KR102538941B1 - 지표수에 의한 유체 냉각 장치 - Google Patents

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Abstract

지표수에 의해 유체를 냉각하기 위한 냉각 장치가 개시되며, 냉각 장치는 그 내부에서 유체를 수용하고 운반하기 위한 하나 이상의 튜브들로서, 튜브의 외부는 작동시에 튜브를 냉각하도록, 이에 의해 유체를 또한 냉각하도록 지표수에 적어도 부분적으로 침지되는, 상기 튜브들, 침지된 외부의 적어도 일부분에서의 부착을 방해하는 광을 생성하기 위한 적어도 하나의 광원, 및 침지된 외부에서 오손 방지광의 분포를 향상시키기 위한 적어도 하나의 광학 유닛을 포함한다. 이러한 구조에 의해, 냉각 장치의 오손 방지는 효과적인 방식으로 보장될 수 있다.

Description

지표수에 의한 유체 냉각 장치{COOLING APPARATUS FOR COOLING A FLUID BY MEANS OF SURFACE WATER}
본 발명은 통상적으로 오손 방지(anti-fouling)로서 지칭되는 오손(fouling)의 예방에 적합한 냉각 장치에 관한 것이다. 본 발명은 특히 해양 박스 냉각기(sea box cooler)의 오손 방지에 관한 것이다.
바이오 오손(bio-fouling) 또는 생물학적 오손(biological fouling)은 표면 상의 미생물, 식물, 조류 및/또는 동물의 축적물과 관련된다. 바이오 오손 유기체의 다양성은 매우 다양하며, 따개비 및 해초의 부착을 훨씬 너머까지 확장한다. 일부 추정에 따르면, 4000 이상의 유기체를 포함하는 1800종이 바이오 오손의 원인이 된다. 바이오 오손은 생물막(biofilm) 형성 및 세균 오손을 포함하는 미세 오손(micro fouling)과 큰 유기체의 오손인 거시 오손(macro fouling)으로 분류된다. 침전을 방지하는 것을 결정하는 뚜렷한 화학적 성질 및 생물학적 성질로 인하여, 유기체들은 또한 경질 또는 연질 오손 형태로 분류된다. 석회질(경질) 오손 유기체는 따개비류, 외피 이끼류(encrusting bryozoans), 다모류 및 다른 집갯지렁이, 및 얼룩무늬 마합류(zebra mussels)를 포함한다. 비석회질(연질) 오손 유기체는 해초, 수화물, 조류 및 생물막 "점액질"이 있다. 이러한 유기체는 함께 오손 공동체를 형성한다.
몇몇 상황에서, 바이오 오손은 상당한 문제를 발생시킨다. 기계가 작동을 멈추고, 물 유입구가 막히고, 열교환기의 성능이 감소된다. 그러므로, 오손 방지의 주제, 즉 바이오 오손을 제거하거나 또는 형성을 방지하는 공정은 널리 공지되어 있다. 산업 공정에서, 바이오 분산제는 바이오 오손을 통제하도록 사용될 수 있다. 덜 통제된 환경에서, 유기체는 살생물제(biocide), 열처리 또는 에너지 펄스를 사용하여 코팅으로 살균되거나 격퇴된다. 유기체가 부착되는 것을 방지하는 비독성 기계적 전략은 미끄러운 표면을 가지는 재료 또는 코팅을 선택하거나, 또는 단지 빈약한 고정 지점들을 제공하는 상어와 돌고래의 피부와 유사한 나노스케일 표면 토폴로지의 생성을 포함한다.
해수를 통해 선박의 엔진 유체를 냉각하는 냉각 유닛에 대한 오손 방지 장치는 당업계에 공지되어 있다. DE102008029464는 규칙적으로 반복 가능한 과열의 수단에 의한 오손 방지 시스템을 포함하는 해양 박스 냉각기에 관한 것이다. 온수는 열교환기 튜브들에서 오손 전파를 최소화도록 튜브들에 별개로 공급된다.
박스 냉각기의 바이오 오손은 심각한 문제를 유발한다. 주된 문제는, 생물 부착물의 두꺼운 층들이 효과적인 단열재임에 따라서, 열 전달을 위한 감소된 용량이다. 그 결과, 선박 엔진은 훨씬 낮은 속도로 진행하여야만 하여 선박 자체를 느리게 하거나, 또는 과열로 인하여 심지어 완전히 정지하여야 한다.
바이오 오손에 기여하는 수많은 유기체가 있다. 이러한 것은 박테리아 및 조류와 같은 매우 작은 유기체뿐만 아니라 갑각류와 같은 매우 큰 유기체를 포함한다. 환경, 물의 온도 및 시스템의 목적은 모두 여기에서 역할을 한다. 박스 냉각기의 환경은 바이오 오손에 이상적으로 적합하며: 냉각될 유체는 중간 온도까지 가열되고, 물의 일정한 유동은 영양분과 새로운 유기체를 가져온다.
따라서, 오손 방지를 위한 방법 및 장치가 필요하다. 그러나, 종래 기술의 시스템들은 그 사용에 있어서 비효율적일 수 있고, 정기적인 유지 보수를 요구하며, 대부분의 경우에, 잠재적인 유해한 영향에도 불구하고 해수로의 이온 방출을 유발한다.
그러므로, 본 발명의 한 양태는 첨부된 독립항들에 따른 대안적인 오손 방지 시스템을 구비한, 선박 엔진을 냉각하기 하기 위한 냉각 장치를 제공하는 것이다. 종속항들은 유익한 실시예를 한정한다.
이와 함께, 광학적 방법에 기초한, 특히 자외선(UV) 광을 사용하는 접근 방법이 제시된다. '충분한' UV 광으로 대부분의 미생물이 살균되거나, 비활성 상태로 되거나, 번식할 수 없는 것으로 보인다. 이러한 효과는 주로 UV 광의 전체 투여량에 의해 좌우된다. 특정 미생물의 90%를 살균하는 전형적인 투여량은 평방 미터당 10mW-시간(hour)이다.
선박 엔진의 냉각을 위한 냉각 장치는 선박의 선체 및 구획 플레이트들에 의해 한정된 폐쇄 박스에 배치되는데 적합하다. 입구 및 출구 개구들이 선체에 제공되어서, 해수는 박스 용적부에 자유롭게 들어가고 냉각 장치 위에서 유동하고 자연 유동을 통해 빠져나갈 수 있다. 냉각 장치는 냉각될 유체가 안내될 수 있는 튜브들의 다발, 및 오손 방지광을 발생시키기 위한 적어도 하나의 광원을 포함한다. 본 발명의 냉각 장치는 침지된 외부 상에 오손 방지광의 분포를 향상시키기 위한 적어도 하나의 광학 유닛을 추가로 포함한다.
광원은 냉각 장치의 실시예에서 관형 구조를 가지는 램프일 수 있다. 이러한 광원들에 대하여, 광원들이 오히려 큼에 따라서, 단일 광원으로부터의 광은 넓은 영역에 걸쳐서 발생된다. 따라서, 상당히 비용 효과적인 해결 방안을 제공하는 제한된 수의 광원들로 필요한 레벨의 오손 방지를 달성하는 것이 가능하다.
UVC를 발생시키기 위한 가장 효율적인 광원은 입력 와트의 평균 35%가 UVC 와트로 변환되는 저압 수은 방전 램프이다. 방사선은 254 ㎚에서, 즉 최대 살균 효과의 85%에서 거의 독점적으로 발생된다(도 3). 오존 형성 방사선, 이 경우에 185 ㎚ 수은선(mercury line)을 걸러내는 특수 유리의 엔벨로프(envelope)를 가지는 필립스(Philips)의 저압 관형 형광 자외선(TUV, low pressure tubular flourescent ultraviolet) 램프들이 공지되어 있다.
다양한 필립스 살균 TUV 램프에 대하여, 전기 및 기계적 특성은 가시광에 대한 그 조명 등가물과 동일하다. 이러한 것은 동일한 방식으로, 즉 전자 또는 자기식 안정기/시동기 회로(ballast/starter circuit)를 사용하여 작동되는 것을 가능하게 한다. 모든 저압 램프와 마찬가지로, 램프 작동 온도와 출력 사이에는 관계가 있다. 예를 들어, 저압 램프에서, 254 nm의 공명선은 방전관에서 특정 수은 증기압에서 가장 강하다. 이러한 압력은 작동 온도에 의해 결정되며, 약 25℃의 주변 온도에 대응하는 40℃의 튜브 벽 온도에서 최적화된다. 또한 램프 출력이 램프를 가로 지르는 기류(강제 또는 자연적), 소위 풍속 냉각(chill factor)에 의해 영향을 받는다는 것을 인식하여야 한다. 독자는 일부 램프에 대해 공기 흐름을 증가시키고 및/또는 온도를 낮추는 것이 살균 출력이 증가시킬 수 있다는 것을 유념하여야 한다. 이러한 것은 높은 출력(HO) 램프, 즉 그 선형 치수에 대해 정상적인 것보다 높은 와트 수의 램프에서 충족된다.
제2 형태의 UV 광원은 중간 압력의 수은 램프이며, 여기에서 더욱 높은 압력은 더욱 많은 스펙트럼 라인과 연속체(재조합 방사선)를 생성하도록 더욱 많은 에너지 레벨을 여기한다(도 6). 석영 엔벨로프가 240nm 이하로 투과되어, 오존이 공기로부터 형성될 수 있다는 것을 유념하여야 한다. 중간압 공급원의 이점은 다음과 같다:
ㆍ 고출력 밀도;
ㆍ 동일 적용에 사용되는 저압 형태보다 적은 수의 램프에서의 고출력; 및
ㆍ 환경 온도에 대한 낮은 민감도.
램프들은 벽 온도가 600 내지 900℃에 놓이고, 핀치가 350℃를 초과하지 않도록 작동되어야 한다. 이러한 램프들은 저압 램프처럼 흐릿할 수 있다.
또한, 유전체 배리어 방전(DBD, Dielectric Barrier Discharge) 램프가 사용될 수 있다. 이러한 램프들은 다양한 파장과 높은 전기-광 출력 효율에서 매우 강력한 UV 광을 제공할 수 있다.
요구되는 살균 투여량은 기존의 저비용, 저전력 UV LED들로 또한 용이하게 달성될 수 있다. LED들은 일반적으로 비교적 작은 패키지에 포함될 수 있으며, 다른 형태의 광원들보다 적은 전력을 소비한다. LED들은 다양한 필요한 파장의 (UV) 광을 방출하도록 제조될 수 있으며, 그 작동 파라미터, 특히 출력 전력은 고도로 제어될 수 있다.
본 발명에 따른 냉각 장치의 실시예에서, 상기 광학 유닛은 튜브들 사이를 향해 적어도 부분적으로 연장한다. 따라서, 튜브 외부의 전체 표면 위에서 오손 방지광의 균일하고 효과적인 분배가 보장된다.
본 발명에 따른 냉각 장치의 실시예에서, 광학 유닛은 광원에 의해 발생된 광이 진행하는 적어도 하나의 광학 매체를 포함한다. 광학 매체는 광원에 의해 발생된 광을, 오손 방지광이 도달할 수 없는 튜브 외부의 영역으로 전달하고, 그러므로 이러한 영역에서 오손이 마찬가지로 회피된다.
본 발명의 실시예에서, 광학 매체는 통과하는 오손 방지광의 적어도 일부를 안내하기 위한, 가스 및/또는 깨끗한 물이 충전된 공간들, 예를 들어 채널들을 포함한다. 특히, 광학 매체는 적어도 부분적으로 중공일 수 있으며, 가스 및/또는 깨끗한 물이 충전될 수 있다.
본 발명에 따른 냉각 장치의 실시예에서, 광학 매체는 튜브의 외부에 실질적으로 평행한 성분을 가지는 방향으로 광원에 의해 방사된 오손 방지광의 적어도 일부를 확산시키기 위하여 광원의 전방에 배열된 광 확산기이다. 광학 매체는 튜브의 외부에 실질적으로 평행한 성분을 가지는 방향으로 적어도 하나의 광원에 의해 방사된 오손 방지광의 적어도 일부를 확산시키기 위하여 적어도 하나의 광원의 전방에 배열된다. 광 확산기의 예는 광학 매체에서 적어도 하나의 광원 반대편 위치에서 광학 매체에 배열된 반대편 원추(Opposite' cone)일 수 있으며, 반대편 원추는 상기 표면에 실질적으로 평행한 방향으로 상기 표면에 직각인, 광원에 의해 방사된 반사광을 위하여 튜브의 외부에 직각인 45°각도의 표면적을 가진다.
본 발명에 따른 냉각 장치의 실시예에서, 광학 매체는 광 가이드이다. 상기 실시예의 바람직한 형태에서, 광학 매체는 적어도 하나의 광원의 전방에 배열되고, 광 가이드는 적어도 하나의 광원으로부터의 오손 방지광을 결합하기 위한 광 결합면 및 튜브의 외부를 향한 방향으로 오손 방지광을 빼내기(coupling out) 위한 광 빼내기면(light coupling-out surface)을 포함한다. 즉, 광학 매체의 특정 섹션은 튜브의 외부를 향해 광을 유출시키도록 의도적으로 배열된다.
상기 실시예에서의 광학 매체는 튜브 외부의 상당한 부분을 가로질러 광을 분배하고, 실리콘 재료 및/또는 UV 등급의 실리카 재료, 특히 석영을 포함한다. UV 등급 실리카는 UV 광에 대해 매우 낮은 흡수성을 가지며, 그러므로 광학 매체 재료로서 매우 적합하다. 상대적으로 큰 물체는 큰 물체에 대해서도 또한 UV 투과성을 유지하면서, UV 등급 실리카 및/또는 소위 "용융 실리카"의 다수의 비교적 작은 조각들 또는 부분들을 함께 사용하여 만들어질 수 있다. 실리콘 재료에 매립된 실리카 부분들은 실리카 재료를 보호한다. 이러한 조합에서, 실리카 부분들은 광학 매체를 통한 광의 (재)분포 및/또는 광 가이드로부터의 광의 빼냄을 하기 위해 다른 실리콘 재료 광학 매체에서 UV 투과성 산란기(UV transparent scatterer)들을 제공할 수 있다. 또한, 실리카 입자 및/또는 다른 경질 UV 투광성 재료의 입자는 실리콘 재료를 강화할 수 있다. 특히, 박편 형상 실리카 입자(flake-shaped silica particle)들은, 충격에 견딜 수 있는 강한 층을 제공할 수 있는 실리콘 재료에서 실리카의 50%, 70% 또는 심지어 더욱 높은 비율의 고밀도로 또한 사용될 수 있다. 광학 매체 또는 광 가이드의 적어도 일부는 예를 들어 광학 및/또는 구조적 특성을 변경하도록 적어도 부분적으로 실리카 재료에 매립된 UV 등급 실리카 입자, 특히 박편들의 공간적으로 변하는 밀도를 구비할 수 있는 것으로 고려된다. 여기서, "박편"은 3개의 데카르트 방향으로의 크기를 가지는 물체를 나타내며, 3개의 크기 중 2개의 크기는 서로 다를 수 있지만, 각각의 크기는 제3의 크기보다 상당히 크고, 예를 들어 비율(factor) 10, 20, 또는 상당히 더욱, 예를 들어 100의 비율이다.
본 발명의 실시예에서, 광 가이드는 오손 방지광의 적어도 일부가 광 빼내기면에서 빼내지기 전에 튜브의 외부에 실질적으로 평행한 방향으로 전체 내부 반사를 거쳐서 광 가이드를 통해 전파되도록 액체 환경에서의 굴절율보다 높은 굴절율을 가지는 광 가이드 재료를 포함한다. 일부 실시예는, 광 확산기 및 광 가이드를 결합하거나 또는 광 가이드 특징을 구비한 광 확산 특징을 광학 매체에 통합되는, 광학 매체에 포함할 수 있다.
적어도 하나의 광원 및/또는 광학 매체는 튜브의 외부로부터 멀어지는 방향으로 오손 방지광을 방사하도록 튜브의 외부 안에, 외부 상에 및/또는 외부 가까이에 적어도 부분적으로 배열될 수 있다. 광원은 바람직하게 튜브의 외부가 액체 환경에 적어도 부분적으로 잠기는 동안 오손 방지광을 방사하는데 적합하다.
본 발명의 대안적인 실시예에서, 광학 매체는 유리, 유리 섬유, 실리콘 또는 PMMA와 같은 투명 플라스틱으로 만들어진다.
본 발명의 실시예에서, 광학 매체는 광학 매체의 적어도 일부가 2개의 인접한 튜브 사이에 놓이도록 광원으로부터 튜브를 향해 연장하는 막대 또는 섬유의 형태이다.
본 발명의 실시예에서, 광학 유닛은 광원이 오손을 저지하는 튜브의 외부로부터 멀리 광파의 전파를 제한하고 튜브의 외부를 향해 광을 반사하는 제한기(restrictor)의 형태를 한다.
상기 냉각 장치의 실시예에서, 튜브들은 오손 방지광 반사 코팅이 적어도 부분적으로 코팅된다. 따라서, 오손 방지광은 확산 방식으로 반사될 것이며, 그러므로 광은 튜브 위에서 더욱 효과적으로 분산된다.
본 발명은 또한 상기된 바와 같은 선박의 엔진을 냉각하기 위한 냉각 유닛을 포함하는 선박을 제공한다. 이러한 실시예에서, 냉각 유닛이 내부에 배치되는 박스의 내부면들은 오손 방지광 반사 코팅이 적어도 부분적으로 코팅될 수 있다. 상기 실시예와 유사하게, 이러한 특정 실시예의 결과로서, 오손 방지광은 확산 방식으로 반사될 것이고, 그러므로 광은 튜브 위에서 더욱 효과적으로 분산된다.
공지된 독성 분산 코팅의 경우에서와 같이, 미생물이 오손 표면에 접착되고 발근한(rooting) 후에 살균되지 않지만, 오손 표면에서 미생물의 발근이 방지되는 것이 현재 제공되는 해결 방안의 이점이다. 큰 미생물 구조를 가진 기존의 오손을 제거하는 가벼운 처리와 비교하여 오손 표면에 접촉하기 직전 또는 직후에 미생물을 적극적으로 살균하는 것이 더욱 효율적이다. 효과는 미생물이 접착할 수 없는 매끄러운 나노 표면을 사용하여 생성된 효과와 유사할 수 있다.
초기 발근 단계에서 미생물을 살균하는데 요구되는 적은 양의 광 에너지 때문에, 시스템은 과도한 전력 요구없이 큰 표면에 걸쳐서 오손 방지광을 연속적으로 제공하도록 작동될 수 있다.
본 명세서에서, 용어 "실질적으로"는 당업자에 의해 이해될 것이다. "실질적으로 평행" 또는 "실질적으로 직각"과 같이, 본 명세서에서 사용되는 용어 "실질적으로"는 당업자에 의해 이해될 것이다. 용어 "실질적으로"는 또한 "전체적으로", "완전히", "모두" 등을 써서 실시예를 포함할 수 있다. 그러므로, 실시예들에서, 형용사는 실질적으로 또한 제거될 수 있다. 적용 가능한 경우에, 용어 "실질적으로"는 90% 이상, 예를 들어 95% 이상, 특히 99% 이상, 더욱 특히 99.5% 이상(100% 포함)과 관계될 수 있다. 용어 "포함한다"는 "포함한다"라는 용어가 "이루어진다"를 의미하는 실시예를 또한 포함한다. 용어 "포함하는"은 한 실시예에서 "이루어지는"을 나타낼 수 있지만, 다른 실시예에서 "적어도 하나의 정의된 종을 함유하고 선택적으로 하나 또는 그 이상의 다른 종을 함유하는"을 또한 나타낼 수 있다.
그렇게 사용된 용어가 적절한 환경 하에서 교환 가능하고, 본 명세서에 기술된 본 발명의 실시예들이 본원에 기술되거나 예시된 것 이외의 다른 순서로 작동할 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
상기된 실시예들이 본 발명을 제한하기보다는 설명하고, 당업자가 첨부된 청구항의 범위를 벗어나지 않고 많은 대안적인 실시예를 설계할 수 있다는 것을 유의하여야 한다. 청구항들에서, 괄호 안의 임의의 도면 부호는 청구항을 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다. 단수 형태의 구성 요소는 이러한 다수의 구성 요소의 존재를 배제하지 않는다. 단지 특정 측정값들이 서로 다른 종속항들에 인용되어 있다는 사실이 이러한 측정값들의 조합을 활용할 수 없다는 것을 의미하지는 않는다.
본 발명은 상세한 설명 및/또는 첨부된 도면에 도시된 하나 이상의 특징부들을 포함하는 디바이스에 또한 적용한다.
이 특허에서 논의된 다양한 양태는 추가적인 이점을 제공하기 위해 결합될 수 있다. 또한, 일부 기능은 하나 이상의 분할 출원을 위한 기반을 형성할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 대응하는 참조 부호는 대응하는 부분을 나타내는 첨부된 개략적인 도면을 참조하여 단지 예로서 지금 설명될 것이다:
도 1은 냉각 장치의 실시예의 개략도;
도 2는 냉각 장치의 실시에의 개략 수평 단면도; 및
도 3은 냉각 장치의 다른 실시예의 개략 수직 단면도.
도면은 반드시 실척이 아니다.
본 발명이 도면 및 전술한 설명에서 상세히 도시되고 설명되었지만, 그러한 예시 및 설명은 예시적이거나 또는 예로 고려되어야 하며 제한적이 아니며; 본 발명은 개시된 실시예들로 한정되지 않는다. 또한, 도면은 개략적이며, 반드시 실척이 아니며, 본 발명을 이해하기 위해 요구되지 않는 세부 사항은 생략될 수 있다는 것을 또한 유의하여야 한다. "내부", "외부", "~를 따라서", "길이 방향", "저부"등과 같은 용어는 달리 명시되지 않는 한 도면에서 배향된 바와 같은 실 예에 관계한다. 또한, 적어도 실질적으로 동일하거나 적어도 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 요소는 동일한 도면 부호로 표시된다.
도 1은 기본 실시예로서, 입구 및 출구 개구(6, 7)들이 선체에 제공되도록 선박의 선체(3) 및 구획 플레이트(4, 5)들에 의해 한정된 폐쇄 박스에 배치되어서, 해수가 박스 용적부에 자유롭게 들어가 냉각 장치 위에서 유동하고, 자연 유동을 통해 빠져나갈 수 있는, 선박 엔진의 냉각을 위한 냉각 장치(2)의 개략도를 도시하고, 냉각 장치는 냉각될 유체가 안내할 수 있는 튜브(8)들의 다발, 및 튜브(8)들 상에 오손 방지광을 방사하도록 튜브(8)들에 의해 배열된, 오손 방지광을 발생시키기 위한 적어도 하나의 광원(9)을 포함한다. 고온 유체는 위로부터 튜브(8)들로 들어가서 내내 안내되고 다시 한번 빠져나가, 지금 상측부로부터 냉각된다. 한편, 해수는 입구 개구(6)들로부터 박스로 들어가고, 튜브(8)들 위에서 유동하고, 튜브(8)들, 그러므로 그 내부에서 안내되는 유체로부터 열을 수용한다. 튜브(8)로부터 열을 취하면 해수는 따뜻해지고 상승한다. 해수는 그런 다음 선체(3)의 더욱 높은 지점에 위치된 출구 개구(7)로부터 박스를 빠져나간다. 이러한 냉각 과정 동안, 해수에 존재하는 임의의 바이오 유기체는, 따뜻해지고 생물이 살기에 적합한 환경을 제공하는 튜브(8)에 부착하는 경향이 있으며, 이는 오손(fouling)으로서 알려진 현상이다. 이러한 부착을 피하도록, 적어도 하나의 광원(9)은 튜브(8)들에 의해 배열되고, 적어도 하나의 광학 유닛(2)은 튜브(8)들의 침지된 외부를 향하여 오손 방지광을 가이드하기 위해 광원(9)에 의해 배열된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 관형 램프가 본 발명의 목적을 실현하기 위해 광원(9)으로서 사용될 수 있다.
도 2는, 광원(9)에 의해 발생된 광이 진행하는 다중의 광학 매체(10)들을 광학 유닛(1)이 포함하고 상기 광학 유닛(2)이 2개의 인접한 튜브(8)들 사이에 적어도 부분적으로 놓이는 냉각 장치(1)를 도시한다. 이 실시예에서, 광학 매체(10)는 광 가이드이다. 이 실시예에서, 광학 매체(10)는 광원(9)으로부터 튜브(8)들을 향해 연장하는 분기부들을 구비한 막대의 형태이다.
도 3은 튜브(8) 다발의 내측에 배열된 광원(9)들이 광 가이드의 형태인 광학 매체(10)를 구비하는 반면에, 튜브(8)의 외부에 실질적으로 직각인 성분을 가지는 하나 이상의 방향으로 광원(9)에 의해 방사된 오손 방지광의 적어도 일부를 확산시키기 위하여 광원(9)과 튜브(8) 사이의 광 확산기를, 튜브(8) 다발의 외측에 배열된 광원(9)이 구비하는 실시예를 도시한다. 이러한 실시예에서, 냉각 장치(1)는 광원(9)이 오손을 저지하는 튜브(8)의 외부로부터 멀어지는 광파의 전파를 제한하고 튜브의 외부를 향해 광을 반사시키는 반사기(11)를 추가로 구비한다.
특정 실시예에 대해 또는 이와 관련하여 논의된 요소 및 양태들은 달리 명시 적으로 언급되지 않는 한 다른 실시예의 요소 및 양태들과 적절히 조합될 수 있다. 본 발명은 바람직한 실시예를 참조하여 설명되었다. 변형 및 대안은 앞선 상세한 설명을 읽고 이해하는 것으로 다른 사람들에게 일어날 수 있다. 본 발명은 첨부된 청구항 또는 그 등가물의 범위 내에 있는 모든 이러한 변형 및 대안을 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 오손이 강 또는 호수 또는 냉각 장치가 물과 접촉하는 다른 영역에서도 또한 일어날 수 있음에 따라서, 본 발명은 대체로 어떠한 종류의 지표수에 의한 냉각에 적용 가능하다.

Claims (15)

  1. 지표수에 의해 유체를 냉각하기 위한 냉각 장치(1)로서,
    유체를 내부에 수용하고 운반하기 위한 하나 초과의 튜브(8)들로서, 상기 튜브(8)의 외부가 상기 튜브(8)를 냉각하고 이에 의해 또한 상기 유체를 냉각하도록, 작동 시에 지표수에 적어도 부분적으로 침지되는, 상기 하나 초과의 튜브(8)들,
    상기 침지된 외부의 적어도 일부에서의 오손 방지광을 생성하기 위한 적어도 하나의 광원(9), 및
    상기 침지된 외부를 향하여 상기 오손 방지광을 가이드하기 위한 적어도 하나의 광학 유닛(2)을 포함하고,
    상기 광학 유닛(2)은 상기 광원(9)에 의해 발생된 광이 통과하여 진행하는 적어도 하나의 광학 매체(10)를 포함하고,
    상기 광학 매체(10)는 주요부 및 분기부들을 가지는 막대를 구비하고, 상기 주요부는 상기 적어도 하나의 광원 중 두개의 광원들 사이에 연장되며, 상기 분기부들은 상기 주요부로부터 상기 튜브들을 향해 연장하는, 냉각 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광학 유닛(2)은 적어도 부분적으로 2개의 인접한 튜브(8)들 사이에 놓이는, 냉각 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 광학 매체(10)는 통과하는 상기 오손 방지광의 적어도 일부를 가이드하기 위한, 가스 및 깨끗한 물 중 적어도 하나가 충전된 공간들을 포함하는, 냉각 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 광학 매체(10)는 상기 튜브(8)의 외부에 직각인 성분을 가지는 하나 이상의 방향으로 상기 광원(9)에 의해 방사된 상기 오손 방지광의 적어도 일부를 확산시키기 위하여 상기 광원(9)의 전방에 배열된 광 확산기인, 냉각 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 광학 매체(10)는 광 가이드인, 냉각 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 광학 매체(10)는 상기 적어도 하나의 광원(9)으로부터 상기 오손 방지광을 결합하기 위한 광 결합면 및 상기 튜브(8)의 외부를 향하는 방향으로 상기 오손 방지광을 빼내기 위한 광 빼내기면을 가지는, 냉각 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 광학 매체(10)는, 상기 오손 방지광의 적어도 일부가 상기 광 빼내기면에서 빼내지기 전에 상기 튜브(8)의 외부에 평행한 방향으로 전체 내부 반사를 거쳐서 상기 광 가이드를 통해 전파되도록, 지표수의 굴절율보다 높은 굴절율을 가지는 광 가이드 재료를 포함하는, 냉각 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 광학 매체(10)는 유리, 유리 섬유, 실리콘 또는 폴리메틸메타크릴레이트와 같은 투명 플라스틱으로 만들어지는, 냉각 장치.
  10. 삭제
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 광학 유닛(2)은 상기 광원(9)이 오손을 방해하는 상기 튜브(8)의 외부로부터 멀어지는 광파의 전파를 제한하고 상기 튜브의 외부를 향해 광을 반사시키는 반사기(11)를 포함하는, 냉각 장치.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 튜브들은 폭을 가지며 상기 폭을 따라서 평행하게 배열된 튜브 층들을 포함하는 튜브 다발을 구비하여, 각각의 튜브 층이 U자 형상 튜브(8)를 형성하도록 2개의 직선 튜브 부분(18, 28)과 하나의 반원 부분(38)을 가지는 다수의 헤어핀 형태 튜브(8)들을 포함하며,
    상기 튜브(8)들에는 동심으로 배열된 U자 형상 튜브 부분(38) 및 평행하게 배열된 직선 튜브 부분(18, 28)이 배치되어서, 최내측 U자 형상 튜브 부분(38)은 상대적으로 작은 반경을 가지며, 최외측 U자 형상 튜브 부분(38)은 상대적으로 큰 반경을 가지며, 그 사이에, 곡률 반경이 점진적으로 증가하는 나머지 중간 U자 형상 튜브 부분(38)이 배치되는, 냉각 장치.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 튜브(8)들은 광 반사 코팅이 적어도 부분적으로 코팅되는, 냉각 장치.
  14. 선박의 엔진의 냉각을 위한 제1항 또는 제2항에 따른 냉각 장치(1)을 포함하는 선박.
  15. 제14항에 있어서, 상기 냉각 장치(1)는 입구 개구 (6) 및 출구 개구(7)가 선체(3)에 제공되도록 상기 선박의 선체(3) 및 구획 플레이트들(4, 5)에 의해 한정된 폐쇄 박스에 배치되어서, 해수가 박스 용적부에 자유롭게 들어가고 상기 냉각 장치(1) 위에서 유동하며 자연 유동을 통해 빠져나갈 수 있으며, 상기 냉각 장치(1)이 배치되는 상기 폐쇄 박스의 내부면들은 광 반사 코팅이 적어도 부분적으로 코팅되는, 선박.
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