JPS5827103Y2 - 電気防食装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は水力機械例えば水車、ポンプ、ポンプ水車など
の電気防食装置に関するもので主に海水を利用する場合
に有効なものである。

その目的とするところは機械の腐食進行を遅延するとと
もに防食電流を効果的に流通する能率的なかつ経済的な
防食装置を提供することである。

例えば海水揚水発電に用いる海水用ポンプ水車等は、鉄
鋼が直接海水に触れるため、鉄鋼表面の水酸化鉄が陽極
になり、その周囲の鉄が陰極になって電位差による電池
を形威し、陰極部の鉄が海水に溶出して腐食される。

この腐食を防止する方法の一つとして、従来から電気防
食法が用いられていた。

これは、鉄鋼の要所に不溶性の陽極を置いて外部から一
定の電流を供給してその陽極から陰極となる鉄鋼全体に
一定の電流を流すことによってその電位を下げ腐食を防
止するものである。

しかしながら、このような装置では、成る運転条件で防
食に必要な電流が流れるように設定しても、別の運転条
件になると防食電流が不足して腐食が発生してしまった
り、またそのため、設定の電位をその必要最大電流が流
れるよう充分大きく選定しなければならず不経済である
。

また装置自体が大形となるとともに電極の消耗が激しく
、この電極の交換に際しては水力機械の運転を停止し、
海水を排水しなければならないので非常に面倒である。

従って水力機械の運転状態によって必要な防食電流がど
のように変化するかを究明し、それに応じて過不足のな
い防食電流を与えると前記の欠点が解消されることにな
る。

本考案では運転状態による必要防食電流の変化を究明し
、各要所に適切な防食電流を流すようにしたものである
。

流水中にある鉄を電気防食するさい、流速が増大すると
酸素の拡散が容易になるので陰極分極が減少することが
知られている。

そのため、第１図に示す如く停止中よりは多少水が流れ
ている方が、防食電流が余計に必要となる。

更に水がたくさん流れている方が更に余計の電流が必要
となる。

しかしながら、水力機械のどこかの流速値のものを検出
するだけでは、水力機械の全ての部分における流速を検
出することができず、又水力機械運転状態、例えば、流
量とか回転速度が変ればまたまた各部の流速は変化する
ので、適正なる防食電流を決定することはできない。

そこで、これを実験で確認した結果、第２図の如きデー
タが得られた。

すなわち、各部の防食に必要な電流はその水力機械の特
性に応じて、その時その時の運転負荷又は落差などから
一義的に決定できることを究明した。

いっぽう、ポンプ水車等の水力機械における、各部分の
流速、及び、その水力機械固有の運転特性は、計算並び
に実測値又は模型試験結果などから予め知ることができ
る。

従って、例えば、回転速度が一定なばあい、落差と負荷
の各々の変化に応じて、電流量を調整することにより、
過不足のない防食電流による電気防食を実施できる。

以下図に基づき本考案を説明する。

第３図は本考案の一実施例を示すもので落差計２及び落
差検出装置３ならびに負荷検出装置１は従来の水位応動
型落差検出装置及び負荷検出装置と同じで、海洋面水位
と上池水位の差と負荷を検知するものである。

演算装置４は、落差検出装置３と負荷検出装置１からの
信号から必要電流量を求める装置である。

その値は例えば第２図の落差６０ｍ１出力９０．０ＯＯ
ｋＷのポンプ水車についてのグラフに示す通りである。

これは予測又は実測流速値と予測又は実測の運転特性と
から求めたものである。

演算装置４は例えば、立体カムを用いて、必要電流量を
カム接触手変位として取出せるもので、カムの回転量と
負荷とを応動させ、またカムの軸方向移動と落差とを応
動させている。

可変電流型定電位電解装置５は、従来の定電位電解装置
に対し、発生電流を演算装置４からの信号に応じて制御
できるようにしたもので、例えばカム接触手変位を差動
トランスを介して電流を制御する。

電気防食電極６は、第４図に示す如く、従来の電極と同
じで水力機械の防食が必要な被防食体７に設けられであ
る。

この電極８に流れる電流は可変電流型定電位電解装置５
より供給される。

このように構成された海水揚水発電用ポンプ水車が、例
えば海洋水位１ｍ、上池水位４８ｍの落差４７ｍで４０
，０ＯＯｋＷの発電を行なうと、落差検出装置３と負荷
検出装置１からの信号に応じて演算装置４の立体カムが
回転し軸方向に移動し、カム接触手の変位が決まる。

この演算装置４からの信号、例えば接触手の変位信号に
応じて、可変電流型定電位電解装置５は防食に必要な７
４０Ａの電流を電気防食電極６に供給し、しかして必要
かつ十分な防食電流が水車の被防食体７に流れて、腐食
が防止される。

本考案によれば落差や負荷又は回転速度が変化して、防
食部の流速が複雑に変化しても、数多くの個所の流速を
いちいち検出しなくでもこの運転特性のパラメータを検
出するだけでそれに応じて電流密度も増加するので、防
食電流不足による腐食の促進などの心配がなく、又停止
時や無負荷運転のときにも、全負荷運転と同じ電流を流
して必要以上の電力を無駄に消費するということが無く
経済的である。

尚本考案は水車運転時の例について述べているが、揚水
運転時においても類似した電流密度特性があり、本考案
を適用することが可能である。

また回転速度が変化する水力機械についても電流値を設
定することができ、落差の検出、電流値の設定も例えば
水力機械の出入口部の圧力から検出しても良いし、ガイ
ドベーン開度、サーボモータストロークから電流値を設
定しても良い。

要するに本考案に適用される各要素はその検出信号が、
運転特性を代表するパラメータであれば、その手段を選
ばない。

なお、水力機械の要所に防食電流を流すことが、例えば
特公昭３７−３１１３号公報に記載されている。

しかしながら本考案は、電流や電位などの電気量を発生
させるに必要な条件を、実用新案登録請求の範囲に記載
の各種運転特性状態の信号をもとに制御する点に特徴が
あるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の基礎となる原理を説明するための実
験結果の一例で、防食部流速と防食所要電流密度の関係
を示す線図、第２図は、本考案の原理を一般水力機械の
特性に応用した場合の負荷追随特性の一例を示す線図、
第３図は、本考案を海水揚水発電用ポンプ水車に応用し
た場合の一例を示す水力機械の断面図、第４図は、本考
案に使用される電極の一例を示す断面図である。 １・・・負荷検出装置、２・・・落差計、３・・・落差
検出装置、４・・・落差・負荷から必要防食電流を求め
る演算装置、５・・・可変電流型定電位電解装置、６・
・・電気防食電極、７・・・被防食体、８・・・電極、
９・・・マウント、１０・・・Ｏリング、１１・・・Ｏ
リング、１２・・・ボルト、１３・・・ナツト。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 水力機械の要所に設けられた防食電極に電流、電位など
   の防食電気を発生・通電せしめる防食装置において、水
   力機械の落差、揚程を検出する装置と、水力機械に直結
   された発電機・電動機に加わる負荷を検出する装置と、
   前記各装置で検出された各信号またはその合成信号から
   定められる水力機械の運転条件に応じて水力機械の要所
   に設けられた防食電極に通電された防食電気を制御する
   装置を備えた電気防食装置。