KR20230092027A - 침수된 표면을 위한 세정 장치 - Google Patents

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앤더스 모라우그
올레 모라우그
하랄드 아모트
크누트 모라우그
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아쿠아 로보틱스 에이에스
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Abstract

본 발명은 침수된 표면(99)을 세정하기 위한 세정 장치(1)에 관한 것으로, 세정 장치(1)는 제 1 단부 부분(11) 및 제 2 단부 부분(12)을 형성하고, 그리고 세정 장치(1)는 표면(99)에 걸쳐 구르도록 배열된 적어도 하나의 회전 가능한 브러쉬(20)를 포함한다. 세정 장치는 제 1 단부 부분(11)과 제 2 단부 부분(12) 사이에 제 1 축(A1) 및 제 1 축(A1)에 수직인 제 2 축(A2)을 갖는 프레임(10)을 더 포함한다. 브러쉬(20)에는 제 1 축(A1)에 대해 경사져 있는 회전축(20R)이 제공된다. 침수된 표면을 세정하기 위한 회전 가능한 브러쉬(20A-D)가 또한 설명되어 있다. 회전 가능한 브러쉬(20A-D)는 자유 단부 부분(28) 및 원형 원주 경로(31)를 갖는 강모(26A-C)를 가지며, 자유 단부 부분(28)은 원주 경로(31)와 경사각(α)을 형성한다.

Description

침수된 표면을 위한 세정 장치 {CLEANING DEVICE FOR A SUBMERGED SURFACE}
본 발명은 침수된 표면(submerged surface), 예를 들어, 어류 양식 케이지(fish-farming cage)에 속하는 그물을 세정하기 위한 세정 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 회전 가능한 브러쉬(brush)를 구비한 세정 장치에 관한 것이다.
회전 가능한 브러쉬는 수동적이며 브러쉬를 구동시키기 위한 전용 모터가 없다. 브러쉬는 세정할 표면을 가로질러 이동하고 접촉함으로써 회전되게 된다. 바람직하게는, 세정 장치는 바람직하게는 수면 위에 위치결정된 윈치(winch)에 의해 하강 및 승강되는 세정 장치에 의해 수직 방향으로 표면에 걸쳐 이동된다. 보다 더 구체적으로, 세정 장치는 세정 장치가 이동되는 방향에 대해 경사지는 회전축을 갖는 하나 이상의 브러쉬를 포함한다. 게다가, 세정 장치는 세정 장치가 이동되는 방향에 대해 횡방향인 하나 이상의 회전 가능한 브러쉬를 포함할 수 있다. 보다 더 구체적으로, 회전 가능한 브러쉬는 브러쉬의 회전축에 수직인 축 주위로 선회 가능하게 부착되고 그리고 선회 가능하다.
어류 양식을 위해서, 부유 케이지(floating cages)가 사용될 수 있다. 소위 개방형 케이지는 무엇보다도 어류를 위한 인클로저를 둘러싸고 있는 부유체를 포함한다. 인클로저는 그물을 포함할 수 있다. 그물은 바닥이 닫혀 있다. 물은 그물을 통해 자유롭게 흐른다. 어류는 수중 산소 함량이 만족스러워지도록 관류에 의해 대체되는 그물 내에 있는 물을 따른다. 시간이 지남에 따라, 그물은 오염물로 덮히고 물의 유동은 줄어든다. 따라서, 케이지 내부의 산소 함량이 감소할 것이며, 이는 물고기의 웰빙(well-being), 건강 및 성장에는 호의적이지 않다.
물고기의 외부 갑각류 기생충(external crustacean parasites)과 싸우기 위해 케이지에서 소위 청소부 물고기를 사용하는 것이 공지되어 있다. 연어 기생충(salmon louse)이 이러한 기생충의 일 예이다. 청소부 물고기의 효과를 극대화하려면 그물을 오염물로부터 깨끗하게 유지하는 것이 호의적이다. 청소부 물고기는 오염물을 먹을 것이며, 이에 따라 그물이 오염될 때 연어 기생충을 적극적으로 먹지는 않을 것이다.
오염물을 방지하기 위해서는, 케이지로 사용되는 그물을 함침제로 처리하는 것이 업계에 공지되어 있다. 이러한 함침제는 사실상 독성이 있다. 공지된 함침제는 구리성 함침제를 포함한다. 이러한 그물은 세정 및 재함침을 위해 특수 세정 시설로 보내져야 한다는 것이 또한 공지되어 있다. 이는, 특히 그물을 바다에서 들어 올리고 그리고 그물을 다시 바다에 넣을 수 있도록 크레인을 갖춘 보트를 동원하는 것을 포함하는 광범위한 작업이다.
그물을 세척하고 함침시키는 것에 대한 대안은, 수중에서 현지에서 그물을 세정하는 것이다.
특허 문헌 US 2011/0185519는 침수되는 그물, 특히 어류 케이지의 그물을 세정하기 위한 장치를 개시한다. 장치는 수상 선박(surface vessel)에서 동작된다. 이 장치는 그물을 가로질러 미끄러지도록 배열된 직사각형 또는 정사각형 섀시를 포함한다. 장치는 프레임 내에 배치되는 부력체, 그물을 따라 장치를 이동시킬 수 있는 추진 수단, 장치를 그물에 근접하여 접촉시키기 위한 프로펠러, 및 세정 수단을 포함한다. 세정 수단은 섀시 내에 통합된 흡입 장치 또는 고압 세척기를 포함할 수 있다. 게다가, 장치에는 브러쉬가 제공될 수 있다. 추진 장치는 유압 구동식 치형 스프로킷(hydraulically driven toothed sprockets)을 포함할 수 있다. 프로펠러는 유압식으로 구동될 수 있다. 부력체는 장치가 완전히 잠긴 위치에서 약 10kg의 음의 부력을 갖도록 적합화된다.
특허 문헌 EP 2251102는 침수된 그물을 세정하기 위한 다른 장치를 개시하고 있다. 이 장치는 휠 상에서 작동하며 표면으로부터 단단히 고정되는 장치이다. 케이블을 통해 표면으로부터 에너지가 공급되고 호스를 통해 표면으로부터 가압 액체가 공급된다. 그물을 고압 세척함으로써 세정이 수행된다.
특허 문헌 WO 2015/005801은 침수된 그물을 세정하기 위한 자율 장치를 개시하고 있다. 이 장치는 그물을 가로질러 추진하기 위한 휠, 그물에 대해 장치를 위치결정시키기 위한 프로펠러, 세정을 위한 회전 브러쉬, 부력 수단 및 에너지 공급을 위한 배터리를 포함한다. 휠에 대한 대체물로서 트랙이 제공되는 장치를 사용하는 것이 또한 공지되어 있다.
특허 문헌 NO 20160538은 침수된 그물을 세정하기 위해 수개의 회전 디스크가 제공된 섀시를 포함하는 세정 장치를 개시하고 있다. 고압 상태의 물은 각각의 회전 디스크의 중앙까지 운반된다. 각각의 디스크는 그의 중앙으로부터 디스크의 둘레 밖으로 채널을 갖는다. 고압 상태의 물이 노즐 개구에서 흘러나올 때 디스크가 회전하게 되도록 채널이 경사진 노즐에서 끝이 난다.
특허 문헌 US 2012/0260443은 그물을 세정하기 위해 수개의 회전 디스크가 제공된 프레임을 포함하는 세정 장치를 개시하고 있다. 디스크의 둘레에, 디스크에는 그물 구조물 주위를 파지하고 불순물을 완화시키는 손가락형상 후크(finger-shaped hooks)가 제공된다. 이러한 해법의 실질적인 문제점은, 후크가 그물 구조에 상당한 기계적 변형을 제공한다는 사실이다.
출원인의 특허 출원 NO 20161527은 그물 벽에서 수동적으로 회전하는 적어도 하나의 브러쉬를 포함하고, 회전축이 운동 방향에 수직인 세정 장치를 기술하고 있다. 세정 장치는 표면에 있는 윈치(winch)에 의해 상승 및 하강된다.
공지된 장치 중 일부는 표면으로부터, 특히 작업 선박으로부터 작동되어야 하는 문제점을 갖는다. 바람직하게는, 작업 선박은 크레인을 갖는다. 선박과 승조원을 동원하는 작업으로 인해, 오염물이 비교적 광범위해질 때까지, 세정이 수행되지 않을 것이다. 고압 상태의 물을 사용하는 것을 포함하는 장치는 그물에 심한 마모를 일으키는 것으로 공지되어 있지만, 부드러운 장치는 용량이 낮을 수 있다. 따라서, 오염물이 광범위해지기 전에 규칙적으로 부드러운 방식으로 그물을 세정할 수 있는 장치에 대한 요구가 존재한다.
본 발명은, 종래 기술의 문제점 중 적어도 하나를 개선하거나 감소시키며 또는 적어도, 종래 기술에 대한 유용한 대안을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이 목적은 하기 설명 및 하기 청구범위에 명시된 특징을 통해 달성된다.
본 발명은 독립 청구항에 의해 규정된다. 종속 청구항은 본 발명의 유리한 실시예를 규정한다.
본 발명은, 보다 구체적으로, 침수된 표면을 세정하기 위한 세정 장치에 관한 것으로, 세정 장치는 제 1 단부 부분 및 제 2 단부 부분을 형성하고, 그리고 세정 장치는 표면에 걸쳐 구르도록 배열된 적어도 하나의 회전 가능한 브러쉬를 포함한다. 세정 장치는 제 1 단부 부분과 제 2 단부 부분 사이에 있는 제 1 축, 및 제 1 축에 수직인 제 2 축을 갖는 프레임을 더 포함한다. 브러쉬에는 회전축이 제공되고, 회전축은 제 1 축에 대해 경사져 있다.
이와 관련하여, 침수된 표면에 의해 양식 물고기를 위한 인클로저, 예를 들어, 물에 침수된 그물이 이해될 수 있다. 그물은 수직이거나 경사질 수 있는 그물 벽을 형성할 수 있다. 이하에서, 침수된 표면은 그물로 지칭될 것이다. 그물은 수직이거나 경사질 수 있는 그물 벽을 형성할 수 있다. 그물 벽에는 수직 및 수평으로 배열된 스레드(thread)가 제공될 수 있다.
기술적으로 롤러 브러쉬로서 또한 지칭되는 회전 가능한 브러쉬는, 회전 가능한 브러쉬가 그물에 걸쳐 구르는 이점을 가지며, 이에 의해 그물에 부착된 불순물, 예를 들어, 조류(algal) 성장을 느슨하게 한다. 그물을 브러쉬로 롤링함으로써, 수동적이고 부드러운 세정이 그물의 변형을 최소화하고 불순물의 휘말림(whirling-up)을 최소화하면서 성취된다.
회전 가능한 브러쉬의 회전은 지지면, 예를 들어, 그물에 걸쳐 구르는 회전 가능한 브러쉬에 의해 제공될 수 있다. 회전 가능한 브러쉬의 회전은 회전 가능한 브러쉬가 구동 수단, 예를 들어, 모터에 연결됨으로써 제공될 수 있다. 피동 회전 가능한 브러쉬(driven rotatable brush)에는 지지면에 대한 브러쉬의 상대 운동과 무관한 회전 속도가 주어질 수 있다.
세정 장치의 제 1 축은 세정 장치의 운동 방향과 실질적으로 일치하고, 그리고 세정 장치의 적용 위치에서, 제 1 축은 주로, 그물 벽에 평행하다. 수중에서의 조류(currents)가 그물에 약간의 움직임을 일으켜, 일반적으로 수직인 그물 벽이 경사지게될 수 있다.
세정 장치는 표면 상에 있는 윈치에 의해 상승 및 하강되도록 배열된다. 세정 장치는 그물 벽을 따라 상방으로 이동할 때뿐만 아니라 하방으로 이동할 때 그물 벽을 세정할 수 있다. 세정 장치는, 세정 장치가 그물 벽을 따라 하방 그리고 상방 둘 모두로 이동하는 경우 세정 장치를 벽에 대해 밀도록 배열되는 적어도 하나의 가동 날개(movable wing)를 포함할 수 있다.
출원인에 의해 수행된 시험에 따르면, 본 명세서에 기술된 바와 같은 경사진 브러쉬는 제 1 축에 직각인 회전축을 갖는 횡단 브러쉬(transverse brush)보다 실질적으로 더 우수한 세정 효과를 제공할 수 있는 것으로 나타나 있다. 브러쉬가 그물 벽을 따라 구를 때 경사진 브러쉬가 그물의 수평 스레드와 수직 스레드 모두를 세정한다는 점에서 더 나은 세정 효과가 성취된다. 시험 결과, 특히 2 개의 횡단 브러쉬를 포함하는 세정 장치가 336 패스(pass) 후 40 %의 세정 효과를 제공할 수 있음을 나타내고 있다. 본 발명에 따른 복수의 경사진 브러쉬를 갖는 세정 장치는 40 패스 후 80 % 세정 효과를, 그리고 80 패스 후 100 % 세정 효과를 제공할 수 있다.
세정 장치는 V 자형으로 배열된 제 1 브러쉬 쌍을 포함할 수 있다. V 자형의 2 개의 경사진 브러쉬는, 경사진 브러쉬의 회전이 균일화되고 세정 장치가 그물 벽을 따라 수직 방향으로 보다 안정적으로 이동하기 때문에 측방향 힘의 이점을 갖는다. 하나의 경사진 브러쉬 또는 가능하게는, 2 개의 평행한 경사진 브러쉬는, 브러쉬가 그물 벽을 구를 때 브러쉬가 세정 장치를 옆으로 당기게 할 수 있다.
세정 장치는 V 자형으로 배열된 제 2 브러쉬 쌍을 더 포함할 수 있다. 이는 V-자형으로 배열된 2 개의 브러쉬 쌍이 안정성을 옆으로 추가로 증가시킬 수 있으며, 이와 동시에 세정 장치가 그물 벽에서 상방으로 또는 하방으로 이동하든지 세정 효과는 동일할 것이라는 이점을 갖는다.
제 2 브러쉬 쌍은, 제 1 브러쉬 쌍에 대해 제 2 축 주위에서 측방으로 반전될 수 있다. 이는, 브러쉬의 위치 결정의 측방 반전이 세정 장치가 그물 벽에서 상방으로 또는 하방으로 이동하든지 최적의 세정 효과에 기여하는 대칭 설계를 제공한다는 이점을 갖는다. 횡방향으로 반전된 위치 결정은 또한 세정 장치가 그물 벽에 걸쳐 구를 때 매우 우수한 방향 안정성을 제공할 것이다.
2 개의 브러쉬 쌍은 X-자형 또는 평행 사변형으로 배열될 수 있다. 평행 사변형은 가장 공간 효율적인 것으로 고려된다. 브러쉬의 상호 각도를 변경함으로써 세정 효과가 영향을 받을 수 있다.
세정 장치의 제 2 단부 부분은 바닥 브러쉬를 포함할 수 있다. 세정 장치가 정상 작동 위치에 있을 때 제 2 단부 부분은 그물에서 하방을 향한다. 바닥 브러쉬는, 세정 장치가 소위 원뿔식 그물(coned net)에서 사용될 때 특히 유리하다. 원뿔식 그물에서는, 전체 세정 장치를 위한 공간이 그물 바닥 공간에서 너무 적을 수 있다. 세정 장치의 제 2 단부 부분에 테이퍼링 형상을 제공하고 그리고 제 2 단부 부분에 바닥 브러쉬를 제공함으로써, 바닥 브러쉬는 회전 가능한 브러쉬 쌍에 접근할 수 없는 그물의 최하부 부분을 세정할 수 있다. 바닥 브러쉬의 회전축은 제 1 축에 직각일 수 있거나, 회전축과 제 1 축 사이에 각도가 형성되도록 배열될 수 있다.
세정 장치는 적어도 하나의 스크레이퍼(scraper)를 포함할 수 있다. 이는, 회전 가능한 브러쉬가 표면으로부터 떨어지지 않았을 수 있는 먼지를 긁어냄으로써 그물 또는 지지면의 여분의 세정을 제공하도록 스크레이퍼가 배열된다는 이점을 갖는다. 적어도 하나의 스크레이퍼는 지지면에 대한 지지부 및 스페이서로서 추가로 기능하며, 이에 의해 세정 장치가 지지면에 대해 가능한 한 일정한 거리를 갖는 것에 기여한다.
스크레이퍼의 일부는 브러쉬의 회전축에 평행할 수 있다. 이는, 공간 절약 효과를 갖는다. 하나 이상의 스크레이퍼는 회전축에 평행하고 회전 가능한 브러쉬 근처에 배열될 수 있다. 스크레이퍼가 회전 가능한 브러쉬와 평행하게 배열됨으로써, 브러쉬와 스크레이퍼 사이에 물고기 또는 수중의 다른 물체가 끼워넣어지게(wedged) 될 수 있는 웨지(wedge)는 없을 것이다. 4 개의 브러쉬가 평행사변형으로 배열되고 4 개의 브러쉬 각각에 평행하게 배열된 스크레이퍼가 있는 경우, 2 쌍의 스크레이퍼는 쟁기(plough)와 같은 V 자형을 형성할 것이다. 세정 장치가 그물 벽을 따라 상방으로 당겨지면, 2 개의 최상위 스크레이퍼는 그물 벽의 더 큰 불순물을 제거하여 회전 가능한 브러쉬의 세정 효과를 증가시킬 수 있다. 세정 장치가 그물 벽을 따라 하방으로 하강되면, 최하부 스크레이퍼가 해당 효과를 제공할 것이다.
스크레이퍼는 고정 브러쉬를 포함할 수 있다. 이는, 강모(bristles)를 포함하는 고정 브러쉬가 예를 들어, 고무 또는 금속의 강성 스크레이퍼보다 일부 조건 하에서 보다 효과적이라는 이점을 갖는다. 고정 브러쉬가 천공된 지지면, 예를 들어, 그물을 따라 이동되면, 천공된 지지면은 강모에서 진동 효과를 유발할 수 있으며, 이는 세정 효과를 증가시킨다.
회전 가능한 브러쉬는, 주로, 회전축 주위에 원통 형상으로 형성될 수 있다.
원통 형상 회전 가능한 브러쉬의 효과는, 브러쉬가 지지면에 걸쳐 구를 때 브러쉬 코어의 회전축이 지지면에 대해 일정한 거리를 생성할 수 있다는 것이다. 이에 의해, 본 명세서에 기술된 바와 같이 회전 가능한 브러쉬가 제공된 세정 장치는 세정 장치가 지지면을 따라 이동될 때 안정적이고 균일한 움직임을 제공할 수 있다. 지지면에 대한 일정한 거리는, 예를 들어, 윈치를 사용하여 어류 케이지에서 세정 장치를 수직으로 상승 및 하강시키는 경우 특히 중요하다.
회전 가능한 브러쉬는 적어도 하나의 깊이 휠(depth wheel)을 포함할 수 있다.
이는 브러쉬와 동축으로 배열된 깊이 휠이 브러쉬에 그물에 대한 균일한 접지 압력을 제공하고, 그리고 깊이 휠이 브러쉬의 작업 깊이를 제한하는; 즉, 브러쉬의 강모가 그물을 통해 얼마나 멀리 갈 수 있는지를 제한하는 이점을 갖는다. 브러쉬에는 상이한 직경의 대안적인 깊이 휠이 제공되어 이에 따라, 브러쉬의 작업 깊이는 지지면, 예를 들어, 그물의 스레드 두께 및 메쉬 그리고 강모의 섬유 길이에 적합할 수 있다. 작은 직경의 깊이 휠이 큰 작업 깊이를 제공하도록 배열된다. 큰 직경의 깊이 휠은 작은 작업 깊이를 제공하도록 배열된다. 깊이 휠은 작업 깊이가 지지면, 예를 들어, 그물의 스레드 두께 및 메쉬 그리고 강모의 길이에 적합하도록 교체될 수 있다. 더욱이, 브러쉬 코어와 동축으로 배열되는 깊이 휠은 깊이 휠이 없는 회전 가능한 브러쉬와 비교하여 지지면에 대한 더욱 균일한 접지 압력에 기여할 수 있다.
2 개의 깊이 휠은 회전 가능한 브러쉬의 양 측면에 축 방향으로 배열될 수 있다. 회전 가능한 브러쉬는 브러쉬의 선회 가능한 부착을 위한 부착부를 갖는 중간 부분을 포함할 수 있다. 이의 이점은 브러쉬에 중심 선회 가능한 부착부를 제공함으로써, 브러쉬가 고르지 않은 지지면을 더 양호하게 따를 수 있도록 브러쉬의 회전축이 선회될 수 있다는 것이다. 회전 가능한 부착부가 브러쉬의 중심에 위치함으로써, 브러쉬는 부착부 주위에서 균형을 잡을 수 있고, 이에 따라 지지면에서 가능한 가장 쉬운 방식으로 구를 수 있다.
회전 가능한 브러쉬는 브러쉬의 선회 가능한 부착을 위한 부착부를 갖는 중간 부분을 포함할 수 있다.
브러쉬에 중심 선회 가능 부착부를 제공하는 이점은, 브러쉬가 고르지 않은 지지면을 더 양호하게 따를 수 있도록 브러쉬의 회전축이 회전될 수 있다는 것이다. 브러쉬의 중심에 선회 가능 부착부를 가짐으로써, 브러쉬는 체결에 대해 균형을 잡을 수 있고, 따라서 지지면에서 가장 쉽게 구를 수 있다.
중간 부분은 적어도 하나의 깊이 휠을 포함할 수 있다. 중간 부분은 하나 또는 2 개의 깊이 휠을 포함할 수 있다. 구조를 단순화하기 위해, 중간 부분에는 단지 하나의 깊이 휠이 제공될 수 있다.
세정 장치의 제 2 단부 부분은 웨지-형상일 수 있다.
이와 같은 설계는, 세정 장치가 직사각형 형상의 단부 부분을 갖는 세정 장치보다 원추형 그물로 더 아래로 이동될 수 있는 이점을 갖는다.
침수된 표면을 세정하기 위한 회전 가능한 브러쉬가 또한 설명되어 있다. 회전 가능한 브러쉬는 회전축 및 복수의 강모를 갖는 브러쉬 코어를 포함하고, 강모에는 자유 단부를 갖는 단부 부분 및 브러쉬 코어에 부착된 대향 부착 부분이 제공된다. 회전 가능한 브러쉬가 회전될 때, 강모의 자유 단부는 회전축의 중심과 함께 원형 원주 경로(circular circumferential path)를 따라 이동한다. 강모의 단부 부분은 원주 경로와의 경사각(secant angle)을 형성하며, 경사각은 90 도와 상이하다.
원형 원주 경로에 의해, 이와 관련하여, 단일 강모와 연관된 원주 경로가 이해될 수 있다. 길이가 상이한 강모는 반경이 상이한 원주 경로를 가질 수 있다.
이하에서, 90 도와 상이한 경사각을 갖는 강모는, 구부러진 강모 또는 접선 방향 강모로 지칭될 것이다. 이와 관련하여, 침수된 표면에 의해 양식 물고기를 위한 인클로저, 예를 들어, 물에 침수된 그물이 이해될 수 있다. 이하에서, 침수된 표면은 그물로 지칭될 것이다.
90 도의 경사각으로 방사상으로 지향되는 강모가 그물을 관통할 때, 직선 강모는 주로 그물의 스레드의 전면과 측면에만 닿을 것이다. 이와 관련하여, 전면은 세정 장치를 향하는 표면으로 이해될 수 있다.
회전 가능한 브러쉬는 복수의 방사상 강모를 포함할 수 있고, 다수의 강모가 이들의 자유 단부 부분에서 반경 방향으로부터 벗어날 수 있다. 방사상으로 지향되는 브러쉬가 그물을 관통할 때, 직선 강모(straighten bristles)는 본질적으로 그물의 스레드의 전면과 옆면에만 닿게 될 것이다. 이와 관련하여, 전면은 세정 장치를 향하는 표면으로 이해될 수 있다. 다수의 강모가 이들의 자유 단부에서 예를 들어, 굽힘(bend) 또는 꼬임(kink) 형태를 벗어나는 방향을 제공함으로써, 강모는 또한 그물에 있는 스레드의 후방에서 작용할 수 있다.
출원인에 의해 수행된 시험은, 직선 강모를 갖는 회전 가능한 브러쉬가 최대 10 %의 그물에서 스레드의 뒷면을 세정할 수 있음을 보여준다. 이와 관련하여 직선 강모가 이해될 수 있는데, 강모의 단부 부분이 브러쉬 코어의 회전축에 반경 방향으로 배열되어 강모의 단부 부분과 원주 경로 사이에 90 도의 경사각이 형성된다는 것이 이해될 수 있다.
강모의 자유 단부 부분에 90 도와 상이한, 예를 들어, 30 내지 60 도의 경사각을 제공함으로써, 강모는 또한 그물의 스레드의 후면에서 작용할 수 있다. 상기 시험에 따르면, 90 도 보다 작거나 큰 경사각을 갖는 자유 단부 부분을 갖는 회전 가능한 브러쉬는 그물에서 스레드 후면의 100 % 세정을 제공할 수 있다. 본원에 비-방사성으로 배열된 단부 부분은 예를 들어, 강모에 꼬임 또는 굽힘을 제공함으로써 형성될 수 있다. 굽힘은 강모의 자유 단부까지 연장될 수 있다.
회전 가능한 브러쉬는 단지 직선 강모 또는 단지 구부러진 강모 또는 직선 강모 및 구부러진 강모 둘 모두를 포함할 수 있다. 구부러진 강모는 이들의 자유 단부 부분에서 동일하거나 상이한 굽힘부 및 길이를 가질 수 있다.
하나 이상의 브러쉬가 세정 장치에 배열될 수 있다. 세정 장치에 의해, 이와 관련하여, 적어도 하나의 회전 가능한 브러쉬를 포함하는 장치가 이해될 수 있으며, 세정 장치는 표면에 있는 윈치에 의해 그물 벽을 따라 상승 및 하강하도록 배열된다. 세정 장치는 그물 벽을 따라 상방으로 이동할 때뿐만 아니라 하방으로 이동할 때 그물 벽을 세정할 수 있다. 주로, 세정 장치는 일반적으로 수직 스레드를 따라 그리고 그물의 수평 스레드를 횡단하여 이동한다.
강모의 부착 부분은 브러쉬 코어 내에 방사상으로 배열될 수 있다.
방사상으로 배열된 부착 부분의 효과는, 강모의 부착 부분에 대한 변형이 브러쉬의 회전 방향과 무관하게 동일하다는 것이다. 더욱이, 방사상으로 배열된 부착 부분은 제 1 회전 방향 및 제 2 회전 방향으로 동일한 경사각을 갖는 강모를 배열하는 것을 가능하게 하고, 강모는 동일한 반경의 원형 원주 경로를 갖는다.
강모의 부착 부분은 브러쉬 코어에 접선 방향으로 배열될 수 있다.
브러쉬 코어에 접선 방향으로 배열되는 강모의 부착 부분의 효과는, 직선 강모를 사용하여, 강모의 단부 부분과 90 도와 상이한 원주 경로 사이의 경사각이 달성될 수 있다는 것이다. 본원에 설명된 바와 같은 직선 강모는, 강모의 단부 부분이 강모의 부착 부분을 향해 지향되는 힘 성분을 받게 될 때의 직선 강모보다 보다 쉽게 구부러질 수 있기 때문에, 구부러진 강모보다 지지면에 대해 더 큰 힘을 가할 수 있는 이점이 있다.
회전 가능한 브러쉬는 상이한 유형의 강모를 포함할 수 있다.
상이한 유형에 의해, 이와 관련하여, 상이한 형상, 상이한 단면, 상이한 길이 및 상이한 재료의 강모가 이해될 수 있다.
상이한 유형의 강모를 가진 회전 가능한 브러쉬를 제공하는 효과는, 세정 효과가 조건에 맞게 조정될 수 있다는 것이다. 회전 가능한 브러쉬는, 예를 들어, 거친 세정을 위해 배열된 긴 강성 강모 및 미세 세정를 위해 부드러운 짧은 강모의 조합을 포함할 수 있다. 회전 가능한 브러쉬는 단지 구부러진 강모 또는 직선 강모 및 구부러진 강모의 조합을 포함할 수 있다. 구부러진 강모는 동일하거나 상이한 굽힘부 및 길이를 가질 수 있다.
다양한 강모는 체계적으로, 예를 들어, 나선 형상으로 배열될 수 있거나, 이들 강모는 회전 가능한 브러쉬 상에 무작위로 배열될 수 있다. 상이한 길이의 강모는 유리하게는 원주 둘레에 균일하게 분포되게 배열되어 회전 가능한 브러쉬가 표면에 걸쳐 균일하게 구를 수 있다. 회전 가능한 브러쉬의 세정 효과가 회전 방향과 무관하도록 다양한 강모가 배열될 수 있다. 이는 예를 들어, 대략 동일한 수의 구부러진 강모를 제 1 회전 방향 및 제 2 회전 방향으로 배열함으로써 달성될 수 있다.
강모는 섬유, 합성 재료 또는 금속, 또는 여러 재료의 조합으로 형성될 수 있다. 강모의 단면은 원형, 다각형 또는 타원형일 수 있다. 강모에 타원형 또는 다각형의 단면을 제공함으로써, 강모에 방향성 강성을 제공할 수 있다. 다각형 단면, 예를 들어, 정사각형을 갖는 강성 강모는 원형 단면을 갖는 부드러운 강모보다 더 적극적인 세정을 제공할 수 있다.
4 개의 브러쉬가 평행 사변형 또는 X-자형으로 배열된 세정 장치에서, 구부러진 강모를 갖는 브러쉬는 제 1 및 제 2 브러쉬 쌍의 강모가 반대 방향으로 배열되는 그러한 방식으로 배열될 수 있다. 이에 의해, 세척 장치가 그물 벽에서 상방 또는 하방으로 이동하든지 세정 효과는 동일할 것이다.
다음에, 바람직한 실시예의 예가 설명되어 있으며, 이는 첨부 도면에 도시되어 있다.
도 1은 본 발명에 따른 세정 장치의 사시도를 도시하며, 세정 장치는 세정될 지지면을 향하는 측면으로부터 나타낸다.
도 2는 도 1과 반대측에서 본 세정 장치의 사시도를 도시한다.
도 3은 세정될 지지면을 향하는 세정 장치의 측면의 평면도를 도시한다.
도 4는 세정 장치의 테이퍼링 단부 부분으로부터 본 세정 장치의 측면도를 도시한다.
도 5는 세정될 지지면 상의 적용 위치에서의 세정 장치의 측면도를 도시한다.
도 6은 평행 사변형으로 배열된 4 개의 회전 가능한 브러쉬의 개략도를 도시한다.
도 7은 X-자형으로 배열된 4 개의 회전 가능한 브러쉬의 개략도를 도시한다.
도 8은 직선 강모를 갖는 종래 기술의 회전 가능한 브러쉬를 더 큰 규모로 도시한다.
도 9는 구부러진 강모를 갖는 회전 가능한 브러쉬를 도시한다.
도 10은 꼬임된 강모를 갖는 회전 가능한 브러쉬를 도시한다.
도 11은 접선 방향 부착부를 갖는 직선 강모를 갖는 회전 가능한 브러쉬를 도시한다.
도 12는 상이한 유형의 강모를 갖는 회전 가능한 브러쉬를 도시한다.
도 13은 구부러진 강모를 가진 2 개의 회전 가능한 브러쉬를 갖는 세정 장치의 개략적인 측면도를 소규모로 도시한다.
도면에서, 도면 번호 1A는 본 발명에 따른 세정 장치를 지칭한다.
도 1 및 도 2는 세정 장치(1A)의 제 1 실시예의 사시도를 도시한다. 세정 장치(1A)는 프레임(10)과 함께 도시되어 있다. 세정 장치(1A)는 제 1 단부 부분(11) 및 제 2 단부 부분(12)을 형성한다. 프레임(10)에는, 가동 날개(40)가 배치된다. 가동 날개(40)는 프레임(10)에 관절 결합식으로 부착된 채 도시되어 있다. 가동 날개(40)는 세정 장치(1A)가 그물 벽(99)을 따라 이동될 때 도 5에 도시된 바와 같이 이하에서 그물 벽으로 지칭되는 침수된 표면(99)을 향해 세정 장치(1A)를 가압하도록 배열된다.
세정 장치(1A)의 제 1 단부 부분(11)에는, 4 개의 회전 가능한 브러쉬(20)가 배열되어 있다. 브러쉬(20)는 제 1 브러쉬 쌍(201)과 제 2 브러쉬 쌍(202)으로 짝을 이룬다. 각각의 브러쉬 쌍(201, 202)은 제 1 단부 부분(11)으로부터 제 2 단부 부분(12)으로 연장되는 제 1 축(A1) 주위에 대칭 배열된다.
세정 장치(1)의 제 2 단부 부분(12)에는 회전 가능한 바닥 브러쉬(25)가 배열되어 있다. 설계에 의해, 바닥 브러쉬(25)는 주로 회전 가능한 브러쉬(20)와 동일하다. 바닥 브러쉬(25)는 바닥 브러쉬의 회전축이 제 1 축(A1)에 직교할 수 있도록 배열된다.
브러쉬(20, 25)는 중간 부분(21)을 포함한다. 브러쉬는 4 개의 깊이 휠(22)로 도시되어 있다. 중간 부분(21)에는, 로드(13, 14)에 선회식으로 부착되는 샤프트 부분(23)이 배열된다. 이에 의해, 브러쉬(20, 25)는 로드(13, 14)에서 이들의 지지 부분 주위로 선회될 수 있다. 세정 장치(1)는 도면에 고정 브러쉬로서 도시된 스크레이퍼(30)를 더 포함한다. 그의 제 1 단부 부분(11)에서, 세정 장치(1)에는 커플링(80)이 제공된다. 커플링(80) 및 로프 또는 와이어(도시되지 않음)를 통해, 세정 장치(1)는 윈치(도시되지 않음)에 의해 그물 벽(99)을 따라 그리고 그물 벽(99) 상에서 상승 및 하강될 수 있다.
도 3은 세정 장치(1A)가 세정될 표면을 향하는 측면으로부터 도시되어 있다. 브러쉬(20)의 회전축(20R)은 제 1 축(A1)에 대해 경사져 있다. 이에 의해, 회전축(20R)과 축(A1)은 각도(V1)를 형성한다. 제 1 브러쉬 쌍(201) 및 제 2 브러쉬 쌍(202)은 제 2 축(A2) 주위에 대칭으로 배열되고, 제 2 축(A2)은 제 1 축(A1)에 수직이다. 도면에서, 브러쉬 쌍(201, 202)은 평행 사변형을 형성한다.
도 4는, 브러쉬(20, 25)가 각도(V2) 내에서 선회 가능한 부착부(23) 주위에서 어떻게 회전될 수 있는지를 보여 주며, 각도(V2)는 제 1 축(A1) 및 제 2 축(A2)에 의해 형성된 평면 위 및 아래에 놓인다. 도 4에서, 바닥 브러쉬(25)는 선회 가능한 부착부(23) 주위에서 선회된 것으로 도시된 반면, 다른 브러쉬(20)는 선회되지 않았다.
도 5는 그물 벽(99)에서 작업 위치에 있는 세정 장치(1A)를 도시한다. 세정 장치(1A)는 방향(D)으로 상방으로 당겨진다. 세정 장치(1A)가 방향(D)으로 당겨지면, 가동 날개(40)는 도면에 도시된 제 1 위치(40A)를 가질 것이다. 가동 날개(40)가 제 1 위치(40A)에 있을 때, 가동 날개(40)는 가동 날개(40)를 지나 흐르는 물에 의해 하방력(F1)을 받는다. 가동 날개(40)는 그물 벽(99)을 향해 세정 장치(1A)에 힘(F2)을 인가한다. 힘(F2)은 수직으로 지향된 그물 벽(99)에 대한 세정 장치(1A)의 접지 압력을 구성한다. 세정 장치(1A)가 하방으로 내려가면, 가동 날개(40)는 선회되고 제 2 위치(40B)를 가질 것이며, 힘(F1')은 힘(F1)과 반대 방향일 것이며, 이에 따라 세정 장치(1A)가 그물 벽(99)의 위 또는 아래로 이동되고 있는지에 관계없이 힘(F2)은 대략 동일한 크기일 것이다. 세정 장치(1A)에는 가동 날개(40)가 제공된 채 도시된다는 것에 주목해야 한다. 당업자는 세정 장치(1A)에 수 개의 가동 날개(40)가 제공될 수 있음을 알 것이다.
스크레이퍼(30)는 그물 벽(99)에 대해 안착되어 이에 의해 브러쉬(20, 25)의 작업 깊이를 제한한다. 도 5에서, 그물 벽(99)의 일부는 벌지(98)를 형성하는 것으로 도시되어 있다. 벌지(98)에서, 브러쉬(25)의 작업 깊이는 브러쉬(25)에 배열된 깊이 휠(22)에 의해 제한된다.
도 6은 평행 사변형으로 배열된 그물(99) 및 4 개의 브러쉬(20)의 원리도를 도시한다. 4 개의 브러쉬는 제 1 브러쉬 쌍(201)과 제 2 브러쉬 쌍(202)으로 분할된다. 브러쉬(20)가 기울어짐에 따라, 강모(26)는 그물(99)을 여러 방향으로 작업하여, 이에 의해 제 1 방향으로 진행하는 스레드(96) 및 그물(99)에서 제 2 방향으로 진행되는 스레드(95) 둘 모두를 세정할 것이다.
도 7은 X-자형으로 배열된 도 8의 4 개의 브러쉬(20)를 도시한다.
도 8은 종래 기술에 따른 직선 강모(26), 브러쉬 코어(29) 및 중심 축(290)을 구비한 회전 가능한 브러쉬(20)의 원리도를 도시한다. 직선 강모(26)는 직선 부착 부분(27) 및 직선 자유 단부 부분(28)을 포함한다. 직선 부착 부분(27)은 브러쉬 코어(29)에 방사상으로 부착된다. 직선 자유 단부 부분(28)은 브러쉬 코어(29)에 대해 반경 방향으로 배열되고 중심 축(290) 주위에 원주 경로(31)를 형성한다. 자유 단부 부분(28)은 원주 경로(31)와 90 도와 같은 경사각(α)을 형성한다. 직선 자유 단부 부분(28)은 회전 가능한 브러쉬(20)가 그물(99)을 따라 구를 때 그물(99)을 관통하도록 배열된다. 회전 가능한 브러쉬(20)의 작업 깊이는, 브러쉬 코어(29) 상에 배열된 깊이 휠(22)에 의해 제한된다. 깊이 휠(22)은 더 크거나 작은 직경의 깊이 휠로 대체될 수 있다.
도 9는 구부러진 강모(26A)가 제공된 제 2 회전 가능한 브러쉬(20A)의 원리도를 도시한다. 구부러진 강모(26A)는 직선 부착 부분(27) 및 구부러진 자유 단부 부분(28A)을 포함한다. 직선 부착 부분(27)은 브러쉬 코어(29)에 방사상으로 부착된다. 구부러진 자유 단부 부분(28A)은 강모(26A)의 직선 부착 부분(27)에 대해 이탈 방향을 가지며, 강모의 단부(30)로부터 직선 연장 부(280A)는 원주 경로(31)와 90 도와 다른 경사각(α)을 형성한다. 강모(26A)는 대략 30 도의 경사각(α)으로 도시되어 있다. 회전 가능한 브러쉬(20)가 그물 벽(99)을 구를 때, 구부러진 자유 단부(28A)는 그물 벽(99)의 배면(99B) 세정에도 또한 기여할 것이다.
도 10은 꼬인 강모(26B)가 제공된 제 3 회전 가능한 브러쉬(20B)의 원리도를 도시한다. 꼬인 강모(26B)는 도 9에 도시된 제 1 강모(26A)의 경사각(α)과 동일한 경사각(α)을 갖는 직선 자유 단부 부분(28B)을 포함한다. 그렇지 않으면, 제 3 회전 가능 브러쉬(20B)는 도 9에 도시된 제 2 회전 가능 브러쉬(20A)와 동일한 특성을 갖는다.
도 11은 브러쉬 코어(29)에 접선 방향으로 부착된 직선 강모(26C)가 제공된 제 4 회전 가능 브러쉬(20C)의 원리도를 도시한다. 직선 강모(26C)가 도 11에 도시된 바와 같이 접선 방향으로 배열됨으로써, 직선 강모(26C)의 단부 부분(28C)은 90 도와 상이한 원주 경로(31)와 경사각(α)을 형성한다. 경사각(α)은 77 도의 각도로 도시되어 있다. 회전축(290)과 강모의 부착 부분(27) 사이의 반경 방향 거리(R)를 증가시킴으로써, 경사각(α)이 감소될 수 있다. 반경 방향 거리(R)를 감소시킴으로써 경사각(α)이 증가될 수 있다.
도 12는 복수의 직선 강모(26) 및 복수의 구부러진 강모(26B)가 제공된 제 5 회전 가능 브러쉬(20D)의 원리도를 도시한다. 구부러진 강모(26B)는 브러쉬(20D)의 회전 방향과 무관하게 동일한 세정 효과를 제공하도록 2 개의 반대 방향으로 배열된다.
도 13은 구부러진 강모(26A)가 제공된 2 개의 회전 가능한 브러쉬(20A)를 갖는 세정 장치(1B)의 대안적인 실시예의 원리도를 더 작은 규모로 도시한다. 2 개의 회전 가능한 브러쉬(20A)는 세정 장치(1B)가 A 방향으로 이동하는지 또는 B 방향으로 이동되는지에 관계없이 세정 효과가 동일하도록 서로에 대해 측 방향으로 반전된다.
전술한 모든 실시예는 본 발명을 예시하지만, 이것으로 제한하는 것은 아니며, 당업자는 첨부된 청구범위의 범주를 벗어나지 않고 많은 대안적인 실시예를 구성할 수 있음에 유의해야 한다. 청구범위에서, 괄호 안의 도면 번호는 제한적인 것으로 간주되지 않아야 한다.
"포함하다"라는 동사의 사용 및 그의 다른 형태는, 청구범위에서 언급되지 않은 요소 또는 단계의 존재를 배제하는 것은 아니다. 요소에 선행하는 단수 표현은 그러한 여러 개의 그러한 요소의 존재를 배제하는 것은 아니다.
일부 특징이 서로 다른 종속항에 나타나 있다는 사실은, 이들 특징의 조합이 이점으로 사용될 수 없다는 것을 나타내지 않는다.

Claims (7)

  1. 침수된 표면(99)을 세정하기 위한 회전 가능한 브러쉬(brush)(20A-B, D)로서, 상기 회전 가능한 브러쉬(20A-B, D)는,
    회전 축(290)을 갖는 브러쉬 코어(29); 및
    복수의 강모(bristles)(26A-B)로서, 각각의 강모(26A-B)는 자유 단부(28) 및 상기 브러쉬 코어(29)에 부착된 반대측 부착 부분(27)을 포함하는 단부 부분을 구비하는 것인, 상기 복수의 강모를 포함하고,
    상기 회전 가능한 브러쉬(20A-B, D)의 회전은 상기 회전 축(290)에 중심이 있는 원형 원주 경로(31)를 따라 상기 강모(26A-B)의 자유 단부(30)를 이동시키고, 상기 강모(26A-B)의 단부 부분은 상기 원주 경로(31)와 경사각(secant angle)(α)을 형성하며, 상기 경사각(α)은 90도와는 상이한 것이고, 상기 단부 부분의 강모(26A-B)는 구부러지거나 휘어져서 형성되는 것을 특징으로 하는, 회전 가능한 브러쉬.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 부착 부분(27)은 상기 브러쉬 코어(29)에서 방사상으로 배열되는 것인, 회전 가능한 브러쉬.
  3. 제 1항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 회전 가능한 브러쉬(20A-B, D)는 상기 회전 축(290) 주위에 원통형으로 형성되는 것인, 회전 가능한 브러쉬.
  4. 제 1항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 회전 가능한 브러쉬(20A-B, D)는 각각 다른 유형의 강모(26, 26A-B)를 포함하는 것인, 회전 가능한 브러쉬.
  5. 제 1항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 회전 가능한 브러쉬(20A-B, D)는 적어도 하나의 깊이 휠(depth wheel)을 포함하는 것인, 회전 가능한 브러쉬.
  6. 제 1항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 회전 가능한 브러쉬(20A-B, D)는 상기 회전 축(290)의 회전을 위하여 세정 장치(1A)에 대한 상기 브러쉬의 회전 가능한(pivotable) 부착을 위한 부착부를 갖는 중간 부분을 포함하는 것인, 회전 가능한 브러쉬.
  7. 침수된 표면(99)을 위한 세정 장치(1A-B)로서, 제 1항 또는 제 2 항에 따른 회전 가능한 브러쉬(20A-B, D)를 포함하는 것인, 세정 장치.
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