KR101571549B1 - 토사유입을 차단하는 석션파일 - Google Patents

Abstract

토사유입을 차단하는 석션파일이 제공된다. 토사유입을 차단하는 석션파일은 일단부에 개구부가 형성되고 타단부는 폐쇄된 중공형의 기둥부와, 개구부와 적어도 일부가 중첩되고 기둥부의 내측면을 따라 슬라이딩 이동 가능하며, 일측에 적어도 하나의 힌지부가 형성되어 적어도 일단부가 접히는 차단판을 포함한다.

Description

토사유입을 차단하는 석션파일{Suction pile for preventing inflow of earth and sand}

본 발명은 토사유입을 차단하는 석션파일에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 토사유입을 차단하는 석션파일이 해저면에 관입될 때, 해저면의 토사가 기둥부 내부의 흡입부로 유입되는 것을 방지할 수 있는 구조의 토사유입을 차단하는 석션파일에 관한 것이다.

석션파일은 수심이 깊은 바다에서 석유(Oil) 및 가스(Gas)를 개발할 때 구조물을 계류하거나 구조물을 지지할 수 있는 기초로 사용된다. 이러한 석션파일은 내부의 공기나 물을 외부로 배출시켜 석션파일 내부에 부압을 형성하며, 그 부압에 의해 석션파일이 해저면에 관입되는 구조를 갖는다.

석션파일 내부에 부압이 형성되기 위해서는 석션파일에 설치된 흡입부가 석션파일 내부의 공기나 물을 흡입하여 외부로 배출시켜야 한다. 흡입부는 예를 들어, 고압으로 유체를 흡입하는 펌프 등과 연결된 관로 또는 배출로 등으로 이루어질 수 있다.

이때, 흡입부는 통상적으로 해저면의 토사도 함께 석션파일 내부로 흡입하게 된다. 석션파일 내부에 흡입된 토사는 흡입부에 부착되어 공기나 물의 유동로를 차단하여, 석션파일 내부에 부압을 원활하게 형성하지 못하도록 한다.

이러한 이유로, 석션파일이 해저면에 관입되는 데 장시간이 소요될 뿐만 아니라, 석션파일이 해저면 깊숙이 관입되지 못하는 문제가 발생한다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 다양한 방법 및 구조가 고안되고 있다.

예를 들어, 유럽공개특허 EP1881113A2호는 해저면에서의 고정을 위한 흡입정렬법 및 이의 작업방법(Suction arrangement for an anchorage in the seabed and method of operation)을 개시하고 있다.

유럽공개특허 EP1881113A2, (2008.1.23), 도 1

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 석션파일이 해저면에 관입될 때, 해저면의 토사가 석션파일의 흡입부로 유입되는 것을 방지할 수 있는 구조의 토사유입을 차단하는 석션파일을 제공하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 토사유입을 차단하는 석션파일은 일단부에 개구부가 형성되고 타단부는 폐쇄된 중공형의 기둥부, 상기 개구부와 적어도 일부가 중첩되고 상기 기둥부의 내측면을 따라 슬라이딩 이동 가능하며, 일측에 적어도 하나의 힌지부가 형성되어 적어도 일단부가 접히는 차단판을 포함한다.

상기 기둥부로부터 상기 개구부의 내측으로 돌출되어 상기 차단판의 상기슬라이딩 이동을 제한하는 적어도 하나의 돌기부를 더 포함할 수 있다.

상기 기둥부의 내측면을 따라 형성되어 상기 차단판의 슬라이딩 이동을 가이드 하는 적어도 하나의 가이드 홈을 더 포함할 수 있다.

상기 힌지부의 힌지축이 상기 가이드 홈에 삽입될 수 있다.

상기 차단판의 일측에 연결되는 웨이트부재를 더 포함 할 수 있다.

상기 차단판은 상기 힌지부로 연결되는 제1 평판부와 제2 평판부를 포함

하며, 상기 웨이트부재는 상기 제1 평판부과 상기 제2 평판부 중 적어도 하나와 와이어로 연결될 수 있다.

상기 와이어는 일단부가 상기 제1 평판부와 상기 제2 평판부 중 어느 하나에 연결되고 상기 힌지부를 가로질러 상기 제1 평판부와 상기 제2 평판부 중 다른 하나를 관통하여 상기 웨이트부재에 연결될 수 있다.

상기 기둥부의 내측면을 따라 돌출된 적어도 하나의 가이드 바를 더 포함하며, 상기 차단판은 일측에 상기 가이드 바가 삽입되는 삽입홈을 더 포함 될 수 있다.

상기 기둥부의 내측면에 형성된 자석부를 더 포함하며, 상기 차단판의 적어도 일부가 상기 자석부와 인력을 발생시키는 물질을 포함 할 수 있다.

상기 자석부는 상기 가이드 바를 따라 슬라이딩 가능하게 결합될 수 있다.

본 발명에 따른 토사유입을 차단하는 석션파일은 기둥부의 흡입부로 유입되는 토사를 차단하여 흡입부가 토사로 막히는 것이 방지되며, 이를 통해, 단시간 내에 토사유입을 차단하는 석션파일 내부에는 큰 부압을 조성되어 토사유입을 차단하는 석션파일이 해저면 깊숙이 관입 될 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 토사유입을 차단하는 석션파일의 분해 사시도이다.
도 2는 기둥부와 차단판이 서로 결합된 상태를 도시한 도 1의 토사유입을 차단하는 석션파일의 A-A단면도이다.
도 3 내지 도 5는 도 1의 토사유입을 차단하는 석션파일의 작동도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 토사유입을 차단하는 석션파일의 분해 사시도이다.
도 7은 도 2의 토사유입을 차단하는 석션파일의 차단판 및 웨이트부재의 작동과정을 도시한 B-B단면도이다.

본 발명의 이점과 특징 그리고 그것들을 달성하는 방법들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 단지 청구항에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 의한 석션파일에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 토사유입을 차단하는 석션파일의 분해 사시도이고, 도 2는 기둥부와 차단판이 서로 결합된 상태를 도시한 도 1의 토사유입을 차단하는 석션파일의 A-A단면도이다.

먼저, 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 토사유입을 차단하는 석션파일(1)은 일단부에 개구부가 형성되고 타단부는 폐쇄된 중공형의 기둥부(300), 개구부와 적어도 일부가 중첩되고 기둥부(300)의 내측면을 따라 슬라이딩 이동 가능한 차단판(100)을 포함한다. 이때, 차단판(100)의 일 측에는 적어도 하나의 힌지부(200)가 형성될 수 있으며, 이로 인해 차단판(100)의 적어도 일단부가 접힐 수 있다.

즉, 본 발명의 제1 실시예에 따른 토사유입을 차단하는 석션파일(1)은 기둥부(300)의 내측에서 슬라이딩 이동하는 차단판(100)을 이용하여 해저면으로부터 기둥부(300) 내부로의 토사 유입을 차단할 수 있는 것이다. 이로써 기둥부(300)에 형성된 흡입부(340)가 토사로 막히는 것을 효과적으로 방지하고 토사유입을 차단하는 석션파일(1) 내부에 큰 부압을 조성하여 토사유입을 차단하는 석션파일(1)이 해저면 깊숙이 관입 되도록 할 수 있다.

또한, 차단판(100)은 토사유입을 차단하는 석션파일(1)이 해저면에 도달하여 관입 되는 동안에는 펼쳐진 상태를 유지하는 반면, 토사유입을 차단하는 석션파일(1)이 해저면에 도달하기 전까지는 그 적어도 일단부가 접힐 수 있다. 따라서, 토사유입을 차단하는 석션파일(1)은 개방된 상태로, 내측에 해수를 유입하면서 관입 지점까지 용이하게 하강할 수 있는 것이다.

이하, 이러한 특징을 갖는 토사유입을 차단하는 석션파일(1)의 각 구성부에 대해 좀 더 상세히 설명한다.

우선, 기둥부(300)는 토사유입을 차단하는 석션파일(1)의 몸체를 이루는 것으로서, 일단부에는 개구부가 형성되고 타단부는 폐쇄된 중공형의 형상으로 형성될 수 있다. 기둥부(300)는 개구부를 통해 내부에 해수를 유입한 후, 일 측에 형성된 흡입부(340)로 이를 흡입하여 배출함으로써 내부에 부압을 조성하고 해저면에 관입될 수 있다. 기둥부(300)는 차단판(100)의 슬라이딩 이동을 가이드 하는 가이드 홈(320)과 가이드 바(330), 차단판(100)의 슬라이딩 이동을 제한하는 돌기부(310), 차단판을 고정하는 자석부(400), 및 흡입부(340) 등을 포함한다.

도면상에 원통형의 기둥부(300)가 도시되었으나, 기둥부(300)의 형상이 이로써 한정될 것은 아니다. 기둥부(300)는 일 측이 개방되고, 내부가 중공형인 형상인 한 이와 다른 형상으로도 얼마든지 변형될 수 있다.

가이드 홈(320)은 기둥부(300)의 내측면을 따라 형성된다. 가이드 홈(320)은 기둥부(300)의 길이방향을 따라 연장될 수 있으며, 도시된 바와 같이 기둥부(300) 내측으로 만입 되거나 또는 음각된 형태로 형성될 수 있다. 이와 같이 형성됨으로써, 차단판(100)에 형성된 힌지부(200)의 힌지축이 가이드 홈(320)에 삽입되고, 차단판(100)은 기둥부(300) 내부에서 가이드 홈(320)을 따라 기둥부(300)의 상하 방향으로 용이하게 슬라이딩 이동할 수 있다.

가이드 홈(320)은 적어도 하나가 형성될 수 있으며, 도 1에 도시된 바와 같이 복수개가 서로 마주보고 대칭된 형태로 형성될 수 있다. 이에 따라, 예를 들어, 차단판(100)이 기둥부(300) 내부에서 회전하는 것과 같은 불필요한 움직임이 제한되어 안정적인 슬라이딩 이동이 가능하게 된다.

가이드 바(330)는 기둥부(300)의 내측면을 따라 돌출된다. 가이드 바(330) 역시 기둥부(300)의 길이방향을 따라 연장될 수 있으며, 차단판(100)의 일 측에는 삽입홈(110)이 형성되어 가이드 바(330)와 차단판(100)이 서로 용이하게 결합 될 수 있다.

즉, 차단판(100)과 기둥부(300)는 차단판(100)의 힌지부(200)에 형성된 힌지축이 전술한 가이드 홈(320)에 삽입되고, 기둥부(300)의 가이드 바(330)는 다시 차단판(100)의 삽입홈(110)에 삽입되는 유기적인 결합구조를 통해 서로 안정적으로 결합될 수 있는 것이다. 이러한 결합구조로 인해 차단판(100)은 기둥부(300) 내측에서 가이드 홈(320) 및 가이드 바(330)를 따라 슬라이딩 이동할 뿐, 그 외의 전 후, 좌우 방향의 불필요한 움직임은 효과적으로 제한되는 것이다.

가이드 바(330) 역시 적어도 하나가 형성될 수 있으며, 도 1에 도시된 바와 같이 복수 개가 서로 마주보고 대칭된 형태로 형성될 수 있다. 이때, 가이드 바(330)와 가이드 홈(320)은 기둥부(300)의 내측을 따라 예를 들어, 회전 대칭형으로, 서로 평행하게 배치될 수 있다.

자석부(400)는 기둥부(300)의 내측면, 구체적으로는 가이드 바(330)에 형성될 수 있으며, 가이드 바(330)에 슬라이딩 가능하게 결합 되어 가이드 바(330)를 따라 이동할 수 있다. 차단판(100)은 적어도 일부가 이러한 자석부(400)와 인력을 발생시키는 물질, 예를 들어, 자성이 강한 금속재 등을 포함하도록 형성될 수 있으며, 이를 통해 자석부(400)에 부착될 수 있다.

따라서, 차단판(100)이 펼쳐지면, 차단판(100)은 자석부(400)와 서로 밀착되어 가이드 바(330)로부터 이탈되지 않는다. 이로써, 차단판(100)이 가이드 바(330)에 체결되어 펼쳐진 채 원활하게 슬라이딩 이동할 수 있다. 이때, 자석부(400)는 차단판(100)이 가이드 바(330)로부터 쉽게 이탈되지 않을 정도의 비교적 약한 자력을 지닐 수 있다. 따라서, 자석부(400)는 가이드 바(330)를 따라 쉽게 슬라이딩 이동을 할 수 있다. 다만, 차단판(100)을 더욱 견고하게 고정하기 위해서 자석부(400)의 자력을 크게 할 수 있으며, 이때에는 자석부(400)와 가이드 바(330) 사이에 롤러부(미도시)를 추가하여 자석부(400)가 가이드 바(330)를 따라 쉽게 이동하게 할 수 있다.

자석부(400)는 금속재와 상호 간에 인력을 발생시켜 부착 가능한 것으로, 자성체로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 영구자석이나 필요한 경우, 자성의 크기를 조절 가능한 전자석 등을 포함하여 이루어질 수 있다. 자석부(400)는 도시된 바와 같이 가이드 바(330)의 외주부에 결합 되는 고리형상으로 형성될 수 있으나 이로써 한정될 것은 아니며, 가이드 바(330)를 따라 용이하게 슬라이딩할 수 있는 한 이와 다른 형상으로도 얼마든지 변형 가능하다.

돌기부(310)는 기둥부(300)로부터 개구부의 내측으로 돌출된다. 돌기부(310)는 도시된 바와 같이 개구부가 위치한 기둥부(300)의 하단부에 형성될 수 있으며, 차단판(100)이 슬라이딩 이동하는 이동경로 상에 배치되어 차단판(100)의 슬라이딩 이동을 제한할 수 있다. 따라서, 차단판(100)은 기둥부(300) 내측을 따라 슬라이딩 이동하되, 돌기부(310)에 걸려 기둥부(300)의 외측으로 이탈되지 않는 것이다.

돌기부(310)는 기둥부(300)의 중심부를 향해 돌출될 수 있으며, 하나 이상이 서로 마주보고 서로를 향해 돌출된 형태로 형성될 수 있다. 돌기부(310)는 기둥부(300)와 일체로 형성된 것일 수 있다.

한편, 필요한 경우, 돌기부(310)는 기둥부(300)의 상단부 측에 형성되어 흡입부(340)와 인접하게 배치될 수도 있다. 이러한 경우, 돌기부(310)는 차단판(100)이 흡입부(340)의 흡입력으로 인해 기둥부(300) 상단에 부착되는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다.

흡입부(340)는 석션펌프(미도시) 또는 인발 펌프(미도시) 등에 직접 연결되어 기둥부(300) 내부의 물이나 공기 등의 유체를 외부로 배출시키는 역할을 한다. 흡입부(340)는 예를 들어, 기둥부(300)의 일 측을 관통하는 관로나 배출로 등으로 형성될 수 있다. 기둥부(300)는 이러한 흡입부(340)의 흡입작용을 통해 내부에 부압(Negative pressure)을 조성할 수 있다.

차단판(100)은 기둥부(300) 내부로 유입되는 해저면의 토사를 차단하는 것으로서, 도시된 바와 같이 전체적으로 원판형상으로 형성될 수 있다. 그러나 차단판(100)의 형상이 이로써 한정될 것은 아니다. 차단판(100)은 토사유입을 용이하게 차단할 수 있는 한 이와 다른 형상으로 얼마든지 다양하게 변형될 수 있다. 특히, 차단판(100)은 기둥부(300)의 형상, 힌지부(200)의 위치 등을 고려하여 이에 알맞은 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

차단판(100)은 기둥부(300)의 개구부와 일부 또는 전부가 중첩된다. 즉, 차단판(100)은 접히거나 또는 펼쳐진 상태에서 적어도 일부가 상기 기둥부(300)의 개구부와 중첩되되 특히, 펼쳐진 상태에서는 개구부와 완전히 중첩되어 해저면으로부터 유입되는 토사를 효과적으로 차단할 수 있는 것이다. 따라서, 차단판(100)의 직경은 기둥부(300)의 직경과 일치하도록 형성될 수 있다.

이러한 차단판(100)은 힌지부(200)를 사이에 두고 제1 평판부(100a) 및 제2 평판부(100b)로 나뉘어질 수 있으며, 제1 평판부(100a) 및 제2 평판부(100b) 각각에는 각각 삽입홈(110a, 110b)이 형성될 수 있다. 따라서, 제1 평판부(100a) 및 제2 평판부(100b)가 힌지부(200) 주위로 용이하게 접히거나 펼쳐질 수 있다.

제1 평판부(100a)와 제2 평판부(100b)는 힌지부(200)를 사이에 두고 서로 대칭된 형태로 형성될 수 있다. 이러한 경우, 힌지부(200)의 힌지축이 차단판(100)의 중앙부를 가로 질러 형성되며, 제1 평판부(100a)와 제2 평판부(100b)는 힌지축을 기준으로 서로를 향해 접혀 완전히 포개지도록 형성될 수 있다.

그러나 제1 평판부(100a)와 제2 평판부(100b)가 반드시 서로 대칭된 형태로 형성될 필요는 없는 것이며, 힌지부(200)의 힌지축 역시 반드시 차단판(100)의 중앙부를 따라 형성될 필요는 없다. 즉, 차단판(100)의 적어도 일단부가 접히도록 형성되는 한, 제1 평판부(100a)와 제2 평판부(100b)의 크기, 형상 및 힌지부(200)의 위치 등은 자유롭게 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 평판부(100a)와 제2 평판부(100b) 중 어느 하나가 다른 하나보다 더 크게 형성될 수 있으며, 힌지부(200)는 이들의 사이에 위치하여 비대칭 형태로 차단판(100)의 일부분이 접히도록 할 수도 있는 것이다.

또한, 필요한 경우, 힌지부(200)가 하나 이상의 힌지축을 포함하도록 할 수도 있다. 이러한 경우, 차단판(100)은 제1 평판부(100a) 및 제2 평판부(100b) 외에 별도의 평판부가 추가로 형성될 수도 있다.

삽입홈(110)은 가이드 바(330)가 삽입되는 홈이며, 도시된 바와 같이 제1 평판부(100a) 및 제2 평판부(100b) 각각에 서로 다른 삽입홈(110a, 110b)이 형성될 수 있다.

삽입홈(110)은 가이드 바(330)를 향해 개방되어 가이드 바(330)를 용이하게 수용할 수 있다. 삽입홈(110)은 예를 들어 'ㄷ'자 형상의 홈으로 형성될 수 있으나, 이로써 한정될 것은 아니다. 삽입홈(110)의 형상은 가이드 바(330)의 형상에 대응하여 이와 다른 형상으로도 얼마든지 변형될 수 있다.

가이드 바(330)가 용이하게 삽입되도록, 삽입홈(110)의 너비는 가이드 바(330)의 두께와 같거나 넓게 형성될 수 있다. 그러나, 삽입홈(110)에는 가이드 바(330)에 체결된 자석부(400)가 함께 삽입될 수도 있는 것이며, 이러한 경우, 삽입홈(110)의 너비는 가이드 바(330)의 두께 및 자석부(400)의 크기를 함께 고려하여 이에 대응하는 크기로 형성되어야 할 것이다.

힌지부(200)는 제1 평판부(100a) 및 제2 평판부(100b) 사이를 가로지르는 힌지축을 포함하는 것으로서, 차단판(100)이 접히는 기준이 된다. 또한, 상기 힌지축은 그 일부가 차단판(100)의 외측으로 돌출됨으로써, 전술한 가이드 홈(320)에 용이하게 삽입될 수 있는 것이다. 따라서, 힌지부(200)는 차단판(100)이 접히거나 펼쳐지도록 하는 동시에, 차단판(100) 전체가 슬라이딩 이동하는 이동중심의 역할을 할 수 있다.

이와 같은 구조를 통해 토사유입을 차단하는 석션파일(1)이 토사유입을 차단하고 해저면에 용이하게 관입 될 수 있다.

이하, 도 3 내지 도 5를 참조하여, 토사유입을 차단하는 석션파일의 관입과정에 관하여 좀 더 상세히 설명한다.

도 3 내지 도 5는 도 1의 토사유입을 차단하는 석션파일의 작동도이다.

먼저, 도 3을 참조하면, 토사유입을 차단하는 석션파일(1)은 수면으로부터 수중으로 하강하여 해저면의 관입 위치에 도달하게 된다. 이때, 기둥부(300) 하단의 개구부에 해수가 유입되고, 해수의 압력에 의해 차단판(100)이 접힌다. 따라서, 석션파일(1) 전체가 자연스럽게 하강할 수 있다.

즉, 차단판(100)이 해수의 압력으로 인해 힌지부(200)를 중심으로 자연스럽게 접히고, 이에 따라 기둥부(300)의 하단부가 개방됨으로써, 토사유입을 차단하는 석션파일(1)은 특별한 저항 없이 해저면의 관입 위치에 용이하게 도달할 수 있는 것이다.

이때, 차단판(100)을 이루는 제1 평판부(100a) 및 제2 평판부(100b) 각각은 해수의 압력에 따라 서로 동시에 또는 서로 시간차를 두고 상방을 향해 접힐 수 있다. 어느 경우에나 기둥부(300)의 하단이 개방되며, 이로 인해 해수가 유입되면서, 토사유입을 차단하는 석션파일(1)이 용이하게 하강할 수 있다.

한편, 힌지부(200)는 예를 들어, 힌지축에 스토퍼 등을 형성하는 방식으로 제1 평판부(100a) 및 제2 평판부(100b) 각각의 최대회전각도를 90도 미만으로 제한할 수 있다. 따라서, 차단판(100)에 해수의 압력이 불균일하게 가해지는 경우라 하더라도 차단판(100)이 일 측으로 몰리는 일 없이 안정적으로 접힐 수 있다.

이어서, 도 4를 참조하면, 토사유입을 차단하는 석션파일(1)이 해저면에 착지함과 동시에 해수의 유입이 차단되고, 이에 따라 압력이 제거된다. 따라서, 차단판(100)이 다시 자연스럽게 펼쳐지게 된다. 이때, 차단판(100)은 자중에 의해서, 또한 전술한 자석부(도 3의 400 참조)의 인력에 의해 용이하게 펼쳐지는 것이다. 펼쳐진 차단판(100)은 전술한 바와 같이 기둥부(300) 하단의 개구부와 완전히 중첩된다.

따라서, 차단판(100)의 상부에는 내측에 해수가 채워진 기둥부(300)가, 차단판(100)의 하부에는 해저면이 각각 서로 분리된 채 위치하게 된다. 이로써, 기둥부(300) 내측을 향하는 해저면의 토사 유입이 효과적으로 봉쇄된다.

도 5를 참조하면, 이러한 상태로 흡입부(340)가 기둥부(300) 내측의 해수를 흡입한다. 이에 따라 기둥부(300) 내부에는 부압이 조성되고, 기둥부(300) 내부와 외부와의 압력 차에 의해 토사유입을 차단하는 석션파일(1) 전체가 즉각적으로, 해저면을 향해 관입 되는 것이다.

이러한 관입과정이 진행되는 동안, 차단판(100)은 도시된 바와 같이 펼쳐진 상태를 유지하면서 관입되는 방향(화살표 참조)의 반대방향으로 슬라이딩 이동한다. 따라서, 차단판(100)은 석션파일(1)이 관입됨에 따라 그 상대적인 수직위치가 변동하는 해저면에 대해, 지속적으로 밀착된 상태를 유지할 수 있는 것이다.

이로써, 토사유입이 효과적으로 차단되어 흡입부(340)가 기둥부(300) 내부의 해수를 용이하게 흡입 및 배출할 수 있다. 따라서, 기둥부(300) 내부에는 큰 부압이 조성되며, 토사유입을 차단하는 석션파일(1)이 해저면 깊숙이 관입될 수 있다.

이하, 도 6 및 도 7을 참조하여 본 발명의 제 2 실시예에 따른 토사유입을 차단하는 석션파일에 대해 상세히 설명한다.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 토사유입을 차단하는 석션파일의 분해 사시도이고, 도 7은 도 2의 토사유입을 차단하는 석션파일의 차단판 및 웨이트부재의 작동과정을 도시한 B-B단면도이다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 토사유입을 차단하는 석션파일(1-1)은 차단판(100)의 와이어 홀(120), 와이어(130) 및 웨이트부재(500)를 제외하면 전술한 제1 실시예에 따른 토사유입을 차단하는 석션파일(1)과 실질적으로 동일하다.

따라서, 반복적인 설명을 피하고 설명이 간결한 것이 되도록, 제1 실시예와 차이 나는 부분에 대해서 중점적으로 설명하되, 앞서 설명된 구성요소에 관하여는 별도의 구체적인 설명을 생략하도록 한다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 의한 토사유입을 차단하는 석션파일(1-1)은 차단판(100)의 일측에 연결되는 웨이트부재(500)를 더 포함하며, 웨이트부재(500)는 제1 평판부(100a) 및 제2 평판부(100b)중 적어도 어느 하나와 와이어(130)로 연결된다.

이때, 와이어(130)는 도시된 바와 같이 일단부가 제1 평판부(100a) 및 제2 평판부(100b)중 어느 하나에 연결되고 타단부가 힌지부(200)를 가로질러 제1 평판부(100a) 및 제2 평판부(100b)중 다른 하나로 관통하여 웨이트부재(500)에 연결된다.

따라서, 토사유입을 차단하는 석션파일(1-1)이 하강하는 동안에는 와이어(130)에 웨이트부재(500)의 중량에 대응하는 장력이 형성되고, 이로 인해 차단판(100)이 더욱 용이하게 접히게 된다. 또한, 토사유입을 차단하는 석션파일(1-1)이 해저면에 착지하면 웨이트부재(500)가 해저면에 밀착됨으로써 장력이 사라지고 차단판(100)은 다시 용이하게 펼쳐지는 것이다.

이로써, 역시 토사유입을 차단하는 석션파일(1-1) 내부로의 토사유입을 방지한다. 따라서, 토사유입을 차단하는 석션파일(1-1)은 해저면에 용이하게 관입될 수 있다.

이하, 각 구성부에 대해 좀 더 상세히 설명한다.

웨이트부재(500)는 와이어(130)를 통해 차단판(100)의 일측에 연결된다. 웨이트부재(500)는 차단판(100)보다 무거운 것이 바람직하며, 도시된 바와 같이 방형의 블록 형상을 포함하는 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 차단판(100)은 제1 평판부(100a) 및 제2 평판부(100b) 각각에 균일한 장력을 전달할 수 있도록, 대칭적인 형상이나, 무게중심이 한쪽으로 치우치지 않은 균일한 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

웨이트부재(500)가 차단판(100)보다 무겁게 형성됨으로써, 차단판(100)은 와이어(130)를 따라 형성되는 장력에 의해 용이하게 접힐 수 있다.

웨이트부재(500)는 토사유입을 차단하는 석션파일(1-1)이 해저면에 착지한 후, 기둥부(300) 내측으로 갈무리 되도록 차단판(100)의 직경보다는 작은 크기로 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 와이어(130)는 웨이트부재(500)를 차단판(100)의 제1 평판부(100a) 및 제2 평판부(100b)중 적어도 하나와 연결한다. 도시된 바와 같이 웨이트부재(500)가 하방에 위치함으로써 와이어(130)의 양단에는 웨이트부재(500)의 자중에 대응하는 장력이 발생하게 된다.

와이어(130)는 적절한 강성을 갖는 소재로 형성될 수 있으며, 전술한 자석부(400)에 부착되는 것을 방지할 수 있도록 자성이 약한 재질로 형성될 수 있다. 이로 인해, 웨이트부재(500)가 해류에 의해 움직이는 경우에도 와이어(130)를 통해 장력을 용이하게 전달할 수 있다. 와이어(130)의 결합방식에는 제한이 없다.

와이어 홀(120)은 제1 평판부(100a) 및 제2 평판부(100b)에 형성되며, 와이어(130)는 서로 다른 와이어 홀(120a, 120b)을 통해 제1 평판부(100a) 및 제2 평판부(100b)와 각각 교차하여 연결될 수 있다. 즉, 와이어(130)는 와이어 홀(120)을 통해 힌지부(200)를 사이에 두고 차단판(100)의 서로 다른 지점에 교차 연결되며, 이에 따라 와이어(130)를 통해 전달된 장력은 힌지부(200)를 중심으로 차단판(100)을 접는 힘으로 작용하는 것이다. 따라서, 제1 평판부(100a) 및 제2 평판부(100b)가 서로를 향해 회전하여 차단판(100)이 용이하게 접힐 수 있다.

와이어 홀(120)은 동일한 크기 및 간격으로 형성될 필요는 없으며, 관통되는 와이어(130)에 대응하여 다양한 크기 및 간격으로 변형되어 형성될 수 있다.

한편, 와이어 홀(120)의 내측면에는 적어도 하나의 롤러(미도시)가 설치 될 수 있다. 롤러(미도시)는 와이어(120)가 와이어 홀(120)의 내측을 원할하게 이동할 수 있게 하는 구조물로서, 일종의 고정도르래와 같은 역할을 할 수 있다.

따라서, 와이어(130)의 장력은 롤러를 통해 용이하게 우회되어 제1 평판부(100a) 또는 제2 평판부(100b)로 교차하여 전달될 수 있는 것이다. 또한, 롤러가 형성된 경우, 와이어(120)가 직접적으로 와이어 홀(130)에 접하지 않게 되어, 마찰로 인한 와이어 홀(130)의 파손 및 변형을 방지 할 수 있다.

이하, 도 7을 참조하여, 웨이트부재(500) 및 차단판(100)의 작동과정에 대해 좀 더 상세히 설명한다.

도 7을 참조하면, 제1 평판부(100a)에 형성된 와이어 홀(120a)을 통과한 와이어(130b)는 일단부가 힌지부(200)를 가로질러 제2 평판부(100b)에 연결되며, 타단부는 웨이트부재(500)의 일 측에 연결된다.

한편, 제2 평판부(100b)에 형성된 와이어 홀(120b)을 통과한 와이어(130a)는 일단부가 힌지부(200)를 가로질러 제1 평판부(100a)에 연결되며, 타단부는 웨이트부재(500)의 타 측에 연결된다.

따라서, 웨이트부재(500)의 자중에 의한 하강시 각각의 와이어(120a, 120b)는 힌지부(200)를 중심으로 제1 평판부(100a) 및 제2 평판부(100b) 각각을 상방으로 회전시키는 것이다. 이에 따라, 제1 평판부(100a) 및 제2 평판부(100b)가 서로를 향해 이동하여 차단판(100) 전체가 용이하게 접힐 수 있다.

이와 같은 상황은, 토사유입을 차단하는 석션파일(1-1)이 해저면을 향해 하강하는 상황일 수 있다. 따라서, 웨이트부재(500), 와이어(130), 와이어 홀(120), 및 이와 유기적으로 연결된 차단판(100)의 상호작용에 의해 기둥부(300)하단이 용이하게 개방되고, 토사유입을 차단하는 석션파일(1-1) 전체가 자연스럽게 하강할 수 있는 것이다.

반면, 토사유입을 차단하는 석션파일(1-1)이 해저면에 착지하면, 전술한 바와 같이 웨이트부재(500)는 해저면에 밀착된다. 따라서, 장력이 사라지고, 차단판(100)은 자중에 의해 자연스럽게 펼쳐져 토사유입을 방지할 수 있는 것이다.

이로써, 토사유입을 차단하는 석션파일(1-1) 내부에 부압이 용이하게 조성되고, 토사유입을 차단하는 석션파일(1-1)이 해저면 깊숙이 관입될 수 있다.

이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서도 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

1, 1-1: 토사유입을 차단하는 석션파일
100: 차단판 100a: 제1 평판부
100b: 제2 평판부 110, 110a, 110b: 삽입홈
120, 120a, 120b: 와이어 홀 130, 130a, 130b: 와이어
200: 힌지부 300: 기둥부
310: 돌기부 320: 가이드 홈
330: 가이드 바 340: 흡입부
400: 자석부 500: 웨이트부재

Claims (10)

1. 일단부에 개구부가 형성되고 타단부는 폐쇄된 중공형의 기둥부;
   상기 개구부와 적어도 일부가 중첩되고 상기 기둥부의 내측면을 따라 슬라이딩 이동 가능하며, 일측에 적어도 하나의 힌지부가 형성되며, 상기 힌지부에 연결되는 제1 평판부와 제2 평판부를 포함하여, 적어도 하나의 평판부가 접히는 차단판;
   상기 차단판의 일측에 연결되어 상기 차단판의 작동을 용이하게 하는 웨이트 부재; 및
   일단부는 상기 제1 평판부와 상기 제2 평판부 중 어느 하나에 연결되고, 타단부는 상기 힌지부를 가로질러 상기 제1 평판부와 상기 제2 평판부 중 다른 하나를 관통하여 상기 웨이트 부재에 연결되는 와이어를 포함하는 토사유입을 차단하는 석션파일.
2. 제 1항에 있어서, 상기 기둥부로부터 상기 개구부의 내측으로 돌출되어 상기 차단판의 상기슬라이딩 이동을 제한하는 적어도 하나의 돌기부를 더 포함하는 토사유입을 차단하는 석션파일.
3. 제 1항에 있어서, 상기 기둥부의 내측면을 따라 형성되어 상기 차단판의 슬라이딩 이동을 가이드 하는 적어도 하나의 가이드 홈을 더 포함하는 토사유입을 차단하는 석션파일.
4. 제 3항에 있어서, 상기 힌지부의 힌지축이 상기 가이드 홈에 삽입되는 토사유입을 차단하는 석션파일.
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 제 1항에 있어서, 상기 기둥부의 내측면을 따라 돌출된 적어도 하나의 가이드 바를 더 포함하며, 상기 차단판은 일측에 상기 가이드 바가 삽입되는 삽입홈을 더 포함하는 토사유입을 차단하는 석션파일.
9. 제 8항에 있어서, 상기 기둥부의 내측면에 형성된 자석부를 더 포함하며, 상기 차단판의 적어도 일부가 상기 자석부와 인력을 발생시키는 물질을 포함하는 토사유입을 차단하는 석션파일.
10. 제 9항에 있어서, 상기 자석부는 상기 가이드 바를 따라 슬라이딩 가능하게 결합되는 토사유입을 차단하는 석션파일.

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