KR20130027763A - 에어 순환용 해머비트 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해머비트 내부에 종 방향의 배기관상에 연결되어 횡방향으로 에어를 배출시키는 한개 내지 다수의 주 에어 배출통로를 구비함에 의해 작은 양의 에어로도 지면의 굴삭된 부스러기를 지상으로 용이하게 배출시킬 수 있고, 굴착 지반의 붕괴 방지와 굴착 시공비를 저감할 수 있는 에어 순환용 해머비트 구조에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 에어해머의 배기통로와 일단이 연통되어 있으며 타단 배출구를 통해 에어를 해머비트의 외부로 배출시켜 굴착시 발생되는 부스러기를 지면 상부로 배출시키는 배기관이 형성된 에어 헤머비트 구조에 있어서, 상기 배기관과 일측이 연결되고 타측 배출구를 통해 에어가 횡방향으로 상향 배출되도록 한개 내지 다수의 주 에어 배출통로가 형성되고, 상기 배기관과 일측이 연결되고 타측 배출구를 통해 하부비트의 저부로 에어가 배출되도록 보조 에어 배출통로가 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

에어 순환용 해머비트 구조{HAMMER BIT STRUCTURE FOR AIR CIRCULATION}

본 발명은 지상으로부터 압력에어에 의해 피스톤을 작동시켜 비트에 타격 진동을 가하는 헤어해머 드릴의 회전과 이송을 가하면서 지반을 굴착하는 에어 순환용 해머비트 구조에 관한 것으로, 보다 상세히는 해머비트 내측에 형성된 에어 공급관으로부터 횡방향으로 에어가 배출되게 하는 에어 배출통로를 형성함에 의해 적은 양의 에어 공급으로도 지면의 굴삭된 부스러기를 지상으로 용이하게 배출시킬 수 있고, 지반의 붕괴 방지와 공사비 저감을 도모할 수 있는 에어 순환용 해머비트 구조에 관한 것이다.

일반적으로 토목공사 등에서 지반에 콘크리트를 타설하거나 파일 등을 박기 위해서는, 지반에 소정 깊이로 구멍을 천공한 후, 상기 구멍에 콘크리트를 타설하거나 파일을 박게 된다. 이와 같이, 종래 지반에 구멍을 천공하기 위해서는 천공수단을 크레인의 리더에 승강가능하게 설치되는 로타리드라이버(이하, 모터라 함)에 연결하여, 상기 모터의 구동력에 의해 천공수단을 회전시켜 지반에 구멍을 천공하게 된다. 이때, 상기 천공수단은 크게 오거(일명, 스크류 로드라 함)나 에어해머를

사용하게 되는데, 상기 오거는 암반층을 천공하기 곤란하므로, 주로 에어해머를 사용하여 지반에 구멍을 천공하게 된다.

상기 에어해머는 그 하단부에 공압 실린더에 의해 작동되는 해머비트가 구비된 것으로, 상기 모터에 의해 에어해머를 회전시키면서 상기 해머비트에 의해 지반에 충격력을 가해 구멍을 천공하게 된다.

이러한 굴착용 해머비트는 그 용도가 지층의 조건에 따라서 각기 다른 규격 및 구조를 갖게 되고, 그 종류로는 직접 굴착방식용 해머비트와 간접 굴착방식용 해머비트로 크게 구별된다.

직접 굴착방식용 해머비트는 지층의 상태가 양호하여 굴착 후 주위의 지반이 무너지지 않는 안전지층에 사용되거나 깊이 굴착하지 않는 방식에 사용되는 것으로, 이때는 별도의 스틸관을 사용하지 않고 굴착용 해머드릴의 하단부에 해머비트를 장착하여 지층을 굴착하게 된다.

간접 굴착방식용 해머비트는 굴착공에 스틸관을 매립하면서 굴착을 실시하는 방식에 사용되는 것으로, 해머드릴에 장착된 해머비트를 스틸관 속으로 삽입하여 해머비트가 스틸관의 하단으로 노출되도록 한 후, 해머비트가 회전하면서 스틸관 지름보다 넓은 구멍을 뚫게 되며, 굴착이 종료되면 해머비트의 회수를 위해 다시 스틸관을 통하여 인양된다.

도 1은 종래의 굴착용 에어 해머비트의 일예를 도시한 사시도이고,

도 2는 상기 도 1의 에어 해머비트를 사용하여 굴착하는 상태를 도시한 개략적인 단면도이다.

상기 예시된 에어 해머비트(30)는 굴착시 스틸관을 사용하지 않는 방식으로서, 에어헤머의 에어 배기통로(미도시)와 연통되는 배기관(32)을 거쳐 하부비트(33)의 바닥면에 위치한 에어 배출구(34)를 통해 지면을 향해 배출된 에어의 힘으로 굴삭된 부스러기를 지상으로 배출시키는 구조이다.

즉, 내측 중심부에 종방향의 에어 배기관(32)이 형성되고, 이 에어 배기관(32)의 단부는 하부비트(33)의 바닥면상에 형성된 에어 배출구(34)로 연결되어 있다.

이러한 구조하에서 해머비트(30)에 공급되는 에어는 하부비트(33)의 바닥면을 빠져 나와 해머비트(30)의 외측면 측의 공간부를 통해 상부로 빠져나오게 된다. 도 2에서 화살표(a)는 배출된 에어의 흐름 방향을 나타낸다.

도 2의 (b)는 상기 도 2의 (a)의 에어 해머비트의 저부면의 구조를 도시한 도면이다.

한편, 도 3은 종래의 간접 굴착방식용 해머비트의 사용상태를 예시한 단면도로서, 굴착공에 스틸관(58)을 함께 매립하면서 굴착을 실시하는 상태를 도시하고 있다.

상기의 해머비트(50) 구조에서는, 해머비트(50)에 공급되는 에어는 중앙의 에어 배기관(52)을 거쳐 하부비트(55)의 저부면에 형성된 에어 배출구(56)를 통해 빠져 나가게 된다.

이와 같은 종래의 에어 해머비트 구조에 있어서는, 해머비트로 공급되는 에어가 굴착하는 지면의 바닥면을 향해 최종 배출되므로 배출된 에어가 지상으로 다시 배출되는 것이 용이하지 않은 구조상의 문제점을 안고 있다.

특히, 굴착대상이 되는 지층이 무른 지층이나, 자갈층, 동공이 많은 지층인 경우에 있어서는 굴착으로 인해 발생되는 부스러기의 양이 많으므로 에어의 힘만으로는 지상으로 배출시키는 것이 실질적으로 어려운 문제점이 있다.

또한, 에어가 지면 바닥면을 향해 배출되므로 에어의 손실이 많이 발생하게 되고, 이로 인해 부스러기를 지상으로 배출시키는 데 투입되는 에어 양이 줄어들어 작업시 많은 양의 에어가 추가로 필요하게 되는 문제점이 있다.

뿐만 아니라, 많은 양의 에어 누출로 인해 지반이 약해져 굴착 지점의 지반붕괴의 가능성을 초래하게 되는 문제점도 있었다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 에어해머비트 내측에 형성된 배기관과 일측이 연결되며 타측 배출구를 통해 배출되는 에어의 배출방향이 횡방향의 상향 배출이 되도록 배기통로를 형성함으로써, 작은 양의 에어로도 지면의 굴삭된 부스러기를 지상으로 용이하게 배출시킬 수 있고, 지반 붕괴 방지와 굴착에 따른 시공비 저감을 도모할 수 있는 에어 순환용 해머비트를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 에어 순환용 해머비트 구조는, 에어해머의 배기통로와 일단이 연통되어 있으며 타단 배출구를 통해 에어를 해머비트의 외부로 배출시켜 굴착시 발생되는 부스러기를 지면 상부로 배출시키는 배기관이 형성된 에어 헤머비트 구조에 있어서, 상기 배기관과 일측이 연결되고 타측 배출구를 통해 에어가 횡방향으로 상향 배출되도록 한개 내지 다수의 주 에어 배출통로가 형성되고, 상기 배기관과 일측이 연결되고 타측 배출구를 통해 하부비트의 저부로 에어가 배출되도록 보조 에어 배출통로가 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 주 에어 배출통로는 상기 보조 에어 배출통로에 비해 더 큰 크기로 형성되게 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 주 에어 배출통로는 배출구가 하부비트의 상부에 위치하도록 하는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 주 에어 배출통로는 15°내지 45°의 각도로 상향 경사를 이루도록 하여 에어 배출에 따른 부스러기의 배출이 원활히 이루어지도록 한다.

본 발명의 에어 순환용 해머비트 구조에 의하면, 적은 양의 에어로도 지면 굴착시 발생된 많은 양의 부스러기를 용이하게 지상으로 배출시킬 수 있게 된다.

또한, 에어의 배출되는 방향이 지반을 향하지 않으므로 지반의 붕괴를 막을 수 있는 효과를 발휘한다.

아울러, 에어의 손실을 줄일 수 있으며, 이에 따라 지반 천공시 시공비를 줄일 수 있게 된다.

도 1은 종래의 굴착용 에어 해머비트의 일예를 도시한 사시도,
도 2는 상기 도 1의 에어 해머비트를 사용하여 굴착하는 상태를 도시한 개략적인 단면도,
도 3은 종래의 간접 굴착방식용 해머비트의 사용상태를 도시한 단면도,
도 4와 도 5는 본 발명의 에어 순환용 해머비트의 사용상태를 도시한 단면도임.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 4와 도 5는 본 발명의 에어 순환용 해머비트의 사용상태를 도시한 단면도로서,

도 4는 직접 굴착방식용 해머비트의 사용상태를 도시한 단면도이고,

도 5는 스틸관을 사용하는 간접 굴착방식용 해머비트의 사용상태를 도시한 단면도이다.

도 4를 참조하면, 예시된 본 발명에 따른 에어 순환용 해머비트(70) 구조는 에어해머의 배기통로(미도시)와 연통되어 있는 종방향의 배기관(72)의 하부를 통해 외부로 빠져나가는 한개 내지 다수의 주 에어 배출통로(76)를 횡방향으로 형성하고 있다.

상기 주 에어 배출통로로(76)는 횡방향으로 상향 경사지게 형성되며, 상기 주 에어 헤머비트(70)의 하측 단부에 위치한 하부비트(73)의 상단에 위치하도록 형성된다.

따라서, 상기 주 에어 배출통로(76)를 통해 배출되는 에어는 배출 방향이 횡방향으로 상향하는 방향을 이루게 된다. 이때, 상기 주 에어 배출통로(76)는 15°내지 45°의 각도를 이루도록 하여 배출되는 에어가 상측 방향을 이루도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 해머비트(70)의 하단에 위치한 하부비트(73)의 내측 중심부상에는 상기 주 에어 배출통로(76)보다 작은 크기의 보조 에어 배출통로(74)가 형성된다. 이때 상기 보조 에어 배출통로(74)는 하부비트(73)의 내부에서 종방향으로 형성되어 굴착하는 지면에 대해 수직을 이룬다.

따라서, 상기 보조 에어 배출통로(74)를 통해 빠져나온 에어는 하부비트(73)의 저부면을 빠져 나와 상부로 올라가는 에어 흐름을 이루게 된다. 도면에서 도시된 화살표(a)는 이러한 에어의 흐름 방향을 나타낸다.

상기 주 에어 배출통로(76)를 통해 배출되는 에어는 배출되는 방향이 횡방향을 상측 방향을 이루므로 굴착시 발생된 부스러기를 지면의 상부로 끌어올리는 힘을 배가시켜 주게 된다. 도면상에 도시된 큰 화살표(A)는 이러한 주 에어 배출통로(76)를 통해 배출되는 에어의 흐름 방향을 나타낸다.

도 5는 본 발명의 스틸관을 사용하는 간접 굴착방식용 해머비트의 사용상태를 예시한 단면도이다.

본 실시예의 해머비트(90)의 구조에서는, 상기 도 4에 도시된 경우와 마찬가지로, 에어해머의 배기통로(미도시)와 연통되어 있는 종 방향의 배기관(92)이 구비된다.

그리고 상기 배기관(92)과 일측이 연결되고, 타측의 배출구는 횡방향으로 상향 경사지진 구조의 한개 내지 다수의 주 에어 배출통로(94)가 형성된다. 이때 상기 주 에어 배출통로(94)는 하부비트(95)의 상단에 위치하도록 형성하고 있다. 이와 함께 상기 주 에어 배출통로(94)는 주 에어 배출통로(94)를 통해 빠져나가는 에어의 배출 방향이 횡방으로 상향하는 방향을 이룬다.

상기 주 에어 배출통로(94)는 15°내지 45°의 각도를 이루도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 종 방향의 상기 배기관(92)은 비트 하우징(93)의 하단부까지 형성되며, 그 저부에는 하부비트(95) 측으로 향하는 보조 에어 배출통로(96)가 역시 형성된다. 상기 보조 에어 배출통로(96)는 상기 주 에어 배출통로(94)보다 작은 크기로 형성되며, 하부비트(95)의 저부면을 통과하여 지면으로 향하게 된다.

따라서, 상기 보조 에어 배출통로(96)를 통해 빠져나온 에어는 하부비트(95)의 저부면을 빠져 나와 상부로 올라가는 에어 흐름을 이루게 되며, 그 흐름 방향을 도면상에서 작은 화살표(a)로 표시하였다.

상기 주 에어 배출통로(94)를 통해 배출되는 에어는 배출되는 방향이 상측 방향을 이루므로 굴착시 발생된 부스러기를 상측으로 끌어올리는 힘을 배가시켜 주게 된다. 이 경우 상기 부스러기는 스틸관 내부의 빈 공간부를 따라 상부로 이동하게 된다.

도면상에 도시된 큰 화살표(A)는 상기 주 에어 배출통로(94)를 통해 배출되는 에어 흐름 발향을 나타내는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 에어 순환용 해머비트 구조는 해머비트의 내부에 종 방향으로 형성된 배기관상에 일측이 연결되며 별도의 상향 경사진 한개 내지 다수의 주 에어 배출통로가 횡방향으로 형성됨에 의해 작은 양의 에어로도 지면의 굴삭된 부스러기를 지상으로 용이하게 배출시킬 수 있고, 지반붕괴의 위험을 없앰과 동시에 시공시 소요되는 경비를 절감할 수 있게 된다.

10 : 지반 30,70 : 해머비트(직접 굴착용)
31 : 해머비트 결합부 32,92 : 에어 배기관
34 : 에어 배출로 50,90 : 해머비트(간접 굴착용)
51,91 : 해머비트 결합부 52, 92 : 에어 배기관
53, 93 : 비트 하우징 54,56 : 에어 배추로
55,95 : 하부비트 74,96 : 보조 에어 배출통로
76,94 : 주 에어 배출통로

Claims (4)

1. 에어해머의 배기통로와 일단이 연통되어 있으며 타단 배출구를 통해 에어를 해머비트의 외부로 배출시켜 굴착시 발생되는 부스러기를 지면 상부로 배출시키는 배기관이 형성된 에어 헤머비트 구조에 있어서,
   상기 배기관과 일측이 연결되고 타측 배출구를 통해 에어가 횡방향으로 상향 배출되도록 한개 내지 다수의 주 에어 배출통로가 형성되고,
   상기 배기관과 일측이 연결되고 타측 배출구를 통해 하부비트의 저부로 에어가 배출되도록 보조 에어 배출통로가 형성된 것을 특징으로 하는 에어 순환용 해머비트 구조.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 주 에어 배출통로는 상기 보조 에어 배출통로에 비해 더 큰 크기로 형성되는 에어 순환용 해머비트 구조,
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 주 에어 배출통로는 배출구가 하부비트의 상부에 위치하는 에어 순환용 해머비트 구조.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 주 에어 배출통로는 15°내지 45°의 각도로 상향 경사를 이루는 에어 순환용 해머비트 구조.

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