KR102207601B1 - 해양 청소 시스템 - Google Patents

Abstract

침수 표면을 청소하는 청소 헤드가 개시된다. 청소 헤드는, 몸체부와, 몸체부의 주변 주위로 연장되는 스커트부로서, 사용 중 청소 헤드가 침수 표면에 배치될 때, 몸체부 및 청소를 요하는 침수 표면 사이에서 밀봉 기능을 수행하는 스커트부를 포함한다. 또한, 청소 헤드는 사용 중 청소 헤드가 침수 표면에 배치될 때 침수 표면 상의 물질을 침수 표면으로부터 분리하는 적어도 하나의 청소 부재와, 사용 중 몸체부 및 침수 표면 사이에 형성되는 공간과 유체 연통되는 적어도 하나의 흡입 개구를 포함한다. 사용 중 청소 헤드가 침수 표면에 배치되고 적어도 하나의 흡입 개구가 부압을 발생시키는 장치와 유체 연통되게 연결되면, 적어도 하나의 청소 부재에 의해 침수 표면으로부터 분리된 물질은 흡입 개구를 통하여 청소 헤드로부터 인입된다.

Description

해양 청소 시스템{A MARINE CLEANING SYSTEM}

본 발명은, 특히, 선박 선체 또는 다른 구조의 수중 부분을 청소하는 해양 청소 시스템에 관한 것이다.

선박 선체 또는 구조의 수중 부분은, 어떤 상황에서는 살아있는 유기체를 포함하는 물질의 상당한 층이 결국 선박 선체 또는 구조의 수중 부분에 축적될 정도로, 시간 흐름에 따라 점점 더 오손되는 경향이 있는 것으로 알려져 있다.

이러한 오손(fouling)이 선박 선체 또는 구조로부터 제거되지 않는다면, 선박 선체 또는 구조의 손상, 그리고, 해양 선박의 경우에는, 선박의 항해 성능의 저하를 포함하는 중대한 문제가 발생할 수 있다. 또한, 일부 살아있는 유기체는 유독할 수 있으며, 다른 곳으로 옮겨진 경우에는, 지역 품종에 위험할 수 있다.

제어되지 않은 수중 청소는 화학적 오염물 및 생물학적 오염물을 지역 환경으로 방출할 수 있으며, 예를 들면, 생식력이 있는 번식체, 또는 재생 가능한 식물 및 동물 단편의 방출을 촉진할 수 있다.

이러한 오염물이 지역 해양 환경으로 방출되는 것을 방지하기 위해, 종래의 선박 선체 청소 기법은 물에서 선박을 꺼낸 다음 선박 선체를 청소하는 과정을 포함한다. 그러나, 이러한 접근법은 고가이며 시간 소모가 크다.

침수 표면을 청소하기 위한 청소 헤드가 개시되는데, 상기 청소 헤드는:
몸체부;
상기 몸체부의 주위 둘레에서 연장된 스커트 부분으로서, 청소 헤드가 사용중에 침수 표면상에 배치되어 있을 때 청소되도록 소망되는 침수 표면과 몸체부 사이에서 밀봉 기능(sealing function)을 수행하는, 스커트 부분;
청소 헤드가 사용중에 침수 표면상에 배치되고 청소 부재가 침수 표면에 대하여 움직일 때 침수 표면상의 물질이 침수 표면으로부터 분리되게 하는 적어도 하나의 청소 부재; 및,
사용중에 몸체부와 침수 표면 사이에 형성된 공간과 유체 소통되는 적어도 하나의 흡입 개구;를 포함하고,
사용중에 청소 헤드가 침수 표면상에 배치되고 적어도 하나의 흡입 개구가 부압을 발생시키는 장치와 유체 소통되게 연결되었을 때, 적어도 하나의 청소 부재에 의하여 침수 표면으로부터 분리된 물질은 흡입 개구를 통하여 청소 헤드로부터 멀어지게 유인되고,
청소 요소가 사용중에 침수 표면에 대하여 움직이지만 실질적으로 침수 표면에 접촉하지 않을 때 적어도 하나의 청소 부재는 침수 표면에 인접한 유체 흐름을 발생시키도록 구성된 적어도 하나의 청소 요소를 포함하고, 유체 흐름은 침수 표면으로부터 물질이 분리되게 한다.

일 실시예에서, 몸체부는 함께 이동 가능하게 연결되는 복수의 몸체부 섹션을 포함한다.

일 실시예에서, 몸체부는 함께 이동 가능하게 연결되는 제1 및 제2 몸체부를 포함한다.

일 실시예에서, 제1 및 제2 몸체부는 힌지를 사용하여 함께 이동 가능하게 연결된다.

일 실시예에서, 스커트부는 강모 형상 구성이다.

일 실시예에서, 청소 헤드는 몸체부 및 청소될 침수 표면 사이의 거리의 조절, 그리고 그에 의해서 사용 중 스커트부의 압축의 정도의 조절 및 스커트부 및 침수 표면 사이에 형성된 밀봉의 효능의 조절을 용이하게 하도록 배치되는 높이 조절 시스템을 포함한다.

일 실시예에서, 청소 헤드는 사용 중 침수 표면에 대하여 청소 헤드를 강제로 이동시키도록 배치되는 구동 기구를 포함한다.

일 실시예에서, 구동 기구는 유니버설 조인트에서 함께 연결되는 적어도 2개의 구동 샤프트를 포함하고, 각 구동 샤프트는 구동 샤프트에 장착되는 구동 휠을 갖는다.

일 실시예에서, 높이 조절 시스템은 구동 샤프트 중 하나 이상 및 몸체부 사이의 거리의 조절을 용이하게 하도록 배치된다.

일 실시예에서, 구동 기구는, 유압 모터와, 유압 모터로 공급되는 유체의 양과, 이에 따라, 청소 헤드의 이동 속도의 제어를 용이하게 하도록 배치되는 유동 제어 장치를 포함한다.

일 실시예에서, 청소 헤드는 복수의 청소 부재를 포함한다.

일 실시예에서, 적어도 하나의 청소 부재는 회전 가능 브러시를 포함한다.

일 실시예에서, 적어도 하나의 청소 부재는 사용 중 침수 표면으로부터 물질을 긁어내도록 배치되는 회전 가능 블레이드를 포함한다.

일 실시예에서, 적어도 하나의 청소 부재는 사용 중 청소 요소가 침수 표면에 대하여 이동할 때 침수 표면에 인접하게 유체 흐름을 발생시키도록 배치되는 적어도 하나의 청소 요소를 포함하고, 유체 흐름은 물질이 침수 표면으로부터 방출되도록 한다.

일 실시예에서, 적어도 하나의 청소 요소는, 사용 중 청소 요소의 이동 방향에 대면하는 청소 요소의 제1 측에 배치되는 발 부분과, 사용 중 청소 요소의 이동 방향에 외면하는 청소 요소의 제2 측에 배치되는 절개부를 포함한다.

일 실시예에서, 발 부분은 실질적으로 쐐기 형상이다.

일 실시예에서, 쐐기 형상은 대략 45°의 각도로 테이퍼진다.

일 실시예에서, 절개부의 형상은 발 부분의 형상과 실질적으로 동일하다.

일 실시예에서, 각 청소 요소는 절개부가 발 부분에 의해 형성되는 회전 경로를 따르도록 회전하도록 배치된다.

일 실시예에서, 청소 헤드는 청소 부재 또는 각각의 청소 부재를 회전시키도록 배치되는 적어도 하나의 모터를 포함한다.

일 실시예에서, 적어도 하나의 모터는 적어도 하나의 유압 모터를 포함한다.

일 실시예에서, 청소 헤드는 적어도 하나의 회전 가능 디스크부를 포함하고, 각 디스크부는 적어도 하나의 청소 요소를 포함한다.

일 실시예에서, 청소 헤드는 적어도 하나의 부력 부재를 포함한다.

일 실시예에서, 청소 헤드는 사용 중 청소 헤드 및 침수 표면 사이의 영역에서 청소 헤드에서의 압력을 감소시키는 장치를 포함한다.

일 실시예에서, 청소 헤드에서의 압력을 감소시키는 장치는 청소 부재의 실질적으로 중앙의 장소에서의 압력을 감소시키도록 배치된다.

일 실시예에서, 압력을 감소시키는 장치는 임펠러를 포함한다.

일 실시예에서, 모터는 임펠러를 회전시키도록 배치된다.

일 실시예에서, 청소 헤드는 임펠러를 회전 가능하게 수용하도록 배치되는 하우징을 포함하고, 하우징은, 사용 중 청소 헤드가 침수 표면에 배치될 때 하우징 및 청소를 요하는 침수 표면 사이의 밀봉 기능을 수행하도록 배치되는 하우징 스커트부를 포함한다.

일 실시예에서, 임펠러는, 교대로 둘레방향으로 배치되는 벽 부분 및 벽 개구를 갖는 중공형 융기부와, 각각의 벽 부분의 외측으로 연장되는 적어도 하나의 임펠러 블레이드를 포함하고, 중공형 융기부는 벽 개구와 유체 연통되는 임펠러 개구를 형성하며, 임펠러의 회전은 중공형 융기부 내의 압력을 감소시킨다.

일 실시예에서, 디스크부는 중앙 개구를 포함하며, 중공형 융기부는 중앙 개구에 인접하며 중앙 개구와 유체 연통되게 배치된다.

일 실시예에서, 임펠러는 청소 부재에 탄성적으로 연결된다.

일 실시예에서, 청소 헤드는 작업자가 무능력하게 되거나 청소 헤드를 작동할 수 없는 경우 청소 헤드의 작동을 중지시키도록 배치되는 안전 기구를 포함한다.

또한, 침수 표면을 청소하는 청소 시스템이 개시되는데, 청소 시스템은, 본 발명의 제1 양태에 따른 청소 헤드; 부압을 발생시키는 장치; 및 상기 장치 및 상기 청소 헤드 사이에서 연장되는 흡입 파이프로서, 사용 중 몸체부 및 침수 표면 사이에 형성된 공간과 유체 연통되는 흡입 파이프를 포함하고, 사용 중 상기 청소 헤드가 상기 침수 표면에 배치되면, 상기 침수 표면으로부터 분리된 물질이 상기 흡입 파이프를 통하여 상기 청소 헤드로부터 인입되는, 청소 시스템이 제공된다.

일 실시예에서, 부압을 발생시키는 장치는 흡입 펌프를 포함한다.

일 실시예에서, 청소 시스템은 흡입 펌프에 연결 가능하며 작업자에 의해 수동으로 작동 가능한 보조 청소 헤드를 포함한다.

일 실시예에서, 시스템은 침수 표면으로부터 분리된 물과 물질의 슬러리를 수용하도록 배치되고 슬러리로부터 물과 물질을 분리시키도록 배치되는 분리 장치를 포함한다.

일 실시예에서, 시스템은 슬러리로부터 분리된 물을 실질적으로 소독하도록 배치되는 소독 장치를 포함한다.

일 실시예에서, 시스템은 적어도 하나의 투명한 벽 부분, 적어도 하나의 개구, 각 개구와 연관된 밀봉 장치 및 인클로저에 의해 형성되는 공간과 유체 연통되는 흡입 개구를 포함하는 청소 인클로저를 포함하고, 청소 장치가 개구와 실질적으로 밀봉된 관계를 형성하도록, 청소 장치는 개구 및 밀봉 장치를 통하여 배치 가능하다.
또한 침수 표면을 청소하기 위한 방법이 개시되는데, 상기 방법은:
청소 헤드를 제공하는 단계로서, 상기 청소 헤드는,
몸체부;
상기 몸체부의 주위 둘레에서 연장된 스커트 부분;
청소 헤드가 침수 표면상에 배치되고 적어도 하나의 청소 요소가 침수 표면에 움직일 때 침수 표면상의 물질이 침수 표면으로부터 분리되도록 적어도 하나의 청소 요소를 가지는 적어도 하나의 청소 부재;를 포함하는, 청소 헤드의 제공 단계;
스커트 부분이 침수 표면에 접촉하여 몸체 부분과 침수 표면 사이에서 밀봉 기능을 수행하도록 청소 헤드를 침수 표면상에 배치하는 단계;
몸체부와 침수 표면 사이에 형성된 공간을 음압을 발생시키기 위한 장치와 유체 소통되게 연결하는 단계; 및,
침수 표면으로부터 물질이 분리되어 청소 헤드로부터 멀어지게 유인되도록 상기 장치 및 적어도 하나의 청소 부재를 활성화시키는 단계;를 포함하고,
청소 요소가 사용중에 침수 표면에 대하여 움직이지만 실질적으로 침수 표면에 접촉하지 않을 때 적어도 하나의 청소 요소는 침수 표면에 인접한 유체 흐름을 발생시키도록 구성되고, 유체 흐름은 침수 표면으로부터 물질이 분리되게 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 1 양태에 따르면, 침수 표면을 청소하기 위한 청소 헤드가 제공되는데, 상기 청소 헤드는:
청소 헤드가 사용중에 침수 표면상에 배치되어 청소 부재가 침수 표면에 대하여 회전될 때 침수 표면으로부터 물질을 긁어냄(scraping)으로써 침수 표면상의 물질을 침수 표면으로부터 분리시키도록 구성된 적어도 하나의 청소 블레이드(cleaning blade)를 가지는 적어도 하나의 청소 부재;
부압(negative pressure)이 흡입 개구에서 발생될 때 적어도 하나의 청소 블레이드에 의하여 침수 표면으로부터 분리된 물질이 청소 헤드로부터 흡입 개구를 통하여 유인되는, 적어도 하나의 흡입 개구; 및,
청소 부재 둘레에 연장된 스커트부(skirt portion)로서, 청소 헤드가 사용중에 침수 표면상에 배치될 때 침수 표면과의 밀봉 기능을 수행하는, 스커트부;를 포함하고,
각각의 청소 부재에 대하여, 흡입 개구들중 적어도 하나는 청소 부재의 중심에 배치되어 적어도 하나의 청소 블레이드와 관련되고,
각각의 청소 부재에 대하여,
청소 헤드가 침수 표면상에 배치되고;
청소 부재가 침수 표면에 대하여 회전되고;
적어도 하나의 흡입 개구가 부압 발생용 장치와 유체 소통되게 연결되는 때;
청소 부재의 적어도 하나의 청소 블레이드에 의해 침수 표면으로부터 분리된 물질은 흡입 개구를 통해 청소 헤드로부터 유인된다.
본 발명의 제 2 양태에 따르면, 침수 표면을 청소하기 위한 방법이 제공되는데, 상기 방법은:
청소 헤드를 제공하는 단계로서, 상기 청소 헤드는:
청소 헤드가 사용중에 침수 표면상에 배치되어 청소 부재가 침수 표면에 대하여 회전될 때 침수 표면으로부터 물질을 긁어냄(scraping)으로써 침수 표면상의 물질을 침수 표면으로부터 분리시키도록 구성된 적어도 하나의 청소 블레이드(cleaning blade)를 가지는 적어도 하나의 청소 부재;
부압(negative pressure)이 흡입 개구에서 발생될 때 적어도 하나의 청소 블레이드에 의하여 침수 표면으로부터 분리된 물질이 청소 헤드로부터 흡입 개구를 통하여 유인되는, 적어도 하나의 흡입 개구; 및
청소 부재 둘레에 연장된 스커트부(skirt portion)로서, 청소 헤드가 사용중에 침수 표면상에 배치될 때 침수 표면과의 밀봉 기능을 수행하는, 스커트부;를 포함하고, 각각의 청소 부재에 대하여 흡입 개구들중 적어도 하나는 청소 부재의 중심에 배치되어 적어도 하나의 청소 블레이드와 관련되는, 청소 헤드의 제공 단계;
청소 헤드를 침수 표면상에 배치하는 단계;
청소 부재를 침수 표면에 대하여 회전시키는 단계;
적어도 하나의 흡입 개구를 부압 발생용 장치와 유체 소통되게 연결시키는 단계;
청소 부재의 적어도 하나의 청소 블레이드에 의해 침수 표면으로부터 분리된 물질이 흡입 개구를 통해 청소 헤드로부터 멀어지게 유인되도록 부압 발생용 장치를 활성화시키는 단계;를 포함한다.

이제, 첨부된 도면을 참조로, 본 발명이 예로서만 설명된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 해양 청소 시스템의 도식도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 청소 헤드의 도식적인 상부 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 청소 헤드의 도식적인 하부 사시도이다.
도 4는 해양 청소 시스템의 대안적인 실시예의 대안적인 청소 부재의 도식적인 평면도이다.
도 5 내지 도 8은 도 4에 도시된 청소 부재의 청소 요소의 도식적인 사시도, 측면도, 평면도 및 저면도이다.
도 9는 본 발명의 대안적인 실시예에 따른 청소 헤드의 하우징의 도식적인 상부 사시도이다.
도 10은 도 9에 도시된 하우징의 도식적인 하부 사시도이다.
도 11은 본 발명의 대안적인 실시예에 따른 청소 헤드의 청소 부재 조립체의 도식적인 분해 사시도이다.
도 12는 도 11에 도시된 청소 부재 조립체의 도식적인 사시도이다.
도 13은 대안적인 청소 헤드의 도식적인 하부 사시도이다.

도면을 참조하면, 도 1에는 선박 또는 다른 구조의 침수 부분을 현장에서 청소하기 위한 해양 청소 시스템(10)이 도시된다.

본 실시예는 선박 선체의 청소와 연관되어 설명되지만, 다른 응용예가 예상된다고 이해될 것이다.

시스템(10)은, 이 예에서, 사용 중 선박 선체(12)의 수중 부분에 배치되며, 선박 선체(12)로부터 오손 물질을 분리하도록 구성되는 청소 헤드(14)를 포함한다.

또한, 시스템(10)은, 청소 헤드(14)에 의해 선박 선체로부터 분리되는 물질이 주변 해양 환경으로 전달되는 것을 방지하고 그 대신 청소 헤드(14)로부터 인입되도록, 청소 헤드(14) 및 선박 선체(12) 사이에 형성되는 공간에 부압을 발생시키는 장치를 포함한다. 이 예에서, 부압을 발생시키는 장치는 해양 환경에서 작동하도록 구성되는 타입의 종래의 흡입 펌프(16)이다. 흡입 펌프(16)은 유압 또는 전기를 동력으로 사용한다.

해양 환경에서, 선박 선체(12)에 존재하는 오손 물질은 통상적으로 대부분 생물학적 타입이지만, 다른 타입의 물질도 존재할 수 있다.

또한, 시스템(10)은, 선박(12)으로부터 분리된 물과 물질의 슬러리를 수용하고 물 및 물질을 서로 분리시키도록 배치되는 분리 장치(18)와, 물질로부터 분리된 물을 실질적으로 소독하도록 배치되는 소독 장치(20)를 포함한다.

분리 장치(18) 및 소독 장치(20)는 임의의 적합한 형태로 이루어지는 것으로 이해될 것이며, 이 예에서, 분리 장치(18)는 Baleen Filters Pty Ltd에 의해 제조되는 타입, 예를 들면, B1010S Baleen 필터이고, 소독 장치는 Berson Milieutechniek BV에 의해 제조되는 타입, 예를 들면, Berson 인라인 450 UV 소독 장치이다. 소독 장치는 또한 또는 대안적으로 화학 기반 소독 성분을 포함할 수 있다. 또한, 수처리 품질을 향상시키기 위해, 유량계 및 다른 체적 측정 장치가 포함될 수 있다.

또한, 시스템(10)은 시스템의 부품에 요구되는 전력 및/또는 유압 동력을 제공하도록 배치되는 동력 유닛(22)을 포함한다.

이 예에서, 분리 장치(18), 소독 장치(20) 및 동력 유닛(22)은, 예를 들면, 잔교(jetty)(30)상에서 흘수선(32) 위에 배치되며, 흡입 펌프(16)는 흘수선(32) 아래에 배치된다.

사용 중, 청소 헤드(14)는 청소가 요구되는 선박 선체(12)의 일부분에 인접하게 배치되고, 청소 헤드(14)에 의해 선박 선체(12)로부터 분리된 물과 물질을 포함하는 슬러리가 청소 헤드(14)로부터 인입되어 추출 도관(19)을 통하여 분리 장치(18)까지 이동하도록 흡입 펌프(16)가 작동된다. 분리 장치(18)에서, 슬러리로부터 분리된 고체 물질은 고체 수집 빈(bin)(36)에 수집되며, 슬러리로부터 여과된 물은 소독 장치(20)를 통과하여 유출 파이프(34)를 통하여 다시 주변 해양 환경으로 배출된다.

본 예는 선박 선체(12)와 관련하여 설명되지만, 침수되어 오손되기 쉬운 부분을 갖는 임의의 구조에 이러한 시스템이 적용될 수 있는 것으로 이해될 것이다. 또한, 본 예는 선박 선체 또는 침수 구조로부터 생물 오손(bio-fouling)을 청소하는 것과 관련하여 설명되지만, 장기간 동안 물에 침수된 구조 또는 실제의 다른 유체 환경에서 축적될 수 있는 다른 타입의 오손을 청소하는 것에 이러한 시스템이 적용될 수 있는 것으로 이해될 것이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 청소 헤드(14)가 더 상세하게 도시된다.

이 예에서, 청소 헤드(14)는 서로 이동 가능하게 연결되는 제1 및 제2 몸체부(40, 42)를 포함하며, 제1 및 제2 몸체부(40, 42)에 의해 정의된 프로파일은 조절 가능하다. 이 예에서, 제1 및 제2 몸체부(40, 42)는 제1 및 제2 몸체부(40, 42)를 서로에 대하여 회동시킬 수 있는 힌지(44)에 의해 서로 연결된다. 이는 제1 및 제2 몸체부(40, 42)가 선박 선체(12)와 같은 구조의 곡률에 전반적으로 부합하도록 할 수 있다.

제1 및 제2 몸체부(40, 42)에 의해 정의된 주변부는 이 예에서 강모 형상의 구성인 스커트부(46)를 구비한다. 스커트부(46)의 목적은 제1 및 제2 몸체부(40, 42)와 청소하고자 하는 구조의 표면 사이에 충분히 효능이 있는 밀봉을 제공하는 것이다. 이와 관련하여, 물질이 스커트부(46)를 지나 주변 해양 환경으로 배출되는 것을 최소화하면서, 흡입 펌프(16)에 의해 발생된 부압이 표면으로부터 분리된 물질을 청소 헤드(14)를 통하여 표면으로부터 인입시키도록, 밀봉은 충분히 효과적이어야 한다. 이는 선박 선체(12)의 표면으로부터 분리된 생물학적 물질이 주변 환경에 바람직하지 않은 결과를 초래할 가능성이 있기 때문에 중요하다.

도 3에 보다 상세하게 도시된 바와 같이, 청소 헤드(14)는 선박(12)의 표면 상의 물질을 표면으로부터 분리시키도록 배치되는 하나 이상의 청소 부재를 포함한다. 이 예에서, 두 개의 반대 회전 청소 부재가 구비되며, 각 청소 부재는 회전 가능 브러시(48)의 형태이다.

이 예에서, 브러시(48)는 적어도 하나의 제1 유압 모터(50)에 의해 회전되지만, 브러시(48)를 회전시키는 다른 장치가 예상되는 것으로 이해될 것이다. 이 예에서, 각 회전 가능 브러시가 연관된 제1 유압 모터(50)를 가지면서, 2개의 제1 유압 모터(50)가 구비된다.

또한, 청소 헤드(14)는 청소 헤드(14)로부터 흡입 펌프(16)로 연장되는 흡입 파이프(52)를 포함한다. 흡입 파이프(52)는 사용 중 표면으로부터 분리된 물과 물질의 슬러리를 청소 헤드(14)로부터 멀리 이송한다. 흡입 파이프(52)와 연통된 제1 흡입 도관(54)이 흡입 파이프(52)로부터 연장되어, 청소 헤드(14)의 대향측에 배치된 각각의 제1 흡입 개구(56)로 연장된다. 또한, 흡입 파이프(52)와 연통된 제2 흡입 도관(58)이 흡입 파이프(52)로부터 연장되어, 흡입 파이프(52)로부터 멀리 청소 헤드(14)의 일단에 배치된 각각의 제2 흡입 개구(60)로 연장된다. 이 예에서, 제1 및 제2 흡입 개구(56, 60)는 회전 가능 브러시(48)에 인접하게 배치된다.

이 예에서, 제1 유압 모터(50)는 표면으로부터 분리된 물과 물질의 슬러리를 흡입 개구(56, 60)쪽으로 미는 것에 의해 청소 헤드의 효율을 향상시키도록 배치되는 펌프 조립체를 포함할 수 있다.

이 예에서, 청소 헤드(14)는 또한 사용 중 청소 헤드를 힌지(44)에 평행한 방향으로 강제로 이동시키도록 배치되는 구동 기구를 포함한다. 이 예에서, 구동 기구는 감속 기어 박스(64)에 연결되고 청소 헤드(14)의 이동을 구동시키도록 배치되는 제2 유압 모터(62)를 포함한다.

구동 기구는 감속 기어 박스(64)에 연결되는 제1 구동 샤프트(66)와, 제1 구동 샤프트(66)에 장착되는 제1 구동 휠(68)을 포함한다. 제1 구동 샤프트(66)는 유니버설 조인트(70)를 통하여 제2 구동 샤프트(72)에 연결되며, 제2 구동 휠(74)은 제2 구동 샤프트(72)에 장착된다.

제1 및 제2 구동 샤프트(66, 72)가 유니버설 조인트(70)를 통하여 함께 연결되므로, 제1 구동 샤프트(66)의 회전은 제2 구동 샤프트(72)를 회전시키며, 이에 따라, 제1 및 제2 구동 휠(68, 74)을 회전시킨다. 사용 중, 제1 및 제2 구동 휠(68, 74)이 회전하면, 제1 및 제2 구동 휠(68, 74) 및 청소 중인 표면 사이의 접촉에 의해, 청소 헤드(14)가 힌지(44)에 대체로 평행한 방향으로 이동한다.

유니버설 조인트(70)는 구동 기구가 청소 헤드(14)를 제1 및 제2 몸체부(40, 42) 사이의 광범위한 각도로 이동시킬 수 있는 것을 보장하는 것으로 이해될 것이다.

또한, 비구동(non-driven) 후방 휠(76)이 구비된다.

휠(68, 74, 76)은 임의의 적합한 구성일 수 있으며, 이 예에서, 각 휠은 휠 몸체와, 휠 몸체 주위에 감기는 금속 와이어(78)를 포함한다.

이 예에서, 청소 헤드(14)는 또한 제2 유압 모터(62)로의 유압 유체의 유동을 제어하여, 제2 유압 모터(62)의 회전 속도, 제1 및 제2 구동 휠(68, 74)의 회전 속도 및 청소 헤드(14)의 이동 속도를 제어하도록 배치되는 유동 제어 장치(80)를 포함한다.

제1 및 제2 유압 모터(50, 62)는 제1 및 제2 유압 모터(50, 62)로부터 흘수선(32) 위에 배치되는 동력 유닛(22)으로 연장되는 유압 도관(92)을 통하여 유압 유체를 공급받는다.

일 예로, 유압 동력은 가압된 염수를 제1 및 제2 유압 모터(50, 62)로 제공하도록 배치되는 염수 유압 동력 시스템으로부터 유도될 수 있다. 이 장치는 리턴 라인을 필요로 하지 않는다는 이점을 갖는다.

이 예에서, 청소 헤드(14)는 또한 제1 및 제2 몸체부(40, 42) 및 청소될 표면 사이의 거리의 조절을 용이하게 하도록 배치되는 제1 및 제2 높이 조절 장치(84, 86)를 포함한다. 높이 조절 장치(84, 86)는 제1 및 제2 몸체부(40, 42)에 대한 구동 휠(68, 74) 및 비구동 휠(75)의 위치의 수정을 용이하게 한다. 이러한 방식으로, 스커트부(46)의 압축 정도가 사용 중 조절 가능하며, 그 결과, 스커트부(46) 및 청소 중인 표면 사이에 형성되는 밀봉의 효능이 조절 가능하다. 이는, 주변 해양 환경과, 청소 헤드(14) 및 청소 중인 표면에 의해 형성되는 공간 사이에서의 압력차가 필요에 따라 조절 가능하며, 이에 따라, 청소 헤드(14) 및 표면에 의해 형성된 공간으로 유입되는 물의 양이 제어 가능하다는 효과가 있다.

이 예에서, 청소 헤드(14)는 또한 청소 헤드가 청소될 표면에 접촉된 상태를 유지하는 것을 돕는 부력 부재(90)를 포함한다.

또한, 시스템(10)은 흡입 펌프(16)에 연결 가능하며 작업자가 수동으로 표면으로부터 물질을 제거하는 데에 사용 가능한 보조 청소 헤드(100)를 포함할 수 있다. 이러한 보조 청소 헤드(100)는, 청소 헤드(14)의 스커트부(46)와 유사한 구성인 스커트부(102)를 포함할 수 있으며, 청소될 표면에 인접하는 부압 영역을 제공할 수 있으며, 표면으로부터 물질을 능동적으로 제거하는 청소 부재를 포함하거나 포함하지 않을 수 있다.

또한, 시스템(10)은 회전 가능 브러시(48) 및/또는 구동 기구를 작동시키기 위해 작업자로부터의 명확한 입력을 필요로 하도록 구성되는 안전 기구(104)를 포함할 수 있다. 이러한 명확한 입력이 없는 경우, 회전 가능 브러시(48) 및/또는 구동 기구의 작동이 중지된다. 안전 기구는 작업자가 무능력하게 되거나 청소 헤드(14)를 작동할 수 없는 경우 작동이 중지되는 '데드 맨 제어(dead man's control)'라고 하는 종래의 타입일 수 있다.

작동 중, 작업자가 청소 헤드(14)를 청소될 표면에 인접하게 위치시킴으로써, 스커트부(46)가 표면과 접촉하며, 브러시(48)가 회전하기 시작하고 제1 및 제2 몸체부(40, 42) 및 청소될 표면에 의해 형성된 공간에 부압이 발생되도록 시스템을 작동시킨다. 물질이 브러시(48)에 의해 표면으로부터 분리됨에 따라, 물질이 주변 물 내에서 비말동반(entrained)되고, 물 및 분리된 물질을 포함하는 슬러리가 흡입 파이프(52)를 통하여 흡입 펌프(16)에 의해, 이 예에서, 잔교(30)에 배치되는 분리 장치(18)까지 흡입된다. 분리 장치는 슬러리를 수용하고, 슬러리로부터 물을 분리하고, 분리된 물을 소독 장치(20)로 공급한다. 슬러리로부터 분리된 고체 물질은 고체 수집 빈(36)으로 유입되며, 소독 장치(20)를 통과하는 물은 소독되어 유출 파이프(34)를 통하여 다시 해양 환경으로 재사용된다.

표면으로부터 제거된 실질적으로 모든 물질이 주변 물 내로 스며들지 않고 표면으로부터 멀리 운반되기 때문에, 청소 시스템은 현장에서 작업자가 침수 표면, 특히, 선박 선체(12)의 표면으로부터 물질을 실질적으로 청소할 수 있도록 할 수 있는 것으로 인식될 것이다. 청소를 하기 위해 물에서 선박을 꺼낼 필요가 없다.

상술한 실시예의 변형예에서, 회전 가능 브러시(48) 이외에도 또는 이를 대신하여, 청소 부재는 사용 중 처리될 표면으로부터 물질을 긁어내도록 배치되는 하나 이상의 회전 가능 청소 요소를 포함할 수 있다.

상술한 실시예의 추가적인 변형예에서, 회전 가능 브러시(48) 이외에도 또는 이를 대신하여, 청소 부재는 물질을 실질적으로 표면과의 접촉 없이 사용 중 표면으로부터 해제시키는 처리될 표면에 인접한 유체 흐름을 발생시키도록 배치되는 하나 이상의 청소 요소를 포함할 수 있다.

예를 들면, 도 4 내지 도 8에는, 복수의 청소 요소(92)를 포함하는 대안적인 청소 부재(90)가 도시된다. 이 예에서, 청소 요소(92)는, 이 예에서, 볼트를 디스크부(94)에 구비되는 고정 개구(93)와 계합하는 것에 의해, 회전 가능 디스크부(94)에 제거 가능하게 배치된다.

이 예에서, 흡입이 사용 중 청소 부재 및 청소될 표면 사이의 장소로 직접 적용될 수 있도록 청소 부재(90)가 배치되며, 이를 위해, 디스크부(94)는 사용 중 흡입이 적용될 수 있게 하는 중앙 개구(95)를 포함한다.

청소 요소(92)가 보다 상세하게 도 5 내지 도 8에 도시된다. 이 예에서, 청소 요소(92)는 디스크부(94)로의 청소 요소의 고정을 용이하게 하는 고정 개구(96)를 포함하며, 도 8에 도시된 바와 같이, 고정 개구(96)는 청소 요소의 상측에서 함몰된다.

이 예에서, 청소 요소(92)는 디스크부(94)의 대응하는 요홈 또는 개구와 계합하는 키 부분(97)을 포함한다.

또한, 청소 요소(92)는, 이 예에서, 대략 45°인 도 6에 도시된 각도 α로 테이퍼진 쐐기형부를 형성하는 외측으로 연장된 발 부분(98)을 포함한다. 발 부분(98)에 대향하는 청소 요소의 일측에는, 이 예에서, 발 부분(98)과 대략적으로 동일한 형상 및 크기의 공간을 형성하는, 절개부(99)가 있다.

청소 요소(92)는 디스크부(94)에 배치되고 디스크부는 사용 중, 디스크부(94)가 회전함에 따라, 절개부(99)가 발 부분(98)에 의해 형성되는 회전 경로를 따르게 되며, 발 부분(98) 및 절개부(99)가 표면으로부터 밀접하게 인접하게 이격된 발 부분(98) 및 절개부(99)로 처리될 표면에 대하여 이동하도록, 배치되고 이동된다. 이론에 구속시키고자 하는 것은 아니지만, 이러한 배치는 정압 영역이 발 부분(98)에 인접하게 생성되도록 하고 부압 영역이 절개부(99)에 인접하게 생성되도록 하며, 이는 결국, 표면과 인접한 곳에 표면에 위치한 물질을 제거하는 유체 와류 효과를 가져온다고 생각된다.

대안적인 청소 부재(90)는 실질적으로 표면과의 접촉 없이 물질이 처리될 표면으로부터 제거되도록 할 수 있으며, 이는 표면과의 접촉이 손상을 일으킬 가능성이 있는 상황 또는 표면에 유지될 필요가 있거나 제거되면 유독할 수 있는 실리콘 또는 산화 구리와 같은 물질로 표면이 코팅된 상황에서 특히 유용할 수 있는 것으로 이해될 것이다.

이 예에서, 청소 요소(92)는 나일론 물질로 이루어지지만, 임의의 적합한 물질이 예상되는 것으로 이해될 것이다.

대안적인 청소 부재(90)를 포함하는 청소 헤드(88)의 대안적인 실시예가 도 9 내지 도 13에 도시된다. 동일하거나 유사한 특징부는 동일한 참조 번호로 표시된다.

이 예에서, 도 9 내지 도 12에 보다 상세하게 도시된 바와 같이, 각 청소 부재(90)는 하우징(140) 내에 회전 가능하게 장착된다. 각 하우징(140)은, 흡입 펌프(16)와 유체 연통되는 유체 유출 파이프(142)와, 구동 샤프트(146)를 회전 가능하게 수용하도록 배치되는 구동 개구(144)를 포함한다.

각 구동 샤프트(146)는 하우징(140)의 중앙으로 감소된 압력 영역을 생성하도록 배치되는 압력 부여 장치에 연결된다. 이 예에서, 압력 부여 장치는 임펠러(148)를 포함한다.

이 예에서, 임펠러(148)는 교대하는 벽 부분(154) 및 개구(156)를 구비하는 중공형 중앙 융기부(152)와 일체로 되는 디스크부(150)를 포함한다. 또한, 임펠러(148)는, 임펠러(148)가 회전함에 따라 유체를 이동시키는 역할을 하는 외측으로 배치되는 블레이드(158)와, 중앙 융기부(152)에 의해 형성되며 개구(156)와 유체 연통되는 중앙 개구(159)를 포함한다.

임펠러(148)는, 디스크부(94) 그리고 이에 따라 청소 부재(90)가 임펠러(148)에 대하여 탄성적으로 이동하도록 하는 역할을 하는, 이 예에서, 스프링인 탄성 부재(160)를 통하여 디스크부(94)에 연결된다. 임펠러(148)의 중앙 개구(159)와 디스크부(94)의 중앙 개구(95)는 디스크부(94) 및 임펠러(148)가 함께 연결될 때 실질적으로 정렬된다.

사용 중, 구동 샤프트(146)는 제1 유압 모터(50)에 의해, 이 예에서, 도 11에 나타낸 반시계 방향으로 회전되어, 이에 따라, 임펠러(148)를 회전시켜 임펠러(148)의 중앙 융기부(152) 내측에 부압 영역을 발생시킨다. 동시에, 청소 부재(90)는 또한 회전하여 물질이 청소 요소(92)에 인접한 표면으로부터 제거되도록 한다.

임펠러(148)의 중앙 융기부(152)에서의 부압 영역은 표면으로부터 제거된 물질이 임펠러(148) 내로 인입되도록 하고, 임펠러(148)의 개구(156)를 통하여 유체 유출 파이프(142)로 인입되도록 하는 것으로 이해될 것이다.

이러한 방식으로, 청소 부재(90)와 흡입 펌프(16)에 의해 청소될 표면 사이에서 발생된 부압 이외에도, 청소 부재(90)에 인접한 슬러리에 가해지는 흡입력을 강화시키는 임펠러(148)의 작용에 의해서도 부압이 발생된다.

또한, 원격 흡입 펌프를 사용하여 부압을 발생시키는 것에 더하여, 청소 헤드에서 부압을 발생시키는 것은, 흡입 펌프(16) 및 청소 헤드(14, 88) 사이에서 보다 가볍고 덜 비싼 도관이 사용될 수 있도록 하는 것으로 이해된다.

도 13에 도시된 바와 같이, 이 예에서, 대안적인 청소 헤드(88)는 각각의 하우징(140)에 각각 장착되는 2개의 대안적인 청소 부재(90)를 포함한다. 사용 중 청소 부재(90)가 반대로 회전하도록, 대안적인 청소 부재(90) 및 연관된 구동 모터가 배치된다.

이 예에서, 각 하우징의 둘레방향 벽(160)은, 이 예에서, 강모(bristle) 형상 구성인 스커트부를 구비하며, 이는, 청소하고자 하는 구조의 표면(12)과의 밀봉을 개선하기 위한 것이다.

사용 중, 대안적인 청소 헤드(88)는 각 하우징(140) 및 청소될 표면(12)에 의해 형성되는 제1 챔버와, 제1 챔버를 감싸는 청소될 표면(12)으로 형성되는 제2 챔버를 제공하는 것으로 인식된다. 이 구성은 사용 중 청소 헤드(88)로부터 주변 물로의 물질의 유출에 대해 이중 보호를 제공한다.

대안적인 청소 헤드(88)가 청소 요소(92)를 구비하는 청소 부재(90)와 관련되어 설명되지만, 대안적인 청소 헤드(88)의 특징부는 적절한 곳에서 도 2 및 도 3에 도시된 청소 헤드(14)로 통합될 수 있는 것으로 이해될 것이다. 예를 들면, 청소 헤드(14)는, 예를 들면, 회전 가능 브러시(48)의 대체로 중앙으로 흡입을 발생시키기 위해 도 9 내지 도 13에 도시된 타입의 임펠러 구성을 사용하여, 청소 헤드(14)에서 부압을 발생시키는 장치를 포함할 수 있다.

또한, 청소 시스템(10)은 양극(anode), 변환기 하우징, 흡입 그레이트(grate) 및 요홈과 같은 선박의 부속물 상의 그리고 이와 인접한 곳의 오손을 제거하는 데에 사용될 수 있는 인클로저를 포함할 수 있다.

인클로저는, 프레임 부재와, 인클로저의 종방향 단부에서의 한 쌍의 지지 후프(hoop)와, 한 쌍의 엔드 플레이트를 포함한다. 프레임 부재, 지지 후프 및 엔드 플레이트는 투명한 상부, 측부 및 단부 벽에 대한 구조적 일체성을 제공한다. 이 실시예에서, 투명한 벽은 Perspex 재료로 이루어지지만, 다른 적합한 재료가 예상되는 것으로 이해될 것이다.

상부 벽은 세장형 상부 개구가 형성되는 상부 지지 바를 포함하며, 밀봉 스트립이 상부 개구에 걸쳐 인클로저의 내측으로 부착된다. 밀봉 스트립은 고무와 같은 탄성 재료로 이루어지며, 종방향 슬릿을 포함한다.

마찬가지로, 측벽 및 단부 벽은 또한 사이드 바, 단부 개구 및 연관된 밀봉 스트립에 형성되는 측면 개구와, 종방향 슬릿을 포함한다.

또한, 프레임 부재는, 예를 들면, 고무 물질로 이루어지며, 사용 중 인클로저 및 선박 사이에 양호한 밀봉을 제공하는 것을 돕는 하나 이상의 밀봉 부재를 구비할 수 있다.

개구 및 밀봉 스트립의 목적은, 공간 내에서의 상대적인 부압 환경을 크게 손상시키지 않고, 청소 노즐(미도시)이 인클로저에 의해 형성된 공간 내에 배치되도록 할 수 있는 것이다.

또한, 인클로저는 인클로저 내측의 공간과 연통되는 파이프 스터브(stub)를 포함하며, 파이프 스터브는 사이드 지지 바 중 하나에 배치되어 청소 시스템의 흡입 호스로의 연결을 용이하게 한다.

이 예에서, 프레임 부재, 지지 후프, 사이드 플레이트 및 지지 바는 알루미늄 재료로 이루어지지만, 다른 적합한 물질이 예상되는 것으로 이해될 것이다.

사용 중, 인클로저는 청소될 것을 요하는 부속물에 걸쳐 배치되며, 인클로저 내에 상대적인 부압 환경을 생성하기 위해, 흡입 호스(미도시)가 파이프 스터브에 부착된다. 그런 다음, 적합한 고압 청소 노즐이 개구 중 하나를 통하여 삽입되며, 부속물에서 그리고 부속물 주위로부터 오손을 청소하는 데에 사용된다. 선박으로부터 제거된 오손 물질은 인클로저로부터 인입되어, 예를 들면, 추출 도관(19)을 통하여 분리 장치(18)까지 이동된다.

투명한 벽은 청소 작동 중 사용자에게 양호한 시야를 제공하며, 인클로저의 구성은 인클로저 외측의 주변 해양 환경으로의 오손 물질의 유출을 최소화하면서 부속물에 인접한 선박 선체의 영역이 청소되도록 하는 것으로 인식될 것이다.

당업자에게 명확할 수 있는 수정 및 변형은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주된다.

호주 또는 임의의 다른 국가에서, 임의의 선행 기술 문헌이 본원에서 참조된다면, 이러한 참조는 문헌이 기술 분야에서 통상의 일반적인 지식의 일부를 형성하는 것을 인정하는 것이 아닌 것으로 이해될 것이다.

이어지는 청구범위 및 본 발명의 상술한 설명에서, 문맥이 언어 또는 필요한 암시를 표현하기 위해 달리 요구하는 경우를 제외하고는, "포함하는(comprise)"이라는 용어 또는 "포함하는(comprises 또는 comprising)"과 같은 변형은 내포적인 의미로 사용되며, 즉, 명시된 특징부의 존재를 특정하는 데에 사용되지만, 본 발명의 다양한 실시예의 추가적인 특징의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

Claims (63)

1. 침수 표면을 청소하기 위한 청소 헤드로서, 상기 청소 헤드는:
   청소 헤드가 사용중에 침수 표면상에 배치되어 청소 부재가 침수 표면에 대하여 회전될 때 침수 표면으로부터 물질을 긁어냄(scraping)으로써 침수 표면상의 물질을 침수 표면으로부터 분리시키도록 구성된 적어도 하나의 청소 블레이드(cleaning blade)를 가지는 적어도 하나의 청소 부재;
   부압(negative pressure)이 흡입 개구에서 발생될 때 적어도 하나의 청소 블레이드에 의하여 침수 표면으로부터 분리된 물질이 청소 헤드로부터 흡입 개구를 통하여 유인되는, 적어도 하나의 흡입 개구; 및,
   청소 부재 둘레에 연장된 스커트부(skirt portion)로서, 청소 헤드가 사용중에 침수 표면상에 배치될 때 침수 표면과의 밀봉 기능을 수행하는, 스커트부;를 포함하고,
   각각의 청소 부재에 대하여, 흡입 개구들중 적어도 하나는 청소 부재의 중심에 배치되어 적어도 하나의 청소 블레이드와 관련되고,
   각각의 청소 부재에 대하여,
   청소 헤드가 침수 표면상에 배치되고;
   청소 부재가 침수 표면에 대하여 회전되고;
   적어도 하나의 흡입 개구가 부압 발생용 장치와 유체 소통되게 연결되는 때;
   청소 부재의 적어도 하나의 청소 블레이드에 의해 침수 표면으로부터 분리된 물질은 흡입 개구를 통해 청소 헤드로부터 유인되는, 청소 헤드.
2. 제 1 항에 있어서, 복수개의 청소 부재를 포함하는, 청소 헤드.
3. 제 2 항에 있어서, 각각의 청소 부재는 회전 가능한 디스크 부분을 포함하고, 각각의 디스크 부분은 적어도 하나의 청소 블레이드 및, 중심에 배치된 흡입 개구를 포함하는, 청소 헤드.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 흡입 개구에서 압력을 감소시키기 위하여 임펠러(impeller)를 포함하는, 청소 헤드.
5. 제 4 항에 있어서, 임펠러는 청소 부재에 탄성적으로 연결되는, 청소 헤드.
6. 침수 표면의 청소 방법으로서,
   청소 헤드가 사용중에 침수 표면상에 배치되어 청소 부재가 침수 표면에 대하여 회전될 때 침수 표면으로부터 물질을 긁어냄(scraping)으로써 침수 표면상의 물질을 침수 표면으로부터 분리시키도록 구성된 적어도 하나의 청소 블레이드(cleaning blade)를 가지는 적어도 하나의 청소 부재;
   부압(negative pressure)이 흡입 개구에서 발생될 때 적어도 하나의 청소 블레이드에 의하여 침수 표면으로부터 분리된 물질이 청소 헤드로부터 흡입 개구를 통하여 유인되는, 적어도 하나의 흡입 개구; 및
   청소 부재 둘레에 연장된 스커트부(skirt portion)로서, 청소 헤드가 사용중에 침수 표면상에 배치될 때 침수 표면과의 밀봉 기능을 수행하는, 스커트부;를 포함하는 청소 헤드의 제공 단계로서, 각각의 청소 부재에 대하여 흡입 개구들중 적어도 하나는 청소 부재의 중심에 배치되어 적어도 하나의 청소 블레이드와 관련되는, 청소 헤드의 제공 단계;
   청소 헤드를 침수 표면상에 배치하는 단계;
   청소 부재를 침수 표면에 대하여 회전시키는 단계;
   적어도 하나의 흡입 개구를 부압 발생용 장치와 유체 소통되게 연결시키는 단계;
   청소 부재의 적어도 하나의 청소 블레이드에 의해 침수 표면으로부터 분리된 물질이 흡입 개구를 통해 청소 헤드로부터 멀어지게 유인되도록 부압 발생용 장치를 활성화시키는 단계;를 포함하는, 침수 표면의 청소 방법.
7. 제 6 항에 있어서, 복수개의 청소 부재를 포함하는, 침수 표면의 청소 방법.
8. 제 7 항에 있어서, 각각의 청소 부재는 회전 가능한 디스크 부분을 포함하고, 각각의 디스크 부분은 적어도 하나의 청소 블레이드 및, 중심에 배치된 흡입 개구를 포함하는, 침수 표면의 청소 방법.
9. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 흡입 개구에서 압력을 감소시키기 위하여 임펠러를 포함하는, 침수 표면의 청소 방법.
10. 제 9 항에 있어서, 임펠러는 청소 부재에 탄성적으로 연결되는, 침수 표면의 청소 방법.
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