KR101290376B1 - 외주굴삭형 암반천공기구 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 외주굴삭형 암반천공기구는 전방의 선단에 설치된 암반굴삭용 햄머가 암반을 가격하면서 암반의 가장자리를 굴삭하면서 굴삭된 암반을 흡수하여 배출시키고, 이러한 암반굴삭용 햄머가 설치된 원통형 회전체에 의하여 회전작동되면서 전진가동되고 중앙에는 파쇄되지 않은 암반이 원기둥처럼 존재하면서 전진작동되어 암반을 굴착하게 되므로, 암반의 굴삭을 가장자리만을 굴삭시키고 중앙은 그대로 코어형상으로 남게 굴삭시켜 작은 양의 굴삭만으로도 원하는 목적이 달성되어 굴삭효율이 향상되게 되는 것은 물론이고, 굴삭시간이 단축되어 공기가 월등하게 단축되고, 굴삭되는 양이 작으므로 굴삭비용이 현저하게 절감되며 굴삭장비의 내구수명이 연장된다.

Description

외주굴삭형 암반천공기구{ A rock mass boring rock apparatus }

본 발명은 외주굴삭형 암반천공기구에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 설명하면, 암반과 같은 지층의 굴삭시에 암반을 전체를 파괴하여 굴삭하지 않고 굴삭할 암반의 가장자리만을 굴삭시키고 코어가 되는 중앙부분은 그대로 존치시켜 암반의 굴삭속도가 2배이상으로 증대되어 공사기간이 단축되면서도 굴삭에 따른 연료소비가 1/3이하로 소비되어 대단히 경제적인 암반의 굴삭이 가능한 외주굴삭형 암반천공기구에 관한 것이다.

토목기술이 발달하여 암석으로 이루어진 산악지형에서도 산악을 갈지자형으로 올라가는 도로보다는 산악을 관통하는 터널을 뚫어서 도로를 내는 것이 일반적인 방식으로 수행되고 있다.

이러한 암반지형의 터널굴착은 작업의 효율성을 고려하여 발파와 같은 방식을 사용하여 시공되고 있는 실정이다.

그러나 이러한 암반지형의 위에 건물이 존재하는 경우에는 발파로 인한 충격으로 인하여 건물에 손상이 가기 때문에 건물거주자들의 극렬한 반대와 국가적인 손실들을 고려하여 이러한 발파작업보다는 비용이 많이 들고 공기가 지연되더라도 충격이 적게 가능공법이 수행되고 있다.

이러한 충격을 작게 주는 방식으로 암반에 직경 0.5m, 0.8m, 1m 크기에서 선택된 크기의 기준구멍을 뚫고서 이러한 기준구멍의 주위에 힘을 가하여 암반에 터널을 천공하는 방식이 수행되고 있으나, 이러한 기준구멍의 천공시에는 기준구멍의 전체를 굴삭하는 방식이 사용되므로 기준구멍의 천공에 많은 시간과 비용이 소요되게 되어 대단히 비능률적인 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 개선하기 위하여 천공장치의 가장자리에 다이아몬드가루가 소결된 코어형 굴삭기가 제안된 바가 있으나, 이러한 코어형 굴삭기는 천공범위가 대단히 작기때문에 현장에서 사용할 수가 없으며 고가의 천공비용이 소요되게 되는 문제점이 있었다.

또한, 기존의 도로는 홍수의 피해를 방지하게 위하여 높이를 높게 하여 설치되고 있으며, 이러한 도로를 횡단하는 다른 도로를 내기 위해서는 기존의 도로의 지반에 터널을 뚫고 도로를 가설하는 방식이 통상적으로 사용되고 있으며, 이러한 방식에서는 유압실린더로 도로의 지반을 뚫으면서 강관을 밀어 넣어서 터널을 천공하고 있으나, 중간에 암반층이 형성되어 있으면, 하던 작업을 중단하고 설비를 모두 철수시킨 후에 다시 암반을 굴삭하는 작업을 반복하게 되므로 많은 비용과 인력과 장비가 소요되고 공기도 길어지게 되는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은, 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 단순한 구조로 가동되어 암반의 굴삭을 가장자리만을 굴삭시키고 중앙은 그대로 코어형상으로 남게 굴삭시켜 작은 양의 굴삭만으로도 원하는 목적이 달성되어 굴삭효율이 향상되게 되는 것은 물론이고, 굴삭시간이 단축되어 공기가 월등하게 단축되고, 굴삭되는 양이 작으므로 굴삭비용이 현저하게 절감되며 굴삭장비의 내구수명이 연장되는 것이 가능한 외주굴삭형 암반천공기구를 제공하는 것이다.

본 발명의 이러한 목적은, 선단에 다수의 굴삭팁이 설치되고 암반을 굴삭시키는 복수개의 암반굴삭용 햄머와, 상기 복수개의 암반굴삭용 햄머가 전방의 선단의 외주의 가장자리에 이격되게 각기 설치되고 후방에는 연결부가 형성되고 중앙부는 빈공간이 형성된 원통형 회전체를 포함하는 본 발명에 따른 외주굴삭형 암반천공기구에 의하여 달성된다.

본 발명에 따른 외주굴삭형 암반천공기구는 단순한 구조를 갖게 제조되어 전방의 선단에 설치된 암반굴삭용 햄머가 암반을 가격하면서 암반의 가장자리를 굴삭하면서 굴삭된 암반을 흡수하여 배출시키고, 이러한 암반굴삭용 햄머가 설치된 원통형 회전체에 의하여 회전작동되면서 전진가동되고 중앙에는 파쇄되지 않은 암반이 원기둥처럼 존재하면서 전진작동되어 암반을 굴착하게 되므로, 암반의 굴삭을 가장자리만을 굴삭시키고 중앙은 그대로 코어형상으로 남게 굴삭시켜 작은 양의 굴삭만으로도 원하는 목적이 달성되어 굴삭효율이 향상되게 되는 것은 물론이고, 굴삭시간이 단축되어 공기가 월등하게 단축되고, 굴삭되는 양이 작으므로 굴삭비용이 현저하게 절감되며 굴삭장비의 내구수명이 연장되는 우수한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 외주굴삭형 암반천공기구의 사시도
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 외주굴삭형 암반천공기구에 설치된 암반굴삭용 햄머의 개략적인 종단면도
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 외주굴삭형 암반천공기구의 작업을 도시한 종단면도

본 발명의 제1실시예에 따른 외주굴삭형 암반천공기구(A)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 선단에 다수의 굴삭팁(11)이 설치된 전후진되는 햄머본체(12)가 설치되어 암반을 굴삭시키는 복수개의 암반굴삭용 햄머(1)와, 상기 복수개의 암반굴삭용 햄머(1)가 전방의 선단의 외주의 가장자리에 이격되게 각기 설치되고 후방에는 연결부가 형성되고 중앙부는 빈공간이 형성된 원통형 회전체(2)를 포함한다.

상기 암반굴삭용 햄머(1)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 선단에 다수의 굴삭팁(11)이 설치되고 피스톤(12)에 의하여 왕복동되는 구조를 가지며, 파쇄된 암반은 공기분사공(13)을 통하여 분사되면서 후방으로 날리면서 후방에 형성된 파쇄조각 흡입부(14)에 의하여 흡입되어 외부로 배출되게 되는 작동을 하게 된다. 즉, 암반굴삭용 해머(1)는 선단에 다수의 굴삭팁(11)이 설치되고 왕복동되며 고압공기가 분사되는 공기분사공(13)이 중앙에서 전면의 굴삭팁(11)으로 연장되게 형성된 피스톤(12)과, 상기 피스톤(12)이 삽입되어 상기 피스톤(12)을 둘러싸는 햄머케이싱(10)으로 이루어지고, 상기 햄머케이싱(10)의 선단과 피스톤(12)의 굴삭팁(11)의 후방의 걸림턱(11a)의 사이에는 고압공기가 흡입되는 파쇄조각흡입부(14)가 설치되어 있다. 상기 굴삭팁(11)의 폭(W1)은 원통형 회전체(2)의 단면의 폭(W2) 보다 더 넓은 면적을 가지며 이러한 굴삭팁(11)의 폭에 의하여 굴삭되면서 이러한 암반굴삭용 햄머(1)가 회전작동되어 암반의 굴삭이 이루어지며, 이와 같은 상태로 굴삭되므로 중앙의 암반(R1)은 굴삭되지 않고 원기둥의 형태로 잔존하게 되는 것이다.

이러한 암반굴삭용 햄머(1)는 이미 공지된 구성을 가지므로 상세하게 설명하지 않는다.

본 실시예에서, 상기 원통형 회전체(2)는 전방의 선단에는 상기 암반굴삭용 햄머(1)가 120°의 각도로 3개가 배치되게 3곳의 배치부(23)가 형성되어 있으며, 중앙에는 파쇄되지 않은 중앙의 암반(R1)이 배치되는 빈공간(21)이 형성되어 있고, 후방에는 암반굴삭용 햄머(1)와 원통형 회전체(2)를 회전 및 추진시키는 추진동력체(3)와 연결된 연결부(22)가 형성되어 있다.

상기 배치부(23)는 상기 암반굴삭용 햄머(1)가 선단에 돌출배치되도록 암반굴삭용 햄머(1)의 본체와 하단이 고정되게 되어 있다.

상기 원통형 회전체(2)의 연결부(22)는 회전체(2)의 내측 단부에 암나사가 형성되어 암반파쇄추진기(3)의 회전단부(31)에 나사조립되어 있으나, 이에 제한되는 것은 아니고, 키홈과 같은 다른 연결부에 의하여 연결될 수도 있을 것이다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 외주굴삭형 암반천공기구(A)의 작동을 이하에 설명한다.

먼저, 터널을 시공하여 도로를 가설할 부분이 정해지면, 시공할 부위에 우선 암반파쇄추진기(3)를 설치한다. 이러한 암반파쇄추진기(3)의 설치는 통상적인 방법이므로 상세한 설명은 생략하고, 암반파쇄추진기(3)의 회전단부(31)에 외주굴삭형 암반천공기구(A)를 설치한다. 즉, 원통형 회전체(2)의 연결부(22)를 암반파쇄추진기(3)의 회전단부(31)에 나사조립하여 암반파쇄추진지(3)의 설치가 종료되게 된다.

이와 같은 상태에서, 암반파쇄추진기(3)가 가동되어 원통형 회전체(2)가 일정시간 간격으로 회전되고 원통형 회전체(2)의 선단에 고정설치된 암반굴삭용 햄머(1)가 전후진 작동되면서 암만을 파쇄하고, 이와 같이 파쇄된 암반(R)의 파쇄된 조각(R2)들은 공기분사공(13)에 의하여 후방으로 날리면서 분출되고 이와 같이 분출된 파쇄 조각(R2)들은 상기 굴삭팁(11)의 후방의 걸림턱(11a)에 설치된 파쇄조각흡입부(14)에 의하여 후방에서 흡입되어 배출되면서, 원통형 회전체(2)가 회전되면서 암반굴삭용 햄머(1)가 가장자리만을 굴삭하면서 전진하게 되므로 터널은 가장자리만 굴삭되고 중심부분의 암반(R1)은 그대로 존재하게 되어, 암반의 굴삭속도가 월등하게 증대되는 것은 물론이고, 굴삭비용도 현저하게 절감되게 되고, 공기도 월등하게 단축되게 되는 것이다.

이와 같이 외주굴삭형 암반천공기구(A)에 의하여 암반이 천공되면서, 암반파쇄추진기(3)에 의하여 추진되는 강관체(4)가 계속되어 굴삭된 암반내로 밀고 들어오면서 암반의 굴삭과 동시에 강관체(4)가 설치되어 터널의 굴삭작업이 이루어지게 되는 것이다.

이와 같이, 외주굴삭형 암반천공기구(A)에 의하여 암반(R)의 가장자리만이 천공되고 중앙의 암반(R1)은 파쇄되지 않게 천공작업이 이루어지게 되므로 암반의 천공속도가 종래의 전체를 굴삭하는 것보다 2배이상이 빠르게 진행되게 되므로 암반의 굴삭속도의 신속함에 따라 공기가 단축되게 되는 것은 물론이고, 굴삭되는 암반의 양이 작으므로 굴삭장비의 내구수명이 연장되게 되는 효과가 있게 되는 것이다.

본 발명에 따른 외주굴삭형 암반천공기구는 일반적인 기계제조산업에서 동일한 제품을 반복적으로 제조하는 것이 가능하다고 할 것이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이라고 할 것이다.

1. 암반굴삭용 햄머 2. 회전체 3. 암반파쇄추진기
11. 굴삭팁 12. 햄머본체 22. 연결부
31. 회전단부

Claims (2)

1. 외주굴삭형 암반천공기구(A)에 있어서,
   상기 외주굴삭형 암반천공기구(A)는, 선단에 다수의 굴삭팁(11)이 설치된 전후진되는 햄머본체(12)가 설치되어 암반을 굴삭시키는 복수개의 암반굴삭용 햄머(1)와,
   상기 복수개의 암반굴삭용 햄머(1)가 전방의 선단의 외주의 가장자리에 이격되게 각기 설치되고 후방에는 연결부(22)가 형성되고 중앙부는 빈공간이 형성된 원통형 회전체(2)를 포함하고,
   상기 암반굴삭용 햄머(1)는, 선단에 다수의 굴삭팁(11)이 설치되고 왕복동되며 고압공기가 분사되는 공기분사공(13)이 중앙에서 전면의 굴삭팁(11)으로 연장되게 형성된 피스톤(12)과, 상기 피스톤(12)이 삽입되어 상기 피스톤(12)을 둘러싸는 햄머케이싱(10)으로 이루어지고, 상기 햄머케이싱(10)의 선단과 피스톤(12)의 굴삭팁(11)의 후방의 걸림턱(11a)의 사이에는 고압공기가 흡입되는 파쇄조각흡입부(14)가 설치되고,
   상기 원통형 회전체(2)는 전방의 선단에는 상기 암반굴삭용 햄머(1)가 고정되는 배치부(23)가 형성되어 있으며, 중앙에는 파쇄되지 않은 중앙의 암반(R1)이 배치되는 빈공간(21)이 형성되어 있고, 후방에는 암반굴삭용 햄머(1)와 원통형 회전체(2)를 회전 및 추진시키는 추진동력체(3)와 연결된 연결부(22)가 형성된 것을 특징으로 하는 외주굴삭형 암반천공기구.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 원통형 회전체(2)의 연결부(22)는 회전체(2)의 내측 단부에 암나사가 형성되어 암반파쇄추진기(3)의 회전단부(31)에 나사조립되거나, 키홈이 형성되어 암반파쇄추진기(3)의 회전단부(31)에 연결조립되는 것을 특징으로 하는 외주굴삭형 암반천공기구
   

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