JPH0717673Y2 - 船舶の電気防食装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、船舶の船体、プロペラおよびプロペラ軸を
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。

〔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。

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。

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。

しかしながら、海水に対する被防食体の電位は、船舶の
走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走行中では電位が
それよりも高くなって防食作用が失われてしまい、逆に
走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。

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、自動制御をした外部電源方式がある。

この方式の電気防食装置の従来例を第４図を参照をして
説明すると、この電気防食装置30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とを含む防食装置
本体31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、防食装置本体31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22、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。

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−900m
V）に近づくように、制御回路33によって直流電源装置3
2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。

このような電気防食装置30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。

〔考案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30を設けても、従
来はプロペラ23に、特にその翼根部に、壊食腐食を受け
るという現象が生じていた。

これは、従来は、電食とは別のキャビテーションによる
もので、電気防食装置でこれを抑制することはできない
と考えられていた。

これを防止するため、従来は例えば、プロペラ23の翼根
部に穴（キャビテーションホール）23aを設け、これを
通して、プロペラ23の水を押し出す側から水の剥離現象
を起こしやすい背面側に海水を供給するようにする場合
もあるが、そのようにすると、プロペラ23にそのため
の穴加工が必要であり工数が増える、キャビテーショ
ンホース23aをあけると強度が低下するためプロペラ23
の翼根部を増厚する必要がありプロペラ効率が悪くな
る、等の別の問題が生じる。

そこでこの考案は、上記のような電気防食装置を改良
し、これによって従来不可能と考えられていたプロペラ
の上記のような壊食腐食をも抑制することができるよう
にすることを主たる目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、この考案の電気防食装置は、
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
取り付けたことを特徴とする。

〔作用〕

実験を重ねた結果、電気防食装置の陽極を上記のような
場所に取り付けることによって、プロペラの壊食腐食を
も効果的に抑制することができた。その理由は次のとお
りである。

即ち、船舶においては、プロペラに対する相対水流速度
は他の部分に比べて極めて大きく、しかもプロペラはそ
の表面の酸化皮膜がキャビテーションや水中のごみ等で
剥がされて裸金属になるため、プロペラは他の部分に比
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。そのため、前述したような外部電源方
式の電気腐食装置を設けても、船体等の電位（例えば−
900mV程度）に対してプロペラの電位が高く（例えば−7
50mV程度に）なり、このプロペラから海水を通して船体
等の方へ電流が流れる現象が生じる。これは、プロペラ
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、これによってプロペラが電気化学腐食を受け
る。

プロペラの壊食腐食は、従来のキャビテーションの水撃
による壊食が殆どだと考えられていたが、考案者は、種
々実験した結果、プロペラの壊食腐食は上記のような電
気化学腐食と水撃による壊食との合併であり、しかも電
気化学腐食による方が大きいことを見出した。

プロペラの電気化学腐食を抑制するには、この動態化し
やすいプロペラに十分に防食電流を陽極から海水を通し
て供給すれば良いことになるが、従来はこのような考え
がなかったため、それが陽極の取付位置にも反映されて
いなかった。例えば、従来の陽極34は、船長方向の位置
については第４図に示すようにプロペラ軸22が船体21か
ら出た所付近に、船幅方向の位置については第５図に示
すように船底の左右の適当な所に設けられていた（な
お、図示例はプロペラ軸22およびプロペラ23等が二つあ
る２軸の船舶を示すが、１軸の場合も陽極34の位置はこ
れとほぼ同様である。）。

このような場所では、陽極34に近い船体21に主として防
食電流ｉが流入し、動態化しやすいプロペラ23は陽極34
から遠いのでそれに十分に防食電流ｉを供給できる状況
にはない。そのため従来は、電気防食装置30を設けてい
てもプロペラ23の電気化学腐食をあまり抑制することは
できなかった。

これに対してこの考案では、陽極を、プロペラ軸を回転
自在に支える張出し軸受の支持部に設けたので、陽極の
位置が動態化しやすいプロペラに非常に近くなり、その
結果、この陽極から海水を通してプロペラに防食電流を
十分に供給することができる。その結果、プロペラの電
気化学腐食を十分に抑制することができるようになり、
これによって、従来不可能と考えられていたプロペラ
の、特にその翼根部の壊食腐食を電気防食装置によって
効果的に抑制することができるようになった。

なお、陽極を上記のように張出し軸受の支持部に設けて
も、プロペラ以外の部分、例えば、船体、プロペラ軸、
舵等にも防食電流が供給されるので、それらの防食を少
なくとも従来例と同程度には防止することができるのは
勿論である。

〔実施例〕

第１図は、この考案の一実施例に係る電気防食装置を示
す概略図である。第４図の従来例と同等部分には同一符
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。

プロペラ軸22は、通常の図示例のように張出し軸受25に
よって船体21から回転自在に支えられている。

そこでこの実施例では、従来例の船底に取り付けていた
陽極34に変わるものとして、陽極37を、上記張出し軸受
25の支持部25aにそれから電気的に絶縁して取り付けて
おり、この陽極37に防食装置本体31から陽電位を与える
ようにしている。

より具体的には、第２図および第３図に示すように、張
出し軸受25の支持部25aを例えばエポキシガラスのよう
な絶縁物50で被い（第２図中に点々を付したのがその領
域である）、その表面であってこの実施例では支持部25
aの前方側の（即ち進行方向側の）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37を例えばエポ
キシ系の接着剤によって貼り付けている。

この陽極37は、例えばチタンの表面に白金をメッキした
ものである。ちなみに、前述した照合電極35は例えば塩
化銀電極である。

上記支持部25aはその取付座25bの部分で、船体21の船底
の増厚部26に複数本の取付ボルト64（第３図参照）によ
って取り付けられている。

そして、上記陽極37に接続された給電導体52を絶縁物50
の内側に通して支持部25aの根本から引出し、これをこ
の実施例では取付座25bおよび増厚部26を電気的に絶縁
して貫通させたボルト56の頭部に接続し、その接続部の
周りをパテ54で覆っている。

ボルト56は、それが取付座25bおよび増厚部26を貫通す
る部分の表面は、例えばガラスエポキシのような絶縁物
（図示省略）で被覆されている。また、ボルト56を固定
するナット58と増厚部26との間には例えばガラスエポキ
シのような絶縁物60が挟まれている。そしてこのボルト
56を給電導体62によって防食装置本体31の直流電源装置
32の陽極端子に接続するようにしている。

陽極37をこのように張出し軸受25の支持部25aに設ける
と、前述したように、動態化しやすいプロペラ23にその
すぐ近くから海水を通して防食電流ｉを十分に供給する
ことができるので、プロペラ23の電気化学腐食を十分に
抑制することができ、これによって、従来不可能と考え
られていたプロペラ23の、特にその翼根部の壊食腐食を
電気防食装置30によって効果的に抑制することができ
る。

その結果、従来のようにキャビテーションホール23aを
設けなくても、プロペラ23の寿命を大幅に延ばすことが
できる。しかもキャビテーションホール23aを設けない
場合は、プロペラ23の加工が楽になると共に、プロペラ
23の肉厚を薄くできるのでプロペラ効率が低下する心配
もない。

また、陽極37を従来例のように船底ではなく張出し軸受
25の支持部25aに設けることで、浸水の危険性を軽減で
きるという効果も得られる。

即ち、従来の陽極34の取付構造は、第６図に示すよう
に、皿状をした絶縁物40の先に陽極34を取り付けると共
に絶縁物40に穴のあいたボルト42の頭部を埋め込み、こ
のボルト42を船体21の船底にあけた穴に通してナット44
で固定するものである。そして、前記防食装置本体31に
つながる給電導体46であって絶縁被覆されたものをボル
ト42の穴を通して陽極34に接続している。

ところが、この船底外に突き出した陽極34および絶縁物
40には流木等の浮流物が当たる危険性があり、当たった
場合、ボルト42が切断される等して浸水する危険性があ
る。この浸水の危険性を少なくするために、図示例のよ
うに船内側においてボルト42の周りをダムと呼ばれる箱
48で覆う場合もあるが、そのようにしても船底外板はあ
まり強度が高くないので、万全ではなく、また構造も複
雑化する。

これに対して、この実施例のように陽極37を張出し軸受
25の支持部25aに取り付ければ、従来例のように取付用
の穴を船底にあけなくて済むので、余計な浸水の危険性
はなくなる。給電用のボルト56を取付座25bおよび増厚
部26の部分を貫通させるとしても、その頭部をこの実施
例のように取付座25b内に埋め込めば良いので、ボルト5
6に浮流物が当たって浸水する危険性はない。

また、上記のように陽極37を張出し軸受25の支持部25a
に取り付けると、浮流物が第２図中矢印Ａ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37が損傷を受ける可能性が
少なくなり、陽極37の長寿命化を図ることができるとい
う効果も得られる。従来例の陽極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。

また、この実施例のように給電用のボルト56を設ける代
わりに、張出し軸受25の取付座25bを船体21に取り付け
る前述した複数本の取付ボルト64の内の１本を、例えば
第３図中に示す取付ボルト64aを他から電気絶縁し（そ
の絶縁構造は例えばボルト56の場合と同様である）、こ
の取付ボルト64aを陽極37に対する給電に兼用しても良
く、そのようにすれば、陽極37に対する給電用として船
体21に別の穴をあける必要がなくなるので、浸水の危険
性を一層小さくすることができる。

また、陽極37は、張出し軸受25の支持部25aの後方部に
設けた方がプロペラ23により近くなるが、船舶が高速に
なると支持部25aの後方部には水泡ができて海水10の電
気抵抗が増大して防食電流ｉが流れにくくなるので、こ
の実施例のように支持部25aの少なくとも前方側の端部
から左右の側方部にかけての部分に設けるのが好まし
く、そのようにすれば防食電流ｉを安定して供給するこ
とができる。また、支持部25aを帯状に取り巻くように
陽極37を設けても良い。

なお、この考案は、プロペラ軸22およびプロペラ23等が
二つある２軸の船舶に限らず、それらが一つの１軸の船
舶にも勿論適用することができる。

〔考案の効果〕

この考案は、上記のとおり構成されているので、次のよ
うな効果を奏する。

即ち、電気防食装置の陽極を、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ることで、プロペラの電
気化学腐食を十分に抑制することができ、これによっ
て、従来不可能と考えられていたプロペラの、特にその
翼根部の壊食腐食を電気防食装置によって効果的に抑制
することができる。

その結果、従来のようにキャビテーションホールを設け
なくてもプロペラの寿命を大幅に延ばすことができる。
しかもキャビテーションホールを設けない場合は、プロ
ペラの加工が楽になると共に、プロペラの肉厚を薄くで
きるのでプロペラ効率が低下する心配もない。

しかも上記構成によれば、従来例のように陽極取付用の
穴を船底にあけなくて済むので、浸水の危険性を小さく
することができるという効果も得られる。

更に、浮流物に対してプロペラ軸が陽極をガードする格
好になるので、浮流物によって陽極が損傷を受ける可能
性が少なくなり陽極の長寿命化を図ることができるとい
う効果も得られる。

また、張出し軸受の支持部を船体に取り付ける複数本の
取付ボルトの内の１本を他から電気絶縁し、この取付ボ
ルトを前記陽極に対する給電に兼用すれば、余分な穴を
あける必要が一切なくなるので、浸水の危険性を一層小
さくすることができる。

また、陽極を、張出し軸受の支持部の少なくとも前方側
の端部から左右の側方部にかけての部分に設ければ、船
舶が高速で走る場合でも、陽極から防食電流を安定して
供給することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案の一実施例に係る電気防食装置を示
す概略図である。第２図は、第１図の張出し軸受周りを
拡大して示す図である。第３図は、第２図の張出し軸受
の支持部および取付座の部分を下から見上げた図であ
る。第４図は、従来の電気防食装置の一例を示す概略図
である。第５図は、第４図の船舶を後方側から見た図で
ある。第６図は、第４図の陽極周りを拡大して示す断面
図である。 10……海水、20……被防食体、21……船体、22……プロ
ペラ軸、23……プロペラ、25……張出し軸受、25a……
支持部、30……電気防食装置、31……防食装置本体、35
……照合電極、37……陽極、50……絶縁物。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】直流電源装置を含む防食装置本体、陽極お
   よび照合電極を有していて、船舶の船体、プロペラおよ
   びプロペラ軸を含む被防食体の電位を照合電極によって
   検出してそれが設定電位に近づくように、防食装置本体
   から供給する防食電流を制御する外部電源方式の電気防
   食装置において、前記陽極を、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】前記陽極を、前記張出し軸受の支持部の少
   なくとも前方側の端部から左右の側方部にかけての部分
   に設けている請求項１記載の船舶の電気防食装置。
3. 【請求項３】前記張出し軸受の支持部を船体に取り付け
   る複数本の取付ボルトの内の１本を他から電気絶縁し、
   この取付ボルトを前記陽極に対する給電に兼用している
   請求項１または２記載の船舶の電気防食装置。