CN1329679A - 金属构造物的阴极防蚀法和防蚀装置 - Google Patents

Abstract

一种可以把用一个阳极可以防蚀的范围扩大到最大限度而不会产生过防蚀的金属构造物的阴极防蚀法和装置。所采用的方法是:在把主阳极和辅助阳极安装到金属构造物的涂漆膜上边的同时,把阴极安装到金属构造物的金属母材上,从辅助阳极给金属构造物加上规定的电压,从与金属构造物的防蚀的腐蚀环境的变动对应地进行变化的上述辅助阳极的电流值,读取金属构造物的防蚀电流所需量的大小,并与该电流值连动地使上述主阳极的施加电压进行增减。一种阴极防蚀法和装置,采用把阳极安装在金属构造物的内部,同时把阴极安装在该金属构造物的金属母材上,给阳极与阴极之间加上电压,使规定的电流在金属构造物内部流动,另外,使阳极和阴极的极性进行时效性逆转,以溶解除去电极表面的被膜的办法使之恢复防蚀作用和灭菌作用。

Description

金属构造物的阴极防蚀法和防蚀装置

技术领域

本发明涉及用电系统防止建筑物的外墙、屋顶、桥梁等暴露在大气中的金属构造物被氧化腐蚀的阴极防蚀法和装置，以及作为其应用防止配水管和水槽内的与水接触的铁部件的阴极腐蚀的方法和装置。

背景技术

暴露在大气中的金属构造物，即使是其金属表面已进行了涂漆，随着时间的推移，也会因为雨水或空气中的湿气和大气中的污染物质而在表面上形成的电解质水分和该水分中的溶解氧而被氧化腐蚀。

作为进行这样的金属构造物的涂漆面的防蚀的阴极防蚀系统，有CLI Systems Incoporated(美国)所开发销售的装置(参看日本专利第2579259(特开平4-318183号))。

该电防蚀装置，虽然在暴露在大气中借助于涂漆保护表面的金属构造物的防止腐蚀方面发挥着效果，但是必须避免以下的2个问题。就是说要避免：

(1)作为构成要素的电流控制装置具有流过与用湿度传感器件检测的环境湿度成比例的值的电流的功能。但是，实际上，取决于海盐粒子或大气污染物质溶解于水膜中的比率，即便是在同一湿度下水膜的厚度相同，水膜本身的单位长度的电阻也明确地大不相同。为此，由于防蚀所需要的电流量因水膜的水质而变，故即便是加上同一电流量，取决于这时的环境水质，在防蚀电流的到达范围方面也会发生变动。

此外，金属构造物的表面涂漆，还会因沙尘、其它的环境中的影响而部分地劣化，在其一部分中产生缺陷。当该缺陷部位进行扩大时，即便是环境湿度相同，也包括该缺陷部位在内的金属构造物的范围广阔的表面的防蚀所需要的电流量也会大幅度地增加。例如，多量的海盐粒子溶入到水膜中去，若进一步考虑装置的保护膜的周围发生了涂漆膜的缺陷的情况时，则假定湿度为60～70％这样的低湿度下只能供给少量的电流，则所供给的电流，由于会流入上边所说的缺陷部位中去，故结果变成为在保护阳极的周边的狭窄的范围内被消耗掉，因而防蚀电流的到达的范围变窄。

(2)为防止保护阳极附近的金属构造物的过防蚀，把阳极的输出电压定为最大12V。但是，如上所述，在上述涂漆膜的缺陷部位的区域增大的情况下，为了达到所预期的范围的防蚀，还需要进一步提高电压，使之流过更多的电流。对于该需要来说，在用最大12V的输出电压提供的电流施加，是不能应对的。

本发明就是鉴于上述现有的状况而发明的，其课题是在金属构造物的电防蚀中，提供可以最大限度地扩大用一个阳极所能够防蚀的范围而不会产生过防蚀的金属构造物的阴极防蚀法和装置。

发明的公开

本发明人等，为解决上述课题，进行了下述的实验研究，达至形成了本发明。

在实验中，构筑各种系统，反复进行是否完成所预期的功能的反复试验，在初期制作成图1所示的系统。

在图中，1是AC100～200V电源的端子，2是保险丝，3是吸收浪涌电流的变阻器。4是晶体管，使输出降压到18～20V。此外，5是整流电路，把交流变换成直流。6、7是电容器。8是调节器，控制加到主阳极15上的电压。9和10是电容器，21也是电容器。22的调节器，把加到辅助阳极上的电压控制为一定值。23和24是电容器。

以上的电源端子1到电容器10、电容器21、调节器22、电容器23和24的各个部件都收纳在控制器30之内。

晶体管11、电阻12、14、齐纳二极管13构成第1电流限制装置10，使得供往主阳极15的电流不会流过某一一定值以上。此外，电容器25、运放26、电阻27、28、29构成第2电流限制装置，检测从辅助阳极20向作为防蚀对象的涂漆钢板(金属构造物)16流入的电流，并根据该电流检测值，通过调节器8的地线，控制该调节器8的输出电压，借助于此，使所期望的最佳电流从阳极15流入涂漆钢板16。在主阳极15与涂漆钢板16之间中介具有电阻的特殊的媒体70。

上述第1电流控制装置100，与主阳极15一体化，第2电流控制装置101则与辅助阳极20一体化。另外，图中，17是已对防蚀对象的涂漆钢板16施行了涂漆的涂漆膜。18是上述涂漆膜的缺陷部分，19示出了在涂漆钢板16的表面上形成的水膜。

在上述构成的装置中，在把调节器22的电压控制为8～12V的某一一定值，借助于水膜19的电导率的增大和缺陷部分18的扩大使电流增加时，与此相对应，调节器8的输出电压从10V例如提高到15V，向涂漆钢板16供给所期望的最佳防蚀电流。

图2示出了用来确认图1所示的构成的电防蚀装置的防蚀功能的试验设备的概要。中介绝缘性两面接合体地把主阳极15和辅助阳极20粘贴到涂漆钢板16上。把来自控制器30的阳极线30a、30a连接到对应的主阳极15和辅助阳极20上，再把阴极线30b连接到涂漆钢板17的母材32上。

剥离离开涂漆钢板16的阳极安装位置的涂漆膜的一部分，形成直径10mm的人工的涂漆膜缺陷部分18，在涂漆膜缺陷部分18设置用内含有饱和KCl的琼脂进行了涂敷的Ag/AgCl微小电极(φ＝0.1mm)31。使钢板母材17对该电极31的电位，通过缓冲器输出至计算机，进行数据收集。

在确认已把AC100V电源连接到控制器30上，使辅助阳极20的电压变成为设定值10V的一定值之后，使涂漆钢板16进行大约30天的暴露试验。其结果是在湿度不到60％的状态下，加到主阳极15上的电压呈现最小值10V，湿度变得越高其电位越上升，在降雨时到达13V前后。

此外，除去上述位置之外，也可以作成为在主阳极15和辅助阳极20的各自的阳极与上述位置的涂漆膜缺陷部分18之间也形成涂漆膜缺陷部分，使得在降雨时的主阳极15的施加电压达到最大的15V。

在该状态下涂漆膜缺陷部分18的电压也呈现出-850mV前后的值，得知已充分地实现了防蚀。

此外，在主阳极15的附近的涂漆膜17上也未发现过防蚀的征兆，由于从主阳极流向涂漆膜17的缺陷部分18的电流充分地大，故可以推测借助于主阳极15的下部的绝缘接合台(特殊媒体)70的表面的水膜中的电压降，主阳极15附近的涂漆膜部分的电压会变得比产生过防蚀的电压还低。

就是说，在离开主阳极15约2.5～3.0m远的位置的涂漆膜缺陷部分18与主阳极15之间，增加别的涂漆膜缺陷部分以增加所需要的防蚀电流的情况下，在现有技术的情况下，主阳极的电压12V将成为限界，涂漆膜缺陷部分18的电位将降低到防蚀电位为止，对此，若用本发明的方法和装置，随着电流需要量的增加(在试验的情况下，虽然把15V定为最大值)电压将上升，为此，已经确认：即便是涂漆膜缺陷部分增加得相当大，最远的缺陷部分18的电位也将充分地降低，达到防蚀电位。由此可知，采用本发明可以确立防蚀能力比现有技术还优良的新技术。

作为进行基于涂漆膜形成涂料与阴极防蚀法的组合的最经济的金属构造物的防蚀的方法，使用本发明的阴极防蚀法的设备，对下层涂敷通用的绝缘性涂料，对最上层施行了电阻低的导电性涂料的涂敷的金属构造物(涂漆钢板)进行了图2所示的试验。

作为最上层的涂料，使用电阻值为0.2Ωcm的涂料，在离开主阳极15约15m的位置上设置涂漆膜的人工缺陷部分，给控制器通电，向涂漆钢板16的表面上撒水后，测定涂漆膜缺陷部分18的电位。

该电位呈现出-850～-950mV的值，处于非活性区域内，表明已完成了充分防蚀。

其次，作为进行由上边所说的涂漆膜形成涂料与阴极防蚀法的组合施行的最经济的金属构造物的防蚀的方法，为了进一步提高上边所说的方法的功能，施行如下那样的方法。作为金属构造物的涂漆，决定下层涂敷通用的绝缘性涂料，对中间层涂敷导电性的涂料，对最上层涂敷耐气候性优良的涂料。首先，用绝缘带把薄板的阳极粘贴到已涂敷到金属构造物的表面上的上述下层的涂漆膜上边，在其上边涂敷上述中间层涂料和最上层的耐气候性优良的涂料，进行与上述同样的试验。

作为导电性的涂料，使用体积固有电阻率为0.9Ω·cm的炭系的涂料和体积固有电阻率为0.0025Ω·cm的镍系的涂料，在离主阳极10约10m的位置上设置涂漆膜的人工缺陷部分，通电，向人工缺陷部分上撒水，测定缺陷部分的电位。

该电位，在炭系中虽然也是-850mV前后，在镍系的情况下则即使使阳极电压降低至1～2V，呈现出-900～-1100mV的值，处于非活性区域内，表明已完成了充分防蚀。

在使用通常的绝缘性涂料的彩色钢板的情况下，相对于人工缺陷部分只能到达距主阳极2.5～3.5m左右的防蚀位置，采用使涂料与阴极防蚀法进行最佳的组合的办法，可以确立能够大幅度地扩大防蚀范围的技术。

在作为金属构造物考虑汽车等的车辆的情况下，对于车辆用的阴极防蚀来说，有CLI Systems Incorporated(美国)开发，在日本国内也有销售的产品(参看日本专利第2579259号)。

该电防蚀装置，虽然已在车辆的金属部分的防蚀中发挥了效果，但是阳极的电压，由于电池电压的限制，变成为12V。因此，为了进一步提高防蚀能力，就必须提高电压，例如在图3中虽然示出了距阳极1.5m的位置上的涂漆缺陷部分的电位进行比较试验的结果，但是，相对于在阳极电压为15V的情况下，在相对湿度61％以上就进入了防蚀区域，在12V的情况下，若不变成为66％以上则不会进入防蚀区域。

对此，本发明人等，作为进行车体的电防蚀的系统，完成了借助于图4所示的电子电路，用DC/DC转换器把来自12V电池的电压升压到15V，再通过低电流机构加到阳极上的系统。在图4中，以201的电池为电源，给系统加上12V的电压。202含有电池保护电路和IC保护电路。204是DC/DC转换器，作为一个例子把输出电压升压控制到20V。205是过电压防止系统，在电压异常地变高到比上述控制值还高的情况下起着使之降压的作用。此外，借助于由晶体管207、电阻208和齐纳二极管构成的系统，作为一个例子，把电压控制为15V的恒压，供给到从恒流系统213A～213D。通过配线从恒流系统213A～213D向阳极214A～214D，作为一个例子加上15V的电压，从电路器件202～213为止，整体作为一个单元，收纳于一个机箱内。阳极214A～214D粘贴到车辆的下边的涂漆面上，用阴极防蚀法保护涂漆膜内部的铁构造物。

作为该系统的一个例子，图5到图7示出了反复试验地完成极力抑制电流消耗的改良系统。

在图5到图7中，以201的电池为电源，给系统加上12V的电压。202包括电池保护电路和IC保护电路。8引脚IC217具有振荡功能，把DC变换成脉冲，借助于电压变换器229使电压升高，用FET228把电压控制为20V。由电阻219和齐纳二极管216构成的系统，供给使8引脚IC217动作的电力。用由电容器232、234、235和二极管233构成的系统使电压平均化，供给给晶体管207。具有电阻的晶体管223、225起着过电压防止的作用。用由晶体管207、电阻208和齐纳二极管209构成的系统把电压变成为例如15V，供给到恒流系统213A～213D。通过配线由从恒流系统213A～213D给阳极214A～214D，加上例如15V的电压。从电池和IC保护电路202到恒流系统213A～213D为止的器件，作为控制单元收纳于一个机箱内。阳极214A～214D粘贴到车辆的下边的涂漆面上，用阴极防蚀法保护涂漆膜内部的铁构造物。

借助于上边所说构成的系统，不用变压器，就可以得到用IC升压的、电流损耗最小化的车辆用防蚀系统。

另外，在图4和图5中，标号203、206、210、218、219、220、232、234、235、238是电容器。此外，标号208、212、215、221、222、224、226、227、230、231、236、237、240是电阻。此外，209、216、239是齐纳二极管。此外211的发光二极管，233是二极管，207是晶体管，228是FET，233、235是具有电阻的晶体管、229是电压变换器。

此外，图6示出了图5中的电路500的细节。在图6中，标号241、242、246、247、248、249和250是电阻，243是电容器，244是晶体管，245是运放。

再有，图7示出了恒流系统213A～213D的细节。在图7中，252、254是电阻，251是晶体管，253是齐纳二极管。

作为成为本发明的方法的对象的金属构造物，从建筑物、桥梁等的金属构造物、上边所说的车辆等的车辆开始，包括后边所述的金属管道、用来清洗蔬菜等的食物的金属制造的清洗槽等的范围广阔的构造物，本发明的方法，只要是有必要进行防蚀的金属构造物，所有的形态的构造物都可以当作对象。

由上述可知，本发明的第1方案的金属构造物的阴极防蚀法，是从外部电源给金属构造物通以电流，来防止该金属构造物的腐蚀的阴极防蚀法，其特征是：在给上述金属构造物的涂漆膜上边安装上主阳极和辅助阳极的同时，还给该金属构造物的金属母材安装上阴极，从上述辅助阳极给上述金属构造物加上规定的电压，从与上述金属构造物的腐蚀环境的变动对应地进行变化的上述辅助阳极的电流值读入作为进行防蚀的对象的上述金属构造物的防蚀电流所需要的量的大小，与该电流值连动地使上述主阳极的施加电压进行增减，借助于此，供给与上述金属构造物的腐蚀环境对应的最佳的防蚀电流。

本发明的第2方案的金属构造物的阴极防蚀法，在上述第1方案的防蚀法中，其特征是：不仅上述辅助阳极与主阳极一一对应，还使一个辅助阳极与多个主阳极对应。

本发明的第3方案的金属构造物的阴极防蚀法，在上述第1方案或第2方案的防蚀法中，其特征是：采用通过绝缘性两面接合体把上述辅助阳极和主阳极安装到作为防蚀对象的金属构造物上的办法，使得当从上述金属构造物的表面开始在上述各个阳极上连续地形成水膜，在上述金属构造物的腐蚀条件整备时，在与连接到上述阳极和上述金属构造物的金属母材上的上述阴极之间流过对于防蚀最佳的电流。

此外，本发明的的第4方案的阴极防蚀装置，是一种从外部电源给金属构造物通以电流，来防止该金属构造物的腐蚀的阴极防蚀装置，其特征是：具有下述部分：安装到上述金属构造物的涂漆膜上边的主阳极和辅助阳极；连接到上述金属构造物的金属母材上的阴极；由上述辅助阳极给上述金属构造物加上规定的电压，从与上述金属构造物的腐蚀环境的变动对应地进行变化的上述辅助阳极的电流值读入作为进行防蚀的对象的上述金属构造物的防蚀电流所需要的量的大小，与该电流值连动地使上述主阳极的施加电压进行增减，借助于此，供给与上述金属构造物达到腐蚀环境对应的最佳的防蚀电流的电流控制装置。

本发明的第5方案的金属构造物的阴极防蚀装置，在上述第4方案的装置中，其特征是：不仅上述辅助阳极与主阳极一一对应，还使一个辅助阳极与多个主阳极对应。

本发明的第6方案的阴极防蚀装置，在上述第4方案或第5方案的装置中，还具有用来把上述辅助阳极和主阳极安装到上述金属构造物的表面上的绝缘性两面接合体，采用通过该绝缘性两面接合体把上述各个阳极安装到作为防蚀对象的金属构造物上的办法，作成为使得当从上述金属构造物的表面开始在上述各个阳极上连续地形成水膜，在上述金属构造物的腐蚀条件整备时，在与连接到上述阳极和上述金属构造物的金属母材上的上述阴极之间流过对于防蚀最佳的电流。

本发明的第7方案的阴极防蚀装置，在上述第4方案到第6方案中的任何一个方案的装置中，其特征是：一体地设置上述辅助阳极和主阳极的功能。

本发明的第8方案的阴极防蚀装置，在上述第4方案到第6方案中的任何一个方案的装置中，其特征是：上述电流控制装置由晶体管、二极管、运放、电阻和其它的电子部件构成。

此外，本发明的第9方案的金属构造物的阴极防蚀法，在上述第1方案的防蚀法中，其特征是：上述金属构造物是车辆，作为施加电源，使用上述车辆所附属的电池和使该电池的电压升压的电子部件的组合。

此外，本发明的第10方案的阴极防蚀装置，在上述第4方案的装置中，上述金属构造物是车辆，作为施加电源使用上述车辆所附属的电池和使该电池的电压升压的电子部件的组合。

此外，本发明的第11方案的金属构造物的阴极防蚀法，其特征是：借助于下层作成为通常的绝缘性涂料，把最上层作成为导电性涂料的组合，进行作为防蚀对象的金属构造物的涂漆，并对完成了涂漆的上述金属构造物应用上述第1方案到第3方案中的任何一个方案的阴极防蚀法。

此外，本发明的第12方案的金属构造物的阴极防蚀法，其特征是：借助于下层作成为通常的绝缘性涂料，把最上层作成为耐气候性涂料，同时把中间层作成为导电层的组合，进行作为防蚀对象的金属构造物的涂漆，并对完成了涂漆的上述金属构造物应用上述第1方案到第3方案中的任何一个方案的阴极防蚀法。

此外，本发明的第13方案的阴极防蚀法，是一种从外部电源给金属构造物通以电流，来防止该金属构造物的腐蚀的阴极防蚀法，其特征是：上述金属构造物是配水管道，在把阳极安装到该配水管道的内部的同时，把阴极安装到该配水管道的金属母材上，给上述阳极和上述阴极之间加上电压，在该配水管道的内部流以规定的电流。

本发明的第14方案的金属构造物的阴极防蚀法，在上述第13方案的阴极防蚀法中，其特征是：使上述阳极和上述阴极进行时效性反转以时效性地溶解除去在电极表面上形成的被膜。

此外，本发明的第15方案的金属构造物的阴极防蚀装置，是一种从外部电源给金属构造物通以电流，来防止该金属构造物的腐蚀的阴极防蚀装置，其特征是：具有：安装在作为上述金属构造物的配水管道的内部的阳极；安装在上述配水管道的金属母材上的阴极；给上述阳极和上述阴极之间加上电压，在该配水管道的内部流以规定的电流的电流控制装置。

本发明的第16方案的金属构造物的阴极防蚀装置，在上述第15方案的阴极防蚀装置中，其特征是：上述电流控制装置，为了时效性地溶解除去在电极表面上形成的被膜，具有使上述阳极与阴极的极性时效性地反转的功能。

此外，本发明的第17方案的金属构造物的阴极防蚀法，是一种从外部电源给金属构造物通以电流，来防止该金属构造物的腐蚀的阴极防蚀法，其特征是：上述金属构造物是金属槽，在把阳极安装到该金属槽的内部的同时，把阴极安装到该金属槽的金属母材上，给上述阳极和上述阴极之间加上电压，在该金属槽的内部流以规定的电流。

本发明的第18方案的金属构造物的阴极防蚀法，在上述第17方案的阴极防蚀法中，其特征是：使上述阳极与阴极的极性时效性地反转，以时效性地溶解除去在电极表面上形成的被膜。

此外，本发明的第19方案的金属构造物的阴极防蚀装置，是一种从外部电源给金属构造物通以电流，来防止该金属构造物的腐蚀的阴极防蚀装置，其特征是：具有：安装在作为上述金属构造物的金属槽的内部的阳极；安装在上述金属槽的金属母材上的阴极；给上述阳极和上述阴极之间加上电压，在该金属槽的内部流以规定的电流的电流控制装置。

本发明的第20方案的金属构造物的阴极防蚀装置，在上述第19方案的阴极防蚀装置中，其特征是：上述电流控制装置，为了时效性地溶解除去在电极表面上形成的被膜，具有使上述阳极与阴极的极性时效性地反转的功能。

附图的简单说明

图1是本发明的金属构造物的阴极防蚀装置的一个例子的电路图。

图2是用来测定图1所示的装置的功能的系统的说明图。

图3的曲线图示出了作为金属构造物以车辆为对象的情况下的相对湿度与涂漆缺陷部分的电位之间的关系。

图4示出了用来控制作为金属构造物把本防蚀装置应用于车辆的情况下的施加电压的基本电路构成。

图5示出了图4的基本电路的一个具体的例子。

图6示出了图5的一部分的电路的详细电路构成。

图7示出了图5的另外的一部分的电路的详细电路构成。

图8是本发明的金属构造物的阴极防蚀装置的另外一个例子的电路图。

图9的斜视图示出了图8所示的装置的阴极的一个例子。

图10示出了把本发明应用于配水管道中去的情况下的电压施加电路的构成。

图11与图10一起示出了把本发明应用于配水管道中去的情况下的电压施加电路的构成。

图12是把本发明应用于蔬菜等的清洗槽中去的情况下的装置的构成图。

图13是把本发明应用于蔬菜等的清洗槽中去的情况下的装置的另外的构成图。

图14是把本发明应用于蔬菜等的清洗槽中去的情况下的装置的再一种构成图。

图15是把本发明应用于蔬菜等的清洗槽中去的情况下的装置的再一种构成图。

图16是把本发明应用于蔬菜等的清洗槽中去的情况下的装置的再一种构成图。

图17是把本发明应用于蔬菜等的清洗槽中去的情况下的装置的再一种构成图。

图18是把本发明应用于蔬菜等的清洗槽中去的情况下的装置的再一种构成图。

图19示出了在本发明的装置中，在电极上时效性地形成被膜而具有防止电压施加效率降低的功能的电压施加电路的构成。

优选实施例

以下说明本发明的实施例，但是，本发明并不受限于这些实施例。

(实施例1)

图8是对于实现本发明的金属构造物的阴极防蚀法合适的装置电路图。

在本方法中，在作为被腐蚀体的涂漆钢板19的涂漆膜17上具有缺陷部分18，用绝缘性的两面接合体70把铝等制作的阳极150粘接到上述涂漆面上。在湿度变成为60％的前后时，水膜19把涂漆钢板16覆盖起来使大气污染物质或海盐粒子溶入到其中，构成水膜19的水变成为电解质水溶液，在涂漆缺陷部分上长锈的条件成立。对此，采用从本发明的控制器和阳极150，通过水膜19给涂漆膜缺陷部分18供给最佳的防蚀电流的办法，来防止涂漆膜缺陷部分18上的长锈。

如图所示，从AC100～200V电源端子33把电导入进来，通过保险丝34、吸收浪涌电流的变阻器35，变压器36后，降压为AC18～20，借助于整流电路37变成为直流。用电容器38吸收电压变动，用调节器39进行直流17V的供电。然后，用电容器40使DC17V稳定化。

用运放45检测取决于从阳极150通过水膜19后，从涂漆膜17的缺陷部分18流入涂漆钢板16的电流的大小而变化的电阻48的电压降，用该值，控制从晶体管44的发射极流出来的电流的电压。电阻41、42、46、47、49、50和电容器43对系统的稳定的动作进行辅助。晶体管51、齐纳二极管53、电阻52、54，构成电流限制装置102，使得从阳极150流出来的电流不超过一定值。

上述电源端子33、保险丝34、变阻器35、变压器36、整流电路37、电容器38、调节器39和电容器40，收纳于一个控制器30内。此外，调节器39和电容器43、晶体管44、运放45电阻46、47、48、49和50、晶体管51、电阻52、齐纳二极管53和电阻54一体性地组装进阳极150内。一个控制器30向一个或多个阳极系统供给电流。

图9示出了上述阳极150的一个例子。

图中，55是板状铝阳极，向在其上表面上形成开口的凹部56中嵌入具备晶体管、运放、齐纳二极管、电阻的上述电流控制装置102，用硬质的环氧树脂固定该部分。

在上述电流控制装置102上连接有来自外部的引线58。59是连接来自控制器30的阳极配线的压焊端子。阳极55用两面接合体粘贴到涂漆钢板16的涂漆膜17上。

(实施例2)

本实施例，作为金属构造物，以金属配水管道为对象。该装置，如图10和图11所示，阴极325安装到金属制造的配水管道的外壁上，同时，通过端子323把阳极324安装到外装在配水管道的途中的法兰盘上，用后述的电子电路控制加在它们之间的电压。

在本装置中，从交流电源301通过保险丝302用变压器304使输出降压到15～40V。图中，303是吸收浪涌电流的变阻器。305是整流电路，把交流变换成直流。306、307是电容器。308是调节器，把加到晶体管317上的电压控制为一定。309、310是电容器。311是发光二极管，显示电的输入。312是把流入发光二极管的电流抑制为所需最小限度的电阻。313、314是输出端子。以上的电子器件，作为控制单元收纳于密闭型机箱内。此外，317～320构成把电流控制为不流过规定值以上的限流器。322是发光二极管，当给端子315加上电压，具备电流流向阳极324的条件时，就亮灯，表示防蚀电流正在流动。

在本装置中，采用适当地选定限流器的限制电流值的办法，在当初配水管道内部的金属面的电阻低，而且是对于流动规定的电流来说电压可以低的情况下，由器件317～320构成的限流器进行动作，使得加在阳极端子323上的电压自动降低。

随着在配水管道内面上生长电涂敷层被膜，电阻值不断变高，由器件317～320构成的限流器进行动作，使得加在端子323上的电压自动上升。

用上边所说的那样的机构把调节器308的输出电压升高到50V左右的结果，比起由以往的12V左右的施加电压进行的配水管道内的阴极防蚀来，把从阳极算起的防蚀到达距离延长到4倍成为可能，提高经济性也成为可能。但是，另一方面需要考虑对人体的安全性，从该观点来看，现在把加在阳极324的端子323上的电压设定为最大控制为20～30V。

另外，在图11中，标号315和316表示端子，317是晶体管，319是齐纳二极管，320是电阻。

(实施例3)

本实施例，作为金属构造物，如图12所示，是以由洗净蔬菜等的清洗槽341、向该清洗槽341供水的配水管道(给水管)342、用来对清洗槽341内的水进行排水的配水管道(排水管)344构成的清洗系统为对象的防蚀装置。

把给水管342和排水管344连接到不锈钢制作的清洗槽341上，把图10和图11所示的上述阴极防蚀系统中的阳极324和同上阳极346安装到给水管342上的同时，把接地带(band)347安装到排水管344上。使阀门345变成为闭合，同时打开阀门343，把水放入清洗槽341内。在该状态下，通过配线把电压加到阳极346和阴极347上。其结果是不仅因暴露于来自植物的溶解了的各种有机物中而易于腐蚀的清洗槽341的内面，还可以防止给水管342和排水管344的内面的腐蚀。

此外，已经判明通过采用该防蚀方法，还将附带地产生给水的灭菌效果而不仅仅是对清洗水和排水产生灭菌效果。关于该使用水的灭菌效果，采用在把洗掉了污泥后的蔬菜浸泡起来的原状下使上述防蚀系统工作，测定样品中的一般细菌的推移的办法进行了研究。其结果示于下述表1。

表1

从加上电压开始的时间经过(分)	5	10	15	20	30
						一般细菌检测数(个/ml)	1400	535	230	103	0

直到完全的灭菌大体上结束为止的时间，之所以长到30分钟，人们推测是由于在阳极附近电压降大，不能向远离阳极346的清洗槽341的内部流以充分的电流的缘故。于是，为了缩短灭菌的时间，进行了以下的试验。

(实施例4)

如图13所示，在清洗槽341的内部的两端，在硬质氯乙烯制作的多孔筒内分别配置已装填上不锈钢制作的网的筒状阳极355和筒状阴极356，使排水管353的阀门变成为闭合，打开水道的水龙头352，使清洗槽351内灌满水。在该状态下，保持把已冲洗掉污泥的蔬菜浸泡起来的原状地给上述电极间加上电压，测定清洗水的灭菌效果。其结果示于下述表2。

表2

加上电压后的时间经过(分)	3	6	10
				一般细菌检测数(个/ml)	250	95	0

在本实施例的情况下，由于怀疑电流向不锈钢制作的清洗槽351的漏泄，进一步想办法进行了试验。把该试验当作实施例示于以下。

(实施例5)

在清洗槽361的内部，内设聚乙烯树脂的槽367。使排水管363的阀门364闭合，从水龙头362向清洗槽361(367)内灌满水。给分别置于槽内两端的筒状阳极365和筒状阳极366之间加上电压，把已冲洗掉污泥的蔬菜浸泡到槽内。在该状态下测定使用水的灭菌效果。其结果示于下述表3。另外，在本实施例中，虽然实施的是给电极加上直流脉冲的情况和加上交流电压的情况这两方，但是灭菌效果没有什么大的不同。

表3

加上电压后的经过时间(分)	1	2	4
				一般细菌检测数(个/ml)	135	25	0

借助于以上的一连串的实施例，就可以确立经济地进行烹制现场的新鲜蔬菜的灭菌而不使用有害的化学药品的方法。还具有在进行清洗装置的防蚀的同时发现该灭菌效果的优点。

(实施例6)

如图15所示，使筒状阳极365和筒状阴极366与硬质合成树脂槽368一体化，作成为使向多孔塑料突出部分插入不锈钢制的网或向与多孔板阳极369相反的一侧同样的突出部分插入阴极370的物体、阳极369和硬质合成树脂层368变成为宽度宽的物体，使槽内的电流分布变成为均等。其结果是，一般细菌检测数，在2分钟内变成为0。

(实施例7)

如图17所示，其特征是：把合成树脂槽置于金属制的清洗槽371的内部，把宽度宽的不锈钢制的的阳极373和阴极374插入到在与该合成树脂层372的相对置位置上设置的合成树脂多孔板的突出部分内部。本实施例装置的功能与上边所说的图15的装置是同样的。

(实施例8)

如图17所示，其特征是：在合成树脂制的清洗槽381的内部的相对位置上，设置合成树脂制的多孔板的突出部分，向其内部插入阳极382和阴极383。本实施例装置的功能，与上边所说的图15的装置是同样的。

(实施例9)

用上边所说的图13的装置，采用向水中填加进1％以下的浓度的极微量的食盐的办法，提高水的电导率，助长灭菌效果。试验结果如下述表4所示。

表4

加上电压后的经过时间(分)	1	2	4
				一般细菌检测数(个/ml)	120	15	0

(实施例10)

使到上述为止的装置变成为更为简化的装置，构成图18所示的那样的装置。

作成为用不锈钢制的搅拌棒状的阳极375搅拌灌满到不锈钢制的清洗槽371中的水的构成。图中，标号376是阳极375的绝缘用树脂里衬，377安装在清洗槽271中使用的夹子状的阴极。如上所述，采用使阳极和阴极对于清洗槽371变成为装卸自如的办法，即便是对于现存的装置，无须施行特别的改良，就可以使之产生防蚀和灭菌的作用。搅拌仅仅缓慢地进行，对于灭菌效果的提高就是充分的。试验结果示于下述表5。

表5

蔬菜浸泡后的经过时间(分)	1	3	6
				一般细菌检测数(个/ml)	350	30	0

(实施例11)

在把上边所说的配水管道或清洗槽当作金属构造物的防蚀装置的情况下，通常使施加电压变成为施加直流电流。但是，长期运行的结果，在阴极一侧的白金被覆金属电极面上会形成、生长由碳酸钙、氢氧化镁等构成的电涂敷层膜。结果是增加防蚀和灭菌用的施加电流的电阻，使初期的由安全低电压形成的电流降低，防蚀效果和灭菌力也将下降，在浴槽中进行的试验的情况下，在内面上会发生黏液。

作为对此的对策，若使阳极和阴极的极性逆转过来，则阳极一侧的电极面带有酸性由碳酸钙和氢氧化镁构成的被膜溶解，结果判明防蚀作用和灭菌作用都已正常地恢复。

在这里，用如下所述的2种系统执行该逆转手法。

(i)探测出电流值降低的倾向，使直流的正、负进行逆转。

(ii)每隔某一一定时间使直流的正、负进行逆转。

作为进一步说明的例子，图19示出了执行(ii)方式的电路构成。

从交流电源401通过保险丝402用变压器404使输出降压到15V到40V。图中，标号403是浪涌电流吸收用的变阻器。405是整流电路，把交流变换成直流。406、407是电容器，408是调节器，409、410是电容器。411是发光二极管，表示电的输入。412是把流向发光二极管411的电流抑制到所需最小限度的电阻。413是定时器电路，得到电阻414和晶体管415和二极管416的功能后，使脉冲电流流向继电器电路418-4、线圈417、继电器电路418-5。电流的ON和OFF的时间已预先适当地设定好。

借助于电流的OFF，继电器电路418-3和418-2闭合，接着，继电器电路418-6和418-7也变成为闭合，继电器电路418-1和418-8变成为打开，电极422变成为阳极，电极421变成为阴极。因此，电流在槽、配水管道的水中从电极422朝向电极421流，对水中的微生物进行灭菌。

此外，借助于电流的ON，继电器电路418-3和418-1闭合，接着继电器电路418-6和418-8也变成为闭合，继电器电路418-2和418-7变成为打开，电极412变成为阳极，电极422变成为阴极。因此，电流在槽、配水管道的水中从电极421朝向电极422流，对水中的微生物进行灭菌。

这样一来，就可以构筑可以流动对防蚀和灭菌做需要的电流而无须对阴极进行电涂敷层的形成。

另外，在图19中，标号419是2色发光二极管，420是表示电阻的标号。

工业上利用的可能性

在金属构造物的表面涂漆的涂敷膜上常常形成人眼看不见的无数个针孔。此外，归因于尘埃、其它的大气中的环境因子在涂敷膜上会时效性地产生缺陷。在这样的状况下，当大气中的湿度超过了60％时，在涂敷膜表面上就会形成对腐蚀的进展产生影响的水膜，但是在该表面的水膜中因大气中的海盐粒子等溶入而使水膜水变成为电解质水。该电解质水通过上述针孔或涂漆膜缺陷部分，与金属的表面接触，具备长锈的条件。这时，使防蚀电流通过上述电解质水进行流动来抑制长锈，就是阴极防蚀法。在该阴极防蚀法中，本发明的方法，与现有的方法不同，根据所需要的电流量的增大使加到阳极上的电压上升，使以往被认为是不可能的一直到远离阳极的区域为止都可以流过防蚀电流。在本发明的情况下，根据具有中介于作为防蚀对象的金属构造物的涂敷膜和阳极之间的电阻的特殊媒体(电解质水膜)的特性的变动、和涂漆膜缺陷部分的大小，把防蚀电流、电压控制为最佳。采用用阳极附近的涂漆膜使得即便是电流变大也可以保持不会变成为过防蚀的最大电压的办法，就可以增大以阳极为出发点的可以进行电防蚀的区域。

此外，采用除进行通用的绝缘性涂料的底涂之外，作为表面精加工涂敷还要涂敷导电性的特殊涂料，或者，往下层上涂敷通用的绝缘性涂料，向其涂漆面上粘贴薄板的阳极，向其上边涂敷中间层的导电性涂料，向最上层涂敷耐气候性优良的涂料，然后再使用本发明的阴极防蚀法的办法，就可以飞跃性地增大以阳极为出发点的电防蚀区域。因此，采用实现由使涂料的种类和本发明的阴极防蚀法的电压、电流的值的组合得到的最佳化的办法，就可以确立经济性高的金属构造物的防蚀法。

如上所述，倘采用本发明，则可以以良好的效率、安全地实施所有的形态、构造、形状的金属构造物的电防蚀，在其使用环境中存在着多量的水的情况下，也可以实现该水的灭菌，可以维持一种卫生的环境。

Claims (20)

1.一种从外部电源给金属构造物通以电流，来防止该金属构造物的腐蚀的阴极防蚀法，其特征是：在给上述金属构造物的涂漆膜上边安装上主阳极和辅助阳极的同时，还给该金属构造物的金属母材安装上阴极，从上述辅助阳极给上述金属构造物加上规定的电压，从与上述金属构造物的腐蚀环境的变动对应地进行变化的上述辅助阳极的电流值读入作为进行防蚀的对象的上述金属构造物的防蚀电流所需要的量的大小，与该电流值连动地使上述主阳极的施加电压进行增减，借助于此，供给与上述金属构造物的腐蚀环境对应的最佳的防蚀电流。

2.权利要求1所述的阴极防蚀法，其特征是：不仅上述辅助阳极与主阳极一一对应，还使一个辅助阳极与多个主阳极对应。

3.权利要求1或2所述的阴极防蚀法，其特征是：采用通过绝缘性两面接合体把上述辅助阳极和主阳极安装到作为防蚀对象的金属构造物上的办法，使得当从上述金属构造物的表面开始在上述各个阳极上连续地形成水膜，在上述金属构造物的腐蚀条件整备时，在与连接到上述阳极和上述金属构造物的金属母材上的上述阴极之间流过对于防蚀最佳的电流。

4.一种从外部电源给金属构造物通以电流，来防止该金属构造物的腐蚀的阴极防蚀装置，其特征是：具有下述部分：

安装到上述金属构造物的涂漆膜上边的主阳极和辅助阳极；

连接到上述金属构造物的金属母材上的阴极；

由上述辅助阳极给上述金属构造物加上规定的电压，从与上述金属构造物的腐蚀环境的变动对应地进行变化的上述辅助阳极的电流值读入作为进行防蚀的对象的上述金属构造物的防蚀电流所需要的量的大小，与该电流值连动地使上述主阳极的施加电压进行增减，借助于此，供给与上述金属构造物达到腐蚀环境对应的最佳的防蚀电流的电流控制装置。

5.权利要求4所述的阴极防蚀装置，其特征是：不仅上述辅助阳极与主阳极一一对应，还使一个辅助阳极与多个主阳极对应。

6.权利要求4或5所述的阴极防蚀装置，还具有用来把上述辅助阳极和主阳极安装到上述金属构造物的表面上的绝缘性两面接合体，采用通过该绝缘性两面接合体把上述各个阳极安装到作为防蚀对象的金属构造物上的办法，使得当从上述金属构造物的表面开始在上述各个阳极上连续地形成水膜，在上述金属构造物的腐蚀条件整备时，在与连接到上述阳极和上述金属构造物的金属母材上的上述阴极之间流过对于防蚀最佳的电流。

7.权利要求4到6中的任一项所述的阴极防蚀装置，其特征是：一体地设置上述辅助阳极和主阳极的功能。

8.权利要求4到7中的任一项所述的阴极防蚀装置，其特征是：上述电流控制装置由晶体管、二极管、运放、电阻和其它的电子部件构成。

9.权利要求1所述的金属构造物的阴极防蚀法，其特征是：上述金属构造物是车辆，作为施加电源，使用上述车辆所附属的电池和使该电池的电压升压的电子部件的组合。

10.权利要求4所述的金属构造物的阴极防蚀装置，其特征是：上述金属构造物是车辆，作为施加电源使用上述车辆所附属的电池和使该电池的电压升压的电子部件的组合。

11.一种金属构造物的阴极防蚀法，其特征是：借助于下层作成为通常的绝缘性涂料，把最上层作成为导电性涂料的组合，进行作为防蚀对象的金属构造物的涂漆，并对完成了涂漆的上述金属构造物应用上述权利要求1到权利要求3中的任何一个的阴极防蚀法。

12.一种金属构造物的阴极防蚀法，其特征是：借助于下层作成为通常的绝缘性涂料，把最上层作成为耐气候性涂料，同时把中间层作成为导电层的组合，进行作为防蚀对象的金属构造物的涂漆，并对完成了涂漆的上述金属构造物应用上述权利要求1到权利要求3中的任何一个的阴极防蚀法。

13.一种从外部电源给金属构造物通以电流，来防止该金属构造物的腐蚀的阴极防蚀法，其特征是：上述金属构造物是配水管道，在把阳极安装到该配水管道的内部的同时，把阴极安装到该配水管道的金属母材上，给上述阳极和上述阴极之间加上电压，在该配水管道的内部流以规定的电流。

14.权利要求13所述的金属构造物的阴极防蚀法，其特征是：使上述阳极和上述阴极进行时效性反转以时效性地溶解除去在电极表面上形成的被膜。

15.一种从外部电源给金属构造物通以电流，来防止该金属构造物的腐蚀的阴极防蚀装置，其特征是：具有：安装在作为上述金属构造物的配水管道的内部的阳极；安装在上述配水管道的金属母材上的阴极；给上述阳极和上述阴极之间加上电压，在该配水管道的内部流以规定的电流的电流控制装置。

16.权利要求15所述的阴极防蚀装置，其特征是：上述电流控制装置，为了时效性地溶解除去在电极表面上形成的被膜，具有使上述阳极与阴极的极性时效性反转的功能。

17.一种从外部电源给金属构造物通以电流，来防止该金属构造物的腐蚀的阴极防蚀法，其特征是：上述金属构造物是金属槽，在把阳极安装到该金属槽的内部的同时，把阴极安装到该金属槽的金属母材上，给上述阳极和上述阴极之间加上电压，在该金属槽的内部流以规定的电流。

18.权利要求17所述的金属构造物的阴极防蚀法，其特征是：使上述阳极与阴极的极性时效性反转，以时效性地溶解除去在电极表面上形成的被膜。

19.一种从外部电源给金属构造物通以电流，来防止该金属构造物的腐蚀的阴极防蚀装置，其特征是：具有：

安装在作为上述金属构造物的金属槽的内部的阳极；

安装在上述金属槽的金属母材上的阴极；

给上述阳极和上述阴极之间加上电压，在该金属槽的内部流以规定的电流的电流控制装置。

20.权利要求19所述的金属构造物的阴极防蚀装置，其特征是：上述电流控制装置，为了时效性地溶解除去在电极表面上形成的被膜，具有使上述阳极与阴极的极性时效性地反转的功能。

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