KR101361142B1 - 주상시료 채취장치용 안전장치 - Google Patents

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Abstract

주상시료 채취장치용 안전장치가 개시된다. 본 발명의 주상시료 채취장치용 안전장치는, 하단 영역에는 안착부가 구비되고, 상단 영역에는 지지부가 구비되며, 상기 안착부와 지지부를 연결하여 내부에 공간을 형성하는 가드 프레임; 상기 가드 프레임의 내부 공간에 배치되고, 중량체의 무게로 퇴적층으로 삽입되면서 해저의 퇴적물을 채취하도록 구성된 채취코어러를 포함하고, 상기 가드 프레임의 내부 공간 상부 측에서 상기 지지부의 저면과 간격을 유지하여 결합되는 상부 플레이트; 상기 상부 플레이트의 저면에 배치되고, 상기 채취코어러의 상단 영역과 결합되는 하부 플레이트; 상기 지지부와 상부 플레이트를 관통하여 상기 하부 플레이트에 하단부가 결합되고, 상단에는 크레인과 연결되는 고리가 구비되는 한 쌍의 수직부재; 및 상기 안착부가 해저 바닥에 안착되었을 때에는 상기 상부 플레이트와 하부 플레이트의 이격을 허용하고, 상기 가드 프레임이 인양될 때에는 상기 상부 플레이트와 하부 플레이트가 결합되도록 하는 안전 작동부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 가드 프레임과 채취코어러가 안전 작동부에 의해 해양에 투입될 때에는 분리되고, 인양될 때에는 결합됨으로써 채취코어러가 임의로 가드 프레임으로부터 이격됨으로써 발생되는 안전사고나 파손과 같은 사고를 미연에 방지할 수 있고, 시료를 비교란 상태로 채취할 수 있는 효과를 제공할 수 있게 된다.

Description

주상시료 채취장치용 안전장치{SAFETY DEVICE FOR FREE-FALL CORER}
본 발명은 주상시료 채취장치용 안전장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 가드(guard) 프레임을 구비한 주상시료장치가 선상이나 육지에 위치할 때에는 시료 채취코어러가 바닥과 이격된 상태를 유지하도록 하여, 시료 채취코어러어의 손상 및 안전사고를 방지할 수 있는 주상시료 채취장치용 안전장치에 관한 것이다.
일반적으로, 해양학 연구에서 가장 기초적이고 중요한 시료채취 기법 중 하나는 해저면에서 퇴적물 주상시료를 채취하는 것이다. 채취된 시료는 지질학적, 지질공학적, 지구화학적, 그리고 저서생물학적 연구 등 광범위한 연구의 기초자료를 제공한다. 즉, 해저퇴적물은 지구의 환경변화에 대한 정보를 잘 보존하고 있기 때문에 고환경 연구의 자료로 활용되기도 하며, 해저 광물자원(가스, 가스하이드레이트, 망간 단괴, 인산염암, 바다 골재 등)이 포함되어 있어 에너지원으로 주목받고 있는 실정이다. 또 해저퇴적물은 해양 오염 또는 육상으로부터 유입된 오염 물질 연구의 자료로 사용되기도 한다.
이러한 이유로, 많은 학자들은 효율적인 주상시료 채취를 위해 여러 종류의 주상시료 채취장비를 고안하였다.
선행기술로서, 대한민국등록특허 제10-01061400호(공고일 : 2011년09월01일)에 개시된 '피스톤식 자유낙하 주상시료 채취기'는 수면 위로 떠오르는데 필요한 부력을 발생시키는 부이가 장착된 부력수단과, 상기 부력수단에 장착된 이탈수단과, 상기 이탈수단과 와이어로 연결되고, 해저면에 근처에 다다르기 전까지 상기 이탈수단에 고정된 상태를 유지하며 하단부에는 해저에 박히면서 시료를 채취하는 채취통이 구비된 채취수단 및 상기 채취통에 시료의 채취가 완료되면, 자유낙하에 필요한 중량을 가지며 상기 채취수단과 연결된 상태로 있던 무게추를 상기 채취수단과 분리시키는 무게추 분리수단을 포함하여 구성됨으로써, 퇴적물 시료 채취시간을 줄이고 표층퇴적물의 교란이 적은 양질의 시료를 채취함과 동시에 장비의 소형화로 해상크레인이 없는 소형 선박에서도 용이하게 시료를 채취할 수 있다.
또 다른 선행기술로서, 대한민국등록특허 제10-0978143호(공고일 : 2010년 08월 25일)에는, '해저퇴적물 채취장치'가 개시되어 있다. 이 해저퇴적물 채취장치는, 실린더 몸체의 작용을 하면서 해저면의 심층부에 박히도록 된 외부몸체를 가지며, 상기 외부몸체 내에 위치되어 상, 하로 이동됨으로써 피스톤의 작용을 하는 피스톤몸체를 갖는 심층부채취 피스톤코어러; 해저면의 표층부에 박히도록 되어 있는 파이프 형태의 퇴적물삽입관이 프레임에서 하부로 연장되어 있고, 상기 퇴적물삽입관이 해저면에 박혔을 때 퇴적물삽입관의 상부와 하부를 차단하는 상부덮개와 하부덮개를 가지며, 심층부채취 피스톤 코어러의 하강을 가이드 하는 무게를 가지면서 심층부채취 피스톤 코어러보다 해저면에 먼저 접촉되는 표층부채취코어러; 상기 표층부채취코어러와 심층부채취 피스톤 코어러가 측방향으로 설정된 간격을 유지하면서 연결되어 있도록 하고, 표층부채취코어러가 해저면에 안치되면 심층부채취 피스톤 코어러와 연결된 로프가 순간적으로 풀어지면서 심층부채취 피스톤 코어러가 자유 낙하되어 해저면의 심층부에 박히도록 하는 트리거몸체로 구성되는 것이다.
그러나, 이와 같은 종래기술들은 표층부채취코어러를 보호하기 가드 프레임이 없었기 때문에, 채취장치가 갑판이나 육지에 놓여질 때 넘어지거나 파손되는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해소하고자, 특정한 구조의 가드 프레임 내측에 표층부채취코어러를 설치할 수는 있었으나, 가드 프레임을 크레인으로 들어올리는 작동 및 선택적으로 표층부채취코어러를 가드 프레임에서 하강시키는 구조가 제시되지 못함으로써, 표층부채취코어러를 안전하게 취급할 수 없는 문제점이 있었던 것이다.
대한민국등록특허 제10-01061400호(공고일 : 2011년09월01일) 대한민국등록특허 제10-0978143호(공고일 : 2010년 08월 25일)
본 발명의 목적은, 시료의 비교란 및 채취코어러의 보호기능을 갖는 가드 프레임이 적용된 주상시료 채취장치에서, 채취코어러와 가드 프레임이 안전하고 안정되게 결합되거나 분리되도록 할 수 있는 수단을 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 하단 영역에는 안착부가 구비되고, 상단 영역에는 지지부가 구비되며, 상기 안착부와 지지부를 연결하여 내부에 공간을 형성하는 가드 프레임; 상기 가드 프레임의 내부 공간에 배치되고, 중량체의 무게로 퇴적층으로 삽입되면서 해저의 퇴적물을 채취하도록 구성된 채취코어러를 포함하고, 상기 가드 프레임의 내부 공간 상부 측에서 상기 지지부의 저면과 간격을 유지하여 결합되는 상부 플레이트; 상기 상부 플레이트의 저면에 배치되고, 상기 채취코어러의 상단 영역과 결합되는 하부 플레이트; 상기 지지부와 상부 플레이트를 관통하여 상기 하부 플레이트에 하단부가 결합되고, 상단에는 크레인과 연결되는 고리가 구비되는 한 쌍의 수직부재; 및 상기 안착부가 해저 바닥에 안착되었을 때에는 상기 채취코어러가 상기 중량체의 무게에 의해 해저 바닥으로 가라앉도록 상기 상부 플레이트와 하부 플레이트의 이격을 허용하고, 상기 가드 프레임이 인양될 때에는 상기 상부 플레이트와 하부 플레이트가 결합되도록 하여 상기 상부 플레이트와 하부 플레이트가 임의로 분리되어 상기 채취코어러가 낙하되는 것을 방지하도록 하는 안전 작동부를 포함하는 주상시료 채취장치용 안전장치에 의하여 달성된다.
상기 안전 작동부는, 측방으로 개구된 걸림홈을 구비하고, 상단 일측에는 하방으로 기울어진 경사면이 형성되어 상기 하부 플레이트의 측면에 하단부가 결합되는 걸림쇠; 상기 상부 프레이트의 상면에 일단이 회동 가능하게 축으로 결합되고, 일단이 상기 걸림홈에 삽입되면서 걸리도록 탄성수단에 의해 수평 회전방향으로 탄력 지지되는 회동부재; 및 상기 하부 플레이트와 상부 플레이트를 관통하도록 상기 하부 플레이트의 저면에 설치되되, 상기 상부 플레이트 상면으로 노출되면서 상기 회동부재가 상기 걸림쇠 방향으로 회전하는 것을 방지하거나, 상기 걸림홈으로 삽입된 상기 회동부재가 상기 걸림홈으로부터 이탈되지 않도록 하기 위한 제어수단을 포함할 수 있다.
상기 제어수단은, 중공형으로 형성되고, 바닥에는 작동공이 형성되며, 상부 영역의 개구된 영역이 상기 상,하부 플레이트에 형성되는 관통공에 위치하도록 상기 하부 플레이트의 저면에 결합되는 하우징; 상기 하우징의 바닥에 접하도록 상기 하우징의 내부에 삽입 설치되는 탄성체; 및 중간부에는 돌출부가 형성되고, 상단부는 상기 관통공들을 통하여 상기 상부 플레이트의 상면으로 돌출되고, 하단부는 상기 하우징의 내부에서 상기 작동공을 통하여 상기 하우징의 저부로 돌출된 후 손잡이부재와 결합되며, 상단부가 항상 상기 상부 플레이트의 상면으로 돌출되도록 탄력 지지되는 스톱퍼를 포함할 수 있다.
상기 걸림홈과 마주보지 않는 회동부재의 일부영역에 오목하게 형성될 수 있다.
본 발명에 의하면, 가드 프레임과 채취코어러가 안전장치에 의해 해양에 투입될 때에는 분리되고, 인양될 때에는 결합됨으로써 채취코어러가 임의로 가드 프레임으로부터 이격됨으로써 발생되는 안전사고나 파손과 같은 사고를 미연에 방지할 수 있는 효과를 제공할 수 있게 된다.
또한, 가드 프레임가 안착된 후 채취코어러가 하강하게 되므로 시료를 비교란상태로 채취할 수 있고, 인양시에는 가드 프레임에 보호되므로 시료의 비교란채취 상태를 유지할 수 있는 효과를 제공할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 주상시료 채취장치용 안전장치를 도시한 사시도이다.
도 2a,2b는 도 1에 도시된 주상시료 채취장치용 안전장치의 결합상태를 도시한 측면도 및 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 주상시료 채취장치용 안전장치의 작동상태를 도시한 측면도이다.
도 4은 도 1에 도시된 주상시료 채취장치용 안전장치의 작동상태를 설명하기 위한 개략적 평면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 제어수단을 도시한 일부확대 단면도이다.
도 6,7,8은 도 1에 도시된 주상시료 채취장치용 안전장치의 작동상태를 설명하기 위한 개략적 측면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
첨부된 도면 중에서, 도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 주상시료 채취장치용 안전장치를 도시한 사시도이다. 도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시된 주상시료 채취장치용 안전장치의 결합상태를 도시한 측면도이고, 도 3은 도 1에 도시된 주상시료 채취장치용 안전장치의 작동상태를 도시한 측면도이며, 도 4은 도 1에 도시된 주상시료 채취장치용 안전장치의 작동상태를 설명하기 위한 개략적 평면도이다. 그리고, 도 5는 도 1에 도시된 제어수단을 도시한 일부확대 단면도이고, 도 6,7,8은 도 1에 도시된 주상시료 채취장치용 안전장치의 작동상태를 설명하기 위한 개략적 측면도이다.
도 1 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 내부에 장비가 설치될 공간을 형성하는 가드 프레임(10)과, 가드 프레임(10)의 내부 공간에 배치되는 채취코어러(20)와, 가드 프레임(10)에 고정되는 상부 플레이트(30)와, 채취코어러(20)의 상단에 결합되는 하부 플레이트(40)와, 상단이 크레인과 연결되고 하단부는 가드 프레임(10)과 상부 플레이트(30)를 통과하여 하부 플레이트(40)에 결합되는 한 쌍의 수직부재(50)와, 주상시료 채취장치가 인양될 때에는 상부 플레이트(30)와 하부 플레이트(40)가 결합되도록 하고, 주상시료 채취장치가 해양에 투입될 때에는 상부 플레이트(30)와 하부 플레이트(40)가 분리되도록 하는 안전 작동부(60)로 구성된다.
이를 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
가드 프레임(10)은, 도 1 및 도 2a,2b에 도시된 바와 같이, 하단 영역에는 안착부(12)가 구비되고, 상단 영역에는 지지부(14)가 구비되며, 안착부(12)와 지지부(14)를 연결 파이프 등으로 연결하여 내부에 공간을 형성한다. 이러한 가드 프레임(10)은 원뿔형, 또는 다각뿔형으로 형성될 수 있으나, 본 실시예에서는 하부가 넓고 상부가 좁은 사각뿔 형상으로 형성된 것을 기준으로 설명한다. 그리고, 안착부(12)는 채취코어러(20)가 삽입되는 영역에서 퇴적물의 교란이 일어나지 않도록 채취코어러(20)와 간격을 유지하여 형성됨으로써, 가드 프레임(10)이 해저 퇴적물에 안착되었을 때, 각 안착부(12) 사이에 비교란 구간이 형성되도록 한다. 이는 가드 프레임(10)의 하부 영역이 상부 영역보다 넓게 형성된 사각뿔 형상을 갖기 때문이며, 각 안착부(12)가 서로 거리를 두고 형성되어 있기 때문이다.
채취코어러(20)는 중량체(22)를 구비하여, 중량체의 무게에 의해 적어도 하나 이상의 퇴적물 삽입관이 해저 퇴적층으로 삽입되어 퇴적물을 채취하기 위한 것으로, 도 1 및 도 2a,2b에 도시된 바와 같이, 지지체(24)의 측면에 트리거를 구비한 퇴적물 삽입관(25)을 구비한 삽입장치(26)가 구비되고, 지지체(24)의 상면에는 중량체(22)가 결합되는 구성을 갖는다. 삽입장치(26)는 상부가 선택적으로 폐쇄되는 퇴적물 삽입관(25)의 하단부를 트리거에 의해 작동되는 마개부재가 닫도록 구성된다. 이 삽입장치(26)의 구조는 공지된 것이므로 상세한 설명은 생략한다.
그리고, 중량체(22)와 지지체(24)의 내부 중앙에는 중공형의 완충용 실린더(28)가 설치된다. 이 완충용 실린더28)는 일단이 상부 플레이트(30)와 결합된 피스톤을 구비하여, 중량체(22)를 포함한 삽입장치(26)가 서서히 가라앉도록 하기 위한 것이다.
이와 같은 채취코어러(20)의 완충용 실린더(28) 상단은 하부 플레이트(40)의중앙 영역에 결합되고, 이 완충용 실린더(28)에 결합된 피스톤의 상단부는 하부 플레이트(40)를 관통하여 상부 플레이트(30)의 중앙에 결합된다.
상부 플레이트(30)는 가드 프레임(10)의 지지부(14) 저면과 간격을 유지하여 지지부(14)의 저면에 고정 설치된다. 이를 위해서, 상부 프레이트(30)는 소정의 길이를 갖는 다수개의 결합바에 의해 지지부(14)의 저면에 결합되는 것이다. 그리고, 중앙 저면에는 완충용 실린더(28)의 피스톤 상단이 결합된다.
하부 플레이트(40)는 상부 플레이트(30)와 동일 내지 유사한 형상을 구비하여 상부 플레이트(30)의 저면에 배치된다. 이 하부 프레이트(40)의 저면은 채취코어러(20)에 구비되는 완충용 실린더(28)의 상단부가 결합된다. 그리고, 상단부가 크레인과 연결되는 한 쌍의 수직부재(50)의 하단부가 지지부(14)와 상부 플레이트(30)를 관통하여 하부 플레이트(40)에 결합된다.
수직부재(50)는 상단은 크레인과 연결되고, 하단은 하부 플레이트(40)와 결합되는 것이다. 이러한 수직부재(50)는 한 쌍을 이룬다. 그리고, 상부 플레이트(30)와 지지부(14) 사이에는 수직부재(50)가 통과되는 가이드관이 설치된다. 이 가이드관은 수직부재(50)의 승,하강 작동을 안내하기 위한 기능을 갖는다.
안전 작동부(60)는 안착부(12)가 해저 바닥에 안착되었을 때에는 채취코어러(20)가 중량체(22)의 무게에 의해 해저 바닥으로 가라앉도록 상부 플레이트(30)와 하부 플레이트(40)의 이격을 허용하고, 가드 프레임(10)이 인양될 때에는 상부 플레이트(30)와 하부 플레이트(40)가 결합되도록 하여 상부 플레이트(30)와 하부 플레이트(40)가 임의로 분리되는 것을 방지하기 위한 것이다.
이러한 안전 작동부(60)는 측방으로 개구된 걸림홈(62A)을 구비하고, 상단 일측에는 하방(또는 걸림홈이 개구된 방향)으로 기울어진 경사면(62B)이 형성되어 하부 플레이트(40)의 양쪽 측면에 하단부가 결합되는 한 쌍의 걸림쇠(62)와, 상부 프레이트(30)의 상면에 일단이 회동 가능하게 축으로 결합되고, 일단이 걸림홈(62A)에 삽입되면서 걸리도록 탄성수단(65)에 의해 수평 회전방향으로 탄력 지지되는 회동부재(64)와, 하부 플레이트(40)와 상부 플레이트(30)를 관통하도록 하부 플레이트(40)의 저면에 설치되되, 선택적으로 상부 플레이트(40) 상면으로 노출되면서 회동부재(64)가 걸림쇠(62) 방향으로 회전하는 것을 방지하거나, 걸림홈(62A)으로 삽입된 회동부재(64)가 걸림홈(62A)으로부터 이탈되지 않도록 하기 위한 제어수단(66)을 포함하여 구성된다. 그리고, 상부 플레이트(30)의 상면에는 회동부재(64)가 항상 일정한 위치(걸림홈에 삽입되는 위치)에 멈추도록 하기 위한 멈춤쇠(62C)가 구비된다.
회동부재(64)의 일측면에는 회동부재의 일부 영역에는, 상기 스톱퍼가 안착되기 위한 안착홈(64A)이 형성된다. 이 안착홈(64A)은 회동부재(64)가 걸림홈(62A)에 삽입되었을 때, 회동부재(64)가 이탈되지 않도록 걸림홈(62A)과 마주보지 않는 회동부재(64)의 일부영역에 오목하게 형성되는 것이다.
탄성수단(65)은 그 일단이 상부 플레이트(30)의 상면에 고정되고, 타단은 회동부재(64)의 일면에 고정되는 인장 스프링으로 이루어지나, 이에 국한되는 것은 아니고, 회동부재(64)에 수평방향으로 회전탄성을 부여할 수 있는 구조이면 만족한다.
제어수단(66)은 도 7에 도시된 바와 같이 중공형으로 형성되고, 바닥에는 작동공(66B)이 형성되며, 상부 영역의 개구된 영역이 하부 플레이트(40)에 형성되는 관통공(42)에 위치하도록 하부 플레이트(40)의 저면에 결합되는 하우징(66A)과, 하우징(66A)의 바닥에 접하도록 하우징(66A)의 내부에 삽입 설치되는 탄성체(66C)와, 중간부에는 돌출부(66D)가 형성되고, 상단부는 관통공(42,32)들을 통하여 상부 플레이트(30)의 상면으로 돌출되고, 하단부는 하우징(66A)의 내부에서 작동공(66B)을 통하여 하우징(66A)의 저부로 돌출된 후 손잡이부재(66E)와 결합되며, 상단부가 항상 상부 플레이트(30)의 상면으로 돌출되도록 탄력 지지되는 스톱퍼(66F)를 포함하여 구성된다.
이러한 제어수단(66)의 스톱퍼(66F)는 손잡이부재(66E)를 아래로 당기면 탄성체(66C)의 탄성을 극복하면서 하방으로 이동하여 회동부재(64)의 움직임을 허용하고, 손잡이부재(66E)를 놓게 되면 탄성체(66C)의 탄성에 의해 상부 플레이트(30)의 상면으로 돌출되도록 구성된 것이다.
이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.
채취코어러(20)와 결합된 실린더(28)가 하부 플레이트(40)에 결합되고, 피스톤의 상단부는 상부 플레이트(30)에 결합된 상태에서, 크레인은 수직부재(50)의 상단부와 연결된다.
이 상태는 주상시료채취장치가 선박의 갑판에 위치한 상태이며, 가드 프레임(10)의 안착부(12)가 갑판에 안착되고, 상부 플레이트(30)와 하부 플레이트(40)가 안전 작동부(60)에 의해 상호 결합된 상태이므로, 채취코어러(20)는 갑판의 상면과 이격된 상태이다.
그리고, 이 상태는, 도 2a,2b에 도시된 바와 같이 회동부재(64)가 걸림쇠(62)의 걸림홈(62A)에 삽입되어 상부 플레이트(30)와 하부 플레이트(40)가 결합된 상태를 유지하고 있다.
이어서, 크레인을 이용하여 주상시료 채취장치를 해저로 투입하기 위해서는, 크레인을 이용하여 수직부재(50)를 상부로 들어 올리고, 제어수단(66)의 손잡이부재(66E)를 아래 당겨 스톱퍼(66F)를 하부로 이동시켜 회동부재(64)의 회동을 허용하도록 한다. 회동부재(64)의 회동이 허용되면, 회동부재(64)를 수평방향으로 회동시켜 걸림홈(62A)에서 이탈시킨다. 그리고, 아래로 당겼던 스톱퍼(66F)를 놓아 스톱퍼(66F)가 원상태, 즉 상부 플레이트(30)의 상면으로 돌출되도록 하여, 회동부재(64)가 다시 걸림홈(62A)으로 삽입되는 것을 방지한다. 이는 상,하부 플레이트(30,40)의 분리(이격)를 허용하기 위한 것이다.
이어서, 가드 프레임(10)을 해양으로 투입한다.
해양으로 투입된 주상시료 채취장치는 가드 프레임(10)과 중량체(22) 등의 무게에 의해 해저 바닥으로 가라앉게 된다.
이때, 크레인으로 수직부재(50)를 들어올리게 되면, 하부 플레이트(40)가 상부 플레이트(30)의 저면에 밀착되므로 채취장치의 자중에 의해 하부 플레이트(40)와 상부 플레이트(30)는 견고하게 밀착된 상태를 유지한다. 즉 회동부재(64)가 걸림홈(62A)에서 이탈된 상태에서도 상,하부 플레이트(30,40)는 이격되지 않는 것이다.
이 과정으로 가드 프레임(10)의 안착부(12)가 도 3에 도시된 바와 같이 해저 바닥에 안착되면, 크레인이 수직부재(50)를 들어올리던 힘이 소멸되므로 채취코어러(20)는 자중에 의해 하강하게 된다. 즉, 회동부재(64)가 걸림홈(62A)에서 이탈되어 상,하부 플레이트(30,40)의 결합이 해제된 상태이므로, 채취코어러(20), 이 채취코어러(20)와 결합된 하부 플레이트(40), 하부 플레이트(40)와 결합된 수직부재(50)가 모두 중량체(22)에 의해 하강(가라앉음)하게 된다.
전술한 과정으로 하부 플레이트(40)가 하향으로 이동하게 되면, 스톱퍼(66F)가 상부 플레이트(30)의 관통공(32)에 이탈(하향으로 빠지게 됨)되므로, 회동부재(64)는 탄성수단(65)에 의해 원위치로 복귀된다. 즉, 회동부재(64)는 탄성수단(65)에 의해 원래 위치로 회전하여 멈춤쇠(62C)에 의해 회전이 정지되면서 그 정지상태를 유지하게 된다.
이때, 채취코어러(20)에 구비된 삽입장치(26)의 퇴적물 삽입관 하단부는 안착부(12) 보다 높은 위치에 있다.
이어서, 가드 프레임(10)의 안착부(12)가 먼저 해저 바닥에 안착된다. 이와 같이 양쪽의 안착부(12)가 바닥에 안착되므로, 양쪽의 안착부(12) 사이의 퇴적물은 교란되지 않은 상태가 된다.
이와 같이 가드 프레임(10)의 각 안착부(12)가 바닥에 안착되면, 상부 플레이트(30)와 하부 플레이트(40)는 안전 작동부(60)가 상,하부 플레이트(30,40)의 이격을 허용한 상태이므로, 중량체(22)의 무게에 의해 이격된다. 즉, 가드 프레임(10)은 정지된 상태에서 실린더(28)와 결합된 하부 플레이트(40)가 중량체(22)의 무게에 의해 더 가라앉게 되므로 상,하부 플레이트(30,40)는 이격되며, 퇴적물 삽입관은 서서히 퇴적물에 삽입된다.
이 과정으로 교란되지 않은 퇴적물은 퇴적물 삽입관으로 교란없이 수용된다.
한편, 채취코어러(20)가 서서히 가라앉을 수 있는 것은, 실린더(28)가 하방으로 이동할 때, 상부 플레이트(30)에 상단부가 고정된 피스톤과의 실린더(28) 내부 공간 사이에 유입된 해수가 서서히 배출되도록 구성되어 있기 때문이다. 즉, 실린더(28) 상부 측에 형성된 배출공으로 그 내부의 해수가 서서히 배출되도록 구성됨으로써 실린더(28)를 포함한 하부 플레이트(40)와 중량체(22) 및 채취장치(26) 등은 서서히 가라앉게 되고, 이로 인하여 퇴적물은 비교란 상태로 삽입관에 삽입된다.
이어서, 소정의 트리거 장치에 의해 퇴적물 삽입관의 상부 및 하부가 폐쇄되어 퇴적물의 채취가 완료되면, 크레인을 작동시켜 수직부재(50)를 들어 상부로 이동시킨다.
수직부재(50)를 들어올리게 되면, 수직부재(50)와 하부 플레이트(40)가 직접 결합되어 있으므로, 실린더(28)와 결합된 하부 플레이트(40)와 채취코어러(20)가 먼저 인양되고, 가드 프레임(10)은 움직이지 않는다.
이러한 과정으로 채취코어러(20)와 결합된 하부 플레이트(40)가 먼저 상승하게 되어, 걸림쇠(62)의 경사면(62B)이 회동부재(64)를 일측으로 밀면서 상승한다. 따라서, 회동부재(64)는 탄성수단(65)에 복원탄성을 발생시키면서 일측(걸림홈 반대 방향)으로 회전하게 된다.
이 과정으로 설명하면 다음과 같다.
도 6에 도시된 바와 같이 수직부재(50)가 크레인에 의해 상승하게 되면, 이에 결합된 하부 플레이트(40)도 상승하게 된다. 이때, 가드 프레임(10)에 결합된 상부 플레이트(30)는 정지된 상태이다.
이어서, 도 7에 도시된 바와 같이 하부 플레이트(40)가 수직부재(50)에 의해 상승하면, 회동부재(64)가 걸림쇠(62)의 경사면(62B)에 접하면서 화살표 방향으로 회동된다. 즉, 하부 플레이트(40)에 결합된 걸림쇠(62)가 상승함에 따라, 이 경사면(62B)에 접한 회동부재(64)는 도 8에 도시된 화살표 방향으로 회전하게 된다.
이 과정에서, 스톱퍼(66E)는 상승하여 상부 플레이트(30)의 관통공(32)으로 삽입되나, 그 상부에 회동부재(64)가 위치하게 되므로 회동부재(64)의 저면에 닿은 상태가 되어 탄성체(66C)의 탄성을 극복하면서 정지상태가 된다.
그리고, 도 8에 도시된 바와 같이 걸림쇠(62)가 계속 상승함에 따라 회동부재(64A)가 경사면(62B)을 벗어나게 되면, 회동부재(64)는 탄성수단(65)의 탄성에 의해 경사면(62B)에 의해 회동되었던 반대 방향으로 회전하여 걸림쇠(62)의 걸림홈(62A)으로 삽입된다.
이 과정으로 회동부재(64)가 걸림쇠(62)의 걸림홈(62A)에 삽입되므로 상부 플레이트(30)와 하부 플레이트(40)는 견고하게 결합된다.
그리고, 스톱퍼(66F)를 누르고 있던 회도우재(64)가 걸림홈(62A) 측으로 이동하게 되므로 스톱퍼(66F)가 상승하면서 상부 플레이트(30)의 관통공(32)을 통하여 상부 플레이트(30) 상면으로 돌출된다. 돌출된 스톱퍼(66F)는 회동부재(64)의 안착홈(64A)에 삽입되어 회동부재(64)의 이탈을 방지하게 된다.
이와 같이 하부 플레이트(40)가 상승하면서, 걸림쇠(62)의 걸림홈(62A)에 상부 플레이트(30)의 회동부재(64)가 삽입되므로, 상,하부 플레이트(30,40)는 견고하게 결합된다.
따라서, 채취코어러(20)는 가드 프레임(10) 내부 공간에 안전하게 위치하는 상태가 되는 것이고, 크레인에 의해 가드 프레임(10)과 함께 인양될 수 있는 것이다.
즉, 크레인으로 수직부재(50)를 들어 올리는 작동만으로 안전 작동부(60)가 작동되어 상부 플레이트(30)와 하부 플레이트(40)를 결합시킴으로써, 채취코어러(20)가 가드 프레임(10)의 내부 공간에서 가드 프레임(10)과 일체화된 상태로 인양될 수 있는 것이다.
이로 인하여, 주상시료 채취장치가 선박의 갑판으로 인양되더라도 안착부(12)가 먼저 갑판에 안착되므로 채취코어러(20)는 시료의 비교란 상태를 유지하면서 시료를 안정되게 채취할 수 있게 된다.
또한, 채취코어러(20)가 가드 프레임(10)의 내부 공간에 위치하게 되므로, 채취코어러(20)의 부품 및 삽입관 들이 파손되는 현상이 발생되지 않게 된다.
앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
10 : 가드 프레임 12 : 안착부
14 : 지지부 20 : 채취코어러
22 : 중량체 24 : 지지체
26 : 삽입장치 30 : 상부 플레이트
40 : 하부 플레이트 32,42 : 관통공
50 : 수직부재 60 : 안전 작동부
62 : 걸림쇠 62A : 걸림홈
62B : 경사면 62C : 멈춤쇠
64 : 회동부재 65 : 탄성수단
66 : 제어수단 66A : 하우징
66B: 작동공 66C : 탄성체
66D : 돌출부 66E : 손잡이부재
66F : 스토퍼

Claims (4)

  1. 하단 영역에는 안착부가 구비되고, 상단 영역에는 지지부가 구비되며, 상기 안착부와 지지부가 서로 연결되여 내부에 공간을 형성하는 가드 프레임;
    상기 가드 프레임의 내부 공간에 배치되고, 중량체의 무게로 퇴적층으로 삽입되면서 해저의 퇴적물을 채취하도록 구성된 채취코어러를 포함하고,
    상기 가드 프레임의 내부 공간 상부 측에서 상기 지지부의 저면과 간격을 유지하여 결합되는 상부 플레이트;
    상기 상부 플레이트의 저면에 배치되고, 상기 채취코어러의 상단 영역과 결합되는 하부 플레이트;
    상기 지지부와 상부 플레이트를 관통하여 상기 하부 플레이트에 하단부가 결합되고, 상단에는 크레인과 연결되는 고리가 구비되는 한 쌍의 수직부재; 및
    상기 안착부가 해저 바닥에 안착되었을 때에는 상기 채취코어러가 상기 중량체의 무게에 의해 해저 바닥으로 가라앉도록 상기 상부 플레이트와 하부 플레이트의 이격을 허용하고, 상기 가드 프레임이 인양될 때에는 상기 상부 플레이트와 하부 플레이트가 결합되도록 하여 상기 상부 플레이트와 하부 플레이트가 임의로 분리되어 상기 채취코어러가 낙하되는 것을 방지하도록 하는 안전 작동부를 포함하는,
    주상시료 채취장치용 안전장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 안전 작동부는,
    측방으로 개구된 걸림홈을 구비하고, 상단 일측에는 하방으로 기울어진 경사면이 형성되어 상기 하부 플레이트의 측면에 하단부가 결합되는 걸림쇠;
    상기 상부 프레이트의 상면에 일단이 회동 가능하게 축으로 결합되고, 일단이 상기 걸림홈에 삽입되면서 걸리도록 탄성수단에 의해 수평 회전방향으로 탄력 지지되고, 상기 걸림홈에 삽입되는 위치에서 회전이 멈추도록 상기 상부 플레이트의 상면에 구비되는 멈춤쇠에 지지되는 회동부재; 및
    상기 하부 플레이트와 상부 플레이트를 관통하도록 상기 하부 플레이트의 저면에 설치되되, 상기 상부 플레이트 상면으로 노출되면서 상기 회동부재가 상기 걸림쇠 방향으로 회전하는 것을 방지하거나, 상기 걸림홈으로 삽입된 상기 회동부재가 상기 걸림홈으로부터 이탈되지 않도록 하기 위한 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    주상시료 채취장치용 안전장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어수단은,
    중공형으로 형성되고, 바닥에는 작동공이 형성되며, 상부 영역의 개구된 영역이 상기 상,하부 플레이트에 형성되는 관통공에 위치하도록 상기 하부 플레이트의 저면에 결합되는 하우징;
    상기 하우징의 바닥에 접하도록 상기 하우징의 내부에 삽입 설치되는 탄성체; 및
    중간부에는 돌출부가 형성되고, 상단부는 상기 관통공들을 통하여 상기 상부 플레이트의 상면으로 돌출되고, 하단부는 상기 하우징의 내부에서 상기 작동공을 통하여 상기 하우징의 저부로 돌출된 후 손잡이부재와 결합되며, 상단부가 항상 상기 상부 플레이트의 상면으로 돌출되도록 탄력 지지되는 스톱퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    주상시료 채취장치용 안전장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 걸림홈과 마주보지 않는 회동부재의 일부 영역에는, 상기 스톱퍼가 안착되기 위한 안착홈이 오목하게 형성되는 것을 특징으로 하는,
    주상시료 채취장치용 안전장치.


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