JP4157757B2

JP4157757B2 - Antifouling device

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Publication number: JP4157757B2
Application number: JP2002348974A
Authority: JP
Inventors: 英夫門井; 利宏瀧本; 欣一小澤; 博一高柳; 弘道高橋; 仁志和気; 是松永
Original assignee: Pentel Co Ltd
Current assignee: Pentel Co Ltd
Priority date: 2002-11-29
Filing date: 2002-11-29
Publication date: 2008-10-01
Anticipated expiration: 2022-11-29
Also published as: JP2004183018A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水中構造物、船舶、水輸送用の配管又は水路、漁網、熱交換器、復水器あるいは、海水取水口のスクリーンなどに微生物、水生生物やスケールなどが付着することを防止する防汚装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
海水や淡水中には多くの生物が存在し、水中構造物表面に付着し、様々な問題を引き起こしている。例えば、船舶やブイに付着すると推進抵抗の増大といった問題が発生する。また、養殖用生け簀に付着すると海水の交流阻害といった問題が発生する。更に、定置網などの漁網に付着すると網成りの変形といった問題などが発生する。
また、給排水のパイプ内やバルブ等に付着した微生物は海水や淡水を介して人や生産物を汚染するといった問題を発生する。
海水や淡水に接している構造物表面への生物の一般的な付着機構は以下の通りである。まず付着性のグラム陰性菌が構造物表面に吸着して脂質に由来するスライム状物質を多量に分泌する。さらにグラム陰性菌は、このスライム層に集まって増殖し、微生物皮膜を形成する。そして、海水中ではこの微生物皮膜上に大型生物である藻類、貝類、フジツボ等の大型の生物が付着する。付着した大型生物が繁殖成長し、最終的に水中構造物表面を覆い尽くすことになる。
上記、水中構造物および海水や淡水に接しているものの表面に付着した生物による汚染に対する防汚手段としては、殺菌性を有する物質を被防汚面に添加したり、有機スズ系化合物を含有した塗料で塗膜を形成し、有機スズ系化合物を溶出させる方法や、海水を電気分解する事により発生する塩素を利用した防汚方法が一般的に行われていた。しかし、これらの方法は有害物質が発生し、水質の汚染による生物への影響が懸念される。
【０００３】
近年、有害物質を発生させないで、電気化学的に水中構造物や海水や淡水に接しているものの表面などに付着する生物を制御する方法が提案されている。
例えば、特許３１０５０２４号公報（特許文献１参照）には、水中において、導電性基板に正電位を印加することにより、水中の微生物を前記導電性基板表面に吸着して殺菌する工程（＋０〜１．５ＶｖｓＳＣＥ）と、前記導電性基板に負電位を印加することにより、前記導電性基板表面に吸着している殺菌された微生物を脱離する工程（−０〜−０．４ＶｖｓＳＣＥ）とを行うことを特徴とする水中微生物の制御方法を要旨とする発明が記載されている。また、特開平４−２８９３０９号公報（特許文献２参照）では、関数発生器により所定の周期で、ポテンショスタットを動作させて、導電性を有する被防汚面の電位を１．２〜−０．６ＶｖｓＳＣＥの範囲で変化させる防汚方法が開示されている。また、本件出願人の出願になる特開２０００−１０７７６１号公報（特許文献３参照）においては、ＦＥＴブリッジを利用し、正電源のみを用いて被防汚面の電位を変化させる方法を要旨とする発明が記載されている。また、本件出願人の出願になる特開２０００−２１８２７２号公報（特許文献４参照）においては、ＰＷＭ制御によって被防汚面の電位を変化させる方法を要旨とする発明が記載されている。また、特開２００２−３０２９２３号公報（特許文献５参照）においては、被防汚面に直流電圧を印加して微小電流を流し、直流電圧を所定の時間毎に、陽極、通電オフ、陰極に切り換えるサイクルを設定する方法を要旨とする発明が記載されている。
【特許文献１】
特許３１０５０２４号公報（第３頁第２０行〜第２７行、図１−４）
【特許文献２】
特開平４−２８９３０９号公報（第２頁第３２行〜第４０行、第４頁第２９行〜第３６行、図２）
【特許文献３】
特開２０００−１０７７６１号公報（第７頁第１３行〜第２２行、図４）
【特許文献４】
特開２０００−２１８２７２号公報（第２頁第４行〜第２８行）
【特許文献５】
特開２００２−３０２９２３号公報（第１頁第７行〜第１１行）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記の特許３１０５０２４号公報、特開平４−２８９３０９号公報では、電気化学測定法の公知の技術である３電極方式によるポテンショスタットを用いて、水生生物の細胞を滅菌したり、付着した細胞やその分解物を被防汚面である導電性基材（３電極方式の作用極）表面から脱離させることができる。しかし、作用極と参照極の電位が１．５Ｖ〜−０．４Ｖの範囲になるように作用極と対極に電位を印加するためには、作用極と対極に供給する電源として、正の電源と負の電源が両方とも必要であった。また、本件出願人の出願になる特開２０００−１０７７６１号公報、特開２０００−２１８２７２号公報においては、定電流制御には不向きの構成であった。また、特開２００２−３０２９２３号公報においては、直流電圧を所定の時間毎に、陽極、通電オフ、陰極に切り換えるサイクルを設定して、被防汚面に直流電圧を印加する直流電圧の極性を切り換えるのみで、そのときの直流電圧の値の変更は行っていなかった。
本発明はこれらの問題に鑑みなされたものであり、被防汚体の被防汚面たる導電性基材の機能低下が起こった場合でも、被防汚導電性基材の電気化学的防汚効果を長期に渡って安定的に得ることを目的とした定電流制御による防汚装置を確立することを課題としたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、被防汚体の防汚を必要とする部分を導電性基材となし、該導電性基材と対極間を定電流制御する電子制菌防汚方法を用いた防汚装置において、前記導電性基材と前記対極間に電圧をオンまたはオフさせて印加する駆動回路と、前記導電性基材に流れている電流を検出する検出回路と、前記導電性基材に予め流す電流の上限値及び下限値を設定する回路と、前記検出回路によって検出した電流値と設定した電流の上限値とを比較する比較器と、前記検出した電流と設定した電流の下限値とを比較する比較器と、前記二つの比較器の出力を入力とし、前記二つの入力が共にオフの場合には出力がオンに変化し、前記二つの入力が共にオンの場合には出力がオフに変化し、それ以外の場合には以前の出力状態を維持するゲートとからなり、前記導電性基材と前記対極間に印加する電圧のオンとオフの比率を制御するパルス発生回路とを具備し、電流の上限値と下限値を設定することによって、上限値と下限値の間を振動する電流を出力することを特徴とする防汚装置を第１の要旨とし、被防汚体の防汚を必要とする部分を導電性基材となし、該導電性基材と対極間を定電流制御する電子制菌防汚方法を用いた防汚装置において、前記導電性基材と前記対極間に電圧をオンまたはオフさせて印加する駆動回路と、前記導電性基材に流れている電流を検出する検出回路と、前記導電性基材に流がす電流を平均化する回路と、前記導電性基材に予め流す電流を設定する回路と、平均した電流が設定した電流に近似するように前記駆動回路より前記導電性基材と前記対極間に印加する電圧のオンとオフの比率を制御するパルス発生回路とを具備し、時刻により変動する水位の予測値と、時刻とを記憶させ、その時刻において、予め設定されている前記導電性基材に流す電流を、予測される水位で決まる前記導電性基材の水中に浸漬する面積に対応して変更することを特徴とする防汚装置を第２の要旨とするものである。
【０００６】
以下、本発明について詳述する。
本発明の作用極として用いる導電性基材は、全体が導電性材料から形成されていてもよいが、少なくとも被防汚体の被防汚面たる導電性基材表面の一部及び／又は全部の水中に浸漬している部分の表面が導電性であり、通電可能であることが必要である。導電性基材は金属やその酸化物、樹脂、無機材料からなり、構造を維持する機能を有するものであれば特に限定されない。
【０００７】
導電性基材として金属を用いる場合、金属材料を酸化し、耐食性を向上させたものも使用することができる。一例として、バルブ金属であるチタンは、高温や常温で空気酸化や電解反応により陽極酸化され耐食性や意匠性が向上することが知られている。また、海水電解用電極や酸素発生電極などを製造する際に、一般的に用いられる定法に従って金属の表面を導電性物質の微粒子で被覆したり、積層して用いることができる。被覆及び積層する際には、導電性基材の母材との密着性を高める等の考慮が必要である。
また、導電性基材として、樹脂、無機材料などの非導電性材料を用いる場合、導電性物質の微粒子を材料に充填し、基材を形成することにより導電性を付与し用いればよい。
【０００８】
導電性物質の微粒子の例としては、グラファイト、カーボンブラック、カーボン繊維からなる短繊維などの炭素微粒子、金、白金、ルテニウム、ロジウム、パラジウムまたはこれらの貴金属酸化物、チタン、ニオブ、タンタル等のバルブ金属またはその酸化物及び酸化マンガン、酸化コバルト、酸化スズ、酸化アンチモンなどの酸化物の微粒子、窒化チタン、窒化ジルコニウム、窒化バナジウム、窒化タンタル、窒化ニオブ、窒化クロム等の金属窒化物、炭化チタン、炭化ジルコニウム、炭化バナジウム、炭化ニオブ、炭化タンタル、炭化クロム、炭化モリブデン、炭化タングステン等の金属炭化物、ホウ化チタン、ホウ化ジルコニウム、ホウ化ハーフニウム、ホウ化バナジウム、ホウ化ニオブ、ホウ化タンタル、ホウ化クロム、ホウ化モリブデン、ホウ化タングステン等の金属ホウ化物、ケイ化チタン、ケイ化ジルコニウム、ケイ化ニオブ、ケイ化タンタル、ケイ化バナジウム、ケイ化タングステン等の金属ケイ化物などの微粒子が挙げられる。
【０００９】
さらに、長期間の防汚を目的とした本発明においては、被防汚体の被防汚面となる導電性基材表面に各種電位印加を行っても排除できない殺菌された微生物、有機物及びスケールが付着することがあり、これらを導電性基材の交換等のコストを無くし、再活性化させて長期間の防汚効果を再現させるために、必要最小限の塩素化合物及びラジカル発生機能を有する導電性基材表面に存在する物質として、白金、ルテニウム、ロジウム、パラジウムなどの白金族酸化物、チタン、ニオブ、タンタル等のバルブ金属酸化物及び酸化マンガン、酸化コバルト、酸化スズ、酸化アンチモンなどの酸化物やそれらの合金を単一金属酸化物、複合金属酸化物や複合金属酸化物として用いることが好ましい。また、これらの素材をそのまま、もしくは成形して使用することも可能である。
【００１０】
また、上記導電性物質の微粒子をバインダー樹脂に充填、分散させた導電性物質を、前記非導電性材料製基材表面に被覆して導電性を付与してもよい。バインダー樹脂の例としては、フッ素樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アクリル−ウレタン樹脂、ポリエステル−ウレタン樹脂、シリコン−ウレタン樹脂、シリコン−アクリル樹脂、エポキシ樹脂や、熱硬化型のメラミン−アルキッド樹脂、メラミン−アクリル樹脂、メラミン−ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂などの樹脂、または天然ゴム、クロロプレンゴム、シリコンゴム、ニトリルブチレンゴム、ポリエチレンエラストマー、ポリエステルエラストマー、ポリプロピレンエラストマー等のゴム弾性材料が挙げられる。導電性物質は、導電性シートを形成して非導電性基材上に接着剤を介して積層したり、塗膜層として形成してもよい。
【００１１】
上記の導電性物質の微粒子の他に、生物の細胞と電極との電子移動反応を促進する作用を有する特定の化合物を添加してもよい。すなわち、微生物と電極との電子移動を媒介する電子メディエータを導電性材料と共に使用することによって、より効率的に水生生物の殺菌を行うことができる。電子メディエータの例としては、フェロセン、フェロセンモノカルボン酸、フェロセンジカルボン酸または、（（トリメチルアミン）メチル）フェロセン等のフェロセンおよびその誘導体、Ｈ４Ｆｅ（ＣＮ）６、Ｋ４Ｆｅ（ＣＮ）６、Ｎａ４Ｆｅ（ＣＮ）６等のフェロシアン類、２，６−ジクロロフェノールインドール、フェナンジンメトサルフェート、ベンゾキノン、フタロシアニン、ブリリアントクレジルブルー、カロシアニン、レゾルシン、チオニン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−ジスルフォネイティド・チオニン、ニューメチレンブルー、トブシンブルーＯ、サフラニン−Ｏ、２，６−ジクロロフェノールインドフェノール、ベンジルビオロゲン、アリザリンブリリアントブルー、フェノシアジノン、フェナジンエトサルフェート等が挙げられる。
【００１２】
また、抗菌性を有する材料を添加してもよい。抗菌性を有する物質は、無機物に属するものと有機物に属するものとがある。
無機物としては、銀、銅、ニッケル、亜鉛、鉛、ゲルマニウム等の金属およびこれらの酸化物、酸素酸塩、塩化物、硫酸塩、硝酸塩、炭酸塩、有機キレート化合物などが挙げられる。
有機物としては、２−（４−チアゾリル）−ベンズイミダゾール、４，５，６，７−テトラクロル−２−トリフルオロメチルベンズイミダゾール、１０，１０’−オキシスフェノキシアルシン、トリメトキシシリル−プロピルオクタデシルアンモニウムクロライド、２−Ｎ−オクチル−４−イソチアゾリン−３−オン、ビス（２−ピリジルチオ−１−オキシド）亜鉛などが挙げられる。
【００１３】
導電性基材の被防汚面の一部又は全部が、少なくともチタン、チタン合金及びそれらの酸化物や白金及び／又は金属酸化物から選ばれた単一金属酸化物又は混合金属酸化物又は複合金属酸化物からなり、導電性基材表面に直接または間接的に接触する水生生物を殺菌し、増殖を抑制すると共に、水や海水などから塩素化合物もしくは、ラジカルを生成させ、導電性基材表面に直接または間接的に接触する水生生物およびスケールの脱離洗浄及び導電性基材を再活性化ができ、また、導電性基材が対極としても使用可能な物質で構成され、導電性膜となしたものが好ましく用いられる。
【００１４】
この導電性膜は、金属又はその化合物から構成でき、具体的には、白金族金属、バルブ金属及びそれらの酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属ホウ化物、金属ケイ化物の何れかから構成することができる。特に、金属酸化物が、酸化チタン酸化ロジウム、酸化パラジウム、酸化ルテニウム、酸化イリジウム、酸化マンガン、酸化コバルト、酸化スズおよび酸化アンチモン、酸化ニオブ、酸化タンタル及び酸化ジルコニウムから選ばれた少なくとも１種又は２種以上から構成されることが好ましい。
導電性膜を形成するに当たっては、溶射やスパッタリング、イオンプレーティングなどの方法を採用することができる。
金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属ホウ化物、金属ケイ化物については既に記載してあるが、記載した材料はその一部であり、形成方法によっては２種類以上の金属が含まれたり、酸化物の一部が含まれたり、さらにはこれらの化合物が２種以上混合されたり、導電性基材の素材自身が空気酸化や陽極酸化されることから、特に限定はされない。これらの金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属ホウ化物、金属ケイ化物は０．０１μｍ以上の厚さの膜が好ましい。最大の厚さは特に限定しないが、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属ホウ化物、金属ケイ化物の形成方法や使用目的により適宜設定すればよい。
【００１５】
導電性基材が電気化学的に溶解や腐食する材料、例えば、鉄やアルミニウム、銅、亜鉛、マグネシウムおよびそれらの合金、ステンレス等の金属材料からなる場合では、該金属材料と接水面に形成された導電層との間に、絶縁性樹脂塗膜層や絶縁性樹脂フィルム層、アルミナ、チタニア酸化ケイ素などの絶縁無機物層、またはチタン、ニオブ、タンタル等のバルブ金属などを設けておくことで耐食性が向上し好ましい。これらの材料からなる層は、１種又は２種以上の多層として形成されてもよい。特に、導電性基材が、バルブ金属であるチタンの様に高温や常温で空気酸化されたものや、電解反応により陽極酸化されたものは、耐食性導電性材料として使用できる。また、耐食性導電性基材と、該耐食性導電性基材の表面の一部又は全部に多孔質白金からなる、又は、前記多孔質白金と該多孔質白金に３次元的に担持された金属酸化物とからなる被覆層とよりなるもの、及び、導電性基材が、耐食性導電性基材と、該耐食性導電性基材の表面が部分的に露出する程度に分散被覆された白金と、少なくとも耐食性導電性基材表面の露出部分を被覆する少なくとも１種以上の金属酸化物及び／又はバルブ金属酸化物の少なくとも１種以上からなる混合金属酸化物とからなる中間層と、貴金属酸化物とバルブ金属酸化物から選ばれた少なくとも１種以上の金属酸化物からなる混合金属酸化物層から構成された外層とよりなるものも好ましい。
【００１６】
導電性基材の形状は特に限定されるものではなく、水生生物を効率よく吸着して直接または間接的に接触し、定電流を任意に設定し通電できるものであれば良い。定電流による防汚効果の発現には、２０ｍＡ／ｍ２以上の電流密度が有効で、防汚面積により適宜通電量を調節することが好ましい。また、被防汚体の被防汚面の材質や形状及び防汚面の維持状態の目的により適宜電流密度の設定を変更することができる。一般的には、２０ｍＡ／ｍ２から１０００ｍＡ／ｍ２程度でよい。好ましくは、微生物との直接反応を利用して、防汚効果の発現を期待する場合には、２０ｍＡ／ｍ２から１５０ｍＡ／ｍ２が好ましく、被防汚体の被防汚面に付着した有機物等を除去することを目的とする場合には、１００ｍＡ／ｍ２から６００ｍＡ／ｍ２程度とすることが好ましい。
【００１７】
また、それぞれの通電時間は、目的によって適宜選択して制御することができる。被防汚体の被防汚面が酸化状態になり、出力電圧が高くなるような場合は、設定する電流を正負相互に、任意の時間制御することによって、導電性基材を還元し、出力電圧を低い状態に保つことができる。ただし、負電流を定電流で流す時間が長いと、防汚効果の低下を招くことがあるので、使用する導電性材料により適宜設定することが好ましい。負電流の電流密度についても、電極材料により防汚効果と導電材料の還元化とにより適宜選択し使用することが好ましい。例えば、導電性基材の水生生物の殺菌の工程として、正の電流で１００ｍＡ／ｍ２を３時間通電し、さらに導電性基材の還元工程として負の電流を５００ｍＡ／ｍ２を３０分間通電するようにすればよい。
【００１８】
本発明の防汚装置は、作用極として使用する上記導電性基材と接触しないように対極が設置されている。対極基材は導電性基材と同様のものを用いることもできることもできる。また、通電により鉄などの腐食溶解するものは、通電量の積算の目安となり有用である。基本的には、適宜選択可能で被防汚面の物性や形状により適宜選択することができる。
【００１９】
上記、作用極として使用する導電性基材と対極とはリード線により本防汚装置に接続されている。この防汚装置は、導電性基材と対極との間に通電する装置であって、電流の極性が変換できる機能を有しているものである。
これは、防汚装置より作用極と対極間に設定された電流を流すために、防汚装置に内蔵した駆動回路を駆動させることにより、電力のロスを少なくし、効率よく電流を流すことができる。そして、駆動回路に与える信号の状態を切り換えることにより電流の極性を反転できる。これは、この駆動回路を内蔵することにより作用極と対極間に与える電流は、直流の単電源より生成することができることを表している。また、防汚装置に内蔵したパルス波形生成回路より生成されるパルス波形のオンとオフのさせることにより、作用極と対極間に平均化した電流を与えることが可能であり、そして、作用極と対極間に流れている電流を検出することにより予め設定している電流に近似するようにパルス波形のオンとオフの比率を制御して対応することが可能である。また、電流の上限と下限を設定したり、電流の遅れを設定することによって、作用極と対極間に流れる電流の振幅も容易に可変できる。特に、作用極から対極への負の電流を流すときに、電流の振幅を大きくして、防汚効果の低下を招かない工夫とすることができる。
【００２０】
上記構成以外、パソコン等のデータ処理部にて、時刻によって作用極から対極に流す電流密度と、時刻によって予測される水位の変位に対応した作用極の水中に浸漬している予測される面積とのタイムスケジュールを設定して、タイムスケジュールに沿って作用極と対極間に流す電流を設定することができる。そして、パソコン等のデータ処理部にて、必要に応じて参照極を用い、参照極、作用極、対極のそれぞれの電位をモニタし、記録することにより、目的外の化学反応の発生を抑制することも可能である。また、水位計を接続して、水位の変化を計測し、作用極の水中に浸漬している面積のタイムスケジュールを逐次変更して、作用極と対極間に流す電流を再設定することも可能である。
また、電解セルを形成する電極配置の場合は、作用極に対し対極の設置位置は限定されない。参照極は、作用極の近傍に設置することが好ましいが、導電性基材と対極間で、定電流の防汚効果が発現されるのには、参照極を使用しなくても差し支えない。
【００２１】
本発明により処理することができる電解液は、水生生物を含有する水であれば特に限定されない。例えば、海水、河川の水、湖沼の水、水道水、飲料水、または各種緩衝液などが挙げられる。また、対象となる生物も、それらの水中に存在する生物であれば特に限定されるものではない。
【実施例】
【００２２】
以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。
まず、第１の実施例について説明する。
本発明を、図１に示す電気的ブロック図、図２の駆動回路６の電気的内部ブロック図、図３のパルス波形生成回路３８の電気的内部ブロック図、
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のパルス波形生成回路３９の電気的内部ブロック図、図５の電流密度のタイムスケジュール図、図１９の面積のタイムスケジュール図で説明する。
まず、本発明の防汚装置１２のＣＰＵ１は、ＡＤコンバータ２８を介して水位計２９により、水位の計測を行う。さらに計測した水位の高さを通信Ｉ／Ｆ３を介して、データ処理部２に送信する。この水位の高さの情報により予め設定されている図１９に図示している導電性基材の被防汚面の面積のタイムスケジュールに補正を加える。もし、水位計２９が接続されていない場合には、前記面積のタイムスケジュールに補正は加えない。
【００２３】
このようにしてデータ処理部２にて、作用極８と対極９に与える電流密度と時間軸とのタイムスケジュール、図５による現在の電流密度と、使用する作用極８の水中に浸漬している面積と時間軸のタイムスケジュール、図１９による現在の面積と、電流密度の幅を設定する。データ処理部２では、このタイムスケジュールの時間軸に沿って、その時間ごとの作用極８と対極９間の電流密度と作用極８の水中に浸漬している面積を掛けた値、即ち電流値のデータと、電流密度の幅と作用極８が水中に浸漬している面積を掛けた値、即ち電流幅のデータを通信用Ｉ／Ｆ３を介してＣＰＵ１に送信する。
【００２４】
ＣＰＵ１は、これらの電流値のデータと電流幅のデータを逐次ＲＡＭ５に保存する。また、参照極７、作用極８、対極９、電流検出抵抗３０、電流検出抵抗３１の情報をそれぞれに対応したＡＤＣ１３、ＡＤＣ１４、ＡＤＣ１５、ＡＤＣ１６、ＡＤＣ１９を介して、ＣＰＵ１に入力し、監視することが可能である。そして、データ処理部２より通信Ｉ／Ｆ３を介してＣＰＵ１に参照極７、作用極８、対極９、電流検出抵抗３０、電流検出抵抗３１の情報を要求することによって、ＣＰＵ１からその情報を、データ処理部２に送信することができる。さらに、データ処理部２は、ホストコンピュータ５２と電話等の通信回線を介して接続することによって、ホストコンピュータ５２より本発明の防汚装置１２を遠隔操作することができる。
【００２５】
ここで、図５と図１９に示すデータ処理部２で作成したタイムスケジュールを詳細に説明する。図５では、縦軸が、本発明の作用極８と対極９間の電流密度を表し、横軸が、そのときの時間軸を表す。縦軸の「＋」は、作用極８から対極９に流すための正の電流密度を表し、作用極８に付着する水生生物の殺菌を行い、「−」は、作用極８から対極９に流す負の電流密度を表し、作用極８の還元を行う。図５のＴ１の期間に、作用極８の付着する水生生物の殺菌を、Ｔ３の期間に作用極４の還元を、Ｔ２の期間で作用極８に付着する水生生物の殺菌の停止を、Ｔ４の期間で作用極８に還元の停止を示している。図１９に図示する様に縦軸は、本発明の作用極８が水中に浸漬している面積を表し、横軸が、そのときの時間軸を表す。本発明の作用極８を海岸の水面に設置した場合、潮の満ち引きが発生する。そのため、作用極８の水中に浸漬している面積の変化を予め図１９のタイムスケジュールに設定する。このときの水位計２９により計測されている水位の状態によって、図１９のタイムスケジュールに補正が加えられる。
【００２６】
そしてＣＰＵ１は、ＲＡＭ５に保存しているデータ処理部２からの電流値のデータが、正の電流値ならば、殺菌工程、負の電流値ならば、還元工程であると判断する。
ここで、ＲＡＭ５に保存している電流値のデータが、正の電流値であるときの殺菌工程について説明する。
まず、ＣＰＵ１は切り換え信号２６をオフに、切り換え信号２７をオンにする。この切り換え信号２６のオフによって、駆動回路６に内蔵のＰチャンネルのＦＥＴ３５をオフにし、また、ＡＮＤ回路３３の出力をオフし、ＮチャンネルＦＥＴ３６もオフにする。この切り換え信号２７のオンによって、ＮチャンネルのＦＥＴ３７をオンにし、また、ＡＮＤ回路３２の一つの入力をオンにすることによって、パルス波形生成回路３８より出力される電流制御信号２３のオン・オフに同期してＡＮＤ回路３２より出力される信号によってＰチャンネルのＦＥＴ３４もオン・オフする。即ち、電流検出抵抗３０を介して作用極８にＦＥＴ３４に制御されたプラス電源１０が、電流検出抵抗３１とＦＥＴ３７を介して対極９にグランド電源１１が接続された状態が形成される。
【００２７】
ここで、ＲＡＭ５に保存している電流値のデータと、電流幅のデータをもとにＣＰＵ１は、電流の上限のデータと下限のデータを計算し、電流の上限のデータをＤＡＣ１７を介してコンパレータ４０の−側に設定し、また、下限のデータをＤＡＣ１８を介してコンパレータ４１の−側に設定する。このコンパレータ４０、４１の＋側には、作用極８に供給している現在の電流情報が電流検出信号２２を介して入力する。
【００２８】
この作用極８に供給している現在の電流情報は、電流検出抵抗３０の両端にかかる電圧を代用して知ることができる。すなわち、プラス電源１０と電流検出信号２２との電位差と、電流検出抵抗３０の抵抗値により知ることができる。例えば、プラス電源１０の電圧をｖとし、電流検出抵抗３０の抵抗値をｒｈとし、現在流れている電流値ｉｈｎｏｗ、電流の上限をｉｈｍａｘ、下限をｉｈｍｉｎとした場合、この電流検出抵抗３０の両端にかかる現在の電圧値はｖｈｎｏｗ＝ｉｈｎｏｗ × ｒｈ、電圧の上限はｖｈｍａｘ＝ｉｈｍａｘ × ｒｈ、下限はｖｈｍｉｎ＝ｉｈｍｉｎ × ｒｈとなる。
【００２９】
これによって、パルス波形生成回路３８に接続しているＤＡＣ１７、１８に入力する現在の電流データとしては（ｖ − ｖｈｎｏｗ）の電圧が入力し、ＤＡＣ１７に設定する電流の上限のデータは（ｖ − ｖｈｍａｘ）の下限の電圧を設定し、ＤＡＣ１８に設定する電流の下限のデータは（ｖ − ｖｈｍｉｎ）の上限の電圧を設定する。
【００３０】
ここで、電流検出信号２２を介して入力した電圧値が、コンパレータ４０、４１に設定されている電流の上限データと下限データのそれぞれの代用特性の電圧値より高い場合、即ち、電流検出抵抗３０に流れる電流が、コンパレータ４０、４１に設定されている電流の上限データと下限データより低い場合には、コンパレータ４０、４１それぞれよりオフの信号がゲート４２に出力され、さらにゲート４２では２つの入力がオフの場合には、出力がオンになって、電流制御信号２３をオンにしてＡＮＤ回路３２に接続し、ＡＮＤ回路３２のもう一方の入力は既にオン状態であるので、ＰチャンネルのＦＥＴ３４をオンにする。同様に、電流検出信号２２を介して入力した電圧値が、コンパレータ４０、４１に設定されている電流の上限データ、下限データのそれぞれの代用特性の電圧値より低い場合、即ち、電流検出抵抗３０に流れる電流が、コンパレータ４０、４１に設定されている電流の上限データと下限データより高い場合には、コンパレータ４０、４１それぞれよりオンの信号がゲート４２に出力され、さらにゲート４２では２つの入力がオンの場合には、出力がオフになって、電流制御信号２３をオフにしてＡＮＤ回路３２に接続し、ＰチャンネルのＦＥＴ３４をオフにする。このゲート４２は、前記のコンパレータ４０、４１の条件以外は、その状態を維持している。このようにして、電流の状態により、ゲート４２から出力されるオン・オフ信号、即ち、パルス信号によって、ＦＥＴ３４がオン・オフし、作用極８から対極９に、流れる電流が保たれる。
【００３１】
このようなタイミングが、図６のパルス波形と電流値のタイミングチャート図の、電流検出抵抗３０の両端にかかる電位差を電流検出抵抗３０の抵抗値で割った電流値、つまり、作用極８から対極９への電流値と、コンパレータ４０、４１のそれぞれの出力と、ゲート４２の出力タイミングが示されている。そして、電流の上限データ、下限データを狭くした場合と、広くした場合の電流の状態が、図７の電流の振幅変更時の電流値のタイミングチャート図に示されている。
上記電流の振幅幅をより狭くすると、電流検出信号２２が、設定されている電流値に対して、直線的な波形になり、逆に、より広くすると、電流検出信号２２が、設定されている電流に対して、三角波形なっている。
現在、図５のＴ１の工程、即ち、正の電流値のときの殺菌工程を示しているので、電流の振幅を狭くして使用するのが妥当である。
【００３２】
続いて、ＲＡＭ５に保存している電流値のデータが、負の電流値であるときの還元工程について説明する。
まず、ＣＰＵ１は切り換え信号２７をオフに、切り換え信号２６をオンにする。この切り換え信号２７のオフによって、駆動回路６に内蔵のＮチャンネルのＦＥＴ３７をオフにし、また、ＡＮＤ回路３２の出力をオフし、ＰチャンネルＦＥＴ３４もオフにする。この切り換え信号２６のオンによって、ＮチャンネルのＦＥＴ３７をオンにし、また、ＡＮＤ回路３３の一つの入力をオンにすることによって、パルス波形生成回路３９より出力される電流制御信号２５のオン・オフに同期してＡＮＤ回路３３より出力される信号によってＮチャンネルのＦＥＴ３８もオン・オフする。即ち、電流検出抵抗３１を介して作用極８にＦＥＴ３６に制御されたグランド電源１１が、電流検出抵抗３０とＦＥＴ３５を介して対極９にプラス電源１０が接続された状態が形成される。
【００３３】
ここでＲＡＭ５に保存している電流値のデータと、電流幅のデータをもとにＣＰＵ１は、電流の上限のデータと下限のデータを計算し、電流の上限のデータをＤＡＣ２０を介してコンパレータ４３の＋側に設定し、また、下限のデータをＤＡＣ２１を介してコンパレータ４４の＋側に設定する。このコンパレータ４３、４４の−側には、作用極８に供給している現在の電流情報が電流検出信号２４を介して入力する。
この作用極８に供給している現在の電流情報は、電流検出抵抗３１の両端にかかる電圧を代用して知ることができる。すなわち、グランド電源１１と電流検出信号２４との電位差と、電流検出抵抗３１の抵抗値により知ることができる。例えば、グランド電源１１の電圧を０とし、電流検出抵抗３１の抵抗値をｒｌとし、現在流れている電流値ｉｌｎｏｗ、電流の上限をｉｌｍａｘ、下限をｉｌｍｉｎとした場合、この電流検出抵抗３１の両端にかかる現在の電圧値はｖｌｎｏｗ＝ｉｌｎｏｗ × ｒｌ、電圧の上限はｖｌｍａｘ＝ｉｌｍａｘ × ｒｌ、下限はｖｌｍｉｎ＝ｉｌｍｉｎ × ｒｌとなる。
【００３４】
これによって、パルス波形生成回路３９に接続しているＤＡＣ２０、２１に入力する現在の電流データとしてはｖｌｎｏｗの絶対値の電圧が入力し、ＤＡＣ２０に設定する電流の上限のデータはｖｌｍａｘの上限の絶対値の電圧を設定し、ＤＡＣ２１に設定する電流の下限のデータはｖｌｍｉｎの下限の絶対値の電圧を設定する。
【００３５】
ここで、電流検出信号２４を介して入力した電圧値が、コンパレータ４３、４４に設定されている電流の上限データ、下限データのそれぞれの代用特性の電圧値より低い場合、即ち、電流検出抵抗３１に流れる電流が、コンパレータ４３、４４に設定されている電流の上限データと下限データより低い場合には、コンパレータ４３、４４それぞれよりオフの信号がゲート４５に出力され、さらにゲート４５では２つの入力がオフの場合には、出力がオンになって、電流制御信号２５をオンにしてＡＮＤ回路３３に接続し、ＡＮＤ回路３３のもう一方の入力は既にオン状態であるので、ＮチャンネルのＦＥＴ３６をオンにする。同様に、電流検出信号２５を介して入力した電圧値が、コンパレータ４３、４４に設定されている電流の上限データ、下限データのそれぞれの代用特性の電圧値より高い場合、即ち、電流検出抵抗３１に流れる電流が、コンパレータ４３、４４に設定されている電流の上限データと下限データより高い場合には、コンパレータ４３、４４それぞれよりオンの信号がゲート４５に出力され、さらにゲート４５では２つの入力がオンの場合には、出力がオフになって、電流制御信号２５をオフにしてＡＮＤ回路３３に接続し、ＮチャンネルのＦＥＴ３６をオフにする。このゲート４５は、前記のコンパレータ４３、４４の条件以外は、その状態を維持している。
【００３６】
このようにして、電流の状態により、ゲート４５から出力されるオン・オフ信号、即ち、パルス信号によって、ＦＥＴ３６がオン・オフし、対極９から作用極８に、流れる電流が保たれる。
このようなタイミングが、図８のパルス波形と電流値のタイミングチャート図の、電流検出信号２２と、電流検出抵抗３０の両端にかかる電位差を電流検出抵抗３０の抵抗値で割った電流値、つまり、対極９から作用極８への電流値と、コンパレータ４３、４４のそれぞれの出力と、ゲート４５の出力タイミングが示されている。そして、電流の上限データ、下限データを狭くした場合と、広くした場合の電流の状態が、図９の電流の振幅変更時の電流値のタイミングチャート図に示されている。より狭くすると、電流検出信号２５が、設定されている電流値に対して、直線的な波形になり、逆に、より広くすると、電流検出信号２５が、設定されている電流に対して、三角波形なっている。
現在、図５のＴ３の工程、即ち、負の電流値のときの還元工程を示しているので、電流の振幅を広くして使用するのが妥当である。
【００３７】
また、図５のＴ２の工程、即ち、殺菌工程の停止では、Ｔ１の工程、即ち、正の電流値のときの殺菌のときの回路の設定を行うが、電流の上限及び下限のデータを限りなく、０に近似するデータを設定する。
同様に、図５のＴ４の工程、即ち、還元工程の停止では、Ｔ３の工程、即ち、負の電流値のときの還元のときの回路の設定を行うが、電流の上限及び下限のデータを限りなく、０に近似するデータを設定する。
【００３８】
続いて、第２の実施例について説明する。
図１０の全体の電気的ブロック図、図１１のパルス波形生成回路４６の電気的内部ブロック図、図１２のパルス波形生成回路４７の電気的内部ブロック図にて説明する。図１０の全体の電気的ブロック図の構成は、図１の全体の電気的ブロック図の構成と類似している。また、図２の駆動回路６の電気的内部ブロック図、図５の電流密度のタイムスケジュール図、図１９の面積のタイムスケジュール図も同様に使用する。第１の実施例では、パルス波形生成回路４６とパルス波形生成回路４７を使用し、第２の実施例では、パルス波形生成回路４６とパルス波形生成回路４７を使用して、パルスの生成方法を行う過程の違いにある。そのため、図１０の全体の電気的ブロック図の参照番号は、パルス波形生成回路４６とパルス波形生成回路４７以外は、図１の全体の電気的ブロック図の参照番号と同じものを使用している。
【００３９】
まず、本発明の防汚装置１２のＣＰＵ１は、ＡＤＣ２８を介して水位計２９を計測し、さらに計測した水位の高さを通信Ｉ／Ｆ３を介して、データ処理部２に送信する。この水位の高さの情報により予め設定されていた図１９の面積のタイムスケジュールに補正を加える。もし、水位計２９が接続されていない場合には、面積のタイムスケジュールに補正は、加えない。このようにして、データ処理部２にて、作用極８と対極９に与える電流密度と時間軸とのタイムスケジュール図５による現在の電流密度と、使用する作用極８の水中に浸漬している面積と時間軸とのタイムスケジュール図１９による現在の面積と、電流密度の幅を設定する。
【００４０】
データ処理部２では、このタイムスケジュールの時間軸に沿って、その時間ごとの作用極８と対極９間の電流密度と作用極８の水中に浸漬している面積を掛けた値、即ち電流値のデータと、計測した電流値の伝達を遅くする時間値、即ち、ディレイ値のデータを通信用Ｉ／Ｆ３を介してＣＰＵ１に送信する。この計測した電流値の伝達を遅くすることによって、電流値のデータに電流幅が発生する。そして、ＣＰＵ１は、これらの電流値のデータと電流幅のデータを逐次ＲＡＭ５に保存する。また、参照極７、作用極８、対極９、電流検出抵抗３０、電流検出抵抗３１の情報をそれぞれに対応したＡＤＣ１３、ＡＤＣ１４、ＡＤＣ１５、ＡＤＣ１６、ＡＤＣ１９を介して、ＣＰＵ１は、入力し、監視することが可能であり、そして、データ処理部２からの通信Ｉ／Ｆ３を介してＣＰＵ１に参照極７、作用極８、対極９、電流検出抵抗３０、電流検出抵抗３１の情報を要求することによって、ＣＰＵ１から、その情報を、データ処理部２に送ることができる。
【００４１】
ここで、図５と図１９に示すデータ処理部２で作成したタイムスケジュールを詳細に説明する。縦軸が、本発明の作用極８と対極９間の電流密度を表し、横軸が、そのときの時間軸を表す。縦軸の「＋」は、作用極８から対極９に流すための正の電流密度を表し、作用極４に付着する水生生物の殺菌を行い、「−」は、作用極８から対極９に流す負の電流密度を表し、作用極４の還元を行う。図５のＴ１の期間に、作用極４の付着する水生生物の殺菌を、Ｔ３の期間に作用極４の還元を、Ｔ２の期間で作用極４に付着する水生生物の殺菌の停止を、Ｔ４の期間で作用極４に還元の停止を示している。図１９では、縦軸が、本発明の作用極８が水中に浸漬している面積を表し、横軸が、そのときの時間軸を表す。もし、本発明の作用極８を海岸の水面に設置した場合、潮の満ち引きが発生する。そのため、作用極８の水中に浸漬している面積の変化を予め図１９のタイムスケジュールに設定する。このときの計測されている水位計２９の状態によって、図１９のタイムスケジュールに補正が加えられる。
【００４２】
そして、ＣＰＵ１は、ＲＡＭ５に保存しているデータ処理部２からの電流値のデータが、正の電流値ならば、殺菌工程、負の電流ならば、還元工程であると判断する。
ここで、ＲＡＭ５に保存している電流値のデータが、正の電流値であるときの殺菌工程について説明する。
まず、ＣＰＵ１は切り換え信号２６をオフに、切り換え信号２７をオンにする。この切り換え信号２６のオフによって、駆動回路６に内蔵のＰチャンネルのＦＥＴ３５をオフにし、また、ＡＮＤ回路３３の出力をオフし、ＮチャンネルＦＥＴ３６もオフにする。この切り換え信号２７のオンによって、ＮチャンネルのＦＥＴ３７をオンにし、また、ＡＮＤ回路３２の一つの入力をオンにすることによって、パルス波形生成回路４６より出力される電流制御信号２３のオン・オフに同期し、ＡＮＤ回路３２より出力される信号によってＰチャンネルのＦＥＴ３４もオン・オフする。即ち、電流検出抵抗３０を介して作用極８にＦＥＴ３４に制御されたプラス電源１０が、電流検出抵抗３１とＦＥＴ３７を介して対極９にグランド電源１１が接続された状態が形成される。
【００４３】
ここで、ＲＡＭ５に保存している電流値のデータと、ディレイ値のデータをもとにＣＰＵ１は、電流値のデータをＤＡＣ１８を介して、コンパレータ４９の−側に設定し、また、ディレイ値のデータをＤＡＣ１７を介して、ディレイ回路４８に設定する。このコンパレータ４９の＋側には、作用極８に供給している現在の電流情報が電流検出信号２２によりディレイ回路４８を介して入力する。このディレイ回路４８は、ＤＡＣ１７より与えられるディレイ値のデータによって、電流検出信号２２の作用極８に供給している現在の電流情報が、遅れて、コンパレータ４９の＋側に伝わる回路である。この電流情報は、電流検出抵抗３０の両端にかかる電圧を代用して知ることができる。
【００４４】
すなわち、プラス電源１０と電流検出信号２２との電位差と、電流検出抵抗３０の抵抗値により知ることができる。
例えば、プラス電源１０の電圧をｖとし、電流検出抵抗３０の抵抗値をｒｈとし、流れる電流値ｉｈと設定した場合、この電流検出抵抗３０の両端にかかる現在の電圧値はｖｈ＝ｉｈ × ｒｈなる。即ち、パルス波形生成回路４６に接続しているＤＡＣ１８に入力する電流データとしては（ｖ− ｖｈ）の電圧値がコンパレータ４９の−側に設定される。ここで、コンパレータ４９では、ＤＡＣ１８に設定されている電流値データより、ディレイ回路４８を介して遅れて入力した電流検出抵抗３０の電流値が低い場合、つまり、ＤＡＣ１８に設定された電圧より、ディレイ回路４８を介して遅れて入力した電流検出抵抗３０よりの電流検出信号２２の電圧が高い場合、コンパレータ４９より、ＡＮＤ回路３２を介してＦＥＴ３４をオンさせる。
【００４５】
また、コンパレータ４９では、ＤＡＣ１８に設定されている電流値データより、ディレイ回路４８を介して遅れて入力した電流検出抵抗３０の電流値が高い場合、つまり、ＤＡＣ１８に設定された電圧より、ディレイ回路４８を介して遅れて入力した電流検出抵抗３０より電流検出信号２２の電圧が低い場合、コンパレータ４９より、ＡＮＤ回路３２を介してＦＥＴ３４をオフさせる。
そして、電流検出信号２２が、ディレイ回路４８に入力し、コンパレータ４９の−側に接続し、ＡＮＤ回路３２を介してＦＥＴ３４をオン・オフして、電流量を設定するが、このディレイ回路４８による電流検出信号２２のコンパレータ４９への入力の遅れによって、ＡＮＤ回路３２を介してＦＥＴ３４をオン・オフの遅れを生じさせる。これによって、電流検出抵抗３０よりの電圧に、即ち、電流検出信号２２に、ＤＡＣ１８よって設定された電流値のデータを代用した電圧を中心に、振幅の電流のデータを代用とする電圧が発生する。
【００４６】
このようなタイミングが、図１３のパルス波形と電流値のタイミングチャート図の、電流検出抵抗３０に流れる電流データと、ディレイ回路４８に現れる電流データとのタイミングチャートと、このときのＦＥＴ３４をオン・オフするためのコンパレータ４９の出力タイミングが示されている。
そして、ディレイ時間を短くした場合が、図１４の電流の振幅変更時の電流値のタイミングチャートに示される。長くした場合が、図１５の電流の振幅変更時の電流値のタイミングチャート図に示されている。ディレイ時間をより短くすると、電流検出信号２２が、設定されている電流値に対して、直線的な波形になり、逆に、より長くすると、電流検出信号２２が、設定されている電流に対して、三角波形なっている。
現在、図５のＴ１の工程、即ち、正の電流値のときの殺菌工程を示しているので、電流の振幅を狭くして使用するのが妥当である。
【００４７】
同様に、ＲＡＭ５に保存している電流値のデータが、負の電流値であるときの還元工程について説明する。
まず、ＣＰＵ１は切り換え信号２７をオフに、切り換え信号２６をオンにする。この切り換え信号２７のオフによって、駆動回路６に内蔵のＮチャンネルのＦＥＴ３７をオフにし、また、ＡＮＤ回路３２の出力をオフし、ＰチャンネルＦＥＴ３４もオフにする。この切り換え信号２６のオンによって、ＰチャンネルのＦＥＴ３５をオンにし、また、ＡＮＤ回路３３の一つの入力をオンにすることによって、パルス波形生成回路４７より出力される電流制御信号２５のオン・オフに同期し、ＡＮＤ回路３３より出力される信号によってＮチャンネルのＦＥＴ３６もオン・オフする。即ち、電流検出抵抗３１を介して作用極８にＦＥＴ３６に制御されたグランド電源１０が、電流検出抵抗３０とＦＥＴ３５を介して対極９にプラス電源１１が接続された状態が形成される。
【００４８】
ここで、ＲＡＭ５に保存している電流値のデータと、ディレイ値のデータをもとにＣＰＵ１は、電流値のデータをＤＡＣ２１を介して、コンパレータ５１の＋側に設定し、また、ディレイ値のデータをＤＡＣ２０を介して、ディレイ回路５０に設定する。このコンパレータ５１の−側には、作用極８に供給している現在の電流情報が電流検出信号２２によりディレイ回路４８を介して入力する。このディレイ回路４８は、ＤＡＣ１７より与えられたディレイ値のデータによって、電流検出信号２４の作用極８に供給している現在の電流情報が、遅れて、コンパレータ５１の−側に伝わる回路である。この電流情報は、電流検出抵抗３１の両端にかかる電圧を代用して知ることができる。すなわち、グランド電源１１と電流検出信号２４との電位差と、電流検出抵抗３１の抵抗値により知ることができる。
【００４９】
例えば、グランド電源１１の電圧を０とし、電流検出抵抗３１の抵抗値をｒｌとし、流れる電流値ｉｌと設定した場合、この電流検出抵抗３０の両端にかかる現在の電圧値はｖｌ＝ｉｌ × ｒｌなる。即ち、パルス波形生成回路４７に接続しているＤＡＣ２１に入力する電流データとしてはｖｈの電圧値がコンパレータ５１の＋側に設定される。ここで、コンパレータ５１では、ＤＡＣ２１に設定されている電流値データより、ディレイ回路５０を介して遅れて入力した電流検出抵抗３１の電流値が低い場合、つまり、ＤＡＣ２１に設定された電圧より、ディレイ回路５０を介して遅れて入力した電流検出抵抗３１よりの電流検出信号２４の電圧が低い場合、コンパレータ５１より、ＡＮＤ回路３３を介してＦＥＴ３６をオンさせる。また、コンパレータ５１では、ＤＡＣ２１に設定されている電流値データより、ディレイ回路５０を介して遅れて入力した電流検出抵抗３１の電流値が高い場合、つまり、ＤＡＣ２１に設定された電圧より、ディレイ回路５０を介して遅れて入力した電流検出抵抗３１より電流検出信号２２の電圧が低い場合、コンパレータ５１より、ＡＮＤ回路３３を介してＦＥＴ３６をオフさせる。
【００５０】
そして、電流検出信号２４が、ディレイ回路５０に入力し、コンパレータ５１の＋側に接続し、ＡＮＤ回路３３を介してＦＥＴ３６をオン・オフして、電流量を設定するが、このディレイ回路５０による電流検出信号２４のコンパレータ５１への入力の遅れによって、ＡＮＤ回路３３を介してＦＥＴ３６をオン・オフの遅れを生じさせる。これによって、電流検出抵抗３１よりの電圧に、即ち、電流検出信号２４に、ＤＡＣ２１よって設定された電流値のデータを代用した電圧を中心に、振幅の電流のデータを代用とする電圧が発生する。
このようなタイミングが、図１６のパルス波形と電流値のタイミングチャート図の、電流検出抵抗３１に流れる電流データと、ディレイ回路５０に現れる電流データとのタイミングチャートタと、このときのＦＥＴ３６をオン・オフするためのコンパレータ５１の出力タイミングが示されている。
そして、ディレイ時間を短くした場合が図１７の電流の振幅変更時の電流値のタイミングチャート図に示され、長くした場合が図１８の電流の振幅変更時の電流値のタイミングチャート図に示されている。より短くすると、電流検出信号２４が、設定されている電流値に対して、直線的な波形になり、逆に、より長くすると、電流検出信号２４が、設定されている電流に対して、三角波形なっている。現在、図５のＴ３の工程、即ち、負の電流値のときの還元工程を示しているので、電流の振幅を広くして使用するのが妥当である。
【００５１】
また、図５のＴ２の工程、即ち、殺菌工程の停止では、Ｔ１の工程、即ち、正の電流値のときの殺菌のときの回路の設定を行うが、ディレイ回路４８のＤＡＣ１７によるディレイ値として０に近似するデータを設定する。
同様に、図５のＴ４の工程、即ち、還元工程の停止では、Ｔ３の工程、即ち、負の電流値のときの還元のときの回路の設定を行うが、ディレイ回路５０のＤＡＣ２０によるディレイ値として０に近似するデータを設定する。
【００５２】
このように本発明を２つの実施例をパルス波形生成回路３８、３９、４６、４７と駆動回路６とＤＡＣ１７、１８、２０、２１とＡＤＣ１６、ＡＤＣ１９と電流検出信号２２、２４と、電流制御信号２３、２５をもとに説明したが、パルス波形生成回路３８、３９、４６、４７より出力されるパルスの周期が時間的に、ゆっくり変化する環境で使用するならば、パルス波形生成回路３８、３９、４６、４７とＤＡＣ１７、１８、２０、２１とを使用せずに、ＣＰＵ１にて、電流検出信号２２、電流検出信号２４をＡＤＣ１６、ＡＤＣ１９を介して、電流値のデータをモニタしながら、ＣＰＵ１より電流制御信号２３、２５を直接駆動させて、駆動回路６にパルスを与えて制御することも可能である。
また、駆動回路６の電源にはプラス電源１０とグランド電源１１からなる単電源を使用しているが、プラス電源とマイナス電源、もしくは、グランド電源とマイナス電源からなる構成の電源も可能である。
【００５３】
【発明の効果】
本発明は、作用極と対極間に流れている電流値を計測し、その電流値と予め設定している目標とする電流値とを比較して、パルスを生成し、その生成したパルスに同期した駆動回路より作用極と対極間に電圧を印加する。そして、作用極と対極間にパルスの電圧を印加することは、単電源から供給される電圧を駆動回路にてオン・オフさせるスイッチング動作を行うことにより行われることにより、電源の効率が良くなる。また、スイッチング動作であるため、作用極と対極間に流れる電流の極性も容易変更できる。また、電流の上限と下限を設定したり、電流の遅れを設定することによって、作用極と対極間に流れる電流の振幅も容易に可変できる。特に、作用極から対極への負の電流を流すときに、電流の振幅を大きくして、防汚効果の低下を招かない工夫とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の全体の電気的ブロック図
【図２】駆動回路６の電気的内部ブロック図
【図３】パルス波形生成回路３８の電気的内部ブロック図
【図４】パルス波形生成回路３９の電気的内部ブロック図
【図５】電流密度のタイムスケジュール図
【図６】パルス波形生成回路３８よりのパルス波形と電流値のタイミングチャート図
【図７】パルス波形生成回路３８よりの電流の振幅変更時の電流値のタイミングチャート図
【図８】パルス波形生成回路３９よりのパルス波形と電流値のタイミングチャート図
【図９】パルス波形生成回路３９よりの電流の振幅変更時の電流値のタイミングチャート図
【図１０】実施例２の全体の電気的ブロック図
【図１１】パルス波形生成回路４６の電気的内部ブロック図
【図１２】パルス波形生成回路４７の電気的内部ブロック図
【図１３】パルス波形生成回路４６よりのパルス波形と電流値のタイミングチャート図
【図１４】ディレイ回路４８のディレイ時間を短くした場合のパルス波形生成回路４６よりのパルス波形と電流値のタイミングチャート図
【図１５】ディレイ回路４８のディレイ時間を長くした場合のパルス波形生成回路４６よりのパルス波形と電流値のタイミングチャート図
【図１６】パルス波形生成回路４７よりのパルス波形と電流値のタイミングチャート図
【図１７】ディレイ回路５０のディレイ時間を短くした場合のパルス波形生成回路４７よりのパルス波形と電流値のタイミングチャート図
【図１８】ディレイ回路５０のディレイ時間を長くした場合のパルス波形生成回路４７よりのパルス波形と電流値のタイミングチャート図
【図１９】面積のタイムスケジュール図
【符号の説明】
１ＣＰＵ
２データ処理部
３通信Ｉ／Ｆ
４ＦＬＡＳＨＲＯＭ
５ＲＡＭ
６駆動回路
７参照極
８作用極
９対極
１０プラス電源
１１グランド電源
１２防汚装置
１３ＡＤＣ（アナログ・デジタル変換器）
１４ＡＤＣ（アナログ・デジタル変換器）
１５ＡＤＣ（アナログ・デジタル変換器）
１６ＡＤＣ（アナログ・デジタル変換器）
１７ＤＡＣ（デジタル・アナログ変換器）
１８ＤＡＣ（デジタル・アナログ変換器）
１９ＡＤＣ（アナログ・デジタル変換器）
２０ＤＡＣ（デジタル・アナログ変換器）
２１ＤＡＣ（デジタル・アナログ変換器）
２２電流検出信号
２３電流制御信号
２４電流検出信号
２５電流制御信号
２６切換信号
２７切換信号
２８ＡＤＣ（アナログ・デジタル変換器）
２９水位計
３０電流検出抵抗
３１電流検出抵抗
３２ＡＮＤ回路
３３ＡＮＤ回路
３４ＦＥＴ
３５ＦＥＴ
３６ＦＥＴ
３７ＦＥＴ
３８パルス波形生成回路
３９パルス波形生成回路
４０コンパレータ
４１コンパレータ
４２ゲート回路
４３コンパレータ
４４コンパレータ
４５ゲート回路
４６パルス波形生成回路
４７パルス波形生成回路
４８ディレイ回路
４９コンパレータ
５０ディレイ回路
５１コンパレータ
５２ホストコンピュータ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention prevents microorganisms, aquatic organisms, scales, etc. from adhering to underwater structures, ships, water transportation pipes or waterways, fishing nets, heat exchangers, condensers, seawater intake screens, etc. It relates to an antifouling device.
[0002]
[Prior art]
Many organisms exist in seawater and freshwater, and adhere to the surface of underwater structures, causing various problems. For example, when adhering to a ship or a buoy, a problem of increased propulsion resistance occurs. Moreover, when it adheres to the aquaculture ginger, problems such as inhibition of seawater exchange occur. Furthermore, problems such as deformation of nets occur when attached to fishing nets such as stationary nets.
In addition, microorganisms attached to the pipes and valves of water supply / drainage cause problems such as contaminating people and products through seawater and fresh water.
The general mechanism of biological attachment to the surface of structures in contact with seawater and fresh water is as follows. First, adherent gram-negative bacteria adsorb to the surface of the structure and secrete a large amount of slime-like substances derived from lipids. Furthermore, Gram-negative bacteria gather and grow in this slime layer to form a microbial coating. In the seawater, large organisms such as algae, shellfish, and barnacles, which are large organisms, adhere to the microbial coating. The attached large creatures will breed and grow, eventually covering the surface of the underwater structure.
As an antifouling means against contamination by organisms adhering to the surface of the above-mentioned underwater structures and seawater or fresh water, a bactericidal substance is added to the surface to be protected, or an organic tin compound is contained. In general, a method of forming a coating film with a paint and eluting an organotin compound, or an antifouling method using chlorine generated by electrolyzing seawater has been performed. However, these methods generate harmful substances, and there is a concern about the impact on the organism due to water pollution.
[0003]
In recent years, there has been proposed a method for controlling organisms that adhere to an underwater structure, seawater, or fresh water that is in contact with seawater without generating harmful substances.
For example, in Japanese Patent No. 3105024 (see Patent Document 1), a positive potential is applied to a conductive substrate in water to adsorb and sterilize microorganisms in the water on the surface of the conductive substrate (+0 to 1). .5 V vs SCE) and a step (−0 to −0.4 V vs SCE) for removing sterilized microorganisms adsorbed on the surface of the conductive substrate by applying a negative potential to the conductive substrate. An invention having a gist of a method for controlling an underwater microorganism characterized by the above is described. Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 4-289309 (see Patent Document 2), a potentiostat is operated at a predetermined cycle by a function generator, and the potential of the surface to be protected having conductivity is set to 1.2 to −0. An antifouling method is disclosed that varies in the range of 6 V vs SCE. In addition, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-107761 (see Patent Document 3), which is filed by the present applicant, a method for changing the potential of the surface to be protected using an FET bridge and using only a positive power supply is summarized. The invention to be described is described. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-218272 (see Patent Document 4), which is filed by the present applicant, describes an invention based on a method for changing the potential of a surface to be protected by PWM control. In Japanese Patent Laid-Open No. 2002-302923 (refer to Patent Document 5), a DC voltage is applied to the surface to be protected to cause a minute current to flow, and the DC voltage is applied to the anode, energized off, and cathode at predetermined time intervals. An invention whose gist is a method of setting a cycle to be switched is described.
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 3105024 (page 3, line 20 to line 27, Fig. 1-4)
[Patent Document 2]
JP-A-4-289309 (page 2, line 32 to line 40, page 4, line 29 to line 36, FIG. 2)
[Patent Document 3]
JP 2000-107761 A (page 7, line 13 to line 22, FIG. 4)
[Patent Document 4]
JP 2000-218272 A (2nd page, 4th line to 28th line)
[Patent Document 5]
JP 2002-302923 (first page, line 7 to line 11)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In Japanese Patent No. 3105024 and Japanese Patent Laid-Open No. 4-289309, a three-electrode potentiostat, which is a well-known technique for electrochemical measurement, is used to sterilize aquatic organism cells, adhere cells and the like. The decomposition product can be detached from the surface of the conductive substrate (three-electrode working electrode) which is the surface to be protected. However, in order to apply a potential to the working electrode and the counter electrode so that the potential of the working electrode and the reference electrode is in the range of 1.5V to -0.4V, a positive power source is used as a power source to be supplied to the working electrode and the counter electrode. And a negative power supply were both necessary. In addition, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2000-107761 and 2000-218272, which are filed by the present applicant, are not suitable for constant current control. In JP-A-2002-302923, a cycle for switching a DC voltage to an anode, energization off, and a cathode is set every predetermined time, and the polarity of the DC voltage for applying the DC voltage to the surface to be protected is set. Only the switching was performed, and the value of the DC voltage at that time was not changed.
The present invention has been made in view of these problems, and even when the function of the conductive substrate serving as the surface to be protected of the soiled body is deteriorated, the electrochemical soiling of the soiled conductive substrate is prevented. It is an object to establish an antifouling device by constant current control for the purpose of stably obtaining an effect over a long period of time.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to an antifouling apparatus using an electronic antibacterial antifouling method in which a portion requiring antifouling of an antifouling body is a conductive base material and constant current control is performed between the conductive base material and a counter electrode. A drive circuit for applying a voltage on or off between the conductive substrate and the counter electrode;A detection circuit for detecting a current flowing in the conductive base material, a circuit for setting an upper limit value and a lower limit value of a current to be supplied in advance to the conductive base material, a current value detected by the detection circuit and a set current value A comparator for comparing the upper limit value of the input signal, a comparator for comparing the detected current with the lower limit value of the set current, and the outputs of the two comparators as inputs, both of which are off. The output is turned on, and when both of the two inputs are on, the output is turned off, and in other cases, the gate is maintained to maintain the previous output state,A pulse generation circuit for controlling an on / off ratio of a voltage applied between the conductive substrate and the counter electrode;Then, by setting the upper and lower limits of the current, the current that vibrates between the upper and lower limits is output.An antifouling device characterized byAntifouling using an electronic antibacterial antifouling method in which a part requiring antifouling of an antifouling body is a conductive base material and constant current control is performed between the conductive base material and a counter electrode. In the apparatus, a driving circuit for applying a voltage between the conductive substrate and the counter electrode by turning on or off, a detection circuit for detecting a current flowing in the conductive substrate, and a current flowing through the conductive substrate. A circuit for averaging the current to be removed, a circuit for setting a current to be supplied to the conductive base material in advance, and the drive circuit between the conductive base material and the counter electrode so that the average current approximates the set current. A pulse generation circuit that controls the ratio of on and off of the voltage applied to the memory, and stores a predicted value of the water level that fluctuates depending on the time and the time. The conductive base material in which the current passed through the material is determined by the predicted water level The antifouling apparatus and changes in response to the area to be immersed in water is to the second aspect.
[0006]
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The conductive base material used as the working electrode of the present invention may be entirely formed of a conductive material, but at least a part and / or all of the surface of the conductive base material which is the antifouling surface of the antifouling body. It is necessary that the surface of the portion immersed in the water is electrically conductive and can be energized. The conductive substrate is not particularly limited as long as it is made of a metal, an oxide thereof, a resin, or an inorganic material and has a function of maintaining the structure.
[0007]
When a metal is used as the conductive base material, a metal material that has been oxidized to improve corrosion resistance can also be used. As an example, it is known that titanium, which is a valve metal, is anodized by air oxidation or electrolytic reaction at high temperature or normal temperature, and corrosion resistance and design properties are improved. Moreover, when manufacturing a seawater electrolysis electrode, an oxygen generation electrode, or the like, the surface of a metal can be coated or laminated with conductive fine particles according to a commonly used method. When covering and laminating, it is necessary to consider such as improving the adhesion of the conductive base material to the base material.
In addition, when a non-conductive material such as a resin or an inorganic material is used as the conductive base material, the material may be provided with conductivity by filling the material with fine particles of a conductive substance and forming the base material.
[0008]
Examples of conductive fine particles include graphite, carbon black, carbon fine particles such as short fibers made of carbon fiber, valves such as gold, platinum, ruthenium, rhodium, palladium or their noble metal oxides, titanium, niobium, tantalum, etc. Metal or oxides thereof and fine particles of oxides such as manganese oxide, cobalt oxide, tin oxide, antimony oxide, titanium nitride, zirconium nitride, vanadium nitride, tantalum nitride, niobium nitride, chromium nitride metal nitrides, titanium carbide, Metal carbides such as zirconium carbide, vanadium carbide, niobium carbide, tantalum carbide, chromium carbide, molybdenum carbide, tungsten carbide, titanium boride, zirconium boride, half boride, vanadium boride, niobium boride, tantalum boride, Chrome boride, molybdate Den, metal borides such as tungsten boride, titanium silicide, zirconium silicide, niobium silicide, tantalum silicide, silicide vanadium include fine particles such as metal silicide such as tungsten silicide.
[0009]
Furthermore, in the present invention for the purpose of long-term antifouling, sterilized microorganisms, organic matter and scales that cannot be eliminated even when various potentials are applied to the surface of the conductive base material to be the antifouling surface of the antifouling body In order to eliminate the cost of replacing the conductive base material, etc., and to reactivate them to reproduce the antifouling effect for a long period of time, they have the minimum chlorine compound and radical generation function. Substances present on the surface of the conductive substrate include platinum group oxides such as platinum, ruthenium, rhodium and palladium, valve metal oxides such as titanium, niobium and tantalum, and manganese oxide, cobalt oxide, tin oxide and antimony oxide. It is preferable to use an oxide or an alloy thereof as a single metal oxide, a composite metal oxide, or a composite metal oxide. Further, these materials can be used as they are or after being molded.
[0010]
Alternatively, the conductive material obtained by filling and dispersing fine particles of the conductive material in a binder resin may be coated on the surface of the non-conductive material substrate to impart conductivity. Examples of binder resins include fluororesins, acrylic resins, polyurethane resins, silicone resins, unsaturated polyester resins, acrylic-urethane resins, polyester-urethane resins, silicon-urethane resins, silicon-acrylic resins, epoxy resins, and thermosetting. Type rubber resin such as melamine-alkyd resin, melamine-acrylic resin, melamine-polyester resin, polyimide resin, or natural rubber, chloroprene rubber, silicon rubber, nitrile butylene rubber, polyethylene elastomer, polyester elastomer, polypropylene elastomer, etc. Is mentioned. The conductive substance may be formed as a coating layer by forming a conductive sheet and laminating the nonconductive substrate via an adhesive.
[0011]
In addition to the fine particles of the conductive substance, a specific compound having an action of promoting an electron transfer reaction between a living cell and an electrode may be added. That is, aquatic organisms can be sterilized more efficiently by using an electron mediator that mediates electron transfer between a microorganism and an electrode together with a conductive material. Examples of electron mediators include ferrocene, ferrocene monocarboxylic acid, ferrocene dicarboxylic acid or ferrocene and derivatives thereof such as ((trimethylamine) methyl) ferrocene, H4Fe (CN) 6, K4Fe (CN) 6, Na4Fe (CN) 6 Ferrocyanines such as 2,6-dichlorophenolindole, phenanthine methosulfate, benzoquinone, phthalocyanine, brilliant cresyl blue, calocyanine, resorcin, thionine, N, N-dimethyl-disulfonated thionin, new methylene blue, Tobucin blue O, safranin-O, 2,6-dichlorophenol indophenol, benzyl viologen, alizarin brilliant blue, phenocyanidinone, phenazine etsulfate, etc. That.
[0012]
Moreover, you may add the material which has antimicrobial property. Substances having antibacterial properties include those belonging to inorganic substances and those belonging to organic substances.
Examples of inorganic substances include metals such as silver, copper, nickel, zinc, lead, germanium, and oxides, oxyacid salts, chlorides, sulfates, nitrates, carbonates, and organic chelate compounds.
Examples of organic substances include 2- (4-thiazolyl) -benzimidazole, 4,5,6,7-tetrachloro-2-trifluoromethylbenzimidazole, 10,10′-oxysphenoxyarsine, trimethoxysilyl-propyloctadecylammonium Examples include chloride, 2-N-octyl-4-isothiazolin-3-one, and bis (2-pyridylthio-1-oxide) zinc.
[0013]
A single metal oxide or a mixed metal oxide or composite in which a part or all of the surface to be soiled of the conductive substrate is selected from at least titanium, titanium alloys and oxides thereof, platinum and / or metal oxides It is made of metal oxide and sterilizes aquatic organisms that directly or indirectly come into contact with the surface of the conductive substrate, suppresses growth, and generates chlorine compounds or radicals from water, seawater, etc. The aquatic organisms that come into direct or indirect contact with the scale and the scale can be washed away and the conductive substrate can be reactivated, and the conductive substrate can be used as a counter electrode. What has been used is preferably used.
[0014]
This conductive film can be composed of a metal or a compound thereof, specifically, any of platinum group metals, valve metals and their oxides, metal nitrides, metal carbides, metal borides, and metal silicides. can do. In particular, the metal oxide is at least one or two selected from titanium oxide rhodium oxide, palladium oxide, ruthenium oxide, iridium oxide, manganese oxide, cobalt oxide, tin oxide and antimony oxide, niobium oxide, tantalum oxide and zirconium oxide. It is preferably composed of more than one species.
In forming the conductive film, a method such as thermal spraying, sputtering, or ion plating can be employed.
Although metal oxides, metal nitrides, metal carbides, metal borides, and metal silicides have already been described, the materials described are only a part of them, and depending on the formation method, two or more types of metals may be included. There is no particular limitation because a part of the oxide is contained, two or more of these compounds are mixed, or the material of the conductive base material itself is air oxidized or anodized. These metal oxides, metal nitrides, metal carbides, metal borides, and metal silicides preferably have a thickness of 0.01 μm or more. The maximum thickness is not particularly limited, but may be set as appropriate depending on the formation method and purpose of use of the metal oxide, metal nitride, metal carbide, metal boride, and metal silicide.
[0015]
When the conductive substrate is made of an electrochemically dissolved or corroded material such as iron, aluminum, copper, zinc, magnesium and their alloys, stainless steel, etc., the conductive substrate is formed on the surface in contact with the metal material. Corrosion resistance by providing an insulating resin coating layer, an insulating resin film layer, an insulating inorganic layer such as alumina or titania silicon oxide, or a valve metal such as titanium, niobium or tantalum between the conductive layer. Is preferable. The layer made of these materials may be formed as one kind or two or more kinds of multilayers. In particular, a conductive base material that is air-oxidized at a high temperature or normal temperature, such as titanium, which is a valve metal, or a material that is anodized by an electrolytic reaction can be used as a corrosion-resistant conductive material. Further, the corrosion-resistant conductive base material, and a metal oxidation which is made of porous platinum on a part or all of the surface of the corrosion-resistant conductive base material, or is three-dimensionally supported on the porous platinum and the porous platinum. And a conductive base material comprising a corrosion-resistant conductive base material, platinum that is dispersedly coated to such an extent that the surface of the corrosion-resistant conductive base material is partially exposed, and at least An intermediate layer comprising at least one metal oxide and / or a mixed metal oxide comprising at least one valve metal oxide covering the exposed portion of the surface of the corrosion-resistant conductive substrate, a noble metal oxide and a valve; What consists of an outer layer comprised from the mixed metal oxide layer which consists of at least 1 or more types of metal oxide chosen from the metal oxide is also preferable.
[0016]
The shape of the conductive substrate is not particularly limited as long as it is capable of adsorbing aquatic organisms efficiently, directly or indirectly contacting them, and arbitrarily setting a constant current. A current density of 20 mA / m 2 or more is effective for the development of the antifouling effect due to the constant current, and it is preferable to appropriately adjust the energization amount depending on the antifouling area. Moreover, the setting of the current density can be changed as appropriate depending on the material and shape of the antifouling surface of the antifouling body and the purpose of maintaining the antifouling surface. Generally, it may be about 20 mA / m 2 to 1000 mA / m 2. Preferably, 20 mA / m 2 to 150 mA / m 2 is preferable in the case where expectation of the antifouling effect is expected by utilizing a direct reaction with microorganisms, and organic substances attached to the antifouling surface of the antifouling body For the purpose of removal, it is preferably about 100 mA / m 2 to 600 mA / m 2.
[0017]
Each energization time can be appropriately selected and controlled according to the purpose. If the soiled surface of the soiled body becomes oxidized and the output voltage becomes high, the conductive substrate is reduced and output by controlling the current to be set between positive and negative for an arbitrary time. The voltage can be kept low. However, if the time during which the negative current is passed at a constant current is long, the antifouling effect may be reduced, and therefore it is preferable to set the length appropriately depending on the conductive material used. The current density of the negative current is also preferably selected and used depending on the antifouling effect and the reduction of the conductive material depending on the electrode material. For example, as a process for sterilizing aquatic organisms on a conductive substrate, 100 mA / m2 is applied with a positive current for 3 hours, and a negative current is applied with a current of 500 mA / m2 for 30 minutes as a reduction process for the conductive substrate. You can do it.
[0018]
In the antifouling device of the present invention, a counter electrode is installed so as not to contact the conductive base material used as a working electrode. The counter electrode substrate may be the same as the conductive substrate. In addition, iron and other materials that dissolve and dissolve when energized are useful as a guide for integrating the energized amount. Basically, it can be selected as appropriate, and can be selected as appropriate depending on the physical properties and shape of the surface to be protected.
[0019]
The conductive base material used as the working electrode and the counter electrode are connected to the antifouling device by lead wires. This antifouling device is a device that energizes between a conductive substrate and a counter electrode, and has a function of converting the polarity of current.
This is because the current set between the working electrode and the counter electrode is made to flow from the antifouling device, and the drive circuit built in the antifouling device is driven, so that the loss of power can be reduced and the current can flow efficiently. it can. The polarity of the current can be inverted by switching the state of the signal applied to the drive circuit. This indicates that the current applied between the working electrode and the counter electrode by incorporating this drive circuit can be generated from a single DC power supply. Also, by turning on and off the pulse waveform generated by the pulse waveform generation circuit built in the antifouling device, it is possible to give an averaged current between the working electrode and the counter electrode, and By detecting the current flowing between the counter electrodes, it is possible to respond by controlling the ON / OFF ratio of the pulse waveform so as to approximate a preset current. Further, the amplitude of the current flowing between the working electrode and the counter electrode can be easily varied by setting the upper and lower limits of the current or setting the delay of the current. In particular, when a negative current flows from the working electrode to the counter electrode, the current amplitude can be increased so that the antifouling effect is not reduced.
[0020]
Other than the above configuration, in a data processing unit such as a personal computer, the current density flowing from the working electrode to the counter electrode according to the time, and the predicted area immersed in the working electrode water corresponding to the displacement of the water level predicted by the time, By setting the time schedule, current flowing between the working electrode and the counter electrode can be set according to the time schedule. Then, in a data processing unit such as a personal computer, the reference electrode is used as necessary, and the potentials of the reference electrode, the working electrode, and the counter electrode are monitored and recorded, thereby suppressing the occurrence of an unintended chemical reaction. It is also possible. It is also possible to connect a water level meter, measure the change in the water level, and sequentially change the time schedule of the area immersed in the working electrode water to reset the current flowing between the working electrode and the counter electrode. It is.
Moreover, in the case of electrode arrangement | positioning which forms an electrolytic cell, the installation position of a counter electrode is not limited with respect to a working electrode. The reference electrode is preferably installed in the vicinity of the working electrode. However, the reference electrode may not be used in order to exhibit a constant current antifouling effect between the conductive substrate and the counter electrode.
[0021]
The electrolyte solution that can be treated according to the present invention is not particularly limited as long as it is water containing aquatic organisms. For example, seawater, river water, lake water, tap water, drinking water, or various buffer solutions may be used. In addition, the target organism is not particularly limited as long as it is an organism present in the water.
【Example】
[0022]
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
First, the first embodiment will be described.
FIG. 1 is a block diagram showing the electrical block diagram of the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing the electrical internal block diagram of the pulse waveform generation circuit 38 shown in FIG.
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An electrical internal block diagram of the pulse waveform generation circuit 39, a current density time schedule diagram of FIG. 5, and an area time schedule diagram of FIG.
First, the CPU 1 of the antifouling apparatus 12 according to the present invention controls the water level by the water level gauge 29 via the AD converter 28.measurementI do. Further, the height of the measured water level is transmitted to the data processing unit 2 via the communication I / F 3. Correction is made to the time schedule of the area of the surface to be protected of the conductive base material shown in FIG. 19 which is set in advance by the information on the height of the water level. If the water level gauge 29 is not connected, no correction is made to the area time schedule.
[0023]
In this way, the data processing unit 2 is immersed in the current schedule according to FIG. 5 and the current current density according to FIG. 5 and the current density given to the working electrode 8 and the counter electrode 9 and the time axis. The area and time axis time schedule, the current area according to FIG. 19, and the current density width are set. In the data processing unit 2, along the time axis of this time schedule, a value obtained by multiplying the current density between the working electrode 8 and the counter electrode 9 and the area of the working electrode 8 immersed in water along the time axis, that is, the current value. And the value obtained by multiplying the current density width by the area where the working electrode 8 is immersed in water, that is, the current width data is transmitted to the CPU 1 via the communication I / F 3.
[0024]
The CPU 1 sequentially stores these current value data and current width data in the RAM 5. In addition, information of the reference electrode 7, the working electrode 8, the counter electrode 9, the current detection resistor 30, and the current detection resistor 31 is input to the CPU 1 through the corresponding ADC 13, ADC 14, ADC 15, ADC 16, ADC 19, and monitored. Is possible. Then, the CPU 1 requests the information of the reference electrode 7, the working electrode 8, the counter electrode 9, the current detection resistor 30, and the current detection resistor 31 from the data processing unit 2 via the communication I / F 3, and the information is obtained from the CPU 1. The data can be transmitted to the data processing unit 2. Furthermore, the data processing unit 2 can remotely control the antifouling device 12 of the present invention from the host computer 52 by connecting to the host computer 52 via a communication line such as a telephone.
[0025]
Here, it was created by the data processing unit 2 shown in FIGS.time scheduleWill be described in detail. In FIG. 5, the vertical axis represents the current density between the working electrode 8 and the counter electrode 9 of the present invention, and the horizontal axis represents the time axis at that time. “+” On the vertical axis represents a positive current density for flowing from the working electrode 8 to the counter electrode 9, sterilization of aquatic organisms adhering to the working electrode 8, and “−” represents from the working electrode 8 to the counter electrode 9. It represents the negative current density that flows, and the working electrode 8 is reduced. 5, sterilization of aquatic organisms to which the working electrode 8 adheres, reduction of the working electrode 4 during the period of T3, and termination of sterilization of aquatic organisms attached to the working electrode 8 during the period of T2. In this period, the working electrode 8 is stopped. As shown in FIG. 19, the vertical axis represents the area where the working electrode 8 of the present invention is immersed in water, and the horizontal axis represents the time axis at that time. When the working electrode 8 of the present invention is installed on the water surface of the coast, tide fullness occurs. For this reason, the change in the area of the working electrode 8 immersed in water is shown in FIG.time scheduleSet to. Depending on the state of the water level measured by the water level gauge 29 at this time, FIG.time scheduleCorrection is added to
[0026]
The CPU 1 determines that the current value data from the data processing unit 2 stored in the RAM 5 is a sterilization process if the current value data is a positive current value, and a reduction process if the current value data is a negative current value.
Here, the sterilization process when the current value data stored in the RAM 5 is a positive current value will be described.
First, the CPU 1 turns off the switching signal 26 and turns on the switching signal 27. When the switching signal 26 is turned off, the P-channel FET 35 built in the drive circuit 6 is turned off, the output of the AND circuit 33 is turned off, and the N-channel FET 36 is also turned off. When the switching signal 27 is turned on, the N-channel FET 37 is turned on, and when one input of the AND circuit 32 is turned on, the current control signal 23 output from the pulse waveform generation circuit 38 is turned on / off. The P-channel FET 34 is also turned on / off by a signal output from the AND circuit 32 in synchronization. That is, a state is formed in which the positive power source 10 controlled by the FET 34 is connected to the working electrode 8 via the current detection resistor 30 and the ground power source 11 is connected to the counter electrode 9 via the current detection resistor 31 and FET 37.
[0027]
Here, the CPU 1 calculates the upper limit data and the lower limit data of the current based on the current value data and the current width data stored in the RAM 5, and the current upper limit data is compared with the comparator 17 via the DAC 17. The lower limit data is set to the minus side of the comparator 41 via the DAC 18. Current current information supplied to the working electrode 8 is input to the + side of the comparators 40 and 41 via the current detection signal 22.
[0028]
Current current information supplied to the working electrode 8 can be obtained by substituting the voltage applied to both ends of the current detection resistor 30. That is, it can be known from the potential difference between the positive power supply 10 and the current detection signal 22 and the resistance value of the current detection resistor 30. For example, when the voltage of the positive power supply 10 is v, the resistance value of the current detection resistor 30 is rh, the current value ihnow that is flowing, the upper limit of the current is ihmax, and the lower limit is ihmin, both ends of the current detection resistor 30 The current voltage value is vhnow = ihnow × rh, the upper limit of the voltage is vhmax = ihmax × rh, and the lower limit is vhmin = ihmin × rh.
[0029]
As a result, the current current data input to the DACs 17 and 18 connected to the pulse waveform generation circuit 38 is input as a voltage (v−vhnow), and the upper limit data of the current set in the DAC 17 is (v−vhmax). ) Is set as the lower limit voltage, and the lower limit data of the current set in the DAC 18 is set as the upper limit voltage of (v−vhmin).
[0030]
Here, when the voltage value input via the current detection signal 22 is higher than the voltage values of the substitute characteristics of the upper limit data and lower limit data of the current set in the comparators 40 and 41, that is, the current detection resistor 30. Is lower than the upper limit data and lower limit data of the current set in the comparators 40 and 41, an off signal is output to the gate 42 from each of the comparators 40 and 41, and the gate 42 further receives two inputs. Is off, the output is turned on and the current control signal 23 is turned on and connected to the AND circuit 32. Since the other input of the AND circuit 32 is already on, the FET 34 of the P channel is turned on. turn on. Similarly, when the voltage value input via the current detection signal 22 is lower than the voltage values of the substitute characteristics of the upper limit data and lower limit data of the current set in the comparators 40 and 41, that is, the current detection resistor 30. Is higher than the upper limit data and lower limit data of the current set in the comparators 40 and 41, an ON signal is output to the gate 42 from each of the comparators 40 and 41, and the gate 42 further receives two inputs. Is turned on, the output is turned off, the current control signal 23 is turned off and connected to the AND circuit 32, and the P-channel FET 34 is turned off. The gate 42 maintains its state except for the conditions of the comparators 40 and 41 described above. In this way, the FET 34 is turned on / off by the on / off signal output from the gate 42, that is, the pulse signal, depending on the current state, and the current flowing from the working electrode 8 to the counter electrode 9 is maintained.
[0031]
Such timing is the current value obtained by dividing the potential difference applied to both ends of the current detection resistor 30 by the resistance value of the current detection resistor 30 in the timing chart of the pulse waveform and current value of FIG. 9, the outputs of the comparators 40 and 41, and the output timing of the gate 42 are shown. The current state when the current upper limit data and lower limit data are narrowed and widened is shown in the timing chart of the current value when the current amplitude is changed in FIG.
If the amplitude width of the current is narrower, the current detection signal 22 has a linear waveform with respect to the set current value. Conversely, if the current detection signal 22 is wider, the current detection signal 22 is set. It has a triangular waveform with respect to the current.
Currently, the process of T1 in FIG. 5, that is, the sterilization process at a positive current value is shown. Therefore, it is appropriate to use the current with a narrow amplitude.
[0032]
Next, the reduction process when the current value data stored in the RAM 5 is a negative current value will be described.
First, the CPU 1 turns off the switching signal 27 and turns on the switching signal 26. When the switching signal 27 is turned off, the N-channel FET 37 built in the drive circuit 6 is turned off, the output of the AND circuit 32 is turned off, and the P-channel FET 34 is also turned off. By turning on the switching signal 26, the N-channel FET 37 is turned on, and by turning on one input of the AND circuit 33, the current control signal 25 output from the pulse waveform generation circuit 39 is turned on / off. In synchronization with the signal output from the AND circuit 33, the N-channel FET 38 is also turned on / off. That is, a state is formed in which the ground power supply 11 controlled by the FET 36 is connected to the working electrode 8 via the current detection resistor 31 and the positive power supply 10 is connected to the counter electrode 9 via the current detection resistor 30 and FET 35.
[0033]
Here, the CPU 1 calculates the upper limit data and the lower limit data of the current based on the current value data and the current width data stored in the RAM 5, and the current upper limit data is compared with the comparator 43 via the DAC 20. The lower limit data is set on the + side of the comparator 44 via the DAC 21. The current information supplied to the working electrode 8 is input to the negative side of the comparators 43 and 44 via the current detection signal 24.
Current current information supplied to the working electrode 8 can be obtained by substituting the voltage applied to both ends of the current detection resistor 31. That is, it can be known from the potential difference between the ground power supply 11 and the current detection signal 24 and the resistance value of the current detection resistor 31. For example, when the voltage of the ground power supply 11 is 0, the resistance value of the current detection resistor 31 is rl, the current value ilnow currently flowing, the upper limit of the current is ilmax, and the lower limit is ilmin, both ends of the current detection resistor 31 The current voltage value is vlnow = ilnow × rl, the upper limit of the voltage is vlmax = ilmax × rl, and the lower limit is vlmin = ilmin × rl.
[0034]
As a result, the voltage of the absolute value of vlnow is input as the current current data input to the DACs 20 and 21 connected to the pulse waveform generation circuit 39, and the upper limit data of the current set in the DAC 20 is the absolute upper limit of vlmax. The voltage of the value is set, and the data of the lower limit of the current set in the DAC 21 sets the voltage of the absolute value of the lower limit of vlmin.
[0035]
Here, when the voltage value input via the current detection signal 24 is lower than the voltage values of the substitute characteristics of the upper limit data and lower limit data of the current set in the comparators 43 and 44, that is, the current detection resistor 31. Is lower than the upper limit data and lower limit data of the current set in the comparators 43 and 44, an off signal is output to the gate 45 from each of the comparators 43 and 44. Is turned off, the output is turned on, the current control signal 25 is turned on and connected to the AND circuit 33, and the other input of the AND circuit 33 is already turned on. turn on. Similarly, when the voltage value input via the current detection signal 25 is higher than the voltage values of the substitute characteristics of the upper limit data and lower limit data of the current set in the comparators 43 and 44, that is, the current detection resistor 31. Is higher than the upper limit data and lower limit data of the current set in the comparators 43 and 44, an ON signal is output to the gate 45 from each of the comparators 43 and 44. Is turned on, the output is turned off, the current control signal 25 is turned off and connected to the AND circuit 33, and the N-channel FET 36 is turned off. The gate 45 maintains its state except for the conditions of the comparators 43 and 44 described above.
[0036]
In this way, the FET 36 is turned on / off by the on / off signal output from the gate 45, that is, the pulse signal, depending on the current state, and the current flowing from the counter electrode 9 to the working electrode 8 is maintained.
Such timing is the current value obtained by dividing the potential difference applied to both ends of the current detection signal 22 and the current detection resistor 30 by the resistance value of the current detection resistor 30 in the timing chart of the pulse waveform and current value of FIG. The current value from the counter electrode 9 to the working electrode 8, the outputs of the comparators 43 and 44, and the output timing of the gate 45 are shown. The current state when the current upper limit data and lower limit data are narrowed and widened is shown in the timing chart of the current value when the current amplitude is changed in FIG. When it is narrower, the current detection signal 25 has a linear waveform with respect to the set current value. Conversely, when it is wider, the current detection signal 25 is triangular with respect to the set current. It has a waveform.
Currently, the process of T3 in FIG. 5, that is, the reduction process at a negative current value is shown, so it is appropriate to use the current with a wide amplitude.
[0037]
Further, in the process of T2 in FIG. 5, that is, the sterilization process is stopped, the circuit of T1 process, that is, the sterilization at the time of a positive current value is set, but the upper limit and lower limit data of the current are limited. Instead, data that approximates 0 is set.
Similarly, in the process of T4 in FIG. 5, that is, the reduction process is stopped, the circuit is set in the process of T3, that is, in the case of reduction at a negative current value. Without limitation, data approximating 0 is set.
[0038]
Subsequently, a second embodiment will be described.
The entire electrical block diagram of FIG. 10, the electrical internal block diagram of the pulse waveform generation circuit 46 of FIG. 11, and the electrical internal block diagram of the pulse waveform generation circuit 47 of FIG. The configuration of the overall electrical block diagram of FIG. 10 is similar to the configuration of the overall electrical block diagram of FIG. Also, the electrical internal block diagram of the drive circuit 6 in FIG. 2, the current density time schedule diagram in FIG. 5, and the area time schedule diagram in FIG. 19 are used in the same manner. In the first embodiment, a pulse waveform generation circuit 46 and a pulse waveform generation circuit 47 are used, and in the second embodiment, a pulse generation method using the pulse waveform generation circuit 46 and the pulse waveform generation circuit 47 is used. There is a difference in the process of doing. For this reason, the reference numerals of the entire electrical block diagram of FIG. 10 are the same as the reference numerals of the entire electrical block diagram of FIG. 1 except for the pulse waveform generation circuit 46 and the pulse waveform generation circuit 47. .
[0039]
First, the CPU 1 of the antifouling device 12 of the present invention measures the water level meter 29 via the ADC 28 and transmits the measured water level height to the data processing unit 2 via the communication I / F 3. A correction is made to the time schedule of the area shown in FIG. 19 which has been set in advance based on the information on the height of the water level. If the water level gauge 29 is not connected, no correction is made to the area time schedule. Thus, in the data processing unit 2, the current density given to the working electrode 8 and the counter electrode 9 and the time schedule between the current axis and the current current density according to FIG. 5 and the working electrode 8 to be used are immersed in water. Time schedule of area and time axis The current area according to FIG. 19 and the width of the current density are set.
[0040]
In the data processing unit 2, along the time axis of this time schedule, a value obtained by multiplying the current density between the working electrode 8 and the counter electrode 9 and the area of the working electrode 8 immersed in water along the time axis, that is, the current value. And the time value for delaying the transmission of the measured current value, that is, the delay value data are transmitted to the CPU 1 via the communication I / F 3. By slowing the transmission of the measured current value, a current width is generated in the current value data. Then, the CPU 1 sequentially stores these current value data and current width data in the RAM 5. Further, the CPU 1 inputs and monitors the information of the reference electrode 7, the working electrode 8, the counter electrode 9, the current detection resistor 30, and the current detection resistor 31 through the corresponding ADC 13, ADC 14, ADC 15, ADC 16, ADC 19. And by requesting the CPU 1 through the communication I / F 3 from the data processing unit 2 for information on the reference electrode 7, the working electrode 8, the counter electrode 9, the current detection resistor 30, and the current detection resistor 31. The information can be sent from the CPU 1 to the data processing unit 2.
[0041]
Here, it was created by the data processing unit 2 shown in FIGS.time scheduleWill be described in detail. The vertical axis represents the current density between the working electrode 8 and the counter electrode 9 of the present invention, and the horizontal axis represents the time axis at that time. “+” On the vertical axis represents a positive current density for flowing from the working electrode 8 to the counter electrode 9, sterilization of aquatic organisms adhering to the working electrode 4, and “−” represents from the working electrode 8 to the counter electrode 9. It represents the negative current density that flows, and the working electrode 4 is reduced. In the period of T1, the aquatic organism to which the working electrode 4 adheres is sterilized, the working electrode 4 is reduced in the period of T3, and the aquatic organism adhering to the working electrode 4 is stopped in the period of T2. In this period, the working electrode 4 is stopped. In FIG. 19, the vertical axis represents the area where the working electrode 8 of the present invention is immersed in water, and the horizontal axis represents the time axis at that time. If the working electrode 8 of the present invention is installed on the water surface of the coast, tide fullness occurs. For this reason, the change in the area of the working electrode 8 immersed in water is shown in FIG.time scheduleSet to. Depending on the state of the water level gauge 29 being measured at this time, FIG.time scheduleCorrection is added to
[0042]
Then, the CPU 1 determines that the current value data from the data processing unit 2 stored in the RAM 5 is a sterilization process if it is a positive current value, and a reduction process if it is a negative current.
Here, the sterilization process when the current value data stored in the RAM 5 is a positive current value will be described.
First, the CPU 1 turns off the switching signal 26 and turns on the switching signal 27. When the switching signal 26 is turned off, the P-channel FET 35 built in the drive circuit 6 is turned off, the output of the AND circuit 33 is turned off, and the N-channel FET 36 is also turned off. When the switching signal 27 is turned on, the N-channel FET 37 is turned on, and when one input of the AND circuit 32 is turned on, the current control signal 23 output from the pulse waveform generation circuit 46 is turned on / off. In synchronization, the P-channel FET 34 is also turned on / off by a signal output from the AND circuit 32. That is, a state is formed in which the positive power source 10 controlled by the FET 34 is connected to the working electrode 8 via the current detection resistor 30 and the ground power source 11 is connected to the counter electrode 9 via the current detection resistor 31 and FET 37.
[0043]
Here, based on the current value data stored in the RAM 5 and the delay value data, the CPU 1 sets the current value data to the negative side of the comparator 49 via the DAC 18 and determines the delay value. Data is set in the delay circuit 48 via the DAC 17. The current information supplied to the working electrode 8 is input to the + side of the comparator 49 via the delay circuit 48 by the current detection signal 22. This delay circuit 48 is a circuit in which the current current information supplied to the working electrode 8 of the current detection signal 22 is delayed and transmitted to the + side of the comparator 49 based on the delay value data given from the DAC 17. This current information can be obtained by substituting the voltage applied to both ends of the current detection resistor 30.
[0044]
That is, it can be known from the potential difference between the positive power supply 10 and the current detection signal 22 and the resistance value of the current detection resistor 30.
For example, when the voltage of the positive power supply 10 is set to v, the resistance value of the current detection resistor 30 is set to rh, and the flowing current value ih is set, the current voltage value applied to both ends of the current detection resistor 30 is vh = ih × rh Become. That is, the DAC 18 connected to the pulse waveform generation circuit 46Input current dataAs a result, the voltage value of (v−vh) is set to the − side of the comparator 49. Here, in the comparator 49, when the current value of the current detection resistor 30 input after delay through the delay circuit 48 is lower than the current value data set in the DAC 18, that is, the delay than the voltage set in the DAC 18. When the voltage of the current detection signal 22 from the current detection resistor 30 inputted with delay through the circuit 48 is high, the FET 34 is turned on through the AND circuit 32 from the comparator 49.
[0045]
Further, in the comparator 49, when the current value of the current detection resistor 30 input after delay through the delay circuit 48 is higher than the current value data set in the DAC 18, that is, the delay circuit than the voltage set in the DAC 18. When the voltage of the current detection signal 22 is lower than that of the current detection resistor 30 input after delay through 48, the FET 49 is turned off through the AND circuit 32 from the comparator 49.
The current detection signal 22 is input to the delay circuit 48, connected to the negative side of the comparator 49, and the FET 34 is turned on / off via the AND circuit 32 to set the amount of current. Due to the delay in the input of the current detection signal 22 to the comparator 49, the FET 34 is delayed on and off via the AND circuit 32. As a result, a voltage that substitutes for the amplitude current data is generated in the voltage from the current detection resistor 30, that is, the current detection signal 22 centered on the voltage obtained by substituting the current value data set by the DAC 18. .
[0046]
Such timing is the timing chart of the current data flowing in the current detection resistor 30 and the current data appearing in the delay circuit 48 of the pulse waveform and current value timing chart of FIG. The output timing of the comparator 49 for turning off is shown.
The case where the delay time is shortened is shown in the timing chart of the current value when the amplitude of the current is changed in FIG.longThis case is shown in the timing chart of the current value when the amplitude of the current is changed in FIG.Delay timeWhen the current detection signal 22 is shorter, the current detection signal 22 has a linear waveform with respect to the set current value. Conversely, when the current detection signal 22 is longer, the current detection signal 22 becomes smaller than the set current. It has a triangular waveform.
Currently, the process of T1 in FIG. 5, that is, the sterilization process at a positive current value is shown. Therefore, it is appropriate to use the current with a narrow amplitude.
[0047]
Similarly, the reduction process when the current value data stored in the RAM 5 is a negative current value will be described.
First, the CPU 1 turns off the switching signal 27 and turns on the switching signal 26. When the switching signal 27 is turned off, the N-channel FET 37 built in the drive circuit 6 is turned off, the output of the AND circuit 32 is turned off, and the P-channel FET 34 is also turned off. When the switching signal 26 is turned on, the P-channel FET 35 is turned on, and when one input of the AND circuit 33 is turned on, the current control signal 25 output from the pulse waveform generation circuit 47 is turned on / off. In synchronization, the N-channel FET 36 is also turned on / off by a signal output from the AND circuit 33. That is, a state is formed in which the ground power source 10 controlled by the FET 36 is connected to the working electrode 8 via the current detection resistor 31 and the positive power source 11 is connected to the counter electrode 9 via the current detection resistor 30 and FET 35.
[0048]
Here, based on the current value data stored in the RAM 5 and the delay value data, the CPU 1 sets the current value data to the + side of the comparator 51 via the DAC 21, and also determines the delay value data. Data is set in the delay circuit 50 via the DAC 20. The current information supplied to the working electrode 8 is input to the negative side of the comparator 51 through the delay circuit 48 by the current detection signal 22. The delay circuit 48 is a circuit in which the current information supplied to the working electrode 8 of the current detection signal 24 is delayed and transmitted to the negative side of the comparator 51 based on the delay value data given from the DAC 17. This current information can be obtained by substituting the voltage applied to both ends of the current detection resistor 31. That is, it can be known from the potential difference between the ground power supply 11 and the current detection signal 24 and the resistance value of the current detection resistor 31.
[0049]
For example, when the voltage of the ground power supply 11 is 0, the resistance value of the current detection resistor 31 is rl, and the flowing current value il is set, the current voltage value applied to both ends of the current detection resistor 30 is vl = il × rl Become. That is, the DAC 21 connected to the pulse waveform generation circuit 47Input current dataAs a result, the voltage value of vh is set on the + side of the comparator 51. Here, in the comparator 51, when the current value of the current detection resistor 31 input after delay through the delay circuit 50 is lower than the current value data set in the DAC 21, that is, the delay than the voltage set in the DAC 21. When the voltage of the current detection signal 24 from the current detection resistor 31 input with a delay via the circuit 50 is low, the FET 36 is turned on by the comparator 51 via the AND circuit 33. Further, in the comparator 51, when the current value of the current detection resistor 31 input after delay through the delay circuit 50 is higher than the current value data set in the DAC 21, that is, the delay circuit than the voltage set in the DAC 21. When the voltage of the current detection signal 22 is lower than that of the current detection resistor 31 that is input with delay through 50, the FET 36 is turned off through the AND circuit 33 from the comparator 51.
[0050]
The current detection signal 24 is input to the delay circuit 50, connected to the + side of the comparator 51, and the FET 36 is turned on / off via the AND circuit 33 to set the current amount. Due to the delay in the input of the current detection signal 24 to the comparator 51, the FET 36 is delayed on and off via the AND circuit 33. As a result, a voltage that substitutes for the amplitude current data is generated in the voltage from the current detection resistor 31, that is, the current detection signal 24, centered on the voltage obtained by substituting the current value data set by the DAC 21. .
Such timing is the timing chart of the current data flowing in the current detection resistor 31 and the current data appearing in the delay circuit 50 of the pulse waveform and current value timing chart of FIG. 16, and the FET 36 at this time is turned on. The output timing of the comparator 51 for turning off is shown.
The case where the delay time is shortened is shown in the timing chart of the current value when the amplitude of the current is changed in FIG.longThis case is shown in the timing chart of the current value when the amplitude of the current is changed in FIG. When it is shorter, the current detection signal 24 has a linear waveform with respect to the set current value. Conversely, when it is longer, the current detection signal 24 is triangular with respect to the set current. It has a waveform. Currently, the process of T3 in FIG.Shows the reduction process when the current value is negative, so use a wider current amplitudeIs reasonable.
[0051]
Further, in the process of T2 in FIG. 5, that is, the sterilization process is stopped, the circuit of T1 process, that is, the sterilization at a positive current value is set, but the delay value by the DAC 17 of the delay circuit 48 is set. Data approximating 0 is set.
Similarly, in the process of T4 in FIG. 5, that is, the reduction process is stopped, the circuit is set in the process of T3, that is, in the case of reduction at a negative current value, but the delay value by the DAC 20 of the delay circuit 50 is set. As shown in FIG.
[0052]
In this way, the two embodiments of the present invention are the pulse waveform generation circuits 38, 39, 46, 47, the drive circuit 6, the DACs 17, 18, 20, 21 and the ADC 16, the ADC 19, the current detection signals 22, 24, and the current control signal. 23, 25, the pulse waveform generation circuit 38, if used in an environment where the period of the pulses output from the pulse waveform generation circuits 38, 39, 46, 47 changes slowly in time. 39, 46, 47 and DAC 17, 18, 20, 21 are not used, and CPU 1 monitors current value data via current detection signal 22 and current detection signal 24 via ADC 16 and ADC 19, It is also possible to drive the current control signals 23 and 25 directly from the CPU 1 and give a pulse to the drive circuit 6 for control.
In addition, a single power source composed of a positive power source 10 and a ground power source 11 is used as a power source for the drive circuit 6;
[0053]
【The invention's effect】
The present invention measures a current value flowing between a working electrode and a counter electrode, compares the current value with a preset target current value, generates a pulse, and synchronizes with the generated pulse. A voltage is applied between the working electrode and the counter electrode from the drive circuit. The application of the pulse voltage between the working electrode and the counter electrode is performed by performing a switching operation for turning on and off the voltage supplied from the single power source by the drive circuit, thereby improving the efficiency of the power source. . Moreover, since it is a switching operation, the polarity of the current flowing between the working electrode and the counter electrode can be easily changed. Further, the amplitude of the current flowing between the working electrode and the counter electrode can be easily varied by setting the upper and lower limits of the current or setting the delay of the current. In particular, when a negative current flows from the working electrode to the counter electrode, the current amplitude can be increased so that the antifouling effect is not reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall electrical block diagram of a first embodiment.
FIG. 2 is an electrical internal block diagram of a drive circuit 6
FIG. 3 is an electrical internal block diagram of a pulse waveform generation circuit 38;
FIG. 4 is an electrical internal block diagram of a pulse waveform generation circuit 39;
Fig. 5 Current density time schedule diagram
6 is a timing chart of the pulse waveform and current value from the pulse waveform generation circuit 38. FIG.
7 is a timing chart of current values when changing the amplitude of current from the pulse waveform generation circuit 38. FIG.
FIG. 8 is a timing chart of the pulse waveform and current value from the pulse waveform generation circuit 39;
FIG. 9 is a timing chart of current values when changing the amplitude of current from the pulse waveform generation circuit 39;
FIG. 10 is an overall electrical block diagram of the second embodiment.
11 is an electrical internal block diagram of a pulse waveform generation circuit 46. FIG.
12 is an electrical internal block diagram of a pulse waveform generation circuit 47. FIG.
13 is a timing chart of the pulse waveform and current value from the pulse waveform generation circuit 46. FIG.
FIG. 14 is a timing chart of the pulse waveform and current value from the pulse waveform generation circuit 46 when the delay time of the delay circuit 48 is shortened.
FIG. 15 is a timing chart of the pulse waveform and current value from the pulse waveform generation circuit 46 when the delay time of the delay circuit 48 is increased.
FIG. 16 is a timing chart of the pulse waveform and current value from the pulse waveform generation circuit 47;
FIG. 17 is a timing chart of the pulse waveform and current value from the pulse waveform generation circuit 47 when the delay time of the delay circuit 50 is shortened.
FIG. 18 is a timing chart of the pulse waveform and current value from the pulse waveform generation circuit 47 when the delay time of the delay circuit 50 is increased.
[Fig. 19] Area time schedule chart
[Explanation of symbols]
1 CPU
2 Data processing section
3 Communication I / F
4 FLASHROM
5 RAM
6 Drive circuit
7 Reference pole
8 Working electrode
9 Counter electrode
10 Plus power supply
11 Ground power supply
12 Antifouling device
13 ADC (analog / digital converter)
14 ADC (Analog / Digital Converter)
15 ADC (analog / digital converter)
16 ADC (analog / digital converter)
17 DAC (digital / analog converter)
18 DAC (digital / analog converter)
19 ADC (analog / digital converter)
20 DAC (digital / analog converter)
21 DAC (digital / analog converter)
22 Current detection signal
23 Current control signal
24 Current detection signal
25 Current control signal
26 Switching signal
27 Switching signal
28 ADC (analog / digital converter)
29 Water level gauge
30 Current detection resistor
31 Current detection resistor
32 AND circuit
33 AND circuit
34 FET
35 FET
36 FET
37 FET
38 Pulse waveform generator
39 Pulse waveform generator
40 Comparator
41 Comparator
42 Gate circuit
43 Comparator
44 Comparator
45 Gate circuit
46 Pulse waveform generator
47 Pulse waveform generator
48 delay circuit
49 Comparator
50 delay circuit
51 Comparator
52 Host computer

Claims

In the antifouling apparatus using an electronic antibacterial antifouling method in which the part of the object to be antifouled that requires antifouling is a conductive base material and constant current control is performed between the conductive base material and the counter electrode, the conductive A drive circuit for applying a voltage between a base material and the counter electrode by turning it on or off, a detection circuit for detecting a current flowing in the conductive base material, an upper limit value of a current flowing in advance in the conductive base material, and A circuit that sets a lower limit value, a comparator that compares the current value detected by the detection circuit with the upper limit value of the set current, a comparator that compares the detected current and the lower limit value of the set current, The outputs of the two comparators are used as inputs. When both of the two inputs are off, the output is turned on. When both of the two inputs are on, the output is turned off. is composed of a gate to maintain the previous output state when the conductive Comprising a pulse generating circuit for controlling the ratio of the voltage on and off to be applied between the the base counter, by setting the upper limit value and the lower limit value of the current, oscillates between upper and lower limits An antifouling device that outputs electric current .

In the antifouling apparatus using an electronic antibacterial antifouling method in which the part of the object to be antifouled that requires antifouling is a conductive base material and constant current control is performed between the conductive base material and the counter electrode, the conductive A drive circuit for applying a voltage between a base material and the counter electrode by turning it on or off, a detection circuit for detecting a current flowing through the conductive base material, and an average of the current flowing through the conductive base material A circuit for setting a current to be supplied to the conductive base material in advance, and turning on a voltage applied from the drive circuit to the conductive base material and the counter electrode so that an average current approximates the set current. And a pulse generation circuit that controls the off ratio, storing a predicted value of the water level that fluctuates with time, and the time, and at that time, a current that flows through the conductive base material that is set in advance, Immerse in the water of the conductive substrate determined by the predicted water level Antifouling apparatus and changes in response to the product.

In the antifouling apparatus using an electronic antibacterial antifouling method in which the part of the object to be antifouled that requires antifouling is a conductive base material and constant current control is performed between the conductive base material and the counter electrode, the conductive A drive circuit for applying a voltage between a base material and the counter electrode by turning it on or off, a detection circuit for detecting a current flowing through the conductive base material, and an average of the current flowing through the conductive base material A circuit for setting a current to be supplied to the conductive base material in advance, and turning on a voltage applied from the drive circuit to the conductive base material and the counter electrode so that an average current approximates the set current. And a pulse generation circuit that controls a ratio of off, and measures a water level that fluctuates according to time, and at that time, the current that flows through the conductive base material that is set in advance is determined by the measured water level. Change according to the area of the base material immersed in water Antifouling and wherein the door.