KR20160029458A - 막힘방지 기능을 갖는 펌프식 준설장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 준설선에 설치되어 하천이나 해양의 바닥층을 커터로 굴착하면서 굴착된 준설토를 상기 준설선으로 펌핑하는 펌프식 준설장치에 관한 것으로, 상기 준설선에 설치되어 임펠러의 회전을 통해 흡입력을 제공하는 고압펌프; 상기 고압펌프에 연결되어 상기 임펠러의 샤프트를 수용하면서 수중으로 연장되는 관체형의 샤프트하우징; 상기 샤프트하우징에 소통가능하게 연결된 상태로 상기 바닥층으로 연장되어 상기 커터와 연결되면서 준설토를 흡입하는 흡입관; 및 상기 샤프트하우징의 내부에 와류를 제공하거나 상기 임펠러의 샤프트에 견인력을 제공하면서 준설토에 포함된 사석에 의한 상기 샤프트하우징의 막힘을 방지하는 막힘방지부;를 포함한다.

Description

막힘방지 기능을 갖는 펌프식 준설장치{PUMP TYPE DREDGING APPARATUS WITH PREVENTION FUNCTION OF BLOCKING}

본 발명은 펌프식 준설장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하천이나 해양의 바닥면의 준설토를 펌프식으로 흡입하여 준설선으로 이송하면서 준설토에 포함된 사석에 의한 막힘을 방지할 수 있는 막힘방지 기능을 갖는 펌프식 준설장치에 관한 것이다.

일반적으로 준설선은 하천이나 해양, 댐, 저수지 등의 수역에서 바닥면의 뻘이나 모래 등을 퍼올려 해당 수역의 수심을 증가시키거나 물막이 공사 등으로 해당 수역에 투입된 토사를 제거하는 목적으로 사용되고 있다.

이러한 준설선은 준설방법에 따라 디퍼 준설선, 그래브 준설선, 래더 준설선, 펌프식 준설선 등이 있다.

여기서, 디퍼 준설선(dipper dredger)은 동력으로 작동되는 강력한 셔블을 가지고 물밑 바닥을 파올리는 것으로, 바닥의 토질이 까다로운 바위가 아니면 어떤 것이라도 준설할 수 있다. 또한, 그래브 준설선(grab dredger)은 그래브 버킷을 줄에 매달아 그래브를 벌린 채 물밑 바닥에 떨어뜨려 흙 ·모래 ·자갈 등을 퍼서 들어올리는 것으로, 깊이에 제한을 받지 않으며, 저질이 흙 ·모래일 때 사용한다. 또한, 래더 준설선(ladder dredger)은 상향식 에스컬레이터와 같이 사다리를 물밑까지 내리고 체인으로 연결된 많은 버킷들이 사다리 주위를 무한궤도로 돌게 하면, 빈 버킷이 사다리의 뒷면을 타고 내려와 바닥의 흙 ·모래 등을 긁어 담아서 사다리의 앞면을 타고 올라간 후 최정점을 지나 내려오는 순간 이들을 활강로에 쏟으면 자연히 끌어올린 진흙 ·모래 ·자갈 등이 선창으로 미끄러져 들어가서 모인다.

그리고, 펌프식 준설선은 흡입식 준설선이라고도 하는 것으로, 원심력 펌프로 물밑 바닥의 진흙 ·모래 ·자갈 등을 물과 함께 준설선으로 퍼올리고, 배사관을 통해 사토장으로 이송시킨다. 이러한 펌프식 준설선은 준설과 매립을 동시에 할 수 있고 공정이 연속적이면서 준설능력이 크기 때문에 많이 사용되고 있다.

여기서, 펌프식 준설선은 흡입구의 끝에 커터를 설치하여 커터의 회전으로 바닥면의 토질을 빨려들어오기 쉽도록 흩뜨려 준설한다.

그런데, 기존의 펌프식 준설선은 흡입력을 제공하는 임펠러의 샤프트에 준설토에 포함된 사석들이 끼면서 임펠러의 작동이 멈추거나 나아가 샤프트가 파손되는 경우가 발생하는 문제점이 있다.

예컨대, 물막이 공사에는 다량의 큰 돌들이 투입되기 때문에 공사 중 분쇄되는 사석이 발생할 수 밖에 없어서 사석들이 준설토와 함께 흡입된다.

상기와 같이 임펠러의 샤프트에 사석이 끼일 경우에는 좁은 공간에 작업자가 직접 내려가서 꺼내야 하기 때문에 제거작업에 상당한 시간이 소요됨은 물론 작업자가 안전사고의 위험에 노출되는 문제점이 있다.

한편, 대한민국 등록특허공보 제10-0650111호의 준설장치를 살펴보면, 바닥면을 굴착하는 흡입기에 스크린망이 구성되어 있어서 사석의 유입을 필터링하고 있으나 길쭉한 형상의 사석이 스크린망을 통해 유입될 경우에는 흡입관이 사석에 의해 막히게 되는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-0650111호

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로, 임펠러의 샤프트가 수용된 샤프트하우징의 내부에 와류를 형성하거나 샤프트에 견인력을 제공하여 준설토에 포함된 사석을 적체없이 이송시킴으로써 샤프트하우징의 막힘을 방지할 수 있는 펌프식 준설장치를 제공하는 것이 그 목적이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 막힘방지 기능을 갖는 펌프식 준설장치는, 준설선에 설치되어 하천이나 해양의 바닥층을 커터로 굴착하면서 굴착된 준설토를 상기 준설선으로 펌핑하는 펌프식 준설장치로서, 상기 준설선에 설치되어 임펠러의 회전을 통해 흡입력을 제공하는 고압펌프; 상기 고압펌프에 연결되어 상기 임펠러의 샤프트를 수용하면서 수중으로 연장되는 관체형의 샤프트하우징; 상기 샤프트하우징에 소통가능하게 연결된 상태로 상기 바닥층으로 연장되어 상기 커터와 연결되면서 준설토를 흡입하는 흡입관; 및 상기 샤프트하우징의 내부에 와류를 제공하거나 상기 임펠러의 샤프트에 견인력을 제공하면서 준설토에 포함된 사석에 의한 상기 샤프트하우징의 막힘을 방지하는 막힘방지부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

예컨대, 상기 막힘방지부는, 상기 샤프트의 길이방향을 따라 나선형으로 돌출되어 상기 샤프트와 함께 회전하면서 상기 샤프트하우징의 내부에 와류를 형성하고, 상기 샤프트하우징으로 유입된 사석을 상기 샤프트의 견인하는 나선돌기;를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 막힘방지부는, 상기 나선돌기와 대면하면서 상기 샤프트하우징의 내주면의 길이방향을 따라 돌기형태를 이루거나 홈형태를 이루고, 나선형으로 형성되어 준설토를 나선형으로 안내하면서 상기 샤프트하우징의 내부에 와류를 형성하는 나선안내부;를 더 포함하여 구성될 수 있다.

이와 달리, 상기 막힘방지부는, 상기 샤프트의 외주면에 끼워진 상태로 고정되거나 유동가능하게 설치되고, 상기 샤프트하우징으로 유입된 준설토를 나선형으로 안내하면서 상기 샤프트하우징의 내부에 와류를 형성하는 코일스프링;을 포함하여 구성될 수도 있다.

여기서, 상기 코일스프링은, 상기 샤프트하우징의 입구 측에서 출구 측으로 갈수록 코일의 내경이 점점 작아지도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 코일스프링은, 상기 샤프트하우징의 입구 측에서 출구 측으로 갈수록 코일의 간격이 점점 좁아지도록 구성될 수 있다.

상기와 같은 해결수단에 의한 본 발명의 막힘방지 기능을 갖는 펌프식 준설장치에 의하면, 막힘방지부를 구성하는 나선돌기나 나선안내부 또는 코일스프링에 의해 샤프트하우징의 내부에 와류가 형성됨에 따라 샤프트하우징으로 물과 함께 유입된 사석과 준설토가 샤프트하우징에 적체됨이 없이 와류에 의해 이송되므로 샤프트하우징의 막힘이 방지될 수 있으며, 이에 따라 임펠러 샤프트의 고장이나 파손이 예방되고 샤프트의 수리에 의한 시간 및 비용이 절감될 수 있다.

또한, 나선돌기가 샤프트와 함께 회전하면서 준설토에 포함된 사석을 견인하므로 사석이 샤프트에 끼어 걸리거나 샤프트하우징의 내부에 적체되지 않는다.

또한, 코일스프링이 샤프트하우징의 입구 측에서 출구 측으로 갈수록 코일의 내경이나 간격이 좁아짐에 따라 준설토의 와류속도가 점점 증가하므로 준설토나 사석이 더욱 원활하게 이송될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 막힘방지 기능을 갖는 펌프식 준설장치를 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 막힘방지부의 일 실시예를 나타내는 종단면도.
도 3은 본 발명에 따른 막힘방지부의 다른 실시예를 나타내는 종단면도.
도 4는 도 3에 도시된 코일스프링의 다른 실시예를 나타내는 정면도.
도 5는 도 3에 도시된 코일스프링의 또 다른 실시예를 나타내는 정면도.

이하에서 첨부 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대해서 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지의 범용적인 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 발명에 따른 막힘방지 기능을 갖는 펌프식 준설장치는 도 1에 도시된 바와 같이 준설선(1)에 설치된 상태로 커터(2)를 통해 하천이나 해양의 바닥층을 굴착하면서 굴착된 준설토를 준설선(1)으로 이송시키는 장치로서, 고압펌프(100), 샤프트하우징(200), 흡입관(300) 및 막힘방지부(400)를 포함하여 구성될 수 있다.

고압펌프(100)는 준설토롤 흡입하기 위한 흡입력을 제공하는 것으로 도 1에 도시된 바와 같이 준설선(1)에 설치되며, 임펠러(110)를 회전시키면서 후술되는 샤프트하우징(200) 및 흡입관(300)에 흡입력을 제공한다.

이러한 고압펌프(100)는 준설용량에 부합되는 출력을 가지면서 준설토를 준설선으로 이송할 수 있다.

샤프트하우징(200)은 임펠러(110)의 샤프트(120)를 수용하면서 준설토의 이송경로를 제공하는 구성요소이다.

이러한 샤프트하우징(200)은 도 1에 도시된 바와 같이 관체형으로 형성되어 고압펌프(100)에 연결되면서 수중으로 연장되며, 임펠러(110)의 샤프트(120)를 회전가능하게 수용한다.

흡입관(300)은 커터(2)에 의해 굴착된 준설토를 흡입하여 샤프트하우징(200)으로 이송시키는 구성요소로서, 도 1에 도시된 바와 같이 일단부가 샤프트하우징(200)에 소통가능하게 연결되고 타단부가 바닥층으로 연장되면서 커터(2)에 소통가능하게 연결된다.

이러한 흡입관(300)은 플랙시블한 소재로 구성되어 바닥층에 따라 유동성을 가질 수 있으며, 이와 달리 금속관체로 구성될 수도 있다.

여기서, 커터(2)는 별도의 구동장치를 통해 작동하면서 바닥층의 준설토를 흡입가능하도록 굴착할 수 있으며, 스크린망체가 구비되어 부피가 큰 사석을 필터링할 수 있다.

이러한 커터(2)는 본 발명이 속하는 분야에 알려진 임의의 구성이 적용될 수 있다.

막힘방지부(400)는 전술한 샤프트하우징(200)이 준설토에 포함된 사석 등에 의해 막히는 것을 방지하기 위한 구성요소로서, 샤프트하우징(200)의 내부에 와류를 형성하여 물과 함께 유입된 준설토나 사석을 와류를 통해 이송시키거나 샤프트하우징(200)에 견인력을 제공하여 사석을 견인하면서 이송시킴으로써 샤프트하우징(200)의 막힘을 방지하는 구성요소이다.

예컨대, 막힘방지부(400)는 도 2에 도시된 바와 같이 나선돌기(410)를 포함하여 구성될 수 있다.

나선돌기(410)는 도 2에 도시된 바와 같이 임펠러(110)의 샤프트(120)와 동일체를 이루면서 샤프트(120)의 길이방향을 따라 나선형태로 돌출되어 샤프트(120)와 함께 회전한다.

이러한 나선돌기(410)는 샤프트(120)와 함께 회전하면서 샤프트하우징(200)의 내부에 와류를 일으켜서 준설토를 사석과 함께 원활하게 이송시키는 동시에, 샤프트(120)의 회전을 통해 사석을 견인하면서 준설토를 이송시킨다.

즉, 흡입관(300)을 통해 샤프트하우징(200)으로 유입된 준설토와 사석은 나선돌기(410)의 회전에 의한 와류 및 견인력을 통해 이송됨에 따라 샤프트하우징(200)의 내부에 걸리거나 막힘이 없이 원활하게 준설선(1)으로 이송될 수 있다.

막힘방지부(400)는 도 2에 도시된 바와 같이 나선안내부(420)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

나선안내부(420)는 도시된 바와 같이 나선돌기(410)와 대면한 상태로 샤프트하우징(200)의 내주면에 홈형태 또는 돌기형태를 이루면서 나선형으로 형성되어 나선돌기(410)와 함께 샤프트하우징(200)의 내부에 와류를 형성한다.

즉, 나선안내부(420)는 샤프트하우징(200)으로 유입된 준설토와 사석을 나선형으로 안내하면서 와류를 일으킴으로써 준설토와 사석을 원활하게 준설선(1)으로 이송시킨다.

한편, 막힘방지부(400)는 전술한 바와 달리 도 3에 도시된 바와 같이 코일스프링(430)을 포함하여 구성될 수도 있다.

코일스프링(430)은 샤프트하우징(200)으로 이송되는 준설토와 사석을 간섭하면서 나선형으로 안내하여 샤프트하우징(200)의 내부에 와류를 일으키는 구성요소이다.

이러한 코일스프링(430)은 도 3에 도시된 바와 같이 샤프트(120)의 외주면에 끼워진 상태로 고정설치되어 샤프트(120)와 함께 회전하면서 준설토와 사석에 와류를 일으킬 수 있으며, 이와 달리 샤프트(120)에 끼워진 상태로 유동하면서 주설토와 사석을 나선형으로 안내할 수도 있다.

여기서, 코일스프링(430)은 도 4에 도시된 바와 같이 코일의 내경이 점점 좁아지는 형태로 구성될 수 있다.

즉, 코일스프링(430)은 도시된 바와 같이 샤프트하우징(200)의 입구 측에서 출구측으로 갈수록 코일의 내경(D)이 점점 작아지는 형태로 구성되어 준설토와 사석을 안내하면서 와류시킨다.

이에 따라, 준설토와 사석은 코일스프링(430)을 따라 회전하면서 코일의 내경(D)이 점점 좁아짐에 따라 점점 빠른 속도로 와류를 일으키면서 이송되어 샤프트하우징(200)의 내부에 걸림이나 막힘이 없이 원활하게 이송될 수 있다.

또한, 코일스프링(430)은 도 5에 도시된 바와 같이 코일의 간격이 점점 좁아지는 형태로 구성될 수도 있다.

즉, 코일스프링(430)은 도시된 바와 같이 샤프트하우징(200)의 입구 측에서 출구측으로 갈수록 코일의 간격(W)이 점점 좁아지는 형태로 구성되어 준설토와 사석을 안내하면서 와류시킨다.

이에 따라, 준설토와 사석은 코일스프링(430)을 따라 회전하면서 코일의 간격(W)이 점점 좁아짐에 따라 점점 빠른 속도로 와류를 일으키면서 이송되어 샤프트하우징(200)의 내부에 걸림이나 막힘이 없이 원활하게 이송될 수 있다.

상기와 같은 구성요소를 포함하는 본 발명의 작동 및 작용을 설명한다.

작업자는 커터(2)와 흡입관(300)을 하천이나 해양의 바닥층으로 내린 후, 커터(2)를 작동시켜서 바닥층을 굴착하면서 고압펌프(100)를 작동시켜서 준설토를 흡입관(300)으로 유입시킨다.

이에 따라, 바닥층의 준설토는 흡입관(300)을 통해 유입되어 샤프트하우징(200)으로 이송된다.

이때, 샤프트하우징(200)은 샤프트(120)와 함께 회전하는 나선돌기(410) 및 나선안내부(420)나 코일스프링(430)에 의해 내부에 와류가 형성됨에 따라 준설토를 원활하게 준설선으로 이송시킨다.

또한, 준설토에 포함된 사석은 샤프트하우징(200) 내부에 형성된 와류에 의해 이송되면서 나선돌기(410)에 의해 견인됨에 따라 샤프트(120)에 걸리거나 샤프트하우징(200) 내부에 적체됨이 없이 준설선으로 이송된다.

그리고, 준설선(1)으로 이송된 준설토는 배사관(3)을 통해 지상의 매립장으로 이송되거나 준설선(1)에 적재된 상태로 이송된다.

이상과 같이 본 발명의 막힘방지 기능을 갖는 펌프식 준설장치는, 막힘방지부(400)를 구성하는 나선돌기(410)나 나선안내부(420) 또는 코일스프링(430)에 의해 샤프트하우징(200)의 내부에 와류가 형성됨에 따라 샤프트하우징(200)으로 물과 함께 유입된 사석과 준설토가 샤프트하우징(200)에 적체됨이 없이 와류에 의해 이송되므로 샤프트하우징(200)의 막힘이 방지될 수 있으며, 이에 따라 임펠러 샤프트(120)의 고장이나 파손이 예방되고 샤프트(120)의 수리에 의한 시간 및 비용이 절감될 수 있다.

또한, 나선돌기(410)가 샤프트(120)와 함께 회전하면서 준설토에 포함된 사석을 견인하므로 사석이 샤프트(120)에 끼어 걸리거나 샤프트하우징(200)의 내부에 적체되지 않는다.

또한, 코일스프링(430)이 샤프트하우징(200)의 입구 측에서 출구 측으로 갈수록 코일의 내경(D)이나 간격(W)이 좁아짐에 따라 준설토의 와류속도가 점점 증가하므로 준설토나 사석이 더욱 원활하게 이송될 수 있다.

이상에서 본 발명의 구체적인 실시예를 예로 들어 설명하였으나, 이들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명의 보호 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.

1 : 준설선 2 : 커터
3 : 배사관 100 : 고압펌프
110 : 임펠러 120 : 샤프트
200 : 샤프트하우징 300 : 흡입관
400 : 막힘방지부 410 : 나선돌기
420 : 나선안내부 430 : 코일스프링

Claims (6)

1. 준설선에 설치되어 하천이나 해양의 바닥층을 커터로 굴착하면서 굴착된 준설토를 상기 준설선으로 펌핑하는 펌프식 준설장치로서,
   상기 준설선에 설치되어 임펠러의 회전을 통해 흡입력을 제공하는 고압펌프;
   상기 고압펌프에 연결되어 상기 임펠러의 샤프트를 수용하면서 수중으로 연장되는 관체형의 샤프트하우징;
   상기 샤프트하우징에 소통가능하게 연결된 상태로 상기 바닥층으로 연장되어 상기 커터와 연결되면서 준설토를 흡입하는 흡입관; 및
   상기 샤프트하우징의 내부에 와류를 제공하거나 상기 임펠러의 샤프트에 견인력을 제공하면서 준설토에 포함된 사석에 의한 상기 샤프트하우징의 막힘을 방지하는 막힘방지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 펌프식 준설장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 막힘방지부는,
   상기 샤프트의 길이방향을 따라 나선형으로 돌출되어 상기 샤프트와 함께 회전하면서 상기 샤프트하우징의 내부에 와류를 형성하고, 상기 샤프트하우징으로 유입된 사석을 상기 샤프트의 견인하는 나선돌기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 펌프식 준설장치.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 막힘방지부는,
   상기 나선돌기와 대면하면서 상기 샤프트하우징의 내주면의 길이방향을 따라 돌기형태를 이루거나 홈형태를 이루고, 나선형으로 형성되어 준설토를 나선형으로 안내하면서 상기 샤프트하우징의 내부에 와류를 형성하는 나선안내부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 펌프식 준설장치.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 막힘방지부는,
   상기 샤프트의 외주면에 끼워진 상태로 고정되거나 유동가능하게 설치되고, 상기 샤프트하우징으로 유입된 준설토를 나선형으로 안내하면서 상기 샤프트하우징의 내부에 와류를 형성하는 코일스프링;을 포함하는 것을 특징으로 하는 펌프식 준설장치.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 코일스프링은,
   상기 샤프트하우징의 입구 측에서 출구 측으로 갈수록 코일의 내경이 점점 작아지는 것을 특징으로 하는 펌프식 준설장치.
   
6. 청구항 4 또는 청구항 5에 있어서,
   상기 코일스프링은,
   상기 샤프트하우징의 입구 측에서 출구 측으로 갈수록 코일의 간격이 점점 좁아지는 것을 특징으로 하는 펌프식 준설장치.
   

Images