KR200398376Y1 - 고압 연속 토출형 뿜칠장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 붕괴의 위험성이 있는 공사지역의 비탈면이나 터널 공사의 굴착면 등에 재료(시멘트,몰타르,골재 등)를 압송시켜 분사 시공하는 뿜칠장치에 관한 것으로서, 재료의 토출부에서 고압으로 주입되는 압축공기의 누출을 최대한 억제하여 투입휠을 통해 연속적으로 투입되는 재료에 고압의 압축공기를 직접적으로 가하여 재료를 고압으로 압송시킬 수 있도록 구성된 뿜칠장치에 관한 것이다.

이러한 본 고안은 재료의 공급을 위해 개폐작동하는 스토퍼가 설치된 호퍼와, 호퍼로부터 재료가 공급되고 압축공기가 주입 및 배기되는 주입관과 배기관이 구비되고 공급된 재료의 투입을 위해 개폐작동하는 스토퍼가 설치된 챔버와, 챔버로부터 투입된 재료를 한쪽으로 교반 이송하며 재료의 이송방향에 확장된 공간으로 투입챔버가 구비된 탱크와, 탱크의 투입챔버에 내삽 설치되어 회전하고 소정량의 재료를 연속해서 이송 투입하는 투입휠과, 투입휠로 이송 투입되는 재료를 고압의 압축공기로 압송하는 에어주입구와 토출구로 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

고압 연속 토출형 뿜칠장치 {The injection shotcrete device}

본 고안은 붕괴의 위험성이 있는 공사지역의 비탈면이나 터널 공사의 굴착면 등에 재료(시멘트,몰타르,골재 등)를 압송시켜 분사 시공하는 뿜칠장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 설명하면 재료의 토출부에서 고압으로 주입되는 압축공기의 누출을 최대한 억제하여 투입휠을 통해 연속적으로 투입되는 재료에 고압의 압축공기를 직접적으로 가하여 재료를 고압으로 압송시킬 수 있도록 구성된 뿜칠장치에 관한 것이다.

일반적으로 건설 공사지역이나 또는 터널 공사지역 등은 장마철의 우수와 암반층의 균열로 인하여 붕괴의 위험성이 매우 높으므로 이러한 도로 경사면, 제방, 비탈면, 터널 굴착면 등은 안전성을 확보하기 위하여 콘크리트 및 시멘트 몰타르를 고압 분사하여 숏크리트(Shotcrete)를 시공하고 있다.

숏크리트 공법은 고압의 압축공기를 이용하여 공사지역의 비탈면이나 터널의 굴착면에 콘크리트 또는 시멘트 몰타르를 압송시켜 비탈면이나 굴착면에 고압으로 뿜칠하여 표면층을 보호하는 기능으로서, 응력 집중을 방지함과 동시에 지보작용으로 암반의 균열을 억제하고 굴착면의 안정성을 도모하는 것으로, 거나이트(gunite)라고도 한다.

숏크리트를 타설할 때에는 콘크리트 또는 시멘트 몰타르의 경화를 촉진시켜 초기 강도의 발현을 앞당겨서 지보효과를 높이기 위해 급결제를 사용하며, 이러한 급결제는 형상에 따라 분말형과 액상형으로 구분되고, 여기서 습식 숏크리트에는 보통 액상형 급결제가 사용되고, 건식 숏크리트에는 분말형 급결제가 사용된다.

숏크리트를 타설하기 위한 장치는 대부분 차량에 일체로 장착되거나 또는 차량으로 견인될 수 있도록 트레일러상에 설치되고, 별도의 외부 레미콘이나 믹싱장치로부터 믹싱 콘크리트 및 건조 분말상태의 시멘트, 몰타르, 골재 등을 공급받아 별도의 고압 컴프레서(Compressor)를 이용하여 붐에 연결된 이송호스를 통해 건설 공사지역의 비탈면이나 터널 공사지역의 굴착면에 고압으로 분사하여 숏크리트를 타설하고 있다.

기존 건설 공사지역의 비탈면이나 터널 공사지역의 굴착면에 숏크리트를 타설하기 위한 뿜칠장치는 국내 특허출원 제1992-0022011호(공기압 실린더를 이용한 숏크리트기)와, 등록특허 제10-0457978호(주조성 내화재의 건조 분사 공정)가 제안된 바 있다.

그러나, 상기에서 선행된 기존의 뿜칠장치는 챔버 내부에서 재료의 공급이 원활하게 이루어지지 못하고, 특히 챔버 내부에서 에어주입구로부터 재료에 가해지는 고압의 압축공기가 챔버의 토출부에서 과다하게 누출됨으로써 압축공기의 압력이 재료에 직접적으로 가해지지 못할 뿐만 아니라 압축공기의 압력이 현저하게 떨어져 재료를 고압으로 압송하지 못하는 문제점들이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 기존 뿜칠장치에 따른 문제점들을 해결하고자 안출된 것으로서, 재료가 압축공기의 압력을 받아 토출되는 토출부에서 고압으로 주입되는 압축공기의 누출을 최대한 억제하여 투입휠을 통해 연속적으로 투입되는 재료에 고압의 압축공기를 직접적으로 가하여 재료를 고압으로 압송시킬 수 있도록 구성된 뿜칠장치를 제공하는 것을 주된 목적으로 하는 것이다.

상기와 같은 소기의 목적을 실현하기 위한 본 고안의 주된 특징은;

재료의 공급을 위해 개폐작동하는 스토퍼가 설치된 호퍼와, 호퍼로부터 재료가 공급되고 압축공기가 주입 및 배기되는 주입관과 배기관이 구비되고 공급된 재료의 투입을 위해 개폐작동하는 스토퍼가 설치된 챔버와, 챔버로부터 투입된 재료를 한쪽으로 교반 이송하며 재료의 이송방향에 확장된 공간으로 투입챔버가 구비된 탱크와, 탱크의 투입챔버에 내삽 설치되어 회전하고 소정량의 재료를 연속해서 이송 투입하는 투입휠과, 투입휠로 이송 투입되는 재료를 고압의 압축공기로 압송하는 에어주입구와 토출구로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 고안의 바람직한 실시예에 따른 구성을 도면에 도시한 도 1 내지 도 9를 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 고안의 바람직한 실시예는 상부에 컨베이어나 또는 별도의 공급장치로부터 재료(시멘트,몰타르,골재 등)가 공급되는 호퍼(1)가 위치하고, 상기 호퍼(1)의 하측 개구부에는 재료를 소정량씩 공급하기 위하여 개폐작동하는 스토퍼(2)가 설치되며, 여기서 스토퍼(2)는 중앙 상부가 뾰족한 원추형태로 링크(3)의 구조로서 레버를 상하 회동시킴에 따라 스토퍼(2)가 상하 작동하여 호퍼(1)의 개구부를 개폐하게 설치된다.

호퍼(1)의 저부에는 호퍼(1)로부터 재료가 공급되는 챔버(10)가 배치되고, 챔버(10)의 양측 위치에 압축공기가 주입 및 배기되는 주입관(20)과 배기관(21)이 구비되며, 호퍼(1)로부터 공급된 재료의 투입을 위해 하측의 개구부에 개폐작동하는 원추형태의 스토퍼(13)가 설치되고, 스토퍼(13)는 링크(14)의 구조로서 상하 작동하여 개폐된다.

상기에서 챔버(10)는 구의 형상이나 또는 반구의 형상으로 구성될 수 있으며, 상측과 하측의 개구부에 각각 스토퍼(2)(13)가 설치되어 밀폐가 가능하게 구성되고, 압축공기가 주입 및 배기되는 주입관(20)과 배기관(21)에 각각 밸브가 장착되며, 밸브는 전기적인 신호로 자동 개폐되는 전자밸브를 설치할 수 있으며, 또한 호퍼(1)와 챔버(10)에 설치되는 스토퍼(2)(13)도 공압이나 유압으로 자동 개폐되게 설치할 수 있다.

한편 챔버(10)의 내부에는 모터(M)의 구동력을 전달받아 회전하는 구동축(11)이 회전가능케 설치되고, 구동축(11)상에 다수의 교반날개(12)가 장착되어 공급된 재료를 혼합 교반시켜 투입을 원활하게 한다.

본 고안의 실시예에서 챔버(10)의 하측에는 수평상으로 소정길이의 탱크(30)가 배치되어 챔버(10)로부터 재료가 투입되고, 상기 탱크(30)는 내부에 다수의 이송날(31a)이 장착된 구동축(31)이 회전가능케 설치되어 모터(M)의 구동력을 전달받아 회전하며, 상기에서 이송날(31a)은 챔버(10)로부터 투입된 재료가 한쪽으로 이송 가능케 소정의 각도로 부착 설치한다.

또한 탱크(30)에서 재료가 이송되는 방향의 선단부는 탱크(30)의 내부 공간보다 확장된 소정크기의 공간으로 투입챔버(32)가 구비되며, 상기 투입챔버(32)는 원통형의 형상을 갖도록 구성됨이 바람직하고, 그 내부에 다수의 이송날개(51)가 방사상으로 형성된 투입휠(50)이 내삽되며, 투입휠(50)은 중심부가 구동축(31)에 장착되어 모터(M)의 구동력으로 회전한다.

따라서, 탱크(30)는 모터(M)의 구동력으로 구동축(31)과 이송날(31a)이 회전하여 챔버(10)로부터 투입되는 재료를 한쪽으로 교반 이송하며, 재료의 이송방향인 한쪽 선단부에 확장된 공간으로 투입챔버(32)가 구성되고, 투입챔버(32)의 내부에 다수의 이송날개(51)가 방사상으로 형성된 투입휠(50)이 내삽되어 구동축(31)과 함께 회전하게 된다.

본 고안의 실시예에서 탱크(30)의 투입챔버(32)에 내삽되어 구동축(31)과 함께 회전하는 투입휠(50)은 도면에서 도 7과 같이, 원형의 플레이트 외주연에 다수의 이송날개(51)가 소정의 간격을 갖도록 방사상으로 형성되며, 투입휠(50)에서 이송날개(51)는 투입챔버(32)의 확장된 공간에 대응하여 내삽될 수 있는 면적으로 형성되고, 원형의 플레이트에서 탱크(30)의 길이 방향으로 돌출되게 형성된다.

한편 별도의 고압 컴프레서로부터 공급되는 고압의 압축공기를 주입하여 재료를 토출시켜 압송하는 기능의 에어주입구(40)와 토출구(41)는 도면에서 도 6과 같이, 투입챔버(32)의 하단부위에서 구동축(31)이 회전하는 방향으로 소정의 예각을 갖도록 배치되어 투입챔버(32)의 양측면에 상호 일치되게 부착 설치된다.

상기에서 에어주입구(40)와 토출구(41)가 부착 설치된 위치에서 탱크(30)와 투입챔버(32)가 인접하는 단부에 압축공기의 누출을 방지하는 기능의 댐퍼(33)가 설치되는 것으로서, 상기 댐퍼(33)는 도면에서 도 6과 도 8과 같이, 탱크(30)와 투입챔버(32)가 인접한 단부에서 투입휠(50)의 원형 플레이트에 근접하고, 투입휠(50)에 형성된 이송날개(51)의 간격보다 큰 면적으로 형성된다.

한편 본 고안의 실시예에서 탱크(30)는 도면에서 도 9와 같이, 금속 철판으로 이루어진 내주면에 고무판(30a)을 부착시켜 이중구조로 설치할 수 있으며, 챔버(10)의 구조도 탱크(30)와 동일하게 이중구조로 설치할 수 있다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 작동과정을 살펴보면 다음과 같다.

우선 호퍼(1)의 개구부에 설치된 스토퍼(2)가 열린 상태에서 컨베이어나 또는 별도의 공급장치로부터 재료가 공급되어 호퍼(1)와 스토퍼(2)를 통해 챔버(10)로 재료가 공급되면, 다음으로 호퍼(1)에 설치된 스토퍼(2)가 닫히면서 주입관(20)을 통하여 고압의 압축공기가 챔버(10)로 주입되며, 챔버(10)에 압축공기가 주입되면 챔버(10)의 개구부에 설치된 스토퍼(13)가 열리면서 탱크(30)의 내부로 재료가 투입된다.

상기에서 챔버(10)로부터 탱크(30)로 재료가 투입되면, 챔버(10)의 개구부에 설치된 스토퍼(13)가 닫히면서 배기관(21)이 열려 챔버(10)안에 주입된 압축공기가 외부로 배출되고, 챔버(10)에서 압축공기가 어느정도 배출되면 배기관(21)이 닫히면서 다시 호퍼(1)의 개구부에 설치된 스토퍼(2)가 열려 챔버(10)로 재료가 투입되면서 재료의 투입과정이 반복적으로 진행된다.

상기에서 스토퍼(2)(13)의 작동과정과 챔버(10)의 내부로 압축공기를 주입하거나 배기하는 것은 탱크(30)의 내부로 재료를 투입시 탱크(30)의 내부에서 압축공기가 챔버(10)로 역류하여 탱크(30)의 내부압력이 저하되지 않고 항상 일정한 압력이 유지되도록 하는 것이다.

상기 재료의 투입과정으로 탱크(30)의 내부에 투입되는 재료는 구동축(31)과 이송날(31a)의 회전으로 탱크(30)에서 투입챔버(32)가 위치한 방향으로 점차 교반 이송되며, 탱크(30)에서 확장된 공간의 투입챔버(32)로 유입되는 재료는 구동축(31)에 의해 회전하는 투입휠(50)의 이송날개(51)에 의해 소정량이 에어주입구(40)와 토출구(41)가 배치된 위치로 이송된다.

즉, 탱크(30)안에서 구동축(31)과 이송날(31a)의 회전으로 교반 이송되는 재료가 구동축(31)에 의해 투입휠(50)이 회전하는 투입챔버(32)로 유입되면, 투입휠(50)에 형성된 다수의 이송날개(51) 사이로 투입되어 이송날개(51)에 밀려서 에어주입구(40)와 토출구(41)가 배치된 위치로 회전 이송되며, 에어주입구(40)가 배치된 위치로 회전하면 고압의 압축공기가 에어주입구(40)에서 투입챔버(32)의 내부로 주입되면서 투입휠(50)의 이송날개(51) 사이에 적재된 재료가 압축공기의 압력을 받아 대향쪽에 설치된 토출구(41)로 토출되어 압송된다.

상기에서 고압의 압축공기가 에어주입구(40)에서 투입챔버(32)의 내부로 주입시 탱크(30)와 투입챔버(32)가 인접한 단부에서 댐퍼(33)가 투입휠(50)의 이송날개(51) 사이공간을 밀폐함으로써 압축공기의 누출을 최대한 억제하여 고압으로 재료를 압송할 수 있는 것이다.

상기에서 본 고안의 바람직한 실시예를 참고로 설명 하였으며, 상기의 실시예에 한정되지 아니하고, 상기의 실시예를 통해 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 고안의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경으로 실시할 수 있는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 고안의 실시예에 의하면, 호퍼와 챔버로부터 재료가 투입되는 탱크에서 재료를 교반 이송시키는 한편 탱크에 확장된 공간으로 투입챔버와 다수의 이송날개가 형성된 투입휠을 회전가능케 설치하고, 탱크와 투입챔버가 인접한 단부에 댐퍼를 형성함으로써 재료가 압축공기의 압력을 받아 토출되는 토출부에서 고압으로 주입되는 압축공기의 누출을 최대한 억제하여 재료에 고압의 압축공기를 직접적으로 가하여 재료를 고압으로 압송시키는 효과를 제공하는 것이다.

도 1은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 설치상태를 나타낸 단면도

도 2 내지 도 4는 본 고안에 따른 재료 투입상태를 나타낸 작동상태 단면도

도 5는 본 고안에 따른 압축공기의 배기상태를 나타낸 작동상태 단면도

도 6은 본 고안에 따른 재료 투입상태를 나타낸 투입챔버의 측단면도

도 7은 본 고안에 따른 투입휠을 나타낸 사시도

도 8은 본 고안에 따른 재료 토출상태를 나타낸 요부 단면도

도 9는 본 고안에 따른 탱크의 요부 단면도

{도면의 주요부분에 대한 부호의 설명}

1: 호퍼 2: 스토퍼

10: 챔버 11: 구동축

12: 교반날개 13: 스토퍼

20: 주입관 21: 배기관

30: 탱크 31: 구동축

32: 투입챔버 33: 댐퍼

40: 에어주입구 41: 토출구

50: 투입휠 51: 이송날개

Claims (8)

1. 재료의 공급을 위해 개폐작동하는 스토퍼가 설치된 호퍼와, 호퍼로부터 재료가 공급되고 압축공기가 주입 및 배기되는 주입관과 배기관이 구비되고 공급된 재료의 투입을 위해 개폐작동하는 스토퍼가 설치된 챔버와, 챔버로부터 투입된 재료를 토출부로 이송 투입하는 투입휠과, 투입휠로 이송 투입된 재료를 고압의 압축공기로 압송하는 에어주입구와 토출구로 구성된 뿜칠장치에 있어서;

   상기 챔버(10)로부터 투입된 재료를 한쪽으로 교반 이송하며 재료의 이송방향에 확장된 공간으로 투입챔버(32)가 구비된 탱크(30)와; 상기 탱크(30)의 투입챔버(32)에 내삽 설치되어 회전하고 소정량의 재료를 연속해서 이송 투입하는 투입휠(50)과; 상기 투입휠(50)로 이송 투입되는 재료를 고압의 압축공기로 압송하는 에어주입구(40)와 토출구(41)로 구성된 것을 특징으로 하는 고압 연속 토출형 뿜칠장치.
2. 제1항에 있어서;

   탱크(30)는 내부에 다수의 이송날(31a)이 장착된 구동축(31)이 회전가능케 설치되고 모터(M)의 구동력을 전달받아 회전하게 구성된 것을 특징으로 하는 고압 연속 토출형 뿜칠장치.
3. 제1항에 있어서;

   탱크(30)에 구비된 투입챔버(32)는 탱크(30)의 내부 공간보다 확장된 소정크기의 공간으로 형성되고, 원통형의 형상을 갖도록 구성된 것을 특징으로 하는 고압 연속 토출형 뿜칠장치.
4. 제1항에 있어서;

   투입휠(50)은 원형의 플레이트 외주연에 다수의 이송날개(51)가 소정의 간격을 갖도록 방사상으로 형성된 것을 특징으로 하는 고압 연속 토출형 뿜칠장치.
5. 제4항에 있어서;

   투입휠(50)의 이송날개(51)는 투입챔버(32)의 확장된 공간에 대응하여 내삽될 수 있는 면적으로 형성되고, 원형의 플레이트에서 탱크(30)의 길이 방향으로 돌출되게 형성된 것을 특징으로 하는 고압 연속 토출형 뿜칠장치.
6. 제1항에 있어서;

   에어주입구(40)와 토출구(41)는 투입챔버(32)의 하단부위에서 구동축(31)이 회전하는 방향으로 소정의 예각을 갖도록 배치되어 투입챔버(32)의 양측면에 상호 일치되게 부착 설치된 것을 특징으로 하는 고압 연속 토출형 뿜칠장치.
7. 제6항에 있어서;

   에어주입구(40)와 토출구(41)가 부착 설치된 위치에서 탱크(30)와 투입챔버(32)가 인접하는 단부에 압축공기의 누출을 방지하는 댐퍼(33)가 설치된 것을 특징으로 하는 고압 연속 토출형 뿜칠장치.
8. 제7항에 있어서;

   댐퍼(33)는 탱크(30)와 투입챔버(32)가 인접한 단부에서 투입휠(50)의 원형 플레이트에 근접하고, 투입휠(50)에 형성된 이송날개(51)의 간격보다 큰 면적으로 형성된 것을 특징으로 하는 고압 연속 토출형 뿜칠장치.