KR101689377B1 - 지반조사를 위하여 효율성을 향상시킨 수세식 보링장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 지반조사를 위하여 효율성을 향상시킨 수세식 보링장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 사력층, 충적층, 풍화토 및 연약지반 등의 지반을 깊이에 따라 위치되는 시료를 단계적으로 채취할 수 있도록 하여 지반조사의 효율성이 향상되도록 하는 한편, 압축공기와 함께 가압수를 지반으로 분사하여 시료가 수납케이스의 외벽을 따라 상승하면서 채취홀부를 통해 수납케이스의 공간으로 원활하게 수용되도록 하는 동시에 시료가 유실되는 것을 방지하기 위한 지반조사를 위하여 효율성을 향상시킨 수세식 보링장치에 관한 것이다.
Description
본 발명은 지반조사 기술 분야 중 효율성을 높이기 위한 수세식 지반조사 보링장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사력층, 충적층, 풍화토 및 연약지반 등의 지반을 깊이에 따라 위치되는 시료를 단계적으로 채취할 수 있도록 하여 지반조사의 효율성이 향상되도록 하는 한편, 압축공기와 함께 가압수를 지반으로 분사하여 시료가 수납케이스의 외벽을 따라 상승하면서 채취홀부를 통해 수납케이스의 공간으로 원활하게 수용되도록 하는 동시에 시료가 유실되는 것을 방지하기 위한 지반조사를 위하여 효율성을 향상시킨 수세식 보링장치에 관한 것이다.
일반적으로 지반에 시추공을 형성하면서 토양 및 암석 등의 지반 시료를 채취하는 공정은 거의 모든 토목공사 설계에 앞서 설계에 필요한 파라미터를 결정하기 위하여 반드시 수행되어야 하는 것으로서 이러한 지반 시추조사는 토목 구조물이 시공될 대상 지반의 물리 화학적 특성과 층서 구조 등의 다양한 지층 자료를 얻기 위해서 필수적으로 수행되어야 한다.
대한민국 특허 등록번호 제10-1364166호(2014.02.11.)에는 '지반용 시료 채취장치 및 이를 이용하는 시료 채취방법'이 개시되어 있다.
그러나, 종래의 지반용 시료 채취장치는 공급유로로부터 배출되는 가압수가 지반으로 고르게 배출되지 못하면서 지반으로부터 파쇄되는 시료를 이탈시키기 어려운 것은 물론, 시료를 수납케이스의 외벽을 따라 상승되도록 하기도 어렵기 때문에 원활한 시료 채취를 통한 지반조사의 효율성 향상을 기대하기 어렵다는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로써, 본 발명의 목적은 사력층, 충적층, 풍화토 및 연약지반 등의 지반을 깊이에 따라 위치되는 시료를 단계적으로 채취할 수 있도록 하여 지반조사의 효율성이 향상되도록 하는 한편, 압축공기와 함께 가압수를 지반으로 분사하여 시료가 수납케이스의 외벽을 따라 상승하면서 채취홀부를 통해 수납케이스의 공간으로 원활하게 수용되도록 하는 동시에 시료가 유실되는 것을 방지하기 위한 지반조사를 위하여 효율성을 향상시킨 수세식 보링장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 시추기에 회전 가능하게 연결되고, 가압수가 공급되도록 공급유로가 형성되는 회전축; 상기 회전축의 하단부에 설치되며, 복수개의 비트가 설치되어 지반을 보링하는 드릴헤드; 상기 회전축에 설치되고, 상기 드릴헤드에 의해 보링되는 지반의 시료가 수납되는 공간이 구비되며, 시료가 유입되는 채취홀부가 형성되고, 상기 회전축의 축 방향으로 복수개가 연속되게 설치되는 수납케이스; 및 상기 회전축의 상단부에 탈착 가능하게 설치되고, 상기 수납케이스를 상기 드릴헤드 측으로 가압하여 구속하는 마감블록을 포함하며, 상기 드릴헤드는, 저면에 내측으로 오목한 굴착홈부가 형성되고, 상기 굴착홈부에는, 가압수가 배출되는 분사홀부 및 상기 비트가 구비되는 굴착블록이 설치되는 보링장치로써, 외부로부터 공급되는 압축공기를 가압수와 함께 지반으로 분사하여 시료가 상기 수납케이스의 외벽을 따라 상승하면서 상기 채취홀부를 통해 상기 수납케이스의 공간으로 원활하게 수용되도록 하는 가압부를 더 포함하되, 상기 가압부는, 상부에 가압수가 유입되는 유입구가 형성되고 하부에 배출구가 형성되며, 상기 회전축의 하단부 내측에 결합되는 가압수탱크; 상단부로 외부로부터 압축공기가 공급되고, 하단부가 상기 가압수탱크에 연결되는 에어공급관; 양단부가 상기 가압수탱크의 내측에 고정되는 고정축; 복수의 블레이드가 구비되며, 상기 고정축에 회전 가능하게 결합되고, 상기 유입구로 유입되는 가압수 및 압축공기에 의해 회전되면서 상기 케이싱의 내부로 배출되는 압축공기에 의해 발생되는 기포가 분기되도록 하는 한편, 가압수가 상기 배출구로 원활하게 배출되도록 유도하는 회전체; 및 상기 배출구에 결합되며, 가압수와 함께 압축공기가 분사되는 분사노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 지반조사를 위하여 효율성을 향상시킨 수세식 보링장치를 제공한다.
본 발명에 따르면, 서로 구획되는 복수개의 수납케이스가 연속적으로 설치되어 드릴헤드에 의해 보링되는 지반이 단계적으로 수납케이스에 채취되므로 지반의 깊이에 따른 시료가 서로 혼합되지 않게 시료를 채취할 수 있어 지반조사의 정확성을 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 외부로부터 공급되는 압축공기가 가압수와 함께 지반으로 분사됨으로써 지반으로부터 파쇄되는 시료의 이탈이 원활하게 이루어질 수 있는 것은 물론, 시료가 수납케이스의 외벽을 따라 상승하면서 채취홀부를 통해 수납케이스의 공간으로 원활하게 수용될 수 있음으로써 원활한 시료 채취를 통한 지반조사의 효율성 향상을 기대할 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 지반조사를 위하여 효율성을 향상시킨 수세식 보링장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 지반조사를 위하여 효율성을 향상시킨 수세식 보링장치를 나타낸 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 지반조사를 위하여 효율성을 향상시킨 수세식 보링장치를 나타낸 정면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 지반조사를 위하여 효율성을 향상시킨 수세식 보링장치를 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 지반조사를 위하여 효율성을 향상시킨 수세식 보링장치를 나타낸 사용 상태도이다.
도 6은 본 발명에 따른 지반조사를 위하여 효율성을 향상시킨 수세식 보링장치에서 가압부가 구비된 상태를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 지반조사를 위하여 효율성을 향상시킨 수세식 보링장치를 나타낸 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 지반조사를 위하여 효율성을 향상시킨 수세식 보링장치를 나타낸 정면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 지반조사를 위하여 효율성을 향상시킨 수세식 보링장치를 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 지반조사를 위하여 효율성을 향상시킨 수세식 보링장치를 나타낸 사용 상태도이다.
도 6은 본 발명에 따른 지반조사를 위하여 효율성을 향상시킨 수세식 보링장치에서 가압부가 구비된 상태를 나타낸 단면도이다.
이하, 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 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.
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.
이는, 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명은 후술되는 선등록특허 제1364166호를 그대로 이용하므로 이하 설명되는 장치 구성상의 특징들은 모두 등록특허 제1364166호에 기재된 사항들로 이해될 수 있다.
다만, 본 발명은 상기 등록특허 제136415호에 개시된 구성들 중 지반용 시료 채취장치는 지반조사를 위하여 효율성을 향상시킨 수세식 보링장치로 대체하고, 외부로부터 공급되는 압축공기를 가압수와 함께 지반으로 분사하여 시료가 수납케이스의 외벽을 따라 상승하면서 채취홀부를 통해 수납케이스의 공간으로 원활하게 수용되도록 하기 위한 구조 및 그 작용설명이 더 포함되며 이 부분이 가장 핵심적인 구성상 특징을 이룬다.
따라서, 이하 설명되는 장치 구성과 특징 및 작동관계는 상기 등록특허 제1364166호의 내용을 그대로 인용하기로 하며, 후단부에서 본 발명의 주된 특징과 관련된 구성에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 지반조사를 위하여 효율성을 향상시킨 수세식 보링장치(이하 "보링장치"라 한다)는 시추기에 회전 가능하게 연결되고, 가압수가 공급되도록 공급유로(12)가 형성되는 회전축(10), 회전축(10)의 하단부에 설치되고, 복수개의 비트(32)가 설치되어 지반을 회전하며 보링하는 드릴헤드(30), 회전축(10)에 설치되고 드릴헤드(30)에 의해 보링되는 지반의 시료가 수납되는 공간을 구비하며 채취홀부(54a)가 구비되어 회전축(10)의 축 방향으로 복수개가 연속되게 설치되는 수납케이스(50), 회전축(10)의 상단부에 탈착 가능하게 설치되고 수납케이스(50)를 드릴헤드(30) 측으로 가압하여 구속하는 마감블록(70)을 포함한다.
상기 보링장치는 사력층, 충적층, 풍화토 및 연약지반을 대상으로 사용되며, 사력층, 충적층 및 풍화통 내에 옥석이 존재하여도 드릴헤드(30)에 설치되는 비트(32)에 의해 옥석이 파쇄되며 보링되므로 지반의 시료채취가 가능하다.
상기 보링장치는 시추기의 스핀들로부터 회전력이 전달되고, 스핀들의 회전수를 최저 단계인 120rpm 정도로 하여 회전되면서 보링 작동을 행하며, 보링 심도는 30m 정도 가능하다.
상기 수납케이스(50)는 복수개가 연속 설치되어 약 1m 정도의 길이를 이루도록 설치되는 것이 바람직하며, 1m 정도로 지반을 보링하여 시료를 채취한 후에는 지반으로부터 배출시켜 시료를 채취하고, 재차 시료 채취공정을 진행한다.
상기 회전축(10)은 축 방향으로 길게 공급유로(12)가 형성되는 중공축 모양으로 형성되고, 상단부 및 하단부에 나사산이 형성되어 하단부에 상기 드릴헤드(30)가 결합되고, 상단부에 상기 마감블록(70)이 설치된다.
상기 드릴헤드(30)는 상면에 지지패널(34)이 설치되고, 상기 지지패널(34)과 상기 마감블록(70) 사이에는 상기 복수개의 수납케이스(50)가 설치된다.
상기 보링장치는 상기 수납케이스(50)가 4개 연속되게 배치되어 지반 내부의 시료를 4단계로 구획하여 채취할 수 있게 된다.
상기 공급유로(12)를 통해 공급되는 가압수는 상기 드릴헤드(30)에 의해 굴착되는 지반의 시료를 지반 외측으로 가압하여 배출하며 이때, 지반 외측으로 가압되는 시료는 상기 수납케이스(50)의 외벽을 따라 상승하다가 상기 채취홀부(54a)를 통해 상기 수납케이스(50)의 내부로 유입된다.
가압수에 의해 상기 수납케이스(50) 외벽을 따라 상승하는 시료는 상기 회전축(10)의 하단부에 배치되는 수납케이스(50)에 먼저 유입되고, 회전축(10) 하단에 배치되는 수납케이스(50)에 시료의 충진이 완료되면 상측으로 다음의 수납케이스(50)에 시료가 충진되기 시작하고, 회전축(10)의 상측 방향으로 단계적으로 시료의 충진이 이루어진다.
이에 따라, 상기 수납케이스(50)를 개방하여 시료를 시료판에 안착시킬 때에는 상기 회전축(10)의 하단부에 채취된 시료는 지반의 상부의 시료이며, 지반의 가장 깊은 곳에서 채취된 시료는 회전축(10)의 상단부에 배치되는 수납케이스(50)에 채취된다.
상기한 바와 같은 순서로 시료판에 시료를 안착시키면 작업자는 지반의 지층 자료를 육안으로 쉽게 인지할 수 있다.
상기 보링장치는 상기 복수개의 수납케이스(50)가 연속되도록 상기 회전축(10)에 설치되므로 시추기를 구동시켜 수납케이스(50)를 지반 내부로 20m 이상 깊게 삽입할 수 있어 깊은 곳의 시료를 채취할 수 있다.
이로 인해, 상기 보링장치는 사금이 포함되는 감토층의 지층 자료를 얻을 수 있는 등 지반조사의 효율성 향상을 기대할 수 있다.
상기 수납케이스(50)는 상기 회전축(10)이 삽입되는 관통홀부(52a)가 구비되고, 수납케이스(50)에 의해 형성되는 공간을 구획하는 구획패널(52)과, 상기 구획패널(52)과 일체로 형성되고 상기 회전축(10)과 간격을 이루도록 형성되며 시료가 유입되는 채취홀부(54a)가 형성되는 제1케이스(54)와, 상기 회전축(10)과 간격을 유지하며 상기 제1케이스(54)와 밀착되게 설치되어 시료가 수납되는 공간을 형성하는 제2케이스(56)를 포함한다.
상기 구획패널(52)은 상기 관통홀부(52a)가 중앙부에 형성되는 원판 모양으로 형성되고, 테두리 중 반원에 해당되는 부분에 상기 제1케이스(54)가 축 방향으로 연장되도록 일체로 형성된다.
상기 제1케이스(54)는 단면 형상이 반원 모양으로 이루어지는 곡면패널로 이루어지고, 상부에 좌우방향으로 길게 상기 채취홀부(54a)가 형성된다.
상기 제2케이스(56)는 상기 구획패널(52) 또는 상기 마감블록(70)에 의해 구속되어 상기 제1케이스(54)와 밀착되면서 시료가 수납되는 공간을 형성하고, 상기 제1케이스(54)와 동일한 곡면패널 모양으로 형성된다.
즉, 상기 제1,2케이스(54,56)는 양단부가 서로 밀착되도록 배치되면서 상기 회전축(10)을 감싸는 원기둥 모양의 공간을 형성한다.
상기 제1케이스(54)의 상단에는 상기 구획패널(52) 또는 상기 마감블록(70)의 하단에 삽입되는 제1삽입단차부(54b)가 형성되고, 상기 제2케이스(56)의 상단 및 하단에는 상기 구획패널(52)의 상단, 상기 구획패널(52)의 하단 또는 상기 마감블록(70)의 하단에 삽입되는 제2삽입단차부(56a)가 형성된다.
상기 제1삽입단차부(54b)는 상기 제1케이스(54)의 외경보다 작게 형성되어 상기 제1케이스(54)의 내측 방향으로 오목한 단차를 이루면서 상기 구획패널(52)의 하단 또는 상기 마감블록(70)의 하단에 삽입되어 상기 제1케이스(54)의 상단이 구속되도록 한다.
상기 제2삽입단차부(56a)는 상기 제2케이스(56)의 외경보다 작게 형성되어 상기 제2케이스(56)의 내측 방향으로 오목한 단차를 이루도록 형성되어 상기 구획패널(52)의 하단, 상기 마감블록(70)의 하단 또는 상기 마감블록(70)의 상단에 삽입되어 상기 제2케이스(56)의 상단 및 하단이 구속되도록 한다.
상기 제1,2케이스(54,56)는 상기 제1삽입단차부(54b) 및 상기 제2삽입단차부(56a)에 의해 상단 및 하단이 구속되어 상기 회전축(10)과 간격을 유지하는 원통 모양을 이루게 되므로 시료가 수납되는 공간을 이루게 된다.
상기 마감블록(70)의 하단에는 상기 제1,2삽입단차부(54b,56a)가 삽입되어 구속되는 마감연결단차부(72)가 형성되고, 상기 마감연결단차부(72)는 상기 제1,2삽입단차부(54b,56a)의 외경과 비교하여 크게 형성되어 상기 제1,2케이스(54,56)의 상단이 상기 회전축(10)으로부터 외측으로 벌어지는 것을 방지하여 상기 수납케이스(50)에 수납된 시료가 유실되는 것을 방지한다.
상기 드릴헤드(30)의 상면에는 상기 지지패널(34)이 설치되고, 상기 구획패널(52)의 하단에는 상기 지지패널(34) 또는 상기 제1삽입단차부(54b) 및 상기 제2삽입단차부(56a)가 삽입되는 하단연결단차부(52c)가 형성되며, 상기 구획패널(52)의 상단에는 상기 제2삽입단차부(56a)가 삽입되는 상단연결단차부(52b)가 형성된다.
상기 상,하단연결단차부(52b,52c)는 상기 제1,2삽입단차부(54b,56a)의 외경과 비교하여 크게 형성되어 상기 제1,2케이스(54,56)의 상단이 상기 회전축(10)으로부터 외측으로 벌어지는 것을 방지하여 상기 수납케이스(50)에 수납된 시료가 유실되는 것을 방지한다.
상기 제1케이스(54)의 상단에는 구속돌기(54c)가 형성되고, 상기 마감블록(70) 및 상기 구획패널(52)의 하단에는 구속돌기(54c)가 삽입되는 구속홈부(52d)가 형성된다.
즉, 상기 구속돌기(54c) 및 상기 구속홈부(52d)는 상기 제1,2케이스(54,56)가 상기 회전축(10)을 중심으로 공회전되는 것을 방지하는 한편, 상기 제1,2케이스(54,56)가 상기 구획패널(52)과 함께 회전되도록 한다.
상기 회전축(10)에는 상기 수납케이스(50)가 연속되게 설치되고, 상기 제1케이스(54)와 상기 제2케이스(56)는 상기 회전축(10)을 따라 서로 교차로 배치되며, 상기 회전축(10)의 하단에 배치되는 수납케이스(50)는 일측으로 제2케이스(56)가 분리되면서 개방되고, 그 상측에 배치되는 수납케이스(50)는 타측으로 제2케이스(56)가 분리되면서 개방된다.
이로 인해, 다수개의 수납케이스(50)를 개방하여도 인접하게 배치되는 수납케이스(50)와 서로 다른 방향으로 제2케이스(56)가 분리되면서 수납케이스(50)가 개방되어 각각의 수납케이스(50)에 담긴 시료가 서로 섞이는 것을 방지한다.
상기 드릴헤드(30)는 저면에 내측으로 오목한 굴착홈부(36)가 형성되고, 가압수가 배출되는 분사홀부(38a) 및 비트(32)가 구비되는 굴착블록(38)이 상기 굴착홈부(36)에 설치된다.
상기 굴착블록(38)은 상기 드릴헤드(30)의 저면과 비교하여 내측으로 오목하게 형성되는 굴착홈부(36)의 상면에 설치되고, 바닥면은 상기 드릴헤드(30)의 바닥면과 비교하여 높게 형성된다.
이로 인해, 상기 드릴헤드(30)에 의해 지반이 보링되는 경우에 상기 굴착블록(38)은 지면과 간격을 유지하게 되므로 상기 분사홀부(38a)로부터 분사되는 압력수가 분사되는 공간을 형성한다.
상기 굴착블록(38)의 중앙부에는 압력수가 분사되는 분사홀부(38a)가 형성되고, 상기 분사홀부(38a)의 주변에 다수개의 비트(32)가 형성되므로 굴착홈부(36) 내측으로 유입되는 지반 및 옥석을 비트(32)에 의해 분쇄할 수 있음은 물론이다.
상기 드릴헤드(30)의 바닥면 테두리는 굴착홈부(36)와 비교하여 하측으로 돌출된 모양을 이루며, 저면 형상은 링 모양을 이루게 된다.
링 모양으로 이루어지는 드릴헤드(30)의 바닥면에도 다수개의 비트(32)가 연속되게 형성되므로 드릴헤드(30)가 회전되며 지반을 보링한다.
또한, 상기 분사홀부(38a)로부터 분사되는 압력수가 상기 드릴헤드(30) 외측으로 배출되어 지반의 상측으로 이동되므로 굴착된 지반이 압력수와 함께 드릴헤드(30)의 외벽을 따라 상승한다.
본 발명에서는 상술한 구성을 그대로 포함하면서 도 6에 도시된 바와 같이 외부로부터 공급되는 압축공기를 가압수와 함께 지반으로 분사하여 시료가 상기 수납케이스(50)의 외벽을 따라 상승하면서 상기 채취홀부(54a)를 통해 상기 수납케이스(50)의 공간으로 원활하게 수용되도록 하는 가압부(80)의 구성이 추가로 구현된다.
상기 가압부(80)는 상부에 가압수가 유입되는 유입구(81a)가 형성되고 하부에 배출구(81b)가 형성되며 상기 회전축(10)의 하단부 내측에 결합되는 가압수탱크(81), 상단부로 외부로부터 압축공기가 공급되고 하단부가 상기 가압수탱크(81)에 연결되는 에어공급관(82), 상기 배출구(81b)에 결합되며 가압수와 함께 압축공기가 분사되는 분사노즐(83)을 포함한다.
상기 가압수탱크(81)는 상기 유입구(81a)를 통해 유입되는 가압수가 저장되는 한편, 상기 배출구(81b)를 통해 배출되면서 상기 에어공급관(82)을 통해 공급되는 압축공기와 함께 지반으로 분사될 수 있도록 한다.
상기 가압수탱크(81)는 상기 회전축(10)의 하단부 내측에 결합되는 것이 바람직하다.
상기 유입구(81a)는 상부로부터 하부로 갈수록 내경이 작아지는 형태를 이루며, 내측으로 상기 에어공급관(82)의 하단부가 인입된다.
상기 가압수탱크(81)는 상,하부가 개방되어 하부에 상기 배출구(81b)가 형성되며 내측으로 가압수 및 압축공기가 유입되는 몸체부(84), 상기 몸체부(84)의 상부로부터 상방향으로 연장 형성되고 상부에 상기 유입구(81a)가 형성되는 머리부(85)를 포함한다.
상기 가압수탱크(81)는 상기 몸체부(84)의 외주면에 나사산이 형성되고 상기 회전축(10)의 하단부 내주면에 나사산이 형성되면서 상기 회전축(10)에 나사결합될 수 있다.
상기 머리부(85)는 상기 유입구(81a)로부터 하부로 갈수록 폭이 좁아지는 것이 바람직하다.
상기 가압부(80)는 상기 머리부(85)와 상기 공급유로(12)를 이루는 내주면 사이에 구비되는 패킹부재(86)를 더 포함할 수 있다.
상기 패킹부재(86)는 상기 가압수탱크(81)와 상기 공급유로(12)를 이루는 내주면 사이가 기밀될 수 있도록 하여 가압수가 유입되는 것을 방지한다.
상기 에어공급관(82)은 상단부에 압축공기를 공급하기 위한 별도의 에어공급장치(미도시)가 연결되며, 상기 에어공급장치는 컴프레셔 등 공지된 일반적인 형태를 이룰 수 있다.
상기 에어공급관(82)은 하단부가 상기 가압수탱크(81)의 내측에 위치되면서 외부로부터 공급되는 압축공기가 기포형태로 가압수와 함께 지반으로 배출될 수 있도록 한다.
상기 가압부(80)는 상기 에어공급관(82)의 하단부가 상기 머리부(84)에 안정적으로 지지되도록 하기 위한 지지플레이트(87)를 더 포함할 수 있다.
상기 지지플레이트(87)는 내측으로 상기 에어공급관(82)의 하단부가 통과하는 중공(87a)이 형성되고, 상기 중공(87a)의 외측으로 가압수가 유입되는 복수의 구멍(87b)이 형성되며 외측이 상기 머리부(85)의 내주면에 끼움결합되는 형태를 이룬다.
이때, 상기 머리부(85)는 내주면에 상기 지지플레이트(87)가 끼움결합되는 끼움홀(85a)이 형성되는 것이 바람직하다.
상기 지지플레이트(87)는 상기 중공(87a)을 이루는 내경이 상기 에어공급축(82)의 외경보다 크게 형성되면서 상기 에어공급관(82)이 상기 회전축(10)과 함께 회전되지 않도록 하는 것이 바람직하다.
상기 가압부(80)는 양단부가 상기 가압수탱크(81)의 내측에 고정되는 고정축(88) 및 복수의 블레이드(89a)가 구비되며 상기 고정축(88)에 회전 가능하게 결합되고 상기 유입구(81a)로 유입되는 가압수 및 압축공기에 의해 회전되면서 상기 가압수탱크(81)의 내부로 배출되는 압축공기에 의해 발생되는 기포가 분기되도록 하는 한편, 가압수가 상기 배출구(81b)로 원활하게 배출되도록 유도하는 회전체(89)를 더 포함한다.
상기 고정축(88)은 양단부가 상기 몸체부(84)의 내측에 고정되며, 상기 회전체(89)는 상기 고정축(88)에 회전 가능하게 결합된다.
상기 몸체부(84)는 길이방향을 따라 몸체유닛(84a)으로 2등분되면서 내측으로 상기 회전체(89)가 결합된 상기 고정축(88)이 결합된 후, 용접 등 공지된 다양한 형태에 의해 연결될 수 있다.
상기 회전체(89)는 상기 가압수탱크(81)의 내측으로 수용되는 가압수에 잠김 상태를 유지하며, 상기 유입구(81a) 및 상기 에어공급관(82)을 통해 배출되는 가압수 및 압축공기에 의해 회전되면서 상기 가압수탱크(81)의 수중에서 발생되는 기포가 미세하게 분기되면서 지반으로 원활하게 배출될 수 있도록 한다.
이에 따라, 상기 분사노즐(83)로부터 배출되는 가압수 및 가압수와 함께 배출되는 압축공기에 의해 지반으로부터 파쇄되는 시료의 이탈이 원활하게 이루어질 수 있는 것은 물론, 상기 가압부(80)의 압축공기 분사에 따라 가압수와 함께 시료에 대한 상방향으로의 진행이 원활하게 이루어질 수 있음으로써 시료가 상기 채취홀부(54a)를 통해 상기 수납케이스(50)의 공간으로 원활하게 수용될 수 있다.
이로 인해, 상기 보링장치는 지반조사를 위한 효율성 향상을 기대할 수 있는 것은 물론이다.
상기 분사노즐(83)은 상기 분사홀부(38a)에 배치되도록 상기 배출구(81b)에 연결되면서 상기 가압수탱크(81)에서 배출되는 압축공기가 포함된 가압수가 지반으로 배출될 수 있도록 한다.
상기 가압부(80)는 상기 분사노즐(83)을 상기 가압수탱크(81)에 상기 굴착블록(38)으로부터 돌출되도록 하거나 상기 굴착블록(38)으로 인입 가능하게 연결하는 연결부재(90)를 더 포함할 수 있다.
이는, 상기 굴착블록(38)으로부터 돌출되는 상기 분사노즐(83)의 길이를 가변적으로 조절하여 상기 분사노즐(83)로부터 분사되는 가압수의 분사각도를 조절하기 위함이다.
또는, 지반과 분사노즐(83) 간의 이격거리를 가변적으로 조절하여 지반으로 전달되는 가압수의 압력이 조절될 수 있도록 하기 위함이다.
상기 가압수탱크(81)는 상기 배출구(81b)를 이루는 내주면으로부터 내측으로 연장 형성되는 지지턱(81c)이 형성된다.
상기 분사노즐(83)은 상하 방향으로 관통되는 배출공(83a)이 형성되는 노즐(83-1) 및 상기 노즐(83-1)의 상부로부터 상방향으로 연장 형성되며 상단부에 내측으로 연장 형성되면서 상기 연결부재(90)에 승,하강 가능하게 연결되는 승강턱(83b)이 형성되는 케이싱(83-2)을 포함한다.
상기 연결부재(90)는 상단부가 상기 배출구(81b)로 인입되고 하단부가 상기 분사노즐(83)의 상부 내측으로 인입되는 연결관(91), 상기 연결관(91)의 상단부로부터 외측으로 연장 형성되며 상기 지지턱(81c)에 안착되는 상부플랜지(92) 및 상기 연결관(91)의 하단부로부터 외측으로 연장 형성되고 상기 승강턱(83b)의 하부에 위치되면서 상기 분사노즐(83)의 승,하강에 따라 상기 승강턱(83b)과 접하거나 이격되는 하부플랜지(93)를 포함한다.
상기 연결관(91)은 외주면에 나사산이 형성되고, 상기 승강턱(83b)은 내주면에 나사산이 형성되면서 상기 연결부재(90)에 승,하강 가능하게 나사결합된다.
상기 지지턱(81c)과 상기 상부플랜지(92)는 용접 등에 의해 일체로 연결되면서 그 사이로 가압수가 누출되지 않는 것이 바람직하다.
이로 인해, 상기 보링장치는 가압수를 지반으로 분사하는 수세식 방식에 의해 지반으로부터 파쇄되며 이탈되는 시료가 상기 수납케이스(50)의 외벽을 따라 상승하면서 상기 채취홀부(54a)를 통해 상기 수납케이스(50)의 공간으로 원활하게 수용되는 한편, 외부로 이탈되지 않음으로써 채취되는 시료를 통한 지반조사의 효율성 향상을 기대할 수 있다.
10 : 회전축 12 : 공급유로
30 : 드릴헤드 32 : 비트
34 : 지지패널 36 : 굴착홈부
38 : 굴착블록 50 : 수납케이스
52 : 구획패널 54 : 제1케이스
56 : 제2케이스 70 : 마감블록
72 : 마감연결단차부 80 : 에어분사부
81 : 가압수탱크 82 : 에어공급관
83 : 분사노즐 83-1 : 노즐
83-2 : 케이싱 84 : 몸체부
85 : 머리부 86 : 패킹부재
87 : 지지플레이트 88 : 고정축
89 : 회전체 89a : 블레이드
90 : 연결부재 91 : 연결관
92 : 상부플랜지 93 : 하부플랜지
30 : 드릴헤드 32 : 비트
34 : 지지패널 36 : 굴착홈부
38 : 굴착블록 50 : 수납케이스
52 : 구획패널 54 : 제1케이스
56 : 제2케이스 70 : 마감블록
72 : 마감연결단차부 80 : 에어분사부
81 : 가압수탱크 82 : 에어공급관
83 : 분사노즐 83-1 : 노즐
83-2 : 케이싱 84 : 몸체부
85 : 머리부 86 : 패킹부재
87 : 지지플레이트 88 : 고정축
89 : 회전체 89a : 블레이드
90 : 연결부재 91 : 연결관
92 : 상부플랜지 93 : 하부플랜지
Claims (1)
- 시추기에 회전 가능하게 연결되고, 가압수가 공급되도록 공급유로가 형성되는 회전축;
상기 회전축의 하단부에 설치되며, 복수개의 비트가 설치되어 지반을 보링하는 드릴헤드;
상기 회전축에 설치되고, 상기 드릴헤드에 의해 보링되는 지반의 시료가 수납되는 공간이 구비되며, 시료가 유입되는 채취홀부가 형성되고, 상기 회전축의 축 방향으로 복수개가 연속되게 설치되는 수납케이스; 및
상기 회전축의 상단부에 탈착 가능하게 설치되고, 상기 수납케이스를 상기 드릴헤드 측으로 가압하여 구속하는 마감블록을 포함하며,
상기 드릴헤드는,
저면에 내측으로 오목한 굴착홈부가 형성되고,
상기 굴착홈부에는,
가압수가 배출되는 분사홀부 및 상기 비트가 구비되는 굴착블록이 설치되는 보링장치로써,
외부로부터 공급되는 압축공기를 가압수와 함께 지반으로 분사하여 시료가 상기 수납케이스의 외벽을 따라 상승하면서 상기 채취홀부를 통해 상기 수납케이스의 공간으로 원활하게 수용되도록 하는 가압부를 더 포함하되,
상기 가압부는,
상부에 가압수가 유입되는 유입구가 형성되고 하부에 배출구가 형성되며, 상기 회전축의 하단부 내측에 결합되는 가압수탱크;
상단부로 외부로부터 압축공기가 공급되고, 하단부가 상기 가압수탱크에 연결되는 에어공급관;
양단부가 상기 가압수탱크의 내측에 고정되는 고정축;
복수의 블레이드가 구비되며, 상기 고정축에 회전 가능하게 결합되고, 상기 유입구로 유입되는 가압수 및 압축공기에 의해 회전되면서 상기 가압수탱크의 내부로 배출되는 압축공기에 의해 발생되는 기포가 분기되도록 하는 한편, 가압수가 상기 배출구로 원활하게 배출되도록 유도하는 회전체; 및
상기 배출구에 결합되며, 가압수와 함께 압축공기가 분사되는 분사노즐을 포함하고,
상기 회전축은,
하단부 내주면에 나사산이 형성되며,
상기 가압수탱크는,
상,하부가 개방되어 하부에 상기 배출구가 형성되고, 내측으로 가압수 및 압축공기가 유입되는 몸체부; 및
상기 몸체부의 상부로부터 상방향으로 연장 형성되며, 상부에 상기 유입구가 형성되고, 외주면에 나사산이 형성되어 상기 회전축에 나사결합되는 머리부를 포함하며,
상기 머리부는,
상기 유입구로부터 하부로 갈수록 폭이 좁아지고,
상기 가압부는,
상기 머리부와 상기 공급유로를 이루는 내주면 사이에 구비되며, 상기 가압수탱크와 상기 공급유로 간을 기밀하여 그 사이로 가압수가 유입되는 것을 방지하는 패킹부재; 및
상기 분사노즐을 상기 가압수탱크에 상기 굴착블록으로부터 돌출 또는 상기 굴착블록으로 인입 가능하게 연결하는 연결부재를 더 포함하되,
상기 연결부재는,
상기 굴착블록으로부터 돌출되는 상기 분사노즐의 길이를 가변적으로 조절하여 상기 분사노즐로부터 분사되는 가압수의 분사각도를 조절하는 한편, 지반과 상기 분사노즐 간의 이격거리를 가변적으로 조절하여 지반으로 전달되는 가압수의 압력이 조절되도록 하며, 외주면에 나사산이 형성되고,
상기 분사노즐은,
상하 방향으로 관통되는 배출공이 형성되는 노즐; 및
상기 노즐의 상부로부터 상방향으로 연장 형성되며, 상단부에 내측으로 연장 형성되고 내주면에 나사산이 형성되어 상기 연결부재에 승,하강 가능하게 나사결합되는 승강턱이 형성되는 케이싱을 포함하는 것을 특징으로 하는 지반조사를 위하여 효율성을 향상시킨 수세식 보링장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160100749A KR101689377B1 (ko) | 2016-08-08 | 2016-08-08 | 지반조사를 위하여 효율성을 향상시킨 수세식 보링장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160100749A KR101689377B1 (ko) | 2016-08-08 | 2016-08-08 | 지반조사를 위하여 효율성을 향상시킨 수세식 보링장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101689377B1 true KR101689377B1 (ko) | 2016-12-23 |
Family
ID=57736327
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020160100749A KR101689377B1 (ko) | 2016-08-08 | 2016-08-08 | 지반조사를 위하여 효율성을 향상시킨 수세식 보링장치 |
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| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101689377B1 (ko) |
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2016
- 2016-08-08 KR KR1020160100749A patent/KR101689377B1/ko active IP Right Grant
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| GRNT | Written decision to grant |