JPH0612464U - 鉄イオン発生および電気防食用電極における補助電極 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電解析出物が付着生育することのない鉄イオ
ン発生および電気防食用電極における補助電極を提供す
る。 【構成】 棒状体を立体的に組合せ架構した立体骨組体
で構成した補助電極３４とすることにより、電解析出物
が付着生育の余裕が与えられずれ水流で押し流されて剥
落していくものとした。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は鉄イオン発生および電気防食用電極における補助電極に関する。

【０００２】

【従来の技術】

銅合金製部材を備えた熱交換器や復水器等の防食用として、本出願人は実公昭 ５３−３５５４３号にて電解法にて鉄イオンを供給する機能と同時に、直流電流 を供給する電気防食機能を兼ねさせた所謂鉄イオン発生および電気防食用電極を 提案すると共に、これを使用してなる外部電源防食システムを特公昭５７−１５ ６６７号にて提案している。 すなわち、上記外部電源防食装置は、鉄電極からなる陽極と、防食対象物とな る陰極とは別の補助陰極と、防食対象物の電位検出照合電極と、さらに、これら の電極および防食対象物とに接続して防食対象物の電位を一定とするとともに防 食電流と補助陰極電流の和を一定値に制御する定電位定電流装置とから構成する ことによって、非常に簡単な操作で電気防食の効果と鉄イオンによる防食効果が 併せて得られるようにしたことに特徴を有するもので、これを図によって説明す ると次記の如くである。 図４は、熱交換器にこの装置を取り付けた概略部、図５はその定電位定電流制 御装置の説明図で、銅合金から成る熱交換器１は、銅合金管板２に銅合金冷却管 ３および軟鋼にゴムライニングを施した水室から成っている。 この水室内に、防食対象物（熱交換器）１および後述の鉄電極５とは電気的に 絶縁されている補助陰極４を有する鉄電極５が、絶縁板６を介して水室カバーに 支持されて取り付けられている。 図中鉄電極５の他側端に示される絶縁板３５は主として補助電極４に近い部分 の鉄電極５の外周面からの電流が多くなるので、この部分に電流遮蔽機能を付与 して鉄電極５の不均一溶解を防ぎ、鉄電極５の全外周面から均一に電流が流れる ようにして、鉄電極５が均一に溶解するためのもので、鉄電極５の片減り回避に 有効である。 また熱交換器１は、この装置の電源を兼ねる定電位定電流制御装置７の電気防 食用電源の負側に結線されており、定電位電解を行なうための電位検出照合電極 ８が管板２の極く近傍に取り付けられており、そのリード線はこの装置の定電位 定電流制御装置７の電位検出端子に接続されている。 この電源を兼ねる定電位定電流制御装置７は、図５に示すように構成されてい る。すなわち、交流電源９は補助陰極用変圧器１０および定電位用変圧器３６に 接続されており、補助陰極回路は変圧器１０から可飽和リアクトルたる電流制御 回路１１を介し、整流装置１３、さらに電流検出器１４，１５を介して鉄電極５ に接続されている。 電流検出器１４は補助陰極４に流れる電流（定電流）のみを検出し、電流検出 器１５は補助陰極４に流れる電流と定電位電解電流（防食電流）とを合わせたも のを検出するものである。また、定電位回路は変圧器３６から定電位電解用整流 装置１６を介し、整流された正側は定電位電解電流検出器１７を介して、前記の 電流検出器１４と１５の間に接続され、電流検出器１５の電流を定電流用制御装 置１２で制御する。また防食対象物（熱交換器）１の電位を照合電極８で検出し 、定電位電解制御装置１８によって出力電流を制御するようになっている。この ような装置で、照合電極８で検出した防食電位を所定の値に自動的に制御維持し て最適な電気防食を行なうとともに、図面に示す電流ｉ₁ と電流ｉ₂ の和を所定 の値に、一定に制御維持して溶出する鉄イオン濃度を一定とする。 尚、上述の鉄電極５にあっては、その構成を鉄電極の両端面のそれぞれに、こ れら端面を覆う大きさ、あるいはそれ以上の大きさとした電流遮蔽機能を有する 部材を密接して設けるとともに、前記鉄電極を、軸線方向において複数片に分割 して重ね合せた積層状鉄電極とすることにより、耐久性に富むとともに片減りせ ず、しかも大型化が可能になることを実公昭５９−３２５９０号にて提案してい る。 さて、叙上の補助電極４は図示される如く鉄電極５に相対向させることに主眼 をおいて設けられ、従来表面積の大なる平円板のものであった。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】 しかるに、叙上の形状よりなる補助電極にあっては、陰極析出物（電解析出被 膜）の付着基盤が安定な大面積の平面板であるために、生長は時に鍾乳石状に発 達し、鉄電極との短絡の可能性を持つに至ることがあった。 又、補助電極に於ける電流密度は電圧の上昇を防ぐために低密度におさえられ ているので、析出物の析出速度が遅く、これにより析出物の安定した付着力が付 与され、叙上の現象が一層加速されている。 本考案は、従来の技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり 、その目的とするところは、電解析出物が付着生育することなく、好都合に剥落 していくことのできる補助電極を提供しようとするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案における補助電極は、棒状材を立体的に組 合せ架構した立体骨組体で構成したものである。

【０００５】

【作用】

補助電極は立体架構体のために、補助電極内を冷却水が流通自在となり、水流 によって、析出物の剥離が促されると共に表面積減少化によって電流密度を高め 、析出物の付着不安定化が図られる。

【０００６】

【実施例】

実施例について図を参照して説明する。 図１は既述の実公昭５９−３２５９０号に提案の積層状鉄電極について本案の 補助電極を適用した場合であって、図中２０はフランジ２０ａを有する支持金具 で、これは水室壁２１の孔２２に嵌め込まれ複数の絶縁ボルト２３によって固定 してある。 ２４は当該支持金具２０に一方端を同心的に螺着したチタン，ステンレス鋼， タンタル，ニッケルおよびニオプなどの鉄よりも貴な金属製の芯棒で、当該芯棒 ２４を取付けた支持金具２０は外側全面に厚さ３mm程度の硬質ゴムライニング２ ５を施してあり、その際、芯棒２４の頸部２４ａにも硬質ゴムライニングで覆う ようにしてある。 硬質ゴムライニング２５は前記のフランジ２０ａに穿孔したボルト通孔の内面 をも覆うものとし、確実な絶縁をはかっている。 また、硬質ゴムライニング２５は孔２２の内周面からフランジ２０ａの当接面 および水室壁２１の内面全体に亘って施してある。 さらに、フランジ２０ａと水室壁２１との間にも介在させてある。 外端面に露出形ボックス２６を取付けた支持金具２０は、例えばステンレス綱 製とし、外部電源からの電流を芯棒２４に通じ、芯棒２４に取付けた鉄電極２７ への給電ターミナルとなる。 鉄電極２７は軸線方向において複数に分割した分割片２７ａを積層状に重ね合 せたものからなり、貫通ボルト２８により取付けられている。 芯棒２４と鉄電極２７との電気的接触は、接触部全面に亘って導電性樹脂塗料 を塗装することで良好にされる。 鉄電極２７の水室壁２１に臨む端面には鉄電極２７の外径よりも外径を大きく して電流遮蔽機能をもつようにした部材としての絶縁板２９を密接させてある。 しかして、鉄電極２７の水室壁２１に対する絶縁取付けが達成される。 一方、鉄電極２７の反対側の端面には、同様に鉄電極自体の外径よりも外径を 大きくして電流遮蔽機能をもたせた部材としての電流遮蔽板３０を密接させてあ る。 ３１，３２，３３は上述部材を圧接止めするワッシャ，ナット，ロックナット で、いずれも芯棒２４と同様に鉄より貴な金属製としてある。 ３４は鉄電極２７に相対向する形態に芯棒２４の先端に取付けられる本案の補 助電極である。 これは、既述の如く鉄電極２７に対して電気的に絶縁されて設置されるもので 、図示例にあっては、補助電極３４と一体の支柱３７を該芯棒２４に穿孔の芯孔 に絶縁材を介配のもと貫通し、さらに、同様の処置にて支持金具２０をも貫通し て、その端子３８を該露出形ボックス２６内に持ち出させている。 当該補助電極３４の各実施例の正，側方図の一例が図２ａ〜ｃに示される。い ずれも立体的に棒状材を組合せて架構してなる立体骨組体より成る。 しかして、冷却水が補助電極３４内を自由に流通することとなるが、これによ り非平面で極めて不安定な付着基盤の補助電極３４の骨部に析出させられる電解 析出被膜は容易に押し流されてしまう。よって、冷却水の動圧を利用して析出被 膜を離脱させようとする立場からみると冷却水の動圧の機械力を緩和することが 可能である。 一方、本案補助電極３４にあっては析出物の付着不安定化と共に表面積の激減 により電流密度が高まり、電解物の析出速度が高まるが、かかる高速析出は析出 物の付着力の観点からみると極めて脆弱化を招くことになる。不安定付着のもと で大型化する析出物は流動冷却水により容易に剥離されてしまう。ここに、電解 生成物付着量と陰極電流密度との関係を調べたところ図３を入手することが出来 た。 図より明らかな如く、１Ａ／ｄ m² 以下の電流密度では時間経過と共に析出物 が生長してゆくが１Ａ／ｄ m² 以上ではその成長は抑制され、２．５Ａ／ｄ m² 以上では０．２mm以上に生長しないことを示している。よって、１Ａ／ｄ m² 以 上の電流密度となるよう補助電極の表面積設計をとり行なえば、析出物の残留が 生じないこととなる。

【０００７】

【考案の効果】

本考案は、上述のとおり構成されているので、次に記載する効果を奏する。 電解析出被膜の付着力が成長速度に追い付かぬまま冷却水の機械的洗浄作用を まともに享受し、析出物は生育することなく剥落していき、陰極表面に残ること がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本案品を適用した鉄イオン発生および電気防食
用電極の縦断側面図である。

【図２】ａ〜ｃはそれぞれ本案品の各実施態様を示す
正，側方図である。

【図３】本案補助電極に於ける電解生成物付着量と陰極
電流密度との相関図である。

【図４】鉄イオン発生および電気防食用電極を用いた外
部電源防食システムの熱交換器への取付説明図である。

【図５】同じく定電位定電流制御説明図である。

【符号の説明】

１ 熱交換器 ２ 銅合金管板 ３ 銅合金冷却管 ４ 補助陰極 ５ 鉄電極 ６ 絶縁板 ６′ 絶縁板 ７ 定電位定電流制御装置 ８ 電位検出照合電極 ９ 交流電源 １０ 補助陰極用変圧器 １１ 電流制御回路 １２ 定電流用制御装置 １３ 整流装置 １４ 電流検出器 １５ 電流検出器 １６ 定電位電解用整流装置 １７ 定電位電解電流検出器 １８ 定電位電解制御装置 ２０ 支持金具 ２０ａ フランジ ２１ 水室壁 ２２ 孔 ２３ 絶縁ボルト ２４ 芯棒 ２４ａ 頸部 ２５ 硬質ゴムライニング ２６ 露出形ボックス ２７ 鉄電極 ２７ａ 分割片 ２８ 貫通ボルト ２９ 絶縁板 ３０ 電流遮蔽板 ３１ ワッシャ ３２ ナット ３３ ロックナット ３４ 補助電極 ３５ 絶縁板 ３６ 変圧器 ３７ 支柱 ３８ 端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ２８Ｆ 19/00 9141−3Ｌ

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 棒状体を立体的に組合せ架構した立体骨
   組体で構成したことを特徴とする鉄イオン発生および電
   気防食用電極における補助電極
2. 【請求項２】 電流密度が１Ａ／ｄ m² 以上になるよう
   表面積設計した請求項１記載の鉄イオン発生および電気
   防食用電極における補助電極。