KR102410605B1 - 표층 퇴적물 채집장치 - Google Patents

Abstract

표층 퇴적물 채집장치가 개시된다. 본 발명에 따른 표층 퇴적물 채집장치는, 하부와 사방이 개방 형성되어 바닥에 안착되는 안착 프레임과, 상기 안착 프레임의 내측에 마련되는 경사 막음판과, 걸림고리를 구비한 와이어를 지지하기 위한 지지 프레임을 포함하는 프레임; 상기 와이어의 단부와 연결되는 회전 지지체와, 표층 퇴적물을 수용하도록 형성되어 상기 회전 지지체의 타단에 결합되는 퇴적물 카트리지를 포함하는 채취부재; 및 바닥에 안착되기 위한 안착판이 하단부에 마련되는 하부암과, 상기 안착판이 바닥에 닿으면 상기 걸림고리를 트리거시키기 위한 걸림단이 상단에 만곡지게 형성된 상부암으로 이루어진 트리거 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

표층 퇴적물 채집장치{APPARATUS FOR COLLECTING SURFACE SEDIMENT}

본 발명은 표층 퇴적물 채집장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 프레임이 해저면에 안착된 후에 트리거가 해제되도록 함으로써 트리거의 임의 해제로 인한 오작동을 방지할 수 있고, 퇴적물이 수용되는 삽부재를 카트리지 구조로 구성함으로써 활용성을 향상시킬 수 있고 채취 작업시간을 단축시킬 수 있는 표층 퇴적물 채집장치에 관한 것이다.

일반적으로, 하천이나 해양의 표층 퇴적물은 다양한 구조의 채집장치(채니기)로 채집하고 있다.

이러한 채집장치는, 강철로 된 갈퀴가 달린 드레저를 해저에서 끌어당겨 채집하는 기구로서 많은 양을 채집하는데 사용되는 예항형 채집장치(dredger), 2개 이상의 버킷이 강력한 스프링 작용을 하여 밑바닥에 닿는 동시에 맞물려서 시료를 채취하는 기구로 일정한 면적의 퇴적물을 채집하는 데 사용되는 맞물림식 채집장치(snaper), 어떤 한 지점의 퇴적물을 퇴적된 상태로 채집하는 기구로서 중추식, 진공식 및 피스톤식으로 구분되는 주상 채집장치(core sampler)로 구분할 수 있다.

종래기술에 의한 채집장치로서, 대한민국등록특허 제10-1361143호(공고일 : 2014.02.13)에는 비교란 채취가 가능한 주상시료 채취기가 개시되어 있다. 비교란 채취가 가능한 주상시료 채취기는 가드 프레임이 형성하는 내부 공간에 시료 채취코어러가 설치되고, 가드 프레임이 퇴적물에 먼저 안착된 후 시료 채취코어러가 서서히 가라앉도록 구성됨으로써 퇴적물을 비교란 상태로 채취할 수 있었다.

다른 종래기술로서, 대한민국등록특허 제10-1613193호(공고일 : 2016.04.19)에는 상자식 채니기가 개시되어 있다. 상자식 채니기는 프레임과, 프레임의 지지부에 결합되는 바디와, 바디에 결합되는 케이스와, 회전암이 형성되어 지지부에 회전가능하게 결합되는 회전삽과, 와이어를 통하여 회전암과 연결되는 와이어 연결부와, 바디 상측에 마련되는 헤드와, 와이어 연결부가 삽입홈에 삽입되어 이탈되지 않도록 하는 트리거핀을 포함한 것이다.

그러나, 주상시료 채취기나 상자식 채니기는 하천이나 해양의 퇴적물을 교란없이 채취할 수 있었으나, 작동구조가 복잡하고 중량물로 구성되어 원할한 운용이 곤란한 문제점이 있었다.

또한, 상자식 채니기의 경우에는 무게추에 의해서 트리거가 해제되도록 구성됨으로써 수중에서 바디 또는 프레임에 조류 등이 작용하여 와이어 연결부에 부하거 걸리지 않을 경우에 트리거가 임의로 해제될 수 있는 문제점이 있었다.

. 대한민국등록특허 제10-1361143호(공고일 : 2014.02.13) . 대한민국등록특허 제10-1613193호(공고일 : 2016.04.19)

본 발명의 목적은, 하천이나 호수, 항내의 표층 퇴적물을 채취할 때 트리거의 오동작을 방지할 수 있고, 퇴적물이 수용되는 삽부재를 카트리지화 하여 교체가 용이하게 이루어지도록 하여 작업성을 향상시킬 수 있는 수단을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 하부와 사방이 개방 형성되어 바닥에 안착되는 안착 프레임과, 상기 안착 프레임의 내측에 마련되는 경사 막음판과, 상단영역에 설치공이 형성되어 상기 안착 프레임의 상단에 결합되고 걸림고리를 구비한 와이어를 지지하기 위한 지지 프레임을 포함하는 프레임; 중간부가 상기 프레임에 축 결합되고 일단이 상기 와이어의 단부와 연결되는 회전 지지체와, 표층 퇴적물을 수용하도록 형성되고 상기 회전 지지체의 회전시 입구가 상기 막음판에 밀착되도록 결합수단에 의해 상기 회전 지지체의 타단에 결합되는 퇴적물 카트리지를 포함하는 채취부재; 및 바닥에 안착되기 위한 안착판이 하단부에 마련되는 하부암과, 하단부가 상기 하부암과 결합되고 상기 안착판이 바닥에 닿으면 상기 걸림고리를 트리거시키기 위한 걸림단이 상단에 만곡지게 형성되며 상단부 영역이 소정 각도 내에서 상,하향으로 회전하도록 상기 설치공에 삽입된 상태로 축 결합되는 상부암으로 이루어진 트리거 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 표층 퇴적물 채집장치에 의해 달성된다.

상기 지지 프레임에는, 상기 걸림고리를 구비한 인양용 와이어를 구름 지지하기 위한 로울러가 상단 일측에 구비되고, 상단부에는 상기 걸림단의 일부가 수용되기 위한 제1 수용홈이 상기 걸림단과 같은 방향으로 형성되며, 상기 제1 수용홈에 의해 형성된 양쪽 측벽에는 상기 제1 수용홈과 교차되는 방향으로 상기 걸림고리의 일부가 수용되기 위한 제2 수용홈이 각각 형성될 수 있다.

상기 안착 프레임의 일측에는, 상기 와이어의 당김으로 상기 채취부재가 회전하여 상기 퇴적물 카트리지가 퇴적물을 파고들 때 상기 프레임의 들림을 방지하기 위한 중량물이 마련될 수 있다.

상기 설치공은, 바닥면이 하향으로 소정각도로 경사지게 형성되되, 상기 안착판이 바닥에 닿기 전 상태의 상기 상부암을 지지하기 위한 받침부재가 경사지게 마련될 수 있다.

상기 퇴적물 카트리지의 입구 또는 상기 경사 막음판의 경사면에는, 상기 퇴적물 카트리지가 상기 경사면에 접촉될 때 채집된 퇴적물이 유출되지 않도록 고무재, 연질의 합성수지재 또는 실리콘재로 이루어져 자체 탄성을 갖는 밀착유지부재가 구비될 수 있다.

상기 채취부재는, 상기 퇴적물 카트리지를 상기 회전 지지체의 타단에 결합하거나 분리하기 위한 결합수단을 포함하고, 상기 결합수단은, 상기 퇴적물 카트리지의 상면에서 돌출 형성되는 결합단과 상기 회전 지지체의 하단부를 관통하여 체결되는 볼트 및 너트로 이루어지고, 크기와 형상이 서로 다르게 형성된 다수개의 상기 퇴적물 카트리지 중에서 선택하여 상기 회전 지지체에 결합시키거나 분리하도록 구성될 수 있다.

상기 하부암과 상부암은, 서로 직각을 유지하여 일체로 구성되거나, 상기 상부암의 하단부와 상기 하부암의 상단부가 소정 각도의 범위내에서 회전하도록 축으로 결합될 수 있다.

상기 안착판은, 바닥에 닿을 때 상기 하부암과 소정의 각도를 유지하도록 상기 하부암의 하단부와 소정의 각도에서 회전하도록 축 결합될 수 있다.

상기 퇴적물 카트리지는, 상기 와이어의 당김으로 상기 채취부재가 회전하여 상기 퇴적물 카트리지의 입구가 상기 경사 막음판의 경사면에 밀착된 상태에서 채취된 퇴적물이 유출되지 않도록, 수평선에 대하여 소정의 각도로 상향 경사진 상태를 유지하도록 구성될 수 있다.

상기 회전 지지체에는, 상기 채취부재의 회전시 회전각도를 크게 하여 상기 퇴적물 카트리지가 소정의 각도로 상향 경사진 상태를 유지하여 상기 입구가 상기 경사면에 밀착되도록, 중간부가 바닥을 향하여 소정 각도로 절곡된 절곡부가 형성될 수 있다.

본 발명에 의하면, 하천이나 호수, 항내 등 수심이 얕은 곳의 표층 퇴적물을 채취하기 위한 장치가 프레임과 채취부재 및 트리거 부재로 단순하게 구성됨으로써 저렴한 비용으로 저중량 제작이 가능하고 장비의 운영이 용이하게 이루어질 수 있는 효과를 제공할 수 있게 된다.

또한, 퇴적물 카트리지를 다양한 크기로 제작하여 구비한 후 선택적으로 회전 지지체에 결합시켜 사용할 수 있음으로써 하천이나 호수 또는 항내, 천해와 같은 다양한 환경에 적합한 퇴적물 카트리지를 선택할 수 있고, 따라서 활용도를 현저하게 향상시킬 수 있는 효과를 제공할 수 있게 된다.

또한, 퇴적물 카트리지의 퇴적물 채취 완료시 입구가 상향을 향하도록 경사진 상태를 유지할 수 있고, 퇴적물 카트리지가 회전 지지체로부터 분리되도록 구성됨으로써, 채취된 퇴적물의 유실을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 채취된 퇴적물을 실험 및 분석장소로 이동시키는 작업이 안전하고 용이하게 이루어질 수 있는 효과를 제공할 수 있게 된다.

또한, 트리거 부재의 안착판이 바닥에 직접 닿은 후에 와이어의 고정이 트리거되도록 구성됨으로써 프레임이 바닥에 안착되기 전에 와이어가 트리거 되는 오동작이 방지될 수 있는 효과를 제공할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표층 퇴적물 채집장치를 도시한 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에도시된 표층 퇴적물 채집장치의 결합상태 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 표층 퇴적물 채집장치의 결합상태 단면도이다.
도 4,5,6은 도 1에 도시된 표층 퇴적물 채집장치의 작동상태를 설명하기 위한 작동상태 단면도이다.

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.

그리고, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

첨부된 도면 중에서, 도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표층 퇴적물 채집장치를 도시한 분해 사시도이고, 도 2는 도 1에도시된 표층 퇴적물 채집장치의 결합상태 사시도이며, 도 3은 도 2에 도시된 표층 퇴적물 채집장치의 결합상태 단면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 표층 퇴적물 채집장치(10)는, 하천이나 호수, 항내와 같이 수심이 얕은 곳의 표층 퇴적물을 채취하기 위한 것으로, 바닥에 안착되고 내부에 작동공간을 형성하며 선박(또는 바지선 등)의 크레인의 윈치에 의해 풀리거나 감기도록 된 와이어(20)와 연결되는 프레임(30)과, 프레임(30)의 내측에 중간부가 회전가능하게 결합되어 와이어(20)가 상향으로 당겨질 때 회전하여 표층 퇴적물을 채취하기 위한 채취부재(40)와, 프레임(30)이 바닥에 닿기 전에 미리 바닥에 닿아 와이어(20)의 고정을 트리거(해제)시키기 위한 트리거 부재(50)를 포함하여 구성된다.

이를 보다 구체적으로 설명한다.

프레임(30)은, 와이어(20)와 연결되고 채취부재(40)와 트리거 부재(50)가 설치되기 위한 것으로, 하부와 사방이 개방 형성되어 수중 바닥에 안착되는 안착 프레임(32)과, 안착 프레임(32)의 내측에 마련되는 경사 막음판(34)과, 상단영역에 설치공(36A)이 형성되어 안착 프레임(32)의 상단(32A)에 결합되고 걸림고리(22)를 구비한 와이어(20)를 지지하기 위한 지지 프레임(36)을 포함하여 구성된다.

안착 프레임(32)은, 하부는 넓고 상부는 좁은 사각뿔 또는 삼각뿔 구조를 갖으며, 프레임(30)이 수중으로 투입될 때 조류나 물의 흐름에 영향을 받지 않도록 사방이 개방되고, 특히 바닥의 퇴적물이 내부로 노출되도록 하부가 개방된 구조를 갖는다.

이러한 안착 프레임(32)의 일측에는, 와이어(20)의 당김으로 채취부재(40)가 회전하여 퇴적물 카트리지(44)가 퇴적물을 파고들 때 프레임(30)의 일측(로울러가 형성된 방향 또는 퇴적물 카트리지가 위치한 반대방향)의 들림을 방지하기 위한 중량물(32B)이 마련된다. 이 중량물(32B)은 볼트 및 너트 등에 의해 안착 프레임(32)에 부착되거나 탈거될 수 있으며, 위치를 변경시킬 수도 있다.

지지 프레임(36)은, 하단부가 채취부재(40)의 회전 지지체(42)와 축 결합되고 상단부에는 트리거 부재(50)의 상부암(52)이 설치공(36A)에 축 결합되는 것이다. 이러한 구조는 와이어(20)가 지지 프레임 당겨질 때 프레임(30) 전체가 균형을 유지하도록 하기 위한 것으로, 본 실시예에서는 이러한 지지 프레임(36)은 안착 프레임(32)의 상단(32A) 중앙을 관통하여 수직으로 결합된 구조를 토대로 설명하나, 이에 국한되는 것은 아니고 다양한 구조로 구성되어 안착 프레임(32)에 구비되거나 결합될 수 있다.

지지 프레임(36)의 상단 영역 일측에는, 걸림고리(22)를 구비한 인양용 와이어(20)를 구름 지지하기 위한 로울러(38)가 일측에 구비된다. 이 로울러(38)는 와이어(20)가 원활하게 당겨지도록 하고, 와이어(20)를 안정적으로 지지하는 역할을 한다.

그리고, 지지 프레임(36)의 상단부(36B)에는 걸림단(56A)의 일부가 수용되기 위한 제1 수용홈(36C)이 걸림단(56)과 같은 방향으로 형성되며, 제1 수용홈(36C)에 의해 형성된 양쪽 측벽(36D)에는 제1 수용홈(36C)과 교차되는 방향으로 걸림고리(22)의 일부가 수용되기 위한 제2 수용홈(36E)이 각각 형성된다.

이러한 제1 수용홈(36C)과 제2 수용홈(36E)은 걸림단(56)과 걸림고리(22)가 안정된 걸림상태를 유지함과 동시에 트리거시에는 정확하게 걸림상태가 해제되도록 하기 위한 것이다. 즉, 걸림고리(22)의 일부가 제2 수용홈(36E)에서 위치한 상태에서만 트리거 부재(50)의 회전 작동시 제1 수용홈(36C)의 범위 내에서 설치공(36A)을 관통하는 축을 중심으로 회전하는 걸림단(56)에 걸린 상태를 유지하거나, 걸린 상태가 해제되도록 하기 위한 것이다.

이와 같이 걸림고리(22)의 일부가 제2 수용홈(36E)에 위치한 상태에서 제1 수용홈(36C)에 위치하는 걸림단(56)과 걸림상태를 유지하게 되므로, 트리거시 걸림단(56)은 걸림고리(22)로부터 정확하게 이탈될 수 있고, 따라서 정확한 걸림해제가 이루어질 수 있다. 특히, 트리거시 걸림단(56)이 회전하여 걸림고리(22)로부터 이탈될 때 걸림고리(22)가 양쪽의 제2 수용홈(36E)이 지지되므로(걸림단이 회전하는 방향쪽 벽에 지지됨) 걸림고리(22)가 움직이지 않는 상태에서 걸림단(56)은 정확하고 원활하게 걸림고리(22)로부터 이탈되어 연결 고정상태가 해제될 수 있는 것이다.

전술한 설치공(36A)은, 트리거 부재(50)의 상부암(52)이 축으로 회전 가능하게 결합되기 위한 것으로, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 로울러(38)가 설치된 방향으로 형성되며, 내부 바닥면이 하향으로 소정각도로 경사지게 형성된다. 특히 트리거 부재(50)의 하부암(54) 하단부에 결합된 안착판(58)이 수중의 바닥에 닿기 전 상태의 경사지게 기울어진 상부암(52)을 안정적으로 지지하기 위한 받침부재(36C-1)가 경사지게 마련된다.

한편, 와이어(20)는, 단부에 샤클(23)이 구비된다. 따라서 샤클(23)에는 일단이 채취부재(40)의 회전 지지체(42) 단부에 연결되는 연결 와이어(21)의 타단이 결합된다. 그리고 샤클(23)에는 걸림고리(22)가 구비된다.

채취부재(40)는, 지지 프레임(36)의 하단부에 회전 가능하게 축 결합되어 와이어(20)의 당김시 회전하여 퇴적물 카트리지(44)로 바닥을 긁거나 파고들어 퇴적물을 채취하기 위한 것으로, 중간부가 프레임(30)에 축 결합되고 일단이 와이어(20)의 단부와 연결되는 회전 지지체(42)와, 표층 퇴적물을 수용하도록 입구(44A)만 개구된 함체 형상으로 형성되고 회전 지지체(42)의 회전시 입구(44A)가 막음판(34)에 밀착되도록 결합수단(60)에 의해 회전 지지체(42)의 타단에 결합되는 퇴적물 카트리지(44)를 포함하여 구성된다.

회전 지지체(42)에는, 채취부재(40)의 회전시 회전각도를 크게 하여 퇴적물 카트리지(44)가 도 3에 도시된 바와 같이, 소정의 각도(A1)로 상향 경사진 상태를 유지하여 입구(44A)가 경사면(34A)에 밀착되도록, 중간부가 바닥을 향하여 소정 각도(A2)로 절곡된 절곡부(42A)가 형성된다. 이 절곡부(42A)에 의해 와이어(20)가 회전 지지체(42)의 단부를 상향 수직으로 당길 때 퇴적물 카트리지(44)는 수평선(H)에 대하여 소정의 각도(A1)로 상향 경사진 상태를 유지할 수 있게 된다.

즉, 와이어(20)는 지지 프레임(36)에 마련된 로울러(38)에 지지되므로 당김하중이 발생할 때 수직으로 당기게 된다. 따라서 회전 지지체(42)에 절곡부(42A)가 형성되지 않은 경우에 와이어(20)가 수직 방향으로 당겨질 때 회전 지지체(42)가 수직상태를 유지하게 되면 퇴적물 카트리지(44)의 회전 완료된 상태가 수평상태이나, 회전 지지체(42)에 절곡부(42A)가 소정 각도(A2)로 형성됨으로써 와이어(20)가 수직 방향으로 당겨질 때 회전 지지체(42)는 절곡된 각도(A2) 만큼 추가적으로 더 회전하게 되므로 퇴적물 카트리지(44)의 회전 완료된 상태가 수평선(H)에 대하여 소정의 각도(A1)로 상향 경사진 상태를 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 입구(44A)가 경사면(34A)에 더욱 강한 힘으로 밀착될 수 있게 된다.

이와 같이 퇴적물 카트리지(44)가 수평선(H)에 대하여 소정의 각도(A1)로 상향 경사진 상태를 유지하도록 하는 것은, 와이어(20)의 상향 당김으로 채취부재(40)가 회전하여 퇴적물 카트리지(44)의 입구(44A)가 경사 막음판(34)의 경사면(34A)에 밀착된 상태에서 퇴적물 카트리지(44)에 수용된 퇴적물이 유출되지 않도록 하기 위한 것이다. 즉, 퇴적물 카트리지(44)가 퇴적물을 긁어 채취한 후에는 항상 입구(44A) 쪽이 상향으로 들리도록 함으로써 채취된 퇴적물이 흘러서 유출되지 않도록 하기 위한 것이다.

전술한 퇴적물 카트리지(44)는, 표층 퇴적물을 긁어 퇴적물을 채취하기 위한 것으로, 크기와 형상이 서로 다르게 다수개 형성된다.
이러한 퇴적물 카트리지(44)를 회전 지지체(42)의 타단에 결합하는 결합수단(60)은 볼트 및 너트로 이루어진다. 결합수단(60)은, 퇴적물 카트리지(44)의 상면에서 돌출 형성되는 결합단(44B)과 회전 지지체(42)의 하단부를 관통하여 체결된다. 결합수단(60)이 회전 지지체(42)의 하단부와 결합단(44B)을 관통하여 체결되는 볼트 및 너트로 이루어짐으로써, 다양한 크기와 형태로 제작된 퇴적물 카트리지(44)를 선택하여 회전 지지체(42)에 결합시켜 사용할 수 있고, 퇴적물의 채취가 완료된 후에는 회전 지지체(42)로부터 신속하고 용이하게 분리할 수 있으며, 분리된 퇴적물 카트리지(44)를 실험실로 운반하는 작업이 용이하게 이루어질 수 있다.

한편, 퇴적물 카트리지(44)의 입구(44A) 또는 경사 막음판(34)의 경사면(34A)에는, 퇴적물 카트리지(44)가 경사면(34A)에 접촉될 때 채집된 퇴적물이 유출되지 않도록 고무재, 연질의 합성수지재 또는 실리콘재로 이루어져 자체 탄성을 갖는 밀착유지부재(70)가 구비된다. 즉, 퇴적물 카트리지(44)와 경사 막음판(34)이 금속으로 구성된 경우에, 입구(44A)가 경사면(34A)에 완전하게 밀폐된 상태로 밀착되기 곤란하므로, 그 사이에 연질재의 밀착유지부재(70)를 설치함으로써 입구(44A)와 경사면(34A)이 완전하게 밀착될 수 있다.

그리고, 회전 지지체(42)의 단부에는, 걸림고리(22)가 걸림단(56)에 걸린 상태에서 채취부재(40)가 축(41)을 중심으로 수평상태를 유지하도록 하기 위한 보조 중량물(45)이 구비된다. 즉, 와이어(20)의 걸림고리(22)가 걸림단(56)에 걸린 상태에서는 채취부재(40)가 임의로 회전되지 않고 수평상태를 유지하거나 도 3을 기준으로 반시계 방향으로 회전상태를 유지해야 하므로, 회전 지지체(42)의 단부에 보조 중량물(45)을 설치함으로써, 표층 퇴적물 채집장치(10)가 수중으로 투입되었을 때 채취부재(40)가 임의로 하향 회전하지 않게 되는 것이다.

트리거 부재(50)는, 안착 프레임(32)이 바닥에 닿기 전에 미리 바닥에 닿아 걸림단(56)에 걸려 고정된 와이어(20)의 걸림고리(22)의 걸림을 해제(트리거)시키기 위한 것으로, 바닥에 안착되기 위한 안착판(58)이 하단부에 마련되는 하부암(54)과, 하단부가 하부암(54)과 결합되고 안착판(58)이 바닥에 닿으면 걸림고리(22)를 트리거시키기 위한 걸림단(56)이 상단에 만곡지게 형성되며 상단부 영역이 소정 각도 내에서 상,하향으로 회전하도록 설치공(36A)에 삽입된 상태로 축(51)으로 결합되는 상부암(52)으로 이루어진다.

걸림단(56)은, 원호형으로 형성되어 일단이 상부암(52)의 상단 영역에 결합된다. 이 걸림단(56)은 상부암(52)이 축(51)을 중심으로 회전하여 수평상태를 유지하거나 도 3을 기준으로 반시계 방향으로 수평상태보다 더 회전하였을 때 걸림고리(22)로부터 이탈될 수 있는 크기(또는 원호의 각도)로 형성된다.

상부암(52)과 하부암(54)은, 서로 직각을 유지하여 일체로 구성되거나, 상부암(52)의 하단부와 하부암(54)의 상단부가 소정 각도의 범위내에서 회전하도록 축으로 결합된다. 본 실시예에서는 상부암(52)의 하단부와 하부암(54)의 상단부가 축으로 결합되어 소정 각도 내에서 회전할 수 있도록 구성된 것을 기준으로 설명한다.

이와 같이, 상부암(52)의 하단부와 하부암(54)의 상단부가 축으로 결합됨으로써 표층 퇴적물 채집장치(10)가 수중으로 투입되어 바닥에 안착되기 전에, 상부암(52)은 하향으로 경사진 상태를 유지하나 하부암(54)은 중력에 의해 수직상태를 유지하여 안착판(58)이 안정적으로 바닥에 안착되도록 한다.

안착판(58)은, 바닥에 닿을 때 하부암(54)과 소정의 각도를 유지하도록 하부암(54)의 하단부(54A)와 소정의 각도에서 회전하도록 축으로 결합된다. 안착판(58)이 이와 같이 하부암(54)의 하단부(54A)와 축으로 결합됨으로써 바닥이 경사지거나 하부암(54)이 기울어진 상태로 하강하여도 안착판(58)이 안정적으로 바닥에 밀착되어 안착될 수 있게된다.

한편, 안착판(58)에는 표층 퇴적물 채집장치(10)의 입수시 물이 통과되도록 하여 저항을 최소화하기 위한 회피공(58A)들이 다수개 형성될 수 있다.

그리고, 상부암(52)의 단부에는, 연결 와이어(21)가 회피되기 위한 회피홈(52A)이 상,하 방향으로 형성된다. 이는 로울러(38)가 설치공(36A)에 인접하게 마련되어 있기 때문에 설치공(36A)에 삽입 설치되어 회전 작동하는 상부암(52)의 단부가 연결 와이어(21)와 간섭되지 않도록 하기 위한 것이다. 이러한 회피홈(52A)이 형성됨으로써 연결 와이어(21)가 회피홈(52A)에 회피될 수 있고, 따라서 상부암(52)의 작동시에도 연결 와이어(21)와 간섭되지 않게 된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 표층 퇴적물 채집장치(10)의 작용을 첨부된 도면 중에서 도 4,5 6을 토대로 설명한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 선박(바지선)에 마련된 윈치와 크레인에 의해 와이어(20)를 수직 상향으로 당겨 들어 올린 후 수중으로 투입하면, 와이어(20)의 걸림고리(22)가 제2 수용홈(36E)에 위치한 상태에서 걸림단(56)에 걸려 고정된 상태가 된다. 그리고, 표층 퇴적물 채집장치(10)의 무게는 걸림단(56)에 작용한다.

또한, 채취부재(40)는 수평상태를 유지한 상태이며, 트리거 부재(50)의 상부암(52)은 하향으로 기울어진 상태이고, 하부암(54)은 수직상태이다. 이때 안착판(58)은 안착 프레임(32)의 저면보다 더 낮은 하부에 위치한 상태이다. 즉, 안착 프레임(32)이 바닥에 안착될 때 걸림고리(22)가 걸림단(56)에서 걸림해제(트리거)될 수 있는 높이 차이를 갖는다.

표층 퇴적물 채집장치(10)가 도 4에 도시된 바와 같은 준비 상태로 수중으로 투입된 후, 도 5에 도시된 바와 같이 안착판(58)이 바닥에 닿고 계속하여 하강하게 되면, 하부암(54)이 상부암(52)을 밀어 올리게 되므로 걸림단(56)이 걸림고리(22)에 끼워지도록 하향으로 경사지게 기울어져 있던 상부암(52)이 축(51)을 중심으로 반시계 방향으로 회전하여 수평상태가 됨과 동시에 걸림단(56)이 걸림고리(22)에서 이탈되어 트리거 된다. 즉, 걸림고리(22)를 고정하고 있던 걸림단(56)이 걸림고리(22)에서 이탈되므로 걸림고리(22)의 걸림 고정상태가 해제되는 것이다.

이어서, 윈치(도시되지 않음)가 작동하여 와이어(20)가 상향으로 당겨지면, 도 6에 도시된 바와 같이, 와이어(20)가 회전 지지체(42)의 상단부를 상향으로 당기게 되므로 회전 지지체(42)는 중간부의 축을 중심으로 회전하게 된다. 이 과정으로 퇴적물 카트리지(44)가 회전하면서 바닥의 표층 퇴적물에 파고들어 퇴적물을 채취한다.

이 과정으로 회전하는 퇴적물 카트리지(44)는 입구(44A)가 경사면(34A)에 밀착됨에 따라 회전이 정지되어 경사면(34A)에 밀착된다.

특히, 퇴적물 카트리지(44)가 수평선(H)에 대하여 소정 각도(A1)로 경사지게 기울어진 상태를 유지하게 된다.

계속하여, 와이어(20)를 상향으로 당기게 되면 표층 퇴적물 채집장치(10)는 퇴적물 카트리지(44)의 입구(44A)가 경사면(34A)에 밀착된 상태로 인양된다. 따라서 퇴적물 카트리지(44)에 수용된 채취된 퇴적물은 유실없이 안전하게 확보될 수 있다.

이와 같이, 표층 퇴적물 채집장치(10)를 단순한 구조로 구성함으로써 제작비용을 절감할 수 있다. 또한 퇴적물 카트리지(44)를 다양한 크기로 제작하여 구비한 후 선택적으로 회전 지지체(42)에 결합시켜 사용할 수 있음으로써 하천이나 호수 또는 항내, 천해와 같은 다양한 환경에 적합한 퇴적물 카트리지(44)를 선택할 수 있고, 따라서 활용도를 현저하게 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 퇴적물 카트리지(44)의 퇴적물 채취 완료시 입구가 상향을 향하도록 경사진 상태를 유지할 수 있음으로써 채취된 퇴적물의 유실을 방지하여 안전하게 실험 및 분석장소로 이동시킬 수 있게 된다.

또한, 트리거 부재(50)의 안착판(58)이 바닥에 직접 닿은 후에 와이어(20)의 고정이 트리거되도록 구성됨으로써 프레임(30)이 바닥에 안착되기 전에 와이어(20)가 트리거 되는 오동작이 방지될 수 있게 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 : 표층 퇴적물 채집장치 20 : 와이어
22 : 걸림고리 30 : 프레임
32 : 안착 프레임 34 : 경사 막음판
36 : 지지 프레임 40 : 채취부재
42 : 회전 지지체 44 : 퇴적물 카트리지
50 : 트리거 부재 52 : 상부암
54 : 하부암 56 : 걸림단
60 : 결합수단 70 : 밀착유지부재

Claims (10)

1. 안착 프레임과, 상기 안착 프레임의 내측에 마련되는 경사 막음판과, 상단영역에 설치공이 형성되어 상기 안착 프레임의 상단에 결합되고 걸림고리를 구비한 와이어를 지지하기 위한 지지 프레임을 포함하는 프레임;
   중간부가 상기 프레임에 축 결합되고 일단이 상기 와이어의 단부와 연결되는 회전 지지체와, 표층 퇴적물을 수용하도록 형성되고 상기 회전 지지체의 회전시 입구가 상기 막음판에 밀착되도록 상기 회전 지지체의 타단에 결합되는 퇴적물 카트리지를 포함하는 채취부재; 및
   바닥에 안착되기 위한 안착판이 하단부에 마련되는 하부암과, 하단부가 상기 하부암과 결합되고 상기 안착판이 바닥에 닿으면 상기 걸림고리를 트리거시키기 위한 걸림단이 상단에 형성되며 상단부 영역이 소정 각도 내에서 회전하도록 상기 설치공에 삽입된 상태로 축 결합되는 상부암으로 이루어진 트리거 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는,
   표층 퇴적물 채집장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 지지 프레임에는,
   상기 걸림고리를 구비한 와이어를 지지하기 위한 로울러가 상단 일측에 구비되고, 상단부에는 상기 걸림단의 일부가 수용되기 위한 제1 수용홈이 상기 걸림단과 같은 방향으로 형성되며, 상기 제1 수용홈에 의해 형성된 양쪽 측벽에는 상기 제1 수용홈과 교차되는 방향으로 상기 걸림고리의 일부가 수용되기 위한 제2 수용홈이 각각 형성되는 것을 특징으로 하는,
   표층 퇴적물 채집장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 안착 프레임의 일측에는,
   상기 와이어의 당김으로 상기 채취부재가 회전할 때, 상기 프레임의 들림을 방지하기 위한 중량물이 마련되는 것을 특징으로 하는,
   표층 퇴적물 채집장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 설치공은,
   바닥면이 하향으로 소정각도로 경사지게 형성되되, 상기 안착판이 바닥에 닿기 전 상태의 상기 상부암을 지지하기 위한 받침부재가 경사지게 마련되는 것을 특징으로 하는,
   표층 퇴적물 채집장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 퇴적물 카트리지의 입구 또는 상기 경사 막음판의 경사면에는,
   상기 퇴적물 카트리지가 상기 경사면에 접촉될 때 채집된 퇴적물이 유출되지 않도록 고무재, 연질의 합성수지재 또는 실리콘재로 이루어져 자체 탄성을 갖는 밀착유지부재가 구비되는 것을 특징으로 하는,
   표층 퇴적물 채집장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 채취부재는,
   상기 퇴적물 카트리지를 상기 회전 지지체의 타단에 결합하거나 분리하기 위한 결합수단을 포함하고, 상기 결합수단은, 상기 퇴적물 카트리지의 상면에서 돌출 형성되는 결합단과 상기 회전 지지체의 하단부를 관통하여 체결되는 볼트 및 너트로 이루어지고,
   크기와 형상이 서로 다르게 형성된 다수개의 상기 퇴적물 카트리지 중에서 선택하여 상기 회전 지지체에 결합시키거나 분리하도록 된 것을 특징으로 하는,
   표층 퇴적물 채집장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 하부암과 상부암은,
   서로 직각을 유지하여 일체로 구성되거나, 상기 상부암의 하단부와 상기 하부암의 상단부가 소정 각도의 범위내에서 회전하도록 축으로 결합되는 것을 특징으로 하는,
   표층 퇴적물 채집장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 안착판은,
   바닥에 닿을 때 상기 하부암과 소정의 각도를 유지하도록 상기 하부암의 하단부와 소정의 각도에서 회전하도록 축 결합되는 것을 특징으로 하는,
   표층 퇴적물 채집장치.
9. 제1항에 있어서,
   상기 퇴적물 카트리지는,
   상기 와이어의 당김으로 상기 채취부재가 회전하여 상기 퇴적물 카트리지의 입구가 상기 경사 막음판의 경사면에 밀착된 상태에서 채취된 퇴적물이 유출되지 않도록, 수평선에 대하여 소정의 각도로 상향 경사진 상태를 유지하도록 하는 것을 특징으로 하는,
   표층 퇴적물 채집장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 회전 지지체에는,
    상기 채취부재의 회전시 회전각도를 크게 하여 상기 퇴적물 카트리지가 소정의 각도로 상향 경사진 상태를 유지하여 상기 입구가 상기 경사면에 밀착되도록, 중간부가 바닥을 향하여 소정 각도로 절곡된 절곡부가 형성되는 것을 특징으로 하는,
    표층 퇴적물 채집장치.
    
    
    

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