[发明专利]用于借助表层水冷却流体的冷却装置

说明书

一种用于借助表层水冷却流体的冷却装置（1），包括用于在其内部包含和运输待冷却流体的多个管体（10），该管体（10）意图在冷却装置（1）的工作期间至少部分地暴露于表层水。此外，冷却装置（1）包括用于制造阻碍管体（10）外部的污积的光的多个光源（21、22），光源（21、22）相对于管体（10）尺寸设置和定位，以便在管体（10）的外部之上投射防污积光，其中，光源（21、22）具有大体上细长的形状，并且其中，光源（21、22）在冷却装置（1）中在至少两个相互不同的取向上布置。

技术领域

总体上，本发明涉及一种用于借助表层水冷却流体的冷却装置，该冷却装置被适配用于防止污积（其通常被称为防污积）。特别地，本发明涉及一种用于借助表层水冷却流体的冷却装置，其包括用于在其内部包含和运输待冷却流体的多个管体，该管体意图在冷却装置的工作期间至少部分地暴露于表层水。这样的冷却装置的一示例是箱体冷却器，该箱体冷却器意图在引擎驱动的船舶中被使用，以冷却该船舶的引擎冷却系统的流体。

背景技术

生物污积或生物学污积是微生物、植物、藻类、小型动物等在表面上的累积。根据一些估计，超过1800个物种（其包括超过4000种有机物）对生物污积负责。因此，生物污积由多种多样的有机物导致，并且涉及远远超过甲壳动物和海草对表面的附着。生物污积分为微污积（其包括生物膜形成和细菌粘附）和大污积（其包括较大的有机物的附着）。由于不同的化学性质和生物性质（该化学性质和生物性质确定什么防止它们落定），有机物也被分类为硬的或软的。硬的污积有机物包括含钙有机物，诸如甲壳动物、结壳苔藓虫、软体动物、多毛动物和其它管状蠕虫以及斑马贻贝。软的污积有机物包括不含钙有机物，诸如海草、水螅虫、藻类和生物膜“黏液”。这些有机物一起形成污积群落。

在若干情况下，生物污积产生重大问题。生物污积可以导致机器停止工作，水入口被阻塞，以及热交换器遭受降低的性能。因此，防污积（即移除或防止生物污积的过程）的主题是公知的。在涉及潮湿表面的工业过程中，生物分散剂可用于控制生物污积。在不那么受控的环境中，污积有机物利用使用生物杀灭剂的涂层、热处理或者能量脉冲被杀死或者驱除。防止有机物附着到表面的无毒机械策略包括：选择使表面变得滑溜的材料或者涂层，或者创建与仅提供差的锚点的鲨鱼和海豚的皮肤类似的纳米级表面拓扑。

本领域中已知冷却单元的防污积装置，该冷却单元借助海水冷却来自引擎驱动船舶的冷却水系统的水。例如，DE 102008029464涉及一种用于在船舶中和海上平台上使用的箱体冷却器，该箱体冷却器包括集成式防污积系统，该集成式防污积系统用于借助能规律地重复的过热过程杀死污积有机物。具体地，通过持续地过热限定数量的热交换器管体而不中断冷却过程，箱体冷却器被保护免于微生物污积，其中来自冷却水的废热可用于做这件事。

箱体冷却器是被设计成在引擎驱动的船舶中使用的一种特定类型的热交换器。例如，在拖船具有15MW的安装引擎功率的情况下，一个或多个箱体冷却器用于向海水传输5MW量级的热量。典型地，出于容纳箱体冷却器的管体的目的，船舶具有由船舶船体的部分和隔板限定的隔间。进入和退出开口布置在隔间位置处的船体中，以便海水可以通过自然流动和/或在船舶的运动的影响下进入隔间、流过隔间中的管体以及退出隔间。箱体冷却器包括用于流通待冷却流体的U形管体的束，管体的腿部的末端被固定到公共板，该公共板具有用于提供对每个管体的两个腿部的进入（access）的开口。箱体冷却器的环境理想地适于生物污积，因为作为与管体内部中相对热的流体的热交换的结果，海水在管体附近被加热到中等温度，并且水的恒定流动持续地带来新的营养物和有机物。

箱体冷却器的生物污积导致严重的问题。主要问题是降低的热传输能力，因为生物污积的层是有效的隔热体。当生物污积层厚到使得海水不再能在箱体冷却器的邻近的管体之间循环时，对热传输的附加的恶化效果被获得。因此，箱体冷却器的生物污积增加了引擎过热的风险，使得船舶需要减慢或者船舶引擎被损坏。

发明内容