KR101183445B1 - 에어 토출형 유압해머를 갖는 대구경 굴착헤드 및 이를 이용한 굴착공법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다양한 천공장비를 이용하여 대구경으로 지중을 천공할 수 있도록 한 굴착헤드 및 굴착공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유체의 압력을 이용하여 반복적으로 고도의 타격력을 제공하는 유압해머를 이용하여 암반굴착을 진행하고 상기의 유압해머를 통해 최소의 압축공기를 공급 및 배출시켜 굴착토 및 슬라임이 유압해머로 유입되는 것을 방지하는 동시에 굴착토 및 슬라임이 슬라임배출관으로 유입 배출되도록 보조함으로써, 기존의 다양한 천공기에 장착하여 사용할 수 있으므로 범용성이 뛰어난 것이고 강력한 타격력을 갖는 유압해머를 적용함에 따라 최소 200mm에서 최대 2000mm 까지의 대구경 굴착을 시행할 수 있으므로 공사 효율의 극대화는 물론 수직도 유지의 장점이 탁월한 것이고, 상기의 유압해머를 사용함으로써 기존의 에어해머를 작동시키기 위한 에어 컴프레셔의 사용이 최소화되므로 소음감소 및 연료 소모량을 절감할 수 있어 환경적이고 경제적인 효과가 탁월한 것이며, 유압해머의 구동과는 개별적으로 굴착토 및 슬라임을 배출할 수 있도록 압축공기를 공급할 수 있어 굴착작업을 진행하기 전에 하부의 굴착토 및 슬라임을 원활하게 배출시킬 수 있는 것이다.
대구경, 천공, 유압해머, 슬라임, 실린더, 피스톤, 토출에어관

Description

에어 토출형 유압해머를 갖는 대구경 굴착헤드 및 이를 이용한 굴착공법 {Excavating head having large-diameter hydraulic hammer and excavating method using the same}
본 발명은 다양한 천공장비를 이용하여 대구경으로 지중을 천공할 수 있도록 한 굴착헤드 및 굴착공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 강력한 반복 타격이 이루어지면서도 압축공기가 배출되게 한 유압해머를 구비하고 상기의 유압해머는 대구경 천공을 위한 헤드본체 내에 사방으로 고정 형성하여, 강력한 타격력을 갖는 유압해머에 의한 지중 암반에 대한 효과적인 굴착은 물론 유압해머로부터 토출되는 압축공기는 굴착시 발생하는 굴착토 및 슬라임이 유압해머의 실린더 내측으로 유입되지 않게 하면서도 상기의 슬라임이 헤드본체 중앙의 슬라임배출관을 통해 원활하게 지상 배출될 수 있도록 하는 것이다.
각종 구조물의 공사에는 지반굴착이 선행되는 경우가 대부분인데, 지반굴착은 다양한 굴착장비를 이용하여 이루어지는 것이고, 특히 암반과 같이 단단한 지반 의 경우에는 굴착이 용이하지 않은 관계로 특수한 굴착장비가 요구된다.
종래의 가장 일반적인 암반굴착공법으로는 역순환 굴착공법(RCD(Reverse Circulation Drill)공법)과 에어해머를 이용한 굴착공법(PRD(Percussion Rotory Drill)공법 및 MACH(Mud and Air Circulating Hammer)공법)이 있다.
RCD공법은 선단의 특수한 롤러 비트를 회전시켜 설계 심도까지 굴착하는 공법으로 굴착중 발생되는 굴착토(굴착암편을 포함하며, 이하부터는 굴착토로 통칭함)를 압축공기를 이용하여 Reverse Drill Rod를 통해 순환수와 함께 지상으로 배출하는 굴착공법이다. 이러한 RCD 공법은 지름 1000mm에서 3000mm의 대구경의 천공이 가능하여 지상 구조물을 지지하는 현장 타설 콘크리트 기초 Pile로 건축물의 기초나 교량 교각의 기초 등에 적용된다.
그러나, RCD공법은 비트의 회전에만 의존하여 굴착이 진행되므로 굴착속도가 매우 느리고, 특수비트 및 대형장비를 사용해야 하며, 굴착토 제거만을 위한 별도의 에어 컴프레셔가 요구되며, 나아가 느린 순환수의 이동속도로 인하여 굴착토의 제거가 원활하게 이루어지지 않는다는 점이 문제점으로 지적된다. 특히, 대구경으로 효율적인 굴착을 하기 위해서는 굴착구경에 비례하여 충분한 하중을 비트에 공급해야 되는데, 이 경우 충분한 하중을 공급하기 위한 드릴칼라 등의 제작에 상당한 비용이 소요될 뿐만 아니라, 대형비트의 구동을 위해 대형장비를 사용해야만 하는 문제를 수반한다.
PRD공법은 비교적 소형장비를 이용하여 Pile Driver에 장착된 Hammer Bit를 압축공기에 의하여 타격(Percussion)하면서 회전(Rotary)시키는 방식으로 지반을 굴착하고 압축공기로 굴착토를 배출하는 일종의 에어 해머를 이용한 굴착공법이다.
이러한 PRD공법은 싱글비트를 채택하는 싱글 에어 해머 구조를 가지기 때문에 대구경으로 제작하기는 어려운 바, RCD공법에 비하여 소구경인 직경 600mm~1000mm까지의 굴착에 활용된다. 이에, PRD공법은 해머비트를 타격하면서 회전시켜 굴착하는 만큼 굴착속도가 빠르다는 장점이 있으나, 1000mm 이상의 대구경으로 굴착하는데 적용되지 못한다는 한계를 가진다. 또한, PRD공법에서 에어 해머 구조는 해머를 구동시키는데 사용된 압축공기가 에어 해머와 굴착공 사이의 좁은 틈으로 배출되면서 이와 함께 굴착토가 배출되도록 형성된 구조인데, 이러한 구조는 굴착토의 원활한 배출을 어렵게 한다. 즉, 굴착토의 초기 배출경로는 에어 해머와 굴착공 사이의 좁은 틈으로 확보되기 때문에 비교적 큰 굴착암편의 초기 배출이 어렵게 되는 것이며, 또한 압축공기가 지반으로 손실되는 경우에는 굴착토를 배출시키는데 전량 사용되지 못하기 때문에 굴착토의 배출이 한층 더 어렵게 되는 것이다. 굴착토 배출의 어려움은 굴착속도 저하문제로 이어진다.
MACH공법은 하나의 캐니스터에 에어 해머를 복수개 장착하여 제작한 멀티 에어 해머를 이용한 굴착공법으로 PRD공법의 문제점을 해결하기 위해 제안된 공법이다. 그러나, 에어해머 및 비트의 크기의 제한으로 1500㎜이상의 대구경 굴착에는 적용하기 어렵다는 한계를 가지며, MACH공법에 사용되는 에어 해머는 통상의 에어 해머와는 완전히 다른 특별한 구조로 되어 있어 제작 비용이 상당히 고가라는 단점이 있다. 물론 MACH공법은 RCD공법이 가지는 굴착토 배출에 별도의 에어 컴프레셔를 필요로 한다.
더욱이, 근자에 들어서 전 세계적으로 지구온난화에 따른 기후변화 등에 대한 대응으로 환경 및 에너지 사용에 대한 문제가 이슈화되고 있는 추세인데, 2005년 2월부터 발효되고 있는 "기후변화에 관한 국제연합 규약 교토협약" 및 2009년 12월 덴마크 코펜하겐에서의 제15차 유엔기후변화협약(UNFCCC)합의 등 지구온난화 방지를 위하여 전 세계 각국이 부단한 노력을 하고 있으며, 지구온난화의 주요 원인물질인 온실가스에 대하여 국가별로 그 배출량을 줄이는데 많은 정책들을 채택하고 있는 것이다. 더욱이 이러한 세계적 정책에 대응하기 위하여 대한민국에서도 "녹색성장동력"에 많은 정책과 재원을 투자하고 있는 것인데, 녹색성장은 위험단계까지 악화된 환경 파괴 현상을 치유하여 더욱 건강한 인류의 삶을 영위하자는 취지의 정책 슬로건인 것이고, 그에 따라 저탄소화와 친환경 사업위주의 정책 등을 추진하고 있는 실정이다.
그러나, 상기와 같은 기존의 천공공법은 대부분 고압 압축공기의 힘을 필요로 하는 에어해머를 사용하고 있는 것이고, 고압의 압축공기를 생산하기 위해서는 반드시 대용량의 에어 컴프레셔를 사용해야만 하는 것으로 상기의 에어 컴프레셔의 동력원이 되는 경유의 과다 사용으로 인하여 소음은 물론 매연 발생으로 인한 대기오염이 심각한 지경에 이르고 있는 것이다.
더욱이, PRD공법은 대구경 천공을 위하여 대용량 에어 컴프레셔(적어도 450마력 이상)를 2대~6대까지 사용해야 하는 것인데 이때의 고압 압축공기는 에어해머를 구동시켜 암반을 굴착하는 용도와 굴착시 발생하는 굴착토 및 슬라임을 외부로 배출시키는 용도로 사용이 되는데, 대용량 에어 컴프레셔를 다수 운용해야하므로 이때 소모되는 경유의 사용량이 막대한 것이고 이들 경유의 연소시 발생하는 매연 및 각종 분진으로 인한 대기오염과 소음문제 등은 여전히 해결되지 못하고 있는 실정이다.
또한, RCD공법 역시 마찬가지로 많은 량의 경유 사용으로 인해 시공 경제성이 크게 떨어짐은 물론 대기오염과 소음으로 인한 민원이 끊임없이 제기되고 있어 공사 효율성이 크게 떨어지는 것이다.
본 발명은 전기한 바와 같은 문제점을 개선한 것으로서, 유압해머로는 암반굴착을 진행하고 상기의 유압해머를 통해 최소의 압축공기를 공급 및 배출시켜 굴착토 및 슬라임이 유압해머로 유입되는 것을 방지하는 동시에 굴착토 및 슬라임이 슬라임배출관으로 유입 배출되도록 보조함으로써,
강력한 타격능력을 갖는 유압해머를 통해 200~2000mm로 된 대구경의 지반 천공을 수행할 수 있도록 하는 동시에 굴착토 및 슬라임이 원활하게 배출될 수 있도록 하여 종래의 지중 굴착을 위한 천공장치 및 공법이 갖고 있던 제반의 문제점을 합리적으로 극복한 에어 토출형 유압해머를 갖는 대구경 굴착헤드 및 이를 이용한 굴착공법을 제공함에 본 발명의 목적이 있는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 유압의 공급으로 구동하여 실린더로드의 하단에 장착된 비트를 타격하도록 마련된 유압해머와, 그 유압해머를 이용하여 암반을 굴착하고 굴착된 슬라임이 배출되도록 하는 슬라임배출관과, 상기 유압해머에 유체를 공급하기 위한 유압공급관 및 유압해머의 하단으로부터 압축공기가 배출되게 하는 토출에어관과, 상기 슬라임배출관과 연결되는 배토에어관을 각기 구분 형성하되, 이들을 굴착헤드의 본체 내에 설치하여, 상기 굴착헤드가 장착된 천공기(Pile Driver)를 목적 지반으로 이동시켜 해당 천공부 내의 케이싱 내에 물을 주입함과 동시에 굴착헤드로 공급되는 유체와 압축공기에 의한 암반 굴착과 슬라임 배출이 이루어지는 것이다.
본 발명은, 기존의 다양한 천공기에 장착하여 사용할 수 있으므로 범용성이 뛰어난 것이고 강력한 타격력을 갖는 유압해머를 적용함에 따라 최소 200mm에서 최대 2000mm 까지의 대구경 굴착을 시행할 수 있으므로 공사 효율의 극대화는 물론 수직도 유지의 장점이 탁월한 것이고, 상기의 유압해머를 사용함으로써 기존의 에어해머를 작동시키기 위한 에어 컴프레셔의 사용이 최소화되므로 소음감소 및 연료 소모량을 절감할 수 있어 환경적이고 경제적인 효과가 탁월한 것이며, 유압해머의 구동과는 개별적으로 굴착토 및 슬라임을 배출할 수 있도록 압축공기를 공급할 수 있어 굴착작업을 진행하기 전에 하부의 굴착토 및 슬라임을 원활하게 배출시킬 수 있는 것이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 대구경 굴착헤드의 전체 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 대구경 굴착헤드의 저면 전체도이며, 도 3은 도 2에서의 A-A'선 단면도, 도 4는 도 2에서의 B-B'선 단면도이다.
통상적인 암반 굴착용 헤드본체(20)는, 별도의 천공용 로드 하단에 장착 사용되는 것이고 상기의 천공용 로드는 다양한 종류의 천공기(Pile Driver)에 장착하여 사용되는 것이다.
이때의 헤드본체(20)에는 적어도 2 내지 10개의 유압해머(H)가 방사상으로 고정 설치되는 것으로서, 상기 유압해머(H)의 개체수는 천공 구경에 따른 헤드본체(20)의 외경에 따라 가변 조합 형태로 조합 사용될 수 있는 것이다. 이에 상기의 천공기를 목적 지반으로 이동시킨 상태에서 로드를 이용하여 유압해머(H)를 암반 표면까지 하강 위치시킨 후 헤드본체(20)의 회전과 동시에 유압해머(H)의 타격 작동으로 인해 지중 암반이 파쇄되는 것이고, 파쇄되는 암반편 및 굴착토와 슬라임은 외부로부터 주입되는 물과 함께 섞여 지상으로 배출되는 것이다.
즉, 파일 드라이버 등의 천공장치를 이용하여 토양을 암반부까지 굴착 형성한 후, 굴착된 토양부분에 강관 형태로 된 케이싱을 삽입하여 굴착공에 대한 붕괴가 발생하지 않도록 하는 것이다.
이와 같은 상태에서 상기의 천공기에 헤드본체(20)를 갖는 천공용 로드를 체결한 상태에서 헤드본체(20)를 케이싱의 내측으로 투입하여 지중 암반 표면까지 하 강 위치되게 한 상태에서 상기 케이싱의 내부에 물을 채워넣어 암반 파쇄 천공시 발생하는 파쇄석이나 굴착토 등이 상기의 물과 함께 섞여 슬라임 형태로 로드 내부를 통해 지상으로 배출되는 것이며, 배출되는 슬라임은 물과 흙 및 자갈로 분리되는 것이고, 분리된 물은 상기의 케이싱 내부로 재투입되는 순환 구조를 갖게 되는 것이다.
이와 같은 본 발명의 헤드본체(20)는 중앙으로 수직 관통의 슬라임배출관(21)이 형성되어 있는 것이고, 상기 슬라임배출관(21)에는 별도의 배토에어관(22)이 슬라임배출관(21)의 내측으로 압축공기가 배출될 수 있도록 연결 형성되어 있는 것이다.
또한, 상기의 헤드본체(20)에는 적어도 2 내지 10개체 이상의 유압해머(H)가 내장되는 것으로서, 상기의 유압해머(H)는 실린더(10)의 내부 피스톤실(10') 내에 피스톤(11)이 상,하 유동할 수 있도록 내장되어 있는 것이고, 피스톤실(10')의 하측으로는 해머안내실(13')이 형성되어 있어 하단에 비트(12)가 형성된 해머(13)가 해머안내실(13') 내에 유동 가능하도록 삽입 형성되어 있는 것이다.
여기서, 상기의 피스톤(11)은 도 5의 도시와 같이 실린더(10)의 일측부에 마련된 유압제어부(15)를 통해 빠르고 강한 상,하 왕복운동을 수행하게 되는데 상기와 같은 피스톤(11)의 승강 작용에 따라 피스톤(11)의 하부에 위치하는 해머(13)에는 강한 하향 충격이 전달되면서 해머(13) 및 비트(12)를 통해 지중 암반을 잘게 파쇄할 수 있는 것이다. 즉, 상기의 유압제어부(15)는 제어밸브(15a)와 어큐물레이터(15b) 및 유압제어라인(15c)으로 이루어져 있는 것으로서, 상기의 제어밸브(15a) 및 어큐물레이터(15b)와 유압제어라인(15c)은 유압공급관(17)을 통해 외부로부터 제공되는 유체에 의해 모두 연계된 상태일 것이므로 유체의 압력으로 인해 상기 제어밸브(15a)의 승강 작용에 따른 유압라인의 개폐 상태로 인해 피스톤(11)의 하부로부터 고압으로 유압을 피스톤실(10')로 제공하면 유압에 의해 피스톤(11)이 상승하면서 선단의 가스실(14) 내 가스를 압축하게 되는 것이며, 피스톤(11)의 상승 과정에서의 상사점에 해당하는 위치에 형성되는 유압제어라인(15c)을 통해 고압 상태인 유체가 빠져나가면서 유체의 압력이 순간적으로 상실되므로 상승 상태인 피스톤(11)이 가스실(14) 내부의 압축 가스 팽창력으로 인해 급속한 하강 작용을 수행하게 되는 것이다.
이에 따라, 상기의 피스톤(11)이 하강하면서 해머(13)의 선단을 타격하게 될 것이고, 하향 타격력을 받는 해머(13)는 하단의 비트(12)로 인해 지중 암반의 표면이 파쇄되는 것이며, 상기의 유압 제어를 통해 피스톤(11)이 반복적으로 승,하강을 하게 되면 해머(13)의 반복 타격이 이루어지므로 암반에 대한 효과적이고 합리적인 파쇄가 이루어지는 것이다. 여기서, 상기와 같이 유압제어부(15)는 일반적인 공사 현장에서 널리 쓰이는 유압식 브레이커(Breaker)의 구동 및 제어 원리와 동일한 것이므로 그에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
또한, 상기 피스톤실(10')의 상,하부에는 각기 오일씰링(10a)(10b)이 형성되어 있어 피스톤실(10') 내부에 채워지는 오일이 외부로 유출되거나 외부로부터 이물질이 피스톤실(10') 내부로 유입되는 것을 차단하게 되는 것이고, 하부의 오일씰 링(10b)으로부터 하측에는 별도의 에어씰링(10c)이 형성되어 있어 외부로부터 공기 또는 이물질 등이 피스톤실(10')로 향하는 것이 차단되는 것이다. 이때의 피스톤(11)은 상기 오일씰링(10a)(10b)과 에어씰링(10c)의 중앙부로부터 관통하여 상,하 유동되는 것으로서, 상기 피스톤(11)의 상측단이 위치하는 실린더(10)의 내측에는 공간 형태로 된 가스실(14)이 형성되어 있는 것이다.
또한, 상기 해머안내실(13')에는 별도의 토출에어관(16)이 연결 형성되어 있는 것으로서, 상기의 토출에어관(16)으로부터 해머안내실(13')을 향하여 고압의 압축공기를 토출시키면 상기의 압축공기는 에어씰링(10c)에 의해 피스톤실(10') 내부로는 유입되지 못하게 되어 결국 개방된 해머안내실(13')의 하단을 통해 외부로 배출되는 것이다. 특히, 상기 해머안내실(13')의 내면으로는 나선에어홈(13")이 형성되어 있는 것으로서, 상기의 나선에어홈(13")은 토출에어관(16)을 통해 배출되는 압축공기가 상기 나선에어홈(13")을 따라 스크류 형태로 회전하며 배출되게 하는 것이므로 결국 상기와 같은 스크류 및 와류 형태로 배출되는 압축공기는 해머(13) 및 비트(12)에 의해 파쇄된 암반편 등을 흐트러트려 물과의 혼합성이 향상되게 하는 동시에 물과 혼합 상태인 슬라임이 해머안내실(13')의 내측 및 피스톤실(10')의 내측으로 유입되려 하는 것을 원천적으로 차단하게 되므로 상기의 피스톤실(10')은 외부로부터의 오염 없이 안전한 지속 사용이 이루어질 수 있는 것이다.
이와 같은 토출에어관(16)에 의해 배출되는 압축공기는 피스톤실(10')을 향하여 유입되려는 슬라임을 강제로 불어내는 역할을 하면서도, 배출되는 압축공기의 압력으로 인해 외부와 연통된 상태인 헤드본체(20)의 슬라임배출관(21)을 통해 외 부로 배출되면서 상기의 슬라임을 함께 운반 및 배출하는 역할을 겸하게 되는 것이다.
즉, 도 4의 단면도와 같이 헤드본체(20)의 암반 파쇄 작용으로 인해 물과 섞인 상태의 슬라임은 상기의 유압해머(H)로부터 배출되는 압축공기와 슬라임배출관(21)에 연결 형성된 배토에어관(22)을 통해 배출되는 압축공기가 합쳐지면서 슬라임배출관(21)을 통해 상기의 슬라임이 외부로 용이하게 배출되는 것이다.
이와 같은 본 발명의 굴착헤드에 대한 천공 작업에서의 작동 과정을 살펴보면, 도 5의 도시와 같이 천공기 등을 이용하여 본 발명의 헤드본체(20)를 암반 표면까지 하강시키면 유압해머(H)의 해머(13)는 암반 표면에 밀착되는 것이고 밀착과 동시에 해머안내실(13') 내에서 해머(13)가 상승하게 된다. 이어, 유압공급관(17)을 통해 유압제어부(15)로 고압의 유체를 제공하면 유체는 유압제어라인(15c)을 따라 피스톤실(10')의 하부로부터 고압으로 유체를 배출시키므로 상기의 유체 압력에 의해 피스톤(11)은 도 6의 도시와 같이 상승하게 될 것이고, 피스톤(11)이 상승함에 따라 가스실(14) 내의 충전 가스는 고압상태로 압축되는 것이다.
또한, 상기의 피스톤(11)이 상승하여 가스에 대한 최대의 압축상태 즉, 상사점에 이르게 되면 상기의 유압제어라인(15c)의 유체 배출로의 개방으로 인해 피스톤(11)을 밀어올리던 유압이 급작스럽게 상실되므로 피스톤(11)에 의해 압축되어 있던 상태의 가스는 급속하게 팽창하면서 상승된 피스톤(11)을 하측으로 강하게 밀어내게 되는 것이다.
이에 따라 상기의 피스톤(11)이 빠른 속도로 하강하면서 상승상태인 해머(13)의 선단을 강력하게 타격하는 것이고, 해머(13)의 타격력은 하단의 비트(12)로 전달될 것이므로 결국 비트(12)에 의해 암반의 파괴 및 파쇄가 일어나게 되는 것이다. 이와 같은 피스톤(11)은 기존의 유압식 브레이커(Breaker)와 같이 상기 유압제어부(15)에 의한 유체의 경로 및 압력 구간이 계속하여 반복되면서 상기의 피스톤(11)이 빠른 시간을 갖고 계속적으로 상,하 승강 작동하면서 암반을 파쇄시킬 수 있는 것이다.
또한, 이와 동시에 토출에어관(16)을 통해 해머안내실(13')의 내측으로 압축공기를 분사하게 되면 배출되는 압축공기는 도 7의 도시와 같이 나선에어홈(13")을 따라 와류 및 스크류 형태로 실린더(10)의 개방된 하단을 통해 외부로 배출되는 것인데, 상기의 압축공기를 지속적으로 배출시킴에 따라 유압해머(H)로 인해 파쇄된 암반편이나 굴착토 등이 물과 함께 섞인 상태인 슬라임은 상기 해머안내실(13')은 물론 피스톤실(10')의 내측으로 전혀 유입될 수 없으므로 해머(13)에 대한 안전한 작동이 지속적으로 이루어질 수 있는 것이고, 해머안내실(13')과 피스톤실(10') 모두 슬라임으로부터 전혀 오염될 수 없는 구조를 갖게 되어 고속 타격에 의한 효과적인 암반 천공이 이루어지는 것이다.
또한, 상기의 압축공기는 슬라임과 함께 헤드본체(20) 중앙의 슬라임배출관(21)을 통해 지상으로 분출 및 배출되는 것으로서, 슬라임배출관(21)에 형성된 배토에어관(22)에 의한 압축공기 및 상기 토출에어관(16)으로부터 배출되는 압축공기가 합쳐지면서 상기의 슬라임을 원활하고 효율적으로 배출시킬 수 있는 것이다.
이에 따라 본 발명의 천공용 굴착헤드는, 강력한 타격력을 제공하는 유압헤드에 의해 대구경으로의 제작이 가능하면서도, 압축공기의 사용량을 최소화시켜 소음의 절감은 물론 에어 컴프레셔를 운용하기 위한 경유의 사용량을 크게 절감시킬 수 있으므로 시공 경제성이 월등히 향상되면서도 경유로 인한 환경 오염을 최소화시킬 수 있는 것이다.
이상과 같은 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 대구경 굴착헤드의 전체 단면도
도 2는 본 발명에 따른 대구경 굴착헤드의 저면 전체도
도 3은 도 2에서의 A-A'선 단면도
도 4는 도 2에서의 B-B'선 단면도
도 5는 본 발명에 따른 대구경 굴착헤드의 유압해머에 대한 굴착전 상태도
도 6은 본 발명에 따른 대구경 굴착헤드의 유압해머에 대한 피스톤 상승 상태도
도 7은 본 발명에 따른 대구경 굴착헤드의 유압해머에 대한 피스톤 하강 상태도
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
H : 유압해머
10 : 실린더 10' : 피스톤실
11 : 피스톤 12 : 비트
13 : 해머 14 : 가스실
15 : 유압제어부 16 : 토출에어관
17 : 유압공급관
20 : 헤드본체 21 : 슬라임배출관
22 : 배토에어관

Claims (6)

  1. 실린더(10)의 피스톤실(10') 내측으로 피스톤(11)이 삽입되고, 상기 실린더(10)의 개방된 하측에는 해머안내실(13')을 형성하여 비트(12)가 형성된 해머(13)가 해머안내실(13')로부터 상,하 유동하도록 삽입하며, 상기 피스톤(11)의 선단에 해당하는 실린더(10)의 내측으로는 가스실(14)을 형성하고, 상기 실린더(10)의 일측에는 별도의 토출에어관(16)을 형성하여 그 토출에어관(16)을 통해 배출되는 압축공기가 실린더(10)의 하단으로 토출되게 하고, 슬라임배출관(21)의 하측으로는 별도의 배토에어관(22)이 연결되게 하여 배토에어관(22)을 통해 유입되는 압축공기는 슬라임배출관(21)을 통해 지상으로 역류 배출되면서 지중 슬라임이 함께 배출되도록 하는 에어 토출형 대구경 굴착헤드에 있어서,
    상기 실린더(10)의 다른 일측에는 유압공급관(17)을 통해 외부로부터 제공되는 유체의 공급과 배출을 제어하는 유압제어부(15)를 형성한 유압해머(H)를 구비하여, 상기의 유압해머(H)를 중앙으로 수직 관통의 슬라임배출관(21)을 갖는 헤드본체(20)의 내측으로 삽입 형성하고, 상기의 해머(13) 하부와 비트(12)는 헤드본체(20)의 하단으로부터 돌출되게 하되,
    해머안내실(13')은 내벽에 나선에어홈(13")을 형성하여, 상기 토출에어관(16)으로부터 배출되는 압축공기가 상기 나선에어홈(13")을 따라 스크류 형태로 회전하면서 배출되도록 구성함을 특징으로 하는 에어 토출형 유압해머를 갖는 대구경 굴착헤드.
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