KR101728509B1 - 그라우팅 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 그라우팅 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 지반을 천공하고 그라우팅액을 주입하는 그라우팅 장치에 있어서, 지반을 천공하며 토출구가 형성된 천공 비트; 소정의 동력 장치와 상기 천공 비트를 연결하며 동력 장치에서 발생한 회전력을 상기 천공 비트에 전달하는 전달부; 및 그라우팅액을 제공하는 주입부; 를 포함하며, 상기 전달부는 상기 주입부를 통해 제공된 그라우팅액이 상기 천공 비트에 형성된 토출구로 전달될 수 있도록 유동로를 갖게 구성되는 그라우팅 장치에 관한 것이다.

Description

그라우팅 장치{GRAUTING APPARATUS}

본 발명은 그라우팅 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 지반을 천공하고 그라우팅액을 주입하는 그라우팅 장치에 있어서, 지반을 천공하며 토출구가 형성된 천공 비트; 소정의 동력 장치와 상기 천공 비트를 연결하며 동력 장치에서 발생한 회전력을 상기 천공 비트에 전달하는 전달부; 및 그라우팅액을 제공하는 주입부; 를 포함하며, 상기 전달부는 상기 주입부를 통해 제공된 그라우팅액이 상기 천공 비트에 형성된 토출구로 전달될 수 있도록 유동로를 갖게 구성되는 그라우팅 장치에 관한 것이다.

지중에 구조물을 설치할 때, 지반을 천공한 후 상기 천공된 지중에 구조물을 매설하여 설치하게 된다.

이에 따라서, 소정의 그라우팅 작업이 필요하게 되며, 이러한 그라우팅 작업은 구조물 설치의 기초 공정으로 구조물 전체의 안정성에 매우 중요한 역할을 하게 된다.

이러한 그라우팅 작업은 지반의 천공과 소정의 그라우팅액의 주입이 동시에 이루어지므로, 이러한 작업이 효율적으로 동시에 이루어지도록 하는 그라우팅 장치가 필요하다.

대한민국 등록특허 10-0710443

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 지반을 천공하며 토출구가 형성된 천공 비트; 소정의 동력 장치와 상기 천공 비트를 연결하며 동력 장치에서 발생한 회전력을 상기 천공 비트에 전달하는 전달부; 및 그라우팅액을 제공하는 주입부; 를 포함하며, 상기 전달부는 상기 주입부를 통해 제공된 그라우팅액이 상기 천공 비트에 형성된 토출구로 전달될 수 있도록 유동로를 갖게 구성되는 그라우팅 장치를 제공하는 데 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 그라우팅 장치는, 지반을 천공하고 그라우팅액을 주입하는 그라우팅 장치에 있어서, 지반을 천공하며 토출구가 형성된 천공 비트; 소정의 동력 장치와 상기 천공 비트를 연결하며 동력 장치에서 발생한 회전력을 상기 천공 비트에 전달하는 전달부; 및 그라우팅액을 제공하는 주입부; 를 포함하며, 상기 전달부는 상기 주입부를 통해 제공된 그라우팅액이 상기 천공 비트에 형성된 토출구로 전달될 수 있도록 유동로를 갖게 구성된다.

바람직하게는, 상기 주입부는, 내측에 중공이 형성된 원통형의 본체부, 및 상기 본체부의 측부를 관통하게 형성된 주입공을 포함하며,

상기 전달부는, 상기 본체부의 내측에 형성된 중공 내에서 회전 가능하도록 원통형의 구성을 갖는 몸체를 포함하며, 상기 유동로는 상기 몸체에 형성되어 상기 주입공과 연결되게 구성된다.

바람직하게는, 상기 유동로는, 상기 몸체의 측부를 관통하며 상기 주입공과 연결되는 측통공, 및 상기 측통공과 연결되며 하방으로 연장되는 수직 통공을 포함한다.

바람직하게는, 상기 주입부는, 상기 중공 내에 배치되되 상기 전달부와 중공 사이에 배치되는 베어링을 포함한다.

바람직하게는, 상기 주입부는, 상기 중공 내에 배치되되 상기 전달부와 중공 사이에 배치되어 그라우팅액의 유출을 막는 패킹을 포함한다.

바람직하게는, 상기 주입부에 형성된 중공은, 상기 패킹 및 상기 베어링이 배치되도록 단차를 갖는다.

바람직하게는, 상기 전달부는, 상기 주입부의 위치가 고정되도록 상기 주입부의 상, 하부에 배치되는 위치 고정부를 포함한다.

바람직하게는, 상기 천공 비트와 상기 전달부를 연결하는 연결부;를 더 포함하며, 상기 연결부는, 상기 천공 비트와 상기 전달부를 연결하는 몸체, 상기 몸체에 형성되고 단차를 갖는 중공, 상기 중공 내에 배치되되 단차에 의해 지지되는 밸브 스프링, 및 상기 밸브 스프링에 의해 지지되는 밸브 볼을 포함한다.

본 발명의 그라우팅 장치에 의하면, 천공 비트 및 전달부의 회전에도 불구하고 그라우팅액을 측방향에서 연속적으로 공급하여 그라우팅을 용이하게 수행할 수 있다. 즉, 본 발명에 따라서 그라우팅액을 측방향에서 제공하면서 동시에 천공 비트의 회전이 달성되므로 그라우팅 작업 효율이 향상되며 그라우팅 작업 경제성이 고취될 수 있다. 또한 공간 활용률이 증가하여 예컨대 엘리베이터 설치 공간과 같은 좁은 공간에 대한 천공 공정 수행도 가능해질 수 있다.

또한 천공 비트의 토출구를 통한 이물질의 역류 방지 효과가 더욱 효과적으로 달성될 수 있으며 주입물의 주입 압력이 용이하게 조절 가능하므로, 천공 공정 및 그라우팅 공정의 작업 능률이 개선되며 아울러 공정 결과물의 신뢰성이 개선될 수 있다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 그라우팅 장치의 구조도이다.
도 2 는 천공 비트를 나타낸 도면이다.
도 3 은 전달부를 나타낸 도면이다.
도 4 는 주입부의 구조를 나타낸 구조도이다.
도 5 는 전달부와 주입부의 결합 구조를 나타낸 구조도이다.
도 6 은 전달부와 주입부의 결합 구조를 나타낸 구조도이다.
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른 그라우팅 장치의 내부 구조도이다.
도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따른 중간 연결부의 다양한 형태를 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대하여 설명한다. 본 실시예는 제한적인 것으로 의도된 것이 아니다.

공간적으로 상대적인 용어인 “전방”, “후면” 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 부재를 뒤집을 경우, 다른 부재의 "전방" 으로 기술된 부재는 다른 부재의 "후방”에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "전방"은 전면과 후면 방향을 모두 포함할 수 있다. 부재는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.

도면에서 각 부재의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기와 면적은 실제크기나 면적을 전적으로 반영하는 것은 아니다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 그라우팅 장치(1)의 구조도이고, 도 2 는 천공 비트(100)를 나타낸 도면이며, 도 3 은 전달부(200)를 나타낸 도면이고, 도 4 는 주입부(300)의 구조를 나타낸 구조도이며, 도 5 는 전달부(200)와 주입부(300)의 결합 구조를 나타낸 구조도이고, 도 6 은 전달부(200)와 주입부(300)의 결합 구조를 나타낸 구조도이며, 도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른 그라우팅 장치(1)의 내부 구조도이고, 도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따른 중간 연결부(400)의 다양한 형태를 나타낸 도면이다.

본 발명에 따른 그라우팅 장치(1)는, 지반을 천공하고 그라우팅액을 주입하는 그라우팅 장치(1)에 있어서, 지반을 천공하며 토출구(120)가 형성된 천공 비트(100); 소정의 동력 장치와 상기 천공 비트(100)를 연결하며 동력 장치에서 발생한 회전력을 상기 천공 비트(100)에 전달하는 전달부(200); 및 그라우팅액을 제공하는 주입부(300); 를 포함하며, 상기 전달부(200)는 상기 주입부(300)를 통해 제공된 그라우팅액이 상기 천공 비트(100)에 형성된 토출구(120)로 전달될 수 있도록 유동로(220)를 갖게 구성된다.

천공 비트(100)는 천공 장치의 전단에 구비되어 지반 천공시 지반을 헤쳐 천공 작업이 수행되도록 하는 것이다. 따라서 천공 비트(100)는 천공 공정 수행 과정에서 손상되어 기능을 상실하는 것을 회피하기 위해서, 예컨대 고탄소강 등과 같이 강도 및 경도가 매우 높은 재질로 구성된다.

천공 비트(100)는 소정의 방향으로 연장된 천공 비트 몸체(210)를 가지며, 상기 천공 비트 몸체(210)는 천공 공정을 수행하도록 원뿔형 형상을 갖는 전방부와, 후방의 소정의 부재와 연결되는 관형 형상을 갖는 후방부로 구성될 수 있다. 여기에서, 전방부와 후방부라 함은 그라우팅 수행시 지반과 닿는 부위를 전방부로 지칭한 것이며, 명확한 구분이 있거나 분류 기준이 있는 것은 아니다.

천공 비트 몸체(210)의 전방부는 지반 천공 공정을 용이하게 수행할 수 있도록 전방으로 갈수록 수렴하는 원뿔 형상을 갖게 구성될 수 있다. 또한, 천공 비트 몸체(210)의 후방부는 소정의 연결을 수행할 수 있도록 소정의 나사부가 형성된 관형으로 구성될 수 있다. 이때, 나사부는 관형으로 구성된 후방부의 외주면에 형성된 수나사부, 및 내주면에 형성된 암나사부를 포함하여 구성될 수 있다.

천공 비트 몸체(210)의 후방부는 소정의 관형으로 구성되며 암나사부 및 수나사부를 가져서 천공 비트(100)가 다양한 크기의 부재와 연결될 수 있다.

한편, 천공 비트(100)의 측면에는 천공 비트(100)가 회전함에 따라서 지중을 굴착하도록 임펠러부(130)가 구비된다. 임펠러부(130)는 예컨대 용접, 또는 사출 성형 등에 의해서 천공 비트(100)의 측부에 구비될 수 있으며, 천공 비트(100)가 회전함에 따라서 지중을 굴착한다. 임펠러부(130)는 복수일 수 있으며, 이에 한정하지 아니한다.

한편, 임펠러부(130)에는 지반을 헤쳐 지반 천공 공정이 더욱 용이하게 이루어지게 할 수 있도록 소정의 요철부가 형성될 수 있다. 요철부는 예컨대 톱니와 같이 마련된 것으로서, 굴착 작업 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

천공 비트(100)의 전방에는 토출구(120)가 형성된다. 토출구(120)는 천공 비트(100)의 전방에 마련되어 천공 비트(100)의 내측과 외측을 관통하게 구성된다. 토출구(120)가 형성됨에 따라서, 천공 공정 과정에서 물 또는 공기와 같은 주입물이 천공 비트(100)의 전방으로 토출될 수 있고, 그라우팅 공정 과정에서 예컨대 시멘트와 같은 그라우팅 재료가 토출구(120)를 통해 토출될 수 있다.

전달부(200)는 소정의 동력 장치와 상기 천공 비트(100)를 연결하며 동력 장치에서 발생한 회전력을 상기 천공 비트(100)에 전달하게 구성된다. 한편, 상기 전달부(200)와 천공 비트(100) 사이의 연결은 직접적으로 연결되거나 소정의 연결부(400)를 통해 매개하여 연결될 수 있으며, 이에 한정하지 않는다. 전달부(200)는 소정의 봉 형태로 구성되어 동력 장치의 회전력을 천공 비트(100)에 전달하여 천공 비트(100)가 회전하면서 지중을 굴착하도록 할 수 있다. 한편, 전달부(200)는 동력 장치의 회전력 외에 소정의 그라우팅 재료도 전달하도록 구성될 수 있으며, 따라서 후술하는 주입부(300)를 통해 제공된 그라우팅액이 천공 비트(100)에 형성된 토출구(120)로 전달될 수 있도록 소정의 유동로(220)를 가질 수 있다. 이에 대해서는 전달부(200)와 주입부(300) 사이의 구성을 통해 후술한다.

주입부(300)는 상기 천공 비트(100)를 통해 토출되는 그라우팅액을 제공하도록 마련된다. 이에 따라서, 주입부(300)는 외부의 그라우팅액 제공 장치와 연결되는 구성을 가질 수 있으며, 소정의 관로를 구비할 수 있다. 한편, 상술한 바와 같이 천공 비트(100)가 회전력을 받아 회전함과 동시에 그라우팅액을 제공받아 토출할 수 있도록 주입부(300)와 전달부(200)가 소정의 구조를 가질 수 있다.

바람직하게는, 상기 주입부(300)는, 내측에 중공(320)이 형성된 원통형의 본체부(310), 및 상기 본체부(310)의 측부를 관통하게 형성된 주입공(330)을 포함하며, 상기 전달부(200)는 상기 본체부(310)의 내측에 형성된 중공(320) 내에서 회전 가능하도록 원통형의 구성을 갖는 몸체(210)를 포함하며, 상기 유동로(220)는 상기 몸체(210)에 형성되어 상기 주입공(330)과 연결되게 구성된다.

주입부(300)는 도 4 에 도시된 바와 같이 내측에 중공(320)이 형성된 원통형의 본체부(310), 및 상기 본체부(310)의 측부의 적어도 일부를 관통하는 주입공(330)을 포함한다. 원통형의 본체부(310)에 형성된 중공(320)은 길이 방향으로 연장되어 본체부(310)를 관통하며, 내부에 전달부(200)가 배치되어 회전하기 용이하도록 원통형으로 구성된다. 주입공(330)은 본체부(310)의 측부를 관통하며, 따라서 중공(320) 내의 공간이 측부에 형성된 주입공(330)을 통해 외부와 유통할 수 있다. 이러한 구성에 의해, 주입공(330)을 통해 주입된 그라우팅액은 중공(320) 내부로 유입될 수 있다. 한편, 주입공(330)과 외부의 그라우팅액 주입 장치를 서로 연결하는 소정의 주입 연결부(370)가 구비될 수 있다. 주입 연결부(370)는 예컨대 호스 등과 같은 부재와 상기 주입공(330)을 연결하도록 구비될 수 있다.

전달부(200)는 도 3 에 도시된 바와 같이 원통형으로 구성된 몸체(210)를 가지며, 몸체(210)는 상기 주입부(300)의 본체부(310)에 형성된 원통형 중공(320) 내에 배치되어 회전할 수 있다. 한편, 상기 몸체(210)에는 상술한 유동로(220)가 형성되며 유동로(220)는 주입공(330)과 연결될 수 있다. 여기서, 연결이라 함은 공간적으로 유통되도록 연결된다는 뜻이며, 반드시 접촉하여 연속을 형성하는 것은 아니다. 즉, 예컨대 그라우팅액과 같이 주입공(330)을 통해 주입된 소정의 물질이 상기 유동로(220)로 전달되도록 연결되는 것으로 충분하다. 한편, 몸체(210)의 양 측단에는 소정의 나사부(250)가 형성되어 타 부재외 전달부(200) 사이의 연결을 달성할 수 있다.

상기와 같은 연결 구조를 달성하도록, 바람직하게는, 상기 유동로(220)는, 상기 몸체(210)의 측부를 관통하며 상기 주입공(330)과 연결되는 측통공(240), 및 상기 측통공(240)과 연결되며 하방으로 연장되는 수직 통공(230)을 포함하여 구성된다.

즉, 도 3 및 도 7 에 도시된 바와 같이 주입공(330)을 통해 상기 주입부(300)의 측부에서 주입된 그라우팅액은 주입공(330)을 지나 주입부(300)의 중공(320) 내로 주입되며, 화살표로 표시된 바와 같이 중공(320) 내에 배치된 전달부(200)는 몸체(210)의 측부에 형성된 측통공(240), 및 몸체(210)의 하방으로 연장되는 수직 통공(230)을 통해 상기 그라우팅액을 천공 비트(100)로 전달할 수 있다.

한편, 그라우팅액의 용이한 전달을 위해 도 7 에 도시된 바와 같이 상기 중공(320)내에 전달부(200)가 배치될 때 상기 중공(320)과 전달부(200) 사이에 적절한 간격 T 가 형성됨이 바람직하다. 즉, 상기 중공(320)의 내경은 상기 전달부(200)의 몸체(210)의 외경보다 더 큰 것이 바람직하다. 이에 따라서, 충진 공간이 형성되어 전달부(200)의 회전에 따라서 측통공(240)이 주입공(330)과 일직선으로 위치하지 않아도 그라우팅액이 연속적으로 주입되어 토출될 수 있다.

이때, 상기 전달부(200)에 형성된 유동로(220)는 측통공(240) 및 수직 통공(230)을 포함함에 따라서, 측방향에서 주입되는 그라우팅액을 하방의 천공 비트(100)로 용이하게 전달할 수 있다. 뿐만 아니라, 천공 비트(100) 및 전달부(200)의 회전에도 불구하고 그라우팅액을 측방향에서 연속적으로 공급하여 그라우팅을 용이하게 수행할 수 있다.

예컨대 천공 비트(100)를 회전시키는 동력 장치와 그라우팅액을 제공하는 그라우팅액 제공 장치가 동시에 상부에 위치할 경우 작업 효율이 저해되며 공간 활용도 또한 저해될 수 있다. 아울러, 그라우팅액의 제공과 천공 비트(100)의 회전을 위한 동력 전달이 같은 방향에서 이루어져 구조가 복잡해질 수 있다. 그러나, 본 발명에 따라서 그라우팅액을 측방향에서 제공하면서 동시에 천공 비트(100)의 회전이 달성되므로 그라우팅 작업 효율이 향상되며 그라우팅 작업 경제성이 고취될 수 있다. 또한 공간 활용률이 증가하여 예컨대 엘리베이터 설치 공간과 같은 좁은 공간에 대한 천공 공정 수행도 가능해질 수 있다.

바람직하게는, 상기 주입부(300)는, 상기 중공(320) 내에 배치되되 상기 전달부(200)와 중공(320) 사이에 배치되는 베어링(350)을 포함한다.

도 3 및 도 4 를 참조하면, 상기 주입부(300)의 상기 중공(320) 내에는 전달부(200)가 배치되며, 전달부(200)가 중공(320) 내에서 회전하는 바, 상기 전달부(200)의 회전을 용이하게 하도록 상기 중공(320) 내에 베어링(350)이 배치될 수 있다. 상기 베어링(350)은 상기 중공(320) 내에 배치되되 상기 중공(320)의 내주면과 상기 전달부(200) 사이에 배치되어 상기 전달부(200)가 중공(320) 내에서 용이하게 회전하도록 할 수 있다. 이때, 상기 베어링(350)은 원환 형태의 베어링(350)으로 구성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 주입부(300)는, 상기 중공(320) 내에 배치되되 상기 전달부(200)와 중공(320) 사이에 배치되어 그라우팅액의 유출을 막는 패킹(346)을 포함한다.

상기 패킹(346)은 원환 형태로 구성되며 고무 등과 같이 탄력성 및 기밀성이 있는 재질로 구성될 수 있다. 상기 패킹(346)은 상기 중공(320) 내에 배치되되 상기 전달부(200)에 끼워져서 중공(320) 내에 주입된 그라우팅액이 중공(320) 밖으로 유출되지 않고 중공(320) 내의 전달부(200)에 형성된 유동로(220)로 전달되도록 할 수 있다. 한편 이때 패킹(346)의 실링을 보조하도록 소정의 누출 방지용 O-링(344, 348)이 구비될 수 있다. 상기 O-링(344, 348)은 패킹(346)과 인접하게 배치되어 패킹(346)의 실링 작용을 보조할 수 있다.

한편, 상기 전달부(200)가 중공(320) 내에 배치되되 소정의 위치를 이탈하지 않고 중공(320) 내에서 정 위치에 배치되도록 하는 소정의 와셔(342)가 구비될 수 있다. 와셔(342)는 상술와 패킹(346) 및 베어링(350)과 같이, O 형태의 링과 같이 구성되며 상기 전달부(200)가 끼워져서 소정의 위치에 고정적으로 배치되도록 할 수 있다.

한편, 상기와 같이 베어링(350), 패킹(346), 와셔(342)는 상기 전달부(200)의 중심에 대해 대칭으로 배치되어 전달부(200)의 회전이 용이하게 이루어지며 누수가 방지되도록 할 수 있다. 이때, 상기 양 방향으로 배치된 와셔(342)사이에는 소정의 스페이서(270)가 배치되어 대칭으로 배치된 베어링(350), 패킹(346), 와셔(342)가 서로 간격을 가지게 할 수 있다. 상기 스페이서(270)는 전달부(200)의 몸체(210)의 측부에 배치된다.

한편, 상기와 같이 베어링(350), 패킹(346) 등이 상기 중공(320) 내에 배치되도록 상기 중공(320)은 소정의 단차(322)를 가질 수 있다. 예컨대 도 7 에 도시된 바와 같이 가장 큰 외경을 갖는 베어링(350)이 상기 중공(320)의 가장 외측에 배치되고 상대적으로 작은 외경을 갖는 패킹(346), 및 와셔(342)가 내측에 배치되도록 상기 중공(320) 내에는 길이 방향 중심에 대해서 외측부가 내측부보다 큰 내경을 갖도록 소정의 단차(322)가 형성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 전달부(200)는, 상기 주입부(300)의 위치가 고정되도록 상기 주입부(300)의 상, 하부에 배치되는 위치 고정부(250)를 포함한다.

즉, 상기 전달부(200)가 회전하는 과정에서 상, 하부로 이탈하지 아니하도록 하는 소정의 위치 고정부(250)가 구비될 수 있다. 상기 위치 고정부(250)는 예컨대 상기 전달부(200)에 구정되되 주입부(300)의 원통형의 본체부(310)의 상, 하부에 배치되어 상기 주입부(300)가 이탈하지 않도록 할 수 있으며, 일 예로 소정의 너트와 같은 구성을 가질 수 있다. 따라서, 상술한 몸체(210)의 양 측단에 형성된 나사부(250)를 통해 연결될 수 있다.

바람직하게는, 상기 천공 비트(100)와 상기 전달부(200)를 연결하는 연결부(400);를 더 포함하며, 상기 연결부(400)는, 상기 천공 비트(100)와 상기 전달부(200)를 연결하는 연결부 몸체(210), 상기 연결부 몸체(410)에 형성되고 단차(422)를 갖는 연결부 중공(420), 상기 연결부 중공(420) 내에 배치되되 단차(422)에 의해 지지되는 밸브 스프링(430), 및 상기 밸브 스프링(430)에 의해 지지되는 밸브 볼(440)을 포함한다.

연결부(400)는 상기 전달부(200)와 천공 비트(100)를 매개하여 연결하는 부재로 구성된다. 이에 따라서, 연결부(400)는 소정의 연결부 중공(420)을 가져서 그라우팅액을 전달할 수 있으며, 연결을 수행하는 수나사부, 또는 암나사부를 포함할 수 있으며, 이에 한정하지 않는다.

상기 연결부 중공(420)은 상기 전달부(200)의 유동로(220)와 천공 비트(100)의 토출구(120)를 연결할 수 있다. 따라서 상기 유동로(220)를 통해 전달된 그라우팅액을 연결부(400)의 연결부 중공(420)을 통해 천공 비트(100)의 토출구(120)로 전달되어 토출될 수 있다.

상기 연결부 중공(420)은 소정의 단차(422)를 가지며, 상기 단차(422)를 통해 소정의 밸브 스프링(430)이 지지되어 상기 연결부 중공(420) 내에 배치될 수 있다. 상기 밸브 스프링(430)의 타단에는 소정의 밸브 볼(440)이 배치된다.

밸브 볼(440)은 예컨대 높은 강도 및 경도를 갖는 강체 구슬일 수 있으며, 재질 및 크기는 한정하지 않는다. 또한, 밸브 볼(440)은 반드시 구형일 필요는 없으며, 예컨대 구형의 일부, 원뿔형, 또는 다면체 형태를 가질 수 있고, 밸브 스프링(430)에 의해서 지지되는 구성을 가지면 충분하다.

밸브 스프링(430)은 밸브 볼(440)에 탄성력을 가하도록 구비된다. 밸브 볼(440)은 밸브 스프링(430)으로부터 가해지는 탄성력을 받음으로써 그라우팅액이 지나는 통로의 일부를 폐쇄하거나 통로의 넓이를 조절할 수 있다. 예컨대, 도면에 도시된 바와 같이 상기 밸브 볼(440)은 상기 전달부(200)의 수직 통공(230)에 접하게 배치되어 수직 통공(230)을 적어도 일부 밀폐할 수 있으며, 그라우팅액이 주입됨에 따라서 상기 밸브 볼(440)을 지지하는 스프링을 가압하여 상기 수직 통공(230)이 개방되는 구성을 가질 수 있다. 따라서 그라우팅액의 주입이 중단되면 상기 밸브 스프링(430)의 탄성에 의해서 자동적으로 그라우팅액의 유동이 정지하며 그라우팅액의 불필요한 누출을 방지할 수 있다. 또한, 상기 전달부(200)와 상기 연결부(400) 사이의 연결 깊이에 따라서 상기 밸브 스프링(430)의 가압 정도가 조절되어 그라우팅액의 주입 압력을 적절히 조절할 수 있다.

즉, 전달부(200)가 삽입되는 깊이가 조절되며, 이때, 전달부(200)가 깊이 삽입되면 밸브 스프링(430)이 가압되어 더 큰 탄성력을 갖게 되므로, 밸브 볼(440)이 유동로(220)를 강한 힘으로 밀폐할 수 있다. 반대로, 전달부(200)의 삽입 깊이가 작으면 밸브 스프링(430)이 약하게 가압되어 작은 탄성력을 갖게 되므로, 밸브 볼(440)이 유동로(220)를 비교적 약한 힘으로 밀폐할 수 있다. 밸브 볼(440)이 유동로(220)를 강하게 밀폐하면 유동로(220)를 통해 주입되는 물, 공기, 또는 그라우팅 재료의 주입 압력을 작게 할 수 있고, 밸브 볼(440)이 유동로(220)를 약하게 밀폐하면 유동로(220)를 통해 주입되는 물, 공기, 또는 그라우팅 재료의 주입 압력을 크게 조절할 수 있다. 따라서, 단순한 작업만으로도 주입되는 물, 공기, 또는 그라우팅 재료와 같은 주입물의 주입 압력을 조절할 수 있으며, 따라서 천공 공정 및 그라우팅 공정의 작업성이 향상될 수 있다. 또한, 주입 압력에 따라서 물, 공기, 또는 그라우팅 재료와 같은 주입물의 주입량 또한 조절 가능할 수 있다.

또한, 이러한 밸브 스프링(430) 및 밸브 볼(440)이 구비됨에 따라서 천공 공정 진행 중에 흙이나 암석 조각과 같은 이물질이 천공 비트(100) 전방의 토출구(120)를 통해 천공 장치로 유입하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 천공 공정 중 발생할 수 있는 불의의 사고를 방지하고 천공 장치의 안정성 및 신뢰성이 개선될 수 있다.

아울러, 상기 연결부(400)는 전달부(200)와 천공 비트(100) 사이의 연결을 매개하므로, 전달부(200)에 다양한 형태 및 크기의 천공 비트(100)가 연결될 수 있고, 따라서 범용성이 개선될 수 있다.

한편, 밸브 스프링(430)이 정 위치에 위치하며 이탈하지 않도록 소정의 가이드부(450)가 구비될 수 있다. 가이드부(450)는 밸브 볼(440) 및 밸브 스프링(430)이 이탈되는 것을 방지하도록 구비되는 것이며, 밸브 스프링(430)을 측부에서 지지하는 복수개의 막대형 부재로 구성되어 밸브 스프링(430), 및 밸브 볼(440)이 이탈하는 것을 방지할 수 있다.

한편, 상기와 같은 연결부(400)는 전달부(200)와 천공 비트(100) 사이 뿐만 아니라, 전달부(200)와 소정의 동력 장치 사이에도 구비될 수 있다. 일 예로 도 8 에서는 전달부(200)와 소정의 동력 장치의 연결을 매개하는 소정의 중간 연결부(500)를 도시하며, 상기와 같은 중간 연결부(400)의 형태 및 구성에 따라서 다양한 동력 장치와 본 발명에 따른 그라우팅 장치(1)가 연결되어 사용될 수 있다.

이상에서는 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.

1: 그라우팅 장치
100: 천공 비트
110: 천공 비트 몸체
120: 토출구
130: 임펠러
200: 전달부
210: 몸체
220: 유동로
230: 수직 통공
240: 측통공
250: 나사부
260: 위치 고정부
270: 스페이서
300: 주입부
310: 본체부
320: 중공
322: 단차
330: 주입공
342: 와셔
344: O-링
346: 패킹
348: O-링
350: 베어링
370: 주입 연결부
400: 연결부
410: 연결부 몸체
420: 연결부 중공
422: 단차
430: 밸브 스프링
440: 밸브 볼
450: 가이드부
500: 중간 연결부

Claims (8)

1. 지반을 천공하고 그라우팅액을 주입하는 그라우팅 장치에 있어서,
   지반을 천공하며 토출구가 형성된 천공 비트;
   소정의 동력 장치와 상기 천공 비트를 연결하며 동력 장치에서 발생한 회전력을 상기 천공 비트에 전달하는 전달부;
   그라우팅액을 제공하는 주입부;
   상기 천공 비트와 상기 전달부 사이에 배치되어 상기 천공 비트와 상기 전달부를 연결하는 연결부;를 포함하며,
   상기 주입부는,
   상기 전달부의 적어도 일 부분이 내부에 위치하도록 내측에 중공이 형성된 원통형의 본체부,
   상기 본체부의 측부를 관통하게 형성된 주입공,
   상기 본체부의 중공 내에 배치되되 상기 전달부와 중공 사이에 배치되는 베어링, 및
   상기 중공 내에 배치되되 상기 전달부와 중공 사이에 배치되어 그라우팅액의 유출을 막는 패킹을 포함하고,
   상기 본체부에 형성된 중공은 상기 패킹 및 상기 베어링이 배치되도록 단차를 갖고,
   상기 전달부는 상기 본체부의 내측에 형성된 중공 내에서 회전 가능하도록 원통형의 구성을 갖는 몸체,
   상기 몸체에 형성되며 상기 주입부를 통해 제공된 그라우팅액이 상기 천공 비트에 형성된 토출구로 전달될 수 있도록 유동로, 및
   상기 주입부의 위치가 고정되도록 상기 주입부의 상, 하부에 배치되는 위치 고정부를 포함하며,
   상기 유동로는 상기 몸체의 측부를 관통하며 상기 주입공과 연결되는 측통공, 및 상기 측통공과 연결되며 하방으로 연장되는 수직 통공을 포함하고,
   상기 연결부는,
   상기 천공 비트와 상기 전달부를 연결하는 연결부 몸체,
   상기 연결부 몸체에 형성되고 상기 천공 비트와 전달부를 연결하되, 상기 천공 비트에 인접한 부분의 내경이 더 좁게 구성되어 단차를 갖는 연결부 중공,
   상기 연결부 중공 내에 배치되되 상기 연결부 중공 내의 단차에 의해 지지되어 상기 천공 비트와 상기 전달부 사이에 위치하는 밸브 스프링,
   상기 밸브 스프링에 의해 지지되어 상기 밸브 스프링과 상기 전달부 사이에 위치하며 외력이 없을 때에는 상기 밸브 스프링에 의해서 상기 전달부의 상기 수직 통공을 적어도 일 부분 밀폐하는 밸브 볼, 및
   상기 연결부 중공의 단차로부터 상기 전달부가 위치한 방향으로 소정 길이를 갖고 연장되는 복수 개의 막대형 부재로 구성되며 상기 밸브 스프링을 측부에서 지지하는 가이드를 포함하며,
   상기 전달부는 전단이 상기 연결부의 연결부 중공 내에 삽입되어 연결되되 삽입 깊이가 가변되며,
   상기 전달부의 삽입 깊이가 깊어지면 상기 전달부와 상기 연결부 중공 내의 단차 사이의 간격이 단축되어 상기 밸브 볼이 상기 수직 통공을 강하게 밀폐하며,
   상기 전달부의 삽입 깊이가 얕아지면 상기 전달부와 상기 연결부 중공 내의 단차 사이의 간격이 연장되어 상기 밸브 볼이 상기 수직 통공을 약하게 밀폐하는 그라우팅 장치.
   
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