KR101017577B1 - 압력코아 저장용기 이동 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 압력코아 저장용기의 이동장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 가스하이드레이트와 같은 자원량의 평가나 유가스전에서의 회수율 증대를 위해 전산화단층촬영(computed tomography; CT)기법을 사용하는데, 전산화단층촬영 중 워크 테이블의 셋팅 조건을 정밀하게 맞추기 위한 것이다.
이를 위한 본 발명은 수평지지부(100); 상기 수평지지부(100)에 수직으로 돌출 형성된 수직지지부(200); 상기 수직지지부(200)의 상부에 구비되는 메인가이더(300); 상기 메인가이더(300)의 상부를 덮어주는 캡(500); 상기 메인가이더(300)의 일측에 위치하되, 일단부가 상기 캡(500)과 연결되며, 타단부가 제1연결바(600)의 내측을 관통하여 구비되는 보조가이더(400); 상기 메인가이더(300)에 상하 이동 및 회전 가능하도록 연결되는 제1연결바(600); 일측이 상기 제1연결바(600)의 일측 단부측에 회동가능하도록 체결되는 제2연결바(700); 및 상기 제2연결바(700)의 타측에 구비되며, 압력코아 저장용기를 파지하기 위한 암(800); 을 포함한다.

Description

압력코아 저장용기 이동 장치{Moving apparatus for reservoir saving compressed core}
본 발명은 압력코아 저장용기의 이동장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 가스하이드레이트와 같은 자원량의 평가나 유가스전에서의 회수율 증대를 위해 전산화단층촬영(computed tomography; CT)기법을 사용하는데, 전산화단층촬영 중 워크 테이블의 셋팅 조건을 정밀하게 맞추기 위한 것이다.
최근 해저지질 연구분야에서는 해저지층에서 취득한 코어 시료에 대해 비파괴 검사를 수행하는 것이 각광을 받고 있다. 경우에 따라서는 비파괴 검사만이 특정 실험 목적을 달성할 수 있는 유일한 방법이 되기도 한다. 비파괴 검사는 흔히 엑스레이(X-ray)를 활용하며, 말 그대로 시료를 파괴하지 않고 검사를 수행한다.
채취된 시료에서 부시료를 채취하는 방식은 시료를 파괴하지만, 시료를 파괴하지 않고 대상 시료를 거의 연속적으로 검사하여 자료의 해상도가 훨씬 더 높아지게 된다. 특히 시료를 연속적으로 스캔하면서 엑스레이의 높은 투과력을 이용하여 검사대상 시료를 3차원으로 분석할 수도 있다. 시료의 내부 물성 구조를 입체적으로 정밀하게 형상화 해 볼 수 있게 된 것이다. 또한 엑스레이에 대한 피조사 물체의 광학적 반응 양상을 파악하여 피조사 물체의 성분을 파악할 수도 있다. 특히 산화광물의 경우 부시료를 채취하여 추가적인 화학 분석을 하지 않더라도, 그 성분을 정확히 파악할 수 있고 시료를 일정방향으로 스캔하면서 축방향으로 함량변화를 연속 도시할 수도 있다.
비파괴 검사장비는 전산화단층촬영(Computed Tomography; CT)와 Itrax core scanner이다. 전산화단층촬영(CT)은 병원에서 인체검사 할 때 활용하는 것과 동종의 것이다. 이미 선진국에서는 CT를 해저지층 코어 시료를 입체분석하기 위한 수단으로 사용하였다. 특히 석유지질 연구분야에서는 저류암의 내부 공극망 입체구조를 고해상으로 형상화하거나 저류암내의 유체 유동상태를 파악하기 위해 CT를 활용하고 있는데 특히 후자의 경우 유체 유동실험과 함께 CT스캔이 수행되어야 하므로 4D 조사분석 기법의 도입이 필요하다.
최근 CT가 가스하이드레이트 압력코어를 분석하는 데에도 활용되고 있다. 가스하이드레이트 시료는 자연상태에서 해리되므로 채취당시의 압력이 유지된 특수용기 속에서만 그 형체가 유지될 수 있다. 그러므로 시료가 용기 속에 들어있는 상태로 CT 스캔되어야 할 필요가 있다. 또한 가스하이드레이트의 해리가 진행되면서 주변 지층이 함몰되는 과정을 파악하려는 경우에는 압력코어의 가스방출과 동시에 CT 스캔이 필요하고 이 역시 4D 조사분석 기법의 도입이 필요하다.
CT는 엑스레이 발생기, 평판(flat panel) 이미지 디텍터, 회전 워크 테이블(work table) 등을 움직일 수 있는 8축 이상의 이동축을 가진 고정밀 시스템 등으로 구성된다. 주 이동축들은 연마된 석정반 프레임을 기반으로 위치 정밀도를 위해서 광선형 측정(optical linear measuring) 구조를 가져야 한다. 시료홀더는 시료의 중앙부 뿐만 아니라 중심에서 약 10 ~ 20mm 벗어난 부분도 측정가능하도록 시료를 약 5군데의 위치로 이동이 가능한 것이 바람직하다. 직선 이동축의 위치 정밀도는 약 2㎛, 회전 워크 테이블(work table)의 회전 정밀도는 0.0004°를 갖는 것이 바람직하다.
무게가 수십킬로그램이 나가는 압력코어 저장용기를 CT 촬영을 위해 장착하는 과정에서 회전 정밀도가 0.0004°를 갖는 워크 테이블의 셋팅 조건에 오류가 생길 수 있다. 이러한 셋팅 조건에 오류가 발생하게 되면 장비를 처음부터 다시 설정해야하는 번거로움이 있다.
본 발명은 워크 테이블의 셋팅 조건에 오류가 발생되는 것을 최소화하기 위하여 안출된 것으로 압력코어 저장용기를 보다 정밀하고 안정적으로 CT 촬영장치에 장착하기 위한 것이다.
본 발명은 수평지지부(100); 상기 수평지지부(100)에 수직으로 돌출 형성된 수직지지부(200); 상기 수직지지부(200)의 상부에 구비되는 메인가이더(300); 상기 메인가이더(300)의 상부를 덮어주는 캡(500); 상기 메인가이더(300)의 일측에 위치하되, 일단부가 상기 캡(500)과 연결되며, 타단부가 제1연결바(600)의 내측을 관통하여 구비되는 보조가이더(400); 상기 메인가이더(300)에 상하 이동 및 회전 가능하도록 연결되는 제1연결바(600); 일측이 상기 제1연결바(600)의 일측 단부측에 회동가능하도록 체결되는 제2연결바(700); 및 상기 제2연결바(700)의 타측에 구비되며, 압력코아 저장용기를 파지하기 위한 암(800); 을 포함한다.
본 발명은 상기 보조가이더(400)의 외주면에 나사산이 형성되며, 상기 보조가이더(400)의 나사산에 치합되는 웜휠(930); 및 상기 웜휠(930)를 회전시키기 위하여 웜(920)이 장착되어 상기 제1연결바(600)를 상하운동시키기 위한 제1모터(900); 를 더 포함한다.
본 발명의 상기 암(800)은, 압력코아 저장용기를 파지하기 위한 한 쌍의 파지부(810a, 810b); 상기 어느 하나의 파지부(810a)의 외주면에 일측 단부가 결합된 제1링크(820a1); 상기 또 다른 파지부(810b)의 외주면에 일측 단부가 결합된 제2링크(820b1); 상기 제2연결바(700)에 양단부가 고정되며, 상기 제1링크(820a1)와 제2링크(820b1)를 연결하여 상기 제1 및 제2링크(820a1, 820b1)가 서로 교차되어 회동하도록 하는 고정핀(840); 상기 제1링크(820a1)의 타측 단부와 회동 가능하도록 체결된 제3링크(830b1); 상기 제2링크(820b1)의 타측 단부와 회동 가능하도록 체결된 제4링크(830a1); 및 상기 제3 및 제4 링크(830a1, 830b1)가 서로 교차되어 회동가능하도록 체결하는 이동핀(860)을 포함하며, 상기 고정핀(840)과 이동핀(860) 사이에 실린더(890)가 구비되어, 상기 실린더(890)의 작동 상태 따라 상기 한 쌍의 파지부(810a, 810b)가 개폐된다.
본 발명은 상기 제2연결바(700)의 상측에 길이방향으로 홀(720)이 형성되어 상기 이동핀(860)이 제2연결바(700)의 길이방향으로 이동 가능하게 하며, 내측으로 상기 고정핀(840)이 삽입되며, 일측에 실린더 로드가 고정되는 전방실린더지지부(850); 내측으로 상기 이동핀(860)이 삽입되며, 일측에 실린더 후방부가 고정되는 후방실린더지지부(870);를 더 포함한다.
본 발명의 상기 제1연결바(600) 및 제2연결바(700)는 베어링이 개재된 핀결합되어 상기 제2연결바(700)가 회동가능할 수 있다.
본 발명의 상기 수평지지부(100) 하부에는 높낮이 조절용 캐스터(110)가 장착된다.
본 발명의 상기 제1연결바(600)는, 메인가이더(300)와의 체결을 위하여 제1체결부(610) 및 제2체결부(620)를 구비하되, 상기 제1체결부(610) 및 제2체결부(620)의 체결 정도를 조절하기 위한 체결정도 조절수단(630)을 더 포함한다.
본 발명의 압력코아 저장용기 이동 장치로 인하여 워크 테이블의 셋팅 조건에 오류가 발생되는 것을 최소화하여 압력코어 저장용기를 보다 정밀하고 안정적으로 CT 촬영장치에 장착할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 압력코아 저장용기 이동장치의 정면도.
도 2는 본 발명에 따른 압력코아 저장용기 이동장치의 평면도.
도 3은 본 발명에 따른 압력코아 저장용기 이동장치 중 메인가이더와 제1연결바의 체결을 나타내는 개념도.
도4는 본 발명에 따른 압력코아 저장용기 이동장치 중 보조가이더와 웜 및 웜휠을 도시한 개념도.
도5는 본 발명에 따른 압력코아 저장용기 이동장치 중 웜 및 웜휠을 도시한 개념도.
도6은 본 발명에 따른 압력코아 저장용기 이동장치 중 제2연결바, 암 등을 도시한 개념도.
도7은 본 발명에 따른 압력코아 저장용기 이동장치 중 제2연결바, 암 등을 도시한 또 다른 개념도.
압력코어 저장용기를 정밀하고 안정적으로 CT촬영장치에 장착하기 위한 본 발명은 수평지지부(100), 수직지지부(200), 메인가이더(300), 보조가이더(400), 제1연결바(600), 제2연결바(700), 암(800), 제1 및 제2모터(900, 910), 제어부(1000) 등으로 구성된다.
이러한 본 발명을 첨부된 도면을 참고하여 상술하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 압력코아 저장용기 이동장치의 정면도이며, 도 2는 본 발명에 따른 압력코아 저장용기 이동장치의 평면도이다. 도 3은 본 발명에 따른 압력코아 저장용기 이동장치 중 메인가이더와 제1연결바의 체결을 나타내는 개념도이고, 도4는 본 발명에 따른 압력코아 저장용기 이동장치 중 보조가이더와 웜 및 웜휠을 도시한 개념도이다. 도5는 본 발명에 따른 압력코아 저장용기 이동장치 중 웜 및 웜휠을 도시한 개념도이며, 도6은 본 발명에 따른 압력코아 저장용기 이동장치 중 제2연결바, 암 등을 도시한 개념도이다. 도7은 본 발명에 따른 압력코아 저장용기 이동장치 중 제2연결바, 암 등을 도시한 또 다른 개념도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 수평지지부(100)는 제1연결바(600) 및 제2연결바(700) 등을 지지하기 위한 기초부에 해당한다. 수평지지부(100)는 두 층으로 구비되며, 그 사이에 H빔이 개재되어 압력코아 저장용기의 무게 등에 견딜 수 있도록 하였다. 또한, 수평지지부(100)의 하부에는 높낮이 조절용 캐스터(110)가 구비되어 본 발명에 따른 압력코아 저장용기 이동장치가 이동가능하도록 하였으며, 수평조절이 가능하도록 하였다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 제1연결바(600)는 메인가이더(300)를 기초하여, 회전가능하며, 상하이동 가능하다. 또한, 제2연결바(700)는 제1연결바(600)와 핀 및 볼베어링(710)이 개재되어 연결된다. 따라서 제2연결바(700)는 핀 및 볼베어링(710) 등을 중심으로 회전가능하다.
또한, 도 1 및 도 2를 참고하면, 제1연결바(600) 일측에 제어부(1000)가 체결되어, 제1 및 제2모터(900, 910)의 구동을 제어한다. 제1모터(900)는 제1연결바(600)를 상하이동시키기 위한 모터이며, 제1모터(910)는 암(800)의 개폐를 제어하기 위한 모터이다.
도 3을 참고하여, 메인가이더(300)의 외주면에는 제1연결바(600)이 체결된다. 메인가이더(300)와의 체결을 위하여 제1연결바(600)에는 제1 및 제2체결부(610, 620)가 일체로 구비되어 체결을 용이하도록 하였으며, 제1 및 제2체결부(610, 620)는 상호 체결정도 조절수단(630)을 이용하여 체결된다. 체결정도 조절수단(630)은 사용자가 용이하게 체결할 수 있도록 회전보조 장치가 구비되어 이를 회전시키면, 메인가이더(300)와의 체결정도가 조절되도록 하였다.
도 4 및 도 5를 참고하여 메인가이더(300)를 따라 상하이동하는 제1연결바(600)를 설명한다. 메인가이더(300)의 측부에 나사산이 형성된 보조가이더(400)가 구비된다. 상기 메인가이더(300) 및 보조가이더(400)의 상부 단부측에는 캡(500)이 구비된다. 상기 캡(500)의 내측부에는 베어링(미도시)이 개재되어 메인가이더(300)를 중심으로 제1연결바(600) 등이 회전할 수 있도록 하였다.
또한, 메인가이더(300)의 외주면을 따라 상하이동하도록 제1연결바(600) 측에 베어링(미도시)이 구비됨은 당연하다.
도4 및 도5를 참고하여, 보조가이더(400)의 외주면에는 나사산이 형성되어 있다. 나사산이 형성된 보조가이더(400)를 따라 웜휠(930)이 장착되어 있으며, 제1연결바(600) 일측에 구비된 제1모터(900; 도 1 및 2 등에 도시됨)의 회전축에는 웜(920)이 구비되어 있다. 제1모터(900)의 회전에 따라 웜(820)이 회전하며, 웜의 회전에 따라 윔휠(930)이 회전한다. 회전하는 웜휠(930)은 보조가이더(400)를 따라 상하운동이 가능하다. 웜휠(930)이 보조가이더(400)를 따라 상하운동함으로써 제1연결바(600)가 메인가이더(300) 및 보조가이더(400)를 따라 상하운동이 가능하다.
도 6 및 도 7을 참고하여 암(800)의 개폐 작동기작에 대하여 설명한다.
상기 암(800)은 압력코아 저장용기를 파지하기 위한 한 쌍의 파지부(810a, 810b)가 구비된다. 한 쌍의 파지부(810a, 810b)는 단면의 형상이 원형인 것이 바람직하나, 압력코아 저장용기의 단면 형상에 따라 가변된다.
한 쌍의 파지부(810a, 810b) 중 어느 하나의 파지부(810a)의 외주면에 제1링크(820a1)의 일측 단부가 결합된다. 한 쌍의 파지부(810a, 810b) 중 또 다른 파지부(810b)의 외주면에 제2링크(820b1)의 일측 단부가 결합된다.
제2연결바(700)에 양단부가 고정되며, 상기 제1링크(820a1)와 제2링크(820b1)를 연결하여 상기 제1 및 제2링크(820a1, 820b1)가 서로 교차되어 회동하도록 하는 고정핀(840)이 구비된다. 상기 고정핀(840)의 내측에는 전방실린더지지부(850)가 구비된다. 상기 전방실린더지지부(850)는 실린더(890) 로드의 단부가 연결된다.
도 6 및 도 7을 참고하여, 제3링크(830b1)은 제1링크(820a1)의 타측 단부와 회동 가능하도록 체결되며, 제4링크(830a1)는 상기 제2링크(820b1)의 타측 단부와 회동 가능하도록 체결된다. 제1링크(820a1) 및 제3링크(830b1)은 서로 제1핀(880b1)에 의하여 서로 회동가능하도록 체결하였다. 제2링크(820b1) 및 제4링크(830b1)은 서로 제2핀(880a1)에 의하여 서로 회동가능하도록 체결하였다.
제3 및 제4 링크(830a1, 830b1)는 서로 교차되어 회동가능하도록 이동핀(860)으로 체결하였다. 이동핀(860)은 제2연결바(700)에 길이방향으로 형성된 홀(720)을 따라 이동된다. 이동핀(860)에는 실린더의 후방이 체결되도록 후방실린더지지부(870)가 구비된다.
도 1, 도 6 및 도 7을 참고하여, 실린더(890)의 전방은 고정핀(840)에 구비된 전방실린더지지부(850)에 고정되며, 실린더(890)의 후방은 이동핀(860)에 구비된 후방실린더지지부(870)에 고정된다. 실린더(890)는 유압실린더를 사용하는 것이 바람직하며, 수평지지부(100)의 상면에 구비된 제2모터(910)의 작동에 따라 실린더(890)가 구동한다.
실린더(890)의 로드가 길어지면, 이동핀(860)이 제2연결바(700)의 후방측으로 길이방향이동되어 한 쌍의 파지부(810a, 810b)가 닫히며, 이에 따라 압력코아 저장용기(미도시)를 파지할 수 있게 된다. 반면, 실린더(890)의 로드가 짧아지면, 이동핀(860)이 제2연결바(700)의 전방측으로 길이방향이동되어 한 쌍의 파지부(810a, 810b)가 열리며, 압력코아 저장용기(미도시)를 놓게 된다.
이는 고정핀(840)이 제2연결바(700)에 고정되어 있으며, 이동핀(860)이 제2연결바(700)를 따라 이동되기 때문에 제1링크(820a1)과 제3링크(830b1) 사이의 각도 및 제2링크(820b1)와 제4링크(830a1)의 각도가 커지거나 작아짐에 따라 기인하는 것이다.
도 7을 참고하여 이와 같은 제 1 내지 제4링크는 상하로 구비되어, 도 6에 도시된 바와 같이 총 8개의 링크(820a1, 820b1, 830a1, 830b1, 820a2, 820b2, 830a2, 830b2)가 구비된다. 이 중 예상할 수 있는 도면번호 820a2 및 830a2는 미도시하였음을 참고하여야 한다.
이상과 같은 본 발명에 따라 무게가 수십킬로그램이 나가는 압력코아 저장용기를 CT 촬영을 위해 장착하는 과정에서 회전 정밀도가 0.0004°를 갖는 워크 테이블의 셋팅 조건에 발생될 수 있는 오류를 최소화하기 위하여, 본 발명에 따른 장치에 수평조절은 물론, 압력코아 저장용기의 상하, 회전 운동 등을 원활하게 할 수 있도록 하였다.
100 : 수평지지부 200 : 수직지지부
300 : 메인가이더 400 : 보조가이더
500 : 캡 600 : 제1연결바
700 : 제2연결바 800 : 암
900 : 제1모터 1000 : 제어부

Claims (7)

  1. 수평지지부(100);
    상기 수평지지부(100)에 수직으로 돌출 형성된 수직지지부(200);
    상기 수직지지부(200)의 상부에 구비되는 메인가이더(300);
    상기 메인가이더(300)의 상부를 덮어주는 캡(500);
    상기 메인가이더(300)의 일측에 위치하되, 일단부가 상기 캡(500)과 연결되며, 타단부가 제1연결바(600)의 내측을 관통하여 구비되는 보조가이더(400);
    상기 메인가이더(300)에 상하 이동 및 회전 가능하도록 연결되는 제1연결바(600);
    일측이 상기 제1연결바(600)의 일측 단부측에 회동가능하도록 체결되는 제2연결바(700); 및
    상기 제2연결바(700)의 타측에 구비되며, 압력코아 저장용기를 파지하기 위한 암(800);
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 압력코아 저장용기 이동 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보조가이더(400)의 외주면에 나사산이 형성되며,
    상기 보조가이더(400)의 나사산에 치합되는 웜휠(930); 및
    상기 웜휠(930)를 회전시키기 위하여 웜(920)이 장착되어 상기 제1연결바(600)를 상하운동시키기 위한 제1모터(900);
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압력코아 저장용기 이동 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 암(800)은,
    상기 압력코아 저장용기를 파지하기 위한 한 쌍의 파지부(810a, 810b);
    상기 어느 하나의 파지부(810a)의 외주면에 일측 단부가 결합된 제1링크(820a1)
    상기 또 다른 파지부(810b)의 외주면에 일측 단부가 결합된 제2링크(820b1);
    상기 제2연결바(700)에 양단부가 고정되며, 상기 제1링크(820a1)와 제2링크(820b1)를 연결하여 상기 제1 및 제2링크(820a1, 820b1)가 서로 교차되어 회동하도록 하는 고정핀(840);
    상기 제1링크(820a1)의 타측 단부와 회동 가능하도록 체결된 제3링크(830b1);
    상기 제2링크(820b1)의 타측 단부와 회동 가능하도록 체결된 제4링크(830a1); 및
    상기 제3 및 제4 링크(830a1, 830b1)가 서로 교차되어 회동가능하도록 체결하는 이동핀(860)을 포함하며,
    상기 고정핀(840)과 이동핀(860) 사이에 실린더(890)가 구비되어, 상기 실린더(890)의 작동 상태 따라 상기 한 쌍의 파지부(810a, 810b)가 개폐되는 것을 특징으로 하는 압력코아 저장용기 이동 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2연결바(700)의 상측에 길이방향으로 홀(720)이 형성되어 상기 이동핀(860)이 제2연결바(700)의 길이방향으로 이동 가능하게 하며,
    내측으로 상기 고정핀(840)이 삽입되며, 일측에 실린더 로드가 고정되는 전방실린더지지부(850);
    내측으로 상기 이동핀(860)이 삽입되며, 일측에 실린더 후방부가 고정되는 후방실린더지지부(870);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압력코아 저장용기 이동 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1연결바(600) 및 제2연결바(700)는 베어링이 개재된 핀결합되어 상기 제2연결바(700)가 회동가능한 것을 특징으로 하는 압력코아 저장용기 이동 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 수평지지부(100)의 하부에는 높낮이 조절용 캐스터(110)가 장착된 것을 특징으로 하는 압력코아 저장용기 이동 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1연결바(600)는,
    메인가이더(300)와의 체결을 위하여 제1체결부(610) 및 제2체결부(620)를 구비하되, 상기 제1체결부(610) 및 제2체결부(620)의 체결 정도를 조절하기 위한 체결정도 조절수단(630)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압력코아 저장용기 이동 장치.
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