KR101596714B1 - Rcd 공법을 개선한 공압해머 굴착기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 RCD(Reverse Circulation Drill) 공법을 개선한 굴착기로서 보다 상세하게는 포크레인에 결합되어 해양구조물, 수중 공사를 위해 암반 굴착 시공을 수행할 수 있는 장치로서, 선단(先端)의 유압회전부의 회전 동력으로 굴착부가 회전하고 굴착부 내부에 유입공을 통해 공압관에 공압(空壓)이 형성되면 공압이 공압해머 피스톤을 밀어 공압해머부가 암반을 타격하는 동시에 회전하여 굴착하는 RCD 공법 굴착기에 관한 것이다. 상기한 바와 같은 본 발명에 따른 RCD 공법을 개선한 공압해머 굴착기는 포크레인에 결합된 후 회전결합부가 회전하여 굴착부와 공압ㅇ해머부를 굴착 목표지점으로 제어하기에 용이하고 굴착 깊이가 깊어지면 가설자켓 높이가 높아지던 종래의 RCD공법과 달리 RCD공법을 개선하여 설치비용이 많고 굴착 시공을 연장 시켯던 가설자켓 높이를 줄이고 대신 체결 롯드를 체결해 사고 안정성 및 편의성을 가지며 공압에어부로 빠르게 굴착을 하는 신속성을 가지는 동시에 불필요한 슬라임 배출에 필요한 장치 없이 슬라임 토출구를 통해 굴착시 생성되는 슬라임을 토출할 수 있다.
Description
본 발명은 RCD(Reverse Circulation Drill) 공법을 개선한 굴착기로서, 보다 상세하게는 유압회전부의 회전 동력으로 굴착부가 회전하고 굴착부 내부에 유입공을 통해 공압관에 공압(空壓)이 형성되면 공압이 공압해머 피스톤을 밀어 각각의 다른 공압해머가 종래의 RCD 공법과 다르게 암반을 타격하는 동시에 회전하여 굴착하고 굴착시 생성되는 슬라임을 해상에서 처리할 수 있는 개선된 굴착기에 관한 것이다.
일반적으로 종래에는,
PRD(Percussion Rotary Drill method) 공법 굴착이나 RCD(Reverse Circulation Drill)장비를 이용한 역순환 굴착 공법이 사용되고 있다.
상기 PRD 공법은 지상 구조물을 지지하는 기초의 일종으로 RCD Pile에 비하여 소구경인 직경의 Pile을 해당하는 단면으로 지내력을 확보할 수 있는 경우 쓰이는 공법이며 암반기초는 물론 사면의 대활동에 대한 방지 및 TOP DOWN 공법등에 적용시킬 수 있고 저압의 공기를 사용하므로 주위 구조물에 피해가 없는 장점이 있다.
하지만, PRD 공법은 깊은 대구경 굴착 시공에 적용하기엔 굴착 Pile의 호환이 어렵고 더욱이 해상에서는 붕괴위험도가 있어 상기 PRD 공법은 해상 굴착에 부적합하다.
그에 반해, 상기 RCD 공법은 역순환 굴착 공법으로 PRD 공법에 비해 공내의 이수강하 속도가 늦고 공벽의 붕괴방지가 용이하다.
또한 상기 RCD 공법은 PRD 공법에 비해 더 깊은 굴착이 가능하고 경사암반의 굴착과 해상(海上)시공이 가능하다는 큰 장점이 있다.
하지만, 해저 지반이 연암(軟岩) 지반이 아닌 드릴 파이프 내경의 80%정도의 대형 암석 및 경암(硬岩)이 있으면 굴착이 곤란하고 슬라임을 형성할 수 없을 정도의 피압수(被壓水)가 있으면 시공이 곤란하다.
그리고 적절한 시공관리가 없을 시 이수관리 불량에 따른 공벽붕괴, 콘크리트 관리불량에 의한 품질저하 등이 발생할 수 있어서 굴착시공기간이 짧을수록 좋다.
최근에는 특허등록 제10-0721676호, 특허공개 제10-20060107247호에서 소개된 바와 같이 RCD 장비를 이용한 역순환 공법과 역순환 에어해머구조를 갖는 굴착장치 및 이를 이용한 굴착공법은 아래 선행기술에 도시된 바와 같이 소개되어진다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 적절한 시공관리가 없을 시 이수관리 불량에 따른 공벽붕괴, 콘크리트 관리불량에 의한 품질저하 문제를 막기 위해 굴착 기간을 단축하고 공압해머부의 타격과 유압회전부의 회전으로 굴착 시공 구경을 넓히는 동시에 굴착 속도 효율을 개선 시키는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 넓은 구경과 깊은 굴착 시공 시 높은 케이싱부와 높은 가설자켓 설치가 필요하고 경사진 암반이나 단단히 고정되지 않던 문제점과 불필요한 가설자켓 설치 비용을 줄이고 가설자켓 높이에 따른 해상 사고 위험을 막으며 종래의 RCD 공법에서는 슬라임을 수중(水中)에서 해상 위로 밀어내거나 펌프로 드레인 시킨 것에 비해 본 발명은 슬라임을 해상(海上)에서 처리하며 그와 동시에 기존의 슬라임 처리에 따른 압력손실을 적게 하여 적은 공기의 압력으로 굴착효율을 높이는 것이다.
다시 말해, 본 발명은 상술한 문제점을 해상 또는 해저에서 신속하고도, 작업효율성을 높이고 안정적으로 수중구조물을 설치할 수 있도록 굴착용 굴착장치를 제공하는 것에 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 RCD 공법을 개선한 암반 굴착기는,
해상에서 암반을 굴착하는 포크레인 결합용 RCD 공법을 개선한 암반 굴착기에 있어서,
상기 RCD 공법을 개선한 암반 굴착기는
유압회전부, 굴착부, 공압해머부로 구성되며,
상기 유압회전부는 브라켓, 브라켓 연결봉, 회전모터, 에어 유입구, 오일
흡입구, 오일 토출구, 드레인 홀, 회전 결합부, 하우징 및 체결 롯드로 구성되고,
상기 굴착부는 제 1 보조에어 유입구, 제 2 보조에어 유입구, 압력차단판, 공압해머 체결용 육각, 유입공, 공압관, 굴착부 고정장치, 가스켓, 외통, 슬라임 분산 방지판, 슬라임 토출구 및 상단 고리로 구성되며,
상기 공압해머부는 제 1 공압해머, 제 2 공압해머, 제 3 공압해머, 제 4 공압해머, 공압해머 피스톤 및 비트 돌기로 구성되고,
상기 유압회전부는 포크레인 연결단과 분리 가능하게 결합되는 브라켓과 브라켓 연결봉으로 포크레인 연결단 하부에 연결되고, 포크레인에 구비된 유압 펌프 및 공압 탱크와 연결되는 복수개의 호스는 각각 에어 유입구와 회전모터에 베어링 체결되며,
상기 굴착부는 유압회전부 하부에 굴착부 고정 장치를 통해 수직으로 연결 후 베어링 결합으로 고정되고,
상기 공압해머부는 굴착부의 공압관을 따라 굴착부 저면에 각각 불규칙한 크기와 갯수로 위치하며,
상기 유압회전부는 유압 펌프 및 공압 탱크와 호스 연결되어 굴착부와 공압해머부에 동력을 공급하며,
상기 굴착부는 유압 펌프 및 공압 탱크에 연결된 호스 동력이 생성됨에 따라 회전 운동으로 굴착 기능을 수행하며, 굴착하는 과정에서 발생하는 슬라임을 슬라임 토출구로 배출시키며,
상기 공압해머부는 굴착부 하부에 유압 동력의 회전운동과 동시에 굴착부에 공압관을 따라 생성된 공압으로 공압해머 피스톤을 밀어내며 이에 각각의 공압해머가 암반에 충격을 주는 동시에 굴착부가 회전하며 암반을 굴착한다.
상기 체결 롯드는 회전모터와 하우징 하단에 수직축으로 연결되며, RCD 공법 암반 굴착 환경 깊이에 대응하여 교체가 가능하며, 상부는 회전모터와 베어링 연결되고 하부는 굴착부 고정 장치된다.
상기 굴착부의 압력차단판 표면에 장치된 제 1 보조에어 유입구;
상기 굴착부의 압력차단판 표면에 장치된 제 2 보조에어 유입구;
상기 제 1 보조에어 유입구 및 제 2 보조에어 유입구는 압력차단판에 장치되 있고 RCD 공법을 개선한 암반 굴착기의 환경 깊이가 깊어지면 포크레인에 구비된 에어 콤프레셔로 부터 복수개의 관을 통해 베어링 체결된 후 공급된 공기를 공압관으로 추가 분사된다.
상기 슬라임 토출구는 압력차단판과 슬라임 분산 방지판 사이에 관통되어 있으며 긴 원형 형태를 가지고 슬라임 분산 방지판과 굴착 지면에 의해 압력을 받아 굴착 시 발생하는 슬라임을 슬라임 토출구로 배출시킨다.
상기 공압관은 복수개의 구성으로 관 내부를 관통하여 상부로는 공압해머 체결용 육각부터 공압해머 말단까지 이어지도록 관이 형성되며, 관 내부의 공기압력의 힘이 공압해머 피스톤을 밀어낸다.
상기 공압해머 피스톤은 복수개의 각각 다른 크기의 원형 형태를 가지며 굴착부 저면 공압해머 체결용 육각에 결합되며 공압을 슬라이딩 운동으로 변환시켜 각각의 공압해머가 암반에 타격하고 암반에 닿은 공압해머가 다시 원위치하는 반복 하게한다.
상기 제 1 공압해머는 굴착부의 슬라임 분산 방지판 아래 위치한 공압해머 피스톤 말단에 결합 되고 공기가 분사되는 공압관이 두 개가 있으며 직경 크기가 가장 크며,
상기 제 2 공압해머는 굴착부의 슬라임 분산 방지판 아래 위치한 공압해머 피스톤 말단에 결합 되고 공기가 분사되는 공압관이 두 개가 있으며 직경 크기가 두 번째로 크며,
상기 제 3 공압해머는 굴착부의 슬라임 분산 방지판 아래 위치한 공압해머 피스톤 말단에 결합 되고 공기가 분사되는 공압관이 두 개가 있으며 직경 크기가 세 번째로 크며,
상기 제 4 공압해머는 굴착부의 슬라임 분산 방지판 아래 위치한 공압해머 피스톤 말단에 결합 되고 공기가 분사되는 공압관이 두 개 있으며 직경 크기가 가장 작다.
상기 공압해머 체결용 육각은 굴착부에 각각의 공압해머부를 분리 가능하도록 체결된다.
상기 돌기 비트는 공업다이아몬드 재질로 제 1 공압해머, 제 2 공압해머, 제 3 공압해머 및 제 4 공압해머의 밑면 십자홈을 경계로 상하좌우 방향으로 규칙적으로 박혀있고 암반 타격 하는 동시에 굴착부 회전으로 암반을 분쇄한다.
지금까지 설명한 바와 같이 본 발명의 기술적 사상은 해결 수단을 벗어나지 않는 범위 내에서 RCD 공법을 개선한 암반 굴착기는 굴착시 해양에서 조수간만의 차, 파도의 세기, 굴착하려는 암반의 경사, 굴착 공사 용도에 따라 가설자켓의 높이 및 체결 롯드의 길이, 케이싱부의 길이, 굴착부의 직경, 공압해머부의 직경 및 공압해머의 갯수의 다양한 변경이 가능한 것은 물론이다.
본 발명에 의한 RCD 공법을 개선한 공압해머 굴착기는 다음과 같은 효과가 있다.
상기 RCD 공법을 개선한 공압해머 굴착기는 넓은 구경과 깊은 굴착 시공시 높은 케이싱부와 높은 가설자켓 설치시 경사진 암반에 단단히 고정되지 않아 시공기간이 지연되기도 하고 가설자켓 철거가 번거로운 문제점이 있었으나 위와 같이 불필요한 가설자켓 설치 비용을 줄이고 굴착 시공 깊이가 깊어짐에 따라 높았던 가설자켓 강관프레임이 길어지는 대신 긴 체결 롯드를 유압회전부와 굴착부의 굴착부 고정 장치로 체결시켜 굴착하는 장점이 있다.
이에 가설자켓 높이에 따라 가설자켓이 파도에 휩쓸리는 해상 사고 위험을 막으며 종래의 RCD 공법에서 슬라임을 펌프로 드레인 시킨 것에 비해 본 발명은 슬라임을 해상에서 처리하여 종래의 RCD 공법의 사용 공압보다 저공압으로 효율적으로 굴착할 수 있다.
그리고, 대형 및 소형 크기의 포크레인에도 체결하여 사용이 가능하기 때문에 협소한 공간에서도 지형 조건의 장애를 받지 않고 작업이 가능하며, 특히 등표 시설, 교량 및 해상 돌핀시설등과 같은 해상 구조물 공사에 적합하다.
또한 기존의 RCD공법은 적절한 시공관리가 없을 시 이수관리 불량에 따른 공벽붕괴, 콘크리트 관리불량에 의한 품질저하 발생을 막을 수 있게 RCD 공법을 개선하여 그 굴착 시공 속도효율과 편의성을 증대시킨다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 RCD 공법을 개선한 공압해머 굴착기가 포크레인에 결합된 상태를 도시한 결합 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 RCD 공법을 개선한 공압해머 굴착기가 설치된 가설자켓 상세도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 RCD 공법을 개선한 공압해머 굴착기의 굴착상태를 도시한 굴착단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 RCD 공법을 개선한 공압해머 굴착기의 결합 사시도와 분해사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 RCD 공법을 개선한 공압해머 굴착기에서 굴착 부와 공압해머부의 구조단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 RCD 공법을 개선한 공압해머 굴착기에서 굴착 부와 공압해머부의 평면도 및 저면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 RCD 공법을 개선한 공압해머 굴착기에 따른 굴착공법을 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 RCD 공법을 개선한 공압해머 굴착기가 설치된 가설자켓 상세도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 RCD 공법을 개선한 공압해머 굴착기의 굴착상태를 도시한 굴착단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 RCD 공법을 개선한 공압해머 굴착기의 결합 사시도와 분해사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 RCD 공법을 개선한 공압해머 굴착기에서 굴착 부와 공압해머부의 구조단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 RCD 공법을 개선한 공압해머 굴착기에서 굴착 부와 공압해머부의 평면도 및 저면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 RCD 공법을 개선한 공압해머 굴착기에 따른 굴착공법을 도시한 개념도이다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 RCD 공법을 개선한 공압해머 굴착기가 포크레인에 결합된 상태를 도시 했으며 포크레인 연결단(A)와 RCD 공법 굴착기(5)가 결합된 전체적인 결합 사시도 이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 RCD 공법을 개선한 공압해머 굴착기가 설치된 가설자켓 상세도이며 가설자켓 강관프레임(420)이 구조물을 이루고 굴착하려는 굴착공안에 케이싱부(410)가 씌어지며 유압회전부(300), 굴착부(200) 및 공압해머부(10)로 구성되어지는 전체적인 상세도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 RCD 공법을 개선한 공압해머 굴착기의 굴착상태와 높이에 따른 지질의 구성을 도시한 굴착 단면도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 RCD 공법을 개선한 공압해머 굴착기의 유압회전부(300), 굴착부(200) 및 공압해머부(10)를 나태내는 결합 사시도 및 분해사시도이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 RCD 공법을 개선한 공압해머 굴착기에서 굴착부(200)와 공압해머부(10)의 구조단면도이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 RCD 공법을 개선한 공압해머 굴착기에서 굴착 부(200)와 공압해머부(10)의 평면도 및 저면도이며, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 RCD 공법을 개선한 공압해머 굴착기에 따른 암반 굴착개념을 도시했으며 굴착부(200) 회전 방향과 슬라임 분산 방지판(280)에서 슬라임 토출구(290)로 슬라임이 토출되는 방향과 공압관(235)에서 나오는 공기 방향을 나타내는 개념도이다.
이에 앞서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할뿐이다.
본원의 발명의 올바른 실시 예를 구체적으로 설명하면,
도 1 및 도 4를 참조하면, 해상 또는 육상에서 암반을 굴착하는 포크레인 결합용 RCD 공법을 개선한 암반 굴착기에 있어서,
상기 RCD 공법을 개선한 암반 굴착기는,
유압회전부(300), 굴착부(200), 공압해머부(10)로 구성되며,
상기 유압회전부(300)는 브라켓(360), 브라켓 연결봉(365), 회전모터(350), 에어 유입구(340), 오일 흡입구(310), 오일 토출구(320), 드레인 홀(330), 회전 결합부(370), 하우징(380) 및 체결 롯드(390)를 가진다.
상기 유압회전부(300)는 포크레인 연결단(A)과 분리 가능하게 결합되는 브라켓(360)과 브라켓 연결봉(365)으로 포크레인 연결단(A) 하부에 연결되고, 포크레인에 구비된 유압 펌프 및 공압 탱크와 연결되는 복수개의 호스는 각각 에어 유입구(340)와 회전모터(350)에 베어링 체결된다.
자세히 말하자면, 상기 유압회전부(300)는 굴착부(200)와 공압해머부(10)에 동력을 공급하기 위한 유압회전 기능을 하며 포크레인에 구비된 공압 탱크로 부터 굴착부의 에어 유입구(340) 와 제 1 보조에어 유입구(210a) 및 제 2 보조에어 유입구b(210b)로 공기를 받아 공압관(235)에 공압이 형성된다.
다시 말해, 상기 유압회전부(300)는 유압 펌프 및 공압 탱크와 호스 연결되어 굴착부(200)와 공압해머부(10)에 동력을 공급하는 기능을 한다.
상기 공압관(235)의 기능은 굴착부(200) 및 공압해머부(10)에 사용되는 것으로서 여기서는 더 이상의 상세 설명은 생략한다.
도 4를 참조하면, 상기 체결 롯드(390)는 회전모터(350)와 하우징(380) 하단에 수직축으로 연결되며 RCD 공법 암반 굴착 환경 깊이에 따라 길이 교체가 가능하다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 체결 롯드(390)의 상부는 회전모터(350)와 베어링 연결되고 하부는 굴착부 고정 장치(240)에 연결되며 굴착부(200)에 회전동력을 전달하고 공압해머부(10)에는 공압해머가 암반을 타격할 수 있도록 공압을 형성한다.
도 5를 참조하면, 상기 압력차단판(299)은 굴착부로 유입되는 에어유입구(340), 제 1 보조에어 유입구(210a) 및 제 2 보조에어 유입구(210b)로 유입되는 공기를 밀폐(密閉)시켜 유입공(230)을 각각의 공압관(235)로 유입 시킨다.
상기 굴착부(200)는 제 1 보조에어 유입구(210a), 제 2보조에어 유입구b(210b), 압력차단판(299), 공압해머 체결용 육각(220), 유입공(230), 공압관(235), 굴착부 고정장치(240), 가스켓(245), 외통(250), 슬라임 분산 방지판(280), 슬라임 토출구(290) 및 상단 고리(295)를 가진다.
상기 굴착부(200)는 유압 펌프 및 공압 탱크에 연결된 호스 동력이 생성됨에 따라 회전 운동으로 굴착 기능을 수행하며, 굴착하는 과정에서 발생하는 슬라임을 슬라임 토출구(290)로 배출시키는 기능을 한다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 굴착부(200)의 상부로는 유압회전부(200)가 있고 RCD 공법 암반 굴착 환경 깊이에 따라 길이 교체가 가능한 체결 롯드(390)가 굴착부(200)와 유압회전부(200) 사이에 수직으로 베어링 체결된다.
상기 제 1 보조에어 유입구(210a) 및 제 2 보조에어 유입구b(210b)는 압력차단판(299)에 장치되 있고 RCD 공법 암반 굴착 환경 깊이가 깊어지면 포크레인에 구비된 에어 콤프레셔로 부터 복수개의 관을 통해 베어링 체결된 후 공급된 공기를 공압관(235)으로 추가 분사 시킨다.
상기 제 1 보조에어 유입구(210a), 제 2보조에어 유입구(210b)는 깊은 암반 굴착시 보조에어 유입구로서 부족한 공압을 보충하며 굴착부(200)의 에어 유입구(340)와 같은 기능을 한다.
도 7을 참조하면, 상기 슬라임 토출구(290)는 압력차단판(299)과 슬라임 분산 방지판(280) 사이에 관통되 있으며 긴 원형 형태를 가지고 슬라임 분산 방지판(280)과 굴착 지면에 의해 압력을 받아 굴착 시 발생하는 슬라임을 슬라임 토출구(290)로 배출시킨다.
도 5를 참조하면, 상기 압력차단판(299)은 굴착부(200)로 유입되는 에어유입구(340), 제 1 보조에어 유입구(210a) 및 제 2 보조에어 유입구(210b)로 유입되는 공기를 밀폐(密閉)시켜 유입공(230)을 각각의 공압관(235)로 유입 시킨다.
도 5를 참조하면, 상기 공압해머 체결용 육각(220)은 굴착부(200)에 각각의 공압해머를 분리 가능하도록 체결된다.
보다 구체적으로는, 공압해머 체결용 육각(220)은 탭을 가진 육각볼트로 상단에는 굴착부(200)과 하단으로는 공압해머부(10)과 체결되며 체결이 용이하여 굴착시 협잡물에 의한 청소나 기능 고장 시 체결을 풀고 점검할 수 있다.
또한, 압력차단판(299) 분해 시 고리를 걸어 상단 고리(295)를 이용하여 분해하고 가스켓(245)를 이용하여 다시 체결하며 가스켓(245)은 공기의 기밀(氣密)을 시킨다.
도 5를 참조하면, 상기 공압관(235)은 복수개의 구성으로 관 내부를 관통하여 상부로는 공압해머 체결용 육각(220)부터 각각의 공압해머 말단까지 이어지도록 관이 형성되며, 관 내부의 공기압력의 힘이 공압해머 피스톤(30)을 밀어 낸다.
상기 공압해머 피스톤(30)은 공압해머부(10)에 사용되는 것으로서 굴착부(200) 설명에서는 더 이상의 상세 설명은 생략한다.
상기 공압해머부(10)는 굴착부(200)의 공압관(235)을 따라 굴착부(200) 저면에 각각 불규칙한 크기와 갯수로 위치한다.
상기 공압해머부(10)는 굴착부(200) 하부에 유압 동력의 회전운동과 동시에 굴착부(200)에 공압관(235)을 따라 생성된 공압으로 공압해머 피스톤(30)을 밀어내며 이에 각각의 제 1 공압해머(12a), 제 2 공압해머(12b), 제 3 공압해머(12c), 제 4 공압해머(12d)가 암반에 충격을 주는 동시에 굴착부(200)가 회전하며 암반을 굴착하는 기능을 한다.
도 5를 참조하면, 상기 공압해머 피스톤(30)은 굴착부(200) 저면 공압해머 체결용 육각(220)에 결합되며 복수개의 각각 다른 제 1 공압해머(12a), 제 2 공압해머(12b), 제 3 공압해머(12c) 및 제 4 공압해머(12d) 크기의 원형 형태를 가지며 공압관(235)의 공압을 슬라이딩 유동 운동으로 변환시켜 각각의 제 1 공압해머(12a), 제 2 공압해머(12b), 제 3 공압해머(12c) 및 제 4 공압해머(12d)가 암반에 타격하고 암반에 닿은 제 1 공압해머(12a), 제 2 공압해머(12b), 제 3 공압해머(12c) 및 제 4 공압해머(12d)가 타격 후 다시 지면에 닿고 다시 원위치하는 과정을 하게한다.
도 6을 참조하면, 상기 제 1 공압해머(12a)는 굴착부(200)의 슬라임 분산 방지판(280) 아래 위치한 공압해머 피스톤(30) 말단에 결합 되고 공기가 분사되는 공압관(235)이 두 개가 있으며 직경 크기가 가장 크며,
상기 제 2 공압해머(12b)는 굴착부(200)의 슬라임 분산 방지판(280) 아래 위치한 공압해머 피스톤(30) 말단에 결합 되고 공기가 분사되는 공압관(235)이 두 개가 있으며 직경 크기가 두 번째로 크며,
상기 제 3 공압해머(12c)는 굴착부(200)의 슬라임 분산 방지판(280) 아래 위치한 공압해머 피스톤(30) 말단에 결합 되고 공기가 분사되는 공압관(235)이 두 개가 있으며 직경 크기가 세 번째로 크며,
상기 제 4 공압해머(12d)는 굴착부(200)의 슬라임 분산 방지판(280) 아래 위치한 공압해머 피스톤(30) 말단에 결합 되고 공기가 분사되는 공압관(235)이 두 개 있으며 직경 크기가 가장 작다.
도 7을 참조하면, 상기 제 1 공압해머(12a), 제 2 공압해머(12b), 제 3 공압해머(12c) 및 제 4 공압해머(12d)는 굴착 암반 목표를 타격하면서 회전시켜 굴착속도가 빠르고 각각의 제 1 공압해머(12a), 제 2 공압해머(12b), 제 3 공압해머(12c) 및 제 4 공압해머(12d) 말단의 공압관(235)에서 공기를 배출시키므로 굴착시 발생하는 슬라임을 굴착과정에서 상부로 밀어낸다.
이에 따라 굴착 암반 지면과 슬라임 분산 방지판(280)에 압력이 생기고 보다 압력이 낮은 슬라임 토출구(290)로 슬라임이 토출된다.
도 6을 참조하면, 상기 돌기 비트(20)는 공업다이아몬드 재질로 제 1 공압해머(12a), 제 2 공압해머(12b), 제 3 공압해머(12c) 및 제 4 공압해머(12d)의 밑면 십자홈을 경계로 상하좌우 방향으로 규칙적으로 박혀있고 암반 타격하는 동시에 굴착부(200) 회전으로 암반을 분쇄한다.
그리고, 제 1 공압해머(12a)와 제 2 공압해머(12b)는 평면에서 봤을 때 굴착부(200)직경보다 굴착 범위가 크며 케이싱부(410) 굴착 내경 안에서 작업시 케이싱 부(410)와 제 1 공압해머(12a) 및 제 2 공압해머(12b)의 경계가 굴착시 굴착 경계가 된다.
상기 제 1 공압해머(12a), 제 2 공압해머(12b), 제 3 공압해머(12c) 및 제 4 공압해머(12d)의 구성과 크기에 따라 최소 직경500mm ~ 3000mm까지 굴착이 가능해진다.
또한, 돌기 비트(20)은 암반의 강도, 굴착 깊이 또는 굴착 구경이 커짐에 따라 그 수량과 직경의 크기의 구성요소 변경이 가능함은 물론이다.
지금까지 설명한 바와 같이 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 균등물과 변형 예들이 충분히 있을 수 있다.
위에 말한 균등물과 변형 예는 굴착 환경에 따라 바뀔 수 있다.
예를 들면 해양에서 암반 굴착시 조수간만의 차, 파도의 세기, 굴착하려는 암반의 경사, 굴착 공사 용도에 따라 그에 맞는 가설자켓 강관프레임(420)의 높이 및 체결 롯드(390)의 길이, 케이싱부(410)의 길이가 바뀌고, 암반 굴착 구경이 커지면 굴착부(200)의 직경, 공압해머부(10)의 직경 및 제 1 공압해머(12a), 제 2 공압해머(12b), 제 3 공압해머(12c) 및 제 4 공압해머(12d)의 크기 또는 갯수가 균등하게 추가되거나 혹은 본원의 발명의 올바른 실시예에서 변형하여 사용 가능한 것은 물론이다.
5 : RCD 공법 굴착기 200 : 굴착부
10 : 공압해머부 210a : 제 1 보조에어 유입구
12a : 제 1 공압해머 210b : 제 2 보조에어 유입구
12b : 제 2 공압해머 220 : 공압해머 체결용 육각
12c : 제 3 공압해머 230 : 유입공
12d : 제 4 공압해머 235 : 공압관
20 : 비트 돌기 240 : 굴착부 고정 장치
30 : 공압해머 피스톤 245 : 가스켓
300 : 유압회전부 250 : 외통
310 : 오일 흡입구 280 : 슬라임 분산 방지판
320 : 오일 토출구 290 : 슬라임 토출구
330 : 드레인 홀 295 : 상단 고리
340 : 에어 유입구 299 : 압력차단판
350 : 회전모터 365 : 브라켓 연결봉
360 : 브라켓 370 : 회전 결합부
390 : 체결 롯드 380 : 하우징
410 : 케이싱부 420 : 가설자켓 강관프레임
A : 포크레인 연결단
10 : 공압해머부 210a : 제 1 보조에어 유입구
12a : 제 1 공압해머 210b : 제 2 보조에어 유입구
12b : 제 2 공압해머 220 : 공압해머 체결용 육각
12c : 제 3 공압해머 230 : 유입공
12d : 제 4 공압해머 235 : 공압관
20 : 비트 돌기 240 : 굴착부 고정 장치
30 : 공압해머 피스톤 245 : 가스켓
300 : 유압회전부 250 : 외통
310 : 오일 흡입구 280 : 슬라임 분산 방지판
320 : 오일 토출구 290 : 슬라임 토출구
330 : 드레인 홀 295 : 상단 고리
340 : 에어 유입구 299 : 압력차단판
350 : 회전모터 365 : 브라켓 연결봉
360 : 브라켓 370 : 회전 결합부
390 : 체결 롯드 380 : 하우징
410 : 케이싱부 420 : 가설자켓 강관프레임
A : 포크레인 연결단
Claims (9)
- 해상 또는 육상에서 암반을 굴착하는 포크레인 결합용 RCD 공법을 개선한 암반 굴착기에 있어서,
상기 RCD 공법을 개선한 암반 굴착기는,
유압회전부, 굴착부, 공압해머부로 구성되며,
상기 유압회전부는 브라켓, 브라켓 연결봉, 회전모터, 에어 유입구, 오일
흡입구, 오일 토출구, 드레인 홀, 회전 결합부, 하우징 및 체결 롯드를 가지고,
상기 굴착부는 제 1 보조에어 유입구, 제 2 보조에어 유입구, 압력차단판, 공압해머 체결용 육각, 유입공, 공압관, 굴착부 고정장치, 가스켓, 외통, 슬라임 분산 방지판, 슬라임 토출구 및 상단 고리를 가지며,
상기 공압해머부는 제 1 공압해머, 제 2 공압해머, 제 3 공압해머, 제 4 공압해머, 공압해머 피스톤 및 비트 돌기를 가지며,
상기 유압회전부는 포크레인 연결단과 분리 가능하게 결합되는 브라켓과 브라켓 연결봉으로 포크레인 연결단 하부에 연결되고, 포크레인에 구비된 유압 펌프 및 공압 탱크와 연결되는 복수개의 호스는 각각 에어 유입구와 회전모터에 베어링 체결되며,
상기 굴착부는 유압회전부 하부에 굴착부 고정 장치를 통해 수직으로 연결 후 베어링 결합으로 고정되고,
상기 공압해머부는 굴착부의 공압관을 따라 굴착부 저면에 각각 불규칙한 크기와 갯수로 위치하며,
상기 유압회전부는 유압 펌프 및 공압 탱크와 호스 연결되어 굴착부와 공압해머부에 동력을 공급하며,
상기 굴착부는 유압 펌프 및 공압 탱크에 연결된 호스 동력이 생성됨에 따라 회전 운동으로 굴착 기능을 수행하며, 굴착하는 과정에서 발생하는 슬라임을 슬라임 토출구로 배출시키며,
상기 공압해머부는 굴착부 하부에 유압 동력의 회전운동과 동시에 굴착부에 공압관을 따라 생성된 공압으로 공압해머 피스톤을 밀어내며 이에 각각의 공압해머가 암반에 충격을 주는 동시에 굴착부가 회전하며 암반을 굴착하는 것을 특징으로 하는 RCD공법을 개선한 공압해머 굴착기. - 청구항 1에 있어서,
상기 체결 롯드는 회전모터와 하우징 하단에 수직축으로 연결되고, 체결 롯드 상부는 회전모터와 베어링 결합되며, 하부는 굴착부 고정장치에 연결되며, RCD 공법 암반 굴착 환경 깊이에 대응하여 교체가 가능한 것을 특징으로 하는 RCD 공법을 개선한 공압해머 굴착기. - 청구항 1에 있어서,
상기 굴착부의 압력차단판 표면에 장치된 제 1 보조에어 유입구;
상기 굴착부의 압력차단판 표면에 장치된 제 2 보조에어 유입구;
상기 제 1 보조에어 유입구 및 제 2 보조에어 유입구는 압력차단판에 장치되 있고 RCD 공법 암반 굴착 환경 깊이가 깊어지면 포크레인에 구비된 에어 콤프레셔로 부터 복수개의 관을 통해 베어링 체결된 후 공급된 공기를 공압관으로 추가 분사하는 것을 특징으로 하는 RCD 공법을 개선한 공압해머 굴착기. - 청구항 1에 있어서,
상기 슬라임 토출구는 압력차단판과 슬라임 분산 방지판 사이에 관통되어 있으되 긴 원형 형태를 가지고 슬라임 분산 방지판과 굴착 지면에 의해 압력을 받아 굴착 시 발생하는 슬라임을 슬라임 토출구로 배출시키는 것을 특징으로 하는 RCD 공법을 개선한 공압해머 굴착기. - 청구항 1에 있어서,
상기 공압관은 복수개의 구성으로 상부로는 공압해머 체결용 육각부터 공압해머 말단까지 이어지도록 굴착부 내부를 각각 관통하여 형성되며, 관 내부의 공기압력이 유입공을 통해 들어가면 공압이 공압해머 피스톤을 밀어내는 것을 특징으로 하는 RCD 공법을 개선한 공압해머 굴착기. - 청구항 1에 있어서,
상기 공압해머 피스톤은 복수개의 각각 다른 크기의 원형 형태를 가지고 굴착부 저면 공압해머 체결용 육각안에 결합되며 공압관의 공압을 슬라이딩 운동으로 변환시켜 각각의 공압해머가 암반에 타격하고 암반에 닿은 공압해머가 다시 원위치하는 과정을 반복하는 것을 특징으로 하는 RCD 공법을 개선한 공압해머 굴착기. - 청구항 1에 있어서,
상기 제 1 공압해머는 굴착부의 슬라임 분산 방지판 아래 위치한 공압해머 피스톤 말단에 결합 되고 공기가 분사되는 공압관이 두 개가 있으며 직경 크기가 가장 크며,
상기 제 2 공압해머는 굴착부의 슬라임 분산 방지판 아래 위치한 공압해머 피스톤 말단에 결합 되고 공기가 분사되는 공압관이 두 개가 있으며 직경 크기가 두 번째로 크며,
상기 제 3 공압해머는 굴착부의 슬라임 분산 방지판 아래 위치한 공압해머 피스톤 말단에 결합 되고 공기가 분사되는 공압관이 두 개가 있으며 직경 크기가 세 번째로 크며,
상기 제 4 공압해머는 굴착부의 슬라임 분산 방지판 아래 위치한 공압해머 피스톤 말단에 결합 되고 공기가 분사되는 공압관이 두 개 있으며 직경 크기가 가장 작은 것을 특징으로 하는 RCD 공법을 개선한 공압해머 굴착기. - 청구항 1 또는 청구항 7 에 있어서,
상기 공압해머 체결용 육각은 굴착부에 공압해머부를 분리 가능하도록 체결되는 것을 특징으로 하는 RCD 공법을 개선한 공압해머 굴착기. - 청구항 1에 있어서,
상기 돌기 비트는 공업다이아몬드 재질로 제 1 공압해머, 제 2 공압해머, 제 3 공압해머 및 제 4 공압해머의 밑면 십자홈을 경계로 상하좌우 방향으로 규칙적으로 박혀있고 암반 타격하는 동시에 굴착부 회전으로 암반을 분쇄하는 것을 특징으로 하는 RCD 공법을 개선한 공압해머 굴착기.
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