[发明专利]包含湿厢体和至少一个防淤积能量源的组件

说明书

技术领域

本发明涉及一种组件，该组件包含：湿厢体，其具有用于允许水进入湿厢体的至少一个入口开口；功能单元，其定位于湿厢体中；以及至少一个能量源，其适配成发射用于阻止存在于湿厢体中的至少一个表面的生物淤积的能量，该至少一个表面包括功能单元的外部表面。

本发明另外涉及一种包含如上所述组件的船舶。

背景技术

如上所述组件的实际应用是在发动机驱动的轮船中，其装备有箱式冷却器用于冷却轮船的发动机冷却系统的流体，箱式冷却器包含用于在它们内部收纳和传输待冷却的流体的多个管。典型地，这种轮船具有一厢体，其用于容纳箱式冷却器的管，其中厢体由轮船的船体的一部分和隔板定义，并且其中进入和离开开口布置在厢体的位置处的船体中，使得水可以进入厢体，流过厢体中的管，并且通过自然流动和/或在轮船的移动的影响下离开厢体。

箱式冷却器是热交换器的特定类型，其被设计用于在发动机驱动的轮船中使用。例如，在具有15MW的装机发动机功率的拖船的情况中，一个或者多个箱式冷却器被应用于将在5MW量级的热量传递至该海水。通常，箱式冷却器包含用于传导待冷却流体的多捆U型管，其中管的腿部的端部被固定至公共板，公共板具有用于提供对每个管的两个腿部的访问的开口。通过持续地将箱式冷却器的管暴露于新鲜海水而使箱式冷却器可以进行其冷却功能是非常实际的选择。然而，由于作为与管的内部中相对热流体热交换的结果，海水在管附近被加热至中等温度，并且连续水流持续地带入已知导致生物淤积的新营养物质和有机体，箱式冷却器的环境是理想地适合于已知为生物学淤积或者生物淤积的现象。

通常，生物淤积是微生物、植物、藻类、小动物等在表面的积累。按照一些估计，包含超过4000种有机体的超过1800种物种对生物淤积负责。因此，生物淤积由多种有机体导致，并且涉及远远不止藤壶和海藻至表面的附着。生物淤积划分为微淤积，其包括生物膜形成和细菌黏附；和宏淤积，其包括更大有机体的附着。由于确定什么阻止它们沉淀的不同化学和生物学，有机体液也分类为是硬的或软的。硬淤积有机体包括钙质有机体，诸如藤壶、苔藓虫类、软体动物、多毛类和其他管状蠕虫、以及斑马贻贝。软淤积有机体包括非钙质有机体，诸如海藻、水蛭、藻类和生物膜“粘液”。这些有机体一起形成淤积群落。

在若干情况中，生物淤积产生巨大问题。生物淤积可以导致机械设备停止工作，进水口堵塞，以及热交换器遭受降低的性能。因此，防淤积的主题，即移除或者阻止淤积的过程，是众所周知的。在涉及变湿表面的工业过程中，生物分散剂可以被用于控制生物淤积。在不那么受控的环境中，利用使用杀虫剂的涂层、热处理或者能量脉冲，淤积有机体被杀死或者驱除。阻止有机体附着至表面的无毒机械策略包括选择用于导致表面光滑的材料或者涂层，或者产生类似于鲨鱼或者海豚皮肤的、仅仅提供不良锚点的纳米级别表面拓扑。

箱式冷却器的生物淤积导致严重问题。由于生物淤积的层是有效的热绝缘体，主要议题是降低的热传递能力。当生物淤积层厚得以致于海水不再能够在箱式冷却器的毗邻管之间循环时，对热传递的附加恶化效应被获得。由此，箱式冷却器的生物淤积增加发动机过热的危险，使得轮船需要降速或者轮船发动机被损坏。

用于冷却单元的防淤积布置在本领域中是已知的，该冷却单元借助海水冷却来自发动机驱动的轮船的冷却水系统的水。例如，DE102008029464涉及用于在轮船中和在离岸平台上使用的箱式冷却器，其包含集成的防淤积系统用于通过可以被定期地重复的过热过程杀死淤积有机体。特别地，通过持续地将定义数量的热交换器管过热而不中断冷却过程，箱式冷却器被保护免于微生物淤积，其中来自冷却水的浪费热量可以用于做这个。

通常，在本领域中已知使用紫外光移除/阻止生物膜在湿表面上的形成。例如，WO2014/014779公开一种用于降低遭受海洋环境的光学透明元件的表面的淤积的系统，其包括用于发射紫外辐射的LED，用于将发射的紫外辐射引导至光学透明元件的底座，和用于驱动LED的控制电路系统。