KR101606388B1 - 이종의 청소장치를 이용한 터널 바닥면 청소방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이종의 청소장치를 이용한 터널 바닥면 청소방법에 관한 것으로, 빗자루형 브러시 장치(100)가 결합되어 있는 청소장비를 터널 바닥면에 위치시키는 청소 준비단계(S10); 빗자루형 브러시 장치(100)를 전·후진 동작시켜 터널 바닥면을 긁으면서 석재 및 토사 잔재물을 제거하는 1차 청소단계(S20); 빗자루형 브러시 장치(100)를 청소장비로부터 분리하는 장치 분리단계(S30); 롤러형 브러시 장치(200)를 청소장비에 결합시키는 장치 교체단계(S40); 롤러형 브러시 장치(200)를 동작시켜 터널 바닥면을 긁으면서 나머지 석재 및 토사 잔재물을 제거하는 2차 청소단계(S50)를 포함한다. 이에 따라 터널 바닥면의 청소작업을 간편하고 효율적으로 수행할 수 있다.

Description

이종의 청소장치를 이용한 터널 바닥면 청소방법 {CLEANING METHOD OF TUNNEL BOTTOM USING CLEANING APPARATUS OF DIFFERENT KIND}

본 발명은 이종의 청소장치를 이용한 터널 바닥면 청소방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 두 개의 서로 다른 청소장치를 이용하여 터널 바닥면의 석재 및 토사 잔재물을 청소할 수 있는 이종의 청소장치를 이용한 터널 바닥면 청소방법에 관한 것이다.

일반적으로, 터널은 도로·철도·수로 등을 통하게 하기 위해 땅속을 뚫은 통로를 말하며, 이러한 터널은 그 용도 또는 장소 등에 따라 여러 다양한 형태로 구분된다.

특히 터널은 천공, 바닥콘크리트 타설 및 배수구조물 설치, 라이닝 콘크리트 타설 및 포장 등의 순서로 시공된다. 이때 바닥콘크리트 타설 전에는 반드시 터널 바닥면에 존재하고 있는 석재 및 토사 잔재물 등을 제거하는 바닥면 청소작업이 선행되어야 한다.

종래의 터널 바닥면 청소방법은 포크레인 등과 같은 장비를 이용하여 크기가 큰 석재 및 토사 잔재물을 1차적으로 제거한 후 나머지 크기가 작은 석재 및 토사 잔재물은 인력을 동원하여 제거하는 방법이 주로 사용되고 있었으나, 이러한 터널 바닥면 청소방법은 청소효율이 저하될 뿐 아니라 경제적 비용이 많이 소요되는 문제점이 있다.

최근에 들어‘특허문헌 1’에 개시되어 있는 청소장치를 이용하여 터널 바닥면에 존재하고 있는 석재 및 토사 잔재물을 제거하는 방법이 사용되고 있으나, 이 경우 청소장치의 구조적 특징으로 인해 터널 바닥면의 청소시간이 너무 많이 소요됨은 물론이고 상대적으로 크기가 작은 석재 및 토사 잔재물을 깨끗하고 효율적으로 제거하는 데에는 한계가 있다. 그리고 또 다른 청소방법으로는‘특허문헌 2’에 도시되어 있는 청소장치를 이용하여 터널 바닥면에 존재하고 있는 석재 및 토사 잔재물을 제거하는 방법이 사용되고 있으나, 이 또한 상대적으로 크기가 큰 석재 및 토사 잔재물의 제거가 원활하게 이루어지지 않을 뿐 아니라 크기가 큰 석재 및 토사 잔재물에 의해 청소장치 자체가 손상되는 경우가 빈번하게 발생되고 있는 실정이다.

이는 결국, 터널 바닥면의 청소에 따른 작업성 및 경제성을 저하시키는 결과를 초래한다.

KR 10-1222065 B1 2013. 01. 14. KR 10-1214963 B1 2012. 12. 17.

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 터널 바닥면에 존재하는 다양한 크기의 석재 및 토사 잔재물을 깨끗하고 신속하게 제거할 수 있는 이종의 청소장치를 이용한 터널 바닥면 청소방법을 제공하고자 하는 데 그 목적이 있다.

위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 이종의 청소장치를 이용한 터널 바닥면 청소방법은, 빗자루형 브러시 장치가 결합되어 있는 청소장비를 터널 바닥면에 위치시키는 청소 준비단계; 빗자루형 브러시 장치를 전·후진 동작시켜 터널 바닥면을 긁으면서 석재 및 토사 잔재물을 제거하는 1차 청소단계; 빗자루형 브러시 장치를 청소장비로부터 분리하는 장치 분리단계; 롤러형 브러시 장치를 청소장비에 결합시키는 장치 교체단계; 롤러형 브러시 장치를 동작시켜 터널 바닥면을 긁으면서 나머지 석재 및 토사 잔재물을 제거하는 2차 청소단계를 포함하는 데 기술적 특징이 있다.

본 발명에 따른 이종의 청소장치를 이용한 터널 바닥면 청소방법은, 서로 다른 2종류의 특정 청소장치를 이용하여 1·2차 청소단계를 거침으로써 터널의 바닥면에 존재하고 있는 다양한 크기의 석재 및 토사 잔재물을 깨끗하고 신속하게 제거할 수 있다.

이에 따라 터널 바닥면의 청소작업에 따른 시간적 및 경제적 비용을 절감할 수 있다.

그리고 빗자루형 브러시 장치 및 롤러형 브러시 장치는 그 각각의 구성적 특징으로 인해 그 결합상태를 견고하게 유지시킬 수 있을 뿐 아니라 작업 중 유지보수가 간편하다

도 1은 본 발명에 따른 이종의 청소장치를 이용한 터널 바닥면 청소방법을 도시한 블록도
도 2는 본 발명에 따른 이종의 청소장치를 이용한 터널 바닥면 청소방법을 단계적으로 도시한 구성도
도 3은 본 발명에 따른 이종의 청소장치를 이용한 터널 바닥면 청소방법에 사용되는 빗자루형 브러시 장치를 도시한 사시도
도 4는 본 발명에 따른 빗자루형 브러시 장치의 분해사시도
도 5는 본 발명에 따른 빗자루형 브러시 장치의 와이어브러시 가압구조를 도시한 단면도
도 6은 본 발명에 따른 빗자루형 브러시 장치의 브러시홀더를 도시한 단면도
도 7은 본 발명에 따른 빗자루형 브러시 장치의 브러시지지대 결합구조를 도시한 단면도
도 8은 본 발명에 따른 이종의 청소장치를 이용한 터널 바닥면 청소방법에 사용되는 롤러형 브러시 장치를 도시한 사시도
도 9는 본 발명에 따른 롤러형 브러시 장치의 평면도
도 10은 본 발명에 따른 롤러형 브러시 장치의 측면도
도 11은 본 발명에 따른 롤러형 브러시 장치의 회전브러시부를 도시한 사시도
도 12는 본 발명에 따른 롤러형 브러시 장치의 회전브러시부의 와이어브러시 결합구조를 도시한 사시도
도 13은 본 발명에 따른 롤러형 브러시 장치의 회전브러시부의 와이어브러시 결합구조를 도시한 단면도
도 14는 본 발명에 따른 롤러형 브러시 장치의 버킷부를 도시한 사시도
도 15는 본 발명에 따른 롤러형 브러시 장치의 수직회전각조절부의 사용상태도
도 16은 본 발명에 따른 롤러형 브러시 장치의 수평회전각조절부의 사용상태도

아래에서는 본 발명에 따른 이종의 청소장치를 이용한 터널 바닥면 청소방법을 첨부된 도면을 통해 상세히 설명한다.

도 1 및 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 이종의 청소장치를 이용한 터널 바닥면 청소방법을 단계별로 구분하면 아래와 같이 총 4단계로 구분된다.

물론, 이와 같은 터널 바닥면 청소방법은 터널 굴진 후 콘크리트 시설물을 설치하기 전 이루어진다.

① 청소 준비단계(S10): 빗자루형 브러시 장치(100)가 결합되어 있는 청소장비를 터널 바닥면(300)에 위치시키는 단계

이때, 청소장비로는 포크레인이 주로 사용되며, 빗자루형 브러시 장치(100)는 포크레인의 암에 착탈 가능하게 결합된다.

② 1차 청소단계(S20): 빗자루형 브러시 장치(100)를 전·후진 동작시켜 터널 바닥면(300)을 긁으면서 석재 및 토사 잔재물을 1차적으로 제거하는 단계

특히 빗자루형 브러시 장치(100)는 그 구조적 특징으로 인해 터널 바닥면(300)에 존재하고 있는 상대적으로 큰 크기의 석재 및 토사 잔재물을 효율적으로 제거할 수 있으며, 또한 빗자루형 브러시 장치(100)를 이용하면 터널 바닥면(300)은 물론이고 배수공동구의 여굴진 곳이나 절리 부분의 버럭과 뻘 등을 효율적으로 제거할 수 있다.

이와 같은 1차 청소단계(S20)를 통해 터널 바닥면(300)의 석재 및 토사 잔재물의 약 80% 정도를 제거할 수 있다.

한편, 빗자루형 브러시 장치(100)의 세부적인 구성에 대해서는 별도의 도면을 통해 후술하기로 한다.

③ 장치 분리단계(S30): 빗자루형 브러시 장치(100)를 청소장비로부터 분리하는 단계

이때, 빗자루형 브러시 장치(100)에는 청소장비에 착탈 가능한 연결구가 구비됨은 물론이다.

④ 장치 교체단계(S40) : 롤러형 브러시 장치(200)를 청소장비에 결합시키는 단계

이때, 롤러형 브러시 장치(200)에는 빗자루형 브러시 장치(100)와 마찬가지로 청소장비에 착탈 가능한 연결구가 구비됨은 물론이다.

⑤ 2차 청소단계(S50): 롤러형 브러시 장치(200)를 동작시켜 터널 바닥면(300)을 긁으면서 나머지 석재 및 토사 잔재물을 2차적으로 제거하는 단계

이때, 롤러형 브러시 장치(200)는 터널 바닥면(300)에 존재하고 있는 나머지 작은 크기의 석재 및 토사 잔재물을 제거하는 역할을 수행하며, 이 과정은 1차 청소단계(S10)를 거친 후 진행되므로 청소작업시 상대적으로 크기가 큰 석재 및 토사 잔재물과의 접촉으로 인한 롤러형 브러시 장치(200)의 고장이나 손상을 미연에 방지할 수 있다.

이와 같이 본 발명에 따른 이종의 청소장치를 이용한 터널 바닥면 청소방법은 서로 다른 최적의 청소장치를 단계별로 선택 적용하여 석재 및 토사 잔재물을 제거함으로 인해, 다양한 크기의 석재 및 토사 잔재물을 간편하고 신속하게 제거할 수 있다.

한편, 위 제1 청소단계(S20) 및/또는 제2 청소단계(S50)에서 터널 바닥면(300)에 고이는 물을 외부로 배출시키는 물 배출단계(S60)를 더 포함하여 보다 효율적인 청소작업을 진행할 수 있음은 물론이다. 그리고 터널 바닥면(300)에 물이 고여 있는 상태에서는 특히 빗자루형 브러시 장치(100)의 구조적 특징으로 인해 석재 및 토사 잔재물의 청소효율을 향상시킬 수 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 이종의 청소장치를 이용한 터널 바닥면 청소방법에 사용되는 이종의 청소장치, 즉 빗자루형 브러시 장치(100) 및 롤러형 브러시 장치(200)에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.

도 3 내지 도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 이종의 청소장치를 이용한 터널 바닥면 청소방법에 사용되는 빗자루형 브러시 장치(100)는 브러시설치대(10); 브러시설치대(10)에 설치되는 복수의 와이어브러시(20); 복수의 와이어브러시(20)에 결합되는 브러시홀더(30); 복수의 와이어브러시(20)를 지지하는 브러시지지대(40)를 포함하여 구성된다.

브러시설치대(10)는 복수의 와이어브러시(20)를 안정적으로 설치하기 위한 것으로, 내강도성 및 내부식성 등과 같은 물적 특성이 우수한 금속 재질로 이루어진다. 이와 같은 브러시설치대(10)는 본체부(12); 본체부(12)에 착탈 가능하게 결합되는 브러시가압부(14); 본체부(12) 상에 설치되는 복수의 가이드부(16)로 이루어진다.

본체부(12)는 복수의 와이어브러시(20)를 수용 지지하는 역할을 하며, 이러한 본체부(20)는 정면이 개방된 통 형상을 가진다. 그리고 본체부(12)의 전단 상부 및 하부에는 외부충격 등으로부터 와이어브러시(20) 및 브러시지지대(40)를 보호하기 위한 한 쌍의 보호커버(13a)가 용접 결합되며, 한 쌍의 보호커버(13a) 사이에는 보호커버(13a)의 설치상태를 안정적으로 유지하기 위한 복수의 보강대(13b)가 연결된다.

한편, 본체부(12)에는 복수의 와이어브러시(20) 및 브러시가압부(14)가 서로 대칭되도록 한 쌍으로 구비된다. 이에 따라 터널의 바닥면에 존재하고 있는 상대적으로 크기가 큰 석재 및 토사 잔재물의 제거효율을 높일 수 있을 뿐 아니라 와이어브러시(20)가 일부 손상되더라도 터널의 바닥면 청소작업에 큰 영향을 받지 않는다는 장점이 있다.

브러시가압부(14)는 본체부(12)의 개방된 상면에 위치하여 볼트(50a) 및 너트(50b)의 체결력에 의해 복수의 와이어브러시(20)를 가압 고정시키는 역할을 하며, 또한 외부환경으로부터 복수의 와이어브러시(20)를 보호하는 역할도 동시에 수행한다. 이러한 브러시가압부(14)는 플레이트 형상을 가지며, 본체부(12)에 한 쌍으로 구비된다.

한편, 체결부재로는 체결작업이 간편함은 물론이고 체결력이 우수하고 그 체결상태를 견고하게 유지할 수 있는 범위 내에서 볼트/너트 외 공지된 다양한 종류의 것을 선택적으로 적용할 수 있다.

복수의 가이드부(16)는 와이어브러시(20)의 설치 및 배치상태를 안정적으로 유지하기 위한 것이다. 이러한 가이드부(16)는 일정의 길이를 가진 바(Bar) 형상을 가지며, 그 두께는 브러시가압부(14)의 가압 동작에 간섭되지 않도록 와이어브러시(20)의 두께보다 얇게 형성된다. 물론, 필요에 따라 가이드부(16)가 와이어브러시(20)의 두께보다 두껍게 형성될 수도 있으며, 이 경우 브러시가압부(14)의 저면에 와이어브러시(20)를 가압할 수 있는 가압돌기를 형성한다. 그리고 복수의 가이드부(16)는 본체부(12) 상에 일정 간격을 두고 나란하게 배치되며, 복수의 가이드부(16) 사이에 형성되는 공간에는 와이어브러시(20)가 각각 밀착 개재된다. 또한 가이드부(16)는 본체부(12)에 일체로 형성되거나 또는 분리 가능하게 형성될 수 있으며, 가이드부(16)의 길이나 두께 또는 형상 등은 필요에 따라 적절하게 변경 가능함은 물론이다.

한편, 가이드부(16)는 본체부(12) 및 브러시가압부(14) 중 어느 하나에 설치될 수 있다. 예컨대, 가이드부(16)는 본체부(12)가 아닌 브러시가압부(14)에 설치될 수 있다.

미설명 도면부호 15는 브러시가압부(14)의 결합 및 분리를 용이하게 하기 위한 손잡이를 도시한 것이다.

복수의 와이어브러시(20)는 브러시설치대(10)의 본체부(12)에 2열로 나란하게 배치되며, 일정 길이를 갖는 로프 형태의 강선으로 이루어져 터널의 바닥면과의 접촉에 의해 그 꼬임상태가 자연스럽게 해제됨으로써 석재 및 토사 잔재물을 제거하는 역할을 한다. 이러한 와이어브러시(20)는 브러시설치대(10)의 본체부(12) 상에 착탈 가능하게 설치되어 작업에 따른 손상시 부분적인 유지보수가 가능하다.

물론, 와이어브러시(20)의 길이, 형상, 개수 및 재질 또한 적절하게 변경할 수 있으며, 와이어브러시(20)는 브러시설치대(10)의 본체부(12) 상에 고정 설치된 상태에서 그 일부가 본체부(12)의 개방된 부위를 통해 외부로 노출되도록 배치된다.

브러시홀더(30)는 복수의 와이어브러시(20) 각각의 외주면 일 영역에 끼움 결합되어 와이어브러시(20)를 밀착 지지하는 역할을 하며, 이에 따라 와이어브러시(20)의 꼬임상태가 임의로 풀어지는 것을 제어할 수 있음은 물론이고 터널의 바닥면에 존재하는 석재 및 토사 잔재물의 제거작업 시 복수의 와이어브러시(20)가 전체적으로 균등하게 펼쳐져 암반의 청소효율을 향상시킬 수 있을 뿐 아니라 그 사용수명도 보다 연장시킬 수 있다. 이와 같은 브러시홀더(30)는 도 6에 도시되어 있는 바와 같이 원통 형상을 가지며, 망치 등과 같은 수단을 이용하여 와이어브러시(20)의 외주면에 억지끼움 결합된다. 또한 브러시홀더(30)의 일단 내측면에는 와이어브러시(20)에의 끼움작업을 용이하게 하기 위하여 외측으로 일정 각도 경사진 형태의 테이퍼부(32)가 형성되어 있다.

한편, 위에서 설명한 브러시홀더(30)의 구조는 일 실시예로서, 와이어브러시(20)의 꼬임상태가 풀리는 것을 간편하고 효율적으로 제어할 수 있는 범위 내에서 그 형태를 다양하게 변경 가능하다.

브러시지지대(40)는 브러시설치대(10)의 외부로 노출되는 와이어브러시(20)의 외주면 일 영역을 압착 지지하여 와이어브러시(20)의 설치상태를 안정적으로 유지시킴으로 인해, 터널 바닥면의 청소효율을 보다 향상시킬 수 있을 뿐 아니라 와이어브러시(20)의 변형을 최소화하여 그 수명을 상대적으로 연장시킬 수 있다. 또한 브러시지지대(40)는 브러시홀더(30)의 손상 등이 발생되었을 경우 와이어브러시(20)의 꼬임상태가 풀어지는 것을 2차적으로 방지하는 역할도 동시에 수행한다. 이러한 브러시지지대(40)는 도 7에 도시되어 있는 바와 같이, 상·하단에 복수의 와이어브러시(20) 외주면이 각각 수용되는 제1 수용홈(41)이 형성되는 제1 지지대(42); 제1 지지대(42)의 상·하단에 각각 결합되며, 제1 수용홈(41)과 대응되는 제2 수용홈(43)이 형성되는 한 쌍의 제2 지지대(44)로 이루어진다.

제1 지지대(42) 및 제2 지지대(44)는 볼트/너트 등과 같은 체결수단(46)에 의해 서로 견고하게 체결된다. 그리고 제1 지지대(42) 및 제2 지지대(44)는 사각플레이트 형상을 가지며, 제1 수용홈(41) 및 제2 수용홈(43)은 서로 맞대어짐으로써 복수의 와이어브러시(20) 각각의 외주면을 지지한다.

한편, 제1·2 수용홈(41, 43)의 형상 및 개수는 와이어브러시(20)의 형상 및 개수에 따라 달라짐은 물론이다.

이상에서 설명한 빗자루형 브러시 장치(100)의 사용상태를 간단히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 브러시홀더(30)를 복수의 와이어브러시(20) 외주면 일 영역에 억지끼움 결합시킨다.

그리고 본체부(12) 상에 일렬로 나란하게 설치되어 있는 가이드부(16) 사이에 와이어브러시(20)를 각각 밀착 개재시킨 상태에서 브러시가압부(14)를 본체부(12)의 상부에 결합하여 와이어브러시(20)의 일측을 견고하고 안정적으로 가압 고정시킨 후, 브러시지지대(40)를 본체부(12)의 외부로 노출된 와이어브러시(20)에 결합시킨다.

이때, 브러시홀더(30) 및 브러시지지대(40)의 설치순서는 필요에 따라 변경 가능하다.

마지막으로, 포크레인에 브러시설치대(10)를 장착시켜 이동 및 회전시키면서 와이어브러시(20)를 통해 터널 바닥면에 존재하고 있는 석재 및 토사 잔재물 등과 같은 이물질을 제거하는 작업을 수행한다.

도 8 내지 10에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 이종의 청소장치를 이용한 터널 바닥면 청소방법에 사용되는 롤러형 브러시 장치는 하우징부(50); 하우징부(50)에 설치되는 회전브러시부(60); 하우징부(50)의 후방에 설치되는 버킷부(70); 회전브러시부(60)를 회전시키는 구동부(80); 하우징부(50)의 수직회전각을 조절하기 위한 수직회전각조절부(90A); 하우징부(50)의 수평회전각을 조절하기 위한 수평회전각조절부(90B)를 포함하여 구성된다.

하우징부(50)는 외부환경이나 외부충격으로부터 회전브러시부(60)를 안전하게 보호하는 역할을 하며, 이러한 하우징부(50)는 양측에 회전브러시부(60)가 결합되는 본체(52) 및 본체(52)의 양측 선단에 각각 결합되는 보호플레이트(54)로 이루어진다.

본체(52)는 회전브러시부(60)를 수용할 수 있을 정도의 내부공간이 형성되며, 그 전면과 저면 및 후면은 개방됨과 아울러 상면 및 측면은 패쇄되어 있는 구조를 가진다. 그리고 본체(52)의 개방된 후면은 버킷부(70)의 개방된 전면과 연통되며, 본체(52)의 내면에는 강도를 보강하기 위한 보강리브(도시되지 않음)가 형성되어 있다. 또한 본체(52)의 개방된 전면 양측에는 회전브러시부(60)의 양단이 결합되는 슬롯(slot) 형태의 결합홈(51)이 각각 형성되어 있다.

보호플레이트(54)는 회전브러시부(60)를 커버할 수 있을 정도의 크기로 돌출되어 측방향에서 가해지는 각종 충격으로부터 회전브러시부(60)를 보호하는 역할을 한다. 이러한 보호플레이트(54)는 본체(52)와 일체로 형성되거나 결합수단을 통해 결합될 수 있다.

한편, 하우징부(50)는 내구성 및 내식성 등과 같은 물적 특성이 우수한 금속 또는 합성수지 재질로 이루어지는 것이 바람직하며, 하우징부(50)의 형상은 회전브러시부(60)의 설치상태를 안정적으로 유지할 수 있는 범위 내에서 적절하게 변경 가능하다.

회전브러시부(60)는 터널 바닥면에 존재하고 있는 상대적으로 크기가 작은 석재 및 토사 잔재물을 제거하는 역할을 하며, 하우징부(50)의 내측에 수평방향으로 설치되어 구동부(80)와 연결된다. 이와 같은 회전브러시부(60)는 도 11 내지 13에 도시되어 있는 바와 같이 하우징부(50)에 결합되는 롤러(61); 롤러(61)의 외주면에 설치되는 복수의 고정플레이트(62); 복수의 고정플레이트(62)에 대응 설치되는 복수의 가압플레이트(63); 고정플레이트(62) 및 가압플레이트(63) 사이에 개재되는 와이어브러시(64); 가압플레이트(63)를 고정플레이트(62)에 체결하는 체결부재(65)로 이루어진다.

롤러(61)는 하우징부(50)의 본체(52)에 결합되어 구동부(80)에 의해 회전되며, 그 양단은 하우징부(50)의 본체(52) 양측에 형성되어 있는 결합홈(51)에 삽입된다. 이러한 롤러(61)는 내구성 및 내강도성 등과 같은 물적 특성이 우수한 금속 재질로 이루어진다.

그리고 롤러(61)는 일체형 구조 또는 그 크기 및 중량을 고려하여 조립형 구조로 이루어질 수 있다

복수의 고정플레이트(62)는 롤러(61)와 실질적으로 동일한 길이를 가진 사각플레이트 형상을 가지며, 롤러(61)의 길이방향으로 원주방향을 따라 일정 간격을 두고 이격 설치된다. 즉, 고정플레이트(62)는 롤러(61)의 축방향에 대하여 방사상으로 복수 개 배치된다.

이와 같은 고정플레이트(62)는 롤러(61)의 외주면에 용접 등에 의해 일체로 결합되며, 그 결합수단은 공지된 다양한 종류의 것을 선택적으로 적용할 수 있음은 물론이다.

고정플레이트(62)는 롤러(61)와 마찬가지로 물적 특성이 우수한 금속 재질로 이루어지며, 그 길이나 폭 또는 두께 등은 필요에 따라 적절하게 조절할 수 있다.

고정플레이트(62)는 그 선단부가 롤러(61)의 회전방향과 반대방향으로 일정 각도 절곡 형성되어, 터널 바닥면 청소작업시 와이어브러시(64)가 고정플레이트(62)와 지속적으로 접촉됨으로서 발생될 수 있는 손상을 최소화시킬 수 있을 뿐 아니라 와이어브러시(64)의 탄성력이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

그리고 롤러(61) 및 고정플레이트(62)의 연결부위에는 고정플레이트(62)의 결합상태를 견고하고 안정적으로 유지하기 위한 보강부(67)가 형성되어 있다. 이러한 보강부(67)의 형성방법으로는 보강대를 용접 등에 의하여 연결하거나 또는 연결부위에 추가적인 용접을 실시하는 등과 같은 방법이 사용되며, 보강부(67)의 보강영역은 적절하게 조절 가능하다.

또한 고정플레이트(62)에는 와이어브러시(64)의 일측이 삽입 수용되는 복수의 가이드바(66)가 구비되어 와이어브러시(64)의 설치상태를 견고하고 안정적으로 유지할 수 있으며, 이러한 복수의 가이드바(66)는 와이어브러시(64) 각각을 양측에서 지지할 수 있도록 일렬로 나란하게 배치된다.

한편, 와이어브러시(64)의 설치상태를 안정적으로 유지하기 위한 방법으로는 가이드바(66)를 구비한 것 외에도 너트의 배치형태를 이용하거나 고정플레이트(62)에 와이어브러시(64)가 수용되는 브러시수용홈을 형성하는 등과 같은 다양한 방법을 채택할 수 있다.

가압플레이트(63)는 복수의 고정플레이트(62) 각각에 일정 간격을 두고 나란하게 대응 배치되어 고정플레이트(62)와 대응 결합됨으로써 와이어브러시(64)를 간편하고 효율적으로 가압 고정시킬 수 있다.

가압플레이트(63)는 고정플레이트(62)와 마찬가지로 물적 특성이 우수한 금속 재질로 이루어진다.

그리고 가압플레이트(63)는 사각플레이트 형상을 가지며, 이러한 가압플레이트(63)는 와이어브러시(64) 또는 가이드바(66)의 부분적인 손상시 복수의 가압플레이트(63) 중 손상된 와이어브러시(64)와 대응되는 가압플레이트(63)만 개별적으로 분리할 수 있다.

이에 따라 와이어브러시(64) 또는 가이드바(66)의 유지보수성을 보다 향상시킬 수 있다.

물론, 가이드바(66)는 고정플레이트(62)가 아닌 가압플레이트(63)에 구비될 수 있으며, 가이드바(66)의 개수 및 배치형태 등은 필요에 따라 적절하게 조절할 수 있다.

와이어브러시(64)는 고정플레이트(62) 및 가압플레이트(63) 사이에 밀착 개재되며, 터널 바닥면에 존재하는 크기가 상대적으로 작은 석재 및 토사 잔재물을 제거하는 역할을 한다. 이러한 와이어브러시(64)는 고정플레이트(62) 및 가압플레이트(63)에 착탈 가능하게 결합되어 그 손상시 부분적인 유지보수가 용이하며, 와이어브러시(64)로는 금속재로 이루어진 로프 형태의 강선을 비롯하여 내구성, 내마모성 및 탄력성 등과 같은 물적 특성이 우수한 다양한 종류의 것을 선택적으로 적용할 수 있다.

물론, 와이어브러시(64)의 길이, 형상, 개수 및 재질 등은 필요에 따라 적절하게 변경할 수 있다.

그리고 와이어브러시(64)의 외주면 일측에는 터널 바닥면 청소작업에 의해 와이어브러시(64)의 꼬임상태가 임의로 해제되는 것을 방지하기 위한 적어도 하나의 클립(68)이 구비되며, 이러한 클립(68)은 원통형으로 이루어져 외부 힘에 의해 와이어브러시(64)에 압착 설치된다.

클립(68)으로는 원터치 클립 등과 같은 공지된 다양한 종류의 것을 사용할 수 있다.

체결부재(65)는 그 체결력을 통해 고정플레이트(62)가 와이어브러시(64)를 가압 고정시키도록 하는 역할을 한다.

체결부재(65)로는 볼트가 사용되며, 이때 고정플레이트(62)의 양면 중 적어도 어느 한 면에는 복수 개의 너트(69)가 설치된다. 물론 너트(69)를 설치하지 않고 고정플레이트(62) 자체에 체결홀을 형성할 수도 있다.

버킷부(70)는 회전브러시부(60)를 통해 후방으로 이송되는 석재 및 토사 잔재물을 유입·저장하는 역할을 한다.

이러한 버킷부(70)는 도 14에 도시되어 있는 바와 같이 하우징부(50)에 힌지 결합되는 몸체(72); 몸체(72)의 후면에 설치되는 배출도어(74); 몸체(72)의 전방 하측에 설치되는 역류방지경사판(76)으로 이루어진다.

몸체(72)는 전방이 개방되어 하우징부(50)과 연통되며, 그 내부에는 배출도어(74)의 개폐동작을 제어하기 위한 스토퍼(73)가 구비되어 있다. 그리고 배출도어(74)의 개폐동작은 스토퍼(73)를 설치하는 것 외에도 몸체(72)에 배출도어(74)가 걸릴 수 있는 걸림턱을 형성하여 제어하는 등 다양한 방법을 선택적으로 적용할 수 있다.

배출도어(74)는 몸체(72)와 힌지 결합되어 몸체(72)의 이동에 의해 자동으로 개폐 동작된다.

역류방지경사판(76)은 몸체(72)의 바닥면에 대해 일정 각도로 경사지게 설치된다.

이러한 역류방지경사판(76)은 회전브러시부(60)를 통해 제거된 석재 및 토사 잔재물이 몸체(72)의 내부로 원활하게 안내되도록 함과 아울러 몸체(72)의 내부로 유입된 석재 및 토사 잔재물 등이 외부로 역류되는 것을 방지하는 역할을 한다.

구동부(80)는 회전브러시부(60)를 구동시키기 위한 것으로, 모터(82); 모터(82)의 구동력을 회전브러시부(60)에 전달하는 한 쌍의 기어(84) 및 체인(86)으로 이루어진다.

그리고 구동부(80)는 모터(82), 한 쌍의 기어(84) 및 체인(86)을 외부환경 또는 외부충격으로부터 보호하기 위하여 보호커버(88)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

한편, 구동부(80)로는 위에서 설명한 구성 외에도 회전브러시부(60)를 원활하게 회전시킬 수 있는 범위 내에서 공지된 다양한 종류의 것을 선택적으로 적용할 수 있다.

수직회전각조절부(90A)는 터널 바닥면의 형태 등에 따라 버킷부(70)에 대한 하우징부(50)의 수직회전각을 조절하여 하우징부(50)를 일정 각도로 수직이동시켜 회전브러시부(60)의 위치상태를 상하로 적절하게 변경하기 위한 것이다.

이러한 수직회전각조절부(90A)는 버킷부(70)의 측면에 설치되는 바형의 볼트(92A); 하우징부(50)에 설치되며, 볼트(92A)가 관통되는 장홀(93A)이 형성되어 있는 지지편(94A); 볼트(92A)에 체결되어 지지편(94A)에 견고하게 밀착 지지되는 너트(96A)로 이루어진다.

지지편(94A)의 장홀(93A)은 볼트(92A)에 간섭되지 않고 하우징부(50)의 회전각을 원활하게 조절하기 위한 것으로, 장홀(93A)이 길이에 따라 하우징부(50)의 회전각이 제한된다.

그리고 너트(96A)는 하우징부(50)의 위치상태를 안정적으로 유지하기 위하여 지지편(94A)의 양측에 한 쌍으로 설치된다. 예컨대, 하우징부(50)의 터널 바닥면에 대한 위치를 높이고자 할 경우에는 도 15에 도시되어 있는 바와 같이, 수직회전각조절부(90A)의 회전각 조절상태를 일시적으로 해제시켜 버킷부(70)와 힌지 결합되어 있는 하우징부(50)를 원하는 각도로 회전시킨 후, 다시 수직회전각조절부(90A)의 볼트(92A)에 체결되어 있는 너트(96A)를 이동시켜 지지편(94A)에 견고하게 밀착시키면 된다.

한편, 수직회전각조절부(90A)는 위에서 설명한 구성 외에도 버킷부(70)에 복수의 홀을 형성함과 아울러 하우징부(50)에는 회전각 조절에 따라 버킷부(70)의 복수의 홀에 선택적으로 대응되는 하나의 홀을 형성하여, 체결바를 서로 대응되는 홀에 체결시키는 등 하우징부(50)의 위치상태를 변경시킬 수 있는 범위 내에서 다양하게 변경 가능하다.

수평회전각조절부(90B)는 하우징부(50)의 수평회전각을 조절하여 하우징부(50)를 일정 각도로 수평이동시켜 회전브러시부(60)의 위치상태를 좌우로 적절하게 변경하기 위한 것이다. 이와 같은 수평회전각조절부(90B)를 통해 터널 바닥면의 석재 및 토사 잔재물 제거작업을 보다 간편하고 효율적으로 수행할 수 있다.

그리고 수평회전각조절부(90B)는 회전체(92B); 회전체(92B)의 상부에 결합되는 고정체(94B); 고정체(94B)에 결합되는 한 쌍의 실린더형 액추에이터(95B, 96B)로 이루어진다.

회전체(92B)는 하우징부(50)의 상면에 결합되며, 그 회전동작에 의해 하우징부(50)가 연동된다.

고정체(94B)는 회전수단(도시되지 않음)에 의해 회전체(92B)와 회전 가능하게 결합되며, 회전수단으로는 홈과 돌기 등을 비롯하여 공지된 다양한 종류의 것을 선택적으로 적용할 수 있다.

한 쌍의 실린더형 액추에이터(95B, 96B)는 도 16에 도시되어 있는 바와 같이 그 각각의 전·후진 동작을 적절하게 조절함으로써 회전체(92B)를 일정 각도로 수평회전시켜 하우징부(50)를 좌우로 이동시키는 역할을 수행하며, 실린더형 액추에이터(95B, 96B)의 일단은 고정체(94B)의 양측에 힌지 결합됨과 아울러 타단은 하우징부(50)에 연결된다.

이러한 실린더형 액추에이터(95B, 96B)는 고정체(94B)의 양측에 나란하게 배치되며, 그 구동원으로는 유압 또는 공압이 사용된다.

한편, 미설명 도면부호 98B는 포크레인 등과 같은 장비에의 연결을 위한 연결구를 도시한 것이다.

이상에서 설명한 롤러형 브러시 장치(200)의 사용상태를 간단히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 수직회전각조절부(90A)를 이용하여 버킷부(70)와 힌지 결합되어 있는 하우징부(50)를 원하는 각도로 수직회전시켜 회전브러시부(60)의 위치상태를 적절하게 조절한다. 그리고 포크레인에 수평회전각조절부(90B)를 장착시켜 필요에 따라 하우징부(50)를 이동 및 수평회전시키면서 회전브러시부(60)를 통해 터널의 바닥면에 존재하고 있는 나머지 크기가 작은 석재 및 토사 잔재물을 제거하는 작업을 수행한다.

이때, 회전브러시부(60)에 의해 제거된 석재 및 토사 잔재물은 버킷부(70)로 유입·저장되어 외부로 배출된다.

10: 브러시설치대 20: 와이어브러시
30: 브러시홀더 40: 브러시지지대
50: 하우징부 60: 회전브러시부
70: 버킷부 80: 구동부
100: 빗자루형 브러시 장치 200: 롤러형 브러시 장치
300: 터널 바닥면

Claims (8)

1. 브러시설치대(10), 상기 브러시설치대(10)에 나란하게 설치되는 와이어브러시(20), 상기 와이어브러시(20) 각각의 외주면에 끼움 결합되는 브러시홀더(30), 상기 와이어브러시(20)를 지지하는 브러시지지대(40)로 이루어지는 빗자루형 브러시 장치(100)가 결합되어 있는 청소장비를 터널 바닥면(300)에 위치시키는 청소 준비단계(S10);
   상기 브러시설치대(10)를 전·후진 동작시켜 상기 와이어브러시(20)를 통해 상기 터널 바닥면(300)을 긁으면서 석재 및 토사 잔재물을 제거하는 1차 청소단계(S20);
   상기 빗자루형 브러시 장치(100)를 상기 청소장비로부터 분리하는 장치 분리단계(S30);
   하우징부(50), 상기 하우징부(50)의 내측에 설치되는 회전브러시부(60), 상기 하우징부(50)의 후방에 연통 설치되는 버킷부(70), 상기 회전브러시부(60)를 회전시키는 구동부(80)로 이루어지는 롤러형 브러시 장치(200)를 상기 청소장비에 결합시키는 장치 교체단계(S40);
   상기 회전브러시부(60)를 회전 동작시켜 상기 터널 바닥면(300)을 긁으면서 나머지 석재 및 토사 잔재물을 상기 버킷부(70)로 유입 제거하는 2차 청소단계(S50)를 포함하고,
   상기 1차 청소단계(S20) 또는 상기 2차 청소단계(S50)는 상기 터널 바닥면(300)에 고이는 물을 외부로 배출시키는 물 배출단계(S60)를 포함하며,
   상기 브러시설치대(10)는 상기 와이어브러시(20)가 안착되는 본체부(12); 상기 본체부(12)에 착탈 가능하게 결합되어 상기 와이어브러시(20)를 가압 고정시키는 브러시가압부(14); 상기 본체부(12) 상에 설치되는 복수의 가이드부(16)로 이루어지고,
   상기 본체부(12)의 전단 상부 및 하부에는 사각플레이트 형상을 가진 한 쌍의 보호커버(13a)가 상기 본체부(12)의 전단으로부터 돌출되어 서로 마주보도록 용접 결합되며,
   상기 한 쌍의 보호커버(13a) 사이에 보강대(13b)가 연결되고,
   상기 브러시홀더(30)는 원통 형상을 가지며, 상기 와이어브러시(20)의 외주면에 억지끼움 결합되고,
   상기 브러시홀더(30)의 일단 내측면에 테이퍼부(32)가 형성되는 것을 특징으로 하는 이종의 청소장치를 이용한 터널 바닥면 청소방법.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 브러시지지대(40)는 상단 및 하단에 상기 와이어브러시(20) 외주면이 각각 수용되는 제1 수용홈(41)이 형성되는 제1 지지대(42); 상기 제1 지지대(42)의 상단 및 하단에 각각 결합되며, 상기 제1 수용홈(41)과 대응되는 제2 수용홈(43)이 형성되는 제2 지지대(44)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이종의 청소장치를 이용한 터널 바닥면 청소방법.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 회전브러시부(60)는 상기 하우징부(50)에 결합되어 상기 구동부(80)에 의해 회전되는 롤러(61); 상기 롤러(61)의 길이방향으로 원주방향을 따라 이격 설치되는 복수의 고정플레이트(62); 상기 복수의 고정플레이트(62) 각각에 대응 배치되는 복수의 가압플레이트(63); 상기 고정플레이트(62) 및 상기 가압플레이트(63) 사이에 개재되는 와이어브러시(64) 및 상기 가압플레이트(63)를 상기 고정플레이트(62)에 체결하는 체결부재(65)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이종의 청소장치를 이용한 터널 바닥면 청소방법.
   
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 고정플레이트(62) 또는 상기 가압플레이트(63)에 상기 와이어브러시(64)의 일측이 삽입 수용되는 복수의 가이드바(66)가 구비되는 것을 특징으로 하는 이종의 청소장치를 이용한 터널 바닥면 청소방법.
   
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 하우징부(50) 및 상기 버킷부(70)는 힌지 결합되고,
   상기 버킷부(70)에 대한 상기 하우징부(50)의 수직회전각을 조절하기 위한 수직회전각조절부(90A)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이종의 청소장치를 이용한 터널 바닥면 청소방법.
   
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 하우징부(50)의 수평회전각을 조절하기 위한 수평회전각조절부(90B)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이종의 청소장치를 이용한 터널 바닥면 청소방법.

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