JPS5914607B2 - 冷却系統に腐蝕防止剤を加える方法および装置 - Google Patents

冷却系統に腐蝕防止剤を加える方法および装置

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JPS5914607B2
JPS5914607B2 JP55065186A JP6518680A JPS5914607B2 JP S5914607 B2 JPS5914607 B2 JP S5914607B2 JP 55065186 A JP55065186 A JP 55065186A JP 6518680 A JP6518680 A JP 6518680A JP S5914607 B2 JPS5914607 B2 JP S5914607B2
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container
coolant
corrosion
osmotic pressure
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ロバ−ト・ハロルド・クリユ−ガ−
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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F11/00—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P11/00—Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F01P1/00 - F01P9/00
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  • Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 自動車の冷却系統用に自動車産業が利用するエンジン冷
却剤は一般に冷却系統に所望の冷凍点如何によりグリコ
ールの濃度を５０％かそれ以下にするため水で稀釈した
ジエチレン・グリコールを僅かな比率にしたエチレン・
グリコールを含んでいる。
エンジン冷却剤を製造または販売もしくは製造および販
売する会社は自動車の放熱器の製造に伝統的に使用され
る銅一真鍮材の腐蝕を防止するため溶液に腐蝕防止剤を
添加している。一般に銅の腐蝕を防止するためこれら腐
蝕防止剤はリン酸塩、硝酸塩、亜硝酸塩またはヒ酸塩の
如き無機塩類の１種またはそれ以上の種類とベンゾトリ
アゾール、トリトリアゾールまたはメルカプトベンゾチ
オアゾールの如き有機化合物との混合物である。鉄の腐
蝕を少くしまたエチレン・グリコールの酸化により生成
されたグリコール酸を中和するため溶液は一般に８−１
０のＰＨ値に緩衝される。多くの製造業者は不凍冷却剤
の使用寿命を最長１年か２年にするよう勧告するが、一
般の自動車所有者は冷却系統を２９℃（−２０′Ｆ）に
保持して保護するようにするどの所有者向けの手引に従
う努力も行はずまた冷却剤がさびついていないかどうか
を確めるため定期的の点検も行はない。多くの所有者は
漏洩かホースの破損により不凍冷却剤が失われると冷却
系統に水を加えるだけである。普通の乗用車の手入れで
は、新車の２５％は僅か１年後に冷却系統の手入れが必
要で、２年後にはこの比率は５０％にも上る。従来技術
の銅一真鍮放熱器では、不凍剤すなわち冷却剤混合物は
適正に酸化防止されたエチレン・グリコールを５０ない
し５５％含んでいる。エチレン・グリコールの３３％と
水の６７％とから成る混合物においてグリコールの濃度
を減少してそれに対応して腐蝕防止剤のレベルを減少す
ると金属の腐蝕をいちじるしく増大する。このことは放
出Ｆｊｌ脚により一層一般的になつている高温冷却剤系
には特に重要である。また、新車に対してのガソリンの
単位量毎の果程の増大に重点を置く結果として新車の寸
法と重量とを減少することになつた。
重量の減少は自動車の本体とその他の部分とに鉄および
鋼の代りに軽験の金属とブラスチツクとを使用すること
により達成される。たとえば、自動的冷却系統にこれま
で使用された銅一真鍮製の放熱器の代りにアルミニウム
製の放熱器を使用できる。アルミニウムの放熱器はエチ
レン・グリコールまたは腐蝕防止剤もしくはその両方の
比率が低い冷却剤すなわち不凍剤の腐蝕作用に銅一真鍮
製放熱器よりも冒されやすいように思λる。このような
冷却系統では、追力ｐの腐蝕防止剤をカロえる必要があ
り、さもないと、アルミニウムは急速にくぼみが生じ始
める。本発明は冷却剤の腐蝕条件の下に腐蝕防止剤を規
則的に加えることにより腐蝕問題を解決するものである
。本発明はエチレン・グリコールまたは腐蝕防止剤もし
くはその両方の濃度が所定のレベル以下ｌこ下がると冷
却系統に腐蝕防止剤を自動的に加える装置に係るもので
ある。
この装置は膜を支持し腐蝕防止剤を収容する容器内のエ
ンジン冷却剤にさらされる表面として浸透性膜を使用す
る。浸透とは溶液中への溶剤の流れとしてかまたはこれ
ら２つの液体が膜により互いに分離される時に濃度の低
い方の溶液から濃度の高い方の溶液への流れとして定義
される。本発明では水であつて溶解した物質ではない溶
媒が自由に通過できるようにする膜は半透過性と呼称さ
れる。半透過性の膜の通る溶剤分子の運動速度は膜にわ
たる浸透圧力の差に左右される。
本発明の装置は半透過性の膜が腐蝕防止剤を冷却剤から
分離して濃縮溶液にした腐蝕防止剤用の容器を含んでい
る。膜を支持する助けとなるがしかも内部に冷却剤が入
れるようにするため下方の容器部分を使用できる。容器
の上端部は浸透圧力の差により腐蝕防止剤洛液が押し出
され冷却系統に加えられるようにするオーバフロー開口
を有している。腐蝕防止剤を腐蝕性の水に有効に加える
には以下の規準を満足する必要がある。
すなわち、１）容器内の濃度を高くした液状腐蝕防止剤
は工チレン・グリコールの５０％と水の５０％とから成
る腐蝕防止剤溶液の圧力に等しい浸透圧力を有している
必要がある。２） ５０％対５００１）のエチレン・グ
リコールと水との溶液が冷却系統に存在している時膜は
それを通り腐蝕防止塩が拡散するのを防止するため半浸
透性でなければならない。
３）膜は自動車の平均寿命にわたり安定していなければ
ならない。
４）エチレン・グリコール溶液が水と取り替えられる場
合、浸透圧力は冷却系統の金属を保護するため水中に十
分な腐蝕防止剤を圧入する必要がある。
本発明のその他の目的はできるだけ簡単で、効率良く、
経済的で組み立てと操作とが容易な構造の装置を提供す
ることでありこれらの目的と利点と性能とは以下に十分
に明かになることと思う。
本発明の１つの具体例を示す添付図面を参照して以下に
本発明を詳細に説明する。本発明の具体例を示す添付図
面を参照して詳細に説明すると、第１図には自動車の冷
却系統におけるオーバフロー貯槽１０が示してあり、こ
の貯槽は底部に液状冷却剤１２を流入させたり流出させ
たりする導管１１をまた閉じた上端部に設けた冷却剤を
追カロおよび取替える開口用のキヤツプ１４を有してい
る。
貯槽１０内には冷却剤１２に腐蝕防止剤を追力Ｃする装
置１５が浮かんでいる。
冷却剤が熱い時と冷たい時とにおける冷却剤のレベルの
相違により装置１５は浮動する。装置１５は上方の容器
部分１６と下方の容器部分１８とを含み、これら容器部
分はそれぞれ自動車の冷却系統に作用する温度の極限に
抵抗するガラスの如き適当な材料で作られている。上方
の容器部分１６は円筒形の側壁１８と、溶融急冷したす
なわちフリツト加工した（Ｆｒｉｔｔｅｅｌ）カラスの
基部１９と閉じた上端部２１とを有し、この上端部２１
は容器から溶体を排出できるようにする開口２３を設け
たキヤツブ付きのオーバフロー管２２を有している。オ
ーバフロー管２２は装置１５の浮動作用により冷起剤の
レベルの上方に位置決めされる。下刃の容器部分１７は
円筒形の側壁２４と、溶融急冷したすなわちフリ゛ント
カロエした（Ｆｒｉｔｔｅｅｌ）ガラスで作つた上端部
２５と冷却剤が入れる開口を限定する短かい懸垂した管
２７が設けてある閉じた下端部２６とを含んでいる。
ガラスの端部１９，２５間には半透過浸透膜２８が位置
決めされ、この膜２８は漏洩を防止するためＯ−リング
またはガスケツト２０の如き適当な手段により容封され
容器部分１６，１７の周辺唇状突起すなわちフランジ３
０を合わせて保持するクランプ２９により固着できる。
ポリスチレンの如き適当な材料で作られた２部分構造の
フロート・カラー３１がクランプ２９と上下の容器部分
１６，１７の隣接した唇状突起３０とを取り巻くよう位
置決めされていて装置１５をオーバフロー管を冷却剤の
レベルの上方に浮かすようにしてある。濃度を高くした
腐蝕防止剤溶液３２が上方の容器部分１６に貯えられる
。通常の条件の下では、オーバフロー貯槽１０にはエン
ジン冷却剤が部分的に満たされ懸垂した管１１を介して
エンジン冷却系統（図示せず）と連通している。
もし冷却系統に漏洩が生じるか、ホースが破損するか過
熱により混合物が部分的に沸騰すると、自動車の運転者
は失われた冷却剤部分の代りに容易に入手できる水を補
充し勝ちである。この水は明かに未処理で放熱器の金属
を腐蝕させ勝ちである。水が冷却系統を循環せしめられ
貯槽１０に達すると、冷却剤中の濃度の低いグリコール
と腐蝕防止剤とが膜２８に接触して浸透圧力の差により
膜２８を通り上方の容器部分１６に入ることになる。容
器１６内に水を追カロすると腐蝕防止剤溶液３２を管２
２の開口２３からオーバフローして冷却剤に接触させる
。この状態は冷却剤に放熱器の腐蝕を防止するに十分な
腐蝕防止剤が加えられて浸透圧力が安定化されるまで続
く。老化または漏洩により腐蝕防止剤の濃度が再げ下が
らない限り冷却系統は安定状態を続ける。第２図には本
発明の装置の変形例が示してあり、この図では第１図の
装置の部品と同様な部品には「ａ」を付加して同じ符号
が付して示してある。
装置１５ａはオーバフロー貯槽内の冷却剤１２ａに浮い
ていて上方の容器部分１６ａとこの容器部分との間に半
透過浸透部材２８ａを締め付けてある下方の容器部分１
７ａとを有している。フロート・カラー３１ａが上下の
容器部分間の接合部に装着されている。上方のハウジン
グ部分１６ａはほぼ円錐形の上壁部分３３を有し、この
壁部分３３は冷却剤のレベルの上方に位置決めされた開
口３５が設けてある上端部３４で終つている。ほぼ円筒
形の壁３６が容器部分１６ａを包囲し容器部分１６ａ０
Ｉ）唇伏突起３０ａの手前で終りオーバフロー管３４の
手前で終る上方の内側に延びたフランジ３７を有してい
る。容器部分１６ａには濃度の高い腐蝕防止剤溶液３２
ａが満たされ、他方追加の固型状腐蝕防止剤３８が壁３
６と容器部分１６ａとの間に位置決めされている。壁３
６は壁３６と円錐形の壁３３との接合部付近に円周方向
に間隔をあけた複数の小さいドレン孔３９を含んでいる
。この変形例の装置は、オーバフロー管３４から出る腐
蝕防止剤溶液３２ａが固型の腐蝕防止剤３８内に流れ下
りこの固型の腐蝕防止剤を溶解して溶液の濃度を更に高
くする。
固型の腐蝕防止剤３８を通過する濃度を高くした溶液は
ドレン開口３９から出て冷却剤中の腐蝕防止剤０５満足
なレベルに達するまで冷却剤と混合する。
【図面の簡単な説明】
第１図は半透過浸透膜を使用して冷却系統に腐蝕防止剤
を加える装置の部分断面側面図、第２図は変形例の装置
の部分断面側面図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 冷却剤１２を部分的に満したオーバフロー貯槽１３
    を有する冷却系統内で該冷却剤が腐蝕性になるとそれに
    腐蝕防止剤を加える方法において、冷却剤のレベルより
    上に露出されたオーバフロー管２２を有しかつ濃度を高
    くした腐蝕防止剤溶液３２を入れた容器１５を貯槽内で
    冷却剤に浮かぶよう位置決めすること、半透過浸透部材
    ２８を容器内に設けてその１つの表面を腐蝕防止剤溶液
    ３２に露出し反対面を冷却剤１２に露出すること、およ
    び腐蝕防止剤溶液の浸透圧力を腐蝕を防止された冷却剤
    の浸透圧力に等しく調節することから成りそれにより冷
    却剤中の腐蝕防止剤のレベルが下がると水を容器内に流
    れさせ腐蝕防止剤を容器から冷却剤中にオーバフローさ
    せることを特徴とする冷却系統に腐蝕防止剤を加える方
    法。 ２ オーバフロー貯槽１３を有する冷却系統に熱交換器
    を腐蝕から護るため腐蝕防止剤を自動的に加える装置で
    あつて、上端部にオーバフロ管２２を有しかつ冷却剤を
    流入させるための下端部内への開口を有する、濃度を高
    くした腐蝕防止剤用の容器１５と、腐蝕防止剤を腐蝕防
    止された冷却剤から分離する、容器内に位置決めされた
    半透過浸透膜２８と、容器の少くとも一部分を包囲して
    容器を冷却剤に浮かばせる装置３１とを備え、腐蝕防止
    剤溶液の浸透圧力が腐蝕を防止された冷却剤の浸透圧力
    に等しいが腐蝕防止剤が枯渇した冷却剤の浸透圧力より
    も小で浸透圧力に差があると水を浸透膜を通して腐蝕防
    止剤溶液中に流れさせ溶液をオーバフロー管から貯槽内
    の腐蝕防止剤中に流れさせるようにしたことを特徴とす
    る冷却系統に腐蝕防止剤を自動的に加える装置。 ３ 容器１５が上部分１６と下部分１７とを含み、浸透
    膜２８の外周が該部分の間に締め付けられている特許請
    求の範囲第２項の冷却系統に腐蝕防止剤を自動的に加え
    る装置。 ４ 容器内で浸透膜を支持する装置２５を含んでいる特
    許請求の範囲第３項の冷却系統に腐蝕防止剤を自動的に
    加える装置。 ５ 容器の下部分１７が該部分に冷却剤を流入させ膜に
    接触させる懸垂した管２７を含んでいる特許請求の範囲
    第３項の冷却系統に腐蝕防止剤を自動的に加える装置。 ６ オーバフロー貯槽１３を有する冷却系統に熱交換器
    を腐蝕から護るため腐蝕防止剤を自動的に加える装置で
    あつて、上端部にオーバフロー管２２をかつ冷却剤を流
    入させるための容器の下端部内への開口を有しかつ上部
    分１６と下部分１７とを有する、濃度を高くした腐蝕防
    止剤用の容器と、腐蝕防止剤を腐蝕を防止された冷却剤
    から分離する、前記容器の二つの部分の間で前記容器内
    に配置された半透過浸透膜２８と、容器の少なくとも一
    部分を包囲して容器を冷却剤に浮ばせる装置３１と、容
    器の部分を前記包囲装置内で共に締め付ける装置２９と
    を備え、腐蝕防止剤溶液の浸透圧力が腐蝕を防止された
    冷却剤の浸透圧力に等しいが腐蝕防止剤が枯渇した冷却
    剤の浸透圧力よりも小で浸透圧力に差があると水を浸透
    膜を通して腐蝕防止剤溶液中に流れさせ溶液をオーバフ
    ロー管から貯槽内の腐蝕防止剤中に流れさせるようにし
    たことを特徴とする冷却系統に腐蝕防止剤を自動的に加
    える装置。 ７ オーバフロー貯槽１３を有する冷却系統に熱交換器
    を腐蝕から護るため腐蝕防止剤を自動的に加える装置で
    あつて、該装置が上端部にオーバフロー管３４をかつ冷
    却剤を流入させるための下端部内への開口を有しかつ上
    部分１６ａと下部分１７ａとを有する、濃度を高くした
    腐蝕防止剤用の容器と、腐蝕防止剤を腐蝕防止された冷
    却前から分離する、前記容器の二つの部分の間で前記容
    器内に配置された半透過浸透膜２８ｃと、容器の少なく
    とも一部を包囲して容器を冷却剤に浮ばせる装置３１ａ
    と、を備え、前記容器の上部分１６ａは上端が前記オー
    バフロー管３４で終つているほぼ円錐状の壁を囲みかつ
    最大径で円錐状の壁と接触しているほぼ円筒状の壁３６
    を有し、前記円筒状の壁は固形の腐蝕防止剤３８を収容
    する上開口端３７を与え、腐蝕防止剤溶液の浸透圧力が
    腐蝕防止された冷却剤の浸透圧力に等しいが腐蝕防止剤
    が枯渇した冷却剤の浸透圧力よりも小で浸透圧力に差が
    あると水を浸透膜を通して腐蝕防止剤溶液中に流れさせ
    溶液をオーバフロー管から貯槽内の腐蝕防止剤中に流れ
    させるようにしたことを特徴とする冷却系統に腐蝕防止
    剤に自動的に加える装置。 ８ 円筒形の壁３６がその下縁部付近に複数の小さい排
    出開口３９を有し、容器の上部分１６をオーバフローす
    る腐蝕防止剤が固形の腐蝕防止剤３８を通過して一層濃
    度を高めた溶液を形成しかつドレン開口３９を通して冷
    却剤に流れるようにしてある特許請求の範囲第７項の冷
    却系統に腐蝕防止剤を自動的に加える装置。 ９ オーバフロー貯槽１３を有する冷却系統に熱交換器
    を腐蝕から護るため腐蝕防止剤を自動的に加える装置で
    あつて、該装置が上端部にオーバーフロー管３４をかつ
    冷却剤を流入させるための下端部内への開口を有しかつ
    上方部分１６ａと下方部分１７ａとを有する。 濃度を高くした腐蝕防止剤用の容器と、腐蝕防止剤を腐
    蝕防止された冷却剤から分離する、前記容器の二つの部
    分の間で前記容器内に配置された半透過浸透膜２８ｃと
    、容器の少なくとも一部を包囲して容器を冷却剤に浮ば
    せる装置３１ａと、浸透膜を支持する装置２５ａと、容
    器の部分を共に保持する締付け装置２９ａとを備え、前
    記容器の上部分１６ａは上端が前記オーバフロー管３４
    で終つているほぼ円錐状の壁３３および円錐状の壁を囲
    みかつ最大径で円錐状の壁と接触しているほぼ円筒状の
    壁３６を有し、前記円筒状の壁は固形の腐蝕防止剤３８
    を収容する上開口端３７を与え、腐蝕防止剤溶液の浸透
    圧力が腐蝕を防止された冷却剤の浸透圧力に等しいが腐
    蝕防止剤が枯渇した冷却剤の浸透圧力よりも小で浸透圧
    力に差があると水を浸透膜を通して腐蝕防止剤溶液中に
    流れさせ溶液をオーバフロ管から貯槽内の腐蝕防止剤中
    に流れさせるようにしたことを特徴とする冷却系統に腐
    蝕防止剤を自動的に加える装置。
JP55065186A 1979-05-17 1980-05-16 冷却系統に腐蝕防止剤を加える方法および装置 Expired JPS5914607B2 (ja)

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US06/039,995 US4357236A (en) 1979-05-17 1979-05-17 Automatic addition of a corrosion inhibitor to a coolant system by osmotic pressure
US39995 1979-05-17

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS55153814A JPS55153814A (en) 1980-12-01
JPS5914607B2 true JPS5914607B2 (ja) 1984-04-05

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BR (1) BR8002959A (ja)
CA (1) CA1128013A (ja)
DE (1) DE3013363A1 (ja)
ES (2) ES491409A0 (ja)
FR (1) FR2456839A1 (ja)
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IT (1) IT1141274B (ja)
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