KR20140039409A - 회전식 대구경 암반 천공장비 - Google Patents

회전식 대구경 암반 천공장비 Download PDF

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KR20140039409A
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손창근
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    • E21B4/14—Fluid operated hammers

Abstract

본 발명은 지면에 설치되는 지지몸체(110)와; 상기 지지몸체(110)의 상부에 회전할 수 있도록 장착되는 회전몸체(120)와; 상기 회전몸체(120)를 회전시키기 위한 구동부재(130)와; 상기 회전몸체(120)의 상부 외측에 빙둘러 설치되는 다수의 승하강부재(140)와; 상기 승하강부재(140)의 하부에 수직방향으로 조립되는 다수의 케이싱(150)과; 상기 케이싱(150)의 하부에 설치되는 굴착몸체(160)와; 상기 굴착몸체(160)의 내부에 설치되는 바이브레이션 해머(161)와; 상기 바이브레이션 해머(161)의 하부에 설치되는 굴착비트(162)와; 상기 회전몸체(120)의 중심에 위치하도록 지중에 관입되는 중심축(170)과; 상기 케이싱(150)의 일측에서 상기 중심축(170)의 외경에 맞닿아 상기 케이싱(150)이 회전할 수 있도록 지지하기 위한 지지대(151)와; 상기 케이싱(150)과 굴착몸체(160)를 통과하여 굴착공(A)의 내부로 압축공기를 분사하기 위한 공급관(152)과; 굴착공(A)의 내부에 발생한 암석 또는 슬라임을 상기 케이싱(150)과 굴착몸체(160)를 통과하여 외부로 배출시키기 위한 배출관(153)으로 구성되는 회전식 대구경 암반 천공장비를 제공하기 위한 것으로, 본 발명은 굴착공의 전체면적을 모두 굴착하지 않고 중공 원통 형태의 굴착공을 천공함으로써 시공기간을 획기적으로 단축시킬 수 있는 효과를 갖는다. 특히 본 발명은 장비의 과부하를 최소화하여 내구성 및 사용수명이 증대시킬 수 있는 효과를 갖는다. 또한, 본 발명은 대구경의 굴착공을 천공하여 말뚝을 원활하게 시공할 수 있는 효과를 갖는다.

Description

회전식 대구경 암반 천공장비{Machine boring rock large diameter rotation type}
본 발명은 회전식 대구경 암반 천공장비에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지중에 중공 원통 형태의 굴착공을 천공하여 대구경의 말뚝을 원활하게 시공할 수 있도록 하는 회전식 대구경 암반 천공장비에 관한 것이다.
일반적으로 암반 천공장비는 지중에 일정깊이를 갖도록 굴착한 후 콘크리트 말뚝을 시공하기 위해서 사용된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-0683021호(2007.02.15) 및 제10-1068578호(2011.09.30)에 개시되어 있다.
그러나 종래에는 굴착공의 전체면적을 모두 굴착해야 하므로 작업효율이 저하되어 시공기간이 증가하는 문제점을 갖게 되었다.
특히 굴착공의 전체면적을 모두 분쇄하는 과정에서 장비의 과부하가 발생하여 내구성 및 사용수명이 단축되는 문제점을 갖게 되었다.
또한, 종래에는 천공장비가 시공할 수 있는 굴착공의 지름이 제한되어 대구경의 굴착공 및 말뚝을 시공할 수 없는 구조상의 한계를 갖게 되었다.
아울러 설계 시방에 따라서 다양한 지름을 갖는 대구경의 굴착공 및 말뚝을 시공할 수 없으므로 시공효율이 저하되는 문제점을 갖게 되었다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서,
본 발명은 중공 원통 형태의 굴착공을 천공하여 시공기간을 획기적으로 단축시킬 수 있는 회전식 대구경 암반 천공장비를 제공함에 목적이 있다.
또한, 본 발명은 대구경의 굴착공을 천공하여 말뚝을 원활하게 시공할 수 있는 회전식 대구경 암반 천공장비를 제공함에 다른 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 회전식 대구경 암반 천공장비는,
지면에 설치되는 지지몸체(110)와; 상기 지지몸체(110)의 상부에 회전할 수 있도록 장착되는 회전몸체(120)와; 상기 회전몸체(120)를 회전시키기 위한 구동부재(130)와; 상기 회전몸체(120)의 상부 외측에 빙둘러 설치되는 다수의 승하강부재(140)와; 상기 승하강부재(140)의 하부에 수직방향으로 조립되는 다수의 케이싱(150)과; 상기 케이싱(150)의 하부에 설치되는 굴착몸체(160)와; 상기 굴착몸체(160)의 내부에 설치되는 바이브레이션 해머(161)와; 상기 바이브레이션 해머(161)의 하부에 설치되는 굴착비트(162)와; 상기 회전몸체(120)의 중심에 위치하도록 지중에 관입되는 중심축(170)과; 상기 케이싱(150)의 일측에서 상기 중심축(170)의 외경에 맞닿아 상기 케이싱(150)이 회전할 수 있도록 지지하기 위한 지지대(151)와; 상기 케이싱(150)과 굴착몸체(160)를 통과하여 굴착공(A)의 내부로 압축공기를 분사하기 위한 공급관(152)과; 굴착공(A)의 내부에 발생한 암석 또는 슬라임을 상기 케이싱(150)과 굴착몸체(160)를 통과하여 외부로 배출시키기 위한 배출관(153)으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
여기서 상기 지지몸체(110)의 상부에는 원형의 레일(111)이 설치되어 상기 회전몸체(120)가 상기 레일(111)의 상부에 안착되어 회전되는 것을 특징으로 한다.
특히 상기 지지몸체(110)의 외측에는 지중에 고정되는 다수의 고정핀(112)이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 지지몸체(110)의 하부에는 수직방향으로 상기 굴착몸체(160)를 전체적으로 감싸도록 지중에 관입되는 보조 케이싱(180)이 설치되는 것을 특징으로 한다.
이때 상기 지지몸체(110)의 하부에는 고정구(113)가 형성되어 상기 보조 케이싱(180)을 탈착시키는 것을 특징으로 한다.
아울러 상기 굴착몸체(160)는 평면상태에서 보았을 때 호 형상을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 굴착공의 전체면적을 모두 굴착하지 않고 중공 원통 형태의 굴착공을 천공함으로써 시공기간을 획기적으로 단축시킬 수 있는 효과를 갖는다.
특히 본 발명은 장비의 과부하를 최소화하여 내구성 및 사용수명이 증대시킬 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 대구경의 굴착공을 천공하여 말뚝을 원활하게 시공할 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명 회전식 대구경 암반 천공장비의 구조를 나타내기 위한 정면도.
도 2는 도 1의 A-A선 단면도.
도 3은 본 발명 회전식 대구경 암반 천공장비의 시공상태를 나타내기 위한 정면도.
도 4는 본 발명 회전식 대구경 암반 천공장비의 시공상태를 나타내기 위한 평면도.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적 구성을 첨부한 도면에 의해 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명 회전식 대구경 암반 천공장비의 구조를 나타내기 위한 정면도이고, 도 2는 도 1의 A-A선 단면도이며, 도 3은 본 발명 회전식 대구경 암반 천공장비의 시공상태를 나타내기 위한 정면도이고, 도 4는 본 발명 회전식 대구경 암반 천공장비의 시공상태를 나타내기 위한 평면도를 도시한 것이다.
본 발명은 지면에 설치되는 지지몸체(110)와; 상기 지지몸체(110)의 상부에 회전할 수 있도록 장착되는 회전몸체(120)와; 상기 회전몸체(120)를 회전시키기 위한 구동부재(130)와; 상기 회전몸체(120)의 상부 외측에 빙둘러 설치되는 다수의 승하강부재(140)와; 상기 승하강부재(140)의 하부에 수직방향으로 조립되는 다수의 케이싱(150)과; 상기 케이싱(150)의 하부에 설치되는 굴착몸체(160)와; 상기 굴착몸체(160)의 내부에 설치되는 바이브레이션 해머(161)와; 상기 바이브레이션 해머(161)의 하부에 설치되는 굴착비트(162)와; 상기 회전몸체(120)의 중심에 위치하도록 지중에 관입되는 중심축(170)과; 상기 케이싱(150)의 일측에서 상기 중심축(170)의 외경에 맞닿아 상기 케이싱(150)이 회전할 수 있도록 지지하기 위한 지지대(151)와; 상기 케이싱(150)과 굴착몸체(160)를 통과하여 굴착공(A)의 내부로 압축공기를 분사하기 위한 공급관(152)과; 굴착공(A)의 내부에 발생한 암석 또는 슬라임을 상기 케이싱(150)과 굴착몸체(160)를 통과하여 외부로 배출시키기 위한 배출관(153)으로 구성된다.
상기 지지몸체(110)는 지면에 고정된 상태로 상기 회전몸체(120)는 물론 본 발명의 구성들을 지지하는 역할을 수행한다.
이때 상기 지지몸체(110)는 형강 등과 같은 철골 자재를 이용하여 외곽을 빙둘러 연결되는 프레임 구조로 제작된다.
아울러 상기 지지몸체(110)의 상부에는 원형의 레일(111)이 설치되어 상기 회전몸체(120)가 상기 레일(111)의 상부에 안착된 상태로 회전할 수 있는데, 이는 상기 케이싱(150) 및 굴착비트(162) 등이 원활하게 회전하면서 지중에 굴착공(A)을 시공할 수 있도록 유도할 수 있다.
특히 상기 지지몸체(110)의 외측에는 지중에 고정되는 다수의 고정핀(112)이 형성될 수 있는데, 이는 굴착공(A)을 시공하는 과정에서 발생할 수 있는 진동 및 충격으로 인한 상기 지지몸체(110)의 위치이탈을 방지하기 위한 견고한 지지력을 확보할 수 있다.
그리고 상기 지지몸체(110)의 하부에는 수직방향으로 상기 굴착몸체(160)를 전체적으로 감싸도록 지중에 관입되는 보조 케이싱(180)이 설치될 수 있는데, 이는 지반의 무른 상태에서 따라서 토사 등이 굴착공(A)의 내부로 유입됨을 차단하는 역할을 수행한다.
이때 상기 지지몸체(110)의 하부에는 고정구(113)가 형성되어 상기 보조 케이싱(180)을 탈착시킬 수 있는데, 상기 고정구(113)는 상기 보조 케이싱(180)을 고정할 수 있는 볼트, 실린더, 클램프 등이 사용될 수 있음은 당연하다.
한편, 상기 회전몸체(120)는 상기 구동부재(130)의 작동으로 회전하면서 동시에 상기 케이싱(150) 및 굴착비트(162)를 회전시켜 지중에 굴착공(A)을 시공할 수 있다.
이때 상기 회전몸체(120)의 일측에는 브레이크(미 도시됨)가 형성될 수 있다.
특히 상기 구동부재(130)는 상기 회전몸체(120)를 회전시키기 위한 다양한 구성의 구동수단이 적용될 수 있음은 당연하다.
또한, 상기 승하강부재(140)는 굴착공(A)의 굴착 심도에 따라서 상기 케이싱(150)의 관입심도를 조절하고 상기 케이싱(150)의 분해 또는 조립시 상승하여 작업성을 확보하기 위한 구성이다.
이를 위해 상기 승하강부재(140)는 일정한 압력으로 상기 케이싱(150)을 하강시킬 수 있도록 유압실린더를 사용하였다.
따라서 상기 승하강부재(140)의 하강작동으로 상기 케이싱(150), 굴착몸체(160), 굴착비트(162)가 하강하는 상태에서 상기 구동부재(130)의 작동으로 상기 회전몸체(120)가 회전하면서 상기 굴착비트(162)가 지중에 굴착공(A)을 시공할 수 있다.
그리고 상기 승하강부재(140)는 설계 시방에 따라서 상기 회전몸체(120)의 상부 외측에 선택적으로 설치됨으로써 상기 케이싱(150), 굴착몸체(160), 굴착비트(162)의 위치에 따라서 중공 원통 형태를 갖는 대구경의 굴착공(A)을 시공할 수 있다.
이때 상기 승하강부재(140)는 설계 시방에 따라서 굴착공(A)의 외경과 대응되도록 상기 회전몸체(120)의 상부 외측에 설치될 수 있음은 당연하다.
특히 상기 케이싱(150)은 일정길이를 갖도록 제작되어 굴착공(A)의 관입심도에 따라서 순차적으로 조립될 수 있다.
또한, 상기 굴착몸체(160)는 상기 케이싱(150)의 하부에 설치된 상태로 내부가 비어있고 하부는 개방된 상태로 상기 바이브레이션 해머(161)이 내부에 설치되고, 상기 굴착비트(162)는 하부에 노출된 상태로 지중에 굴착공(A)을 시공할 수 있다.
특히 상기 굴착몸체(160)의 내부에는 상기 공급관(152)과 배출관(153)이 연결되어 상기 공급관(152)을 통해서 압축공기가 공급되면서 굴착공(A)의 시공시 발생하는 암석 또는 슬라임을 상기 배출관(153)을 통해서 외부로 배출될 수 있다.
이때 상기 굴착몸체(160)는 도 2에 도시된 바와 같이 평면상태에서 보았을 때 호 형상을 갖도록 형성되는데, 이는 상기 회전몸체(120)가 회전하면서 상기 굴착비트(162)가 지중에 중공 원통 형태의 굴착공(A)을 시공하기 위함이다.
한편, 상기 바이브레이션 해머(161)는 진동을 발생시켜 상기 굴착비트(162)가 지중을 굴착할 수 있도록 유도한다.
특히 상기 굴착비트(162)는 상기 바이브레이션 해머(161)의 작동으로 떨리는 상태에서 상기 승하강부재(140)의 작동으로 하강하고 동시에 상기 구동부재(130)의 작동으로 회전하면서 중공 원통 형태의 굴착공(A)을 시공할 수 있다.
본 발명에서 상기 중심축(170)은 상기 회전몸체(120)가 회전하는 과정에서 중심역할을 수행하여 중공 원통 형태의 굴착공(A)을 시공할 수 있다.
이때 상기 지지대(151)는 지중에 고정된 중심축(170)의 외경에 맞닿아 상기 케이싱(150)이 간섭없이 원활하게 회전할 수 있도록 지지할 수 있다.
특히 상기 공급관(152)은 압축공기를 공급하여 굴착공(A)의 내부에서 발생하는 암석 또는 슬라임이 상기 배출관(153)을 통해서 외부로 배출될 수 있다.
따라서 본 발명은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 지면에 지지몸체(110)가 설치된 상태에서 상기 승하강부재(140)의 하강작동으로 상기 케이싱(150)과 굴착몸체(160) 및 굴착비트(162)이 하강하며 동시에 상기 바이브레이션 해머(161)의 작동으로 상기 굴착비트(162)가 떨리는 상태에서 상기 구동부재(130)의 작동으로 회전하면서 지중에 중공 원통 형태의 굴착공(A)을 시공할 수 있다.
이때 굴착공(A)의 중앙에 남아있는 암석 또는 토사는 별도의 건설장비를 이용하여 분쇄 또는 굴착하여 외부로 배출함으로써 종래와 같이 굴착공의 전체면적을 모두 굴착하면서 발생하는 시공기간 증가 및 작업효율 저하를 일거에 해소할 수 있다.
이처럼 상기와 같이 본 발명의 실시한 예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시한 예와 실질적으로 균등의 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 포함되는 것은 당연하다.
100: 본 발명 회전식 대구경 암반 천공장비
110: 지지몸체 111: 레일
112: 고정핀 113: 고정구
120: 회전몸체
130: 구동부재
140: 승하강부재
150: 케이싱 151: 지지대
152: 공급관 153: 배출관
160: 굴착몸체 161: 바이브레이션 해머
162: 굴착비트
170: 중심축
180: 보조 케이싱
A: 굴착공

Claims (6)

  1. 지면에 설치되는 지지몸체(110)와; 상기 지지몸체(110)의 상부에 회전할 수 있도록 장착되는 회전몸체(120)와; 상기 회전몸체(120)를 회전시키기 위한 구동부재(130)와; 상기 회전몸체(120)의 상부 외측에 빙둘러 설치되는 다수의 승하강부재(140)와; 상기 승하강부재(140)의 하부에 수직방향으로 조립되는 다수의 케이싱(150)과; 상기 케이싱(150)의 하부에 설치되는 굴착몸체(160)와; 상기 굴착몸체(160)의 내부에 설치되는 바이브레이션 해머(161)와; 상기 바이브레이션 해머(161)의 하부에 설치되는 굴착비트(162)와; 상기 회전몸체(120)의 중심에 위치하도록 지중에 관입되는 중심축(170)과; 상기 케이싱(150)의 일측에서 상기 중심축(170)의 외경에 맞닿아 상기 케이싱(150)이 회전할 수 있도록 지지하기 위한 지지대(151)와; 상기 케이싱(150)과 굴착몸체(160)를 통과하여 굴착공(A)의 내부로 압축공기를 분사하기 위한 공급관(152)과; 굴착공(A)의 내부에 발생한 암석 또는 슬라임을 상기 케이싱(150)과 굴착몸체(160)를 통과하여 외부로 배출시키기 위한 배출관(153)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 회전식 대구경 암반 천공장비.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 지지몸체(110)의 상부에는 원형의 레일(111)이 설치되어 상기 회전몸체(120)가 상기 레일(111)의 상부에 안착되어 회전되는 것을 특징으로 하는 회전식 대구경 암반 천공장비.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 지지몸체(110)의 외측에는 지중에 고정되는 다수의 고정핀(112)이 형성되는 것을 특징으로 하는 회전식 대구경 암반 천공장비.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 지지몸체(110)의 하부에는 수직방향으로 상기 굴착몸체(160)를 전체적으로 감싸도록 지중에 관입되는 보조 케이싱(180)이 설치되는 것을 특징으로 하는 회전식 대구경 암반 천공장비.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 지지몸체(110)의 하부에는 고정구(113)가 형성되어 상기 보조 케이싱(180)을 탈착시키는 것을 특징으로 하는 회전식 대구경 암반 천공장비.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 굴착몸체(160)는 평면상태에서 보았을 때 호 형상을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 회전식 대구경 암반 천공장비.
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