JP2000273836A

JP2000273836A - 海洋付着生物除去装置および除去方法

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Publication number: JP2000273836A
Application number: JP11077852A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Sato; 一教佐藤; Tadaaki Mizoguchi; 忠昭溝口; Kazunori Fujita; 一紀藤田
Original assignee: Babcock Hitachi KK
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 1999-03-23
Filing date: 1999-03-23
Publication date: 2000-10-03
Anticipated expiration: 2019-03-23
Also published as: JP3799436B2

Abstract

(57)【要約】【課題】取水路などに付着した海洋付着生物を効率良
く、しかも環境に悪影響を与えることなく除去する。【解決手段】取水路壁面１４に群生する付着貝類１５
に被せるためのドーム状殻体１３を設ける。このドーム
状殻体１３には、ドーム状殻体１３内にウォータージェ
ットを噴射するノズル本体１と、吸引水流１８が流れる
ための回収ダクト１７とが設けられている。そして、ノ
ズル本体１からのウォータージェットの噴射により、付
着貝類１５が取水路壁面１４から根こそぎはがされ、そ
のはがされた貝類１９は、ドーム状殻体１３内にある海
水と共に吸引され、回収ダクト１７を通って外部へ排出
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発電所の取水口な
どに付着する海洋付着生物、例えば貝類や海草類などを
除去するための海洋付着生物除去装置、および海洋付着
生物除去方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】火力発電所や原子力発電所における冷却
水の取水路（特に取水口近くで日光の入る箇所）には、
多量の貝類や海草類が付着する。付着する貝のほとんど
は、ムラサキイガイ、カキおよびフジツボである。これ
らの貝は、取水路において生殖・排卵し、次いで幼生
（プランクトン）が成長し、そして再付着して成体へと
成長する。このようにして、繁殖を繰り返していく。多
量に付着すると、流動抵抗が増大し冷却能力が低下した
り、死骸が復水器へ流入するなど問題が生じるため、発
電所では定期的に取水路のクリーニングを実施してい
る。クリーニングの方法としては、潜水夫による除去方
法、スクレーパによる機械的な除去方法、および気相中
ウォータージェットによる除去方法が知られている。ま
た、海洋付着生物が嫌う特殊塗料を取水路壁面に塗って
おき、海洋付着生物が取水路壁面に付着するのを防ぐよ
うにした方法もある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術のうち、潜水夫による除去方法は最も確実な方法
であるが、潜水夫が海水中で手作業で行わなければなら
ないので、時間と労力を必要とする。さらに回収した貝
類の搬送（例えば袋詰めにして運搬）にも大きな手間が
掛かる。

【０００４】スクレーパによる機械的な除去方法として
は、例えばロボットによる除去方法があるが、スクレー
パの刃先が摩耗すると性能が著しく低下する上、刃先が
コンクリートの壁面に当たることも多く、刃先の損耗の
進展が早まるといった問題がある。また、ロボットの回
転部や動作部に海草や異物がからみつくトラブルも発生
しやすい。

【０００５】気相中ウォータージェットによる除去方法
は、水を抜いた取水路内に作業者が入って、高速のウォ
ータージェットを吹き付けて付着貝類を除去する方法で
あり、水を抜いたり入れたりの作業が煩わしい。また、
この方法は典型的な３Ｋ作業であるから作業コストも高
い。しかも、このウォータージェット法は、水流の衝撃
のみを利用しているので効率が低く、ポンプの動力消費
も大きく、時間も長く掛かってしまう。

【０００６】特殊塗料による方法は、環境ホルモンとし
ての作用があって海洋汚染の原因となり好ましくない。
また、定期的（１〜２年ごと）に塗り直す必要があるの
で、定期的にクリーニングするのと同じことでありメリ
ットは少ない。

【０００７】以上のように、上記従来技術には、決定的
に有効な手法が現時点では無いのが実情である。また、
除去対象の貝類も、粉々の破片に粉砕してしまうのでは
なく、後処理を考慮して、貝の形態を崩すことなく迅速
に取水路の系外へ回収する方法が望まれている。

【０００８】本発明の課題は、取水路などに付着した海
洋付着生物を効率良く、しかも環境に悪影響を与えるこ
となく、容易に除去することのできる海洋付着生物除去
装置、および海洋付着生物除去方法を提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、構造物の海水中に没した壁面部分に付着
する海洋付着生物を除去する海洋付着生物除去装置にお
いて、構造物の壁面に宛われ該壁面に付着した海洋付着
生物に被せるドーム状殻体と、このドーム状殻体の内部
にウォータージェットを噴射するノズルと、ウォーター
ジェットの噴射により構造物の壁面から取り除かれた海
洋付着生物をドーム状殻体内から外部へ排出する回収ダ
クトとを備えたことを特徴としている。

【００１０】上記構成によれば、例えば、取水口壁面に
付着した貝を除去する場合、先ず貝の群生部分にドーム
状殻体を宛って貝の群生部分に被せて、ノズルからドー
ム状殻体内に高圧ウォータージェットを噴射する。この
場合、複数のノズルを並べて設置しておけば、ドーム状
殻体内に高圧ウォータージェットを噴射したとき、激し
いキャビテーションを伴うウォータージェットの列が恰
もスコップのように噴き出し、付着した貝のつけねの部
分に当たり、貝を破壊することなく、根こそぎ取水口壁
面からはがすことができる。はがされた貝は海水と共に
吸引することにより、周囲の海水中に放出されることな
く、回収ダクトを介して強制的に外部へ排出され、例え
ばスクリーンで海水と分離されて回収される。

【００１１】並べて設置された複数のノズルから海水の
高速ウォータージェットを噴射させると、このウォータ
ージェットには激しいキャビテーションが発生する。キ
ャビテーションからは強い衝撃圧が発生するので、ウォ
ータージェットの噴射圧力をさほど高めなくても、群生
しているムラサキイガイ、フジツボあるいはカキ等の貝
類をつけ根からスコップで掘り起こすかのように除去す
ることができる。キャビテーションの作用によれば、貝
が付着していたコンクリートの壁面もきれいにクリーニ
ングすることができるため、貝の付着によって生じる石
灰状床座も除去されて、幼生が再付着しにくくなる。さ
らに、キャビテーションによる脱気のために、海水中の
酸素濃度が局所的に下がり幼生の生存に不利な環境とす
ることが可能になる（貝の種類によっては、自己の死の
直前に、種の保存のためか、いっきに大量に排卵するタ
イプがあり、このような挙動に対する効果である）。キ
ャビテーションからは、高周波のノイズが放射される。
これによっても、貝の幼生が忌避するので、再付着を抑
制することができる。

【００１２】また、本発明では、ノズルと回収ダクト
は、ドーム状殻体に取り付けられ且つ該ドーム状殻体の
中心部を挟んで互いに反対側に配置されていることを特
徴としている。このように構成すれば、ノズルからの高
圧ウォータージェットによりはがされた貝を、回収ダク
トで効率良く回収することができる。

【００１３】また、本発明では、ノズルは、ウォーター
ジェットとして海水を噴射することを特徴としている。
このように構成すれば、取水路内の海水をそのまま利用
でき、経済的である。

【００１４】また、ウォータージェットを容易に作り出
すために、ノズルには、ウォータージェットの噴出孔出
口に拡大空洞部が設けられている。またノズルに、先端
部分が平板状に形成され内部に高圧水が供給される高圧
水供給部と、該高圧水供給部の先端部分に形成されたウ
ォータージェットの噴出孔とを設けるようにしても、ウ
ォータージェットを容易に作り出すことができる。

【００１５】また、本発明では、回収ダクトは、その内
径が海洋付着生物の最大直径の２.５倍以上に形成され
ていることを特徴としている。このように構成すれば、
海洋付着生物による回収ダクトの閉塞を防ぐことができ
る。

【００１６】また、本発明では、ドーム状殻体は、潜水
夫が手持ちで操作するか、もしくは構造物の壁面に沿っ
て移動するロボットに搭載されることを特徴としてい
る。ドーム状殻体をロボットに搭載したときは、監視カ
メラも並設しておけば、ロボットを遠隔操作する際に便
利である。

【００１７】また、海洋付着生物を除去する方法も本発
明である。すなわち、本発明の海洋付着生物除去方法
は、構造物の海水中に没した壁面部分に付着する海洋付
着生物を除去する際に、前記構造物の壁面にドーム状殻
体を宛って、壁面に付着の海洋付着生物に該ドーム状殻
体を被せるとともに、前記ドーム状殻体の内部に高圧水
を噴射して該ドーム状殻体内にキャビテーションを伴う
噴流を作り出し、この噴流を海洋付着生物に当てること
により前記構造物の壁面から海洋付着生物を取り除き、
その取り除いた海洋付着生物を海水と共に吸引して前記
ドーム状殻体内から外部へ排出することを特徴としてい
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に従って説明する。図１および図２は、本発明に係る海
洋付着生物除去装置の構成を示しており、図１は縦断面
図、図２は上方からの透視図である。除去装置の本体
は、取水路壁面１４に群生する付着貝類１５に被せるド
ーム状殻体１３と、このドーム状殻体１３に取り付けら
れ複数本が一列に並べられたノズル本体１と、ドーム状
殻体１３に固定され取水路壁面１４から取り除かれた貝
１９を海水と共に吸引するための回収ダクト１７とから
構成されている。ノズル本体１と回収ダクト１７は、ド
ーム状殻体１３の中心部を挟んで反対方向に配設されて
いる。ノズル本体１からは、キャビテーションを伴う水
中水噴流７が吹き出し、付着貝類１５の上方正面からで
はなく、貝類のつけ根すなわち付着貝類１５と取水路壁
面１４の境界に衝突する。ノズル本体１は、図２に示す
ように８個設けられ、円弧状に曲げられたノズルマニホ
ールド３７に一列に並べて取り付けられている。ノズル
マニホールド３７には、高圧水供水管２０を通じて、高
圧水２が導かれている。

【００１９】また、ノズル本体１には、キャビテーショ
ンが促進するように工夫がなされている。図３および図
４はその構造を断面図で示したものである。図３のノズ
ル本体１には、高圧水供水管２０からの高圧水２が導か
れる高圧水供給部３が設けられている。高圧水供給部３
の先端部分には径収縮部４が設けられ、この径収縮部４
の中央に噴出孔５が形成されている。そして噴出孔５の
出口に、つり鐘型の拡大空洞部６が設けられている。

【００２０】このように構成すると、拡大空洞部６の中
で、キャビテーションを伴う水中水噴流７の周囲に該噴
流７をとり囲むようにして循環渦８が形成される。この
循環渦８は、噴流７に対して圧力変動を加え、さらにド
ーム状殻体１３内の海水からキャビテーションの気泡核
を噴流７へ供給し、噴流７のキャビテーションを促進す
る。なお、図３において、１ａ，１ｂはノズル本体１に
隣接するノズルの本体である。

【００２１】図４のノズル本体１’にも、高圧水供水管
２０からの高圧水２が導かれる高圧水供給部３が設けら
れている。この高圧水供給部３には、図３の場合とは異
なり、先端部分に径収縮部が設けられていない。つまり
高圧水供給部３の先端部分は平板状をなし、そのその先
端部分の中央に噴出孔５が形成されている。

【００２２】このように構成すると、噴出孔５において
強い縮流１１が発生し、ここで生じた気泡核を噴流７’
の中へ流入させることができる。すなわち、噴出孔５の
出口付近では強い減圧作用によって、高圧水２の中に溶
解していたガスが析出し、噴出孔５内の急激な加速流に
よって分裂し、小さな気泡となる。この気泡が、いわゆ
るキャビテーションの気泡核となって、噴流７’の中へ
流入し、噴流７’におけるキャビテーションを発達させ
る。なお、図４のタイプのノズルは、図３に示したノズ
ルに比べて、圧力損失が５％ほど大きくなる。

【００２３】図５は、本発明の海洋付着生物除去装置の
全体系統を模式的に描いたものである。その内部で高速
の海水ジェットが吹き出して貝を回収するためのダクト
を有するドーム状殻体１３を、潜水夫２９が手で持っ
て、貝除去の作業を行っている。ドーム状殻体１３は、
取水路壁面１４上に群生する付着貝類１５に被せられ
る。ドーム状殻体１３と高圧ホース２８の接続部には、
図には示してないがレバー状のストッパ部材が設けられ
ており、潜水夫２９が片手操作でジェットの噴射・停止
を自在に行えるようになっている。このストッパ部材の
操作にかかわらず、高圧水２を供給するための高圧ポン
プ２７は、常時稼働されている。

【００２４】作業用ホール３４を通じて取水路２３から
海水１６が汲み上げポンプ２４によって汲み上げられ、
リザーバタンク２５に一時貯えられる。リザーバタンク
２５内の海水は、フィルタ２６で異物（海草やごみな
ど）が取り除かれた後、高圧ポンプ２７へ送られる。高
圧ポンプ２７へ送られた海水は、ここで所定の圧力まで
昇圧され、高圧ホース２８を通じて、ウォータージェッ
ト用の高圧水２としてドーム状殻体１３へ送給される。

【００２５】そして、ドーム状殻体１３内にある海水
は、取水路壁面１４から取り除かれた貝類と共に回収ポ
ンプ３０によって吸引され、回収ダクト１７を通じて吸
引水流１８として外部へ排出される。このとき、貝類は
スクリーン３１で回収され、スクリーン３１を通過した
海水は、バッファタンク３２に貯められた後、海水戻し
ライン３３を通じて取水路２３内の海水１６中へ戻され
る。

【００２６】図６は、本発明に係る海洋付着生物除去装
置において、ウォータージェットを噴射して、取水路壁
面に付着して群生する貝類１５を除去する様子を描いた
ものである。ノズル本体１に供給された高圧水２は、ノ
ズル本体１から高速で吹き出し、激しいキャビテーショ
ンを伴う水中水噴流７となって、取水路壁面１４上の付
着貝類１５の「つけ根」に衝突する。ノズル本体１にお
ける噴出孔出口と、この「つけ根」部との間の噴流軸方
向距離をここではスタンドオフ距離Ｘｓと称するが、こ
のスタンドオフ距離Ｘｓが「第２ピーク」相当の距離に
なるように、ノズル本体１の位置を設定する。「第２ピ
ーク」は、図中に衝撃圧分布を挿入して描いたように、
噴流内において最も活発にキャビテーションが発達する
領域であって、噴流７が衝突する部位には強い衝撃力が
生じる。そのため、取水路壁面１４上に群生する貝類１
５は、あたかもスコップで根こそぎにされるような状態
で、取水路壁面１４から引きはがされる。なお、図６に
おいて、３５は第１ピーク、３６は第２ピークである。

【００２７】このようにしてはがされた貝類１５は、ド
ーム状殻体１３内で瞬間的に浮遊する状態となるが、図
７に示すように、回収ダクト１７を通じて、海水ととも
に矢印Ａ方向に吸引されて系外へ排出される。ここで、
回収ダクト１７の内径Ｄは、貝の最大長軸径Ｌsの２.５
倍以上と十分に大きくしているため、回収ダクト１７が
貝で閉塞することはない。

【００２８】図８は、従来技術と本発明における作業時
間ｔを比較したものである。潜水夫が従来のスクレーパ
を用いる操作をした場合と、同様に潜水夫が本発明の海
洋付着生物除去装置を操作した場合とを比べた。縦軸に
おける作業時間ｔは、スクレーパによる除去・回収に要
する差長時間ｔ＊で割ることで無次元化した。

【００２９】図から分かるように、本発明の方が、１／
３近くまで作業時間を短縮することができる。このよう
に取水口の作業時間を短縮できれば、清掃に要するコス
トを圧縮することが可能であり、火力や原子力にかかわ
らず海水を冷却水として利用する発電所の効率的運用に
寄与するところ大である。

【００３０】なお、本実施の形態では取水路壁面に付着
した貝類の除去について説明してきたが、本発明はこれ
に限らず、貝類以外の海洋付着生物の除去にも適用でき
る。また、船底などに付着した海洋付着生物の除去にも
適用できる。

【００３１】また、本発明の海洋付着生物除去装置は、
図８のように潜水夫２９がドーム状殻体１３を手に持っ
て操作するだけでなく、取水路壁面１４に沿って海水中
を移動できるロボットにドーム状殻体１３を搭載するこ
とにより、ドーム状殻体１３を取水路壁面１４へ宛う操
作を遠隔で行うこともできる。

【００３２】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
ウォータージェットをドーム状殻体内に噴射して海洋付
着生物を構造物壁面から取り除くとともに、取り除いた
海洋付着生物を回収ダクトを介して回収するので、海洋
付着生物の除去作業を効率良く進めることができる。

【００３３】また、ロボットに搭載した場合は、ドーム
状殻体を駆動操作するために機構以外は動的な機械部品
が少ないので、損耗等による事故や性能低下が無く、装
置の信頼性および耐久性の向上を図ることができる。

【００３４】さらに、キャビテーションから放射される
高周波ノイズを貝類の幼生が激しく忌避するため、貝類
の再付着や成長を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の海洋付着生物除去装置の縦断面図であ
る。

【図２】図１の海洋付着物除去装置を上方からの見た場
合の透視図である。

【図３】ノズル先端の構成図である。

【図４】他の例によるノズル先端の構成図である。

【図５】本発明の海洋付着生物除去装置の全体系統を示
した図である。

【図６】本発明の海洋付着生物除去装置における付着貝
類除去のメカニズムを説明した図である。

【図７】除去した貝類の回収メカニズムを説明した図で
ある。

【図８】従来技術と本発明における作業時間を比較した
図である。

【符号の説明】

１ノズル本体２高圧水３高圧水供給部４径収縮部５噴出孔６拡大空洞部７キャビテーションを伴う水中水噴流８循環渦１１縮流１３ドーム状殻体１４取水路壁面１５付着貝類１７回収ダクト１８吸引水流１９はがされた貝２０高圧水供給管３７ノズルマニホールド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者藤田一紀広島県呉市宝町３番36号バブコック日立株式会社呉研究所内Ｆターム(参考） 3B201 AA31 AB52 BB22 BB33 BB75 BB90 BB92 CB01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】構造物の海水中に没した壁面部分に付着
する海洋付着生物を除去する海洋付着生物除去装置にお
いて、前記構造物の壁面に宛われ該壁面に付着した海洋
付着生物に被せるドーム状殻体と、このドーム状殻体の
内部にウォータージェットを噴射するノズルと、前記ウ
ォータージェットの噴射により前記構造物の壁面から取
り除かれた海洋付着生物を前記ドーム状殻体内から外部
へ排出する回収ダクトと、を備えたことを特徴とする海
洋付着生物除去装置。
【請求項２】請求項１に記載の海洋付着生物除去装置
において、前記ノズルと前記回収ダクトは、前記ドーム状殻体に取
り付けられ且つ該ドーム状殻体の中心部を挟んで互いに
反対側に配置されていることを特徴とする海洋付着生物
除去装置。
【請求項３】請求項１又は２に記載の海洋付着生物除
去装置において、前記ノズルは、ウォータージェットとして海水を噴射す
ることを特徴とする海洋付着生物除去装置。
【請求項４】請求項１又は２に記載の海洋付着生物除
去装置において、前記ノズルは、ウォータージェットの噴出孔出口に拡大
空洞部が設けられていることを特徴とする海洋付着生物
除去装置。
【請求項５】請求項１又は２に記載の海洋付着生物除
去装置において、前記ノズルは、先端部分が平板状に形成され内部に高圧
水が供給される高圧水供給部と、該高圧水供給部の先端
部分に形成されたウォータージェットの噴出孔と、を有
することを特徴とする海洋付着生物除去装置。
【請求項６】請求項１に記載の海洋付着生物除去装置
において、前記回収ダクトは、その内径が海洋付着生物の最大直径
の２.５倍以上に形成されていることを特徴とする海洋
付着生物除去装置。
【請求項７】請求項１に記載の海洋付着生物除去装置
において、前記ドーム状殻体は、潜水夫が手持ちで操作するか、も
しくは前記構造物の壁面に沿って移動するロボットに搭
載されることを特徴とする海洋付着生物除去装置。
【請求項８】構造物の海水中に没した壁面部分に付着
する海洋付着生物を除去する際に、前記構造物の壁面に
ドーム状殻体を宛って、壁面に付着の海洋付着生物に該
ドーム状殻体を被せるとともに、前記ドーム状殻体の内
部に高圧水を噴射して該ドーム状殻体内にキャビテーシ
ョンを伴う噴流を作り出し、この噴流を海洋付着生物に
当てることにより前記構造物の壁面から海洋付着生物を
取り除き、その取り除いた海洋付着生物を海水と共に吸
引して前記ドーム状殻体内から外部へ排出することを特
徴とする海洋付着生物除去方法。