JP3344427B2 - 船舶の電気防食装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、船舶の船体、プロペ
ラ、プロペラ軸および舵を含む被防食体の電食（電気化
学腐食）を防止する外部電源方式の電気防食装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】船舶に対する電気防食手段の一つに、流
電陽極（犠牲陽極）方式がある。

【０００３】これは、船体、プロペラ、プロペラ軸、舵
等の被防食体に対して、例えば亜鉛、アルミニウム、マ
グネシウム等の金属から成る流電陽極を取り付けること
によって強制的に所定の陰電位を付与するものである。

【０００４】この場合、被防食体の海水に対する電位に
は理想的な範囲があり、その電位が被防食体の防食電位
（これは防食が働く電位のことであり、例えば鉄の場合
で−７８５ｍＶ）より高く（即ちプラス側に）なると電
食が生じ、逆にこれよりも大幅に低く（即ちマイナス側
に）なると過防食となってアルカリにより船体の塗膜が
剥がれる等の問題が生じる。

【０００５】しかしながら、海水に対する被防食体の電
位は、船舶の航行速度等の腐食環境等の変化によって大
きく変化するが、流電陽極はその材質や大きさによって
エネルギーが決まっていて防食電流を腐食環境の変化に
応じて変えることができないので、仮に停船中の被防食
体の電位が理想的なものになるようにしておいても航行
中では電位がそれよりも高くなって防食作用が失われて
しまい、逆に航行中の電位が理想的なものになるように
流電陽極を増やすと重量が増えると共に停船中には被防
食体の電位が低くなり過ぎて過防食が起こるという問題
がある。

【０００６】流電陽極方式のそのような問題点を解決す
るものとして、自動制御を採用した外部電源方式があ
る。

【０００７】この方式の電気防食装置の従来例を図５を
参照して説明すると、この電気防食装置は、出力可変の
直流電源装置３２と、それを制御する制御回路３３と、
船体２１の船底外の海水１０中に船体２１から電気的に
絶縁して取り付けられた陽極３４および照合電極３５と
を備えており、直流電源装置３２から陽極３４に相対的
に陽電位を、船舶のこの例では船体２１、プロペラ軸２
２、プロペラ２３および舵２４を含む被防食体２０に相
対的に陰電位を与えて、陽極３４から海水１０を通じて
被防食体２０に防食電流ｉを供給するようにしている。
３６はブラシである。

【０００８】しかも、照合電極３５によって海水１０に
対する被防食体２０の（より具体的にはその大部分を占
める船体２１の）電位を検出して、それが所定の設定電
位Ｅ（例えば−９００ｍＶ）に近づくように、制御回路
３３によって直流電源装置３２から出力する防食電流を
自動的に制御するようにしている。

【０００９】このような電気防食装置によれば、腐食環
境が変化しても被防食体２０の電位を一定に近づけるこ
とができるので、流電陽極の場合よりも効果的に被防食
体２０の電食を防止することができる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
な電気防食装置を設けていても、舵２４を構成する舵板
２４ａの一部分、より具体的には舵板２４ａの前半部分
Ｂが電食によって欠損するという問題があった。

【００１１】その原因を追求したところ、上記のような
電気防食装置を働かせていても、船舶が停止しているか
その航行速度が小さい時は船体２１、プロペラ軸２２、
プロペラ２３および舵２４は全てほぼ設定電位Ｅ（例え
ば前述したように−９００ｍＶ）になって防食作用が有
効に働いているのに、船舶の航行速度が大きくなった場
合、船体２１の電位はほぼ設定電位であり、プロペラ軸
２２およびプロペラ２３の電位も船体電位より若干（例
えば２０〜３０ｍＶ）高い位であるけれども、舵２４の
舵板２４ａの電位は船体電位よりも大幅に（例えば速度
が２０ノットの時で約４５０ｍＶ、２５ノットの時で約
６５０ｍＶ）高くなっていることが分かった。

【００１２】これは、被防食体２０の内で舵板２４ａが
陽極３４から一番遠く離れていてそれに陽極３４からの
防食電流ｉが供給されにくい上に、プロペラ２３からの
強い水流を受けて舵板２４ａが（特にその前方部分が）
他の被防食体２０に比べてイオン化傾向が活性化しやす
い（即ち動態化しやすい）状況にあるからであると考え
られる。

【００１３】上記のように舵板２４ａの電位が高くなる
と、この舵板２４ａから海水１０を通して電位の低い方
へ、より具体的には近くのプロペラ２３や船体２１の方
へ電流が流れ、これは舵板２４ａがあたかも前述した流
電陽極（犠牲陽極）として働くことであり、これによっ
て舵板２４ａが電気化学腐食を受け、欠損して行く。

【００１４】上記のような舵板２４ａと船体２１との間
の電位差は船舶の航行速度が大きくなるに従って大きく
なる傾向にあるが、近年は船舶がますます高速化する傾
向にあり、従って舵板２４ａの電食が高速船設計の極め
て大きな問題となっている。

【００１５】そこでこの発明は、上記のような舵板と船
体との間の電位差を解消することによって、舵板を含め
て被防食体全体の電気化学腐食を効果的に抑制すること
ができるようにした電気防食装置を提供することを主た
る目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の電気防食装置は、前述したような従来の
電気防食装置の構成に加えて、前記舵を構成する舵板の
少なくとも前方側端部に当該舵板から電気的に絶縁して
設けられた第２の陽極と、この舵板と船体との間の電位
差を検出する電位差検出回路と、この電位差検出回路か
らの信号に応答して、前記電位差が零に近づくように前
記第２の陽極に対して相対的に陽電位（即ち、舵板に付
与する電位に比べて相対的に陽電位。以下同じ）を付与
し前記舵板に対して相対的に陰電位（即ち、第２の陽極
に付与する電位に比べて相対的に陰電位。以下同じ）を
付与する出力可変の第２の直流電源装置とを更に設けた
ことを特徴とする。

【００１７】

【作用】上記構成によれば、舵板と船体との間に電位差
が生じると、これが電位差検出回路によって検出され、
第２の直流電源装置はこの電位差検出回路からの信号に
応答して、この電位差が零に近づくように、第２の陽極
に対して相対的に陽電位を付与し舵板に対して相対的に
陰電位を付与する。これによって、舵板と船体との間の
電位差が零に近づく。従って、この電位差に起因して舵
板からプロペラや船体の方へ腐食電流が流れるのを防止
することができる。その結果、舵板を含めて被防食体全
体の電気化学腐食を効果的に抑制することができるよう
になる。

【００１８】

【実施例】図１は、この発明の一実施例に係る電気防食
装置を示す概略図である。図５の従来例と同一または相
当する部分には同一符号を付し、以下においては当該従
来例との相違点を主に説明する。

【００１９】この実施例の電気防食装置は、前述したよ
うな陽極（第１の陽極）３４、直流電源装置（第１の直
流電源装置）３２、照合電極３５および制御回路３３に
加えて、第２の陽極４０、電位差検出回路５２および第
２の直流電源装置５４を更に備えている。

【００２０】この第２の陽極４０は、前述した舵２４を
構成する舵板２４ａの少なくとも前方側（即ちプロペラ
２３側）の端部に当該舵板２４ａから電気的に絶縁して
設けられている。

【００２１】より具体的には、図２および図３に示すよ
うに、この例では舵板２４ａの前方側端面部に溝２４ｃ
を形成しており、そこに絶縁物４２を介在させて、チタ
ンの棒４０ａをその前方側が露出するように埋め込んで
いる。このチタンの棒４０ａの露出した部分には化学的
に安定な白金４０ｂをクラッドしている。このようなチ
タンの棒４０ａおよび白金４０ｂによって、第２の陽極
４０を構成している。

【００２２】陽極４０を舵板２４ａの少なくとも前方側
端部に設けるのは、その部分が海水の水圧が一番高くて
気泡ができにくく、従って陽極４０からの電流が海水中
に十分にかつ安定して流れるので、後述する舵板２４ａ
の電位制御を効果的にかつ安定して行うことができるか
らである。後で説明する図４の例のように陽極３４を張
出し軸受２５の支持部２５ａの少なくとも前方側端部に
設けるのも同様の理由による。

【００２３】この陽極４０には、この例では舵２４の舵
軸２４ｂを貫通する接続導体４４が接続されており、こ
の接続導体４４は接続導線４７を介して直流電源装置５
４の陽極端子に接続されている。この接続導体４４は、
絶縁物４６によって舵軸２４ｂ等から電気的に絶縁され
ている。この接続導体４４も例えばチタンから成る。

【００２４】絶縁物４２は、陽極４０を舵板２４ａから
絶縁するだけでなく、図２および図３に示すように、舵
板２４ａの少なくとも陽極４０の周りの部分の表面を覆
うように設けるのが好ましい。これは、陽極４０から海
水１０を通して舵板２４ａに流れる電流（防食電流）を
広く分散させて、舵板２４ａ全体の電位を一様に制御す
る上で好ましいからである。

【００２５】絶縁物４２によって舵板２４ａをどの程度
の範囲まで覆えば良いかは一概には言えないが、例えば
この絶縁物４２の舵板２４ａの先端部からの幅Ｗおよび
陽極４０の先端部からの長さＬは、それぞれ１０〜２０
ｃｍ程度で十分に効果がある。

【００２６】上記絶縁物４２は、例えばガラスポリエス
テル等の強化プラスチックである。なお、舵板２４ａの
表面を覆う絶縁物を陽極４０を絶縁する絶縁物と一体物
にしても良いし別にしても良い。

【００２７】再び図１を参照して、電位差検出回路５２
は、舵板２４ａと船体２１との間の電位差ΔＶを検出す
るものである。舵板２４ａと舵軸２４ｂとは殆ど電気抵
抗なく接続されているので、この例では舵軸２４ｂを経
由して、舵板２４ａと船体２１との間の電位差ΔＶを検
出するようにしている。そのためこの例では、電位差検
出回路５２の入力部の一方は接続導線４８を経由して舵
軸２４ｂに接続されており、他方は接続導線５０を経由
して船体２１に接続されている。

【００２８】第２の直流電源装置５４は、出力可変のも
のであり、電位差検出回路５２からの信号に応答して、
前記電位差ΔＶが零に近づくように、前記陽極４０に対
して相対的に陽電位を付与し舵板２４ａに対して相対的
に陰電位を付与する。この舵板２４ａに対する陰電位付
与も、この例では舵軸２４ｂを経由して行うようにして
いる。そのためこの例では、直流電源装置５４の陽極端
子は前述したように接続導線４７および接続導体４４を
介して陽極４０に接続されており、陰極端子は接続導線
４９を経由して舵軸２４ｂに接続されている。

【００２９】なお、同じ舵軸２４ｂに接続する接続導線
でありながら、電位差検出回路側の接続導線４８と陰電
位付与側の接続導線４９とを別にしているのは、接続導
線４９側には直流電源装置５４から比較的大きな電流が
流れて電圧降下が生じるため、この電圧降下が電位差検
出の誤差にならないようにするためである。前述した第
１の直流電源装置３２の陰極側の接続導線と制御回路３
３の一方側の接続導線とを別にしているのも同様の理由
による。

【００３０】この電気防食装置によれば、船体２１、プ
ロペラ軸２２、プロペラ２３および舵２４を含む被防食
体２０全体の基本的な防食は、従来例の場合と同様に、
第１の陽極３４、第１の直流電源装置３２、照合電極３
５および制御回路３３の働きによって行われる。従って
その動作の重複説明は省略する。

【００３１】それに加えてこの電気防食装置において
は、船舶の航行等に伴って舵板２４ａと船体２１との間
に電位差ΔＶが生じると、これが電位差検出回路５２に
よって検出され、第２の直流電源装置５４はこの電位差
検出回路５２からの信号に応答して、この電位差ΔＶが
零に近づくように、第２の陽極４０に対して相対的に陽
電位を付与し、舵板に対して相対的に陰電位を付与す
る。これによって、舵板２４ａと船体２１との間の電位
差ΔＶが零に近づく。従って、この電位差ΔＶに起因し
て舵板２４ａからプロペラ２３や船体２１の方へ腐食電
流が流れるのを防止することができる。その結果、舵板
２４ａを含めて被防食体２０全体の電気化学腐食を効果
的に抑制することができるようになる。

【００３２】しかもこのような効果は、船舶が停止して
いる場合は勿論のこと、船舶の航行速度が小さい場合も
大きい場合も同じように得られる。従って、高速船設計
における舵板２４ａ等の電気化学腐食の問題も解消され
る。

【００３３】また、仮に制御回路３３および第１の直流
電源装置３２側だけによって、船舶の航行中の舵板２４
ａの電位が適切になるように被防食体２０全体の電位を
下げようとすると、船体２１の電位が下がり過ぎて過防
食が起こり、船体２１の塗膜が剥がれる等の不具合が発
生するが、この電気防食装置によれば、制御回路３３お
よび直流電源装置３２側は被防食体２０の大部分を占め
る船体２１の電位が適切なものになるようにすれば良い
ので、上記のような船体２１の過防食を防止することが
できると共に、直流電源装置３２から過大な防食電流を
供給しなくて済むのでそのパワーを節約することができ
るという効果も得られる。

【００３４】なお、上記電位差検出回路５２は、設定電
位Ｅ₀（例えば０を含む可変）だけ検出電圧を補正する
ことができるようにしても良く、そのようにすれば、舵
板２４ａの電位の制御の仕方を少しずらせることができ
るので、舵板２４ａの電位がプロペラ２３の電位より下
がるのを防止することができる等、個々の船舶の状況等
に応じたよりきめ細かな制御が可能になる。

【００３５】また、前記第１の陽極３４は、図１に示す
ように船体２１の底部に設ける代わりに、図４に示すよ
うに、プロペラ軸２２を船体２１から回転自在に支える
張出し軸受２５の支持部２５ａに当該支持部２５ａから
電気的に絶縁して取り付けても良い。より具体的には図
４の例では、張出し軸受２５の支持部２５ａを例えばガ
ラスポリエステルのような絶縁物５６で覆い（図４中に
点々を付したのがその領域である）、その表面であって
支持部２５ａの前方側端部から左右の側方部にかけての
部分に、三角状をした陽極３４を例えばエポキシ系の接
着剤によって貼り付けている。

【００３６】陽極３４をこのように張出し軸受２５の支
持部２５ａに設けると、舵板２４ａやそれに次いで動態
化しやすいプロペラ２３にもすぐ近くの陽極３４から海
水１０を通して防食電流を十分に供給することができる
ので、制御回路３３および直流電源装置３２側の働きに
よって、舵板２４ａやプロペラ２３の電気化学腐食をよ
り効果的に抑制することができるようになる。

【００３７】また、船底に陽極３４を設けている場合
は、船底にそれの固定用のボルトを通す穴をあけなけれ
ばならず、しかもこの船底外に突き出した陽極３４には
流木等の浮流物が当たって上記ボルトが切断されて浸水
する危険性があるのに対して、陽極３４を張出し軸受２
５の支持部２５ａに設けると、その取り付け用の穴を船
底にあけなくて済むので、余計な浸水の危険性は無くな
る。また、浮流物が図４中矢印Ｃのように下から上がっ
て来ても、プロペラ軸２２がガードする格好になるの
で、浮流物によって陽極３４が損傷を受ける可能性が少
なくなり、陽極３４の長寿命化を図ることができる。こ
れまでの陽極３４は、プロペラ軸２２とは関係のない場
所に設けられていたので、プロペラ軸２２による上記の
ようなガードの効果は期待できない。

【００３８】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、基本的
には第１の陽極、第１の直流電源装置、照合電極および
制御回路によって被防食体全体の電気化学腐食を防止し
つつ、それだけでは船舶の航行に伴って舵板の電位が船
体電位よりも上昇するという現象を、第２の陽極、電位
差検出回路および第２の直流電源装置よって抑制するこ
とができるので、船舶の航行速度等にかかわりなく、舵
板を含めて被防食体全体の電気化学腐食を効果的に抑制
することができる。

【００３９】しかも、仮に上記制御回路および第１の直
流電源装置側だけによって、船舶の航行中の舵板の電位
が適切になるように被防食体全体の電位を下げようとす
ると、船体の電位が下がり過ぎて過防食が起こり、船体
の塗膜が剥がれる等の不具合が発生するが、この発明に
よれば、制御装置および第１の直流電源装置側は被防食
体の大部分を占める船体の電位が適切なものになるよう
にすれば良いので、上記のような船体の過防食を防止す
ることができると共に、第１の直流電源装置から過大な
防食電流を供給しなくて済むのでそのパワーを節約する
ことができるという効果も得られる。

【００４０】また、第１の陽極を、船舶のプロペラ軸を
船体から回転自在に支える張出し軸受の支持部に当該支
持部から電気的に絶縁して取り付けておくと、上記制御
回路および第１の直流電源装置側の働きによって、舵板
やプロペラの電気化学腐食をより効果的に抑制すること
ができるようになる。しかも、この第１の陽極取り付け
用の穴を船底にあけなくて済むので、浸水の危険性を小
さくすることができる。更に、浮流物に対してプロペラ
軸が第１の陽極をガードする格好になるので、浮流物に
よって当該陽極が損傷を受ける可能性が少なくなり当該
陽極の長寿命化を図ることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る電気防食装置を示す
概略図である。

【図２】図１の舵の部分を拡大して示す図である。

【図３】図２の線Ａ−Ａに沿う断面図である。

【図４】張出し軸受周りを拡大して示す図である。

【図５】従来の電気防食装置の一例を示す概略図であ
る。

【符号の説明】 ２０ 被防食体 ２１ 船体 ２２ プロペラ軸 ２３ プロペラ ２４ 舵 ２４ａ 舵板 ２４ｂ 舵軸 ２５ 張出し軸受 ３２ 第１の直流電源装置 ３３ 制御回路 ３４ 第１の陽極 ３５ 照合電極 ４０ 第２の陽極 ４２ 絶縁物 ５２ 電位差検出回路 ５４ 第２の直流電源装置

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 船舶の海水中にある構造物に当該構造物
   から電気的に絶縁して取り付けられた第１の陽極と、 この第１の陽極から海水を通して船舶の船体、プロペ
   ラ、プロペラ軸および舵を含む被防食体に防食電流を供
   給する出力可変の第１の直流電源装置と、 船舶の海水中にある構造物に当該構造物から電気的に絶
   縁して取り付けられていて被防食体の海水に対する電位
   を検出する照合電極と、 この照合電極によって検出した被防食体の電位が設定電
   位に近づくように前記第１の直流電源装置から出力する
   防食電流を制御する制御回路とを備える船舶の電気防食
   装置において、 前記舵を構成する舵板の少なくとも前方側端部に当該舵
   板から電気的に絶縁して設けられた第２の陽極と、 この舵板と船体との間の電位差を検出する電位差検出回
   路と、 この電位差検出回路からの信号に応答して、前記電位差
   が零に近づくように、前記第２の陽極には舵板に付与す
   る電位に比べて相対的に陽電位を付与し、前記舵板には
   第２の陽極に付与する電位に比べて相対的に陰電位を付
   与する出力可変の第２の直流電源装置とを更に設けたこ
   とを特徴とする船舶の電気防食装置。
2. 【請求項２】 前記舵板の少なくとも前記第２の陽極の
   周りの部分の表面を絶縁物で覆っている請求項１記載の
   船舶の電気防食装置。
3. 【請求項３】 前記第１の陽極を、前記船舶のプロペラ
   軸を船体から回転自在に支える張出し軸受の支持部に当
   該支持部から電気的に絶縁して取り付けている請求項１
   または２記載の船舶の電気防食装置。