KR102377237B1 - 천공교반시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 천공교반시스템으로서, 쏘일 시멘트공법(DCM) 복합지반에 대한 회전 방식의 굴착으로 천공하는 천공교반장치, 상기 천공교반장치의 인접한 일측에 연결되어 상기 천공교반장치를 지탱하는 구조로 지지하는 프레임축조, 및 상기 프레임축조의 하단 부위에 축 결합되는 구조로 마련되어 상기 프레임축조를 포함한 상기 천공교반장치를 쏘일 시멘트공법(DCM) 복합지반의 굴착지로 용이하게 이동시키는 한편, 상기 천공교반장치의 굴착 과정에서 상기 천공교반장치의 조정에 필요한 동작을 조작 유도하는 운송조작장치를 포함하는 구성으로 이루어지는 천공교반시스템을 제공하고자 한다.

Description

천공교반시스템{Drill Stirrer System}
본 발명은 천공교반시스템에 대한 것으로, 보다 상세하게는 쏘일 시멘트공법(DCM) 복합지반의 천공 굴착에 있어서 천공교반장치의 효율적인 굴착과 함께, 천공교반장치의 굴착에 필요한 이동성의 편리함 및 조정을 모두 구현하고자 하는 천공교반시스템에 대한 것이다.
쏘일 시멘트공법(DCM) 복합지반의 천공 굴착에 있어서, 일반적으로 천공교반기를 이용하게 되는데, 이러한 천공교반기는 오거장치, 지지축 및 오거축, 교반날개, 스크류 및 천공비트의 구성품들로만 조합되어 있는 관계로, 굴착지에 대한 굴착 과정에서 오거축 회전에 대한 부하 증가가 발생되고 있으며, 이러한 오거축의 회전 부하 증가로 인한 회전력 손실 증가에 따라 스크류의 관입력이 저하되는 문제가 지속되고 있다.
특히, 천공교반기는 굴착지의 굴차지점까지 이동시켜야 되는데, 이러한 천공교반기의 이동에 있어서, 천공교반기를 별도의 차량에 실어야 하는 일렬의 적재작업과, 차량에 적재된 천공교반기가 흔들리지 않도록 고정하는 일렬의 작업, 및 굴착지에 도착한 차량에서 천공교반기를 내려 굴착지에 천공교반기를 설치하는 일렬의 작업들이 수행되어야 하는 관계로, 천공교반기의 설치 세팅 작업성이 매우 불편하고 번거로웠다.
더욱이, 오거축 및 천공비트가 회전되며 굴착지를 굴착하는 과정에서 부하 증가로 인해 오거축 및 천공비트의 회전수가 감소되는 문제도 지적되고 있으며, 특히 오거축이 회전 과정에서 전단력에 취약한 구조인 관계로 오거축에서 발생되는 휨성이나 파손 문제도 늘 지적되고 있다.
한편, 선행기술문헌에 개시된 하기의 특허문헌은 천공 관련 기술임을 참고할 수 있다.
특허문헌 001 : 제10-2007-0006370호 (출원일자 2007.01.20)
전술된 문제점들을 해결하기 위한 본 발명은, 천공교반기에 대한 굴착각의 조정 및 천공교반기의 편리한 이동 및 효율적인 굴착을 구현하고자 하는 천공교반시스템을 제공하고자 함에 그 목적을 두고 있다.
전술된 목적들을 달성하기 위한 본 발명은, 쏘일 시멘트공법(DCM) 복합지반에 대한 회전 방식의 굴착으로 천공하는 천공교반장치, 상기 천공교반장치의 인접한 일측에 연결되어 상기 천공교반장치를 지탱하는 구조로 지지하는 프레임축조, 및 상기 프레임축조의 하단 부위에 축 결합되는 구조로 마련되어 상기 프레임축조를 포함한 상기 천공교반장치를 굴착지로 용이하게 이동시키는 한편, 상기 천공교반장치의 굴착 과정에서 상기 천공교반장치의 조정에 필요한 동작을 조작 유도하는 운송조작장치를 포함하는 구성으로 이루어지는 천공교반시스템에 일 특징이 있다.
상기 천공교반장치는 오거장치에서 회전 가능한 구조로 수직하게 연결되어 회전되는 방식으로 굴착지의 굴착을 유도하는 적어도 하나 이상의 오거축의 내부 방향으로 굴착지의 굴착 상황에 따라 투입물들을 선택적으로 공급할 수 있게 상기 오거장치와 상기 오거축의 사이로 설치되는 삼중관 스위블, 및 상기 오거축의 회전 과정에서 발생되는 마찰충격을 줄이는 방식으로 상기 오거축에 대한 회전 부하의 감소 및 전단력 강화와 함께, 부싱의 마모도 줄이기 위해 상기 오거축의 길이 방향을 따라 일정한 지점마다 연결 설치된 적어도 하나 이상의 고속커플러, 상기 고속커플러로 연결된 상기 오거축 중 제일 하부에 위치된 오거축의 하단에 연결되어 굴착지에 투입물들을 교반하며 회전하는 방식으로 굴착지를 천공하는 천공교반기를 더 포함하는 구성으로 이루어지는 천공교반시스템에 일 특징이 있다.
상기 삼중관 스위블은 해저 지반의 굴착에 사용되는 천공교반장치의 오거축과 연결되어 상기 오거축과 함께 회전되는 내륜체 및 상기 내륜체의 외측을 감싸는 구조로 상부커버 및 하부커버와 결합되어 고정되는 외륜체로 구성되되, 상기 내륜체의 중심 부위에는 상단에서부터 하단에 이르기까지 수직한 구조로 관통되는 메인관통공, 상기 외륜체의 어느 일측 외주면의 상부에서 내주면을 향해 수평한 구조로 관통되는 제1 수평통공, 및 상기 외륜체의 어느 일측 외주면의 하부에서 내주면을 향해 수평한 구조로 관통되거나 상기 외륜체의 어느 타측 외주면의 하부에서 내주면을 향해 수평한 구조로 관통되는 제2 수평통공을 더 포함하는 구성으로 이루어지는 천공교반시스템에 일 특징이 있다.
상기 메인관통공, 상기 제1 수평통공, 상기 제2 수평통공의 각각에는 상기 투입물들로서 슬러리, 고압수, 고압에어가 선택적으로 공급되어지는 천공교반시스템에 일 특징이 있다.
상기 고속커플러는 상기 오거축의 중심축 기능을 하는 지지축에 결합되는 결합부재와 일체된 구조의 하우징부, 및 상기 하우징부의 양측단에서 결합 또는 분리 가능한 구조로 구성되는 커버들, 상기 하우징부의 내부에서 회전 가능한 구조로 삽입되어 상기 오거축의 사이에서 오거축들을 서로 연결하는 용도로 상기 오거축들과 함께 회전되는 회전체를 더 포함하는 구성으로 이루어지는 천공교반시스템에 일 특징이 있다.
상기 회전체의 외주면에 상호간 일정한 이격을 유지하는 형태로 일체되는 구조의 부싱이나, 상기 회전체와 상기 하우징부의 사이에 개재되는 이중 구조의 부싱이 더 포함되는 구성으로 이루어지는 천공교반시스템에 일 특징이 있다.
상기 운송조작장치는 기중기가 이용되되, 상기 프레임축조의 상부에 일단이 힌지되고, 상기 기중기의 후미에 타단이 힌지되어 전후진으로 동작되는 동력을 통하여 상기 천공교반장치의 굴착 조정에 필요한 동작을 조절하는 상기 천공교반장치의 굴착 조정에 필요한 동작을 조절하는 조절연결봉이 더 포함되며, 상기 조절연결봉에는 전후진으로 동작되는 동력을 제공하기 위한 실린더가 더 연결되어 있는 천공교반시스템에 일 특징이 있다.
상기 프레임축조의 상부에 일단이 힌지된 장력케이블의 타단 부위에는 와이어를 풀거나 감는 방식으로 상기 장력케이블의 장력을 조절하는 제1,2롤러로 연결되되, 상기 제1,2롤러 중 어느 하나의 롤러에 일단이 연결되고 타단은 상기 운송조작장치의 전방에서 전후진 가능한 동력을 제공하는 실린더와 힌지되는 방식으로 연결되어 젖힘 동작으로 상기 장력케이블의 장력을 조절유도하는 보조조절 제1 연결봉, 및 상기 보조조절 제1 연결봉의 일단과 힌지되고 타단은 상기 운송조작장치에 힌지되는 구조로 상기 보조조절 제1 연결봉의 젖힘 동작을 보완하며 보조 젖힘 동작을 유도하는 보조조절 제2연결봉을 더 포함하는 구성으로 이루어지는 천공교반시스템에 일 특징이 있다.
상기 천공교반기는 회전축의 길이를 따라 소정의 간격이 유지되며 수평한 방향으로 결합되되, 투입물을 고르게 교반하면서도 상기 오거축의 회전력 손실도 함께 줄일 수 있는 마름모꼴 구조의 블레이드들, 상기 회전축의 하부에서 수평한 방향으로 결합되어 굴착과 교반을 동시 수행하는 교반날개, 및 상기 회전축의 하단에서 나선 구조로 형성되어 굴착과 함께 공급된 투입물들을 선택적으로 굴착지에 공급하는 스크류를 더 포함하는 구성으로 이루어지는 천공교반시스템에 일 특징이 있다.
본 발명에 의한 천공교반시스템은 삼중관 스위블과 고속커플러가 접목된 천공교반장치와 이러한 천공교반장치를 지탱하는 구조로 축조된 프레임축조와 프레임축조의 하단 부위와 축 결합되는 방식으로 구비된 운송조작장치를 포함하는 구성으로 이루어지고, 특히 블레이드들의 마름모꼴 구조를 통하여 오거축의 회전력 손실을 최소화하여 오거축의 회전부하를 줄이고, 나선 구조의 스크류 비트 구조를 통하여 관입력이 상승하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의한 천공교반시스템은 운송조작장치의 조합에 따라 굴착 작업 현장에서 쏘일 시멘트공법(DCM) 복합지반의 굴착지 급변경시에도 불구하고 변경된 굴착지 지점으로의 천공교반장치에 대한 편리한 이동 보장이 가능하여, 예상치못한 굴착지에 대한 급변경시에도 능동적인 대처가 가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의한 천공교반시스템은 쏘일 시멘트공법(DCM) 복합지반에 대한 굴착 과정에서 프레임축조를 축으로 운송조작장치에서 천공교반장치를 조절할 수 있는 관계로, 굴착지에 대한 천공교반기의 정확한 굴착 포인트 조정이 용이한 효과가 있다.
아울러, 본 발명에 의한 천공교반시스템은 삼중관 스위벨, 고속커플러, 천공교반기의 조합으로 분당 회전수의 증가 및 고압에어와 고압수(워트제트)의 동시사용으로 인한 시공시간 절감과 함께, 유지보수의 비용 감소뿐만 아니라 공사비도 감축되며, 시멘트공법(DCM) 적용시 사용되는 시멘트량도 획기적으로 절감되는 효과도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 천공교반시스템 전체를 어느 일측 방향에서 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 삼중관 스위블의 외관 구조를 정면으로 도시한 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 삼중관 스위블의 상부 구조를 평면으로 도시한 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 삼중관 스위블의 내부 구조를 파악하기 위한 절개도이다.
도 5는 도 4에 도시된 삼중관 스뷔블의 A 부위를 확대하여 도시한 도면이다.
도 6은 도 1에 도시된 고속커플러의 하우징부인 제1,2 하우징(161)(162)의 어느 일측 부위를 정면으로 도시한 도면이다.
도 7은 도 1에 도시된 고속커플러의 하우징부 중 상부에 위치된 제1 하우징(161)을 평면으로 도시한 도면이다.
도 8은 도 7에 도시된 A-A 절개선 방향에서 바라본 고속커플러의 단면 구조를 도시한 도면이다.
도 9는 도 8에 도시된 B-B 절개선 방향에서 바라본 고속커플러의 단면 구조를 도시한 도면이다.
도 10은 고속커플러의 하우징부인 제1,2 하우징(161)(162)의 내부로 삽입 설치된 회전체(1600)를 포함한 고속커플러의 내부 구조 파악을 위한 고속커플러의 종단면 구조를 도시한 도면이다.
도 11은 도 10에 도시된 회전체(1600)의 내부 구조 파악을 위한 회전체(1600)의 종단면 및 그 측면을 함께 도시한 도면이다.
도 12는 도 10에 도시된 하우징부인 제1,2 하우징(161)(162)의 양측단 부위에 결합되는 커버링(165)(165＇)들 중 커버링(165)의 종단면 구조를 상세히 도시한 도면이다.
도 13은 하우징부인 제1,2 하우징(161)(162)와 회전체(1600)의 사이에 개재되는 방식으로 설치되는 일례의 부싱(166)에 대한 개념적 종단면 구조를 상세히 도시한 도면이다.
도 14는 하우징부인 제1,2 하우징(161)(162)와 회전체(1600)의 사이에 개재되는 방식으로 설치되는 다른 일례의 부싱(167)에 대한 개념적 종단면 구조를 상세히 도시한 도면이다.
도 15는 도 14에 도시된 “A”부위 그러니까 다른 일례의 부싱(167)을 확대하여 상세히 도시한 도면이다.
도 16은 도 15에 도시된 다른 일례의 부싱(167)과 그 내측부싱(167a) 사이로 형성된 간극(G)의 내부에 적용 설치될 수 있는 제1 마찰충격 감소수단(168)의 내부 구조 파악을 위한 제1 마찰충격 감소수단(168)의 종단면 구조를 도시한 도면이다.
도 17은 도 15에 도시된 다른 일례의 부싱(167)과 그 내측부싱(167a) 사이로 형성된 간극(G)의 내부에 적용 설치될 수 있는 제2 마찰충격 감소수단(169)의 내부 구조 파악을 위한 제2 마찰충격 감소수단(169)의 종단면 구조를 도시한 도면이다.
도 18은 도 1에 도시된 천공교반기(170)의 구성을 나타내기 위한 천공교반기(170)의 어느 일 정면 부위를 도시한 도면이다.
도 19는 도 18에 도시된 천공교반기(170)의 평면 부위를 도시한 도면이다.
본 발명의 명세서에 첨부된 도면은 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되어 도시됨을 밝히고, 본 발명의 명세서에 기재된 실시예는 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상으로 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 본 발명의 권리범위는 실시 예로 한정되는 것이 아니라, 다른 여러 변형 실시되는 점까지 감안한 명세서 전반에 걸친 기술적 사상을 토대로 해석되어야 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 천공교반시스템은 쏘일 시멘트공법(DCM) 복합지반에 대한 굴착을 위해 도 1에 도시된 바와 같이 수직하게 구성된 천공교반장치(100), 상기 천공교반장치의 인접한 일측에 연결되어 상기 천공교반장치를 지탱하는 구조로 지지하는 프레임축조(200), 및 상기 프레임축조의 하단 부위에 축 결합되는 구조로 마련되어 상기 프레임축조를 포함한 상기 천공교반장치를 쏘일 시멘트공법(DCM) 복합지반의 굴착지로 용이하게 이동시키는 한편, 상기 천공교반장치(100)의 굴착 과정에서 상기 천공교반장치(100)의 조정에 필요한 동작을 조작 유도하는 운송조작장치(300)를 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다.
상기 천공교반장치(100)는 오거장치(110)에서 회전 가능한 구조로 수직하게 연결되어 회전되는 방식으로 굴착지의 굴착을 유도하는 예컨대 2열로 수직하게 배열된 오거축(140)(150)의 내부 방향으로 굴착지의 굴착 상황에 따라 투입물(슬러리, 고압수, 고압에어)들을 선택적으로 공급할 수 있게 상기 오거장치(110)와 상기 오거축(140)(150)의 사이로 설치되는 삼중관 스위블(160)을 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 천공교반장치(100)는 예컨대 2열로 수직하게 배열된 오거축(140)(150)의 회전 과정에서 발생되는 마찰충결을 줄이는 방식으로 상기 오거축(140)(150)에 대한 회전 부하를 감소할 수 있게 상기 오거축(140)(150)의 길이 방향을 따라 일정한 지점마다 연결 설치된 고속커플러(160)를 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다. 이러한 상기 고속커플러(160)는 상기 오거축(140)(150)의 회전 과정에서 발생되는 전단력에도 강하게 버틸 수 있으며, 부싱의 마모도 줄일 수 있다.
더욱이, 상기 천공교반장치(100)는 상기 고속커플러(160)로 연결된 상기 오거축(140)(150) 중 제일 하부에 위치된 오거축의 하단에 연결되어 굴착지에 투입물들(예컨대: 슬러리, 고압에어, 고압수)을 교반하며 회전하는 방식으로 굴착지를 천공하는 천공교반기(170)를 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다.
상기 오거축(140)(150)은 도면상에서 예컨대 2열로 배열되어 있으나, 설계 조건 및 굴착 작업 환경에 적합한 구조로서 2열 이상이나 2열 이하로 증감될 수도 있으며, 이러한 상기 오거축(140)(150)들은 그 사이의 중앙에서 수직하게 설치된 지지축(130)을 중심축으로 회전될 수 있고, 상기 오거축(140)(150)들은 길게 연결되어야 하는 관계로 상기 오거축(140)(150)들은 일정한 지점마다 상기의 고속커플러(160)들이 매개되는 구조로 상호간에 연결될 수 있다.
상기의 삼중관 스위블(120)은 쏘일 시멘트공법(DCM) 복합지반의 굴착에 사용될 수 있게 도 1을 참고로 도 2 내지 도 4에서와 같이 천공교반장치(100)의 오거축(140)(150)과 연결되어 상기 오거축(140)(150)과 함께 회전되는 내륜체(122), 및 상기 내륜체의 외측을 감싸는 구조로 상부커버(123)와 하부커버(124)에 결합되어 고정되는 외륜체(121)로 구성될 수 있다.
이러한 상기의 삼중관 스위블(120)에 있어서, 상기 내륜체(122)의 중심 부위에는 상단에서부터 하단에 이르기까지 수직한 구조로 관통되는 메인관통공(120H1), 상기 외륜체(121)의 어느 일측 외주면의 상부에서 내주면을 향해 수평한 구조로 관통되는 제1 수평통공(120H2), 및 상기 외륜체(121)의 어느 일측 외주면의 하부에서 내주면을 향해 수평한 구조로 관통되거나 상기 외륜체(121)의 어느 타측 외주면의 하부에서 내주면을 향해 수평한 구조로 관통되는 제2 수평통공(120H3)을 더 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다.
이러한 상기의 메인관통공(120H1), 상기 제1 수평통공(120H2), 상기 제2 수평통공(120H3)의 각각에는 상기 투입물들로서 예컨대 슬러리, 고압수, 고압에어를 선택하거나 이들 상기 투입물 모두를 오거축(140)(150)의 내부를 거쳐 후술되는 천공교반기(170)를 통해 굴착지에 공급하기 위한 용도적 기능을 수행할 수 있다.
한편, 상기 고속커플러(160)는 도 1과 같이 오거축(140)(150)들의 사이에서 오거축(140)(150)들을 연결하게 되는데, 도 6 내지 도 11과 같이 결합부재(164)(163)와 일체된 구조의 하우징부인 제1,2 하우징(161)(162), 및 상기 제1,2 하우징(161)(162)의 양측단에서 결합 또는 분리 가능한 구조로 구성되는 커버(165)(165')들, 제1,2 하우징(161)(162)의 내부에서 회전 가능한 구조로 삽입되어 상기 오거축(140(150)의 사이에서 상기 오거축들을 서로 연결하는 용도로 상기 오거축들과 함께 회전되는 도 10의 회전체(1600)를 더 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다.
물론, 상기 회전체(1600)의 외주면에 상호간 일정한 이격을 유지하는 형태로 일체되는 구조의 도 13과 같은 부싱(166)이나, 상기 회전체(1600)와 상기 하우징부인 제1,2 하우징(161)(162) 사이에 개재되는 도 14를 참고로 도 15와 같은 이중 구조의 부싱(167)이 더 포함되는 구성으로 이루어질 수도 있다.
상기 천공교반기(170)는 도 1을 참고로 도면 18 내지 19에 도시된 바와 같이 예컨대 수직한 방향으로 구성된 회전축(171)에 다수의 블레이드(172)들과 교반날개(173)들 및 스크류(174)를 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다.
상기 블레이드(172)들은 상기 회전축(171)의 길이를 따라 소정의 간격이 유지되는 구조로 결합되어 수평한 방향으로 뻗어있되 전체적인 형상이 마름모꼴 형상의 구조로 이루어진 점이 특징이다.
즉, 상기 블레이드(172)들은 마름모꼴의 구조로 수평하게 뻗어 있는 관계로, 회전 과정에서 굴착지와 접촉되는 마찰면적의 축소에 따라, 상술된 오거축의 회전력 손실을 줄이는데에 일조할 수 있으면서도 투입물을 고르게 교반하는 기능적 역할도 수행할 수 있는 것이다.
상기 교반날개(173)들은 상기 회전축(171)의 하부 부위에 결합되어 수평한 방향으로 뻗어 있고, 낱개의 굴착비트(173a)들이 더 결합될 수 있는 구조로 이루어짐에 따라, 투입물에 대한 교반과 함께 굴착도 병행할 수 있다.
상기 스크류(174)는 상기 회전축(171)의 하단 부위에 결합되되 나선 구조로 형성되며 미도시되었으나 낱개의 굴착비트들도 더 결합될 수 있으며, 상기 굴착비트의 내부에 형성된 토출로를 통해 투입물들을 선택적으로 굴착지에 공급하면서 굴착할 수 있다. 따라서, 이러한 상기 스크류(174)는 굴착지의 굴차 과정에서 낱개의 굴착비트들과 그 내부의 토출로와의 조합된 구성을 통해 관입력 상승을 기대할 수 있는 것이다.
더욱이, 상기 블레이드(172)들 및 상기 교반날개(173)는 라운드 형상을 갖는 플랜지를 매개로 상기 회전축(171)과 결합되어 있는 관계로, 상기 회전축(171)의 회전 부하도 줄이고, 이와 동시 오거축의 회전력 손실도 최소화하는데에 기여할 수 있다.
이처럼, 마름모꼴 구조의 상기 블레이드(172)들, 상기 교반날개(173) 및 상기 스크류(174)의 조합 구성에 따라, 전체적으로 굴착지에 대한 관입력 상승 효과가 기대되며, 투입물들의 고른 혼합을 통한 고품질의 DCM 개량체 시공 효과도 기대될 수 있다.
한편, 상술된 삼중관 스위블(120) 및 고속커플러(160)는 후술 과정에서 더욱 상세히 설명될 것이며, 먼저 상술된 운송조작장치(300)에 대해 설명하자면 하기와 같다.
상기 운송조작장치(300)는 도 1에 도시된 바와 같이 예컨대 기중기의 일종인 포크레인이 이용될 수 있으며, 상기 천공교반장치(100)의 인접한 일측에 연결된 상기 프레임축조(200)의 하단 부위와 축 결합될 수 있다.
즉, 상기 운송조작장치(300)인 상기 기중기의 전방에 상기 프레임축조(200)가 탑재되는 구조로 상기 프레임축조(200)의 하단 부위가 축 결합될 수 있으며, 이러한 상기 프레임축조(200)의 탑재로 인하여 상기 운송조작장치(300)인 기중기는 선정된 굴착지로 상기 프레임축조(200)를 포함한 상기 천공교반장치(100)를 편리하게 이동시킬 수 있는 장점이 있다. 물론, 굴착 작업 현장에서 예기치못한 굴착지의 급변경시에도 불구하고 변경된 굴착지로도 편리하게 이동시킬 수도 있다.
이러한 상기 운송조작장치(300)인 기중기는 상기 천공교반장치(100)의 굴착 조정에 필요한 동작을 조절하는 조절연결봉(310) 및 장력 텐션을 위한 장력케이블(325) 및 상기 장력케이블의 장력을 조절하며 상기 천공교반장치(100)의 동작을 보조 조절하는 보조조절 제1,2 연결봉(320)(321)을 더 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다.
상기 조절연결봉(310)은 도 1과 같이 상기 프레임축조(200)의 상부에 일단이 힌지되고 상기 기중기의 후미에 타단이 힌지되어 전후진으로 동작되는 동력을 통하여 상기 천공교반장치(100)의 굴착 조정에 필요한 동작을 조절할 수 있다.
여기서, 상기 천공교반장치(100)의 굴착 조정에 필요한 동작은 굴착지에 상기 천공교반장치(100)가 정확하게 위치되도록 상기 천공교반장치(100)에 대한 일련의 전체 움직임을 의미하며, 이러한 일련의 전체 움직임에는 각도 동작도 포함될 수 있다.
상기 조절연결봉(310)에 전후진으로 동작되는 동력을 제공하기 위해, 상기 조절연결봉(310)에는 실린더(311)가 더 연결되는 구조로 구성될 수 있으며, 바람직하게는 상기 실린더(311)의 로드 단부가 상기 기중기의 후미에 힌지되는 연결 구조를 통해 상기 상기 프레임축조(200)의 회전각 조절이 가능함에 따라 상기 프레임축조(200)에 연결된 천공교반장치(100)의 동작 조절이 구현될 수 있는 것이다.
그리고, 상기 장력케이블(325)은 도 1과 같이 상기 프레임축조(200)의 상부에 그 일단이 힌지되고 타단 부위는 와이어(340)를 풀거나 감는 방식으로 상기 장력케이블(325)의 장력을 조절하는 제1,2롤러(330)(331)와 연결되는 구조이다.
상기 제1,2롤러(330)(331) 중 어느 하나의 롤러 그러니까 바람직하게는 도면상 상기 제2롤러(331)에 일단이 연결되는 보조조절 제1연결봉(320)은 그 타단이 기중기의 전방에 힌지 구조로 연결되면서, 상기 보조조절 제1연결봉(320)의 회전 젖힘 동작을 가능하게 하는 별도의 실린더 일단이 상기 보조조절 제1 연결봉과 힌지되고 타단은 기중기에 힌지될 수 있다.
또한, 상기 보조조절 제2 연결봉(321)은 상기 보조조절 제1 연결봉(320)의 일단과 힌지되고 타단은 상기 운송조작장치인 상기 기중기에 힌지되는 구조로 상기 보조조절 제1 연결봉(320)의 젖힘 동작을 보완하며 안정적 보조 젖힘 동작을 유도할 수 있다.
이러한 상기 보조조절 제1 연결봉(320) 및 상기 보조조절 제2 연결봉(321)은 상기 장력케이블(325)의 장력을 조절하면서도 상기 프레임축조(200)의 회전각을 보완하는 방식으로 보조 조절할 수 있다.
한편, 상술된 천공교반장치(100)에 구성되는 삼중관 스위블(120)에 있어서, 상기 외륜체(121)의 어느 외주연에는 소켓어답터(125)가 결합되어 있는데, 이러한 상기 소켓어답터(125)는 지지축의 오거축과 연결된 삼중관 스위블(120)을 스테빌라이저(stablilizer) 혹은 다축오거장치(Multi-Auger machine)에 결합하는 용도일 수 있다.
상기 외륜체(121)와 상기 내륜체(122)의 사이로는 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이 개재오링(126)들이 수직한 방향으로 일정한 간격을 유지하며 개재될 수 있으며, 상기 외륜체(121)와 상기 내륜체(122) 및 상기 상부커버(123)의 사이 그리고 상기 외륜체(121)와 상기 내륜체(122) 및 상기 하부커버(124)의 사이에는 베어링(127)들이 각각 개재될 수 있다.
또한, 상기 내륜체(122)와 상부커버(123) 및 상기 내륜체(122)와 상기 하부커버(124)의 사이로는 베어링오링(127a)들이 각각 개재되어 기밀한 구조로 밀폐될 수 있다.
이러한 상기의 개재오링(126)들은 상기 외륜체(121)와 상기 내륜체(122)의 사이를 기밀하게 밀폐하는 구조로 구성되는 관계로, 상기 외륜체(121)와 상기 내륜체(122)의 사이로 해수의 유입이 차단될 수 있으며, 상기 베어링오링(127a)들은 상기 내륜체(122)의 상부 측단과 상부커버(123)의 사이 그리고 상기 내륜체(122)의 하부 측단과 하부커버(124)의 사이를 기밀한 구조로 밀폐하기 때문에, 상기 베어링오링(171a)들의 방향으로 해수가 유입되는 현상을 차단할 수 있다.
삼중관 스위블(120)의 하단은 오거축(140)(150) 중 제일 상부에 위치한 오거축의 하단 부위와 결합 연결되는 부위인 관계로, 상기 내륜체(122)의 하단 부위에 하부오링(128)과 연결오링(129)이 일정한 간격을 유지하는 배열 방식으로 개재될 수 있으며, 이러한 상기의 하부오링(128)과 상기의 연결오링(129)은 오거축과의 결합 연결된 사이를 기밀한 구조로 밀폐하기 때문에, 해수의 유입이 원천적으로 차단될 수 있다. 내륜체(122)에는 장볼트(122a)가 도 4와 같이 삽입되는 방식으로 체결될 수 있다.
상기 외륜체(121)는 도 3 내지 도 5와 같이 상기 내륜체(122)의 외측을 감싸는 구조이되, 상기 상부커버(123)와 상기 하부커버(124)가 각각 상기 외륜체(121)의 상하단에서 예컨대 볼트의 체결 방식으로 결합될 수 있다.
따라서, 상기 외륜체(121)는 상기의 상부커버(123)와 하부커버(124)와 체결 결합된 상태로 고정되는 반면, 상기 외륜체(121)의 내부에 위치된 상기 내륜체(122)는 회전될 수 있다.
특히, 상기 내륜체(122)의 중심 부위에는 수직한 방향으로 관통된 구조의 메인관통공(120H1)이 형성될 수 있으며, 상기 내륜체(122)를 감싸는 구조인 상기 외륜체(121)에는 어느 일측의 외주면 상부 지점에서부터 내주면을 향해 수평하게 관통된 구조로 제1 수평통공(120H2)이 형성될 수 있고, 상기 외륜체(121)의 어느 타측의 외주면 하부 지점에서부터 내주면을 향해 수평하게 관통된 구조의 제2 수평통공(120H3)이 형성될 수 있다.
물론, 상기 제1 수평통공(120H2)의 형성 지점은 상기 제2 수평통공(120H3)의 형성 지점보다 위쪽에 위치될 수 있으며, 이들 상기의 제1 수평통공(120H2)과 상기의 제2 수평통공(120H3)은 상기 외륜체(121)의 외주면 수직한 부위에서 상하의 수직한 이격 간격으로 형성될 수도 있지만, 설계의 조건에 따라 상기 외륜체(121)의 외주면 수직한 부위에서 상하로 이격은 되되, 예컨대 상기 제1 수평통공(120H2)이 상기 외륜체(121)의 외주면 일측의 상부 지점에 형성될 경우, 상기 제2 수평통공(120H3)은 상기 외륜체(121)의 외주면 타측의 하부 지점에 형성될 수도 있는 것이다.
한편, 상기 내륜체(122)의 중심 부위에 형성된 상기의 메인관통공(120H1)에서 상기 내륜체(122)의 외측 방향으로 소정의 이격 부위에는, 상기 메인관통공(120H1)과 동일하게 상기 내륜체(122)의 상단에서부터 하단에 이르기까지 수직한 구조로 관통된 제1 보조관통공(120H2a) 및 제2 보조관통공(120H3a)이 형성되는 구조로 이루어질 수 있다.
이렇듯 상기 내륜체(122)에 형성된 상기의 제1 보조관통공(120H2a) 및 제2 보조관통공(120H3a)은 상기 내륜체(122)의 회전 과정에서 고정 상태에 있는 상기 외륜체(121)의 제1 수평통공(120H2) 및 제2 수평통공(120H3)과 일치되어 합치되는 방식으로 연통될 수 있으며, 이러한 연통 구조의 방식은 투입물(슬러리, 고압수, 고압에어)들의 택일 공급을 가능하게 하며, 더욱이 투입물(슬러리, 고압수, 고압에어)들의 공급을 위해 연결된 케이블 간의 꼬임 현상도 방지될 수 있는 것이다.
즉, 상기 외륜체(121)에 형성된 상기의 제1 수평통공(120H2) 및 제2 수평통공(120H3)에 연결된 케이블들은 상기 외륜체(121)가 고정되어 있으면서도 상기 외륜체(121)의 내부에서 회전되는 상기 내륜체(122)에 형성된 제1 보조관통공(120H2a) 및 제2 보조관통공(120H3a)이 상기 제1 수평통공(120H2) 및 제2 수평통공(120H3)과 합치되는 구조로 연통되며 투입물(슬러리, 고압수, 고압에어)들의 공급이 가능한 관계로, 상기 케이블들의 꼬임 현상이 방지되는 것이다.
더군다나, 삼중관 스위블(120)은 투입물(슬러리, 고압수, 고압에어)들이 해저 지반의 굴착 상황에 따라 개별적 공급이 가능한 관계로, 기존 스위블에 구성된 하나의 공급라인으로 투입물이 한꺼번에 공급되는 현상을 방지할 수 있음으로써, 투입물들의 라인에 대한 내구력이 향상되는 효과를 기대할 수 있으며, 이러한 투입물들의 개별 공급이나 택일 공급이 가능함에 따른 향후 시공될 개량체의 품질성도 탁월해질 수 있다.
다시 말해, 굴착 상황의 변동으로 굴착 작업의 현장 굴착지에 경우에 따라 슬러리의 공급만 요구될 수 있는데, 만일 기존의 스위블은 하나의 공급라인을 통해서 슬러리뿐만 아니라 고압수 및 고압에어도 함께 현장 굴착지에 공급되는 관계로 고압수 및 고압에어가 필요하지 않는 향후 시공될 개량체 부위가 이미 공급된 고압수 및 고압에어 투입으로 경도의 저하나 균일 현상과 같은 하자가 발생될 수 있으며, 이는 결국 개량체의 품질 저하로 귀결될 수 있지만, 본 발명에서의 삼중관 스위블은 굴착 상황의 변동에 능동적으로 대처할 수 있도록 투입물들의 택일 공급이나 개별 공급이 가능하여 오히려 시공될 DCM 개량체의 품질성이 향상되는 효과를 기대할 수 있다.
한편, 상기 결합부재(163)(164)는 천공교반장치(100)의 베드나 지지축(130)에 그 저면이 결합되는 용도이되, 상기 결합부재(164)는 특히 판상형 구조이고, 상기 결합부재(163)는 상기 결합부재(164)에서 돌출되며 상기 결합부재(164)와 일체될뿐만 아니라 상기 하우징부인 제1,2 하우징(161)(162)를 받쳐주면서도 상기 제1,2하우징(161)(162)과도 일체되는 구조로 구성될 수 있다.
상기의 제1,2 하우징(161)(162)은 각각 반호 형태이되 상호 간에 합치되는 구조로 결합됨에 따라 원통 구조로 형성되어 도 10에 도시된 바와 같이 회전체(1600)의 삽입 설치가 이루어질 수 있다.
상기 제1,2 하우징(161)(162)의 합치 결합에 따라 상기 제1,2 하우징(161)(162)의 양측단에는 도 10에서와 같이 상기 커버링(165)과 커버링(165')이 각각 체결구(165aa)의 체결로 결합될 수 있으며, 이러한 상기 체결구(165aa)는 예컨대 볼트가 이용될 수 있다.
상기 제1,2 하우징(161)(162)의 내부에 회전 가능한 구조로 삽입 설치되는 회전체(1600)는 그 내부에 복수개 이상의 통공들이 구획되는 구조로 형성될 수 있는데, 예컨대 도 10 및 도 11에서와 같이, 중앙 부위를 따라 관통 형성된 제1 통공(1610), 상기 제1 통공과 소정의 간격을 유지하며 그 일측 그러니까 도면상 상측 부위를 따라 관통 형성된 제2 통공(1620), 상기 제1 통공과 소정의 간격을 유지하며 그 타측 그러니까 도면상 하측 부위를 따라 관통 형성된 제3 통공(1630)들을 포함하는 구조로 구성될 수 있다.
이러한 상기 회전체(1600)의 제1 통공(1610), 제2 통공(1620), 및 제3 통공(1630)들은 슬러리(slurry), 고압수(워트제트), 고압에어를 포함하는 투입물들의 공급 이동 통로 기능을 수행할 수 있고, 투입물들은 이러한 상기의 통공들을 통하여 쏘일 시멘트 공법(DCM) 복합지반 시공 과정에서 굴착지에 선택적으로 공급될 수 있다.
한편, 상기 커버링(165)(165')은 동일하게 구성될 수 있는 관계로 상기 커버링(165)(165')에 대한 구성만 일례로 설명될 수 있으며, 이러한 상기 커버링(165)(165')은 도 10를 참고로 도 12에 도시된 바와 같이 그 내경을 따라 상호간에 소정의 간격을 유지하며 형성되는 복수개의 제1 베어링홈(165a) 및 제2 베어링홈(165b)으로 구성될 수 있으며, 상기 복수개의 제1 베어링홈(165a) 및 제2 베어링홈(165b) 상부에는 체결공(165c)이 형성되는 것을 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다.
물론, 이러한 상술된 제1 베어링홈(165a), 제2 베어링홈(165b) 및 체결공(165c)은 상기 커버링(165')에도 동일하게 구성될 수 있다. 상기 체결공(123c)은 상술된 체결구(165aa)의 삽입 체결에 요구되는 홀로서 상기 체결구(165aa)의 삽입 체결에 따라 상기 커버링(165)(165')들이 상기 하우징부인 제1,2 하우징(161)(162)의 양측단에 견고히 결합될 수 있다.
상기 복수개의 제1 베어링홈(165a) 및 제2 베어링홈(165b)에는 각각 예컨대 볼베어링들의 삽입 설치에 요구되는 홈들로서 볼베어링들의 삽입 설치에 따라, 굴착지를 향해 회전되는 로드(Rod) 즉 상기 회전체(1600)의 유연한 회전력을 제공하여, 상기 회전체(1600)의 회전 마찰 감소에 따른 회전수 향상에 일조할 수 있다.
상기 고속커플러(160)에 적용되는 일례로 실시된 부싱(166)은 도 10를 참고로 도 13에 도시된 바와 같이 상기 회전체(1600)의 외경에 일체되는 구조이면서도 상기 제1,2 하우징(161)(162)의 양측단에 결합된 상기 커버링(165)(165')들의 사이에서 물림 즉 걸림 가능한 구조로 설치되어 있는 관계로, 굴착지를 향해 회전되는 로드(Rod)인 상기 회전체(130)의 회전량이 늘어남에도 불구하고, 부싱(166)의 마모가 미미한 효과를 기대할 수 있다.
즉, 상기 부싱(166)은 더욱이 주연 길이를 따라 소정의 간격을 유지하는 형태로 내경에서부터 외경에 이르기까지 관통된 마찰분산공(166a)들이 형성될 수 있고, 이러한 상기 마찰분산공(166a)들은 특히 내경으로 관통된 직경이 외경으로 관통된 직경보다 큰 확공(廓孔) 구조를 갖는 확협공(廓俠孔) 구조를 갖는다.
다시 말해, 상기 마찰분산공(166a)들은 내경에서 외경으로 갈수록 확공(廓孔)에서부터 점진적으로 협공(俠孔)되는 구조의 확협공(廓俠孔) 형태인 것이다.
이러한 상기 마찰분산공(166a)들은 로드(Rod)인 상기 회전체(1600)의 회전 과정에서 발생되는 마찰저항력을 분산시키는 효과를 기대할 수 있으며, 이를 위해 상기 부싱(166)의 내경 부위가 외경을 향해 확협공(廓俠孔)되는 구조로 이루어져 마찰저항력의 분산 효과를 높이고, 이로 인한 상기 회전체(1600)의 회전 부하를 감소시킬 수도 있다.
그리고, 상기 부싱(166)이 상기 회전체(1600)의 외주면과 일체되는 구조로 이루어진 관계로, 상기 로드를 가이드하는 역할의 상기 부싱(166) 마모가 미미할 수 있고, 로드(Rod)인 상기 회전체(1600)의 회전량이 증가함에도 불구하고 상기 부싱(166)이 상기 회전체(1600)와의 회전 이격이 존재하지 않아 상기 회전체(1600)로 작용될 수 있는 전단력 약화에 따른 상기 회전체(1600)의 휨이나 파손 현상이 방지될 수 있다. 아울러, 로드(Rod)인 상기 회전체(1600)의 회전량 한계치 또한 기존 커플러에 적용된 회전체에서 구현될 수 있는 30RPM 한계치보다 훨씬 높은 50 내지 60 RPM에 이르는 회전량 한계치까지 구현할 수 있다.
한편, 본 발명의 고속 커플러에 적용되는 다른 일례로 실시된 부싱(167)은 하우징부인 제1,2 하우징(161)(162)의 양측단 부위에 결합되는 체결구(165aa)에 결합되는 구조이면서 그 내측에 내측부싱(167a)을 더 포함하는 이중의 부싱 구조로서 도 14을 참고로 도 15에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다.
이러한 다른 일례로 실시된 상기의 부싱(167)은 상기 내측부싱(167a)과의 사이로 도 15에서와 같은 간극(G) 및 상기 내측부싱(167a)의 양측단에 일체된 보강팁(167b)을 더 포함하는 구성으로 이루어질 수도 있다.
더욱이, 상기 간극(G) 사이로는 도 16에서와 같이 일례로 실시된 제1 마찰충격 감소수단(168)이 더 삽입되는 구조로 구성될 수 있으며, 설계의 조건 및 사용 환경에 따라 한편으로는 도 17에서와 같이 제2 마찰충격 감소수단(169)이 더 삽입되는 구조로도 구성될 수도 있다.
이러한 상기 제1 마찰충격 감소수단(168)은 도 16에서와 같이 상기 간극(G)의 내부로 삽입되는 테이퍼 로울러 베어링(168A) 구조로 구성될 수 있되, 이러한 상기 테이퍼 로울러 베어링(168A)은 로드(Rod)의 회전체(1600) 회전 과정에서 발생되는 부하들을 최대한으로 감소시키기에 적합한 구조이다.
즉, 상기 부하들은 로드(Rod)의 회전체(1600) 회전 과정에서 레이디얼하중, 엑시얼하중, 합성하중, 및 기타 하중들을 모두 고려할 수 있는데, 이러한 부하들은 로드(Rod)의 회전체(160) 회전 과정에서 상기 테이퍼 로울러 베어링(168A) 구조를 통해 최대한도로 감소될 수 있는 것이다. 이처럼, 상기 회전체(600)의 회전에 대한 부하 감소는 상기 회전체(1600)와 직접 연결되는 오거축(140)(150)들에 대한 부하도 감소될뿐만 아니라 상기 오거축(140)(150)들에서 나타나는 전단력에 의한 상기 오거축(140)(150)들의 파손도 줄일 수 있다.
이러한 상기 테이퍼 로울러 베어링(168A)은 상기 간극(G)의 중앙 부위에 설치되는 구형베어링(168c) 및 상기 구형베어링을 기준으로 그 좌우측에 설치되는 로울러베어링(168a)(168b)들을 더 포함하는 구조로 구성될 수 있고, 상기 구형베어링(168c)의 좌우측 부위와 접촉되는 로울러베어링(168a)(168b)들의 부위에는 각각 상기 구형베어링(168c)들의 좌우측 부위 일부들을 에워싸며 감싸기에 적합한 접촉곡면(168a1)(168b1)들로 형성될 수 있다.
이처럼, 상기 구형베어링(168c) 및 로울러베어링(168a)(168b) 및 접촉곡면(168a1)(168b1)을 포함하는 구조의 상기 테이퍼 로울러 베어링(168A)은 상기 회전체(1600)의 회전 과정에서 발생되는 다양한 부하들(레이디얼하중, 엑시얼하중, 합성하중, 및 기타 하중)에 대한 능동적 대처가 가능한 구조에 적합한 관계로, 상기 부하들을 최대한도로 감소시켜 결국 부싱(167)의 마모가 미미하고 회전체(1600)와 함께 오거축(140)(150)의 회전 속도가 증가될 수 있으며 회전체(160) 및 오거축(40)(150)들의 전단력도 강화될 수 있는 것이다.
한편, 상기 간극(G) 사이로는 설계의 조건 및 사용 환경에 따라 도 17에서와 같이 제2 마찰충격 감소수단(169)이 더 삽입되는 구조로도 구성될 수도 있다.
이러한 상기 제2 마찰충격 감소수단(169)은 도 17에서와 같이 상기 간극(G)의 내부로 삽입되는 밴드띠 볼 베어링(169A) 구조로 구성될 수 있되, 이러한 상기 밴드띠 볼 베어링(169A) 역시도 로드(Rod)의 회전체(1600) 회전 과정에서 발생되는 부하들을 최대한으로 감소시키기에 적합한 구조이다.
즉, 상기 부하들은 로드(Rod)의 회전체(1600) 회전 과정에서 발생될 수 있는 레이디얼하중, 엑시얼하중, 합성하중, 및 기타 하중들을 모두 고려할 수 있는데, 이러한 부하들은 로드(Rod)의 회전체(1600) 회전 과정에서 상기 밴드띠 볼 베어링(169A) 구조를 통해 최대한도로 감소될 수 있는 것이다.
이러한 상기 밴드띠 볼 베어링(169A)은 상기 간극(G)의 내부로 삽입 설치되는 밴드띠(169c)의 내부에서 지그재그형 구조의 판스프링(169a)이 구성되고, 상기 판스프링(169a)의 길이 방향을 따라 일정한 간격을 유지하며 회전 가능한 구조로 설치된 볼베어링(169b)들을 더 포함하는 구조로 구성될 수 있고, 상기 밴드띠(169c)의 내부는 지그재그형 구조의 상기 판스프링(169a) 설치에 적합하면서도 상기 볼베어링(169b)들에게로 전달되는 마찰 충격의 흡수에 용이하면서도 볼베어링(169b)들의 회전도 가능하기에 적합한 지그재그형의 중공(169c1) 형태로 형성될 수 있다.
이처럼, 상기 판스프링(169a), 상기 볼베어링(169b)들, 상기 중공(169c1)을 형성한 상기 밴드띠(169c)를 포함하는 구조의 상기 밴드띠 볼 베어링(169A)은 상기 회전체(1600)의 회전 과정에서 발생되는 다양한 부하들(레이디얼하중, 엑시얼하중, 합성하중, 및 기타 하중)에 대한 능동적 대처가 가능한 구조에 적합한 관계로, 상기 부하들을 최대한도로 흡수시키는 방식으로 부하 감소를 도모함으로써, 결국 부싱(167)의 마모는 미미하고 회전체(1600) 및 오거축(140)(150)의 회전 속도가는 증가될 수밖에 없으며, 회전체(1600) 및 오거축(140(150)의 전단력도 강화될 수밖에 없는 것이다.
한편, 오거축(140)(150)들 중 도면상 도 1에서와 같이 제일 하부에 위치된 오거축(140)(150)의 하단에 결합 구성되는 천공교반기(170)는 도 18 내지 도 19를 참고로 회전되면서 쏘일 시멘트공법(DCM) 복합지반을 굴착하게 되는데, 이러한 상기 천공교반기(170)는 회전축(171)의 길이를 따라 소정의 간격을 유지하며 수평 방향으로 결합되어 굴착 과정에서 슬러리를 고르게 믹싱하는 마름모꼴 구조의 블레이드(172)들, 회전축(171)의 하부에 결합된 교반날개(173)들과 함께, 슬러리, 고압수, 고압에어와 같은 투입물들을 토출시키면서도 복합지반을 효과적으로 굴착하는 낱개의 굴착비트들을 포함한 스크류(174)를 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다.
이러한 상기의 천공교반기(170)는 쏘일 시멘트공법(DCM) 복합지반의 굴착 과정에서 프레임축조(200)의 동작이 운송조작장치(300)에 의해 조절되고, 이와 함고속커플러(160)들에 의한 고속 회전과 더불어 마찰저항감소 및 삼중관 스위블(120)을 통한 투입물(고압수, 고압에어, 슬러리)의 선택적인 공급에 따라, 복합지반에 대한 굴착이 효율적으로 진행될 수 있으며, 관입력의 상승도 기대될 수 있는 것이다.
특히, 시멘트공법(DCM) 적용시 사용되는 시멘트량도 획기적으로 절감될 수 있는데, 예컨대 투입물의 세멘트량이 기존의 250kg/㎥ 대비 150kg/㎥으로 30% 이상 절감될 수 있다.
복합지반에 대한 굴착의 효율성은 굴착지에 천공교반장치를 정확히 위치시켜야 하는 동작 조정을 해야 하는 점, 회전하는 오거축에 대한 부하를 감소해야 하는 점, 및 전단력을 보강해야 하는 점, 그리고 굴착지의 지형에 따라 투입물들의 선택적 공급이 이루어져야 하는 점 등을 모두 종합적으로 만족하는 의미의 용어로서, 굴착의 시작에서부터 진행 및 완료에 이르기까지 별다른 이상없이 잘 진행될 수 있는 굴착의 전반적인 진척도 개선 향상을 의미하고, 시공될 고품질의 DCM 개량체 시공 효과도 내포하는 의미의 용어로 해석되어야 할 것이다.
천공교반장치(100)
오거장치(110) 삼중관 스위블(120)
지지축(130) 오거축(140)(150)
고속커플러(160) 천공교반기(170)
프레임축조(200)
운송조작장치(300)
조절연결봉(310) 실린더(311)
보조조절 제1연결봉(320) 보조조절 제2연결봉(321)
장력케이블(325) 제1롤러(330)
제2롤러(331) 와이어(340)

Claims (9)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 쏘일 시멘트공법(DCM) 복합지반에 대한 회전 방식의 굴착으로 천공하는 천공교반장치; 상기 천공교반장치의 인접한 일측에 연결되어 상기 천공교반장치를 지탱하는 구조로 지지하는 프레임축조; 및 상기 프레임축조의 하단 부위에 축 결합되는 구조로 마련되어 상기 프레임축조를 포함한 상기 천공교반장치를 쏘일 시멘트공법(DCM) 복합지반의 굴착지로 용이하게 이동시키는 한편, 상기 천공교반장치의 굴착 과정에서 상기 천공교반장치의 조정에 필요한 동작을 조작 유도하는 운송조작장치; 를 포함하는 구성으로 이루어지며,
    상기 천공교반장치는 오거장치에서 회전 가능한 구조로 수직하게 연결되어 회전되는 방식으로 굴착지의 굴착을 유도하는 적어도 하나 이상의 오거축의 내부 방향으로 굴착지의 굴착 상황에 따라 투입물들을 선택적으로 공급할 수 있게 상기 오거장치와 상기 오거축의 사이로 설치되는 삼중관 스위블; 상기 오거축의 회전 과정에서 발생되는 마찰충격을 줄이는 방식으로 상기 오거축에 대한 회전 부하의 감소 및 전단력 강화와 함께, 부싱의 마모도 줄이기 위해 상기 오거축의 길이 방향을 따라 일정한 지점마다 연결 설치된 적어도 하나 이상의 고속커플러; 및 상기 고속커플러로 연결된 상기 오거축 중 제일 하부에 위치된 오거축의 하단에 연결되어 굴착지에 투입물들을 교반하며 회전하는 방식으로 굴착지를 천공하는 천공교반기; 를 더 포함하는 구성으로 이루어지고,
    상기 삼중관 스위블은 해저 지반의 굴착에 사용되는 천공교반장치의 오거축과 연결되어 상기 오거축과 함께 회전되는 내륜체 및 상기 내륜체의 외측을 감싸는 구조로 상부커버 및 하부커버와 결합되어 고정되는 외륜체로 구성되되,
    상기 내륜체의 중심 부위에는 상단에서부터 하단에 이르기까지 수직한 구조로 관통되는 메인관통공;
    상기 외륜체의 어느 일측 외주면의 상부에서 내주면을 향해 수평한 구조로 관통되는 제1 수평통공; 및
    상기 외륜체의 어느 일측 외주면의 하부에서 내주면을 향해 수평한 구조로 관통되거나 상기 외륜체의 어느 타측 외주면의 하부에서 내주면을 향해 수평한 구조로 관통되는 제2 수평통공;
    을 더 포함하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 천공교반시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 메인관통공, 상기 제1 수평통공, 상기 제2 수평통공의 각각에는 상기 투입물들로서 슬러리, 고압수, 고압에어가 선택적으로 공급되어지는 것을 특징으로 하는 천공교반시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 고속커플러는 상기 오거축의 중심축 기능을 하는 지지축에 결합되는 결합부재와 일체된 구조의 하우징부, 및 상기 하우징부의 양측단에서 결합 또는 분리 가능한 구조로 구성되는 커버들; 및
    상기 하우징부의 내부에서 회전 가능한 구조로 삽입되어 상기 오거축의 사이에서 오거축들을 서로 연결하는 용도로 상기 오거축들과 함께 회전되는 회전체;
    를 더 포함하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 천공교반시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 회전체의 외주면에 상호간 일정한 이격을 유지하는 형태로 일체되는 구조의 부싱이나, 상기 회전체와 상기 하우징부의 사이에 개재되는 이중 구조의 부싱이 더 포함되는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 천공교반시스템.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 운송조작장치는 기중기가 이용되되,
    상기 프레임축조의 상부에 일단이 힌지되고, 상기 기중기의 후미에 타단이 힌지되어 전후진으로 동작되는 동력을 통하여 상기 천공교반장치의 굴착 조정에 필요한 동작을 조절하는 조절연결봉이 더 포함되며;
    상기 조절연결봉에는 전후진으로 동작되는 동력을 제공하기 위한 실린더가 더 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 천공교반시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 프레임축조의 상부에 일단이 힌지된 장력케이블의 타단 부위에는 와이어를 풀거나 감는 방식으로 상기 장력케이블의 장력을 조절하는 제1,2롤러로 연결되되,
    상기 제1,2롤러 중 어느 하나의 롤러에 일단이 연결되고 타단은 상기 운송조작장치의 전방에서 전후진 가능한 동력을 제공하는 실린더와 힌지되는 방식으로 연결되어 젖힘 동작으로 상기 장력케이블의 장력을 조절유도하는 보조조절 제1 연결봉; 및
    상기 보조조절 제1 연결봉의 일단과 힌지되고 타단은 상기 운송조작장치에 힌지되는 구조로 상기 보조조절 제1 연결봉의 젖힘 동작을 보완하며 보조 젖힘 동작을 유도하는 보조조절 제2 연결봉;
    을 더 포함하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 천공교반시스템.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 천공교반기는
    회전축의 길이를 따라 소정의 간격이 유지되며 수평한 방향으로 결합되되,투입물을 고르게 교반하면서도 상기 오거축의 회전력 손실도 함께 줄일 수 있는 마름모꼴 구조의 블레이드들;
    상기 회전축의 하부에서 수평한 방향으로 결합되어 굴착과 교반을 동시 수행하는 교반날개; 및
    상기 회전축의 하단에서 나선 구조로 형성되어 굴착과 함께 공급된 투입물들을 선택적으로 굴착지에 공급하는 스크류;
    를 더 포함하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 천공교반시스템.
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KR101069107B1 (ko) * 2010-01-07 2011-09-30 김사현 지반 개량용 굴착교반장치
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