KR200398377Y1 - 뿜칠기의 재료 누출방지형 로터 - 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, 강한 압축공기의 압력으로 재료를 공사지역으로 압송시켜 고압 분사하는 뿜칠기에서 소정량의 재료가 연속적으로 투입되는 로터의 구조를 개량하여 재료가 외부로 누출되지 않도록 구성함으로써 로터와 실링패드의 마찰 마모를 효과적으로 방지하여 손상 및 파손을 현저히 줄이는 뿜칠기에 관한 것이다.

이러한 본 고안의 실시예는 호퍼 아래에 다수의 투입공이 방사상으로 관통 형성된 로터가 설치되고 로터의 상측부와 하측부에 에어주입구와 토출구가 배치되어 재료를 압송시켜 분사하는 뿜칠장치에 있어서; 로터에 방사상으로 형성되는 투입공이 상부는 넓고 하부는 좁아지는 상광하협의 형상을 갖도록 구성되고, 로터의 한쪽 하부에 압축공기가 주입되는 에어주입구가 배치된 한편 이와 상하로 일치하는 로터의 상부에 재료가 압송되는 토출구가 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

뿜칠기의 재료 누출방지형 로터 {The injection shotcrete device a rotor}

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 강한 압축공기의 압력으로 재료를 공사지역으로 압송시켜 고압 분사하는 뿜칠기에서 소정량의 재료가 연속적으로 투입되어 압송되는 로터의 구조를 개량하여 재료가 외부로 누출되지 않도록 구성함으로써 로터와 실링패드의 마찰 마모를 효과적으로 방지하여 손상 및 파손을 현저히 줄이는 뿜칠기에 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 숏크리트를 타설하기 위한 뿜칠장치를 개략적으로 살펴보면, 도면에서 도 1과 도 2와 같이 차량의 적재함에 설치되거나 또는 차량에 일체로 설치될 수 있으며, 재료(시멘트,몰타르,골재 등)가 컨베이어를 통해 공급되는 호퍼(2)가 본체(1)의 상부에 배치되고, 그 아래로 본체(1)의 내부에 재료가 투입되는 다수의 투입공(11)이 형성된 로터(10)가 설치된 한편 로터(10)의 한쪽 상단에 별도의 고압 컴프레서로부터 압축공기가 주입되는 에어주입구(20)가 장착되고, 에어주입구(20)와 상하로 일치하는 로터(10)의 하단쪽에는 재료를 토출하여 공사지역으로 압송하는 토출구(21)가 장착된다.

상기에서 로터(10)에 회전력을 제공하는 모터(4)가 본체(1) 아래로 배치된 감속기어박스(3)의 한쪽 상부에 설치되고, 감속기어박스(3)와 로터(10)에 구동축(5)이 장착되어 로터(10)가 동력을 전달받아 회전하며, 호퍼(2)에는 재료의 원활한 공급을 위한 바이브레이터(2a)와 교반날개가 부착된 한편 로터(10)의 상단면과 하단면에 해당하는 호퍼(2)와, 로터(10)와, 본체(1)의 바닥면 사이에 압축공기와 재료의 누출을 차단하는 실링패드(30)(31)가 끼워져 설치된 구성이다.

이러한 기존의 뿜칠장치는 모터의 구동으로 로터가 회전하는 상태에서 호퍼에 공급된 재료가 로터의 투입공으로 연속해서 투입되고, 재료가 투입된 투입공이 압축공기가 주입되는 에어주입구와 토출구의 위치로 회전하면 재료가 강한 압축공기의 압력을 받아 토출구를 통해 이송호스로 압송되어 공사지역에 재료를 고압 분사하게 된다.

그러나, 이와 같은 기존의 뿜칠장치는 호퍼에서 재료가 연속적으로 투입되는 로터의 투입공이 상하 관통된 구조로서, 다수의 투입공을 상하 밀폐하기 위한 방안으로 로터의 상단면과 하단면에 해당하는 호퍼와, 로터와, 본체의 바닥면 사이에 각각 실링패드를 설치하였으나, 로터의 연속적인 회전운동과 누출되는 재료로 인해 마찰 마모가 심하게 발생하여 로터와 실링패드 사이에 틈이 발생하는 문제점이 야기되었고, 이로 인하여 압축공기가 누출됨으로써 압력이 현저하게 떨어지는 문제점이 발생하여 뿜칠 장치에서 로터와 실링패드의 수명이 짧아져 교체작업이 주기적으로 실시되는 실정이다.

본 고안은 상기와 같은 기존 뿜칠장치에 따른 문제점들을 해결하고자 안출된 것으로서, 강한 압축공기의 압력으로 재료를 공사지역으로 압송시켜 고압 분사하는 뿜칠기에서 소정량의 재료가 연속적으로 투입되어 압송되는 로터의 구조를 개량하여 재료가 외부로 누출되지 않도록 구성함으로써 로터와 실링패드의 마찰 마모를 효과적으로 방지하여 기계적 내구성을 높혀 손상 및 파손을 현저히 줄이는 뿜칠기를 제공하는 것을 주된 목적으로 하는 것이다.

상기와 같은 소기의 목적을 실현하기 위한 본 고안의 주된 특징은;

호퍼 아래에 다수의 투입공이 방사상으로 관통 형성된 로터가 설치되고 로터의 상측부와 하측부에 에어주입구와 토출구가 배치되어 재료를 압송시켜 분사하는 뿜칠장치에 있어서; 로터에 방사상으로 배열되어 형성되는 투입공이 상부는 넓고 하부는 좁아지는 상광하협의 형상을 갖도록 구성되고, 로터의 한쪽 하부에 압축공기가 주입되는 에어주입구가 배치된 한편 이와 상하로 일치하는 로터의 상부에 재료가 압송되는 토출구가 구성된 것을 특징으로 한다.

본 고안의 바람직한 실시예에 따른 구성을 도면에 도시한 도 3 내지 도 10을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 고안에서 주된 요지는 재료(시멘트, 몰타르, 골재 등)가 연속적으로 투입 압송되는 뿜칠기의 로터(10)에서 투입되는 재료가 아래로 누출되지 않도록 로터(10)의 구조를 개량하여 마찰 마모를 효과적으로 방지하고, 기계적 내구성을 높혀 줌으로써 로터(10)와 실링패드(30a)(30b)의 손상 및 파손을 현저히 줄이고자 하는 것이다.

본 고안의 실시예에서 뿜칠기는 차량의 적재함에 설치되거나 또는 차량에 일체로 설치될 수 있으며, 뿜칠기에서 재료가 연속적으로 투입되는 로터(10)는 소정크기의 호퍼(2) 아래에 배치되어 모터(4)의 구동력을 전달받아 회전하는 한편 로터(10)의 회전력으로 호퍼(2)안에 설치된 교반날개를 회전시켜 재료를 원활하게 투입할 수 있도록 하고, 로터(10)는 기존과 같이 통상 원통형의 형상으로 제작될 수 있으며, 중앙부를 기준으로 하여 방사상으로 다수개의 투입공(11)이 형성된다.

상기에서 로터(10)의 중앙부를 기준으로 하여 방사상으로 다수 형성되는 투입공(11)은 호퍼(2)에서 재료가 투입되는 상부는 넓고, 하부는 좁아지는 상광하협의 형상을 갖도록 구성하되, 공간이 좁아지는 하부가 세면대 배수관의 굴곡형태로 상하 굴곡지게 형성된 배수트랩(Drain Trap)의 구조를 갖도록 구성될 수 있다.

위에서 배수트랩은 상부에서 하부로 공간이 좁아져 상하 "S"자 형태로 굴곡지게 형성된 구조로서, 투입공(11)의 상부를 통하여 재료가 투입될 경우 공간이 좁아져 굴곡진 하부에서 투입되는 재료가 투입공(11)의 하부를 막으면서 투입된다.

한편 로터(10)에 형성되는 다수의 투입공(11)은 도면에서 도 5와 같이, 투입공(11)의 관통된 상부와 하부가 부채꼴의 형상으로 구성될 수도 있는 것이다.

상기와 같은 재료의 투입방식은 로터(10)에 구성된 투입공(11)이 배수트랩의 구조를 가지고, 또한 투입되는 재료인 믹싱 콘크리트나 건조 분말상태의 시멘트, 몰타르, 골재 등은 액체와는 달리 어느정도의 응결력을 소유한 상태에서 입자 상호간에 작용하는 마찰 저항력으로 공간이 좁아져 배수트랩의 구조를 갖는 투입공(11)의 하부를 막으면서 투입공(11)안에 재료가 투입되는 것이다.

따라서, 호퍼(2)에서 로터(10)의 투입공(11)으로 투입되는 재료는 투입공(11)의 하부가 막히면서 재료가 투입됨에 따라 재료의 누출을 효과적으로 방지하게 되며, 상기 로터(10)에서 고압의 압축공기가 주입되는 에어주입구(20)는 로터(10)의 한쪽 하단에 위치하도록 부착되고, 이와 상하로 일치하는 로터(10)의 상단에는 재료가 압송되는 토출구(21)가 부착됨이 바람직하다.

즉, 로터(10)에서 투입공(11)에 투입되는 재료가 투입공(11)의 하부를 막으면서 투입됨으로써 종래 로터의 상측부와 하측부에 각각 배치되었던 에어주입구(20)와 토출구(21)의 위치를 변경시켜 투입공(11)의 하부에 에어주입구(20)를 배치하여 고압의 압축공기를 주입시킴으로써 재료를 상부로 토출시켜 압송함이 바람직한 것이다.

상기에서 에어주입구(20)와 토출구(21)의 장착구조를 보다 구체적으로 살펴보면, 도면에서 도 6과 도 7과 같이 로터(10)의 하부 한쪽에 위치하도록 본체(1)의 저면부에 고압의 압축공기를 투입공(11)으로 주입하는 에어주입구(20)를 설치하고, 이와 상하로 일치하는 로터(10)의 상부 한쪽에 위치하도록 하나의 투입공(11) 면적보다 큰 면적을 갖는 부채꼴 형상의 베이스플레이트(40)를 고정 설치하며, 베이스플레이트(40)에 투입공(11)에서 재료 및 압축공기가 토출되는 토출구(21)를 장착한다.

상기 에어주입구(20)와 본체(1)의 저면부 사이에 부채꼴 형상의 실링패드(30b)를 끼워 설치하고, 또한 로터(10)의 상부면과 베이스플레이트(40)사이에 부채꼴 형상의 실링패드(30a)를 끼워 설치한다.

상기에서 베이스플레이트(40)는 상하 높이를 조절할 수 있도록 나사산과 너트가 체결된 복수개의 지지바(41)로 호퍼(2)의 한쪽 하부에 고정 설치될 수 있고, 베이스플레이트(40)에 토출구(21)를 장착하되, 투입공(11)의 회전반경과 일치하도록 토출구(21)를 장착한다.

또한 베이스플레이트(40)와 실링패드(30a)(30b)에는 투입공(11)에 대응하여 일치하는 구멍을 각각 형성시켜 압축공기가 주입 및 재료가 토출될 수 있도록 구성된다.

또한 호퍼(2)의 내부에서 베이스플레이트(40)가 설치된 부채꼴 형상의 내측면에 로터(10)의 상부면에 밀착되어 호퍼(2)안에서 투입공(11)으로 투입되는 재료를 긁어주는 기능의 스크레퍼(50)가 설치되며, 상기 스크레퍼(50)는 로터(10)가 회전하는 방향과 마주하도록 호퍼(2)안에서 부채꼴 형상의 내측면에 설치된다.

상기에서 스크레퍼(50)는 도면에서 도 9와 도 10과 같이, 투입공(11)의 직경보다 길쭉한 형상을 갖는 고무패드(51)가 고정판(52)과 복수개의 체결구(53)에 의해 고정 부착되며, 상기 고무패드(51)에서 체결구(53)가 끼워져 장착되는 체결공(54)은 상하 길쭉한 장공으로 형성시켜 설치한다.

상기 스크레퍼(50)의 고무패드(51)는 회전하는 로터(10)의 상부면에 밀착되어 호퍼(2)안에서 투입공(11)위로 쌓인 재료를 긁어줌으로써 재료가 호퍼(2)와 로터(10)의 틈사이로 끼는 것을 방지하는 한편 로터(10)와 실링패드(30a) 사이로 끼는 것을 방지하게 된다.

한편 상기에서 고무패드(51)가 회전하는 로터(10)와의 마찰로 인하여 하단부가 마모되면, 고정판(52)에서 체결구(53)를 풀고, 체결구(53)가 끼워진 상하 길쭉한 체결공(54)을 이용하여 고무패드(51)를 하강시켜 로터(10)의 상부면과 밀착시킨 다음 체결구(53)를 조여서 처음과 같은 본연의 기능을 수행할 수 있도록 한다.

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

우선 재료는 컨베이어를 통하여 호퍼(2)에 적당량이 연속해서 공급되고, 호퍼(2)로 공급된 재료는 모터(4)의 구동력을 전달받아 회전하는 로터(10)의 투입공(11)에 지속적으로 투입되며, 여기서 호퍼(2)에 공급된 재료는 로터(10)의 구동으로 회전하는 교반날개에 의해서 서로 엉기지 않고 투입공(11)으로 원활하게 투입된다.

상기에서 호퍼(2)에 공급된 재료는 회전하는 로터(10)의 투입공(11)으로 투입되고, 상기 투입공(11)안에 투입된 재료는 누출이 방지된 상태에서 로터(10)의 회전으로 인하여 에어주입구(20)와 토출구(21)가 배치된 위치로 선회하며, 에어주입구(20)가 배치된 위치에 이르면 고압의 압축공기가 에어주입구(20)에서 실링패드(30b)의 구멍을 통하여 투입공(11)의 하부로 주입됨으로써 투입공(11)안에 투입된 재료가 고압의 압송압력을 받아 투입공(11)의 상부를 통해 토출구(21)로 배출되어 이송호스를 통하여 공사지역으로 압송된다.

이러한 본 고안의 실시예는 로터(10)의 투입공(11)에 투입되는 재료가 하부로 누출되지 않도록 방지함으로써 로터(10)의 하부에서 재료와 실링패드간의 마찰 마모를 방지할 수 있으며, 또한 실링패드(30a)(30b)를 에어주입구(20)와 토출구(21)가 배치된 위치에 제한적으로 설치하여 로터(10)와 실링패드(30a)(30b)간의 마찰 마모를 줄이고, 에어주입구(20)로 주입되는 압축공기의 누출을 효과적으로 줄여 고압의 압송압력을 유지하게 된다.

한편 도면에서 도 8은 본 고안의 다른 실시예를 나타낸 것으로서, 로터(10)에 상부는 넓고 하부는 좁아지는 상광하협의 형상을 갖고 하부가 상하 굴곡지게 형성된 배수트랩의 구조를 갖는 투입공(11)을 구성하되, 투입공(11)의 하부가 로터(10)의 외측면 방향으로 관통되게 구성하고, 토출구(21)와 상하 일치하는 본체(1)의 내측면에 실링패드(30b)를 내장 설치하며, 그 외측면에 에어주입구(20)를 부착 설치하여 구성할 수 있다.

상기의 실시예는 고압의 압축공기를 로터(10)의 측면에서 투입공(11)의 내부로 주입하여 재료를 압송시키는 구조로서, 로터(10)의 투입공(11)에서 재료의 누출을 방지하므로 재료와 실링패드(30b)간의 마찰 마모를 줄이는 한편 로터(10)와 실링패드(30a)(30b)간의 마찰 마모를 효과적으로 줄일 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, 강한 압축공기의 압력으로 재료(시멘트,몰타르,골재 등)를 공사지역으로 압송시켜 고압 분사하는 뿜칠기의 로터에서 재료의 누출을 방지함에 따라 로터와 재료 및 실링패드 간의 마찰 마모를 효과적으로 방지하여 기계적 내구성을 높혀 줌으로써 로터와 실링패드의 손상 및 파손을 현저히 줄이는 한편 압축공기의 누출을 방지하여 고압의 압송압력을 유지하는 효과를 제공하는 것이다.

도 1은 기존의 뿜칠장치를 나타낸 설치상태 단면도

도 2는 기존의 뿜칠장치에서 로터와 실링패드를 나타낸 분해사시도

도 3은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 뿜칠기의 설치상태 단면도

도 4는 본 고안의 실시예에 따른 뿜칠기의 작동상태 단면도

도 5는 본 고안의 실시예에서 로터를 나타낸 단면도와 평면도 및 저면도

도 6은 본 고안의 실시예에서 로터와 실링패드를 나타낸 분해사시도

도 7은 본 고안의 실시예에서 에어주입구와 토출구의 설치상태도

도 8은 본 고안의 다른 실시예를 나타낸 로터의 설치상태 단면도

도 9와 도 10은 본 고안에서 스크레퍼의 설치상태를 나타낸 평단면도와 측단면도

{도면의 주요부분에 대한 부호의 설명}

1: 본체 2: 호퍼 3: 감속기어박스

4: 모터 10: 로터 11: 투입공

20: 에어주입구 21: 토출구 30(31): 실링패드

30a(30b): 실링패드 40: 베이스플레이트 41: 지지바

50: 스크레퍼 51: 고무패드 52: 고정판

Claims (7)

1. 호퍼(2) 아래에 다수의 투입공(11)이 방사상으로 관통 형성된 로터(10)가 설치되고, 로터(10)의 상측부와 하측부에 에어주입구(20)와 토출구(21)가 배치되어 재료를 압송시켜 분사하는 뿜칠장치에 있어서;

   상기 로터(10)에 방사상으로 관통 형성되는 투입공(11)이 상부는 넓고 하부는 좁아지는 상광하협의 형상을 갖도록 구성되고, 로터(11)의 한쪽 하부에 압축공기가 주입되는 에어주입구(20)가 배치된 한편 이와 상하로 일치하는 로터(10)의 상부에 재료가 압송되는 토출구(21)가 배치되어 구성된 것을 특징으로 하는 뿜칠기의 재료 누출방지형 로터.
2. 제1항에 있어서;

   투입공(11)은 공간이 좁아지는 하부가 세면대 배수관의 굴곡형태로 상하 굴곡지게 형성된 배수트랩의 구조를 갖도록 구성된 것을 특징으로 하는 뿜칠기의 재료 누출방지형 로터.
3. 제1항에 있어서;

   로터(10)의 상부면에 하나의 투입공(11) 면적보다 큰 면적을 갖는 베이스플레이트(40)가 설치되고, 상기 로터(10)의 상부면과 베이스플레이트(40) 사이에 실링패드(30a)가 설치된 것을 특징으로 하는 뿜칠기의 재료 누출방지형 로터.
4. 제3항에 있어서;

   베이스플레이트(40)와 실링패드(30a)는 부채꼴 형상으로 구성된 것을 특징으로 하는 뿜칠기의 재료 누출방지형 로터.
5. 제1항에 있어서;

   투입공(11)의 하부가 로터(10)의 외측면 방향으로 관통되게 구성하고, 토출구(21)와 상하 일치하는 본체(1)의 내측면에 실링패드(30b)를 내장 설치하며, 그 외측면에 에어주입구(20)가 부착 설치된 것을 특징으로 하는 뿜칠기의 재료 누출방지형 로터.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서;

   로터(10)에 형성되는 다수의 투입공(11)은 관통된 상부와 하부가 부채꼴의 형상으로 구성된 것을 특징으로 하는 뿜칠기의 재료 누출방지형 로터.
7. 제1항에 있어서;

   호퍼(2) 내부에 로터(10)의 상부면에 밀착되어 재료를 긁어주는 스크레퍼(50)가 설치된 것을 특징으로 하는 뿜칠기의 재료 누출방지형 로터.