정글의 재목 벌목방법 및 그 방법을 수행하는 기계{Method of harvesting of timber trees in a jungle and a machine for performing said method}

본 발명은 정글에서의 재목 벌목 방법에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 정글에서 떨어진 재목을 회수하는 방법에 관한 것이다. 또 다른 측면에서는, 본 발명은 수확된 재목을 베어낸 곳으로 회수하는 이동기계에 관한 것이다.

종래의 삼림 벌목에 있어서, 특히, 열대 정글의 재목 벌목에 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 그런 다음 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 떨어진 나무로 접근시키기 위해서는 화물 트럭과 크레인의 이동경로에 있는 모든 초목이 제거되어야 한다. 이것은 초목이나 정글의 보호막의 부가적인 파괴를 야기할 수 있다. 열대 정글에서 재목의 벌목나 이송이 없는 전체 정글 블록을 찾아내는 것은 흔한 일이 아니다.

어린 나무, 묘목이나 초목의 파괴로 인해서, 정글은 적절한 시간내에 복구될 수가 없다. 이러한 상황 하에서, 많은 열대 정글 지역에서는, 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 개시되고 있다. 개시된 방법과 기계는 적절하게 경작된 삼림 지역에서 재목을 벌목하는 데는 유용하지만, 보다 크거나 가지가 있는 열대 재목의 벌목에서는 적절하지가 않다.

열대의 국가에서 재목을 벌목하는 다른 방법은 헬리콥터의 이용을 수반한다. 나무의 수관을 자르고 잘라놓은 나무를 야적장으로 옮기는 데 헬리콥터가 이용된다. 상기 방법은 정글의 보호막의 손상을 10% 이하로 감소시키지만, 전체 정글 지역을 벌목하는 데에는 계속 사용하는 것은 비용-효과 측면에서나 실용적인 측면에서 좋지 못한데, 수익 마진이 크게 감소되므로써, 상기 방법은 경제적으로 매력적이지 못하기 때문이다.

따라서, 정글 지역에서 열대 재목을 벌목하는 데에는 삼림 담당 회의 원칙 및 기준 (Forest Stewardship Council's Principles and Criteria (P&C))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 최소 한도로 파괴되도록 하는 방법이 요구된다.

본 발명자는 정글에서 입목을 벌목하는 방법에 있어서, 정글의 블록으로 붐(boom)이 있는 크롤러 크레인을 가져오고, 벌목될 나무를 붐에 있는 슬링(sling)에 고정시키고, 나무의 밑동을 절단하여, 붐을 사용하여 절단된 나무를 제거하고, 땅바닥에 절단된 나무를 내려놓고 벌목된 나무의 수관을 잘라내는 단계로 구성되는 정글에서의 입목의 벌목 방법을 개시한다.

또 다른 측면에서, 정글에서의 입목을 벌목하는 방법에 있어서, 정글의 블록으로 붐(boom)이 있는 크롤러 크레인을 가져오고, 벌목될 나무의 수관을 붐에 있는 슬링(sling)에 고정시키고, 나무의 수관 부분에 작업자를 데려오고, 나무의 수관 부분을 절단하고, 나무의 수관을 제거하고 나무의 밑동에서 수관이 없는 나무를 절단하는 단계로 구성된다.

상기 크롤러 크레인은 바람직하게는 수압식 크롤러 크레인이다. 크롤러 크레인을 정글에서 이동하기 위해서는, 주요 도로가 정글의 큰 지역에 걸쳐 구축되어야 하고, 주요 도로에서부터 정글의 주어진 서브-블록에 대해서 통나무 하역 지역으로이르는 지선 도로가 설치되며, 통나무 하역 지역에서부터 연장되어 방사상으로 형성된 복수개의 회수 트랙(snig track)이 정글의 서브-블록의 각 지역에 구축된다. 또 다른 측면으로는, 주요 도로는 정글의 큰 지역에 걸쳐서 형성되고, 복수 개의 이격되고 평행한 회수 트랙이 주요 도로에서부터 연장되어 구축되어 있고, 여기서, 인접된 회수 트랙의 이격 거리는 크레인의 붐의 3분의 2에 실질적으로 해당된다.

나무의 수관에 붐의 슬링을 부착하기 위해서, 또한, 벌목될 입목의 수관부를 자르기 위해서는 크레인의 붐에 고정되어 있는 철제 조종실에 있는 작업자는 나무의 수관부로 들어 올려진다. 크롤러 크레인에 있는 작업자의 조종실은 금속 철장에 의해서 강화되어 있다. 크레인의 붐의 측면은 금속 플레이트 측벽에 의해서 둘러 쌓이고 크레인이 사용되는 붐의 격자 내부에 나뭇잎이 들어오는 것을 방지하거나 감소시킨다.

크롤러 크레인의 붐의 크레인은 수평축의 원으로 360도로 회전 가능하고 수칙축으로 90도로 회전 가능하다.

전형적으로는 크롤러 크레인이 한 점에 있을 때 벌목될 정글의 지역은 통상 60 미터가 되는 크레인의 붐의 길이에 커버되는 원형 지역이 된다. 그러나, 상기 벌목될 나무의 원형 지역은 커넥터 슬링의 사용에 의해서 연장될 수 있다. 전형적으로 원형 지역은 부가적인 16 미터의 방사형 길이에 의해서 확장될 수 있다.

또 다르게는, 붐 구조가 있는 크롤러를 정글 블록에 가져오고, 벌목된 목재를 붐 구조 위의 권양기(winching) 케이블에 고정하고, 상기 크롤러를 안정화 시키며 벌목된 재목을 지면에 대해서 예각으로 되도록 크롤러를 향해서 벌목된 재목을 회수하는 것으로 이루어진 정글에서의 다른 벌목 방법이 있다. 권양기 케이블은 목재로 가져와서 크롤러의 보조 권양기의 보조 케이블에 고정하고 장해물 주위에 있는 보조 권양기 케이블을 회수한다. 붐 구조물의 높이는 실질적으로 5미터 이상이 되고 벌목된 재목은 지면에 대하여 예각으로 되어 있어 방해와 손상을 감소시킨다.

정글에서의 벌목 방법에 있어서, 주요 도로는 정글의 큰 지역에 걸쳐서 구축된다. 다수의 미끄럼 통로(skid trail)가 주요 도로에서부터 구축되고 인접한 미끄럼 통로 사이의 이격 거리는 200 미터에서 300 미터 사이가 된다.

삼림 벌목 기계는 붐 구조물이 있는 크롤러와 감아 올리는 수단, 상기 붐 구조물 주위로 회전 가능하게 장착된 집게 발톱이 있는 접을 수 있는 아암 구조물로 구성되어 있다. 상기 접을 수 있는 아암 구조물은 벌목된 잼목을 회수 하는 동안 상기 크롤러를 안정화 시키는 데 사용된다. 상기 접을 수 있는 아암 구조물은 수압 식 수단에 의해서 동작된다. 상기 크롤러는 접을 수 있는 아암 구조물에 의해서 지면에 안정화 된다. 목재는 상기 접을 수 있는 아암 구조물의 집게 발톱에 의해서 지면에 놓이게 된다. 상기 크롤러는 또한 보조 윈치 수단을 포함한다.

또 다른 실시예에서, 붐 구조물은 백 호(back hoe) 아암에 회전 가능하도록 장착된다. 발톱은 붐 구조물의 일단부에 고정되고 롤러 유도 수단은 붐 구조물의 타단부에 고정된다. 상기 크롤러는 또한 보조 윈치 수단을 포함한다.

도 1은 크레인 작동자의 조종실 차폐를 도시한다.

도 2는 크레인의 붐 위에 붐 측벽을 가진 크레인을 도시한다.

도 3는 도 2에 도시된 크레인의 붐의 강철 판 측벽의 투사도를 도시한다.

도 4는 벌목될 목재의 수관을 치는 작업자를 도시한다.

도 5는 벌목된 목재를 회수하는 기계의 제 1 실시예를 도시한다.

도 6은 붐에 고정된 케이블에 대한 윈치 시스템의 상세도이다.

도 7은 벌목된 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 절단된 목재를 프러스트 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 이동 경로를 따라 장애물을 헤치면서 나아가는 제작된 철제 썰매 위의 목재의 이동을 도시한다.

도 19는 수압식 굴착기를 이용하여 미끄럼 트랙을 따라 미끄러지는 통나무를 도시한다.

도 20은 제 1 실시예에 대하여 산악지대이거나 언덕진 지역의 삼림에 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 : 금속 플레이트 측벽

18 : 조종실 20 : 크롤러

26 : 붐 구조물 28 : 롤러 가이드

30 : 아암 구조물 32 : 그리퍼

36 : 트랙 슈 38 : 윈칭 시스템

40 : 윈칭 케이블 50 : 보조 윈칭 케이블

54 : 붐 구조물 56 : 벌목 도로

58 : 지선 도로 60 : 크레인 훅

62 : 리깅 케이블 64 : 커넥터 슬링

66 : 주요 도로 68 : 미끄럼 통로

70 : 재목 74 : 썰매

76 : 선수부분 78 : 베이스 부분

80 : 고리 82 : 못

84 : 슬링 체인 86 : S자 고리

88 : 목재 94 : 주요 도로

98 : 회수 트랙 102 : 정글 블록

이하, 본 발명의 부가적인 특징과 장점에 대해서는 본 발명에 따른 상기 도면과 구체적인 실시예를 참조하여 열대 정글 지역에서의 재목의 벌목 방법과 트랙의 레이아웃 패턴과 그와 관련되어 사용되는 장치에 대하여 상세히 설명한다.

벌목 작업을 시작하기 전에, 예비-벌목 목록이 소정의 스트립 라인을 사용하여 계획된 블럭의 축척에 알맞게 작성되며, 절단될 나무의 수종 구성, 그 식별, 상품용 나무의 직경 분류와 높이를 얻을 수 있고, 헥타르 당 생산고등을 예측하게 된다. 동시에 벌목될 나무는 표시가 이루어 진다. 나무 표시는 중요하며 어떤 나무가 절단될 것인지에 대하여 기계톱 작업자에게 가르치며 절단되지 않고 회수하는 동안 잔류하는 나무와 어린 관목의 손상을 줄이고 나무가 떨어지는 방향을 확실하게 가르키는 화살표를 지적하기 위한 것이다.

본 발명의 제 1 실시예에 의하면, 실질적으로 거의 100 톤을 들어올릴 수 있는 수압식 크롤러 크레인(예를들면 모델 1H1-CCH1000)은 거의 모든 종류의 목재의 들어올리기, 미끄러 뜨리기, 적재에 이용된다. 바람직한 실시예에 의한 크레인의 붐은 60미터(197피트)이고 수평과 수직 평면 모두에서 흔들 수 있는 능력이 있다. 작업자의 조종실은 강화가 된다. 금속으로 된 그물망(10)이 크레인에 있는 작업자의 조종 스테이션 주위에 둘러쳐 있다(도 1 참조). 수관의 가지나 다른 초목이 붐의 철제 프레임 격자(12)로 얽혀 들지 않도록 하기 위해서, 크레인의 붐은 강철 판 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, 강철로 된 조종실 보호대(18)가 제공된다(도 4 참조). 강철제 조종실 보호대(18)는 최소한 한사람을 수용하도록 고안되고 크레인(18)의 붐(14)에 의해서 나무의 수관 영역으로 들어올리도록 고안되어 있다. 또한, 정글의 축축하거나 부드러운 대지면에 크롤러 크레인의 이동을 가능하게 하기 위해서, 적절한 크레인 트랙 슬리퍼가 제공된다. 상기 크레인 트랙 슬리퍼는 바람직하게는 평면형 슬랩 구조를 이루도록 딱딱한 나무 슬랩을 묶어서 이루어진다. 상기 슬랩 구조는 트랙 구조가 발전하므로 재 사용이 된다. 종래의 트럭을 위한 트랙의 건축 방법에서, 어린 나무는 가끔 베어지고 대지면 위에 트럭이 이동할 수 있는 단단한 기초가 세워졌었다. 트랙을 건축하기 위한 어린 나무의 상기 절단은 정글의 초목을 파괴하곤 했는데, 이것은 바람직하지 못한 관행이었다.

상기 수압식 크롤러 크레인은 절단된 재목을 회수하는데 이용될 수 있다. 그러나, 목재를 회수하기 전에 크롤러 크레인을 안정화시킬 필요가 있다. 이것은 안정화 부재를 크레인의 붐(14)에 고정하거나 크레인 상에서 백 호(52)의 채택이라고 알려진 다른 수단을 채택하는 것에 의해 행해진다. 붐(14)은 강철 프레임 격자일 경우에, 크롤러 크레인은 무거운 목재를 회수할 수 있을 정도로 튼튼하지 못할 수 있다. 그러나, 크롤러 크레인은 크기가 더 작거나 가벼운 목재의 회수에 사용될 수 있다. 따라서, 상기 수압식 크롤러 크레인은 상기 크롤러가 안정화 부재(도시 안됨)를 사용하여 안정화되고 회수될 목재의 중량이 상기 붐(14)의 강철 격자 구조 프레임 구조물의 안전 한계 내라면, 목재를 회수하는 데 사용 가능 할 수도 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 수압식 실린더의 도움으로 수직면에서 회전 가능하게 움직일 수 있다. 롤러 가이드(28)는 감아 올리는 목적을 위하여 상기 붐 구조물(26)의 상단부에 갖추어져 있다(도 5 참조).

상기 크롤러(20)는 또한 접을 수 있는 아암 구조(30)를 포함한다(도 1). 접을 수 있는 아암 구조(30)의 후단부는 붐 구조(26)에 회전 가능하도록 연결되어 있고 수압식 실린더를 포함하여 아암 구조(30)를 회전 가능하게 움직인다. 아암 구조(30)의 타 단부는 그리퍼(gripper)(32)에 연결된다. 상기 그리퍼(32)는 한 쌍의 발톱(34)으로 구성되어 있으며, 서로에 대해서 흔들거릴 수 있도록 되어 있다. 상기 발톱(32)은 아암 구조(30) 위에 장착된 수압식 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 되고 반면, 아암 구조물(30)은 대략 6.5 미터가 바람직하다. 붐 구조물(26)은 연장할 수 있는 형태가 될 수 있고, 상기 연장은 수압식 수단(도시 안됨)에 의해서 수행된다.

상기 크롤러(20)는 주 윈치 시스템(38)이 구비된다. 상기 윈치 시스템(38)은 바람직한 실시예에서는, 122 미터(400 피트) 윈칭 케이블(40)로 이루어 진다. 상기 윈칭 케이블(40)은 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 부분은 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. 윈칭 케이블(40)의 중량은 비교적 크기 때문에, 보조 윈치 케이블(50)은 원하는 쓰러진 나무로 윈칭 케이블을 늘이는 데 사용될 수 있다(도 8 참조). 제 3 실시예에서, 또한 상기 크롤러(20)는 도 7에 도시된 바와 같이, 붐 구조물(26)이 백 호(52)의 아암 구조물에 회전 가능하도록 결합되는 방식으로 구축될 수도 있다. 상기 경우에, 그리퍼(32)는 붐 구조물(26)의 일 단부에 부착되고 반면, 다른 단부에는 감아 올리는 목적을 위하여 롤러 가이드(28)가 구비된다. 그러나, 상기 실시예에서, 작동 메커니즘은 상기 기술한 제 2 실시예에서와 동일한 것이 되고 있다.

제 4 실시예(도시 안됨)에서, 상기 크롤러(20)는 독립된 붐 구조물(54)이 백 호(24)의 하부 캐리지(24)에 회전 가능하게 장착되는 방식으로 구축될 수도 있다. 상기 백 호(52)의 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 붐이 있는 수압식 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 벌목도로의 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 수압식 크롤러(20)가 이때 벌목 도로(20)로 진입하게 된다. 크레인 후크(60)는 절단될 나무에 고정되고, 바람직하게는 크레인에 의해서 높게 작업자가 들어 올려지고 상기 작업자에 의해서 나무의 수관 지역에 고정된다. 상기 작업자는 보호되는 조종실 내부에 수용된다. 상기 나무를 회수 한 후에, 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 떨어지기 전에 상기 나무의 수관이 절단된다. 상기 체인 톱 작업자는 강철 조종실 내에 있는 채로 크레인에 의하여 나무의 수관 지역에까지 들어올려 진다. 리깅 케이블(rigging cable)(62)이 나무의 수관에서 가지에 고정된다. 상기 수관은 그 밑부분에서 절단되고 크레인의 붐에 의하여 들어 올려지고 나무가 없는 지역에 내려 놓게되며 여기서 가지 치기가 더욱진행되는 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 존재하는 슬링 케이블에 고정하는데 사용될 수도 있다. 커넥터 슬링 케이블(64)의 사용을 채택함에 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 떨어지도록 한다. 그런 다음, 슬링은 상기 떨어진 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)의 운동을 분리된 벌목 지역 내부로 들어가는 것을 막기 위한 것이다. 상기 크롤러(20)는 주요 도로(66)와 미끄럼 통로(skid trail)(68)에만 남아 있게 되고, 윈치 시스템(38)을 사용하여 상기 목재(70)를 회수해 낸다. 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 톱작업자)은 목재(70)의 떨어지는 방향에 대해서 훈련을 받게 될 것이다. 이것은 미끄럼 통로(68)에 "헤링본 패턴(Herring Bone)"에서의 목재(70)의 절단 순서와 패턴을 정렬하고 윈칭(도 13 참조) 이전에 지면에 절단된 목재(70)를 정렬하기 위해서 굴착기의 사용 필요를 피함으로써 이루어질 것이다. 상기 관행은 나무가 떨어지는 지역에서부터 미끄럼 통로(68)에 이르는 목재의 윈칭 과정 중에 효과적이며 최소한의 영향을 주게 된다.

나무를 벌목한 후에, 나무를 쓰러뜨리는 사람(72)은 목재의 헤드 부분 혹은 목재의 단부를 잘라서 콘 혹은 프러스토-콘(frusto-cone)(도 14 참조)으로 형성 시킨다. 이것은 목재(70)가 윈칭 과정(도 15 참조) 동안에 부드럽게 윈칭 작업이 이루어져서 마찰을 감소시키기 위한 것이다.

그러나, 썰매(74)는 윈칭 과정 동안에 목재(70)를 나르는 데에도 사용될 수 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 말단부에서 구비되어 있다. 상기 'C' 고리는 상기 썰매(74)가 윈칭 케이블(40)의 방향으로 움직이도록 작용을 한다(도 17 참조).

상기 베이스 부분(78)은 바람직하게는 보트의 베이스처럼 휘어져 있는 것이 바람직하고 다수의 돌출 하는 못(spikes)을 포함한다. 상기 돌출 하는 못(82)은 목재(70)를 움켜잡고 상기 목재(70)가 윈칭 과정 중에 베이스 부분(78)이 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 단면적이 보트 형태가 된다.

윈칭 케이블(40)의 말단부에서, 실질적으로 거의 '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(70)가 안정화 역할을 하는 것으로 이용된다. 상기 목재(88)는 그리퍼(32)의 발톱(34) 사이에서 잡히게 되며 도 5에 도시한 바와 같이 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 윈칭 케이블(40)은 보조 윈칭 케이블(50)과 풀리(90)를 사용하여 끌어당겨 지고, 목재 주위의 나무 둘레에 묶인다(도 10 참조). 윈치가 이루어 질 목재(70)를 장치한 다음, 장치자(92)는 변형된 수압식 굴착기의 운전자와 교신한 다음 절단 지역에서부터 목재(70)를 끌거나 감아 올리기를 시작한다. 그러므로, 강철제 썰매(74)가 사용될 때는, 상기 목재(70)는 강철 제의 썰매(74)의 베이스 부분(78)에 위치한다. 상기 돌출하는 강철제 뼈대(82)는 목재(70)가 그 위에 실리는 경우에는 목재(70)를 움켜 잡게된다. 슬링 체인(84)은 그런 다음에 볼트나 너트 혹은 당업자에게 알려진 다른 기타의 수단으로 목재(70) 주위에 단단하게 묶이게 된다. 그런 다음에, 윈칭 케이블(40)은 도 18에 도시된 바와 같이 'S' 고리(86)를 사용하여 목재(70) 주위에 또한 묶이게 된다. 윈칭 케이블(40)이 당겨지게 되면, 목재(70) 주위의 잡혀지는 정도는 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 장치가 될 것이다. 이것은 벌목된 목재가 이동 경로를 따라 놓여지는 어떤 방해물 위를 움직이면서 회수가 이루어 지도록 한다(도 7 참조). 상기 방법은 벌목된 나무가 지면을 따라서 끌릴 때에 지면에 대한 손상을 감소시켜 준다.

모든 감아 올려지는 목재(70)는 미끄럼 통로(68)의 양쪽에 쌓여지게 된다. 그런 다음에, 다른 굴착기(에를 들면 PC-100 모델)가 목재(70)를 주요 도로(66)로 미끄러뜨릴 것이다( 도 12 참조). 제 2, 제 3 및 제 4 실시예에서, 아암 구조물(20)은 변형된 수압식 굴착기(10)를 안정화시키는 데 이용된다. 그러나, 아암 구조물(20)이 목재(48)를 트럭으로 싣거나 내리는 데 사용될 수 있다는 사실도 아마 가능할 것이다.

언덕이나 산악 지역에서의 목재 벌목에서, 도로가 맨 먼저 정글 지역과 맞춰서 건설되어야 한다. 상기 도로는 언덕의 삼림지대의 꼭대기 능선과 측부 능선에서 수압식 굴착기를 사용하여 건설된다. 상기 도로는 벌목 작업 동안 수압식 크롤러 크레인과 벌목 트럭을 수용하기 위하여 최대 7.32 미터의 폭을 갖는다. 수압식 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 완만하게 하므로써 크기를 줄일 수는 있다. 차선이나 줄여놓은 제방은 많은 비에 의해서도 거의 씻겨나가지 않는다. 많은 압축은 수압식 크롤러 크레인 굴착기를 사용하여 행해질 수 있다. 회전의 중심축에서부터 91 미터에서 122 미터(300피트에서 400 피트)의 미끄럼 거리를 가지는 수압식 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 굴리는 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 지워 진다. 주요 도로(94)는 큰 블록(96)의 가운데를 가로질러 놓여 있다. 상기 제안된 주요 도로(94)를 따라 목재 나무는 이전에 상술한 방법 혹은 종래 기술의 방법에 따라서 벌목된다. 주요 도로(56)의 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 추가로 분리된다.

각각의 서브-블록에서 지선 도로(58)는 벌목 도로(56)에 대하여 직각을 이루면서 분리된다. 지선 도로(58)는 서브 블록의 가운데 지점에서 끝나도록 분리된다. 각각의 서브 블록의 가운데 영역은 통나무 하역장으로 활용된다. 통나무 하역장에서부터 다수의 방사상으로 뻗어나오는 회수 트랙(98)이 구축된다. 크레인 붐(14)이 61 미터(200 피트)의 거리이고, 회수 트랙(98)은 통나무 지역(도 22 참조)의 서브- 블록의 경계의 약 61에서 76 미터 (200피트 - 250피트)까지 확장될 수 있다. 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 종래의 기술에서의 방법에서 60%이상과 비교하면 10% 이하가 된다. 아래의 표 1은 상기 기술한 패턴을 이용하여 510 에이커의 블록에서 상기 지역의 사용을 나타낸다.

< 표 1>

도로 및 회수 트랙 설계

블록 7

지역 : 1,999,200㎡(510.00 에이커)

지선 도로

60하역(landings)(면적= 하역당 1920.99㎡(0.49 에이커)) 115259.76(29.400)

총 합계 8573.4 미터 176,98824㎡

(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 로리는 상기 통나무 지역에서 벌목된 통나무를 제거한다.

주요 도로(94) 및 회수 트랙(98)의 또 다른 레이 아웃 패턴은 도 16에 도시되어 있다. 회수 트랙(98)은 각각에 대해서 평행으로 놓여 있고 주요 도로에서부터 뻗어나오고 있다. 두 개의 인접하는 회수 트랙(98) 사이의 이격 거리는 대략적으로 182 미터(600 피트)가 된다. 주요 도로(94)와 회수 트랙(98)의 상기 배치와 같은 레이 아웃을 채택하여 인접하는 두 개의 회수 트랙(98) 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 회수 트랙 설계

블록 번호 42

면적: 2099687.8㎡(535.58 에이커)

회수 트랙

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 수압식 굴착기를 이용하여 주요 도로(66)와 미끄럼 통로(68)의 구축으로 인한 예상되는 삼림의 손상은 아래의 표와 같다. 삼림의 한 블록(102)은 상기 손상을 계산하는데 이용된다. 상기 블록(102)은 주요 도로의 어느 측면에 주요 도로(66)와 10개의 미끄럼 통로(68)를 포함한다. 구축된 주요 도로(66) 및 미끄럼 통로(68)의 전체 면적은 203.30 헥터의 전체 블록 지역에서 5.095헥타가 되고, 이것은 2.5%의 파괴지역의 퍼센트가 된다.

윈칭 중에 벌목된 목재(70)의 회수로 인해 야기되는 손상 면적은 통나무의 통로당 0.0078 헥타의 인자를 곱함으로써 추정된다. 총 3510 그루의 나무가 윈치될 때, 24.696 헥타의 총 면적이 손상을 입고, (203.20 헥타의 블록(102) 면적에서부터) 12.15%의 퍼센트를 나타낸다. 목재의 벌목으로 인한 손상을 입은 전체 면적은 14.66%의 벌목지역을 구성하는, 203.20 헥타의 블록에서부터 29.095 헥타가 된다.

주요 도로 및 미끄럼 통로

(구획 번호 41)

면적: 203.30 헥타

주요 도로 및 미끄럼 통로 구축 퍼센트 = 2.51%

통나무 윈칭

윈칭 중에 모든 목재 경로에 대해서 0.0078 헥타의 인자를 사용한다. 따라서, 절단될 나무에 상기 인자가 곱해진다.

실제예:

3150 나무 ×0.0078 = 24.696 헥타

통나무 윈칭 퍼센트 = 12.15%

삼림 손상의 전체 면적 = 29.791 헥타

삼림 손상의 전체 퍼센트 = 14.66%

통나무 지역에서 지면에 대하여 첫 번째 실시예에 대해서 10% 이하의 손상과 두 번째, 세 번째 및 네 번째 실시예에 대해서 15% 이하의 동일한 결과를 얻는 제에 있어서, 도로와 회수 트랙/미끄럼 통로의 다른 레이 아웃 패턴도 구상할 수 있다.

삼림 작업자의 다양한 영역 사이에서 적절한 알맞은 의사소통을 용이하게 하기 위해서 신뢰할 수 있는 무선 통신 장비가 제공되는 것이 바람직하다. 예를 들면 이어폰이 있는 휴대용 2방향 무전기가 제공될 수 있다.

지면에 대한 손상을 최소화하도록 미리 계획된 소정의 패턴 레이 아웃에 따라서 도로와 트랙이 구축됨을 알 수 있을 것이다. 정글의 보호가 약 60%정도 파괴되는 종래의 방법과는 다르게, 이것은 정글 도로/주요 도로, 회수 트랙(98)/미끄럼 통로(58) 및 지선 도로(58)의 최소 길이/면적을 사용하여 구축됨으로써 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.