분진 포집 기능을 갖는 코어 드릴 장치

분진 포집 기능을 갖는 코어 드릴 장치{CORE DRILLING APPARTUS WITH A DUST GATHERING FUNCTION}

본 발명은 코어 드릴 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 건축 구조물의 천정면 코어 채취시 코어 드릴에 의해 발생되는 먼지가 외부로 비산되지 않고 포집된 후 냉각수와 함께 배수될 수 있도록 하여 작업 편의성은 물론 작업 환경을 개선시키도록 하는 분진 포집 기능을 갖는 코어 드릴 장치에 관한 것이다.

일반적으로 터널 설치를 위한 시공에 있어 대표적으로 시공되고 있는 공법이 NATM(new austrian tunneling method) 공법이다.

이를 통한 시공 과정을 살펴보면, 터널 굴착면의 숏크리트층에 부직포를 고정시키고, 상기 부직포에 방수막을 접합 시킨 다음, 그 위에 콘크리트 라이닝을 타설하게 된다. 그리고 상기 공법을 통한 터널 굴착시 굴착이 진행되는 방향을 따라 굴착부의 지반을 지지하기 위하여 굴착면에 숏크리트(shotcrete)를 타설하게 된다.

상기 숏크리트는 통상 시멘트, 물, 골재, 강섬유, 첨가제 및 급결제가 혼합되어 타설시 굴착된 원지반에 압축공기를 이용하여 분사하게 되며, 고착시 강도 및 균열을 보강하게 된다.

이와같이, 터널 시공에 있어 굴착면에 시공되는 숏크리트는 굴착으로 인한 지반의 이완하중을 효과적으로 지지하여 붕괴를 막는 1차 지보재로서 공사중 및 공용중 터널 안정성에 큰 영향을 미치게 되므로 소요 강성을 가지는지에 대하여 코어를 채취하고 이를 통해 각종 시험을 하게 된다.

상기한 코어 채취를 위해서는 코어 드릴이 적용되며, 상기 코어 드릴(core drill)은 콘크리트 구조물 등에서 강도 시험용 시험체를 발취하기 위한 것으로, 모터, 엔진, 유압을 통해 선단의 비트를 회전시켜 코어를 채취하게 된다.

하지만, 상기와 같이 코어 드릴을 통해 벽면 특히 천정면 코어를 채취하게 되면 코어 드릴의 회전에 따라 분진이 발생되고 발생된 분진은 주변으로 비산되는 문제를 발생시키게 된다. 또한 코어비트의 선단에 발생되는 절삭열을 식히기 위하여 공급되는 냉각수가 하단으로 배수되면서 작업자의 시야를 방해하고, 특히 코어드릴의 구동을 담당하는 모터, 엔진 등에 유입되어 작업자가 감전 등의 안전사고에 노출될 위험에 처하게 된다.

이를 해결하고자 드릴 선단에 분진을 포집하는 기술이 대한민국 실용신안 제20-0393836호, 대한민국 특허등록 제10-0833685호, 대한민국 특허등록 제10-0746191호 등의 유사기술에서 다양한 형태를 가지며 제시됨을 볼 수 있다.

하지만, 상기한 장치는 대부분 드릴 선단에 별도의 포집장치를 마련한 후 드릴 작업에 따른 비산먼지를 포집하는 구조로 작업시 분진이 외부로 노출되는 문제점이 있어왔다.

다른 예로서, 종래 대한민국 특허공개 제10-2006-0063849호 흡착고정 기능을 갖는 건식/습식 겸용 드릴용 분진포집장치가 제시된 바 있다.

이는, 콘크리트 벽면을 뚫기 위한 코어드릴을 안내하는 유도구가 중앙에 형성되며, 흡착을 통해 벽면에 고정되는 흡착부재가 구비되는 지지판;과, 상기 지지판의 상부면에 결합되되, 전면으로는 코어드릴이 삽입되는 삽입구가 형성되고, 하부로는 분진의 포집을 위한 포집구가 형성되는 하우징;과, 상기 하우징의 전면에 결합되되, 코어드릴 중 습식코어드릴 및 건식코어드릴 중 선택되는 어느 하나에 따라 삽입구를 통해 비산되는 물, 파편 및 분진을 차단하여 이를 포집구로 유도하는 비산방지부재; 및 상기 지지판의 흡착부재에 관 연결되어 상기 흡착부재에 흡착력을 제공하기 위한 별도의 진공모터를 포함하여 구성된다.

상기한 경우 건식 또는 습식 코어 드릴 중 선택되는 어느 하나의 코어 드릴에 따라 콘크리트 벽면 등에 구멍을 뚫어 줄 때 발생되는 콘크리트 파편, 가루, 분진 및 물을 외부와 차단시켜 별도로 포집할 수 있는 효과는 있으나, 분진을 차단하고 포집하는 하우징의 크기에 맞는 코어드릴을 내장시킨 상태에서 코어를 채취해야 함에 따라 비교적 작은 두께의 코어 채취만 가능한 문제점이 있다.

또한, 하우징으로 포집되는 분진을 외부로 배출시 별도의 배출 시스템을 통해 강제로 흡입해야 하는 문제점이 있다.

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로,

본 발명은

천정면 코어 채취시 코어 드릴에 의해 발생되는 분진을 포집하여 외부로 분진이 비산되지 않도록 함은 물론 분진이 냉각수와 함께 작업과 동시에 배출되도록 하여 연속 작업이 가능하도록 하는데 있다.

또한, 분진과 함께 낙하되어 배출되는 냉각수를 별도의 필터링 공정을 통해 재사용이 가능하도록 하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

벽면에 고정되는 벽면 고정프레임, 상기 벽면 고정프레임에 대해 세워져 고정되는 가이드부재, 상기 가이드부재에 결합되어 핸들링 조작에 따른 가이드수단의 안내로 이동되는 이동프레임, 상기 이동프레임에 결합되며 선단 구동축에 벽면 코어 채취를 위한 코어 드릴이 구비되는 모터구동부로 구성되는 코어 드릴 장치에 있어서,

벽면에 밀착되는 밀착면을 가지며, 표면에 코어 드릴을 안내하는 안내홀이 형성되고, 일측이 상기 벽면 고정프레임에 분리 가능하게 고정되는 벽면 밀착부재; 일측이 상기 이동프레임에 분리 가능하게 고정되는 승하강부재; 상기 코어 드릴과 이격상태를 가지며 감싸는 형태로 커버되고, 일단이 상기 벽면 밀착부재에 연결되고 타단이 상기 승하강부재에 연결되며 신축 작용을 하게 되는 신축관체를 포함하여 구성한다.

상기 승하강부재에, 상기 코어 드릴에 냉각수가 공급되도록 급수구 및 분진과 함께 낙하된 냉각수가 배수되도록 배수구가 형성되도록 함이 바람직할 것이다.

상기 신축관체는, 판상의 원형링으로 이루어진 한 쌍의 고정플레이트와, 신축 가능하도록 주름을 가지며 양단이 상기 고정플레이트와 고정플레이트에 고정되는 주름형 튜브로 이루어질 수 있다.

상기 주름형 튜브가, 투명 또는 반투명 소재로 이루어진 것을 적용함이 바람직 할 것이다.

상기 고정플레이트는, 표면에 자성체가 구비되어 상기 벽면 밀착부재에 분리 가능하게 결합되도록 할 수 있다.

또한, 상기 벽면 밀착부재의 표면에 탄성 밀착을 위한 고무소재의 탄성판이 밀착 결합되도록 할 수 있다.

본 발명은 코어 드릴을 통한 천정면 코어 채취시 비산 분진을 포집하도록 하고 더불어 포집된 분진이 냉각수와 함께 외부 저장조로 배출될 수 있도록 하여 작업자의 작업 환경을 크게 개선시킨 효과가 있다.

또한, 코어 드릴 작업시 신축관체가 압축되면서 압축력을 통해 내부 분진을 배수구를 통해 배출시킴에 따라 작업 편의성이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 분진 포집 기능을 갖는 코어 드릴 장치의 사시도,
도 2는 도 1의 분리 사시도,
도 3은 도 1의 사용상태 종단면도,
도 4는 도 3에서 코어를 채취한 상태의 사용상태 단면도.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하며 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등은 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명은 코어 드릴 장치를 통한 벽면 코어 채취시 코어 드릴의 회전에 의해 비산되는 먼지를 포집하여 냉각수와 함께 배출시키기 위한 것이다.

본 발명은 도 1 내지 도 4의 도시에 의하여 공지 기술과 같이 벽면으로부터 코어를 채취하는 코어 드릴 장치(100)와, 코어 드릴(120)을 안내하며 벽면에 밀착되는 벽면 밀착부재(200), 코어 채취시 발산되는 분진을 차단하는 신축관체(300) 및 상기 코어 드릴 장치(100)의 구동시 상기 신축관체(300)를 신축 시키는 승하강부재(400)를 포함하여 구성된다.

상기 코어 드릴 장치(100)는, 공지 기술과 동일한 기술로 구성되며 천정면에 고정되는 벽면 고정프레임(140)과, 상기 벽면 고정프레임(140)에 대해 수직하게 고정되는 가이드부재(150)와, 상기 가이드부재(150)에 결합되어 핸들(160) 조작에 따른 가이드수단(170)의 안내로 이동되는 이동프레임(180)과, 상기 이동프레임(180)에 결합되며 선단 구동축에 벽면 코어 채취를 위한 코어 드릴(120)이 구비되는 모터구동부(190)로 구성된다.

이에따라 벽면의 코어 채취시에는 벽면 고정프레임(140)을 벽면에 고정시키고 모터구동부(190)의 구동축에 코어 드릴(120)이 연결되도록 한 다음 이동프레임(180)의 핸들(160)을 조작하게 되면 코어 드릴(120)이 회전하면서 벽면의 코어를 채취하게 된다.

상기 벽면 고정프레임(140)은, 코어 채취를 위한 벽면에 밀착되어, 체결구를 통해 벽면에 고정 또는 벽면에 미리 심어진 앵커(142)에 너트(143) 조임으로 고정된다.

상기 가이드부재(150)는, 상기 벽면 고정프레임(140)에 대해 직교 상태로 세워져 고정되며, 상기 벽면 고정프레임(140)이 천정면에 밀착 고정되는 경우 연직 방향과 같이 하향으로 수직하게 세워져 고정된다.

상기 이동프레임(180)은, 일측이 상기 가이드부재(150)를 감싸는 결합되어 상기 가이드부재(150)의 길이 방향을 따라 슬라이드 이동하게 된다. 이때 사용자 조작에 따른 가이드수단(170)을 통해 슬라이드 이동하게 된다.

상기 가이드수단(170)은, 상기 가이드부재(150)에 일측면에 길이 방향을 따라 형성된 래크기어(172)와, 상기 이동프레임(180)에 구비되며 상기 래크기어(172)와 치합되는 피니언기어(174)와, 상기 피니언기어(174)를 정역 방향 회전시키는 핸들(160)을 포함하여 이루어질 수 있다.

이에따라 사용자가 상기 핸들(160)을 회전시키게 되면 상기 피니언기어(174)가 회전하게 되고 이때 상기 피니언기어(174)가 서로 치합된 래크기어(172)를 따라 회전 방향으로 이동하게 된다.

여기서, 상기 가이드부재(150)에 대해 상기 이동프레임(180)을 상하로 이동시키는 상기 가이드수단(170)은, 래크 및 피니언기어에 한정하지 않고 리니어모션가이드 등 공지의 직선이동을 위한 기구가 적용될 수 있다. 또한 상기 가이드수단(170)에 포함되는 핸들은 수동이 아닌 자동을 위한 모터구동부로 대체될 수 있고 상기 모터구동부는 별도의 제어부를 통해 작동될 수 있다.

상기 벽면 밀착부재(200)는, 벽면에 밀착되는 밀착면을 가지며, 일측이 상기 벽면 고정프레임(140)에 분리 가능하게 고정된다. 그리고 표면에는 상기 코어 드릴(120)을 안내하는 안내홀(220)이 형성된다.

다른 예로서, 상기 벽면 밀착부재(200)의 표면에 고무소재의 탄성판(240)이 밀착 고정되도록 함이 바람직하며, 상기 탄성판(240)은 천정면 밀착시 탄성력을 발생하며 천정면에 밀착되어 외부로의 틈새를 차단하게 된다.

상기 승하강부재(400)는, 상기 이동프레임(180)에 분리 가능하게 고정되며, 표면에 상향으로 개방된 개방홈이 형성되고 상기 개방홈의 바닥면 일측에 배수를 위한 배수구(420)가 형성된다.

도면중 부호 500은 급수구이며, 상기 급수구(500)는 종래와 같이 회전되는 상기 코어 드릴(120)에 냉각수를 공급하기 위한 것으로, 상기 이동프레임(180), 상기 승하강부재(400), 상기 모터 구동부(190) 중 어느 하나에 설치되어 코어 드릴(120)의 선단으로 냉각수를 분사하게 된다.

이에따라 상기 모터 구동부(190)가 동작하여 상기 코어 드릴(120)이 회전하면서 코어홀을 형성하게 되면 급수구(500)를 통해 냉각수가 공급되어 코어 드릴(120)의 마찰열을 방지하고 이를 통해 비산 먼지와 함께 낙하되는 냉각수는 상기 배수구(420)를 통해 외부로 배출되게 된다.

상기 신축관체(300)는, 상기 코어 드릴(120)과 이격상태를 가지며 감싸는 형태로 커버되고, 일단이 상기 벽면 밀착부재(200)에 기밀유지상태로 연결되고 타단이 상기 승하강부재(400)에 기밀유지 상태로 연결된다.

상기 신축관체(300)는, 일 예로서 판상의 원형링으로 이루어진 한 쌍의 고정플레이트(310)(320)와, 신축 가능하도록 주름을 가지며 양단이 서로 대응되는 상기 고정플레이트(310)와 고정플레이트(320)에 고정되는 주름형 튜브(330)로 이루어질 수 있다.

상기 고정플레이트(310)(320)는 각각 상기 벽면 밀착부재(200)와 상기 승하강부재(400)에 분리 가능하게 체결수단을 통해 결합된다.

상기 체결수단은, 공지의 볼트 또는 도시하지는 않았지만 자성력을 통해 면밀착되도록 상기 고정플레이트(320)의 표면에 결합되는 자성체로 구현될 수 있다.

상기 자성체는 상기 고정플레이트(320)의 표면에 부착되어 금속재의 상기 벽면 밀착부재(200)에 분리 가능하게 결합된다.

상기 신축관체(300)를 이루는 주름형 튜브(330)는, 합성수지 소재로 내부가 투시될 수 있도록 투명 또는 반투명 소재가 바람직하다.

이상에서와 같이 구성되는 본 발명에 따른 분진 포집 기능을 갖는 코어 드릴 장치의 설치 및 작업과정을 살펴보면 다음과 같다.

설치시에는,

도 3에 도시된 바와같이 천정면에 앵커(142)를 설치한 다음 천청면에 고정프레임(140)을 밀착시켜 앵커(142)가 상기 벽면 고정프레임(140)을 통해 노출되면 너트(143)를 결합시켜 상기 벽면 고정프레임(140)이 천정면에 고정되도록 한다. 그런다음, 벽면 밀착부재(200)의 단부를 체결구를 통해 상기 벽면 고정프레임(140)에 고정하고, 연속해서 코어 드릴(120)을 모터구동부(190)의 구동축에 연결한다. 이후, 신축관체(300)의 일단을 상기 벽면 밀착부재(200)에 고정시키고 타단을 상기 코어 드릴(120)이 감싸지도록 하면서 상기 승하강프레임(400)에 고정되도록 하면 설치가 완료된다.

작업시에는,

사용자가 핸들(160)을 회전시키면 핸들(160) 조작에 따라 피니언기어(174)가 회전하면서 래크기어(172)를 따라 상향 이동하게 되고 이와동시에 이동프레임(180)이 상향 이동되면서 코어 드릴(120)을 천정면에 근접시키게 된다. 상기와 같이 이동프레임(180)을 계속해서 밀게되면 신축관체(300)가 압축됨과 동시에 상기 코어 드릴(120)이 천정면에 밀착되면서 도 4에 도시된 바와같이 코어를 형성하게 되며 이때 급수구(500)를 통해 분사되는 냉각수가 먼지와 함께 비산되고 비산되는 분진은 신축관체(300)의 내벽면을 따라 낙하되어 이동프레임(180)의 바닥면으로 고이게 되고 고여진 냉각수는 배수구(420)를 따라 외부 저장조로 배출되게 된다.

상기 신축관체(300)는 상기 이동프레임(180)의 상향 이동시 압축되고 상기 이동프레임(180)의 하향 이동시 길이방향을 따라 주름이 펴지면서 늘어나 신축적으로 대응하게 된다.

이상에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 있어 명백할 것이다.

100: 코어 드릴 장치
120: 코어 드릴 140: 벽면 고정프레임
142: 앵커 143: 너트
150: 가이드부재 160: 핸들
170: 가이드수단 172: 래크기어
174: 피니언기어 180: 이동프레임
190: 모터구동부
200: 벽면 밀착부재
220: 안내홀 240: 탄성판
300: 신축관체
310,320: 고정플레이트 330: 주름형 튜브
400: 승하강부재
420: 배수구
500: 급수구