DE19828961C1 - Elektrodenanordnung an einem elektrisch nicht leitenden Unterwasserschiff zur Vermeidung dessen biologischen Bewuchses - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Elektrodenanordnung an einem elektrisch nichtleitenden Unterwasserschiff (4) zur Vermeidung eines biologischen Bewuchses desselben. Hierzu wird unter Verwendung des das Unterschiff (4) umgebenden Wassers als Elektrolyt praktisch die gesamte dem Wasser zugewandte Oberfläche des Unterschiffes (4) als rings um die verlaufende flächenhafte Elektrolytzelle gestaltet, deren beiden Elektroden (10, 12) zum einen in unmittelbarer Nachbarschaft des Wasserspiegels und zum anderen am tiefsten Punkt des Unterschiffes (4), wie eines Kiels (8), umlaufend angeordnet sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Elektrodenan­ ordnung an einem elektrisch nichtleitenden Unterwasserschiff zur Vermeidung eines biologischen Bewuchses des Unterwasser­ schiffs, insbesondere in Meerwasser.

Es bestehen vielfache Ansätze, zur Vermeidung eines biologischen Bewuchses eines Unterwasserschiffs dessen dem Wasser zugewandte Oberfläche in einer bestimmten Weise zu gestalten und dabei auch Elektroden einzusetzen. Bei bekannten derartigen Anordnungen wird teilweise erheblicher Aufwand betrieben. Auch hat man versucht, für den Bewuchs schädliche Ionen zu produzieren oder teilweise recht komplizierte elektrische Wechselfelder gegen den biologischen Bewuchs einzusetzen. Bei nichtleitenden Unterwasserschiffen hat man entweder eine leitfähige Oberflächenbeschichtung vorgesehen oder einen oft auch für den Menschen oder für Tiere schädlichen antibiologischen Deckanstrich. Schließlich hat man bei Verwendung von Elektroden oder unmittelbaren Einfluß nehmenden Stromquellen relativ hohe Spannungen oder relativ hohe Ströme in Kauf genommen, was für Mensch und Tier eine Gefährdung darstellen kann.

Verschiedener derartiger Stand der Technik ist in der DE 28 22 814 A1 aufgeführt. Die DE 28 22 814 A1 betrifft, anders als die Erfindung, speziell die Aufgabenstellung, eine elektrisch leitende Oberfläche, insbesondere eine elektrisch leitende Oberfläche eines Unterwasserschiffs, durch Stromfluß im Meerwasser zwischen einer solchen elektrisch leitenden Oberfläche und einer Elektrode von Bewuchs freizuhalten.

Mit einer Elektrodenanordnung an einem elektrisch nichtleitenden Unterwasserschiff zur Vermeidung eines biologischen Bewuchses des Unterwasserschiffs, insbesondere in Meerwasser, befaßt sich bereits die US 3 241 512. Diese bekannte Elektrodenanordnung weist zwei Elektroden auf, die zwischen sich eine gleichstromgespeiste elektrolytische Stromzelle bilden, deren beiden Elektroden zu beiden Seiten eines Kiels eines Unterwasserschiffs längs der Unterkante des Kiels verlaufen. Die elektrolytische Stromzelle erzeugt dabei Gasblasen, welche längs des Unterwasserschiffs nach oben steigen und dabei das Unterwasserschiff von Bewuchs freihalten sollen.

Die Erfindung befaßt sich speziell mit der Vermei­ dung eines biologischen Bewuchses eines nichtleitenden Unter­ wasserschiffes, beispielsweise eines solchen aus Holz oder einem Kunststoff, wie beispielsweise mit Verstärkung durch Glasfaser oder Kohlenstoffaser.

Der Erfindung liegt speziell die Aufgabe zugrunde, mit besonders einfachen sowie für Mensch und Tier unschädli­ chen Mitteln das nichtleitende Unterwasserschiff dauerhaft von biologischem Bewuchs freizuhalten.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.

Die Erfindung ist dadurch ausgezeichnet, daß die dem Wasser zugewandte Oberfläche des elektrisch nichtleiten­ den Unterwasserschiffes vom Wasserspiegel an bis zum tiefsten Punkt des Schiffrumpfes als flächenhafte Elektrolytzelle oder eine in Umfangsrichtung des Schiffes aufeinander folgende Hintereinanderanordnung derartiger flächenhafter Elektrolyt­ zellen gestaltet wird, bei denen das Umgebungswasser des Un­ terwasserschiffes das Elektrolyt bildet.

Konstruktiv ist in diesem Sinne die (jeweils) obere Elektrode sinngemäß nicht auf den den Pegelstand beschreibenden Wasserspiegel selbst zu beziehen, sondern auf einen konstruktiv vorgegebenen Wasserpass oder allgemeiner die Schwimmwasserlinie bzw. die Linie des geringstmöglichen Tiefgangs.

Es hat sich gezeigt, daß man mit relativ kleinen Betriebsspannungen und relativ kleinen Stromdichten, die bio­ logisch unschädlich sind, dauerhaft einen Bewuchs des Unter­ wasserschiffes vermeiden kann.

Der Aufwand ist dabei relativ klein, weil lediglich zwei sich jeweils um das Unterwasserschiff herum erstreckende Elektroden, oder eine Folge derartiger Elektroden, zusammen mit einer Schwachstromversorgung benötigt werden. Gerade dann, wenn Meerwasser als Elektrolyt verwendet wird, ist der Spannungs- und Strombedarf wegen der hohen Ionenkonzentration in der elektrolytischen Zelle äußerst gering.

Die Erfindung schließt nicht aus, nur an Teilberei­ chen des Unterwasserschiffes eingesetzt zu werden. Vorzugs­ weise wird sie jedoch im Sinne von Anspruch 2 rings um das Schiff eingesetzt.

Die Erfahrung hat ergeben, daß ein Bewuchs des Un­ terwasserschiffes insbesondere durch Schaffung einer alkali­ schen Umgebung gehindert werden kann. Deswegen wird vorzugs­ weise wie im Anspruch 3 die Elektrodenpolung so vorgenommen, daß die positive Elektrode jeweils oben und die negative Elektrode jeweils unten angeordnet ist, wobei im Bereich der negativen Elektrode in besonders kritischen unteren Bereichen die alkalische Umgebung des Unterwasserschiffes erzeugt wird.

Ferner kann man in diesen unteren Bereichen die Wirksamkeit der elektrolytischen Zelle gegen Bewuchs noch da­ durch relativ verstärken, indem man die unten liegende Elek­ trode in ihrer Längserstreckung wesentlich kürzer als die oben liegende Elektrode gestaltet. Das führt zu einer größe­ ren Stromdichte im Bereich der unten liegenden Elektrode, wo auch die höchste Stromdichte benötigt wird. Man kommt daher mit minimalen elektrolytischen Strömen in der elektrolyti­ schen Zelle aus. Dies erhält man besonders dann, wenn die je­ weilige untere Elektrode an einem Kiel des Unterwasserschif­ fes angeordnet ist und dieser Kiel jedenfalls an seinem unte­ ren Ende eine wesentlich geringere Längserstreckung und im allgemeinen auch eine wesentlich geringere Breite als das sonstige weiter oben liegende Unterwasserschiff hat (vgl. insbesondere Ansprüche 7 und 8).

Die Elektroden können in jeder bekannten Weise ge­ staltet sein. Im Hinblick auf ihre Dauerbetriebsfähigkeit be­ vorzugt ist die Verwendung von auf das Unterwasserschiff auf­ gebrachter Metallfolie, vorzugsweise von Legierungen auf Kup­ fer- oder Eisenbasis, im letzteren Fall beispielsweise V2A- Stahl oder noch besser V4A-Stahl.

Bevorzugt werden die elektrolytischen Schwachstrom­ zellen im Dauerbetrieb mit Gleichstrom betrieben, so daß wäh­ rend des ganzen Betriebs des Schiffes ein Bewuchs des Unter­ wasserschiffs vermieden wird. Dabei kann man im Grenzfall diesen Dauerbetrieb auf die ganze Zeit ausdehnen, in der das Schiff im Wasser liegt und sich nicht gerade in einer Trockenwerft befindet. Man kann aber auch den Betrieb der einzigen sich rings um das Schiff befindlichen Elektrolyt­ zelle oder einer Reihe von derartigen rings um das Schiff an­ geordneten Elektrolytzellen intervallweise machen und den Gleichstrom vorübergehend ausstellen, wenn etwa die Strom­ quelle für andere Zwecke benötigt wird oder die Umstände so sind, daß das Entstehen von Bewuchs sehr langsam erfolgt und durch intervallweisen Betrieb der erfindungsgemäßen Elektro­ denanordnung hinreichend bekämpft werden kann. Ebenso könnte man daran denken, den Gleichstrom regelmäßig oder unregelmä­ ßig kontinuierlich zu pulsen.

Als Stromquellen kommen übliche Trockenbatterien oder Akkus in Frage, zu deren jeweiliger Neuaufladung oder auch Daueraufladung die Bordbatterie und/oder eine Solarzelle oder eine Anordnung mehrerer Solarzellen dienen oder minde­ stens mit herangezogen werden können, wenn nicht etwa Land­ strom zur Verfügung steht, der dann entsprechend in Schwach­ strom zu untersetzen ist. Es zeigt sich, daß ohne großen Auf­ wand selbst bei einer kleineren Segelyacht durch eine relativ kleine Solarzelle der erforderliche Betriebsstrom der erfin­ dungsgemäßen Elektrodenanordnung tags erzeugt und sonst in einem Akku oder einer Trockenbatterie für die Nacht gespei­ chert werden kann.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer sche­ matischen Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel noch näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt schematisch eine Seitenan­ sicht einer Segelyacht mit dem unteren Bereich der Aufbauten des Bootsrumpfes.

Die Figur betrifft eine Segelyacht aus GFK.

Das Oberschiff 2 ist vom Unterschiff 4 durch den Wasserpaß 6 abgeteilt, welcher die Eintauchtiefe der Segel­ yacht in das Wasser begrenzt.

Zu dem Unterschiff 4 gehört ein Kiel 8, der sich mitschiffs nur über eine kleine Länge des oben liegenden Be­ reichs des Unterschiffs 4 erstreckt. Im konkreten Fall ist am unteren Ende des Kiels die Länge im Bereich zwischen einem Drittel und einem Fünftel der Länge des oberen Bereichs des Unterschiffs. Knapp unterhalb des Wasserpasses 6 erstreckt sich rings um den oberen langgestreckten Bereich des Unter­ schiffs 4 eine ringsum geschlossene positive Elektrode 10. Rings um das unterste Ende des Kieles 8 erstreckt sich eine negative Elektrode 12. Beide Elektroden 10 und 12 bestehen aus auf das Unterschiff aufgeklebter Metallfolie, hier eine Legierung auf Kupferbasis.

Die Länge der negativen Elektrode 12 ist nicht nur dadurch gegenüber der Länge der positiven Elektrode herabge­ setzt, daß sie sich nur über einen Teil der Länge des Unter­ schiffs 4 erstreckt, sondern auch dadurch, daß der untere Be­ reich des Kiels 8, an dessen unterem Ende die negative Elek­ trode 12 angeordnet ist, auch in Breitenrichtung viel schma­ ler ist als die Breite des Bereichs des Unterschiffs 4, an dem die positive Elektrode 10 angeordnet ist.

Die beiden Elektroden 10 und 12 liegen zusammen mit dem das Unterschiff 4 unterhalb des Wasserpasses 6 umgebenden Wasser, hier Meerwasser, eine praktisch die ganze Oberfläche des Unterschiffs einnehmende einzige Elektrolytzelle, deren Elektrolyt das umgebende Meerwasser selbst ist. Für den Be­ trieb dieser Elektrolytzelle benötigt man lediglich eine gleichstrommäßige Stromversorgung in Schwachstromtechnik.

Im Rahmen der Erfindung wird unter biologischem Be­ wuchs des Unterwasserschiffs alles das verstanden, was sich während des in das Wasser eingetauchten Zustandes des Unter­ wasserschiffs an diesem ablagert. Dazu gehören außer pflanz­ lichen Ablagerungen oder Teilen von abgelagerten Pflanzen auch sich ausbildende Ansätze anderer biologischer Herkunft, insbesondere tierischer Herkunft, wie von Muscheln, Krebsen o. dgl. Die erfindungsgemäße Reinhaltung des Unterschiffs von derartigen Ablagerungen kann dabei noch mit wirksam sein, auch anorganische Ablagerungen mit zu entfernen, die sich in den biologischen Bewuchs der angesprochenen Art mit einla­ gern.

Der Wasserpaß 6 ist bei höherwertigen Schiffen am Bootsrumpf dargestellt und kann bei anderen Schiffen durch die Lage des Wasserspiegels beschrieben werden. In beiden Fällen könnte man auch von der (Schwimm-)Wasserlinie sprechen.

Claims (12)

1. Elektrodenanordnung an einem elektrisch nichtlei­ tenden Unterwasserschiff (4) zur Vermeidung eines biologi­ schen Bewuchses des Unterwasserschiffs (4), insbesondere in Meerwasser, mit folgenden Merkmalen:

• 1. mindestens eine gleichstromgespeiste flächenhafte elektrolytische Schwachstromzelle ist an der dem Wasser zugewandten Oberfläche des Unterwasserschiffs (4) mit dem Umgebungswasser des Unterwasserschiffs (4) als Elektrolyt und mit einer negativen Elektrode (12) und einer positiven Elektrode (10) ausgebildet;
• 2. die eine Elektrode erstreckt sich (jeweils) längs des am tiefsten ins Wasser eintauchenden Bereichs des Unterwasserschiffs (4);
• 3. die andere Elektrode (10) erstreckt sich (jeweils) längs des Unterwasserschiffs (4) knapp unterhalb der Schwimmwasserlinie.

2. Elektrodenanordnung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die positive Elektrode (10) und/oder die negative Elektrode (12) sich jeweils rings um das Unterwas­ serschiff (4) erstreckt bzw. erstrecken.

3. Elektrodenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die knapp unterhalb der Schwimmwasserlinie angeordnete(n) Elektrode(n) (jeweils) eine positive Elektrode (10) ist bzw. sind.

4. Elektrodenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die positive Elektrode (10) und/oder die negative Elektrode (12) (jeweils) von einer auf das Unterwasserschiff (4) aufgebrachten Metallfolie, vorzugs­ weise auf Kupfer- oder Eisenbasis, gebildet ist.

5. Elektrodenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrolytische Schwach­ stromzelle (jeweils) von einer Stromquelle mit nicht mehr als 24 Volt, vorzugsweise 12 Volt, Nennspannung gespeist ist.

6. Elektrodenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromstärke in der jewei­ ligen elektrolytischen Schwachstromzelle auf höchstens 50 mA beschränkt ist.

7. Elektrodenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die sich (jeweils) längs des am tiefsten ins Wasser eintauchenden Bereichs des Unterwas­ serschiffs (4) erstreckende(n) Elektrode(n) am unteren Ende eines Schiffskiels (8) angeordnet ist bzw. sind.

8. Elektrodenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der jeweiligen elektrolyti­ schen Schwachstromzelle die sich längs des Unterwasserschiffs (4) knapp unterhalb der Schwimmwasserlinie erstreckende Elektrode eine größere Längenerstreckung in Umfangsrichtung des Unterwasserschiffs (4) als die sich längs des am tiefsten ins Wasser eintauchenden Bereichs des Unterwasserschiffs (4) erstreckende Elektrode hat.

9. Elektrodenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige elektrolytische Schwachstromzelle mit einem Dauergleichstrom betrieben ist.

10. Elektrodenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige elektrolytische Schwachstromzelle mit einem gepulsten Gleichstrom betrieben ist.

11. Elektrodenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch eine Trockenbatterie oder einen Akku als Stromquelle.

12. Elektrodenanordnung nach Anspruch 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zur Aufladung des Akkus oder der Trocken­ batterie die Bordbatterie und/oder eine Solarzelle vorgesehen ist bzw. sind.