KR20160081950A - 대형 인공 수체들을 위한 흡입 디바이스 - Google Patents

대형 인공 수체들을 위한 흡입 디바이스 Download PDF

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토레스 페르난도 벤자민 피쉬만
도밍게즈 조르제 에두아르도 프리에토
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크리스탈 라군스 (큐라소) 비.브이.
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Abstract

본 발명은 10,000m2보다 넓은 표면들 및 플라스틱 라이너들로 덮여 있는 바닥들을 가진 대형 인공 수체들의 바닥으로부터 플록을 흡입하기 위한 흡입 디바이스에 관한 것으로, 흡입 디바이스는 집중식 여과 시스템들을 갖지 않고 24시간당 325,000ft2 (24시간당 30,000m2) 이상의 표면 청소율로 대형 인공 수체들의 바닥 표면을 청소할 수 있으며, 대형 인공 수체들의 바닥 표면은 불규칙적이며 경사져 있을 수 있고, 흡입 디바이스는 가역적이며, 흡입 디바이스에 적절한 지지를 제공하고 침전된 플록의 분산과 재부유를 최소화하도록 배치된 제1 브러시들을 포함한 다수의 브러시들에 의해 지지된다. 흡입 디바이스는 일련의 흡입 지점들에 흡입력을 집중시키도록 설계되고, 흡입 디바이스는 흡입 디바이스에 부착되지 않을 수 있는 외부 여과 시스템에 연결된다.

Description

대형 인공 수체들을 위한 흡입 디바이스{SUCTIONING DEVICE FOR LARGE ARTIFICIAL WATER BODIES}
본 발명은 대형 인공 수체들의 연약한 바닥으로부터 플록(flocs)을 흡입하기 위한 흡입 디바이스에 관한 것으로, 대형 인공 수체들의 바닥 표면은 불규칙적이며 경사져 있을 수 있다. 미국 특허 제8,518,269호, 제8,062,514호, 제8,070,942호, 제7,820,055호, 제8,454,838호, 제8,465,651호, 제8,518,269호, 제8,070,342호 및 미국 특허공개 제20110110076호, 제20110108490호, 제20130240432호, 제20130264261호, 제20130213866호, 제20130306532호 및 제20110210076호는 각각 전체적으로 본 출원에 인용하여 포함된다.
오늘날 전세계에서, 사람들은 수체들을 유지하기 위한 2개의 다른 기술들을 구별할 수 있다.
한편, 사람들은 "기술 A"로서 지칭될 종래의 스위밍 풀 수처리 기술들을 구별할 수 있다. 다른 한편, 사람들은 "기술 B"로서 지칭될 대형 인공 수체들을 처리하고 유지하기 위한 혁신적인 수처리 기술을 구별할 수 있다. 양 기술들은, 본질, 작동, 구성 및 크기에 있어서 매우 상이하며 매우 다른 목적들 및 수체 유형들을 지향하고, 이에 따라 각 기술을 위해 사용되는 흡입 디바이스들은 완전히 상이하다.
기술 A는 종래의 스위밍 풀(swimming pool) 처리 기술을 의미하는 것으로, 평탄하고 규칙적이고 견고한 바닥들을 가지면서 콘크리트로 통상적으로 축조되며 특정 특성들을 가진 작고 한정된 수체들에 이용된다. 스위밍 풀들은 작은 크기를 가지기 때문에, 스위밍 풀 규정에 따르면, 레크리에이션 목적을 위한 적합한 수질을 유지하기 위해 하루에 1회 내지 6회 전체 수체를 여과할 것이 요구된다.
한편, 기술 B는 플라스틱 라이너들(plastic liners)로 이루어진 불규칙적이고 연약한 바닥들을 가진 대형 수체들을 처리하고 유지할 수 있고, 이러한 물은 불순물을 침전시킬 수 있는 효율적인 응집을 통하여 처리되며, 이후 불규칙적이고 단단하지 않은 바닥들로부터 침전된 불순물과 잔해, 특히 수처리 과정에서 형성된 플록을 제거하고, 이에 따라 기술 A와 같은 종래의 스위밍 풀 기술들과 종래의 집중식 여과 시스템들의 이용을 방지한다.
기술 A를 이용한 스위밍 풀들은 일반적으로, 종래의 스위밍 풀 바닥 청소기들을 이용하며, 시장에는, 다른 애플리케이션들 중에서, 스위밍 풀들과 같은 비교적 소형의 레크리에이션용 수체들의 바닥들을 청소하도록 특별히 설계된 많은 다른 유형들 및 모델들이 존재한다. 그러한 풀 청소기들은 작은 표면들을 청소하도록 구성되고, 이에 따라 그들의 표면 청소율(즉, 사전결정된 기간에 있어서 청소되는 바닥 표면의 량)이 낮고, 그들의 대형 크기 때문에 기술 B를 이용한 대형 인공 수체들의 바닥을 청소하는데 실용적이지 않다.
또한, 그러한 청소 디바이스들은, 울퉁불퉁한 것들 또는 둔덕들(bumps)이 나타나지 않는 매끄러운 표면들을 청소하도록 구성된다. 예를 들면, 전형적인 스위밍 풀들은, 견고하고 평탄하며 규칙적이고 매끄러운 표면을 제공하도록 코팅될 수 있는 콘크리트, 유리섬유 또는 다른 재료로 축조된다. 따라서, 그러한 표면들은 종래의 풀 바닥 청소 디바이스들에 의해 용이하게 청소될 수 있다. 따라서, 이들 종래의 풀 바닥 청소 디바이스들은, 작동이 극히 비효율적이고 심지어 바닥에 손상을 줄 수 있기 때문에, 기술 B를 이용한 대형 인공 수체들의 바닥과 같은 연약하고 불규칙적인 표면들을 청소하도록 설계되어 있지 않다.
종래의 스위밍 풀 청소기들에는 일반적으로 소형 흡입 헤드들(suction heads), 통상적으로 스크러버들(scrubbers)이 구비된다는 것에 유의해야 한다. 스크러버들은 전형적으로 로드들(rods)이나 폴들(poles)에 의해 풀의 주위로부터 이동하게 된다. 이것은 커버되어야 하는 작은 표면들 때문에 가능하게 된다. 종래의 청소기들은 스위밍 풀들의 바닥과 벽들 상에서 발견되는 부착된 잔해와 얼룩을 제거하도록 설계된다. 그러나. 소형 흡입 헤드들이 풀의 바닥으로부터 잔해를 제거하더라도, 수중에 부유하는 오염물을 처리하기 위해서는, 스위밍 풀의 종래 집중식 여과 시스템을 여전히 사용하여야 하고, 종래의 여과 시스템은 물을 정화시키기 위해 하루에 1회 내지 6회 수체 전체를 여과한다.
또한, 기술 A를 이용한 스위밍 풀들을 위한 그와 같은 디바이스들의 대부분은, 플록의 분산 및/또는 재부유를 초래할 수 있는 회전 브러시들(rotating brushes), 스크러버들 또는 다른 시스템들을 이용하고, 또한 여과되어야 하는 고부피의 물 때문에 기술 B를 이용한 대형 인공 수체들에 적용할 수 없는 흡입 디바이스들에 부착된 필터들(filters)을 구비할 수도 있다.
종래의 풀 청소 디바이스들은 전형적으로 일련의 바퀴들에 의해 영구적으로 지지되며, 비록 (단단하고 평탄하고 규칙적이고 매끄러운 표면을 제공하도록 코팅될 수 있는 콘크리트, 유리섬유 또는 다른 재료로부터 전형적으로 형성된) 종래의 풀들의 바닥 표면 상에 충격을 거의 주지 않지만, 바닥이 불규칙적인 표면들을 가지고 있고, 이에 따라 바퀴들이 예들 들면 라이너 재료를 펴거나 접는 것을 포함한 원하지 않는 응력(stresses)을 야기할 수 있기 때문에, 기술 B를 이용한 수체들의 바닥 라이너에 손상을 줄 수 있다. 추가적으로, 막대, 암석 또는 다른 잔해와 같은 날카로운 물체가 플라스틱 라이너들 위 또는 아래에 위치하게 되는 경우, 바퀴들에 의해 야기되는 무게/압력은 라이너에 구멍을 내고 손상과 누수를 초래한다.
또한, 불규칙적인 표면(즉, 보다 높거나 낮은 깊이들을 가진 영역들이나 구역들)의 존재의 결과로서, 그와 같은 종래의 바닥 청소기들을 통해 적절하게 청소할 수 없다. 추가적으로, 기술 A에 이용되는 종래의 바닥 흡입 청소기들은 고속으로 작업할 수 없다. 그러한 디바이스들에 의해 침전물 구름(sediment cloud)이 떠오르게 되기 때문에, 바닥 침전물 모두를 흡입하는 것은 거의 불가능하다. 침전물 구름은 수체의 바닥층 상의 혼합과 난류를 초래하여 침전 능력을 감소시키고, 이에 따라 수체를 적절하게 처리할 수 없게 된다.
기술 A와 기술 B의 차이점들
특징점들 기술 A
소형 스위밍 풀들 		기술 B
대형 인공 수체들
평균 수표면적 일반적으로 80 m2
올림픽 풀: 1,250 m2 		일반적으로 30,000 m2 - 400,000 m2
바닥 재료 콘크리트 플라스틱 라인너들로 덮여 있는,
바닥으로 이용되는 자연 지형
바닥 표면 매끄럽고, 규칙적이고,
평탄하고, 단단함		 불규칙적이고, 연약하고,
돌출부들을 가짐
수처리 영구적인 고농도의 화학 물질 불순물을 바닥으로
침전시킬 수 있는 효율적인 응집
응집제 사용 선택적임 의무적임
여과 종래의 집중식 여과 시스템을
이용함		 집중식 여과 시스템을
필요로 하지 않음
수처리를 위한
흡입 디바이스의 사용		 아니오 - 단지 소형 흡입
디바이스들이 부착된 잔해와
얼룩을 제거하기 위해 사용됨		 예 - 흡입 디바이스가 인공 수체들의 바닥으로부터 응집된 불순물을 제거함
청소 디바이스 작동 소형 크기의 스위밍 풀들로 인해 감속 작동(slow operation) 커버되어야 하는 넓은 영역들 때문에 급속 추진 디바이스를 사용함
청소 디바이스 잔해와 얼룩의 탈착을 위한 회전 부품들과 스크러버들 침전 재료의 재부유를 방지하기 위해 회전 부품들을 구비하지 않음
기술 B를 이용한 대형 수체들은, 전세계적으로 사람들의 라이프스타일(lifestyle)을 증진시킬 수 있는 수상(수중) 스포츠, 수영 및 많은 다른 활동들을 실행하는 것과 같은 레크리에이션 목적을 위해 이용될 수 있다. 대형 수체들은, 냉각 목적, 식수 저장과 처리, 원수 저장, 광업 응용(mining applications)과 역삼투를 위한 해수 처리 및 많은 다른 애플리케이션과 같은 산업적 목적을 위해 이용될 수도 있다.
기술 B를 이용한 그와 같은 대형 수체들은 전형적으로 불규칙적이고 연약한 바닥들을 가진다. 이것은 자연적 표면 상에 직접적으로 라이너, 때로 플라스틱을 배치하는 것으로부터 기인한다. 대형 수체들 내의 물은 때로 불순물을 침전시킬 수 있는 효율적인 응집을 통해 처리되고, 이후 불규칙적이고 연약한 바닥들로부터 침전된 불순물, 특히 수처리 과정에서 형성된 플록을 제거하고, 이에 따라 종래의 집중식 여과 시스템들에 대한 요구를 방지한다.
기술 A를 이용한 종래 스위밍 풀들의 바닥으로부터 부착된 잔해와 얼룩을 제거하기 위한 종래의 소형 디바이스들은, 단기간에 넓은 표면 영역들을 청소하도록 구성되어 있지 않으며, 또한 그 디바이스에 내부적으로 또는 외부적으로 연결된 로봇 시스템(robotic system)이나 엔진을 가진 보트(boat)와 같은 추진 디바이스(propelling device)에 의해 추진되도록 구성되어 있지도 않은데, 이는, 기술 A를 이용한 종래 스위밍 풀들의 바닥들이 통상적으로 콘크리트로 이루어져 있고 매우 규칙적이고 매끄러워 표면 청소의 어려움이 나타나지 않는 작은 영역들을 위해 그 디바이스들이 설계되었기 때문이다.
기술 A를 위한 종래의 흡입 디바이스는, 관절식 로드(articulated rod)에 의해 수동으로 스위밍 풀의 보다 낮은 표면을 따라 이동하게 될 수 있는 흡입 헤드를 구비한다(이에 따라, 청소 프로세스의 속력 및 커버되는 영역을 제한함). 그러한 디바이스는, 마모된 경우 대체를 위하여 용이하게 제거되는 강모들을 구비한 종래의 흡입 헤드들의 가동 수명을 향상시킨다. 따라서, 그러한 흡입 디바이스는 마모된 강모들을 마모되지 않은 강모들로 대체하는 것을 목표로 하고, 이에 따라 흡입 헤드의 가동 수명은 사용 중인 강모들의 수명에 의해 더 이상 제한되지 않는다.
기술 A를 위한 다른 종래의 시스템은, 흡입되도록 하기 위하여 디바이스 내에 물을 수용하기 위한 가요성 폼(flexible foam)과 사전결정된 전진 방향으로 평행한 열들(rows)의 브러시들을 가진 진공 헤드(vacuum head)를 포함한다. 이러한 디바이스는 가요성 폼을 구비한 로크(lock)로 인해 효율적인 흡입을 제공하도록, 그리고 소형 스위밍 풀들을 청소하도록 설계된다. 그러나, 이러한 진공 헤드는 예를 들면, 콘크리트로 이루어진 스위밍 풀들의 규칙적인(즉, 평탄한) 바닥들을 청소하도록 설계되어 있지만, 대형 인공 수체들로부터의 불규칙적인 바닥들에 대처하도록 설계되어 있지 않다. 그러한 디바이스는, 가요성 폼의 벤딩(bending)을 최소화하기 위한 지지 플레이트(support plate) 및 청소될 표면을 따라 구르게 될 때 그 디바이스에 안정성을 제공하기 위한 지지 바퀴(support wheel)를 포함한다.
다른 디바이스들은, 하나의 중앙 흡입 노즐, 세장형 메인 브러시(main brushes) 및 청소 헤드를 지지하기 위한 보조 브러시들(auxiliary brushes)을 가진, 기술 A를 이용한 종래 스위밍 풀용 흡입 헤드를 포함하고, 그 헤드는 중앙 흡입 노즐 내로 잔해를 이동시키도록 구성된다. 이러한 설계에 따르면, 단지 불순물을 이동시키고 재부유시키는 흡입 헤드 내의 많은 개구들(openings)을 가지고 있기 때문에, 잔해의 재부유가 초래된다. 그러한 헤드는, 헤드를 이동시키기 위한 수동 폴(hand driven pole) 및 동일한 스위밍 풀 내에서 물을 흡입하고 흡입된 물을 여과하는 시스템을 가진 종래의 스위밍 풀 진공 청소기 내에 체결되도록 설계되고, 이에 따라 단기간 내에 넓은 표면 영역을 청소하기 위하여 또는 대형 응용물들을 위해서는 이용될 수 있다.
기술 A를 이용한 다른 유형의 스위밍 풀용 진공 헤드들은, 풀 프로어(pool floor) 위의 베이스 플레이트를 지지하기 위해 베이스 플레이트 소켓들(base plate sockets)에 다수의 회전가능한 구들을 구비한 구-지지식 스위밍 풀 흡입 헤드(sphere-supported swimming pool suction head)를 포함한다. 그 안에서, 흡입 헤드는 기다란 막대에 의해 풀의 가장자리로부터 기동하게 된다. 비록 베이스 플레이트는 직사각형의 가요성 플레이트이지만, 디바이스는 용이한 조작을 돕기 위해 저구름마찰(low rolling friction)을 제공하도록 회전가능한 구들 상에서 지지되고, 스위밍 풀들의 경계로부터의 기동성 문제을 완전히 해결하게 된다. 이러한 시스템은 주위에서 수동으로 구동되기 때문에, 그 시스템은 단기간에 대형 표면 영역들을 청소하기 위해 또는 대형 응용물들을 위해 이용될 수 없을 것이다. 또한, 그러한 대형 인공 수체들로부터의 코팅에 손상을 줄 수 있기 때문에, 회전가능한 구들은 대형 인공 수체들의 바닥에서의 돌기들 또는 울퉁불퉁한 것들에 대처할 수 없다.
따라서, 기술 A에 따른 스위밍 풀들의 작동을 위해 이용되는 흡입 청소기들은, 기술 B를 이용한 대형 인공 수체들의 바닥을 흡입하는데 유용하거나 효율적이지 않다는 것에 유의하여야 한다.
그러나, 소수의 특정 흡입 디바이스들이 기술 B에 따른 대형 인공 수체용으로 개발되었고, 그러한 흡입 디바이스들은, 그 중에서, 흡입 디바이스 속도, 가역성, 방향전환 능력, 흡입 효율, 불규칙적인 표면들에서의 작동 및 경사진 바닥들에서의 작동과 관련된 많은 한계점들을 나타낸다.
본 발명은, 기술 B를 이용한 수체들의 바닥에서 발견되는 잔해 및 응집제나 응고제에 의해 생성되는 플록을 흡입하기 위한 흡입 디바이스에 관한 것이다. 하나의 가능한 구성에 있어서 그리고 비한정적인 예시에 의하여, 흡입 디바이스는, 플라스틱 라이너들로 축조된 불규칙적이고 연약한 바닥들을 가진 대형 수체들을 처리하고 유지할 수 있는 혁신적인 수처리 기술 B를 이용한 대형 인공 수체들에서 작동하도록 구성되고, 이러한 물은 불순물을 침전시키도록 하는 효율적인 응집을 통하여 처리되고, 이후 불규칙적이고 연약한 바닥들로부터 침전된 불순물, 특히 수처리 과정에서 형성되는 플록을 제거하고, 이에 따라 종래의 집중식 여과 시스템들과 종래의 스위밍 풀 기술들의 이용을 방지한다.
다양한 측면들이 본 발명에 기재되며, 본 발명은 아래의 측면들을 포함하지만 그에 제한되는 것은 아니다.
일 측면은, 플라스틱 라이너들로 축조된 불규칙적이고 연약한 바닥들을 가진 대형 수체들을 처리하고 유지할 수 있는 혁신적인 수처리 기술 B를 이용한 대형 인공 수체들의 바닥으로부터 응집제 또는 응고제에 의해 생성된 플록을 흡입하기 위한 흡입 디바이스이고, 이러한 물은 불순물을 침전시키도록 하는 효율적인 응집을 통하여 처리되며, 이후 불규칙적이고 연약한 바닥들로부터 침전된 불순물, 특히 수처리 과정에서 형성되는 플록을 제거하고, 이에 따라 종래의 집중식 여과 시스템들 및 종래의 스위밍 풀 기술들의 이용을 방지한다.
흡입 디바이스는 전형적으로, 구조적인 프레임을 제공하도록 구성된 가요성 시트; 다수의 제1 브러시들 -실시예에 있어서, 제1 브러시들은, 바닥수 유동을 V-형상의 브러시들의 정점들 내로 향하도록 구성된 V-형상의 브러시들임- ; 바닥수 유동을 제1 브러시들을 향하여 방향전환시키도록 구성된 다수의 중간 브러시들; 흡입 디바이스 내에서 바닥수 유동을 수용하도록, 그리고 흡입 디바이스의 부근에서 바닥수 유동의 재부유를 방지하도록 구성된 다수의 측방향 브러시들; 흡입력을 증가시키기 위해 흡입 능력(suction capacity)을 흡입 지점들에 집중시키도록 구성된 다수의 흡입 지점들; 제1 브러시들, 중간 브러시들 및/또는 측방향 브러시들이 마모되어 흡입 디바이스의 적절한 지지 또는 흡입 높이를 제공할 수 없을 경우, 흡입 디바이스에 대한 손상을 방지하도록, 그리고 2차적인 지지를 제공하도록 구성된 다수의 안전 바퀴들; 흡입된 바닥수 유동을 수집하도록 그리고 흡입된 바닥수 유동을 하나 이상의 외부 흡입 라인들 내에 집중시키도록 구성된 다수의 집수 수단; 흡입된 바닥수 유동을 다수의 흡입 지점들로부터 다수의 집수 수단으로 전달하도록 구성된 다수의 내부 흡입 라인들; 및 내부 흡입 라인들과 집수 수단들을 연결하는 커플러들(couplers)을 포함한다. 흡입 디바이스는, 흡입 디바이스를 통해 외부 펌핑 시스템에 의해 흡입되는 물의 유동률과 같거나 그보다 높은 흡입 디바이스에 진입하는 바닥수의 유동률을 가진다.
도 1은 예시적인 흡입 디바이스의 개략적인 상부 사시도이다.
도 2는 도 1의 흡입 디바이스의 개략적인 하부 사시도이다.
도 3은 도 1의 흡입 디바이스의 개략적인 평면도이다.
도 4는 도 1의 흡입 디바이스의 개략적인 측면도이다.
도 5는 측방향 바퀴들을 가진 다른 예시적인 흡입 디바이스의 개략적인 상부 사시도이다.
도 6은 도 5의 흡입 디바이스의 개략적인 하면도이다.
도 7은 예시적인 V-형상의 브러시들 및 측방향 브러시들을 도시한 것으로, 흡입 지점이 위치되는 정점의 위치를 나타낸다.
도 8은 추진 수단, 외부 펌프 시스템 및 여과 시스템에 부착된 흡입 디바이스를 도시한다.
도 9는 흡입 디바이스의 작동을 도시한 것으로, 유입수 유동이 어떻게 전진 방향으로 흡입되도록 흡입 디바이스에 진입하는지를 나타낸다.
도면들을 참조하여 다양한 실시예들이 상세하게 기재될 것이고, 동일 참조 부호는 일부 도면들을 통해 동일한 부분과 조립체를 나타낸다. 다양한 실시예들에 대한 참조는 본 명세서에 첨부된 청구범위의 범위를 제한하지 않는다. 추가적으로, 본 명세서에 명시된 임의의 예시들은, 첨부된 청구범위에 대한 많은 가능한 일부의 실시예들을 제한하려는 것이 아니라 단순히 명시된 것이다.
하기의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조한다. 본 발명의 실시예들이 기재될 수 있지만, 수정들, 개조들 및 다른 실시들도 가능하다. 예를 들면, 도면들에 도시된 요소들에 대한 대체들, 부가들 또는 수정들이 이루어질 수 있고, 본 명세서에 기재된 방법들은 개시된 방법들에 단계들을 대체, 재배열 또는 추가함으로써 변경될 수 있다. 따라서, 하기의 상세한 설명은 본 발명의 범위를 한정하지 않는다. 시스템들 및 방법들이 다양한 장치들 및 단계들을 "포함하는"이라는 용어로 기재되어 있으나, 다르게 설명되지 않는 한, 그 시스템들 및 방법들은 다양한 장치들 또는 단계들로 "필수적으로 구성"되거나 "구성"될 수도 있다.
상술한 바와 같이, 현재 사람들은 레크리에이션 목적을 위한 수체를 유지하는 2개의 상이한 기술들을 구별할 수 있고, 첫번째 기술은 종래의 스위밍 풀 수처리 또는 기술 A를 참조한 것으로, 특정 특성들을 가지며 평탄하고 규칙적이고 단단한 바닥들을 가진 콘크리트로 통상적으로 축조된 소형 수체들에 이용되고, 집중식 여과 시스템을 필요로 하고; 두번째 기술은 혁시적인 수처리 기술 또는 기술 B를 참조한 것으로, 플라스틱 라이너들로 축조된 불규칙적이고 연약한 바닥들을 가진 대형 수체들을 처리하고 유지할 수 있고, 이러한 물은 불순물을 침전시킬 수 있는 효율적인 응집을 통해 처리되며, 이후 불규칙적이고 연약한 바닥들로부터 침전된 불순물들, 특히 수처리 과정에서 형성되는 플록을 제거하고, 이에 따라 종래의 집중식 여과 시스템들의 이용을 방지한다.
초대형 인공 수체들은 전형적으로, 집중식 여과 시스템들 없이 상술한 혁신적인 수처리 기술 B를 이용하여 축조되고, 그러한 대형 인공 수체들은 더욱 크기가 커지게 되고, 이에 따라 표면적이 10,000m2보다 넓은 대형 수체들을 위한 저비용이면서 효율적인 바닥 청소 디바이스들을 제공할 필요가 있다. 10,000m2보다 넓은 표면적을 가진 그와 같은 대형 인공 수체들은, 인공 호수들, 연못들, 스위밍 풀들, 탱크들, 유역들(basins), 라군들(lagoons) 및 유사 수체들일 수 있다. 집중식 여과 시스템들 없이 효율적인 응집을 통한 수처리의 혁신적인 기술 B를 이용한 대형 인공 수체들을 유지하기 위한 바닥 청소 시스템에 관하여, 10,000m2보다 넓은 대형 인공 수체들의 바닥을 청소하도록 하는 유형의 흡입 디바이스는 소수다. 기술 A를 이용한 대형 스위밍 풀들은 일반적으로 올림픽 규격의 스위밍 풀들에 대응하는 1,250m2까지의 크기를 가진다는 것에 유의할 필요가 있다. 집중식 여과 시스템들을 필요로 하지 않는 그와 같은 혁신적인 수처리 시스템들은, 대형 인공 수체들의 바닥에 플록을 침전시키기 위해 상이한 산화제, 응고제 및 응집제를 첨가하는 처리를 수행한다. 따라서, 그와 같이 침전되 불순물을 흡입하기 위한 디바이스들은, 침전된 불순물의 재부유를 방지하면서 그들을 제거할 수 있어야 하고, 동시에 단기간에 넓은 표면적을 커버할 수 있어야 한다. 그러한 흡입 디바이스들은 인공 수체들의 바닥을 청소하는데 이용되고, 일반적으로, 바닥에서 발견되는 플록, 잔해 및/또는 고형물을 제거하기 위해 바닥수 유동을 흡입하는 그 디바이스는, 인공 수체들의 바닥을 통해 이동한다. 그러한 기술들에 대한 도전은, 대형 인공 수체들을 청소하는데 이용되고 있는 바닥 청소 디바이스들이, 그 특징들 중에서, 표면 청소율, 침전된 입자들의 재부유 방지, 속도, 불규칙한 표면들의 청소 능력, 바퀴 지지, 흡입 용량, 가역성, 무게, 비용, 방향전환 능력 등과 관련된 몇 가지 한계점들을 가진다는 것이다.
대형 인공 수체들을 위한 그와 같은 바닥 청소 디바이스들에 있어서, 흡입력은 주로, 연속적인 길고 얇은 개구를 통해 그 디바이스의 전체 길이에 걸쳐 확산되고, 차례로 그 개구는 수처리 방법들로부터 얻어지는 침전물이 분산되거나 떠오르도록 하고, 청소 비효율과 흡입 비효율을 발생시는 침전 구름들(sediment clouds)을 생성한다.
대형 인공 수체들을 위한 그러한 흡입 디바이스들은 바퀴들 상에서 지지되고 매우 무거우며, 이에 따라 추진 디바이스에 의해 당겨질 때 바닥에서 그들이 떠오르게 되는 것을 방지하거나 내부 추진 시스템들을 이용할 때 바닥에 대한 밀착성과 안정성을 제공한다. 그러나, 흡입 디바이스 내의 다른 부품들의 교체와 유지보수를 수행하기 위해 그 디바이스가 물에서 꺼내어지고 물에 집어넣어야 할 경우, 그 무거운 무게는 흡입 디바이스의 유지보수에 어려움을 초래하고, 또한 바퀴 지지부 상의 무거운 무게 때문에 바닥에 손상을 초래할 수도 있다. 또한, 그러한 흡입 디바이스들의 가격은 비싸며, 전세계적으로 보다 많은 프로젝트에 그들을 적용할 수 있기 위해서는 절감되어야 한다.
전세계적으로 많은 대형 인공 수체들은 청소하기 곤란한 불규칙적인 바닥들을 가지고 있는데, 그 이유는 바닥 표면의 고른 청소에 영향을 미칠 수 있는 둔덕들, 구멍들, 상이한 경사들 및 다른 결함들과 같은 그러한 울퉁불퉁한 것에 흡입 디바이스를 조절할 필요가 있기 때문이다. 예를 들면, 기술 A를 이용한 종래의 소형 스위밍 풀들은 일반적으로, 대형 인공 수체들에서는 효율적으로 이용될 수 없는, 불규칙적인 표면들을 위한 수동 청소 방법들을 이용한다.
따라서, 집중식 여과 시스템들 없이 혁신적인 수처리 기술 B를 이용한 대형 인공 수체를 위해 개발된 흡입 디바이스들은, 흡입 구멍이 흡입 디바이스의 전체 바닥을 따라 연속적으로 구성되어 있기 때문에, 그리고 흡입 디바이스들은 그들이 바퀴 위에서 지지되는 그들의 강성, 무게 및 다른 변수들로 인해 바닥 멤브레인들에 손상을 일으키는 경향이 있기 때문에, 수처리 방법으로부터 얻어지는 플록을 신속하게 효율적으로 흡입하는데 많은 한계점들을 가지고, 이에 따라 불규칙적인 바닥들 상의 플록을 고속으로 효율적으로 흡입할 수 있도록 흡입 디바이스를 제공할 필요가 있다.
바닥으로부터 큰 잔해를 흡입하도록 설계된 기술 A를 위한 종래의 스위밍 풀 청소 디바이스는, 기술 B를 이용한 집중식 여과 시스템들을 갖지 않은 플라스틱 라이너들로 덮여 있는 바닥을 가진 대형 인공 수체들에서 생성되는 작은 침전 불순물을 흡입하도록 설계되어 있지 않다. 대형 인공 수체들을 위한 디바이스의 흡입 구성 및 조건들은, 종래의 집중식 여과 시스템들과 함께 작동하는 스위밍 풀 청소기들과 매우 상이하다.
본 발명의 실시예에 따른 흡입 디바이스는, 집중식 여과 시스템들을 필요로 하지 하고, 효율적인 응집을 통한 수처리를 위한 혁신적인 기술 B를 이용하여, 저비용으로 10,000m2보다 넓은 표면을 가진 대형 인공 수체들을 처리하고 유지할 수 있다. 흡입 디바이스의 이와 같은 새로운 기술은, 효율적인 응집에 의해 불순물의 침전이 가능하고 대형 수체들의 바닥으로부터 침전된 불순물, 특히 수처리 과정에서 형성된 플록의 제거가 가능하게 된다는 점에서, 스위밍 풀 기술들과는 상이하다. 대조적으로, 스위밍 풀 기술 A는 상대적으로 작은 크기를 가진 스위밍 풀들에 적용된다. 예를 들면, 올림픽 스위밍 풀들은 일반적으로 가장 큰 스위밍 풀들이고, 1,250m2의 표면적과 2,500m3의 부피를 가진다. 한편, 본 발명에 따른 흡입 디바이스의 새로운 기술은, 평균적으로 1 내지 40 헥타르(hectares) -대략 100,000ft2 내지 대략 4,000,000ft2 또는 대략 2.5 내지 대략 100 에이커(acres)- (가장 큰 스위밍 풀들의 적어도 20배)의 표면적을 가진 인공 수체들과 같은 초대형 수체들에 적용된다. 그러한 초대형 인공 수체들은 종래의 스위밍 풀들과는 다른 시공 방법을 가질 수 있다. 예를 들면, 초대형 인공 수체들은 전형적으로, 청소하는데 곤란을 주는 불규칙적인 바닥을 생성하는 모레, 점토로 덥이거나 다져질 수 있는 자연적인 지형 위에 플라스틱 라이너들에 의해 축조된다.
본 발명은 10,000m2보다 넓은 표면들 및 플라스틱 라이너들로 덮여 있는 바닥들을 가진 대형 인공 수체들의 바닥으로부터 플록을 흡입하기 위한 흡입 디바이스에 관한 것으로, 흡입 디바이스는 집중식 여과 시스템들을 갖지 않고 24시간당 325,000ft2 (24시간당 30,000m2) 이상의 표면 청소율로 대형 인공 수체들의 바닥 표면을 청소할 수 있고, 대형 인공 수체들의 바닥 표면은 불규칙적이며 경사져 있을 수 있고, 흡입 디바이스는 가역적이고, 흡입 디바이스에 적절한 지지를 제공하고 침전된 플록의 분산과 재부유를 최소화하도록 배치된 제1 브러시들을 포함한 다수의 브러시들에 의해 지지된다. 흡입 디바이스는 흡입력을 일련의 흡입 지점들에 집중시키도록 설계되고, 흡입 디바이스는 흡입 디바이스에 부착되지 않을 수 있는 외부 여과 시스템에 연결된다. "여과 시스템" 또는 "여과 수단"이라는 용어는 일반적으로, 필터들(filters), 스트레인너(strainers) 등 또는 그의 임의 조합물과 같은 하나 이상의 여과 부품들을 나타내기 위해 이용된다. 여과 시스템은 일반적으로 시스템을 통해 물이 이동시키는 펌프를 포함한다.
도 1 내지 도 7은 예시적인 흡입 디바이스를 도시한다. 특히, 도 1은 예시적인 흡입 디바이스의 개략적인 상부 사시도이다. 도 2는 도 1의 흡입 디바이스의 개략적인 하부 사시도이다. 도 3은 도 1의 흡입 디바이스의 개략적인 평면도이다. 도 4는 도 1의 흡입 디바이스의 개략적인 측면도이다. 도 5는 측방향 바퀴들을 가진 다른 예시적인 흡입 디바이스의 개략적인 상부 사시도이다. 도 6은 도 5의 흡입 디바이스의 개략적인 하면도이다. 도 7은 예시적인 V-형상의 브러시들 및 측방향 브러시들을 도시한 것으로, 흡입 지점이 위치되는 정점의 위치를 도시한다.
본 발명에 따른 흡입 디바이스는 전형적으로, 흡입 디바이스의 다른 부품들과 피스들(pieces)을 부착시키거나 결합시키기 위한 구조적인 프레임(structural frame)을 제공하는 가요성 시트(flexible sheet)(1)를 포함한다. 가요성 시트의 재료에 따라, 다른 부품들은 부착되는 부품에 안정성을 제공할 수 있는 임의의 다른 부착 방법에 의해 용접되거나 매달리거나 나사고정되거나 못고정되거나 결합될 수 있다.
가요성 시트는 폴리카보네이트, 폴리프로필렌, 탄소 섬유, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, PTFE, PVC, 아크릴 및 스틸(steel)과 같은 금속 및 그 합성물로 제작될 수 있다. 흡수 디바이스는 수중에서 작동하도록 설계되고 제조되기 때문에, 재료들은 전형적으로 내수성이다. 예를 들면, 스틸을 이용하는 경우, 316 스테인레스 스틸이 이용될 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 가요성 시트는, 추진 디바이스에 의해 구동되는 동안, 흡수 디바이스를 수중에 유지하고 바닥으로부터 떠오르는 것을 방지하기 위해 특정 무게를 가진다. 다른 실시예에 있어서, 흡입 디바이스에는 다른 유형의 고정 수단 의해 추가적인 무게가 부가될 수 있다.
가요성 시트(1)는 그의 하측에 부착된 다수의 제1 브러시(2)를 가진다. 일부 실시예에 있어서, 제1 브러시들은, 그 브러시들의 마모로 인해 교체가 필요할 경우, 용이하게 제거되거나 교환될 수 있는 독립적인 부품들이다. 그러나, 다른 실시예에 있어서, 제1 브러시들은, 하나 이상의 제1 브러시(2)가 뜻하지 않게 분리되는 것을 방지하기 위해, 그 시트(1)에 영구적으로 부착된다. 바람직한 실시예에 있어서, 제1 브러시들은 V-형상의 브러시들이다. 수렴 패턴(converging pattern)을 가진 다른 형상들 예를 들면, H-형상, U-형상 또는 일부 다른 구성으로 제1 브러시들의 형상을 변경하는 것도 본 발명의 범위 내인 것으로 간주된다. 추가적으로, 이들 브러시는 불연속적일 수 있고, 즉, 하나의 대형 브러시가 아니라 몇 개의 보다 작은 브러시들로 형성될 수 있다. 이러한 구성에 의해, 필요한 경우, 보다 작은 브러시들의 교체가 가능하게 된다. 추가적으로, 가요성 시트에는, 플레이트를 따라 브러시들의 형상/배향의 재구성을 가능하게 하는 다수의 부착 지점들(affixing points)이 구비될 수 있다. 또한, 본 발명의 브러시들 모두는 전형적으로, 플레이트에 대해 직각으로 고정적으로 설치될 수 있지만, 예를 들면, 80, 75, 70 또는 45도(degrees) 이하의 임의 각도 또한 가능하다. 브러시들은, 예를 들면 힌지(hinge)에 의해 플레이트에 이동가능하게 연결될 수도 있고, 이에 따라 (강모들(bristles)에 더하여) 브러시들 그 자신은 흡입 디바이스의 이동와 함께 수체의 표면을 따라 각도를 변화시킬 수 있다.
가요성 시트에는 제1 브러시들 사이에 설치되는 다수의 중간 브러시들(3)이 구비될 수도 있다. 중간 브러시들은 전형적으로 기울어져 있거나 비스듬하고, 필요에 따라 침전물을 분배할 수 있는 각도를 가진다. 중간 브러시들은, 침전물을 브러싱(brushing)하고 흡입 지점들(4)로 가는 방향으로 침전물이 향하도록 설계된다(도 2 참조). 중간 브러시들(3)은 전형적으로 제1 브러시들 사이에 브러시 구역(brush section)을 제공하도록 위치되고, 그와 같이 위치되지 않으면 커버되지 않고 이에 따라 청소(cleaning)되지 않을 것이다. 그러한 중간 브러시들은, 바닥수 유동의 효율적인 흡입이 가능하도록, 바닥수 유동을 그 구역으로부터 제1 브러시로 방향전환시킬 수 있다. 제1 브러시들의 기학학적 구조 및 전략적인 배치에 따르면, 침전된 불순물을 함유한 바닥수를 제1 브러시들의 정점들(17)(도 7 참조) 내로 유동시킬 수 있다.
제1 브러시들(2) 및 중간 브러시들(3)의 배치에 따르면, 흡입 디바이스가 양쪽 방향(12)으로, 즉, 가요성 시트(1)에 의해 정의된 단축(minor axis)을 따라 전방과 후방으로 작동될 수 있다(도 3 참조). 흡입 디바이스는 양쪽 방향으로 선택적으로 작동될 수 있기 때문에, 그 디바이스를 설치하고 작동시키는데 필요한 시간이 감소된다. 또한, 그러한 설계는, 사전결정된 기간 내에 흡입 디바이스를 방향전환시키고 그의 전진 방향을 변경함으로써 브러시들의 마모를 더욱더 허용한다. 사전결정된 기간에 따라 흡입 디바이스를 방향전환시킴으로써, 브러시들은 고르게 마모될 수 있고, 이에 따라 대형 인공 수체들의 바닥 상에서 보다 효율적인 동작을 제공한다.
흡입 디바이스는 가요성 시트의 한쌍의 맨 끝단을 따라, 즉 이동 방향(12)에 평행하게 위치되는 하나 이상의 측방향 브러시들(lateral brushes)(5)을 포함할 수도 있다. 측방향 브러시들은, 흡입 디바이스의 부근에서의 바닥수 유동의 재부유를 방지하는 것을 돕기 위해 흡입 디바이스 내에 흡입된 물을 함유하도록 구성되고 위치된다. 측방향 브러시들의 위치는 그들 사이에서 효율적으로 유동할 수 있도록, 그러나, 측면을 따라 가요성 시트 아래로부터 유동의 임의 유출을 제한하도록 선택된다.
전형적으로, 전체 흡입 디바이스는, 흡입 디바이스의 무게를 지지하고, 수체의 바닥을 통해 매끄럽게 작동하고 이동할 수 있도록 전략적으로 위치되는, 제1 브러시들(2), 중간 브러시들(3) 및 측방향 브러시들(5)에 의해 지지된다. 다시 말해, 가요성 시트는, 임의의 롤러들, 스페이서들 또는 다른 마찰을 일으키는 장치 없이, 주로 브러시들에 의해 수체의 바닥 표면으로부터 이격되어 있다. 브러시들을 통한 흡입 디바이스의 무게의 분포는, 흡입 디바이스가 외부 추진 수단에 의해 구동되는 경우, 바닥으로부터 흡입 디바이스가 떠오르는 것을 방지할 수도 있다.
흡입 디바이스는 상이한 브러시들에 의해 완전하게 지지되기 때문에, 그리고 구조적인 프레임이 가요성 시트(1)이기 때문에, 흡입 디바이스는, 바닥 표면의 청소를 방해할 수 있는 울퉁불퉁한 것들, 둔덕들, 구멍들, 상이한 경사들 및 다른 결함들을 가질 수 있는 바닥 표면들을 효율적으로 청소할 수 있다. 라이너 아래의 자연적 지형에 의해, 설치 또는 재료 그 자체로 인한 불완전성을 나타내는 라이너들, 지오멤브레인들(geo-membranes) 또는 코팅들의 설치에 의해 울퉁불퉁한 것들이 초래될 수 있다. 그러한 불완전성은, 지형이 안정화될 수 있거나 그들의 성질들이 변화될 수 있기 때문에, 시간이 경과에 따라 두드러질 수 있다. 그러한 울퉁불퉁함은, 불순물을 함유한 물을 제1 브러시들의 정점들 내로 유동시킬 수 있는 흡입 디바이스의 지지부로서 이용되는 브러시들에 의해 극복될 수 있다.
따라서, 흡입 디바이스의 가요성은, 대형 인공 수체들의 바닥을 통한 청소 유연성을 가능하게 하는, 구조적인 프레임으로서 이용되는 가요성 시트와 브러시들에 의한 지지부의 조합에 의해 달성된다.
상술한 브러시들의 강모들은, 그 중에서, 폴리프로필렌, 나일론, 수모(animal hair), 식물 섬유, 탄소 섬유, 폴리에스테르, 피크(peek), 폴리에틸렌, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, PTFE, PVC, 아크릴 섬유, 고무 또는 금속 와이어 강모(metal wire bristles)와 같은 상업적으로 이용가능한 재료들부터 제조될 수 있다. 흡입 디바이스로부터의 강모들은, 대형 인공 유체들의 바닥의 적절한 청소를 가능하게 하는 상이한 종류의 강모들을 포함할 수 있다. 바람직한 성능 파라미터들(performance parameters)에 의거하여, 상이한 브러시들에 대해 상이한 재료들을 사용하는 것도 본 발명의 범위 내인 것으로 간주된다. 예를 들면, 일 실시예에 있어서, 측방향 브러시들의 강모들은 PVC로부터 형성될 수 있지만, 제1 블러시들의 강모들은 폴리에스테르 섬유로부터 형성될 수 있다. 추가적으로, 단일 브러시의 모든 강모들이 동일한 재료로부터 형성될 필요는 없다.
흡입 디바이스는, 시장에서 현재 발견되는 디바이스에 의해 수행하는 것이 불가능한, 대형 인공 수체들로부터의 상이한 경사-바닥들(sloped-bottoms)의 조합을 청소할 수도 있다. 구조적인 프레임이 가요성 시트이기 때문에, 그 시트는 상이한 경사 바닥들을 청소하도록 구부러질 수 있다.
가요성 시트는 외부 펌핑 시스템의 흡입 용량을 집중시키도록 구성된 다수의 흡입 지점들(4)을 포함하고, 이에 따라 그 흡입 지점에 보다 높은 흡입력을 제공한다. 흡입 지점들은, 브러시들에 의해 그 흡입 지점들 내로 흐르게 되는 바닥수 유동을 효율적으로 흡입하기 위하여, V-형성의 브러시들과 같은 제1 브러시들의 정점들에 위치될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 흡입 지점들은 바닥수 유동 또한 흡입하기 위해 측방향 브러시들의 정점들 내에 위치될 수 있다. 제1 브러시들은 바닥 침전물을 중앙 흡입 지점으로 향하게 할 수 있고, 이에 따라, 동일한 외부 펌핑 동력(pumping power)에 대하여, 흡입력이 종래의 청소 디바이스보다 대략 3배 높다.
도 5에 도시된 바와 같이, 가요성 시트에는 다수의 안전 바퀴들(6)이 구비될 수도 있다. 일부 실시예에 있어서, 안전 바퀴들은, 시트로부터 브러시의 말단까지의 거리가 시트로부터 바퀴들의 최말단 지점까지의 거리보다 긴, 즉, 브러시 높이보다 높은 높이에 설치된다. 일부 실시예에 있어서, 안전 바퀴들은 흡입 디바이스의 영구적인 작동을 위해 필요한 것은 아니다. 브러시들이 마모되어 흡입 디바이스의 필요한 지지 또는 흡입 높이를 제공할 수 없는 경우에, 그러한 안전 바퀴들이 사용될 수 있다. 그러한 경우, 브러시들이 고정되거나 대체되는 동안, 바퀴들은 2차적인 지지부(secondary support)로서의 역할을 수행할 수 있다. 안전 바퀴들은 전형적으로, 그의 가장 아래의 표면이 브러시들보다 위에 그러나 흡입 지점들보다 아래에 있도록 위치된다.
결과적으로, 흡입 디바이스의 정상 작동 동안, 브러시들만이 수체의 가장 낮은 표면과 접촉한다. 브러시들이 마모되거나 손상된 경우 또는 흡입 디바이스가 청소되고 있는 표면에 보다 가깝게 이동하는 경우, 안전 바퀴들이 그 표면과 접촉하게 되어 흡입 지점들이 그 표면을 끌어당기는 것을 방지하고, 그 안전 바퀴들이 없다면 그 표면 상에 처박히게 되어 그 표면에 의해 손상받게 된다. 전형적으로, 안전 바퀴들은 그 시트의 주위에 고르게 배치되지만, 위치 및 간격을 변화시키는 것도 본 발명의 범위 내인 것으로 간주된다. 또한, 편심 바퀴들, 즉, 원형이 아닌(예를 들면, 타원형이나 둥근 모서리를 가진 실질적 직사각형) 바퀴들이 편심 축(off-center axis)을 통해 플레이트에 장착되는 것도 본 발명의 범위 내인 것으로 간주된다. 이러한 구성은 상이한 흡입 결과들을 가능하게 할 수 있다.
가요성 시트는 그 시트의 주위에 배치된 측방향 바퀴들(21)을 포함할 수 있고, 그 바퀴들의 축들은 그 시트와 평행하게 위치된다(도 5 참조). 측방향 바퀴들은 수체의 벽들 및/또는 시트에 대한 손상을 방지하는 보호를 제공하도록 설계된다.
흡입 디바이스가 깨끗한 물을 수용하지 않으면서 바닥 불순물과 침전된 고형물을 함유한 바닥수 유동을 수용할 수 있도록 설계된 것이라면, 흡입 높이는 청소될 각 대형 수체에 대하여 특정적으로 결정될 수 있다. 다시 말해, 비록 브러시의 바닥 및 흡입 지점들 간의 거리, 즉, 흡입 높이는 범용적(generic)일 수 있더라도, 청소될 수체의 특정 특징점들에 따라 결정되어, 흡입 높이를 변경하는 것도 본 발명의 범위 내인 것으로 간주된다. 이것은, 동일한 디바이스 상에서 브러시들의 길이들을 변화시키기 위해 또는 모두 함께 상이한 길이들을 가진 브러시들을 설치함에 의해 달성될 수 있다.
안전 바퀴들은 전형적으로, 그들의 사용이 요구되는 경우, 대형 인공 수체들의 바닥 표면들에 큰 손상을 주지 않을 재료들로 제작된다. 그 재료의 예시들은, 그 중에서, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 고무, 플라스틱, 폴리스티렌, PTFE 및 PVC를 포함한다.
도시된 바와 같이, 흡입된 물 유동은 내부 흡입 라인들(internal suction lines)(9)을 통해 다수의 집수기(collector)(7) 내로 이송된다. 내부 흡입 라인들과 집수기들은 전형적으로, 다른 강성 또는 가요성 연결 부품들 중에서, 엘보우들(elbows), 플렌지들(flanges), 샤프트들(shafts), 슬리브식 커플링들(sleeve-style couplings), 클램프 커플링들(clamped couplings), 및 빔 커플링들(beam couplings)들과 같은 상이한 커플러들(10)을 통해 연결된다. 흡입 디바이스의 전형적인 작동 동안, 부압(negative pressure)은 펌프(미도시)에 의해 생성되어 집수기들로 이어지고, 그 내부에서 흡입을 발생시킨다. 집수기들은 커플러들과 유체적으로 연통하고 있기 때문에, 이러한 흡입은 내부 흡입 라인들과 커플러들을 통해 흡입 지점들(4)로 분배된다. 그 결과적인 흡입의 바람직한 효과에 의거하여, 상이한 감소기들(reducers) 및/또는 확장기들(expanders)은 각 흡입 지점에 적용된 흡입력을 조절하도록 이용될 수 있다. 각 흡입 지짐에서의 흡입력은 동일하거나 상이할 수 있다.
도 8에는 추진 디바이스, 외부 펌핑 시스템 및/또는 여과 시스템에 부착될 수 있는 흡입 시스템이 도시된다. 도시된 바와 같이, 흡입된 물 유동을 외부 펌핑 시스템 내로 이송하도록 구성된 집수기(7)는, 흡입된 물 유동을 일련의 흡입 연결 지점들(4)로부터 하나 이상의 외부 흡입 라인들(8) 내로 집중시키도록 구성될 수도 있다. 외부 흡입 라인들의 개수는 통상적으로, 흡입된 물 유동의 효율적인 분배를 제공하기 위해, 그리고 외부 펌핑 시스템(14)과의 연결을 위한 외부 흡입 라인들의 필요성을 감소시키기 위해, 내부 흡입 라인들의 개수보다 적다. 흡입된 물 유동은 전형적으로, 하나 이상의 외부 흡입 라인들(8)을 통해 외부 펌핑 시스템으로 이송된다.
집수기(7)는, 그 중에서, 매니폴드들(manifolds), 다중-유입 파이프들(multiple-inlet pipes)과 같은 상이한 집중 부품들을 포함할 수 있다.
흡입 디바이스와 가요성 시트의 상이한 구성들 간의 연결은, 그 중에서, 용접, 브레이징, 솔더링, 접착 본딩, 스크류들, 볼트들 및 체결구들과 같은 기계적인 조립체를 포함한 임의의 방법에 의해 달성될 수 있으나, 그에 한정되는 것은 아니다.
가요성 시트는, 요구된 구동력을 제공하고 대형 인공 수체들의 바닥을 통해 흡입 디바이스를 이동시키기 위하여, 하나 이상의 연결 아암들(16)을 통해 외부 추진 디바이스(13)를 부착시키도록 구성된 하나 이상의 아암 커넥터들 또는 조인트들(11)을 포함할 수 있다.
도 9에는 흡입 디바이스의 전형적인 작동이 도시되고, 어떻게 유입수 유동(18)이 전진 방향으로 흡입되도록 흡입 디바이스에 진입할 수 있는지를 나타낸다. 흡입 디바이스는 추진 디바이스에 의해 추진될 수 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 흡입 디바이스는, 가요성 시트에 부착된 아암 커넥터들(arm connectors)(11)에 부착된 하나 이상의 커넥터 아암들(connector arms)(16)에 의해 추진 디바이스에 연결될 수 있다. 흡입 디바이스가 추진되는 경우, 흡입 디바이스는 대형 인공 라군(lagoon)의 바닥을 따라 특정 전진 방향(19)으로 이동하고, 유입수 유동(18)이 흡입 디바이스 내로 흐르도록 한다. 흡입 디바이스는 불순물과 다른 침전된 재료(20)를 흡입할 수 있고, 이에 의해 바닥 표면을 완전하게 청소할 수 있다.
"추진 디바이스(propelling device)"라는 용어는 일반적으로, 다른 디바이스를 밀거나 당김으로써 이동을 제공하는 추진 디바이스를 설명하기 위해 사용된다. 일부 실시예에 있어서, 추진 디바이스는 수체의 표면 상부에 위치되거나 부유하는 보트 또는 구조물을 포함할 수 있고, 그 보트 또는 구조물은 흡입 디바이스에 요구된 구동력을 제공할 수 있는 엔진, 수중 로봇 시스템들, 프로펠러들, 자동화 수단 또는 임의의 시스템을 구비한다. 일부 실시예에 있어서, 트랙들(tracks)과 같은 추진 디바이스는 흡입 디바이스 내에 포함된다. 일부 실시예에 있어서, 트랙들은 무한궤도식 트랙들(caterpillar style tracks)이다. 일부 실시예에 있어서, 추진 디바이스는 엔진을 가진 쌍동선식 보트(catamaran type boat)이고, 그 엔진은 보트 아래의 물의 혼합 및 침전된 불순물의 재부유를 최소화시키기 위해 보트의 전방에 위치된다. 다른 실시예들에 있어서, 추진 디바이스는 궤도 시스템 상에 지지되는 수중 카트(underwater cart)이다.
흡입 디바이스는 추가적으로 또는 대안적으로, 흡입 디바이스의 경로를 조명하기 위해 수중 조명등과 같은 상이한 시스템들과 장비를 포함할 수 있고, 이에 따라 야간 작업과 감시가 가능하게 된다. 흡입 디바이스는 정지 이미지들이나 비디오들을 제공하기 위한 카메라를 추가적으로 가질 수 있고, 그 카메라는 그 디바이스에 고정되거나 그 디바이스로부터 제거가능하게 고정될 수 있다.
흡입 디바이스의 구성 때문에, 종래 흡입 디바이스들과 비교할 때 상당히 높은 속도들을 달성할 수 있다. 본 발명의 흡입 디바이스는 바닥 불순물이나 플록의 재부유 또는 분산 없이 단시간에 큰 불규칙적인 표면들을 커버할 수 있을 뿐 아니라, 고속으로 바닥을 청소하고 바닥수 유동을 제거할 수 있다. 본 발명의 흡입 디바이스는 단시간에 큰 표면 영역들을 커버할 수 있고, 대략 분당 25ft, 분당 30ft, 분당 40ft, 분당 50ft, 또는 대략 분당 60ft 또는 대략 분당 70ft의 속도로 이동할 수 있다. 흡입 디바이스가 바닥을 통해 이동할 경우, 흡입 디바이스 길이에 전진 속도를 곱한 것과 동일한 표면 영역을 커버할 수 있을 것이다.
일부 실시예에 있어서, 흡입 디바이스는 분당 28,5ft의 속도와 9.85ft의 길이를 가질 수 있고, 이에 따라 표면 청소율은 28,5ft/min×9.85ft=281ft2/min이 될 것이다. 따라서, 전체 표면 청소율은 대략 405,000ft2/24hours (대략 38,000m2/day)와 동일할 것이다. 그러나, 청소 또는 유지 또는 방향전환을 위한 감속 또는 다른 이유 등을 위하여 대략 20%의 시간을 필요로 할 것으로 예상된다. 따라서, 흡입 디바이스는 대략 24 작동시간당 325,000ft2(대략 24 작동시간당 30,000m2) 이상의 영역을 청소할 수 있다.
스위밍 풀의 주위에 있은 사람에 의해 조작되도록 설계되고 구성된 종래의 스위밍 풀 청소 디바이스는 본 발명에서와 같이 대형 인공 수체들을 청소하는 목적을 달성할 수 없다는 것에 유의할 필요가 있다. 또한, 종래의 스위밍 풀 청소 디바이스들은, 평탄하고 단단하고 편평한 콘크리트 스위밍 풀들의 바닥 상에서 발견되는 잔해를 제거하도록 설계되고, 그 바닥은 플라스틱 지오맴브레인들(plastic geomembranes)과 같은 상이한 코팅으로 덮여 있는 대형 인공 수체들의 불규칙적인 바닥들과 완전히 상이하다. 본 발명의 흡입 디바이스의 결과적인 흡입력은 전형적으로, 대략, 30m3/hr보다 크고, 대략 50m3/hr보다 크고, 대략 75m3/hr보다 크고, 때로는 대략 90m3/hr 이상이다.
본 발명에 따른 흡입 디바이스는 집중식 여과 시스템 없이 대형 인공 수체들을 처리하고 유지하도록 구성되는 것으로, 스위밍 풀 기술들과 상이하다. 그 중에서 부유 고형물과 유기 물질의 침전이 형성되는 경우, 흡입 디바이스가 사용되고, 흡입 디바이스는, 전체 수체의 여과를 방지하기 위해, 대형 인공 수체들의 바닥으로부처 침전된 불순물을 제거하도록 작동한다. 따라서, 흡입 디바이스는 수체로부터 침전된 바닥 불순물을 제거하기 위한 흡입 지점들을 포함하고, 플록의 분산과 재부유를 방지한다. 침전된 침전물은 매우 부서지기 쉽고 용이하게 분산될 수 있고, 이는 종래의 스위밍 풀들로부터 제거된 불순물과 완전히 상이하고, 이는 일반적으로 풀 바닥에 부착되어 제거가 필요한, 먼지, 녹, 탄산칼슘 또는 잔해로 구성된다.
본 발명에 따른 흡입 디바이스의 고속 흡입은 흡입 디바이스 작동부 부근의 부서지기 쉬운 바닥 불순물 및 침전된 고형물의 재부유 또는 분산을 초래하지 않으면서 달성할 수 있고, 이에 따라 수질에 영향을 주지 않고, 또는 종래 흡입 디바이스들이 고속으로 작동되는 경우 초래될 수 있는 침전물 구름을 생성시키지 않는다. 또한, 흡입 디바이스는, 불규칙적인 바닥들을 통해 이동하는 동안, 대략 분당 66ft의 속도로 전진할 수 있도록 구성되고, 동시에 바닥 재료에 손상을 주는 것을 방지할 수 있다. 본 발명에 따른 흡입 디바이스를 이용하면, 표면 청소율은, 집중식 여과 시스템 없이 대형 인공 수체들을 위한 다른 이용가능한 흡입 디바이스보다 3배 높고, 종래의 스위밍 풀 청소기보다 4배 높다.
예를 들면, 흡입 디바이스들이, 영구적으로 고정된 바퀴들이 라인이 그어진 바닥을 가로질러 이동하도록 하는 경우, 바닥 상의 울퉁불퉁함은 무시되지 않을 수 있고, 바퀴들이 라이너에 손상을 주어 그의 분리, 접힘 및 신장을 야기할 수 있고, 이는 그의 내구성에 영향을 미치고, 아마도 교체되어야 할 것이다. 대형 인공 수체들의 바닥에 대한 그러한 손상은, 상당한 누수 및 물 손실의 발생을 초래할 수도 있고, 환경적인 손상을 야기할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 흡입 디바이스는 전형적으로, 바닥 재료에 대한 손상이나 신장을 일으키는 것을 방지하기 위하여, 브러시들 위에서 균일하게 지지된다. 또한, 본 발명에 따른 흡입 디바이스가 브러시들 위에서 지지되기 때문에, 흡입 디바이스의 방향전환은 보다 매끄럽게 이루어지고, 이에 의해, 방향전환이 필요한 경우, 대형 인공 수체들의 바닥 재료를 보호한다. 대조적으로, 고정식 바퀴들이 이용되는 경우, 흡입 디바이스의 방향전환은 바닥 재료 위에서 고정식 바퀴들의 슬라이딩을 초래하고, 이에 따라 구름(rolling)과 대조적으로, 바닥을 찢거나 파손시킬 수 있고, 이는 분명히 방지되어야 한다.
흡입된 물 부피는, 그 중에서도 외부 펌핑 시스템, 파이프 이송 거리로 인한 부하 손실, 시스템 구성에 따라 결정된다. 일부 실시예에 있어서, 시스템은, 흡입 디바이스 내로 도입된 유효 부피(effective volume)가 외부 펌핑 시스템에 의해 흡입되는 물의 량과 같거나 그보다 크도록 설계된다. 본 발명에 따른 흡입 디바이스는 특정 전진 속도
Figure pct00001
을 갖도록 구성되고, 여기서, 흡입 디바이스의 길이
Figure pct00002
는 이동 방향을 향하고, 흡입 디바이스는
Figure pct00003
의 흡입 높이를 가진다.
따라서, 사전결정된 기간에 흡입 디바이스 내로 이송될 전체 물 부피 또는 유입 물 부피(18)는 하기의 식과 같이 계산될 수 있다.
Figure pct00004
외부 펌핑 시스템의 흡입력으로 인한 전체 흡입 물 유동률은
Figure pct00005
로 정의된다. 따라서, 하기의 식이 정의될 수 있다.
Figure pct00006
그 관계는 아래와 같이 설명될 수 있다. 불순물과 침전된 고형물을 함유한 물 유동을 단지 흡입하고 제거하기 위해, 흡입 디바이스의 높이는 바닥수 유동만을 흡입하도록 정의된다. 흡입 디바이스가 전진하는 경우, 불순물은 브러시들 내에 포획되고 흡입 지점들을 통해 흡입될 것이고, 깨끗한 물이 흡입 디바이스를 통해 통과하는 경우에는 흡입되지 않는다. 따라서, 외부 펌핑 시스템으로부터 흡입된 물 유동률은 흡입 디바이스에 효율적으로 진입하는 물 유동률보다 작도록 구성되고, 이후 정화 및/또는 여과될 깨끗한 물의 흡입을 방지한다. 외부 펌핑 시스템으로부터의 흡입력이 흡입 디바이스에 진입하는 물 유동보다 큰 경우, 흡입력은 흡입 디바이스를 바닥에 고정시켜 잠재적으로 바닥 재료에 손상을 주고 흡입 디바이스가 이동하지 못하게 한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에 있어서, 흡입된 물 유동은, 흡입된 물 유동을 여과할 수 있는 정화 및/또는 외부 여과 시스템(15)으로 이송된다. 여과된 물 유량(16)은 이후 대형 수체 내로 복귀하게 될 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 외부 여과 시스템은 흡입 디바이스의 부분이 아니고, 높은 전진 속도로 인해 큰 부피의 물이 흡입되기 때문에, 흡입 디바이스에 부착된 소형 여과기는, 흡입된 물 유동의 필요한 여과를 제공하기에 충분하지 않을 수 있거나 흡입 디바이스에 부착될 수 없는 대형 여과기를 필요로 할 수 있다.
예시 1
본 발명에 따른 흡입 디바이스가 제조되어 3.7 에이커(acres)의 대형 수체에 설치되었다.
수체는, 대형 수체 내 물의 적절한 컬러와 색조를 유지하기 위해, 완전하게 청소되어야 하는 불규칙적인 바닥을 생성하는 모래 흙(sandy soil) 위에 설치되는 LLDPE(linear low-density polyethylene) 라이너를 포함하였다. 다른 기술들은 그러한 대형 수체를 청소할 수 없었고, 이에 따라, 본 발명에 따른 흡입 디바이스가 개발되었고 그러한 프로젝트에서 테스트되었다.
흡입 디바이스는, 필요한 가요성을 제공하기 위해 10mm의 두께를 가진 폴리카보네이트로 축조된 가요성 시트를 포함하였다. 흡입 디바이스는 대략 3m2의 표면적을 가지며, 대략 3미터의 길이와 1미터의 폭 치수들을 가진다. 흡입 디바이스의 높이는 대략 6cm이었고, 흡입 디바이스는, 불순물과 잔해를 함유한 바닥수 유동만을 흡입하고, 프로세스를 비효율적으로 만들 수 있는 깨끗한 물을 흡입하지 않는다.
브러시들은 폴리에틸렌으로부터 제조되고, 폴리프로필렌 강모들을 가지고, 바닥 재료에 손상을 주지 않으며, 바닥에서 흡입 디바이스를 지지할 수 있는 능력을 가지고, 불규칙적인 바닥 표면에 맞추어 완전한 청소를 제공한다.
안전 바퀴들은 UHMW PE(ultra high molecular weight polyethylene)로 제작되어 있고, 흡입 디바이스의 일부 부분들과 동일한 재료를 사용하고, 이에 따라 제조 비용 및 재료 비용을 절감할 수 있었다.
6개의 흡입 지점들은 제1 브러시들의 정점들에 위치되었고, 2개의 추가적인 흡입 지점들은 측방향 브러시들의 정점들에 위치되고, 이에 따라 바닥수 유동의 고른 흡입을 제공하였다. 총 8개의 흡입 지점들은 2개의 분리된 매니폴드들에 연결되어 있고, 각 매니폴드는 내부 흡입 라인들을 통해 4개의 흡입 지점들을 연결할 수 있다. 흡입 연결 라인들은 PVC로 제조되고, 316 스테인레스 스틸 엘보우들을 가지고, 이에 따라 수중에서의 내구성을 제공한다.
흡입 디바이스는 라군의 바닥에 설치되었고, 2개의 외부 흡입 파이프들은 대형 수체의 주위에 위치된 외부 펌핑 시스템에 연결되었다. 흡입 디바이스는 2개의 금속 아암들을 통해 엔진을 가진 보트에 부착되었고, 대형 수체의 바닥을 통해 흡입 디바이스를 구동할 수 있었다.
흡입 디바이스는 초당 3.76ft2의 표면 청소율(20% 시간 손실을 고려하여 대략 24시간당 325,000ft2)로 작동되었고, 대략 12시간에 대형 수체의 전체 바닥 면적(3.7에이커)을 청소할 수 있었다. 작업 시간의 감소는 전체적인 작업 비용을 감소시킬 수 있었다.
바닥 상에서 발견되는 불순물과 침전된 고형물이 브러시들에 유지되는 동안, 일부 깨끗한 물이 디바이스를 통해 통과하기 때문에, 흡입 디바이스에 진입하는 총 물 유동률은 외부 펌핑 시스템으로부터 흡입된 물 유동률보다 낮았으며, 이후 흡입 지점들을 통해 제거된다.
대형 인공 수체들을 위한 일 유형의 디바이스 및 본 발명의 예시 1의 흡입 디바이스 간의 비교가 표 2에 나타난다. 첫번째 종류의 디바이스는, 그 중에서, 흡입 디바이스 속도, 가역성, 방향전환 능력, 흡입 효율, 불규칙적인 표면들에서의 작동, 바퀴들 상의 지지 및 경사진 바닥들에서의 작동과 관련된 한계점들을 가졌다.
기술 B를 위한 제1 흡입 디바이스 및 기술 B에 이용된 본 발명으로부터의 디바이스 간의 비교
파라미터 기술 B를 위해 개발된
제1 흡입 디바이스		 본 발명에 따라 기술 B를 위해
개발된 흡입 디바이스
치수들(L x W x H) 9.8 ft. x 3.3 ft. x 0.33 ft. 9.8 ft. x 3.3 ft. x 0.16 ft.
전체 무게 300 kg 160 kg
전체 흡입력1 32.4 m3/h 60 m3/h
전체 제조 비용 USD 22,000 USD 10,000
가역성 아니오 예
생산 시간 1 개월 2 주
방향전환 능력 제한적임 매우 양호
바닥 침전 물질의
흡입한는데 있어서의 효율		 보통, 침전된 불순물을 흡입하기
위해서는 1회 초과의 통과가 필요함 		매우 양호, 1회 통과로 침전된
불순물의 90% 이상을 흡입함
불규칙적인 표면들에서의 작동 보통, 바닥 재료에
손상을 줄 수 있음		 매우 양호, 불규칙적인 표면에
적응할 수 있음
무게 지지 바퀴들 상에서 지지됨 브러시들 상에서 지지됨
흡입 효율 바닥에서의 연속적인
흡입 구역 때문에 낮음		 흡입력을 집중시키는 흡입 지점들을 이용하기 때문에 높음
경사진 바닥에서의 작동 보통 매우 양호
*1 양 디바이스는 동일한 외부 펌핑 시스템에 연결시킴으로써 비교된다.
확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 흡입 디바이스는 보다 덜 비싸고, 기술 B를 이용하여 대형 인공 수체들의 바닥을 청소하기 위해 레크리에이션용 또는 산업용으로 이용되는 대형 인공 수체들에 용이하게 설치될 수 있다. 동일한 외부 펌핑 시스템을 사용함으로써, 흡입 디바이스의 흡입력은 본 디바이스에 이용된 구성의 흡입 효율 때문에 증가하게 된다.
예시 2
본 발명에 따른 흡입 디바이스는 제조되어 20 에이커(acres)의 대형 수체에 설치된다. 대형 수체는, 대형 수체 내 물의 적절한 컬러와 색조를 유지하기 위해, 완전하게 청소되어야 하는 불규칙적인 바닥을 생성하는 모래 흙 위에 설치되는 LLDPE 라이너(liner)에 의해 덮여 있는 바닥을 가진다. 본 프로젝트의 레크리에이션 본질 때문에, 청소 작업들은 밤 동안 실행되었고, 이에 따라 흡입 디바이스와 추진 디바이스는, 그러한 목적을 달성하기 위해 추가적인 조명등들과 같은 특수 장비 및 GPS와 같은 시스템들을 포함하였다.
흡입 디바이스는, 추진 디바이스에 의해 구동되는 동안, 수중에서 디바이스를 유지하고 바닥으로부터 디바이스의 떠오름을 방지하는데 필요한 무게뿐만 아니라 필요한 가요성을 제공하기 위해, 5mm 두께의 316 스틸로 제작된 가요성 시트를 가진다. 강철 시트를 제공함으로써, 무게는 전체 디바이스를 따라 분산되었고, 그 안정성이 향상되었다. 흡입 디바이스는 대략 3m2의 표면을 가지며, 대략 3미터의 길이와 1미터의 폭 치수들을 가진다. 흡입 디바이스의 높이는 대략 4cm이었고, 흡입 디바이스는, 불순물을 함유한 바닥수 유동만을 흡입하고, 수처리를 비효율적으로 만들 수 있는 깨끗한 물을 흡입하지 않는다.
브러시들은 폴리에틸렌으로 제조되고, 폴리프로필렌 강모들을 가지며, 바닥 재료에 손상을 주지 않으며, 바닥에서 흡입 디바이스를 지지할 수 있는 능력을 가지며, 불규칙적인 바닥 표면에 맞추어 완전한 청소를 제공한다.
안전 바퀴들은 UHMW PE로 제작되었으며, 흡입 디바이스의 일부 부분들과 동일한 재료를 사용하였으며, 이에 따라 제조 비용 및 재료 비용을 절감할 수 있었다.
6개의 흡입 지점들은 제1 브러시들의 정점들에 위치되었고, 제1 브러시들은 V-형상의 브러시들이고, 2개의 추가적인 흡입 지점들은 측방향 브러시들의 정점들에 위치되고, 이에 따라 바닥수 유동의 고른 흡입을 제공하였다. 총 8개의 흡입 지점들은 2개의 분리된 매니폴드들에 연결되었으며, 각 매니폴드는 내부 흡입 라인들을 통해 4개의 흡입 지점들을 연결할 수 있다. 흡입 연결 라인들은 수중에서의 내구성을 제공하기 위해 PVC로 제조되었으며, 316 스테인레스 스틸 엘보우들을 가지며 스틸 베이스 플레이트에 용접되었다. 흡입 디바이스는 라군의 바닥에 설치되었고, 2개의 외부 흡입 파이프들은 대형 수체의 주위에 위치된 외부 펌핑 시스템에 연결되었다. 흡입 디바이스는 2개의 금속 아암들을 통해 엔진을 가진 보트에 부착되었고, 대형 수체의 바닥을 통해 흡입 디바이스를 구동할 수 있었고, 작업자는 엔진을 가진 보트의 구동을 담당하였다.
흡입 디바이스의 야간 작업을 가능하게 하기 위해, 2개의 수중 조명등들이 흡입 디바이스 내에 설치되었다. 수체 외측의 원격 위치로부터 생방송으로 청소 작동을 감시할 수 있고, 보트를 구동하는 작동에 대해서도 감시할 수 있는 수중 카메라가 설치되었다.
흡입 디바이스는 분당 500ft2의 평균 표면 청소율로 작동되었으며, 대략 12시간에 바닥의 대략 절반을 청소할 수 있으며, 21:00시부터 다음 날의 09:00시까지의 기간 내에 작동된다. 하룻밤에 전체 라군의 청소를 완료할 수 있도록 제2 흡입 디바이스가 사용될 수 있었다.
확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 흡입 디바이스는 보다 덜 비싸고, 대형 인공 수체들의 바닥을 청소하기 위해 레크리에이션용 또는 산업용으로 이용되는 대형 인공 수체들에 용이하게 설치될 수 있다. 또한, 흡입 디바이스는, 낮 동안의 레크리에이션 활동들을 방해하지 않기 위해 밤 동안 작동될 수도 있다.
상술한 다양한 실시예들은 단지 실례로서 제공되는 것으로, 본 명세서에 첨부된 청구범위를 제한하기 위한 것으로 해석되어서는 안된다. 당업자라면, 본 명세서에 도시되거나 기재된 예시적인 실시예들 및 응용물들을 따르지 않고, 아래의 청구범위의 사상과 범위로부터 일탈하지 않고, 만들어질 수 있는 여러 변형들 및 수정들을 쉽게 인식할 것이다.

Claims (40)

  1. 집중식 여과 시스템 없이, 10,000m2보다 넓은 표면들을 가진 대형 인공 수체들의 바닥으로부터 수량(water volume)을 흡입하며, 24시간당 325,000ft2(24시간당 30,000m2) 이상의 표면율(surface rate)로 청소할 수 있는 흡입 디바이스에 있어서,
    구조적인 프레임을 제공하도록 구성된 가요성 시트;
    상기 시트에 매달려 있는 다수의 제1 브러시들;
    바닥수 유동을 상기 제1 브러시들을 향하여 방향전환시키도록 구성된 다수의 중간 브러시들;
    상기 바닥수 유동을 상기 흡입 디바이스 내에 수용하도록, 그리고 상기 흡입 디바이스의 부근에서 상기 바닥수 유동의 재부유를 방지하도록 구성된 다수의 측방향 브러시들;
    흡입력을 증가시키기 위해 흡입 능력을 흡입 지점들에 집중시키도록 구성된 다수의 흡입 지점들;
    상기 제1 브러시들, 상기 중간 브러시들 및/또는 측방향 브러시들이 마모되어 상기 흡입 디바이스의 적절한 지지 또는 흡입 높이를 제공할 수 없을 경우, 2차적인 지지를 제공하고 상기 흡입 디바이스에 대한 손상을 방지하도록 구성된 다수의 안전 바퀴들;
    흡입된 바닥수 유동을 모으고 흡입된 바닥수 유동을 하나 이상의 외부 흡입 라인들로 집중시키도록 구성된 다수의 집수기들;
    흡입된 바닥수 유동을 상기 다수의 흡입 지점들로부터 상기 다수의 집수 수단으로 전달하도록 구성된 다수의 내부 흡입 라인들; 및
    상기 내부 흡입 라인들과 상기 집수기들을 연결하는 커플링 디바이스 -상기 흡입 디바이스에 진입하는 상기 바닥수의 유동률은 외부 펌핑 시스템에 의해 흡입된 물의 유동률과 같거나 그보다 높음-
    을 포함하는 흡입 디바이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 브러시들은 정점을 갖도록 형성되는
    흡입 디바이스.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 흡입 지점들은 상기 제1 브러시들의 정점들 및 상기 측방향 브러시들의 정점들에 위치되는
    흡입 디바이스.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 브러시들은 V-형상의 브러시들인
    흡입 디바이스.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 흡입 디바이스에 진입하는 상기 바닥수 유동은 응집제 또는 응고제에 의해 생성되는 플록을 포함하는
    흡입 디바이스.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 흡입 디바이스에 진입하는 상기 바닥수의 유동률(
    Figure pct00007
    )은 하기 식에 따라 상기 외부 펌핑 시스템에 의해 흡입되는 물의 유동률(
    Figure pct00008
    )과 같거나 그보다 높은 흡입 디바이스.
    Figure pct00009

  7. 제6항에 있어서,
    상기 흡입 디바이스에 진입하는 상기 바닥수의 유동률(
    Figure pct00010
    )은 하기 식과 같이 정의되고,
    Figure pct00011

    여기서,
    Figure pct00012
    는 상기 흡입 디바이스의 전진 속력이고,
    Figure pct00013
    는 이동 방향으로 향하는 상기 흡입 디바이스의 길이이고,
    Figure pct00014
    는 이동 방향으로 향하는 상기 흡입 디바이스의 높이인
    흡입 디바이스.

  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 브러시들, 상기 중간 브러시들 및 상기 측방향 브러시들은, 상기 흡입 디바이스가 제1 방향과 상기 제1 방향에 실질적으로 반대인 제2 방향 양쪽으로 작동되도록 구성되고 상기 가요성 시트에 배치되는
    흡입 디바이스.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 흡입 디바이스는, 수체를 통해 이동하기 위해, 그리고 상기 수체의 바닥 표면으로부터 상기 흡입 디바이스가 떠오르게 되는 것을 방지하기 위해, 상기 제1 브러시들, 상기 중간 브러시들 및 상기 측방향 브러시들에 의해 균일하게 지지되는
    흡입 디바이스.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 가요성 시트는, 폴리카보네이트, 폴리프로필렌, 탄소 섬유, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, PTFE, PVC, 아크릴 및 금속 재료들로부터 선택된 재료로 제작되는
    흡입 디바이스.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 브러시들, 상기 중간 브러시들 및 상기 측방향 브러시들의 강모들은, 폴리프로필렌, 나일론, 수모, 식물 섬유, 탄소 섬유, 폴리에스테르, 피크(peek), 폴리에틸렌, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, PTFE, PVC, 고무, 아크릴 섬유, 금속 와이어 강모로부터 선택된 재료로 이루어지는
    흡입 디바이스.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 안전 바퀴들은, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 고무, 플라스틱, 폴리스티렌, PTFE 및 PVC로부터 선택된 재료로 제작되는
    흡입 디바이스.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 안전 바퀴들은 상기 흡입 디바이스에 2차적인 지지부를 제공하는
    흡입 디바이스.
  14. 제1항에 있어서,
    측벽들에 대한 손상을 방지하기 위해 범퍼(bumper)를 제공하는 측방향 바퀴들을 더 포함하는
    흡입 디바이스.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 흡입 디바이스는 대형 인공 수체들로부터의 상이한 경사 바닥들의 조합을 청소할 수 있는
    흡입 디바이스.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 흡입 디바이스는 플라스틱 라이너들에 의해 덮여 있는 모레 또는 흙의 불규칙한 바닥들을 청소하도록 설계되는
    흡입 디바이스.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 커플링 수단은, 엘보우, 플랜지, 샤프트, 슬리브식 커플링, 클램프 커플링 및 빔 커플링으로부터 선택된 강성 또는 가요성 커플링 부품을 포함하는
    흡입 디바이스.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 집수 수단은, 매니폴드들 및 다중-유입 파이프들과 같은 상이한 집중 부품들을 포함하는
    흡입 디바이스.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 흡입 디바이스의 요소들은 용접, 브레이징, 솔더링, 접착 본딩 및/또는 스크류들, 볼트들 및 체결구들과 같은 기계적인 조립체에 의해 상기 가요성 시트에 연결되는
    흡입 디바이스.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 가요성 시트는, 하나 이상의 연결 아암들을 부착하도록 구성된 하나 이상의 아암 커넥터들을 포함하는
    흡입 디바이스.
  21. 제20항에 있어서,
    요구된 구동력을 제공하여 상기 흡입 디바이스가 상기 대형 인공 수체들의 바닥을 통해 이동하도록 하기 위해, 상기 하나 이상의 연결 아암들은 추진 디바이스에 연결되는
    흡입 디바이스.
  22. 제1항에 있어서,
    상기 가요성 시트는 추진 디바이스를 연결하기 위한 하나 이상의 연결부를 포함하는
    흡입 디바이스.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 추진 디바이스는 엔진을 가진 보트를 포함하는
    흡입 디바이스.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 추진 디바이스는 트랙 시스템을 포함하는
    흡입 디바이스.
  25. 제22항에 있어서,
    상기 추진 디바이스는 상기 흡입 디바이스 내에 위치된 자동화 시스템을 포함하는
    흡입 디바이스.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 자동화 시스템은 무한궤도 시스템을 포함하는
    흡입 디바이스.
  27. 제1항에 있어서,
    상기 흡입 디바이스에 진입하는 상기 바닥수 유동는, 상기 흡입 디바이스의 전진 속도, 전진 길이 및 상기 흡입 높이에 따라 결정되는
    흡입 디바이스.
  28. 제1항에 있어서,
    상기 외부 펌핑 시스템에 의해 흡입된 물의 유동은 여과 시스템으로 이송되고, 정화된 물의 유동은 대형 수체 내로 복귀하는
    흡입 디바이스.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 여과 시스템은 상기 흡입 디바이스에 부착되지 않는
    흡입 디바이스.
  30. 제1항에 있어서,
    상기 흡입 디바이스의 경로를 조명하기 위해 다수의 수중 조명등들을 더 포함하는
    흡입 디바이스.
  31. 제1항에 있어서,
    상기 흡입 디바이스의 작동을 감시하기 위한 이미지들 및/또는 비디오를 제공하기 위해 다수의 카메라들을 더 포함하는
    흡입 디바이스.
  32. 적어도 10,000m2의 인공 대형 수체를 유지하기 위한 시스템에 있어서,
    상기 수체의 바닥을 따라 위치되는 플라스틱 라이너;
    상기 수체로부터 물을 흡입하기 위한 펌핑 시스템; 및
    상기 펌핑 시스템에 연결된 제1항의 상기 흡입 디바이스
    를 포함하는 시스템.
  33. 상기 수체의 바닥으로부터 응집제 또는 응고제에 의해 생성된 플록(flocs)을 흡입하는 흡입 디바이스에 있어서,
    시트를 포함하는 구조적인 프레임;
    상기 시트에 매달려 있고 내부에 정점을 가진 제1 브러시; 및
    상기 시트에 매달려 있는 다수의 안전 바퀴들을 포함하고,
    상기 시트로부터 상기 안전 바퀴들의 최저 부분까지의 거리는 상기 시트로부터 상기 제1 브러시의 말단까지의 거리보다 짧은
    흡입 디바이스.
  34. 제33항에 있어서,
    상기 제1 브러시를 향하여 물의 유동을 방향전환시키도록 구성된 중간 브러시;
    상기 흡입 디바이스 내에 상기 물의 유동을 수용하도록, 그리고 상기 흡입 디바이스의 부근에서 상기 물의 유동의 재부유를 방지하도록 구성된 측방향 브러시; 및
    상기 흡입 디바이스의 흡입력을 증가시키기 위해 흡입 능력을 집중시키도록 구성된 흡입 지점을 더 포함하는
    흡입 디바이스.
  35. 제33항에 있어서,
    상기 흡입 지점들로부터 바닥수의 유동을 모으고 흡입된 물을 하나 이상의 외부 흡입 라인들 내로 집중시키도록 구성되는 집수기와 유체적으로 연통하는 다수의 흡입 지점들;
    흡입된 바닥수의 유동을 상기 다수의 흡입 지점들로부터 상기 집수기로 전달하도록 구성된 내부 흡입 라인; 및
    상기 내부 흡입 라인과 상기 집수기를 연결하는 커플러를 더 포함하고,
    상기 흡입 디바이스에 진입하는 상기 바닥수의 유동률은 외부 펌핑 시스템에 의해 흡입된 물의 유동률과 같거나 그보다 높은
    흡입 다바이스.
  36. 제33항에 있어서,
    상기 흡입 디바이스에 진입하는 물의 유동률은, 상기 흡입 디바이스와 유체적으로 연통하는 외부 펌핑 시스템에 의해 흡입된 물의 유동률보다 적어도 높은
    흡입 디바이스.
  37. 제33항에 있어서,
    상기 시트는 가요성인
    흡입 디바이스.
  38. 적어도 10,000m2의 대형 인공 수체를 유지하기 위한 시스템에 있어서,
    상기 수체의 바닥을 따라 위치되는 플라스틱 라이너;
    상기 수체로부터 물을 흡입하기 위한 펌핑 시스템; 및
    제33항의 상기 흡입 디바이스
    를 포함하는 시스템.
  39. 흡입 디바이스를 작동시키는 방법에 있어서,
    수체의 바닥 표면을 따라 흡입 디바이스를 위치시키는 단계;
    상기 흡입 디바이스에 흡입력을 제공하는 단계;
    상기 흡입 디바디스의 저면에 장착된 브러시들에 형성된 정점들로 물을 보내는 단계;
    상기 바닥 표면을 따라 상기 흡입 디바이스를 이동시키는 단계; 및
    상기 브러시들만이 상기 바닥 표면과 접촉하도록 허용하는 단계
    를 포함하는 방법.
  40. 제39항에 있어서,
    상기 흡입력을 제공하는 단계의 상기 흡입력은, 외부 펌핑 시스템에 의해 제공되고, 상기 흡입 디바이스에 진입하는 바닥수의 유동률(
    Figure pct00015
    )은 하기의 식에 따라 상기 외부 펌핑 시스템에 의해 흡입되는 물의 유동률(
    Figure pct00016
    )과 같거나 그보다 높은 방법.
    Figure pct00017
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