JPS6059082A - カソード防食装置 - 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】 発明の分野 この発明は、電流印加弐カノート防食装置に関する。

発明の背景 ポートの電池を用いてカソード防食装置に電流を供給す
ることは旧式である。電池から取り出された電力の相当
の部分が浪費され、電池は保護装置の要件だけＶこよっ
て必要とされるようなものよりも速く放電する。電池の
放電時間を長くするためには電池の放電量を小さくする
ことが重重しい。

発明の要約 この発明の重要な特徴は、ホード電池にスイッチング式
戒力変−換器が接続されていてこれがボート電池から取
り出されるものよりも低い電圧で大きい電流をアノ−１
・に供給するようになっている、ポート及び／又はその
推進装置用の電流印加式カソード防食装置を設けたこと
である。これ（（より充電と光電との間の電池の寿命は
著しく増大する。

別の特徴は、アノード電圧を半電池電圧に関連させ一〇
１使用半電池の種類（すなわち、保護されるべき構造物
よりも財又は卑である側斜を用いたもの）に対する条佇
を最大限に活用するようにしたことであるＪ 更に別の特徴はアノ−Ｉ・に定電圧を供給したことであ
り、これは一定の表面特性を持ったアノーＩ〜゛ｒ必安
とする。そのような回路では電力変換器チップの出力は
増幅されて電流検出用抵抗を通してアノード（Ｃ供給さ
れ、且つ又アノード電圧は一定の基準電圧Ｑこ対する調
整のためにチップにおける誤差検出用増幅器Ｖこ加えら
れる。この発明の更に別の特徴は一定アノー　ド電圧回
路と共に別の動力源（太陽、風力など）を使用したこと
である。

この形式のものでは、抵抗Ｖこゴロける電圧降下が演算
増’Ｄｍ器（オペアンプ）の入力（Ｃｍえられてオペア
ンプがトランジスタのベース回路におけるンンクとなる
ため別電源は動作しているならばンンク電流を供給し、
従ってトランジスタがオフになって別電源がアノードに
接続される。抵抗への電流は電力変換器チップによって
調整され且つ抵抗Ｑこおける電圧降下はオペアンプに加
えられて仁れを調整するので、チップはオペアンプ及び
トランジスタを調整してアノードへの印加電圧を制御す
る。

この発明（／′ｉ次の説明に述べられ又は図面に示され
た構成の詳細及び部品の配置（〆こ限定さ１しるもので
はない。この発明は他の実施例が可能であって、種々の
方法で実施し実現することができる。又、ここで使用さ
れた聚現及び術語は説明の目的のものであって、限定的
なものとみなされるべきでないことが理解されるはずで
ある。

第１Ｍは１２ポルト・ポート電池１２に接続されたスイ
ッチング式電力変換器１０をオリ用し且つアノード１４
に小電圧ＶＡを供給する印加電流カソード防食装置の主
要部を示す構成図である。スイッチング式電力変換器１
０は電池から取り出されるＩＢよりも大きい電流ＩＡ　
ｔアノード１４に供給するものである。これは変換器が
電力を変換するので可能であり、電圧ｖＡが１２ボルト
より小さい場合には′電流ＩＡは電池から取り出される
゛電流ＩＢよりも大きくなることができる。アノ−１−
１４に供給される電流はアノード制御回路１６によって
、この回路に帰還する半電池２０から得らｔｔた信号に
従って構造物（モータ及び／又はポー　１・）　１８を
保護するレベルに調整される。

この回路の一形態のものが第２図に示されて７ビリ、第
２図では回路部品及び数値は重要な場合Ｑては表示され
ている１、数値が表示されていない場合には、特定の設
置に合わせるために使用されるべき実際の数値は数回の
１試行錯誤による」試験で容易Ｃ・Ｃ決定することがで
きる。これは単に二三の６浦理値を試みる問題である。

第２図に２いてスイッチング式電力変換器は、ナショナ
ル・セミコンダクタ（Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｓｅｍｉ−Ｃ
ｏｗｄｖ、ｃ　ｔ　ｏｒ　）社によって製造さ１ｔｆｌ
　Ｌ　Ｍ３５２４調整パルス幅変調器チップ又（は等価
のチップである。第２囚Ｑて示されたピン香号は標準名
称に従っている。

変換器において発生される基準電圧はビン１６に存在す
るか、このビンは１０に分圧計を通して接地されていて
、ビン２に加えられる電圧の調里か可能である。ビン２
ｉ’、ｊ：３５２４変換器チツプにきまれでいる誤差増
幅器の非反転（十）入力である。

誤差増幅器への反転（−）入力はビン１であって、これ
は半電池に接続されてゴロつ、この場合（Ｃ（工構造物
よりも貴であるように選択されている。それゆえ、半電
池は銀−塩化銀、炭素又はカロメルてあればよい。ビ／
４及び５は限１ＪｉＣ噌幅；シ：；への、ｊｌ−反転及
び反転接続部であり、接わヒ部２２．２４！ｉｌの２オ
ーム抵抗にすｄける電圧降下をＪ１］１定すること（（
よって矢豆絡アノードをＦ呆護するよう（て接（１児さ
オｔている（接続部２２．２＝Ｈ工それぞれビン４及び
５（（接続されている）。１２ホルト・ポート電池は変
換器ピン１５とトランジスタＱ、とに接続されている。

トランジスタＱ、のベースは６．８に抵抗及びビン１２
を経て電力変換器ＶこＸけるトランジスタのコレクタに
接続されている。

トランジスタＱ１の出力は、ビン２における基準電圧に
対するビン１にどける検出電圧の読みと同程度の時間軸
についての平均電圧を与えるパルス出力である、７この
パルスは平滑化され、電力供給はＬＣ回路によって一様
にされる。平滑化された電圧は電流検出用２オーム抵抗
を通してアノ−１”　１４　Ｔて加えられる。この（１
り成は電池から４０ミリアンペア未満の電流を引き出し
ながら１００ミＩＪ　７　ンヘアのアノード電ａを（（
（給することができる。アノ−１〜（Ｃ加えられる電圧
は１２ホルト電池屯圧に比べて約λ−ｉボルトである。

銀−塩化銀半電池を持ったアルミニウム構造物を保護す
るために半′ｌｔ池ｖｃｙける電位はこの構造物に対し
て約９５０ミリボルトにするべきであり、これによりビ
ン１にＳいて制御電圧が確立される。ビン１における電
圧が９５０ｍＶから外れると、アノードへの出力は電圧
を９５０？ルＶに戻すこと（／？Ｘよっ−Ｃ所望の保護
を維持するのに必要なよう（て調歪される。

第２図（て比べて、第３図はＬＭ３５２４チップの１６
における基準電圧が、誤差Ｊ！幅器の反転入力ＩＣて所
望の電圧を与えるようＶこ調整された分圧計を通して半
電池に接続されているという点て異なっている。分圧器
ノア、及びＲ２は誤差増幅器のビン２（非反転）におけ
る基準電圧を確立する。

亜鉛の半電池（アルミニウムよりモｉＲてない）でハヒ
７１　ＶＣｕ　ケる初期電圧は約−１（Ｊ　ＯミｉＪボ
ルト（（なり、半′電池が所望のレベルシでなると零に
上昇するであろう。このために変換器はアノードの電圧
全所望のレベルに調整することができる。半電池の周囲
の状態が変化すると、アノ−１・の電圧も又変化する。

第４図はアノードに定′電圧を加える回路を例示してい
る。このような回路は炭素アノードのよっな非常に一定
した表面特性を持ったアノードについて使用することが
できる。第４スの上方部分の点線内には常時型カケ発生
するものではない太陽電池、風力発電機、原子力′電池
などのような別の電源で基本回路を使用できるようにす
る選択的接続装置がある。点線の外側の基本回路だけを
考えると、注目されるように、接続部２４の電圧は今度
は誤差増幅器のビンＩＫ加えられ、又ビン２はこれが接
続されている分圧計の設定によって決定される定電圧を
受けている。＾ＩＪのように、２オーム電流検出用抵抗
は限流増幅器のピン４及び５に加えられている。この（
１−１成によれば、接続部２４及びアノード１４に定′
電圧が加えられる。

別の電源を用いて（充電と充電との間の）電池の寿命を
長くしたい場合には、第４図の点線内に示された回路が
第４図に示された基本回路に接続される。この（イ・〒
成では、アノ−ｌ’　ｌ　４に加えられる電圧は演算増
幅器（オペアップ）２６の非反転（＋）入力に加えられ
、又オペアンプの反転入力（−）は接続部２２ｖこ接続
されている。従って、電流検出用抵抗における電圧降下
はオペアンプに加えられる。Ｌ　Ｍ３５２４電力変換器
が一層多くの電流を要求するにつれて、２オーム抵抗１
／こすｄける電圧降下のためにオペアンプの反転入力は
非反転入力よりも一層正になってオペアンプはオンにな
ってシンクになる。別の電源が動作している場合には、
シンク電流はＱ２及び１キロオーム抵抗２通ってオペア
ンプに流れ且つオペアンツーの接地接続部全通って接地
（Ｃ流れる。７ノタ亀流（！てよりトランジスタＱ２が
オンにされて、別の電源からダイオードＤ２を、通して
アノード１４に電流が供給される。

オペアンプは高利得であるので、別の電源からすべての
所要電流を与えるため（７ｉ：はホード電池からの電流
はほとんど必要でない。別の電源が動作していない場合
には、電流は電池からスイッチング変換器を通して供給
される。アノードに加えられる電圧が高くなりすぎると
、ＬＡ４３５２４が電流の供給を停止するので、２オー
ム電流検出用抵抗に２ける電圧降下は零に低下する。こ
のためにオペアップは動作を停止してトランジスタＱ２
にオフにし、従って別の電源から来る電流を停止する。

通常Ｚ、Ｍ３５２４は別の電心からの電流を低減又は調
整する。別の電源からの電流のｆｌｊ制御は厳密にはオ
ンオフ状態ではない。Ｌｔ１４３５２４は通常別の電源
を調整する。

変圧器を通して動作する発撮器を備えていて変圧器の出
７Ｊを止流するようＶこした形式の直流・直流変換器の
ような他の変換器を使用することができる。又、直流チ
ョッパ又はスイッチング調整器を使用することもできよ
う。そのような装置はスイッチング変換器が「オフ」Ｃ
′こなっている時間に比例し７辷出力甑圧を与える。そ
の他の（）４成も可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による方式の概略的構成（２）である
。 第２図は保護される構造物よりも責である半電池により
第１図の方式全実施するために電力変換器チップか接続
される方法を示した回路図である。 第３図は第２図に類似しているが、構造物よりも責でな
い半電池と共に使用するためにチップＱビンｌ及び２に
おける回路を変更したものである。 第４図は非常に一定した表面ｒＦが性を持たなければな
らないアノードに定電圧を供給するためのチップの接続
方法を示した回路図である。点線で囲まれた回路部分は
選択可能な部分であって、別の電源を接続して使用する
ことを可能しごするものである。 これらの図に２いて、１０はスイッチング式電力変換器
、１２はポート電池、１４はアノード、１６はアノード
制御回路、１８は構造物を示す。 （外５名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　保膿さ収るべき構造物、アノード、電源、前記
   の゛電源に接続され且つこの電源から供給を受ける電流
   よりも太きい出力電流金持っているスイッチング式電力
   変換器装置、及びｉｉＩ記の電力変換器装置の出力とア
   ノードとの間に接続されたＬＣ回路全合えている、ポー
   ト用の電流印加弐カソード防食装置。 （２）アノードに加えられる電圧を調整する装置をＩＭ
   ｉえている、特許請求の範囲ｇｇ１項に記載の防食装置
   。 （３）調整装置が半電池を含んでいる、特許請求の範囲
   第２項に記載の防食装置。 （４）　ｌｉ′ｈ池が構造物よりも責である、特許請求
   の範囲第３項に記載の防食装置。 （５）半電池が構造物よりも貝でない、特許請求のｉｌ
   Ｉ包囲第３負に記載の防食装置。 （６）種々の時点で動作する別の電源、前記の別電源を
   前記のアノードＶＣ接続するスイッチ装置、及び別電源
   が動作している場合に別電源をアノ−１−に接続するよ
   うに前記のスイッチ装置を制御する装置金偏えて？す、
   前記の電力変換器装置が別電源によって給電されていな
   いアノードに電流を１共給するように動作する、特許請
   求の範囲第２項に記載の防食装置。 （７〕　アノード要件に従って別電源からアノードへの
   電圧供給を低減又は遮断するようＯて別電源を調整する
   だめの装置を備えている、特許請求の範囲第６項に記載
   の防食装置。 （８）アノードの前の回路に抵抗を備えており、前記の
   スイッチ装置を制御する装置が前記の抵抗にだける電圧
   降下に応答する、特許請求の範囲第６項に記載の防食装
   置。 （９〕　スイッチ装置がトランジスタであり且つ制御装
   置が前記のトランジスタのベース（・てシンクとして接
   続された演算増幅器である、特許請求の範囲第８項に記
   載の防食装置。 （］０）アノード、電池、及びこの電池から受けたもの
   よりも大きい電流と小さい電圧をアノードに供給するた
   めに電池とアノードとの間に接続されたスイッチング式
   電力変換器を含む装置、全備えている、ポート及び／又
   はその推進装置用の電流印加式カッ−ド防食装置。 （１１）基準電圧に対してアノ−１−に所望の電圧を供
   ｉ給するためにｉ）Ｊ記の電力変換器を１調整する装置
   を備えている、特許請求の範囲第１０項に記載の防食装
   置。 （］２）電力変換器とアノードとの間に接続されたＬＣ
   回路、及びこのＬＣＭ路とアノードとの間に接続さり、
   だ抵抗を備えている、特許請求の範囲第１０項に記載の
   防食装置。 （１３）種々の時点で動作する別電源、及びこの別′電
   源ドアノー１−との間に接続されたトランジスタを４Ｍ
   Ｂ　、ｔていて、このＩ・ランジスタが、これのベース
   に接続され且つ内入力が前記の抵抗に接続されている演
   算増幅器によって１ｆｊＩＪ御されて、別電源が動作し
   ている場合には演算増幅器がンンクになってトランジス
   タがオンになる、特許請求の範囲第１２項に記載の防食
   装置。 （１４）前記の電力変換器が、アノード電圧が高すぎる
   場合には抵抗への電流供給を停止して前記の演算増幅器
   をオフにするように動作する装置を含んでいる、特許請
   求の範囲第１３項に記載の防食装置。