KR20080041171A

KR20080041171A - 암반굴착 공압 해머비트용 비트

Info

Publication number: KR20080041171A
Application number: KR1020080036591A
Authority: KR
Inventors: 한동덕
Original assignee: 한동덕
Priority date: 2008-04-21
Filing date: 2008-04-21
Publication date: 2008-05-09

Abstract

본 발명은 말뚝기초의 시공, 착정 및 시추등의 목적으로 암반을 천공하는 해머비트(Hammer bit)에 관한 것으로, 해머비트 선단부의 비트에 종측배기로를 형성함으로써 비트의 승강 진동을 촉진할 수 있도록 한 것이다.

본 발명을 통하여, 비트의 마모를 현저하게 둔화시킬 수 있으며, 이로써 비트의 빈번한 교체로 인한 자재소요 및 공기지연을 방지하고, 전체 공사비를 절감하는 효과를 얻을 수 있다.

암반, 굴착, 해머비트(hammer bit), 배기

Description

암반굴착 공압 해머비트용 비트{Bit for rock drilling air hammer bit}

지반천공은 말뚝기초의 시공, 착정(鑿井), 시추, 지하구조물 시공을 위한 토류벽 가설 또는 연약지반 개량을 위한 압밀촉진 등의 목적으로 지반에 수직 또는 수직에 근사한 방향의 굴착공을 형성하는 것으로서, 지반의 특성이나 소요심도에 따라서 다양한 장비와 공법이 적용된다.

이러한 지반천공 유형 중에서, 말뚝기초의 시공을 위한 지반천공이 대표적이라 할 수 있으며, 말뚝기초는 선단지지력과 주면(柱面)마찰력에 의하여 말뚝상부 구조물의 하중이나 지하수로 인한 지중구조물의 부압(浮壓)에 저항하게 되므로, 통상 말뚝기초용 지반천공은 암반층 이상의 굴착심도를 필요로 하게 된다.

지반은 토질이나 지질, 절·성토상태 및 인위적인 개량상태에 따라 다양한 물리적 특성을 가지게 되며, 굴착구간의 지반특성에 따라 굴착장비 및 굴진속도 등이 결정된다.

도 1은 전형적인 종래의 암반굴착 장비를 도시한 것으로, 굴착장비의 선단에 암반(100)의 파쇄를 위한 해머비트(200)가 장착되어 있으며, 동 도면의 우측 상세 단면도를 통하여 알 수 있는 바와 같이, 해머비트(200)는 압축공기가 인가되어 내부의 피스톤(231)을 승강시킴으로써 하단의 비트(210)를 타격하는 방식으로 작동된다.

즉, 도 1 우측에 도시된 상세 단면도에서와 같이, 해머비트(200)에 압축공기가 인가되면 체크밸브(241)가 개방되어 중공(中空)의 피스톤(231)이 상승하게 되고, 비트(210)상단에 고정되고 피스톤(231)에 결합되는 결합밸브(225)에서 피스톤(231)이 이탈하여 결합밸브(225)가 개방되면 순간적으로 압축공기가 비트(210)의 송기구(211)를 통하여 배기됨과 동시에 피스톤(231)이 자중에 의하여 낙하하면서 비트(210)를 타격하게 되는 것이다.

이러한 암반굴착용 해머비트(hammer bit)(200)에 있어서, 구체적인 압축공기의 이동경로 및 피스톤(231)의 승강방식에 있어서는 다양한 변형이 있을 수 있으나, 기본적인 작동원리로서 압축공기에 의하여 승강되는 피스톤(231) 및 이 피스톤(231)에 의하여 상단부가 타격되는 비트(210) 등은 공통적으로 구성된다.

이렇듯, 압축공기에 의하여 작동되는 해머비트(200)는 도 2에서와 같이, 암반(100)을 타격함과 동시에 회전하면서 굴착공을 형성하게 되는데, 이때 비트(210)에 형성된 송기구(211), 분기로(212) 및 횡측배기로(213)를 통하여 압축공기가 배 출되면서 비트(210) 저면의 분쇄된 암반(100) 슬라임(slime) 등을 상측으로 배출하게 된다.

해머비트(200)는 타격과 회전을 동시에 수행하면서 암반(100)에 굴착공을 형성하게 되는데, 해머비트(200)에서 암면의 굴착면과 직접 접촉하는 비트(210) 하단의 절삭부(220)는 굴착이 진행됨에 따라 마모되며, 마모가 소정 수준 이상 진행되면 해머비트(200)를 지상으로 인발하여 비트(210)를 교체하여야 한다.

특히 대구경 굴착의 경우 굴착시 장비에 작용되는 각종 외력과 비트(210)를 포함한 해머비트(200)의 자중이 소구경에 비하여 기하급수적으로 증가되므로 비트(210)의 마모속도가 빠를 뿐 아니라, 비트(210)의 제작비용 또한 높을 수 밖에 없어 전체 공사비가 과도하게 소요되는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 감안하여 창안한 것으로, 압축공기로 작동되는 피스톤(231)이 내장된 해머비트(hammer bit)(200) 선단부에 설치되어 상단이 피스톤(231)에 의하여 타격되고, 중심부 및 하단 절삭부(220)에 송기구(211) 및 분기로(212)가 각각 형성되어 압축공기를 배출하는 비트(bit)(210)에 있어서, 절삭부(220)에는 절삭부(220)를 상하로 관통하는 종측배기로(214)가 형성되되, 절삭부(220) 저면의 종측배기로(214) 입구는 분기로(212)의 출구에서 이격됨을 특징으로 하는 암반굴착 공압 해머비트용 비트이다.

또한, 상기 절삭부(220)의 저면에는 종측배기로(214)의 입구와 분기로(212) 의 출구를 연결하는 유도홈(215)이 형성됨을 특징으로 하는 암반굴착 공압 해머비트용 비트이다.

본 발명의 상세한 구성 및 작동원리를 첨부된 도면을 통하여 설명하면 다음과 같다.

우선 도 3은 본 발명의 외형을 도시한 저면사시도로서, 동 도면을 통하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명 비트(210) 하단 절삭부(220)의 저면에는 분기로(212)의 출구 및 종측배기로(214)의 입구만이 노출됨을 알 수 있다.

종래의 비트(210)는 도 2에서와 같이 절삭부(220) 저면에 분기로(212)의 출구 및 횡측배기로(213) 전체가 노출되는 형태로서, 송기구(211)를 통하여 압송된 압축공기가 분기로(212)를 거쳐 횡측배기로(213)를 따라 배출되면서 비트(210) 저면의 암반(100) 슬라임(slime) 등을 상측으로 강제 배출시키는 역할만을 수행하였으나, 본 발명의 비트(210)는 도 4에서와 같이 일단 분기로(212)로 유입된 압축공기는 절삭부(220)의 저면과 굴착공 하부면 사이에 작용하면서 비트(210)를 상측으 로 들어올리게 된다.

즉, 도 5에서와 같이, 비트(210)의 절삭부(220)와 굴착공이 각각 공압기계의 피스톤과 실린더의 작동방식과 유사한 방식으로 작용하면서 비트(210)가 압축공기에 의하여 상승하게 되며, 비트(210)의 상승과 동시에 종측배기로(214)의 입구인 하단부가 개방되므로 비트(210)의 자중 및 피스톤(231)의 타격으로 비트(210)가 하강하게 된다.

이러한 비트(210)의 승강운동은 압축공기가 인가되는 한 지속적으로 반복되며, 그 승강주기가 비교적 짧으므로 일종의 승강진동운동을 수행하여 암반(100)을 효과적으로 분쇄함과 동시에 비트(210) 하단면과 굴착공간의 마찰력을 현저하게 감소시키게 되므로 비트(210)의 마모를 최소화할 수 있다.

한편, 도 6은 비트(210)의 절삭부(220) 저면에 분기로(212) 출구와 종측배기로(214) 입구를 연결하는 유도홈(215)을 형성한 실시예로서, 이러한 유도홈(215)을 통하여 분기로(212)에서 배출되는 압축공기를 종측배기로(214)를 통하여 일부 선행 배출함으로써 비트(210)의 상승력과 진동주기를 조절할 수 있도록 한 것이다.

도 1은 종래의 암반굴착장비 설명도

도 2는 종래 암반굴착장비의 비트 상세도

도 3은 본 발명의 저면사시도

도 4는 본 발명의 굴착상태 설명도

도 5는 본 발명의 작동원리 설명도

도 6은 본 발명의 변형된 실시예 저면사시도

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

100 : 암반

200 : 해머비트

210 : 비트

211 : 송기구

212 : 분기로

213 : 횡측배기로

214 : 종측배기로

215 : 유도홈

220 : 절삭부

225 : 결합밸브

231 : 피스톤

241 : 체크밸브

Claims

압축공기로 작동되는 피스톤(231)이 내장된 해머비트(hammer bit)(200) 선단부에 설치되어 상단이 피스톤(231)에 의하여 타격되고, 중심부 및 하단 절삭부(220)에 송기구(211) 및 분기로(212)가 각각 형성되어 압축공기를 배출하는 비트(bit)(210)에 있어서,

절삭부(220)에는 절삭부(220)를 상하로 관통하는 종측배기로(214)가 형성되되, 절삭부(220) 저면의 종측배기로(214) 입구는 분기로(212)의 출구에서 이격됨을 특징으로 하는 암반굴착 공압 해머비트용 비트.
제1항에 있어서, 절삭부(220)의 저면에는 종측배기로(214)의 입구와 분기로(212)의 출구를 연결하는 유도홈(215)이 형성됨을 특징으로 하는 암반굴착 공압 해머비트용 비트.