(57)【要約】  アセンブリは、その寿命の少なくとも一部の間、水に曝されることが意図される面を持つオブジェクト２、１０１、１０２、１０３を有する。その第一段階で所望の防汚効果を達成するために電力供給を持つ必要なく、アセンブリの寿命の第一段階で面の生物付着を回避することができるようにするために、アセンブリは、最初に面が水と接触することを防止するように適応され、分解性材料を有する、防汚プロテクター構成３０をさらに有する。また、アセンブリはプロテクター構成３０を分解させるためのエネルギーを放出するように適応される少なくとも一つのエネルギー源２０を有する。
2018514435.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
その寿命の少なくとも一部の間、水に曝されることが意図される面を持つオブジェクトと、
最初に前記オブジェクトの面が水と接触することを防止するように構成され、分解性材料を有する、防汚プロテクター構成と、
前記プロテクター構成を分解させるためのエネルギーを放出するように適応される少なくとも一つのエネルギー源と
を有するアセンブリ。
【請求項２】
前記エネルギー源が、その動作中に前記エネルギー源により放出されるエネルギーの影響下で前記オブジェクトの面の生物付着の防止において主要機能を持つ、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項３】
前記エネルギー源の一番最初の駆動後、その主要防汚機能を実行するために前記エネルギー源の通常動作と関連する電力レベルよりも顕著に高い電力レベルで前記エネルギー源を一時的に作動させるための制御手段を有する、請求項２に記載のアセンブリ。
【請求項４】
前記プロテクター構成が、その動作中に前記エネルギー源により放出されるエネルギーの影響下で分解可能な材料で少なくとも部分的に作られる箔片を有する、請求項１、２、又は３に記載のアセンブリ。
【請求項５】
前記箔片が、
その動作中に前記エネルギー源により放出されるエネルギーの影響下で分解可能な材料で全体が作られる部分と、前記エネルギーの影響下で元のままである材料で作られる部分の組み合わせ、
その動作中に前記エネルギー源により放出されるエネルギーの影響下で分解可能な材料で全体が作られる部分と、前記エネルギーの影響下で分解可能な材料で覆われる水溶性材料で作られる部分の組み合わせ
のうち一つを有する、請求項４に記載のアセンブリ。
【請求項６】
水がコンパートメントに入ることを可能にするための少なくとも一つの入口開口を備えるコンパートメントを有し、最初に前記プロテクター構成により水と接触することを防止される前記オブジェクトの面が前記コンパートメント内に位置する、請求項１、２、又は３に記載のアセンブリ。
【請求項７】
前記コンパートメント内に配置され、その動作中に水に曝されることが意図される、機能ユニットをさらに有し、最初に前記プロテクター構成により水と接触することを防止される前記オブジェクトの面が前記機能ユニットの外面を有する、請求項６に記載のアセンブリ。
【請求項８】
前記プロテクター構成が分解性材料で少なくとも部分的に作られる箔片を有し、前記箔片は前記コンパートメント内の前記機能ユニットを水密に包むように構成される、請求項７に記載のアセンブリ。
【請求項９】
前記コンパートメント内に位置する水センサと、前記水センサにより水が検出されるときに前記エネルギー源を駆動するための手段とを有する、請求項６に記載のアセンブリ。
【請求項１０】
前記エネルギー源がその動作中に紫外線を放出するように適応される、請求項１、２、又は３に記載のアセンブリ。
【請求項１１】
請求項１、２、又は３に記載のアセンブリ、船舶を駆動するためのエンジン、及び表面水によりエンジン冷却システムの流体を冷却するための冷却装置を含むエンジン冷却システムを有する、船舶であって、前記冷却装置はその内部に冷却すべき流体を収容し輸送するための複数の管を有し、前記船舶が前記管を収容するためのコンパートメントをさらに有する、船舶。
【請求項１２】
第一段階でオブジェクトの面の水への暴露を一時的に防止し、後続の第二段階でかかる暴露を可能にするための方法であって、分解性材料と、プロテクター構成の材料を分解させるためのエネルギーを放出するためのエネルギー源とを有する防汚プロテクター構成が設けられ、前記プロテクター構成が、前記オブジェクトの面が水と接触することを防止するように構成され、前記エネルギー源が前記第一段階で非活動状態に維持され、前記第二段階でのみ駆動される、方法。
【請求項１３】
その動作中に前記エネルギー源により放出されるエネルギーの影響下で前記オブジェクトの面の生物付着を防止するために、前記プロテクター構成の材料の分解後も前記第二段階で前記エネルギー源が駆動されたままである、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第二段階で、前記エネルギー源が前記第二段階の残りの間の前記エネルギー源の動作の電力レベルよりも顕著に高い電力レベルで最初に作動される、請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、その寿命の少なくとも一部の間に水に曝されることが意図された面を持つオブジェクトを有するアセンブリに関する。かかるアセンブリの応用例は、エンジン駆動船が船舶のエンジン冷却システムの流体を冷却するためのボックスクーラーを装備し得、ボックスクーラーがその内部に冷却すべき流体を収容し輸送するための複数の管を有するという事実に鑑みて、かかるエンジン駆動船にある。典型的に、かかる船はボックスクーラーの管を収容するためのコンパートメントを持ち、コンパートメントは船体の一部と仕切り板により定義され、海水がコンパートメントに入り、コンパートメント内の管を流れ、自然流及び／又は船の動きの影響下でコンパートメントから出ることができるよう、入口及び出口開口がコンパートメントの位置において船体内に配置される。従って、かかる場合、その寿命の少なくとも一部の間、水に曝される面を持つオブジェクトはボックスクーラーの管の全体の外面である。
【０００２】
さらに、本発明は、オブジェクトの面の水への暴露を第一段階において一時的に防止し、後続する第二段階においてかかる暴露を可能にするための方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
ボックスクーラーはエンジン駆動船用に設計された特定タイプの熱交換器である。例えば、１５ＭＷの設置エンジン出力を持つタグボートの場合、海水に約５ＭＷの熱を伝達するために一つ以上のボックスクーラーが適用される。通常、ボックスクーラーは冷却すべき流体を導くためのＵ型管の束を有し、管の脚部の端部は、各管の両脚部にアクセスするための開口を持つ共通板に固定される。その管を船舶のすぐ外の環境から淡水に連続的に曝すことにより、ボックスクーラーがその冷却機能を果たすことを可能にすることが、非常に実用的なオプションである。しかしながら、管の内部の比較的高温の流体との熱交換の結果として、管の近傍の媒体温度に水が加熱されるので、ボックスクーラーの環境は生物付着又は生物学的汚損として知られる現象に理想的に適しており、途切れることのない水の流れが新たな栄養と生物を絶え間なく取り込み、これらは生物付着を引き起こすことが知られている。
【０００４】
一般に、生物付着は表面への微生物、植物、藻類、小型動物などの蓄積である。一説では４，０００以上の生物を有する１，８００以上の種が生物付着の原因となる。従って、生物付着は多様な生物により引き起こされ、表面へのフジツボと海藻の付着をはるかに超えるものを伴う。生物付着は、バイオフィルム形成と細菌付着を含むマイクロ汚染と、より大きな生物の付着を含むマクロ汚染に分けられる。それらの沈殿を防止するものを決定する明確な化学及び生物学のために、生物は硬質又は軟質とも分類される。硬質汚損生物は、フジツボ、コケムシ、軟体動物、多毛類及び他のチューブワーム、及びゼブラマッセルなどの石灰生物を含む。軟質汚損生物は、海藻、ハイドロイド、藻類及びバイオフィルム"スライム"などの非石灰生物を含む。一緒に、これらの生物は汚染コミュニティを形成する。
【０００５】
いくつかの状況において、生物付着は重要な問題を生じる。生物付着は機械の動作を停止させ、取水口を詰まらせ、熱交換器の性能を低下させ得る。従って、防汚、すなわち生物付着を除去又は防止するプロセスの話題が周知である。濡れた面を含む工業プロセスでは、生物付着を制御するためにバイオ分散剤が使用され得る。あまり制御されていない環境では、殺生物剤、熱処理又はエネルギーパルスを使用して汚染生物が殺され、又はコーティングではじかれる。生物が面に付着するのを防ぐ非毒性の機械的戦略は、面を滑りやすくするための材料又はコーティングの選択、或いは不十分なアンカーポイントしか提供しないサメ及び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を含む。
【０００６】
ボックスクーラーの生物付着は深刻な問題を引き起こす。主な問題は、生物付着層が事実上の断熱材になるため、伝熱能力の低下である。生物付着層が厚くなり過ぎて水がもはやボックスクーラーの隣接管の間を循環できなくなると、熱伝達に対するさらなる悪化効果が生じる。このように、ボックスクーラーの生物付着はエンジン過熱のリスクを増大させるので、船舶が減速する必要があり、船舶エンジンが損傷する。
【０００７】
海水を用いてエンジン駆動船の冷却水システムから水を冷却する冷却ユニット用の防汚構成が当該技術分野で公知である。例えば、ＤＥ１０２００８０２９４６４は、定期的に繰り返すことができる過熱プロセスにより汚染生物を殺すための統合防汚システムを有する、船内及び海上プラットフォーム上で使用するためのボックスクーラーに関する。特に、ボックスクーラーは冷却プロセスを中断することなく定義された数の熱交換管を連続的に過熱することにより微生物汚染に対して保護され、冷却水からの廃熱がそのために使用され得る。
【０００８】
既知の防汚構成に関連する問題は、ボックスクーラーが作動されるときのみ所望の防汚効果が実現され得ることである。従って、ボックスクーラーが新たに船に設置され、船がまだ運転されていない場合、防汚構成は生物付着防止に適さない。多数の造船会社は、船で在庫を作るよう、船を実際に売る前に船を建造するので、かかる場合に対処する。通常、販売される船はしばらくの間水上に浮かんで保管される。船は多数のボックスクーラーを装備する可能性があり、その数は例えば８、又は１２にもなり得、機能するためにボックスクーラーの作動を要する防汚構成を設置する以外の手段がとられない場合、その全てが汚染する。従って、従来の状況では、ある時間保管された船のボックスクーラーの管は、顧客への船の引渡前に清掃する必要がある。場合によっては、この問題は、船の非作動期間全体にわたっていわゆるＩＣＡＦシステムを作動状態に保つことにより解決され、ＩＣＡＦとは、Ｉｍｐｒｅｓｓｅｄ  Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ａｎｔｉ‐Ｆｏｕｌｉｎｇをあらわす。しかしながら、かかるソリューションは銅汚染がＩＣＡＦシステムの動作に関与するという事実のために新たな問題を導入する。別の新たな問題はＩＣＡＦシステムの動作が電力消費を伴うという事実である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、防汚を実現するための能動的システム、すなわち作動しその防汚機能を実行できるようにするために電力供給を要するシステムを適用する必要なしに、ボックスクーラーが設置される船舶の初期動作の瞬間より前の期間中にボックスクーラーの管の生物付着を防止する実用的な方法を提供することである。一般に、本発明の目的は、能動的システムを適用する必要なく、オブジェクトがその一部であるより大きなデバイスが運転中でない期間中に、オブジェクトの寿命の少なくとも一部の間に水に曝されることが意図された、オブジェクトの面の生物付着を防止する実用的な方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前述の通り、本発明は、その寿命の少なくとも一部の間に水に曝されることが意図された面を持つオブジェクトを有するアセンブリに関する。本発明によれば、本発明の目的を達成するために、アセンブリは、最初にオブジェクトの面が水に接触することを防止するように構成され、分解性材料を有する防汚プロテクター構成と、プロテクター構成を分解させるためのエネルギーを放出するように適応される少なくとも一つのエネルギー源とをさらに有する。防汚プロテクター構成の分解性材料に関して、これは本発明にかかるアセンブリの実際的な実施形態ではポリマーであり得ることが留意される。
【００１１】
本発明は、防汚構成が面を備えるとき、すなわち防汚構成がかなりの時間運転されていないときでも生じるオブジェクトの面の生物付着の問題に対するソリューションを提供する。特に、ソリューションは、面の取り外し可能な水密保護を提供することに基づき、分解性材料の使用を伴う。従って、本発明が適用されるとき、水への面の暴露は第一段階の間にそうすることが望ましい限り防止されることができ、水への面の暴露は後続の第二段階の間にそうすることが現実的になるとすぐに可能にされることができ、第一段階から第二段階への移行は材料の分解に関連する。いずれの場合でも、水への面の暴露が防止される期間中、面の生物付着はプロテクター構成の存在に基づいて起こり得ない。
【００１２】
プロテクター構成は面を水密に囲むように適応され得る。例えば、プロテクター構成は、オブジェクトを水密に包むように配置される箔片を有し得る。かかる場合、特に本発明が船舶及びボックスクーラーの背景で適用されるとき、本発明にかかるアセンブリの動作中の防汚の目的で、紫外線などのエネルギーの使用が既に予見され得るという洞察に基づき、特定タイプのエネルギーの影響下で箔片の少なくとも一部が分解可能であることが有利である。一般的な意味で、本発明にかかるアセンブリは、プロテクター構成を分解させるためのエネルギーを放出するように適応される少なくとも一つのエネルギー源を有し、本発明はその動作中にエネルギー源により放出されるエネルギーの影響下で分解可能なプロテクター構成における材料の使用を伴う。この点で、エネルギー源はプロテクター構成の防水保護機能を終了させるために使用されるのに適するだけでなく、面の能動的防汚、すなわち、電力であり得る電力供給に基づく防汚を実現するためなど、別の方法で使用されるのにも適することが好適である。その有利な場合において、エネルギー源は面の生物付着を防止する上で主要機能を持ち、エネルギー源はプロテクター構成を分解させる上で二次機能を持つ。
【００１３】
上述の通り、本発明にかかるアセンブリは、プロテクター構成を分解させるため、及び場合によりプロテクター構成の分解後の防汚目的のためにも、使用されることが意図されるエネルギーを生成するための少なくとも一つのエネルギー源を有する。例えば、構成は概して細長い形状を持つ複数の紫外線光源を有し得るが、これは少なくとも一つのエネルギー源の他の実施形態も実現可能であるという事実を変更しない。プロテクター構成の分解後に防汚効果を得るために紫外線が使用される場合、清浄に保つべき面上への紫外線の分布を高めるために、面は紫外線反射コーティングで少なくとも部分的に覆われ、同じことが面の周囲環境における面に適用可能であり得る。いずれの場合も、その動作中にエネルギーを生成するためのエネルギー源と、エネルギーの影響下で分解可能な材料を有するプロテクター構成との組み合わせを持つことにより、エネルギー源が駆動されない限りプロテクター構成は損なわれず、エネルギー源の初期駆動時にプロテクター構成の分解が実現されることが達成される。
【００１４】
前述のことから、船が運転される前に水上にある状況では、船の初航海前の期間中及び船がその初航海に送り出された後の期間中の両方で船のボックスクーラーの管の汚染を防止することが非常に可能であり、第一期間中、防汚には電力供給を必要とせず、ボックスクーラーの管と水の間に物理的障壁を持つことに基づき、第二期間中、防汚は水に連続的に接触される管を紫外線又は熱エネルギーなど別の適切なタイプのエネルギーに曝すことにより実現される。有利なことに、ボックスクーラーの管の初期水密保護がエネルギーの影響下で少なくとも部分的に分解可能であり得るという事実を考慮して、少なくとも一つのエネルギー源により放出されるエネルギーがそうするために使用され得るので、適切な瞬間に物理的障壁を除去するための追加手段を持つ必要がない。
【００１５】
最初に水によって接触されるのをプロテクター構成により防止される、オブジェクトの面の生物付着防止において主要機能を持つエネルギー源が適用される場合、水が面に到達することを可能にするための条件へのプロテクターアセンブリの効果的な変化を保証するためには、本発明にかかるアセンブリが、エネルギー源の一番最初の駆動後に、その主要防汚機能を実行するためのエネルギー源の通常動作に伴う電力レベルよりも顕著に高い電力レベルにおいてエネルギー源を一時的に作動するための制御手段を有する場合、実用的であり得る。
【００１６】
前述の通り、箔片を有する防汚プロテクター構成の可能性に関して、箔片はその作動中にエネルギー源により放出されるエネルギーの影響下で分解可能な材料で全体が作られ得るが、これは本発明の枠組みの中では必要ではないことが留意される。実際には、箔片が、エネルギーの影響下で分解可能な材料で全体が作られる部分と、エネルギーの影響下で元のままである材料で作られる部分とを有することも可能である。かかる場合、エネルギー源が駆動されてエネルギーを発生させるときに、制御された方法で箔がばらばらに分解することを実現することが可能である。エネルギーの影響下で分解可能な材料で全体が作られる箔部分が、エネルギーの影響下で元のままである材料で作られる箔部分より薄い場合、第一箔部分の分解は最小限の時間と電力のみを要する一方、後者の箔部分が存在する領域では箔が比較的強くなることができ、その結果箔が損傷しそれによりその防水特性を失う可能性が最低限に維持され得るので、有利である。
【００１７】
前述の通り、その作動中にエネルギー源により放出されるエネルギーの影響下で分解可能な材料で全体が作られる部分の他に、箔片はエネルギーの影響下で分解可能な材料で覆われる水溶性材料で作られる部分を有し得る。かかる場合、箔がエネルギーに曝されると、第一の部分が分解し、水溶性材料のみが残るまで後者の部分の分解も起こるということがある。箔が水と接触すると仮定すると、水溶性材料は溶解するので、最終的に箔全体がなくなることが達成される。水溶性材料を使用する利点は、材料を消失させるために電力の供給を必要としないことである。箔に水溶性材料を有するこの場合においても、エネルギーの影響下で分解可能な材料で全体が作られる箔部分が、エネルギーの影響下で分解可能な材料で覆われる水溶性材料で作られる箔部分よりも薄ければ有利であり得る。
【００１８】
本発明の枠組み内に存在する実現可能なオプションによれば、アセンブリは、水がコンパートメントに入ることを可能にするための少なくとも一つの入口開口を備えるコンパートメントを有し、最初にプロテクター構成により水との接触を防止されるオブジェクトの面がコンパートメント内に位置する。アセンブリは、コンパートメント内に配置され、その作動中に水に曝されることが意図される機能ユニットをさらに有し、最初にプロテクター構成により水との接触を防止されるオブジェクトの面は機能ユニットの外面を有する。プロテクター構成が分解性材料で少なくとも部分的に作られる箔片を有するとき、箔片はコンパートメント内の機能ユニットを水密に包むように配置され得る。
【００１９】
前項で述べた通りアセンブリがコンパートメントを有すると仮定すると、アセンブリが、コンパートメント内に位置する水センサと、水センサにより水が検出されるときにアセンブリの少なくとも一つのエネルギー源を駆動するための手段とを有し、エネルギー源が非作動状態にある間にプロテクター構成が水密でないように見える場合に、最初にプロテクター構成により水との接触を防止されるオブジェクトの面の汚染を回避するためにエネルギー源が自動的にオンにされ得るようになっていることが実用的である。付加的に又は代替的に、コンパートメント内の水の検出に基づいてエネルギー源が駆動される状況において音声信号などの警告信号が発せられることを確実にするための措置が取られ得る。
【００２０】
前述の通り、本発明にかかるアセンブリで使用され得る機能ユニットの実施例は、ボックスクーラーの管の全体であり、通常は船などの船舶のコンパートメントに位置する。一般に、機能ユニットが、冷却装置の一部であり、その内部に冷却される流体を収容し輸送するのに役立つ管全体を有することが可能である。紫外線を生成するように適応される少なくとも一つのエネルギー源が本発明にかかるアセンブリで使用されるとき、複数の紫外線源が適用され、管が存在する領域に配置されることが実用的である。ボックスクーラーの分野から公知の通り、冷却装置の少なくとも一部は、管が管層に配置され、各管層が少なくとも一本の管を含む、層状構造を持ち得る。特に、管層は、湾曲した底部と二つの実質的に直線の脚部とを持つ多数のＵ型管を含み、管層の管は、底部の最小半径を持つ最小管から、底部の最大半径を持つ最大管まで、相互に異なるサイズを持ち、管の脚部の上部側は、冷却装置において同様の高さにあり、管の脚部は実質的に相互に平行に延びる。
【００２１】
完全を期すために、紫外線を用いた防汚に関して以下のことが言及される。紫外線を発生させるように適応される防汚手段は、ＵＶＣ光としても知られるｃ型の紫外線、及びより具体的にはおよそ２５０ｎｍから３００ｎｍの間の波長を持つ光を特異的に放出するように選択される光源を有し得る。ほとんどの汚染生物は、所定線量の紫外線にそれらを曝すことにより死滅、不活性化、又は再生不能にされることが判明している。防汚の実現に適していると思われる典型的な強度は、連続的に又は適切な頻度で適用される１０ｍＷ毎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出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、オゾン生成放射をフィルタ除去するための特殊ガラスのエンベロープを備え得る。さらに、必要に応じて調光器がランプと併用され得る。他のタイプの有用なＵＶＣランプは、様々な波長及び高い電気‐光出力効率で非常に強力な紫外線を供給することが知られている誘電体バリア放電ランプ、及びＬＥＤである。ＬＥＤに関して、それらは一般に比較的小型パッケージに含まれ、他のタイプの光源より少ない電力を消費し得ることが留意される。ＬＥＤは様々な所望の波長の（紫外線）光を放出するように製造されることができ、その動作パラメータ、中でも注目すべきは出力電力が高度に制御され得る。
【００２２】
紫外線を放射する光源は、周知のＴＬ（管型発光／蛍光）ランプとほぼ同等の管状ランプの形態で提供され得る。様々な公知の殺菌性管状ＵＶＣランプについて、電気的及び機械的特性は、可視光を生成する管状ランプのかかる特性に匹敵する。これはＵＶＣランプが周知のランプと同じように作動されることを可能にし、例えば電子又は磁気バラスト／スタータ回路が使用され得る。
【００２３】
防汚を実現するために紫外線を使用することの一般的な利点は、清潔に保たれるべき機能ユニットの面上に微生物が付着して根付くことが防止されることである。反対に、既知の毒性分散コーティングが適用されるときは、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好ましいが、これは後者がより多くの入力電力を要し、光処理が十分に有効でないより高いリスクを伴うからである。比較的低レベルの入力電力のみが必要とされるように、紫外線を生成するための光源が配置され構成され得るという事実を考慮して、光源は極端な電力要件なしに大きな面にわたって防汚光を連続的に生成するように作動され得るか、又は光源はデューティサイクルで作動され得、光源は時間間隔の所定割合はオンであり、残りの時間間隔はオフであり、時間間隔は分、時間の桁で選ばれ、若しくは所与の状況で適切ならば何でもよい。あまり追加電力が必要とされないので、光源は既存の構造に容易に適用され得る。
【００２４】
一態様では、本発明は、第一段階でオブジェクトの面の水への暴露を一時的に防止し、後続の第二段階でかかる暴露を可能にするための方法に関する。上記で既に説明されたことに準拠して、方法は、分解性材料を有する防汚プロテクター構成と、プロテクター構成の材料を分解するためのエネルギーを放出するエネルギー源とを提供するステップを含み、プロテクター構成はオブジェクトの面が水と接触するのを防止するように構成され、エネルギー源は第一段階で非活動状態に維持され、第二段階でのみ駆動される。有利には、エネルギー源はプロテクター構成の少なくとも一部を分解させることによりプロテクター構成を除去するために使用されるだけでなく、第二段階の間に面の防汚を実現するためにも使用され、これは面の残りの寿命と同じ長さ継続し得る。従って、本発明にかかる方法は、その作動中にエネルギー源により放出されるエネルギーの影響下でオブジェクトの面の生物付着を防止するために、プロテクター構成の材料の分解後にも、第二段階でエネルギー源を駆動したまま維持するステップを有することが可能である。これに関して、エネルギー源が作動される電力レベルを実行される機能に適応させることが可能であり、電力レベルは、プロテクター構成の分解が実現される状況で高くなり、エネルギーが防汚効果を達成するためにのみ必要とされる状況で低くなるように設定されることが再度留意される。従って、第二段階において、エネルギー源は、第二段階の残りの間のエネルギー源の動作の電力レベルよりも著しく高い電力レベルで最初に作動されるようになり得る。これは、プロテクター構成の分解を実現するためだけに少なくとも一つのエネルギー源を持つこと、並びに、一旦プロテクター構成が除去されたらもはや水との接触を防止されない面、及び場合によっては一つ以上の他の面の汚染を防止するためだけに少なくとも一つの他のエネルギー源を持つことも可能であるという事実を変えるものではない。
【００２５】
本発明の上記及び他の態様は、その内部に冷却すべき流体を収容し輸送するための複数の管を有するボックスクーラー、管上に防汚光を放つための複数の光源、ボックスクーラーの管と光源を収容する船のコンパートメント、並びに、分解性箔の使用を伴う、第一段階の間に管が水と接触することを防止するため、及び後続の第二段階の間に水が管と接触することを可能にするための手段の、以下の詳細な説明から明らかとなり、それらを参照して解明される。
【００２６】
本発明は図面を参照してより詳細に説明され、図中同一又は類似の部分は同じ参照符号で示される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】ボックスクーラーの管全体が配置される船のコンパートメントを画定する壁の一部とボックスクーラーの斜視図を示し、さらにボックスクーラーの管の外部の上に防汚光を放つための多数のランプを示す。
【図２】船のコンパートメント、ボックスクーラー、及びボックスクーラーの管の外部の上に防汚光を放つための多数のランプを概略的に示す。
【図３】図２に図示の船のコンパートメント、ボックスクーラー、及びランプを概略的に示し、管全体の領域に存在するランプとボックスクーラーの管全体は保護箔で包まれている。
【図４】図３に図示の箔の分解を例示する。
【図５】船のコンパートメントの開口を最初に閉じるための二つの分解性箔片の適用を例示する。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図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複数の管１０を有するボックスクーラー１を示す。ボックスクーラー１はエンジン駆動船で使用することを意図しており、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、ボックスクーラー１は、ボックスクーラー１の管１０を船舶のすぐ外の環境からの水（以下、海水と呼ばれる）に曝すことにより、流体を冷却するその機能を実行することが可能である。特に、ボックスクーラー１の管１０は船のコンパートメント１００の内部に収容され、コンパートメント１００は船体１０１の一部と複数の仕切板１０２、１０３により区切られる。船体１０１において、海水が外部からコンパートメント１００に入ることを可能にするための多数の入口開口１０４が配置され、及び海水がコンパートメント１００から出て船外へ流れることを可能にするための多数の出口開口１０５も船体１０１に配置される。典型的には、入口開口１０４及び出口開口１０５は異なる高さに配置され、図１に準拠する船、コンパートメント１００及びボックスクーラー１の通常の直立配向を仮定すると、入口開口１０４の高さは出口開口１０５の高さよりも低い。完全を期すために、以下の説明で使用される明示的及び暗示的な方向の指示は、基本的な前提として述べる通り船舶、コンパートメント１００及びボックスクーラー１の通常の直立配向を持つように理解されることが留意される。
【００２９】
ボックスクーラー１の管１０は湾曲形状を、特に、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二つの実質的に直線の脚部１２とを有する、Ｕ字型を持つ。ボックスクーラー１の動作中、冷却すべき流体、すなわち高温流体が管１０を通って流れ、一方海水が入口開口１０４を通ってコンパートメント１００に入る。海水と高温流体を含む管１０との相互作用に基づいて、管１０及び流体が冷却され、海水が熱くなるということが起こる。後者の効果に基づいて、上昇する海水の自然な流れがコンパートメント１００内で得られ、冷たい海水が入口開口１０４を通ってコンパートメント１００に入り、より高温の海水が出口開口１０５を通ってコンパートメント１００から出る。また、船の動きがコンパートメント１００を通る海水の流れに寄与し得る。有利には、管１０は銅などの良好な伝熱能力を持つ材料で作られる。
【００３０】
ボックスクーラー１の管１０は、同様の実質的に平行な管層５内に配置され、これら管層５の各々は、束で構成される異なるサイズの多数の管１０を有し、海水が流れることができる管層５内の管１０の間の空間を残すために所定距離でより大きい管１０に囲まれるよう、より小さい管１０がより大きい管１０の湾曲形状の内側に配置される。従って、各管層は二つの直線脚部１２と一つの湾曲部１１とを有する多数のヘアピン型管１０を有する。最内湾曲部１１が比較的小さい曲率半径になり、最外湾曲部１１が比較的大きい曲率半径になり、少なくとも一つの残る中間湾曲部１１がそれらの間に配置されるよう、管１０はその湾曲部１１を実質的に同心配置に、その脚部１２を実質的に平行配置にして配置される。少なくとも二つの中間湾曲部１１がある場合、それらの部分１１は漸進的に段階的な曲率半径である。
【００３１】
管１０の脚部１２の上部側が共通の管板１３に接続されるという事実を考慮して、管１０の脚部１２の上部側は同じ高さにある。管板１３は、それぞれ流体の管１０への流入及び管１０からの流出のための少なくとも一つの入口スタブ１５と少なくとも一つの出口スタブ１６とを有する流体ヘッダ１４により覆われる。従って、入口スタブ１５側にある管１０の脚部１２は最高温度である一方、出口スタブ１６側にある管１０の脚部１２は低温であり、同じことが管１０を流れる流体に当てはまる。
【００３２】
管１０及び管１０内に存在する流体の連続冷却プロセス中、海水中に存在する任意の微生物が管１０に、特に微生物にとって生育に適した環境を提供するために理想的な温度である管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適切な防汚構成が設けられ、これは図示の実施例では、管１０上に防汚光を放つためにコンパートメント１００内に配置される複数のランプ２０の形態をとる。例えば、光は防汚を実現するために有効であると知られるＵＶＣ光であり得る。
【００３３】
図示の実施例では、ランプ２０は一般的に細長い形状を持つ管状ランプである。ランプ２０は様々な管１０のパターンと交差する三次元パターンに配置される。言い換えれば、ランプ２０は管１０と同じ領域に配置される。ランプ２０は、図１に図示の通り管１０のＵ字型の内側と外側両方に及び得る。実際には、管１０に対するランプ２０のいかなるポジショニングも本発明の枠組み内で可能であり、ランプ２０は管１０に対して任意の可能な配向を持ち得る。いかなる場合も、ボックスクーラー１の管１０全体の有効な防汚を保証するように、十分な程度まで紫外線で全管１０の全部分を照射することが可能なポジショニングをとることが実用的である。その点において、光源２０が管１０全体に沿って及び全体にわたって等間隔に置かれる場合有利であるが、光源２０のかかる配置は本発明の枠組みの中で必須ではない。
【００３４】
ランプ２０がボックスクーラー１の管１０の外側に紫外線を放つ機能を実行し、それにより管１０の生物付着を防止するために、ランプ２０への電力供給が必要とされる。この事実に基づき、ランプ２０により構成される防汚システムは、ボックスクーラー１及び防汚システムが設置される船の最初の実際の使用前、すなわち船が建造された造船所付近の水域など、そのときまで船が在庫保管されている水域から出発して、船の初航海前の期間中に使用されるためにあまりうまく適していない。本発明によれば、上述の期間中にボックスクーラー１の管１０を汚染から防止するために、有効になるために電力供給を必要とせずに水との接触に対して管１０を保護することを目的として、追加の防汚措置がとられる。
【００３５】
図２、３及び４は、複数の紫外線ランプ２０を有する防汚システムを駆動することが不可能／望ましくない限り、コンパートメント１００内のボックスクーラー１が水と接触することを防止するように適応される防汚システムの一つの可能な実施例を例示する。図示の実施例において、第一の防汚システムは、防汚システムの少なくとも複数のランプ２０とボックスクーラー１の管１０の全体２に水密に巻き付けられる箔片３０を有する。特に、箔片３０は、底部側で閉じられ上部側で開かれるスリーブのような形状であり得、スリーブの形状と寸法は管１０の全体２の形状と寸法に適応される。図２及び３はボックスクーラー１、防汚システム、及びコンパートメント１００の同じビューを示し、図３は箔片３０を示す一方、図２は箔片３０を示さず、従って箔片３０の内側にあるものを理解するために使用されるのに適する。
【００３６】
船の製造プロセスにおいて、コンパートメント１００（又は場合によってはコンパートメント１００になるところ）内で既に所定位置に置かれながら箔片３０の中に管１０の全体２を包むことに反して、管１０の全体２と箔片３０のアセンブリ３が最初に作られ、その後船に設置される場合、実用的である。船への設置前に作られるアセンブリ３は少なくとも複数のランプ２０をさらに有し得るが、これが可能であることを条件として、ランプ２０が後に包まれた領域に設置されることも実用的であり得、これは図示の実施例では、管１０のＵ形状の内側に位置付けられるランプ２０が上部側から設置されることができる場合、特に当てはまり得る。
【００３７】
箔片３０が存在する限り、箔片３０が管１０とコンパートメント１００内の水との間の物理的障壁を構成するので、管１０の汚染が防止されることが実現される。しかしながら、流体を冷却するために管１０を使用することが望まれるとすぐに、管１０を水に曝す必要がある。従って、その時点で、保護箔片３０を少なくとも部分的に除去する必要がある。これは非常に実用的な方法で、すなわち、ランプ２０を持つ防汚システムを適用すること、及び紫外線の影響下で分解可能な材料を箔片３０に設けることによってなされる。この点において、ランプ２０が駆動されるときに箔３０の全部がランプ２０により放出される紫外線の影響下で分解するように、箔３０は全てかかる材料で作られ得る。箔３０の分解は図４に例示される。箔３０が少なくとも部分的になくなると、コンパートメント１００を通って流れる水は、ボックスクーラー１の管１０に到達することが可能になるので、ボックスクーラー１はその冷却機能を実行することが可能になる。箔３０が管１０から除去されるときまで、管１０の生物付着は受動的に、すなわち箔３０により防止されるが、その後、管１０の生物付着は能動的に、すなわちランプ２０により防止される。箔３０の分解が最も効果的に起こるよう、ランプ２０はそれらが最初に駆動されるとすぐに最大電力又は最大電力付近で作動するように制御され得る。さらに、箔片３０の内側空間内に配置される一つ以上の水センサが、ランプ２０を駆動するため、及び／又は、ランプ２０の意図された初期駆動前の漏出の場合に警告信号を発するために、使用され得る。
【００３８】
全く初めてボックスクーラー１を作動させることが意図されるときに箔３０の全部が消失する必要はない。実際には、箔３０は、紫外線の影響下で分解可能な材料で作られる部分と、別の材料で作られる部分とを有することが可能である。かかる場合には、第一箔部分が分解するときに後者の箔部分がコンパートメント１００の底に沈むように第一箔部分が配置される、箔３０の設計を考えることが可能である。第一箔部分の速い分解を確実にするために、これらの部分は比較的薄くなるように作られ得る。本発明の枠組み内に存在する別の可能性によれば、箔片３０は、紫外線の影響下で分解可能な材料で全て作られる部分と、少なくともその外側、すなわちコンパートメント１００内の水に面する側で、紫外線の影響下で分解可能な材料の層で覆われる水溶性材料で作られる部分とを有する。ランプ２０がオンになるとき、第一箔部分はランプにより放出される紫外線の影響下で消失し、後者の箔部分は二段階で、すなわちまず第一に紫外線の影響下で、第二に水の影響下で消失する。別の実施形態では、箔片３０は紫外線の影響下で分解可能な材料で覆われる水溶性材料で全て作られ得る。
【００３９】
紫外線の影響下で分解可能な材料に関して、かかる材料の例はそれ自体公知であり、かかる材料は特にポリマーを有し得ることが留意される。
【００４０】
本発明は、上記の通りボックスクーラー１の管１０の全体２と同様に、より大きなデバイス内の機能ユニットとして使用され得る、動作中に水に曝される全ての可能なタイプの装置に適用可能である。本発明の防汚システムを有効にするために、これが効果がなくなるとすぐに第一の防汚システムの防汚機能を継続するための装置を伴う別の防汚システムが配置される必要はないが、これは自明な理由と自明でない理由で実際の場合は好適であり、後者の理由は第一の防汚システムを除去する過程で後者の防汚システムを適用する可能性を含む。後者の防汚システムにおいて紫外線を発する光源２０を、第一の防汚システムにおいて紫外線の影響下で分解可能な材料を持つことは、その点に関して本発明の枠組み内に存在する実施例の一つである。
【００４１】
複数の紫外線ランプ２０を有する防汚システムを駆動することが不可能である／望ましくない限り、コンパートメント１００内のボックスクーラー１が水と接触することを防止するように適応される防汚システムの別の可能な実施例において、第一の防汚システムは、特にコンパートメント１００の少なくとも入口開口１０４と関連し得る。特に、かかる防汚システムは、水が開口１０４を通ってコンパートメント１００に入ることが不可能であるように、コンパートメント１００の開口１０４を最初にブロックするように配置される少なくとも一つの分解性シャッタ素子を有し得る。図５はコンパートメント１００の少なくとも入口開口１０４を閉鎖するために少なくとも一つの分解性シャッタ素子を使用する可能性を例示するのに役立つ。図示の実施例において、一つの分解性箔片１０６がコンパートメント１００の内側でコンパートメント１００の入口開口１０４を覆うように配置され、別の分解性箔片１０７がコンパートメント１００の内側でコンパートメント１００の出口開口１０５を覆うように配置される。ボックスクーラー１の管１０と関連する分解性箔３０に関する前述の全オプションは、箔１０６、１０７がコンパートメント１００の開口１０４、１０５と関連する場合、等しく適用可能である。特に、箔１０６、１０７の保護機能を終了させる必要があるとすぐに、箔１０６、１０７の分解を生じさせるために防汚ランプ２０を使用することも非常に実用的である。
【００４２】
本発明の範囲は上述の実施例に限定されるものではなく、そのいくつかの補正及び変形が、添付のクレームで定義される本発明の範囲から逸脱することなく可能であることが、当業者に明らかである。それらがクレーム又はその均等物の範囲内に入る限り、本発明はかかる補正及び変形全てを含むものとして解釈されることが意図される。本発明は図面及び説明において詳細に図示され記載されているが、かかる図示と記載は例示又は説明に過ぎず、限定ではないとみなされるものとする。本発明は開示された実施形態に限定されない。図面は略図であり、本発明の理解に必要でない詳細は省略されている場合があり、必ずしも原寸通りでない。
【００４３】
開示の実施形態に対する変形は、図面、記載及び添付のクレームの考察から、請求される発明を実施する際に当業者によって理解されもたらされ得る。クレーム中、"有する"という語は他のステップ又は要素を除外せず、不定冠詞"ａ"又は"ａｎ"は複数を除外しない。クレーム中の任意の参照符号は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。本テキストで使用される"複数の"というフレーズは"少なくとも二つ"を意味すると理解されるべきである。
【００４４】
特に明記しない限り、特定の実施形態について、又はそれと関連して論じられる要素及び態様は、他の実施形態の要素及び態様と適切に組み合わされ得る。従って、特定の手段が相互に異なる従属クレームに記載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。
【００４５】
本テキストで使用される"実質的に"という語は、理論的に完全に実現され得るが、その実際の実装のための実用的なマージンを含む一定の効果が意図される状況に適用可能であるとして当業者に理解される。かかる効果の例は、オブジェクトの平行配置とオブジェクトの垂直配置を含む。適用可能な場合、"実質的に"という語は、１００％を含め、９５％以上、特に９９％以上、さらにより特に９９．５％以上など、９０％以上の割合を示す形容詞であるように理解され得る。
【００４６】
本テキストで使用される"有する"という語は、"から成る"という語をカバーするものとして当業者により理解される。従って、"有する"という語は一実施形態については"から成る"を意味し得るが、別の実施形態では"少なくとも定義された種及びオプションとして一つ以上の他の種を包含する／含む"を意味し得る。
【００４７】
生物付着は、河川水及び湖沼水を含む、他のタイプの水でも起こり得るので、本発明は海水などの特定タイプの水の背景に限定されない。実際には、本テキストで使用される"水"という語は、水含有混合物、水性溶液などを含む、広範な流体をカバーするように理解されるべきである。
【００４８】
複数の管１０を有するボックスクーラー１などの冷却装置に本発明が使用され、プロテクター構成が管１０と関連付けられる箔片３０を有する場合、箔片３０は、管１０の全体２と、管１０の全体２の領域に存在するあらゆる他の可能な要素を包むために使用され得る。かかる要素は図示の実施例の場合と同様に紫外線を放出するためのランプ２０であり得るが、管１０が通過することを可能にするための穴を持ち、適切なポジショニングで管１０を固定する機能を持つ、管１０に対して横方向に配置される板を含む、かかる要素の他の実施例も同様に実現可能である。さらに、本発明の範囲内で代替オプションが存在し、それによれば、管１０の全体２が包まれる代わりに、ボックスクーラー１の全ての管１０が分解性箔片に別々に包まれることが留意される。
【００４９】
ボックスクーラー１の文脈における本発明の可能な応用に関して、本発明は、一実施例として上記され図面に例示されたボックスクーラー１のレイアウトに決して限定されないことが留意される。本発明の特徴は、水の汚染の影響に対して最初に保護されるべき面のいかなる特徴にも依存しないことが当業者に明らかである。また、防汚プロテクター構成３０、１０６、１０７を分解するため、及び場合によりプロテクター構成３０、１０６、１０７が最初に保護されるべき面に水が接触することを可能にする状況に置かれた後に防汚効果を実現するための、紫外線光源２０の適用は、本発明の枠組み内に存在する多くの可能性の単なる一つである。
【００５０】
第一の期間中にオブジェクト２、１０１、１０２、１０３の面の水への暴露を防止し、後続の第二の期間中にかかる暴露を可能にするための分解性材料を有するプロテクター構成３０、１０６、１０７の組み合わせを適用する概念は、コンパートメント１００内の面の配置を必ずしも伴わないので、本発明にかかるアセンブリがコンパートメント１００を有することは必須ではない。コンパートメント１００が本発明にかかるアセンブリに含まれる場合、かかるコンパートメント１００はボックスクーラー１の管１０及び／又は一つ以上の他のオブジェクト／ユニットを収容するために使用され得るが、空であってもよく、すなわちいかなるオブジェクト／ユニットも含む必要がない。例えば、アセンブリが船に適用される場合、コンパートメント１００は、バラスト水、消火水、又は飲料水を包含するためのいわゆるシーチェストであり得る。船におけるアセンブリの可能な応用に関して、本発明は他の船舶タイプの文脈において同様に有用であることに留意される。従って、本テキストで使用される"船"という語は、通常この用語によって示される一つの特定タイプの船舶に本発明の範囲が限定されることを示唆するように理解されるべきではない。一般に、本発明は海洋オブジェクトの文脈で使用されるのに適しており、石油掘削装置、又は海の中若しくは隣の他のタイプの建物が、船舶に加えてかかるオブジェクトの実用的な例であると言及される。さらに、本発明は例えばコーヒーメーカー若しくは水消毒器など、その動作中に水が使用される家電製品の文脈、又は海洋オブジェクトの文脈とは全く異なり得る別の文脈においても適用可能であり得ることが留意される。
【００５１】
本発明にかかるアセンブリの図示の実施形態では、コンパートメント１００は、水がコンパートメント１００に入ることを可能にするための少なくとも一つの入口開口１０４と、水がコンパートメント１００から出ることを可能にするための少なくとも一つの出口開口１０５を備える。これは、開口が入口開口と出口開口であるという複合機能を持つ、単一の開口のみが存在するというオプションも本発明によりカバーされるという事実を変更するものではない。完全を期すために、初期充填後に一つ以上の出口開口１０５を通じてコンパートメント１００を空にする必要がない、実用的なケースが存在するという事実に基づき、少なくとも一つの出口開口１０５を持つことは必須ではないことが留意される。
【００５２】
要するに、本発明は、その寿命の少なくとも一部の間、水に曝されることが意図される面を持つオブジェクト２、１０１、１０２、１０３を有するアセンブリに関する。その第一段階で所望の防汚効果を達成するために電力供給を持つ必要なしに、アセンブリの寿命の第一段階で面の生物付着を回避することができるようにするために、アセンブリは、最初に面が水と接触することを防止するように適応され、分解性材料を有する、防汚プロテクター構成３０、１０６、１０７をさらに有する。また、アセンブリはプロテクター構成３０、１０６、１０７を分解させるためのエネルギーを放出するように適応される少なくとも一つのエネルギー源２０を有する。かかるエネルギー源は面の生物付着を防止する上で主要機能を持つエネルギー源であり得る。
【００５３】
最初にプロテクター構成３０、１０６、１０７により水との接触を防止されるオブジェクト２、１０１、１０２、１０３の面の実施例は、冷却装置１の管１０の全体２などの機能ユニットの外面を含み、この場合アセンブリは機能ユニット２を収容するためのコンパートメント１００と、かかるコンパートメント１００を区切る少なくとも一つの壁１０１、１０２、１０３の内面とを有し得る。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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