정글에서 입목을 채취하는 방법, 그 방법으로 채취된 열대 재목, 정글에서 절단된 나무를 채취하는 방법, 및 재목 채취 기계
专利汇可以提供정글에서 입목을 채취하는 방법, 그 방법으로 채취된 열대 재목, 정글에서 절단된 나무를 채취하는 방법, 및 재목 채취 기계专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且A method of harvesting standing trees in a jungle comprising bringing a crawler crane, preferably a hydraulic crawler crane, with a boom (14) to a block of jungle, securing the tree to be harvested to a sling in the boom, cutting the base of the tree, removing the cut tree using the boom, laying the cut tree on the ground, and cutting the crown of the cut tree. In another aspect the crown of the tree is cut first and removed by means of a sling on the boom of the crane. The crane is used to remove the crownless tree, or the crownless tree is cut at the base and allowed to fall. Main roads, spur roads, and snig tracks are constructed in the logging area. Alternatively, another method of harvesting cut trees in a jungle includes bringing a crawler (20) with a boom structure (26) to a block (102) of jungle, securing the harvested timber (70) to a winching cable (40) on the boom structure (26), stabilizing the crawler (20), and snigging the harvested timber (70) toward the crawler so that the harvested timber is at an inclined angle with respect to the ground. A forest harvesting machine comprising a crawler (20) with a boom structure (26), a winch, and a foldable arm structure (30) is also disclosed, having grasping claws (34) pivotally mounted along the boom structure (26), wherein during the snigging of harvested timber (70), the foldable arm structure (30) is used to stabilize the crawler (20).，下面是정글에서 입목을 채취하는 방법, 그 방법으로 채취된 열대 재목, 정글에서 절단된 나무를 채취하는 방법, 및 재목 채취 기계专利的具体信息内容。
정글에서 입목을 채취하는 방법, 그 방법으로 채취된 열대 재목, 정글에서 절단된 나무를 채취하는 방법, 및 재목 채취 기계{Method of harvesting standing trees in a jungle, tropical timber logs harvested by the method, method of harvesting cut tree in a jungle, and forest harvesting machine}
본 발명은 정글에서 재목을 채취하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 정글에서 쓰러진 재목을 회수하는 방법에 관한 것이다. 또 다른 측면에서는, 본 발명은 채취 재목을 베어낸 곳으로부터 회수하는 이동기계에 관한 것이다.
종래의 삼림 벌목에 있어서, 특히, 열대 정글에서의 재목의 채취에 있어서 정글 바닥은 화물트럭과 크레인의 이동을 위하여 초목이 제거되어 있다. 벌목하기로 선택된 나무들은 밑동에서 잘린다. 잘린 나무들은 예정된 방향으로 일반적으로 쓰러진다. 나무가 쓰러질 때는 다른 키 작은 나무를 포함하여 바닥의 묘목의 성장에 손상을 입히게 된다. 쓰러진 나무의 가지들은 절단되고 목재 몸통은 더 자르거나 이송수단에 적재하기 위해 정글의 제거 지역으로 이동된다. 바닥을 따라 나무를 이동하거나 끌때에는 바닥 위에 자라는 초목에 더욱 손상을 끼치게 된다. 화물 트럭과 크레인을 쓰러진 나무로 접근시키기 위해서는 화물 트럭과 크레인의 이동경로에 있는 모든 초목이 제거되어야 한다. 이것은 초목이나 정글커버(Jungle cover)의 부가적인 파괴를 야기할 수 있다. 열대 정글에서 재목의 채취와 이송으로 불모화된 정글의 전체블록들을 찾아내는 것은 어려운 일이 아니다. 열대정글에서 재목을 이송하는 종래방법은 정글커버의 60%를 넘는 파괴를 가져왔고, 이런 정도의 파괴레벨은 아주 바람직하지 않다.어린 나무, 묘목이나 초목의 파괴로 인해서, 정글은 적절한 시간내에 복구될 수가 없다. 이러한 상황 하에서, 많은 열대 정글 지역에서, 새로운 재목의 재벌목을 고려하는 데에는 100년 이상의 시간이 걸린다. LO Bruum의 미국 특허 번호 4,114,666호에는 삼림 벌목 방법과 그 방법을 수행하는 기계에 관해서 개시되어 있다. 개시된 방법과 기계는 적절하게 경작된 삼림 지역에서 재목을 벌목하는 데는 유용하지만, 보다 크거나 가지가 있는 열대 재목의 벌목에서는 적절하지가 않다.
열대 국가에서 재목을 채취하는 다른 방법은 헬리콥터를 이용하는 것이다. 나무의 수관을 자르고 잘라놓은 나무를 야적장으로 옮기는 데 헬리콥터가 이용된다. 상기 방법은 정글커버의 손상을 10% 이하로 감소시키지만, 전체 정글 지역을 벌목하는데 계속 사용하는 것은 비용-효과 측면이나 실용적인 측면에서 좋지 않다. 수익 마진이 크게 감소되어 경제적으로 매력적이지 못하기 때문이다.
따라서, 정글 지역에서 열대 재목을 채취하는 데에는 삼림 담당 회의 원칙 및 기준 (Forest Stewardship Council's Principles and Criteria (PC))에 의해 세워진 기준에 맞출 필요가 있다. 더욱 상세하게는, 열대 재목을 효율적으로 벌목하고 벌목지역 내에 있는 잘라진 나무를 회수할 때 차량을 이용하는 경우에 벌목되지 않는 나무와 관목이 최소한도로 파괴되도록 하는 방법이 요구된다.
본 발명자는 붐이 있는 크롤러 크레인을 정글의 한 블록으로 가져오는 단계,채취될 나무를 붐의 슬링에 고정시키는 단계,나무의 밑동을 절단하는 단계,상기 붐을 사용하여 절단된 나무를 이동시켜 지면 위에 상기 절단된 나무를 놓는 단계,및 상기 나무의 수관을 절단하는 단계를 포함하는 정글에서 입목을 채취하는 방법을 개시한다.
또 다른 측면에서, 정글에서 입목을 채취하는 방법은 붐이 있는 크롤러 크레인을 정글의 한 블록으로 가져오는 단계, 채취될 나무의 수관을 붐의 슬링에 고정시키는 단계, 상기 나무의 수관 부분에 작업자를 접근시키는 단계, 상기 나무의 수관 부분을 절단하고 상기 나무로부터 작업자를 이동시키는 단계, 상기 나무의 수관을 제거하는 단계, 상기 수관이 없는 나무를 밑동에서 절단하는 단계를 포함한다.
상기 크롤러 크레인은 바람직하게는 유압식 크롤러 크레인(hydraulic crawler crane)이다. 크롤러 크레인을 정글에서 이동시키기 위해서는, 주요 도로는 정글의 넓은 지역을 가로질러서 건설되고, 지선 도로는 주요 도로에서 정글의 주어진 서브-블록에 대한 통나무 하역 지역으로 이르도록 건설되고, 상기 정글의 서브-블록의 각각에 상기 통나무 하역 지역에서 방사상으로 뻗어나온 다수의 회수 트랙이 건설된다. 또 다른 측면으로는, 주요 도로는 정글의 넓은 지역을 가로질러서 건설되고, 복수의 이격되고 평행한 회수 트랙이 상기 주요 도로에서 뻗어나오면서 건설되는데, 인접하는 회수 트랙의 이격거리는 크레인의 붐의 길이의 거의 2배에서 3배가 된다.
나무의 수관에 붐의 슬링을 부착하기 위해서, 또한, 벌목될 입목의 수관부를 자르기 위해서 크레인의 붐에 연결되어 있는 금속제캐빈내에 있는 작업자는 나무의 수관부로 들어 올려진다. 크롤러 크레인에 있는 작업자의 조종실은 금속 우리로 강화되어 있다. 크레인의 붐의 측면은 금속판 측벽에 의해서 둘러 싸여 있어서 크레인이 사용되는 붐의 격자 내부에 나뭇잎이 들어오는 것을 방지하거나 감소시킨다.
크롤러 크레인의 붐은 수평원상에서 360도로 회전 가능하고 수칙축으로 90도로 회전 가능하다.
전형적으로는 크롤러 크레인이 한 점에 있을 때 채취될 정글의 지역은 통상 60 미터가 되는 크레인의 붐의 길이에 커버되는 원형 지역이 된다. 그러나, 상기 채취될 나무의 원형 지역은 커넥터 슬링의 사용에 의해서 연장될 수 있다. 전형적으로 원형 지역은 부가적인 16 미터의 방사상 길이에 의해서 확장될 수 있다.
또 다르게는, 정글에서 절단된 나무를 수확하는 다른 방법은 붐 구조물이 있는 크롤러를 정글의 한 블록으로 가져오는 단계, 상기 붐 구조물 상의 윈치 케이블에 절단된 재목을 고정시키는 단계, 상기 크롤러를 안정화시키는 단계 및 상기 절단된 재목이 지면에 대하여 예각이 되도록 하는 방식으로, 상기 크롤러를 향하여 상기 절단된 재목을 회수하는 단계를 포함한다. 상기 윈치 케이블을 크롤러의 보조 윈치의 보조 윈치 케이블에 연결하고 장애물 주위로 상기 보조 윈치 케이블을 잡아당겨 상기 윈치 케이블을 상기 재목으로 가져온다. 붐 구조물의 높이는 실질적으로 5미터를 초과하여, 벌목된 재목이 지면에 대하여 예각으로 되어 방해와 손상이 감소되도록 한다.
정글에서의 채취 방법에 있어서, 주요 도로는 정글의 넓은 지역을 가로질러서 건설되고, 복수의 미끄럼 통로가 상기 주요 도로로부터 벗어나가도록 건설되고, 인접한 미끄럼 통로 사이의 이격 거리는 200미터와 300미터 사이가 된다.
재목 채취 기계는 붐 구조물과 윈치 수단을 가진 크롤러를 포함하며, 집게발이 있는 접을 수 있는 아암 구조물이 붐 구조물을 따라서 회전 가능하게 장착되며, 절단된 재목의 회수 시에는 상기 접을 수 있는 아암 구조물이 상기 크롤러를 안정화시키는데 사용된다. 상기 접을 수 있는 아암 구조물은 유압 수단에 의해서 작동된다. 상기 크롤러는 상기 접을 수 있는 아암 구조물에 의해서, 또는 상기 아암 구조물과 상기 아암 구조물의 집게발에 의하여 지면 상에 놓여진 재목에 의해서 지면에 안정된다. 상기 크롤러는 보조 윈치 수단을 더 포함한다.
또 다른 실시예에서, 붐 구조물이 상기 백호 아암에 회전 가능하게 장착되고, 집게발이 상기 붐 구조물의 일단에 결합되며, 롤러 가이드 수단이 상기 붐 구조물의 타단에 결합된다. 상기 크롤러는 보조 윈치 수단을 더 포함한다.
도 1은 크레인 작동자의 조종실 차폐를 도시한다.
도 2는 크레인의 붐 위에 붐 측벽을 가진 크레인을 도시한다.
도 3은 도 2에 도시된 크레인의 붐의 강철판 측벽의 등각투상도를 도시한다.
도 4는 채취될 목재의 수관을 치는 작업자를 도시한다.
도 5는 절단된 목재를 회수하는 기계의 제 1 실시예를 도시한다.
도 6은 붐에 고정된 케이블에 대한 윈치 시스템의 상세도이다.
도 7은 절단된 목재를 회수하는 기계의 고정된 실시예를 도시한다.
도 8은 주 케이블의 늘임과 끌어당김을 도시한다.
도 9는 절단된 나무를 들어올리는 크레인의 개략도이다.
도 10은 절단된 나무를 들어 올리는 크레인의 다른 개략도이다.
도 11은 절단된 목재 몸체를 미끄러 뜨리는 크레인의 개략도이다.
도 12는 절단된 목재 몸체를 들어 올리는 크레인의 개략도이다.
도 13은 헤링본 형태로 쓰러진 목재가 있는 벌목 지역의 평면도이다.
도 14는 프러스토 콘 형태로 잘리는 절단된 목재의 전단면을 도시한다.
도 15는 이동 경로에 있는 장애물을 헤치면서 나아가도록 한 목재의 이동을 도시한다.
도 16은 제작된 철제 썰매 상에서 이동 중인 목재를 도시한다.
도 17은 제작된 철제 썰매의 사시도이다.
도 18은 제작된 철제 썰매 위에서 이동 경로를 따라 장애물을 헤치면서 나아가기 위해서 기울어져 있는 목재의 이동을 도시한다.
도 19는 유압식 굴착기를 이용하여 미끄럼 트랙을 따라 미끄러지는 통나무를 도시한다.
도 20은 제 1 실시예에 대하여 산악지대이거나 언덕진 지역의 삼림에서 동작하는 크레인의 측면도이다.
도 21은 벌목 지역의 한 블록에서 크레인의 도로 트랙 패턴을 도시한다.
도 22는 벌목 지역의 서브-블록 지역 내에서 움직이는 크레인의 경로를 도시한다. 도 23은 벌목 지역의 서브-블록 지역 내에서 움직이는 크레인의 경로를 도시한다.
도 24는 제 2, 제 3, 제 4의 실시예에서 급격한 경사가 있는 지역에서 절단된 목재의 회수를 도시한다.
<도면의 주요 부호에 대한 설명>
14 : 붐 16 : 강철판 측벽
18 : 금속제 캐빈 20 : 크롤러
26 : 붐 구조물 28 : 롤러 가이드
30 : 아암 구조물 32 : 그리퍼
36 : 트랙 슈 38 : 윈치 시스템
40 : 윈치 케이블 50 : 보조 윈치 케이블
54 : 붐 구조물 56 : 벌목 도로
58 : 지선 도로 64 : 커넥터 슬링 케이블
66, 94 : 주요 도로 68 : 미끄럼 통로
70 : 재목 74 : 썰매
76 : 선수 부분 78 : 베이스 부분
80 : 고리 82 : 스파이크
84 : 슬링 체인 86 : S자 고리
88 : 목재 98 : 회수 트랙
이하, 본 발명의 부가적인 특징과 장점에 대해서는 본 발명에 따른 상기 도면과 구체적인 실시예를 참조하여 열대 정글 지역에서의 재목의 채취 방법과 트랙의 레이 아웃 패턴과 그와 관련되어 사용되는 장치에 대하여 상세히 설명한다.
벌목 작업을 시작하기 전에, 절단될 나무의 수종 구성, 그 식별, 상품용 나무의 직경 분류와 높이를 얻고, 헥타르당 수율을 예측하기 위해서, 소정의 스트립 라인을 사용하여 계획된 블럭의 축척에 맞게 예비-벌목 목록을 작성한다. 동시에 벌목될 나무에 표시를 하게 된다. 나무 표시는 중요한데, 이는 어떤 나무가 절단될 것인지에 대하여 기계톱 작업자에게 알려주며, 회수하는 동안 절단되지 않고 잔류하는 나무와 어린 관목의 손상을 줄이고, 나무가 떨어지는 방향을 확실하게 가르키는 화살표를 표시하기 위한 것이다.
본 발명의 제 1 실시예에 의하면, 실질적으로 거의 100 톤을 들어올릴 수 있는 유압식 크롤러 크레인(예를들면 모델 1H1-CCH1000)은 거의 모든 종류의 목재의 들어올리기, 미끄러뜨리기, 적재에 이용된다. 바람직한 실시예에 의한 크레인의 붐은 60미터(197피트)이고 수평과 수직 평면 모두에서 흔들 수 있는 능력이 있다. 작업자의 조종실은 강화된다. 금속으로 된 그물망(10)이 크레인에 있는 작업자의 조종 스테이션 주위에 둘러쳐 있다(도 1 참조). 수관의 가지나 다른 초목이 붐(14)의 철제 프레임 격자(12)로 얽혀들지 않도록 하기 위해서, 크레인의 붐(14)은 강철판 측벽(16)을 사용하여 둘러싸여 있다(도 2 및 도 3 참조). 기타 다른 단단한 판도 측벽으로 사용할 수 있다. 작업자가 벌목될 나무의 수관을 자르도록 하기 위해서, 강금속제 캐빈(metal cabin)(18)이 제공된다(도 4 참조). 금속제 캐빈(18)은 최소한 한사람을 수용하도록 고안되고 크레인의 붐(14)에 의해서 나무의 수관 영역으로 들어올리도록 고안되어 있다. 또한, 정글의 축축하거나 부드러운 대지면에 크롤러 크레인의 이동을 가능하게 하기 위해서, 적절한 크레인 트랙 슬리퍼(crane track slippers)가 제공된다. 상기 크레인 트랙 슬리퍼는 바람직하게는 평면형 평판 조립물들(slab assemblies)을 이루도록 딱딱한 나무 평판(slab)들을 묶어서 이루어진다. 상기 평판 조립물들은 트랙 건설이 진전됨에 따라 재사용된다. 트럭을 위한 종래의 트랙 건설 방법에서, 어린 나무는 자주 베어지고 대지면 위에 트럭이 이동할 수 있는 단단한 기초가 세워졌었다. 트랙을 건설하기 위한 어린 나무의 상기 절단은 정글의 초목을 파괴하곤 했는데, 이것은 바람직하지 못한 관행이었다.
상기 유압식 크롤러 크레인은 절단된 재목을 회수하는데 이용될 수 있다. 그러나, 목재를 회수하기 전에 크롤러 크레인을 안정화시킬 필요가 있다. 이것은 안정화 부재를 크레인의 붐(14)에 결합시키거나, 크레인에 그 기술분야에서 알려진 백호(backhoe)(52)와 같은 다른 수단을 채택하는 것에 의해 행해진다. 붐(14)이 강철 프레임 격자일 경우에, 크롤러 크레인은 무거운 목재를 회수할 수 있을 정도로 튼튼하지 못할 수 있다. 그러나, 그 크롤러 크레인은 크기가 더 작거나 가벼운 목재의 회수에 사용될 수 있다. 따라서, 상기 유압식 크롤러 크레인은 상기 크롤러가 안정화 부재(도시 안됨)를 사용하여 안정화되고 회수될 목재의 중량이 상기 붐(14)의 강철 격자 구조 골조의 안전 한계 내라면, 목재를 회수하는 데 사용 가능할 수 있다.
제 2 실시예에서, 크롤러(20)의 일반적인 구조는 도 5에 도시되어 있다. 상기 크롤러(20)는 하부 캐리지(undercarriage)(24) 위에 회전 가능하도록 장착된 회전하는 상부 구조(22)를 포함한다. 상기 상부 구조(22)는 전단부를 가지며 상기 전단부에는 붐 구조물(26)이 부착되어 있다. 상기 붐 구조물(26)은 유압식 실린더의 도움으로 수직면상에서 회전 가능하게 움직일 수 있다. 롤러 가이드(28)는 감아 올릴 목적으로 상기 붐 구조물(26)의 상단부에 설치되어 있다(도 5 참조).
상기 크롤러(20)는 또한 접을 수 있는 아암 구조물(30)을 포함한다(도 1). 접을 수 있는 아암 구조물(30)의 후단부는 붐 구조물(26)에 회전 가능하도록 연결되어 있고 유압식 실린더를 포함하여 아암 구조물(30)을 회전 가능하게 움직인다. 아암 구조물(30)의 타단부는 그리퍼(gripper)(32)에 연결된다. 상기 그리퍼(32)는 한 쌍의 집게발(34)로 구성되어 있으며, 서로에 대해서 흔들거릴 수 있도록 되어 있다. 상기 집게발(34)은 아암 구조물(30) 위에 장착된 유압식 실린더의 도움으로 작동된다. 크롤러(20)의 붐 구조물(26)의 높이는 거의 5미터 이상이다. 바람직한 실시예에서, 붐 구조물의 높이는 트랙 슈(track shoe)(36)에서 붐 구조물(26)의 상단까지 대략 14미터 (46피트)가 되는 반면, 아암 구조물(30)은 대략 6.5 미터가 바람직하다. 붐 구조물(26)은 연장할 수 있는 형태가 될 수 있고, 상기 연장은 유압식 수단(도시 안됨)에 의해서 수행된다.
상기 크롤러(20)는 주 윈치 시스템(38)을 구비한다. 상기 윈치 시스템(38)은 바람직한 실시예에서는, 122 미터(400 피트) 윈치 케이블(40)로 이루어 진다. 상기 윈치 케이블(40)은 지름이 바람직하게는 2.5cm (1 인치)가 되고 회전하는 상단 구조물(22) 위에 장착된 롤러(42)로 회전된다(도 6 참조).
작업자가 굴착기를 운전하는 조종실(44)은 회전하는 상단의 구조물(22) 위에 위치된다. 상기 조종실(44)은 상기 크롤러(20)를 효과적으로 운전하기 위해서 다양한 조종 기능을 갖는다. 조종실(44)의 일부분은 안전을 위해서 강화된 강철 바(46)로 덮여 있다(도 5, 7 참조).
보조 윈치(48)도 또한 크롤러(20)에 구비된다(도 7 참조). 상기 보조 윈치(48)는 윈치 케이블(40)에 비교하면 보다 작은 직경을 가지는 보조 윈치 케이블(50)로 구성된다. 윈치 케이블(40)의 중량은 비교적 크기 때문에, 보조 윈치 케이블(50)은 원하는 쓰러진 나무로 윈치 케이블을 끌어오는 데 사용될 수 있다(도 8 참조). 제 3 실시예에서, 또한 상기 크롤러(20)는 도 7에 도시된 바와 같이, 붐 구조물(26)이 백호(52)의 아암 구조물에 회전 가능하도록 결합되는 방식으로 구축될 수도 있다. 상기 경우에, 그리퍼(32)는 붐 구조물(26)의 일 단부에 부착되는 반면, 다른 단부에는 감아 올리는 목적을 위하여 롤러 가이드(28)가 구비된다. 그러나, 상기 실시예에서, 작동 메커니즘은 상기 기술한 제 2 실시예에서와 동일하다.
제 4 실시예(도시 안됨)에서, 상기 크롤러(20)는 독립된 붐 구조물(54)이 백호(24)의 하부 캐리지(24)에 회전 가능하게 장착되는 방식으로 구축될 수도 있다. 상기 백호의 아암 구조물(30)은 역시 안정화시키는 역할로 사용될 수도 있다. 그리퍼(32)는 상기 아암 구조물(30)의 일 단부에 부착된다. 롤러 가이드(28)는 붐 구조물(26)의 말단부에 구비된다. 다시 말해서 크롤러(20)에 장착되는 두 개의 분리되고 독립적인 구조물이 있을 수 있다.
이제 제 1 실시예를 참조하면, 거의 100톤의 부하용량을 가지도록 설계되고 60 미터의 길이를 가지는 붐(14)이 있는 유압식 크롤러가 사용된다. 벌목될 정글의 주어진 서브- 블록에 대하여, 벌목 도로(logging road)(56)와 지선 도로(spur road)(58)가 벌목 작업이 정글 속으로 점점 깊이 진행되는 단계에 따라 구축된다. 제안된 벌목 도로의 경로를 따라서 나무와 초목이 이하에서 기술되는 벌목 방법을 사용하여 제거된다. 제안된 벌목 도로의 경로를 따라서 있는 다른 초목은 종래의 방법을 사용하여 제거되지만 벌목 도로의 경계를 넘어서는 안전 지역은 손상되지 않는다. 상기 유압식 크롤러(20)가 이때 벌목 도로(56)로 진입하게 된다. 크레인 후크(60)는 절단될 나무에 고정되고, 바람직하게는 크레인에 의해서 높게 작업자가 들어 올려지고 상기 작업자에 의해서 나무의 수관 부분에 결합된다. 상기 작업자는 보호 캐빈에 수용된다. 상기 작업자는 나무의 절단 작업을 시작하기 전에 상기 수관으로 내려지게 된다. 그런 다음, 체인 톱 작업자는 밑동 부분에서 상기 나무를 절단할 것이다. 나무가 절단된 후에, 상기 크레인은 절단되지 않은 수관과 함께 상기 절단된 나무를 들어올리게 될 것이고 통나무 하역 지역(26)에 그것을 내려 놓게 될 것이다(도 9 및 도 10 참조). 통나무 하역 지역에서, 작업자는 절단된 나무의 불필요한 나뭇잎과 가지를 제거하게 될 것이다. 작업자는 또한 상기 목재를 원하는 길이로 절단할 것이다. 상기 과정은 거의 61 미터의 작업 반경의 길이를 가지는 크레인의 붐에 의해 커버되는 모든 지역에 걸쳐서 반복된다.
본 발명의 다른 측면에서는, 벌목되는 목재가 쓰러지기 전에 상기 나무의 수관이 절단된다. 상기 체인 톱 작업자는 강철제 캐빈(18)내에 있는 채로 크레인에 의하여 나무의 수관 부분에까지 들어올려진다. 리깅 케이블(rigging cable)(62)이 나무의 수관에서 가지에 고정된다. 상기 수관은 그 밑부분에서 절단되고 크레인의 붐에 의하여 들어 올려지고 나무가 없는 지역에 내려 놓게 되며 여기서 가지 치기가 진행되는 것이다. 입목 상태에서 나무의 수관을 자르는 목적은 남아 있는 다른 나무와 어린 자라나는 나뭇잎에 주는 손상을 감소시키는 데 있어서 중요한 요인이 된다. 더욱이, 크레인에 의해 걸리는 최대 부하도 또한 두 가지 단계로 나무를 벌목함에 의하여 감소될 수 있는데 첫째 단계는 나무의 수관을 제거하는 것을 수반하고 둘째 단계는 나무의 몸체의 제거를 포함한다.
또한 본 발명의 다른 측면에서, 커넥터 슬링 케이블(64)은 절단된 나무의 수관이나 몸체를 상기 크레인의 붐에 있는 슬링 케이블에 고정시키는데 사용될 수 있다. 커넥터 슬링 케이블(64)을 사용함에 의해서, 크레인의 작업 반경은 더욱 확장될 수 있다(도 11 및 도 12 참조). 상기 크롤러 크레인의 위치에서부터 61 미터의 반경을 넘는 범위에서, 나무의 밑동에서 나무를 절단함으로써 나무가 쓰러지고 상기 나무는 정글에서 이미 벌목된 지역으로 쓰러지도록 한다. 그런 다음, 슬링은 상기 쓰러진 나무에 고정되고 상기 나무는 크롤러 크레인에 의하여 통나무 하역 지역으로 회수된다.
그러나, 제 2, 제 3 및 제 4의 실시예에서, 윈치 시스템(38)을 사용하는 주요 이유의 하나는 크롤러(20)가 분리된 벌목 지역 내부로 들어가는 것을 제한하기 위한 것이다. 상기 크롤러(20)는 주요 도로(66)와 미끄럼 통로(skid trail)(68)에만 위치하게 되고, 윈치 시스템(38)을 사용하여 상기 목재(70)를 회수한다. 이것은 벌목 중에 파괴되는 삼림 지역의 비율을 낮추기 위한 것이다.
제 2 실시예, 제 3 실시예 및 제 4 실시예에서 크롤러(20)를 사용하여 절단된 목재를 회수하는 방법은 이하에서 기술될 것이다. 나무를 쓰러뜨리는 사람(72)(체인 톱 작업자)은 목재(70)의 쓰러지는 방향에 대해서 훈련을 받게 될 것이다. 이것은 "헤링본(Herring Bone) 패턴"으로 목재(70)를 절단하는 패턴과 시퀀스(sequence)를 미끄럼 통로(68)쪽으로 정렬하고, 윈칭이전에 지면에 절단된 목재(70)를 정렬하기 위한 굴착기의 사용을 불필요하게 하는 것에 의해서 이루어진다(도 13 참조). 이것은 목재의 윈칭 과정 중에 나무가 쓰러지는 지역에서부터 미끄럼 통로(68)에 이르기까지 효과적이며 최소한의 충격을 주게 된다.
나무를 벌목한 후에, 나무를 쓰러뜨리는 사람(72)은 목재의 헤드부(head) 혹은 목재의 단부(end)를 잘라서 콘 혹은 프러스토-콘(frusto-cone)으로 형성시킨다(도 14 참조). 이것은 목재(70)가 윈칭 과정 동안에 부드럽게 윈칭 작업이 이루어져서 마찰을 감소시키기 위한 것이다(도 15 참조).
그러나, 썰매(74)가 윈칭 과정 동안 목재(70)를 나르는 데에 사용될 수도 있다(도 16 참조). 상기 썰매(74)는 선수 부분(76)과 베이스 부분(78)으로 이루어진다. 실질적으로 'C' 형상의 고리(80)는 선수 부분(76)의 말단부에 구비되어 있다. 상기 'C' 고리는 상기 썰매(74)가 윈칭 케이블(40)의 방향으로 움직이도록 작용한다(도 17 참조).
상기 베이스 부분(78)은 바람직하게는 보트의 베이스처럼 휘어져 있는 것이 바람직하고 복수의 돌출한 스파이크(82)(spikes)를 포함한다. 상기 돌출한 스파이크(82)는 목재(70)를 움켜잡고 상기 목재(70)가 윈칭 과정 중에 베이스 부분(78)으로부터 후방으로 미끄러지지 않도록 하는 것이다(도 17 참조). 슬링 체인(sling chain)(84)은 썰매(74) 위에 목재(70)를 더욱 고정하기 위해서 베이스 부분에 구비된다. 상기 썰매(74)는 바람직하게는 단면이 보트 형태가 된다.
윈칭 케이블(40)의 말단부에서, 실질적으로 'S' 형상의 고리(86)가 구비된다(도 17 참조). 상기 'S' 형상의 고리(86)의 기능은 이하 기술될 것이다.
목재(70)를 윈칭하기 전에, 이전에 이미 벌목되었던 다른 목재(88)가 안정화 역할을 하는 것으로 이용된다. 도 5에 도시한 바와 같이 상기 목재(88)는 그리퍼(32)의 집게발(34) 사이에서 잡히게 되며 지면에 수평으로 위치하게 된다. 앞에서 언급한 바와 같이, 크롤러(20)는 보조 윈치(48)를 포함하는데, 상기 보조 윈치는 윈칭 케이블(40)을 벌목된 목재(70) 근처의 지점으로 끌어당기는 데 사용된다. 상기 윈치 케이블(40)은 보조 윈치 케이블(50)과 풀리(90)를 사용하여 끌어당겨지고, 풀리(90)는 목재 주위의 나무 둘레에 묶인다(도 8 참조). 들어올릴 목재(70)에 장착한 다음, 장착자(92)는 변형된 유압식 굴착기의 운전자와 교신하여 절단 지역으로부터 목재(70)를 끌거나 감아 올리기를 시작한다. 그러므로, 강철제 썰매(74)가 사용될 때는, 상기 목재(70)는 강철제 썰매(74)의 베이스 부분(78)에 위치한다. 상기 돌출한 스파이크(82)는 목재(70)가 그 위에 실리는 경우에 목재(70)를 움켜잡게된다. 슬링 체인(84)은 그런 다음에 볼트나 너트 혹은 당업자에게 알려진 다른 기타의 수단으로 목재(70) 주위에 단단하게 묶이게 된다. 그런 다음에, 윈치 케이블(40)은 도 18에 도시된 바와 같이 'S' 고리(86)를 사용하여 목재(70) 주위에 또한 묶이게 된다. 윈치 케이블(40)이 당겨지게 되면, 목재(70)를 움켜잡는 힘이 커지게 된다. 이것은 썰매(74) 상의 그 해당 위치에서 목재(70)를 더욱 고정하게 될 것이다.
윈치 케이블(40)은 벌목된 목재가 예각을 이루도록 벌목된 목재(70)에 결합될 것이다. 이것은 벌목된 목재가 이동 경로에 놓여진 어떤 방해물들 위로 움직이면서 회수가 이루어지도록 한다(도 15 참조). 이 방법은 또한 벌목된 나무가 지면을 따라서 끌릴 때 지면에 대한 손상을 감소시켜 준다.
모든 감아 올려지는 목재(70)는 미끄럼 통로(68)의 양쪽에 쌓여지게 된다. 그런 다음에, 다른 굴착기(예를 들면 PC-100 모델)가 목재(70)를 주요 도로(66)로 미끄러뜨릴 것이다(도 13 참조). 제 2, 제 3 및 제 4 실시예에서, 아암 구조물(30)은 변형된 유압식 굴착기(20)를 안정화시키는 데 이용된다. 그러나, 아암 구조물(30)이 목재(48)를 트럭으로 싣거나 내리는 데 사용되는 것도 가능할 것이다.
언덕이나 산악 지역에서의 목재 채취에서, 도로가 맨 먼저 정글 지역과 맞춰서 건설되어야 한다. 상기 도로는 언덕의 삼림지대의 꼭대기 능선과 측부 능선에서 유압식 굴착기를 사용하여 건설된다. 상기 도로는 벌목 작업 동안 유압식 크롤러 크레인과 벌목 트럭을 수용하기 위하여 최대 7.32 미터의 폭을 갖는다. 유압식 트랙터의 사용이 숲의 보호에 치명적인 손상을 입히기 때문에 굴착기의 사용이 트랙터의 사용에 비교하여 바람직한 것이다. 정글에서의 도로 건설의 종래의 방법에 의하면, 불도저나 트랙터가 사용된다. 굴착기의 작동과 트랙터 혹은 불도저의 사용에 의한 도로의 형성은 과도한 흙을 발생시키고, 이것은 건설될 도로의 대지로부터 처리하거나 제거되어야 한다. 이러한 과도한 흙은 급경사를 만들게 된다. 불도저는 과도한 흙을 줄이는 데 사용될 수 없다. 경사가 진 과도한 흙의 처리는 토양 오염의 문제를 일으키고, 어린 자라나는 잎을 뒤덮으면서 잔류하는 나무에 심한 손상을 야기하게 된다. 그러나, 크롤러 굴착기의 사용으로 인해서, 과도한 흙은 둔덕이나 흙 제방(1.5 m 폭 ×1.0 m 높이)으로 도로 차선의 가장자리에 형성될 수 있다. 상기 둔덕이나 제방은 굴착기의 버킷(bucket) 바닥을 사용하여 눌러다져서 크기를 줄일 수 있다. 차선이나 줄여놓은 제방은 많은 비에 의해서도 거의 씻겨나가지 않는다. 눌러다지기는 유압식 크롤러 크레인 굴착기를 사용하여 용이해질 수 있다. 회전의 중심축에서부터 91 미터에서 122 미터(300피트에서 400 피트)의 미끄럼 거리를 가지는 유압식 크롤러 크레인이 사용된다. 통나무를 들어올리는 작업은 물리학의 법칙에 적절하게 기초를 두고 계획되어야 하며, 여기서 최대 하중 용량은 붐의 작동 반경의 함수가 된다. 통상적으로 최대 작업 반경은 최대 설계 하중 부하 이내인 61 미터(200피트) 까지 뿐이다. 그러나, 들어 올리는 작업 전에 122 미터(400피트)에서 통나무를 미끄러뜨리는 것도 가능할 것이다(도 20 참조). 여기서, 절단된 통나무를 들어올리는데 필요한 커넥터 슬링 케이블이 사용될 수 있다. 보다 큰 용량의 크롤러 크레인이 보다 무거운 중량의 목재를 벌목하는 데 사용될 수 있다. 언덕의 삼림지대에서, 각 서브 블록의 지역은 15 에이커(acres)이다.
도 21을 참조하면, 제 1 실시예의 처녀림 정글의 대략 510 에이커의 한 블록에 대한 도로망의 레이 아웃이 도시되어 있다. 큰 블록은 각각 10 에이커의 가상의 보다 작은 정방형 서브-블록에 의해 경계가 지워진다. 주요 도로(94)는 큰 블록의 가운데를 가로질러 놓여 있다. 상기 제안된 주요 도로(94)를 따라 목재 나무는 이전에 상술한 방법 혹은 종래 기술의 방법에 따라서 벌목된다. 주요 도로의 폭은 7.32 미터이다. 주요 도로(94)에서부터 한 쌍의 평행한 벌목 도로(56)가 커다란 블록을 여섯 개(6)의 블록으로 나누면서 건설된다. 이러한 블록의 각각은 또다시 10 에이커의 정방형 블록으로 더 분리된다.
각각의 서브-블록에서 지선 도로(58)는 벌목 도로(56)에 대하여 직각을 이루도록 형성된다. 지선 도로(58)는 서브 블록의 가운데 지점에서 끝난다. 각각의 서브 블록의 가운데 영역은 통나무 하역장으로 활용된다. 통나무 하역장으로부터 복수의 방사상으로 뻗어나오는 회수 트랙(98)이 구축된다. 거기에서 크레인 붐(14)의 길이가 61 미터(200 피트)이고, 회수 트랙(98)은 벌목 지역의 서브- 블록 경계의 약 61에서 76 미터 (200피트 - 250피트)까지 확장될 수 있다(도 22 참조). 따라서, 주요 도로, 지선 도로 및 회수 트랙의 상기 레이 아웃에 따라서, 필요하다면, 커넥터 슬링 케이블(100)을 추가로 사용하여, 벌목 서브-블록 내의 각각의 나무에 크레인 붐이 도달하도록 할 수 있다. 상기 벌목의 방법을 사용하여 손상되는 전체 영역은 10% 이하인 반면, 종래 방법에서는 60% 이상이었다. 아래의 표 1은 상기 기술한 패턴을 이용하여 510 에이커의 블록에서 상기 지역의 사용을 나타낸다.
< 표 1>
도로 및 회수 트랙 설계
블록 7
면적 : 1,999,200㎡(510.00 에이커)
| 도 로 | 길 이 | 폭 | 면 적 |
| 미터(체인) | 미터(피트) | 평방미터(에이커) | |
| 도 로 1(Rd1) | 1009.8(51) | 7.2(2.4) | 7270.56(1.856) |
| 도 로 1-1(Rd1-1) | 891(45) | 7.2(2.4) | 6415.20(1.637) |
| 도 로 1-2(Rd1-2) | 910.8(46) | 7.2(2.4) | 6557.76(1.674) |
| 도 로 1-3(Rd1-3) | 910.8(46) | 7.2(2.4) | 6557.76(1.674) |
| 도 로 1-4(Rd1-4) | 891(45) | 7.2(2.4) | 6415.20(1.637) |
지선 도로
| 도 로 | 길 이 | 폭 | 면적 |
| 미터(체인) | 미터(피트) | 평방미터(에이커) | |
| 지 선-1(Sr-1) | 198(10) | 7.2(24) | 1425.6(0.364) |
| 지 선-2(Sr-2) | 198(10) | 7.2(24) | 1425.6(0.364) |
| 지 선-3(Sr-3) | 198(10) | 7.2(24) | 1425.6(0.364) |
| 지 선-4(Sr-4) | 198(10) | 7.2(24) | 1425.6(0.364) |
| 지 선-5(Sr-5) | 198(10) | 7.2(24) | 1425.6(0.364) |
| 지 선-6(Sr-6) | 198(10) | 7.2(24) | 1425.6(0.364) |
| 지 선-7(Sr-7) | 198(10) | 7.2(24) | 1425.6(0.364) |
| 지 선-8(Sr-8) | 198(10) | 7.2(24) | 1425.6(0.364) |
| 지 선-9(Sr-9) | 198(10) | 7.2(24) | 1425.6(0.364) |
| 지 선-10(Sr-10) | 198(10) | 7.2(24) | 1425.6(0.364) |
| 지 선-11(Sr-11) | 198(10) | 7.2(24) | 1425.6(0.364) |
| 지 선-12(Sr-12) | 198(10) | 7.2(24) | 1425.6(0.364) |
| 지 선-13(Sr-13) | 198(10) | 7.2(24) | 1425.6(0.364) |
| 지 선-14(Sr-14) | 198(10) | 7.2(24) | 1425.6(0.364) |
| 지 선-15(Sr-15) | 198(10) | 7.2(24) | 1425.6(0.364) |
| 지 선-16(Sr-16) | 198(10) | 7.2(24) | 1425.6(0.364) |
| 지 선-17(Sr-17) | 198(10) | 7.2(24) | 1425.6(0.364) |
| 지 선-18(Sr-18) | 198(10) | 7.2(24) | 1425.6(0.364) |
| 지 선-19(Sr-19) | 198(10) | 7.2(24) | 1425.6(0.364) |
| 지 선-20(Sr-20) | 198(10) | 7.2(24) | 1425.6(0.364) |
60하역(landings)(면적= 하역당 1920.99㎡(0.49 에이커)) 115259.76(29.400)
총 합계 8573.4 미터 176,98824 평방미터
(433 체인) (45.158 에이커)
EI 퍼센트 = 8.85%
하나의 서브-블록에서 벌목을 한 후 크롤러 크레인은 인접하는 서브-블록으로 이동하게 되고, 여기서 상기 벌목 과정이 반복된다. 종래의 이송 트럭은 상기 벌목 지역에서 벌목된 통나무를 제거한다.
주요 도로(66) 및 미끄럼 통로(68)의 또 다른 레이 아웃 패턴은 도 23에 도시되어 있다. 미끄럼 통로(68)는 각각에 대해서 평행으로 놓여 있고 주요 도로(66)로부터 뻗어나오고 있다. 두 개의 인접하는 미끄럼 통로(68) 사이의 이격 거리는 대략적으로 182 미터(600 피트)가 된다. 주요 도로(66)와 미끄럼 통로(68)의 상기 배치와 같은 레이 아웃을 채택하여 인접하는 두 개의 미끄럼 통로(68) 사이의 모든 나무에 크롤러 크레인이 50 미터(175 피트)의 붐을 가지면서 접근할 수 있다. 표 2는 216.74 헥타르의 블록 안에 있는 사용 면적을 나타낸다.
< 표 2>
도로 및 미끄럼 통로 설계
블록 번호 42
면적: 2099687.8㎡(535.58 에이커)
| 도로 | 길이미터(체인) | 폭미터(피트) | 면적평방미터(에이커) |
| 도로 A | 1207.8(61) | 7.2(24) | 8696.16(2.220) |
| 도로 B | 1643.4(83) | 7.2(24) | 11832.48(3.020) |
| 도로 C | 415.8(21) | 7.2(24) | 2993.76(0.764) |
미끄럼 통로
| 도 로 | 길 이 | 폭 | 면 적 |
| 미터(체인) | 미터(피트) | 평방미터(에이커) | |
| 미끄럼-1(ST-1) | 336.6(17) | 7.2(24) | 2423.52(0.619) |
| 미끄럼-2(ST-2) | 237.6(12) | 7.2(24) | 1710.72(0.437) |
| 미끄럼-3(ST-3) | 138.6(7) | 7.2(24) | 997.92(0.255) |
| 미끄럼-4(ST-4) | 1207.8(61) | 7.2(24) | 8696.16(2.220) |
| 미끄럼-5(ST-5) | 1366.2(69) | 7.2(24) | 9836.64(2.511) |
| 미끄럼-6(ST-6) | 1386(70) | 7.2(24) | 9979.2(2.547) |
| 미끄럼-7(ST-7) | 1306.8(66) | 7.2(24) | 9468.96(2.402) |
| 미끄럼-8(ST-8) | 1227.6(62) | 7.2(24) | 8838.72(2.256) |
| 미끄럼-9(ST-9) | 1148.4(58) | 7.2(24) | 8268.48(2.110) |
| 미끄럼-10(ST-10) | 1069.2(54) | 7.2(24) | 7698.24(1.965) |
| 미끄럼-11(ST-11) | 990(50) | 7.2(24) | 7128(1.819) |
| 미끄럼-12(ST-12) | 574.2(29) | 7.2(24) | 4134.24(1.055) |
| 미끄럼-13(ST-13) | 831.6(42) | 7.2(24) | 5987.52(1.528) |
| 미끄럼-14(ST-14) | 732.6(37) | 7.2(24) | 5274.72(1.346) |
| 미끄럼-15(ST-15) | 653.4(33) | 7.2(24) | 4704.48(1.201) |
| 미끄럼-16(ST-16) | 475.2(24) | 7.2(24) | 3420(0.873) |
| 미끄럼-17(ST-17) | 277.2(14) | 7.2(24) | 1995.84(0.509) |
합 계 17,226 m 121845.76 ㎡
(870 체인) (31.657 에이커)
EI 퍼센트 = 0.059%
상기 두 번째, 세 번째 및 네 번째 실시예를 참고하면, 실제의 연구에서 변형된 유압식 굴착기를 이용하여 주요 도로(66)와 미끄럼 통로(68)의 건설로 인한 예상되는 삼림의 손상은 아래의 표와 같다. 삼림의 한 블록(도 21)은 상기 손상을 계산하는데 이용된다. 상기 블록(도 21)은 주요 도로의 어느 측면에 주요 도로(66)와 10개의 미끄럼 통로(68)를 포함한다. 건설된 주요 도로(66) 및 미끄럼 통로(68)의 전체 면적은 203.30 헥타르의 전체 블록 지역에서 5.095헥타르가 되고, 이것은 파괴지역 비율 2.5%가 된다.
윈칭 중에 벌목된 목재(70)의 회수로 인해 야기되는 손상 면적은 통나무의 통로당 0.0078 헥타르의 인자를 곱함으로써 추정된다. 총 3510 그루의 나무가 윈치될 때, 24.696 헥타르의 총 면적이 손상을 입고, 이것은 203.20 헥타의 블록(도 21) 면적의 12.15%가 된다. 목재의 벌목으로 인한 손상을 입은 전체 면적은 203.20 헥타르의 블록중 29.095 헥타르가 되는데, 벌목 지역의 14.66%에 해당한다.
주요 도로 및 미끄럼 통로
(구획 번호 41)
면적: 203.30 헥타르
| 길 이 | 폭 | 면 적 | |
| (미터) | (미터) | (헥타) | |
| A. 도로번호 1A | 1,940 | 7.32 | 1.420 |
| B.20미끄럼 통로 | 7,530 | 4.88 | 3.675 |
| 총계 | 9,470 | 5.095 |
주요 도로 및 미끄럼 통로 구축 퍼센트 = 2.51%
통나무 윈칭
윈칭 중에 모든 목재 경로에 대해서 0.0078 헥타르의 인자를 사용한다. 따라서, 절단될 나무에 상기 인자가 곱해진다.
실제예:
3150 그루 ×0.0078 = 24.696 헥타르
통나무 윈칭 퍼센트 = 12.15%
삼림 손상의 전체 면적 = 29.791 헥타르
삼림 손상의 전체 퍼센트 = 14.66%
벌목 지역에서 지면에 대하여 첫 번째 실시예에 대해서 10% 이하의 손상과 두 번째, 세 번째 및 네 번째 실시예에 대해서 15% 이하의 동일한 결과를 얻는 데에 있어서, 도로와 회수 트랙/미끄럼 통로의 다른 레이 아웃 패턴도 구상할 수 있다.
삼림 작업자의 다양한 영역 사이에서 적절한 의사소통을 용이하게 하기 위해서 신뢰할 수 있는 무선 통신 장비가 제공되는 것이 바람직하다. 예를 들면 이어폰이 있는 휴대용 쌍방향 무전기가 제공될 수 있다.
지면에 대한 손상을 최소화하도록 미리 계획된 소정의 패턴 레이 아웃에 따라서 도로와 트랙이 구축됨을 알 수 있을 것이다. 정글커버가 약 60%정도 파괴되는 종래의 방법과는 다르게, 이것은 정글 도로/주요 도로, 회수 트랙(98)/미끄럼 통로(68) 및 지선 도로(58)의 최소 길이/면적을 사용하여 건설됨으로써 얻어질 수 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
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