KR20170024074A - 안티-바이오파울링용 시스템 - Google Patents

안티-바이오파울링용 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20170024074A
KR20170024074A KR1020177002636A KR20177002636A KR20170024074A KR 20170024074 A KR20170024074 A KR 20170024074A KR 1020177002636 A KR1020177002636 A KR 1020177002636A KR 20177002636 A KR20177002636 A KR 20177002636A KR 20170024074 A KR20170024074 A KR 20170024074A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fouling
light
optical medium
water
fouling light
Prior art date
Application number
KR1020177002636A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102351416B1 (ko
Inventor
바르트 안드러 살터르스
룰란트 바우데베인 히트브링크
Original Assignee
코닌클리케 필립스 엔.브이.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 코닌클리케 필립스 엔.브이. filed Critical 코닌클리케 필립스 엔.브이.
Publication of KR20170024074A publication Critical patent/KR20170024074A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102351416B1 publication Critical patent/KR102351416B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B7/00—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass
    • B08B7/0035—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass by radiant energy, e.g. UV, laser, light beam or the like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B59/00—Hull protection specially adapted for vessels; Cleaning devices specially adapted for vessels
    • B63B59/04—Preventing hull fouling
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2/00—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
    • A61L2/02—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using physical phenomena
    • A61L2/08—Radiation
    • A61L2/10—Ultra-violet radiation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B17/00—Methods preventing fouling
    • B08B17/02—Preventing deposition of fouling or of dust
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B7/00—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass
    • B08B7/0035—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass by radiant energy, e.g. UV, laser, light beam or the like
    • B08B7/0057—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass by radiant energy, e.g. UV, laser, light beam or the like by ultraviolet radiation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B45/00—Arrangements or adaptations of signalling or lighting devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B59/00—Hull protection specially adapted for vessels; Cleaning devices specially adapted for vessels
    • B63B59/06—Cleaning devices for hulls
    • B63B59/08—Cleaning devices for hulls of underwater surfaces while afloat
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B79/00—Monitoring properties or operating parameters of vessels in operation
    • B63B79/40—Monitoring properties or operating parameters of vessels in operation for controlling the operation of vessels, e.g. monitoring their speed, routing or maintenance schedules
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V23/00—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices
    • F21V23/003—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being electronics drivers or controllers for operating the light source, e.g. for a LED array
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V9/00—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
    • F21V9/40—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters with provision for controlling spectral properties, e.g. colour, or intensity
    • B63B2737/00—
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00—Specific treatment goals
    • C02F2303/20—Prevention of biofouling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21W—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
    • F21W2107/00—Use or application of lighting devices on or in particular types of vehicles
    • F21W2107/20—Use or application of lighting devices on or in particular types of vehicles for water vehicles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21W—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
    • F21W2111/00—Use or application of lighting devices or systems for signalling, marking or indicating, not provided for in codes F21W2102/00 – F21W2107/00
    • F21W2111/04—Use or application of lighting devices or systems for signalling, marking or indicating, not provided for in codes F21W2102/00 – F21W2107/00 for waterways
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21W—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
    • F21W2131/00—Use or application of lighting devices or systems not provided for in codes F21W2102/00-F21W2121/00
    • F21W2131/40—Lighting for industrial, commercial, recreational or military use
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Abstract

본 발명은, 안티-파울링 광(211)을 광학 매체(220)를 통해 파울링 표면(1201)에 제공함에 의해 대상체(1200)의 상기 파울링 표면(1201) 상에 바이오파울링을 방지 또는 감소시키기 위한 안티-파울링 조명 시스템(1)에 관한 것으로, 상기 안티-파울링 조명(1) 시스템은, (a) (i) 안티-파울링 광(211)을 발생시키도록 구성된 광원(210), 및 (ii) 상기 안티-파울링 광(211)의 적어도 일부를 수용하도록 구성된 상기 광학 매체(220)를 포함하는 조명 모듈(200); 및 (b) 상기 안티-파울링 광(211)의 강도가 (i) 바이오파울링 위험과 관련된 피드백 신호 및 (ii) 상기 안티-파울링 광(211)의 강도를 시간 기준으로 변화시키기 위한 타이머 중 하나 이상의 함수로서 제어되도록 구성된 제어 시스템(300)을 포함한다.

Description

안티-바이오파울링용 시스템{SYSTEM FOR ANTI-BIOFOULING}
본 발명은 안티-파울링 조명 시스템(anti-fouling lighting system)에 관한 것이며, 또한 특히 물에 사용하기 위한, 상기 안티-파울링 조명 시스템을 포함하는 선박(vessel) 또는 다른 (이동 가능한) 구조물과 같은 대상체에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 (이러한 대상체의) 파울링 표면의 안티-파울링 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 선박과 같은 대상체에 안티-파울링 조명 시스템을 제공하는 방법에 관한 것이다.
안티-바이오파울링 방법은 당업계에 공지되어 있다. 예를 들면, US 2013/0048877에는 자외선을 발생하도록 구성된 자외선 광원; 및 보호된 표면에 근접하게 배치되고 자외선을 수용하도록 결합되는 광학 매체(optical medium)를 포함하는 보호된 표면의 안티-바이오파울링용 시스템이 기재되어 있으며, 여기서, 상기 광학 매체는 보호된 표면에 수직인 두께 방향을 가지며, 상기 두께 방향에 직교하는 광학 매체의 2개의 직교하는 방향이 보호된 면에 평행하고, 상기 광학 매체는 자외선이 상기 두께 방향에 직교하는 2개의 직교 방향 중 적어도 하나에서 상기 광학 매체 내를 이동하도록 자외선의 전파 경로를 제공하도록 구성되어, 광학 매체의 표면을 따른 지점에서, 자외선의 각 부분들은 광학 매체를 빠져 나간다.
JPH11278374에는 도크 설비에서, 도크 내 벽면 및 선체 외면(hull outside face)이 대기/수중 환경에 있을 때 오염을 방지하기 위해 정적으로 작용하는 오염 방지 수단이 도크 내 벽면 부근에 배열되어 있다는 것이 기재되어 있다. 상기 오염 방지 수단은 상기 도크 내 벽면 상에 배열된 광촉매 반응체 및 자외선 또는 가시 광선 중 하나를 발생시키는 광 발생 수단을 구비한다. 도크 내벽이 대기 분위기 하에서 오염되는 것을 방지하기 위해, 광 생성 수단으로부터의 햇빛 또는 자외선과 같은 자연광에 의해 조사된다. 이후, 광촉매 반응이 광촉매 반응체에 담지된 광촉매 부분에서 광촉매 반응이 발생하고, 도크 내 벽면 및 광촉매 반응체에 부착된 오염 물질로서 유기체가 분해되어 정제된다.
US5308505에는 수중 표면으로의 따개비 유충의 부착을 방지하기 위해 따개비 유충을 죽이기 위해 물에 자외선을 조사하고 자외선의 강도를 조절함에 의해 해양 유기체에 의한 수중 표면의 바이오파울링이 방지된다고 기재되어 있다. 물은 살생물 챔버 상에서 적어도 1분의 체류 시간을 제공하는 속도로 적어도 4000mu watts/cm2의 강도로 자외선 광원을 갖는 살균 챔버를 통과한다.
바이오파울링 또는 생물학적 파울링(본원에서는 "파울링"으로 나타냄)은 미생물, 식물, 조류 및/또는 동물이 표면에 축적된 것이다. 바이오파울링 유기체의 다양성은 매우 다양하며 따개비와 해초의 부착을 훨씬 넘어선다. 일부 추정에 따르면, 4000종 초과의 유기체를 포함하는 1700종 초과의 종들이 바이오파울링의 원인이다. 바이오파울링은 생물막 형성과 박테리아 부착을 포함하는 마이크로파울링 (microfouling)과 대형 유기체의 부착인 마크로파울링(macfouling)으로 나뉜다. 유기체가 침전하는 것을 방지하는 독특한 화학 및 생물학으로 인해, 이들 유기체들은 경질 또는 연질 파울링 유형으로도 분류된다. 석회질 (경질) 파울링 유기체는 따개비류, 이끼벌레류, 연체동물, 다모류 및 기타 관 벌레 및 얼룩말 홍합을 포함한다. 비-석회질(연질) 파울링 유기체들의 예는 해초, 히드로충류(hydroids), 조류 및 생물막 "점액질"이 있다. 함께, 이들 유기체들은 파울링 군집을 형성한다.
몇몇 상황에서, 바이오파울링은 상당한 문제를 야기한다. 기계가 작동을 멈추고, 물 유입구가 막히고, 선박의 선체가 증가된 항력(drag)을 겪는다. 따라서, 안티-파울링, 즉 파울링 제거 또는 파울링 형성 방지 공정에 관한 주제가 익히 공지되어 있다. 산업 공정에서, 바이오-분산제는 바이오파울링을 제어하는 데 사용할 수 있다. 덜 제어된 환경에서, 유기체는 살생물제, 열처리 또는 에너지 펄스를 사용하는 도료로 인해 죽거나 격퇴된다. 유기체가 부착되는 것을 방지하는 비 독성 기계적 전략은 미끄러운 표면을 갖는 재료 또는 코팅을 선택하거나, 불량한 앵커 지점만을 제공하는 상어와 돌고래의 피부와 유사한 나노스케일 표면 토폴로지를 생성하는 것이다.
선박의 선체 상의 바이오파울링은 심각한 항력 증가를 초래하고, 따라서 연료 소비가 증가한다. 연료 소비량의 최대 40% 증가는 바이오파울링으로 인한 것일 수 있다고 추정된다. 대형 유조선 또는 컨테이너 운송선은 하루 최대 € 200.000의 연료를 소비할 수 있어서, 효과적인 안티-바이오파울링 방법으로 상당한 절감이 가능하다.
이와 함께, 광학 방법들에 기초하여, 특히 자외선(UV)을 사용한 접근법이 제시된다. '충분한' 자외선을 사용하면 대부분의 미생물은 죽거나, 비활성 상태이거나, 번식할 수 없는 것으로 보인다. 이러한 영향은 주로 자외선의 총 선량에 의해 좌우되다. 특정 미생물의 90%를 죽이는 전형적인 용량은 1평방 미터당 10mW/시간이며, 자세한 내용은 자외선에 관한 다음 단락과 관련 도면들에 포함되어 있다. 그러나, 종래 기술의 시스템은 이들의 사용시 비효율적일 수 있으며 바이오파울링을 제거하지 않고 수중에서 많은 방사선을 낭비할 수 있다.
따라서, 본 발명의 한 측면은, 대안적인 안티-파울링 조명 시스템 및/또는 선박, 또는 상기 안티-파울링 조명 시스템 및/또는 (이동가능한) 구조물을 포함하는 기타 대상체, 또는 이러한 안티-파울링 조명 시스템을 포함하는 물에 사용하기 위한 기타 대상체 및/또는 바람직하게는 상기 기재된 단점들 중 하나 이상을 적어도 부분적으로 추가로 제거하는 (이러한 선박 또는 구조물 또는 다른 대상체 등의) 소자(element)를 안티-파울링하는 대안적인 방법을 제공하는 것이다.
제1 측면에서, 본 발명은 피드백 시스템을 제공한다. 조명 시스템은, 예를 들면, 바이오파울링의 발생과 관련된 파라미터들을 모니터링하는 센서를 포함으로써, 상기 시스템이 이들 파라미터들에 기초하여 LED와 같은 광원에 전력을 조정할 수 있도록 한다. 감소된 전력의 주된 이점은 시스템의 감소된 에너지 소비 및 시스템의 증가된 수명이라는 두 가지이다. 또한, 더 효율적인 방식으로 파울링을 제거할 수 있는 것으로 보여진다(아래 참조). 바이오-파울링에 영향을 미치는 것으로 보이는 파라미터들은 다음 중 하나 이상이다:
- 선박의 속도. 특정 속도 이상에서 바이오-파울링이 실질적으로 감소될 수 있고;
- 수온: 물이 차가울수록 활성 바이오-파울링이 적을 것이다. 특정 온도 이하에서 바이오-파울링은 무시할 수 있다.
보트의 "깊이": 빈 보트는 수중에서 훨씬 더 높을 것이다. 이것은 두 가지 효과가 있다. 선체의 특정 부분들이 이제는 흘수선(waterline) 위에 있고 파울링을 더 많이 겪지 않을 것이다. LED와 같은 광원은 여기서 더 자주 꺼질 수 있다. 표면에 훨씬 가깝더라도 다른 부분들은 여전히 흘수선 아래에 있을 것이고; 여기서 햇빛의 강도가 높을수록 바이오-파울링을 촉진시킨다. 이를 저지하기 위해, 전력은 홀수선("액위(liquid level)"또는 "수위(water level)") 아래로만 증가해야 한다.
물의 "생물학적 활성". 분명히, 바이오-파울링 유기체들이 없는 물에서는 LED 전력과 같은 광원 전원이 전혀 필요하지 않다. 조류, 따개비 등의 농도가 매우 낮은 물에서는, 바이오-파울링을 방지하기 위해 낮은 선량의 자외선이면 충분한 것이다. 이러한 생물학적 조건들을 모니터링하면 전력 출력을 감소시킬 수 있다.
이러한 파라미터들은 바이오파울링 위험을 나타내며 하나 이상의 센서들로 식별할 수 있다. 이러한 센서(들)는 바이오파울링 위험과 관련된 상응하는 신호를 제공할 수 있다. 따라서, 피드백 신호는 바이오파울링 위험과 관련될 수 있다.
전자(former)와 임의로 조합될 수 있는 추가의 측면에서, 본 발명은 펄스형 전력 작동을 제공한다. 그 중에서도, LED와 같은 광원에 대한 구동 방식이 제안된다. 간단한 "24/7" 방식 대신에, 본 발명자들은 전력을 변화시키는 것을 제안한다. 그 이유는 안티-바이오-파울링 시스템의 24/7 작동으로 미생물과 접하지 않아도 보트를 둘러싸는 물 속으로 '간단히' 보내지는 자외선을 생성시킴에 의해 많은 에너지가 낭비된다는 것이다. 이러한 에너지 낭비는 또한, LED 수명의 낭비를 의미한다. 이러한 측면에서, 이것은 (짧은) 터짐(burst)으로 비교적 높은 UV 선량을 생성하기 위한 것이다. 이것은 선체 가까이에 있거나 선체에 부착된 모든 미생물을 신속하게 죽일 것이다(또는 무해하게 할 것이다). 이후, 소정의 시간 동안, LED가 꺼질 것이다. 이 시간 동안, 해조류 및 기타 유기체가 선체에 축적될 것이다. 전체 선체가 현재 덮여 있기 때문에, 일부 미생물을 먼저 치지 않고(죽이지 않고) 물속으로 광이 '빠져나올 수' 없다.
따라서, 제1 양상에서, 본 발명은 안티-파울링 광을 파울링 표면에 제공함에 의해, 특히, 사용 동안에 적어도 일시적으로 물에 노출되는 대상체의 파울링 표면 상의 바이오파울링을 방지 또는 감소시키기 위해 구성된 안티-파울링 조명 시스템("시스템")을 제공하며, 상기 안티-파울링 조명 시스템은 (i) 특히, 상기 파울링 표면 상의 바이오파울링을 방지 또는 감소시키기 위해 상기 안티-파울링 광을 발생시키도록 구성된 광원을 포함하는 조명 모듈; 및 안티-파울링 광의 강도가 (i) 바이오파울링 위험과 관련된 피드백 신호, (ii) 안티-파울링 광의 강도를 시간 기준으로 변화시키기 위한 타이머, 및 (iii) 본원에 정의된 다른 파라미터(들) 중 하나 이상의 함수로서 제어되도록 구성된 제어 시스템을 포함한다.
따라서, 추가의 측면에서, 본 발명은 안티-파울링 조명 시스템("시스템")(구체적으로, 안티-파울링 광("광")을 광학 매체를 통해 상기 파울링 표면에 제공함에 의해 사용 동안에 적어도 적어도 일시적으로 물 (또는 다른 액체)에 노출되는 대상체의 파울링 표면에 (물과 관련된) 바이오파울링을 방지 또는 감소시키기 위해 구성됨, 안티-파울링 조명 시스템)을 제공하고, 상기 시스템은, (a) (i) 안티-파울링 광을 발생시키도록 구성된 광원 및 (ii) 안티-파울링 광의 적어도 일부를 수용하도록 구성된 상기 광학 매체("매체")(여기서, 상기 광학 매체는 상기 안티-파울링 광의 적어도 일부를 제공하도록 구성된 방출 표면(emission surface)을 포함하고, 특히 상기 안티-파울링 광은 자외선을 포함한다)을 포함하는 조명 모듈("모듈"); 및 (b) 안티-파울링 광의 강도가 (i) 바이오파울링 위험과 관련된 피드백 신호 및 (ii) 상기 안티-파울링 광의 강도를 시간 기준으로 변화시키기 위한 타이머 중 하나 이상의 함수로서 제어되도록 구성된 제어 시스템을 포함한다.
구체적으로, 본 발명은 또한, 안티-파울링 조명 시스템의 한 양태를 제공하고, 여기서, 상기 조명 모듈은 (i) 안티-파울링 광을 발생시키도록 구성된 광원 및 (ii) 상기 안티-파울링 광의 적어도 일부를 수용하도록 구성되고 광학 매체를 통해 상기 안티-파울링 광의 적어도 일부를 분배하도록 구성된 광학 매체를 포함하고, 상기 광학 매체는 (iia) 제1 매체면(fist medium face) 및 (iib) 상기 광학 매체의 제1 매체면으로부터 멀어지는 방향으로, 상기 분배된 안티-파울링 광의 적어도 일부를 방출하도록 구성된 방출 표면을 포함한다. 이러한 방출 표면은 파울링 표면일 수 있고/있거나 안티-파울링 광은 (또한) (다른) 파울링 표면을 조사하는데 사용될 수 있다.
특정 양태에서, 본 발명은 (a) 예를 들면, 대상체로부터의 소자로서, 상기 소자는 제1 소자 표면 (및 제2 면)을 포함하는 소자(여기서, 상기 제1 소자 표면은 특히 적어도 0.4m2의 면적을 포함한다); (b) (i) 안티-파울링 광을 발생시키도록 구성된 광원 및 (ii) 안티-파울링 광의 적어도 일부를 수용하도록 구성되고 광학 매체를 통해 상기 안티-파울링 광의 적어도 일부를 분배하도록 구성된 광학 매체를 포함하는 조명 모듈(여기서, 상기 광학 매체는 (iia) 특히 적어도 0.4m2의 면적을 가지며 상기 소자의 제1 소자 표면으로 향하는 제1 매체면 및 (iib) 상기 광학 매체의 제1 매체면으로부터 멀어지는 방향으로, 상기 분배된 안티-파울링 광의 적어도 일부를 방출하도록 구성된 방출 표면을 포함하고, 여기서, 상기 조명 모듈의 적어도 일부는 상기 제1 매체면보다 상기 제1 소자 표면으로부터 더 멀어지도록 구성된 방출 표면으로 제1 소자 표면의 적어도 일부를 밀봉하도록 구성된다); 및 (c) 안티-파울링 광의 강도가 피드백 신호(바이오파울링 위험과 관련됨) 및 타이머 중 하나 이상의 함수로서 제어되도록 구성된 제어 시스템을 포함한다. 특히, 상기 광학 매체는 도파관 및 광섬유 중 하나 이상을 포함한다.
이러한 시스템은 저전력 작동을 허용하며, 또한 LED 시스템에 더 긴 수명의 이점을 제공한다. 또한, 이러한 시스템은 훨씬 더 효율적인 바이오파울링의 제거 및 바이오파울링의 방지를 허용한다. 예를 들면, 광원은 바이오파울링이 형성될 수 있는 조건하에서만 스위치 온될 수 있다. 대안적으로, 광원은, 예를 들면, 바이오파울링 필름이 형성되는 특정한 시간 후에만 스위치 온될 수 있으며, 이후 광으로 효율적으로 제거될 수 있다. 따라서, 상기 시스템은 더 높은 에너지 효율 및/또는 더 우수한 방지 및/또는 더 효율적인 제거를 허용한다. 본원에서, 용어 "파울링" 또는 "바이오파울링" 또는 "생물학적 파울링"은 상호교환해서 사용된다. 상기에 파울링의 일부 예가 제공된다. 설명된 방법 (아래 참조) 및 조명 시스템은 선박의 선체 상에 파울링을 방지하기 위해 적용될 수 있지만, 고정식(파이프, 해양 스테이션(marine station) 등) 및/또는 이동가능한 해양 대상체(잠수함 등)를 포함하는 모든 해양 대상체에 적용할 수 있다. 개시된 안티-파울링 용액은 또한 수로, 운하 또는 호수에서 작동하는 대상체에 그리고 예를 들면, 수족관 등에도 적용될 수 있다.
또 다른 추가의 양태에서, 안티-파울링 조명 시스템은 일체형 유닛을 포함하고, 상기 일체형 유닛은 (i) 조명 모듈 및 (a) 제어 시스템, 타이머 및 센서 중 하나 이상을 포함하고, 상기 제어 시스템은 안티-파울링 광의 강도가 (i) 바이오파울링 위험과 관련된 센서로부터의 피드백 신호 및 (ii) 상기 안티-파울링 광의 강도를 시간 기준으로 변화시키기 위한 타이머 중 하나 이상의 함수로서 제어되도록 구성되며, 상기 일체형 유닛은 또한 전기 에너지원과 같은 다른 소자들을 임의로 포함한다. 또한, 상기 안티-파울링 조명 시스템은 광원(및 다른 전자 부품)에 전기 에너지를 제공하도록 구성된 에너지 시스템을 포함할 수 있다. 에너지 시스템에 의해 사용될 수 있는 에너지원이 아래에 기재되어 있다. 이러한 유닛은 대상체의 기존 표면에 편리하게 부착되어 파울링을 방지 또는 감소시킬 수 있다. 특히, 일체형 유닛은 방출 표면을 포함하는 폐쇄 유닛이다. 일체형 유닛은, 예를 들면, (실리콘) 호일 또는 (실리콘) 타일을 포함할 수 있으며, 대상체의 (소자의) 표면에 적용될 수 있다. 적어도 소자의 일부 또는 심지어 모든 소자들이 이 안에 내장될 수 있다. 따라서, 한 양태에서, 광학 매체는 호일을 포함한다.
또 다른 추가의 양상에서, 본 발명은 또한, 사용 동안에 적어도 일시적으로 물과 접촉하는 파울링 표면을 포함하는 대상체(예를 들면, 사용 동안에 적어도 일시적으로 물에 노출되는 선박 및 물에서의 (이동 가능한) 구조물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 대상체)를 제공하고, 상기 대상체는 본원에 정의된 바와 같은 조명 모듈 및 제어 시스템을 추가로 포함하고, 여기서, 상기 조명 모듈은 상기 파울링 표면의 적어도 일부를 안티-파울링 광으로 조사하도록 구성된다. 특히, 대상체는 본원에 기재된 바와 같이 안티-파울링 조명 시스템을 추가로 포함할 수 있다.
파울링 표면은 대상체의 (소자의) 표면의 일부일 수 있고/있거나, 조명 시스템의 (특히, 조명 시스템에 포함되는 경우 광학 매체의; 또한 아래 참조) 방출 표면일 수 있다. 따라서, 양태들에서, 대상체는 선박, 위어(weir), 댐(dam), 활어조(stew), 수문, 어류 양식용 씨 케이지(fish farming sea cage) 및 부표 등으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.
또 다른 추가의 양태에서, 본 발명은 선박(대상체로서)을 제공하고, 상기 선박은 소자를 포함하는 선체를 포함하고, 상기 소자는 제1 소자 표면을 포함하고, 여기서, 상기 조명 모듈은 (i) 안티-파울링 광을 발생시키도록 구성된 광원 및 (ii) 상기 안티-파울링 광의 적어도 일부를 수용하도록 구성되고 상기 광학 매체를 통해 상기 안티-파울링 광의 적어도 일부를 분배하도록 구성된 광학 매체를 포함하고, 상기 광학 매체는 (iia) 소자의 제1 소자 표면으로 향하는 제1 매체면 및 (iib) 상기 광학 매체의 제1 매체면으로부터 멀어지는 방향으로, 상기 분배된 안티-파울링 광의 적어도 일부를 방출하도록 구성된 방출 표면을 포함하고, 여기서, 상기 조명 모듈의 적어도 일부는 상기 제1 매체면보다 상기 제1 소자 표면으로부터 더 멀어지도록 구성된 방출 표면으로 제1 소자 표면의 적어도 일부를 밀봉하도록 구성되고, 특히 파울링 표면은 상기 방출 표면 및/또는 보호될 또 다른 표면을 포함한다. 따라서, 추가의 양태에서, 본 발명은 선체를 포함하는 선박을 제공하고, 상기 선체는 한 양태에서 적어도 0.4m2의 면적을 포함하는 제1 소자 표면 (및 제2 면)을 포함하는 소자를 포함하고, 상기 선박은 본원에 정의된 조명 모듈 및 제어 시스템을 추가로 포함한다. 상기 나타낸 바와 같이, 임의로, 조명 모듈, 또는 특히 광학 매체는 제1 소자 표면의 적어도 일부를 밀봉할 수 있다. 용어 "밀봉" 및 유사 용어들은 특히, 밀봉된 부분이 물, 특히 해수와 같은 액체에 (실질적으로) 접근할 수 없음을 나타낼 수 있다.
용어 "소자"는, 예를 들면, 선체의 강판(steel plate)과 같은 판을 나타낼 수 있다. 그러나, 용어 "소자"는 전체 선체를 나타낼 수도 있다. 용어 "소자"는 특히 선박 양태의 경우, 물 쪽에 있는 선체의 일부를 특히 나타낸다. 보호될 대상체(의 소자)의 표면이 강을 포함할 수 있지만, 임의로, 예를 들면, 목재, 폴리에스테르, 복합체, 알루미늄, 고무, 하이팔론(hypalon), PVC, 유리 섬유 등으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 것과 같은 또 다른 재료를 포함할 수도 있다.
추가의 또 다른 양상에서, 본 발명은 또한, 이동가능한 부분을 포함하는 이동가능한 구조물을 제공하고, 상기 이동가능한 부분은 한 양태에서 적어도 0.4m2의 면적을 포함하는 제1 표면 (및 제2 면)을 포함하는 소자를 포함하고, 상기 선박은 본원에 정의된 조명 모듈 및 제어 시스템을 추가로 포함한다. 이동가능한 구조물은, 예를 들면, 위어, 댐, 수문 등일 수 있으며, 도어 또는 밸브 등과 같은 이동가능한 부분을 가질 수 있다. 따라서, 특히 이동가능한 구조물은 수중의(aquatic) 이동가능한 구조물이다. 이동가능한 부분은 강판과 같은 판과 유사한 소자를 포함할 수 있다. 마찬가지로, 용어 "소자"는 또한 전체 이동가능한 부분을 나타낼 수 있다.
따라서, 특정 양태에서, 본 발명은 또한 안티-파울링 조명 시스템의 양태를 제공하고, 여기서, 소자는 선박의 선체의 일부이거나, 수중에서 이동가능한 구조물의 이동가능한 부분의 일부이며, 상기 소자의 제1 소자 표면은 특히 적어도 4m2의 면적을 가지며, 상기 안티-파울링 조명 시스템은 제1 소자 표면과 관련된 복수의 조명 모듈을 포함하고, 상기 안티-파울링 조명 시스템은 복수의 조명 모듈의 안티-파울링 광의 강도가 피드백 신호 및 타이머 중 하나 이상의 함수로서 제어되도록 구성된 하나 이상의 제어 시스템을 포함한다.
상기 소자는 제1 소자 표면 ((및 제2 면) 및 제1 소자 표면)을 포함하고 특히 적어도 0.4m2의 면적 (또는 "표면적")을 포함한다. 제2 면은, 예를 들면, 선박의 선체의 내부면일 수 있다. 제1 소자 표면은 일반적으로 물과 같은 액체와 접촉할 것이다(그러나 아래도 또한 참조). 상기 소자는 일반적으로 적어도 0.4m2의 표면적을 가질 것이지만, 적어도 4m2와 같이, 적어도 400m2와 같이, 또는 심지어 1000m2 초과로 훨씬 더 클 수 있다. 또한, 소자라는 용어는 또한 복수의 소자들을 나타낼 수 있다. 예를 들면, 보트의 선체는 복수의 (금속) 판을 포함할 수 있다. 소자로서 (금속) 판을 가정하면, 표면적은, 예를 들면, 2 내지 10m2와 같은 0.4 내지 40m2의 범위일 수 있다.
이러한 표면에서, 바이오파울링은, 소자가 (단지) 수면보다 높은(예를 들면, 충격파(bow wave)로 인한 것과 같이, 예를 들면, 튀는 물로 인한 것) 물 속에 있거나 물 근처에 있는 경우 발생할 수 있다. 열대 지방 사이에서, 바이오파울링이 수시간 내에 발생할 수 있다. 온화한 온도에서도, 파울링의 제1 (스테이지)가 수시간 내에 발생할 것이다: 당과 세균의제1 (분자) 수준으로서. 본 발명에서는, 광학 매체의 적어도 일부, 또는 심지어 전체 광학 매체와 같은 조명 모듈의 적어도 일부가, 양태들에서 (해수와 같은 물에 접근할 수 없도록) 소자의 제1 소자 표면의 일부를 밀봉할 수 있다. 따라서, 조명 모듈은, 양태들에서, 제1 소자 표면과 관련될 수 있다. 그러나, 이것은 바이오파울링 문제를 조명 모듈의 표면(들)으로 해석한다. 파울링이 발생될 수 있는 표면 또는 영역은 파울링 표면으로서 여기에 표시된다. 이는, 예를 들면, 선박의 선체 및/또는 광학 매체의 방출 표면일 수 있다(또한 아래 참조). 이를 위해, 조명 모듈은 바이오파울링의 형성을 방지하고/하거나 바이오파울링을 제거하기 위해 적용되는 안티-파울링 광을 제공한다. 이 안티-파울링 광은 적어도 UV 방사선("자외선"으로도 나타냄)을 포함할 수 있다. 사실, 방출 표면은 이제 선체와 같은 소자의 외부 표면의 일부를 제공한다.
추가의 양상에서, 본 발명은, (i) 안티-파울링 광을 발생시키도록 구성된 광원 및 (ii) 안티-파울링 광의 적어도 일부를 수용하도록 구성되고 안티-파울링 광의 적어도 일부를 광학 매체를 통해 분배하도록 구성된 광학 매체를 포함하는 조명 모듈을 제공하고, 상기 광학 매체는 (iia) 특히 적어도 0.4m2의 면적을 갖는 제1 매체면, 및 (iib) 상기 광학 매체의 제1 매체면으로부터 멀어지는 방향으로, 상기 분배된 안티-파울링 광의 적어도 일부를 방출하도록 구성된 방출 표면을 포함한다.
특히, 본 발명은, 본원에 정의된 바와 같은 안티-파울링 조명 시스템의 양태를 제공하고, 여기서, 제어 시스템은 안티-파울링 광의 강도가 ((a) 타이머 및 (b) 센서의 피드백 중 하나 이상)의 함수로서 제어되도록 구성되며, 상기 센서는 하기 중 하나 이상을 감지하도록 구성된다: (i) 상기 조명 모듈을 포함하는 선박의 속도, (ii) 물의 상대 유동 속도(파울링 표면 측에서), (iii) 물의 수온(파울링 표면 측에서), (iv) 상기 조명 모듈을 포함하는 선박의 적재, (v) 물의 수위에 대한 방출 표면의 위치(파울링 표면 측에서) 및 (vi) 수중에서 파울링 유기체 및 파울링 유기체 영양소 중 하나 이상의 존재(파울링 표면 측에서). 심지어 더욱 특히, 본 발명은, 본원에 정의된 바와 같은 안티-파울링 조명 시스템의 양태를 제공하고, 상기 안티-파울링 조명 시스템은 (a) 조명 모듈로서 (ai) 안티-파울링 광을 발생시키도록 구성된 광원 및 (aii) 안티-파울링 광의 적어도 일부를 수용하도록 구성되고 안티-파울링 광의 적어도 일부를 광학 매체를 통해 분배하도록 구성된 광학 매체(여기서, 상기 광학 매체는 (aiia) 특히 적어도 0.4m2의 면적을 갖는 제1 매체면, 및 (aiib) 상기 광학 매체의 제1 매체면으로부터 멀어지는 방향으로, 상기 분배된 안티-파울링 광의 적어도 일부를 방출하도록 구성된 방출 표면을 포함한다)을 포함하는, 조명 모듈; (b) 센서; 및 (c) 안티-파울링 광의 강도가 피드백 신호 및 타이머 중 하나 이상의 함수로서 제어되도록 구성된 제어 시스템을 포함하고, 상기 제어 시스템은 안티-파울링 광의 강도가 센서의 피드백의 함수로서 제어되도록 구성되고, 상기 센서는 (i) 상기 조명 모듈을 포함하는 선박의 속도, (ii) 물의 상대 유동 속도(파울링 표면 측에서), (iii) 상기 광학 매체의 물의 수온(파울링 표면 측에서), (iv) 상기 조명 모듈을 포함하는 선박의 적재, (v) 물의 수위에 대한 파울링 표면의 위치(파울링 표면 측에서), (vi) 수중에서 파울링 유기체 및 파울링 유기체 영양소 중 하나 이상의 존재(파울링 표면 측에서) 중 하나 이상을 감지하도록 구성되고, 상기 안티-파울링 광은 특정 양태에서 UV-C 광을 포함한다. 대안적으로 또는 부가적으로, 제어 시스템은 안티-파울링 광의 강도가 (파울링 표면에 인접한) 물의 UV(C) 투과의 함수로서 제어되도록 구성될 수 있다.
자외선(UV)은 가시광 스펙트럼과 X선 방사 대역의 낮은 파장 극단으로 경계 지어지는 전자기 광의 일부이다. 자외선의 스펙트럼 범위는 정의상 약 100 내지 400nm(1nm = 10-9m)이고, 인간의 눈에 보이지 않는다. CIE 분류를 사용한 UV 스펙트럼은 3개의 대역으로 세분된다: 315 내지 400nm의 UVA(장파); 280 내지 315nm의 UVB(중간파); 100 내지 280nm의 UVC(단파).
실제, 많은 광생물학자는 종종 320nm 위아래 파장의 가중 효과로서 자외선 노출로 인한 피부 효과에 대해 이야기하며, 따라서 대안적인 정의를 제공한다.
단파 UVC 대역의 광은 강력한 살균 효과를 제공한다. 또한 홍반(피부 붉어짐)과 결막염(눈 점막의 염증)도 이러한 형태의 광에 의해 유발될 수 있다. 이 때문에, 살균 자외선 램프들이 사용되는 경우, UVC 누출을 배제하고 이러한 영향을 피하도록 시스템을 설계하는 것이 중요하다. 잠긴 광원의 경우, 물에 의한 자외선의 흡수는 UVC 누출이 액체 표면 위의 사람에게는 문제가 되지 않을 정도로 충분히 강할 수 있다. 또한, 특히 안티-파울링 광은 UV-A 및 UV-C 광 중 하나 이상을 포함한다. 따라서, 한 양태에서, 안티-파울링 광은 UV-C 광을 포함한다. UV-A는 세포벽을 손상시키는데 사용될 수 있는 한편, UV-C는 DNA를 손상시키는데 사용될 수 있다.
사람들은 스스로 자외선에 노출되지 않도록 해야 한다. 다행히, 이것은 대부분의 제품에 의해 흡수되기 때문에 비교적 간단하며 표준 평면 유리조차도 실질적으로 모든 UVC를 흡수한다. 예를 들면, 석영 및 PTFE(폴리 테트라플루오르 에트(일)렌)는 예외이다. 또한 우연히, UVC는 죽은 피부에 의해 대부분 흡수되므로 홍반이 제한될 수 있다. 또한, UVC는 눈의 렌즈를 관통하지 않으며; 그럼에도 불구하고 결막염이 발생할 수 있으며 일시적이긴 하지만 극도로 고통스러우며; 홍반 효과에 대해서도 마찬가지이다.
UVC 광에 노출되는 경우, 임계값 수준 표준을 초과하지 않도록 주의해야 한다. 실용적인 측면에서, 표 1은 시간에 관련된 인간 노출에 대한 미국의 정부 및 산업 위생가 협회(ACGIH: American Congress of Governmental and Industrial Hygienist's)의 UV 임계값 제한 효과적인 방사조도 값을 제공한다. 이 시점에서 240nm 이하의 방사선 파장이 공기 중의 산소로부터 오존, O3을 형성한다는 점은 주목할 가치가 있다. 오존은 독성이 있고 반응성이 높으며, 따라서 인간과 특정 물질에 대한 노출을 피하기 위해 예방 조치를 취해야 한다.
Figure pct00001
상기 열거된 살균 용량은 기존 저비용 저전력 자외선 LED로도 쉽게 달성할 수 있다. LED는 일반적으로 비교적 작은 패키지에 포함될 수 있으며 다른 유형의 광원보다 적은 전력을 소비한다. LED는 다양한 바람직한 파장의 (UV) 광을 방출하도록 제작될 수 있으며, 이들의 동작 파라미터들, 가장 주목할만하게는 출력 전력이 고도로 제어될 수 있다. 따라서, 특히 광원은 작동 동안에 UV 파장 범위, 특히 적어도 UV-C로부터 선택된 파장에서 적어도 광(광원 광)을 방출하는 광원이다. 특정 양태에서, 광원은 고체 상태 LED 광원(예를 들면, LED 또는 레이저 다이오드)을 포함한다. 용어 "광원"은 또한 2 내지 20(고체 상태) LED 광원과 같은 복수의 광원과 관련 될 수 있지만, 더 많은 광원이 적용될 수도 있다. 따라서, 용어 LED는 또한 복수의 LED를 나타낼 수 있다. LED는 OLED 또는 고체 상태 LED, 또는 이들 LED의 조합일 수 있다. 특히, 광원은 고체 상태 LED를 포함한다.
본 발명의 토대가 되는 기본적인 아이디어는 파울링으로부터 깨끗하게 유지되도록 상당한 양의 보호된 표면, 바람직하게는 보호된 전체 표면, 예를 들면, 선박의 선체를 살균 광("안티-파울링 광"), 특히 자외선을 방출하는 층으로 커버하는 것이다.
추가의 또 다른 양태에서, 안티-파울링 광은 섬유 또는 도파관을 통해 보호 될 표면에 제공될 수 있다. 따라서, 한 양태에서, 안티-파울링 조명 시스템은 광학 매체를 포함하고, 상기 광학 매체는 파울링 표면에 상기 안티-파울링 광을 제공하도록 구성된 광섬유 및 도파관 중 하나 이상을 포함한다. 안티-파울링 광이 빠져나가는 섬유 또는 도파관의 표면은 또한 본원에서 방출 표면으로서 표시된다. 일반적으로, 섬유 또는 도파관의 이러한 일부는 적어도 일시적으로 물에 잠겨있을 수 있다. 방출 표면으로부터 빠져나가는 안티-파울링 광으로 인해, 사용 동안에 적어도 일시적으로 액체(예를 들면, 해수)에 노출되는 대상체의 소자가 조사되어 안티-파울링될 수 있다. 그러나, 방출 표면 자체는 또한 안티-파울링될 수 있다. 이 효과는 하기 기재되는 광학 매체를 포함하는 조명 모듈의 양태에서 사용된다.
보호된 표면의 안티-파울링을 위한 조명 모듈은 안티-파울링 광을 발생시키기 위한 적어도 하나의 광원 및 임의로 광원으로부터 안티-파울링 광을 분배하기 위한 광학 매체를 포함한다. 적어도 하나의 광원 및/또는 광학 매체는 보호된 표면으로부터 멀어지는 방향으로 안티-파울링 광을 방출하도록 보호된 표면 내에, 보호된 표면 상에 및/또는 보호된 표면 근처에 적어도 부분적으로 배열될 수 있다. 조명 모듈은 바람직하게는 보호된 표면이 액체 환경에 적어도 부분적으로 잠겨 있는 동안 안티-파울링 광을 방출하도록 조절한다. 한 양태에서, 광학 매체는 실리콘 물질 및/또는 UV 등급의 실리카 물질을 포함하는 도광(light guide)이다.
보호된 표면의 안티-파울링에 대한 조명 모듈은 또한 보호된 표면에 적용하기 위한 (실리콘) 호일로서 제공될 수 있으며, 상기 호일은 안티-파울링 광을 생성하기 위한 적어도 하나의 광원 및 상기 호일을 가로지르는 안티-파울링 광을 분배하기 위한 시트형 광학 매체를 포함한다. 양태들에서, 호일은 0.2 내지 2cm와 같이 0.1 내지 5cm와 같은 수십 밀리미터에서 수 센티미터 규모 정도의 두께를 갖는다. 양태들에서, 호일은 수십 또는 수백 ㎡ 규모 정도의 크기를 갖는 실질적으로 큰 호일을 제공하도록 두께 방향에 수직인 임의의 방향으로 실질적으로 제한되지 않는다. 호일은 파울링 타일을 제공하기 위해 호일의 두께 방향에 수직인 2개의 직각 방향으로 실질적으로 크기 제한될 수 있다; 다른 양태에서, 호일은 실질적으로 안티-파울링 호일의 연장된 스트립을 제공하기 위해, 호일의 두께 방향에 수직인 단지 한 방향으로 크기 제한된다. 따라서, 광학 매체, 및 심지어 조명 모듈도 타일 또는 스트립으로서 제공될 수 있다. 타일 또는 스트립은 (실리콘) 호일을 포함할 수 있다.
조명 모듈은, 보호된 표면 내에, 보호된 표면 상에 및/또는 보호된 표면 가까이에 배치되거나 또는 별도의 호일로서 제공되는지에 관계없이, 조명 모듈을 보호된 표면에 적용 또는 배열하기 위해 광학 매체로부터 환경 및 방출 표면에 대향하는 적용 표면으로의 안티-파울링 광을 방출하는 방출 표면을 포함한다. 바람직한 양태에서, 조명 모듈의 방출 표면은, 파울링의 원인이 될 수 있는 피트(pit)들 및 인덴트(indent)들을 방지하고 보호된 표면에 적용되는 경우 구조물에 의해 야기되는 항력(drag)의 양을 제한하기 위해 벌지(bulge)를 방지하기 위해 실질적으로 평면이다. 인덴트들 및 벌지들을 포함하는 표면 또는 실질적인 표면 거칠기를 갖는 표면에 비해 실질적으로 평면 표면의 이점은, 이들이 거친 표면 위로 또는 피츠들 내로 상기 표면에 포함하는 것보다 미생물이 특히 액체 환경에서 항력 효과와 함께 실질적인 평면 표면에 부착하는 것이 더 어려울 것이라는 점이다. 본원에서 '실질적으로 평면' 방출 표면이라는 용어는 조명 모듈에 내장되거나 조명 모듈에 부착된 광원 및 배선 연결부의 두께를 마스킹하거나 모호하게 하는 표면을 나타낸다. '실질적으로 평면'이라는 용어는 또한, 보호된 표면의 구조적 요철을 마스킹하거나 모호하게 하여 액체 환경에서 보호된 표면의 항력 성질들을 향상시키는 것을 나타낼 수 있다. 보호된 표면의 구조적 불균일의 예는 용접, 리벳 등이다. '실질적으로 평면'이라는 용어는 조명 모듈의 평균 두께가 25% 미만, 바람직하게는 10% 미만으로 변하는 결과로서 정량화될 수 있다. 따라서, '실질적으로 평면'은 기계가공된 표면 피니쉬의 표면 조도가 반드시 필요하지는 않다.
바람직한 양태에서, 조명 모듈은 안티-파울링 광을 발생시키기 위한 2차원 그리드의 광원을 포함하며, 광학 매체는 조명 모듈의 발광 표면을 빠져나가는 안티-파울링 광의 2차원 분배를 제공하도록 광학 매체를 가로질러 2차원 그리드의 광원으로부터의 안티-파울링 광의 적어도 일부를 분배하도록 배열된다. 2차원 그리드의 광원은 치킨와이어 구조(chickenwire structure), 밀집-패킹된 구조, 행/열 구조 또는 임의의 다른 적합한 규칙적 또는 불규칙적 구조로 배열될 수 있다. 그리드 내의 인접한 광원들 사이의 물리적 거리는 그리드에 걸쳐 고정될 수 있거나, 예를 들면, 안티-파울링 효과를 제공하는데 필요한 광 출력 전력의 함수로서 또는 보호된 표면 상의 조명 모듈의 위치(예를 들면, 선박의 선체 상의 위치)의 함수로서 변할 수 있다. 2차원 그리드 광원을 제공하는 이점은, 안티-파울링 광이 안티-파울링 광 조사로 보호될 영역에 근접하게 발생될 수 있고, 광학 매체 또는 도광에서의 손실을 감소시키고, 배광(light distribution)의 균질성을 증가시킨다는 점이다. 바람직하게는, 안티-파울링 광은 일반적으로 방출 표면을 가로질러 균일하게 분포된다; 이는 파울링이 다른 곳에서 일어날 수 있는 과소 조명 영역(under-illuminated areas)을 감소시키거나 심지어 방지하면서, 동시에 안티-파울에 필요한 것보다 많은 광으로 다른 영역의 과도한 조명에 의한 에너지 낭비를 감소시키거나 방지한다. 양태에서, 그리드는 광학 매체에 포함된다. 추가의 양태에서, 그리드는 (실리콘) 호일로 구성될 수 있다.
바람직한 양태에서, 광원은 UV LED이다. 적어도 하나의 UV LED 또는 UV LED의 그리드는 액밀(liquid-tight) 캡슐화로 캡슐화될 수 있다. 양태들에서, 적어도 하나의 UV LED 또는 UV LED의 그리드는 광학 매체에 내장될 수 있다. 복수의 UV LED는 그리드에 조직화될 수 있고 직렬/병렬 치킨-와이어 구조(이후 설명될 것임)로 전기적으로 접속될 수 있다. LED 및 치킨-와이어 연결부는 투광성 코팅 내에 캡슐화되어 광학 매체에 부착되거나 광학 매체에 직접 내장될 수 있다. 다른 양태에서, UV LED의 그리드는 수지 구조물에 내장된 전자 텍스타일 층에 포함될 수 있다. 일부 양태들에서, UV LED는 패키징된 LED일 수 있으며, 이 경우 LED 패키지로부터 발광된 광을 넓은 발광 각도로 분배하기 위해 이미 광학 소자를 포함할 수 있다. 다른 양태에서, UV LED는 전형적으로 광학 소자들을 포함하지 않지만 패키지된 LED보다 현저히 얇은 LED 다이(die)들일 수 있다. 예로서, LED 다이들을 집어내어(pick) 광학 매체의 표면(바람직하게는 적용 표면이지만, 상기 표면의 발광 기능을 거의 방해하지 않는 작은 크기의 구성요소 때문에 방출 표면이 또한 그러할 것이다) 상에 배치할 수 있으며 전도성 페이스트의 프린팅을 통해 전기 배선되고, 마지막으로 LED 다이들 및 배선은 광학 매체의 박층/코팅 또는 보호된 표면에 조명 모듈을 적용하기 위한 임의의 다른 배킹 층(backing layer)으로 캡슐화될 수 있다. 내장된 광원의 다양한 양태들은 제시된 안티-파울링 기술이 선박의 선체 상에 적용하기 위한 호일로 상품화될 수 있도록 한다.
보호된 표면의 안티-파울링용 시스템은, 실질적으로 보호된 표면의 전체 영역에 걸쳐 안티-파울링 광을 제공하도록 보호된 표면 상에 배열하기 위한 본원에 개시된 바와 같은 복수의 조명 모듈을 포함할 수 있다.
실리콘 재료는 다른 재료에 비해 손실이 거의 없이 자외선에 대한 광학 전송을 제공할 수 있다. 이는 특히, 보다 짧은 파장의 광, 예를 들면, 파장이 300nm 미만인 자외선에 대한 경우이다. 실리콘 재료의 특히 효율적인 그룹은 화학식 CH3[Si(CH3)2O]nSi(CH3)3에 따른 소위 메틸 실리콘이며, "n"은 유기 화학에서 통상적인 임의의 적합한 정수를 나타낸다. 이러한 유형의 실리콘 재료는 적어도 다른 실리콘 재료에 비해 우수한 UV 투과성을 나타내고 손실이 적다. 또한, 실리콘 재료는 견고하고 내구성이 있으며 표면에 대한 대상체의 부딪힘, 충돌(예를 들면, 부두에 대한 선박의 부딪힘) 등으로 인한 압축력을 견딜 수 있도록 유연하고 탄력적이다. 메틸 그룹 대신에 또한 페닐 그룹, 또는 페닐 그룹과 메틸 그룹이 실리콘에 존재할 수 있다.
또한, 온도 변화로 인한 선박 스킨의 변형, 파도에 의한 심한 두드림(pounding), 너울(swell)과 파도의 굽이침(heave)에 대한 선박의 구부러짐 등이 수용될 수 있다. 또한, 실리콘 재료는 표면 구조 상에 도포 및 형성될 수 있다: 표면 내에 또는 표면 상에 용접, 리벳 등. 또한 실리콘 재료는 표면 상에 보호 코팅이 형성되도록 금속과 페인트에 잘 부착되는 경향이 있다. 눈에 띄게 투명한 실리콘 재료로 인해 실리콘 재료로 덮인 밑에 있는 표시(예를 들면, 페인트 칠한 기호들)를 읽을 수 있다. 또한, 이들은 일반적으로 발수성이며 마찰과 항력을 감소시킬 수 있다. 한편, 실리콘은 바이오파울링 유기체의 층으로의 부착을 감소시키고 흐르는 물에 대한 마찰을 감소시키기 위해 매우 매끄럽게 제조될 수 있는 한편, 상기 재료는 주변 물에 비해 충분한 속도로 물에서 마찰을 감소시키는 것으로도 알려져 있는 상어의 피부처럼 보이도록 미세하게 구조화될 수 있다. 광학 매체의 구조화 된 표면, 특히 도광은 내부 전반사(total internal reflection)에 대한 파괴 조건을 야기할 수 있으며, 그렇지 않으면 내부 전반사로 캡쳐되어 투과된 도광으로부터 광을 결합시킨다. 따라서, 광 결합이 신뢰성 있게 국지화 될 수 있다.
UV 등급 실리카는 자외선에 대한 흡수가 매우 낮으므로 광학 매체 및 도광 재료로 매우 적합하다. 비교적 큰 대상체는 큰 대상체에 대해서도 UV 투과성을 유지하면서 UV 등급 실리카 및/또는 소위 "퓸드 실리카"의 복수의 비교적 작은 조각들 또는 부분을 사용하여 제조될 수 있다. 실리콘 재료에 매립된 실리카 부분은 실리카 재료를 보호한다. 이러한 조합에서, 실리카 부분은 광학 매체를 통한 광의 (재)분배 및/또는 도광으로부터의 광의 아웃커플링(outcoupling)을 촉진시키기 위해 실리콘 재료 광학 매체에서 UV 투과성 스캐터(scatterer)를 제공할 수 있다. 또한, 실리카 입자들 및/또는 다른 경질 UV 반투명 재료의 입자들은 실리콘 재료를 강화시킬 수 있다. 특히, 박편형 실리카 입자들이 최대 50%, 70%의 고밀도로 또한 사용될 수 있으며, 실리콘 재료 중의 실리카의 심지어 더 높은 비율이 충격에 견딜 수 있는 강한 층을 제공할 수 있다. 광학 매체 또는 도광의 적어도 일부가, 예를 들면, 광학적 및/또는 구조적 성질들을 변화시키기 위해, 공간적으로 변하는 밀도의 UV 등급 실리카 입자들, 특히 실리콘 재료에 적어도 일부가 매립된 박편이 제공될 수 있 것으로 고려된다. 여기서, "박편들"은 3개의 직교 방향(cartesian direction)의 크기들을 갖는 대상체들을 나타내지만, 3개의 크기 중 2개가 서로 다를 수 있고, 각각은 세 번째 크기보다 훨씬 더 크게 되는데, 예를 들면, 팩터(factor) 10, 20 만큼, 또는 훨씬 더 큰 팩터, 예를 들면, 100 팩터 만큼 더 크다.
양태들에서, 광학 매체로부터 안티-파울링 광을 방출시키기 위해 방출 표면에 가까운 광학 매체의 일부에서, 실리콘 재료 내의 UV 등급 실리카 입자의 밀도는 광학 매체의 방출 표면을 향하는 광학 매체 내에서 증가할 수 있으므로, 방출 표면에서 또는 방출 표면 근처에서 비교적 높은 밀도의 실리카 입자가 제공된다. 다소 구형 및/또는 랜덤형 입자들이 사용될 수 있지만, 예를 들면, 수 ㎛에 이르는 통상적인 크기를 갖는 서브-밀리미터 길이 스케일의 실리카 박편들은, 끝이 날카로운(sharp-tipped) 대상체들로부터의 포인트 충격(point-impact) 및/또는 흠집, 찢어짐 등을 포함하는 무딘 대상체들로부터의 국부적인 충격과 같은 매우 국부적인 힘의 영향하에 매우 가깝게 배열될 수 있으며, 박편은 가요성 실리콘에서 약간의 움직임의 자유를 가져서 이들은 그 자체가 약간 재배열되어 충격 에너지를 분산시키고 전체적으로 도광의 손상을 감소시킬 수 있다. 따라서, 견고하고 다소 변형가능한 층 둘 다를 초래할 수 있지만 원하는 광학 품질을 또한 제공하는 성질들의 균형을 맞출 수 있다. 한 양태에서, 광학 매체에서 실리콘 재료의 비율은 광학 매체의 한면에서 반대면까지 약 100%(즉, 실질적으로 순수한 실리콘 재료)에서 약 5%(주로 실리카) 미만으로 점진적으로 변한다.
실리카 이외의 다른 재료의 입자, 특히 박편형 입자들, 예를 들면, 유리 또는 운모가 사용될 수 있음을 주목한다. 이러한 기타 재료는 또한 안티-파울링 광을 위한 스캐터로서 기능할 수도 있다. 반투명, 불투명 및/또는 광학 활성 입자들의 혼합물을 포함할 수 있는 상이한 재료들의 입자의 혼합물이 또한 제공될 수 있다. 이러한 혼합물의 조성물은, 특히 일부 영역에서 상대적으로 다량의 불투과성 입자들이 사용되는 경우, 예를 들면, 안티-파울링 광에 대한 도광의 투과율을 조정하기 위해, 도광을 가로질러 다양할 수 있다.
광학 매체를 제작하기 위해, 실리카 입자들의 양 및/또는 밀도에 대해 상이한 조성을 각각 가질 수 있는 일련의 실리콘 재료의 층들이 형성될 수 있다. 상기 층들은 매우 얇을 수 있으며 적어도 일부는 웨트-온-웨트 기술(wet-on-wet technique)로 도포될 수 있는데, 즉 실리콘 재료를 원하는 층으로 경화되어야 하는 액체 또는 젤라틴 형태의 층에 제공하지만, 이전 층이 완전히 경화되기 전에 후속 층이 이전 층에 도포된다. 따라서, 층들 사이의 우수한 접착이 촉진되고, 최종 생성물에서 상이한 층들이 거의 식별될 수 없으며 점진적인 조성 변화가 달성될 수 있다. 상이한 층들은 층 재료의 분무에 의해 적합하게 형성되고/되거나 도포될 수 있다. 적층된 재료는 우수한 품질 관리로 임의의 적당한 두께로 형성될 수 있다. 조명 모듈의 표면의 상당 부분을 차지하는 광학 매체는 접착(gluing)을 포함하는 임의의 적절한 방법으로 보호된 표면에 부착될 수 있다. 실리콘 재료는 세라믹, 유리 및 금속 재료에 대한 강한 접착력을 나타내는 경향이 있고, 따라서 실리콘 재료를 분무하거나 스미어링(smearing)하는 것은 광학 매체를 기판에 형성하고 부착하는 매우 적합한 방식이다. 분무되고/되거나 스미어링된 광학 매체는 또한, 예를 들면, 물줄기, 특정 표식 및/또는 표면 모양을 따르는 상이한 원하는 형상으로 제조될 수 있다. 또한 적층 기술은 실리콘 재료, 예를 들면, 실리콘 재료에 입자들을 배향시키는 것, 예를 들면, 일반적으로 층의 팽창 방향 및 층으로 코팅 된 표면에 평행한 박편들을 배열하는 것을 촉진시킬 수 있다.
조명 모듈의 또 다른 양상에서, 광학 매체는, 광을 안내하기 위해 공간, 예를 들면, 가스 및/또는 투명한 액체(예들 들면, 물)로 충전된 채널을 포함하며 관련된 방법은 광학 매체에서 이러한 공간을 통해 광의 적어도 일부를 분배함을 포함한다. 가스성 물질, 특히 공기를 통한 자외선에 대한 광학 투과율은 일반적으로 고체 물질을 통한 광의 투과율보다 현저히 우수하며, 일부에 의해 반투명하거나 투명하더라도, 밀리리터당 최대 몇 %까지 흡수 손실을 나타낼 수 있음이 밝혀졌다. 투명한 액체는 거의 산란을 제공하지 않으며 자외선을 잘 전달할 수 있으며 가스로 공간을 채우는 것과 비교하여 광학 매체 내의 공동의 구조적 견고성을 제공할 수도 있다. 물, 가장 주목하게는, 신선한 물이 상대적으로 높고 적합한 자외선 투과율을 갖는 것으로 밝혀졌다. 증류, 탈이온화 및/또는 그 외 정제수가 사용되는 경우, 오염 및/또는 UV 흡수가 더 감소 될 수도 있다. 따라서, 가스 및/또는 액체로 채워진 공간을 통해 광을 전송하는 것이 특히 유리한 것으로 간주된다. 보호된 표면을 가로질러 광을 분배하기 위해, 가스 및/또는 액체로 채워진 공간은 바람직하게는 잘 한정되어야 하고 채널들은 광학 매체에 제공될 수 있다. 결국 채널들의 벽에 부딪치는 광은 광학 매체에 들어가고 보호된 표면으로부터 액체 환경으로 향하는 방향으로 광학 매체로부터 방출되어 안티-파울링 광을 제공할 수 있다. 공기 채널들이 그 자체가 안티-파울링광에 대해 투명한 것으로 정의되는 광학 매체는 추가로, 광학 매체가 새어 나오고 액상 매질이 광학 매체에 들어갈 경우, 생성된 안티-파울링 광이 여전히 광학 매체를 통해 적절하게 투과될 수 있음을 보장한다. 채널들은 다양한 직경을 포함할 수 있다. 국부적인 채널 부분들 또는 포켓들은 각각의 벽 부분들의 크기 및/또는 두께보다 (훨씬) 큰 별도의 체적을 정의하고 캡슐화하는 벽 부분들에 의해 제공될 수 있으며, 예를 들면, "Bubble Wrap"이라는 상표명으로 판매되는 패키징 제품과 유사하다.
특정 양태에서, 이러한 가스-함유 광학 매체는 가스 및/또는 액체-충전된 채널들 및/또는 다른 공간을 한정하는 실리콘 재료를 포함하고; 실리콘 재료는 복잡한 구조를 한정하도록 잘 형상화될 수 있다. 또한, 실리카 입자들과 같은 부가적인 대상체를 갖거나 갖지 않는 실리콘 재료의 이점이 상술되어 있다.
한 양태에서, 채널들 및/또는 다른 공간들은 실리콘 재료의 벽 부분들 및/또는 필러(pillar)들과 원하는 거리에서 분리된 상태로 유지되는 실리콘 재료로 구성된 대향하는 2층들을 형성함에 의해 제공되어, 거리, 예를 들면, 층들 사이의 에어 갭(air gap)을 발생시킨다. 이러한 벽 부분들 및/또는 필러들은 광학 매체를 통해 (채널을 통해) 광을 (재)분배하고/하거나 가스 및/또는 액체 충전된 공간(들)으로부터 광을 실리콘 재료로 안내하기 위한 산란 중심으로서 기능할 수 있다. 이는 광학 매체로부터의 광의 방출을 안티-파울링 광이 사용될 액상 환경으로 국부 화시키는 것을 촉진시킨다.
하나 이상의 광원에 의해 방출된 안티-파울링 광의 적어도 일부는 보호된 표면에 실질적으로 평행한 성분을 갖는 방향으로, 또는 모듈화된 광이 호일로서 제공되는 경우 호일의 적용 표면에 실질적으로 평행한 성분으로 확산될 수 있다. 이는 보호된 표면 또는 호일의 적용 표면을 따라 상당한 거리를 가로질러 광을 분산시키는 것을 촉진시키고, 이는 안티-파울링 광의 적절한 강도 분배를 얻는데 도움을 준다.
파장 변환 재료는 광학 매체에 포함될 수 있으며 안티-파울링 광의 적어도 일부는 파장 변환 재료가 또 다른 파장에서 안티-파울링 광을 방출시키는 제1 파장을 갖는 광으로 파장 변환 재료를 광-여기시킴에 의해 생성될 수 있다. 파장 변환 재료는 상향변환 형광체(upconversion phosphor), 양자점, 하나 이상의 포토닉 결정 섬유들과 같은 비선형 매체 등으로서 제공될 수 있다. 자외선과는 다른, 대부분 더 긴 파장의 광에 대한 광학 매체에서의 흡수 및/또는 산란 손실이 광학 매체에서 덜 두드러지는 경향 때문에, 비-자외선을 발생시켜 이를 광학 매체를 통해 투과시켜 이의 원하는 사용 위치 (즉, 표면으로부터 액상 환경으로의 방출)에서 또는 이 근처에서 UV 안티-파울링 광을 발생시키는 것이 보다 에너지 효율적일 수 있다. 적합한 안티-파울링 광은 약 220nm 내지 약 420nm, 특히 약 300nm보다 짧은, 예를 들면, 약 240nm 내지 약 280nm의 파장에서 UV 또는 임의로 또한 청색 광의 파장 범위에 있다.
파장 변환 재료를 적용하는 경우, "안티-파울링 광을 발생시키도록 구성된 광원"은 파장 변환 재료와 조합하여 안티-파울링 광을 발생시키는 광원으로 해석될 수 있다. 광원 자체 또는 광원 광을 파장 변환 재료 광으로 변환시의 파장 변환 재료, 또는 둘 다가 상기 안티-파울링 광을 제공한다.
양태들에서, 광학 매체는 보호된 표면에 실질적으로 평행한 성분을 갖는 방향으로 적어도 하나의 광원에 의해 방출된 안티-파울링 광의 적어도 일부를 확산시키기 위해 안티-파울링 광을 발생시키기 위한 적어도 하나의 광원 앞에 배치된 광 스프레더를 포함한다. 광 스프레더의 일례는 광학 매체에 배열되고 적어도 하나의 광원에 대향하는 위치에 있는 '대향하는' 원추일 수 있으며, 여기서, 상기 대향하는 원추는 상기 표면에 실질적으로 평행한 방향으로 상기 표면에 수직인 광원에 의해 방출된 광을 반사시키기 위해 보호된 표면에 수직인 45°각도를 갖는 표면 영역을 갖는다. 양태들에서, 광학 매체는 안티-파울링 광을 발생시키기 위해 적어도 하나의 광원 앞에 배치되어 있는 도광을 포함하고, 상기 도광은 적어도 하나의 광원으로부터의 안티-파울링 광을 커플링시키기 위한 광 커플링-인 표면(light coupling-in surface) 및 보호된 표면으로부터 멀어지는 방향으로 안티-파울링 광을 커플링-아웃시키 위한 광 커플링-아웃 표면(light coupling-out surface)을 가지며; 도광은 안티-파울링 광의 적어도 일부가 아웃-커플링 표면에서 아웃-커플링 되기 전에 보호된 표면과 실질적으로 평행한 방향으로의 내부 전반사를 통해 도광 을 통해 전파되도록 액체 환경의 굴절률보다 높은 굴절률을 갖는 도광 재료를 포함한다. 일부 양태는 광 스프레더와 도광 또는 도광 특징부를 갖는 집적 광 확산 특징부들을 광학 매체에 결합하는 광학 매체를 포함할 수 있다. 양태들에서, 광 스프레더 및/또는 도광은 보호된 표면 상에 코팅된다. 기타 양태들에서, 광 스프레더 및/또는 도광은 보호된 표면 상에 적용하기 위한 호일의 형태 인자로 제공된다.
파울링 방지를 위한 시스템의 양태는 다음을 포함할 수 있다:
- 안티-파울링 광을 발생시키기 위한 일련의 UV LED;
- 보호된 표면을 가로질러 LED 점 광원으로부터 안티-파울링 광을 확산시키기 위한 광 스프레더; 및
- 안티-파울링 광을 추가로 안내/확산시키기 위한 도광 (또는 도파관)이 표면을 가로질러 확산될 수 있으며, 상기 도광은 실리카 입자들 또는 하나 이상의 실리카로 덮힌 부분들이 있는지에 상관없이, 자외선에 투과성인 실리콘 재료로 구성된 얇은 층을 포함한다.
실질적으로 보호된 표면 전체가 안티-파울링 광 방출 매체로 덮이는 경우, 이는 실질적으로 이 매체 상에 미생물의 성장을 감소시킨다. 미생물이 광학 매체의 방출 표면에서 죽기 때문에, 선체는 이를 따라 흐르는 물을 통해 지속적으로 청소되며, 이는 잔해를 선체로부터 운반하고 미생물은 선체에 파울링될 가능성이 없다.
현재 제공되는 해결책의 이점은, 알려진 독성 분산 코팅에 대한 경우와 같이, 미생물이 파울링 표면에 부착되어 뿌리를 내린 후에 죽지는 않지만, 파울링 표면 상에 미생물이 뿌리내리는 것을 방지한다라는 점이다. 거대한 미생물 구조물을 갖는 기존의 파울링을 제거하기 위한 가벼운 처리와 비교할 때 파울링 표면에 접촉하기 직전 또는 직후에 미생물을 적극적으로 죽이는 것이 더 효율적이다. 상기 효과는 미생물이 부착할 수 없는 나노-표면들을 사용함에 의해 생성된 효과와 유사할 수 있다.
초기 뿌리내리기 단계에서 미생물을 죽이는 데 필요한 적은 양의 광 에너지 때문에, 시스템은 과도한 전력 요구 없이 대형 표면에 걸쳐 지속적으로 안티-파울링 광을 제공하도록 작동될 수 있다.
조명 표면을 생성하는 LED의 그리드는, 예를 들면, 매립형 태양 전지, 물에서 작동하는 소형 터빈, 압력파 상에서 작동하는 압전 소자들 등과 같은 에너지 수집 수단을 구비할 수 있다. 이를 위해, 조명 시스템은 광원 및 다른 전기 부품에 에너지를 제공하기 위한 에너지 시스템을 포함할 수도 있다.
현재 제공되는 기술의 일부 이점들은 깨끗한 표면 유지, 부식 처리 비용 절감, 선박용 연료 소비 감소, 선체 유지 보수 시간 감소, CO2 배출 감소, 환경 중 독성 물질 사용 감소 등을 포함한다. 실질적으로 평면이고 매끄러운 방출 표면은 추가로 그 자체로 항력을 부가하지 않는 장점을 가지며, 광학 매체 아래의 보호된 표면의 기존의 요철(리벳, 용접 등)을 매립함에 의해 항력을 더욱 감소시킬 수 있다.
대상체(또한 아래 참조)는 적어도 일시적으로 액체에 노출되는 하나 이상의 소자들을 포함할 수 있다. 이러한 소자는 적어도 일시적으로 액체에 노출될 수 있는 제1 소자 표면을 포함할 수 있다. 이러한 소자는 또한 대상체의 바디로 향할 수 있는 제2 소자 표면을 포함할 수 있다.
실리콘 대신에 또는 실리콘 이외에, 광학 매체의 재료로서, PE(폴리에틸렌), PP(폴리프로필렌), PEN(폴리에틸렌 나프탈레이트), PC(폴리카보네이트), 폴리메틸아크릴레이트(PMA), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)(Plexiglas 또는 Perspex), 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트(CAB), 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), (PETG)(글리콜 개질된 폴리에틸렌 테레프탈레이트), PDMS(폴리디메틸실록산) 및 COC(사이클로 올레핀 공중합체)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 바와 같은 투과성 유기 재료로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 재료가 도포될 수 있다. 특히, 광학 매체는 뻣뻣하지 않다. 예를 들면, 광학 매체는 선박의 선체에 도포될 수 있다. 그러나, 광학 매체는 선체에 재료를 코팅함으로써 광학 매체를 형성함에 의해 선박의 선체 상에 만들어질 수도 있다.
광학 매체는 광원의 안티-파울링 광의 적어도 일부를 수용하도록 구성된다. 따라서, 특히 광원 및 광학 매체는 방사 결합된다(radiationally coupled). "방사 결합된"이라는 용어는 특히, 광원에 의해 방출된 방사선의 적어도 일부가 광학 매체에 의해 수용되도록 광원과 광학 매체가 서로 관련되어 있음을 의미한다. 광학 매체는 광학 매체를 통해 안티-파울링 광을 분배하도록 구성된다. 이것은 광학 매체가 특히 (도파관의) 도광 성질들을 갖는 사실 때문일 수 있다. 임의로, 광원은 광학 매체에 내장된다(아래 참조).
또한, 광학 매체는 또한 안티-파울링 광을 커플링 아웃시키는 아웃커플링 구조물을 포함할 수 있다. 따라서, 내부 전반사에 의해 광학 매체 내에서 캡쳐될 수 있는 안티-파울링 광이 아웃커플링 구조물을 통한 아웃커플링으로 인해 빠져 나갈 수 있다. 이들 아웃커플링 구조물은 광학 매체에 내장될 수 있고/있거나 광학 매체의 표면에 형성될 수 있다. 특히, 임의로 제1 매체면의 적어도 일부에서 반사기와 조합된 아웃커플링 구조물들은, 제1 매체면으로부터 멀어지는 방향으로(즉, 조명 모듈 사용 동안에: 소자의 제1 소자 표면으로부터 멀리) 방출 표면으로부터 안티-파울링 광의 방출을 용이하게 하도록 구성된다. 이 광은 바이오파울링을 방지하고/하거나 조명 모듈의 방출 표면에서 바이오파울링을 제거하는 데 사용된다.
상기 및 하기에 나타낸 바와 같이, 조명 모듈은 본질적으로 광학 매체로 구성될 수 있다. 예를 들면, 제어 시스템 및 전력 공급장치 중 하나 이상이 광학 매체에 내장될 수 있다. 또한, 단일 LED가 넓은 영역의 광학 매체를 통해 안티-파울링 광을 제공할 수 있기 때문에, 한 양태에서, 조명 모듈의 표면적은 광학 매체의 적어도 80%로 구성될 수 있다. 광학 매체는 소자를 밀봉하는데 사용될 수 있다. 따라서, 제1 매체면은 제1 조사 표면의 표면적과 실질적으로 동일한 표면적을 가질 수 있지만, 복수의 광학 매체가 적용되는 경우 더 작을 수도 있다(또한 하기 참조). 특히, 제1 매체면은 제1 소자 표면과 물리적으로 접촉한다. 더욱 특히, 전체 제1 매체면은 제1 소자 표면과 물리적으로 접촉한다. "제1 매체면보다 제1 소자 표면으로부터 더 멀리 떨어져 있도록 구성된 방출 표면을 갖는"이라는 문구는 광학 매체의 제1 매체면이 방출 표면보다 소자의 제1 소자 표면에 더 가깝다는 것을 나타낸다. 이러한 방식으로, 안티-파울링 광은 소자로부터 멀어지는 방향으로 빠져나갈 수 있다. 상기 나타낸 바와 같이, 일부 양태에서, 제1 매체면의 적어도 일부 또는 특히 전체 제1 매체면은 소자(의 제1 소자 표면)와 물리적으로 접촉할 수 있다.
하나 이상의 조명 모듈이 단일 소자에 적용될 수 있다. 따라서, 용어 "조명 모듈"은 복수의 조명 모듈을 나타낼 수도 있다. 게다가, 단일 조명 시스템은 복수의 광학 매체를 포함할 수 있다. 따라서, 용어 "광학 매체"는 복수의 광학 매체를 나타낼 수도 있다. 물론, 안티-파울링 조명 시스템은 또한 복수의 소자들을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 나타낸 바와 같이, 용어 "소자"는 복수의 조명 소자들을 나타낼 수도 있다.
한 양태에서, 상기 조명 모듈은 상기 제어 시스템 및 임의로 또한 전력 공급장치를 포함한다. 이러한 방식으로, 시스템은 소자를 통과하는 쓰루 홀(through hole)들을 포함할 필요없이 소자의 제1 소자 표면에 제공될 수 있다. 이것은 소자 보호의 관점에서 다른 것들 중에서 유익할 수 있다. 또한, 전력 공급장치는 물, 특히 해수 및/또는 광전지 시스템으로부터 전기 에너지를 생성하는 시스템과 같은 국부적 에너지 수거 시스템을 임의로 포함할 수 있다. 둘 다는 이 소자에 유리하게 배열될 수 있는데, 전자는 특히 (예상되는) 수위보다 낮고 후자는 특히 (예상되는) 수위보다 높다.
상기 나타낸 바와 같이, 제어 시스템은 안티-파울링 광의 강도가 피드백 신호 및 타이머 중 하나 이상의 함수로서 제어되도록 구성된다
제어 시스템이라는 용어는 임계 수준에 도달 한 후에 조명을 스위치 온 또는 오프하는 것과 같은 또 다른 동작을 허용하거나 유도하는 회로 내 센서와 같은 전자 회로를 나타낼 수 있고/있거나, 조명을 스위치 온 또는 오프하는 것과 같은, (프로그래밍 가능한) 소프트웨어를 포함할 수 있는 제어 장치를 나타낼 수 있다. 한 양태에서, 제어 시스템은 (선형) 피드백 시스템을 포함한다. 따라서, 제어 시스템은 조명 모듈 (특히 이의 안티-파울링 광)을 조종하도록 구성될 수 있다. "강도를 제어하는"이라는 용어는 안티-파울링 광의 온/오프 상태를 나타낼 수 있지만, 대안적으로 또는 부가적으로 안티-파울링 광의 고강도 및 저강도를 나타낼 수도 있다. 이는 최대 및 최소 (강도가 없는 것과 같음) 사이의 안티-파울링 광의 단계적인 무단계(stepless) 증가 또는 감소를 나타낼 수도 있다.
타이머는, 예를 들면, 조명 모듈이 특정 기간 동안에 광을 제공하고 또 다른 기간 동안에 꺼지도록 작동시키는 시스템일 수 있다. 따라서, 한 양태에서, 조명 시스템은 안티-파울링 광이 있는 기간이 안티-파울링 광이 없는 기간과 교대로 발생되는 펄스형 방식으로 안티-파울링 광을 제공하도록 구성된다. 이를 위해, 예를 들면, 안티-파울링 광을 펄스형 방식으로 광을 제공하기 위해 타이머와 함께 제어 시스템이 적용될 수 있다. 광 펄스는 블록(정사각형) 펄스, 삼각형 펄스, 톱니형 펄스, (예를 들면, 정류와 같은) 단극성 부비동 유사 펄스 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 주파수는 수초에서 수시간 또는 수일간의 범위일 수 있다. 임의로, 펄스형 광은 느린 펄스 및 고속 펄스를 포함할 수 있는데, 예를 들면, 3시간 온 및 3시간 오프이며, 여기서, 온-타임 동안에 펄스형 광은 0.01 내지 20Hz와 같은 0.001 내지 200Hz 범위의 주파수로 제공된다. < 0.01Hz와 같이 특히 상대적으로 낮은 주파수의 펄스형 광을 사용하면 바이오파울링이 암흑기에 형성될 수 있고, 온-기간 동안에 바이오파울링은 효율적으로 제거될 수 있다. 이런 식으로, 적은 광이 낭비될 수 있다. 한 양태에서, 안티-파울링 광은 매시간 0.2 내지 10분 제공된다. 또 다른 양태에서, 안티-파울링 광은 매 (자연) 일, 즉 24시간마다 30 내지 300분 제공된다. 온-타임 및/또는 오프-타임은, 예를 들면, 피드백 신호에 기초하여 가변적일 수 있다.
제어 시스템은 또한 센서를 포함할 수 있다. 영어 "센서"는 복수의 센서들에 관련될 수 있다. 안티-파울링 조명 시스템의 전형적인 양태는 특히 다음을 포함할 수 있다:
- 파라미터들 중 하나 이상에 대한 센서들(아래 참조).
- 파울링을 방지하기 위한 최소 전력 설정의 파라미터 값 및 지식(예를 들면, 사전정의된 설정)을 기반으로, 필요한 전력량을 계산하는 소프트웨어.
- 유효 출력 전력을 조정하는 제어 장치; 예를 들면, 선체 또는 다른 소자 전체로서 또는 섹션당으로서.
특정 양태에서, 제어 시스템은 안티-파울링 광의 강도가 센서의 피드백의 함수로서 제어되도록 구성되고, 여기서, 상기 센서는 하기 중 하나 이상을 감지하도록 구성된다: (i) 상기 조명 모듈을 포함하는 선박의 속도, (ii) 물의 상대 유동 속도(파울링 표면 측에서), (iii) 물의 수온(파울링 표면 측에서), (iv) 상기 조명 모듈을 포함하는 선박의 적재, (v) 물의 수위에 대한 파울링 표면의 위치(파울링 표면 측에서) 및 (vi) 수중에서 파울링 유기체 및 파울링 유기체 영양소 중 하나 이상의 존재(파울링 표면 측에서).
따라서, 한 양태에서, 센서는 상기 조명 모듈을 포함하는 선박의 속도를 감지하도록 구성된다. 센서는 물에 대한 선박의 속도를 측정함에 의해 이를 결정하도록 구성될 수 있거나, 신호가 속도에 대한 정보를 포함하는 선박의 제어 센터로부터 신호를 수신할 수 있다. 따라서, 특정 양태에서, 센서는 물의 흐름의 상대적 속도(파울링 표면의 한 측에서)를 감지하도록 구성된다. 예를 들면, 역류의 경우, 육지 표면에 대한 선박의 낮은 속도는 여전히 바이오파울링을 방지하기에 충분히 높을 수 있다. 이러한 예에서, 바이오파울링 광을 스위치 오프시킬 수 있다. 그러나, 공동 흐름(co-flow)으로, 육지 표면에 대한 선박의 높은 속도는 여전히 바이오파울링을 허용할 정도로 충분히 낮을 수 있다. 이러한 예에서, 바이오파울링 광은 스위치온 될 수 있다.
추가의 양태에서, 센서는 상기 광학 매체의 (파울링 표면의 한 측에서) 물의 수온을 감지하도록 구성된다. (남)북극 해역에서 바이오파울링이 실질적으로 제로 일수 있는 한편, 열대성 해역에서는 바이오파울링이 매우 빠를 수 있다는 것이 알려져 있다. 제어 시스템은 센서에 의해 감지된 온도에 따라 조명 모듈을 스위치 온 및 오프할 수 있다.
또 다른 추가의 양태에서, 센서는 상기 조명 모듈을 포함하는 선박의 적재를 감지하도록 구성된다. 이것은 소자 또는 조명 모듈에서 센서가 물이 센서 앞에 있는지 여부를 감지하는 간단한 측정일 수 있다. 센서가 잠긴 경우, 제어 시스템과 센서 간의 협업으로 인해 조명 모듈이 스위치 온 될 수 있다. 센서가 잠기지 않은 경우, 조명 모듈이 스위치 오프 될 수 있다. 따라서, 특정 양태에서, 센서는 (파울링 표면의 한 측에서)에 물의 수위에 대해 파울링 표면의 위치를 감지하도록 구성된다. 그러나, 또 다른 양태에서, 센서는, 신호가 선박의 적재에 관한 정보를 포함하는 선박의 제어 센터로부터 신호를 수신할 수 있다. 따라서, 센서는 상기 조명 모듈을 포함하는 선박의 적재를 직접적으로 또는 간접적으로 감지하도록 구성 될 수 있다.
또 다른 추가의 양태에서, 센서는 (파울링 표면의 한 측에서) 수중에서 파울링 유기체 및 파울링 유기체 영양소 중 하나 이상의 존재를 감지하도록 구성된다. 수준이 일정한 임계값에 도달하는 경우, 제어 시스템은 안티-파울링 광을 스위치 온할 수 있다; 임계값에 도달하지 않는 경우, 제어 시스템은 안티-파울링 광을 스위치 오프할 수 있다. 예를 들면, 이러한 센서는 바이오파울링 생성 종에 대한 세균, 당 및 기타 영양소 중 하나 이상을 감지하도록 구성될 수 있다. 따라서, 용어 "존재"는 또한 농도를 포함할 수 있다. 이러한 센서는, 예를 들면, CO2 센서, (용존) O2 센서, BOD 센서 또는 또 다른 유형의 바이오로딩 센서 등을 포함할 수 있다. 또한, 추가적으로 또는 대안적으로, 센서는, 예를 들면, 방출 표면 양태에서, 파울링 표면에서 파울링 유기체의 존재를 감지하도록 구성된 센서를 포함할 수 있다. 이러한 센서는 방사선 흡수, 방사선 반사, 방사선 투과 및 방사선 방출 중 하나 이상을 측정하도록 구성된 센서와 같은 광학 센서를 포함할 수 있다. 여기서, 용어 "방사선"은 특히 UV 방사선, 가시광 및 IR 방사선 중 하나 이상, 특히 UV 방사선 및 가시광 중 하나 이상을 나타낸다.
상기 센서들은 물에서 선박에서의 사용과 관련하여 기술된다. 그러나, 센서들은 다른 용도 및/또는 다른 액체에 적용될 수도 있다. 또한, 센서들은 특히 온/오프 상태를 참조하여 기술된다. 그러나, 임의로 또는 부가적으로 이것은 고강도 및 저강도의 안티-파울링 광에 관련될 수 있다. 또한, 센서는 매번 단일 기능을 갖도록 기술된다. 그러나, 단일 센서는 양태들에서 상이한 센서들을 포함할 수 있다. 또한, 특히, 상이한 위치에서 동일한 성질을 감지할 수 있고/있거나 복수의 성질들을 감지할 수 있는 복수의 센서들이 사용될 수 있다.
안티-파울링 조명 시스템은 복수의 광원들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 조명 모듈은 복수의 광원들을 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 안티-파울링 조명 시스템은 복수의 조명 모듈들을 포함할 수 있다. 또한, 이 양태에서, 안티-파울링 조명 시스템은 복수의 광원들을 포함할 수 있다. 따라서, 안티-파울링 조명 시스템 또는 조명 모듈 각각은 2개 이상의 서브세트들을 포함할 수 있으며, 서브세트들을 독립적으로 제어될 수 있다.
상기 나타낸 바와 같이, 제어 시스템은 특히 안티-파울링 광의 강도가 (i) 바이오파울링 위험과 관련된 피드백 신호 및 (ii) 안티-파울링 광의 강도를 시간에 따라 변화시키기 위한 타이머 중 하나 이상의 함수로서 제어되도록 구성된다. 그러나, 대안적으로 또는 부가적으로, 제어 시스템은 또 다른 광원의 안티-파울링 광의 강도에 의존하여 제1 광원의 안티-파울링 광의 강도를 제어하도록 구성된다. 따라서, 한 양태에서, 안티-파울링 조명 시스템은 복수의 광원들을 포함하고, 제어 시스템은 또 다른 광원의 안티-파울링 광의 강도에 따라 제1 광원의 안티-파울링 광의 강도를 제어하도록 구성된다. 또 다른 추가의 양태에서, 조명 모듈은 복수의 광원들을 포함하고, 제어 시스템은 또 다른 광원의 안티-파울링 광의 강도에 따라 제1 광원의 안티-파울링 광의 강도를 제어하도록 구성된다.
따라서, 한 양태에서, 제어 시스템은 안티-파울링 광의 강도가 하기의 함수로서 제어되도록 구성된다: (i) 바이오파울링 위험과 관련된 피드백 신호, 및 임의로 (ii) 안티-파울링 광의 강도를 시간에 따라 변화시키기 위한 타이머 및 (iii) 본원에 정의된 다른 파라미터(들) 중 하나 이상.
추가의 또 다른 양태에서, 제어 시스템은 안티-파울링 광의 강도가 하기 중 하나의 함수로서 제어되도록 구성된다: (i) 안티-파울링 광의 강도를 시간에 따라 변화시키기 위한 타이머, 및 임의로 (ii) 바이오파울링 위험과 관련된 피드백 신호, 및 (iii) 본원에 정의된 다른 파라미터(들) 중 하나 이상.
추가의 또 다른 양태에서, 제어 시스템은 안티-파울링 광의 강도가 하기 중 하나 이상을 제외한 본원에 정의된 파라미터(들)의 함수로서 제어되도록 구성된다: (i) 바이오파울링 위험과 관련된 피드백 신호, 및 (ii) 안티-파울링 광의 강도를 시간에 따라 변화시키기 위한 타이머를 포함지만; 임의로 (i) 바이오파울링 위험과 관련된 피드백 신호, 및 (ii) 안티-파울링 광의 강도를 시간에 따라 변화시키기 위한 타이머 중 하나 이상과의 조합.
따라서, 한 양태에서, 본원에 정의된 바와 같은 대상체는 대상체의 높이(h)의 적어도 일부 위에 (배열로) 배치된 복수의 조명 모듈들을 포함하며, 여기서, 제어 시스템은 안티-파울링 광의 강도가 시스템 표면 측에서 물의 수위에 대해 파울링 표면의 위치의 함수로서 제어되도록 구성된다. 예를 들면, 선체의 높이(h)의 적어도 일부에 (배열로) 배치된 복수의 조명 모듈들을 포함하는 선박이 제공될 수 있으며, 여기서, 제어 시스템은 안티-파울링 광의 강도가 제1 소자 표면 측에서 물의 수위에 대해 제1 소자 표면 및 방출 표면 중 하나 이상의 위치의 함수로서 제어되도록 구성된다. 특히, 대상체의 높이는 사용 중인, 예를 들면, 물 속에서 액체 수준 미만의 최저 지점에서 대상체의 최대 지점까지 대상체의 높이로서 정의된다. 이러한 대상체의 소자들의 높이는 최저 지점에서 최고 지점까지 수직 방향을 기준으로 정의된 높이로 정의된다. 예를 들면, 선체의 높이는 용골(keel)에서, 예를 들면, 난간까지의 높이일 수 있다. 유리하게는, 수위보다 높은 원하지 않는 안티-파울링 광이 감소 될 수 있고 (광 및 에너지의 낭비가 감소될 수 있고), 한편 수위 아래에서 안티-파울링 광이 제공될 수 있다. 이것은 또한 인간 (및/또는 동물)의 안전성을 향상시키는데, 예를 들면, 인간이 자외선에 노출되는 것이 바람직하게는 가능한 낮기 때문이다.
또한, 센서를 포함하는 상기 양태들은 타이머와의 조합을 배제하지 않는다. 예를 들면, 제어 시스템과 조합된 타이머는 밤 동안에 안티-파울링 광의 강도를 감소시킬 수 있고 낮 동안에 강도를 증가시킬 수 있다.
또한, 선박과 관련하여 기재된 것과 동일한 양태들은 물에서의 이동가능한 구조물에서 이러한 적용에 적용될 수 있다.
또 다른 추가의 양상에서, 본 발명은 사용 동안에 적어도 일시적으로 물 또는 또 다른 액체(생물학적 파울링을 유발할 수 있음)에 노출되는 대상체의 파울링 표면을 안티-파울링하는 방법을 제공하며, 상기 방법은, (a) 본원에 정의된 바와 같은 조명 모듈을 제공하는 단계; (b) (i) 바이오파울링 위험에 관한 피드백 신호 및 (ii) 안티-파울링 광의 강도를 시간에 따라 변화시키기 위한 타이머 중 하나 이상의 함수로 안티-파울링 광을 생성하는 단계; 및 (c) 상기 안티-파울링 광을 상기 파울링 표면에 제공하는 단계를 포함한다.
특정 양태에서, 본 발명은 또한 (사용 동안에) 적어도 일부가 액체에 잠긴 소자의 안티-파울링 방법을 제공하고, 여기서, 상기 소자는 제1 소자 표면 (및 제2 면)을 포함하고, 상기 제1 소자 표면은 특히 적어도 0.4㎡의 면적을 포함하고, 상기 방법은, (a) (i) 안티-파울링 광을 발생시키도록 구성된 광원 및 (ii) 안티-파울링 광의 적어도 일부를 수용하도록 구성되고 상기 광학 매체를 통해 상기 안티-파울링 광의 적어도 일부를 분배하도록 구성된 광학 매체를 포함하는 조명 모듈을 제공하는 단계(여기서, 상기 광학 매체는 (iia) 특히 적어도 0.4m2의 면적을 가지며 상기 소자의 제1 소자 표면을 향하는 광학 매체의 제1 매체면 및 (iib) 분산된 안티-파울링 광의 적어도 일부를 광학 매체의 제1 매체면으로부터 멀어지는 방향으로 방출되도록 구성된 방출 표면을 포함하고, 여기서, 특정 양태에서, 상기 조명 모듈의 \적어도 일부는 상기 제1 매체면보다 상기 제1 소자 표면으로부터 더 멀어지도록 구성된 방출 표면으로 상기 제1 소자 표면의 적어도 일부를 밀봉하도록 구성된다); 및 (b) 피드백 신호 및 타이머 중 하나 이상의 함수에 따라 안티-파울링 광을 발생시키는 단계를 포함한다. 이러한 양태에서, 파울링 표면은, 예를 들면, 광학 매체가 제1 소자 표면을 밀봉할 경우, 방출 표면을 포함할 수 있다. 임의로 그리고 추가로, 보호될 또 다른 표면(방출 표면이 아님)에 추가의 안티-파울링 광이 제공될 수 있다.
"안티-파울링 방법"이라는 문구는 파울링이 방지되고/되거나, 파울링이 제거 될수 있음을 나타낸다. 따라서, 상기 방법은 치유적 및/또는 예방적일 수 있다. 상기 방법은 특히, 예를 들면, 안티-파울링 광의 강도를 상기 정의된 다른 것들 중에서 센서의 피드백의 함수로서 제어하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 예를 들면, 3시간 오프, 5분 온 방식을 상상할 수 있다(상기 다른 방식도 참조).
또 다른 추가의 양상에서, 본 발명은 사용 동안에 적어도 일시적으로 물에 노출되는, 대상체에 안티-파울링 조명 시스템을 제공하는 방법을 제공하며, 상기 방법은 대상체(예를 들면, 이의 소자)에 본원에서 정의된 바와 같은 조명 모듈을 부착하는 단계를 포함하고, 상기 조명 모듈은 대상체 및 상기 대상체에 부착된 조명 모듈 중 하나 이상의 파울링 표면에 상기 안티-파울링 광을 제공하도록 구성된다. 특히, 대상체는 선박, 위어, 댐, 활어조, 수문, 어류 양식용 씨 케이지 및 부표 등으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.
"실질적으로 모든 광" 또는 "실질적으로 이루어진"에서와 같이 본원에서 용어 "실질적으로"는 당업자에 의해 이해될 것이다. 용어 "실질적으로"는 또한 "전체적으로(entirely)", "완전히(completely)", "모두" 등의 양태를 포함할 수 있다. 따라서, 양태들에서, 형용사는 실질적으로 제거될 수도 있다. 적용가능한 경우, 용어 "실질적으로"는 90% 이상, 예를 들면, 95% 이상, 특히 99% 이상, 더욱 특히 99.5% 이상(100% 포함)과 관련될 수도 있다. 용어 "포함한다"는 또한 용어 "포함한다"가 "로 구성되는"을 의미하는 양태도 포함한다. 용어 "및/또는"는 특히 "및/또는"의 전후에 언급된 하나 이상의 항목을 나타낸다. 예를 들면, 문구 "항목 1 및/또는 항목 2" 및 유사한 문구는 항목 1 및 항목 2 중 하나 이상을 나타낼 수 있다. 용어 "포함하는"은 양태에서 "로 구성된"을 나타낼 수 있지만 또 다른 양태에서 또한 "적어도 정의된 종 및 임의로 하나 이상의 다른 종을 함유하는"을 나타낼 수 있다.
또한, 명세서 및 청구범위에서의 제1, 제2, 제3 등의 용어들은 유사한 소자들을 구별하기 위해 사용되며, 반드시 순차적 또는 연대순으로 기술할 필요는 없다. 이렇게 사용된 용어들은 적절한 상황하에 교환가능하고 본원에 기재된 본 발명의 양태는 본원에 기재되거나 예시된 것 이외의 다른 순서로 조작될 수 있음을 이해해야 한다.
본 발명의 장치는 특히 작동 동안에 기술된 것들이다. 당업자에게 명백한 바와 같이, 본 발명은 작동 방법 또는 작동 중인 장치로 제한되지 않는다.
상기 언급된 양태들은 본 발명을 제한하기보다는 설명하고, 당업자는 첨부 된 청구범위를 벗어나지 않고 많은 대안적인 양태들을 설계할 수 있음을 주목해야 한다. 청구범위에서, 괄호 안의 임의의 참조 부호는 청구범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다. "포함하다"라는 동사와 이의 활용법의 사용은 청구범위에 명시된 구성요소들 또는 단계들 이외의 요소들 또는 단계들의 존재를 배제하지 않는다. 구성요소에 선행하는 관사 "a" 또는 "an"은 이러한 복수의 구성요소의 존재를 배제하지 않는다. 본 발명은 몇몇 별개의 구성요소들을 포함하는 하드웨어에 의해 그리고 적절하게 프로그래밍된 컴퓨터에 의해 구현될 수 있다. 몇몇 수단들을 열거하는 장치 청구항에서, 이들 수단들 중 몇몇은 하나의 동일한 하드웨어 아이템에 의해 구현될 수 있다. 특정 측정치가 서로 다른 종속항에서 인용된다는 단순한 사실만으로 이들 측정치의 조합을 사용하여 이익이 될 수 없다는 것을 나타내지 않는다.
본 발명은 또한 상세한 설명에 기재되고/되거나 첨부된 도면에 나타낸 하나 이상의 특징적 특징들을 포함하는 장치에 적용된다. 본 발명은 또한 상세한 설명에 기재되고/되거나 첨부된 도면에 나타낸 하나 이상의 특징적 특징들을 포함하는 방법 또는 공정에 관한 것이다.
이 특허에서 논의된 다양한 양상들은 추가의 이점을 제공하기 위해 조합될 수 있다. 또한, 일부 특징들은 하나 이상의 분할 출원의 기반을 형성할 수 있다.
이제부터 본 발명의 양태들은 첨부된 개략적인 도면들을 참조하여 단지 예로서 기술될 것이며, 상응하는 참조 부호는 대응하는 부분을 나타내며,
도 1은 상이한 생물학적 물질에 대한 살균 작용 스펙트럼을 광 파장의 함수로서 나타내는 그래프이며;
도 2는 도광을 갖는 조명 모듈의 도식적 단면도이며;
도 3은 재분배 반사기 및 파장 변환 재료를 포함하는 양태를 나타내며;
도 4a 내지 도 4c는 치킨-와이어 그리드의 양태를 나타내며;
도 5a 내지 도 5d는 본원에 기재된 조명 시스템의 일부 양상을 개략적으로 도시한다.
도면들이 축척에 따를 필요는 없다.
본 발명이 도면 및 전술한 상세한 설명에서 예시되고 상세히 기술되었지만, 이러한 예시 및 기술은 예시 또는 예시적인 것으로 간주되며 제한적이지는 않다; 본 발명은 개시된 양태들로 제한되지 않는다.
도 1은 광 파장의 함수로서 상이한 생물학적 물질에 대한 살균 작용 스펙트럼을 나타내는 그래프이며, RE는 상대 유효성을 나타내고, 곡선 1은 문헌(참조: IES Lighting Handbook, Application Volume, 1987, 14-19)으로부터 유도된 살균 작용을 나타내고; 곡선 2는 이. 콜라이(E. Coli) 광 흡수를 나타내고(문헌(W. Harm, Biological Effects of ultraviolet radiation, Cambridge University Press, 1980)으로부터 유도됨), 곡선 3은 DNA 흡수(IES handbook으로부터 또한 유도됨)를 나타낸다.
도 2는, 기본 양태로서, 광원(210)으로부터 방출된 광(211)의 적어도 일부를 광학 매체(이 광학 매체는 광(211)을 산란시키기 위한 광학 구조물(7)을 추가로 구비하고 광학 매체(220)로부터 광(211)을 광으로 표적화될 대상체(1200)(바이오파울링 유기체)를 향해 유도한다)를 통한 내부 전반사를 통해 유도하기 위해 액밀 광학 매체(220) 내에 캡슐화된 복수의 광원(210)(여기서, 측면 발광 LED, 여기서, 광은 주로 LED 측으로부터 그리고 표면에 다소 평행하게 방출된다)을 포함하는 조명 모듈(200)의 단면을 나타낸다. 광학 매체(220)는 일반적으로 3차원에서보다 훨씬 더 2차원으로 연장되어 2차원 유사 대상체가 제공된다. 광(211)을 산란시키기 위한 광학 구조물(7)은 광학 매체 재료의 하나 이상의 부분에, 가능하게는 이 전체에 퍼져있을 수 있으며, 여기서, 이러한 부분에서 분포는 일반적으로 균일하거나 국부적일 수 있다. 상이한 구조적 성질들을 갖는 산란 중심은 광학 이외에 내마모성 및/또는 내충격성과 같은 구조적 특성들을 제공하도록 조합될 수 있다. 적합한 스캐터는 불투명한 대상체를 포함하지만, 대부분 반투명 대상체가 또한 사용될 수 있는데, 예를 들면, 작은 기포, 유리 및/또는 실리카이며; 요구되는 것은 단지 굴절률의 변화가 사용된 파장(들)에 대해 발생한다는 점이다. 참조번호(222)는 방출 표면을 나타낸다.
표면 위에 광을 유도하고 광을 확산시키는 원리는 익히 공지되어 있으며 다양한 분야에서 널리 적용된다. 따라서, 상기 원리는 안티-파울링 목적으로 자외선에 적용된다. 표면을 만드는 아이디어, 예를 들면, UV로 자체 조명된 선박의 선체는 매끄러운 코팅, 화학약품, 청소, 선박 속도 제어 소프트웨어 등에 의존하는 현재 및 잘 확립된 안티-파울링 해결책과는 명백히 상이한 해결책이다.
내부 전반사는 광학 매체를 통해 광을 전송하는 한 방식으로, 종종 도광으로 나타낸다. 내부 전반사 조건을 유지하기 위해, 도광의 굴절률은 주변 매체의 굴절률보다 높아야 한다. 그러나, 도광 상에 (부분적으로) 반사 코팅의 사용 및/또는 보호된 표면, 예를 들면, 선박의 선체 그 자체의 반사 성질들의 사용은 광학 매체를 통해 광을 유도하는 조건을 설정하는 데 사용될 수도 있다.
일부 양태에서, 광학 매체는 작은 공기 갭이 광학 매체와 보호된 표면 사이에 도입되도록 보호된 표면, 예를 들면, 선박의 선체에 대해 위치될 수 있으며; 이 광학 매체가 도광 재료로 설계된 경우에도 자외선은 광학 매체에서보다 공기 중에서 흡수가 적을수록 더 잘 이동할 수 있다. 다른 양태들에서, 가스-충전된 채널, 예를 들면, 공기 채널은 실리콘 재료 내에 형성될 수 있다. 별도의 가스-충전된 포켓의 배열이, 예를 들면, 직사각형 또는 벌집-패턴과 같은 규칙적인 패턴으로 또는 불규칙한 패턴으로 제공될 수도 있다. 가스(예를 들면, 공기) 충전 대신에, 채널 및/또는 포켓은 적어도 부분적으로 UV-투과성 액체, 예를 들면, 신선하고/하거나 정제된 물로 충전될 수 있다. 이러한 광학 매체로 덮인 보호된 표면이 충격을 받는 경우, 부두에 부딪히는 선박과 같이, 작은 포켓이 부드러워져 충격 에너지를 재분배하여 표면을 보호할 수 있으며, 여기서, 액체-충전된 포켓들은 더 쉽게 터질수 있는 공기-충전된 포켓들보다 변형시 견고할 수 있다.
대부분의 재료는 자외선에 대해 (매우) 제한된 투과율을 갖기 때문에, 광학 매체의 설계에 주의를 기울여야 한다. 이러한 목적을 위한 다수의 특정 특징들 및/또는 양태들이 다음에 열거되어 있다:
- 광이 광학 매체를 통과해야 하는 거리를 최소화하기 위해 상대적으로 파인 피치(fine pitch)의 저전력 LED를 선택할 수 있다.
- '중공' 구조가 사용될 수 있는데, 예를 들면, 스페이서(spacer)를 갖는 실리콘 고무 매트는 보호된 표면으로부터 약간 떨어져 유지된다. 이로서 자외선이 고효율로 전파될 수 있는 공기 '채널'을 생성한다(공기는 UV에 대해 매우 투과성이다). 이러한 구조물에 의해 제공되는 가스로 충전된 채널의 사용은 안티-파울링에 유용하도록 자외선을 너무 강하게 흡수할 수 있는 광학 매체 재료 내에서 상당한 거리에 걸쳐 자외선이 분배되도록 한다. 유사하게는, 개별 포켓들이 형성될 수 있다.
- 특정 실리콘 또는 UV 등급 (퓸드) 실리카와 같은 높은 UV 투과율 가진 특정 재료를 선택할 수 있다. 양태들에서, 이 특정 재료는 광이 대부분의 거리를 전파하는 채널을 생성하기 위해서만 사용될 수 있다; 더 저렴한/더 튼튼한 재료가 나머지 표면에 사용될 수 있다.
첨부된 도면들에 추가의 양태들이 개시되어 있으며, 여기서, 주된 문제는 아직도 점 광원을 사용하여 안티-파울링 광, 바람직하게는 자외선으로 넓은 표면을 조명하는 것이다. 전형적인 관심사는 점 광원으로부터 표면 조명으로 광이 확산되는 것이다. 더 자세히:
- 전형적인 컨테이너선의 보호된 표면적은 ~10.000m2이다.
- 전형적인 LED 광원의 면적은 ~1mm2이다. 이것은 1010 더 작다.
- 필요한 전력 수준을 감안할 때, 1m2당 약 10개의 LED가 필요할 수 있다.
- 이것은 광이 ~1000cm2 이상에서 1개의 LED로부터 확산되어야 함을 의미한다.
- 예를 들면, 다음과 같은 이유 때문에 용액이 얇아야 한다는 또 다른 경계 조건이 취해진다(크기 순서: 1cm):
- 선박에 '코팅'으로서 용액을 추가할 수 있기 위해
- 선박의 증가된 단면적 크기로 인해 항력을 증가시키지 않기 위해
- 제한된 (대량) 재료 비용을 유지하기 위해
따라서, 광학 매체, 특히 일반적으로 평면 도광의 사용이 제공된다. 도광의 전형적인 치수는 약 1mm 내지 약 10mm의 두께이다. 다른 방향에서, 광학적인 관점에서는 크기에 실질적인 제한은 없다; 특히 광의 부분적인 아웃커플링 및 가능하게는 (흡수) 손실로 인한 도광 전체의 광 강도 감쇠가 역으로 되도록 복수의 광원이 제공되는 경우는 아니다.
여기서, LCD TV 백라이트의 설계와 마찬가지로 유사한 광학 난제들이 적용되는 것으로 간주되지만, 방출 광 강도 균일성은 LCD TV 백라이트보다 안티-파울링에 있어 덜 엄격하다.
하나 이상의 광원 바로 앞에 스캐터 및/또는 반사기 또는 다른 광 스프레더를 도입하는 것과 같이, 더 얇은 광학 구조물에서보다 양호한 균일성을 얻기 위한 추가의 아이디어 및 해결책이 존재한다.
도 3은 광원(210)을 향해 정점을 갖는 광학 매체(220)에서 반사 원추(cone)(25) 형태의 광 스프레더를 (좌측면에) 포함한다. 이는 파울링에 대해 보호될 표면(101)에 실질적으로 평행한 성분을 갖는 방향으로 광(211)을 향하게 한다. 원추(25)가 완전히 반사적이거나 불투명하지 않으면, 광원으로부터의 일부 광은 광원을 통과할 것이고, 감소되거나 비효율적인 안티-파울링에 이르게 하는 그림자의 생성이 방지된다.
또한, 도 3은 광학 매체(220)에 포함된 파장 변환 재료 CM을 나타낸다. 도시된 양태는 광원(210)으로부터의 광으로 파장 변환 재료 CM을 광 여기시킴에 의해 적어도 일부의 안티-파울링 광을 생성하도록 구성되며, 광(31)은 파장 변환 재료가 또 다른 파장에서 광학 매체(220)로부터 환경 E로, 즉 방출 표면(222)으로부터 다운스트림으로 안티-파울링 광(211)을 방출하도록 한다. 광학 매체(220)에서의 파장 변환 재료의 분배는, 예를 들면, 광학 매체(220)에서 (상이한 파장의) 광의 (예상되는) 강도 분포에 따라 결정된다. 용어 "업스트림"및 "다운스트림"은 광 발생 수단(여기서 특히 제1 광원)으로부터의 광의 전파에 대한 아이템 또는 특징부들의 배열에 관한 것으로, 여기서, 광 발생 수단으로부터의 광의 빔 내의 제1 위치에 비해, 광 발생 수단에 더 가까운 광의 빔의 제2 위치가 "업스트림"이며, 광 발생 수단으로부터 더 멀리 떨어진 광의 빔 내의 제3 위치가 "다운스트림"이다.
도 4a 내지 도 4c는 치킨-와이어 양태를 나타내며, 여기서, UV LED와 같은 광원(210)(여기서 참조문헌 3으로 표시된다)은 그리드로 배열되고 일련의 평행 연결로 연결된다. 도 4b에 나타낸 바와 같이 LED는 납땜, 접착 또는 LED를 치킨 와이어(4)에 연결하기 위한 임의의 다른 공지된 전기 연결 기술을 통해 노드에 장착될 수 있다. 하나 이상의 LED가 각 노드에 배치될 수 있다. DC 또는 AC 구동을 실행할 수 있다. DC의 경우, LED는 도 4c에서와 같이 장착된다. AC가 사용되는 경우, 도 4c에서와 같이 역평행(anti parallel) 구성의 한쌍의 LED가 사용된다. 당업자는 각 노드에서 역평행 구성의 한 쌍의 LED가 사용될 수 있다는 것을 알고 있다. 치킨-와이어 그리드의 실제 크기와 그리드에서 UV LED 간의 거리는 하모니카 구조를 늘려 조정할 수 있다. 치킨-와이어 그리드는 광학 매체에 내장될 수 있으며, 여기서, 임의로 산란 특징부의 평행 그리드가 도 3에 도시된 바와 같이 제공된다.
선박의 선체의 안티-파울링 적용 외에도, 다음과 같은 대안적인 적용 및 양태가 구상된다:
- 본 발명은 다양한 분야에 적용될 수 있다. 거의 모든 대상체가 자연의 물과 접촉하게 되면 시간이 경과함에 따라 바이오파울링이 발생할 것이다. 이는, 예를 들면, 담수화 설비의 물 유입구, 펌핑 스테이션(pumping station)의 파이프를 차단하거나 심지어 옥외 수영장의 벽과 바닥을 덮는 것을 방해할 수 있다. 이러한 모든 적용은 현재 제공되는 방법, 조명 모듈 및/또는 시스템, 즉 전체 표면적 상에 바이오파울링을 방지하는 효과적인 얇은 부가적인 표면 층으로부터 이익을 얻을 것이다.
- 자외선이 선호되는 해결책이지만, 다른 파장도 또한 고려된다. 비-자외선 (가시광)은 바이오파울링에 대해서도 효과적이다. 전형적인 미생물은 자외선보다 비-자외선에 덜 민감하지만, 광원에 대한 단위 입력 전력(unit input power)당 가시 스펙트럼에서 훨씬 더 높은 선량이 생성될 수 있다.
- UV LED는 얇은 발광 표면에 이상적인 광원이다. 그러나, 저압 수은 증기 램프와 같은 LED 이외의 UV 광원이 사용될 수도 있다. 이들 광원의 형상 계수(form factor)는 매우 상이한데, 주로 광원이 훨씬 크다. 그 결과 넓은 영역에 걸쳐 단일 광원으로부터 모든 광을 '분배'시키는 상이한 광학 설계가 가능하다. 본원에서 논의된 바와 같은 도광의 개념은 변하지 않는다. 또한, 바람직한 파장 및/또는 파장 조합에서 광이 상당한 기여를 초래할 수 있다.
바이오-파울링을 방지하기 위해 보호된 표면으로부터 멀어지는 방향으로 자외선을 방출하는 얇은 층을 사용하는 대신에, 자외선을 외부로부터 보호된 표면의 방향으로 적용함에 의해 바이오파울링을 잠재적으로 제거할 수 있다. 예를 들면, 기재된 바와 같은 적합한 광학 매체를 포함하는 선체 또는 표면 상에 자외선을 비추는 것이다. 따라서, 보호된 표면으로 향하는 방향과 이로부터 멀어지는 방향으로 안티-파울링 광을 방출하는 단일 광학 매체가 더욱 효율적일 수 있다.
도 5a 내지 도 5d는 안티-파울링 시스템의 일부 양태 및 변형을 개략적으로 도시한다. 도 5a는, 예를 들면, 선체(21), 조명 모듈(200) 및 제어 시스템(300)과 같은 소자(100)를 포함하는 안티-파울링 조명 시스템(1)을 개략적으로 도시한다. 여기서, 파울링 표면(1201)을 갖는 대상체(1200)의 예로서, 상기 선체(21)를 갖는 선박(20)을 개략적으로 도시한다. 파울링 표면(1201)은 소자(100) 및/또는 상기 대상체(1200)와 관련된 소자 또는 시스템의 표면의 (일부)일 수 있다. 소자(100)는, 예를 들면, 선박(20)의 선체(21)와 같은 대상체의 소자를 나타낸다. 이러한 개략적으로 도시된 양태에서, 대상체(1200)는 방출 표면을 포함하는 안티-파울링 조명 시스템을 추가로 포함한다(이하 참조). 따라서, 파울링 표면은, 예를 들면, 이러한 방출 표면도 포함할 수 있다.
소자(100)는 제1 소자 표면(101) (및 제2 면(102))을 포함하고, 상기 제1 소자 표면(101)은, 예를 들면, 적어도 0.4m2의 면적을 포함한다. 예를 들면, 제2 면 (102)은 선박(20)의 선체(21)의 내벽일 수 있다. 제1 소자 표면(101)은 이 양태에서, 선박(20)의 외측을 향하는 면이고, 사용 동안에 적어도 일부는 액체(5), 특히 물과 접촉할 것이다. 액체 수준은 참조번호(15)로 표시된다. 나타낸 바와 같이, 소자(100)의 적어도 일부는 잠긴다.
조명 모듈(200)은 광원 및 광학 매체(220)를 포함한다. 특히, 광원(210)은 특히 자외선, 더욱 특히 적어도 UV-C 광을 포함할 수 있는 안티-파울링 광(211)을 발생시키도록 구성된다. 광학 매체(220)는 특히 안티-파울링 광(211)의 적어도 일부를 수용하도록 구성되며, 광학 매체(220)를 통해 안티-파울링 광(211)의 적어도 일부를 분배하도록 추가로 구성된다. 광학 매체는, 적어도 0.4m2의 면적을 가질 수 있는 제1 매체면(221), 및 광학 매체(220)의 제1 매체면(221)으로부터 멀어지는 방향으로, 상기 분배된 안티-파울링 광(211)의 적어도 일부를 방출하도록 구성된 방출 표면(222)을 포함한다. 여기서, 제1 매체면(221)은 소자(100)의 제1 소자 표면(101)으로 향한다. 이러한 양태에서, 광학 매체(220)는 광학 소자의 제1 소자 표면(101)과 물리적으로 접촉한다. 따라서, 예를 들면, 이러한 양태에서, 조명 모듈(200)의 적어도 일부는 제1 소자 표면(101)의 적어도 일부를 제1 매체면(221)보다 제1 소자 표면(101)으로부터 더 멀리 떨어지도록 구성된 방출 표면(222)으로 밀봉하도록 구성된다. 또한, 조명 시스템(1)은 안티-파울링 광(211)의 강도가 피드백 신호와 타이머 중 하나 이상의 함수로서 제어되도록 구성된 제어 시스템(300)을 포함한다. 임의의 타이머는 도시되지 않았지만, 임의로 제어 시스템에 일체화시킬수 있다. 대안적으로, 참조번호(400)로 나타낸 센서는 시간 신호를 감지할 수 있다. 참조번호(230)는 국부적으로 에너지를 수집할 수 있거나, 예를 들면, 배터리일 수 있는 전력 공급장치를 나타낸다. 임의로, 전력은 선박으로부터 제공될 수 있다. 참조번호(h)는 소자(100)의 높이를 나타낸다.
예를 들면, 전력 공급장치(230), 제어 시스템(300) 및 센서(400)는 모두 조명 모듈(200)에 일체화시키고, 단일 유닛을 광학 매체(220)와 형성한다. 조명 모듈(200)은 전체 소자(100)를 실질적으로 덮을 수 있다. 여기서, 예로서, 제1 면 (101)의 일부만이 덮인다. 도 5a에 도시된 양태에서, 제1 광학 매체 표면은 소자(100)의 제1 면에 부착된다. 도 5b는 단지 예로서 광학 매체가 소자(100)에 부착되지 않은 양태를 개략적으로 도시한다; 이로써 공극(107)이 생성될 수 있다. 조명 유닛의 적어도 일부는 소자(100)의 제1 소자 표면을 밀봉함을 주목한다. 여기서, 예로서, 상기 소자는, 벽이나 문, 또는 이동가능한 구조물(40), 예를 들면, 댐 또는 수문이다. 도 5c는 복수의 소자(100)들 및 또한 복수의 조명 모듈(200)들을 나타낸다. 조명 시스템은 또한 복수의 센서(400)들 및 단일 제어 시스템(300)을 포함한다. 또한, 국부 에너지 회수 시스템(230)은, 예를 들면, 광전지일 수 있다. 조명 모듈(200)은 한 양태에서 단일 일체형 유닛을 형성할 수 있고, 소자(100) 전체로서 밀봉될 수 있다. 이러한 시스템으로, 어느 광학 매질(220)이 액체 수준(15) 아래에 있는지를 모니터링 할 수 있다. 도면에 나타낸 바와 같이, 액체 수준(15) 아래에 있는 것만 안티-파울링 광(211)을 제공할 수 있다. 물론, 개략적으로 도시된 조명 모듈 그 이상이 이용가능할 수 있다. 도 5d는 임의로 결합될 수도있는 개별 조명 시스템(1)을 개략적으로 도시한다. 예를 들면, 제어 시스템(300)은 임의로 통신할 수 있다(무선). 그러나, 조명 시스템은 독립적으로 작동할 수도 있다.
센서(400)는, 예를 들면, (i) 상기 조명 모듈(20)을 포함하는 선박의 속도, (ii) 물의 상대 유동 속도, (iii) 수온, (iv) 상기 조명 모듈(220)을 포함하는 선박의 적재, (v) 물의 수위에 대한 파울링 표면(1201)의 위치 및 (vi) 수중에서 파울링 유기체 및 파울링 유기체 영양소 중 하나 이상의 존재 중 하나 이상을 감지하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 센서는 용존 산소 센서 및/또는 수위 센서를 포함할 수 있다. 또한, 2개 이상의 상이한 유형의 센서들의 조합이 적용될 수 있고/있거나 상이한 높이의 동일한 유형의 센서들이 적용될 수 있다. 파울링 표면(1201)은 일부 양태들에서 (또한) 방출 표면(222)을 포함할 수 있으며, 특히 도 5a 내지 도 5b를 참조한다.
도 5a 내지 도 5d에 개략적으로 도시된 양태들은 적어도 부분적으로 표면을 밀봉할 수 있는 조명 모듈(200)을 나타낸다. 그러나, 다른 양태들이 또한 적용될 수 있는데, 예를 들면, 광이 파울링 표면(1201)으로 향하는 섬유 또는 도파관과 같은 광학 매체가 있다.
도식적으로 도시된 일부 양태들에 나타낸 바와 같이, 일체형 유닛(700)은 특히, 면(face)들 중 하나로서 방출 표면(221)을 갖는 폐쇄 유닛일 수 있다
예를 들면, 도 5c 내지 도 5d와 관련하여, 안티-파울링 조명 시스템은 복수의 광원들(도시되지 않았지만 조명 모듈에 포함됨)을 포함할 수 있다. 제어 유닛은, 예를 들면, 필요한 강도의 함수로서 광원을 제어할 수 있다. 예를 들면, 모든 광원을 동시에 켜고 끄는 대신에, 인근/인접 광원이 역상(counterphase)으로 깜박일 수도 있다. 즉, 광이 시간의 50%에 있도록 프로그래밍 되어 있다면, 첫 번째 조명이 켜지면 이웃하는 조명이 꺼지고, 그 반대도 마찬가지이다. 이점은, 예를 들면, 같은 양의 에너지가 절약되지만(50%), 특정 장소에서는 더 나은 효과가 달성될 수 있다(즉, 2개의 조명 사이 중간에, 파울링 유기체는 이제 광 선량(light dosis) 사이의 "회복 시간(recovery time)"을 갖기보다 지속적인 선량을 받을 것이다). 따라서, 안티-파울링 조명 시스템 (또는 조명 모듈)은 복수의 광원을 포함하고, 제어 시스템(300)은 또 다른 광원(210)의 안티-파울링 광(211)의 강도에 따라 제1 광원의 안티-파울링 광(211)의 강도를 제어하도록 구성된다. 복수의 모듈을 사용하는 경우, 이는 제어 시스템(300)이 또 다른 조명 모듈의 안티-파울링 광(211)의 강도에 따라 제1 조명 모듈의 안티-파울링 광(211)의 강도를 제어하도록 구성되는 양태에서 암시될 수도 있다.
개념들은 청구범위의 범위 내에서 다수의 방식으로 변경될 수 있는 상기 기재된 양태들로 제한되지 않는다. 예를 들면, 안티-파울링 수단으로서 광, 특히 자외선을 사용하면 다른 분야에서 흥미로운 기회를 제공할 수 있다. 넓은 면적에 걸쳐 연속적인 "24/7" '보호'가 제공될 수 있다는 점에서 독특하다. 적용은 특히 선박의 선체에 대해 흥미롭지만, 수영장, 수처리 설비 등에도 적용될 수 있다. 물 대신에, 바이오파울링이 발생할 수 있고 다른 액체 환경, 예를 들면, 오일, 소금물 및/또는 식품 산업을 포함한 다른 환경에서의 액체에서 처리될 수 있다. 따라서, 본 발명은 특히 해수와 같은 물과 관련하여 설명된다. 그러나, 본 발명은 이러한 적용만으로 제한되지 않는다. 따라서, 양태들에서, 용어 "물"은 액체로 대체될 수있다. 특히, 이러한 액체는 바이오파울링 종들 및 이러한 바이오파울링 종들에 대한 영양소를 포함할 수도 있다.
특정 양태에 대해 또는 이와 관련하여 논의된 요소들 및 양상들은 달리 명시 적으로 언급되지 않는 한 다른 양태들의 요소들 및 양상들과 적절히 조합될 수 있다.
따라서, 특정 화학물질 또는 살생물제를 방출하는 안티-파울링 해결책은 현재 큰 시장 점유율을 가지고 있다. 효과적이기 위해서, 이러한 코팅은 살아있는 생물에게 가혹한 환경을 제공해야 한다. 단점은 의도된 방출에 의해 또는 피할수 없는 표면 세정에 의해 시간이 지남에 따라 이들 화학물질이 물에 방출된다는 것이다. 이러한 화학물질은 상당히 종종 활성 상태로 유지되어 환경에 불리한 영향을 미친다. 바이오-파울링을 방지하기 근본적으로 상이한 방식은 자외선 방출을 사용함에 의해서이다. 자외선은 적합한 파장의 충분한 선량이 적용된다면 미생물을 비활성화시키거나 심지어 죽이는 데 효과적이라고 공지되어 있다. 이러한 예로는 밸러스트 수처리(ballast-water treatment)가 있다. 본 발명자들은 자외선 발광층이 선박의 선체 외측에 적용되는 새로운 안티-바이오파울링 접근법을 제시한다. UV-LED를 광원으로서 도입하면 얇은 코팅형 구조가 가능해지며 자외선이 표면 내에 균일하게 확산된다. 또한, 광학 설계 소자들은 광이 코팅층 전체에 걸쳐 거의 균일하게 빠져나가도록 보장할 것이다. UV 방출 층은 미생물이 선체에 부착되거나 심지어 이를 방지하는 가능성을 감소시킬 것이다.
실험적인 구성(setup)에서, 본 발명자들은 장기간 동안 바이오-파울링 없이 표면을 유지하는 유망한 결과를 달성하였다. 두 가지 소자가 해수에 배열되어 4주 동안 유지시켰다. 하나는 자외선으로 조사하였으며; 나머지는 자외선으로 조사하지 않았다. 4주 후에, 전자는 자외선이 들어오지 않은 지점에서만 파울링이 포함되었고; 지점 그 자체는 파울링이 없었다. 후자의 소자는 파울링으로 완전히 덮여 있었다.

Claims (15)

  1. 안티-파울링 광(anti-fouling light)(211)을 대상체(1200)의 파울링 표면(1201)에 제공함에 의해, 사용 동안에 적어도 일시적으로 물에 노출되는 상기 대상체(1200)의 파울링 표면(1201) 상에의 바이오파울링(biofouling)을 방지 또는 감소시키기 위해 구성된 안티-파울링 조명 시스템(anti-fouling lighting system)(1)으로서, 상기 안티-파울링 조명(1) 시스템은,
    - 조명 모듈(lighting module)(200)로서, (i) 상기 안티-파울링 광(211)을 발생시키도록 구성된 광원(210)을 포함하는, 조명 모듈(200); 및
    - 제어 시스템(300)으로서, 상기 안티-파울링 광(211)의 강도가 (i) 바이오파울링 위험과 관련된 피드백 신호 및 (ii) 상기 안티-파울링 광(211)의 강도를 시간 기준으로 변화시키기 위한 타이머 중 하나 이상의 함수로서 제어되도록 구성된, 제어 시스템(300)
    을 포함하는, 안티-파울링 조명 시스템(1).
  2. 제1항에 있어서, 광학 매체(optical medium)(220)를 통해 상기 파울링 표면(1201)에 상기 안티-파울링 광(211)을 제공하도록 구성되며, 상기 조명 모듈(200)은 (ⅱ) 상기 안티-파울링 광(211)의 적어도 일부를 수용하도록 구성된 상기 광학 매체(220)를 추가로 포함하며, 상기 광학 매체(220)는 상기 안티-파울링 광(211)의 적어도 일부를 제공하도록 구성된 방출 표면(emission surface: 222)을 포함하는, 안티-파울링 조명 시스템(1).
  3. 제2항에 있어서, 상기 광학 매체(220)가 도파관 및 광섬유 중 하나 이상을 포함하고, 상기 안티-파울링 광(211)이 UV-A 및 UV-C 광 중 하나 이상을 포함하는, 안티-파울링 조명 시스템(1).
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 광학 매체(220)는, 상기 광학 매체(220)를 통해 상기 안티-파울링 광(211)의 적어도 일부를 분배하도록 구성되며, 상기 광학 매체는 (iia) 제1 매체면(fist medium face)(221) 및 (iib) 상기 방출 표면(222)을 포함하고, 상기 방출 표면(222)은 상기 광학 매체(220)의 상기 제1 매체면(221)으로부터 멀어지는 방향으로, 상기 분배된 안티-파울링 광(211)의 적어도 일부를 방출하도록 구성되는, 안티-파울링 조명 시스템(1).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 시스템(300)은, 안티-파울링 광(211)의 강도가 센서(400)의 피드백의 함수로서 제어되도록 구성되고, 상기 센서(400)는 (i) 상기 조명 모듈(200)을 포함하는 선박의 속도, (ii) 파울링 표면(1201) 측에서 물의 상대 유동 속도, (iii) 파울링 표면(1201) 측에서 물의 수온, (iv) 상기 조명 모듈(220)을 포함하는 선박의 적재, (v) 파울링 표면(1201) 측에서 물의 수위에 대한 파울링 표면(1201)의 위치, 및 (vi) 파울링 표면(1201) 측에서 수중에서 파울링 유기체 및 파울링 유기체 영양소 중 하나 이상의 존재 중 하나 이상을 감지하도록 구성되는, 안티-파울링 조명 시스템(1).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 안티-파울링 조명 시스템(1)은, 안티-파울링 광(211)이 있는 기간이 안티-파울링 광(211)이 없는 기간과 교대로 발생되는 펄스형 방식으로 상기 안티-파울링 광(211)을 제공하도록 구성되는, 안티-파울링 조명 시스템(1).
  7. 사용 동안에 적어도 일시적으로 물에 노출되는 대상체(1200)로서, 상기 대상체(1200)는 사용 동안에 적어도 일시적으로 물과 접촉하는 파울링 표면(1201)을 포함하고, 상기 대상체(1200)는 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에서 정의된 바와 같은 조명 모듈(200) 및 제어 시스템(300)을 추가로 포함하고, 상기 조명 모듈(200)은 상기 파울링 표면(1201)의 적어도 일부를 상기 안티-파울링 광(211)으로 조사하도록 구성되는, 대상체(1200).
  8. 제7항에 있어서, 상기 대상체(1200)는 소자(element)(100)를 포함하며, 상기 소자(100)는 제1 소자 표면(101)을 포함하며, 여기서, 상기 조명 모듈(200)은 (i) 안티-파울링 광(211)을 발생시키도록 구성된 광원(210) 및 (ii) 상기 안티-파울링 광(211)의 적어도 일부를 수용하도록 구성되고 광학 매체(220)를 통해 상기 안티-파울링 광(211)의 적어도 일부를 분배하도록 구성된 광학 매체(220)를 포함하고, 상기 광학 매체는 (iia) 소자(100)의 제1 소자 표면(101)으로 향하는 제1 매체면(221) 및 (iib) 광학 매체(220)의 제1 매체면(221)으로부터 멀어지는 방향으로, 상기 분배된 안티-파울링 광(211)의 적어도 일부를 방출하도록 구성된 방출 표면(222)을 포함하고, 여기서, 상기 조명 모듈(200)의 적어도 일부는 제1 매체면(221)보다 제1 소자 표면(101)으로부터 더 멀어지도록 구성된 방출 표면(222)으로 제1 소자 표면(101)의 적어도 일부를 밀봉하도록 구성되고, 상기 파울링 표면(1201)은 상기 방출 표면(222)을 포함하는, 대상체(1200).
  9. 제8항에 있어서, 상기 대상체(1200)가 선박(20)을 포함하고, 상기 선박(20)은 상기 소자(100)를 포함하는 선체(21)를 포함하며, 여기서, 상기 제1 매체면 (221)은 상기 제1 소자 표면(101)과 물리적으로 접촉하는, 대상체(1200).
  10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 대상체(1200)는, 안티-파울링 광(211)이 있는 기간이 안티-파울링 광(211)이 없는 기간과 교대로 발생되는 펄스형 방식으로 안티-파울링 광(211)을 제공하도록 구성되는, 대상체(1200).
  11. 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 대상체(1200)의 높이(h)의 적어도 일부에 걸쳐 배열된 복수의 조명 모듈(200)들을 포함하고, 상기 제어 시스템(300)은 안티-파울링 광(211)의 강도가 시스템 표면(1201) 측에서 물의 수위에 대한 방출 표면(222)의 위치의 함수로서 제어되도록 구성되며, 상기 조명 모듈(200)은 복수의 광원(210)들을 포함하고, 상기 제어 시스템(300)은 제1 광원(210)의 안티-파울링 광(211)의 강도가 또 다른 광원(210)의 안티-파울링 광(211)의 강도에 따라 제어되도록 구성되는, 대상체(1200).
  12. 사용 동안에 적어도 일시적으로 물에 노출되는 대상체(1200)의 파울링 표면(1201)의 안티-파울링 방법으로서, 상기 방법은
    - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 정의된 조명 모듈(200)을 제공하는 단계;
    - 안티-파울링 광(211)을 (i) 바이오파울링 위험과 관련된 피드백 신호 및 (ii) 안티-파울링 광(211)의 강도를 시간 기준으로 변화시키기 위한 타이머 중 하나 이상의 함수로서 발생시키는 단계; 및
    - 상기 안티-파울링 광(211)을 상기 파울링 표면(1201)에 제공하는 단계를 포함하는, 사용 동안에 적어도 일시적으로 물에 노출되는 대상체(1200)의 파울링 표면(1201)의 안티-파울링 방법.
  13. 제12항에 있어서, 안티-파울링 광(211)의 강도를 센서(400)의 피드백의 함수로서 제어함을 추가로 포함하고, 여기서, 상기 센서(400)는 (i) 상기 조명 모듈(200)을 포함하는 선박의 속도, (ii) 파울링 표면(1201) 측에서 물의 상대 유동 속도, (iii) 파울링 표면(1201) 측에서 물의 수온, (iv) 상기 조명 모듈(220)을 포함하는 선박의 적재, (v) 파울링 표면(1201) 측에서 물의 수위에 대한 파울링 표면(1201)의 위치, 및 (vi) 파울링 표면(1201) 측에서 수중에서 파울링 유기체 및 파울링 유기체 영양소 중 하나 이상의 존재 중 하나 이상을 감지하도록 구성되는, 안티-파울링 방법.
  14. 사용 동안에 적어도 일시적으로 물에 노출되는 대상체(1200)에 안티-파울링 조명 시스템(1)을 제공하는 방법으로서, 상기 방법은 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 정의된 바와 같은 조명 모듈(200)을 상기 대상체(1200)에 부착시킴을 포함하고, 상기 조명 모듈은 상기 대상체(1200) 및 상기 대상체(1200)에 부착된 조명 모듈 중 하나 이상의 파울링 표면(1201)에 상기 안티-파울링 광(211)을 제공하도록 구성되는, 사용 동안에 적어도 일시적으로 물에 노출되는 대상체(1200)에 안티-파울링 조명 시스템(1)을 제공하는 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 대상체(1200)가 위어(weir), 댐(dam), 활어조(stew), 수문, 어류 양식용 씨 케이지(fish farming sea cage) 및 부표로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 안티-파울링 조명 시스템(1)을 제공하는 방법.
KR1020177002636A 2014-06-30 2015-06-30 안티-바이오파울링용 시스템 KR102351416B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP14174966 2014-06-30
EP14174966.3 2014-06-30
PCT/EP2015/064851 WO2016001227A1 (en) 2014-06-30 2015-06-30 System for anti-biofouling

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170024074A true KR20170024074A (ko) 2017-03-06
KR102351416B1 KR102351416B1 (ko) 2022-01-17

Family

ID=51176108

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020177002636A KR102351416B1 (ko) 2014-06-30 2015-06-30 안티-바이오파울링용 시스템

Country Status (13)

Country Link
US (3) US10556651B2 (ko)
EP (1) EP3160661B1 (ko)
JP (1) JP6689211B2 (ko)
KR (1) KR102351416B1 (ko)
CN (3) CN112141288A (ko)
AU (2) AU2015282999B2 (ko)
BR (1) BR112016030673B1 (ko)
CA (1) CA2953860A1 (ko)
ES (1) ES2951063T3 (ko)
MX (1) MX2016016248A (ko)
RU (1) RU2692314C2 (ko)
WO (1) WO2016001227A1 (ko)
ZA (1) ZA201700690B (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190072888A (ko) 2017-12-18 2019-06-26 오션테크 주식회사 바이오 파울링 부착 방지 장치

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102351416B1 (ko) 2014-06-30 2022-01-17 코닌클리케 필립스 엔.브이. 안티-바이오파울링용 시스템
US10234207B2 (en) * 2014-12-12 2019-03-19 Koninklijke Philips N.V. Cooling apparatus for cooling a fluid by means of surface water
JP2018514435A (ja) * 2015-05-06 2018-06-07 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． 水に曝されることが意図された面を持つオブジェクトと、防汚プロテクター構成とを有するアセンブリ。
CA2993780A1 (en) * 2015-07-30 2017-02-02 Koninklijke Philips N.V. Water lock to prevent water ingress
US20180304321A1 (en) * 2015-10-27 2018-10-25 Koninklijke Philips N.V. Anti-fouling system, controller and method of controlling the anti-fouling system
KR20180099745A (ko) * 2015-12-23 2018-09-05 코닌클리케 필립스 엔.브이. 부하 장치 및 부하에 전력을 공급하기 위한 전력 장치
AU2016375317B2 (en) * 2015-12-23 2022-04-14 Koninklijke Philips N.V. Marine structure
AU2017221014A1 (en) * 2016-02-15 2018-10-04 Koninklijke Philips N.V. An assembly of a buoyancy module and an anti-fouling system
US11370673B2 (en) * 2016-03-09 2022-06-28 Koninklijke Philips N.V. Assembly comprising at least two elements in a movable arrangement relative to each other and an anti-fouling system
WO2017167629A1 (en) * 2016-03-31 2017-10-05 Koninklijke Philips N.V. Integrated system for real-time anti-fouling and biofouling monitoring
JP7442264B2 (ja) 2016-06-29 2024-03-04 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ 水中で使用される低屈折性コーティングを備える導光器
KR102446594B1 (ko) * 2016-07-25 2022-09-22 코닌클리케 필립스 엔.브이. 보호 표면의 오손-방지를 위한 광 방출 장치
EP3406269A1 (en) * 2017-05-23 2018-11-28 Koninklijke Philips N.V. Safety improvement for uv applications by monitoring changes in uv outcoupling
US11472727B2 (en) 2017-06-09 2022-10-18 Hayward Industries, Inc. Combination ultraviolet ray and ozone water sanitizing unit
EP3431867A1 (en) 2017-07-18 2019-01-23 Koninklijke Philips N.V. Light guides with coating for use in water
AU2018310543A1 (en) 2017-08-02 2020-03-19 Koninklijke Philips N.V. A light emitting device, comprising light emitting units being arranged in a plane filling pattern
WO2019055823A1 (en) * 2017-09-18 2019-03-21 Innovent Technologies, Llc APPARATUS AND METHODS FOR PREVENTING BIOLOGICAL ENCRYPTION
EP3481151A1 (en) * 2017-11-01 2019-05-08 Koninklijke Philips N.V. An electric current supply system, designed to be at least partially submerged in an electrically conductive liquid during operation thereof
EP3546077A1 (en) * 2018-03-27 2019-10-02 Koninklijke Philips N.V. System for planar uv-c based biofouling prevention
CN108516063B (zh) * 2018-03-29 2021-01-08 中国科学院长春应用化学研究所 一种现场清除海洋船舶生物污染的方法
EP3833635A4 (en) * 2018-08-06 2022-03-30 Hayward Industries, Inc. ULTRAVIOLET FLUID DISINFECTION SYSTEMS
US20220034789A1 (en) * 2018-10-30 2022-02-03 Specshell Aps Non-invasive continuous in line antifouling of atr-mir spectroscopic sensors
CU24691B1 (es) * 2018-11-01 2024-01-10 Biofouling Tech Inc Dispositivo y método para reducir la bioincustración sobre un sustrato parcial o totalmente sumergido en un ambiente acuoso
EP3718653A1 (en) * 2019-04-02 2020-10-07 Koninklijke Philips N.V. Assessing at least one structural feature of an anti-biofouling arrangement
GB2582954B (en) * 2019-04-10 2022-10-19 Jotun As Monitoring module
CN111098994B (zh) * 2019-12-06 2021-02-26 中国海洋大学 船体外壁清理装置和水下机器人
US11116858B1 (en) 2020-05-01 2021-09-14 Uv Innovators, Llc Ultraviolet (UV) light emission device employing visible light for target distance guidance, and related methods of use, particularly suited for decontamination
EP3978153A1 (en) * 2020-10-02 2022-04-06 Koninklijke Philips N.V. Anti-fouling unit and method of applying a plurality of anti-fouling units to a surface
EP4221907A1 (en) * 2020-10-02 2023-08-09 Koninklijke Philips N.V. Anti-fouling unit and method of applying a plurality of anti-fouling units to a surface
CN112763423A (zh) * 2020-12-08 2021-05-07 武汉纺织大学 自组装光子晶体细菌检测膜及其制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5308505A (en) * 1991-10-08 1994-05-03 General Dynamics Corporation Method for killing barnacle larvae in water
US20130048877A1 (en) * 2011-08-26 2013-02-28 Raytheon Company Method and apparatus for anti-biofouling of a protected surface in liquid environments

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5675290A (en) * 1979-11-22 1981-06-22 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Preventive device against organic adhesion on outer surface of hull
CA2083263A1 (en) * 1990-05-15 1991-11-16 William J. Riffe Method and apparatus for the prevention of fouling and/or corrosion of structures in seawater, brackish water and/or fresh water
US5381506A (en) * 1993-10-18 1995-01-10 Mcdonnell Douglas Corporation Flat to spiral polymer light waveguide
US5905837A (en) * 1997-07-22 1999-05-18 Nec Usa, Inc. Side emitting optical fiber
IL122388A (en) * 1997-12-01 2004-05-12 Atlantium Lasers Ltd Method and device for disinfecting liquids or gases
JP4277323B2 (ja) * 1998-03-31 2009-06-10 株式会社Ｉｈｉ ドック及び船舶の防汚方法
JP2000185280A (ja) * 1998-12-22 2000-07-04 Japan Organo Co Ltd 紫外線殺菌方法及び殺菌装置
US6742916B1 (en) * 2000-09-08 2004-06-01 Charles B. Dunn Fiber optic light assembly and mounting apparatus for boats
CA2396650C (en) * 2001-08-31 2010-05-04 Fujikura Ltd. Fiber type optical component
US7241374B2 (en) * 2001-10-29 2007-07-10 Unitech, Llc Pulsed electric field method and apparatus for preventing biofouling on aquatic surfaces
EP1620676A4 (en) * 2003-05-05 2011-03-23 Philips Solid State Lighting LIGHTING PROCESSES AND SYSTEMS
CA2455284C (en) * 2004-01-16 2013-01-08 Penguin Automated Systems Inc. Underwater optical communications system and method
US7049622B1 (en) * 2004-04-09 2006-05-23 Sandia Corporation Optical position sensor for determining the interface between a clear and an opaque fluid
US7520978B2 (en) 2005-06-17 2009-04-21 Philips Lumileds Lighting Co., Llc Fluid purification system with ultra violet light emitters
WO2007051064A2 (en) * 2005-10-28 2007-05-03 Brewer Donald R Elastic fiber optic image guide
US7329857B1 (en) * 2006-03-01 2008-02-12 Sandia Corporation Side-emitting fiber optic position sensor
GB0605407D0 (en) * 2006-03-17 2006-04-26 Stieglitz Jan Anti-marine fouling
US20080192463A1 (en) * 2007-02-12 2008-08-14 He Shan Lide Electronic Enterprise Company Ltd. Led rope light with a light refracting layer on top thereof and an opaque layer at a bottom thereof
US20090072165A1 (en) * 2007-09-18 2009-03-19 Townsend James L Flexible work and utility lamp
GB0810904D0 (en) * 2008-06-14 2008-07-23 Sneddon Gavin Electronic growth inhibitor
US20100226116A1 (en) * 2008-12-31 2010-09-09 Brainard David K Lensed cable light systems
TWM370707U (en) * 2009-07-21 2009-12-11 Chui-Jie Cai Waterproof lamp body
DE102009028255A1 (de) * 2009-08-05 2011-02-10 Evonik Degussa Gmbh Mikrostrukturierte multifunktionale anorganische Coating-Additive zur Vermeidung von Fouling (Biofilmbewuchs) bei aquatischen Anwendungen
US20110117294A1 (en) 2009-11-19 2011-05-19 Nevid Nicholas J Biofouling prevention by induction heating
US8695524B2 (en) * 2010-02-17 2014-04-15 Glenn Tilley Barnacle fouling tool
DE102010018033A1 (de) * 2010-04-23 2011-10-27 Osram Opto Semiconductors Gmbh Flächenlichtleiter und Flächenstrahler
JP5675290B2 (ja) 2010-11-15 2015-02-25 シャープ株式会社 広告配信システム
US8805141B2 (en) * 2011-10-07 2014-08-12 Corning Incorporated Optical fiber illumination systems and methods
AU2014201059B2 (en) * 2013-03-04 2018-02-08 Sercel Sas Antifouling protective skin section for seismic survey equipment and related methods
CN105209187B (zh) 2013-05-22 2018-10-19 皇家飞利浦有限公司 用于防止表面结垢的方法和系统
KR102351416B1 (ko) 2014-06-30 2022-01-17 코닌클리케 필립스 엔.브이. 안티-바이오파울링용 시스템

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5308505A (en) * 1991-10-08 1994-05-03 General Dynamics Corporation Method for killing barnacle larvae in water
US20130048877A1 (en) * 2011-08-26 2013-02-28 Raytheon Company Method and apparatus for anti-biofouling of a protected surface in liquid environments

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190072888A (ko) 2017-12-18 2019-06-26 오션테크 주식회사 바이오 파울링 부착 방지 장치

Also Published As

Publication number Publication date
US20200148318A1 (en) 2020-05-14
EP3160661B1 (en) 2023-06-07
CN106660082B (zh) 2023-09-22
RU2017102493A (ru) 2018-07-30
CN106660082A (zh) 2017-05-10
AU2020202288B2 (en) 2021-12-09
EP3160661C0 (en) 2023-06-07
CN112141288A (zh) 2020-12-29
WO2016001227A1 (en) 2016-01-07
AU2015282999B2 (en) 2020-01-30
BR112016030673B1 (pt) 2021-05-25
JP2017526573A (ja) 2017-09-14
US20230322340A1 (en) 2023-10-12
RU2692314C2 (ru) 2019-06-24
US10556651B2 (en) 2020-02-11
ES2951063T3 (es) 2023-10-17
AU2020202288A1 (en) 2020-04-23
AU2015282999A1 (en) 2017-02-16
KR102351416B1 (ko) 2022-01-17
MX2016016248A (es) 2017-03-31
US20170197693A1 (en) 2017-07-13
ZA201700690B (en) 2019-06-26
CA2953860A1 (en) 2016-01-07
CN117209007A (zh) 2023-12-12
JP6689211B2 (ja) 2020-04-28
RU2017102493A3 (ko) 2018-12-18
EP3160661A1 (en) 2017-05-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2020202288B2 (en) System for anti-biofouling
JP6651560B2 (ja) 塩水から採取されるエネルギを用いた防汚システム
EP2999553B1 (en) Method and system for preventing fouling of surfaces
US11299244B2 (en) UV LED waveguide system with scattering for anti-fouling

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant