CN100526154C - 对表面上的海洋附生物进行处理的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种对例如海船或小船上的孔等表面上的海洋附生物进行处理的方法和设备。采用限制装置来限制紧贴表面的热流体空间。该限制装置利用保持件而保持与表面紧贴，并且安装有辊从而其可以在表面上方移动以对该表面的其他部分进行处理。从外部的加热器向限制空间供应热流体。

Description

对表面上的海洋附生物进行处理的方法和设备

技术领域

本发明涉及一种对表面上的海洋附生物进行处理的方法和设备，具体地但不排他地，涉及一种处理船体以及其他常位于水中的物体(water residentobject)上的海洋附生物的方法和设备。

背景技术

桥墩、航道、钻井平台、水上航行器等常位于水中的物体上的海洋附生物是一个重要的问题。特别是对于商业航运的经营者，在诸如海船、小船等水上航行器中的诸如藻类、无脊椎动物(贝类、甲壳类动物)等海洋附生物会导致很大的成本支出。海洋附生物如果不进行处理会导致更为严重的磨损和撕裂，并且会大大增加油料的消耗(增大10％～15％)，且会产生很高的维修费用。

曾经尝试过在易受影响的表面诸如海船船体等使用防止水生物沉积的涂料来解决海洋附生物问题。但是，已经发现很多的防止水生物沉积的涂料都会污染环境，因此很多国家已经禁止或已经在考虑禁止使用这些防止水生物沉积的涂料，甚至禁止喷涂有防止水生物沉积涂料的船舶进入该国的航线。另外，购买和应用防止水生物沉积的涂料也都很昂贵，并且还需要定期重新喷涂。

采用刷式清洁机或类似机器的机械刮擦技术已经被用来去除海洋附生物。但是，由于在进行机械清洁的区域所带来的附生物侵扰造成的环境影响，官方也经常禁止使用这样的设备。此外，如果已经利用诸如防止水生物沉积的涂料等昂贵的表面处理措施对表面进行了处理，则频繁的刮擦技术会导致对此类表面处理的损害，或者导致此类表面处理的脱落，这些进而会造成巨大花费并且可能加剧刮擦引起的环境危害。

已经有人提出利用热处理的方法处理航道中或者使用于航道中的设备上的某些生物群。美国专利US.5,389,266(Clum等人)公开了一种处理航道底部表面的斑马纹贻贝群的装置。在对航道底部表面某一区域的水进行限制的腔室中安装一个热交换器。热交换器加热水，杀死斑马纹贻贝群。然后从底部表面移开腔室，在底部表面的另一区域重复上述操作。这种处理要求在限制水的(confining)腔室中设置热交换器。

美国专利US5,389,266还提出：将诸如海船等水上航行器的船体整个封闭在一个腔室内，然后利用设置在封闭腔室内的热交换器加热该封闭腔室内的水，或者通过将该封闭腔室内的水送至外部的热交换器加热后再送回该封闭腔室内，这样来对诸如海船等水上航行器进行处理。这种处理海船船体的方法花费很大，并且不是对于所有类型的航行器都实用，特别是大的船只。而且，要对包围着很大船体的腔室内的所有的水进行加热，其所需要的能量可能难以想象。

苏联专利公开出版物SU119—924A公开了一种处理船体上的藻类的方法，首先，将船体的至少一部分裹在隔热套中，然后利用安装在船体内侧的热交换器加热船体。热量从船体传递到藻类生物。藻类被杀死后，可以将隔热套移开。

这种装置需要围绕着船体设置隔热套，这可能比较困难(特别是对于大的航行器)。该专利中还进一步设想可以设置通向船体内部的开口，以对船体内部进行加热，从而使得热量可以传递到船体外侧。但是，很多船舶中都很难找到足以从船体内部对藻类进行有效的处理的入口。

发明内容

根据本发明的第一方案，本发明提供了一种对表面上的海洋附生物进行处理的方法，包括如下步骤：限制与该表面的一部分相邻的空间；将热流体导入该空间内以对该海洋附生物进行加热；在该表面上方移动该限制空间以对该表面的其他部分进行处理；以及不管该表面如何取向，均使该限制空间保持与该表面相邻。

需要注意的是，本文中所用的术语“海洋附生物”包括可能生长在水中航行器上的任何动物和植物，且不限于仅在海中才有的生物。该术语还包括生长在内陆航道或湖泊中的生物体。

在一个实施例中，该热流体的温度足以杀死海洋附生物。

在一个实施例中，在远处加热流体，然后从远处位置将其送入该空间。当更多的热流体导入该限制空间时热流体可以从该限制空间中排出。该热流体可以排放到周围环境中。

在一个实施例中，该限制空间的深度尺寸数值上相对较小。导入该限制空间的该热流体可以在该表面的、与该限制空间相邻的部分上方形成为一层，该层的厚度相对较小。有利的是，这样可以节省能量，因为这意味着可以减少处理该表面所需的热流体的量，因而所耗用的能量减少。很多情况下，实际的深度尺寸取决于该限制空间的大小，而该限制空间的大小则因不同的应用而不同。然而，在本实施例中，该深度尺寸可以是2mm～50mm，在一个可选实施例中，可以是2mm～15mm，在另一个可选实施例中，可以是2mm～10mm。

该方法包括使该限制空间保持与该表面相邻的步骤。不管该表面如何取向，该限制空间均可以保持与该表面相邻。例如，如果该表面是海船船体，则船体的取向通常为朝向一侧或者向下进入水中，这样，该限制空间要保持与该船体相邻。在一个实施例中，利用磁性使该限制空间保持与该表面相邻。

在一个实施例中，当该限制空间在该表面上方移动时，该限制空间和该表面的形状相一致。例如，如果船是弯曲的，则该限制空间和该弯曲的形状相一致，从而保持该限制空间与该表面相邻。

在一个实施例中，该方法可以在现场处理表面。例如，如果该表面是海船船体，则可以在吃水线下使用该方法来处理该海船船体。

根据第二个方案，本发明提供了一种用于对表面上的海洋附生物进行处理的设备，包括限制装置，该限制装置设置成限制与该表面的一部分相邻的空间；该限制装置设有入口，该入口设置成能使热流体导入该空间；该限制装置能在该表面上方移动从而能对该表面的其他部分进行处理；并且该限制装置还包括保持装置，该保持装置设置成不管该表面取向如何，均使该限制装置保持靠近该表面，从而使得该空间保持与该表面相邻。

该限制装置设置有保持装置，该保持装置设置成使该限制装置保持与该表面相邻，以使得该空间保持与该表面相邻。该保持装置包括一个或多个安装在该限制装置上的磁铁。

在一个实施例中，排放装置能使导入该空间的热流体从该空间中排出。该排放装置可以将该加热流体排入周围环境。在一个实施例中，该排放装置包括与该限制装置邻接的柔性密封件。

在一个实施例中，该限制装置呈覆盖件形状，该覆盖件具有背部和侧部，以及敞开的正面，这几部分之间形成空腔。该敞开的正面设置成紧贴待处理的表面。侧部的边缘与该表面邻接。该限制空间限定于该覆盖件内的该空腔中。在本实施例中，所述侧部的至少一部分由柔性裙板(skirt)形成，在工作时，该裙板构成不固定的密封件。在一个实施例中，该覆盖件的厚度的值相对较小，从而使得处理该表面所需的水量相对很少。水能在待处理表面的、与该限制空间相邻的部分的上方形成一层。

在一个实施例中，该限制装置设置成当该限制装置在该表面上方移动时和该表面形状相一致。在一个实施例中，该限制装置呈覆盖件形状，该覆盖件是柔性的，从而该覆盖件能和诸如水中航行器的壳体等曲面相一致。在一个实施例中，该覆盖件由多个板件构成，所述板件连接在一起从而能彼此相移动，这样整个覆盖件具有柔性，并且能够和非平坦的表面相一致。

根据本发明的第三个方案，本发明提供了一种用于对表面上的海洋附生物进行处理的设备，包括座体，该座体用于安装加热装置和保持装置，其中，该加热装置能对该表面的一部分进行加热，而该保持装置被设置用来使该座体保持接近该表面；该座体能在该表面上方移动，从而能对该表面的其他部分进行处理。

在一个实施例中，该加热装置可以包括热交换器。在一个实施例中，不管该表面如何取向，该保持装置使该座体保持紧贴该表面，在一个实施例中，该保持装置是安装在该座体上的一个或多个磁铁。

根据本实施例的第四个方案，本发明提供了一种用于对表面上的海洋附生物进行处理的方法，包括以下步骤：利用加热装置对该表面的一部分进行加热；使该加热装置保持紧贴该表面；以及在该表面上方移动该加热装置以处理该表面的其他部分。

在一个实施例中，该保持步骤利用磁性实现。

附图说明

下面将结合附图，以举例的方式对本发明的实施例进行说明。由此，本发明的特征和优点将更加清晰。

图1是从根据本发明的一个实施例的装置的下侧看过去的平面图；

图2是图1所示实施例的侧视图；

图3是图1所示装置的平面图；

图4是图1所示实施例的端视图；

图5是示出图1所示实施例应用于根据本发明的一个实施例的方法中的示意图；

图6是从根据本发明的装置的另一实施例的下侧看过去的视图；

图7是图6所示实施例的侧视图；

图8是图6所示实施例的另一端视图；

图9是示出在根据本发明的一个实施例的方法中应用根据本发明的装置的一个实施例的示意图；

图10是根据本发明的装置的另一实施例从其上方一侧看过去的透视图。

具体实施方式

图1至图4是根据本发明的装置的一个实施例的视图。该装置整体上由附图标记1表示，并且形式为限制装置1，其被设置成能限制与因为海洋附生物而需要处理的表面的一部分相接近的的流体的空间。在这一示例性的实施例中，限制装置1呈柔性覆盖件1的形式，其包括侧部2和背部3，所述侧部和背部设置成限定位于侧部2和背部3以内的空间4，该空间4用以限制所述流体的空间。

限制装置1包括保持装置E，该保持装置E设置成在工作中使所述限制装置(以及所述限制空间(confined volume))保持与待处理表面相邻。在本实施例中，保持装置E的形式为固定在覆盖件1下侧的磁铁E。在本实施例中，磁铁E固定在辊B之间。辊B和覆盖件1的侧部2一起作用，以防止磁铁和待处理表面接触。因而磁铁B和待处理表面隔开一定的距离，但是两者之间的吸引力仍能使覆盖件1保持与该表面紧贴。

装置1还包括入口部I，所述入口部I能将热流体导入空间4。在本实施例中，热流体通过隔热软管(将在下面说明)从热流体源输送到入口部I。热流体可以是便于使用并且能加热到足以对海洋附生物进行处理的温度的任何流体。例如，该流体可以是水或者蒸汽。

覆盖件1是柔性的，从而使其能够与待处理表面的形状变化相一致。

更详细地说，覆盖件12包括若干刚性的主体部件C，所述刚性的主体部件连接在一起，形成覆盖板(mat)的背部3以及部分侧部2。部件C可以是正方形的铝板，或者是刚性的或者半刚性的合成材料，例如诸如Perspex^TM、Nylon^TM、Teflon^TM或类似的轻质材料等塑料。在本实施例中，部件C呈板状。柔性的铰接部D沿X/Y两个方向，从一侧到另一侧并且从一端到另一端地穿过覆盖件1的背部。该铰接部可以是柔性材料，在本实施例中，是尼龙带(例如车辆安全带所使用的材料)。需要注意的是，这种类型的柔性铰接部也可以替换为更具刚性的结构类型，比如门合页类型的铰链。围绕覆盖件1的周边形成有氯丁橡胶的柔性裙板A。这种柔性裙板A辅助将热流体容纳在空间4中，并且当通过入口部I供应了过多的流体时，能将流体排放到周围环境中。

部件C形成覆盖件1的板件C的外围，所述部件C在其外边缘处具有倾斜20°～30°的倾斜部分H，该倾斜部分构成了覆盖件1的侧部2的一部分。

辊B通过从安装座7上突起的侧板6穿过的轴5安装。安装座7可以是安装成以万向支架形式转动的主体的形式。这一点在图1中用箭头X表示。由于万向支架式的安装平台7，覆盖件1可以在表面上沿任何方向(即向侧部、向上、向下等)移动。

在一个可选实施例中，辊B可以固定地安装，使得所述辊保持相同的取向。这样，覆盖件1将沿一个方向移动。要想沿另一方向移动覆盖件，则需要改变覆盖件本身的取向。

在图5的示意图中示出了覆盖件1的一种工作情形，其中待处理的表面是船体20的表面。辊B和船体20的表面接触，由于万向安装座7，覆盖件1可以在船体20的表面上沿任何方向移动。磁铁E的吸引力使辊B和覆盖件1保持与表面紧贴。磁铁E和表面隔开预定的距离，但是磁铁的吸引力足以将覆盖板1保持在表面上。所述磁铁可以是稀土磁铁。

如图5所示，覆盖件1围住与船体20表面的一部分21相邻的空间，覆盖件1的柔性侧部A形成了紧贴表面部分21的柔性密封件。服务船22上的热水加热器J通过柔性隔热软管K向入口部I供应热水。随着更多的热水供入容纳空间4，多出来的热水通过柔性密封件A排放到水23中。需要注意的是，热水并非必须要由服务船提供。加热器可以安装在船本身上或者其他地方。

为了有效地杀死船体20上所述部分21处的所有有机附生物，要供应水温高于50℃，优选高于60℃的热水达到预定的时段。需要注意的是，所应用的温度和速度可以根据环境条件进行变化。

在开始使用时，可以改变流体的应用温度和应用速度，直到选定理想的速度和温度。

由加热器J进行加热的热水可以是抽入加热器J的周围的水23。

要对船体20的表面的其他部分进行处理，可使覆盖件1在该表面上方移动。可以利用驱动器推动覆盖件1在表面上方移动来实现这种运动。或者，可以实施为包括利用与船连接的绞盘的自动装置，从而使覆盖件在船体上“行走”。

本实施例中的装置的优点在于：覆盖板的表面积和覆盖板的厚度的比率非常大。因而覆盖板中所需的水量相对很小。这意味着不需要使用大量的水。在一个实施例中，覆盖板中的空间4可以通过插入另外的连接至板件C的塑料(或者其他材料)“填充物”而进行限制，从而限制空间4以使用更少量的水。有利的是，对覆盖板的内部容积的厚度进行限制，并且可以限制在2mm～50mm，或者2mm～15mm，甚至2mm～10mm的范围内。

在上述实施例中，该供水系统是一“开路”系统。也就是说，水通过软管K抽入并通过柔性密封件排出到周围环境中。在另一个实施例中，水在一个闭合的系统中供应；其中，水通过另一个软管(参见后面的说明)返回到加热器J中。

本实施例中的装置1的一个优点在于，当该装置处理完有机附生物后在船体20的表面移动时，不会严重摩擦表面，这样，所述有机附生物尽管已经死去但基本上仍保持在表面上，而不会立即脱落到周围环境中。而当船起航时，海洋附生物最终将会从所述表面上脱落到周围环境中，优选是当船行进到远离港口的公海时脱落。

作为上述实施例中使用与辊B隔开的稀土磁铁E的一种可选方案，磁铁E可以省略，取而代之的是辊B可以为磁性材料。

在上述实施例中，覆盖件1由一系列通过带D连接在一起的板件C构成。在一个可选实施例中，整个覆盖件可以由一种结实且具有柔性的合成织物来构造，所述合成织物上上紧固辊组件。由于织物是柔性的，因此其在所述表面上方移动时将和表面相适应。

此外，在另外的实施例中，上述实施例中所述的辊组件可以改变成更类似于“购物手推车”式的辊组件。

在上述实施例中，所述部件要选择成使得所构造的覆盖件1在水中具有近似中性浮力。

图6至图9中示出了根据本发明的装置的一可选实施例。本实施例是一种呈覆盖件50形式的限制装置，该覆盖件较为刚硬，包括背部51和侧部52。覆盖件50由铝框53形成，铝框53用外部氯丁橡胶板覆盖。整个装置具有近似中性浮力。磁性轮11、12、13和14固定在覆盖板的内部。工作中，磁性轮11、12、13和14使覆盖板50保持与待处理表面紧贴。开口55允许热水(或任何其他适宜的流体)进入和排出。侧部52由外侧56和内部氯丁橡胶片57构成，其中外侧56和内部氯丁橡胶片57之间形成有间隙58，以保持一定程度的绝热。

在工作时(参见图8)，热水通过软管60和入口55抽入覆盖板，通过软管61和出口55排出覆盖板。尽管这里水仍有一定的损失，但这种装置基本上为“闭合回路”。

还需要注意的是，这种装置较为刚硬，因此不能很好地适应弯曲的平面。可以预见这种装置可以是尺寸相对较小的装置，其能用于小的非弯曲表面或者小船的船体，比如游艇。

图9示出了图5至图7所示的实施例在小船船体200上的应用。如图所示，本实施例中的覆盖板50具有多个入口和出口55。同样地，该覆盖板可以利用驱动器或者自动装置而在表面上方移动。

本实施例所示的闭合循环系统可以用于图1至图5所示的实施例，而图1至图5所示的开路系统可以用于图6至图9所示的实施例。

图10中示出了根据本发明的再一个实施例的装置。在本实施例中，限制装置300采用合成织物覆盖板300的形式，该合成织物覆盖板多孔，包括很多形成限制空间的孔。工作中，将合成织物覆盖板300设置于靠近表面的一部分，以对该表面的该部分进行加热，对表面的海洋附生物进行处理。合成织物覆盖板300被安装用来在表面上运动。

详细地说，本实施例中的合成织物覆盖板300形成为传送带的形式，该传送带安装在传送带300两端的一对辊301、302上。传送带300的下表面303和所述表面接触，并且形成保持与所述表面紧贴的限制空间，上表面304和下表面303相对，且远离处理表面。在安装该装置的铝框308的侧壁307中设置有热水入口305和306。铝框308的一部分通过铰接部309连接，通过橡胶张紧件310、311的作用张紧铝框，从而使传送带300通过辊301、302而张紧。

辊302是驱动辊，具有驱动轮313，该驱动轮可以采用电驱动。辊301为惰辊。

工作中，将热流体(通常是热水)抽吸到由辊301、302的铝框308的侧壁307限定的空腔中。此空腔的至少一侧(面向待处理表面的一侧)是敞开的。空腔中的流体被多孔覆盖板300吸收，从而加热待处理表面。当该装置在该表面上方移动时，由于合成织物覆盖板300是传送带的形式，则随着辊302、301驱动传送带，该合成织物覆盖板处于上表面304的部分将移动到下表面303。这使得该装置能在表面上方移动的同时仍能保持合成织物覆盖板300紧贴表面，从而对表面进行加热并处理。

需要注意的是，可以通过潜水员手动移动整个装置，以替代电驱动的驱动轮313。

通过空腔侧部的间隙或者通过合成织物覆盖板300的多孔性以及合成织物覆盖板300绕着辊301、302的传送，热流体从空腔中排出。

本发明的实施例能等同地应用于吃水线之上和之下的海洋附生物。例如，船只既可以当其在干船坞时进行处理，也可以当其在水中时进行处理。

此外，本发明的实施例不限于应用在船体上，也可以应用在也面临海洋附生物间题的任何表面，例如，桥墩、石油钻塔的边桩等等。

再一个实施例可以包括简单的柔性覆盖板，该柔性覆盖板具有围绕其外边缘的磁性编织物，该磁性编织物可以固定在船体的表面上，然后可以移动并固定在表面的其他部分，热流体可以抽入其内部空间。

在上述实施例中，覆盖板通过磁性装置实现保持。也可以采用其他方式。比如对于小型船只，可以使用铝杆手动保持该装置紧贴船体表面。位于所述限制装置背部的电动螺旋桨(推进器)可以产生推动力，以保持该装置紧贴待处理表面(不仅限于小型船只或小艇)。另一种可选方案是设置“喷水器”，以从该装置的背部喷水，从而产生紧贴待处理表面的推力。

在上述实施例中，通过供入覆盖件装置中的热流体来传递热量。在一个可选实施例中，可以在保持在表面上的座体中安装热交换器，该座体还可以包括小脚轮或者辊，以使得该装置可以在表面上方移动。所述保持装置可以是磁铁或者用于保持在表面上的任何其他装置。

在不脱离广泛描述的本发明的实质和范围的情况下，本领域的普通技术人员可以按照具体实施例所示，对本发明进行多种改进和变化。因此这些实施例的各个方面都应视为示例性而非限制性的。

Claims (28)

1.一种对表面上的海洋附生物进行处理的方法，包括如下步骤：限制与该表面的一部分相邻的空间；将热流体导入该空间内以对该海洋附生物进行加热；在该表面上方移动该限制空间以对该表面的其他部分进行处理；以及不管该表面如何取向，均使该限制空间保持与该表面相邻。

2.如权利要求1所述的方法，其中，使该限制空间保持与该表面相邻的步骤利用磁性来实现。

3.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，该方法还包括当更多的热流体导入该限制空间时将热流体从该限制空间中排出的步骤。

4.如权利要求3所述的方法，其中，该热流体被排放到周围环境中。

5.如权利要求1所述的方法，其中，该限制空间具有较小的深度尺寸。

6.如权利要求5所述的方法，其中，该热流体在该表面的、与该限制空间相邻的部分上方形成为一层。

7.如权利要求6所述的方法，其中，该限制空间的深度尺寸在2mm至50mm的范围内。

8.如权利要求7所述的方法，其中，该深度尺寸在2mm至15mm的范围内。

9.如权利要求8所述的方法，其中，该深度尺寸在2mm至10mm的范围内。

10.如权利要求1所述的方法，其中，该方法还包括在处理过程中改变该热流体的温度，以确定最有效的温度的步骤。

11.如权利要求1所述的方法，其中，该方法还包括在处理过程中改变该热流体的导入速度，以确定最有效的速度的步骤。

12.如权利要求1所述的方法，其中，该表面是在水中行进的航行器的壳体的表面。

13.如权利要求12所述的方法，其中，当该航行器在水中时，该处理在该航行器的吃水线的下方进行。

14.如权利要求1所述的方法，其中，该方法还包括当该限制空间在该表面上方移动时，使该限制空间和该表面的形状相一致的步骤。

15.一种用于对表面上的海洋附生物进行处理的设备，包括限制装置，该限制装置设置成限制与该表面的一部分相邻的空间；该限制装置设有入口，该入口设置成能使热流体导入该空间；该限制装置能在该表面上方移动从而能对该表面的其他部分进行处理；并且该限制装置还包括保持装置，该保持装置设置成不管该表面取向如何，均使该限制装置保持接近该表面，从而使得该空间保持与该表面相邻。

16.如权利要求15所述的设备，其中，该保持装置包括一个或多个安装在该限制装置上的磁铁。

17.如权利要求15或16所述的设备，其中，该限制装置还包括排放装置，该排放装置能使导入该空间的热流体从该空间中排出。

18.如权利要求17所述的设备，其中，该排放装置包括与该限制装置邻接的柔性密封件。

19.如权利要求15所述的设备，其中，该限制装置还设置成当其在该表面上方移动时与该表面的形状相一致。

20.如权利要求19所述的设备，其中，该限制装置包括柔性覆盖件。

21.如权利要求20所述的设备，其中，该柔性覆盖件包括多个较硬的部件，所述部件连接在一起从而能彼此相对移动，以利于该覆盖件的柔性。

22.如权利要求15所述的设备，其中，该限制装置设置成使得该限制空间具有较小的深度尺寸。

23.如权利要求22所述的设备，其中，该限制设备设置成使得导入该限制空间的该热流体在该表面的、与该限制空间相邻的部分上方形成为一层。

24.如权利要求23所述的设备，其中，该深度尺寸在2mm至50mm的范围内。

25.如权利要求24所述的设备，其中，该深度尺寸在2mm至15mm的范围内。

26.如权利要求25所述的设备，其中，该深度尺寸在2mm至10mm的范围内。

27.一种用于对表面上的海洋附生物进行处理的设备，包括座体，该座体用于安装加热装置和保持装置，其中，该加热装置能对该表面的一部分进行加热，而该保持装置被设置用来使该座体不管该表面如何取向均保持接近该表面；该座体能在该表面上方移动，从而能对该表面的其他部分进行处理。

28.一种用于对表面上的海洋附生物进行处理的方法，包括以下步骤：利用加热装置对该表面的一部分进行加热；不管该表面如何取向，均使该加热装置保持紧贴该表面；以及在该表面上方移动该加热装置以处理该表面的其他部分。

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