KR200283509Y1 - 관로공사용 지향성 곡선굴착기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 도로나 철도, 하천, 제방 등과 같은 기존의 구조물을 파손시키지 않는 상태로 각종 관로공사용 굴착공을 시공하는데 사용되는 횡단식 굴착기에 있어서, 굴착공을 직선이 아닌 곡선방향으로 굴착하는데 사용되는 관로공사용 지향성 곡선굴착기에 관한 것으로, 본 고안은 소형 트랙터에 의한 자체적인 이동수단을 가지면서 진입로가 없거나 비좁은 장소에 용이하게 진입하여 간편하게 작업할 수 있고 굴착장치를 견고한 지지력과 강력한 추진력으로 신속 정확한 굴착기능을 수행할 수 있게 함에 목적이 있다.

본 고안은 굴착로드를 진퇴시키는 곡선굴착장치를 소형의 트랙터에 일체로 설치하여 자체적인 이동수단을 갖게 하고, 굴착로드의 강력한 추진 및 역추진 기능수단을 구비하며, 본체의 전후좌우에 손목관절형 지지장치를 설치하여 지상에 안정되게 착지된 상태로 굴착기능을 수행할 수 있게 구성한 것을 특징으로 한 것이다.

Description

관로공사용 지향성 곡선굴착기{DIRECTIONAL CURVE EXCAVATOR FOR PIPEWORK}

본 고안은 도로나 철도, 하천, 제방 등과 같은 기존의 구조물을 파손시키지 않는 상태로 상, 하수도관이나 전기 통신관, 도시가스배관, 지역난방관, 송유관 등과 같은 각종 관로공사용 강관(PIPE)을 매설하기 위한 굴착공을 시공하는데 사용되는 횡단식 굴착기에 있어서, 굴착공을 직선이 아닌 곡선방향으로 굴착하는데 사용되는 관로공사용 지향성 곡선굴착기에 관한 것이다.

일반적으로 상, 하수관이나 통신관 등을 매설하는 관로공사에 있어서는 기존의 고속도로나 철도 등을 절개 또는 파손하지 않고 하부를 굴착하여 강관을 횡단, 관통시키는 시공법이 사용되고 있다.

만일 도로나 철도를 파헤치거나 절개한 상태로 공사를 하게되면 공사기간 중에 차량의 통행에 지장을 주고 혼잡이 발생되기 때문에 근래에는 굴착시공방법을 이용하고 있다.

관로공사는 공사내역에 따라서 관체의 직경이 큰 것과 작은 것을 사용하는바, 통상 작게는 50㎜ 이하의 관체를 사용할 수도 있고, 크게는 700㎜ 의 관체도 사용되며, 시공길이는 10~300ｍ 정도까지 길게 시공되는 경우가 많다.

굴착기의 종류는 관공을 직선으로 굴착하는 수평굴착기가 있고, 관공을 곡선으로 굴착하는 곡선굴착기가 알려져 있다.

수평굴착기는 도로나 철도와 같은 기존의 구조물에 별다른 장애요소(상하수관, 통신관, 송유관)가 매설되어 있지 않은 경우에 도로를 파손시키지 않는 상태로도로의 하부에 관공을 직선으로 굴착하는데 사용된다.

곡선굴착기는 도6에서와 같이 굴착부에 매설물(P)이나 또는 암반 등과 같은 장애요소가 존재할 경우에 이를 피해서 굴착공을 직선이 아닌 곡선으로 굴착하는데 사용되는 것이고, 굴착공을 도6과 같이 상향곡선(H)으로 굴착하거나 또는 도7과 같이 우회전 곡선굴착공(S) 및 좌회전 굴착공 등을 횡단 굴착할 수 있다.

종래의 곡선굴착기는 굴착장치가 트럭에 탑재되어 일체로 이동 및 취급 사용되는 구조로서, 상기한 굴착장치는 차량의 지지대에 고정된 상태로 진퇴되는 가압대와, 가압대에 회전 가능하게 연결 접속되며 일정한 길이로 된 복수개의 금속관이 직선상으로 연결되어 전단부의 경사면을 가진 굴착헤드를 통해서 고압의 물이 분사되게 하고 굴착과정에 금속관을 계속 연결하면서 길이를 길게 연장시키도록 구성된 굴착로드와, 굴착로드의 선단에 연결되고 전단의 경사면을 이용하여 추진방향과 방향전환이 결정되게 하여 곡선굴착이 가능하게 하는 굴착헤드의 결합으로 이루어져 있으며, 상기한 굴착장치는 차량의 적재함에 일체형으로 탑재되어 차량의 유압 구동장치에 의해서 구동하도록 구성된 것이다.

상기한 종래의 곡선굴착기는 차량(대형트럭)과 일체로 형성된 것이므로 좁은 장소에서의 시공작업이 용이치 못하며, 도로가 없는 장소에는 진입할 수 없어 주변의 기초작업을 실시하여야만 비로서 차량이 시공현장의 근접위치에 진입할 수 있으며, 좁은 농로나 연약지반 등에서는 빠지거나 전복되는 등 작업이 용이치 못한 문제점이 있었다.

다른 문제점은 종래의 곡선굴착기가 대형차량에 탑재되는 구조이므로 제작비와 구입비가 고가이고, 굴착기의 진퇴구동장치 및 지지구조가 취약하여 굴착 작업중에 안전성이나 취급사용상에서 난점이 많다는 점이다.

상기한 종래의 곡선굴착기가 갖는 문제점을 해소하기 위해서 본 고안은 소형 트랙터에 의한 자체적인 이동수단을 가지면서 진입로가 없거나 비좁은 장소에 용이하게 진입하여 간편하게 작업할 수 있고 저렴한 비용으로 제작할 수 있으며, 굴착장치를 견고한 지지력과 강력한 추진력으로 신속 정확한 굴착기능을 수행할 수 있는 새로운 구조의 곡선굴착기를 제공함에 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해서 본 고안은 굴착로드를 진퇴시키는 곡선굴착장치를 소형의 트랙터에 일체로 설치하여 자체적인 이동수단을 갖게 하고, 굴착로드의 강력한 추진 및 역추진 기능수단을 구비하며, 본체의 전후좌우에 손목관절형 지지장치를 설치하여 지상에 안정되게 착지된 상태로 굴착기능을 수행할 수 있게 구성한 것이다.

도1은 본 고안의 전체구성을 보인 측면조립도

도2는 굴착장치를 경사각도로 고정한 작업전의 상태도

도3은 가압대 및 굴착로드가 전진하여 굴착공을 굴착하는 상태도

도4는 굴착장치 지지체의 단면도

도5는 굴착헤드의 구조를 보인 사시도

도6은 도로상에 상향 만곡형 굴착공을 시공하는 상태도

도7은 교차로에 우회전 곡선굴착공을 횡단 굴착한 상태도

도8은 굴착로드의 금속관 연결 구조도

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

1: 금속관 2: 커플링 3: 경사면

4: 굴착로드 10: 트랙터 12: 탑재대

13: 다리 14: 지지대 15: 실린더

17: 하부프레임 18,19: 실린더 20: 착지판

21,22: 착지다리 24: 윈치 25: 고리

A: 굴착로드 B: 가압대

본 고안에서 일정한 길이를 가진 다수의 금속관(1)을 각각의 커플링(2)을 이용하여 반복적으로 길게 연결할 수 있게 하고 전단부에는 경사면(3)을 가진 굴착헤드(4)를 연결하여 전방으로 고압의 물을 분사하면서 추진되게 하는 굴착로드(A)를 가압대(B)에 연결하여 진퇴되게 하며, 굴착헤드(4)의 경사면을 이용하여 추진방향의 전환이 결정되게 하여 곡선굴착이 가능하게 하는 굴착장치의 구성은 공지한 바와 같다.

본 고안은 사방에 다리(13)를 가진 소형 트랙터(10)의 상면에 탑재대(12)를 일체로 형성하여 그 전단부에 레일홈(16)을 가진 지지대(14)를 힌지식으로 설치하고 탑재대와 지지대 사이에 실린더(15)를 연결하여 굴착장치를 지탱하는 지지대(14)의 상하 기울기 각도를 조절할 수 있게 하였다.

또한 본 고안은 지지대(14)의 레일홈(16)에 굴착장치의 하부프레임(17)을 결합하여 실린더(18)에 의해서 전후 진퇴 가능하게 구성하고, 하부프레임(17)에 결합된 가압대(B)는 별도의 실린더(19)에 의해서 진퇴되게 구성하므로서 각각 필요한 작동을 개별적으로 수행하도록 구성하였다.

또한 본 고안은 하부프레임(17)의 전단부와 탑재대(12)의 후단부에 각각 관절형 착지판(20)을 가진 착지다리(21)(22)를 실린더(23)에 의해서 들려지거나 내려지게 설치하므로서 이동시에는 들려지고 작업시에는 전, 후방 다리를 지면에 착지시켜 굴착기 전체를 유동 없이 고정시킬 수 있게 한 것이다.

또한 본 고안은 하부프레임(17)의 후단에 와이어가 감겨진 윈치(24)를 설치하여 와이어를 가압대(B)의 고리(25)에 결속하므로서 굴착로드(확공기)와 가압대를 후진시킬 때 구동시켜 역추진력을 보강할 수 있게 한 것을 특징으로 한 것이다.

도1은 이동을 목적으로 본 고안의 굴착장치와 지지체 및 다리를 들어 올려준 상태로서, 이때는 트랙터(10)를 통상의 방법으로 운전하여 이동하며, 일반차량으로는 진입이 용이치 못한 농로, 비탈면, 하천, 좁은 장소 등에 용이하게 진입하여 작업할 수 있는 것이다.

도2는 시공장소에 본 고안의 굴착장치를 고정시키고 굴착작업을 개시하는 상태로서, 먼저 트랙터(10)의 사방에 부착된 다리(13)를 내려서 지면에 견고하게 착지시키고, 굴착장치의 실린더(15)를 작동시키면 그 피스톤로드가 당겨지면서 굴착장치를 받쳐주는 지지대(14)의 전단부를 하방으로 당겨서 필요한 각도로 경사지게 위치시키며, 이때 전후방의 착지다리(21)(22)를 내려서 각각의 착지판(20)이 지면에 착지되게 하므로서 굴착장치 전체를 견고하게 고정시킬 수 있는 것이고, 모든 구동장치는 미도시된 유압장치 콘트롤부에서 제어하는 것이다.

이 상태에서 콘트롤부의 굴착개시레버를 조작하면 굴착헤드(4)에서 고압의 물이 분사되고(별도의 물탱크와 연결됨) 뒤따라서 실린더(19)가 가압대(B)를 전방으로 서서히 전진시키며, 가압대(B)에 연결된 굴착로드(A)는 함께 전진하면서 설정된 지면을 파고 들어가면서 도3과 같이 굴착작업을 시행하는 것이다.

상기한 굴착작업은 먼저 고압수의 직선 분사력에 의해서 1차적으로 굴착부위가 파헤쳐지고 뒤따라서 굴착헤드(4)가 물에 젖은 땅속을 파고 들어가는 강제 압입공정에 의해서 굴착작업이 이루어지며, 압입되는 굴착로드(A)가 1개의 금속관(1) 길이만큼 압입될 때마다 기기를 일시 정지시키고 도8과 같이 뒤쪽에서 새로운 금속관을 다시 보충 연결시킨 후 다시 그 길이만큼 압입하는 반복적인 연결방법으로 굴착로드는 길게 연결되어 추진되는 것이며, 작업현장의 여건에 따라서 굴착로드의 길이가 길게는 약 300ｍ이상 길게 사용될 수도 있다.

또한 굴착헤드(4)의 추진방향은 경사면(3)이 위치되는 방향에 의해서 결정되며, 도7과 같이 우회전 곡선굴착공(S)을 시공할때는 경사면(3)이 좌측으로 위치되게하여 추진시키면 저항력을 받는 반대방향으로 굴착헤드가 밀려지므로 우회전 곡선으로 추진되는 것이다.

또한 도6과 같이 상향 곡선굴착공(H)을 시공할 때는 굴착헤드의 경사면(3)을 하방으로 위치시킨 상태로 추진시키면 차츰 상향 곡선으로 추진되어 굴착되는 것이며, 추진과정에서 굴착로드를 회전시켜 경사면(3)의 위치를 필요한 방향으로 전환시키면서 원하는 방향과 목표지점을 향하여 곡선공을 굴착할 수 있는 것이다.

또한 굴착로드를 이용하여 곡선굴착공이 시공 완료된 후에는 필요한 직경으로 확공 작업을 하여야 하므로 이때는 반대쪽에 위치된 굴착헤드(4)에 필요한 직경의 원추형 확공기(미도시됨)를 매달은 상태로 굴착로드를 끌어당겨서 원추형의 확공기를 역추진시켜 곡선공을 크게 확공시키고 확공에 강관을 압입시키는 작업을 통하여 관로공사를 시행하는 것이다.

이러한 확공 작업시에는 후진하는 굴착로드(A)를 하나씩 분리시키면서 실린더(19)로 가압대(B)를 후진시키는 방법을 사용하는바, 본 고안에서는 윈치(24)에 감겨진 와이어를 가압대(B)에 연결하여 역추진력을 크게 보강하므로서 신속한 확공작업이 시행될 수 있는 것이다.

본 고안에서의 구동장치는 유압모우터와 유압실린더 등을 유압시스템에 의해서 작동하도록 구성된 것이며, 필요에 따라서는 에어실린더를 사용할 수도 있다.

또한 굴착공사가 완료된 후에는 도1과 같이 굴착장치를 수평상으로 들어올리고 지면에 착지된 다리들을 접어 올린 상태로 트랙터를 운전하여 현장을 철수하는 것이다.

본 고안은 소형 트랙터에 의한 자체적인 이동수단을 가지면서 진입로가 없거나 비좁은 장소 또는 비탈면 등에 용이하게 진입하여 좁은 장소에서도 안정되게 그리고 간편하게 작업할 수 있으므로 종래 차량 탑재형에 비해서 저렴한 비용으로 제작하여 효율적으로 사용할 수 있으며, 굴착장치를 견고한 지지력과 강력한 추진력으로 목표지점을 향하여 신속 정확히 굴착기능을 수행할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 고안의 곡선굴착장치는 실린더와 윈치에 의해서 굴착로드의 강력한 추진 및 역추진 기능을 수행할 수 있고, 본체의 전후좌우에 설치한 다리와 손목관절형 지지장치에 의해서 안정된 착지력을 갖게되어 굴착 작동시 발생되는 반발력과 진동력을 흡수하는 자체적인 완충기능을 발휘하여 굴착기 전체에 대한 유동을 방지하고 확실한 지지력을 수행할 수 있어 종래의 곡선굴착에 비해서 신속 정확한 관로공사를 시행할 수 있다.

Claims (2)

1. 일정한 길이를 가진 다수의 금속관(1)을 각각의 커플링(2)을 이용하여 반복적으로 길게 연결할 수 있게 하고 전단부에는 경사면(3)을 가진 굴착헤드(4)를 연결하여 전방으로 고압의 물을 분사하면서 추진되게 하는 굴착로드(A)를 가압대(B)에 연결하여 진퇴되게 하며 굴착헤드(4)의 경사면을 이용하여 추진방향의 전환이 결정되게 하여 곡선굴착이 가능하게 하는 곡선굴착장치에 있어서, 사방에 다리(13)를 가진 소형 트랙터(10) 상면의 탑재대(12)에 레일홈(16)을 가진 지지대(14)를 힌지식으로 설치하여 실린더(15)에 의해서 굴착장치의 상하 기울기 각도를 조절할 수 있게 하고 지지대(14)의 레일홈(16)에는 굴착장치의 지지체인 하부프레임(17)을 결합하여 실린더(18)에 의해서 전후 진퇴 조절되게 하며 하부프레임(17)의 전단부와 탑재대(12)의 후단부에 각각 관절형 착지판(20)을 가진 착지다리(21)(22)를 각각의 실린더(23)에 의해서 들려지거나 내려지게 설치한 것을 특징으로 한 관로공사용 지향성 곡선굴착기.
2. 제1항에 있어서, 하부프레임(17)의 후단 상면에 와이어가 감겨진 윈치(24)를 설치하여 가압대(B)를 역추진시킬 때 와이어를 가압대의 고리(25)에 결속하여 당겨줄 수 있게 구성함을 특징으로 한 관로공사용 지향성 곡선굴착기.