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公開番号2025060633
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-10
出願番号2024212568,2021555094
出願日2024-12-05,2020-03-13
発明の名称バイオファウリング保護
出願人バイオファウリングテクノロジーズ,インコーポレイテッド
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類C02F 1/00 20230101AFI20250403BHJP(水,廃水,下水または汚泥の処理)
要約【課題】水生環境への長期間の曝露の間、ミクロおよび/またはマクロファウリングから、構造体および/または基材を保護するための、改善されたアセンブリ、デバイス、およびシステムを提供する。
【解決手段】水性環境中に少なくとも部分的に浸漬された表面上のバイオファウリングを低減するためのアセンブリであって、使用中に透水性である構造体であって、そこを通る流体の流れを可能にする、メッシュ、格子、窓形成、または孔の少なくとも1つを備え、可撓性でありかつ第1の側面および反対側の第2の側面を画定する構造体を備え、第1の側面が表面に面するように構造体が水性環境内で表面を取り囲むとき、構造体は、表面と第1の側面との間の水洗環境の第1の化学組成が第2の側面の外側の水性環境の第2の化学組成と異なるように、構造体を通じて表面への流体交換を可能にして、表面上のバイオファウリングを防止または制限する、アセンブリである。
【選択図】図3C
特許請求の範囲【請求項１】
水性環境中に少なくとも部分的に浸漬された基材上のバイオファウリングを低減するためのデバイスであって、
使用中に透水性であるか、または透水性になる、少なくとも１つの垂直に延在する可撓性シート層を含む構造体であって、前記少なくとも１つの垂直に延在する可撓性シート層が、前記水性環境内で前記基材の外周の少なくとも一部分を実質的に取り囲み、前記少なくとも１つの垂直に延在する可撓性シート層が、前記水性環境の表面またはその近くの上端、および第１の深さまで前記水性環境内に下向きに延在する下端を有する、構造体を備え、
前記構造体が、前記水性環境に対して少なくとも部分的に開放されている底面を有する、デバイス。
続きを表示（約 920 文字）【請求項２】
前記構造体が、前記水性環境を、局所的な水性環境と、開放された水性環境と、に分離し、前記局所的な水性環境が、前記基材の表面から前記少なくとも１つの垂直に延在する可撓性シート層の少なくとも内面まで延在し、
前記構造体が、前記局所的な水性環境と前記開放された水性環境との間で、毎時、前記局所的な水性環境中の水の体積の約０．１％～５００％の平均水交換を提供する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記基材の最も低い点が、前記水性環境内に第２の深さで延在し、前記第１の深さが、前記第２の深さよりも深い、請求項１に記載のデバイス。
【請求項４】
前記基材が、前記水性環境内に第２の深さで延在し、前記第１の深さが、前記第２の深さの少なくとも２倍である、請求項１に記載のデバイス。
【請求項５】
前記水性環境が、第２の深さにおいて、前記副状態の下に位置する底面を含み、前記第１の深さが、前記第２の深さ以下である、請求項１に記載のデバイス。
【請求項６】
前記基材の浸漬された船体が、前記水性環境内に第２の深さで延在し、前記第１の深さが、前記第２の深さよりも深い、請求項１に記載のデバイス。
【請求項７】
前記少なくとも１つの垂直に延在する可撓性シート層が、透水性布を含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項８】
前記少なくとも１つの垂直に延在する可撓性シート層が、天然および合成の布、天然および合成の膜、天然および合成のシート、ならびに天然および合成素材の組み合わせから作製された布、膜、フィルム、およびシートからなる群から選択された３次元可撓性材料を含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項９】
前記構造体が、少なくとも平均１０％以上の前記局所的な水性環境内の液体の溶存酸素含有量を維持する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記局所的な水性環境内の水の化学組成が、前記開放された水性環境内の水の化学組成とは異なる、請求項１に記載のデバイス。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１９年３月１３日出願の「ＢＩＯＦＯＵＬＩＮＧＰＲＯＴＥＣＴＩＶＥＥＮＣＬＯＳＵＲＥＳ」と題する米国特許仮出願第６２／８１７，８７３号、および２０１９年１１月１日出願の「ＤＵＲＡＢＬＥＢＩＯＦＯＵＬＩＮＧＰＲＯＴＥＣＴＩＯＮ」と題する特許協力条約（ＰＣＴ）特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ１９／５９５４６号の優先権および利益を主張し、それらの開示は、各々、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
続きを表示（約 3,000 文字）【０００２】
本発明は、特定のタイプおよび／または種類の生物学的生物による侵入および／またはコロニー形成に起因する汚染および／またはファウリングから、水性環境に曝露される、水生環境中に浸漬される、および／または部分的に浸漬される、アイテムおよび／または構造体を保護する際に使用するための改善されたデバイス、システム、および方法に関する。より具体的には、水生環境への長期間の曝露の間、ミクロおよび／またはマクロファウリングから、構造体および／または基材を保護するための改善された方法、装置、および／またはシステムが開示される。
【背景技術】
【０００３】
バイオファウリングとして知られる、水生環境中の構造体に対する様々な海洋生物の成長および付着は、娯楽および産業の両方のボートおよび海運産業、石油およびガス産業、発電所、水処理プラント、水管理および制御、灌漑産業、製造業、科学研究、軍隊（工兵隊を含む）、ならびに漁業を含む、多くの産業にとって顕著な問題である。沿岸水、港湾水、または海洋水（およびそれらの淡水対応物）に曝露される、ボートの船体、水中ケーブル、チェーン、および杭、石油掘削プラットフォーム、ブイ、封じ込めブームシステム、漁網、埠頭、および桟橋と関連付けられたものなどのほとんどの表面は、フジツボ、ムール貝（ならびにカキおよび他の二枚貝）、コケムシ、ヒドロ虫、チューブワーム、ホヤおよび／または他の尾索類などの動物種、ならびに様々な植物種によって、最終的にコロニー形成される。バイオファウリングは、様々な植物および／または動物種の間のそれらが最終的に付着する基材の態様との相互作用から結果的に生じ、これが、バイオファウリング生物を基材に堅固に結合する接着剤の形成につながり、これが、バイオファウリングにつながる。単純に見えるが、バイオファウリングのプロセスは、無数の微生物、マクロ生物、および水生環境の絶えず変化する特性によって影響を受ける非常に複雑な相互作用網である。
【０００４】
バイオファウリングの経済的影響は、多くの産業にとって最大の関心事である。船の大量のバイオファウリングは、水生環境に曝露される様々な表面の腐食、船舶の運航効率の大幅な低減、および多くの場合、船の一部分の最終的な劣化を結果的に生じさせ得る。ミクロおよびマクロ生物の蓄積はまた、船の表面の粗さの増加を引き起こし、それにより、船は、より大きい摩擦抵抗、速度および操縦性の減少、ならびに抗力の増加を受け、結果的に、燃料消費量が増加する。フジツボおよび他の動物が、プロペラ、駆動システム構成要素、入口、および／または浸漬された船体構成要素に付着するため、これらの増加したコストは、商業的および娯楽的乗船者によっても同様に経験される。
【０００５】
バイオファウリングの別の顕著な経済的影響は、多くの産業施設の熱交換器表面および／または他の接液表面上のバイオファウリングおよび／またはファウリング誘発スケールの形成である。例えば、大規模な冷却水システムは、多種多様な産業プロセスで使用されており、それらの最も基本的なこれらのシステムは、高温の流体またはガスから低温の流体またはガスへの熱伝達に依存しており、この熱は、典型的には、「熱伝達表面」を通じて伝わり、熱伝達表面は、多くの場合、高温物質と低温物質とを分離する熱伝達配管の金属壁である。多くの場合、冷却流体は、水を含むことになり、水は、多くの場合、湾、海、および／もしくは海洋から引き出された塩水、川、湖、もしくは井戸／帯水層から引き出された淡水、または様々なソースからの廃水とすることができる。水は、多くの生命体にとって好ましい環境であり、これらのファウリング生物は、多くの場合、熱伝達配管の接液表面にコロニー形成し、冷却システムの熱伝達率を顕著に低減し得る。多くの場合、熱伝達表面上に形成された薄いバイオフィルムでさえ、この表面を顕著に断熱することになり、その熱伝達効率を低減させ、冷却システムの全体的な運用コストを大幅に増加させる。
【０００６】
構造体に対する腐食および他の損傷の増加に加えて、物体に対するマクロファウリングの重量および分布はまた、物体および／または支持構造体が受ける浮力または応力、および歪みを劇的に変化させ得、このことは、汚染された物体の早期の故障および／または沈没につながり得る。例えば、大量のバイオファウリングを伴う表面を含む航行ブイ、封じ込めブーム、または桟橋の支柱は、重量の増加から結果的に生じる増加した応力負荷を受け、過剰な量のマクロファウリングの下で倒壊または沈没する可能性さえある。この増加した応力は、多くの場合、構造体の耐用年数を減少させ、継続的な洗浄および／または交換を必要とする結果をもたらす。同様に、水中センサ（ロープ型センサおよび／または自由浮遊センサを含む）は、多くの場合、海洋生物の侵入および／またはコロニー形成に起因して、比較的速く（多くの場合、３０日未満で）故障および／または誤動作することになる。
【０００７】
バイオファウリングはまた、植物および動物種が汚染された物体に「乗っている」ときに外来環境に植物および動物種を分布させることによる顕著な生態学的問題を生じさせ、相当な立法上および財政上の資源が、バイオファウリングの商業的および生態学的影響と戦うために割り当てられている。
【０００８】
バイオファウリングの蓄積を停止および／または低減する試みにおいて、様々な方法が使用されてきた。特にボートおよび海運産業でより一般的な方法の１つは、掻き取りによるバイオファウリングの除去である。しかしながら、掻き取りは、労働集約的であり、汚染された表面を損傷させ得、掻き取りが、侵入種の拡散を増加させ、地域の動物相に負の環境的影響を結果的にもたらすという懸念から、環境問題が提起されている。それゆえに、水生環境に曝露された表面のバイオファウリングの量を排除または低減するデバイスに対する必要性が存在する。
【０００９】
水と接触する物体を保護し、水生バイオファウリングを防止するための１つの戦略は、物理的被覆の使用を含む。これらの被覆は、望ましくは、構造体を水から遮蔽または分離することによって、保護デバイスとして作用する。例えば、米国特許第３，２２０，３７４号は、海洋保護デバイスを開示している。この発明は、ボートが使用されていないときに水の腐食作用および／または海洋増殖物から海洋機器を保護する独自の手段および方法を対象としている。
【００１０】
米国特許第３，５８７，５０８号は、ボートへの容易な取り付けのためのアウトドライブ保護装置を開示している。この装置は、ボートが使用されていないときに、海洋増殖物から、船内外モータのアウトドライブを保護する。バッグが、バックとトランサムとの間およびアウトドライブユニットの周囲に水密シールを提供する様式でのボートのトランサムへの容易な取り付けのために、アウトドライブユニットの周囲に配置されている。
（【００１１】以降は省略されています）

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