УСТРОЙСТВО, ИМЕЮЩЕЕ ПОВЕРХНОСТИ И СИСТЕМУ ПРОТИВОДЕЙСТВИЯ БИОЛОГИЧЕСКОМУ ОБРАСТАНИЮ, СОДЕРЖАЩУЮ ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ ОДИН ИСТОЧНИК ПРОТИВОДЕЙСТВУЮЩЕГО БИОЛОГИЧЕСКОМУ ОБРАСТАНИЮ СВЕТА ДЛЯ ИЗЛУЧЕНИЯ ЛУЧЕЙ ПРОТИВОДЕЙСТВУЮЩЕГО БИОЛОГИЧЕСКОМУ ОБРАСТАНИЮ СВЕТА
DEVICE HAVING SURFACES AND A BIOLOGICAL FOULING PROTECTION SYSTEM COMPRISING AT LEAST ONE SOURCE OF ANTIFOULING LIGHT FOR EMITTING BEAMS OF ANTI-BIOFOULING LIGHT

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к устройству, имеющему поверхности и систему противодействия биологическому обрастанию, содержащую по меньшей мере один источник противодействующего биологическому обрастанию света для выполнения противодействующего биологическому обрастанию воздействия на по меньшей мере большей части поверхностей, причем по меньшей мере один источник противодействующего биологическому обрастанию света выполнен с возможностью излучения лучей противодействующего биологическому обрастанию света.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
На практике, существует множество примеров устройства, имеющего поверхности, подлежащие поддерживанию свободными от биологического обрастания, включая в себя устройства, предназначенные для использования в домашнем хозяйстве, такие как кофе машины, дезинфекторы воды и котлы, а также включая в себя устройства, предназначенные для использования в промышленности или судовой отрасли, такие как коробчатые охладители. В общем, биологическое обрастание поверхностей является широко известной проблемой, которая особенно часто возникает на поверхностях, которые подвержены воздействию, по меньшей мере в течение части всего их срока службы, воды или другой текучей среды, в которой присутствуют участвующие в биологическом обрастании организмы.
Биологическое обрастание или биообрастание является накоплением микроорганизмов, растений, водорослей, небольших животных и подобного на поверхностях. Согласно некоторым оценкам, более 1 700 видов, содержащих более 4 000 организмов, ответственны за биологическое обрастание. Следовательно, биологическое обрастание вызвано большим множеством организмов. Биологическое обрастание разделяют на микрообрастание, которое включает в себя образование биопленки и бактериальное прилипание, и макрообрастание, которое включает в себя прикрепление более крупных организмов. Вследствие различной химии и биологии, которые определяют то, что предотвращает их отложение, организмы также разделяют на твердые или мягкие. Твердые участвующие в обрастании организмы включают в себя известковые организмы, такие как ракушки, прикрепляющиеся мшанки, моллюски, многощетинковые черви и другие полихеты в трубке, и полосатые мидии. Мягкие участвующие в обрастании организмы включают в себя неизвестковые организмы, такие как морская водоросль, гидроидные полипы, водоросли и биопленки типа "ил". Вместе эти организмы образуют совокупность участвующих в обрастании организмов.
В некоторых ситуациях биологическое обрастание создает существенные проблемы. Биологическое обрастание может приводить к остановке работы оборудования, закупориванию впускных отверстий для воды и снижению эффективности теплообменников. Следовательно, вопрос противодействия обрастанию, то есть процесс удаления или предотвращения биологического обрастания, широко известен. В промышленных процессах, включающих в себя смачиваемые поверхности, биологические дисперсанты могут быть использованы для контроля над биологическим обрастанием. В менее управляемых окружающих средах, участвующие в обрастании организмы убиваются или отталкиваются покрытиями, используя биоциды, тепловые обработки или импульсы энергии. Нетоксичные механические меры, которые предотвращают прикрепление организмов к поверхности, включают в себя выбор такого материала или покрытия, которое сделает поверхность скользкой, или создание наномерных топологий поверхности, подобных коже акул и дельфинов, которая имеет очень мало точек опоры.
Коробчатые охладители являются теплообменниками, содержащими множество трубок, продолжающихся на достаточно близком расстоянии друг относительно друга, которые в частности предназначены для использования в морских суднах с приводом от двигателя, таких как корабли. Обычно, корабль снабжен различными типами оборудования, и один или более коробчатых охладителей, по меньшей мере трубки которых расположены в одной или более кингстонных коробках, могут быть использованы в системе охлаждения оборудования корабля. Трубки коробчатого охладителя служат для вмещения и перемещения текучей среды, подлежащей охлаждению, в котором целесообразно, чтобы кингстонная коробка, вмещающая трубки, имела как впускные отверстия, так и выпускные отверстия, так чтобы вода могла поступать в кингстонную коробку, протекать по трубкам в кингстонной коробке и вытекать из кингстонной коробки посредством естественного течения и/или под действием перемещения корабля. Биологическое обрастание коробчатого охладителя является большой проблемой ввиду того, что слои биологического обрастания являются эффективными теплоизоляторами, так что биологическое обрастание ведет к снижению способности к теплообмену коробчатого охладителя. Когда слои биологического обрастания настолько толстые, что морская вода не может больше циркулировать между смежными трубками коробчатого охладителя, достигается дополнительное отрицательное действие на теплообмен. Таким образом, биологическое обрастание коробчатых охладителей увеличивает риск перегрева двигателя, так что кораблям приходится снижать скорость, или двигатели получат повреждения.
Например, в случае буксира, имеющего установленный двигатель мощностью 15 МВт, один или более коробчатых охладителей используются для переноса тепла в размере порядка 5 МВт к морской воде. Обычно коробчатый охладитель содержит пучок U-образных трубок для пропускания текучей среды, подлежащей охлаждению, в котором концы ножек трубок прикреплены к общей пластине, имеющей отверстия для обеспечения доступа к обеим ножкам каждой из трубок. Целесообразно обеспечить выполнение коробчатым охладителем охлаждающей функции посредством непрерывного воздействия свежей морской воды на его трубки, как указано выше. Однако окружающая среда коробчатого охладителя идеально подходит для биообрастания, поскольку морская вода нагревается до температуры среды вблизи трубок в результате теплообмена с относительно горячей текучей средой внутри трубок во время работы коробчатого охладителя, и постоянный поток воды непрерывно привносит новые питательные вещества и организмы, которые, как известно, вызывают биологическое обрастание.
Конструкции противодействия биологическому обрастанию для охлаждающих устройств, которые охлаждают воду из системы водяного охлаждения корабля с приводом от двигателя посредством морской воды, известны в данной области техники. Например, DE 102008029464 относится к коробчатому охладителю для использования в кораблях и на морских платформах, содержащему выполненную заодно систему противодействия биологическому обрастанию для убивания участвующих в биологическом обрастании организмов посредством процесса перегрева, который может периодически повторяться. В частности, коробчатый охладитель защищен от биологического обрастания микроорганизмами посредством непрерывного перегрева заданного количества трубок теплообменника, не прерывающего процесс охлаждения, в котором отработанное тепло от охлаждающей воды может быть использовано для этого.
Пластинчатые охладители являются теплообменниками, содержащими последовательно расположенные пластины, и обычно используются для обеспечения передачи тепла между двумя жидкостями. Пластины обычно выполнены из металла или другого материала, который имеет высокую теплопроводность. В пластинчатом охладителе, жидкости рассосредоточены по пластинам, так что возможно иметь относительно большую площадь теплообмена и по-прежнему иметь компактную общую конструкцию. Широкое распространение пластинчатые охладители получили при применении в комбинированных котлах, например, что не изменяет того факта, что применение пластинчатых охладителей в промышленности также является распространенным. Поскольку пластины пластинчатого охладителя подвержены воздействию жидкости в течение всего срока службы пластинчатого охладителя, происходит биологическое обрастание пластин, что приводит к снижению способности к теплообмену пластинчатых охладителей, и что может в конечном счете привести к неисправности пластинчатых охладителей, препятствуя необходимым потокам жидкости через пластинчатые охладители в слишком большой степени. Эта проблема проявляется более явно, когда пластины гофрированы, что часто имеет место на практике, поскольку такие пластины являются способом дополнительного увеличения площади теплообмена. В данной области техники известны способы очистки пластинчатых охладителей, для того чтобы смягчить проблемы, вызванные биологическим обрастанием, причем способы включают в себя разборку пластинчатых охладителей и очистку пластин по одной.
В общем, в данной области техники известно использование ультрафиолетового света для удаления/предотвращения образования биопленки на влажных поверхностях. Например, WO 2014/014779 раскрывает систему для уменьшения обрастания поверхности оптически прозрачного элемента, подверженного воздействию морской окружающей среды, включающую в себя светодиод для испускания ультрафиолетового излучения, крепления для направления испущенного ультрафиолетового излучения по направлению к оптически прозрачному элементу, и цепь управления для приведения в действие светодиода.
Изобретение особенно актуально для устройств, имеющих поверхности, которые необходимо поддерживать свободными от биологического обрастания, но которые непрозрачны для лучей противодействующего биологическому обрастанию света, излученного системой противодействия биологическому обрастанию во время работы ее по меньшей мере одного источника противодействующего биологическому обрастанию света. Проблема, связанная со множеством обычных сборок устройства, имеющего поверхности и систему противодействия биологическому обрастанию, содержащую по меньшей мере один источник противодействующего биологическому обрастанию света для излучения лучей противодействующего биологическому обрастанию света, состоит в том, что одна или более поверхностей находятся в тени от лучей противодействующего биологическому обрастанию света от по меньшей мере одного источника противодействующего биологическому обрастанию света, так что биологическое обрастание по-прежнему происходит на этих поверхностях. Эта проблема проявляется особенно явно, когда устройство имеет множество поверхностей со сложным расположением. Например, в случае обычного коробчатого охладителя, имеющего систему противодействия биологическому обрастанию, которая содержит по меньшей мере один источник противодействующего биологическому обрастанию света для излучения лучей ультрафиолетового света, оказалось, что практически невозможно обеспечить противодействующее биологическому обрастанию воздействие как требуется на всей наружной поверхности всех трубок, поскольку в обычной ситуации, в которой только ограниченное количество противодействующих биологическому обрастанию источников света может быть добавлено в коробчатый охладитель, невозможно исключить ситуации, когда трубки расположены на пути между другими трубками и одним или более источниками противодействующего биологическому обрастанию света. Даже если один или более источников противодействующего биологическому обрастанию света расположены в положении между трубками коробчатого охладителя, обеспечивается только возможность увеличения общей площади поверхностей, подлежащих поддерживанию свободными от биологического обрастания, в то время как остается тот факт, что невозможно обеспечить ситуацию, в которой вся площадь поверхностей может быть освещена лучами ультрафиолетового света.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задача изобретения состоит в обеспечении фактической возможности поддерживания по меньшей мере большей части поверхностей устройства свободными от биологического обрастания, возможно поддерживания всех поверхностей устройства полностью свободными от биологического обрастания, без необходимости увеличения количества источников противодействующего биологическому обрастанию света для излучения лучей противодействующего биологическому обрастанию света и/или необходимости встраивания источников противодействующего биологическому обрастанию света в поверхности. Согласно изобретению, предложено устройство, имеющее поверхности и систему противодействия биологическому обрастанию, причем система противодействия биологическому обрастанию содержит по меньшей мере один источник противодействующего биологическому обрастанию света для осуществления противодействующего биологическому обрастанию воздействия на по меньшей мере большей части поверхностей, причем по меньшей мере один источник противодействующего биологическому обрастанию света выполнен с возможностью излучения лучей противодействующего биологическому обрастанию света, в котором поверхности выполнены друг относительно друга и по меньшей мере одного источника противодействующего биологическому обрастанию света так, что во время работы по меньшей мере одного источника противодействующего биологическому обрастанию света по меньшей мере большая часть поверхностей не имеет тени от лучей противодействующего биологическому обрастанию света от по меньшей мере одного источника противодействующего биологическому обрастанию света.
Изобретение предлагает способ осуществления полного или практически полного охвата поверхностей устройства, которые должны быть подвержены противодействующему биологическому обрастанию воздействию, при противодействии биологическому обрастанию. С этой целью, изобретение включает в себя регулирование конфигурации поверхностей устройства, в частности регулирование конфигурации поверхностей друг относительно друга и по меньшей мере одного источника противодействующего биологическому обрастанию света, что включает в себя регулирование расположения/позиционирования и/или конструкции/формы поверхностей, в котором регулирование выполнено таким образом, что возможно обеспечить воздействие по меньшей мере одного источника противодействующего биологическому обрастанию света системы противодействия биологическому обрастанию на по меньшей мере большую часть поверхностей, и исключить насколько возможно ситуацию, в которой площадь одной или более поверхностей расположена в тени от лучей противодействующего биологическому обрастанию света от по меньшей мере одного источника противодействующего биологическому обрастанию света. Как указано выше, примеры устройства согласно изобретению включают в себя пластинчатые охладители и коробчатые охладители, и возможным примером системы противодействия биологическому обрастанию, которая является частью устройства согласно изобретению, служит система противодействия биологическому обрастанию, основанная на использовании ультрафиолетового света, что не изменяет того факта, что множество других примеров как устройства, так и системы противодействия биологическому обрастанию, которая является частью устройства, возможны в рамках изобретения.
Для цели полноты, следующее описание приводится в части противодействия биологическому обрастанию посредством использования ультрафиолетового света. Источник противодействующего биологическому обрастанию света может быть выбран так, чтобы излучать ультрафиолетовый свет конкретного спектра C, который также называется УФС светом, и еще более конкретно, светом с длиной волны приблизительно между 250 нм и 300 нм. Оказалось, что большинство участвующих в биологическом обрастании организмов погибает, становятся неактивными или неспособными к размножению посредством освещения их некоторым количеством ультрафиолетового света. Обычная интенсивность, которая оказывается подходящей для обеспечения противодействия биологическому обрастанию, составляет 10 МВт на квадратный метр, используемая непрерывно или с подходящей частотой. Очень эффективным источником излучения УФС света является ртутная газоразрядная лампа низкого давления, в которой в среднем 35% входной мощности преобразуется в УФС мощность. Еще одним применимым типом лампы является ртутная газоразрядная лампа среднего давления. Лампа может быть снабжена колбой из специального стекла для фильтрации озонообразующего излучения. Более того, регулятор света может быть использован с лампой, если это требуется. Другими типами применимых УФС ламп являются газоразрядные лампы с диэлектрическим барьером, которые как известно обеспечивают очень мощный ультрафиолетовый свет на различных длинах волн и с высокими электрически-оптическими КПД, а также светодиоды. В части светодиодов, отметим, что они могут быть в общем заключены в относительно малые объемы и потреблять меньшую мощность, чем другие типы источников света. Светодиоды могут быть изготовлены для излучения (ультрафиолетового) света различных требуемых длин волн, и их рабочие параметры, особенно выходная мощность, могут регулироваться в высокой степени.
Источник света для излучения ультрафиолетового света может быть обеспечен в виде цилиндрической лампы, более или менее сравнимой с широко известной TL (цилиндрической люминесцентной/флуоресцентной) лампой. Для различных известных бактерицидных цилиндрических УФС ламп, электрические и механические свойства сравнимы с этими же свойствами цилиндрических ламп видимого света. Это позволяет УФС лампам работать также, как и широко известные лампы, в которых может использоваться, например, электронная или магнитная балластная цепь/цепь пускателя.
Преимуществом использования ультрафиолетового света для противодействия обрастанию является то, что предотвращается прикрепление и укоренение микроорганизмов на поверхности, подлежащей поддерживанию в чистоте. Предотвращение биологического обрастания в целом более предпочтительно, чем удаление биологического обрастания, поскольку последнее требует большей входной мощности и имеет более высокий риск того, что противодействующее биологическому обрастанию воздействие будет недостаточно эффективно.
Согласно представлению, лежащему в основе изобретения, противодействующее биологическому обрастанию воздействие лучей противодействующего биологическому обрастанию света на поверхность может быть выполнено не только посредством воздействия лучей на поверхности под некоторым углом относительно поверхности, но также может быть выполнено, когда лучи противодействующего биологическому обрастанию света скользят вдоль поверхности. Следовательно, в конкретных применениях изобретения, возможно, что по меньшей мере одна из поверхностей устройства выполнена с возможностью скольжения лучей противодействующего биологическому обрастанию света, излученного системой противодействия биологическому обрастанию во время работы ее по меньшей мере одного источника противодействующего биологическому обрастанию света, вдоль поверхности, в которых может быть даже так, что по меньшей мере одна из поверхностей устройства находится в положении, подверженном противодействующему биологическому обрастанию воздействию исключительно скользящими лучами противодействующего биологическому обрастанию света. Например, по меньшей мере одна из поверхностей устройства является плоской поверхностью, которая ориентирована по существу параллельно и расположена вдоль плоскости лучей противодействующего биологическому обрастанию света, излученного системой противодействия биологическому обрастанию во время работы ее по меньшей мере одного источника противодействующего биологическому обрастанию света, в котором возможно плоская поверхность находится в положении, подверженном противодействующему биологическому обрастанию воздействию исключительно плоскостью лучей противодействующего биологическому обрастанию света. В любом случае, в контексте изобретения, оказалось, что лучи противодействующего биологическому обрастанию света, скользящие вдоль поверхности, выполнены с возможностью эффективного убивания, приведения в неактивное состояние или приведения к неспособности размножаться организмов на поверхности, которые в противном случае склонны вызывать биологическое обрастание поверхностей. Это открытие имеет практические возможности, когда доходит до конфигурации поверхностей, которые должны быть подвержены противодействующему биологическому обрастанию воздействию таким образом, что ни одна или только небольшая часть поверхностей находится в тени от лучей противодействующего биологическому обрастанию света от по меньшей мере одного источника противодействующего биологическому обрастанию света данной системы противодействия биологическому обрастанию. В частности, процесс конфигурации может отличаться определением ориентации поверхностей относительно признаков системы противодействия биологическому обрастанию, в частности позиционированию по меньшей мере одного источника противодействующего биологическому обрастанию света системы противодействия биологическому обрастанию, в котором ориентация поверхностей выбрана так, чтобы обеспечить ситуацию, в которой лучи противодействующего биологическому обрастанию света, излученного системой противодействия биологическому обрастанию во время работы ее по меньшей мере одного источника противодействующего биологическому обрастанию света, могут выполнять противодействующее биологическому обрастанию воздействие на поверхность посредством скольжения вдоль поверхности. Включение возможности скольжения, как описано выше, в частности обеспечивает возможность наличия элементов, которые расположены друг за другом относительно источника противодействующего биологическому обрастанию света системы противодействия биологическому обрастанию, в ряду которых только передний элемент обращен к источнику противодействующего биологическому обрастанию света, и по-прежнему подвергает боковые поверхности элементов противодействующему биологическому обрастанию воздействию, как требуется, например посредством продолжения последовательных боковых поверхностей в одной и той же плоскости.
В общем, система противодействия биологическому обрастанию, которая является частью устройства согласно изобретению, может содержать по меньшей мере два источника противодействующего биологическому обрастанию света. Также, в общем, устройство согласно изобретению может содержать по меньшей мере один функциональный элемент, причем по меньшей мере один функциональный элемент содержит по меньшей мере одну поверхность, которая должна быть подвержена противодействующему биологическому обрастанию воздействию. На практике, для того чтобы обеспечить то, что по меньшей мере одна поверхность не имеет тени от лучей противодействующего биологическому обрастанию света от по меньшей мере одного источника противодействующего биологическому обрастанию света, предпочтительно, если по меньшей мере одна поверхность функционального элемента имеет плоскую или вогнутую форму, в отличие от выпуклой формы, которая непредпочтительна, когда доходит до достижения лучами противодействующего биологическому обрастанию света, поступающего из некоторого направления, всей поверхности или по меньшей мере ее большого участка.
Вполне возможно, что устройство содержит множество функциональных элементов, например, функциональных элементов, которые выполнены с возможностью направления текучей среды для обмена теплом с окружением элементов. В этом случае, функциональные элементы могут содержать трубки, имеющие многоугольное сечение, или могут содержать множество последовательно соединенных устройств, причем устройства имеют внутреннее пространство, по меньшей мере одно впускное отверстие для подачи текучей среды во внутреннее пространство, и по меньшей мере одно выпускное отверстие для отведения текучей среды из внутреннего пространства. Трубки, как указано, могут являться частью коробчатого охладителя, и устройства, как указано, могут являться частью пластинчатого охладителя.
В отношении случая, когда функциональные элементы содержат трубки, имеющие многоугольное сечение, отметим, что предпочтительно, чтобы трубки содержали четыре плоские боковые стенки, которые соединены, для того чтобы окружать внутреннее пространство трубок, в этом случае сечение трубок имеет четыре угла. В частности, в случае, когда система противодействия биологическому обрастанию содержит вытянутые источники противодействующего биологическому обрастанию света, продолжающиеся перпендикулярно трубкам, трубки могут иметь прямоугольное сечение. Дело в том, что в этом случае, трубки могут быть регулярно расположены смежными рядами таким образом, что только два вытянутых источника противодействующего биологическому обрастанию света требуются для обеспечения всех наружных поверхностей трубок противодействующим биологическому обрастанию светом, [воздействующим] скользящим образом. Таким образом, когда изобретение применяется для коробчатых охладителей, оказалось, что предпочтительно отойти от обычной конструкции, согласно которой трубки имеют круглое/кольцевое сечение, поскольку путем обеспечения трубок, имеющих некруглое/некольцевое сечение, возможно обеспечить полный охват всей площади поверхности коробчатых охладителей, подлежащих поддерживанию свободными от биологического обрастания. В общем, когда функциональные элементы имеют многоугольное сечение, в частности многоугольное сечение, имеющее множество плоских и/или вогнутых сторон, может быть достаточным иметь количество источников противодействующего биологическому обрастанию света, которое ровно в два раза меньше количества сторон функциональных элементов.
Альтернативно возможно, что система противодействия биологическому обрастанию содержит вытянутые источники противодействующего биологическому обрастанию света, продолжающиеся параллельно трубкам, причем плоские наружные поверхности трубок ориентированы вдоль воображаемой плоскости, включающей в себя продольную ось одного из источников противодействующего биологическому обрастанию света. В такой ориентации наружных поверхностей трубок обеспечивается то, что лучи противодействующего биологическому обрастанию света, излученного источником противодействующего биологическому обрастанию света во время его работы, выполнены с возможностью подвергать поверхности противодействующему биологическому обрастанию воздействию посредством скольжения вдоль этих поверхностей. В конфигурации трубок и источников противодействующего биологическому обрастанию света как указано, возможно, что функциональные элементы дополнительно содержат пластины, прикрепленные к трубкам и продолжающиеся поперечно трубкам. Поверхности таких пластин подвержены противодействующему биологическому обрастанию воздействию посредством скольжения лучей противодействующего биологическому обрастанию света, предполагая, что эти поверхности ориентированы так, чтобы продолжаться по существу перпендикулярно по меньшей мере одному вытянутому источнику противодействующего биологическому обрастанию света, что кроме того включает в себя преимущество в том, что наличие пластин не препятствует полному охвату наружных поверхностей трубок системой противодействия биологическому обрастанию. Использование пластин, как указано, с трубками предпочтительно ввиду того, что пластины могут действовать для увеличения площади теплообмена.
В практическом варианте выполнения, устройство согласно изобретению содержит корпус для вмещения по меньшей мере одного источника противодействующего биологическому обрастанию света системы противодействия биологическому обрастанию, и для дополнительного вмещения текучей среды и/или по меньшей мере одного элемента, причем поверхности устройства, которые должны быть подвержены противодействующему биологическому обрастанию воздействию, включают в себя внутреннюю поверхность корпуса. Следовательно, конфигурация внутренней поверхности корпуса также отвечает такому требованию, что система противодействия биологическому обрастанию может действовать на эту поверхность во время работы ее по меньшей мере одного источника противодействующего биологическому обрастанию света, причем только малый участок поверхности находится в тени от лучей противодействующего биологическому обрастанию света от по меньшей мере одного источника противодействующего биологическому обрастанию света, или даже вся поверхность охвачена системой противодействия биологическому обрастанию. Корпус может иметь одну или более различных функций, включающих в себя функцию защиты окружающей среды устройства от противодействующего биологическому обрастанию света, излученного системой противодействия биологическому обрастанию во время работы ее по меньшей мере одного источника противодействующего биологическому обрастанию света, что имеет значение в случае, если противодействующий биологическому обрастанию свет является ультрафиолетовым светом, что возможно в рамках изобретения, как указано ранее. Отметим, что в случае, когда устройство содержит по меньшей мере один функциональный элемент, как указано ранее, корпус может служить для вмещения по меньшей мере одного функционального элемента и по меньшей мере одного источника противодействующего биологическому обрастанию света системы противодействия биологическому обрастанию.
Во множестве практических вариантов выполнения устройства согласно изобретению, может быть достаточным наличие максимум только двух источников противодействующего биологическому обрастанию света в системе противодействия биологическому обрастанию. Это в частности имеет место, когда источники противодействующего биологическому обрастанию света имеют вытянутый внешний вид, что возможно, как указано выше. Таким образом, когда поверхности устройства выполнены таким образом, что поверхности находятся в положении, обращенном к по меньшей мере одному источнику противодействующего биологическому обрастанию света системы противодействия биологическому обрастанию, и/или положении под действием лучей противодействующего биологическому обрастанию света, действующего на поверхности посредством скольжения вдоль поверхностей во время работы по меньшей мере одного источника противодействующего биологическому обрастанию света, причем ни одна или только небольшая часть поверхностей находится в тени от лучей противодействующего биологическому обрастанию света от по меньшей мере одного источника противодействующего биологическому обрастанию света, может быть достаточным наличие только наименьшего количества источников противодействующего биологическому обрастанию света, что является существенным достижением изобретения.
В случае, когда система противодействия биологическому обрастанию содержит два источника противодействующего биологическому обрастанию света, и устройство содержит поверхности, которые не обращены непосредственно к любому из источников противодействующего биологическому обрастанию света, возможно, что такие поверхности ориентированы по существу параллельно и расположены вдоль плоскости лучей противодействующего биологическому обрастанию света, излученного по меньшей мере одним из источников противодействующего биологическому обрастанию света. На основе вышеприведенного описания аспектов изобретения ясно, что при такой ориентации поверхностей достигается то, что поверхности в конечном счете могут быть подвержены противодействующему биологическому обрастанию воздействию, поскольку при такой ориентации поверхностей достигается то, что лучи противодействующего биологическому обрастанию света могут действовать на поверхности скользящим образом.
В отношении случая, когда функциональные элементы содержат множество последовательно соединенных устройств, отметим, что предпочтительно по меньшей мере один источник противодействующего биологическому обрастанию света системы противодействия биологическому обрастанию продолжается через устройства, в котором целесообразно источнику противодействующего биологическому обрастанию света иметь вытянутый внешний вид. Устройства могут являться частью теплообменной системы, которая содержит гофрированные листы для ограничения устройств и принадлежит к типу, имеющему увеличенную площадь теплообмена, по сравнению с теплообменной системой типа, который содержит плоские листы. Для того чтобы предотвратить попадание гофров листов на пути между любым участком листов и по меньшей мере одним источником противодействующего биологическому обрастанию света системы противодействия биологическому обрастанию, изобретение включает в себя ориентацию гофров, в которой они продолжаются в прямом направлении вдоль воображаемой плоскости, включающей в себя продольную ось источника противодействующего биологическому обрастанию света системы противодействия биологическому обрастанию. В соответствии с описанием изобретения, обеспеченного выше, отметим, что при такой ориентации гофр достигается то, что лучи противодействующего биологическому обрастанию света, излученного системой противодействия биологическому обрастанию во время работы ее по меньшей мере одного источника противодействующего биологическому обрастанию света, могут скользить вдоль гофр, так что поверхность листов может быть вся охвачена системой противодействия биологическому обрастанию.
Согласно одному практическому варианту, соответствующие устройства теплообменной системы расположены на расстоянии друг относительно друга. Этот вариант особенно применим, когда устройства подлежат расположению в корпусе, который подходит для содержания текучей среды, которая выполнена с возможностью теплообмена с текучей средой, содержащейся в устройствах, посредством свободного протекания вокруг и между устройствами. Согласно еще одному практическому варианту, который известен из области пластинчатых охладителей, возможно, что теплообменная система содержит две группы последовательно соединенных устройств, в которой устройства одной группы чередуются с устройствами другой группы, для того чтобы иметь оптимальный теплообмен.
Из вышеизложенного следует, что изобретение относится к устройству, имеющему поверхности, которые должны быть подвержены противодействующему биологическому обрастанию воздействию, и систему противодействия биологическому обрастанию, содержащую по меньшей мере один источник противодействующего биологическому обрастанию света для излучения лучей противодействующего биологическому обрастанию света, в которой поверхности устройства выполнены так, чтобы обеспечивать расположение поверхностей, которое свободно от или практически не имеет тени от лучей противодействующего биологическому обрастанию света от по меньшей мере одного источника противодействующего биологическому обрастанию света. На практике, признаки изобретения могут быть реализованы, когда большая часть поверхностей имеет нормаль, которая расположена под углом самое большое 90° по направлению к по меньшей мере одному источнику противодействующего биологическому обрастанию света, в любой области поверхностей, так что лучи противодействующего биологическому обрастанию света, излученного системой противодействия биологическому обрастанию во время работы ее по меньшей мере одного источника противодействующего биологическому обрастанию света, могут достигать поверхностей, воздействуя на поверхности под некоторым углом и/или скользя вдоль поверхностей.
Согласно возможному примеру, существующему в рамках изобретения, устройство может являться узлом привода и руления лодки, содержащим выполненный с возможность поворота винт и ребро, продолжающееся вниз из корпуса вала винта, который служит для вмещения вала винта и связанных зубчатых передач. В этом случае, система противодействия биологическому обрастанию может содержать по меньшей мере один источник противодействующего биологическому обрастанию света, который расположен в узле привода и руления лодки в положении для обеспечения полного охвата или практически полного охвата поверхностей винта по мере вращения винта. В части вала винта отметим, что этот компонент узла привода и руления лодки может быть полым, в этом случае предпочтительно, если материал, который прозрачен для противодействующего биологическому обрастанию света, используется в вале винта, и если система противодействия биологическому обрастанию содержит вытянутый источник света, который расположен так, что продолжается через полый вал винта. В такой конфигурации, источник света хорошо защищен внутри вала винта, и в случае необходимости замены источника света, относительно легко удалить источник света и установить взамен новый источник света.
В узле привода и руления лодки, как указано, для того чтобы иметь полный охват поверхности корпуса вала винта при противодействии биологическому обрастанию, предпочтительно, если корпус вала винта выполнен так, чтобы исключать ситуацию, в которой участки поверхности корпуса вала винта находятся в тени от лучей противодействующего биологическому обрастанию света от источников света. В частности, возможно иметь заостренный внешний вид переднего конца корпуса вала винта, который в обычной конструкции является скругленным. По той же причине потребности в полном охвате при противодействии биологическому обрастанию, предпочтительно, если в положении переходов между корпусом вала винта в верхний участок ребра, и также в положении переходов между корпусом вала винта во вмещающую часть, которая присутствует непосредственно над корпусом вала винта, обеспечены гладкие переходные поверхности, причем переходные поверхности выполнены с возможностью обеспечения скольжения лучей противодействующего биологическому обрастанию света, излученного системой противодействия биологическому обрастанию во время работы ее по меньшей мере одного источника противодействующего биологическому обрастанию света, вдоль поверхностей.
Более того, изобретение включает в себя новый способ проектирования устройства, как указано, поскольку уровень техники не показывает адаптацию конфигурации поверхностей так, чтобы исключить насколько возможно тень от лучей противодействующего биологическому обрастанию света от по меньшей мере одного источника противодействующего биологическому обрастанию света системы противодействия биологическому обрастанию, посредством чего возможно иметь полный или практически полный охват поверхности, которая должна быть подвержена противодействующему биологическому обрастанию воздействию системой противодействия биологическому обрастанию. В связи с этим отметим, что изобретение включает в себя конфигурирование поверхностей в части характеристик излучения по меньшей мере одного источника противодействующего биологическому обрастанию света системы противодействия биологическому обрастанию, в котором в частности возможно то, что поверхности ориентированы по существу параллельно и расположены вдоль плоскости лучей противодействующего биологическому обрастанию света, связанного с работой по меньшей мере одного источника противодействующего биологическому обрастанию света. Такой способ проектирования может быть в частности выполнен с возможностью использования в части проектирования устройства, имеющего как систему противодействия биологическому обрастанию, так и множество функциональных элементов, в котором система противодействия биологическому обрастанию снабжена по меньшей мере двумя источниками противодействующего биологическому обрастанию света для размещения в различных положениях относительно множества функциональных элементов, в которой поверхности функциональных элементов, в частности поверхности, которые должны быть подвержены противодействующему биологическому обрастанию воздействию и которые не обращены непосредственно к по меньшей мере одному из источников противодействующего биологическому обрастанию света, имеют плоский внешний вид, и в которой конфигурация каждой из этих поверхностей определена в части характеристик излучения одного из источников противодействующего биологическому обрастанию света, в которой в частности каждая из этих поверхностей ориентирована по существу параллельно и расположена вдоль плоскости лучей от противодействующего биологическому обрастанию света, связанного с работой по меньшей мере одного источника противодействующего биологическому обрастанию света.
Описанные выше и другие аспекты изобретения будут видны из и пояснены со ссылкой на следующее подробное описание множества вариантов выполнения устройства, имеющего поверхности, которые должны быть подвержены противодействующему биологическому обрастанию воздействию, и систему противодействия биологическому обрастанию, содержащую по меньшей мере один источник противодействующего биологическому обрастанию света для излучения лучей противодействующего биологическому обрастанию света, причем в устройстве возможно поддержание всей его площади поверхности свободной от биологического обрастания, когда система противодействия биологическому обрастанию приводится в действие. Варианты выполнения являются только примерами из множества возможных вариантов выполнения, существующих в рамках изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
В дальнейшем изобретение будет описано более подробно со ссылкой на чертежи, на которых одинаковые или подобные части обозначены одинаковыми ссылочными позициями, и на которых:
Фигуры 1 и 2 изображают основной принцип изобретения, схематично показывающий два источника противодействующего биологическому обрастанию света для излучения противодействующего биологическому обрастанию света и функциональные элементы, имеющие поверхности, которые должны быть подвержены противодействующему биологическому обрастанию воздействию;
Фигуры 3 и 4 схематично показывают вид в изометрии и вид в сечении соответственно устройства согласно первому практическому варианту выполнения изобретения, являющегося теплообменником и снабженного системой противодействия биологическому обрастанию;
Фигура 5 схематично показывает вид сверху в изометрии множества U-образных трубок и вытянутых источников противодействующего биологическому обрастанию света для излучения противодействующего биологическому обрастанию света, которые являются частью устройства согласно второму практическому варианту выполнения изобретения, являющегося теплообменником и снабженного системой противодействия биологическому обрастанию;
Фигуры 6 и 7 относятся к устройству согласно третьему практическому варианту выполнения изобретения, являющемуся теплообменником и снабженному системой противодействия биологическому обрастанию, на которых фигура 6 схематично показывает вид в изометрии устройства, и фигура 7 схематично показывает разобранный вид двух теплообменников, которые являются частью устройства;
Фигуры 8 и 9 относятся к устройству согласно четвертому практическому варианту выполнения изобретения, являющемуся теплообменником и снабженному системой противодействия биологическому обрастанию, на которых фигура 8 схематично показывает вид в изометрии двух источников противодействующего биологическому обрастанию света и гофрированную пластину, которые являются частью устройства, и фигура 9 основана на фигуре 8 и показывает множество дополнительных гофрированных пластин;
Фигуры 10 и 11 относятся к устройству согласно пятому практическому варианту выполнения изобретения, являющемуся стерилизатором для зубной щетки и снабженному системой противодействия биологическому обрастанию, на которых фигура 10 схематично показывает вид сверху в изометрии основной части корпуса стерилизатора и источника противодействующего биологическому обрастанию света, расположенного внутри основной части, и фигура 11 изображает конструкцию опор зубной щетки, находящихся внутри основной части; и
Фигуры 12-14 относятся к устройству согласно шестому практическому варианту выполнения изобретения, являющемуся узлом привода и руления лодки, включающим в себя винт и ребро, и снабженному системой противодействия биологическому обрастанию, на которых фигура 12 схематично показывает вид узла сбоку, фигура 13 схематично показывает вид узла сзади, и фигура 14 схематично показывает вид узла в изометрии, причем источники света расположены в другом месте системы противодействия биологическому обрастанию, по сравнению с показанным на фигурах 12 и 13.
Фигуры являются только схематичными и необязательно выполнены в масштабе.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ВЫПОЛНЕНИЯ
Фигуры 1 и 2 изображают основной принцип изобретения, схематично показывающий два источника 11, 12 противодействующего биологическому обрастанию света для излучения противодействующего биологическому обрастанию света и функциональные элементы 20, имеющие поверхности 21, 22, 23, 24, подлежащие поддерживанию свободными от биологического обрастания. Источники 11, 12 противодействующего биологическому обрастанию света и функциональные элементы 20 являются частью устройства 100, причем далее предполагается, что оно является теплообменником в качестве примера, в этом случае можно предположить, что функциональные элементы 20 являются трубками для содержания и перемещения текучей среды для обмена теплом с окружением трубок. Набор поверхностей 21, 22, 23, 24 всех трубок 20 составляет полную площадь 25 поверхности теплообменника 100, причем полная площадь 25 поверхности подлежит поддерживанию свободной от биологического обрастания, для того чтобы сохранить надлежащее функционирование теплообменника 100. Для цели полноты отметим, что из вышеизложенного следует, что необязательно должно быть (физическое) соединение между всеми поверхностями 21, 22, 23, 24, составляющими полную площадь 25 поверхности.
Источники 11, 12 противодействующего биологическому обрастанию света являются частью системы 10 противодействия биологическому обрастанию и выполнены с возможностью излучения противодействующего биологическому обрастанию света во время работы. Система 10 противодействия биологическому обрастанию дополнительно содержит компоненты, такие как средство управления и приведения в действие источников 11, 12 противодействующего биологическому обрастанию света, причем компоненты не показаны на какой-либо из фигур, поскольку изобретение не относится конкретно к этим компонентам. Система 10 противодействия биологическому обрастанию подходит для использования с целью выполнения требования поддержания полной площади 25 поверхности теплообменника 100 свободной от биологического обрастания, как указано выше. В практическом варианте выполнения, источники 11, 12 противодействующего биологическому обрастанию света могут быть выполнены с возможностью излучения ультрафиолетового света во время работы.
На схематичном изображении фигуры 1, показан вид в сечении источников 11, 12 противодействующего биологическому обрастанию света и двух трубок 20. Источники 11, 12 противодействующего биологическому обрастанию света могут иметь вытянутую форму, в этом случае источники 11, 12 противодействующего биологическому обрастанию света могут быть расположены так, чтобы продолжаться по существу параллельно трубкам 20. Однако это не изменяет того факта, что источники 11, 12 противодействующего биологическому обрастанию света могут иметь другой внешний вид, такой как внешний вид, в котором источники 11, 12 противодействующего биологическому обрастанию света имеют лишь ограниченные размеры и расположены на соответствующем уровне относительно трубок 20. В любом случае источники 11, 12 противодействующего биологическому обрастанию света могут быть выполнены с возможностью излучения противодействующего биологическому обрастанию света во всех направлениях или только в ограниченном диапазоне, что бы ни соответствовало данной ситуации. В общем, система 10 противодействия биологическому обрастанию может содержать по меньшей мере один источник 11, 12 противодействующего биологическому обрастанию света любого подходящего типа, такой как ультрафиолетовая лампа, возможно объединенная с одним или более отражателями.
Каждая из двух трубок 20, как показано на фигуре 1, имеет четыре плоские поверхности 21, 22, 23, 24, которые расположены снаружи четырех плоских боковых стенок трубки 20, которые соединен так, чтобы окружать внутреннее пространство 26 трубки 20, причем сечение трубки 20 имеет четыре угла. Трубка 20, как показано в верхней части фигуры 1, имеет более или менее квадратное сечение, тогда как трубка 20, показанная в нижней части фигуры 1, имеет трапецеидальное сечение. Причина наличия трубок 20 различной формы связана с требованиями к конфигурации согласно изобретению, что будет теперь описано.
Трубка 20, как показано в верхней части фигуры 1, которая далее будет называться верхней трубкой 20, имеет первую поверхность 21, которая находится в положении, непосредственно обращенном к источнику 11 противодействующего биологическому обрастанию света, который изображен в левой стороне фигуры 1, который далее будет называться первым источником 11 противодействующего биологическому обрастанию света. Кроме того, верхняя трубка 20 имеет вторую поверхность 22, которая находится в положении, непосредственно обращенном к источнику 12 противодействующего биологическому обрастанию света, как изображено в правой стороне фигуры 1, который далее будет называться вторым источником 12 противодействующего биологическому обрастанию света. Две оставшиеся поверхности 23, 24 верхней трубки 20, то есть третья поверхность 23 и четвертая поверхность 24 верхней трубки 20, не находятся в положении, непосредственно обращенном к источнику 11, 12 противодействующего биологическому обрастанию света. Тем не менее, эти поверхности 23, 24 находятся в положении, подверженном противодействующему биологическому обрастанию воздействию во время работы источников 11, 12 противодействующего биологическому обрастанию света. Дело в том, что третья поверхность 23 ориентирована по существу параллельно и расположена вдоль плоскости 13 лучей противодействующего биологическому обрастанию света, излученного первым источником 11 противодействующего биологическому обрастанию света во время работы, и что четвертая поверхность 24 ориентирована по существу параллельно и расположена вдоль плоскости 14 лучей противодействующего биологическому обрастанию света, излученного вторым источником 12 противодействующего биологическому обрастанию света во время работы. Плоскости 13, 14 лучей, как указано, обозначены пунктирными стрелками на фигуре 1. В результате конкретной конфигурации, как описано выше, третья поверхность 23 и четвертая поверхность 24 верхней трубки 20 подвержены противодействующему биологическому обрастанию воздействию, осуществляемому лучами противодействующего биологическому обрастанию света, скользящими вдоль этих поверхностей 23, 24 во время работы источников 11, 12 противодействующего биологическому обрастанию света. Таким образом, достигнуто то, что поверхности 23, 24 могут поддерживаться свободными от биологического обрастания, несмотря на то что они не находятся в положении, обращенном к по меньшей мере одному из источников 11, 12 противодействующего биологическому обрастанию света. Конфигурация верхней трубки 20, как показано, такова, что даже если что-то будет находиться на пути между левым источником 11 противодействующего биологическому обрастанию света и первой поверхностью 21, первая поверхность 21 по-прежнему будет подвержена противодействующему биологическому обрастанию воздействию во время работы источников 11, 12 противодействующего биологическому обрастанию света, поскольку первая поверхность 21 ориентирована по существу параллельно и расположена вдоль плоскости 15 лучей противодействующего биологическому обрастанию света, излученного вторым источником 12 противодействующего биологическому обрастанию света во время работы. Аналогично, даже если что-то будет находиться на пути между вторым источником 12 противодействующего биологическому обрастанию света и второй поверхность 22, вторая поверхность 22 будет по-прежнему подвержена противодействующему биологическому обрастанию воздействию во время работы источников 11, 12 противодействующего биологическому обрастанию света, поскольку вторая поверхность 22 ориентирована по существу параллельно и расположена вдоль плоскости 16 лучей противодействующего биологическому обрастанию света, излученного первым источником 11 противодействующего биологическому обрастанию света во время работы.
Аналогично верхней трубке 20, труба 20, показанная в нижней части фигуры 1, которая далее будет называться нижней трубкой 20, содержит первую поверхность 21, обращенную к левому источнику 11 противодействующего биологическому обрастанию света, и вторую поверхность 22, обращенную ко второму источнику 12 противодействующего биологическому обрастанию света. Однако, поскольку нижняя трубка 20 продолжается в положении, которое находится между источниками 11, 12 противодействующего биологическому обрастанию света, первая поверхность 21 и вторая поверхность 22 не граничат друг с другом, как это имеет место в случае с верхней трубкой 20, а взамен имеют противоположное расположение в нижней трубке 20. Две оставшиеся поверхности 23, 24 ориентированы по существу параллельно и расположены вдоль плоскостей 14, 15 лучей противодействующего биологическому обрастанию света, излученного вторым источником 12 противодействующего биологическому обрастанию света во время работы. В качестве альтернативы, также возможно, что две оставшиеся поверхности 23, 24 ориентированы по существу параллельно и расположены вдоль плоскостей 13, 16 лучей противодействующего биологическому обрастанию света, излученного первым источником 11 противодействующего биологическому обрастанию света во время работы, поскольку в таком случае также удовлетворяется требование к наличию такой конфигурация трубки 20, при которой отсутствуют поверхности 21, 22, 23, 24 трубки 20, находящиеся в тени от лучей противодействующего биологическому обрастанию света от источников 11, 12 противодействующего биологическому обрастанию света. В показанном примере, поверхность 23, 24 трубки 20, которая не находится в положении, обращенном к по меньшей мере одному источнику 11, 12 противодействующего биологическому обрастанию света, по-прежнему находится в положении, подверженном противодействующему биологическому обрастанию воздействию во время работы источников 11, 12 противодействующего биологическому обрастанию света, а именно противодействующему биологическому обрастанию воздействию, которое включает в себя лучи противодействующего биологическому обрастанию света, скользящие вдоль этих поверхностей 23, 24.
На схематичном изображении фигуры 2, показан вид в сечении источников 11, 12 противодействующего биологическому обрастанию света и пять трубок 20, которые могут считаться частями большего набора трубок 20, из которых для ясности показаны только пять. Фигура 2 четко показывает, что каждая поверхность 21, 22, 23, 24 каждой трубки 20 ориентирована по существу параллельно и расположена вдоль плоскости лучей противодействующего биологическому обрастанию света, излученного одним из источников 11, 12 противодействующего биологическому обрастанию света во время работы. Таким образом, достигнуто то, что полная площадь 25 поверхности теплообменника 100, содержащего трубки 20, подвержена противодействующему биологическому обрастанию воздействию во время работы источников 11, 12 противодействующего биологическому обрастанию света, поскольку система 10 противодействия биологическому обрастанию охватывает все поверхности 21, 22, 23, 24 всех трубок 20, в котором отсутствуют поверхности 21, 22, 23, 24, находящиеся в тени от лучей противодействующего биологическому обрастанию света от источников 11, 12 противодействующего биологическому обрастанию света, независимо от того является ли поверхность 21, 22, 23, 24 частью трубки 20, которая находится за другой трубкой 20, если смотреть с одного или обоих источников 11, 12 противодействующего биологическому обрастанию света, или не является. Для цели полноты отметим, что на фигуре 2, пучки 17 лучей противодействующего биологическому обрастанию света, ограничивающие области, в которых трубки 20 могут быть расположены, обозначены заштрихованными толстыми линиями. Пять трубок 20, как показано, расположены между множеством этих пучков 17, и ограничены плоскостями границ этих пучков 17.
Изобретение касается обеспечения устройства 100, имеющего поверхности 21, 22, 23, 24, составляющие полную площадь 25 поверхности устройства 100, которые должны быть подвержены противодействующему биологическому обрастанию воздействию, и систему 10 противодействия биологическому обрастанию, содержащую по меньшей мере один источник 11, 12 противодействующего биологическому обрастанию света для излучения лучей противодействующего биологическому обрастанию света. В частности, поверхности 21, 22, 23, 24 устройства 100 не просто имеют любую форму, а тщательно выполнены так, чтобы обеспечить воздействие системы 10 противодействия биологическому обрастанию на полную площадь 25 поверхности устройства 100, или по меньшей мере на больший участок полной площади 25 поверхности, во время работы ее по меньшей мере одного источника 11, 12 противодействующего биологическому обрастанию света. Например, поверхности 21, 22, 23, 24 могут иметь плоский внешний вид и могут быть ориентированы по существу параллельно и расположены вдоль плоскости 13, 14, 15, 16 лучей противодействующего биологическому обрастанию света, излученного системой 10 противодействия биологическому обрастанию во время работы ее по меньшей мере одного источника 11, 12 противодействующего биологическому обрастанию света, как изображено на фигурах 1 и 2. В любом случае, согласно изобретению, конфигурация поверхностей 21, 22, 23, 24 выбрана так, что ни одна или только небольшая часть поверхностей находится в тени от лучей света от по меньшей мере одного источника 11, 12 противодействующего биологическому обрастанию света, в котором возможно полагаться на то, что наличие расположения поверхностей 21, 22, 23, 24, в котором лучи противодействующего биологическому обрастанию света могут скользить вдоль поверхности 21, 22, 23, 24, является возможным способом обеспечения того, что поверхность 21, 22, 23, 24 может поддерживаться свободной от биологического обрастания.
Фигуры 3-9 относятся к применению принципа изобретения к конкретному теплообменнику, включающему в себя систему 10 противодействия биологическому обрастанию. На всех этих фигурах четко видно, что взаимное расположение поверхностей элементов теплообменника и источников 11, 12 противодействующего биологическому обрастанию света системы 10 противодействия биологическому обрастанию выбрано так, что лучи противодействующего биологическому обрастанию света, излученного источниками 11, 12 противодействующего биологическому обрастанию света во время работы, могут достигать поверхностей, воздействуя на поверхности под некоторым углом и/или скользя вдоль поверхностей, так что ни одна из поверхностей не находится в тени от лучей противодействующего биологическому обрастанию света от источников 11, 12 противодействующего биологическому обрастанию света. В примерах, показанных на фигурах 3-9, элементы теплообменника главным образом снабжены плоскими поверхностями, которые находятся в положениях и ориентациях, достигаемых скользящими лучами противодействующего биологическому обрастанию света во время работы источников 11, 12 противодействующего биологическому обрастанию света.
Фигуры 3 и 4 относятся к устройству 1 согласно первому практическому варианту выполнения изобретения, являющемуся теплообменником и снабженному системой 10 противодействия биологическому обрастанию. В этом варианте выполнения, теплообменник 1 содержит множество трубок 20 и множество пластин 27. Пластины 27 имеют плоский внешний вид и расположены в пакете, в котором пластины 27 продолжаются поперечно трубкам 20 на равном расстоянии друг от друга, то есть на различных уровнях относительно трубок 20 на равном расстоянии друг от друга. Трубки 20 служат для содержания и перемещения текучей среды для обмена теплом с текучей средой, окружающей трубки 20 и пластины 27, причем пластины 27 находятся в контакте с трубками 20 и выполняют функцию увеличения площади теплообмена. Предпочтительно, как трубки 20, так и пластины 27 выполнены из материала, имеющего отличную теплопроводность. Система 10 противодействия биологическому обрастанию содержит два вытянутых источника 11, 12 противодействующего биологическому обрастанию света, продолжающиеся по существу параллельно друг другу и трубкам 20. Источники 11, 12 противодействующего биологическому обрастанию света расположены на расстоянии друг от друга, и трубки 20 расположены в двух группах, расположенных на расстоянии от каждой стороны воображаемой плоскости, включающей в себя продольные оси обоих источников 11, 12 противодействующего биологическому обрастанию света.
На фигурах 3 и 4 можно видеть, что поверхности 21, 22, 23, 24 трубок 20 выполнены так, чтобы быть ориентированными по существу параллельно и расположенными вдоль плоскостей лучей противодействующего биологическому обрастанию света, излученного источниками 11, 12 противодействующего биологическому обрастанию света во время работы. Для цели полноты отметим, что это означает, что поверхности 21, 22, 23, 24 трубок 20 выполнены так, чтобы быть ориентированными по существу параллельно и расположенными вдоль воображаемых плоскостей, продолжающихся от источников 11, 12 противодействующего биологическому обрастанию света и ориентированных как в продольном направлении, так и в радиальном направлении относительно источников 11, 12 противодействующего биологическому обрастанию света. В этой конфигурация, сечение каждой из трубок 20 имеет многоугольную форму, в частности трапецеидальную форму. Это значительно отличается от известных теплообменников, имеющих трубки 20, в которых трубки 20 обычно имеют круглый контур. Конфигурация трубок 20, расположенных в группах, такова, что все поверхности 21, 22, 23, 24 каждой из трубок 20 охвачены системой 10 противодействия биологическому обрастанию, в которой ни одна из этих поверхности 21, 22, 23, 24 не находится в тени от лучей противодействующего биологическому обрастанию света от источников 11, 12 противодействующего биологическому обрастанию света вследствие использования описанного принципа конфигурации, который далее будет называться принципом скольжения. Предполагая, что пластины 27 продолжаются по существу перпендикулярно источникам 11, 12 противодействующего биологическому обрастанию света и трубкам 20, пластины 27 не находятся в положении отбрасывания теней на какие-либо поверхности 21, 22, 23, 24 любой из трубок 20, в то же время обеспечено то, что вся поверхность 28 каждой пластины 27 освещена лучами противодействующего биологическому обрастанию света во время работы источников 11, 12 противодействующего биологическому обрастанию света, как лучами, воздействующими на пластины 27 под углом, так и лучами, скользящими вдоль пластин 27. Существенный признак конфигурации пластин 27 заключается в том, что области пластин 27, которые расположены за группой трубок 20, если смотреть от источников 11, 12 противодействующего биологическому обрастанию света, и которые не охвачены пучком лучей противодействующего биологическому обрастанию света, проходящих между трубками 20 во время работы источников 11, 12 противодействующего биологическому обрастанию света устранены, что приводит к тому, что края пластин 27 снабжены вырезами 29, так чтобы обеспечивалось то, что ни одна точка теплообменника 1 не находится в тени от источников 11, 12 противодействующего биологическому обрастанию света, что имеет предпочтительные последствия в том, что полная площадь поверхностей 21, 22, 23, 24, 28 теплообменника 1 может поддерживаться свободной от биологического обрастания, без необходимости использования более двух источников 11, 12 противодействующего биологическому обрастанию света.
Фигура 5 относится к устройству 2 согласно второму практическому варианту выполнения изобретения, являющемуся теплообменником и снабженному системой 10 противодействия биологическому обрастанию. В этом варианте выполнения, теплообменник 2 является коробчатым охладителем, содержащим пучок U-образных трубок 20, как показано на фигуре 5. Более того, в этом варианте выполнения используются только два источника 11, 12 противодействующего биологическому обрастанию света для поддерживания всех поверхностей 21, 22, 23, 24 прямых участков всех трубок 20 свободными от биологического обрастания. Для цели полноты отметим, что возможные дополнительные источники противодействующего биологическому обрастанию света, которые могут быть использованы для поддерживания всех поверхностей 21, 22, 23, 24 изогнутых участков всех трубок 20 свободными от биологического обрастания, не показаны на фигуре 5, и что следующее описание в частности применимо к части теплообменника 2, где расположены прямые участки трубок 20. С другой стороны, альтернативный вариант выполнения коробчатого охладителя возможен в рамках изобретения, в котором часть коробчатого охладителя, где изначально находятся участки трубок 20, перепроектируется. Например, возможно применение общей коробки для продолжения в ней всех прямых участков трубок 20, причем коробка может быть ограничена только плоскими поверхностями.
Источники 11, 12 противодействующего биологическому обрастанию света имеют вытянутую форму и расположены так, чтобы продолжаться вдоль пучка U-образных трубок 20, на уровне прямых участков трубок 20, где источники 11, 12 противодействующего биологическому обрастанию света как по существу перпендикулярны друг другу, так и перпендикулярны прямым участкам трубок 20, аналогично осям x, y и z системы координат. Трубки 20 имеют квадратное сечение, и прямые участки трубок 20 продолжаются равномерно прямыми рядами, что четко показано на фигуре 5, так что достигается то, что все поверхности 21, 22, 23, 24 всех прямых участков трубок 20 находятся в положении обеспечения скольжения лучей противодействующего биологическому обрастанию света, излученного источниками 11, 12 противодействующего биологическому обрастанию света во время работы, вдоль поверхностей 21, 22, 23, 24, как указано. Конфигурация прямых участков трубок 20 согласно принципу скольжения основана на обеспечении полного охвата полной площади 25 поверхности теплообменника 2 системой 10 противодействия биологическому обрастанию на уровне прямых участков трубок 20. Более того, лучи, воздействующие на поверхности 21, 22, 23, 24 прямых участков трубок 20 под углом, также оказывают противодействующее биологическому обрастанию воздействие на полную площадь 25 поверхности, но как правило, чем больше прямой участок трубки 20 удален от источников 11, 12 противодействующего биологическому обрастанию света, тем больше противодействующее биологическому обрастанию воздействие осуществляется лучами, скользящими вдоль поверхностей 21, 22, 23, 24 прямого участка трубки 20 во время работы источников 11, 12 противодействующего биологическому обрастанию света.
Когда проводится сравнение между устройством 1 согласно первому практическому варианту выполнения изобретения и устройством 2 согласно второму практическому варианту выполнения изобретения, оказывается, что преимущество первого варианта выполнения над вторым вариантом выполнения в том, что источники 11, 12 противодействующего биологическому обрастанию света могут быть легко заменены посредством перемещения их в продольном направлении в одну сторону теплообменника 1, и что преимущество второго варианта выполнения над первым вариантом выполнения в том, что все трубки 20 имеют одинаковое сечение, что упрощает процесс производства теплообменника 2.
Фигуры 6 и 7 относятся к устройству 3 согласно третьему практическому варианту выполнения изобретения, являющемуся теплообменником и снабженному системой 10 противодействия биологическому обрастанию. В этом варианте выполнения, теплообменник 3 является пластинчатым охладителем, содержащим множество последовательно соединенных устройств 31, причем устройства 31 имеют пластинчатый внешний вид. В показанном примере, устройства 31 состыкованы на равном расстоянии друг от друга и выполнены с возможностью содержания и перемещения текучей среды для обмена теплом с текучей средой, окружающей устройства 31. На основе этой компоновки, теплообменник 3 подходит для использования в морской окружающей среде, например, в которой устройство 3 может быть расположено внутри кингстонной коробки судна, в этом случае текучая среда, окружающая устройства 31 во время работы, является морской водой.
Каждое из устройств 31 состоит из двух подобных пологим лоткам половин 32, 33, которые герметично соединены друг с другом по их периметру, что видно из разобранного вида двух устройств 31, как схематично показано на фигуре 7. В собранном состоянии, каждое устройство 31 имеет внутреннее пространство, впускное отверстие 34 для подачи текучей среды во внутреннее пространство и выпускное отверстие 35 для отведения текучей среды из внутреннего пространства, в котором выпускное отверстие 35 смещено относительно впускного отверстия 34 с целью исключения ситуации, в которой текучая среда, попадающая в устройство 31, незамедлительно бы выходила из устройства 31, в которой [ситуации] устройство 31 будет неэффективно в обеспечении обмена теплом. Таким образом, в пакете устройств 31 текучая среда, текущая через устройства 31, принудительно следует в шахматном порядке, что благоприятно для процесса теплообмена. Теплообменник 3 может быть снабжен насосом (не показан) или подобным для образования необходимого потока текучей среды из одного устройства 31 в другое, на всем пути вниз через все устройство 3. Помимо впускного отверстия 34 и выпускного отверстия 35, каждое устройство 31 содержит центральное отверстие 36 для обеспечения прохождения текучей среды из окружающего пространства, и два отверстия 37 для обеспечения прохождения вытянутых источников 11, 12 противодействующего биологическому обрастанию света системы 10 противодействия биологическому обрастанию. В показанном примере, только два вытянутых источника 11, 12 противодействующего биологическому обрастанию света используются с теплообменником 3, причем оба источника 11, 12 противодействующего биологическому обрастанию света продолжаются через все устройства 31, в направлении, которое по существу перпендикулярно плоскости устройств 31.
На фигурах 6 и 7 можно видеть, что различные поверхности устройств 31 выполнены согласно принципу скольжения. Например, вертикальные поверхности, которые находятся на впускном отверстии 34 и выпускном отверстии 35 соответственно, являются плоскими и ориентированы по существу параллельно и расположены вдоль плоскости лучей противодействующего биологическому обрастанию света, излученного источниками 11, 12 противодействующего биологическому обрастанию света во время работы. Как следствие, впускное отверстие 34 и выпускное отверстие 35 являются не просто круглыми или прямоугольными, а имеют трапецеидальную форму. Также половины 32, 33, составляющие устройства 31, имеют скошенные боковые грани для цели исключения ситуации, когда поперечные боковые грани находятся в тени от лучей противодействующего биологическому обрастанию света от источников 11, 12 противодействующего биологическому обрастанию света.
Фигуры 8 и 9 относятся к устройству 4 согласно четвертому практическому варианту выполнения изобретения, являющемуся теплообменником и снабженному системой 10 противодействия биологическому обрастанию. Теплообменник 4 этого варианта выполнения является пластинчатым охладителем другого типа, по сравнению с пластинчатым охладителем, изображенным на фигурах 6 и 7. В частности, в этом случае пластинчатый охладитель 4 содержит пакет гофрированных листов 38 для ограничения устройств 31 пластинчатого охладителя 4, в котором осуществлена конфигурация, в которой устройства 31 первой группы устройств 31 для содержания и перемещения первой текучей среды чередуются с устройствами 31 второй группы устройств 31 для содержания и перемещения второй текучей среды, так что теплообмен между первой текучей средой и второй текучей средой может происходить оптимальным образом. Также в этом устройстве 4 согласно изобретению только два источника 11, 12 противодействующего биологическому обрастанию света используются для обеспечения противодействия биологическому обрастанию на всем пластинчатом охладителе 4, причем источники 11, 12 противодействующего биологическому обрастанию света продолжаются через весь пакет гофрированных листов 38, в направлении, которое по существу перпендикулярно плоскости гофрированных листов 38.
Гофры 39, которые являются частью гофрированных листов 38, имеют основную функцию образования каналов на гофрированных листах, таким образом увеличивая площадь теплообмена пластинчатого охладителя 4, и также могут служить для определения взаимного расстояния между листами 38 в пакете. Для того чтобы исключить образование любых теней от гофр 39 в любой точке или области гофрированных листов 38, гофры 39 выполнены согласно принципу скольжения. Следовательно, гофры 39 продолжаются в прямом направлении вдоль воображаемой плоскости, продолжающейся от одного из источников 11, 12 противодействующего биологическому обрастанию света и ориентированной как в продольном направлении, так и в радиальном направлении относительно источников 11, 12 противодействующего биологическому обрастанию света. Фигуры 8 и 9 четко изображают, что то, как группы гофр 39 расположены относительно соответствующих источников 11, 12 противодействующего биологическому обрастанию света, походит на конфигурацию лучей, исходящих из источника света. Существенным достижением изобретения является то, что даже относительно сложное устройство, такое как пластинчатый охладитель 3, 4, содержащее пакет гофрированных листов 38, может поддерживаться свободным от биологического обрастания, используя не более двух вытянутых 11, 12 источников противодействующего биологическому обрастанию света, при условии что конфигурация всех поверхностей пластинчатого охладителя 3, 4 выбрана так, чтобы обеспечить полный или практически полный охват поверхностей системой 10 противодействия биологическому обрастанию. По существу, согласно изобретению, в зависимости от требуемой конфигурации функциональных элементов 20, 27, 31, 38 устройства, в некоторых случаях может быть достаточным использование даже только одного источника 11, 12 противодействующего биологическому обрастанию света.
Специалисту в данной области техники будет понятно, что объем изобретения не ограничен описанными выше примерами, и что несколько его изменений и модификаций возможны без отступления от объема изобретения, как определено в пунктах прилагаемой формулы изобретения. Изобретение включает в себя все такие изменения и модификации, пока они лежат в пределах объема пунктов формулы изобретения или их эквивалентов. Несмотря на то, что изобретение было показано и описано подробно на фигурах и в описании, такое изображение и описание являются только пояснительными примерами и не являются ограничивающими. Изобретение не ограничено раскрытыми вариантами выполнения. Чертежи являются схематичными, на которых детали, которые не требуются для понимания изобретения могут быть не показаны, и необязательно выполнены в масштабе.
Изменения раскрытых вариантов выполнения могут быть поняты и осуществлены специалистом в данной области техники при применении заявленного изобретения, из изучения фигур, описания и прилагаемой формулы изобретения. В формуле изобретения, слово ʺсодержащийʺ не исключает других этапов или элементов, и неопределенный артикль ʺaʺ или ʺanʺ не исключает множественного числа. Любые ссылочные позиции в формуле изобретения не ограничивают объем изобретения. Фраза ʺмножествоʺ, используемое в этом тексте, должно интерпретироваться означающим ʺпо меньшей мере дваʺ.
Элементы и аспекты, описанные для или в отношении конкретного варианта выполнения, могут быть подходяще объединены с элементами и аспектами других вариантов выполнения, если явно не указано иное. Таким образом, только то, что некоторые меры приведены во взаимно различных зависимых пунктах формулы изобретения, не означает, что комбинация этих мер не может быть использована для преимущества.
Термин ʺпо существуʺ, используемый в этом тексте, будет понят специалистом в данной области техники как применимый в ситуации, в которой некоторый предполагаемый эффект может быть полностью выполнен в теории, но включает в себя практические ограничения для его фактического осуществления. Примеры такого эффекта включают в себя параллельное расположение объектов и перпендикулярное расположение объектов. Где применимо, термин ʺпо существуʺ может быть понят как наречие, которое показывает процентную величину 90% или более, например 95% или более, в особенности 99% или более, даже 99,5% или более, включая в себя 100%.
Термин ʺсодержитʺ, используемый в этом тексте, будет понят специалистом в данной области техники как охватывающий термин ʺсостоит изʺ. Следовательно, термин ʺсодержитʺ в отношении варианта выполнения может означать ʺсостоит изʺ, но может в другом варианте выполнения означать ʺсодержит/включает в себя по меньшей мере заданные образцы и возможно один или более других образцовʺ.
Изобретение подходит к любой ситуации, в которой поверхности, составляющие полную площадь поверхности устройства, подвержены во время по меньшей мере части их срока службы воздействию текучей среде, которая способна вызвать биологическое обрастание поверхностей. Как можно вывести из раскрытых вариантов выполнения, практическое применение изобретения является применением в области приборов для использования в промышленной среде, которая может являться морской средой. Другим практическим применением изобретения является применение в области бытовых приборов. Например, изобретение может быть реализовано на практике в резервуарах кофе машин, в корпусах кухонных приборов, в коробках для стерилизации приборов личной гигиены, таких как зубные щетки, в чистящих принадлежностях бритв или других устройств удаления волос, и так далее. В связи с этим, один возможный пример изображен на фигурах 10 и 11, которые относятся к устройству 5 согласно пятому практическому варианту выполнения изобретения, являющемуся стерилизатором для вмещения и стерилизации зубной щетки (не показана) и снабженному системой 10 противодействия биологическому обрастанию, в котором система 10 противодействия биологическому обрастанию содержит одну цилиндрическую ультрафиолетовую лампу 11. В показанном примере, стерилизатор 5 содержит корпус 51, имеющий внутреннюю поверхность 52, причем корпус 51 выполнен в виде коробки и состоит из основной части 53 и крышки (не показана), в котором основная часть 53 выполнена для фактического приема зубной щетки, будучи снабженной опорами 54, 55 для зубной щетки, которые являются функциональными элементами стерилизатора 5, имеющими функцию поддерживания зубной щетки в надлежащем положении внутри стерилизатора 5, и в котором цилиндрическая ультрафиолетовая лампа 11 расположена внутри основной части 53. Крышка имеет любое подходящее расположение относительно основной части 53, позволяющее обеспечить открытое состояние основной части 53 и закрытое состояние основной части 53, необходимые для обеспечения вставки и удаления зубной щетки, и для защиты окружающей среды стерилизатора 5 от ультрафиолетового света во время работы стерилизатора 5 соответственно. Например, крышка может быть шарнирно прикреплена к основной части 53, может быть выполнена с возможностью скольжения относительно основной части 53 или может быть выполнена съемной с основной части 53. Для цели полноты отметим, что на фигуре 11 цилиндрическая ультрафиолетовая лампа 11 и опоры 54, 55 для зубной щетки, являющиеся внутренними элементами стерилизатора 5, обозначены пунктирными линиями.
Согласно изобретению, приняты меры, для того чтобы исключить ситуацию, в которой одна или более областей внутренней поверхности 52 корпуса 51 стерилизатора 5 находятся в тени от лучей ультрафиолетового света от цилиндрической ультрафиолетовой лампы 11. Также приняты меры, для того чтобы исключить ситуацию, в которой одна или более поверхностей или областей поверхностей опор 54, 55 для зубной щетки находятся в тени от лучей ультрафиолетового света от цилиндрической ультрафиолетовой лампы 11. Фактически, если опоры 54, 55 для зубной щетки не будут находиться внутри корпуса 51 стерилизатора 5, практически вся внутренняя поверхность 52 корпуса 51 может быть легко освещена лучами ультрафиолетового света от одной цилиндрической ультрафиолетовой лампы 11. Однако с опорами 54, 55 для зубной щетки, находящимися внутри корпуса 51, будет иметь место то, что области внутренней поверхности 52 корпуса будут находиться в тени от лучей ультрафиолетового света от цилиндрической ультрафиолетовой лампы 11, и тоже самое будет иметь место в случае с областями поверхностей опор 54, 55 для зубной щетки, если не будут приняты меры согласно изобретению.
На фигуре 10 можно видеть, что множество поверхностей опор 54, 55 для зубной щетки выполнены так, чтобы продолжаться в направлении, которое перпендикулярно продольному направлению, в котором продолжается цилиндрическая ультрафиолетовая лампа 11. Как можно видеть на обеих фигурах 10 и 11, верхняя поверхность 56 опоры 54 для зубной щетки, которая расположена наиболее близко к цилиндрической ультрафиолетовой лампе 11 имеет наклонную конструкцию в направлении от цилиндрической ультрафиолетовой лампы 11, вплоть до внутренней поверхности 52 корпуса 51, так чтобы отсутствовала задняя сторона опоры 54 для зубной щетки, которая в противном случае будет находиться в тени от лучей ультрафиолетового света от цилиндрической ультрафиолетовой лампы 11, которая расположена на относительно высоком уровне в основной части 53. Наклонный участок 56 поверхности, как указано, выполнен так, чтобы продолжаться вдоль плоскости 57 ультрафиолетового излучения от цилиндрической ультрафиолетовой лампы 11, как схематично показано на фигуре 11 первой пунктирной стрелкой. Аналогично, верхняя поверхность 56 другой опоры 55 для зубной щетки имеет наклонную конструкцию в направлении от цилиндрической лампы 11, и продолжается вдоль плоскости 58 ультрафиолетового излучения от цилиндрической ультрафиолетовой лампы 11, как схематично показано на фигуре 11 второй пунктирной стрелкой. На ее задней стороне, другая опора 55 для зубной щетки соединена с корпусом 51, в результате чего опора 55 для зубной щетки не имеет ни одной области, которая в противном случае будет находиться в тени от лучей ультрафиолетового света от цилиндрической ультрафиолетовой лампы 11. Таким образом, как конструкция корпуса 51, включающая в себя коробчатую форму корпуса 51 с внутренней поверхностью 52, имеющей только плоские области, так и конструкция опор 54, 55 для зубной щетки, как описано выше, только с плоскими поверхностями, продолжающимися так, что всех поверхностей могут достичь лучи ультрафиолетового света от цилиндрической ультрафиолетовой лампы 11, в которой лучи могут воздействовать на поверхности под углом и/или действовать на поверхности скользящим образом, достигнуто то, что стерилизатор 5 не имеет ни одной области, которая не подвержена противодействующему биологическому обрастанию воздействию ультрафиолетового света, так что стерилизатор 5 является наиболее гигиеничным, будучи свободным от очагов микроорганизмов.
В рамках изобретения множество признаков стерилизатора 5 могут быть изменены, включая в себя количество ультрафиолетовых источников 11, 12 света и/или количество опор 54, 55 для зубной щетки, тип ультрафиолетового источника(-ов) 11, 12 света и форма опоры(опор) 54, 55 для зубной щетки, в котором стерилизатор 5 может быть выполнен для того, чтобы подходить для стерилизации одной зубной щетка за раз или для стерилизации более одной зубной щетки за раз, что бы ни требовалось в конкретной ситуации, при условии что обеспечено то, что конфигурация поверхностей 52, 56, находящихся внутри стерилизатора 5, и по меньшей мере один ультрафиолетовый источник 11, 12 света позволяют обеспечить противодействующее биологическому обрастанию воздействие на по меньшей мере большую часть этих поверхностей 52, 56. Это достигается путем тщательной проверки во время проектирования того, что всех областей всех поверхностей 52, 56 может достичь ультрафиолетовый свет от по меньшей мере одного ультрафиолетового источника 11, 12 света, в котором принцип скольжения применяется к одной или более областям поверхностей 52, 56, когда это практический целесообразно.
Еще одним практическим применением изобретения является применение в области узлов привода и руления лодки. Фигуры 12-14 относятся к одному возможному примеру узла 6 привода и руления лодки, который также называется транцевым мотором и который предназначен для размещения в задней части лодки. Главным компонентом узла 6 является выполненный с возможностью поворота винт 61, который выполнен с возможностью приведения в движение лодки, когда узел 6 надлежащим образом прикреплен к лодке, и лодка находится на воде. Ось вращения винта 61 схематично изображена на фигуре 12 штрих-пунктирной линией и обозначена ссылочной позицией 62. Другим главным компонентом узла 6 является ребро 63, которое расположено в положении перед винтом 61. Ребро 63 продолжается вниз из корпуса 64 вала винта, который служит для вмещения вала 65 винта 61 и связанных зубчатых передач. Узлы привода и руления лодки, такие как транцевые моторы, хорошо известны, и, следовательно, будут описаны только детали узла 6, показанного на фигурах 12-14, которые важны в контексте изобретения.
Фигуры 12 и 13 изображают первый практический способ, в котором изобретение может быть использовано с целью обеспечения противодействия биологическому обрастанию для участков узла 6 привода и руления лодки, включая в себя поверхности 66, 67, 68 винта 61, ребра 63 и корпуса 64 вала винта соответственно. В показанном примере обеспечена система 10 противодействия биологическому обрастанию, содержащая два вытянутых источника 11, 12 света, которые расположены на противоположных сторонах корпуса 64 вала винта и которые продолжаются в направлении оси 62 вращения винта 61. Источники 11, 12 света могут быть обеспечены в виде массива ламп, таких как светодиоды, например. Во время работы, противодействующий биологическому обрастанию свет, излученный источниками 11, 12 света, используется для поддержания свободными от биологического обрастания поверхностей 66, 67, 68 винта 61, ребра 63 и корпуса 64 вала винта соответственно, а также других поверхностей узла 6, в частности поверхностей, которые находятся над корпусом 64 вала винта, таких как поверхность 69 вмещающей части 70, к которой прикреплен корпус 64 вала винта. Противодействующее биологическому обрастанию воздействие на поверхность 66 винта 61 оптимально, когда винт 61 вращается, поскольку в этом случае все участки винта 61 подвергаются воздействию системы 10 противодействия биологическому обрастанию непрерывно чередующимся образом и таким образом обрабатываются более или менее одинаково.
Согласно изобретению, для того чтобы обеспечить улучшенный охват различных поверхностей 66, 67, 68, 69 узла 6 привода и руления лодки противодействующим биологическому обрастанию светом, конструкция этих поверхностей 66, 67, 68, 69 изменена по сравнению с обычной конструкцией, то есть конструкцией, которая обычно используется до настоящего времени. Например, фигура 12 изображает то, что передний конец 71 корпуса 64 вала винта обычно имеет скругленный внешний вид, в результате чего поверхность 68 корпуса 64 вала винта не будет охвачена противодействующим биологическому обрастанию светом в положении переднего конца 71. Для того чтобы обеспечить полный охват поверхности 68 корпуса 64 вала винта, предпочтительно иметь заостренный внешний вид переднего конца 71, как показано на фигуре 12, так чтобы исключить ситуация, в которой участки поверхности 68 корпуса 64 вала винта находятся в тени от лучей противодействующего биологическому обрастанию света от источников 11, 12 света. Более того, предпочтительно иметь адаптированную конструкцию в положении переходов между корпусом 64 вала винта к верхнему участку ребра 63 и также в положении переходов между корпусом 64 вала винта к вмещающей части 70, которая находится непосредственно над корпусом 64 вала винта. В обычной конструкции, переходы имеют в общем вогнутый внешний вид в положении относительно источников 11, 12 света, при котором лучи противодействующего биологическому обрастанию света не могут достичь переходов, будучи заблокированными выпуклыми изогнутыми участками корпуса 64 вала винта, в результате чего достигается ситуация, в которой теневые ямы находятся в положении переходов. Разумеется, эти теневые ямы подвержены биологическому обрастанию в очень высокой степени, и по мере увеличения биологического обрастания, лобовое сопротивление узла 6 существенно увеличивается. Для того чтобы исключить такую ситуацию, предлагается выполнить гладкие переходные поверхности 72, 73, 74, 75 на различных переходах, имеющих такую ориентацию, в которой лучи противодействующего биологическому обрастанию света могут скользить вдоль поверхностей 72, 73, 74, 75. Следует учитывать, что наличие таких поверхностей 72, 73, 74, 75 может приводить к увеличению лобового сопротивления по сравнению с обычной конструкцией, но поскольку ожидается, что это увеличение может быть значительно ниже увеличения, связанного с биологическим обрастанием в обычной ситуации, по-прежнему предпочтительно иметь такие поверхности 72, 73, 74, 75.
Более того возможно обеспечить изменение конструкции винта 61, для того чтобы обеспечить улучшенный охват поверхности 66 винта 61 при противодействии биологическому обрастанию. При этом предпочтительно найти оптимум между требованиями к конструкции, относящимися к функции приведения в движение винта 61, и требованиями к конструкции, относящимися к охвату поверхности 66 винта 61 при противодействии биологическому обрастанию, учитывая то, что биологическое обрастание винта 61 приводит к ухудшению функции приведения в движение. Для того чтобы улучшить противодействующие биологическому обрастанию воздействия, практическим вариантом является использование материала, который является чрезвычайно отражающим для противодействующего биологическому обрастанию света на поверхности 66 винта 61 и/или на одной или более других соответствующих поверхностях 67, 68, 69 узла 6 привода и руления лодки.
В узле 6 привода и руления лодки, система 10 противодействия биологическому обрастанию может содержать любое подходящее количество источников 11, 12 света, и доступны различные варианты, когда доходит до позиционирования по меньшей мере одного источника 11, 12 света системы 10 в узле 6. Например, один или более источников 11, 12 света могут быть расположены на ребре 63 и/или вмещающей части 70, которая находится непосредственно над корпусом 64 вала винта, и/или одной или более других частях узла 6, таких как нижняя поверхность 76 пластинчатого элемента 77, с которым вмещающая часть 70 соединена на ее верхней стороне. В связи с этим отметим, что фигура 14 изображает второй практический способ, в котором изобретение может быть использовано с целью осуществления противодействия биологическому обрастанию на участках узла 6. В конфигурации, показанной на фигуре 14, два вытянутых источника 11, 12 света расположены на нижней поверхности 76 пластинчатого элемента 77, упомянутого ранее, продолжаясь вдоль существенной части его длины, со стороны левого и правого борта на узле 6 соответственно, и два вытянутых источника 18, 19 света расположены на ребре 63 с его противоположных сторон. Более того отметим, что также возможно обеспечить полый вал 65 винта, чтобы использовать материал, который прозрачен для противодействующего биологическому обрастанию света в вале 65 винта, чтобы использовать вытянутый источник света, и чтобы расположить такой источник света так, чтобы он продолжался через полый вал 65 винта, с целью поддержания поверхности 66 винта 61 свободной от биологического обрастания. С другой стороны, возможно добавить элементы к конструкции узла 6 с целью крепления одного или более источников 11, 12, 18, 19 света в положениях, которые являются предпочтительными в части улучшения охвата одной или более поверхностей 66, 67, 68, 69, 72, 73, 74, 75, 76 узла 6 при противодействии биологическому обрастанию. В любом случае желательно иметь конструкцию, которая включает в себя только наименьшее количество источников 11, 12, 18, 19 света, в которой форма различных поверхностей 66, 67, 68, 69, 72, 73, 74, 75, 76, которые необходимо поддерживать свободными от биологического обрастания, выполнена соответствующей требованиям, чтобы исключить тени насколько возможно, в которой поверхности могут быть выполнены так, чтобы позволять лучам противодействующего биологическому обрастанию света скользить вдоль этих поверхностей.
Источники 11, 12, 18, 19 света системы 10 противодействия биологическому обрастанию, использованные с узлом 6 привода и руления лодки, могут управляться любым подходящим образом. Например, возможно обеспечить взаимосвязь между интенсивностью противодействующего биологическому обрастанию света и скоростью вращения винта 61, где более высокая интенсивность излучения связана с меньшей скоростью вращения. Также может быть полезным наличие более высокой интенсивности излучения по истечении периода времени, в котором система 10 была выключена. В контексте узла 6 привода и руления лодки, который снабжен системой 10 противодействия биологическому обрастанию, может быть дополнительно полезно наличие мер, которые нацелены на обеспечение того, что, когда винт 61 находится в неподвижном состоянии в течение некоторого периода времени, винт 61 вращается только с целью достижения противодействующего биологическому обрастанию воздействия на поверхность 66 винта 61, а не с целью приведения в движение лодки, так чтобы вся поверхность 66 винта 61 могла поддерживаться свободной от биологического обрастания, а не только те участки поверхности 66, которые оказались в положении для восприятия большей части противодействующего биологическому обрастанию света в неподвижном состоянии. Например, в этом случае винт 61 может вращаться заданное количество раз в течение дня, в то время как система 10 противодействия биологическому обрастанию включена. Таким образом, может быть предпочтительным следить за тем, чтобы в конце цикла вращения винт 61 находился в другом положении относительно оси 62 вращения, по сравнению с началом цикла вращения. В общем, узле 6 привода и руления лодки может быть снабжен подходящим типом контроллера, который запрограммирован на требуемое управление системой 10 противодействия биологическому обрастанию, посредством включения и выключения системы 10 и настройки интенсивности противодействующего биологическому обрастанию света, например, и возможно также отслеживания того, что винт 61 вращается время от времени, когда винт 61 находится в неподвижном состоянии.
Как описано выше, когда используется изобретение, осуществляется полный охват или практически полный охват поверхностей 21, 22, 23, 24, 28, 52, 56, 66, 67, 68, 69, 72, 73, 74, 75, 76, подлежащих поддерживанию свободными от биологического обрастания, что должно интерпретироваться означающим, что по меньшей мере 70% поверхностей 21, 22, 23, 24, 28, 52, 56, 66, 67, 68, 69, 72, 73, 74, 75, 76 охвачено системой 10 противодействия биологическому обрастанию, предпочтительно по меньшей мере 80% поверхностей 21, 22, 23, 24, 28, 52, 56, 66, 67, 68, 69, 72, 73, 74, 75, 76 и еще более предпочтительно по меньшей мере 90% поверхностей 21, 22, 23, 24, 28, 52, 56, 66, 67, 68, 69, 72, 73, 74, 75, 76, и что даже возможно обеспечить ситуацию, в которой 100% поверхностей 21, 22, 23, 24, 28, 52, 56, 66, 67, 68, 69, 72, 73, 74, 75, 76 охвачено системой 10 противодействия биологическому обрастанию.
Изобретение может быть резюмировано следующим образом. Устройство 1, 2, 3, 4, 5, 6, 100 имеет поверхности 21, 22, 23, 24, 28, 52, 56, 66, 67, 68, 69, 72, 73, 74, 75, 76 и систему 10 противодействия биологическому обрастанию, содержащую по меньшей мере один источник 11, 12, 18, 19 противодействующего биологическому обрастанию света для выполнения противодействующего биологическому обрастанию воздействия на по меньшей мере большую часть поверхностей 21, 22, 23, 24, 28, 52, 56, 66, 67, 68, 69, 72, 73, 74, 75, 76, причем по меньшей мере один источник 11, 12, 18, 19 противодействующего биологическому обрастанию света выполнен с возможностью излучения лучей противодействующего биологическому обрастанию света. В возможных практических вариантах выполнения устройства 1, 2, 3, 4, 5, 6, 100 согласно изобретению, по меньшей мере один источник 11, 12, 18, 19 противодействующего биологическому обрастанию света расположен снаружи поверхностей 21, 22, 23, 24, 28, 52, 56, 66, 67, 68, 69, 72, 73, 74, 75, 76, то есть ни встроен в по меньшей мере одну из поверхностей 21, 22, 23, 24, 28, 52, 56, 66, 67, 68, 69, 72, 73, 74, 75, 76, ни расположен непосредственно на по меньшей мере одной из поверхностей 21, 22, 23, 24, 28, 52, 56, 66, 67, 68, 69, 72, 73, 74, 75, 76. Поверхности 21, 22, 23, 24, 28, 52, 56, 66, 67, 68, 69, 72, 73, 74, 75, 76 выполнены друг относительно друга и по меньшей мере одного источника 11, 12, 18, 19 противодействующего биологическому обрастанию света так, что во время работы по меньшей мере одного источника 11, 12, 18, 19 противодействующего биологическому обрастанию света, по меньшей мере большая часть поверхностей 21, 22, 23, 24, 28, 52, 56, 66, 67, 68, 69, 72, 73, 74, 75, 76 не имеет тени от лучей противодействующего биологическому обрастанию света от по меньшей мере одного источника 11, 12, 18, 19 противодействующего биологическому обрастанию света. Возможно, поверхности 21, 22, 23, 24, 28, 52, 56, 66, 67, 68, 69, 72, 73, 74, 75, 76 выполнены друг относительно друга и по меньшей мере одного источника 11, 12, 18, 19 противодействующего биологическому обрастанию света так, что во время работы по меньшей мере одного источника 11, 12, 18, 19 противодействующего биологическому обрастанию света, лучи противодействующего биологическому обрастанию света, излученного по меньшей мере одним источником 11, 12, 18, 19 противодействующего биологическому обрастанию света, могут достигать поверхностей 21, 22, 23, 24, 28, 52, 56, 66, 67, 68, 69, 72, 73, 74, 75, 76, воздействуя на поверхности 21, 22, 23, 24, 28, 52, 56, 66, 67, 68, 69, 72, 73, 74, 75, 76 под некоторым углом и/или скользя вдоль поверхностей 21, 22, 23, 24, 28, 52, 56, 66, 67, 68, 69, 72, 73, 74, 75, 76.