KR101568678B1 - 준설장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 준설장치에 관한 것으로, 장치본체를 이동시키거나 준설수역의 작업지점에 고정시키거나 혹은 부력지지하는 부력체를 포함하는 준설장치에 있어서; 상기 부력체는 고정대에 고정되고, 상기 고정대는 경사배치된 회동아암에 고정되며, 상기 회동아암의 상단에는 관절조립체가 고정되고, 상기 관절조립체의 일부는 장치본체에 고정되며, 상기 장치본체의 양측에는 관절실린더가 내장되고, 상기 관절실린더에는 상기 관절조립체를 회동시키는 관절실린더로드가 접속된 것을 특징으로 하는 준설장치를 제공한다.
본 발명에 따르면, 준설장치에 구비되는 부력체를 구동시키는 구조물이 굴삭기의 운전실과 간섭되지 않으므로 작업의 효율성 및 능률을 향상시키는 장점을 얻을 수 있다.

Description

준설장치{DREDGING APPARATUS}

본 발명은 준설장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 준설장치에 구비되는 부력체의 구조를 개선하여 굴착기의 동작 원활성을 확보하고, 작은 힘으로도 큰 하중을 쉽게 들어 올릴 수 있도록 개선된 준설장치에 관한 것이다.

일반적으로 하천이나 호수 등의 수면 아래쪽 바닥에는 우천시 육지로부터 유입되는 각종 오폐수에 의하여 슬러지가 퇴적되거나, 인위적인 투척에 의해 슬러지가 쌓이게 되는데, 이러한 각종 슬러지는 수질오염을 가속화시켜 생태환경을 파괴하는 하나의 원인이 되고 있다.

따라서, 하천이나 호수 등의 바닥면에 쌓여 있는 슬러지 제거 및 준설을 위하여 준설장치가 사용된다.

준설장치는 통상적으로 수면상에서 운항할 수 있도록 추진기인 스크류를 탑재하고 있는 것들이 대부분이므로 보통 준설선으로 통용되고 있으나, 추진기가 없는 경우도 있기 때문에 이들을 포괄할 수 있도록 준설장치로 칭하는 것이 바람직하다.

이러한 준설장치는 준설할 수역의 깊이와 바닥의 토질의 종류, 준설된 물질의 운반거리 등에 따라 각각 적당한 설비와 장비를 탑재하여, 강, 운하, 항만, 항로의 깊이를 깊게 하기 위한 준설작업을 하며, 물 밑의 슬러지를 포함하는 흙, 모래, 광물 등을 채취하는 작업, 수중구조물 축조의 기초공사, 해저 폐기물을 끌어올려 제거하는 작업에 사용된다.

아울러, 이와 같은 준설장치는 크게 디퍼(Dipper)형, 그래브(Grab)형, 래더(Ladder)형, 하이드로릭(Hydraulic)형 등 다양한 형태가 존재한다.

예컨대, 디퍼형 준설장치는 동력으로 작동되는 강력한 셔블을 이용하여 물밑 바닥을 퍼 올리는 것으로, 바닥의 토질이 바위가 아닌 경우에는 준설할 수 있도록 형성된 것이다.

그리고, 그래브형 준설장치는 그래브 버킷을 줄에 매달아 그래브를 벌린 채 물밑 바닥에 떨어뜨려 흙, 모래, 자갈 등을 퍼서 들어올리는 것으로, 깊이에 제한을 받지 않도록 형성된 것이다.

또한, 래더형 준설장치는 상향식 에스컬레이터와 같이 사다리를 물밑까지 내리고 체인으로 연결된 많은 버킷들이 사다리 주위를 무한궤도로 돌게 하면, 빈 버킷이 사다리의 뒷면을 타고 내려와 바닥의 흙이나 모래 등을 긁어 담아서 사다리의 앞면을 타고 올라간 후 최정점을 지나 내려오는 순간 이들을 활강로에 쏟으면서 자연히 끌어올린 진흙, 모래, 자갈 등이 선창으로 미끄러져 들어가서 모이도록 작동되는 것이다.

뿐만 아니라, 하이드로릭형 준설장치는 흡입식 준설장치라고도 하는데, 원심력 펌프로 물밑 바닥의 진흙, 모래, 자갈 등을 물과 함께 퍼올려 수면상에 설치한 파이프를 통해 폐기장소로 보내어 버린다. 또는, 펌프로 퍼올린 물, 흙, 모래, 자갈 등의 혼합물 중에서 물은 배출시키고 흙, 모래, 자갈 등 고체물질만을 선창에 모아서 폐기장소에 폐기하며, 필요한 경우 흡입구 끝에 커터를 설치하여 커터의 회전으로 물밑 바닥의 토질을 흩뜨려 빨려 들어오기 쉽게 한 것과 넓은 면적의 흡입면으로 이용하도록 형성된 것도 있다.

이와 같이, 준설장치는 하천 정비 및 생태계 보호를 위해 필수적으로 사용되는 중장비 중 하나이며, 관련 기술로는 등록특허 제0729864호, 등록특허 제0937733호, 등록특허 제1013508호, 등록특허 제1324695호, 공개특허 제2010-0100251호, 공개특허 제2011-0003843호, 공개특허 제2013-0052889호 등과 같이 다수가 개시되어 있다.

그런데, 도 1의 예시와 같이, 종래에는 준설장치를 준설수역에서 부력지지하는 부력체(10)가 본체(20)의 선단측 상면에 탑재된 굴삭용 운전실(30)과 인접한 위치의 본체(20) 양측면에 장착되었기 때문에 상기 부력체(10)를 동작시키는 동력원을 포함한 아암이 운전실(30) 양측까지 솟아 올라 있어 굴삭작업을 위해 운전실(30)을 회동시킬 때 회동각에 제한을 받게 되는 불편함이 있다.

뿐만 아니라, 회동 제어시 운전자는 운전실(30)이 걸리지 않도록 하기 위해 굴삭작업과 동시에 곁눈질로 살펴봐 가면서 작업해야 하기 때문에 작업피로도가 현저히 급증되며, 이로 인해 작업능률이 떨어지는 단점도 있다.

나아가, 부력체(10)는 오로지 동력원의 힘에만 의존하여 부력지지해야 하므로 과도한 동력이 필요하게 되고 이는 에너지 낭비를 초래하는 단점으로 작용하게 된다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 준설수역에서 준설장치를 부력지지하는 부력체 작동용 구조물을 장치본체의 양측 내부에 탑재하여 굴삭기 운전실과 간섭되지 않도록 함으로써 굴삭작업의 효율성을 확보하고, 지렛대 원리를 응용하여 작은 힘으로도 큰 부하를 지탱할 수 있는 준설장치를 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 장치본체를 이동시키거나 준설수역의 작업지점에 고정시키거나 혹은 부력지지하는 부력체를 포함하는 준설장치에 있어서; 상기 부력체는 고정대에 고정되고, 상기 고정대는 경사배치된 회동아암에 고정되며, 상기 회동아암의 상단에는 관절조립체가 고정되고, 상기 관절조립체의 일부는 장치본체에 고정되며, 상기 장치본체의 양측에는 관절실린더가 내장되고, 상기 관절실린더에는 상기 관절조립체를 회동시키는 관절실린더로드가 접속된 것을 특징으로 하는 준설장치를 제공한다.

이때, 상기 고정대는 상기 회동아암의 하단측을 중력방향으로 관통하여 높이조절 가능하게 설치된 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 고정대의 하단은 상기 부력체의 상면 중심에 수직하게 고정되고, 상기 고정대에는 길이방향으로 간격을 두고 다수의 고정구멍이 형성되며, 상기 회동아암의 하단측에는 상방향으로 돌출되고 중력방향으로 배열된 슈트가 마련되고, 상기 고정대는 상기 슈트에 끼워져 상하이동가능하게 조립되며, 상기 슈트의 일측에는 상기 고정구멍에 끼워지도록 관통되는 고정핀이 구비된 것에도 그 특징이 있다.

아울러, 상기 고정대의 상단에는 링 형상의 걸이구가 더 구비된 것에도 그 특징이 있다.

아울러, 상기 관절조립체는 '∪'형상을 갖고, 일단이 관절핀에 의해 회동가능하게 서로 구속된 제1,2관절베이스와; 상기 제1관절베이스의 타단 상측에 제1링크핀으로 회전가능하게 체결된 제1링크와; 상기 제2관절베이스의 타단 상측에 제2링크핀으로 회전가능하게 체결된 제2링크와; 상기 제1,2링크의 각 자유단을 서로 회동가능하게 연결구속하는 제3링크핀을 포함하여 구성되고; 상기 제1관절베이스의 타단에는 상기 회동아암의 상단이 일체로 고정되며; 상기 제2관절베이스의 타단은 장비본체의 양측면에 각각 고정되고; 상기 관절실린더로드의 단부는 상기 제1,2링크 사이에 끼워진 상태에서 상기 제3링크핀을 통해 회전가능하게 링크된 것에도 그 특징이 있다.

뿐만 아니라, 상기 장비본체 양측면에는 설치홈이 형성되고; 상기 설치홈에는 실린더하우징이 내장되며; 상기 실린더하우징에는 관절실린더가 내장되되, 상기 실린더하우징의 상단에 상기 관절실린더의 일단이 회전가능하게 힌지 고정된 것에도 그 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 준설장치에 구비되는 부력체를 구동시키는 구조물이 굴삭기의 운전실과 간섭되지 않으므로 작업의 효율성 및 능률을 향상시키는 장점을 얻을 수 있다.

또한, 운전실이 간섭없이 360°자유롭게 회전될 수 있으므로 작업자가 신경을 분산시키지 않고 오로지 굴삭작업에만 집중할 수 있으므로 작업피로도가 낮아지고, 작업시간을 단축하는 부수적인 효과도 얻을 수 있다.

뿐만 아니라, 지렛대 원리를 응용함으로써 작은 힘으로도 큰 부하를 지탱하는 효과도 얻을 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 준설장치의 예시적인 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 준설장치의 예시적인 사시도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 준설장치에 탑재되는 부력체 및 그 구동과 관계된 구조물의 설치예를 보인 일부 확대도이다.의 예시적인 평면도이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 준설장치의 기본구성은 종래 기술에서 설명된 기존 준설장치와 크게 다르지 않다.

예컨대, 본 발명에 따른 준설장치는 기본적으로 구동에 필요한 유압관련 설비와 전장부품 및 부상에 필요한 요소들을 탑재한 장치본체(100)를 포함한다.

그리고, 상기 장치본체(100)의 일측, 바람직하게는 선단에는 일명 포크레인으로 통용되고 있는 굴삭기(200)가 설비되는데, 상기 굴삭기(200)는 주지된 바와 같이 작업원이 탑승할 수 있는 운전실(210)을 비롯하여 유압에 의해 구동되는 다수의 붐대(220), 그리고 상기 붐대(220)의 단부에 장탈착되는 작업공구(230), 이를 테면 버켓, 그래플, 밀링커터, 컴팩터 등이 장착된다.

이 경우, 버켓은 퍼서 담거나 굴착할 때 사용되며, 그래플은 집게 형상으로서 바위나 부피가 큰 물체를 집어올리기가 가능하고, 밀링커터는 원통의 외주면에 칼날과 같은 절단편이 용접방식으로 고정되어 잘라낼 수 있으며, 컴팩터는 진동을 이용하여 상하방향으로 움직이면서 융기된 부분을 두드려 다짐 작업을 하는데 활용된다.

아울러, 장치본체(100)의 타단, 바람직하게는 후단에는 준설작업시 장치본체(100)가 움직이지 않도록 견고히 고정하는 한 쌍의 아웃트리카(400)가 설치된다.

상기 아웃트리카(400)는 보통 스퍼드(Spud)라는 용어로도 사용되고 있는데, 다단 인출입되는 서포터(410)와, 상기 서포터(410)를 내장하는 서포터가이드(440)와, 상기 서포터가이드(440)가 고정되는 회동브라켓(430)과, 상기 회동브라켓(430)을 접었다 펼 수 있는 작동실린더(420)를 포함하며, 특히 상기 서포터가이드(440)에는 상기 서포터(410)를 인출입시키기 위한 유압수단이 탑재되어 서포터(410)를 인출입시킴으로써 장비본체(100)를 들어 올리거나 밀거나 당겨 장비본체(100)가 움직일 수 있도록 하여 준다.

또한, 장치본체(100)의 양측면에는 부력체(300)가 구비된다.

상기 부력체(300)는 본 발명 준설장치가 수상으로 이동했을 때, 장치본체(100)의 좌우 균형을 잡아주는 동시에 준설작업시 흔들림을 흡수하여 안정적인 준설 작업이 이루어질 수 있도록 하는 수단이다.

이러한 부력체(300)는 유,공압실린더를 이용하여 접힘 및 펼침 가능하게 장착되어, 수면에 접하여 부력에 의하여 부상하면서 장치본체(100)의 좌우균형을 잡아주게 된다.

뿐만 아니라, 장치본체(100)의 이동시 바닥면을 지지하여 장치본체(100)가 들어 올려질 수 있도록 함으로써 전진 또는 후진하는데 활용되기도 한다.

본 발명은 이와 같은 준설장치에서 특히, 상기 부력체(300) 및 이를 구동시키기 위한 구조물들의 개선에 특징이 있다.

이하에서는, 이와 같은 본 발명의 가장 중요한 특징부위인 부력체(300) 및 이를 구동시키기 위한 구조물들의 구성 및 설치관계 등에 대하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 부력체(300)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 고정대(310)의 하단에 일체로 고정된다.

이때, 상기 고정대(310)와 부력체(300) 상호간의 고정구조는 상기 부력체(300)의 상면 중심에 상기 고정대(310)가 수직하게 접속되어 일체를 이룬 형태가 가장 바람직하다.

여기에서, 상기 고정대(310)는 길이조절이 가능하도록 길이방향으로 간격을 두고 다수의 고정구멍(312)이 형성된다.

그리고, 상기 고정대(310)는 경사배치되는 회동아암(320)에 접속되는데, 이를 위해 상기 회동아암(320)의 하단측에는 상방향으로 돌출되고 중력방향으로 배열된 슈트(322)가 마련된다.

따라서, 상기 고정대(310)는 상기 슈트(322)에 끼워진 채 관통되어 상하이동할 수 있도록 구성되며, 상기 슈트(322)의 일측을 관통한 고정핀(314)이 상기 고정구멍(312)에 끼워짐으로써 상기 고정대(310)를 고정시킬 수 있게 된다.

때문에, 상기 고정핀(314)이 꽂아지는 위치를 조절함으로서 상기 슈트(322)를 관통한 뒤 회동아암(320)의 하측으로 노출되는 고정대(310)의 길이를 쉽고 빠르게 조절할 수 있게 된다.

덧붙여, 상기 고정대(310)의 상단 중심에는 걸이구(316)가 더 구비될 수 있는데, 상기 걸이구(316)는 링 형상의 부재로서 상기 고정대(310)에 일체로 고정되고, 고정대(310)를 분리하거나 별도 이동시킬 때 중량물인 관계로 이를 호이스트 등에 걸어 권상(들어올리기)하기 쉽도록 하기 위해 구비되는 수단이다.

한편, 상기 회동아암(320)의 상단에는 도 4에 도시된 바와 같은 관절조립체(330)가 구비된다.

상기 관절조립체(330)는 지렛대 원리를 응용한 구조로서, 적은 힘으로 큰 부하를 들어올리거나 지탱할 수 있는 특징이 있다.

아울러, 상기 관절조립체(330)는 대략 '∪'형상을 갖고, 일단이 관절핀(336)에 의해 회동가능하게 서로 구속된 제1,2관절베이스(332,334)와; 상기 제1관절베이스(332)의 타단 상측에 제1링크핀(LP1)으로 회전가능하게 체결된 제1링크(L1)와; 상기 제2관절베이스(334)의 타단 상측에 제2링크핀(LP2)으로 회전가능하게 체결된 제2링크(L2)와; 상기 제1,2링크(L1,L2)의 각 자유단을 서로 회동가능하게 연결구속하는 제3링크핀(LP3)을 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 제1관절베이스(332)의 타단, 즉 상기 제1링크(L1)의 하방에는 상기 회동아암(320)의 상단이 일체로 고정된다.

또한, 상기 제2관절베이스(334)의 타단은 도 2에서와 같이, 장비본체(100)의 양측면에 각각 고정되어 일체를 이룬다.

특히, 상기 제2관절베이스(334)가 고정된 직상방 위치의 장비본체(100) 양측면에는 설치홈(110)이 형성되고, 상기 설치홈(110)에는 실린더하우징(H)이 내장된다.

상기 실린더하우징(H)은 상기 설치홈(110) 상에 견고히 고정되며, 터널형 다시 말해, 대략 사각통형상으로 형성된다.

아울러, 상기 실린더하우징(H)의 상단에는 관절실린더(CY)의 일단이 회전가능하게 힌지 고정되고, 상기 관절실린더(CY)의 다단에는 관절실린더로드(CR)가 접속된다.

이때, 상기 관절실린더로드(CR)의 단부는 상기 제1,2링크(L1,L2) 사이에 끼워진 상태에서 상기 제3링크핀(LP3)을 통해 회전가능하게 링크된다.

이에 따라, 상기 제1,2링크(L1,L2)와 관절실린더로드(CR) 및 상기 제1,2관절베이스(332,334)는 시이소 운동 가능한 지렛대 원리의 적용이 가능하 구조가 된다.

이와 같이, 본 발명에서는 상기 부력체(300)를 구동시키는 구동원, 즉 동력원이 장비본체(100)의 양측면에 내장된 형태로 구성되고, 회동아암(320)이 장비본체(100) 보다 항상 하방에 위치하게 되므로 운전실(210)이 회동축(RT, 도 2 참조)을 중심으로 회동될 때 부력체(300)를 구동시키는 동력원 및 그에 부대되는 구조물들과 간섭되는 일은 발생하지 않게 된다.

이러한 구성을 갖는 본 발명은, 관절실린더(CY)가 동작하여 관절실린더로드(CR)가 인출되면 제3링크핀(LP3)이 결속된 지점을 밀게 된다.

그런데, 제3링크핀(LP3)은 제1,2링크(L1,L2)와 결속되어 있고, 제1,2링크(L1,L2)는 제1,2관절베이스(332,334)에 구속되어 있기 때문에 사실상 유동될 수 있는 부분은 관절핀(336)을 중심으로 한 제1관절베이스(332) 뿐이다.

따라서, 상기 제1관절베이스(332)는 상기 관절핀(336)을 회전중심으로 하여 반시계방향으로 회전되면서 회동아암(320)을 하향이동시키게 된다.

반대로, 관절실린더로드(CR)가 인입되면 제3링크핀(LP3)이 결속된 지점을 당기게 되므로 결국, 상기 제1관절베이스(332)는 상기 관절핀(336)을 회전중심으로 하여 시계방향으로 회전되면서 회동아암(320)을 상방향으로 접을 수 있게 된다.

이렇게 접었을 때는 작업을 마무리하고 이동하는 경우에 해당할 수 있다.

특히, 상기 관절실린더(H)는 상단이 힌지고정되어 있으므로 동작시 자체적으로 회전유동되기 때문에 동작도중 파손되거나 동작불능이 발생되는 경우는 거의 없게 된다.

뿐만 아니라, 본 발명은 지렛대 원리를 응용하고 있기 때문에 작은 힘으로도 큰 부하를 충분히 수용할 수 있어 작업효율도 향상되는 장점도 갖는다.

100: 장치본체 200: 굴삭기
300: 부력체 400: 아웃트리카

Claims (6)

1. 장치본체를 이동시키거나 준설수역의 작업지점에 고정시키거나 혹은 부력지지하는 부력체를 포함하는 준설장치에 있어서;
   상기 부력체는 고정대에 고정되고,
   상기 고정대는 경사배치된 회동아암에 고정되며,
   상기 회동아암의 상단에는 관절조립체가 고정되고,
   상기 관절조립체의 일부는 장치본체에 고정되며,
   상기 장치본체의 양측에는 관절실린더가 내장되고,
   상기 관절실린더에는 상기 관절조립체를 회동시키는 관절실린더로드가 접속되며,
   상기 관절조립체는 '∪'형상을 갖고, 일단이 관절핀에 의해 회동가능하게 서로 구속된 제1,2관절베이스와; 상기 제1관절베이스의 타단 상측에 제1링크핀으로 회전가능하게 체결된 제1링크와; 상기 제2관절베이스의 타단 상측에 제2링크핀으로 회전가능하게 체결된 제2링크와; 상기 제1,2링크의 각 자유단을 서로 회동가능하게 연결구속하는 제3링크핀을 포함하여 구성되고;
   상기 제1관절베이스의 타단에는 상기 회동아암의 상단이 일체로 고정되며;
   상기 제2관절베이스의 타단은 장비본체의 양측면에 각각 고정되고;
   상기 관절실린더로드의 단부는 상기 제1,2링크 사이에 끼워진 상태에서 상기 제3링크핀을 통해 회전가능하게 링크된 것을 특징으로 하는 준설장치.
   
2. 청구항 1에 있어서;
   상기 고정대는 상기 회동아암의 하단측을 중력방향으로 관통하여 높이조절 가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 준설장치.
   
3. 청구항 2에 있어서;
   상기 고정대의 하단은 상기 부력체의 상면 중심에 수직하게 고정되고, 상기 고정대에는 길이방향으로 간격을 두고 다수의 고정구멍이 형성되며, 상기 회동아암의 하단측에는 상방향으로 돌출되고 중력방향으로 배열된 슈트가 마련되고, 상기 고정대는 상기 슈트에 끼워져 상하이동가능하게 조립되며, 상기 슈트의 일측에는 상기 고정구멍에 끼워지도록 관통되는 고정핀이 구비된 것을 특징으로 하는 준설장치.
   
4. 청구항 2에 있어서;
   상기 고정대의 상단에는 링 형상의 걸이구가 더 구비된 것을 특징으로 하는 준설장치.
   
5. 삭제
6. 청구항 1에 있어서;
   상기 장비본체 양측면에는 설치홈이 형성되고; 상기 설치홈에는 실린더하우징이 내장되며; 상기 실린더하우징에는 관절실린더가 내장되되, 상기 실린더하우징의 상단에 상기 관절실린더의 일단이 회전가능하게 힌지 고정된 것을 특징으로 하는 준설장치.

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