KR101062284B1 - 해수샘플러용 스터링장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 저부가 개구된 해수챔버를 해저면으로 삽입시킨 상태에서 해수챔버의 내부에 갇힌 해수를 시간대별로 채수하여 시료용 샘플로 사용할 수 있도록 한 해수샘플러에 있어, 해수챔버의 내부에 갇힌 해수를 교반시키도록 한 스터링장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 해수챔버의 상부덮개판에 모터하우징과 함께 설치되는 스터링모터 및 해수챔버의 내부에 설치되어 스터링모터의 동력으로 회전하는 교반날개 사이의 동력전달이 마그네트의 자력에 의하여 이루어지도록 함에 따라, 모터하우징으로부터 해수챔버의 상부덮개판을 관통하는 회전축을 설치하지 않더라도 스터링모터에 의한 교반날개의 회전이 가능토록 함으로서, 스터링장치를 장시간 가동시킴에 따라 회전축의 구동부위가 마모되는 현상 및 해당 부위로 해수가 침투하여 스터링모터의 오작동이나 고장을 유발시키는 현상을 미연에 방지토록 하며, 이로 인하여 해수샘플러의 정확한 작동을 보장함은 물론, 수집된 해수샘플을 기초로 한 데이터의 신뢰도를 보다 향상시킬 수 있도록 한 해수샘플러용 스터링장치에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은, 시료용 해수샘플을 채수하는 해수샘플러(1)에 구비되어 해수를 교반시키도록 한 장치로서, 저부가 개구된 상태로 일정 깊이만큼 해저면으로 삽입되는 해수챔버(11)와, 상기 해수챔버(11)의 상부덮개판(12)에 조립 설치되는 모터하우징(13)과, 상기 모터하우징(13)의 내부에 삽입 설치되는 스터링모터(14)와, 해수챔버(11)의 내부에 설치되어 스터링모터(14)의 동력으로 회전하는 교반날개(16)를 포함하여서 이루어지며, 상기 상부덮개판(12)에는 센서홀더(12a)와 채수용 멀티포트(12b)와 해수유동구멍(12c)이 각각 제공된 해수샘플러(1)용 스터링장치(10)에 있어서, 상기 모터하우징(13)의 하단 내측부와 해수챔버(11)의 상부덮개판(12) 내측부에는 마그네트(28)(29)가 삽입된 마그네트홀더(18)(19)가 상,하 방향으로 대응되는 위치에 각각 삽입 설치되며, 상기 모터하우징(13)의 마그네트홀더(18)는 스터링모터(14)의 출력축이 되는 구동축(15a)과 연결 설치되고, 상기 해수챔버(11)의 마그네트홀더(19)는 교반날개(16)용 회전축(17)과 연결 설치되는 것을 특징으로 한다.

Description

해수샘플러용 스터링장치{Stirring device for a sea-water sampler}

본 발명은 저부가 개구된 해수챔버를 해저면으로 삽입시킨 상태에서 해수챔버의 내부에 갇힌 해수를 시간대별로 채수하여 시료용 샘플로 사용할 수 있도록 한 해수샘플러에 있어, 해수챔버의 내부에 갇힌 해수를 교반시키도록 한 스터링장치에 관한 것으로서, 해수챔버의 상부덮개판에 모터하우징과 함께 설치되는 스터링모터 및 해수챔버의 내부에 설치되어 스터링모터의 동력으로 회전하는 교반날개 사이의 동력전달이 마그네트의 자력에 의하여 이루어지도록 한 해수샘플러용 스터링장치에 관한 것이다.

일반적으로 바닥이 갯벌이나 모래사장으로 이루어지는 연안해역의 해저면 생태에 관한 각종 연구는, 해저면에 부착하거나 기어다니는 표생생물(Epiauna) 또는 갯벌이나 모래사장으로 들어가서 서식하는 내생생물(Infauna)의 생태활동에 따라 발생하는 각종 가스성분이나 화학성분 및 해저면과 인접한 해수속에서 생장하는 각종 미생물의 종류 등에 대한 분석을 통하여 수행된다.

뿐만 아니라, 육상으로부터 유입된 각종 이물질이나 폐기물 등에 의한 해저면의 오염상태 및 이로 인한 표생생물이나 내생생물의 활동상태 역시 해저면과 인접한 해수를 시료로 하여 분석한 결과로서 판단하게 되며, 가장 바람직하게는 저부가 개구된 해수챔버를 해저면을 통하여 일정 깊이만큼 삽입시킨 상태에서, 해수챔버에 갇힌 해수를 시간대별로 채수하여 시료로서 활용토록 하는 것이다.

상기와 같이 연안해역의 해저면과 인접한 영역에 존재하는 해수를 시료로서 채수할 수 있도록 한 대표적인 장치로서, 본 출원인이 2009년 특허출원 제 56606호로 선출원(출원일자: 2009년 06월 24일)하여 제 10-0925885호로 특허등록(등록일자: 2009년 11월 02일)된 해수시료 채취용 샘플링장치를 들 수 있다.

상기와 같이 본 출원인에 의하여 선출원된 샘플링장치는, 저부가 개구된 상태로 해저면을 통하여 삽입되는 해수챔버와, 상기 해수챔버에 구비되어 해수를 교반하는 스터링장치와, 상기 해수챔버로부터 일정한 시간차를 두고 해수샘플을 채수하는 시료채수기와, 샘플링장치의 전체적인 작동을 위하여 배터리 및 컨트롤러가 내장된 메인컨트롤러가 장치프레임에 각각 설치되도록 한 것이다.

상기 시료채수기는, 모터케이싱의 내부에 삽입 설치되는 샘플링모터와, 상기 모터케이싱의 외주연부를 따라 설치되는 다수 개의 해수인젝터(Sample injector)와, 상기 해수인젝터의 작동을 위하여 샘플링모터의 구동축과 연결되는 구동레버를 포함하여서 이루어지며, 상기 각각의 해수인젝터는 실린더의 내부로 피스톤이 삽입된 주사기 형태가 되는 한편, 상기 피스톤은 압축된 코일스프링에 의하여 상부 방향으로의 탄성력이 가해진 상태로 유지되며, 이러한 상태가 구동레버의 회전에 따라 순차적으로 해제되도록 설치된다.

따라서, 상기 샘플링모터에 의하여 구동레버가 해수인젝터를 작동시킴으로서 피스톤이 실린더를 따라 상승하게 되면, 해수챔버에 갇힌 상태로 저장된 해수가 해수인젝터의 실린더 내부로 흡입되어 일정량의 해수를 샘플로서 채수할 수 있게 되며, 이러한 채수작동이 컨트롤러에 입력된 시간대별로 순차적으로 진행되도록 함으로서, 각각의 해수인젝터마다 저장된 해수샘플이 시간의 경과에 따른 생태변화의 데이터를 제공할 수 있게 된다.

그러나, 본 출원인에 의하여 선출원된 샘플링장치에 있어, 해수챔버에 설치되는 스터링장치의 경우, 해수챔버의 상부덮개판에 모터하우징과 함께 설치되는 스터링모터 및 해수챔버의 내부에 설치되는 교반날개가 회전축으로 연결되는 한편, 상기 회전축이 모터하우징의 바닥부와 해수챔버의 상부덮개판을 관통하는 방식으로 설치됨으로서, 회전축의 구동부 마모 및 해당 부위를 통한 해수의 누설 우려가 높은 문제점이 발생하게 된다.

다시 말해서, 선출원된 샘플링장치 중에서 스터링장치의 작동이 가장 빈번하게 발생되는 바, 교반날개의 회전축이 모터하우징의 바닥면과 해수챔버의 상부덮개판을 관통하는 식으로 설치되면, 해수챔버에 갇힌 해수를 교반날개를 사용하여 주기적으로 교반시키는 장시간의 빈번한 작동 과정에서 회전축의 구동부위가 마모될 우려가 높게 된다는 것이며, 이와 같이 회전축의 구동부위가 마모될 경우 해당 부위를 통하여 해수가 침투됨으로서, 스터링모터의 오작동이나 고장을 유발시키게 된다는 것이다.

상기와 같이 회전축의 구동부를 통하여 침투된 해수로 말미암아 스터링모터의 오작동이나 고장이 발생할 경우, 해수챔버의 내부에 존재하는 측정대상으로서의 각종 성분이나 미생물을 취수시간대에 맞추어 해수와 골고루 혼합시키지 못하는 문제점이 발생하게 되며, 이와 같은 불균일 상태의 해수가 시료채수기의 해수인젝터로 유입될 경우, 수집된 해수샘플을 사용하여 측정된 데이터의 신뢰도 역시 저하되는 문제점이 발생하게 된다.

다른 한편으로, 샘플링장치를 해저면에 설치하는 도중에 해저면이 교란되어 토사 성분과 같은 다량의 이물질이 부상하게 되며, 이와 같은 현상이 해수챔버의 내부에서도 발생하게 되는 데, 해수챔버의 경우 그 저부측이 일정 깊이만큼 해저면으로 삽입되어 외부와의 원활한 해수교환이 불가능하게 되므로, 해수챔버의 내부에 부유 및 체류하는 이물질을 배출시켜 해수챔버의 내부에 저장된 해수를 신속하게 안정화시키는 것이 어렵게 된다.

상기와 같이 해수챔버의 내부에서 부유 및 체류하는 이물질을 신속하게 배출시켜 챔버 내부의 해수를 빠른 시간내에 안정화시키지 못함으로서, 해수샘플의 실질적인 채수작업이 상대적으로 지연되는 결과를 초래함은 물론이고, 부유물로 인하여 안정화되지 않은 해수를 샘플로 채수할 경우, 측정대상이 되는 각종 성분이나 미생물 이외의 불필요한 토사 성분 등이 다량으로 유입되어 시료의 정확한 측정작업에 많은 지장을 초래하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 선출원에 제공된 스터링장치의 문제점을 보완하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명에 의한 해수샘플러용 스터링장치는, 해수챔버의 상부덮개판에 모터하우징과 함께 설치되는 스터링모터 및 해수챔버의 내부에 설치되어 스터링모터의 동력으로 회전하는 교반날개 사이의 동력전달이 마그네트의 자력에 의하여 이루어지도록 함에 따라, 모터하우징으로부터 해수챔버의 상부덮개판을 관통하는 회전축을 설치하지 않더라도 스터링모터에 의한 교반날개의 회전이 가능토록 함으로서, 스터링장치를 장시간 가동시킴에 따라 회전축의 구동부위가 마모되는 현상 및 해당 부위로 해수가 침투하여 스터링모터의 오작동이나 고장을 유발시키는 현상을 미연에 방지토록 하며, 이로 인하여 해수샘플러의 정확한 작동을 보장함은 물론, 수집된 해수샘플을 기초로 한 데이터의 신뢰도를 보다 향상시킬 수 있도록 하는 것을 그 기술적인 과제로 한다.

또한, 본 발명은 상기 해수챔버의 상부덮개판에 이물질 배출용 개구부를 형성시키는 한편, 상기 개구부의 상측에는 챔버마개를 수직 방향으로 승하강시켜 개구부를 선택적으로 개폐시키는 자동개폐기가 상부덮개판에 설치되도록 함으로서, 해수샘플러를 해저면에 설치하는 과정에서 해수챔버의 내부로 부유하는 이물질이 교반날개의 회전에 따라 개구부를 통하여 외부로 신속히 배출되도록 한 다음, 자동개폐기의 챔버마개를 하부 방향으로 이동시켜 개구부를 폐쇄시킬 수 있도록 하며, 이로 인하여 챔버 내부의 해수를 빠른 시간내에 안정화시킴으로서 해수샘플의 실질적인 채수작업이 보다 신속하게 수행되도록 하는 한편, 측정대상 이외의 불필요한 이물질이 해수샘플에 포함되지 않도록 함으로서, 해수샘플의 측정작업을 한층 더 손쉽고 정확하게 수행할 수 있도록 하는 것을 또 다른 기술적 과제로 한다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서의 본 발명은, 시료용 해수샘플을 채수하는 해수샘플러에 구비되어 해수를 교반시키도록 한 장치로서, 저부가 개구된 상태로 일정 깊이만큼 해저면으로 삽입되는 해수챔버와, 상기 해수챔버의 상부덮개판에 조립 설치되는 모터하우징과, 상기 모터하우징의 내부에 삽입 설치되는 스터링모터와, 해수챔버의 내부에 설치되어 스터링모터의 동력으로 회전하는 교반날개를 포함하여서 이루어지며, 상기 상부덮개판에는 센서홀더와 채수용 멀티포트와 해수유동구멍이 각각 제공된 해수샘플러용 스터링장치에 있어서, 상기 모터하우징의 하단 내측부와 해수챔버의 상부덮개판 내측부에는 마그네트가 삽입된 마그네트홀더가 상,하 방향으로 대응되는 위치에 각각 삽입 설치되며, 상기 모터하우징의 마그네트홀더는 스터링모터의 출력축이 되는 구동축과 연결 설치되고, 상기 해수챔버의 마그네트홀더는 교반날개용 회전축과 연결 설치됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 스터링모터의 구동축과 교반날개의 회전축은 해당 마그네트홀더의 중앙부와 연결 설치되고, 상기 마그네트는 마그네트홀더의 주연부를 따라 일정한 간격을 두고 다수 개가 방사상으로 삽입 설치됨을 특징으로 하며, 상기 마그네트홀더 중에서 해수챔버의 상부덮개판 내측에 삽입 설치되는 마그네트홀더의 상부면은 마찰저항의 저감을 위한 구면부로 형성되고, 상기 마그네트로서 네오디늄 자석이 사용됨을 특징으로 한다.

이와 더불어, 상기 해수챔버의 상부덮개판에는 원형의 개구부가 형성되고, 상기 개구부의 상측에는 챔버마개를 수직 방향으로 승하강시켜 개구부를 선택적으로 개폐시키는 자동개폐기가 상부덮개판에 설치되며, 상기 자동개폐기는, 지지대에 의하여 개구부와 소정의 간격을 두고 상부덮개판에 설치되는 모터하우징과, 상기 모터하우징의 내부에 삽입 설치되는 개폐모터와, 상기 개폐모터의 출력축이 되는 구동축으로부터 모터하우징의 바닥부를 수직 방향으로 관통하여 개구부의 중앙측으로 연장 설치되는 스크류축과, 모터하우징의 하측면에 연결되어 상기 스크류축과 평행하게 연장되도록 설치되는 가이드핀을 포함하여서 이루어지며, 상기 챔버마개는 스크류축과 나사식으로 조립 설치되고, 상기 가이드핀은 챔버마개를 수직 방향으로 관통하도록 설치됨을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 모터하우징으로부터 해수챔버의 상부덮개판을 관통하는 회전축을 설치하지 않더라도 스터링모터에 의한 교반날개의 회전이 가능토록 하는 효과가 있으며, 이로 인하여 스터링장치를 장시간 가동시킴에 따라 회전축의 구동부위가 마모되는 현상 및 해당 부위로 해수가 침투하여 스터링모터의 오작동이나 고장을 유발시키는 현상을 미연에 방지함으로서, 해수샘플러의 정확한 작동을 보장함은 물론, 수집된 해수샘플을 기초로 한 데이터의 신뢰도를 보다 향상시키는 효과가 있다.

이와 더불어, 해수샘플러를 해저면에 설치하는 과정에서 해수챔버의 내부로 부유하는 이물질이 교반날개의 회전에 따라 개구부를 통하여 외부로 신속히 배출되도록 한 다음, 자동개폐기의 챔버마개를 하부 방향으로 이동시켜 개구부를 폐쇄시킬 수 있도록 함으로서, 챔버 내부의 해수를 빠른 시간내에 안정화시켜 해수샘플의 실질적인 채수작업이 보다 신속하게 수행되도록 하는 효과가 있으며, 측정대상 이외의 불필요한 이물질이 해수샘플에 포함되지 않도록 함으로서, 해수샘플의 측정작업을 한층 더 손쉽고 정확하게 수행할 수 있는 등의 매우 유용한 효과를 가지는 것이다.

도 1은 선출원된 해수샘플러의 일례를 나타내는 평면도.
도 2의 (가) 및 (나)는 본 발명에 따른 해수샘플러용 스터링장치의 평면도 및 측단면도.
도 3은 본 발명에 따른 스터링장치의 요부 확대 측단면도.
도 4는 본 발명에 따른 스터링장치의 요부 발췌 분해사시도.
도 5는 본 발명에 따른 스터링장치의 동력전달부를 확대 도시한 측단면도.

이하, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 선출원의 기술적 내용을 포함하는 해수샘플러(1)의 평면도로서, 침하방지판(2a)이 구비된 장치프레임(2)과, 상기 장치프레임(2)에 조립 설치되는 메인컨트롤러(3) 및 시료채수기(4)와, 상기 시료채수기(4)를 구성하는 해수인젝터(4a) 및 구동레버(4b)에 관한 기술적 사항은 선출원에 기재된 내용과 동일하게 이루어지는 것이므로, 이에 대한 세부적인 설명은 생략하기로 한다.

이와 더불어, 도 1의 해수샘플러(1)에 추가적으로 포함된 장치로서, 리니어포지셔너(6)를 구비하는 프로파일러(5) 역시 본 출원인에 의하여 2010년 특허출원 제 15116호로 출원(출원일자: 2010년 02월 19일)되어, 제 10-0975277호로 특허등록(등록일자: 2010년 08월 05일)된 저질오염측정을 위한 휴대용 프로파일러를 장치프레임(2)에 장착시킨 것이다.

한편, 도 1에서 장치프레임(2)의 중앙부에 설치된 자동부상장치(7)는, 해수샘플러(1)가 해저면으로 용이하게 침강 및 안착될 수 있도록, 많은 개수의 쇠구슬 또는 자연석 등을 케이스의 내부에 삽입시킨 것이며, 해수샘플러(1)를 회수코자 할 경우에는 케이스의 내부에 저장된 쇠구슬 또는 자연석을 외부로 배출시킴으로서, 미도시된 부력재에 의하여 해수샘플러(1)가 부상(浮上)되도록 한 장치이다.

도 1을 기초로 하여 설명된 해수샘플러(1)는 선출원된 기술적 구성을 기초로 하여 본 발명의 스터링장치(10)가 적용될 수 있는 하나의 대표적인 실시예를 제시한 것으로서, 본 발명의 스터링장치(10)가 도 1에 도시된 형태의 해수샘플러(1)에만 한정되어 적용됨을 의미하는 것이 아니며, 종래의 기술내용에서 설명되어진 바와 같이 챔버의 내부에 저장된 해수를 시료로서 채수토록 한 다른 종류의 해수샘플러에도 본 발명의 스터링장치(10)가 적용될 수 있음을 밝혀두는 바이다.

본 발명의 스터링장치(10)는 도 2 내지 도 4에 각각 도시된 바와 같이, 시료용 해수샘플을 채수하는 상기 해수샘플러(1)에 구비되어, 시료채수기(4)의 해수인젝터(4a)로 해수샘플이 흡입되기 이전에, 해수챔버(11)의 내부에 저장된 해수를 골고루 교반시키도록 한 장치로서, 저부가 개구된 상태로 일정 깊이만큼 해저면으로 삽입되는 상기 해수챔버(11)를 기초로 하여 설치된다.

상기 스터링장치(10)는, 해수챔버(11)의 상부덮개판(12)에 조립 설치되는 모터하우징(13)과, 상기 모터하우징(13)의 내부에 삽입 설치되는 스터링모터(14)와, 해수챔버(11)의 내부에 설치되어 스터링모터(14)의 동력으로 회전하는 교반날개(16)를 포함하여서 이루어진다.

또한, 도 2에 보다 명확하게 도시된 바와 같이, 상기 상부덮개판(12)에는 센서홀더(12a)와, 채수용 멀티포트(12b)와, 해수유동구멍(12c)이 각각 제공되어 있으며, 상기 상부덮개판(12)은 밀폐링(11a)을 개재시킨 상태로 조립볼트(12d)에 의하여 해수챔버(11)의 상단 플랜지 부분과 조립 설치된다.

상기 모터하우징(13)은 투명한 플라스틱 재질을 사용하여 해수의 침투가 불가능한 밀폐형 원통으로 제조하는 것이 가장 바람직하지만, 모터하우징(13)의 재질이나 형상은 변경하여 적용이 가능하며, 상기 스터링모터(Stirring motor)(14) 또한 모터케이블(14a)에 의하여 메인컨트롤러(3)와 접속되는 소형 DC모터를 사용하는 것이 가장 바람직하지만, 메인컨트롤러(3)에 의한 제어가 가능하고 해수에 대한 적용성이 우수한 모터라면 어떠한 종류의 것을 사용하더라도 무방하다.

상기 스터링모터(14)를 모터하우징(13)의 내부에 단독으로 설치하여 사용하는 것도 가능하지만, 가급적 감속기(15) 일체형 기어드모터(Geared motor)를 스터링모터(14)로 사용하는 것이 바람직하며, 상기 모터케이블(14a)은 메인컨트롤러(3)의 배터리에 충전된 전원을 스터링모터(14)로 전달하는 한편, 컨트롤러에 세팅된 조건에 맞추어 스터링모터(14)의 작동이 제어되도록 하는 기능을 담당하게 된다.

그리고, 상기 교반날개(16)는 도면상 원형 막대 형상을 가지면서 90도 각도로 총 4개가 허브(16a)상에 연결 설치된 것으로 도시되어 있는 바, 이와 같이 통상의 프로펠러를 교반날개로 설치하지 않고 막대 형상의 교반날개(16)를 설치한 이유는, 해수챔버(11)의 내부에서 측정대상이 되는 각종 성분이나 미생물이 해수와 균일하게 혼합되도록 하면서도, 해수챔버(11) 내측에 존재하는 해저면의 표층이 교반날개(16)의 회전력으로 괴리되지 않도록 한 것이며, 이러한 조건을 만족할 수 있는 것이라면, 막대 형상의 교반날개(16) 이외에 다른 여러 가지 형상의 교반날개가 적용될 수 있음은 물론이다.

이와 더불어, 도 2의 (가)에서 상부덮개판(12)에 제공된 상기 센서홀더(12a)는, 해수챔버(11)의 내부에 저장된 해수로부터 특정한 데이터를 측정하기 위한 센서기구, 예를 들어 용존산소량의 측정을 위한 DO(Dissolved Oxygen)센서 등이 상부덮개판(12)을 관통하여 해수챔버(11)의 내부로 삽입될 수 있도록 한 것이며, 상기 센서기구 역시 마찬가지로 미도시된 센서케이블에 의하여 메인컨트롤러(3)와 접속된다.

상기와 같이 상부덮개판(12)에 센서홀더(12a)를 제공하여 DO센서 등을 설치토록 하면, 해수샘플의 채수와 동시에 각 시간대별 용존산소 데이터와 같은 유익한 자료를 추가적으로 확보할 수 있음은 물론이고, 해당 센서에 의하여 측정되는 값을 기초로 해수샘플의 채수작업을 수행할 수도 있게 됨으로서, 해수샘플을 통한 보다 다양하고 세부적인 데이터를 확보할 수 있으며, 이로 인하여 해저면 생태 및 오염도 연구의 정확도를 크게 향상시킬 수 있게 된다.

가장 바람직하게는, 상부덮개판(12)의 모서리 부분에 2개의 센서홀더(12a)를 나누어 설치하는 한편, 전위차법(Potentiometry)이나 전기량법(Coulometry) 또는 전류법(Amperometry)이나 전류-전압법(Volt-ammetry)과 같은 다양한 측정방식 중에서 서로 상이한 측정방식으로 용존산소량을 측정하는 2개의 DO센서를 각각의 센서홀더(12a)에 장착시켜 사용하는 것이다.

상기와 같이 서로 상이한 측정방식으로 용존산소량을 측정하는 2개의 DO센서를 상부덮개판(12)에 설치하게 되면, 해수챔버(11) 내부의 용존산소량에 대한 데이터를 보다 다양하고 세부적으로 확보토록 함은 물론, 하나의 DO센서가 고장이나 오작동을 일으킬 경우, 나머지 하나의 센서를 사용하여 용존산소량을 정상적으로 측정할 수 있다는 측면에서 유리한 잇점을 제공하게 된다.

상기 센서홀더(12a)는 끼움방식에 의한 센서의 손쉬운 장착 및 센서에 가해지는 충격을 흡수하여 센서를 보호하는 기능을 동시에 수행할 수 있도록, 상부덮개판(12)과 조립되는 몸통의 중앙부에 탄성체 재질(고무 등)의 센서블록을 설치하는 한편, 상기 센서블록의 중앙부에 센서의 끼움식 삽입을 위한 구멍이 형성되도록 하는 것이 가장 바람직하다.

상기 센서홀더(12a)와 함께 상부덮개판(12)에 제공된 채수용 멀티포트(12b)는, 시료채수기(4)의 해수인젝터(4a)와 동일한 개수의 구멍을 가지는 부품으로서, 각각의 구멍이 해수배출튜브(4c)에 의하여 해수인젝터(4a)와 연결 설치되는 바, 선출원에 기재된 바와 같이 시약주입용 이젝터가 해수인젝터(4a)와 함께 시료채수기(4)에 설치된 경우에는, 시약주입용 구멍 및 시약주입용 튜브 또한 채수용 멀티포트(12b)에 제공됨은 물론이다.

상기 채수용 멀티포트(12b)는 해수챔버(11)의 내부에 저장된 해수가 배출튜브(4c)를 거쳐 해수인젝터(4a)로 유입되도록 하는 한편, 필요시 시약이젝터로부터 시약주입튜브를 거쳐 해수챔버(11)의 내부로 시약이 주입되도록 하는 통로를 제공하는 것이며, 상기 해수배출튜브(4c)와 시약주입튜브는 유연한 합성수지 재질의 튜브를 사용하는 것이 가장 바람직하다.

이와 더불어, 해수인젝터(4a)에 의한 해수샘플의 채수 또는 시약이젝터에 의한 시약의 주입시, 채수된 해수샘플의 량만큼 외부측 해수가 해수챔버(11)의 내부로 유입되도록 하고, 주입된 시약의 량만큼 해수챔버(11)에 저장된 해수가 외부로 배출되도록 하는 것이 필요하며, 이를 위하여 채수용 멀티포트(12b)의 중앙부에 해수유동구멍(12c)이 형성되어 있다.

상기와 같이 해수유동구멍(12c)을 멀티포트(12b)의 중앙부에 형성시키게 되면, 해수샘플의 채수 또는 시약의 주입과 거의 동시에 적절한 해수교환이 이루어진다는 장점이 있지만, 해수유동구멍(12c)의 위치는 상부덮개판(12) 또는 해수챔버(11)의 다른 위치가 되더라도 무방하며, 상기 해수유동구멍(12c)에 약 1m 내외의 길이를 가지는 유연한 튜브를 연결시킴으로서, 해수샘플의 채수나 시약의 주입 이외에는 해수챔버(11) 내,외부측의 해수가 서로 혼입되지 않도록 하는 것이 가장 바람직하다.

본 발명의 제 1요부를 이루는 구성요소로서, 상기 모터하우징(13)의 하단 내측부와, 해수챔버(11)의 상부덮개판(12) 내측부에는 마그네트(28)(29)가 삽입된 마그네트홀더(18)(19)가 상,하 방향으로 대응되는 위치에 각각 삽입 설치되는 한편, 상기 모터하우징(13)의 마그네트홀더(18)는 스터링모터(14)의 출력축이 되는 감속기(15)의 구동축(15a)과 연결 설치되고, 상기 해수챔버(11)의 마그네트홀더(19)는 교반날개(16)용 회전축(17)과 연결 설치된다.

도면상 모터하우징(13)의 하단 내측부에는 마그네트홀더(18)의 삽입을 위한 원형의 설치공간이 제공되는 한편, 해수챔버(11)의 상부덮개판(12)에는 회전축(17)에 의하여 교반날개(16)와 연결되는 마그네트홀더(19)를 보다 손쉽고 안정적으로 설치할 수 있도록 "ㅜ"자 형상으로 개구된 설치공간이 제공되어 있으며, 이와 같이 상부덮개판(12)에 제공된 마그네트홀더(19)의 설치공간은 모터하우징(13)의 바닥판(13c)에 의하여 덮혀지게 된다.

따라서, 모터하우징(13)의 마그네트홀더(18)와 상부덮개판(12)의 마그네트홀더(19)는 모터하우징(13)의 바닥판(13c)을 사이에 두고 자력에 의한 동력전달이 가능하게 되며, 이러한 동력전달수단으로서의 스터링유닛(Stirring unit)에 대한 보다 세부적인 구성이 도 4의 분해사시도에 도시되어 있다.

도 4를 참조로 하여 스터링유닛(30)의 구성을 보다 세부적으로 설명하면, 모터하우징(13)의 내부공간을 통하여 감속기(15)를 구비하는 스터링모터(14) 및 마그네트홀더(18)를 삽입시키되, 감속기(15)와 마그네트홀더(18)의 사이에 장착판(15b)이 위치되도록 한 상태에서, 감속기(15)의 구동축(15a)이 상기 장착판(15b)을 관통하여 마그네트홀더(18)의 축보스(18a)와 조립되도록 하게 된다.

상기와 같은 상태에서, 모터하우징(13)의 상단면과 하단면에 수밀 처리용 밀폐링 등을 개재시킨 상태로 커버판(13a)과 바닥판(13c)을 조립볼트(31)로 체결시키게 되면, 감속기(15)를 구비하는 스터링모터(14)가 마그네트홀더(18)와 함께 모터하우징(13)의 내부에 설치되는 것이며, 상기 모터하우징(13)의 커버판(13a)에는 모터케이블(14a)용 케이블접속구(13b)가 제공되어 있다.

한편, 해수챔버(11)의 상부덮개판(12)에 형성된 "ㅜ"자형 설치공간으로 또 다른 마그네트홀더(19)를 삽입시킨 상태에서, 해당 마그네트홀더(19)의 하단 축보스(19a)에 교반날개(16)용 회전축(17)을 연결시킨 다음, 상기 모터하우징(13)용 바닥판(13c)과 상부덮개판(12)이 조립볼트(31)로 체결되도록 하면, 본 발명에 따른 스터링장치(10)의 조립이 완료되는 것이며, 도면부호 19b는 마그네트홀더(19)의 축보스(19a)에 형성된 축공이 된다.

상기와 같이 모터하우징(13)용 바닥판(13c)과 상부덮개판(12)을 조립하는 경우에 있어, 모터하우징(13)의 하단측에 바닥판(13c)을 조립시키는 작업 및 상부덮개판(12)을 바닥판(13c)과 조립시키는 작업을 동시에 수행함으로서, 상부덮개판(12)이 바닥판(13c)을 사이에 두고 모터하우징(13)과 체결되도록 하는 것이 가장 바람직하다.

그러나, 필요에 따라서는 모터하우징(13)과 바닥판(13c)의 체결작업 및 바닥판(13c)과 상부덮개판(12)의 체결작업을 별도로 수행하더라도 무방하고, 도 4에 도시된 형태의 조립식 구조 이외에도 다른 방식의 조립구조가 스터링유닛(30)에 적용될 수 있으며, 이러한 스터링유닛(30)의 조립작업시 모터하우징(13)의 내부로 해수가 침투되지 않도록 수밀 처리에 만전을 기하여야 함은 물론이다.

이와 더불어, 상기 마그네트홀더(18)(19)의 몸체를 플라스틱 재질로 하여 스터링모터(14)의 구동축(15a)과 교반날개(16)의 회전축(17)이 마그네트홀더(18)(19) 중앙부의 축보스(18a)(19a)와 연결되도록 하는 한편, 상기 마그네트(28)(29)는 마그네트홀더(18)(19)의 주연부에 제공된 설치홈을 따라 일정한 간격을 두고 다수 개가 방사상으로 끼움 설치되도록 하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 방식으로 마그네트홀더(18)(19)를 구성하게 되면, 링 형상을 가지는 하나의 마그네트를 적용시키는 경우와 비교하여 마그네트홀더(18)(19)를 최대한으로 경량화시킬 수 있음은 물론이고, 마그네트(28)(29)로부터 발생하는 자력의 세기 또한 해수챔버(11)의 용량과 교반날개(16)의 크기에 맞추어 용이하게 가감이 가능하기 때문에, 본 발명의 스터링장치(10)에 있어 보다 효과적인 동력전달수단을 제공할 수 있게 된다.

특히, 상기 마그네트(28)(29)는 네오디늄(NdFeB) 자석을 사용하는 것이 가장 바람직한데, 상기 네오디늄 자석은 회토류 금속인 Nd와 B를 분말야금으로 성형한 후 요구하는 형상에 맞도록 연마한 제품으로서, 자동차, 센서, 스피커, 서브모터, 핸드백, 악세사리, 건강용품 및 각종 스위치 등의 용도로 다양하게 사용되며, 최대에너지적 상용자력이 다른 자석과 비교하여 매우 높고, 자력에 비해 그 가격이 저렴하며, 해수중에서의 적용성이 우수한 제품이다.

또한, 도 5에 보다 명확하게 도시된 바와 같이, 상기 마그네트홀더(18)(19) 중에서 해수챔버(11)의 상부덮개판(12) 내측에 삽입 설치되는 마그네트홀더(19)의 상부면을 구면부로 형성시키게 되면, 스터링유닛(30)의 작동시 모터하우징(13)용 바닥판(13c)과 마그네트홀더(19) 사이에 발생하는 마찰저항을 최소화시켜, 한층 더 원활한 동력전달 및 교반날개(16)의 회전작동이 가능하게 된다.

위에서 설명되어진 바와 같은 본 발명의 스터링장치(10)에 의하면, 모터하우징(13)으로부터 해수챔버(11)의 상부덮개판(12)을 관통하는 방식으로 회전축(17)을 설치하지 않더라도, 스터링모터(14)에 의한 교반날개(16)의 회전이 마그네트(28) (29)의 자력에 의한 동력전달을 통하여 가능하게 된다.

이로 인하여, 스터링장치(10)를 장시간 가동시킴에 따라 회전축(17)의 구동부위가 마모되는 현상 및 해당 부위로 해수가 침투하여 스터링모터(14)의 오작동이나 고장을 유발시키는 현상을 미연에 방지할 수 있게 됨으로서, 해수샘플러(1)의 정확한 작동을 보장함은 물론, 수집된 해수샘플을 기초로 한 데이터의 신뢰도를 보다 향상시킬 수 있는 것이다.

본 발명의 제 2요부에 해당하는 구성요소로서, 도 2 및 도 3에 각각 도시된 바와 같이, 상기 해수챔버(11)의 상부덮개판(12)에 원형의 개구부(26)를 형성시키는 한편, 상기 개구부(26)의 상측에는 챔버마개(25)를 수직 방향으로 승하강시켜 개구부(26)를 선택적으로 개폐시키는 자동개폐기(20)가 상부덮개판(12)에 설치되도록 한 것이다.

상기 자동개폐기(20)는 챔버마개(25)에 의한 개구부(26)의 개폐작동을 수행할 수 있는 것이라면 어떠한 종류를 적용시키더라도 무방하지만, 해수중에서 사용된다는 점을 감안할 경우 본 발명에 적용될 수 있는 자동개폐기(20)의 가장 바람직한 실시예로서는, 수밀 처리된 모터와 스크류축을 이용하여 챔버마개(25)를 나사식으로 승하강시키는 것이다.

그 대표적인 예로서, 지지대(27)에 의하여 개구부(26)와 소정의 간격을 두고 상부덮개판(12)에 설치되는 모터하우징(21)과, 상기 모터하우징(21)의 내부에 삽입 설치되는 개폐모터(22)와, 상기 개폐모터(22)의 출력축이 되는 감속기(23)의 구동축(23a)과 연결되어 수직 하방으로 연장되는 스크류축(24)과, 모터하우징(21)의 하측면에 연결되어 상기 스크류축(24)과 평행하게 연장되도록 설치되는 가이드핀(24a)으로 이루어진 자동개폐기(20)를 들 수 있다.

따라서, 상기 챔버마개(25)는 자동개폐기(20)의 스크류축(24)과 나사식으로 조립 설치되고, 상기 가이드핀(24a)은 챔버마개(25)를 수직 방향으로 관통하도록 설치됨으로서, 개폐모터(22)에 의한 스크류축(24)의 회전으로 상기 챔버마개(25)가 스크류축(24) 및 가이드핀(24a)을 따라 상,하 방향으로 이동될 수 있는 것이며, 개구부(26)의 확실한 폐쇄작동을 위하여 챔버마개(25)의 외주연부에 밀폐링(25a)을 설치하는 것이 바람직하다.

상기 자동개폐기(20)용 모터하우징(21)과 개폐모터(22)에 관한 기술적 사항은 스터링유닛(30)의 모터하우징(13)과 스터링모터(14)를 설명하는 과정에서 언급되어진 기술적 사항과 동일하게 이루어지며, 단지 차이가 있는 점은 챔버마개(25)의 승하강 작동을 위한 스크류축(24)이 모터하우징(21)의 바닥부를 관통하도록 설치된다는 것이다.

따라서, 모터하우징(21)의 바닥부를 관통하는 스크류축(24) 부분에는 나사산이 형성되지 않도록 하는 한편, 해당 관통부위를 통하여 해수가 누설되지 않도록 수밀 처리가 이루어져야 하며, 자동개폐기(20)의 경우 해수샘플러(1)의 설치 후에 1회만 작동하는 것이므로, 스터링유닛(30)과 같이 자력에 의한 동력전달방식을 적용시키지 않더라도, 스크류축(24) 구동부의 마모로 인한 해수의 누설 위험은 없다고 보더라도 무방하다.

상기와 같이 해수챔버(11)의 상부덮개판(12)에 이물질 배출용 개구부(26) 및 자동개폐기(20)를 설치한 경우에는, 해수샘플러(1)를 해저면에 설치하는 과정에서 해수챔버(11)의 내부로 부유하는 이물질을 교반날개(16)의 회전에 따라 개구부(26)를 통하여 외부로 신속히 배출시킬 수 있으며, 이러한 이물질의 배출작업이 완료된 다음, 자동개폐기(20)의 챔버마개(25)를 하부 방향으로 이동시켜 개구부(26)를 폐쇄시킬 수 있게 된다.

이로 인하여, 해수샘플러(1)를 해저면에 설치하여 놓은 다음, 해수챔버(11)의 내부에 저장된 해수를 빠른 시간내에 안정화시킴으로서, 해수샘플의 실질적인 채수작업이 보다 신속하게 수행되도록 하는 한편, 측정대상 이외의 불필요한 이물질이 해수샘플에 포함되지 않도록 함으로서, 해수샘플의 측정작업을 한층 더 손쉽고 정확하게 수행할 수 있게 되는 것이다.

필요에 따라서는 상부덮개판(12)의 바닥면 또는 해수챔버(11)의 벽체 내측에 미도시된 탁도센서를 설치하는 한편, 상기 탁도센서가 센서케이블에 의하여 메인컨트롤러(3)와 접속되도록 함으로서, 해수챔버(11) 내부의 이물질 배출작업을 탁도센서로 확인하여, 챔버(11) 내부의 탁도가 기준치 이하로 낮아진 시점에 개구부(26)를 폐쇄시키도록 할 수도 있음을 밝혀두는 바이다.

1 : 해수샘플러 2 : 장치프레임 2a : 침하방지판
3 : 메인컨트롤러 4 : 시료채수기 4a : 해수인젝터
4b : 구동레버 4c : 해수배출튜브 5 : 프로파일러
6 : 리니어포지셔너 7 : 자동부상장치 10 : 스터링장치
11 : 해수챔버 11a,25a : 밀폐링 12 : 상부덮개판
12a : 센서홀더 12b : 채수용 멀티포트 12c : 해수유동구멍
12d,31 : 조립볼트 13,21 : 모터하우징 13a : 커버판
13b : 케이블접속구 13c : 바닥판 14 : 스터링모터
14a,22a : 모터케이블 15,23 : 감속기 15a,23a : 구동축
15b,23b : 장착판 16 : 교반날개 16a : 허브
16b,19b : 축공 17 : 회전축 18,19 : 마그네트홀더
18a,19a : 축보스 20 : 자동개폐기 22 : 개폐모터
24 : 스크류축 24a : 가이드핀 25 : 챔버마개
26 : 개구부 27 : 지지대 28,29 : 마그네트
30 : 스터링유닛

Claims (6)

1. 시료용 해수샘플을 채수하는 해수샘플러(1)에 구비되어 해수를 교반시키도록 한 장치로서, 저부가 개구된 상태로 일정 깊이만큼 해저면으로 삽입되는 해수챔버(11)와, 상기 해수챔버(11)의 상부덮개판(12)에 조립 설치되는 모터하우징(13)과, 상기 모터하우징(13)의 내부에 삽입 설치되는 스터링모터(14)와, 해수챔버(11)의 내부에 설치되어 스터링모터(14)의 동력으로 회전하는 교반날개(16)를 포함하여서 이루어지며, 상기 상부덮개판(12)에는 센서홀더(12a)와 채수용 멀티포트(12b)와 해수유동구멍(12c)이 각각 제공된 해수샘플러(1)용 스터링장치(10)에 있어서,
   상기 모터하우징(13)의 하단 내측부와 해수챔버(11)의 상부덮개판(12) 내측부에는 마그네트(28)(29)가 삽입된 마그네트홀더(18)(19)가 상,하 방향으로 대응되는 위치에 각각 삽입 설치되며,
   상기 모터하우징(13)의 마그네트홀더(18)는 스터링모터(14)의 출력축이 되는 구동축(15a)과 연결 설치되고, 상기 해수챔버(11)의 마그네트홀더(19)는 교반날개(16)용 회전축(17)과 연결 설치되는 것을 특징으로 하는 해수샘플러용 스터링장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 스터링모터(14)의 구동축(15a)과 교반날개(16)의 회전축(17)은 해당 마그네트홀더(18)(19)의 중앙부와 연결 설치되며,
   상기 마그네트(28)(29)는 마그네트홀더(18)(19)의 주연부를 따라 일정한 간격을 두고 다수 개가 방사상으로 삽입 설치되는 것을 특징으로 하는 해수샘플러용 스터링장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 마그네트홀더(18)(19) 중에서 해수챔버(11)의 상부덮개판(12) 내측에 삽입 설치되는 마그네트홀더(19)의 상부면은 마찰저항의 저감을 위한 구면부로 형성되는 것을 특징으로 하는 해수샘플러용 스터링장치.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마그네트(28)(29)는 네오디늄(NdFeB) 자석이 되는 것을 특징으로 하는 해수샘플러용 스터링장치.
5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 해수챔버(11)의 상부덮개판(12)에는 원형의 개구부(26)가 형성되고,
   상기 개구부(26)의 상측에는 챔버마개(25)를 수직 방향으로 승하강시켜 개구부(26)를 선택적으로 개폐시키는 자동개폐기(20)가 상부덮개판(12)에 설치되는 것을 특징으로 하는 해수샘플러용 스터링장치.
6. 제 5항에 있어서, 상기 자동개폐기(20)는, 지지대(27)에 의하여 개구부(26)와 소정의 간격을 두고 상부덮개판(12)에 설치되는 모터하우징(21)과, 상기 모터하우징(21)의 내부에 삽입 설치되는 개폐모터(22)와, 상기 개폐모터(22)의 출력축이 되는 구동축(23a)으로부터 모터하우징(21)의 바닥부를 수직 방향으로 관통하여 개구부(26)의 중앙측으로 연장 설치되는 스크류축(24)과, 모터하우징(21)의 하측면에 연결되어 상기 스크류축(24)과 평행하게 연장되도록 설치되는 가이드핀(24a)을 포함하여서 이루어지며,
   상기 챔버마개(25)는 스크류축(24)과 나사식으로 조립 설치되고, 상기 가이드핀(24a)은 챔버마개(25)를 수직 방향으로 관통하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 해수샘플러용 스터링장치.

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