(57)【要約】【課題】防汚用電流と陰極防食電流との干渉を防止し、さらに陽極形成部材に被覆された電気的触媒の表面状態が海水中に微量含まれている鉄イオンやマンガンイオン等の付着および堆積で変化することを防止し、確実かつ容易に海生生物の付着を防止する防汚装置および防汚方法を提供する。【解決手段】本発明の防汚装置は、構造物の海水と接触する構成部材の表面に、絶縁体を介して一体的に設けられた陽極形成部材と、前記陽極形成部材の表面に被覆された電気化学的に活性かつ安定な材料により構成された電気的触媒と、海水に接触するように設置された導電体と、正極と負極と自動電位制御部とスイッチ回路部とを備えた直流電源とから構成され、陽極形成部材と正極とを電気的に接続し、導電体と負極とを電気的に接続し、自動電位制御部にて正極と負極との間の電位を制御するとともに、スイッチ回路部にて直流電源の通電時間および通電停止時間を任意に設定する。【選択図】  図１
2007309052.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物の海水と接触する構成部材の表面に、絶縁体を介して一体的に設けられた陽極形成部材と、前記陽極形成部材の表面に被覆された電気化学的に活性かつ安定な材料により構成された電気的触媒と、海水に接触するように設置された導電体と、正極と負極と自動電位制御部とスイッチ回路部とを備えた直流電源とから構成され、前記陽極形成部材と前記正極とを電気的に接続し、前記導電体と前記負極とを電気的に接続し、前記自動電位制御部にて前記正極と前記負極との間の電位を制御するとともに、前記スイッチ回路部にて前記直流電源の通電時間および通電停止時間を任意に設定することを特徴とする防汚装置。
【請求項２】
前記絶縁体が、耐海水性を備えたシート材料により構成されたことを特徴とする請求項１記載の防染装置。
【請求項３】
前記絶縁体が、前記構造物に前記陽極形成部材を固定するための絶縁性接着剤により形成されていることを特徴とする請求項１記載の防染装置。
【請求項４】
前記構造物の海水と接触する構成部材の表面に、ゴム系あるいは樹脂系のライニングが施工されたことを特徴とする請求項１記載の防汚装置。
【請求項５】
前記構造物がコンクリート製構造物であって、前記導電体が前記コンクリート製構造物の補強用鉄筋であることを特徴とする請求項１記載の防汚装置。
【請求項６】
前記構造物の構成部材のうち海水と接触する金属材料製の構成部材に陰極防食電流を供給する手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の防汚装置。
【請求項７】
前記構造物が金属製の複数の伝熱管とこれら複数の伝熱管を支持する金属材料製の管板とを備えた熱交換器であり、前記伝熱管または前記伝熱管に対して電気的に接続された海水と接触する構成部材に陰極防食電流を供給する手段を設け、前記伝熱管の内表面を酸素を発生させるための電極として用いることにより防汚することを特徴とする請求項１記載の防汚装置。
【請求項８】
前記構造物の海水と接触する構成部材が前記熱交換器の管板であることを特徴とする請求項７記載の防汚装置。
【請求項９】
前記構造物の海水と接触する構成部材が熱交換器の水室を構成する壁体であり、前記壁体の内面にゴム若しくは樹脂のライニングが施工され、前記陽極形成部材が前記ライニング上に設けられたことを特徴とする請求項７記載の防汚装置。
【請求項１０】
電気化学的に活性かつ安定な材料により構成された電気的触媒を陽極形成部材の表面に被覆し、この陽極形成部材を、構造物の海水と接触する構成部材の表面に絶縁体を介して設ける一方、導電体を海水に接触するように設置し、正極と負極と自動電位制御部とスイッチ回路部とを備えた直流電源の前記正極を前記陽極形成部材または前記電気的触媒に接続するとともに、前記負極を前記導電体に接続し、前記自動電位制御部によって前記正極と前記負極との間の電位差を海水中で塩素の発生を抑制しつつ酸素を発生させる電位に調整するとともに、前記スイッチ回路部により前記直流電源による前記正極と前記負極との間の通電時間および通電停止時間を任意に設定することを特徴とする防汚方法。
【請求項１１】
前記スイッチ回路部により通電停止時間を６０分間以内に設定するとともに、通電時間を運用時間で除した通電率を２５％以上に設定することを特徴とする請求項１０記載の防汚方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造物の防汚装置に係り、特に、海水と接する構造物における海水側の表面への海生生物の付着を防止する防汚装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
海水を冷却水として取水する発電所においては、海水と接する構造物としての熱交換器における伝熱管の入口や出口の管板に、イ貝、フジツボ、ヒドロ虫等の動物類や海藻類等（これらの生物を総称して海生生物と称する）が付着することがある。これらの海生生物は、伝熱管の管端部を塞いで洗浄用スポンジの通過障害になったり、伝熱管内面を閉塞したりする。このため、発電所においては、これら海生生物の除去作業のために、しばしば操業の停止を余儀なくされている。一般にこれらの海生生物は、銅合金製の管板や伝熱管よりも、耐海水性のチタン製の管板や伝熱管に付着しやすい。
【０００３】
また、熱交換器の水室は、鋼製の基材で形成され、その表面に防食用にゴム製や樹脂製のライニングが施工されているが、このライニング上にストレーナの網を通り抜けた海生生物の幼生が着生して成育および脱落を繰返す。これにより、冷却用伝熱管の内面が閉塞する原因になる。
【０００４】
これら海生生物の駆除や付着防止（以下、防汚と称する）の対策として、従来、塩素や塩素化合物の環境海水中への投入、毒性イオンを生成する顔料を含有する防汚塗料の塗布、および海水電解等の手段により塩素や銅等の、毒性イオンの生成等が行われている。
【０００５】
しかしながら、これら従来の方法は、有効な防汚機能を発揮するものの、大量の海水環境にあっては、量や濃度の管理が容易でない。また、確実な防汚効果を期待するために過大な塩素濃度とする傾向があり、その結果、環境汚染の原因となる可能性も高い。そのため、近年、このような防染対策は、禁止あるいは抑制の方向にある。
【０００６】
こうした事情を背景として、最近多くの研究者や技術者によって無公害で無毒性の防汚対策の開発が進められている。例えば、シリコーン系防汚塗料は、無公害および無毒性であって顕著な防汚効果がある。
【０００７】
しかしながら、シリコーン系防汚塗料は、貝殻等の異物の接触により防汚効果の持続期間が短いことや、施工コストが高いこと、また大面積の対象物や既存の施設への簡単で容易な施工手段がないこと、さらに海水の流れを止めると防汚効果が減少する等の欠点を有するため、広く実用化されるにはいたっていない。
【０００８】
一方、別の防汚方法もある。すなわち、水や海水と接するチタン製熱交換器等の表面に、主として白金族金属の混晶あるいはこれらの金属の酸化物との混合物からなる電気的触媒の皮膜を形成し、これを陽極として電解させることにより、塩素ガスを実質的に発生させずに十分な酸素を発生させることによって、水中の生物および海中微量成分によるスケールの沈積を抑制するという防汚方法である（例えば、特許文献１参照）。
【０００９】
これに対して特許文献２は、熱交換器のチタン製の管板の表面等に、電気抵抗加熱等の熱を加えることなく電気的触媒を設け、かつ、この電気的触媒３とチタン管板等の熱交換器構造部材とを電気的に絶縁することにより、金属部材に設けられたライニング等が何らかの理由で破損した場合でも、陰極防食法を採用することにより、破損部における金属部材の腐食を防止することができる（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特公平０１−４６５９５号公報
【特許文献２】特開２０００−１１９８８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
チタン製熱交換器の場合、通常、チタン製部材が使用されている箇所は、伝熱管や管板に限定されており、本体胴，水室，熱交換器へ海水を導く導水管，海水を海へ戻す放水管等の部材は鋼製である。この鋼製の水室、導水管、放水管などは電気的にチタン製部材と導通しているので、海水と接触するとガルバニ腐食を起こし、鋼が激しく腐食される。したがって、海水と接触する鋼材表面には、腐食防止のためにゴム製や樹脂製等のライニングが施工されている。
【００１１】
しかしながら、特許文献１に記載の方法は、水や海水と接するチタン製構造部材の表面に電気的触媒を形成して陽極として作用させるため、チタン製構造部材と導通している熱交換器の金属部材も陽極的に負荷されることになる。従って、このライニング等が何らかの理由で破損した場合、この破損部から流出電流が生じるため、チタン材以外の構成金属部材が腐食してしまうことがある。
【００１２】
万一、ライニング等が破損した場合には、鋼製部材を電気的に鋼材の防食電位まで下げる手法、すなわち陰極防食法を採用して、鋼製部材と導通しているチタン製部材を陰極的に負荷する方法がある。
【００１３】
しかし、特許文献１に記載の技術は、チタン製部材を陽極としているので、それに導通している鋼製の水室、導水管、放水管も陽極的に負荷されており、原理上陰極防食法が採用できず、破損部から流出電流が生じて鋼製部材が腐食を起こしてしまう。
【００１４】
さらに、特許文献１に記載の方法は、電気的触媒の触媒活性のために、３５０〜４５０℃で数時間の電気抵抗加熱処理等を実施する。そのため、その際の発生熱や熱応力等による構造物の損傷が懸念され、かつ処理コストが膨大になる。従って、この方法も広く実用化されるにはいたっていない。
【００１５】
一方、特許文献２に記載の技術は、海水に接する構造物の海水側の表面において酸素を発生させて、構造物の海水側の表面における海生生物の着生を抑制する防汚装置に関するもので、海水に接する構造物の海水側の表面に絶縁性接着剤を介して設けられた陽極形成部材と、陽極形成部材に被覆された電気化学的に活性で安定な電気的触媒と、海水に接触するように設置された導電体と、自動電位制御部を内蔵する直流電源とを備える。この直流電源の正極が陽極形成部材または電気的触媒に接続され、負極が導電体に接続され、正極と負極との間の電位が海水中で塩素の発生を抑制しつつ酸素を発生させる値に設定される。
【００１６】
この特許文献２に記載の発明によれば、予め電気的触媒を被覆した陽極形成部材を、絶縁性接着剤を用いて常温で容易に構造物の海水側の表面に接着できるため、熱応力等による構造物の損傷の懸念がない。しかも、絶縁性接着剤が介在するため、例えばチタン管板等の構造物との電気的絶縁が達成され、チタン管板等と導通する金属部材を保護するライニング等が何らかの理由で破損した場合でも、ライニング破損部における金属部材の腐食を防止することができる。
【００１７】
このような特性を有する特許文献２の防汚装置は、チタン製熱交換器のように耐食性の優れたチタン製伝熱管を使用し、伝熱管そのものに対して陰極防食法が必要ない場合には、非常に有効な方法である。
【００１８】
しかしながら、アルミニウム黄銅管などのようにそれ自体の耐食性が劣っており、伝熱管そのものに陰極防食法を適用しなければならない熱交換器の場合には、防汚効果が減少する懸念がある。すなわち、アルミニウム黄銅管に流れ込む陰極防食電流と防汚装置の負極に接続された導電体に流れ込む防汚用電流とが互いに対向して干渉し合うため、防汚装置の電流の制御すなわち電位の制御が難しくなるためである。
【００１９】
具体的な数値例に基づいて説明すると、防汚装置において熱交換器管板面に貼り付けた陽極形成部材の電位を例えば１．０Ｖに維持して酸素を発生させるために必要な防汚用電流密度を０．５Ａ／ｍ２とすると、１０００ＭＷ級発電プラントの熱交換器管板の面積は、約１８ｍ２であり、防汚に必要な電流は、約９Ａである。
【００２０】
そして、防汚装置の陰極は一般的に水室内部に設けることが行なわれており、その場合には、電流は管板面から陰極側へ、言い換えれば管板面から水室内への方向へ流れることになる。
【００２１】
一方、アルミニウム黄銅管を陰極防食法を適用した場合には、この黄銅管を陰極にするとともに、水室内部の適当な場所に陽極を設けることになる。そして、この場合、防食に必要な電流値は約６〜７倍の約６０Ａ程度とされており、この電流が陽極から陰極であるアルミニウム黄銅管の方向に、言い換えれば水室側から管板面側の方向に流れることになる。
【００２２】
すなわち、防汚装置による電流の流れと、陰極防食法による電流の流れとは全く逆の方向に流れることになり、一方の電流値が６０Ａ程度、もう一方の電流値が９Ａ程度というものであり、この両者の電流が、水室内海水中で対向して流れ干渉し合うと、電流値の大きい陰極防食電流の制御は容易であるが、それと対向して管板面から流れ出る、約１／２０と相対的に小さい防汚用電流の制御は難しく、その結果防汚効果の維持に支障を来たすことがあった。
【００２３】
また、耐食性に優れるためそれ自体へ陰極防食法を適用する必要がないチタン製伝熱管を用いた場合でも、伝熱管に電気的に接続された水室や配管に陰極防食法を適用しなければならない場合もあり、このような場合にも、上記と同様の防汚用電流と陰極防食電流との干渉に起因する問題が発生することになる。
【００２４】
さらに、海水中に微量含まれている鉄イオンやマンガンイオン等が陽極形成部材に被覆された電気的触媒の表面に付着および堆積すると、触媒の表面状態が変わり、電気的触媒自体の持つ電位−電流の相対的な関係が崩れ、自動定電位制御のみによって所定の防汚用電流を得ることができず、防汚効果の維持に支障を来たす懸念がある。
【００２５】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、防汚用電流と陰極防食電流との干渉を防止し、さらに陽極形成部材に被覆された電気的触媒の表面状態が海水中に微量含まれている鉄イオンやマンガンイオン等の付着および堆積で変化することを防止し、確実かつ容易に海生生物の付着を防止する防汚装置および防汚方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
本発明の防汚装置は、上述した課題を解決するために、構造物の海水と接触する構成部材の表面に、絶縁体を介して一体的に設けられた陽極形成部材と、前記陽極形成部材の表面に被覆された電気化学的に活性かつ安定な材料により構成された電気的触媒と、海水に接触するように設置された導電体と、正極と負極と自動電位制御部とスイッチ回路部とを備えた直流電源とから構成され、前記陽極形成部材と前記正極とを電気的に接続し、前記導電体と前記負極とを電気的に接続し、前記自動電位制御部にて前記正極と前記負極との間の電位を制御するとともに、前記スイッチ回路部にて前記直流電源の通電時間および通電停止時間を任意に設定することを特徴とするものである。
【００２７】
また、本発明の防汚方法は、上述した課題を解決するために、電気化学的に活性かつ安定な材料により構成された電気的触媒を陽極形成部材の表面に被覆し、この陽極形成部材を、構造物の海水と接触する構成部材の表面に絶縁体を介して設ける一方、導電体を海水に接触するように設置し、正極と負極と自動電位制御部とスイッチ回路部とを備えた直流電源の前記正極を前記陽極形成部材または前記電気的触媒に接続するとともに、前記負極を前記導電体に接続し、前記自動電位制御部によって前記正極と前記負極との間の電位差を海水中で塩素の発生を抑制しつつ酸素を発生させる電位に調整するとともに、前記スイッチ回路部により前記直流電源による前記正極と前記負極との間の通電時間および通電停止時間を任意に設定することを特徴とする方法である。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の防汚装置および防汚方法によれば、防汚用電流と陰極防食電流との干渉を防止し、陽極形成部材に被覆された電気的触媒の表面状態が海水中に微量含まれている鉄イオンやマンガンイオン等の付着および堆積で変化するのを防止するため、無公害で確実かつ容易に海生生物の付着を効果的に防止できる経済的な防汚装置および防汚方法を提供することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明の防汚装置の好ましい実施例について、それぞれ図面を参照して以下に詳細に説明する。なお、各実施例に共通する要素については、実施例１と同一の符号を付して、実施例２以降での詳しい説明を省略する。
【００３０】
図１に、本発明の実施例１の防汚装置１０の構成図を示す。この図１に示すように、海水１５に接する構造物の防汚装置１０は、防汚対象構造物である海水１５に接するチタン製熱交換器１の海水１５側の表面において、酸素を発生させて、熱交換器１の海水１５側の表面における海生生物の着生を抑制する防汚装置である。
【００３１】
熱交換器１は、チタン製管板１ａと、このチタン製管板１ａに支持された複数のチタン製伝熱管１ｂとを有する。図１に示すように、海水を取り入れる水室９が設けられ、海水１５側と接する内面には、ゴム製のライニング１１が形成される。
【００３２】
この熱交換器１に対して、電気的触媒３とチタンシート４と絶縁シート５とを備えた防汚装置１０が設けられる。この防汚装置１０は、以下のような構成である。すなわち、管板１ａの海水１５側の表面の略全面に、絶縁性接着剤６を介して、絶縁性と耐海水性とを有するシート材料である絶縁シート５が取付けられており、さらに絶縁シート５の上面には、絶縁性接着剤６を介して、厚さが０．１〜０．３ｍｍのパネル状の陽極形成部材であるチタンシート４が略全面に設けられる。絶縁シート５およびチタンシート４は、図１に示すように、複数のチタン製の伝熱管１ｂの管径に対応する複数の開孔を有する。
【００３３】
チタンシート４の図１における上面側には、電気的触媒３が設けられる。この電気的触媒３は、予め触媒被覆処理によってチタンシート４の表面に被覆されるもので、電気抵抗加熱等により３５０〜４５０℃で数時間の加熱処理を行うことにより熱活性化処理され、電気化学的に活性で安定な触媒として設けられる。電気的触媒３の材料としては、具体的には、白金系金属または白金系金属酸化物、あるいは、コバルトまたはマンガンの酸化物からなる単一体、混晶体または複合体が好ましい。
【００３４】
一方、水室９の海水１５側の表面に一体的に設けられたライニング１１から、海水１５側に向かって導電体８が突出して設けられる。同様に、照合電極１２も海水１５側に突出して設けられる。
【００３５】
この防汚装置１０は、外部に設けられた直流電源７と接続されており、直流電源７の正極７ａがチタンシート４に電気的に接続され、一方、負極が導電体８に接続される。さらに照合極７ｒが照合電極１２に接続される。この直流電源７は、自動電位制御部７ｃを内蔵しており、正極７ａと負極７ｂとの間に形成される通電回路の電位が、海水１５中において塩素の発生を抑制しつつ酸素を発生させる電位に設定されている。この電位は、具体的には、海水電解で塩素が発生する電位であるＳＣＥ基準電位１．２０Ｖより低く、かつ標準海水における酸素発生電位０．５２Ｖより高い値として設定される。
【００３６】
さらに直流電源７には、スイッチ回路部７ｄが内蔵されており、正極７ａと負極７ｂとの間の通電時間および通電停止時間を任意に設定できる。
【００３７】
なお、防汚装置１０の照合電極１２とは、チタンシート４の電位をモニターするためのものであり、この照合電極１２による検出電圧は、自動電位制御部７ｃの制御用データとして用いられる。
【００３８】
次に、本実施例の防汚装置１０の作用について説明する。
【００３９】
陽極として機能するチタンシート４（陽極形成部材）の電位、すなわち電気的触媒３の電位が、直流電源７によって０．５２Ｖから１．２０Ｖの範囲に保持される。この電位に保持することにより、電気的触媒３の表面から、塩素の発生が抑制されつつ酸素が発生する。この酸素によって、海生生物の付着を効果的に防止することができる。
【００４０】
しかしこのとき、海水中に微量含まれている鉄イオンやマンガンイオン等が、陽極形成部材（チタンシート）４に被覆された電気的触媒３の表面に付着および堆積すると電気的触媒３の表面状態が変わり、電気的触媒３自体の持つ電位と電流との相対的な関係が崩れる。詳しくは、上記鉄イオンおよびマンガンイオンが発生させた酸素により酸化されて陽極表面に付着する。この酸化物の付着により、同じ陽極と陰極の電位差であっても陽極表面での電流密度が次第に低下して、酸素の発生量が低下することになる。この結果、自動電位制御部７ｃによる自動定電位制御のみによって所定の防汚用電流を得ることができず、防汚装置の効果の維持に支障をきたす。
【００４１】
そこでこうした場合には、スイッチ回路部７ｄにより正極７ａと負極７ｂとの間の通電停止時間を設定し、陽極形成部材であるチタンシート４に被覆された電気的触媒の表面状態が海水中に微量含まれている鉄イオンやマンガンイオン等の付着および堆積によって変化することを防止する。
【００４２】
図２は、通常時の電流密度が０．５Ａ／ｍ２で運転されている場合の電流密度と通電率の関係を模式的に示した一例である。通電初期においては、通電時の０．５Ａ／ｍ２であるが、時間の経過とともに上記したように電極に鉄イオンやマンガンイオンが付着し、電流密度が低下してくる。そこで、予め決められた通電時間の後、通電を停止する時間を設け、その後再通電することにより、電極上に付着した上記各イオンは、周囲の海水により洗い流され、再び最初の０．５Ａ／ｍ２を回復するのである。
【００４３】
このとき、スイッチ回路部７ｄによる通電停止時間の設定を６０分間以内にする一方、通電時間を運用時間（すなわち通電停止時間＋通電時間で表される１サイクルの時間）で除した通電率を２５％以上に調整することが好ましい。
【００４４】
このように、通電率を２５％以上に調整することが好ましい理由を表１を用いて説明する。表１は、図１で説明した構成の防汚装置１０を実験用に一部簡略化した上で実際に海水中にある期間浸漬した結果を示したものである。
【表１】
2007309052.tif 000003
【００４５】
表１に示すように、通常停止時間を６０分と３０分とに分け、それぞれについて通電率をパラメータとして５０％、３３．３％、２５％、１４．３％と振って実験を行なった。その結果、通電時間に拘らず、通電率が２５％以上の場合に限って海生生物の付着は見られず、２５％未満では付着があった。なお、防汚装置１０を設けず単に金属片を海水中に浸漬した比較例１の場合には、その金属片表面に全体に亘って海生生物の付着が見られた。
【００４６】
このような機能により、防汚装置１０は、通電停止時間を設けることによって、海水中に微量含まれるイオンの影響による防汚効果の低下を防止する。
【００４７】
次に、本実施例の防汚装置１０を製作する工程について説明する。
【００４８】
予め電気的触媒３を被覆したパネル状のチタンシート４を、絶縁性接着剤６、絶縁シート５およびもう一つの絶縁性接着剤６を介して、熱交換器１の海水１５側の表面に接着する。この製作工程は、常温で容易に施工することが可能であるため、熱応力等による熱交換器１の損傷の懸念がなく、かつ、絶縁性接着剤６および絶縁シート５が介在するため、チタン管板１ａ等とパネル状のチタンシート４との電気的絶縁が達成され、チタン管板１ａと電気的に導通する金属部材の腐食を防止することができる。
【００４９】
また、本実施例の防汚装置１０は、電気的触媒３の構成材料が、白金系金属または白金系金属酸化物、あるいはコバルトやマンガンの酸化物からなる単一体、混晶体または複合体であるため、電極としての活性化が図られると共に、電気的触媒３の海水１５への溶出量が最小に抑えられる。この構成により、防汚装置１０は、長時間安定した酸素発生を実現できる。
【００５０】
なお、本発明者らの実施によれば、上記したように特にスイッチ回路部７ｄにより通電停止時間を６０分間、通電時間２０分間、通電率２５％に調整することにより、陽極形成部材に被覆された電気的触媒の表面状態が海水中に微量含まれている鉄イオンやマンガンイオン等の付着および堆積により変化するのを防止できるため、より一層防汚効果が顕著になる。
【００５１】
また、絶縁シート５は、耐海水性に優れ、劣化しない塩化ビニールまたは繊維強化プラスチックのシート材料により構成された絶縁性材料である。これらの材料は、加工性にも優れているため、伝熱管１ｂの管径に対応する複数の開孔を容易に加工できる。特に、チタンシート４と絶縁シート５とを予め絶縁性接着剤６で接合した後の開孔加工が容易である。
【００５２】
また、本実施例の防汚装置１０において使用される、絶縁性接着剤６としては、変性シリコーンポリマーおよびエポキシ樹脂を主成分とした高機能弾力性接着剤が好ましい。こうした材料を用いた絶縁性接着剤６は、温度０〜５００℃でも安定した接着強度を有するので、安定で耐久性のある接着強度を得ることができるとともに、その材料自体が高い弾力性を有するので、異物等の衝突に対する耐性も高くすることができるため、安全性も向上する。
【００５３】
なお、陽極電位は、陽極表面の電流密度の関数であり、電流密度が大きくなるほど電位が高くなり、それに比例して酸素の発生量も大きくなる。すなわち、陽極の電位を１．２０Ｖにより近く維持すれば、塩素を生成することなく、また海生生物を死滅させることもなく、無公害で環境に優しい効果的な防汚装置が実現できる。
【００５４】
ただし、陽極の電流密度が高過ぎると、電気的触媒３の海中への溶出量が増加するので電気的触媒３の劣化が速まり、また防汚用電流値が必要以上に高くなるため、防汚装置１０の運転コストが高くなるため得策でない。
【００５５】
そこで、スイッチ回路部７ｄにより通電停止時間を６０分間、通電時間を２０分間、通電率２５％を調整する。このような運転条件により、電気的触媒３の溶出量を最小限に留め、かつ、防汚装置を経済的に運転できる。
【００５６】
図３に、本発明の実施例２の防汚装置２０の構成を示す。
【００５７】
この図３に示すように、本実施例の防汚装置２０は、図１に示す第１の実施例の防汚装置１０とほぼ同様の構成を有するが、絶縁シート５を設けずに、熱交換器１の海水１５側の表面に絶縁性接着剤６のみを介してチタンシート４が取付ける構成としたものである。
【００５８】
この実施例の防汚装置２０のように、絶縁性接着剤６による絶縁作用が十分な材料であれば、絶縁シート５を設けなくとも、チタン管板１ａ等とパネル状のチタンシート４との電気的絶縁が達成されるため、チタン管板１ａ等に電気的に導通する金属部材の腐食を防止することができる。
【００５９】
この防汚装置２０は、実施例１の防汚装置１０に比べて、より構成を簡素化したものであるので、同様の防汚性能を有する一方、施工コストが低く抑制されるというメリットを有する。
【００６０】
図４に、本発明の実施例３の防汚装置３０の構成を示す説明図である。この図４に示すように、本実施例の防汚装置３０が施工される熱交換器３１は、複数のアルミニウム黄銅製の伝熱管３１ｂと、これら複数の伝熱管３１ｂを支えるネーバル黄銅製の管板３１ａとを有している。
【００６１】
アルミニウム黄銅製の伝熱管３１ｂは、実施例１の防汚装置２０を施工した熱交換器１のチタン製の管板１ａおよび伝熱管１ｂに比して海水に対する耐食性が劣るため、陰極防食法による防食が施されている。この陰極防食法としては、外部電源方式や犠牲陽極方式を適用することができる。
【００６２】
図４に示す本実施例の防汚装置３０においては、陰極防食電流を居給するための手段として、外部直流電源装置３５と陰極防食用電極３６とを備える。この図４の防汚装置３０は、外部電源方式を用いた例を示しており、伝熱管３１ｂと陰極防食用電極３６とが陰極防食用の外部直流電源装置３５を介して接続され、陰極防食用電極３６から伝熱管３１ｂに陰極防食用電流が供給されるように構成される。なお、犠牲陽極方式により伝熱管３１ｂに陰極防食用電流が供給されるようにしてもよい。
【００６３】
この実施例３の防汚装置３０によれば、伝熱管３１ｂを直流電源７の負極７ｂに接続して、伝熱管３１ｂの内周面を海水電解のための陰極として用いているため、防汚用電流と陰極防食電流とが同じ方向に流れる。従って、防汚用電流と陰極防食電流との干渉を少なくすることができるので、防汚用電流の制御、すなわち電位の制御をより確実に容易に行うことができる。
【００６４】
また、本実施例の防汚装置３０において、図４のように照合電極１２を陽極形成部材であるチタンシート４の近傍に突き出して設けたので、チタンシート４の電位を精度良くモニターすることができ、電位の制御をより確実にすることが可能である。
【００６５】
図５に、実施例４の防汚装置４０を示す。この防汚装置４０は、実施例３の防汚装置３０と同様に管板３１ａおよび伝熱管３１ｂがそれぞれネーバル黄銅およびアルミニウム黄銅にて形成される。絶縁シート５を設けずに絶縁性接着剤６の絶縁作用を利用してチタンシートを設けた構成としたものである。
【００６６】
すなわち、管板３１ａ上に絶縁シート５なしで、十分な絶縁性を有する絶縁性接着剤６のみを介してチタンシート４を設ける構成とする。この防汚装置４０は、絶縁性接着剤６の十分な絶縁性により、図３に示す防汚装置３０とほぼ同様の防汚効果を得つつ、より簡素な構成の防汚装置４０を得ることができるため、施工コストを抑制することができる。
【００６７】
図６に、実施例５の防汚装置５０の構成を示す。この防汚装置５０は、照合電極１２を設ける位置についての他の構成例を示したものである。
【００６８】
すなわち、照合電極１２を伝熱管３１ｂの内部に設け、伝熱管３１ｂの管端から海水１５側に突出させるように設置する構成としたものである。この防汚装置５０のような構成とした場合、照合電極１２を、チタンシート４すなわち陽極形成部材に対してより近接して配置することができるため、電位のモニタリングおよび制御をさらに正確に行うことが可能である。
【００６９】
図７に、実施例６の防汚装置６０の構成を示す。この防汚装置６０は、管板３１ａの表面だけでなく、海水１５の流入側および放出側の水室９の壁体に設けたライニング１１の表面も防汚対象部位として、電気的触媒３を被覆したチタンシート４を設けたものである。
【００７０】
このような構成として、電気的触媒３の表面から、塩素の発生を抑制しつつ酸素を発生させるように設けてもよい。なお、上記のような構成の防汚装置６０の場合、ライニング１１とチタンシート４とを接着する接着剤１６は、絶縁性を有するものでなくてもよい。この防汚装置６０は、管板３１ａの表面だけでなく、ライニング１１の表面においても効果的な防汚効果が期待できる。
【００７１】
なお、図４ないし図７に示す各実施例の防汚装置においては、管板３１ａの材料としてネーバル黄銅を用い、伝熱管３１ｂの材料としてアルミニウム黄銅を用いた例を示したが、材料の組み合わせについては、上記材料に限定されない。例えば、管板３１ａの材料としてアルミニウム青銅を用い、また伝熱管３１ｂの材料としてアルミニウム黄銅を用いてもよい。この他に、管板３１ａの材料としてネーバル黄銅を用い、伝熱管３１ｂの材料としてスーパーステンレス鋼を用いたり、管板３１ａの材料としてアルミニウム青銅、伝熱管３１ｂの材料としてスーパーステンレス鋼を用いたり、管板３１ａの材料および伝熱管３１ｂを共にスーパーステンレス鋼とする等の構成としてもよい。
【００７２】
さらに、図１の熱交換器１のように管板１ａおよび伝熱管１ｂのように、材料を共にチタンとした熱交換器に対しては、チタン自体耐食性に優れているため、管板および伝熱管に陰極防食法を適用する必要はないが、管板および伝熱管に接続された熱交換器の他の構成部材、例えば水室や配管に陰極防食法を適用することがある。この場合にも防汚用電流と陰極防食電流とが互いに干渉することがあるため、陰極防食法を適用することによりこれら構成部材の防食をより確実なものとすることが可能である。
【００７３】
図８に、実施例７の防汚装置７０の構成を示す。この防汚装置７０は、図８に示すように、海水１５の流入側および放出側の水室９に設けたライニング１１を防汚対象の構造物として、その海水１５側の表面において酸素を発生させて、水室９表面の海生生物の着生を抑制する防汚装置である。
【００７４】
本実施例の防汚装置７０は、ライニング１１の海水１５側の表面に、接着剤１６を介して厚さが０．１〜０．３ｍｍのチタンシート４（陽極形成部材）が取付けられている。この防汚装置７０の場合、接着剤１６は、絶縁性を有する必要がない。なお、防汚装置７０のおけるその他の構成については、図１に示す第１の実施例の防汚装置２０と同様の構成である。
【００７５】
本実施例の防汚装置７０によれば、絶縁体であるライニング１１に設けられた電気的触媒３の表面から、塩素の発生が抑制されつつ酸素が発生する。従って、絶縁体であるライニング１１の海水１５側の表面においても、海生生物の付着を防止することができるという効果を有する。この防汚装置７０は、陰極防食法を適用しない場合において、水室９に対する防汚効果を得る構成を示している。
【００７６】
図９に、実施例８の防汚装置８０の構成を示す。図９に示すように、防汚装置８０は、防汚対象の構造物である冷却用海水取入れコンクリート製取水路８１における海水１５側の表面において、酸素を発生させて海生生物の着生を抑制するものである。
【００７７】
防汚装置８０の構成は、導電体８が冷却用海水取入れコンクリート製取水路８１の鉄筋８２（一部が海水１５と接触している）として形成されて、その他の装置構成は、図８に示した防汚装置７０と同様の構成である。
【００７８】
本実施例の防汚装置８０によれば、絶縁体である冷却用海水取入れコンクリート製取水路８１の海水１５側の表面に設けられた電気的触媒３の表面から、塩素の発生が抑制されつつ酸素が発生する。したがって、冷却用海水取入れコンクリート製取水路８１の海水１５側の表面における海生生物の付着を防止することができる。
【００７９】
なお、上述した第１の実施例から第８の実施例において、チタンシート４は、ライニング１１、冷却用海水取入れコンクリート製取水路８１の他、樹脂製部材などの種々の絶縁体部分にも設けることができる。
【００８０】
また、上述した第１の実施例から第８の実施例において、防汚対象物として熱交換器を構成する部材を適用対象とした例を示したが、本発明の適用範囲は、上記対象に限定されず、防汚用電流と陰極防食電流との干渉が問題となるような、あらゆる種類の海水と接して使用される構造物に適用することが可能であり、海水との接触による部材の防汚について優れた効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明に係る実施例１の防汚装置の構成図。
【図２】本発明に係る陽極の電流密度の時間的変化を表した図。
【図３】本発明に係る実施例２の防汚装置の構成図。
【図４】本発明に係る実施例３の防汚装置の構成図。
【図５】本発明に係る実施例４の防汚装置の構成図。
【図６】本発明に係る実施例５の防汚装置の構成図。
【図７】本発明に係る実施例６の防汚装置の構成図。
【図８】本発明に係る実施例７の防汚装置の構成図。
【図９】本発明に係る実施例８の防汚装置の構成図。
【符号の説明】
【００８２】
１  熱交換器
１ａ  管板（防汚対象部位）
１ｂ  伝熱管
３  電気的触媒
４  チタンシート
５  絶縁シート
６  絶縁性接着剤
７  外部直流電源
７ａ  正極
７ｂ  負極
７ｃ  自動電位制御部
７ｄ  スイッチ回路部
７ｒ  照合極
８  導電体
９  水室
１０  防汚装置
１１  ライニング
１２  照合電極
１５  海水
１６  接着剤
２０  防汚装置
３０  防汚装置
３１ａ  管板
３２ｂ  伝熱管
３５  陰極防食用の外部直流電源装置
３６  陰極防食用電極
４０  防汚装置
５０  防汚装置
６０  防汚装置
７０  防汚装置
８０  防汚装置
８１  冷却用海水取入れコンクリート製取水路
８２  鉄筋
【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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【図９】
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