KR20150113011A - 단일 원반 절삭 롤러들을 갖춘 하이드로밀 휠 - Google Patents

Abstract

본 발명은 단단한 바위 내에 트렌치를 굴삭하기 위한 하이드로밀 휠(5)에 관한 것이다. 그 휠은 드럼(4)의 축(A, B)을 중심으로 회전되도록 구성된 드럼(4)을 포함한다. 그 휠(4)은 그 드럼(5)의 주변부 상에 장착된 복수개의 단일 원반 절삭공구들(11)을 더 포함하는바, 그 단일 원반 절삭공구(11)는, 굴삭 중에 바위와 접촉하게 되고 그 바위를 파쇄하도록 구성되는 회전가능한 단일 절삭 원반(11)을 구비한다. 그 절삭 원반들(11) 중 적어도 몇몇의, 상기 드럼 축(A, B) 상의 돌출부의 간격은 그 절삭 원반의 직경의 20% 내지 70%이다.

Description

단일 원반 절삭 롤러들을 갖춘 하이드로밀 휠{Hydromill wheel with single disc cutting rollers}

본 발명은 단단한 바위 또는 매우 단단한 바위 내에 트렌치(trench)들을 굴삭하기에 적합한 하이드로밀(hydromill)에 관한 것이다. 본 발명은 이에 대응되는 하이드로밀 휠, 및 그 하이드로밀을 이용함으로써 굴삭하는 방법에 관한 것이기도 하다.

보통명칭으로 하이드로밀이라고도 알려져 있는 트렌치 절삭공구(trench cutter)는 기초 엔지니어링 프로세스들(foundation engineering processes)에 이용되는바, 예를 들어 지하연속벽(diaphragm walls)을 건설하는 데에 이용된다. 트렌치 절삭공구 시스템은 일반적으로, 강철 프레임과 같은 프레임을 포함하는바, 그 프레임은 굴삭될 지면 안으로 낮춰질 수 있다. 일반적으로 모터 및 2개의 절삭공구 휠 쌍들은 엔진에 의해 회전되도록 구성되어, 지면 내로 먼저 낮춰질 상기 프레임의 단부에 설치된다. 각각의 휠 쌍은 제1 휠 및 제2 휠을 구비하는바, 그 제1 휠 및 제2 휠은 이 2개의 휠들 또는 드럼(drum)들 내측에 하나의 엔진이 배치되도록 구성된다. 상기 절삭공구 휠들의 연속적 회전 하에 상기 절삭공구는 수직으로 낮춰질 수 있으며, 150m가 넘는 깊이까지 도달할 수 있다. 케이블들에 의해 크레인에 달린 프레임 및 절삭공구 휠들의 무게에 의해 전진(advance)이 일어난다. 상기 절삭공구 휠들의 회전으로 인하여, 상기 휠들의 아래 지면은 지속적으로 흐트러지거나 부숴지고, 상기 절삭공구 휠들 바로 위의 진흙 펌프(mud pump) 및 상기 휠들 사이의 흡인 수단(suction means)을 이용함으로써 다시 표면(the surface)으로 운반된다.

알려진 해결법들에서 상기 하이드로밀 휠들에는 일반적으로 상이한 종류의 치형 또는 드래그 비트들(drag bits)이 설치되는바, 이들은 지면과 접촉하게 되고 그 지편의 실제 파괴를 수행하도록 설계된다. 그러나 단단하거나 바위 또는 매우 단단한 바위를 굴삭하는 때에 이 치형 또는 드래그 비트들은 비효율적으로 되고 상기 하이드로밀은 정지 상태로 되어버릴 수 있는바, 즉 상기 하이드로밀은 바위를 더 이상 관통할 수 없게 된다. 굴삭을 계속할 수 있기 위해서는, 상기 하이드로밀이 상기 트렌치로부터 후퇴하여야 하며, 하이드로밀이 다시 와서 굴삭을 계속할 수 있기 전에 먼저 충분히 바위에 파단부(fracture)를 내도록, 육중한 치즐(chisel)(전형적으로 12 내지 20톤임)이 바위 위에 여러 차례 떨어져야 한다. 상기 치즐이 떨어지는 바위 표면 아래의 깊이에 있어서 치즐링(chiselling)의 파괴 효과(fracturing effect)가 제한됨에 따라, 드래그 비트들 또는 다른 유형의 치형들이 설치된 하이드로밀로써 이 교번적인 치즐링 및 굴삭 프로세스가 여러 차례 반복되어야만 하는바, 이는 매우 느린 진행으로 귀결된다. 덧붙여, 인근에 예컨대 상태가 양호하지 않은 오래된 건물들, 역사적 기념비들 또는 데이터 센터들과 같은 민감한 구조물들이 있는 몇몇 건설 부지(building sites)에서는, 허용되는 진동에 제한이 있으며, 결과적으로 이 부지들 상에서의 치즐링이 가끔 금지된다.

이 문제를 완화시키기 위하여, 치형 또는 드래그 비트들 대신에 버튼 비트들(둥글게 된 스터드들(rounded studs))을 갖춘 롤러들을 이용하도록 설계되었다. 그러나 이 해결법 또한 절삭공구 시스템들이 제한된 중량을 가지기 때문에 최적의 것은 아니며, 너무 많은 수의 버튼 비트들이 동시에 바위에 접촉할 것이어서 특정 시각에 바위를 파쇄하는 압력이 불충분함으로 귀결된다. 본 발명의 목적은 바위와 같은 단단한 재료, 또는 매우 단단한 재료를 굴삭하는 것에 관한 위에서 식별된 문제들을 극복하는 것이다.

본 발명의 제1 양상에 따르면, 단단한 바위 내에 트렌치를 굴삭하기 위한 하이드로밀 휠(hydromill wheel)이 제공되는바, 상기 하이드로밀 휠은:

● 드럼으로서, 상기 드럼의 축을 중심으로 회전하도록 구성된 드럼; 및

● 상기 드럼의 주변부 상에 장착(mount)된 복수개의 단일 원반 절삭공구들(single disc cutters);을 포함하며, 상기 단일 원반 절삭공구에는, 굴삭 중에 바위와 접촉하게 되고 상기 바위를 파쇄(crush) 또는 절삭(cut)하도록 구성되는 회전가능한 단일 절삭 원반(rotatable single cutting disc)가 구비되는바, 상기 절삭 원반들 중 적어도 몇몇 절삭 원반의, 드럼 축 상의 돌출부들(projections)의 간격(spacing)은 상기 절삭 원반의 직경의 5% 내지 70%이다.

바위와 접촉하는 매우 작은 표면적을 가지는 단일 원반 절삭공구들을 갖춘 그 제안된 구성에 의해, 150 MN/m²를 초과하는 바위 강도를 가지는 단단하거나 매우 단단한 바위에서조차 효율적으로 트렌치들을 굴삭할 수 있게 하는 새로운 해결법이 제안된다. 상기 단일 원반 절삭공구들이 임의의 주어진 시각에 바위와 접촉하는 매우 작은 표면적만을 가지므로 막대한 파쇄력 또는 압력(crushing forces or pressures)이 얻어질 수 있다. 게다가 상기 단일 원반 절삭공구들은, 필요하다면 상기 휠들의 원주의 전체 둘레에 고르게 분포될 수 있는바, 이는 임의의 주어진 시각에 원반들 중 몇몇만이 바위에 접촉한다는 추가적인 장점을 가지는바, 즉, 그 특정 시각에 그 몇몇 원반들만이 바닥에 있는 일이 생긴다.

(예를 들어 버튼 비트들과는 반대되는) 상기 원반들의 다른 장점은, 바위의 자유 표면(free surface) 아래에 있는, 그리고 그 자유 표면에 실질적으로 평행한, 바위 내 파단부들을 생성함으로써, 상기 원반들의 자국들(traces) 사이에 바위 조각들(rock chips)이 생성된다는 점이다. 따라서 생성된 바위 조각들은 버튼 비트들에 의해 형성된 것들보다 훨씬 크다. 버튼 비트들은 단지 국소적으로 바위들을 파쇄하여 가루로 만드는바, 더 큰 조각들을 형성하는 것보다 더 많은 에너지를 (그리고 따라서 동일한 추력(thrust)에 대하여 더 많은 시간을) 요구한다.

본 발명의 제2 양상에 따르면, 본 발명의 상기 제1 양상에 따른 하이드로밀 휠을 포함하는 하이드로밀이 제공되는바, 상기 하이드로밀은 프레임(frame)을 더 포함하고, 상기 프레임의 일단부에서 상기 하이드로밀 휠이 장착되며, 상기 하이드로밀은 2개의 쌍으로 배치된 4개의 하이드로밀 휠들을 포함하되, 제1 쌍의 하이드로밀 휠들 각각은 제1 회전축을 가지는 반면 제2 쌍의 하이드로밀 휠들 각각은 제2 회전축을 가지고, 상기 제1 회전축과 상기 제2 회전축은 상이하다.

본 발명의 제3 양상에 따르면, 단일 원반 절삭공구들이 설치된 적어도 하나의 드럼을 구비한 하이드로밀의 이용으로써 바위에 트렌치를 굴삭하는 방법이 제공되는바, 상기 굴삭 방법은:

● 엔진에 의하여 상기 드럼을 상기 드럼의 축을 중심으로 회전시킴;

● 상기 드럼의 주변부 상에 장착된 복수개의 단일 원반 절삭공구들로서, 상기 단일 원반 절삭공구에는 회전가능한 단일 절삭 원반이 구비되는 상기 복수개의 단일 원반 절삭공구들을 바위와 접촉하게 되도록 배치시킴; 및

● 상기 드럼을 바위 안으로 낮추는 동안에 상기 단일 원반 절삭공구들이 바위를 굴삭하기 위하여 바위 내에 파단부들을 생성함;을 포함하는바, 적어도 몇몇 연속된 파단부들의 간격은 10mm 내지 70mm이다.

본 발명의 다른 양상들은 본 명세서에 첨부된 종속청구항들에 기재되었다.

본 발명의 다른 특징들 및 장점들은 첨부된 도면들을 참조한 비한정적 예시적 실시례들의 다음의 설명으로부터 분명해질 것인바, 그 첨부된 도면들 중에서:
- 도 1은 본 발명의 일 실시례에 따른 하이드로밀의 하부 부분의 사시 정면도이며;
- 도 2는 도 1의 하이드로밀의 하단 부분을 더 상세하게 도시한 사시도이며;
- 도 3은 도 1의 하이드로밀의 하단 부분을 더 상세하게, 그러나 아래로부터 보여진 바를 도시한 사시도이며;
- 도 4는 도 1의 하이드로밀의 하단 부분을 도시한 개략 정면도이고;
- 도 5는 도 1의 하이드로밀의 하단 부분을 도시한 개략 측면도이다.

본 발명의 일 실시례가 첨부된 도면들을 참조하여 아래에서 더 상세하게 설명될 것이다. 상이한 도면들에 나타난 동일한 기능적 및 구조적 요소들은 동일한 참조 번호에 배정되었다.

도 1에는, 단단한 바위에 예를 들어 트렌치들을 굴삭하기에 적합한 하이드로밀(1)의 하부 단부가 사시 정면도로 도시된다. 상기 하이드로밀(1)의 상부 단부는 도시되지 않았으며, 크레인과 같이 하이드로밀 자체의 외부에 있는 요소들 또한 다음 설명에서 생략된다. 이 외부 요소들이 본 발명의 교시를 이해하는 데에 중요한 것은 아니다. 하이드로밀 프레임(3)은 상기 하이드로밀(1)의 상단 부분을 형성하는 반면, 휠들(4)은 상기 하이드로밀(1)의 하단 부분을 형성한다. 상기 시스템(1)은 2개의 휠 쌍들을 구비하는바, 즉 모두 4개의 휠들(4)을 구비한다. 한 쌍의 휠들(4)은 도 4 및 5에 도시된 동일한 회전축(A, B)을 중심으로 회전하는 것으로 여겨질 수 있다.

상기 휠들(4)을 회전시키기 위한 모터(미도시)는 휠 쌍에 의해 형성된 조립체 내측에 적어도 부분적으로 위치된다. 한 쌍의 상기 제1 휠 및 상기 제2 휠(4)은 다른 쌍의 절삭공구 휠들(4)에 비하여 동일하거나 상이한 회전 속력을 가질 수 있다. 달리 말하자면, 한 쌍의 휠들(4)은 다른 쌍의 휠들(4)과는 회전상 독립적인 것으로 설계된다. 이 휠들(4)은 30rpm에 이르는 회전 속력에 도달하도록 구성된다. 그러나 본 발명의 교시는 더 높은 회전 속력을 가지는 해결법들에도 동등하게 적용가능하다. 흡인 박스(suction box)로도 불리는 펌핑 유입 수단(pumping inlet means; 7)이 상기 두 쌍의 휠들 사이에 장착되어, 트렌치로부터 나온 토양 및 파쇄된 바위 잔해를 포함한 굴삭 슬러리(excavation slurry)를 흡인한다. 상기 펌핑 유입 수단(7)에 연결되고 상기 프레임(3)의 하단 부분에 장착된 펌프(9)도 도시되어 있는바, 상기 펌프(9)는 토양 및 파쇄된 바위 잔해를 포함하는 굴삭 슬러리를 호스(10)를 통하여 표면으로 운반한다.

(도 5를 참조하면) 상기 하이드로밀 시스템(1)의 폭(C)은, 굴삭될 트렌치의 폭에 따라 상이한 값들을 취할 수 있다. 전형적으로 상기 폭(C)은 0.6m, 0.8m, 1.0m, 1.2m 또는 1.5m일 수 있으나, 물론 다른 값들도 똑같이 가능하다. 따라서 상기 휠들(4)의 폭은 상이한 폭들의 트렌치들에 대하여 달라지도록 설계될 수 있다. 절삭 요소들(cutting elements)이 장착된 드럼들의 외부 단면 직경(outer cross-sectional diameter)은 일반적으로 0.6m 내지 1.2m 범위 내에 있다.

도면들에 도시된 바와 같이 상기 휠들(4)의 기본 요소는 원통형 요소인 드럼(5)이고, 상기 드럼들(5)의 외부 주변부(outer periphery)에는, 도시된 예시에서 단일 원반 절삭공구들(11)인 절삭 요소들이 설치되는바, 각각의 단일 원반 절삭공구는 회전가능한 단일 절삭 원반(11)을 포함하게 된다. 달리 말하자면, 상기 드럼들의 주변 표면 또는 원주 표면 상에 상기 단일 원반 절삭공구들(11)이 장착되는바, 여기에서 상기 주변 표면은 상기 휠 또는 드럼의 회전축(A, B)에 평행한 원통을 한정한다. 이 원반 절삭공구들이 도 2에 더 상세하게 도시된다. 이 단일 원반 절삭공구들(11)은 상기 단일 원반 절삭공구들이 하나의 절삭 원반만을 가지고 많이 가지지 않는다는 점에서, 예를 들어 이중 또는 삼중 원반 절삭공구들과는 상이하다. 도시된 예시에서 각각의 드럼(5)에는 11개의 단일 원반 절삭공구들(11)이 설치된다. 이 원반 절삭공구들의 직경은 바람직하게는 10cm 내지 35cm 사이이며, 이 예시에서 이 절삭 원반들은 원형이다. 몇몇 실시례에서 이 원반들의 직경은 15 내지 30cm 사이이고, 상기 드럼 상의 각각의 절삭 원반에 대하여 예컨대 실질적으로 25cm일 수 있다. 따라서 그 원반들은 그 작은 직경으로 인하여 소형-원반 절삭공구들(11)이라고 불릴 수 있다. 도시된 예시에서 이 원반 절삭공구들(11)은 주된 지지 요소 또는 하우징(13) 내측에 부분적으로 장착되는바, 상기 주된 지지 요소 또는 하우징(13)의 적어도 하나의 측면은 개방되어, 바위를 절삭하기 위하여 상기 원반들(11)로 하여금 바위와 접촉하게 될 수 있게 한다. 상기 주된 지지 요소(13)의 측방향 측면들(lateral sides)에는 측방향 지지 요소들(15)이 구비되는바, 상기 측방향 지지 요소들(15)은, 상기 원반들(11)이 바위와 접촉하고 있는 때에 자유로이 회전할 수 있게 되는 동시에 상기 원반들(11)이 제자리에 고정될 수 있게 한다. 적어도 상기 주된 지지 요소들(15)은 상기 드럼(5)과 일체형(integral)으로 되거나 단일체(monolithic)일 수 있다.

상기 원반 절삭공구들(11) 중 몇몇은, 이 원반 절삭공구들이 상기 드럼(5)의 원주 표면에 대하여 90도 각도를 형성하도록 상기 드럼(5)의 원주 표면 상에 장착된다. 달리 말하자면 단일 절삭 원반들의 회전축은 상기 드럼들(5) 또는 휠들(4)의 회전축에 평행하다. 그러나 도시된 예시에서, 그리고 도 5에 도시된 바와 같이 각각의 휠(4)에는 2개의 원반 절삭공구들이 구비되는바, 상기 2개의 원반 절삭공구들은 상기 드럼(4)의 원주 표면에 대하여 경사(inclined)진다. 이 예시에서 그 각도는 약 45도이다. 그러나, 예를 들어 30 내지 60도 사이의 각도들도 똑같이 가능할 수 있고, 각각의 드럼(4) 상의 경사진 이 원반 절삭공구들의 수는 2개에 한정되지 않는바, 예를 들어 그렇게 각진 원반 절삭공구들이 2개를 초과하게 요구될 수 있다. 절삭공구 휠 표면에 대하여 각진 원반 절삭공구들(11)을 가지는 것에는 상기 휠(4)의 전체 폭에 대하여 효율적으로 굴삭이 이루어질 수 있다는 장점이 있다. 도 5에 더 도시된 바와 같이, 이 경사진 혹은 각진 원반 절삭공구들(11)은, 상기 절삭공구 휠(4)의 측방향 측면 각각이 적어도 하나의 각진 원반 절삭공구(11)를 구비하도록 구성된다. 상기 원반 절삭공구들(11)은 강철 또는 임의의 다른 경성의 재료로 만들어질 수 있다. 상기 원반 절삭공구들(11)의 절삭날은, 굴삭 중에 바위와 접촉하게 되도록 구성된 훨씬 더 강한 재료로 만들어질 수 있다. 따라서 마모 또는 파괴(abrasion or breakages)에 더 잘 저항할 것이 요구된다면, 유리하게 상기 절삭날의 재료는 상기 절삭 원반 자체의 재료와는 상이할 수 있다. 모재(parent material)로서 (예를 들어) 다양한 상이한 등급들 및 화학적 조성의 강철이 있으며, 또한 적용될 수 있는 다양한 처리법들{플라스마 코팅, 질화(nitriding), 열처리, 다이아몬드 함침(diamond impregnation), 표면 경화(hard facing), 카바이드의 함유(inclusion of carbide) 등등}도 있다. 따라서 상기 절삭날 상에 더 강한 재료의 코팅이 있을 수 있으며, 또는 이 절삭날이 상기 원반의 중심 부분과 함께 다소 접합/융합(bonded / fused) 등등이 될 수도 있다. 도면들에 도시된 바와 같이 상기 휠들(4)에는 다른 유형의 롤러들, 다시 말해 버튼 비트 롤러들(17)이 설치될 수도 있다. 이 예시에서 각각의 휠(4)은 4개의 버튼 비트 롤러들(17)을 포함하고, 이 버튼 비트 롤러들(17)의 회전축은 상기 휠(4)의 회전축에 대하여 90도의 각도를 형성한다. 이 버튼 비트 롤러들(17)은 드럼 주변부의 트렌치를 면한 측면(trench facing side) 상에 장착됨으로써, 상기 버튼 비트 롤러들(17)이 상기 트렌치의 수직 벽과 접촉하게 되어 상기 시스템 또는 상기 휠들(4)을 측방향으로 안정화시킬 수 있다. 반드시 이 버튼 비트 롤러들(17)이 임의의 굴삭을 수행하도록 설계될 필요는 없다.

상기 드럼들(5)에는 상기 드럼들(5)의 주변부 상에 클리닝 수단(19)도 설치되는바, 그 클리닝 수단(19)은 예컨대 파쇄된 바위를 상기 펌핑 유입 수단(7)을 향하여 쓸도록(wipe) 구성된 브러시들(brushes)과 같은 것이다. 이 예시에서 3개의 클리닝 수단들(19)이 각각의 드럼(5) 상에 장착된다. 도 4를 참조하면, 작동 중에 좌측에 도시된 휠은 축(A)을 중심으로 반시계 방향으로 회전하는 반면, 우측의 휠은 축(B)을 중심으로 시계방향으로 회전하므로, 파쇄된 바위가 상기 펌핑 유입 수단(7)을 향하여 효율적으로 운반될 수 있음이 보장된다. 그런데 상기 휠들(4)은 다른 회전 방향으로 바꾸는 기능도 가진다. 예를 들어 굴삭시에 바위의 큰 단편 또는 다른 장애물이 좌측의 휠(축 A)과 우측의 휠(축 B) 사이에서 상기 흡인 박스(7) 아래에 걸리게 되면, "보통의" 방향과는 다른 반대 방향으로 그 휠들을 회전시킴으로써 그 휠들의 차단을 해제(unblock)하고 그 장애물을 다시 떨어뜨리는 것이 가능하다.

도면들에 도시된 원반 절삭공구들(11)은, 상기 휠(4)의 수직 트렌치 벽을 면한 측으로부터의 거리가 각각의 원반 절삭공구(11)에 대하여 상이하도록 드럼 주변부 상에 장착된다. 발견된 바에 의하면, 원반 자국들의 간격, 다시 말하자면 절삭공구 휠 축(A, B) 상의 상기 원반의 돌출부의 간격은 바람직하게 원반 직경의 5% 내지 70%이며, 혹은 상기 원반 자국들의 {축(A, B)의 방향으로의} 측방향 간격보다 직접적으로 길이의 관점에서 표현된다면 바람직하게 10mm 내지 70mm이며, 몇몇 실시례들에서 10 내지 40mm이다. 이 구성으로써, 예를 들어 약 150 N/mm²와 같은 극한 압축 강도(ultimate compressive strength)를 가지고 8 N/mm² 쯤 되는 인장 강도를 가지는 전형적인 화강암에 대하여, 상기 원반 절삭공구들(11)에 의해 생성된 바위 상의 균열들(cracks)은, 여전히 이어진다(still join). 예를 들어 원반 직경이 약 125mm라면, 약 55mm 이하인 원반들의 간격으로써 굴삭 중에 그 균열들은 여전히 이어진다. 도시된 예시에서 상기 원반 절삭공구들은 상기 드럼(4)의 측방향 측면으로부터 보았을 때 상기 드럼들(4) 상에 고르게 분포되는바, 달리 말하자면 드럼 축(A, B)의 방향으로부터 보았을 때 상기 원반 절삭공구들(11) 사이의 각도 간격은 상기 휠(4)의 전체 둘레에서 동일하다. 그러나 그 각도 간격이 동일해야 하는 것은 아니다. 또한 이 예시에서 바위 상의 원반 자국들의 간격이 일정한바; 달리 말하자면 2개의 연속된 자국들 사이의 거리는 동일한 값을 가진다. 그러나 때때로 {버튼 비트 롤러들 또는 안정 장치(stabilisers; 17)가 있는} 트렌치를 면한 측을 향하여 더 작은 간격이 요구된다. 달리 말하자면, 일정해야 하는 것은 아닌 것이다. 예를 들어 특정 개수의 원반 절삭공구들에 대해서, 예컨대 상기 드럼의 중앙에 있는 원반 절삭공구들에 대해서 그 간격은 일정할 수 있는 반면, 상기 드럼의 가장자리를 향하여는 하나의 원반 절삭공구로부터 다른 원반 절삭공구까지의 간격이 일정하지 않을 수 있다. 예를 들어 19개의 원반 절삭공구들이 구비된 휠의 경우에는 상기 드럼의 중심에서는 13개의 똑같은 간격으로 된 원반 절삭공구들이 있을 수 있는 반면, 드럼의 양 가장자리를 향하여 나머지 원반 절삭공구들은 하나의 원반으로부터 다른 원반까지 일정하지 않은 간격을 가질 수 있다. 이는, 상기 드럼(5)의 그 측면 상에 하나 초과의 각진 원반이 구비되는 것이 필수적일 수 있는 이유이기도 하다.

1m 폭의 지하연속벽을 건설하기 위하여, 휠 조립체(wheel assembly; 4) 위에 44개의 원반 절삭공구들(11)의 레이아웃(layout)이 구비되는 것으로 설명되었다. 설명된 예시에서 상기 조립체(4)는 상기 버튼 비트 롤러들(17) 및 상기 클리닝 수단(19)과 같은 다른 요소들도 구비한 것으로 설명되었다. 그 구성에서 상기 절삭공구 휠 축(A, B) 상의 원반 돌출부 간격은 약 46mm이다. 그 절삭공구 시스템(1)의 총 중량은 약 45톤(ton)이다. 임의의 주어진 시각에 바닥에 있는 원반들(11)만이 바위와 접촉한다. 그 구성으로는 원반 당 약 3.5 내지 4.5톤(tonnes)의 힘이 얻어질 수 있는바, 이는 바위를 파쇄하기에 충분하다. 그러나 위에서 설명된 예시로부터 여러모로 벗어나는 것도 가능하다. 예를 들어 각각의 절삭공구 휠 상에 11개의 원반 절삭공구들이 구비되는 것 대신에 그 원반 절삭공구들의 수가 각각의 휠에 대하여 8 내지 30개 사이일 수 있으며, 몇몇 특정 실시례에서 이 수는 예컨대 19 또는 21일 수 있다. 게다가 원반 직경은 위에서 설명된 값들과는 상이한 값들을 가질 수 있다. 각각의 원반에 대하여 충분한 파쇄력 또는 파쇄 압력이 있도록, 원반 직경이 더 커질수록 더 적은 원반들이 이용될 것이며, 또는 절삭날이 더 좁아질 것이다. 우리는 다음의 방식으로 드럼의 폭과 원반들의 수 사이를 연계시킬 수도 있다. 절삭공구 휠 당 원반들의 수는 바람직하게는 미터로 표현된 드럼의 폭의 15 내지 55배 사이이며, 몇몇 특정 해결법들에서 절삭공구 휠 당 원반들의 수는 미터로 표현된 드럼의 폭의 30 내지 50배 사이이다.

본 발명이 도면들 및 전술한 설명에서 상세하게 도시되고 설명되었지만, 그러한 도시 및 설명은 한정적인 것이 아니며 설명적이고 예시적인 것으로 여겨져야 하는바, 본 발명은 개시된 실시례들에 한정되지 않는다. 도면들, 본 개시서 및 첨부된 청구항들의 습득에 기초하여, 청구된 본 발명이 수행될 때에, 본 발명 기술분야의 통상의 기술자에 의해 다른 실시례들 및 변형례들이 이해되고, 달성될 수 있다.

청구항들에서 "포함하는"이라는 단어는 다른 요소들 또는 단계들을 배제하지 않으며, 부정관사인 "하나의(a)" 또는 "일(an)"은 복수개를 배제하지 않는다. 단지 상이한 특징들이 서로 다른 종속항들에 기재되었다는 사실이 이 특징들의 조합이 유리하게 이용될 수 없다는 점을 나타내지 않는다. 청구항들에서의 임의의 참조 부호들이 본 발명의 보호범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 아니된다.

Claims (15)

1. 단단한 바위 내에 트렌치를 굴삭하기 위한 하이드로밀 휠(hydromill wheel; 4)로서, 상기 하이드로밀 휠(4)은:
   ● 축(A, B)을 중심으로 회전하도록 구성된 드럼(5); 및
   ● 상기 드럼(5)의 주변부 상에 장착(mount)된 복수개의 단일 원반 절삭공구들(single disc cutters; 11);을 포함하며,
   상기 단일 원반 절삭공구(11)에는, 굴삭 중에 바위와 접촉하게 되고 상기 바위를 파쇄(crush) 또는 절삭(cut)하도록 구성되는 회전가능한 단일 절삭 원반(rotatable single cutting disc; 11)이 구비되고, 상기 절삭 원반들(11) 중 적어도 몇몇 절삭 원반의, 드럼 축(A, B) 상의 돌출부들(projections)의 간격(spacing)은 상기 절삭 원반의 직경의 5% 내지 70%인, 하이드로밀 휠.
2. 제1항에 있어서, 상기 절삭 원반들(11) 중 적어도 몇몇의 직경은 10cm 내지 35cm 사이인, 하이드로밀 휠.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 절삭 원반들(11) 중 적어도 몇몇의 회전축은 상기 드럼(5)의 회전축(A, B)에 실질적으로 평행한, 하이드로밀 휠.
4. 전기한 항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절삭 원반들(11) 중 적어도 몇몇의 회전축은 상기 드럼(5)의 회전축(A, B)에 평행하지 않은, 하이드로밀 휠.
5. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 절삭 원반들(11) 중 적어도 몇몇의 회전축과 상기 드럼(5)의 회전축(A, B) 사이의 각도는 30 내지 60도 사이인, 하이드로밀 휠.
6. 제5항에 있어서, 상기 드럼(5)의 주변 표면(peripheral surface) 상의 대향되는 에지들에서 적어도 하나의 원반 절삭공구가 장착되도록, 상기 드럼(5)의 회전축(A, B)에 대하여 평행하지 않은 회전축을 가지는 절삭 원반들(11)이 상기 드럼(5) 상에 장착되는, 하이드로밀 휠.
7. 전기한 항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 드럼(5) 상에 장착된 단일 원반 절삭공구들(11)의 수는 8 내지 30 사이인, 하이드로밀 휠.
8. 전기한 항들 중 어느 한 항에 있어서, 드럼 축(A, B)의 방향으로부터 보았을 때 2개의 연속된 단일 원반 절삭공구들(11) 사이의 각도 간격(angular spacing)은 다른 2개의 연속된 단일 원반 절삭공구들(11) 사이의 각도 간격과 같은, 하이드로밀 휠.
9. 전기한 항들 중 어느 한 항에 있어서, 드럼 축(A, B)의 방향으로부터 보았을 때 임의의 2개의 연속된 단일 원반 절삭공구들(11) 사이의 각도 간격이 일정한, 하이드로밀 휠.
10. 전기한 항들 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 버튼 비트 롤러(17)의 회전축이 상기 드럼(5)의 회전축(A, B)에 대하여 실질적으로 90도의 각도를 가지도록 상기 적어도 하나의 버튼 비트 롤러(button bit roller; 17)가 상기 드럼(5)의 주변부 상에 더 장착되는, 하이드로밀 휠.
11. 전기한 항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절삭 원반들(11)의, 드럼 축(A, B) 상의 돌출부들(projections)의 간격은, 상기 드럼(5)의 트렌치를 면한 측(trench facing side)을 향하여 더 작아지는, 하이드로밀 휠.
12. 전기한 항들 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 클리닝 수단(cleaning means; 19)이 상기 드럼(5)의 주변부 상에 더 장착되는, 하이드로밀 휠.
13. 전기한 항들 중 어느 한 항에 있어서, 바위와 접촉하도록 구성된 상기 절삭 원반들(11)의 절삭날(cutting edge)은 상기 절삭 원반의 나머지 부분들보다 더한 경성의(harder) 재료로 만들어지는, 하이드로밀 휠.
14. 전기한 항들 중 어느 한 항에 따른 하이드로밀 휠(4)을 포함하는 하이드로밀로서, 상기 하이드로밀은 프레임(frame; 3)을 더 포함하고, 상기 프레임(3)의 일단부에서 상기 하이드로밀 휠(4)이 장착되며, 상기 하이드로밀은 2개의 쌍으로 배치된 4개의 하이드로밀 휠들(4)을 포함하되, 제1 쌍의 하이드로밀 휠들(4) 각각은 제1 회전축(A)을 가지는 반면 제2 쌍의 하이드로밀 휠들(4) 각각은 제2 회전축(B)을 가지고, 상기 제1 회전축(A)과 상기 제2 회전축(B)은 상이한, 하이드로밀.
15. 단일 원반 절삭공구들(11)이 설치된 적어도 하나의 드럼(5)을 구비한 하이드로밀(1)의 이용으로써 바위에 트렌치를 굴삭하는 방법으로서, 상기 굴삭 방법은:
    ● 엔진에 의하여 상기 드럼(5)을 상기 드럼의 축(A, B)을 중심으로 회전시킴;
    ● 상기 드럼(5)의 주변부 상에 장착된 복수개의 단일 원반 절삭공구들(11)로서, 상기 단일 원반 절삭공구(11)에는 회전가능한 단일 절삭 원반(11)이 구비되는 상기 복수개의 단일 원반 절삭공구들을 바위와 접촉하도록 배치시킴; 및
    ● 상기 드럼(5)을 바위 안으로 낮추는 동안에 상기 단일 원반 절삭공구들(11)이 바위를 굴삭하기 위하여 바위 내에 파단부들(fractures)을 생성함;을 포함하며, 적어도 몇몇 연속된 파단부들의 간격은 10mm 내지 70mm인, 굴삭 방법.

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