KR20070108484A - 냉각 기체를 이용한 절단장치 및 절단방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 냉각 기체를 이용한 절단장치 및 절단방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 냉각 기체에 의하여 절삭수단을 냉각하면서 구조물을 절단하는 절단장치 및 절단방법에 관한 것이다.
일 실시예에 따른 와이어 쏘 절단장치는 피절단물에 접촉하여 피절단물을 절단하는 와이어 쏘, 와이어 쏘를 상기 피절단물에 접촉시켜 주행시키는 구동부, 구동부에 의해 주행되는 와이어 쏘에 냉각 가스를 공급하여 상기 와이어 쏘를 냉각시키는 냉각부, 피절단물이 절단되면서 비산되는 분진을 집진하는 집진부 및 와이어 쏘에 이격되어 위치하는 안전펜스를 포함한다.
구조물 절단, 무수 냉각 절단, 절단장치, 와이어 쏘, 코어드릴, 월 쏘

Description

냉각 기체를 이용한 절단장치 및 절단방법{Cutting equipement and cutting method using super low-temperature gas}
본 발명은 냉각 기체를 이용한 절단장치 및 절단방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 구조물 절단시에 냉각수를 사용하지 아니하고 냉각 기체에 의하여 절삭공구를 냉각하면서 구조물을 절단하는 절단장치 및 절단방법에 관한 것이다.
교량 등의 사회 기반 시설 등이 노후화되면서 콘크리트 등으로 구성된 구조물 등에 대한 절단 및 상기 절단을 통한 구조물 해체가 증가하고 있으며, 이러한 구조물의 절단에 대한 신속한 작업과 주위 환경을 오염시키지 아니하면서 구조물을 해체하는 장비 및 방법이 요구되고 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 구조물 절단공법을 보여준다.
도 1에서 도시된 바와 같이, 절단 대상 구조물(1)에 다이아몬드 와이어 쏘를 걸어 연결한 후, 구동도르래(3)를 고속회전하면서 유압실린더에 의해 구동도르래(3)를 이송시켜 와이어(5)에 장력을 주어 구조물(1)을 절단시키는 공법이다.
예를 들어, 일본특허공개공보 2001-162617호에 개시된 발명에서와 같이 절단하려는 피절단물에 다이아몬드 와이어 쏘(Wire saw)를 둘러 감고, 상기 와이어 쏘 를 주행시키면서 피절단물을 절단한다. 이 때, 발생되는 마찰열에 의하여 다이아몬드 와이어 쏘의 성능이 저하되는 것을 막기 위하여 냉각수를 와이어 쏘에 공급함으로써 연속적으로 피절단물을 절단하였다.
또 다른 예로서, 콘크리트 구조물 등의 천공이나 절삭에 코어비트 또는 월 쏘 등을 구비한 절삭 장치를 사용하였다.
코어 비트에 의하여 구조물을 절단하는 코어 드릴(Core drill)은 원통 형상의 끝단에 다이아몬드 팁이 장착되는 코어 비트, 상기 코어 비트를 회전시키는 구동부 및 코어 비트에 냉각수를 공급하는 냉각부로 구성되며, 콘크리트 구조물의 천공이나 코어(Core) 시료의 채취 등에 사용되며, 이와 같은 코어 드릴에 대하여는 일본특허공개공보 2000-354904호에 상세히 개시되어 있다.
월 쏘에 의하여 구조물을 절단하는 월 커터는 원판형상의 끝단에 다이아몬드 팁이 장착되는 월 쏘, 월 쏘를 회전시키는 구동부 및 월 쏘를 냉각수에 의해 냉각시키는 냉각부로 구성되며, 이와 같은 월 커터에 대하여는 일본특허공개공보 1997-300340호에 개시되어 있다.
하지만, 상기와 같은 종래의 구조물 절단 장치 및 이를 이용한 구조물 절단 방법은 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, 종래의 다이아몬드 와이어 쏘를 이용한 절단장치에 의해 구조물 절단시 다이어몬드 와이어 쏘 절단장치에서 많은 열이 발생될 뿐만 아니라 분진이 발생된다. 이를 방지하기 위해 냉각수를 사용하며, 다량의 냉각수 사용으로 인하여 냉각수 처리를 위한 별도의 시설이 필요하다.
둘째, 종래의 다이아몬드 와이어 쏘를 이용한 절단장치에 의하여 콘크리트 구조물을 절단할 때에는 다량의 냉각수로 인하여 슬러지가 발생하며, 발생된 슬러지에 대한 처리 비용이 발생한다.
세째, 구조물 절단시 절단되는 구조물과 인접한 부분에 하천 등이 있을 경우에는 구조물 절단에 따라 냉각수의 사용으로 인하여 발생되는 슬러지로 인하여 생태계를 파괴 및 환경 오염이 발생할 수 있다.
상기와 같이, 종래의 기술은 냉각수를 이용하여 다이아몬드 와이어 쏘, 코어 비트 또는 월 쏘 등을 냉각하면서 구조물을 절단함으로써 생겨나는 부산물인 슬러지에 의하여 발생하므로 냉각수를 사용하지 않으면서, 절단 공정에서 발생하는 분진 등을 처리하는 장치 및 방법이 필요하다.
이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 냉각 기체를 이용하여 절삭 공구인 와이어 쏘, 코어 비트, 월 쏘 등을 냉각하면서 피절단물을 절단하는 절단장치 및 절단방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
이와 함께, 집진수단을 이용하여 비산되는 분진을 집진하여 환경 친화적인 작업을 수행할 수 있는 절단장치 및 절단방법을 제공하는데 그 목적이 있다. 또는, 냉각수를 사용하지 않음으로써 슬러지 등의 처리 비용을 줄일 수 있는 절단장치 및 절단방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 일 실시예에 따른 와이어 쏘 절단장치는 피절단물에 접촉하여 피절단물을 절단하는 와이어 쏘; 상기 와이어 쏘를 상기 피절단물에 접촉시켜 주행시키는 구동부; 상기 구동부에 의해 주행되는 상기 와이어 쏘에 냉각 기체를 공급하여 상기 와이어 쏘를 냉각시키는 냉각부; 상기 피절단물이 절단되면서 비산되는 분진을 집진하는 집진부; 및 상기 와이어 쏘에 이격되어 위치하는 안전펜스를 포함한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다른 실시예에 따른 와이어 쏘 를 이용한 절단방법은 피절단물에 와이어 쏘를 접촉하도록 설치하는 단계; 상기 설치된 와이어 쏘를 주행시키면서 피절단물을 절단하는 단계; 상기 주행되는 와이어 쏘에 냉각 기체를 불어 와이어 쏘를 냉각시키는 단계; 및 상기 피절단물이 절단되면서 비산되는 분진을 집진하는 단계를 포함한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 또다른 실시예에 따른 구조물 절단장치는 피절단물에 접촉하여 피절단물을 절단하는 절삭수단; 상기 절삭수단을 상기 피절단물에 접촉시켜 회전시키는 회전 구동부; 상기 회전하는 절삭수단에 냉각 기체를 공급하여 상기 절삭수단을 냉각시키는 냉각부; 및 상기 피절단물이 절단되면서 비산되는 분진을 집진하는 집진부를 포함한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 또다른 실시예에 따른 구조물 절단방법은 구조물에 절삭공구를 회전시켜 구조물을 절단하는 단계; 상기 회전되는 절삭공구에 냉각가스를 공급하여 상기 절삭공구를 냉각하는 단계; 및 상기 구조물이 절단되면서 발생되는 분진을 집진하는 단계를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명에 따른 냉각 기체를 이용한 절단장치 및 절단방법은 다음과 같은 효과가 있다.
냉각수를 사용하지 아니하고 냉각 기체에 의하여 절삭 수단을 냉각시킴으로써 슬러지 등이 발생하지 않아 환경 오염을 방지할 수 있고, 슬러지 처리 비용을 없앨 수 있다.
이와 함께, 구조물을 절단하면서 비산되는 분진을 효율적으로 제거함으로써 환경 친화적인 작업을 수행할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이하, 본 발명을 첨부한 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 쏘 절단장치에 의해 구조물을 절단하는 상태를 도시한 개략도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 쏘 절단장치에 의해 구조물을 절단하는 상태를 도시한 정면도를 보여주며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 쏘 절단장치에 의해 구조물을 절단하는 상태를 도시한 측면도를 보여준다.
상기 도면들을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 쏘 절단장치는 와이어 쏘(100), 구동부(200), 냉각부(300), 집진부(400) 및 안전펜스(500)를 포함할 수 있다.
와이어 쏘(100)는 와이어(110), 비즈(Beads, 112) 및 슬리브(Sleeve, 114)를 포함할 수 있다.
와이어(110)는 강철 또는 인장력이 우수한 금속 등으로 제작된 긴 줄이다. 와이어(110)는 인장력이 높은 스테인리스 재질이거나, 또는 복수의 줄을 교차하여 꼬아놓은 형태로 제작하여 인장력을 높일 수도 있다.
비즈(112)는 와이어(110)에 일정한 간격으로 장착되는 다이아몬드 팁이다. 비즈(112)는 와이어(110)의 직경보다 크게 와이어(110)에 삽입 장착되어 와이어(110)의 이동에 의하여 피절단물(W)에 실질적으로 접촉하여 피절단물을 절단한다. 피절단물(W)은 일반적으로 교량, 건물 등의 구조물로서 본 발명의 일 실시예의 절단장치 및 절단방법에 의해 절단될 수 있는 물건을 지칭한다.
슬리브(114)는 비즈(112) 사이에 와이어(110)를 감싸면서 와이어를 피복하는 역할을 한다. 슬리브(114)는 고무 또는 합성 수지로 형성될 수 있고, 와이어를 감싸는 고무 또는 합성 수지는 표면에 돌기를 형성하여 방열 면적을 늘릴 수 있다. 슬리브(114)는 일부가 비내열성의 가효성을 가질 수 있다.
구동부(200)는 피절단물(W)에 접촉되어 있는 와이어 쏘(100)를 주행시키는 역할을 한다. 구동부(200)는 구동 풀리(220) 및 구동력을 제공하는 구동수단(210)을 포함할 수 있다. 구동수단(210)은 회전력을 발생시키는 모터 또는 엔진 등을 포함할 수 있다. 모터 또는 엔진 등의 구동수단은 유압 또는 전기에 의하여 작동될 수 있으며, 유압을 이용하는 경우에는 유압을 제공하는 유압 유닛(240)을 포함할 수 있다.
구동풀리(220)는 구동수단에 의하여 구동되는 주풀리(222)와 주풀리의 회전에 따라 함께 회전하는 보조풀리(224)를 포함한다. 주풀리(222)는 구동수단(210)과 체인 또는 벨트(225)에 의해 연결되고, 구동수단(210)에 의해 회전력을 제공받아 회전하면서 와이어 쏘(100)를 주행시킨다.
보조풀리(224)는 주풀리(222)의 회전에 따라 함께 회전하는 풀리로서, 피절단물을 절단하기 위하여 주행하는 와이어 쏘(100)의 경로를 안내해 주는 역할을 한다. 예를 들어, 구조물 기둥을 절단하는 경우에 보조풀리(224)는 구조물 기둥의 너비 정도의 양측에 이격되어 부착되어 와이어 쏘(100)의 이동을 안내한다. 주풀리(222)는 구동부(200)에 견고하게 부착되어 높은 인장력을 받으면서 주행하는 와이어 쏘(100)의 이동을 안내한다.
냉각부(300)는 피절단물의 절단을 수행하는 와이어 쏘(100)를 냉각시키는 역할을 한다. 냉각부(300)는 냉각수를 사용하지 아니하며, 냉각 기체에 의하여 와이어 쏘(100)를 냉각시킨다. 사용되는 초저온 냉각 기체는 공기, 비활성 가스, 액화 질소 등의 공지의 가스일 수 있다. 냉각부(300)에 의해 공급되는 초저온 냉각 기체는 영하 5도(℃) 이하의 초저온이며, 영하 50도(℃) 범위까지로도 낮아질 수 있다. 영하 20도(℃) 이하의 초저온 냉각 기체를 공급하여 와어어 쏘(100)를 냉각시키는 것이 바람직하다.
냉각부(300)는 압축기(310), 냉각기(320) 및 냉풍노즐(330)을 포함할 수 있 다. 압축기(310)는 냉각시키려는 가스를 압축한다. 예를 들어, 보텍스 튜브(Vortex tube)에 의하여 공기를 압축시킬 수 있다. 압축기(310)와 냉각기(320) 사이에는 제습 필터(340)와 제유 필터(350)를 구비하여, 공기의 습기와 유분을 제거할 수 있다. 냉각기(320)는 압축된 가스를 냉풍과 열풍으로 분리함으로써 가스를 냉각시킬 수 있다. 냉풍노즐(330)은 생성된 초저온 냉각 기체를 와이어 쏘(100)에 공급한다.
집진부(400)는 와이어 쏘(100)에 의해 절단되는 피절단물에서 발생하는 분진을 집진한다. 집진부(400)는 와이어 쏘(100)가 피절단물을 절단하면서 와이어 쏘가 빠져나오는 피절단물의 주행방향측에 배치함으로써, 와이어 쏘(100)가 피절단물과 접촉이 떨어지면서 절단 조각 또는 분진 등이 떨어져 나오는 경우에 곧바로 회수할 수 있다.
집진부(400)는 와이어 쏘(100)의 설치된 경로에 배치되는 집진커버(430), 집진커버에 임시로 머무르는 분진 등을 흡입하는 흡입기(410) 및 집진커버와 흡입기를 이어주는 집진호스(420)를 포함할 수 있다.
집진커버(430)는 와이어 쏘가 피절단물을 절단 후에 빠져나오는 위치 또는 그 주변에 위치한 보조풀리(224)를 덮으면서 설치되어 와이어 쏘(100)가 피절단물을 절단하면서 발생하는 부스러기 또는 분진을 임시로 머무리게 한다. 집진호스(420)는 집진커버(430)와 흡입기(410)를 연결하여 준다. 흡입기(410)는 압력차에 의하여 집진커버(430)에 머무르는 부스러기 또는 분진을 흡입한다.
안전펜스(500)는 상기의 와이어 쏘(100), 구동부(200), 냉각부(300) 및 집진부(400)를 포함하는 와이어 쏘 절단장치의 주위 또는 와이어 쏘(100)가 작동하는 일면에 위치하는 방호벽이다. 안전펜스(500)는 갑작스런 와이어 쏘의 끊어짐 또는 피절단물의 부스러기에 의하여 작업자에게 피해를 막아주는 역할을 하며, 소음을 줄이기 위하여 안전펜스의 면에 엠보싱(510) 처리를 할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 쏘 절단장치의 작용을 설명한다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 쏘 절단장치에 의해 구조물을 절단하는 상태를 도시한 단면도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 쏘 절단장치에 의해 구조물을 절단하는 과정을 보여준다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 와이어 쏘(100)는 구동폴리(220)의 주풀리(222)와 보조풀리(224)에 장착되면서 절단하려는 피절단물(W)에 접촉되어 설치된다. 구동부(200)의 구동수단(210)에 의하여 주풀리(222)를 회전시키면서 와이어 쏘(100)는 보조풀리(224)에 걸쳐진 상태로 회전하게 된다. 주풀리(222)를 회전시킴으로써 와이어 쏘(100)는 피절단물에 접촉하여 주행하게 되며, 와이어 쏘(100)의 비즈(112)에 의하여 피절단물인 구조물을 깎아낸다. 계속적인 와이어 쏘(100)의 주행에 의하여 피절단물의 벽을 자르면서 절단되는 면적(빗금친 부분; 5)이 넓어지게 된다. 피절단물에 대한 절단이 종료되면 빗금친 부분(5)에 대하여 와이어 쏘가 완전히 관통하게 된다.
한편, 와이어 쏘(100)가 주행하면서 와이어 쏘를 초저온 가스에 의하여 냉각시키면서 피절단물을 절단한다. 와이어 쏘(100)는 피절단물인 구조물에 접촉하여 통과하면서 마찰열이 발생하여 와이어 쏘의 비즈(112)가 마모 또는 탄화될 수 있는데, 이를 초저온 냉각 기체에 의해 와이어 쏘(100)를 냉각시킴으로써 비즈(112)의 마모 또는 탄화를 줄일 수 있다. 예를 들어, 와이어 쏘(100)가 피절단물과 접촉이 일어난 후 와이어 쏘가 빠져 나오는 부분에서 냉풍 노즐(330)을 통하여 초저온 냉각 기체를 분사하여 와이어 쏘(100)를 냉각시킬 수 있다. 그리하여 피절단물을 절단하면서 마찰열에 의해 급격히 온도가 상승한 와이어 쏘(100)를 효과적으로 냉각시킬 수 있고, 냉각수를 사용하지 아니하고도 피절단물을 절단할 수 있어 냉각수로 인한 슬러지 발생비용이 들지 않고, 냉각수 처리를 위한 낙수 방지시설이 필요 없다.
이와 함께, 집진부(400)를 통하여 피절단물이 절단되면서 발생하는 분진을 집진한다. 예를 들어, 와이어 쏘(100)의 비즈가 피절단물과 접촉에 의하여 절단을 한 후에 피절단물로부터 빠져 나오는 부분에 집진커버(430)를 위치시킴으로써 부스러기 또는 분진을 임시로 머무르게 할 수 있고, 집진커버(430)에 연결된 집진 호스(420)를 통하여 흡입기(410)로 흡입함으로써 집진커버(430)에 머무른 부스러기 또는 분진을 제거할 수 있다. 그리하여, 종래의 냉각수와 섞여서 발생하는 슬러지의 발생을 없애면서, 실질적으로 발생하는 분진 및 부스러기를 집진부(400)를 통하여 제거함으로써 구조물 절단을 하면서 발생할 수 있는 환경 오염을 현저히 줄일 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 일 실시예에 따른 와이어 쏘 절단장치에서 와이어 쏘의 평면도이며, 도 9는 본 발명에 따른 다른 실시예에 따른 와이어 쏘 절단장치에서 와이어 쏘의 평면도이다.
도 8을 참조하면, 와이어 쏘(100)는 스테인리스 스틸 등의 인장 강도가 우수 한 금속성의 재질로 이루어지는 와이어(110), 상기 와이어에 일정 간격으로 삽입 장착되는 다이아몬드 팁으로 이루어지는 비즈(112) 및 비즈 사이에서 와이어를 감싸는 피복 역할을 하는 고무 또는 수지의 성형재인 슬리브(114)를 포함하며, 상기 성형재는 표면에 요철을 포함할 수 있다. 표면의 요철(116)을 통하여 와이어 쏘가 피절단물을 절단하면서 발생하는 마찰열의 방열 면적을 늘릴 수 있다.
이와 함께, 비즈(112) 사이에는 탄성력을 제공하는 코일 스프링(118)을 더 포함할 수 있다. 코일 스프링(118)은 와이어(110)가 비틀리거나 휘어질 때 길이 방향의 형태를 유지하도록 보조하며, 비즈(1120) 사이의 간격을 일정하게 조절하게 보조할 수 있다.
도 9를 참조하면, 와어어 쏘(100)는 와이어(110), 비즈(112) 및 슬리브(114)를 포함하는데, 슬리브(114)는 와셔(120)를 포함한 링형의 부재로 이루어질 수 있다. 슬리브(114)는 와셔(120)를 포함한 링형의 부재에 의하여 금속제로 이루어진 와셔를 포함함으로써 열전도율을 높여서 피절단물을 절단하면서 발생하는 마찰열을 용이하게 방출할 수 있다. 상기 와셔를 포함한 링형의 부재의 직경을 달리하면서 슬리브의 표면 요철 형상을 달리할 수도 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 쏘를 이용한 절단방법의 흐름도를 보여준다.
도 10을 참조하면, 먼저 피절단물에 와이어 쏘(100)를 접촉하여 설치한다(S100). 예를 들어, 피절단물이 콘크리트 구조물에 해당하고, 상기 구조물의 기둥을 해체하는 작업을 수행하는 경우에 구조물 기둥에 와이어 쏘를 둘러 감으면서 이와 평행하게 와이어 쏘 절단장치를 설치한다. 와이어 쏘(100)는 와이어 쏘 절단장치의 주풀리(222)와 보조풀리(224)를 통하여 구조물 기둥을 둘러 감으면서 하나의 폐루프(Closed loop)를 형성할 수 있다.
와이어 쏘(100)를 피절단물에 설치한 후에 와이어 쏘(100)를 주행시키면서 피절단물을 절단한다(S200). 와이어 쏘(100)는 피절단물을 감으면서 하나의 폐루프 상에서 연속적으로 움직이게 되어, 피절단물과 접촉에 의하여 피절단물을 깎아낸다. 따라서 구동부(200)의 구동수단(210)에 의하여 주풀리(222)를 회전시키면, 이에 따라 와이어 쏘(100)가 주행한다. 와이어 쏘(100)는 보조풀리(224)를 통하여 피절단물과 접촉하여 통과하며, 다시 보조풀리(224)를 통과하여 주풀리(222)에 다다르는 연속적인 이동을 한다.
이와 같이 피절단물 절단을 수행하기 위해 주행되는 와이어 쏘에 냉각 기체를 불어 와이어 쏘를 냉각시킨다(S300). 와이어 쏘(100)는 피절단물과의 마찰에 의하여 마찰열이 발생하며, 이로 인하여 와이어 쏘(100)의 온도가 증가 되어 와이어 쏘의 비즈(112)가 마모 또는 탄화될 수 있다. 따라서 초저온으로 냉각된 냉각 기체를 불어줌으로써 와이어 쏘를 냉각시킬 수 있다. 냉각 기체는 피절단물을 절단하고 빠져나오는 와이어 쏘(100)에 불어주는 것이 바람직하지만, 다른 위치에서 냉각 기체를 불어 와이어 쏘를 냉각시키는 것도 가능하다.
와이어 쏘(100)가 주행하면서 피절단물을 절단시에 비산되는 분진은 집진부(400)에 의하여 집진된다(S400). 집진부(400)는 분진 또는 부스러기 등이 임시로 머무르는 집진커버와 상기 집진커버에 임시로 머무르는 분진 등을 흡입함에 의하여 피절단물 절단시에 발생하는 분진을 제거할 수 있다.
상기의 와이어 쏘 절단방법에 의하여 피절단물인 콘크리트 구조물 등을 냉각수를 사용하지 않고 절단함으로써 냉각수 사용에 의한 슬러지 처리 비용 및 냉각수의 낙수 처리 비용 등을 없애며, 비산되는 분진 등을 집진함으로써 친환경적인 구조물 해체를 수행할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 코어비트를 이용한 구조물 절단장치의 개략도를 보여주며, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 코어비트를 이용한 구조물 절단장치의 사시도를 보여준다. 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 코어비트를 이용한 구조물 절단장치의 단면도를 보여준다.
본 발명의 일 실시예예 따른 구조물 절단장치는 절삭공구, 회전 구동부(810), 냉각부(850) 및 집진부(860)를 포함할 수 있다. 절삭공구(800)는 절삭에 사용되는 다이아몬드 쏘의 종류에 따라 코어 비트(Core bit) 또는 월 쏘(Wall saw)를 포함할 수 있다.
도 11, 12 및 13을 참조하면, 코어비트(Core bit)를 이용한 구조물 절단장치는 코어비트(800), 회전 구동부(810), 냉각부(850) 및 집진부(860)를 포함할 수 있다.
코어비트(800)는 원통형으로 구성되며, 일단에 구조물 절단에 사용되는 다이아몬드 팁(Diamond chip; 805)이 장착된 절삭날을 구비한다.
회전 구동부(810)는 원통형의 코어비트(800)를 회전시키는 역할을 한다. 회전 구동부(810)는 코어비트(800)의 타단에 연결되어 코어비트(800)의 중심축을 기 준으로 회전할 수 있고, 회전 구동부(810)에 코어비트(800)는 나사 결합 등에 의하여 일체로 결합되어 함께 회전할 수 있다.
냉각부(850)는 절삭을 수행하는 코어비트에 냉각 기체를 불어주는 역할을 하며, 압축기(852), 냉각기(854) 및 냉각관(856)을 포함할 수 있다. 냉각부(850)는 압축기(Compressor; 852)에 의하여 기체를 압축시키고, 냉각기(854)에 의하여 냉각 기체를 초저온 상태(대략 -5℃에서 -50℃ 범위)로 냉각하여 냉각관(856)을 통하여코어비트(800)에 냉각 기체를 공급한다. 냉각기체는 영하 20℃ 이하의 초저온 상태로 공급하는 것이 바람직하다. 압축기(852)와 냉각기(854) 사이에는 습기와 유분을 걸러내는 제습필터와 제유필터를 포함할 수 있다.
집진부(860)는 코어비트(800)의 절삭에 의하여 발생하는 분진을 집진한다. 집진부(860)는 절단되는 부위를 덮는 집진 커버(862), 집진 커버에 연결된 집진 호스(864) 및 분진을 흡입하는 흡입기(866)를 포함할 수 있다. 집진 커버(862)는 코어비트의 회전에 의해 절삭이 발생하는 부분을 외부와 차단하면서, 코어비트의 구조물 절단에 의해 발생하는 부스러기 또는 먼지가 임시로 머무르게 한다. 이와 함께 집진 커버(862)는 코어비트에 공급된 냉각 기체를 머무르게 하여 냉각 기체 의한 냉각효과가 유지되도록 한다. 집진 호스(864)는 집진 커버에 연결되어 부스러기 등의 분진이 지나는 통로를 제공한다. 흡입기(866)는 집진 커버에 머무르는 분진을 흡입한다.
이와 함께, 순간적으로 구조물 해체시에 발생하는 가루를 제거하고 특히 부하가 걸리지 않는 상태로 천공하므로 절단면이 깨끗하고 고속, 고능률로서 시공할 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 월 쏘를 이용한 구조물 절단장치의 개략도를 보여주며, 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 월 쏘를 이용한 구조물 절단장치의 단면도를 보여준다. 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 구조물 절단장치에서의 월 쏘를 보여준다.
도 14, 15 및 16을 참조하면, 월 쏘(Wall-saw)를 이용한 구조물 절단장치는 월 쏘(900), 회전 구동부(920), 냉각부(950) 및 집진부(960)를 포함할 수 있다.
월 쏘(900)는 원판 형상의 몸체(Blade)와 몸체 외주면에 다이아몬드 팁이 장착된 절삭날(905)을 구비한다. 월 쏘(900)는 중심부에 회전 구동부의 회전축이 끼워질 수 있도록 원형의 통공(907)을 포함할 수 있다. 월 쏘(900)는 회전 구동부(920)의 회전에 의하여 회전하면서 콘크리트 등의 구조물을 절단할 수 있다. 월 쏘(900)는 스리트용 이중선 자르기에 적합하며 1번에 2장의 커터 블레이드로서 2중 라인을 넣을 수 있고 스리트 공사도 용이하게 할 수 있다.
회전 구동부(920)는 구동력을 제공하는 모터 또는 엔진 등으로 이루어지는 구동수단(922) 및 구동수단에 의해 제공되는 구동력을 전달하는 회전축(924)을 포함할 수 있다. 구동수단(922)은 전기 또는 석유 등에 의하여 작동하는 유압 모터 또는 유압 엔진 등이 될 수 있다. 구동수단(922)에 의하여 회전운동을 하면 동일한 회전축(924) 또는 벨트에 통하여 연결된 회전축을 통하여 월 쏘(900)를 회전시킨다.
냉각부(950)는 월 쏘(900)의 절삭날(905)에 냉각 기체를 불어 냉각시킨다. 냉각부(950)는 압축기(952), 냉각기(954) 및 냉각노즐(956)을 포함할 수 있다. 압축기(952)는 가스를 압축시키며, 압축기(952)와 냉각기(954) 사이에는 가스의 습기와 유분을 제거하기 위하여 제습필터와 제유필터를 포함할 수 있다. 냉각기(954)는 압축기(952)를 통과한 가스를 냉각시키며, 냉각노즐은 냉각 기체를 월 쏘(900)에 공급한다.
집진부(960)는 월 쏘(900)에 의해 절삭되는 구조물의 분진을 집진한다. 집진부는 월 쏘(900)를 덮는 집진 커버(962), 집진 커버에 연결되는 집진 호스(964) 및 집진 커버에 잔류하는 분진을 흡입하는 흡입기(966)를 포함한다.
집진 커버(962)는 월 쏘를 둘러치며 덮으며, 다만 절단되는 구조물과 밀착되게 하부의 형상을 조절할 수 있다. 집진 커버(962)는 월 쏘에 의해 절단되는 구조물의 부스러기 또는 분진이 임시로 머무른다. 흡입기(966)에 의하여 집진 커버에 의해 생성되는 공간을 흡입함으로써 집진 호스(964)를 통하여 분진 등을 흡입한다.
상기와 같이, 냉각수를 사용하지 아니하고 초저온 냉각 기체를 다이아몬드 절삭 팁을 구비한 코어비트 또는 월 쏘에 공급하면서 구조물을 절단함으로써 슬러지의 발생을 없앨 수 있고, 구조물 절단에 따른 부스러기 또는 분진을 집진부에 의하여 집진함으로써 구조물 절단 과정에서의 잔류물이 없는 무분진 시공을 할 수 있다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 구조물 절단방법의 흐름도이다.
도 17을 참조하면, 먼저 절삭장치를 절단하려는 구조물에 설치하여 절삭공구를 회전시켜 구조물을 절단한다(S700). 여기서 절삭공구는 코어비트(800) 또는 월 쏘(900)일 수 있다. 절삭공구는 절삭공구의 외주면에 다이아몬드 팁이 장착되어 구조물을 절삭할 수 있다.
회전되는 절삭공구를 냉각가스에 의해 냉각시킨다(S720). 냉각부에 의해 공급된 냉각가스를 절삭공구에 주입하면, 마찰열에 의해 가열된 절삭공구를 냉각시킬 수 있다.
이와 함께, 절삭공구에 의해 구조물을 절단하면서 발생되는 분진을 집진한다(S740). 절삭공구는 회전하면서 구조물을 다이아몬드 팁에 의해 깎아내므로 깎여진 구조물의 부스러기 등이 배출될 수 있다. 이러한 구조물의 부스러기 또는 분진을 집진부에 의해 집진하여 분진을 제거할 수 있다.
상기와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 구조물 절단방법으로는 냉각수를 사용하지 아니하고 냉각 기체를 사용하여 냉각수 사용에 따른 슬러지의 발생을 없앨 수 있다. 이와 함께, 발생되는 분진 등을 집진함으로써 주위에 흩어지는 먼지 등을 효과적으로 제거하여 구조물 절단을 수행하면서 발생할 수 있는 환경 오염을 미연에 방지할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 구조물 절단공법을 보여주는 도면이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 쏘 절단장치에 의해 구조물을 절단하는 상태를 도시한 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 쏘 절단장치에 의해 구조물을 절단하는 상태를 도시한 정면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 쏘 절단장치에 의해 구조물을 절단하는 상태를 도시한 측면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 쏘 절단장치에 의해 구조물을 절단하는 상태를 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 쏘 절단장치에 의해 구조물을 절단하는 과정을 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 일 실시예에 따른 와이어 쏘 절단장치에서 와이어 쏘의 평면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 다른 실시예에 따른 와이어 쏘 절단장치에서 와이어 쏘의 평면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 쏘를 이용한 절단방법의 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 코어비트를 이용한 구조물 절단장치의 개략도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 코어비트를 이용한 구조물 절단장치의 사시도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 코어비트를 이용한 구조물 절단장치의 단면도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 월 쏘를 이용한 구조물 절단장치의 개략도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 월 쏘를 이용한 구조물 절단장치의 단면도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 구조물 절단장치에서의 월 쏘를 보여주는 도면이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 구조물 절단방법의 흐름도이다.
-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-
100: 와이어 쏘 112: 비즈
114: 슬리브 200: 구동부
210: 구동수단 220: 구동 풀리
222: 주 풀리 224: 보조 풀리
300: 냉각부 310: 압축기
320: 냉각기 330: 냉풍 노즐
400: 집진부 410: 흡입기
420: 집진호스 430: 집진커버
500: 안전펜스 800: 코어비트
900: 월 쏘
W: 구조물

Claims (20)

  1. 피절단물에 접촉하여 피절단물을 절단하는 와이어 쏘;
    상기 와이어 쏘를 상기 피절단물에 접촉시켜 주행시키는 구동부;
    상기 구동부에 의해 주행되는 상기 와이어 쏘에 냉각 기체를 공급하여 상기 와이어 쏘를 냉각시키는 냉각부;
    상기 피절단물이 절단되면서 비산되는 분진을 집진하는 집진부; 및
    상기 와이어 쏘에 이격되어 위치하는 안전펜스를 포함하는, 와이어 쏘 절단장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 와이어 쏘는
    강제의 와이어;
    상기 와이어에 일정한 간격으로 삽입 장착되는 다이아몬드 팁으로 이루어지는 비즈; 및
    상기 비즈 사이에 위치하며 상기 와이어를 둘러싸는 슬리브를 포함하는, 와이어 쏘 절단장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 슬리브는 고무 또는 수지의 성형재로 되며, 상기 성형재의 표면에 요철이 형성되는, 와이어 쏘 절단장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 슬리브는 비즈간의 다이아몬드 와이어에 장착되는 코일 스프링과 이 코일 스프링을 피복하는 고무 또는 수지의 성형재로 되며, 상기 성형재의 표면에 요철이 형성되는, 와이어 쏘 절단장치.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 슬리브는 와셔를 포함한 복수의 링형의 부재를 상기 와이어 쏘의 길이방향으로 중첩되게 구성되어, 각 부재 가운데, 적어도 하나의 부재는 인접하는 부재보다 지름이 크거나 또는 작게 형성되는, 와이어 쏘 절단장치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 냉각부는
    압축기;
    상기 압축기에 접속되어 냉각 기체를 공급하는 냉각기; 및
    상기 냉각기에 접속된 냉풍노즐을 포함하는, 와이어 쏘 절단장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 압축기와 냉각기와의 사이에 제습필터와 제유필터를 포함하는, 와이어 쏘 절단장치.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 집진부는
    와이어 쏘의 보조풀리상을 덮는 집진커버;
    상기 집진커버에 일단이 접속된 집진호스;
    상기 집진호스의 타단에 접속된 집진기를 포함하는, 와이어 쏘 절단장치.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 구동부는
    구동력을 제공하는 구동수단; 및
    상기 구동력에 의하여 와이어 쏘가 주행하는 경로를 제공하는 구동 풀리를 포함하는, 와이어 쏘 절단장치.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 구동수단은 유압에 의해 작동되는 유압 모터를 포함하는, 와이어 쏘 절단장치.
  11. 제 1항에 있어서, 상기 구동부에 유압을 공급하는 유압 유닛을 포함하는, 와이어 쏘 절단장치.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 안전펜스는 적어도 일면에 요철 형상으로 엠보싱이 형성되는, 와이어 쏘 절단장치.
  13. 피절단물에 접촉하여 피절단물을 절단하는 와이어 쏘;
    상기 와이어 쏘를 상기 피절단물에 접촉시켜 주행시키는 구동부;
    상기 구동부에 의해 주행되는 상기 와이어 쏘에 냉각 기체를 공급하여 상기 와이어 쏘를 냉각시키는 냉각부;
    상기 피절단물이 절단되면서 비산되는 분진을 집진하는 집진부;
    상기 구동부에 유압을 공급하는 유압 유닛; 및
    상기 와이어 쏘에 이격되어 위치하는 안전펜스를 포함하며,
    상기 와이어 쏘는
    강제의 와이어;
    상기 와이어에 일정한 간격으로 삽입 장착되는 다이아몬드 팁으로 이루어지는 비즈; 및
    상기 비즈 사이에 위치하며 상기 와이어를 둘러싸는 슬리브를 포함하는, 와이어 쏘 절단장치.
  14. 피절단물에 와이어 쏘를 접촉하도록 설치하는 단계;
    상기 설치된 와이어 쏘를 주행시키면서 피절단물을 절단하는 단계;
    상기 주행되는 와이어 쏘에 냉각 기체를 불어 와이어 쏘를 냉각시키는 단계; 및
    상기 피절단물이 절단되면서 비산되는 분진을 집진하는 단계를 포함하는, 와이어 쏘를 이용한 절단방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 냉각 기체는 영하 20도(℃) 이하의 초저온인, 와이어 쏘를 이용한 절단방법.
  16. 피절단물에 접촉하여 피절단물을 절단하는 절삭공구;
    상기 절삭공구를 상기 피절단물에 접촉시켜 회전시키는 회전 구동부;
    상기 회전하는 절삭공구에 냉각 기체를 공급하여 상기 절삭공구를 냉각시키는 냉각부; 및
    상기 피절단물이 절단되면서 비산되는 분진을 집진하는 집진부를 포함하는, 구조물 절단장치.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 절삭공구은 원통 형상이며, 끝단에 다이아몬드 팁이 매입된 절삭날을 가지는 코어비트(Core bit)인, 구조물 절단장치.
  18. 제 16에 있어서,
    상기 절삭공구는 원판 형상이며, 외주면에 다이아몬드 팁이 매입된 절삭날을 가지는 월 쏘(Wall-saw)인, 구조물 절단장치.
  19. 구조물에 절삭공구를 회전시켜 구조물을 절단하는 단계;
    상기 회전되는 절삭공구에 냉각 기체를 공급하여 상기 절삭공구를 냉각하는 단계; 및
    상기 구조물이 절단되면서 발생되는 분진을 집진하는 단계를 포함하는, 구조물 절단방법.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 냉각 기체는 영하 20도(℃) 이하의 초저온인, 구조물 절단방법.
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