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[Technisches Gebiet]
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Konstruktion, bei welcher das Anhaften von Organismen, wie z.B. Muscheln, Algen u.Ä. im Meer (d.h. Meeresorganismen), verhindert werden kann.
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[Stand der Technik]
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Eine Kraftwerksanlage oder Chemieanlage verwendet das Meereswasser als Kühlwasser, deshalb sind zwecks Wasserentnahme Leitungsrohre etc. im Meer versenkt. An diesen Leitungsrohren haften sich Meeresorganismen wie Muscheln, Algen u.Ä. im Meer an; aus diesem Grund werden regelmäßig Arbeiten zur Entfernung dieser Meeresorganismen durchgeführt, was einen großen Arbeitsaufwand und hohe Kosten verursacht
Das gilt auch bei Bauwerken und Schiffsaußenschalen (Schifisrümpfe), Leitungen und Offshore-Konstruktionen, welche mit Meereswasser in Berührung kommen. Wenn diese Konstruktionen insbesondere zum Schutz vor Anhaftung von Muschen mit einem Beschichtungsmittel behandelt werden, wird dieses in das Meerwasser abgegeben, und folglich werden metallische Feststoffe über das Jahr hinweg in großer Menge in die Natur freigesetzt, was negative Auswirkungen auf die Meeresumwelt nach sich ziehen kann.
Wenn darüber hinaus eine neue Beschichtung benötigt wird, muss die derzeitige Beschichtung zunächst manuell entfernt und dann ein neues Beschichtungsmittel aufgetragen werden, was gesundheitliche Schäden durch bei den Entfernungsarbeiten entstehende Partikel verursacht werden kann.
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Gegenwärtig werden als Materialien für die Rohrblätter der Wärmetauscher, bei welchen Meereswasser als Kühlwasser verwendet wird, zwecks Korrosionsschutzes Aluminiummessing, Titan oder Edelstahl verwendet (z. B, siehe Patentdokumentation 1)
Diese Materialien hatten jedoch keine Funktion, welche das Anhaften von Meeresorganismen verhindert.
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[Dokumente zum Stand der Technik]
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[Patentdokumente]
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[Patentpublikation 1] Offenlegungsschrift
JP 1986-13 8093 [Tokkai-Sho61-138093]
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[Kurze Zusammenfassung der Erfindung]
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[Aufgabenstellung der Erfindung]
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Die vorliegende Erfindung wurde angesichts dieser Umstände getätigt, und das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Konstruktion zur Verfügung zu stellen, welche das Anhaften von Organismen, wie z.B. Muscheln und Algen im Meereswasser, verglichen mit herkömmlichen Ausführungen hemmen und darüber hinaus verhindern kann, so dass es möglich wird, den Aufwand und die Kosten für die Arbeiten zur Entfernung angesetzter Organismen zu verringern und die Meeresumwelt vor negativen Auswirkungen zu schützen.
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[Mittel zur Lösung der Probleme]
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Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben diverse Experimente durchgeführt, um ein metallisches Material zu finden, welches für die Nutzung im Meer und in einem unter dem Einfluss vom Meereswasser stehenden Bereich geeignet ist, d.h. das Anhaften von Organismen wie Muscheln, Algen u.Ä. verglichen mit herkömmlichen Ausführungenhemmen und darüber hinaus verhindern kann. Sie fanden heraus, dass Neusilber, welches die im Folgenden beschriebene chemische Zusammensetzung aufweist, die Anforderungen an das oben genannte metallische Material erfüllt. Neusilber wird auf Grund seiner hervorragenden Festigkeit und Federeigenschaft als Material für elektronische Geräte, wie z.B. Gehäuse fürQuarzoszillatoren, Kappen für Transistoren, Schiebeplatten für die Lautstärke-Einstellung, Zifferblätter für Uhren verwendet und findet auf Grund seines schönen optischen Glanzes und seiner Korrosionsbeständigkeit eine breite Anwendung, wie z.B. für Schmuckartikel, Besteck und Geschirr, Rohrinstrumente.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben nämlich eine neue Anwendung dieses Neusilbers entdeckt, welches das Anhaften von Meeresorganismen verhindern kann und für die Anwendung im Meereswasser und in einem unter Einfluss vom Meereswasser stehenden Bereich geeignet ist
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Bei einer Konstruktion, welche den oben genannten Zweck erfüllt und gemäß der ersten Erfindung das Anhaften von Meeresorganismen verhindern kann, ist eine Schicht aus Neusilber an ihrer mit Meereswasser in Kontakt stehenden Oberfläche ausgeführt, welche die folgende Zusammensetzung in Massenanteilen aufweist: Cu: von 63,0% bis einschließlich 67,0%; Pb: 0 oder über 0 bis einschließlich 0,03%; Fe: 0 oder über 0 bis einschließlich 0,25%; Mn: 0 oder über 0 bis einschließlich 0,50% Ni: von 8,5% bis einschließlich 11,0%; und der Rest aus Zn und unvermeidbaren Verunreinigungen.
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Eine Konstruktion, welche den oben genannten Zweck erfüllt und gemäß der zweiten Erfindung das Anhaften von Meeresorganismen verhindern kann, wird im Meer bzw. in einem Zustand verwendet, in dem sie mit Meereswasser in Berührung kommen kann, und besteht aus einem Neusilber mit der folgenden Zusammensetzung in Massenanteilen: Cu: von 63,0% bis einschließlich 67,0%; Pb: 0 oder über 0 bis einschließlich 0,03%; Fe: 0 oder über 0 einschließlich 0,25%; Mn: 0 oder über 0 bis einschließlich 0,50% Ni: von 8,5% bis einschließlich 11,0%; und der Rest aus Zn und unvermeidbaren Verunreinigungen.
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Bei dem genannten Neusilber handelt es sich um eine Kupfer-Nickel-Zink-Legierung (CuNiZn), welche der Legierungsnummer C7451 gemäß H3110 (2018) der JIS (Japanische Industrienormen ([der gegenwärtigen] Japanische Industrienormen*2)) entspricht.
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[Wirkung der Erfindung]
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Bei einer Konstruktion zur Verhinderung der Anhaftung von Meeresorganismen gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, das Anhaften von Meeresorganismen, wie z.B. Muscheln, Algen u.Ä. im Meer, verglichen mit herkömmlichen Ausführungenzu hemmen und darüber hinaus zu verhindern, indem eine Schicht aus Neusilber mit der oben beschriebenen Zusammensetzung an der mit Meereswasser in Berührung kommenden Oberfläche der Konstruktion ausgeführt wird, oder eine im Meereswasser zu verwendende Konstruktion oder Konstruktion, welche mit Meereswasser in Berührung kommen kann, an sich aus Neusilber mit der oben angeführten Zusammensetzung ausgeführt wird.
Dadurch kann die Häufigkeit der Wartungsarbeiten verglichen mit herkömmlichen Ausführungen verringert und der Aufwand und die Kosten für Arbeiten zur Entfernung angehafteter Organismen reduziert werden. Darüber hinaus können negative Auswirkungen wie etwa auf die Meeresumwelt durch ein Beschichtungsmittel, welches das Anhaften von Organismen verhindert, vermieden werden, da ein solches nicht verwendet wird.
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[Kurze Beschreibung der Zeichnungen]
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- ist ein Foto, welches einen Zustand der Anhaftung von Muscheln an einem Prüfstück gemäß dem Ausführungsbeispiel und den Prüfstücken der Vergleichsbeispiele nach dem Eintauchen im Meereswasser zeigt.
- ist ein Foto, welches den Zustand der Anhaftung von Muscheln vor und nach dem Eintauchen im Meer an Prüfstücken gemäß den herkömmlichen Beispielen zeigt.
- zeigt den Zustand der Anhaftung von Muscheln an den Prüfstücke gemäß den herkömmlichen Beispielen nach ihrem Eintauchen im Meer.
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[Ausführungsformen der Erfindung]
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Anschließend wird zum besseren Verständnis der Erfindung ein konkretes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Abbildungen erläutert.
Durch eine Konstruktion zur Verhinderung der Anhaftung von Meeresorganismen gemäß einem der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung kann das Anhaften von Meeresorganismen, wie z.B. Muscheln und Algen, verglichen mit herkömmlichen Ausführungengehemmt und darüber hinaus verhindert werden, daher ist sie für eine Anwendung im Meer und in einem Bereich, in dem ein Einfluss von Meereswasser zu erwarten ist, geeignet
Im Folgenden wird dieses Ausführungsbeispiel näher erläutert.
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Bei dieser Konstruktion handelt es sich um eine solche, bei welcher sich aufgrund ihres [Einsatzes] im Meer und aufgrund des Meereswassereinflusses Organismen, wie z.B. Muscheln, Algen u.Ä. im Meer [an ihrer Oberfläche], anhaften oder bei welcher eine solche Gefahr besteht Konkret handelt es sich um Kraftwerksanlagen (Bestandteile wie z.B. Kupplungen wie Flansche und Ellbogenkupplungen, Rohrleitungen, Drähte etc.) oder Chemieanlagen, Schiffsbestandteile (Rümpfe, Schrauben, Ruder etc.), Offshore-Konstruktionen (Offshore-Windkraftanlage) etc.
An der mit Meereswasser in Berührung kommenden Oberfläche dieser Konstruktion ist eine Schicht aus Neusilber (Neusilberbeschichtung) ausgeführt Diese Neusilberschicht kann herausgebildet werden, indem die mit Meereswasser in Berührung kommende Oberfläche des betreffenden Gegenstands z.B. durch Elektroplattierung, Schmelztauchen oder durch Spritzen mit Neusilber beschichtet wird, oder indem eine dünne Platte aus Neusilber (etwa in einer Stärke kleiner oder gleich 4mm) bearbeitet und auf die Oberfläche angebracht wird. Die Stärke dieser Neusilberschicht soll etwa kleiner oder gleich 3mm betragen; bei einer Beschichtung soll sie etwa kleiner oder gleich 1mm sein. Es ist ferner möglich, eine Flüssigkeit oder klebrige Masse herzustellen, bei welcher einem Harzmaterial Neusilberpulver oder -granulat beigemischt wird, und diese auf die Oberfläche, welche vor dem Anhaften von Meeresorganismen geschützt werden soll, aufzutragen. Darüber hinaus kann die Konstruktion selbst (an sich) aus Neusilber gebildet werden.
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Bei diesem Neusilber handelt es sich um eine Kupfer-Nickel-Zink-Legierung (CuNiZn), die die folgende Zusammensetzung in Massenanteilen aufweist: Cu: von 63,0% bis einschließlich 67,0%; Pb: 0 oder über 0 bis einschließlich 0,03%; Fe: 0 oder über 0 bis einschließlich 0,5%; Mn: 0 oder über 0 bis einschließlich 0,50%; Ni: von 8,5% bis einschließlich 11,0%; und der Rest aus Zn und unvermeidbaren Verunreinigungen, und welche der Legierung der Legierungsnummer C7451 gemäß H3110 (2018) der JIS entspricht.
Dieses Neusilber zeichnet sich durch Elastizität und Biegeverarbeitbarkeit aus und hat eine relativ hohe Korrosionsbeständigkeit, und im Hinblick auf mechanische Eigenschaften wie z.B. Zugfestigkeit ist es besser als Messing. Im Allgemeinen gilt, dass die Federeigenschaft mit zunehmendem Ni-Anteil, die Festigkeit mit zunehmendem Zn-Anteil und die Streckfähigkeit mit zunehmendem Cu-Anteil größer werden. Darüber hinaus ist es genauso leitfähig wie allgemeine Metalle.
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Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben als Ergebnis der tatsächlich durchgeführten diversen Experimente neuerlich festgestellt, dass das oben genannte Neusilber die Funktion besitzt, die das Anhaften von Meeresorganismen hemmt und darüber hinaus verhindert.
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[Ausführungsbeispiele]
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Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel erläutert, welches zur Überprüfung der Wirkungen der vorliegenden Erfindung erstellt wurde.
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(Test 1)
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Prüfstücke gemäß einem der Ausführungsbeispiele und den Vergleichsbeispielen wurden in das Meereswasser eingetaucht, und ihr Zustand der Anhaftung von Muscheln wird als Ergebnis anhand der erläutert.
Zur Durchführung des Experiments wurden vier unterschiedliche Prüfstücke in den Hafen A und B, in denen ein unterschiedliches Meereswasserverhältnis herrscht, in das Meereswasser eingetaucht.
Als Prüfstücke wurden jeweils Neusilber mit der genannten Legierungsnummer C7451 als Ausfuhrungsbeispiel (das linke Stück im oberen Bild der und das untere Bild), ein Gussteil aus Messing (Typ 1 Gussteil aus Messing (Legierungscode: CAC201) gemäß JIS H5120 (2016): das zweite und dritte von links im oberen Bild der ) sowie Neusilber der Legierungsnummer C7701 (das rechte Stück im oberen Bild der ) verwendet. Dieses Neusilber mit der Legierungsnummer C7701 ist eine Legierung, welche in den JIS H3130 (2018) spezifiziert ist und in Massenanteilen [ausgedrückt] aus Cu: von 54,0% bis einschließlich 58,0%; Pb: 0 oder über 0 bis einschließlich 0,03%; Fe: 0 oder über 0 bis einschließlich 0,25%; Mn: 0 oder über 0 bis einschließlich 0,50% Ni: von 16,5% bis einschließlich 19,5%, und dem Rest aus Zn (Zink) und unvermeidbaren Verunreinigungen besteht und verglichen mit dem Neusilber der Legierungsnummer C7451 (Neusilber für Federn) als Ausführungsbeispiel einen geringeren Cu-Anteil und einen größeren Ni-Anteil besitzt.
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Wie im oberen Bild der gezeigt wird, wurde beim Prüfstück gemäß dem Ausführungsbeispiel auch nach zwei Jahren keine Anhaftung von Muscheln u.Ä. festgestellt, während bei den Prüfstücken gemäß den Vergleichsbeispielen, d.h. Guss aus Messing und Neusilberlegierung C7701, eine Anhaftung von Erde, Algen u.Ä. sowie Seepocken festgestellt wurde.
Darüber hinaus wurden beim Prüfstück gemäß dem Ausführungsbeispiel, wie im unteren Bild derAbb. 1 gezeigt wird, auch nach zwei Jahren nach dem Eintauchen in das Meereswasser, bei welchem ein anderes Verhältnis herrschte, keine Anhaftung von Muscheln u.Ä. festgestellt
Wie oben beschrieben stellte sich heraus, dass das Prüfstück gemäß dem Ausführungsbeispiel verglichen mit denen gemäß den Vergleichsbeispielen das Anhaften von Meeresorganismen, wie z.B. Muscheln, Algen u.Ä. im Meer, hemmen und darüber hinaus verhindern kann, und dass insbesondere mit dem Neusilber mit der Legierungsnummer C7451, welches das Ausführungsbeispiel darstellte, verglichen mit dem Neusilber mit der Legierungsnummer C7701 in Hinblick auf die Verhinderung der Anhaftung von Meeresorganismen ein vorzügliches Ergebnis erzielt werden kann.
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(Test 2)
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Es wurden metallische Materialien, welche herkömmlich in einer Umgebung verwendet werden, in der sie mit Meerwasser in Berührung kommen, nach der Schnelligkeit der Anhaftung von Muscheln untersucht, und das Ergebnis wird anhand von und erläutert.
Hierfür wurden fünf unterschiedliche Prüfstücke in das Meereswasser im Hafen A eingetaucht und das Experiment durchgeführt. Diese Prüfstücke waren aus Kupfer (vor dem Eintauchen und nach 18 Tagen das linke Stück in der sowie das linke Stück im oberen Bild in ) und aus den gängigen vier Materialsorten der Messing-Gruppe (alle außer das linke im oberen und unteren Bild der sowie im oberen Bild derAbb. 3).
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Die fünf verschiedenen Prüfstück wurden in dem Zustand wie im oberen Bild der gezeigt, in das Meerwasser eingetaucht Trotz der Winterzeit mit niedriger Meereswassertemperatur hafteten Muscheln u.Ä., wie im unteren Bild der ersichtlich, bereits nach 18 Tagen an. Ferner wurden nach zwei Monaten weitere Anhaftungen von Muscheln u.Ä. an allen Prüfstücken festgestellt. Das mittlere Bild und das untere Bild in der sind vergrößerte Fotos der Prüfstücke des oberen Bildes, welche aus dem Material der Messing-Gruppe ausgeführt wurden.
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Es wurde daher festgestellt, dass durch die Konstruktion zur Verhinderung der Anhaftung von Meeresorganismen gemäß der vorliegenden Erfindung das Anhaften von Organismen, wie z.B. Muscheln, Algen u.Ä. im Meer, verglichen mit herkömmlichen Ausführungengehemmt und darüber hinaus verhindert werden kann.
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Wie oben beschrieben wurde die vorliegende Erfindung anhand einer Ausführungsform erläutert. Die vorliegende Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf die genannte Ausführungsform und schließt auch andere Ausführungsformen und Änderungsbeispiele ein, welche im Rahmen der Patentansprüche denkbar sind. Im Rahmen der Ansprüche der vorliegenden Erfindung sind auch solche miteingeschlossen, bei denen eine Konstruktion ausgeführt wird, welche das Anhaften von Meeresorganismen verhindern kann, indem die vorgenannten einzelnen Ausführungsformen und Änderungsbeispiele teilweise oder gänzlich kombiniert werden.
In den vorgenannten Ausführungsformen wurden als Beispiel der Konstruktion Kraftwerksanlagen und Chemieanlagen, Bestandteile von Schiffen, Offshore-Konstruktionen angeführt, [die vorliegende Erfindung] beschränkt sich jedoch nicht auf diese, sondern schließt auch solche ein, solange diese im Meereswasser oder in einem Zustand, bei dem sie mit Meereswasser in Berührung kommen können, verwendet werden.
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Industrielles Anwendungsgebiet
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Durch die Konstruktion zur Verhinderung der Anhaftung von Meeresorganismen gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Anhaften von Meeresorganismen, wie z.B. Muscheln, Algen u.Ä. im Meer, verglichen mit herkömmlichen Ausführungengehemmt und darüber hinaus vermieden werden. Dadurch können der Arbeitsaufwand und die Kosten für Arbeiten zur Entfernung angehafteter Organismen reduziert werden, und da kein Beschichtungsmittel zur Verhinderung der Anhaftung von [Meeres]organismen verwendet wird, können negative Auswirkungen wie z.B. auf die Meereswasserumwelt vermieden werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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