KR20170095946A - 지표수에 의한 유체 냉각 장치 - Google Patents

지표수에 의한 유체 냉각 장치 Download PDF

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코닌클리케 필립스 엔.브이.
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Abstract

그 내부에서 유체를 수용하고 운반하기 위한 적어도 하나의 튜브(8)를 포함하는, 지표수로 유체를 냉각하기 위한 냉각 장치(1)가 개시되며, 튜브(8)의 외부는 작동시에 튜브(8)를 냉각하도록, 이에 의해 유체를 냉각하도록 지표수에서 적어도 부분적으로 침지된다. 냉각 장치(1)는 침지된 외부 상의 부착을 방해하는 광을 생성하기 위하여 적어도 하나의 광원(9)을 추가로 포함하며, 광원(9)은 튜브의 외부 위에 오손 방지광을 방사하도록 튜브(8)에 대해 치수화되고 위치된다. 이러한 구조에 의해, 냉각 장치(1)는 대안적이고 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 냉각시키는 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, 바이오 오손의 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 유동 및/또는 선박의 움직임의 영향 하에서 빠져나갈 수 있다. 냉각 장치는 냉각될 유체가 안내될 수 있는 튜브들의 다발, 및 상기 튜브들의 외부면 위에 오손 방지광을 방사하도록 튜브들에 의해 배열된, 오손 방지광을 발생시키기 위한 적어도 하나의 광원을 포함한다.
냉각 장치의 실시예에서, 광원에 의해 방사된 오손 방지광은 약 220nm 내지 약 420nm, 바람직하게 약 260nm의 UV 또는 청색 파장 범위에 있다. 적절한 오손 방지 레벨은 약 220nm 내지 약 420nm, 특히 약 300nm보다 짧은 파장, 예를 들어 UV-C로서 공지된 것에 대응하는 약 240nm 내지 약 280nm의 파장의 UV 또는 청색광에 의해 도달된다. 오손 방지광은 5 - 10mW/㎡(평방 미터당 밀리 와트) 범위에 있는 오손 방지광 세기가 사용될 수 있다. 명백하게, 더욱 많은 투여량의 오손 방지광은 더욱 양호한 결과를 얻지 못하면 동일한 효과를 얻을 수 있다.
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 매우 효율적인 입력 와트의 평균 35%가 UVC 와트로 변환되는 저압 수은 방전 램프이다. 방사선은 254 ㎚에서, 즉 최대 살균 효과의 85%에서 거의 독점적으로 발생된다. 오존 형성 방사선을 걸러내는 특수 유리의 엔벨로프(envelope)를 가지는 저압 관형 형광 자외선(TUV, low pressure tubular flourescent ultraviolet) 램프들이 공지되어 있다.
다양한 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. 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.
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.
냉각 장치의 특정 실시예에서, 광원들은 튜브의 배향에 실질적으로 직각으로 배치된다. 따라서, 램프에 의해 발생된 오손 방지광이 다양한 파이프 위로 산란되는 것이 제공된다. 그러므로, 광의 큰 부분을 수용하고 흡수하는 광원에 근접한 하나의 파이프와 이러한 제1 파이프의 그늘(shade)이 남아있는 다른 파이프의 위험이 회피된다.
냉각 장치의 특정 실시예에서, 광원들은 서로 평행하게 배열된다. 그러므로,전체 냉각 장치에 걸쳐서 유사한 광 분포가 달성되고, 파이프 상의 누락된 스팟(spot)들이 회피되고, 그러므로 오손 방지 효율이 증가된다.
냉각 장치의 또 다른 특정 실시예에서, 광원은 냉각 장치의 전체 폭을 따라서 연장한다. 그러므로, 방사된 오손 방지광의 모든 파이프로의 산란이 보장된다.
본 발명의 한 실시예에서, 냉각 장치는 튜브들의 다발을 포함하며, 여기에서, 튜브들은 U자 형상이며, 적어도 하나의 광원은 반원형 튜브 부분의 내측 중심에 배열된다.
본 발명의 한 실시예에서, 적어도 하나의 광원은 튜브 다발의 내측을 향해 광을 방사하도록 배열되고, 적어도 하나의 광원은 튜브 다발의 외측을 향하여 광을 방사하도록 배열된다. 이러한 구성은 튜브들의 내측 및 외측 모두의 오손 방지를 촉진한다.
본 발명의 추가의 실시예에서, 튜브 다발이 그 폭을 따라서 평행하게 배열된 튜브 층을 포함하여서, 각각의 튜브 층은 U자 형상 튜브를 형성하도록 2개의 직선 튜브 부분과 하나의 반원 부분을 가지는 다수의 헤어핀형 튜브를 포함하며, 튜브들이 동심으로 배열된 U자 형상 튜브 부분들 및 평행하게 배열된 직선 튜브 부분들로 배치되어서, 최내측 U자 형상 튜브 부분들은 상대적으로 작은 반경을 가지며, 최외측 U자 형상 튜브 부분들은 상대적으로 큰 반경을 가지며, 그 사이에, 곡률 반경이 점진적으로 변하는 나머지 중간 U자 형상 튜브 부분들이 배치된다.
상기된 실시예의 또 다른 양태에서, 적어도 하나의 광원은 최내측 반원형 튜브 부분의 내측 중심에 배열된다. 따라서, 오손 방지광은 U자의 둥근 저부의 내측에서 더욱 효율적으로 산란된다.
본 발명의 한 실시예에서, 튜브 다발은 저부 단부에서 직사각형 프리즘 부분에 연결된 반 원통 형상을 구비한 직사각형 프리즘 형상을 따르며, 광원들 중 적어도 하나는 상기 원통의 축선에 놓이거나 또는 이러한 축선에 평행하게 배열된다.
본 발명의 한 실시예에서, 튜브 다발은 저부 단부에서 원통형 부분에 연결된 반구형 형상을 구비한 세장형 원통 형상과 일치하고, 광원들 중 적어도 하나는 상기 원통의 축선 상에 놓이거나 또는 이러한 축선에 평행하게 배열된다.
본 발명의 한 실시예에서, 적어도 하나의 광원은 각각 튜브 사이에 배열된다. 한 실시예에서, 냉각 장치는, 서로 길이 방향으로 이격된 관계로 배치되고 관통 연장하는 직선 튜브 부분들을 가지며, 이에 의해 그 길이들 도처에서 서로 고정 이격 관계로 튜브들을 유지하는, 튜브 다발 상의 다수의 횡방향 박판(lamella)들을 포함한다. 또한, 박판들이 튜브와 접촉한다고 가정하면, 박판들은 튜브들로부터의 열전달에 기여할 수 있어서, 유사한 양의 열전달이 더욱 적은 수의 튜브들에 의해 달성될 수 있으며, 그러므로 다른 튜브들 중에서 튜브들에 의해 드리워진 그늘의 양은 최소화되고, 이에 의해 오손 방지 효율을 증가시킨다. 박판들은 임의의 적합한 형상일 수 있으며, 예를 들어 플레이트처럼 형상화될 수 있다. 또한, 튜브가 통과하는 것을 허용하기 위한 하나의 형태의 구멍과 튜브들을 따르는 물과 같은 냉각 매체의 유동이 박판들의 존재에 의해 최소 범위로만 방해받는 것을 실현하기 위한 다른 형태의 구멍의, 2개의 형태의 구멍들을 박판들이 구비하는 것이 가능하다. 또 다른 옵션에 따라서, 박판들은 열전달에 대한 박판들의 한층 큰 기여를 달성하기 위하여 튜브와 소통하고 냉각될 유체를 운반할 수 있도록 중공일 수 있다. 또 다른 선택에 따라서, 박판들의 각각은 박판들을 통해 연장하는 튜브 부분들의 다수의 섹션들과 일체로서 형성될 수 있다. 이러한 옵션은 냉각 장치의 제조 공정의 관점에서 유익할 수 있으며, 이러한 옵션에 따라서, 튜브들에 대해 박판을 적소에 두는 것은 박판들을 적층하고 튜브 부분들의 섹션을 상호 연결하는 것 이상을 요구하지 않는다.
한 실시예에서, 냉각 장치는 2개의 튜브 부분 사이 또는 튜브 부분과 광원 사이에서 연장하는 튜브 다발 상의 다수의 길이 방향 박판들을 포함한다. 따라서, 상기 실시예와 유사하게, 향상된 열 전달 및 오손 방지 특성이 달성된다.
상기 실시예의 추가 변형예에서, 광원은 중심에 위치되고, 튜브들은 광원 주위에서 원통형 구성으로 위치되며, 박판들은 각각의 직선 튜브 부분으로부터 중심 광원을 향해 연장한다. 이 실시예에서, 냉각 장치는 실제로 원형 스타일의 열교환기이며, 광원은 직선 튜브 부분들과 평행하게 놓이도록 열교환기의 중심에 배열된다.
냉각 장치의 한 실시예에서, 광원들은 각각의 튜브 사이에 적어도 하나의 광원이 존재하도록 배열된다. 따라서, 서로에 걸쳐서 그늘을 드리우는 튜브들의 위험은 완화되고, 필요한 레벨의 오손 방지가 달성된다.
냉각 장치의 실시예에서, 튜브들 및/또는 박판들은 광 반사 코팅이 적어도 부분적으로 코팅된다. 유익하게, 광 반사 코팅은 광이 튜브들 위에서 더욱 효율적으로 분산되도록 오손 방지광을 확산 방식으로 반사시키는데 적합하다.
냉각 장치의 한 실시예에서, 광원은 외부 영향으로부터 광원을 보호하도록 슬리브에 배치된다.
냉각 장치의 한 실시예에서, 냉각 장치는 튜브들이 장착되는 튜브 플레이트와, 튜브 플레이트에 연결되고 튜브들로부터 및 튜브들로 각각 유체의 유입 및 유출을 위한 하나의 입구 스터브 및 하나의 출구 스터브를 포함하는 유체 헤더를 포함한다. 이 실시예의 변형예에서, 슬리브의 한쪽 단부는 유체 헤더에 부착된다. 따라서, 최종 사용 위치에 설치될 때, 광원은 설치 위치로부터 냉각 장치를 분리할 필요없이 외부뿐만 아니라 입구 스터브 및 출구 스터브로부터 접근 가능할 것이다.
냉각 장치의 한 실시예에서, 냉각 장치는 튜브의 외부의 실질적으로 전체 침지 부분 위에서 그늘을 피하도록 배열되어서, 이러한 부분은 부착으로부터 보호된다.
상기된 실시예의 변형예에서, 그늘은 튜브들에 대해 광원을 위치시키는 것에 의해 회피된다. 그늘은 튜브의 배향에 실질적으로 직각으로 위치시키는 것에 의해 및/또는 튜브들이 U자 형상일 때 튜브들의 둥근 저부의 내측 중심에 배열된 광원에 의해 회피될 수 있다. 대안적으로, 그늘은 광의 감쇠를 감소시키는 것에 의해, 예를 들어 광의 반사를 증가시키는 것에 의해 또한 회피될 수 있다.
또한, 본 발명은 적어도 하나의 광원의 설치 전의 상황에서 상기된 냉각 장치에 관한 것이며, 즉 냉각 장치는 유체를 내부에 수용하고 운반하기 위한 튜브들의 다발로서, 튜브의 외부가 물에 적어도 부분적으로 침지되어 튜브를 냉각하고, 이에 의해 유체를 또한 냉각하는, 상기 튜브들의 다발, 튜브들이 장착되고 튜브들이 연결되는 튜브 플레이트, 및 튜브들로 및 튜브들로부터 각각 유체의 유입입 및 유출을 위한 입구 스터브 및 출구 스터브를 포함하는 유체 헤더를 포함하며, 장치는 튜브의 외부 위에서 오손 방지광을 드리우는 것에 의해 오손을 저지하는 광을 생성하기 위한 적어도 하나의 광원을 수용하는데 적합하고, 바람직하게 광원을 수용하기 위한 슬리브를 포함하며, 슬리브는 외측으로부터 접근 가능하도록 광원이 슬리브에 배열되는 것을 가능하게 하기 위해 유체 헤더에 부착된다.
본 발명은 또한 상기된 바와 같은 냉각 장치를 포함하는 선박을 제공한다. 이러한 실시예에서, 냉각 장치가 배치되는 박스의 내부면들은 광 반사 코팅이 적어도 부분적으로 코팅될 수 있다. 상기 실시예와 유사하게, 이러한 특정 실시예의 결과로서, 오손 방지광은 튜브 위에서 더욱 효율적으로 분산되도록 확산 방지 방식으로 반사하기 위해 만들어질 수 있다. 또한, 이러한 실시예에서, 광원은 임의의 적절한 방식으로 박스의 내부면과 결합될 수 있으며, 특히 박스의 내부면의 일부이거나 또는 이에 연결되거나 부착될 수 있다.
"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 작동 할 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 다른 실시예의 개략도;
도 3은 냉각 장치의 실시예의 개략 수직 단면도;
도 4는 냉각 장치의 다른 실시예의 개략 수직 단면도;
도 5는 냉각 장치의 다른 실시예의 개략 수평 단면도;
도 6은 도 2에 도시된 바와 같은 냉각 장치의 실시예의 개략 수평 단면도;
도 7은 본 명세서에서 설명된 바와 같은 냉각 장치의 대안적인 실시예의 개략 수평 단면도;
도 8 및 도 9는 본 명세서에서 설명된 바와 같은 냉각 장치의 다른 대안적인 실시예의 개략도;
도 10 및 도 11은 본 명세서에서 설명된 바와 같은 냉각 장치의 추가의 실시예의 일부의 개략도; 및
도 12는 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같은 냉각 장치의 실시예의 일부의 개략 수직 단면도.
도면은 반드시 실척으로 도시되지 않는다.
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 기본적인 실시예로서, 입구 및 출구 개구(6, 7)들이 선체(3)에 제공되도록 선박의 선체(3) 및 구획 플레이트(4, 5)들에 의해 한정된 박스에 배치되어서, 해수가 박스 용적부에 자유롭게 들어가고 냉각 장치(1) 위에서 유동하고 자연 유동을 통하여 빠져나갈 수 있는 선박의 엔진의 냉각을 위한 냉각 장치(1)의 개략도이며, 냉각 장치는, 냉각될 유체가 통과하여 안내되는 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. 고온의 유체는 위로부터 튜브(8)들에 들어가고 내내 안내되며 다시 한번 빠져나가고, 지금 상부측으로부터 냉각된다. 한편, 해수는 입구 개구(6)로부터 박스로 들어가고, 튜브(8)들 위에서 유동하고, 튜브(8)들, 그러므로 튜브들 안에서 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)이 튜브(8)들에 의해 배열된다. 상기 광원(9)은 상기 튜브(8)들의 외부 표면 상으로 온손 방지광을 방출한다. 따라서, 오손 형성이 방지된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 관형 램프가 본 발명의 목적을 실현하도록 광원(9)으로서 사용될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에서, 광원(9)들은 튜브(8)들의 배향에 실질적으로 직각으로 배열된다.
도 3 및 도 4는 광원(9)으로부터의 광이 양쪽 튜브 부분(18, 28, 38, 118, 228, 338)들을 향해 드리워지도록, 적어도 하나의 광원(9)이 적어도 2개의 튜브 부분(18, 28, 38, 118, 228, 338)들 사이에 개재되는 냉각 장치(1)의 대안적인 실시예를 도시한다. 또한, 광원(9)들은 서로 평행하게 배열된다.
도 3은 광원(9)들이 튜브 다발의 내측을 향해 광을 방사하도록 배열되고 적어도 하나의 광원(9)이 튜브 다발의 외측을 향해 광을 방사하도록 배열된 실시예를 도시한다.
실시예에서, 냉각 장치는 그 폭을 따라서 평행하게 배열된 튜브 층들을 포함하는 튜브 다발을 포함한다. 각각의 튜브 층은 2개의 직선 튜브 부분(18, 28) 및 하나의 반원 튜브 부분(38)를 포함하는 다수의 헤어핀형 튜브(8)를 포함한다. 튜브(8)들은 동심으로 배열된 반원 부분(38)과 평행하게 배열된 그 직선 부분(18, 28)들이 배치되어서, 최내측 반원형 튜브 부분(38)들은 상대적으로 작은 반경이며, 최외측 반원형 튜브 부분(38)들은 상대적으로 큰 반경을 가지며, 그 사이에, 곡률 반경이 점진적으로 변하는 나머지 중간 반원형 튜브 부분(38)들이 배치된다.
상기 실시예의 하나의 변형예에서, 튜브 다발은 도 1에 도시된 바와 같이, 저부 단부에서 직사각형 프리즘 부분에 연결된 절반의 원통 형상을 갖는 직사각형 프리즘 형상과 일치한다.
실시예에서, 냉각 장치(1)는 열교환을 증가시키도록 튜브(8)들과 적어도 부분적으로 접촉하는 적어도 하나의 박판(16)를 추가로 구비한다. 적절한 경우에, 특히 다수의 튜브(8)가 튜브 층에 존재하는 경우에, 박판(16)은 광원(9)으로부터의 그 외에 여전히 그늘에 있는 튜브 부분(18, 28 38, 118, 228, 338)의 측부들을 향하여 광을 지향시키도록 위치되는 것이 바람직하다.
도 7에 도시된 바와 같은 상기 실시예의 변형예에서, 냉각 장치(1)는 다수의 수직 플레이트 형상의 박판(16)들을 구비한다. 박판(16)들은, 다수의 튜브(8)가 2개의 박판(16) 사이에 배치되고 광원(9)이 튜브(8)들과 박판(16)들 모두에 직각인 방향으로 박판(16)들의 어느 한 측부에 위치되도록 위치된다.
상기 실시예의 또 다른 변형예에서, 튜브 다발은 저부 단부에서 원통 부분(38)에 연결된 반구 형상을 구비한 세장형 원통 형상과 일치한다. 따라서, 더욱 많은 튜브(8)들이 중앙 층들에 제공되고, 중앙 층들 위 아래의 층들은 도 2에 도시된 바와 같이 점차적으로 감소하는 수의 튜브(8)들을 가진다. 따라서, 최외측 U자형상 튜브 부분(38)들은 대체로 반구 형상을 함께 한정한다.
실시예에서, 튜브 다발은, 서로에 대해 길이 방향으로 이격된 관계로 배치되고 도 2 및 도 6에 도시된 바와 같이 관통 연장하는 직선 튜브 부분(18, 28, 118, 228)들을 가지는 다수의 횡방향 플레이트 형상의 박판(16)들을 구비하며, 이에 의해 그 길이 내내 서로 고정 이격된 관계로 튜브(8)들을 유지한다. 박판(16)들은 직선 튜브 부분(18, 28, 118, 228)들이 통과하는 구멍들을 구비한다.
실시예에서, 도 2에 도시된 바와 같은 냉각 장치(1)는 튜브(8)들이 장착되는 튜브 플레이트(10)와, 튜브 플레이트에 연결되고 튜브(8)들로 및 튜브들로부터 각각 유체의 유입 및 유출을 위한 하나의 입구 스터브(12) 및 하나의 출구 스터브(13)를 포함하는 유체 헤더(11)를 포함한다. 이러한 실시예에서, 냉각 장치(1)는 슬리브(14)를 추가로 포함하며, 광원(9)은 외부 영향으로부터 광원(9)을 보호하도록 슬리브 내에 배치된다. 슬리브(14)의 한쪽 단부는 사용성 목적(serviceability purposes)을 위해 용이한 접근을 제공하도록 유체 헤더(11)에 부착된다. 특히, 최종 사용 위치에 설치될 때, 광원(9)은 설치 위치로부터 냉각 장치(1)를 분리할 필요없이 외측뿐만 아니라 입구 스터브(12) 및 출구 스터브(13)로부터 접근 가능할 것이다.
도 8 및 도 9는 보호 슬리브(14) 내부에서 유체 헤더(11)로부터 수직 방향으로 아래쪽으로 연장하는, 중앙에 위치된 하나의 광원(9)이 사용되는 냉각 장치(1)의 실시예에 관한 것이다. 이러한 실시예에서, 냉각 장치(1)는, 서로 길이 방향으로 이격된 관계로 배치되고 관통 연장하는 직선 튜브 부분(18, 28)들을 가지는 다수의 횡방향 플레이트 형상의 박판(16)이 장비된다. 박판(16)들은 다양한 기능을 가진다. 우선, 박판(16)들은 튜브(8)를 그 길이 내내 서로 고정 이격 관계로 유지하는 역할을 한다. 이를 위해, 박판(16)들은 직선 튜브 부분(18, 28)들이 통과하는 구멍들을 구비한다. 두 번째로, 박판(16)들은 튜브(8)들로부터 해수로의 열전달을 향상시키는 역할을 한다. 이를 위해, 박판(16)들은 튜브(8)들과 적어도 부분적으로 접촉한다. 바람직하게, 튜브(8)들 및 박판(16)들 모두는 우수한 열 전도성을 가지는 재료를 포함한다. 세 번째로, 박판(16)들은 광원(9)으로부터 튜브 부분(18, 28)을 향하도록 광을 안내하도록 위치되고, 이러한 것은 특히 박판(16)들이 오손 방지광 반사 코팅이 적어도 부분적으로 코팅될 때의 경우이다. 튜브(8)들은 마찬가지로 적어도 부분적으로는 이러한 코팅이 코팅될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같은 횡방향 박판(16)들과 비교하여, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같은 냉각 장치(1)의 인접한 횡방향 박판(16)들은 서로에 대해 비교적 짧은 거리에 배열된다. 냉각 장치(1)를 통한 해수의 유동이 너무 방해받지 않기 위하여, 박판(16)들은 튜브(8)들 및 광원(9)을 수용하는 슬리브(14)가 통과하는 것을 허용하기 위한 구멍들을 구비할 뿐만 아니라 해수가 통과하는 것을 허용하기 위한 구멍(17)들을 구비한다.
도 8 및 도 9에 도시된 바와 같은 냉각 장치(1)의 구성에서, 튜브(8)들, 광원(9) 및 박판(16)들은 냉각 장치(1)에서 최소의 그늘 효과를 가지도록 이러한 방식으로 서로에 대해 위치되고, 이러한 것은 광원(9)으로부터의 광이 모든 표면에 거의 도달할 수 있다는 것을 의미한다. 광은 예리한 각도로 박판(16)에 부딪칠 수 있지만, 광의 일부가 박판(16)들의 외부 모서리들, 즉 튜브(8)들 부근의 박판(16)들의 영역에 도달하는 것이 보장된다. 그러므로, 박판(16)들은 광원(9)의 영향 하에 바이오 오손이 없이 또한 유지된다.
광원(9) 및 보호 슬리브(14)의 조립체는 유체 헤더(11)를 통해 연장한다. 도시된 예에서, 보호 슬리브(14)는 원형 주변을 가진다. 유체 헤더(11)에 존재하는 바와 같은 보호 슬리브(14)의 일부는 튜브(8)들로부터 배출된 비교적 차가운 유체로부터 튜브(8)들로 공급되는 비교적 고온의 유체를 분리하는 역할을 하는 유체 헤더(11)의 내부 구조(111)에 통합될 수 있다. 특히, 이러한 구조(111)는 보호 슬리브(14)의 일부를 구성하기 위하여 원통 형상 부분(112)을 가질 수 있으며, 도 8에 도시된 바와 같이, 유체 헤더(11)는 도시를 위해 개방 측부로 도시되어 있다. 냉각 장치(1)로부터 광원(9)을 제거할 필요가 있을 때, 유체 헤더(11)로부터 중앙 캡(20)을 제거하고, 그런 다음, 상향 수직 방향으로 광원(9)을 잡아당겨 제거하는 것에 의해 광원의 제거가 가능하며, 냉각 장치(1)를 더욱 멀리 분리할 필요는 없으며, 이러한 것은 광원(9)을 수용하기 위한 슬리브 배열의 중요한 이점이며, 이에 따라서, 슬리브(14)는 수직으로 배향되는 한편, 유체 헤더(11)를 통해 그리고 다양한 튜브(8)들 사이에서 연장한다. 또한, 제거된 후에 광원(9)을 다시 제위치에 두는 것은 용이하게 수행될 수 있는 과정이다. 본 발명의 체제 내에서, 슬리브(14)는 냉각 장치(1)에 제거 가능하게 배열되는 것이 또한 가능하다. 이러한 경우에, 유체 헤더(11)의 내부 구조(111)의 원통 형상 부분(112)이 유체 헤더(11) 내부에 존재하는 바와 같은 슬리브(14)의 부분을 둘러싸도록 배열되면 유익하다.
박판(16)들이 상기된 바와 같이 튜브(8)들이 통과하는 것을 허용하는 구멍들을 가질 수 있지만, 대안으로서, 박판(16)들이, 전체가 이하에서 박판 요소로 지칭되는 박판(16)들을 통하여 연장하는 직선 튜브 부분(18, 28)들의 섹션과 일체로 형성되는 것이 가능하다는 것을 유의하여야 한다. 이 경우에, 냉각 장치(1)의 조립 동안, 튜브(8)들은 유체 헤더(11)로부터 아래로 연장하는 튜브(8)들의 일부에 다수의 박판 요소를 연결하는 것에 의해 실현되며, 제1 박판 요소는 상기된 튜브(8)들의 부분에 부착되며, 제2 박판 요소는 제1 박판 요소에 부착되고, 제3 박판 요소는 제2 박판 요소에 부착된다. 튜브(8)들의 U자 형상 부분(38)은 튜브(8)들을 완성하기 위하여 박판 요소들의 이와 같이 얻어진 스택의 최종 박판 요소에 부착된다. 그러므로, 상기된 바와 같은 박판 요소들이 적용될 때, 튜브(8)들의 분할된 외관이 얻어진다. 박판 요소들의 적용은 냉각 장치(1)의 제조 공정의 촉진에 기여할 수 있다.
도 10, 도 11 및 도 12는 대안으로서 중공의 박판(16)들이 냉각 장치(1)에서 사용될 수 있다는 사실을 설명하는 역할을 한다. 이 경우에, 중공의 박판(16)들의 내부 공간(116)은 튜브(8)들과 직접 연통한다. 그러므로, 냉각 장치(1)의 작동 동안, 냉각될 유체는 튜브(8)를 통해서뿐만 아니라 박판(16)들을 통해 운반된다. 이러한 방식으로, 해수로의 열의 매우 효과적인 전달이 얻어지며, 이러한 것은 예를 들어 보다 적은 장애물들이 작동 동안 광원(9)으로부터 비추는 광이 따르는 경로에 존재한다는 사실로 인하여, 광원(9)의 오손 방지 효과에 유익할 수 있는 감소된 수의 튜브(8)들을 구비한 냉각 장치(1)의 설계를 가능하게 한다. 완전성을 위해, 중공의 박판(16)들이 광원(9) 및 슬리브(14)의 조립체가 통과하는 것을 허용하기 위한 중앙 구멍(117)을 구비한다는 것을 유의하여야 한다.
도 10은 다수의 중공의 박판(16), 박판(16)들이 위치되는 냉각 장치(1)의 영역에 존재하는 튜브(8)의 부분들, 및 광원(9) 및 슬리브(14)의 조립체의 일부분의 사시도를 도시한다. 도 11은 박판(16)들의 내부 공간(116)이 튜브(8)들로 개방된다는 사실을 예시하기 위한 한쪽 측부의 섹션의 유사한 도면을 도시한다. 또한, 도 10의 표현으로부터 시야에 숨겨진 점선은 도 11의 표현에서 점선으로 표시된다. 도 12는 박막(16)들의 단면도를 도시하고 있으며, 또한 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이 튜브(8)들의 부분 및 광원(9)과 슬리브(14)의 조립체의 부분을 도시한다. 박판(16)들을 가지는 냉각 장치(1)의 부분이 박판(16)과 직선 튜브 부분(18, 28)들의 섹션의 조합을 포함하는 박판 요소(115)들을 적층하고 이러한 박판 요소(115)들을 서로 연결하는 것에 의해 조립될 수 있도록, 중공의 박판(16)들이 박판(16)들을 통하여 연장하는 직선 튜브 부분(18, 28)의 섹션들과 일체로 형성되는 것이 실용적이다.
도 5는 냉각 장치(1)의 다른 실시예를 도시한다. 이러한 실시예에서, 냉각 장치(1)는 열전달 및/또는 광원의 오손 방지 효과를 향상시키도록 2개의 튜브 부분(18, 28, 118, 228) 사이 또는 튜브 부분(18, 28, 118, 228)과 광원(9) 사이에서 연장하는 길이 방향 박판(16)들을 포함한다.
이 실시예의 바람직한 형태에서, 광원(9)은 중심에 위치되고, 튜브(8)들은 광원(9) 주위에서 원통형 구성으로 위치되며, 박판(16)들은 도 5에 도시된 바와 같이 각각의 튜브 부분(18, 28, 118, 228)들로부터 중앙 광원(9)을 향하여 연장한다.
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 물에 의한 냉각에 적용 가능하다.

Claims (16)

  1. 지표수에 의해 유체를 냉각하기 위한 냉각 장치(1)로서,
    - 유체를 내부에 수용하고 운반하기 위한 적어도 하나의 튜브(8)로서, 상기 튜브(8)의 외부가 상기 튜브(8)를 냉각하도록, 작동 시에 적어도 부분적으로 지표수에 침지되어, 이에 의해 상기 유체를 또한 냉각하는, 상기 적어도 하나의 튜브(8), 및
    - 오손을 저지하는 광을 생성하기 위한 적어도 하나의 광원(9)을 포함하며,
    - 상기 적어도 하나의 광원(9)은 상기 튜브(8)의 외부 위에 오손 방지광을 드리우도록 상기 튜브(8)에 대해 치수화되고 위치되는, 냉각 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 광원(9)은 상기 광원(9)으로부터의 광이 적어도 2개의 튜브 부분(18, 28, 38, 118, 228, 338)들을 향해 드리워지도록 적어도 2개의 튜브 부분(18, 28, 38, 118, 228, 338)들 사이에 개제되는, 냉각 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 광원(9)은 관형 램프인, 냉각 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 항에 있어서, 적어도 하나의 광원(9)은 상기 튜브(8)들의 배향에 실질적으로 직각으로 배열되는, 냉각 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 광원(9)들은 실질적으로 서로 평행하게 배열되는, 냉각 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 튜브들의 다발을 포함하며, 상기 적어도 하나의 광원(9)은 상기 튜브 다발의 내측부를 향해 광을 방사하도록 배열되며, 상기 적어도 하나의 광원(9)은 상기 튜브 다발의 외측부를 향해 광을 방사하도록 배열되는, 냉각 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 튜브(8)들은 U자 형상이며, 상기 적어도 하나의 광원(119)은 반원형 튜브 부분(38)의 내측 중심에 배열되는, 냉각 장치.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 튜브 다발은 그 폭을 따라서 평행하게 배열된 튜브 층들을 포함하여서, 각각의 튜브 층이 U자 형상 튜브(8)를 형성하도록 2개의 직선 튜브 부분(18, 28)과 하나의 반원 부분(38)을 가지는 다수의 헤어핀형 튜브(8)를 포함하며, 상기 튜브(8)들에는 동심으로 배열된 U자 형상 튜브 부분(38)들 및 평행하게 배열된 직선 튜브 부분(18, 28)들이 배치되어서, 최내측 U자 형상 튜브 부분(38)들은 상대적으로 작은 반경을 가지며, 최외측 U자 형상 튜브 부분(38)들은 상대적으로 큰 반경을 가지며, 그 사이에, 곡률 반경이 점진적으로 변하는 나머지 중간 U자 형상 튜브 부분(38)들이 배치되며, 상기 적어도 하나의 광원(119)은 상기 최내측 튜브 부분(38)의 내측 중심에 배열되는, 냉각 장치.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 튜브 다발은 저부 단부에서 직사각형 프리즘 부분에 연결된 반 원통 형상을 구비한 직사각형 프리즘 형상과 일치하며, 상기 광원(9)들 중 적어도 하나는 상기 원통의 축선에 놓이거나 또는 상기 축선에 평행하게 배열되는, 냉각 장치.
  10. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 튜브 다발은 저부 단부에서 원통형 부분에 연결된 반구형 형상을 구비한 세장형 원통 형상을 따르고, 상기 광원(9)들 중 적어도 하나는 상기 원통의 축선 상에 놓이거나 또는 상기 축선에 평행하게 배열되는, 냉각 장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 튜브(8)들과 적어도 부분적으로 접촉하는 적어도 하나의 박판(16)을 포함하며, 선택적으로 상기 박판(16)은 중공이며, 상기 박판(16)의 내부 공간(116)은 상기 튜브(8)들과 직접 연통하며, 선택적으로 상기 박판(16)은 상기 튜브 부분(18, 28, 118, 228)들의 다수의 섹션들과 일체로서 형성되는, 냉각 장치.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 튜브(8)들 및/또는 상기 박판(16)들은 오손 방지광 반사 코팅이 적어도 부분적으로 코팅되는, 냉각 장치.
  13. 냉각 장치로서,
    유체를 내부에 수용하고 운반하기 위한 튜브(8)들의 다발로서, 상기 튜브(8)들의 외부가 상기 튜브(8)를 냉각하도록, 작동 시에 적어도 부분적으로 물에 침지되어, 이에 의해 상기 유체를 또한 냉각하는, 상기 튜브들의 다발,
    상기 튜브(8)들이 장착되고 상기 튜브(8)들이 연결되는 튜브 플레이트(10), 및
    상기 튜브(8)들로부터 및 상기 튜브들로 각각 유체의 유입 및 유출을 위한 입구 스터브(12) 및 출구 스터브(13)를 포함하는 유체 헤더(11)를 포함하며,
    상기 장치는 상기 튜브(8)의 외부에 걸쳐서 오손 방지광을 드리우는 것에 의해 오손을 저지하는 광을 생성하기 위한 적어도 하나의 광원(9)을 수용하는데 적합하고, 바람직하게 상기 광원(9)을 수용하기 위한 슬리브(14)를 포함하며, 상기 슬리브(14)는 상기 광원(9)이 외측으로부터 접근 가능하도록 상기 슬리브에 배열되는 것을 가능하게 하도록 상기 유체 헤더(11)에 부착되는, 냉각 장치.
  14. 선박 기계류의 냉각을 위하여 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 냉각 장치(1)를 포함하는 선박.
  15. 제13항에 있어서, 상기 냉각 장치(1)는 입구 및 출구 개구(6, 7)들이 상기 선체(3)에 제공되도록 상기 선박의 선체(3) 및 구획 플레이트(4, 5)들에 의해 한정된 박스에 배치되어서, 해수가 상기 박스 용적부에 자유롭게 들어가고 상기 냉각 장치(1) 위에서 유동하고 자연 유동을 통하여 빠져나갈 수 있으며, 상기 냉각 장치(1)가 배치되는 상기 박스의 내부면은 오손 방지광 반사 코팅이 적어도 부분적으로 코팅되는, 선박.
  16. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 냉각 장치(1)를 포함하는 선박으로서,
    상기 냉각 장치(1)는 입구 및 출구 개구(6, 7)들이 상기 선체(3)에 제공되도록 상기 선박의 선체(3) 및 구획 플레이트(4, 5)들에 의해 한정된 박스에 배치되어서, 해수가 상기 박스 용적부에 자유롭게 들어가고 상기 냉각 장치(1) 위에서 유동하고 상기 박스를 빠져나갈 수 있으며, 상기 광원(9)은 상기 박스의 내부면의 부분이거나, 또는 상기 내부면에 연결되거나 또는 부착되는, 선박.
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