(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
海水取水設備の海水に接する面への海洋生物の付着を防止する防汚方法において、コンクリート製の水路の防汚対象面の向かい合う両岸を、平面金属板の表面に導電性材料のライニングを施し裏面に絶縁性材料のライニングを施した平面防汚電極パネルで被覆し、それぞれの岸の反対側に比較的小表面積の電極を各平面防汚電極パネルの対極としてそれぞれ設け、各組の平面防汚電極パネルと対極との間に、前者を陽極とし後者を陰極として直流電流を流すことによって、陽極面への海洋生物の付着を防止することからなる防汚方法。
【請求項２】
両岸の平面防汚電極パネルのうち一方に電流を流して稼働させ、その間他方の平面防汚電極パネルは休止させておき、所定の時間経過後、他方を稼働させ一方を休止させ、交互に通電を行なって実施する請求項１の防汚方法。
【請求項３】
海水取水設備の海水に接する面への海洋生物の付着を防止する防汚方法において、鋼製の管路の防汚対象面を、軸を通る平面で少なくとも二つに分割し、分割された各面を、各面の形状に応じた半円筒形のわん曲をもつわん曲金属板、または管内面の形状に沿って半円筒形にわん曲させ得る金属板の表面に導電性材料のライニングを施し、裏面に絶縁性材料のライニングを施したわん曲防汚電極パネルで被覆し、管路内面の各わん曲防汚電極パネルから遠い位置に比較的小表面積の電極を各わん曲防汚電極パネルの対極としてそれぞれ設け、各組のわん曲防汚電極パネルと対極との間に、前者を陽極とし後者を陰極として直流電流を流すことによって、陽極面への海洋生物の付着を防止することからなる防汚方法。
【請求項４】
複数のわん曲防汚電極パネルの一つに電流を流して稼働させ、その間残りのわん曲防汚電極パネルは休止させておき、所定の時間経過後、休止していたわん曲防汚電極パネルの一つを稼働させ残りを休止させ、順次に通電を行なって実施する請求項３の防汚方法。
【請求項５】
海水取水設備の海水（９）に接する面への海洋生物の付着を防止する防汚装置において、コンクリート製の水路（１）の両岸を、平面金属板（２１）の表面に導電性材料のライニング（２２）を施し、裏面に絶縁性材料のライニング（２３）を施した平面防汚電極パネル（２Ａ，２Ｂ）で被覆し、それぞれの平面防汚電極パネルの上に、電気的に絶縁して、比較的小表面積の電極を対岸の平面防汚電極パネルの対極（３Ａ，３Ｂ）としてそれぞれ設け、各組の平面防汚電極パネルと対極との間に、前者を陽極とし後者を陰極として直流電流を流すための電源装置（７）および制御装置（８）を加えて構成した防汚装置。
【請求項６】
海水取水設備の海水（９）に接する面への海洋生物の付着を防止する防汚装置において、鋼製の管路（４）の防汚対象面を軸を通る平面で少なくとも二つに分割し、分割された各面を、各面の形状に応じた半円筒形のわん曲をもつわん曲金属板（５１）、または管内面の形状に沿って半円筒形にわん曲させ得る金属板の表面に導電性材料のライニング（５２）を施し、裏面に絶縁性材料のライニング（５３）を施したわん曲防汚電極パネル（５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，…）で被覆し、管路内面の、各わん曲防汚電極パネルから遠い位置に、電気的に絶縁して、比較的小表面積の電極を各わん曲防汚電極パネルの対極（６Ａ，６Ｂ，…）としてそれぞれ設け、各組のわん曲防汚電極パネルと対極との間に、前者を陽極とし後者を陰極として直流電流を流すための電源装置（７）および制御装置（８）を加えて構成した防汚装置。
【請求項７】
平面防汚電極パネル（２Ａ）またはわん曲防汚電極パネル（５Ａ）の表面の導電性材料のライニング（２１または５１）を、グラファイト粉末、カーボンブラック、金属粉末、カーボン繊維および金属繊維から選んだ少なくとも１種の導電性物質を、熱可塑性合成樹脂、熱硬化性合成樹脂および天然または合成ゴムから選んだバインダーに混練したものを用いて形成した請求項５または６の防汚装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷却用に大量の海水を取水する設備の、海水に接する部分の表面に海洋生物が付着することを防止する、いわゆる防汚技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
海水取水設備は、通常、コンクリート製の水路か、鋼製の管路を使用する。  この設備の海水と接する面に海洋生物が付着することを防止する防汚の手段として、従来は、接水面に防汚塗料を塗装したり、海水中に塩素を注入したりすることが行なわれていたが、いずれも環境適合性の観点から好ましいものではない。そこで、近年、環境問題のない電気的な防汚技術が開発され、従来技術に置き換わりつつある。
【０００３】
電気的な防汚法といっても、海水を電気分解することにより塩素を発生させる手法は、一般には、やはり採用し難い。  環境がそれを許容するとしても、塩素を発生させる電極に導電塗膜を用いる場合、陽極として作用させることおよび塩素を発生させることから、導電塗膜が非常に強い酸化環境にさらされ、劣化するおそれがあることを考えなければならない。  塩素を発生させる導電性塗膜を鋼構造物に適用する場合には、導電塗膜の劣化を想定した電食対策が必要であり、鋼構造物を重防食塗料で厳重に保護しなければならない。  これは必要な塗装回数の増大を意味し、不経済である。
【０００４】
海洋生物が海洋構造物の表面に付着するメカニズムは、まず海水に接している海洋構造物の表面に微生物が付着して微生物皮膜を形成し、その上にフジツボ、ムラサキイガイ、カキ等の大型生物が付着するという順に従うことが知られており、表面への微生物の付着を防止することが効果的な解決策となる。
【０００５】
この事実に着目して発明者らは研究を進め、塩素の発生が避けられる陽極電位であっても、陽極に近づいた微生物に電気的なショックを与えることで、その付着を防止できることを確認し、実際の海洋構造物における防汚技術を確立し、すでに開示した（特公平７−２４８２２号）。  その技術は、基本的には、海洋構造物の防汚対象面を導電性物質で被覆し、この被覆を陽極とし、別に設けた対極を陰極として、それらに間に直流電流を流すことからなる。
【０００６】
そこでは、陽極の電位を、０．５〜１．５Ｖ vs.ＳＣＥの範囲内にえらぶべきことを記載したが、実施を通じて、長期にわたり防汚効果をあげるとともに、導電性物質の被覆の耐久性を実用上望ましいレベルに保つためには、陽極電位を１．０〜１．３Ｖ vs.ＳＣＥの範囲にコントロールする必要があることが明らかになった。容易に理解されるように、陽極電位が低いと防汚効果が不十分になる。一方、高過ぎると、導電性材料の耐久性が低くなる。  最も望ましい陽極電位は、１．０５〜１．２Ｖ vs.ＳＣＥの範囲にある。
【０００７】
陽極電位をこのように正確にコントロールするためには、いうまでもなく、電流分布（ないし電位分布）の均一さが実現されなければならない。  断面が長方形の水路の場合、両岸に並行平板状に両電極を配置すれば理想的であるが、陰極となる対極の側には防汚効果が及ばないので、対極の表面積は極力小さくしなければならないという制約がある。  一方、断面が円形の鋼製管路の場合、中心に対極を配置すればよいが、実際の装置でこれを実現することは、たとえば対極の支持体の防汚をどうするか、という新たな問題を生じさせ、やはり困難である。陽極と陰極との距離が部分によって異なれば、海水の抵抗は当然に差があり、それに応じた電圧降下に伴う電位の不均一な分布が生じる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、電気的な防汚における上述の問題に対処し、実際の装置において構造的に実現容易であって、しかも比較的均一な電位分布、つきつめていえば、電位分布の不均一さが陽極電位のコントロールの観点から許容できる限度内に止まっている電位分布が実現するような、海水取水設備の防汚方法および防汚装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の防汚方法は、海水取水設備の海水に接する面への海洋生物の付着を防止する方法にであって、その一つの態様は、コンクリート製の水路の防汚を行なうものである。  この場合、防汚対象面の向かい合う両岸を、平面金属板の表面に導電性材料のライニングを施し裏面に絶縁性材料のライニングを施した平面防汚電極パネルで被覆し、それぞれの岸の反対側に比較的小表面積の電極を各平面防汚電極パネルの対極としてそれぞれ設け、各組の平面防汚電極パネルと対極との間に、前者を陽極とし後者を陰極として直流電流を流すことによって、陽極面への海洋生物の付着を防止することからなる。
【００１０】
いま一つの態様は、鋼製の管路の防汚を行なうものである。  この場合は、防汚対象面を、軸を通る平面で少なくとも二つに分割し、分割された各面を、各面の形状に応じた半円筒形のわん曲をもつわん曲金属板、または管内面の形状に沿って半円筒形にわん曲させ得る金属板の表面に導電性材料のライニングを施し、裏面に絶縁性材料のライニングを施したわん曲防汚電極パネルで被覆し、管路内面の、各わん曲防汚電極パネルから遠い位置に比較的小表面積の電極を各防汚電極パネルの対極としてそれぞれ設け、各組のわん曲防汚電極パネルと対極との間に、前者を陽極とし後者を陰極として直流電流を流すことによって、陽極面への海洋生物の付着を防止することからなる。
【００１１】
【発明の実施形態】
上記の態様を、装置の構成を示す図面を参照して説明すれば、本発明の第一の防汚方法を実施するための装置は、図１および図２に見るように、海水（９）が流れるコンクリート製の水路（１）の両岸を、平面金属板（２１）の表面に導電性材料のライニング（２２）を施し裏面に絶縁性材料のライニング（２３）を施した平面防汚電極パネル（２Ａ，２Ｂ）で被覆し、それぞれの平面防汚電極パネルの上に、電気的に絶縁して、比較的小表面積の電極（３Ａ，３Ｂ）を対岸の平面防汚電極パネル（２Ｂ，２Ａ）の対極としてそれぞれ設け、各組の平面防汚電極パネルと対極との間に、前者を陽極とし後者を陰極として直流電流を流すための電源（７）および制御装置（８）を加えて構成する。
【００１２】
対極（２Ａ，２Ｂ）の位置は、図３に示すように、防汚対象面の中央から立てた垂線の上に来るようにすべきである。
【００１３】
この装置の実際の操業は、両岸の防汚電極パネルのうち一方（たとえば２Ａ）とその対極（３Ａ）との間に電流を流して稼働させ、その間、他方の防汚電極パネル（２Ｂ）とその対極（３Ｂ）とは休止させておき、所定の時間経過後、他方（２Ｂと３Ｂ）を稼働させ一方（２Ａと２Ｂ）を休止させるというように、交互に通電を行なう。
【００１４】
このタイプの装置の防汚電極パネル上の電位分布は、対極から最も近い点、すなわち図３に示した垂線の立つ位置が、海水の抵抗が最小であるから最も高く、対極から最も遠い上下の両端で最も低くなる。  したがって電位分布は、水路の断面形状によって左右される。  最高と最低の電位の差は、対極から両端を望む角度αとするとき、tan αに比例して大きくなる。  それが、前記した防汚効果と防汚電極パネルの耐久性との兼ね合いで許容できる限度内にない場合は、たとえば対極を２か所設けるなどの対策を取らなければならない。  本発明は、そのような態様も包含する。
【００１５】
本発明の第二の防汚方法を実施するための装置は、図１および図２に対応して掲げた図４および図５に見るように、海水（９）が流れる鋼製の管路（４）の防汚対象面を、軸を通る平面で少なくとも二つ（図４の例では二つ）に分割し、分割された各面を、各面の形状に応じた半円筒形のわん曲をもつわん曲金属板（５１）、または管内面の形状に沿って半円筒形にわん曲させ得る金属板の表面に導電性材料のライニング（５２）を施し、裏面に絶縁性材料のライニング（５３）を施したわん曲防汚電極パネル（５Ａ，５Ｂ）で被覆し、管路内面の、各わん曲防汚電極パネルから遠い位置に、電気的に絶縁して、比較的小表面積の電極（６Ａ，６Ｂ）を各わん曲防汚電極パネルの対極としてそれぞれ設け、各組のわん曲防汚電極パネルと対極との間に、前者を陽極とし後者を陰極として直流電流を流すための電源（７）および制御装置（８）を加えて構成した防汚装置である。
【００１６】
対極（６Ａ，６Ｂ）の位置は、図６に示すように、防汚対象面の中央において、そこを通る接線に直交する線の上に来るようにすべきである。
【００１７】
このタイプの装置の防汚電極パネル上の電位分布は、図３とは逆に、対極から最も近い点、すなわち図６のパネル上下の両測縁が最も高く、対極から最も遠いパネル中心で最も低くなる。  これは、管路断面が円形であるかぎり、口径の大小によらない。  そこで、最高と最低の電位の差が許容できる限度内にない場合は、図７に示すように円周を三等分して、対極が防汚電極パネルを望む角度を制限する必要がある。  場合によっては、四等分もあり得る。  ここでも本発明は、そのような態様も包含する。
【００１８】
この装置もまた、実際の操業は、少なくとも二つあるわん曲防汚電極パネルの一つ（５Ａ）とその対極（６Ａ）との間に電流を流して稼働させ、その間残りのわん曲防汚電極パネル（５Ｂまたは、さらに５Ｃ…）とそれらの対極（６Ｂなど）は休止させておき、所定の時間経過後、休止していたわん曲防汚電極パネルの一つ（たとえば５Ｂ）とその対極（６Ｂ）を稼働させ残りを休止させるというようにし、順次に通電を行なう。
【００１９】
通電は、必ずしも絶えず行わなければならないものではなく、海洋生物の付着の状況によっては、通電を間欠的に行なっても、すなわち、全く通電しない期間があっても、防汚の目的を達することができることが確認されている。  したがって、第一第二の態様を通じて、通電と休止のタイムスケジュールは、適宜に決定することができる。
【００２０】
防汚電極パネルの製造方法については、前掲の特公平７−２４８２２号公報に記載のとおりであるが、概略を述べれば、導電性物質の粉末または繊維としては任意のものが使用できる。  実用的なものは、グラファイト粉末、カーボンブラック、金属粉末および導電性繊維からえらんだもの、またはそれらの混合物である。  バインダーは、有機高分子化合物が好適である。  被覆の形成方法は任意であるが、通常はコーティング塗膜として設けるか、またはライニング被覆として設けることになり、それに応じて、バインダーを選択する。  コーティング用には、塗料に一般的に用いられている熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂やゴム系の高分子化合物が、またライニング用には、ゴムライニングや樹脂ライニングに一般的に用いられているゴムまたはプラスチックが、常法に従って使用される。
【００２１】
導電性被覆中の導電性物質およびバインダーの配合割合は、重量％で、３０〜９０：７０〜１０の範囲からえらぶとよい。  導電性物質としてグラファイトおよび（または）カーボンブラックを使用した場合は、上記の比率を３０〜５０：７０〜５０の範囲にするとよく、金属粉末および（または）金属繊維を使用した場合は、５０〜９０：５０〜１０の範囲にするとよい。  導電性物質は、高い割合で配合すれば導電性被覆の比抵抗が低くなって好ましいが、被覆にはある程度の強さが要求される。
【００２２】
本発明による防汚では、導電性被覆の表面に接近した微生物に電気的なショックを与えて殺菌するか、または定着を忌避させるだけであるから、防汚のために消費する電力は少量で足りる。  塩素などの有害物質は全然発生しないから、環境に影響を与えるおそれがない。
【００２３】
【実施例１】
重量％で、ブチルゴム５０％（ポリマーおよび加工剤を含む）とグラファイト粉末５０％とからなる導電性ゴムシートを、幅１ｍ×長さ４ｍの長方形で、厚さ３mmの平面鋼板の表面にライニングし、裏面には、絶縁性のゴムライニングを施して、加熱加硫した。
【００２４】
このようにした用意した平面防汚電極パネルの中央線上に、鋼で製造した直径１０mmの線材を、パネルに接する半面を絶縁して固定し、対極とした。  幅４ｍ×深さ５ｍに形成した海水の水路の両岸岸壁に、この平面防汚電極パネルと対極との組を二つ、対向させて取り付けた。
両極間に直流電圧を印加し、陽極表面の各部分における電位を測定したところ、最高１．１５Ｖ、最低１．１０Ｖ（vs. ＳＣＥ）であった。
【００２５】
【実施例２】
実施例１で使用した導電性ゴムシートを、幅０．５ｍ×長さ６ｍの長方形で厚さが１mmの鋼板にライニングし、裏面には絶縁性のゴムライニングを施し、加熱加硫した。
【００２６】
このようにして用意したパネルを、直径（内径）３．９ｍの鋼管で形成した海水の管路の内面に、半円筒形にわん曲させながら取り付けて、わん曲防汚電極パネルとした。  その中央線上に、直径１０mmの鋼線材を、パネルに接する半面を絶縁して固定し、対極とした。  このわん曲防汚電極パネルと対極との組を、二つずつ対向させて取り付けた。
両極間に直流電圧を印加し、陽極表面の各部分における電位を測定したところ、最高１．１５Ｖ、最低１．１２Ｖ（vs. ＳＣＥ）であった。
【００２７】
【発明の効果】
導電性物質の被覆を陽極とし対極を陰極としてその間に直流電流を流すことによる海水取水設備の防汚を、本発明の技術に従って実施すれば、環境を汚染する心配がなく効果的に海洋生物の付着を防止することができるという、この防汚方法が本来もっている利益を享受した上で、防汚対象表面の場所によって電位が異なるという問題を最小限に抑えて、防汚効果を確実に得、かつ陽極表面の被覆の耐久性を高く保つことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による海水取水設備の防汚装置の一態様を示す、水路の横断面図。
【図２】  図１の防汚装置の水路の縦断面図。
【図３】  図１の主要部の説明図。
【図４】  本発明による海水取水設備の防汚装置の別の態様を示す、管路の横断面図。
【図５】  図４の防汚装置の管路の縦断面図。
【図６】  図４の主要部の説明図。
【図７】  図４の防汚装置の変更態様を示す、図４と同様な管路の横断面図。
【符号の説明】
１  コンクリート製水路
２Ａ，２Ｂ  平面防汚電極パネル
２１  平面金属板      ２２  導電性材料の被覆      ２３  絶縁
３Ａ，３Ｂ  対極
４  鋼製管路
５Ａ，５Ｂ，５Ｃ  わん曲防汚電極パネル
５１  わん曲金属板      ５２  導電性材料の被覆      ５３  絶縁
６Ａ，６Ｂ  対極
７  直流電源
８  電流制御装置
９  海水
【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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