CN108495722A - 具有表面和包括至少一个用于发射抗生物污染光的射线的抗生物污染光源的抗生物污染系统的设备 - Google Patents

Abstract

一种设备(100)具有表面(21、22、23、24)和包括至少一个光源(11、12)的抗生物污染系统(10)，所述抗生物污染系统用于对表面的至少大部分执行抗生物污染作用，所述至少一个光源(11、12)适于发射抗生物污染光的射线。所述表面(21、22、23、24)相对于彼此且相对于所述至少一个光源(11、12)被配置为使得在所述至少一个光源的操作期间，所述表面(21、22、23、24)的至少大部分相对于来自所述至少一个光源(11、12)的抗生物污染光的射线没有阴影，其中，可能的是，抗生物污染光的射线通过沿着所述表面(21、22、23、24)掠过而到达所述表面(21、22、23、24)。

Description

具有表面和包括至少一个用于发射抗生物污染光的射线的抗 生物污染光源的抗生物污染系统的设备

技术领域

本发明涉及具有表面和抗生物污染系统的设备，所述抗生物污染系统包括至少一个抗生物污染光源，用于在所述表面的至少大部分上执行抗生物污染作用，所述至少一个抗生物污染光源适于发射抗生物污染光的射线。

背景技术

在实践中，许多设备的实例具有必须保持清洁而不受生物污染的表面，包括打算用于家庭环境中的设备，例如咖啡机、水消毒器和锅炉，并且还包括打算用于工业环境或海洋环境中的设备，如箱式冷却器。一般来说，表面的生物污染是一个众所周知的问题，其特别发生在(至少在其整个生命周期的一部分期间)表面暴露于水或者存在生物污染生物体的另一种流体的情况下。

生物污染或生物学污染是表面上的微生物、植物、藻类、小动物等的积聚。据估计，超过1700种由4000多种生物组成的物种造成生物污染。因此，生物污染是由各种各样的生物体引起的。生物污染分为包括生物膜形成和细菌附着的微生物污染和包括附着更大生物体的宏观生物污染。由于决定了什么阻止了生物体的沉降的独特的化学和生物学特性，生物体也被归类为硬的或软的。硬生物污染生物包括钙质生物，例如甲壳动物，结壳苔藓虫，软体动物，多毛类动物和其他管蠕虫以及斑马贻贝。软生物污染生物体包括非石灰质生物体，例如海藻、水螅、藻类和生物膜“粘液”。这些生物一起形成了生物污染群落。

在几种情况下，生物污染会造成实质性问题。生物污染会导致机器停止工作，进水口堵塞，以及热交换器的性能下降。因此，抗生物污染的主题，即去除或防止生物污染的过程是众所周知的。在涉及湿润表面的工业过程中，生物分散剂可用于控制生物污染。在较不受控制的环境中，使用杀生物剂、热处理或能量脉冲使生物污染生物体被杀死或被涂层排斥。防止生物体附着于表面的无毒机械策略包括选择材料或涂层以使表面变得光滑，或创建类似于仅提供不良的锚定点的鲨鱼和海豚的皮肤的纳米级表面拓扑。

箱式冷却器是热交换器，其包括多个相对于彼此非常靠近的距离延伸的管道，这些管道尤其旨在用于发动机驱动的船只，例如船舶。通常，船舶配备有各种机械，并且一个或多个箱式冷却器(其至少管道布置在一个或多个海水箱中)可用于船舶的机械冷却系统。箱式冷却器的管道用于容纳和输送要在其内部冷却的流体，其中，对于容纳管道的海水箱来说，具有入口开口和出口开口以使得水可以进入海水箱，流动越过海水箱中的管道，并通过自然流动和/或在船舶的运动影响下离开海水箱是一个实用的选择。考虑到生物污染层是有效的绝热材料使得生物污染涉及箱式冷却器的热传递能力的降低的事实，箱式冷却器的生物污染是个大问题。当生物污染层太厚以至于海水不能再在箱式冷却器的相邻管道之间循环时，就会对传热产生额外的恶化影响。因此，箱式冷却器的生物污染增加了发动机过热的风险，使得船舶需要减速或发生船舶发动机的损坏。

例如，在安装发动机功率为15MW的拖船的情况下，应用一个或多个箱式冷却器以将5MW量级的热量传递给海水。通常，箱式冷却器包括用于传导待冷却流体的U形管束，其中，管道的腿部分的端部被固定到具有开口的公共板，以提供通向每个管道的两个腿部的入口。如上所述，通过连续地将其管道暴露于新鲜的海水而使箱式冷却器能够执行其冷却功能是非常实用的选择。然而，箱式冷却器的环境理想地适合于生物污染，因为在箱式冷却器操作期间由于与管道内部的相对热的流体进行热交换，海水在管道附近被加热至中等温度，并且持续流动的水不断带来已知会导致生物污染的新的营养物和生物体。

在本领域中已知用于冷却单元的抗生物污染布置，所述冷却单元借助于海水来冷却来自发动机驱动的船舶的冷却水系统的水。例如，DE102008029464涉及一种用于在船舶和海上平台中使用的箱式冷却器，其包括用于通过可以定期重复的过热过程来杀死生物污染生物体的集成式抗生物污染系统。特别地，通过连续使限定数量的热交换器管道过热而不中断冷却过程来保护箱式冷却器免受微生物生物污染，其中，可以使用来自冷却水的废热来进行此。

板式冷却器是包括相继布置的板的换热器，并且通常用于实现两种流体之间的热传递。板通常由金属或其他已知具有高导热率的材料制成。在板式冷却器中，液体在板上分散开，因此可以具有相对较大的热交换器面积并且仍然具有紧凑的总体构造。例如，板式冷却器的广泛应用是在组合式热水器中的应用，这不改变在工业环境中应用板式冷却器也是常见的这一事实。由于板式冷却器的板在板式冷却器的整个寿命期间都暴露于液体中，所以发生板的生物污染，这涉及到板式冷却器的传热能力的降低，并且最终可能导致板式冷却器故障，在很大程度上阻碍通过板式冷却器的必要液体流量。当板是波纹状的时候，这一问题更加明显，在实践中通常是这种情况，因为具有这种板是实现热交换器区域进一步扩大的一种方式。在本领域中，已知清洁板式冷却器的方法以减轻由生物污染现象引起的问题，所述方法包括将板式冷却器分开并逐个清洁板。

通常，本领域已知使用紫外光来去除/防止在潮湿表面上形成生物膜。例如，WO2014/014779公开了一种用于减少受到海洋环境影响的光学透明元件的表面受污染的系统，该系统包括用于发射紫外线辐射的LED、用于将发射的紫外线辐射导向光学透明元件的支架，以及用于驱动LED的控制电路。

本发明特别涉及具有需要保持清洁以免生物污染、但对于在其至少一个抗生物污染光源的操作期间对由抗生物污染系统发射的抗生物污染光的射线不透明的表面的设备。与具有表面和包括至少一个用于发射抗生物污染光的射线的抗生物污染光源的抗生物污染系统的设备的许多常规组件相关联的问题是，一个或多个表面相对于来自至少一个抗生物污染光源的抗生物污染光的射线处于阴影中，使得生物污染仍然发生在那些表面处。如果设备具有复杂布置的多个表面，则该问题尤其明显。例如，在具有包括至少一个用于发射紫外线光线的抗生物污染光源的抗生物污染系统的常规箱式冷却器的情况下，看起来实际上不可能在所有管道的整个外表面上具有期望的抗生物污染效果，因为在正常情况下，只有有限数量的抗生物污染光源可以添加到箱式冷却器中，所以不能避免管道在其他管道与一个或多个抗生物污染光源之间的途中。即使将一个或多个抗生物污染光源布置在箱式冷却器的管道之间的位置处，也不可能实现增加要保持清洁以免生物污染的表面的总面积的可能性，而事实仍然是不可能存在紫外线的光线可以到达整个表面区域的情况。

发明内容

本发明的一个目的是提供保持设备的至少大部分表面免受生物污染的实际可能性，很可能保持设备的所有表面清洁而完全不受生物污染的影响，而不必涉及增加用于发射抗生物污染光的射线的抗生物污染光源的量和/或需要将抗生物污染光源包含到表面中。根据本发明，提供了具有表面和抗生物污染系统的设备，所述抗生物污染系统包括至少一个抗生物污染光源，用于对表面的至少大部分执行抗生物污染作用，所述至少一个抗生物污染光源适于发射抗生物污染光的射线，其中，所述表面相对于彼此并且相对于所述至少一个抗生物污染光源被配置为使得在所述至少一个抗生物污染光源的操作期间，表面的至少大部分相对于来自至少一个抗生物污染光源的抗生物污染光的射线的光线没有阴影。

本发明提供了一种实现设备表面的全部或接近全部抗生物污染覆盖的方式，所述表面将经受抗生物污染作用。为此，本发明涉及调节设备表面的配置，特别是调节表面相对于彼此以及相对于至少一个抗生物污染光源的配置，其涉及调节表面的布置/定位和/或设计/形状，其中，调节以这样的方式完成的，即可以使得表面的至少大部分受到抗生物污染系统的至少一个抗生物污染光源的影响，并且尽可能避免一个或多个表面的区域相对于来自至少一个抗生物污染光源的抗生物污染光的射线处于阴影中的情况。如前所述，根据本发明的设备的例子包括板式冷却器和箱式冷却器，并且作为根据本发明的设备的一部分的抗生物污染系统的可行示例是依赖于使用紫外线的抗生物污染系统，这不改变在本发明的框架内设备和作为设备的一部分的抗生物污染系统的更多例子都是可能的事实。

为了完整起见，关于使用紫外光的抗生物污染，提及以下内容。可以选择抗生物污染光源来特别发射c型的紫外光，其也被称为UVC光，并且甚至更具体地说，波长大致在250nm与300nm之间的光。已经发现，通过将它们暴露于特定剂量的紫外线下，大多数生物污染生物体会被杀死，变得无活性，或者变得不能繁殖。似乎适合于实现抗生物淤积的典型强度是每平方米10mW，连续地或者以适当的频率施加。产生UVC光的非常有效的来源是低压汞放电灯，其中，平均35％的输入功率被转换为UVC功率。另一种有用类型的灯是中压汞放电灯。该灯可以配备有特殊的玻璃外壳，用于滤除形成臭氧的辐射。此外，如果需要，调光器可以与灯一起使用。其他类型的有用的UVC灯是介电屏障放电灯，其已知用于在各种波长和高电光功率效率下提供非常强的紫外光，以及LED。关于LED，注意到它们通常可以包含在相对小的封装中并且比其他类型的光源消耗更少的功率。可以制造LED以发射各种期望波长的(紫外)光，并且可以高度控制其操作参数，最值得一提的是输出功率。

用于发射紫外光的光源可以以管状灯的形式提供，或多或少与公知的TL(管发光/荧光)灯相当。对于各种已知的杀菌管状UVC灯，其电和机械性能与用于产生可见光的管状灯的那些性能相当。这允许UVC灯以与众所周知的灯相同的方式操作，其中，例如可以使用电子或磁性镇流器/启动器电路。

使用紫外线来实现抗生物淤积的一个普遍优点是防止了微生物在表面上附着和生根以保持清洁。借助于光处理来防止生物淤积优于通过光处理去除生物淤积，因为后者需要更多的输入功率并且涉及光处理效率不高的更高风险。

根据本发明背后的洞悉，抗生物污染光的射线对表面的抗生物污染作用不仅可以通过使射线相对于表面以特定角度冲击表面而实现，而且也可以当抗生物污染的光线沿着表面掠过时来实现。因此，在本发明的具体应用中，可以使得该设备的至少一个表面被配置为允许在其至少一种抗生物污染光源的操作期间由抗生物污染系统发射的抗生物污染光的射线沿着表面掠过，其中，甚至可以使得设备的至少一个表面处于仅通过抗生物污染光的掠过射线而经受抗生物污染作用的位置。例如，所述设备的至少一个表面是平面表面，所述平面表面在其所述至少一种抗生物污染光源的操作过程中被取向为基本平行于并且与被布置为沿着所述抗生物污染系统发射的抗生物污染光的射线的平面，其中，任选地，平面表面处于仅经受由抗生物污染光的射线的平面进行抗生物污染作用的位置。在任何情况下，在本发明的上下文中，发现沿表面掠过的抗生物污染光的射线能够有效地杀死表面上的生物体，使其没有活性或不能再生，否则这些生物体易于引起表面的生物污染。在将表面配置为经受抗生物污染作用情况下，该发现以如下的方式提供了现实的可能性：使得没有或仅有少数表面相对于来自给定的抗生物污染系统的至少一个抗生物污染光源的抗生物污染光的射线处于阴影中。特别地，配置过程的特征可在于确定表面相对于抗生物污染系统的特征的取向，尤其是抗生物污染系统的至少一个抗生物污染光源的定位，其中，选择表面的取向以便实现这样的情况，其中，防污染系统在其至少一个抗生物污染光源的操作期间发射的抗生物污染光的射线被允许通过沿表面掠过而对表面执行抗生物污染作用。并入如前所述的掠过选项尤其提供了相对于抗生物污染系统的抗生物污染光源接连地布置的元件的可能性，在仅一个前部元件面对抗生物污染光源的一行中并且仍然根据需要使元件的侧表面受到抗生物污染作用，例如通过让相继的侧表面在同一平面内延伸。

一般来说，作为根据本发明的设备的一部分的抗生物污染系统可以包括至少两个抗生物污染光源。此外，一般来说，根据本发明的设备可以包括至少一个功能元件，所述至少一个功能元件包括至少一个要经受抗生物污染作用的表面。在实践中，为了保证至少一个表面相对于来自至少一个抗生物污染光源的抗生物污染光的射线没有阴影，有利的是，功能元件的至少一个表面被提供有平面或凹形形状，而非凸形形状，凸形形状在允许来自某一方向的抗生物污染光的射线到达全部表面或至少其主要部分时不利的。

该设备很可能包括多个功能元件，例如适于引导流体与元件周围环境交换热量的功能元件。在这种情况下，功能元件可以包括具有多边形横截面的管道，或者可以包括若干相继布置的互连单元，这些单元具有内部空间，用于向内部空间供应流体的至少一个入口，以及用于从内部空间排出流体的至少一个出口。所提及的管道可以是箱式冷却器的一部分，并且所提及的这些单元可以是板式冷却器的一部分。

关于功能元件包括具有多边形横截面的管道的情况，注意到有利的是，管道包括四个互相连接以便围绕管道内部空间的平面侧壁，这种情况下管的横截面有四个角。特别是，如果抗生物污染系统包括垂直于管道延伸的细长的抗生物污染光源，则管道具有矩形横截面是可行的选择。事实是，在这种情况下，管道可以以相邻排的规则布置来设置，使得仅需要两个细长的抗生物污染光源来以掠过方式为管道的所有外表面提供抗生物污染光。因此，当本发明应用于箱式冷却器的情况下，发现偏离管道具有圆化/圆形横截面所依据的常见设计是有利的，例如通过提供具有非圆化/非圆形横截面的管，可以使箱式冷却器的总表面积的总覆盖范围保持清洁以抗生物污染。在一般意义上，当功能元件具有多边形横截面，特别是具有多个平面和/或凹面的多边形横截面时，具有恰好比功能元件的侧面数低两倍的数量的抗生物污染光源可能就足够了。

备选地，可以使得抗生物污染系统包括平行于管道延伸的细长的抗生物污染光源，管道的平面外表面沿着假想平面取向，所述假想平面包括抗生物污染光源中的一个的纵向轴线。在管道的平面外表面的这种取向中，确保了由抗生物污染光源在其操作期间发射的抗生物污染光的射线能够通过沿着这些表面掠过而使表面经受抗生物污染作用。在如上所述的管道和抗生物污染光源的配置中，功能元件可以进一步包括附接到管道并在管道的横向延伸的板。假设这些表面被取向为基本上垂直于至少一个细长的抗生物污染光源延伸，这样的板的表面通过抗生物污染光的掠过射线而经受抗生物污染作用，这进一步涉及板的存在并不妨碍抗生物污染系统完全覆盖管道的外表面的优点。考虑到板可以用来扩大热交换器面积的事实，与管道一起使用所提到的板是有利的。

在实际的实施例中，根据本发明的设备包括用于容纳抗生物污染系统的至少一个抗生物污染光源并且还用于容纳流体和/或至少一个元件的外壳，设备经受抗生物污染作用的表面包括外壳的内表面。因此，外壳的内表面也满足这样的要求，即，被配置为使得在其至少一个抗生物污染光源的操作期间允许抗生物污染系统作用在该表面上，只有表面的小部分相对于来自至少一个抗生物污染光源的抗生物污染光的射线处于阴影中，或者甚至整个表面被抗生物污染系统覆盖。外壳可以具有各种功能中的一种或多种，包括在其至少一种抗生物污染光源的操作期间屏蔽设备的环境免受抗生物污染系统发射的抗生物污染光的功能，如前所述，在抗生物污染光是紫外光的情况下是意义重大的，这在本发明的框架内是可行的可能性。要注意的是，如果该设备包括如前所述的至少一个功能元件，则该外壳可用于容纳抗生物污染系统的至少一个功能元件和至少一个抗生物污染光源。

在根据本发明的设备的许多实际实施例中，在抗生物污染系统中仅具有最多两个抗生物污染光源就足够了。当抗生物污染光源具有细长的外观时情况尤其如此，这是可行的选择，如上所述。因此，当设备的表面被构造为使得表面处于面对抗生物污染系统的至少一个抗生物污染光源的位置和/或处于受到在所述至少一个抗生物污染光源的操作期间通过沿着所述表面掠过而作用于所述表面的抗生物污染光的射线的影响下的位置，其中，没有或仅有少数所述表面相对于来自所述至少一个抗生物污染光源的抗生物污染光的射线处于阴影中，仅具有最小量的抗生物污染光源可能就足够了，这是本发明的显著成就。

在抗生物污染系统包括两个抗生物污染光源的情况下，并且该设备包括被阻挡而不直接面对任何一个抗生物污染光源的表面的情况下，可以使得这样的表面基本上平行于与由至少一个抗生物污染光源发射的抗生物污染光的射线的平面并且被布置在其旁边。基于对本发明的上述解释，将理解的是，通过这样的表面取向，实现表面可以经受抗生物污染作用，毕竟，对于这样的表面取向，可以实现允许抗生物污染光的射线以掠过的方式作用于表面。

关于功能元件包括相继布置的多个互连单元的情况，应当指出的是，抗生物污染系统的至少一个抗生物污染光源延伸穿过单元是有利的，其中，抗生物污染光源具有细长的外观是实用的。这些单元可以是热交换器系统的一部分，该热交换器系统包括用于界定单元的波纹片，当与包括平面片的类型的热交换器系统相比时，该单元具有扩大的热交换器区域。为了防止片的波纹在片的任何部分与抗生物污染系统的至少一个抗生物污染光源之间的途中，本发明涉及波纹的取向沿着包括抗生物污染系统的抗生物污染光源的纵向轴线的假想平面在直线方向上延伸。根据前面提供的本发明的解释，应该注意的是，利用波纹的这种取向，实现了允许在其至少一种抗生物污染系统的操作过程中由抗生物污染系统发射的抗生物污染光的射线沿着波纹掠过，使得片的表面可以被抗生物污染系统完全覆盖。

根据一个现实的选择，热交换器系统的各个单元相对于彼此以一定距离布置。当这些单元旨在被设置在一个适合容纳流体的外壳中时，这种选择是特别适用的，所述流体能够通过围绕单元并且在单元之间自由流动而与单元所容纳的流体交换热量。根据从板式冷却器领域已知的另一个实际选择，可以使得热交换器系统包括相继布置的两组互连单元，其中，一组的单元与另一组的单元交替以达到最佳的热交换效果。

继以上内容之后，本发明涉及一种具有要经受抗生物污染作用的表面和包括至少一个用于发射抗生物污染光的射线的抗生物污染光源的抗生物污染系统的设备，其中，设备的表面被配置为实现相对于来自至少一个抗生物污染光源的抗生物污染光的射线的光线没有或几乎没有阴影的表面布置。在实践中，当表面的大部分在表面的任何区域的法线在朝向至少一个抗生物污染光源成至多90°的角度时，可以实现本发明的特征，使得允许由抗生物污染系统在其至少一个抗生物污染光源的操作期间发射的抗生物污染光的射线通过以特定角度冲击表面和/或沿表面掠过而到达表面。

根据本发明框架内存在的可行示例，该设备可以是船驱动和转向组件，其包括可旋转的螺旋桨和从螺旋桨轴壳体向下延伸的翅片，该螺旋桨轴壳体用于容纳螺旋桨的轴和相关联的齿轮设备。在这种情况下，抗生物污染系统可以包括至少一个抗生物污染光源，其被布置在船驱动和转向组件中的一位置处，用于随着螺旋桨旋转而实现螺旋桨的表面的全覆盖或几乎全覆盖。关于螺旋桨轴，应注意的是，船驱动和转向组件的这个部件可以是中空的，在这种情况下，如果在螺旋桨轴中施加对抗生物污染光是透明的材料并且如果抗生物污染系统包括布置为延伸穿过中空螺旋桨轴的细长光源则是有利的。在这样的构造中，光源在螺旋桨轴内部受到良好的保护，并且在需要更换光源的情况下，相对容易地移除光源并且放置新的光源。

在如上所述的船驱动和转向组件中，为了对螺旋桨轴壳体的表面具有完全的抗生物污染覆盖，有利的是，螺旋桨轴壳体被设计为避免螺旋桨轴壳体的表面的部分相对于来自光源的抗生物污染光的射线处于阴影中。特别是可以具有螺旋桨轴壳体前端的尖锐外观，该前端在传统情况下已知为圆化的。出于希望具有完全的抗生物污染覆盖的相同原因，以下情况是有利的：在螺旋桨轴壳体与翅片的顶部之间的过渡位置处以及在螺旋桨轴壳体与位于螺旋桨轴壳体的正上方的壳体部分之间的过渡位置处，提供平滑的过渡表面，过渡表面被配置为允许在其至少一个抗生物污染光源的操作期间由抗生物污染系统发射的抗生物污染光的射线沿着表面掠过。

此外，本发明涉及如上所述的设计设备的新方法，因为本领域没有教导以这样的方式调整表面的配置，即尽可能避免相对于来自所述抗生物污染系统的至少一个抗生物污染光源的抗生物污染光的射线的阴影，借助于此可以使得表面的完全或接近完全覆盖经受抗生物污染系统的抗生物污染作用。在这方面，应该指出的是，本发明涉及与抗生物污染系统的至少一种抗生物污染光源的发射特性相关地配置表面，其中，它可以特别是使得表面被取向为基本上平行于与所述至少一个抗生物污染光源的操作相关联的抗生物污染光的射线的平面并且被布置在其旁边。这样的设计方法可以特别适于关于设计同时具有抗生物污染系统和多个功能元件的设备使用，其中，抗生物污染系统被提供有用于布置在相对于所述多个功能元件的不同位置处的至少两个抗生物污染光源，其中，所述功能元件的表面，特别是要经受抗生物污染作用并且被阻挡而不直接面对所述抗生物污染光源中的至少一个的表面被提供有平面外观，并且其中，这些表面中的每一个表面的配置相对于一个抗生物污染光源的发射特性来确定，其中，特别地，这些表面中的每一个表面被取向为基本上平行于与所述至少一个抗生物污染光源的操作相关联的抗生物污染光的射线的平面并且被布置在其旁边。

本发明的上述和其他方面将通过参考以下对具有要经受抗生物污染作用的表面以及包括至少一个用于发射抗生物污染光的射线的抗生物污染光源的抗生物污染系统的设备的多个实施例的以下详细描述而变得明显且得以阐明，其中，在抗生物污染系统运行时，其整个表面区域可以保持清洁而不受生物污染。这些实施例仅仅是本发明框架内存在的许多可能的实施例的例子。

附图说明

现在将参照附图更详细地解释本发明，其中，相同或类似的部分由相同的附图标记表示，并且其中：

图1和图2示出了本发明的基本原理，图解地示出了用于发射抗生物污染光的两个抗生物污染光源和具有将要经受抗生物污染作用的表面的功能元件；

图3和图4分别图解地示出了根据本发明的第一实际实施例的设备的透视图和剖视图，该设备是热交换器设备并且配备有抗生物污染系统；

图5图解地示出了作为根据本发明的第二实际实施例的设备的一部分的多个U形管和用于发射抗生物污染光的细长的抗生物污染光源的透视俯视图，该设备为热交换器设备并且配备有抗生物污染系统；

图6和图7涉及根据本发明的第三实用实施例的设备，其是热交换器设备并且配备有抗生物污染系统，其中，图6图解地示出了该设备的透视图，并且其中，图7图解地示出了作为设备一部分的两个热交换器单元的分解图；

图8和图9涉及根据本发明的第四实用实施例的设备，该设备是热交换器设备并且配备有抗生物污染系统，其中，图8图解地示出了两个抗生物污染光源和作为设备的部分的波纹板的透视图，并且其中，图9基于图8并且示出了多个另外的波纹板；

图10和图11涉及根据本发明的第五实用实施例的设备，该设备是用于牙刷的杀菌盒并且配备有抗生物污染系统，其中，图10图解地示出了杀菌盒的外壳的基本部分和布置在基本部分内的抗生物污染光源的透视俯视图，并且其中，图11示出了存在于基本部分内的牙刷支撑件的设计；并且

图12-14涉及根据本发明的第六实用实施例的设备，该设备是包括螺旋桨和翅片并且配备有抗生物污染系统的船驱动和转向组件，其中，图12图解地示出了组件的侧视图，其中，图13图解地示出了该组件的后视图，并且其中，图14图解地示出了该组件的透视图，其具有与图12和图13中所示的抗生物污染系统的光源不同的定位。

这些图仅仅是图解性的，并不一定按比例绘制。

具体实施方式

图1和图2示出了本发明的基本原理，示意性地示出了用于发射抗生物污染光的两个抗生物污染光源11、12和具有应保持清洁以免受生物污染的表面21、22、23、24的功能元件20。抗生物污染光源11、12和功能元件20是设备100的一部分，其例如在下文中被假定为热交换器，在这种情况下，功能元件20可以假定为是用于容纳和输送与管道周围环境交换热量的流体的管道。所有管20的表面21、22、23、24的集合构成热交换器100的总表面区域25，该总表面区域25应保持清洁以抗生物污染，以保持热交换器100的适当功能。为了完整性，应注意的是，从前述可知，构成总表面区域25的所有表面21、22、23、24之间不需要(物理)连接。

抗生物污染光源11、12是抗生物污染系统10的一部分，并且适于在操作期间发射抗生物污染光。抗生物污染系统10还包括诸如用于控制和驱动抗生物污染光源11、12的模块的部件，这些组件未在任何附图中示出，因为本发明不具体涉及那些部件。如前所述，抗生物污染系统10适合用于满足保持热交换器100的总表面区域25清洁而免于生物污染的要求。在实际的实施例中，抗生物污染光源11、12可以适于在操作期间发射紫外光。

在图1的示意图中，示出了抗生物污染光源11、12和两个管20的截面图。抗生物污染光源11、12可具有细长形状，在这种情况下，抗生物污染光源11、12可以被布置为基本平行于管20延伸。然而，这不会改变抗生物污染光源11、12可能具有其他外观的事实，例如，抗生物污染光源11、12仅具有有限的尺寸并且相对于管20布置在适当的高度上的外观。在任何情况下，抗生物污染光源11、12可以适于在所有方向上或者只在有限的范围内发射抗生物污染光，在给定的情况下合适即可。通常，抗生物污染系统10可以包括任何合适类型的至少一个抗生物污染光源11、12，例如可能与一个或多个反射器组合的紫外线灯。

如图1所示的两个管20中的每个具有四个平面表面21、22、23、24，这四个平面表面21、22、23、24在管20的四个平面侧壁的外部，这些平面侧壁互相连接以围绕管道20的内部空间26，管20的横截面具有四个角。如图1顶部所示的管20具有差不多正方形横截面，而图1底部所示的管20具有梯形横截面。现在将解释关于本发明的配置要求而具有不同形状的管20的原因。

如图1顶部所示的管20(在下文中将被称为顶管20)具有第一表面21，该第一表面21处于如图1的左侧所示的直接面对抗生物污染光源11的位置，将在下文中称为第一抗生物污染光源11。此外，顶管20具有第二表面22，该第二表面22处于如图1右侧所示的直接面对抗生物污染光源12的位置，在下文中将被称为第二抗生物污染光源12。顶管20的两个剩余表面23、24，即顶管20的第三表面23和第四表面24，不处于直接面对抗生物污染光源11、12的位置。然而，在抗生物污染光源11、12的操作期间，这些表面23、24处于经受抗生物污染作用的位置。事实是第三表面23被取向为在操作期间与第一抗生物污染光源11发射的抗生物污染光的射线的平面13基本平行并且被布置在其旁边，并且第四表面24被取向为在操作期间与第二抗生物污染光源12发射的抗生物污染光的射线的平面14基本上平行且被布置在其旁边。上述光线的平面13、14由图1中的虚线箭头表示。由于如上所述的具体构造，顶管20的第三表面23和第四表面24在抗生物污染光源11、12操作期间经受沿着这些表面23、24掠过的抗生物污染光的射线执行的抗生物污染处理。以这种方式实现了表面23、24可以保持没有生物污染，即使它们不处于面对至少一个抗生物污染光源11、12的位置也是如此。如图所示，顶管20的构造是这样的，使得即使某物位于左边的抗生物污染光源11和第一表面21之间的途中，第一表面21在抗生物污染光源11、12的操作期间将仍然经受抗生物污染作用，因为第一表面21被取向为基本上平行于在操作期间由第二抗生物污染光源12发射的抗生物污染光的射线的平面15并且被布置在其旁边。类似地，即使某物位于第二抗生物污染光源12与第二表面22之间的途中，第二表面22在抗生物污染光源11、12的操作期间仍将经受抗生物污染作用，因为第二表面22取向为在操作期间基本平行于第一抗生物污染光源11发射的抗生物污染光的射线的平面16并被布置在其旁边。

与顶管20一样，图1底部所示的管20(在下文中将被称为底管20)包括面向左侧抗生物污染光源11的第一表面21和面向第二抗生物污染光源12的第二表面22。然而，由于底管20在抗生物污染光源11、12之间的位置处延伸，第一表面21和第二表面22不彼此邻接，顶管20的情况同样如此，但是在底管20中具有相反的定位。两个剩余的表面23、24取向为在操作期间基本平行于由第二抗生物污染光源12发射的抗生物污染光的射线的平面14、15并被布置在其旁边。作为替代方案，其余两个表面23、24被取向为在操作期间基本上平行于由所述第一抗生物污染光源11发射的抗生物污染光的射线的平面13、16且被布置在其旁边同样是可能的，在这种情况下，符合这样的要求：具有管20的这样的配置，使得管20的表面21、22、23、24中的任何一个相对于来自抗生物污染光源11、12的抗生物污染光的射线都不处于阴影中。在所示的示例中，管20的未处于面对至少一个抗生物污染的光源11，12的位置的表面23，24仍处于在抗生物污染光源11、12操作期间经受抗生物污染作用的位置，即涉及沿着那些表面23、24掠过的抗生物污染光的射线的抗生物污染作用。

在图2的示意图中，示出了抗生物污染光源11、12和五个管20的截面图，其可以被假定为更大集合的管20的一部分，现在为清晰起见仅示出五个。图2清楚地示出了各管20的每个表面21、22、23、24取向为在操作期间基本上平行于抗生物污染的光源11之一发出的抗生物污染的光线的平面并且被布置在其旁边的事实。以这种方式，实现了热交换器100的包括管20的总表面区域25在抗生物污染的光源11、12的操作过程中经受的抗生物污染作用，因为抗生物污染系统10覆盖了所有管20的所有表面21、22、23、24，其中，表面21、22、23、24中的任一个都不相对于来自抗生物污染光源11、12的抗生物污染光的射线处于阴影中，无论表面21、22、23、24是否是从一个或两个抗生物污染光源11、12看而在另一个管20后面的管20的一部分。为了完整起见，应注意的是，在图2中，界定可能存在管道20的区域的抗生物污染抗生物污染光的射线束17表示为阴影粗线。所示的五个管20布置在多个束17之间，并由这些束17的边界平面界定。

本发明是关于实现具有表面21、22、23、24以及抗生物污染系统10的设备100，所述表面21、22、23、24构成要经受抗生物污染作用的设备100的总表面区域25，抗生物污染系统10包括用于发射抗生物污染光的射线的至少一个抗生物污染光源11、12。特别地，设备100的表面21、22、23、24不是仅仅具有任意形状，而且被仔细配置以使得在其至少一个抗生物污染光源11、12的操作期间通过抗生物污染系统10将作用于设备100的总表面区域25或至少总表面区域25的大部分。例如，表面21、22、23、24可以具有平面外观并且可以取向为基本上平行于由抗生物污染系统10在其至少一个抗生物污染光源11、12的操作期间发射的抗生物污染光的射线的平面13、14、15、16并且被布置在其旁边，如图1和图2所示。在任何情况下，根据本发明，选择表面21、22、23、24的构造使得没有或只有少数表面相对于来自至少一个抗生物污染光源11、12的光线处于阴影中，其中，其可能依赖于以下事实：具有允许抗生物污染光的射线沿着表面21、22、23、24掠过的表面21、22、23、24布置是确保表面21、22、23、24可以保持清洁而无生物污染的可行方式。

图3-9涉及将本发明的原理应用于包括抗生物污染系统10的实际热交换器设备。在所有附图中，可以清楚地看到，热交换器设备的元件的表面和抗生物污染系统10的抗生物污染光源11、12的相互布置被选择为使得由抗生物污染光源11、12在操作期间发射的抗生物污染光的射线通过以特定角度撞击表面和/或沿着表面掠过而能够到达表面，使得相对于来自抗生物污染光源11、12的抗生物污染光的射线没有任何表面处于阴影中。在图3-9中所示的示例中，热交换器设备的元件大多被提供有平面表面，所述平面表面处于用于在抗生物污染光源11、12的操作期间通过掠过抗生物污染光的射线而到达的位置和取向。

图3和图4涉及根据本发明的第一实际实施例的设备1，其是热交换器设备并且配备有抗生物污染系统10。在该实施例中，热交换器设备1包括多个管20以及多个板27。板27具有平面外观并且布置为堆叠，其中，板27以规则的相互距离横向于管20延伸，即，以规则的相互距离相对于管20处于各个水平。管20用于容纳和输送用于与围绕管20和板27的流体交换热量的流体，板27与管20接触并且具有扩大热交换器面积的功能。有利地，管20和板27都由具有优异导热性的材料制成。抗生物污染系统10包括两个基本上彼此平行延伸并延伸到管20的细长的抗生物污染光源11、12。抗生物污染光源11、12相对于彼此以一定距离布置，并且管20被布置为在包括两个抗生物污染光源11、12两者的纵向轴线的假想平面的任一侧处以一定距离布置的两个组。

在图3和图4中可以看出，管20的表面21、22、23、24被配置为取向为基本上平行于由抗生物污染光源11、12在操作期间发射的抗生物污染光的射线的平面并且被布置在其旁边。为了完整起见，应该指出的是，这意味着管20的表面21、22、23、24被配置为基本上平行于从抗生物污染光源11、12延伸的假想平面并且被布置在其旁边并且被取向为在相对于抗生物污染光源11、12在纵向方向和径向方向上。在该配置中，每个管20的横截面具有多边形形状，特别是梯形形状。这与已知的具有管20的换热器设备显著不同，其中，管20通常具有圆的外围。以成组布置的管20的配置使得每个管20的所有表面21、22、23、24都被抗生物污染系统10覆盖，其中，这些表面21、22、23、24中的任何一个都不相对于来自抗生物污染光源11、12的抗生物污染光的射线处于阴影中，这是由于应用了如所解释的配置原理，在下文中将其称为掠过原理。假设板27基本上垂直于抗生物污染光源11、12和管20延伸，板27不处于将阴影投射到任何管20的任何表面21、22、23、24的任何一个表面上的位置，同时通过这种方式确保了在抗生物污染光源11、12的操作期间每个板27的整个表面28都被抗生物污染光的射线照射，两个光线以一定角度撞击在板上并且沿着板27光线掠过。板27的配置的显著特征在于以下事实，从抗生物污染光源11、12看，板27的位于管20的组后面并且在抗生物污染光源11、12操作期间没有被穿过管20之间的抗生物污染光的射线束覆盖的区域被移除，这导致板27的边缘被提供有凹口29，所以它确保热交换器设备1的任何点相对于抗生物污染光源11、12都处于阴影中，其具有有利的结果，即，热交换器设备1的总表面区域21、22、23、24、28可以保持没有生物污染，而不需要应用多于两个抗生物污染光源11、12。

图5涉及根据本发明的第二实际实施例的设备2，其是热交换器设备并配备有抗生物污染系统10。在该实施例中，热交换器设备2是箱式冷却器，其包括如图5所示的U形管20的束。此外，在该实施例中，仅应用了两个抗生物污染光源11、12以保持所有管20的直线部分的所有表面21、22、23、24免于生物污染。为了完整起见，应注意的是，可能用于保持所有管20的弯曲部分的所有表面21、22、23、24免于生物污染的可能的其他抗生物污染光源未示出在图5中，并且下面的描述特别适用于热交换器设备2的管20的直线部分所在的部分。另一方面，在本发明的框架内，箱式冷却器的替代实施例是可行的，其中，箱式冷却器的最初为管道20的弯曲部分的部分被重新设计。例如，可能的是，应用管20的所有直线部分要延伸到的共同的箱，该箱可以仅由平面表面界定。

抗生物污染光源11、12具有细长的形状，并且布置为在管20的直线部分的水平处与U形管20的束并排延伸，其中，抗生物污染光源11、12都基本彼此垂直并垂直于管20的直线部分，如坐标系的x轴，y轴和z轴。管20具有正方形横截面，并且管20的直线部分以规则图案直线延伸，如图5中清楚示出的那样，从而实现了管道20的所有直线部分的所有表面21、22、23、24处于如下位置：允许由抗生物污染光源11、12在操作期间发射的抗生物污染光的射线沿着所述的表面21、22、23、24掠过。根据掠过原理的管道20的直线部分的配置是由抗生物污染系统10在管道20的直线部分的水平保证热交换器设备2的总表面区域25的完全覆盖的基础。此外，以一定角度冲击在管20的直线部分的表面21、22、23、24上的光线也对整个表面区域25具有抗生物污染效果，但是通常，管20的直线部分离抗生物污染光源11、12越远，通过在抗生物污染光源11、12的操作期间沿着管道20的直线部分的表面21、22、23、24的光线掠过实现的抗生物污染作用越多。

当进行根据本发明的第一实际实施例的设备1与根据本发明的第二实际实施例的设备2之间的比较时，发现第一实施例相对于第二实施例的优点在于以下事实，即，通过将抗生物污染光源11、12沿纵向方向移动到热交换器设备1的一侧可以容易地替换抗生物污染光源11、12，并且第二实施例相对于第一实施例的优点在于以下事实，即，全部的管20具有相同的横截面，这便于热交换器设备2的制造过程。

图6和图7涉及根据本发明的第三实际实施例的设备3，其是热交换器设备并且配备有抗生物污染系统10。在该实施例中，热交换器设备3是板式冷却器，其包括相继布置的若干相互连接的单元31，单元31具有板状外观。在所示的示例中，单元31以规则的相互距离堆叠，并且适于容纳和输送用于与单元31周围的流体交换热量的流体。基于该设置，热交换器设备3适合在例如海洋环境中使用，其中，设备3可以布置在船舶的海水箱内，在这种情况下，在运行期间围绕单元31的流体是海水。如根据图7中图解地示出的两个单元31的分解图显而易见，每个单元31由两个沿其周边彼此密封连接的浅盘状半体32、33组成。在组装状态，每个单元31具有内部空间、用于向内部空间供应流体的入口34和用于从内部空间排出流体的出口35，其中，出口35从入口34偏移以便避免进入单元31的流体立即离开单元31的情况，在这种情况下单元31将不能有效地进行热交换。因此，在单元31的堆叠中，流经单元31的流体被迫沿着交错的路线行进，这有利于热交换过程。热交换器设备3可以配备有泵(未示出)等，用于实现从一个单元31到另一个单元的流体的必要流动，沿着整个设备3一直流下去。除了入口34和出口35的孔，每个单元31包括用于允许来自周围的流体通过的中心孔36，以及用于允许抗生物污染系统10的细长的抗生物污染光源11、12通过的两个孔37。在所示的示例中，热交换器设备3仅使用两个细长的抗生物污染光源11、12，两个抗生物污染光源11、12沿基本垂直于所述单元31的平面形状的方向延伸穿过所有单元31。

在图6和图7中，可以看出，单元31的各种表面根据掠过原理来配置。例如，分别存在于入口34和出口35处的立面是平面的并且被取向为基本上平行于由抗生物污染光源11、12在操作过程中发射的抗生物污染光的射线的平面并且被布置在其旁边。结果，入口34和出口35的孔不是简单的圆形或矩形，而是具有梯形形状。而且，构成单元31的半体32、33具有斜切的侧边缘，原因在于避免具有相对于来自抗生物污染光源11、12的抗生物污染光的射线处于阴影中的横向侧边缘的情况。

图8和图9涉及根据本发明的第四实际实施例的设备4，其是热交换器设备并且配备有抗生物污染系统10。该实施例的热交换器设备4是板式冷却器，其是除了借助图6和图7所示的板式冷却器以外的另一种类型。特别地，在这种情况下，板式冷却器4包括用于限定板式冷却器4的单元31的一叠波纹片38，其中，实现了这样的配置，即用于容纳和输送第一流体的第一组单元31的单元31与用于容纳和输送第二流体的第二组单元31的单元31交替，使得第一流体和第二流体之间的热交换以最佳方式进行。同样在根据本发明的该设备4中，仅使用两个抗生物污染光源11、12来实现整个板式冷却器4的抗生物污染，抗生物污染光源11、12在与波纹片38的平面形状基本垂直的方向上延伸穿过整个堆叠的波纹片38。

作为波纹片38的一部分的波纹39具有在波纹片上限定通道的主要功能，由此扩大了板式冷却器4的热交换器区域，并且还可以用于确定堆叠中的片38之间的相互距离。为了避免波纹39在波纹片38的任何点或区域上的任何遮蔽作用，波纹39根据掠过原理构造。因此，波纹39沿着假想平面沿直线方向延伸，所述假想平面从一个抗生物污染光源11、12延伸并且在纵向方向和径向方向上都相对于抗生物污染光源11、12取向。图8和图9清楚地图示了波纹组39相对于各个抗生物污染光源11、12布置的方式类似于从光源照射的光线的配置。本发明的显著成就是即使是比较复杂的设备，例如包括一叠波纹片38的板式冷却器3、4，也可以通过使用不多于两个细长的抗生物污染光源11、12来保持清洁而无生物污染，只要板式冷却器3、4的所有表面的配置被调整为适合于通过抗生物污染系统10实现表面的全部或几乎全部覆盖的方式即可。原则上，根据本发明，取决于设备的功能元件20、27、31、38的期望配置，在某些情况下甚至可以仅应用一个抗生物污染光源11、12。

本领域技术人员将清楚，本发明的范围不限于前面讨论的示例，而是可以在不偏离如所附权利要求中所定义的本发明的范围的情况下对其进行若干修改和变型。目的是，将本发明解释为包括所有这些修改和变型，只要它们落入权利要求或其等价方案的范围内即可。尽管已经在附图和说明书中详细说明和描述了本发明，但是这样的说明和描述仅被认为是说明性或示例性的，而不是限制性的。本发明不限于所公开的实施例。附图是示意性的，其中，对于理解本发明不是必需的细节可能已被省略，并且不一定按比例。

本领域技术人员通过研究附图、说明书和所附权利要求，在实践要求保护的发明时可以理解和实现所公开的实施例的变型。在权利要求中，“包括”一词不排除其他步骤或元素，并且词语“一”或“一个”不排除多个。权利要求中的任何附图标记不应被解释为对本发明的范围限制。本文中使用的短语“多个”应理解为意指“至少两个”。

针对特定实施例讨论或关于特定实施例讨论的元件和方面可以适当地与其他实施例的元件和方面组合，除非另有明确说明。因此，尽管在相互不同的从属权利要求中记载了特定措施，但是这并不表示不能有利地使用这些措施的组合。

在本文中使用的术语“基本上”将被本领域技术人员理解为适用于其中可以在理论上完全实现但是涉及针对其实际实现方式的实际余量的特定效果的情形。这种效果的例子包括对象的平行排列和对象的垂直排列。在适用的情况下，术语“基本上”可以被理解为是表示百分比为90％或更高，例如95％或更高、特别地99％或更高、甚至更特别地99.5％或更高包括100％的形容词。

在本文中使用的术语“包括”将被本领域技术人员理解为涵盖术语“由......组成”。因此，术语“包含”在一个实施例中可以意指“由......组成”，但在另一个实施方案中可以意指“包含/包括至少所限定的种类和任选的一种或多种其他种类”。

本发明在构成设备的总表面区域的表面在其至少一部分使用寿命期间暴露于易于引起表面生物污染的流体的每种情况下都是意义重大的。根据所公开的实施例中可以导出，本发明的实际应用是用于工业环境中使用的器具领域中的应用，所述工业环境可以是海洋环境。本发明的另一实际应用是家用电器领域中的应用。例如，本发明可以在咖啡机的贮存器、厨房器具的外壳、用于消毒诸如牙刷的个人护理用具的盒子、剃须刀的清洁配件或其他毛发移除设备等中实施。在这方面，借助于图10和图11示出了一个可行的例子，其涉及根据本发明的第五实用实施例的设备5，该设备是用于容纳和消毒牙刷(未示出)的杀菌盒并且配备有抗生物污染系统10，其中，抗生物污染系统10包括单个管状紫外线灯11。在所示示例中，杀菌盒5包括具有内表面52的外壳51，该外壳51被成形为盒状，并且该外壳51由基本部分53和盖部分(未示出)组成，其中，基本部分53被设计用于实际接收牙刷，配备有牙刷支撑件54、55，牙刷支撑件是杀菌盒5的功能元件，其具有在杀菌盒5内的适当定位中支撑牙刷的功能，并且其中，管状紫外线灯11布置在基本部分53内部。盖部分具有相对于基本部分53的任何合适的可移动布置，允许基本部分53的打开状态和基本部分53的关闭状态，这是使得牙刷的插入和移除所必需的，并且也是用于在杀菌盒5的操作过程中屏蔽杀菌盒5的环境免受紫外线所必需的。例如，盖部分可以铰链连接到基本部分53，可以相对于基本部分53可滑动，或者可以从基本部分53可移除。为了完整起见，应该注意的是，在图11中作为杀菌盒5的内部元件的管状紫外线灯11和牙刷支撑件54、55由虚线表示。

根据本发明，采取措施以避免杀菌盒5的外壳51的内表面52的一个或多个区域相对于来自管状紫外线灯11的紫外光线处于阴影中的情况。此外，采取措施以避免牙刷支撑件54、55的一个或多个表面或表面区域相对于来自管状紫外线灯11的紫外光线处于阴影中的情况。事实上，如果牙刷支撑件54、55不存在于杀菌盒5的外壳51内部，则实际上外壳51的整个内表面52可以很容易地用来自一个管状紫外线灯11的紫外线照射。然而，在外壳51内部存在牙刷支撑件54、55的情况下，外壳的内表面52的区域将相对于来自管状紫外线灯11的紫外光线处于阴影中，并且如果不是用于根据本发明的措施，牙刷支撑件54、55的表面区域情况将同样如此。

在图10中可以看出，牙刷支撑件54、55的多个表面被设计成沿垂直于管状紫外线灯11延伸的纵向方向的方向延伸。从图10和图11中可以看出，牙刷支撑件54的最靠近管状紫外灯11的顶表面56在远离管状紫外灯11的方向上具有倾斜设计，一直到外壳51的内表面52，使得牙刷支撑件54的背面不会相对于来自管状紫外线灯11的紫外光线处于阴影中，该管状紫外线灯11被定位于基本部分53中相对较高的水平。如上所述，表面56的倾斜部分被制成为与来自管状紫外线灯11的紫外线的平面57并排延伸，如图11中借助第一虚线箭头所示。类似地，另一牙刷支撑件55的顶表面56在远离管状灯11的方向上具有倾斜设计，并且与来自管状紫外线灯11的紫外线的平面58并排延伸，如图11中通过第二个虚线箭头示意性地示出的。在其后侧，另一牙刷支撑件55连接到外壳51，由此牙刷支撑件55没有任何区域将相对于来自管状件紫外线灯11的紫外光线处于阴影中。因此，外壳51的设计(包括具有仅具有平面区域的内表面52的外壳51的盒状)以及如上所述的牙刷支撑件54、55的设计，仅具有延伸的平面表面，使得可以通过来自管状紫外线灯11的紫外光线到达所有表面，其中，允许光线以一定角度撞击在表面上和/或以掠过的方式作用在表面上，实现了杀菌盒5没有任何区域不通过紫外线经受抗生物污染作用，使得杀菌盒5是非常卫生的，没有潜在的微生物温床。

在本发明的框架内，杀菌盒5的许多特征可以变化，包括紫外光源11、12的数量和/或牙刷支撑件54、55的数量，(一个或多个)紫外光源11、12的类型，以及(一个或多个)牙刷支撑件54、55的形状，其中，杀菌盒5可以设计成适合一次消毒一个牙刷或一次消毒一个以上的牙刷，如在某些情况下所期望的那样，只要确保存在于杀菌盒5内的表面52、56和至少一个紫外光源11、12的配置允许实现至少大部分这些表面52、56上的抗生物污染作用。这是通过在设计过程中仔细检查是否可以通过来自至少一个紫外光源11、12的紫外光到达所有表面52、56的所有区域来完成的，其中，在看起来切实可行时，掠过原理被应用于表面52、56的一个或多个区域。

本发明的又一实际应用是在船驱动和转向组件领域的应用。图12-14涉及船驱动和转向组件6的一个可行示例，船驱动和转向组件6也被称为船尾驱动器，并且旨在布置在船的后部。组件6的主要部件是可旋转螺旋桨61，其被构造成当组件6被适当地固定到船上并且船在水中时实现船的推进。螺旋桨61的旋转轴线在图12中借助于点划线示意性地示出，并用附图标记62表示。组件6的另一个主要部件是翅片63，该翅片63设置在螺旋桨61前方的位置处。翅片63从用于容纳螺旋桨61的轴65和相关齿轮设备的螺旋桨轴壳体64向下延伸。诸如船尾驱动器之类的船驱动器和转向组件是众所周知的，因此，将仅解释在本发明上下文中相关的图12-14所示的组件6的细节。

图12和图13图示了第一种实用方式，其中，本发明可以用于实现船驱动和转向组件6的部分的抗生物污染，分别包括螺旋桨61的表面66、67、68、翅片63和螺旋桨轴壳体64。在所示的示例中，设置有包括两个细长光源11、12的抗生物污染系统10，所述两个细长光源11、12被布置在螺旋桨轴壳体64的相对侧并且沿螺旋桨61的旋转轴线62的方向延伸。例如，光源11、12可以以诸如LED的灯的阵列的形式提供。在操作期间，由光源11、12发射的抗生物污染光分别用于保持螺旋桨61、翅片63和螺旋桨轴壳体64的表面66、67、68，并且还分别保持组件6其他表面，特别是存在于螺旋桨轴壳体64上方的表面，诸如与螺旋桨轴壳体64连接的壳体部分70的表面69，不会受到生物污染。当螺旋桨61旋转时，对于螺旋桨61的表面66的抗生物污染效果是最佳的，因为在那种情况下，螺旋桨61的所有部分都在抗生物污染系统10的影响下以不断交替的方式放置并由此以大致相同的方式处理。

根据本发明，为了允许抗生物污染光以更高的程度覆盖船驱动和转向组件6的各个表面66、67、68、69，这些表面66、67、68、69的设计相对于传统设计(即迄今为止普遍应用的设计)被调整。例如，图12示出了螺旋桨轴壳体64的前端71通常具有圆化的外观的事实，其结果是螺旋桨轴壳体64的表面68将在前端71的位置不会被抗生物污染光覆盖。为了完全覆盖螺旋桨轴壳体64的表面68，有利的是如图12所示具有前端71的尖锐外观，使得避免了螺旋桨轴壳体64的表面68的部分相对于来自光源11、12的抗生物污染光的射线处于阴影中的情况。此外，有利的是，在螺旋桨轴壳体64与翅片63的顶部之间的过渡位置以及螺旋桨轴壳体64与位于螺旋桨轴壳体64的正上方的壳体部分70之间的过渡位置处具有经调整的设计是有利的。在传统设计中，过渡部在相对于光源11、12的位置处具有大致凹形的外观，其中，抗生物污染光的射线不可能到达过渡部，由于螺旋桨轴壳体64的凸出弯曲部分阻挡而导致的，其结果是获得了在过渡位置存在阴影坑的情况。不用说，那些阴影坑在极大程度上易于发生生物污染，并且随着生物污染越来越多，组件6的阻力大大增加。为了避免这种情况，建议在各种过渡部处具有平滑的过渡表面72、73、74、75，具有这样的取向，即允许抗生物污染光的射线沿表面72、73、74、75掠过。认识到这种表面72、73、74、75的存在可能涉及相对于传统设计的阻力增加，但是由于该增加可以预期显著低于与常规情况下的生物污染相关的增加，具有这样的表面72、73、74、75仍然是有利的。

此外可以对螺旋桨61的设计进行调整，以实现获得螺旋桨61的表面66的改进的抗生物污染覆盖。在该过程中，有利的是在与螺旋桨61的驱动功能有关的设计要求和与螺旋桨61的表面66的抗生物污染覆盖有关的设计要求之间找到最佳点，考虑到螺旋桨61的生物污染导致驱动功能的恶化这一事实。为了增强抗生物污染效果，在螺旋桨61的表面66处和/或在船驱动和转向设备6的一个或多个其他适当表面67、68、69处应用对抗生物污染光高度反射的材料是实用的选择。

在船驱动和转向组件6中，抗生物污染系统10可以包括任何合适数量的光源11、12，并且当涉及在组件6定位系统10的至少一个光源11、12时，各种可能性是可用的。例如，一个或多个光源11、12可以定位在翅片63和/或位于螺旋桨轴壳体64的正上方的壳体部分70上和/或组件6的一个或多个其他部分，壳体部分70在其顶侧连接的板状元件77的底表面76。在这方面，应注意的是，图14示出了第二实用方式，其中，本发明可以用于实现组件6的部分的抗生物污染的目的。在图14所示的配置中，两个细长光源11、12分别布置在前面提到的板状元件77的底表面76上，分别沿组件6的端口位置和右舷位置沿着其长度的大部分延伸，并且两个细长光源18、19在翅片63的相对两侧设置。此外，应该指出的是，也可以设置中空螺旋桨轴65，以将对抗生物污染光透明的材料施加到螺旋桨轴65中，使用细长的光源，并且将这样的光源布置为以延伸穿过中空螺旋桨轴65，以便保持螺旋桨61的表面66免于生物污染。另一方面，为了将一个或多个光源11、12、18、19保持在有利的位置上，可以在组件6的设计中添加元件，这是有利的，只要能够改善组件6的一个或多个表面66、67、68、69、72、73、74、75、76的抗生物污染覆盖范围。在任何情况下，希望具有仅包括最小数量的光源11、12、18、19的设计，其中，保持免于生物污染的各种表面66、67、68、69、72、73、74、75、76的形状适应于尽可能避免阴影的要求，其中，表面可以被配置为允许抗生物污染光的射线沿着这些表面掠过。

与船驱动和转向组件6一起使用的抗生物污染系统10的光源11、12、18、19可以以任何合适的方式进行控制。例如，可以实现抗生物污染光的强度与螺旋桨61的旋转速度之间的关系，其中，较高的光强度与较低的旋转速度相关联。而且，在系统10关闭的时段之后具有更高的光强度可能是有用的。在配备有抗生物污染系统10的船驱动和转向组件6的情况下，进一步可以有用的是具有旨在确保当螺旋桨61在静止状态下保持一段时间的措施，使螺旋桨61仅为了在螺旋桨61的表面66上实现抗生物污染效果而旋转的目的，而不是为了推进船的目的，使得螺旋桨61的整个表面66可以是保持干净而没有生物污染，而不是仅仅表面66的恰好具有接收处于静止状态的大部分抗生物污染光的位置的那些部分。例如，在这种情况下，在抗生物污染系统10打开的同时，螺旋桨61可以每天旋转预定次数。在这么做时，注意的是，在旋转周期结束时，相对于旋转周期开始时，螺旋桨61围绕旋转轴线62处于另一位置处是有利的。通常，船驱动和转向组件6可以配备有合适类型的控制器，该控制器被编程为通过打开和关闭系统10并设置抗生物污染光的强度来根据需要实现对抗生物污染系统10的控制，并且可能还需要注意，当螺旋桨61看起来处于静止状态时，螺旋桨61不时地旋转。

如前所述，当应用本发明时，实现了保持清洁而无生物污染的表面21、22、23、24、28、52、56、66、67、68、69、72、73、74、75、76的全覆盖或几乎全覆盖，这应当被理解为意味着表面21、22、23、24、28、52、56、66、67、68、69、72、73、74、75、76的至少70％被抗生物污染系统10覆盖，优选地表面21、22、23、24、28、52、56、66、67、68、69、72、73、74、75、76的至少80％，并且甚至更优选地表面21、22、23、24、28、52、56、66、67、68、69、72、73、74、75、76的至少90％，并且甚至可以实现这样的情况，其中，表面21、22、23、24、28、52、56、66、67、68、69、72、73、74、75、76的100％被抗生物污染系统10覆盖。

本发明可以总结如下。设备1、2、3、4、5、6、100具有表面21、22、23、24、28、52、56、66、67、68、69、72、73、74、75、76以及抗生物污染系统10，抗生物污染系统10包括至少一个抗生物污染光源11、12、18、19，用于在表面21、22、23、24、28、52、56、66、67、68、69、72、73、74、75、76中的至少大部分上执行抗生物污染作用，所述至少一个抗生物污染光源11、12、18、19适于发射抗生物污染光。在根据本发明的设备1、2、3、4、5、6、100的可行的实施例中，至少一个抗生物污染光源11、12、18、19被设置在表面21、22、23、24、28、52、56、66、67、68、69、72、73、74、75、76的外部，也就是说，没有被集成在表面21、22、23、24、28、52、56、66、67、68、69、72、73、74、75、76的至少一个中，也不直接布置在表面21、22、23、24、28、52、56、66、67、68、69、72、73、74、75、76中的至少一个上。表面21、22、23、24、28、52、56、66、67、68、69、72、73、74、75、76相对于彼此以及相对于至少一个抗生物污染光源11、12、18、19被配置，使得在所述至少一个抗生物污染光源11、12、18、19的操作期间，表面21、22、23、24、28、52、56、66、67、68、69、72、73、74、75、76中的至少大部分相对于来自至少一个抗生物污染光源11、12、18、19的抗生物污染光的射线没有阴影。任选地，表面21、22、23、24、28、52、56、66、67、68、69、72、73、74、75、76相对于彼此并且相对于至少一个抗生物污染光源11、12、18、19被配置为使得在至少一个抗生物污染光源11、12、18、19的操作期间，通过以特定角度冲击表面21、22、23、24、28、52、56、66、67、68、69、72、73、74、75、76和/或沿表面21、22、23、24、28、52、56、66、67、68、69、72、73、74、75、76掠过而使得由生物污染光源11、12、18、19发射的抗生物污染光的射线到达表面21、22、23、24、28、52、56、66、67、68、69、72、73、74、75、76。

Claims (15)

1.一种设备(1、2、3、4、5、6、100)，其具有表面(21、22、23、24、28、52、56、66、67、68、69、72、73、74、75、76)以及包括至少一个抗生物污染光源(11、12、18、19)的抗生物污染系统(10)，所述抗生物污染系统用于在所述表面(21、22、23、24、28、52、56)的至少大部分上执行抗生物污染作用，所述至少一个抗生物污染光源(11、12、18、19)适于发射抗生物污染光的射线，其中，所述表面(21、22、23、24、28、52、56、66、67、68、69、72、73、74、75、76)相对于彼此并相对于所述至少一个抗生物污染光源(11、12、18、19)被配置为使得在所述至少一个抗生物污染光源(11、12、18、19)的操作期间，所述表面(21、22、23、24、28、52、56、66、67、68、69、72、73、74、75、76)中的至少大部分相对于来自所述至少一个抗生物污染光源(11、12、18、19)的所述抗生物污染光的射线没有阴影。

2.根据权利要求1所述的设备(1、2、3、4、5、6、100)，其中，所述表面(21、22、23、24、28、52、56、66、67、68、69、72、73、74、75、76)被配置用于在所述抗生物污染系统(10)的所述至少一个抗生物污染光源(11、12、18、19)的操作期间允许由所述抗生物污染系统发射的抗生物污染光的射线沿着所述表面(21、22、23、24、28、52、56、66、67、68、69、72、73、74、75、76)掠过，并且其中，任选地，所述表面(21、22、23、24、28、52、56、66、67、68、69、72、73、74、75、76)中的至少一个表面处于仅经受通过抗生物污染光的掠过射线进行的抗生物污染作用的位置。

3.根据权利要求1所述的设备(1、2、3、4、5、6、100)，其中，所述表面(21、22、23、24、28、52、56、66、67、68、69、72、73、74、75、76)中的至少一个是平面表面，其被取向为在所述抗生物污染系统(10)的所述至少一个抗生物污染光源(11、12、18、19)的操作期间基本平行于所述抗生物污染系统发射的抗生物污染光的射线的平面(13、14、15、16、57、58)并且被布置在所述抗生物污染系统发射的抗生物污染光的射线的平面旁边，并且其中，任选地，所述平面表面处于仅经受通过抗生物污染光的射线的所述平面(13、14、15、16、57、58)进行的抗生物污染作用的位置处。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的设备(1、2、3、4、5、6、100)，其中，所述表面(21、22、23、24、28、52、56、66、67、68、69、72、73、74、75、76)中的大部分在所述表面(21、22、23、24、28、52、66、66、67、68、69、72、73、74、75、76)的任何区域中的法线朝向至少一个抗生物污染光源(11、12、13、14)成至多90°的角度。

5.根据权利要求1-4中的任一项所述的设备(1、2、3、4、5、6、100)，其中，所述抗生物污染系统(10)包括至少两个抗生物污染光源(11、12、18、19)。

6.根据权利要求1-5中的任一项所述的设备(1、2、3、4、5、6、100)，包括至少一个功能元件(20、27、31、38、51、54、55、61、63)，其中，所述抗生物污染系统(10)的所述至少一个抗生物污染光源(11、12、18、19)被配置和布置为在所述至少一个功能元件(20、27、31、38、51、54、55、61、63)的至少一个表面(21、22、23、24、28、52、56、66、67)上执行抗生物污染作用，并且其中，任选地，所述至少一个功能元件(20、27、31、38、51、54、55、61、63)的所述至少一个表面(21、22、23、24、28、52、56、66、67)具有平面和凹面形状中的一种。

7.根据权利要求6所述的设备(1、2、100)，其中，所述功能元件(20)具有多边形横截面，特别是具有若干平面和/或凹形侧面的多边形横截面，并且其中，所述抗生物污染光源(11、12)的数量正好比所述功能元件(20)的侧面的数量低两倍。

8.根据权利要求6所述的设备(1、2)，其中，所述功能元件包括具有多边形横截面的管(20)，其中，所述抗生物污染系统(10)包括平行于所述管(20)延伸的细长的抗生物污染光源(11、12)，所述管(20)的平面外表面(21、22、23、24)被取向为沿着假想平面(13、14、15、16)，所述假想平面包括所述抗生物污染光源(11、12)中的一个的纵向轴线，并且其中，任选地，所述功能元件还包括附接到所述管(20)并横向于所述管(20)延伸的板(27)。

9.根据权利要求6所述的设备(1、2)，其中，所述功能元件包括具有矩形横截面的管(20)，并且其中，所述抗生物污染系统(10)包括垂直于所述管(20)延伸的细长的抗生物污染光源(11、12)。

10.根据权利要求1-5中的任一项所述的设备(1、2、3、4、5、100)，包括外壳(51)，所述外壳用于容纳所述抗生物污染系统(10)的所述至少一个抗生物污染光源(11、12)，并且还用于容纳流体和/或至少一个元件(20、27、31、38、54、55)，其中，所述抗生物污染系统(10)的所述至少一个抗生物污染光源(11、12)被配置和布置为在所述外壳(51)的内表面(52)上执行抗生物污染作用。

11.根据权利要求6至9中的任一项所述的设备(1、2、3、4、5、100)，包括外壳(51)，所述外壳用于容纳所述至少一个功能元件(20、27、31、38、54、55)和所述抗生物污染系统(10)的所述至少一个抗生物污染光源(11、12)，其中，所述抗生物污染系统(10)的所述至少一个抗生物污染光源(11、12)被配置和布置为在所述外壳(51)的内表面(52)上执行抗生物污染作用。

12.根据权利要求6所述的设备(3、4)，其中，所述功能元件是热交换器系统的一部分并且包括相继布置的若干互连单元(31)，所述单元(31)具有内部空间、用于将流体供应到所述内部空间的至少一个入口(34)以及用于从所述内部空间排放流体的至少一个出口(35)，并且所述抗生物污染系统(10)的所述至少一个抗生物污染光源(11、12)延伸穿过所述单元(31)。

13.根据权利要求12所述的设备(3、4)，其中，所述热交换器系统包括用于界定所述单元(31)的波纹片(38)，所述片(38)的波纹(39)沿着包括所述抗生物污染系统(10)的抗生物污染光源(11、12)的纵向轴线的假想平面在直线方向上延伸。

14.根据权利要求6所述的设备(6)，其为船驱动和转向组件，并且包括可旋转螺旋桨(61)和从螺旋桨轴壳体(64)向下延伸的翅片(63)，所述螺旋桨轴壳体用于容纳所述螺旋桨(61)的轴(65)和相关联的齿轮设备，其中，所述抗生物污染系统(10)的所述至少一个抗生物污染光源(11、12、18、19)被布置在所述船驱动和转向组件中，并位于当所述螺旋桨(61)旋转时用于实现所述螺旋桨(61)的表面(66)的完全覆盖或接近完全覆盖的位置。

15.根据权利要求14所述的设备(6)，其中，所述螺旋桨轴(65)是中空的，其中，对抗生物污染光透明的材料被施加到所述螺旋桨轴(65)，并且其中，所述抗生物污染系统10)包括细长的光源，所述细长的光源被布置为延伸穿过中空的所述螺旋桨轴(65)。