JPS59177363A - 電流供給装置 - 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】 本発明は陰極防食装置に関し、さらに詳卸１には陰極防
食装置におけろ制御器付き電流供給装置に関する。

電流を陽極に供給して船舶の駆動装置の如ぎ浸漬可能ノ
エ金属体に極性を与えろ陰極防食装置は知られている。

このような陰極防食装置６の１つは本発明者による米国
特許第４３２２６３３号明細書に開示されている。当該
陰極防食装置におげろ制イ卸器は基準電極によって検知
された電位に応答して陰極にイ１ｊ−給された電流を制
御筒する。この陰極防食装置は非常に効果的ではあるが
、基／Ｌ電極を陽極からかなり距離をおいて取付は特に
真水と塩水両方に用いられろとき防食された金属体の電
位を表わす適切な信号を与えろことが要求されろ。

国に出願された米国特許願第０６／４．０２１９１号明
細書には陽極と基準電極の間に投げられて陽極と基準電
極が互に近接して取付けられるようにしている接地シー
ルドを用いる陰極防食装置における電極装置を開示して
いる。

本発明は陽極、基準電極および浸漬可能な金属体に接続
されて陽極に電流を供給して浸漬可能な金属体を腐食か
ら守る電流供給装置を特に意図するものである８この電
流供給装置は浸漬可能な金属体と陽極間の電源に直列に
接続されて陽極に供給される電流を制御する電流制御器
を備えている。増幅器は基準電極と雷、流制御器との間
に連結されて基準電極の電位に応答して電流制？ｌｌｌ
］器を作動する。陽極と基準電極間の電圧降下を補償す
るためにバイアス回路が増幅器と陽極の間に接続される
。この配列は陽極電流に関係なく防食された金属体の表
面の電位を比較的一定に保つ彷きをする。

バイアス回路は望ましくはバイアス回路によって増幅器
に（ｉｔ給される最小バイアスレベルを決め２）重重、
電源を設けるのがよい。

塩分検知回路はバイアス回路網に接続されて陰極防食装
置が塩水内１゛作動するとき、増幅器に南えろバイアス
信号を下げて陰極防食装置が作動する塩水の抵抗率の変
化を補償することができる。塩分検知回路は比較器を１
更い易くして陽極電流を陽極電圧と比較して陰極防食装
置が塩水内で作動しているか否かを判定する。

好適な実施例にあっては、限流回路が設けられて過剰陽
極電流から生ずる金属体の形状」ｄ傷を保護している。

本発明はこのようにして真水または塩水いずれかの使用
に自適し、かつ陽極と基準電極が他の部品に較べて比較
的に互いに密接して取付けられろ陰極防食装置における
電流供給裟（乙な提供′１″石にある。

ｍ面を参照中ろと、第１図には船尾駆動体として図示さ
れろ船用駆動体１１を腐食から守る陰極防食装置１０が
図示されろ。この陰極防食装置１０は、陽極１２と防食
された船用慨動体１１［取付けらλｔてはいるか適当な
絶縁層１４によって該駆動体とは電勿、絶縁されている
基準電極１３とを設けてし・ろ。陽極］２と基準電極１
３はそれぞれ導線１５．１６によって電流側（財）機構
１７に接続さＪ’Ｌろ。

この電流制御機構１７はまた導ｍ１８によって電池１９
として図示されろ適当な直流電源の正端子に接続さｉｔ
ろ。電池１９の負端子は本装置のアース、この場会金属
の駆１１体１】に接続されろ。市−流制御機構１７は基
準電、極１３からの信号に応答して電流を陽極１２に倶
給才ろことに」：す、所望の電位に駆動体１１０表面を
保つように作動して電圧を駆動体１１の表面と、１駆動
体が浸漬されろ水の表面との接金によって生じろ負荷に
印加する。

電流制御機構１７は電流を陽極１２に供給才ろ′Ｒ流供
給回路をＩＲえろ。常流供給回路には電／ｌ！２１９の
正端子にエミッタを、陽極１２にコレクタを接続させた
ＰＮＰ）ランジスタ２０が設けられる。Ｐ　Ｎ　Ｐ　）
ランジスタ２゜はＡ級増幅器として用いられ電流制器と
して作用して陽極１２に供給された電流を制御する、バ
イアス抵抗器２１はＰ　Ｎ　、Ｐ　）ランジスタのエミ
ッタとベース間に接続されてエミッタからベースに電流
が洩れないようにする。

また周波数補償コンデンサ２２はコレクタとベース間に
接続されて好ましくない１辰動がおきないようにしてい
る。Ｐ　Ｎ　Ｐ　）ランジスタ２０のエミッタと電池１
９間に接続されたダイオード２３は、もし電池１９が間
違って接続されていれば回路に印加てきる逆電圧から回
路を守っている。最後にコンデンサ２４は１）　ＩＪ　
Ｐ　Ｆランジスタのエミッタとアース間に接ＨされてＲ
Ｆ雑音フィルタとして作用する。

電流制御のＰ　Ｎ　Ｐ　）ランジスタ２ｏの作動は、出
力を限流抵抗器２６を介してＰ　Ｎ　Ｐ　）ランジスタ
２０のベースに接続する演算増幅器２５の出力によって
制御されろ。演算増幅器２５は非可逆増幅器として接続
され、その非可逆入力２７は保護抵抗器２８を介して基
準電極１３に接続される。演算増幅器２５０可逆入力す
なわち可逆端子２９はバイアス回路の接続点３０に接続
されて演算増幅器２５に適当なバイアスを与える。演１
算増幅器２５はかくして、基準電極１３かちの入力がバ
イアス回路からの入力より少ないときは、ＰＮＰトラン
ジスタ２００ベースから電流を引出してＰ　Ｎ　Ｐ　ｌ
−ランジスタをバイアスさせて電流を伝え、これによっ
て電流を陽極１２に供給する。

定］、電源は電池１９とアース間に接続された定電圧ダ
イオード３１によりバイアス回路に与えられる。限流抵
抗器３２は定電圧ダイオード３１と電池１９間に配置さ
れて定電圧ダイオード３１を過剰電流から守る。定電圧
ダイオード３１の陰極は落下抵抗器３３を介してバイア
ス回路の接続点３ｏに接続されろ。

落丁抵抗器３３は接続点３０で所望の電位、望外しくは
約０．９２ボルトのものを生じるような大きさにされろ
。バイアス回路はまた陽極１２と本装置のアース間に接
続された１対の抵抗器３４．３５を備えていて分圧器と
して作用している。抵抗器３３．３４．３５、　　３６
はそれぞれ負荷と基準電極１３間の水中での電圧降下を
シュミレートする大きさにされる。接続点の電位は従っ
て、約０．９２ポル　　トまたは定電圧ダイオード３１
および陽％　　　　Ｊ１２に接続された抵抗器３３．３
４．３５、　　−３６の総合効果により当該ボルトより
も高く保たれて、これにより水の抵抗率から生じろ負荷
と基準電極１３間の電圧降下を補償する非ｒ＝Ｊ逆増幅
器２５の可逆端子２９にバイアス　　（入力を与えろ。

塩分検知回路は捷だ、真水と塩水間の抵抗　　１率の急
激な変化を補償するだめに設けられる。　　「塩分検知
回路には比較器として作用す々演算　　）増幅器３７が
あって本装置が真水内で作動するときは型切的に正の出
力を、塩水内で作動するときは負の出力を接続点３０に
供給する。

比較器の非可逆入力３８には、陽極１２とアース間に接
続された抵抗器３９．４ｏからなる分圧器により陽極電
圧を示す信号が設けら１て陽極電圧を比較器３７の作動
に適合するレベルまで低下させる。比較器３７０可逆入
カ４１には陽極１２に供給された電流を表わす信号が供
給される。陽極電流を陽極電圧に七較することにより、
本装置は水の抵抗率の登のために塩分内での作動と真水
内、での作動との間に差異を生じさせる。

陽極電流信号は、抵抗器４３．４４．４５．４６により
接続された演算増幅器４２の出力Ｃより比較器３７に供
給された差動増幅器４２として作用する。差動増副器４
２には、電流制御のＰＮＰ　）ランラスタ２０ト陽極１
２…に接続された分路抵抗器４９０両側に抵抗器４６．
４４を介して接続された可逆入力４７ど非可逆人力４８
とがある。抵抗器４５゜４Ｇは帰還回路網を備えていて
、差動増幅器４２によって生じた利得を設定する大きさ
にされろ。差動増幅器４２は従って分路抵抗器４つの電
圧降下を表わす比較器３７の可逆入力４１に信号を与え
て、これにより陽極電流を表わす。

過剰陽極電流は陽極１２を囲む防食された金属体の大部
分に横部を力えるので陽極限流回路が設けられろ。陽極
限流回路はオフセットとともに可逆増幅器として作用す
るように接続された＠算増幅器５０をもっている。オフ
セットは演−算増幅器５０の非可逆人力５２と定電圧ダ
イオード３１の陰極間の結ｍ５１によって生じ、従って
非可逆人力５２の電位を１＾１定する。演算増幅器の可
逆入力５３は電流検知の差動増幅器４２の出力５４に接
続され陽極電流を表わす信号を受けろ。従って接続され
ろと、演算増幅器５０は可逆人力５３の電位が非可逆入
力５２での固定した電位より少ないときは、正の出力を
生じさせ可逆人力５３での電位が非可逆人力５２ての定
まった電位より太きいときは、負の出力を生じさせる。

演算増幅器５０の出力５５はダイオード５６を介してバ
イアス回路の接続点３０に接続されろ。ダイオード５６
は演算増幅器５０の出力５５が正であるときに作用して
接続点３０への電流の流れを止める。演算増幅器５０の
出力５５が負であり、陽極電流が所定のレベルを超えた
と表示するときは、電流は接続点３０から演：Ｍ−Ｊ’
ａ幅器５０の出力５５に流れて、これにより接続点３０
での電位＼を低域させて主である演算増幅器２５のバイ
アスレベルを下げ、その結果本装置の陽極電流を所望の
レベル捷で下げろ。

バイアス回路の接続点３０は接続点３０と可逆端子２９
間に接続された抵抗器と、本装置のアースと可逆端子２
９間に接続されたコンデンサ５８とからなる抵抗・コン
デンサ形フィルタを介して演算増幅器２５０可逆端子２
９に接続されろ。抵抗器５７とコンデンサは、約０．５
秒の時定数が烏えられるような大きさにされろ。抵抗・
コンデンサ形フィルタは陽極電流の変化に対する本装置
の負荷の比較的少ない応答時間から生じるかも知れない
本装置の振動を阻＋Ｊニする。

バイアス回路に用いられる４つの演算増１１ζπ器は、
Ｌ　１．＋１３２４形演算増幅器と称するナショナル・
セミコンダクタ社から入手できろ単一の集積回路として
作られるのが望ましい。

この廣積回路は回路５９によって電池１９の正端子に、
才た別の回路によって本装置のアースにそれぞ′ｉｔ接
続されて増幅器を作動する電力が一嶋えられろ。

作用ＩＪに際して、基準電極１３は、陽極１２近くの船
用駆動体１１の浸漬部分付近で電位を検知し、基準電極
１３からの信号およびバイアス回路によって演算増幅器
２５に供給されたバイアス信号間の差に比例する出力を
出す演両増幅器２５に信号を供給１−る。演算増幅器２
５からの出力信号はＰＮＰ　）ランジメタ２００ベース
に供給されて陽極１２への電流の流れを制御する。

もし基準電極１３の電位が演算増幅器１３に供給された
バイアス以下に低減すると、演算増幅器はＰＮＰトラン
ジスタ２００ベースから電流を引出すことによって応答
しＰＮＰトランジスタ２０を導電性にして電流を陽極１
２に供給する７、バイアス回路は少ない陽極電流で最小
限の所定値、望ましくは約０．９２ボルトの値をもち、
かつ陽極電流が増大するにつれて増えるバイアス信号を
生じさせろ。

この増大するバイアス信号は、陽極電流とともに大きく
なり、かつ陽極電流に関係なく防食された駆動体１１の
表面の電位を実質的に一定に保つように伯く電圧降下を
基準電極１３と負荷間の水を介して補償する。

第２図は、それぞれ異なった陽極電流を必要として駆動
体１１の表面の負荷で実質的に一定の電位を維持する様
々な負荷条件下での本装置の作動を示す仮想図である。

負荷のもとての所望の電位は第１の線６０で示され、か
つ約０．９２ボルトで一定である。第２の傾斜線６１は
陽極電流の機能として＠嘗増幅器２５に供給され、真水
内の負荷のもとて所望の一定電位を保つ所望のバイアス
電斤を示している。第３の線６２は塩水内で作動するの
に必要とさｎる所望のバイアス電圧を表わしている。塩
水または真水のいずれかのうちで表面の電位を一定に保
つために５塩分検知回路は陽極電流に対するバイアス回
路によって供給されたバイアス電圧の傾きを変えろ作用
をずろ。第２図の仮想曲線に示すように塩分検知回路は
、本装置が真水内で作動するときは陽極電流曲線に対す
る基準電極電圧について傾斜を上方に変え塩水内で作動
するときは曲１腺のイ頃斜をＦ方に下げる功きをする。

これは真水内で作動するとき塩分検知回路からバイアス
回路に電流を導き、また塩水内で作動するときはバイア
ス回路から電流を引出すことによって達成されろ。従っ
て駆動体１１の表面の電位は、本装置を作動させろ水や
必要とする陽極型ａ、に関係なく実質的に一定、約０．
９２ボルトに保たれる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明に基づく陰極防食制御器の概略的な回路
図、第２図は第１図の回路の作動を説明するのに有効で
あるグラフである。 １０・・・・・・陰極防食装置、１１・・・・・・駆動
体、１２・・・・・陽極、１３・・・・・基準電極、１
７・・・・・電流制御機構（電流側倒装置）、１９・・
・・・・電池（電源）、２５，３７，４２，５．ｏ・・
・・・・増幅器。 代理人　弁理士　河　野　　昭

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）陽極と基準電極を接続して雷、流を陽極に４４Ｉ：
   給し浸漬可能な金属体を腐食から守る電流供給装置であ
   って、電源と、陽極に供給されろ電流を制御し金属体と
   陽極間で電源に直列に接続された電流制価器と、基準電
   極と電流制飢器の間で接続されて基準電１極の電位に応
   答してスイッチ手段を作動させる増幅器と、増幅器と陽
   極との間で接続されて増幅器にバイアス信号を与え陽極
   と基・１ｈ電極間の電圧降下を補償するバイアス回路網
   とを備えてなる電流供給装置、。 ２、特許請求の範囲第１項記載の雷、流供給装置βであ
   って、バイアス回路網に接続されてバイアス回路網によ
   って増幅器に供給されろ最小バイアスレベルを設定する
   定電圧源をさらに（晶えている電流供給装置。 ３）特許請求の範囲第２項記載の雷、流供給装置であっ
   て、バイアス回路網に出力信号を亙えて当該装置が塩水
   内で作動するときは増幅器に与えられろバイアス信号を
   下げろ塩分検知回路をさらに備えている電流供給装置。 ４）塩分検知回路は陽極に供給されろ電流を表わす信号
   を生じさせろ陽極型、流センサと、陽極の電位を表わす
   信号を出す陽極電圧検知口□路と、陽極電流センサと陽
   極電圧検知回路から信号を受は出力信号を出すように接
   続された比較器とを備えている特許請求の範囲第３項記
   載の電流供給装置、。 ５）特許請求の範囲第４項記載の電流供給装置であって
   、バイアス回路と陽極電流センサとの間に接続されて陽
   極電流信号が所定レベルを超えたときはバイアス回路網
   によって供給されるバイアス信号を低減させる限流回路
   をさらに備えている電流供給装置。 ６）特許請求の範囲第５項記載の電流供給装置であって
   、増幅器とバイアス回路網との間（（接続されて陽極と
   基部電極間の時間が陽極に供給されろ陽極電流の変化に
   応答できろようにしたフィルタ回路網をさらに備えてい
   る７に流供給装置。