KR20080083375A

KR20080083375A - 밀폐장치가 마련된 파쇄장치

Info

Publication number: KR20080083375A
Application number: KR1020070023825A
Authority: KR
Inventors: 원연호
Original assignee: 원연호
Priority date: 2007-03-12
Filing date: 2007-03-12
Publication date: 2008-09-18

Abstract

본 발명은, 각종 터널, 수중, 노천의 암석 및 콘크리트 파쇄장치에 관한 것으로서, 내부에 파쇄용 매체가 채워지는 공간을 가진 충진블록, 상기 충진블록에 파쇄용 매체를 공급하기 위한 파쇄용 매체 주입로가 형성된 주입블록, 상기 충진블록에 채워진 파쇄용 매체가 방출되는 방출로가 형성되는 방출블록, 상기 충진블록 내부의 파쇄용 매체가 정해진 압력이 될 때까지 상기 파쇄용 매체가 상기 방출로를 통하여 방출되는 것을 차단하는 차단판, 및 상기 충진블록 내부에 삽입되어 상기 충진블록에 채워진 파쇄용 매체를 고압으로 팽창시키는 발열 장치를 포함하여 이루어지는 파쇄 장치에 있어서 ; 상기 방출로의 끝부위인 분사구 상부에 밀폐장치 결합부가 형성되며 ; 상기 방출블록이 삽입되는 중공이 형성되며 그 외주면이 상협하광의 쐐기형태로 형성되는 밀폐장치가 상기 밀폐장치 결합부에 결합되며 ; 상기 밀폐장치는 상기 방출블록의 중심축을 중심으로 한 회전에 따라 상기 밀폐장치 결합부와의 결합이 해제가능한 것을 특징으로 하며, 이에 의하여 파쇄용 매체의 분사시(가령, 가스 등의 방출시) 밀폐장치 상부에 채워지는 전색물이 상협하광의 밀폐장치에 의하여 압축되어 파쇄 장치가 천공 외부로 이탈하는 것을 방지할 뿐만 아니라 분사된 파쇄용 매체의 압력이 누설되는 것을 막아 암석 및 콘크리트에 작용하는 파쇄력을 극대화시키며, 파쇄장치의 하부에 워터튜브를 사용함으로써 파쇄장 치 길이 이상으로 파쇄작업이 가능한 파쇄장치를 제공할 수 있다.

파쇄장치, 밀폐장치

Description

밀폐장치가 마련된 파쇄장치{ROCK BREAKING APPARATUS WITH SEALING DEVICE}

도 1은 본 발명에 의한 일 실시례의 파쇄장치가 천공에 삽입된 상태의 종단면도,

도 2 및 도 3은 도 1의 밀폐장치의 구성을 보이기 위한 단면도 및 사시도,

도 4 및 도 5는 도 1의 밀폐장치의 다른 구성을 보이기 위한 단면도 및 사시도,

도 6은 본 발명에 의한 다른 실시례의 파쇄장치가 천공에 삽입된 상태의 종단면도,

도 7은 도 6의 밀폐장치의 구성을 보이기 위한 단면도,

도 8은 도 1의 실시례의 하부에 워터튜브를 사용한 상태의 종단면도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

110 : 충진블록 120 : 주입블록

130 : 방출블록 140 : 캐비티

200 : 밀폐장치 300 : 보조밀폐장치

400 : 상부 밀폐장치 500 : 워터튜브

대한민국 등록특허 제616305호 "가스압 파쇄장치 및 그를 사용한 대상물 파쇄방법"

PCT국제공개번호 WO97/25520 "APPARATUS FOR RETAINING A MATERIAL BREAKING DEVICE"

PCT국제공개번호 WO94/03707호 "APPARATUS FOR RETAINING A ROCK-BREAKING DEVICE IN A HOLE"

본 발명은 각종 터널, 수중, 노천의 암석 및 콘크리트를 파쇄하는 파쇄장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 각종 토목공사 또는 건설공사에서 파쇄용 매체의 압력을 이용하여 암반 또는 콘크리트 등을 제거하는 파쇄장치에, 분사된 파쇄용 매체의 압력을 집중시키기 위한 밀폐장치를 부가하여, 파쇄용 매체의 압력이 효과적으로 암반에 작용하도록 하여 소음공해를 저감시키며 또한 파쇄력을 극대화할 수 있는 파쇄장치에 관한 것이다.

각종 토목공사 또는 건설공사에서 암반 및 콘크리트 등을 제거하기 위하여 일반적으로 타격식 브레이커를 장착한 굴삭기를 사용하지만, 브레이커의 타격력에 의해서는 적용이 곤란한 강도의 암반은 화약류를 사용한 발파작업을 행하거나 유압을 이용하여 암반을 절개하는 할암기를 사용하고 있다. 이때 화약류 자체의 위험성뿐만 아니라 화약류를 사용한 발파작업은 과도한 진동, 소음 발생으로 인한 민원발생 및 주변구조물의 물리적인 손상을 발생시킨다. 이와 같은 화약류를 사용한 발파작업의 문제점을 보완하기 위하여 유압을 이용하여 암반을 절개하는 할암기를 사용하고 있으나, 작업비용이 고가이며 파쇄능률이 극히 떨어지는 문제점이 있다.

한편 본 명세서에 일체화된 종래의 기술로서, PCT국제공개번호 WO97/25520 "APPARATUS FOR RETAINING A MATERIAL BREAKING DEVICE"는 충진블록에 가스를 채우고 내부에 설치된 일회성 화학약품을 이용한 발열장치에서 발생하는 고온의 열에 의하여 팽창된 가스압력을 방출블록으로 분출시킴으로써 암반을 파쇄하는 장치를 제안하고 있다.

또한 본 명세서에 일체화된 종래의 기술로서 대한민국 등록특허 제616305호 "가스압 파쇄장치 및 그를 사용한 대상물 파쇄방법"가 알려져 있다. 상기 종래 기술은 가스의 팽창을 위하여, 발열장치가 종래의 일회성 발열장치 대신에 전원 공급에 의하여 작동하는 열선에 의하여 지속적으로 재사용 가능하도록 하여 가스압 파쇄장치의 경제적인 사용이 가능하도록 하였다.

한편 본 명세서에 일체화된 종래의 기술로서, PCT국제공개번호 WO94/03707호 "APPARATUS FOR RETAINING A ROCK-BREAKING DEVICE IN A HOLE"는 충진블록에 가스를 채우고 내부에 설치된 발열장치에서 발생하는 고온의 열에 의하여 팽창된 가스압력을 방출블록으로 분사시킴으로써 암반 및 콘크리트를 파쇄하는 장치에 있어서, 가스압 방출시 파쇄장치가 천공으로부터 이탈하는 것을 방지하기 위하여 파쇄장치의 분사구 하부에 천공벽 지지장치를 두는 것을 제안하고 있다.

이와 같은 장치는, 천공 직경이 지지장치보다 커질 경우 지지장치로서의 역할을 할 수 없게 되어 파쇄장치가 천공으로부터 이탈될 수 있으므로 매우 위험하고, 방출된 가스압력이 천공입구로 방출되어 효과적인 파쇄력을 얻을 수 없을 뿐만 아니라 과도한 소음공해를 발생시킨다.

한편, 파쇄 대상의 파쇄영역을 넓히기 위하여는 천공 깊이를 길게 하는 것이 바람직하나, 종래의 기술에서는 단순히 천공 길이를 깊게 하면 파쇄장치가 천공내부로 들어가 회수가 불가능하며, 파쇄장치를 천공의 입구에 고정하게 되면 천공 하부의 가스 분사영역이 확대되어 목표하는 파쇄효과를 얻을 수 없게 된다. 따라서 종래의 파쇄장치에서는 파쇄장치 길이 이상의 천공깊이에는 파쇄작업을 수행할 수 없게 된다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 파쇄용 매체의 분사시 파쇄 장치가 천공 외부로 이탈하는 것을 방지할 뿐만 아니라 분사된 파쇄용 매체의 압력이 효과적으로 암반에 작용하도록 하여 소음공해를 저감시키며 또한 파쇄력을 극대화할 수 있는 파쇄장치를 제공하고자 한다.

또한 비압축성 유체인 물을 이용한 워터튜브를 파쇄장치 하부에 삽입함으로써, 파쇄장치 길이 이상의 천공깊이에 대하여도 파쇄작업이 가능하게 되어 매우 효과적인 파쇄작업이 가능하게 된다.

상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 내부에 파쇄용 매체가 채워지는 공간을 가진 충진블록, 상기 충진블록에 파쇄용 매체를 공급하기 위한 파쇄용 매체 주입로가 형성된 주입블록, 상기 충진블록에 채워진 파쇄용 매체가 방출되는 방출로가 형성되는 방출블록, 상기 충진블록 내부의 파쇄용 매체가 정해진 압력이 될 때까지 상기 파쇄용 매체가 상기 방출로를 통하여 방출되는 것을 차단하는 차단판, 및 상기 충진블록 내부에 삽입되어 상기 충진블록에 채워진 파쇄용 매체를 고압으로 팽창시키는 발열 장치를 포함하여 이루어지는 파쇄 장치에 있어서 ; 상기 방출로의 끝부위인 분사구 상부에 밀폐장치 결합부가 형성되며 ; 상기 방출블록이 삽입되는 중공이 형성되며 그 외주면이 상협하광의 쐐기형태로 형성되는 밀폐장치가 상기 밀폐장치 결합부에 결합되며 ; 상기 밀폐장치는 상기 방출블록의 중심축을 중심으로 한 회전에 따라 상기 밀폐장치 결합부와의 결합이 해제가능한 것을 특징으로 한다.

상기에 있어서, 상기 밀폐장치는 그 외주면에 회전방지용 돌기가 돌출형성되는 것이 바람직하다.

상기에 있어서, 상기 밀폐장치 결합부는 상기 방출블록에 형성된 수나사산이며, 상기 밀폐장치의 중공에 상기 수나사산과 결합되는 암나사산이 형성되는 것일 수 있다.

상기에 있어서, 상기 밀폐장치 결합부는 상기 방출블록의 외주면에 형성된 수직홈과 상기 수직홈의 상단에 연결된 수평홈으로 이루어지며, 상기 밀폐장치의 중공에 상기 밀폐장치 결합부와의 결합을 위하여 상기 수직홈과 상기 수평홈을 따라 이동하도록 마련된 안내돌기가 형성되는 것일 수 있다.

상기에 있어서, 상기 파쇄장치의 외주면에 나사 결합되는 상부 밀폐장치가 부가되며, 상부 밀폐장치가 회전되어 상부 밀폐장치 및 밀폐장치 사이에 채워지는 전색물이 압착되어 천공의 벽을 지지하게 되며, 상기 상부 밀폐장치는 플랜지부와 상기 플랜지부로부터 하부로 돌출형성되는 하향 돌출부로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기에 있어서, 상기 상부 밀폐장치와 밀폐장치 사이에 채워지는 전색물은 모래, 점토, 몰탈 등이 사용될 수 있다.

상기에 있어서, 밀폐력을 보다 강화시키기 위하여 상기 파쇄장치의 외주면에 상협하광의 외주면이 형성된 보조 밀폐장치가 슬라이딩 가능하게 결합되는 것이 바람직하다.

상기에 있어서, 파쇄 대상의 천공 깊이가 파쇄장치의 길이 이내로 한정되는 것을 방지하기 위하여, 천공의 하부에 비압축성 유체인 물이 담긴 워터튜브를 마련함으로써, 파쇄장치 길이 이상의 천공 깊이에서 파쇄장치를 지지함과 더불어 분사된 가스압력에 의하여 압축되지 않고 효과적으로 파쇄력을 전달하여 파쇄 체적을 늘릴 수 있다.

상기 및 하기에 있어서, 파쇄용 매체는 기체이거나 혹은 기체(가스)와 액체의 혼합물인 거품일 수 있다.

일반적으로 본 발명에 이용될 수 있는 기체는 온도의 상승에 따라 그 부피가 팽창하여 고압을 형성할 수 있는 기체들로서 이산화탄소(CO2), 질소(N2), 아르곤(Ar) 등의 기체를 사용할 수 있으며, 액체는 물(H2O) 등의 점성을 가진 액체를 사용할 수 있다.

또한, 기체를 액체 내부에 쉽게 침투시켜 거품을 형성하기 위하여 소디움 라우릴 설페이트(SLS: Sodium Lauryl Sulfate), 소디움 도데씰 설페이트(SDS: Sodium Dodecyl Sulfate) 등의 액체의 표면장력을 감소시킬 수 있는 계면활성제를 첨가할 수 있다.

또한, 암반의 균열정도에 따라 암반에 작용하는 파쇄력의 지속시간을 조절하기 위하여 거품의 점도를 조절할 수 있는 중합체(Polymer)인 폴리비닐 알코올(Polyvinyl alcohol), 폴리우레탄(Polyurethane)과 겔(Gel) 상태의 구아(Guar) 또는 하이드록시프로필 구아(Hydroxypropyl guar) 등의 점증제를 첨가할 수 있다.

따라서, 거품은 기체와 액체에 계면활성제 및 점증제를 소량 첨가하여 이루어지며, 암반의 균열정도에 따라 그 혼합비율을 조절함으로써 파쇄특성을 제어할 수 있다.

즉, 기존의 기체 단독으로 사용하는 종래 기술의 경우 분사된 압력이 암반 고유의 균열 또는 파쇄 균열을 통하여 급격히 이동하기 때문에 암반에 효과적인 파괴에너지를 전달하지 못하고 빠르게 소실된다. 따라서, 암반의 파쇄에 필요한 에너지 이외에 균열로 소실되는 에너지를 보충하기 위하여 1,000kg/cm² 이상의 고압이 요구되기 때문에 암반파쇄시의 진동 및 소음이 지나치게 증가하게 된다.

그러나, 거품을 사용하는 경우 암반에 작용하는 파쇄에너지의 지속시간을 보다 장시간 유지시킴으로서 500kg/cm2 정도의 압력으로도 동일한 파쇄력을 발생시키기 때문에 암반파쇄시의 진동 및 소음을 극히 저감시킬 수 있다.

상기에 있어서, 발열장치는 일회성 화약약품이나, 전원공급에 의하여 작동되는 열선이 사용될 수 있으며, 또한 화약류성분이 아닌 금속혼합물의 테르밋(Thermit)반응을 이용한 발열장치가 이용될 수 있다.

테르밋 반응을 이용한 발열장치는, 알루미늄이 금속산화물인 산화구리, 산화철 등과 반응시 알루미늄의 환원력에 의하여 약 3,000℃의 순간적인 고온을 발생시킬 뿐만 아니라, 일반적인 온도에서는 반응이 일어나지 않으며 고압의 전기적인 아크에 의하여 점화되기 때문에 극히 안전하다.

또한, 테르밋반응에 필요한 아크발생을 보다 쉽게 유도하기 위하여 니크롬선 등의 금속저항체를 사용하는 것이 바람직하다.

상기에 있어서, 상기 차단판은 상기 충진블록과 상기 방출블록 사이에 위치 되어 암반파쇄에 필요한 일정 압력이 형성될 때까지 견딜 수 있는 럽쳐디스크(Rupture Disk)로서, 암반의 강도에 따라 차단판의 강도 및 두께를 달리하여 최종 분사압력의 크기를 제어할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 특징을 설명하기 위하여 불필요하다고 판단되는 사항들, 가령 유체의 누설을 방지하기 위한 패킹 등은 당업자에게 자명하다고 판단하여 그 설명을 생략하였다.

이하 본 발명에 의한 일 실시례에 따라 그 구성과 작용을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 일 실시례의 파쇄장치가 천공에 삽입된 상태의 종단면도이며, 도 2 및 도 3은 도 1의 밀폐장치의 구성을 보이기 위한 단면도 및 사시도이다.

본 실시례의 파쇄장치(100)는 충진블록(110)과 상기 충진블록(110)의 상부에 나사결합되는 주입블록(120)과, 상기 충진블록(110)의 하부에 나사결합되는 방출블록(130)으로 이루어진다.

충진블록(110)의 내부에는 거품이 채워지는 공간인 캐비티(140)가 형성되어 있다.

주입블록(120)에는 캐비티(140)에 가스 또는 거품 등의 파쇄용 매체가 공급되는 파쇄용 매체 주입로(121)가 형성되어 있으며, 파쇄용 매체 주입로(121)는 밀폐볼트(122)에 의하여 개폐된다.

본 실시례는 파쇄장치(100) 내부에 파쇄용 매체 주입로(121)를 통하여 캐비티(140)에 일정량의 가스 또는 거품이 주입된 후, 거품 내지 기체가 파쇄용 매체 주입로(121)로 빠져나가는 것을 방지하기 위하여 밀폐볼트(122)를 마련하였다. 그러나 실시례에 따라서는 본 파쇄장치(100)에 직접 밀폐볼트(122)가 마련되지 않고, 파쇄용 매체 주입로(121)에 연결되는 가스 공급 호스 또는 거품 공급 호스(미도시) 등에 밸브 등이 마련될 수도 있다.

주입블록(120)에는 절연체(124)에 의하여 주입블록(120)의 몸체와 절연되도록 형성되는 제1전원공급부(123)가 마련되며, 제1전원공급부(123)는 캐비티(140) 방향으로 돌출되어 있다.

따라서 제1전원공급부(123)는 주입블록(120)의 몸체와는 절연되어 있는 상태이며, 제1전원공급선(126)이 제1전원공급부(123)에, 제2전원공급선(125)이 주입블록(120)의 몸체와 연결된다. 제1전원공급선(126) 및 제2전원공급선(125)은 후술하는 발열장치(170)에 전원을 공급하기 위한 것이다.

방출블록(130)에는 캐비티(140)에 채워진 가스 또는 거품이 일정 압력에 도달한 후 방출되는 방출로(131)가 형성되어 있으며, 방출로(131)의 끝에는 천공을 향하여 분사구(131a)가 형성되어 있다. 본 실시례의 분사구(131a)는 수평 방향을 향하여 분사되도록 형성되어 있지만, 실시례에 따라서는 최종적으로 수직 방향을 향하여 분사되도록 형성될 수도 있을 것이다.

충진블록(110)과 방출블록(130) 사이에는 차단판(150, rupture disk)이 마련되어 있다. 차단판(150)은 캐비티(140) 내부의 가스 또는 거품이 정해진 압력에 도 달할 때까지 가스 또는 거품이 방출로(131)로 방출되는 것을 방지하며, 캐비티(140) 내부의 가스 또는 거품이 정해진 압력에 도달한 경우 파괴되어 가스 또는 거품이 방출로(131)를 통하여 방출되도록 한다.

주입블록(120)의 하부, 즉 캐비티(140)의 내부에는 발열장치(170)가 마련되어 있다.

파쇄장치의 발열장치(170)로서는 여러가지 기술들이 알려져 있지만, 본 실시례는 알루미늄 분말과 이와 테르밋 반응을 일으키는 산화금속(예컨데, 산화구리, 산화철 등)의 혼합분말을 이용하였다.

발열장치(170)는 플라스틱 케이스에 충진된 혼합 금속분말(174)과, 상기 혼합 금속분말(174)에 고압의 전기적인 아크를 발생시키기 위하여 마련되는 제1전원공급선(171)과 제2전원공급선(172)으로 이루어진다.

또한 제1전원공급선(171)과 제2전원공급선(172)은 아크발생을 보다 쉽게 유도하기 위하여 니크롬선 등의 금속저항체(173)에 의하여 연결되어 있다.

제1전원공급선(171)은 발열장치(170)가 캐비티(140)에 장착되면서 주입블록(120)의 제1전원공급부(123)에 연결된다.

제2전원공급선(172)은 구리재질의 링형 도체(175)와 연결되며, 구리재질의 링형 도체(175)는 발열장치(170)가 캐비티(140)에 장착될 때 주입블록(120) 및 충진블록(110)에 전기적으로 연결된다.

따라서 제1전원공급선(171) 및 제2전원공급선(172)에 전원이 공급되면 아크가 발생하여 혼합 금속분말(174)이 테르밋 반응을 일으키면서 고열을 발생하고 이 에 의하여 캐비티(140)에 충진된 가스 또는 거품이 고압으로 팽창한다.

한편, 방출블록(130)의 외주면에는 밀폐장치(200)가 마련된다.

밀폐장치(200)의 외주면(210)은 상협하광의 경사면을 가지며, 상기 경사면에 의하여 파쇄시 모래나 점토 등의 전색물의 밀폐력이 강화되는 구조를 이룬다.

또한 밀폐장치(200)의 외주면(210)에는 회전방지용 돌기(211)가 적어도 하나 이상, 본 실시례에서는 6개가 돌출 형성되어 있다.

상기 회전방지용 돌기(211)는, 파쇄작업 후 파쇄 장치(100)를 천공으로부터 회수하고자 할 경우, 밀폐장치(200)가 모래 등에 대하여 회전하는 것을 방지하여, 파쇄 장치(100)가 밀폐장치(200)에 대하여 보다 잘 상대 회전하도록 유도하여, 최종적으로 파쇄 장치(100)로부터 밀폐장치(200)의 제거를 용히하도록 하기 위한 것이다.

또한 밀폐장치(200)는 그 중앙에 중공(220)이 형성되며, 본 실시례에서는 그 중공(220)에 암나사산(221)이 형성되어 있다.

또한 방출블록(130)의 분사구(131a) 상부에는 수나사산(132)이 형성되어 있다.

따라서 밀폐장치(200)의 암나사산(221)의 회전에 의하여 수나사산(132)에 나사 결합되거나 그 나사 결합이 해제될 수 있다.

한편, 충진블록(110)의 외주면에는 상부 밀폐장치(400)가 나사결합된다.

상부 밀폐장치(400)는 회전 조작을 용이하게 하도록 큰 직경으로 형성된 플랜지(410)와 상기 플랜지로부터 하부로 돌출 형성되는 하향 돌출부(420)로 이루어 지며, 상부 밀폐장치(400)가 충진블록(110)에 나사 체결되면서 하부로 전진하면, 하향 돌출부(420)가 밀폐장치(200)와의 사이에 위치한 모래, 점토, 몰탈 등의 전색물을 압축하게 된다.

한편, 충진블록(110)의 외주면에는 보조 밀폐장치(300)가 슬라이딩 가능하게 결합될 수 있다.

보조 밀폐장치(300)는 그 중앙에 충진블록(110)이 삽입되는 중공이 형성되며, 그 외주면이 상협하광의 경사면을 이루고 있다.

보조 밀폐장치(300)는 약한 암반 및 콘크리트의 경우 그 사용의 필요성이 없으나, 파쇄 대상물이 매우 강한 경우 그 상협하광의 외주면의 쐐기작용을 이용하여 부가적으로 밀폐력을 상승시키기 위한 보조 장치로서 사용된다.

이와 같은 파쇄 장치의 작동을 설명한다.

먼저 천공을 형성한 후 본 파쇄장치(100)를 천공에 삽입한다.

이때 천공에 삽입되는 파쇄장치(100)에는 밀폐장치(200)가 결합되어 있는 상태이며, 상부 밀폐장치(400)는 결합되어 있지 않은 상태이다.

이후 파쇄장치(100)와 천공 사이에 모래, 점토, 몰탈 등의 전색물을 주입한다.

따라서 모래, 점토, 몰탈 등의 전색물은 밀폐장치(200)의 상부에 채워진다.

한편, 대상 암반이 매우 강한 경우 모래, 점토, 몰탈 등의 전색물을 일부 주입한 후 보조 밀폐장치(300)를 체결하고, 보조 밀폐장치(300)의 상부에 다시 모래, 점토, 몰탈 등의 전색물을 주입할 수 있다.

이후 상부 밀폐장치(400)를 충진블록(110)에 나사 체결하여 하부로 전진시키면 상부 밀폐장치(400)에 의하여 모래, 점토, 몰탈 등의 전색물이 더욱 압축된다.

이후 발열장치(170)에 의하여 고압의 가스나 거품이 차단판(150)을 파괴한 후 분사되면, 고압의 가스나 거품이 암반을 파쇄하게 되며, 이때 파쇄장치(100)는 그 밀폐장치(200)의 외주면이 상협하광의 경사면을 가지므로, 밀폐장치(200)가 더욱 그 상부의 모래, 점토, 몰탈 등의 전색물을 더욱 압축하게 되므로, 파쇄장치(100)가 천공으로부터 이탈될 위험이 없게 된다. 또한 파쇄장치(100)가 천공으로부터 이탈되지 않으므로 암반에 작용하는 파쇄용 매체의 압력이 효과적으로 암반에 작용하여 소음공해를 저감시키며 또한 파쇄력을 극대화할 수 있게 된다.

이와 같이 파쇄작업이 완료되면 천공으로부터 파쇄장치(100)를 회수하여야 한다.

이를 위하여 파쇄장치(100)의 주요부, 즉 충진블록(110), 주입블록(120), 방출블록(130)을 그 중심축을 중심으로 회전시키면, 파쇄장치(100)로부터 밀폐장치(200)의 결합이 해제된다.

이때 밀폐장치(200)에는 회전방지용 돌기(211)가 형성되어 있기 때문에 이러한 결합 해제가 보다 용이하게 이루어진다.

이와 같이 밀폐장치(200)를 파쇄장치(100)로부터 그 결합을 해제시키면, 밀폐장치(200) 및 그 상부의 모래, 점토, 몰탈 등의 전색물은 천공에 남겨지게 되며, 파쇄장치(100)는 천공으로부터 회수되어 재사용된다.

한편, 도 4 및 도 5는 도 1의 밀폐장치의 다른 구성을 보이기 위한 단면도 및 사시도이다.

도시된 바와 같이 밀폐장치(200)의 중공(220)에는 안내돌기(222)가 돌출형성되어 있으며, 상기 안내돌기(222)가 파쇄장치(100)의 밀폐장치 결합부에 결합된다.

파쇄장치(100)의 밀폐장치 결합부는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 방출블록의 외주면에 형성된 수직홈(133)과 상기 수직홈(133)의 상단에 연결된 수평홈(134)로 이루어진다.

즉, 안내돌기(222)를 수직홈(133)을 따라 길이방향으로 삽입한 후 그 수평방향으로 회전시키면 밀폐장치(200)가 파쇄장치(100)에 결합된다.

또한 암반의 파쇄 후 밀폐장치(200)를 파쇄장치(100)로부터 결합 해제시킬 때는, 파쇄장치(100)를 밀폐장치(200)에 대하여 상대 회전시키는 것으로서 안내돌기(222)가 수평홈(134)을 따라 회전 이동하여 수직홈(133)으로 이동함으로써, 밀폐장치(200)가 파쇄장치(100)로부터 결합 해제된다.

도 6은 본 발명에 의한 다른 실시례의 파쇄장치가 천공에 삽입된 상태의 종단면도이며, 도 7은 도 6의 밀폐장치의 구성을 보이기 위한 단면도이다.

도 1의 경우에는 충진블록(110) 자체가 천공에 삽입되도록 하였다. 그러나 이와 같이 시공할 경우 천공의 직경이 커진다는 문제가 있으며, 또한 암반의 파쇄 도중 고압에 의하여 충진블록(110)이나 방출블록(130)이 손상될 위험이 있다.

따라서 본 실시례에서는 기본적으로 충진블록(110)은 천공에 삽입되지 않도록 하였다. 또한 방출블록(130)은 상부 방출블록(130a)과 하부 방출블록(130b)으로 구분 형성되며, 상부 방출블록(130a)과 하부 방출블록(130b)은 상부 밀폐장치(400)에 의하여 연결되도록 하였다.

따라서 본 실시례의 경우 필요한 천공의 직경이 작아 매우 경제적이며, 고압에 의하여 파쇄장치가 파손되는 경우에도 그 파손되는 부위는 하부 방출블록(130b)에 한정된다.

도 8은 도 1의 실시례의 하부에 워터튜브를 사용한 상태의 종단면도이다.

파쇄 대상의 파쇄영역을 넓히기 위하여는 천공 깊이를 길게 하는 것이 바람직하나, 종래의 기술에서는 단순히 천공 깊이를 길게 하면 파쇄장치가 천공내부로 들어가 회수가 불가능하며, 파쇄장치를 천공의 입구에 고정하게 되면 천공 하부의 가스 분사영역이 확대되어 목표하는 파쇄효과를 얻을 수 없게 된다. 따라서 종래의 파쇄장치에서는 파쇄장치 길이 이상의 천공깊이에는 파쇄작업을 수행할 수 없게 된다.

따라서 천공의 깊이를 파쇄장치 길이 이상으로 하면서도 파쇄장치를 용이하게 회수할 수 있도록 하기 위하여, 천공의 하부에 비압축성 유체인 물이 담긴 워터튜브(500)를 사용함으로써, 워터튜브(500)는 파쇄장치 길이 이상의 천공 깊이에서 파쇄장치를 지지함과 더불어 분사된 가스압력에 의하여 압축되지 않고 효과적으로 파쇄력을 전달하여 파쇄체적을 늘릴 수 있게 된다.

워터튜브(500)는 물을 저장할 수 있는 재질과 구조를 가지고 있으면 충분하며, 파쇄장치(100)의 설치 이전에 천공에 미리 삽입된다.

상기의 실시례는 본 발명의 바람직한 실시례일 뿐이며, 본 발명의 기술적 사상은 당업자에 의하여 다양하게 변형 내지 조정되어 실시될 수 있다. 이러한 변형 내지 조정이 본 발명의 기술적 사상을 이용한다면 이는 본 발명의 범위에 속하는 것이다.

상기와 같이 본 발명은, 파쇄용 매체의 분사시 파쇄 장치가 천공 외부로 이탈하는 것을 방지할 뿐만 아니라 분사된 파쇄용 매체의 압력이 효과적으로 암반에 작용하도록 하여 소음공해를 저감시키며 또한 파쇄력을 극대화할 수 있는 파쇄장치를 제공할 수 있다.

Claims

내부에 파쇄용 매체가 채워지는 공간을 가진 충진블록, 상기 충진블록에 파쇄용 매체를 공급하기 위한 파쇄용 매체 주입로가 형성된 주입블록, 상기 충진블록에 채워진 파쇄용 매체가 방출되는 방출로가 형성되는 방출블록, 상기 충진블록 내부의 파쇄용 매체가 정해진 압력이 될 때까지 상기 파쇄용 매체가 상기 방출로를 통하여 방출되는 것을 차단하는 차단판, 및 상기 충진블록 내부에 삽입되어 상기 충진블록에 채워진 파쇄용 매체를 고압으로 팽창시키는 발열 장치를 포함하여 이루어지는 파쇄 장치에 있어서 ;

상기 방출로의 끝부위인 분사구 상부에 밀폐장치 결합부가 형성되며 ;

상기 방출블록이 삽입되는 중공이 형성되며 그 외주면이 상협하광의 쐐기형태로 형성되는 밀폐장치가 상기 밀폐장치 결합부에 결합되며 ;

상기 밀폐장치는 상기 방출블록의 중심축을 중심으로 한 회전에 따라 상기 밀폐장치 결합부와의 결합이 해제가능한 것을 특징으로 하는 밀폐장치를 구비한 파쇄장치.
제 1 항에 있어서,

상기 밀폐장치는 그 외주면에 회전방지용 돌기가 돌출형성되는 것을 특징으로 하는 밀폐장치를 구비한 파쇄장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 밀폐장치 결합부는 상기 방출블록에 형성된 수나사산이며, 상기 밀폐장치의 중공에 상기 수나사산과 결합되는 암나사산이 형성되는 것을 특징으로 하는 밀폐장치를 구비한 파쇄장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 밀폐장치 결합부는 상기 방출블록의 외주면에 형성된 수직홈과 상기 수직홈의 상단에 연결된 수평홈으로 이루어지며,

상기 밀폐장치의 중공에 상기 밀폐장치 결합부와의 결합을 위하여 상기 수직홈과 상기 수평홈을 따라 이동하도록 마련된 안내돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 밀폐장치를 구비한 파쇄장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 파쇄장치의 외주면에 나사 결합되는 상부 밀폐장치가 부가되며,

상기 상부 밀폐장치는 플랜지부와 상기 플랜지부로부터 하부로 돌출형성되는 하향 돌출부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 밀폐장치를 구비한 파쇄장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 파쇄장치의 외주면에 상협하광의 외주면이 형성된 보조 밀폐장치가 슬라이딩 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 밀폐장치를 구비한 파쇄장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 파쇄용 매체는 기체 또는 거품인 것을 특징으로 하는 밀폐장치를 구비한 파쇄장치.