KR20060073392A - 지하매설관용 자주식 전단면 소형 굴착공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지중에 매설된 지하매설관 내의 퇴적물과 지장물을 굴착, 분쇄 및 세정하기 위한 지하매설관용 자주식 전단면 굴착장치에관한것으로서,더욱상세하게는 소형 지하매설관에 적합하도록 전,후진이 가능한구동바퀴와상부지지대및지지롤러를 이용하여 굴착시,굴착기(몸체)의 뒤틀림을 방지하고 ,전방에 설치된 굴착헤드는전방몸체 내부의 유압 (공압)모터에 의해 회전 가능하도록되어있으며,또한굴착시헤드의 회전과 동시에 타격헤머의 기능과 굴착헤드 전방에 살수및 카메라가 설치된자주식 전단면 굴착 공법에 관한 것이다.또한 상기 헤드에 연결된 중공회전축의후단에진동 타격 수단을 구비하여 굴착헤드를 전방으로 타격함으로서굴착능력을향상시키고,굴착헤드의 외주면에 설치된 다수의 원형 커트를 소정의안내롤러와연동하도록함으로서 원형커트에 의해 지하매설관이 손상됨이 없이 지하매설관의 전단면을 굴착할수있는 지하매설관굴착(준설)용 자주식 전단면 굴착공법에 관한 것이다.

그리고 하나의 굴착기 (몸체)로서 소형매설관의직경과거의동일한굴착헤드를교환하여 여러 관경에 사용 할수 있으며,상기 전방 몸체의 전방에는 회전모터에의해회전되는 중공 회전축과 굴착 헤드가 설치되며 중공 회전축 내부에 적외선카메라를설치하여 필요시 매설관 내부 굴착물의 퇴적상황을확인하면서굴착하고,굴착헤드전방에노즐을 설치하여 살수함으로서 커트의 마모방지 및 굴착(준설)효율을 향상 시킬 수 있다 또 본 발명은 하부구동바퀴와 굴착헤드를 이용한 자주식 굴착공법과 전,후방몸체 상면지지대와 굴착헤드를 이용한 고정식 굴착공법을 교대로한굴착공법 이가능하고,굴착후 분쇄물을 굴착헤드 배면의 배출구멍과 후방살수 노즐을 통하여 하부맨홀까지이동이 가능하며, 하나의(1회공정) 굴착장치로서신속하게카메라조사,굴착,분쇄,및세정작업을 동시에 할 수 있는 매설관내 자주식 전단면 굴착공법이다..

지하매설관, 굴착장치, 타격수단, 굴착헤드, 안내롤러, 지지롤러,세정장치

Description

지하매설관용 자주식 전단면 소형 굴착공법{omitted}

도1은 종래 기술에 따른지하매설관내 자주식 전단면 굴착공법을 보여주는 사시도

도2는 종래 기술에 따른 지하 매설관용 자주식 전단면 굴착장치를 보여주는 사시도,

도3은 본 발명에 따른 지하매설관내 자주식 전단면 소형 굴착공법을 보여주는 사시도,

도4는 본 발명에 따른 매설관내 자주식 전단면 굴착 공법의 분해 사시도,

도5는 도3의 평단면도,

도6은 도3에 도시된 종단면도,

도7은 도3에 도시된 후방 몸체의 정면도

도8은 본 발명에 따른 전방몸체의 정면도

도9는 본 발명에 따른굴착헤드의 사시도

도10은 본발명에 따른 굴착헤드 및 중공회전축의 단면도

도11및도12는 본발명에 따른 중공회전축 및 진동 타격 수단을 보여주는 분해 사시도

도13은 본 발명에 따른 굴착헤드의 수평 부분단면도,

도14는 본 발명에 따른 굴착헤드의 수직 부분단면도,

도15는 본 발명에 따른 원형 컷터와 지지롤러의 구조를 보여주는 분해 사시도,

도16은 본 발명에 따른 지지롤러의 지지대를 보여주는 단면도 및 확대 사시도,

도17는 본 발명에 따른 지하매설관용 자주식 소형 굴착공법을 설치한 모습을 보여 주는 측단면도

도 18은 본발명에 따른 굴착기 본체가 고정식으로 지지대를 이용한굴착(준설)시 매설관내에서 전방몸체와 후방몸체의 이동상태의 변화를 나타낸 것이다.

***도면의 주요부분에 대한 부호의 설명****

1 : 굴착장치 5 : 매설관

10 : 후방몸체 11 : 차체부

12 : 베이스 13,14 : 제1 및 제2 구동바퀴

17 : 지지롤러 27 : 구동모터

30 : 전방몸체 33 : 구동바퀴

40 : 중공회전축 42 : 헤리컬 기어

45 : 고정파이프 50 : 고압모터

55 : 이동실린더 60 : 고압수 공급블럭

69 : 브러쉬 70 : 굴착헤드

73 : 막대형 컷트 75 : 원형 컷트

76 : 고정축 77 : 배출구멍

79 : 고압수 노즐 80 : 고압블럭

89 : 적외선 카매라 90 : 안내롤러

95 : 슬라이드 플레이트 99 : 회동플레이트

100 : 진동타격수단 101 : 고정부재

102 : 고정클러치 104 : 회전클러치

119 : 탄성스토퍼 144 : 접속수단

145 : 가이드파이프 150 : 후방노즐

본 발명은 지중에 매설된 지하매설관 내의 퇴적물과 지장물을 굴착, 분쇄 및 세정하기 위한 지하매설관용 자주식 소형굴착공법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 소형 지하매설관에 적합하도록 구동바퀴가 몸체전후방에 설치되어 있어 구동모터의 회전에 의해 굴착기가 전,후진하며 몸체 전방에는 유압(공압)모터에 의해 회전 되는 중공회전축을 통해서 굴착헤드가 작동되며 상기 전,후방 몸체 상부에지지대 및 지지롤러가 구비된 지하 매설관용 자주식소형 굴착공법에 관한 것이다.

또한 상기 중공회전축의 후단에 진동타격수단을 구비하여 굴착헤드를 전방으로 타격함으로써 굴착능력을 향상시키고, 굴착헤드의 외주면에 설치된 다수의 원형 컷터를 소정의 안내롤러와 연동하도록 함으로써 원형 컷터에 의해 지하매설관이 손 상되는 것을 방지할 수 있는 지하매설관용 자주식소형 굴착공법에 관한 것이다.

일반적으로 하수관이나 상수관 등과 같은 지하매설관 내부에는 시간의 경과에 따라 퇴적물이 쌓이거나 지장물이 형성되게 되는데, 이러한 퇴적물이나 지장물은 관내 흐름을 불량하게 하므로 제거되어야 한다. 이에 따라 지하매설관 내의 퇴적물이나 지장물을 굴착하거나 분쇄 및 세정하기 위한 다양한 종류의 보링 장치와 굴착공법이 개발되고 있다. 이러한 보링장치나 굴착공법은 이동방식에 따라 자주식과 견인식 굴착장치로 구분되는데, 자주식 굴착장치는 구동바퀴나 무한궤도를 이용하여 스스로 이동하는 것이고, 견인식 굴착장치는 견인로프를 이용하여 외부 차량에서 끌어주는 것이다.

따라서 견인식 굴착장치는 별도의 견인로프를 지하매설관에 설치하여야 하기 때문에 작업이 복잡하고 굴착장치의 이동이 자유롭지 못하다는 단점이 있다. 반대로 자주식 굴착장치는 이동이 자유롭고 지하매설관 내부의 상황에 유연하게 대처할 수 있는 장점을 가지고 있으나, 굴착시 구동바퀴나 무한궤도의 접지력이 떨어져 헛돌기 때문에 굴착력이 떨어지는 단점이 있었다. 이에 따라 최근에는 이러한 단점을 해결하기 위해서, 후방몸체와 전방몸체를 구분하고, 몸체내부에 강한회전력을가진 유압(공압)모터등을 이용하고,매설관 내부 형태에 최대한근접한 나선형 바퀴 및 무한 궤도를 사용하여 강한 접지력으로 구동과 동시에 굴착회전 (타격)할 수 있는공법이 개발 되고 있다..

따라서 소형 직경의 지하매설관에 적합하게 사용할 수 있으면서도 전진속도 및 굴착력이 떨어지지 않는 새로운 형태의 지하매설관용 굴착공법이 요구되고 있 다.

또한 종래의 지하 매설관내 자주식 전단면 굴착장치(300)는 굴착헤드(370)의 외주면에 방사방향으로 입출가능하도록 다수의 원형 컷터(375)가 설치되어 있는데, 이러한 원형 컷터(375)가 지해매설관의 내주면과 접촉될 경우 지하매설관이 손상되는 문제점이 있었다. 또한 종래의 굴착헤드(370)는 중공축을 중심으로 단순히 회전하는 방식이므로 굴착력이 비교적 약하다는 문제점도 있었다.

이에 따라 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것으로서, 본 발명의 주된 목적은 소형 직경의 지하매설관에 적합하게 사용할 수 있는 지하매설관용 자주식 전단면 굴착공법을 제공하는 것이다.

또한 본 발명은 자주식 구동바퀴를 이용하여 이동이 자유로우면서도 퇴적물의 종류에 따라서 구동속도나 회전모터의 회전력 및 속도를 조절하여 사용할 수있다.

아울러 본 발명은 굴착헤드에 과부하가 걸리는 것을 방지함과 아울러 굴착헤드를 전후방으로 연속해서 진동시켜 줌으로써 굴착력을 향상시키는 지하매설관용 자주식 굴착장치를 제공하는 것이다.

또한 본 발명은 굴착헤드의 외주면에 설치된 다수의 원형 컷터를 보호할 수 있도록 원형 컷터와 연동되어 방사방향으로 이동되는 안내롤러와 매설관의 내주면을 세척할 수 있는 하나 이상의 브러쉬가 설치된 지하매설관용 자주식 굴착장치를 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 소형매설관용 자주식 굴착장치는, 소정의 구동모터에 의해 구동되는 구동바퀴가 설치되고 외부 지원차량으로부터 유압 또는 공압, 전기 및 고압수 등이 공급되는 후방몸체와; 소정의 안내바퀴가 설치되고 상기 후방몸체로부터 공급되는 유압 또는 공압에 의해 구동되는 중공회전축이 설치된 전방몸체와; 상기 전방몸체의 중공회전축 선단에 고정되어 지하매설관 내의 퇴적물 또는 지장물을 굴착, 분쇄하는 굴착헤드와; 상기전, 후방몸체의 상면에 설치된 지지대및 지지롤러와; 상기 굴착헤드를 전후 방향으로 진동타격할 수 있도록 상기 중공회전축의 후단에 설치된 진동타격수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 후방몸체는 유압(공압)모터의 회전력에 의해 몸체 좌우에 설치된 구동바퀴가전후진 하며 제1구동바퀴와 제2구동바퀴가 소정 거리 이격되게 설치되며, 그 내부에는 상기 제1구동바퀴의 회전축을 구동시키기 위한 구동모터와, 상기 제1구동바퀴와 상기 제2구동바퀴의 회전축 사이에 연결되어 동력을 전달하는 타이밍밸트를 포함하여 구성된다.

상기 후방몸체의 후면에는 유압 또는 공압호스, 고압수호스, 전력케이블 및 통신케이블 등이 하나의 플렉시블관을 통해 착탈가능하게 접속되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 굴착기의 이동을 전,후방 몸체의 상면에 설치된 지지대 및 지지롤러를 이용하여 굴착기의 전,후진이 가능하다,

상기한 굴착헤드는 원뿔형상이며, 경사면에는 다수의 막대형컷터가소정간격으로 이격되게 방사상으로 설치되어 있고, 외주면에는 다수의 원형 컷터가 방사방향으로 입출가능하게 설치되어 있으며, 후면에는전방에서굴착된분쇄물을후방으로배출시키는 다수의 슬러지배출구멍이 관통되게 형성되고상기원형컷터에는방사방향으로연동되는 안내롤러가 각각 설치된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 굴착헤드의 외주면에는 매설관의 내주면을 세척할 수 있는 하나 이상의 브러쉬가 설치된 것을 특징으로 한다.

상기한 진동타격수단은 유,(공)압모터로부터 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 구성된다.

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 한다.

그리고 상기 굴착헤드(70)의 전면 중앙에는 다수의 고압수 노즐(79)과 카메라(87)가 설치되어 있으며, 후면 중심에는 후술하는 중공회전축(40)이 고정된다. 그리고 상기 굴착헤드(70)의 후면에는 소정 직경의 삽입홈(410)이 형성되어, 상기 중공회전축(40)에 설치된 고정파이프(45)가 회전가능하게 삽입된다. 또한 전면 중 앙에는 소정 크기의 체결홈(810)이 형성되고, 그 후방에는 고압수 호스를 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 결합된다. 이때 상기 고압수 공급블럭(60)은 고정파이프(45)의 선단에 결합되어 고정파이프(45)와 함께 회전되고, 상기 고정블럭(80)은 체결홈(810)에 체결되어 고정된다.

상기 고압수 공급블럭(60)은 도10 및 도11에서 보는 바와 같이, 상기 체결홈의 후방에 회전가능하게 안치되고, 그 외주면에는 환형의 고압수 공급로(61)가 소정깊이로 형성되어 있으며, 상기 고압수 공급로(61)는 방사방향으로 형성된 관통홀 (62)을 통해 고압수 호스)와 연통되어 있다. 따라서 고압수 호스를 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 체결홈에 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 고정링(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 도13의 단면도에서 보는 바와 같이, 굴착헤드(70)의 경사면에 방사형으로 형성된 수직벽(72)에 착탈가능하게 설치된다. 이때 수직벽(72)은 소정의 나선형곡률로 형성된 경사면 (71)의 일측에 형성된 것으로서, 이 수직벽(72)에 막대형 컷터(73)를 밀착시킨 후 체결수단(74)으로 체결하면 상당한 압력에도 막대형 컷터(73)가 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

그리고 도13 및 도14에 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 매설관의 내주면과 접촉되는 것을 방지한다. 즉, 상기 안내롤러(90)는 도13 및 도14에서 보는 바와 같 이, 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 상태에서는 상기 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.

한편, 상기 전방몸체(30) 내에 설치되어 굴착헤드(70)를 회전시키는 중공회전축(40)은 도10 내지 도11에서 보는 바와 같이, 중심부가 비어 있는 중공관으로서, 그 후단부에는 전방몸체(30)에 설치되며 공압에 의해 구동되는 고압모터(50)로부터 회전력을 전달받기 위한 소정 크기의 헤리컬기어(42)가 고정되어 있다. 이때 상기 중공회전축(40)의 선단은 플랜지(41)가 형성되어 굴착헤드(70)의 후면에 고정된다. 그리고 상기 중공부에는 고압수 호스(903), 전력케이블(904) 및 통신케이블 (905) 등이 관통되는 고정파이프(45)가 회전가능하게 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 굴 착헤드(70)에 과부하가 걸리는 것을 방지함과 아울러 굴착헤드(70)에 연속적인 진동 타격력을 부여하기 위한 것이다. 이러한 진동타격수단(100)은 도11 내지 도12에서 보는 바와 같이, 상기 중공회전축(40)의 후단부를 회전가능하게 지지함과 아울러 헤리컬기어(42)로부터 소정 거리 이격되게 상기 전방몸체(30)에 일체로 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 이동하지 못하게 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 중 공회전축(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 반복하게 되어, 서로 대응되는 클러치가 전후로 진동하게 됨으로써 굴착헤드(70)에 연속적으로 타격력을 가하게 된다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 매설관용 자주식 전단면 굴착장치의 작용을 설명한다.

먼저, 도17에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 지하매설관용 자주식 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(905) 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. 따라서 지상의 지원차량(900)에서 상기 지하매설관용 자주식 굴착장치(1)를 원격제어 할 수 있다.

이때 기 굴착헤드(70)의 전면에 설치된 고압수 노즐(79)로부터 고압수가 분사되어 퇴적물을 세정하고, 상기 굴착헤드(70)의 외주면에 설치된 원형 컷터(75)가 막대형컷트가 굴착하지 못한 외측부분의 퇴적물을 굴착한다. 그리고 상기 굴착헤드 (70)의 외주면에 설치된 브러쉬(69)는 지하매설관의 기름때 등을 세척하게 되므로써 한 번의 작업으로 매설관(5)의 전단면을 모두 굴착 및 세척할 수 있다. 그리고 굴착물이나 분쇄물은 굴착헤드(70)에 형성된 슬러지관통구멍(77)을 통해 후방으로 배출된 후, 고압수와 함께 맨홀(3)쪽으로 배출된다. 이와 같이 본 발명의 지하매설관용 자주식 굴착장치(1)는 자주식 구동바퀴(13)를 이용하여 자유롭게 전,후진할 뿐만 아니라 한 번의 작업으로 지하매설관(5)의 전단면을 굴착할 수 있으므로 굴착속도가 빠르다.

한편, 상기 굴착헤드(70)에 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)에 연속적인 진동 타격력을 가하게 된다. 이와 같이 본 발명의 지하매설관용 자주식 굴착장치(1)는 굴착헤드(70)에 소정의 진동 타격력을 부여함으로써 비교적 단단한 지장물도 쉽게 분쇄시킬 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 지하매설관용 자주식 굴착장치는 후방몸체와 전방몸체가 일렬로 연결되고 구동바퀴를 전후방몸체의 양측면에 설치함으로써 소형 직경의 지하매설관에 적합하게 사용할 수 있다. 또한 전방몸체와 후방몸체 상면에설치된 지지대 및 지지롤러를 이용하여 굴착시 이동 실린더만으로 전,후진이 가능한 것으로 소형 직경의 매설관 내부 자주식 전단면 굴착 작업에 적합하게 사용할 수 있다.

아울러 본 발명은 중공회전축의 후단에 진동타격수단을 설치함으로써 굴착헤드에 가해지는 과부하를 줄여줌과 아울러 굴착헤드를 전후방으로 연속해서 진동시켜 줌으로써 굴착력이 향상되는 효과가 있다.

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

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

Claims (20)

1. 소정의 형상을 갖는 베이스와,상기 베이스의 하부에 설치되어 굴착 장치를 이동 시키는 이동 수단으로 이루어진 차체부와,

   상기 베이스의 상면 후방에 고정되고 다수의 유압(공압) 실린더를 제어하기위한 공압(유압)제어블럭이 내설되며,외부지원차량으로부터 공압(유압) 전기,고압수등이 공급되는 후방몸체와

   상기 베이스의 상면전방에 슬라이드 가능하게 설치된 슬라이드 플레이트와 ,상기 슬라이드 플레이트 상면 전방에 회전 가능하게 설치된 회전축과,

   상기회전축을회전시킬수있도록상기플레이트의상면일축에설치된공압(유압)모터로부터 이루어진 전방몸체와

   ,상기 회전축의 선단에 고정되어 회전하며 매설관경과 유사한 직경을 갖는 굴착헤드와,

   상기 굴착헤드를 전후방향으로 진동 타격할수 있도록 상기 중공 회전축의 후단에 설치된 진동 타격 수단을 포함하며

   상기 전방몸체를 전후진시킬수있도록 상기 후방몸체의 전면과 슬라이드 플레이트의 사이에 설치된 이동실린더와

   굴착기를 매설관내에 고정시킬수있도록 상기 전후방 몸체의 상면에 각각 형성된 지지대 및 지지롤러로 구성된 것을 특징으로하는 매설관내 자주식 전단면 굴착장치
2. 제1항에 있어서,

   상기 차체부의 상면 베이스와 상기 후방몸체와 전방몸체의 하면에 설치된 회동및슬라이드 플레이트로 상,하부분 분리되며,회전축을 기준으로 수평방향으로 회동시킬수있도록 회동 플레이트와 전방몸체 하부에 슬라이드 플레이트가 더 설치된 것을 특징으로하는 매설관내 자주식 전단면 굴착 장치
3. 제1항에 있어서,

   상기 회동플레이트에는 상기베이스에 수직하게 돌설된 고정축과 상기 베이스의 상면 전,후 좌우측에 설치된 탄성 스토퍼에 의해 그회동 범위가 제한되는 것을 특징으로 하는 매설관내 자주식 전단면 굴착장치
4. 제1항에 있어서,

   상기 지지대 및 지지롤러의 밀착판 전면은 지하 매설관과의 밀착을 좋게 하게 하기 위해서 매설관 내주면의 소정 곡률로 굴곡되며 표면에는 소정다수의 요철홈이 형성된 고무판이 부착되고, 안쪽으로 수축되었을 경우 제1 및 제2 지지대가 안착되는 요홈부가 형성되며, 전면에는 하나이상의 아이들링 롤러가 설치된 것을 특징으로 하는 매설관내 자주식 전단면 굴착장치
5. 제4항에 있어서

   상기 아이들링 롤러는 밀착판이 해제된 상태에서 전진할때는 외측으로 돌출되어 회전가능하게하고, 밀착판이 매설관내의 내주면에 밀착될때는 안쪽으로 삽입되는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 매설관용 자주식 전단면 굴착장치,
6. 제1항에 있어서,

   상기 후방몸체의 후방에는 유압 또는 공압호스,고압수호스,전력케이블 및 통신 케이블 등이 하나의 플렉시블 관을 통해 착탈가능하게 접속되는 것을 특징으로 하는 매설관용 자주식 전단면 굴착 장치
7. 제1항에 있어서,

   상기 전,후방몸체의 좌,우에설치된 구동바퀴의 접지형태는 매설관내의 내주면의 원호모양과 유사하며 ,바퀴 지지대의 작동실린더와 연결되어 구동바퀴가 매설관과 밀착되어 접지력이양호하고, 바퀴 외주면에 나선형 홈을 설치하여 구동력이 우수하며 매설관의 크기에 따라 바퀴를 교환하여 사용이 가능한 매설관용 자주식 전단면 굴착장치
8. 제1항에 있어서,

   상기 전방몸체와 후방몸체 상면에 설치된 지지대 및 지지롤러를 이용하여 이동 실린더만으로 굴착시 전,후진이 가능한 것을 특징으로하는 매설관용 자주식 전단면 굴착장치
9. 제1항에 있어서,

   상기 이동 실린더와 나란하게 후방몸체와 전방몸체 사이에 설치되며 ,고압수호스, 전력 케이블, 통신 케이블 및 유압 및 공압 호스가 관통되고 , 일측은 후방몸체에 연결되어 가이드 내부에 전,후로 슬라이드 가능하게 설치되는 연결관을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 매설관용 자주식 전단면 굴착장치.
10. 제1항에 있어서,

    상기 전방몸체의 중공회전축 선단에 설치된 굴착헤드는, 헤드의 회전방향과 동일하게 나선형으로 격벽이 설치되며, 격벽상부에 막대형 컷트가 착,탈 가능하게 설치되며, 굴착헤드는 원뿔형상으로 소정의 곡률 요홈부가 형성되고, 후면에는 전방에서 굴착된 분쇄물을 후방으로 배출시키는 다수의 슬러지 배출구멍이 관통되게 형성된 것을 특징으로하는 매설관용 자주식 전단면 굴착장치
11. 제1항에 있어서,

    상기 굴착 헤드의 외주면에는 다수의 원형 컷트와 안내롤러가 반경 방향으로 인입 가능하도록 소정 간격으로 이격되게 설치된 것을 특징으로 하는 매설관용 자주식 전단면 굴착 장치
12. 제1항또는제11항에 있어서

    상기 안내롤러는 원형 컷트보다 약간 큰 직경을 가지며 , 고정축의 탄성 스프링에 의해서 항상 외측으로 가압상태에서 원형 컷트와 연동하여 작동하며, 최종 매설관의 내주면을 따라 안내롤러가 회전하므로 원형 커트에 의한 매설관의 손상을 방지할 수 있는 특징을 가진 매설관용 자주식 전단면 굴착 장치
13. 상기항 제1 및 제10항에 있어서

    상기 굴착 헤드는 상기 회전축의 선단에 나사산 혹은 플렌지 등으로 착,탈가능하게 설치되어 매설관경에 따라 교체하여 사용 할수 있는 것을 특징으로하는 매설관내 자주식 전단면 굴착장치
14. 제1항에서

    상기 회전축은 중공관으로서 그후단에는 상기 고압 모터의 회전력을 전달받기 위한 기어가 설치되어 있고 ,그선단에는 굴착 헤드가 체결되는 나사산이 형성 되어 있으며 ,그 내부 중공부에는 고압수 호스,전기선 및 신호선등이 배설되는 고정파이프가 아이들링가능하게 설치된 것을 특징으로하는 매설관내 자주식 전단면 굴착 장치
15. 제14항에 있어서 상기 고정파이프의 선단에는 고압수를 공급 및 분배할수있도록 고압수노즐과 연통되고,링 형상의 요험이 형성된 고압수블럭이 일체로 고정된 것을 특징으로하는 매설관내 자주식 전단면 굴착장치
16. 제 1항에 있어서 상기 굴착헤드의 중심에는 회전축을 고정시킴과 아울러 상기 고압수블럭과 적외선카메라를 지지하며 고압수 통로가 형성된 원통형 고정부재가 더 설치된 것을 특징으로하는 매설관내 자주식 전 단면 굴착장치
17. 제 1항에 있어서

    상기 굴착 헤드의 외주면에는 매설관을 세척하기위한 하나 이상의 브러쉬가 설치되며 ,후방몸체 후면에는 전방에서 굴착된 분쇄물을 후방으로 이동 시키기 위한 다수의 고압 살수 노즐을 설치한 것을 특징으로하는 매설관내 자주식 전단면 굴착장치
18. 제1항에 있어서

    상기 진동 타격 수단은 공압모터로부터 회전력을 전달 받을 수 있도록 상기 중공 회전축의 후단부에 고정된 케리컬 기어와, 상기 중공회전축의 후단을 회전가능하게 지지할수있도록 상기 케리컬 기어로부터 소정거리 이격되게 설치된 고정 부재와, 상기 고정부재의 전면과 헤리컬 기어의 후면에 일체로 형성되며,서로 대응되는 요철홈이 형성된 클러치와,상기 중공 회전축을 전,후 방향으로 이동 가능하게 지지하는 다수의 베어링을 포함하여 구성된 것을 특징으로하는 매설관내 자주식 전단면 굴착 장치
19. 제 1항에 있어서

    상기 굴착 헤드의 과 부하 방지 및 자주식혹은 고정식 굴착공법을 선정하기 위하여 지상에 설치된 상부 지원 차량내 파워 감지 센서가 설치되어 소정이상의 과부하가 걸리는 것을 방지함과 동시에 기계마모 및 작업 능률을 향상 시킬수 있는 것을 특징으로 하는 지하매설관내 자주식 전단면 굴착장치
20. 제1항 및 제10항 에있어서

    굴착헤드 전방 중공회전축 내부에 설치된 적외선 카메라 보호용 소형 원뿔형 보호 커버 및 컷트가 중공 회전축 선단과 탈,부착이 가능한 특징을 가진 매설관용 자주식 전단면 굴착 장치

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