KR102299606B1 - 수중와류 유도설비 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 수중와류 유도설비는, 상면이 개방된 형태의 내부공간이 갖추어진 다수개의 와류형성드럼이 조합되어 일정면적의 해저면에 분포되는 와류형성수단과, 상기 각 와류형성드럼을 서로 연결함과 동시에 상기 각 와류형성드럼이 해류의 영향에 의해 개별적으로 일정 범위내에서 움직일 수 있도록 하는 유동연결수단과, 상기 와류형성수단의 위치가 해저면에 대하여 고정되도록 하는 고정수단을 포함하여 이루어진다.
상기 유동연결수단은 다수개의 와류형성드럼을 연속해서 관통하는 결속와이어를 포함하여 이루어진다.
상기 고정수단은 상기 와이어의 선단이 체결되는 포스트부와, 상기 포스트부의 하단에 구성되어 해저면에 박히는 원뿔부를 포함하는 앵커기구로 이루어지며, 상기 앵커기구의 원뿔부의 외면에는 그 상단이 원뿔부의 상단 보다 돌출되는 다수개의 만곡 가능한 걸림편부가 구비된다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 와류형성수단에서 형성되는 용승 와류에 의해 해수의 흐름으로 인한 에너지가 흡수됨으로써 파랑 등에 의한 해안침식, 모래 유실등의 피해가 감소된다는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 수중와류 유도설비는 그 구성상 제작 및 설치가 용이하기 때문에 해안의 형태 및 해수의 흐름에 맞추어 효율적인 사용이 가능하다는 이점이 있다.

Description

수중와류 유도설비 {underwater vortex forming system}

본 발명은 파랑 현상 등에 의해 해안으로 향하는 해수의 에너지를 흡수함으로써, 해안의 피해를 줄이기 위한 것이다.

최근 지구 온난화의 영향으로 해수면이 급격히 증가하고 있으며, 이에 따라 파랑의 강도가 높아짐으로써 해안의 침식이나 모래유실 등의 피해가 증가하고 있다.

특히, 해안의 침식이나 모래 유실 등의 피해는 해수의 흐름에 따른 에너지가 큰 고파랑일 때 주로 발생하는데 고파랑의 발생빈도가 높아짐으로 인하여 해안의 피해가 가속화되고 있다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 잠제, 이안제, 돌제 등의 쇄파 구조물을 사용하는 쇄파방식과, 사석 또는 콘크리트로 제작된 호안 구조물을 설치하는 호안방식 등 다양한 방법이 시도되어 왔다.

한편, 이러한 종래기술에 따른 쇄파 구조물 및 호안 구조물은 파랑에 휩쓸리지 않을 정도의 견고함을 필요로 하며, 이러한 조건을 만족시키기 위하여서는 구조물의 부피와 중량이 커질 수 밖에 없으며, 그에 따라 설치비용의 증가와 시공의 어려움과 공사기간이 길어지는 등의 단점이 있다.

또한, 이러한 쇄파 구조물 및 호안 구조물이 설치된 해안에서는 해양 레포츠 등의 활동이 제한되기 때문에 지역사회의 관광산업 발전에도 지장이 된다는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 바와 같이 종래 기술의 문제를 해결하기 위한 것으로, 파랑 등에 의해 발생하는 해수의 에너지를 흡수함으로써 해안의 침식, 모래유실 등의 현상을 방지함과 동시에 제작 및 설치가 용이하여 사용효율이 높은 수중와류 유도설비를 제공하기 위한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 제공되는 본 발명에 따른 수중와류 유도설비는, 상면이 개방된 형태의 내부공간이 갖추어진 다수개의 와류형성드럼이 조합되어 일정면적의 해저면에 분포되는 와류형성수단과, 상기 각 와류형성드럼을 서로 연결함과 동시에 상기 각 와류형성드럼이 해류의 영향에 의해 개별적으로 일정범위내에서 움직일 수 있도록 하는 유동연결수단과, 상기 와류형성수단의 위치가 해저면에 대하여 고정되도록 하는 고정수단을 포함하여 이루어진다.

상기 유동연결수단은 다수개의 와류형성드럼을 연속해서 관통하는 연결와이어를 포함하여 이루어진다.

상기 고정수단은 상기 와이어의 선단이 체결되는 포스트부와, 상기 포스트부의 하단에 구성되어 해저면에 박히는 원뿔부를 포함하는 앵커기구로 이루어질 수 있다.

상기 앵커기구의 원뿔부의 외면에는 그 상단이 원뿔부의 상단 보다 돌출되는 다수개의 만곡 가능한 걸림편부가 구비된다.

상기 유동연결수단은 각 와류형성드럼에 구비되는 연결고리와 상기 연결고리에 연결되는 연결후크를 포함하여 이루어질 수 있다.

또한, 상기 와류형성드럼에는 해수의 흐름에 저항을 가하는 저항막이 구비될 수 있다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 와류형성수단에서 형성되는 용승 와류에 의해 해수의 흐름으로 인한 에너지가 흡수됨으로써 파랑 등에 의한 해안침식, 모래 유실 등의 피해가 감소된다는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 수중와류 유도설비는 그 구성상 제작 및 설치가 용이하기 때문에 해안의 형태 및 해수의 흐름에 맞추어 효율적인 사용이 가능하다는 이점이 있다.

도 1: 본 발명 수중와류 유도설비의 구성을 나타낸 전체도면
도 2: 본 발명 수중와류 유도설비의 구성을 나타낸 일부 확대도면
도 3: 본 발명 수중와류 유도설비의 다른 구성을 나타낸 전체도면
도 4: 본 발명의 수중와류 유도설비의 다른 구성을 나타낸 일부 확대도면
도 5: 본 발명에 있어서 와류형성드럼에 저항막이 구비된 구성을 나타낸 도면
도 6: 본 발명에 따른 수중와류 유도설비의 작용을 나타낸 도면(바닥면이 막힌 와류형성드럼)
도 7: 본 발명에 따른 수중와류 유도설비의 작용을 나타낸 도면(바닥면이 개방된 와류형성드럼)
도 8: 본 발명에 적용되는 앵커기구의 작용을 나타낸 도면
도 9: 본 발명에 있어서 와류형성드럼에 경사형 저항막이 구비된 구성을 나타낸 도면
도 10: 본 발명에 있어서 상하유동형 고정수단이 적용된 구성을 나타낸 도면

이하, 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 첨부된 도 1부터 도 10까지를 참조로 하여 상세하게 설명한다.

본 발명의 실시예에 따른 수중와류 유도설비는, 도 1부터 도 4에 나타난 것과 같이 상면이 개방된 형태의 내부공간이 갖추어진 다수개의 와류형성드럼(10)이 조합되어 일정면적의 해저면에 분포되는 와류형성수단과, 상기 각 와류형성드럼(10)을 서로 연결함과 동시에 각 와류형성드럼(10)이 해류의 영향에 의해 개별적으로 일정 범위내에서 움직일 수 있도록 하는 유동연결수단과, 상기 와류형성수단의 위치가 해저면에 대하여 고정되도록 하는 고정수단을 포함하여 이루어진다.

상기 유동연결수단은 다수개의 와류형성드럼(10)을 연속해서 관통하는 연결와이어(20)를 포함하여 이루어지는데, 상기 연결와이어(20)는 로프, 혹은 체인과 같이 동일한 기능을 갖는 다른 형태의 선부재(線部材)로 대체될 수 있다.(도 1, 2 참조)

상기 고정수단은 상기 와이어의 선단이 결속되는 포스트부(301)와, 상기 포스트부(301)의 하단에 구성되어 해저면에 박히는 원뿔형태의 원뿔부(302)를 포함하는 앵커기구(30)로 이루어지는데, 상기 원뿔부(302)의 외면에는 그 상단이 원뿔부(302)의 상단 보다 돌출되는 다수개의 만곡 가능한 걸림편부(303)가 구비된다.

여기서, 상기 포스트부(301)의 상단은 갈고리 형태로 이루어짐으로써 이에 체결된 와이어가 이탈되지 않도록 구성되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 유동연결수단은 각 와류형성드럼(10)에 구비되는 연결고리(22와, 상기 연결고리(22)에 체결되는 연결후크(23)를 포함하여 이루어질 수 도 있다.(도 3, 4 참조)

여기서, 상기 연결고리(22)는 와류형성드럼(10)의 전후좌우면에 각각 구비되고, 연결고리(22)에 연결된 연결후크(23)는 근접한 다른 와류형성드럼(10)의 연결후크(23)와 연결됨으로써 모든 와류형성드럼(10)이 전체적으로 체결되는 조합구조를 형성하게 된다.

이에 적용되는 고정수단은 상기 연결와이어(20)에 대한 고정작용을 행하는 앵커기구(30)와 동일한 것이 사용될 수 있으나, 이에 따른 고정방식은 연결와이어(20)를 고정하는 방식과는 다르게, 갈고리 형태로 이루어진 포스트부(301)의 상단이 와류형성드럼(10)의 상단에 걸리고, 원뿔부(302)가 해저면에 박힘으로써 와류형성드럼(10)을 고정하게 된다.

이때, 앵커기구(30)가 모든 와류형성드럼(10)에 적용되는 것이 아니라, 일정한 간격을 두고 배치되어 일부 와류형성드럼(10)에만 적용되도록 함으로써 구성상의 효율을 높이는 것이 바람직하다.

그리고, 도 5에 나타난 것과 같이 상기 와류형성드럼(10)의 상단 그 상방에서의 해수의 흐름에 저항을 가하는 저항막(12)이 구비될 수 있는데, 상기 저항막(12)은 와류형성드럼(10)의 상단의 일정부분에서 상방으로 돌출된 얇은 플레이트 형태로 이루어지며, 와류형성드럼(10)과 분리결합 가능하게 구성될 수 있다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 수중와류 유도설비의 작용을 설명하면 다음과 같다.

우선, 본 발명의 수중와류 유도설비는 해안에서 근접한 해저면에 설치됨으로써 각 와류형성드럼(10)의 조합된 면적에 해당하는 분포면적을 형성하게 되며, 예시적으로 상기 와류형성드럼(10)의 조합형태는 다수개의 와류형성드럼(10)이 가로열과 세로열을 이루는 장방형(도 1, 도 3 참조) 또는 중심부에서 사방으로 동일한 간격으로 배열되는 방사형(도면 생략) 등으로 이루어질 수 있다.

도 6에 나타난 것과 같이 본 발명의 수중와류 유도설비가 설치된 상태에서, 파랑 등에 의해 와류형성드럼(10)의 상방에서 해수의 수평방향 흐름이 발생되면, 각각의 와류형성드럼(10)의 내부공간에 유입되어 있는 해수에서 와류가 형성되어 용승하게 되고, 용승하는 와류에 의해서 수평방향의 해수의 흐름이 차단되어 완화된다.

즉, 각각의 와류형성드럼(10)에서 형성된 용승 와류는 전체적으로 조합되어 해수의 흐름을 완화하고 해수의 흐름에 의한 에너지를 흡수하는 일종의 에너지 흡수막 역할을 하게 되며, 해수의 흐름이 완화되면 결과적으로 파랑의 강도 또한 약화됨으로써 파랑에 의한 피해가 감소되는 것이다.

그리고, 본 발명에 의하면 도 7에 나타난 것과 같이 와류형성수단으로서 바닥면이 개방된 형태의 이른바 개방형 와류형성드럼(10')이 적용될 수 있는데, 개방형 와류형성드럼(10')에 의하면 그 아래의 해저 토사가 용승되는 와류에 의해 흡입되어 올라와서 해수의 흐름을 따라 해안으로 이동하게 됨으로써 해안의 모래 침식현상이 완화되는 작용 또한 얻을 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 있어서, 와류형성드럼(10)에 저항막(12)이 구비된 경우에는 이에 의해 해수의 흐름에 저항이 가해지기 때문에 용승되는 와류과 더불어 해수의 흐름에 의한 에너지가 더욱 감소된다.

저항막(12)이 와류형성드럼(10)과 분리결합 가능하게 구성된 경우에는 해당 지역의 해수의 흐름과 같은 설치 조건에 따라 저항막(12)을 선택적으로 구비할 수 있게 된다.

이어서, 본 발명에 있어서, 각각의 와류형성드럼(10)이 유동연결수단에 의해 연결됨으로써 개별적으로 일정 범위내에서 움직일 수 있도록 구성된 특징에 대하여 설명하면 다음과 같다.

우선, 해저면은 육지의 지형처럼 일정한 형태를 유지하는 것이 아니라, 해수의 흐름에 의해 토사가 부유되어 유동되기 때문에, 그 지형이 조금씩 변화하게 되므로, 본 발명에 따른 수중와류 유도설비가 안정된 설치상태를 유지하기 위해서는 변화하는 해저면의 지형에 맞추어 유연하게 대응될 필요성이 있다.

이에 따라, 유동연결수단이 각각의 와류형성드럼(10)을 관통하는 연결와이어(20)와 같은 선부재로 이루어지는 경우에는 연결와이어(20)의 유연정도에 해당하는 만큼, 각각의 와류형성드럼(10)의 상하 위치가 달라질 수 있기 때문에 해저면의 고저변화에 대응하게 되는 것이다.

유동연결수단이 연결후크(23)로 이루어지는 경우에는 서로 체결된 연결후크(23)가 일정범위 내에서 자유회동될 수 있기 때문에 연결후크(23)가 자유회동되는 범위내에서 와류형성드럼(10)의 상하 위치가 달라짐으로써 해저면의 고저변화에 대응하게 되는 것이다.

한편, 본 발명의 수중와류 유도설비는 전술한 바와 같이 파랑 등에 의해 유발되는 해수의 에너지를 흡수하기 위한 것이기 때문에 분포면적이 넓게 구성되도록 그 효과는 높아진다고 볼 수 있지만, 현실적으로 분포면적을 무한정 넓게 할 수는 없기 때문에 설치되는 해안선이나 해수의 특성 등을 감안하여 최적의 분포면적과 설치위치를 선정하는 것이 중요하다고 볼 수 있다.

따라서, 상술한 바와 같이 와류형성드럼(10)의 개별적인 위치변화가 가능토록 함으로써 해저면의 지형변화에는 유연하게 대응되도록 하는 것이 바람직하지만, 전체적인 분포위치가 달라져서는 의도한 만큼의 에너지 흡수효과를 얻을 수 없기 때문에 수중와류 유도설비의 위치는 안정적으로 고정되어야 한다.

그리고, 이러한 위치의 안정성을 위한 고정수단으로서 상기 앵커기구가 사용되고 있는 바, 이의 작용은 다음과 같다.

상기 앵커기구(30)는 포스트부(301)의 하단에 구성된 원뿔형태의 원뿔부(302)가 해저면에 박히도록 설치되는데, 이와 같은 상태에서, 해수의 흐름 등에 의한 영향으로 원뿔부(302)를 상방으로 이끄는 작용이 발생하게 되면, 걸림편부(303)가 주변의 해저 토사와 간섭되어 구부러짐으로써 방사상으로 펼쳐지게 된다.

이때 상기 걸림편부(303)가 펼쳐질수록 걸림편부(303)와 주변의 해저 토사와의 간섭정도는 더욱 강해지게 되고, 결과적으로 앵커기구(30)가 해저면에서 이탈되는 것이 억제됨으로써 강력한 고정작용이 이루어지게 된다.(도 8 참조)

한편, 도 9에 나타난 것과 같이 상기 와류형성드럼(10)의 상단에는 해수의 흐름방향으로 기울어진 이른바 경사형 저항막(12')이 구비될 수 있으며, 상기 경사형 저항막(12') 역시 저항막(12)과 마찬가지로 와류형성드럼(10)과 분리결합 가능하게 구성될 수 있다.

상기 와류형성드럼(10)에 경사형 저항막(12')이 구비된 경우에는 해수의 흐름에 대한 저항 작용이 보다 유연하게 이루어진다.

또한, 본 발명에 따르면, 이른바 상하유동형 고정수단이 적용될 수 있는데, 이는 도 10에 나타난 것과 같이 와류형성드럼(10)을 통과하여 해저에 박히는 앵커파일(40)과, 상기 와류형성드럼(10)의 중심부에 배치되며, 상기 앵커파일(40)을 상하 이동 가능하게 지지하는 홀더(42)와, 상기 홀더(42)가 와류형성드럼(10)에 고정되도록 하는 고정아암(44)을 포함하여 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 홀더(42)는 앵커파일(40)이 관통하는 원통형으로 이루어질 수 있으며, 상기 앵커파일(40)의 상단에는 홀더(42)가 앵커파일(40)로부터 이탈되지 않도록 하는 이탈방지링(401)이 구비되는 것이 바람직하다.

이러한 상하유동형 고정수단에 의하면, 상기 앵커파일(40)을 따라 홀더(42)가 상하로 움직일 수 있기 때문에 결과적으로 와류형성드럼(10) 또한 상하로 움직일 수 있게 됨으로써 해저면의 지형변화나 해수의 흐름에 대한 와류형성드럼(10)의 위치대응이 보다 유연해지게 된다.

10: 와류형성드럼 10': 개방형 와류형성드럼
12: 저항막 12': 경사형 저항막
20: 연결와이어 22: 연결고리 23: 연결후크
30: 앵커기구 301: 포스트부 302: 원뿔부
303: 걸림편부 40: 앵커파일 401: 이탈방지링
42: 홀더 44: 고정아암

Claims (3)

1. 상면이 개방된 형태로서 해수가 유입되어 반향되는 빈 내부공간이 갖추어진 다수개의 와류형성드럼(10)이 조합되어 일정면적의 해저면에 분포되는 와류형성수단과;
   
   상기 각 와류형성드럼(10)에 구비되는 연결고리(22)와 상기 연결고리(22)에 연결되는 연결후크(23)를 포함하여 이루어짐으로써 상기 각 와류형성드럼(10)을 서로 연결함과 동시에 상기 각 와류형성드럼(10)이 해류의 영향에 의해 개별적으로 일정 범위내에서 움직일 수 있도록 하는 유동연결수단과;
   
   상기 와류형성드럼(10)을 통과하여 해저에 박히는 앵커파일(40)과, 상기 와류형성드럼(10)의 중심부에 배치되며, 앵커파일(40)이 관통하는 원통형으로 이루어짐으로써, 상기 앵커파일(40)을 상하 이동 가능하게 지지하는 홀더(42)와, 상기 홀더(42)가 와류형성드럼(10)에 고정되도록 하는 고정아암(44)과, 상기 앵커파일(40)의 상단에 구비되어 홀더(42)가 앵커파일(40)로부터 이탈되지 않도록 하는 이탈방지링(401)으로 구성된 상하유동형 고정수단을 포함하여 이루어짐으로써, 상기 앵커파일(40)을 따라 홀더(42)가 상하로 움직일 수 있는 구조상, 상기 와류형성드럼(10) 또한 상하로 움직일 수 있게 되어 해저면의 지형변화나 해수의 흐름에 대한 와류형성드럼(10)의 위치대응이 유연해지며,
   
   상기 와류형성드럼(10)의 상단에는 해수의 흐름에 저항을 가하는 저항막(12)이 구비되는 것을 특징으로 하는 수중와류 유도설비.
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