JP2998833B2 - 鉄イオン発生および電気防食用電極 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄イオン発生およ
び電気防食用電極に関する。

【０００２】

【従来の技術】本出願人は、銅合金製部材を備えた熱交
換器や複水器等の防食用として、鉄イオンを供給する機
能と同時に直流電流を供給する電気防食機能を兼ねさせ
た、鉄イオン発生および電気防食用電極を使用して、鉄
陽極と、防食対象物となる陰極とは別の補助陰極と、防
食対象物の電位検出照合電極と、さらに、これらの電極
及び防食対象物とに接続して防食対象物の電位を一定と
するとともに防食電流と補助陰極電流の和を一定値に制
御する定電位定電流電源装置とから構成することによっ
て、非常に簡単な操作で電気防食の効果と鉄イオンによ
る防食効果が併せて得られるようにした外部電源防食シ
ステムを特公昭５７−１５６６７号にて提案している。
すなわち、図２において、銅合金から成る熱交換器１
は、銅合金管板２に銅合金冷却管３および軟鋼にゴムラ
イニングを施した水室からなっている。

【０００３】この水室内に、防食対象物（熱交換器）１
および後述の鉄陽極５とは電気的に絶縁されている補助
陰極４を有する鉄陽極５が、絶縁板６を介して水室カバ
ーに支持されて取り付けられている。図中鉄陽極５の他
側端に示される絶縁板６′は主として補助陰極４に近い
部分の鉄陽極５の外周面からの電流が多くなるので、こ
の部分に電流遮断機能を付与して鉄陽極５の不均一溶解
を防ぎ、鉄陽極５の全外周面から均一に電流が流れるよ
うにして、鉄陽極５が均一に溶解するためのもので、鉄
陽極５の片減り回避に有効である。また防食対象物１
は、この装置の電源を兼ねる定電位定電流電源装置７の
電気防食用電源の負側に結線されており、定電位電解を
行うための電位検出照合電極８が管板２の極く近傍に取
り付けられており、そのリード線はこの装置の定電位定
電流電源装置７の電位検出端子に接続されている。

【０００４】しかして、照合電極８で検出した防食電位
を所定の値に自動的に制御維持して最適な電気防食を行
なうとともに、図に示す電流ｉ₁ と電流ｉ₂ の和を所定
の値に、一定に制御維持して溶出する鉄イオン濃度を一
定とすることによって、繁雑な操作を要することなく、
熱交換器の寿命を著しく延ばすことができるとしたもの
である。

【０００５】叙上外部電源防食システムに使用する鉄イ
オン発生および電気防食用電極について、本願人は当初
の図２中にも示される実公昭５３−３５５４３号に提案
の鉄陽極５と補助陰極４とから成るものを改善して、実
公平４−１７５６２号にて補助陰極に付着する電解析出
物の成長による鉄陽極との短絡防止のため、該補助陰極
を棒状材を立体的に組み合わせ架構した立体骨組体とし
て、補助陰極内を冷却水が流通自在とさせて析出物の剥
離を促すと共に表面積減少化によって電流密度を高め、
析出物の抑制を図る提案をしている。すなわち、図３に
おいて、図中１０はフランジ１０ａを有する支持金具
で、水室壁１１の孔１２にはめ込まれ絶縁ボルト１３に
よって固定してある。

【０００６】１４は当該支持金具１０に一方端を同心的
に螺着したチタン、ニオブ等の鉄よりも貴な金属製の芯
棒である。なお、支持金具１０、孔１２の内周面からフ
ランジ１０ａの当接面および水室壁１１内面には硬質ゴ
ムライニング１５が施され、支持金具１０と防食対象物
とは電気的な絶縁が施されている。

【０００７】支持金具１０は、外部電源からの電流を芯
棒１４に通じ、芯棒１４に取り付けた鉄陽極１７への給
電ターミナルとなる。なお、１７ａは鉄陽極の分割片、
１８は貫通ボルト、１９および２０は電流遮蔽用の絶縁
板、２１、２２、２３は鉄陽極１７および絶縁板１９、
２０を圧接止めするワッシャー、ナット、ロックナット
である。

【０００８】２４は鉄陽極１７に相対向する形態に芯棒
１４の先端に取り付けられる補助陰極であり、補助陰極
２４と一体に支柱２４ａを該芯棒１４に穿孔の芯孔に絶
縁材を介配のもと貫通し、さらに、同様の措置にて支持
金具１０を貫通して、その端子２４ｂはリード線を介し
て電源装置の負極に接続される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
構造の改善型鉄イオン発生および電気防食用電極にあっ
ても、次のような問題点が見い出された。 （１）芯棒１４および支持金具１０に穿孔の芯孔に補助
陰極の支柱２４ａを貫通させる構造であるため、該芯棒
１４および支持金具１０に穿孔する工程を要する他、水
室内の冷却水の水流による動圧や水室の振動下に於い
て、かなりの重量（約１５０kg）を有する鉄陽極１７を
保持する芯棒１４は、芯孔を設けた分、径を太くする必
要があるため高価なチタン等を多量必要とし、電極装置
製作のコストアップにつながっている。又、該芯棒１４
および支持金具１０の芯孔と補助陰極の支柱２４ａの隙
間の防水処理が必要である。 （２）鉄陽極１７の交換の際、補助陰極２４を支柱２４
ａから着脱する必要があるため、鉄陽極１７の交換作業
が煩雑になる他、補助陰極２４を支柱２４ａから取り外
す際に該支柱２４ａには大きなトルクがかかり、支柱２
４ａが補助陰極２４と同時に共廻りすることによる芯棒
１４の芯孔と支柱２４ａ間に介配した絶縁材の劣化によ
る補修、交換や、芯棒１４および支持金具１０の芯孔と
補助陰極の支柱２４ａの隙間の防水材の劣化による補修
・交換が必要となり、鉄陽極１７の交換作業の際のコス
トアップにつながっている。 （３）冷却水を導体として鉄陽極１７から補助陰極に流
れる電流は電流遮蔽用の絶縁板２０を迂回するため電界
が広くなり、電流の一部が漏れ電流となって、熱交換器
水室内の金属構造物に防食上の悪影響を及ぼすおそれが
ある。

【００１０】本発明は、従来の技術の有するこのような
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、芯棒に補助陰極の支柱用の穿孔をする必要がな
く、比較的細い芯棒でも水室内の冷却水の水流による動
圧や水室の振動下に於いて鉄陽極を保持するに十分な強
度をもたせることができ、芯棒の芯孔と補助陰極の隙間
の防水処理も不要となり、また、鉄陽極の交換の際、補
助陰極を着脱する必要がなく、芯棒の芯孔と補助陰極の
支柱間に介配した絶縁材の劣化による補修・交換や、芯
棒の芯孔と補助陰極の支柱の隙間の防水材の劣化による
補修・交換の必要がなく、更に，鉄陽極から補助陰極に
流れる電流の一部が漏れ電流となって熱交換器水室内の
金属構造物に防食上の悪影響を及ぼすおそれのない鉄イ
オン発生および電気防食用電極を提供しようとするもの
である。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明における鉄イオン発生および電気防食用電極
は、防食対象物となる陰極とは別の補助陰極を一体的に
付設のブロック状の鉄電極を被防食体である熱交換器や
復水器等の水室カバー等に対して絶縁して取付けて成る
鉄イオン発生および電気防食用電極において、水室壁の
取付孔に絶縁して嵌着の支持金具に芯棒を立設し、これ
に上記ブロック状の鉄電極を補助陰極取付板を水室壁を
臨む面に配すると共に反対面には電流遮蔽板を配して挾
着させ、補助陰極を該補助陰極取付板に導通取り付けの
もと該鉄電極外周に配設するとしたものである。

【００１２】

【作用】補助陰極は鉄陽極の外周部に固定するものであ
るため、熱交換器や複水器等の水室カバー等に絶縁して
突設した不溶性金属製の芯棒に補助陰極の支柱用の穿孔
をする必要がなく、比較的細い芯棒でも水室内の冷却水
の水流による動圧や水室の振動下に於いて鉄陽極を保持
するに十分な強度をもたせることができ、製作コストダ
ウンが図れ、芯棒の芯孔と補助陰極の隙間の防水処理も
不要となる。

【００１３】また、鉄陽極の交換の際、補助陰極を着脱
する必要がなく、鉄陽極の交換作業が容易となり、従来
の鉄電極装置では必要であった芯棒の芯孔と補助陰極の
支柱間に介配した絶縁材の劣化による補修・交換や、芯
棒の芯孔と補助陰極の支柱の隙間の防水材の劣化による
補修・交換が不要となり、鉄陽極交換作業の際のコスト
ダウンにつながる。

【００１４】更に、補助陰極が鉄陽極に隣接するため、
冷却水を導体として鉄陽極から補助陰極に流れる電流の
一部が漏れ電流となって熱交換器水室内の金属構造物に
防食上の悪影響を及ぼすおそれがない。

【００１５】

【発明の実施の形態】実施の形態について図を参照して
説明する。図１において、図中３０はフランジ３０ａを
有する支持金具で、これは水室壁３１の孔３２に嵌め込
まれ複数の絶縁ボルト３３、ナット３４、絶縁ワッシャ
３５によって固定してある。

【００１６】３６は当該支持金具３０に一方端を同心的
に螺着したチタン、ステンレス鋼、タンタル、ニッケ
ル、ニオブなどの、鉄よりも貴な金属製の芯棒で、当該
芯棒３６を取り付けた支持金具３０は外側全面に厚さ３
mm程度の硬質ゴムライニング３７を施してある。硬質ゴ
ムライニング３７は前記のフランジ３０ａに穿孔したボ
ルト通孔の内面をも覆うものとし、確実な絶縁を図って
いる。

【００１７】また、硬質ゴムライニング３７は孔３２の
内周面からフランジ３０ａの当接面および水室壁３１の
内面全体にわたって施してある。さらに、フランジ３０
ａと水室壁３１との間にも介在させてある。外端面に露
出形ボックス３８を取り付けた支持金具３０は、例えば
ステンレス鋼製とし、外部電源からの電流を芯棒３６に
通じ、芯棒３６に取り付けた鉄陽極３９への給電ターミ
ナル３０ｂとなる。

【００１８】鉄陽極３９は図示例にあっては軸線方向に
おいて複数に分割した分割片３９ａを積層状に重ね合わ
せたものからなる。芯棒３６と鉄陽極３９との電気的接
触は、接触部全面にわたって導電性樹脂塗料を塗装する
ことで良好にされる。鉄陽極３９の水室壁３１に臨む端
面には、鉄陽極３９の外径よりも大きくした補助陰極取
付板４０を密接してあり、該補助陰極取付板４０の水室
壁を臨む面には、補助陰極導通棒４１の一方端を螺着
し、該補助陰極導通棒４１は支持金具３０に穿孔の貫通
孔に絶縁材を介配のもと貫通し、その端子４１ａを該露
出形ボックス３８内に持ち出している。

【００１９】なお、該補助陰極取付板４０は、補助陰極
導通棒４１および後述の補助陰極４８との導通のため軟
鋼の平板とし、かつ、鉄陽極３９および水室壁３１と絶
縁するため平板の全面を硬質ゴムライニングで覆ってあ
る。一方、鉄陽極３９の水室壁３１側と反対側の端面に
は、同様に鉄陽極自体の外径よりも大きくして電流遮断
機能をもたせた部材としての電流遮蔽板４２を密接させ
てある。

【００２０】４３、４４、４５は上述部材を圧接止めす
るワッシャ、ナット、ロックナットで、いずれも芯棒３
６と同様に鉄より貴な金属製としてある。これらの上に
合成樹脂製キャップ４６をかぶせ、合成樹脂製ボルト４
７で電流遮蔽板４２に固定しているが、これは、冷却水
の水流によるナット４４、ロックナット４５の緩み防止
を主目的とするものである。

【００２１】４８は鉄陽極３９の周囲に配置する補助陰
極取付板４０の外周部に取り付けられる補助陰極であ
り、補助陰極取付板４０の鉄陽極３９に臨む面に該補助
陰極４８の一方端を螺着し、ナット４９で補助陰極取付
板４０に固着し、該補助陰極４８の反対側の端は、電流
遮蔽板４２に穿孔した孔に嵌め込み、補助陰極４８の振
れ止めとしている。

【００２２】なお、該補助陰極４８の数は複数とし、適
宜の間隔で配置してもよいが、鉄陽極３９の消耗を均一
とするために、補助陰極取付板４０の同心円上に等間隔
で配置することが最も望ましい。以上の構成の電極装置
の鉄陽極３９を取り外すには、合成樹脂製キャップ４
６、ロックナット４５、ナット４４、ワッシャ４３、電
流遮蔽板４２の順に外した後、分割片３９ａを上から順
次取り外せばよく、また、鉄陽極３９を取り付ける際
は、上記と逆の順序で取り付ければよい。

【００２３】

【発明の効果】本発明は、上述のとおり構成されている
ので、次に記載する効果を奏する。芯棒に関する不都合
が全く解消すると共に鉄陽極交換が容易化し、さらに、
鉄陽極からの漏れ電流をも無くすことができて、電極の
評価を著しく向上させた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明鉄イオン発生および電気防食用電極の縦
断側面図である。

【図２】鉄イオン発生および電気防食用電極を用いた外
部電源防食システムの熱交換器への取付説明図である。

【図３】従来の鉄イオン発生および電気防食用電極の縦
断側面図である。

【符号の説明】

１ 熱交換器 ２ 銅合金管板 ３ 銅合金冷却管 ４ 補助陰極 ５ 鉄陽極 ６ 絶縁板 ６′ 絶縁板 ７ 定電位定電流電源装置 ８ 電位検出照合電極 １０ 支持金具 １０ａ フランジ １１ 水室壁 １２ 孔 １３ 絶縁ボルト １４ 芯棒 １５ 硬質ゴネライニング １７ 鉄陽極 １７ａ 鉄陽極の分割片 １８ 貫通ボルト １９ 絶縁板 ２０ 絶縁板 ２１ ワッシャー ２２ ナット ２３ ロックナット ２４ 補助陽極 ２４ａ 支柱 ２４ｂ 端子 ３０ 支持金具 ３０ａ フランジ ３０ｂ 給電ターミナル ３１ 水室壁 ３２ 孔 ３３ 絶縁ボルト ３４ ナット ３５ 絶縁ワッシャ ３６ 芯棒 ３７ 硬質ゴムライニング ３８ 露出形ボックス ３９ 鉄陽極 ３９ａ 分割片 ４０ 補助陰極取付板 ４１ 補助陰極導通棒 ４１ａ 端子 ４２ 電流遮蔽板 ４３ ワッシャ ４４ ナット ４５ ロックナット ４６ 合成樹脂製キャップ ４７ 合成樹脂製ボルト ４８ 補助陰極 ４９ ナット

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 防食対象物となる陰極とは別の補助陰極
   を一体的に付設のブロック状の鉄電極を被防食体である
   熱交換器や復水器等の水室カバー等に対して絶縁して取
   付けて成る鉄イオン発生および電気防食用電極におい
   て、水室壁の取付孔に絶縁して嵌着の支持金具に芯棒を
   立設し、これに上記ブロック状の鉄電極を補助陰極取付
   板を水室壁を臨む面に配すると共に反対面には電流遮蔽
   板を配して挾着させ、補助陰極を補助陰極取付板に導通
   取り付けのもと該鉄電極外周に配設したことを特徴とす
   る鉄イオン発生および電気防食用電極。