ОХЛАЖДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ ПОСРЕДСТВОМ ПОВЕРХНОСТНОЙ ВОДЫ Российский патент 2019 года по МПК F28F19/00 F28G13/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится, в общем, к охлаждающему устройству для охлаждения текучей среды посредством поверхностной воды, которое выполнено с возможностью предотвращения обрастания, что обычно называется предохранением от обрастания. В частности, изобретение относится к охлаждающему устройству для охлаждения текучей среды посредством поверхностной воды, включающему в себя множество трубок для вмещения и переноса внутри них охлаждаемой текучей среды, причем трубки выполнены с возможностью по меньшей мере частичного подвергания воздействию поверхностной воды во время работы охлаждающего устройства. Примером такого охлаждающего устройства является коробчатый кулер, который предназначен для использования на приводимом в движение двигателем судне для охлаждения текучей среды системы охлаждения двигателя судна.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Биообрастание или биологическое обрастание представляет собой накопление на различных поверхностях микроорганизмов, растений, микроводорослей, небольших животных и т.п. По некоторым оценкам, биообрастание обусловлено более чем 1800 биологическими видами, насчитывающими более 4.000 организмов. Таким образом, биообрастание вызывается широким разнообразием организмов и представляет собой гораздо большее, чем налипание на поверхности ракушек и морских водорослей. Биообрастание подразделяется на микрообрастание, которое включает в себя образование биопленки и бактериальное прилипание, и макрообрастание, которое включает налипание организмов бóльших размеров. В силу чистой химии и биологии, которые определяют то, что препятствует их осаждению, эти организмы классифицируют также на твердые и мягкие. Твердые нарастающие организмы включают в себя известковые организмы, такие как усоногие рачки, обволакивающие мшанки, моллюски, многощетинковые черви и трубчатые черви, а также полосатые ракушки. Мягкие нарастающие организмы включают в себя неизвестковые организмы, такие как морские водоросли, гидроиды, микроводоросли и биопленочную слизь. Все вместе эти организмы образуют «сообщество обрастания».

В некоторых ситуациях биообрастание порождает существенные проблемы. Биообрастание может вызывать остановку работы оборудования, засорение впускных каналов подачи воды, а также снижение производительности теплообменников. Поэтому хорошо известна проблема очистки засорений, то есть, процесс удаления или предотвращения биообрастания. В промышленных процессах, связанных со смачиваемыми поверхностями, для управления биообрастанием могут использоваться биодисперсанты. В менее управляемом окружении нарастаемые организмы уничтожают или ликвидируют посредством покрытий, использующих биоциды, термической обработкой или энергетическими импульсами. Нетоксичные механические способы, которые предотвращают прилипание организмов к поверхности, включают выбор материала или покрытия, делающих поверхность скользкой, или создание поверхностных топологий наномасштабных размеров, похожих на кожу акул и дельфинов, которые характеризуются наличием малого количество опорных точек.

В данной области техники известны устройства предохранения от обрастания, предназначенные для охлаждения блоков, которые охлаждают воду системы водяного охлаждения приводимого от двигателя судна посредством морской воды. Так, например, в документе DE 102008029464 речь идет коробчатом кулере для использования на судах и на морских платформах, содержащем встроенную систему предохранения от обрастания для уничтожения нарастающих организмов посредством процесса перегрева, который может регулярно повторяться. В частности, коробчатый кулер защищен от обрастания микроорганизмами путем непрерывного перегрева определенного количества труб теплообменника без прерывания процесса охлаждения, причем для этого может быть использоваться отработанное тепло охлаждаемой воды.

Коробчатый кулер представляет собой особый тип теплообменника, который предназначен для использования на приводимом от двигателя судне. Например, в случае буксира, имеющем на установленном двигателе мощность в 15 МВт, применяется один или несколько коробчатых кулеров для переноса в морскую воду порядка 5 МВт тепла. Обычно с целью размещения трубок коробчатого кулера, судно имеет отсек, который определен участком судна и разделительными переборками. В корпусе судна в положении этого отсека выполнены входное и выходное отверстия, так что морская вода может поступать в отсек, протекать по трубкам в отсеке и выходить из отсека естественным током и (или) под влиянием движения судна. Коробчатый кулер включает в себя наборы U-образных трубок для проведения подлежащей охлаждению текучей среды, при этом концы опорных участков трубок прикреплены к общей пластине, имеющей отверстия для обеспечения доступа к обоим опорным участкам каждой из трубок. Окружение коробчатого кулера идеально подходит для биообрастания, поскольку в результате теплообмена с относительно горячей текучей средой во внутренней части труб морская вода вблизи труб нагревается до средней температуры, а постоянный ток вода непрерывно поставляет новые питательные вещества и организмы.

Биообрастание коробчатых кулеров порождает серьезные проблемы. Основной проблемой является их пониженная теплопередающая способность, поскольку слои биообрастания являются эффективными тепловыми изоляторами. Когда слои биообрастания становятся настолько густыми, что морская вода больше не может циркулировать между смежными трубками коробчатого кулера, возникает дополнительный эффект ухудшения теплопередачи. Таким образом, биообрастание коробчатых кулеров увеличивает риск перегрева двигателя, так что судну при этом приходится замедлять свой ход, иначе судовые двигатели будут повреждены.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей настоящего изобретения является создание охлаждающего устройства, которое было бы способно эффективно препятствовать обрастанию, не требуя значительного технического обслуживания или загрязнения морской воды ионами, токсичными веществами и т.д. Эта задача решена посредством охлаждающего устройства для охлаждения текучей среды с помощью поверхностной воды, которое, как упоминалось ранее, содержит множество труб, и которое, кроме того, включает в себя множество источников света для получения света, который препятствует обрастанию внешних сторон трубок, причем источникам света приданы такие размеры, и расположены они относительно трубок таким образом, чтобы направлять препятствующий обрастанию свет на внешние стороны трубок, отличающееся тем, что источники света имеют удлиненную форму, и в котором источники света расположены, по меньшей мере, два взаимно различные ориентации в охлаждающем устройстве.

В соответствии с изобретением предохранением от обрастания реализовано посредством использования света. В частности, источники света охлаждающего устройства могут быть выбраны таким образом, чтобы давали ультрафиолетовое излучение, в частности ультрафиолетовое излучение типа С, которое известно также как UVC-свет, а более конкретно, - излучение с длиной волны примерно от 250 нм до 300 нм. Было обнаружено, что в результате облучения создающих обрастания организмов определенной дозой такого ультрафиолетового света большинство из них погибает, становится неактивными, или оказываются неспособными к воспроизведению. Типичная доза, которая, как представляется, является достаточной для реализации предохранением от обрастания, составляет 10 мВтч на квадратный метр. Очень эффективным источником для получения UVC-света является ртутная газоразрядная лампа низкого давления, в которой в мощность UVC-света преобразуется в среднем 35% входной мощности. Другим полезным типом лампы является ртутная газоразрядная лампа среднего давления. Лампа может быть оснащена колбой из специального стекла для фильтрации озонобразующего излучения. Кроме того, если это необходимо, с лампой может использоваться ослабитель потока. Используемые UVC-лампы других типов представляют собой диэлектрические барьерные газоразрядные лампы, которые известны тем, что обеспечивают очень мощное ультрафиолетовое излучение на различных длинах волн и при высоких коэффициентах преобразования электрической мощности в оптическую, а также светодиоды. В отношении светодиодов следует заметить, что они, как правило, могут быть заключены в относительно небольшие сборки и потребляют меньше энергии, чем другие типы источников света. Светодиоды могут изготовляться с возможностью излучения (ультрафиолетового) света любых необходимых длин волн, и их рабочими параметрами и - в первую очередь выходной мощностью, можно управлять в широком диапазоне.

Независимо от типа источника света, те источники света, которые применимы в охлаждающем устройстве по настоящему изобретению, имеют в основном удлиненную форму. В том смысле, как он здесь используется для определения формы источников света, термин «удлиненный» следует понимать таким образом, что он подразумевает, что каждый из источников света продолжается в продольном направлении, которое может быть прямым направлением, хотя в рамках данного изобретения это не является обязательным. Вообще говоря, удлиненный источник света может быть обозначен как источник света, который выполнен с возможностью испускания основной части своего света по существу, перпендикулярно своему продольному направлению, то есть в радиальном направлении, если за продольное направление берется осевое направление связанной с источником света цилиндрической системы координат. Примеры удлиненных источников света включают в себя трубчатые лампы, лампы, имеющие ряд расположенных с интервалами точечных источников света, упорядоченных в линейную конфигурацию, лампы, имеющие ряд расположенных в виде полоски светодиодов, при этом светодиоды не обязательно должны быть расположены впритык друг к другу, а также сборки по меньшей мере одной лампы, светодиода или другого устройства для испускания света с трубчатым световодом.

В охлаждающем устройстве, таком как коробчатый кулер, содержащем множество удлиненных трубок, существуют многочисленные возможности для размещения источников света по отношению к этим трубкам. В контексте настоящего изобретения было обнаружено, что хорошие результаты по предохранению от обрастания могут быть получены уже тогда, когда источники света расположены в охлаждающем устройстве в одной ориентации, но еще лучшие результаты по предохранению от обрастания могут быть получены тогда, когда источники света расположены в охлаждающем устройстве в двух взаимно различных направлениях, что означает, что продольные оси источников света продолжаются в двух взаимно различных направлениях. Очевидно, что имея в охлаждающем устройстве две группы источников света, при этом источники света одной группы расположены в первой ориентации, и при этом источники света другой группы расположены во второй ориентации, которая значительно отличается от первой ориентации, так что эти ориентации могут быть считаться взаимно различными ориентациями, достигается наиболее благоприятное распределение света по трубкам кулера. В результате, количество источников света, которые необходимо использовать в охлаждающем устройстве для реализации предохранения от обрастания всего устройства, может быть минимизировано, так что предохранение от обрастания в соответствии с настоящим изобретением связано с минимальным потреблением энергии. Оказывается, что на практике в результате соответствующего выбора первого направления и второго направления, причем эти направления могут быть, в частности, перпендикулярны одно другому, может быть так, что общее количество источников света, необходимых для получения требуемых противообрастающих результатов, может быть меньше, когда источники света расположены в двух взаимно различных направлениях, что уже упоминалось, по сравнению с ситуацией, в которой источники света расположены только в одной ориентации.

Во многих практических случаях, включая случай, в котором охлаждающее устройство обеспечено в виде коробчатого кулера, по меньшей мере часть охлаждающего устройства имеет послойную конструкцию, в которой трубки расположены в слоях трубок, причем каждый слой содержит по меньшей мере одну трубку. В таких случаях, по-видимому, выгодно, когда источники света первой группы источников света расположены таким образом, что пересекают по меньшей мере два смежных слоя трубок, так что при этом каждый источник света первой группы источников света может быть использован для направления света на некоторое количество трубок, и может эффективно использоваться в некотором количестве слоев трубок. Кроме того, по-видимому, выгодно, чтобы источники света второй группы источников света были расположены между по меньшей мере одной парой из двух смежных слоев трубок, не пересекая эти слои трубок. При наличии в охлаждающем устройстве двух групп источников света реализовано расположение источников света в этом охлаждающем устройстве в двух определенно различных направлениях, и при этом получено выгодное распределение света по трубкам, так что при этом улучшенное предохранение от обрастания может быть реализовано работой меньшего количества источников света, требующих меньшей входной мощности, по сравнению с расположением только одинаково направленных источников света.

В отношении многих практических случаев, включая случай, в котором охлаждающее устройство обеспечено в виде коробчатого кулера, - правда то, что по крайней мере части⁴⁾ трубок соответствующих слоев трубок представляют собой по существу прямые участки, продолжающиеся в основном направлении трубки. По существу прямая форма источников света второй группы источников света, и расположение этих источников света в ориентации для продолжения в направлении, которое отлично от основного направления трубки, способствует получению оптимальных эффектов предохранения от обрастания с помощью источников света. В частности, источники света второй группы источников света могут быть расположены в ориентации для продолжения в направлении, которое по существу перпендикулярно основному направлению трубки. В любом случае источники света второй группы источников света могут быть расположены в такой ориентации, чтобы они были по существу параллельные слоям трубки. По существу прямая форма источников света первой группы источников света, и расположение этих источников света в ориентации для продолжения в направлении, которое является по существу перпендикулярным как основному направлению трубки, так и направлению ориентации источников света второй группы источников света, представляют собой дополнительные факторы для получения оптимального эффекта предохранения от обрастания с помощью источников света. Другими словами, - это практично и эффективно, чтобы источники света этих двух групп продолжались по существу перпендикулярно по отношению друг к другу, в направлениях, которые, кроме того, являются также по существу перпендикулярными основному направлению трубки. Кроме того, практично и эффективно, чтобы источники света первой группы источников света продолжались по существу, параллельно друг другу, и (или) чтобы источники света второй группы источников света продолжались по существу параллельно друг другу.

Удлиненная форма, в частности, по существу прямая форма источников света может быть реализована обеспечением источников света в виде трубчатой лампы, более-менее сравнимой с хорошо известной лампой TL (люминесцентная/флуоресцентная трубка). Электрические и механические свойства различных известных гермицидных трубчатых UVC-ламп сравнимы с такими же свойствами трубчатых ламп, испускающих видимый свет. Это дает возможность управлять работой UVC-ламп таким же образом, как и хорошо известными лампами, при этом, например, могут использоваться электронные или магнитные балластные схемы и схемы пускателей.

Трубки соответствующих слоев трубок охлаждающего устройства могут иметь любую подходящую форму. Кроме варианта трубки, имеющего по существу прямую форму, в рамках настоящего изобретения существует возможность использования трубок, имеющих также и криволинейную форму, при этом криволинейным является по меньшей мере один участок трубки. В таком случае может быть так, что по меньшей мере некоторое количество источников света первой группы источников света расположено внутри криволинейной формы по меньшей мере некоторого количества трубок соответствующих слоев трубки. Когда криволинейная форма представляет собой U-образную форму, может быть достигнуто, чтобы световому освещению подвергались несколько участков трубок. Дополнительно или альтернативно может быть также так, чтобы по крайней мере некоторое количество источников света первой группы источников света были расположены снаружи криволинейной формы по меньшей мере некоторого количества трубок соответствующих слоев трубки. В частности, в отношении расположения источников света внутри криволинейной формы по меньшей мере некоторого количества трубок, - следует отметить, что в том случае, когда слои трубок включают в себя некоторое количества U-образных трубок, имеющих криволинейный нижний участок и два по существу прямых опорных участка, - при этом трубки слоя трубок имеют взаимно разные размеры, изменяющиеся от наименьших трубок до наибольших трубок, при этом наименьшие трубки имеют наименьший радиус нижнего участка, а наибольшие трубки имеют наибольший радиус нижнего участка, при этом верхние стороны опорных участков трубок находятся в охлаждающем устройстве на одинаковом уровне, при этом опорные участки трубок продолжаются по существу параллельно друг другу, как, например, в случае с коробчатым кулером, - в этом случае было бы предпочтительно, если бы по меньшей мере один источник света из первой группы источников света был расположен внутри U-образной формы наименьших трубок по меньшей мере некоторого количества соответствующих слоев трубок, и при этом, кроме того, может быть так, что некоторое количество источников света первой группы источников света расположены снаружи криволинейной формы по меньшей мере некоторого количества трубок соответствующих слоев трубок, как упоминалось выше.

В одном варианте осуществления охлаждающего устройства трубки по меньшей мере частично покрыты покрытием, отражающим препятствующий обрастанию свет, при этом может быть сделано, чтобы препятствующий обрастанию свет отражался на трубки диффузным образом, что способствует эффективному распределению света по трубкам.

Изобретение относится также к судну, содержащему двигатель для привода судна в движение, систему охлаждение двигателя, включающую в себя охлаждающее устройство, как оно описано ранее, то есть, охлаждающее устройство, содержащее множество удлиненных источников препятствующего обрастанию света, которые расположены в охлаждающем устройстве по меньшей мере в двух взаимно различных ориентациях, и отсек для размещения трубок и источников света охлаждающего устройства, причем отсек обеспечен по меньшей мере одним входным отверстием для обеспечения возможности поступления воды в отсек, и по меньшей мере одним выходным отверстием для обеспечения возможности выхода воды из отсека. На судне внутренняя сторона стенок, определяющих отсек, может быть по меньшей мере частично покрыта покрытием, отражающим препятствующий обрастанию свет, тем самым может быть сделан вклад в эффективность распределения препятствующего обрастанию света по охлаждающему устройству. Для завершенности заметим, что все возможные варианты, в том виде, как они описаны выше по отношению к охлаждающему устройству по настоящему изобретению, в равной степени приложимы, когда охлаждающее устройство используется на судне.

Общее преимущество способа, посредством которого реализуется предохранение от обрастания, когда применяется настоящее изобретение, заключается в том, что при этом предотвращается прилипание микроорганизмов и их врастание в поверхность трубок охлаждающего устройства. В другом случае, когда наносят известные токсичные покрытия, эффект предохранения от обрастания достигается уничтожением микроорганизмов после того, как они уже прилипли и вросли в поверхность. Предупреждение биообрастания посредством светового воздействия является предпочтительным по отношению к удалению биообрастания посредством светового воздействия, поскольку последнее требует большей входной энергии и связано с более высоким риском того, что световое воздействие окажется недостаточно эффективным. В виду того факта, что использование данного изобретения связано лишь с относительно низким уровнем входной энергии, источники света могут управляться таким образом, чтобы непрерывно испускать препятствующий обрастанию свет на большую поверхность без предельных требований, или же источники света могут управляться в рабочем цикле, например, с 50% времени во включенном и с 50% времени в выключенном состоянии, при этом временные интервалы могут быть выбраны в минутах, в часах или в таких единицах, которые наиболее удобны в данной ситуации. Поскольку при этом не требуется много дополнительной энергии, то изобретение можно легко применять в уже существующих конструкциях.

Вышеописанные и другие объекты изобретения будут пояснены и станут очевидными при обращении к нижеследующему подробному описанию коробчатого кулера, включающего в себя множество трубок для содержания и переноса внутри их охлаждаемой текучей среды, а также множество источников света для испускания на эти трубки препятствующего обрастанию света.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Теперь изобретение будет описано более подробно со ссылкой на чертежи, на которых одинаковые или подобные части обозначены одними и теми же ссылочными позициями, и в которых:

фиг. 1 схематично показывает вариант осуществления охлаждающего устройства в соответствии с изобретением, содержащего множество трубок для вмещения и перемещение внутри них охлаждаемой текучей среды, а также множество источников света для испускания на трубы противообрастающего света, и, кроме того, схематично показывает участок стенок для ограничения отсека, в котором размещено охлаждающее устройство; а

фиг. 2 обеспечивает дополнительную иллюстрацию расположения источников света в устройстве охлаждения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Фиг. 1 показывает вариант осуществления охлаждающего устройства в соответствии с настоящим изобретением, который будет в дальнейшем называться коробчатым кулером 1. Коробчатый кулер 1 содержит множество трубок 10 для удерживания и перемещения внутри них подлежащей охлаждению текучей среды. Коробчатый кулер 1 предназначен для использования на приводимом от двигателя судне, при этом подлежащая охлаждению текучая среда представляет собой текучую среду из системы охлаждения двигателя судна, и при этом коробчатый кулер 1 обеспечен возможностью выполнения своей функции охлаждения текучей среды посредством воздействия на трубки 10 коробчатого кулера 1 водой непосредственного внешнего окружения судна, которая будет далее называться морской водой. В частности, трубки 10 коробчатого кулера 1 размещены внутри отсека 100 корабля, сам отсек ограничен участком корпуса 101 судна и несколькими разделительными переборками 102, 103. В корпусе 101 судна расположен ряд входных отверстий 104 для обеспечения возможности морской воде входить в отсек 100 с внешней стороны, а кроме того, в корпусе 101 судна расположен ряд выходных отверстий 105 для обеспечения возможности морской воде выходить из отсека 100 и вытекать из корабля. Обычно входные отверстия 104 и выходные отверстия 105 расположены на разных уровнях, при этом уровень входных отверстий 104 ниже, чем уровень выходных отверстий 105, в предположении нормальной вертикальной ориентации корабля, отсека 100 и коробчатого кулера 1 в соответствии с фиг. 1. Для завершенности картины следует отметить, что обозначения направлений, как явные, так и подразумеваемые, в том смысле, как они используются в нижеследующем описании, следует понимать таким образом, что относятся к обычной, вертикальной ориентации корабля, отсека 100 и коробчатого кулера 1, что уже оговаривалось как основополагающее положение.

Трубки 10 коробчатого кулера 1 имеют криволинейную форму, в частности, U-образную форму, содержащую криволинейный нижний участок 11 и два существу прямых опорных участка 12, продолжающихся по существу параллельно один другому в направлении вверх по отношению к нижнему участку 11. Во время работы коробчатого кулера 1 предназначенная для охлаждения текучая среда, т.е. горячая текучая среда протекает по трубкам 10, а морская вода поступает в отсек 100 через входные отверстия 104. На основе взаимодействия морской воды с трубками 10, содержащими горячую текучую среду, происходит так, что трубки 10 и текучая среда охлаждаются, а морская вода нагревается. На основе последнего эффекта в отсеке 100 возникает естественный ток восходящей морской воды, при этом холодная морская вода поступает в отсек 100 через входные отверстия 104, а морская вода с более высокой температурой выходит из отсека 100 через выходные отверстия 105. Кроме того, свой вклад в протекание морской воды через камеру 100 может вносить движение судна. Трубки 10, предпочтительно, изготовлены из материала, имеющего хорошую теплопроводную способность, такого как медь.

Трубки 10 коробчатого кулера 1 расположены в одинаковые, по существу параллельные между собой слои 2 трубок, при этом каждый из этих слоев 2 трубок содержит некоторое количество трубок 10 разного размера, собранных в набор, в котором меньшая трубка 10 расположена внутри криволинейного участка большей трубки 10, таким образом, чтобы она охватывалась трубкой 10 большей величины, находясь от нее на определенном расстоянии, оставляя в слое 2 трубок между трубками 10 пространство, в котором может протекать морская вода. Таким образом, каждый слой трубок содержит ряд шпилькообразных трубок 10, содержащих два прямых опорных участка 12 и один криволинейный участок 11. Трубки 10 расположены с по существу концентрическим упорядочением своих криволинейных участков 11 и с по существу параллельным упорядочением своих опорных участков 12, так что при этом самые внутренние криволинейные участки 11 имеют относительно малый радиус кривизны, а внешние криволинейные участки 11 имеют относительно большой радиус кривизны, при этом остается расположенный между ними по меньшей мере один промежуточный криволинейный участок 11. В том случае, если есть по меньшей мере два промежуточных криволинейных участка 11, эти участки 11 имеют постепенно увеличивающийся радиус кривизны.

Верхние стороны опорных участков 12 трубок 10 находятся на одинаковом уровне в виду того факта, что эти верхние стороны опорных участков 12 трубок 10 подсоединены к общей трубной пластине 13. Эта трубная пластина 13 покрыта головной частью 14 текучей среды, содержащей по меньшей мере один впускной патрубок 15 и по меньшей мере один выпускной патрубок 16, соответственно, - для входа и для выхода текучей среды в трубки и из трубок 10. Следовательно, опорные участки 12 трубок 10, которые расположены на стороне впускного патрубка 15, имеют самую высокую температуру, а опорные участки 12 трубок 10, которые расположены со стороны выпускного патрубка 16, имеют более низкую температуру, и то же самое относится к протекающей через трубки 10 текучей среде.

В ходе непрерывного процесса охлаждения трубок 10 и как присутствующей в этих трубках 10 текучей среды, любые микроорганизмы, которые находятся в морской воде, обычно стараются прикрепиться к трубкам 10, особенно к тем участкам трубок 10, которые находятся при идеальной температуре для обеспечения подходящего окружения для обитания в нем микроорганизмов, явления, известного как биообрастание. Чтобы предотвращать это явление, коробчатый кулер 1 содержит множество источников 21, 22 света, расположенных в отсеке 100, предназначенных для направления на трубки 10 препятствующего обрастанию света. Этот свет может быть, например, UVC-светом, который, как известно, является эффективным для осуществления предохранения от обрастания.

В показанном примере источники 21, 22 света содержат трубчатые лампы и поэтому обычно имеют удлиненную форму. Источники света 21, 22 расположены в виде трехмерной картины, пересекающей картину многочисленных трубок 10. Другими словами, источники 21, 22 света расположены в той же области, что и трубки 10, продолжаясь через пространство, которое присутствует между трубками 10. В показанном примере источники 21, 22 света могут быть подразделены на две основные группы, при этом первая группа содержит источники 21 света, продолжающиеся в направлении, которое по существу перпендикулярно обоим слоям 2 трубок и направлению, в котором продолжаются опорные участки 12 трубок 10, - следует заметить, что далее по тексту последнее направление будет называться основным направлением трубок, и при этом вторая группа содержит источники 22 света, продолжающиеся в направлении, которое по существу перпендикулярно как основному направлению трубок, так и направлению, в котором продолжаются источники света 21 первой группы. Далее для наглядности источники 21 света первой группы будут называться первыми источниками 21 света, а источники 22 света второй группы будут называться вторыми источниками 22 света.

В показанном примере основное направление трубок по существу совпадает с вертикальным направлением. Следовательно, оба направления, в которых продолжаются и первые источники 21 света и вторые источники 22 света, являются, по существу, горизонтальными направлениями. В частности, по существу горизонтальное направлении первых источников 21 света и по существу горизонтальное направление вторых источников 22 света являются по существу перпендикулярными между собой направлениями. Первые источники 21 света пересекают слои 2 трубок, продолжаясь по существу перпендикулярно слоям 2 трубок, а вторые источники 21 света находятся между слоями 2 трубок, не пересекая слои 2 трубок. Для завершенности следует отметить, что в конструкции коробчатого кулера 1, как это показано, между смежными слоями 2 трубок существует пространство, необходимое для обеспечения возможности такого позиционирования вторых источников 21 света.

Фиг. 2 предназначена для того чтобы дополнительно проиллюстрировать взаимное расположение различных источников 21, 22 света и трубок 10 коробчатого кулера 1. В показанном примере длина каждого из первых источников 21 света является такой, что источники 21 света продолжаются по всему расстоянию от переднего слоя 2 трубок коробчатого кулера 1 к заднему слою 2 трубок, а длина каждого из вторых источников 21 света соответствует максимальной ширине самой большой из трубок 10. Это не меняет того факта, что источники 21, 22 света могут иметь другие длины. Например, первые источники 21 света по длине могут быть приблизительно равными половине расстояния между передним слоем 2 трубок и задним слоем 2 трубок, при этом, чтобы перекрыть все это упомянутое расстояние, могут быть использованы два первых источника 21 света. В частности, первые источники 21 света могут быть несколько более длинными, чем полная длина, как она указана, или чем половина расстояния, как она указана, так что они могут быть расположены в коробчатом кулере 1 таким образом, что при этом будут продолжаться, соответственно, на небольшое расстояние за пределы переднего слоя 2 трубок и заднего слоя 2 трубок. Далее, в показанном примере первые источники 21 света расположены в коробчатом кулере 1 на различных уровнях, причем некоторое количество первых источника 21 света расположено вне U-образной формы самых больших трубок 10, а некоторое количество первых источника света расположено внутри U-образной формы самых маленьких трубок 10. Таким образом достигнуто, чтобы препятствующий обрастанию свет испускался и в направлении внутренней стороны группы трубок 10 в слое 2 трубок, и в направлении внешней стороны этой группы. Вторые источники 22 света расположены на различных уровнях между парами двух смежных слоев 2 трубок. Заметим, что в различных случаях может использоваться большее или меньшее количество источников 21, 22 света, лишь бы при этом принималось во внимание требование осуществления предохранения от обрастания. Например, может использоваться большее количество первых источников 21 света, при этом первые источники 21 света расположены также и за пределами U-образной формы самых маленьких трубок 10, и внутри U-образной формы самых больших трубок 10. Когда слои 2 трубок содержат более трех трубок 10, становится дополнительно возможно, чтобы первые источники 21 света были расположены таким образом, чтобы они присутствовали во всех промежутках между трубками 10 различных размеров. В любом случае предпочтительно, если источники 21, 22 света будут расположены равномерно по всему коробчатому кулеру 1.

В соответствии с изобретением источники 21, 22 света расположены в коробчатом кулере 1 по меньшей мере в двух взаимно различных ориентациях. В рамках настоящего изобретения существуют многочисленные варианты для размеров и форм источников 21, 22 света, для количества источников 21, 22 света, а также для позиционирования источников 21, 22 света в коробчатом кулере 1. Кроме того, размер, форма, количество и (или) расположение трубок 10 коробчатого кулера 1 могут отличаться от того, что показано и описано в отношении варианта осуществления изобретения. Следовательно, конструкция коробчатого кулера 1, в том виде, как она описана ранее и проиллюстрирована на чертежах, представляет лишь одну из многочисленных возможных конструкций. Коробчатый кулер 1 следует рассматривать как представляющий собой не более чем один пример охлаждающего устройства, включающего в себя по меньшей мере две трубки для содержания и перемещения текучей среды, которая должна охлаждаться внутри их.

Коробчатый кулер 1 может содержать в соответствующих местах одну или более пластин (не показаны), предназначенных для повышения эффекта от передачи тепла и направления света от источников 21, 22 света по сторонам трубок 10, которые в противном случае могут (в основном) находиться в тени. Другим возможным применением пластин в коробчатом кулере 1 может быть вмещение трубок 10 в фиксированном пространственном соотношении между собой по всей их длине. С этой целью могут использоваться пластины, имеющие отверстия для опорных участков 12 трубок 10, чтобы они могли проходить через них.

Специалисту в данной области техники следует понимать, что объем настоящего изобретения не ограничивается вышеописанными примерами, но возможны его некоторые изменения и модификации без отхода от объема настоящего изобретения, как он определен в приложенных пунктах формулы изобретения. Предполагается, что данное изобретение будет пониматься как включающее в себя все такие изменения и модификации, при условии, что они находятся внутри объема приложенных пунктов формулы изобретения или их эквивалентов. Хотя на чертежах и в описании настоящее изобретение было подробно описано и проиллюстрировано, такую иллюстрацию и описание следует рассматривать именно как иллюстративные или приведенные в качестве примера, а не как ограничительные. Изобретение не ограничено раскрытыми вариантами осуществления. Чертежи являются схематичными и не обязательно выполненными в масштабе, при этом подробности, которые не являются необходимыми для понимания, могут быть опущены.

Специалистами в данной области, исходя из изучения чертежей, описания и приложенных пунктов формулы изобретения, при практической реализации заявленного изобретения могут быть придуманы и внесены изменения в раскрытые варианты исполнения. В этих пунктах слово «содержащий» не исключает других элементов или этапов, а признак единственного числа не исключает множества. В пунктах формулы изобретения любые ссылочные позиции не должны истолковываться как ограничивающие объем изобретения. Слово «множество» в том смысле, как оно используется в этом тексте, следует понимать как означающее «по меньшей мере два».

Элементы или объекты, обсуждавшиеся для конкретного варианта осуществления или относительно него, могут быть соответствующим образом скомбинированы с элементами или объектами других вариантов осуществления, если явным образом не указано иное. Таким образом, тот простой факт, что некоторые размеры указаны во взаимно различных зависимых пунктах формулы изобретения, не означает, что для получения преимущества не может быть использована комбинация этих размеров.

Термин «по существу», в том смысле, как он используются в этом тексте, специалисту в данной области будет понятен как относящийся к ситуациям, в которых предполагается наличие определенного эффекта, который теоретически может проявляться полностью, но его реальное проявление связано с практическими границами. Примеры такого эффекта включают в себя параллельное расположение объектов, а также перпендикулярное расположение объектов. В тех случаях, где это применимо, термин «по существу» может пониматься как указывающий процентную величину в 90% или более, такую как 95% или более, конкретно, - 99% или более, более конкретно, - 99,5% или более, включая 100%.

Термин «содержит», в том смысле, как он используются в этом тексте, специалисту в данной области будет понятен как перекрывающий значение термина «состоит из». Следовательно, термин «содержит» в одном варианте исполнения означает «состоит из», а в другом варианте осуществления означает «содержит/включает по крайней мере определенные виды и, как вариант, один или более других видов».

В виду того факта, что биообрастание имеет место не только в море, но и в реках, озерах и т.п., настоящее изобретение в общем, применимо к охлаждению посредством поверхностной воды любого рода. В этом отношении следует отметить, что термин «поверхностная вода» следует понимать в широком смысле как вода, которая имеется на поверхности Земли, в отличие от грунтовой воды и атмосферной воды.

Охлаждающее устройство (1) для охлаждения текучей среды посредством поверхностной воды содержит множество трубок (10) для вмещения и переноса текучей среды, охлаждаемой внутри них, причем трубки (10) выполнены с возможностью по меньшей мере частичного подвергания воздействию поверхностной воды во время работы охлаждающего устройства (1). Кроме того, охлаждающее устройство (1) содержит множество источников (21, 22) света для генерации света, который препятствует зарастанию внешней стороны трубок (10), при этом источники (21, 22) света имеют такие размеры и расположены относительно трубок (10) так, чтобы направлять препятствующий обрастанию свет на внешние стороны трубок (10), при этом источники (21, 22) света имеют, в общем, удлиненную форму, и при этом источники (21, 22) света расположены в охлаждающем устройстве (1) в по меньшей мере двух взаимно различных ориентациях. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Охлаждающее устройство (1) для охлаждения текучей среды посредством поверхностной воды, содержащее

множество трубок (10) для вмещения и переноса внутри них охлаждаемой текучей среды, причем трубки (10) выполнены с возможностью по меньшей мере частичного подвергания воздействию поверхностной воды во время работы охлаждающего устройства (1); и

множество источников (21, 22) света для создания света, который препятствует обрастанию внешней стороны трубок (10), причем источники (21, 22) света имеют такие размеры и расположены относительно трубок (10) так, чтобы направлять препятствующий обрастанию свет на внешние стороны трубок (10),

при этом источники (21, 22) света имеют, в общем, удлиненную форму, и

причем источники (21, 22) света расположены в охлаждающем устройстве (1) в по меньшей мере двух взаимно различных ориентациях.

2. Охлаждающее устройство (1) по п. 1, в котором по меньшей мере часть охлаждающего устройства (1) имеет послойную конструкцию, в которой трубки (10) расположены в слоях (2) трубок, причем каждый слой (2) трубок содержит по меньшей мере одну трубку (10), при этом источники (21) света первой группы источников (21, 22) света расположены в ориентации для пересечения по меньшей мере двух смежных слоев (2) трубок, а источники (22) света второй группы источников (21, 22) света расположены между по меньшей мере одной парой двух смежных слоев (2) трубок без пересечения этих слоев (2) трубок.

3. Охлаждающее устройство (1) по п. 2, в котором по меньшей мере часть трубок (10) соответствующих слоев (2) трубок представляет собой, по существу, прямую часть (12), продолжающуюся в основном направлении трубки, при этом источники (22) света второй группы источников (21, 22) света имеют, по существу, прямую форму и расположены в ориентации для продолжения в направлении, которое отлично от основного направления трубки.

4. Охлаждающее устройство (1) по п. 3, в котором источники (22) света второй группы источников (21, 22) света расположены в ориентации для продолжения в направлении, которое, по существу, перпендикулярно основному направлению трубки.

5. Охлаждающее устройство (1) по п. 4, в котором источники (22) света второй группы источников (21, 22) света расположены в ориентации для расположения, по существу, параллельно слоям (2) трубок.

6. Охлаждающее устройство (1) по п. 5, в котором источники (21) света первой группы источников (21, 22) света имеют, по существу, прямую форму и расположены в ориентации для продолжения в направлении, которое является, по существу, перпендикулярным как основному направлению трубки, так и направлению ориентации источников (22) света второй группы источников (21, 22) света.

7. Охлаждающее устройство (1) по п. 2, в котором источники (21) света первой группы источников (21, 22) света продолжаются, по существу, параллельно друг другу.

8. Охлаждающее устройство (1) по п. 2, в котором источники (22) света второй группы источников (21, 22) света продолжаются, по существу, параллельно друг другу.

9. Охлаждающее устройство (1) по п. 2, в котором трубки (10) соответствующих слоев (2) трубок имеют криволинейную форму, при этом по меньшей мере некоторое количество источников (21) света первой группы источников (21, 22) света расположено внутри криволинейной формы по меньшей мере некоторого количества трубок (10) соответствующих слоев (2) трубок.

10. Охлаждающее устройство (1) по п. 9, в котором некоторое количество источников (21) света первой группы источников (21, 22) света расположено снаружи криволинейной формы по меньшей мере некоторого количества трубок (10) соответствующих слоев (2) трубок.

11. Охлаждающее устройство (1) по п. 9, в котором слои (2) трубок включают некоторое количество U-образных трубок (10), имеющих криволинейный нижний участок (11) и два, по существу, прямых опорных участка (12), при этом трубки (10) слоя (2) трубок имеют взаимно разные размеры, изменяющиеся от наименьших трубок (10) до наибольших трубок (10), при этом наименьшие трубки (10) имеют наименьший радиус нижнего участка (11), а наибольшие трубки (10) имеют наибольший радиус нижнего участка (11), причем верхние стороны опорных участков (12) трубок (10) находятся в охлаждающем устройстве (1) на одинаковом уровне, при этом опорные участки (12) трубок (10) продолжаются, по существу, параллельно друг другу, и причем по меньшей мере один источник (21) света из первой группы источников (21, 22) света расположен внутри U-образной формы наименьших трубок (10) по меньшей мере некоторого количества соответствующих слоев (2) трубок.

12. Охлаждающее устройство (1) по п. 1, в котором источники (21, 22) света содержат трубчатую лампу для генерации ультрафиолетового излучения.

13. Охлаждающее устройство (1) по п. 1, в котором трубки (10) по меньшей мере частично покрыты покрытием, отражающим препятствующий обрастанию свет.

14. Судно, содержащее

двигатель для привода судна в движение,

систему охлаждения двигателя, включающую охлаждающее устройство (1) по п. 1,

отсек (100) для размещения трубок (10) и источников (21, 22) света охлаждающего устройства (1), причем отсек (100) выполнен с по меньшей мере одним входным отверстием (104) для обеспечения поступления воды в отсек (100) и по меньшей мере одним выходным отверстием (105) для обеспечения выхода воды из отсека (100).

15. Судно по п. 14, в котором внутренняя сторона стенок (102, 103), ограничивающих отсек (100), по меньшей мере частично покрыта покрытием, отражающим препятствующий обрастанию свет.