JPH0250997B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、船舶の電気防食装置に関する。

〔従来の技術〕

船舶に対する電気防食システムの一例は、犠性
陽極方式（流電陽極方式）である。これは、船
体、プロペラ、プロペラ軸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
の金属から成る犠性陽極によつて強制的に陰電位
を付与する方式である。

この場合、被防食体の海水に対する電位には理
想的な値があり、例えば鉄とかアルミニウムでで
きた船体の電位を考えた場合、電位が−800mV
程度より高くなると（即ち、プラス側になると）
電気化学腐食が生じ、逆に電位が−900mV程度
より大幅に低くなると（即ち、マイナス側になる
と）アルカリによつて船体の塗膜が剥がれる等の
問題が生じるため、−850mV〜−950mV程度の電
位が理想である。

しかしながら、海水に対する船体の電位は、温
度環境、相対水流速度、溶存酸素分布等の腐食環
境の変化によつて大きく変化する。所が、犠性陽
極のエネルギーをそれに応じて変えることはでき
ないので、仮に停泊中で船体の電位を理想的なも
のとしておいても、走行中では電位がそれよりも
高くなつて船体に電気化学腐食が生じてしまうと
いつた問題がある。

犠性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。これを第２図を参照して説明すると、一種の
直流電源装置である陰電位付与装置４によつて、
海水１中の陽極６に相対的に陽電位を、船体２
ａ、プロペラ２ｂ、プロペラ軸２ｃ等の被防食体
２に相対的に陰電位を与えており、しかも照合電
極１０によつて海水１に対する船体２ａの電位Ｅ
を検出している。そして、腐食環境が変化して例
えば船体２ａの電位Ｅが所定値よりも高くなつた
場合、陽極６に与える電位を高くすることによつ
て相対的に船体２ａの電位を低くする等して、船
体２ａの電位Ｅを所定範囲に（例えば−900mV
程度に）に保つように制御している。

この場合、陽極６は例えばチタンの表面に白金
をメツキしたものであり、海水１中で船体２ａに
絶縁して取り付けている。また、照合電極１０は
例えば塩化銀電極であり、これも海水１中で船体
２ａに絶縁して取り付けている。尚、図中の符号
８は、陰電位付与装置４とプロペラ軸２ｃとを電
気的に接続するブラシである。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述のような外部電源方式においても、船体２
ａ、プロペラ２ｂ、プロペラ軸２ｃ等の被防食体
２が全て同一金属であつて、しかもその各部位に
おける相対水流速度等の腐食環境が均一である場
合にのみ、所期の目的を達成することができる
が、被防食体２の大部分を占める船体２ａと、こ
の船体２ａ外の海水中に出ているプロペラ２ｂお
よびプロペラ軸２ｃとでは、腐食環境や材質が異
なる。

例えば、船体２ａの材質は例えば鉄、アルミニ
ウム、高張力鋼等であり、プロペラ２ｂの材質は
例えばブロンズ合金、アルミ青銅等であり、プロ
ペラ軸２ｃの材質は例えばステンレス等であつ
て、互いに異種金属である。また、プロペラ２ｂ
の相対水流速度は他の部分に比べて極めて大き
い。しかもプロペラ２ｂは、その表面の酸化皮膜
がキヤビテーシヨンが水中のごみ等で剥がされて
裸金属になるといつた状況にある。。

このようなことから、プロペラ２ｂ及びそれに
連結されたプロペラ軸２ｃのイオン化傾向が活性
化し（即ち、プロペラ２ｂ及びプロペラ軸２ｃが
動態化し）、船体２ａの電位（例えば−900mV程
度）に対してプロペラ２ｂ及びプロペラ軸２ｃの
電位が高くなつて（例えば−750mV〜−350mV
程度になつて）、両者の間に局部的な電位差（電
位勾配）ΔEが生じる。

この場合、船体２ａとプロペラ軸２ｃとの間を
電線とブラシ８によつて摺動的に接続したとして
も、プロペラ軸２ｃとブラシ８との間には接触抵
抗が生じており、尚かつ電線にも導体抵抗があ
り、しかもそれらを流れる電流は例えば40A程度
もあり（1000トンで全長90ｍ程度の船舶の場合）、
それらにおける電圧降下を排除することはできな
い。特に、扱つている電位がミリボルトオーダー
であるので、小さな電圧降下が非常に大きく影響
する。従つて、このような手段によつては、上記
電位差ΔEを軽減することはできても、それを完
全に抑制することはできない。

その結果、上述した電位差ΔEによつて、海水
１を通してプロペラ２ｂ及びプロペラ軸２ｃと船
体２ａとの間に循環電流Ｉが流れ、これによつて
プロペラ２ｂ及びプロペラ軸２ｃが犠性電極化し
て電気化学腐食されるといつた現象が起こる。そ
のため、船舶としては電気防食装置を採用してい
るにも拘らず、プロペラ２ｂ及びプロペラ軸２ｃ
の耐用年数を著しく短縮させている。例えば小形
船舶を例にすると、１年毎にプロペラ２ｂを取り
替えなければならないようなこともあり、プロペ
ラ軸２ｃも局部腐食により７〜８年毎に取り替え
なければならない。そのため多大の費用を費やし
ている。

同様の問題は、船体２ａ外の海水中に出ている
舵板（図示省略）等についても生じる。

従つてこの発明は、被防食体を構成する船体と
船体外の海水中に出ている部分との間の局部的な
電位差を解消することによつて、被防食体全体の
電気化学腐食を効果的に防止することができる電
気防食装置を提供することを目的とする。

〔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、船体とこの船体外の海水中に出ている部
分とを含む被防食体に対して強制的に陰電位を付
与する外部電源方式の陰電位付与装置と、前記被
防食体を構成する船体と船体外の海水中に出てい
る部分との間の局部的な電位差を検出する電位差
検出手段と、この電位差検出手段に応答して、同
電位差検出手段によつて検出された電位差がほぼ
零になるように、前記船体と船体外の海水中に出
ている部分との間に強制的に電位を付与する電位
差打消手段とを備えることを特徴とする。

〔作用〕

陰電位付与装置は、船体とこの船体外の海水中
に出ている部分とを含む被防食体に対して陰電位
を付与する。

電位差検出手段は、船体と船体外の海水中に出
ている部分との間に生じる局部的な電位差を検出
する。電位差打消手段はそれに応答して、船体と
船体外の海水中に出ている部分との間に強制的に
電位を付与し、これによつて上記電位差をほぼ零
にする。

その結果、被防食体全体の電気化学腐食が効果
的に防止される。

〔実施例〕

第１図は、この発明の一実施例に係る電気防食
装置の適用例を示す概略図である。尚、第２図と
同等部分には同一符号を付してその説明を省略す
る。

この実施例に係る電気防食装置は、前述したよ
うな陰電位付与装置４等の他に、被防食体２を構
成する船体２ａとプロペラ２ｂおよびプロペラ軸
２ｃとの間の電位差ΔEを検出する電位差検出手
段と、この電位差検出手段によつて検出された電
位差ΔEがほぼ零になるように、船体２ａとプロ
ペラ２ｂおよびプロペラ軸２ｃとの間に強制的に
電位を付与する電位差打消手段とを備えている。

電位差検出手段は、この例では、電位差計１２
及びプロペラ軸２ｃに摺動的に接触されたブラシ
１４を備えており、電位差計１２の入力部の一方
は船体２ａに接続されており、他方はブラシ１４
に接続されている。ブラシ１４は、例えば銀30
％、カーボン70％のものである。このような構成
によつて、電位差計１２において、前述した船体
２ａとプロペラ２ｂ及びプロペラ軸２ｃとの間の
局部的な電位差ΔEを検出する。そして、電位差
計１２は、検出した電位差ΔEに応じた制御信号
を後述する電位差打消装置１６に与える。

この場合、電位差計１２の入力インピーダンス
Ｚは、検出誤差を少なくする意味から高インピー
ダンスのものが好ましい。例えば、実験では入力
インピーダンスＺが1000MΩ程度の電位差計１２
を用いたが、それ程なくても7MΩ程度以上あれ
ば充分である。また、電位差計１２の入力部の配
線Ｌ１，Ｌ２及びブラシ１４は、他のものと共用
せずに、この図のように独立して設けるのが好ま
しい。その理由は、他のものと共用した場合に
は、そこに生じる電圧降下分が電位差ΔEの検出
精度に影響して誤差が生じるからである。尚この
実施例の場合、ブラシ１４とプロペラ軸２ｃとの
間には殆ど電流は流れないので、そこの接触抵抗
による検出誤差は無視することができる。以上の
ような構成にすることによつて、電位差計１２に
おいて、電位差ΔEを±2mV位の精度で検出する
ことができた。

一方、電位差打消手段は、この例では、電位差
打消手段１６、プロペラ軸２ｃに摺動的に接触さ
れたブラシ１８及び陽極６を備えている。もつと
もこの陽極６は、第２図で説明した陽極６を共用
している。電位差打消装置１６は、出力電圧可変
の一種の直流電源装置であり、その陽極出力を陽
極６に、陰極出力をブラシ１８に接続することに
より、陽極６に相対的に陽電位を、プロペラ２ｂ
及びプロペラ軸２ｃに相対的に陰電位を与える。
この場合、電位差打消装置１６は、例えば、整流
回路、スイツチングレギユレータ、ダーリントン
接続トランジスタ等から成り、ブラシ１８は、例
えば銀30％、カーボン70％のものである。

そして電位差打消装置１６は、電位差計１２か
らの電位差ΔEに応じた制御信号に応答してその
出力電圧を制御することにより、上述した電位差
ΔEが零ないしほぼ零になるような電位をプロペ
ラ２ｂ及びプロペラ軸２ｃに強制的に付与する。
この場合、ブラシ１８とプロペラ軸２ｃとの間に
接触抵抗による電圧降下が存在するとしても、そ
の電圧降下分を加味した電圧が電位差打消装置１
６から出力されるので、それの存在は問題とはな
らない。

以上のように構成された電位差検出手段および
電位差打消手段を更に設けることによつて、船体
２ａとプロペラ２ｂ及びプロペラ軸２ｃとの間に
生じる局部的な電位差ΔEをほぼ零にすることが
できる。例えば、実験では電位差ΔEを０±5mV
程度に抑えることができた。これによつて、プロ
ペラ２ｂ及びプロペラ軸２ｃの電気化学腐食を殆
ど完全に防止することができる。従つて、プロペ
ラ２ｂ及びプロペラ軸２ｃの寿命を、殆ど取り替
えなくても良い位に大幅に延ばすことができる。
それゆえ、これによつてもたらされる費用削減は
非常に大きい。

なおこの発明は、船体２ａ外の海水中に出てい
る部分である舵板（図示省略）等に対しても適用
することができる。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、基本的には陰
電位付与装置によつて被防食体全体の電食を防止
しつつ、それでもなお腐食環境や材質の違いによ
つて特に電食が生じ易い特定の部分、即ち船体外
の海水中に出ている部分の電食を電位差検出手段
および電位差打消手段によつてきめ細かくかつ臨
機応変に防止することができ、それによつて被防
食体全体の電気化学腐食を効果的に防止すること
がでできる。

しかも、仮に陰電位付与装置単独によつて船体
外の海水中に出ている部分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勢生するが、この
発明によれば、陰電位付与装置は被防食体の大部
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、陰電位付与装置から
多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。

【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
装置の適用例を示す概略図である。第２図は、従
来からある電気防食システムの一例を示す概略図
である。 ２……被防食体、２ａ……船体、２ｂ……プロ
ペラ、２ｃ……プロペラ軸、６……陽極、１２…
…電位差計、１４，１８……ブラシ、１６……電
位差打消装置、ΔE……局部的な電位差。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 船体とこの船体外の海水中に出ている部分と
   を含む被防食体に対して強制的に陰電位を付与す
   る外部電源方式の陰電位付与装置と、前記被防食
   体を構成する船体と船体外の海水中に出ている部
   分との間の局部的な電位差を検出する電位差検出
   手段と、この電位差検出手段に応答して、同電位
   差検出手段によつて検出された電位差がほぼ零に
   なるように、前記船体と船体外の海水中に出てい
   る部分との間に強制的に電位を付与する電位差打
   消手段とを備えることを特徴とする電気防食装
   置。