KR102495214B1 - 제거 대상체 제거 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 제거 대상체 제거 방법은, 액체가 진입 가능한 미세공을 갖는 재료로 이루어지는 제거 대상체(11)와, 상기 액체가 진입 가능한 미세공을 갖지 않는 재료로 이루어지고 상기 제거 대상체와 일체화된 잔존 대상체(12)를 갖는 구조체(10)로부터, 상기 제거 대상체를 제거하는 제거 대상체 제거 방법으로서, 분사 후에 기화하는 액화 유체(X)를 상기 제거 대상체에 분사한다.

Description

제거 대상체 제거 방법

본 개시(開示)는 제거 대상체 제거 방법에 관한 것이다.

본 출원은 2018년 2월 16일자로 출원된 일본 특허출원 2018-025925호에 기초해 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

건물의 골조 등에는, 콘크리트재의 내부에 철근이 배설된 철근 콘크리트재가 널리 이용되고 있다. 일반적으로, 이와 같은 철근 콘크리트재의 천공을 행하는 경우에는, 예를 들면 특허 문헌 1이나 특허 문헌 2에 개시되어 있는 천공기를 이용해 실시한다.

특허 문헌 1: 일본 특허공개 2000-238033호 공보 특허 문헌 2: 일본 특허공개 평1-178405호 공보

그러나, 철근 콘크리트재에는, 전술한 바와 같은 철근 외에 배관 등이 매설되어 있는 경우도 있다. 즉, 철근 콘크리트재는 콘크리트재에 대해 철근이나 배관 등이 일체화된 구조로 되어 있다. 철근 콘크리트재의 천공을 행하는 경우에는, 이들 철근이나 배관을 손상시키지 않고 실시할 필요가 있다. 이 때문에, 천공기에 의한 천공 전에 철근이나 배관의 위치를 파악할 필요가 있어, 천공 전에 많은 준비 작업이 필요하다. 또한, 천공중에 예기치 않게 철근이나 배관 등에 천공기가 맞닿았을 경우에는 천공의 각도를 바꾸기 힘들어, 다시 위치를 바꾸어 천공을 실시할 필요가 있다. 한편, 이와 같은 문제는 철근 콘크리트재에 한정되는 것이 아니라, 복수의 재료가 일체화된 구조물로부터 일부 재료를 제거하는 경우에 마찬가지로 일어난다.

본 개시는 전술한 문제점을 감안해 이루어진 것으로, 액체가 진입 가능한 미세공을 갖는 재료로 이루어지는 제거 대상체와, 액체가 진입 가능한 미세공을 갖지 않는 재료로 이루어지고 제거 대상체와 일체화된 잔존 대상체를 갖는 구조체로부터, 제거 대상체를 용이하게 제거 가능하게 하는 것을 목적으로 한다.

본 개시는 상기 과제를 해결하기 위한 수단으로 이하의 구성을 채용한다.

본 개시의 제1 형태의 제거 대상체 제거 방법은, 액체가 진입 가능한 미세공을 갖는 재료로 이루어지는 제거 대상체와, 상기 액체가 진입 가능한 미세공을 갖지 않는 재료로 이루어지고 상기 제거 대상체와 일체화된 잔존 대상체를 갖는 구조체로부터, 상기 제거 대상체를 제거하는 제거 대상체 제거 방법으로서, 분사 후에 기화하는 액화 유체를 상기 제거 대상체에 분사한다.

본 개시의 제2 형태의 제거 대상체 제거 방법은, 상기 제1 형태에 있어서, 상기 액화 유체를 분사함으로써 상기 제거 대상체의 천공을 진행하고, 상기 잔존 대상체가 노출되고 나서 상기 잔존 대상체를 피하도록 상기 액화 유체의 분사 방향을 변경한다.

본 개시의 제3 형태의 제거 대상체 제거 방법은, 상기 제1 또는 제2 형태에 있어서, 내부에 상기 액화 유체를 안내하는 유로를 갖고 선단부에 분사 개구를 갖는 관체부를 구비하는 노즐 유니트에 의해 상기 액화 유체를 분사한다.

본 개시의 제4 형태의 제거 대상체 제거 방법은, 상기 제3 형태에 있어서, 상기 관체부가, 분사 개구를 갖는 선단부가 굴곡 혹은 만곡해 기단부에 대해 접속됨과 함께 상기 선단부 및 상기 기단부를 포함하는 부위에 상기 액화 유체를 안내하는 유로가 형성되어 있다.

본 개시의 제5 형태의 제거 대상체 제거 방법은, 상기 제1 내지 제4 형태 중 어느 한 형태에 있어서, 상기 제거 대상체가 콘크리트재이다.

본 개시의 제6 형태의 제거 대상체 제거 방법은, 상기 제1 내지 제4 형태 중 어느 한 형태에 있어서, 상기 제거 대상체가 섬유 강화 플라스틱재이다.

본 개시의 제7 형태의 제거 대상체 제거 방법은, 상기 제1 내지 제6 형태 중 어느 한 형태에 있어서, 상기 액화 유체가 액체 질소이다.

본 개시에 의하면, 액화 유체가 기화할 때의 팽창력에 의해 제거 대상체를 부수고, 이것에 의해 제거 대상체를 제거한다. 액체가 기화하는 경우의 팽창율은, 예를 들면 수백 배 이상이다. 이 때문에, 액화 유체를 제거 대상체의 미세공에 진입시켜 액화 유체의 팽창력을 이용함으로써, 제거 대상체를 용이하게 무너뜨릴 수 있다. 한편, 액체가 진입 가능한 미세공을 구비하지 않는 잔존 대상체의 내부에는 기화 유체가 진입하지 않기 때문에, 기화 유체의 팽창에 의해 잔존 대상체가 부서지지 않는다. 따라서, 본 개시에 의하면, 잔존 대상체의 위치를 고려하지 않고, 분사 장소에 잔존 대상체가 위치하는 경우에도, 제거 대상체의 천공을 계속할 수 있다. 따라서, 본 개시에 의하면, 액체가 진입 가능한 미세공을 갖는 재료로 이루어지는 제거 대상체와, 액체가 진입 가능한 미세공을 갖지 않는 재료로 이루어지고 제거 대상체와 일체화된 잔존 대상체를 갖는 구조체로부터, 제거 대상체를 용이하게 제거하는 것이 가능해진다.

도 1은 본 개시의 제1 실시 형태에 따른 콘크리트 천공 방법에서 이용하는 액체 질소 분사 시스템의 개략 구성을 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 개시의 제1 실시 형태에 따른 콘크리트 천공 방법에서 이용하는 액체 질소 분사 시스템이 구비하는 노즐 유니트의 개략 구성을 나타낸 확대 사시도이다.
도 3은 본 개시의 제1 실시 형태에 따른 콘크리트 천공 방법의 동작을 설명하기 위한 모식도이다.
도 4는 본 개시의 제2 실시 형태에 따른 콘크리트 천공 방법의 동작을 설명하기 위한 모식도이다.
도 5는 노즐 유니트의 제1 변형예의 개략 구성을 나타낸 확대 사시도이다.
도 6은 노즐 유니트의 제1 변형예가 구비하는 파지부의 개략 구성을 나타낸 확대 사시도이다.
도 7은 노즐 유니트의 제1 변형예가 구비하는 파지부의 변형예의 개략 구성을 나타낸 확대 사시도이다.
도 8은 노즐 유니트의 제1 변형예가 구비하는 파지부의 변형예의 개략 구성을 나타낸 확대 사시도이다.
도 9는 노즐 유니트의 제1 변형예가 구비하는 파지부의 변형예의 개략 구성을 나타낸 확대 사시도이다.
도 10은 노즐 유니트의 제2 변형예의 개략 구성을 나타낸 확대 사시도이다.
도 11은 노즐 유니트의 제2 변형예가 구비하는 단열부의 개략 구성을 나타낸 부분 확대 사시도이다.

이하, 도면을 참조해, 본 개시에 따른 제거 대상체 제거 방법의 일 실시 형태에 대해 설명한다. 한편, 이하의 실시 형태에서는, 콘크리트재(제거 대상체)와 철근(잔존 대상체)이 일체화된 콘크리트 구조물(구조체)에서 콘크리트재 부분을 천공하는 콘크리트 천공 방법에 본 개시를 적용한 예에 대해 설명한다.

(제1 실시 형태)

도 1은 본 실시 형태에 따른 콘크리트 천공 방법에서 이용하는 액체 질소 분사 시스템(1)의 개략 구성을 나타낸 모식도이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 액체 질소 분사 시스템(1)은 저장 탱크(2), 액체 질소 승압 장치(3), 칠러(chiller)(4), 플렉시블 튜브(5) 및 노즐 유니트(6)를 구비한다.

저장 탱크(2)는 액체 질소(X)를 저장하는 압력 탱크로서, 액체 질소 승압 장치(3)와 칠러(4)에 접속된다. 한편, 액체 질소 분사 시스템(1)은, 저장 탱크(2)를 구비하지 않고 외부로부터 액체 질소(X)를 공급 받는 구성으로 할 수도 있다.

액체 질소 승압 장치(3)는 저장 탱크(2)로부터 공급된 액체 질소(X)를 일정한 분사압까지 승압한다. 예를 들면, 액체 질소 승압 장치(3)는, 액체 질소(X)를 압송하기 위한 부스트 펌프, 부스트 펌프로부터 송출되는 액체 질소(X)를 1차 승압하는 프리 펌프(pre-pump), 1차 승압된 액체 질소(X)를 분사압까지 2차 승압하는 인텐시파이어 펌프(intensifier pump) 등을 구비한다. 액체 질소 승압 장치(3)는 칠러(4)와 접속되어 있다.

칠러(4)는, 액체 질소 승압 장치(3)에서 승압됨으로써 승온된 액체 질소(X)를 저장 탱크(2)로부터 공급되는 액체 질소(X)와 열교환함으로써, 승압된 액체 질소(X)를 분사 온도까지 냉각하는 열교환기이다. 칠러(4)에는 플렉시블 튜브(5)의 일단이 접속되어 있다.

예를 들면, 액체 질소 승압 장치(3) 및 칠러(4)는 유니트화되어, 1개의 이동 대차 상에 배치되어 있다. 이동 대차에 유니트화된 액체 질소 승압 장치(3) 및 칠러(4)와, 필요에 따라 저장 탱크(2)가 배치됨으로써, 액체 질소 분사 시스템(1)을 쉽게 이동시키는 것이 가능해진다. 한편, 액체 질소 승압 장치(3)와 칠러(4)는 반드시 유니트화되어 있을 필요는 없다. 예를 들면, 액체 질소 승압 장치(3)와 칠러(4)를 이격시켜 배치하고, 칠러(4)를 노즐 유니트(6) 근처에 배치하도록 해도 된다. 이에 따라, 칠러(4)에서 냉각된 액체 질소(X)가 노즐 유니트(6)에 도달할 때까지 승온되는 것을 억제해, 노즐 유니트(6)로부터 분사되는 액체 질소(X)의 제트력을 높일 수 있게 된다.

플렉시블 튜브(5)는 일단이 칠러(4)에 접속되고, 타단이 노즐 유니트(6)에 접속된 가요성을 갖는 튜브로서, 칠러(4)로부터 노즐 유니트(6)까지 승압된 액체 질소(X)를 안내한다. 플렉시블 튜브(5)는 내압성과 단열성을 갖고 있어, 압력 및 온도의 저하를 최소한으로 억제하면서, 칠러(4)로부터 공급되는 액체 질소(X)를 노즐 유니트(6)로 안내한다.

도 2는 노즐 유니트(6)의 개략 구성을 나타낸 확대 사시도이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 노즐 유니트(6)는 접속부(6a)와 관체부(6b)를 구비하고 있다. 접속부(6a)는 플렉시블 튜브(5)가 접속된 부위이며, 내부에는 도시하지 않은 유로가 형성되어 있다.

관체부(6b)는 내부에 유로(R)가 형성된 통 형상의 몸통부(6c)와, 몸통부(6c)의 선단부에 고정된 오리피스부(6d)를 구비한다. 몸통부(6c)는, 예를 들면 단열 가공된 긴 배관 형상의 부위이며, 길이 방향을 따라 형성된 유로(R)를 통해 접속부(6a)로부터 오리피스부(6d)까지 액체 질소(X)를 안내한다. 몸통부(6c)는 액체 질소(X)를 분사할 때 작업자에 의해 파지되는 부위이다. 오리피스부(6d)는 몸통부(6c)의 선단에 고정되어 있고, 전방을 향해 액체 질소(X)를 분사하기 위한 분사 개구(6d1)를 구비한다. 분사 개구(6d1)가 몸통부(6c)의 유로(R)와 접속되어, 유로(R)를 흐르는 액체 질소(X)가 분사 개구(6d1)로부터 관체부(6b)의 외부를 향해 분사된다.

관체부(6b)는 직관(直管) 형상의 기단부(61)와, 오리피스부(6d)를 포함하는 선단부(62)를 갖고 있다. 기단부(61)는 몸통부(6c)의 밑동측(접속부(6a)쪽) 부위로서, 직선상의 축심(L)을 따라 직선상으로 연장되어 있다. 선단부(62)는 오리피스부(6d)를 구비함으로써 분사 개구(6d1)를 포함해, 액체 질소(X)를 분사한다. 선단부(62)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 분사 개구(6d1)가 기단부(61)와 반대쪽을 향해 개구되고, 액체 질소(X)의 분사 방향이 기단부(61)의 축심(L)에 대해 경사지도록, 기단부(61)에 대해 만곡되어 접속된다. 보다 상세하게는, 선단부(62)는, 기단부(61)쪽 부위가 일정한 곡율 반경으로 만곡되고, 분사 개구(6d1)쪽 부위가 직선상으로 되어, 분사 개구(6d1)쪽 축심(L1)이 기단부(61)의 축심(L)에 대해 90°보다 작은(본 실시 형태에서는 약 45°) 각도(α)를 이루도록 기단부(61)쪽 부위와 분사 개구(6d1)쪽 부위가 일체적으로 접속되어 있다.

이와 같이 노즐 유니트(6)는, 분사 개구(6d1)를 갖는 선단부(62)가 만곡되어 기단부(61)에 접속됨과 함께, 기단부(61) 및 선단부(62)에 액체 질소(X)를 안내하는 유로(R)를 갖는 관체부(6b)를 구비하고 있다. 또한, 관체부(6b)는 직관 형상으로 형상이 설정된 기단부(61)와, 기단부(61)의 축심(L)에 대해 경사진 방향으로 액체 질소(X)를 분사하는 선단부(62)를 갖고 있다.

이와 같은 노즐 유니트(6)를 구비하는 액체 질소 분사 시스템(1)에서는, 액체 질소(X)가 저장 탱크(2)로부터 액체 질소 승압 장치(3)로 공급된다. 액체 질소(X)는 액체 질소 승압 장치(3)에 의해 분사압까지 승압된 후, 칠러(4)로 공급된다. 액체 질소 승압 장치(3)로부터 칠러(4)로 공급된 액체 질소(X)는, 다른 경로를 통해 저장 탱크(2)로부터 칠러(4)로 공급된 액체 질소(X)와 열교환함으로써 냉각된다. 칠러(4)에서 냉각된 액체 질소(X)는 플렉시블 튜브(5)를 통해 노즐 유니트(6)로 공급된다. 노즐 유니트(6)로 공급된 액체 질소(X)는 관체부(6b) 내부의 유로(R)를 흘러 분사 개구(6d1)로부터 외부를 향해 분사된다.

도 3은 본 실시 형태의 콘크리트 천공 방법을 설명하기 위한 모식도이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 콘크리트 구조물(10)은 콘크리트재(11)와 콘크리트재(11)에 매설된 철근(12)이 일체화된 구조로 되어 있다. 콘크리트재(11)는, 주지하는 바와 같이 다수의 포러스(porous, 미세공)를 갖는 재료이다. 즉, 콘크리트재(11)는 액체가 진입 가능한 미세공을 갖는 재료로 이루어진다. 한편, 철근(12)은 철강에 의해 형성되어, 포러스를 갖지 않는다. 즉, 철근(12)은 액체가 진입 가능한 미세공을 갖지 않는 재료로 이루어진다. 본 실시 형태에서 설명하는 콘크리트 천공 방법에서는, 콘크리트 구조물(10)을 천공함으로써 구멍부(20)를 형성한다.

우선, 작업자는 도 3의 (a)에 나타낸 바와 같이 노즐 유니트(6)를 파지한다. 여기에서, 작업자는 노즐 유니트(6)의 선단부(62)가 하방을 향하도록 노즐 유니트(6)를 파지한다. 이 때, 작업자는 구멍부(20)를 형성할 위치만 파악하고 있으면 되고, 콘크리트재(11)에 매설된 철근(12)의 위치를 파악하고 있을 필요는 없다.

계속해서, 작업자는, 노즐 유니트(6)의 선단부(62)를 콘크리트재(11)의 표면에 맞대고 액체 질소(X)를 분사한다. 이 때 분사된 액체 질소(X)는, 콘크리트재(11)의 포러스 내부로 진입해, 포러스 내부에서 기화 팽창한다. 바꾸어 말하면, 액체 질소(X)를 콘크리트재(11)의 포러스 내로 진입시키도록 콘크리트재(11)에 분사한다. 이 결과, 액체 질소(X)가 진입한 영역에서 콘크리트재(11)가 무너져 구멍부(20)가 형성된다. 그리고, 작업자는 노즐 유니트(6)의 자세를 변경함으로써, 구멍부(20)의 직경을 서서히 확장시키면서 파나간다.

한편, 액체 질소(X)를 콘크리트재(11)에 분사하고, 콘크리트재(11)의 포러스 내에 진입한 액체 질소(X)가 기화할 때까지, 액체 질소(X)의 분사 및 분사 위치를 유지하도록 해도 된다. 이 경우, 콘크리트재(11)의 포러스 내에 액체 질소(X)가 진입한 후 새롭게 분사된 액체 질소(X)가 포러스의 개구를 막도록 작용하여, 포러스 내의 액체 질소(X)가 기화했을 때의 팽창력을 포러스의 내면에 적절히 가할 수 있어, 해당 포러스 및 그 근방의 콘크리트재(11)를 효율적으로 무너뜨릴 수 있다.

여기에서, 도 3의 (b)에 나타낸 바와 같이, 구멍부(20)의 바닥부에 철근(12)이 노출된 경우에는, 작업자는 구멍부(20)의 바닥부에 철근(12)이 노출된 것을 육안 등으로 확인한 후에, 도 3의 (c)에 나타낸 바와 같이, 노즐 유니트(6)가 철근(12)에 간섭하지 않도록 노즐 유니트(6)의 자세를 변경한다. 즉, 본 실시 형태에서는, 액체 질소(X)를 분사함으로써 콘크리트재(11)의 천공을 진행하고, 철근(12)이 노출되고 나서 철근(12)을 피하도록 액체 질소(X)의 분사 방향을 변경한다. 이와 같은 경우라도, 액체 질소(X)는 포러스를 갖지 않는 철근(12)의 내부로 진입하지 않는다. 이 때문에, 액체 질소(X)가 철근(12)에 분사되어도, 철근(12)이 콘크리트재(11)와 같이 무너지는 일은 없다. 즉, 본 실시 형태의 콘크리트 천공 방법에서는, 콘크리트재(11)는 액체 질소(X)가 분사되는 것에 의해 무너져 제거되지만, 철근(12)은 액체 질소(X)가 분사되어도 잔존한다. 이 때문에, 구멍부(20)의 천공을 계속하면 콘크리트재(11)는 제거되지만, 철근(12)는 손상 없이 잔존한다.

이와 같은 본 실시 형태의 콘크리트 천공 방법에 의하면, 액체 질소(X)가 기화할 때의 팽창력에 의해 콘크리트재(11)를 부수고, 이것에 의해 콘크리트재(11)를 제거한다. 액체가 기화하는 경우의 팽창율은, 예를 들면 수백 배 이상이다. 이 때문에, 액체 질소(X)를 콘크리트재(11)의 미세공에 진입시키고, 액체 질소(X)의 팽창력을 이용함으로써 콘크리트재(11)를 용이하게 무너뜨릴 수 있다. 한편, 액체가 진입 가능한 미세공을 갖지 않는 철근(12)의 내부로는 기화 유체가 진입하지 않기 때문에, 기화 유체의 팽창에 의해 철근(12)이 부서지는 일은 없다. 따라서, 본 실시 형태의 콘크리트 천공 방법에 의하면, 철근(12)의 위치를 고려하지 않고, 분사 장소에 철근(12)이 위치하는 경우에도 콘크리트재(11)의 천공을 계속할 수 있다. 따라서, 본 실시 형태의 콘크리트 천공 방법에 의하면, 액체가 진입 가능한 미세공을 갖는 재료로 이루어지는 콘크리트재(11)와, 액체가 진입 가능한 미세공을 갖지 않는 재료로 이루어지고 콘크리트재(11)와 일체화된 철근(12)을 갖는 콘크리트 구조물(10)로부터, 콘크리트재(11)를 용이하게 제거하는 것이 가능해진다.

예를 들면, 워터제트 장치에서는, 물을 분사함으로써 콘크리트재(11)의 천공을 실시할 수 있다. 그러나, 워터제트 장치의 경우에는, 물이 콘크리트재(11)에 충돌할 때의 충격력에 의해 콘크리트재(11)를 파괴하기 때문에, 물이 철근(12)에 충돌했을 경우에는 철근(12)의 표면이 많이 손상된다. 이에 대해, 본 실시 형태의 콘크리트 천공 방법에 의하면, 철근(12)의 손상이 없는 상태에서 구멍부(20)를 형성할 수 있다.

또한, 워터제트 장치의 경우에는, 콘크리트재(11)에 분사된 후의 물이 작업 현장에 남기 때문에, 경우에 따라 물을 후처리할 필요가 있다. 이에 대해, 본 실시 형태의 콘크리트 천공 방법에 의하면, 분사된 액체 질소(X)는 기화된다. 이 때문에, 액체 질소(X)가 작업 현장에 남지 않아, 액체 질소(X)의 후처리를 실시할 필요가 없다. 따라서, 본 실시 형태의 콘크리트 천공 방법에 의하면, 콘크리트 천공의 작업 부담을 저감시킬 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 콘크리트 천공 방법에 있어서는, 액체 질소(X)를 분사함으로써 콘크리트재(11)의 천공을 진행하고, 철근(12)이 노출되고 나서 철근(12)을 피하도록 액체 질소(X)의 분사 방향을 변경한다. 본 실시 형태의 콘크리트 천공 방법에 의하면, 액체 질소(X)의 분사에 의해 철근(12)을 손상시키는 일이 없기 때문에, 철근(12)이 노출되고, 철근(12)을 육안 등으로 확인하고 나서, 액체 질소(X)의 분사 방향을 변경할 수 있다. 이 때문에, 미리 철근(12)의 위치를 파악할 필요가 없어, 구멍부(20)를 형성하는 작업 효율이 매우 향상된다.

또한, 본 실시 형태의 콘크리트 천공 방법에 있어서, 노즐 유니트(6)의 관체부(6b)는 기단부(61)에 대해 만곡되어 접속된 선단부(62)를 구비하고, 선단부(62)가 분사 개구(6d1)를 갖고 있다. 이 때문에, 예를 들면 축심(L)을 중심으로 하여 기단부(61)를 회전시킴으로써, 분사 개구(6d1)를 기단부(61)쪽에서 보아 원주 방향으로 쉽게 이동시킬 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 콘크리트 천공 방법에 있어서, 노즐 유니트(6)의 관체부(6b)는 직관 형상으로 형상이 설정된 기단부(61)와, 기단부(61)의 축심(L)에 대해 경사진 방향으로 액체 질소(X)를 분사하는 선단부(62)를 갖고 있다. 이 때문에, 축심(L)을 중심으로 하여 직관 형상의 기단부(61)를 회전시킴으로써 쉽게 액체 질소(X)의 분사 방향을 원주 방향으로 변경할 수 있어, 필요 최소한의 동작으로 액체 질소(X)의 분사 방향을 변경하는 것이 가능해진다.

또한, 본 실시 형태의 콘크리트 천공 방법에 있어서, 노즐 유니트(6)의 선단부(62)의 분사 개구(6d1)가 기단부(61)와 반대쪽을 향해 개구되어 있다. 예를 들면, 분사 개구(6d1)를 축심(L)에 대해 경사시키면서 기단부(61)쪽을 향하도록 하는 것도 가능하지만, 분사 개구(6d1)를 기단부(61)와 반대쪽을 향해 개구함으로써, 노즐 유니트(6)의 전방을 향해 용이하게 액체 질소(X)를 분사할 수 있다.

(제2 실시 형태)

다음으로, 본 개시의 제2 실시 형태에 대해 설명한다. 한편, 본 제2 실시 형태에 있어서, 상기 제1 실시 형태와 같은 부분에 대해서는 설명을 생략 혹은 간략화한다.

상기 제1 실시 형태에 있어서는, 기단부(61)에 대해 만곡되어 접속된 선단부(62)를 구비하는 노즐 유니트(6)를 이용해 콘크리트재(11)의 천공을 실시하는 구성에 대해 설명했다. 이에 대해, 본 실시 형태에 따른 콘크리트 천공 방법에서는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 직관 형상의 노즐 유니트(6S)를 이용해 콘크리트재(11)를 천공한다.

이와 같은 경우에는, 우선 도 4(a)에 나타낸 바와 같이, 작업자가 노즐 유니트(6S)를 파지한다. 여기에서, 작업자는 노즐 유니트(6S)의 선단부(62)가 하방을 향하도록 노즐 유니트(6S)를 파지한다. 계속해서, 작업자는, 도 4의 (b)에 나타낸 바와 같이, 노즐 유니트(6S)의 선단부(62)를 콘크리트재(11)의 표면에 맞대고 액체 질소(X)를 분사한다.

이와 같은 본 실시 형태의 콘크리트 천공 방법에 의해서도, 액체 질소(X)가 기화할 때의 팽창력에 의해 콘크리트재(11)만을 제거하고, 철근(12)을 잔존시킬 수 있기 때문에, 철근(12)의 위치를 파악하지 않고 콘크리트재(11)를 천공할 수 있게 된다.

(노즐 유니트의 제1 변형예)

다음으로, 노즐 유니트의 제1 변형예에 대해 설명한다. 한편, 본 제1 변형예에 있어서, 본 개시의 상기 제1 실시 형태와 같은 부분에 대해서는 그 설명을 생략 혹은 간략화한다.

도 5는, 노즐 유니트(6A)의 개략 구성을 나타낸 확대 사시도이다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 노즐 유니트(6A)는 상기 제1 실시 형태의 노즐 유니트(6)의 구성에 추가해 파지부(6e)를 구비하고 있다.

파지부(6e)는 관체부(6b)에 장착되어 있고, 관체부(6b)로부터 관체부(6b)의 직경 방향 바깥쪽으로 돌출되어 있다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 파지부(6e)는 관체부(6b)의 기단부(61)(직선상 부위)에 장착되어 있고, 기단부(61)의 연장 방향(기단부(61)내 유로(R)의 연장 방향)으로 이격되어 복수 개(본 변형예에서는 2개)가 마련되어 있다.

도 6은 파지부(6e)의 개략 구성을 나타낸 확대 사시도이다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 파지부(6e)는 본체부(6e1)와 고정부(6e2)를 구비하고 있다. 본체부(6e1)는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 대략 C자 형상의 부위이며, 각각의 단부에 동심상의 관통공(6e3)이 형성되어 있다. 관통공(6e3)은 관체부(6b)의 기단부(61)의 외경보다 약간 큰 직경으로 되어 있어, 기단부(61)가 삽입된다. 또한, 본체부(6e1)의 각각의 단부에는, 고정부(6e2)가 나사 결합되는 나사공이 형성되어 있다. 이들 나사공은, 각각이 관통공(6e3)에 관통공(6e3)의 직경 방향 바깥쪽으로부터 접속되어 있다. 이에 따라, 나사공에 나사 결합된 고정부(6e2)의 선단부가 관통공(6e3)에 삽입된 관체부(6b)에 맞닿을 수 있게 된다.

고정부(6e2)는, 본체부(6e1)에 마련된 전술한 나사공에 나사 결합된 나사부이며, 축심을 따라 회전시킴으로써 축심을 따르는 방향(관체부(6b)의 기단부(61)의 직경 방향)으로 이동된다. 고정부(6e2)는, 조이는 방향(관체부(6b)의 기단부(61)의 직경 방향 안쪽으로 이동하는 방향)으로 회전됨으로써, 선단부가 관체부(6b)의 기단부(61)에 맞닿아, 마찰력에 의해 본체부(6e1)의 기단부(61)에 대한 이동을 규제한다.

파지부(6e)는, 고정부(6e2)를 느슨하게 하는 것에 의해, 관체부(6b)의 기단부(61)의 연장 방향(길이 방향)을 따라 이동 가능하게 되어 있다. 또한, 파지부(6e)는 고정부(6e2)를 조임으로써 관체부(6b)에 대해 고정된다.

한편, 도 5에 나타낸 바와 같이, 관체부(6b)의 선단측에 배치된 파지부(6e)와 접속부(6a)측에 배치된 파지부(6e)를, 관체부(6b)를 중심으로 하여 상이한 방향을 향해 돌출하도록 고정하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 예를 들면 관체부(6b)의 선단측에 배치된 파지부(6e)를 작업자의 왼손쪽, 접속부(6a)측에 배치된 파지부(6e)를 오른손쪽으로 돌출시킬 수 있다.

노즐 유니트(6A)는, 관체부(6b)에 장착됨과 함께 관체부(6b)로부터 직경 방향 바깥쪽으로 돌출하는 파지부(6e)를 구비하고 있다. 이 때문에, 작업자가 파지부(6e)를 잡고 노즐 유니트(6A)의 조작을 실시할 수 있어, 노즐 유니트(6A)의 취급성을 향상시킬 수 있다.

또한, 노즐 유니트(6A)에서는, 파지부(6e)가 관체부(6b)의 기단부(61)에 대해 유로(R)의 연장 방향으로 이격되어 복수 개 마련되고 있다. 이 때문에, 작업자가 양손으로 안정적으로 노즐 유니트(6A)를 잡을 수 있어, 작업성을 향상시킬 수 있다.

또한, 노즐 유니트(6A)에서는, 2개의 파지부(6e)가 관체부(6b)를 중심으로 하여 상이한 방향을 향해 돌출되어 있다. 이 때문에, 예를 들면 작업자가 양쪽에서 좌우 양손으로 노즐 유니트(6A)를 파지할 수 있어, 작업성을 보다 향상시킬 수 있다.

또한, 노즐 유니트(6A)에서는, 파지부(6e)가 관체부(6b)의 연장 방향에 대해 이동 가능하게 장착되어 있다. 이 때문에, 작업 위치나 작업자의 체격에 맞게 파지부(6e)의 위치를 조정할 수 있어, 작업성을 보다 향상시킬 수 있다.

한편, 도 7 및 도 8에 나타낸 바와 같이, 파지부(6e)를 대신해, 본체부(6f2)가 회동 가능한 파지부(6f)를 구비하는 구성을 채용할 수도 있다. 도 7 및 도 8에 나타낸 파지부(6f)는, 지지부(6f1), 본체부(6f2) 및 고정부(6f3)를 구비하고 있다.

지지부(6f1)는, 관체부(6b)의 기단부(61)의 외경보다 약간 큰 직경으로 된 관통공(6f4)을 갖고 있어, 관통공(6f4)에 기단부(61)가 삽입된다. 지지부(6f1)는, 도 7 및 도 8에 나타낸 바와 같이, 본체부(6f2)를 회동 가능하게 지지하고 있다. 또한, 지지부(6f1)에는, 고정부(6f3)가 나사 결합되는 나사공이 형성되어 있다. 이 나사공은, 관통공(6f4)에 관통공(6f4)의 직경 방향 바깥쪽으로부터 접속되어 있다. 이에 의해, 나사공에 나사 결합된 고정부(6f3)의 선단부가 관통공(6f4)에 삽입된 관체부(6b)에 맞닿을 수 있게 된다.

본체부(6f2)는, 대략 삼각형상의 환형 부위이며, 정점부의 하나가 지지부(6f1)에 대해 회전 가능하게 접속되어 있다. 본체부(6f2)는, 관체부(6b)의 기단부(61)의 축심(L)(도 2 참조)에 대해 직교하는 회전축심을 중심으로 하여 회동 가능하게 되어 있다.

고정부(6f3)는, 지지부(6f1)에 마련된 전술한 나사공에 나사 결합된 나사부이며, 축심을 따라 회전시킴으로써 축심을 따르는 방향(관체부(6b)의 기단부(61)의 직경 방향)으로 이동된다. 고정부(6f3)는, 조이는 방향(관체부(6b)의 기단부(61)의 직경 방향 안쪽으로 이동하는 방향)으로 회전됨으로써, 선단부가 관체부(6b)의 기단부(61)에 맞닿아, 마찰력에 의해 본체부(6f2)의 기단부(61)에 대한 이동을 규제한다.

파지부(6f)는, 고정부(6f3)를 느슨하게 하는 것에 의해, 관체부(6b)의 기단부(61)의 연장 방향(길이 방향)을 따라 이동 가능하게 되어 있다. 또한, 파지부(6f)는 고정부(6f3)를 조임으로써 관체부(6b)에 대해 고정된다.

파지부(6f)에 의하면, 본체부(6f2)가 지지부(6f1)에 대해 회전 가능하게 되어 있기 때문에, 작업자가 본체부(6f2)의 지지부(6f1)에 대한 회전 각도를 임의로 조절할 수 있어 취급성이 향상된다.

또한, 도 9에 나타낸 바와 같이, 파지부(6e)를 대신해, 봉 형상의 본체부(6g1)와 고정부(6g2)를 구비하는 파지부(6g)를 구비하는 구성을 채용할 수도 있다. 본체부(6g1)는 일 단부에 대해 동심상의 관통공(6g3)이 형성되어 있다. 관통공(6g3)은 관체부(6b)의 기단부(61)의 외경보다 약간 큰 직경으로 되어, 기단부(61)가 삽입된다. 또한, 본체부(6g1)의 단부에는 고정부(6g2)가 나사 결합되는 나사공이 형성되어 있다. 이 나사공은, 관통공(6g3)에 관통공(6g3)의 직경 방향 바깥쪽으로부터 접속되어 있다. 이에 의해, 나사공에 나사 결합된 고정부(6g2)의 선단부가 관통공(6g3)에 삽입된 관체부(6b)에 맞닿을 수 있게 된다.

고정부(6g2)는, 본체부(6g1)에 마련된 전술한 나사공에 나사 결합된 나사부이며, 축심을 따라 회전시킴으로써 축심을 따르는 방향(관체부(6b)의 기단부(61)의 직경 방향)으로 이동된다. 이러한 고정부(6g2)는, 조이는 방향(관체부(6b)의 기단부(61)의 직경 방향 안쪽으로 이동하는 방향)으로 회전됨으로써, 선단부가 관체부(6b)의 기단부(61)에 맞닿아, 마찰력에 의해 본체부(6g1)의 기단부(61)에 대한 이동을 규제한다.

파지부(6g)는, 고정부(6g2)를 느슨해지게 하는 것에 의해, 관체부(6b)의 기단부(61)의 연장 방향(긴 방향)을 따라 이동 가능하게 되어 있다. 또한, 파지부(6g)는 고정부(6g2)를 조임으로써 관체부(6b)에 대해 고정된다.

(노즐 유니트의 제2 변형예)

다음으로, 노즐 유니트의 제2 변형예에 대해 설명한다. 한편, 본 제2 변형예에 있어서, 본 개시의 상기 제1 실시 형태와 같은 부분에 대해서는 설명을 생략 혹은 간략화한다.

도 10은 노즐 유니트(6B)의 개략 구성을 나타낸 확대 사시도이다. 도 10에 나타낸 바와 같이, 노즐 유니트(6B)는 상기 제1 실시 형태의 노즐 유니트(6)의 구성에 추가해 단열부(6h)를 구비하고 있다.

단열부(6h)는, 관체부(6b)의 기단부(61)의 둘레를 덮도록 관체부(6b)에 고정되어 있다. 즉, 노즐 유니트(6B)는, 관체부(6b)에 고정됨과 함께 유로(R)를 직경 방향 바깥쪽으로부터 피복하는 단열부(6h)를 갖고 있다. 단열부(6h)는, 관체부(6b)의 유로(R)를 흐르는 액체 질소의 냉열이 작업자에게 도달하는 것을 방지하는 부재로서, 예를 들면 발포 플라스틱 재료에 의해 형성된다.

도 11은 노즐 유니트(6B)가 구비하는 단열부(6h)의 개략 구성을 나타낸 부분 확대 사시도이다. 도 11에 나타낸 바와 같이, 단열부(6h)는 관체부(6b)의 연장 방향으로 연속해 복수 배열된 복수의 단열 블록(6i)에 의해 구성되어 있다. 각각의 단열 블록(6i)은, 관체부(6b)가 삽입되는 중앙 개구를 갖는 환형으로 되어 있고, 외주면에서 중앙 개구에 이르는 슬릿(6j)을 갖고 있다. 슬릿(6j)은 단열 블록(6i)을 관체부(6b)에 대해 착탈하는 경우에 관체부(6b)가 통과되는 부위이다. 슬릿(6j)은 단열 블록(6i)을 탄성 변형시킴으로써 벌릴 수 있고, 벌어진 상태에서 관체부(6b)를 통과 가능하게 한다.

노즐 유니트(6B)에 의하면, 단열 블록(6i)을 착탈함으로써 단열부(6h)가 관체부(6b)를 덮는 범위를 변경할 수 있다. 즉, 노즐 유니트(6B)에 의하면, 단열부(6h)가 관체부(6b)의 연장 방향에 대해 분할 가능하게 되어 있다.

이상, 도면을 참조하면서 본 개시의 바람직한 실시 형태에 대해 설명했지만, 본 개시가 상기 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 전술한 실시 형태에서 나타낸 각 구성 부재의 여러 형상이나 조합 등은 일례이며, 본 개시의 취지로부터 일탈하지 않는 범위에서 설계 요구 등에 기초해 여러 가지 변경이 가능하다.

예를 들면, 상기 실시 형태에서는, 콘크리트재(11)(제거 대상체)와 철근(12)(잔존 대상체)이 일체화된 콘크리트 구조물(10)(구조체)에서 콘크리트재(11) 부분을 천공하는 콘크리트 천공 방법에 본 개시를 적용한 예에 대해 설명했다. 그러나, 본 개시는 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 본 개시는 금속 배관(잔존 대상체)으로부터 섬유 강화 플라스틱재(제거 대상체)를 제거하는 방법에 적용하는 것도 가능하다. 예를 들면, 섬유 강화 플라스틱재에 균열이나 포러스 등의 액체 질소(X)가 진입 가능한 미세공을 갖고 있는 경우, 이 미세공에 진입한 액체 질소(X)가 기화 팽창하는 것에 의해 섬유 강화 플라스틱재를 무너뜨리고, 이것에 의해 섬유 강화 플라스틱재를 제거하는 것도 가능하다.

또한, 본 개시는 콘크리트재(11)나 섬유 강화 플라스틱재에 한정되지 않고, 액체가 진입 가능한 미세공(미세한 틈새를 포함한다)을 갖는 재료의 제거에 적용 가능하다. 이와 같은 미세공을 갖는 재료가 미세공을 갖지 않는 재료와 일체화되어 있는 경우에는, 본 개시에 의해 미세공을 갖지 않는 재료를 손상 없이 남기고, 미세공을 갖는 재료만을 제거하는 것이 가능하다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 분사 후에 기화 팽창하는 액화 유체로서 액체 질소를 이용하는 구성에 대해 설명했다. 그러나, 본 개시는 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 액화 유체로서 액체 이산화탄소나 액체 헬륨을 이용하는 것도 가능하다.

또한, 상기 제1 실시 형태에서는, 관체부(6b)의 선단부(62)가 기단부(61)에 대해 만곡해 접속된 구성에 대해 설명했다. 그러나, 본 개시는 이것으로 한정되지 않고, 관체부(6b)에서 선단부(62)가 기단부(61)에 대해 굴곡해 접속된 구성을 채용하는 것도 가능하다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 콘크리트 구조물(10)이 콘크리트재(11)와 철근(12)이 일체화된 구성에 대해 설명했다. 그러나, 예를 들면 콘크리트 구조물(10)에 금속제의 배관이 포함되어 있어도 된다. 이와 같은 경우에는, 금속제의 배관도 잔존 대상체가 된다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 하방을 향해 콘크리트재(11)를 천공하는 구성에 대해 설명했다. 그러나, 본 개시는 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 본 개시는, 측방을 향해 콘크리트재(11)를 천공하는 방법에 적용하는 것도 가능하다. 이와 같은 경우에는, 작업자가 선단부(62)를 콘크리트 구조물(10)의 측면에 대해 측방으로부터 맞대고 액체 질소(X)를 분사하는 것에 의해 콘크리트재(11)를 천공한다.

본 개시는, 제거 대상체와 잔존 대상체를 갖는 구조체로부터 제거 대상체를 제거하는 제거 대상체 제거 방법에 이용할 수 있다.

1: 액체 질소 분사 시스템
2: 저장 탱크
3: 액체 질소 승압 장치
4: 칠러
5: 플렉시블 튜브
6: 노즐 유니트
6a: 접속부
6A: 노즐 유니트
6b: 관체부
6B: 노즐 유니트
6c: 몸통부
6d: 오리피스부
6d1: 분사 개구
6e: 파지부
6e1: 본체부
6e2: 고정부
6e3: 관통공
6f: 파지부
6f1: 지지부
6f2: 본체부
6f3: 고정부
6f4: 관통공
6g: 파지부
6g1: 본체부
6g2: 고정부
6g3: 관통공
6h: 단열부
6i: 단열 블록
6j: 슬릿
6S: 노즐 유니트
10: 콘크리트 구조물(구조체)
11: 콘크리트재(제거 대상체)
12: 철근(잔존 대상체)
20: 구멍부
61: 기단부
62: 선단부
L: 축심
L1: 축심
R: 유로
X: 액체 질소(액화 유체)

Claims (7)

1. 액체가 진입 가능한 미세공을 갖는 재료로 이루어지는 제거 대상체와, 상기 액체가 진입 가능한 미세공을 갖지 않는 재료로 이루어지고 상기 제거 대상체와 일체화된 잔존 대상체를 갖는 구조체로부터, 상기 제거 대상체를 제거하는 제거 대상체 제거 방법으로서,
   분사 후에 기화하는 액화 유체를 상기 제거 대상체에 분사하여 상기 미세공에 상기 액화 유체를 진입시키고,
   상기 액화 유체를 분사함으로써 상기 제거 대상체의 천공을 진행하고, 상기 잔존 대상체가 노출되고 나서 상기 잔존 대상체를 피하도록 상기 액화 유체의 분사 방향을 변경하는 제거 대상체 제거 방법.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   내부에 상기 액화 유체를 안내하는 유로를 갖고 선단부에 분사 개구를 갖는 관체부를 구비하는 노즐 유니트에 의해 상기 액화 유체를 분사하는 제거 대상체 제거 방법.
4. 제3항에 있어서,
   상기 관체부는, 분사 개구를 갖는 선단부가 굴곡 혹은 만곡해 기단부에 대해서 접속됨과 함께 상기 선단부 및 상기 기단부를 포함하는 부위에 상기 액화 유체를 안내하는 유로가 형성되어 있는 제거 대상체 제거 방법.
5. 제1항, 제3항 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제거 대상체가 콘크리트재인 제거 대상체 제거 방법.
6. 제1항, 제3항 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제거 대상체가 섬유 강화 플라스틱재인 제거 대상체 제거 방법.
7. 제1항, 제3항 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 액화 유체가 액체 질소인 제거 대상체 제거 방법.

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