KR102553691B1 - 자동 채수기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동 채수기에 관한 것으로, 내부에 유체를 저장하는 유체 저장부가 형성되며 외주 둘레에는 상기 유체 저장부로 유체를 유입시키는 유체 유입홀을 형성한 채수 몸체; 상기 채수 몸체의 일측 단부에 설치되며 내부에 CO2가스 및 상기 CO2가스에 연결되어 가스 압력에 팽창하는 부력체를 구비한 부력 캡; 상기 채수 몸체의 타측 단부에 설치되며 상기 채수 몸체의 유체 저장부를 개폐하는 개폐 도어; 상기 개폐 도어와 상기 부력체 사이를 연결하는 도어 개폐용 와이어; 상기 채수 몸체 내에 설치되며 상기 채수 몸체의 잠입 자세와 이동 거리를 센싱하며 상기 CO2가스 및 모터 작용에 필요한 전류를 공급 및 제어하는 제어 모듈; 상기 채수 몸체의 외주면 일측과 타측에 설치되며 상기 채수 몸체 자체를 회전시키는 회전관성을 부여하여 수직방향에 대한 직전성 및 자세 유지의 안전성을 높이는 관성 회전체를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 상기 채수 몸체의 수직 이동방향에 대한 안정적인 자세 유지 및 이동 속도를 한층 향상시킬 수 있어 그에 따른 수중 조류를 극복하고 목표로 하는 수심 위치의 시료를 정확하게 채수할 수 있는 효과가 있다.

Description

자동 채수기{Automatic water sampler}

본 발명은 자동 채수기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수질검사에 사용되는 채수기의 구성 및 구조를 개선하여 한층 신속하고 편리하게 수질검사에 필요한 시료를 채취할 수 있는 자동 채수기에 관한 것이다.

일반적으로, 수질검사는 물의 물리학적 성질이나 물에 포함된 화학적 성분, 미생물등을 조사하는 것으로, 상수도 수원을 선정할 때, 수원의 오염이나 정화작업을 점검 감시할 때, 수질기준에 대한 수돗물의 합격여부를 검사할 때, 강이나 하천 또는 바다의 환경오염도를 측정할 때, 보건소 등에서 우물물의 음료적부를 판정할 때, 또는 공업용수나 하수도의 오염도를 검사할 때 등 다양한 목적에서 실시된다.

수질검사 방법에는 이화학적, 세균학적, 생물학적 시험의 3가지의 방법이 있으며, 수질에 대한 판정은 동일한 시료를 각각 다른 각도에서 독특한 방법으로 시험한 다음 마지막에 각각의 시험 결과를 종합하여 판정한다. 수질을 검사할 때는 현장의 환경도 함께 조사하는 것이 바람직하며, 이 결과물들을 모아 종합적으로 검토할 때 수질검사의 정확성을 기할 수 있다.

수질 검사를 위해서는 먼저 현장에서 전체 수질의 기준으로 삼을 수 있는 시료를 채수하여야 하는데, 수질 검사의 대상이 우물, 강물, 하천, 바다 등과 같이 수심이 깊은 경우에는 수심에 따라 수질이 달라지기 때문에 수질검사의 정확도를 높이기 위해서는 수심 별로 시료를 채수하거나 기준이 되는 수심에서 평균적 수질을 갖는 시료를 채수하여야 한다. 이러한 경우 수면 위에서 수심이 깊은 곳으로부터 시료를 간편하게 채취할 수 있는 채수기가 사용된다.

도 1은 종래의 선행기술로서, 대한민국등록실용신안 제20-0261997호(공고일 : 20020206)에는 채수기가 개시되어 있다.

종래기술에 따른 채수기는 채수통(1), 상기 채수통(1)의 상하를 밀폐하는 상,하 마개(2,3), 상기 상,하 마개(2,3)를 상기 채수통(1) 내부를 향해 탄성 지지하는 탄성 와이어(15), 상기 채수통(1)의 위쪽에서 양쪽 하단이 상기 채수통(1) 양측면에 고정되는 행거(6), 상기 행거(6)의 상부 중앙에 끝단이 고정되는 로프(4)와, 상기 로프(4)에 끼워지는 메신저(5), 상기 상,하 마개(2,3)에 고정되는 상,하 개방와이어(7,8), 상기 채수통(1)의 일측면에 상기 각 개방와이어(7,8) 선단을 구속할 수 있게 설치되는 고정핀(9), 상기 채수통(1)의 일측면에 상하 이동 가능하게 설치되어 압축스프링(12)에 의해 탄성 지지되고 상기 행거(6)의 상부 중앙(6a) 위로 돌출된 타격판(13a)을 가진 연동봉(13)에 연동하도록 구성되며 그 하단에 상기 고정핀(9)이 결합되는 해제봉(11)을 포함하는 구성이다.

그런데, 종래기술에 따른 채수기를 사용하는데 있어 상기 채수통을 물속으로 투입 및 인양을 위해서는 반드시 수동식 또는 반자동식 인양장치를 사용하고 있다. 수동식의 경우에는 작업자가 직접 로프를 감거나 풀어주는 핸들링해야 하므로 많은 인력과 노동력을 요구하는 문제점이 있으며, 반자동식의 경우에는 모터와 연동하는 복잡한 구성을 선박에 설치해야 하기 때문에 그에 따른 제작비용 및 유지보수비용이 크게 발생하는 문제점이 있었다.

1. 대한민국등록실용신안공보 제20-0261997호(2002.01.14) 2. 대한민국등록특허공보 제1806206호(2017.12.01)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 수질검사에 사용되는 채수기의 구성 및 구조를 개선하고 별도의 인양장치를 구성할 필요가 없어 한층 신속하고 편리하게 수질검사에 필요한 시료를 채취할 수 있는 자동 채수기를 제공하는데 있다.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 자동 채수기는, 내부에 유체를 저장하는 유체 저장부가 형성되며 외주 둘레에는 상기 유체 저장부로 유체를 유입시키는 유체 유입홀을 형성한 채수 몸체; 상기 채수 몸체의 일측 단부에 설치되며 내부에 CO2가스 및 상기 CO2가스에 연결되어 가스 압력에 팽창하는 부력체를 구비한 부력 캡; 상기 채수 몸체의 타측 단부에 설치되며 상기 채수 몸체의 유체 저장부를 개폐하는 개폐 도어; 상기 개폐 도어와 상기 부력체 사이를 연결하는 도어 개폐용 와이어; 상기 채수 몸체 내에 설치되며 상기 채수 몸체의 잠입 자세와 이동 거리를 센싱하며 상기 CO2가스 및 모터 작용에 필요한 전류를 공급 및 제어하는 제어 모듈; 상기 채수 몸체의 외주면 일측과 타측에 설치되며 상기 채수 몸체 자체를 회전시키는 회전관성을 부여하여 수직방향에 대한 직전성 및 자세 유지의 안전성을 높이는 관성 회전체를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 채수 몸체의 외주면에는 회전관성을 증대시키기 위한 회전 나선홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 관성 회전체는 상기 채수 몸체의 외주면으로부터 돌출되며 일측에 모터 수용부를 형성한 고정 프레임, 상기 모터 수용부에 설치되는 모터, 상기 모터의 구동축에 설치되는 날개부로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 관성 회전체는 상기 채수 몸체를 사이에 두고 일측과 타측에 각각 설치되는 제1 회전체와 제2 회전체로 구성되며, 상기 제1 회전체와 제2 회전체는 상기 채수 몸체에 대해 회전을 유도하도록 상기 고정 프레임의 기울어짐 각도가 서로 다른 대향방향으로 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 개폐 도어는 상기 채수 몸체의 일측과 타측에 힌지결합되어 상하방향으로 힌지운동 하는 제1 도어 및 제2 도어로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 제1 도어와 제2 도어의 이면에는 상기 채수 몸체의 단부에 긴밀한 상태로 밀착되는 밀폐부재가 설치된 것을 특징으로 한다.

전술한 바와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 채수 몸체 자체를 회전시키도록 회전관성을 부여하는 관성 회전체를 구성함으로써, 상기 채수 몸체의 수직 이동방향에 대한 안정적인 자세 유지 및 이동 속도를 한층 향상시킬 수 있어 그에 따른 수중 조류를 극복하고 목표로 하는 수심 위치의 시료를 정확하게 채수할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 따른 채수기의 구성을 나타낸 정면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동 채수기의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 3는 도 1의 평면도이다.
도 4는 도 1의 단면도이다.
도 5는 도 4의 개폐 도어가 폐쇄된 상태를 나타낸 단면도이다.

이하, 본 발명에 따른 자동 채수기의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들에 의거하여 상세히 설명한다.

참고로, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어와 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석해야만 한다.

또한, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 나타내는 것은 아니므로 본 출원시점은 물론 그 이후에 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 첨부된 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 자동 채수기는 내부에 유체를 저장하는 유체 저장부(101)가 형성되며 외주 둘레에는 상기 유체 저장부(101)로 유체를 유입시키는 유체 유입홀(110)을 형성한 채수 몸체(100), 상기 채수 몸체(100)의 일측 단부에 설치되며 내부에 CO2가스(210) 및 상기 CO2가스(210)에 연결되어 가스 압력에 팽창하는 부력체(220)를 구비한 부력 캡(200), 상기 채수 몸체(100)의 타측 단부에 설치되며 상기 채수 몸체(100)의 유체 저장부(101)를 개폐하는 개폐 도어(300), 상기 개폐 도어(300)와 상기 부력체(220) 사이를 연결하는 도어 개폐용 와이어(400), 상기 채수 몸체(100) 내에 설치되며 상기 채수 몸체(100)의 잠입 자세와 이동 거리를 센싱하며 상기 CO2가스(210) 및 모터(620) 작용에 필요한 전류를 공급 및 제어하는 제어 모듈(500), 상기 채수 몸체(100)의 외주면 일측과 타측에 설치되며 상기 채수 몸체(100) 자체를 회전시키는 회전관성을 부여하여 수직방향에 대한 직전성 및 자세 유지의 안전성을 높이는 관성 회전체(600)를 포함한다.

먼저, 상기 채수 몸체(100)는 일정 길이로 연장되는 원통형 형상의 부재로써, 내부에는 수질검사에 필요한 시료를 채수할 수 있도록 유체를 저장하는 유체 저장부(101)가 형성되며, 외주 둘레에는 상기 유체 저장부(101)로 유체를 유입시키는 복수의 유체 유입홀(110)이 형성된다.

여기서, 상기 유체 유입홀(100)은 상기 채수 몸체(100)의 일측 외주 둘레를 따라 복수개로 형성되는 원형 또는 타원형의 형상으로 이루어지며, 상기 채수 몸체(100)의 단면 두께를 관통하여 상기 유체 저장부(101)와 연통하는 구조이다.

또한, 상기 채수 몸체(100)의 유체 유입홀(110)이 형성되는 외주 둘레는 상기 유체 유입홀(110) 쪽으로 유체가 원활하게 유입될 수 있도록 유체 유입 경사면(120)이 형성된다.

즉, 상기 유체 유입 경사면(120)은 상기 채수 몸체(100)가 수중에서 직선 방향으로 이동하는 과정에서 유체가 자연스럽게 상기 유체 유입홀(110)을 향하는 방향으로 진입할 수 있도록 하는 홈이다.

본 발명에 따른 상기 채수 몸체(100)의 외주면에는 회전관성을 이용하여 상기 채수 몸체(100)의 직진성을 높일 수 있는 회전 나선홈(130)이 형성된다.

즉, 상기 회전 나선홈(130)은 유체를 이용하여 수직 이동방향에 대한 안정적인 자세 유지 및 이동 속도를 한층 향상시킬 수 있도록 하기 위함이다.

다시 말해, 상기 회전 나선홈(130)의 구성은 수중 조류에 대항하여 직진성을 크게 높일 수 있기 때문에 사용자가 원하는 위치의 시료를 채수하는데 있어 매우 유용한 효과를 제공한다.

그리고 상기 채수 몸체(100)의 일측 단부에는 후술할 부력 캡(200)이 나사체결되는 나사체결부(140)가 형성된다.

상기 부력 캡(200)은 상기 채수 몸체(100)의 나사체결부(140)에 설치되는 것으로, 외관은 이동방향에 대해 유체의 저항을 줄일 수 있도록 탄두 형상의 유선형 타입으로 형성되고 내부는 CO2가스(210) 및 상기 CO2가스(210)에 연결되어 가스 압력에 팽창하는 부력체(220)를 구성한다.

상기 부력체(220)는 CO2가스(210)에 연결되며 평상시 부피를 최소화하는 접힌 상태를 유지한다. 물론, 상기 CO2가스(210)로부터 가스가 분사되면 신속하게 팽창이 이루어지는 것은 당연하다.

이러한 상기 부력체(220)를 구비한 부력 캡(200)을 구성함으로써, 인양을 위한 별도의 인양장치를 구성할 필요 없이 자가부상으로 떠오르게 되므로 인양에 필요한 사람의 노동력 또는 모터를 이용한 복잡한 연동기구 등을 생략할 수 있어 한층 신속하고 편리하게 수질검사에 필요한 시료를 채취할 수 있는 장점이 있다.

또한, 눈,비가 오거나 바람이 많이 부는 날 등 기상조건이 좋지 않은 상황에서도 시료 채취가 가능한 매우 유용한 장점이 있다.

아울러, 상기 부력체(220)에는 팽창과 동시에 후술할 개폐 도어(300)를 폐쇄시키는 방향으로 회전 동력을 전달하기 위한 동력전달판(221)이 설치된다.

상기 개폐 도어(300)는 상기 채수 몸체(100)의 타측 단부에 설치되는 것으로, 상기 채수 몸체(100)의 유체 저장부(101)를 개폐단속 하는 역할을 수행한다.

본 발명에 따른 상기 개폐 도어(300)는 상기 채수 몸체(100)의 일측과 타측에 힌지결합되어 상하방향으로 힌지운동 하는 제1 도어(310) 및 제2 도어(320)로 구성된다.

즉, 상기 개폐 도어(300)는 양문형 도어로써, 상기 제1 도어(310)와 제2 도어(320)의 이면에는 상기 채수 몸체(100)의 단부에 긴밀한 상태로 밀착되는 밀폐부재(330)가 설치된다.

그리고 상기 제1 도어(310) 및 제2 도어(320)에는 후술할 도어 개폐용 와이어(400)와 체결되기 위한 보조 연결고리(340)가 설치된다.

이러한 상기 개폐 도어(300)는 목표 하는 위치의 시료를 채취하기 전까지 계속해서 개방된 상태를 유지한다. 따라서, 상기 유체 유입홀(110)을 통해 유입되는 유체는 유체 저장부(101)를 거쳐 상기 개폐 도어(300)를 통해 자연스럽게 빠져나가게 된다. 이후 수질검사에 필요한 시료의 채취 지점에 도달하면 상기 도어 개폐용 와이어(400)가 잡아당기는 힘에 회전하여 상기 개폐 도어(300)를 폐쇄시킨다. 그러면 유체는 더이상 외부로 빠져나가지 못하고 상기 유체 저장부(101)에 갇힌 상태로 저장할 수 있다.

상기 도어 개폐용 와이어(400)는 상기 개폐 도어(300)와 상기 부력체(220)의 동력전달판(221) 사이를 연결하는 것으로, 상기 개폐 도어(300)를 폐쇄시키는 역할을 수행한다.

즉, 상기 도어 개폐용 와이어(400)는 상기 동력전달판(221)에 연결된 일단이 이동하는 것에 의해 상기 개폐 도어(300)를 폐쇄시킨다.

그리고 상기 도어 개폐용 와이어(400)의 길이방향 일 지점에는 권취수단(410)을 추가적으로 설치하여 상기 도어 개폐용 와이어(400)가 꼬이거나 느슨해지는 것을 방지할 수 있도록 한다.

또한, 상기 권취수단(410)에는 스텝모터를 추가적 구성하여 도어 개폐용 와이어(400)의 권취 속도 및 길이를 정밀하게 제어할 수 있도록 한다.

상기 제어 모듈(500)은 상기 채수 몸(100)체 내에 설치되는 것으로, 상기 채수 몸체(100)의 잠입 자세와 이동 거리를 센싱하며 상기 CO2가스(210), 각종 모터(620) 작용에 필요한 전류를 공급 및 제어하는 역할을 수행한다.

한편, 상기 관성 회전체(600)는 상기 채수 몸체(100)의 외주면 일측과 타측에 설치되는 것으로, 상기 채수 몸체(100) 자체를 회전시키는 회전관성을 부여하여 수직방향에 대한 직전성 및 자세 유지의 안전성을 높이는 역할을 수행한다.

구체적으로, 상기 관성 회전체(600)는 상기 채수 몸체(100)의 외주면으로부터 돌출되며 일측에 모터 수용부를 형성한 고정 프레임(610), 상기 모터 수용부에 설치되는 모터(620), 상기 모터(620)의 구동축에 설치되는 날개부(630)로 구성된다.

본 발명에 따른 상기 관성 회전체(600)는 상기 채수 몸체(100)를 사이에 두고 일측과 타측에 각각 설치되는 제1 회전체(600a)와 제2 회전체(600b)로 구성된다.

이러한 상기 제1 회전체(600a)와 제2 회전체(600b)는 상기 채수 몸체(100)에 대한 회전 관성력을 부여하기 위해 상기 고정 프레임(610)의 기울어짐 각도가 서로 다른 대향방향으로 설치한다.

즉, 상기 관성 회전체(600)는 상기 채수 몸체(100) 자체를 회전시켜 잠입시키는 회전 추진력을 전달하는 전혀 다른 새로운 개념의 채수기로서, 상기 채수 몸체(100)의 수직 이동방향에 대한 안정적인 자세 유지 및 이동 속도를 한층 향상시킬 수 있어 그에 따른 수중 조류를 극복하고 목표로 하는 수심 위치의 시료를 정확하게 채수할 수 있는 효과가 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면들에 의해 한정되는 것은 아니며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형, 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

100 : 채수 몸체
130 : 회전 나선홈
200 : 부력 캡
210 : CO2가스
220 : 부력체
221 : 동력전달판
300 : 개폐 도어
400 : 도어 개폐용 와이어
500 : 제어 모듈
600 : 관성 회전체

Claims (6)

1. 내부에 유체를 저장하는 유체 저장부가 형성되며 외주 둘레에는 상기 유체 저장부로 유체를 유입시키는 유체 유입홀을 형성한 채수 몸체;
   상기 채수 몸체의 일측 단부에 설치되며 내부에 CO2가스 및 상기 CO2가스에 연결되어 가스 압력에 팽창하는 부력체를 구비한 부력 캡;
   상기 채수 몸체의 타측 단부에 설치되며 상기 채수 몸체의 유체 저장부를 개폐하는 개폐 도어;
   상기 개폐 도어와 상기 부력체 사이를 연결하는 도어 개폐용 와이어;
   상기 채수 몸체 내에 설치되며 상기 채수 몸체의 잠입 자세와 이동 거리를 센싱하며 상기 CO2가스 및 모터 작용에 필요한 전류를 공급 및 제어하는 제어 모듈;
   상기 채수 몸체의 외주면 일측과 타측에 설치되며 상기 채수 몸체 자체를 회전시키는 회전관성을 부여하여 수직방향에 대한 직전성 및 자세 유지의 안전성을 높이는 관성 회전체를 포함하며,
   상기 채수 몸체의 외주면에는 회전관성을 증대시키기 위한 회전 나선홈이 형성된 것을 특징으로 하는 자동 채수기.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 관성 회전체는,
   상기 채수 몸체의 외주면으로부터 돌출되며 일측에 모터 수용부를 형성한 고정 프레임,
   상기 모터 수용부에 설치되는 모터,
   상기 모터의 구동축에 설치되는 날개부로 구성된 것을 특징으로 하는 자동 채수기.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 관성 회전체는 상기 채수 몸체를 사이에 두고 일측과 타측에 각각 설치되는 제1 회전체와 제2 회전체로 구성되며,
   상기 제1 회전체와 제2 회전체는 상기 채수 몸체에 대해 회전을 유도하도록 상기 고정 프레임의 기울어짐 각도가 서로 다른 대향방향으로 설치되는 것을 특징으로 하는 자동 채수기.
   
5. 제1항, 제3항, 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 개폐 도어는 상기 채수 몸체의 일측과 타측에 힌지결합되어 상하방향으로 힌지운동 하는 제1 도어 및 제2 도어로 구성된 것을 특징으로 하는 자동 채수기.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 제1 도어와 제2 도어의 이면에는 상기 채수 몸체의 단부에 긴밀한 상태로 밀착되는 밀폐부재가 설치된 것을 특징으로 하는 자동 채수기.
   

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