TWI714710B

TWI714710B - 一種具有表面及一抗生物附著系統之裝置

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Publication number: TWI714710B
Application number: TW106102012A
Authority: TW
Inventors: 巴特安得烈沙爾特斯; 羅藍鮑德威京西亞特布蘭克
Original assignee: 荷蘭商皇家飛利浦有限公司
Priority date: 2016-01-20
Filing date: 2017-01-20
Publication date: 2021-01-01
Also published as: US10549831B2; AU2017209941A1; CN108495722B; EP3405299C0; JP2019510668A; WO2017125543A1; TW201728502A; KR20180104027A; AU2017209941B2; ES2959224T3; RU2018129971A; EP3405299B1; US20190016426A1; RU2732715C2; BR112018014580A2; MX2018008753A; EP3405299A1; CA3011627A1; CN108495722A; RU2018129971A3

Abstract

一種裝置(100)具有表面(21、22、23、24)及一抗生物附著系統(10)，該抗生物附著系統(10)包含用以對至少大部分該等表面(21、22、23、24)執行一抗生物附著動作之至少一光源(11、12)，該至少一光源(11、12)經調適以發射抗生物附著光線。該等表面(21、22、23、24)係相對於彼此且相對於該至少一光源(11、12)而組態，使得在該至少一光源(11、12)之操作期間，至少大部分該等表面(21、22、23、24)不處於相對於來自該至少一光源(11、12)之該等抗生物附著光線之陰影中，其中該等抗生物附著光線可藉由沿著該等表面(21、22、23、24)掠過而到達該等表面(21、22、23、24)。

Description

一種具有表面及一抗生物附著系統之裝置

本發明係關於具有表面及一抗生物附著系統之一裝置，該抗生物附著系統包含至少一用以對至少大部分表面執行一抗生物附著動作之抗生物附著光源，該至少一抗生物附著光源經調適以發射抗生物附著光線。

實際上，存在具有保持乾淨而免於生物附著之表面之一裝置之諸多實例，該等實例包括供在一家庭情境中使用之裝置，諸如咖啡機、水消毒器及鍋爐；且亦包括供在一工業情境或一海洋情境中使用之裝置，諸如箱式冷卻器。通常，表面生物附著係一眾所周知的問題，特定而言該問題發生於表面至少在其整個使用期限之一部分期間曝露於存在著生物附著有機體之水或另一流體之情境中。

生物附著(Biofouling或biological fouling)係微有機體、植物、藻類、小型動物及諸如此類在表面上之累積。根據某些估計，包含4,000多種有機體在內之1,700多個物種對生物附著負有責任。因此，生物附著係由各種各樣之有機體所致。生物附著被劃分為：微生物附著，其包括生物膜形成及細菌黏附；及大生物附著，其包括較大有機體之依附。依據判定是什麼防止有機體著落之相異化學及生物特性，有機體亦被分類為硬有機體或軟有機體。硬生物附著有機體包括鈣質有機體，諸如藤壺、硬殼苔蘚蟲、軟體動物、多毛類動物及其他管蠕蟲以及斑馬貽貝。軟生物附著有機體包括非鈣質有機體，諸如海藻、水螅體、藻類及生物膜「黏液」。此等有機體一起形成一生物附著群落。

在數種情況中，生物附著產生實質性問題。生物附著可導致機械停止工作、水入口阻塞及熱交換器遭受效能減弱。因此，抗生物附著(亦即移除或防止生物附著之程序)之主題係眾所周知的。在涉及浸濕表面之工業程序中，可使用生物分散劑來控制生物附著。在受控較少環境中，以使用殺生物劑之塗層、熱處理或脈衝能量來殺死或驅除生物附著有機體。防止有機體依附至一表面之無毒機械策略包括選擇用以使表面光滑之一材料或塗層，或產生類似於僅提供少量定錨點之鯊魚及海豚之皮膚的奈米級表面拓撲。

箱式冷卻器係熱交換器，其包含在一相當近距離內相對於彼此延伸之複數個管，箱式冷卻器特別供在引擎驅動式海洋運載工具(諸如船隻)中使用。通常，一船隻配備有各種機械，且一或多個箱式冷卻器可用於船隻之一機械冷卻系統中，其中至少箱式冷卻器之管配置於一或多個海底門中。一箱式冷卻器之管用於含有並輸送將在其內冷卻之流體，其中對於一海底門而言一實際選項係容納具有入口開口及出口開口兩者之管，使得水可進入海底門，流過海底門中之管，並透過自然流動及/或在船隻運動之影響下離開海底門。鑒於生物附著層係有效熱絕緣體使得生物附著減弱箱式冷卻器之熱傳遞能力之事實，一箱式冷卻器之生物附著係一主要問題。當生物附著層厚到海水已可法在箱式冷卻器之毗鄰管之間循環時，會對熱傳遞產生一額外惡化效應。因此，箱式冷卻器之生物附著增加了引擎過熱之風險，使得船隻需要減速或出現船隻引擎損壞。

舉例而言，在一拖船具有15MW之一已安裝引擎功率之情形中，一或多個箱式冷卻器用於將大約5MW之熱量傳遞至海水。通常，一箱式冷卻器包含用於傳導一待冷卻流體之若干束U形管，其中管之支腿部分之端部被固定至一共同板，該共同板具有用於提供對該等管中之每一者之兩個支腿部分之接取的若干開口。一十分實際選項係藉由將箱式冷卻器之管持續地曝露於新鮮海水來使箱式冷卻器能夠執行其冷卻功能，如上文所述。然而，一箱式冷卻器之環境理想地適合於生物附著，此乃因在箱式冷卻器之操作期間，管附近區域中之海水由於與管內之相對熱之流體的熱交換而被加熱至一中等溫度，且連續水流持續帶來新養分及已知會導致生物附著之有機體。

用於冷卻單元之抗生物附著配置為此項技術所熟知，冷卻單元係藉助海水使來自一引擎驅動式船隻之一水冷卻系統之水冷卻。舉例而言，DE 102008029464係關於用於船隻中及離岸平台上之一箱式冷卻器，該箱式冷卻器包含用於藉助可規律重複之一過度加熱程序殺死生物附著有機體之一整合式抗生物附著系統。特定而言，藉由持續地過渡加熱預定數目個熱交換器管而不中斷冷卻程序來保護箱式冷卻器免於微有機體生物附著，其中來自冷卻水之餘熱可用於此用途。

板式冷卻器係包含呈一連續配置之若干板之熱交換器，且通常用以達成兩個液體之間的一熱傳遞。板通常由金屬或已知具有高熱傳導率之另一材料製成。在一板式冷卻器中，液體分散於板上方，使得其可具有一相對大的熱交換器面積且仍具有一緊湊總體構造。板式冷卻器之一廣泛應用係用於組合鍋爐中(舉例而言)，此不會改變板式冷卻器亦常用於一工業情境中之事實。由於一板式冷卻器之板在板式冷卻器之使用期限始終皆曝露於液體，因此會出現板之生物附著，此減弱板式冷卻器之熱傳遞能力，且可最終導致板式冷卻器故障，並在極大程度上阻礙通過板式冷卻器之必要液體流。此問題在板係波紋狀時更為明顯，實際上此問題很常見，此乃因具有此等板係實現熱交換器面積之一進一步擴大之一方式。在本技術中，清洗板式冷卻器以便減輕由生物附著現象所導致之問題之方法係眾所周知的，此方法包括將板式冷卻器拆卸並逐一地清洗該等板。

通常，本技術中已知使用紫外線光來移除濕表面上之生物膜/防止濕表面上之生物膜形成。舉例而言，WO 2014/014779揭示用以減少經受一海洋環境之一光學透明元件之一表面之附著的一系統，該系統包括：一LED，其用於發射紫外線輻射；一座架，其用於朝向光學透明元件引導所發射之紫外線輻射；及控制電路，其用於驅動該LED。

本發明特定而言係關於具有若干表面之裝置，該等表面需要保持乾淨而免於生物附著，但對由該抗生物附著系統在其至少一抗生物附著光源之操作期間發射之抗生物附著光線而言不透明。與一裝置(其具有表面及包含至少一用以發射抗生物附著光線之抗生物附著光源之一抗生物附著系統)之諸多習用總成相關聯之一問題係：該等表面中之一或多者處於相對於來自至少一抗生物附著光源之抗生物附著光線之陰影中，使得生物附著仍出現於彼等表面處。若裝置具有呈一複雜配置之諸多表面，則此問題尤其明顯。舉例而言，在一習用箱式冷卻器(其具有包含至少一用以發射紫外線光線之抗生物附著光源之一抗生物附著系統)之情境中，視需要對所有管之整個外表面皆具有抗生物附著效應實際上不可能，此乃因在其中僅可將有限數目個抗生物附著光源添加至箱式冷卻器之一正常情況中，不可避免地有若干管擋在其他管與一或多個抗生物附著光源之間。即使一或多個抗生物附著光源配置於箱式冷卻器之若干管之間的一位置處，仍僅僅實現了增加保持乾淨而免於生物附著之表面之一總面積的一可能性，而事實仍然係紫外線光線到達該等表面之整個區域之一情況係不可能的。

本發明之一目標係提供一實際可能性：即保持一裝置之至少大部分表面乾淨而免於生物附著，若可能保持一裝置之所有表面完全乾淨而免於生物附著，而不必增加用以發射抗生物附著光線之抗生物附著光源之數量及/或不需要將該等抗生物附著光源併入於該等表面中。根據本發明，提供一種具有表面及一抗生物附著系統之裝置，該抗生物附著系統包含至少一用以對至少大部分該等表面執行一抗生物附著動作之抗生物附著光源，該至少一抗生物附著光源經調適以發射抗生物附著光線，其中該等表面係相對於彼此且相對於至少一抗生物附著光源而組態，使得在該至少一抗生物附著光源之操作期間，至少大部分該等表面不處於相對於來自該至少一抗生物附著光源之該等抗生物附著光線之陰影中。

本發明提供實現對一裝置之表面之完全或幾乎完全抗生物附著覆蓋之一方式，該等表面經受一抗生物附著動作。為此，本發明涉及調整裝置之表面之組態，特定而言涉及相對於彼此且相對於至少一抗生物附著光源調整表面之組態，本發明涉及調整表面之配置/定位及/或設計/形狀，其中以下述一方式完成該調整：可使至少大部分表面處於抗生物附著系統之至少一抗生物附著光源之影響下，且儘可能避免其中一或多個表面之若干區域處於相對於來自至少一抗生物附著光源之抗生物附著光線之陰影中的一情況。如上文所述，根據本發明之裝置之實例包括板式冷卻器及箱式冷卻器，且係根據本發明之裝置之一部分之抗生物附著系統的一可行實例係依賴紫外線光之使用之一抗生物附著系統，此並不改變裝置及係該裝置之一部分之抗生物附著系統兩者之諸多實例可在本發明之框架內之事實。

考慮到完整性，注意關於藉由使用紫外線光之抗生物附著之以下內容。一抗生物附著光源可經選擇以具體而言發射c類型紫外線光，該c類型紫外線光亦被稱為UVC光，且更具體而言係具有大致介於250nm與300nm之間的一波長之光。已發現，藉由將大部分生物附著有機體曝露於特定劑量之紫外線光可殺死該等生物附著有機體、使其變得無活性或變得不能再生。似乎適合於實現抗生物附著之一典型強度係10mW/平方米，應持續地或以一適合頻率施加該強度。用以產生UVC光之一極高效源係一低壓汞放燈，其中平均35%之輸入功率被轉換成UVC功率。另一有用類型燈係一中壓汞放燈。該燈可配備有用以濾除臭氧形成之輻射之一特殊玻璃包封。此外，若需要可將一調光器用於該燈。其他類型之有用UVC燈係介電質障壁放電燈及LED，介電質障壁放電燈因以各種波長且以高的電至光功率效率提供極強紫外線光而知名。關於LED，注意其可通常包括在相對小封裝中且比其他類型之光源消耗的功率少。LED可經製造以發射各種所要波長之(紫外線)光，且可在一高程度上控制其操作參數(最顯著的係輸出功率)。

用以發射紫外線光之一光源可經設置為一細長管狀燈形式，幾乎可與一眾所周知之TL(管式發光/螢光)燈媲美。對於各種已知殺菌管狀UVC燈而言，其電性質及機械性質可與用以產生可見光之管狀燈之彼等性質媲美。此允許以與熟知燈相同之方式操作UVC燈，其中(舉例而言)可使用一電子或磁安定器/起動器電路。

使用紫外線光來實現抗生物附著之一優勢係防止微有機體黏附及紮根於表面上以保持表面乾淨。防止生物附著通常優於移除生物附著，此乃因後者需要更大輸入功率且涉及一抗生物附著動作並不足夠有效之一較高風險。

根據係本發明之基礎之一觀點，抗生物附著光線對一表面之一抗生物附著動作不僅可藉由使射線以相對於表面之一特定角度影響該表面來實現，而且可在使抗生物附著光線沿著該表面掠過時實現。因此，特定而言對本發明之應用可使得裝置之若干表面中之至少一者經組態以允許由抗生物附著系統在其至少一抗生物附著光源之操作期間發射之抗生物附著光線沿著該等表面掠過，其中對本發明之應用可甚至使得裝置之若干表面中之至少一者處於僅經受由該等掠過抗生物附著光線進行之一抗生物附著動作之一位置中。舉例而言，裝置之若干表面中之至少一者係一平坦表面，該平坦表面定向成實質上平行於由抗生物附著系統在其至少一抗生物附著光源之操作期間發射之抗生物附著光線之一平面且配置於該平面旁邊，其中視情況該平坦表面處於僅經受由抗生物附著光線之平面進行之一抗生物附著動作之一位置中。在任何情形中，在本發明之脈絡中，發現沿著一表面掠過之抗生物附著光線能夠有效殺死在表面上原本易於導致表面之生物附著之有機體、使其變得無活性或使其不能再生。當對表面進行組態以使其以一方式(即，該等表面中無一者或僅小部分處於相對於來自一給定抗生物附著系統之至少一抗生物附著光源之抗生物附著光線的陰影中)經受一抗生物附著動作時，此發現提供了實際可能性。特定而言，組態程序之特徵可在於：相對於抗生物附著系統之特徵判定表面之一定向，尤其係抗生物附著系統之至少一抗生物附著光源之一定位，其中表面之定向經選擇(諸如)以實現以下情況：允許由抗生物附著系統在其至少一抗生物附著光源之操作期間發射之抗生物附著光線藉由沿著該等表面掠過而對表面執行一抗生物附著動作。包括如上文所闡釋之掠過選項特別提供以下可能性：使相對於抗生物附著系統之一抗生物附著光源順次配置之元件成一列、僅該列之一前方元件面向抗生物附著光源，且按需要使元件之側表面仍經受一抗生物附著動作，舉例而言藉由使連續側表面在同一平面中延伸。

在一般意義上而言，係根據本發明之裝置之一部分之抗生物附著系統可包含至少兩個抗生物附著光源。此外，在一般意義上而言，根據本發明之裝置可包含至少一功能元件，該至少一功能元件包含將經受一抗生物附著動作之至少一表面。實際上，為了保證至少一表面不處於相對於來自至少一抗生物附著光源之抗生物附著光線之陰影中，功能元件之至少一表面設置有一平坦形狀或一凹形狀係有利的，此與一凸形狀相反，當允許來自一特定方向之抗生物附著光線到達所有表面或該等表面之至少一主要部分時，凸形狀係不利的。

裝置極有可能包含一定數目個功能元件，舉例而言，經調適以引導一流體與元件之周圍環境交換熱量之功能元件。在此情形中，功能元件可包含具有一多邊形剖面之管，或可包含呈連續配置之一定數目個互連單元，該等單元具有一內部空間、用以將流體供應至內部空間之至少一入口及用以自內部空間排放流體之至少一出口。如所述之管可係一箱式冷卻器之一部分，且如所述之單元可係一板式冷卻器之一部分。

關於其中功能元件包含具有一多邊形剖面之管之情形，應注意管包含經互連以便環繞管之一內部空間之四個平坦側壁係有利的，在此情形中該等管之剖面具有四個隅角。特定而言，若抗生物附著系統包含垂直於管延伸之細長抗生物附著光源，則管具有一矩形剖面係一可行選項。事實上，在此情形中，管可被設置成毗鄰列之一規則配置，如此僅需要兩個細長抗生物附著光源來以一掠過方式為管之所有外表面提供抗生物附著光。因此，當本發明用於箱式冷卻器之情境中時，發現偏離常見設計(根據該常見設計，管具有一圓角/圓形剖面)係有利的，此乃因提供具有一非圓角/非圓形剖面之管，可完全覆蓋箱式冷卻器之一總表面區域以使其保持乾淨而免於生物附著。在一般意義上而言，當功能元件具有一多邊形剖面(特定而言具有一定數目個平坦側面及/或凹側面之一多邊形剖面)時，具有正好係功能元件之側面數目之二分之一數目個抗生物附著光源足矣。

另一選擇係，可使得抗生物附著系統包含平行於管延伸之細長抗生物附著光源，該等管之平坦外表面係沿著包括抗生物附著光源中之一者之一縱向軸之一虛平面定向。在管之平坦外表面之此一定向中，確保由抗生物附著光源在其操作期間發射之抗生物附著光線能夠藉由沿著彼等表面掠過而使該等表面經受一抗生物附著動作。在如所述之管及抗生物附著光源之組態中，功能元件可進一步包含附接至管且橫向於管延伸之板。此等板之表面經受由掠過抗生物附著光線進行之一抗生物附著動作，從而假定彼等表面經定向以便實質上垂直於至少一細長抗生物附著光源延伸，此亦涉及板之存在並不妨礙抗生物附著系統完全覆蓋管之外表面的優勢。鑒於板可用於擴大熱交換器面積這一事實，如所述板與管之搭配使用係有利的。

在一實際實施例中，根據本發明之裝置包含一外殼，該外殼用以容納抗生物附著系統之至少一抗生物附著光源，且此外用以容納一流體及/ 或至少一元件，該裝置之表面(包括外殼之一內表面)經受一抗生物附著動作。因此，外殼之內表面亦滿足以下方式之組態要求：允許抗生物附著系統在其至少一抗生物附著光源之操作期間作用於彼表面，其中只有一小部分表面處於相對於來自至少一抗生物附著光源之抗生物附著光線之陰影中，或者甚至其中整個表面被抗生物附著系統覆蓋。外殼可具有各種功能中之一或多者，該等功能包括：屏蔽裝置之環境免受由抗生物附著系統在其至少一抗生物附著光源之操作期間發射之抗生物附著光影響之功能，若抗生物附著光係紫外線光則該功能係相關的，在本發明之框架內紫外線光係一可行可能性，如先前所述。注意，若裝置包含如先前所述之至少一功能元件，則外殼可用於容納該至少一功能元件及抗生物附著系統之至少一抗生物附著光源。

在根據本發明之裝置之諸多實際實施例中，抗生物附著系統中僅具有最多兩個抗生物附著光源足矣。此在抗生物附著光源具有一細長外觀時更是如此，此係一可行選擇，如上文所述。因此，當裝置之表面係以下述方式組態時，僅具有最少抗生物附著光源足矣：該等表面處於面向抗生物附著系統之至少一抗生物附著光源之一位置中及/或處於在於至少一抗生物附著光源之操作期間藉由沿著該等表面掠過而作用於該等表面之抗生物附著光線之影響下的一位置中，其中該等表面中無一者或僅一小部分處於相對於來自至少一抗生物附著光源之抗生物附著光線之陰影中，此係本發明之一顯著成就。

若抗生物附著系統包含兩個抗生物附著光源，且裝置包含被阻擋而未直接面向抗生物附著光源中之任一者之表面，可使得此等表面定向成實質上平行於由抗生物附著光源中之至少一者發射之抗生物附著光線之一平面且配置於該平面旁邊。基於對本發明態樣之以上闡釋，應理解在表面之此一定向之情況下，達成表面終究可經受一抗生物附著動作，此乃因在表面之此一定向之情況下，達成允許抗生物附著光線以一掠過方式作用於表面。

關於其中功能元件包含呈連續配置之一定數目個互連單元之情形，注意抗生物附著系統之至少一抗生物附著光源延伸穿過該等單元係有利的，其中抗生物附著光源實際上具有一細長外觀。該等單元可係包含用以給該等單元定界之波紋狀薄片之一熱交換器系統之一部分，與包含平坦薄片之一類型之一熱交換器系統相比，包含波紋狀薄片之一熱交換器系統係具有一經擴大熱交換器面積之一類型。為了防止薄片之波紋擋在薄片之任何部分與抗生物附著系統之至少一抗生物附著光源之間，本發明涉及波紋之一定向：即波紋在一直線方向上沿著包括抗生物附著系統之一抗生物附著光源之一縱向軸之一虛平面延伸。與如上文所提供的本發明之闡釋相符，注意在波紋之此一定向之情況下，達成允許由抗生物附著系統在其至少一抗生物附著光源之操作期間發射之抗生物附著光線沿著波紋掠過，使得薄片之表面可被抗生物附著系統完全覆蓋。

根據一個實際選擇，熱交換器系統之各別單元相對於彼此而配置於一定距離處。此選項在該等單元意欲配置於一外殼中時尤其適用，該外殼適合於含有能夠藉由圍繞該等單元且在該等單元之間自由流動而與該等單元含有之流體交換熱量之一流體。根據板式冷卻器領域熟知之另一實際選擇，可使得一熱交換器系統包含呈連續配置之互連單元之兩個群組，其中一個群組之單元與其他群組之單元交替以便具有一最佳熱量交換效應。

由以上內容得出，本發明係關於以下一種裝置：其具有將經受一抗生物附著動作之表面及包含至少一用以發射抗生物附著光線之抗生物附著光源之一抗生物附著系統，其中該裝置之表面經組態以便實現不處於或幾乎不處於相對於來自至少一抗生物附著光源之抗生物附著光線之陰影中之一表面配置。實際上，當大部分表面具有在該等表面之任何區域處與至少一抗生物附著光源成最大90°之一角度之一法線，使得允許由抗生物附著系統在其至少一抗生物附著光源之操作期間發射之抗生物附著光線藉由以一特定角度影響該等表面及/或沿著該等表面掠過而到達該等表面時，可實現本發明之特徵。

根據存在於本發明之框架內之一可行實例，裝置可係一船驅動與轉向總成，該總成包含一可旋轉螺旋槳及自一螺旋槳軸件罩殼向下延伸之一翼片，該螺旋槳軸件罩殼用於容納螺旋槳之一軸件及相關聯傳動裝置。在此一情形中，抗生物附著系統可包含至少一抗生物附著光源，該(等)抗生物附著光源配置於船驅動與轉向總成中、處於在螺旋槳旋轉時實現對螺旋槳之表面之完全覆蓋或幾乎完全覆蓋之一位置。關於螺旋槳軸件，注意船驅動與轉向總成之此組件可係中空的，在此情形中若將對抗生物附著光透明之材料用於螺旋槳軸件中，且若抗生物附著系統包含經配置以便延伸穿過中空螺旋槳軸件之一細長光源，則係有利的。在此一組態中，光源很好地被保護於螺旋槳軸件內部，且若需要替換光源，可相對容易地移除光源並在適當位置放置一新光源。

在如所述之船驅動與轉向總成中，為了達成螺旋槳軸件罩殼之一表面之完全抗生物附著覆蓋，若螺旋槳軸件罩殼經設計以便避免螺旋槳軸件罩殼之表面之若干部分處於相對於來自光源之抗生物附著光線之陰影中之一情況，則係有利的。特定而言，螺旋槳軸件罩殼之一前端可具有一尖外觀，在常規情況中已知該前端被修圓。出於期望完全抗生物附著覆蓋這同一原因，若在螺旋槳軸件罩殼與翼片之一頂部部分之間的過渡區位置處以及在螺旋槳軸件罩殼與存在於螺旋槳軸件罩殼正上方之一殼體部分之間的過渡區位置處提供平滑過渡區表面，則係有利的，過渡區表面經組態以允許由抗生物附著系統在其至少一抗生物附著光源之操作期間發射之抗生物附著光線沿著表面掠過。

此外，本發明涉及一種設計如所述之一裝置之新方法，此乃因此項技術未講述如何以儘可能避免相對於來自抗生物附著系統之至少一抗生物附著光源之抗生物附著光線之陰影之一方式來調適表面之組態，藉助該方式可完全或幾乎完全覆蓋將經受由抗生物附著系統進行之一抗生物附著動作之表面。在此方面，注意本發明涉及相對於抗生物附著系統之至少一抗生物附著光源之發射特性而對表面進行組態，其中特定而言可使得該等表面定向成實質上平行於與至少一抗生物附著光源之操作相關聯之抗生物附著光線之一平面且配置於該平面旁邊。特定而言，此一設計方法可經調適以用於設計具有一抗生物附著系統及複數個功能元件兩者之一裝置，其中抗生物附著系統設置有至少兩個抗生物附著光源以將其相對於該複數個功能元件配置於不同位置處，其中功能元件之表面(特定而言經受一抗生物附著動作且被阻擋而未直接面向抗生物附著光源中之至少一者的表面)設置有一平坦外觀，且其中彼等表面中之每一者之一組態係相對於抗生物附著光源中之一者之發射特性而判定，其中特定而言彼等表面中之每一者定向成實質上平行於與至少一抗生物附著光源之操作相關聯之抗生物附著光線之一平面且配置於該平面旁邊。

本發明之上述態樣及其他態樣將因一裝置之一定數目個實施例之以下詳細說明而變得顯而易見且參考該詳細說明加以闡明，該裝置具有經受一抗生物附著動作之表面及包含至少一用以發射抗生物附著光線之抗生物附著光源之一抗生物附著系統，其中當操作抗生物附著系統時，可保持裝置之整個表面區域乾淨而免於生物附著。該等實施例僅係存在於本發明之框架內之眾多可能實施例之實例。

1:裝置/熱交換器裝置

2:裝置/熱交換器裝置

3:裝置/熱交換器裝置/板式冷卻器

4:裝置/熱交換器裝置/板式冷卻器

5:裝置/滅菌箱

6:裝置/船驅動與轉向總成/總成

10:抗生物附著系統/系統

11:光源/抗生物附著光源

12:光源/抗生物附著光源

13:平面

14:平面

15:平面

16:平面

17:束

18:細長光源/光源/抗生物附著光源

19:細長光源/光源/抗生物附著光源

20:功能元件/管/頂部管/U形管

21:表面/平坦表面/第一表面/總表面區域

22:表面/平坦表面/總表面區域/第二表面

23:表面/平坦表面/總表面區域/第三表面

24:表面/平坦表面/總表面區域/第四表面

25:總表面區域

26:內部空間

27:板/功能元件

28:表面/總表面區域

29:凹口

31:互連單元/單元/功能元件

32:淺托盤狀半體/半體

33:淺托盤狀半體/半體

34:入口

35:出口

36:中心孔

37:孔

38:波紋狀薄片/薄片/功能元件

39:波紋

51:外殼

52:內表面/表面

53:基本部分

54:牙刷支架

55:牙刷支架

56:頂部表面/表面

57:平面

58:平面

61:可旋轉螺旋槳/螺旋槳

62:元件符號/旋轉軸

63:翼片/功能元件

64:螺旋槳軸件罩殼

65:軸件/中空螺旋槳軸件

66:表面

67:表面

68:表面

69:表面

70:殼體部分

71:前端

72:平滑過渡區表面/表面

73:平滑過渡區表面/表面

74:平滑過渡區表面/表面

75:平滑過渡區表面/表面

76:底部表面/表面

77:板狀元件

100:裝置

現在將參考各圖詳細地闡釋本發明，其中相同或類似部分係藉由相同參考符號指示，且在圖中：圖1及圖2圖解說明本發明之一基本原理，其等圖解性地展示用以發射抗生物附著光之兩個抗生物附著光源及具有經受一抗生物附著動作之表面之功能元件；圖3及圖4分別圖解性地展示根據本發明之一第一實際實施例之一裝置之一透視圖及一剖面圖，該裝置係一熱交換器裝置且配備有一抗生物附著系統；圖5圖解性地展示複數個U形管及用以發射抗生物附著光之細長抗生物附著光源之一透視俯視圖，該等U形管及細長抗生物附著光源係根據本發明之一第二實際實施例之一裝置之一部分，該裝置係一熱交換器裝置且配備有一抗生物附著系統；圖6及圖7係關於根據本發明之一第三實際實施例之一裝置，該裝置係一熱交換器裝置且配備有一抗生物附著系統，其中圖6圖解性地展示該裝置之一透視圖，且其中圖7圖解性地展示係該裝置之一部分之兩個熱交換器單元之一分解圖；圖8及圖9係關於根據本發明之一第四實際實施例之一裝置，該裝置係一熱交換器裝置且配備有一抗生物附著系統，其中圖8圖解性地展示係該裝置之一部分的兩個抗生物附著光源及一波紋狀板之一透視圖，且其中圖9基於圖8且展示一定數目個額外波紋狀板；圖10及圖11係關於根據本發明之一第五實際實施例之一裝置，該裝置係用於一牙刷且配備有一抗生物附著系統之一滅菌箱，其中圖10圖解性地展示滅菌箱之一外殼之一基本部分及配置於該基本部分內部之一抗生物附著光源的一透視俯視圖，且其中圖11圖解說明存在於基本部分內部之牙刷支架之一設計；且圖12至圖14係關於根據本發明之一第六實際實施例之一裝置，該裝置係包括一螺旋槳及一翼片且配備有一抗生物附著系統之一船驅動與轉向總成，其中圖12圖解性地展示該總成之一側視圖，其中圖13圖解性地展示該總成之一後視圖，且其中圖14圖解性地展示該總成之一透視圖，其中圖12及圖13中展示抗生物附著系統之光源之一不同定位。

該等圖僅具圖解性質且未必按比例繪製。

圖1及圖2圖解說明本發明之一基本原理，其等圖解性地展示用以發射抗生物附著光之兩個抗生物附著光源11、12及具有保持乾淨而免於生物附著之表面21、22、23、24之功能元件20。抗生物附著光源11、12及功能元件20係一裝置100之一部分，舉例而言，假定在下文裝置100係一熱交換器，在此情形中可假定功能元件20係用於含有並輸送一流體以與管之周圍環境交換熱量之管。所有管20之表面21、22、23、24之集合構成熱交換器100之一總表面區域25，總表面區域25保持乾淨而免於生物附著以便維持熱交換器100之適當運作。考慮到完整性，注意由上文推斷構成總表面區域25之所有表面21、22、23、24之間的一(實體)連接係不需要的。

抗生物附著光源11、12係一抗生物附著系統10之一部分且經調適以在操作期間發射抗生物附著光。抗生物附著系統10進一步包含若干組件，諸如用以控制及驅動抗生物附著光源11、12之構件，在該等圖中之任一者中皆未展示該等組件，此乃因本發明特定而言與彼等組件無關。抗生物附著系統10適合用以滿足保持熱交換器100之總表面區域25乾淨而免於生物附著之要求，如上文所述。在一實際實施例中，抗生物附著光源11、12可經調適以在操作期間發射紫外線光。

在圖1之圖解表示中，展示抗生物附著光源11、12及兩個管20之一剖面圖。抗生物附著光源11、12可具有一細長形狀，在此情形中抗生物附著光源11、12可經配置以便實質上平行於管20延伸。然而，此不能改變以下事實：抗生物附著光源11、12可具有另一外觀，諸如抗生物附著光源11、12僅具有有限尺寸且相對於管20而配置於一適當高度處的一外觀。在任何情形中，抗生物附著光源11、12可經調適以在所有方向上或僅在一有限範圍中發射抗生物附著光，只要在一給定情況中適當即可。通常，抗生物附著系統10可包含至少一任何適合類型的可與一或多個反射器組合之抗生物附著光源11、12，諸如一紫外線燈。

如圖1中所展示，兩個管20中之每一者具有四個平坦表面21、22、23、24，該等平面位於管20之四個平坦側壁外、經互連以便環繞管20之一內部空間26，管20之剖面具有四個隅角。如在圖之1頂部處所展示之管20具有一大約方形剖面，而在圖1之底部處所展示之管20具有一梯形剖面。管20具有不同形狀之原因係與本發明之組態要求有關，如將闡釋。

如在圖1之頂部處所展示之管20(下文將被稱為頂部管20)具有一第一表面21，第一表面21處於直接面向如在圖1之左側處所繪示之抗生物附著光源11(下文將被稱為第一抗生物附著光源11)之一位置中。此外，頂部管20具有一第二表面22，第二表面22處於直接面向如在圖1之右側處所繪示之抗生物附著光源12(下文將被稱為第二抗生物附著光源12)之一位置中。頂部管20之其餘兩個表面23、24(亦即，頂部管20之一第三表面23及一第四表面24)不在直接面向一抗生物附著光源11、12之一位置中。然而，此等表面23、24處於在抗生物附著光源11、12之操作期間經受一抗生物附著動作之一位置中。事實係第三表面23定向成實質上平行於由第一抗生物附著光源11在操作期間發射之抗生物附著光線之一平面13且配置於平面13旁邊，且第四表面24定向成實質上平行於由第二抗生物附著光源12在操作期間發射之抗生物附著光線之一平面14且配置於平面14旁邊。如所述之射線之平面13、14係藉助圖1中之虛線箭頭指示。由於上文所闡釋之特定組態，頂部管20之第三表面23及第四表面24在抗生物附著光源11、12之操作期間經受由沿著此等表面23、24掠過之抗生物附著光線執行之一抗生物附著處理。以此方式，即使表面23、24不處於面向抗生物附著光源11、12中之至少一者之一位置中，仍可達成使表面23、24免於生物附著之目的。對頂部管20進行如展示之組態，使得即使某物擋在左側抗生物附著光源11與第一表面21之間，第一表面21仍可在抗生物附著光源11、12之操作期間經受一抗生物附著動作，此乃因第一表面21定向成實質上平行於由第二抗生物附著光源12在操作期間發射之抗生物附著光線之一平面15且配置於平面15旁邊。類似地，即使某物擋在第二抗生物附著光源12與第二表面22之間，第二表面22仍可在抗生物附著光源 11、12之操作期間經受一抗生物附著動作，此乃因第二表面22定向成實質上平行於由第一抗生物附著光源11在操作期間發射之抗生物附著光線之一平面16且配置於平面16旁邊。

如同頂部管20，在圖1之底部處所展示之管20(下文將被稱為底部管20)包含：一第一表面21，其面向左側抗生物附著光源11；及一第二表面22，其面向第二抗生物附著光源12。然而，由於底部管20在抗生物附著光源11、12之間的一位置處延伸，因此第一表面21與第二表面22並不如同頂部管20一樣彼此毗鄰，但在底部管20中具有一相對定位。其餘兩個表面23、24定向成實質上平行於由第二抗生物附著光源12在操作期間發射之抗生物附著光線之平面14、15且配置於平面14、15旁邊。作為一替代方案，其餘兩個表面23、24亦可定向成實質上平行於由第一抗生物附著光源11在操作期間發射之抗生物附著光線之平面13、16且配置於平面13、16旁邊，此乃因在此一情形中，亦符合管20具有以下一組態之一要求：即管20之表面21、22、23、24中無一者處於相對於來自抗生物附著光源11、12之抗生物附著光線之陰影中。在所展示實例中，不處於面向至少一抗生物附著光源11、12之一位置中的一管20之一表面23、24仍處於在抗生物附著光源11、12之操作期間經受一抗生物附著動作(亦即，涉及抗生物附著光線沿著彼等表面23、24掠過之一抗生物附著動作)之一位置中。

在圖2之圖解表示中，展示抗生物附著光源11、12及五個管20之一剖面圖，可假定該五個管20係管20之一較大集合之一部分，其中為清晰起見僅展示集合中之五個。圖2清楚地圖解說明：每一管20之每一表面21、22、23、24定向成實質上平行於由抗生物附著光源11、12中之一者在操作期間發射之抗生物附著光線之一平面且配置於該平面旁邊。以此方式，可達成包含管20之熱交換器100之總表面區域25在抗生物附著光源11、12之操作期間經受一抗生物附著動作，此乃因抗生物附著系統10覆蓋所有管20之所有表面21、22、23、24，其中不論一表面21、22、23、24是否係位於另一管20後面之一管20之一部分，表面21、22、23、24中無一者處於相對於來自抗生物附著光源11、12之抗生物附著光線之陰影中，如自抗生物附著光源11、12中之一者或兩者所見。考慮到完整性，應注意在圖2中，給管20可存在之區域定界之抗生物附著光線束17指示為粗陰影線。如所展示，五個管20配置於一定數目個彼等束17之間，且由彼等束17之邊界平面定界。

本發明係關於實現一裝置100，裝置100具有：表面21、22、23、24，其等構成裝置100之一總表面區域25且將經受一抗生物附著動作；及一抗生物附著系統10，其包含至少一用以發射抗生物附著光線之抗生物附著光源11、12。特定而言，裝置100之表面21、22、23、24不具有任何形狀，但經精心組態以便達成裝置100之總表面區域25或至少達成總表面區域25之一主要部分，以使抗生物附著系統10在其至少一抗生物附著光源11、12之操作期間對總表面區域25發揮作用。舉例而言，表面21、22、23、24可具有一平坦外觀，且可定向成實質上平行於由抗生物附著系統10在其至少一抗生物附著光源11、12之操作期間發射之抗生物附著光線之一平面13、14、15、16且配置於該平面旁邊，如圖1及圖2中所圖解說明。在任何情形中，根據本發明，表面21、22、23、24之組態經選擇，使得該等表面中無一者或僅一小部分處於相對於來自至少一抗生物附著光源11、12之光線之陰影中，其中可依賴以下事實：一表面21、22、23、 24具有允許抗生物附著光線沿著表面21、22、23、24掠過之一配置係保證表面21、22、23、24可保持乾淨而免於生物附著之一可行方式。

圖3至圖9係關於本發明(亦即，包括一抗生物附著系統10之一實際熱交換器裝置)之原理之應用。在所有圖中，可清楚地看到，熱交換器裝置之元件之表面之一相互配置及抗生物附著系統10之抗生物附著光源11、12經選擇，使得藉由以一特定角度影響該等表面及/或沿著該等表面掠過來允許由抗生物附著光源11、12在操作期間發射之抗生物附著光線到達表面，使得該等表面中無一者處於相對於來自抗生物附著光源11、12之抗生物附著光線之陰影中。在圖3至圖9中所展示之實例中，熱交換器裝置之元件大多配備有平坦表面，該等平坦表面處於在抗生物附著光源11、12之操作期間掠過之抗生物附著光線到達之位置及定向。

圖3及圖4係關於根據本發明之一第一實際實施例之一裝置1，裝置1係一熱交換器裝置且配備有一抗生物附著系統10。在此實施例中，熱交換器裝置1包含一定數目個管20及一定數目個板27。板27具有一平坦外觀且配置成一堆疊，板27以一規則相互距離橫向於管20延伸，亦即以一規則相互距離相對於管20而處於各個高度。管20用於含有並輸送一流體以與環繞管20及板27之一流體交換熱量，板27與管20接觸且具有擴大熱交換器面積之一功能。有利地，管20及板27兩者皆由具有極佳熱傳導率之一材料製成。抗生物附著系統10包含實質上彼此平行且平行於管20而延伸之兩個細長抗生物附著光源11、12。抗生物附著光源11、12被配置成相對於彼此有一定距離，且管20被配置成兩個群組，該兩個群組以一定距離配置於包括兩個抗生物附著光源11、12之縱向軸之一虛平面之任一側處。

在圖3及圖4中可看到，管20之表面21、22、23、24經組態以便定向成實質上平行於由抗生物附著光源11、12在操作期間發射之抗生物附著光線之平面且配置於該等平面旁邊。考慮到完整性，應注意此表明管20之表面21、22、23、24經組態，以便定向成實質上平行於自抗生物附著光源11、12延伸之虛平面且配置於該虛平面旁邊且相對於抗生物附著光源11、12在一縱向方向及一徑向方向兩者上被定向。在此組態中，管20中之每一者之剖面具有一多邊形形狀，特定而言係一梯形形狀。此顯著不同於具有管20之熟知熱交換器裝置，在熟知熱交換器裝置中管20通常具有一圓角周邊。對配置成群組之管20進行組態，使得管20中之每一者之所有表面21、22、23、24被抗生物附著系統10覆蓋，其中由於如所闡釋之組態原理(下文將被稱為掠過原理)之應用，彼等表面21、22、23、24中無一者處於相對於來自抗生物附著光源11、12抗生物附著光線之陰影中。假定，板27實質上垂直於抗生物附著光源11、12及管20而延伸，板27亦不處於將陰影投射於管20中之任一者之表面21、22、23、24中之任一者上之一位置中，而確保以此方式板27中之每一者之整個表面28在抗生物附著光源11、12之操作期間受抗生物附著光線輻射，該等抗生物附著光線係以一角度影響板27之射線及沿著板27掠過之射線兩者。板27之組態之一明顯特徵在於，其定位於如自抗生物附著光源11、12可見之管20之群組後面且在抗生物附著光源11、12之操作期間未被通過管20之間的一束抗生物附著光線覆蓋的板27之若干區域被移除，此致使板27之邊緣配備有凹口29，使得確保熱交換器裝置1無一點處於相對於抗生物附著光源11、12之陰影中，此具有一有利結果，即熱交換器裝置1之總表面區域21、22、23、24、28可免於生物附著，而不需要應用多於兩個抗生物附著光源11、12。

圖5係關於根據本發明之一第二實際實施例之一裝置2，裝置2係一熱交換器裝置且配備有一抗生物附著系統10。在此實施例中，熱交換器裝置2係一箱式冷卻器、包含若干束如圖5中所展示之U形管20。此外，在此實施例中，僅應用兩個抗生物附著光源11、12來使所有管20之直線部分之所有表面21、22、23、24免於生物附著。考慮到完整性，應注意，圖5中未展示可用於使所有管20之曲線部分之所有表面21、22、23、24免於生物附著之可能其他抗生物附著光源，且以下說明特別適用於係管20之直線部分所在之處的熱交換器裝置2之部分。另一方面，在本發明之框架內一箱式冷卻器之一替代實施例係可行的，其中係管20之曲線部分最初所在之處的箱式冷卻器之部分被重新設計。舉例而言，可應用管20之所有直線部分延伸到的一常見箱體，所述箱體可僅由平坦表面定界。

抗生物附著光源11、12具有一細長形狀且經配置以便在管20之直線部分之一高度處、在若干束U形管20旁邊延伸，其中抗生物附著光源11、12既實質上彼此垂直又垂直於管20之直線部分，如同一座標系統之x、y及z軸。管20具有一方形剖面，且管20之直線部分以直線列延伸而呈一規則圖案(如圖5中清楚地展示)，使得達成管20之所有直線部分之所有表面21、22、23、24處於允許由抗生物附著光源11、12在操作期間發射之抗生物附著光線沿著表面21、22、23、24掠過的一位置，如所述。根據掠過原理，管20之直線部分之組態係保證熱交換器裝置2之總表面區域25被處於管20之直線部分之高度處之抗生物附著系統10完全覆蓋的基礎。此外，以一角度影響管20之直線部分之表面21、22、23、24之射線亦對總表面區域25具有一抗生物附著效應，但作為一通則，在抗生物附著光源 11、12之操作期間，一管20之一直線部分距抗生物附著光源11、12愈遠，抗生物附著動作愈是藉由沿著管20之直線部分之表面21、22、23、24掠過之射線來實現。

當在根據本發明之第一實際實施例之裝置1與根據本發明之第二實際實施例之裝置2之間做一比較時，發現第一實施例優於第二實施例之一優勢係抗生物附著光源11、12可易於藉由在縱向方向上將其移動至熱交換器裝置1之一側來進行替換，且第二實施例優於第一實施例之一優勢係所有管20具有相同剖面，此有利於熱交換器裝置2之製造程序。

圖6及圖7係關於根據本發明之一第三實際實施例之一裝置3，裝置3係一熱交換器裝置且配備有一抗生物附著系統10。在此實施例中，熱交換器裝置3係一板式冷卻器，包含呈連續配置之一定數目個互連單元31，單元31具有一板狀外觀。在所展示實例中，單元31係以一規則相互距離堆疊，且經調適以含有並輸送流體以與環繞單元31之流體交換熱量。基於此設定，熱交換器裝置3適合用於一海洋環境，舉例而言，其中裝置3可配置於一運載工具之一海底門內部，在此情形中環繞操作期間之單元31之流體係海水。單元31中之每一者由沿著其周邊彼此無縫連接之兩個淺托盤狀半體32、33構成，如自圖7中所圖解性展示之兩個單元31之分解圖可見。在經組裝狀態中，每一單元31具有一內部空間、用以將流體供應至內部空間之一入口34以及用以自內部空間排放流體之一出口35，其中出口35自入口34偏移以達成避免其中進入單元31之流體立即離開單元31之一情況之目的，在上述情況中單元31無法有效允許熱量交換。因此，在單元31之堆疊中，流體流動通過單元31被迫沿循一交錯路線，此有益於熱量交換程序。熱交換器裝置3可配備有一泵(未展示)或諸如此類以實現流體自一個單元31至另一單元而沿整個裝置3一路向下之必要流動。除入口34及出口35之孔之外，每一單元31亦包含用以允許流體自周圍環境通過之一中心孔36及用以允許抗生物附著系統10之細長抗生物附著光源11、12通過之兩個孔37。在所展示實例中，僅兩個細長抗生物附著光源11、12用於熱交換器裝置3，抗生物附著光源11、12兩者在實質上垂直於單元31之平面形狀之一方向上延伸穿過所有單元31。

在圖6及圖7中，可看到單元31之各個表面係根據掠過原理組態。舉例而言，分別存在於入口34及出口35處之直立表面係平坦的且定向成實質上平行於由抗生物附著光源11、12在操作期間發射之抗生物附著光線之一平面且配置於該平面旁邊。因此，入口34及出口35之孔不只是圓角或矩形的，而是具有一梯形形狀。此外，構成單元31之半體32、33具有斜面側邊緣，原因在於避免橫向側邊緣處於相對於來自抗生物附著光源11、12之抗生物附著光線之陰影中的一情況。

圖8及圖9係關於根據本發明之一第四實際實施例之一裝置4，裝置4係一熱交換器裝置且配備有一抗生物附著系統10。此實施例之熱交換器裝置4係不同於藉助圖6及圖7所圖解說明之板式冷卻器之一另一類型板式冷卻器。特定而言，在此情形中，板式冷卻器4包含用以給板式冷卻器4之單元31定界之波紋狀薄片38之一堆疊，其中實現以下一組態：其中用以含有並輸送一第一流體的單元31之一第一群組中之單元31與用以含有並輸送一第二流體的單元31之一第二群組中之單元31交替，使得第一流體與第二流體之間的熱量交換可以一最佳方式發生。此外，在根據本發明之此裝置4中，僅使用兩個抗生物附著光源11、12來實現板式冷卻器4之整體之抗生物附著，抗生物附著光源11、12在實質上垂直於波紋狀薄片38之平面形狀之一方向上延伸穿過波紋狀薄片38之整個堆疊。

係波紋狀薄片38之一部分之波紋39所具有之一主要功能係：界定波紋狀薄片上之通道藉此擴大板式冷卻器4之熱交換器面積，且亦可用於判定堆疊中之薄片38之間的一相互距離。為了避免波紋39對波紋狀薄片38之任何點或區域產生任何遮蔽作用，波紋39係根據掠過原理組態。因此，波紋39在一直線方向上沿著一虛平面延伸，即自抗生物附著光源11、12中之一者延伸且相對於抗生物附著光源11、12而在一縱向方向及一徑向方向兩個方向上定向。圖8及圖9清楚地圖解說明相對於各別抗生物附著光源11、12而對波紋39之群組進行配置之方式類似於自一光源照射之射線之一組態。本發明顯然達成了以下目的：可藉由使用不超過兩個細長抗生物附著光源11、12使甚至一相對複雜裝置(諸如，包含波紋狀薄片38之一堆疊之一板式冷卻器3、4)保持乾淨而免於生物附著，只要以實現表面被抗生物附著系統10完全或幾乎完全覆蓋之一適當方式來調整板式冷卻器3、4之所有表面之組態即可。原則上，根據本發明，取決於一裝置之功能元件20、27、31、38之所要組態，可在特定情形中甚至僅應用一個抗生物附著光源11、12即足矣。

熟習此項技術者將明瞭，本發明之範疇並不限於上文所論述之實例，而是可在不背離如隨附申請專利範圍所定義之本發明範疇之情況下做出本發明之數項修正及修改。意欲將本發明理解為包含所有此等修正及修改，只要其在申請專利範圍或其等效內容之範疇內即可。雖然在各圖及說明中詳細地圖解說明並闡述了本發明，但僅應將此等圖解說明及闡述視為說明性或例示性的，而不應視為限制限制性的。本發明並不限於所揭示之實施例。圖式係示意性的，其中已省略非理解本發明所需之細節，且圖式未必按比例繪製。

熟習此項技術者在實踐所主張之發明時可依據對各圖、說明及隨附申請專利範圍之一研究來理解並實現所揭示實施例之變化形式。在申請專利範圍中，詞語「包含」(comprising)並不排除其他步驟或元件，且不定冠詞一(a)或一(an)並不排除複數。申請專利範圍中之任何元件符號皆不應解釋為限制本發明之範疇。如在此文本中使用之片語「複數個」應理解為諸如意指「至少兩個」。

針對或關於一特定實施例所論述之元件及態樣可以適合方式與其他實施例之元件及態樣組合，除非另有明確說明。因此，在互不相同之附屬申請專利範圍中陳述特定措施這一事實並不指示不能有利地使用此等措施之一組合。

熟習此項技術者將此文本中所使用之術語「實質上」理解為適用於以下情況：其中預期一特定效應可在理論上完全實現但在其實際實施時涉及實際餘裕。此一效應之實例包括物件之一平行配置及物件之一垂直配置。在適用情況下，術語「實質上」可被理解為(諸如)一形容詞，其指示90%或更高之一百分比，諸如95%或更高、尤指99%更高、甚至尤指99.5%或更高、包括100%。

在此文本中所使用之術語「包含」將被熟習此項技術者理解為涵蓋術語「由…組成」。因此，術語「包含」可關於一實施例而意指「由…組成」，但可在另一實施例中意指「含有/包括至少所定義物種且視情況含有/包括一或多個其他物種」。

本發明係關於其中在表面使用期限之至少一部分期間構成一裝置之一總表面區域之該等表面曝露於往往導致該等表面發生生物附著之一流體的每種情況。如可自所揭示實施例導出，本發明之一實際應用係在用於一工業環境(可係一海洋環境)中之器具領域中之一應用。本發明之另一實際應用係在家庭器具領域中之一應用。舉例而言，本發明可實踐於咖啡機之容器中、廚房器具之罩殼中、用以給個人護理器具(諸如牙刷)滅菌之箱體中、刮刀或其他毛髮移除裝置之清洗配件中等。在此方面，藉助圖10及圖11圖解說明一項可行實例，此實例係關於根據本發明之一第五實際實施例之一裝置5，裝置5係用以容納一牙刷(未展示)並給牙刷滅菌且配備有一抗生物附著系統10之一滅菌箱，其中抗生物附著系統10包含一單個管狀紫外線燈11。在所展示實例中，滅菌箱5包含具有一內表面52之一外殼51，外殼51形如一箱體，且外殼51由一基本部分53及一覆蓋部分(未展示)組成，其中基本部分53經設計以實際上接納一牙刷，因而配備有牙刷支架54、55，牙刷支架54、55係滅菌箱5之功能元件、具有在滅菌箱5內部以一適當定位支撐一牙刷之一功能，且其中管狀紫外線燈11配置於基本部分53內部。覆蓋部分相對於基本部分53而具有任何適合可移動配置，用以允許基本部分53之一打開狀態及基本部分53之一關閉狀態，在滅菌箱5之操作期間，此分別對於允許插入及移除一牙刷且屏蔽滅菌箱5之環境免受紫外線光影響而言係必要的。舉例而言，覆蓋部分可以鉸接方式附接至基本部分53，可相對於基本部分53滑動，或可自基本部分53移除。考慮到完整性，注意在圖11中，係滅菌箱5之內部元件之管狀紫外線燈11及牙刷支架54、55係藉助虛線指示。

根據本發明，採取措施以便避免以下情況：滅菌箱5之外殼51之內表面52之一或多個區域處於相對於來自管狀紫外線燈11之紫外線光線之陰影中。此外，採取措施以便避免以下情況：牙刷支架54、55之一或多個表面或者表面之若干區域處於相對於來自管狀紫外線燈11之紫外線光線之陰影中。事實上，若牙刷支架54、55不存在於滅菌箱5之外殼51內部，則實際上外殼51之整個內表面52可輕易地被來自一個管狀紫外線燈11之紫外線光線輻射。然而，若不採取根據本發明之措施，則在牙刷支架54、55存在於外殼51內部之情況下，外殼之內表面52之若干區域處於相對於來自管狀紫外線燈11之紫外線光線之陰影中，且牙刷支架54、55之表面之若干區域亦處於陰影中。

在圖10中，可看到牙刷支架54、55之一定數目個表面經設計以便在垂直於管狀紫外線燈11延伸之一縱向方向的一方向上延伸。如在圖10及圖11中可見，位於最靠近管狀紫外線燈11之處的牙刷支架54之一頂部表面56具有在沿外殼51之內表面52一路遠離管狀紫外線燈11之方向上一傾斜設計，使得不存在原本處於相對於來自管狀紫外線燈11之紫外線光線之陰影中的牙刷支架54之背側，管狀紫外線燈11位於基本部分53中之一相對高的高度處。如所述的表面56之傾斜部分經形成，以便在來自管狀紫外線燈11之紫外線射線之一平面57旁邊延伸，如圖11中藉助一第一虛線箭頭所圖解性地指示。類似地，其他牙刷支架55之一頂部表面56具有在遠離管狀燈11之方向上之一傾斜設計，且在來自管狀紫外線燈11之紫外線射線之一平面58旁邊延伸，如圖11中藉助一第二虛線箭頭所圖解性地指示。在一背側處，其他牙刷支架55連接至外殼51，因此牙刷支架55不包含原本處於相對於來自管狀紫外線燈11之紫外線光線之陰影中的任何區域。因此，外殼51之設計(涉及外殼51之一箱體形狀與僅具有平坦區域之一內表面52)及牙刷支架54、55之設計(如上文所闡釋)兩者僅平坦表面延伸，使得來自管狀紫外線燈11之紫外線光線可到達所有表面，其中允許射線以一角度影響表面及/或以一掠過方式作用於表面，達成滅菌箱5不具有不經受藉助紫外線光進行之一抗生物附著動作之任何區域，使得滅菌箱5最為衛生而不會成為微有機體之潛在溫床。

在本發明之框架內，滅菌箱5之諸多特徵可變化，該等特徵包括：紫外線光源11、12之數目及/或牙刷支架54、55之數目、紫外線光源11、12之類型、牙刷支架54、55之形狀，其中滅菌箱5可經設計以便適合於一次給一個牙刷滅菌或一次給一個以上牙刷滅菌，在一特定情況中無論期望何者，只要確保存在於滅菌箱5內部之表面52、56之組態及至少一紫外線光源11、12允許對彼等表面52、56之至少大部分實現一抗生物附著動作即可。此藉由在設計程序期間仔細檢查來自至少一紫外線光源11、12之紫外線光是否可到達所有表面52、56之所有區域來實現，其中當掠過原理實際上應用於表面52、56之一或多個區域時，其係適用的。

本發明之又一實際應用係船驅動與轉向總成領域中之一應用。圖12至圖14係關於一船驅動與轉向總成6之一個可行實例，其亦被稱為船尾驅動，且其意欲用於在一船之後部處之配置。總成6之一主要組件係一可旋轉螺旋槳61，螺旋槳61經組態以在總成6適當固定至船且船在水中時實現一船之推進。螺旋槳61之一旋轉軸在圖12係藉助一點劃線圖解性地繪示且藉助元件符號62指示。總成6之另一主要組件係配置於螺旋槳61前方之一位置處之一翼片63。翼片63自一螺旋槳軸件罩殼64向下延伸，罩殼64用於容納螺旋槳61之一軸件65及相關聯傳動裝置。船驅動與轉向總成(諸如船尾驅動)係眾所周知的，且因此，將僅闡釋圖12至圖14中所展示之總成6與本發明之脈絡相關之細節。

圖12及圖13圖解說明可應用本發明以達成實現船驅動與轉向總成6之若干部分(分別包括螺旋槳61之表面66、67、68、翼片63及螺旋槳軸件罩殼64)之抗生物附著之目的之一第一實際方式。在所展示實例中，提供包含兩個細長光源11、12之一抗生物附著系統10，光源11、12配置於螺旋槳軸件罩殼64之相對側處且在螺旋槳61之旋轉軸62之方向上延伸。舉例而言，可以一燈(諸如LED)陣列形式提供光源11、12。在操作期間，由光源11、12發射之抗生物附著光用以保持下述表面乾淨而免於生物附著：該等表面分別係螺旋槳61之表面66、67、68、翼片63及螺旋槳軸件罩殼64以及總成6之其他表面，特定而言存在於螺旋槳軸件罩殼64上方之表面，諸如螺旋槳軸件罩殼64與之連接之一殼體部分70之一表面69。當螺旋槳61旋轉時，對螺旋槳61之表面66所產生之抗生物附著效應係最佳的，此乃因在此情形中，螺旋槳61之所有部分以一連續交替方式處於抗生物附著系統10之影響下且藉此一大約均等方式被處理。

根據本發明，為了允許抗生物附著光在一經改良程度上覆蓋船驅動與轉向總成6之各個表面66、67、68、69，關於一習用設計(亦即，迄今常用之一設計)來調適彼等表面66、67、68、69之設計。舉例而言，圖12圖解說明螺旋槳軸件罩殼64之一前端71通常具有一經修圓外觀，因此在前端71位置處的螺旋槳軸件罩殼64之表面68不能被抗生物附著光覆蓋。為了完全覆蓋螺旋槳軸件罩殼64之表面68，前端71具有如圖12中所展示之一尖外觀係有利的，使得可避免以下情況：螺旋槳軸件罩殼64之表面68之若干部分處於相對於來自光源11、12之抗生物附著光線之陰影中。此外，在螺旋槳軸件罩殼64與翼片63之一頂部部分之間的過渡區位置處、及亦在螺旋槳軸件罩殼64與存在於螺旋槳軸件罩殼64正上方之殼體部分70之間的過渡區位置處具有一經調適設計係有利的。在習用設計中，過渡區在相對於光源11、12之一位置處具有一大體凹外觀，抗生物附著光線不可能到達過渡區，此乃因抗生物附著光線被螺旋槳軸件罩殼64之凸曲線部分阻擋而無法到達，因此產生其中在過渡區位置處存在陰影斑點之一情況。毋庸置疑，彼等陰影斑點在極高程度上易受生物附著影響，且隨著生物附著愈來愈多，總成6之阻力實質上增加。為了避免此一情況，提出在各個過渡區處具有平滑過渡區表面72、73、74、75，具有允許抗生物附著光線沿著表面72、73、74、75掠過之一定向。應瞭解，此等表面72、73、74、75之存在相對於習用設計可增加阻力，但由於彼增加預期可顯著低於在習用情況中與生物附著相關聯之一增加，因此具有此等表面72、73、74、75仍係有利的。

此外，可調整螺旋槳61之設計，以便實現獲得對螺旋槳61之表面66之經改良抗生物附著覆蓋。在程序中，考慮到螺旋槳61之生物附著導致驅動功能之惡化，因此在跟螺旋槳61之驅動功能有關之設計要求與跟螺旋槳61之表面66之抗生物附著覆蓋有關之設計要求之間找到一最佳效果係有利的。為了增強抗生物附著效應，一實際選項係在螺旋槳61之表面66處及/或在船驅動與轉向總成6之一或多個其他適當表面67、68、69處應用抗生物附著光之高反射率材料。

在船驅動與轉向總成6中，抗生物附著系統10可包含任何數目個光源11、12，且當將系統10之至少一光源11、12定位於總成6中時可存在各種可能性。舉例而言，可將一或多個光源11、12定位於翼片63及/或存在於螺旋槳軸件罩殼64正上方之殼體部分70上及/或總成6之一或多個其他部分上，諸如殼體部分70在其一頂部側處與之連接之一板狀元件77之一底部表面76。在此方面，注意圖14圖解說明可應用本發明以達成實現總成6之若干部分之抗生物附著之目的之一第二實際方式。在圖14中所展示之組態中，兩個細長光源11、12配置於先前所述之板狀元件77之底部表面76上，分別在總成6的一端口位置及一右舷位置處沿著底部表面76之長度之一實質部分延伸，且兩個細長光源18、19配置於翼片63上，處於翼片63之相對側處。此外，注意亦可提供一中空螺旋槳軸件65以將對抗生物附著光透明之材料施加於螺旋槳軸件65中，以使用一細長光源且配置此光源以便使其延伸穿過中空螺旋槳軸件65，以達成保持螺旋槳61之表面66乾淨而免於生物附著之目的。另一方面，可將元件添加至總成6之設計，以達成將一或多個光源11、12、18、19固持於就改良總成6之一或多個表面66、67、68、69、72、73、74、75、76之抗生物附著覆蓋而言有利之位置處之目的。在任何情形中，期望具有僅涉及最小數目個光源11、12、18、19之一設計，其中將保持乾淨而免於生物附著之各種表面66、67、68、69、72、73、74、75、76之形狀應依據要求進行調適以儘可能避免陰影，其中表面可經組態以便允許抗生物附著光線沿著彼等表面掠過。

可以任何適合方式控制用於船驅動與轉向總成6之抗生物附著系統10之光源11、12、18、19。舉例而言，可實現抗生物附著光之強度與螺旋槳61之一旋轉速度之間的一關係，其中一較高光強度與一較低旋轉速度相關聯。此外，在系統10關斷一段時間之後具有一較高光強度可係有用的。在配備有一抗生物附著系統10之一船驅動與轉向總成6之情境中，具有旨在確保以下目的之措施可亦係有用的：當螺旋槳61保持一靜止狀態達一特定時間段時，使螺旋槳61僅出於對螺旋槳61之表面66達成抗生物附著效應之目的而非出於推進船之目的而旋轉，使得螺旋槳61之整個表面66可保持乾淨而免於生物附著，而非僅使表面66在靜止狀態中偶爾具有接納最多抗生物附著光之一位置之彼等部分免於生物附著。舉例而言，在此一情形中，螺旋槳61可每天旋轉預定數目次，而抗生物附著系統10係接通的。如此，注意在旋轉循環結束時，螺旋槳61處於不同於旋轉循環開始時的繞旋轉軸62之另一位置可係有利的。通常，船驅動與轉向總成6可配備有一適合類型之控制器，該控制器經程式化以按需要(舉例而言，藉由切換系統10之接通及關斷狀態且設定抗生物附著光之強度)實現對抗生物附著系統10之控制，且亦可注意當螺旋槳61似乎處於一靜止狀態時螺旋槳61偶爾旋轉。

如上文所闡釋，當應用本發明時，實現對表面21、22、23、24、28、52、56、66、67、68、69、72、73、74、75、76之完全覆蓋或幾乎完全覆蓋以使其等保持乾淨而免於生物附著，應將所述覆蓋理解為(諸如)暗示：表面21、22、23、24、28、52、56、66、67、68、69、72、73、74、75、76之至少70%被抗生物附著系統10覆蓋，較佳地表面21、22、23、24、28、52、56、66、67、68、69、72、73、74、75、76之至少80%且更佳地表面21、22、23、24、28、52、56、66、67、68、69、72、73、74、75、76之至少90%，且甚至可實現表面21、22、23、24、28、52、56、66、67、68、69、72、73、74、75、76之100%被抗生物附著系統10覆蓋之一情況。

對本發明做出如下總結。一裝置1、2、3、4、5、6、100具有表面21、22、23、24、28、52、56、66、67、68、69、72、73、74、75、76及一抗生物附著系統10，抗生物附著系統10包含至少一用以對至少大部分表面21、22、23、24、28、52、56、66、67、68、69、72、73、74、75、76執行一抗生物附著動作之抗生物附著光源11、12、18、19，至少一抗生物附著光源11、12、18、19經調適以發射抗生物附著光線。在根據本發明之裝置1、2、3、4、5、6、100之可行實際實施例中，至少一抗生物附著光源11、12、18、19配置於表面21、22、23、24、28、52、56、66、67、68、69、72、73、74、75、76外部，亦即，既未整合於表面21、22、23、24、28、52、56、66、67、68、69、72、73、74、75、76中之至少一者中亦未直接配置於表面21、22、23、24、28、52、56、66、67、68、69、72、73、74、75、76中之至少一者上。表面21、22、23、24、28、52、56、66、67、68、69、72、73、74、75、76係相對於彼此且相對於至少一抗生物附著光源11、12、18、19而組態，使得在至少一抗生物附著光源11、12、18、19之操作期間，至少大部分表面21、22、23、24、28、52、56、66、67、68、69、72、73、74、75、76不處於相對於來自至少一抗生物附著光源11、12、18、19之抗生物附著光線之陰影中。視情況，表面21、22、23、24、28、52、56、66、67、68、69、72、73、74、75、76係相對於彼此且相對於至少一抗生物附著光源11、12、18、19而組態，使得在至少一抗生物附著光源11、12、18、19之操作期間，允許由至少一抗生物附著光源11、12、18、19發射之抗生物附著光線藉由以一特定角度影響表面21、22、23、24、28、52、56、66、67、68、69、72、73、74、75、76及/或沿著表面21、22、23、24、28、52、56、66、67、68、69、72、73、74、75、76掠過而到達表面21、22、23、24、28、52、56、66、67、68、69、72、73、74、75、76。