ES2973368T3 - Vessel and method for protecting seawater conduits - Google Patents
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Abstract
La presente invención se refiere a una embarcación que tiene un circuito de agua de mar, en el que: el circuito de agua de mar tiene al menos una entrada de agua de mar; en la entrada de agua de mar está dispuesto un dispositivo de protección contra la incrustación y la corrosión; el dispositivo tiene una rejilla (50); el dispositivo tiene al menos un primer electrodo (30); visto desde el lado del agua de mar, el primer electrodo (30) está dispuesto detrás de la rejilla (50); el primer electrodo (30) y la rejilla (50) están separados por un aislante (60); el primer electrodo (30) es al menos parcialmente anular; la rejilla (50) y el primer electrodo (30) están conectados conjuntamente a la embarcación mediante tornillos; y el primer electrodo (30) está conectado al interior de la embarcación mediante una primera conexión eléctrica (40), caracterizado porque la primera conexión eléctrica (40) está dispuesta dentro del costado (10) de la embarcación. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)The present invention relates to a vessel having a seawater circuit, wherein: the seawater circuit has at least one seawater inlet; A protection device against scaling and corrosion is arranged at the seawater inlet; the device has a grille (50); the device has at least one first electrode (30); seen from the seawater side, the first electrode (30) is arranged behind the grid (50); the first electrode (30) and the grid (50) are separated by an insulator (60); the first electrode (30) is at least partially annular; the grid (50) and the first electrode (30) are connected together to the vessel by screws; and the first electrode (30) is connected to the interior of the boat by means of a first electrical connection (40), characterized in that the first electrical connection (40) is arranged inside the side (10) of the boat. (Automatic translation with Google Translate, without legal value)
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Embarcación y método para la protección de conductos de agua de mar Vessel and method for protecting seawater conduits
La invención se refiere a un dispositivo para la protección contra incrustaciones y corrosión de las entradas de agua de mar con tuberías conectadas en buques que utilizan ánodos como ánodos de corriente impresa. The invention relates to a device for the protection against fouling and corrosion of seawater inlets with connected pipes on ships using anodes such as impressed current anodes.
Se ha demostrado que la protección contra incrustaciones y corrosión es muy importante para la entrada de agua y las tuberías en la fabricación naval, ya que los bloqueos y daños ocasionados por la corrosión requieren reparaciones costosas que consumen mucho tiempo. Además, las incrustaciones y la corrosión aumentan el riesgo de que se afecte la función de las válvulas de agua de mar, las tuberías y otras partes importantes del equipo, lo que puede poner en peligro el funcionamiento y la seguridad del buque. Protection against scaling and corrosion has been proven to be very important for water inlet and pipelines in marine manufacturing, as blockages and damage caused by corrosion require expensive and time-consuming repairs. In addition, fouling and corrosion increase the risk of affecting the function of seawater valves, pipes and other important parts of the equipment, which can jeopardize the operation and safety of the vessel.
Se ha demostrado que la erradicación de las incrustaciones y la corrosión es compleja desde el punto de vista técnico. El agua de mar contiene un gran número de minerales, como cloruros y sulfuros, que pueden corroer muchos materiales metálicos y provocar daños por corrosión. Otras sustancias químicas dañinas, como el flúor, se presentan en concentraciones variables según el lugar. Si las superficies de los materiales, como las paredes interiores de las tuberías, están constante o predominantemente en contacto con agua de mar, un gran número de organismos vegetales y animales que viven en el agua de colonizan las superficies de los materiales. Se produce un proceso de incrustación, que también puede tener lugar anaeróbicamente, es decir, sin aporte de oxígeno. Por otra parte, las bacterias reductoras de sulfatos y los balánidos, como los percebes, desempeñan un papel importante, ya que uno de los productos de reducción producidos es el sulfuro como sal de sulfuro de hidrógeno. Esto reacciona directamente con los metales y crea las llamadas células de corrosión. Las células de corrosión que contienen sulfuro reaccionan anódicamente con las zonas que contienen oxígeno y conducen al proceso de descomposición continua del metal. El contenido natural de sulfuro del agua de mar junto con los organismos y bacterias reductores de sulfato son la causa de las reacciones de corrosión de las superficies metálicas en forma de corrosión electroquímica. Eradication of scale and corrosion has proven to be technically complex. Seawater contains a large number of minerals, such as chlorides and sulfides, which can corrode many metallic materials and cause corrosion damage. Other harmful chemicals, such as fluoride, occur in varying concentrations depending on location. If the surfaces of materials, such as the inner walls of pipes, are constantly or predominantly in contact with seawater, large numbers of plant and animal organisms living in the water colonize the surfaces of the materials. An encrustation process occurs, which can also take place anaerobically, that is, without oxygen supply. On the other hand, sulfate-reducing bacteria and balanids, such as barnacles, play an important role, since one of the reduction products produced is sulfide as a hydrogen sulfide salt. This reacts directly with metals and creates so-called corrosion cells. Sulfide-containing corrosion cells react anodically with oxygen-containing zones and lead to the continuous decomposition process of the metal. The natural sulfide content of seawater together with sulfate-reducing organisms and bacteria are the cause of corrosion reactions of metal surfaces in the form of electrochemical corrosion.
Se sabe que estos problemas típicos de la fabricación naval pueden contrarrestarse con diferentes conceptos de protección contra incrustaciones y corrosión. Entre ellos se encuentran los recubrimientos plásticos o cerámicos, la inyección de preparados biocidas, los ánodos de sacrificio clásicos y los ánodos de corriente impresa para proteger los materiales metálicos susceptibles de ser atacados y destruidos por reacciones químicas o electroquímicas. Tanto en la fabricación naval de superficie como submarina, el uso de ánodos de corriente impresa ha demostrado ser una medida preventiva favorable para la protección de los sistemas de tuberías. It is known that these typical problems in shipbuilding can be counteracted with different concepts of protection against fouling and corrosion. Among them are plastic or ceramic coatings, the injection of biocidal preparations, classic sacrificial anodes and impressed current anodes to protect metallic materials susceptible to being attacked and destroyed by chemical or electrochemical reactions. In both surface and subsea naval manufacturing, the use of impressed current anodes has proven to be a favorable preventative measure for the protection of piping systems.
Para eliminar la biosfera, se ha demostrado que los iones de cobre disueltos en el agua de mar tienen un efecto letal para las células de los organismos y, por tanto, ya no pueden depositarse en las tuberías. De este modo se evitan estrechamientos de la sección transversal e incluso obstrucciones en las tuberías. Los microorganismos eliminados se acumulan en el filtro de agua de mar dispuesto y desde allí pueden descartarse de manera rutinaria. De este modo, los ánodos de cobre garantizan la protección contra las incrustaciones en el sistema de tuberías. To eliminate the biosphere, it has been shown that copper ions dissolved in seawater have a lethal effect on the cells of organisms and can therefore no longer be deposited in pipes. In this way, narrowing of the cross section and even blockages in the pipes are avoided. The removed microorganisms accumulate in the arranged seawater filter and from there can be routinely discarded. In this way, copper anodes guarantee protection against scale in the piping system.
Estos defectos se producen en particular en las embarcaciones sin extracción centralizada de agua de mar, especialmente en los submarinos. Las barreras de seguridad a bordo se instalan en el interior del casco del buque o barco directamente después de la entrada de agua de mar. These defects occur in particular in vessels without centralized seawater extraction, especially in submarines. Shipboard safety barriers are installed inside the hull of the ship or boat directly after the entry of seawater.
De acuerdo con el documento DE 41 18831 A1 se ha dado a conocer un método para mejorar el funcionamiento de los sistemas eléctricos de protección contra la corrosión. En este método, se evita la incrustación de las estructuras hidráulicas de acero y de los buques en la zona por debajo del agua utilizando un sistema eléctrico de protección contra la corrosión con un rectificador, así como un sistema eléctrico de protección contra la corrosión para la ejecución del método. La tensión rectificada generada por el rectificador se sincroniza. According to DE 41 18831 A1, a method for improving the operation of electrical corrosion protection systems has been disclosed. In this method, fouling of steel hydraulic structures and ships in the underwater zone is prevented by using an electrical corrosion protection system with a rectifier, as well as an electrical corrosion protection system for the execution of the method. The rectified voltage generated by the rectifier is synchronized.
Además, de acuerdo con el documento DE 2520948 A1 se conoce un método para la protección eléctrica contra la corrosión de un casquillo de eje de la junta de eje de las hélices de barcos, en donde al menos un miembro de bloque de ánodo de sacrificio se fija a la parte de brida de un casquillo de eje adecuado en el lado de la parte de brida expuesto al agua de mar de forma circunferencial para que pueda reemplazarse fácilmente. En este caso se dispone un ánodo de sacrificio, que está acoplado por varios lados y, por tanto, es difícil de sustituir. Furthermore, according to DE 2520948 A1 a method for the electrical corrosion protection of a shaft sleeve of the shaft seal of ship propellers is known, wherein at least one sacrificial anode block member is Attaches to the flange portion of a suitable shaft bushing on the side of the flange portion exposed to seawater circumferentially so that it can be easily replaced. In this case, a sacrificial anode is provided, which is attached on several sides and, therefore, is difficult to replace.
Además, de acuerdo con el documento DE 10 99 820 B se ha dado a conocer una disposición de ánodos para la protección eléctrica y catódica contra la corrosión, en donde el ánodo de protección está dividido en dos o más ánodos parciales de diferentes potenciales. Esta disposición no puede aplicarse a las entradas de agua de mar. Furthermore, according to DE 10 99 820 B, an anode arrangement for electrical and cathodic protection against corrosion has been disclosed, wherein the protective anode is divided into two or more partial anodes of different potentials. This provision cannot be applied to seawater inlets.
A partir del documento WO 2004/071863 A1 se ha dado a conocer un sistema de prevención de incrustaciones, en donde los ánodos y cátodos separados están dispuestos en una entrada de agua de mar, que no puede ser sustituida como una unidad compacta. From document WO 2004/071863 A1 a scale prevention system has been disclosed, where separate anodes and cathodes are arranged in a seawater inlet, which cannot be replaced as a compact unit.
A partir del documento DE 102009 008 069 A1 se conoce un dispositivo para la protección contra incrustaciones y corrosión de entradas de agua de mar con un ánodo de corriente impresa formado por medios anillos. From document DE 102009 008 069 A1 a device is known for the protection against fouling and corrosion of seawater ingress with an impressed current anode formed by half rings.
A partir del documento WO 2010/022057 A1 se conoce un sistema antiincrustaciones para agua de mar. An anti-fouling system for seawater is known from document WO 2010/022057 A1.
Para conseguir una protección lo más completa posible del conducto de agua de mar, es deseable disponer el dispositivo para la protección contra incrustaciones y corrosión en el exterior. Sin embargo, esto significa que la conexión eléctrica también debe realizarse a través del casco de presión. To achieve the most complete protection possible of the seawater conduit, it is desirable to arrange the device for protection against scale and corrosion on the outside. However, this means that the electrical connection must also be made through the pressure helmet.
Además, es deseable prolongar los intervalos de mantenimiento tanto como sea posible. Por un lado, es importante evitar el desgaste innecesario del ánodo y, por otro, saber cuándo es necesario sustituirlo. Furthermore, it is desirable to extend maintenance intervals as much as possible. On the one hand, it is important to avoid unnecessary wear on the anode and, on the other, know when it needs to be replaced.
El objetivo de la invención es proporcionar un dispositivo y un método de funcionamiento del dispositivo, con el que un sistema de tuberías de agua de mar puede ser protegido efectiva y eficientemente desde el momento en que el agua de mar entra en un casco de presión, por ejemplo un submarino. The object of the invention is to provide a device and a method of operation of the device, with which a seawater piping system can be effectively and efficiently protected from the moment seawater enters a pressure hull, for example a submarine.
Este objetivo se resuelve mediante una embarcación con las características especificadas en la reivindicación 1 y mediante un método con las características especificadas en la reivindicación 7. En las reivindicaciones, la siguiente descripción y los dibujos se muestran otros desarrollos ventajosos. This objective is solved by a vessel with the characteristics specified in claim 1 and by a method with the characteristics specified in claim 7. Other advantageous developments are shown in the claims, the following description and the drawings.
La embarcación de acuerdo con la invención tiene un circuito de agua de mar. El circuito de agua de mar tiene al menos una entrada de agua de mar. La embarcación tiene una pared lateral, en donde la entrada de agua de mar discurre al menos parcialmente a través de la pared lateral en un pasamuros. Al menos parcialmente debe entenderse como que la entrada de agua de mar atraviesa completamente la pared lateral, pero también puede tener partes en el lado de la pared lateral que dan al mar. En la entrada de agua de mar se instala un dispositivo de protección contra incrustaciones y corrosión. El dispositivo tiene una rejilla y al menos un primer electrodo. El primer electrodo y la rejilla están separados por un aislante. El primer electrodo encierra, al menos parcialmente, la entrada de agua de mar. No es absolutamente necesario que la encierre completamente. Por ejemplo, el primer electrodo puede estar compuesto de dos o más segmentos, en donde hay zonas entre los segmentos en las que el primer electrodo no está dispuesto. Por ejemplo, en este caso pueden disponerse elementos de soporte para sujetar el primer electrodo. Preferentemente, el primer electrodo rodea la entrada de agua de mar en al menos 70 %, preferentemente en al menos 80 %, más preferentemente en al menos 90 %, incluso más preferentemente en al menos 95 %. Por ejemplo, y preferentemente, el primer electrodo tiene al menos parcialmente forma de anillo en el caso de una entrada de agua de mar redonda. El primer electrodo está, al menos parcialmente, en contacto directo con el agua de mar. La rejilla y el primer electrodo están conectados a la embarcación. El primer electrodo está conectado al interior del barco a través de una primera conexión eléctrica. The vessel according to the invention has a seawater circuit. The seawater circuit has at least one seawater inlet. The vessel has a side wall, where the seawater inlet runs at least partially through the side wall in a passageway. At least partially it should be understood as the seawater inlet passing completely through the side wall, but it may also have parts on the seaward side of the side wall. A protection device against scale and corrosion is installed at the seawater inlet. The device has a grid and at least one first electrode. The first electrode and the grid are separated by an insulator. The first electrode at least partially encloses the seawater inlet. It is not absolutely necessary that you completely enclose it. For example, the first electrode may be composed of two or more segments, where there are areas between the segments in which the first electrode is not provided. For example, in this case support elements can be provided to hold the first electrode. Preferably, the first electrode surrounds the seawater inlet by at least 70%, preferably by at least 80%, more preferably by at least 90%, even more preferably by at least 95%. For example, and preferably, the first electrode is at least partially ring-shaped in the case of a round seawater inlet. The first electrode is, at least partially, in direct contact with the seawater. The grid and the first electrode are connected to the vessel. The first electrode is connected to the interior of the boat through a first electrical connection.
La primera conexión eléctrica pasa por un segundo pasamuros a través de la pared lateral de la embarcación. El primer pasamuros y el segundo pasamuros están separados. La disposición de la primera conexión eléctrica en un segundo pasamuros a través de la pared lateral de la embarcación requiere al menos un orificio adicional en la pared lateral, lo que resulta estructuralmente complejo. Por otro lado, hay una serie de ventajas. La disposición en un segundo pasamuros separado y no dentro del conducto de agua de mar del primer pasamuros significa que no se reduce su tamaño y se evita una superficie adicional para la adhesión de cal u organismos vivos. Además, el contacto puede realizarse en el interior de la pared lateral, lo que significa que la primera conexión eléctrica no está expuesta al agua de mar. The first electrical connection passes through a second bulkhead through the side wall of the boat. The first grommet and the second grommet are separated. Arranging the first electrical connection in a second bulkhead through the side wall of the vessel requires at least one additional hole in the side wall, which is structurally complex. On the other hand, there are a number of advantages. The arrangement in a separate second passage and not within the seawater conduit of the first passage means that its size is not reduced and an additional surface area for the adhesion of lime or living organisms is avoided. Additionally, the contact can be made on the inside of the side wall, meaning that the first electrical connection is not exposed to seawater.
En este contexto, se entiende por pared lateral una pared del casco, por ejemplo y en particular una parte del casco de presión, de la embarcación. En la zona de la entrada de agua de mar, la pared lateral también puede reforzarse localmente o adaptarse para la entrada de agua de mar, que está firmemente unida a la pared lateral, por ejemplo, un denominado pasante del casco de presión en el casco de presión, que por ejemplo puede soldarse, preferentemente. In this context, a side wall is understood to mean a hull wall, for example and in particular a pressure hull part, of the vessel. In the area of the seawater inlet, the side wall can also be locally reinforced or adapted for the inlet of seawater, which is firmly attached to the side wall, for example a so-called pressure hull through-hull. pressure, which for example can be welded, preferably.
Por parcialmente anular en el sentido de la invención se entiende que el primer electrodo es completamente anular o es un segmento circular. Esto último es preferible si, por ejemplo, se van a disponer un primer electrodo y un segundo electrodo. En este caso, el primer electrodo y el segundo electrodo representarán cada uno una sección de un círculo. Junto con el aislamiento que debe disponerse entre el primer electrodo y el segundo electrodo, esto da lugar de nuevo, preferentemente, a un elemento en forma de anillo. En una realización de este tipo, el primer electrodo sólo tendría una forma anular parcial, ya que sólo forma parte del anillo. Si la sección transversal de la entrada de agua de mar no es redonda sino ovalada, por ejemplo, el primer electrodo y posiblemente el segundo electrodo ocuparán una parte correspondiente de la sección transversal ovalada, por ejemplo, es decir, un "anillo estirado". Partially annular in the sense of the invention is understood to mean that the first electrode is completely annular or is a circular segment. The latter is preferable if, for example, a first electrode and a second electrode are to be provided. In this case, the first electrode and the second electrode will each represent a section of a circle. Together with the insulation that must be provided between the first electrode and the second electrode, this again preferably results in a ring-shaped element. In such an embodiment, the first electrode would only have a partial annular shape, since it is only part of the ring. If the cross section of the seawater inlet is not round but oval, for example, the first electrode and possibly the second electrode will occupy a corresponding part of the oval cross section, for example, i.e. a "stretched ring".
El primer electrodo puede conectarse a la embarcación, por ejemplo, mediante tornillos. La ventaja es que son fáciles de sustituir. The first electrode can be connected to the vessel, for example, by screws. The advantage is that they are easy to replace.
En otra realización de la invención, el primer electrodo y la rejilla están conectados entre sí. Esto significa que ambos pueden sustituirse juntos en una etapa de sustitución rápida y sencilla. Incluso más preferentemente, la rejilla está aislada eléctricamente del primer electrodo. In another embodiment of the invention, the first electrode and the grid are connected to each other. This means that both can be replaced together in one quick and easy replacement step. Even more preferably, the grid is electrically insulated from the first electrode.
En otra realización de la invención, el dispositivo tiene un segundo electrodo. El primer electrodo es preferentemente de cobre y el segundo de hierro. Por ejemplo, el primer electrodo consiste en cobre y el segundo en hierro. In another embodiment of the invention, the device has a second electrode. The first electrode is preferably made of copper and the second of iron. For example, the first electrode consists of copper and the second of iron.
En otra realización de la invención, la primera conexión eléctrica tiene un primer contacto, en donde el primer contacto está dispuesto en paralelo a la dirección longitudinal de la entrada de agua de mar. La primera conexión eléctrica tiene una primera porción de cable. La primera porción de cable está conectada eléctricamente al primer contacto y penetra en el interior de la embarcación formando un ángulo con la dirección longitudinal de la entrada de agua de mar. Por ejemplo, el primer contacto está diseñado como contacto enchufable. Esto permite un ensamble y desensamble sencillos. De forma alternativa, el primer contacto puede diseñarse como un contacto de tornillo. Aunque la instalación y la sustitución son más complejas en este caso, la conexión eléctrica es más estable. En esta realización, el primer y el segundo pasamuros discurren paralelos a una distancia en una primera zona de la pared lateral, con esta primera zona orientada hacia el lado del mar de la pared lateral. En una segunda zona de la pared lateral, el primer y el segundo pasamuros discurren, por tanto, en ángulo y a cierta distancia el uno del otro. Incluso más preferentemente, la distancia entre el primer y el segundo pasamuros hacia el interior de la embarcación aumenta. In another embodiment of the invention, the first electrical connection has a first contact, wherein the first contact is arranged parallel to the longitudinal direction of the seawater inlet. The first electrical connection has a first portion of cable. The first portion of cable is electrically connected to the first contact and penetrates into the interior of the vessel at an angle to the longitudinal direction of the seawater inlet. For example, the first contact is designed as a plug-in contact. This allows for easy assembly and disassembly. Alternatively, the first contact can be designed as a screw contact. Although installation and replacement are more complex in this case, the electrical connection is more stable. In this embodiment, the first and second feedthroughs run parallel at a distance in a first area of the side wall, with this first area facing towards the seaward side of the side wall. In a second area of the side wall, the first and second wall passages therefore run at an angle and at a certain distance from each other. Even more preferably, the distance between the first and second passages towards the interior of the vessel increases.
En otra realización de la invención, la pared lateral de la embarcación es un casco de presión. In another embodiment of the invention, the side wall of the vessel is a pressure hull.
En otra realización de la invención, la pared lateral de la embarcación es un casco de presión. La primera conexión eléctrica está dispuesta en una primera cavidad provista desde el exterior y una segunda cavidad provista desde el interior, en donde la primera cavidad y la segunda cavidad están conectadas entre sí. In another embodiment of the invention, the side wall of the vessel is a pressure hull. The first electrical connection is arranged in a first cavity provided from the outside and a second cavity provided from the inside, wherein the first cavity and the second cavity are connected to each other.
En otra realización de la invención, la embarcación comprende al menos un segundo electrodo, en donde el segundo electrodo comprende un material diferente del primer electrodo. Por ejemplo, el primer electrodo es de cobre y el segundo de hierro. In another embodiment of the invention, the vessel comprises at least one second electrode, wherein the second electrode comprises a different material than the first electrode. For example, the first electrode is made of copper and the second is made of iron.
En otra realización de la invención, la embarcación tiene un dispositivo de control, en donde el dispositivo de control está diseñado para controlar el primer electrodo. In another embodiment of the invention, the vessel has a control device, wherein the control device is designed to control the first electrode.
En otro aspecto, la invención se refiere a un método de una embarcación de acuerdo con la invención con un circuito de agua de mar y una entrada de agua de mar con un dispositivo de protección contra incrustaciones y corrosión y un dispositivo de control. El método comprende las etapas siguientes: In another aspect, the invention relates to a method of a vessel according to the invention with a seawater circuit and a seawater inlet with a scale and corrosion protection device and a control device. The method includes the following steps:
a) Detección de al menos un primer parámetro, a) Detection of at least one first parameter,
a) selección de al menos una primera corriente para un primer electrodo, a) selection of at least a first current for a first electrode,
a) generación de la primera corriente seleccionada en la etapa a) mediante un primer electrodo y un primer contraelectrodo, a) generation of the first current selected in step a) by means of a first electrode and a first counter electrode,
en donde en la etapa a) se selecciona como primer parámetro un parámetro correlacionado con el flujo volumétrico de agua de mar a través de la entrada de agua de mar. where in step a) a parameter correlated with the volumetric flow of seawater through the seawater inlet is selected as the first parameter.
La selección en la etapa a) puede consistir en una selección binaria. Por ejemplo, se puede distinguir entre una válvula de entrada cerrada y una válvula de entrada abierta. En el primer caso se aplica una corriente de 0 A, en el segundo caso se selecciona una primera corriente de i. Del mismo modo, se puede distinguir entre una bomba encendida y otra apagada. En este caso también se puede realizar una selección binaria de la primera corriente. En una mejora adicional, se pueden detectar diferentes estados de carga de una bomba o de varios consumidores que estén conectados y se pueden seleccionar las primeras corrientes correspondientes de acuerdo con una tabla de asignación proporcionada. Por ejemplo, en el caso de dos bombas como consumidores, se puede seleccionar la primera corriente de 0 A si no hay ninguna bomba en marcha, se selecciona la primera corriente de i si hay una bomba en marcha y se selecciona la primera corriente de 2i si hay dos bombas en marcha. The selection in step a) may consist of a binary selection. For example, a distinction can be made between a closed inlet valve and an open inlet valve. In the first case a current of 0 A is applied, in the second case a first current of i is selected. In the same way, you can distinguish between a pump on and one off. In this case a binary selection of the first stream can also be performed. In a further improvement, different load states of a pump or of several connected consumers can be detected and the corresponding first currents can be selected according to a provided allocation table. For example, in the case of two pumps as consumers, the first current of 0 A can be selected if no pump is running, the first current of i is selected if a pump is running, and the first current of 2i is selected. if there are two pumps running.
En estos casos mencionados, el factor correlacionado con el flujo volumétrico del agua de mar es, por ejemplo, el estado de apertura de una válvula de entrada o el estado de carga o el consumo de energía de una o más bombas. En este caso, se puede prescindir de la determinación del flujo volumétrico, que requiere mucho tiempo. In these mentioned cases, the factor correlated with the volumetric flow of seawater is, for example, the opening state of an inlet valve or the state of load or the energy consumption of one or more pumps. In this case, the time-consuming determination of the volumetric flow can be dispensed with.
Otro ejemplo de factor correlacionado con el flujo volumétrico es la temperatura del agua descargada, o el aumento de la temperatura del agua en la embarcación. Dado que se conoce la cantidad de calor transferida al agua, por ejemplo a partir del estado de carga del consumidor enfriado, como un motor, el flujo volumétrico puede determinarse indirectamente a través de la diferencia de temperatura y la capacidad calorífica del agua. Another example of a factor correlated with volumetric flow is the temperature of the discharged water, or the increase in water temperature in the vessel. Since the amount of heat transferred to the water is known, for example from the load state of the cooled consumer such as an engine, the volumetric flow can be determined indirectly via the temperature difference and the heat capacity of the water.
El método de acuerdo con la invención puede utilizarse para garantizar que el primer electrodo genere una concentración suficiente de cationes en el agua de mar, pero que ésta se limita a un mínimo en el primer electrodo. Dado que el agua de mar se utiliza sobre todo para enfriamiento, su flujo volumétrico suele depender de las condiciones de carga del consumidor correspondiente. Por tanto, el flujo volumétrico de agua de mar varía. Para generar una concentración lo más constante posible de cationes en el agua de mar, es aconsejable ajustar la primera corriente. The method according to the invention can be used to ensure that the first electrode generates a sufficient concentration of cations in the seawater, but that this is limited to a minimum at the first electrode. Since seawater is mainly used for cooling, its volumetric flow usually depends on the load conditions of the respective consumer. Therefore, the volumetric flow of seawater varies. To generate as constant a concentration as possible of cations in the seawater, it is advisable to adjust the first current.
La generación de una primera corriente en la etapa a) se realiza preferentemente con una fuente de corriente constante. Para ello, se ajusta la tensión para conseguir la corriente deseada. Las fluctuaciones se producen con regularidad, sobre todo al principio. Incluso más preferentemente, el dispositivo tiene una limitación de la tensión máxima. Esto se utiliza, por ejemplo, para evitar la electrólisis del agua circundante, por ejemplo la formación de oxígeno (O<2>) o cloro (Ch). En este caso, se acepta que no se alcance la primera corriente seleccionada. The generation of a first current in step a) is preferably carried out with a constant current source. To do this, the voltage is adjusted to achieve the desired current. Fluctuations occur regularly, especially at the beginning. Even more preferably, the device has a maximum voltage limitation. This is used, for example, to prevent electrolysis of the surrounding water, for example the formation of oxygen (O<2>) or chlorine (Ch). In this case, it is accepted that the first selected current is not reached.
En otra realización de la invención, el método comprende además las etapas siguientes: In another embodiment of the invention, the method further comprises the following steps:
g) Selección de al menos una segunda corriente para un segundo electrodo, g) Selection of at least a second current for a second electrode,
a) generación de una segunda corriente mediante un segundo electrodo y, si es necesario, un segundo contraelectrodo. a) generation of a second current by means of a second electrode and, if necessary, a second counter electrode.
Incluso más preferentemente, el material del primer electrodo y del segundo electrodo son diferentes. Esto permite liberar diferentes cationes en el agua de mar para conseguir distintos efectos. Even more preferably, the material of the first electrode and the second electrode are different. This allows different cations to be released into the seawater to achieve different effects.
En otra realización de la invención, se selecciona un primer electrodo de cobre como primer electrodo en la etapa a). El primer flujo se selecciona en la etapa a) de modo que se obtenga una concentración de 0,5 ppm a 4 ppm, preferentemente de 1 ppm a 3 ppm, más preferentemente de 1,5 ppm a 2,5 ppm de iones Cu2+ en el flujo volumétrico del agua de mar. La ventaja de esta realización es que se libera la menor cantidad posible de cobre. Esto minimiza el impacto en el agua de mar y prolonga la vida útil del primer electrodo. In another embodiment of the invention, a first copper electrode is selected as the first electrode in step a). The first flow is selected in step a) so that a concentration of 0.5 ppm to 4 ppm, preferably 1 ppm to 3 ppm, more preferably 1.5 ppm to 2.5 ppm of Cu2+ ions in the volumetric flow of seawater. The advantage of this embodiment is that the least possible amount of copper is released. This minimizes the impact on seawater and extends the life of the first electrode.
En otra realización de la invención, se registra al menos un segundo parámetro en la etapa a), en donde la salinidad del agua de mar se selecciona como segundo parámetro. La salinidad del Mar Báltico frente a Finlandia, por ejemplo, es muy diferente de la del Mar del Norte. Esto permite la adaptación al entorno de emisión. La salinidad puede determinarse directamente por medición o a partir de datos almacenados. Por ejemplo, la geoposición de la embarcación y los datos almacenados para este intervalo de posiciones pueden utilizarse para determinar la salinidad, que luego puede, por ejemplo, alimentarse a la fuente de energía. El principal objetivo de la salinidad es mejorar el control de la fuente de energía. In another embodiment of the invention, at least one second parameter is recorded in step a), where the salinity of the seawater is selected as the second parameter. The salinity of the Baltic Sea off Finland, for example, is very different from that of the North Sea. This allows adaptation to the broadcast environment. Salinity can be determined directly by measurement or from stored data. For example, the geoposition of the vessel and the data stored for this range of positions can be used to determine the salinity, which can then, for example, be fed to the power source. The main objective of salinity is to improve control of the energy source.
En otra realización de la invención, el método comprende además las etapas siguientes: In another embodiment of the invention, the method further comprises the following steps:
a) Determinación de la carga total que fluye a partir de la corriente y el tiempo, a) Determination of the total charge flowing from current and time,
f) determinación del momento de sustitución del primer electrodo. f) determination of the moment of replacement of the first electrode.
Mediante la detección de la carga que fluye, es posible predecir la pérdida de material del primer electrodo y, por tanto, predecir la vida útil posterior. La vida útil de los electrodos suele especificarse en función de la carga máxima que fluye a través de ellos, ya que, por ejemplo, un ion de cobre pasa a la solución por cada dos electrones. La constante de Faraday, que es el producto de la constante de Avogadro y la carga elemental, puede utilizarse para convertir la carga en cantidad de sustancia y la masa molar directamente en masa. By detecting the flowing charge, it is possible to predict the material loss of the first electrode and therefore predict the subsequent useful life. The useful life of the electrodes is usually specified based on the maximum charge that flows through them, since, for example, one copper ion passes into solution for every two electrons. Faraday's constant, which is the product of Avogadro's constant and the elemental charge, can be used to convert charge to quantity of substance and molar mass directly to mass.
En otra realización de la invención, el método comprende además las siguientes etapas: e) determinación de la salida de material del primer electrodo. In another embodiment of the invention, the method further comprises the following steps: e) determination of the material output of the first electrode.
A continuación se explica con más detalle el dispositivo de acuerdo con la invención con referencia a un ejemplo de realización mostrado en los dibujos. The device according to the invention is explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment shown in the drawings.
Figura 1 Sección transversal de la entrada de agua de mar Figure 1 Cross section of seawater inlet
Figura 2 Ampliación de la Figura 1 Figure 2 Enlargement of Figure 1
Figura 3 Sección transversal del anillo de electrodos Figure 3 Cross section of the electrode ring
Figura 4 Ampliación de la Figura 3 Figure 4 Enlargement of Figure 3
Figura 5 Vista despiezada Figure 5 Exploded view
Figura 6 Sección transversal de las cavidades del casco de presión Figure 6 Cross section of pressure hull cavities
La Figura 1 muestra una sección transversal a través de una entrada de agua de mar. La entrada de agua de mar está dispuesta en una pared lateral 10, en particular en la cubierta exterior de un casco de presión. El agua de mar se canaliza a través del conducto 20 hacia el interior de la embarcación, en particular del submarino, para ser utilizada, por ejemplo, como agua de enfriamiento en un circuito de agua de mar. Tras pasar por el circuito de agua de mar, el agua de enfriamiento puede devolverse al medio circundante a través de una salida de agua de mar no mostrada. El primer elemento de protección es una rejilla 50, que impide la entrada de objetos de mayor tamaño. Además, la rejilla 50 está dispuesta de manera que, en una primera aproximación, queda enrasada con el exterior de la pared lateral 10 y de esta forma minimiza la resistencia al flujo. Para poder montar la rejilla 50, ésta dispone de un anillo de fijación 52. Un primer electrodo 30, en este caso en forma de electrodo anular de cobre, está dispuesto detrás de la rejilla 50, separado por un aislante 60. El primer electrodo 30 se pone en contacto a través de una primera conexión eléctrica 40. La conexión entre la primera conexión eléctrica 40 y el primer electrodo 30 se muestra en la sección ampliada de la Figura 2. La primera conexión eléctrica 40 está conectada al primer electrodo 30 a través de un primer contacto 90. La conexión entre el primer contacto 90 y el interior de la embarcación se establece a través de la primera porción de cable 80 de la primera conexión eléctrica 40. En el ejemplo mostrado, la primera porción de cable 80 está protegida en el área de conexión por una protección antiquiebre 82. Para proteger el interior de la embarcación de la entrada de agua de mar, la primera conexión eléctrica del caso mostrado tiene tres sellos 70. Figure 1 shows a cross section through a seawater inlet. The seawater inlet is arranged on a side wall 10, in particular on the outer shell of a pressure hull. Seawater is channeled through conduit 20 into the vessel, in particular the submarine, to be used, for example, as cooling water in a seawater circuit. After passing through the seawater circuit, the cooling water can be returned to the surrounding medium through a seawater outlet not shown. The first protection element is a grille 50, which prevents the entry of larger objects. Furthermore, the grille 50 is arranged so that, to a first approximation, it is flush with the exterior of the side wall 10 and thus minimizes resistance to flow. In order to mount the grid 50, it has a fixing ring 52. A first electrode 30, in this case in the form of an annular copper electrode, is arranged behind the grid 50, separated by an insulator 60. The first electrode 30 is brought into contact through a first electrical connection 40. The connection between the first electrical connection 40 and the first electrode 30 is shown in the enlarged section of Figure 2. The first electrical connection 40 is connected to the first electrode 30 through of a first contact 90. The connection between the first contact 90 and the interior of the vessel is established through the first cable portion 80 of the first electrical connection 40. In the example shown, the first cable portion 80 is protected in the connection area by an anti-break protection 82. To protect the interior of the boat from the ingress of sea water, the first electrical connection in the case shown has three seals 70.
La Figura 1 muestra claramente que la pared lateral 10 presenta un engrasamiento en la zona de la entrada de agua de mar. Esto es particularmente preferente si la pared lateral 10 es un casco de presión. Para la fabricación, la entrada de agua de mar se puede construir por separado con el engrasamiento de la pared lateral 10 y luego se inserta en un agujero en la pared lateral 10 continua más delgada. Tras la unión, toda la pared lateral 10 forma una unión fija, que debe ser capaz de soportar cargas elevadas, especialmente en el caso de un casco de presión. Por lo tanto, la pared lateral 10 se considera en este caso continua, aunque esté formada por dos partes. Figure 1 clearly shows that the side wall 10 has a thickening in the area of the seawater inlet. This is particularly preferred if the side wall 10 is a pressure shell. For manufacturing, the seawater inlet can be constructed separately by greasing the side wall 10 and then inserted into a hole in the thinner continuous side wall 10. After joining, the entire side wall 10 forms a fixed connection, which must be able to withstand high loads, especially in the case of a pressure hull. Therefore, the side wall 10 is considered continuous in this case, even though it is made up of two parts.
En la Figura 3, sólo se muestran el primer electrodo 30, la rejilla 50 y la primera conexión eléctrica 40 (reducida al primer contacto 90) para simplificar. El primer electrodo 30 está rodeado por un aislante 60 en toda el área de contacto con la pared lateral 10 y el anillo de fijación 52 de la rejilla 50. En la Figura 4 se muestra ampliado el contacto eléctrico entre el primer electrodo 30 y el contacto 90. In Figure 3, only the first electrode 30, the grid 50 and the first electrical connection 40 (reduced to the first contact 90) are shown for simplicity. The first electrode 30 is surrounded by an insulator 60 throughout the area of contact with the side wall 10 and the fixing ring 52 of the grid 50. The electrical contact between the first electrode 30 and the contact is shown enlarged in Figure 4. 90.
En la Figura 5, se muestra especialmente bien el ensamble conjunto del primer electrodo 30 y la rejilla 50 mediante tornillos de unión 100. Para simplificar el ensamble, el primer electrodo 30 puede fijarse primero mediante dos tornillos 100. A continuación, la rejilla 50 se fija con otros seis tornillos 100, que también fijan mejor el primer electrodo 30. Especially well shown in Figure 5 is the joint assembly of the first electrode 30 and the grid 50 by means of connecting screws 100. To simplify the assembly, the first electrode 30 can be first secured by means of two screws 100. Next, the grid 50 is fixed with six other screws 100, which also better fix the first electrode 30.
La Figura 6 muestra la primera cavidad 110 y la segunda cavidad 120, realizadas en la pared lateral 10 de la embarcación para poder alojar la primera conexión eléctrica 40. Figure 6 shows the first cavity 110 and the second cavity 120, made in the side wall 10 of the boat to accommodate the first electrical connection 40.
Números de referencia Reference numbers
10 10
Pared lateral Side wall
20 twenty
Conducto Conduit
30 30
Primer electrodo First electrode
40 40
Primera conexión eléctrica First electrical connection
50 fifty
Rejilla Rack
52 52
Anillo de fijación Fixing ring
60 60
Aislante Insulating
70 70
Sello Seal
80 80
Primera porción de cable First portion of cable
82 82
Protección antiquiebre Anti-breakage protection
90 90
Primer contacto First contact
100 100
Tornillo Screw
110 110
Primera cavidad First cavity
120 120
Segunda cavidad Second cavity
Claims (11)
Applications Claiming Priority (2)
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2020
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