KR200191535Y1 - 강관압입용 수평굴착기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 도로나 철도를 관통 굴착하여 관로공사를 시공하는데 사용되는 강관압입용 수평굴착기에 관한 것으로, 강관 압입작업에 필요한 여러 가지 장비를 하나의 기틀에 결합 형성하여 교체작업이 없이 필요한 작업을 자체적으로 해결할 수 있는 새로운 기술구성의 압입굴착용 전용기기를 제공함에 목적이 있다.

본 고안은 기기본체에 진퇴 가능한 수평굴착장치와 강관압입장치 및 본체의 자체적인 이동장치, 다리조절장치, 굴착기의 진퇴장치를 유기적으로 작동되게 구성하여 강관의 압입굴착공사에 필요한 여러 가지 작업이 자체내에서 연속적으로 이루어질 수 있게하여 공사기간을 단축시키고 시공비용을 줄일 수 있게 한 것을 특징으로 한 것임.

Description

강관압입용 수평굴착기{HORIZONTAL EXCAVATOR FOR PRESS-INSERTING STEEL DUCT}

본 고안은 도로나 철도, 하천과 같은 기존구조물을 파괴 또는 변형시키지 않는 상태로 상, 하수도관이나 통신관, 도시가스관 등을 압입굴착식으로 매설하는데 사용되는 수평굴착기에 관한 것이다.

일반적으로 상, 하수관이나 통신관 등을 매설하는 관로공사에 있어서 기존의 고속도로나 철도 등을 절개하지 않고 강관을 압입굴착식으로 관통, 횡단시키는 시공법이 사용되고 있다.

관로공사는 공사내역에 따라서 관체의 직경이 큰 것과 작은 것을 사용하게 되는바, 통상 작게는 200㎜의 관체로 부터 크게는 3500㎜의 관체도 사용되며, 시공길이는 10ｍ~100ｍ 정도까지 길게 시공되는 경우가 많다.

또한 이러한 압입공사를 수행하는데는 대, 소형의 굴착기와 유압잭, 햄머장치, 호이스트, 콤프레셔, 크레인 등의 많은 기기가 동원되어 필요시에 각각 개별적으로 사용된다.

종래의 강관압입굴착식 공법은 타격식공법과 유압식공법이 알려져 있다.

타격식공법은 고압 햄머장치로 강관을 타격하여 압입시키면서 강관 내부의 흙을 빼내는 공법으로서 소음과 진동이 심하고 암반 노출시 시공이 불가능한 단점이 있으며, 유압식공법은 유압잭으로 강관을 밀어서 압입시키는 공법으로서 지하 매설물을 보호하며 시공할 수 있고 소음 및 진동이 없으며 암반지역의 시공이 가능한 공법으로 알려져 있다.

상기한 종래의 강관 압입굴착공법은 각각의 작업내용과 순서에 따라서 해당하는 별도의 기기를 설치 또는 철거하거나 교체시키는 등의 번거럽고 불편한 문제점이 있고 작업의 연속성이 없어 공사기간이 길어지며 시공비용도 많이 소요되는 문제점이 있다.

다시 말해서 강관의 압입작업시에는 햄머장치나 유압잭을 설치하되, 이들 장비의 운반, 이동 및 교체를 위해서 별도의 크레인과 호이스트 등을 동원하여야 하고 이에 필요한 노력과 시간, 경비의 소요가 많으며 결과적으로는 시공기간 길어지게 되는 문제점이 있었다.

상기한 문제점은 시공작업에 필요한 여러 종류의 기기가 각각 별개로 형성된 것을 필요시에 각각 사용하기 때문에 발생되는 것임을 알 수 있으므로, 본 고안은 시공작업에 필요한 여러 가지 기능부를 하나의 기틀에 결합 형성하여 교체작업이 없이 필요한 작업을 자체적으로 해결할 수 있는 새로운 기술구성의 압입굴착용 전용기기를 제공함에 목적이 있다.

다른 목적은 전용기기를 사용함에 의해서 작업성을 향상시키고 공사기간을 단축하며 비용을 크게 절감할 수 있게 하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해서 본 고안은 하나의 기틀에 강관을 압입굴착할 수 있는 한쌍의 유압실린더장치와 진퇴 가능한 굴착기를 수평상으로 설치하고 이들을 지지하는 적재대와 하부기틀을 전후좌우로 이동시킬 수 있는 지지장치를 구비하여 공사에 필요한 굴착작업, 강관의 압입작업, 기기의 추진 및 이동작동 등을 자체적으로 수행할 수 있게 한 것을 특징으로 한 것이다.

이와 같은 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의해서 상세히 설명하면 다음과 같다.

도1은 본 고안의 전체구성을 보인 분리사시도

도2는 본 고안의 사용상태를 보인 단면도

도3, 도4는 굴착기의 전진 이동상태도

도5, 도6은 굴착기가 강관을 압입하는 상태도

도7은 굴착기의 살수를 위한 고압수 공급부의 단면도

도8은 본 고안의 측단면도

도9는 기기의 측면 이동과정을 순차적으로 나열한 작동예시도

도10은 기기를 전방으로 전진 이동시키는 상태를 나열한 예시도

도11은 운반을 목적으로 차량에 탑재하는 상태도

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

1: 상판 2: 하판 5: 실린더 6: 다리

9,10: 실린더 11: 굴착기 12: 대판 15,16: 실린더

17: 체인기어 18: 횡축 19: 전진용체인 21: 후진용체인

24: 구동축 25: 굴착스크류 26: 급수공 W: 강관

20,22: 공회전기어

지면에 착지되는 하판(2)의 상부에 동일 크기의 상판(1)을 결합하여 지지체를 이루고 상판(1)의 저면 양쪽에 형성된 ⊂형 걸고리편(3)을 하판(2)의 상면 양쪽에 형성된 직선안내판(4)에 결합하여 상판(1)과 하판(2)사이에 연결된 실린더(5)에 의해서 상판(1)이 전후로 진퇴될 수 있게 하는 지지체의 진퇴장치와, 상판(1)의 전후방 양쪽에 각각 유압잭을 이용한 다리(6)를 설치하여 수직상으로 지지체의 높낮이를 조절할 수 있게 하고 상판의 전단부와 후단부에 각각 다리(6)와 연결된 한쌍의 실린더(7)(8)를 설치하여 다리(6)의 벌림간격을 조절할 수 있게 한 다리의 조절장치와, 상판의 상면 양쪽에 실린더(9)(10)를 동일조건으로 고정시켜서 된 강관 압입장치와, 수평형의 굴착기(11)가 고정된 대판(12)의 양단에 레일홈(13)을 형성하여 상판의 양쪽에 형성된 레일편(14)에 상기한 레일홈(13)을 끼워 진퇴작동 될 수 있게 구성한 굴착장치와, 한쌍의 실린더(15)(16)를 상판의 중앙에 설치하여 이들의 피스톤로드 전단부에 다수의 체인기어(17)가 끼워진 횡축(18)을 일체로 고정하고 대판(12)의 전단부와 상판(1)의 전단부 사이에 연결된 전진용 체인(19)을 상판 전단의 공회전기어(20)와 횡축(18)의 체인기어(17)에 지그잭형으로 연결하여 피스톤로드가 후진하면 체인이 당겨지면서 대판(12)을 전진시키게 하고 대판의 후단부와 상판의 후단부 사이에 연결된 후진용 체인(21)은 상판의 공회전기어(22)와 횡축의 체인에 지그잭형으로 연결하여 피스톤로드가 전진하면 체인이 대판을 후진시키게 한 굴착기 진퇴장치의 결합으로 이루어진 것이다.

상기한 굴착기(11)는 유압모우터에 의해서 회전하는 구동축(24)에 굴착스크류(25)를 연결하여 사용하는 것으로, 도7에서와 같이 굴착기 전단에 연결된 급수관(23)으로 고압의 물이 공급되어 구동축(24)과 굴착스크류(25)의 중심에 형성된 급수공(26)을 통해서 고압력의 물이 전방으로 살수되게 하고 굴착스크류는 굴착된 흙을 연속적으로 끌어내는 작용을 하는 것이다.

또한 굴착기(11)가 가동되면 그 하부의 체인 구동부도 작동을 개시하므로 굴착기가 회전하면서 서서히 전진하는 것이다.

강관 압입장치는 도5, 도6에서와 같이 양쪽 실린더(9)(10)의 피스톤로드가 동시에 전진하면서 강관(W)을 강하게 밀어서 시공부에 압입시키는 작용을 하며, 필요에 따라서 실린더의 피스톤로드에 길다란 연결봉을 연결하여 강관을 원거리에서 밀어서 압입시킬 수도 있는 것이다.

지지체 진퇴장치는 상판(1)과 하판(2)사이에 연결된 실린더(5)에 의해서 상판이 전진 또는 후진하도록 구성된 것으로, 도3, 도4에서와 같이 실린더의 후단부는 상판의 브래킷(P)에 결속되어 있고 전단부는 하판의 브래킷(R)에 결속되어 있으므로 하판이 지면에 착지된 상태에서 실린더의 피스톤로드가 길게 인출되면 상판이 후진하는 반면에 피스톤로드가 줄어들면 다시 상판이 전진하는 작동을 하는 것이다. 이와는 반대로 사방의 다리(6)를 길게 늘려서 기기 전체를 지상으로 들어준 상태에서 실린더(5)를 작동시키면 상판은 움직이지 않고 그 대신에 하판이 전후로 진퇴 되는 것이다.

다리의 조절장치는 상판(1)의 전후 양쪽에 설치된 실린더식 다리(6)에 의해서 이루어지며, 기기의 설치 위치를 이동시키거나 운반을 목적으로 차량에 탑재할 때 다리의 조절장치를 사용하는 것으로, 상판의 사방에 고정된 다리(6)는 그 몸체의 실린더를 이용하여 수직상으로 높낮이 조절을 하며, 사방의 실린더를 동시에 작동시킬 수도 있고 경우에 따라서는 각각 개별적으로 작동시킬 수도 있다.

또한 다리(6)의 수평이동은 상판의 전후단에 설치된 각 한쌍의 수평형 실린더(7)(8)에 의해서 이루어지며, 이들 4개의 실린더는 각각 다리와 연결되어 있어 전체의 다리를 동시에 수평 이동시킬 수도 있고 또는 각각 개별적으로 작동시킬 수도 있는 것이다.

본 고안의 각 작동부는 미도시된 유압콘트롤부에서 제어 조절되는 것이다.

이와 같이 구성된 본 고안은 기기본체를 공사현장에 고정하되, 사방의 다리(6)를 지면에 견고하게 착지시킨 후 해당 굴착부위에 일정길이의 강관(W)을 위치시키고 미도시한 유압공급장치를 가동하여 압입장치의 실린더(9)(10)를 작동시키면 도5 및 도6과 같이 피스톤로드의 전단부가 강관을 밀어서 서서히 압입시키게 되며 이때 굴착기의 굴착스크류(25)는 회전하면서 그 하부의 진퇴장치에 의해서 서서히 전진하여 고압수 분사작용과 아울러 하강관 내부의 흙을 외부로 이송시키므로 강관의 수평 압입작동이 순조롭게 이루어지는 것이다.

또한 일정길이로 된 강관의 압입이 완료되면 일단 기기본체를 후진시킨 후 다시 새로운 강관을 전방의 압입된 강관 후단에 용접하여 연결한 다음 다시 기기를 전진시켜 강관을 압입시키는 작업을 반복하므로서 목적하는 길이의 강관 압입굴착공사를 신속히 완료할 수 있는 것이다.

도9~도11은 본 고안의 기기본체를 이동 및 운반상태를 도시한 것이다.

도9의 (A)~(H)는 기기본체를 우측에서 좌측으로 이동시키는 상태를 순차적으로 나열한 것으로, (A)의 착지상태에서 수직상의 유압잭을 이용하여 다리를 들어올리고(B), 좌측의 실린더(7)로 좌측 다리를 벌려준 후(C), 다시 유압잭을 이용하여 다리를 수직상으로 길게 인출하여 기기본체를 들어올리고(D), 우측의 실린더로 기기본체를 좌측으로 이동시킨 후(E), 다리를 내려서 기기를 지면에 안착시키고(F), 우측의 다리를 들어서(G) 제자리에 복귀시키면(H) 기기본체의 좌측 이동이 완료되는 것이며, 이러한 작동을 반대로 하면 우측으로 이동시킬 수 있는 것이다.

도10은 수직상의 유압식 다리를 이용하여 기기본체를 전방으로 이동시키는 상태를 순차적으로 도시한 것이며, 다리를 이용하여 기기본체를 상승시킨 상태에서 하판의 실린더(5)를 인출 작동시키면 (C)와 같이 하판이 전방으로 이동되고 이상태에서 기기를 내려서 착지시킨후(D), 다시 실린더(5)의 피스톤로드를 후진시키면 하판은 지면에 고정되고 그 대신에 상판이 전진하여 (F)처럼 전진 완료상태를 이루는 것이며, 이러한 작동을 반대로 하면 기기를 후진시킬 수 있는 것이고, 도11처럼 다리를 이용하여 기기본체를 차량에 손쉽게 탑재시켜 운반 할 수 있는 것이다.

본 고안에서 사용되는 실린더는 유압 구동방식으로 기재하였으나 이에 한정하는 것이 아니라 공압을 이용할 수도 있으며 기타 다른 전기적 기구를 이용할 수도 있는 것이다.

본 고안은 기본체에 진퇴 가능한 수평굴착장치와 강관압입장치 및 자체적인 이동장치를 유기적으로 작동되게 구성하므로서 강관의 압입굴착공사에 필요한 여러 가지 작업이 자체내에서 연속적으로 이루어질 수 있어 종래 여러 가지 장비를 각각 구입, 설치, 운반, 교체 작업하던 것에 비해서 공사기간을 단축시키고 시공비용을 줄일 수 있으며, 기존구조물의 손상 없이 그리고 소음이나 진동이 없이 간편히 작업할 수 있어 고속도로나 철도 및 상하수도 등의 관로공사에 적합한 다기능 복합 전용기기로서 유용하게 사용될 수 있는 것이다.

Claims (4)

1. 하판(2)과 상판(1)을 결합하여 지지체를 이루고 상판(1)과 하판(2)사이에 연결된 실린더(5)에 의해서 상판(1)이 전후로 진퇴될 수 있게 하는 지지체의 진퇴장치와, 상판(1)의 전후방 양쪽에 각각 유압잭을 이용한 다리(6)를 설치하여 수직상으로 지지체의 높낮이를 조절할 수 있게 하고 상판의 전, 후단부에 각각 다리(6)와 연결된 한쌍의 실린더(7)(8)를 설치하여 다리(6)의 벌림간격을 조절할 수 있게 한 다리의 조절장치와, 상판의 상면 양쪽에 실린더(9)(10)를 동일조건으로 고정시켜서 된 강관 압입장치와, 상판의 상부에 진퇴 가능하게 결합한 대판(12)에 수평형 굴착기(11)를 설치하여서 된 굴착장치와, 상판의 중앙에 설치한 실린더의 진퇴작동에 따라서 대판(12)의 전후에 연결된 전진용 체인(19)과 후진용 체인(21)이 서로 반대적인 견인 작동을 하여 대판을 전진 또는 후진시키게 한 굴착기 진퇴장치의 결합으로 이루어진 것을 특징으로 한 강관 압입용 수평굴착기.
2. 제1항에 있어서 상판(1)의 저면 양쪽에 형성된 ⊂형 걸고리편(3)을 하판(2)의 상면 양쪽에 형성된 직선안내판(4)에 결합하여 지지체의 전후 진퇴작동이 용이하도록 구성한 것을 특징으로 한 강관 압입용 수평굴착기.
3. 제1항에 있어서 굴착기의 진퇴장치는 대판의 전단부와 상판의 전단부 사이에 연결된 전진용 체인(19)을 상판 전단의 공회전기어(20)와 실린더 횡축(18)의 체인기어를 통해서 지그잭형으로 연결하고 대판의 후단부와 상판의 후단부 사이에 연결된 후진용 체인(21)은 상판의 공회전기어(22)와 실린더횡축의 체인기어에 지그잭형으로 연결하여서 된 강관 압입용 수평굴착기.
4. 제1항에 있어서 유압모우터에 의해서 회전하는 구동축(24)과 이에 연결되는 굴착스크류(25)의 중심에 급수공을 형성하여 굴착기 전단의 급수관으로 공급되는 고압수가 전방으로 살수되게 한 강관 압입용 수평굴착기.