專利名稱：與海水接觸的構(gòu)造物的防污裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及防止與海水接觸的構(gòu)造物在接觸海水一側(cè)的表面上附著海洋生物的防污裝置，特別是涉及在與海水接觸的構(gòu)造物的接觸海水一側(cè)的表面上設(shè)置電觸媒，從電觸媒上產(chǎn)生氧以防止海洋生物附著的防污裝置。
并且，在具有橡膠襯里的鋼制水箱中，反復進行著穿過過濾網(wǎng)的幼小海洋生物附著生長、成熟、脫落的過程。從而使冷卻用導熱管的內(nèi)部堵塞。
為了驅(qū)除或防止海洋生物附著(以下稱防污)采用通過向海水中投入氯或氯化物、涂敷含有毒性離子生成顏料的防污涂料、電解海水，以生成氯或銅等毒性離子的裝置。
這些方法雖然能有效地發(fā)揮防污功能，但在大量的海水環(huán)境中，其用量或濃度的控制困難，為了確實獲得預期的防污效果，容易使其濃度過大。結(jié)果，由此而成為環(huán)境污染的原因的可能性提高，因而現(xiàn)在傾向于禁止或控制使用這樣的裝置。
最近，許多研究者或技術(shù)人員正在研究開放無公害、無毒性的防污對策。例如，硅系防污涂料具有無公害無毒性的防污效果。但是，硅系防污涂料存在由于貝殼等異物接觸使其防污壽命縮短，施工成本高，對于大面積的對象或已有的設(shè)施不易施工，當海水停止流動時防污效果下降等缺點，以致不能廣泛應(yīng)用。
另外，在特公平01-46595號公報中記載了另一種方法。該方法是在與水或海水接觸的鈦制熱交換器等的表面上形成以鉑族金屬的混合晶體或這些金屬氧化物為主的混合物構(gòu)成的電觸媒皮膜，以其作為陽極進行電解，基本上不產(chǎn)生氯氣地生成足夠的氧，以抑制水中的生物以及水垢的沉積。
然而，這種方法為了在與水或海水接觸的鈦制構(gòu)造部件的表面上形成電觸媒作為陽極，構(gòu)成與鈦制構(gòu)造部件導通的熱交換器的其它金屬部件(例如，水箱或?qū)艿韧ǔＳ射撝瞥傻募佑邢鹉z襯里的部件)也負載在陽極上。從而，在萬一橡膠襯里等因任何原因而破損的情況下，產(chǎn)生從該破損部分流出的電流，使鈦材料以外的結(jié)構(gòu)金屬部件產(chǎn)生異常腐蝕。
進而，該方法由于在用于電觸媒的催化劑活性的處理中以350～450℃實施數(shù)小時的電阻加熱等處理，所以此時有可能產(chǎn)生熱或熱應(yīng)力等造成構(gòu)造物損傷，并且使成本提高。從而，該方法也不能被廣泛應(yīng)用。
并且，即使在通常的鈦制熱交換器中，使用鈦制部件的部分也只限于導熱管或管板，主體或水箱、向熱交換器導入海水的導水管或使海水返回大海的排水管等則是由鋼制的。由于鋼制的水箱、導水管、排水管等與鈦制部件是電導通的，所以當與海水接觸時會引起電腐蝕，使鋼被強烈地腐蝕。從而，與海水接觸的鋼材表面，為了防止腐蝕要加上橡膠襯里。
在萬一橡膠襯里等破損的情況下，采用使鋼制部件的電位降至鋼材的防腐蝕電位的陰極防腐蝕法，使與鋼制部件導通的鈦制部件負載在陰極上，但是，在前述公報所記載的技術(shù)中，由于以鈦制部件作為陽極，與之導通的鋼制水箱、導水管、排水管也負載在陽極上，在原理上不能采用陰極防腐蝕法，產(chǎn)生從破損部流出的電流，使得鋼材被異常腐蝕。
本發(fā)明的目的是提供一種防污裝置，在熱交換器的鈦管板表面等上，不進行電阻加熱等加熱處理、更為容易地設(shè)置電觸媒，并且，通過與鈦管板等的熱交換器構(gòu)造部件電絕緣，即使在一旦設(shè)置在金屬部件上的橡膠襯里等由于某種原因而破損的情況下，也可以采用陰極防腐蝕法防止破損處的金屬部件的異常腐蝕。
本發(fā)明為一種在與海水接觸的構(gòu)造物的接觸海水一側(cè)的表面上產(chǎn)生氧，抑制海洋生物附著在構(gòu)造物接觸海水一側(cè)的表面上的防污裝置，其特征為，包括通過絕緣性粘接劑設(shè)置在與海水接觸的構(gòu)造物的接觸海水側(cè)表面上的陽極形成部件；包覆在陽極形成部件上、電化學活性穩(wěn)定的電觸媒；與海水接觸地設(shè)置的導電體；正極與陽極形成部件或電觸媒連接、負極與導電體連接、內(nèi)置有自動電位控制部件的外部直流電源，所述外部直流電源，其正極和負極之間的電位設(shè)定為不會在海水中產(chǎn)生氯而可以產(chǎn)生氧的值。
采用本發(fā)明，預先包覆電觸媒的陽極形成部件，由于采用可在常溫下容易地與構(gòu)造物的海水側(cè)表面粘接的絕緣性粘接劑，所以不存在由于熱應(yīng)力等使構(gòu)造物損傷等問題，并且，由于采用絕緣材料粘接劑，而實現(xiàn)了例如鈦管板等與構(gòu)造物的電絕緣，即使在保護與鈦管板等導通的金屬部件的橡膠襯里等由于任何原因而破損的情況下，也可防止破損處的金屬部件產(chǎn)生異常腐蝕。
在接觸海水的構(gòu)造物的海水側(cè)表面和陽極形成部件之間，優(yōu)選設(shè)置絕緣層。
電觸媒優(yōu)選采用鉑系金屬或鉑系金屬氧化物、或者由鈷或錳的氧化物構(gòu)成的單一體、混合晶體或復合體中的一種。
陽極形成部件優(yōu)選采用鈦部件、特別是采用鈦層。在這種情況下，鈦層優(yōu)選為厚度在0.1～0.3mm、可卷成卷狀的。并且，鈦層優(yōu)選地被分成多片，并設(shè)置用于確保相鄰的鈦層相互導通的導通帶。
絕緣性粘接劑優(yōu)選采用在海水溫度在0～50℃的條件下具有穩(wěn)定的粘接強度的、以變性硅酮聚合物和環(huán)氧樹脂作為主要成分的彈性粘接劑。
在與海水接觸的構(gòu)造物為具有多個鈦制導熱管、支撐多個鈦制導熱管的鈦制管板的鈦制熱交換器的情況下，在陽極形成部件上，優(yōu)選地具有對應(yīng)于多個鈦制導熱管的管徑的多個孔。
并且，本發(fā)明為一種在與海水接觸的構(gòu)造物的接觸海水側(cè)絕緣部上產(chǎn)生氧，抑制海洋生物附著在構(gòu)造物接觸海水側(cè)絕緣部上的防污裝置，其特征為，包括設(shè)置在與海水接觸的構(gòu)造物的海水側(cè)絕緣部上的陽極形成部件；包覆在陽極形成部件上、電化學活性穩(wěn)定的電觸媒；與海水接觸地設(shè)置在導電體；正極與陽極形成部件或電觸媒連接、負極與導電體連接、內(nèi)置有自動電位控制部件的外部直流電源，所述外部直流電源，其正極和負極之間的電位設(shè)定為不會在海水中產(chǎn)生氯而可以產(chǎn)生氧的值。
采用本發(fā)明，在構(gòu)造物的海水側(cè)絕緣部中即可抑制氯的產(chǎn)生又可以產(chǎn)生氧，從而防止海洋生物的附著。
在這種情況下，電觸媒優(yōu)選采用鉑系金屬或鉑系金屬氧化物、或者由鈷或錳的氧化物構(gòu)成的單一體、混合晶體或復合體中的一種。
同樣，陽極形成部件優(yōu)選為鈦部件、特別是鈦層。在這種情況下，鈦層優(yōu)選為厚度在0.1～0.3mm、可卷成卷狀的。并且，鈦層優(yōu)選地被分成多片，并設(shè)置用于確保相鄰的鈦層相互導通的導通帶。
與海水接觸的構(gòu)造物的海水側(cè)絕緣部是由施加有橡膠類或樹脂類襯里的壁面構(gòu)成的。
在與海水接觸的構(gòu)造物為混凝土制的構(gòu)造物時，導電體優(yōu)選由作為混凝土構(gòu)造物加強件用的鋼筋形成。
附圖的簡要說明

圖1是表示采用本發(fā)明的與海水接觸的構(gòu)造物的防污裝置的第一實施例的示意圖。
圖2是表示采用本發(fā)明的與海水接觸的構(gòu)造物的防污裝置的第二實施例的示意圖。
圖3是表示采用本發(fā)明的與海水接觸的構(gòu)造物的防污裝置的第三實施例的示意圖。
圖4是表示采用本發(fā)明的與海水接觸的構(gòu)造物的防污裝置的第四實施例的示意圖。
圖5是表示采用本發(fā)明的與海水接觸的構(gòu)造物的防污裝置的第五實施例的示意圖。
實施發(fā)明的最佳形態(tài)下面，參考附圖對本發(fā)明的實施例進行說明。
圖1是表示采用本發(fā)明的第一實施例的與海水接觸的構(gòu)造物的防污裝置的示意圖。如圖1所示，本發(fā)明第一實施例的與海水接觸的構(gòu)造物的防污裝置20是一種在與海水15接觸的鈦制熱交換器1(構(gòu)造物)的海水15側(cè)的表面上產(chǎn)生氧，以便抑制海洋生物在熱交換器1的海水15側(cè)的表面上附著生長的防污裝置。
熱交換器1具有多個鈦制導熱管1b和支撐多個鈦制導熱管1b的鈦制管板1a。如圖1所示，在熱交換器的海水15側(cè)形成在內(nèi)側(cè)形成有橡膠襯里11的水箱10。
防污裝置20具有在熱交換器1的海水15側(cè)表面的幾乎整個面上通過絕緣性粘接劑6安裝的絕緣層5。絕緣層5的上面通過絕緣性粘接劑6在且?guī)缀跽麄€面上安裝厚度在0.1～0.3mm的板狀鈦層4(陽極形成部件)。
絕緣性粘接劑6是以變性硅酮聚合物和環(huán)氧樹脂為主要成分的高性能的彈性粘接劑。該粘接劑在具有高絕緣性的同時還具有在海水溫度為0～50℃下穩(wěn)定的粘接強度。
絕緣層5及板狀鈦層4，如圖1所示，具有與多個鈦制導熱管1b的管徑相對應(yīng)的多個孔。
板狀鈦層4的上表面?zhèn)阮A先通過催化劑包覆處理，并通過電阻加熱等在350～450℃下進行數(shù)小時的加熱處理，以對其進行熱活性處理，形成電化學活性穩(wěn)定的電觸媒3。具體而言，電觸媒3為鉑系金屬或鉑系金屬氧化物，或者為由鈷或錳的氧化物構(gòu)成的單一體、混合晶體或復合體。
并且，設(shè)置從橡膠襯里11向海水15側(cè)凸出導電體8。并以同樣方式設(shè)置參考電極12(照合電極)。
防污裝置20進一步具有外部直流電源7，其正極7a與板狀鈦層4連接，負極與導電體8連接，參考極7r與參考電極12連接。外部直流電源7內(nèi)置自動電位控制部7c，形成于正極7a和負極7b之間的通電回路的電位被設(shè)定成不會在海水15中產(chǎn)生氯但卻可以生成氧的值。具體而言，該值低于電解海水以產(chǎn)生氯的SCE基準電位1.13V，并且高于在標準海水中產(chǎn)生氧的電位0.52V。另外，參考電極12監(jiān)測鈦層4的電位并為自動電位控制部7c提供數(shù)據(jù)。
下面，對具有上述結(jié)構(gòu)的本實施例的作用進行說明。
作為陽極的板狀鈦層4也就是電觸媒3的電位，借助外部直流電源7保持在0.52V至1.13V之間。因此，抑制從電觸媒3的表面產(chǎn)生氯而使其產(chǎn)生氧。從而，可防止海洋生物附著。
采用本實施例，預先包覆有電觸媒3的板狀鈦層4，利用絕緣性粘接劑6隔著絕緣層5很容易地在常溫下被粘接到熱交換器1的海水15側(cè)的表面上。因此，不會因為熱應(yīng)力等使熱交換器1受到損傷，并且，由于隔著絕緣材料粘接劑6和絕緣層5，所以可實現(xiàn)鈦管板1a等與板狀鈦層4的電絕緣，可防止與鈦管1a電導通的金屬部件受到異常腐蝕。
并且，采用本實施例，由于電觸媒3為鉑系金屬或鉑系金屬氧化物，或者，為由鈷或錳構(gòu)成的單一體、混合晶體或復合體，在使電極呈活性的同時，將溶解量控制在最小。因此，可長時間穩(wěn)定的產(chǎn)生氧。其效果在陽極電流密度為3A/m2以下的范圍內(nèi)特別顯著。
并且，采用本發(fā)明，由于絕緣性粘接劑6是在海水穩(wěn)定為0～50℃下具有穩(wěn)定粘接強度、以變形硅酮聚合物或環(huán)氧樹脂為主要成分的高性能彈性粘接劑，所以在可以獲得穩(wěn)定、耐久的粘接強度的同時，由于其具有彈性，因而對于承受異物等的沖擊的耐久性也高。
另外，陽極電位為陽極表面的電流密度的函數(shù)，電流密度變大則電位升高，氧的生成量也與其成比例的增大。即，若陽極電位保持更靠近1.13V，則不會產(chǎn)生氯，并且也不會殺滅海洋生物，可實現(xiàn)無公害、有利于環(huán)境的防污效果。
其次，本發(fā)明的第二個實施例的與海水接觸的構(gòu)造物的防污裝置的結(jié)構(gòu)如圖2所示。如圖2所示，本實施例的與海水接觸的構(gòu)造物的防污裝置20不設(shè)置絕緣層5，板狀鈦層4僅通過絕緣性粘接劑6安裝在熱交換器1的海水15側(cè)的表面上，其它結(jié)構(gòu)則與圖1所示的第一實施例相同。在第二實施例中，與圖1所示的第一實施例相同的部分采用相同的標號，并省略對其的詳細說明。
在本實施例中，不設(shè)置絕緣層5，利用絕緣性粘接劑6的絕緣作用就已經(jīng)足以實現(xiàn)鈦管板1a等與板狀鈦層4的電絕緣，可防止與鈦管板1a等電導通的金屬部件的異常腐蝕。
其次，本發(fā)明第三個實施例的與海水接觸的構(gòu)造物的防污裝置的構(gòu)成如圖3所示。如圖3所示，本實施例的與海水接觸的構(gòu)造物的防污裝置20，其板狀鈦層4對應(yīng)于由寬度在1m以下的帶狀片材制成的管板1a的大小，被裁斷并分割形成，在通過絕緣性粘接劑6貼合到管板1a上同時，設(shè)置用于確保相鄰的板狀鈦層4彼此電導通的導通帶(tape)9。
其它結(jié)構(gòu)與圖2所示的第二實施例相同。在第三實施例中，與圖2所示的第二實施例相同的部分采用相同的標號，并省略對其的詳細說明。
導體帶9優(yōu)選采用與板狀鈦層4相同的材料。
采用本實施例，預先在工廠中進行鈦層4的催化劑包覆處理，通過電阻加熱等在350～450℃下進行數(shù)小時的加熱處理，以便實施熱活性處理，通過進行用于導熱管等的開孔處理等，再將鈦層4運至現(xiàn)場進行施工。特別地，由于鈦層4的厚度為0.1～0.3mm，寬度在1m以下，因而可將鈦層4卷成卷狀，可從通常內(nèi)徑為600mm左右的人洞插入并進行安裝施工。另外，相鄰的板狀鈦層4彼此間的電導通由導通帶9來確保。
其次，本發(fā)明第四實施例的與海水接觸的構(gòu)造物的防污裝置的構(gòu)成如圖4所示。如圖4所示，本實施例的與海水接觸的構(gòu)造物的防污裝置20，是在設(shè)置于海水15的流入側(cè)及排出側(cè)的水箱10中的橡膠襯里11(構(gòu)造物)的接觸海水一側(cè)的表面上產(chǎn)生氧，以抑制海洋生物附著生長的防污裝置。
防污裝置20在橡膠襯里11的接觸海水15側(cè)的表面上，通過粘接劑16安裝厚度為0.1～0.3mm的板狀鈦層4(陽極形成部件)。粘接劑16不必具有絕緣性。并且，在板狀鈦層4被分割成多個的情況下，優(yōu)選采用如圖3所示的導通帶9。
其它結(jié)構(gòu)與圖1所示的第一實施例的結(jié)構(gòu)相同。在第四實施例中，與圖1所示的第一實施例相同的部分采用相同的標號，并省略對其的詳細說明。
采用本實施例，在設(shè)置于作為絕緣體的橡膠襯里11上的電觸媒3的表面上，抑制氯的產(chǎn)生并產(chǎn)生氧。從而，防止海洋生物附著在作為絕緣體的橡膠襯里11接觸海水15側(cè)的表面上。
其次，本發(fā)明第五實施例的與海水接觸的構(gòu)造物的防污裝置的結(jié)構(gòu)如圖5所示。如圖5所示，本實施例的與海水接觸的構(gòu)造物的防污裝置20為在抽入冷卻用海水的混凝土制抽水管路14(構(gòu)造物)的海水15側(cè)表面上產(chǎn)生氧并抑制海洋生物附著生長的防污裝置，導電體8由抽入冷卻用海水的混凝土制抽水管路15的加強鋼筋(一部分與海水15接觸)形成，其它與圖4所示第四實施例的結(jié)構(gòu)相同。在圖5所示的實施例中，與圖4所示的實施例相同的部分采用相同的符號，并省略對其的詳細說明。
采用本實施例，設(shè)置于作為絕緣體的抽入冷卻用海水的混凝土制抽水管路14的海水15側(cè)表面上的電觸媒3的表面上，即抑制氯的產(chǎn)生又可生成氧。從而，可防止海洋生物附著在作為絕緣體的冷卻用海水抽入混凝土制抽水管路14的海水15側(cè)表面中。
另外，板狀鈦層4，除橡膠襯里14、冷卻用海水抽取混凝土制抽水管路14之外，也可以設(shè)置樹脂材料等各種絕緣體部分。
權(quán)利要求
1.一種在與海水接觸的構(gòu)造物的接觸海水一側(cè)的表面上產(chǎn)生氧，抑制海洋生物在構(gòu)造物接觸海水一側(cè)的表面上附著生長的防污裝置，其特征為，包括通過絕緣性粘接劑設(shè)置在與海水接觸的構(gòu)造物的接觸海水側(cè)表面上的陽極形成部件；包覆在陽極形成部件上、電化學活性穩(wěn)定的電觸媒；與海水接觸地設(shè)置的導電體；正極與陽極形成部件或電觸媒連接、負極與導電體連接、內(nèi)置有自動電位控制部件的外部直流電源；所述外部直流電源，其正極和負極之間的電位設(shè)定為不會在海水中產(chǎn)生氯而可以產(chǎn)生氧的值。
2.如權(quán)利要求1所述的接觸海水的構(gòu)造物的防污裝置，其特征在于，在與海水接觸的構(gòu)造物的接觸海水一側(cè)的表面和陽極形成部件之間設(shè)置絕緣層。
3.如權(quán)利要求1所述的接觸海水的構(gòu)造物的防污裝置，其特征在于，電觸媒采用鉑系金屬或鉑系金屬氧化物，或者鈷或錳的氧化物構(gòu)成的單一體、混合晶體或復合體中的一種。
4.如權(quán)利要求1所述的接觸海水的構(gòu)造物的防污裝置，其特征在于，陽極形成部件為鈦部件。
5.如權(quán)利要求4所述的接觸海水的構(gòu)造物的防污裝置，其特征在于，鈦部件為鈦層。
6.如權(quán)利要求5所述的接觸海水的構(gòu)造物的防污裝置，其特征在于，鈦層的厚度為0.1～0.3mm，可卷成卷狀。
7.如權(quán)利要求5所述的接觸海水的構(gòu)造物的防污裝置，其特征在于，鈦層被分割成多塊，并設(shè)有確保相鄰的鈦層彼此導通的導通帶。
8.如權(quán)利要求1所述的接觸海水的構(gòu)造物的防污裝置，其特征在于，絕緣性粘接劑是在海水溫度為0～50℃下具有穩(wěn)定粘接強度、以變性硅酮聚合物和環(huán)氧樹脂為主要成分的彈性粘接劑。
9.如權(quán)利要求1所述的接觸海水的構(gòu)造物的防污裝置，其特征在于，接觸海水的構(gòu)造物為具有多個鈦制導熱管、和支撐多個鈦制導熱管的鈦制管板的鈦制熱交換器，陽極形成部件具有與多個鈦制導熱管的管徑相對應(yīng)多個孔。
10.一種在與海水接觸的構(gòu)造物的接觸海水側(cè)絕緣部上產(chǎn)生氧，抑制海洋生物附著在構(gòu)造物接觸海水側(cè)絕緣部上的防污裝置，其特征為，包括設(shè)置在與海水接觸的構(gòu)造物的海水側(cè)絕緣部上的陽極形成部件，包覆在陽極形成部件上、電化學活性穩(wěn)定的電觸媒，與海水接觸地設(shè)置的導電體，正極與陽極形成部件或電觸媒連接、負極與導電體連接、內(nèi)置有自動電位控制部件的外部直流電源，所述外部直流電源，其正極和負極之間的電位設(shè)定為不會在海水中產(chǎn)生氯而可以產(chǎn)生氧的值。
11.如權(quán)利要求10所述的接觸海水的構(gòu)造物的防污裝置，其特征在于，電觸媒采用鉑系金屬或鉑系金屬氧化物，或者由鈷或錳的氧化物構(gòu)成的單一體、混合晶體或復合體中的一種。
12.如權(quán)利要求10所述的接觸海水的構(gòu)造物的防污裝置，其特征在于，陽極形成部件為鈦部件。
13.如權(quán)利要求12所述的接觸海水的構(gòu)造物的防污裝置，其特征在于，鈦部件為鈦層。
14.如權(quán)利要求13所述的接觸海水的構(gòu)造物的防污裝置，其特征在于，鈦層厚度為0.1～0.3mm，可卷成卷狀。
15.如權(quán)利要求13所述的接觸海水的構(gòu)造物的防污裝置，其特征在于，鈦層被分割成多塊，并設(shè)置有確保相鄰的鈦層彼此導通的導通帶。
16.如權(quán)利要求10所述的接觸海水的構(gòu)造物的防污裝置，其特征在于，接觸海水的構(gòu)造物的海水側(cè)的絕緣部為加有橡膠類或樹脂類的襯里的壁面。
17.如權(quán)利要求10所述的接觸海水的構(gòu)造物的防污裝置，其特征在于，接觸海水的構(gòu)造物為混凝土構(gòu)造物，導電體由混凝土構(gòu)造物的加強鋼筋形成。
全文摘要
一種在與海水接觸的構(gòu)造物的防污裝置(20),包括:通過絕緣性粘接劑(6)設(shè)置在與海水接觸的構(gòu)造物(15)的接觸海水側(cè)表面上的陽極形成部件(4);包覆在陽極形成部件(4)上、電化學活性穩(wěn)定的電觸媒(3);與海水接觸地設(shè)置的導電體(8);正極(7a)與陽極形成部件(4)連接、負極(7b)與導電體(8)連接、內(nèi)置有自動電位控制部件(7c)的外部直流電源(7);所述外部直流電源,其正極(7a)和負極(7b)之間的電位設(shè)定為不會在海水中產(chǎn)生氯而可以產(chǎn)生氧的值海水一側(cè)的表面上產(chǎn)生氧,本裝置即使在設(shè)置于金屬部件上的橡膠襯里破損的情況下,也能防止異常腐蝕。
文檔編號C25B1/04GK1323369SQ9981218
公開日2001年11月21日 申請日期1999年10月14日 優(yōu)先權(quán)日1998年10月14日
發(fā)明者中島昌二, 櫻田繁, 稻垣修一, 大庭忠彥, 臼井英智, 梶山貴弘 申請人:東芝株式會社, 株式會社那卡波技工