KR102273699B1 - 일자형 해머 비트가 구비된 지반 굴착용 에어 해머를 이용한 지반 굴착 방법 - Google Patents

일자형 해머 비트가 구비된 지반 굴착용 에어 해머를 이용한 지반 굴착 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 해머 비트 선단의 드릴헤드 하면 중앙에 일자형으로 구비된 타격부에 의해 지반 천공 속도를 향상시킬 수 있고, 타격부 양측에 상향 경사지게 구비되는 슬라임배출부에 의해 천공홀 저면과의 사이에 에어챔버를 형성하여 슬라임 배출을 용이하게 할 수 있는 일자형 해머 비트가 구비된 지반 굴착용 에어 해머를 이용한 지반 굴착 방법에 대한 것이다.
본 발명은 원통 형상의 케이스; 상기 케이스의 상부에 구비되어 상단이 케이스의 상부로 돌출되는 백헤드; 상기 케이스 내부의 백헤드 하부에 구비되는 피스톤; 및 상기 케이스 내부의 피스톤 하부에 구비되는 샤프트 및 상기 샤프트의 하부에 구비되어 케이스의 하부로 돌출되는 것으로 하면 중앙에 직경 방향으로 일자 형상으로 형성되고, 복수의 볼팁이 구비되며, 하면 전체 투영 면적의 15~60%인 타격부와, 상기 타격부의 양측에 외측 상향으로 경사진 경사면으로 형성되어 천공홀 저면과의 사이에 에어챔버를 형성하고, 복수의 볼팁이 구비되는 슬라임배출부와, 상기 에어챔버에 연통되도록 외주면에 수직 방향으로 형성되는 슬라임배출홈을 포함하는 드릴헤드로 구성되는 일자형 해머 비트; 로 구성되는 지반 굴착용 에어 해머를 이용한 지반 굴착 방법에 관한 것이다.

Description

일자형 해머 비트가 구비된 지반 굴착용 에어 해머를 이용한 지반 굴착 방법{Ground excavating method using air hammer with hammer bit}
본 발명은 해머 비트 선단의 드릴헤드 하면 중앙에 일자형으로 구비된 타격부에 의해 지반 천공 속도를 향상시킬 수 있고, 타격부 양측에 상향 경사지게 구비되는 슬라임배출부에 의해 천공홀 저면과의 사이에 에어챔버를 형성하여 슬라임 배출을 용이하게 할 수 있는 일자형 해머 비트가 구비된 지반 굴착용 에어 해머를 이용한 지반 굴착 방법에 대한 것이다.
말뚝 기초, 착정, 시추, 토류벽 가설 등의 작업을 하기 위해서는 지반 천공 과정이 필요하다.
대개 연약지반은 오거스크류 등을 이용하여 지반 천공이 가능하다. 이와 달리 암반, 전석매립지층 등 경질지반을 천공하기 위해서는 암반 굴착용 해머 비트(hammer bit)가 구비된 에어 해머를 사용한다.
에어 해머는 케이스 내부의 피스톤이 고압 공기에 의해 왕복 운동하면서 에어 해머의 단부에 결합된 해머 비트를 타격하여 해머 비트의 타격력과 회전에 의해 암반을 파쇄하는 공압식 해머 장치이다.
상기 에어 해머의 해머 비트는 지반을 타격에 의해 파쇄(crushing)하고 회전에 의해 분쇄(grinding)한다. 종래 해머 비트는 하면이 평탄한 원형으로 형성되어 해머 비트의 하면 전체가 천공면을 타격하여 파쇄하였다. 이에 따라 해머 비트의 타격력이 천공홀 저면의 넓은 면적으로 분산되고, 해머 비트의 하면과 지반 사이의 마찰력이 커 토크 저항이 클 수밖에 없었다. 따라서 지반 파쇄 속도가 느려 천공 시간이 오래 소요되고, 해머 비트의 선단 마모가 빨라 자재 소모가 큰 문제점이 있다.
한편, 해머 비트에 의해 파쇄 및 분쇄된 슬라임은 지상으로 배출된다. 이에 해머 비트의 저면에 에어배출구를 형성하고 해머 비트의 측면에 슬라임배출로를 형성하여, 에어배출구에서 분사되는 고압 공기에 의해 슬라임을 슬라임배출로를 통해 배출하였다.
그러나 종래 해머 비트는 해머 비트의 저면과 천공홀 사이 공간이 거의 없기 때문에, 해머 비트 하부의 암반 파편이나 슬라임 등이 제대로 배출되지 못하여 천공 속도를 지연시키는 문제가 있다.
KR 10-2013-0027763 A1
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 지반 천공 속도가 매우 신속하고, 슬라임 배출이 용이한 일자형 해머 비트가 구비된 지반 굴착용 에어 해머를 이용한 지반 굴착 방법을 제공하고자 한다.
바람직한 실시예에 따른 본 발명은 원통 형상의 케이스; 상기 케이스의 상부에 구비되어 상단이 케이스의 상부로 돌출되는 백헤드; 상기 케이스 내부의 백헤드 하부에 구비되는 피스톤; 및 상기 케이스 내부의 피스톤 하부에 구비되는 샤프트 및 상기 샤프트의 하부에 구비되어 케이스의 하부로 돌출되는 것으로 하면 중앙에 직경 방향으로 일자 형상으로 형성되고, 복수의 볼팁이 구비되며, 하면 전체 투영 면적의 15~60%인 타격부와, 상기 타격부의 양측에 외측 상향으로 경사진 경사면으로 형성되어 천공홀 저면과의 사이에 에어챔버를 형성하고, 복수의 볼팁이 구비되는 슬라임배출부와, 상기 에어챔버에 연통되도록 외주면에 수직 방향으로 형성되는 슬라임배출홈을 포함하는 드릴헤드로 구성되는 일자형 해머 비트; 로 구성되는 지반 굴착용 에어 해머를 이용한 지반 굴착 방법에 관한 것으로, (a) 상기 에어 해머를 회전시키면서 상기 백헤드를 통해 고압 공기를 유입하여 피스톤을 승하강시키고, 피스톤 하강시 해머 비트의 샤프트 상단을 타격함으로써 해머 비트의 드릴헤드 타격부로 천공홀 저면을 일자 형상으로 집중 타격하여 파쇄한 상태에서 해머 비트의 회전에 의해 타격부가 다른 각도로 순차적으로 천공면을 타격하여 파쇄하며, 슬라임배출부에 의해 에어챔버 내로 모인 파편들을 2차로 분쇄하는 단계; 및 (b) 고압 공기를 드릴헤드의 저면으로 분사하여 슬라임배출부 하부의 에어챔버로 유입된 슬라임을 슬라임배출홈을 통해 외부로 배토하는 단계; 로 구성되는 것을 특징으로 하는 일자형 해머 비트가 구비된 지반 굴착용 에어 해머를 이용한 지반 굴착 방법을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 타격부의 중앙에 홈부가 형성되거나 타격부의 중앙이 하부로 뾰족하게 형성되는 것을 특징으로 하는 일자형 해머 비트가 구비된 지반 굴착용 에어 해머를 이용한 지반 굴착 방법을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 슬라임배출부는 타격부의 양측면에 형성된 제1경사면 및 상기 제1경사면의 외측에 제1경사면보다 완만한 각도로 형성된 제2경사면으로 구성되는 것을 특징으로 하는 일자형 해머 비트가 구비된 지반 굴착용 에어 해머를 이용한 지반 굴착 방법을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 드릴헤드의 슬라임배출부 측 측면에는 윙비트가 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 일자형 해머 비트가 구비된 지반 굴착용 에어 해머를 이용한 지반 굴착 방법을 제공한다.
삭제
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 케이스의 외부에는 외주면에 스크류가 형성된 원통 형상의 튜빙이 구비되는 것을 특징으로 하는 일자형 해머 비트가 구비된 지반 굴착용 에어 해머를 이용한 지반 굴착 방법을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 스크류의 하단 양측에는 스크류팁이 구비되는 것을 특징으로 하는 일자형 해머 비트가 구비된 지반 굴착용 에어 해머를 이용한 지반 굴착 방법을 제공한다.
삭제
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 에어 해머에 유입되는 고압 공기는 식물성 착암기유가 함유되는 것을 특징으로 하는 일자형 해머 비트가 구비된 지반 굴착용 에어 해머를 이용한 지반 굴착 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 해머 비트의 드릴헤드 하면 중앙에 구비된 타격부가 폭이 좁은 일자형으로 형성되므로, 타격력이 좁은 면적에 집중되어 파쇄력 극대화로 우수한 굴착 효율을 확보할 수 있다. 아울러 천공홀 저면과의 마찰력이 감소되므로, 토크 저항을 최소화하여 지반 천공 속도 향상, 천공 시간 감소는 물론 해머 비트의 선단 마모로 인한 자재 소모를 줄일 수 있다.
둘째, 타격부의 양측에 외측 상향으로 경사지게 구비되는 슬라임배출부가 천공홀 저면과의 사이에 에어챔버를 형성할 수 있다. 따라서 타격부에 의해 파쇄된 파편이나 슬라임이 에어챔버 내로 유입되어 쉽게 배토되므로, 지반 굴착 효율 증대 및 굴진 속도 향상이 가능하다.
도 1은 지반 굴착용 일자형 해머 비트를 도시하는 사시도.
도 2는 일자형 해머 비트가 구비된 에어 해머에 의한 지반 굴착 과정을 도시하는 도면.
도 3은 일실시예에 의한 슬라임배출홈이 구비된 일자형 해머 비트를 도시하는 사시도.
도 4는 도 3에 도시된 일자형 해머 비트를 도시하는 저면도.
도 5는 다른 실시예에 의한 슬라임배출홈이 구비된 일자형 해머 비트를 도시하는 저면도.
도 6은 슬라임배출홈을 통한 슬라임 배출 과정을 도시하는 도면.
도 7 및 도 8은 타격부의 중앙이 뾰족하게 돌출된 실시예들을 도시하는 사시도.
도 9는 슬라임배출부에 제1, 2경사면이 구비된 실시예를 도시하는 사시도.
도 10은 윙비트가 구비된 일자형 해머 비트를 도시하는 저면도.
도 11은 지반 굴착용 에어 해머를 도시하는 단면도.
도 12는 튜빙이 구비된 에어 해머를 도시하는 도면.
이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 지반 굴착용 일자형 해머 비트를 도시하는 사시도이고, 도 2는 일자형 해머 비트가 구비된 에어 해머에 의한 지반 굴착 과정을 도시하는 도면이다.
도 1, 도 2 등에 도시된 바와 같이, 지반 굴착용 일자형 해머 비트는 지반 천공을 위해 에어 해머(1)의 하단에 결합되는 것으로, 상기 일자형 해머 비트(2)는 샤프트(2a) 및 상기 샤프트(2a)의 하부에 구비되는 드릴헤드(2b)로 구성되고, 상기 드릴헤드(2b)는, 드릴헤드(2b) 하면 중앙에 직경 방향으로 일자 형상으로 형성되고, 복수의 볼팁(B)이 구비되며, 타격과 회전에 의해 천공홀 저면 지반을 파쇄 및 분쇄하는 것으로 투영 면적이 드릴헤드(2b) 하면 전체 투영 면적의 15~60%인 타격부(21); 및 상기 타격부(21)의 양측에 외측 상향으로 경사진 경사면으로 형성되어 천공홀 저면과의 사이에 에어챔버(C)를 형성하고, 복수의 볼팁(B)이 구비되어 슬라임(S)의 배출을 유도하는 슬라임배출부(22); 로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 지반 천공 속도가 매우 신속하고 슬라임 배출이 용이한 일자형 해머 비트가 구비된 지반 굴착용 에어 해머를 이용한 지반 굴착 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기 일자형 해머 비트(2)는 지반 천공을 위해 에어 해머(1)의 하단에 결합된다.
상기 일자형 해머 비트(2)는 에어 해머(1)의 케이스(3) 내부에 삽입되어 피스톤(5)이 타격되는 샤프트(2a)와 상기 샤프트(2a)의 하부에 일체로 구비되는 것으로 지반을 파쇄 및 분쇄하기 위해 지름이 확경된 드릴헤드(2b)로 구성된다.
상기 드릴헤드(2b)의 하면은 중앙에 직경 방향으로 일자 형상으로 형성된 타격부(21)와 상기 타격부(21)의 양측에 구비되는 것으로 외측으로 갈수록 상향으로 경사진 슬라임배출부(22)로 구성되어 측단면이 대략 V자 형상으로 형성된다.
상기 타격부(21)는 하부 지반을 타격하여 파쇄하고, 회전하면서 타격부(21)의 하부 지반 또는 파쇄된 파편을 분쇄한다.
상기 해머 비트(2)는 지반을 회전 굴착하므로, 타격부(21)가 천공홀 저면을 타격하면서 회전하여 원형의 천공홀을 형성한다. 상기 타격부(21)의 타격에 의해 천공홀 저면 중앙을 일자 형상으로 1차 파쇄한 상태에서 해머 비트(2)의 회전에 의해 다른 각도로 타격부(21)가 천공면을 타격하므로 지반 파쇄가 원활하다.
상기 타격부(21)는 폭이 좁은 일자형으로 형성되므로, 타격력이 좁은 면적에 집중되어 효율적으로 천공홀을 파쇄할 수 있어 파쇄력을 극대화할 수 있다. 또한, 천공홀 저면과의 마찰력이 적어 토크 저항을 최소화할 수 있다.
이에 따라 굴진력 증대로 천공 소요 시간을 대폭 감소할 수 있으며, 해머 비트(2)의 선단 마모로 인한 자재 소모량을 최소화할 수 있다.
상기와 같이, 일자형 해머 비트(2)는 상기 드릴헤드(2b)의 선단에 구비된 타격부(21)의 집중 타격에 의하여 종래 동일 규격의 에어 해머에 비해 굴착 효율이 우수하다. 그러므로 소형 에어 해머(1)로 대체 가능하고, 이에 따라 투입 비용을 절감할 수 있다. 아울러 콤프레셔 용량을 최소화할 수 있어 기름 소비량 및 장비 대여 비용을 절감 가능하다.
상기 슬라임배출부(22)는 외측 상향으로 경사진 경사면으로 형성되어, 하부에 천공홀 저면과의 사이에 소정의 에어챔버(C)를 형성한다.
종래 해머 비트의 저면과 천공면 사이에 슬라임(S)이 갇혀 원활하게 배토되지 못해 천공 효율이 떨어지는 해머 비트와 달리, 상기 일자형 해머 비트(2)에서는 타격부(21)에 의해 파쇄된 파편이나 슬라임(S)이 에어챔버(C) 내로 유입되어 쉽게 배토될 수 있다. 따라서 슬라임(S)의 원활한 배토로 지반 굴착 효율 증대 및 굴진 속도 향상이 가능하다.
상기 슬라임배출부(22)는 하부에 에어챔버(C)를 형성할 뿐 아니라 에어챔버(C) 내로 모인 파편들을 추가로 분쇄하고, 회전에 의해 슬라임(S)을 측면으로 밀어내 슬라임(S) 등의 배출을 더욱 촉진한다. 이에 따라 파쇄된 슬라임(S)의 입자 크기가 큰 경우에도 슬라임배출부(22)에 의해 2차 분쇄되어 슬라임(S) 배토를 원활하게 할 수 있다.
상기 슬라임배출부(22) 면에서 슬라임(S)이 2차 분쇄되어 해머 비트(2)의 회전시 진동이 감소된다.
종래 해머 비트는 저면에 구비된 에어토출구에서 토출된 고압 공기가 해머 비트 측면의 슬라임배출로로 이동하도록 에어토출구와 슬라임배출로 사이에 연결홈이 형성되었다.
이와 달리, 상기 일자형 해머 비트(2)에서는 슬라임(S) 등이 슬라임배출부(22) 하부의 에어챔버(C)로 직접 모이므로, 해머 비트(2)의 저면에 별도로 연결홈을 형성할 필요가 없다. 즉, 슬라임배출부(22)의 전체 면이 연결홈 역할을 수행 가능하다. 이에 따라 해머 비트(2)의 표면 형상이 단순화되어 제작이 용이하고, 해머 비트(2) 저면의 단차진 부분의 마모로 인한 자재 소모를 줄일 수 있다.
상기 슬라임배출부(22)의 경사면이 형성하는 경사각은 지반 종류에 따라 결정 가능하다.
경질 지반의 경우, 천공면 타격시 저항을 줄이고 타격력을 집중시킬 수 있도록 슬라임배출부(22)의 경사각을 크게 함이 바람직하다. 아울러 슬라임(S)의 입자 크기가 상대적으로 크므로, 슬라임배출부(22)의 경사각을 크게 하면 에어챔버(C)의 부피를 충분하게 확보할 수 있어 슬라임(S)을 원활하게 배출 가능하다.
상대적으로 연질 지반의 경우, 슬라임배출부(22)의 경사각을 작게 하여, 슬라임배출부(22)의 하측 일부가 타격부(21)와 함께 천공면을 타격하도록 타격 면적을 확대시킴이 바람직하다.
여기에서 경사각은 수평면과 슬라임배출부(22)가 형성하는 각도를 의미한다.
상기 타격부(21)와 슬라임배출부(22)의 각 면에는 지반을 원활하게 절삭 가능하도록 볼팁(B)이 복수 개 구비될 수 있다.
상기 타격부(21) 및/또는 슬라임배출부(22)에는 고압 공기를 분사하는 에어토출구(211, 221)가 형성될 수 있다.
상기 타격부(21)의 투영 면적은 드릴헤드(2b) 하면 전체 투영 면적의 15~60%가 되도록 구성할 수 있다.
아울러 바람직하게는 상기 타격부(21)의 투영 면적은 드릴헤드(2b) 하면 전체 투영 면적의 20~35%가 되도록 구성할 수 있다.
상기 타격부(21)의 투영 면적이 전체 드릴헤드(2b) 투영 면적의 35%를 초과하면, 타격부(21)의 저면과 천공면 사이의 접촉 면적 증가로 인해 토크 저항이 커진다. 아울러 천공면에 전달되는 단위 면적당 타격력이 감소하여 굴진 속도가 떨어진다.
또한, 상기 타격부(21)의 투영 면적이 전체 드릴헤드(2b) 투영 면적의 20% 미만이면, 타격부(21)의 충격량 집중으로 해머 비트(2)의 마모가 커질 수 있어 자재 소모가 증가할 수 있다.
상기 타격부(21)의 투영 면적은 전체 드릴헤드(2b) 투영 면적의 30%가 가장 적정하다. 다만, 상기 범위 내에서 경질 지반의 경우 타격부(21)의 투영 면적을 작게 하여 천공면에 전달되는 타격력을 보다 집중시키고, 연질 지반의 경우 투영 면적을 크게 하여 타격 면적을 최대한 확보하도록 하는 것이 바람직하다.
도 3은 일실시예에 의한 슬라임배출홈이 구비된 일자형 해머 비트를 도시하는 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 일자형 해머 비트를 도시하는 저면도이다. 그리고 도 5는 다른 실시예에 의한 슬라임배출홈이 구비된 일자형 해머 비트를 도시하는 저면도이고, 도 6은 슬라임배출홈을 통한 슬라임 배출 과정을 도시하는 도면이다.
도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 드릴헤드(2b)의 외주면에는 상기 슬라임배출부(22) 하부의 에어챔버(C)에 연통되는 슬라임배출홈(23)이 수직 방향으로 형성될 수 있다.
상기 에어챔버(C)의 내부에 모인 슬라임(S)이 상부로 원활하게 배토될 수 있도록 드릴헤드(2b)의 외주면에는 슬라임배출홈(23)을 형성할 수 있다.
슬라임(S)은 1차로 슬라임배출부(22) 하부의 에어챔버(C)에 모였다가 상부로 배토된다. 그러므로 도 3, 도 6에서와 같이, 상기 슬라임배출홈(23)은 에어챔버(C)와 연통되도록 슬라임배출부(22) 측의 드릴헤드(2b) 측면에 형성한다.
상기 슬라임배출홈(23)은 원통 형상의 드릴헤드(2b)에 구비된 슬라임배출부(22) 측 외주면 일부에 형성될 수 있다(도 4). 또한, 상기 슬라임배출홈(23)은 슬라임배출부(22) 측 외주면 전체를 내측으로 오목하게 하여 형성될 수도 있다(도 5).
도 7 및 도 8은 타격부의 중앙이 뾰족하게 돌출된 실시예들을 도시하는 사시도이다.
도 1, 도 7 내지 도 9 등에 도시된 바와 같이, 상기 타격부(21)의 중앙에 홈부(212)가 형성되거나 타격부(21)의 중앙이 하부로 뾰족하게 형성될 수 있다.
상기 해머 비트(2)의 타격면이 천공면과 같이 원형으로 형성된 종래 해머 비트와 달리, 상기 해머 비트(2)는 타격면이 일자로 형성되어 천공면의 일부 면적만 접촉된다. 이 경우 에어 해머(1)의 수직도 조절이 천공 속도에 영향을 끼칠 수 있다.
따라서 상기 타격부(21)의 중앙이 천공면 중앙에 고정되어 축회전하면서 수직도를 유지할 수 있도록 타격부(21)의 중앙에 홈부(212)를 형성하거나 타격부(21) 중앙을 하부로 뾰족하게 형성할 수 있다.
상기 타격부(21)의 중앙이 하부로 뾰족하게 형성되는 경우, 도 7과 같이 별도의 돌부를 타격부(21) 면에 일체로 형성할 수 있다. 또는, 도 8, 도 9와 같이, 상기 타격부(21) 면 자체를 직경 방향으로 중앙에서 외측으로 갈수록 상향 경사지게 형성할 수도 있다.
이 경우 천공면 중앙이 먼저 파쇄되어 타격부(21)가 축 지지되므로 수직도가 조절된다. 아울러 타격력을 더욱 좁은 면적에 집중시키므로, 천공면 타격시 지반을 보다 효율적이고 신속하게 파쇄할 수 있다.
다만, 상기 타격부(21)의 마모 및 파손 방지를 위해 타격부(21)의 경사각도는 완만하게 형성하는 것이 바람직하다.
도 9는 슬라임배출부에 제1, 2경사면이 구비된 실시예를 도시하는 사시도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 상기 슬라임배출부(22)는 타격부(21)의 양측면에 형성된 제1경사면(22a) 및 상기 제1경사면(22a)의 외측에 제1경사면(22a)보다 완만한 각도로 형성된 제2경사면(22b)으로 구성될 수 있다.
상기 슬라임배출부(22)는 천공면 타격시 관입 저항을 최소화하기 위해 2단 경사면으로 형성할 수 있다.
이에 따라 상기 타격부(21)에 면한 슬라임배출부(22) 부분은 경사가 상대적으로 큰 제1경사면(22a)으로 형성하여, 타격부(21)와 함께 지반 타격시 지반에 관입되는 관입 저항을 최소화함으로써 파쇄 효율을 증대시킬 수 있다.
경사각이 큰 제1경사면(22a)의 폭이 길어질 경우, 수직도 조절이 어렵고 부재 손상 가능성이 있다. 그러므로 상기 제1경사면(22a)의 외측은 제1경사면(22a)보다 경사각이 작은 제2경사면(22b)으로 형성할 수 있다.
상기 슬라임배출부(22)의 제1경사면(22a)은 주로 타격부(21)와 함께 지반을 타격하여 파쇄한다.
상기 제2경사면(22b)은 슬라임(S)을 외측으로 밀어내고 파편을 분쇄함과 동시에 드릴헤드(2b)의 선단부를 보강, 지지하여 드릴헤드(2b)가 손상되지 않도록 한다.
도 10은 윙비트가 구비된 일자형 해머 비트를 도시하는 저면도이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 상기 드릴헤드(2b)의 슬라임배출부(22) 측 측면에는 윙비트(24)가 돌출 형성될 수 있다.
상기 타격부(21)는 원형이 아닌 일자형으로 형성된다. 그러므로 타격부(21)가 천공면 타격시, 1차적으로는 타격부(21)의 형상과 동일하게 일자형으로 천공면이 파쇄된다. 이에 드릴헤드(2b)가 180° 완전히 회전하여야 천공홀을 원형으로 형성 가능하다.
따라서 천공홀 단면을 조기에 원형으로 형성하여 해머 비트(2)가 원활하게 굴진될 수 있도록 슬라임배출부(22)의 측면에 윙비트(24)를 돌출시킬 수 있다.
상기 드릴헤드(2b)의 회전시 윙비트(24)는 천공홀 측면을 절삭하여 원형 단면으로 형성한다.
상기 윙비트(24)는 드릴헤드(2b)의 양측에 대칭으로 돌출 형성할 수 있다.
양측 윙비트(24) 간 외측면 거리는 타격부(21)의 길이, 즉 천공홀의 지름과 동일하게 형성 가능하다.
상기 윙비트(24)의 외주면에는 천공홀 공벽을 원활하게 절삭할 수 있도록 볼팁(B)이 구비될 수 있다.
도 11은 지반 굴착용 에어 해머를 도시하는 단면도이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 상기 일자형 해머 비트가 구비된 지반 굴착용 에어 해머는 원통 형상의 케이스(3), 상기 케이스(3)의 상부에 구비되어 상단이 케이스(3)의 상부로 돌출되는 백헤드(4), 상기 케이스(3) 내부의 백헤드(4) 하부에 구비되는 피스톤(5) 및 상기 케이스(3) 내부의 피스톤(5) 하부에 구비되어 드릴헤드(2b)가 케이스(3)의 하부로 돌출되는 지반 굴착용 일자형 해머 비트(2)로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 지반 굴착용 에어 해머는 전술한 일자형 해머 비트(2)를 포함하여 구성된다.
상기 에어 해머(1)는 케이스(3), 백헤드(4), 피스톤(5) 및 일자형 해머 비트(2)를 포함하여 구성된다.
상기 에어 해머(1)의 원통 형상의 케이스(3) 상부에는 고압 공기가 유입되는 백헤드(4)가 상단이 케이스(3)의 상부로 돌출되도록 구비된다.
상기 백헤드(4)의 하부에는 백헤드(4)로부터 유입된 고압 공기에 의해 상하 왕복 운동하는 피스톤(5)이 케이스(3) 내부에 위치되도록 구비된다.
상기 피스톤(5)의 하부에는 피스톤(5) 하강시 타격에 의해 타격력을 천공면에 전달함으로써 천공면을 파쇄하는 지반 굴착용 일자형 해머 비트(2)가 구비된다.
상기 지반 굴착용 일자형 해머 비트(2)의 각 구성 및 역할은 도 1 내지 도 10을 참고하여 전술한 지반 굴착용 일자형 해머 비트(2)에서와 같다.
한편, 실제 현장에 일반 해머 비트와 본 발명에 이용되는 해머 비트를 적용하여 굴착 깊이 1m 당 에어컴프레셔에 소요되는 기름량을 비교하였다.
실험 결과, 일반 해머 비트는 4.8L/m가 소요된 반면, 상기 일자형 해머 비트(2)의 경우 2.6L가 소요되어 소요 기름량을 45%가량 절감할 수 있는 것으로 확인되었다.
도 12는 튜빙이 구비된 에어 해머를 도시하는 도면이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 상기 케이스(3)의 외부에는 외주면에 스크류(61)가 형성된 원통 형상의 튜빙(6)이 구비될 수 있다.
상기 튜빙(6)은 에어 해머(1)의 케이스(3) 외부에 구비되어, 고가의 에어 해머(1)를 보호한다.
상기 튜빙(6)의 외부에는 스크류(61)가 구비되어, 지반 굴착시 에어 해머(1)의 직진도를 유지하며 배토를 원활하게 하고 천공 속도를 증가시킬 수 있다.
상기 해머 비트(2)의 직경이 천공 직경보다 작은 경우, 1차로 해머 비트(2)가 굴착한 후 튜빙(6)의 스크류(61)에 의해 확공되면서 천공홀을 형성할 수 있다.
상기 스크류(61)의 하단 양측에는 스크류팁(62)이 구비될 수 있다.
회전 굴착시 에어 해머(1)의 중심을 유지하고 스크류(61)의 마모를 최소화하기 위해 스크류(61)의 하단에 스크류팁(62)을 구비할 수 있다.
상기 스크류팁(62)은 한 쌍을 좌우 대칭으로 구비하는 것이 바람직하다.
상기 스크류팁(62)은 스크류(61)의 하단에 착탈 가능하게 결합 가능하다.
본 발명 일자형 해머 비트가 구비된 지반 굴착용 에어 해머를 이용한 지반 굴착 방법은 전술한 일자형 해머 비트가 구비된 지반 굴착용 에어 해머를 이용하여 지반을 굴착하는 방법에 관한 것이다.
본 발명 일자형 해머 비트가 구비된 지반 굴착용 에어 해머를 이용한 지반 굴착 방법은 (a) 상기 에어 해머(1)를 회전시키면서 상기 백헤드(4)를 통해 고압 공기를 유입하여 피스톤(5)을 승하강시키고, 피스톤(5) 하강시 해머 비트(2)의 샤프트(2a) 상단을 타격함으로써 해머 비트(2)의 드릴헤드(2b) 타격부(21)로 천공홀 저면을 일자 형상으로 집중 타격하여 파쇄한 상태에서 해머 비트(2)의 회전에 의해 타격부(21)가 다른 각도로 순차적으로 천공면을 타격하여 파쇄하며, 슬라임배출부(22)에 의해 에어챔버(C) 내로 모인 파편들을 2차로 분쇄하는 단계; 및 (b) 고압 공기를 드릴헤드(2b)의 저면으로 분사하여 슬라임배출부(22) 하부의 에어챔버(C)로 유입된 슬라임(S)을 슬라임배출홈(23)을 통해 외부로 배토하는 단계; 로 구성되는 것을 특징으로 한다.
즉, 해머 비트(2)의 드릴헤드(2b)에 구비된 타격부(21)로 천공면을 파쇄하는 (a) 단계와 에어챔버(C)로 유입된 슬라임(S)을 외부로 배토하는 (b) 단계로 구성된다.
이때, 상기 에어 해머(1)에 유입되는 고압 공기는 식물성 착암기유가 함유되도록 구성할 수 있다.
상기 피스톤(5)과 해머 비트(2)의 원활한 운동은 물론 마모와 부식을 방지하기 위해 윤활재인 착암기유를 사용할 수 있다.
이러한 착암기유로 종래에는 락드릴유가 주로 사용되었는데, 락드릴유는 천공홀 내로 유입되어 환경오염을 야기하는 문제가 있다.
따라서 착암기유를 식물성 재료로 사용하여 환경오염을 방지하도록 구성 가능하다.
1: 에어 해머 2: 해머 비트
2a: 샤프트 2b: 드릴헤드
21: 타격부 211: 에어토출구
212: 홈부 22: 슬라임배출부
22a: 제1경사면 22b: 제2경사면
221: 에어토출구 23: 슬라임배출홈
24: 윙비트 3: 케이스
4: 백헤드 5: 피스톤
6: 튜빙 61: 스크류
62: 스크류팁 B: 볼팁
C: 에어챔버 S: 슬라임

Claims (9)

  1. 원통 형상의 케이스(3);
    상기 케이스(3)의 상부에 구비되어 상단이 케이스(3)의 상부로 돌출되는 백헤드(4);
    상기 케이스(3) 내부의 백헤드(4) 하부에 구비되는 피스톤(5); 및
    상기 케이스(3) 내부의 피스톤(5) 하부에 구비되는 샤프트(2a) 및 상기 샤프트(2a)의 하부에 구비되어 케이스(3)의 하부로 돌출되는 것으로 하면 중앙에 직경 방향으로 일자 형상으로 형성되고, 복수의 볼팁(B)이 구비되며, 하면 전체 투영 면적의 15~60%인 타격부(21)와, 상기 타격부(21)의 양측에 외측 상향으로 경사진 경사면으로 형성되어 천공홀 저면과의 사이에 에어챔버(C)를 형성하고, 복수의 볼팁(B)이 구비되는 슬라임배출부(22)와, 상기 에어챔버(C)에 연통되도록 외주면에 수직 방향으로 형성되는 슬라임배출홈(23)을 포함하는 드릴헤드(2b)로 구성되는 일자형 해머 비트(2); 로 구성되는 지반 굴착용 에어 해머(1)를 이용한 지반 굴착 방법에 관한 것으로,
    (a) 상기 에어 해머(1)를 회전시키면서 상기 백헤드(4)를 통해 고압 공기를 유입하여 피스톤(5)을 승하강시키고, 피스톤(5) 하강시 해머 비트(2)의 샤프트(2a) 상단을 타격함으로써 해머 비트(2)의 드릴헤드(2b) 타격부(21)로 천공홀 저면을 일자 형상으로 집중 타격하여 파쇄한 상태에서 해머 비트(2)의 회전에 의해 타격부(21)가 다른 각도로 순차적으로 천공면을 타격하여 파쇄하며, 슬라임배출부(22)에 의해 에어챔버(C) 내로 모인 파편들을 2차로 분쇄하는 단계; 및
    (b) 고압 공기를 드릴헤드(2b)의 저면으로 분사하여 슬라임배출부(22) 하부의 에어챔버(C)로 유입된 슬라임(S)을 슬라임배출홈(23)을 통해 외부로 배토하는 단계; 로 구성되는 것을 특징으로 하는 일자형 해머 비트가 구비된 지반 굴착용 에어 해머를 이용한 지반 굴착 방법.
  2. 제1항에서,
    상기 타격부(21)의 중앙에 홈부(212)가 형성되거나 타격부(21)의 중앙이 하부로 뾰족하게 형성되는 것을 특징으로 하는 일자형 해머 비트가 구비된 지반 굴착용 에어 해머를 이용한 지반 굴착 방법.
  3. 제1항에서,
    상기 슬라임배출부(22)는 타격부(21)의 양측면에 형성된 제1경사면(22a) 및 상기 제1경사면(22a)의 외측에 제1경사면(22a)보다 완만한 각도로 형성된 제2경사면(22b)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 일자형 해머 비트가 구비된 지반 굴착용 에어 해머를 이용한 지반 굴착 방법.
  4. 제1항에서,
    상기 드릴헤드(2b)의 슬라임배출부(22) 측 측면에는 윙비트(24)가 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 일자형 해머 비트가 구비된 지반 굴착용 에어 해머를 이용한 지반 굴착 방법.
  5. 제1항에서,
    상기 케이스(3)의 외부에는 외주면에 스크류(61)가 형성된 원통 형상의 튜빙(6)이 구비되는 것을 특징으로 하는 일자형 해머 비트가 구비된 지반 굴착용 에어 해머를 이용한 지반 굴착 방법.
  6. 제5항에서,
    상기 스크류(61)의 하단 양측에는 스크류팁(62)이 구비되는 것을 특징으로 하는 일자형 해머 비트가 구비된 지반 굴착용 에어 해머를 이용한 지반 굴착 방법.
  7. 제1항에서,
    상기 에어 해머(1)에 유입되는 고압 공기는 식물성 착암기유가 함유되는 것을 특징으로 하는 일자형 해머 비트가 구비된 지반 굴착용 에어 해머를 이용한 지반 굴착 방법.
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