JPH0681327A - 水路の水生生物付着防止のためのレーザー照射方法 - Google Patents
水路の水生生物付着防止のためのレーザー照射方法Info
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- JPH0681327A JPH0681327A JP23794192A JP23794192A JPH0681327A JP H0681327 A JPH0681327 A JP H0681327A JP 23794192 A JP23794192 A JP 23794192A JP 23794192 A JP23794192 A JP 23794192A JP H0681327 A JPH0681327 A JP H0681327A
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- Japan
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- laser beam
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- aquatic
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 水路を通流する水生生物含有水に水路に対し
て直角方向あるいは斜め方向からレーザーを照射して、
水生生物の水路への付着を防止するに際し、該レーザー
ビームを幅方向あるいは高さ方向に走査することを特徴
とする、水路の水生生物付着防止のためのレーザー照射
方法である。 【効果】 水路を通流する水全体に対しレーザーを有効
に照射するので、貝類などの水生動物、藻類などの水生
植物および水生微生物などの浮遊生活期幼生および付着
後の幼生ないし成体が、機器、配管および冷却水路に付
着、成長および繁殖するのを一層確実に防止することが
できる。
て直角方向あるいは斜め方向からレーザーを照射して、
水生生物の水路への付着を防止するに際し、該レーザー
ビームを幅方向あるいは高さ方向に走査することを特徴
とする、水路の水生生物付着防止のためのレーザー照射
方法である。 【効果】 水路を通流する水全体に対しレーザーを有効
に照射するので、貝類などの水生動物、藻類などの水生
植物および水生微生物などの浮遊生活期幼生および付着
後の幼生ないし成体が、機器、配管および冷却水路に付
着、成長および繁殖するのを一層確実に防止することが
できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ムラサキイガイ、カ
キなどの貝類やフジツボなどの水生動物、藻類などの水
生植物あるいは水生微生物など生態上付着性を有する生
物（これらを総称して「水生生物」と呼ぶ）が、発電所
または各種工場の機器、配管および水路などの内面に付
着し、成長および繁殖することを防ぐためのレーザー照
射方法に関するものである。
キなどの貝類やフジツボなどの水生動物、藻類などの水
生植物あるいは水生微生物など生態上付着性を有する生
物（これらを総称して「水生生物」と呼ぶ）が、発電所
または各種工場の機器、配管および水路などの内面に付
着し、成長および繁殖することを防ぐためのレーザー照
射方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】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
ことから、臨床医学分野では外科手術などに利用されて
いる。しかし、レーザー照射を上記のように水路におけ
る生物の付着防止に利用した例は全くない。
し、その光エネルギーを対象物の一点に集中照射できる
ことから、臨床医学分野では外科手術などに利用されて
いる。しかし、レーザー照射を上記のように水路におけ
る生物の付着防止に利用した例は全くない。
【０００３】
【発明の構成】この発明によるレーザー照射方法は、水
路を通流する水生生物含有水に水路に対して直角方向あ
るいは斜め方向からレーザーを照射して、水生生物の水
路への付着を防止するに際し、該レーザービームを幅方
向あるいは高さ方向に走査することを特徴とするもので
ある。
路を通流する水生生物含有水に水路に対して直角方向あ
るいは斜め方向からレーザーを照射して、水生生物の水
路への付着を防止するに際し、該レーザービームを幅方
向あるいは高さ方向に走査することを特徴とするもので
ある。
【０００４】使用可能なレーザーの種類としては、アル
ゴンイオンレーザー、銅蒸気レーザー、ＹＡＧレーザ
ー、半導体レーザー、窒素レーザーなどがある。これら
のレーザーを単一または複合で用いる。レーザー照射が
水生生物に対して殺傷作用を生じる主たる要因として
は、レーザーの波長、照射単位面積当たりの光エネルギ
ーなどが挙げられる。アルゴンイオンレーザーおよび銅
蒸気レーザーは、各波長の特性から水中への吸収量が極
めて少ないため、水中透過性がよいレーザーであり、水
生生物に直接的に殺傷ダメージを与えることができるの
で特に好適である。使用可能なレーザーの波長は３５０
〜１０００nm位の範囲であるが、水中への吸収、生体へ
の直接的吸収などを考慮する、４００〜７００nmの範囲
の波長を有するレーザーが好ましい。
ゴンイオンレーザー、銅蒸気レーザー、ＹＡＧレーザ
ー、半導体レーザー、窒素レーザーなどがある。これら
のレーザーを単一または複合で用いる。レーザー照射が
水生生物に対して殺傷作用を生じる主たる要因として
は、レーザーの波長、照射単位面積当たりの光エネルギ
ーなどが挙げられる。アルゴンイオンレーザーおよび銅
蒸気レーザーは、各波長の特性から水中への吸収量が極
めて少ないため、水中透過性がよいレーザーであり、水
生生物に直接的に殺傷ダメージを与えることができるの
で特に好適である。使用可能なレーザーの波長は３５０
〜１０００nm位の範囲であるが、水中への吸収、生体へ
の直接的吸収などを考慮する、４００〜７００nmの範囲
の波長を有するレーザーが好ましい。
【０００５】レーザービームを走査する手段としては、
図１および図２に示すように、レーザー発生装置(7) か
ら来るレーザービーム(L) を受けて反射する横断面多角
形の回転ミラー(6) と、回転ミラー(6) による反射ビー
ムを受けて水路に反射する凹弧面状の固定ミラー(5)
と、固定ミラー(5) から来るビームを受けるように水路
に設けられたレーザー受光部(9) とを具備したものが用
いられる。
図１および図２に示すように、レーザー発生装置(7) か
ら来るレーザービーム(L) を受けて反射する横断面多角
形の回転ミラー(6) と、回転ミラー(6) による反射ビー
ムを受けて水路に反射する凹弧面状の固定ミラー(5)
と、固定ミラー(5) から来るビームを受けるように水路
に設けられたレーザー受光部(9) とを具備したものが用
いられる。
【０００６】つぎに、レーザービームの走査条件につい
て説明する。
て説明する。
【０００７】水生生物を死滅させあるいは生活力を低下
させて水路壁への付着を防止するために、例えばアルゴ
ンレーザー照射を行う場合、水生生物を照射する光エネ
ルギーＷはエネルギー密度Ｑ（ワット／ｍｍ2 ）と照射
時間Δｔ（時間）の積 Ｗ＝Ｑ・Δｔ …… (1) で表わされ、水生生物を弱体化させる効果はＷの大きさ
に依存する。ただし、Ｑに関しては、これがある値以上
でなければこのような弱体化効果が生じない。
させて水路壁への付着を防止するために、例えばアルゴ
ンレーザー照射を行う場合、水生生物を照射する光エネ
ルギーＷはエネルギー密度Ｑ（ワット／ｍｍ2 ）と照射
時間Δｔ（時間）の積 Ｗ＝Ｑ・Δｔ …… (1) で表わされ、水生生物を弱体化させる効果はＷの大きさ
に依存する。ただし、Ｑに関しては、これがある値以上
でなければこのような弱体化効果が生じない。
【０００８】以下では、幅Ｄ、高さＹの水路を水がｖ2
の速さで流れ、スポット半径ｒのレーザービームを水路
に直角方向に照射し、かつ該レーザービームをｖ1 の速
さで幅方向に走査する場合、通流する水全体にレーザー
が照射され、かつその照射光エネルギーが水生生物の付
着防止に有効であるための条件を述べる。
の速さで流れ、スポット半径ｒのレーザービームを水路
に直角方向に照射し、かつ該レーザービームをｖ1 の速
さで幅方向に走査する場合、通流する水全体にレーザー
が照射され、かつその照射光エネルギーが水生生物の付
着防止に有効であるための条件を述べる。
【０００９】図３は、水路に直角方向にレーザービーム
を走査した時、流れる水を基準とした場合のレーザース
ポット(S) の移動状況を示している。レーザーは水路に
直角に走査するが、水はｖ2 の速さで流れているので、
水を基準にするとレーザースポットは水路に対してtan
-1（ｖ2 ／ｖ1 ）の角度で走査することになる。
を走査した時、流れる水を基準とした場合のレーザース
ポット(S) の移動状況を示している。レーザーは水路に
直角に走査するが、水はｖ2 の速さで流れているので、
水を基準にするとレーザースポットは水路に対してtan
-1（ｖ2 ／ｖ1 ）の角度で走査することになる。
【００１０】水路の全領域をもれなく走査するために
は、 Ｄ／ｖ1 ＝２・ｒ／ｖ2 …… (2) なる関係が成立する必要があり、走査速度ｖ1 はこの関
係から定められる。
は、 Ｄ／ｖ1 ＝２・ｒ／ｖ2 …… (2) なる関係が成立する必要があり、走査速度ｖ1 はこの関
係から定められる。
【００１１】一方、照射されるレーザー光エネルギーは
生物付着防止に有効な値であることが必要であり、それ
をＷｏとする。水路を流れる水全体に対して有効な付着
防止を行うためには、深さＹの水路底部に対してもＷｏ
以上のエネルギーが照射される必要がある。深さ方向に
対する水による光エネルギーの減衰率をｋとすると、深
さＹの水路底の照射光エネルギー量Ｗ（Ｙ）は、 Ｗ（Ｙ）＝ｋY ・（Ｅ／πｒ2 ）・Δｔ …… (3) で示される。ここでＥは使用するレーザーの出力エネル
ギーである。
生物付着防止に有効な値であることが必要であり、それ
をＷｏとする。水路を流れる水全体に対して有効な付着
防止を行うためには、深さＹの水路底部に対してもＷｏ
以上のエネルギーが照射される必要がある。深さ方向に
対する水による光エネルギーの減衰率をｋとすると、深
さＹの水路底の照射光エネルギー量Ｗ（Ｙ）は、 Ｗ（Ｙ）＝ｋY ・（Ｅ／πｒ2 ）・Δｔ …… (3) で示される。ここでＥは使用するレーザーの出力エネル
ギーである。
【００１２】Δｔはスポット径と走査速度の関係から Δｔ＝２ｒ／ｖ1 …… (4) である。
【００１３】よって、Ｗ（Ｙ）は、(2) 式から、 Ｗ（Ｙ）＝ｋY ・４Ｅ／（πＤｖ2 ） …… (5) となる。
【００１４】したがって、(5) 式で示されるＷ（Ｙ）
は、 Ｗ（Ｙ）≧Ｗｏ …… (6) なる関係を有することがレーザーを走査する場合での生
物付着防止のために必要な条件である。
は、 Ｗ（Ｙ）≧Ｗｏ …… (6) なる関係を有することがレーザーを走査する場合での生
物付着防止のために必要な条件である。
【００１５】特願昭３−１１０６３４号の方法では、ア
ルゴンイオンレーザーを用いた場合、光エネルギー密度
Ｑは０．０１ワット／ｍｍ2 以上で有効であることを示
している。いまＱ＝０．１ワット／ｍｍ2 、Δｔ＝１ミ
リ秒とすると、Ｗｏ＝１０-4ワット・秒／ｍｍ2 とな
る。(5) 式において、ｋ＝０．９、Ｙ＝１ｍ、Ｄ＝０．
５ｍとし、３０ワットのアルゴンイオンレーザーを用い
るものとすると、付着防止可能な最大流速ｖ2 は ｖ2 ＝０．６８ｍ／秒 …… (7) となる。付着防止処理可能な水量はＹ×Ｄ×ｖ2 であ
り、(6) 式の制約の下でこれを最大にするＹ、Ｄ、ｖ2
を用いるのが実用的である。
ルゴンイオンレーザーを用いた場合、光エネルギー密度
Ｑは０．０１ワット／ｍｍ2 以上で有効であることを示
している。いまＱ＝０．１ワット／ｍｍ2 、Δｔ＝１ミ
リ秒とすると、Ｗｏ＝１０-4ワット・秒／ｍｍ2 とな
る。(5) 式において、ｋ＝０．９、Ｙ＝１ｍ、Ｄ＝０．
５ｍとし、３０ワットのアルゴンイオンレーザーを用い
るものとすると、付着防止可能な最大流速ｖ2 は ｖ2 ＝０．６８ｍ／秒 …… (7) となる。付着防止処理可能な水量はＹ×Ｄ×ｖ2 であ
り、(6) 式の制約の下でこれを最大にするＹ、Ｄ、ｖ2
を用いるのが実用的である。
【００１６】
【実施例】この発明の実施例について具体的に説明す
る。
る。
【００１７】初めに、この実施例で用いた実験装置の構
造について説明する。
造について説明する。
【００１８】図１および図２において、供試生物を含む
濾過海水が海水タンク(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) の他端部
から排出管(4) を経て排出される。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(B) も水流方向に流れていく。
濾過海水が海水タンク(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) の他端部
から排出管(4) を経て排出される。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(B) も水流方向に流れていく。
【００１９】照射水管(3) の長さ中間部には角筒状の受
光部(11)が組み込まれており、受光部(11)の頂壁はアク
リル樹脂製の透明板(10)で構成されている。
光部(11)が組み込まれており、受光部(11)の頂壁はアク
リル樹脂製の透明板(10)で構成されている。
【００２０】照射水管(3) の近傍にはレーザー発生装置
(7) が設置され、そのレーザーヘッド(8) からレーザー
ビーム(L) が上向きに発せられる。レーザービーム(L)
は、水平回転軸(9) を有する回転ミラー(6) に受けられ
る。回転ミラー(6) は横断面正六角形をなし、六面すべ
てがミラーで構成され、水平回転軸(9) を中心に回転さ
せられている。回転ミラー(6) による反射ビームは、凹
弧面状の固定ミラー(5) に当たり、これによって反射さ
れて、照射水管(3) の受光部(11)に至る。そして、レー
ザービームは受光部(11)の透明板(10)を経て管内に入光
すると同時に、回転ミラー(6) の回転に伴って、受光部
(11)内を幅方向に走査する。
(7) が設置され、そのレーザーヘッド(8) からレーザー
ビーム(L) が上向きに発せられる。レーザービーム(L)
は、水平回転軸(9) を有する回転ミラー(6) に受けられ
る。回転ミラー(6) は横断面正六角形をなし、六面すべ
てがミラーで構成され、水平回転軸(9) を中心に回転さ
せられている。回転ミラー(6) による反射ビームは、凹
弧面状の固定ミラー(5) に当たり、これによって反射さ
れて、照射水管(3) の受光部(11)に至る。そして、レー
ザービームは受光部(11)の透明板(10)を経て管内に入光
すると同時に、回転ミラー(6) の回転に伴って、受光部
(11)内を幅方向に走査する。
【００２１】こうして、レーザービームは、照射水管
(3) 内部に入光し管内の水生生物含有海水に水路に対し
直角方向に、受光部(11)内を幅方向に走査しながら、照
射される。
(3) 内部に入光し管内の水生生物含有海水に水路に対し
直角方向に、受光部(11)内を幅方向に走査しながら、照
射される。
【００２２】上記構成の実験装置において、レーザーと
しては、アルゴンイオンレーザー、銅蒸気レーザー、Ｙ
ＡＧレーザー、半導体レーザー、窒素レーザーをそれぞ
れ単独で用い、また水生生物としてアルテミア幼生およ
びシオミズツボワムシを用いた。
しては、アルゴンイオンレーザー、銅蒸気レーザー、Ｙ
ＡＧレーザー、半導体レーザー、窒素レーザーをそれぞ
れ単独で用い、また水生生物としてアルテミア幼生およ
びシオミズツボワムシを用いた。
【００２３】
【発明の効果】この発明によるレーザー照射方法は以上
の如く構成されているので、つぎの効果を奏する。
の如く構成されているので、つぎの効果を奏する。
【００２４】水路を通流する水全体に対しレーザーを有
効に照射するので、貝類などの水生動物、藻類などの水
生植物および水生微生物などの浮遊生活期幼生および付
着後の幼生ないし成体が、機器、配管および冷却水路に
付着、成長および繁殖するのを一層確実に防止すること
ができる。
効に照射するので、貝類などの水生動物、藻類などの水
生植物および水生微生物などの浮遊生活期幼生および付
着後の幼生ないし成体が、機器、配管および冷却水路に
付着、成長および繁殖するのを一層確実に防止すること
ができる。
【００２５】レーザー照射を継続することにより、水生
生物に対する殺傷ダメージ効果を安定的に生じさせるこ
とができ、ダメージ効果が経時的に減退することがな
い。
生物に対する殺傷ダメージ効果を安定的に生じさせるこ
とができ、ダメージ効果が経時的に減退することがな
い。
【００２６】水生生物の付着防止方法に用いる装置は全
体にコンパクトであり、その設置空間が小さくて済む。
また装置の繁雑なメンテナンスも必要でない。
体にコンパクトであり、その設置空間が小さくて済む。
また装置の繁雑なメンテナンスも必要でない。
【００２７】水生生物を幼生段階で駆除すると、生物死
骸や有機廃棄物の量が極めて少なく、公害問題を引き起
こすことがない。
骸や有機廃棄物の量が極めて少なく、公害問題を引き起
こすことがない。
【図１】実施例で用いた実験装置を示す斜視図である。
【図２】実施例で用いた実験装置を示す垂直断面図であ
る。
る。
【図３】レーザー走査による水路上のレーザースポット
の見掛け上の移動を示す概略図である。
の見掛け上の移動を示す概略図である。
(1) …海水タンク (2) …注入管 (3) …照射水管 (4) …排出管 (5) …固定ミラー (6) …回転ミラー (7) …レーザー発生装置 (8) …レーザーヘッド (9) …水平回転軸 (10)…透明板 (11)…受光部 (B) …水生生物 (L) …レーザービーム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 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)発明者 富永 真一 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)
- 【請求項１】 水路を通流する水生生物含有水に水路に
対して直角方向あるいは斜め方向からレーザーを照射し
て、水生生物の水路への付着を防止するに際し、該レー
ザービームを幅方向あるいは高さ方向に走査することを
特徴とする、水路の水生生物付着防止のためのレーザー
照射方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23794192A JPH0681327A (ja) | 1992-09-07 | 1992-09-07 | 水路の水生生物付着防止のためのレーザー照射方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23794192A JPH0681327A (ja) | 1992-09-07 | 1992-09-07 | 水路の水生生物付着防止のためのレーザー照射方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0681327A true JPH0681327A (ja) | 1994-03-22 |
Family
ID=17022734
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23794192A Withdrawn JPH0681327A (ja) | 1992-09-07 | 1992-09-07 | 水路の水生生物付着防止のためのレーザー照射方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0681327A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013223437A (ja) * | 2012-04-20 | 2013-10-31 | Bio Map Co | 生物死滅システム |
-
1992
- 1992-09-07 JP JP23794192A patent/JPH0681327A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013223437A (ja) * | 2012-04-20 | 2013-10-31 | Bio Map Co | 生物死滅システム |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19991130 |