JPS606694B2 - 海水機器の防汚方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は海水使用機器が海水中の動植物によって汚れる
のを防止した海水機器の防汚方法に関するものである。

海水導入管や海水を冷却水とする機器及びプラント類で
は、海水の通路に海水生物が付着したり、これが成長し
たりなどの現象があらわれ、通路抵抗や伝熱抵抗を増大
させ、甚だしい場合には通路そのものを閉塞させるよう
なことがある。このため従来から海水通路に当る構造物
に対し、水銀、砧ヒ素、銅などの化合物を含んだ防汚塗
料を塗布したり、塩素、次亜塩素酸ナトリウムなどの毒
劇物を海水中に注入したり、また海水そのものを電解質
として電気分解させ、陰極で発生する塩素や塩素酸イオ
ンの毒性を利用する方法などによって、海水微生物を死
滅させる方法が行なわれてきた。これらの方法は、毒劇
物によって海水中に生息する動植物性の微生物を死滅さ
せるものであるため、使用後の排水中にも残留し、排水
口付近の海域全体が毒劇物によって汚染される危険性が
あり、環境上好ましいものではない。またこれらの蓑劇
物を取扱う作業上の安全衛生上の面でも問題が多い。こ
のような事情から、超音波エネルギーを用いて防汚（海
水中の動植物性微生物の付着と増殖、成長に伴なう海水
通路の汚れを防ぐこと・・・・・・以下単に防汚という
）する方法が考えられている。

例えば構造物そのものに超音波振動を付与させて微生物
の付着を防止したり、熱交換器の水室の海水に直援超音
波を照射させて防汚する方法などである。しかし現在の
技術では、前者の方法は効果的範囲が超音波振動子を敬
付けた周辺近傍に限定され、大きな面積を防汚するには
多数の振動子と電力が必要であるなどの欠点があり、ま
た後者の方法では、大きな水室中に超音波を照射させる
だけでは超音波のもつ指向性（超音波の水中における伝
播は恰も光の如く直進する性質をもっていることをいう
）のため、水室全体及び全伝熱管にその防汚に必要なエ
ネルギーを伝えることは困難である。これを補なうため
に多数の振動子を取付けることは、上誌の場合と同様に
経済的でないなどの欠点がある。本発明は上記実情に鑑
みてなされたもので、海水使用機器に導入する海水に高
密度の超音波ェネルギ−照射を行ない、海水が導入され
た前記機器そのものにも海水と接触する部分に超音波振
動を付与することにより、防汚効果を著しく向上し得る
海水機器の防汚方法を提供しようとするものである。

本発明者は、海水導入管、海水冷却配管「海水を冷却水
とする熱交換器、プラント装置類等の海水使用機器に導
入する海水に比較的周波数の高い超音波をエネルギー密
度の高い状態で照射すると、海水微生物特にその幼生（
これが成長、増殖して障害を譲発する）が死滅したり成
長力を失なうから、この海水を導入するだけでかなりの
防汚効果を有するが、更に機器そのものにも超音波振動
を付与すると、生存している幼生が壁面に付着すること
ができず、また海水中に含まれている微生物以外の異物
の付着、堆積が防止されるため、防汚効果は格段に向上
することを見出した。

超音波が海中微生物に及ぼす影響は超音波周波数によっ
て異なり、海中微生物（タテジマフジッボの幼生ノープ
リゥス）に各種周波数の超音波を照射した場合の死亡率
（２硯砂間照射）は次のようであった。周波数（ＫＨＺ
） 死亡率（％） １４ ２ ２８ ３３ ５０ ４５ １００ ８０ ２００ ９８ ここで、機器に超音波振動を付与して海中微生物の付着
を防止する場合にはト上記と異なり、低い周波数すなわ
ち振動振中の大きい方が効果があるので、２８〜５０Ｋ
ＨＺ程度がよい。

これは「余り低周波であるとキャビテーションェロージ
ョンを発３生すると共に、構成金属材料の疲労及びボル
ト、ナットなどのゆるみを誘発するからである。以下本
発明の実施列につき図面を参照して説明する。第１実施
例 ３第１図におい
て“ま貯水タンクで、このタンクーの海水導入管２に比
較的周波数の高い超音波振動子３を設け、タンク１の壁
部にも比較的周波数の低い超音波振動子４を設け、導入
管２の入口側から海水５を導入する。

すると振動子３の取付部４では海水の通路が狭いため、
この部分を通過する海水は非常にエネルギー密度の高い
超音波照射を受けることになる。その後海水５はバルブ
６を介して貯水タンクーに導入されるが、ここではタン
ク１そのものが比較的周波数の低い振動子４によって超
音波振動を付与されるから、貯水タンク１中の海水５は
その影響を間接的に受けることになる。そしてタンク中
の海水は排水管７からバルフ８を介して外部へ排出され
るものである。第２図は導入管に取付けた振動子の詳細
を示したもので、ここでは振動子３が直接海水と接触し
、密度の高い超音波エネルギーを海水に付与することが
できるものである。しかして上記万法の一例として、内
径５仇肋の海水導入管にチタン酸バリウム製の２００Ｋ
Ｈｚの振動子を２個取付け「容積２肘の貯水タン外こフ
ェラィト製の２雛ＨＺの振動子を側壁中央に４個取付け
、海水導入管の位置で０．５机′Ｓとなるように海水を
流し「下記の試験条件でそれぞれ２週間宛連続して実験
し、タンクの側壁に付着する海水生物の量によって防汚
効果を調べた。

試験条件 風 導入管の振動子のみを駆動させる。

曲 貯水タンクの振動子のみを駆動させる。

｛Ｃ｝ 両方の振動子を駆動させる。皿 全振動子を停
止させる。

第３図の表は以上の試験結果を示したもので「振動子を
全部停止させた時の海水生物の付着量を１００とすると
、風法及び‘Ｂ｝法のようにどちらか一方の振動子を駆
動させたものでは、２０％程度の効果があり、更にに｝
法では５０％以上の防汚効果があり、この方法によれば
極めて有用な防汚が行なえることが判明した。

第２実施例 第４図は海水を冷却水とする熱交換器に本発明を適用し
たもので、図中１１は水室、１２は海水導入管、１３は
この導入管１２に取付けられた周波数１００ＫＨ２の超
音波振動子、１４は水室用超音波振動子（周波数５０Ｋ
Ｈ２）、１ ５は管板用超音波振動子（周波数２級ＨＺ
）、１６は伝熱管、１７は溢水入口、１８は温水出口で
ある。

導入管１２の入口側から導入された海水８９は導入管１
２を通り、振動子１３で密度の高い超音波エネルギー照
射を受けた後、熱交換器の水室１１に入る。熱交換器で
は水室及び管板に超音波振動子１４，１５の駆動によっ
て極めて微小な振動が付与されており、海水は伝熱管１
６を通り、水室１ １の出口２０から排出されるもので
ある。上記方法の一例として、導入管にチタン酸バリウ
ム製振動子２個、水室にフェライト製振動子２個、管板
にニッケルホーンを取付けたフェライト製振動子２個を
それぞれ取付け、温度が２〆○の海水を通して前記第１
実施例と同じように一定期間熱交換器の運転を行ない、
伝熟管（銅合金）の伝熱抵抗の変化と水室に対する海水
生物の付着状況を調べた。

この時の試験条件は下記の６条件とし、それぞれ３週間
連続運転した。試験条件 凶 導入管の振動子のみを駆動させる。

（Ｂ｝ 水室の振動子のみを駆動させる。

に）管板の振動子のみを駆動させる。

（Ｄ｝ 水室と管板の振動子を駆動させる。

ｔＥ） 全振動子を駆動させる。‘Ｆ｝ 全振動子を停
止させる。

第５図の表は以上の試験結果を示したもので、第１実施
例の場合と同様に‘Ｅ｝法によるものが伝熱管に対する
異物の付着が少なくて伝熱抵抗の低下率が非常に少ない
し、また水室に対する海水生物の付着も少なく、優れた
防汚効果が認められる。

これに対し｛別，‘Ｃ｝，皿の方法では（Ｆ｝の方法に
比べて効果は認められるものの、｛Ｅーの方法ははるか
に及ばず、導入する海水に高密度の超音波エネルギーを
照射することが、防汚効果を上げるために極めて重要で
あることが分る。なお、以上の一連の実験から、導入す
る海水に照射する超音波エネルギー密度は３００ミリバ
ール以上あれば効果的であり、また導入管の振動子は連
続的に駆動する必要はあるが、水室や管板の振動子はパ
ルス的則ち数分程度の間隔であれば、断続的に駆動させ
ても充分効果は認められた。

本発明は以上説明したように、海水使用機器に導入する
海水に高密度の超音波エネルギー照射を行ない、海水が
導入された前記機器そのものにも海水と接触する部分に
超音波振動を付与することを要旨とする。従って本発明
によれば、充分な海水機器の防汚効果が期待できるし、
また超音波振動子を機器外部に取付けて行なえばよいか
ら、既設の機器に適用する場合においても、機器の運転
を停止したり、構造を変えたりしなくても容易に実施で
きるし「更にまた超音波振動子の故障に対しても機器の
運転を樟止すをことなく保守が行なえる等顕著な効果を
奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を説明するための貯水タン
クの構成図、第２図は同タンクの導入管の要部の断面図
、第３図は同タンクによる試験結果を示す表、第４図は
本発明の第２実施例を説明するための熱交換器の構成図
、第５図は同熱交換器による試験結果を示す表である。 １・・・…貯水タンク、２・・・・・・海水導入管、３
，４・・・…超音波振動子、１１・・・・・・水室、１
２・・…・海水導入管、１３，１４，１５…・・・超音
波振動子、１６・・・・・・伝熱管。第１図 第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 海水機器に導入する海水にあらかじめ１００ＫＨｚ
   程度以上の高い周波数で高密度の超音波エネルギー照射
   を行なうとともに、海水が導入された前記機器そのもの
   にも海水と接触する部分に５０ＫＨｚ程度以下の低い周
   波数の超音波振動を付与することを特徴とする海水機器
   の防汚方法。