건축공사용 굴착기의 헤드{AN EXCAVATOR HEAD FOR CONSTRUCTION WORK}
본 고안은 건축공사용 굴착기의 헤드에 관한 것이다. 교각공사 또는 건물의 기초공사 등을 할 때 지반에 구멍(100)을 뚫고 그 구멍(100)에 철근과 콘크리트를 충진시킨 다음, 그 기초파일 위로 교각이나 건물의 본 공사를 한다. 이를 위해서, 먼저 지반에 구멍(100)을 형성시켜야 하는데, 이때 사용되는 것이 굴착기에 해당한다. 그리고 상기 굴착기의 구동축관(50)의 아래쪽에는 플랜지(20)을 통해 헤드가 조립된다. 상기 종래의 헤드는, 위쪽이 개방된 원통형의 케이싱 안으로 관체(18)이 형성되고 상기 관체(18)의 위쪽에는 플랜지(20)이 고정되어 있다. 그리고 상기 플랜지(20)의 하방에는 고압공기진입실(22)가 형성되며 그 내측면에는 다수의 구멍(23)들이 형성되어 있다. 그리고 상기 케이싱의 저면에는 다수의 비트(70)들이 고정되어 있는데, 이들은 수평선 상에서 고정되어 있다. 한편, 상기 플랜지(20)의 위쪽에는 상기 구동축관(50)이 조립되며 상기 구동축관 (50)의 내부에는 고압공기공급실(52)과 배출관(51)이 형성되어 있다. 그리고 플랜지(20)의 구멍(24)에는 하나의 흡입관(19)이 형성되고 상기 흡입관의 하단부는 케이싱의 저면과 관통되어 있다. 이러한 굴착용 헤드를 사용하여 도 4와 같이 지반에 구멍(100)을 형성시키게 되는데, 구동축관(50)이 회전함에 따라 케이싱 및 비트 전체가 회전하면서 하강하게 된다. 이 과정에서 비트 및 케이싱에 과다한 열이 발생되는 것과 과다한 마찰력이 발생되는 것을 방지하고 특히, 비트에 의한 굴착작용에 의해 발생된 암석조각과 흙 등을 지상으로 뽑아 올리기 위하여 이미 형성된 구멍 (100) 안으로 물을 공급시킨다. 상기의 물은 케이싱의 외측과 구멍(100) 사이의 틈을 통해 비트 쪽으로 공급이 되며, 비트에 의해 굴착된 암석조각과 흙 등은 물과 함께 흡입관(19)을 통해 구동축관의 배출관(51) 안으로 흡입되어 지상으로 배출된다. 즉, 구동축관의 고압공기공급실(52)를 통해 고압공기진입실(22) 안으로 진입된 공기는 구멍(23)들을 통해 구동축관의 배출관(51) 안으로 분출된다. 이때 상기 구멍 (23)들은 위쪽으로 경사가 진채 형성되어 있어서 분출되는 고압의 공기는 플랜지의 구멍(24)를 향하여 분출되면서 배출관(51)을 통해 지상으로 배출된다. 따라서 이 과정에서 상기 흡입관(19)에는 부압이 발생되기 때문에 암석조각이나 흙 등은 흡입관을 거쳐 배출관(51)을 통해 지상으로 배출이 되는 것이다. 따라서 물과 고압공기는 계속적으로 공급이 되어야 한다. 그런데 종래의 장치는 다음과 같은 다수의 문제점이 발생되었다. 즉, 공급되는 물이 케이싱과 지반의 구멍(100) 사이의 틈을 통해 비트쪽으로 공급이 되기 때문에 구멍(100)의 측면이 허물어져서 결국 구멍(100)의 직경이 필요 이상으로 증가하는 문제가 있고, 이 과정에서 지반이 다소 약할 경우에는 구멍이 허물어지는 현상이 심하여 일단 굴착작업을 중단하고 허물어진 흙 및 암석 등과 뒤엉킨 붕괴물들을 퍼낸 후 다시 굴착작업을 행하여야 하는 등의 문제가 있다. 따라서, 작업성이 불량함은 물론 비경제적인 단점이 대두되고 작업시간이 오래 지속되는 문제가 있으며, 작업 후 형성된 구멍(100) 안으로 콘크리트와 철근을 구성시키는 작업을 할 때 필요 이상의 콘크리트와 철근이 소모되는 폐단이 발생되었다. 그리고 종래의 장치에 있어서, 헤드 자체의 중량이 가볍고 특히 케이싱의 저면에 고정된 비트는 수평으로 구성되어 있어서, 통상 지하 30미터 이하를 굴착할 때 헤드의 센터링이 어긋나면서 구동축관에 진동이 심하게 발생되며 이 현상이 지속될 경우 구동축관과 플랜지를 연결하는 볼트가 절단되거나 또는 플랜지나 구동축관에 균열이 발생되는 문제가 있고, 이러한 현상은 결국 비트의 수명을 단축시키는 원인이 되었다. 또한 센터링이 어긋남으로 인해 구멍(100)이 직선으로 형성되지 않아서 굴착작업 자체가 불량이 초래될 수 있는 큰 문제를 안고 있었다. 따라서 굴착작업의 하강 속도가 지연되고 수시로 점검을 하여야 하는 등의 비경제적이고 비생산적인 단점이 수반됨은 물론 이와 함께 상술한 바와 같이 지반의 붕괴 현상까지 동반되어 사실상 종래의 굴착작업은 매우 현실성이 결여되어 있다고 하여도 과언이 아닐 것이다.
따라서 본 고안은, 굴착작업시 헤드의 센터링이 어긋나지 않는 굴착기의 헤드를 제공코저 한다. 또한 본 고안은, 굴착작업시 지반에 형성된 구멍의 측면이 붕괴되지 않도록 하는 굴착기의 헤드를 제공코저 한다. 이를 위하여 본 고안은, 구동축관(50)과, 상기 구동축관과 조립되는 플랜지 (20)에 연결된 관체(18)과, 상기 관체(18)과 일체로 조립된 케이싱(10)과, 상기 플랜지의 하방에 형성되며 내경쪽에는 다수의 구멍(23)들이 형성된 고압공기진입실(22)과, 상기 케이싱의 저면에 형성된 하나의 구멍과 상기 플랜지에 형성된 고압공기진입실(22)의 내경쪽을 연결하는 흡입관(19)과, 상기 케이싱의 저면에 수평으로 구성되는 다수의 비트(70)들로 조합된 건축공사용 굴착기의 헤드에 있어서, 상기 케이싱의 내부에 적층된 채 볼트(15)와 너트(16)에 의해 고정되어 헤드 전체의 중량을 증가시키기 위한 무게추(14)들과; 상기 무게추들과 케이싱의 측벽 사이에 공간부를 형성시키고 이 공간부를 통해서 물이 비트 쪽으로 공급되도록 하기 위한 장방형의 구멍(11)들과; 굴착시 헤드의 센터링이 어긋나지 않도록 상기 케이싱의 저면에 고정되는 비트(70)들은 'W'자 형태의 굴곡을 이루도록 높낮이가 형성된 것을 포함하여서 구성됨을 특징으로 하는 건축공사용 굴착기의 헤드를 제공한다.
도1은 본 고안의 구조를 나타낸 단면도. 도2는 본 고안의 평면도. 도3은 본 고안의 저면도. 도4는 본 고안의 사용상태를 나타낸 참고도. <도면의 주요부분에 대한 부호의 설명> 10:케이싱 11,17:구멍 14:무게추 19:흡입관 50:구동축관 70:비트
이하 본 고안에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고, 하기의 설명에서는 본 고안에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 고안의 요지를 흐트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다. 도 1, 2, 3은 본 고안의 구성을 잘 나타내고 있는데, 케이싱(10)의 안쪽에는 브라키트(13)의 사이사이로 무게추(14)들이 삽입되어 있고, 이들은 케이싱에 일측이 고정된 볼트(15)와 너트(16)들에 의해 견고히 고정되어 있다. 따라서 헤드의 무게를 증가시킬 수 있기 때문에 지하 30미터 이하로 굴착작업이 진행되어도 케이싱(10) 및 구동축관(50)의 진동이나 슬립현상 등이 없어진다. 물론 상기의 무게추들은 숫자를 적정히 조절할 수 있음은 당연하며 이는 작업의 상황에 따라 조절될 수 있다. 특히, 무게추들과 케이싱의 측벽 사이에는 공간부가 존재하며 외부로부터 공급되는 물은 상기 공간부만을 통해 비트 쪽으로 공급되도록 하는데, 상기 공간부를 통해 공급된 물은 케이싱의 저면에 형성된 장방형의 구멍(11)들을 통해 비트(70) 쪽으로 공급이 된다. 따라서 지반에 형성된 구멍(100)의 측면이 허물어지는 현상이 소멸되며, 이로써 굴착작업의 효율성이 탁월해짐은 당연하다. 또한, 케이싱의 저면에 고정되는 비트(70)들은 도 1과 같이 'W'자 형태로 높낮이가 굴곡지도록 한 특징이 있는데, 이는 굴착작업시 자동적으로 헤드의 센터링이 잡히도록 하는 유용한 작용을 한다. 즉, 비트들을 고정시키는 브라키트의 높낮이를 조절함으로써, 상기 브라키트에 조립되는 비트(70)들은 자동적으로 'W'자 형태의 굴곡을 이루게 되는 것이다. 여기서, 상기 비트들은 드릴과 같이 'V'자 형태로 구성되도록 할 수도 있으나 실험을 통해 확인한 바, 이는 상기와 같이 'W'자 형태보다 효율이 낮다는 것을 알 수 있었다. 즉, 헤드의 센터링이 어긋나지 않도록 하기 위해서는 드릴의 끝 부분의 형태보다는 본 고안과 같이 'W'자 형태를 유지하는 것이 가장 바람직하다는 결론을 얻었다. 따라서 비트에 과부하가 걸리는 일이 거의 없어 수명이 연장되는 것은 당연한 이치이다. 그리고 도면을 살펴보면, 본 고안의 흡입관(19)은 2개가 형성되어 있음을 알 수 있는데, 이는 종래와 같이 하나만 형성되어 있는 것 보다 흡입효과가 우수하여 바람직하다.
이상과 같은 본 고안은, 건축공사용 굴착기의 헤드에 있어서, 깊은 곳으로의 굴착작업을 행하여도 헤드의 센터링이 어긋나지 않고 이로써, 장치의 파손방지를 꾀하여 내구성이 상승됨은 물론 특히 비트의 수명이 연장되는 장점이 있다. 동시에 지반에 형성된 구멍의 내측면이 허물어지지 않는 특징이 있어 가장 효율적인 굴착작업을 행할 수 있을 뿐만 아니라, 이를 통해 공사기간을 단축시킬 수 있고 불필요한 보수 작업을 가하지 않아도 되며, 불필요한 량의 콘트리트와 철근을 소모시키지 않아도 되는 등 다수의 유용한 효과가 있다. |
