KR20180089185A - 휴대용 중력 코어러 - Google Patents

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KR20180089185A KR1020170013975A KR20170013975A KR20180089185A KR 20180089185 A KR20180089185 A KR 20180089185A KR 1020170013975 A KR1020170013975 A KR 1020170013975A KR 20170013975 A KR20170013975 A KR 20170013975A KR 20180089185 A KR20180089185 A KR 20180089185A
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Abstract

본 발명은 휴대용 해저 시료 채취기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자중에 의해 자유 낙하하여 해저면 아래의 퇴적층 시료를 채취하며, 채취된 시료가 하방으로 유실되지 않도록 내부가 진공상태가 유지되며 분리 가능한 휴대용 해저 시료 채취기에 관한 것이다
본 발명의 휴대용 중력 코어러는 라이너 내로 시료 유입시 라이너 내에 있던 물과 공기가 상방으로 상승되면서 개폐부재가 상승되어 물과 공기의 배출되고, 물과 공기의 배출이 완료되면 개폐부재가 자중에 의해 하강되어 라이너 및 배럴의 상부가 폐쇄되므로 배럴 내부가 진공상태가 유지될 수 있어 수면으로 인양시 시료 유실을 방지할 수 있는 이점이 있다.

Description

휴대용 중력 코어러{Portable gravity corer}
본 발명은 휴대용 중력에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자중에 의해 자유 낙하하여 해저면 아래의 퇴적층 시료를 채취하며, 채취된 시료가 하방으로 유실되지 않도록 내부가 진공상태가 유지되며 분리 가능한 휴대용 중력 코어러에 관한 것이다
해저 시료 채취기는 해저퇴적물과 저서생물을 채취하기 위하여 사용되는 여러기기 들을 말한다. 해저시료 채취기는 조사목적, 범위, 퇴적물 형태, 크기, 수심, 조사선의 리프팅 능력 등에 따라서 저인망(trawl), 드렛지(dredge), 그랩(grab), 박스 주상태나기(box corer), 중력코어러(Gravity Corer), 피스톤코어러(Piston Corer) 등 여러가지가 있다.
해저시료채취기 중, 중력 코어러와 피스톤 코어러는 속이 빈 원통이나 상자를 케이블에 연결하여 하강시켜 퇴적층을 관통한 후, 시료를 수직으로 채취하는 것으로 해저의 성층구조 조사에 적합하다.
피스톤 코어러는 실린더 몸체의 작용을 하는 외부몸체 내부에 피스톤 작용을 하는 플라스틱 재질의 피스톤 몸체가 삽입되어 있다. 피스톤코어러는 측방향 하부에 설치되어 추의 작용을 하는 트리거추가 해저에 먼저 닿게 될 때 감겨있던 케이블이 풀어지면서 순간적으로 피스톤 몸체가 자유낙하 하여 해저면에 박히면서 해저퇴적물을 채취하는 구조로 이루어져 있다.
중력 코어러는 실린더 몸체의 작용을 하는 쇠파이프 내부에 플라스틱 파이프가 삽입된 것으로, 장착된 무거운 중량물체의 무게를 이용하여 자유낙하하여 해저에 쌓인 퇴적층을 관통하여 시료를 수직으로 채취한다.
대한민국 등록특허공보 제20-1295245호에는 중력 코어러인 걸개식 노우즈콘으로 결합가능한 해저 퇴적물 채취장치가 게시되어 있다.
이러한, 종래의 중력 코어러는 시료가 채취된 배럴 안이 진공상태로 유지되지 않아, 상승 즉 인양되면서 채취된 시료가 하방으로 유실될 문제점을 가지고 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1295245호 : 걸개식 노우즈콘으로 결합가능한 해저 퇴적물 채취장치
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 배럴 안에 수용된 라이너로 시료가 유입될 때 라이너 내의 물과 공기가 상방으로 배출된 후 상부가 폐쇄되어 배럴 내부가 진공상태가 유지됨으로써 수면 방향으로 인양시 라이너 내의 시료를 안전하게 이동시킬 수 있으며 분리가 용이한 휴대용 중력 코어러를 제공하고자 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 휴대용 중력 코어러는 자유낙하되어 해저면 아래로 삽입되어 내부에 퇴적층의 시료가 채취되는 제1중공부가 마련되는 시료채취부와, 상기 시료채취부의 상방에 결합되어 해저면 방향으로 자유낙하 할 수 있는 중량을 갖도록 형성되며 상기 제1중공부와 연통되는 제2중공부가 형성된 웨이트부와; 상기 웨이트부의 상방에 결합되어 상기 시료채취부가 상기 제1중공부의 하단이 상기 해저면에 마주하게 수직하강 할 수 있도록 방향을 유도하며 상기 제2중공부와 연통되는 제3중공부가 형성된 방향가이드부와; 상기 웨이트부에 마련되어 상기 시료채취부 내로 유입된 시료가 하방으로 유실되지 않도록 공기가 빠져나간 상기 제1중공부의 상부를 폐쇄하는 시료유실방지수단을 구비하는 것이 특징이다.
상기 시료유실방지수단은 상기 제2중공부의 하부에 형성되는 것으로 상기 제2중공부의 상부보다 내경이 축소되는 내경축소부와, 상기 내경축소부의 상단에 안착 가능하게 구 형상으로 형성되어 상기 제1중공부의 하단으로 시료 유입시 상기 제1중공부 내의 공기와 물이 상방으로 배출되게 상기 내경축소부의 상단을 개방하고, 상기 제1중공부의 공기와 물이 배출된 진공상태에서 자중에 의해 하강하여 상기 내경축소부의 상단을 폐쇄하는 개폐부재를 구비한다.
상기 웨이트부는 상기 시료채취부가 수직 하강하는 방향으로 연장되는 원통 형상으로 형성되고 내측에 상기 시료유실방지수단이 마련된 상기 제2중공부가 형성되며 상하부로 상기 방향가이드부와 상기 시료채취부가 각각 결합되는 고정무게추와, 상기 고정무게추의 외주면을 따라 상하로 이동가능하게 상기 고정무게추에 관통장착되는 슬라이딩무게추와, 상기 슬라이딩무게추가 상기 고정무게추의 상부 측에 위치되게 상기 슬라이딩무게추의 위치를 고정하며 상기 시료채취부가 상기 해저면에 삽입시 상기 슬라이딩무게추가 하방으로 이동되어 상기 고정무게추의 하부에 형성된 타격플렌지부를 타격할 수 있게 상기 슬라이딩무게추의 위치고정을 해제하는 걸림수단을 구비한다.
상기 고정무게추는 원통 형상으로 형성되어 상기 슬라이딩무게추를 관통하며 상기 슬라이딩무게추의 이동을 가이드하는 가이드부와, 상기 가이드부의 상단에 상기 가이드부 보다 큰 외경을 갖도록 형성되는 지지플렌지부와, 상기 가이드부의 하단에 상기 가이드부 보다 큰 외경을 갖도록 형성되며 하강되는 상기 슬라이딩무게추에 타격되는 상기 타격플렌지부를 구비하고, 상기 걸림수단은 상기 지지플렌지부의 하부 외주면에서 상기 제2중공부 방향으로 인입형성되되, 상부에 상단으로 갈수록 인입된 길이가 연장되게 인입 형성된 제1경사부와,상기 제1경사부의 하단에서 하방으로 갈수록 상기 제2중공부 방향으로 인입된 길이가 연장되게 인입형성되며 상기 슬라이딩무게추가 위치되는 하방으로 개방된 제2경사부가 형성되는 걸림홈과; 상기 걸림홈에 대응되는 상기 슬라이딩무게추의 상부 외주면에서 상기 제2중공부 방향으로 인입 형성되되 상방에 위치되는 상기 걸림홈 방향으로 개방되며 하방으로 갈수록 인입된 길이가 연장되는 회동홈과; 상기 회동홈의 상부에 상기 가이드부의 원주방향에 직교하는 방향으로 회동가능하게 결합되며 상기 슬라이딩무게추가 상기 지지플렌지부에 대해 소정거리 하방으로 이격되게 일측이 상방으로 연장되어 일단이 상기 걸림홈에 걸릴 수 있도록 형성되며, 상기 시료채취부가 상기 해저면에 삽입시 상기 슬라이드무게추가 위치고정해제되게 회동이 용이하도록 타측이 상기 회동홈의 하부로 연장되는 걸이부재;를 구비한다.
상기 웨이트부는 상호 이격되는 상기 슬라이딩무게추와 상기 지지플렌지부 사이에 위치되게 상기 가이드부의 외측에 설치되어 상기 시료채취부가 상기 해저면에 삽입시 상기 걸림부재가 회동되어 하강하는 상기 슬라이딩무게추에 하방으로 미는 힘을 가할 수 있는 탄성부재를 더 구비한다.
상기 방향가이드부는 상기 고정무게추의 길이방향으로 연장형성되어 하부가 상기 고정무게추의 상부와 결합되며 내측에 상기 제3중공부가 형성된 방향가이드부몸체와; 상기 방향가이드부몸체의 외주면에서 방사상으로 각각 돌출형성되되 상기 방향가이드부의몸체의 길이방향으로 연장형성되며 하부가 하단으로 갈수록 상기 방향가이드부몸체의 외주면에 인접하게 돌출형성된 복수의 날개와; 상기 방향가이드부몸체의 상단에 장착되며 상기 제3중공부와 연통되어 상기 제1중공부에서 배출되는 공기와 물이 외부로 배출되는 제2관통공이 형성되며, 상단에 형성된 고리에 선박이나 크레인에 연결된 와이어의 단부가 연결된 일측에 대해 타측이 회전가능한 회전부재의 타측이 장착되는 견인부재를 구비하고, 상기 날개는 상기 방향가이드몸체의 외주면에 연결되는 일측에 대해 상기 방향가이드몸체의 외주면에서 방사상으로 멀어지는 타측 단부가 좌측 또는 우측에 위치되게 호형곡률을 갖도록 연장형성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 휴대용 중력 코어러는 라이너 내로 시료 유입시 라이너 내에 있던 물과 공기가 상방으로 상승되면서 개폐부재가 상승되어 물과 공기의 배출되고, 물과 공기의 배출이 완료되면 개폐부재가 자중에 의해 하강되어 라이너 및 배럴의 상부가 폐쇄되므로 배럴 내부가 진공상태가 유지될 수 있어 수면으로 인양시 시료 유실을 방지할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 휴대용 중력 코어러는 시료채취부가 해저면에 삽입 시 고정무게추에 걸려 있던 슬라이딩무게추가 하강되면서 시료채취부가 해저면 내로 깊이 삽입될 수 있게 하므로 작업효율을 높일 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 휴대용 중력 코어러는 복수의 날개가 동일방향으로 호형곡률을 형성하며 방사상으로 연장되어 있어 회전되면서 하강하게 되므로 해저면 내로 깊이 삽입될 수 있게 하므로 작업효율을 높일 수 있는 이점도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 휴대용 중력 코어러에 대한 사시도이고,
도 2는 도 1의 휴대용 중력 코어러에 대한 측단면도이고,
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 휴대용 중력 코어러에 대한 사시도이고,
도 4는 도 3의 휴대용 중력 코어러가 해저면에 접촉시 걸림부재가 회동되는 상태를 도시한 일부 측단면도이고,
도 5는 도 3의 휴대용 중력 코어러가 해저면에 삽입되고 슬라이딩무게추가 하강된 상태를 도시한 측단면도이고,
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 휴대용 중력 코어러에 대한 평면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 휴대용 중력 코어러를 더욱 상세하게 설명한다.
일반적으로 중력 코어러(gravity)는 자중을 이용하여 수면에서 해저면으로 수직하강하여 해저면을 관통하여 해저면 아래의 퇴적층의 시료를 채취하는 해저시료채취기 이다.
도 1 내지 도 2에는 본 발명의 일 실시 예에 따른 휴대용 중력 코어러가 도시되어 있다.
본 발명에 따른 휴대용 중력 코어러(1)는 채취된 시료가 수면으로 인양시 하방으로 유실되는 것을 방지할 수 있는 것으로, 시료채취부(10)와, 웨이트부(30)와, 방향가이드부(50)와, 시료유실방지수단(60)을 구비한다.
시료채취부(10)는 자유낙하시 해저면 아래로 삽입되어 내부에 해저면 아래의 퇴적층 시료가 채취되는 부분이다.
시료채취부(10)는 제1중공부(12)가 형성된 라이너(11)와, 라이너(11)가 내부에 삽입될 수 있도록 관통형성된 제4중공부(16)가 형성된 배럴(15)과, 배럴(15)의 하단에 결합되어 자유낙하시 해저면과 최초 접촉되고 라이너(11)가 배럴(15)의 하방으로 이탈되는 것을 방지하며 제1중공부(12)와 연통되는 제1관통공(18)이 형성된 노우즈콘(Nose Corn)(17)을 구비한다.
라이너(11)는 일정한 내경을 갖는 제1중공부(12)가 형성된 원통 형상으로서, 배럴(15)과 분리시 제1중공부(12)로 유입된 시료의 관찰이 용이하도록 투명한 플라스틱 소재로 형성되는 것이 바람직하다.
배럴(15)은 금속소재로 형성된 관 형상으로 내측에 라이너(11)의 외경보다 크며 일정한 내경을 갖는 제4중공부(16)가 형성된다. 제4중공부(16)는 라이너(11)가 배럴(15) 내에서 흔들리지 않도록 라이너의 외경과 같은 내경을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다. 그리고 배럴(15)의 상단에는 내측이 관통형성된 제1커플러(21)의 하부가 나사결합된다.
노우즈 콘(17)은 내측에 형성된 제1관통공(18)이 제1중공부(12)와 연통되게 배럴(15)의 하단과 나사결합되며, 하부로 갈수록 외경이 작아지게 형성된다.
웨이트부(30)는 시료채취부(10)의 상방에 결합되어 해저면 방향으로 자유낙하 할 수 있는 중량을 갖도록 금속소재로 형성되는 것이 바람직하며 제1중공부(12)와 연통되는 제2중공부(31)가 형성된다.
도 2를 참조하면, 웨이트부(30)는 하부에 제1커플러(21)의 상부와 나사 결합되는 제1커플러결합부(32)와, 상부에 후술되는 제2커플러(22)의 하부와 나사결합되는 제2커플러결합부(34)와, 제1 커플러결합부(32)와 제2커플러결합부(34) 사이에 시료채취부(10)와 방향가이드부(50) 보다 큰 외경을 가지며 본 발명에 따른 휴대용 중량코어러(1)가 해저면 아래로 하강할 수 있는 중량을 갖는 웨이트본체부(33)로 구분된다. 웨이트본체부(33)는 하강시 물의 저항을 줄이기 위해 하부가 하단으로 갈수록 외경이 작아지게 형성된다.
웨이트부(30)의 제2중공부(31)는 제1커플러결합부(32)에서 제2커플러결합부(34) 방향으로 연장형성되어 하방의 제1중공부(12)와 상방의 후술되는 방향가이드부의 제3중공부(53)와 연통된다.
시료유실방지수단(60)은 웨이트부(30)에 마련되어 시료채취부(10) 내로 유입된 시료가 하방으로 유실되지 않도록 공기가 빠져나간 제1중공부(12)의 상부를 폐쇄하는 것으로서, 내경축소부(61)와, 개폐부재(65)를 구비한다.
내경축소부(61)는 제2중공부(31)의 하부에 형성되는 것으로 제2중공부(31)의 상부보다 내경이 축소되는 부분으로, 내경이 일정한 제2중공부(31)의 상부 일측에서 하방으로 갈수록 내경이 점점 작아지는 제1내경축소부(62)와, 제1내경축소부(62)의 하단에서 제1중공부(12)까지 일정한 내경을 갖도록 형성된 제2내경축소부(64)로 구분된다.
개폐부재(65)는 구 형상의 볼로서 제1내경축소부(62)에 안착 가능하게 형성된다. 개폐부재(65)는 제1중공부에서 제2중공부로 배출되는 공기와 물에 의해 상승된 후 자중에 의해 제1내경축소부(62)로 하강될 수 있는 중량을 갖는 금속소재로 형성되는 것이 바람직하다.
개폐부재(65)는 시료안착부(10)가 해저면 아래로 관통되어 제1중공부(12)의 하단으로 시료 유입시, 제1중공부(12) 내에 있던 공기와 물이 상방으로 상승되면서제1내경축소부(62)에 대해 상방으로 상승되어 제1내경축소부(62)를 개방하고, 제1중공부(12)의 공기와 물이 배출된 진공상태에서 자중에 의해 하강하여 제1내경축소부(62)를 폐쇄한다.
방향가이드부(50)는 웨이트부(30)의 상방에 결합되어 시료채취부(10)가 제1중공부(12)의 하단이 해저면에 마주하게 수직하강 할 수 있도록 방향을 유도하며 제2중공부(31)와 연통되는 제3중공부(53)가 형성된다.
방향가이드부(50)는 방향가이드부몸체(51), 복수 개의 날개(55), 견인부재(56)를 구비한다.
방향가이드부몸체(51)는 배럴(15)의 길이방향으로 연장형성되며 내측에 길이방향을 따라 제3중공부(53)가 형성되고, 하부가 웨이트부(30)의 상부와 연결되게 제2커플러(22)의 상부와 나사 결합된다.
복수 개의 날개는 각각 방향가이드부몸체(51)의 외주면에서 방사상으로 각각 돌출형성되되 방향가이드부몸체(51)의 길이방향으로 연장형성되며 하부가 하단으로 갈수록 방향가이드부몸체(51)의 외주면에 인접하게 돌출형성된다. 복수의 날개(55)는 본 발명에 따른 중력 코어러가 수직 하강시 물이 동일하게 분산될 수 있도록 방향가이드부몸체(51)를 기준으로 좌우방향으로 대칭이 되게 짝수 개 형성되는 것이 바람직하다.
견인부재(56)는 방향가이드부몸체(51)의 상단에 장착되며 제3중공부(53)와 연통되는 제2관통공(58)형성된 몸체결합부(57)와, 몸체결합부(57)의 상단에 형성된 고리부(59)를 구비한다.
제2관통공(58)은 제3중공부와 연통되어, 제1중공부(12)에서 제2중공부(31)를 통해 제3중공부(53)로 상승된 공기와 물이 외부로 배출되게 한다. 고리부(59)는 선박이나 크레인에 연결된 와이어(w)의 단부가 연결된 일측에 대해 타측이 회전가능한 회전부재(80)의 타측이 장착된다. 회전부재(80)는 상부와 하부에 각각 고리가 형성되고 상부에 대해 하부가 회전가능한 일반적인 스위벨(swivel)이다.
그러므로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 중령 코어러(1)는 회전부재의 타측과 연결되어 해저면에서 수면으로 인양시 해수의 흐름이나 외력에 의해 회전될 때 회전부재의 일측에 연결된 와이어에 대해 꼬이지 않게 회전될 수 있다.
도시되지는 않았지만, 본 발명의 일 실시 예에 따른 휴대용 중력 코어러(1) 방향가이드부몸체(51)의 외주면과 몸체결합부(57)의 내주면 사이에 베어링(미도시)가 장착되어 견인부재(56)에 대해 방향가이드부(50)만 회전되게 적용될 수 있다.
상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일 실시 예에 따른 휴대용 중력 코어러(1)는 라이너(11) 내로 시료 유입시 라이너(11) 내에 있던 물과 공기가 상방으로 이동되어 개폐부재(65)가 상승되면서 제1내경축소부(62)가 개방되고 물과 공기의 배출이 완료되면 개폐부재(65)가 자중에 의해 하강되어 라이너(11) 및 배럴(15)의 상부가 폐쇄되므로 배럴(15) 내부가 진공상태가 유지될 수 있어 수면으로 인양시 시료 유실을 방지할 수 있는 이점이 있다.
한편, 도 3 내지 도 5에는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 휴대용 중력 코어러(2)가 도시되어 있다. 앞서 도시된 도면에서와 동일한 기능을 하는 요소는 동일참조부호로 표기한다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 휴대용 중력 코어러(2)는 웨이트부(300)를 제외하고 본 발명의 일 실시 예에 따른 휴대용 중력 코어러(1)와 동일한 구조를 갖는다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 웨이트부(300)는 제1 및 제2커플러(21,22)와 결합되는 고정무게추(310)와, 고정무게추의 외주면을 따라 상하로 이동가능하게 고정무게추에 관통장착되는 슬라이딩무게추(320)와, 슬라이딩무게추(320)를 고정무게추(310)에 대해 하방에 위치되게 위치고정하거나, 슬라이딩무게추(320)가 고정무게추(310) 하부로 이동되게 위치고정해제하는 걸림수단(330)를 구비한다.
고정무게추(310)는 원통 형상으로 형성되고 내측에 시료유실방지수단(60)이 마련된 제2중공부(31)가 형성된다. 고정무게추(310)는 길이방향이 시료채취부(10)와 방향가이드부(50)의 길이방향에 나란하게 제1커플러(21)의 상부와 제2커플러(22)의 하부와 나사 결합된다. 즉, 고정무게추(310)는 수직하강시 수직 하강하는 방향과 길이방향이 나란하게 된다.
고정무게추(310)는 제1및 제2나사결합부(미도시), 가이드부(311)와, 지지플렌지부(313)와, 타격플렌지부(317)를 구비한다.
가이드부(311)는 원통 형상으로 형성되며 내측에 시료유실방지수단(60)이 마련된 제2중공부(31)가 형성된다. 가이드부(311)는 후술되는 슬라이딩무게추(320)를 관통하며 슬라이딩무게추(320)의 이동을 안내한다.
지지플렌지부(313)은 도 3 및 도 4를 참조하면, 가이드부(311)의 상단과 연결되고 가이드부(311) 보다 큰 외경을 가지며 가이드부(311)보다 짧은 길이로 연장 형성된 원통 형상이다. 지지플렌지부(313)는 상단이 제2커플러(22)의 하부 내주면과 나사 결합되는 제1나사결합부와 연결된다. 지지플렌지부(313)의 외경은 후술되는 슬라이딩무게추(320)의 상부 외경과 동일하게 형성되는 것이 바람직하다.
타격플렌지부(317)는 가이드부(311)의 하단에 가이드부(311)보다 큰 외경을 갖도록 형성되며 하부에 제1커플러(21)의 상부 내주면과 나사 결합되는 제2나사결합부와 연결된다. 타격플렌지부(317)는 하강되는 슬라이딩무게추(320)에 타격되는 부분으로 외경이 슬라이딩무게추(320)의 하부 외경과 동일하게 형성되는 것이 바람직하다.
도시되지는 않았지만, 가이드부(311)는 후술되는 슬라이딩무게추(320)에 관통될 수 있도록 지지플렌지부(313) 또는 타격플렌지부(317)와 나사 결합되어 분리가능한 구조가 적용되어야 함은 물론이다.
슬라이딩무게추(320)는 가이드부(311)의 외주면을 따라 지지플렌지부(313) 측에서 타격플렌지부(317) 방향으로 이동가능하게 가이드부(313)에 관통장착된다. 슬라이딩무게추(320)는 원통 형상으로 형성되되 지지플렌지부(313)을 향한 하부가 하단으로 갈수록 외경이 축소되게 형성되며, 가이드부(311)의 외경에 대응되는 내경을 갖는 제5중공부(321)가 형성된다.
걸림수단(330)은 슬라이딩무게추(320)가 고정무게추(310)의 상부 측에 위치되게 슬라이딩무게추(320)의 위치를 고정하며, 시료채취부(10)가 해저면에 삽입시 슬라이딩무게추(320)가 하방으로 이동되어 고정무게추(310)의 타격플렌지부(317)를 타격할 수 있게 슬라이딩무게추(320)의 위치고정을 해제하는 것이다.
걸림수단(330)은 지지플렌지부(313)의 하부 가장자리에 원주방향을 따라 상호 이격되게 형성되는 복수의 걸림홈(340)과, 슬라이딩무게추(320)의 상부 가장자이에 걸림홈(340)에 대응되는 위치에 각각 형성되는 복수의 회동홈(350)과, 회동홈(350)에 회동가능하게 장착되며 일측이 걸림홈(340)에 걸려 슬라이딩무게추(320)를 지지플렌지부(313)에 대해 하방으로 소정거리 이격되게 위지 고정하거나, 일측이 걸림홈(340)에 걸림 해제되게 회동되어 슬라이딩무게추(320)의 위치고정을 해제하는 걸이부재(360)와, 걸이부재(360)의 중심측을 관통하여 회동홈의 상부에 장착되어 걸이부재(360)를 회동가능하게 지지하는 지지축(370)을구비한다.
걸림홈(340)은 지지플렌지부(313)의 하부 외주면에서 제2중공부(31) 방향으로 인입형성된다. 걸림홈(340)은 상부에 상단으로 갈수록 인입된 길이가 연장되게 인입 형성된 제1경사부와(341), 제1경사부(341)의 하단에서 하방으로 갈수록 상기 제2중공부(31) 방향으로 인입된 길이가 연장되게 인입 형성되며 슬라이딩무게추가 위치되는 하방으로 개방된 제2경사부(343)로 구분된다.
제1경사부(341)는 후술되는 걸이부재의 상단을 지지하는 부분이며, 제2경사부는 걸이부재(350)가 제1경사부(341)에 지지되기 위한 상방으로 이동이 용이하도록 걸이부재(350)의 이동방향을 안내하는 부분이다.
회동홈(350)은 걸림홈(340)에 대응되는 슬라이딩무게추(320)의 상부 외주면에서 제2중공부(31) 방향으로 인입 형성된 부분이다. 회동홈(350)은 상방에 위치되는 걸림홈(340) 방향으로 개방되며 하방으로 갈수록 제2중공부(31) 방향으로 인입된 길이가 연장되게 형성된다.
걸이부재(360)는 회동결합부(361)와, 걸림홈지지부(363)와, 회도유도부(366)를 구비한다.
회동결합부(361)는 회동홈(350)의 상부에 가이드부(311)의 원주 방향과 직교하는 방향으로 회동가능하게 결합된다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 회동결합부는 슬라이딩무게추의 길이방향에 직교하는 방향으로 관통형성되어 지지축(370)이 관통되는 제3관통공(미도시)이 형성된다.
걸림홈지지부(363)는 슬라이딩무게추(320)의 상면에 대해 상방으로 돌출되게 회동결합부(361)에서 연장형성되어 걸림홈(340)에 상부가 수용되는 수직연장부(364)와 수직연장부(364)의 상단부에서 제2중공부(31) 방향으로 돌출되어 하면이 제1경사부(341)에 지지되는 지지턱(365)을 구비한다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 걸림홈지지부(363)의 지지턱(365)이 제1경사부(341)의 경사면(342)에 지지되면서, 슬라이딩무게추(320)는 지지플렌지부(313)에 대해 소정거리 하방으로 이격된 위치에서 위치고정된다.
회동유도부(366)는 회동결합부(361)에서 회동홈(350)의 하부까지 연장형성되어 걸림부재(360)의 무게가 회동결합부(361)를 중심으로 상하로 배분되므로 시료채취부(10)가 해저면에 삽입시 슬라이드무게추(320)가 위치고정해제되게 회동이 용이하도게한다.
지지축(370)은 제3관통공을 관통하여 회동홈(260)의 상호 마주하는 면의 상부에 일측과 타측이 결합되며, 걸이부재가 회동될 수 있도록 바(bar) 형상을 형성된다.
또한, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 웨이트부(300)는 탄성부재(380)를 더 구비한다.
탄성부재(380)는 상호 이격되는 슬라이딩무게추(320)와 지지플렌지부(313) 사이에 위치되게 가이드부(311)의 외측에 설치되어 시료채취부(10)가 해저면에 삽입시 걸이부재(360)가 회동되어 하강하는 슬라이딩무게추(320)에 하방으로 미는 힘을 가하는 것으로 가이드부(311)를 관통하는 코일스프링이 적용된다.
그리고, 지지플렌지부(313)는 코일스프링의 상부를 일부 수용할 수 있도록 가이드부의 외측에 위치되는 하면에서 상방으로 링 형상으로 인입 형성된 인입홈(314)이 형성된다.
탄성부재(380)는 슬라이딩무게추(320)가 지지플렌지부(313)에 걸린 상태에서 슬라이딩무게추(320)와 지지플렌지부(311) 사이에서 수축되는데, 탄성력에 의해 슬라이딩무게추(320)를 미는 힘이 걸림부재(360)가 걸림홈(340)에 걸려 경사면(342)에 가해지는 힘보다 적도록 형성 되어야 한다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 휴대용 중력 코어러는 4개의 걸이부재가 적용되었으나, 슬라이딩무게추의 하중을 버틸 수 있도록 슬라이딩무게추의 무게에 따라 걸이부재가 더 설치될 수 있게 걸림홈과 회동홈이 형성될 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 휴대용 중력 코어러는 슬라이딩무게추의 무게에 따라 지지턱의 하면과 경사면이 접촉되는 면적을 고려하여 적용하여야 할 것이다.
상술한 바와 같은 구조를 갖는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 휴대용 중력 코어러(2)의 작용에 대해 설명한다.
본 발명에 따른 휴대용 중력 코어러(2)는 걸이부재(360)의 지지턱(365)이 제1경사부(341)의 경사면(342)에 지지되어 슬라이딩무게추(320)가 고정무게추(310)의 상측, 즉 지지플렌지부(313)에 인접한 위치에서 위치 고정된 상태에서 자중에 의해 해수면에서 해저면으로 하강하게 된다. 휴대용 중력 코어러(2)가 자중에 의해 수직하강하면서 일단이 고리부(59)에 연결되고 타측이 선박, 크레인 또는 권취장치(미도시)에 권취된 와이어(w)가 풀리게 된다.
휴대용 중력 코어러(2)는 하강하면서 중력에 의해 가속이 붙으면서 하강하여시료채취부(10)가 해저면 아래의 퇴적층으로 관통된다.
휴대용 중력 코어러(2)는 시료채취부(10)의 노우츠 콘(17)이 해저면에 접촉될 때 해저면에 가해지는 힘에 대한 반발력에 의해 하방으로 삽입되는 속도가 줄어들게 된다. 반발력에 대한 저항을 받지 않는 슬라이딩무게추(320)는 하방으로 관성이 작용하여 고정무게추(310)에 대해 아래로 향하는 힘이 발생된다. 이때, 경사면(342)에 지지되고 있는 지지턱(365)이 아래로 미끌리면서 걸림부재(360)가 회동되어 슬라이딩무게추(320)의 위치고정이 해제되어 하방으로 이동되게 된다.
그러므로 휴대용 중력 코어러(2)는 하방으로 이동되는 슬라이딩무게추(320)가 고정무게추(310)의 타격플레이트(317)를 타격하게 되어, 시료채취부(10)에 하방으로 가하는 힘이 추가적으로 발생 되면서, 더 깊게 해저면 아래로 삽입될 수 있다.
한편, 도 6에는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 휴대용 중력 코어러(3)가 도시되어 있다. 앞서 도시된 도면에서와 동일한 기능을 하는 요소는 동일참조부호로 표기한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 휴대용 중력 코어러(3)는 날개(155)를 제외하고 본 발명의 일 실시 예에 따른 휴대용 중력 코어러(2)와 동일한 구조를 갖는다.
복수의 날개(155)는 방향가이드부몸체(51)의 외주면에서 방사상으로 각각 돌출형성되되 방향가이드부의몸체(51)의 길이방향으로 연장형성되며 하부가 하단으로 갈수록 상기 방향가이드부몸체의 외주면에 인접하게 각각 돌출형성된다.
날개(155)는 각각 방향가이드몸체(51)의 외주면에 연결되는 일측에 대해 상기 방향가이드몸체의 외주면에서 방사상으로 멀어지는 타측 단부가 좌측에 위치되게 호형곡률을 갖도록 연장형성된다.
휴대용 중력 코어러(3)는 날개에 의해 반시계 방향으로 회전되면서 수직하강 되어, 해저면 아래로 삽입시 회전되면서 삽입되므로 삽입 깊이를 늘릴 수 있는 이점이 있다.
지금까지 상술한 본 발명에 따른 휴대용 중력 코어러는 라이너(11) 내로 시료 유입시 라이너(11) 내에 있던 물과 공기가 상방으로 상승되면서 라이너의 상부를 폐쇄하고 있던 개폐부재(65)가 상승되어 물과 공기가 배출되고, 물과 공기의 배출이 완료되면 개폐부재가 자중에 의해 하강되어 라이너 및 배럴의 상부가 폐쇄되므로 배럴 내부가 진공상태가 유지될 수 있어 수면으로 인양시 시료 유실을 방지할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 휴대용 중력 코어러는 시료채취부가 해저면에 삽입 시 고정무게추에 걸려 있던 슬라이딩무게추가 하강되면서 시료채취부를 한번 더 가압하여 시료채취부가 해저면 내로 깊이 삽입될 수 있게 하므로 작업효율을 높일 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 휴대용 중력 코어러는 복수의 날개가 동일방향으로 호형곡률을 형성하며 방사상으로 연장되어 있어 회전되면서 하강하게 되므로 해저면 내로 깊이 삽입될 수 있게 하므로 작업효율을 높일 수 있는 이점도 있다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 다목적 전동캐이러는 도면에 도시된 일 예를 참조로 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호의 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.
1 : 휴대용 중력 코어러
10 : 시료채취부 11 : 라이너
12 : 제1중공부 15 : 배럴
16 : 제4중공부 17 : 노우즈 콘
18 : 제1관통공 21 : 제1커플러
22 : 제2커플러 30 : 웨이트부
31 : 제2중공부 50 : 방향가이드부
51 : 방향가이드부몸체 53 : 제3중공부
55 : 날개 56 : 견인부재
60 : 시료유실방지수단 61 : 내경축소부
65 : 개폐부재

Claims (6)

  1. 자유낙하되어 해저면 아래로 삽입되어 내부에 퇴적층의 시료가 채취되는 제1중공부가 마련되는 시료채취부와,
    상기 시료채취부의 상방에 결합되어 해저면 방향으로 자유낙하 할 수 있는 중량을 갖도록 형성되며 상기 제1중공부와 연통되는 제2중공부가 형성된 웨이트부와;
    상기 웨이트부의 상방에 결합되어 상기 시료채취부가 상기 제1중공부의 하단이 상기 해저면에 마주하게 수직하강 할 수 있도록 방향을 유도하며 상기 제2중공부와 연통되는 제3중공부가 형성된 방향가이드부와;
    상기 웨이트부에 마련되어 상기 시료채취부 내로 유입된 시료가 하방으로 유실되지 않도록 공기가 빠져나간 상기 제1중공부의 상부를 폐쇄하는 시료유실방지수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 휴대용 중력 코어러.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 시료유실방지수단은
    상기 제2중공부의 하부에 형성되는 것으로 상기 제2중공부의 상부보다 내경이 축소되는 내경축소부와,
    상기 내경축소부의 상단에 안착 가능하게 구 형상으로 형성되어 상기 제1중공부의 하단으로 시료 유입시 상기 제1중공부 내의 공기와 물이 상방으로 배출되게 상기 내경축소부의 상단을 개방하고, 상기 제1중공부의 공기와 물이 배출된 진공상태에서 자중에 의해 하강하여 상기 내경축소부의 상단을 폐쇄하는 개폐부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 휴대용 중력 코어러.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 웨이트부는
    상기 시료채취부가 수직 하강하는 방향으로 연장되는 원통 형상으로 형성되고 내측에 상기 시료유실방지수단이 마련된 상기 제2중공부가 형성되며 상하부로 상기 방향가이드부와 상기 시료채취부가 각각 결합되는 고정무게추와,
    상기 고정무게추의 외주면을 따라 상하로 이동가능하게 상기 고정무게추에 관통장착되는 슬라이딩무게추와,
    상기 슬라이딩무게추가 상기 고정무게추의 상부 측에 위치되게 상기 슬라이딩무게추의 위치를 고정하며 상기 시료채취부가 상기 해저면에 삽입시 상기 슬라이딩무게추가 하방으로 이동되어 상기 고정무게추의 하부에 형성된 타격플렌지부를 타격할 수 있게 상기 슬라이딩무게추의 위치고정을 해제하는 걸림수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 휴대용 중력 코어러.
  4. 제3항에 있어서, 상기 고정무게추는
    원통 형상으로 형성되어 상기 슬라이딩무게추를 관통하며 상기 슬라이딩무게추의 이동을 가이드하는 가이드부와, 상기 가이드부의 상단에 상기 가이드부 보다 큰 외경을 갖도록 형성되는 지지플렌지부와, 상기 가이드부의 하단에 상기 가이드부 보다 큰 외경을 갖도록 형성되며 하강되는 상기 슬라이딩무게추에 타격되는 상기 타격플렌지부를 구비하고,
    상기 걸림수단은
    상기 지지플렌지부의 하부 외주면에서 상기 제2중공부 방향으로 인입형성되되, 상부에 상단으로 갈수록 인입된 길이가 연장되게 인입 형성된 제1경사부와,상기 제1경사부의 하단에서 하방으로 갈수록 상기 제2중공부 방향으로 인입된 길이가 연장되게 인입형성되며 상기 슬라이딩무게추가 위치되는 하방으로 개방된 제2경사부가 형성되는 걸림홈과;
    상기 걸림홈에 대응되는 상기 슬라이딩무게추의 상부 외주면에서 상기 제2중공부 방향으로 인입 형성되되 상방에 위치되는 상기 걸림홈 방향으로 개방되며 하방으로 갈수록 인입된 길이가 연장되는 회동홈과;
    상기 회동홈의 상부에 상기 가이드부의 원주방향에 직교하는 방향으로 회동가능하게 결합되며 상기 슬라이딩무게추가 상기 지지플렌지부에 대해 소정거리 하방으로 이격되게 일측이 상방으로 연장되어 일단이 상기 걸림홈에 걸릴 수 있도록 형성되며, 상기 시료채취부가 상기 해저면에 삽입시 상기 슬라이드무게추가 위치고정해제되게 회동이 용이하도록 타측이 상기 회동홈의 하부로 연장되는 걸이부재;를 구비하는 것을 특징으로 하는 휴대용 중력 코어러
  5. 제4항에 있어서, 상기 웨이트부는
    상호 이격되는 상기 슬라이딩무게추와 상기 지지플렌지부 사이에 위치되게 상기 가이드부의 외측에 설치되어 상기 시료채취부가 상기 해저면에 삽입시 상기 걸림부재가 회동되어 하강하는 상기 슬라이딩무게추에 하방으로 미는 힘을 가할 수 있는 탄성부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 휴대용 중력 코어러.
  6. 제 3항에 있어서, 상기 방향가이드부는
    상기 고정무게추의 길이방향으로 연장형성되어 하부가 상기 고정무게추의 상부와 결합되며 내측에 상기 제3중공부가 형성된 방향가이드부몸체와;
    상기 방향가이드부몸체의 외주면에서 방사상으로 각각 돌출형성되되 상기 방향가이드부의몸체의 길이방향으로 연장형성되며 하부가 하단으로 갈수록 상기 방향가이드부몸체의 외주면에 인접하게 돌출형성된 복수의 날개와;
    상기 방향가이드부몸체의 상단에 장착되며 상기 제3중공부와 연통되어 상기 제1중공부에서 배출되는 공기와 물이 외부로 배출되는 제2관통공이 형성되며, 상단에 형성된 고리에 선박이나 크레인에 연결된 와이어의 단부가 연결된 일측에 대해 타측이 회전가능한 회전부재의 타측이 장착되는 견인부재를 구비하고,
    상기 날개는
    상기 방향가이드몸체의 외주면에 연결되는 일측에 대해 상기 방향가이드몸체의 외주면에서 방사상으로 멀어지는 타측 단부가 좌측 또는 우측에 위치되게 호형곡률을 갖도록 연장형성되는 것을 특징으로 하는 휴대용 중력 코어러.
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