KR100204606B1 - 굴삭토 밀봉식 세미시일드 굴진기의 토사 반송장치 - Google Patents

Abstract

커터헤드가 굴삭한 토사 중에 있는 대구경 돌을 토사로부터 분리하여, 토사는 토사 압송펌프로, 대구경 돌은 별도의 경로로 반송하는 것을 목적으로 한다.

시일드 본체(1)의 앞부분에 설치된 커터헤드(2)에 의해 굴삭되어서 챔버(1a) 내부로 끌어들여진 토사를, 토사 압속펌프(20)에 의해 후방으로 반송하는 굴삭토 밀봉식 세미시일드 굴진기의 토사 반송장치에 있어서, 챔버(1a) 내부의 토사를 배출하는 배토관(10)의 후부에, 토사 중에 혼입된 대구경 돌을 분리하는 대구경 돌 분리수단(14)을 설치하며, 또, 상기한 대구경 돌 분리수단(14)의 하방에, 대구경 돌 분리수단(14)에 의해 분리된 토사는 토사 압송펌프(20)로 반송하는 호퍼를 설치한 것으로, 대구경을 돌 분리수단(14)에 의해 분리된 토사는 토사 압송펌프(20)로, 또, 대구경 돌은 별도의 경로로 반송하므로써, 토사 압송펌프(20)를 소형화 할 수 있으므로, 세미시일드 굴진기에 채용된 경우에 공간을 확보하기 쉽다.

Description

굴삭토 밀봉식 세미시일드 굴진기의 토사 반송장치

제1도는 본 발명의 한 실시예에 의한 굴삭토 밀봉식 시일드 굴진기의 토사 반송장치를 표시하는 횡단면도이다.

제2도는 본 발명의 한 실시예에 의한 굴삭토 밀봉식 시일드 굴진기의 토사 반송장치를 표시하는 종단면도이다.

제3도는 본 발명의 한 실시예에 의한 굴삭토 밀봉식 시일드 굴진기의 토사 반송장치를 표시하는 정면도이다.

제4도는 본 발명의 한 실시예에 의한 토사 반송장치의 토사 압송펌프를 표시하는 평면도이다.

제5도는 본 발명의 한 실시예에 의한 토사 반송장치의 토사 압송펌프를 표시하는 측면도이다.

제6도는 제5도에서의 A-A선을 따르는 단면도이다.

제7도는 제5도에서의 B-B선을 따르는 단면도이다.

제8도는 본 발명의 한 실시예에 의한 토사 압송펌프의 펌프튜우브 회전기구를 표시하는 단면도이다.

제9도는 제8도에서의 C-C선을 따르는 단면도이다.

제10도는 본 발명의 한 실시예에 의한 완충부상기구의 정면도이다.

제11도는 제2도에서의 D-D선을 따르는 단면도에 상당하는 주요부의 설명도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 시일드 본체 1a : 챔버

2 : 커터헤드 10 : 배토관

11 : 비상용 핀치밸브 13 : 상용 핀치밸브

14 : 대구경 돌 분리장치 16 : 호퍼

18 : 로우터리죠인트 20 : 토사 압송펌프

21 : 스페이서관 23 : 전송프레임

27 : 트랙체인 32 : 로울러

34 : 펌프튜우브 37 : 신축관

40 : 완충부상기구 45 : 감시장치

50 : 토압계

본 발명은 직격이 크고 둥근 돌(이하, 대구경(大口經) 돌이라 한다)의 연속반송이 가능한 굴삭토 밀봉식 시일드 굴진기의 토사 반송장치에 관한 것이다.

종래에는, 토목공사나, 시일드 굴진기에 의한 터널의 굴착공사에서 토사를 효율좋게 반송하기 위하여, 토사의 성상(性狀)을 소성유체(塑性流體)의 진흙(泥土)으로 하여, 예컨대, 일본국 실개소 57-142095호 공보에 기재된 배토장치 등으로 반송하도록 한 것이 공지되어 있다.

상기한 공보의 배토장치는 토사의 반송로를 복원성이 있는 튜우브로 형성하고, 이 튜우브의 외주부를 무단(endless) 형상의 체인에 부착한 2개의 로울러에 의해 교대로 압박함으로써, 튜우브 내의 토사를 일정한 방향으로 압송하는 구조로 되어 있다.

또, 일본국 특개평 3-63400호 공보는, 시일드 본체의 앞부분에 회전자재하게 설치된 커터헤드에 의해 굴삭된 토사를, 시일드 본체 앞부분의 챔버 내부로 끌어들인 후, 상기한 챔버 내의 압력을 일정하게 유지하는 배토 조정밸브와, 이 물질 제거수단 또는 분쇄기를 거쳐서 튜우브 배토수단에 의해 시일드 본체의 후방으로 반송하는 굴삭토 밀봉식 세미시일드기계가 제한되어 있다.

그러나, 상기한 종래의 굴삭토 밀봉식 세미시일드기계와 같이, 토사 중의 대구경 돌을 굴삭토와 함께 압송하는 것에서는, 배토장치 자체가 대형으로 되어서 세미시일드기계내에 설치한 경우, 통로 등을 확보하기가 곤란한 불편함이 있었다..

또, 대구경 돌을 분쇄기로 파쇄하여 직경을 작게 해서 압송하는 경우, 파쇄편의 끝이 날카롭게 되어서 압송튜우브를 손상시키는 문제도 있었다.

또, 튜우브가 손상 혹은 마모되었을 때, 시일드 본체 내에서의 튜우브의 교환이 곤란함은 물론, 시일드 본체 내부로부터 반출하여 교환하고자 하여도, 반출이 곤란하거나, 교환 후의 조립이 곤란하다는 등의 불편함이 있었다.

더우기, 토사의 압송 중에 로울러에 의해 튜우브가 압박되는데, 이 때, 튜우브가 신축하기 때문에, 튜우브 후단에 접속된 수송관에 악영향을 미치게 된다.

그밖에, 튜우브의 내부를 통과하는 토사가 압송하기에 적합한 성상인지의 여부를 외부에서 확인할 수 없으므로, 토사의 안정된 압송이 곤란하다는 등의 불편함이 있었다.

본 발명은 이러한 불편함을 개선하기 위하여 이루어진 것으로, 대구경 돌을 토사로부터 분리하여 반송하므로써, 소형의 토사 압송펌프로 토사의 연송 반송을 가능하게 한 굴삭토 밀봉식 세미시일드 굴진기의 토사 반송장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

또, 본 발명은 시일드 본체 내에서의 튜우브의 교환, 튜우브 배토장치의 시일드 본체 내부에 대한 반입, 시일드 본체 내부로부터의 반출을 용이하게 한 굴삭토 밀봉식 시일드 굴진기의 토사 반송장치를 제공하는 것을 그 목적으로 하는 것이다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여, 시일드 본체의 앞부분에 설치된 커터헤드에 의해 굴삭되어 챔버 내부로 끌어들인 토사를, 토사 압송펌프에 의해 후방으로 반송하는 굴삭토 밀봉식 세미시일드 굴진기의 토사 반송장치에 있어서, 챔버 내의 토사를 배출하는 배토관의 후부에, 토사 중에 혼합된 대구경 돌을 분리하는 대구경 돌 분리수단을 설치하며, 상기한 대구경 돌 분리수단의 하방에, 대구경 돌 분리수단에 의해 분리된 토사를 토사 압송펌프로 반송하는 호퍼를 설치한 것이다.

또, 시일드 본체의 후부에 접속된 스패이서관의 내부을 분할 가능한 구성으로 하여, 토사 압송펌프를 시일드의 반경 방향으로부터 탈거할 수 있도록 되어 있다.

또, 토사 압송펌프를 토사 반송 방향을 따라 부설된 펌프튜우브와, 구동원에 의해 회전구동되는 트랙체인에 회전자재하에 지지되며, 또, 상기한 트랙체인의 회전에 따라, 상기한 펌프튜우브을 압박하면서 전동하여 내부의 토사를 압송하는 복수의 로울러와, 튜우브 내의 돌 등에 로우러가 걸렸을 때 트랙체인을 지지하는 전송프레임을, 돌 등을 맞물어 넣는 경우에 로울러를 부상(浮上)시키는 완충부상기구로 구성되는 토사 압송펌프를 설치한 것이다.

상기한 구성에 의해, 커터헤드에 의해 굴삭되어 챔버 내부로 끌어들인 토사는, 배토관에 의해 토사 압송펌프로 반송될 때, 대구경 돌 분리장치에 의해 토사중의 대구경 돌이 분리되어서, 대구경 돌은 다른 경로로 반출되므로, 토사 압송펌프로 대구경 돌을 압송할 필요가 없다.

이에 의해서, 토사 압송펌프의 소형화가 도모되므로, 세미시일드 굴진기 내에 설치한 경우에도, 통로 등의 공간을 쉽게 확보하 수 있다.

또, 토사 압송펌프의 소형화에 의해, 스페이서관 내부로 끌어올려 수리하거나, 펌프튜우브의 교환 등이 가능함과 아울러, 스페이서관을 상하 방향으로 분할할 수 있는 구조로 하므로써, 토사 압송펌프의 반입 및 반출작업이 쉽게 된다.

[실시예]

본 발명의 제1실시예를 제1도∼제11도에 표시하는 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

제1도는 굴삭토 밀봉식 굴진기의 횡단면도, 제2도는 제1도에서의 종단면도, 제3도는 제1도에서의 정면도를 표시한다.

이들 도면에서, 참조부호(1)은 방향수정잭(6)에 의해 자유자재로 굴절하는 시일드 본체, (2)는 시일드 본체(1)의 앞부분에 설치된 커터헤드이고, 커터헤드 구동모우터(3)에 의해 감속기(4)를 개재하여 회전축(5)을 중심으로 회전되도록 되어 있다.

상기한 커터헤드(2)는 제3도에 표시하듯이, 대략 ＋자 형상을 한 스포우크(2a)로 형성되어 있고, 이들 스포우크(2a)의 전면(前面)에 반경 방향을 따라 간격을 두고 복수의 커터(2b)가 돌출되어서 설치되며, 이들 커터(2b)에 의해 시일드 본체(1) 전방의 절삭날개의 굴삭과 대구경 돌의 굴착을 실시하도록 되어 있다.

또, 각 커터(2b)의 진출범위(L)는, 돌의 굴착과, 시일드 본체(1)의 앞부분에 설치된 챔버(1a) 내부로의 끌어들임을 효율좋게 실시하도록, 대상으로 하는 돌의 직경의 1/2 이상으로 설정되어 있다.

또, 상기한 회전축(5)내에는 통로(5a)가 형성되어 있고, 이 통로(5a)의 앞쪽 끝은 스포우크(2a)내에 형성된 통로(2c) 내부로 연통되어 있다.

상기한 회전축(5)내에 형성된 통로(5a)의 선단 및 각 스포우크(2a)내에 설치된 통로(2c)의 선단은, 회전축(5)의 선단부 및 스포우크(2a) 선단에 부착된 커터(2b)의 전면에 각각 개구되어 있고, 도면에 표시하지 않은 진흙류 공급관으로부터 회전접속부재(7)를 개재하여 회전축(5)내의 통로(5a)로 공급된 진흙휴가, 이들 개구로부터 굴삭된 토사내로 분출되도록 되어 있다.

한편, 챔버(1a)내에 수용된 토사는, 배토관(10), 비상용 핀치밸브(11), 가요관(可撓管)(12) 및 상용 핀치밸브(13)를 개재하여 시일드 본체(1)의 후부 내부에 설치된 대구경 돌 분리수단(트롬멜)(14)으로 배출되도록 되어 있다.

상기한 비상용 핀치밸브(11)는 항상 개방되어 있어서, 상용 핀치밸브(13)로부터의 토사의 배토량이 제어되도록 되어 있고, 정전 등에 의해, 상용 핀치밸브(13)의 기능이 정지되었을 때에 비상용 핀치밸브(11)가 자동적으로 폐쇄되도록 되어 있다.

또, 상기한 대구경 돌 분리장치(14)는 토사 속에 혼입한 대구경 돌과 토사를 분리하는 것으로, 통 형상의 바구니로 형성되어 있고, 축선과 평행하도록 배설된 다수의 레버(14a)와, 원주방향을 따라 나선 형상으로 배설된 나선레버(14b)로 구성되어 있으며, 미리 설정된 크기의 대구경 돌이 통과할 수 없도록 레버(14a)와 나선레버(14b) 사이의 틈의 크기가 설정되어 있고, 토사에서 분리되어서 대구경 돌 분리장치(14)내에 남은 대구경 돌은, 도면에는 표시하지 않은 반송수단에 의해 토사와는 다른 경로로 후방으로 반송되도록 되어 있다.

한편, 상기한 대구경 돌 분리수단(14)의 하방에는, 대구경 돌 분리수단(14)에 의해 대구경 돌과 분리된 토사가 낙하하는 호퍼(16)가 설치되어 있다.

상기한 호퍼(16)는 상면이 개구되어 있고, 또, 저부(16a)의 일부가 흡입구(16b)를 향해서 크게 경사하는 경사면(16c)으로 되어 있고, 개구로부터 낙하한 토사가 흡입구(16b) 쪽으로 흐르기 쉽게 되어 있다.

그리고, 상기한 흡입구(16b)에는 흡입관(17) 및 로우터리죠인트(18)를 개재하여 토사 압송펌프(20)가 접속되어 있다.

상기한 토사 압송펌프(20)는 시일드 본체(1)의 후부에 접속된 스페이서관(21)내에 수용되어 있다.

상기한 스페이서관(21)은, 제1스페이서관(21₁), 제2스페이서관(21₂) 및 제3스페이서관(21₃)으로 구성되어 있고, 제2스페이서관(21₂), 제3스페이서관(21₃)은 상하 방향을 따라 2개로 분할할 수 있도록 되어 있고, 이에 의해서, 발진입갱이나 도달입갱 내에서 토사 압송펌프(20)를 조립하거나, 분해하는 작업이 쉽게 실시하도록 되어 있음과 아울러, 분할부의 볼트 등의 고착구(21a)에 의해서 자유자재로 분할할 수 있도록 연결되어 있다.

또, 상기한 토사 압송펌프(20)는, 받침대(20a)가 있으며, 이 받침대(20a)에 전송프레임(23)이 지지되어 있다.

상기한 전송프레임(23)의 전후단에는 구동축(24)과 종동축(25)이 시일드 본체(1)의 축선과 직교하는 방향으로 수평하게 지지되어 있고, 이들 축(24,25)의 양단에 스프로킷(26)이 고착되어 있으며, 이들 스프로킷(26) 사이에 무단 형상의 트랙체인(27)이 감겨 있으며, 구동축(24)에는 구동체인(28)을 개재하여 상기한 받침대(20a)의 앞부분에 설치된 감속기(29)의 출력축(29a)에 연동되어 있다.

상기한 감속기(29)의 입력축(도면에서의 표시는 생략)에는 인버터제어에 의해 회전수를 변화시킬 수 있는 전동기(30)가 접속되어 있고, 이 전동기(30)에 의해 감속기(29) 및 구동체인(28)을 개재하여 구동축(24)이 임의의 속도로 정회전 또는 역회전할 수 있으며, 좌우의 트랙체인(27) 사이에, 회전방향을 따라 일정한 간격으로 로울러축(32a)이 설치되어 있고, 이들 로울러축(32a)에 로울러(32)가 회전자재하게 지지되어 있다.

상기한 전송프레임(23)은 완충부상기구(40)로 지지되어 있다.

이 완충부상기구(40)는, 펌프튜우브(34)의 양쪽으로 대향하여 설치되어 있고, 압송튜우브(34)의 길이방향의 전후단 방향에서의 2개소에 위치한다.

제10도는 완충부상기구(40)의 한쪽만을 도시한 것이고, 대향하는 짝의 다른쪽의 탄성완충기구도 동일한 구성이므로 설명을 생략한다.

완충부상기구(40)는, 펌프튜우브(34) 방향으로 간격을 두고, 받침대(20) 위에 고정한 문형(門型)의 지지프레임(40a)과, 이 지지프레임(40a) 사이에 상하 방향을 따라 자유자재로 미끄럼이동하도록 삽입된 전송프레임 지지체(40g)와, 전송프레임 지지체(40g)의 상방에 배치된 스토퍼판(40h)과 고무체(40b)를 포함하는 탄성완충체와, 전송프레임 지지체(40g) 및 상기한 스토퍼판(40h)과의 사이에 설치한 고무체(40b)의 탄발력을 가감하는 조정나사로드(40j)와, 지지프레임(40a) 및 스토퍼판(40h)과의 사이에 설치한 전송프레임 지지체(40g)의 높이를 조정하는 조정나사로드(40k)로 구성된 것이다.

전송프레임(23)으로부터 수평 받향으로 돌출시킨 연결축(40L)를 전송프레임 지지체(40g)에 연결시킴으로써, 전송프레임(23) 주위에 장착된 트랙체인, 로울러를 포함하는 튜우브 압송부를 지지하고 있는 것이며, 탄성완충체의 고무체는 로울러(32)를 튜우브 압박위치에서 탄성력으로 멈추고, 튜우브내의 둥근 돌에 로울러가 얹혔을 때는, 고무체(40b)가 수축하여 복충되고 전송프레임 지지체(40g)가 상승하여 도피할 수 있다.

또, 높이 조정용 조정나사로드(40k)를 받침대(20)로부터 분리하므로써, 조정나사로드(40j)를 개재하여 전송프레임 지지체(40g)를 지지프레임(40a)으로부터 분리시킬 수 있으며, 튜우브 압송부 전체를 압송튜우브(34)의 상면으로부터 분리할 수 있다.

상기한 로울러(32)는 제6도에 표시하듯이, 중앙부가 대구경이고, 또, 양끝쪽이 차례로 소구경으로 되는 탄성체(32b)가 설치되어 있으며, 이들 로울러(32)에 의해 받침대(20a)의 중앙부에 시일드 본체(1)의 축선 방향으로 수평하게 설치된 펌프튜우브(34)를 위쪽으로부터 압박하도록 되어 있다.

상기한 펌프튜우브(34)는 복원력이 있는 고무튜우브 등으로 형성되어 있고, 받침대(20a)의 중앙부에 부설되고, 또, 스페이서관(21)의 원주 방향으로 만곡하는 고무판 등으로 구성되는 탄성매트(35) 위에 배치되며, 앞쪽 끝부분은 자재접속부재(36) 및 로우터리죠인트(18)를 개재하여 흡입관(17)에, 그리고, 뒤쪽 끝부분은 자재접속부재(36) 및 신축관(37)을 개재하여 수송관(38)에 접속되어 있으며, 펌프튜우브(34)의 양쪽 끝에는 펌프튜우브 회전기구(39)가 설치되어 있다.

이 펌프튜우브 회전기구(39)는 펌프튜우브(34)를 원주 방향으로 회전시킴으로써, 펌프튜우브(34)가 국부적으로 손상되는 것을 방지하기 위한 것이며, 제8도 및 제9도에 표시하듯이, 펌프튜우브(34)의 양쪽 끝에 원주 방향을 따라 링 형상의 피니언(39a)이 부착되어 있고, 이들 피니언(39a)에 래크(39b)가 치합되어 있다.

상기한 래크(39b)는 가이드(29c)에 의해 펌프튜우브(34)의 축선과 직교하는 방향으로 이동자재하게 되어 있고, 이들 래크(39b)를 받침대(20a)의 일부에 부착된 압압볼트(39d)에 의해 이동시킴으로써, 펌프튜우브(34)를 원주 방향을 따라 임의의 각도로 회전시킬 수 있도록 되어 있다.

또, 펌프튜우브(34)의 국부적인 손상을 방지하기 위하여, 펌프튜우브(34)를 길이 방향으로 이동시키는 이동기구를 병용하도록 하면, 펌프튜우브(34)의 수명은 더욱 향상된다.

또, 펌프튜우브(34)의 축선을 미리, 시일드 본체(1)의 축선에 대해서 일정한 각도를 갖도록 하고, 또, 편심시킴으로써, 로울러(32)에 의해 펌프튜우브(34)를 압박할 때 펌프튜우브(34)에 회전 방향으로의 회전력이 발생하여 펌프튜우브(34)가 자전하도록 되기 때문에, 상기한 실시예와 같은 펌프튜우브의 회전기구(39)를 생략할 수 있으며, 펌프튜우브(34)의 양쪽 끝에는 로우터리죠인트(18) 및 자재접속부재(36)가 설치되어 있으므로, 펌프튜우브(34)의 회전 방향으로의 저항이 감소하여 펌프튜우브(34)의 자전도 쉽게 된다.

또, 펌프튜우브(34)의 후단에 설치된 신축관(37)에 의해 펌프튜우브(34)의 신축을 흡수할 수 있다.

또, 펌프튜우브(34)의 하류측에 있는 수송관(38)의 선단부에는 토압계(50)가 설치되어 있다.

한편, 로울러(32)를 이동자재하게 지지하는 전송프레임(23)의 전후부에는 제10도에 표시하는 완충부상기구(40)가 설치되어 있다.

상기한 완충부상기구(40)는 토사에 혼입한 둥근 돌 등이 로울러(32)와 펌프튜우브(34)의 원주벽 사이에 끼어들었을 때, 전송프레임(23)을 위쪽으로 도피시킴으로써, 펌프튜우브(34)에 과도한 힘이 작용하는 것을 방지하는 것이며, 받침대(20a) 쪽에 부착된 지지프레임(40a)에 고무 등의 탄성체로 된 완충체(40b)를 개재하여 전송프레임(23)이 조정볼트(40f) 및 조정나사로드(40k)로 된 높이 조정수단에 의해 지지되어 있고, 완충체(40b)의 양쪽에는, 완충체(40b) 조립용 텐션볼트(40c)가 설치되어 있다.

또, 상기한 완충부상기구(40)에 높이 조정기구를 설치하므로써, 로울러(32)에 의한 펌프튜우브(34)의 압박거리를 임의로 조정할 수 있고, 압박거리의 조정은 볼트(40f)를 체결하므로써 실시하도록 하면 된다.

또, 전송프레임 지지체(40g)로부터 도그(40e)가 돌출된 상태로 설치되어 있으므로, 전송프레임(23)이 일정 이상으로 밀어올려지면, 도그(40e)에 의해 리미트스위치(41)가 작동되고, 이 리미트스위치(41)로부터의 신호에 의해 전동기(30)가 정지 또는 역회전되도록 되어 있다.

다음에 작용을 설명하면, 시일드 본체(1)의 추진에 따라 커터헤드(2)에 의해 굴착된 토사는, 스포우크(2a)내의 통로(2c) 내부로부터 분출된 진흙류에 의해 유동체의 진흙화로 되어서 챔버(1a) 내부로 끌어들여진 후, 배토관(10)으로부터 비상용 핀치밸브(11) 및 상용 핀치밸브(13)를 거쳐서 대구경 돌 분리수단으로 반송되고, 대구경 돌 분리수단(14)에 의해 토사 중의 대구경 돌이 분리된다.

분리된 대구경 돌은 다른 경로(도면에서의 표시는 생략)를 거쳐서 후방으로 반출되며, 대구경 돌 분리수단을 통과한 토사는 호퍼(16)내로 낙하되고, 호퍼(16) 저부의 경사면(16c)에 의해 흡입구(16b) 쪽으로 안내된다.

또, 대구경 돌 분리수단(14)에 의한 대구경 돌의 분리상태나 호퍼(16)의 상태는, 제1스페이서관(21₁)의 상부에 설치된 텔레비카메라로 구성된 감시수단(45)에 의해 항상 관찰되고 있으며, 감시수단(45)에 의해 촬영된 영상은 도면에는 표시하지 않은 조작반으로 전송되어서 모니터에 상영하도록 되어 있다.

이에 의해서, 대구경 돌 분리수단(14)이나 호퍼(16)에 이상이 발생한 경우, 토사 압송펌프(20)의 운전을 즉시 정지하므로써, 토사 압송펌프(20) 등이 파손되는 것을 방지할 수 있다.

또, 배토 토사의 유동상태를 관찰하므로써, 배토 반송의 제어가 가능하게 된다.

한편, 상기한 시일드 본체(1)와 연동운전 또는 단독운전되는 토사 압송펌프(20)는, 전동기(30)에 의해 감속기(29) 및 구동체인(28)을 개재하여 트랙체인(27)이 일정 방향으로 회전되고, 이에 의해서, 트랙체인(27)에 부착된 로울러(32)가 펌프튜우브(34)의 흡입측으로부터 차례로 펌프튜우브(34)를 압박하여, 호퍼(16) 내부로부터 흡입관(17)을 개재하여 펌프튜우브(34) 내부에 흡입된 토사를 후방으로 압송하며, 토사 속에 혼입된 비교적 소구경인 둥근 돌이 로울러(32)에 의한 압박시에 로울러(32)와 펌프튜우브(34)의 주벽 사이로 맞물려 들어가도, 완충부상기구(40)의 완충체(40b)가 압축되어서 로울러(32)를 상방으로 도피하므로, 펌프튜우브(34)에 과도한 압박력이 작용하는 것을 방지할 수 있다.

또, 로울러(32)에 의해 압송되는 토사는 성상이 소성유동체의 진흙으로 되어 있기 때문에, 진흙의 지지력에 의해 둥근 돌이 항상 진흙 속에서 부유상태로 있고, 펌프튜우브(34) 내부나 수송관(37) 내부에서 침강하는 일이 없으므로, 둥근 돌이 서로 간섭하거나, 관 내에서 브리지를 형성하는 일이 없으며, 이에 의해서, 관 내부를 폐쇄하는 일이 없이, 효율이 좋은 상태로 압송할 수 있으며, 또 제5도의 가상선으로 표시하듯이, 흡입관(17) 및 수송관(38)에 각각 물이나 진흙류 등의 주입구(42)를 설치하여, 이들 주입구로부터 물이나 진흙류를 주입하므로써, 토사를 유동하기 쉬운 성상으로 할 수 있다.

한편, 토사 중의 둥근 돌 등에 의해 완충부상기구(40)가 일정량 이상 부상하면, 도그(40e)에 의해 리미트스위치(41)가 작동되어서 전동기(30)가 정지되므로, 이때에는 전동기(30)를 역회전시켜서 맞물려진 로울러(32)를 흡입측으로 복귀시킨 후, 다시 전동기(30)를 정회전시키므로써, 재차 토사의 압송이 가능하게 된다.

또, 전동기(30)는 인버터제어에 의해 임의의 속도로 변속할 수 있으므로, 토사의 성상이나 토사량에 따라 반송량을 쉽게 조절할 수 있으며, 펌프튜우브 회전기구(39)나, 각도를 부여한, 또는, 편심시킨 튜우브를 부착하므로써, 펌프튜우브(34)를 원주 방향을 따라 회전시켜서 펌프튜우브(34)의 일부, 특히 최초로 로울러(32)와 접촉하는 부분의 윗면이 국부적으로 마모하는 것을 방지할 수 있으므로, 펌프튜우브(34)의 수명 향상이 도모된다.

또, 상기한 실시예는, 토사 압송펌프(20)를 세미시일드 굴진기의 시일드 본체 내부에 설치한 경우이지만, 일반적인 토목작업 등에도 사용할 수 있음은 물론이다.

또, 상기한 실시예에서는, 제1도에 표시하듯이, 배토관(10) 및 커터헤드 구동모우터(3)를 중심선의 좌우에, 그리고 이들 상방에 맨호울(46)을 배치하므로써(제11도를 참조), 시일드 본체(1)내에 물이 고여있다 하더라도, 커터헤드 구동모우터(3)가 높은 위치에 있으므로, 커터헤드 구동모우터(3)에 침수하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 지금까지 설명한 바와 같이, 커터헤드에 의해 굴삭되어 챔버 내부로 끌어들인 토사를, 챔버 내부로부터 배출하는 배토관의 후부에, 토사 중에 혼입된 대구경 돌을 분리하는 대구경 돌 분리수단을 설치하므로써, 토사를 압송할 때 대구경 돌을 동시에 압송할 필요가 없다.

이에 의해서, 토사을 압송하는 펌프를 종래의 것에 비하여 소형으로 할 수 있으므로, 굴삭토 밀봉식 세미시일드와 같이 시일드 본체 내에서 큰 공간을 확보할 수 없는 경우라도 쉽게 설치할 수 있으며, 시일드 본체 내부에서 통로 등을 확보할 수 있으므로, 커터헤드 등의 보수 및 관리도 쉽게 실시된다.

또, 대구경 돌 분리수단에 의해 대구경 돌을 분리할 때, 토사의 성상을 감시수단에 의해 확인할 수 있고, 또 펌프 하류의 압력계의 값으로부터 반송중인 토사의 성상을 예측할 수 있으므로, 토사의 성상에 따라서 커터헤드나 펌프 전후에 설치된 주입구로부터 진흙류나 물의 주입량을 조정하거나, 토사 반송량 등을 제어하므로써 압송에 적합한 성상으로 개량할 수 있으므로, 토사의 안정된 반송이 가능하게 된다.

또, 토사로부터 분리된 대구경 돌을 별도의 경로로 반출하므로써, 토사 압송펌프에는 대구경 돌이 유입하지 않으므로, 대구경 돌에 의해 토사 압송펌프의 펌프튜우브가 조기에 파손하거나 마모하는 일이 없으므로, 장기간 동안 안정된 상태에서의 토사의 압송이 가능하게 된다.

한편, 상하로 분할 가능한 스페이서관 내부에 토사 압송펌프를 설치하므로, 발진입갱이나 도달입갱 내에서 스페이서관을 분할하므로써, 토사 압송펌프의 조립이나 분할을 짧은 시간에 쉽게 실시할 수 있으며, 토사 압송펌프는 스페이서관 내에서 간단히 분해할 수 있으므로, 펌프튜우브를 교환하는 작업을 스페이서관 내에서 쉽게 실시할 수 있게 된다.

또, 배토관에 상용 핀치밸브와는 별도로, 정전시에 자동적으로 폐쇄되는 비상용 핀치밸브를 설치하므로써, 정전에 의해 기능이 정지하여도, 챔버 내부의 토압이 시일드 내부로 분출하는 일이 없으므로 안전하다.

Claims (9)

1. 시일드 본체(1)의 앞부분에 설치된 커터헤드(2)에 의해 굴삭되어서 챔버(1a) 내부로 끌어들여진 토사를, 토사 압송펌프(20)에 의해 후방으로 반송하는 굴삭토 밀봉식 세미시일드 굴진기의 토사 반송장치에 있어서, 챔버(1a) 내부의 토사를 배출하는 배토관(10)의 후부에, 토사 중에 혼입된 대구경 돌을 분리하는 대구경 돌 분리수단(14)을 설치하며, 상기한 대구경 돌 분리수단(14)의 하방에, 대구경 돌 분리수단(14)에 의해 분리된 토사를 토사 압송펌프(20)로 반송하는 호퍼(16)를 설치한 것을 특징으로 하는 굴삭토 밀봉식 세미시일드 굴진기의 토사 반송장치.
2. 제1항에 있어서, 배토관(10)의 배토량을 제어하는 상용 핀치밸브(13)와, 항상 개방되며, 정전 등의 비상시에 자동적으로 폐쇄하는 비상용 핀치밸브(11)를 설치하여 구성되는 것을 특징으로 하는 굴삭토 밀봉식 세미시일드 굴진기의 토사 반송장치.
3. 제1항에 있어서, 대구경 돌 분리수단(14)의 근방에, 토사의 성상을 관찰하는 감시수단(45)을 설치하여 구성되는 것을 특징으로 하는 굴삭토 밀봉식 굴진기의 토사 반송장치.
4. 시일드 본체(1)의 후부에 접속된 스패이서관(21) 내부에, 토사반송 방향을 따라 부설된 펌프튜우브(34)와, 구동원에 의해 회전구동되는 트랙체인(27)에 회전자재하게 지지되며, 또, 상기한 트랙체인(27)의 회전에 따라, 상기한 펌프튜우브(34)를 압박하여 내부의 토사를 압송하는 복수의 로울러(32)와, 트랙체인(27)을 지지하는 전송프레임(23)의 전후에, 둥근 돌 등이 맞물린 경우에 로울러(32)를 부상시키는 완충부상기구(40)로 된 토사 압송펌프(20)를 설치한 것을 특징으로 하는 굴삭토 세미시일드 밀봉식 굴진기의 토사 반송장치.
5. 제4항에 있어서, 토사 압송펌프(20)에 설치된 스페이서관(21)을 상하로 분할할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 굴삭토 밀봉식 세미시일드 굴진기의 토사 반송장치.
6. 제4항에 있어서, 완충부상기구(40)에 높이 조정장치(40f,40k)를 설치하여 구성하는 것을 특징으로 하는 굴삭토 밀봉식 굴진기의 토사 반송장치.
7. 제4항에 있어서, 시일드 본체(1)의 축선에 대해서 펌프튜우브(34)의 중심에서 폭 방향으로 각도를 갖도록 하므로써, 펌프튜우브(34)에 자전력을 발생시키도록 하여 구성하는 것을 특징으로 하는 굴삭토 밀봉식 세미시일드 굴진기의 토사 반송장치.
8. 제4항에 있어서, 펌프튜우브(34)의 상류쪽에 로우터리죠인트(18)를, 또 하류 쪽에 신축관(37)을 접속하여 구성하는 것을 특징으로 하는 굴삭토 밀봉식 세미시일드 굴진기의 토사 반송장치.
9. 제8항에 있어서, 펌프튜우브(34)의 하류쪽의 수송관(38)의 선단부에 압력계(50)를 설치하여 구성하는 것을 특징으로 하는 굴삭토 밀봉식 세미시일드 굴진기의 토사 반송장치.