KR100664732B1 - 심해저 광물 채광용 버퍼 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 체크밸브를 구비하여 망간단괴의 이송 및 제거를 조절하는 심해저 광물 채광용 버퍼에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 분지관의 분지지점 내주면과 배출구 상측 내주면에 제 1체크밸브와 제 2체크밸브를 각각 구비하여 단괴의 이송 및 배출을 안정적이며 용이하게 조절할 수 있으며, 분지각도가 10°내지 45°이내인 분지관을 마련하여 마찰에 의한 연결관 또는 분지관의 파손을 최소화하는 심해저 광물 채광용 버퍼에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 일정 수용공간을 가지는 프레임과; 상기 프레임의 천정측에 고정설치되며, 채광선과 연결되는 강관과 상부가 연통되며 하부는 단괴를 배출하기 위한 배출구가 형성되고, 측면으로 소정각도 분지되며 끝단이 유연관과 연통되는 분지관이 형성된 연결관으로 구성되되, 상기 분지관의 분지지점 내주연과 배출구의 상측 내주연에는 일방향으로 단괴를 유동하도록 제 1체크밸브와 제 2체크밸브가 각각 설치된다.
버퍼, 양광관, 유연관, 집광기, 체크밸브
Description
도 1은 본 발명에 따른 버퍼의 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 버퍼의 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 버퍼의 평면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 프레임 11 : 지지플레이트
12 : 지지축 12a : 힌지관체
20 : 연결관 21 : 분지관
21a : 제 1체크밸브 22 : 배출구
22a : 제 2체크밸브 30 : 연동관
40 : 양광관 50 : 유연관
본 발명은 체크밸브를 구비하여 망간단괴의 이송 및 제거를 조절하는 심해저 광물 채광용 버퍼에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 분지관의 분지지점 내주면과 배출구 상측 내주면에 제 1체크밸브와 제 2체크밸브를 각각 구비하여 단괴의 이송 및 배출을 안정적이며 용이하게 조절할 수 있으며, 분지각도가 10°내지 45°이내인 분지관을 마련하여 마찰에 의한 연결관 또는 분지관의 파손을 최소화하는 심해저 광물 채광용 버퍼에 관한 것이다.
광물자원에 대한 수요증가와 불안정한 국제정세 속에서 광물자원의 대부분을 수입에 의존하는 실정에서 광물자원의 확보가 국가 전략 및 정책적인 차원에서 매우 중요한 문제로 대두되고 있다.
이러한 미래 광물자원의 수급 불확실성에 대비하여 우리나라의 전략 금속자원의 장기 안정적인 공급원 확보는 절실하다. 해저 5,000m 부근에 부존하는 망간단괴는 망간, 니켈, 코발트, 구리 등의 유용금속을 다량 함유하고 있으며, 미래 광물자원의 새로운 대안으로 평가받고 있다.
심해저 5,000m 정도에 부존하는 망간단괴를 끌어올리는 양광시스템은 수력펌핑 양광시스템과 공기 양광시스템으로 분류되는 펌핑시스템과 버퍼시스템 및 유연관시스템으로 구성된다.
이 중에서 버퍼 시스템은 양광관 하단에 설치되어 추 역할을 함으로서 양광관 거동의 안정성을 높이고 유연관과 양광관의 접속장치로서의 역할과 유연관시스템에 의해 유송된 망간단괴를 양광관 내부로 공급을 조절하는 기능을 가진다.
그런데, 예기치 못한 이유로 단괴의 유동이 중단될 경우 단괴는 양광관에 쌓이게 되고 이로 인해 시스템의 재가동이 불가능하게 될 수 있는데, 이를 미연에 방지하기 위해 단괴 제거를 위한 장치가 버퍼시스템에 절실히 요구된다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 분지관의 분지지점 내주면과 배출구 상측 내주면에 제 1체크밸브와 제 2체크밸브를 각각 구비하여 단괴의 이송 및 배출을 안정적이며 용이하게 조절할 수 있으며, 분지각도가 10°내지 45°이내인 분지관을 마련하여 마찰에 의한 연결관 또는 분지관의 파손을 최소화하는 심해저 광물 채광용 버퍼를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 상기의 목적을 달성하기 위해 아래와 같은 특징을 갖는다.
본 발명은 일정 수용공간을 가지는 프레임과; 상기 프레임의 천정측에 고정설치되며, 채광선과 연결되는 강관과 상부가 연통되며 하부는 단괴를 배출하기 위한 배출구가 형성되고, 측면으로 소정각도 분지되며 끝단이 유연관과 연통되는 분지관이 형성된 연결관으로 구성되되, 상기 분지관의 분지지점 내주연과 배출구의 상측 내주연에는 일방향으로 단괴를 유동하도록 제 1체크밸브와 제 2체크밸브가 각각 설치된다.
또한 상기 연결관은 단괴의 배출에 의해 구조물 손상을 방지하기 위해 배출구가 위치하는 하단부가 일정각도 절곡형성되며, 상기 연결관은 안정적으로 지지되도록 프레임에 결합지지되는 지지플레이트와 관통결합한다.
또한 상기 유연관과 연통하며 프레임 하부에 위치하여 유연관을 연동하도록 프레임에 지지되는 지지축에 힌지결합되는 연동관이 더 설치된다.
이하, 본 발명에 따른 하나의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 자세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 버퍼의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 버퍼의 단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 버퍼의 평면도이다.
도면을 참조하면, 본 발명은 크게 일정 수용공간을 가지는 프레임(10)과, 상기 프레임(10) 수용공간 내로 위치하며 일단이 상기 프레임(10)의 천정측에 관통 돌출되며, 타단에는 단괴를 배출하기 위한 배출구(22)가 형성되며, 측면으로 소정각도 분지되어 유연관(50)과 연통되는 분지관(21)이 형성된 연결관(20)과, 상기 유연관(50)과 연통하며 프레임(10) 하부에 위치하여 유연관(50)을 연동하도록 프레임(10)에 지지되는 지지축(12)에 힌지결합되는 연동관(30)으로 구성된다.
상기 프레임(10)은 연결관(20)과 연동관(50)을 지지 보강하며, 강도가 뛰어난 주강이나 탄소강 재질인 것이 바람직하며, 해수 유동에 대한 구조물의 영향을 최소화하기 위해 다수개의 빔 등으로 용접결합되는 것이 바람직하다.
또한 상기 프레임(10)에는 연결관(20)을 지지 고정시키기 위하여 지지플레이트(11)가 용접결합되어 있으며, 2개 이상 다수개 설치되어 연결관(20)이 보다 더 고정되게 함이 바람직하다.
아울러 상기 프레임(10)의 하단에는 연동관(30)을 연동시키기 위해 지지축(12)이 마련되고, 상기 지지축(12)에 연동관(30)이 힌지결합하는데 연동관(30)의 연동효율을 높이기 위해 두방향으로 회동가능하게 설치할 수 있다.
즉, 지지축(12)에 힌지결합하여 회동가능하도록 중공을 가지는 힌지관체(12a)를 마련하고, 상기 힌지관체(12a)와 연동관(30)을 다시 힌지결합하는 것이다.
이에 따라 연동관(30)은 집광기의 운동에 따라 자유자재로 유연관(50)을 연 동시키게 된다.
한편 상기 연결관(20)은 프레임(10)에 의해 지지 고정되는데, 더욱 견고한 고정을 위해 프레임(10)에 결합되는 지지플레이트(11)가 마련된다.
상기 연결관(20)의 상부는 채광선에 연결된 양광관(40)과 연통되도록 마련되며, 하부에는 양광관에 적체된 단괴를 배출하기 위한 배출구(22)가 마련된다.
또한 상기 배출구(22)를 통한 단괴의 배출 시 구조물의 손상을 방지하기 위해 배출구 상측을 절곡 형성시키는데, 이에 따라 단괴 배출 시에 배출경로가 선회되어 하부측의 프레임(10)이나 연동관(30)과 같은 구조물의 손상이 방지되는 것이다.
또한 상기 연결관(20)에는 유연관(50)과 연통하는 분지관(21)이 형성되는데, 상기 분지관의 분지각도는 단괴의 이송시 분지관 내에 단괴와의 마찰을 줄이기 위해 10°내지 45°인 것이 바람직하다.
이는 분지각도가 지나치게 작은 경우 분지관(21)의 직경이 커져야 하는 문제가 발생하며, 지나치게 큰 경우 단괴 이송시 분지지점의 분지관(21) 내에 마찰에 의한 큰 손상이 발생하여 결국에는 버퍼의 내구성의 저하를 가져오게 되기 때문이다.
또한 상기 연결관(20)의 분지지점의 분지관(21) 내주면과 배출구(22) 상측 내주면에는 단괴가 일방향으로 이송가능하도록 제 1체크밸브(21a)와, 제 2체크밸브(22a)가 구비되는데, 이에 따라 단괴가 목적하는 방향으로 이송시에는 체크밸브가 열리고, 반대방향으로 이송시에는 닫히게 되어 이송이 이루어지지 않게 된다.
즉 제 1체크밸브(21a)의 경우 유연관(50)으로부터 이송되는 단괴를 채광선까지 이송시키기 위해 제 1체크밸브(21a)는 상측방향으로는 열리고, 반대방향으로는 닫히도록 마련된다.
또한 제 2체크밸브(22a)의 경우 양광관(40) 내에 적체된 단괴를 배출하기 위해 하측방향으로(배출방향)는 열리고, 반대방향으로는 닫히도록 마련된다.
이에 따라 채광선에서 단괴 흡출 시에는 제 1체크밸브(21a)는 열리게 되어 단괴가 상측으로 이송하며 제 2체크밸브(22a)는 닫히게 된다.
이와는 반대로 적체된 양광관(40)의 단괴 배출 시에는 제 1체크밸브(21a)는 닫히고, 제 2체크밸브(22a)는 열린 상태가 되어 단괴가 배출되게 된다.
상기의 체크밸브(21a, 22a) 구성은 도면에서 도시된 바를 비롯하여 다양할 수 있으며, 본 발명의 기술사상은 이에 한정되지 않음은 물론이다.
한편 상기 연동관(30)은 유연관(50)을 연동시켜 집광기의 이동범위를 광역화하기 위해 마련되는데, 이를 위해 프레임(10)에 결합 지지되는 지지축(12)이 마련되고, 상기 연동관(30)은 이러한 지지축(12)에 힌지결합함으로써 연동가능하게 된다.
또한 상기 연동관(30)의 연동을 더욱 원활하게 하기 위해 두방향으로 연동가능하게 구비할 수 있으며, 이는 지지축(12)에 힌지결합되는 힌지관체(12a)를 구비함으로써 가능하게 된다.
즉, 상기 힌지관체(12a)에 연동관을 힌지결합함으로써 힌지관체(12a)가 하나의 축방향으로 연동하고, 힌지관체(12a)에 힌지결합된 연동관(30) 또한 다른 축방 향으로 연동하게 되어 연동관(30)이 보다 자유롭게 연동할 수 있다.
또한 상기 지지축(12)과 연동관(30)이 유니버설결합(universal joint)함으로써 연동가능하게 구성할 수 있음은 물론이다.
상기에서 기술된 바와 같이 본 발명은 분지관의 분지지점 내주면과 배출구 상측 내주면에 제 1체크밸브와 제 2체크밸브를 각각 구비하여 단괴의 이송 및 배출을 안정적이며 용이하게 조절할 수 있다.
또한 분지각도가 10°내지 45°이내인 분지관을 마련하여 마찰에 의한 연결관 또는 분지관의 파손을 최소화하는 효과가 있다.
Claims (5)
- 일정 수용공간을 가지는 프레임(10)과;상기 프레임(10)의 천정측에 고정설치되며, 채광선과 연결되는 양광관(40)과 상부가 연통되며 하부는 단괴를 배출하기 위한 배출구(22)가 형성되고, 측면으로 소정각도 분지되며 끝단이 유연관(50)과 연통되는 분지관(21)이 형성되며, 단괴의 배출에 의해 구조물 손상을 방지하기 위해 배출구(22)가 위치하는 하단부가 일정각도 절곡형성되고, 안정적으로 지지되도록 프레임(10)에 결합지지되는 지지플레이트(11)와 관통결합되는 연결관(20);을 포함하여 구성되며,상기 분지관(21)의 분지지점 내주연과 배출구(22)의 상측 내주연에는 일방향으로 단괴를 유동하도록 제 1체크밸브(21a)와 제 2체크밸브(22a)가 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 심해저 광물 채광용 버퍼.
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- 삭제
- 제 1항에 있어서,상기 유연관(50)과 연통하며 프레임(10) 하부에 위치하여 유연관(50)을 연동하도록 프레임에 지지되는 지지축(12)에 힌지결합되는 연동관(30)이 더 설치되는 것을 특징으로 하는 심해저 광물 채광용 버퍼.
- 제 4항에 있어서,상기 연동관(30)이 두 축방향으로 회전가능하도록 지지축(12)과 힌지결합되는 힌지관체(12a)가 장착되며, 상기 힌지관체(12a)와 연동관(30)이 회전가능하도록 힌지결합되는 것을 특징으로 하는 심해저 광물 채광용 버퍼.
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