(57)【要約】      （修正有）【課題】多大なメンテナンスを必要としたり、海水をイオンや有毒物質などで汚染したりすることのない、効果的な防汚を可能とする冷却装置を提供する。【解決手段】表面水によって流体を冷却するための冷却装置１は、その内部に冷却すべき流体を収容し、輸送するためのチューブ１０を複数備え、チューブ１０は、冷却装置１の作動中に、少なくとも部分的に表面水に曝されることが意図される。さらに、冷却装置１は、チューブ１０の外側の生物付着を防止する光を発生させるための複数の光源２１，２２を有し、光源２１，２２は、チューブ１０の外側に防汚光を投射するようにチューブ１０に対して寸法決めされて位置決めされ、光源２１，２２は、概して細長い形状を有し、光源２１，２２は、冷却装置１において少なくとも２つの互いに異なる向きに配置されている。【選択図】図１
2018112390.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面水によって流体を冷却する冷却装置であって、
当該冷却装置の動作中に表面水に少なくとも部分的に曝されるように意図された、冷却すべき流体を内部に収容して輸送するための複数のチューブ、及び
前記チューブの外側の生物付着を防止する光を生成するための複数の光源、
を有し、
前記光源は、前記チューブの外側に防汚光を投射するように、前記チューブに対して寸法決めされて位置決めされ、
前記光源は概して細長い形状を有し、
前記光源は、前記冷却装置における少なくとも２つの互いに異なる向きに配置される、冷却装置。
【請求項２】
前記冷却装置の少なくとも一部が、前記チューブがチューブ層として配置された層状構造を有し、各チューブ層が少なくとも１つのチューブを含み、前記光源の第１のグループの光源が、少なくとも２つの隣接するチューブ層と交差する向きに配置され、前記光源の第２のグループの光源が、前記チューブ層と交差することなく、少なくとも一対の隣接する２つのチューブ層の間に配置される、請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
各チューブ層の前記チューブの少なくとも一部が主要なチューブ方向に延びる実質的に真っ直ぐな部分であり、前記光源の第２のグループの光源が、実質的に真っ直ぐな形状を有し、前記主要なチューブ方向とは異なる方向に延在する向きに配置される、請求項２に記載の冷却装置。
【請求項４】
前記光源の前記第２のグループの光源が、前記主要なチューブ方向に対して実質的に垂直な方向に延在する向きに配置されていることを特徴とする請求項３に記載の冷却装置。
【請求項５】
前記光源の前記第２グループの光源が、前記チューブ層と実質的に平行な向きに配置される、請求項４に記載の冷却装置。
【請求項６】
前記光源の前記第１のグループの光源が、実質的に真っ直ぐな形状を有し、
前記主要なチューブ方向及び前記光源の前記第２のグループの光源の向きの方向の両方に対して実質的に垂直な方向に延在する向きに配置されている、請求項５に記載の冷却装置。
【請求項７】
前記光源の前記第１のグループの光源が、互いに実質的に平行に延在する、請求項２に記載の冷却装置。
【請求項８】
前記光源の前記第２のグループの光源が、互いに実質的に平行に延在する、請求項２に記載の冷却装置。
【請求項９】
各チューブ層の前記チューブが湾曲形状を有し、前記光源の前記第１のグループの少なくともいくつかの光源が、各チューブ層の少なくともいくつかのチューブの湾曲形状の内側に配置される。請求項２に記載の冷却装置。
【請求項１０】
前記光源の前記第１のグループのいくつかの光源が、各チューブ層の少なくともいくつかのチューブの湾曲形状の外側に配置される、請求項９に記載の冷却装置。
【請求項１１】
前記チューブ層が、湾曲した底部および２つの実質的に真っ直ぐな脚部を有する複数のＵ字型チューブを含み、チューブ層の前記チューブは最小のチューブから最大のチューブまでの範囲で互いに異なるサイズを有し、最小のチューブは最小半径の底部を有し、最大のチューブは最大半径の底部を有し、前記チューブの前記脚部の頂部側が、冷却装置において同様のレベルにあり、前記チューブの前記脚部が互いに対して実質的に平行に延在し、前記光源の前記第１のグループの少なくとも１つの光源が、少なくともいくつかの各チューブ層の最小のチューブのＵ字形状の内側に配置される、請求項９に記載の冷却装置。
【請求項１２】
前記光源が、紫外光を生成する管状ランプを含む、請求項１に記載の冷却装置。
【請求項１３】
前記チューブが、少なくとも部分的に防汚光反射コーティングで被覆されている、請求項１に記載の冷却装置。
【請求項１４】
船舶であって、
前記船舶を駆動するためのエンジン、
請求項1に記載の冷却装置を含むエンジン冷却システム、および
前記冷却装置の前記チューブおよび前記光源を収容するための区画、
を有し、
前記区画が、水が当該区画に入ることを可能にするための少なくとも１つの入口開口、及び、水が当該区画を出ることを可能にするための少なくとも１つの出口開口を備える、船舶。
【請求項１５】
前記区画を画定する壁の内側が、少なくとも部分的に防汚光反射コーティングで被覆されている、請求項１４に記載の船舶。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
一般に、本発明は、一般に防汚と呼ばれる汚れ防止に適した表面水を用いて流体を冷却するための冷却装置に関する。特に、本発明は、表面水によって流体を冷却するための冷却装置であって、冷却すべき流体を内部に収容して輸送するための複数のチューブを有し、当該チューブが冷却装置の動作中に表面水に少なくとも部分的に曝されることを意図されている。このような冷却装置の一例は、船舶のエンジン冷却システムの流体を冷却するためにエンジン駆動船に使用されることを意図したボックス冷却器である。
【背景技術】
【０００２】
生物付着は、微生物、植物、藻類、小動物などの表面上の蓄積である。いくつかの推定によると、4000種類以上の生物を含む1800種以上が生物付着の原因である。したがって、生物付着は多様な生物によって引き起こされ、表面へのフジツボや海藻の付着よりもはるかに多くを伴う。生物付着は、バイオフィルム形成および細菌付着を含むマイクロ汚損、およびより大きな生物の付着を含むマクロ汚損に分けられる。それらが沈降するのを何が妨げるのかを決定する明確な化学および生物学により、生物はまた、硬質または軟質に分類される。硬質汚損生物には、フジツボ、エンボス化外殻コケムシ、軟体動物、多毛綱および他の管状虫およびゼブラ・ムッスルなどの石灰生物が含まれる。軟質汚損生物は、海藻、ヒドロ虫、藻類およびバイオフィルム「スライム」などの非石灰生物を含む。一緒に、これらの生物は汚損コミュニティを形成する。
【０００３】
いくつかの状況において、生物付着は実質的な問題を引き起こす。生物付着は、機械の動作を停止させ、水の入口を詰まらせ、熱交換器の性能を低下させる可能性がある。したがって、汚れ止め（anti-fouling）の問題、すなわち生物付着物の除去または防止のプロセスはよく知られている。濡れた表面を伴う工業プロセスでは、生物分散剤を使用して生物付着を制御することができる。制御されていない環境では、殺生物剤を使用したコーティング、熱処理またはエネルギーパルスで、汚損生物を殺すか、または撃退する。生物が表面に付着しないようにする無毒な機械的戦略には、表面を滑りやすくするための材料またはコーティングの選択、またはアンカーポイントが低いサメやイルカの皮膚に似たナノスケール表面トポロジーの作成が含まれる。
【０００４】
海水によってエンジン駆動船の冷却水システムからの水を冷却する冷却ユニットのための防汚装置は、当技術分野では公知である。例えば、ドイツ特許第102008029464号は、定期的に繰り返すことができる過熱プロセスによって汚損生物を殺すための一体化された防汚システムを含む、船舶およびオフショアプラットフォームで使用するためのボックス冷却器に関する。特に、ボックス冷却器は、冷却プロセスを中断することなく、定められた数の熱交換器チューブを連続的に過熱することにより、微生物汚損から保護され、それを行うために冷却水からの廃熱を使用することができる。
【０００５】
ボックス冷却器は、エンジン駆動の船に使用するために設計された特定のタイプの熱交換器である。例えば、設置されたエンジン出力が15MWの曳船の場合、5MW程度の熱を海水に伝達するために1つ以上のボックス冷却器が適用される。典型的には、ボックス冷却器のチューブを収容する目的で、船は、船の船体の一部と仕切板によって画定される区画を有する。入口および出口の開口は、海水が区画に入ることができるような区画の位置で船体に配置され、区画内のチューブを流れ、自然流によりおよび/または船の動きの影響を受けて区画から出る。ボックス冷却器は、冷却されるべき流体を導くためのU字形チューブの束を含み、チューブの脚部の端部は、各チューブの両方の脚部にアクセスするための開口部を有する共通プレートに固定される。ボックス冷却器の環境は、生物付着に理想的である。なぜなら、チューブの内部の比較的高温の流体との熱交換の結果として、海水はチューブの近傍で中温に加熱され、繰り返される水の流れは常に新しい栄養素と生物をもたらすからである。
【０００６】
ボックス冷却器の生物付着は深刻な問題を引き起こす。主な問題は、生物付着層が効果的な断熱材であるため、伝熱能力が低下することである。生物付着層が厚くて海水がもはやボックス冷却器の隣接するチューブの間を循環できなくなると、熱伝達に対するさらなる悪影響が現れる。このように、ボックス冷却器の生物付着はエンジンの過熱の危険性を増大させるので、船舶が減速を余儀なくされたり、船舶の損傷が発生したりする可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、多大なメンテナンスを必要としたり、海水をイオンや有毒物質などで汚染したりすることのない、効果的な防汚を可能とする冷却装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的は、表面水を用いて流体を冷却するための冷却装置によって達成され、当該装置は、前述したような複数のチューブを備え、さらに、チューブの外側の生物付着を妨げる光を生成するための複数の光源を含み、光源は、チューブの外側に防汚光を投射するようにチューブに対して寸法決めされて位置決めされ、光源は概して細長い形状を有し、光源は冷却装置内の少なくとも２つの互いに異なる向きに配置される。
【０００９】
本発明によれば、光を用いることにより防汚が実現される。特に、冷却装置の光源は、紫外光、具体的にはUVC光としても知られているc型の紫外光、より具体的には、およそ250nmと300nmの間の波長の光を生成するように選択することができる。ほとんどの汚損生物は、特定の線量の紫外線に暴露することによって死滅し、不活性化され、または繁殖できなくなることが判明している。防汚を実現するのに適していると思われる典型的な線量は、10mWh/平方メートルである。UVC光を生成するための非常に効率的な光源は、入力電力の平均35％がUVC電力に変換される低圧水銀放電ランプである。別の有用なタイプのランプは、中圧水銀放電ランプである。ランプは、オゾンを生成する放射をフィルタリングするための特別なガラス製のエンベロープを備えていてもよい。さらに、必要に応じて、調光器をランプとともに使用することができる。他のタイプの有用なUVCランプは、様々な波長および高い電気-光出力効率で非常に強力な紫外線を提供することが知られている誘電体バリア放電ランプおよびLEDである。LEDに関して、それらは、一般に、比較的小型のパッケージに含まれ、他のタイプの光源よりも少ない電力しか消費しないことに留意されたい。LEDは、様々な所望の波長の（紫外線）光を放射するように製造することができ、その動作パラメータ、特に出力電力を高度に制御することができる。
【００１０】
光源の種類にかかわらず、本発明による冷却装置に適用される光源は、概して細長い形状を有する。光源の形状を示すために本明細書で使用されているように、用語「細長い」は、光源の各々が、長手方向に延在すると言い得ることを意味するように理解されるべきであり、この方向は直線的な方向であってもよいが、これは本発明の枠組み内では必ずしも必要ではない。一般に、細長い光源は、その長手方向に実質的に垂直に、すなわち、長手方向を光源に関連付けられた円筒座標系の軸方向とするときに半径方向に、その光の大部分を放射するように適応された光源として示されてもよい。細長い光源の例には、管状ランプ、ライン状に配置された複数の間隔をあけて配置された点光源を有するランプ、ストリップ状に配置された複数のLEDを有するランプ（LEDは、必ずしも隣接して配置される必要はない）、あるいは、少なくとも1つのランプ、LEDまたは管状の光ガイドで光を放射するための他の装置のアセンブリを含む。
【００１１】
複数の細長いチューブを含むボックス冷却器のような冷却装置において、光源に対してチューブを位置決めするための多くの可能性が存在する。本発明の文脈において、光源が冷却装置内で一方向に配置されている場合に良好な防汚効果が得られるが、光源が冷却装置内の2つの互いに異なる向きに配置されている場合（光源の長手方向軸が2つの互いに異なる方向に延びることを意味する）、より良好な防汚効果が得られることが既に判明している。明らかに、冷却装置内に2つのグループの光源を有することにより（ここで、1つのグループの光源は第1の方向に配置され、他のグループの光源は、第1の方向とは著しく異なる第2の方向に配置されて、これらの方向が互いに異なる方向であると分類することができる）、チューブ上の有利な光分布が得られる。その結果、装置全体の防汚を実現するために冷却装置において使用される光源の数を最小限に抑えることができるので、本発明による防汚に必要なエネルギー消費は最小になる。実際、第1の方向および第2の方向の適切な選択に基づいて（これらの方向は特に互いに直交していてもよい）、光源が単一の向きのみに配置される状況と比較して、光源が上述のように2つの互いに異なる向きに配置される場合、所望の防汚効果を得るために必要な光源の総数をより少なくすることができることが判明している。
【００１２】
冷却装置がボックス冷却器の形態で設けられる場合を含む多くの実際の場合では、冷却装置の少なくとも一部が、チューブがチューブ層として配置され、各層が少なくとも1本のチューブを含む層状構造を有する。そのような場合、光源の第1グループの光源が少なくとも2つの隣接するチューブ層と交差するように配置されることにより、光源の第1のグループの各光源が、複数のチューブ上に光を投射するために使用されることができ、複数のチューブ層において有効であり得る場合に、有利であるようである。さらに、光源の第2のグループの光源が、少なくとも1対の2つの隣接するチューブ層の間に、それらのチューブ層と交差することなく、配置されることが有利であるようである。冷却装置内に光源の2つのグループを有することにより、光源が冷却装置内で2つの明確に異なる方法で配置されることを実現することができ、チューブの上の有利な光分布が得られ、同じように方向付けられた光源のみの配置を有するのと比較して、より少ない入力パワーを必要とするより少ない光源を動作させることによって改善された防汚を実現することができる。
【００１３】
冷却装置がボックス冷却器の形態で提供される場合を含む多くの実際の場合に関して、各チューブ層のチューブの少なくとも一部は、主要なチューブ方向に延びる実質的に直線状の部分であることは確かである。光源の第2のグループの光源の実質的に真っ直ぐな形状と、主要なチューブ方向とは異なる方向に延在する方向におけるそれらの光源の配置は、光源による最適な防汚効果を得ることに寄与する。特に、光源の第2のグループの光源は、主要なチューブ方向に対して実質的に垂直な方向に延在する向きに配置されてもよい。いずれの場合にも、光源の第2のグループの光源は、チューブ層に実質的に平行である向きに配置されてもよい。光源の第1のグループの光源の実質的に真っ直ぐな形状と、それらの光源の、主要なチューブ方向および光源の第2のグループの光源の向きの方向の両方に実質的に垂直な方向に延在する向きの配置とは、光源による最適な防汚効果を得る上でのさらなる要因である。言い換えれば、2つのグループの光源が、主要なチューブ方向に対しても実質的に垂直な方向において、互いに対して実質的に垂直に延在することが実用的かつ有効である。さらに、光源の第1のグループの光源が互いに実質的に平行に延在し、および/または、光源の第2のグループの光源が互いに実質的に平行に延在することが、実用的で効果的である。
【００１４】
細長い形状、特に光源の実質的に真っ直ぐな形状は、周知のTL（チューブ発光/蛍光）ランプと多かれ少なかれ同等の管状ランプの形態の光源を設けることによって実現することができる。種々の公知の殺菌性管状UVCランプについて、電気的および機械的特性は、可視光を生成する管状ランプの特性に匹敵する。これにより、周知のランプと同じ態様でUVCランプを動作させることができ、例えば、電子または磁気バラスト/スタータ回路を使用することができる。
【００１５】
冷却装置のそれぞれのチューブ層のチューブは、任意の適切な形状を有することができる。実質的に真っ直ぐな形状を有するチューブの選択に加えて、チューブの少なくとも一部が曲げられている湾曲形状を有するチューブの選択肢も本発明の枠組み内に存在する。この場合、光源の第1のグループの光源の少なくともいくつかの光源が、各チューブ層の少なくともいくつかのチューブの湾曲形状の内側に配置されていてもよい。例えば、湾曲形状がU字形状である場合、チューブのいくつかの部分が光に曝されることが達成され得る。これに加えてまたはこれに代えて、光源の第1のグループの少なくともいくつかの光源が、それぞれのチューブ層の少なくともいくつかのチューブの湾曲形状の外側に配置されてもよい。特に、少なくともいくつかのチューブの湾曲した形状の内部の光源の配置に関して、チューブ層が、湾曲した底部と2つの実質的にまっすぐな脚部とを有する複数のU字形チューブを含む場合、チューブ層のチューブは、最小のチューブから最大のチューブまでの範囲で互いに異なるサイズを有し、最も小さいチューブは底部の最小半径を有し、最大のチューブは底部の最大の半径を有し、チューブの脚部の頂部側は、冷却装置において同様の高さにあり、チューブの脚部は互いに実質的に平行に延び、ボックス冷却器の場合のように、例えば、光源の第1のグループの少なくとも1つの光源が、少なくともいくつかのそれぞれのチューブ層のうちの最も小さいチューブのU字形の内側に配置される場合、有利であり、さらに、上述したように、光源の第1のグループの光源のうちのいくつかの光源が、それぞれのチューブ層の少なくともいくつかのチューブの湾曲した形状の外側に配置されてもよい。
【００１６】
冷却装置の一実施形態では、チューブは少なくとも部分的に防汚光反射コーティングで被覆されており、これによって防汚光を拡散するようにチューブ上で反射させることができ、これが、チューブ上での光の効果的な分布に寄与する。
【００１７】
本発明はまた船舶に関し、当該船舶は、前記船舶を駆動するためのエンジンと、上述したような冷却装置、すなわち、前記冷却装置内で少なくとも2つの互いに異なる向きに配置された複数の細長い防汚光源と、前記冷却装置のチューブおよび光源を収容するための区画とを有する冷却装置であって、該区画には、水が該区画に入ることを可能にするための少なくとも1つの入口開口部と、該区画から水が出ることを可能にするための少なくとも1つの出口開口部が設けられている冷却装置を備えたエンジン冷却システムを有する。船内では、区画を画定する壁の内部は、少なくとも部分的に防汚光反射コーティングで被覆されてもよく、それにより、冷却装置上の防汚光の分布の有効性に寄与することができる。完全を期すために、本発明による冷却装置に関して先に説明したオプションの全ては、冷却装置が船内で使用される場合にも等しく適用可能であることに留意されたい。
微生物が冷却装置のチューブの表面に付着して根付くことが防止されるという本発明の適用時に防汚が実現されることは、一般的な利点である。逆に、既知の有毒分散コーティングが適用される場合、表面上に付着し根付いた後に微生物を殺すことによって防汚効果が達成される。光処理による生物付着の防止は、光処理による生物付着の除去よりも好ましい。これは、後者が、より多くの入力パワーを必要とし、光処理が十分に効果的でない高いリスクを伴うからである。本発明の適用は比較的低いレベルの入力電力しか必要としないことを考慮すると、極端な電力要件を必要とすることなく大きな面積にわたって防汚光を連続的に生成するように光源を動作させることができ、または、光源は、あるデューティサイクルで、例えば、50%のオンの時間及び50%のオフの時間で動作させることができ、時間間隔は、分、時間、または所与の状況において適切であるように任意に選択されることができる。多大な追加の電力が必要とされないので、本発明は既存の構造に容易に適用することができる。
【００１８】
本発明の上記および他の態様は、内部において冷却されるべき流体を収容および輸送するための複数のチューブと、チューブ上に防汚光を投射するための複数の光源とを有するボックス冷却器の以下の詳細な説明を参照することによって明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】冷却すべき流体を内部に収容して輸送するための複数のチューブと、チューブ上に防汚光を投射するための複数の光源とを含む本発明による冷却装置の実施形態を図式的に示し、さらに、冷却装置が収容されている区画を画定する壁の一部を概略的に示す図。
【図２】冷却装置内の光源の位置決めの追加の図解を提供する図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図1は、本発明による冷却装置の一実施形態を示しており、以下、これをボックス冷却器1と呼ぶ。ボックス冷却器1は、冷却すべき流体を内部に収容して輸送するための複数のチューブ10を備えている。ボックス冷却器1は、エンジン駆動の船舶に使用されることが意図されており、ここで、冷却すべき流体は、船舶のエンジン冷却システムからの流体であり、ボックス冷却器1は、ボックス冷却器1のチューブ10を、船舶のすぐ外の環境からの水（以下、海水と呼ぶ）に晒すことによって流体を冷却する機能を果たすことができる。特に、ボックス冷却器1のチューブ10は、船の区画100の内部に収容され、区画は、船の船体101の一部と複数の仕切り板102,103によって区切られている。船の船体101には、海水が外部から区画100に入ることを可能にするために複数の入口開口104が配置されており、海水が区画100から出て船の外に流れることを可能にするために、複数の出口開口105も船の船体101に配置されている。典型的には、入口開口部104と出口開口部105は異なるレベルに配置され、ここで、入口開口部104の高さは出口開口部105の高さより低く、船舶の通常の直立姿勢を仮定すると、区画100およびボックス冷却器1は、図1に合致している。完全を期すために、以下の説明で使用されるに明示的および暗示的な方向の指示は、基本的な前提として述べたように、船舶、区画100およびボックス冷却器1の通常の直立姿勢を有するように理解されるべきである。
【００２１】
ボックス冷却器1のチューブ10は、湾曲した底部11と、底部11に対して上向きに互いに実質的に平行に延びる2つの実質的に真っ直ぐな脚部12とを含む湾曲形状、特にU字形状を有する。ボックス冷却器1の動作中、冷却すべき流体、すなわち高温流体がチューブ10を通って流れ、海水が入口開口104を通って区画100に入る。海水と高温流体を含むチューブ10との相互作用に基づいて、チューブ10および流体が冷却され、海水が加熱されることが起こる。後者の効果に基づいて、上昇する海水の自然な流れが区画100内で得られ、冷たい海水が入口開口104を通って区画100に入り、より高い温度の海水が出口開口105を通して区画100を出る。また、船の動きが区画100を通る海水の流れに寄与し得る。有利には、チューブ10は、銅のような良好な熱伝達能力を有する材料で作られる。
【００２２】
ボックス冷却器1のチューブ10は、同様の実質的に平行なチューブ層2として配置され、それぞれのチューブ層2は、異なるサイズの複数のチューブ10を束ねて構成され、小さなチューブ10は、海水が流れることができるチューブ層2内のチューブ10の間に空間を残すように一定の距離を離して、より大きいチューブ10によって包囲されるように、より大きなチューブ10の湾曲形状の内部に配置される。したがって、各チューブ層は、2つの直線脚部12と1つの湾曲部11とを含む複数のヘアピン型チューブ10を含む。チューブ10は、湾曲部11が略同心円状に配置され、脚部12が略平行に配置されているので、最も内側の湾曲部11が比較的小さな曲率半径を有し、最も外側の湾曲部11が比較的大きな曲率半径を有し、それらの間に少なくとも1つの残りの中間湾曲部11が配置されている。少なくとも2つの中間湾曲部11が存在する場合、それらの部分11は段階的な曲率半径を有する。
【００２３】
チューブ10の脚部12の上面は、チューブ10の脚部12の上面が共通のチューブプレート13に接続されていることを考慮して、同様の高さにある。チューブプレート13は、少なくとも1つの入口スタブ15および少なくとも1つの出口スタブ16を含む流体ヘッダ14によって覆われており、チューブ10への流体の出入りがそれぞれ行われる。このため、入口スタブ15側のチューブ10の脚部12は最高温度となり、出口スタブ16側のチューブ10の脚部12は低温となり、チューブ10を流れる流体についても同様である。
【００２４】
チューブ10およびチューブ10内に存在する流体の連続的な冷却プロセスの間、海水中に存在する任意の微生物は、チューブ10、特に、微生物の生息に適した環境を提供するのに理想的な温度であるチューブ10の部分に付着する傾向があり、この現象は生物付着として知られている。この現象を防止するために、ボックス冷却器1は、チューブ10上に防汚光を投射するために区画100内に配置された複数の光源21,22を含む。例えば、光は、防汚を実現するのに有効であることが知られているUVC光であってもよい。
【００２５】
図示された例では、光源21,22は管状ランプを含み、それにより全体的に細長い形状を有する。光源21,22は、様々なチューブ10のパターンと交差する3次元パターンで配置されている。換言すれば、光源21,22は、チューブ10と同じ領域に配置され、チューブ10の間に存在する空間を通って延在している。図示の例では、光源21,22は、2つの主要なグループに分類することができ、第1のグループは、チューブ層2とチューブ10の脚部12が延びる方向との両方に実質的に垂直な方向に延びる光源21を有し、ここで、以下においてチューブ10の脚部12が延びる方向を主要なチューブ方向と称し、第2のグループは、主要なチューブ方向と第1のグループの光源21が延びる方向との両方に実質的に垂直な方向に延びる光源22を含む。以下では、明瞭化のために、第1のグループの光源21を第1の光源21と呼び、第2のグループの光源22を第2の光源22と呼ぶ。
【００２６】
図示の例では、主要なチューブ方向は垂直方向とほぼ一致している。したがって、第1の光源21および第2の光源22が延びる方向は、いずれも略水平方向である。特に、第1の光源21の略水平方向と第2の光源22の略水平方向とは略垂直な方向である。第1の光源21は、チューブ層2と交差してチューブ層2に対して実質的に垂直に延在し、第2の光源22は、チューブ層2と交差することなく、チューブ層2の間に存在する。完全を期すために、図示のようなボックス冷却器1の設計では、第2の光源22のこのような位置決めを可能にするために必要なスペースが隣接するチューブ層2の間に存在することに留意されたい。
【００２７】
図2は、ボックス冷却器1の様々な光源21,22とチューブ10との相互配置をさらに示す。図示の例では、第1光源21の各々の長さは、光源21がボックス冷却器1の前方のチューブ層2から後方のチューブ層2までの全体にわたって延在するような長さであり、第2の光源22の各々の長さは、最大のチューブ10の最大幅に対応する。これは、光源21,22が他の長さを有し得るという事実を変更するものではない。例えば、第1の光源21は、前方のチューブ層2と後方のチューブ層2との間の距離のほぼ半分の長さであってもよく、上述したように、2つの第1の光源2を使用して全距離をカバーすることができる。特に、第1の光源21は、上述の距離全体または前述の半分の距離よりも幾分長くてもよく、それらは、前方のチューブ層2および後方のチューブ層2をそれぞれわずかに越えて延在するように、ボックス冷却器1内に配置されてもよい。また、図示の例では、第1の光源21は、ボックス冷却器1内の様々なレベルに配置されており、いくつかの第1の光源21は、最大のチューブ10のU字形状の外側に位置しており、いくつかの第1の光源は、最小のチューブ10のU字形状の内側に配置される。このようにして、防汚光が、チューブ層2内のチューブ10の束の内側と、そのような束の外側の両方に向けて放射されることが、達成される。第2の光源22は、2つの隣接するチューブ層2の対の間で様々なレベルに配置される。場合によっては、防汚を実現するための要件が考慮される限り、より多くの光源21,22が使用されてもよく、少なくてもよいことに留意されたい。例えば、より多くの第1の光源21が適用されてもよく、第1の光源21は、最小のチューブ10のU字形状の外側及び最大のチューブ10のU字形状の内側にも配置される。チューブ層2が3つより多くのチューブ10を含む場合、様々なサイズのチューブ10の間の全ての空間に第1の光源21を配置することがさらに可能である。いずれにしても、光源21,22がボックス冷却器1全体にわたって等間隔に配置されていると有利である。
【００２８】
本発明によれば、光源21,22は、ボックス冷却器1内で少なくとも2つの互いに異なる向きで配置されている。本発明の枠組みの範囲内では、光源21,22の数および光源21,22のサイズおよび形状、ならびにボックス冷却器1内での光源21,22の位置決めのための多数の選択肢が存在する。また、ボックス冷却器1のチューブ10のサイズ、形状、数および/または配置は、本発明の実施形態に関して図示および説明したものとは異なっていてもよい。したがって、上述し図に示すボックス冷却器1の設計は、多数の可能な設計のうちの1つを代表するものであるにすぎない。ボックス冷却器1は、冷却すべき流体を内部に収容して輸送するための少なくとも2本のチューブを含む冷却装置の一例に過ぎないことを理解すべきである。
【００２９】
ボックス冷却器1は、熱伝達の効果を増大させ、さもなければ（主に）影の中にとどまるチューブ10の側面に光源21,22からの光を向けるための適切な位置に、1つ以上のプレート（図示せず）を含むことが可能である。ボックス冷却器1内のプレートの別の可能な適用は、チューブ10をその長さにわたって互いに対して一定の離間した関係に維持することである。そのために、チューブ10の脚部12かその中を通るための開口部を有するプレートが使用されることができる。
【００３０】
本発明の範囲は、上述した例に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲に規定された本発明の範囲から逸脱することなく、そのいくつかの修正および修正が可能であることは当業者には明らかであろう。本発明は、特許請求の範囲またはその等価物の範囲内に入る限りにおいて、そのような修正および修正のすべてを含むと解釈されることが意図される。本発明は、図面および説明において詳細に図示され説明されているが、そのような図示および説明は、図解および例示的なものにすぎず、限定的ではないとみなされるべきである。本発明は開示された実施形態に限定されない。図面は概略的なものであり、本発明を理解するために必要とされない詳細は省略されており、必ずしも一定の縮尺ではない。
【００３１】
開示された実施形態に対する変形は、図面、説明、および添付の特許請求の範囲の研究から、請求の範囲に記載の発明を実施する上での当業者によって理解され、達成され得る。請求項において、「含む（comprising）」という単語は他のステップまたは要素を除外せず、不定冠詞「a」または「an」は複数を除外しない。特許請求の範囲内のいかなる参照符号も、本発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。本明細書で用いられる「複数の」という語句は、「少なくとも2つ」を意味するように理解されるべきである。
【００３２】
特定の実施形態に関して説明された要素および態様は、他に明確に述べられていない限り、他の実施形態の要素および態様と適切に組み合わせられることができる。特定の手段が相互に異なる従属請求項に列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用できないことを示すものではない。
【００３３】
本明細書で使用される「実質的に」という用語は、理論上は完全に実現することができるが、事実上の実現のための実用的なマージンを伴う特定の効果が意図される状況に適用可能であると当業者に理解される。このような効果の例には、物体の平行な配置と物体の垂直な配置が含まれる。用語「実質的に」は、95％以上、特に99％以上、さらにより具体的には99.5％以上などの90％以上の百分率を示す形容詞であるように理解することができ、100％を含む。
【００３４】
本明細書で使用される用語「含む（comprise）」は、「からなる（consisting of）」という用語をカバーするものとして当業者に理解されるであろう。したがって、「含む」という用語は、ある実施形態に関して「からなる」を意味することができるが、別の実施形態では「少なくとも定義された種および場合により1つまたは複数の他の種を含む/含有する」ことを意味する。
【００３５】
生物付着が海洋だけでなく河川や湖沼などでも起こるという事実を考慮して、本発明は一般にあらゆる種類の表面水による冷却に適用可能である。この点において、一般に、「表面水」という用語は、地下水および大気の水とは対照的に、地球の表面上で利用可能な水であるという広い意味で理解されるべきであることに留意されたい。
【図１】
2018112390.tif 000003
【図２】
2018112390.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成30年3月16日(2018.3.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面水によって流体を冷却する冷却装置であって、
当該冷却装置の動作中に表面水に少なくとも部分的に曝されるように意図された、冷却すべき流体を内部に収容して輸送するための複数のチューブ、及び
光を生成して、当該光に汚損生物を暴露することによって前記チューブの外側の生物付着を防止する、複数の光源、
を有し、
前記光源は、前記チューブの外側に防汚光を投射するように、前記チューブに対して寸法決めされて位置決めされ、
前記光源は概して細長い形状を有し、
前記光源は、前記冷却装置における少なくとも２つの互いに異なる向きに配置される、冷却装置。
【請求項２】
前記冷却装置の少なくとも一部が、前記チューブがチューブ層として配置された層状構造を有し、各チューブ層が少なくとも１つのチューブを含み、前記光源の第１のグループの光源が、少なくとも２つの隣接するチューブ層と交差する向きに配置され、前記光源の第２のグループの光源が、前記チューブ層と交差することなく、少なくとも一対の隣接する２つのチューブ層の間に配置される、請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
各チューブ層の前記チューブの少なくとも一部が主要なチューブ方向に延びる実質的に真っ直ぐな部分であり、前記光源の第２のグループの光源が、実質的に真っ直ぐな形状を有し、前記主要なチューブ方向とは異なる方向に延在する向きに配置される、請求項２に記載の冷却装置。
【請求項４】
前記光源の前記第２のグループの光源が、前記主要なチューブ方向に対して実質的に垂直な方向に延在する向きに配置されていることを特徴とする請求項３に記載の冷却装置。
【請求項５】
前記光源の前記第２グループの光源が、前記チューブ層と実質的に平行な向きに配置される、請求項４に記載の冷却装置。
【請求項６】
前記光源の前記第１のグループの光源が、実質的に真っ直ぐな形状を有し、
前記主要なチューブ方向及び前記光源の前記第２のグループの光源の向きの方向の両方に対して実質的に垂直な方向に延在する向きに配置されている、請求項５に記載の冷却装置。
【請求項７】
前記光源の前記第１のグループの光源が、互いに実質的に平行に延在する、請求項２に記載の冷却装置。
【請求項８】
前記光源の前記第２のグループの光源が、互いに実質的に平行に延在する、請求項２に記載の冷却装置。
【請求項９】
各チューブ層の前記チューブが湾曲形状を有し、前記光源の前記第１のグループの少なくともいくつかの光源が、各チューブ層の少なくともいくつかのチューブの湾曲形状の内側に配置される。請求項２に記載の冷却装置。
【請求項１０】
前記光源の前記第１のグループのいくつかの光源が、各チューブ層の少なくともいくつかのチューブの湾曲形状の外側に配置される、請求項９に記載の冷却装置。
【請求項１１】
前記チューブ層が、湾曲した底部および２つの実質的に真っ直ぐな脚部を有する複数のＵ字型チューブを含み、チューブ層の前記チューブは最小のチューブから最大のチューブまでの範囲で互いに異なるサイズを有し、最小のチューブは最小半径の底部を有し、最大のチューブは最大半径の底部を有し、前記チューブの前記脚部の頂部側が、冷却装置において同様のレベルにあり、前記チューブの前記脚部が互いに対して実質的に平行に延在し、前記光源の前記第１のグループの少なくとも１つの光源が、少なくともいくつかの各チューブ層の最小のチューブのＵ字形状の内側に配置される、請求項９に記載の冷却装置。
【請求項１２】
前記光源が、紫外光を生成する管状ランプを含む、請求項１に記載の冷却装置。
【請求項１３】
前記チューブが、少なくとも部分的に防汚光反射コーティングで被覆されている、請求項１に記載の冷却装置。
【請求項１４】
船舶であって、
前記船舶を駆動するためのエンジン、
請求項1に記載の冷却装置を含むエンジン冷却システム、および
前記冷却装置の前記チューブおよび前記光源を収容するための区画、
を有し、
前記区画が、水が当該区画に入ることを可能にするための少なくとも１つの入口開口、及び、水が当該区画を出ることを可能にするための少なくとも１つの出口開口を備える、船舶。
【請求項１５】
前記区画を画定する壁の内側が、少なくとも部分的に防汚光反射コーティングで被覆されている、請求項１４に記載の船舶。
【外国語明細書】
2018112390000001.pdf