KR101035700B1 - 구조물의 모서리 부위 표면 처리용 워터젯 어태치먼트 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 주행수단을 구비한 차량에 설치된 직선형 레일을 따라 이동 가능하게 설치되는 어태치먼트 장치로서, 상기 레일에 이동가능하게 결합되는 지지체; 상기 지지체에 상대 고정되는 하우징; 상기 하우징에 상대고정되는 고압수 유입부; 상기 하우징에 설치되는 모터; 상기 고압수 유입부로부터 유입된 고압수가 전달되며, 상기 모터의 출력축과 동력적으로 연결되어 그 출력축의 회전에 의해 종속적으로 회전하는 회전모듈; 상기 회전모듈에 상대고정되며 구조물의 모서리를 향하도록 배치되는 복수의 분사노즐;을 포함하며, 상기 분사노즐들은 상기 회전모듈의 회전 중심으로부터 가까운 위치에 배치된 분사노즐이 상대적으로 상기 회전모듈의 회전 중심으로부터 먼 위치에 배치된 분사노즐 보다 상기 하우징 외측으로 더 돌출되도록 배치된 것을 특징으로 한다.

Description

구조물의 모서리 부위 표면 처리용 워터젯 어태치먼트 장치{Water jet attachment apparatus useful for a corner area surface treatment of the structure}

본 발명은 교량, 건축물 등의 구조물 내 콘크리트의 레이턴스나 블리딩, 또는 에폭시 등의 페인트를 제거하기 위해 사용되는 워터젯 어태치먼트 장치에 관한 것이다.

본 발명은 국토해양부의 첨단도시개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다.[과제고유번호: 400-20080158, 과제명: 워터젯을 이용한 친환경적 해체장비 개발]

일반적으로 워터젯 시스템(Water jet system)은 보수가 필요한 교량, 도로, 건축물 등의 구조물의 표면을 초고압수로 파쇄시켜 제거하는 시스템을 말하는 것이다.

이와 같은 워터젯 시스템은 초고압수를 생성시키는 파워팩(power pack)과, 상기 파워팩으로부터 초고압수를 전달받아 보수면에 대한 직접적인 칩핑(chipping) 작업, 즉 파쇄작업을 수행하는 어태치먼트(attachment) 장치와, 상기 어태치먼트를 달고 이동하는 차량(vehicle)으로 구성된다.

워터젯 시스템에서 어태치먼트 장치는 고압의 물을 구조물의 표면을 향해 분사하는 분사노즐을 구비하고 있다. 분사노즐은 예컨대 콘크리트 표면에 형성된 레이턴스(laitance)와 주차장 바닥의 에폭시 등을 제거하는 핵심부품이다. 레이턴스란 콘크리트를 친 후 양생(물이 상승하는 현상)에 따라 내부의 미세한 물질이 부상하여 콘크리트가 경화한 뒤, 표면에 형성되는 흰빛의 얇은 막을 가리킨다. 레이턴스의 성분의 대부분은 시멘트의 미립분이지만, 부착력이 약하고 수밀성(水密性)도 나쁘기 때문에 콘크리트를 그 위에 쳐서 이어나갈 때는 레이턴스(laitance)를 제거해야 한다. 그리고 에폭시(epoxy)란 실내나 옥상 주차장 등의 바닥 코팅을 위한 페인트로 일정시간이 지나면 제거한 후 보수를 해주어야 한다. 이와 같이 레이턴스나 에폭시 등의 페인트를 제거하는 작업을 치핑(chipping)이라 한다.

도 1은 종래의 워터젯 어태치먼트 장치가 부착된 워터젯 시스템의 작업상태를 보여주는 도면이다. 도 1을 참조하면, 워터젯 어태치먼트 장치(1)는 차량(2)에 설치된 레일(3)을 따라 이동 가능하게 설치되어 있다. 도 2에 도시된 어태치먼트 장치(1)는 복수의 분사노즐(4)을 구비하고 있다. 상기 분사노즐(4)은 중앙의 회전축을 중심으로 회전하면서 치핑 작업을 하게 된다. 그런데, 종래의 회전형 분사노즐(4)은 도 3에 도시된 바와 같이 치핑 작업이 불가능한 영역이 발생하게 된다. 즉, 도 3에 도시된 "A" 영역은 어태치먼트 장치(1)의 바퀴(5) 때문에 접근이 불가능한 영역이며, "B"영역은 분사노즐(4)이 회전하는 구조에 따른 작업불가 영역이다. 특히, 교량 또는 건축물 등의 구조물에서 바닥과 벽체가 만나는 모서리 부위에 서의 작업이 불가한 문제점이 있다. 이와 같이 종래의 워터젯 어태치먼트 장치(1)는 수작업에 의해 제거하여야 하는 영역이 존재함에 따라 작업의 효율성이 떨어지는 문제점이 있다. 또한, 수작업으로 치핑작업을 하는 경우에는 워터젯 장치의 분사 압력에 의한 반력이 너무 크면 작업자가 부상을 입을 가능성이 크기 때문에 워터젯 장치의 분사압력을 최고치에 비하여 1/4정도로 낮추어 치핑작업을 하여야 하므로 작업의 효율성이 더욱 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 구조물의 모서리 부위의 표면 처리 작업을 효율적으로 수행할 수 있도록 구조가 개선된 구조물의 모서리 부위 표면 처리용 워터젯 어태치먼트 장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 구조물의 모서리 부위 표면 처리용 워터젯 어태치먼트 장치는, 주행수단을 구비한 차량에 설치된 직선형 레일을 따라 이동 가능하게 설치되는 어태치먼트 장치로서,

상기 레일에 이동가능하게 결합되는 지지체;

상기 지지체에 상대 고정되는 하우징;

상기 하우징에 상대고정되는 고압수 유입부;

상기 하우징에 설치되는 모터;

상기 고압수 유입부로부터 유입된 고압수가 전달되며, 상기 모터의 출력축과 동력적으로 연결되어 그 출력축의 회전에 의해 종속적으로 회전하는 회전모듈;

상기 회전모듈에 상대고정되며 구조물의 모서리를 향하도록 배치되는 복수의 분사노즐;을 포함하며,

상기 분사노즐들은 상기 회전모듈의 회전 중심으로부터 가까운 위치에 배치된 분사노즐이 상대적으로 상기 회전모듈의 회전 중심으로부터 먼 위치에 배치된 분사노즐 보다 상기 하우징 외측으로 더 돌출되도록 배치된 점에 특징이 있다.

상기 분사노즐들은 상기 회전모듈과 분리가능하게 결합된 것이 바람직하다.

상기 분사노즐들 각각에는 고압수의 흐름을 개폐할 수 있는 밸브장치가 설치된 것이 바람직하다.

상기 분사노즐들 각각에는 고압수의 흐름을 개폐할 수 있는 밸브장치가 설치된 것이 바람직하다.

상기 분사노즐들 주위로 치핑된 입자 및 고압수가 비산되는 것을 방지하도록 상기 하우징에 커버가 설치된 것이 바람직하다.

상기 분사노즐들에서 분사되는 고압수의 작용면적을 조절하도록 상기 커버에 슬라이딩 가능하게 설치되는 보조커버를 더 포함한 것이 바람직하다.

상기 하우징에 설치되며 벽체 또는 바닥에 지지되어 상대회전하는 바퀴를 더 포함한 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 구조물의 모서리 부위 표면 처리용 워터젯 어태치먼트 장치는, 분사노즐이 구조물의 모서리 부위와 일정한 거리를 유지한 상태로 그 모서리 부위에 고압수를 효과적으로 분사함으로써, 종래에 수작업에 의해 작업하여야 할 부위를 기계적으로 일괄 처리할 수 있기 때문에, 작업품질이 향상되고, 작업시간이 단되며, 작업자의 안전을 더욱 양호하게 보장할 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 일 실시 예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 워터젯 어태치먼트 장치의 사시도이다. 도 5는 도 4에 도시된 Ⅴ-Ⅴ 선에 따른 부분 절단면도이다. 도 6은 도 4에 도시된 워터젯 어태치먼트 장치의 사용상태를 개략적으로 보여주는 도면이다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 구조물의 모서리 부위 표면처리용 워터젯 어태치먼트 장치(10, 이하 "워터젯 어태치먼트 장치"라 칭함)는 무한궤도와 같은 주행수단을 구비한 차량에 설치된 직선형 레일(도 1에 식별부호 3으로 표기)을 따라 이동 가능하게 설치되는 어태치먼트 장치로서 지지체(20)와, 하우징(0과, 고압수 유입부(35)와, 모터(40)와, 회전모듈(50)과, 분사노즐(60)과, 커버(70)와, 보조커버(75)와, 바퀴(80)를 구비하고 있다.

상기 지지체(20)는 도 1에 도시된 레일(3)에 이동가능하게 결합되어 있다. 상기 지지체(20)는 탄소강 등과 같은 금속소재를 용접하여 제조할 수 있다. 상기 지지체(20)는 후술하는 하우징(30)을 작업하는 적절하게 배치되도록 하기 위한 일종의 연결부재이다.

상기 하우징(30)은 상기 지지체(20)에 상대고정되어 있다. 더 구체적으로 상 기 하우징(30)은 상기 지지체(20)의 일단부에 용접 또는 볼트와 너트 등과 같은 결합수단에 의해 결합되어 있다.

상기 고압수 유입부(35)는 상기 하우징(30)에 상대고정되어 있다. 상기 고압수 유입부(35)의 일단부는 상기 하우징(30)의 상부 쪽으로 돌출되어 있다. 상기 고압수 유입부(35)에는 외부의 펌프(미도시)에 의해 가압된 고압의 물이 호스(미도시)등과 같은 전달매체에 의해 유입된다. 상기 고압수 유입부(35)에 유입된 고압수는 내부 통로를 거쳐 후술하는 분사노즐(60)에 전달된다.

상기 모터(40)는 상기 하우징(30)에 설치되어 있다. 더 구체적으로 상기 모터(40)는 상기 하우징(30)에 상대 고정되어 있으며, 상기 모터(40)의 출력축(42)은 상기 하우징(30)에 대해 상대회전이 가능하도록 배치되어 있다. 상기 모터(40)는 후술하는 회전모듈(50)을 회전시키기 위한 구동원으로써 마련된 것이다.

상기 회전모듈(50)은 상기 모터(40)의 출력축(42)과 동력적으로 연결되어 있다. 상기 회전모듈(50)은 예컨대 상기 출력축(42)에 상대고정되거나 감속기어 등과 같은 동력전달수단에 의해 상기 출력축(42)에 동력적으로 연결될 수 있다. 따라서, 상기 회전모듈(50)은 상기 모터(40)의 출력축(42)이 회전함에 따라 그 출력축(42)에 종속적으로 회전한다. 상기 회전모듈(50)의 내부에는 상기 고압수 유입부(35)를 통하여 유입되는 고압수가 전달되는 통로를 구비하고 있다.

상기 분사노즐(60)은 상기 회전모듈(50)에 상대고정되어 있다. 상기 분사노즐(60)의 자유단부는 교량 또는 건축물 등과 같은 구조물의 모서리 부위 즉 벽체와 바닥이 만나는 부위 또는 벽체와 천장이 만나는 부위 등을 향하도록 배치되어 있 다. 상기 분사노즐(60)은 복수 구비되어 있다. 상기 분사노즐(60) 각각은 상기 회전모듈(50)에 대해 분리가능하게 결합되어 있다. 본 실시예에서는 상기 분사노즐(60)은 상기 회전모듈(50)과 나사결합에 의해 상대 결합되어 있다. 상기 분사노즐(60)에는 밸브장치(미도시)가 설치될 수 있다. 상기 밸브장치는 예컨대 볼 밸브나 솔레노이드 밸브 등과 같은 공지의 밸브장치가 채용될 수 있다. 상기 밸브장치는 상기 분사노즐들 각각에 흐르는 고압수의 흐름을 개폐할 수 있도록 하기 위해 마련될 수 있다. 상기 밸브장치는 필요에 따라 상기 분사노즐(60)에 의해 분사되는 고압수의 작용면적을 조절할 수 있도록 하기 위해 마련된 것이다. 상기 밸브장치를 상기 분사노즐(60)에 채용하는 기술은 공지된 기술을 이용하여 구현할 수 있는 것이므로 상세한 서술은 생략하기로 한다. 상기 분사노즐(60)들은 상기 회전모듈(50)의 회전 중심으로부터 가까운 위치에 배치된 분사노즐(60)이 상대적으로 상기 회전모듈(50)의 회전 중심으로부터 먼 위치에 배치된 분사노즐(60) 보다 상기 하우징(30) 외측으로 더 돌출되도록 배치되어 있다. 즉, 상기 분사노즐(60)의 배치구조는 구조물의 모서리 부위에 작용하는 고압수가 상기 분사노즐(60)의 단부로부터 일정한 거리가 유지될 수 있도록 하기 위한 것이다.

상기 커버(70)는 상기 하우징(30)에 상대 고정되도록 설치되어 있다. 상기 커버(70)는 상기 회전모듈(50)에 설치된 상기 분사노즐(60)을 둘러싸도록 배치되어 있다. 상기 커버(70)는 상기 분사노즐(60)들 주위로 치핑된 입자 및 고압수가 비산되는 것을 방지하도록 하기 위해 설치된 것이다. 상기 커버(70)는 그 윤곽이 구조물의 모서리와 양호하게 정합될 수 있는 형태로 가공되어 있다.

상기 보조커버(75)는 상기 커버(70)에 슬라이딩 가능하게 설치되어 있다. 상기 보조커버(75)는 상기 분사노즐(60)들에서 분사되는 고압수의 작용면적을 조절하도록 하기 위해 마련된 것이다. 즉, 상기 보조커버(75)는 상기 분사노즐(60)에서 분사되는 고압수의 일부를 차단하여 그 고압수가 벽체 또는 바닥에 직접적으로 작용하지 않도록 하는 작용을 한다. 상기 보조커버(75)는 상기 커버(70)에 설치된 가이드 레일(72)을 따라 슬라이딩 가능하며 필요한 위치에서 상기 커버(70)에 상대고정될 수 있도록 고정핀(77)이 마련되어 있다.

상기 바퀴(80)는 상기 하우징(30)에 설치되어 있다. 본 실시예에서 상기 바퀴(80)는 4개가 마련되어 있다. 상기 바퀴(80) 중 2개는 벽체에 지지될 수 있도록 배치되어 있다. 상기 바퀴(80) 중 나머지 2개는 바닥에 지지될 수 있도록 배치되어 있다. 따라서, 상기 바퀴(80)는 상기 분사노즐(60)에서 분사되는 고압수가 작용하는 모서리를 따라서 상기 워터젯 어태치먼트 장치(10)가 자연스럽게 이동될 수 있도록 하기 위해 마련된 것이다.

한편, 도 7 및 도 8에는 본 발명의 다른 실시예가 도시되어 있다.

도 7은 다른 실시예에 따른 워터젯 어태치먼트 장치의 개략적 사시도이다. 도 8은 도 7에 도시된 워터젯 어태치먼트 장치의 측면도이다.

도 7 및 도 8을 참조하면 본 발명에 따른 워터젯 어태치먼트 장치(10a)는 도 4 내지 도 6을 참조하여 설명한 워터젯 어태치먼트 장치(10)에 비하여 상기 보조커버(75)가 구비되지 않는 점을 제외하고는 동일한 구조로 되어 있다. 이와 같이 상기 보조커버(75)는 필요에 따라서 장착할 수 있는 선택적이고 부가적인 구성요소이 다.

이하, 상술한 바와 같이 구성된 본 실시예의 워터젯 어태치먼트 장치(10)의 작용을 도 4 내지 도 6에 도시된 워터젯 어태치먼트 장치(10)를 장착한 워터젯 시스템을 이용하여 도로나 교량의 레이턴스를 제거하는 과정을 예로 들어 상세하게 서술하기로 한다.

도 6을 참조하면 상기 워터젯 어태치먼트 장치(10)를 사용하여 교량이나 도로의 중앙 분리대 부근의 레이턴스를 제거하는 모습을 이해할 수 있다. 상기 고압수 유입부(35)에 고압수가 흐르는 호스를 연결한다. 상기 고압수 유입부(35)에 유입된 고압수는 상기 하우징(30)과 상기 회전모듈(50)에 마련된 통로를 따라 상기 분사노즐(60)에 전달된다. 상기 분사노즐(60)에 설치된 상기 밸브장치를 개방하면 상기 분사노즐(60)을 통하여 고압수가 구조물의 모서리 부위에 분사된다. 이때 상기 모터(40)가 작동하여 그 모터(40)의 출력축(42)이 회전한다. 상기 출력축(42)에 동력적으로 연결된 상기 회전모듈(50)이 상기 출력축(42)에 종속적으로 회전한다. 따라서 상기 분사노즐(60)을 상기 회전모듈(50)과 일체로 회전하게 된다. 즉 상기 분사노즐(60)에서 분사되는 고압수도 회전하면서 구조물의 모서리 부위에 존재하는 레이턴스나 이물질을 제거하는 것이다. 이 과정에서 상기 분사노즐(60)의 자유단부와 그 분사노즐(60)에서 분사된 고압수가 작용하는 구조물의 표면과는 일정한 거리가 유지된다. 따라서 구조물의 표면에는 일정한 압력이 가해지게 된다. 그 결과 표면의 치핑효과도 균일하게 우수한 결과를 나타나게 된다. 즉 도 3에 도시된 "A" 부위 또는 "B" 부위가 양호하게 치핑(chipping)된다. 이 과정에서 상기 커버(70)는 상기 분사노즐(60) 주위를 둘러싸고 있으므로 그 분사노즐(60)에서 분사된 고압수에 의하여 치핑된 물질이나 고압수가 그 분사노즐(60) 주위로 비산되지 않도록 하는 작용을 한다. 따라서 작업공간 주위의 작업자나 시설물을 보호하는 작용을 한다. 또한, 상기 커버(70)에 슬라이딩 가능하게 설치된 상기 보조커버(75)는 상기 분사노즐(60)에서 분사되는 고압수의 일부를 차단하여 구조물의 모서리 부위에 작용하는 치핑영역의 면적을 조절할 수 있는 작용을 한다. 또한, 상기 바퀴(80)는 상기 워터젯 어태치먼트 장치(10)가 치핑되는 구조물의 모서리 부위를 따라 자연스럽게 이동할 수 있도록 하는 작용을 한다.

이와 같이 본 발명에 따른 워터젯 어태치먼트 장치(10,10a)는 분사노즐(60)의 자유단부가 치핑되는 구조물의 모서리 부위와 일정한 거리를 유지하도록 하는 구조를 가짐으로써 종래에 수작업에 의하여 처리하여야 하였던 부위의 표면 처리 작업을 단시간 내에 효율적으로 처리할 수 있는 효과를 제공한다. 또한, 본 발명에 따른 워터젯 어태치먼트 장치(10,10a)는 수작업에 의하지 않고 차량에 직접 장착하여 기계적인 작업이 가능하므로 수작업시 위험에 노출될 수 있는 작업자의 안전을 보장하는 효과를 제공한다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 많은 변형이 가능함은 명백하다.

도 1은 종래의 워터젯 시스템의 작업상태를 보여주는 도면이다.

도 2는 도 1에 도시된 워터젯 어태치먼트 장치의 분사노즐 주위의 구조를 보여주는 도면이다.

도 3은 도 2에 도시된 워터젯 어태치먼트 장치를 사용하여 콘크리트면의 레이턴스를 제거할 경우에 발생하는 문제점을 설명하기 위한 사진이다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 워터젯 어태치먼트 장치의 사시도이다.

도 5는 도 4에 도시된 Ⅴ-Ⅴ 선에 따른 부분 절단면도이다.

도 6은 도 4에 도시된 워터젯 어태치먼트 장치의 사용상태를 개략적으로 보여주는 도면이다.

도 7은 다른 실시예에 따른 워터젯 어태치먼트 장치의 개략적 사시도이다.

도 8은 도 7에 도시된 워터젯 어태치먼트 장치의 측면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 기호의 설명>

10, 10a : 구조물의 모서리 부위 표면처리용 워터젯 어태치먼트 장치

20 : 지지체 30 : 하우징

35 : 고압수 유입부 40 : 모터

42 : 출력축 50 : 회전모듈

60 : 분사노즐 70 : 커버

72 : 가이드 레일 75 : 보조커버

77 : 고정핀 80 : 바퀴

Claims (6)

1. 주행수단을 구비한 차량에 설치된 직선형 레일을 따라 이동 가능하게 설치되는 어태치먼트 장치로서,

   상기 레일에 이동가능하게 결합되는 지지체;

   상기 지지체에 상대 고정되는 하우징;

   상기 하우징에 상대고정되는 고압수 유입부;

   상기 하우징에 설치되는 모터;

   상기 고압수 유입부로부터 유입된 고압수가 전달되며, 상기 모터의 출력축과 동력적으로 연결되어 그 출력축의 회전에 의해 종속적으로 회전하는 회전모듈;

   상기 회전모듈에 상대고정되며 구조물의 모서리를 향하도록 배치되는 복수의 분사노즐;을 포함하며,

   상기 분사노즐들은 상기 회전모듈의 회전 중심으로부터 가까운 위치에 배치된 분사노즐이 상대적으로 상기 회전모듈의 회전 중심으로부터 먼 위치에 배치된 분사노즐 보다 상기 하우징 외측으로 더 돌출되도록 배치된 것을 특징으로 하는 구조물의 모서리 부위 표면 처리용 워터젯 어태치먼트 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 분사노즐들은 상기 회전모듈과 분리가능하게 결합된 것을 특징으로 하는 구조물의 모서리 부위 표면 처리용 워터젯 어태치먼트 장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 분사노즐들 각각에는 고압수의 흐름을 개폐할 수 있는 밸브장치가 설치된 것을 특징으로 하는 구조물의 모서리 부위 표면 처리용 워터젯 어태치먼트 장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 분사노즐들 주위로 치핑된 입자 및 고압수가 비산되는 것을 방지하도록 상기 하우징에 커버가 설치된 것을 특징으로 하는 구조물의 모서리 부위 표면 처리용 워터젯 어태치먼트 장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 분사노즐들에서 분사되는 고압수의 작용면적을 조절하도록 상기 커버에 슬라이딩 가능하게 설치되는 보조커버를 더 포함한 것을 특징으로 하는 구조물의 모서리 부위 표면 처리용 워터젯 어태치먼트 장치.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 하우징에 설치되며 벽체 또는 바닥에 지지되어 상대회전하는 바퀴를 더 포함한 것을 특징으로 하는 구조물의 모서리 부위 표면 처리용 워터젯 어태치먼트 장치.

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