JP2012170370A - Marine structure - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a marine structure capable of easily creating an environment suitable for survival of marine life around a metallic structure placed in the sea.SOLUTION: The marine structure 1 comprises leg parts 2 placed in the sea W and acting as cathodes, and an anodic material 4 electrically connected to the leg part 2 and acting as an anode in the sea W. The leg part 2 is made of steel and the anodic material 4 is made of e.g., a magnesium-based material. In this way, calcareous matter is deposited as an electrodeposited mineral layer on the surface of the leg parts 2 in the sea W.

Description

本発明は、海中に設置される部分に金属材料を用いた防波堤、離岸堤、ケーソン、消波構造物その他の海洋構造物に関する。   The present invention relates to a breakwater, a breakwater, a caisson, a wave-dissipating structure, and other marine structures using a metal material for a portion installed in the sea.

防波堤、離岸堤、消波構造物、海上風力発電機、石油プラットフォーム、浮上式堤防等といった、海洋に設置される構造物（海洋構造物）がある。このような海洋構造物は、一般に、コンクリート、鉄筋コンクリート又は金属材料等で製造される。例えば、特許文献１には、基礎杭及び骨組構造物を鋼製とし、これらを海中に配置することが記載されている。   There are structures (marine structures) installed in the ocean, such as breakwaters, breakwaters, wave-dissipating structures, offshore wind power generators, oil platforms, and floating levees. Such an offshore structure is generally manufactured from concrete, reinforced concrete, a metal material, or the like. For example, Patent Document 1 describes that the foundation pile and the frame structure are made of steel and are disposed in the sea.

特開平２−２４４０８号公報（２頁右上欄第２０行〜２頁左下欄第１０行、第３図）JP-A-2-24408 (page 2, upper right column, line 20 to page 2, lower left column, line 10; FIG. 3)

鋼製の構造物が海中に設置される場合、腐食を回避するために、電気防食が適用されることがある。一方、コンクリート製の海洋構造物を海中に設置すると、このような構造物の表面には藻類あるいは貝類等が付着する。これは、コンクリートの表面が多孔質であるため、藻類あるいは貝類等が付着しやすくなると考えられる。そして、コンクリート製の海洋構造物の周りには、このような生物の捕食を目的とした魚介類が集まり、藻類、貝類及び魚介類その他の海洋生物が生存しやすい環境が形成されることがある。   When steel structures are installed in the sea, cathodic protection may be applied to avoid corrosion. On the other hand, when a concrete marine structure is installed in the sea, algae or shellfish adhere to the surface of such a structure. This is thought to be due to the fact that the surface of the concrete is porous, so that algae, shellfish, etc. are likely to adhere. And, around the marine structure made of concrete, seafood for the purpose of predation of such organisms gathers, and an environment in which algae, shellfish, seafood and other marine organisms can easily survive may be formed. .

一般に、電気防食が適用される構造物、例えば、金属製の構造物が海中に設置される場合、表面が多孔質ではないことから、藻類あるいは貝類等は付着しにくく、前述したような海洋生物が生存しやすい環境は望めないことが多い。本発明は、海中に設置された金属製の構造物の周囲に海洋生物の生存に適した環境を創出しやすい海洋構造物を提供することを目的とする。   In general, when a structure to which cathodic protection is applied, for example, a metal structure, is installed in the sea, the surface is not porous, so algae or shellfish are less likely to adhere, and marine organisms as described above. In many cases, it is not possible to expect an environment where people can easily survive. An object of the present invention is to provide an offshore structure that easily creates an environment suitable for the survival of marine organisms around a metal structure installed in the sea.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る海洋構造物は、海中に設置されてカソードとなる金属製の構造体と、前記構造体と電気的に接続され、かつ海中でアノードとなるアノード材料と、を含み、前記海中において、前記構造体の表面に石灰質を析出させることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, an offshore structure according to the present invention includes a metal structure that is installed in the sea and serves as a cathode, and is electrically connected to the structure and in the sea. And an anode material to be an anode, wherein calcareous material is deposited on the surface of the structure in the sea.

この海洋構造物は、海中に設置される金属製の構造体をカソードとし、前記構造体とアノード材料とを電気的に接続することにより、前記構造体に電気防食を施すとともに、前記構造体の表面に石灰質を析出させる。このようにすることで、前記構造体の表面には石灰質の多孔質層が形成されるので、前記構造物の表面は、前記多孔質層に藻類あるいは貝類等が付着し、繁殖しやすい環境となる。そして、前記構造物の表面に付着した藻類あるいは貝類を捕食するために魚介類が集まるようになる。このように、本発明は、海中に設置された金属製の構造物の周囲に海洋生物の生存に適した環境を創出しやすい海洋構造物を提供することができる。   This offshore structure is made of a metal structure installed in the sea as a cathode, and electrically connects the structure and the anode material, thereby providing anticorrosion to the structure. Deposit calcareous on the surface. By doing so, since a calcareous porous layer is formed on the surface of the structure, the surface of the structure has an environment in which algae or shellfish adhere to the porous layer and is easy to reproduce. Become. Then, seafood gather to prey on the algae or shellfish attached to the surface of the structure. Thus, the present invention can provide an offshore structure that can easily create an environment suitable for the survival of marine organisms around a metal structure installed in the sea.

本発明の望ましい態様として、前記アノード材料は、イオン化傾向の異なる複数の材料を組み合わせることが好ましい。このようにすれば、海中に設置される構造物の表面に析出する石灰質の厚みを調整することができる。   As a desirable aspect of the present invention, the anode material is preferably a combination of a plurality of materials having different ionization tendencies. In this way, the calcareous thickness deposited on the surface of the structure installed in the sea can be adjusted.

本発明の望ましい態様として、前記アノード材料は、アルミニウム又はアルミニウム合金と、マグネシウム又はマグネシウム合金とを含むことが好ましい。アノード材料として、このようなイオン化傾向の異なる複数種類の材料を用いることにより、環境負荷を低減できる。また、マグネシウム又はマグネシウム合金は、防食電位を低くすることができるので、石灰質を効率的に析出させることができる。   As a desirable aspect of the present invention, the anode material preferably contains aluminum or an aluminum alloy and magnesium or a magnesium alloy. By using a plurality of types of materials having different ionization tendencies as the anode material, the environmental load can be reduced. Moreover, since magnesium or a magnesium alloy can make an anticorrosion potential low, it can precipitate calcareous efficiently.

本発明の望ましい態様として、前記構造体の表面に導電性を有する部材を取り付けて、前記構造体と前記部材とを電気的に接続することが好ましい。このようにすれば、前記構造体の表面に取り付けられた導電性を有する部材にも石灰質が析出するので、前記構造体の表面には凹凸を有する石灰質の層が形成される。その結果、より藻類あるいは貝類等が付着しやすくなる。   As a desirable mode of the present invention, it is preferable that a conductive member is attached to the surface of the structure to electrically connect the structure and the member. If it does in this way, since calcareous deposits also in the member which has the electroconductivity attached to the surface of the said structure, the calcareous layer which has an unevenness | corrugation is formed in the surface of the said structure. As a result, algae or shellfish are more likely to adhere.

本発明の望ましい態様として、前記構造体に導電性を有する網を取り付けて、前記構造体と前記網とを電気的に接続することが好ましい。このような構造により、前記構造物の表面に加えて導電性を有する網にも石灰質が析出するので、藻類あるいは貝類等が付着する面積が増加するので好ましい。   As a desirable mode of the present invention, it is preferable that a conductive net is attached to the structure to electrically connect the structure and the net. Such a structure is preferable because calcareous precipitates on the conductive net in addition to the surface of the structure, so that the area to which algae or shellfish adhere increases.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る海洋構造物は、海中に設置されてカソードとなる金属製の構造体と、前記構造体と電気的に接続され、かつ前記海中でアノードとなるアノード材料と、自然エネルギーによって電力を発生し、かつ負極が前記構造体と電気的に接続され、陽極が前記アノード材料と電気的に接続される電源装置と、を含み、前記海中において、前記構造体の表面に石灰質を析出させることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, an offshore structure according to the present invention is a metal structure that is installed in the sea and serves as a cathode, and is electrically connected to the structure, and An anode material that serves as an anode in the sea, and a power supply that generates electric power by natural energy and has a negative electrode electrically connected to the structure and an anode electrically connected to the anode material, In the sea, calcareous matter is deposited on the surface of the structure.

このようにすれば、波力、風力、温度差、潮流又は太陽光等の自然エネルギーを有効活用できるので好ましい。   This is preferable because natural energy such as wave power, wind force, temperature difference, tidal current or sunlight can be effectively used.

本発明の望ましい態様として、前記石灰質を析出させるときの電流密度は１Ａ／ｍ２以上であり、析出した前記石灰質が層を形成した後は、電流密度を０．００５Ａ／ｍ２以上０．１Ａ／ｍ２以下とすることが好ましい。このように、石灰質の層を形成するときの電流密度を前記層が形成された後よりも大きくすることで、早期に石灰質の層を構造体の表面に形成することができる。そして、石灰質の層が形成された後は、電流密度を小さくすることで、海洋生物の生存に適した環境を創出するとともに、石灰質の層の維持及び構造体の防食を維持することができる。 As a desirable mode of the present invention, the current density when depositing the calcareous substance is 1 A / m 2 or more, and after the deposited calcareous forms a layer, the current density is 0.005 A / m 2 or more and 0.1 A. / M 2 or less is preferable. Thus, the calcareous layer can be formed on the surface of the structure at an early stage by making the current density when forming the calcareous layer larger than after the layer is formed. Then, after the calcareous layer is formed, by reducing the current density, an environment suitable for the survival of marine organisms can be created, and the maintenance of the calcareous layer and the corrosion protection of the structure can be maintained.

本発明は、海中に設置された金属製の構造物の周囲に海洋生物の生存に適した環境を創出しやすい海洋構造物を提供することができる。   The present invention can provide an offshore structure that easily creates an environment suitable for the survival of marine organisms around a metal structure installed in the sea.

図１は、実施形態１に係る海洋構造物の装置構成図である。FIG. 1 is an apparatus configuration diagram of an offshore structure according to the first embodiment. 図２は、実施形態１に係る海洋構造物の装置構成図である。FIG. 2 is an apparatus configuration diagram of an offshore structure according to the first embodiment. 図３は、アノード材料と脚部との間で電流を流すことを説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining a current flow between the anode material and the leg portion. 図４は、時間の経過にしたがって脚部の表面における電流密度を変更する例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of changing the current density on the surface of the leg portion as time passes. 図５は、時間の経過にしたがって脚部の表面における電流密度を変更する例を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an example in which the current density on the surface of the leg portion is changed as time elapses. 図６は、時間の経過にしたがって脚部の表面における電流密度を変更する他の例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating another example in which the current density on the surface of the leg portion is changed over time. 図７は、時間の経過にしたがって脚部の表面における電流密度を変更する他の例を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating another example in which the current density on the surface of the leg portion is changed over time. 図８は、実施形態２に係る海洋構造物の装置構成図である。FIG. 8 is an apparatus configuration diagram of an offshore structure according to the second embodiment. 図９は、実施形態２の変形例に係る海洋構造物の装置構成図である。FIG. 9 is an apparatus configuration diagram of an offshore structure according to a modification of the second embodiment. 図１０は、実施形態３に係る海洋構造物の装置構成図である。FIG. 10 is an apparatus configuration diagram of an offshore structure according to the third embodiment.

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Embodiments (embodiments) for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited by the contents described in the following embodiments. The constituent elements described below include those that can be easily assumed by those skilled in the art and those that are substantially the same. Furthermore, the constituent elements described below can be appropriately combined.

（実施形態１）
図１、図２は、実施形態１に係る海洋構造物の装置構成図である。海洋構造物１は、海中に設置される部分に金属（例えば鋼）を用いた防波堤、離岸堤、消波構造物、海上風力発電機、石油プラットフォーム、浮上式堤防その他の構造物である。本実施形態において、海洋構造物１は、離岸堤であるがこれに限定されるものではない。海洋構造物１は、海中Ｗに設置されてカソードとなる構造体としての脚部２と、前記構造体と電気的に接続され、かつ海中でアノードとなるアノード材料４と、を含む。本実施形態において、海洋構造物１は、さらに、脚部２に支持される上部構造体３と、アノード材料４を支持するアノード支持体５と、脚部２とアノード材料４とを電気的に接続する導線６とを含む。 (Embodiment 1)
FIG. 1 and FIG. 2 are device configuration diagrams of an offshore structure according to the first embodiment. The offshore structure 1 is a breakwater, a breakwater, a wave-dissipating structure, a marine wind power generator, an oil platform, a floating levee, or other structure using metal (for example, steel) in a portion installed in the sea. In the present embodiment, the offshore structure 1 is a breakwater, but is not limited thereto. The marine structure 1 includes a leg 2 as a structure that is installed in the sea W and serves as a cathode, and an anode material 4 that is electrically connected to the structure and serves as an anode in the sea. In the present embodiment, the offshore structure 1 further electrically connects the upper structure 3 supported by the legs 2, the anode support 5 that supports the anode material 4, and the legs 2 and the anode material 4. And a conductive wire 6 to be connected.

海洋構造物１は、脚部２を複数有する。複数の脚部２は、海底Ｂに埋め込まれている。複数の脚部２は、海底Ｂに埋め込まれている側とは反対側に、上部構造体３が取り付けられる。上部構造体３は、複数の脚部２によって海底Ｂに支持される。上部構造体３は、一部が海中Ｗに没し、残りの部分が海面ＷＬ上に現れる。脚部２は、金属製であり、金属の種類は特に限定されるものではないが、加工のしやすさ、コストの関係から鋼を用いることが好ましい。上部構造体３は、鋼とコンクリートとを組み合わせた構造体又はコンクリートの構造体である。   The offshore structure 1 has a plurality of legs 2. The plurality of legs 2 are embedded in the seabed B. The upper structure 3 is attached to the plurality of legs 2 on the side opposite to the side embedded in the seabed B. The upper structure 3 is supported on the seabed B by a plurality of legs 2. A part of the upper structure 3 is submerged in the sea W, and the remaining part appears on the sea surface WL. The leg 2 is made of metal, and the type of metal is not particularly limited, but it is preferable to use steel from the viewpoint of ease of processing and cost. The upper structure 3 is a structure obtained by combining steel and concrete or a concrete structure.

図３は、アノード材料と脚部との間で電流を流すことを説明するための図である。アノード材料４は、脚部２よりも自然電位が卑の材料である。アノード材料４は、導線６により、海中でカソードとなる鋼製の脚部２とカソード接続点Ｐｃで電気的に接続される。このようにアノード材料４と脚部２とを電気的に接続し、両者を海中に設置することにより、両者の間には電解質である海水が介在する。このため、海水の電池作用により、アノード材料４から脚部２へ電流が流れる。すると、時間の経過とともに脚部２の表面２Ｓに、ＣａＣＯ３、Ｍｇ（ＯＨ）２、ＭｇＣＯ３等の石灰質が析出し、電着鉱物層７を形成する。同時に、脚部２の周辺環境はアルカリ化が促進される。 FIG. 3 is a diagram for explaining a current flow between the anode material and the leg portion. The anode material 4 is a material whose natural potential is lower than that of the legs 2. The anode material 4 is electrically connected to a steel leg 2 serving as a cathode in the sea by a conducting wire 6 at a cathode connection point Pc. Thus, the anode material 4 and the leg part 2 are electrically connected and both are installed in the sea, so that seawater as an electrolyte is interposed between them. For this reason, an electric current flows from the anode material 4 to the leg part 2 by the battery action of seawater. Then, with the passage of time, calcareous materials such as CaCO 3 , Mg (OH) 2 , and MgCO 3 are deposited on the surface 2S of the leg 2 to form the electrodeposited mineral layer 7. At the same time, alkalinization of the surrounding environment of the leg 2 is promoted.

一般に、金属は、表面が平滑であるため、藻類あるいは貝類等が付着しにくい。本実施形態において、脚部２の表面２Ｓに析出した石灰質によって形成される電着鉱物層７は、多孔質の層を形成する。このため、石灰質が脚部２の表面２Ｓに析出すると、例えば、サンゴの幼生、藻類あるいは貝類等が電着鉱物層７に着生して生育しやすくなる。また、アルカリ化の促進により、脚部２の周辺における海水のｐＨが上昇すると、例えば、サンゴの石灰化に必要なエネルギーが小さくなるため、電着鉱物層７にサンゴが付着した場合には、その成長速度及び耐性を向上させる作用が得られる。さらに、アノード材料４から脚部２へ電流が流れることにより、脚部２は防食されるので、海中に設置された脚部２の腐食が抑制される。   In general, since a metal has a smooth surface, algae or shellfish are hardly attached thereto. In the present embodiment, the electrodeposited mineral layer 7 formed of calcareous deposited on the surface 2S of the leg 2 forms a porous layer. For this reason, when calcareous precipitates on the surface 2S of the leg 2, for example, coral larvae, algae, shellfish, etc. grow on the electrodeposited mineral layer 7 and become easy to grow. Further, when the pH of the seawater around the legs 2 increases due to the promotion of alkalinization, for example, the energy required for coral calcification is reduced, so when coral adheres to the electrodeposited mineral layer 7, The effect of improving the growth rate and resistance can be obtained. Furthermore, since the current flows from the anode material 4 to the leg 2, the leg 2 is prevented from being corroded, so that the corrosion of the leg 2 installed in the sea is suppressed.

上述したように、アノード材料４は、脚部２よりも自然電位が卑な金属である。このため、海洋構造物１では、アノード材料４は流電陽極として機能する。すなわち、本実施形態では、流電陽極法を用いて、アノード材料４から脚部２へ電流を流す。流電陽極法を用いる場合において、脚部２への電着鉱物層７の析出及び脚部２周辺における環境のアルカリ化を促進させるためには、アノード材料４の種類が重要になる。   As described above, the anode material 4 is a metal whose natural potential is lower than that of the legs 2. For this reason, in the offshore structure 1, the anode material 4 functions as a galvanic anode. That is, in the present embodiment, a current is passed from the anode material 4 to the leg 2 using the galvanic anode method. In the case of using the galvanic anode method, the type of the anode material 4 is important in order to promote the deposition of the electrodeposited mineral layer 7 on the leg 2 and the alkalinization of the environment around the leg 2.

陰極電位（防食電位ともいう）が約−１０００ｍＶ（飽和かんこう電極基準、以下省略）より貴側（電位が高い）であれば、脚部２における反応は、概ね式（１）で表される酸素還元反応となる。この場合、電流密度の大きさは１００ｍＡ／ｍ２程度である。この反応に対応するアノード材料４は、例えば、アルミニウム系の材料（アルミニウム、アルミニウム合金等）を用いるが、上記電流値では石灰質の析出は遅くなる。一方、アノード材料４の消耗は比較的小さいため、アノード材料４の寿命は長くなる。
Ｏ２＋Ｈ２Ｏ＋４ｅ−→４ＯＨ−・・・（１） If the cathodic potential (also referred to as anticorrosion potential) is about −1000 mV (saturated permeation electrode reference, hereinafter omitted) noble side (potential is higher), the reaction at the leg 2 is generally represented by the formula (1). It becomes a reduction reaction. In this case, the current density is about 100 mA / m 2 . As the anode material 4 corresponding to this reaction, for example, an aluminum-based material (aluminum, aluminum alloy, or the like) is used. On the other hand, since the consumption of the anode material 4 is relatively small, the lifetime of the anode material 4 is prolonged.
O 2 + H 2 O + 4e − → 4OH − (1)

陰極電位が−１１００ｍＶより卑側（電位が低い）であれば、脚部２における反応は、おおむね式（２）で表される水素発生反応で、電流密度の大きさは１０００ｍＡ／ｍ２以上も可能となる。この反応に対応するアノード材料４は、例えば、マグネシウム系の材料（マグネシウム、マグネシウム合金等）を用いる。上記電流値では、石灰質の析出は早くなるが、流電陽極の消耗が大きく、アノード材料４の寿命は短くなる。
２Ｈ２Ｏ＋２ｅ−→Ｈ２＋２ＯＨ−・・・（２） If the cathode potential is lower than −1100 mV (potential is lower), the reaction in the leg 2 is a hydrogen generation reaction represented by the general formula (2), and the current density is 1000 mA / m 2 or more. It becomes possible. As the anode material 4 corresponding to this reaction, for example, a magnesium-based material (magnesium, magnesium alloy, etc.) is used. At the above current value, calcareous precipitation is accelerated, but the galvanic anode is greatly consumed, and the life of the anode material 4 is shortened.
2H 2 O + 2e − → H 2 + 2OH − (2)

本実施形態においては、電着鉱物層７の析出やアノード材料４の消耗等を考慮して、アノード材料４の材料を選択したり、アノード材料４の形状又は配置等を変更したりする。例えば、初期においては陽極から陰極へ流れる電流密度を大きくして石灰質を脚部２の表面２Ｓに析出させ、ある程度の期間が経過したら、脚部２の防食を主目的として前記電流を小さくする。脚部２の防食が主目的になると、電流密度が小さくなり、電着鉱物層７には藻類あるいは貝類等が付着し、成長しやすくなる。   In the present embodiment, the material of the anode material 4 is selected in consideration of the deposition of the electrodeposited mineral layer 7 and the consumption of the anode material 4, and the shape or arrangement of the anode material 4 is changed. For example, in the initial stage, the current density flowing from the anode to the cathode is increased to deposit calcareous on the surface 2S of the leg 2, and after a certain period of time, the current is reduced mainly for the purpose of corrosion protection of the leg 2. When the anticorrosion of the leg 2 is the main purpose, the current density becomes small, and algae or shellfish adhere to the electrodeposited mineral layer 7 and it is easy to grow.

例えば、脚部２が海中Ｗに設置された直後においては、脚部２の表面２Ｓにおける電流密度の大きさを、例えば、１０００ｍＡ／ｍ２以上とし、脚部２の表面２Ｓに石灰質を析出させ、短期間で電着鉱物層７の層の厚みを必要な大きさ（例えば、１ｃｍ〜２ｃｍ程度）とする。このようにすることで、脚部２の周囲に、貝類あるいは藻類が付着しやすい環境を早期に創出することができる。この場合、例えば、マグネシウム系の材料をアノード材料４とすることが好ましい。マグネシウム系の材料は、海中におけるイオン化傾向が大きいことから、脚部２の表面２Ｓにおける電流密度を大きくしやすい。 For example, immediately after the leg 2 is installed in the sea W, the current density on the surface 2S of the leg 2 is set to 1000 mA / m 2 or more, for example, and calcareous material is deposited on the surface 2S of the leg 2. The thickness of the electrodeposited mineral layer 7 is set to a required size (for example, about 1 cm to 2 cm) in a short period. By doing in this way, the environment where a shellfish or algae tends to adhere around leg part 2 can be created at an early stage. In this case, for example, a magnesium-based material is preferably used as the anode material 4. Since the magnesium-based material has a large ionization tendency in the sea, it is easy to increase the current density on the surface 2S of the leg 2.

脚部２の表面２Ｓに析出した石灰質による電着鉱物層７の層の厚みが必要な大きさになった後は、主として脚部２の電気防食を目的として、脚部２の表面２Ｓにおける電流密度を１００ｍＡ／ｍ２程度とすることが好ましい。このようにすれば、脚部２の周囲に、貝類あるいは藻類の付着及び生育に適した環境を創出することができる。脚部２の表面２Ｓにおける電流密度を１００ｍＡ／ｍ２程度とするため、脚部２の表面２Ｓに必要な厚みの電着鉱物層７の層が形成された後は、アノード材料４をアルミニウム系の材料とすることが好ましい。このようにすれば、アノード材料４の消耗が小さくなるので、アノード材料４の交換の周期を長くすることができる。 After the thickness of the electrodeposited mineral layer 7 made of calcareous deposited on the surface 2S of the leg 2 has reached the required size, the current on the surface 2S of the leg 2 is mainly for the purpose of anticorrosion of the leg 2. The density is preferably about 100 mA / m 2 . In this way, an environment suitable for the attachment and growth of shellfish or algae can be created around the leg 2. In order to make the current density on the surface 2S of the leg 2 about 100 mA / m 2 , after the electrodeposited mineral layer 7 having a thickness necessary for the surface 2S of the leg 2 is formed, the anode material 4 is made of an aluminum-based material. It is preferable to use this material. In this way, the consumption of the anode material 4 is reduced, and therefore the replacement cycle of the anode material 4 can be lengthened.

図４、図５は、時間の経過にしたがって脚部の表面における電流密度を変更する例を示す図である。時間の経過にしたがって脚部２の表面２Ｓの電流密度を変更するため、図４に示す海洋構造物１ａは、海中でイオン化傾向の異なる複数の材料を組み合わせてアノード材料４とする。この例において、アノード材料４は、第１アノード材料４Ｍと第２アノード材料４Ａとを組み合わせたものである。第１アノード材料４Ｍは、第２アノード材料４Ａよりも海水中におけるイオン化傾向が大きい。本実施形態では、第１アノード材料４Ｍとしてマグネシウム又はマグネシウム合金を用い、第２アノード材料４Ａとして、アルミニウム又はアルミニウム合金を用いる。   4 and 5 are diagrams showing an example in which the current density on the surface of the leg portion is changed over time. In order to change the current density of the surface 2S of the leg 2 over time, the marine structure 1a shown in FIG. 4 is used as the anode material 4 by combining a plurality of materials having different ionization tendencies in the sea. In this example, the anode material 4 is a combination of the first anode material 4M and the second anode material 4A. The first anode material 4M has a higher ionization tendency in seawater than the second anode material 4A. In the present embodiment, magnesium or a magnesium alloy is used as the first anode material 4M, and aluminum or an aluminum alloy is used as the second anode material 4A.

第１アノード材料４Ｍは、導線６Ｍにより脚部２と電気的に接続される。第２アノード材料４Ａは、導線６Ａにより脚部２と電気的に接続される。導線６Ｍと脚部２との接続点は、第１カソード接続点Ｐｃ１であり、導線６Ａと脚部２との接続点は、第２カソード接続点Ｐｃ２である。この状態で、第１アノード材料４Ｍ、第２アノード材料４Ａ及び脚部２を海中に設置すると、海中におけるイオン化傾向の違いから、主として第１アノード材料４Ｍが脚部２の表面２Ｓに石灰質を析出させて電着鉱物層７が形成される。第１アノード材料４Ｍは、第２アノード材料４Ａよりも海中におけるイオン化傾向が大きいため、第２アノード材料４Ａよりも早く消耗する。第１アノード材料４Ｍが消耗した後は、第２アノード材料４Ａと脚部２との間で電流が流れる。このように、海中におけるイオン化傾向が異なる複数の材料をアノード材料４として用いることにより、時間の経過にしたがって、脚部２の表面２Ｓにおける電流密度を変更することができる。   The first anode material 4M is electrically connected to the leg portion 2 by a conducting wire 6M. 4A of 2nd anode materials are electrically connected with the leg part 2 by the conducting wire 6A. The connection point between the conductor 6M and the leg 2 is the first cathode connection point Pc1, and the connection point between the conductor 6A and the leg 2 is the second cathode connection point Pc2. In this state, when the first anode material 4M, the second anode material 4A, and the leg 2 are installed in the sea, the first anode material 4M mainly deposits calcareous on the surface 2S of the leg 2 due to a difference in ionization tendency in the sea. Thus, the electrodeposited mineral layer 7 is formed. Since the first anode material 4M has a higher ionization tendency in the sea than the second anode material 4A, it is consumed earlier than the second anode material 4A. After the first anode material 4M is consumed, a current flows between the second anode material 4A and the leg 2. In this way, by using a plurality of materials having different ionization tendencies in the sea as the anode material 4, the current density on the surface 2S of the leg 2 can be changed over time.

第１アノード材料４Ｍ及び第２アノード材料４Ａは、導線６Ｍ、６Ａによらず、直接脚部２に取り付け、脚部２と電気的に接続してもよい。この場合、例えば、図５に示す海洋構造物１ｂのように、第１アノード材料４Ｍを第１カソード接続点Ｐｃ１で脚部２の表面２Ｓに接続し、第２アノード材料４Ａを第２カソード接続点Ｐｃ２で脚部２の表面２Ｓに接続する。このようにすると、導線６Ｍ、６Ａが不要になるので、構造を簡単にできる。   The first anode material 4M and the second anode material 4A may be directly attached to the leg 2 and electrically connected to the leg 2 regardless of the conductive wires 6M and 6A. In this case, for example, as in the offshore structure 1b shown in FIG. 5, the first anode material 4M is connected to the surface 2S of the leg 2 at the first cathode connection point Pc1, and the second anode material 4A is connected to the second cathode. It connects to the surface 2S of the leg part 2 at the point Pc2. In this way, the conductors 6M and 6A are not necessary, and the structure can be simplified.

図６、図７は、時間の経過にしたがって脚部の表面における電流密度を変更する他の例を示す図である。図６に示す海洋構造物１ｃは、海中においてイオン化傾向の異なる第１アノード材料４Ｍと第２アノード材料４Ａとを、接続対象切替手段であるスイッチ８を介して脚部２に接続する。この状態で、第１アノード材料４Ｍ、第２アノード材料４Ａ及び脚部２を海中に設置する。   6 and 7 are diagrams showing another example in which the current density on the surface of the leg portion is changed as time elapses. The marine structure 1c shown in FIG. 6 connects the first anode material 4M and the second anode material 4A, which have different ionization tendencies in the sea, to the leg 2 via the switch 8 that is a connection target switching unit. In this state, the first anode material 4M, the second anode material 4A, and the legs 2 are installed in the sea.

脚部２の表面２Ｓに石灰質を析出させる場合、まず、スイッチ８を第１アノード材料４Ｍ側の端子Ｍに接続する。すると、第１アノード材料４Ｍと脚部２との間に電流が流れ、脚部２の表面２Ｓに石灰質が析出し、電着鉱物層７が形成される。第１アノード材料４Ｍがほとんど消耗したら、スイッチ８を第２アノード材料４Ａの端子Ａに接続する。すると、第２アノード材料４Ａと脚部２との間で電流が流れる。このように、海中におけるイオン化傾向が異なる複数の材料をアノード材料４として用い、スイッチ８で脚部２との接続を切り替えることにより、時間の経過にしたがって、脚部２の表面２Ｓにおける電流密度を変更することができる。   When calcareous material is deposited on the surface 2S of the leg 2, the switch 8 is first connected to the terminal M on the first anode material 4M side. Then, a current flows between the first anode material 4M and the leg part 2, calcareous precipitates on the surface 2S of the leg part 2, and the electrodeposited mineral layer 7 is formed. When the first anode material 4M is almost exhausted, the switch 8 is connected to the terminal A of the second anode material 4A. Then, a current flows between the second anode material 4A and the leg 2. In this way, by using a plurality of materials having different ionization tendencies in the sea as the anode material 4 and switching the connection with the leg 2 with the switch 8, the current density on the surface 2S of the leg 2 is changed with time. Can be changed.

図７に示す海洋構造物１ｄは、アノード材料４と脚部２との間に流れる電流の大きさに基づき、制御装置１０によってスイッチ８ａを切り替えるものである。制御装置１０は、スイッチ８ａによる脚部２とアノード材料４との接続を、第１アノード材料４Ｍ側の端子Ｍと第２アノード材料４Ａ側の端子Ａとに切り替えることができる。スイッチ８ａと脚部２との間には、電流計９が直列に接続されている。   The offshore structure 1d shown in FIG. 7 switches the switch 8a by the control device 10 based on the magnitude of the current flowing between the anode material 4 and the leg 2. The control device 10 can switch the connection between the leg 2 and the anode material 4 by the switch 8a between the terminal M on the first anode material 4M side and the terminal A on the second anode material 4A side. An ammeter 9 is connected in series between the switch 8a and the leg 2.

第１アノード材料４Ｍ、第２アノード材料４Ａ及び脚部２が海中に設置された場合、制御装置１０は、スイッチ８ａを第１アノード材料４Ｍ側の端子Ｍに接続する。その後、制御装置１０は、電流計９が検出したアノード材料４から脚部２に流れる電流の値に基づき、スイッチ８ａを切り替える。すなわち、制御装置１０は、前記電流の値が予め定めた閾値以下になった場合又は０になった場合、第１アノード材料４Ｍがほとんど消耗したと判断できる。このため、前記電流の値が予め定めた閾値以下になった場合又は０になった場合は、制御装置１０は、スイッチ８ａを第２アノード材料４Ａの端子Ａに接続する。   When the first anode material 4M, the second anode material 4A, and the leg 2 are installed in the sea, the control device 10 connects the switch 8a to the terminal M on the first anode material 4M side. Thereafter, the control device 10 switches the switch 8 a based on the value of the current flowing from the anode material 4 to the leg 2 detected by the ammeter 9. That is, the control device 10 can determine that the first anode material 4M is almost consumed when the current value is equal to or less than a predetermined threshold value or when the current value becomes zero. For this reason, when the value of the current becomes equal to or less than a predetermined threshold value or becomes 0, the control device 10 connects the switch 8a to the terminal A of the second anode material 4A.

すると、第２アノード材料４Ａと脚部２との間で電流が流れる。このように、アノード材料４から脚部２に流れる電流の値に基づき、脚部２の接続対象を第１アノード材料４Ｍから第２アノード材料４Ａに切り替えることで、第２アノード材料４Ａと脚部２との間には常に電流を流した状態で、脚部２の表面２Ｓにおける電流密度を変更することができる。その結果、脚部２の表面２Ｓに析出する石灰質による電着鉱物層の厚みを調整することができる。   Then, a current flows between the second anode material 4A and the leg 2. In this way, by switching the connection target of the leg 2 from the first anode material 4M to the second anode material 4A based on the value of the current flowing from the anode material 4 to the leg 2, the second anode material 4A and the leg The current density on the surface 2S of the leg portion 2 can be changed in a state where a current is always passed between the two. As a result, the thickness of the electrodeposited mineral layer of calcareous deposited on the surface 2S of the leg 2 can be adjusted.

上述した例は、流電陽極法により海中に設置される金属製の構造体に石灰質を析出させるが、前記構造物に析出させる手段はこれに限定されるものではない。例えば、波力、風力、温度差、潮流又は太陽光等の自然エネルギーにより電力を発生させ、この電力を用いて前記構造物に石灰質を析出させてもよい。このようにすると、自然エネルギーを有効活用できるので好ましい。   In the example described above, calcareous material is deposited on a metal structure installed in the sea by the galvanic anode method, but the means for depositing on the structure is not limited to this. For example, power may be generated by natural energy such as wave power, wind force, temperature difference, tidal current, or sunlight, and calcareous may be deposited on the structure using this power. This is preferable because natural energy can be effectively utilized.

自然エネルギーにより電力を発生させる装置（電源装置）は、負極（−極）が前記構造物と電気的に接続され、正極（＋極）がアノード材料と電気的に接続される。そして、少なくとも前記構造物とアノード材料とが海中に設置される。この状態で、電源装置は、前記構造物と前記アノード材料との間に電流を流す。より具体的には、電源は、前記アノード材料から前記構造物に向かって電流を流す。その結果、前記構造物にはＣａＣＯ３、Ｍｇ（ＯＨ）２、ＭｇＣＯ３等の石灰質が析出して表面に電着鉱物層を形成し、また、前記構造物の周辺環境のアルカリ化が促進される。 In a device (power supply device) that generates electric power by natural energy, a negative electrode (−electrode) is electrically connected to the structure, and a positive electrode (+ electrode) is electrically connected to an anode material. At least the structure and the anode material are installed in the sea. In this state, the power supply device passes a current between the structure and the anode material. More specifically, the power source conducts current from the anode material toward the structure. As a result, calcareous substances such as CaCO 3 , Mg (OH) 2 , and MgCO 3 precipitate on the structure to form an electrodeposited mineral layer on the surface, and alkalinization of the surrounding environment of the structure is promoted. The

前記電源装置を用いる場合、前記アノード材料は、海水の電気分解に用いても酸化しない、不溶性導電体（チタン、炭素、白金等）を用いることが好ましいが、これに限定されるものではなく、酸化溶解する金属を用いてもよい。酸化溶解する金属、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金をアノード材料に用いると、石灰質が前記構造物に析出している最中に、アノード材料から塩素が発生することを回避することができる。また、前記アノード材料にアルミニウム又はアルミニウム合金を用いると、マグネシウム又はマグネシウム合金をアノード材料に用いたときと比較して、前記アノード材料の酸化溶解を遅くすることができる。   When using the power supply device, the anode material is preferably an insoluble conductor (titanium, carbon, platinum, etc.) that does not oxidize even when used for electrolysis of seawater, but is not limited thereto. A metal that is oxidatively dissolved may be used. When a metal that oxidizes and dissolves, such as aluminum or an aluminum alloy, is used for the anode material, it is possible to avoid generation of chlorine from the anode material while calcareous is being deposited on the structure. In addition, when aluminum or an aluminum alloy is used as the anode material, the oxidative dissolution of the anode material can be delayed as compared with the case where magnesium or a magnesium alloy is used as the anode material.

前記電源装置によって前記構造物と前記アノード材料との間に電流を流すので、流電陽極法により電流を流す場合と比較して、定電流を簡易に流すことができる。この場合、例えば、前記電源装置が発電した電気エネルギーを蓄電装置（例えば、二次電池、コンデンサ等）に蓄えておき、自然エネルギーが利用できない場合は、前記蓄電装置に蓄えられた電気エネルギーを用いて石灰質を析出させてもよい。このようにすれば、より安定して石灰質を前記構造物の表面に析出させることができる。   Since a current is passed between the structure and the anode material by the power supply device, a constant current can be easily passed as compared to a case where a current is passed by the galvanic anode method. In this case, for example, the electrical energy generated by the power supply device is stored in a power storage device (for example, a secondary battery, a capacitor, etc.), and when the natural energy is not available, the electrical energy stored in the power storage device is used. And calcareous may be deposited. In this way, calcareous can be more stably deposited on the surface of the structure.

また、前記電源装置を用いる場合、前記構造物の表面における電流密度を変更するために、例えば、可変抵抗装置による電流調節装置を有していてもよい。この電流調節装置は、前記構造物と、電源装置と、前記アノード材料とを有する回路に、直列に接続される。このような電流調節装置は、簡易に前記構造物の表面における電流密度を変更することができるので、簡易に石灰質の析出速度を変化させることができる。   Moreover, when using the said power supply device, in order to change the current density in the surface of the said structure, you may have the current adjustment apparatus by a variable resistance apparatus, for example. The current adjusting device is connected in series to a circuit having the structure, a power supply device, and the anode material. Since such a current adjusting device can easily change the current density on the surface of the structure, it can easily change the deposition rate of calcareous matter.

構造体の表面に石灰質を析出させるときの電流密度は１Ａ／ｍ２以上であり、析出した前記石灰質の層が形成された後、すなわち、電着鉱物層７が形成された後は、電流密度を０．００５Ａ／ｍ２以上０．１Ａ／ｍ２以下とすることが好ましい。このように、石灰質による電着鉱物層７を形成するときの電流密度を電着鉱物層７が形成された後よりも大きくすることで、早期に電着鉱物層７を構造体の表面に形成することができる。そして、電着鉱物層７が形成された後は、電流密度を小さくすることで、海洋生物の生存に適した環境を創出するとともに、電着鉱物層７の維持及び構造物の防食を維持することができる。例えば、電流密度を１Ａ／ｍ２以上とする期間が３０日以上経過したら、構造体の表面に電着鉱物層７が形成されたと判断する。なお、電着鉱物層７を形成する際の電流密度は、１Ａ／ｍ２以下とすることが好ましい。 The current density when the calcareous material is deposited on the surface of the structure is 1 A / m 2 or more, and after the deposited calcareous layer is formed, that is, after the electrodeposited mineral layer 7 is formed, the current density. that is preferably set to 0.005 a / m 2 or more 0.1 a / m 2 or less. Thus, the electrodeposition mineral layer 7 is formed on the surface of the structure at an early stage by increasing the current density when forming the electrodeposited mineral layer 7 of calcareous than after the electrodeposition mineral layer 7 is formed. can do. After the electrodeposited mineral layer 7 is formed, the current density is reduced to create an environment suitable for the survival of marine organisms, while maintaining the electrodeposited mineral layer 7 and the corrosion protection of the structure. be able to. For example, when the period of setting the current density to 1 A / m 2 or more has elapsed for 30 days or more, it is determined that the electrodeposited mineral layer 7 has been formed on the surface of the structure. The current density when forming the electrodeposited mineral layer 7 is preferably 1 A / m 2 or less.

（実施形態２）
図８は、実施形態２に係る海洋構造物の装置構成図である。この海洋構造物１ｅは、脚部２の表面２Ｓに導電性を有する部材としての網１１を取り付けて、脚部２と網１１とを電気的に接続する点に特徴がある。網１１は金属製であり、脚部２と接続点Ｐｎで電気的に接続される。アノード材料４は、導線６を介してカソード接続点Ｐｃで脚部２と電気的に接続される。このような構造により、海洋構造物１ｅは、脚部２の表面２Ｓに加えて網１１にも電着鉱物層が析出するので、脚部２の表面２Ｓに形成される電着鉱物層に凹凸を設けることができる。その結果、藻類あるいは貝類等が電着鉱物層により付着しやすくなる。 (Embodiment 2)
FIG. 8 is an apparatus configuration diagram of an offshore structure according to the second embodiment. This marine structure 1e is characterized in that a net 11 as a conductive member is attached to the surface 2S of the leg 2 and the leg 2 and the net 11 are electrically connected. The net 11 is made of metal and is electrically connected to the leg 2 at the connection point Pn. The anode material 4 is electrically connected to the leg 2 at the cathode connection point Pc through the conductive wire 6. With such a structure, the marine structure 1e has an electrodeposited mineral layer deposited on the net 11 in addition to the surface 2S of the leg 2, so that the electrodeposited mineral layer formed on the surface 2S of the leg 2 is uneven. Can be provided. As a result, algae or shellfish are more likely to adhere to the electrodeposited mineral layer.

図９は、実施形態２の変形例に係る海洋構造物の装置構成図である。この海洋構造物１ｆは、脚部２の表面２Ｓに導電性を有する部材としての線材１２を巻き付けて、脚部２と線材１２とを電気的に接続する点に特徴がある。線材１２は金属製であり、脚部２と接続点Ｐｗで電気的に接続される。アノード材料４は、導線６を介してカソード接続点Ｐｃで脚部２と電気的に接続される。このような構造により、海洋構造物１ｆは、脚部２の表面２Ｓに加えて線材１２にも石灰質が析出するので、脚部２の表面２Ｓに形成される電着鉱物層に凹凸を設けることができる。その結果、藻類あるいは貝類等が電着鉱物層により付着しやすくなる。   FIG. 9 is an apparatus configuration diagram of an offshore structure according to a modification of the second embodiment. This marine structure 1f is characterized in that a wire 12 as a conductive member is wound around the surface 2S of the leg 2 to electrically connect the leg 2 and the wire 12. The wire 12 is made of metal and is electrically connected to the leg 2 at the connection point Pw. The anode material 4 is electrically connected to the leg 2 at the cathode connection point Pc through the conductive wire 6. With such a structure, the marine structure 1f deposits irregularities on the electrodeposited mineral layer formed on the surface 2S of the leg 2 since calcareous precipitates on the wire 12 in addition to the surface 2S of the leg 2. Can do. As a result, algae or shellfish are more likely to adhere to the electrodeposited mineral layer.

（実施形態３）
図１０は、実施形態３に係る海洋構造物の装置構成図である。この海洋構造物１ｇは、脚部２に導電性を有する網１３を取り付けて、脚部２と網１３とを電気的に接続する点に特徴がある。本実施形態において、網１３は、隣接する２本の脚部２、２の間に、取付部材１４を介して取り付けられる。本実施形態において、取付部材１４は金属板であり、網１３及び脚部２に溶接される。このような構造により、網１３は、２本の脚部２、２と電気的に接続される。アノード材料４は、導線６を介してカソード接続点Ｐｃで２本の脚部２、２と電気的に接続される。このような構造により、脚部２の表面に加えて網１３にも石灰質が析出するので、藻類あるいは貝類等が付着する面積が増加する。 (Embodiment 3)
FIG. 10 is an apparatus configuration diagram of an offshore structure according to the third embodiment. This offshore structure 1g is characterized in that a conductive net 13 is attached to the leg 2 and the leg 2 and the net 13 are electrically connected. In the present embodiment, the net 13 is attached via the attachment member 14 between the two adjacent leg portions 2 and 2. In the present embodiment, the attachment member 14 is a metal plate and is welded to the net 13 and the leg 2. With such a structure, the net 13 is electrically connected to the two legs 2 and 2. The anode material 4 is electrically connected to the two legs 2 and 2 at the cathode connection point Pc through the conductive wire 6. With such a structure, calcareous precipitates on the net 13 in addition to the surface of the leg 2, so that the area to which algae or shellfish adhere increases.

１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ、１ｇ 海洋構造物
２ 脚部
２Ｓ 表面
３ 上部構造体
４ アノード材料
４Ｍ 第１アノード材料
４Ａ 第２アノード材料
５ アノード支持体
６、６Ａ、６Ｍ 導線
７ 電着鉱物層
８、８ａ スイッチ
９ 電流計
１０ 制御装置
１１、１３ 網
１２ 線材
１４ 取付部材 1, 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f, 1g Offshore structure 2 Leg 2S Surface 3 Upper structure 4 Anode material 4M First anode material 4A Second anode material 5 Anode support 6, 6A, 6M Conductor 7 Electrodeposited mineral layer 8, 8a Switch 9 Ammeter 10 Controller 11, 13 Net 12 Wire 14 Mounting member

Claims (7)

海中に設置されてカソードとなる金属製の構造体と、
前記構造体と電気的に接続され、かつ前記海中でアノードとなるアノード材料と、を含み、
前記海中において、前記構造体の表面に石灰質を析出させることを特徴とする海洋構造物。 A metal structure that is installed in the sea and serves as a cathode;
An anode material electrically connected to the structure and serving as an anode in the sea,
A marine structure characterized by depositing calcareous material on the surface of the structure in the sea. 前記アノード材料は、イオン化傾向の異なる複数の材料を組み合わせる請求項１に記載の海洋構造物。   The marine structure according to claim 1, wherein the anode material is a combination of a plurality of materials having different ionization tendencies. 前記アノード材料は、アルミニウム又はアルミニウム合金と、マグネシウム又はマグネシウム合金とを含む請求項２に記載の海洋構造物。   The marine structure according to claim 2, wherein the anode material includes aluminum or an aluminum alloy and magnesium or a magnesium alloy. 前記構造体の表面に導電性を有する部材を取り付けて、前記構造体と前記部材とを電気的に接続する請求項１から３のいずれか１項に記載の海洋構造物。   The offshore structure according to any one of claims 1 to 3, wherein a member having conductivity is attached to a surface of the structure to electrically connect the structure and the member. 前記構造体に導電性を有する網を取り付けて、前記構造体と前記網とを電気的に接続する請求項１から３のいずれか１項に記載の海洋構造物。   The offshore structure according to any one of claims 1 to 3, wherein a net having conductivity is attached to the structure to electrically connect the structure and the net. 海中に設置されてカソードとなる金属製の構造体と、
前記構造体と電気的に接続され、かつ前記海中でアノードとなるアノード材料と、
自然エネルギーによって電力を発生し、かつ負極が前記構造体と電気的に接続され、陽極が前記アノード材料と電気的に接続される電源装置と、を含み、
前記海中において、前記構造体の表面に石灰質を析出させることを特徴とする海洋構造物。 A metal structure that is installed in the sea and serves as a cathode;
An anode material electrically connected to the structure and serving as an anode in the sea;
A power supply that generates electric power by natural energy, and a negative electrode is electrically connected to the structure, and an anode is electrically connected to the anode material,
A marine structure characterized by depositing calcareous material on the surface of the structure in the sea. 前記石灰質を析出させるときの電流密度は１Ａ／ｍ２以上であり、析出した前記石灰質が層を形成した後は、電流密度を０．００５Ａ／ｍ２以上０．１Ａ／ｍ２以下とする請求項１から６のいずれか１項に記載の海洋構造物。 Claims current density when precipitating the calcareous is a 1A / m 2 or more, it precipitated the calcareous substances After forming the layer, to a current density of 0.005 A / m 2 or more 0.1 A / m 2 or less Item 7. The offshore structure according to any one of Items 1 to 6.
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