인터록킹 기능이 있다. 즉 사면의 경사방향으로 거치되는 소파블록 간에, 하나의 소파블록이 인접한 소파블록을 눌러주는 식으로 연속적으로 인터록킹을 할 수 있다. 따라서 소파블록이 받는 부력이나 외력은 하나의 소파블록이 아니라 서로 결합되는 여러 개의 블록이 함께 받아 저항하는 구조가 되어 블록이 이탈되는 현상을 방지할 수 있다.

도 6은 본 발명에 따라 상하방향으로 거치된 제 1 행의 소파블록의 인접한 제 1 측면지지대들이, 상하방향으로 거치된 제 2 행의 소파블록의 인접한 제 2 측면 지지대들과 평면(지면에 평행한 방향) 인터록킹되도록 거치한 상태를 나타낸 도면이다.

도 6에 도시된 바와 같이 평면상에 거치되는 소파블록을 평면의 관점에서 바라보면, 측면지지대 하나가 인근의 측면지지대들과 서로 지그재그로 설치되어 지그재그(도 6의 실선 참조)로 인터록킹되므로, 평면상에서 블록과 블록이 서로 맞물리면서 견고하게 결합할 수 있다.

도 7은 본 발명에 따라 소파블록을 거치하여, 소파블록들이 평면 및 상하 인터록킹된 상태를 나타낸 도면, 그리고 도 8은 본 발명에 따라 소파블록을 사면에 거치한 상태를 나타낸 도면이다.

좌우 인터록킹만 구현할 수 있던 기존의 테트라포드를 감안하여 도 7을 살펴보면, 본 발명의 소파블록은 좌우뿐만 아니라 상하 인터록킹까지 구현할 수 있음을 알 수 있다. 이러한 특징은 특히 소파블록이 1:1이나 1:1.5 정도의 경사면에 설치된다는 점에서 그 효과가 확실히 증가됨을 알 수 있다. 바꾸어 말하면, 기존의 테트라포드와 같은 구조는 상하 인터록킹 기능이 없어 사면의 경사각이 커질수록 블록이 점점 더 불안정하게 놓여질 수밖에 없으나(이론적으로 테트라포드는 45°가 전도의 한계각도임), 본 발명의 소파블록은 도 8에 도시된 바와 같이 아래 열에 놓여진 소파블록의 하부 지지대(10e)가 윗 열에 놓여지는 소파블록의 상부 지지대(10d)를 받쳐주는 받침대 역할을 하여 안정적인 거치가 가능하다. 이렇듯 본 발명의 소파블록의 안정각은 90°라고 할 수 있으므로, 본 발명의 소파블록은 전도가 불가능한 매우 안정적인 구조임을 알 수 있다.

[소파블록의 거치]

이어서, 도 7과 도 8을 참조하여 본 발명의 소파블록의 거치방법을 살펴보기로 한다.

본 발명에서는 도 8에 도시된 바와 같이 해저면과 사면의 경계부에 소파블록 제 1 열을 거치하되, 제 1 열의 소파블록의 하부 지지대(10e)가 해안측을 향하여 바닥면 상에 놓여지고 제 1 열의 소파블록의 상부 지지대(10d)가 해측을 향하도록 하며, 제 1 열의 소파블록의 제 1 및 제 2 측면지지대(10a, 10b)가 해안선과 평행하게 되도록 바닥면에 놓여지고, 도 7에 도시된 바와 같이 인접하는 소파블록 사이에 소정 간격 거리를 두고 소파블록을 제 1 열에 거치한다.

다음으로 제 1 열의 다음 열인 제 2 열을 사면에 거치하되(도 8에는 제 1, 3, 5, 7열만 도시되어 있으므로 도 7을 참조), 제 1 열의 소파블록들의 인접한 하부 지지대(10e) 사이의 공간의 바닥면에 제 2 열의 소파블록의 제 1 및 제 2 측면지지대(10a, 10b)가 놓여지고, 제 2 열의 소파블록의 하부 지지대(10e)가 해안측을 향하며 바닥면 상에 놓여지며, 제 2 열의 소파블록의 상부 지지대(10d)가 해측을 향하도록 제 2 열에 소파블록을 거치한다.

제 1 열과 제 2 열이 이와 같이 거치되면, 제 3 열부터는 반복적인 패턴으로 거치를 할 수 있다.

즉 n≥3일 때에는, 도 7과 도 8을 참조하면, 제 n-1 열의 다음 열인 제 n 열을 사면에 거치하되, n-1 열의 소파블록들의 인접한 하부 지지대(10e) 사이의 공간의 바닥면에 제 n 열의 소파블록의 제 1 및 제 2 측면지지대(10a, 10b)가 놓여지고, 제 n 열의 소파블록의 하부 지지대(10e)가 해안측을 향하며 바닥면 상에 놓여지며, 제 n 열의 소파블록의 상부 지지대(10d)가 해측을 향하며 제 n-2 열의 하부 지지대(10e) 상에 놓여지도록 제 n 열을 거치하며 사면에 소파블록을 거치해 나아가면 된다.

물론 제 1 열의 인접하는 소파블록(1) 사이의 소정 간격을 지지대의 폭과 대응하도록 해야 제 2 열에서 소파블록(1)을 거치할 때 제 2 열의 소파블록의 제 1 및 제 2 측면지지대(10a, 10b)가 제 1 열의 소파블록들의 인접한 하부 지지대(10e)와 제 1 및 제 2 측면지지대와 인터록킹 될 수 있을 것이다.

[소파블록의 제작]

도 9는 본 발명에 따른 소파블록을 제작하는 과정을 나타낸 도면이다.

블록은 수십톤에 달하는 대형 구조물이므로 설치 현장과 가까운 평지에서 제작한다. 블록의 제작에는 거푸집을 사용하는데, 거푸집을 조립하고 그 안에 콘크리트를 타설하여 양생을 시작한다. 거푸집에 쌓여진 블록은 보통 하루 정도 양생한 후에 탈형한다. 탈형한 거푸집은 다른 블록의 제작에 반복해서 사용된다. 콘크리트 블록은 보통 20일 이상이 지나야 매우 단단한 콘크리트로 굳어진다. 하지만, 양생되는 기간 동안 콘크리트 블록이 진동이나 충격을 받으면 금(크랙)이 가고 강도가 떨어져 불량의 원인이 된다.

가장 많이 사용되는 테트라포드의 경우 블록 제작에 동일한 형태의 거푸집 4개(밑판 1개와 옆판 3개)가 서로 결합하는 형태이다. 이러한 거푸집 구조는 콘크리트 타설과 양생이 끝난 후 밑판을 빼기 위해서 크레인 등으로 콘크리트 블록을 들어 올리게 되는데 이 때 진동과 충격이 가해지게 된다. 그렇다고 해서 콘크리트가 완전히 굳을 때까지 기다리게 되면 형틀의 분리가 어려울 뿐만 아니라 밑판 만 수 십 장이 필요하게 되어 비경제적이 된다.

본 발명의 소파블록의 효과 중 하나는 소파블록이 상하 대칭 구조이면서 평면상으로는 정삼각 형태를 이룸으로써 나타난다. 이러한 소파블록의 형태는 서로 동일한 3개의 거푸집만으로 제작이 가능하다. 또한 이러한 구조는 소파블록을 수직으로 세운 상태(즉 상부 지지대와 하부 지지대가 지면에 대해 수직으로 서 있는 상태)로 제작 가능하고, 거푸집 탈형 후에도 콘크리트 블록을 그 자리에 그대로 세운 채로 양생할 수 있기 때문에 불량 없이 매우 단단하게 양생할 수 있다.

이하 도 9를 참조하여 이에 대해 구체적으로 살펴보면, 본 발명은 서로 동일한 형태의 3개의 거푸집, 즉, 측면으로는 제 3 측면지지대(10c)와 제 1 측면지지대(10a)의 서로 마주하는 반쪽 부분을 감싸고, 상부와 하부로는 상부 지지대(10d)와 하부 지지대(10e)의 둘레 중 3분의 1에 해당하는 부분을 감싸는 형태의 제 1 거푸집(30a)과; 측면으로는 제 1 측면지지대(10a)와 제 2 측면지지대(10b)의 서로 마주하는 반쪽 부분을 감싸고, 상부와 하부로는 상부 지지대(10d)와 하부 지지대(10e)의 둘레 중 3분의 1에 해당하는 부분을 감싸는 형태의 제 2 거푸집(30b)과; 측면으로는 제 2 측면지지대(10b)와 제 3 측면지지대(10c)의 서로 마주하는 반쪽 부분을 감싸고, 상부와 하부로는 상부 지지대(10d)와 하부 지지대(10e)의 둘레 중 3분의 1에 해당하는 부분을 감싸는 형태의 제 3 거푸집(30c)만 있으면 블록을 제작할 수 있다.

이렇게 서로 동일한 형태의 제 1 내지 제 3 거푸집(30a, 30b, 30c)을 도 9의 (가) 내지 (나)에 도시된 바와 같이 결합하고, 도 9의 (다)에 도시된 바와 같이 콘크리트관(40)을 통해 콘크리트를 타설한 후, 양생하여 양생이 어느 정도 진행되면, 도 9의 (라)에 도시된 바와 같이 거푸집(30)을 탈형하면 된다.

눈여겨 볼 것은, 도 9의 (가)에 도시된 바와 같이 제 1 내지 제 3 거푸집(30a, 30b, 30c)의 하단부가 오픈되어 있어서 거푸집(30)이 하부 지지대(10e)의 하단면을 감싸지 않는 형상이라는 것이다.

만약 제 1 내지 제 3 거푸집(30a, 30b, 30c)의 하단부가 막혀있는 형상이면, 도 9의 (라)와 같이 소파블록(1)이 지면상에 서 있는 상태에서 소파블록(1)을 들지 않고 거푸집들을 분리할 수는 없을 것이다.

따라서 본 발명에서는 제 1 내지 제 3 거푸집(30a, 30b, 30c)의 하단부가 오픈된 구조를 고안하였다. 이렇게 하면 제 1 내지 제 3 거푸집(30a, 30b, 30c)은 양생될 소파블록(1)의 하부 지지대(10e)의 하단면이 지면에 접하는 형상으로 지면 상에 설치된 후 콘크리트 타설과 양생을 할 수 있다.

즉 지면이 소파블록(1)의 하부 지지대(10e)의 하단면과 접하는 거푸집의 기능을 수행하도록 하며, 3개의 거푸집(30a, 30b, 30c)만으로 소파블록을 제작할 수 있음은 물론, 소파블록의 이동이나 전치 없이 3개의 거푸집(30a, 30b, 30c)을 그대로 측면 방향으로 탈형할 수 있다.

본 발명은 수직으로 세워진 상태에서 제작, 양생 및 탈형이 이루어진다. 건조 역시 제작하는 그 위치에서 이루어지고, 충분히 양생이 완료될 때까지 블록을 움직일 필요가 없으므로 매우 견고하게 콘크리트 블록을 제작할 수 있다. 또한, 수직으로 세워진 상태에서 건조가 이루어지므로 제작에 필요한 부지가 적게 소요된다.

[소파블록의 다른 실시예]

도 10은 본 발명에 따른 소파블록의 다른 실시예를 나타낸 도면, 그리고 도 11은 본 발명에 따른 소파블록의 또 다른 실시예를 나타낸 도면이다.

도 10을 참조하면, 소파블록의 각 지지대(10a, 10b, 10c, 10d, 10e)는 중심축을 따라 원통형의 관통구멍(H)이 형성되며, 관통구멍들은 블록의 중심(O)에서 서로 연통되도록 할 수 있다.

이러한 관통구멍은 공극률을 높여주고 파력을 분산시켜주는 기능을 할 수 있으며, 어류의 서식처를 제공한다.

이러한 소파블록을 제작하는 방법은 앞서 설명한 바와 크게 다르지 않으며, 다만 거푸집을 조립하기 전에 관통구멍의 형상에 대응하는 원통형 파이프를 설치한 후 거푸집을 조립하고 양생하면 된다.

다음으로 도 11을 참조하면, 소파블록의 지지대(10) 표면에 복수의 홈(15, 16) 또는 돌기(17)를 형성하는 것 역시 가능하다. 이는 소파 능력을 증가시키고, 패각류나 해초류에 대한 부착력을 증가시켜 이들의 서식을 유도할 수 있어 친환경적이라 할 수 있다.

상술한 관통구멍(H), 홈(15, 16), 돌기(17)는 다양한 조합으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 지지대(10)의 표면에 홈(15, 16)이나 돌기(17)가 형성되고 관통구멍(H)이 형성되거나, 관통구멍(H) 없이 홈(15, 16)이나 돌기(17)만 형성할 수도 있다.

본 발명의 소파블록에 의하면 표면에 홈과 돌기를 형성하여 넓은 표면적을 가지도록 할 수 있고, 관통구멍에 의해 물고기의 서식처를 제공할 수 있으며, 원통형 구조로서 유체저항이 적어 해류에 휩쓸리지 않는 안정성을 가지고 있고, 무게중심이 낮고 서로 인터록킹되어 전도에 대한 안정성도 높기 때문에 인공어초로서 활용 가능함은 물론이다.

이상과 같이 본 발명에 따른 펜타포드형 소파블록, 그 거치방법 및 제작방법에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다.

1 : 소파블록
10 : 지지대
10a : 제 1 측면지지대
10b : 제 2 측면지지대
10c : 제 3 측면지지대
10d : 상부 지지대
10e : 하부 지지대
15, 16 : 홈
17 : 돌기

30 : 거푸집
30a : 제 1 거푸집
30b : 제 2 거푸집
30c : 제 3 거푸집
40 : 콘크리트관
O : 블록의 중심
D : 지지대의 길이
H : 관통구멍

Claims (10)

1. 5개의 원뿔대 형상의 지지대(10)의 베이스 부분이 블록의 중심(O)을 기준으로 결합된 형태의 소파블록으로서,
   블록의 중심(O)으로부터 수평방향으로 방사상으로 연장되는 제 1 내지 제 3 측면지지대(10a, 10b, 10c); 및
   블록의 중심(O)으로부터 각각 수직 상부 방향과 수직 하부 방향으로 연장되는 상부 지지대(10d)와 하부 지지대(10e);
   를 포함하고,
   상기 제 1 내지 제 3 측면지지대(10a, 10b, 10c)는 120°등간격으로 형성되고, 상기 상부 지지대(10d)와 하부 지지대(10e)는 각각 상기 제 1 내지 제 3 지지대(10a, 10b, 10c)와 90°를 이루는 방향으로 형성되며,
   상기 상부 지지대(10d)의 상단부와 하부 지지대(10e)의 하단부까지의 길이를 1이라고 할 때, 블록의 중심(O)에서 각 지지대(10a, 10b, 10c, 10d, 10e)의 단부까지의 길이(A)는 0.5이고, 각 지지대(10a, 10b, 10c, 10d, 10e)의 원뿔대 형상의 큰 지름(C)은 0.41이며, 돌출된 각 지지대(10a, 10b, 10c, 10d, 10e)의 길이(D)는 0.29이고,
   각 지지대(10a, 10b, 10c, 10d, 10e)의 원뿔대의 각도는 9°인 펜타포드형 소파블록.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 지지대(10)는 중심축을 따라 관통구멍이 형성되며, 관통구멍들은 블록의 중심(O)에서 서로 연통되는 것을 특징으로 하는 펜타포드형 소파블록.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 지지대(10)는 표면에 복수의 홈(15, 16) 또는 돌기(17)가 형성되는 것을 특징으로 하는 펜타포드형 소파블록.
4. 청구항 1의 펜타포드형 소파블록(1)을 거치하는 방법으로서,
   해저면과 사면의 경계부에 소파블록 제 1 열을 거치하되, 제 1 열의 소파블록의 하부 지지대(10e)가 해안측을 향하여 바닥면 상에 놓여지고 제 1 열의 소파블록의 상부 지지대(10d)가 해측을 향하도록 하며, 제 1 열의 소파블록의 제 1 및 제 2 측면지지대(10a, 10b)가 해안선과 평행하게 되도록 바닥면에 놓여지고, 인접하는 소파블록 사이에 소정 간격 거리를 두고 소파블록을 거치하는 제 1 열 거치단계;
   제 1 열의 다음 열인 제 2 열을 사면에 거치하되, 제 1 열의 소파블록들의 인접한 하부 지지대(10e) 사이의 공간의 바닥면에 제 2 열의 소파블록의 제 1 및 제 2 측면지지대(10a, 10b)가 놓여지고, 제 2 열의 소파블록의 하부 지지대(10e)가 해안측을 향하며 바닥면 상에 놓여지며, 제 2 열의 소파블록의 상부 지지대(10d)가 해측을 향하도록 소파블록을 거치하는 제 2 열 거치단계; 및
   제 n-1 열의 다음 열인 제 n 열을 사면에 거치하되, n-1 열의 소파블록들의 인접한 하부 지지대(10e) 사이의 공간의 바닥면에 제 n 열의 소파블록의 제 1 및 제 2 측면지지대(10a, 10b)가 놓여지고, 제 n 열의 소파블록의 하부 지지대(10e)가 해안측을 향하며 바닥면 상에 놓여지며, 제 n 열의 소파블록의 상부 지지대(10d)가 해측을 향하며 제 n-2 열의 하부 지지대(10e) 상에 놓여지는 제 n 열 거치단계(단, n≥3);를 포함하는 펜타포드형 소파블록 거치방법.
5. 청구항 4에 있어서,
   제 1 열의 인접하는 소파블록(1) 사이의 소정 간격은 지지대의 폭과 대응하는 것을 특징으로 하는 펜타포드형 소파블록 거치방법.
6. 청구항 4 또는 청구항 5의 거치방법에 의해 펜타포드형 소파블록(1)이 거치된 방파제.
7. 청구항 1의 펜타포드형 소파블록(1)의 제조방법으로서,
   측면으로는 제 3 측면지지대(10c)와 제 1 측면지지대(10a)의 서로 마주하는 반쪽 부분을 감싸고, 상부와 하부로는 상부 지지대(10d)와 하부 지지대(10e)의 둘레 중 3분의 1에 해당하는 부분을 감싸는 형태의 제 1 거푸집(30a)과; 측면으로는 제 1 측면지지대(10a)와 제 2 측면지지대(10b)의 서로 마주하는 반쪽 부분을 감싸고, 상부와 하부로는 상부 지지대(10d)와 하부 지지대(10e)의 둘레 중 3분의 1에 해당하는 부분을 감싸는 형태의 제 2 거푸집(30b)과; 측면으로는 제 2 측면지지대(10b)와 제 3 측면지지대(10c)의 서로 마주하는 반쪽 부분을 감싸고, 상부와 하부로는 상부 지지대(10d)와 하부 지지대(10e)의 둘레 중 3분의 1에 해당하는 부분을 감싸는 형태의 제 3 거푸집(30c)을 준비하는 단계,
   제 1 내지 제 3 거푸집(30a, 30b, 30c)을 결합하는 단계,
   결합된 거푸집(30)에 콘크리트를 붓고 양생하는 단계 및
   양생이 어느 정도 진행된 후 거푸집(30)을 탈형하는 단계를 포함하는 펜타포드형 소파블록의 제조방법.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 제 1 내지 제 3 거푸집(30a, 30b, 30c)의 형상은 서로 일치하는 것을 특징으로 하는 펜타포드형 소파블록의 제조방법.
9. 청구항 7에 있어서,
   상기 제 1 내지 제 3 거푸집(30a, 30b, 30c)의 하단부는 오픈되어 있어서 거푸집(30)이 하부 지지대(10e)의 하단면을 감싸지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 펜타포드형 소파블록의 제조방법.
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제 1 내지 제 3 거푸집(30a, 30b, 30c)은 양생될 소파블록(1)의 하부 지지대(10e)의 하단면이 지면에 접하는 형상으로 지면 상에 설치된 후 콘크리트 타설과 양생이 이루어지는 것을 특징으로 하는 펜타포드형 소파블록의 제조방법.
    

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