KR102235491B1 - 해저면에서의 연속측정이 가능한 현장배양 벤틱챔버 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해저면의 생태연구에 필요한 환경측정용 샘플이나 데이터를 수집하는 측정장치에 제공되어 해저면의 저질층에 부착하거나 기어다니는 표생생물 또는 저질층을 이루는 갯벌이나 모래사장으로 들어가서 서식하는 내생생물의 생태활동으로 발생하는 각종 가스성분이나 화학성분 및 해저면과 인접한 해수속에서 생장하는 각종 미생물의 종류 등에 대한 분석작업을 수행하는 데 사용되는 벤틱챔버에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상기 벤틱챔버를 이루는 배양챔버를 힌지로드에 의하여 측정장치의 장치구조물상에 링크식으로 연결 설치하는 한편, 상기 힌지로드를 배양챔버와 함께 소정의 각도만큼 상부 방향으로 들어 올릴 수 있는 각운동기구를 측정장치의 장치구조물상에 설치함으로서, 바닥면이 개구된 상태의 배양챔버 하단측을 소정의 깊이만큼 해저면으로 삽입시킨 다음, 배양챔버 내부의 임펠러를 회전시켜 해저면의 저질층을 교란시키는 방식으로 1회의 측정작업을 수행한 직후, 상기 각운동기구를 이용하여 배양챔버를 힌지로드와 함께 해저면으로부터 들어 올림에 따라 해당 위치의 저질층이 일정 시간에 걸쳐 안정화되도록 한 다음, 배양챔버를 다시 원위치로 하강시켜 측정작업을 재수행하는 방식으로 해저면에서의 연속적인 저질층 측정작업이 가능토록 한 현장배양 벤틱챔버에 관한 것이다.

Description

해저면에서의 연속측정이 가능한 현장배양 벤틱챔버{In situ benthic chamber possible for continuous measurement on the seafloor}

본 발명은 해저면의 생태연구에 필요한 환경측정용 샘플이나 데이터를 수집하는 측정장치에 제공되어 해저면의 저질층에 부착하거나 기어다니는 표생생물 또는 저질층을 이루는 갯벌이나 모래사장으로 들어가서 서식하는 내생생물의 생태활동으로 발생하는 각종 가스성분이나 화학성분 및 해저면과 인접한 해수속에서 생장하는 각종 미생물의 종류 등에 대한 분석작업을 수행하는 데 사용되는 현장배양 벤틱챔버에 관한 것이다.

일반적으로 그 바닥면이 갯벌이나 모래사장 등의 저질층으로 이루어지는 연안해역의 해저면 생태에 관한 각종 연구는, 해저면의 저질층 표면에 부착하거나 기어다니는 표생생물 또는 해저면의 저질층 내부로 들어가 서식하는 내생(내재저서) 생물의 생태활동 결과로 발생하는 각종 가스 성분이나 화학 성분 및 해저면과 인접한 수심층의 해수속에서 생장하는 각종 미생물의 종류 등에 대한 분석작업을 기초로 하여 수행된다.

이와 더불어, 육상으로부터 유입된 각종 이물질에 의한 해저면의 오염상태 및 이로 인한 표생생물이나 내생생물의 활동상태에 관한 연구에 있어서도, 해저면과 인접한 수심층의 해수를 시료로 채취하여 해당 시료를 분석하는 과정을 거치게 되며, 가장 바람직한 방식으로는 바닥면이 개구된 배양챔버를 해저면을 통하여 일정 깊이만큼 삽입시킨 상태에서, 배양챔버 내부의 임펠러를 회전시켜 해당 위치의 저질층을 교란시킨 다음, 일정한 반응시간을 두고 가스 성분이나 화학 성분을 센서기구로 측정하는 한편, 배양챔버의 내부에 갇혀 있는 반응해수를 시간대별로 채수(採水)하는 것이다.

상기와 같이 연안해역의 해저면 생태연구에 필요한 환경측정용 샘플이나 데이터를 수집하기 위한 측정장치로서, 본 발명자가 국립수산과학원 재직 당시에 개발하여 2009년 특허출원 제 56606호로 선출원 및 특허등록(제 10-0925885호)된 해수시료 채취용 샘플링장치를 대표적인 예로 들 수 있으며, 상기 샘플링장치는 앞서 설명되어진 배양챔버와 임펠러 및 센서기구로 벤틱챔버(Benthic chamber)를 구성하고, 상기 배양챔버로부터 해수샘플을 시간대별로 채수하는 시료채수기와 장치의 제어 및 데이터의 저장을 위한 컨트롤기구를 벤틱챔버와 함께 장치프레임상에 설치한 것이다.

그러나, 상기와 같은 종래의 샘플링장치에 적용된 벤틱챔버의 경우는, 샘플링장치의 토대를 제공하는 장치프레임의 중앙부 하측에 배양챔버가 고정식으로 설치됨에 따라, 해당 샘플링장치를 해저면에 안착시켜 배양챔버의 하단측이 소정의 깊이만큼 해저면으로 삽입되도록 한 다음, 배양챔버 내부의 임펠러를 회전시켜 해당 위치의 저질층을 교란시킨 상태에서, 일정한 반응시간을 두고 센서기구에 의한 측정작업과 시료채수기에 의한 해수샘플의 채수작업이 일차적으로 완료된 이후에는 벤틱챔버를 이용한 추가적인 채수 및 측정작업이 불가능한 문제점이 있었다.

다시 말해서, 종래의 샘플링장치를 해저면상에 안착시킨 이후 벤틱챔버를 통하여 수행할 수 있는 가스 성분이나 화학 성분의 측정작업 및 해수샘플의 채수작업은 임펠러에 의하여 배양챔버의 내부에서 해수와 함께 교란된 저질층이 해수와의 반응을 거쳐 생성한 1회분의 결과물에만 국한된다는 것이며, 해당 반응과정을 거쳐 측정작업과 채수작업이 일차 완료된 다음에는 배양챔버의 내부에 갇혀 있는 해수 자체가 시료로서의 가치를 상실하게 되므로, 벤틱챔버를 통한 추가적인 측정작업이나 해수샘플의 채수작업은 무의미하게 된다는 것이다.

상기와 같은 요인으로 말미암아 고가의 측정장비가 되는 샘플링장치를 해저면으로 1회 투입하여 획득할 수 있는 측정데이터와 해수샘플의 범위 및 그 다양성이 크게 줄어드는 문제점이 발생하였을 뿐만 아니라, 해당 측정데이터와 해수샘플을 이용한 분석작업의 정확도 및 그 연구결과의 신뢰도 역시 크게 저하되는 문제점이 발생하였으며, 이를 보완할 목적으로 샘플링장치를 해저면으로 투입 및 회수하는 작업을 수 회에 걸쳐 단순히 반복적으로 수행하는 것은 선박의 운항과 전문 인력이 요구되는 작업의 특성을 고려할 경우 극히 비효율적이고 비경제적인 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허 제 10-0925885호 대한민국 등록특허 제 10-1062284호

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 벤틱챔버를 이루는 배양챔버를 힌지로드에 의하여 측정장치의 장치구조물상에 링크식으로 연결 설치하는 한편, 상기 힌지로드를 배양챔버와 함께 소정의 각도만큼 상부 방향으로 들어 올릴 수 있는 각운동기구를 측정장치의 장치구조물상에 설치함으로서, 바닥면이 개구된 상태의 배양챔버 하단측을 소정의 깊이만큼 해저면으로 삽입시킨 다음, 배양챔버 내부의 임펠러를 회전시켜 해저면의 저질층을 교란시키는 방식으로 1회의 측정작업을 수행한 직후, 상기 각운동기구를 이용하여 배양챔버를 힌지로드와 함께 해저면으로부터 들어 올림에 따라 해당 위치의 저질층이 일정 시간에 걸쳐 안정화되도록 한 다음, 배양챔버를 다시 원위치로 하강시켜 측정작업을 재수행하는 방식으로 해저면에서의 연속적인 저질층 측정작업이 가능토록 한 현장배양 벤틱챔버를 제공하는 것을 그 주된 기술적 과제로 한다.

이와 더불어, 본 발명은 상기 배양챔버를 상,하 방향으로 이동시킬 수 있는 승하강기구를 배양챔버의 상부측에 배치시키는 한편, 상기 힌지로드는 배양챔버와 분리시킨 상태에서 각각의 힌지로드상에 수직프레임을 연결 설치하고, 상기 각각의 수직프레임 상단측이 배양챔버의 상측부를 에워싸는 형태의 테두리프레임과 연결 설치되도록 하며, 상기 테두리프레임이 승하강기구를 지지하는 장착베이스가 되도록 함으로서, 상기 각운동기구를 이용하여 배양챔버를 해저면과 인접한 위치에 일차 세팅시켜 놓은 다음, 상기 승하강기구를 이용하여 배양챔버의 하단부를 소정의 깊이만큼 해저면의 저질층으로 삽입시킬 수 있도록 하며, 이를 통하여 벤틱챔버에 의한 실질적인 측정작업과 채수작업 등을 수행하기 이전에 해저면의 저질층이 배양챔버에 의하여 불필요하게 긁히면서 교란되는 현상을 미연에 방지토록 한 현장배양 벤틱챔버를 제공하는 것을 또 다른 기술적 과제로 한다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서의 본 발명은, 연안해역의 해저면상에 안착시켜 해저면의 생태연구에 필요한 환경측정용 샘플이나 데이터를 수집하는 측정장치에 제공되는 것으로서, 바닥면이 개구된 상태로 소정의 깊이만큼 해저면으로 삽입되는 배양챔버와, 상기 배양챔버의 덮개판 상부면에 조립 설치되는 수밀식 모터케이스와, 상기 모터케이스의 내부에 삽입 설치되는 임펠러모터와, 상기 덮개판을 관통하여 배양챔버의 내부로 연장되는 임펠러모터의 구동축과 연결 설치되는 임펠러와, 상기 임펠러의 회전반경을 벗어난 위치에서 덮개판을 관통하여 배양챔버의 내부로 삽입 설치되는 센서기구를 포함하여서 이루어지며, 상기 임펠러는 임펠러모터의 구동축과 연결되는 허브의 외주연부를 따라 교반날개가 설치된 것이고, 상기 임펠러모터와 센서기구는 케이블에 의하여 측정장치의 컨트롤러와 메모리에 각각 접속 설치되는 벤틱챔버에 있어서, 상기 벤틱챔버는 측정장치를 이루는 장치구조물을 배양챔버와 연결하는 힌지로드와, 상기 힌지로드를 배양챔버와 함께 소정의 각도만큼 상부로 들어 올릴 수 있도록 하는 각운동기구를 추가로 포함하여서 이루어지며, 상기 힌지로드의 선단부측이 배양챔버의 하측부와 연결 설치되고, 상기 힌지로드의 후단부측이 측정장치의 장치구조물상에 조립되어 있는 링크지지대와 링크축을 개재시킨 상태로 연결 설치되며, 상기 각운동기구는 힌지로드 후단부의 링크축을 중심으로 하여 힌지로드를 배양챔버와 함께 상부 방향으로 들어 올리거나 원위치로 내려 놓을 수 있도록 설치되는 것을 특징으로 하고, 상기 각운동기구는 모터의 동력으로 축회전하는 막대볼트의 나사식 왕복이동 작동을 이용하여 힌지로드를 배양챔버와 함께 각운동시키는 스크류잭 방식이나, 실린더를 통한 피스톤로드의 출몰작동을 이용하여 힌지로드를 배양챔버와 함께 각운동시키는 유압실린더 방식이나, 모터의 동력으로 회전하는 풀리를 통한 와이어로프의 감김과 풀림 작동을 이용하여 힌지로드를 배양챔버와 함께 각운동시키는 와이어풀리 방식 중에서 택일한 방식이 사용됨을 특징으로 한다.

본 발명에 적용되는 상기 스크류잭 방식의 각운동기구는, 측정장치의 장치구조물로부터 힌지로드측을 향하여 소정의 각도만큼 하향 경사지게 배치되는 막대볼트와, 상기 막대볼트의 후단부측이 나사체결식으로 관통되도록 측정장치의 장치구조물상에 고정 설치되는 스크류너트와, 상기 막대볼트의 선단측이 연결 설치되는 스크류모터를 포함하여서 이루어지고, 상기 스크류모터는 수밀식 모터케이스의 내부에 삽입 설치되며, 상기 스크류모터의 구동축이 모터케이스의 일측면을 관통하여 막대볼트와 연결 설치되고, 상기 모터케이스의 타측면에는 연결축에 의하여 힌지로드와 링크식으로 연결되는 링크튜브가 제공되며, 상기 연결축은 링크축의 전방측 위치에서 힌지로드와 연결 설치되는 한편, 모터케이스의 링크튜브를 따라 관통식으로 삽입 설치되는 것이고, 상기 스크류모터로부터 모터케이스를 거쳐 연장되는 케이블이 측정장치의 컨트롤러와 접속 설치되는 것을 특징으로 하며, 상기 힌지로드는 배양챔버의 좌,우측에 각각 1개씩 연결 설치되고, 상기 링크지지대는 각각의 힌지로드 후단부에 1개씩 설치되며, 상기 링크축과 연결축은 각각의 힌지로드 사이에 걸쳐 가로지게 연결 설치되고, 상기 링크튜브는 해당 모터케이스와 함께 연결축의 중앙부에 배치되는 것을 특징으로 한다.

보다 더 바람직한 실시예로서, 상기 각각의 힌지로드는 배양챔버와 분리된 상태가 되고, 상기 각각의 힌지로드에는 배양챔버의 외측면을 따라 소정의 높이만큼 연장되는 수직프레임이 연결 설치되며, 상기 각각의 수직프레임 상단측은 배양챔버의 상부 외측면을 에워싸는 형태의 테두리프레임과 연결 설치되고, 상기 배양챔버의 좌,우측 또는 전,후방측에 해당하는 테두리프레임에는 소정의 길이만큼 배양챔버의 상부로 연장되는 거치대가 각각 연결 설치되며, 상기 각각의 거치대를 장착베이스로 하여 배양챔버를 승하강시키는 승하강기구가 설치되고, 상기 배양챔버는 해당 승하강기구에 매달리는 형태로 설치되는 것을 특징으로 하며, 상기 승하강기구는 모터의 동력으로 축회전하는 막대볼트의 나사식 왕복이동 작동을 이용하여 배양챔버를 승하강시키는 스크류잭 방식이나, 실린더를 통한 피스톤로드의 출몰작동을 이용하여 배양챔버를 승하강시키는 유압실린더 방식이나, 모터의 동력으로 회전하는 풀리를 통한 와이어로프의 감김과 풀림 작동을 이용하여 배양챔버를 승하강시키는 와이어풀리 방식 중에서 택일한 방식이 사용됨을 특징으로 하고, 상기 스크류잭 방식의 승하강기구는, 테두리프레임으로부터 연장된 각각의 거치대 사이에 걸쳐 수평 방향으로 가로지게 연결 설치되는 지지대와, 상기 지지대의 중앙부에 직립식으로 고정 설치되는 스크류너트와, 상기 스크류너트를 나사체결식으로 관통하는 막대볼트와, 상기 막대볼트의 하단부에 연결 설치되는 스크류모터를 포함하여서 이루어지며, 상기 승하강기구의 스크류모터는 임펠러모터용 수밀식 모터케이스 내부에 임펠러모터와 함께 삽입 설치되거나, 별도의 수밀식 모터케이스 내부에 삽입된 상태로 임펠러모터의 모터케이스 상부면에 고정 설치되고, 상기 승하강기구의 스크류모터 구동축이 모터케이스를 관통하여 막대볼트와 연결 설치되는 한편, 해당 스크류모터로부터 모터케이스를 거쳐 연장되는 케이블이 측정장치의 컨트롤러와 접속 설치되는 것을 특징으로 한다.

추가적인 사항으로서, 상기 임펠러모터의 모터케이스 하측부는 덮개판을 관통하여 배양챔버의 내부로 삽입 설치되고, 상기 배양챔버의 내부로 삽입된 모터케이스의 몸통 하측부가 임펠러의 허브를 관통하도록 설치되며, 상기 임펠러 허브의 직상부 위치에 해당하는 모터케이스의 외주면에는 플랜지부가 설치되고, 상기 모터케이스의 바닥면에는 임펠러 허브의 이탈방지캡이 조립 설치되며, 상기 모터케이스의 내측 하부에는 원통 형상의 몸통 둘레 부분을 따라 마그네트가 장착된 마그네트홀더가 삽입 설치되고, 상기 마그네트홀더가 임펠러모터의 구동축과 연결 설치되는 한편, 상기 교반날개의 사이에 해당하는 임펠러의 허브 내주면에도 마그네트가 삽입 설치되는 것을 특징으로 하며, 상기 측정장치의 장치구조물은 프레임 구조물로서의 거치대와 플레이트 구조물로서의 장착판을 벤틱챔버의 장착베이스로 제공하는 것이고, 상기 벤틱챔버를 장치구조물과 연결하는 힌지로드의 링크지지대와 각운동기구는 장치구조물상의 거치대와 장착판을 베이스로 하여 설치되는 것을 특징으로 하며, 상기 배양챔버의 하단측은 내측 방향으로 경사지는 침투단부로 형성되는 것을 특징으로 하고, 상기 배양챔버는 사각통 형상으로 제작되는 한편, 상기 수직프레임은 "ㄱ"자형 단면의 앵글프레임으로 하여 배양챔버의 모서리측마다 각각 1개씩 총 4개가 설치되며, 상기 각각의 수직프레임 하단에는 힌지로드의 바닥면을 떠받치는 연결클립이 일체로 연결 설치되고, 상기 각각의 연결클립이 힌지로드의 바닥면과 조립 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 바닥면이 개구된 상태의 배양챔버 하단측을 소정의 깊이만큼 해저면으로 삽입시킨 다음, 배양챔버 내부의 임펠러를 회전시켜 해저면의 저질층을 교란시키는 방식으로 1회의 측정작업을 수행한 직후, 상기 각운동기구를 이용하여 배양챔버를 힌지로드와 함께 해저면으로부터 들어 올림에 따라 해당 위치의 저질층이 일정 시간에 걸쳐 안정화되도록 한 다음, 배양챔버를 다시 원위치로 하강시켜 측정작업을 재수행하는 방식으로 해저면에서의 연속적인 저질층 측정작업이 가능한 효과를 제공한다.

이를 통하여, 종래의 샘플링장치와 같은 측정장치를 해저면으로 1회 투입하여 획득할 수 있는 측정데이터와 해수샘플의 범위 및 그 다양성을 폭넓게 확보할 수 있음은 물론이고, 해당 측정데이터와 해수샘플을 이용한 분석작업의 정확도 및 그 연구결과의 신뢰도 역시 크게 향상시킬 수 있는 효과를 제공하며, 측정장치의 장치구조물을 이루는 프레임이나 플레이트상에 힌지로드와 각운동기구를 연결시키는 간단한 방식으로 다양한 종류의 해저면 측정장치에 손쉽게 적용이 가능한 효율적이고 경제적인 방식의 현장배양 벤틱챔버를 제공하는 효과를 가진다.

특히, 상기 각운동기구를 이용하여 배양챔버를 해저면과 인접한 위치에 일차 세팅시켜 놓은 다음, 상기 승하강기구를 이용하여 배양챔버의 하단부를 소정의 깊이만큼 해저면의 저질층으로 삽입시킬 수 있도록 한 경우에는, 벤틱챔버에 의한 실질적인 측정작업과 채수작업 등을 수행하기 이전에 해저면의 저질층이 배양챔버에 의하여 불필요하게 긁히면서 교란되는 현상을 미연에 방지할 수 있는 효과를 제공하며, 이를 통하여 연안해역의 해저면 생태연구에 필요한 환경측정용 샘플이나 데이터를 한층 더 신속하고 정확하게 획득할 수 있는 최적의 현장배양 벤틱챔버를 제공하는 효과를 가지는 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 연속측정식 벤틱챔버의 외관사시도.
도 2는 도 1의 측면도.
도 3은 도 1에서 배양챔버를 들어 올린 상태의 외관사시도.
도 4는 도 3의 측면도.
도 5는 배양챔버를 기준으로 하는 벤틱챔버의 정단면도.
도 6은 벤틱챔버의 각운동기구를 이루는 스크류모터의 설치구조를 나타내는 요부 발췌 평단면도.
도 7은 벤틱챔버에 적용되는 마그네트 구동식 임펠러 구조를 나타내는 요부발췌 정단면도.
도 8은 도 6의 임펠러 구조가 적용된 배양챔버의 저면측 단면도.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 연속측정식 벤틱챔버의 외관사시도.
도 10은 도 9의 측면도.
도 11은 도 9에서 배양챔버를 들어 올린 상태의 외관사시도.
도 12는 도 9에 도시된 벤틱챔버의 배양챔버 승하강기구를 나타내는 요부 발췌 정단면도.
도 13은 도 12의 요부 확대도.
도 14는 도 13의 다른 적용례를 나타내는 요부 확대도.

이하, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 일실시예에 따른 벤틱챔버는 도 1 내지 도 6에 걸쳐 도시된 바와 같이, 바닥면이 개구된 상태로 소정의 깊이만큼 해저면의 저질층으로 삽입되는 배양챔버(1)와, 상기 배양챔버(1)의 덮개판(2) 상부면에 조립 설치되는 수밀식(水密式) 모터케이스(4)와, 상기 모터케이스(4)의 내부에 삽입 설치되는 임펠러모터(21)와, 상기 덮개판(2)을 관통하여 배양챔버(1)의 내부로 연장되는 임펠러모터(21)의 구동축(22)과 연결 설치되는 임펠러(23)와, 상기 임펠러(23)의 회전반경을 벗어난 위치(도 8 참조)에서 덮개판(2)의 센서홀더(5a)를 관통하여 배양챔버(1)의 내부로 삽입 설치되는 센서기구(5)를 포함하여서 이루어지며, 이는 종래의 기술내용에서 설명되어진 벤틱챔버의 구성과 일맥 상통하는 것이다.

또한, 상기 임펠러(23)는 임펠러모터(21)의 구동축(22)과 조립 설치되는 허브(Hub)(24)의 외주연부를 따라 다수 개(도 8 기준 4개)의 교반날개(25)가 연결 설치된 것이고, 상기 임펠러모터(21)와 센서기구(5)는 케이블(6)에 의하여 측정장치의 컨트롤러와 메모리 또는 이들의 기능을 통합한 CPU 등에 각각 접속 설치될 것이며, 도 5에서와 같이 상기 임펠러모터(21)용 케이블(6)은 모터케이스(4)의 상단측 밀폐캡(26)을 거쳐 외부로 연장되어 있고, 상기 밀폐캡(26)과 케이블(6)의 사이에는 수밀용 케이블튜브(27)가 개재되어 있으며, 상기 밀폐캡(26)과 모터케이스(4)와의 조립부위 및 상기 모터케이스(4)와 덮개판(2)과의 조립부위에도 밀폐링(28)이 각각 개재되어 있고, 상기 임펠러모터(21)의 구동축(22)이 덮개판(2)을 관통하는 부위에는 밀폐링(28)과 베어링(29)이 순차적으로 개재되어 있다.

본 발명에 따른 벤틱챔버(10)는 앞서 설명되어진 종래의 샘플링장치에만 국한하여 적용되는 것이 아니라, 본 발명자가 국립수산과학원 재직 당시에 개발하여 2010년 특허출원 제 15116호로 선출원 및 특허등록(제 10-0975277호)된 저질오염측정을 위한 휴대용 프로파일러(Profiler) 등이 포함된 다양한 종류의 해저면 측정장치에 적용될 수 있음을 서두에서 미리 밝혀두는 바이며, 이러한 관점에서 본원의 청구범위 및 첨부된 도면에서는 임펠러모터(21)와 임펠러(23) 및 센서기구(5)만이 배양챔버(1)상에 설치된 것을 대표적인 실시예로 한 것이다.

다시 말해서, 종래의 샘플링장치에 적용된 벤틱챔버의 경우는 상기 임펠러모터(21)와 임펠러(23) 및 센서기구(5)와 더불어, 시료채수기로부터 연장되는 샘플링튜브(Sampling tube)를 배양챔버(1)와 연결시키기 위한 튜브커넥터가 배양챔버(1)상에 추가로 제공되는 반면, 앞서 설명되어진 프로파일러와 같이 시료채수기가 사용되지 아니하는 측정장치에 벤틱챔버가 설치될 경우, 상기 튜브커넥터는 배양챔버(1)상에 설치할 필요성이 없어진다는 것이며, 이를 위하여 본 발명에서는 벤틱챔버(10)에 요구되는 필수구성요소만을 청구범위와 도면상에 기재하였다는 것이다.

보다 더 구체적으로 설명하면, 본 발명의 벤틱챔버(10)가 적용되는 해저면 측정장치의 종류와 기능에 맞추어 상기 임펠러모터(21)와 임펠러(23) 및 센서기구(5) 이외에 해당 측정장치에서 벤틱챔버(10)와의 연계를 필요로 하는 다른 여러 가지의 측정기구나 샘플링기구 등이 배양챔버(1)상에 선택적으로 설치될 수 있다는 것을 의미하며, 상기 센서기구(5) 또한 DO(용존산소) 센서와 CO₂ 센서와 같은 가스센서로부터 탁도센서나 바이오센서 또는 전기화학센서에 이르기까지 해당 측정장치에서 요구되는 다양한 종류의 센서가 선택적으로 설치 및 사용될 수 있고, 필요시 2종류 이상의 센서기구(5)가 배양챔버(1)상에 설치될 수도 있음은 물론이다.

본 발명의 실질적인 요부를 이루는 구성요소로서는, 상기 배양챔버(1)를 측정장치의 장치구조물(20)과 연결시키기 위한 소정 길이의 힌지로드(Hinge rod)(7)와, 상기 힌지로드(7)를 배양챔버(1)와 함께 소정의 각도만큼 상부 방향으로 회전시켜 들어 올릴 수 있도록 하는 각운동기구를 벤틱챔버(10)에 포함시킨 것이며, 도면상 상기 힌지로드(7)는 사각형 단면의 파이프로 하여 그 선단부측(도 1에서 우측단부)이 배양챔버(1)의 하측부와 연결 설치되어 있고, 그 후단부측(도 1에서 좌측단부)이 측정장치의 장치구조물(20)상에 고정 설치된 링크지지대(8)와 링크축(9)을 개재시킨 상태로 연결 설치되어 있다.

따라서, 상기 각운동기구는 배양챔버(1)와 연결된 힌지로드(7)를 그 후단부의 링크축(9)을 중심으로 하여 도 1 및 도 2에 도시된 수평 상태(배양챔버의 하단부가 소정의 깊이만큼 해저면의 저질층으로 삽입된 상태)로부터 도 3 및 도 4에 도시된 직립 상태(배양챔버가 소정의 높이만큼 상부 방향으로 들려진 상태)에 이르기까지의 요구하는 위치에 맞추어 각운동시킬 수 있도록 설치되는 것이며, 이러한 기능을 달성할 수 있는 것이라면 어떠한 종류의 각운동기구가 설치되더라도 무방함을 밝혀두는 바이다.

상기 각운동기구로서는 모터의 동력으로 축회전하는 막대볼트의 나사식 왕복이동 작동을 이용하여 힌지로드(7)를 배양챔버(1)와 함께 각운동시키는 스크류잭(Screw-jack) 방식이나, 실린더본체를 통한 피스톤로드의 출몰작동을 이용하여 힌지로드(7)를 배양챔버(1)와 함께 각운동시키는 유압실린더 방식이나, 모터의 동력으로 회전하는 풀리(Pulley)를 통한 와이어로프의 감김과 풀림 작동을 이용하여 힌지로드(7)를 배양챔버(1)와 함께 각운동시키는 와이어풀리 방식을 대표적인 예로 들 수 있으며, 각운동기구에 의한 힌지로드(7)의 원활한 링크식 회전작동을 위하여 상기 링크축(9)이 링크지지대(8)를 관통하는 부위에 베어링을 개재시키는 것이 바람직하다.

본 발명에서는 도 1 내지 도 4에서와 같이 스크류잭 방식의 각운동기구가 적용되었는 바, 해당 각운동기구는 측정장치의 장치구조물(20)로부터 힌지로드(7)측을 향하여 소정의 각도만큼 하향 경사지게 배치되는 막대볼트(14)와, 상기 막대볼트(14)의 후단부측이 나사체결식으로 관통되도록 측정장치의 장치구조물(20)상에 고정 설치되는 스크류너트(15)와, 상기 막대볼트(14)의 선단측이 연결 설치되는 스크류모터(21a)를 포함하여서 이루어지며, 상기 스크류모터(21a)는 앞서 설명되어진 임펠러모터(21)와 마찬가지로 수밀식 모터케이스(11)의 내부에 삽입 설치된다.

도 6을 기준으로 할 경우, 상기 스크류모터(21a)의 모터케이스(11)는 그 전방측(도면상 좌측) 입구 부분에 밀폐링(28)을 개재시킨 상태로 밀폐캡(26)이 조립 설치되어 있고, 상기 스크류모터(21a)의 구동축(22)이 밀폐링(28)을 개재시킨 상태로 밀폐캡(26)을 관통한 다음 막대볼트(14)와 일체로 연결 설치되어 있으며, 상기 스크류모터(21a)의 케이블(6)은 모터케이스(11)의 후방(도면상 우측) 일측면을 관통하여 외부로 연장된 다음 측정장치의 컨트롤러나 CPU 등과 접속 설치될 것이고, 스크류모터(21a)의 케이블(6)이 관통하는 모터케이스(11) 부분에도 수밀용 케이블튜브(27)가 개재되어 있다.

이와 더불어, 상기 스크류모터(21a)의 모터케이스(11) 후방면(도면상 우측면)에는 연결축(13)에 의하여 힌지로드(7)와 링크식으로 연결되는 링크튜브(12)가 제공되고, 상기 연결축(13)은 링크축(9)의 전방측 위치에서 힌지로드(7)와 연결 설치되는 한편, 모터케이스(11)의 링크튜브(12)를 따라 관통식으로 삽입 설치되며, 이러한 링크튜브(12)와 연결축(13)에 의하여 상기 힌지로드(7)가 각운동기구와도 링크식으로 연결되는 바, 필요에 따라서는 상기 링크튜브(12)의 내주면에도 파이프형 롤러베어링이 설치될 수 있다.

보다 더 바람직하게는, 상기 힌지로드(7)를 배양챔버(1)의 좌,우측에 각각 1개씩 연결 설치하고, 상기 링크지지대(8)의 경우도 각각의 힌지로드(7) 후단부마다 1개씩 설치하며, 상기 링크축(9)과 연결축(13)은 각각의 힌지로드(7) 사이에 걸쳐 가로지게 연결 설치하고, 상기 링크튜브(12)는 해당 모터케이스(11)와 함께 연결축(13)의 중앙부에 배치함으로서, 힌지로드(7)와 배양챔버(1)간의 연결강도 및 힌지로드(7)에 의한 배양챔버(1)의 지지력을 한층 더 증대시키는 한편, 각운동기구에 의한 힌지로드(7)와 배양챔버(1)의 각운동 작동 역시 보다 더 안정적으로 수행할 수 있도록 하였으며, 상기 배양챔버(1)의 하단측은 내측 방향으로 경사지게 절단된 침투단부(3)로 형성시켜 해저면 저질층으로의 침투가 용이하도록 하였다.

도 1 내지 도 4를 기준으로 하면, 상기 힌지로드(7)의 링크지지대(8)는 측정장치의 장치구조물(20)을 이루는 장착판(18)상에 고정 설치되어 있고, 상기 스크류너트(15)는 수평 방향의 지지대(16)상에 고정 설치되어 있으며, 상기 지지대(16)가 측정장치의 장치구조물(20)을 이루는 한 쌍의 거치대(17)와 가로지게 연결 설치되어 있고, 상기 각각의 거치대(17)가 링크지지대(8)와 함께 장착판(18)상에 고정 설치된 것으로 도시되어 있는 바, 본 발명에 따른 벤틱챔버(10)의 장착베이스(19)를 제공하는 상기 거치대(17)와 장착판(18)은 측정장치의 장치구조물(20) 자체에 제공된 것일 수도 있고, 본 발명에 따른 벤틱챔버(10)의 설치를 위하여 해당 측정장치의 장치구조물(20)상에 추가로 설치된 것일 수도 있다.

다시 말해서, 앞서 설명되어진 종래의 샘플링장치에는 해당 문헌의 도 1에서와 같이 골조구조물로서의 장치프레임 하단에 소정 넓이의 침하방지판이 설치되어 있고, 앞서 설명되어진 종래의 프로파일러에 있어서도 해당 문헌의 도 1에서와 같이 스탠드(Stand)와 높이조절봉 및 침하방지판이 장치베이스로 구축되어 있기 때문에, 해당 구조물을 거치대(17)와 장착판(18)으로 적절히 활용할 수 있다는 것이고, 측정장치의 장치구조물(20)상에 프레임(Frame) 구조나 플레이트(Plate) 구조가 적절한 위치에 제공되지 못한 경우에 한하여, 상기 거치대(17)와 장착판(18)이 포함된 장착베이스(19)를 장치구조물(20)상에 추가로 설치할 수 있다는 것이다.

또한, 상기 스크류잭 방식의 각운동기구를 대신하여 유압실린더 방식의 각운동기구를 본 발명의 벤틱챔버(10)에 적용시킬 경우에는, 유압실린더의 실린더본체가 상기 지지대(16)상에 소정의 각도만큼 하향 경사지게 고정 설치되는 한편, 상기 실린더본체로부터 연장되는 피스톤로드의 선단부가 링크튜브(12)와 연결 설치될 것이고, 와이어풀리 방식의 각운동기구를 본 발명의 벤틱챔버(10)에 적용시킬 경우에는, 상기 지지대(16)와 평행한 방향을 이루도록 거치대(17)상에 고정된 구동모터의 출력축에 와이어풀리가 설치되는 한편, 상기 와이어풀리로부터 연장되는 와이어로프가 링크튜브(12)와 연결 설치될 것이며, 상기 링크튜브(12)를 대신하여 링크용 고리나 후크 등이 설치될 수도 있다.

상기와 같은 여러 가지 종류의 각운동기구 중에서 스크류잭 방식의 각운동기구를 본 발명의 대표적인 실시예에 포함시킨 이유는, 유압실린더식 각운동기구의 경우 실린더본체로 작동유를 공급 및 배출시키기 위한 유압라인과 유압펌프 등의 부가적인 장치가 추가로 제공되어야 하는 단점이 있고, 와이어로프식 각운동기구의 경우는 모터와 풀리 및 와이어만으로 해당 기구를 간단하게 구성할 수 있으나, 힌지로드(7)를 배양챔버(1)와 함께 각운동시키는 작동을 섬세하고 정확하게 수행하기가 다소 어려운 단점이 있기 때문이며, 이러한 장단점을 모두 고려할 경우 스크류잭 방식의 각운동기구가 가장 적합하다는 것이다.

그리고, 상기 스크류잭 방식의 각운동기구 역시 도면에 도시된 것과 다른 방식으로 설치가 가능하며, 그 일례를 들자면 상기 스크류모터(21a) 자체를 공지된 중공축 모터로 하여 모터케이스(11)와 함께 지지대(16)상에 하향 경사지게 고정 설치하고, 해당 중공축의 내부에 너트식 나사가공을 수행한 다음, 상기 막대볼트(14)가 너트식 중공축을 관통하도록 하는 방식이 되며, 이 경우는 막대볼트(14)의 선단측이 링크튜브(12)와 직접 연결된 상태에서 해당 모터의 작동에 의한 너트식 중공축의 회전에 따라 막대볼트(14)가 나사식으로 왕복 이동하면서 힌지로드(7)를 배양챔버(1)와 함께 상,하 방향으로 각운동시키게 되는 것이다.

도 7 및 도 8에 도시된 것은 본 발명의 벤틱챔버(10)에 적용되는 마그네트식 임펠러(23) 구동기구를 나타낸 것으로서, 상기 임펠러모터(21)의 구동축(22)이 배양챔버(1)의 덮개판(2)을 관통하여 임펠러(23)의 허브(24)와 연결 설치되도록 한 일반적인 방식과는 달리, 상기 임펠러모터(21)의 모터케이스(4) 하측 부분이 밀폐된 상태로 하여 덮개판(2)을 관통함으로서 배양챔버(1)의 내부로 삽입 설치되어 있고, 상기 배양챔버(1)의 내부로 삽입된 모터케이스(4)의 밀폐된 몸통 하측부가 임펠러(23)의 허브(24)를 관통하도록 설치되어 있으며, 상기 임펠러(23) 허브(24)의 직상부 위치에 해당하는 모터케이스(4)의 외주면에는 플랜지부(34)가 설치되어 있고, 상기 모터케이스(4)의 바닥면에는 임펠러(23) 허브(24)의 이탈방지캡(33)이 조립 설치되어 있다.

이와 더불어, 상기 모터케이스(4)의 내측 하부에는 원통 형상의 몸통 둘레 부분을 따라 마그네트(31)가 장착된 마그네트홀더(30)가 삽입 설치되어 있고, 상기 임펠러모터(21)의 구동축(22)은 모터케이스(4)의 내부에서 마그네트홀더(30)의 중앙부로 삽입된 다음 전동핀(32)에 의하여 마그네트홀더(30)와 연결 설치되어 있으며, 상기 교반날개(25)의 사이에 해당하는 허브(24)의 내주면에도 마그네트(31)가 삽입 설치됨으로서, 임펠러모터(21)의 동력으로 모터케이스(4) 내부의 마그네트홀더(30)를 회전시키게 되면, 상기 마그네트홀더(30)와 흡착자력으로 연결된 허브(24) 및 그 외주면의 교반날개(25) 역시 모터케이스(4)의 몸통 하측부를 중심축으로 하여 플랜지부(34)와 이탈방지캡(33)의 사이에서 마그네트홀더(30)와 함께 회전하게 되는 것이다.

상기와 같은 마그네트식 임펠러(23) 구동기구의 경우에도 본 발명자가 국립수산과학원 재직 당시에 개발하여 2011년 특허출원 제 26295호로 선출원 및 특허등록(제 10-1062284호)된 해수샘플러용 스터링장치에 기재되어 알려진 사항이고, 단지 차이가 있는 점은 마그네트홀더(30)의 세부적인 구조와 임펠러(23)용 허브(24)상에 설치되는 마그네트(31)의 위치가 되며, 이러한 마그네트식 임펠러(23) 구동기구를 적용시킴에 따라 벤틱챔버(10)를 해저면에서 장시간 동안 가동시키더라도 임펠러(23)의 구동부위에 마모현상이 발생하지 않도록 함으로서, 해당 부위를 통한 해수의 침투 및 이로 인한 임펠러모터(21)의 오작동이나 고장을 미연에 방지할 수 있는 것이다.

도 9 내지 도 12에 도시된 것은 본 발명의 다른 실시예에 따른 벤틱챔버(10)를 나타낸 것으로서, 상기 각각의 힌지로드상(7)에 배양챔버(1)의 외측면을 따라 소정의 높이만큼 연장되는 수직프레임(35)을 연결 설치하고, 상기 각각의 수직프레임(35) 상단측이 배양챔버(1)의 상부 외측면을 에워싸는 형태의 테두리프레임(36)과 연결 설치되도록 하며, 상기 배양챔버(1)의 좌,우측 또는 전,후방측(도면상 좌,우측)에 해당하는 테두리프레임(36)에는 소정의 길이만큼 배양챔버(1)의 상부로 연장되는 거치대(17)를 각각 연결 설치하고, 상기 각각의 거치대(17)를 장착베이스로 하여 배양챔버(1)를 승하강시키는 승하강기구를 설치한 것이다.

따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 벤틱챔버(10)의 경우 상기 배양챔버(1)가 힌지로드(7)와 연결되지 않고 상기 승하강기구에 매달리는 형태로 설치되는 것이며, 그 이외의 나머지 구성은 앞선 일실시예에서 설명되어진 것과 동일하게 이루어지는 바, 상기 승하강기구를 본 발명의 벤틱챔버(10)에 추가로 적용시킬 경우, 벤틱챔버(10)에 의한 실질적인 측정작업과 채수작업 등을 수행하기 이전에 해저면의 저질층이 배양챔버(1)에 의하여 불필요하게 긁히면서 교란되는 현상을 미연에 방지할 수 있다.

다시 말해서, 상기 각운동기구만을 이용하여 배양챔버(1)의 하단부가 해저면의 저질층으로 직접 삽입되게 하였던 앞선 일실시예와는 달리, 상기 각운동기구를 이용하여 배양챔버(1)를 힌지로드(7)와 함께 도 9 및 도 10에 도시된 수평 상태(배양챔버의 하단부가 해저면과 일정 간격을 두고 이격된 상태)로 일차 세팅시켜 놓은 다음, 도 10 및 도 12의 화살표 방향에서와 같이 상기 승하강기구를 이용하여 배양챔버(1)를 해저면측으로 하강시킴으로서, 배양챔버(1)의 하단측 침투단부(3)가 소정의 깊이만큼 해저면의 저질층으로 삽입되게 한다는 것이다.

이러한 방식을 통하여 배양챔버(1)의 하단측 침투단부(3)를 해저면의 저질층으로 삽입시키는 작업시 해당 저질층이 배양챔버(1)에 의하여 불필요하게 긁히면서 사전 교란되는 현상을 미연에 방지할 수 있다는 것이며, 벤틱챔버(10)를 이용한 측정작업과 채수작업 등이 완료된 이후에는, 상기 승하강기구를 이용하여 도 10 및 도 12의 화살표 방향과 반대되는 방향으로 배양챔버(1)를 해저면으로부터 일정 높이만큼 들어 올린 상태에서, 도 11에 도시된 바와 같이 상기 각운동기구를 이용하여 승하강기구가 장착된 배양챔버(1)를 힌지로드(7)와 함께 상부 방향으로 각운동시키게 되는 것이다.

위에서 설명되어진 것과 같은 기능을 수행할 수 있는 것이라면, 상기 승하강기구 역시 모터의 동력으로 축회전하는 막대볼트의 나사식 왕복이동 작동을 이용하여 배양챔버(1)를 승하강시키는 스크류잭 방식이나, 실린더본체를 통한 피스톤로드의 출몰작동을 이용하여 배양챔버(1)를 승하강시키는 유압실린더 방식이나, 모터의 동력으로 회전하는 풀리를 통한 와이어로프의 감김과 풀림 작동을 이용하여 배양챔버(1)를 승하강시키는 와이어풀리 방식 등이 적용될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 벤틱챔버(10)에 있어서도 스크류잭 방식의 승하강기구가 대표적으로 적용되었는 바, 해당 승하강기구는 테두리프레임(36)으로부터 연장된 각각의 거치대(17) 사이에 걸쳐 수평 방향으로 가로지게 연결 설치되는 지지대(16)와, 상기 지지대(16)의 중앙부에 직립식으로 고정 설치되는 스크류너트(15)와, 상기 스크류너트(15)를 나사체결식으로 관통하는 막대볼트(14)와, 상기 막대볼트(14)의 하단부에 연결 설치되는 스크류모터(21b)를 포함하여서 이루어지며, 상기 각각의 거치대(17)가 테두리프레임(36)과 연결되는 부분에는 해당 부위의 강도보강을 위하여 보강클립(37)이 덧대어진 상태로 연결 설치되어 있다.

상기 승하강기구의 스크류모터(21b)는 도 13에서와 같이 임펠러모터(21)용 수밀식 모터케이스(4)의 내부에 임펠러모터(21)와 함께 삽입 설치될 수도 있고, 도 14에서와 같이 별도의 수밀식 모터케이스(4)의 내부에 삽입된 상태로 임펠러모터(21)의 모터케이스(4) 상부면에 고정 설치될 수도 있는 바, 전자의 경우는 해당 모터케이스(4)의 내부에 승하강기구의 스크류모터(21b)를 임펠러모터(21)와 이격된 상태로 지지하는 지지턱(4a)을 제공하는 것이 바람직하고, 후자의 경우는 스크류모터(21b)용 모터케이스(4)의 몸통 하단부와 임펠러모터(21)용 모터케이스(4)의 밀폐캡(26) 상단측에 조립플랜지(4b)를 제공하는 것이 바람직하다.

또한, 전자의 경우에는 스크류모터(21b)와 임펠러모터(21)로부터 연장되는 케이블(6)이 해당 모터케이스(4)의 측면부에 제공된 하나의 수밀용 케이블튜브(27)를 거쳐 외부로 연장되도록 하는 것이 바람직하고, 후자의 경우에는 스크류모터(21b)와 임펠러모터(21)의 케이블(6)을 각각의 모터케이스(4)에 제공된 수밀용 케이블튜브(27)를 거쳐 개별적으로 연장시키는 것이 바람직하며, 상기 스크류모터(21b)의 구동축(22)은 밀폐링(28)을 개재시킨 상태로 해당 모터케이스(4)의 상단면 밀폐캡(26)을 관통하여 막대볼트(14)와 일체로 연결 설치될 것이다.

보다 더 바람직하게는 상기 배양챔버(1)를 사각통 형상으로 제작하고, 상기 각각의 힌지로드(7) 선단부측을 보강대(7a)로 연결시키는 한편, 상기 수직프레임(35)은 "ㄱ"자형 단면의 앵글프레임으로 하여 배양챔버(1)의 모서리측마다 각각 1개씩 총 4개를 설치하며, 상기 각각의 수직프레임(35) 하단에는 보강대(7a)가 포함된 힌지로드(7)의 바닥면을 떠받치는 연결클립(38)을 일체로 연결 설치하고, 상기 각각의 연결클립(38)을 힌지로드(7)의 바닥면과 조립 설치함으로서, 힌지로드(7)에 대한 승하강기구의 연결 및 지지강도를 충분히 확보하는 한편, 각운동기구에 의한 힌지로드(7)와 배양챔버(1)의 각운동시에도 상기 승하강기구가 배양챔버(1)의 상부측에서 요동없이 안정적으로 지지되게 하며, 이를 위하여 모든 첨부도면에서 사각통 형상의 배양챔버(1)를 대표적인 일례로 하였으나, 상기 배양챔버(1)는 사각통 이외의 원통이나 다각통으로도 제작될 수 있음을 밝혀두는 바이다.

또한, 앞서 설명되어진 바와 같이 상기 스크류잭 방식의 승하강기구를 대신하여 유압실린더식 승하강기구를 적용시킬 경우, 실린더본체가 지지대(16)상에 하향 직립식으로 고정되는 한편, 실린더본체로부터 연장되는 피스톤로드가 임펠러모터(21)용 모터케이스(4)와 연결될 것이고, 와이어풀리식 승하강기구를 적용시킬 경우에는, 와이어풀리가 구동모터와 함께 거치대(17)상에 수평 방향으로 배치되는 한편, 와이어풀리로부터 연장되는 와이어로프가 임펠러모터(21)용 모터케이스(4)와 연결될 것이며, 승하강기구의 스크류모터(21b)를 중공축 모터로 하여 모터케이스(4)와 함께 지지대상에 직립식으로 고정시키고, 임펠러모터(21)의 모터케이스(4)와 연결된 막대볼트(14)를 해당 모터의 너트식 중공축으로 관통시키는 방식도 적용이 가능함은 물론이다.

상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명의 벤틱챔버(10)에 따르면, 바닥면이 개구된 상태의 배양챔버(1) 하단측을 소정의 깊이만큼 해저면으로 삽입시킨 다음, 배양챔버(1) 내부의 임펠러(23)를 회전시켜 해저면의 저질층을 교란시키는 방식으로 1회의 측정작업을 수행한 직후, 상기 각운동기구를 이용하여 배양챔버(1)를 힌지로드(7)와 함께 해저면으로부터 들어 올림에 따라, 해당 위치의 저질층이 일정 시간에 걸쳐 안정화되도록 한 다음, 배양챔버(1)를 다시 원위치로 하강시켜 측정작업을 재수행하는 방식으로 해저면에서의 연속적인 저질층 측정작업이 가능하게 된다.

이를 통하여, 종래의 샘플링장치와 같은 측정장치를 해저면으로 1회 투입하여 획득할 수 있는 측정데이터와 해수샘플의 범위 및 그 다양성을 폭넓게 확보할 수 있음은 물론이고, 해당 측정데이터와 해수샘플을 이용한 분석작업의 정확도 및 그 연구결과의 신뢰도 역시 크게 향상시킬 수 있으며, 측정장치의 장치구조물(20)을 이루는 프레임이나 플레이트상에 힌지로드(7)와 각운동기구를 연결시키는 간단한 방식으로 다양한 종류의 해저면 측정장치에 손쉽게 적용이 가능한 효율적이고 경제적인 방식의 현장배양 벤틱챔버(10)를 제공할 수 있다.

특히, 상기 각운동기구를 이용하여 배양챔버(1)를 해저면과 인접한 위치에 일차 세팅시켜 놓은 다음, 상기 승하강기구를 이용하여 배양챔버(1)의 하단부를 소정의 깊이만큼 해저면의 저질층으로 삽입시킬 수 있도록 한 경우에는, 벤틱챔버(10)에 의한 실질적인 측정작업과 채수작업 등을 수행하기 이전에 해저면의 저질층이 배양챔버(1)에 의하여 불필요하게 긁히면서 교란되는 현상을 미연에 방지할 수 있으며, 이를 통하여 연안해역의 해저면 생태연구에 필요한 환경측정용 샘플이나 데이터를 한층 더 신속하고 정확하게 획득할 수 있는 최적의 현장배양 벤틱챔버(10)를 제공할 수 있는 것이다.

1 : 배양챔버 2 : 덮개판 3 : 침투단부
4,11 : 모터케이스 4a : 지지턱 4b : 조립플랜지
5 : 센서기구 5a : 센서홀더 6 : 케이블
7 : 힌지로드 7a : 보강대 8 : 링크지지대
9 : 링크축 10 : 벤틱챔버 12 : 링크튜브
13 : 연결축 14 : 막대볼트 15 : 스크류너트
16 : 지지대 17 : 거치대 18 : 장착판
19 : 장착베이스 20 : 장치구조물 21 : 임펠러모터
21a,21b : 스크류모터 22 : 구동축 23 : 임펠러
24 : 허브 25 : 교반날개 26 : 밀폐캡
27 : 케이블튜브 28 : 밀폐링 29 : 베어링
30 : 마그네트홀더 31 : 마그네트 32 : 전동핀
33 : 이탈방지캡 34 : 플랜지부 35 : 수직프레임
36 : 테두리프레임 37 : 보강클립 38 : 연결클립

Claims (11)

1. 연안해역의 해저면상에 안착시켜 해저면의 생태연구에 필요한 환경측정용 샘플이나 데이터를 수집하는 측정장치에 제공되는 것으로서, 바닥면이 개구된 상태로 소정의 깊이만큼 해저면으로 삽입되는 배양챔버와, 상기 배양챔버의 덮개판 상부면에 조립 설치되는 수밀식 모터케이스와, 상기 모터케이스의 내부에 삽입 설치되는 임펠러모터와, 상기 덮개판을 관통하여 배양챔버의 내부로 연장되는 임펠러모터의 구동축과 연결 설치되는 임펠러와, 상기 임펠러의 회전반경을 벗어난 위치에서 덮개판을 관통하여 배양챔버의 내부로 삽입 설치되는 센서기구를 포함하여서 이루어지며, 상기 임펠러는 임펠러모터의 구동축과 연결되는 허브의 외주연부를 따라 교반날개가 설치된 것이고, 상기 임펠러모터와 센서기구는 케이블에 의하여 측정장치의 컨트롤러와 메모리에 각각 접속 설치되는 벤틱챔버에 있어서,
   상기 벤틱챔버는 측정장치를 이루는 장치구조물을 배양챔버와 연결하는 힌지로드와, 상기 힌지로드를 배양챔버와 함께 소정의 각도만큼 상부로 들어 올릴 수 있도록 하는 각운동기구를 추가로 포함하여서 이루어지며,
   상기 힌지로드의 선단부측이 배양챔버의 하측부와 연결 설치되고, 상기 힌지로드의 후단부측이 측정장치의 장치구조물상에 조립되어 있는 링크지지대와 링크축을 개재시킨 상태로 연결 설치되며,
   상기 각운동기구는 힌지로드 후단부의 링크축을 중심으로 하여 힌지로드를 배양챔버와 함께 상부 방향으로 들어 올리거나 원위치로 내려 놓을 수 있도록 설치되는 것을 특징으로 하는 해저면에서의 연속측정이 가능한 현장배양 벤틱챔버.
2. 제 1항에 있어서, 상기 각운동기구는 모터의 동력으로 축회전하는 막대볼트의 나사식 왕복이동 작동을 이용하여 힌지로드를 배양챔버와 함께 각운동시키는 스크류잭 방식이나, 실린더를 통한 피스톤로드의 출몰작동을 이용하여 힌지로드를 배양챔버와 함께 각운동시키는 유압실린더 방식이나, 모터의 동력으로 회전하는 풀리를 통한 와이어로프의 감김과 풀림 작동을 이용하여 힌지로드를 배양챔버와 함께 각운동시키는 와이어풀리 방식 중에서 택일한 방식이 사용됨을 특징으로 하는 해저면에서의 연속측정이 가능한 현장배양 벤틱챔버.
3. 제 2항에 있어서, 상기 스크류잭 방식의 각운동기구는, 측정장치의 장치구조물로부터 힌지로드측을 향하여 소정의 각도만큼 하향 경사지게 배치되는 막대볼트와, 상기 막대볼트의 후단부측이 나사체결식으로 관통되도록 측정장치의 장치구조물상에 고정 설치되는 스크류너트와, 상기 막대볼트의 선단측이 연결 설치되는 스크류모터를 포함하여서 이루어지고, 상기 스크류모터는 수밀식 모터케이스의 내부에 삽입 설치되며,
   상기 스크류모터의 구동축이 모터케이스의 일측면을 관통하여 막대볼트와 연결 설치되고, 상기 모터케이스의 타측면에는 연결축에 의하여 힌지로드와 링크식으로 연결되는 링크튜브가 제공되며, 상기 연결축은 링크축의 전방측 위치에서 힌지로드와 연결 설치되는 한편, 모터케이스의 링크튜브를 따라 관통식으로 삽입 설치되는 것이고, 상기 스크류모터로부터 모터케이스를 거쳐 연장되는 케이블이 측정장치의 컨트롤러와 접속 설치되는 것을 특징으로 하는 해저면에서의 연속측정이 가능한 현장배양 벤틱챔버.
4. 제 3항에 있어서, 상기 힌지로드는 배양챔버의 좌,우측에 각각 1개씩 연결 설치되고, 상기 링크지지대는 각각의 힌지로드 후단부에 1개씩 설치되며, 상기 링크축과 연결축은 각각의 힌지로드 사이에 걸쳐 가로지게 연결 설치되고, 상기 링크튜브는 해당 모터케이스와 함께 연결축의 중앙부에 배치되는 것을 특징으로 하는 해저면에서의 연속측정이 가능한 현장배양 벤틱챔버.
5. 제 4항에 있어서, 상기 각각의 힌지로드는 배양챔버와 분리된 상태가 되고, 상기 각각의 힌지로드에는 배양챔버의 외측면을 따라 소정의 높이만큼 연장되는 수직프레임이 연결 설치되며,
   상기 각각의 수직프레임 상단측은 배양챔버의 상부 외측면을 에워싸는 형태의 테두리프레임과 연결 설치되고, 상기 배양챔버의 좌,우측 또는 전,후방측에 해당하는 테두리프레임에는 소정의 길이만큼 배양챔버의 상부로 연장되는 거치대가 각각 연결 설치되며,
   상기 각각의 거치대를 장착베이스로 하여 배양챔버를 승하강시키는 승하강기구가 설치되고, 상기 배양챔버는 해당 승하강기구에 매달리는 형태로 설치되는 것을 특징으로 하는 해저면에서의 연속측정이 가능한 현장배양 벤틱챔버.
6. 제 5항에 있어서, 상기 승하강기구는 모터의 동력으로 축회전하는 막대볼트의 나사식 왕복이동 작동을 이용하여 배양챔버를 승하강시키는 스크류잭 방식이나, 실린더를 통한 피스톤로드의 출몰작동을 이용하여 배양챔버를 승하강시키는 유압실린더 방식이나, 모터의 동력으로 회전하는 풀리를 통한 와이어로프의 감김과 풀림 작동을 이용하여 배양챔버를 승하강시키는 와이어풀리 방식 중에서 택일한 방식이 사용됨을 특징으로 하는 해저면에서의 연속측정이 가능한 현장배양 벤틱챔버.
7. 제 6항에 있어서, 상기 스크류잭 방식의 승하강기구는, 테두리프레임으로부터 연장된 각각의 거치대 사이에 걸쳐 수평 방향으로 가로지게 연결 설치되는 지지대와, 상기 지지대의 중앙부에 직립식으로 고정 설치되는 스크류너트와, 상기 스크류너트를 나사체결식으로 관통하는 막대볼트와, 상기 막대볼트의 하단부에 연결 설치되는 스크류모터를 포함하여서 이루어지며,
   상기 승하강기구의 스크류모터는 임펠러모터용 수밀식 모터케이스 내부에 임펠러모터와 함께 삽입 설치되거나, 별도의 수밀식 모터케이스 내부에 삽입된 상태로 임펠러모터의 모터케이스 상부면에 고정 설치되고, 상기 승하강기구의 스크류모터 구동축이 모터케이스를 관통하여 막대볼트와 연결 설치되는 한편, 해당 스크류모터로부터 모터케이스를 거쳐 연장되는 케이블이 측정장치의 컨트롤러와 접속 설치되는 것을 특징으로 하는 해저면에서의 연속측정이 가능한 현장배양 벤틱챔버.
8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 임펠러모터의 모터케이스 하측부는 덮개판을 관통하여 배양챔버의 내부로 삽입 설치되고, 상기 배양챔버의 내부로 삽입된 모터케이스의 몸통 하측부가 임펠러의 허브를 관통하도록 설치되며, 상기 임펠러 허브의 직상부 위치에 해당하는 모터케이스의 외주면에는 플랜지부가 설치되고, 상기 모터케이스의 바닥면에는 임펠러 허브의 이탈방지캡이 조립 설치되며,
   상기 모터케이스의 내측 하부에는 원통 형상의 몸통 둘레 부분을 따라 마그네트가 장착된 마그네트홀더가 삽입 설치되고, 상기 마그네트홀더가 임펠러모터의 구동축과 연결 설치되는 한편, 상기 교반날개의 사이에 해당하는 임펠러의 허브 내주면에도 마그네트가 삽입 설치되는 것을 특징으로 하는 해저면에서의 연속측정이 가능한 현장배양 벤틱챔버.
9. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 측정장치의 장치구조물은 프레임 구조물로서의 거치대와 플레이트 구조물로서의 장착판을 벤틱챔버의 장착베이스로 제공하는 것이고, 상기 벤틱챔버를 장치구조물과 연결하는 힌지로드의 링크지지대와 각운동기구는 장치구조물상의 거치대와 장착판을 베이스로 하여 설치되는 것을 특징으로 하는 해저면에서의 연속측정이 가능한 현장배양 벤틱챔버.
10. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배양챔버의 하단측은 내측 방향으로 경사지는 침투단부로 형성되는 것을 특징으로 하는 해저면에서의 연속측정이 가능한 현장배양 벤틱챔버.
11. 제 5항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배양챔버는 사각통 형상으로 제작되고, 상기 수직프레임은 "ㄱ"자형 단면의 앵글프레임으로 하여 배양챔버의 모서리측마다 각각 1개씩 총 4개가 설치되며,
    상기 각각의 수직프레임 하단에는 힌지로드의 바닥면을 떠받치는 연결클립이 일체로 연결 설치되고, 상기 각각의 연결클립이 힌지로드의 바닥면과 조립 설치되는 것을 특징으로 하는 해저면에서의 연속측정이 가능한 현장배양 벤틱챔버.

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