KR200454518Y1 - 지반굴착장치의 시멘트풀 배출로드 - Google Patents

Abstract

본 고안은 지반굴착장치의 시멘트풀 배출로드에 관한 것으로, 지상에 수직상으로 설치된 리더의 상단에 와이어 케이블에 매달린 상태에서 승강이동이 가능하게 설치되어 있는 오거장치와, 상기 오거장치로부터 회전동력을 전달받을 수 있도록 오거장치의 하측에 설치된 로테이터와, 상기 로테이터의 하측에 1축 내지 5축이 선택적으로 설치되며 연결로드와 교반로드 및 굴착로드가 다단상으로 연결 조립되는 지반굴착로드 및 상기 지반굴착로드의 교반로드에 연결 조립되는 시멘트풀 배출장치에 있어서,

상기 시멘트풀 배출장치는,

연결로드의 하단연결부가 삽입 연결을 허용하도록 형성된 휘메일조인트와, 상기 휘메일조인트의 반대방향으로 돌출 형성된 원형돌부와, 상기 원형돌부의 내부에는 휘메일조인트에 삽입 연결되는 연결로드의 하단연결부에 형성되어 있는 중심통로와 연통하도록 형성된 공급통로 및 상기 원형돌부의 외부 양측에는 축방향을 향해 길게 돌출하도록 형성된 복수의 가동스플라인을 구비하고 있는 휘메일로드와;

상기 휘메일로드의 원형돌부 끝단에 복수의 조립볼트로 착탈가능하게 부착되며, 상기 원형돌부에 형성된 공급통로와 연결되는 연결통로와, 상기 연결통로의 폐구단측에서 양측을 향해 관통하도록 형성되는 복수의 분기통로를 구비하고 있는 로테이션 체크밸브와;

상기 휘메일로드의 원형돌부가 회전가능하게 삽입 연결되는 원통부와, 상기 원통부 내면에 서로 마주하도록 축방향을 향해 길게 돌출되어 상기 휘메일로드의 원형돌부 외부 양측에 돌출 형성된 복수의 가동스플라인을 소정각도 범위내에서 좌,우측으로의 회전작동을 제어하는 복수의 고정스플라인과, 상기 원통부의 하단에 서로 마주하는 양측에 관통하도록 형성되는 복수의 배출공과, 상기 복수의 배출공과 직교하는 양측 내면 각각에서 외측을 향해 관통하도록 천공된 후 끝단에 나사조립되는 플러그에 의해 밀폐되는 복수의 바이패스통로와, 상기 원통부의 반대방향으로 돌출하는 메일조인트와, 상기 메일조인트의 내부에는 상기 복수의 바이패스통로 각각의 끝단에 형성된 연결공과 연통하도록 형성되는 배출통로를 구비하고 있는 메일로드와;

상기 메일로드의 원통부 상부 내면에 원형상으로 형성된 환형통로를 따라 소정각도의 범위내에서 회전이동이 가능하도록 상기 원통부 상부 양측에 형성된 복수의 키삽입공을 통해서 상기 휘메일로드의 원형돌부 상단 양측에 고정 부착되는 복수의 로테이션 키블럭;

을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 발명이다.

지반굴착장치, 지반굴착로드, 시멘트풀 배출로드, 휘메일로드, 메일로드, 로테이션 키블럭, 로테이션 체크밸브, 연결로드, 교반로드, 굴착로드

Description

지반굴착장치의 시멘트풀 배출로드{Cement paste venting road of ground drilling device}

본 고안은 오거장치의 하측에 수직상으로 연결 설치되어 지반을 굴착하는 지반굴착로드에 연결조립되는 지반굴착장치의 시멘트풀 배출로드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지반굴착로드를 하강시키면서 지반굴착작동을 진행할 때에는 굴착로드의 하단에 형성된 오거헤드측에서 시멘트풀이 배출되도록 하고, 지반굴착로드를 상승시키면서 토사를 교반할 때에는 교반로드의 상측에서 시멘트풀이 배출되도록 하는 지반굴착장치의 시멘트풀 배출로드에 관한 것이다.

일반적으로 연약지반이나 물기가 많은 갯벌을 개량하거나 또는 지중에 물막이 연속벽 등을 구축하기 위해서는 지반굴착장치가 사용되며, 상기한 지반굴착장치는 지상에서 운행되는 크롤러 크레인(crawler crane), 상기 크롤러 크레인의 선단에 형성되어 있는 지지암에 부착되어 지상에 수직상으로 높게 세워지는 리더(leader), 상기 리더의 상단에서 와이어로프에 매달린 상태로 설치되어 승강작동을 하는 오거장치(auger machine), 상기 오거장치로부터 동력을 전달받을 수 있도 록 오거장치의 하측에 장착되는 로테이터(rotator), 상기 로테이터의 하측에 1개 내지 5개로 형성되는 출력축 각각에는 굴착된 토사를 지상으로 배출시키기 위한 나선스크류가 형성된 연결로드와 굴착된 토사를 교반하기 위한 교반날개가 형성된 교반로드 그리고 토사를 굴착하는 오거헤드 및 굴착날개가 형성된 굴착로드들이 수직상으로 다단 연결 조립된 구조로 설치되는 다축상의 지반굴착로드를 구비하고 있으며, 상기한 다축상의 지반굴착로드는 상측에 연결 조립되는 연결로드와 중간에 연결 조립되는 교반로드 및 하측에 연결 조립되는 굴착로드 각각의 중심에는 시멘트풀을 공급하기 위한 통로가 하나씩 형성되어 있다.

상기와 같은 종래 기술의 지반굴착장치는 지반을 굴착할 때에는 지반굴착로드의 중심에 형성된 공급통로를 통해 주입되는 시멘트풀이 지반을 굴착하는 오거헤드를 통해서 굴착되는 토사와 함께 교반 및 혼합되도록 하는 방법으로 연약지반을 개량하거나 또는 지중 물막이 연속벽 등을 구축하여 왔었으나, 이러한 종래 지반굴착장치의 지반굴착로드는 굴착되는 토사에 공급하고자 하는 시멘트풀을 연결로드·교반로드·굴착로드 각각의 중심에 형성된 공급통로를 통해 최하단에 연결 조립된 굴착로드의 오거헤드를 통해서만 배출시키도록 되어 있기 때문에 지반굴착로드를 하강시키면서 지반굴착작동을 진행할 때에는 오거헤드에 의해 굴착되는 토사에 시멘트풀을 고르게 혼합 교반하면서 지반을 굴착하게 되므로 굴착되는 토사와 시멘트풀의 혼합 교반작동이 어느 정도 잘 이루어질 수 있겠으나 지반굴착작동을 멈추고 상기 지반굴착로드를 상승시킬 때에도 계속해서 오거헤드를 통해 배출되는 시멘트풀은 교반할 수 없게 된다는 것이 단점으로 지적되어 왔었다.

따라서 본 발명의 발명자는 상기와 같은 종래 지반굴착장치의 지반굴착로드를 개선하여 특허 제0142486호의 지중 연속벽 구축장치(이하 '선행기술'이라 함)를 제안한 바 있다.

상기 선행기술은 도 10 및 도 11 도시되어 있는 바와 같이 굴착로드의 하단에 형성된 오거헤드에서 굴착된 토사를 교반하는 교반로드의 상단부(110a)와 중간부(110b) 사이에 시멘트풀 배출장치(120)가 연결 조립되어 있되, 상기 시멘트풀 배출장치(120)의 내부 삽입체(120a)는 교반로드의 상단부(110a) 하단에 용접으로 연결되어 있고, 상기 시멘트풀 배출장치(120)의 외부 괘지체(120b)는 내부 삽입체(120a)가 슬라이드 이동이 가능하게 삽입된 상태에서 교반로드의 중간부(110b) 상단에 용접으로 연결되어 있으며, 상기 내부 삽입체(120a)의 중심에 형성된 공급통로(170)의 하단 양측에는 시멘트풀을 배출시키기 위한 분기통로(171)가 형성되어 있으며, 상기 외부 괘지체(120b)의 중간부분 양측에는 배출공(200)이 형성되어 있고, 상기 외부 괘지체(120b)의 하단부분 양측에는 내부 삽입체(120a)의 하단 양측에 형성된 분기통로(171)와 연통하는 유도통로(210)가 형성되어 있고, 상기한 양측 유도통로(210)는 외부 괘지체(120b)의 저부에 형성된 배출통로(220)에 연결되는 구조로 되어 있다.

또한 상기 선행기술의 시멘트풀 배출장치(120)는 외부 괘지체(120b)를 관통하도록 끼워지는 두 개의 결속핀(150)이 내부 삽입체(120a)의 외부 양측 각각에 형성된 결속홈(160)을 지나가도록 조립하므로써 상기 외부 괘지체(120b)는 양측 결속핀(150)가 양측 결속홈(160)의 상,하단에 걸리게 되는 범위내에서 상,하로 슬라이 드 이동이 가능해지도록 조립되는 것이다.

따라서 상기와 같이 구성된 선행기술의 시멘트풀 배출장치(120)는 지반굴착작동시 오거헤드에 굴착하고자 하는 지층의 반력이 작용하게 될 때에는 도 10과 같이 시멘트풀 배출로드(120)의 외부 괘지체(120b)는 결속핀(150)이 결속홈(160)의 상단에 위치하는 상태로 상승이동되며, 이에 따라 내부 삽입체(120a)의 공급통로(170)의 하단에 형성된 양측 분기통로(171)는 외부 괘지체(120b)에 형성된 양측 유도통로(210)와 연통하는 상태가 된다. 따라서 상기 공급통로(170)로 공급되는 시멘트풀이 유도통로(210)를 통해 배출통로(220)로 배출되어 오거헤드쪽으로 공급되므로써 지반굴착작동시에는 지반을 굴착하는 오거헤드에서 토출되는 시멘트풀은 굴착되는 토사에 혼합 교반되는 상태된다.

그리고 지반굴착작동을 완료한 후 지반굴착로드를 상승시키면서 회전작동시킬 때에는 오거헤드에 지층의 반력이 작용하지 아니할 때에는 도 11과 같이 시멘트풀 배출장치(120)의 외부 괘지체(120b)는 자중에 의해 밑으로 이동하게 되는데, 이때에는 결속핀(150)이 결속홈(160)의 하단에 걸림되는 위치까지만 하강이동하게 되며, 이에 따라 내부 삽입체(120a)의 공급통로(170) 하단에 형성된 양측 분기통로(171)는 외부 괘지체(120b) 양측에 형성된 배출공(200)과 연통하는 상태가 되므로써 상기 공급통로(170)로 공급되는 시멘트풀은 외부 괘지체(120b)에 형성된 양측 배출공(200)을 통해 배출되므로 지반굴착로드를 상승시킬 때에도 시멘트풀을 토사에 고르게 혼합되도록 교반시킬 수 있게 된다.

그러나 상기와 같은 선행기술은 지반을 굴착하기 위해 지반굴착로드의 최하 단에 연결 조립된 굴착로드의 오거헤드로 굴착하고자 하는 지층을 눌러주게 될 때 상기 오거헤드의 누름압력에 대항할 수 있을 정도의 반력을 나타내는 단단한 지층에서는 시멘트풀 배출장치(120)가 정상적으로 작동하게 되므로 지반굴착작동시 시멘트풀을 오거헤드에서 배출시킬 수 있게 되지만, 이와는 달리 지반이 오거헤드의 누름압력에 대항하는 반력이 나타나지 않을 정도로 물기가 많은 진흙과 같은 연약한 지층에서는 시멘트풀 배출장치(120)가 오작동되는 현상 즉, 오거헤드에 지층의 반력이 나타나지 않기 때문에 상기 시멘트풀 배출장치(120)의 외부 괘지체(120b)는 오거헤드와 일체적으로 연결되어 있는 교반로드의 중간부(110b) 및 도시하지 아니한 교반로드의 하단부와 굴착로드, 오거헤드의 중량에 의해 내부 삽입체(120a)에서 밑으로 슬라이드 이동되는 현상이 나타나게 되어 상기 내부 삽입체(120a)에 형성된 양측 분기통로(171)가 외부 괘지체(120b)의 양측 배출공(200)에 연통하는 상태(도 11 참조)가 되어 지반굴착작동시 시멘트풀이 오거헤드에서 배출되지 않고 교반로드의 상단부(110a)와 중간부(110b) 사이에 연결 조립된 시멘트풀 배출장치(120)에서 배출되는 폐단이 발생하게 되며, 이러한 폐단은 해안가의 지반을 개량하거나 지중 물막이 연속벽 구축공사를 할 때 종종 발생하게 된다는 것이 문제점으로 지적되고 있다.

본 발명은 상기와 같이 종래 기술에서 나타나는 제반 문제를 해결하기 위하여 제안된 것으로, 연약지반이나 물기가 많은 갯벌 등 지반의 강약에 구애받지 않고 지반을 굴착하는 굴착작동시에는 항시 시멘트풀이 지반을 굴착하는 오거헤드를 통해서만 배출되도록 하여 굴착되는 토사에 고르게 혼합되도록 교반되는 것이며, 지반굴착작동을 완료한 후 지반굴착로드를 상승시킬 때에는 시멘트풀이 교반로드의 중간이나 상측에서 배출되도록 하므로써 상기 지반굴착로드 상승작동시에도 시멘트풀을 토사에 고르게 혼합 교반할 수 있도록 하므로써 연약지반의 개량작업시에는 연약지층을 설계한 대로의 단단한 강도로 개량할 수 있도록 하며, 지중 물막이 연속벽 등을 구축할 때에는 지중 물막이 연속벽을 설계에 알맞는 강도로 구축할 수 있도록 하는 시멘트풀 배출로드를 제공하는데 목적을 두고 발명한 것이다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 추구하기 위한 수단으로서,

지상에 수직상으로 설치된 리더의 상단에 와이어 케이블에 매달린 상태에서 승강이동이 가능하게 설치되어 있는 오거장치와, 상기 오거장치로부터 회전동력을 전달받을 수 있도록 오거장치의 하측에 설치된 로테이터와, 상기 로테이터의 하측에 1축 내지 5축이 선택적으로 설치되며 연결로드와 교반로드 및 굴착로드가 다단상으로 연결 조립되는 지반굴착로드 및 상기 지반굴착로드의 교반로드에 연결 조립 되는 지반굴착장치의 시멘트풀 배출로드에 있어서,

상기 시멘트풀 배출로드는,

연결로드의 하단연결부가 삽입 연결을 허용하도록 형성된 휘메일조인트와, 상기 휘메일조인트의 반대방향으로 돌출 형성된 원형돌부와, 상기 원형돌부의 내부에는 휘메일조인트에 삽입 연결되는 연결로드의 하단연결부에 형성되어 있는 중심통로와 연통하도록 형성된 공급통로 및 상기 원형돌부의 외부 양측에는 축방향을 향해 길게 돌출하도록 형성된 복수의 가동스플라인을 구비하고 있는 휘메일로드와;

상기 휘메일로드의 원형돌부 끝단에 복수의 조립볼트로 착탈가능하게 부착되며, 상기 원형돌부에 형성된 공급통로와 연결되는 연결통로와, 상기 연결통로의 폐구단측에서 양측을 향해 관통하도록 형성되는 복수의 분기통로를 구비하고 있는 로테이션 체크밸브와;

상기 휘메일로드의 원형돌부가 회전가능하게 삽입 연결되는 원통부와, 상기 원통부 내면에 서로 마주하도록 축방향을 향해 길게 돌출되어 상기 휘메일로드의 원형돌부 외부 양측에 돌출 형성된 복수의 가동스플라인을 소정각도 범위내에서 좌,우측으로의 회전작동을 제어하는 복수의 고정스플라인과, 상기 원통부의 하단에 서로 마주하는 양측에 관통하도록 형성되는 복수의 배출공과, 상기 복수의 배출공과 직교하는 양측 내면 각각에서 외측을 향해 관통하도록 천공된 후 끝단에 나사조립되는 플러그에 의해 밀폐되는 복수의 바이패스통로와, 상기 원통부의 반대방향으로 돌출하는 메일조인트와, 상기 메일조인트의 내부에는 상기 복수의 바이패스통로 각각의 끝단에 형성된 연결공과 연통하도록 형성되는 배출통로를 구비하고 있는 메 일로드와;

상기 메일로드의 원통부 상부 내면에 원형상으로 형성된 환형통로를 따라 소정각도의 범위내에서 회전이동이 가능하도록 상기 원통부 상부 양측에 형성된 복수의 키삽입공을 통해서 상기 휘메일로드의 원형돌부 상단 양측에 고정 부착되는 복수의 로테이션 키블럭;

을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 메일로드의 원통부 상단 양측에 형성된 복수의 키삽입공은 볼트로 고정 부착되는 복수의 밀폐커버에 의해 밀폐되도록 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 메일로드의 원통부 하단 양측에 형성된 복수의 배출공 각각에는 개폐작동이 가능하도록 탄성디스크패킹이 부착되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 고안에 의하면 연약지반을 개량하는 공사현장이나 지중 물막이 연속벽을 시공하는 공사현장에서 지반굴착작동을 진행할 때 굴착되는 지층이 오거헤드의 굴착작동시 반력을 나타낼 수 없을 정도로 연약한 지층이라 하더라도 지반굴착로드의 내부로 공급되는 시멘트풀이 오거헤드에서 배출되도록 하므로써 연악지층의 토사에 시멘트풀을 고르게 혼합시킬 수 있도록 하는 효과를 제공하는 것이다.

본 고안에 의한 지반굴착장치의 시멘트풀 배출로드에 대한 구체적인 실시예 를 첨부한 도면에 따라서 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 고안의 지반굴착장치의 설치상태를 나타낸 측면도이며, 도 2는 본 고안의 지반굴착장치의 지반굴착로드에 연결 조립되는 시멘트풀 배출로드의 설치상태도이고, 도 3은 본 고안의 시멘트풀 배출로드의 구성을 나타내기 위한 일부 단면도이며, 도 4 및 도 5는 도 3의 A-A선 단면도로 나타낸 로테이션 키블럭의 작동상태도이고, 도 6 및 도 7은 도 3의 B-B선 단면도로 나타낸 가동스플라인의 작동상태도이고, 도 8 및 도 9는 도 3의 C-C선 단면도로 나타낸 로테이션 체크밸브의 작동상태도를 도시한 것이다.

상기 도면에서 도면부호 1은 시멘트풀 배출로드를 나타낸다.

상기 시멘트풀 배출로드(1)는 지상에서 운행되는 크롤러 크레인(20)의 선단 지지암 및 스테이에 의해 지지되어 수직상으로 고정 설치되는 리더(21)의 상단에서 하향으로 인출되는 와이어 케이블(22)에 매달린 상태에서 승강작동을 하도록 설치된 오거장치(23)로부터 회전동력을 전달받을 수 있도록 상기 오거장치의 하측에 설치되어 있는 로테이터(24)의 저부에 1축에서부터 5축까지 선택적으로 하향 설치되는 지반굴착로드(25)에 연결 조립되는 것이며, 상기 지반굴착로드(25)는 로테이터(24)의 저부에 형성된 출력축에 1단 이상 다단으로 연결 조립되는 연결로드(26)와, 상기 연결로드(26)의 최하단측에 연결 조립되는 교반로드(27) 및 상기 교반로드 하단에 연결 조립되는 굴착로드(28)로 구성되는 것인데, 본 고안의 시멘트풀 배출로드(1)는 연결로드(26)와 교반로드(27) 사이에 연결 조립되어 있는 것을 실시예로 하고 있다.

그리고 상기 굴착로드(28)의 하단에는 오거헤드(29)가 형성되어 있으며, 상기 지반굴착로드(25)에 다단으로 연결 조립되는 각 연결로드(26)에는 스크류 날개가 없는 것을 실시예로 하고 있고, 또 상기 교반로드(27) 및 굴착로드(28)에는 각각 굴착된 토사를 교반하는 교반날개 및 굴착기능을 가진 굴착날개들이 복수개씩 돌출되어 있는 것을 실시예로 하고 있다.

본 고안의 특징은, 상기 시멘트풀 배출로드(1)는 지반굴착로드(25)를 정회전으로 작동시키면서 지반을 굴착할 때에는 로테이터(24)의 상면에 형성된 스위벨(swivel)을 통해 공급되는 시멘트풀이 지반굴착로드(25)의 굴착로드(28) 하단에 형성된 오거헤드(29)를 통해서 굴착되는 토사를 향해 토출되도록 하여 토사에 시멘트풀을 고르게 혼합시킬 수 있도록 하며, 지반굴착작동을 완료한 후 지반굴착로드(25)를 상승시키면서 역회전으로 작동시킬 때에는 연결로드(26)와 교반로드(27) 사이에서 시멘트풀이 토출되도록 하므로써 상기 지반굴착로드(25)의 인출작동시에도 상기 교반로드(27) 및 굴착로드(28)에 각각 형성되어 있는 교반날개들의 회전작동으로 시멘트풀을 토사에 고르게 혼합시킬 수 있도록 하는 것에 있다.

이를 위해, 상기 시멘트풀 배출로드(1)는 지반굴착로드(25)의 연결로드(26) 하단에 형성된 하단연결부(261)에 연결 조립되는 휘메일로드(female rod : 3)와 지반굴착로드(25)의 교반로드(27) 상단에 형성된 상단연결부에 연결 조립되는 메일로드(male rod : 4)가 연결 조립되는 구조로 되어 있다.

상기 휘메일로드(3)의 상단에는 지반굴착로드(25)의 연결로드(26) 하단에 형성된 하단연결부(261)가 삽입 연결되는 휘메일조인트(31)가 형성되어 있으며, 하단에는 원형돌부(32)가 돌출되어 있다.

또한 상기 휘메일로드(3)의 원형돌부(32) 내부에는 연결로드(26)의 하단연결부(261)에 형성된 중심통로(262)와 연통하는 공급통로(33)가 형성되어 있고, 그 외부에는 서로 대칭하는 양측에서 돌출된 가동스플라인(34)이 축방향을 향해 길게 형성되어 있다.

상기 휘메일로드(3)의 원형돌부(32) 하단에는 로테이션 체크밸브(5)가 복수의 조립볼트(51)에 의해 고정 부착되어 있으며, 상기 로테이션 체크밸브(5)는 휘메일로드(3)의 회전작동시 함께 회전하게 된다. 또한 상기 로테이션 체크밸브(5)에는 원형돌부(32)의 공급통로(33)와 연결되는 연결통로(52)가 형성되어 있고, 상기 연결통로(52)의 폐구단에 인접하는 위치에서 외측을 향해 양쪽으로 관통하는 복수의 분기통로(53)가 형성되어 있다.

상기 메일로드(4)는 휘메일로드(3)의 원형돌부(32)가 회전가능하게 삽입 연결되는 원통부(41)와, 상기 원통부(41)의 하측에 로테이션 체크밸브(5)의 양측 분기통로(53)와 연통할 수 있도록 복수의 배출공(42) 및 복수의 바이패스통로(43)들이 서로 직교하는 상태로 외측을 향해 관통하도록 형성되어 있는데, 상기 복수의 배출공(42)에는 각각 고무계 재질로 된 탄성디스크패킹(44)이 탄력적으로 개폐작동할 수 있도록 부착되어 있으며, 상기 복수의 바이패스통로(43)의 끝단에는 각각 플러그(45)가 나사조립되어 폐쇄되어 있다.

상기에서 복수의 배출공(42)을 탄력적으로 개폐하는 탄성디스크패킹(44)은 지반굴착로드(25)가 정방향(도면상 시계방향)으로 회전작동하면서 지반굴착작동을 진행하는 동안에는 각 배출공(42)을 폐쇄하는 상태가 되며, 이와 반대로 지반굴착로드(25)가 역방향(도면상 반시계방향)으로 회전하게 될 때에는 각 배출공(42)을 개방시킬 수 있는 상태가 되도록 하기 위해 상기 탄성디스크패킹(44) 각각의 일단은 볼트 등에 의해 배출공(42)의 외측 주연부 일측에 부착되는 고정단으로 구성되어 있는 반면, 타단은 배출공(42)을 탄력적으로 개폐할 수 있도록 자유단으로 구성되어 있다.

또한 상기 복수의 바이패스통로(43)의 끝단을 폐쇄하기 위해 나사조립된 플러그(45) 각각의 안쪽에는 연결공(46)이 하나씩 형성되어 있는데, 상기 연결공(46)은 메일로드(4)의 메일조인트(47) 내부에 형성되어 있는 배출통로(48)와 연통하도록 구성되어 있다.

또한 상기 메일로드(4)의 원통부(41) 내면 양측에는 서로 마주하는 상태에서 중심을 향해 내측으로 돌출하는 복수의 고정스플라인(49)이 돌출되어 있는데, 상기 복수의 고정스플라인(49)은 상기 휘메일로드(3)이 정방향 또는 역방향으로 일정각도(대략 90°) 회전하였을 때 원형돌부(32) 외면에 돌출된 복수의 가동스플라인(34)이 걸림되는 것이며, 이와 같이 상기 휘메일로드(3)가 회전할 때 가동스플라인(34)이 고정스플라인(49)에 걸림되면 휘메일로드(3)와 메일로드(4)는 함께 같은 방향으로 회전하게 되는 것이다.

그리고 상기 시멘트풀 배출로드(1)의 휘메일로드(3)와 메일로드(4)는 복수의 로테이션 키블럭(6)에 의하여 회전가능하게 연결 조립되어 있다.

상기 복수의 로테이션 키블럭(6)은 메일로드(4)의 원통부(41) 상단 양측에 형성된 복수의 키삽입공(61)을 통해서 휘메일로드(3)의 원형돌부(32) 상단에 체결볼트(62)에 의해 고정상태로 나사체결되어 있으며, 또한 상기 원통부(41)의 상단 내면에는 복수의 키삽입공(61)과 연결되어 상기 복수의 로테이션 키블럭(6)을 회전가능하게 지지하는 환형통로(63)가 형성되어 있다.

또한 상기 복수의 키삽입공(61) 각각의 외부에는 밀폐커버(64)가 볼트에 의해 고정 부착하여 지반굴착작동시 굴착되는 토사가 키삽입공(61)으로 유입되지 못하도록 한다.

이와 같이 구성된 본 고안의 작용을 설명한다.

먼저, 지반굴착장치로 지반굴착작동을 진행할 때에 대하여 설명한다.

지반굴착작동을 진행하고자 할 때에는 오거장치(23)를 서서히 하강시킴과 동시에 상기 지반굴착로드(25)를 정방향(시계방향)으로 회전작동시키게 되면 굴착로드(28)의 오거헤드(29)는 지반을 굴착하게 되며 상기 오거헤드(29) 상측에 형성된 굴착날개 및 교반날개들이 굴착된 토사를 혼합 교반하게 되는 것이며, 이와 같이 지반굴착로드(25)가 지반굴착작동을 진행할 때에는 연결로드(26) 하단과 교반로드(27) 상단 사이에 연결 조립된 시멘트풀 배출로드(1)의 휘메일로드(3)의 원형돌부(32) 외부에 돌출된 복수의 가동스플라인(34)은 메일로드(4)의 원통부(41) 내면에 돌출된 복수의 고정스플라인(49)에 걸림된 상태가 되며(도 6 참조), 이에 따라 시멘트풀 배출로드(1)의 휘메일로드(3)와 메일로드(4)는 지반굴착로드(25)와 함께 정방향(시계방향)으로 회전하게 되는 것이며, 또한 상기 가동스플라인(34)이 고정스플라인(49)에 걸림된 상태에서 시멘트풀 배출로드(1)가 정방향으로 회전하게 될 때에는 원형돌부(32)의 하단에 고정 부착된 로테이션 체크밸브(5)는 메일로드(4)의 원통부(41) 하단에 형성된 복수의 배출공(42)을 차단하는 한편, 복수의 분기통로(53)는 바이패스통로(43)와 연결되는 상태가 된다.(도 8 참조)

따라서 상기 굴착로드(28)가 정방향으로 회전하면서 일정깊이 굴착이 진행되었을 때 로테이터(24) 상면에 형성되어 있는 스위벨(부호 생략)을 통해 연결로드(26)로 주입되는 시멘트풀은 상기 연결로드(26)의 내부에 형성된 중심통로(262)를 통해서 시멘트풀 배출로드(1)의 휘메일로드(3)에 형성된 공급통로(33)로 주입되는 것이며, 상기 공급통로(33)로 주입되는 시멘트풀은 로테이션 체크밸브(5)의 연결통로(52)→복수의 분기통로(53)→복수의 바이패스통로(43)→복수의 연결공(46)을 거쳐 메일로드(4)의 메일조인트(47) 내부에 형성된 배출통로(48)를 통해 굴착로드(28)의 내부 중심에 형성된 통로와 연결되어 있는 오거헤드(29)의 토출구멍을 통해 외부로 토출되는 것이며, 이렇게 오거헤드(29)에서 토출되는 시멘트풀은 상기 오거헤드(29)에 의해 굴착되는 토사에 혼합되면서 교반날개에 의해 토사와 함께 교반되어 굴착된 토사에 고르게 혼합되는 것이다.

한편, 상기 시멘트풀 배출로드(1)는 연결로드(26) 하단에 연견된 휘메일로드(3)와 교반로드(27) 상단에 연결된 메일로드(4)는 로테이션 키블럭(6)에 의해 연결된 상태이며, 상기 로테이션 키블럭(6)은 메일로드(4)의 원통부(41) 내면 상단에 형성된 환형통로(63)를 따라 회전이동이 가능한 상태로 휘메일로드(3)의 원형돌부(32) 상단에 고정 부착되어 있으므로 굴착하고자 하는 지층의 강약상태에 상관하지 않고 지반굴착작동시에는 굴착로드(28)의 하단에 형성된 오거헤드(29)를 통해서 시멘트풀을 토출시킬 수 있게 되는 것이다.

다음, 지반굴착작동을 완료한 후 지반굴착로드(25)를 인출할 때에 대하여 설명한다.

상기와 같이 지반굴착로드(25)를 정회전시켜서 설정된 깊이까지의 지반굴착작동이 완료된 상태가 되면 오거장치(23)를 서서히 상승시킴과 동시에 상기 지반굴착로드(25)를 역방향(반시계방향)으로 회전작동시키면서 지반굴착로드(25)를 인출하게 되는 것인데, 상기 시멘트풀 배출로드(1)는 휘메일로드(3)의 원형돌부(32) 상단에 체결볼트(62)에 의해 채결되는 로테이션 키블럭(6)이 메일로드(4)의 원통부(41) 내면 상단에 형성된 환형통로(63)를 지지하고 있으므로 상기 지반굴착로드(25)를 인출하기 위해 상승시킬 때에는 로테이션 키블럭(6)은 환형통로(63) 내측에서 일정각도 회전이동된 상태에서 인출작동이 진행되는 것이다.(도 5 참조)

상기 오거장치(23)가 역방향으로의 회전작동이 개시되면 지반굴착로드(25)와 함께 시멘트풀 배출로드(1)도 함께 역방향으로 회전하게 되며, 이때 상기 시멘트풀 배출로드(1)의 휘메일로드(3)가 역방향(반시계방향)으로 회전하게 될 때에는 상기 휘메일로드(3)의 원형돌부(32)에 돌출된 복수의 가동스플라인(34)이 일정각도 역방향으로 회전된 상태(도 7 참조)에서 메일로드(4)의 원통부(41) 내면에 돌출된 복수의 고정스플라인(49)에 걸림되는 것이며, 이와 같이 상기 가동스플라인(34)이 고정스플라인(49)에 걸림된 상태가 되면 상기 휘메일로드(3)와 메일로드(4)는 함께 역방향으로 회전하게 되는데, 이때에는 휘메일로드(3)의 원형돌부(32) 상단 양측에 고정 부착된 로테이션 키블럭(6)은 메일로드(4)의 원통부(41) 내면 상단에 형성된 환형통로(63)에 지지된 상태에서 일정각도(대략 90°) 회전이동된 상태(도 5 참조)가 되며, 또 상기 원형돌부(32) 하단의 로테이션 체크밸브(5)도 일정각도 회전한 상태가 되어 복수의 분기통로(53)는 메일로드(4)의 원통부(41) 하단에 형성된 복수의 배출공(42)에 연통하는 상태가 되며, 상기 메일로드(4)의 원통부(41)에 형성된 복수의 바이패스통로(43)는 로테이션 체크밸브(5)에 의해 차단된 상태가 된다.(도 9 참조)

따라서 상기 연결로드(26)의 하단연결부(261) 내부에 형성된 중심통로(262)를 통해 주입되는 시멘트풀은 휘메일로드(3)의 공급통로(33)를 거쳐 상기 로테이션 체크밸브(5)의 연결통로(52) 양측으로 관통하는 복수의 분기통로(53)를 통해 메일로드(4)에 형성된 복수의 배출공(42)을 통해 외부로 배출되는 것이며, 이와 같이 메일로드(4)에 형성된 복수의 배출공(42)을 통해 배출되는 시멘트풀은 교반로드(27)의 상측에서 재차 배출되는데, 이렇게 배출되는 시멘트풀은 상승하면서 회전작동을 하는 교반로드(27)의 교반날개에 의해 재차 토사에 혼합 교반되므로써 연약지반의 개량공사 내지 지붕 물막이 연속벽의 구축공사를 설계에 알맞는 강도로 시공할 수 있도록 하는 특징을 나타낸다.

한편, 상기와 같이 지반굴착로드(25)를 상향으로 인출하는 과정에서 상기 시멘트풀 배출로드(1)에 형성된 복수의 배출공(42)으로 시멘트풀이 배출될 때에는 시멘트풀의 배출압력에 의해 탄성디스크패킹(44)이 개방되므로 시멘트풀의 배출작동은 원활하게 이루어지는 것인데, 이때 상기 시멘트풀 배출로드(1)는 역방향으로 회전하는 상태이므로 개방작동된 탄성디스크패킹(44)들은 토압을 받는 상태가 되지만 상기 탄성디스크패킹(44)은 유연한 탄성을 가지는 재질로 되어 있으므로 상기한 배출공(43)으로 시멘트풀의 배출작동이 지속되는 동안에는 토압에 의해 회전반대방향으로 꺽어진 상태가 지속될 수는 있지만 끊어지는(절단되는) 현상이 나타나지 않는 것이다.

상기 탄성디스크패킹(44)은 시멘트풀의 배출작동이 종료된 상태에서는 자체 탄성복원력에 의해 배출공(42)을 막아주게 되며, 또한 지반굴착작동시 시멘트풀 배출로드(1)가 정방향으로 회전할 때에는 탄성디스크패킹(44)에 작용하는 토압이 배출공(42)을 차단하는 방향으로 작용하게 되므로 토사가 배출공(42)으로 유입되는 현상을 방지할 수 있게 된다.

상기한 실시예에서는 시멘트풀 배출로드(1)는 연약지반의 개량공사나 지중 물막이 연속벽 구축공사에서 굴착되는 토사에 시멘트풀을 배출시켜서 얀약지층을 단단하게 하는 용도로 사용하는 것으로 설명하였지만, 연약지반 개량공사 또는 지중 물막이 연속벽 구축공사시 시멘트풀외에 공압이나 약품 등을 배출시키는 용도로 사용할 수도 있는 것이다.

도 1은 본 고안의 지반굴착장치의 설치상태를 나타낸 측면도

도 2는 본 고안의 지반굴착장치의 지반굴착로드에 연결 조립되는 시멘트풀 배출로드의 설치상태도

도 3은 본 고안의 시멘트풀 배출로드의 구성을 나타내기 위한 반단면도

도 4 및 도 5는 도 3의 A-A선 단면도로 나타낸 로테이션 키블럭의 작동상태도

도 6 및 도 7은 도 3의 B-B선 단면도로 나타낸 가동스플라인의 작동상태도

도 8 및 도 9는 도 3의 C-C선 단면도로 나타낸 로테이션 체크밸브의 작동상태도

도 10 및 도 11은 종래 기술의 시멘트풀 배출장치의 작동상태도

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 시멘트풀 배출로드 25 : 지반굴착로드

26 : 연결로드 27 : 교반로드

28 : 굴착로드 29 : 오거헤드

3 : 휘메일로드 31 : 휘메일조인트

32 : 원형돌부 33 : 공급통로

34 : 가동스플라인 4 : 메일로드

41 : 원통부 42 : 배출공

43 : 바이패스통로 44 : 탄성디스크패킹

45 : 플러그 46 : 연결공

47 : 메일조인트 48 : 배출통로

49 : 고정스플라인 5 : 로테이션 체크밸브

52 : 연결통로 53 : 분기통로

6 : 로테이션 키블럭 61 : 키삽입공

62 : 볼트 63 : 환형통로

64 : 밀폐커버

Claims (3)

1. 지상에 수직상으로 설치된 리더의 상단에 와이어 케이블에 매달린 상태에서 승강이동이 가능하게 설치되어 있는 오거장치와, 상기 오거장치로부터 회전동력을 전달받을 수 있도록 오거장치의 하측에 설치된 로테이터와, 상기 로테이터의 하측에 1축 내지 5축이 선택적으로 설치되며 연결로드와 교반로드 및 굴착로드가 다단상으로 연결 조립되는 지반굴착로드 및 상기 지반굴착로드의 교반로드에 연결 조립되는 지반굴착장치의 시멘트풀 배출로드에 있어서,

   상기 시멘트풀 배출로드는,

   연결로드의 하단연결부가 삽입 연결을 허용하도록 형성된 휘메일조인트와, 상기 휘메일조인트의 반대방향으로 돌출 형성된 원형돌부와, 상기 원형돌부의 내부에는 휘메일조인트에 삽입 연결되는 연결로드의 하단연결부에 형성되어 있는 중심통로와 연통하도록 형성된 공급통로 및 상기 원형돌부의 외부 양측에는 축방향을 향해 길게 돌출하도록 형성된 복수의 가동스플라인을 구비하고 있는 휘메일로드와;

   상기 휘메일로드의 원형돌부 끝단에 복수의 조립볼트로 착탈가능하게 부착되며, 상기 원형돌부에 형성된 공급통로와 연결되는 연결통로와, 상기 연결통로의 폐구단측에서 양측을 향해 관통하도록 형성되는 복수의 분기통로를 구비하고 있는 로테이션 체크밸브와;

   상기 휘메일로드의 원형돌부가 회전가능하게 삽입 연결되는 원통부와, 상기 원통부 내면에 서로 마주하도록 축방향을 향해 길게 돌출되어 상기 휘메일로드의 원형돌부 외부 양측에 돌출 형성된 복수의 가동스플라인을 소정각도 범위내에서 좌,우측으로의 회전작동을 제어하는 복수의 고정스플라인과, 상기 원통부의 하단에 서로 마주하는 양측에 관통하도록 형성되는 복수의 배출공과, 상기 복수의 배출공과 직교하는 양측 내면 각각에서 외측을 향해 관통하도록 천공된 후 끝단에 나사조립되는 플러그에 의해 밀폐되는 복수의 바이패스통로와, 상기 원통부의 반대방향으로 돌출하는 메일조인트와, 상기 메일조인트의 내부에는 상기 복수의 바이패스통로 각각의 끝단에 형성된 연결공과 연통하도록 형성되는 배출통로를 구비하고 있는 메일로드와;

   상기 메일로드의 원통부 상부 내면에 원형상으로 형성된 환형통로를 따라 소정각도의 범위내에서 회전이동이 가능하도록 상기 원통부 상부 양측에 형성된 복수의 키삽입공을 통해서 상기 휘메일로드의 원형돌부 상단 양측에 고정 부착되는 복수의 로테이션 키블럭;

   을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 지반굴착장치의 시멘트풀 배출로드.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 메일로드의 원통부 상단 양측에 형성된 복수의 키삽입공은 볼트로 고정 부착되는 복수의 밀폐커버에 의해 밀폐되도록 구성된 것을 특징으로 하는 지반굴착장치의 시멘트풀 배출로드.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 메일로드의 원통부 하단 양측에 형성된 복수의 배출공 각각에는 개폐작동이 가능하도록 탄성디스크패킹이 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 지반굴착장치의 시멘트풀 배출로드.

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