JPH0196389A - 熱交換器類の複合式電気防食装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、熱交換器類、例えば発電用大型複水器、化
学装置用熱交換器などの氷室内壁、銅合金製冷却管およ
び銅合金製管板を防食するに適し鉄系保護被膜形成機能
および電気防食作用を有する複合式電気防食装置に関す
る。

［従来の技術］ 従来、熱交換器類の鉄製氷室壁、銅合金製冷却管および
銅合金製管板は、外部電源式の電気防食法で防食してい
るが、防食電流の管内到達距離には限界があるために鉄
イオンによる防食法を併用して防食することが一般に行
なわれている。

たとえば、氷室内壁に取り付けられた１対の鉄電極を切
換器によって鉄電解用と電気防食用に使いわけができる
鉄電解防食装置が出願公開されている（実開昭６１−１
２５１７３号公報および実開昭６１−１３３５６３号公
報参照）。

また、氷室内壁に、鉄電極からなる陽極、補助陰極およ
び照合電極を備え、さらに防食電流と補助陰極に流れる
電流の和を一定にするための定電位定電流装置を設けた
外部電源防食装置が登録されている（特公昭５７−１５
６６７号公報参照）。

しかしながら、上述した前者の両考案においては、その
機能上防食電流と電解電流を同時に供給できないので、
鉄電解中は別に設けた電気防食専用の電極から防食電流
を供給しなければならない。

一方、上記後者の発明においては、防食電流と電解電流
を同時に供給できるものの、全体的には定電流制御であ
るため、鉄皮膜が弱体化した場合は、皮膜の劣化状況に
合わせて鉄イオンの濃度を調節する必要がある。また、
補助陰極側に形成される電解スケールの脱落による冷却
管の閉塞や電解効率の低下をまねく恐れもある。

この発明は、従来の電気防食装置がもつ以上のような問
題点を解消し、鉄皮膜を劣化させることなく維持できる
とともに、電解スケールの脱落による冷却管の閉塞を防
止しかつ電解効率を向上させることを可能にした熱交換
器類の複合電気防食装置を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この目的を達成するために、この発明は次のような構成
としている。

すなわち、この発明に係る電気防食装置は、氷室壁とほ
ぼ平行に設置された１対以上の相対して対をなす板状鉄
電極と、該対をなす両鉄電極間に所定タイミングで極性
変換しつつ定電流を供給する定電流回路と、該対をなす
鉄電極のうち該極性変換に応じて正極となる方の鉄電極
をプラス側とし被防食面をマイナス側として防食電流を
供給しかつ照合電極を利用して被防食面の電位を一定に
保つ定電位回路とよりなフている。

［作用］ このようにして構成されたものにおいては、電気分解に
より正極側鉄電極から鉄イオンが供給されるとともに該
正極側鉄電極と被防食面間に防食電流が供給され、該鉄
イオンは被防食面に析出して防食効果を高める鉄皮膜が
形成される。そしてこの鉄皮膜が弱体化すると、被防食
面の電位が資化するため、定電位回路によって防食電流
が増加する。したがって、その分鉄イオンが多く供給さ
れることになり、鉄皮膜が維持される。

また、極性変換が行なわれるため、対になった鉄電極面
は交互に電気化学的にクリーニングされることになり、
陰極特有の電解スケールの形成やその脱落による冷却管
の閉塞等を生ずることなく、常に鉄の有効面を活性に維
持しながら、効率的に鉄イオンの供給が行なわれる。

［実施例］ 以下、図面を用いてこの発明の詳細な説明する。

第１図は、この発明の一実施例に係る電気防食装置を熱
交換器に取り付けた場合の構成を示す回路図である。同
図の電気防食装置は、熱交換器の水室１の壁と平行に相
対して設けられた１対の板状鉄電極２ａ、２ｂを有する
複合型鉄電極２と、極性変換回路３を有し複合型電極２
に所定のタイミングで極性を変えながらほぼ一定電流値
の直流を供給する定電流回路４と、極性変換回路３に連
動して動作する切換器５を有し複合型鉄電極２の正極側
にその正極側が接続する定電位回路６とを備えている。

定電流回路４と定電位回路６はまた、変圧器７と８およ
び整流器９と１０をそれぞれ有し、変圧器７．８を介し
て供給される交流電流を整流器９．１０により直流電流
に変換して供給する。これら直流電流の積算値は積算電
流計ｉｔ、１２によりモニタされており、必要に応じて
定電流回路４および／または定電位回路６への交流供給
の中断・再開が行なわれる。定電位回路６はさらに電位
制御装置１３有し、これにより、水室１内に設けられた
照合電極１４を介して管板１５の電位を検出して管板１
５の電位をほぼ一定に保つ。複合型鉄電ｉ２の外側の面
にはｐｖｃ（ポリ塩化ビニル）プレート１６をボルトで
固定することにより、電気的絶縁を施しである。熱交換
用の海水等の冷却水は水室１から冷却管１７を通じて流
出しており、本防食装置により氷室１の内壁や銅合金等
でつくられた管板１５の面あるいは冷却管１７が防食さ
れる。

次に本装置の動作を説明する。

定電流回路４および定電位回路６に交流電流を供給する
と、定電流回路４を介して複合型鉄電極２の電極２ａ、
２ｂ間に直流電流が流れ、また定電位回路６により複合
型鉄電極２の正極側を正側、管板１５や氷室１等の被防
食壁を負側として電圧が印加される。そして、これによ
り１．複合型鉄電極２の正極から電気分解により鉄イオ
ンが冷却水中に供給され、また被防食壁に対し防食電流
が供給される。そして、この鉄イオンは管板１５や冷却
管１７の内壁に析出し、これら表面に鉄皮膜を形成する
。このとき、鉄イオンは主に定電流回路４により複合型
鉄電極２の極板間を流れる電流によって発生し、定電位
回路６により管板１５、冷却管１７等の電位が維持され
、また、防食電流により電気防食が行なわれる。

一方、この状態が続くと複合型鉄電極２の陰極に電解ス
ケールが形成されるので、これを防止するため、極性変
換回路３により所定のタイミングで複合型鉄電極２の極
性を換える。また、この極　−性変換により定電位回路
６の正極が接続している側の複合型鉄電極２の極板が定
電流回路４の負極と接続した場合、定電位回路６が干渉
を受けて出力電流や電圧に悪影晋が生じ、所定の防食電
流が安定して得られないことになるため、この極性変換
に連動して切換器５を作動させ、定電流回路４の正側を
常に複合型鉄電極３の正極に接続させる。

このようにして、極性変換を行なうことにより鉄電極２
ａ、２ｂが交互に電気化学的にクリーニングされ電解ス
ケールの形成・脱落が防止されるため、脱落した電解ス
ケールによる冷却管１７の閉塞等を生じることなく、ま
た、常に鉄電極２ａ、２ｂの有効面を活性に保ち、鉄イ
オンの発生効率を高く維持しながら鉄イオンの供給およ
び電気防食が行なわれる。また、管板１５等の被防食面
上に形成された鉄皮膜が弱体化すると、管板１５面の電
位が責化し防食電流が増加して、その分鉄イオンが多く
供給されるため、鉄皮膜が常に健全に維持される。

第２図は、第１図の防食装置を動作させた場合の複合型
鉄電極２の取付位置付近でかつ水室１壁近傍における電
位分布の様子を、ＰｖＣプレート１６が取り付けである
ときと取り外しであるときについて示したグラフである
。同図の曲線ａとＣは外側の鉄電極２ａが定電流回路４
および定電位回路６の正側、内側の鉄電、ｉ２ｂが定電
流回路４の負側に接続しである場合を示し、曲線すとｄ
は逆に鉄電極２ａを定電流回路４の負側、鉄電極２ｂを
定電流回路４および定電位回路６の正側とした場合を示
す。また、曲線ＣとｄはＰＶＣプレート１６が取り付け
である場合、曲線ａとｂはｐｖｃプレート１６を取り外
しである場合を示す。

同図に示す如く、曲線ａの場合は電極中心部近傍が貴電
位となって電食傾向となり、曲線すの場合は逆に電極中
心部近傍が卑電位となりて過防食傾向となるが、曲線Ｃ
とｄの場合はこれら電極中心部近傍の電食傾向および過
防食傾向を緩和していることがわかる。すなわち、ＰＶ
Ｃプレート１６は複合型鉄電極２取付位置近傍の水室１
の内壁が電食するのを防止している。

なお、上述においては複合型鉄電極を１個だけ用いてい
るが、熱交換器の大きさなどによっては複数個用いるよ
うにしてもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、被防食面に形
成された鉄系保護被膜を、定電位回路の働ぎにより適正
に維持できるとともに、鉄イオン供給用の鉄電極間で極
性変換が行なわれるため、電解スケール発生による問題
もなく鉄電極面を活性に維持し、鉄イオン発生効率を向
上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例に係る電気防食装置を熱
交換器に取り付けた場合の構成を示す回路図、そして 第２図は、第１図の電気防食装置を動作させた場合の複
合型鉄電極取付位置近傍の氷室壁近傍における電位分布
の様子を、ＰＶＣプレートが取り付けであるときと、取
り外しであるときについて示したグラフである。 １：熱交換器の氷室、 ２：複合型鉄電極、 ３：極性変換回路、 ４：定電流回路、 ５：切換器、 ６：定電位回路、 ７．８＝変圧器、 ９．１０：整流器、 １３：電位制御装置、 １４：照合電極、 １５：管板、 １６　：　ＰＶＣプレート、 １７：冷却管。 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、水室壁とほぼ平行に設置された１対以上の相対して
   対をなす板状鉄電極と、該対をなす両鉄電極間に所定タ
   イミングで極性変換しつつ定電流を供給する定電流回路
   と、該対をなす鉄電極のうち該極性変換に応じて正極と
   なる方の鉄電極をプラス側とし被防食面をマイナス側と
   して防食電流を供給しかつ照合電極を利用して被防食面
   の電位を一定に保つ定電位回路とを具備することを特徴
   とする熱交換器類の複合式電気防食装置。 ２、前記対をなす鉄電極の外側面にそれぞれ電気的絶縁
   手段が施された特許請求の範囲第１項記載の熱交換器類
   の複合式電気防食装置。 ３、前記定電位回路は、前記定電流回路における極性変
   換に連動して動作する切換器を有し、該切換器により、
   前記正極となる方の鉄電極を上記定電位回路のプラス側
   に接続する特許請求の範囲第１項記載の熱交換器類の複
   合式電気防食装置。