金屬設備的電防蝕方法與裝置的製作方法
2023-10-17 15:34:49 3
專利名稱：金屬設備的電防蝕方法與裝置的製作方法
技術領域：
本發明是關於金屬設置物的電防蝕方法與裝置的發明，即用電來防止建築物金屬屋頂、牆面，或金屬制橋梁構件等暴露於大氣中的金屬構造物，或者金屬制供水管等金屬設置物發生腐蝕的方法與裝置的發明。
現在，居住環境中採用的金屬設置物有，例如建築物金屬屋頂、牆面，或金屬制橋梁構件等暴露於大氣中的金屬構造物，或者金屬制供水管等。不言而喻，這類當今居住環境中非常有用的金屬設置物的防蝕是一個十分重要的問題。
對於建築物金屬屋頂等金屬構造物，防止該金屬構造物的塗漆面發生腐蝕的陽極保護與陰極防蝕系統有西埃爾艾系統公司(美國)開發的(日本特願平3-306342號)商品裝置。
該防蝕裝置可以對暴露於大氣中、用塗漆保護的金屬構造物能發揮有效的防止腐蝕的效果，但卻避免不了下列四個問題。具體地說，(1)它雖可通過控制裝置按最佳直流電壓控制其輸出，並通過導線給多個陽極供電，但由於陽極結構的導線距離之差異或接線的差異，各陽極的電壓未必一定是最佳值。而且，如電壓過高，就會產生防蝕過度的問題，電壓過低，則防蝕範圍太窄。
(2)控制裝置輸入的是100伏或200伏交流電，為了對防爆區內的金屬構造物進行防蝕，控制裝置與導線必須符合防爆規格，施工時必須加以專門考慮，經濟上會產生問題。
(3)存在著因導線斷裂致使防蝕電流斷電的可能性。
(4)如附近沒有100伏或200伏交流電源，必須長距離引人電源。
下面，我們來考察一下金屬設置物中供水管的防蝕問題。
從價格、質量的關係考慮，供水管、供熱水管等水管通常都採用鐵管。問題是時間一長，鐵管裡面就會生鏽，水管中水產生紅色渾濁，進而發臭、變味。即產生所謂的水色發紅問題。這種水色發紅現象，不僅會使水管中水變得渾濁，而且會同時或先後產生供水管的金屬成分混入水中，供水管裡面附著以鏽為主的鱗皮，微生物附著在該鱗皮上繁衍生殖等種種造成水質惡化的原因。
對於上述的水色發紅問題，過去已經研究並採取了種種對策。例如，採用減少水中氧濃度的薄膜脫氣法或真空脫氣法，用鈣化合物或防鏽劑在供水管裡面形成薄膜而取得防蝕效果的鈣注入法或防鏽劑注入法等藥劑混入法，以及磁化法等其他方法。這些歷來的方法均有問題，沒有一種是盡善盡美的，例如脫氣法，為脫氣而進行的敷襯成本很高，藥劑混入法則每隔數月便要用藥，費用很大，而且藥劑還會汙染水質。
因此，作為下策的在供水管裡面用樹脂進行塗敷的修補方法，儘管成本不低，使用最為普及。但是，供水管中即便加了襯，供水管連接部還是難以避免金屬露裸，供水管中的襯層時間一長會產生針孔或龜裂。其結果是，即便在供水管中加了襯，由於難以避免有金屬露裸部分，所以會在該露裸部分生鏽，由局部生鏽逐漸擴大，造成水色發紅的問題。這種情況，經常發生。
另外，作為供水管的防蝕方法，過去有人提出過電防蝕法。如所周知，供水管中之所以生鏽的原因，是因為在供水管的局部，供水管裡面與水管中水(電解質)接觸時在不均勻的金屬間產生的電位差會發生電池作用。這就是說，電流從供水管裡面的金屬流向水(電解質)中，金屬離子化，溶於水中，生成鐵鏽。這種現象在供水管裡面若干局部分別發生，然後使整個水管生鏽，產生腐蝕。所以，電防蝕法外加一定的電壓，讓電流(稱為防蝕電流)反過來從水(電解質)流向供水管裡面的金屬，阻止金屬離子化，防止生鏽。但是，實際上供水管是一種範圍很大的設備，從歷來所了解的電防蝕法的有關知識看，電防蝕法的有效範圍較窄，如果在實際範圍很大的供水設備上都裝上，則成本很高，因此現在並未付諸實用。
本發明是鑑於上述以前的情況而開發的，其課題是提供一種安裝成本、塗敷成本低，安裝容易，管理簡單的金屬設置物的電防蝕方法與裝置。也就是說，要提供一種不需要龐大的架線工程，能隨時維持最佳電壓的金屬設置物的陰極防蝕方法與裝置，並進而提供一種能擴大以前未付諸實用的電防蝕法的有效範圍，從而經濟地進行供水管的防蝕，同時能改善水質的電防蝕方法與裝置。
本發明人等為了解決上述課題，首先對建築物屋頂等暴露在大氣中的金屬構造物進行了下述試驗與研究，最終完成了本發明。
(i)試驗採用了
圖1所示的測量裝置。
在太陽輻射量為100毫瓦/釐米2的情況下，將工作電壓為7.5伏、工作電流為14.5毫安的太陽能電池1用絕緣粘結劑9粘貼在塗漆鋼板2上。將40毫米見方的鋁製陽極3用絕緣粘結劑9粘貼在靠近電池的鋼板的一端，將太陽能電池1的陽極線1a與陽極3連接。將太陽能電池1的陰極線1b與塗漆鋼板2的母體材料連接。
將與塗漆鋼板2安裝陽極位置相反的端部2a的塗膜剝離，形成直徑為3釐米的人工缺陷部4。在缺陷部4設置用含飽和氯化鉀的瓊脂塗敷的銀/氯化銀微電極(φ＝0.1毫米)5。通過緩衝存儲器將鋼板2對該電極5的電位輸出到計算機，進行數據採集。
將該裝置暴露在日照下，塗漆鋼板2的表面被水淋溼後電流通過水膜流通，防蝕電流流向缺陷部4，通過缺陷部4的電位確認能防止生鏽。
在太陽能電池1給陽極3外加7.5伏電壓的狀態下，測量位於離陽極3大約2米左右的人工缺陷部4的電位，其範圍在-800毫伏至-900毫伏之間，如為碳素鋼時，由於在-650毫伏，就進入了非活性範圍，所以確認能達到充分防蝕。
(ii)上述(i)的試驗裝置在太陽落山後，人工缺陷部4的電位未降至防蝕範圍。因此，下面構成一個能組成圖2所示的蓄電池的線路，進行試驗。
將5個1.2伏的鎳鎘電池6串聯，作為6伏的蓄電池用。圖中，7為塗漆鋼板2的塗漆面，8為塗漆面7上形成的水膜。
用其進行60日暴露試驗的結果表明，下雨時與夜間，人工缺陷部4的電位為-760毫伏至-880毫伏，達到防蝕要求。這時蓄電池6的電力消耗極少，可以推斷出消耗電力為20-40微安左右。
(iii)為了實現包括蓄電池、太陽能電池，鋁陽極在內的整個裝置小型化，且壽命至少為10年左右的目標，特別是使蓄電池的充放電周期達到4000周期，必須具有將放電深度控制在30％以下，且能防止充電過度的控制功能。
對於這一點，在經過了多次試驗失敗之後終於建立了下面的實施方式所示的圖3的系統，完成了技術開發。
本發明人等為了對金屬設置物中的供水管解決上述課題，認真地反覆試驗，對下列項目進行了重點研究，最終獲得了解決該課題的辦法。
(a)在陽極附近應使電壓提高，以不致造成防蝕過度為限，防蝕電流的到達距離要長。
(b)水中的微量鈣或鎂因防蝕電流而析出，在供水管的金屬表面析出形成電解覆蓋層，該電解覆蓋層為緻密的碳酸鈣、氫氧化鎂薄層，是絕緣的。考慮到這一點，應找出方法，在防蝕開始後儘早形成電解覆蓋層，直至儘量遠離陽極的位置。
對這些項目進行重點研究的結果，弄清了如能將向供水管中的水輸出的電流控制在一定的值，電壓便會隨供水管裡面的電解覆蓋層的生長而自動上升，防蝕範圍就可以達到更遠的地方。同時還弄清了，該一定的電流值，根據所適用的供水管路的形態以及水質等條件而存在一個最佳值，所以必須具有能方便地設定恆定電流控制值的功能。此外又弄清了，由於水管裡的供水中有防蝕電流通過，因此可以使供水中的普通細菌大量減少或滅絕。
本發明根據這些發現，使歷來認為供水管不能進行經濟的電防蝕的看法成為過去，使經濟的電防蝕殺菌方法與裝置成為現實。
因此，為了解決上述課題，本發明權利要求1所述的金屬設置物的防蝕方法的特徵是，在金屬設置物的一個側面附近設置陽極，在離該陽極一定距離位置上的上述金屬設置物主體上設置陰極，在上述金屬設置物的一個側面有水存在，造成了上述金屬設置物的腐蝕條件時，在上述陽極與陰極間有電流通過，防止上述金屬設置物被腐蝕。
本發明權利要求2所述的金屬設置物的防蝕方法，如上述權利要求1所述的金屬設置物的防蝕方法，其特徵是上述金屬設置物為暴露在大氣中的金屬設置物，上述陽極安裝在該金屬設置物的塗漆面上，同時上述陰極與上述金屬設置物的主體連接，通過將該陽極與陰極同太陽能電池連接，在上述金屬設置物的塗漆面產生缺陷，同時在該塗漆面上形成水膜，造成了上述金屬設置物的腐蝕條件時，在上述陽極與陰極間自動流過電流，防止上述金屬設置物被腐蝕。
本發明權利要求3所述的金屬設置物的防蝕方法，如上述權利要求2所述的金屬設置物的防蝕方法，其特徵是用長壽命的可充電電池來補償上述太陽能電池輸出的不穩定性。
本發明權利要求4所述的金屬設置物的防蝕方法，如上述權利要求2或3所述的金屬設置物的防蝕方法，其特徵是上述電流在恆定電壓下予以外加。
本發明權利要求5所述的金屬設置物的防蝕方法是，如上述權利要求1所述的金屬設置物的防蝕方法，其特徵是上述金屬設置物為金屬制供水管，上述陽極設於上述金屬制供水管裡，露出在水中，在離開該陽極的供水管外面設置上述陰極，在長時間裡給水管裡的水中供給所定的恆定電流。
本發明權利要求6所述的金屬設置物的防蝕方法，如上述權利要求5所述的金屬設置物的防蝕方法，其特徵是上述規定的恆定電流是按上述供水管裡面長時間形成的電解覆蓋層的成長比例增加電壓而實現的。
本發明權利要求7所述的金屬設置物的防蝕方法，如上述權利要求5或6所述的金屬設置物的防蝕方法，其特徵是在供給上述恆定電流的同時，在上述供水管裡的水中添加所定濃度的氫氧化鎂與碳酸鈣水溶液，促進上述供水管裡面長時間形成的電解覆蓋層的成長，擴大該覆蓋層的防蝕範圍。
本發明權利要求8所述的金屬設置物的防蝕裝置的特徵是至少具有裝在金屬設置物一個側面的陽極，與上述金屬設置物的主體連接的陰極，以及將該陽極與陰極連接於自身的輸出端的電流供給裝置。
本發明權利要求9所述的金屬設置物的防蝕裝置，如上述權利要求8所述的金屬設置物的防蝕裝置，其特徵是上述金屬設置物為暴露在大氣中的金屬設置物，上述陽極裝在該金屬設置物的塗漆面上，上述陰極與上述金屬設置物的主體連接，上述電流供給裝置為將上述陽極與陰極連接於自身輸出端的太陽能電池，在上述金屬設置物的塗漆面產生缺陷，同時在該塗漆面上形成水膜，造成了上述金屬設置物的腐蝕條件時，在上述陽極與陰極間自動流過電流，防止上述金屬設置物被腐蝕。
本發明權利要求10所述的金屬設置物的防蝕裝置，如上述權利要求9所述的金屬設置物的防蝕裝置，其特徵是作為上述的電流供給源，除太陽能電池外，還有補償該太陽能電池輸出的不穩定性，同時在太陽能電池的電流剩餘時可進行蓄電的長壽命可充電電池。
本發明權利要求11所述的金屬設置物的防蝕裝置，如上述權利要求9或10所述的金屬設置物的防蝕裝置，其特徵是上述電流在恆定電壓下予以外加。
本發明權利要求12所述的金屬設置物的防蝕裝置，如上述權利要求8所述的金屬設置物的防蝕裝置，其特徵是上述金屬設置物為暴露在大氣中的金屬構造物，上述陽極為上面有開口的凹部，同時中央部形成對上述凹部與底面開口成圓孔的板形陽極，上述電流供給裝置為將陽極與上述凹部連接、並裝在該凹部內的太陽能電池，上述陰極為用安裝部件向外突出地安裝於上述圓孔中、同時與上述太陽能電池的陰極連接的針形陰極。
本發明權利要求13所述的金屬設置物的防蝕裝置，如上述權利要求12所述的金屬設置物的防蝕裝置，其特徵是作為補充的電流供給源，除太陽能電池外，在上述凹部中還裝有在補償該太陽能電池輸出的不穩定性的，同時在太陽能電池的電能剩餘時可進行蓄電的長壽命蓄電池。
本發明權利要求14所述的金屬設置物的防蝕裝置是，如上述權利要求12或13所述的金屬設置物的防蝕裝置，其特徵是在上述板形陽極的底面形成固定金屬構造物用的絕緣接合層。
本發明權利要求15所述的金屬設置物的防蝕裝置，如上述權利要求8所述的金屬設置物的防蝕裝置，其特徵是上述金屬設置物為供水管，上述陽極裝在上述供水管的接頭部分，露出於管內空間，上述陰極連接於上述供水管所需的外表面，上述電流供給裝置為與上述陽極與上述陰極連接、給該陽極與陰極間供給一定電流的恆流供給裝置。
本發明權利要求16所述的金屬設置物的防蝕裝置，如上述權利要求15所述的金屬設置物的防蝕裝置，其特徵是上述電流供給裝置具有按上述供水管裡面長時間形成的電解覆蓋層的成長比例增加電壓的恆定電流輸出特性。
本發明權利要求17所述的金屬設置物的防蝕裝置，如上述權利要求15或16所述的金屬設置物的防蝕裝置，其特徵是還具有插入上述供水管接頭、夾持用的環形支持體，上述陽極裝在上述環形支持體的中央空間，一部分露出在外，上述環形支持體的內徑設定為小於上述供水管的內徑。
本發明權利要求18所述的金屬設置物的防蝕裝置，如上述權利要求17所述的金屬設置物的防蝕裝置，其特徵是上述環形支持體做得較厚，在其厚壁上形成容納空間，在該容納空間中容納著上述電流供給裝置，同時該環形支持體的外面與上述陰極連接，這樣使整個裝置成一整體。
下面，對本發明的實施方式進行說明，但是本發明並不限於這些實施方式。
實施例1圖3是本發明的一個適於在金屬設置物為金屬構造物的情況下，實現該金屬構造物簡易型陰極防蝕方法的裝置的線路圖。
在本方法中，在塗於被防蝕體塗漆鋼板2上的塗層7上有缺陷部4，在上述塗漆面上用絕緣粘結劑9粘接著鋁製陽極3。在溼度為60％左右時，在塗漆鋼板2上蒙上水膜8，在水中溶解了大氣汙染物質或海鹽粒子，組成電解水溶液，構成在缺陷部4生鏽的條件。用太陽能電池1及其輔助系統，通過水膜對其缺陷部4供給防蝕電流，防止缺陷部4生鏽。白天，太陽能電池1供給的電流在給蓄電池6充電的同時，上述電流從陽極3通過水膜8供給缺陷部4。當蓄電池6達到衝滿電的狀態時，為了防止充電過度，運算放大器11檢測出蓄電池6的電壓，接著電晶體10工作，短路使剩餘電流短路到太陽能電池1的陰極。
即便蓄電池6的電壓發生變動，齊納二極體12也能使其前後的電壓保持恆定，對運算放大器11的檢測起輔助作用。到了晚上，太陽能電池1輸出的電流為0時，蓄電池6放出的電流由二極體13阻止，不會回流到太陽能電池1，而是從陽極3通過水膜8流到缺陷部4。在圖3中，14a、14b、15、16、17、18以及19為系統穩定用電阻。
作為整個裝置，太陽能電池、控制系統、蓄電池以及陽極密集地裝配在一起，成為一體，為了匯總成形可以用柔軟的雙面膠粘貼在被防蝕體的塗漆面上，不需要接線。它可以有各種各樣的型式，圖4所示的是其中的一例。
在圖4與圖5中，20為板形鋁製陽極，在其上面的開口凹部21中嵌裝著包含太陽能電池22與蓄電池的控制系統基板23。在上述板形陽極20的中心部形成在底面開口的圓孔24。
與基板23的控制系統的陰極線25連接的堅固針形陰極26被焊接在彈簧27上，上述彈簧27用樹脂固定，通過上述圓孔24讓針形陰極26的尖端突出於粘著在陽極20底面的絕緣雙面膠28的下面。
如上所述，陽極20的底面粘貼著絕緣雙面膠28，在粘貼到塗漆鋼板等被防蝕體的塗層上時，只要用手將上述雙面膠28下面的保護膜撕去，將陽極20、太陽能電池22與控制系統基板23一押即可，可以方便地進行室外構件的防蝕。
在本裝置壓到塗漆面上時，針形陰極26的尖端貫穿塗層與被防蝕體的母體材料接觸，通電。
將本裝置粘貼到圖1所示的試驗鋼板(其塗料為底層塗料用聚氨脂樹脂塗料，上層塗料用熱硬化型水溶性丙烯樹脂塗料)上進行防蝕試驗的結果確認了，無論晝夜，一年到頭，在溼度超過60％、形成水膜的環境，即腐蝕環境時，可以使鋼板人工缺陷部的電位保持防蝕電位。人工缺陷部未見生鏽跡象。在上述結構中，蓄電池的設置位置應根據使用環境，儘可能地選擇低溫的地方。例如，可在太陽能電池背面的空間中設置蓄電池。此外，將包含太陽能電池的整個控制系統做成大型裝置，設置於易受陽光照射的地方，從裝置中引出陽極線，與內含電流限制裝置的各陽極連接，向多個陽極供給防蝕電流的系統與裝置也可付諸實用。
實施例2圖6是在本發明中金屬設置物為供水管的情況下，該供水管的電防蝕殺菌方法的概略構成說明圖。在該供水管的防蝕方法中，採用了具有電源接線端31的恆流供給裝置32。陽極33裝在該恆流供給裝置32的恆流輸出線的前端，該陽極33安裝在供水管35的裡面35a上，同時陰極34安裝在裝在供水管35的外面35b，陰極34與恆流供給裝置32的輸入線連接。這樣組成的線路，在上述恆流供給裝置32開接通時，恆定的低電流從上述陽極33到上述陰極34，在供水管35內的水中通過。該電流(防蝕電流)的方向，對通常供水管中自然產生的腐蝕電流，即因供水管裡面的金屬(鐵)與水管中的水(電解質)的電位差引起的、從金屬流向供水的電流來說，是反方向，該通常的反方向電流可以阻止金屬的離子化，防止腐蝕。
上述恆流供給裝置32具有將電流控制在一定值的機構，以及將該恆定電流設定在最佳電流值的機構，具備圖7所示的線路。該線路為隨時從負荷即上述陽極33與陰極34之間的水中吸引電流型的恆流電源裝置。該線路的原理是根據場效應電晶體(電解效果電晶體)42的漏極電流Io與源電流Is完全相等，TR應電晶體43僅作電流放大用。將旋鈕開關44切換到標準電阻45，可以按下面的公式指定輸出恆定電流Io。
〔公式1〕Io＝Vi/Ri(i＝1，2，3，4，5)在圖7中，陽極33形成環形，裝在插入供水管35連接部分的樹脂制環形支持體(可兼作墊片)36的內周，露出在水中。該環形陽極33的內徑要小於供水管35的內徑。這樣，通過該陽極33的水流成為紊流。因為這裡產生了紊流，所以在為了促進供水管裡面電解覆蓋層的成長而從此處或其附近向水中添加氫氧化鎂或碳酸鈣時，可促使其混入水中。
圖8是表示本實施例的電防蝕殺菌裝置單元化一例的局部截面的結構圖。該裝置的各組成部分都組裝在厚壁的環形支持體36中。該支持體36用複合硬質合成樹脂製成，具有可插進或旋入、從而裝在防蝕對象供水管中的外形。在該支持體36的裡面裝著陽極33，其一部分露出在水中。在該支持體36的厚壁部分形成容納空間36a，在該容納空間36a中容納了密集型的上述恆流供給裝置32，其電源連接端31露出於該支持體36的外周面。陰極34與該支持體36的螺孔36b的附近連接。上述陽極33以板形露出於水流截面外周，但是也可以條形露出於水中。其材料最好用包復白金的鈦或復以白金的鈮。
試驗例對日本工業標準(JIS)25A的供水管35進行如下幾種試驗。
(i)塗敷鋼管、(ii)白(鍍鋅)鋼管(新)、(iii)用過15年的鍍鋅鋼管，內部的鏽呈瘤狀隆起。
試驗對象選擇長5米、10米、15米的鋼管，對塗敷鋼管還選擇長20米與30米的鋼管。
從供水泵的出水閥起5米，照樣使用用過了15年的生鏽鋼管，在其前端裝上上述圖8的裝置，裝置前面接上試驗用鋼管進行試驗。
供水泵只在白天運轉(供水量約2,000-2,500公升/小時)，夜間、休息日供水泵雖然停止工作，但水仍在管內，裝置通電，防蝕電流連續不斷地通過。
(I)塗敷鋼管將測量處的塗敷襯剝離5毫米φ，觀察該部分的生鏽情況，同時測出該部位的電位。
在較短時間內，與-750～-900毫伏/銀/氯化銀對照，離陽極約30米位置的缺陷部(陽極電壓為10-20伏)也可以充分地達到防蝕電位，未發現生鏽。
(ii)鍍鋅鋼管(新)起先防蝕領域只能達到數米的範圍，但在水中添加氫氧化鎂或碳酸鈣水溶液後再進行試驗，幾個月內13-15米管內形成電解覆蓋層，防蝕範圍可達15米附近。
(iii)鍍鋅鋼管(用過15年)用過15年，管內溶出紅鏽，循環水紅濁，所以要頻繁地更換循環水。防蝕領域比(ii)所述更遠，且較早達到，自然形成的電解覆蓋(靠供水中所含的微量鎂離子Mg++、鈣離子Ca++)也較早。12-18個月達到10-15米。
在為測出鐵成分溶出量變化而進行的水質檢查過程中，在裝置通電前的水樣中查出了普通細菌。特別是(iii)的情況較多，但在裝置通電一個月後水樣中的普通細菌從當初的3,000個/1份減少到18個/1份。
經過反覆試驗，根據外加到陽極33的電壓與供水管的長度，找出了完全殺滅普通細菌的範圍與條件的相關關係，建立了圖9所示的高層樓供水殺菌系統。
圖中，在接水層51接下由自來水管等供水源送來的水，泵52將水吸上高架水箱53，從高架水箱53給各用水終端供水的系統中，在從A到S的位置設置陽極。
這就是說，通過在與接水層51相鄰的泵52的出水口裝1個陽極，在高架水箱53的入口、出口各裝1個陽極，在直到用水終端的支管(長度5-40米)各裝1個陽極，使用供水管內防鏽的本系統，確立了能同時殺滅供水系統中寄生繁殖的普通細菌的技術。
實施例3結構如圖10所示的供水管防蝕裝置，不用圖7、8所示裝置的凸緣型陽極，開發、採用了進一步降低工程費用，同時在狹窄場所也可方便地安裝的、具有旋入式安裝結構的陽極。
圖中，61為旋入式安裝具，62為鐵製外管，63為高強度聚乙烯等塑料制的內管。64為陽極，由塗敷白金的鈮或鈦絲構成。該陽極64被埋入上述內插管63。內插管63的內徑與安裝對象的供水管口徑相匹配。在內插管63的外周套上外管62。該外管62的外周兩端形成外螺絲，用該外螺絲可以方便地固定上述旋入式安裝具61。
上述陽極64的開放端與黃銅製的內螺絲端子65連接，電源的正極引出線與此連接。螺栓66旋入鐵製外管62，電源的負極引出線與該螺栓66連接。用整流器將交流電源轉換成15伏的直流電，作為電源。電流從該電源，通過圖7所示的恆流系統，流向上述的正極、負極引出線。這樣，就組成了該裝置。
在應用時，在內插管63的外周，裝上整流器與恆流系統，實現密集型陽極與控制系統的一體化。在這種情況下，電源可用100伏的交流電或者用蓄電池。
在金屬設置物為暴露於大氣中的金屬構造物時，本發明可以將使太陽能電池、陽極、控制系統一體化形成的薄、小、密集型、重量輕的板形防蝕裝置每隔4-8米粘貼在暴露於大氣中的金屬構造物上，確保金屬構造物的防蝕。通過本裝置的普及，可以大幅度降低龐大的塗漆工程費用，其經濟效益不可估量。而且它與歷來的電防蝕不同，不需要進行拉線等費工費時的工程，也不需要使用外部電源，不僅在經濟上有明顯的進步，從安全角度看意義也極大。對陽極外加一定的最合適的電壓是與歷來的方法都不同的。
在沒有電線鐵塔等電源設備的邊遠地區，採用本裝置便可開始進行方便、經濟的防蝕。
在本發明中，金屬設置物為供水管時，對於供水管、供熱水管等水管與歷來的常識不同，確立了如為裸管則可以在陽極一側10-15米的範圍內，如為塗敷管則可以在陽極一側30米的範圍內進行電防蝕的技術。這樣便可以經濟、持久地防止供水管發生紅水問題。
同時，本發明還有一個第二效果，即不用藥劑便可殺滅供水系統中寄生的普通細菌。特別是圖8所示的公寓系統，可以讓水龍頭放出的水中完全沒有普通細菌。
此外，由本裝置向供水管中供給電流而處理過的水，與通常的水相比，對附著於供水管裡面的髒汙、粘液、鱗皮附著物等的滲透力得到強化，因此，對上述附著物進行衝洗的能力得到提高。這可能是因為供水管中的水裡有微弱的電流通過，水的分子團變小了，分子團變小了的水便容易滲入上述的附著物中。
本發明的裝置所取得的上述殺菌效果與滲透力增強效果，在陽極周圍的局部金屬水管前端連接著樹脂管等非金屬水管的情況下，也能涉及該非金屬水管與其下遊的管道。
圖1是說明在本發明中，金屬設置物為暴露於大氣中的金屬構造物時該金屬構造物電防蝕裝置基本結構的斜視圖。
圖2是包含在圖1的防蝕裝置中以裝上蓄電池進行改良後的防蝕裝置線路圖的說明圖。
圖3是說明在本發明中，金屬設置物為暴露於大氣中的金屬構造物時，該金屬構造物電防蝕裝置一例的線路圖。
圖4是在本發明中將金屬設置物為暴露於大氣中的金屬構造物時，該金屬構造物電防蝕裝置進行密集型一體化時的平面圖。
圖5是沿圖4的V-V線的截面圖。
圖6是表示在本發明中，金屬設置物為供水管時，該供水管電防蝕殺菌方法概略構成的說明圖。
圖7是表示在本發明中，金屬設置物為供水管時，用於該供水管的恆流供給裝置一例的線路圖。
圖8是表示在本發明中，金屬設置物為供水管時，該供水管的電防蝕殺菌裝置概略結構的、從部分截面察看時的說明圖。
圖9是在本發明中，金屬設置物為供水管時，由該供水管的電防蝕裝置構成的住宅樓供水系統的防蝕殺菌系統的結構圖。
圖10是在本發明中，金屬設置物為供水管時，使該供水管電防蝕殺菌裝置密集化的另一種結構的、從部分截面察看時的側面圖。
權利要求
1.一種金屬設置物的電防蝕方法，其特徵是在金屬設置物的一個側面附近設置陽極，在離該陽極一定距離位置上的上述金屬設置物主體上設置陰極，在上述金屬設置物的一個側面有水存在，造成了上述金屬設置物的腐蝕條件時，在上述陽極與陰極間有電流通過，防止上述金屬設置物被腐蝕。
2.如權利要求1所述的金屬設置物的電防蝕方法，其特徵是上述金屬設置物為暴露在大氣中的金屬設置物，上述陽極安裝在該金屬設置物的塗漆面上，同時上述陰極與上述金屬設置物的主體連接，通過將這些陽極與陰極同太陽能電池連接，在上述金屬設置物的塗漆面產生缺陷，同時在該塗漆面上形成水膜，造成了上述金屬設置物的腐蝕條件時，在上述陽極與陰極間自動流過電流，防止上述金屬設置物被腐蝕。
3.如權利要求2所述的金屬設置物的電防蝕方法，其特徵是用長壽命的可充電電池來補償上述太陽能電池輸出的不穩定性。
4.如上述權利要求2或3所述的金屬設置物的電防蝕方法，其特徵是上述電流是在一定電壓下施加的。
5.如上述權利要求1所述的金屬設置物的電防蝕方法，其特徵是上述金屬設置物為金屬制供水管，上述陽極設於上述金屬制供水管裡，露在水中，在離開該陽極的供水管外面設置上述陰極，在長時間裡給水管裡的水中供給規定的一定電流。
6.如上述權利要求5所述的金屬設置物的電防蝕方法，其特徵是上述規定的一定電流是與上述供水管內面經過長時間形成的電解覆蓋層的成長成正比增加電壓而實現的。
7.如上述權利要求5或6所述的金屬設置物的電防蝕方法，其特徵是在供給上述恆定電流的同時，在上述供水管裡的水中添加規定濃度的氫氧化鎂與碳酸鈣水溶液，促進上述供水管裡面經過長時間形成的電解覆蓋層的成長，擴大該覆蓋層的防蝕範圍。
8.一種金屬設置物的電防蝕裝置，其特徵是至少具有裝在金屬設置物一個側面的陽極，與上述金屬設置物的主體連接的陰極，以及電流供給裝置其輸出端連接陽極與陰極。
9.如上述權利要求8所述的金屬設置物的電防蝕裝置，其特徵是上述金屬設置物為暴露在大氣中的金屬構造物，上述陽極安裝在該金屬構造物的塗漆面上，上述陰極與上述金屬構造物的主體連接，上述電流供給裝置為輸出端連接上述陽極與陰極的太陽能電池，當上述金屬構造物的塗漆面產生缺陷，同時在該塗漆面上形成水膜，造成了上述金屬構造物的腐蝕條件時，在上述陽極與陰極間自動流過電流，防止上述金屬構造物被腐蝕。
10.如上述權利要求9所述的金屬設置物的電防蝕裝置，其特徵是作為上述的電流供給源，除太陽能電池外，還有補償該太陽能電池輸出的不穩定性，同時在太陽能電池的電流剩餘時可進行蓄電的長壽命可充電電池。
11.如上述權利要求9或10所述的金屬構造物的電防蝕裝置，其特徵是上述上述電流是在一定電壓下施加的。
12.如上述權利要求8所述的金屬設置物的點防蝕裝置，其特徵是上述金屬設置物為暴露在大氣中的金屬構造物，上述陽極為上面有開口的凹部，同時中央部形成對上述凹部與底面開口成圓孔的板形陽極，上述電流供給裝置為將其陽極與上述凹部連接、裝在該凹部內的太陽能電池，上述陰極為用彈性部件向外突出地安裝於上述圓孔中、同時與上述太陽能電池的陰極連接的針形陰極。
13.如上述權利要求12所述的金屬設置物的電防蝕裝置，其特徵是作為電流供給源，除太陽能電池外，在上述凹部中還裝有補償該太陽能電池輸出的不穩定性，同時在太陽能電池的電能剩餘時可進行蓄電的長壽命可充電電池。
14.如上述權利要求12或13所述的金屬設置物的電防蝕裝置，其特徵是在上述板形陽極的底面形成固定金屬構造物用的絕緣接合層。
15.如上述權利要求8所述的金屬設置物的電防蝕裝置，其特徵是上述金屬設置物為供水管，上述陽極裝在上述供水管的接頭部分，露出於管內空間，上述陰極連接於上述供水管所需的外表面，上述電流供給裝置為與上述陽極與上述陰極連接、給該陽極與陰極間供給一定電流的恆流供給裝置。
16.如上述權利要求15所述的金屬設置物的電防蝕裝置，其特徵是上述恆電流供給裝置具有與上述供水管裡面長時間形成的電解覆蓋層的成長成正比增加電壓的恆定電流輸出特性。
17.如上述權利要求15或16所述的金屬設置物的電防蝕裝置，其特徵是還具有插入上述供水管接頭部分、夾持用的環形支持體，上述陽極裝在上述環形支持體的中央空間，一部分露出在外，上述環形支持體的內徑設定為小於上述供水管的內徑。
18.如上述權利要求17所述的金屬設置物的電防蝕裝置，其特徵是上述環形支持體做得較厚，在其厚壁上形成容納空間，在該容納空間中容納著上述電流供給裝置，同時該環形支持體的外面與上述陰極連接，這樣使整個裝置成一整體。
全文摘要
提供一種通過簡易且廉價的系統來防止建築物屋頂等暴露於大氣中的金屬構造物或供水管等金屬設置物發生腐蝕的電防蝕方法與裝置。在金屬設置物的一個側面附近設置陽極,在離該陽極一定距離位置上的上述金屬設置物主體上設置陰極,在上述金屬設置物的一個側面有水存在,造成了上述金屬設置物的腐蝕條件時,在上述陽極與陰極間有電流通過,防止上述金屬設置物被腐蝕。
文檔編號C23F13/00GK1195715SQ9712085
公開日1998年10月14日 申請日期1997年12月26日 優先權日1996年12月27日
發明者高橋正浩, 高橋靖彥 申請人:株式會社Tac