KR20140046202A - U자 냉동관을 이용한 얼음폭탄 암반 크랙 장치 - Google Patents

U자 냉동관을 이용한 얼음폭탄 암반 크랙 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 U자 냉동관을 이용한 얼음폭탄 암반 크랙 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 천공장치를 이용하여 암반에 천공홀을 형성하고, 주입장치를 사용하여 천공홀의 내부에 물과 액화 질소를 주입함으로써, 물이 얼때 부피가 팽창하는 원리를 이용하여 암반에 크랙을 형성하여, 보다 용이하게 암반을 파쇄할 수 있게 하는 U자 냉동관을 이용한 얼음폭탄 암반 크랙 장치에 관한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 암반에 형성된 천공홀의 입구를 밀폐하는 주입장치와, 상기 주입장치에 설치되는 물 주입노즐과, 상기 주입장치의 전부에 착탈 가능하게 설치되는 'u'자 형 제1질소 주입관과, 상기 주입장치와 연결되어 물과 액화 질소를 공급하는 공급부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

U자 냉동관을 이용한 얼음폭탄 암반 크랙 장치{rock breaking apparatus with U-type pipe}
본 발명은 U자 냉동관을 이용한 얼음폭탄 암반 크랙 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 천공장치를 이용하여 암반에 천공홀을 형성하고, 주입장치를 사용하여 천공홀의 내부에 물과 액화 질소를 주입함으로써, 물이 얼때 부피가 팽창하는 원리를 이용하여 암반에 크랙을 형성하여, 보다 용이하게 암반을 파쇄할 수 있게 하는 U자 냉동관을 이용한 얼음폭탄 암반 크랙 장치에 관한 것이다.
일반적으로 도로 또는 철도용으로 사용되는 터널의 건설에는 여러 가지 방법이 사용되고 있으나, 기본적으로는 폭약을 사용하여 단단한 암반을 파괴하고 굴착 장비로 굴착한다.
한편, 최근에는 터널 굴착 장치(Tunnel Boring Machine: TBM)라는 대형 장비의 개발에 의해 폭약을 사용하지 않고도 터널을 건설할 수 있게 되었다. TBM의 터널 시공은 원형의 단면으로 굴착되므로 역학적으로 안정하고 무진동, 무발파의 기계화 굴착이므로 지반굴착에 따른 지반변형을 최소화함으로써 지반굴착만의 시공으로 인해 시공 중 안정성을 최대한 확보할 수 있으며, 소음, 진동에 의한 환경피해를 최소화하여 안전하고 청결한 갱내 작업환경을 유지할 수 있는 친환경 터널굴착공법이다.
이러한 터널 굴착 장치는 비트, 커트 등이 부착된 디스크 형상의 굴착 헤드를 회전시켜 터널의 전 단면을 한꺼번에 굴착하거나, 비트, 커트 등이 부착된 드럼을 자유롭게 움직여 필요한 단면을 자유롭게 굴착할 수 있다. 이와 같은 터널 굴착장치는 산악지대와 같이 비교적 단단한 지반에 터널을 건설할 때 특히 효과적으로 이용된다.
한편, 이와 같은 터널 굴착 장치의 일 예로 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 등록실용신안 제0368000호에 기재된 기술이 있는데, 그 기술적 특징은 구동수단(13)에 의한 회전시 선단부에 제공되는 중심코어드릴(12)이 중심홈을 천공하게 되며, 그 길이방향의 중간부에 전후진을 위한 피스톤(14)이 슬라이드시트를 통해 회전가능하게 결합되는 중심축(10)과 축방향을 따라 상기 중심축(10)이 회전가능하게 결합되며, 그 내측에 상기 피스톤(14)이 전후 슬라이드 삽입되어 유압력에 따라 소정구간 전후진 되어 상기 중심축(10)을 전후진 시킬 수 있도록 슬라이드 공간(22)을 갖는 실린더부재(20)와 회전판(31)의 중심부가 상기 중심축(10)의 선단 드릴 결합부에 끼워져 일체형으로 결합되며, 상기 회전판(31)의 테두리에 코어관(32)이 상기 중심코어드릴(12)의 길이만큼 전방으로 돌출되도록 결합되고, 상기 코어관(32)의 전방 테두리단에 코어홈 형성을 위한 컷팅용 바이트가 결합되며, 상기 회전판(31)의 원주상에 둘레를 따라 작업자가 통과할 수 있도록 적어도 하나이상의 작업자 안내홀(34)을 가지고 있고 상기 중심축(10)과 함께 회전하게 되는 외측 코어홈 천공부재(30)와 상기 실린더부재(20)의 외측에 결합되며 상기 외측 코어홈 천공부재(30)에 의해 형성된 홀의 내벽에 위치되어 외측단에 제공되는 복수개의 잭(41)을 통해 홀의 내벽에 선택적으로 고정되는 지지부재(40)와 상기 외측 코어홈 천공부재(30)의 상기 회전판(31)에 탈착가능하게 결합되며, 그 선단에 제공되는 코어드릴이 구동수단(13)에 의해 각기 회전되는 적어도 하나 이상의 파쇄용 코어드릴부재(50) 및 전원 인가시 이들 각 부품을 제어하는 제어부(60)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
그런데, 등록실용신안 제0368000호에 기재된 기술은 비트, 커트 등이 부착된 디스크 형상의 굴착 헤드를 회전시켜 터널의 전 단면을 한꺼번에 굴착하거나, 비트 커트 등이 부착된 드럼을 자유롭게 움직여 필요한 단면을 자유롭게 굴착할 수 있는 장점은 있으나, 터널 굴착시 중심코어드릴 및 다수의 코어드릴을 통한 암반 표면에 다수의 홈을 형성한 후 곧바로 파쇄하게 되어 암반의 굴착효율이 낮고 외측 코어홈 천공부재 및 각종 커터 등의 마모로 인한 수명단축을 효율적으로 줄이지 못하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 암반에 천공장치를 사용하여 천공홀을 형성하고, 천공홀에 물과 액화 질소를 주입하여, 물이 얼 때 팽창하는 성질을 이용하여 암반에 크랙을 유도함으로써, 용이하게 암반을 파쇄할 수 있게 하는 U자 냉동관을 이용한 얼음폭탄 암반 크랙 장치를 제공하는 것이다.
그리고, 본 발명의 다른 목적은 천공장치를 사용하여 암반에 형성한 천공홀에 물과 질소를 주입할 때, 주입장치의 단부에 플랜지를 형성하여 천공홀 입구를 안정적으로 밀폐하고, 주입장치에 구비된 물 주입노즐과 질소 주입노즐을 통하여 물과 액화 질소를 주입하도록 하여, 보다 용이하게 암반에 크랙을 유도할 수 있게 하는 U자 냉동관을 이용한 얼음폭탄 암반 크랙 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 천공장치를 사용하여 암반에 형성한 천공홀에 물과 질소를 주입하되, 천공홀의 입구를 패커를 사용하여 밀폐한 후, 주입장치의 노즐을 패커의 관통공을 통하여 천공홀 내부로 물과 액화 질소를 주입하도록 하여, 안정적으로 암반에 크랙을 유도할 수 있게 하는 U자 냉동관을 이용한 얼음폭탄 암반 크랙 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 암반에 형성한 천공홀에 물과 질소를 주입할 때, 천공홀의 입구를 패커를 사용하여 밀폐하게 되는데, 이때, 패커의 내부에 물이 수용되는 튜브를 구비함으로써, 물을 주입하는 공정을 생략할 수 있어 보다 신속하게 암반에 크랙을 유도할 수 있게 하는 U자 냉동관을 이용한 얼음폭탄 암반 크랙 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 암반에 천공장치를 이용하여 천공홀을 형성할 때, 천공홀의 내부에 크랙이 형성된 경우, 물의 주입시 물이 외부로 누출되게 되므로, 암반의 내부에 겔(gel)을 미리 주입한 후 물과 액화 질소를 주입하도록 함으로써, 물이 외부로 누출되는 것을 방지하여, 안정적으로 암반에 크랙을 유도할 수 있는 U자 냉동관을 이용한 얼음폭탄 암반 크랙 장치를 제공하는 것이다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은;
암반에 형성된 천공홀의 입구를 밀폐하는 주입장치와, 상기 주입장치에 설치되는 물 주입노즐과, 상기 주입장치의 전부에 착탈 가능하게 설치되는 제1질소 주입관과, 상기 주입장치와 연결되어 물과 액화 질소를 공급하는 공급부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 주입장치는 가압장치를 사용하여 천공홀의 입구에 가압 밀폐시키는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 주입장치에는 공기 배출공이 더 형성되는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 주입장치의 단부에는 천공홀에 삽입 고정되는 삽입돌부가 더 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 암반에 형성된 천공홀의 입구에 삽입 고정되고, 제2질소 주입관이 구비되는 패커와, 상기 패커에 연결 설치되어 상기 질소 주입관과 연결되는 주입장치와, 상기 주입장치에 설치되어 패커를 관통하는 물 주입노즐과, 상기 주입장치와 연결되어 물과 액화 질소를 공급하는 공급부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 패커에는 공기 배출공이 더 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2질소 주입관은 스파이럴 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 주입장치에는 질소 배출구가 더 형성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 패커의 전단부는 쐐기형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
한편, 암반에 형성된 천공홀의 입구에 삽입 고정되고, 제2질소 주입관이 구비되는 패커와, 상기 패커의 일측에 형성되어, 내부에 물을 수용하는 튜브와, 상기 패커에 연결되어 상기 질소 주입관과 연결되는 주입장치와, 상기 주입장치와 연결되어 물과 액화 질소를 공급하는 공급부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 주입장치는 질소 배출구가 더 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기한 구성의 본 발명에 따르면, 암반에 천공장치를 사용하여 천공홀을 형성하고, 천공홀에 물과 액화 질소를 주입하여, 물이 얼 때 팽창하는 성질을 이용하여 암반에 크랙을 유도함으로써, 용이하게 암반을 파쇄할 수 있게 하는 효과가 있다.
그리고, 본 발명은 천공장치를 사용하여 암반에 형성한 천공홀에 물과 질소를 주입할 때, 주입장치의 단부에 플랜지를 형성하여 천공홀 입구를 안정적으로 밀폐하고, 주입장치에 구비된 물 주입노즐과 질소 주입노즐을 통하여 물과 액화 질소를 주입하도록 하여, 보다 용이하게 암반에 크랙을 유도할 수 있게 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 천공장치를 사용하여 암반에 형성한 천공홀에 물과 질소를 주입하되, 천공홀의 입구를 패커를 사용하여 밀폐한 후, 주입장치의 노즐을 패커의 관통공을 통하여 천공홀 내부로 물과 액화 질소를 주입하도록 하여, 안정적으로 암반에 크랙을 유도할 수 있게 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 암반에 형성한 천공홀에 물과 질소를 주입할 때, 천공홀의 입구를 패커를 사용하여 밀폐하게 되는데, 이때, 패커의 내부에 물이 수용되는 튜브를 구비함으로써, 물을 주입하는 공정을 생략할 수 있어 보다 신속하게 암반에 크랙을 유도할 수 있게 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 암반에 천공장치를 이용하여 천공홀을 형성할 때, 천공홀의 내부에 크랙이 형성되어 있어, 물의 주입시 물이 외부로 누출되게 되므로, 암반의 내부에 겔(gel)을 미리 주입한 후 물과 액화 질소를 주입하도록 함으로써, 물이 외부로 누출되는 것을 방지하여, 안정적으로 암반에 크랙을 유도할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 터널 굴착기의 단면도이다.
도 2는 도 1의 B'-B'선 단면도이다.
도 3의 (a),(b),(c)는 본 발명에 따른 U자 냉동관을 이용한 얼음폭탄 암반 크랙 장치의 개념도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 U자 냉동관을 이용한 얼음폭탄 암반 크랙 장치의 주입장치의 개념도이다.
도 5는 본 발명에 따른 U자 냉동관을 이용한 얼음폭탄 암반 크랙 장치의 물 주입노즐 및 질소 주입노즐의 단면도이다.
도 6의 (a),(b),(c)는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 U자 냉동관을 이용한 얼음폭탄 암반 크랙 장치의 개념도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 U자 냉동관을 이용한 얼음폭탄 암반 크랙 장치의 개념도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 U자 냉동관을 이용한 얼음폭탄 암반 크랙 장치의 개념도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다. 그리고, 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있고, 기술된 실시 예에 한정되지 않음을 이해하여야 한다.
도 3의 (a),(b),(c)는 본 발명에 따른 U자 냉동관을 이용한 얼음폭탄 암반 크랙 장치의 개념도이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 U자 냉동관을 이용한 얼음폭탄 암반 크랙 장치의 주입장치의 개념도이고, 도 5는 본 발명에 따른 U자 냉동관을 이용한 얼음폭탄 암반 크랙 장치의 물 주입노즐 및 질소 주입노즐의 단면도이고, 도 6의 (a),(b),(c)는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 U자 냉동관을 이용한 얼음폭탄 암반 크랙 장치의 개념도이고, 도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 U자 냉동관을 이용한 얼음폭탄 암반 크랙 장치의 개념도이고, 도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 U자 냉동관을 이용한 얼음폭탄 암반 크랙 장치의 개념도이다.
본 발명은 U자 냉동관을 이용한 얼음폭탄 암반 크랙 장치에 관한 것으로 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 그 구성은 레이저 드릴, 착암기, 점보드릴, 워터제트 등의 다양한 천공장치(미도시)를 사용하여 암반(300)에 천공홀(310)을 형성하고, 상기 천공홀(310)의 입구에 밀폐되도록 설치되는 주입장치(100)와 상기 주입장치(100)에 설치되는 물 주입노즐(120)과 상기 주입장치(100)의 전부, 즉, 천공홀(310) 쪽에 설치되는 'u'자 형상의 제1질소 주입관(140)과 상기 주입장치(100)와 연결되어 물과 액화 질소를 공급하는 공급부(미도시)로 이루어지는데, 물과 액화 질소를 공급하는 공급부의 구성은 공지된 것이므로 별도의 상세한 설명은 생략하도록 한다.
여기서, 상기 주입장치(100)의 전단부에는 플랜지(110)가 형성되어, 상기 천공홀(310)의 입구부에 보다 완전하게 밀폐되게 되는데, 상기 플랜지(110)에는 별도로 패킹(미도시)을 더 구비하여, 밀폐력을 높일 수도 있다.
그래서, 상기 천공홀(310)의 입구에 유압실린더와 같은 별도의 가압장치(미도시)를 이용하여 가압함으로써, 밀폐력을 높여주게 되고, 상기 공급부에 수용된 물을 상기 주입장치(100)에 설치된 물 주입노즐(120)을 통하여 천공홀(310) 내부에 주입하게 되고, 물을 주입한 후, 공급부에 수용된 액화 질소를 제1질소 주입관(140)을 통하여 천공홀(310) 내부로 주입하게 되면, 액화 질소의 냉기에 의해 물이 급속도로 냉각되어 얼음이 되게 된다.
이때, 물이 얼음이 되게 되면 부피가 팽창하게 되므로, 천공홀(310)의 내부에 수용된 물이 얼음이 되면서 부피가 팽창하는 팽창력에 의해 천공홀(310)의 외벽에 크랙이 발생하게 되어, 암반(300)을 보다 용이하게 파쇄할 수 있게 된다.
한편, 상기 주입장치(100)에는 공기 배출공(102)이 형성되어 있어, 밀폐된 상태에서 천공홀(310) 내부로 물을 주입하게 되면, 상기 공기 배출공(102)를 통하여 천공홀(310) 내부의 공기가 외부로 배출되게 되어, 보다 용이하게 물을 주입할 수 있게 된다.
그리고, 물을 다 주입하게 되면, 상기 공기 배출공(102)은 닫히게 되므로, 내부의 물이 외부로 누출되는 것을 방지하게 된다.
한편, 상기 물 주입노즐(120)과 상기 제1질소 주입관(140)에 질소를 공급하기 위한 공급관(미도시)은 진공 이중관으로 이루어지게 되는데, 상기 진공 이중관은 내부관(122)과 외부관(124)으로 이루어지고, 내부관(122)과 외부관(124) 사이에는 진공으로 이루어지게 된다.
그래서, 액화 질소나 물을 천공홀(310) 내부로 주입할 때, 외부의 대기에 영향을 받지 않게 하여, 열 손실을 줄일 수 있게 된다.
그리고, 상기 제1질소 주입관(140)은 착탈 가능하게 설치된다.
그래서, 상기 천공홀(310)에 제1질소 주입관(140)을 삽입하고, 주입장치(100)의 플랜지(110)가 천공홀(310)의 입구에 밀폐되도록 한 후,
그래서, 상기 주입장치(100)에 제1질소 주입관(140)을 연결한 상태로 상기 천공홀(310)에 주입하고, 주입장치(100)의 플랜지(110)가 천공홀(310)의 입구를 밀폐되도록 한 후, 물 주입노즐(120)을 통하여 천공홀(310)의 내부로 물을 주입하고, 상기 제1질소 주입관(140)을 통하여 액화 질소를 주입하게 되면, 천공홀(310)의 내부에 수용된 물은 급격하게 얼게 되어, 얼음의 팽창력에 의해 천공홀(310)의 외벽에는 크랙이 발생하게 된다.
이때, 암반에 크랙을 생성한 후, 상기 제1질소 주입관(140)은 얼음에 의해 고정되고, 얼음의 압력에 의해 찌그러지게 되므로, 주임장치(100)에서 제1질소 주입관(140)을 분리하게 되므로, 제1질소 주입관은 일회용으로 사용하게 된다.
그리고, 상기 제1질소 주입관(140)과 연결되는 주입장치(100)에는 액화 질소를 주입할 뿐만 아니라, 별도로 질소 배출구(106)가 형성되어, 상기 질소 주입관(140)을 이동하는 과정에서 기화되는 질소를 상기 질소 배출구(106)를 통하여 외부로 배출하게 된다.
여기서, 상기 'u'자형 제1질소 주입관(140)은 일반적인 단일관으로 형성되어, 질소 주입관(140)의 외부 온도를 급격히 냉각시켜주게 된다.
이때, 상기 제1질소 주입관(140)은 도 3의 (c)에 도시된 바와 같이, 나선형으로 형성할 수도 있는데, 이렇게 나선형으로 형성하면, 물과 접하는 부분이 많아지게 함으로써, 보다 신속하게 물을 얼릴 수 있게 된다.
그리고, 상기 천공홀(310)에 주입되는 물에는 점증제를 첨가하여 점도를 높이거나, 겔(GEL) 형태로 만들어 주입할 수도 있다.
또한, 본 발명의 기술은 종래의 TBM(회전커트 굴삭)공법이나 NATM 공법(천공 및 화약 발파)에 적용하여 사용할 수도 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시 예로, 도 5에 도시된 바와 같이, 암반(300)에 형성되는 천공홀(310)의 입구에 밀폐되는 주입장치(100)의 전단 외주면에는 플랜지(110)가 형성되고, 전단에는 천공홀(310)에 삽입 고정되는 삽입돌부(104)가 형성되게 된다.
그래서, 상기 삽입돌부(104)가 천공홀(310)의 입구부에 삽입 고정되게 되므로, 보다 밀폐력을 높여주게 되어, 내부에 주입되는 물이 외부로 누출되는 것을 안정적으로 막아주어, 보다 안정적으로 천공홀(310)의 외주면에 크랙을 형성할 수 있게 된다.
그리고, 본 발명의 또 다른 실시 예로 도 6에 도시된 바와 같이, 천공장치를 이용하여 암반(300)에 천공홀(310)을 형성하고, 상기 천공홀(310)의 입구에 패커(200)를 삽입고정한 후, 주입장치(100')에 설치된 물 주입노즐(120) 및 제2질소 주입관(210)을 사용하여 천공홀(310)의 내부로, 물과 액화 질소를 주입하게 된다.
이때, 상기 제2질소 주입관(210)은 'u'자형으로 형성되는데, 상기 주입장치(100')에 설치된 물 주입노즐(120)을 통하여 천공홀(310)에 물을 주입한 후, 상기 제2질소 주입관(210)과 주입장치(100')가 연결되어, 공급부에서 공급되는 액화 질소를 상기 제2질소 주입관(210)으로 공급하게 되어, 내부에 수용된 물을 얼음으로 변화시키게 되어, 암반(300)에 크랙을 유도하게 된다.
그리고, 상기 제2질소 주입관(210)과 연결되는 주입장치(100')에는 액화 질소를 주입할 뿐만 아니라, 별도로 질소 배출구(106')가 형성되어, 상기 제2질소 주입관(210)을 통과하면서 기화되어 배출되는 질소를 외부로 배출하게 된다.
여기서, 상기 패커(200)는 천공홀(310)의 직경과 동일하거나 조금 크게 형성하여, 억지끼움 되도록 함으로써, 밀폐력을 높여주게 되는데, 상기 패커(200)는 유압장치와 같은 다양한 가압장치를 이용하여 천공홀(310)에 삽입 고정하게 된다.
그리고, 상기 주입장치(100')는 내부로 물과 액화 질소가 수용되는 공급부(미도시)를 통하여 물과 액화 질소를 공급받게 된다.
한편, 상기 패커(200)에는 상기 물 주입노즐(120)과 제2질소 주입관(210)이 삽입되는 관통공(부호 미도시)이 형성되어, 물과 액화 질소를 천공홀(310)의 내부로 주입하게 되고, 상기 패커(200)에는 공기 배출공(202)이 형성되어, 물을 주입할 때, 내부의 공기를 배출하도록 하여, 용이하게 물을 주입할 수 있게 되고, 물을 모두 주입하게 되면 상기 공개 배출공(미도시)은 자동으로 닫히게 된다.
또한, 상기 제2질소 주입관(210)은 전술한 바와 같이 'u'자 형상으로 형성될 수 도 있고, 도 7에 도시된 바와 같이, 스파이럴 형상으로 형성할 수도 있다.
이렇게 스파이럴 형상으로 제2질소 주입관(210)을 형성하게 되면, 물과 접하는 부분이 늘어나게 되므로, 보다 빠른 시간에 물을 얼음으로 변화시키게 된다.
여기서, 상기 패커(200)의 전단부는 평평하게 형성할 수도 있고, 단부를 뾰족하게 쐬기형으로 형성하여, 천공홀(310)에 삽입할 때, 보다 용이하게 삽입할 수 있게 한다.
한편, 상기 물 주입노즐(120)은 전술한 진공 이중관으로 형성되고, 상기 제2질소 주입관(210)은 일반적인 단일관으로 이루어지며, 나머지 구성들은 전술한 구성과 동일하므로 별도의 설명은 생략하도록 한다.
그리고, 본 발명의 또 다른 실시 예로 도 8에 도시된 바와 같이, 암반(300)에 형성된 천공홀(310)의 입구에 튜브(220)가 설치된 패커(200)를 삽입 고정하게 되는데, 상기 패커(200)에는 내부에 물이 수용되는 튜브(220)이 설치되고, 상기 튜브(220)의 내측에 패커(200)에 설치되는 'u'자형 또는 스파이럴 형상의 제2질소 주입관(210)이 구비된다.
여기서, 상기 패커(200)에 구비되는 제2질소 주입관(210)은 주입장치(100')와 연결되어, 공급부에 수용된 액화 질소를 공급받게 되어, 상기 튜브(220)의 내부에 수용된 물을 급속하게 냉각시켜 얼음으로 변화시키게 된다.
그래서, 얼음의 팽창력에 의해 암반(300)에 크랙을 유도하게 하여, 암반(300)을 보다 용이하게 파쇄할 수 있게 한다.
또한, 상기 제2질소 주입관(210)은 일반적인 단일관으로 이루어지고, 주입장치(100')의 내부에 구비되는 질소 및 물을 공급하기 위한 공급관(미도시)은 전술한 진공 이중관으로 이루어진다.
그리고, 나머지 구성들은 전술한 구성들과 동일하므로 별도의 설명은 생략하도록 한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리 범위가 미치는 것으로 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것이다.
본 발명은 U자 냉동관을 이용한 얼음폭탄 암반 크랙 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 천공장치를 이용하여 암반에 천공홀을 형성하고, 주입장치를 사용하여 천공홀의 내부에 물과 액화 질소를 주입함으로써, 물이 얼때 부피가 팽창하는 원리를 이용하여 암반에 크랙을 형성하여, 보다 용이하게 암반을 파쇄할 수 있게 하는 U자 냉동관을 이용한 얼음폭탄 암반 크랙 장치에 관한 것이다.
100,100' : 주입장치 102 : 공기 배출공
104 : 삽입돌부 106,106' : 질소 배출구
110 : 플랜지 120 : 물 주입노즐
122,132 : 내부관 124,134 : 외부관
130 : 질소 주입노즐 140 : 제1질소 주입관
200 : 패커 210 : 제2질소 주입관
220 : 튜브 230 : 내측튜브
232 : 제1가압돌기 240 : 외측튜브
242 : 제2가압돌기 250 : 질소 배출관
300 : 암반 310 : 천공홀
320 : 겔(GEL) 330 : 모래

Claims (11)

  1. 암반에 형성된 천공홀의 입구를 밀폐하는 주입장치와,
    상기 주입장치에 설치되는 물 주입노즐과,
    상기 주입장치의 전부에 착탈 가능하게 설치되는 'u'자 형 제1질소 주입관과,
    상기 주입장치와 연결되어 물과 액화 질소를 공급하는 공급부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 U자 냉동관을 이용한 얼음폭탄 암반 크랙 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 주입장치는 가압장치를 사용하여 천공홀의 입구에 가압 밀폐시키는 것을 특징으로 하는 U자 냉동관을 이용한 얼음폭탄 암반 크랙 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 주입장치에는 공기 배출공이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 U자 냉동관을 이용한 얼음폭탄 암반 크랙 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 주입장치의 단부에는 천공홀에 삽입 고정되는 삽입돌부가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 U자 냉동관을 이용한 얼음폭탄 암반 크랙 장치.
  5. 암반에 형성된 천공홀의 입구에 삽입 고정되고, 'u'자형 제2질소 주입관이 구비되는 패커와,
    상기 패커에 연결 설치되어 상기 질소 주입관과 연결되는 주입장치와,
    상기 주입장치에 설치되어 패커를 관통하는 물 주입노즐과,
    상기 주입장치와 연결되어 물과 액화 질소를 공급하는 공급부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 U자 냉동관을 이용한 얼음폭탄 암반 크랙 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 패커에는 공기 배출공이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 U자 냉동관을 이용한 얼음폭탄 암반 크랙 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제2질소 주입관은 스파이럴 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 U자 냉동관을 이용한 얼음폭탄 암반 크랙 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 주입장치에는 질소 배출구가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 U자 냉동관을 이용한 얼음폭탄 암반 크랙 장치.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 패커의 전단부는 쐐기형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 U자 냉동관을 이용한 얼음폭탄 암반 크랙 장치.
  10. 암반에 형성된 천공홀의 입구에 삽입 고정되고, 'u'자형 제2질소 주입관이 구비되는 패커와,
    상기 패커의 일측에 형성되어, 내부에 물을 수용하는 튜브와,
    상기 패커에 연결되어 상기 질소 주입관과 연결되는 주입장치와,
    상기 주입장치와 연결되어 물과 액화 질소를 공급하는 공급부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 U자 냉동관을 이용한 얼음폭탄 암반 크랙 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 주입장치는 질소 배출구가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 U자 냉동관을 이용한 얼음폭탄 암반 크랙 장치.
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