JPS59500657A - 海水環境内に電界及び磁界を発生する方法及び手段 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 海水環境内に電界及び磁界を発生する方法及び手段技術分野 本発明は、海水環境内に間隔をあけて配置した複数の充電電極からなる手段によ って電界及び磁界を発生することに関するものである。

関連出願 本出願は、１９８２年４月２８日に出願した出願筒３７２．７８５号の一部継続 出願であシ、参考として特にその明細書及び請求の範囲をここに添付する。

技術背景 海水環境及びこれと同様の環境内に磁界を発生する１つの公知の方法では、可撓 性の有る複数の電気導体の端部上にアルミニウムから形成される電極を設けてい る。そして１つの電極から海水を通って他の複数の電極に電流を流し、そして所 望の磁界を発生する。

しかしながら、このような電極を用いる場合には、陽極（ａｎｏｄｅ）が溶解す る傾向があシ、その結果、普通の運転では、陽極の寿命が一般的に約２０時間よ シ少なくなるという問題がある。そしてこのような構造では、交換費用が非常に 高くなるため、このような変質又は劣化を防ぎ、有効寿命を延ばし又は好ましく け両方が行なわれることが望まれている。

発明の説明 本発明は、海水環境内に電界又は磁界を発生する寸法安定性のある陽極電極（ｄ ｉｍｅｎａｉｏｎａｌｌｙ　５ｔａｂｌｅａｎｏｄｅ　ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ　） を提供することに関するものである。本発明の新規な電極は、従来のアルミニウ ム電極の有効寿命の約１００倍まての有効寿命を有している。

また、本発明は、細長い浮き手段の周シに螺線状に巻装された少なくとも１つの 寸法安定電極からなる新規な陽極掃引ケーブル装置（ａｎｏｄｅ　ｓｗｅｅｐ　 ｃａｂｌｅ　ｄｅｖｉｃｅ）を含んでおり、各これらの電極は導電性コア、チタ ニウム（ｔｉｔａｎｉｕｍ　）からなる保護層、及び海水環境内で陽極として用 いたときに電極の急速な劣化を阻止するのに有効な量の二酸化ルテニウム（ｒｕ ｔｈｅｎｉｕｍ　ｄｉｏｘｉｄｅ）を含む電流を伝達する外層を有している。

例示の実施例においては、陽極電極は比較的軽く構成されている。

例示の実施例においては、陽極電極は可撓性を有するように構成されておシ、シ たがってこれらの電極を浮き手段の周りに螺線状に巻装することができる。

例示の実施例においては、陽極電極及び浮き手段は可撓性があるように構成され ており、したがって陽極ケーブル装置を保管等の目的のためにリール上への巻き つけることができる。

例示の実施例においては、陽極ケーブル装置は複数の中空の浮き部材からなる浮 き手段を有している。

陽極電極は、二酸化ルテニウムからなる外層とチタニウムからなる保護層とを備 えた銅からなる内部電流伝達コアを有している。また該コアは、高い電気抵抗が 問題にならない場合には、チタニウムから形成することができる。

例示の実施例においては、二酸化ルテニウムの外層は直接にチタニウムの層の上 に設けられている。

陽極電極はケーブルの終端部を構成しておシ、該ケーブルはリール上に貯えられ 且つ船舶、海洋ソリ（５ｌｅｄ）等のような海洋搬送手段から繰シ出されるよう になっておシ、掃引ケーブルとして機能する。

例示の実施例においては、陽極電極の末端に電気絶縁キャップが設けられている 。

したがって、本発明は海水環境内で用いる新規な寸法安定陽極電極を含み、海洋 環境内に、電界及び磁界を発生している間に用いられる、大、きな電流が該陽極 電極から流れることを許容する。そして陽極電極は、陽極電極上に二酸化ルテニ ウムを含む外側被覆を用いている。

本発明の方法及び手段は、電極の寿命を長くするが極めて簡単且つ経済的である Ｏ 図面の簡単な説明 本発明の特徴及び効果は添付の図面を参照して以下の説明から明らかになる。

第１図は、本発明を適用した陽極電極を有する掃引ケーブルの船舶利用の概略図 である。

第２図は、陽極電極の一実施例の端部の部分拡大断面図である。

第３図は、浮き手段の周シに螺線状に巻装された単一の陽極電極手段を有する陽 極ケーブル装置の一実施例の部分拡大概略図である。

第４図は、本発明によって考えられる陽極電極の拡大横断面図である。

第５図は、浮き手段の周りに螺線状に巻装された複数の電極手段を有する陽極ケ ーブル装置の異なる実施例の部分拡大概略断面図である。

第６図は、本発明に係る陽極ケーブル装置の更に異なる実施例の横断面図である 。

発明を実施する最良の態様 第１図及び第２図に示した本発明の実例としての実施例においては、陽極電極１ １と陰極電極１２との間の海水１０の主要部に高アンペア数の電流が発生してい る。例示した実施例では、これらの電極は、それぞれ掃引ケーブルを形成するよ うに船舶１５から後方に延びた゛ケーブル１３及び１４の端部を形成している。

実例のように、水の中に配置された陽極と陰極との間に大きな電流が流れて電界 が発生し、このような電界は改良された収穫のために小エビを掃き寄せ合せ状態 （ｓｗｅｅｐｉｎｇ　ｅｎｇａｇｅｍｅｎｔ）にするのに効果があることが見出 されている。

マタコの構成は、水面下の機雷等を爆発させるのに用いられる−ような、磁界を 発生するのに用いることができる。

第１図に更に示されるように、ケーブルは保管の目的のために適宜のり−ル１６ に巻装でき且つそこから繰り出されて船舶が水の中を前方に移動すると作業フィ ールド形成用位置に配置される。実例として、これまで用いられたケーブルは一 般的に直径４インチ（４″）の絶縁アルミニウムケーブルからなシ、このケーブ ルは１０，０００アンペアまでの電流を流すことができる。

ケーブル１３と陽極１１との間の連結部１７はシーリング結合（ｓｅａｌｉｎｇ 　ｃｏｕｐｌｉｎｇ　）を形成している。実例として第１図に示すように、ケー ブル１３の長さは約９０ｒｙ＋（３００フイート）であシ、その場合陽極の長さ は約４２　ｍ　（１４０フイート）である。上記したように、従来のケーブルで は、陽極電極は露出したアルミニウム・コアによって形成されておシ且つ使用中 の劣化により頻繁に交換が必要になる。

本発明の改良した陽極電極１１が第２図に詳細に示しである。図示され゛るよう に、電極のコア又は中心部は、ルーサイト（ｌｕｃｉｔｅ）又はポリカーボネイ ト・プラスチックのような適宜の合成樹脂から成る実質的に剛性のある複数のボ トル１８によって形成されておシ、電極内に浮き室を形成している。各浮き部材 １８の間は可撓性のあるポリウレタン１９又は同様のもので充填されている。コ アには、ゴムのような水封材料からなる包囲層２０が設けられている。

管状の電流伝達層２１は水封層２０と同軸的に設けられておシ、実例としての実 施例では、悪い熱効果無しに所望の大きな電流を流すことのできる十分な厚みを 有する銅から形成されている。当業者には明らかなように、本発明の範囲内にお いてその他の適宜の大電流伝達材料を用いることができる。このような異なる材 料の１つは、大電流伝達容量と同様に高い引張り強さを与えるため五フッ化ひ素 （ａｒｓｅｎｉｃ　ｐｅｎｔａｆｌｏｒｉｄｅ）でドープした黒鉛繊維から構成 される。

電流伝達層又はコア２１を包囲する保護プラスチック２２はチタニウムから成っ ており、該クラツディング２２は二酸化ルテニウムからなる外側保護シース２３ の基台になる。また、コアは、大きな電気抵抗が許容できる場合にはチタニウム で形成することができる。

陽極電極の末端２４には好ましくは、適宜の合成樹脂からなる絶縁キャップ２５ が設けられている。

保護シースのルテニウムは、シースを劣化させることなく塩素イオンを酸化して 塩素にする触媒としての作用をなす。したがって、この陽極はｉ　ｏ、ｏ　ｏ　 ｏアンペアはど又はそれよシ大きい値までの電流を流すことができるが、このよ うな海洋使用において起きる荒い機械的な処理の下で構造の機械的寿命に限定さ れる有効寿命を持つようにするため低いアンペア数条件においても極めて寸法的 に安定であることが見出されておシ、電磁界発生作業の費用を減少させることが できる。

第３図は、陽極電極３０が浮き手段２９の周りに螺線状に巻かれている本発明の 好ましい実施例の一つを示している。第４図は、好ましくは銅からなる導電性コ ア３１．チタニウムからなる保護層３２及び好ましくは二酸化ルテニウムからな る外側保護シース３３とを備えた電極３０の横断面を示している。尚保護シース ３３は酸化イリジウム又は２０モルパーセントのスズまで含む酸化スズと酸化ル テニウムとの混合物で形成することができる。尚複数・の電極が用いられる場合 には、各側電極は発生させられる全電流の比例分担分のみを伝達する◇ 一般的に、コア部材３１の直径は電極全体の直径の少くとも６０％であるべきで あシ、そして保護層３２は外側保護シース３３よシ実質的に厚くあるべきである 。

一般的に、横断面図第４図に示される電極はどのような適当な厚みをも有するこ とができるが、以下の一般的な制限が好ましい。

コア３１は略０．１２７ｃｒ＋＋（０，０５イ／テ）から略１．２７　ｃｍ（０ ，５インチ）までで、好ましくは略０．２５４ｃｍ　（０，１インチ）から略０ ．６３５α（０，２５インチ）までであシ、保護層３２は略０．０１２７ｃｍ（ ０，００５インチ）から略０．０５０８ｃｍ（０，０２０インチ）までで、好ま しくは略０．０２５４ｃｍ（０，０１０インチ）から略０．０３８１　ｃｍ　（ ０，０１５インチ）までであり、保護シース３３は略０．７６２Ｘ１０−３ｏｎ 　（０，３ｍｉｌ　）より小さく、好ましくは０．２０３２Ｘ１０−　ｃｍ（０ ，０８ｍ１ｌ　）より小さくあるべきである。

適当な陽極電極の１例として、電極はコア部材３１の直径が約０．４５７２　ｃ ｍ　（０，１８インチ）であわ、保護層３２の厚みが０．０　：３ｃｒｎ（０， ０１２インチ）であシ、そして外側保護シース３３は０．２０３２Ｘ１０　ｃｒ ｎ（０，０８ｍ１ｌ）の厚みを有するように構成した。

浮き手段２９は、一般的に略り、８ｇｍ５／ＣＣより小さい低い密度（ｌｏｗ　 ｄｅｎｓｉｔｙ）であり、好ましくは略０．５ｇｍ５／ＣＣよシ小さいほうがよ い。陽極掃引ケーブル装置の全体密度は略１．　Ｏｇｍｓ　／ｃｃより小さく、 好ましくは略０．９５　ｇｍｓ　／ｃｃよシ小さいほうがよい。陽極掃引ケーブ ル装置の全体密度は臨界密度限度である。

・典型的には、陽極掃引ケーブル部材は略６　ｍ　（２０フィート）から略１５ ０ｍ（５００フイート）までの長さで、好ましくは略３０ｍ（１００フイート） から略６０・ｍ（２００フイート）である。陽極掃引ケーブル装置は、典型的に 略２．ＯｍＡ／ｃｍ２から略Ｉ　Ａ／ｍ２までの範囲内又は好ましくは略５０　 ｍＡ／ｃｒｎ２から１５０　ｍＡ／ｍ２までの範囲内の高電流密度を伝達するこ とができる。

第５図は複数の陽極電極３０ａ　、３０ｂ　、３０ｃ　。

３０ｄ　、３０ｅ　、３０ｆ　、３０ｇが単一の浮き手段２つの周シに巻装され た本発明の異なる実施例を示している。これらの陽極電極のそれぞれは、前述の 単一陽極電極３０に相応する。複数の電極を用いることにより、個別の陽極電極 部材の１又はそれ以上が、第１図のり−ル１６からの巻出し又はリール１６への 巻付けの間又は引いている間に損傷を受けた後であっても電界又は磁界の発生を 継続することが可能である。理論的には、陽極掃引ケーブル装置の全長及び陽極 電極手段の相対的厚みに依存して如何なる数の個別の陽極電極手段をも用いるこ とができ為。好ましくは、陽極掃引ケーブル装置は少なくとも５本の個別の陽極 電極部材を用いることができ及び好ましくは約１０本から３０本の個別の陽極電 極部材を用いることができるように構成される。

第６図は本発明の陽極掃引ケーブル装置の更に別の実施例を示している。第６図 は、陽極電極部材３０ａ乃至３０ｇが、浮き手段２９０周りに螺線状に巻付けら れた複数の絶縁手段３４ａ乃至３４ｇによって互いに間隔をあけて浮き手段企９ の周りに螺線状に巻付けられているところ−の横断面図である。個別の陽極電極 部材を互いに絶縁することに加えて、絶縁部材を低密度材料で構成すれば浮力を 与えることができ、そして陽極掃引ケーブル装置の全体密度を望ましく低下させ ることができる。

また、絶縁手段３４ａ乃至３４ｇは、巻付け、繰り出し又は引いている間の損傷 から個別の陽極電極手段を保護するために働くことができる。このことは、絶縁 手段が陽極電極より横断面の直径が実質的に大きい直径を有している第６図に示 す実施例では特に肖てはまる。陽極掃引ケーブル装置の全体密度であって、臨界 である浮き手段の密度でないことは先に述べた。浮き手段２９の密度が臨界でな い１つの理由は、複数の絶縁手段は実質の追加浮力を与えることができるからで ある。

産業上の利用性 上述の通９本発明の電極は海水環境及びこれと同様の環境内で電界及び磁界を発 生するのに広範囲に用いられる。本発明は、可撓性のある掃引ケーブルの末端上 に二酸化ルテニウムのシースを有する可撓性のある陽極電極を設けることを含ん でいる。電流は、海水環境内で距離をあけて配置された陽極電極から陰極電極へ と流れる。

変更及び動作 本発明は、電極とケーブルの一方又は両方がロール構造体に配置されて、船舶上 に選択的に掃引ケーブル部材と電極とを保有することを含む。

また、本発明はケーブルと陽極電極がロール構造体から繰シ出されると、間隔を あけて船舶の後ろに電極を選択的に引っばることを含む。予め選んだ電圧が後ろ に続く電極間に印加されると、電極間に大電流が流れるが、改良された電極の構 造はこのように使用する場合の電極の変質又は劣化を有効に減少させる。

当業者には、ここに述べた本発明の範囲から逸脱することなく本発明の新規な装 置及び方法の構造及び操作に広い変化に富む変更及び変化がなされることは明ら かである。したがって、掃引ケーブル装置は、第１図のケーブル１３の末端のみ とすることもでき又掃引ケーブル装置を引っばる船舶上までの全ての通路に延ば すこともできる。

１つの応用として、電極のそれぞれに二酸化ルテニウム外層を設けることができ 、また適宜にスイッチを切換えることによシ各電極を陽極としても陰極としても いずれにも用いることができる。

上述の特定の実施例の記載は本発明に係る広い創作概念の実例である。

国際調査報告

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．可撓性のある導電性掃引ケーブルの末端に保護周外被覆を有する可撓性のあ る少なくとも１つの陽極電極を備えた掃引ケーブル装置を設ける工程と、少くと ゛も１つの陰極電極を設ける工程と、少くとも前記掃引ケーブル及びこれに結合 される前記掃引ケーブル装置がロール構造体に配置されて前記掃引ケーブル及び 前記電極を選択的に船舶上に保持する工程と、前記ロール構造体から前記掃引ケ ーブルと前記掃引ケーブル装置とを繰シ出して前記船舶の後ろに距離をあけて前 記電極を選択的に引きする工程と、前記掃引ケーブル装置の前記陽極電極の部分 の変質を実質的に生じさせることなく引きずられる電極と前記掃引ケーブル装置 との間に予め選択した電圧を印加して引きずられる前記電極と前記掃引ケーブル 装置との間に大電流を流す工程とから成る海水環境内に電界及び磁界を発生する 方法・ ２、前記各陽極電極は中空の浮き手段の周シに配置されていることを特徴とする 請求の範囲第１項に記載の電界及び磁界を発生する方法。 ３、前記掃引ケーブル装置は細長い浮き手段の周シに螺線状に巻装された少くと も１つの寸法安定電極から成シ、該各電極は導電性コアと、チタニウムからなる 保護層と、海水環境内で陽極として用いられたときに前記電極の急速な変質を防 ぐために有効な量の二酸化ルテニウムを含む電流伝達外層とを有していることを 特徴とする請求の範囲第１項に記載の電界及び磁界を発生する方法。 ４、可撓性のある導電性掃引ケーブルの末端に二酸化ルテニウム被覆を有する可 撓性のある電極を備えた第１の掃引ケーブル装置を設ける工程と、可撓性のある 第２の導電性掃引ケーブルの末端に二酸化ルテニウム被覆を有する可撓性のある 電極を備えた掃引ケーブル装置を設ける工程と、少くとも前記掃引ケーブル及び これに結合される前記掃引ケーブル装置゛がロール構造体に配置されて前記掃引 ケーブル及び前記電極を選択的に船舶上に保持する工程と、前記船舶の後ろに距 離をあけて前記電極を引きする工程と、引きずられる前の掃引ケーブル装置の前 記電極を選択的に用いる工程とから成る海水環境内に電界及び磁界を発生する方 法。 ６、前記掃引ケーブル装置は細長い浮き手段の周シに螺線状に巻装された少くと も１つの寸法安定電極がらなシ、前記寸法安定電極のそれぞれは導電性コア、チ タニウムからなる保護層と、海水環境内で陽極とじて用いられたときに前記電極 の急速な変質を防ぐために有効な量の二酸化ルテニウムを含む電流伝達外層とを 有していることを特徴とする請求の範囲第４項に記載の電界及び磁界を発生する 方法。 ７、可撓性のある浮き手段と、前記浮き手段を囲む第１の電流伝達層と前記第１ の電流伝達層を囲み海水環護兼電流伝達第１層とからなる海水環境内で用いる掃 引ケーブル装置。 ８、前記浮き手段は複数の中空の浮き部材を含むことを特徴とする請求の範囲第 ７項に記載の掃引ケーブル装置。 ９、細長い浮き手段の周シに螺線状に巻装された少くとも１つの寸法安定電極か ら成シ、該電極は導電線コアと、チタニウムからなる保護層と海水環境内でアノ ードとして用いられたときに前記電極の急速な変質を防止するのに有効な量の二 酸化ルテニウムを含む電流伝達外層とを有していることを特徴とする新規な掃引 ケーブル装置。 １０、前記掃引ケーブル装置は前記浮き手段の周シに螺線状に巻装された少くと も１０本の電極を有していることを特徴とする請求の範囲第９項に記載の陽極掃 引ケーブル装置。 １１、前記掃引ケーブル装置は約１　ｇｍ／ｃｃよシ小さい密度を有しているこ とを特徴とする陽極掃引ケーブル装置。 １２、前記浮き手段は、複数の中空の剛性のある浮き部材を含んでいることを特 徴とする請求の範囲第１１項に記載の陽極掃引ケーブル装置。 １３、前記掃引ケーブル装置は少なくとも略６？７Ｚ（２０フイート）の長さを 有していることを特徴とする請求の範囲第９項に記載の陽極掃引ケーブル装置。 １４、前記掃引ケーブル装置は少くとも略３．Ｏｍ　（１００フイート）の長さ を有していることを特徴とする請求の範囲第９項に記載の陽極掃引ケーブル装置 。 １５、前記浮き手段は複数の中空の剛性のある浮き部材を含むことを特徴とする 請求の範囲第１４項に記載の陽極掃引ケーブル装置。 １６、ここに記載した新規な方法及び装置。