TWI652984B - Impact type high-pressure hydraulic excavation device for forming columnar holes in soil - Google Patents

Abstract

一種對土壤形成柱狀孔穴之衝擊式高壓水力挖掘裝置，包含有：一噴頭，用以連接於一噴管之底端，該噴頭具有一出水口用以噴出強力水射流； 以及一衝擊頭，呈套筒狀而結合於該噴頭，該衝擊頭具有一筒狀身部延伸超出該噴頭末端一預定長度，並將該筒狀身部之開口定義為一出射孔，用以供該強力水射流向外噴出，該筒狀身部末端具有用以接觸並衝擊土壤之一破擊部；該筒狀身部由側面向內設有穿透的至少一鏤空部。利用這些鏤空部來引入含有泥砂的水，並與該強力水射流混合，達到增強沖激力的效果，使挖掘效果更好。

Description

對土壤形成柱狀孔穴之衝擊式高壓水力挖掘裝置

本發明係有關於一種對土壤形成柱狀孔穴之衝擊式高壓水力挖掘裝置。

中華民國I581699號專利，揭露了一種於樹木生育地土壤形成柱狀孔穴之衝擊式高壓水力挖掘裝置，該案於先前技術中已詳細說明土壤為何需要挖出柱狀孔穴，才能使土壤的環境改善，提供大的土壤粒子孔隙、連續性的土壤間隙、深層有效孔隙，進而讓樹木的根系能生長在含氧率及含水率良好的環境，藉以使樹木得以成長。該案並舉出多個先前技術，說明了先前技術以氣壓式、機械式及水壓式的方式來對土壤進行改善，然而，都有些缺失有待改進。

前述中華民國I581699號專利，其技術特徵除了噴管、噴頭之外，主要技術特徵在於具有一衝擊頭，利用衝擊頭前端的破擊部來衝擊土壤，以及利用衝擊頭中心具有的出射孔射出強力水射流來沖激土壤，藉此來形成一可深達土壤硬盤層的柱狀孔穴。此案技術雖然可以達到挖掘柱狀孔穴的目的，然而，其噴出的強力水射流僅是單純的水柱而已，若能在噴出的過程中混入泥砂，將更有助於提升挖掘孔穴的效率。

本發明之主要目的乃在於提供一種對土壤形成柱狀孔穴之衝擊式高壓水力挖掘裝置，其可在沖出強力水射流時由衝擊頭側邊引入泥砂，進一步的與強力水射流混合，使得沖出的強力水射流帶有泥砂，而具有更強的沖激力，進一步的有助於提升挖掘孔穴的效率。

為了達成上述目的，本發明提供一種對土壤形成柱狀孔穴之衝擊式高壓水力挖掘裝置，包含有：一噴頭，用以連接於一噴管之底端，該噴頭具有一出水口用以噴出強力水射流； 以及一衝擊頭，呈套筒狀而結合於該噴頭，該衝擊頭具有一筒狀身部延伸超出該噴頭末端一預定長度，並將該筒狀身部之開口定義為一出射孔，用以供該強力水射流向外噴出，該筒狀身部末端具有用以接觸並衝擊土壤之一破擊部；該筒狀身部由側面向內設有穿透的至少一鏤空部，該至少一鏤空部呈孔狀而周圍封閉。

此外，本發明亦提供另外一種對土壤形成柱狀孔穴之衝擊式高壓水力挖掘裝置，包含有：一噴頭，用以連接於一噴管之底端，該噴頭具有一出水口用以噴出強力水射流； 以及一衝擊頭，呈套筒狀而結合於該噴頭，該衝擊頭具有一筒狀身部延伸超出該噴頭末端一預定長度，並將該筒狀身部之開口定義為一出射孔，用以供該強力水射流向外噴出，該筒狀身部末端具有用以接觸並衝擊土壤之一破擊部；該筒狀身部由側面向內設有穿透的至少一鏤空部，該至少一鏤空部呈長槽狀而由該筒狀身部之側面延伸至末端，且該至少一鏤空部的末端呈開放狀，且該至少一鏤空部的末段口徑係不大於該至少一鏤空部的其他部位口徑。

藉由上述本發明所提供之挖掘裝置，可以藉由這些鏤空部來將砂引入至出射孔內，進一步的與強力水射流混合，使得沖出的強力水射流帶有泥砂，而具有更強的沖激力，進一步的有助於提升挖掘孔穴的效率。

為了詳細說明本發明之技術特點所在，茲舉以下之較佳實施例並配合圖式說明如後，其中，各元件為了表示方便，因此在圖式中並非以實際比例繪製，此合先敘明。

如第1圖至第3圖所示，本發明第一較佳實施例所提供之一種對土壤形成柱狀孔穴之衝擊式高壓水力挖掘裝置10，主要由一噴頭21以及一衝擊頭31所組成，其中：

該噴頭21，用以連接於一噴管11之底端，該噴管連接於一高壓水源12，該噴頭21具有一出水口22，在該高壓水源12提供的水經由該噴管11到達該噴頭21後，即用以噴出強力水射流。該噴頭21具有一結合部24，在實際實施時可以是螺紋。

該衝擊頭31，呈套筒狀而以可拆卸的方式結合於該噴頭21，該衝擊頭31具有一筒狀身部35延伸超出該噴頭21末端一預定長度，並將該筒狀身部35的開口定義為一出射孔36，用以供該強力水射流向外噴出，該筒狀身部35末端具有用以接觸並衝擊土壤之一破擊部37，該破擊部37可以為多種形態的變化，已如I581699號專利所載，於此不再贅述。該衝擊頭31具有一對接部32，在實際實施時可以是螺紋，在螺紋的狀態下，該對接部32與該結合部24以螺接的方式結合而可拆卸，藉以將該衝擊頭31結合於該噴頭21，而前述之螺紋結合的方式僅為舉例，並不限於此種方式。此外，該衝擊頭31的出射孔36的口徑可以設計為大於該出水口22的口徑，藉以方便該強力水射流的噴出。

該筒狀身部35由側面向內設有穿透的複數鏤空部38，各該鏤空部38係呈孔狀而周圍封閉。這些鏤空部38在數量上可以是一個也可以是多個，而以多個的效果較佳，此外，這些鏤空部38可以是圓孔或其他任意形狀的孔形，例如方孔或多邊形孔或不規則形孔。這些鏤空部38主要的作用是讓泥砂可以由外部進入到該出射孔36內。

以上說明了本第一實施例的架構，接下來說明本第一實施例的操作狀態。

請配合第1至3圖來參閱第4圖，在欲對土壤挖掘孔穴時，係將本發明之衝擊頭31置於土壤表面，並開啟該高壓水源12，該噴頭21即會噴出一高壓的強力水射流，並衝擊在土壤表面，此外，使用者亦可以手持該噴管11向下撞擊，使該筒狀身部35末端之破擊部37衝擊土壤，在水流衝擊以軟化土壤以及破擊部37實體衝擊以擊碎硬化土壤的雙重力量作用下，可以很輕易的將土壤表面向下挖掘出一段深度的孔穴91(示於第5圖)，藉此讓該衝擊頭31向下深入至該孔穴91中。

如第5圖所示，在該衝擊頭31進入至該孔穴91達到該複數鏤空部也能進入至該孔穴91中的深度時，藉由該強力水射流由該出射孔36向外衝出的效應，位於該孔穴91中混合著泥砂的水即會經由該複數鏤空部由該衝擊頭31外部進入至該出射孔36內，並與該強力水射流合流後再衝出該出射孔36。藉此，衝出的水即可以混合著泥砂，這種混合著固體物質的水流，比單純液體的水流而言具有更強的沖激力，因此，可以更有效的沖激土壤使其軟化，提升挖掘孔穴91的效率。

如第6圖所示，在持續向下挖掘後，即可形成一個深達土壤硬盤層的柱狀孔穴91。至於這個柱狀孔穴91可以對樹木構成之有利效果以及其所能維持的時間，亦均可參酌I581699號專利之發明說明內容來得知，於此不再贅述。

如第7圖所示，本第一實施例所揭露之該噴頭21與該衝擊頭31，在實施上也可以做成一體成形，而不是以拆開為兩個元件來進行結合的架構。這樣的方式可以使得製造上較為簡單，更為節省成本。

請再參閱第8至10圖，本發明第二較佳實施例所提供之一種對土壤形成柱狀孔穴之衝擊式高壓水力挖掘裝置10’，主要概同於前揭第一實施例，不同之處在於：

該複數鏤空部38’不是呈孔狀，而是呈長槽狀而由該筒狀身部35’之側面延伸至末端，且各該鏤空部38’的末端呈開放狀，各該鏤空部38’的末段口徑係不大於該鏤空部38’的其他部分的口徑，亦即，是一樣大或是小於其他部分的口徑。這個末段口徑不大於其他部分口徑的技術特徵主要是為了：減少泥砂由該筒狀身部35’末端進入至該出射孔36’的量。由於泥砂進入該出射孔36’的位置是在離該筒狀身部35’末端愈遠的位置愈好，這樣可以使泥砂能有更長的時間停留在該出射孔36’內，進而使泥砂混合至該強力水射流中的狀況愈好，因此，若是各該鏤空部38’末段的口徑漸大，則將會造成在愈末端的位置泥砂進入量愈大的狀況，這樣反而會在末端形成泥砂水而阻擋了水流沖激的效果。本第二實施例的各該鏤空部38’末段口徑不大於其他部分的口徑，可以確保不會發生上述問題。

如第7圖所示，各該鏤空部38’係呈直線長槽狀，且其槽寬度均為一致。此種狀況是各該鏤空部38’的末段口徑與其他部分相同的狀況，同樣可以在使用時讓泥砂由該複數鏤空部38’由該筒狀身部35’外部進入至該出射孔36’內，並再與該強力水射流混合來衝出該出射孔36’，具有較習知技術更好的挖掘效果。

如第8圖所示，係為鏤空部38’的另一種變形狀態，其中，各該鏤空部38’係呈曲線長槽狀，且槽寬度亦為一致。此種結構亦能達到前述之較習知技術更好的挖掘效果。

如第9圖所示，係為鏤空部38’的再一種變形狀態，其中，各該鏤空部38’的寬度係為愈接近末端愈小的狀態。此種結構亦能達到前述之較習知技術更好的挖掘效果。

本第二實施例之其餘結構及所能達成之功效均概同於前揭第一實施例，容不再予贅述。

10‧‧‧對土壤形成柱狀孔穴之衝擊式高壓水力挖掘裝置

11‧‧‧噴管

12‧‧‧高壓水源

21‧‧‧噴頭

22‧‧‧出水口

24‧‧‧結合部

31‧‧‧衝擊頭

32‧‧‧對接部

35‧‧‧筒狀身部

36‧‧‧出射孔

37‧‧‧破擊部

38‧‧‧鏤空部

10’‧‧‧對土壤形成柱狀孔穴之衝擊式高壓水力挖掘裝置

35’‧‧‧筒狀身部

36’‧‧‧出射孔

38’‧‧‧鏤空部

91‧‧‧孔穴(柱狀孔穴)

第1圖係本發明第一較佳實施例之立體圖。 第2圖係沿第1圖中2-2剖線之剖視圖。 第3圖係沿第2圖中3-3剖線之剖視圖。 第4圖係本發明第一較佳實施例之動作示意圖。 第5圖係本發明第一較佳實施例之再一動作示意圖。 第6圖係本發明第一較佳實施例之又一動作示意圖。 第7圖係本發明第一較佳實施例之另種架構之剖視示意圖。 第8圖係本發明第二較佳實施例之剖視示意圖。 第9圖係本發明第二較佳實施例之再一剖視示意圖。 第10圖係本發明第二較佳實施例之又一剖視示意圖。

Claims (14)

1. 一種對土壤形成柱狀孔穴之衝擊式高壓水力挖掘裝置，包含有：一噴頭，用以連接於一噴管之底端，該噴頭具有一出水口用以噴出強力水射流；以及一衝擊頭，呈套筒狀而結合於該噴頭，該衝擊頭具有一筒狀身部延伸超出該噴頭末端一預定長度，並將該筒狀身部之開口定義為一出射孔，用以供該強力水射流向外噴出，該筒狀身部末端具有用以接觸並衝擊土壤之一破擊部；其特徵在於：該筒狀身部由側面向內設有穿透的至少一鏤空部，該至少一鏤空部呈孔狀而周圍封閉。
2. 依據申請專利範圍第1項之對土壤形成柱狀孔穴之衝擊式高壓水力挖掘裝置，其中：該至少一鏤空部係為複數，各該鏤空部係呈圓孔狀。
3. 依據申請專利範圍第1項之對土壤形成柱狀孔穴之衝擊式高壓水力挖掘裝置，其中：該衝擊頭與該噴頭係以可拆卸的方式結合，該噴頭具有一結合部；該衝擊頭具有一對接部，用以結合於該結合部。
4. 依據申請專利範圍第3項之對土壤形成柱狀孔穴之衝擊式高壓水力挖掘裝置，其中：該結合部及該對接部係為螺紋。
5. 依據申請專利範圍第1項之對土壤形成柱狀孔穴之衝擊式高壓水力挖掘裝置，其中：該衝擊頭與該噴頭係一體成形。
6. 依據申請專利範圍第1項之對土壤形成柱狀孔穴之衝擊式高壓水力挖掘裝置，其中：該出射孔的口徑大於該出水口的口徑。
7. 一種對土壤形成柱狀孔穴之衝擊式高壓水力挖掘裝置，包含有： 一噴頭，用以連接於一噴管之底端，該噴頭具有一出水口用以噴出強力水射流；以及一衝擊頭，呈套筒狀而結合於該噴頭，該衝擊頭具有一筒狀身部延伸超出該噴頭末端一預定長度，並將該筒狀身部之開口定義為一出射孔，用以供該強力水射流向外噴出，該筒狀身部末端具有用以接觸並衝擊土壤之一破擊部；其特徵在於：該筒狀身部由側面向內設有穿透的至少一鏤空部，該至少一鏤空部呈長槽狀而由該筒狀身部之側面延伸至末端，且該至少一鏤空部的末端呈開放狀，且該至少一鏤空部的末段口徑係不大於該至少一鏤空部的其他部位口徑。
8. 依據申請專利範圍第7項之對土壤形成柱狀孔穴之衝擊式高壓水力挖掘裝置，其中：該衝擊頭與該噴頭係以可拆卸的方式結合，該噴頭具有一結合部；該衝擊頭具有一對接部，用以結合於該結合部。
9. 依據申請專利範圍第8項之對土壤形成柱狀孔穴之衝擊式高壓水力挖掘裝置，其中：該結合部及該對接部係為螺紋。
10. 依據申請專利範圍第7項之對土壤形成柱狀孔穴之衝擊式高壓水力挖掘裝置，其中：該衝擊頭與該噴頭係一體成形。
11. 依據申請專利範圍第7項之對土壤形成柱狀孔穴之衝擊式高壓水力挖掘裝置，其中：該出射孔的口徑大於該出水口的口徑。
12. 依據申請專利範圍第7項之對土壤形成柱狀孔穴之衝擊式高壓水力挖掘裝置，其中：該至少一鏤空部係為複數，各該鏤空部係呈直線長槽狀，且其槽寬度均為一致。
13. 依據申請專利範圍第7項之對土壤形成柱狀孔穴之衝擊式高壓水力挖掘裝置，其中：該至少一鏤空部係為複數，各該鏤空部係呈曲線長槽狀，且其槽寬度均為一致。
14. 依據申請專利範圍第7項之對土壤形成柱狀孔穴之衝擊式高壓水力挖掘裝置，其中：該至少一鏤空部係為複數，各該鏤空部係呈長槽狀，且其槽寬度係為愈接近末段愈小。