KR101652352B1 - 굴삭 펌프 장치 - Google Patents

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KR101652352B1
KR101652352B1 KR1020140127864A KR20140127864A KR101652352B1 KR 101652352 B1 KR101652352 B1 KR 101652352B1 KR 1020140127864 A KR1020140127864 A KR 1020140127864A KR 20140127864 A KR20140127864 A KR 20140127864A KR 101652352 B1 KR101652352 B1 KR 101652352B1
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Abstract

굴삭 펌프 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭 펌프 장치는, 파일의 내부공간을 개방시키는 개방홀을 통해 내부공간에 삽입 가능하며, 해저저질을 파쇄하여 내부로 유입시키는 굴삭헤드; 상기 굴삭헤드에 연결되어 상기 굴삭헤드의 내부로 유입된 해저저질을 상기 파일의 외부로 배출하는 통로가 되는 배출관; 및 상기 배출관에 펌프압을 제공하여 상기 해저저질이 상기 배출관을 통해 이동시키는 펌프를 포함할 수 있다.

Description

굴삭 펌프 장치{Excavation pump device}
본 발명은 굴삭 펌프 장치에 관한 것이다.
해저면에 설치되는 착저식 구조물은 지반 기초를 위해서, 그리고 부유식 구조물들은 계류를 위해서 해저면에 파일을 설치한다. 이러한 해양 구조물들은 점차 대형화되고 있고, 설치 수심도 심해로 확대되고 있는 추세이다.
심해의 해저지반은 천해에 비해 상대적으로 퇴적층이 우세한데, 연약지반에서의 기초구조물로 석션파일이 주로 시공된다. 석션파일은 연안에서는 주로 방파제의 기초로 사용되고, 심해 유전의 해저 구조물의 기초 혹은 부유식 구조물의 계류용 앵커파일로 많이 사용되고 있다.
석션파일 공법은 파일 내부의 물을 강제 배출시켜 발생된 파일 내외부 압력 차이에 파일의 자중에 더해져서 파일이 해저면에 파고들게 시공하는 공법이다. 석션파일은 그 직경이 커지면 작은 압력차로도 관입이 용이한 것으로 알려져 있다.
하지만, 지지력 증가를 위해 파일의 직경을 너무 늘리게 되면 대형 파일의 제작, 운송 및 설치에 드는 비용이 기하급수적으로 증가되는 문제점이 있다.
한국등록실용신안공보 20-0274072호(플랜지가 구비된 석션파일)에는 설치비용이 저렴하면서도 파일의 지지능력을 향상시킨 석션파일이 개시되어 있다.
도 1은 플랜지가 구비된 석션파일의 사시도이다.
도 1에는 원형플랜지(10), 흡입홀(11), 주입홀(12), 환형판(13), 배출홀(14), 파일(20)이 도시되어 있다.
이에 의하면, 파일의 관입되는 부분의 직경은 상대적으로 작으면서, 그 상부에 넓은 플랜지가 부착되어 관입이 완료되었을 때 파일이 기울어지는 단점을 보완하고 있다.
도 1의 석션파일은 해수배출구를 제외하고는 파일의 내외부가 완전히 차단된 기본구조를 가지고 있다. 하지만, 석션압을 가지는 상태에서라도 단단한 퇴적층 또는 사질성분이 절대적인 해저지반에서는 관입을 위한 파일의 자중침하가 큰 역할을 하지 못하여 수중해머를 이용한 항타공법이 추가될 수 밖에 없는 실정이다.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.
한국등록실용신안공보 20-0274072호
본 발명은 파일 관입을 방해하는 단단한 퇴적층이나 모래질 해저지반을 교란시켜 액상화된 해저 저질을 해수펌프를 이용하여 파일 외부로 배출시킴으로써 파일이 단시간에 용이하게 관입 설치되도록 하여 시공 비용을 절감시킬 수 있도록 하는 굴삭 펌프 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 굴삭비트 아래로 헤드프레임을 관통하는 굴삭구 또는 굴삭비트와 연결되지 않는 별도의 유입구를 통해 헤드프레임 내부로 파쇄된 해저 저질이 유입되어 해수펌프를 통해 배출 가능하도록 하며, 손상/마모된 굴삭비트의 교체가 용이하게 설계된 굴삭 펌프 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면,
파일의 내부공간을 개방시키는 개방홀을 통해 내부공간에 삽입 가능하며, 해저저질을 파쇄하여 내부로 유입시키는 굴삭헤드; 상기 굴삭헤드에 연결되어 상기 굴삭헤드의 내부로 유입된 해저저질을 상기 파일의 외부로 배출하는 통로가 되는 배출관; 및 상기 배출관에 펌프압을 제공하여 상기 해저저질이 상기 배출관을 통해 이동시키는 펌프를 포함하는 굴삭 펌프 장치가 제공된다.
상기 굴삭헤드는, 내부가 빈 원뿔 형상을 가지며, 외표면에 해저저질 유입 통로로 기능하는 다수의 굴삭비트가 설치되어 있는 헤드프레임과; 상기 헤드프레임 내부에서 지지대에 의해 수직 방향으로 지지되며, 중심부가 관통 형성되어 상기 배출관에 연통되는 중심관을 포함할 수 있다.
상부가 상기 중심관에 부착되고 하부가 상기 헤드프레임의 상부면 가장자리에 부착되는 복수의 브레이싱 혹은 케이싱을 포함할 수 있다.
상기 헤드프레임의 외표면에는 직육면체 형상의 설치홈 다수개가 나선형으로 혹은 일정 간격으로 배열된 모선에 상응하여 설치되고, 상기 설치홈에는 상기 헤드프레임의 내부와 연통되는 유입홀이 마련되되, 상기 설치홈 내에 상기 굴삭비트가 삽입 설치될 수 있다.
상기 굴삭비트는 상기 설치홈 내에 삽입 고정되는 고정부와 상기 설치홈 외측으로 돌출되는 굴삭부를 포함하되, 상기 굴삭부와 상기 고정부에는 V자 홈이 연속적으로 형성되어 있는 유입공간이 마련되어 있어, 입구측에 있는 굴삭구를 파쇄된 해저저질이 유입되고 상기 유입공간을 따라 진행하며 출구측에 있는 상기 유입홀을 통해 상기 헤드프레임의 내부로 유입될 수 있다.
상기 굴삭비트는 상기 유입공간의 V자 홈의 양측 사면 경사가 점차 완만해지는 구조를 가질 수 있다.
한편, 상기 굴삭헤드는, 내부가 빈 원뿔 형상을 가지며, 외표면에 해저저질 유입 통로로 기능하는 다수의 유입홀이 형성되어 있고, 상기 외표면에 파쇄 기능을 수행하는 다수의 굴삭비트가 교체 가능하게 돌설되어 있는 헤드프레임과; 상기 헤드프레임 내부에서 지지대에 의해 수직 방향으로 지지되며, 중심부가 관통 형성되어 상기 배출관에 연통되는 중심관을 포함할 수도 있다.
상기 유입홀 사이에는 다수의 끼움홈이 나선형으로 혹은 일정 간격으로 배열된 모선에 상응하여 요입 형성되어 있고, 상기 끼움홈에 상기 굴삭비트의 비트몸체 중 일면에 돌설된 끼움돌기가 끼움 결합할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 파일 관입을 방해하는 단단한 퇴적층이나 모래질 해저지반을 교란시켜 액상화된 해저 저질을 해수펌프를 이용하여 파일 외부로 배출시킴으로써 파일이 단시간에 용이하게 관입 설치되도록 하여 시공 비용을 절감시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 굴삭비트 아래로 헤드프레임을 관통하는 굴삭구 또는 굴삭비트와 연결되지 않는 별도의 유입구를 통해 헤드프레임 내부로 파쇄된 해저 저질이 유입되어 해수펌프를 통해 배출 가능하도록 하며, 손상/마모된 굴삭비트의 교체가 용이하게 설계된 효과가 있다.
도 1은 플랜지가 구비된 석션파일의 사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 대형 플랜지를 가지는 파일의 사시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 대형 플랜지를 가지는 파일 설치 공법을 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭 펌프 장치에 포함되는 굴삭헤드의 사시도,
도 5는 굴삭헤드에 설치되는 굴삭비트의 다양한 실시예를 나타낸 도면,
도 6은 굴삭비트의 설치 모습을 나타낸 단면도.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
또한, 명세서에 기재된 "…부", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한, 각 도면을 참조하여 설명하는 실시예의 구성 요소가 해당 실시예에만 제한적으로 적용되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상이 유지되는 범위 내에서 다른 실시예에 포함되도록 구현될 수 있으며, 또한 별도의 설명이 생략될지라도 복수의 실시예가 통합된 하나의 실시예로 다시 구현될 수도 있음은 당연하다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일하거나 관련된 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 대형 플랜지를 가지는 파일의 사시도이다.
도 2에는 파일(100), 파일부(110), 플랜지부(120), 개방홀(125), 내부공간(115)이 도시되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 대형 플랜지를 가지는 파일(100)은 석션 방식이 아닌 파일 내부로 삽입되는 해저지반을 굴삭하는 장치를 이용하여 단시간에 해저면에 관입되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 대형 플랜지를 가지는 파일(100)은 몸통 부분에 해당하는 파일부(110)와, 파일부(110)의 상단부에 형성된 넓은 지지판을 가지는 플랜지부(120)를 포함한다.
파일부(110)의 상단에 파일부(110)의 몸체 직경보다 매우 큰 직경을 가지는 원형의 플랜지부(120)가 설치되어 있다. 예를 들면, 플랜지부(120)는 파일부(110)에 비해 대략 3배 이상의 직경을 가질 수 있다(D1(파일부 직경)<<D2(플랜지부 직경)).
대직경을 가지는 원형의 플랜지부(120)는 파일부(110)에 가해지는 하중을 해저면에 분산시키는 역할을 하며, 부분하중에 의해 파일(100)이 기울어지는 것을 방지한다.
파일부(110)는 내부가 비어 있는 원통 형상을 가지고 있다. 즉, 소정 직경의 내부공간(115)을 가지고 있다.
플랜지부(120)는 도 1에 도시된 것과 같이 해수를 배출하기 위해 완전히 밀폐되는 구조를 가지고 있는 것이 아니라, 파일부(110)의 비어있는 내부공간(115)이 완전히 개방되도록 하는 개방홀(125)이 형성되어 있으면서 플랜지부(120)의 직경을 보다 크게 하여 관입 이후 고정력을 증가시키는 구조를 가지고 있다.
도 2에 도시된 것과 같은 구조의 파일(100)을 해저면에 관입시키는 방법에 대하여 설명하고, 이를 위한 굴삭 펌프 장치의 상세 구조에 대하여 관련도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 대형 플랜지를 가지는 파일 설치 공법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3에는 대형 플랜지를 가지는 파일(100), 개방홀(125), 내부공간(115), 파일부(110), 플랜지부(120), 와이어(150), 굴삭 펌프 장치(200), 굴삭헤드(210), 배출관(220)이 도시되어 있다.
도 3의 (a)를 참조하면, 우선 대형 플랜지를 가지는 파일(100)을 설치하고자 하는 해저면 상에 안착시키게 된다. 이 때 파일(100)은 와이어(150)를 통해 수직 상태를 유지하도록 할 수 있다.
파일(100)의 상부에 형성된 플랜지부(120)에는 파일부(110)의 내부공간(115)의 직경과 동일한 개방홀(125)이 형성되어 있어 굴삭 펌프 장치(200)의 굴삭헤드(210)가 파일부(110)의 내부공간(115) 내에 삽입되도록 할 수 있다. 여기서, 굴삭헤드(210)가 원활히 삽입될 수 있도록 굴삭헤드(210)의 직경이 내부공간(115) 및 개방홀(125)의 직경보다 작을 수 있다.
도 3의 (b)를 참조하면, 다음으로 굴삭 펌프 장치(200)를 구동하여 파일부(110)의 하측에 있는 해저지반을 굴삭하고, 굴삭과정에서 지반 교란의 결과 액상화된 해저저질을 펌프를 이용하여 배출관(220)을 통해 파일(100)의 외부로 배출시키게 된다.
이 과정에서 굴삭으로 인해 교란된 해저지반으로 파일부(110)의 하단이 자중에 의해 관입되기 시작한다.
파일부(110)의 관입 깊이에 상응하여 굴삭헤드(210)를 깊이 위치시키면서 굴삭 및 해저저질의 배출을 지속적으로 수행함으로써, 파일(100)이 해저지반에 완전히 박히도록 할 수 있다(도 3의 (c) 참조).
이 경우 플랜지부(120)의 하면에 해저면에 닿게 되어 파일(100)에 가해지는 하중을 해저면에 분산시킬 수 있게 되고, 부분하중에 의해 파일(100)이 기울어지는 것을 방지하게 된다.
기존의 석션파일을 이용한 설치 공법에 의하면, 해수배출구를 가진 밀폐형 파일 상부로 해수를 뽑아내어 자중침하시키고 필요한 추가 관입을 위해 항타공정을 추가적으로 수행해야 했다. 하지만, 본 실시예에 따를 경우 파일 내부에 굴삭헤드를 삽입하여 굴삭과 함께 해저저질을 바로 배출시킴으로써 추가적인 항타공정 없이도 단시간에 파일 설치가 가능하도록 하고 있다.
이러한 파일 설치 공법에 이용되는 굴삭 펌프 장치에 대하여 이하 상세히 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭 펌프 장치에 포함되는 굴삭헤드의 사시도이고, 도 5는 굴삭헤드에 설치되는 굴삭비트의 다양한 실시예를 나타낸 도면이며, 도 6은 굴삭비트의 설치 모습을 나타낸 단면도이다. 도 5에는 제일 좌측 사시도에 대해서 ①,②, ③ 방향에서 본 도면이 우측에 함께 도시되어 있다.
도 4 내지 도 6에는 굴삭 펌프 장치(200), 굴삭헤드(210), 헤드프레임(211), 설치홈(240), 굴삭비트(250, 250a, 250b), 중심관(212), 배출관(220), 브레이싱(213), 유입홀(245), 굴삭부(251a, 251b), 고정부(252a, 252b), 굴삭구(253a, 253b), 출구(254a, 254b), 유입공간(255a, 255b)이 도시되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭 펌프 장치(200)는 전술한 것과 같이 파일 몸체의 직경과 동일한 개방홀이 형성된 대직경 원형플랜지를 가지는 파일에 대해 파일 몸체 내부로 굴삭헤드를 삽입시켜 해저지반을 굴삭함과 동시에 굴삭에 의해 파쇄된 해저저질을 펌프 동작을 통해 파일 외부로 배출시킴으로써 해당 파일이 해저지반에 빠른 시간 내에 견고하게 설치될 수 있도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭 펌프 장치(200)는 굴삭헤드(210), 배출관(220), 펌프(미도시)를 포함한다.
굴삭헤드(210)는 내부가 빈 원뿔 형상의 헤드프레임(211)과 중심관(212)을 포함한다.
헤드프레임(211)의 표면에는 다수의 굴삭비트(250)가 설치되어 있어, 헤드프레임(211)의 회전에 따라 해저저질을 교란시키고 무른 암석성분을 파쇄시킬 수 있다.
굴삭비트(250)는 해저저질을 파쇄하면서 굴삭구(253)를 통해 파쇄된 해저저질이 헤드프레임(211)의 내부로 유입되도록 한다. 굴삭비트(250)에 대해서는 추후 상세히 설명하기로 한다.
굴삭비트(250)를 통해 내부로 유입되지 못한 파쇄된 해저저질은 헤드프레임(211)의 윗부분까지 밀려 올라온 뒤 상부면을 통해 그 내부로 떨어질 수도 있다. 이 경우 유입되는 해저저질의 크기가 너무 커서 장치 작동에 무리를 줄 수 있는 바, 헤드프레임(211)의 상부면에는 소정 크기 이상의 해저저질은 유입되지 못하도록 걸러주는 저질 거름망(미도시)이 설치되어 있을 수 있다.
중심관(212)은 배출관(220)과 연통되도록 그 내부가 관통 형성되어 있어 펌프의 작동에 의해 헤드프레임(211)의 내부에 모인 해저저질을 상방향으로 이동시켜 배출관(220)을 통해 배출되도록 한다.
중심관(212)은 헤드프레임(211)과는 해저저질이 헤드프레임(211)의 내측 하부에 모이는 것을 방해하지 않도록 하면서 소정의 지지대(미도시)에 의해 수직 방향으로 고정되도록 지지될 수 있다.
중심관(212) 및 헤드프레임(211)은 고정 결합되어 있어, 헤드프레임(211)이 회전할 경우 중심관(212)도 같이 회전하게 된다. 하지만, 이러한 회전과는 무관하게 중심관(212) 내부의 관통공은 배출관(220)과 지속적으로 연통되어 있어 해저저질의 배출은 끊임없이 이루어질 수 있게 된다.
또한, 본 실시예에서는 그 상부가 중심관(212)에 부착되고 그 하부가 헤드프레임(211)의 상부면 가장자리에 부착되는 브레이싱(213)에 의해 헤드프레임(211)과 중심관(212) 사이의 구조적 강도를 보강해 줄 수 있다. 브레이싱(213)의 배치 역시 헤드프레임(211)의 윗부분까지 밀려 올라온 해저저질이 헤드프레임(211) 내부로 용이하게 유입될 수 있도록 하는 뼈대 구조를 가질 수 있다.
브레이싱(213)은 그 표면에 유입구가 형성된 케이싱으로 대체될 수도 있다.
굴삭비트(250)의 다양한 형상이 도 5에 예시되어 있다.
도 5에서 가상선으로 이루어진 직육면체 형상은 굴삭비트가 삽입 설치되도록 헤드프레임(211)의 외표면에 형성된 설치홈(240)을 나타내고 있다.
도 5의 (a)에는 제1 실시예에 따른 굴삭비트(250a)가 도시되어 있다.
설치홈(240)을 기준으로 할 때, 굴삭비트(250a)는 설치홈(240)의 외측으로 돌출되어 파쇄를 수행하는 굴삭부(251a)와 설치홈(240) 내에 굴삭비트(250a)를 고정시키기 위한 고정부(252a)로 구분된다.
굴삭부(251a)는 V자 모양의 조각칼과 같은 입구(굴삭구(253a))를 가지고 있고, 굴삭부(251a)과 고정부(252a) 사이에는 굴삭구(253a)를 통해 유입되는 파쇄된 해저저질이 헤드프레임(211)의 내부로 원활히 유입되도록 하는 유입공간(255a)이 마련되어 있다.
유입공간(255a)은 출구(254a)가 일(一)자 모양을 가지고 있어, 그 입구에서 출구에 이르기까지 V자 홈의 양측 사면 경사가 점차 완만해지는 구조를 가지고 있음오로써, 파쇄물이 원활히 헤드프레임(211)의 내부로 유입되도록 할 수 있다.
도 5의 (b)에는 제2 실시예에 따른 굴삭비트(250b)가 도시되어 있다.
설치홈(240)을 기준으로 할 때, 제2 실시예에 따른 굴삭비트(250b) 역시 설치홈(240)의 외측으로 돌출되어 파쇄를 수행하는 굴삭부(251b)와 설치홈(240) 내에 굴삭비트(250b)를 고정시키기 위한 고정부(252b)로 구분된다.
굴삭부(251b)는 V자 모양의 조각칼과 같은 입구(굴삭구(253b))를 가지고 있고, 굴삭부(251b)과 고정부(252b) 사이에는 굴삭구(253b)를 통해 유입되는 파쇄된 해저저질이 헤드프레임(211)의 내부로 원활히 유입되도록 하는 유입공간(255b)이 마련되어 있다.
본 실시예에서 유입공간(255b)의 출구(254b) 역시 입구와 마찬가지로 V자 모양을 가지고 있어, 유입공간(255b)이 V자 홈이 길게 연장된 구조를 가지고 있어, 보다 많은 양의 파쇄물을 받아들일 수 있다.
도 6에는 헤드프레임(211)에 대해 제1 실시예에 따른 굴삭비트(250a)의 설치전 및 설치후 단면이 도시되어 있다.
헤드프레임(211)에는 외표면 측에 직육면체 형상의 설치홈(240)이 설치되어 있고, 이에 상응하여 내표면 측에는 유입홀(245)이 형성되어 있을 수 있다. 유입홀(245)이 설치홈(240)에 대해 중심부에 설치된 것으로 도시되어 있지만, 이는 일 실시예에 불과하며, 실시예에 따라서는 유입홀(245)이 가장자리에 설치될 수도 있음은 물론이다.
설치홈(240)에는 도 5에 도시된 굴삭비트(250a)가 삽입 설치될 수 있다. 도면에서는 제1 실시예에 따른 굴삭비트(250a)가 설치된 경우가 도시되어 있지만, 이는 일 실시예에 불과하며, 제2 실시예에 따른 굴삭비트(250b)가 설치될 수도 있음은 물론이다.
삽입 설치시 굴삭비트(250a)의 고정부(252a)를 설치홈(240) 내에 끼워 결합하게 된다. 이를 고정하는 방법으로는 볼트 체결 등의 다양한 체결 방법이 이용될 수 있을 것이며, 이는 당업자에게 자명한 바 상세한 설명은 생략하기로 한다.
굴삭비트(250a)가 설치홈(240) 내에 끼움 결합된 경우, 굴삭비트(250a)가 결합된 부분에는 헤드프레임(211)의 내외부를 연결하는 일종의 통로가 형성된다. 이는 굴삭비트(250a)의 형상이 앞서 설명한 것과 같이 설치홈(240)의 외측으로 돌출되는 굴삭부(251a)가 V자 형상을 가지고 있기 때문이며, 이로 인해 입구측에 있는 굴삭구(253a)를 통해 파쇄된 해저저질이 유입되고 유입공간(255a)을 따라 진행하면서 출구측에 형성되어 있는 유입홀(245)을 통해 헤드프레임(211)의 내부로 유입될 수 있게 된다.
즉, 본 실시예에 따른 굴삭비트(250a)는 1차적으로 헤드프레임(211)의 외부에서 해저저질을 파쇄하는 역할을 수행하고, 2차적으로는 파쇄된 해저저질이 헤드프레임(211) 내부로 유입될 수 있도록 하는 통로 역할도 수행하게 된다.
이러한 구조를 가지고 있어, 굴삭비트(250a)는 손상 혹은 마모 정도에 따라 블록 단위로 교체가 용이하게 이루어질 수 있게 된다.
굴삭비트(250a)를 설치하기 위한 설치홈(240)은 헤드프레임(211)의 외표면에서 나선형으로 다수개가 배치되거나 혹은 일정 간격으로 배열된 모선에 상응하여 다수개가 배치됨으로써 해저저질이 고르게 굴삭되도록 할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 굴삭 펌프 장치에 포함되는 굴삭헤드의 사시도이다.
도 7에는 굴삭 펌프 장치(300), 굴삭헤드(310), 헤드프레임(311), 중심관(312), 배출관(320), 브레이싱(313), 유입홀(340), 굴삭비트(350), 비트몸체(352), 끼움돌기(354)가 도시되어 있다.
도 7에 도시된 굴삭 펌프 장치(300)의 헤드프레임(311), 중심관(312), 브레이싱(313), 배출관(320)은 도 4에 도시된 굴삭 펌프 장치(200)의 헤드프레임(211), 중심관(212), 브레이싱(213), 배출관(220)과 동일한 바 그 설명을 생략하기로 한다.
본 실시예에 따를 경우, 파쇄 기능만을 가지는 굴삭비트()와 파쇄된 저질을 유입시키는 유입홀()이 도 4에 도시된 것과 같이 일체로 형성된 것이 아니라 별도로 마련되어 있다.
굴삭비트(350)는 끼움결합시 헤드프레임(311)의 외표면으로 돌출되어 파쇄 기능을 수행하는 비트몸체(352)와, 비트몸체(352)의 일면에 돌설되어 있어 헤드프레임(311)의 외표면에 형성된 끼움홈(미도시)이 끼움결합되는 끼움돌기(354)를 포함한다. 여기서, 끼움홈은 유입홀(340) 사이에 요입 형성되어 있을 수 있다.
굴삭비트(350)는 끼움결합에 의해 강한 결합력을 가지게 되며, 마모시에는 손쉽게 교체가 가능하게 된다.
상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 파일 110: 파일부
115: 내부공간 120: 플랜지부
125: 개방홀 150: 와이어
200, 300: 굴삭 펌프 장치 210, 310: 굴삭헤드
220, 320: 배출관 211, 311: 헤드프레임
212, 312: 중심관 213, 313: 브레이싱
240: 설치홈 245: 유입홀
250, 250a, 250b: 굴삭비트 251a, 251b: 굴삭부
252a, 252b: 고정부 253a, 253b: 굴삭구
254a, 254b: 출구 255a, 255b: 유입공간
340; 유입홀 350: 굴삭비트
352: 비트몸체 354: 끼움돌기

Claims (8)

  1. 파일의 내부공간을 개방시키는 개방홀을 통해 내부공간에 삽입 가능하며, 해저저질을 파쇄하여 내부로 유입시키는 굴삭헤드;
    상기 굴삭헤드에 연결되어 상기 굴삭헤드의 내부로 유입된 해저저질을 상기 파일의 외부로 배출하는 통로가 되는 배출관; 및
    상기 배출관에 펌프압을 제공하여 상기 해저저질을 상기 배출관을 통해 이동시키는 펌프를 포함하되,
    상기 굴삭헤드는,
    내부가 빈 원뿔 형상을 가진 헤드프레임과;
    상기 헤드프레임 내부에서 지지대에 의해 수직 방향으로 지지되며, 중심부가 관통 형성되어 상기 배출관에 연통되는 중심관을 포함하고,
    상기 헤드프레임에는 내부와 외부를 연통하는 경사면을 가지고 있고 상기 경사면의 일부는 상기 헤드프레임의 외표면에 대해 돌출되어 있어 해저저질을 파쇄함과 동시에 파쇄된 해저저질의 유입 통로로 기능하는 다수의 굴삭비트가 설치되어 있는 굴삭 펌프 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상부가 상기 중심관에 부착되고 하부가 상기 헤드프레임의 상부면 가장자리에 부착되는 복수의 브레이싱 혹은 케이싱을 포함하는 굴삭 펌프 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 헤드프레임의 외표면에는 직육면체 형상의 설치홈 다수개가 나선형으로 혹은 일정 간격으로 배열된 모선에 상응하여 설치되고, 상기 설치홈에는 상기 헤드프레임의 내부와 연통되는 유입홀이 마련되되,
    상기 설치홈 내에 상기 굴삭비트가 삽입 설치되는 굴삭 펌프 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 굴삭비트는 상기 설치홈 내에 삽입 고정되는 고정부와 상기 설치홈 외측으로 돌출되는 굴삭부를 포함하되,
    상기 굴삭부와 상기 고정부에는 오목한 홈이 연속적으로 형성되어 있는 유입공간이 마련되어 있어,
    입구측에 있는 굴삭구에 파쇄된 해저저질이 유입되고 상기 유입공간을 따라 진행하며 출구측에 있는 상기 유입홀을 통해 상기 헤드프레임의 내부로 유입되는 굴삭 펌프 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 굴삭비트는 상기 유입공간의 오목한 홈의 양측 사면 경사가 점차 완만해지는 구조를 가지는 굴삭 펌프 장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
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