KR20100068943A - 피스톤식 자유낙하 주상시료 채취기 - Google Patents

피스톤식 자유낙하 주상시료 채취기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 용이하게 퇴적물 주상시료를 채취할 수 있도록 하는 피스톤식 자유낙하 주상시료 채취기를 개시한다. 본 발명은 피스톤식 자유낙하 주상시료 채취기에 관한 것으로, 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 분리수단;을 포함하여 구성됨으로써, 퇴적물 시료 채취시간을 줄이고 표층퇴적물의 교란이 적은 양질의 시료를 채취함과 동시에 장비의 소형화로 해상크레인이 없는 소형 선박에서도 용이하게 시료를 채취할 수 있다.
주상시료, 채취, 피스톤식

Description

피스톤식 자유낙하 주상시료 채취기{A PISTON TYPE FREE-FALL CORER}
본 발명은 피스톤식 자유낙하 주상시료 채취기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 퇴적물 시료채취시간을 줄이고 표층퇴적물의 교란이 적은 양질의 시료를 채취함과 동시에 장비의 소형화로 해상크레인이 없는 소형 선박에서도 용이하게 시료를 채취할 수 있는 피스톤식 자유낙하 주상시료 채취기에 관한 것이다.
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 기초 자료를 제공한다. 지난 40년간 많은 학자는 효율적인 주상시료 채취를 위해 여러 종류의 주상시료 채취장비를 고안, 보고하였다. 대부분의 주상시료 채취장비의 운영에는 조사선의 윈치와 케이블, 비교적 많은 시간, 그리고 대형 조사선이 요구되는 문제점이 있다.
특히 평균 수심 5,000 m인 심해저에서 주상시료를 채취하는 것은 천해저에서와는 달리 장비의 이동 거리가 왕복 10,000 m로 매우 길기 때문에 약 60 m/min의 속도를 가진 윈치를 이용해 장비를 투하, 회수할지라도 약 3시간 이상 소요되며, 채취장비의 해저면 착지를 확인하게 위하여 핑거 시스템을 사용해야 하고, 원치미 터의 케이블 장력변화도 관찰해야 하므로 많은 장비와 시간, 기술과 노력이 요구된다.
상기와 같은 점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은, 퇴적물 시료 채취시간을 줄이고 표층퇴적물의 교란이 적은 양질의 시료를 채취함과 동시에 장비의 소형화로 해상크레인이 없는 소형 선박에서도 용이하게 시료를 채취할 수 있는 피스톤식 자유낙하 주상시료 채취기를 제공함에 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 피스톤식 자유낙하 주상시료 채취기는 수면 위로 떠오르는데 필요한 부력을 발생시키는 부이가 장착된 부력수단; 상기 부력수단에 장착된 이탈수단; 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 분리수단으로 이루어진다.
또한, 상기 이탈수단은 상기 부력수단에 고정되는 브라켓; 소정의 길이를 가지며 일측 끝단에 이탈추가 부착된 릴리즈 와이어; 상기 릴리즈 와이어의 타측 끝단이 일측 끝단부에 연결되고 중간부가 상기 브라켓에 회동가능하게 고정되는 회동 핀; 및 상기 회동핀의 타측 끝단에 일측 끝단이 지지되고 중간부가 상기 브라켓에 회동가능하게 고정되며 타측 끝단부에는 상기 채취수단이 일시적으로 걸쳐 고정되는 고리부가 형성된 걸림고리로 구성된다.
또한, 상기 브라켓에는 상기 채취수단에 형성되는 고정고리가 상기 걸림고리에 일시적으로 걸쳐질 수 있도록 상기 고정고리가 삽입되는 걸림홈이 형성된다.
또한, 상기 걸림고리는 직각으로 절곡된 형상으로 이루어지고 절곡된 부위인 상기 중간부가 상기 브라켓에 회동가능하게 고정되며, 일측 끝단은 상기 회동핀에 지지되는 지지부로 이루어지고, 타측 끝단에 형성되는 상기 고리부는 상기 걸림홈까지 이상으로 연장된다.
또한, 상기 이탈수단에는 상기 회동핀에 연결된 이탈추가 해저면을 향하게 상기 릴리즈 와이어의 방향을 전환시킬 수 있도록 장착되는 도르래가 더 포함된다.
또한, 상기 채취수단은 중력방향으로의 자유낙하할 수 있도록 낙하 방향을 조절하는 날개; 상기 날개의 중앙부에 일측 끝단이 고정되는 고정 파이프; 상기 고정 파이프의 타측 끝단에 장착되고 상기 고정 파이프와 상기 채취통을 연결시키는 가이드링을 포함한다.
또한, 상기 무게추 분리수단은 상기 가이드링에 회동가능하게 고정되고 일측 끝단에 걸림돌기가 형성된 걸림 스위치와, 상기 걸림스위치의 걸림돌기에 일시적으로 지지된 상태를 유지하도록 상기 무게추에 형성된 걸림턱과, 시료의 채취가 완료된 후, 상기 걸림스위치의 타측 끝단을 가압하여 상기 걸림턱에 고정되었던 상기 걸림 스위치의 걸림돌기의 이탈시키는 가압부재로 이루어진다.
또한, 상기 가압부재는 상기 고정파이프에 길이방향으로 슬라이딩 가능하게 장착되며 일측 끝단이 상기 와이어와 연결되는 가동축; 상기 가동축을 상기 와이어에 의해 당겨지는 반대방향으로 탄성지지하는 압축스프링; 상기 가동축의 타측 끝단에 연결되고 상기 고정파이프에 이동가능하게 끼워지는 가동링; 상기 가동링에 일측 끝단이 고정되며 상기 가이드링에 형성되는 가이드홀에 슬라이딩 가능하게 삽입되는 슬라이딩축; 및 상기 슬라이딩축의 타측 끝단에 고정되고 시료의 채취가 완료된 경우 상승되면서 상기 걸림 스위치를 가압하여 회동시키는 가압링을 포함한다.
또한, 상기 무게추는 중앙에 관통공이 형성된 원통형상으로 이루어지고, 상기 관통공에 상기 채취통을 감싸도록 삽입파이프가 장착되며, 상기 삽입파이프에 상기 걸림턱이 형성된다.
또한, 상기 삽입파이프의 타측 끝단에는 시료가 유입될 수 있도록 삽입구가 형성되고 끝이 뾰족하게 이루어질 수 있도록 외주면이 경사면으로 이루어진 노스 콘이 장착된다.
또한, 상기 채취통은 상기 가이드링과 접하는 방향인 상기 채취통의 일측 끝단부에 장착되고 상기 채취통 내부로 시료가 투입될 때 내부에 채워져 있던 유체가 외부방향으로만 토출될 수 있도록 흐름을 제어하는 역지밸브; 및 상기 채취통의 타측 끝단부에 장착되고 상기 채취통 내부로 인입된 시료가 역방향으로 배출되는 것을 방지하는 코어케쳐가 더 포함된다.
또한, 상기 코어케쳐는 소정의 각도를 갖는 호형상으로 이루어진 다수개의 블레이드가 상기 채취통 내부를 향해 돌출된 원뿔 형상을 이루도록 배열되어 이루어진다.
또한, 상기 역지밸브는 상기 채취통의 일측 끝단부를 복개하며 중심부에는 소정의 높이로 돌출되는 가이드축이 형성되고 상기 가이드축 주변에 관통공이 구비되 밸브본체; 및 상기 가이드축을 따라 승하강되며 상기 관통공을 개폐시키는 밸브판으로 이루어진다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의한 피스톤식 자유낙하 주상시료 채취기는 퇴적물 시료 채위시간을 줄이고 표층퇴적물의 교란이 적은 양질의 시료를 채취함과 동시에 장비의 소형화로 해상크레인이 없는 소형 선박에서도 용이하게 시료를 채취할 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤식 자유낙하 주상시료 채취기를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예인 피스톤식 자유낙하 주상시료 채취기를 도시한 사시도이고, 도 2내지 도 8은 피스톤식 자유낙하 주상시료 채취기의 동작을 순차적으로 도시한 상태도로서, 도 2는 자유낙하하는 상태를 도시한 상태도이고, 도 3은 해저면에 근접하면서 이탈수단이 작동되어 채취수단이 분리된 상태를 도시한 상태도이고, 도 4는 채취수단이 해저면에 박히면서 시료 채취중인 상태를 도시한 상태도이고, 도 5는 시료 채취가 완료된 상태를 도시한 상태도이고, 도 6은 무게추 분리수단이 작동된 상태를 도시한 상태도이고, 도 7은 무게추가 분리중인 상태를 도시한 상태도이고, 도 8은 무게추가 분리된 채취기가 해수면을 향해 상승하여 회수되는 상태를 도시한 상태도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 일 실시예인 피스톤식 자유낙하 주상시료 채취기는 최 상단부에 위치하고 수면 위로 떠오르는데 필요한 부력을 발생시키는 부이(11)가 장착된 부력수단(10)과, 부력수단(10)의 하단부에 장착되는 이탈수단(20)과, 이탈수단(20)과 와이어(31)로 연결되고 해저면 근처에 다다르기 전까지 이탈수단(20)에 고정된 상태를 유지하며 하단부에는 해저에 박히면서 시료를 채취하는 채취통(32)이 구비된 채취수단(30)과, 채취수단(30)과 연결된 상태로 있던 무게추(40)를 채취수단(30)에서 분리시키는 무게추 분리수단(50)으로 이루어진다.
상기 부력수단(10)은 틀을 이루는 프레임(12) 내부에 적어도 하나의 부이(11)가 장착되는 구조로 이루어지고, 도시된 바와 같이 서로 다른 크기를 갖는 두개의 부이(11)가 장착되는 것이 바람직하다. 부이(11)의 부력은 무게추(40)가 연결된 상태에서는 해저면을 향해 자유낙하하고, 무게추(40)가 분리되면 신속하게 수면을 향해 상승할 수 있을 정도의 부력을 갖는 것이 바람직하다. 부이(11)가 부력이 너무 크면 해저면을 향해 자유낙하 속도가 너무 느리게 되고, 부력이 너무 작으면 시료의 채취를 완료한 후 수면을 향해 떠오르는 속도가 너무 느리기 때문이다.
이탈수단(20)은 프레임(12)의 하단부 측에 고정되는 브라켓(21)과, 중간부가 브라켓(21)에 회동가능하게 고정되는 회동핀(22)과, 회동핀(22)의 일측 끝단부에 연결되는 릴리즈 와이어(23)와, 릴리즈 와이어(23)의 일측 끝단에 부착되는 이탈 추(24)와, 브라켓(21)에 중간부가 회동가능하게 고정되며 일측 끝단이 회동핀(22)의 타측 끝단과 접촉되는 걸림고리(25)로 이루어진다. 또한, 프레임(12)에 고정되고 이탈추(24)가 해저면을 향할 수 있도록 릴리즈 와이어(23)의 방향을 전환하는 도르래(26)가 장착된다.
브라켓(21)은 두개의 평판이 짝을 이루어 형성되고, 하단부 일측에 소정의 깊이로 함몰된 걸림홈(21a)이 형성된다. 걸림홈(21a)은 후술할 고정고리(33)가 삽입될 정도의 폭과 깊이를 갖는다.
릴리즈 와이어(23)는 채취기의 최하단부보다 아래 위치에 이탈추(24)가 위치하도록 하여 해저면에 이탈추(24)가 가장 먼저 도달할 수 있을 정도의 길이를 갖는 것이 바람직하다.
회동핀(22)은 소정의 길이를 갖는 바 형상을 가지며 중간부에 힌지결합부(22a)가 형성된다. 힌지결합부(22a)의 위치는 걸림고리(25)와 접촉되는 타측 끝단에 가깝게 형성되어 이탈추(24)의 무게가 가볍더라도 걸림고리(25)에 큰 지지력이 작용될 수 있도록 지렛대 원리가 적용되는 것이 바람직하다.
걸림고리(25)는 직각으로 절곡된 형상으로 이루어지고 절곡된 부위인 중간부에 힌지결합부(25a)가 형성된다. 또한, 회동핀(22)과 접촉되는 일측 끝단부에는 지지부(25b)가 형성되고, 타측 끝단에는 고리부(25c)가 형성된다. 고리부(25c)는 걸림홈(21a)까지 이상으로 연장되어 걸림홈(21a)에 삽입된 고정고리(33)가 안정되게 고정될 수 있도록 한다. 또한, 걸림고리(25)의 지지부(25b)는 이탈추(24)의 하중에 의하여 회동핀(22)이 회동되는 방향과 반대방향으로 회동핀(22)의 타측 끝단을 지 지한다. 즉, 회동핀(22)에 지지되는 지지부(25b)에 가해지는 힘에 의하여 고리부(25c)에 걸쳐지는 고정고리(33)가 이탈되지 못하도록 걸쳐진 상태가 유지되는 것이다.
상기 채취수단(30)은 중력방향으로 해저면을 향해 곧바로 자유낙하할 수 있도록 낙하 방향을 조절하는 날개(34)와, 날개의 중앙부에 일측 끝단이 고정되는 고정 파이프(35)와, 고정 파이프(35)의 타측 끝단에 장착되고 채취통(32)과 고정 파이프(35)를 연통시키는 가이드링(36)으로 이루어진다.
날개(34)는 판 형상으로 이루어지고 중력에 의한 낙하방향에 대해 평행을 이루도록 장착된다. 즉, 채취통(32)의 길이방향과 평행을 이루도록 장착되는 것이 바람직하다.
가이드링(36)은 관 형상을 가지며 둘레면 측에는 고정파이프(35)의 길이방향에 대해 평행을 이루는 가이드홀(36a)이 다수개 형성된다.
상기 무게추 분리수단(50)은 가이드링(36)에 중간부가 회동가능하게 힌지(51a)로 결합되고 일측 끝단에는 걸림돌기(51b)가 형성되며 타측 끝단은 외부를 향해 절곡된 절곡부(51c)가 형성된 걸림 스위치(51)와, 상기 걸림 스위치(51)의 절곡부(51c)를 가압하여 걸림 스위치(51)를 회동시켜 무게추(40)를 분리시키는 가압부재(60)로 이루어진다.
가압부재(60)는 고정파이프(35)의 외주면에 길이방향을 따라 슬라이딩 가능하게 장착되고 일측 끝단에 와이어(31)가 연결된 가동축(61)과, 가동축(61)을 탄성지지하는 압축스프링(62)과, 가동축(61)의 타측 끝단에 연결되고 고정파이프(35)에 이동가능하게 끼워지는 가동링(63)과, 가동링(63)에 일측 끝단이 고정되고 가이드홀(36a)에 각각 슬라이딩 가능하게 삽입되는 다수개의 슬라이딩축(64)과, 슬라이딩축(64)의 타측 끝단에 고정되고 상하 방향으로 이동되면서 걸림스위치(51)의 절곡부(51c)를 가압하는 가압링(65)로 이루어진다. 압축스프링(62)의 일측 끝단은 가동링(63)에 지지되고 타측 끝단은 고정파이프(35)의 외주면에 장착되어 가동축(61)을 슬라이딩 가능하게 지지하는 브라켓에 지지된다. 가압링(65)은 절곡부(51c)와 접촉되는 접촉면이 경사면으로 이루어지는 것이 바람직하다.
무게추(40)는 중앙에 관통공이 형성된 원통형상으로 이루어지고, 채취통(32)을 감싸는 삽입파이프(41)가 장착된다. 삽입파이프(41)의 끝단에는 걸림스위치(51)의 걸림돌기(51b)가 일시적으로 고정되는 걸림턱(42)이 형성된다. 삽입파이프(41)의 타측 끝단에는 해저면에 침투가 용이하도록 끝이 뾰족한 원추형으로 이루어진 노스 콘(43)이 장착된다. 노스 콘(43)의 외주면이 경사면이 구비되어 끝이 뾰족한 원추형으로 이루어진다.
상기 채취통(32)은 삽입파이프(41) 내부에 삽입되는 관 형상으로 이루어진다. 채취통(32)의 일측 끝단부에는 내부에 채워져 있던 유체가 외부 방향으로만 토출될 수 있도록 유체의 흐름을 제어하는 역지밸브(70)가 장착되고, 타측 끝단에는 시료가 채취통(32) 내부에 인입된 후 역방향으로 배출되는 것을 방지하는 코어케쳐(80)가 장착된다.
역지밸브(70)는 채취통(32)의 타측 끝단을 복개하는 마개 형상으로 이루어진 밸브본체(71)와, 밸브본체(71)에 장착되는 밸브판(74)로 이루어진다. 밸브본체(71) 는 중심부에는 소정의 높이로 돌출되는 가이드축(72)이 형성되고, 가이드축(72) 주변에 관통공(73)이 형성된다. 밸브판(74)은 가이드축(71)에 승하강 가능하게 장착되고, 하강하였을 경우 관통공(73)을 일시적으로 복개하여 관통공(73)을 통해 배출되었던 유체가 채취통(32) 내부로 역류하는 것을 방지한다. 가이드축(72) 끝단에는 밸브판(74)의 이탈을 방지하는 이탈방지턱(72a)이 형성된다.
코어케쳐(80)는 소정의 각도를 갖는 호 형상을 갖는 다수개의 블레이드(81)가 채취통(32) 내부를 향해 돌출된 원뿔 형상을 이루도록 배열되어 이루어진다. 즉, 시료가 채취통(32) 내부로 인입될 때는 블레이드(81)가 탄성변형 되면서 그 간격이 벌어지고, 그 틈새를 통해 시료가 유입되며, 시료 유입이 완료되면 블레이드(81)가 원상태로 복귀되면서 틈새가 막히게 되어 역으로 배출되는 것을 방지하게 되는 것이다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 일 실시예인 피스톤식 자유낙하 주상시료 채취기는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 조사선과의 케이블 연결 없이 조립된 상태에서 해수로 투하되며, 수층을 자유낙하하여 해저면에 다다르게 되는 것이다.
도 3에 도시된 바와 같이 자유낙하를 계속하여 이탈추(24)가 가장 먼저 해저면에 닿게 되면 회동핀(22)에 가해졌던 중력을 힘이 제거되면서 걸림고리(25)의 지지부(25b)를 지지하던 힘이 제거되어 걸림고리(25)가 회동된다. 걸림고리(25)의 회동으로 고리부(25c)에 지지되어 있던 고정고리(33)가 이탈되면서 채취수단(30)과 이탈수단(20)이 분리되는 것이다.
채취수단(30)이 분리되면 채취통(320과 삽입파이프(41)가 일정길이만큼 수직 자유낙하하여 시료가 적층된 해저면 내로 박히게 된다. 이때 코어케쳐(80)를 이루는 블레이드(81)가 벌어지면서 그 틈새로 시료가 채취통(32) 내부로 인입되기 시작하고, 역지밸브(70)가 열린다. 또한, 무게추(40)의 중력에 의해 하강하던 부이(11)에 부력이 작용하여 상승을 시작한다.
도 4에 도시된 바와 같이 무게추(40)의 중력에 의해 삽입파이프(41) 및 채취통(32)이 해저면으로 침투되면 채취통(32)의 내부로 해저면에 적층된 시료가 인입된다. 시료의 인입이 시작되면 코어케쳐(80)가 열림과 동시에 밸브판(74)에 의해 닫혀 있던 관통공(73)이 열리면서 내부에 채워져 있던 해수가 관통공(73)을 통해 외부로 배출되므로 시료가 채취통(32) 내부에서 뒤섞이지 않고 순차적으로 인입되는 것이다.
도 5에 도시된 바와 같이 시료의 인입이 완료되면 무게추(40)에 의해 작용되던 중력에 대해 자유로워진 부이(11)에 작용되는 부력에 의해서 와이어(31)가 당겨지기 시작하고, 역지밸브(70)와 코어케쳐(80)가 닫히게 된다.
그 상태에서 도 6에 도시된 바와 같이 부이(11)의 상승이 지속되면서 와이어(31)가 좀더 당겨지면 압축스프링(62)이 압축되면서 가동축(61)이 상승하게 된다. 또한 가동축(61)에 연결된 가동링(63), 슬라이딩축(64) 및 가압링(65)도 연동하여 상승하게 된다. 그리고 가압링(65)이 상승하면서 걸림스위치(51)의 절곡부(51c)를 가압하게 되면 걸림스위치(15)가 회동되면서 걸림턱(42)에 걸쳐져 있던 걸림돌기(51b)가 걸림위치를 벗어나게 된다.
걸림스위치(15)가 회동된 상태로 부이(11)가 상승되면서 와이어(31)가 가동축(61)을 계속해서 당기게 되면 도 7에 도시된 바와 같이 무게추(40)가 채취수단(20)과 분리되면서 상승하게 된다. 삽입파이프(41) 내부에 끼워져 있던 채취통(32)이 삽입파이프(41)의 내부에서 벗어나기 시작하는 것이다.
도 8에 도시된 바와 같이 무게추(40)가 분리되고 삽입파이프(41) 내부에 삽입되어있던 채취통(32)이 이탈되면서 무게추(40)와 삽입파이프(41)를 해저면에 남겨두고 수면 위에 떠올라 회수되는 것이다. 퇴적물인 시료의 채취 후 선상으로 회수되어 분석한다.
이와 같이 본 발명에 의한 피스톤식 자유낙하 주상시료 채취기는 무게추(40)에 작용하는 중력을 이용하여 자유낙하 하므로 해저면에 채취기를 투입하는 시간을 단축하고, 부이(11)의 부력을 이용하여 시료 채취가 완료된 채취기를 상승시켜 회수하는 시간을 단축하는 특징이 있다.
또한, 채취통(32) 내부로 시료가 인입될 때도 교란이 적은 양질의 시료를 채취하게 된다.
또한, 무게추(40)의 중력에 의해 하강했던 채취기를 부이(11)의 부력에 의해 상승시켜 회수하는 것이 가능하므로 해상크레인이 없는 소형 선박에서도 용이하게 시료를 채취할 수 있게 되는 것이다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예인 피스톤식 자유낙하 주상시료 채취기를 도시한 사시도,
도 2내지 도 8은 피스톤식 자유낙하 주상시료 채취기의 동작을 순차적으로 도시한 상태도로서,
도 2는 자유낙하하는 상태를 도시한 상태도,
도 3은 해저면에 근접하면서 이탈수단이 작동되어 채취수단이 분리된 상태를 도시한 상태도,
도 4는 채취수단이 해저면에 박히면서 시료 채취중인 상태를 도시한 상태도,
도 5는 시료 채취가 완료된 상태를 도시한 상태도,
도 6은 무게추 분리수단이 작동된 상태를 도시한 상태도,
도 7은 무게추가 분리중인 상태를 도시한 상태도,
도 8은 무게추가 분리된 채취기가 해수면을 향해 상승하여 회수되는 상태를 도시한 상태도.
**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**
10 : 부력수단 11 : 부이
20 : 이탈수단 21 : 브라켓
22 : 회동핀 23 : 릴리프 와이어
24 : 이탈추 30 : 채취수단
31 : 와이어 32 : 채취통
33 : 고정고리 40 : 무게추
50 : 무게추 분리수단 60 : 가압부재
70 : 역지밸브 80 : 코어케쳐

Claims (13)

  1. 수면 위로 떠오르는데 필요한 부력을 발생시키는 부이가 장착된 부력수단;
    상기 부력수단에 장착된 이탈수단;
    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 분리수단; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 피스톤식 자유낙하 주상시료 채취기.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 이탈수단은
    상기 부력수단에 고정되는 브라켓;
    소정의 길이를 가지며 일측 끝단에 이탈추가 부착된 릴리즈 와이어;
    상기 릴리즈 와이어의 타측 끝단이 일측 끝단부에 연결되고 중간부가 상기 브라켓에 회동가능하게 고정되는 회동핀; 및
    상기 회동핀의 타측 끝단에 일측 끝단이 지지되고 중간부가 상기 브라켓에 회동가능하게 고정되며 타측 끝단부에는 상기 채취수단이 일시적으로 걸쳐 고정되는 고리부가 형성된 걸림고리; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 피스톤식 자유낙하 주상시료 채취기.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 브라켓에는
    상기 채취수단에 형성되는 고정고리가 상기 걸림고리에 일시적으로 걸쳐질 수 있도록 상기 고정고리가 삽입되는 걸림홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 피스톤식 자유낙하 주상시료 채취기.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 걸림고리는
    직각으로 절곡된 형상으로 이루어지고 절곡된 부위인 상기 중간부가 상기 브라켓에 회동가능하게 고정되며, 일측 끝단은 상기 회동핀에 지지되는 지지부로 이루어지고, 타측 끝단에 형성되는 상기 고리부는 상기 걸림홈까지 이상으로 연장되는 것을 특징으로 하는 피스톤식 자유낙하 주상시료 채취기.
  5. 제 2항에 있어서, 상기 이탈수단에는
    상기 회동핀에 연결된 이탈추가 해저면을 향하게 상기 릴리즈 와이어의 방향을 전환시킬 수 있도록 장착되는 도르래가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 피스톤식 자유낙하 주상시료 채취기.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 채취수단은
    중력방향으로의 자유낙하할 수 있도록 낙하 방향을 조절하는 날개;
    상기 날개의 중앙부에 일측 끝단이 고정되는 고정 파이프; 및
    상기 고정 파이프의 타측 끝단에 장착되고 상기 고정 파이프와 상기 채취통을 연결시키는 가이드링; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 피스톤식 자유낙하 주상시료 채취기.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 무게추 분리수단은
    상기 가이드링에 회동가능하게 고정되고 일측 끝단에 걸림돌기가 형성된 걸림 스위치와, 상기 걸림스위치의 걸림돌기에 일시적으로 지지된 상태를 유지하도록 상기 무게추에 형성된 걸림턱과, 시료의 채취가 완료된 후, 상기 걸림스위치의 타측 끝단을 가압하여 상기 걸림턱에 고정되었던 상기 걸림 스위치의 걸림돌기의 이탈시키는 가압부재; 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 피스톤식 자유낙하 주상시료 채취기.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 가압부재는
    상기 고정파이프에 길이방향으로 슬라이딩 가능하게 장착되며 일측 끝단이 상기 와이어와 연결되는 가동축;
    상기 가동축을 상기 와이어에 의해 당겨지는 반대방향으로 탄성지하는 압축스프링;
    상기 가동축의 타측 끝단에 연결되고 상기 고정파이프에 이동가능하게 끼워지는 가동링;
    상기 가동링에 일측 끝단이 고정되며 상기 가이드링에 형성되는 가이드홀에 슬라이딩 가능하게 삽입되는 슬라이딩축; 및
    상기 슬라이딩축의 타측 끝단에 고정되고 시료의 채취가 완료된 경우 상승되면서 상기 걸림 스위치를 가압하여 회동시키는 가압링; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 피스톤식 자유낙하 주상시료 채취기.
  9. 제 6항에 있어서, 상기 무게추는
    중앙에 관통공이 형성된 원통형상으로 이루어지고, 상기 관통공에 상기 채취통을 감싸도록 삽입파이프가 장착되며, 상기 삽입파이프에 상기 걸림턱이 형성되는 것을 특징으로 하는 피스톤식 자유낙하 주상시료 채취기.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 삽입파이프의 타측 끝단에는
    시료가 유입될 수 있도록 삽입구가 형성되고 끝이 뾰족하게 이루어질 수 있도록 외주면이 경사면으로 이루어진 노스 콘이 장착되는 것을 특징으로 하는 피스톤식 자유낙하 주상시료 채취기.
  11. 제 6항에 있어서, 상기 채취통은
    상기 가이드링과 접하는 방향인 상기 채취통의 일측 끝단부에 장착되고 상기 채취통 내부로 시료가 투입될 때 내부에 채워져 있던 유체가 외부방향으로만 토출될 수 있도록 흐름을 제어하는 역지밸브; 및
    상기 채취통의 타측 끝단부에 장착되고 상기 채취통 내부로 인입된 시료가 역방향으로 배출되는 것을 방지하는 코어케쳐가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 피스톤식 자유낙하 주상시료 채취기.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 코어케쳐는
    소정의 각도를 갖는 호형상으로 이루어진 다수개의 블레이드가 상기 채취통 내부를 향해 돌출된 원뿔 형상을 이루도록 배열되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 피스톤식 자유낙하 주상시료 채취기.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 역지밸브는
    상기 채취통의 일측 끝단부를 복개하며 중심부에는 소정의 높이로 돌출되는 가이드축이 형성되고 상기 가이드축 주변에 관통공이 구비되 밸브본체; 및
    상기 가이드축을 따라 승하강되며 상기 관통공을 개폐시키는 밸브판; 을 포함하는것을 특징으로 하는 피스톤식 자유낙하 주상시료 채취기.
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