JPS61200443A - ガス腐蝕試験機 - 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 較発明は、金属、プラスチ・２クス、各種塗装材等の諸
材料が使用される諸項境下において、その腐蝕状況を予
め試験するためのカス腐蝕試験機の改良に関する。

従来の技術 カス腐蝕試験機において、試験槽内のガス濃度を一定値
に保つ場合、ｇｏ性ガスを不活性ガスで希釈しなければ
ならず、この希釈を行うためにそれぞれの流量を計算Ｅ
ある数値に定めて計量し。

両カスを混合するのか一般的であった。

この流量を定めるために多くの場合、旧来広く用いられ
ている浮子式流量計を使用し、又は例えば特公昭３５−
１１８７号公報に記載されているような定着汲取り装置
等を用いて行っていた。

又、前記機械的装置の他、例えば特公昭５２−２３１５
号公報又は特公昭５６−３４８１８号公報に記載されて
いるように試験槽内のガス濃度を常時検知し、予め設定
した一定濃度に不足する場合に電気信号により腐蝕性ガ
スを送る電磁弁を開く機構のものも採用されている。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記従来技術において、浮子式流量計又
は定植汲取りＪｊ＜置等においては、定植のガスを送り
込む作業が機械的であるため、計量が不正確となるばか
りでなく、試験槽内のガス濃度に対応して作動すること
ができない欠点が存した。

又、電磁弁を利用した機構のものは、電磁弁の開閉によ
り腐蝕性ガスの送給が支配されるため。

ガスの供給が断続的となり、試験槽内のガス濃度が段階
的に変動する弊が存した。

これらの従来技術によった場合、腐蝕性ガス。

例えば亜硫酸ガス、硫化水素ガス、酸化窒素ガス等と不
活性ガス、例えば窒素ガス、空気等の均一混合は、双方
の比重の相違、相溶性等の点から不均一になり易く、結
局、容量の大きい試験槽内で希釈、攪拌、拡散等により
混合し、均一化されることを期待する程度の作業しかで
きなかった。

ところで、ガス腐蝕試験機において最も必要とされるこ
とは、試験槽内のガス濃度を常に所定の値に保つことで
あり、この条件が満されることにより、正確な腐蝕試験
を行うことができる。

特に、槽内では、水分、試験片との反応等により反応性
の高いガスは消費され、ガス濃度が低下する。このガス
の消費量は、試験槽内の状態により刻々変化するため、
仮に槽内に送り込むガス濃度を一定に維持でｙたとして
も、槽内では濃度が低下し、しかもその値は常に変動す
る。

又、ガス腐蝕試験用腐蝕性ガスとして最も多用される炬
硫酸ガス、硫化水素ガス、酸化窒素ガス等が金属と反応
して腐蝕作用を及ぼす際、その腐蝕進行度は腐蝕性ガス
の濃度に左右されるが、このｇ蝕進行度とガス濃度の関
係は、低濃度において相関性が大きく、高濃度では濃度
変動が大きく影響しなくなる０例えば亜流酸ガス、硫化
水素ガス等の場合、ガス濃度が３〜ＩＯＰＰＭの間で腐
蝕進行度は大きく変化する。

特に、最近の大気汚染のａ展によるＪ＠蝕の研究が進む
につれて、前記のように更に低濃度の環境下における試
験が必要となり、槽内のガス濃度を低濃度でかつ一定値
に維持することのできるガス腐蝕試験機の開発が要請さ
れていた。

本発明はこのようなｆｆ　、ｓ青に応えるためになされ
たものであり、試験槽内のガス濃度を常に所定の値に保
持すると共に低濃度の場合であっても常に所定の値に保
持することのできるガス腐蝕試験機を提供するものであ
る。

更に、ガス腐蝕試験機においては、一定濃度のガスを一
定量、連続的に送給することが必要とされている。

例えば、亜硫酸ガスによる腐蝕試験を２５ＰＰＭの濃度
下で行う場合、腐蝕性ガス（純ガス又は純ガスを窒素ガ
スである程度希釈したガス）を高圧ボンベから減圧弁を
通して流量計に送り、時間当りの流量を一定にし、計算
値の希釈用活性ガス（多くは空気）と混合する。腐蝕性
ガスとしては、通常３％程度の標鵡ガスが使用されるか
ら、この腐蝕性ガスを計算上１．２００倍に希釈しなけ
ればならない、標準型の試験槽では、希釈されたガスは
２０文／分程度連続的に試験槽内に送り込まれる。この
場合、腐蝕性ガスの流量は−１６〜１７ｃｃ／分となる
。このような少量のガスを精密に計量することは、従来
技術では困難であった。

又、多くの腐蝕性ガスの比重は空気よりも大きく、かつ
空気との相溶性のよくないものが多い。

これらのガスを空気と数百倍又は千倍以上に連続的に均
一混合することも従来困難であった。

本発明は、このような困難性を解決するためになされた
ものであり、少量のガスであっても一定量、連続的に送
給すると共にＲ触性ガスと不活性ガスとの均一混合をす
ることのできるガス腐蝕試験機を提供するものである。

問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するものであって。

以下にその内容を実施例に対応する図面を用いて説明す
る。

！ｌｆｉ！！ｌ！性ガスを収納してなるポンベｌは、減
圧弁２、電磁弁３、腐蝕性ガス一定圧貯槽４及び定量希
釈混合器９を介してガス腐蝕試験槽１０に連絡されてい
る。１ｉｉｉ記一定圧貯槽４はポンベｌから減圧弁２及
び電ｆ柱弁３を介して高圧の腐蝕性ガスの供給を受けこ
れをほとんど大気圧に近く、大気圧より僅かに高い圧力
に減圧して一時的に貯溜し、定量希釈混合器９に送る装
置であり、該貯槽４には腐蝕性ガス定圧保持用のマノメ
ータ５が連結されている。

このマノメータ５は、水１４と３点の電Ｎ１３を有し、
貯４ｅ４内のガス圧の微圧変動に応じてマノメータ５内
の水位が上下すると、電極間の導通の断続が行なわれ、
リレー回路６を介してガス供給回路の電磁弁３を開閉し
、ポンベｌからの腐蝕性ガスの供給を調整し、貯槽４内
の腐蝕性ガスをほとんど大気圧に近い微小正圧で一定圧
に保持する。

一方、エアーコンプレッサ７は、流量計８、定量希釈混
合器９を介してガス腐蝕試験槽１０に連絡されている。

腐蝕性ガスと不活性ガスを定量比に混合希釈するための
定量希釈混合器９は、太管１５と細管１６の二重管より
なり、太管１５中を不活性ガス、細管１６中を腐蝕性ガ
スが通過し、前記太管１５の中途にくびれ部１８が設け
られており、前記細管１６の先端開口部１７がこのくび
れ部１８に臨んでいる。

太管１５中を多量の加圧不活性ガスが流れると、細管１
６の先端開口部１７が負圧となり、細管１６内の腐蝕性
ガスが太管１５内に吸引されて流出し、不活性ガスと混
合される。

前記細管１６の他端はピストン式又はダイヤフラム式等
による熱膨張又は収縮により作動する軸２４に連結され
、細管開口部１７と太管くびれ部１８の間隔が変動する
ことにより負圧が変化し、細管内ガスに対する吸引力が
増減し、細管より流出するガス量が加減される。この軸
２４の制御は試験槽内ガス濃度を自動濃度検知装置１１
により検知し、その信号に応じて行われる。

前記混合ガスは、くびれ部１８を通過する際の流速、圧
力及び流れの急激な変化のため１両ガス拘らず混合部２
７において瞬間的に均一に混合され、試験槽内のガス濃
度を一定に調節、維持するものである。

作用 ポンベ１内の腐蝕性ガスは、減圧弁２及び電磁弁３を介
して腐蝕性ガス一定圧貯槽４内に導入される。貯槽４内
のガス圧がその時の大気圧に対して、＋　５０　ｍｍＨ
２Ｏ程度上がるとリレー回路６を介して電磁弁３が閉じ
、一方、＋　２０　ｍｍ８２０程度まで下がるとリレー
回路６を介して電磁弁３が開くようにされている。

貯槽４内のガスが定量希釈混合器９の方に流れだすに従
って貯槽４内のガス圧力が低下し、マノメータ５内の木
１４の水柱は、右側の水位が上がり、左側の水位が下が
る。

左側の水位がイの位置まで下がってイの電極より下にな
るとリレー回路６が作動して電磁弁３が開き、腐蝕性ガ
スはポンベ１、減圧弁２、電磁弁３を通って貯槽４に入
る。

１１？槽４の圧力がトがると氷１４の氷位１士左側が丑
がって、′ｒ！、極口の位置までくるとリレー回路６が
作動して通電が切れ、電磁弁３は閉じる。

このように貯槽４の中のガスは大気圧より僅かに高い程
度の定圧状態に保たれ、カスの流出に伴って新しくガス
が流入し、しかもガス圧が大気圧より著しく高くなるこ
とはない。

貯槽４より送り出されたガスは、定量希釈混合器９によ
り、エアーコンプレッサ７からの空気と混合希釈され、
試験槽ＩＯに送られる。

前記混合器９においてＭ管間口部１７と太管くびれ部１
８の相対位置関係と導管１９を流れるガス量との関係は
第５図に示す通りで、細管開口部１７がくびれ部１８に
近づくにつれて吸引力が増大してガス量が増加し、最大
値になった後、更に近づくと開口部１７とくびれ部１８
の間隙が挟まり、不活性ガスの流量が落ちると吸引力も
低下しガス量は減少する。

従って開口部１７、くびれ部１８の形状１寸法が一定の
ものについて、第５図に相当する値を実測しておき、開
口部１７、くびれ部１８が第５図のＡに示す範囲内で作
動するようにピストン２３と細管１６の位置を設定して
おけば、導線２５を流れる１ｔｉｌｉ量に比例して開口
部１７の位置を自動的に調節し、導管１９を流れるガス
量を加減することが可能である。

試験槽に送り込む希釈されたガス量は腐蝕試験のｇ！、
要な条件としてきめられているが、一般に多用される〃
ス腐蝕試験機では、試験槽の容量が１５０〜２００１で
、この場合、希釈されたガスの送り込み量は２０文／分
程度である。

この希釈されたガス中のＲｆｌ！、性ガスの含有量は通
常の試験条件では２０００〜２０ＰＰＭ程度であって、
希釈用ガスの流量を一定に維持しておいて腐蝕性ガスの
ＩＲ，量だけを変化させることによって、槽内に送り込
むガスの濃度を調節すればよい。

試験槽１０に入った希釈されたガスは、水分、試験片と
の反応その他によって一部が消費される。その消費敬は
試験中は常に変動するから、槽内ガス濃度は絶えず変化
する。

よって槽内ガスの一部を連続的に採取して、自動濃度検
知装置１１で連続的に濃度を検知し、その値を電気信号
に変換して電流増幅器１２により増幅した電流として導
線２５に送り加熱コイル２２によりオレフィン液２１を
加熱し、既述の作用により連動する混合器９の中の開口
部１７の位置変化により流入する腐蝕性ガスの流量を調
節するから、試験槽１０の中の濃度の微少な変動に対し
て直ちに濃度補正の動作をすることとなる。

ガス濃度の自動検知装置としては、通常、亜硫酸ガス、
硫化水素ガス、炭酸ガス、酸化窒素ガスを対象とした機
器分析、例えば、紫外線分析法、赤外線分析法、炎光分
析法、電気化学分析法などの公知分析用機器が応用可能
である。

腐蝕性ガスとして３％標準亜硫酸ガス、希釈用ガスとし
て空気を使用して、腐蝕試験機内亜硫酸ガス濃度（希釈
ガス）を２０ＰＰＭに維持して腐蝕試験を行う場合につ
き説明する。

３％の高濃度亜硫酸ガスから２０ＰＰＭのガスを合成す
るためには、計算上、空気で１　、５００倍に希釈すれ
ばよい。

試験槽容量２００ｆＬ、槽内に約２０ＰＰＭの希釈ガス
を２０１７分の流量で送り込むものとし、ガスの濃度検
知は紫外線分析法による分析装置を用い、濃度に反比例
した電気信号が定量希釈混合器９の導線２５へ送られる
ようにする。

実験結果によると、定量希釈混合器９は、第３図に於て
太管内径１２ｍｍ、細管内径１．５ｍｍ、くびれ部内径
３層重の寸法のもので導管２０より空気Ｉ　Ｋｇ／　ｃ
　ｍ’、２０１　／ｍｉｘ　、導管１９より圧力３０ｍ
ａ＋ＨＯのガスを送った場合、ガス流量は最大的２０ｍ
ｕ／＋ｓｉｍとなり、導管１９．２０のそれぞれの流量
比は約１　：　１０００である。即ち約１０００倍に希
釈できることとなる。

開口部１７とくびれ部１８との間隔を変える事により、
１０００倍以上、任意の倍率に調節が可能で、この倍率
は試験層内濃度変化により自動儂度検知装２１１１の動
作により連続的に変化し、特別の計量を必要としない。

次に腐蝕性ガス一定圧貯槽４とマノメータ５については
、第２図に於て、貯槽４は容積約２文で、ガスの入口、
出口の外マノメータ５に連通ずる。

マノメータ５は高さ約２０ｃｍのＵ字管で、片側に電極
イ、口、他方にハが図の様な関係位置で水中に挿入され
る。

ハの導線がＵ字管に入る部分は気密になっている。電極
イと口の高さの間隔は３０ｍｍである。水位はＵ字管の
左側の管内水位が電極イの位置にある時、右側の管内の
水位が、電極イより２０ｍａ＋下方になるようにしであ
る。

前述の動作を繰返えすことにより、貯槽４の内圧は常に
２０〜５０ｍｍＨ２Ｏの微圧に保たれ、これよりも圧力
が上昇したり、下降して大気圧以下になることはない、
この圧力変動、最高３０　＋ｗｍＨｚＯは大気圧を１０
０００ＩＩＩＩＩＨ２０とすれば、０，３％マ０１の変
動に過ぎない。

このことは定量希釈混合器９に送られる腐蝕性ガスの体
積は、温度が一定であれば±０゜１５％の間で変化して
いるに過ぎないこととなるから、常に殆ど微圧、定圧の
状態で混合器９に送り出されていることとなる。

このように貯槽４、マノメータ５、混合器９の関連動作
により、導管２０から入る空気量を流量計８で測定して
２０４１　／ｗｉＩｆｉ、圧力をＩ　Ｋｇ／　ｃ　ｍ’
に設定すれば、混合器９に於ける細管開口部１７の位置
のａｇｌ！ｉにより、亜硫酸ガスの空気に対する混合比
は最大１／１０００となり、このときの希釈されたガス
中の亜流酸ガスは３０．ＯＯＯＰＰＭＸ　ｌ／１０００
＝３０ＰＰＭである。

即ち細管開口部１７の位置の調節により混合器９から送
出される希釈ガスの濃度は最高３０ＰＰＭで、これ以下
には自由に下げることができる。

この状態で、自動濃度検知装置ｌｌが、試験槽ＩＯ内の
ガス濃度を２０ＰＰＭに保つように設定しておけば、試
験槽１０内のガス濃度の僅少な変化に対応して、混合器
９は常に混合ガス濃度を調節するから、試験槽内の濃度
は常に一定に維持できることとなる。

実験によれば槽内ガス濃度の変動は０．１ＰＰＭ以下で
ある。

次に純粋亜硫酸ガス（液化ガス）を使用して、ＩＰＰＭ
の希釈ガスを合成する場合について説明する。

この場合は、定量希釈混合器９の次に、第１図に於ける
電磁弁３乃至混合器９の装置を、更に１セット直列に連
結すればよい。

第１次の電磁弁３乃至混合器９の装置に於て、１００％
腐蝕性ガスが約１７１０００　（１０００ＰＰＭ）に希
釈され、第２次の電磁弁３′乃至混合器９′の装置で更
に１／１０００に希釈されて約ＩＰＰＭの濃度になる。

この場合、第１次の電磁弁３乃至混合器９の装置中、混
合器９の細管１６の位置は固定の状態で、調節する必要
はなく、第２次の細管１６′が自動濃度検知装置１１か
らの信号で動くようにしておくだけでよい。

実施例 本発明ガス腐蝕試験機における定量希釈混合器９の実施
の一例を説明する。

第３図に示すものはピストン作動型定量希釈混合器であ
り、１５は太管、１６は細管、１７は細管開口部、１８
は太管１５のくびれ部、１９は貯槽４からの腐蝕性ガス
を細管１６に導入するための導管、２０はエアーコンプ
レッサからの空気を太管１５に導入するための導管、２
１は密閉された円筒内に充たされたオレフィン液、２２
はその円筒の周囲に巻きつけられた加熱コイル、２３は
オレフィン液の熱膨張又は収縮により円筒内を微少移動
するピストン部で、軸２４で細管１６に固定されている
。

２５は試験槽１０のガス自動濃度検知装置１１からの電
気信号を電流増幅器１２で増幅された電流量に変えて加
熱コイル２２に電流を流すための導線である。

２６はオレフィン液２１が収縮してピストン２３が後退
する力を助けるための補助スプリング、２７は太管１５
からの不活性ガスと、細管１６からのｇ触性ガスの混合
したものが急速に膨張、拡散し渦流となって通過する混
合部で両ガスを瞬間的に均・−に強制混合する。

次に定量希釈混合器の細管１６の位置を調整する機構と
して、第４図のようなダイアフラム方式を採用すること
もできる。この場合は自動濃度検知装ａｌｌからの信号
により１発熱体２８が作動し　七の発熱峻に比例してダ
イアフラム中に封入せられたガスが膨張又は収縮し、こ
れが軸２９により細管１６に伝えられる。３０は予め細
管１６の位置をＩ！Ｊ節するためのｇＲ整木ネジ３１は
膨張ダイヤフラム、３２は導管である。

又、ガス腐蝕試験を腐蝕性ガス濃度１１００ＰＰ程度以
上で行なう場合など、試験槽内の濃度の・変動がある程
度許容せられるならば、定量希釈混合器に送る腐蝕性ガ
スの圧力を大気圧に対し僅かに正圧の一定圧に保持する
ための装置すなわち。

１を磁弁３、高濃ガス一定圧貯槽４、マノメータ５　リ
レー回路６を省略し、減圧弁２を２個我列にしてガスの
圧力を０　、０１Ｋｇ／　ｃｒｒｒ′程度に維持して直
接定量希釈混合器９の導管１９に連結してガスを送って
も、試験槽内ガス濃度を所定値の±１０％以内に保つこ
とが可能である。

発明の効果 従って本発明によれば、カス腐蝕試験機においける試！
／ｉ！槽内のガス濃度を常に所定の値に保つことができ
、この条件が満されることにより、正確な腐蝕試験を行
うことができる。

特に、槽内では、水分、試験片との反応等により反応性
の高いガスは消費され、ガス濃度が低下する。このガス
の消費量は、試験槽内の状態により刻々変化するが、こ
の変化に対応して槽内に送り込むガス濃度を調整するこ
とができるものである。

又、本発明は、試験槽内のガス濃度が低濃度の場合であ
っても常に所定の値に保持することができるものである
。

更に、本発明は、試験槽内に一定濃度のガスを一定量、
連続的に送給することができるものである。

又１本発明は、少量のガスであっても一定量、連続的に
送給すると共に腐蝕性ガスと不活性ガスとの均一混合を
することができるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明実施の一例を示すものであり、第１図はガ
ス腐蝕試験機のブロック説明図、第２図はマノメータの
拡大正面図、第３図は定量希釈混合器の拡大正面図、第
４図は定量希釈混合器の他の実施例の拡大正面図、第５
図は細管開口部とくひれ部との間隔と腐蝕性ガス流量と
の関係を示す説明図である。 ｌ・・・・・・ボンベ、２・・・・・・減圧弁、３・・
・・・・電磁弁。 ４・・・・・・一定圧貯槽、９・・・・・・定量希釈混
合器、５・・・・・・マノメータ、６・・・・・・すＬ
Ｉ−回路、７・・・・・・エアーコンプレッサ、８・・
・・・・流量計、１０・・・・・・ガス腐蝕試験槽、１
１・・・・・・自動濃度検知装置、１２・・・・・・電
流増幅器、２３・・・・・・ピストン、３１・・・・・
・ダイアフラム、１８・・・・・・くびれ部、１５・・
・・・・太管、　　１６・・・・・・細管、２４・・・
・・・軸、１７・・・・・・先端開口部特　許　出　願
　人　　スガ試験機株式会社居□−ゝ イ（理　　人　　弁理士　　　佐　　藤　　　孝　　雄
°、・°′・　・オフ１月　　　、。 ゛ヤ３（ａ 手続補正書（自発） （ｌ ガス腐蝕試験機　　　　　　　　　　　　　　　　　腐
３　補正をする者　　　　　　　　　　　　　　　　　
を蝕 名称　　スガ試験機株式会社　　　　　　　　　　　　
ン蝕 器 氏名　（７５１１）　　弁理士　佐　藤　孝　雄：　、
・′ｊ　　　（す 自　　　　発　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　絡５　補正の対
象　　　　　　　　　　　　　　　　　　　を？）ｒ−
網中の発明の詳細な説明（りちへマ（テロ９丁″“′″
Ｅ（Ｆ＋１ｕ１．　　４聾Ｋ。 （軸°三＾打東ゎ才藺（ｃｒ七１　　　　４由ゝＲｖ　
　　”明細書 、発明の名称 ガス腐蝕試験機 、特許請求の範囲 ）　亜硫酸ガス、硫化水素、酸化窒素ガス等の触性ガス
と、窒素ガス、空気等の不活性ガスと希釈混合し、ガス
腐蝕試験槽に導入するガス腐試験機において、腐蝕性ガ
スを収納してなるポベ（１）を減圧弁（２）、電磁弁（
３）及び層性ガス一定圧貯槽（４）を介して定量希釈混
合（９）に連絡し、前記貯槽（４）にマノメータ５）を
連絡すると共にこのマノメータ（５）をレー回路（６）
を介して前記電磁弁（３）に達し、エアーコンプレッサ
（７）を流量計（８）介して前記定量希釈混合器（９）
に連絡し、こ混合器（９）をガス腐蝕試験槽（１０）に
連絡ると共に該混合器（９）と該試験槽（１０）と自動
濃度検知装置（１１）及び電流増幅器（１）で連絡した
ガス腐蝕試験機であって、試験槽検知装置（１１）に生
じた電流値により、定量希釈混合器（９）のピストン式
（２３）又はダイアフラム式（３１）の熱膨張、収縮を
利用した作動により、腐蝕性ガスの送り込み量を調節し
、試験槽（１０）内のガス濃度を常に一定に維持するこ
とを特徴とするガス腐蝕試験機。 （２）　　定量希釈混合器（９）をくびれ部（１８）を
有する太管（１５）の中に細管（工６）を移動自在に設
けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のガス
腐蝕試験機。 （３）　　細管（１６）の一端にピストン式又はダイヤ
フラム弐等により熱膨張又は収縮により作動する軸（２
４）を連結したことを特徴とする特許請求の範囲第１項
及び第２項記載のガス腐蝕試験機。 （４）　　細管（１６）の先端開口部（１７）を太管（
１５）のくびれ部（１８）に臨ましたことを特徴とする
特許請求の範囲第１項、第２項及び第３項記載のガス腐
蝕試験機。 ３、発明の詳細な説明 産業上の利用分野 本発明は、金属、プラスチックス、各種塗装材等の諸材
料が使用される諸環境下において、その腐蝕状況を予め
試験するためのガス腐蝕試験機の改良に関する。 従来の技術 ガス腐蝕試験機において、試験槽内のガス濃度を一定値
に保つ場合、腐蝕性ガスを不活性ガスで希釈しなければ
ならず、この希釈を行うためにそれぞれの流量を計算上
ある数値に定めて計量し、両ガスを混合するのが一般的
であった。 この流量を定めるために多くの場合、旧来広く用いられ
ている浮子式流量計を使用し、又は例えば特公昭３５−
１１８７号公報に記載されているような定量汲取り装置
等を用いて行っていた。 又、前記機械的装置の他、例えば特公昭５２−２３１５
号公報又は特公昭５６−３４８１８号公報に記載されて
いるように試験槽内のガス濃度を常時検知し、予め設定
した一定濃度に不足する場合に電気信号により腐蝕性ガ
スを送る電磁弁を開く機構のものも採用されている。 発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記従来技術において、浮子式流量計又
は定量汲取り装置等においては、単に定量のガスを送り
込むことのみを目的とするため、機械的計量誤差や、槽
内のガス消費等のため、槽内濃度を一定に保ち難く、さ
らに試験槽内のガス濃度に対応して作動することができ
ない欠点が存した。 又、電磁弁を利用した機構のものは、ｉｆ！Ｉｉ１弁の
開閉により腐蝕性ガスの送給が支配されるため、ガスの
供給が断続的となり、試験槽内のガス濃度が段階的に変
動する弊が存した。 これらの従来技術によった場合、腐蝕性ガス。 例えば亜硫酸ガス、硫化水素ガス、酸、化窒素ガス等と
不活性ガス、例えば窒素ガス、空気等の均一混合は、双
方の比重の相違、相溶性不良等の点から不均一になり易
く、結局、容量の大きい試験槽内で希釈、撹拌、拡散等
により混合し、均一化されることを期待する程度の作業
しかできなかった。 ところで、ガス腐蝕試験機において最も必要とされるこ
とは、試験槽内のガス濃度を常に所定の値に保つことで
あり、この条件が満されることにより、正確な腐蝕試験
を行うことができる。 特に、槽内では、水分、試験片との反応等により反応性
の高いガスは消費され、ガス濃度が低下する。このガス
の消費量は、試験槽内の状態により刻々変化するため、
仮に槽内に送り込むガス濃度を一定に維持できたとして
も、槽内では濃度が低下し、しかもその値は常に変動す
る。 又、ガス腐蝕試験用腐蝕性ガスとして最も多用される亜
硫酸ガス、硫化水素ガス、酸化窒素ガス等が金属と反応
して腐蝕作用を及ぼす際、その腐蝕進行度は腐蝕性ガス
の濃度に左右されるが、この腐蝕進行度とガス濃度の関
係は、低濃度において相関性が大きく、高濃度では濃度
変動が大きく影響しなくなる０例えば亜流酸ガス、硫化
水素ガス等の場合、ガス濃度が３〜１０ｐｐｍの間で腐
蝕進行度は大きく変化する。 特に、最近の大気汚染の進展による腐蝕の研究が進むに
つれて、前記のように更に低濃度の環境下における試験
が必要となり、槽内のガス濃度を低濃度でかつ一定値に
維持することのできるガス腐蝕試験機の開発が要請され
ていた。 本発明はこのような要請に応えるためになされたもので
あり、試験槽内のガス濃度を常に所定の値に保持すると
共に低濃度の場合であっても常に所定の値に保持するこ
とのできるガス腐蝕試験機を提供するものである。 更に、ガス腐蝕試験機においては、一定濃度のガスを一
定量、連続的に送給することが必要とされている。 例えば、亜硫酸ガスによる腐蝕試験を２５ｐｐｍの濃度
下で行う場合、腐蝕性ガス（純ガス又は純ガスを窒素ガ
スである程度希釈したガス）を高圧ポンベから減圧弁を
通して流量計に送り、時間当りの流量を一定に、シ、計
算値の希釈用活性ガス（多くは空気）と混合する。＊触
性ガスとしては、通常３％程度の標準ガスが使用される
から、この腐蝕性ガスを計算上１．２００倍に希釈しな
ければならない。標準型の試験槽では、希釈されたガス
は２０交／分程度連続的に試験槽内に送り込まれる。こ
の場合、腐蝕性ガスの流量は、１６〜１７ｃｃ／分とな
る。このような少量のガスを精密に計量することは、従
来技術では困難であった又、多くの腐蝕性ガスの比重は
空気よりも大きく、かつ空気との相溶性のよくないもの
が多い。 これらのガスを空気と数百倍又は千倍以上に連続的に均
一混合することも従来困難であった。 本発明は、このような困難性を解決するためになされた
ものであり、少量のガスであっても一定量、連続的に送
給すると共に腐蝕性ガスと不活性ガスとの均一混合をす
ることのできるガス腐蝕試験機を提供するものである。 問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するものであって、以下にそ
の内容を実施例に対応する図面を用いて説明する。 ｇ触性ガスを収納してなるポンベ１は、減圧弁２、電磁
弁３、腐蝕性ガス一定圧貯槽４及び定量希釈混合器９を
介してガス腐蝕試験槽１０に連絡されている。前記一定
圧貯槽４はポンベｌから減圧弁２及び電磁弁３を介して
高圧の腐蝕性ガスの供給を受けこれをほとんど大気圧に
近く、大気圧より僅かに高い圧力に減圧して一時的に貯
溜し、定量希釈混合器９に送る装置であり、該貯槽４に
は腐蝕性ガス定圧保持用のマノメータ５が連結されてい
る。 このマノメータ５は、水１４と３点の電極１３を有し、
貯槽４内のガス圧の微圧変動に応じてマノメータ５内の
水位が上下すると、電極間の導通の断続が行なわれ、リ
レー回路６を介してガス供給回路の電磁弁３を開閉し、
ポンベｌからの腐蝕性ガスの供給を調整し、貯槽４内の
腐蝕性ガスをほとんど大気圧に近い微小正圧で一定圧に
保持する。 一方、エアーコンプレッサ７は、流量計８、定量希釈混
合器９を介してガス腐蝕試験槽１０に連絡されている。 腐蝕性ガスと不活性ガスを定量比に混合希釈するための
定量希釈混合器９は、太管１５と細管１６の二重管より
なり、太管１５中を不活性ガス、細管１６中を腐蝕性ガ
スが通過し、前記太管１５の中途にくびれ部１８が設け
られており、前記細管１６の先端開口部１７がこのくび
れ部１８に臨んでいる。 太管１５中を多量の加′圧不活性ガスが流れると、細管
１６の先端開口部１７が負圧となり、細管１６内の腐蝕
性ガスが太管１５内に吸引されて流出し、不活性ガスと
混合される。 前記細管１６の他端はピストン式又はダイヤフラム弐等
による熱膨張又は収縮により作動する軸２４に連結され
、細管開口部１７と太管くびれ部１８の間隔が変動する
ことにより負圧が変化し、細管内ガスに対する吸引力が
増減し、細管より流出するガス量が加減される。この軸
２４の制御は試験槽内ガス濃度を自動濃度検知装置１１
により検知し、その信号に応じて行われる。 前記混合ガスは、くびれ部１８を通過する際の流速、圧
力及び流れの急激な変化のため、両ガスの相溶性、比重
等均一混合を防げる性質の如何に拘らず混合部２７にお
いて瞬間的に均一に混合され、試験槽内のガス濃度を一
定に調節、維持するものである。 作用 ポンベｌ内の腐蝕性ガスは、減圧弁２及び電磁弁３を介
して腐蝕性ガス一定圧貯槽４内に導入される。貯槽４内
のガス圧がその時の大気圧に対して、＋　５０　■Ｈｘ
Ｏ程度上がるとリレー回路６を介して電磁弁３が閉じ、
一方、＋　２０５ｍＨ２Ｏ程度まで下がるとリレー回路
６を介して電磁弁３が開くようにされている。 貯槽４内のガスが定量希釈混合器９の方に流れだすに従
って貯槽４内のガス圧力が低下し、マノメータ５内の水
１４の水柱は、右側の水位が上がり、左側の水位が下が
る。 左側の水位がイの位置まで下がってイの電極より下にな
るとリレー回路６が作動して電磁弁３が開き、腐蝕性ガ
スはポンベ１、減圧弁２、電磁弁３を通って貯槽４に入
る。 貯槽４の圧力が上がると水１４の水位は左側が上がって
、電極口の位置までくるとリレー回路６が作動して通電
が切れ、電磁弁３は閉じる。 このように貯槽４の中のガスは大気圧より僅かに高い程
度の定圧状態に保たれ、ガスの流出に伴って新しくガス
が流入し、しかもガス圧が大気圧より著しく高くなるこ
とはない。 貯槽４より送り出されたガスは、定量希釈混合器９によ
り、エアーコンプレッサ７からの空気と混合希釈され、
試験槽１０に送られる。 前記混合器９において細管開口部１７と太管くびれ部１
８の相対位置関係と導管１９を流れるガス量との関係は
第５図に示す通りで、細管開口部１７がくびれ部１８に
近づくにつれて吸引力が増大してガス量が増加し、最大
値になった後、更に近づくと開口部１７とくびれ部工８
の間隙が挟まり、不活性ガスの流量が落ちると吸引力も
低下しガス量は減少する。 従って開口部１７、くびれ部１８の形状、寸法が一定の
ものについて、第５図に相当する値を実測しておき、開
口部１７、くびれ部１８が第５図のＡに示す範囲内で作
動するようにピストン２３と細管１６の位置を設定して
おけば、導線２５を流れる電流量に比例して開口部１７
の位置を自動的に調節し、導管１９を流れるガス量を加
減することが可能である。 試験槽に送り込む希釈されたガス量は腐蝕試験の重要な
条件としてきめられているが、一般に多用されるガス腐
蝕試験機では、試験槽の容量が１５０〜２００１で、こ
の場合、希釈されたガスの送り込み量は２０１／分程度
である。 この希釈されたガス中の腐蝕性ガスの含有量は通常の試
験条件では２０００〜２０ｐｐｍ程度であって、希釈用
ガスの流量を一定に維持しておいて腐蝕性ガスの流量だ
けを変化させることによって、槽内に送り込むガスの濃
度をｇ４節すればよい、試験槽１０に入った希釈された
ガスは、水分、試験片との反応その他によって一部が消
費される。その消費量は試験中は常に変動するから、槽
内ガス濃度は絶えず変化する。 よって槽内ガスの一部を連続的に採取して、自動濃度検
知装置ｌｌで連続的に濃度を検知し、その値を電気信号
に変換して電流増幅器１２により増幅した電流として導
線２５に送り加熱コイル２２によりオレフィン液２１を
加熱し、既述の作用により連動する混合器９の中の開口
部１７の位置変化により流入する腐蝕性ガスの流量を！
１ｆＩＪするから、試験槽１０の中の濃度の微少な変動
に対して直ちに濃度補正の動作をすることとなる。 ガス濃度の自動検知装置としては、通常、亜硫酸ガス、
硫化水素ガス、炭酸ガス、酸化窒素ガスを対象とした機
器分析、例えば、紫外線分析法、赤外線分析法、炎光分
析法、−１！気化学分析法などの公知分析用機器が応用
可能である。 腐蝕性ガスとして３％標準亜硫酸ガス、希釈用ガスとし
て空気を使用して、腐蝕試験機内亜硫酸ガス濃度（希釈
ガス）を２０ｐｐｍに維持して腐蝕試験を行う場合につ
き説明する。 ３％の高濃度亜硫酸ガスから２０ｐｐｍのガスを合成す
るためには、計算上、空気で１，５００倍に希釈すれば
よい。 試験槽容量２００１、槽内に約２０ｐｐｍの希釈ガスを
２０１７分の流量で送り込むものとし、ガスの濃度検知
は紫外線分析法による分析装置を用い、濃度に反比例し
た電気信号が定量希釈混合器９の導線２５へ送られるよ
うにする。 実験結果によると、定量希釈混合器９は、第３図に於て
太管内径１２ｍｍ、細管内径１．５ｍｍ、くびれ部内径
３鵬璽の寸法のもので導管２０より空気ＩＫｇ／Ｃｒｍ
’、２０１７ｓｉｎ　、導管１９より圧力３０ｍｍＨｚ
Ｏのガスを送った場合、ガス流量は約２０ｍ１ｌ腸ｉｎ
となり、導管１９．２０のそれぞれの流量比は最小的１
　：　１０００である。即ち最小約１０００倍に希釈で
さることとなる。 開口部１７とくびれ部１８との間隔を変える事により、
１０００倍以上、任意の倍率に調節が可能で、この倍率
は試験層内濃度変化により自動濃度検知装置１１の動作
により連続的に変化し、特別の計量を必要としない。 次に腐蝕性ガス一定圧貯槽４とマノメータ５については
、第２図に於て、貯槽４は容積的２１で、ガスの入口、
出口の外、マノメータ５に連通する。マノメータ５は高
さ約２０ｃ層の０字管で。 片側に電極イ、口、他方にハが図の様な関係位置で水中
に挿入される。 ハの導線が０字管に入る部分は気密になっている。電極
イと口の高さの間隔は３０１■である。水位は０字管の
左側の管内水位が電極イの位置にある時、右側の管内の
水位が、電極イより２０ｍｍ下方になるようにしである
。 前述の動作を繰返えすことにより、貯槽４の内圧は常に
２０〜５０ｍｍＨユ０の微圧に保たれ、これよりも圧力
が上昇したり、下降して大気圧以下になることはない、
この圧力変動、最高３０鵬■）λ０は大気圧を１０００
０ｓｍＨ１０とすれば、０．３％マｏ１の変動に過ぎな
い。 このことは定量希釈混合器９に送られる腐蝕性ガスの体
積は、温度が一定であれば±０，１５％の間で変化して
いるに過ぎないこととなるから、常に殆ど微圧、定圧の
状態で混合器９に送り出されていることとなる。 このように貯槽４、マノメータ５、混合器９の関連動作
により、導管２０から入る空気量を流量計８で測定して
２０１　／１ａＩｎ　、圧力をｌ１ｇ／ｃｍ″に設定す
れば、混合器９に於ける細管開口部１７の位置の調節に
より、亜硫酸ガスの空気に対する混合比は最大１／１０
００となり、このときの希釈されたガス中の亜流酸ガス
は３０．ＯＯＯＰＰｍＸ１／１１０００＝３０ｐｐであ
る。 即ち細管開口部１７の位置の調節により混合器９から送
出される希釈ゲスの濃度は最高３０ｐｐｍで、これ以下
には自由に下げることができる。 この状態で、自動濃度検知装置１１が、試験槽１０内の
ガス濃度を２０ｐｐｍに保つように設定しておけば、試
験槽１０内のガス濃度の僅少な変化に対応して、混合器
９は常に混合ガス濃度を調節するから、試験槽内の濃度
は常に一定に維持できることとなる。 実験によれば槽内ガス濃度の変動はｏ、ｉｐｐｍ以下で
ある。 次に純粋亜硫酸ガス（液化ガス）を使用して、ｉｐｐｍ
の希釈ガスを合成する場合について説明する。この場合
は、定量希釈混合器９０次に、第１図に於ける電磁弁３
乃至混合器９の装置を、更に１セット直列に連結すれば
よい。 第１次の電磁弁３乃至混合器９の装置に於て。 １００％腐蝕性ガスが約１／１０００　（１０００ｐｐ
ｍ）に希釈され、第２次の電磁弁３′乃至混合器９′の
装置で更に１／１０００に希釈されて約ｌｐｐｍの濃度
になる。この場合、第１次の電磁弁３乃至混合器９の装
置中、混合器９の細管１６の位置は固定の状態で、調節
する必要はなく、第２次の細管１６’が自動濃度検知装
置１１１からの信号で動くようにしておくだけでよい。 実施例 本発明ガス腐蝕試験機における定量希釈混合器９の実施
の一例を説明する。 第３図に示すものはピストン作動型定量希釈混合奏であ
り、１５は太管、１６は細管、１７は細管開口部、１８
は太管１５のくびれ部、１９は貯＃ａ４からの腐蝕性ガ
スを細管１６に導入するための導管、２０はエアーコン
プレッサからの空気を太管１５に導入するための導管、
２１は密閉された円筒内に充たされたオレフィン液、２
２はその円筒の周囲に巻きつけられた加熱コイル、２３
はオレフィン液の熱膨張又は収縮により円筒内を微少移
動するピストン部で、軸２４で細管１６に固定されてい
る。 ２５は試験槽１０のガス自動濃度検知装置１１からの電
気信号を電流増幅器１２で増幅された電流量に変えて加
熱コイル２２に電流を流すための導線である。２６はオ
レフィン液２１が収縮してピストン２３が後退する力を
助けるための補助スプリング、２７は太管１５からの不
活性ガスと、細管１６からの腐蝕性ガスの混合したもの
が急速に膨張、拡散し渦流となって通過する混合部で両
ガスを瞬間的に均一に強制混合する。 次に定量希釈混合器の細管１６の位置を調整する機構と
して、第４図のようなダイアフラム方式を採用すること
もできる。この場合は自動濃度検知装２１１からの信号
により、発熱体２８が作動し、その発熱量に比例してダ
イアフラム中に封入せられたガスが膨張又は収縮し、こ
れが軸２９により細管１６に伝えられる。３０は予め細
管１６の位置を調節するための調整ネジ、３１は膨張ダ
イヤフラム、３２は導管である。 又、ガス腐蝕試験を腐蝕性ガス濃度１１００ｐｐ程度以
上で行なう場合など、試験槽内の濃度の変動がある程度
許容せられるならば、定量希釈混合器に送る腐蝕性ガス
の圧力を大気圧に対し僅かに正圧の一定圧に保持するた
めの装置すなわち、電磁弁３、高濃ガス一定圧貯槽４、
マノメータ５、リレー回路６を省略し、減圧弁２を２個
直列にしてガスの圧力を０．ＯＩＫｇ／ｃｒｎ’程度に
維持して直接定量希釈混合器９の導管１９に連結してガ
スを送っても、試験槽内ガス濃度を所定値の±１０％以
内に保つことが可能である。 発明の効果 従って本発明によれば、ガス腐蝕試験機においける試験
槽内のガス濃度を常に所定の値に保つことができ、この
条件が満されることにより、正確な腐蝕試験を行うこと
ができる。 特に、槽内では、水分、試験片との反応等により反応性
の高いガスは消費され、ガス濃度が低下する。このガス
の消費量は、試験槽内の状態により刻々変化するが、こ
の変化に対応して槽内に送り込むガス濃度を調整するこ
とができるものである。 又、本発明は、試験槽内のガス濃度が低濃度の場合であ
っても常に所定の値に保持することができるものである
。 更に、本発明は、試験槽内に一定濃度のガスを一定量、
連続的に送給することができるものである。 又、本発明は、少量のガスであっても一定量、連続的に
送給すると共に腐蝕性ガスと不活性ガスとの均一混合を
することができるものである。 ４、図面の簡単な説明 図面は本発明実施の一例を示すものであり、第１図はガ
ス腐蝕試験機のブロック説明図、第２図はマノメータの
拡大正面図、第３図は定量希釈混合器の拡大正面図、第
４図は定量希釈混合器の他の実施例の拡大正面図、第５
図は細管開口部とくびれ部との間隔と腐蝕性ガス流量と
の関係を示す説明図である。 ■・・・・・・ポノベ、２・・・・・・減圧弁、３・・
・・・・電磁弁、４・・・・・・一定圧貯槽、９・・・
・・・定量希釈混合器、５・・・・・・マノメータ、６
・・・・・・リレー回路、７・・・・・・エアーコンプ
レッサ、８・・・・・・流量計、１０・・・・・・ガス
腐蝕試験槽、１１・・・・・・自動濃度検知装置、１２
・・・・・・電流増幅器、２３・・・・・・ピストン、
３１・・・・・・ダイアフラム、１８・・・・・・くび
れ部、１５・・・・・・太管、　　１６・・・・・・細
管、２４・・・・・・軸、１７・・・・・・先端開口部
特　許　出　願　人　　スガ試験機株式会社、°゛、 代　理　人　弁理士　　佐　藤　　孝　雄　　゛　。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、亜硫酸ガス、硫化水素、酸化窒素ガス等の腐蝕性ガ
   スと、窒素ガス、空気等の不活性ガスとを希釈混合し、
   ガス腐蝕試験槽に導入するガス腐蝕試験機において、腐
   蝕性ガスを収納してなるボンベ（１）を減圧弁（２）、
   電磁弁（３）及び腐蝕性ガス一定圧貯槽（４）を介して
   定量希釈混合器（９）に連絡し、前記貯槽（４）にマノ
   メータ（５）を連絡すると共にこのマノメータ（５）を
   リレー回路（６）を介して前記電磁弁（３）に連絡し、
   エアーコンプレッサ（７）を流量計（８）を介して前記
   定量希釈混合器（９）に連絡し、この混合器（９）をガ
   ス腐蝕試験槽（１０）に連絡すると共に該混合器（９）
   と該試験槽（１０）とを自動濃度検知装置（１１）及び
   電流増幅器（１２）で連絡したガス腐蝕試験機であって
   、試験槽（１０）内のガス濃度の変化に応じて、自動濃
   度検知装置（１１）に生じた電流値により、定量希釈混
   合器（９）のピストン式（２３）又はダイアフラム式（
   ３１）の熱膨張、収縮を利用した作動により、腐蝕性ガ
   スの送り込み量を調節し、試験槽（１０）内のガス濃度
   を常に一定に維持することを特徴とするガス腐蝕試験機
   。 ２、定量希釈混合器（９）をくびれ部（１８）を有する
   太管（１５）の中に細管（１６）を移動自在に設けたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のガス腐蝕試
   験機。 ３、細管（１６）の一端にピストン式又はダイヤフラム
   式等により熱膨張又は収縮により作動する軸（２４）を
   連結したことを特徴とする特許請求の範囲第１項及び第
   ２項記載のガス腐蝕試験機。 ４、細管（１６）の先端開口部（１７）を太管（１５）
   のくびれ部（１８）に臨ましたことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項、第２項及び第３項記載のガス腐蝕試験
   機。