KR102093939B1 - 교각보호대 - Google Patents

Abstract

교각보호대가 개시되며, 상기 교각 보호대는 교각의 둘레 방향을 따라 간격을 두고 배치되는 복수의 연직 축 부재 및 상기 복수의 연직 축 부재를 서로 연결하는 연결 부재를 포함하는 프레임부; 및 상기 복수의 연직 축 부재 각각을 중심으로 회동 가능하게 상기 복수의 연직 축 부재 각각에 설치되는 복수의 회동 블록을 포함하되, 상기 회동 블록은, 홍수 발생시 유체 흐름에 따라 이동하는 부유물에 의해 가해지는 충격에 대응하여 상기 연직 축 부재를 회동 축으로 구름 운동 가능한 원통형 부재를 포함하고, 상기 원통형 부재는 그 일부가 홍수위보다 상측으로 돌출되도록 설치된다.

Description

교각보호대{PIER PROTECTOR}

본원은 교각보호대에 관한 것이다.

부유물이 유속에 의해 하류 측으로 이동되어 떠내려오면서 교각에 충돌하거나 걸려 유체의 흐름을 방해하고, 교각에 충격이 가해진다.

이러한 교각에 대한 부유물의 충돌로부터 교각을 보호하기 위해 교각보호대가 설치되었다. 다만, 종래의 교각보호대는 교각에 대한 부유물의 직접적인 충돌이 방지되도록 교각의 둘레를 단순히 둘러싸는 형태로 설치되었다.

이에 따라, 종래의 교각보호대는 부유물이 교각에 걸려 떠내려가지 못하고 정체되거나 부유물로 인해 가해지는 충격을 고스란히 받아 쉽게 파손되거나 변형되는 문제점이 있었다.

본원의 배경이 되는 기술은 한국등록실용신안공보 제20-0264059호에 개시되어 있다.

본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 홍수시 떠내려오는 부유물이 교각에 직접적으로 부딪치거나 걸려 유체의 흐름이 정체되는 것을 방지할 수 있고, 부유물로 인해 가해지는 충격을 효율적으로 완화시킬 수 있는 교각보호대를 제공하는 것을 목적으로 한다.

다만, 본원의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들도 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 교각의 둘레 방향을 따라 간격을 두고 배치되는 복수의 연직 축 부재 및 상기 복수의 연직 축 부재를 서로 연결하는 연결 부재를 포함하는 프레임부; 및 상기 복수의 연직 축 부재 각각을 중심으로 회동 가능하게 상기 복수의 연직 축 부재 각각에 설치되는 복수의 회동 블록을 포함하되, 상기 회동 블록은, 홍수 발생시 유체 흐름에 따라 이동하는 부유물에 의해 가해지는 충격에 대응하여 상기 연직 축 부재를 회동 축으로 구름 운동 가능한 원통형 부재를 포함하고, 상기 원통형 부재는 그 일부가 홍수위보다 상측으로 돌출되도록 설치될 수 있다.

상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본원을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 부유물에 의해 가해지는 충격에 대응하여 구름 운동 가능한 원통형 부재를 그 일부가 홍수위보다 상측으로 돌출되도록 프레임부에 설치함으로써, 홍수시 떠내려오는 부유물이 교각에 직접적으로 부딪치거나 걸려 유체의 흐름이 정체되는 것을 방지할 수 있고, 부유물로 인해 가해지는 충격을 효율적으로 완화시킬 수 있는 교각보호대가 제공될 수 있다.

도 1은 본원의 일 실시예에 따른 교각보호대의 사시도이다.
도 2는 본원의 일 실시예에 따른 프레임부의 사시도이다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 회동 블록의 사시도이다.
도 4a는 본원의 일 실시예에 따른 교각보호대가 원형 단면을 갖는 교각에 적용된 상태를 도시한 개략적인 단면도이다.
도 4b는 본원의 일 실시예에 따른 교각보호대가 사각형 단면을 갖는 교각에 적용된 상태를 도시한 개략적인 단면도이다.
도 5는 회동 블록이 연직 축 부재를 회동 축으로 구름 운동하여 부유물을 이동시키는 것을 설명하기 위한 개념도이다.
도 6은 본원의 일 실시예에 따른 홍수위의 교각에 교각보호대가 설치된 상태를 도시한 도면이다.
도 7은 본원의 일 실시예에 따른 평수위의 교각에 교각보호대가 설치된 상태를 도시한 도면이다.
도 8a는 본원의 일 실시예에 따른 하나의 구름 유닛이 교각에 접촉된 상태를 도시한 개념도이다.
도 8b는 본원의 일 실시예에 따른 두개의 구름 유닛이 교각에 접촉된 상태를 도시한 개념도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에", "상부에", "상단에", "하에", "하부에", "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 본원의 실시예에 관한 설명 중 방향이나 위치와 관련된 용어(상측, 하측, 상부, 하부 등)는 도면에 나타나 있는 각 구성의 배치 상태를 기준으로 설정한 것이다. 예를 들면, 도 6을 보았을 때, 전반적으로 12시 방향이 상측과 상부, 전반적으로 6시 방향이 하측과 하부일 수 있다.

이하에서는 본원의 일 실시예에 따른 교각보호대(1)에 대하여 설명한다.

본원의 일 실시예에 따른 교각보호대(이하 '본 교각보호대'라고 함)는 하천이나 바다(해양)에 위치하는 교각에 대하여 설치될 수 있다.

도 1은 본원의 일 실시예에 따른 교각보호대의 사시도이고, 도 2는 본원의 일 실시예에 따른 프레임부의 사시도이다. 또한, 도 3은 본원의 일 실시예에 따른 회동 블록의 사시도이다. 또한, 도 4a는 본원의 일 실시예에 따른 교각보호대가 원형 단면을 갖는 교각에 적용된 상태를 도시한 개략적인 단면도이고, 도 4b는 본원의 일 실시예에 따른 교각보호대가 사각형 단면을 갖는 교각에 적용된 상태를 도시한 개략적인 단면도이다.

도 1를 참조하면, 교각보호대(1)는 프레임부(100) 및 복수의 회동 블록(200)을 포함한다.

도 2를 참조하면, 프레임부(100)는 교각(500)의 둘레 방향을 따라 간격을 두고 배치되는 복수의 연직 축 부재(110) 및 복수의 연직 축 부재(110)를 서로 연결하는 연결 부재(120)를 포함할 수 있다. 예시적으로, 연직 축 부재(100)는 원형 단면을 갖고 상하 방향으로 연장되는 부재일 수 있다. 예를 들어, 연직 축 부재(100)는 파이프 형태의 부재일 수 있다. 또한, 연직 축 부재(100)와 후술할 회동 블록(200) 사이에는 회동 블록(200)의 회동시의 마찰 저항을 저감할 수 있도록 베어링 등의 마찰 저감 유닛이 개재될 수 있다. 또한 도 2를 참조하면, 연결 부재(120)는 수평 방향을 따라 연장되는 부재일 수 있다. 예를 들어, 도 4a에 도시된 바와 같이 교각(500)이 원형 단면을 갖는 경우, 연결 부재(120)는 이러한 원형 교각에 대응하여 원형 교각의 외주면으로부터 소정의 간격 이격된 형태로 구비되는 링 형태의 폐도형을 형성하는 부재일 수 있다. 다른 예로, 도 4b에 도시된 바와 같이 교각(500)이 각형 단면을 갖는 경우, 연결 부재(120)는 이러한 각형 교각의 외주면으로부터 소정의 간격 이격된 형태로 구비되는 각형의 폐도형을 형성하는 부재일 수 있다. 이러한 연직 축 부재(110)와 연결 부재(120)는 강결하게 결합되어 프레임 골조 구조를 형성할 수 있다. 예시적으로, 연직 축 부재(110)와 연결 부재(120)는 강(steel) 재질을 포함하는 부재일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 연직 축 부재(110)와 연결 부재(120)가 부식 환경에서 부식이 진행되는 재질을 포함하는 경우에는 해당 부재의 표면에 방식 처리가 이루어질 수 있다.

도3을 참조하면, 복수의 회동 블록(200)은 복수의 연직 축 부재(110) 각각을 중심으로 회동 가능하게 복수의 연직 축 부재(110) 각각에 설치될 수 있다. 연결 부재(120)는 회동 블록(200)을 사이에 두도록 회동 블록(200)의 상측 및 하측에 구비될 수 있다. 회동 블록(200)은 연직 축 부재(110)가 상하 방향을 관통하는 형태로 프레임부(100)에 설치될 수 있다.

회동 블록(200)을 연직 축 부재(110)에 회동 가능한 형태로 고정시키기 위해, 회동 블록(200)의 상부 및 하부에 고정 유닛(300)이 배치될 수 있다. 고정 유닛(300)으로 회동 블록(200)을 상하 방향에 대하여 연직 축 부재(110)에 고정시켜 회동 블록(200)이 연직 축 부재(110)에서 상하로 가변이 이루어지지 않도록 할 수 있다.

다른 예로, 고정 유닛(300)은 회동 블록(200)의 상측에서 회동 블록(200)를 누름 고정(부력체의 부력에 대응하여 눌러 고정)하는 형태로 구비될 수 있다. 즉, 도 3을 참조하면, 본 교각보호대(1)는 회동 블록(200)을 자중에 의해 하향 가압하여 부력체(230)의 부력 중 적어도 일부를 상쇄하도록 회동 블록(200)의 상측에 안착 배치되는 적어도 하나의 고정 유닛(300)을 포함할 수 있다. 예시적으로 도 3을 참조하면, 고정 유닛(300)은 자중에 의해 회동 블록(200)을 안정적으로 하향 가압할 수 있도록 연직 축 부재(110)에 끼워지는 링 형태의 유닛으로 구비될 수 있다. 또한, 고정 유닛(300)은 복수 개 구비되어 적층되는 형태로 배치될 수 있다.

이와 같이 고정 유닛(300)이 회동 블록(200)을 누름 가능하도록 회동 블록(200) 상에 안착되는 형태로 배치됨으로써, 원통형 부재(210)는 적어도 하나의 고정 유닛(300)에 의한 자중만큼 상쇄된 부력에 대응하는 수준만큼 수위보다 상측으로 돌출될 수 있다. 예시적으로, 5개의 고정 유닛(300)을 회동 블록(200) 상측에 배치하였을 때 도 6에 도시된 정도로 완충부(211)의 일부가 수위보다 돌출된다고 하였을 때, 상기 5개의 고정 유닛(300)을 전부 제거하면 완충부(211) 전체가 수위보다 돌출되는 정도로 본 교각보호대(1)가 상승 이동될 수 있다. 이러한 상승 이동에 따라, 완충부(211)에 대한 유지보수가 원활하게 이루어질 수 있다. 또한, 시간의 흐름에 따라 복수의 회동 블록(200) 각각의 부력체(230)의 부력이 조금씩 상이해져 교각(500)을 둘러싸도록 배치되는 복수의 회동 블록(200) 간의 균형이 다소 어긋난다고 판단되는 경우에도, 상기 회동 블록(200) 각각에 적용되는 고정 유닛(300)의 개수나 무게를 달리 설정함으로써, 복수의 회동 블록(200) 각각의 부력 불균형을 쉽게 해소할 수 있다.

도 4a 및 도 4b를 참조하면, 연직 축 부재(110)는 소정의 간격을 두고 교각(500)의 둘레 방향을 따라 배치될 수 있다. 연직 축 부재(110)의 간격은 회동 블록(200)의 바깥 지름(최대 외경)을 고려하여 회동 블록(200) 간의 간섭이 발생되는 않는 간격으로 설정될 수 있다. 다시 말해 회동 블록(200)이 연직 축 부재(110)를 중심으로 회동할 때 회동 블록(200)간의 간섭이 일어나지 않고 회동 가능한 간격으로 연직 축 부재(110)가 교각(500)의 둘레를 따라 배치될 수 있다.

또한, 회동 블록(200)을 사이에 두도록 연직 축 부재(110)의 상측 및 하측에 연결 부재(120)가 배치될 수 있다. 전술한 바와 같이, 연직 축 부재(110)가 연결 부재(120)에 의해 서로 연결되기 때문에 연결 부재(120)는 교각(500)의 둘레에 대응하여 교각(500)의 둘레로부터 소정의 간격만큼 외측으로 확장(offset)된 형태로 연장되는 폐도형 형태로 구비될 수 있다. 이러한 연결 부재(120)는 여러 개의 부재들이 상호 연결되는 형태로 조립되어 구비될 수 있다.

도 5는 회동 블록이 연직 축 부재를 회동 축으로 구름 운동하여 부유물을 이동시키는 것을 설명하기 위한 개념도이다.

회동 블록(200)은 홍수 발생시 유체 흐름에 따라 이동하는 부유물(1000)에 의해 가해지는 충격에 대응하여 연직 축 부재(110)를 회동 축으로 구름 운동 가능한 원통형 부재(210)를 포함할 수 있다.

도5를 참조하면, 부유물(1000)이 유체의 흐름을 따라 이동하면서 어느 하나의 회동 블록(200)에 접촉했을 때, 원통형 부재(210)는 연직 축 부재(110)를 회동 축으로 회동하면서 부유물(1000)을 유체의 흐름에 따라 유체의 흐름 방향으로 흘려 보내게 된다. 이와 같이 다수의 회동 블록(200) 각각이 부유물(1000)과 접촉하였을 때 그 접촉시에 가해지는 충격에 의해 회동(회전)됨으로써, 부유물(1000)이 도 5에 도시된 예와 같이 교각(500)에 걸리지 않고 교각(500)을 비끼면서 통과하게 된다. 또한, 전술한 바와 같이, 회동 블록(200)은 그에 가해지는 충격을 회동 운동으로 변환함으로써, 충격 중 적어도 일부를 완화(흡수)할 수 있어, 쉽게 파손되지 않는 교각보호대 구조를 구축할 수 있다. 이에 따라, 본 교각보호대(1)에 의하면, 부유물(1000)이 유체의 흐름에 따라 흘러가면서 교각(500)에 가해지는 충격을 줄이며 교각(500)을 보호할 수 있다.

예시적으로, 원통형 부재(210)는 플라스틱과 같은 비금속 재질일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 원통형 부재(210)의 재질은 무게(밀도나 비중), 단가, 강도 등을 고려하여 결정함이 바람직하다.

도 6는 본원의 일 실시예에 따른 홍수위의 교각에 교각보호대가 설치된 상태를 도시한 도면이고, 도 7는 본원의 일 실시예에 따른 평수위의 교각에 교각보호대가 설치된 상태를 도시한 도면이다.

원통형 부재(210)는 그 일부가 홍수위보다 상측으로 돌출되도록 설치될 수 있다.

일 구현예로 도 6을 참조하면, 프레임부(100)는 원통형 부재(210)의 일부가 홍수위보다 상측으로 돌출되는 높이에 대응하여 교각(500)에 고정 설치될 수 있다. 예시적으로, 프레임부(100)는 교각(500)에 볼트 고정되거나, 교각(500)에 삽입 고정된 부재와 볼트 연결 또는 용접 연결되는 형태로 고정될 수 있다. 이처럼 본 교각보호대(1)는 원통형 부재(210)가 홍수위보다 상측으로 일부 돌출되도록 구비될 수 있어, 홍수 발생시 떠내려오는 대량의 부유물(1000) 및/또는 고중량의 부유물(1000)로부터 교각(500)을 안정적으로 보호할 수 있다.

다른 구현예로 도 6 및 도 7을 함께 참조하면, 프레임부(100)는 교각(500)에 고정되지 않고 수위에 따라 상하 방향으로 이동 가능한 이동 자유도를 가지도록 구비되고, 회동 블록(200)은 원통형 부재(210)의 일부가 수위보다 상측으로 돌출되는 수준의 부력을 교각보호대(1)에 제공하는 부력체(230)를 포함할 수 있다. 즉, 교각(500)에 고정되지 않은 프레임부(100)는 부력체(230)의 부력에 의해 상하 방향으로 수위에 대응하여 이동 가능하게 교각(500)에 대하여 설치될 수 있다. 도 6을 참조하면, 홍수위에서 프레임부(100)는 부력체(230)의 부력에 의해 홍수위에 대응하여 이동되고, 이때 부력체(230)는 원통형 부재(210)의 일부가 수위보다 상측으로 돌출되는 수준의 부력을 교각보호대(1) 전반에 제공할 수 있다. 또한 도 7을 참조하면, 평수위에서 프레임부(100)는 부력체(230)의 부력에 의해 평수위에 대응하여 이동되고, 이때 부력체(230)는 원통형 부재(210)의 일부가 수위보다 상측으로 돌출되는 수준의 부력을 교각보호대(1) 전반에 제공할 수 있다. 원통형 부재(210)에서 수위보다 돌출되는 일부는 후술할 완충부(211)의 일부일 수 있다.

이처럼 홍수 발생시 원통형 부재(210)의 일부(예를 들면 완충부의 일부)가 홍수 발생시의 수위(홍수위는 High Water Level만을 한정하는 것이 아니며, 홍수나 폭우 발생시의 수위를 전부 포괄하는 넓은 개념으로 이해함이 바람직함)보다 상측으로 돌출되어 있어 수위에 맞춰 떠내려오는 부유물(1000)에 대응할 수 있고, 부유물(1000)이 원통형 부재(210)에 충돌될 때, 구름 운동하며 충돌 에너지를 회전 에너지로 일부 전환시키면서 충격을 완화하여 교각(500)을 보호할 수 있다.

도 3을 참조하면, 부력체(230)는 원통형 부재(210)의 일부로서 구비될 수 있다. 예시적으로 부력체(230)는 원통형 부재(210)애 내측에 마련된 중공형 공간에 의해 제공될 수 있다. 도 3을 참조하면, 완충부(211)에 대한 부유물(1000) 등의 충돌시에 원통형 부재(210) 내측의 종공형 공간을 통해 제공되는 부력체(230)가 파손되는 것을 방지하도록, 부력체(230)는 완충부(211)보다 하측 위치에 대응하여 원통형 부재(210) 내부에 마련될 수 있다. 다만, 부력체(230)는 반드시 원통형 부재(210) 내부에 마련되는 것만으로 한정되는 것은 아니다. 다른 예로, 부력체(230)는 원통형 부재(210)와 별도로 구비되어 원통형 부재(210)의 하측에 부착되는 형태로 구비될 수 있다.

부력체(230)의 부력 규모는 원통형 부재(210)의 일부(예를 들면 완충부의 일부)가 수위보다 상측으로 돌출될 수 있도록 교각보호대(1)를 부유시킬 수 있는 수준으로 설정될 수 있다. 부유물(1000)이 원통형 교각보호대(1)에 충돌할 때 부유물(1000)의 형상, 부피, 밀도 등에 따라 수위보다 높은 위치에서 충돌할 수도 있지만 수위보다 낮은 수중에서 충돌할 가능성도 있기 때문에, 원통형 부재(210)의 일부 또는 완충부(211)의 일부는 수위보다 위쪽으로 돌출되고, 원통형 부재(210)의 나머지 일부 또는 완충부(211)의 나머지 일부는 수위보다 낮은 수중에 위치하도록 함으로써, 부유물(1000)의 수상 충돌 및 수중 충돌을 모두 커버할 수 있도록 한 것이다. 또한, 부력체(230)는 원통형 부재(210)처럼 연직 축 부재(110)를 중심으로 회동 가능하게 설치될 수 있다.

한편, 회동 블록(200)은 원통형 부재(210)의 둘레면에 전 방향에 대하여 구름 운동 가능하게 설치되는 복수의 구름 유닛(220)을 포함할 수 있다. 예시적으로 도 2를 참조하면, 전 방향 구름 운동 가능한 구름 유닛(220)은 볼 베어링일 수 있다. 도 2 및 도 5를 참조하면, 부유물(1000)의 충돌 등으로 인한 회동 블록(200)의 구름 운동시 회동 블록(200)과 교각(500) 사이의 마찰 면적이 대폭 축소(최소화)될 수 있어, 회동 블록(200)의 구름 운동이 보다 원활하게 이루어질 수 있다. 또한, 도 2, 도 6 및 도 7을 함께 참조하면, 수위 변화로 인한 교각보호대(1)의 상하 방향 이동시에 회동 블록(200)과 교각(500) 사이의 마찰 면적이 대폭 축소(최소화)될 수 있어, 수위 변화에 대응하는 교각보호대(1)의 상하 방향 이동이 보다 원활하게 이루어질 수 있다.

도 2를 참조하면, 복수의 구름 유닛(220)은 원통형 부재(210)의 둘레면 중 상부 둘레면에 대하여 설치되는 상부 구름 유닛(221) 및 원통형 부재(210)의 둘레면 중 하부 둘레면에 대하여 설치되는 하부 구름 유닛(222)을 포함할 수 있다. 예시적으로 도 2를 참조하면, 상부 구름 유닛(221)은 상부 둘레면을 따라 간격을 두고 복수 개 배치될 수 있고, 하부 구름 유닛(222)은 하부 둘레면을 따라 간격을 두고 복수 개 배치될 수 있다. 이와 같이 원통형 부재(210)의 상부 및 하부 각각에 구름 유닛(220)이 배치됨으로써 상하 방향에 대하여 회동 블록(220)이 2점 지지될 수 있어, 수위 변화로 인한 교각보호대(1)의 상하 방향 이동시에 회동 블록이 편중되게 기울어지지 않고 보다 균형있고 안정적으로 이동될 수 있는 구조 안정성이 확보될 수 있고, 회동 블록(220)에 대한 부유물(1000)의 충돌시 그 충격으로 인해 회동 블록(220)이 상측 또는 하측으로 과도하게 기울어지면서 특정 지점에 응력(충격력)이 과도하게 집중되는 것이 방지될 수 있다.

도 8a는 본원의 일 실시예에 따른 하나의 구름 유닛이 교각에 접촉된 상태를 도시한 개념도이고, 도 8b는 본원의 일 실시예에 따른 두개의 구름 유닛이 교각에 접촉된 상태를 도시한 개념도이다.

도 8a 및 도 8b를 참조하면, 복수의 구름 유닛(220)은 원통형 부재(210)가 교각(500)에 직접 접촉되는 것을 방지하는 간격 및 돌출량으로 설치될 수 있다.

구름 유닛(220)이 원통형 부재(210)보다 외측으로 돌출되게 원통형 부재(210)에 설치되면서 구름 유닛(220)이 교각(500)에 접촉면적을 최소화(점 접촉)하면서 접촉되고, 원통형 부재(210)는 교각(500)에 직접 접촉되는 것이 방지될 수 있다. 다만 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 구름 유닛(220)도 교각(500)에 항상 접촉되지 않도록 구비될 수 있다. 즉, 연결 부재(120)가 교각(500)으로부터 이격된 정도, 원통형 부재(210)의 직경, 구름 유닛(220)의 돌출량 등은 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 구비된 모든 회동 블록(200)의 구름 유닛(220) 전부가 교각(500)에 접촉되지는 않는 간격 여유치를 갖도록 설정될 수 있다. 도 5를 참조하면, 부유물(1000)이 유체의 흐름에 따라 떠내려와 회동 블록(200)에 충돌하였을 때, 그 충돌로 인해 회동 블록(200)이 회전과 함게 이동하면서 회동 블록(200)과 교각(500) 사이의 간격 여유치가 사라지고 회동 블록(200)의 구름 유닛(220) 중 적어도 하나가 교각(500)에 직접적으로 접촉될 수 있다. 도 8b를 참조하면, 구름 유닛(220)은 교각(500)에 2개가 동시에 직접 접촉되었을 때에도 2개의 구름 유닛(220) 사이의 원통형 부재(210) 부분이 교각(500)에 직접 접촉되는 것을 방지할 수 있는 간격 및 돌출량으로 설치됨이 바람직하다.

원통형 부재(210)는 부유물(1000)이 충돌되는 둘레면에 대응하여 부유물(1000)에 의해 가해지는 충격을 적어도 일부 흡수하도록 구비되는 완충부(211)를 포함할 수 있다.

완충부(211)는 부유물(1000)이 떠내려오면서 원통형 부재(210)와 부딪치는 영역에 설치되어 부유물(1000)의 충격에 대응할 수 있다. 즉, 완충부(211)는 부유물(1000)에 의해 가해지는 충격을 완충할 수 있는 쿠션형 부재 또는 재질로 마련됨이 바람직하다. 예시적으로 도 2, 도 6 및 도 7을 참조하면, 완충부(211)는 원통형 부재(210)의 둘레면 중 상측 둘레면에 대응하여 구비될 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이, 부력체(230)는 완충부(211)의 일부(상부)가 수위보다 상측으로 돌출될 수 있는 부력을 교각보호대(1)에 대하여 제공하도록 구비될 수 있다. 이에 따르면, 완충부(211)의 다른 일부(하부)는 수위보다 하측에 구비될 수 있으며, 이러한 완충부(211)의 다른 일부(하부)는 부유물(1000) 중 밀도, 비중, 중량 등이 커 물에 잠긴 부분이 많은 부유물이나, 유체의 흐름 방향으로 돌출된 부분이 물에 잠겨 있는 부유물에 대응하는 부분이라 할 수 있다. 부유물(1000) 중 물보다 밀도가 크지만 유체의 거센 흐름에 따라 떠내려오는 고중량의 부유물 또한 다수 존재하므로, 완충부(211)의 다른 일부(하부) 또한 충분한 상하 방향 길이를 가지도록 설정함이 바람직할 것이다. 예시적으로, 완충부(211)는 원통형 부재(210)를 둘러싸도록 부착(설치)되는 형태로 구비될 수 있다. 또는 다른 예로, 완충부(211)는 원통형 부재(210)의 상단 부분이나 중간 부분에 장착되는 모듈 형태로 구비될 수 있다. 예시적으로, 부력체(230)의 부력 상쇄 용도의 고정 유닛(300)의 조절을 통해 완충부(211)가 수위보다 상측으로 가급적 노출되도록 한 다음, 이 같이 수상으로 노출된 완충부(211)에 대한 교체 또는 유지보수가 이루어질 수 있다. 또한 예시적으로, 완충부(211)는 고무, 탄성이 있는 소재 등 충격을 흡수하는 탄성 소재(소정의 탄성 압축 및 탄성 복원이 가능한 소재)로 구비될 수 있다.

또한 도 2 및 도 8a를 함께 참조하면, 완충부(211)는 구름 유닛(220)이 교각(500)에 접촉될 때 완충되도록 구름 유닛(220)의 돌출량 이상 외측으로 돌출되게 구비될 수 있다. 이러한 돌출량 설정이 이루어진 완충부(211)에 의하면, 도 5에 도시된 바와 같이 부유물(1000)이 회동 블록(200)에 충돌하여 해당 회동 블록(200)의 구름 유닛(220)이교각(500)에 접촉될 때, 완충부(211)는 교각(500)에 대해 오히려 탄성 압축 후 복원에 의한 반발력을 작용하게 되므로, 교각(500)에 대한 구름 유닛(220)의 점 접촉시의 마찰력을 보다 저감시킬 수 있어, 회동 블록(200)의 회동이 보다 적은 마찰력이 작용하는 상태에서 원활하게 이루어질 수 있다.

또한 도 8a 및 도 8b를 함께 참조하면, 완충부(211)는 구름 유닛(220) 2개가 교각(500)에 2점 접촉될 때(도 8b 참조), 구름 유닛(220) 1개가 교각(500)에 1점 접촉될 때(도 8a 참조)보다 더 많은 양의 탄성 압축이 이루어짐으로써, 탄성 압축에 따른 탄성 복원력에 의해 2점 접촉시의 구름 유닛(220)의 마찰력을 1점 접촉시의 구름 유닛(220)의 마찰력보다 경감시킬 수 있다. 구체적으로 도 8a 및 도 8b를 비교하여 보면, 구름 유닛(220) 1개가 교각(500)에 1점 접촉될 때(도 8a 참조)보다는 구름 유닛(220) 2개가 교각(500)에 2점 접촉될 때(도 8b 참조) 원통형 부재(210)의 외주면이 교각(500)에 보다 가깝게 접근하게 된다. 그런데, 구름 유닛(220) 2점 접촉시에는 원통형 부재(210)의 외주면이 교각(500)에 보다 가깝게 접근한 만큼 완충부(211) 또한 보다 많은 탄성 압축이 이루어지게 되고, 이에 따라 탄성 압축후 다시 탄성 복원되는 변형량 및 힘(탄성복원력) 또한 더 커지게 된다. 따라서, 완충부(211)는 교각(500)에 대한 구름 유닛(220) 2점 접촉시에 1점 접촉시보다 많은 탄성 복원력을 교각(500)에 작용하면서 구름 유닛(220)과 교각(500)의 접촉시 발생하는 마찰력을 더욱 저감하게 된다. 이렇게 구름 유닛(200) 이상으로 돌출되도록 설정된 완충부(211)에 의해, 부유물(1000) 충돌시의 회동 블록(200)의 회동이 보다 저마찰 상태에서 자연스럽게 이루어질 수 있다.

또한 도 2를 참조하면, 완충부(211)의 외주면에는 원주방향을 따라 연장되는 물 수용 홈(211a)이 상하 방향으로 간격을 두고 복수 개 형성될 수 있다. 이때, 물 수용 홈(211a)의 상하 방향 폭은 물 수용 홈(211a) 내에 진입한 물이 표면장력에 의해 물 수용 홈(211a) 내에 고정되어 물 수용 홈(211a)으로부터 흘러내리지 않고 머무를 수 있는 폭으로 설정될 수 있다. 즉, 물 수용 홈(211a)의 폭(너비)은 물이 그 사이에 들어갔을 때 표면장력에 의해 적어도 일부 빠져나오지 못하고 잔류하게 되는 미세한 폭으로 설정될 수 있다. 예시적으로 물 수용 홈(211a)의 폭은 mm 단위로 설정될 수 있다. 이러한 물 수용 홈(211a)에 의해, 교각(500) 또는 부유물(1000)과의 접촉으로 인한 완충부(211)의 탄성 압축시, 물 수용 홈(211a)으로부터 적어도 일부 유출되는 물이 완충부(211)와 교각(500) 사이 또는 완충부(211)와 부유물(1000) 사이의 마찰을 저감시키는 윤활 역할을 수행할 수 있다. 예시적으로 홍수시와 같이 강수량이 많고, 빠른 풍속의 바람이 동반되어 큰 파도가 치는 경우, 물 수용 홈(211a)에는 쉽게 물이 진입할 수 있고 다량의 물이 잔류하게 될 수 있다. 이러한 홍수시 또는 태풍 통과시에, 도 5에 도시된 바와 같이 부유물(1000)이 원통형 부재(210)의 완충부에 충돌하면, 탄성 소재로 구비되는 완충부가 탄성 압축되면서, 물 수용 홈(211a)에 잔류 중인 물 중 적어도 일부가 외측으로 유출될 수 있고, 이렇게 유출된 물이 완충부와 부유물(1000) 사이의 마찰을 저감시키는 윤활 역할을 함으로써, 부유물(1000)의 충돌에 의해 가해지는 충격이 마찰 저감에 따른 슬라이딩(미끄럼) 작용에 따라 완화될 수 있고, 이때 일부 회동 블록(200)에 전달된 충격은 회동 블록(200)이 회동되면서 회전 에너지로 전환되어 재차 완화될 수 있다.

전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1: 교각보호대
100: 프레임부
110: 연직 축 부재
120: 연결 부재
200: 회동 블록
210: 원통형 부재
211: 완충부
211a: 물 수용 홈
220: 구름 유닛
221: 상부 구름 유닛
222: 하부 구름 유닛
230: 부력체
300: 고정 유닛
500: 교각
1000: 부유물

Claims (9)

1. 교각보호대에 있어서,
   교각의 둘레 방향을 따라 간격을 두고 배치되는 복수의 연직 축 부재 및 상기 복수의 연직 축 부재를 서로 연결하는 연결 부재를 포함하고, 상하 방향으로 수위에 대응하여 이동 가능하게 상기 교각에 대하여 설치되는 프레임부; 및
   상기 복수의 연직 축 부재 각각을 중심으로 회동 가능하게 상기 복수의 연직 축 부재 각각에 설치되는 복수의 회동 블록을 포함하되,
   상기 회동 블록은,
   홍수 발생시 유체 흐름에 따라 이동하는 부유물에 의해 가해지는 충격에 대응하여 상기 연직 축 부재를 회동 축으로 구름 운동 가능한 원통형 부재; 및
   상기 원통형 부재의 둘레면에 전 방향에 대하여 구름 운동 가능하게 설치되되 상기 원통형 부재가 상기 교각에 직접 접촉되는 것을 방지하는 간격 및 돌출량으로 설치되는 복수의 구름 유닛을 포함하고,
   상기 복수의 구름 유닛은, 상기 회동 블록이 상하 방향에 대하여 2점 지지될 수 있도록, 상기 원통형 부재의 둘레면 중 상부 둘레면을 따라 간격을 두고 복수개 설치되는 상부 구름 유닛 및 상기 원통형 부재의 둘레면 중 하부 둘레면을 따라 간격을 두고 복수개 설치되는 하부 구름 유닛을 포함하고,
   상기 복수의 회동 블록과 상기 교각 사이에는, 상기 복수의 회동 블록이 상기 교각에 전부 동시에 접촉되지 않도록 하는 간격 여유치가 설정되고,
   상기 원통형 부재는, 부유물이 충돌되는 둘레면에 대응하여 상기 부유물에 의해 가해지는 충격을 적어도 일부 흡수하도록 상기 둘레면을 둘러싸게 구비되는 탄성 소재의 완충부를 포함하고,
   상기 완충부는, 상기 구름 유닛이 상기 교각에 접촉될 때 완충되도록 상기 구름 유닛의 돌출량 이상 외측으로 돌출되게 구비되고,
   상기 완충부의 외주면에는 원주방향을 따라 연장되는 물 수용 홈이 상하 방향으로 간격을 두고 복수 개 형성되고,
   상기 물 수용 홈의 상하 방향 폭은 물이 표면장력에 의해 상기 물 수용 홈 내에 고정되어 상기 물 수용 홈으로부터 흘러내리지 않고 머무를 수 있는 폭으로 설정되어, 상기 교각 또는 상기 부유물과의 접촉으로 인한 상기 완충부의 탄성 압축시, 상기 물 수용 홈으로부터 적어도 일부 유출되는 물이 상기 완충부와 상기 교각 사이 또는 상기 완충부와 상기 부유물 사이의 마찰을 저감시키는 윤활 역할을 수행하며,
   상기 회동 블록은 상기 원통형 부재의 일부가 수위보다 상측으로 돌출되는 수준의 부력을 상기 교각보호대에 제공하는 부력체를 포함하고,
   상기 프레임부는 상기 부력체의 부력에 의해 상하 방향으로 수위에 대응하여 이동 가능하게 상기 교각에 대하여 설치되고,
   상기 교각보호대는, 상기 회동 블록을 자중에 의해 하향 가압하여 상기 부력체의 부력 중 적어도 일부를 상쇄하도록 상기 회동 블록의 상측에 안착 배치되는 적어도 하나의 고정 유닛을 포함하고,
   상기 원통형 부재는 상기 적어도 하나의 고정 유닛에 의한 자중만큼 상쇄된 부력에 대응하는 수준만큼 수위보다 상측으로 돌출되는 것인, 교각보호대.
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