KR100757368B1 - 워터젯 노즐이 설치된 보조면판을 구비한 터널 굴진기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 워터젯 노즐이 설치된 보조면판을 구비한 터널 굴진기에 관한 것으로서, 전방에 커터 헤드(cutter head;300)가 회전가능하게 설치되는 강재 원통형의 전방통(100)과, 전방통(100)의 후방에 복수개의 방향수정 잭(steering jack;210)으로 결합되며 내부에 커터 헤드(300)를 구동시키기 위한 커터 모터(cutter motor;220)와 감속기(reducer;230)가 마련되는 후방통(200)으로 이루어지는 터널 굴진기에 있어서, 커터 헤드(300)상에 삽입홀(410)이 편심되게 형성되고, 삽입홀(410)에 보조면판(400)이 회전가능하게 결합되며, 보조면판(400)상에 막장을 향해 고압수를 분사하는 하나 이상의 워터젯 노즐(500)이 편심되게 설치되고, 보조면판(400) 후측에 커터 헤드(300)의 개구부(330)를 통해 밀려 들어온 토사가 유입되는 것을 차단하는 커버(600)가 설치되는 것으로서, 워터젯 노즐이 편심되게 설치된 보조면판이 헤드 커터로부터 회전함으로써 워터젯 노즐의 이동궤적이 넓은 면적에 걸쳐 고루 분포됨으로써 적은 수의 워터젯 노즐만으로도 막장 전체에 골고루 분포되는 암반, 전석 등의 장애물을 파쇄할 수 있을뿐만 아니라 막장의 불안정을 최소화하며, 보조면판이 헤드 커터와 반대방향으로 회전함으로써 커터 헤드를 정상적인 속도로 회전시키더라도 워터젯 노즐이 암반, 전석 등의 장애물을 파쇄할 수 있는 최대 이동속도범위내의 이동속도를 가지는 효과를 가지고 있다.
Description
도 1은 종래의 터널 굴진기를 도시한 측단면도이고,
도 2는 종래의 터널 굴진기를 도시한 정면도이고,
도 3은 본 발명에 따른 워터젯 노즐이 설치된 보조면판을 구비한 터널 굴진기를 도시한 측단면도이고,
도 4는 본 발명에 따른 워터젯 노즐이 설치된 보조면판을 구비한 터널 굴진기를 도시한 정면도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100 ; 전방통 200 ; 후방통
300 ; 커터 헤드 400 ; 보조면판
410 ; 삽입홀 420 ; 피팅(fitting)
430 ; 회전축 440 ; 회전기어
450 ; 유성기어 460 ; 고정기어
470 ; 고정축 500 ; 워터젯 노즐
510 ; 스위블 조인트(swivel joint) 520 ; 고압관
본 발명은 워터젯 노즐이 설치된 보조면판을 구비한 터널 굴진기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 적은 수의 워터젯 노즐만으로도 막장 전체에 골고루 분포되는 암반, 전석 등의 장애물을 파쇄할 수 있을뿐만 아니라 워터젯 노즐로부터 분사되는 고압수에 의한 막장의 불안정을 최소화하며, 굴진에 필요한 커터 헤드의 회전속도를 충분하게 확보할 수 있을뿐만 아니라 워터젯 노즐의 파쇄력을 안정적으로 유지할 수 있는 워터젯 노즐이 설치된 보조면판을 구비한 터널 굴진기에 관한 것이다.
터널을 굴착하는 공법중 추진공법은 마이크로 터널링 머신(micro tunneling machine) 또는 세미 실드 머신(semi-shield machine)이라는 강재 원통형의 굴진기계를 수직 작업구 내에 투입시켜 기계 선단부에 장착되어 있는 토사 굴착용 커터 헤드(cutter head)를 회전시키면서 지반을 굴착하고 막장면에 각종 보조공법(이수(泥水) 및 약액주입)을 실시하여 막장면의 붕괴를 방지하면서 터널 굴진기의 후방부에 설치된 추진관을 하나씩 유압잭으로 압입, 추진시키는 작업을 반복하면서 터널을 굴착하는 것이다.
터널을 굴착하기 위한 추진공법에 사용되는 터널 굴진기를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 터널 굴진기를 도시한 측단면도이고, 도 2는 종래의 터널 굴진기를 도시한 정면도이다. 도시된 바와 같이, 종래의 기술에 따른 터널 굴진기는 전면에 커터 헤드(cutter head;30)가 회전 가능하도록 설치된 강재 원통형의 전방통(front body;10)과 전방통(10)의 후방에 복수개의 방향수정 잭(steering jack;21)으로 결합되며 내부에 커터 헤드(30)를 구동시키기 위한 커터 모터(cutter motor;22)와 감속기(reducer;23)가 마련되는 후방통(tail body;20)으로 이루어진다.
전방통(10)은 중심부에 원통형상의 중공축(11)이 고정 설치되고, 중공축(11)은 전방통(10)의 내측으로부터 연장된 지지브라켓(12)에 의해 지지됨과 아울러 외주면에 기어박스(13)가 베어링결합되며, 이 기어박스(13)의 전면에 제 1 크러셔(14)가 축방향으로 나사결합된다.
중공축(11)은 일단에 축방향으로 고정결합되는 제 2 크러셔(15)가 설치되고, 제 2 크러셔(15)의 끝단부는 외주면을 따라 제 1 크러셔(14)의 경사면판(14a)과 반대되는 형상의 경사면판(15a)이 형성되어 이들 경사면판(14a,15a) 사이는 내측에 원형상의 통로(16a)를 형성하는 제 1 파쇄공간(16)을 형성하며, 제 1 파쇄공간(16)의 통로(16a)의 후방에는 원형상의 제 2 파쇄공간(17)이 형성된다.
또한, 전방통(10)의 제 1 크러셔(14)는 끝단이 전방통(10)의 직경과 비슷한 정도로 연장형성되어 커터 헤드(30)에 결합된다.
커터 헤드(30)는 비트(bit;31)와 개구부(32)가 형성되며, 워터젯 노즐(33)이 설치된다.
워터젯 노즐(33)은 복수개가 설치되고, 각각의 워터젯 노즐(33)은 전방통(10) 및 후방통(20) 내부에 설치된 고압관(33a)과 연결되며, 고압관(33a)은 지상에 설치된 고압 펌프(도시 안됨)에 연결된다. 따라서, 고압 펌프에 의해 생성된 고압수는 고압관(33a)을 따라 워터젯 노즐(33)로 공급되어 막장면에 분사된다.
또한, 워터젯 노즐(33)이 커터 헤드(30)와 함께 회전하므로 고압관(33a)상에는 고압수의 높은 압력에 견딜 수 있음과 아울러 커터 헤드(30)의 속도를 감안하여 스위블 조인트(swivel joint;33b)가 구비된다. 따라서, 고압관(33a)의 연결부위가 고압수의 누출없이 360도 자유자재로 회전할 수 있다.
후방통(20)은 전방통(10)과 다수의 방향수정 잭(steering jack;21)으로 결합되고, 내측에 방향수정 잭(21)에 유압을 공급하기 위한 유압장치(21a) 및 방향수정 잭(21)의 스트로크를 조절하기 위한 복수의 솔레노이드 밸브(21b)가 설치되며, 커터 헤드(30)를 구동하기 위한 복수의 커터 모터(cutter motor;22)와 감속기(reducer;23)가 설치되고, 감속기(23)는 전방통(10)의 기어박스(13)에 기어결합된다.
또한, 후방통(20)은 내측 하단부에 지상과 연결된 송니배관(24) 및 배니배관(25)이 설치되고, 일단에 눈금이 새겨진 타겟과 다수의 게이지가 설치된 패널(26)이 마련되며, 이 패널(26)의 후방에는 이를 관측할 수 있는 카메라(27)가 설치되어 지상에 위치한 조종실에서 이를 관측하며, 조종실에서는 터널 굴진기를 조정하여 굴진작업을 진행한다.
이와 같은 종래의 터널 굴진기는 굴진이 진행되는 실제 지층이 작업전 보오링을 통한 지질조사에 의해 예상된 지층과 상이하여 굴진시 예기치 못한 암반이나 전석(호박돌)과 같은 장애물과 직면할 경우 장비의 손상 또는 작업을 중단하는 문 제를 해결하기 위해 도 1 및 도 2에서 나타낸 바와 같이, 커터 헤드에 워터젯 노즐을 장착하여 사용하거나 도시하지는 않았지만 한 쌍의 롤러 커터와 이들 사이에 위치하는 워터젯 노즐을 사용하였다.
그러나, 이러한 종래의 터널 굴진기는 워터젯 노즐이 커터 헤드와 함께 회전함으로써 이동하기 때문에 워터젯 노즐에 의해 장애물의 파쇄력을 유지하기 위하여는 워터젯 노즐의 한계 이동속도내에서 운전을 해야 하므로 커터 헤드의 회전속도를 낮게 유지함으로써 터널 굴진기의 굴진속도가 저하됨은 물론이거니와 커터 헤드의 굴진효율이 현저히 감소되는 문제점을 가지고 있었다.
또한, 터널 굴진기가 막장에 존재하는 장애물을 절삭하기 위해서는 막장의 굴착면적 대비 워터젯 노즐에 의한 절삭 가능 면적이 넓어야 하는데, 단순히 커터 헤드와 함께 회전하는 워터젯 노즐은 동일한 궤적상에서만 반복적으로 절삭이 이루어지므로 비효과적일 뿐만 아니라 많은 수의 워터젯 노즐이 설치되어야 하며, 이로 인해 고가의 워터젯용 고압 펌프가 필요할 뿐만 아니라 많은 수의 워터젯 노즐로부터 분사되는 고압수에 의해 막장이 불안정해지는 문제점을 가지고 있었다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 워터젯 노즐이 편심되게 설치된 보조면판이 헤드 커터로부터 회전함으로써 워터젯 노즐의 이동궤적이 넓은 면적에 걸쳐 나선 또는 별표 형상을 가짐으로써 적은 수의 워터젯 노즐만으로도 막장 전체에 골고루 분포되는 암반, 전석 등의 장애물을 파쇄할 수 있을뿐만 아니라 워터젯 노즐로부터 분사되는 고압수에 의한 막장의 불 안정을 최소화하며, 보조면판이 헤드 커터와 반대방향으로 회전함으로써 커터 헤드를 정상적인 속도로 회전시키더라도 워터젯 노즐이 암반, 전석 등의 장애물을 파쇄할 수 있는 최대 이동속도범위내의 이동속도를 가지므로 굴진에 필요한 커터 헤드의 회전속도를 충분하게 확보할 수 있을뿐만 아니라 워터젯 노즐의 파쇄력을 안정적으로 유지할 수 있는 워터젯 노즐이 설치된 보조면판을 구비한 터널 굴진기를 제공하는데 있다.
이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은, 전방에 커터 헤드(cutter head)가 회전가능하게 설치되는 강재 원통형의 전방통과, 전방통의 후방에 복수개의 방향수정 잭(steering jack)으로 결합되며 내부에 커터 헤드를 구동시키기 위한 커터 모터(cutter motor)와 감속기(reducer)가 마련되는 후방통으로 이루어지는 터널 굴진기에 있어서, 커터 헤드상에 삽입홀이 편심되게 형성되고, 삽입홀에 보조면판이 회전가능하게 결합되며, 보조면판상에 막장을 향해 고압수를 분사하는 하나 이상의 워터젯 노즐이 편심되게 설치되고, 보조면판 후측에 커터 헤드의 개구부를 통해 밀려 들어온 토사가 유입되는 것을 차단하는 커버가 설치되는 것을 특징으로 한다.
보조면판은 후측에 동심축을 가지는 회전축이 형성되고, 회전축의 일측 외주면에 회전기어가 형성되며, 회전기어와 기어결합되도록 커터 헤드의 후측에 유성기어가 편심되면서 회전가능하게 설치되고, 유성기어와 기어결합되는 고정기어를 일측 외주면에 형성하는 고정축이 커터 헤드의 후측에 동심축을 가지면서 회전가능하게 설치되되, 고정축의 끝단은 전방통의 내측에 고정되는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 워터젯 노즐이 설치된 보조면판을 구비한 터널 굴진기를 도시한 측단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 워터젯 노즐이 설치된 보조면판을 구비한 터널 굴진기를 도시한 정면도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 워터젯 노즐이 설치된 보조면판을 구비한 터널 굴진기는 하나 이상의 워터젯 노즐(500)을 편심되게 설치한 보조면판(400)이 편심되면서 회전가능하게 결합되는 커터 헤드(300)를 전방에 설치한 전방통(front body;100)과, 전방통(100)의 후방에 복수개의 방향수정 잭(steering jack;210)으로 결합되며 내부에 커터 헤드(300)를 구동시키기 위한 커터 모터(220)와 감속기(230)가 마련되는 후방통(tail body;200)으로 이루어져 있다.
전방통(100)은 중심부에 중공부가 형성된 원통형상의 중공축(110)이 고정 설치되고, 중공축(110)은 전방통(100)의 내측으로부터 연장된 지지브라켓(120)에 의해 지지됨과 아울러 외주면에 기어박스(130)가 베어링결합되며, 기어박스(130)의 전면에는 전방으로 연장되면서 기어박스(130)의 외주면으로부터 확장되는 대략 나팔형상을 가지는 제 1 크러셔(140)가 축방향으로 나사결합된다.
또한, 중공축(110)은 일단에 축방향으로 고정결합되는 제 2 크러셔(150)가 설치되고, 제 2 크러셔(150)의 끝단부는 외주면을 따라 제 1 크러셔(140)의 경사면판(141)과 반대되는 형상의 경사면판(151)이 형성되며, 이들 경사면판(141,151) 사 이는 후방으로 갈수록 점차적으로 좁아지는 원형상의 제 1 파쇄공간(160)을 형성하고, 제 1 파쇄공간(160)의 안쪽에는 원형상의 통로(161)가 형성되며, 이 통로(161)의 후방에는 원형상의 제 2 파쇄공간(170)이 형성된다.
한편, 전방통(100)의 제 1 크러셔(140)는 끝단이 전방통(100)의 직경과 비슷한 정도로 연장형성되어 커터 헤드(300)에 결합된다.
커터 헤드(300)는 전면에 비트(bit;310)와 개구부(320)가 형성되고, 굴진작업이 진행되는 지역의 토질에 따라 로울러 커터(roller cutter;330)가 구비될 수 있으며, 보조면판(400)이 회전가능하게 결합되는 삽입홀(410)이 편심되게 형성된다.
보조면판(400)은 커터 헤드(300)의 삽입홀(410)에 씰링과 롤링을 가능케 하는 피팅(fitting;420)을 매개로 하여 결합되며, 워터젯 노즐(500)이 편심되게 설치된다.
한편, 보조면판(400)은 커터 헤드(300)의 회전방향과 반대방향으로 회전하는 것이 바람직하다. 따라서, 보조면판(400)에 설치된 워터젯 노즐(500)이 커터 헤드(300)의 회전방향과 반대 방향으로 이동토록 함으로써 워터젯 노즐(500)의 이동속도를 낮게 유지할 수 있어서 워터젯 노즐(500)이 암반, 전석 등의 장애물을 충분하게 파쇄시킬 수 있다.
또한, 보조면판(400)은 커터 헤드(300)로부터 회전하기 위하여 커터 모터(220)와는 독립적으로 동작하는 구동 모터와 감속기 등을 구비할 수도 있으나, 간단한 구조와 설치 공간을 최소화시킬 필요가 있으므로 커터 헤드(300)의 회전력 을 이용하여 회전시킴이 바람직하다. 이를 위해 보조면판(400)은 후측에 동심축을 가지는 회전축(430)이 형성되고, 회전축(430)의 일측 외주면에 회전기어(440)가 형성되며, 회전기어(440)와 기어결합되도록 커터 헤드(300)의 후측에 유성기어(450)가 편심되면서 회전가능하게 설치되고, 유성기어(450)와 기어결합되는 고정기어(460)를 일측 외주면에 형성하는 고정축(470)이 커터 헤드(300)의 후측에 동심축을 가지면서 회전가능하게 설치되되, 고정축(470)의 끝단은 전방통(100)의 내측, 즉 중공축(110)의 후면(111)에 고정된다.
따라서, 커터 헤드(300)가 회전시 유성기어(450)가 고정기어(460) 둘레를 따라 이동하면서 회전함으로써 회전기어(440)와 함께 회전축(430)이 회전하여 보조면판(400)을 커터 헤드(300)의 반대방향으로 회전시킨다.
워터젯 노즐(500)은 보조면판(400)상에 하나 이상이 편심되게 설치되며, 복수개로 설치될 경우 각각은 보조면판(400)의 중심으로부터의 거리를 서로 달리함이 바람직하다. 따라서, 보조면판(400)이 회전시 워터젯 노즐(500) 각각은 다양한 궤적을 따라 이동함으로써 막장내에 골고루 고압수를 분사하게 된다.
워터젯 노즐(500)은 지상에 설치된 고압 펌프(도시 안됨)에 연결되는 고압관(510)을 통해 고압수를 공급받으며, 고압관(510)은 후방통(200)의 내측을 거쳐 고정축(470) 내측을 통해 보조면판(400)에 설치된 각각의 워터젯 노즐(500)과 연결된다. 이 때 커터 헤드(300)와 보조면판(400)의 회전으로 인해 고압관(510)의 일정부위에 조인트연결이 필요하며, 이를 위해 커터 헤드(300)의 고정축(470)과 보조면판(400)의 회전축(430)에 위치한 고압관(510)상에 스위블 조인트(swivel joint;520)가 각각 구비된다. 따라서, 스위블 조인트(520)에 의해 고압관(510)의 연결부위에 고압수가 누출됨이 없이 360도 자유자재로 회전할 수 있다.
또한, 보조면판(400) 후측에는 커터 헤드(300)의 개구부(320)를 통해 밀려 들어온 토사가 유입되는 것을 차단하는 커버(600)가 설치된다. 따라서, 커버(600)는 보조면판(400), 워터젯 노즐(500) 및 고압관(510) 등의 관련부품이 커터 헤드(300)의 개구부(320)를 통해 밀려 들어온 토사에 의해 제기능을 다하지 못하는 것을 방지한다.
후방통(200)은 전방통(100)과 다수의 방향수정 잭(steering jack;210)으로 결합되고, 내측에 방향수정 잭(210)에 유압을 공급하기 위한 유압장치(211) 및 방향수정 잭(210)의 스트로크를 조절하기 위한 다수의 솔레노이드 밸브(212)가 설치되며, 커터 헤드(300)를 구동하기 위한 다수의 커터 모터(cutter motor;220)와 감속기(reducer;230)가 설치되고, 감속기(230)는 전방통(100)의 기어박스(130)에 기어결합된다.
또한, 후방통(200)은 내측 하단부에 지상과 연결된 송니배관(240) 및 배니배관(250)이 설치되고, 일단에 눈금이 새겨진 타겟과 다수의 게이지가 설치된 패널(260)이 마련되며, 이 패널(260)의 후방에는 이를 관측할 수 있는 카메라(270)가 설치되어 지상에 위치한 조종실에서 이를 관측한다.
이와 같은 구조로 이루어진 본 발명에 따른 워터젯 노즐이 설치된 보조면판을 구비한 터널 굴진기의 굴진작업 및 동작은 다음과 같이 이루어진다.
먼저, 지표상의 소정 위치에 수직 작업구를 굴착하고, 앞서 설명한 터널 굴 진기를 수직 작업구 내에 투입하여 설치하며, 후방통(200)의 후방으로 한 개의 추진관(도시 안됨)과, 반력을 이용해 터널 굴진기를 굴진방향으로 가압력을 부여하기 위한 유압 잭(도시 안됨)을 설치한다.
터널 굴진기는 유압 잭에 의해 굴진방향으로 추진관과 함께 추진되고, 커터 헤드(300)의 전면이 지반에 밀착되며, 커터 모터(220)의 구동력은 감속기(230)를 거치면서 높은 토오크를 형성하여 제 1 크러셔(140) 및 커터 헤드(300)를 회전시킨다.
커터 헤드(300)가 회전하면 유성기어(450)가 고정기어(460) 둘레를 따라 이동하면서 회전함으로써 회전기어(440)와 함께 회전축(430)이 회전하여 보조면판(400)을 회전시킨다. 이 때, 보조면판(400)은 커터 헤드(300)와 반대방향으로 회전하게 되고, 각각의 기어(440,450,460)의 기어비를 조정함으로써 커터 헤드(300)와 보조면판(400)의 회전속도비를 용이하게 변화시킬 수 있으며, 보조면판(400)에 편심되게 설치된 워터젯 노즐(500)의 궤적형태와 이동속도를 변화시킬 수 있다.
즉, 워터젯 노즐(500)의 궤적형태는 헤드 커터(300)와 보조면판(400)의 회전 속도비의 변화에 의해 다양한 형태로 변화시킬 수 있으며, 이는 터널 굴진기의 설계시 원하는 워터젯 노즐(500)의 궤적에 해당하는 기어들(440,450,460)의 기어비를 조절하거나 원하는 감속비를 가지는 감속기를 별도로 제작함으로써 실현 가능하다.
또한, 워터젯 노즐(500)의 이동속도는 보조면판(400)을 커터 헤드(300)의 회전방향과 반대방향으로 회전시킴으로써 종래의 커터 헤드(300)에 워터젯 노즐(500) 이 직접 설치된 경우에 비해 낮게 유지할 수 있으며, 이로 인해 워터젯 노즐(500)이 이동속도를 일정 범위내로 낮춤으로써 암반, 전석 등의 장애물에 대한 높은 절삭력을 가진다.
한편, 비트(310), 로울러 커터(330)는 커터 헤드(300)와 함께 회전하면서 토사 및 암반을 파쇄시키고, 커터 헤드(300)로부터 회전하는 보조면판(400)에 설치된 워터젯 노즐(500)은 일정한 궤적을 그리면서 막장면 전체에 골고루 고압수를 분사함으로써 토사를 물론 암반, 전석 등의 장애물을 파쇄시키며, 파쇄된 토사 및 암반 등은 개구부(320)를 통해 제 1 파쇄공간(160)으로 밀려 들어와서 제 1 및 제 2 크러셔(140,150)에 의해 더 잘게 파쇄되어 좁게 형성된 통로(161)를 거쳐 제 2 파쇄공간(170)으로 밀려 들어오고, 제 2 파쇄공간(170)으로 밀려 들어온 토사 및 암반은 지상으로부터 송니배관(240)을 통해 공급되는 수류와 함께 혼합되어 배니배관(250)을 통해 지상으로 배출된다.
이러한 일련의 굴진작업을 위한 터널 굴진기의 운전은 지상에 위치한 조종실에서 이루어지고, 터널 굴진기가 추진관의 길이만큼 추진하면 유압 잭을 후퇴시키고 다른 추진관을 삽입하는 굴진 작업을 반복한다.
이상과 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 워터젯 노즐의 이동궤적이 넓은 면적에 걸쳐 나선 또는 별표 형상을 가짐으로써 적은 수의 워터젯 노즐만으로도 막장 전체에 골고루 분포되는 암반, 전석 등의 장애물을 파쇄할 수 있을뿐만 아니라 워터젯 노즐로부터 분사되는 고압수에 의한 막장의 불안정을 최소화하며, 커터 헤드를 정상적인 속도로 회전시키더라도 워터젯 노즐이 암반, 전석 등의 장애물을 파쇄할 수 있는 최대 이동속도범위내의 이동속도를 가지므로 굴진에 필요한 커터 헤드의 회전속도를 충분하게 확보할 수 있을뿐만 아니라 워터젯 노즐의 파쇄력을 안정적으로 유지할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 워터젯 노즐이 설치된 보조면판을 구비한 터널 굴진기는 워터젯 노즐이 편심되게 설치된 보조면판이 헤드 커터로부터 회전함으로써 워터젯 노즐의 이동궤적이 넓은 면적에 걸쳐 나선 또는 별표 형상을 가짐으로써 적은 수의 워터젯 노즐만으로도 막장 전체에 골고루 분포되는 암반, 전석 등의 장애물을 파쇄할 수 있을뿐만 아니라 워터젯 노즐로부터 분사되는 고압수에 의한 막장의 불안정을 최소화하며, 보조면판이 헤드 커터와 반대방향으로 회전함으로써 커터 헤드를 정상적인 속도로 회전시키더라도 워터젯 노즐이 암반, 전석 등의 장애물을 파쇄할 수 있는 최대 이동속도범위내의 이동속도를 가지므로 굴진에 필요한 커터 헤드의 회전속도를 충분하게 확보할 수 있을뿐만 아니라 워터젯 노즐의 파쇄력을 안정적으로 유지할 수 있는 효과를 가지고 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 워터젯 노즐이 설치된 보조면판을 구비한 터널 굴진기를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
Claims (2)
- 전방에 커터 헤드(cutter head)가 회전가능하게 설치되는 강재 원통형의 전방통과, 상기 전방통의 후방에 복수개의 방향수정 잭(steering jack)으로 결합되며 내부에 상기 커터 헤드를 구동시키기 위한 커터 모터(cutter motor)와 감속기(reducer)가 마련되는 후방통으로 이루어지는 터널 굴진기에 있어서,상기 커터 헤드상에 삽입홀이 편심되게 형성되고, 상기 삽입홀에 보조면판이 회전가능하게 결합되며, 상기 보조면판상에 막장을 향해 고압수를 분사하는 하나 이상의 워터젯 노즐이 편심되게 설치되고, 상기 보조면판 후측에 상기 커터 헤드의 개구부를 통해 밀려 들어온 토사가 유입되는 것을 차단하는 커버가 설치되는 것을 특징으로 하는 워터젯 노즐이 설치된 보조면판을 구비한 터널 굴진기.
- 제 1 항에 있어서, 상기 보조면판은 후측에 동심축을 가지는 회전축이 형성되고, 상기 회전축의 일측 외주면에 회전기어가 형성되며, 상기 회전기어와 기어결합되도록 상기 커터 헤드의 후측에 유성기어가 편심되면서 회전가능하게 설치되고, 상기 유성기어와 기어결합되는 고정기어를 일측 외주면에 형성하는 고정축이 상기 커터 헤드의 후측에 동심축을 가지면서 회전가능하게 설치되되, 상기 고정축의 끝단은 상기 전방통의 내측에 고정되는 것을 특징으로 하는 워터젯 노즐이 설치된 보조면판을 구비한 터널 굴진기.
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