KR101746822B1 - 조합식 다운 홀 해머 - Google Patents

Abstract

본 발명은 커플링(1)과, 공기 분배 장치(2)와, 플랜지(3)와, 임팩터(4)를 포함하는 조합식 다운 홀 해머를 제공한다. 커플링(1)은 드릴파이프(5)에 연결되고 내부에 제1 공기 통로(10)가 설치되며, 다수의 임팩터(4)는 플랜지(3)에 장착되어 각 임팩터(4)에는 제2 공기 통로(40)가 설치되어 있고, 각 임팩터(4)의 타격식 드릴(45)는 자체의 축선에 따라 회전할 수 있다. 공기 분배 장치(2)는 커플링(1)과 플랜지(3) 사이에 연결되어 있고 공기 분배 장치(2)에 제1 공기 통로(10)에 연통되는 공기 집합실(21)과, 공기 집합실(21)을 각 임팩터(4)의 제2 공기 통로(40)에 연통시키는 다수의 공기 분배 통로(22)를 포함한다. 본 발명에 의하면, 원가가 낮고 구조가 합리적이며 보수가 간단하고 장착 및 분해가 간단하며 밀봉성이 안정적이고 에너지를 유효하게 이용할 수 있어 천공 효율이 높은 조합식 다운 홀 해머를 제공할 수 있다.

Description

조합식 다운 홀 해머{COMBINED DOWN-THE-HOLE HAMMER}

본 발명은 조합식 다운 홀 해머에 관한 것이다.

일반적으로 기초 말뚝 시공은 드릴링 머신에 의하여 드릴을 구동시켜 지층에서 천공한 후 구멍에 철근 케이지를 배치하고 콘크리트를 부어넣고 콘크리트가 굳어지면 기초 말뚝이 된다. 하지만 경질 지층, 특히 암석층일 경우, 드릴로 천공하기 어려워 임팩터("다운 홀 해머"라고도 지칭됨)를 이용하여 타격식 천공을 수행하여야 하는데 임팩터가 경질 암석층에서의 효율적인 천공 기능을 구비하므로 광산 개발, 건축 기초 공사에 널리 이용되고 있다.

이러한 공지된(예를 들어 과학 출판사에서 출판된 "중국 채광 기기 사용서 상" 제1장 제66~68페이지에 공개됨) 임팩터는 이 분야에서 일체식 다운 홀 해머라고도 불리는데, 도 16에 도시한 바와 같이 테이퍼 나사 어댑터(61')와, 피스톤을 포함한 임팩터 본체(62')와, 경화 합금 헤드(63')를 구비한 타격식 드릴(64')로 구성되고 일반적으로 그 직경≤φ300㎜이다. 시공 시, 다운 홀 해머는 중공 로드(hollow rod)를 통하여 드릴링 머신의 동력 헤드에 연결되고 동력 헤드가 다운 홀 해머를 구동하여 회전시켜 에어 컴프레셔로부터 제공되는 압축 공기는 드릴파이프를 통하여 임팩터 본체에 공급되어 피스톤을 구동시키고 빈도로 반복적으로 드릴을 타격하여 타격 에너지를 드릴의 경화 합금 헤드에 전달하여 암석을 반복적으로 타격하여 분쇄하고 암석 부스러기는 다운 홀 해머로부터 배출되는 공기와 함께 드릴파이프와 구멍 벽 사이의 환형 간격을 통하여 배출되어 최종적으로 말뚝 구멍을 형성한다.

그 장점은 경질 지층, 특히 암석층에서 효율적으로 천공할 수 있는 것이지만 말뚝 기초 공사업이 발전함에 따라 대경의 기초 말뚝(φ500~φ800㎜ 및 ＞φ1000㎜)이 많이 필요될 경우 이러한 일체식 다운 홀 해머에는 하기 문제점이 있다.

1. 대경의 일체식 다운 홀 해머의 가공 공정 요구가 높고 제조가 어려우며 품질 문제가 자주 발생되며 원가가 높다.

2. 부피가 크고 무게가 무거우며 보수에 불편하며 작업 중에 어느 한 드릴의 합금 해드가 고장나면 전체를 분해하여 수리하여야 하고 공사 기한을 연장시키며 비용이 높다.

3. 직경이 크고 무게가 무거우며 테이퍼 나사 어댑터 방식으로 연결되어 일체적으로 회전하여야 하며 아주 큰 토크가 있어야만 필요한 밀봉성을 실현할 수 있어 현장에서의 장착 및 분해에 불편하다.

대경의 일체식 다운 홀 해머의 상기 문제점을 해결하기 위하여 미국 특허 US4429439 공고에 도 17에 도시한 바와 같이 5개의 소경 임팩터가 프레임에 의하여 집속되어 대경의 다운 홀 해머를 구성하고 테이퍼 나사 어댑터가 드릴파이프 및 공기 공급 통로에 연결되어 횡방향의 공기 통로를 통하여 압축 공기를 각 작은 임팩터에 분배하여 각 작은 임팩터를 구동시켜 타격식 천공 작업을 수행하는 집속식 다운 홀 해머가 공개되었다.

하지만 상기 집속 다운 홀 해머에는 하기 문제점이 존재한다.

1. 압축 공기가 횡방향의 공기 통로를 통하여 임팩터에 공급될 경우, 그 굽힘 각도가 직각에 달하므로 압력 손실이 크고 효율이 낮다.

2. 소경의 임팩터 배치에 의하면 중간의 임팩터가 주변의 임팩터와 동일한 회전조건하에서 커버하는 천공 면적이 다르고 타격 빈도가 다르지만 공기 통로중의 기압은 동일하고 유량 역시 평균적이며 조절 기능을 구비하지 못하여 에너지를 유효하게 이용할 수 없으며 효율이 낮다.

3. 집속 다운 홀 해머가 회전하여 천공할 경우, 외주에 배치된 소경의 임팩터 상의 타격식 드릴의 외측부와 내측부의 원주 선속도가 서로 다르고 동작이 서로 다르며, 타격식 드릴에 분포된 경화 합금 헤드의 마손 역시 서로 다르고, 외측의 경화 합금 헤드의 마손이 내측보다 빨라 작업이 균일하지 못하며, 전반 사용 수명이 낮다.

4. 집속 다운 홀 해머의 직경이 크고 무게가 무거우며 테이퍼 나사 어댑터의 방식으로 연결되어 일체적으로 회전하여야 하고, 또한 아주 큰 토크가 있어야만 집속 다운 홀 해머의 필요한 밀봉성을 실현할 수 있어 현장에서의 장착 및 분해에 불편하다.

5. 타격식 드릴의 외측의 마손이 발생하였을 경우, 외주에 배치된 소경 임팩터를 전부 분해시켜 180도 회전시켜서 다시 장착하여야 하고, 이로 인하여 마손의 비균일성 문제를 해결할 수 있지만 현장에서 장착 및 분해에 불편하여 공사 속도에 영향을 주게 된다.

본 발명은 기존기술에 존재하는 문제중의 최소한 하나를 해결할 수 있는 조합식 다운 홀 해머를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명에 의하면 드릴파이프에 연결되고 내부에 제1 공기 통로가 설치되는 커플링과, 플랜지와, 플랜지에 장착되고 각각 제2 공기 통로가 설치되며 또한 각각의 타격식 드릴이 자체축선 주위를 회전할 수 있는 다수의 임팩터와, 커플링과 플랜지 사이에 연결되고 제1 공기 통로에 연통되는 공기 집합실과 공기 집합실을 각각 임팩터의 제2 공기 통로에 연통시키기 위한 다수의 공기 분배 통로가 설치된 공기 분배 장치를 포함하는 조합식 다운 홀 해머를 제공한다.

또한, 임팩터는 플랜지의 내부에 장착되고 내부에 타격식 피스톤을 장착하기 위한 피스톤 챔버가 설치된 임팩터 본체와, 피스톤 챔버의 하단에 장착되고 임팩터 본체에 축방향 이동 가능 또한 원주방향 회전 가능하게 조화되는 타격식 드릴을 포함한다.

또한, 타격식 드릴은 상호 연결되는 타격식 헤드와 가이드 축을 포함하고, 가이드 축의 상부에 축방향으로 연장되는 제한 함요부가 설치되고, 제한 함요부에 제한 링이 설치되며, 가이드 축은 피스톤 챔버 내에 삽입되고, 또한 제한 링은 피스톤 챔버의 내벽에 설치되는 위치결정용 테이블과 피스톤 챔버의 하단구에 장착되는 가이드 커버에 의하여 제한되며, 가이드 커버는 가이드 축 상에 설치된다.

또한, 각 임팩터의 제2 공기 통로중의 최소한 하나의 제2 공기 통로의 축선은 제1 공기 통로의 축선에 평행하고, 다수의 공기 분배 통로 중의 최소한 하나의 제2 공기 통로와 공기 집합실을 연통시키는 공기 분배 통로의 축선은 원활하게 전이되는 곡선이다.

또한, 최소한 하나의 공기 분배 통로에 공기 조절 장치가 설치된다.

또한, 각 공기 분배 통로는 각각 축소형의 전이 기공을 통하여 대응되는 제2 공기 통로 꼭대기에 연결되고, 공기 조절 장치는 각 전이 기공에 설치된 감쇠 조절 링이다.

또한, 커플링은 제1 공기 통로를 형성하는 원주형 커넥터를 포함하고, 드릴파이프에 원주형 커넥터와 조화되는 장착공이 설치되며, 원주형 커넥터와 드릴파이프는 이들을 관통하는 힌지 핀에 의하여 연결되고, 원주형 커넥터와 장착공 사이에 밀봉 구조가 설치된다.

또한, 힌지 핀은 최소한 두개로 원주형 커넥터의 외측벽에 회전 방지 테이블이 형성되고, 원주형 커넥터의 외측벽에 수평방향으로 연장되는 제1 오목공(凹孔)이 설치되며, 드릴파이프에 수평방향으로 연장되고 장착공과 교차되는 제2 오목공이 설치되고, 힌지 핀은 제2 오목공에 장착된 제1 오목공을 관통한다.

또한, 플랜지는 원통형 케이스와, 원통형 케이스의 상부에 연결되는 상판(上板)과, 원통형 케이스의 하부에 연결되는 밑판(底板)을 포함하고, 상판과 밑판에 각각 임팩터를 장착하기 위한 위치결정용 구멍이 설치되며, 임팩터의 상단에 원주형 어댑터를 포함하고, 원주형 어댑터는 제2 공기 통로의 일부를 형성하는 내공을 구비하며, 내공은 공기 분배 통로에 연결되고, 원주형 어댑터의 외주에 위치결정용 환형 홈이 설치되며, 원주형 어댑터는 상판의 위치결정용 구멍으로부터 돌출되고, 위치결정용 환형 홈에 설치된 위치결정용 링에 의하여 위치가 결정된다.

또한, 위치결정용 링은 양문 위치결정용 링으로 위치결정용 링의 외부에 제한 커버가 설치되고, 제한 커버의 상방은 제한 링과 스냅 스프링에 의하여 제한된다.

또한, 원주형 어댑터의 외주에 밀봉 홈이 설치되고, 밀봉 홈은 위치결정용 환형 홈의 상방에 위치한다.

또한, 각 임팩터는 키웨이 및 연결키를 통하여 밑판에 조화되고, 밑판과 임팩터 사이에 밀봉 방진 구조가 설치되며, 원통형 케이스의 상단구는 공기 분배 장치의 하단면에 밀봉 조화되며, 공기 분배 장치의 하단면과 상판 사이에 구멍을 구비한 전이판이 설치된다.

상기 조합식 다운 홀 해머 및 그 시공 방법에 의하면 하기 효과 및 장점을 실현할 수 있다.

1. 다수의 소경 임팩터로 대경의 조합식 다운 홀 해머를 구성하여 구조가 합리적이고 제조 공정이 간단하며 보수가 간단하고 원가가 낮다.

2. 동력 헤드에 의하여 조합식 다운 홀 해머를 구동시켜 회전하면서 천공할 경우, 각 임팩터의 타격식 드릴은 공동으로 회전하면서 자체 축선 주위를 회전하여 타격식 드릴의 경화 합금 헤드의 마손이 균일하고 작업 효율 및 사용 수명을 향상시킬 수 있다.

3. 다수의 공기 분배 통로중의 최소한 하나의 제2 공기 통로와 공기 집합실을 연통시키는 공기 분배 통로의 축선이 원활하게 전이하는 곡선이므로, 주변의 각 임팩터의 제2 공기 통로 내로 전송되는 압축 공기의 압력 손실이 작고 효율적이다.

4. 드릴링 머신의 동력 헤드의 출력 회전 속도 및 드릴링 머신의 공기 공급 시스템의 파라미터에 근거하여, 조합식 다운 홀 해머의 공기 집합실 내의 공기 조절 장치를 설정된 값으로 조절하여 임팩터 내부를 흐르는 기류를 합리적으로 분배하고 에너지를 유효하게 이용하여 천공 효율을 향상시킬 수 있다.

5. 조합식 다운 홀 해머와 드릴파이프를 원주형 커넥터를 이용하여 힌지 핀 및 밀봉 링에 의하여 삽입 고정시켜 장착 및 분해가 간단하고 공기 통로의 밀봉성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 일부분을 구성하는 도면은 본 발명에 대한 이해를 돕기 위한 것으로 본 발명에 나타낸 실시예 및 그 설명은 본 발명을 해석하기 위한 것으로 본 발명을 한정하는 것이 아니다.
도 1은 본 발명의 제1실시예의 정면 구조를 나타낸 도면;
도 2는 본 발명의 제1실시예의 정면 단면 구조를 나타낸 도면;
도 3은 본 발명의 제1실시예의 평면도;
도 4는 본 발명의 제1실시예의 밑면도;
도 5는 본 발명의 제1실시예와 드릴파이프의 연결 구조를 나타낸 도면;
도 6은 본 발명의 제1실시예와 나선 드릴파이프의 연결 구조를 나타낸 도면;
도 7은 본 발명의 제2실시예의 정면 단면 구조를 나타낸 도면;
도 8은 본 발명의 제2실시예의 밑면도;
도 9는 본 발명의 제2실시예의 임팩터의 정면 구조를 나타낸 도면;
도 10 내지 도 15는 본 발명에 따른 조합식 다운 홀 해머의 작업 과정을 나타낸 도면;
도 16은 기존기술에 따른 다운 홀 해머의 구성을 나타낸 도면;
도 17은 기존기술에 따른 조합식 다운 홀 해머의 정면 구조와 G방향 구조를 나타낸 도면.

여기서, 상호 모순되지 않는 상황하에서 본 발명중의 실시예 및 실시예에 기재된 특징을 상호 결합할 수 있다.

도 1~도 6을 참조하여 본 발명의 조합식 다운 홀 해머의 제1 바람직한 실시예를 설명한다.

도 1에 도시한 바와 같이 조합식 다운 홀 해머는 커플링(1)과, 공기 분배 장치(2)와, 플랜지(3)와, 임팩터(4)를 포함한다. 도 2에 도시한 바와 같이 커플링(1)은 드릴파이프(5)에 연결되고 내부에 제1 공기 통로(10)가 설치된다. 제1 공기 통로(10)는 드릴파이프(5)의 공기 유로에 연통된다. 공기 분배 장치(2)는 커플링(1)과 플랜지(3) 사이에 연결된다. 다수의 임팩터(4)는 플랜지(3)에 장착되어 각 임팩터(4)에는 제2 공기 통로(40)가 설치되어 있다. 임팩터(4)는 본체(42)와, 경화 합금 헤드(44)가 설치되는 타격식 드릴(45)을 포함한다. 도에 도시한 바와 같이, 공기 분배 장치(2)에 제1 공기 통로(10)에 연통되는 공기 집합실(21)과, 공기 집합실(21)을 각 임팩터(4)의 제2 공기 통로(40)에 연통시키는 다수의 공기 분배 통로(22)를 포함한다. 커플링(1)과, 공기 분배 장치(2)와, 플랜지(3)은 하기와 같이 연결된다. 커플링(1)의 하단에 볼트(27) 혹은 나사를 통하여 공기 분배 장치(2)의 상단에 연결되는 제1 플랜지(12)를 설치하고 공기 분배 장치(2)의 하단에 볼트(37) 혹은 나사를 통하여 플랜지(3)의 상단에 연결되는 제2 플랜지(24)를 설치하며, 공기 통로의 밀봉성을 보장하기 위하여 커플링(1)과 공기 분배 장치(2) 사이에 밀봉 링(25)을 장착한다.

도 2에 도시한 바와 같이 본 실시예에 있어서 임팩터(4)의 수량은 5개로 그중의 한 임팩터가 중간에 배치되고, 기타 4개의 임팩터는 중간의 임팩터를 중심으로 환형으로 균일하게 배치된다. 중간의 임팩터(4)의 제2 공기 통로는 제1 공기 통로(10)의 축선과 일치하고, 기타 4개의 임팩터(4)의 제2 공기 통로의 축선은 제1 공기 통로(10)의 축선에 평행하며, 중간의 제2 공기 통로와 공기 집합실(21)의 공기 분배 통로를 직선형으로 연통시키고, 주변의 4개의 제2 공기 통로와 공기 집합실(21)의 공기 분배 통로(22)의 축선을 원활하게 전이하는 곡선형으로 연결시켜, 즉 대곡률 공기 통로 구조를 형성하고, 이로 인하여 압축 공기가 주변의 4개의 임팩터로 분류될 때 발생되는 손실을 유효하게 절감시킬 수 있어, 기존 기술에 있어서 집속식 다운 홀 해머의 주변의 임팩터로 분류,시 압축 공기가 횡방향의 공기 통로를 통하여 각 임팩터의 공기 통로로 진입하여 횡방향의 공기 통로와 주변의 각 임팩터의 공기 통로의 굽힘 각도가 직각에 달하여 압력 손실이 크고 효율이 낮은 문제를 해결할 수 있고, 주변의 각 임팩터의 제2 공기 통로 내로 전송되는 압축 공기의 압력 손실이 작으므로 다운 홀 해머의 시공 효율을 향상시킬 수 있다.

도 2에 도시한 바와 같이, 중간의 공기 분배 통로(22)에 공기 조절 장치(26)가 설치되고, 중심위치의 임팩터로의 공기 공급 파라미터(공기 압력과 공기 유량을 포함)를 조절하여 압축 공기의 이용율을 향상시켜 에너지를 절약할 수 있다.

도 1, 도 2 및 도 3을 참조하면, 커플링(1)은 제1 공기 통로를 형성하는 원주형 커넥터(11)를 더 포함하고, 드릴파이프(5)에 원주형 커넥터에 조화되는 장착공(51)이 설치되며, 원주형 커넥터(11)와 드릴파이프(5)는 이들을 관통하는 힌지 핀(13)에 의하여 연결되고, 원주형 커넥터(11)와 장착공(51) 사이에 밀봉 구조(14)가 설치됨으로써 조합식 다운 홀 해머와 드릴파이프(5)의 장착 및 분해에 편리하고, 공기 통로를 확실히 밀봉할 수 있으며, 기존 기술에 있어서 다운 홀 해머와 드릴파이프(5)가 테이퍼 나사 어댑터의 방식으로 연결되어서, 연결 시 다운 홀 해머 전체를 회전시켜야 하고 또한 아주 큰 토크가 있어야만 다운 홀 해머와 드릴파이프 사이의 밀봉성을 실현할 수 있고 현장에서의 장착 및 분해에 불편한 문제를 해결할 수 있다. 또한, 공기 통로의 밀봉 효과가 더욱 양호하고 원가가 절감되도록, 밀봉 구조(14)가 원주형 커넥터(11)의 상단에 설치되는 밀봉 링이고, 원주형 커넥터(11)의 상단의 가장자리부분이 모따기 구조로 형성되는 것이 바람직하다.

힌지 핀(13)이 최소한 두개인 것이 바람직하다. 이 실시예에 있어서, 힌지 핀(13)은 두개로 동일한 수평면에 대칭되게 배치된다. 원주형 커넥터(11)의 횡단면은 6각형이고 이에 대응되게 장착공(51)은 6내각형인 것이 바람직하다. 원주형 커넥터(11)의 각 측면에 원주형 커넥터의 대응되는 드릴파이프(5)의 회전을 방지하기 위한 회전 방지면을 형성하는 것이 바람직하다. 원주형 커넥터(11)의 외측벽에 수평방향으로 연장되는 제1 오목공이 설치되고, 드릴파이프(5)에 수평방향으로 연장되며, 장착공(51)과 교차되는 제2 오목공이 설치되고, 힌지 핀(13)은 제2 오목공에 장착되며, 또 제1 오목공을 관통하여 원주형 커넥터(11)와 드릴파이프(5)를 연결시키는 목적을 실현하며, 또한 힌지 핀(13)의 장착공의 가공에도 편리하다.

도 2에 도시한 바와 같이 플랜지(3)는 원통형 케이스(36)와 원통형 케이스(36)의 상부에 연결되는 상판(35)과, 원통형 케이스(36)의 하부에 연결되는 밑판(34)을 포함한다. 상판(35)과 밑판(34)에 각각 임팩터(4)를 장착하기 위한 위치결정용 구멍이 설치된다. 임팩터(4)의 상단(즉, 임팩터 본체(42)의 상단)에 원주형 어댑터(41)를 구비하고, 원주형 어댑터(41)는 제2 공기 통로의 일부를 구성하는 내공을 구비하며, 내공은 공기 분배 통로(22)에 연결되고, 원주형 어댑터(41)의 외주에 위치결정용 환형 홈이 설치되며, 원주형 어댑터(41)는 상판(35)의 위치결정용 구멍으로부터 돌출되고, 위치결정용 환형 홈에 설치된 위치결정용 링(61)에 의하여 위치가 결정된다. 공기 통로의 밀봉성을 보장하기 위하여 원주형 어댑터(41)의 단부에 밀봉 링(9)이 장착된다.

원통형 케이스(36)의 상단구가 공기 분배 장치(2)의 하단면과 밀봉 조화되고, 공기 분배 장치(2)의 하단면과 상판(35) 사이에 구멍을 구비한 전이 판(31)이 설치되며, 위치결정용 링(61)은 전이 판(31) 상의 구멍에 위치함으로서 조합식 다운 홀 해머의 구조의 안정성을 강화하는 것이 바람직하다. 또한, 각 임팩터(4)는 밑판(34)과 키웨이(32) 및 연결키(43)를 통하여 조화되는 것이 바람직하다. 밑판(34)과 임팩터(4) 사이에 밀봉 방진 구조(33)가 설치되는 것이 바람직하다. 이 밀봉 방진 구조(33)는 예를 들어 상기 밑판(34)의 위치결정용 구멍에 설치되는 방진환인 것이 바람직하다.

도 7 내지 도 9에 본 발명의 제2 바람직한 실시예를 나타내었는데, 상기 제1 바람직한 실시예와 임팩터(4)가 6개이고, 6개의 임팩터(4)의 제2 공기 통로(40)의 축선이 모두 제1 공기 통로(10)에 평행하며, 공기 집합실(21)과 각 임팩터의 제2 공기 통로(40)를 연통시키는 공기 분배 통로(22)가 모두 대곡률의 공기 통로 구조인 점에서 서로 다르다.

도 7에 도시한 바와 같이 각 공기 분배 통로(22)는 각각 축소형의 전이 기공(20)을 통하여 대응되는 제2 공기 통로(40)의 꼭대기에 연결된다. 공기 조절 장치(26)는 각 전이 기공(20)내에 설치되는 감쇠 조절 링이다. 실제의 응용에 있어서 각 임팩터(4)의 작업 압력의 크기에 근거하여, 각 공기 분배 통로(22)의 감쇠 조절 링(26)에 대하여 서로 다른 규격의 감쇠 조절 링을 선택하여 기류를 합리적으로 분배하고 에너지를 유효하게 이용하여 천공 효율을 향상시킬 수 있다.

도 9에 도시한 바와 같이 임팩터(4)는 임팩터 본체(42)와 타격식 드릴(45)을 포함한다. 임팩터 본체(42)는 플랜지(3)의 내부에 장착되고 또한 임팩터 본체(42)의 내부에 타격식 피스톤(410)을 장착시키기 위한 피스톤 챔버가 설치된다. 타격식 드릴(45)은 하단으로부터 피스톤 챔버의 내부에 장착되고, 또한 타격식 드릴(45)은 임팩터 본체(42)에 축방향 이동 가능 또한 원주방향 회전 가능하게 조화된다. 이로 인하여 동력 헤드가 조합식 다운 홀 해머를 구동시켜 회전하면서 천공을 수행할 경우, 각 임팩터(4)의 타격식 드릴(45)은 회전하면서 자체 축선 주위를 회전하여 타격식 드릴(45) 상의 경화 합금 헤드(44)의 마손이 균일하고 작업 효율 및 사용 수명을 향상시킬 수 있다.

구체적으로 타격식 드릴(45)은 서로 연결되는 타격식 헤드(451)와 가이드 축(49)을 표함하고, 경화 합금 헤드(44)는 타격식 헤드(451)에 장착된다. 가이드 축(49)의 상부에 축방향으로 연장되는 제한 함요부(401)가 설치되고 제한 함요부(401)에 제한 링(48)이 설치된다. 가이드 축(49)은 하단으로부터 피스톤 챔버 내에 삽입되고, 또한 제한 링(48)은 피스톤 챔버의 내벽에 설치된 위치결정용 테이블과 피스톤 챔버의 하단구에 장착되는 가이드 커버(47)에 의하여 제한되며, 가이드 커버(47)는 가이드 축(49) 상에 설치된다. 제한 링(48)이 양문(Side By Side) 제한 링인 것이 바람직하다.

본 실시예에 있어서 원주형 어댑터(41)의 위치결정용 환형 홈(411)내에 장착되는 위치결정용 링(61)은 양문의 위치결정용 링이고, 위치결정용 링(61)의 외부에 제한 커버(62)가 설치되며, 제한 커버(62)의 상방이 제한 링(63)과 스냅 스프링(64)에 의하여 제한된다. 원주형 어댑터(41)의 외주에 밀봉 홈(412)이 설치되고, 밀봉 홈(412)이 위치결정용 환형 홈(411)의 상방에 위치가 결정되어 공기 통로의 밀봉을 보장하는 것이 바람직하다.

아래 도 10 내지 도 15를 참조하여 본 발명에 따른 조합식 다운 홀 해머의 시공 방법을 설명한다.

1. 동력 헤드(7)와, 공기 공급 시스템(8)과, 드릴파이프(5)를 구비한 드릴링 머신을 시공 위치로 이동시켜 두 힌지 핀(13)와 밀봉 링(14)에 의하여 조합식 다운 홀 해머(100)와 드릴파이프(5)를 삽입 고정시켜 밀봉성을 유지한다(도 10을 참조).

2. 드릴링 머신의 동력 헤드(7)를 시동시켜 드릴파이프(5)와 조합식 다운 홀 해머(100)를 구동시켜서 시계 방향으로 회전시켜 구멍 위치에 맞춘 후 공기 공급 시스템(8)을 시동시켜 압축 공기를 공급하고, 조합식 다운 홀 해머(100)의 각 임팩터(4)를 구동시키며 동력 헤드(7)를 하강시키고, 조합식 다운 홀 해머(100)를 구동시켜 회전하면서 지하로 고 빈도의 타격식 천공을 수행하며, 각 임팩터(4)의 타격식 드릴(45)은 공동 회전하면서 자기 회전하며 부스러기는 임팩터(4)의 배기 기류와 함께 드릴파이프(5)와 구멍 벽 사이의 환형 간격을 통하여 지면에 배출된다(도 11 참조).

3. 예정된 깊이까지 천공하고 부스러기를 충분히 배출한다(도 12 참조).

4. 동력 헤드(7)를 상방으로 상승시키면 조합식 다운 홀 해머(100)도 지면까지 상승된다(도 13을 참조).

5. 드릴링 머신을 일측으로 이동시키고 구멍에 철근 케이지를 배치하며 콘크리트를 부어넣고 일정한 시간 동안 경화시키면 지하 기초 말뚝으로 된다(도 14, 도 15를 참조).

6. 드릴링 머신을 다음 시공 위치로 이동시켜 상기 단계를 반복적으로 수행한다(도 15를 참조).

도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 단계 1에 있어서 중공 원주형의 드릴파이프(5)를 이용할 수 있는 외에, 중공의 나선 드릴파이프(5)를 이용할 수도 있다.

단계 2에 있어서 두 힌지 핀(13)와 밀봉 링(14)에 의하여 조합식 다운 홀 해머(100)와 원주형의 드릴파이프(5) 혹은 나선 드릴파이프(5)를 삽입하여 고정하기 전에, 드릴링 머신의 동력 헤드(7)의 출력 회전 속도 및 드릴링 머신의 공기 공급 시스템(8)의 파라미터에 근거하여, 조합식 다운 홀 해머(100)의 공기 집합실(21) 내의 조절 장치(26)를 설정값으로 조절하여 기류를 합리적으로 분배하고 에너지를 유효하게 이용하여 천공 효율을 향상시킬 수 있다.

시험에 의하면, 본 발명에 따른 조합식 다운 홀 해머에 의하면 나선 드릴파이프와 조합식 다운 홀 해머를 조합하여 동일 공기 공급량에서 부스러기 배출 효과가 양호하고 더욱 깊은 구멍을 뚫을 수 있으며, 시공 효율이 높고 더욱 경제적이다. 경질의 지층, 특히 암석층에 적용되어 대경(φ500~φ800㎜ 및 ＞φ1000㎜)의 기초 말뚝의 시공을 효율적으로 수행할 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 원가가 낮고 구조가 합리적이며 보수가 간단하고, 장착 및 분해가 간단하며 밀봉성이 안정적이고 에너지를 유효하게 이용할 수 있으며 천공 효율이 높은 조합식 다운 홀 해머를 제공할 수 있다.

상기한 내용은 본 발명의 바람직한 실시예로, 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 당업자라면 본 발명에 여러가지 전이를 가져올 수 있다. 본 발명의 정신과 원칙을 벗어나지 않는 범위 내에서 수행하는 모든 수정, 동등교체, 개량 등은 본 발명의 보호 범위에 속한다.

Claims (12)

1. 드릴파이프(5)에 연결되고 내부에 제1 공기 통로(10)가 설치되는 커플링(1);
   플랜지(3);
   상기 플랜지(3)에 장착되어 각각 제2 공기 통로(40)가 설치되며 또한 각 타격식 드릴(45)이 자체 축선 주위를 회전할 수 있는 다수의 임팩터(4); 및
   상기 커플링(1)과 상기 플랜지(3) 사이에 연결되고 상기 제1 공기 통로(10)에 연통되는 공기 집합실(21)과 상기 공기 집합실(21)을 각각 상기 임팩터(4)의 제2 공기 통로(40)에 연통시키기 위한 다수의 공기 분배 통로(22)가 설치되는 공기 분배 장치(2)를 포함하고,
   최소한 하나의 상기 공기 분배 통로(22)에 공기 조절 장치(26)가 설치되며,
   각 상기 공기 분배 통로(22)가 각각 축소형의 전이 기공(20)를 통하여 대응되는 상기 제2 공기 통로(40)의 정부에 연결되고,
   상기 공기 조절 장치(26)가 각 상기 전이 기공(20)에 설치되는 감쇠 조절 링인 것을 특징으로 하는 조합식 다운 홀 해머.
2. 제1항에 있어서, 상기 임팩터(4)는
   상기 플랜지(3)의 내부에 장착되고 내부에 타격식 피스톤(410)을 장착하기 위한 피스톤 챔버가 설치되는 임팩터 본체(42)와,
   상기 피스톤 챔버의 하단에 장착되고 상기 임팩터 본체(42)에 축방향 이동 가능 또한 원주방향 회전 가능하게 조화되는 타격식 드릴(45)을 포함하는 것을 특징으로 하는 조합식 다운 홀 해머.
3. 제2항에 있어서, 상기 타격식 드릴(45)은 상호 연결되는 타격식 헤드(451)와 가이드 축(49)을 포함하고,
   상기 가이드 축(49)의 상부에 축방향으로 연장되는 제한 함요부(401)가 설치되고, 상기 제한 함요부(401)에 제한 링(48)이 설치되며,
   상기 가이드 축(49)은 상기 피스톤 챔버 내에 삽입되고, 또한 상기 제한 링(48)은 상기 피스톤 챔버의 내벽에 설치되는 위치결정용 테이블과 상기 피스톤 챔버의 하단구에 장착되는 가이드 커버(47)에 의하여 제한되며,
   상기 가이드 커버(47)가 상기 가이드 축(49) 상에 설치되는 것을 특징으로 하는 조합식 다운 홀 해머.
4. 제1항에 있어서, 각 상기 임팩터(4)의 제2 공기 통로(40) 중 최소한 하나의 제2 공기 통로의 축선이 상기 제1 공기 통로(10)의 축선에 평행하고, 상기 다수의 공기 분배 통로(22) 중의 상기 최소한 하나의 제2 공기 통로와 상기 공기 집합실을 연통시키는 공기 분배 통로의 축선이 원활하게 전이되는 곡선인 것을 특징으로 하는 조합식 다운 홀 해머.
5. 제1항에 있어서, 상기 커플링(1)은 상기 제1 공기 통로를 형성하는 원주형 커넥터(11)를 포함하고,
   상기 드릴파이프(5)에 상기 원주형 커넥터에 조화되는 장착공(51)이 설치되고, 상기 원주형 커넥터(11)와 상기 드릴파이프(5)가 이들을 관통하는 힌지 핀(13)에 의하여 연결되며,
   상기 원주형 커넥터(11)와 상기 장착공(51) 사이에 밀봉 구조(14)가 설치되는 것을 특징으로 하는 조합식 다운 홀 해머.
6. 제5항에 있어서, 상기 힌지 핀(13)은 최소한 2개이고,
   상기 원주형 커넥터(11)의 외측벽에 회전 방지 테이블이 설치되며,
   상기 원주형 커넥터(11)의 외측벽에 수평방향으로 연장되는 제1 오목공(凹孔)이 설치되고, 상기 드릴파이프(5)에 수평방향으로 연장되며, 상기 장착공(51)과 교차되는 제2 오목공이 설치되고, 상기 힌지 핀(13)이 상기 제2 오목공에 장착되고 상기 제1 오목공을 관통하는 것을 특징으로 하는 조합식 다운 홀 해머.
7. 제1항에 있어서, 상기 플랜지(3)는 원통형 케이스(36)와, 상기 원통형 케이스(36)의 상부에 연결되는 상판(35)과, 상기 원통형 케이스(36)의 하부에 연결되는 밑판(34)을 포함하고, 상기 상판(35)과 상기 밑판(34)에 각 상기 임팩터(4)를 장착하기 위한 위치결정용 구멍이 설치되며,
   상기 임팩터(4)의 상단에 원주형 어댑터(41)를 구비하고, 상기 원주형 어댑터(41)는 상기 제2 공기 통로의 일부를 형성하는 내공을 구비하며, 상기 내공은 상기 공기 분배 통로(22)에 연결되고 상기 원주형 어댑터(41)의 외주에 위치결정용 환형 홈(411)이 설치되며, 상기 원주형 어댑터(41)는 상기 상판(35)의 위치결정용 구멍으로부터 돌출되고, 상기 위치결정용 환형 홈(411) 상에 설치되는 위치결정용 링(61)에 의하여 위치가 결정되는 것을 특징으로 하는 조합식 다운 홀 해머.
8. 제7항에 있어서, 상기 위치결정용 링(61)은 절반씩 분배되는 위치결정용 링이고, 상기 위치결정용 링(61)의 외부에 제한 커버(62)가 설치되며, 상기 제한 커버의 상방은 제한 링(63)과 스냅 스프링(64)에 의하여 제한되는 것을 특징으로 하는 조합식 다운 홀 해머.
9. 제8항에 있어서, 상기 원주형 어댑터(41)의 외주에 상기 위치결정용 환형 홈(411)의 상방에 위치하는 밀봉 홈(412)이 설치되는 것을 특징으로 하는 조합식 다운 홀 해머.
10. 제9항에 있어서, 각 상기 임팩터(4)와 상기 밑판(34)이 키웨이(32) 및 연결키(43)를 통하여 조화되고,
    상기 밑판(34)과 상기 임팩터(4) 사이에 밀봉 방진 구조(33)가 설치되며,
    상기 원통형 케이스(36)의 상단구는 상기 공기 분배 장치(2)의 하단면에 밀봉 조화되고, 상기 공기 분배 장치(2)의 하단면과 상기 상판(35) 사이에 구멍을 구비한 전이 판(31)이 설치되는 것을 특징으로 하는 조합식 다운 홀 해머.
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