JPH08164383A - 水管内での生物の付着防止におけるレーザー照射装置 - Google Patents
水管内での生物の付着防止におけるレーザー照射装置Info
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- JPH08164383A JPH08164383A JP30914794A JP30914794A JPH08164383A JP H08164383 A JPH08164383 A JP H08164383A JP 30914794 A JP30914794 A JP 30914794A JP 30914794 A JP30914794 A JP 30914794A JP H08164383 A JPH08164383 A JP H08164383A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 一端に入射窓(1) を有する照射水管(4) と、
照射水管(4) の一端方向の軸線延長上に配置され、かつ
入射窓(1) を経て管内にレーザービームを照射するレー
ザー発生装置(5) と、照射水管(4) とレーザー発生装置
(5) の間に配置されたスキャナ(9) とからなるレーザー
照射装置において、照射水管(4) とスキャナ(9) の間に
凸レンズ(10)が配置されていることを特徴とするレーザ
ー照射装置である。 【効果】 海中に生存する動・植物性プランクトンや水
生生物などに影響し、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確実に防止することができ
る。照射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。
照射水管(4) の一端方向の軸線延長上に配置され、かつ
入射窓(1) を経て管内にレーザービームを照射するレー
ザー発生装置(5) と、照射水管(4) とレーザー発生装置
(5) の間に配置されたスキャナ(9) とからなるレーザー
照射装置において、照射水管(4) とスキャナ(9) の間に
凸レンズ(10)が配置されていることを特徴とするレーザ
ー照射装置である。 【効果】 海中に生存する動・植物性プランクトンや水
生生物などに影響し、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確実に防止することができ
る。照射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。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、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
ジツボなどの水生動物ないしはその幼生、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）が水管の内
面に付着し、成長および繁殖することを防ぐ水生生物の
付着防止方法に使用されるレーザー照射装置に関するも
のである。
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
ジツボなどの水生動物ないしはその幼生、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）が水管の内
面に付着し、成長および繁殖することを防ぐ水生生物の
付着防止方法に使用されるレーザー照射装置に関するも
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、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。
【０００３】しかし、レーザー照射を上記のように水中
における生物の付着防止に利用した例は全くない。
における生物の付着防止に利用した例は全くない。
【０００４】従来、海中に生存する動・植物性プランク
トン、上記水生生物などの有害生物を殺傷する装置とし
ては、図４および図５に示すような紫外線照射による照
射装置が使用されていた。すなわち、一端上部に入口(2
1)を有し他端下部に出口(22)を有する照射水管(23)内
に、管長方向に直交状の多数のバッフル(24)が食い違い
状に設けられ、これらバッフル(24)を貫通する多数の紫
外線ランプ(25)が管長方向に設けられている。
トン、上記水生生物などの有害生物を殺傷する装置とし
ては、図４および図５に示すような紫外線照射による照
射装置が使用されていた。すなわち、一端上部に入口(2
1)を有し他端下部に出口(22)を有する照射水管(23)内
に、管長方向に直交状の多数のバッフル(24)が食い違い
状に設けられ、これらバッフル(24)を貫通する多数の紫
外線ランプ(25)が管長方向に設けられている。
【０００５】この構造の照射装置において、入口(21)か
ら照射水管(23)内に入った水は紫外線ランプ(25)によっ
て紫外線に晒され、殺傷処理された後、出口(22)から排
出される。
ら照射水管(23)内に入った水は紫外線ランプ(25)によっ
て紫外線に晒され、殺傷処理された後、出口(22)から排
出される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
紫外線照射による殺傷装置では次のような問題がある。 (1) 紫外線は水への透過性に劣るため、殺傷効果を高め
るには、比較的小口径管（２５３．７ｎｍ）の紫外線ラ
ンプを多数取付ける必要がある。
紫外線照射による殺傷装置では次のような問題がある。 (1) 紫外線は水への透過性に劣るため、殺傷効果を高め
るには、比較的小口径管（２５３．７ｎｍ）の紫外線ラ
ンプを多数取付ける必要がある。
【０００７】(2) 照射水管内の流路の屈曲を複雑にし流
路を長くすることにより照射効率を高める必要がある。
路を長くすることにより照射効率を高める必要がある。
【０００８】(3) 紫外線ランプには寿命があるのでこれ
を定期的に交換する必要がある。
を定期的に交換する必要がある。
【０００９】この発明は、上記の点に鑑み、殺傷ランプ
の個数を可及的に少なくし、殺傷効果を高め、水の流路
を単純化することにより照射装置の製造および保守を容
易にし、しかもランプの交換を必要としない照射装置を
提供することを目的とする。
の個数を可及的に少なくし、殺傷効果を高め、水の流路
を単純化することにより照射装置の製造および保守を容
易にし、しかもランプの交換を必要としない照射装置を
提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記目的を
達成すべく工夫されたものであり、第１のレーザー照射
装置は、一端に入射窓(1) を有する照射水管(4) と、照
射水管(4) の一端方向の軸線延長上に配置され、かつ入
射窓(1) を経て管内にレーザービームを照射するレーザ
ー発生装置(5) と、照射水管(4) とレーザー発生装置
(5) の間に配置されたスキャナ(9) とからなるレーザー
照射装置において、照射水管(4) とスキャナ(9) の間に
凸レンズ(10)が配置されていることを特徴とするもので
ある。
達成すべく工夫されたものであり、第１のレーザー照射
装置は、一端に入射窓(1) を有する照射水管(4) と、照
射水管(4) の一端方向の軸線延長上に配置され、かつ入
射窓(1) を経て管内にレーザービームを照射するレーザ
ー発生装置(5) と、照射水管(4) とレーザー発生装置
(5) の間に配置されたスキャナ(9) とからなるレーザー
照射装置において、照射水管(4) とスキャナ(9) の間に
凸レンズ(10)が配置されていることを特徴とするもので
ある。
【００１１】また、第２のレーザー照射装置は、一端に
入射窓(1) を有する照射水管(4) と、照射水管(4) の一
端方向の軸線延長上に配置され、かつ入射窓(1) を経て
管内にレーザービームを照射するレーザー発生装置(5)
と、照射水管(4) とレーザー発生装置(5) の間に配置さ
れたスキャナ(9) とからなるレーザー照射装置におい
て、入射窓(1) が凸レンズで構成されていることを特徴
とするものである。
入射窓(1) を有する照射水管(4) と、照射水管(4) の一
端方向の軸線延長上に配置され、かつ入射窓(1) を経て
管内にレーザービームを照射するレーザー発生装置(5)
と、照射水管(4) とレーザー発生装置(5) の間に配置さ
れたスキャナ(9) とからなるレーザー照射装置におい
て、入射窓(1) が凸レンズで構成されていることを特徴
とするものである。
【００１２】第２のレーザー照射装置において、入射窓
(1) を構成する凸レンズは、一方の面が凸弧面をなし他
方の面が平面をなすものであって、レーザー発生装置
(5) 側の入射面が凸弧面となり、照射水管(4) 側の出射
面が平面となるように配置されている。凸レンズの向き
が逆であると、レンズの屈曲率と水の屈曲率に差が生じ
るため、照射水管(4) の軸線に平行したレーザービーム
が得られない。
(1) を構成する凸レンズは、一方の面が凸弧面をなし他
方の面が平面をなすものであって、レーザー発生装置
(5) 側の入射面が凸弧面となり、照射水管(4) 側の出射
面が平面となるように配置されている。凸レンズの向き
が逆であると、レンズの屈曲率と水の屈曲率に差が生じ
るため、照射水管(4) の軸線に平行したレーザービーム
が得られない。
【００１３】第１および第２のレーザー照射装置におい
て、好ましくは、凸レンズの入射面に多層膜の反射防止
コーティング例えばＡＲコーティングが施されている。
凸レンズの設置位置は、スキャナ(9) からの距離が凸レ
ンズの焦点距離に一致するように設定されている。これ
により凸レンズ通過後のレーザービームは照射水管(4)
内をその軸線に平行に進行する。
て、好ましくは、凸レンズの入射面に多層膜の反射防止
コーティング例えばＡＲコーティングが施されている。
凸レンズの設置位置は、スキャナ(9) からの距離が凸レ
ンズの焦点距離に一致するように設定されている。これ
により凸レンズ通過後のレーザービームは照射水管(4)
内をその軸線に平行に進行する。
【００１４】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
上記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、上
記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１５０
〜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と、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
上記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、上
記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１５０
〜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と、４００〜７００nmの範
囲の波長を有するレーザーが好ましい。
【００１５】この発明による照射装置は、例えば、船舶
のクーラー冷却水中の生物付着防止用の殺傷装置として
使用したり、さらには水生生物が、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目的でも使用せられる。
のクーラー冷却水中の生物付着防止用の殺傷装置として
使用したり、さらには水生生物が、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目的でも使用せられる。
【００１６】レーザービームによる、海中に生存する動
・植物性プランクトンや水生生物の殺傷メカニズムは、
つぎの通りである。すなわち、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、海中に浮遊している海生生物にレーザ
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、生体が炭素化および凝固され、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、それが原因で生物の死滅を引き起こ
す。
・植物性プランクトンや水生生物の殺傷メカニズムは、
つぎの通りである。すなわち、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、海中に浮遊している海生生物にレーザ
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、生体が炭素化および凝固され、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、それが原因で生物の死滅を引き起こ
す。
【００１７】
【実施例】つぎに、この発明の実施例について具体的に
説明する。
説明する。
【００１８】実施例１ 図１において、この発明による第１のレーザー照射装置
は、一端に入射窓(1)を有する照射水管(4) と、照射水
管(4) の一端方向の軸線延長上に配置され、かつ入射窓
(1) を経て管内にレーザービームを照射するレーザー発
生装置(5) と、照射水管(4) とレーザー発生装置(5) の
間に配置されたスキャナ(9) とからなるレーザー照射装
置において、照射水管(4) とスキャナ(9) の間に凸レン
ズ(10)が配置されているものである。
は、一端に入射窓(1)を有する照射水管(4) と、照射水
管(4) の一端方向の軸線延長上に配置され、かつ入射窓
(1) を経て管内にレーザービームを照射するレーザー発
生装置(5) と、照射水管(4) とレーザー発生装置(5) の
間に配置されたスキャナ(9) とからなるレーザー照射装
置において、照射水管(4) とスキャナ(9) の間に凸レン
ズ(10)が配置されているものである。
【００１９】凸レンズ(10)の入射面に多層膜の反射防止
コーティング（ＡＲコーティング）が施されている。照
射水管(4) の一端上部には入口(6) が設けられ、照射水
管(4) の他端下部には出口(7) が設けられている。
コーティング（ＡＲコーティング）が施されている。照
射水管(4) の一端上部には入口(6) が設けられ、照射水
管(4) の他端下部には出口(7) が設けられている。
【００２０】上記構成のレーザー照射装置において、供
試生物を含む海水は、海水タンクから入口(6) を経て照
射水管(4) 内へ導入され、出口(7) を経て排出される。
照射水管(4) への海水注入量は一定量に保持され、水生
生物含有海水は同管(4) 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。
試生物を含む海水は、海水タンクから入口(6) を経て照
射水管(4) 内へ導入され、出口(7) を経て排出される。
照射水管(4) への海水注入量は一定量に保持され、水生
生物含有海水は同管(4) 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。
【００２１】レーザー発生装置(5) のレーザーヘッドか
ら発せられたレーザービーム(8) は、スキャナ(9) によ
って照射面を凸レンズ(10)の入射面全面に広げるように
走査させられ、ついで凸レンズ(10)によって照射水管
(4) の軸線に平行するように屈曲され、入射窓(1) を経
て照射水管(4) 内を軸線に沿って進行する。
ら発せられたレーザービーム(8) は、スキャナ(9) によ
って照射面を凸レンズ(10)の入射面全面に広げるように
走査させられ、ついで凸レンズ(10)によって照射水管
(4) の軸線に平行するように屈曲され、入射窓(1) を経
て照射水管(4) 内を軸線に沿って進行する。
【００２２】実施例２ 図２において、この発明による第２のレーザー照射装置
は、一端に入射窓(1)を有する照射水管(4) と、照射水
管(4) の一端方向の軸線延長上に配置され、かつ入射窓
(1) を経て管内にレーザービームを照射するレーザー発
生装置(5) と、照射水管(4) とレーザー発生装置(5) の
間に配置されたスキャナ(9) とからなるレーザー照射装
置において、入射窓(1) が凸レンズで構成されているも
のである。
は、一端に入射窓(1)を有する照射水管(4) と、照射水
管(4) の一端方向の軸線延長上に配置され、かつ入射窓
(1) を経て管内にレーザービームを照射するレーザー発
生装置(5) と、照射水管(4) とレーザー発生装置(5) の
間に配置されたスキャナ(9) とからなるレーザー照射装
置において、入射窓(1) が凸レンズで構成されているも
のである。
【００２３】入射窓(1) を構成する凸レンズは、一方の
面が凸弧面をなし他方の面が平面をなすものであって、
レーザー発生装置(5) 側の入射面が凸弧面となり、照射
水管(4) 側の出射面が平面となるように配置されてい
る。凸レンズの凸弧状の入射面には、多層膜の反射防止
コーティング（ＡＲコーティング）が施されている。
面が凸弧面をなし他方の面が平面をなすものであって、
レーザー発生装置(5) 側の入射面が凸弧面となり、照射
水管(4) 側の出射面が平面となるように配置されてい
る。凸レンズの凸弧状の入射面には、多層膜の反射防止
コーティング（ＡＲコーティング）が施されている。
【００２４】レーザー発生装置(5) のレーザーヘッドか
ら発せられたレーザービーム(8) は、スキャナ(9) によ
って凸レンズ(10)の入射面全面に入光するように走査さ
せられ、ついで入射窓(1) を構成する凸レンズによって
照射水管(4) の軸線に平行するように屈曲され、照射水
管(4) 内を軸線に沿って進行する。
ら発せられたレーザービーム(8) は、スキャナ(9) によ
って凸レンズ(10)の入射面全面に入光するように走査さ
せられ、ついで入射窓(1) を構成する凸レンズによって
照射水管(4) の軸線に平行するように屈曲され、照射水
管(4) 内を軸線に沿って進行する。
【００２５】その他の構成は図１に示す実施例１のもの
と同じである。
と同じである。
【００２６】上記構成のレーザー照射装置において、照
射水管(4) に天然海水を通水し、レーザーとしてパルス
ＹＡＧレーザーおよびアルゴンイオンレーザーをそれぞ
れ単独で用い、後流に設けたモニター水槽内の水生生物
付着個体数を測定し、レーザービームの水生生物に対す
る影響を調べた。観察結果を図３に示す。
射水管(4) に天然海水を通水し、レーザーとしてパルス
ＹＡＧレーザーおよびアルゴンイオンレーザーをそれぞ
れ単独で用い、後流に設けたモニター水槽内の水生生物
付着個体数を測定し、レーザービームの水生生物に対す
る影響を調べた。観察結果を図３に示す。
【００２７】図３から明らかなように、レーザービーム
は、水生生物の付着機能に影響を与えた。
は、水生生物の付着機能に影響を与えた。
【００２８】
【発明の効果】この発明のレーザー照射装置によれば、
照射水管内を通流する水生生物含有水にレーザーを照射
するので、海中に生存する動・植物性プランクトンや水
生生物などを死滅させ、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確実に防止することができ
る。
照射水管内を通流する水生生物含有水にレーザーを照射
するので、海中に生存する動・植物性プランクトンや水
生生物などを死滅させ、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確実に防止することができ
る。
【００２９】この照射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。
その設置空間が小さくて済む。
【００３０】また、第１および第２の照射装置では、他
端の内面(2) および内周面(3) における反射は必須のも
のではないので、これらの面を常にクリアに保つ必要は
なく、したがってメンテナンスのため定期的に通水を止
める必要がない。その上に、上記生物にレーザービーム
を直接照射するので照射効率が頗るよい。
端の内面(2) および内周面(3) における反射は必須のも
のではないので、これらの面を常にクリアに保つ必要は
なく、したがってメンテナンスのため定期的に通水を止
める必要がない。その上に、上記生物にレーザービーム
を直接照射するので照射効率が頗るよい。
【００３１】第１および第２のレーザー照射装置におい
て、凸レンズの入射面に多層膜の反射防止コーティング
が施されているものは、凸レンズの入射面におけるレー
ザービームの反射損失を減ずることができる。
て、凸レンズの入射面に多層膜の反射防止コーティング
が施されているものは、凸レンズの入射面におけるレー
ザービームの反射損失を減ずることができる。
【００３２】第２の照射装置では、入射窓(1) 自体が凸
レンズで構成されているので、レーザー照射装置の構成
部数を少なくしてコスト低減を達成することができる。
さらに、凸レンズの通水側を平面とすることにより、レ
ンズと海水との屈折率の差によるレーザーへの影響を防
ぐことができる。
レンズで構成されているので、レーザー照射装置の構成
部数を少なくしてコスト低減を達成することができる。
さらに、凸レンズの通水側を平面とすることにより、レ
ンズと海水との屈折率の差によるレーザーへの影響を防
ぐことができる。
【図１】実施例１で用いたレーザー照射装置を示す垂直
縦断面図である。
縦断面図である。
【図２】実施例２で用いたレーザー照射装置を示す垂直
縦断面図である。
縦断面図である。
【図３】レーザー照射と水生生物付着生存個体数の関係
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図４】従来の照射装置を示す垂直縦断面図である。
【図５】図４中のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
(1) …入射窓 (2) …他端の内面 (3) …内周面 (4) …照射水管 (5) …レーザー発生装置 (9) …スキャナ (10)…凸レンズ
Claims (5)
- 【請求項１】 一端に入射窓(1) を有する照射水管(4)
と、照射水管(4) の一端方向の軸線延長上に配置され、
かつ入射窓(1) を経て管内にレーザービームを照射する
レーザー発生装置(5) と、照射水管(4) とレーザー発生
装置(5) の間に配置されたスキャナ(9) とからなるレー
ザー照射装置において、照射水管(4)とスキャナ(9) の
間に凸レンズ(10)が配置されていることを特徴とする水
管内での生物の付着防止におけるレーザー照射装置。 - 【請求項２】 凸レンズ(10)の入射面に多層膜の反射防
止コーティングが施されている請求項２記載のレーザー
照射装置。 - 【請求項３】 一端に入射窓(1) を有する照射水管(4)
と、照射水管(4) の一端方向の軸線延長上に配置され、
かつ入射窓(1) を経て管内にレーザービームを照射する
レーザー発生装置(5) と、照射水管(4) とレーザー発生
装置(5) の間に配置されたスキャナ(9) とからなるレー
ザー照射装置において、入射窓(1) が凸レンズで構成さ
れていることを特徴とするレーザー照射装置。 - 【請求項４】 入射窓(1) を構成する凸レンズの入射面
に多層膜の反射防止コーティングが施されている請求項
３記載のレーザー照射装置。 - 【請求項５】 入射窓(1) を構成する凸レンズが通水側
を平面とするものである請求項４記載のレーザー照射装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30914794A JPH08164383A (ja) | 1994-12-13 | 1994-12-13 | 水管内での生物の付着防止におけるレーザー照射装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30914794A JPH08164383A (ja) | 1994-12-13 | 1994-12-13 | 水管内での生物の付着防止におけるレーザー照射装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08164383A true JPH08164383A (ja) | 1996-06-25 |
Family
ID=17989482
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30914794A Withdrawn JPH08164383A (ja) | 1994-12-13 | 1994-12-13 | 水管内での生物の付着防止におけるレーザー照射装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08164383A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003061861A1 (en) * | 2002-01-24 | 2003-07-31 | Proanalysis As | Laser-based cleaning method and system |
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