JP2018138893A - 噴霧腐食試験機 - Google Patents

Abstract

【課題】より安定した噴霧腐食試験を行うことのできる噴霧腐食試験機を提供する。【解決手段】噴霧腐食試験機１は、第１の開口を一端に有すると共に腐食液が供給される第１のノズルと、第１の開口と近接して配置された第２の開口を一端に有すると共に飽和空気が供給される第２のノズルとを含み、腐食液を噴霧する噴霧部と、第２のノズルに飽和空気を供給する空気飽和器と、鉛直方向において空気飽和器よりも高い位置に配置された水タンクと、空気飽和器と水タンクとを繋ぐ空気配管と、空気飽和器と水タンクとを繋ぐ水配管とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、各種材料の耐腐食性を調べる噴霧腐食試験を行う噴霧腐食試験機に関する。

一般に、噴霧腐食試験機は、試験槽内に空気ノズルと液ノズルとを有する噴霧器を備えており、空気ノズルから噴出される飽和圧縮空気のベンチュリ効果により吸い上げられた液ノズル内の腐食液（塩水などの腐食性の溶液）が、微細な粒子として試験槽内に載置された試験片に対して一様に噴霧されるように構成されている。

また、より自然環境に近似し促進性の高い試験として、上記の噴霧腐食試験と乾燥試験、湿潤試験、浸漬試験および低温試験といった他の試験とを組み合わせて１サイクルとし、このサイクルを繰り返して試験片を暴露する複合サイクル試験がある。この複合サイクル試験を行うことのできる複合サイクル試験機も噴霧腐食試験機の一つとして既に用いられている。

噴霧腐食試験機では、腐食液を噴霧する際に空気飽和器で生成された飽和圧縮空気が連続的に空気ノズルに送られる。空気飽和器は、その内部に水を保持すると共にその水中に設置された発泡管を有している。その発泡管には、圧縮空気供給部で生成されたのち圧力調節器で圧力が調節された圧縮空気が導入され、空気飽和器内の水に発泡するようになっている。試験槽内温度および試験槽内に噴霧される腐食液の温度が例えば３５℃となるように、空気飽和器の内部の水は所定の温度に制御される（例えば特許文献１参照）。

特許第５９１３１９７号公報

従来の噴霧腐食試験機では、噴霧腐食試験中においては、空気飽和器内の水が圧縮空気を飽和させ飽和圧縮空気を生成する。その飽和圧縮空気は空気ノズルに送られるので、空気飽和器内の水が除々に減少していくこととなる。そのため、長時間連続して噴霧腐食試験を実施する際には、試験の途中であっても空気飽和器内に水を供給する必要がある。従来の噴霧腐食試験機では、例えば一時的に空気飽和器内部の圧力を大気圧と同等となるまで下げたのち、空気飽和器への給水を実施していた。したがって、給水時は噴霧器からの腐食液の噴霧を停止していた。

あるいは、給水する水に対し、空気飽和器内の圧力よりも高い圧力をポンプ等により加え、給水圧を高めた状態で空気飽和器に給水を実施していた。

しかしながら、一時的に空気飽和器内部の圧力を大気圧と同等になるまで下げたのち空気飽和器への給水を実施する方法では、噴霧圧力が大気圧と同等となり、腐食液の噴霧が一時的に停止されるので、噴霧腐食試験の再現性および精度への影響が及ぶ可能性が懸念される。また、給水圧を空気飽和器内の圧力よりも高くして空気飽和器への給水を実施する方法では、別途、加圧ポンプなどの機器を設置する必要があること、噴霧腐食試験機の設置環境に応じて給水圧の調整が必要となること、補給する水の温度を調節する必要があること、などの問題があるうえ、給水時には空気ノズルに送られる飽和圧縮空気にも高い圧力が加わってしまう恐れもある。

したがって、運転中の給水が可能であり、適切な腐食液の噴霧量を安定して得ることのできる噴霧腐食試験機を提供することが望まれる。

本発明の一実施態様に係る第１の噴霧腐食試験機は、試験槽と、この試験槽内に設けられ、腐食液が供給される第１のノズルと飽和空気が供給される第２のノズルとを含み腐食液を噴霧する噴霧部と、第２のノズルに飽和空気を供給する空気飽和器と、鉛直方向において空気飽和器よりも高い位置に配置された水タンクと、空気飽和器と水タンクとを繋ぐ空気配管と、空気飽和器と水タンクとを繋ぐ水配管とを備えたものである。

本発明の一実施態様に係る第１の噴霧腐食試験機では、空気飽和器と空気配管および水配管により繋がれた水タンクが、鉛直方向において空気飽和器よりも高い位置に配置されている。このように配置することで、高低差により水タンクから空気飽和器内に給水される。このため、給水のために加圧手段を別途設けることなく、噴霧試験中であっても噴霧圧力をほとんど変化させずに空気飽和器に給水することが可能である。したがって、空気飽和器への給水中であっても噴霧腐食試験を中断することなく一定の圧力を保ったまま空気ノズルに飽和圧縮空気を供給することができる。また、空気飽和器の圧力の設定を変更しても、水タンクにおける圧力調整は不要である。このため、試験条件の設定を簡便に行うことができ、試験条件の設定ミス等の人為的なミスを減らすことができる。

本発明の一実施態様に係る第１の噴霧腐食試験機では、空気配管に設けられた空気バルブと、水配管に設けられた給水バルブとをさらに備えるとよい。空気バルブの開閉状態および給水バルブの開閉状態を各々変化させることによって水タンクから空気飽和器内への給水を制御することが可能となるからである。さらに、空気飽和器内における第１の水面高さを検知する第１の水位計と、その第１の水面高さが第１の下限以下であるとき空気バルブおよび給水バルブを開状態とし、第１の水面高さが第１の上限に達するまで空気バルブおよび給水バルブの開状態を維持する制御部を備えるとよい。空気飽和器内の水位の自動制御が可能となるからである。

本発明の一実施態様に係る第１の噴霧腐食試験機では、排気管と、排気バルブと、補給配管と、補給バルブと、第２の水位計とをさらに備えるとよい。排気管は、外部に露出した一端と、水タンクと接続され、または空気配管のうちの空気バルブと水タンクとの間の部分と接続された他端とを有する。排気バルブは、排気管に設けられている。補給配管は、外部から水が供給される一端と、水タンクと接続され、または水配管のうちの給水バルブと水タンクとの間の部分と接続された他端とを有する。補給バルブは、補給配管に設けられている。第２の水位計は、水タンク内における第２の水面高さを検知する。ここで制御部は、第２の水面高さが第２の下限以下であるとき、空気バルブおよび給水バルブを閉状態とすると共に補給バルブおよび排気バルブを開状態とし、第２の水面高さが第２の上限に達するまで空気バルブおよび給水バルブの閉状態ならびに補給バルブおよび排気バルブの開状態を維持するものであるとよい。

本発明の一実施態様に係る第１の噴霧腐食試験機では、空気飽和器内における第１の水面高さよりも水タンク内における第２の水面高さが高いとよい。

本発明の一実施態様に係る第１の噴霧腐食試験機では、圧縮空気供給部と、この圧縮空気供給部と空気飽和器とを繋ぐ圧縮空気配管とをさらに備えるとよい。

本発明の一実施態様に係る第１の噴霧腐食試験機では、空気配管に設けられた絞り弁をさらに備えるとよい。

本発明の一実施態様に係る第２の噴霧腐食試験機は、試験槽と、その試験槽内に設けられ、腐食液が供給される第１のノズルと飽和空気が供給される第２のノズルとを含み腐食液を噴霧する噴霧部と、第２のノズルに飽和空気を供給する空気飽和器と、水タンクと、空気飽和器と水タンクとを繋ぐ水配管と、水タンク内の第１の圧力を、空気飽和器内の第２の圧力よりも高くするように調節する第１の圧力調節器を備えたものである。

本発明の一実施態様に係る第２の噴霧腐食試験機では、水配管により空気飽和器と繋がれた水タンク内の第１の圧力を、第１の圧力調節器により、空気飽和器内の第２の圧力よりも高くするように調節するようになっている。このように水タンク内の第１の圧力が空気飽和器内の第２の圧力よりも高いことによって、水タンクから空気飽和器内に給水される。このため、給水のために加圧手段を別途設けることなく、噴霧試験中であっても噴霧圧力をほとんど変化させずに空気飽和器に給水することが可能である。したがって、空気飽和器への給水中であっても噴霧腐食試験を中断することなく一定の圧力を保ったまま空気ノズルに飽和圧縮空気を供給することができる。

本発明の一実施態様に係る第２の噴霧腐食試験機では、圧縮空気供給部と、その圧縮空気供給部と空気飽和器とを繋ぐ第１の圧縮空気配管と、その第１の圧縮空気配管に設けられ、空気飽和器内の第２の圧力を調節する第２の圧力調節器とをさらに備えるようにするとよい。さらにその場合、圧縮空気供給部と水タンクとを繋ぐ第２の圧縮空気配管を備え、第１の圧力調節器が、第２の圧縮空気配管に設けられているとよい。全体構成が簡素化されるからである。さらにその場合、第２の圧縮空気配管のうちの、第１の圧力調節器と水タンクとの間の部分に設けられた空気バルブと、水配管に設けられた給水バルブと、空気飽和器内における第１の水面高さを検知する第１の水位計と、第１の水面高さが第１の下限以下であるとき空気バルブおよび給水バルブを開状態とし、第１の水面高さが第１の上限に達するまで空気バルブおよび給水バルブの開状態を維持する制御部を備えるとよい。空気飽和器内の水位の自動制御が可能となるからである。

本発明の一実施態様に係る第２の噴霧腐食試験機では、排気管と、排気バルブと、補給配管と、補給バルブと、第２の水位計とをさらに備えているとよい。排気管は、外部に露出した一端と、水タンクと接続され、または第２の圧縮空気配管のうちの空気バルブと水タンクとの間の部分と接続された他端とを有する。排気バルブは、排気管に設けられている。補給配管は、外部から水が供給される一端と、水タンクと接続され、または水配管のうちの給水バルブと水タンクとの間の部分と接続された他端とを有する。補給バルブは、補給配管に設けられている。第２の水位計は、水タンク内における第２の水面高さを検知する。ここで制御部は、第２の水面高さが第２の下限値以下であるとき、空気バルブおよび給水バルブを閉状態とすると共に補給バルブおよび排気バルブを開状態とし、第２の水面高さが第２の上限値に達するまで空気バルブおよび給水バルブの閉状態ならびに補給バルブおよび排気バルブの開状態を維持するものであるとよい。

本発明の一実施態様に係る第１および第２の噴霧腐食試験機では、空気飽和器内の水を加熱する第１のヒータと水タンク内の水を加熱する第２のヒータとをさらに備えるとよい。ここで制御部は、空気飽和器内の水の温度と水タンク内の水の温度とが等しくなるようにするものであるとよい。給水温度を空気飽和器内の水温と同じにすることで、給水時の空気飽和器の内の水温低下を防止することが可能となるからである。

本発明の一実施の形態に係る噴霧腐食試験機によれば、給水のための加圧手段を別途設けずに、空気飽和器内の圧力にほとんど影響を及ぼすことなく、水タンクから空気飽和器へ水を供給することができる。これにより、空気飽和器への給水中であっても噴霧腐食試験を中断することなく一定の圧力を保ったまま空気ノズルに飽和圧縮空気を供給することができる。したがって、運転中の給水を可能としつつ、適切な噴霧量を安定して得ることができ、高精度の噴霧腐食試験の実施が可能となる。

本発明の第１の実施の形態に係る噴霧腐食試験機の構成例を表す概略図である。 図１に示した噴霧腐食試験機の要部の構成例を表す概略図である。 本発明の第２の実施の形態に係る噴霧腐食試験機の構成例を表す概略図である。 図３に示した噴霧腐食試験機の要部の構成例を表す概略図である。

以下、本開示の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、その説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（噴霧腐食試験機の例）
２．第２の実施の形態（他の噴霧腐食試験機の例）

＜１．第１の実施の形態＞
［噴霧腐食試験機１の構成］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る噴霧腐食試験機１の概略構成例を模式的に表したものである。また、図２は、図１に示した噴霧腐食試験機１の飽和空気供給部４および給水部７の構成例を拡大して表したものである。

図１に示したように、この噴霧腐食試験機１は、試験槽２、噴霧部３、飽和空気供給部４、腐食液供給部５、給水部７、制御部８および湿度発生機９を備える。

噴霧腐食試験機１は、試験槽２の内部に載置した試験片Ｓに対し塩水などの腐食液を噴霧し、その耐食性を評価するという噴霧腐食試験を行うものである。ここで、腐食液としては、例えば塩化ナトリウムを含む中性塩水溶液のほか、塩化ナトリウム溶液に酢酸を加えた酢酸酸性塩水溶液、または、塩化ナトリウム、塩化第二銅および酢酸を含むキャス液などを用いる（例えば腐食液として塩水を用いる場合には、ＪＩＳ Ｚ ２３７１：２０１５「塩水噴霧試験方法」を参照）。

試験槽２は、その内部に試験片Ｓおよび噴霧部３を収容する容器であり、噴霧部３によって噴霧される腐食液を試験片Ｓの上に自由落下させる空間を有する。その天井部分は、噴霧されて天井部分に付着した腐食液が試験片Ｓに落下しないようにするため、切妻屋根形状となっている。

噴霧部３は、試験槽２の内部に立設する噴霧塔３１と、その噴霧塔３１の内部に設けられたミストマイザー３５とを有する。噴霧塔３１は、鉛直方向に延在する円筒３１Ａと、その上方に配置された方向体３１Ｂとを有する。円筒３１Ａの下部には空気流通孔（図示せず）がいくつか設けられていてもよい。円筒３１Ａの内部空間には、その側面からミストマイザー３５が挿入されている。ミストマイザー３５は、先端をとがらせた直管状の液ノズル３３と、先端をとがらせた直管を直角に曲げたＬ字状の空気ノズル３２とを有し、同一平面内で液ノズル３３の先端部および空気ノズル３２の先端部が近接するようにブロック３４でそれらを一体に構成したものである。

飽和空気供給部４は、例えば圧縮空気供給部４１、圧力調節器４２、空気飽和器４３、発泡管４４、ヒータ４５、飽和空気供給管４６、圧縮空気配管４９を有する。

圧縮空気供給部４１は圧縮空気を生成し、圧縮空気配管４９を介して空気飽和器４３へその圧縮空気を送るものである。圧力調節器４２は、圧縮空気供給部４１で生成されて圧縮空気配管４９に導入された圧縮空気の圧力を調節する。空気飽和器４３は、圧縮空気供給部４１で生成され、圧力調節器４２により圧力が調節された圧縮空気を飽和空気（飽和状態の圧縮空気）にするためのものであり、その内部に所定量の水（脱イオン水や蒸留水などの、不純物を取り除いたもの）を収容している。発泡管４４は、空気飽和器４３の内部の水の中に配置され、一端が圧縮空気配管４９と接続された金属管であり、その一部に設けられた複数の細孔から空気飽和器４３の内部の水の中に圧縮空気を発泡させ、飽和空気とするものである。ヒータ４５は、空気飽和器４３の内部の水の中に配置されており、水の加熱を行うものである。飽和空気供給管４６は、空気飽和器４３において生成された飽和空気を噴霧部３の空気ノズル３２に送る配管である。飽和空気供給管４６の一端は、空気ノズル３２の他端と接続されており、飽和空気供給管４６の他端は、空気飽和器４３の内部に収容された水の水面４３Ｓ上の空間に位置している。

飽和空気供給部４は、さらに、空気飽和器４３内に温度センサ４５Ｓおよび圧力センサ（図示せず）を有するものであってもよい。それらの温度センサ４５Ｓおよび圧力センサは、それぞれ、空気飽和器４３内の温度および圧力を計測するものである。温度センサ４５Ｓは、例えば熱電対温度計や白金抵抗測温計であり、圧力センサは、例えば歪ゲージ型の圧力計や静電容量型の圧力計である。

給水部７は、例えば水タンク７６、補給配管７３、補給バルブ７３Ｖ、排気管７４、排気バルブ７４Ｖ、ヒータ７５を有する。

水タンク７６は、空気飽和器４３へ補給する水を一時的に貯蔵する容器であり、鉛直方向において空気飽和器４３よりも高い位置に配置されている。すなわち、空気飽和器４３内における水面４３Ｓの高さよりも水タンク７６内における水面７Ｓの高さのほうが高い位置にある。

図２に、噴霧腐食試験機１の飽和空気供給部４および給水部７の構成例を拡大して表す。図２に示したように、噴霧腐食試験機１には、空気飽和器４３と水タンク７６とを繋ぐ空気配管７１と、空気飽和器４３と水タンク７６とを繋ぐ給水配管７２とがそれぞれ設けられている。空気配管７１は、空気飽和器４３の水面４３Ｓ上の空間と接続された端部７１Ｔ１と、水タンク７６の水面７Ｓ上の空間と接続された端部７１Ｔ２とを有している。給水配管７２は、例えば水タンク７６のうち、水が満たされた最下部近傍と接続された端部７２Ｔ１と、例えば空気飽和器４３の底面と接続された端部７２Ｔ２とを有している。空気配管７１には空気バルブ７１Ｖが設けられ、給水配管７２には給水バルブ７２Ｖが設けられている。

さらに、空気配管７１には、絞り弁６が設けられている。絞り弁６は、水タンク７６から空気飽和器４３内へ給水するために、空気バルブ７１Ｖおよび給水バルブ７２Ｖを開状態にし、空気飽和器４３内の圧力と水タンク７６内の圧力を同等にする動作において、噴霧圧力の変化をさらに低減させるものである。

さらに、空気飽和器４３内には、空気飽和器４３内における水面４３Ｓの高さを検知する水位計４３Ｌが設けられている。水位計４３Ｌは、鉛直方向において異なる位置に、センサ４３ＬＨ、センサ４３ＬＬおよびセンサ４３Ｌ０を有している。センサ４３ＬＨ、センサ４３ＬＬおよびセンサ４３Ｌ０は、いずれも例えばフロート式水位計であり、例えば制御部８に水面４３Ｓの高さに関する情報を送信する。センサ４３ＬＨは、水面４３Ｓの高さが上限に達したか否かを検出し、センサ４３ＬＬは、水面４３Ｓの高さが下限に達したか否かを検出する。また、センサ４３Ｌ０は、空気飽和器４３の空焚きを防止するためのセンサである。例えば水面４３Ｓの高さが下限に達したのち、空気飽和器４３内に給水がなされずに水面４３Ｓの高さがセンサ４３Ｌ０の位置まで低下すると、ヒータ４５への通電が停止されるようになっている。したがって、センサ４３Ｌ０は、ヒータ４５よりも高い位置に設けられている。

この噴霧腐食試験機１では、制御部８は、水面４３Ｓの高さが下限以下であるとき空気バルブ７１Ｖおよび給水バルブ７２Ｖの双方を開状態とし、水面４３Ｓの高さが上限に達するまで空気バルブ７１Ｖおよび給水バルブ７２Ｖの双方の開状態を維持するよう、空気バルブ７１Ｖおよび給水バルブ７２Ｖの制御を行う。

給水部７は、さらに、補給配管７３と、その補給配管７３に設けられた補給バルブ７３Ｖとを備えている。補給配管７３は外部の水源から水タンク７６へ、空気飽和器４３で用いる水を補給するための配管であり、外部から水が供給される一端と、分岐部Ｃ１において給水配管７２と接続された他端とを有する。なお、補給配管７３の他端は、水タンク７６と直接接続されていてもよい。

給水部７は、さらに、排気管７４と、その排気管７４に設けられた排気バルブ７４Ｖとを備えている。排気管７４は、水タンク７６内に水を補給する際に水タンク７６内の圧力を大気圧に戻すための配管であり、外部に露出した一端と、分岐部Ｃ２において空気配管７１と接続された他端とを有する。なお、排気管７４の他端は、水タンク７６と直接接続されていてもよい。

さらに、水タンク７６内には、水タンク７６内における水面７Ｓの高さを検知する水位計７Ｌが設けられている。水位計７Ｌは、鉛直方向において異なる位置に、センサ７ＬＨおよびセンサ７ＬＬを有している。センサ７ＬＨおよびセンサ７ＬＬはいずれも例えばフロート式水位計であり、例えば制御部８に水面７Ｓの高さに関する情報を送信する。センサ７ＬＨは、水面７Ｓの高さが上限に達したか否かを検出し、センサ７ＬＬは、水面７Ｓの高さが下限に達したか否かを検出する。また、水タンク７６内の水を加熱するヒータ７５を設け、制御部８により、水タンク７６内の水の温度が空気飽和器４３内の水の温度と等しくなるよう制御するとよい。

水タンク７６内には、さらに、温度センサ７５Ｓおよび圧力センサ（図示しない）を有するものであってもよい。温度センサ７５Ｓは、水タンク７６内の水の温度を計測するものであり、圧力センサは水タンク７６内の圧力を計測するものである。温度センサ７５Ｓは、例えば熱電対温度計や白金抵抗測温計であり、圧力センサは、例えば歪ゲージ型の圧力計や静電容量型の圧力計である。

この噴霧腐食試験機１では、制御部８は、水面７Ｓの高さが下限以下であるとき空気バルブ７１Ｖおよび給水バルブ７２Ｖの双方を閉状態とすると共に補給バルブ７３Ｖおよび排気バルブ７４Ｖの双方を開状態とし、水面７Ｓの高さが上限に達するまで空気バルブ７１Ｖおよび給水バルブ７２Ｖの閉状態ならびに補給バルブ７３Ｖおよび排気バルブ７４Ｖの開状態を維持するよう、空気バルブ７１Ｖおよび給水バルブ７２Ｖの制御ならびに補給バルブ７３Ｖおよび排気バルブ７４Ｖの制御を行う。

腐食液供給部５は、上記した腐食液を保持する溶液溜め５１と、導管５２と、補給用の腐食液を貯蔵する補給タンク５３と、導管５４とを有する。溶液溜め５１は噴霧塔３１の直下に配置され、導管５２によって液ノズル３３と接続されている。これにより、溶液溜め５１において保持されている腐食液が液ノズル３３を介して噴霧塔３１に供給可能となっている。

湿度発生機９は、試験槽２の下方に配置されており、蒸気を生成して試験槽２内に供給する。導管９１は、例えば外部の水供給源から湿度発生機９へ水を導入する配管である。この湿度発生機９によって試験槽２内の温度を所定の値に制御しつつ、試験槽２内の湿度を高く維持することができる。

制御部８は中央演算処理装置（ＣＰＵ）やメモリを有するコンピュータを利用したものである。制御部８は、メモリに予め記憶させた所定のプログラムに従い、また、腐食液の噴霧時間、試験槽２内の温度および腐食液の温度などの各種データに基づき、ＣＰＵが動作することによって噴霧腐食試験の実行制御を行う。

［噴霧腐食試験機１の動作］
（噴霧動作）
噴霧腐食試験機１では、試験片Ｓが所定位置に載置された試験槽２内が、所定の試験温度（一般には３５℃）に調整された状態で噴霧塔３１から腐食液が噴霧される。試験槽２内に噴霧された霧状の腐食液（噴霧液）は、自然落下によって試験片Ｓ上に付着して試験片Ｓの腐食を促進させる。

具体的には、まず、圧縮空気供給部４１において圧縮空気が生成され、その圧縮空気が圧縮空気配管４９を介して空気飽和器４３へ送られる。その際、圧力調節器４２により、空気飽和器４３へ送られる圧縮空気の圧力が所定値（一般には０．０９８ＭＰａ）に設定される。圧力調節器４２を経て空気飽和器４３の内部へ導入された圧縮空気は、発泡管４４により空気飽和器４３の内部の水を通過することで飽和空気となる。ここで、空気飽和器４３の内部の水は、ヒータ４５により所定の温度（例えば４７℃）となるように加熱される。空気飽和器４３において生成された飽和空気は、空気飽和器４３の上部から飽和空気供給管４６を通じて噴霧部３の空気ノズル３２に送られ、空気ノズル３２の先端部の噴出孔から噴出される。これに伴い、空気ノズル３２に近接配置された液ノズル３３の内部の腐食液が、空気ノズル３２から噴出される飽和空気の流れに起因するベンチュリ効果により吸引される。この結果、腐食液が例えば５μｍから３０μｍ程度の微細な粒子として噴霧塔３１の上部から試験槽２内にほぼ均一に噴霧される。

（水タンク７６から空気飽和器４３への給水動作）
この噴霧腐食試験機１では、噴霧腐食試験中であっても水タンク７６から空気飽和器４３への給水を行うことができる。なお、噴霧腐食試験の際には、通常、空気バルブ７１Ｖ、給水バルブ７２Ｖ、補給バルブ７３Ｖおよび排気バルブ７４Ｖはいずれも閉状態とされる。具体的には、水位計４３Ｌのセンサ４３ＬＬにより水面４３Ｓの高さが下限に達したことが検出されると、その旨の検出信号が制御部８へ送信される。その検出信号を受けた制御部８は、空気バルブ７１Ｖおよび給水バルブ７２Ｖの双方を開状態とする。これにより、給水配管７２を通じて、水タンク７６内の水が空気飽和器４３内へ移動を開始する。空気配管７１を通じて水タンク７６内の圧力と空気飽和器４３内の圧力とが等しくなり、かつ、水面７Ｓの高さが水面４３Ｓの高さよりも高い位置にあるからである。そののち、制御部８は、水位計４３Ｌのセンサ４３ＬＨにより水面４３Ｓの高さが上限に達したことが検出されるまで空気バルブ７１Ｖおよび給水バルブ７２Ｖの双方の開状態を維持する。水位計４３Ｌのセンサ４３ＬＨから、水面４３Ｓの高さが上限に達した旨を知らせる検出信号が制御部８へ送信されると、制御部８は空気バルブ７１Ｖおよび給水バルブ７２Ｖの双方を閉状態とする。これにより、給水配管７２を通じた空気飽和器４３内への水の移動が終了する。

（水タンク７６への補給動作）
また、噴霧腐食試験機１では、噴霧腐食試験中であっても、外部の水源から水タンク７６への水の補給を行うことができる。水タンク７６への水の補給は、空気バルブ７１Ｖおよび給水バルブ７２Ｖの双方を閉状態として行う。なお、水位計４３Ｌのセンサ４３ＬＬにより水面４３Ｓの高さが下限に達したことが検出され、空気飽和器４３への給水が必要となった場合であっても、水タンク７６への水の補給が優先されることが望ましい。水タンク７６への水の補給は、具体的には以下のようにして行われる。まず、水タンク７６内のセンサ７ＬＬにより水面７Ｓの高さが下限以下であることが検出されると、その旨の検出信号が制御部８へ送信される。その検出信号を受けた制御部８は、空気バルブ７１Ｖおよび給水バルブ７２Ｖの双方を閉状態とすると共に補給バルブ７３Ｖおよび排気バルブ７４Ｖの双方を開状態とする。これにより、補給配管７３および給水配管７２を通じて、外部の水源からの水が水タンク７６内へ移動を開始する。排気バルブ７４Ｖが開放されたことで水タンク７６内の圧力が大気圧に戻り、水源からの水の圧力が大気圧よりも高いからである。なお、空気バルブ７１Ｖおよび給水バルブ７２Ｖはいずれも閉状態であるので、空気飽和器４３内の圧力に変動は生じないうえ、空気飽和器４３内の水が水タンク７６へ向けて戻ることもない。そののち、制御部８は、水位計７Ｌのセンサ７ＬＨにより水面７Ｓの高さが上限に達したことが検出されるまで、空気バルブ７１Ｖおよび給水バルブ７２Ｖの双方の閉状態ならびに補給バルブ７３Ｖおよび排気バルブ７４Ｖの双方の開状態を維持する。水位計７Ｌのセンサ７ＬＨから、水面７Ｓの高さが上限に達した旨を知らせる検出信号が制御部８へ送信されると、制御部８は補給バルブ７３Ｖおよび排気バルブ７４Ｖの双方を閉状態とする。これにより、補給配管７３および給水配管７２を通じた水タンク７６内への水の移動が終了する。

［噴霧腐食試験機１の作用・効果］
噴霧腐食試験機１では、制御部８により、空気バルブ７１Ｖおよび給水バルブ７２Ｖの制御ならびに補給バルブ７３Ｖおよび排気バルブ７４Ｖの制御を行い、噴霧腐食試験中であっても、空気飽和器４３への給水動作および水タンク７６への補給動作を行うことができる。これにより、空気飽和器４３への給水中でも噴霧腐食試験を中断することなく一定の圧力を保ったまま空気ノズル３２に飽和圧縮空気を供給することができる。空気飽和器４３への給水動作の際には、空気配管７１を通じて水タンク７６内の圧力と空気飽和器４３内の圧力とを等しくし、水面７Ｓの高さと水面４３Ｓの高さとの高低差を利用するようにしたので、飽和圧縮空気の圧力、すなわち噴霧部３における噴霧圧力をほとんど変化させることがない。また、加圧手段を別途設ける必要もない。さらに、圧力調節器４２により空気飽和器４３内の圧力を変更した場合であっても、水タンク７６内の圧力の調整を行う必要もない。さらに、水タンク７６への補給動作についても空気飽和器４３内の圧力への影響はなく、加圧手段を別途設ける必要もない。さらに、水タンク７６内の水を加熱するヒータ７５を設け、水タンク７６内の水の温度を空気飽和器４３内の水の温度と等しくなるよう制御すれば、空気飽和器４３への給水時に空気飽和器４３内の水の温度低下を防ぐことができる。

したがって、噴霧腐食試験機１によれば、簡易な構成でありながら、運転中の給水を可能としつつ、適切な腐食液の噴霧量を安定して得ることができ、長時間に亘る高精度の噴霧腐食試験の実施が可能となる。

＜２．第２の実施の形態＞
［噴霧腐食試験機１Ａの構成］
図３は、本発明の第２の実施の形態に係る噴霧腐食試験機１Ａの概略構成例を模式的に表したものである。また、図４は、図３に示した噴霧腐食試験機１Ａの飽和空気供給部４Ａおよび給水部７Ａの構成例を拡大して表したものである。本実施の形態の噴霧腐食試験機１Ａは、飽和空気供給部４および給水部７の代わりに飽和空気供給部４Ａおよび給水部７Ａを備えるようにしたことを除き、他は噴霧腐食試験機１と実質的に同様の構成を有する。したがって、以下の記載では、主に噴霧腐食試験機１と異なる構成要素に関する説明を行い、噴霧腐食試験機１と実質的に同様の構成要素についてはその説明を適宜省略する。飽和空気供給部４Ａおよび給水部７Ａは、空気配管７１、空気バルブ７１Ｖ、絞り弁６および圧縮空気配管４９などの代わりに、圧縮空気配管４７、圧力調節器４８および圧縮空気配管４９Ａなどを備えている。

図４に示したように、噴霧腐食試験機１Ａの飽和空気供給部４Ａおよび給水部７Ａでは、分岐部Ｃ４において圧縮空気配管４９Ａから分岐された圧縮空気配管４７が水タンク７６内の水面７Ｓ上の空間に接続されている。圧縮空気配管４７には圧力調節器４８および空気バルブ４７Ｖが設けられている。空気バルブ４７Ｖは、圧縮空気配管４７のうちの、圧力調節器４８と水タンク７６との間の部分に設けられている。分岐部Ｃ４は、圧縮空気供給部４１と圧力調節器４２との間に位置する。なお、圧縮空気配管４７を、圧縮空気供給部４１とは別に設けた圧縮空気供給部と接続するようにしてもよい。また、排気管７４は、外部に露出した一端と、空気バルブ４７Ｖと水タンク７６との間の分岐部Ｃ３において圧縮空気配管４７と接続された他端とを有する。なお、排気管７４の他端は、水タンク７６と直接接続されていてもよい。

圧縮空気供給部４１と水タンク７６とを繋ぐ圧縮空気配管４７に設けられた圧力調節器４８は、圧縮空気供給部４１で生成されて圧縮空気配管４７に導入された圧縮空気の圧力を調節することで、水タンク７６内の圧力を調節するものである。ここで、水タンク７６内の圧力が本発明の「第１の圧力」に対応する一具体例である。一方、圧縮空気配管４９Ａに設けられた圧力調節器４２は、圧縮空気供給部４１で生成されて圧縮空気配管４９Ａに導入された圧縮空気の圧力を調節することで、空気飽和器４３内の圧力を調節するものである。ここで空気飽和器４３内の圧力が本発明の「第２の圧力」に対応する一具体例である。噴霧腐食試験機１Ａでは、圧力調節器４８，４２により、水タンク７６内の圧力を、空気飽和器４３内の圧力よりも高くするように調節するようになっている。例えば空気飽和器４３へ送られる圧縮空気の圧力が圧力調節器４２により０．０９８ＭＰａに設定される場合、水タンク７６へ送られる圧縮空気の圧力は圧力調節器４８により０．１５ＭＰａ程度に設定されるとよい。

［噴霧腐食試験機１Ａの動作］
（水タンク７６から空気飽和器４３への給水動作）
この噴霧腐食試験機１Ａにおいても、噴霧腐食試験中であっても水タンク７６から空気飽和器４３への給水を行うことができる。なお、噴霧腐食試験の際には、通常、空気バルブ４７Ｖ、給水バルブ７２Ｖ、補給バルブ７３Ｖおよび排気バルブ７４Ｖはいずれも閉状態とされる。具体的には、水位計４３Ｌのセンサ４３ＬＬにより水面４３Ｓの高さが下限に達したことが検出されると、その旨の検出信号が制御部８へ送信される。その検出信号を受けた制御部８は、空気バルブ４７Ｖおよび給水バルブ７２Ｖの双方を開状態とする。これにより、給水配管７２を通じて、水タンク７６内の水が空気飽和器４３内へ移動を開始する。水タンク７６内の圧力が空気飽和器４３内の圧力よりも高くなるからである。そののち、制御部８は、水位計４３Ｌのセンサ４３ＬＨにより水面４３Ｓの高さが上限に達したことが検出されるまで空気バルブ４７Ｖおよび給水バルブ７２Ｖの双方の開状態を維持する。水位計４３Ｌのセンサ４３ＬＨから、水面４３Ｓの高さが上限に達した旨を知らせる検出信号が制御部８へ送信されると、制御部８は空気バルブ４７Ｖおよび給水バルブ７２Ｖの双方を閉状態とする。これにより、給水配管７２を通じた空気飽和器４３内への水の移動が終了する。

（水タンク７６への補給動作）
水タンク７６への補給動作については噴霧腐食試験機１と同様であるので、その説明はここでは省略する。

［噴霧腐食試験機１Ａの作用・効果］
このような構成の本実施の形態の噴霧腐食試験機１Ａにおいても、上記噴霧腐食試験機１と同様の作用効果を得ることができる。具体的には、噴霧腐食試験機１Ａでは、制御部８により、空気バルブ４７Ｖおよび給水バルブ７２Ｖの制御ならびに補給バルブ７３Ｖおよび排気バルブ７４Ｖの制御を行い、噴霧腐食試験中であっても、空気飽和器４３への給水動作および水タンク７６への補給動作を行うことができる。これにより、空気飽和器４３への給水中でも噴霧腐食試験を中断することなく一定の圧力を保ったまま空気ノズル３２に飽和圧縮空気を供給することができる。空気飽和器４３への給水動作の際には、水タンク７６内の圧力と空気飽和器４３内の圧力との圧力差を利用するようにしたので、飽和圧縮空気の圧力、すなわち噴霧部３における噴霧圧力をほとんど変化させることがない。また、水タンク７６内の水に対する加圧を行う圧縮空気を、空気飽和器４３へ送る圧縮空気を生成する圧縮空気供給部４１により行うようにしたので、加圧手段を別途設ける必要もない。さらに、水タンク７６への補給動作についても空気飽和器４３内の圧力への影響はなく、加圧手段を別途設ける必要もない。

したがって、噴霧腐食試験機１Ａにおいても、簡易な構成でありながら、運転中の給水を可能としつつ、適切な腐食液の噴霧量を安定して得ることができ、長時間に亘る高精度の噴霧腐食試験の実施が可能となる。

以上、いくつかの実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態において説明した各部材の配置位置や形状、個数等は例示であって、上記実施の形態において説明したものに限定されない。また、上記実施の形態において説明した以外の部材を備えるようにしてもよい。例えば、本発明の噴霧腐食試験機に調温室を付加し、複合サイクル試験を行うようにしてもよい。また、上記実施の形態では、水タンク７６を空気飽和器４３よりも高い位置に設置するようにしたが、本発明の第２の実施の形態である噴霧腐食試験機１Ａにおいては、水タンク７６を、空気飽和器４３と同じ高さに設置してもよいし、空気飽和器４３よりも低い位置に設置するようにしてもよい。

１，１Ａ…噴霧腐食試験機、２…試験槽、３…噴霧部、３１…噴霧塔、３２…空気ノズル、３３…液ノズル、３４…ブロック、３５…ミストマイザー、４，４Ａ…飽和空気供給部、４１…圧縮空気供給部、４２…圧力調節器、４３…空気飽和器、４３Ｌ…水位計、４３Ｓ…水面、４４…発泡管、４５…ヒータ、４５Ｓ…温度センサ、４６…飽和空気供給管、４７…圧縮空気配管、４７Ｖ…空気バルブ、４８…圧力調節器、４９，４９Ａ…圧縮空気配管、５…腐食液供給部、５１…溶液溜め、５２…導管、５３…補給タンク、５４…導管、６…絞り弁、７，７Ａ…給水部、７Ｌ…水位計、７Ｓ…水面、７１…空気配管、７１Ｖ…空気バルブ、７２…給水配管、７２Ｖ…給水バルブ、７３…補給配管、７３Ｖ…補給バルブ、７４…排気管、７４Ｖ…排気バルブ、７５…ヒータ、７５Ｓ…温度センサ、７６…水タンク、８…制御部、９…湿度発生機。

Claims (15)

1. 試験槽と、
   前記試験槽内に設けられ、腐食液が供給される第１のノズルと、飽和空気が供給される第２のノズルとを含み、前記腐食液を噴霧する噴霧部と、
   前記第２のノズルに前記飽和空気を供給する空気飽和器と、
   鉛直方向において前記空気飽和器よりも高い位置に配置された水タンクと、
   前記空気飽和器と前記水タンクとを繋ぐ空気配管と、
   前記空気飽和器と前記水タンクとを繋ぐ水配管と
   を備えた噴霧腐食試験機。
2. 前記空気配管に設けられた空気バルブと、
   前記水配管に設けられた給水バルブと
   をさらに備えた
   請求項１記載の噴霧腐食試験機。
3. 前記空気飽和器内における第１の水面高さを検知する第１の水位計と、
   前記第１の水面高さが第１の下限以下であるとき前記空気バルブおよび前記給水バルブを開状態とし、前記第１の水面高さが第１の上限に達するまで前記空気バルブおよび前記給水バルブの開状態を維持する制御部をさらに備えた
   請求項２記載の噴霧腐食試験機。
4. 外部に露出した一端と、前記水タンクと接続され、または前記空気配管のうちの前記空気バルブと前記水タンクとの間の部分と接続された他端とを有する排気管と、
   前記排気管に設けられた排気バルブと、
   外部から水が供給される一端と、前記水タンクと接続され、または前記水配管のうちの前記給水バルブと前記水タンクとの間の部分と接続された他端とを有する補給配管と、
   前記補給配管に設けられた補給バルブと、
   前記水タンク内における第２の水面高さを検知する第２の水位計と
   をさらに備え、
   前記制御部は、
   前記第２の水面高さが第２の下限以下であるとき、前記空気バルブおよび前記給水バルブを閉状態とすると共に前記補給バルブおよび前記排気バルブを開状態とし、前記第２の水面高さが第２の上限に達するまで前記空気バルブおよび前記給水バルブの閉状態ならびに前記補給バルブおよび前記排気バルブの開状態を維持する
   請求項３記載の噴霧腐食試験機。
5. 前記空気飽和器内における第１の水面高さよりも前記水タンク内における第２の水面高さが高い
   請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の噴霧腐食試験機。
6. 圧縮空気供給部と、
   前記圧縮空気供給部と前記空気飽和器とを繋ぐ圧縮空気配管と
   をさらに備えた
   請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の噴霧腐食試験機。
7. 前記空気配管に設けられた絞り弁をさらに備えた
   請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の噴霧腐食試験機。
8. 試験槽と、
   前記試験槽内に設けられ、腐食液が供給される第１のノズルと、飽和空気が供給される第２のノズルとを含み、前記腐食液を噴霧する噴霧部と、
   前記第２のノズルに前記飽和空気を供給する空気飽和器と、
   水タンクと、
   前記空気飽和器と前記水タンクとを繋ぐ水配管と、
   前記水タンク内の第１の圧力を、前記空気飽和器内の第２の圧力よりも高くするように調節する第１の圧力調節器と
   を備えた噴霧腐食試験機。
9. 圧縮空気供給部と、
   前記圧縮空気供給部と前記空気飽和器とを繋ぐ第１の圧縮空気配管と、
   前記第１の圧縮空気配管に設けられ、前記空気飽和器内の前記第２の圧力を調節する第２の圧力調節器と
   をさらに備えた
   請求項８記載の噴霧腐食試験機。
10. 前記圧縮空気供給部と前記水タンクとを繋ぐ第２の圧縮空気配管をさらに備え、
    前記第１の圧力調節器は、前記第２の圧縮空気配管に設けられている
    請求項９記載の噴霧腐食試験機。
11. 前記第２の圧縮空気配管のうちの、前記第１の圧力調節器と前記水タンクとの間の部分に設けられた空気バルブと、
    前記水配管に設けられた給水バルブと
    をさらに備えた請求項１０記載の噴霧腐食試験機。
12. 前記空気飽和器内における第１の水面高さを検知する第１の水位計と、
    前記第１の水面高さが第１の下限以下であるとき前記空気バルブおよび前記給水バルブを開状態とし、前記第１の水面高さが第１の上限に達するまで前記空気バルブおよび前記給水バルブの開状態を維持する制御部をさらに備えた
    請求項１１記載の噴霧腐食試験機。
13. 外部に露出した一端と、前記水タンクと接続され、または前記第２の圧縮空気配管のうちの前記空気バルブと前記水タンクとの間の部分と接続された他端とを有する排気管と、
    前記排気管に設けられた排気バルブと、
    外部から水が供給される一端と、前記水タンクと接続され、または前記水配管のうちの前記給水バルブと前記水タンクとの間の部分と接続された他端とを有する補給配管と、
    前記補給配管に設けられた補給バルブと、
    前記水タンク内における第２の水面高さを検知する第２の水位計と、
    制御部と
    をさらに備え、
    前記制御部は、
    前記第２の水面高さが第２の下限以下であるとき、前記空気バルブおよび前記給水バルブを閉状態とすると共に前記補給バルブおよび前記排気バルブを開状態とし、前記第２の水面高さが第２の上限に達するまで前記空気バルブおよび前記給水バルブの閉状態ならびに前記補給バルブおよび前記排気バルブの開状態を維持する
    請求項１１記載の噴霧腐食試験機。
14. 外部に露出した一端と、前記水タンクと接続され、または前記第２の圧縮空気配管のうちの前記空気バルブと前記水タンクとの間の部分と接続された他端とを有する排気管と、
    前記排気管に設けられた排気バルブと、
    外部から水が供給される一端と、前記水タンクと接続され、または前記水配管のうちの前記給水バルブと前記水タンクとの間の部分と接続された他端とを有する補給配管と、
    前記補給配管に設けられた補給バルブと、
    前記水タンク内における第２の水面高さを検知する第２の水位計と
    をさらに備え、
    前記制御部は、
    前記第２の水面高さが第２の下限以下であるとき、前記空気バルブおよび前記給水バルブを閉状態とすると共に前記補給バルブおよび前記排気バルブを開状態とし、前記第２の水面高さが第２の上限に達するまで前記空気バルブおよび前記給水バルブの閉状態ならびに前記補給バルブおよび前記排気バルブの開状態を維持する
    請求項１２記載の噴霧腐食試験機。
15. 前記空気飽和器内の水を加熱する第１のヒータと、
    前記水タンク内の水を加熱する第２のヒータと、
    前記空気飽和器内の水の温度と前記水タンク内の水の温度とが等しくなるように、前記第１のヒータおよび前記第２のヒータの制御を行う制御部と
    をさらに備えた
    請求項１または請求項８に記載の噴霧腐食試験機。

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