KR101069107B1

KR101069107B1 - 지반 개량용 굴착교반장치

Info

Publication number: KR101069107B1
Application number: KR1020100014711A
Authority: KR
Inventors: 김사현
Original assignee: 김사현
Priority date: 2010-01-07
Filing date: 2010-02-18
Publication date: 2011-09-30
Also published as: KR20110081011A

Abstract

본 발명은 크레인의 리더에 승강 가능하게 연결되어 지반을 굴착 및 교반하는 지반 개량용 굴착교반장치로서, 상기 리더에 승강 가능하게 마련되는 본체프레임과; 상기 본체프레임에 마련되어 상기 리더를 따라 승강하는 하우징과; 상기 하우징에 수용되어 한 쌍씩 간격을 두고 3열로 배치되며, 내부에 고결약제 또는 공기가 선택적으로 공급되는 제1 통과공이 형성된 6개의 기어부와; 3열로 배치된 상기 각 한 쌍의 기어부에 맞물려 회전하는 3개의 아이들 기어부와; 인접하는 한 쌍의 상기 아이들 기어부의 사이에 각각 마련되어, 상기 한 쌍의 아이들 기어부와 맞물려 회전하며, 내부에 고결약제 또는 공기가 선택적으로 공급되는 제2 통과공이 형성된 한 쌍의 보조 기어부와; 상기 본체프레임에 적어도 하나 이상 마련되며, 상기 6개의 기어부 중 어느하나에 연결되어 동력을 전달하는 구동모터와; 상기 6개의 기어부에 각각 결합되어 지반을 굴착 및 교반하는 6개의 굴착로드와; 상기 한 쌍의 보조 기어부에 각각 결합되어 지반을 굴착 및 교반하는 한 쌍의 보조 굴착로드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 의해, 본 발명에 따른 지반 개량용 굴착교반장치는 한 쌍씩 3열로 배치되는 6개의 굴착로드의 중앙에 한 쌍의 보조 굴착로드를 마련하여 총 8축의 굴착로드를 구성함으로써, 지반의 굴착면적을 확대할 수 있고, 굴착된 지반토와 고결약제가 고르게 섞이도록 교반할 수 있으며, 이로 인해 작업시간 단축되어 시공작업의 효율성을 향상시킬 수 있다.
또한, 보조 굴착로드를 통해 교반중인 고결약제와 지반토에 공기를 분사하여 고결약제와 지반토의 교반작용을 촉진시킬 수 있다.

Description

지반 개량용 굴착교반장치{APPRATUS OF EXCAVATION AND MIXING FOR IMPROVING GROUND}

본 발명은 지반 개량용 굴착교반장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 한 쌍씩 3열로 배치되는 6개의 굴착로드의 중앙에 한 쌍의 보조 굴착로드를 마련하여 총 8축의 굴착로드를 구성함으로써, 굴착로드를 통해 분사되는 고결약제와 굴착된 지반토의 교반작용을 향상시킬 수 있는 지반 개량용 굴착교반장치에 관한 것이다.

일반적으로, 지반 위에 건물의 신축이나 도로의 개간 또는 지하의 맨홀과 같은 시설물 등을 설치하고자 할 때 그 지반이 지형적인 특성상 임해성 점성토, 층적 점성토 등 연약토로 이루어진 연약지반일 경우에는 연약지반을 보강한 후 구축하고자 하는 구조물 등을 설치하였다.

이러한 연약지반을 보강하는 작업에는 지반 개량용 굴착교반장치를 이용하고 있으며, 상기 지반 개량용 굴착교반장치는 개량 대상 지반을 목적하는 심도까지 파고 들어가 시멘트풀, 고화재 등의 고결약제를 분사하여 개량 대상 지반과 고결약제를 교반함으로써 지반을 보강하였다.

도 11은 종래기술에 따른 4축 지반 개량용 굴착교반장치를 보여주는 도면이고, 도 12는 종래기술에 따른 4축 지반 개량용 굴착교반장치의 기어구조를 보여주는 도면이다.

도 11 및 도 12를 참조하면, 종래의 4축 지반 개량용 굴착교반장치(400)는 크레인(410)에 수직으로 설치되는 리더(411)에 본체프레임(310)이 승강 가능하게 설치되어 있고, 본체프레임(310)에 굴착로드(350)를 작동시키는 구동모터(320)가 장착되어 있으며, 본체프레임(310)의 하부에는 복수의 기어부(340)가 수용된 하우징(330)이 본체프레임(310)과 함께 리더를 따라 승강하도록 마련되어 있고, 하우징(330)에 수용된 복수의 기어부(340)에는 4개의 굴착로드(350)가 결합되어 지반을 굴착한다.

하우징(330)에 마련된 복수의 기어부(340)는, 도 12에 도시된 바와 같이, 우측 상단으로부터 시계방향으로 제1 기어부(341), 제2 기어부(343), 제3 기어부(345) 및 제4 기어부(347)가 배치되어 있고, 제1 기어부(341) 및 제2 기어부(343)의 사이에 구동모터(320)와 연결된 구동기어부(347)가 맞물려 있어 제1 기어부(341) 및 제2 기어부(343)에 회전력을 전달하며, 제1 기어부(341) 및 제4 기어부(347)와 제2 기어부(343) 및 제3 기어부(345)에는 각각 아이들 기어부(349)가 맞물려 있어 구동기어부(347)의 회전력을 전달받는다.

즉, 구동기어부(347)가 회전하면 제1 기어부(341), 제2 기어부(343), 제3 기어부(345) 및 제4 기어부(347)가 동시에 회전하게 된다.

여기서, 제1 기어부(341), 제2 기어부(343), 제3 기어부(345) 및 제4 기어부(347)에는 각각 굴착로드(350)가 결합되어 있으며, 각각의 기어부(341,343,345,347)에는 시멘트풀, 고화제 등의 고결약제가 공급되는 통과공(342,344,346,348)이 형성되어 굴착로드(350)를 통해 굴착된 지반에 고결약제를 공급한다.

이와 같이, 제1 기어부(341), 제2 기어부(343), 제3 기어부(345) 및 제4 기어부(347)의 회전에 따라 4개의 굴착로드(350)가 회전하며, 각 굴착로드(350)의 외주면에 마련된 교반날개(351)가 고결약제와 굴착된 지반토를 교반함으로써 지반을 보강한다.

그러나, 이러한 종래의 4축 지반 개량용 굴착교반장치는 4개의 굴착로드의 교반날개가 고결약제와 굴착된 지반토를 교반할시 4개의 굴착로드의 중앙부분의 지반토에는 교반날개가 미치지 못해 고결약제와 굴착된 지반토가 고르게 교반되지 못하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 한 쌍씩 3열로 굴착로드를 배치하여 6개의 굴착로드를 마련하고, 6개의 굴착로드의 중앙에 한 쌍의 보조 굴착로드를 마련하여 총 8축의 굴착로드를 구성함으로써, 굴착된 지반토와 고결약제가 고르게 섞이도록 교반할 수 있는 지반 개량용 굴착교반장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 굴착로드에 의해 교반되는 고결약제와 지반토에 공기를 분사하여 고결약제와 지반토의 교반작용을 촉진시킬 수 있는 지반 개량용 굴착교반장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 크레인의 리더에 승강 가능하게 연결되어 지반을 굴착 및 교반하는 지반 개량용 굴착교반장치에 있어서, 상기 리더에 승강 가능하게 마련되는 본체프레임과; 상기 본체프레임에 마련되어 상기 리더를 따라 승강하는 하우징과; 상기 하우징에 수용되어 한 쌍씩 간격을 두고 3열로 배치되며, 내부에 고결약제 또는 공기가 선택적으로 공급되는 제1 통과공이 형성된 6개의 기어부와; 3열로 배치된 상기 각 한 쌍의 기어부에 맞물려 회전하는 3개의 아이들 기어부와; 인접하는 한 쌍의 상기 아이들 기어부의 사이에 각각 마련되어, 상기 한 쌍의 아이들 기어부와 맞물려 회전하며, 내부에 고결약제 또는 공기가 선택적으로 공급되는 제2 통과공이 형성된 한 쌍의 보조 기어부와; 상기 본체프레임에 적어도 하나 이상 마련되며, 상기 6개의 기어부 중 어느하나에 연결되어 동력을 전달하는 구동모터와; 상기 6개의 기어부에 각각 결합되어 지반을 굴착 및 교반하는 6개의 굴착로드와; 상기 한 쌍의 보조 기어부에 각각 결합되어 지반을 굴착 및 교반하는 한 쌍의 보조 굴착로드를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 구동모터는 상기 6개의 기어부의 중앙에 배치된 한 쌍의 상기 기어부 중 어느 하나에 연결되어 동력을 전달하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 6개의 굴착로드는 각각, 상기 6개의 기어부에 각각 결합되어 회전하며, 상기 제1 통과공을 통해 상기 고결약제를 공급받는 유로가 형성되며, 지반에 상기 고결약제를 분사하도록 유로와 연통하는 분사공이 형성된 케이싱과; 상기 케이싱의 외주면에 마련되어 지반을 교반하는 복수의 교반날개와; 상기 케이싱의 하부에 마련되어 지반을 굴착하는 굴착부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 한 쌍의 보조 굴착로드는, 상기 한 쌍의 보조 기어부에 각각 결합되어 회전하며, 상기 제2 통과공을 통해 상기 공기를 공급받는 공기로가 형성된 보조 케이싱과; 상기 보조 케이싱의 외주면에 마련되어 지반을 교반하는 복수의 보조 교반날개와; 관체의 양측으로부터 각각 돌출되어 굴착 및 교반되는 지반에 상기 공기를 분사하는 분사노즐부를 가지며, 상기 보조 케이싱의 하부에 결합되는 공기 공급관을 포함하는 것을 특징으로 한다.

더욱이, 상기 분사노즐부의 내측에는 굴착 및 교반된 지반부터 지반토가 유입되는 것을 방지하는 체크밸브가 마련되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 리더에 승강 가능하게 마련되고, 상기 6개의 굴착로드와 상기 한 쌍의 보조 굴착로드가 각각 회전 가능하게 결합되며, 상기 6개의 굴착로드와 상기 한 쌍의 보조 굴착로드를 상호 연결하는 연결대를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이에 의해, 본 발명에 따른 지반 개량용 굴착교반장치는 한 쌍씩 3열로 배치되는 6개의 굴착로드의 중앙에 한 쌍의 보조 굴착로드를 마련하여 총 8축의 굴착로드를 구성함으로써, 지반의 굴착면적을 확대할 수 있고, 굴착된 지반토와 고결약제가 고르게 섞이도록 교반할 수 있으며, 이로 인해 작업시간 단축되어 시공작업의 효율성을 향상시킬 수 있다.

또한, 보조 굴착로드를 통해 교반중인 고결약제와 지반토에 공기를 분사하여 고결약제와 지반토의 교반작용을 촉진시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 지반 개량용 굴착교반장치를 전체구성을 보여주는 도면
도 2는 본 발명에 따른 지반 개량용 굴착교반장치의 내부구조를 보여주는 부분 단면도
도 3은 본 발명에 따른 지반 개량용 굴착교반장치의 기어구조를 보여주는 도면
도 4는 본 발명에 따른 지반 개량용 굴착교반장치의 굴착로드를 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 지반 개량용 굴착교반장치의 구동모터의 연결구조를 보여주는 도면
도 6은 본 발명에 따른 지반 개량용 굴착교반장치의 굴착로드를 보여주는 단면도
도 7은 본 발명에 따른 지반 개량용 굴착교반장치의 보조 굴착로드를 보여주는 단면도
도 8 내지 도 10은 본 발명에 따른 지반 개량용 굴착교반장치의 작동상태를 보여주는 도면
도 11은 종래기술에 따른 4축 지반 개량용 굴착교반장치를 보여주는 도면
도 12는 종래기술에 따른 4축 지반 개량용 굴착교반장치의 기어구조를 보여주는 도면

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하지만, 본 발명은 그 요지를 이탈하지 않는 한 이하의 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명에 따른 지반 개량용 굴착교반장치를 전체구성을 보여주는 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 지반 개량용 굴착교반장치의 내부구조를 보여주는 부분 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 지반 개량용 굴착교반장치의 기어구조를 보여주는 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 지반 개량용 굴착교반장치의 굴착로드를 보여주는 도면이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 지반 개량용 굴착교반장치(200)는 크레인(210)의 리더(211)에 승강 가능하게 마련되는 본체프레임(10)과, 본체프레임(10)에 연결되는 하우징(20)과, 하우징(20)에 수용되는 6개의 기어부(30,40,50,60,70,80)와, 6개의 기어부(30,40,50,60,70,80)에 맞물리는 3개의 아이들 기어부(90,100,110)와, 3개의 아이들 기어부(90,100,110)의 사이에 각각 맞물리는 한 쌍의 보조 기어부(120,130)와, 6개의 기어부(30,40,50,60,70,80) 중 어느 하나에 연결되는 구동모터(140)와, 6개의 기어부(30,40,50,60,70,80)에 각각 결합되는 6개의 굴착로드(150)와, 한 쌍의 보조 기어부(120,130)에 각각 결합되는 한 쌍의 보조 굴착로드(160)를 포함한다.

본체프레임(10)은 상기 구동모터(140) 및 하우징(20)을 감싸는 외관을 형성하며, 일측에 수직방향으로 복수의 가이드구(11)가 마련되어 있어 크레인(210)의 리더(211)에 승강 가능하게 결합된다. 즉, 본체프레임(10)은 크레인(210)의 작동에 의해 감기거나 풀리는 와이어(213)와 연결되어 있어 와이어(213)의 작동에 의해 크레인(210)의 리더(211)를 따라 승강하게 되는 것이다.

하우징(20)은 내측이 비어있는 함체 형상으로서 4각형의 단면을 갖는다. 이러한 하우징(20)은 본체프레임(10)의 하부에 마련되어 본체프레임(10)과 함께 크레인(210)의 리더(211)를 따라 승강한다.

상기 하우징(20)의 내측에는 6개의 기어부(30,40,50,60,70,80), 3개의 아이들 기어부(90,100,110) 및 한 쌍의 보조 기어부(120,130)가 회전 가능하게 마련된다.

이하, 도 3을 참조하여 6개의 기어부(30,40,50,60,70,80), 3개의 아이들 기어부(90,100,110) 및 한 쌍의 보조 기어부(120,130)를 설명한다.

6개의 기어부(30,40,50,60,70,80)는 도면의 우측 상단으로부터 시계방향으로 제1 기어부(30), 제2 기어부(40), 제3 기어부(50), 제4 기어부(60), 제5 기어부(70) 및 제6 기어부(80)로 배치되며, 한 쌍씩 간격을 두고 3열로 배치되어 하우징(20)의 내측에 마련된다.

이러한 6개의 기어부(30,40,50,60,70,80)는 하우징(20) 내측에 회전 가능하게 마련되는 6개의 연동축(31,41,51,61,71,81)과, 이 6개의 연동축(31,41,51,61,71,81) 각각을 중심으로 회전하는 6개의 연동기어(35,45,55,65,75,85)로 이루어진다. 즉, 6개의 연동축(31,41,51,61,71,81)은 제1 연동축(31), 제2 연동축(41), 제3 연동축(51), 제4 연동축(61), 제5 연동축(71) 및 제6 연동축(81)으로 배치되고, 각각의 연동축(31,41,51,61,71,81)에 6개의 연동기어(35,45,55,65,75,85)인 제1 연동기어(35), 제2 연동기어(45), 제3 연동기어(55), 제4 연동기어(65), 제5 연동기어(75) 및 제6 연동기어(85)가 결합되는 것이다.

상기 6개의 연동축(31,41,51,61,71,81)에는 각각 축 중심을 관통하는 제1 통과공(33,43,53,63,73,83)이 형성되어 있으며, 제1 통과공(33,43,53,63,73,83)은 시멘트풀, 고화제 등의 고결약제를 공급하는 고결약제 공급 호스(23, 도2 참조)와 연결된다.

여기서 제1 통과공(33,43,53,63,73,83)에는 선택적으로 공기 공급호스(25, 도2 참조)가 연결되어 고결약제 대신 공기를 공급할 수도 있다.

3개의 아이들 기어부(90,100,110)는 도면의 상측으로부터 하측으로 제1 아이들 기어부(90), 제2 아이들 기어부(100) 및 제3 아이들 기어부(110)로 배치되며, 제1 기어부(30), 제 2기어부(40) 및 제 3기어부(50)와 제 6기어부(80), 제 5기어부(70) 및 제4 기어부(60)의 사이에 각각 마련된다. 즉, 3열로 배치된 각 한 쌍의 기어부 사이에 각각 마련되는 것이다.

이러한 3개의 아이들 기어부(90,100,110)는 하우징(20)의 내측에 회전 가능하게 마련되는 3개의 아이들축(91,101,111)과, 3개의 아이들축(91,101,111) 각각을 중심으로 회전하는 3개의 아이들기어(93,103,113)로 이루어진다.

다시 말해서, 3개의 아이들축(91,101,111)은 제1 아이들축(91), 제2 아이들축(101) 및 제3 아이들축(111)으로 마련된다.

또한, 3개의 아이들기어(93,103,113)는 제1 아이들기어(93), 제2 아이들기어(103) 및 제3 아이들기어(113)로 나누어지며, 제1 아이들기어(93)는 제1 연동기어(35)와 제6 연동기어(85)의 사이에 맞물리고, 제2 아이들기어(103)는 제2 연동기어(45)와 제5 연동기어(75)의 사이에 맞물리며, 제3 아이들기어(113)는 제3 연동기어(55)와 제4 연동기어(65)의 사이에 맞물리게 된다.

한 쌍의 보조 기어부(120,130)는 도면의 상측으로부터 하측으로 제1 보조 기어부(120) 및 제2 보조 기어부(130)로 배치되며, 제1 아이들 기어부(90) 및 제2 아이들 기어부(100)와 제2 아이들 기어부(100) 및 제3 아이들 기어부(110)에 각각 마련된다.

상기 한 쌍의 보조 기어부(120,130)는 하우징(20) 내측에 회전 가능하게 마련되는 한 쌍의 보조 연동축(121,131)과, 한 쌍의 보조 연동축(121,131) 각각을 중심으로 회전하는 한 쌍의 보조 연동기어(125,135)로 이루어진다.

즉, 한 쌍의 보조 연동축(121,131)은 제1 보조 연동축(121)과 제2 보조 연동축(131)으로 마련된다.

또한, 한 쌍의 보조 연동기어(125,135)는 제1 보조 연동기어(125)와 제2 보조 연동기어(135)로 마련되며, 제1 보조 연동기어(125)는 제1 아이들기어(93)와 제2 아이들기어(103) 사이에 맞물리고, 제2 보조 연동기어(135)는 제2 아이들기어(103)와 제3 아이들기어(113) 사이에 맞물린다.

상기 한 쌍의 보조 연동축(125,135)에는 각각 축 중심을 관통하는 제2 통과공(123,133)이 형성되어 있으며, 제2 통과공(123,133)은 공기를 공급하는 공기 공급호스(25)와 연결된다.

여기서 제2 통과공(123,133)에는 선택적으로 공기 공급호스(25,도2 참조) 대신 고결약제 공급하는 고결약제 공급호스(23,도2 참조)와 연결할 수도 있다.

다시 도 1 내지 도 4를 참조하여 구동모터, 6개의 굴착로드 및 한 쌍의 보조 굴착로드를 설명한다.

구동모터(140)는 본체프레임(10)의 내측에 하나 또는 한 쌍으로 마련되며, 6개의 기어부(30,40,50,60,70,80) 중 제2 기어부(40)에 연결되어 동력을 전달하여 나머지 5개의 기어부(30,50,60,70,80) 및 한 쌍의 보조 기어부(120,130)를 회전시킴으로써 각각의 기어부(30,40,50,60,70,80)에 연결된 굴착로드(150) 및 보조 굴착로드(160)에 회전력을 제공한다.

이와 같은 구동모터(140)는 부하를 줄이고 굴착로드(150) 및 보조 굴착로드(160)를 수월하게 작동시킬 수 있도록 한 쌍으로 마련되는 것이 바람직하다.

도 5는 본 발명에 따른 지반 개량용 굴착교반장치의 구동모터의 연결구조를 보여주는 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 구동모터(140,140')의 각각의 출력축(143,143')에 출력기어(145,145')를 결합하고, 제2 기어부(40)의 제2 연동축(41)에 구동기어(45)를 결합하여 한 쌍의 출력기어(145,145') 사이에 구동기어(45)를 맞물리게 함으로써 제2 연동축(41) 및 제2 연동기어(45)에 큰 동력을 제공할 수 있다.

또한, 구동모터(140,140')의 일측에는 감속부(141,141')가 마련되어 있어 구동모터(140,140')의 출력축(23,23')의 회전력를 제어할 수 있다.

여기서, 구동모터(140,140')는 제2 기어부(40)가 아닌 다른 5개의 기어부(30,50,60,70,80) 중 어느 하나에 연결되어 동력을 전달할 수도 있다.

한편, 6개의 굴착로드(150)는 6개의 기어부(30,40,50,60,70,80)의 각 연동축(31,41,51,61,71,81)에 결합되어 지반을 굴착 및 교반한다.

도 6은 본 발명에 따른 지반 개량용 굴착교반장치의 굴착로드를 보여주는 단면도이다.

도 6을 참조하면, 6개의 굴착로드(150)는 각각, 6개의 연동축(31,41,51,61,71,81,도3 참조)에 각각 결합되는 케이싱(151)과, 이 케이싱(151)의 외주면에 마련되어 지반을 교반하는 복수의 교반날개(157)와, 케이싱(151)의 하부에 마련되어 지반을 굴착하는 굴착부(159)로 이루어진다.

상기 케이싱(151)은 6개의 연동축(31,41,51,61,71,81,도3 참조)에 각각 결합되어 연동기어(35,45,55,65,75,85,도3 참조)의 회전에 따라 회전하게 되며, 각 연동축(31,41,51,61,71,81,도3 참조)의 제1 통과공(33,43,53,63,73,83,도3 참조)과 연통하는 유로(153)가 형성되어 있어 제1 통과공(33,43,53,63,73,83,도3 참조)을 통해 고결약제가 유입되며, 유로(153)의 말단에는 굴착된 지반토에 고결약제를 분사하도록 분사공(155)이 연통되어 있다.

상기 교반날개(157)는 케이싱(151)의 외주면을 따라 복수로 마련되어 케이싱(151)의 회전시 케이싱(157)을 따라 회전하여 굴착된 지반을 교반한다.

상기 굴착부(120)는 케이싱(151)의 하단부에 결합되어 회전하며 지반을 굴착한다.

한 쌍의 보조 굴착로드(160)는 한 쌍의 보조 기어부(125,135)의 보조 연동축(121,131)에 각각 결합되어 6개의 굴착로드(150)와 같이 지반을 굴착 및 교반한다.

도 7은 본 발명에 따른 지반 개량용 굴착교반장치의 보조 굴착로드를 보여주는 단면도이다.

도 7을 참조하면, 한 쌍의 보조 굴착로드(160)는 각각, 보조 연동축(121,131,도3 참조)에 결합되는 보조 케이싱(161)과, 이 보조 케이싱(161)의 외주면에 마련되어 지반을 교반하는 복수의 보조 교반날개(165)와, 보조 케이싱(161)의 하부에 마련되어 지반에 공기를 분사하는 공기 공급관(167)으로 이루어진다.

상기 보조 케이싱(161)은 보조 연동축(121,131,도3 참조)에 결합되어 보조 연동기어(125,135,도3 참조)의 회전에 따라 회전하게 되며, 보조 연동축(121,131,도3 참조)의 제2 통과공(123,133,도3 참조)과 연통하는 공기로(163)가 형성되어 있어 제2 통과공(123,133,도3 참조)을 통해 공기가 유입된다.

상기 보조 교반날개(165)는 보조 케이싱(161)의 외주면을 따라 복수로 마련되어 보조 케이싱(161)의 회전시 보조 케이싱(161)을 따라 회전하여 굴착된 지반을 교반한다.

상기 공기 공급관(167)은 보조 케이싱(161)의 하부에 결합되며, 공기 공급관(167)의 양측에는 굴착 및 교반된 지반에 공기를 분사하는 분사노즐부(169)가 형성되어 있다.

더욱이 분사노즐부(169)의 내측에는 굴착 및 교반된 지반부터 지반토가 유입되는 것을 방지하는 체크밸브(171)가 마련될 수 있다.

상기 체크밸브(171)는 탄성 변형이 용이한 고무재질로 형성되며, 분사노즐부(169)의 분사구를 향하여 절곡되어 있어, 공기 분사시 공기의 압력으로 체크밸브(171)가 탄성 변형되어 분사구를 개방하고, 공기를 분사하지 않을 때에는 분사구를 폐쇄하여 지반토가 유입되는 것을 막는다.

여기서, 공기 공급관(167)은 6개의 굴착로드(150)의 굴착부(169)보다 높은 위치에 마련되어 있어 굴착부(169)에 의해 굴착된 지반으로 삽입되도록 한다.

한편, 보조 케이싱(161)의 공기로(163)에 공기를 대신하여 물을 공급함으로써 공기 공급관(167)을 통해 지반에 물을 분사할 수도 있다. 이때는, 제2 통과공(123,133,도3 참조)에 연결된 공기 공급호스(25,도2 참조)를 물 공급호스(미도시)로 대체하면 보조 케이싱(161)의 공기로(163)로 물을 공급할 수 있게 된다.

다시 도 1을 참조하면, 6개의 굴착로드(150)와 한 쌍의 보조 굴착로드(160)에는 연결대(180)가 마련되어 있어 6개의 굴착로드(150)와 한 쌍의 보조 굴착로드(160)를 상호 연결한다.

상기 연결대(180)는 일측에 보조 가이드구(181)가 마련되어 있어 크레인(210)의 리더(211)에 승강 가능하게 연결되며, 6개의 굴착로드(150)와 한 쌍의 보조 굴착로드(160)를 상호 연결하여 한 쌍의 보조 굴착로드(160)를 중심으로 6개의 굴착로드(150)의 위치를 고정시킨다. 여기서, 6개의 굴착로드(150)와 한 쌍의 보조 굴착로드(160)는 각각 연결대(180)에 회전 가능하게 결합된다.

다음에는 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 지반 개량용 굴착교반장치의 작동상태에 대해 설명한다.

도 8 내지 도 10은 본 발명에 따른 지반 개량용 굴착교반장치의 작동상태를 보여주는 도면이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 지반을 굴착하기 위해 크레인(210)의 본체프레임(10)에 설치된 구동모터(140)를 작동시키면 구동모터(140)와 연결된 제2 연동축(41,도3 참조)이 회전하여 하우징(20)에 수용된 제2 연동기어(45,도3 참조)를 회전시킨다.

구동모터(140)의 회전력이 제2 연동기어(45,도3 참조)로 전달됨으로써, 제2 연동기어(45,도3 참조)와 연동하는 나머지 5개의 연동기어(35,55,65,75,85,도3 참조) 및 한 쌍의 보조 연동기어(125,135,도3 참조)가 회전하여 6개의 굴착로드(150) 및 한 쌍의 보조 굴착로드(160)를 회전시킨다.

다시 말해서, 도 3에 도시된 바와 같이, 구동모터(140)의 동력에 의해 제2 연동기어(45)가 회전하면 제2 연동기어(45)의 좌측에 맞물린 제2 아이들기어(103)가 회전하게 되고, 제2 아이들기어(103)의 좌측에 맞물린 제5 연동기어(75)가 회전하게 되며, 동시에 제2 아이들기어(103)의 상,하측에 각각 맞물린 제1 보조 연동기어(125) 및 제2 보조 연동기어(135)가 회전하게 된다.

계속해서, 제1 보조 연동기어(125)가 회전함에 따라 제1 보조 연동기어(125)의 상측에 맞물린 제1 아이들기어(93)가 회전하게 되고, 제1 아이들기어(93)의 좌,우측에 각각 맞물린 제6 연동기어(85) 및 제1 연동기어(35)가 회전하게 된다.

이와 동시에, 제2 보조 연동기어(135)가 회전함에 따라 제2 보조 연동기어(135)의 하측에 맞물린 제3 아이들기어(113)가 회전하게 되고, 제3 아이들기어(113)의 좌,우측에 각각 맞물린 제4 연동기어(65) 및 제3 연동기어(55)가 회전하게 된다.

이와 같이, 제2 연동기어(45)의 회전에 의해 나머지 5개의 연동기어(35,55,65,75,85), 3개의 아이들기어(93,103,113) 및 한 쌍의 보조 연동기어(125,135)가 동시에 회전하게 되는데, 6개의 연동기어(35,45,55,65,75,85)의 각 연동축(31,41,51,61,71,81)에 결합된 6개의 굴착로드(150)가 회전하게 되고, 제1 보조 연동기어(125) 및 제2 보조 연동기어(135)의 각 보조 연동축(121,131)에 결합된 한 쌍의 보조 굴착로드(160)가 회전하게 된다.

다음에, 도 9에 도시된 바와 같이, 6개의 굴착로드(150)와, 이 6개의 굴착로드(150)의 중앙에 배치된 한 쌍의 보조 굴착로드(160)가 동시에 회전하면서 6개의 굴착로드(150)의 하단부에 설치된 굴착부(159)가 목표 심도까지 지반을 굴착하고, 6개의 굴착로드(150) 및 한 쌍의 보조 굴착로드(160)의 외주면에 각각 마련된 교반날개(157) 및 보조 교반날개(165)가 굴착된 지반토를 교반한다.

도 10에 도시된 바와 같이, 목표 심도까지 지반 굴착되면, 6개의 굴착로드(150)의 하단부에서 고결약제가 분사되고, 6개의 굴착로드(150)에 각각 복수로 마련된 교반날개(157)가 고결약제와 지반토을 교반한다.

이와 동시에, 6개의 굴착로드(150)의 중앙에 배치된 한 쌍의 보조 굴착로드(160)의 보조 교반날개(165)가 회전하면서 고결약제와 지반토가 고르게 섞이도록 교반하며, 한 쌍의 보조 굴착로드(160)에 각각 마련된 공기 공급관(167)으로부터 공기가 분사되어 고결약제와 지반토의 교반작용을 촉진시킨다.

본 발명은, 본 발명에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환 변형이 가능하므로 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것은 아니다.

10: 본체프레임 20: 하우징
30,40,50,60,70,80: 6개의 기어부 33,43,53,63,73,83: 제1 통과공
90,100,110: 3개의 아이들 기어부 120,130: 한 쌍의 보조 기어부
123,133: 제2 통과공 140: 구동모터
150: 6개의 굴착로드 151: 케이싱
153: 유로 155: 분사공
157: 교반날개 159: 굴착부
160: 보조 굴착로드 161: 보조 케이싱
167: 공기 공급관 169: 분사노즐부
171: 체크밸브 180: 연결대

Claims

크레인의 리더에 승강 가능하게 연결되어 지반을 굴착 및 교반하는 지반 개량용 굴착교반장치에 있어서,
상기 리더에 승강 가능하게 마련되는 본체프레임과;
상기 본체프레임에 마련되어 상기 리더를 따라 승강하는 하우징과;
상기 하우징에 수용되어 한 쌍씩 간격을 두고 3열로 배치되며, 내부에 고결약제 또는 공기가 선택적으로 공급되는 제1 통과공이 형성된 6개의 기어부와;
3열로 배치된 상기 각 한 쌍의 기어부에 맞물려 회전하는 3개의 아이들 기어부와;
인접하는 한 쌍의 상기 아이들 기어부의 사이에 각각 마련되어, 상기 한 쌍의 아이들 기어부와 맞물려 회전하며, 내부에 고결약제 또는 공기가 선택적으로 공급되는 제2 통과공이 형성된 한 쌍의 보조 기어부와;
상기 본체프레임에 적어도 하나 이상 마련되며, 상기 6개의 기어부 중 어느하나에 연결되어 동력을 전달하는 구동모터와;
상기 6개의 기어부에 각각 결합되어 지반을 굴착 및 교반하는 6개의 굴착로드와;
상기 한 쌍의 보조 기어부에 각각 결합되어 지반을 굴착 및 교반하는 한 쌍의 보조 굴착로드를 포함하는 것을 특징으로 하는 지반 개량용 굴착교반장치.
제 1항에 있어서,
상기 구동모터는 상기 6개의 기어부의 중앙에 배치된 한 쌍의 상기 기어부 중 어느 하나에 연결되어 동력을 전달하는 것을 특징으로 하는 지반 개량용 굴착교반장치.
제 1항에 있어서,
상기 6개의 굴착로드는 각각,
상기 6개의 기어부에 각각 결합되어 회전하며, 상기 제1 통과공을 통해 상기 고결약제를 공급받는 유로가 형성되며, 지반에 상기 고결약제를 분사하도록 유로와 연통하는 분사공이 형성된 케이싱과;
상기 케이싱의 외주면에 마련되어 지반을 교반하는 복수의 교반날개와;
상기 케이싱의 하부에 마련되어 지반을 굴착하는 굴착부를 포함하는 것을 특징으로 하는 지반 개량용 굴착교반장치.
제 1항에 있어서,
상기 한 쌍의 보조 굴착로드는,
상기 한 쌍의 보조 기어부에 각각 결합되어 회전하며, 상기 제2 통과공을 통해 상기 공기를 공급받는 공기로가 형성된 보조 케이싱과;
상기 보조 케이싱의 외주면에 마련되어 지반을 교반하는 복수의 보조 교반날개와;
관체의 양측으로부터 각각 돌출되어 굴착 및 교반된 지반에 상기 공기를 분사하는 분사노즐부를 가지며, 상기 보조 케이싱의 하부에 결합되는 공기 공급관을 포함하는 것을 특징으로 하는 지반 개량용 굴착교반장치.
제 4항에 있어서,
상기 분사노즐부의 내측에는 굴착 및 교반된 지반부터 지반토가 유입되는 것을 방지하는 체크밸브가 마련되는 것을 특징으로 하는 지반 개량용 굴착교반장치.
제 1항에 있어서,
상기 리더에 승강 가능하게 마련되고, 상기 6개의 굴착로드와 상기 한 쌍의 보조 굴착로드가 각각 회전 가능하게 결합되며, 상기 6개의 굴착로드와 상기 한 쌍의 보조 굴착로드를 상호 연결하는 연결대를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지반 개량용 굴착교반장치.