JPH08229567A

JPH08229567A - 金属イオン溶出装置、これを用いた養魚水浄化装置並びに冷却水路用の貝類及び藻類付着抑制装置

Info

Publication number: JPH08229567A
Application number: JP7298814A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Ishikawa; 陽一石川; Teruo Hiyoudou; 晟男兵頭
Original assignee: Able Corp
Current assignee: Able Corp
Priority date: 1994-12-27
Filing date: 1995-10-24
Publication date: 1996-09-10

Abstract

(57)【要約】【課題】イオン供給量を精密に制御でき、しかも塩素
等の有害ガスを発生しない金属イオン溶出装置、これを
用いた養魚水浄化装置並びに冷却水路用の貝類及び藻類
付着抑制装置を提供する。【解決手段】金属イオン溶出装置は、銅製の陽極パイ
プ２と、その内部に収容されたステンレス製の陰極パイ
プ７とを備え、これらは塩化ビニル製の給水管１の内部
に配置されている。陽極パイプ２の長手方向は、水流方
向Ｂと平行である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属イオンを定量
的に溶出させる装置に係り、更に詳細には、循環水や水
流中に金属イオンを定量的に溶出し得る装置、この金属
イオン溶出装置を用いた養魚水浄化装置並びに冷却水路
用の貝類及び藻類の付着抑制装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ある種の金属イオンが微生物
の増殖を抑制することが知られており、種々の技術分野
においてかかる金属イオンを用いた殺菌や除菌が試みら
れている。例えば、水産物の養殖においても、かかる金
属イオンが養魚の疾病発生を抑制し、また疾病治癒に有
効であることから、当該金属やその合金を養魚槽に投入
することにより、これら金属を養魚水に直接溶解させた
り、他種金属との間で局部電池を形成させてイオン化す
ることにより、養魚水に溶解させることが行われてい
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来法においては、これら金属の溶解速度が養魚水
の温度、金属表面の汚れ及び金属表面の酸化の程度等に
影響を受けるので、養魚水中への金属イオンの供給量を
制御することが困難であるという課題があった。また、
単に金属を投入したのみでは一般に溶解速度が遅いの
で、所望の金属イオン供給量を確保するためには、かか
る金属を養魚槽のかなりの面積に亘って敷設しなければ
ならないという課題があった。更に、養魚槽では一般に
水流分布が大きいため、溶解した金属イオンの濃度分布
も大きくなってしまい、ひらめのような活動量の小さな
魚では高濃度の金属イオンに曝される危険性がある一方
で、十分な濃度の金属イオンに曝されず疾病抑制効果な
どを享受できないことがあった。従って、このような従
来法では、上記金属イオンの有する疾病促成効果等を十
分には活用できておらず、実際上は、新鮮な水を大量に
供給することにより、淡水魚や海水魚の疾病発生を抑制
して疾病伝染による大きな損失を回避しており、この結
果、水の大量供給に要する電力コストが大きくなってい
た。

【０００４】また、このような課題に対して、上記金属
を陽極として養魚槽中で電気分解することにより、該金
属イオンを養魚水中に供給することも考えられるが、養
魚水中の金属イオンが陰極上に電着し、実質的には供給
する金属イオン濃度を制御できないと考えられる。更
に、養魚水が海水の場合には、電気分解に伴って陽極か
ら塩素ガスが発生することが予想され、この塩素ガスに
より養魚が損傷を受けることが考えられる。よって、こ
の方法も直ちに採用できるものではないと考えられる。

【０００５】一方、火力発電所などにおいては、タービ
ン用ボイラー等を冷却するのに大量の水が必要である
が、コスト面の要請から冷却水として海水を使用してお
り、このため、海水取水パイプの内壁にフジツボ等の貝
類や藻類が付着して繁殖し、取水効率や冷却効率を著し
く低下させるという課題がある。また、これら付着した
貝類等を除去するに当たっては、大きな取水管では内部
に人間が入って除去作業を行ったり、小さな取水管では
配管を外して機械的に掻き取らねばならず重労働となる
ばかりか、かかる作業を定期的に行わなければならず、
煩雑に耐えないという課題があった。

【０００６】本発明は、上述のような従来技術の有する
課題や所見に鑑みてなされたものであり、その目的とす
るところは、イオン供給量を精密に制御でき、しかも塩
素等の有害ガスを発生しない金属イオン溶出装置、これ
を用いた養魚水浄化装置並びに冷却水路用の貝類及び藻
類付着抑制装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成すべく鋭意研究を重ねた結果、特定の金属から成る
棒状又は管状の陽極を給水路に配置し、水流と陽極の長
手方向とをほぼ平行に保つことにより、上記目的が達成
できることを見出し、本発明を完成するに至った。即
ち、本発明の金属イオン溶出装置は、水中に金属イオン
を定量的に溶出させる装置であって、給水路中に配置し
た上記金属から成る棒状又は管状の陽極及び導電性材料
から成る棒状又は管状の陰極と、この両極間に電圧を印
加する電源とを備え、上記陽極及び陰極の長手方向が、
上記給水路の水流とほぼ平行であることを特徴とする。

【０００８】また、本発明の養魚水浄化装置は、養魚槽
用の給水路に、上述の金属イオン溶出装置を配設して成
ることを特徴とする。更に、本発明の冷却水路用の貝類
及び藻類付着抑制装置は、冷却水の給水路に、上述の金
属イオン溶出装置を配設して成ることを特徴とする。

【０００９】

【作用】本発明においては、銅、銀、錫、亜鉛又はクロ
ム等の金属から棒状又は管状の陽極を形成し、この陽極
を養魚槽中等ではなく、養魚水や冷却水の給水路に配設
し、しかも陽極の長手方向が水流の方向とほぼ平行にな
るようにした。従って、この配置構成で電気分解を行う
ことにより、陽極から溶出する金属イオンは、陰極表面
と接触するより前に水流により下流側に流され、陰極表
面に析出することが抑制される。なお、この配置構成に
より、金属イオンの陰極表面への析出がほぼ完全に防止
されるが、これでも不完全な場合には、陰極を陽極より
上流側に配置したり、水流速度を調整すればよい。ま
た、析出量が僅かの場合は、実質的に悪影響は生じな
い。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を、図面を参照して
一実施形態により詳細に説明する。図１は、本発明の金
属イオン溶出装置の一実施形態を示す縦断面図であり、
この溶出装置は、図示した中心線Ａ−Ａに関して対称形
をなすため、片側のみ図示している。なお、水流の方向
は矢印Ｂの方向である。図１において、この溶出装置
は、微生物増殖抑制能を有する金属の一例である銅製の
陽極パイプ２と、その内部に収容された導線性材料の一
例であるステンレス製の陰極パイプ７とを備えており、
この陽極パイプ２と陰極パイプ７は塩化ビニルパイプ製
の給水管１の内部に配置されている。

【００１１】上記給水管１の周面部にはネジ穴３が半径
方向に穿設されており、ステンレス製の雄ネジ４が螺着
されている。雄ネジ４の先端部は陽極パイプ２の外周部
に当接しており、雄ネジ４，４で陽極パイプ２を挾持す
ることにより陽極パイプ２が固定されているとともに、
雄ネジ４が陽極リード端子の機能を果たす。また、給水
管１の内周部には周溝５が設けられており、この周溝５
に装着されたＯリング６により、給水管１の内周部と陽
極パイプ７の外周部とが規定する空間１４の液密性が確
保されているので、給水管１がネジ穴３を介して漏水す
ることはない。

【００１２】一方、陰極パイプ７の周面部にもネジ穴８
が半径方向に穿設されており、上述の雄ネジ４と同様に
給水管１を貫通して螺着されている雄ネジ９の先端部が
陰極パイプの穴８を貫通しており、その外側及び内側か
らナット１０及び１１により締め付けて挾持することに
より、陰極パイプ７が固定されている。また、ナット１
０及び１１は、スプリングワッシャ（図示せず）を介し
て締め付けられており、給水管内の水流等によって陰極
パイプ７が振動しても、ナット１０及び１１が緩まない
ように構成されている。なお、上記雄ネジ９，９は、上
述の雄ネジ４，４と同様に陰極パイプ７を挾持・固定す
るとともに、陰極リードの機能を果たす。雄ネジ９と給
水管１との間にはＯリング１２が装着されており、給水
管１の漏水を防止している。

【００１３】また、上記陽極パイプ２の端部には、フラ
ンジ付きの塩化ビニルパイプ１３が挿入されており、こ
のパイプ１３により被覆されている陽極パイプ２の内周
部の一部は、電気分解により消耗することがないので、
該内周部の他の部分が電気分解により消耗しても陽極パ
イプ２の強度が保障され、Ｏリング６のシール性を維持
できるとともに、雄ネジ４の陽極パイプ２との電気接続
をも維持できる。なお、以上に説明した本実施形態の金
属イオン溶出装置は、陽極パイプ２と陰極７とに電圧を
印加する電源（図示せず）を備えており、この印加電圧
により両極間に直流電流を流して電気分解を行えば、こ
の電流に比例して陽極パイプ２から銅イオンを発生させ
ることができる。

【００１４】次に、上述の金属イオン溶出装置を構成す
る部材の材質等について説明すると、陽極パイプ２の材
質としては、微生物増殖抑制能を有する金属であれば十
分であり、銅のみならず銀、錫、亜鉛及びクロムやこれ
らの合金等であってもよい。但し、通常、亜鉛イオンに
より銅イオンと同等の効果を得ようとすると、銅イオン
の濃度の２倍以上の濃度を必要とし、錫イオンでは更に
高濃度を必要とするため、これらのうちでは、銅を用い
るのが好ましいと言える。また、銅は比重が大きいので
体積が小さく、分子量も大きいので、一定量のイオンを
発生させるための電気量を小さくできるという利点もあ
る。陰極パイプ７並びに雄ネジ４及び９については、導
電性を有する材料であれば十分であり、ステンレス以外
の他の金属やカーボン等でも使用可能である。また、給
水管１は、防水性を有すれば十分であり、塩化ビニルの
みならず種々のセラミックスや樹脂等を使用できる。

【００１５】また、陽極パイプ２と給水管１との配置と
しては、陽極パイプ２を給水管１の内周部に近接させる
ことにより、給水管１全体に銅イオンを拡散させ易くな
る。即ち、給水管１内ではその中心部（軸）近傍の方が
内周部近傍より流速が早いので、陽極パイプ２を中心部
近傍に近接させて配置すると、発生した銅イオンが直ち
に下流側に流され、陽極パイプ２の位置の直角方向へは
拡散し難く、銅イオンは当該位置からかなり下流側で給
水管内周部に到達することになる。よって、陽極パイプ
２の直角方向に当たる給水管１の内周部位置から、上述
のように銅イオンが到達する内周部位置までの間の領域
においては、微生物の増殖を抑制できず、この領域に貝
や藻類等が付着し易くなることがある。従って、陽極パ
イプ２を給水管１の内周部に近接させて配置するのが好
ましい。

【００１６】また、陰極パイプ７の外周部から内周部に
貫通する孔部１５を設けることも可能であり（図１参
照）、この孔部１５を穿設することにより、陽極パイプ
２から発生した銅イオンが陰極パイプ７の内部に到達し
易くなり、陰極パイプ７の内部に微生物、貝類や藻類が
付着するのを一層防止し易くなる。なお、陽極パイプ２
と陰極パイプ７との間に電流を流す電源を、ＯＮ・ＯＦ
Ｆ可能な可変電源とすれば、間欠的に通水させる場合、
これに応じて電源をＯＮ・ＯＦＦでき、電気エネルギを
効率よく利用することができる。更に、流速センサを付
加して流速を検出し、これに応じて電流値を変化させる
ことにより、金属イオンの溶出を一層精密に制御するこ
とが可能になる。

【００１７】以上、本発明を一実施形態により説明した
が、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、
本発明の要旨の範囲内において種々の変形が可能であ
る。例えば、陽極は必ずしもパイプ状である必要はな
く、棒状であってもよい。また、陰極の形状は特に限定
されるものではない。更に、給水管１はパイプ状をなし
ているが、陽極及び陰極を水に浸漬でき且つ水を流せる
ような形状であれば十分であり、頂部が長手方向に切り
欠かれた管であってもよい。また、陽極と陰極との配置
関係は特に限定されるものではなく、陰極パイプの中に
陽極パイプ又は陽極棒が配置されるような関係であって
もよい。

【００１８】

【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではな
い。（実施例１）上記実施形態の溶出装置がひらめ養殖槽に
適用可能かどうかを試験した。即ち、ひらめ養殖水槽で
は、銅イオン濃度を０．０５ｐｐｍ以下に制御するのが
好ましいことが知られている。ここで、水槽の大きさを
５ｍ×５ｍ×０．４ｍ（水深）とすると水量は１０ｔと
なる。これを２時間毎に入れ換えるとすると、供給水量
は５ｔ／時間となり、０．０５ｐｐｍの銅イオン濃度を
実現するためには、銅の供給速度を０．２５ｇ／時間と
する必要がある。また、銅の原子量を６４、イオン価を
２とすると、０．２５ｇの銅イオンを溶出させるには、
約２１０ｍＡの電流を必要とする。

【００１９】上記実施形態の陽極パイプの外径を１０ｃ
ｍ、肉厚を１ｃｍ、長さを３０ｃｍとすると、銅の有効
利用率が０．７でも約２．４年間使用できることにな
り、この条件下では、２．４年間に１回陽極パイプを交
換しさえすれば、ひらめ養殖槽における微生物の発生・
増殖を簡易に防止できることになる。また、この際の銅
製陽極パイプの電流密度は０．２８ｍＡ／ｃｍ²となる
ので、この電流密度で２時間電解し、水槽中の塩素濃度
を測定したところ、塩素は全く検出されなかった。

【００２０】（実施例２）上記実施形態の装置を養魚槽
用の海水供給管に設置し、海水中の銅イオン濃度を０．
０３ｐｐｍに保持したところ、養魚の疾病が防止された
のみならず、養魚槽に貝や藻類がほとんど付着しなくな
った。

【００２１】（実施例３）上記実施形態の装置をボイラ
ー等の冷却用海水供給管に設置し、貝類の付着抑制効果
を調査した。即ち、付着している成貝を死滅させるには
高濃度の銅イオンを必要とするが、貝殻の形成時期であ
る発生から３日後位までに、貝幼生が銅イオンと接触す
ると貝殻の形成が阻害されるが、この際に必要とされる
銅イオン濃度は０．０５ｐｐｍ以下である。そこで、上
記実施形態の装置を用いて、海水供給管に銅イオン濃度
を０．０２ｐｐｍで溶出させたところ、貝幼生の発生が
抑制され、海水供給管の内壁に貝が付着することも抑制
された。また、既に付着していた貝類も上述の銅イオン
供給を続行することで死滅した。

【００２２】以上のことから、低濃度の銅イオン供給は
即効生に欠けるものの、長期的には貝類や藻類の付着を
防止でき、また、付着している貝類等の離脱を促すこと
ができることが分かった。よって、本発明の金属イオン
溶出装置によれば、銅イオンを定量的且つ長期に亘って
溶出できるので、貝類や藻類の付着防止等を図ることが
できる。なお、上述のような低濃度の銅イオンを含む海
水を、海に還元しても相当に希釈されているので生物系
に与える影響は皆無と思われる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
特定の金属から成る棒状又は管状の陽極を給水路に配置
し、水流と陽極の長手方向とをほぼ平行に保つこととし
たため、イオン供給量を精密に制御でき、しかも塩素等
の有害ガスを発生しない金属イオン溶出装置、これを用
いた養魚水浄化装置及び冷却水路用の貝類及び藻類付着
抑制装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の金属イオン溶出装置の一実施形態を示
す部分縦断面図である。

【符号の説明】１・・・給水管、２・・・陽極パイプ、４・・・陽極リード端
子、７・・・陰極パイプ、９・・・陰極リード端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０２Ｆ 1/50 ５２０Ｃ０２Ｆ 1/50 ５２０Ｆ５３１５３１Ｆ５３１Ｄ５４０５４０Ｃ５６０５６０Ｆ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水中に金属イオンを定量的に溶出させる
装置であって、給水路中に配置した上記金属から成る棒状又は管状の陽
極及び導電性材料から成る陰極と、この両極間に電圧を
印加する電源とを備え、上記陽極及び陰極の長手方向が、上記給水路の水流とほ
ぼ平行である、ことを特徴とする金属イオン溶出装置。
【請求項２】上記陰極が管状をなし、外周部と内周部
との間に穿設された孔部を有することを特徴とする請求
項１記載の金属イオン溶出装置。
【請求項３】上記陽極が上記給水路内壁と近接して配
置されていることを特徴とする請求項１又は２記載の金
属イオン溶出装置。
【請求項４】上記電源が、可変電源であることを特徴
とする請求項１〜３のいずれか１つの項に記載の金属イ
オン溶出装置。
【請求項５】上記陽極を構成する金属が、銅、銀、
錫、亜鉛若しくはクロム又はこれらの合金であることを
特徴とする請求項１〜４のいずれか１つの項に記載の金
属イオン溶出装置。
【請求項６】上記給水路を流れる水分が海水であるこ
とを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つの項に記載
の金属溶出装置。
【請求項７】養魚槽用の給水路に、請求項１〜６のい
ずれか１つの項に記載の金属イオン溶出装置を配設して
成ることを特徴とする養魚水浄化装置。
【請求項８】冷却水の給水路に、請求項１〜６のいず
れか１つの項に記載の金属イオン溶出装置を配設して成
ることを特徴とする冷却水路用の貝類及び藻類付着抑制
装置。
【請求項９】養魚槽への供給水配管中に陽極の銅パイ
プ又は銅棒を流水方向に平行に配置したことを特徴とす
る養魚用殺菌装置。
【請求項１０】上記養魚槽への供給水が海水であるこ
とを特徴とする養魚用殺菌装置。