KR200361486Y1 - 지하매설관 굴착장치의 굴착헤드 - Google Patents

Abstract

본 고안은 지하매설관 굴착장치의 선단에 회전가능하게 설치되어 지하매설관 내의 퇴적물과 지장물을 굴착, 분쇄하는 지하매설관 굴착장치의 굴착헤드에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 지하매설관 내의 퇴적물과 지장물을 효율적으로 굴착, 분쇄할 수 있도록 원뿔 형상의 단면을 갖고, 1회 전진으로 지하매설관 내의 퇴적물과 지장물을 모두 굴착, 분쇄할 수 있도록 지하매설관의 내경과 유사한 직경을 가지며, 전방 경사면에는 다수의 막대형 컷터가 소정 간격으로 이격되게 방사상으로 설치되고, 외주면에는 다수의 원형 컷터가 설치되며, 후면에는 전방에서 굴착된 분쇄물을 후방으로 배출시키는 다수의 슬러지배출구멍이 관통되게 설치된 지하매설관 굴착장치의 굴착헤드에 관한 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 고안에 따른 지하매설관 굴착장치의 굴착헤드는, 소정의 전진수단이 구비된 후방몸체와 전방몸체로 이루어지고 외부 지원차량으로부터 유압 또는 공압, 전기 및 고압수 등이 공급되는 지하매설관 굴착장치의 선단에 회전가능하게 설치되는 굴착헤드에 있어서, 상기 굴착헤드는 원뿔 형상의 단면으로 지하매설관과 유사한 직경을 가지며, 전방 경사면에는 다수의 막대형 컷터가 소정 간격으로 이격되게 방사상으로 설치되고, 외주면에는 다수의 원형 컷터가 방사방향으로 입출가능하게 설치되며, 후면에는 전방에서 굴착된 굴착물을 후방으로 배출시키는 다수의 슬러지배출구멍이 관통되게 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

지하매설관 굴착장치의 굴착헤드{Drill head of mini-excavator for excavation sediment in closed conduit}

본 고안은 지하매설관 굴착장치의 선단에 회전가능하게 설치되어 지하매설관 내의 퇴적물과 지장물을 굴착, 분쇄하는 지하매설관 굴착장치의 굴착헤드에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 지하매설관 내의 퇴적물과 지장물을 효율적으로 굴착, 분쇄할 수 있도록 원뿔 형상의 단면을 갖고, 1회 전진으로 지하매설관 내의 퇴적물과 지장물을 모두 굴착, 분쇄할 수 있도록 지하매설관의 내경과 유사한 직경을 가지며, 전방 경사면에는 다수의 막대형 컷터가 소정 간격으로 이격되게 방사상으로 설치되고, 외주면에는 다수의 원형 컷터가 설치되며, 후면에는 전방에서 굴착된 분쇄물을 후방으로 배출시키는 다수의 슬러지배출구멍이 관통되게 설치된 지하매설관 굴착장치의 굴착헤드에 관한 것이다.

일반적으로 하수관이나 상수관 등과 같은 지하매설관 내부에는 시간의 경과에 따라 퇴적물이 쌓이거나 지장물이 생기게 되는데, 이러한 퇴적물이나 지장물은 관내 흐름을 불량하게 하므로 제거되어야 한다. 이에 따라 지하매설관 내의 퇴적물이나 지장물을 굴착, 분쇄 및 세정하기 위한 여러 종류의 지하매설관 굴착장치가 개발되고 있다. 이러한 지하매설관 굴착장치는 이동방식에 따라 자주식과 견인식 굴착장치로 구분되는데, 자주식 굴착장치는 구동바퀴나 무한궤도를 이용하여 스스로 이동하는 것이고, 견인식 굴착장치는 견인로프를 이용하여 외부 차량에서 끌어주는 것이다. 그리고 이러한 지하매설관 굴착장치의 선단에는 지하매설관 내의 퇴적물이나 지장물을 굴착하거나 분쇄할 수 있도록 다이아몬드 비트가 부착된 굴착헤드가 회전가능하게 설치되어 있다.

예를 들어, 도1는 본 고안자에 의해서 발명된 종래의 파이프 보링 머신(200)(특허출원번호 10-2002-0024544)이 도시되어 있는데, 도시된 바와 같이, 상기 파이프 보링머신(200)은 전방몸체(205)와 후방몸체(210)가 이동실린더(215)를 통해서 서로 결합되고 전방몸체(205)와 후방몸체(210)에는 유압 또는 공압에 의해서 좌우로 신축되는 다수의 밀착판(255)과 가이드 바퀴(265)가 다수 개 설치되어있으며, 상기 전방몸체(205)의 전방에는 소정의 굴착헤드(220)가 회전가능하게 설치되어 있다. 이때 상기 굴착헤드(220)는 전방몸체(205) 내에 설치되어 있는 고압모터에 의해서 구동된다.

그러나 종래의 굴착헤드(220)는 전면이 수직하게 형성된 원판이므로 퇴적물이나 지장물과 접촉되는 접촉면적이 넓어서 과부하가 걸리기 쉬울 뿐만 아니라 굴착력와 분쇄력이 크게 떨어지는 문제점이 있었다. 또한 종래의 굴착헤드는 굴착헤드의 외주면에 형성된 다이아몬드 비트가 지하매설관의 내주면을 손상시키는 문제점이 있었다.

본 고안은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것으로서, 본 고안의 주된 목적은 종래의 굴착헤드보다 굴착력과 분쇄력이 크게 향상되며 1회 전진으로 지하매설관 내부의 굴착물과 지장물을 모두 굴착, 분쇄 및 세정할 수 있는 지하매설관 굴착장치의 굴착헤드를 제공하는 것이다.

또한 본 고안은 굴착헤드에 과부하가 걸리는 것을 방지함과 아울러 굴착헤드를 전후방으로 연속해서 진동시켜 줌으로써 굴착력 및 분쇄력을 향상시키는 지하매설관 굴착장치의 굴착헤드를 제공하는 것이다.

또한 본 고안은 굴착헤드의 외주면에 설치된 원형 컷터에 의해서 지하매설관의 내주면이 손상되는 것을 보호할 수 있도록 원형 컷터와 연동되어 방사방향으로 이동되는 가이드롤러와 지하매설관의 내주면을 세척할 수 있는 하나 이상의 브러쉬가 설치된 지하매설관 굴착장치의 굴착헤드를 제공하는 것이다.

도1은 종래 기술에 따른 지하매설관 굴착장치를 보여주는 사시도,

도2는 본 고안에 따른 굴착헤드가 장착된 지하매설관 굴착장치를 보여주는 사시도,

도3은 본 고안에 따른 굴착헤드를 보여주는 사시도,

도4은 본 고안에 따른 굴착헤드 및 중공회전축을 보여주는 평단면도,

도5 및 도6은 본 고안에 따른 굴착헤드와 중공회전축 그리고 중공회전축의 후단에 설치되어 있는 진동타격수단을 보여주는 분해 사시도 및 결합도,

도7은 본 고안에 따른 굴착헤드의 수평 부분단면도,

도8은 본 고안에 따른 굴착헤드의 수직 부분단면도,

도9는 본 고안에 따른 굴착헤드의 원형 컷터와 지지롤러의 구조를 보여주는 분해사시도,

도10는 본 고안에 따른 굴착헤드가 설치된 지하매설관 굴착장치의 작업모습을 보여주는 측단면도,

도11 및 도12는 본 고안에 따른 굴착헤드의 작용을 보여주는 개략적인 평단면도이다.

***도면의 주요부분에 대한 부호의 설명****

1 : 굴착장치 10 : 후방몸체

13, 14 : 구동바퀴 17 : 지지롤러

20 : 이동실린더 30 : 전방몸체

40 : 중공회전축 42 : 헤리컬기어

45 : 고정파이프 50 : 고압모터

60 : 고압수 공급블럭 69 : 브러쉬

70 : 굴착헤드 73 : 막대형 컷터

75 : 원형 컷터 76 : 고정축

80 : 고정블럭 90 : 안내롤러

95 : 고정플레이트 100 : 진동타격수단

101 : 고정부재 102 : 고정클러치

104 : 회전클러치

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 고안에 따른 지하매설관 굴착장치의 굴착헤드는, 소정의 전진수단이 구비된 후방몸체와 전방몸체로 이루어지며 외부 지원차량으로부터 유압 또는 공압, 전기 및 고압수 등이 공급되는 지하매설관 굴착장치의 선단에 회전가능하게 설치되는 굴착헤드에 있어서,

상기 굴착헤드는 원뿔 형상의 단면으로 지하매설관과 유사한 직경을 가지며, 전방 경사면에는 다수의 막대형 컷터가 소정 간격으로 이격되게 방사상으로 설치되고, 외주면에는 다수의 원형 컷터가 방사방향으로 입출가능하게 설치되며, 후면에는 전방에서 굴착된 굴착물을 후방으로 배출시키는 다수의 슬러지배출구멍이 관통되게 형성된 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 원형 컷터에는 방사방향으로 연동되는 안내롤러가 각각 설치된다.

상기 안내롤러는 상기 원형 컷터보다 약간 큰 직경을 가지며, 상기 원형 컷터가 고정된 고정축의 일측 후단에 회전가능하게 설치되며, 상기 고정축은 소정의 탄성스프링에 의해서 항상 외측으로 가압된다.

또한 상기 굴착헤드의 외주면에는 매설관의 내주면을 세척할 수 있는 하나 이상의 브러쉬가 설치된다.

상기 굴착헤드의 전면 중앙부에는 고압수를 분사하기 위한 다수의 고압수 노즐과 카메라가 설치된다.

아울러, 상기 굴착헤드의 후면에 결합되는 중공 회전축에는 진동타격수단이더 구비된다.

상기 진동타격수단은 상기 굴착헤드의 후면에 일체로 고정되고 그 내부 중공부에는 고압수 호스, 전기케이블 등이 배설되는 중공회전축과, 상기 전방몸체에 설치되어 있는 공압모터로부터 회전력을 전달받을 수 있도록 상기 중공회전축의 후단부에 고정된 헤리컬기어와, 상기 중공회전축의 후단을 회전가능하게 지지하며 상기 헤리컬기어로부터 소정 거리 이격되게 설치된 고정부재와, 상기 고정부재의 전면과 헤리컬기어의 후면에 일체로 형성되며 서로 대응되는 요철홈이 형성된 클러치와, 상기 중공회전축을 전후방향으로 이동가능하게 지지하는 다수의 베어링을 포함하여 구성된다.

이하 첨부도면을 참조하여 본 고안에 따른 지하매설관 굴착장치의 굴착헤드를 상세히 설명한다.

먼저 도2는 본 고안에 따른 굴착헤드가 장착된 지하매설관 굴착장치의 일예를 보여주는 사시도이다. 도시된 바와 같이, 상기 지하매설관 굴착장치(1)는 크게 후방몸체(10)와 전방몸체(30) 그리고 굴착헤드(70)가 일렬로 배열된 형태를 갖는다. 그리고 후방몸체(10)와 전방몸체(30)는 유압 또는 공압에 의해서 전후 방향으로 신축하는 이동실린더(20)에 의해 결합되어 있고, 전방몸체(30)의 굴착헤드(70)는 공압모터(50)에 의해 회전되는 중공회전축(40)을 통해 회전가능하게 결합되어 있다. 그리고 상기 후방몸체(10)는 양측면에 구동바퀴(13,14)가 앞뒤로 소정거리 이격되게 설치되어 있고, 상기 구동바퀴(13,14) 사이에는 소정 크기의 밀착판(16)이 설치되어 있다. 그리고 후방몸체(10) 및 전방몸체(30)의 상면에는 소정의 지지롤러(17)가 설치되어 있다.

그리고 본 고안에 따른 지하매설관 굴착장치의 굴착헤드(70)는 상기 전방몸체(30)의 전방에 회전가능하게 설치되어 있다. 상기 굴착헤드(70)는, 도3 및 도4에서 보는 바와 같이, 중심부가 전방으로 돌출되어 대략 원뿔 형상의 단면을 갖고, 전방의 경사면에는 다수의 막대형 컷터(73)가 방사상으로 다수 개 설치되어 있으며, 원형의 외주면에는 다수의 원형 컷터(75)가 소정 간격으로 이격되게 설치되어 있다. 그리고 후면에는 전방에서 굴착되거나 분쇄된 분쇄물이 후방으로 배출되는 다수의 슬러지배출구멍(77)이 관통되게 형성되어 있다. 또한 상기 외주면에는 지하매설관의 내주면을 세척하기 위한 하나 이상의 브러쉬(69)가 설치되어 있다. 이때 상기 브러쉬(69)는 착탈가능하게 설치되어 마모 시 쉽게 교체할 수 있도록 한다.

그리고 상기 굴착헤드(70)의 전면 중앙에는 다수의 고압수 노즐(79)과 카메라(87)가 설치되어 있으며, 후면 중심에는 후술하는 중공회전축(40)이 착탈가능하게 설치되어 있다. 그리고 상기 굴착헤드(70)의 후면에는 소정 직경의 삽입홈(410)이 형성되어, 중공회전축의 중공부에 설치된 고정파이프(45)가 회전가능하게 삽입된다. 또한 전면 중앙에는 소정 크기의 체결홈(810)이 형성되고, 그 후방에는 고압수 호스(903)를 통해 공급되는 고압수를 공급하기 위한 고압수 공급블럭(60)이 회전가능하게 설치되며, 그 전방에는 다수의 고압수 노즐(79)이 설치됨과 아울러 카메라(87)가 설치되는 고정블럭(80)이 결합되어 있다. 이때 상기 고압수 공급블럭(60)은 고정파이프(45)의 선단에 결합되어 함께 회전되고, 상기 고정블럭(80)은 체결홈(810)에 체결되어 고정된다.

상기 고압수 공급블럭(60)은 도4 및 도5에서 보는 바와 같이, 상기 체결홈(810)의 후방에 회전가능하게 안치되고, 그 외주면에는 환형의 고압수 공급로(61)가 소정 깊이로 형성되어 있으며, 상기 고압수 공급로(61)는 방사방향으로 형성된 관통홀(62)을 통해 고압수 호스(903)와 연통되어 있다. 따라서 고압수 호스(903)를 통해 공급되는 고압수는 고압수 공급블럭(60)의 고압수 공급로(61)와 상기 고정블럭(80)에 형성된 고압수 안내통로(81)을 통해서 고압수 노즐(79)로 공급되게 된다.

이어, 상기 고정블럭(80)은 외주면에 나사부가 형성되어 체결홈(810)에 고정되는 것으로서, 상기 고압수 공급블럭(60)의 고압수 공급로(61)를 통해 공급되는 고압수를 안내하는 다수의 고압수 안내통로(81)가 형성되어 있고, 이 안내통로(81)의 선단에는 고압수 노즐(79)이 설치되어 있다. 그리고 고정블럭(80)의 중심에 형성된 관통부(83)에는 카메라(87)와 카메라보호용 강화유리(88)가 순차로 설치되고 그 전방에는 카메라(87)와 강화유리(88)를 지지하기 위한 원통형의 지지블럭(89)이 체결되어 있다. 한편, 상기 카메라(87)와 접속되는 케이블은 고압수 공급블럭(60)에 형성된 관통홈(63)과 고정파이프(45)을 통해서 외부 지원차량과 접속된다.

한편, 상기 굴착헤드(70)의 전면에 설치된 막대형 컷터(73)는 도7의 단면도에서 보는 바와 같이, 굴착헤드(70)의 경사면에 방사형으로 형성된 수직벽(72)에 착탈가능하게 설치된다. 이때 수직벽(72)은 소정의 곡률로 형성된 경사면(71)의 일측에 형성된 것으로서, 이 수직벽(72)에 막대형 컷터(73)를 밀착시킨 후 체결수단(74)으로 체결하면 지장물 굴착시 가해지는 강한 압력에도 막대형컷터(73)가 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

그리고 도7 및 도8에 도시된 바와 같이, 상기 굴착헤드(70)의 외주면에 설치된 원형 컷터(75)는 소정 깊이의 안착홈(710)에 방사방향으로 입출가능하도록 설치되어 있다. 상기 안착홈(710)은 굴착헤드(70)의 외주면을 따라 수직하게 설치되며, 안쪽면에는 원형 컷터(75)가 고정된 고정축(76)이 상하로 이동할 수 있도록 소정의 가이드홈(712)이 형성되어 있다. 그리고 상기 안착홈(710)의 하부에는 굴착헤드나 원형 컷터에 의해 굴착되거나 분쇄된 분쇄물이 원활하게 배출되는 개구부(720)가 형성되어 있다. 그리고 원형 컷터(75)의 전면에는 다수의 다이아몬드 비트가 부착되어 있다. 따라서 상기 원형 컷터(75)는 굴착헤드(70)와 함께 회전함과 아울러 방사방향으로 이동되면서 굴착헤드(70) 외측에 위치한 퇴적물과 지장물을 굴착하거나 분쇄하게 된다.

한편, 상기 원형 컷터(75)의 후방에는 원형 컷터(75)와 함께 방사방향으로 연동할 수 있도록 소정의 안내롤러(90)가 설치되어 있다. 이 안내롤러(90)는 상기 원형 컷터(75)보다 더 큰 직경으로 이루어져 원형 컷터(75)가 지하매설관의 내주면과 접촉되는 것을 방지한다. 즉, 상기 안내롤러(90)는 도7 내지 도9에서 보는 바와 같이, 원형 컷터(75)의 고정축(76) 후단에 회전가능하게 설치되며, 상기 원형 컷터(75)보다 약간 큰 직경을 갖는다. 그리고 상기 고정축(76)은 소정의 탄성스프링(96)에 의해서 항상 외측방향으로 가압된다. 따라서 상기 고정축(76)은 안내롤러(90)가 지하매설관과 접촉되는지의 여부에 따라서 외측 또는 내측으로 이동하게 된다. 예를 들어, 안내롤러(90)가 지하매설관과 접촉되지 않은 상태에서는상기 고정축(76)은 탄성스프링(96)에 의해 외측으로 이동된다. 이때 상기 원형 컷터(75)도 외측으로 최대한 이동된 상태가 된다. 반대로 상기 안내롤러(90)가 지하매설관과 접촉된 상태에서 지하매설관의 직경이 좁아지는 경우에는 상기 고정축(76)을 따라 원형 컷터(75)도 안쪽으로 이동하게 되므로 원형 컷터(75)가 지하매설관의 내주면과 접촉되는 것을 방지한다.

도9에 도시된 바와같이, 굴착헤드(70)에는 후방으로 개방된 안착홈(710)을 폐쇄시키기 위한 고정플레이트(95)가 설치된다. 상기 고정플레이트(95)는 고정축(76)이 관통되어 상하로 안내될 수 있도록 소정 길이의 관통안내홈(92)이 형성되어 있다. 그리고 상기 관통안내홈(92)의 상부에는 고정축(76)이 이탈되는 것을 방지하는 스톱퍼(98)가 고정되어 있고, 하부에는 고정축(76)을 항상 외측으로 가압하는 탄성스프링(96)이 설치된다. 또한 상기 고정축(76)과 탄성스프링(96) 사이에는 고정축(76)을 슬라이드 가능하도록 지지하는 슬라이드부재(99)가 설치되어 있고, 상기 슬라이드부재(99)와 원형 컷터(75) 사이에는 원형 컷터(75)을 전방으로 탄압하기 위한 가압스프링(91)이 설치되어 있다. 이때 상기 슬라이드부재(99)의 양측면에는 슬라이드부재(99)가 관통안내홈(92)으로부터 이탈되는 것을 방지하는 이탈방지편(94)이 일체로 형성되어 있다.

한편, 도5 및 도6에서 보는 바와 같이, 본 고안에 따른 굴착헤드(70)의 후면에는 중공회전축(40)이 착탈가능하게 설치되어 있다. 상기 중공회전축(40)은 중심부가 비어 있는 중공관으로서 그 선단에는 소정 직경의 플랜지(41)가 형성되어 있고 후단부에는 전방몸체(30)에 설치되며 공압에 의해 구동되는 공압모터(50)로부터회전력을 전달받기 위한 소정 크기의 헤리컬기어(42)가 고정되어 있다. 그리고 그 중공부에는 고압수 호스(903), 전력케이블(904) 및 통신케이블 등이 관통되게 설치되는 고정파이프(45)가 설치되어 있다.

그리고 상기 중공회전축(40)의 후단에는 그 선단에 고정된 굴착헤드(70)를 전후 방향으로 소정 구간 진동시키기 위한 진동타격수단(100)이 설치되어 있다. 상기 진동타격수단(100)은 상기 굴착헤드(70)를 전후방향으로 소정거리 진동시켜 굴착헤드(70)에 과부하가 걸리는 것을 방지함과 아울러 굴착헤드(70)에 연속적인 진동 타격력을 부여하기 위한 것이다. 이러한 진동타격수단(100)은 도5 및 도6에서 보는 바와 같이, 중공회전축(40)의 후단부를 회전가능하게 지지함과 아울러 헤리컬기어(42)로부터 소정 거리 이격되게 고정된 고정부재(101)와, 상기 고정부재(101)의 전면에 일체로 형성되며, 방사방향으로 다수의 요철홈이 형성된 고정클러치(102)와, 상기 고정클러치(102)에 대응되도록 상기 헤리컬기어(42)의 후면에 일체로 형성되고 상기 고정클러치(102)의 요철홈에 대응되는 요철홈이 형성된 회전클러치(104)와, 상기 중공회전축(40)을 회전가능하게 지지함과 아울러 축방향으로 슬라이드 가능하게 지지할 수 있도록 상기 고정부재(101)에 설치된 제1 베어링(105)과 상기 헤리컬기어(42)의 전방에 설치된 제2 베이링(106)으로 구성되어 있다.

따라서 후방으로 향하는 소정 이상의 압력이 상기 굴착헤드(70)에 가해지면, 상기 중공회전축(40)이 후방으로 일정 거리 이동하게 된다. 그러면 상기 중공회전축(40)의 헤리컬기어(42)가 고정부재(101)와 접촉되어 더 이상 후방으로 이동하지못하게 된다. 이러한 상태에서 상기 중공회전축(40)이 회전하게 되면, 상기 헤리컬기어(42)의 후면에 형성된 회전클러치(104)와 고정부재(101)의 전면에 형성된 고정클러치(102)의 대응하는 요철홈이 서로 맞물려서 중공회전축(40)이 일시적으로 회전하지 않게 된다. 그러나 상기 중공회전축(40)에 계속하여 회전력이 가해지면, 상기 회전클러치(104)의 요철홈이 고정클러치(102)의 요철홈으로부터 빠져나오면서 회전클러치(104)의 마루가 고정클러치(102)의 마루를 타고 넘어가게 되어 상기 중공회전축(40)이 그 높이만큼 전방으로 밀어내게 된다. 따라서 중공회전축(40)의 선단에 고정된 굴착헤드(70)에 전방으로 향하는 타격력이 가해지게 된다. 따라서 상기 굴착헤드(70)가 후방으로 가압되어 있는 상태에서 중공회전축(40)이 계속하여 회전하게 되면, 회전클러치(104)와 고정클러치(102)가 결합과 이탈을 반복하여 전후로 진동하게 됨으로써 굴착헤드(70)에 연속적으로 타격력을 가하게 된다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 고안에 따른 지하매설관 굴착장치의 굴착헤드의 작용을 설명한다.

먼저, 도10에서 보는 바와 같이, 본 고안에 따른 굴착헤드(70)가 적용된 지하매설관 굴착장치(1)는 맨홀(3)을 통해서 지하매설관(5) 내에 설치되고, 지상에 위치된 지원차량(900)과 플렉시블관(901)을 통해서 연결된다. 이때 상기 플렉시블관(901)은 소정의 접속장치를 이용하여 후방몸체(10)에 착탈가능하게 결합되며, 상기 플렉시블관(901)에는 고압수 호스(903), 전력케이블(904), 통신케이블 및 유압 또는 공압 공급호스 그리고 필요에 따라 견인 와이어 등이 설치되어 있다. 그리고 상기 지원차량(900)에는 고압수 호스(903)를 통해 고압수를 굴착헤드(70)에 공급하기 위한 펌프, 유압 또는 공압호스를 통해 각종 실린더와 모터에 유압 또는 공압을 공급하기 위한 유압펌프 또는 에어콤프레셔, 구동모터에 전기를 공급하기 위한 발전기, 카메라 및 각종 전자밸브를 제어하기 위한 제어부 등이 구비되어 있다. 그리고 상기 전방몸체(10)의 선단에는 지하매설관(5)의 내경과 유사한 직경을 갖는 본 고안에 따른 굴착헤드(70)가 중공회전축(40)을 통해 회전가능하게 설치되어 있다.

이어, 도11은 지하매설관(5) 내에 쌓여있는 무른 퇴적물을 굴착하는 모습을 보여주는 것으로서, 도시된 바와 같이, 소정의 전진수단을 통해 굴착장치(1)가 전방으로 전진할 때 상기 전방몸체(10)에 설치되어 있는 공압모터(50)를 작동시켜 중공회전축(40)과 굴착헤드(70)를 회전시킴으로써 지하매설관 내의 퇴적물을 굴착하게 된다. 이때 상기 굴착헤드(70)의 전면에 설치된 고압수 노즐(79)로부터 고압수가 분사되어 퇴적물을 세정하고, 상기 굴착헤드(70)의 외주면에 설치된 원형 컷터(75)는 굴착헤드(70)의 전방에 설치된 막대형 커터(73)가 굴착하지 못한 외측부분의 퇴적물을 굴착한다. 그리고 굴착헤드(70)의 외주면에 설치된 브러쉬(69)는 지하매설관의 기름때 등을 세척하게 된다. 그리고 굴착물이나 분쇄물은 굴착헤드(70)에 형성된 슬러지관통구멍(77)을 통해 후방으로 배출된 후, 고압수와 함께 맨홀(3)쪽으로 배출된다. 이와 같이 본 고안에 따른 굴착헤드(70)는 한 번의 전진으로 매설관(5)의 전단면을 모두 굴착, 분쇄 및 세정할 수 있다.

그리고 도12는 상기 굴착헤드(70)의 경사면에 설치된 막대형 컷터(73)을 이용하여 콘크리트 지관(7) 등과 같은 단단한 지장물을 분쇄하는 모습을 보여주는 것이다. 이때 상기 굴착헤드(70)에 후방으로 향하는 소정 이상의 부하가 걸리면, 중공회전축(40)과 함께 후방으로 이동되어 헤리컬기어(42)가 고정부재(101)와 밀착됨과 아울러 헤리컬기어(42)의 회전클러치(104)와 고정부재(101)의 고정클러치(102)의 요철홈이 서로 결합과 분리를 반복하게 됨에 따라 상기 굴착헤드(70)의 막대형 컷터(73)에 연속적인 진동 타격력을 주게 된다. 이와 같이 본 고안에 따른 굴착헤드(70)는 소정의 진동타격수단에 의해서 진동 타격력이 부여되기 때문에 비교적 단단한 지장물도 쉽게 분쇄시킬 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 고안에 따른 굴착헤드는 지하매설관과 유사한 직경을 갖기 때문에 전단면 굴착이 가능하여 한 번의 작업으로 지하매설관내의 모든 퇴적물과 지장물을 제거하여 굴착작업을 매우 신속하게 수행할 수 있다.

또한 본 고안에 따른 굴착헤드는 원뿔 형상의 단면을 가질 뿐만 아니라 소정의 진동타격수단을 이용하여 전방으로 진동타격함으로써 굴착력이 크게 향상되는 효과가 있다.

본 고안은 또한 원뿔형 굴착헤드를 지하매설관의 크기에 따라 교체 사용할 수 있고 그 외주면에는 방사방향으로 입출가능하도록 다수의 원형 컷터가 설치되어 있으므로 전단면 굴착이 가능하고 관내부의 상하단차 및 좌우 굴곡부분 굴착시 관내부 손상없이 굴착 및 전진이 가능하다.

또한 본 고안은 굴착헤드의 외주면에 설치된 원형 컷터와 연동되어 방사방향으로 이동되는 가이드롤러를 더 설치하여 다수의 원형 컷터에 의해서 지하매설관의 내주면이 손상되는 것을 방지한다.

아울러 본 고안은 굴착헤드의 전면에 설치된 고압수 노즐를 이용한 고압 세정작업과 굴착헤드의 외주면에 설치된 브러쉬를 이용한 지하매설관 세척작업도 수행할 수 있어 1회 작업으로 굴착 및 세정작업을 동시에 수행할 수 있다.

Claims (12)

1. 소정의 전진수단이 구비된 후방몸체와 전방몸체로 이루어지며 외부 지원차량으로부터 유압 또는 공압, 전기 및 고압수 등이 공급되는 지하매설관 굴착장치의 선단에 회전가능하게 설치되는 굴착헤드에 있어서,

   상기 굴착헤드는 원뿔 형상이며, 전방 경사면에는 다수의 막대형 컷터가 소정 간격으로 이격되게 방사상으로 설치되고, 후면에는 전방에서 굴착된 분쇄물을 후방으로 배출시키는 다수의 슬러지배출구멍이 관통되게 형성된 것을 특징으로 하는 지하매설관 굴착장치의 굴착헤드.
2. 제1항에 있어서,

   상기 굴착헤드의 외주면에는 다수의 원형 컷터가 방사방향으로 입출가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 지하매설관 굴착장치의 굴착헤드.
3. 제1항에 있어서,

   상기 굴착헤드는 상기 전방몸체에 설치된 공압모터에 의해 회전되는 중공회전축의 선단에 형성된 플랜지를 통해 착탈가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 지하매설관 굴착장치의 굴착헤드.
4. 제3항에 있어서,

   상기 중공회전축의 중공부에는 고압수 호스, 전력케이블 및 통신케이블 등이 관통되게 설치되는 고정파이프가 설치되고, 상기 고정파이프의 선단은 굴착헤드의 후면에 형성된 소정 직경의 삽입홈에 삽입되는 것을 특징으로 하는 지하매설관 굴착장치의 굴착헤드.
5. 제2항에 있어서,

   상기 원형 컷터에는 방사방향으로 연동되는 안내롤러가 각각 설치된 것을 특징으로 하는 지하매설관 굴착장치의 굴착헤드.
6. 제1항에 있어서,

   상기 굴착헤드의 전면 중앙부에는 고압수를 분사하기 위한 다수의 고압수 노즐과 카메라가 설치된 것을 특징으로 하는 지하매설관 굴착장치의 굴착헤드.
7. 제1항, 제4항 또는 제6항에 있어서,

   상기 굴착헤드의 전면에 형성된 체결홈의 후방 안쪽에는 외주면에 환형의 고압수 공급로가 형성되고 그 중심에는 상기 고정파이프의 선단이 체결되는 관통공이 형성되며 상기 고압수 공급로는 방사방향으로 형성된 하나 이상의 관통홀을 통해서 고압수 호스와 연통되는 고압수 공급블럭이 회전가능하게 설치되고,

   상기 체결홈의 전방에는 상기 고압수 공급블럭의 고압수 공급로와 연통되어 고압수를 안내하는 다수의 고압수 안내통로가 형성되고, 상기 안내통로의 선단에는각각 고압수 노즐이 설치되는 소정 형상의 고정블럭이 그 외주면에 형성된 나사부를 통해 고정되며,

   상기 고정블럭의 중심에 형성된 관통부에는 카메라와 카메라보호용 강화유리가 순차로 설치되고 그 전방에는 카메라와 강화유리를 지지하기 위한 원통형의 지지블럭이 나사 체결되는 것을 특징으로 하는 지하매설관 굴착장치의 굴착헤드.
8. 제5항에 있어서,

   상기 안내롤러는 상기 원형 컷터보다 약간 큰 직경을 가지며, 상기 원형 컷터가 고정된 고정축의 일측 후단에 회전가능하게 설치되며, 상기 고정축은 소정의 탄성스프링에 의해서 항상 외측으로 가압되는 것을 특징으로 하는 지하매설관 굴착장치의 굴착헤드.
9. 제1항에 있어서,

   상기 굴착헤드의 외주면에는 매설관의 내주면을 세척할 수 있는 하나 이상의 브러쉬가 설치된 것을 특징으로 하는 지하매설관 굴착장치의 굴착헤드.
10. 제1항, 제3항 또는 제4항에 있어서,

    상기 굴착헤드의 후면에 결합되는 중공회전축에는 진동타격수단이 더 구비된 것을 특징으로 하는 지하매설관 굴착장치의 굴착헤드.
11. 제10항에 있어서,

    상기 진동타격수단은 상기 굴착헤드의 후면에 일체로 고정되고 그 내부 중공부에는 고압수 호스, 전기케이블 등이 배설되는 중공회전축과, 상기 전방몸체에 설치되어 있는 공압모터로부터 회전력을 전달받을 수 있도록 상기 중공회전축의 후단부에 고정된 헤리컬기어와, 상기 중공회전축의 후단을 회전가능하게 지지할 수 있도록 상기 헤리컬기어로부터 소정 거리 이격되게 설치된 고정부재와, 상기 고정부재의 전면과 헤리컬기어의 후면에 일체로 형성되며 서로 대응되는 요철홈이 형성된 클러치와, 상기 중공회전축을 전후방향으로 이동가능하게 지지하는 다수의 베어링을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 지하매설관 굴착장치의 굴착헤드.
12. 제1항에 있어서,

    상기 굴착헤드의 막대형 컷터는 굴착헤드의 전면에 형성된 소정 곡률의 요홈부에 의해 이루어진 수직벽에 소정의 체결수단을 통해 착탈가능하게 설치되어 마모시 교체가 용이한 것을 특징으로 하는 지하매설관 굴착장치의 굴착헤드.