KR100712257B1 - 이중 구조의 드레인 보드와 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 주름 유공관을 누른 상태에서 폭 방향 한 곳 이상을 길이 방향으로 결합한 이중 구조의 드레인 보드에 관한 것이다.

본 발명 이중 구조의 드레인 보드는, 각각 다수의 주름과 통공이 형성되며 양 단부가 서로 일체로 연결된 상·하부 판체로 이루어지고, 두 판체가 중첩된 상태에서 폭 방향 한 곳 이상이 길이 방향을 따라 서로 결합된 구조로서, 중공을 갖는 관체인 주름 유공관을 성형 제조한 후 이를 상·하 방향으로 눌러 압착하는 단계와; 중첩된 한 쌍의 판체 형상으로 압착 변형된 상태에서 폭 방향 한 곳 이상을 결합하는 단계와; 결합이 완료된 드레인 보드에 다수의 통공을 관통 형성시키는 단계를 통하여 제조된다.

본 발명의 복합배수부재는, 탈수 환산 단면적이 획기적으로 커지기 때문에 토양에 함유된 수분 제거 효율이 극대화되는 장점이 있으며, 토양에 따라 복합배수부재를 자유롭게 밴딩 하여 사용할 수 있는 이점이 있다.

드레인 보드, 유공관, 연약 지반, 배수

Description

이중 구조의 드레인 보드와 그 제조 방법{The double drain board 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 발명 제1실시예 드레인 보드의 부분 사시도.

도 4는 본 발명 제1실시예 드레인 보드의 가공 단계를 보인 단면도.

도 5는 본 발명 제2실시예 드레인 보드의 부분 사시도.

도 6은 본 발명 제3실시예 드레인 보드의 부분 사시도.

도 7은 본 발명 드레인 보드를 제조하기 위한 일실시예 설비의 구성도.

도 8은 본 발명 드레인 보드 제조용 결합 롤러를 보인 것으로,

(가)는 원판형 결합 롤러의 사시도이고,

(나)는 톱니형 결합 롤러의 사시도 이다.

((도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명))

1. 드레인 보드 2. 여과부재

11. 판체 12. 돌기

30. 주름 유공관 31. 하부 드레인 보드부재

31A. 하부 관체부 31B. 하부 드레인 보드부

32. 상부 드레인 보드부재 32A. 상부 관체부

32B. 상부 드레인 보드부 71. 주름 유공관 성형 장치

72,75. 인출 장치 73. 압착 롤러

74. 결합 롤러 74A. 원판형 결합 롤러

74B. 톱니형 결합 롤러

G. 요홈 V. 골

본 발명은, 중공을 갖는 관체인 주름 유공관의 반대되는 외주면을 눌러 두 장의 판체가 겹쳐진 구조로 변형시킨 후, 길이 방행을 따라 폭 방향 한 곳 이상을 결합하여, 단면 상에서, 폭 방향을 따라 결합된 부분과 결합되지 않은 부분이 교대로 형성되도록 함으로써, 강성을 향상시킴과 동시에, 토양 속에 함유된 수분을 효율적으로 배출 제거할 수 있도록 한, 이중 구조의 드레인 보드와 그 제조 방법에 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 판체(11)의 양면 각각에, 다수의 골 즉, 배수홈(D)이 길이 방향을 따라 형성되도록, 판체(11)의 상단부에서 하단부까지 서로 평행한 다수의 리브 또는 플렌지와 같이 폭에 비하여 길이가 상대적으로 긴 판상의 돌기(12) 다수를 직립시킨 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 판체(11) 측으로 이동하게 되고, 이 수분은, 모세관 현상에 의해, 돌기(12) 사이에 형성된 배수홈(D)을 따라 상승한 후 드레인 보드(1)의 상단부를 통하여 지표면으로 배출된 다.

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 돌기(12) 및 판체(11)의 각 평탄면 측으로 함몰 밀착되면서 돌기(11) 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 성능을 전혀 발휘할 수 없게 된다.

또한, 드레인 보드(1)의 판체(11)는, 그 양측 면에 길이 방향을 따라 수직한 다수의 돌기(12)가 평행하게 직립한 구조이기 때문에 폭 방향 굴곡 변형 저항성은 충분하나, 길이 방향 굴곡 변형 저항성이 작기 때문에, 길이 방향을 따라서는 작은 힘으로로도 판체(11)를 쉽게 밴딩 할 수 있는 바, 토압에 의해 판체(11)가 말리거나 찌그러지면서 배수홈의 형성이 불가능하게 될 수도 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, 강성이 크기 때문에 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 공개특허 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 공개특허를 구성하는 주름날개의 양측 면 각각에 길이 방향을 따라 서로 평행한 다수의 요철배수안내홈을 형성시킨 구조로서, 상기 공개특허와 달리 배수홈이 구비된 주름날개가 유공관과 일체화되었는 바, 상기 공개특허에 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.

본 발명은, 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, 유공관을 이용하여 간단히 제조할 수 있도록 함으로써 제조 생산성을 높일 수 있으며, 강성을 향상될 수 있을 뿐만 아니라, 판체인 드레인 보드와 관체인 유공관의 역할을 동시에 수행할 수 있도록 함으로써, 배수 효율을 극대화할 수 있는 드레인 보드와 그 제조 방법을 제공함에 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적은, 중공을 갖는 관체인 주름 유공관의 압착 및 부분 결합에 의하여 달성된다.

본 발명 이중 구조의 드레인 보드는, 양 단부가 서로 일체화된 판상의 상·하부 드레인 보드부재로 구성되며, 각 드레인 보드부재는, 마주하는 타 드레인 보드부재와 폭 방향을 따라 서로 결합되는 드레인 보드부 및 서로 결합되지 않고 둘 사이에 중공이 형성되는 다수의 관체부가 교대로 결합된 구조를 갖도록 즉, 드레인보드와 유공관이 교대로 반복 형성되도록 함에 기술적 특징이 있으며, 관체인 주름 유공관으로부터 이를 제조함에 방법적 특징이 있다.

이때, 상기 주름 유공관의 단면 형상을 반드시 원형으로 만들 필요는 없으며, 타원형을 비롯하여 다각형 형상 즉, 관벽에 의해 형성된 중공을 가진 관체 즉, 파이프의 형상이면 무방하나, 이하에서는 설명의 편의상 원형 단면을 갖는 주름 유공관을 예로 하여 설명하기로 한다.

본 발명의 드레인 보드는, 주름 유공관의 외주면을 눌러 판상으로 압착한 상태에서 적어도 폭 방향 한 곳 이상이 길이 방향을 따라 고정 또는 분리 가능하게 결합된 구조로서, 단면 상에서, 결합부와 비결합부가 폭 방향을 따라 교대로 반복되는 바, 결합부는 판상으로 변형된 주름 유공관의 두 관벽 즉, 두 드레인 보드부재의 각 드레인 보드부가 서로 결합에 의해 겹쳐진 구조가 되며, 비결합부인 두 드레인 보드부재의 각 관체부는 결합되지 않고 중공이 형성된 소형 관체를 이루게 된다.

이때, 두 관체부에 의해 형성된 소형 관체는, 별도의 성형 가공이 가해지지 않을 경우, 대략 단경에 비하여 장경이 상대적으로 긴 타원형과 유사한 단면 형상을 갖게 된다.

즉, 본 발명 이중 구조의 드레인 보드는, 각각 "

" 단면 형상을 갖는 한 쌍의 드레인 보드부재가 상·하로 겹쳐진 구조이며, 각 드레인 보드부재는 , 단면 상에서, 한 주름 유공관의 일측 반과 타측 반에 해당하는 바, 상부 드레인 보드부재의 양 단부는, 하부 드레인 보드부재의 양 단부와 각각 일체로 형성된 상태로서, "

"의 단면 형상을 갖게 된다.

상기와 같은 본 발명 이중 구조의 드레인 보드는, 주름 유공관의 관벽을 관통하는 다수의 통공을 형성시키는 단계와; 주름 유공관을 상·하 방향으로 눌러 압착하는 단계와; 단면 상에서 적어도 폭 방향 한 곳 이상을 길이 방향으로 결합하는 단계 등으로 이루어지는데, 상기의 단계들은 제조 조건에 따라 선·후가 바뀔 수도 있다.

이때, 결합하는 단계는, 상부 드레인 보드부재의 저면 일부와 하부 드레인 보드부재의 상면 일부가 결합되는 단계로서, 이 '결합'은 융착 등에 의해 접합되는 고정 결합의 형태일 수도 있고, 상면과 저면의 대응 위치에 서로 억지 끼움식 결합이 가능한 암수 결합수단에 의한 분리 가능한 결합의 형태일 수도 있다.

상기와 같은 방법으로 제조된 본 발명 이중 구조의 드레인 보드는, 중공이 구비된 관체부 다수와 두장이 겹쳐진 상태의 판상 드레인 보드부 다수가 교대로 결합됨으로써, 종래의 드레인 보드가 가지고 있던 단점을, 중첩 구조 및 관체부가 보완하여 주며, 종래의 유공관이 가지고 있던 단점을, 드레인 보드부가 보완해 주게 된다.

그리고, 본 발명 이중 구조의 드레임 보드를 제조하기 위한 관체로서의 주름 유공관은, 단면 상의 원주를 따라 짝수 곳에서 주름이 형성되지 않음으로써 축 방향을 따라 외주면에 골이 형성되는 구조이다.

예를 들어, 축 방향을 따라 반복되는 주름을 형성시키되, 단면 원주 상의 6곳에 주름을 형성시키지 않으면, 원형 단면의 주름 유공관 외주면에는 축 방향을 따라 서로 평행한 6개의 골이 형성된 상태가 되는 바, 주름 유공관을 압착시 상·하부 드레인 보드부재에 각각 3곳씩의 무주름부가 서로 상·하로 짝을 이루어 대응하도록 위치시키고, 서로 대응하는 상·하부 무주름부를 결합함으로써, 본 발명의 드레인 보드가 만들어진다.

즉, "

" 단면 형상의 경우 무주름부가 6곳이며, 이 무주름부가 결합에 의해 중첩된 구조의 드레인 보드부로 만들어진다.

이때, 압착 가공을 쉽게할 수 있도록 무주름부 두 곳을 드레인 보드의 양 단부가 되는 곳에 위치시킬 수도 있으며, 이러한 경우 각 드레인 보드부재의 양 단부 사이에는 2곳씩의 무주름부가 있게 된다.

본 발명 이중 구조의 드레인 보드는 합성수지 재질로서, 합성수지의 압출에 의해 제조된 관체는, 냉각되기전 주름을 형성시키기 위한 금형을 통과하면서 금형 내주면을 통한 흡입력에 의해 관체의 외주면이 금형의 내주면에 밀착되는 바, 금형의 내주면 형상에 따라 원형관에 형성되는 주름의 형태 역시 다양하게 변화될 수 있으며, 상기와 같이 원형의 단면 상에서 짝수 부위에 주름을 형성되지 않도록 하는 것은 하나의 예이다.

그리고, 상기와 같이 유공관에 주름을 형성시키는 것은, 배수홈을 형성시키기 위한 것으로, 본 발명 드레인 보드는, 그 외면에 여과부재가 감싸진 상태로 땅속에 매입되고, 매입된 복합배수부재는 토양의 압력을 받게 되는 바, 이와 같은 상태에서, 드레인 보드에 형성된 폭 방향 주름의 골은 드레인 보드의 수평 배수홈이 되고, 관체부에 의해 형성되는 중공과 드레인 보드부의 결합부는 수직 배수홈이 된다.

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

도 3에 본 발명 제1실시예 드레인 보드의 사시도를, 도 4에 본 발명 제1실시예 드레인 보드의 가공 단계를 보인 단면도를 각각 도시하였다.

도시된 바와 같이, 본 발명 이중 구조의 드레인 보드는, 단면 상에서 하향 볼록할 수 있는 하부 관체부(31A) 다수와 평탄한 하부 드레인 보드부(31B) 다수가 교호하도록 일체로 형성된 하부 판체 즉, 하부 드레인 보드부재(31)와;

단면 상에서 상향 볼록할 수 있으며 상기 각 하부 관체부(31A)와 관체를 형성하는 상부 관체부(32A) 다수 및 상기 각 하부 드레인 보드부(31B)의 상면에 저면이 결합되는 평탄한 상부 드레인 보드부(32B) 다수가 교호하도록 일체로 형성되며, 양 단부가 하부 드레인 보드부재(31)의 양 단부와 일체로 형성된 상부 판체 즉, 상부 드레인 보드부재(32)로 구성된다.

이때, 상기 관체부(31A)(32A)의 볼록한 정도는, 최초 주름 유공관(30)의 크기와 단면 형상 및 관체부(31A)(32A)의 폭 방향 길이에 따라 평탄한 형태, 꺽인 형태 등으로 변화될 수도 있다.

그리고, 상기 상·하부 드레인 보드부재(32)(31)를 상·하부 판체라 지칭 한 것은, 주름 유공관(30)을 상·하로 눌러 압착시키게 되면 양 단부가 서로 연결된 상태에서 판의 형상을 하면서 서로 중첩된 형상을 하며, 이의 폭 방향 다수 곳이 결합된 상태가 되는 바, 단면 상에서 결합되지 않은 곳이 다소 볼록한 형상을 이룰 수 있으나, 전체적으로는 양 단부가 일체로 연결된 두 장의 판체가 중첩된 구조라 할 수 있기 때문이다.

그리고, 도 3과 4에 도시된 바와 같이, 폭 방향 주름과 결합부를 이루는 수직 방향 골 다수가 형성될 수도 있으며, 5에 도시된 바와 같이, 외면에서 내측으로 격자형 요홈(G) 다수가 형성되어 내부에 각각 다수의 수평 방향 골과 수직 방향 골이 형성될 수도 있을 뿐 아니라, 폭 방향 주름 대신, 도 6에 도시된 바와 같이, 나선형 주름이 형성될 수도 있고, 또한, 수평 방향 주름과 경사 방향 주름이 함께 끊어짐이 없이 교차 형성(도면 미도시)될 수도 있는데, 전술한 바와 같이, 주름 유공관의 주름 구조는 금형의 내주면 구조에 따라 다양한 형상으로 형성될 수 있다.

상기와 같은 구조를 갖는 본 발명 이중 구조의 드레인 보드는,

관벽에 의해 형성된 중공을 가진 관체로서늬 주름 유공관을 성형하는 단계와;

상기 주름 유공관의 관벽을 관통하는 다수의 통공을 형성하는 단계와;

성형된 상태로 진행하는 주름 유공관을 상·하 방향으로 눌러 압착하는 단계와;

압착되어 중첩된 한 쌍의 판체 형상으로 변형된 주름 유공관의 폭 방향 한 곳 이상을 길이 방향으로 고정 또는 분리 가능하게 결합하는 단계 등의 순차적인 공정들을 통하여 제조된다.

상기와 같은 본 발명의 방법을 적용하기 위한 설비의 예를 도 7에 도시하였는 바, 주름 유공관 성형 장치(71)에서 성형된 주름 유공관(30)은, 인출 장치(72)에 의해 압착 롤러(73)로 진행한 후 압착된 후 결합 롤러(74)를 통과하면서 결합되 며, 결합이 완료된 본 발명의 드레인 보드는 최종 인출 장치(75)에 의해 인출된다.

상기의 도면에서 통공(H)을 주름 유공관(30)의 관벽에 관통 형성시키기 위한 천공 장치는 생략하였다.

이때, 주름 유공관(30)을 접합에 의해 고정 결합하는 경우에 사용되는 결합 롤러(74)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 원판형(74A), 톱니형(74B) 등 주름 유공관(30)에 형성된 주름의 형태에 따라 그 구조가 다르게 되며, 결합 방법으로는 고주파 융착, 초음파 융착 등이 이용될 수 있다.

그리고, 상기의 도면들에 도시된 주름은, 사각형 또는 "ㄷ"자형의 단면 형상을 갖는 바, 주름의 단면 형상 역시 반원형, 다각형 등 금형에 따라 다양한 형태로의 변형이 가능하다.
상기와 같이 제조되는 본 발명 이중 구조의 드레인 보드는, 필요에 따라, 판상으로 압착한 상태에서 폭 방향 어느 한 곳도 결합되지 않을 수 있다.
즉, 압착한 상태 그대로 사용될 수도 있는 바, 이러한 경우, 제조 방법에서도 마지막 단계인 결합하는 단계가 생략된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명 이중 구조의 드레인 보드는, 각각 다수의 관체부와 중첩된 드레인 보드부가 함께 일체화함으로써, 탈수 환산 단면적이 획기적으로 커짐은 물론, 드레인 보드가 중첩된 구조를 갖기 때문에, 그 내·외면 모두에 배수홈이 형성되어 수분 흡수와 함께 이동이 신속히 이루어져 토양에 함유된 수분 제거 효율이 극대화될 뿐만 아니라, 드레인 보드 자체의 강성이 높아져 토양에 매입된 상태에서의 변형이 최소화되기 때문에, 시간이 경과하여도 배수 효율 감소가 최소화되는 장점이 있다.

Claims (6)

1. 각각 다수의 주름과 통공이 형성된 하부 판체와;

   각각 다수의 주름과 통공이 형성되며, 상기 하부 판체에 적층된 상태에서 적어도 한 곳 이상의 폭 방향 저면이 길이 방향을 따라 하부 판체의 상면에 결합되고, 양 외측단부가 상기 하부 판체의 양 외측단부 각각과 일체로 형성된 상부 판체를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 이중 구조의 드레인 보드.
2. 제 1항에 있어서, 상기 상·하부 판체는 각각, 서로 짝을 이루어 결합되는 상·하 드레인 보드부 다수와, 서로 결합되지 않는 상·하 관체부 다수가 교호하도록 일체로 연결된 것을 특징으로 하는 이중 구조의 드레인 보드.
3. 관벽에 의해 중공을 갖는 관체인 주름 유공관을 성형 제조하는 단계와;

   상기 주름 유공관의 관벽을 관통하는 다수의 통공을 형성하는 단계와;

   성형된 후 진행하는 주름 유공관을 상·하 방향으로 눌러 압착하는 단계와;

   중첩된 한 쌍의 판체 형상으로 압착 변형된 주름 유공관의 폭 방향 한 곳 이상을 길이 방향으로 고정 또는 분리 가능하게 결합하는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 이중 구조의 드레인 보드 제조 방법.
4. 제 1항에 있어서, 상기 주름은, 수평 방향 주름과 경사 방향 주름이 함께 교차 형성된 것을 특징으로 하는 이중 구조의 드레인 보드.
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6. 삭제

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