JPH0574688U - 水管内などにおける生物付着防止用レーザー照射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 レーザー照射水管の入射窓側の端部に漏斗状
の集光管が同軸心状に内装されていることを特徴とす
る、水管内などにおける生物付着防止用レーザー照射装
置である。 【効果】 レーザー発振器から出るレーザービームを該
集光管を経てレーザー照射水管内に確実に導入すること
ができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、大量の淡水または海水を利用している原子力発電所、火力発電所 または各種工場における冷却水系などの機器、配管、水管（これらを総称して「 水管」と呼ぶ）において、ムラサキイガイ、カキなどの貝類やフジツボ類などの 大型水生付着生物の浮遊生活期幼生ないしは成体が水管の内面に付着し、成長お よび繁殖したり、または水中に浮遊状態にある微生物、微細藻類などを主たる構 成成分とするスライム（微生物皮膜、バイオフィルム）が水管の内面に付着し増 殖することを防ぐ水生生物の付着防止用レーザー照射装置に関するものである。

【０００２】

【従来技術および解決すべき課題】

大量の淡水または海水を用いる発電所や工場では、取水管その他の水管に上記 のような水生生物が付着して増殖し流路面積を狭める。例えば、大量の海水を冷 却水として利用している原子力発電所または火力発電所では、水生生物が機器、 配管および冷却水管に付着し、これが成長して繁殖することにより、取水量の減 少、熱交換器やポンプなどの効率低下および損傷などの各種障害を引き起こして いる。そのため、上記のような付着性を有する各種水生生物の付着、成長および 繁殖を防止することが必要である。

【０００３】 スライムの場合も、上記と同じく、取水量の減少、熱交換器やポンプなどの効 率低下および損傷などの各種障害を避けるために、その付着および増殖を防止す ることが必要である。

【０００４】 従来行われてきた水生生物またはスライムの付着防止方法には、化学的処理方 法、物理的処理方法および機械的処理方法がある。これらを以下にまとめる。

【０００５】 先ず、化学的処理方法としては、過酸化水素や次亜塩素酸などを用いる薬液注 入法、防汚塗装、電解法および銅イオン法などがある。しかし、これらの方法に 共通する問題として、使用する化学物質あるいは生成した化学物質の毒性が指摘 され、この毒性による環境汚染が問題視されている。

【０００６】 つぎに、物理的処理方法としては、温水処理法、淡水処理法、温風干出処理法 、電撃法、超音波法、紫外線照射法などがある。しかし、温水処理法、淡水処理 法および温風干出処理法を実施する際には、冷却水系を一時停止させなければな らないが、冷却水系を一時停止させることは発電プラントなどでは大きな問題で ある。また、電撃法では、水管内全域に約８００Ｖ／ｃｍ程度の電界強度を必要 とし、連続処理による消費電力は多大である。超音波法では、水管壁を損傷する 可能性がある。

【０００７】 機械的処理方法には、マイクロストレーナーによる幼生の進入防止法、水中ロ ボットによる付着貝類などの除去法、スポンジボールやウォータージェットによ る付着幼生の除去法、さらには工具などを使用しての人手による作業法などがあ る。しかし、これらの方法では、装置の大型化、繁雑なメンテナンスの必要性、 細配管内の処理法としての不適性および多大の作業労力と時間が問題であり、ま た除去後に生ずる水生生物またはスライムを主体とした廃棄物の処理にも苦慮し ている。

【０００８】 このように、従来の技術では様々の問題があるため、新技術の開発が切望され ている。

【０００９】 レーザー照射は、生物ないしは生体に対し、その光エネルギーを対象物の一点 に集中照射できる特性から、臨床医学分野では外科手術などに利用されているが 、水中における生物またはスライムの付着防止への利用例はない。

【００１０】 この考案の目的は、従来技術の上記の如き問題を全て克服することができる水 生生物またはスライムの付着防止用レーザー照射装置を提供するにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

この考案は上記目的を達成すべく工夫されたもので、レーザー照射水管に特定 の部材を内装することにより、水生生物またはスライムに対し効果的なレーザー 照射をなし得、水生生物の殺傷能力を高めることができるという知見を得て完成 されたものである。

【００１２】 すなわち、この考案による生物付着防止用レーザー照射装置は、レーザー照射 水管の入射側の端部に漏斗状の集光管が同軸心状に内装されていることを特徴と するものである。

【００１３】 集光管は、例えば、パイレックスガラスで構成され、テーパー管状の集光管本 体と、同本体の小径端を閉じるように設けられた入射窓とからなる。集光管の反 射面は例えばアルミニウム蒸着処理、より具体的には、研摩鏡面仕上げのうえAl SiO 反射ミラー仕上げを施すことにより、反射効率の高い面になされている。

【００１４】 この考案による生物付着防止用レーザー照射装置を用いた水中生物またはスラ イムの付着防止は、つぎのように行われる。

【００１５】 大量の淡水または海水を利用している原子力発電所、火力発電所または各種工 場において、冷却系などの機器、配管および水管内に単一または複合のレーザー ビームを水流方向に平行または水流方向に対し垂直に照射し、水中の大型水生付 着生物の浮遊生活期幼生およびその成体を死滅させまたはその生活力を弱らしめ 、またはスライムの起源でありその主たる構成成分である水中浮遊状態の微生物 、微細藻類などを死滅させまたはその生活力を弱らしめるに当たり、レーザー光 を集光管を経てレーザー照射水管内に照射する。

【００１６】 大型水生付着生物の代表例は、ムラサキイガイ、カキなどの貝類やフジツボ類 などの水生生物である。

【００１７】 使用可能なレーザーとしては、エキシマレーザー、窒素レーザー、アルゴンイ オンレーザー、銅蒸気レーザー、半導体レーザー、ＹＡＧレーザー、色素レーザ ーなどが例示される。これらのレーザーは単一波長、単一使用、または複数波長 、複合使用で用いる。レーザーの波長は１００〜１０００ｎｍ程度である。

【００１８】

【作用】

レーザービームによる水生生物の殺傷および生活力低下のメカニズムについて 述べる。水流方向に平行あるいは水流方向に対し垂直（たとえばスクリーン状） にレーザーを照射すると、水中に浮遊もしくは生息している水生生物、たとえば ムラサキイガイ、カキなどの貝類やフジツボ類などの大型水生付着生物の浮遊生 活期幼生ないしは成体や、水中に浮遊もしくは生息している微生物、微細藻類な どの水生生物にレーザーが直接的に当たる。その結果、レーザーエネルギーが生 体に吸収され、生体が凝固および炭素化され、生体の表皮、真皮、生体内部の組 織および各器官の壊死ないしは損傷が起こり、それが原因で水生生物の死滅およ び生活力の低下が引き起こされ、水管の内面への付着能が破壊される。

【００１９】 また、この考案では、レーザー照射水管の入射側の端部に漏斗状の集光管が同 軸心状に内装されているので、レーザー発振器から出たレーザービームを該集光 管を経てレーザー照射水管内に確実に導入することができる。特に、レーザー照 射水管の径が小さい場合、レーザー発振器から出たレーザービームの全部を同照 射水管内に導くことは困難であったが、この集光管の設置によってレーザービー ムをロスなく管内に入光させることができる。

【００２０】

【実施例】

この考案の実施例を説明する。

【００２１】 実施例 この実施例で用いた実験装置の構造について説明する。

【００２２】 図１において、供試生物(A) が濾過海水と共に海水タンク(1) に蓄えられてい る。この水生生物含有海水は海水タンク(1) から注入管(2) を経て照射水管(3) の一端部に注入され、照射水管(3) 内を一端部から他端部へ流れ、他端部から排 出管(4) を経て排水タンク(5) に排出される。照射水管(3) への海水注入量は実 験中一定量に保持され、水生生物含有海水は同管内を一定流速で同一方向に流れ 、これに従って水生生物も水流方向に流れていく。照射水管(3) はパイレックス ガラスで構成され、その外周面にはアルミニウム蒸着および黒塗料塗布が施され て、反射面が形成されている。

【００２３】 照射水管(3) の一端部はやや大きな径を有し、この大径部(3a)に漏斗状の集光 管(6) が管(3) と同軸心状に内装されている。集光管(6) はやはりパイレックス ガラスで構成され、その内面は研摩鏡面仕上げのうえAlSiO 反射ミラー仕上げを 施すことにより、反射効率の高い反射面になされている。集光管(6) は、図２に 示すように、テーパー管状の集光管本体(6a)と、同本体(6a)の小径端を閉じるよ うに設けられた入射窓(6b)とからなる。入射窓(6b)はＢＫＴ材で構成されている 。集光管本体(6a)と入射窓(6b)の接合は熱硬化型接着剤によってなされている。

【００２４】 照射水管(3) の集光管(6) 側の軸線延長上には、レーザー発振器(7) が設置さ れている。

【００２５】 上記構成の実験装置において、レーザー発振器(7) から出たレーザービーム(8 ) が集光管(6) に入り、その内面で反射されて入射窓(6a)を経て照射水管(3) の 内部に導かれ、同管(3) 内の水生生物含有海水中を透光する。照射水管(3) 内部 においてレーザー照射された海水中の供試生物は、海水と共に排出管(4) より排 出され、観察用の排水タンク(5) に回収される。回収した供試生物(A) は光学顕 微鏡下で観察され、その死滅数が調べられる。

【００２６】

【考案の効果】

この考案の生物付着防止用レーザー照射装置によれば、原子力発電所、火力発 電所または各種工場における冷却水系などの水管を通流する水生生物含有水にレ ーザーを照射するので、ムラサキイガイ、カキなどの貝類やフジツボ類などの大 型水生付着生物の浮遊生活期幼生ないしは成体が、機器、配管および冷却水管に 付着、成長および繁殖したり、水中に浮遊状態にある微生物、微細藻類などが、 機器、配管および冷却水管に付着および繁殖するのを確実に防止することができ る。その結果、こうした水生生物や、微生物、微細藻類などにより形成されたス ライム（微生物皮膜、バイオフィルム）が、取水量の減少、熱交換器やポンプな どの効率低下および損傷などの各種障害を引き起こすのを未然に防止することが できる。

【００２７】 また、この考案では、レーザー照射水管の入射側の端部に漏斗状の集光管が同 軸心状に内装されているので、レーザー発振器から出たレーザービームを該集光 管を経てレーザー照射水管内に確実に導入することができる。特に、レーザー照 射水管の径が小さい場合、レーザー発振器から出たレーザービームの全部を同照 射水管内に導くことは困難であったが、この集光管の設置によってレーザービー ムをロスなく管内に入光させることができる。

【００２８】 さらに、生物付着防止用レーザー照射装置の長期運転によりレーザー光軸のズ レが生じても、該集光管の設置により、レーザービームを該集光管を経てレーザ ー照射水管内に支障なく導入することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例で用いた実験装置を示す概略図である。

【図２】集光管を示す側面図である。

【符号の説明】 (1) …海水タンク (2) …注入管 (3) …照射水管 (4) …排出管 (5) …排水タンク (6) …集光管 (7) …レーザー発振器 (8) …レーザービーム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 鬼塚 重則 大阪市此花区西九条５丁目３番28号 日立 造船株式会社内 (72)考案者 林 錦吾 大阪市此花区西九条５丁目３番28号 日立 造船株式会社内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザー照射水管の入射側の端部に漏斗
   状の集光管が同軸心状に内装されていることを特徴とす
   る、水管内などにおける生物付着防止用レーザー照射装
   置。