JP2000005767A - 海水取水設備の防汚方法および防汚装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 海水取水設備への海洋生物の付着を防止する
防汚を、防汚対象面に設けた導電性被覆を陽極とし対極
を陰極としてその間に直流電流を流して行なうに当り、
陽極の各部分の電位の差を小さく抑え、防汚効果を確実
に得た上で、被覆の耐久性を高く保つこと。 【解決手段】 コンクリート製の水路の防汚を行なう
場合に例をとれば、防汚対象面の向かい合う両岸を、金
属製の平板の表面に導電性材料のライニングを施し裏面
に絶縁性材料のライニングを施した防汚電極パネルで被
覆し、それぞれの岸の反対側に比較的小表面積の電極を
各防汚電極パネルの対極としてそれぞれ設け、各組の防
汚電極パネルと対極との間に、前者を陽極とし後者を陰
極として直流電流を流すことによって、陽極面への海洋
生物の付着を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷却用に大量の海
水を取水する設備の、海水に接する部分の表面に海洋生
物が付着することを防止する、いわゆる防汚技術に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】海水取水設備は、通常、コンクリート製
の水路か、鋼製の管路を使用する。この設備の海水と接
する面に海洋生物が付着することを防止する防汚の手段
として、従来は、接水面に防汚塗料を塗装したり、海水
中に塩素を注入したりすることが行なわれていたが、い
ずれも環境適合性の観点から好ましいものではない。そ
こで、近年、環境問題のない電気的な防汚技術が開発さ
れ、従来技術に置き換わりつつある。

【０００３】電気的な防汚法といっても、海水を電気分
解することにより塩素を発生させる手法は、一般には、
やはり採用し難い。 環境がそれを許容するとしても、
塩素を発生させる電極に導電塗膜を用いる場合、陽極と
して作用させることおよび塩素を発生させることから、
導電塗膜が非常に強い酸化環境にさらされ、劣化するお
それがあることを考えなければならない。 塩素を発生
させる導電性塗膜を鋼構造物に適用する場合には、導電
塗膜の劣化を想定した電食対策が必要であり、鋼構造物
を重防食塗料で厳重に保護しなければならない。 これ
は必要な塗装回数の増大を意味し、不経済である。

【０００４】海洋生物が海洋構造物の表面に付着するメ
カニズムは、まず海水に接している海洋構造物の表面に
微生物が付着して微生物皮膜を形成し、その上にフジツ
ボ、ムラサキイガイ、カキ等の大型生物が付着するとい
う順に従うことが知られており、表面への微生物の付着
を防止することが効果的な解決策となる。

【０００５】この事実に着目して発明者らは研究を進
め、塩素の発生が避けられる陽極電位であっても、陽極
に近づいた微生物に電気的なショックを与えることで、
その付着を防止できることを確認し、実際の海洋構造物
における防汚技術を確立し、すでに開示した（特公平７
−２４８２２号）。 その技術は、基本的には、海洋構
造物の防汚対象面を導電性物質で被覆し、この被覆を陽
極とし、別に設けた対極を陰極として、それらに間に直
流電流を流すことからなる。

【０００６】そこでは、陽極の電位を、０．５〜１．５
Ｖ vs.ＳＣＥの範囲内にえらぶべきことを記載したが、
実施を通じて、長期にわたり防汚効果をあげるととも
に、導電性物質の被覆の耐久性を実用上望ましいレベル
に保つためには、陽極電位を１．０〜１．３Ｖ vs.ＳＣ
Ｅの範囲にコントロールする必要があることが明らかに
なった。容易に理解されるように、陽極電位が低いと防
汚効果が不十分になる。一方、高過ぎると、導電性材料
の耐久性が低くなる。 最も望ましい陽極電位は、１．
０５〜１．２Ｖ vs.ＳＣＥの範囲にある。

【０００７】陽極電位をこのように正確にコントロール
するためには、いうまでもなく、電流分布（ないし電位
分布）の均一さが実現されなければならない。 断面が
長方形の水路の場合、両岸に並行平板状に両電極を配置
すれば理想的であるが、陰極となる対極の側には防汚効
果が及ばないので、対極の表面積は極力小さくしなけれ
ばならないという制約がある。 一方、断面が円形の鋼
製管路の場合、中心に対極を配置すればよいが、実際の
装置でこれを実現することは、たとえば対極の支持体の
防汚をどうするか、という新たな問題を生じさせ、やは
り困難である。陽極と陰極との距離が部分によって異な
れば、海水の抵抗は当然に差があり、それに応じた電圧
降下に伴う電位の不均一な分布が生じる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、電気
的な防汚における上述の問題に対処し、実際の装置にお
いて構造的に実現容易であって、しかも比較的均一な電
位分布、つきつめていえば、電位分布の不均一さが陽極
電位のコントロールの観点から許容できる限度内に止ま
っている電位分布が実現するような、海水取水設備の防
汚方法および防汚装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の防汚方法は、海
水取水設備の海水に接する面への海洋生物の付着を防止
する方法にであって、その一つの態様は、コンクリート
製の水路の防汚を行なうものである。 この場合、防汚
対象面の向かい合う両岸を、平面金属板の表面に導電性
材料のライニングを施し裏面に絶縁性材料のライニング
を施した平面防汚電極パネルで被覆し、それぞれの岸の
反対側に比較的小表面積の電極を各平面防汚電極パネル
の対極としてそれぞれ設け、各組の平面防汚電極パネル
と対極との間に、前者を陽極とし後者を陰極として直流
電流を流すことによって、陽極面への海洋生物の付着を
防止することからなる。

【００１０】いま一つの態様は、鋼製の管路の防汚を行
なうものである。 この場合は、防汚対象面を、軸を通
る平面で少なくとも二つに分割し、分割された各面を、
各面の形状に応じた半円筒形のわん曲をもつわん曲金属
板、または管内面の形状に沿って半円筒形にわん曲させ
得る金属板の表面に導電性材料のライニングを施し、裏
面に絶縁性材料のライニングを施したわん曲防汚電極パ
ネルで被覆し、管路内面の、各わん曲防汚電極パネルか
ら遠い位置に比較的小表面積の電極を各防汚電極パネル
の対極としてそれぞれ設け、各組のわん曲防汚電極パネ
ルと対極との間に、前者を陽極とし後者を陰極として直
流電流を流すことによって、陽極面への海洋生物の付着
を防止することからなる。

【００１１】

【発明の実施形態】上記の態様を、装置の構成を示す図
面を参照して説明すれば、本発明の第一の防汚方法を実
施するための装置は、図１および図２に見るように、海
水（９）が流れるコンクリート製の水路（１）の両岸
を、平面金属板（２１）の表面に導電性材料のライニン
グ（２２）を施し裏面に絶縁性材料のライニング（２
３）を施した平面防汚電極パネル（２Ａ，２Ｂ）で被覆
し、それぞれの平面防汚電極パネルの上に、電気的に絶
縁して、比較的小表面積の電極（３Ａ，３Ｂ）を対岸の
平面防汚電極パネル（２Ｂ，２Ａ）の対極としてそれぞ
れ設け、各組の平面防汚電極パネルと対極との間に、前
者を陽極とし後者を陰極として直流電流を流すための電
源（７）および制御装置（８）を加えて構成する。

【００１２】対極（２Ａ，２Ｂ）の位置は、図３に示す
ように、防汚対象面の中央から立てた垂線の上に来るよ
うにすべきである。

【００１３】この装置の実際の操業は、両岸の防汚電極
パネルのうち一方（たとえば２Ａ）とその対極（３Ａ）
との間に電流を流して稼働させ、その間、他方の防汚電
極パネル（２Ｂ）とその対極（３Ｂ）とは休止させてお
き、所定の時間経過後、他方（２Ｂと３Ｂ）を稼働させ
一方（２Ａと２Ｂ）を休止させるというように、交互に
通電を行なう。

【００１４】このタイプの装置の防汚電極パネル上の電
位分布は、対極から最も近い点、すなわち図３に示した
垂線の立つ位置が、海水の抵抗が最小であるから最も高
く、対極から最も遠い上下の両端で最も低くなる。 し
たがって電位分布は、水路の断面形状によって左右され
る。 最高と最低の電位の差は、対極から両端を望む角
度αとするとき、tan αに比例して大きくなる。 それ
が、前記した防汚効果と防汚電極パネルの耐久性との兼
ね合いで許容できる限度内にない場合は、たとえば対極
を２か所設けるなどの対策を取らなければならない。
本発明は、そのような態様も包含する。

【００１５】本発明の第二の防汚方法を実施するための
装置は、図１および図２に対応して掲げた図４および図
５に見るように、海水（９）が流れる鋼製の管路（４）
の防汚対象面を、軸を通る平面で少なくとも二つ（図４
の例では二つ）に分割し、分割された各面を、各面の形
状に応じた半円筒形のわん曲をもつわん曲金属板（５
１）、または管内面の形状に沿って半円筒形にわん曲さ
せ得る金属板の表面に導電性材料のライニング（５２）
を施し、裏面に絶縁性材料のライニング（５３）を施し
たわん曲防汚電極パネル（５Ａ，５Ｂ）で被覆し、管路
内面の、各わん曲防汚電極パネルから遠い位置に、電気
的に絶縁して、比較的小表面積の電極（６Ａ，６Ｂ）を
各わん曲防汚電極パネルの対極としてそれぞれ設け、各
組のわん曲防汚電極パネルと対極との間に、前者を陽極
とし後者を陰極として直流電流を流すための電源（７）
および制御装置（８）を加えて構成した防汚装置であ
る。

【００１６】対極（６Ａ，６Ｂ）の位置は、図６に示す
ように、防汚対象面の中央において、そこを通る接線に
直交する線の上に来るようにすべきである。

【００１７】このタイプの装置の防汚電極パネル上の電
位分布は、図３とは逆に、対極から最も近い点、すなわ
ち図６のパネル上下の両測縁が最も高く、対極から最も
遠いパネル中心で最も低くなる。 これは、管路断面が
円形であるかぎり、口径の大小によらない。 そこで、
最高と最低の電位の差が許容できる限度内にない場合
は、図７に示すように円周を三等分して、対極が防汚電
極パネルを望む角度を制限する必要がある。 場合によ
っては、四等分もあり得る。 ここでも本発明は、その
ような態様も包含する。

【００１８】この装置もまた、実際の操業は、少なくと
も二つあるわん曲防汚電極パネルの一つ（５Ａ）とその
対極（６Ａ）との間に電流を流して稼働させ、その間残
りのわん曲防汚電極パネル（５Ｂまたは、さらに５Ｃ
…）とそれらの対極（６Ｂなど）は休止させておき、所
定の時間経過後、休止していたわん曲防汚電極パネルの
一つ（たとえば５Ｂ）とその対極（６Ｂ）を稼働させ残
りを休止させるというようにし、順次に通電を行なう。

【００１９】通電は、必ずしも絶えず行わなければなら
ないものではなく、海洋生物の付着の状況によっては、
通電を間欠的に行なっても、すなわち、全く通電しない
期間があっても、防汚の目的を達することができること
が確認されている。 したがって、第一第二の態様を通
じて、通電と休止のタイムスケジュールは、適宜に決定
することができる。

【００２０】防汚電極パネルの製造方法については、前
掲の特公平７−２４８２２号公報に記載のとおりである
が、概略を述べれば、導電性物質の粉末または繊維とし
ては任意のものが使用できる。 実用的なものは、グラ
ファイト粉末、カーボンブラック、金属粉末および導電
性繊維からえらんだもの、またはそれらの混合物であ
る。 バインダーは、有機高分子化合物が好適である。
被覆の形成方法は任意であるが、通常はコーティング
塗膜として設けるか、またはライニング被覆として設け
ることになり、それに応じて、バインダーを選択する。
コーティング用には、塗料に一般的に用いられている
熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂やゴム系の高分子化合物
が、またライニング用には、ゴムライニングや樹脂ライ
ニングに一般的に用いられているゴムまたはプラスチッ
クが、常法に従って使用される。

【００２１】導電性被覆中の導電性物質およびバインダ
ーの配合割合は、重量％で、３０〜９０：７０〜１０の
範囲からえらぶとよい。 導電性物質としてグラファイ
トおよび（または）カーボンブラックを使用した場合
は、上記の比率を３０〜５０：７０〜５０の範囲にする
とよく、金属粉末および（または）金属繊維を使用した
場合は、５０〜９０：５０〜１０の範囲にするとよい。
導電性物質は、高い割合で配合すれば導電性被覆の比
抵抗が低くなって好ましいが、被覆にはある程度の強さ
が要求される。

【００２２】本発明による防汚では、導電性被覆の表面
に接近した微生物に電気的なショックを与えて殺菌する
か、または定着を忌避させるだけであるから、防汚のた
めに消費する電力は少量で足りる。 塩素などの有害物
質は全然発生しないから、環境に影響を与えるおそれが
ない。

【００２３】

【実施例１】重量％で、ブチルゴム５０％（ポリマーお
よび加工剤を含む）とグラファイト粉末５０％とからな
る導電性ゴムシートを、幅１ｍ×長さ４ｍの長方形で、
厚さ３mmの平面鋼板の表面にライニングし、裏面には、
絶縁性のゴムライニングを施して、加熱加硫した。

【００２４】このようにした用意した平面防汚電極パネ
ルの中央線上に、鋼で製造した直径１０mmの線材を、パ
ネルに接する半面を絶縁して固定し、対極とした。 幅
４ｍ×深さ５ｍに形成した海水の水路の両岸岸壁に、こ
の平面防汚電極パネルと対極との組を二つ、対向させて
取り付けた。両極間に直流電圧を印加し、陽極表面の各
部分における電位を測定したところ、最高１．１５Ｖ、
最低１．１０Ｖ（vs. ＳＣＥ）であった。

【００２５】

【実施例２】実施例１で使用した導電性ゴムシートを、
幅０．５ｍ×長さ６ｍの長方形で厚さが１mmの鋼板にラ
イニングし、裏面には絶縁性のゴムライニングを施し、
加熱加硫した。

【００２６】このようにして用意したパネルを、直径
（内径）３．９ｍの鋼管で形成した海水の管路の内面
に、半円筒形にわん曲させながら取り付けて、わん曲防
汚電極パネルとした。 その中央線上に、直径１０mmの
鋼線材を、パネルに接する半面を絶縁して固定し、対極
とした。 このわん曲防汚電極パネルと対極との組を、
二つずつ対向させて取り付けた。両極間に直流電圧を印
加し、陽極表面の各部分における電位を測定したとこ
ろ、最高１．１５Ｖ、最低１．１２Ｖ（vs. ＳＣＥ）で
あった。

【００２７】

【発明の効果】導電性物質の被覆を陽極とし対極を陰極
としてその間に直流電流を流すことによる海水取水設備
の防汚を、本発明の技術に従って実施すれば、環境を汚
染する心配がなく効果的に海洋生物の付着を防止するこ
とができるという、この防汚方法が本来もっている利益
を享受した上で、防汚対象表面の場所によって電位が異
なるという問題を最小限に抑えて、防汚効果を確実に
得、かつ陽極表面の被覆の耐久性を高く保つことが可能
になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による海水取水設備の防汚装置の一態
様を示す、水路の横断面図。

【図２】 図１の防汚装置の水路の縦断面図。

【図３】 図１の主要部の説明図。

【図４】 本発明による海水取水設備の防汚装置の別の
態様を示す、管路の横断面図。

【図５】 図４の防汚装置の管路の縦断面図。

【図６】 図４の主要部の説明図。

【図７】 図４の防汚装置の変更態様を示す、図４と同
様な管路の横断面図。

【符号の説明】

１ コンクリート製水路 ２Ａ，２Ｂ 平面防汚電極パネル ２１ 平面金属板 ２２ 導電性材料の被覆
２３ 絶縁 ３Ａ，３Ｂ 対極 ４ 鋼製管路 ５Ａ，５Ｂ，５Ｃ わん曲防汚電極パネル ５１ わん曲金属板 ５２ 導電性材料の被覆
５３ 絶縁 ６Ａ，６Ｂ 対極 ７ 直流電源 ８ 電流制御装置 ９ 海水

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村山 智正 千葉県柏市新十余二11番地 大機ゴム工業 株式会社内 (72)発明者 前田 敏彦 福岡県福岡市南区塩原２丁目１番47号 九 州電力株式会社内 (72)発明者 田脇 紳次 福岡県福岡市南区塩原２丁目１番47号 九 州電力株式会社内 Ｆターム(参考） 4D061 AA04 AB03 BA02 BB04 BB26 BB29 BB33

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 海水取水設備の海水に接する面への海洋
   生物の付着を防止する防汚方法において、コンクリート
   製の水路の防汚対象面の向かい合う両岸を、平面金属板
   の表面に導電性材料のライニングを施し裏面に絶縁性材
   料のライニングを施した平面防汚電極パネルで被覆し、
   それぞれの岸の反対側に比較的小表面積の電極を各平面
   防汚電極パネルの対極としてそれぞれ設け、各組の平面
   防汚電極パネルと対極との間に、前者を陽極とし後者を
   陰極として直流電流を流すことによって、陽極面への海
   洋生物の付着を防止することからなる防汚方法。
2. 【請求項２】 両岸の平面防汚電極パネルのうち一方に
   電流を流して稼働させ、その間他方の平面防汚電極パネ
   ルは休止させておき、所定の時間経過後、他方を稼働さ
   せ一方を休止させ、交互に通電を行なって実施する請求
   項１の防汚方法。
3. 【請求項３】 海水取水設備の海水に接する面への海洋
   生物の付着を防止する防汚方法において、鋼製の管路の
   防汚対象面を、軸を通る平面で少なくとも二つに分割
   し、分割された各面を、各面の形状に応じた半円筒形の
   わん曲をもつわん曲金属板、または管内面の形状に沿っ
   て半円筒形にわん曲させ得る金属板の表面に導電性材料
   のライニングを施し、裏面に絶縁性材料のライニングを
   施したわん曲防汚電極パネルで被覆し、管路内面の各わ
   ん曲防汚電極パネルから遠い位置に比較的小表面積の電
   極を各わん曲防汚電極パネルの対極としてそれぞれ設
   け、各組のわん曲防汚電極パネルと対極との間に、前者
   を陽極とし後者を陰極として直流電流を流すことによっ
   て、陽極面への海洋生物の付着を防止することからなる
   防汚方法。
4. 【請求項４】 複数のわん曲防汚電極パネルの一つに電
   流を流して稼働させ、その間残りのわん曲防汚電極パネ
   ルは休止させておき、所定の時間経過後、休止していた
   わん曲防汚電極パネルの一つを稼働させ残りを休止さ
   せ、順次に通電を行なって実施する請求項３の防汚方
   法。
5. 【請求項５】 海水取水設備の海水（９）に接する面へ
   の海洋生物の付着を防止する防汚装置において、コンク
   リート製の水路（１）の両岸を、平面金属板（２１）の
   表面に導電性材料のライニング（２２）を施し、裏面に
   絶縁性材料のライニング（２３）を施した平面防汚電極
   パネル（２Ａ，２Ｂ）で被覆し、それぞれの平面防汚電
   極パネルの上に、電気的に絶縁して、比較的小表面積の
   電極を対岸の平面防汚電極パネルの対極（３Ａ，３Ｂ）
   としてそれぞれ設け、各組の平面防汚電極パネルと対極
   との間に、前者を陽極とし後者を陰極として直流電流を
   流すための電源装置（７）および制御装置（８）を加え
   て構成した防汚装置。
6. 【請求項６】 海水取水設備の海水（９）に接する面へ
   の海洋生物の付着を防止する防汚装置において、鋼製の
   管路（４）の防汚対象面を軸を通る平面で少なくとも二
   つに分割し、分割された各面を、各面の形状に応じた半
   円筒形のわん曲をもつわん曲金属板（５１）、または管
   内面の形状に沿って半円筒形にわん曲させ得る金属板の
   表面に導電性材料のライニング（５２）を施し、裏面に
   絶縁性材料のライニング（５３）を施したわん曲防汚電
   極パネル（５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，…）で被覆し、管路内面
   の、各わん曲防汚電極パネルから遠い位置に、電気的に
   絶縁して、比較的小表面積の電極を各わん曲防汚電極パ
   ネルの対極（６Ａ，６Ｂ，…）としてそれぞれ設け、各
   組のわん曲防汚電極パネルと対極との間に、前者を陽極
   とし後者を陰極として直流電流を流すための電源装置
   （７）および制御装置（８）を加えて構成した防汚装
   置。
7. 【請求項７】 平面防汚電極パネル（２Ａ）またはわん
   曲防汚電極パネル（５Ａ）の表面の導電性材料のライニ
   ング（２１または５１）を、グラファイト粉末、カーボ
   ンブラック、金属粉末、カーボン繊維および金属繊維か
   ら選んだ少なくとも１種の導電性物質を、熱可塑性合成
   樹脂、熱硬化性合成樹脂および天然または合成ゴムから
   選んだバインダーに混練したものを用いて形成した請求
   項５または６の防汚装置。