(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
海水を導入する海水導入配管と、前記海水導入配管の流路断面よりも広い流路断面を有し、一側壁を透明の観察窓にした生物付着室と、前記生物付着室に導入された海水を排出する海水排出配管と、前記観察窓に付着した海生生物の画像データを取込む画像取込装置を備え、前記画像取込装置がスキャナ装置であることを特徴とする海生生物付着検出装置。
【請求項２】
前記生物付着室は、矩形の箱体で、観察窓は前記箱体の側壁のうち、少なくとも一つの側壁を透明板として構成し、前記海水導入配管を観察室に隣接する側壁に設け、前記海水導入配管を設けた側壁に対向する側壁に前記海水排出配管を設けたことを特徴とする請求項１に記載の海生生物付着検出装置。
【請求項３】
前記海水導入配管と海水排出配管を一直線上に設けたことを特徴とする請求項２に記載の海生生物付着検出装置。
【請求項４】
前記観察窓の内周面に、海生生物の付着のきっかけとなる凹凸を形成したことを特徴とする請求項１に記載の海生生物付着検出装置。
【請求項５】
前記生物付着室の内周面に、フィルムを貼り付けたことを特徴とする請求項１に記載の海生生物付着検出装置。
【請求項６】
前記生物付着室は、観察窓を除いて光を遮るように構成したことを特徴とする請求項１に記載の海生生物付着検出装置。
【請求項７】
前記画像取込装置で取込んだ画像データを転送する転送装置を備えたことを特徴とする請求項１に記載の海生生物付着検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海生生物を付着させ観察する海生生物付着検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
海水を冷却水として利用する発電所においては、冷却水配管経路内に海生生物、特にフジツボ類が付着すると、流体抵抗の増加により取水ポンプの負荷の増大、冷却効率の低下、配管の閉塞といった種々の被害をおよぼすため定期的に付着防除対策を施していた。
【０００３】
付着防除対策として、利用する海水に薬品を注入するか、スポンジボールなどによる洗浄頻度を増加させるか、定期的に設備を停止してブラシ洗浄するといった作業を行なっている。しかし、これらのメンテナンス作業は多大な費用を要するとともに発電所の設備を運休させることにより稼働率の低下を招いていた。
【０００４】
海生生物の中で特に被害を甚大にさせるフジツボ類に絞って、フジツボ類の繁殖時期にのみ付着防止対策を行なうことが提案されている（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００３−３０４７９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この特許文献１のフジツボ類付着防除方法は、予めサンプルから得て記憶しているフジツボ類の固有の体内蛍光分布パターン認識情報と、使用する海水から採取したフジツボ類に光を照射して得られる各個体の蛍光分布パターン情報とを比較し、防除対策の時期を決め、海水への薬品注入や、設備の洗浄を行なうものである。
【０００６】
予め体内蛍光分布パターン認識情報を収集するためには、サンプルを多数得る必要がある。サンプルは、使用する海水から得るが、海水の温度や潮流が季節や通年で一定でないため、フジツボ類の成長スピードが異なり、多くのサンプルから認識情報の精度を上げようとすると長期のデータ収集が不可欠となり、時間と手間がかかるものであった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る海生生物付着検出装置は、海水を導入する海水導入配管と、海水導入配管の流路断面よりも広い流路断面を有し、一側壁を透明の観察窓にした生物付着室と、生物付着室の海水を排出する海水排出配管とを備えたものである。
【０００８】
生物付着室は、例えば、矩形の箱体で、観察窓は前記箱体の側壁のうち、少なくとも一つの側壁を透明板として構成し、前記海水導入配管を観察室に隣接する側壁に設け、前記海水導入配管を設けた側壁に対向する側壁に前記海水排出配管を設けてもよい。
【０００９】
観察窓には付着した海生生物の画像データを取込む画像取込装置を設けてもよい。この場合、画像取込装置をスキャナ装置としてもよい。さらに、画像取込装置で取込んだ画像データを転送する転送装置を設けてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
この海生生物付着検出装置は、生物付着室の流路断面が海水導入配管の流路断面よりも広く、生物付着室の一側壁を透明の観察窓にしたので、海水導入配管から生物付着室内に流入した海水の流れに、生物付着室内の観察窓上に、海水の流れがよどむ所が形成される。当該流れのよどむ位置は、海生生物を付着しやすく、観察窓上についた海生生物の付着状態を観察することができる。
【００１１】
また、生物付着室を、矩形の箱体で、観察窓は前記箱体の側壁のうち、少なくとも一つの側壁を透明板として構成し、前記海水導入配管を観察室に隣接する側壁に設け、前記海水導入配管を設けた側壁に対向する側壁に前記海水排出配管を設けて構成したものは、生物付着室の隅部に海水の流速の遅い淀みを形成することができる。また、海水導入配管と海水排出配管と一直線上に配置した場合は、矩形状となった生物付着室の相対向する海水導入配管と海水排出配管を結ぶ線上を流れる海水の流速が早く、この早い流速から離れた隅部に海水の流速の遅い淀みを形成することができる。これにより、観察窓上において、この淀みが形成された位置に海生生物が付着しやすくなり、観察窓の当該位置で海生生物の付着状態を観察することができる。
【００１２】
また、観察窓に付着した海生生物の画像データを取込む画像取込装置を備えたものは、観察窓における海生生物の付着状態を画像データとして取込める。画像データは画像処理技術等で海生生物の付着状態を評価する種々の方法を利用できる。画像取込装置をスキャナ装置とした場合、側壁に沿って画像データを取込むことができるので、平面な画像データが得られ、画像データに歪みを生じることがない。また、画像取込装置で取込んだ画像データを転送する転送装置を備えたものは、離れた場所でも画像データを見ることができるので、離れた場所で画像処理技術等を用いて評価精度を上げることができる。特に、海水のように設置場所が限られている場合、観察のために人を設置場所に常駐または巡回させる必要がない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態に係る海生生物付着検出装置を図に基づいて説明する。
【００１４】
この海生生物付着検出装置１は、図１に示すように、海水を導入する海水導入配管２と、海水導入配管２の流路断面よりも広い流路断面を有し、一側壁を透明の観察窓３にした生物付着室４と、生物付着室４に導入された海水を排出する海水排出配管５とで構成されている。
【００１５】
この実施形態では、生物付着室４は、図１に示すように、矩形の箱体に形成され、観察窓３は前記箱体の側壁のうち、少なくとも一つの側壁を透明板として構成し、前記海水導入配管２を観察室３に隣接する側壁の縦壁６ａに設け、前記海水導入配管２を設けた側壁の縦壁６ａに対向する側壁の縦壁６ｂに前記海水排出配管５を設けている。図１に示すように、生物付着室４は、側壁７と、この側壁７の周縁から同一方向に延びた縦壁６ａ，６ｂ、横壁６ｃ，６ｄとから容器６を構成し、容器６の開口部に平面な透明体からなる観察窓３をシール８を介してねじ９により水密に覆って取付けている。シール８は、ゴム製パッキングの両面に防水グリスを塗布している。なお、シール８の形状や材質は、これに限らず水密にシールをできるものであればよい。
【００１６】
生物付着室４の縦壁６ａの縦方向中央には、海水導入配管２を設けている。また生物付着室４の縦壁６ａに対向する縦壁６ｂの縦方向中央には、海水排出配管５を設けている。そして海水導入配管２と海水排出配管５を一直線上に配置している。また、図示例では海水導入配管２と海水排出配管５の先端が、縦壁６ａ，６ｂの生物付着室４の内周面より突出しているが、縦壁６ａ，６ｂの生物付着室４の内周面と同一面であってもよい。そして、海水導入配管２の流路断面よりも生物付着室４の流路断面を広くしている。
【００１７】
この実施形態では、生物付着室４の内面は、縦２１０ｍｍ×横３００ｍｍ×厚み４０ｍｍの大きさに形成している。そして、生物付着室４の厚みを、海水の圧力を考慮して１０ｍｍで形成している。生物付着室４は、透明なアクリル樹脂から形成している。生物付着室４は、ガラスや金属で形成することもできる。ただし、観察窓３だけは生物付着室４内を観察するために全体をガラスや樹脂などの透明体で形成することが望ましい。また、海水導入配管２と海水排出配管５は、この実施形態では、塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）からなるパイプで形成されており、内径は２４．８ｍｍのものを使用した。
【００１８】
以下、このような海生生物付着検出装置１を用いて、発電所等の冷却水配管経路の海生生物の付着状態を観察する場合を説明する。
【００１９】
生物付着室４へ海水を導入するため、海水導入配管２の一端を、冷却水として取水している配管から分岐している。海水導入配管２は、例えば、取水口の近傍から直接汲み上げてもよい。
【００２０】
海水導入配管２から導入された海水は、図２、図３に矢印Ａで示すように、海水導入配管２から生物付着室４内を流動して海水排出配管５から排出される。このとき、生物付着室４の流路断面が海水導入配管２の流路断面より広くなっているので、海水の流れは、海水導入配管２から生物付着室４に導入されたときに淀みが生じて生物付着室４内で海水の流れに遅い箇所が生じる。例えば、この実施形態では、図２，図３で示すように、海水導入配管２と海水排出配管５とを一直線上に設けており、海水導入配管２と海水排出配管５を結ぶ直線上に比べて、生物付着室４の隅部では淀みが生じ海水の流速が遅い箇所が形成される。
【００２１】
海生生物は、海水の流れが速いと付着せず、海水の流れがある速度よりも遅いと付着する。この海生生物付着装置１では、海水導入配管２と海水排出配管５に海生生物が付着する速度よりも早い海水を流し、配管内壁に海生生物が付着しないようにしている。そして、生物付着室４では、海水導入配管２から生物付着室４に導入されたときに淀みが生じて生物付着室４内で海水の流れに遅い箇所が生じるので、生物付着室４の淀み位置の観察窓３に海生生物が付着する。したがって、観察窓３を外側から直接的に観察することにより、観察窓３上に付着した海生生物の付着状態を確認することができる。
【００２２】
このように、生物付着室４に導入された海水の流れに、遅い箇所を作ることにより、この流速の遅い箇所に位置する観察窓３に海生生物を付着させることができるので、観察窓３上に付着した海生生物の付着状態を観察し、冷却水を使用する復水器等の機器に対する付着防除対策の方法や時期を決定でき、機器の不要な停止を少なくして稼働率を上げることができる。また、防除対策に使用する薬品の濃度や薬品の使用時期、期間も観察しながら決定できるので、無駄な防除対策をしないですむ。また、この海生生物の検出装置１は、海生生物の付着防除のために、海水に薬品を注入した際の、薬品の効果を判定する評価装置としても利用することができる。
【００２３】
また、生物付着室４を容器６と観察窓３で矩形状の箱体に構成することにより、生物付着室４の隅部に生じる淀みに観察窓３を位置させることができるので、隅部の観察を確実にできる。
【００２４】
さらに、海水導入配管２と海水排出配管５とを一直線上に設けることにより、矩形状となった生物付着室４の相対向する海水導入配管２と海水排出配管５を結ぶ線上を流れる海水の流速が早く、この早い流速から離れた隅部に海水の流速の遅い淀みを形成することができる。これにより、観察窓３上において、この淀みが形成された位置に海生生物が付着しやすくなり、観察窓の当該位置で海生生物の付着状態を観察することができる。
【００２５】
以上、本発明の一実施形態に係る海生生物付着検出装置を説明したが、本発明に係る海生生物付着検出装置は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることができるのは勿論である。
【００２６】
例えば、図４に示すように、観察窓３の内周面に、海生生物の付着のきっかけとなる凹凸部１０，１１を形成することができる。この図示例では、観察窓３の内周面で、海水の流入側と流出側の隅部近傍にかけて凹凸部１０，１１を形成している。このことにより、海生生物が凹凸部１０，１１に付着しやすくなる。なお、この凹凸部１０，１１は微細な凹凸でよく、図４の凹凸は説明がわかりやすいように誇張して示している。
【００２７】
また、図５に示すように、生物付着室４の内周面に、フィルム１２を貼り付けることができる。フィルム１２は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を使用し、生物付着室４の内周面に貼り付けている。したがって、防除対策の終了後に生物付着室４の内部を掃除する際に、フィルム１２の交換をすることにより清掃の手間を省くことができる。観察窓３の生物付着室４の内周面を覆うフィルム１２ａは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の光透過性のフィルム１２ａとすることにより、光透過性のフィルム１２ａに付着した海生生物を観察窓３の外方から観察することができる。図５においては、フィルム１２，１２ａの端部を容器６と観察窓３で挟持して、シール８を省略しているが、水密に維持できない場合は、シール８を使用する。フィルム１２の材質は、特に限定するものではなく、例えば、ビニル系樹脂，スチレン系樹脂，ポリエチレン系樹脂，ポリアセタール系樹脂，アクリル系樹脂，ポリアミド系樹脂，セルロース系樹脂，ポリカーボネート系樹脂，ポリエステル系樹脂等から選択してもよい。
【００２８】
また、図６に示すように、生物付着室４を、観察窓３を除いて光を遮るようにすることができる。このことにより、生物付着室４内に光が到達しないので、光がなければ生きていけない海生生物の付着を防止でき、光がなくても付着成長するフジツボ類を付着させて観察がしやすくなる。具体的には、図６に示すように、生物付着室４を透明体で形成した場合は、生物付着室４の外周面に遮光材１３、１４を設けることができる。遮光材１３は、容器６の外周面に塗料等を塗布して構成する。また、観察窓３の外周面に遮光材１４を着脱自在に取付けるものである。なお、観察窓３に設けた遮光材１４を着脱自在にした理由は、観察したいときにだけ遮光材１４を外して観察するためである。したがって、遮光材１４を取り外さない限り、生物付着室４の内面は暗い状態が維持されるので、フジツボ類のように光がなくても生息できる海生生物のみを観察窓３に付着させることができる。また、容器６を透明体で形成しないで遮光性のある材料で形成している場合は、観察窓３の外周面に遮光材１４を着脱自在に取付けることにより前述の遮光材１３，１４をもうけたことと同じ効果が得られる。また、遮光材１３，１４は完全に光を遮る必要が無く、光が通過しにくい着色を施したものでもよい。
【００２９】
また、例えば、図７，図８に示すように、生物付着室４の観察窓３に、観察窓３の状態を画像データとして取込む画像取込装置１５を設けることができる。画像取込装置１５は、スキャナ装置やカメラ等の記録に残せるものであればよい。図８に示すように、画像取込装置１５は、スキャナ装置１５ｓを用いている。このスキャナ装置１５ｓは、特別な構造でなく、市販されているスキャナ装置を用いても十分に使用することができる。この実施形態では、スキャナ装置１５ｓとして、取込画像データが観察窓３の内周面であることを考慮して、被写界深度の深いＣＣＤ方式のフラットベッドタイプを採用した。
【００３０】
また、実施形態では、スキャナ装置１５ｓは、図８のように、スキャナ装置１５ｓのプラテンガラス１６と生物付着室４の観察窓３とを面接触させて取付けている。このとき観察窓３およびプラテンガラス１６がともに平面に形成されているので、周囲に隙間を生じることがない。もし、隙間が生じるようならば周囲をシール材で覆っておくとよい。
【００３１】
スキャナ装置１５ｓの内部には、図８に示すように、前記プラテンガラス１６に沿って移動し観察窓３に斜めの光を照射する光源１７と、観察窓３から乱反射した反射光を集光レンズ１８に導く反射ミラー１９，２０，２１と、集光レンズ１８よりの反射光を受光するイメージセンサ２２とを設けている。イメージセンサ２２は、受光した光を電気信号に変換し画像信号として出力するもので、ライン型ＣＣＤ、ライン形カラーＣＣＤ等が用いられている。光源１７としては、蛍光灯やハロゲンランプ等が用いられている。また、光源１７からイメージセンサ２２までの光路長が一定となるように光源１７，反射ミラー１９，２０，２１が図８中の矢印Ｂ方向に同期して往復移動している。
【００３２】
また、この実施形態では、スキャナ装置１５ｓは、パソコン２３のＵＳＢやＲＣ２３２Ｃ等の外部機器接続用端子に接続しており、パソコン２３により動作を制御されている。パソコン２３には、記憶装置２４，表示装置２５が接続されている。記録装置２４には、図７に示すように、パソコン２３のハードディスクを使用している。記録装置２４としては、ハードディスク以外に、半導体メモリ、ＣＤ、ＤＶＤ、テープ等に記録する場合と、プリンタ等から紙に直接印刷して記録する場合がある。表示装置２５には、図７に示すように、パソコン２３のモニターを使用している。表示装置２５としては、ＣＲＴや液晶のモニター以外に、液晶プロジェクタ等を用いることができる。
【００３３】
このように画像取込装置１５を生物付着室４に取付けることにより、観察窓３の状態を画像データとして取込むことができるので、画像データを都度またはまとめて確認することができ、海生生物の付着状態の確認作業の効率化が図れる。
【００３４】
また、画像データは、海生生物の付着状態の評価を画像処理技術等を用いた種々の方法で行なえる。これにより、海生生物の付着状態の評価を客観的に行え、評価精度を向上させることができる。さらに、画像データとして記録しておくことにより必要なときに確認や、報告書等への再利用をすることも可能となる。
【００３５】
画像取込装置１５として、スキャナ装置１５ｓを使用することにより、観察窓３に沿って平面の画像データを取込むことができるので、カメラで記録する場合に比べて、画像に歪みが発生せず、非常に見やすい画像データを得ることができる。スキャナ装置１５ｓで観察窓３の状態を画像データとして取込むことにより、殻径１ｍｍ程度からフジツボ幼生を確認することができた。これにより、フジツボ類等の海生生物を早期に検出することができる。
【００３６】
生物付着室４の観察窓３と、スキャナ装置１５ｓのプラテンガラス１６とを密着させることにより、生物付着室４の内部に外部の光が入らないようにできるので、生物付着室４の内部に光が届きにくく特定の海生生物のみを観察窓３の生物付着室内周面に付着させることができる。また、画像データとして取込むときの光は、スキャナ装置の光源で十分に取込むことができる。さらに、観察窓３に厚みがあっても、スキャナ装置１５ｓのイメージセンサ２２としてＣＣＤセンサを使用することにより、ＣＣＤセンサによる被写界深度が深いことを利用して観察窓３に付着した海生生物を確実に画像データとして取込むことができる。出願人の実験によれば、観察窓３の厚みが１０ｍｍまでならば、海生生物の状態を画像データとして取込むことができた。
【００３７】
なお、画像取込装置１５のプラテンガラス１６と、生物付着室４の側壁７とを別体で構成したが、プラテンガラス１６と側壁７を兼用し一方を省略してもよい。
【００３８】
また、例えば、図７に示すように、画像取込装置１５で取込んだ画像データを転送する転送装置２６を設けることができる。この転送装置２６は、ＬＡＮや電話、無線通信等で行なうことができる。図７に示すように、転送装置２６をＬＡＮで構成する場合は、生物付着室４と同じ場所に設置されたパソコン２３と、遠隔地に設置されたパソコン２３ａのそれぞれにＬＡＮカード２７，２７ａを接続して、ハブ２８，２８ａ、ルータ２９，２９ａを介してＬＡＮに接続する。転送装置２６として有線式のＬＡＮケーブルを用いたのでは、生物付着室４の設置場所にＬＡＮに接続する他の機器がない場合費用が嵩むので、無線ＬＡＮで対応することもできる。さらに、携帯電話とパソコン２３，２３ａをそれぞれ通信ケーブルで接続して、携帯電話経由で画像データの転送をすることもできる。近年携帯電話会社が、データ通信手段として定額で安価な環境を整えてきているので、設置場所によっては携帯電話を使用する方が安価にできる。
【００３９】
また、遠隔地のパソコン２３ａにも、記録装置２４ａや表示装置２５ａを設けておくことにより、生物付着室４に設けたパソコン２３をリモート操作で種々動作させて画像データの記録、表示、分析を行える。
【００４０】
このように転送装置２６を備えることにより、生物付着室４に取付けた画像取込装置１５の画像データを転送できるので、転送先で種々使用をすることができる。例えば、パソコン２３により定期的動作させて、観察窓３の状態を画像データとして取込むことができる。この画像データは別途場所に設置されているパソコン２３ａの記録装置２４ａに都度転送してもよいし、まとめて一定時間毎に転送してもよい。また、同時に画像を表示装置２５ａに表示して観察してもよい。画像取込装置１５による画像データの取込は、画像取込装置１５を接続したパソコン２３から行なってもよいし、別途場所に設置されたパソコン２３ａの設定で、遠隔地からパソコン２３を操作して、画像取込装置１５を動作させるようにしてもよい。
【００４１】
画像取込装置１５で取込んだ画像データを別途場所に転送装置２６により転送できるので、遠隔地で画像データの確認作業を行なえ、画像確認のための手間が少なくなり、観察のために人を設置場所に常駐または巡回させる必要がない。また、別途場所に設置したコンピュータで画像データの分析ができるので、観察窓３の海生生物の付着状態の分析が行え、人為的に行なう作業に比べて評価精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】図は本発明の海生生物の付着装置の斜視図である。
【図２】図１の横断面図である。
【図３】図１の側面図である。
【図４】図２相当の凹凸部を備えた横断面図である。
【図５】図２相当のフィルムを備えた横断面図である。
【図６】図２相当の遮光材で生物付着室を覆った状態を示す横断面図である。
【図７】図１の海生生物付着検出装置に画像取込装置を取付けてＬＡＮに接続した状態を示す構想図である。
【図８】図７の海生生物付着検出装置と画像取込装置の関係を示す横断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１     海生生物付着検出装置
２     海水導入配管
３     観察窓
４     生物付着室
６     容器
６ａ，６ｂ    縦壁
６ｃ，６ｄ    横壁
７     側壁
８     シール
１０，１１    凹凸部
１２，１２ａ  フィルム
１３，１４    遮光材
１５   画像取込装置
１５ｓ スキャナ装置
１６   プラテンガラス
１７   光源
１８   集光レンズ
１９，２０，２１     反射ミラー
２２   イメージセンサ
２３，２３ａ  パソコン
２４   記録装置
２４ａ 記録装置
２５   表示装置
２５ａ 表示装置
２６   転送装置
２７，２７ａ  カード
２８，２８ａ  ハブ
２９，２９ａ  ルータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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