KR100705356B1

KR100705356B1 - 워터젯 시스템의 칩핑장치

Info

Publication number: KR100705356B1
Application number: KR1020060128125A
Authority: KR
Inventors: 여창현
Original assignee: (주)건우기술; (주)삼우아이엠씨
Priority date: 2006-12-14
Filing date: 2006-12-14
Publication date: 2007-04-09

Abstract

본 발명은 워터젯 시스템의 칩핑장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초고압수를 이용한 보수면의 칩핑 작업시 칩핑 작업과 파쇄 잔재물의 회수 및 수거가 동시에 이루어질 수 있도록 한 워터젯 시스템의 칩핑장치에 관한 것으로서, 상부측에 연결부(11)가 형성되고 하부에 바퀴(12)가 달린 커버(1)의 내부에 분사방향을 달리하는 한 쌍의 분사장치(2)(2a)가 구비되고, 상기 분사장치(2)(2a) 사이의 커버(1)에 배출구(13)가 형성되며, 각 분사장치(2)(2a)는 분사되는 초고압수에 의해 회전하는 수거용 회전날개(3)(3a)를 포함하고, 상기 수거용 회전날개(3)(3a)는 회전에 의해서 커버(1) 내부의 잔재물을 배출구측으로 유도할 수 있도록 구성함으로써 기존에 파쇄된 잔재물을 별도로 회수 및 수거하기 위한 작업이 불필요할 뿐만 아니라 이로 인하여 잔재물 회수 및 수거에 따른 인력투입 및 시간 소비에 따른 경제성 저하 및 보수작업의 지연을 해소할 수 있는 효과를 갖게 된다.

커버, 분사장치, 매니폴드, 스위블, 수거용 회전날개, 배출구

Description

워터젯 시스템의 칩핑장치{Chipping device for water jet system}

도 1은 일반적인 스핀 젯의 사용상태를 나타낸 사시도.

도 2는 도 1의 스핀 젯을 나타낸 단면도.

도 3은 도 2의 스핀 젯 내부에 설치되는 분사장치를 나타낸 분해사시도.

도 4는 도 3의 조립상태를 나타낸 정면도.

도 5a,도 5b는 본 발명의 전체적인 구성을 나타낸 것으로서,

도 5a는 평면 사시도.

도 5b는 저면 사시도.

도 6은 본 발명의 내부를 나타낸 단면도.

도 7은 본 발명의 작동상태를 나타낸 저면도.

도 8은 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 개략 구성도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1:커버 2,2a:분사장치

3,3a:수거용 회전날개 4:어태치먼트

5:링크 6:유압실린더

11:연결부 12:바퀴

13:배출구 14:러버

21:매니폴드 22:분사노즐

23:스위블 24:날개고정용 브라켓트

24a:지지대 25:클램프

본 발명은 워터젯 시스템의 칩핑장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초고압수를 이용한 보수면의 칩핑 작업시 칩핑 작업과 파쇄 잔재물의 회수 및 수거가 동시에 이루어질 수 있도록 한 워터젯 시스템의 칩핑장치에 관한 것이다.

주지된 바와 같이 워터젯 시스템(Water jet system)은 보수가 필요한 도로나 구조물의 벽 표면을 초고압수로 파쇄시켜 제거하는 시스템으로서, 물에 초고압이 걸리도록 하는 파워팩(power pack)과, 상기 파워팩으로부터 초고압수를 전달받아 보수면에 대한 직접적인 칩핑(chipping) 작업, 즉 파쇄작업을 수행하는 어태치먼트(attachment)와, 상기 어태치먼트를 달고 이동하는 이송로봇(robot)으로 구성된다.

그리고, 상기 이송로봇을 이용하지 않고 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 수레식으로 밀고 다니면서 보수면에 대한 칩핑작업을 수행하도록 된 것도 있는데, 이것을 스핀 젯(SPIN JET)이라 한다.

상기 스핀 젯(100)은 바퀴(111)가 달린 경도성 재질의 인클로져(Enclosure)(110)의 내부에 분사장치(120)를 장착하여 급수관(300)을 통하여 파 워팩(200)으로부터 전달받은 초고압수를 보수면에 분사하여 상기 보수면에 대한 칩핑 작업을 수행하도록 되어 있고, 급수관(300)이 연결되는 상부측 분사장치(120)의 스위블(121)은 인클로져(110)의 상부로 노출되게 설치된다.

도 3은 도 2의 스핀 젯 내부에 설치되는 분사장치를 나타낸 분해사시도이다.

이에 도시된 바와 같이 상기 분사장치(120)는 파워팩의 급수관이 연결되는 스위블(121)이 구비되고, 상기 스위블(121)의 하부측에 다수의 분사노즐(123)을 갖는 매니폴드(122)가 결합되며, 상기 분사노즐(123)은 마운팅 블럭(126)에 의하여 스위블(121)과 매니폴드(122) 사이의 플레이트(125)에 고정되도록 구성하고, 상기 스위블(121)은 클램프(124)에 의해서 인클로져의 상부측에 고정된다.

그리고, 상기 분사노즐(123)은 도 4에 도시된 바와 같이 모두 일측 동일방향으로 경사지게 형성되어 초고압수가 동일 회전방향으로 분사되면서 보수면에 대한 칩핑 작업을 수행하도록 되어 있다.

그러나 이러한 종래의 스핀 젯은 칩핑 작업시 파쇄된 콘크리트 잔재가 보수면에 그대로 남아 있게 되어 상기 콘크리트 잔재를 회수 및 수거하기 위한 별도의 작업이 요구되고, 이 콘크리트 잔재물에 대한 회수 및 수거작업을 마친 후에만 보수면에 콘트리트를 타설하는 포설작업을 수행할 수 있게 된다.

따라서, 보수면의 콘크리트 잔재물을 회수 및 수거하기 위한 별도의 인력 투입 및 시간 낭비에 따른 경제성 저하 및 보수기간 지연 등의 문제점을 초래하게 된다.

또한, 상기한 바와 같이 칩핑 작업후 곧바로 연속하여 보수면에 대한 포설작 업을 하지 못하게 됨으로써 도로의 경우 교통체증을 가중시키는 문제점이 있었다.

한편, 상기 스핀 젯을 이용한 칩핑 작업시 분사장치를 통하여 보수면에 초고압수가 분사되면 초고압수가 보수면에 부딪히면서 발생되는 반력에 의해서 인클로져의 앞쪽이 들려지게 된다.

이렇게 인클로져가 들려지게 되면, 보수면에 대한 초고압수의 정확한 분사가 이루어지지 않아 파쇄효율이 떨어지고, 파쇄 잔재물들이 커버의 외부로 튀어 나가 안전사고의 위험 등을 수반하게 되는 문제점이 발생하게 된다.

그리고, 분사장치를 통해 분사되는 초고압수에 의해서 파쇄된 콘크리트 잔재물이 인클로져의 외부로 쉽게 빠져 나가지 못하고 인클로져의 내부에서 분사노즐과 계속적으로 충돌하게 되어 상기 분사노즐의 수명 단축을 초래하는 문제점도 있었다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 창안된 것으로서, 그 목적은 초고압수를 이용한 보수면의 칩핑 작업시 칩핑 작업과 파쇄 잔재물의 회수 및 수거가 동시에 이루어질 수 있도록 하는데 있다.

또한, 본 발명의 목적은 커버 내부의 분사장치로부터 분사되는 초고압수가 보수면에 부딪혀 발생되는 반력에 의해서 상기 커버가 위로 들려지지 않도록 하면서 이송로봇의 어태치먼트로 사용할 수 있도록 하는데 있다.

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 상부측에 연결부가 형성되고 하부에 바퀴가 달린 커버의 내부에 분사방향을 달리하는 한 쌍의 분사장치가 구비되고, 상기 분사장치 사이의 커버에 배출구가 형성되며, 각 분사장치는 분사되는 초고압수에 의해 회전하는 수거용 회전날개를 포함하고, 상기 수거용 회전날개는 회전에 의해서 커버 내부의 잔재물을 배출구측으로 유도할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 한 워터젯 시스템의 칩핑장치가 제공된다.

또한, 상기 분사장치는 다수의 분사노즐을 갖는 매니폴드를 스위블에 결합하여 구성되고, 상기 수거용 회전날개는 분사노즐에 상응하는 개수로 형성되어 방사선 상으로 다수의 지지대를 가지며 매니폴드의 하부에 회전이 자유롭게 축설된 날개고정용 브라켓트에 의해서 지지되도록 구성한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수거용 회전날개는 수직의 판체로 형성되고, 분사장치의 분사방향에 대하여 반대방향으로 경사진 날개 경사부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 커버는 하단부에, 지면에 닿는 러버를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 커버는 링크에 의해 이송로봇의 전방측에 연결되어 어태치먼트를 구성하고, 상기 링크와 이송로봇의 사이에는 커버를 하부측으로 눌러 고정하는 유압실린더가 구비된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 구성을 실시예에 따라 상세히 설명하기로 한다.

도 5a,도 5b는 본 발명의 전체적인 구성을 나타낸 것으로서, 도 5a는 평면 사시도이고, 도 5b는 저면 사시도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명은 상부측에 연결부(11)가 형성되고 하부에 바퀴(12)가 달린 커버(1)가 구비되고, 상기 커버(1)의 내부에는 상부측이 클램프(25)에 의해서 커버(1)에 고정되고 분사방향을 달리하는 한 쌍의 분사장치(2)(2a)가 구비된다.

상기 분사장치(2)(2a)는 종래 기술에서 언급한 분사장치(2)(2a)와 동일한 공지된 기술이며, 여기서 특징은 상기 분사장치(2)(2a)를 한 쌍으로 구비하여 서로 분사방향을 달리하도록 하는데 있다.

참고로 상기 분사장치(2)(2a)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와같이 스위블(23)의 하부에 결합된 매니폴드(21)에 다수의 분사노즐(22)이 고정되고, 각각의 분사노즐(22)은 특정각의 동일방향으로 기울어진 상태로 장착된다.

그리고, 상기 분사노즐(22)은 마운팅 블럭에 의해 상부측 플레이트에 고정되도록 구성되고, 상기 스위블(23)은 클램프(25)에 의해서 그 외부를 보호하는 커버(미도시됨)에 고정되도록 구성되어 있다.

또한, 상기 분사장치(2)(2a)는 스위블(23) 및 매니폴드(21)를 통하여 각각의 분사노즐(22)에 초고압수가 공급되고, 이 공급된 초고압수는 특정각의 동일방향으로 기울어진 분사노즐(22)를 통해 분사되면서 회전을 일으키면서 보수면에 대한 파쇄가 이루어지도록 하고 있다.

한편, 상기 분사장치(2)(2a) 사이의 커버(1)에 배출구(13)가 형성되며, 각 분사장치(2)(2a)의 하부에는 분사노즐(22)을 통해 분사되는 초고압수에 의해 회전하는 수거용 회전날개(3)(3a)가 구비되는 것으로서, 상기 수거용 회전날개(3)(3a) 는 분사장치(2)(2a)와 마찬가지로 서로 반대방향으로 회전됨은 당연하고, 이에 따라 상기 분사장치(2)(2a)에 의해서 파쇄된 보수면의 잔재물들은 배출구(13) 측으로 유도된 후 상기 배출구(13)를 통해서 외부로 배출된다.

상기 분사장치(2)(2a)는 다수의 분사노즐(22)을 갖는 매니폴드(21)를 스위블(23)에 결합하여 구성되고, 상기 수거용 회전날개(3)(3a)는 분사노즐(22)에 상응하는 개수로 형성되어 방사선 상으로 다수의 지지대(24a)를 가지며 매니폴드(21)의 하부에 회전이 자유롭게 축설된 날개고정용 브라켓트(24)에 의해서 지지되도록 구성한 것이다.

그리고, 상기 커버(1)는 본 장치가 보수면을 따라 이동하면서 상기 보수면에 대한 파쇄가 이루어지도록 하는 것임을 감안할 때, 지면에 닿는 하단부를 러버(14)로 구성하는 것이 바람직할 것이다.

도 6은 본 발명의 내부를 나타낸 단면도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명은 배출구(13)와 연통하는 외부의 흡입장치(미도시됨)에 의해 커버(1)의 내부에 흡입력이 작용할 수 있도록 하기 위해서는 커버(1)의 내부를 진공 상태가 되도록 해야 하며, 이를 위해서 러버(14)로 이루어진 커버(1)의 하단부는 바퀴(12)와 같이 보수면까지 연장 형성된다.

그리고, 커버(1)의 내부에 구비되는 한 쌍의 분사장치(2)(2a)는 보수면에 대하여 이격된 상태로 커버(1)의 상부측에 설치되는 것이며, 상기 분사장치(2)(2a)의 스위블(23)이 커버(1)의 상부를 관통하여 클램프(25)에 의해서 고정된다.

또한, 상기 분사장치(2)(2a)의 하부에는 전술한 바와 같이 수거용 회전날 개(3)(3a)가 각각 회전이 자유롭게 설치되며, 보수면에 의해서 회전의 간섭이 일어나지 않도록 상기 수거용 회전날개(3)(3a) 역시 보수면에 대하여 이격된 상태로 분사장치(2)(2a)의 하부측에 설치되는 것이다.

이때, 수거용 회전날개(3)(3a)는 수직의 판체(31)로 형성되고, 분사장치(2)(2a)의 분사노즐(22)을 통하여 분사되는 초고압수에 의해서 보다 효과적으로 회전될 수 있도록 상기 분사노즐(22)을 통한 초고압수의 분사방향에 대하여 반대로 경사진 날개 경사부(32)가 상기 판체(31)에 형성된다.

이와함께 다수로 구비되는 상기 수거용 회전날개(3)(3a)를 일체로 함께 회전시키기 위하여 수평의 날개고정용 브라켓트(24)가 분사장치(2)(2a)의 하부측에 회전이 자유롭게 설치되고, 상기 날개고정용 브라켓트(24)에는 수거용 회전날개(3)(3a)에 상응하게 다수의 지지대(24a)가 방사선 상으로 일체로 형성되며, 상기 수거용 회전날개(3)(3a)는 지지대(24a)에 대하여 직각을 이루는 방향으로 상기 지지대(24a)에 일체로 형성된다.

이때, 날개고정용 브라켓트(24)를 분사장치(2)(2a)의 하부측에 회전이 자유롭게 설치하는 것은 어느 일측에 삽입홈을 형성하고 그 삽입홈에 타측의 축을 삽입한 후 상기 축이 삽입홈 내부의 베어링에 의해서 회전이 가능하게 지지될 수 있도록 하는 통상의 축 지지방식에 의한다.

도 7은 본 발명의 작동상태를 나타낸 저면도이다.

먼저, 분사장치(2)(2a)의 분사노즐(22)을 통하여 초고압수가 서로 반대방향으로 분사되고, 이 분사된 초고압수는 하부측 보수면 및 수거용 회전날개(3)(3a)와 부딪히면서 보수면에 대한 파쇄작업과 함께 상기 수거용 회전날개(3)(3a)를 초고압수의 분사방향과 같은 방향으로 회전시키게 된다.

이에 따라 수거용 회전날개(3)(3a)는 서로 반대방향으로 회전하면서 파쇄된 커버(1) 내부의 파쇄 잔재물을 배출구(13) 측으로 유도하게 되는 것이다.

그리고, 상기 배출구(13)는 외부의 흡입장치(미도시됨)와 연결되어 상기 흡입장치()에 의하여 흡입력이 작용하게 되므로 배출구(13) 측으로 유도된 파쇄 잔재물들을 분사장치에 의한 칩핑작업과 동시에 상기 배출구(13)를 통하여 외부로 배출 및 수거할 수 있게 되는 것이다.

이때, 커버(1)는 하단부가 보수면까지 연장 형성되어 커버(1)의 내부를 진공 상태가 되도록 한 것이므로 상기 배출구(13)에, 외부 흡입장치에 의한 흡입력이 작용할 수 있게 되는 것이며, 바퀴(12)가 달려 있어 이동이 가능하고, 커버(1)의 하단부를 러버(14)로 구성함으로써 본 장치의 이동에 장애가 되지 않으면서 커버(1)의 내부를 흡입력에 의한 진공 상태가 되도록 하는 것이다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 개략 구성도이다.

여기서, 가장 큰 특징은 기존 스핀 젯과 같이 커버(1)의 연결부(11)에 손잡이를 설치하여 작업자가 손잡이를 잡고 커버(1)를 밀면서 칩핑작업을 할 때, 커버(1) 내부의 분사장치(2)(2a)를 통해 분사된 초고압수가 보수면에 부딪히면서 발생되는 반력에 의해서 커버(1)의 앞쪽이 위로 들림에 따른 문제점을 해소할 수 있는데 있다.

이를 좀더 구체적으로 설명하면, 상기한 바와 같이 커버(1)의 앞쪽이 위로 들려지게 되면, 커버(1) 내부의 분사장치(2)(2a)도 함께 들리게 됨으로써 보수면에 대한 초고압수의 정확한 분사가 이루어지지 않아 파쇄효율이 떨어지고, 파쇄 잔재물들이 커버의 외부로 튀어 나가 안전사고의 위험이 있는 등의 제반 문제점을 수반하게 된다.

이에 따라 본 발명은 도시된 바와 같이 이송로봇(R)의 전방측에 커버(1)를 링크(5)로 연결하여 어태치먼트(4)를 구성하고, 상기 링크(5)와 이송로봇(R)의 사이에 유압실린더(6)를 장착하여 상기 유압실린더(6)에 의해 커버(1)가 하부측으로 눌러지도록 함으로써 초고압수에 의한 보수면의 칩핑 작업시 상기 초고압수가 보수면에 부딪히면서 발생되는 반력에 의해 커버(1)가 위로 들려지는 것을 방지할 수 있도록 한 것이며, 상기 어태치먼트(4)는 이송로봇(R)을 이용한 보수면에 대한 칩핑작업과 파쇄된 잔재물의 회수가 동시에 이루어질 수 있게 되는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 초고압수를 이용한 보수면의 칩핑 작업과 파쇄된 잔재물의 회수 및 수거가 동시에 이루어질 수 있도록 함으로써 기존에 파쇄된 잔재물을 별도로 회수 및 수거하기 위한 작업이 불필요할 뿐만 아니라 이로 인하여 잔재물 회수 및 수거에 따른 인력투입 및 시간 소비에 따른 경제성 저하 및 보수작업의 지연을 해소할 수 있는 효과를 갖게 된다.

또한, 본 발명은 상기한 바와 같이 보수면에 대한 칩핑 작업과 동시에 잔재물의 회수 및 수거가 동시에 이루어지게 됨으로써 별도의 잔재물 회수 및 수거작업없이 즉시 연속하여 보수면에 대한 포설작업이 이루어져 보수작업의 신속성 및 효 율성을 확보할 수 있고, 이로 인하여 도로의 경우 보수작업에 의한 차량 소통의 장애를 보다 신속하게 해소할 수 있는 이점도 갖게 된다.

또한, 본 발명은 분사장치를 통하여 보수면에 초고압수가 분사될 때 발생되는 반력에 의한 커버의 들림 현상을 유압실린더에 의해서 차단할 수 있도록 함으로써 초고압수를 이용한 칩핑 작업시 커버의 들림 현상으로 인한 제반 문제점, 즉 보수면에 대한 초고압수 분사의 부정확성 및, 커버의 외부로 잔재물이 튀어 발생하는 안전사고 등의 문제점을 해소할 수 있는 효과를 갖게 된다.

또한, 본 발명은 상기 유압실린더와 함께 이송로봇의 어태치먼트로 사용함으로써 작업자가 수레식으로 밀어 작업하는 것보다 큰 작업 범위를 가지게 되어 작업의 효율성 및 신속성을 확보할 수 있는 효과도 갖게 된다.

또한, 본 발명은 칩핑 작업시 파쇄된 콘크리트 잔재물들이 수거용 회전날개의 회전에 의해 배출구 측으로 유도되어 상기 배출구를 통하여 신속하게 외부로 배출됨으로써 커버 내부의 콘크리트 잔재물과 분사노즐의 충돌로 인한 분사노즐의 수명 단축을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims

상부측에 연결부(11)가 형성되고 하부에 바퀴(12)가 달린 커버(1)의 내부에 분사방향을 달리하는 한 쌍의 분사장치(2)(2a)가 구비되고, 상기 분사장치(2)(2a) 사이의 커버(1)에 배출구(13)가 형성되며, 각 분사장치(2)(2a)는 분사되는 초고압수에 의해 회전하는 수거용 회전날개(3)(3a)를 포함하고, 상기 수거용 회전날개(3)(3a)는 회전에 의해서 커버(1) 내부의 잔재물을 배출구측으로 유도할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 한 워터젯 시스템의 분쇄장치.
제1항에 있어서,

상기 분사장치(2)(2a)는 다수의 분사노즐(22)을 갖는 매니폴드(21)를 스위블(23)에 결합하여 구성되고, 상기 수거용 회전날개(3)(3a)는 분사노즐(22)에 상응하는 개수로 형성되어 방사선 상으로 다수의 지지대(24a)를 가지며 매니폴드(21)의 하부에 회전이 자유롭게 축설된 날개고정용 브라켓트(24)에 의해서 지지되도록 구성한 것을 특징으로 한 워터젯 시스템의 분쇄장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 수거용 회전날개(3)(3a)는 수직의 판체(31)로 형성되고, 분사장치의 분사방향에 대하여 반대방향으로 경사진 날개 경사부(32)를 더 포함하는 것을 특징으로 한 워터젯 시스템의 분쇄장치.
제1항에 있어서,

상기 커버(1)는 하단부에, 지면에 닿는 러버(14)를 더 포함하는 것을 특징으로 한 워터젯 시스템의 분쇄장치.
제1항에 있어서,

상기 커버(1)는 링크(5)에 의해 이송로봇(R)의 전방측에 연결되어 어태치먼트(4)를 구성하고, 상기 링크(5)와 이송로봇(R)의 사이에는 커버(1)를 하부측으로 눌러 고정하는 유압실린더(6)가 구비된 것을 특징으로 한 워터젯 시스템의 칩핑장치.