KR200430969Y1 - 경사핀들이 구비된 드레인 보드 - Google Patents

Abstract

본 고안은, 판상의 보드 몸체 양 면에 다수의 판형 핀들이 직립 상태가 아닌 경사진 상태로 결합된, 경사핀들이 구비된 드레인 보드에 관한 것이다.

본 고안의 경사핀들이 구비된 드레인 보드는, 판상의 보드 몸체(31) 양 면 각각에 경사지도록 구비된 경사핀(32)의 경사각이 35∼80°이며, 인접한 두 경사핀(32)은 서로 반대 방향으로 경사지면서 인접한 두 경사핀(32)의 두 끝단부에 의해 폭이 좁은 축소틈새(C1)와 폭이 큰 확장틈새(C2)가 교대로 형성되도록 한 구조이다.

본 고안의 경사핀들이 구비된 드레인 보드는, 직립핀들을 가진 종래의 드레인 보드보다 생산성 저하나 제조 원가 상승 없이 배수 효율성만을 높여 주는 이점이 있다.

드레인 보드, 유공관, 연약 지반, 배수, 핀

Description

경사핀들이 구비된 드레인 보드{Drain board with inclined fins for removing water out of the damp ground}

도 1은 종래 드레인 보드의 사시도.

도 2는 여과부재가 결합된 종래 드레인 보드의 단면도.

도 3은 본 고안 경사핀들이 구비된 실시예 드레인 보드의 사시도.

도 4에 본 고안 경사핀들이 구비된 실시예 드레인 보드의 평면도.

도 5는 본 고안 경사핀들이 구비된 실시예 드레인 보드의 부분 확대 평면도.

도 6은 여과부재가 결합된 본 고안 실시예 드레인 보드가 땅 속에 매입된 상태를 보인 모식도.

((도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명))

2. 여과부재 31. 보드 몸체

32. 경사핀

θ. 경사각도 C1. 축소틈새

C2. 확장틈새 D. 배수홈

W1. 축소틈새폭 W2. 확장틈새폭

F1,F2. 토압 H. 높이

본 고안은, 판상의 보드 몸체 양 면 각각에, 폭보다 길이가 긴 다수의 판형 핀들이 직립 상태가 아닌 경사진 상태로 보드 몸체의 길이 방향을 따라 결합됨으로써, 토양 속에 함유된 수분을 효율적으로 배출 제거할 수 있도록 한, 경사핀들이 구비된 드레인 보드에 관한 것이다.

강변이나 호수 및 늪지대 등과 같은 연약 지반에 주택, 공장, 도로, 제방 등과 같은 각종 건축물이나 구조물을 세우기 위해서는, 연약 지반에 함유된 수분을 지상으로 배출시켜 연약 지반의 강도를 보강하는 공사가 선행되어야 하며, 이렇게 함으로써, 그 후에 세워지는 건축물이나 구조물의 안정성이 확보될 수 있게 되는 바, 연약 지반과 같이 수분을 상당량 함유하고 있는 토지에 건설공사를 하기 위하여 실시되는 수분 제거 방법을 살펴 보면 다음과 같다.

가장 오래된 수분 제거 방법으로는, 지반을 굴착하여 원기둥형 굴착공을 만든 후 그 내부에 흡수성이 우수한 모래를 채워넣음으로써, 지반에 함유된 수분이 모래기둥을 따라 모세관 현상에 의해 배출되도록 하는 방법을 들 수 있으나, 효율성이 매우 낮기 때문에 근래에는 거의 사용되지 않고 있으며, 요즘에는, 판상의 드레인 보드나, 내·외주면을 관통하는 다수의 통공이 관벽에 관통 형성된 유공관을 사용하는 것이 일반적인 바, 이를 살펴보면 다음과 같다.

도 1에 도시된 바와 같이, 드레인 보드(1)는, 직사각형 형상을 하는 판체인 보드 몸체(11)의 양면 각각에, 다수의 골 즉, 배수홈(D)이 길이 방향을 따라 형성되도록, 보드 몸체(11)의 상단부에서 하단부까지 서로 평행하며 폭에 비하여 길이가 수 배 이상으로 긴 다수의 판형 핀(12)들이 직립한 구조로서, 그 외면을 부직포 등과 같은 여과부재(2)로 감싼 상태로 토양 중에 매설된다.

따라서, 상기 드레인 보드(1)가 토양 내부에 수직으로 매설되면, 도 2에 도시된 바와 같이, 토양 내부에 포함된 수분만이 여과부재(2)를 통과하여 보드 몸체(11) 측으로 이동하게 되고, 이 수분은, 모세관 현상에 의해, 핀(12)들 사이에 형성되는 배수홈(D)을 따라 상승한 후 드레인 보드(1)의 상단부를 통하여 지표면으로 배출된다.

그러나, 토양 내부에 함유된 수분이 배출됨에 따라 지반이 침하하게 되고, 침하하는 지반이 드레인 보드(1)의 양측 면을 강하게 압박하게 됨에 따라, 여과부재(2)가 핀(12)들 사이로 함입되어 보드 몸체(11)의 각 평탄면 측으로 함몰 밀착되면서 핀(12)들 사이의 배수홈(D)이 극히 작아지거나, 심한 경우, 거의 사라지게 된다.

즉, 배수홈(D)이 축소되거나 사라지면서 드레인 보드(1)의 배수 성능이 급격히 저하되거나, 배수 성능이 전부 소실되기도 하는 문제가 있다.

다른 배수부재인 유공관은, 상기와 같은 판상의 드레인 보드가 가지고 있는 각종 문제점들을 해결하기 위하여 개발된 것으로, 축 방향을 따라 평탄한 직관의 형태가 아닌, 관벽에 나선상의 요철이 형성되는 동시에, 그 내·외주면을 관통하는 다수의 통공이 관통 형성된 나선형 주름 유공관이 주로 사용된다.

그리고, 상기의 주름 유공관 역시, 드레인 보드와 같이, 그 외주면에 여과부재가 감싸진 상태에서 연역 지반에 매설되는데, 드레인 보드와 달리, 배수홈의 역할을 하는 유공관의 중공이 막힐 염려가 없으며, 그 결과, 시간이 지남에 따라 배수 성능이 저하되지 않는 장점이 있다.

그러나, 예를 들어, 요철이 없는 직관 형태의 유공관과 돌기가 없는 평판상의 드레인 보드를 기준으로 하여, 임의의 유공관과, 이 유공관을 판상으로 펼친 드레인 보드를 비교할 경우, 여과부재가 개재된 상태에서, 유공관은 외주면만이 토양과 접촉하게 되나, 드레인 보드는 유공관의 내·외주면에 해당하는 양면 모두가 토양과 접촉하게 되는 바, 드레인 보드의 토양 접촉 면적이 유공관의 그 것에 비하여 2배 정도가 된다.

즉, 유공관은, 강성이 우수하며 배수 성능이 일정하게 유지된다는 장점이 있는 반면에, 드레인 보드에 비하여 탈수환산 단면적이 떨어지는 단점이 있다.

따라서, 유공관의 장점과 드레인 보드의 장점을 가질 수 있는 드레인 보드 일체형 유공관이 개발되었는 바, 국내 공개특허공보 특1999-78935호에 "탈수환산 단면적을 크게 한 여과용 주름 배수관이", 국내 등록실용신안 제376585호에 "탈수환산 단면적을 크게 한 요철형 날개 주름배수관"이 개시되어 있는 바, 이를 살펴보면 다음과 같다.

상기 공개특허는, 유공관의 반대되는 외주면 양측에, 판상의 주름날개가 축 방향을 따라 일체로 결합되며, 그 외면을 여과포가 감싸는 구조인 바, 이러한 구조의 경우, 토양과의 접촉 면적이 증가하기는 하나, 여과포가 주름날개의 외면에 밀착되는 단점이 있다.

즉, 여과포의 내면과 주름날개의 외면 사이에 확실한 배수홈이 형성되지 않기 때문에 충분한 배수 성능의 향상이 어려운 측면이 있다.

그리고, 상기 등록실용신안은, 상기 공개실용신안등록를 구성하는 주름날개의 양측 면 각각에 길이 방향을 따라 서로 평행한 다수의 요철배수안내홈을 형성시킨 구조로서, 상기 공개실용신안등록와 달리 배수홈이 구비된 주름날개가 유공관과 일체화되었는 바, 상기 공개실용신안등록에 비하여 배수 능력이 향상될 수는 있으나, 그 주름날개의 경우, 종래의 드레인 보드와 같이 시간이 경과함에 따라 요철배수안내홈이 작아지거나 패쇄될 수가 있다. 즉, 주름날개가 그 역할을 못하게 될 수도 있다.

또한, 상기 공개특허와 등록실용신안은, 종래의 드레인 보드나 유공관 등과 비교하여 제조 원가가 높은 바, 비용 대비 효용성이 떨어지는 단점이 있다.

본 고안은, 연약 지반의 수분을 제거하기 위하여 사용되는 드레인 보드나, 주름 유공관 또는, 드레인 보드의 역할을 하는 날개가 결합된 드레인 보드 일체형 유공관 등과 같은 종래의 배수부재가 가지고 있는 제반 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 제조 비용이 저렴하면서도 배수 성능이 좋은 즉, 비용 효율성이 우수한 드레인 보드를 제공함에 본 고안의 목적이 있다.

본 고안의 상기 목적은, 드레인 보드의 판형 몸체의 양 면 각각에 결합되는 다수의 경사핀들에 의해 달성된다.

본 고안의 경사핀들이 구비된 드레인 보드는, 경사핀들의 외측단부에 접촉하도록 드레인 보드를 감싸는 부직포가 경사핀들 사이의 배수홈 내부로 함입되지 않도록 하는 구조를 가짐에 기술적 특징이 있다.

즉, 본 고안의 드레인 보드는, 몸체 양 면에 각각 돌출 결합된 경사핀들 사이에 형성되는 배수홈 내부로 부직포가 토압에 의해 함입되지 않도록 함으로써 배수홈이 안정적으로 확보되고, 그에 따라, 드레인 보드의 배수 성능 저하가 최소화 되도록 함에 구조적 특징이 있는 바, 이를 살펴 보면 다음과 같다.

본 고안의 드레인 보드는, 종래의 드레인 보드와 같이 판체 형상을 하는 보드 몸체와, 보드 몸체의 양 면 각각에 돌출 구비된 다수의 핀들로 이루어진 구조이나, 종래와 달리, 상기 각 핀이 몸체의 각 면에 직립한 직립핀이 아닌, 일측으로 기울어진 경사핀임에 그 구조적 특징이 있다.

이때, 인접한 경사핀들끼리는 서로 동일한 방향으로 기울어지지 않고 서로 반대 방향 즉, 상대측을 향하여 기울어진 구조이다.

즉, 단면 상에서, 경사핀들은, 일측에서 타측으로 감에 따라, 각각의 상단부가 차례대로 우측, 좌측 방향을 따라 교대로 경사진 구조가 된다.

예를 들어, 5개의 경사핀이 보드 몸체의 일측 면 상에 좌·우 방향으로 결합되었다고 가정할 때, 첫번째 경사핀은 오른쪽으로, 두번째 경사핀은 왼쪽으로, 세번째 경사핀은 오른쪽으로, 네번째 경사핀은 왼쪽으로, 다섯번째 경사핀은 오른쪽으로 경사짐으로써, 첫번째와 두번째 경사핀들 및 세번째와 네번째 경사핀들 사이의 간격은, 보드 몸체와의 결합부에서 끝단부로 갈수록 둘 사이가 점차 가까워지게 되나, 두번째와 세번째 경사핀들 및 네번째와 다섯번째 경사핀들 사이의 간격은, 보드 몸체와의 결합부에서 끝단부로 갈수록 둘 사이가 점차 벌어지게 된다.

상기와 같은 경사핀들이 판체인 보드 몸체의 양 면 각각에 돌출 결합된 후 그 외측 전체에 부직포 등의 여과부재가 감싸지게 되며, 이때, 부직포의 내면은 경사핀들의 끝단부에 접촉하게 되는 바, 부직포의 내면은 경사핀들의 높이만큼 떨어진 상태에서 보드 몸체의 면과 대략 평행한 상태가 된다.

상기와 같이 여과부재가 감싸진 본 고안의 드레인 보드를 땅 속에 매입하는 경우, 토압에 의해 직립핀들 사이로 여과부재가 함입되면서 여과부재와 보드 몸체가 밀착되면서 직립핀들 사이의 배수홈이 막히게 되는 종래의 드레인 보드와 달리, 여과부재는 두 끝단부가 서로 벌어진 두 경사핀들 사이로만 합입되고 두 끝단부가 서로 좁아진 두 경사핀들 사이로는 합입되지 않음으로써 배수홈들 중 적어도 반이 그대로 유지된다.

즉, 직립핀들이 구비된 종래의 드레인 보드는 모든 배수홈이 축소되거나 사라지게 되는 반면에, 경사핀들이 결합된 본 고안의 드레인 보드는 배수홈들 중 1/2 정도만이 축소되거나 사라지게 될 뿐이다.

상기 본 고안의 목적과 기술적 구성을 비롯한 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 고안의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 아래의 설명에 의해 명확하게 이해될 것이다.

도 3에 본 고안 경사핀들이 구비된 드레인 보드의 사시도를, 도 4에 평면도를 도시하였다.

도시된 바와 같이 본 고안 경사핀들이 구비된 드레인 보드는,

판상의 보드 몸체(31)와;

길이보다 폭이 좁은 밴드의 형상을 하며 보드 몸체(31)의 각 면에 대하여 경사지도록 보드 몸체(31)의 길이 방향을 따라 보드 몸체(31)의 양 면 각각에 구비된 다수의 경사핀(32)으로 이루어진다.

이때, 인접한 두 경사핀(32)들 끼리는, 각각의 연장선이 서로 교차될 수 있도록, 그 경사 방향이 반대이다.

그리고, 도 5에 도시된 바와 같이, 인접한 두 경사핀(32)들 중 서로를 향해 경사짐으로써 두 끝단부 사이가 좁아진 축소틈새(C1)의 폭(W1)을, 서로에 대하여 멀어지는 방향으로 경사짐으로써 두 끝단부 사이가 넓어진 확장틈새(C2)가 갖는 폭(W2)의 1/2 이하로 하면서 서로 인접한 끝단부가 서로 접촉하지 않도록 하는 동시에, 각 경사핀(32)이 보드 몸체(32)의 면과 이루는 예각의 경사각도(θ)를 35∼80°로 하는 것이 바람직하다.

또한, 확장틈새(C2)의 폭(W2)을 경사핀(32)이 갖는 수직 높이(H)의 1∼3배 범위로 하는 것이 좋은 바, 상기와 같이 틈새폭(W1)(W2)의 비, 경사각도 및 경사 핀(32)의 높이(H)에 대한 확장틈새폭(W2)을 한정한 이유는 다음과 같다.

틈새폭(W1)(W2)의 경우, 축소틈새폭(W1)이 확장틈새폭(W2)의 1/2 보다 크게 되면, 확장틈새(C2)을 통하여 보드 몸체(31) 측으로 부여되는 토압(F2)이 축소틈새(C1)을 통하여 보드 몸체(31) 측으로 부여되는 토압(F1)에 비하여 충분히 크지 못한 상태가 된다.

따라서, 축소틈새(C1) 양 측의 확장틈새(C2)에 작용하는 토압(F2)이, 축소틈새(C1)로 부여되는 토압(F1)을 충분히 극복하지 못함으로써 여과부재(2)가 축소틈새(C1)을 통하여 보드 몸체(31) 측으로 함입될 수 있기 때문이다.

즉, 축소틈새(C1) 양 측의 확장틈새(C2)에 작용하게 되는 토압(F2)이 축소틈새(C1)로 부여되는 토압(F1)에 비하여 충분히 클 경우, 여과부재(2)가 각 확장틈새(C2)에서 보드 몸체(31) 측으로 함입되면서 축소틈새(C1)에 위치한 여과부재(2)를 수평 방향 좌·우 양 측으로 잡아당김으로써 여과부재(2)가 축소틈새(C1)를 통하여 보드 몸체(31) 측으로 함입될 수 없게 된다.

그러나, 확장틈새(C2)에 작용하는 토압(F2)이 축소틈새(C1)로 부여되는 토압(F1)에 비하여 충분히 크지 못할 경우에는, 축소틈새(C1)를 통하여 여과부재(2)가 보드 몸체(31) 측으로 함입되면서 배수홈(D)이 축소되거나 사라지게 되며, 인접한 두 경사핀(32)의 끝단부가 접촉하는 경우에는, 토양 속의 수분이 두 두 경사핀(32) 사이에 형성된 배수홈(D) 사이로 유입되지 못하게 된다.

그리고, 경사핀(32)의 경사각도(θ)가 35°에 미치지 못할 경우에는 경사핀들 사이의 간격이 넓어지면서, 단면 상에서, 단위 길이당 배수홈의 수가 부족하게 될 뿐만 아니라, 땅 속에 매입시, 보드 몸체(32)에 대한 경사핀(32)의 투영면적이 넓어져 각 경사핀(32)에 부여되는 토압이 필요 이상으로 상승하면서 경사각(θ)이 작아지는 방향으로 경사핀(32)이 변형될 수 있다.

그 결과, 배수홈(D)의 압착되면서 단면적이 축소되어 배수 성능이 떨어지게 되고, 경사각도(θ)가 80°를 초과할 경우에는 경사핀(32)보다 종래 드레인 보드의 직립핀과 거의 같은 배수 특성을 보이게 된다.

또한, 경사핀(32)의 수직 높이(H)와 확장틈새폭(W2) 사이의 관계는 경사핀(32)의 경사각(θ)과 직접적으로 연관되는데, 확장틈새폭(W2)이 경사핀 수직 높이(H)보다 작을 경우에는 경사각(θ)이 필요 이상으로 커지게 될 수 있으며, 3배보다 클 경우에는 그 반대 경향을 갖게 되는 바, 경사각(θ)과 연관시켜 그 비율을 결정하여야 한다.

상기와 같은 조건을 만족시키도록 본 고안의 드레인 보드를 제조함으로써, 도 6에 도시된 바와 같이, 드레인 보드가 땅 속에 매입된 상태, 드레인 보드를 감싼 여과부재(2)가 축소틈새(C1)를 형성하게 되는 인접한 두 경사핀(32) 사이의 배수홈(D) 사이로 함입되지 않게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 고안 경사핀들이 구비된 드레인 보드는, 직립핀들이 구비된 종래의 드레인 보드와 비교하여 생산성 저하는 물론 제조 원가를 상승시키지 않으면서도 배수 효율을 현저히 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (4)

1. 판체 형상을 하는 보드 몸체의 양 면 각각에 다수의 판형 핀들이 보드 몸체의 길이 방향을 따라 구비된 드레인 보드에 있어서,

   판상의 보드 몸체(31)와;

   상기 보드 몸체(31)의 양 면 각각에, 보드 몸체(31)의 각 면에 대하여 경사지도록 보드 몸체(31)의 길이 방향을 따라 형성된 다수의 판형 경사핀(32)으로 구성되며,

   이때, 평면도 상에서, 상기 다수의 경사핀(32) 중 인접한 두 경사핀(32)의 두 끝단부에 의해 폭이 좁은 축소틈새(C1)와 폭이 큰 확장틈새(C2)가 교대로 형성되도록 인접한 두 경사핀은 반대 방향으로 경사진 것을 특징으로 하는 경사핀들이 구비된 드레인 보드.
2. 제 1항에 있어서, 상기 각 경사핀(32)이 보드 몸체(32)의 면과 이루는 예각의 경사각도(θ)는 35∼80°인 것을 특징으로 하는 경사핀들이 구비된 드레인 보드.
3. 제 1항에 있어서, 상기 축소틈새(C1)의 폭(W1)은, 확장틈새(C2)의 폭(W2) 1/2 이하이며, 축소틈새(C1)를 형성하는 인접한 두 경사핀(32)의 끝단부끼리는 서로 접촉하지 않는 것을 특징으로 하는 경사핀들이 구비된 드레인 보드.
4. 제 1항에 있어서, 상기 확장틈새(C2)의 폭(W2)은, 경사핀(32) 수직 높이(H)의 1∼3배인 것을 특징으로 하는 경사핀들이 구비된 드레인 보드.

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