(57)【要約】【課題】ＵＥＰに起因する航行体の腐食を防止すること。【解決手段】腐食防止装置１００は、スクリュープロペラ３が設けられている導電性船体２に配置された複数の犠牲電極（１１１，１１２）と、導電性船体２と、犠牲電極（１１２，１１３）との間に設けられた可変抵抗器１２０と、複数の犠牲電極（１１１，１１２）に可変抵抗器１２０を介して電圧を与える直流電源１３０と、直流電源１３０の陽極に接続された外部電源陽極１３１と、可変抵抗器１２０の抵抗値を調整し、直流電源１３０を制御する制御部１４０と、を備える。【選択図】図１
2019157174.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリュープロペラが設けられている導電性船体に配置された複数の犠牲電極と、
前記導電性船体と、前記犠牲電極との間に設けられた可変抵抗器と、
前記複数の犠牲電極に前記可変抵抗器を介して電圧を与える直流電源と、
前記直流電源の陽極に接続された外部電源陽極と、
前記可変抵抗器の抵抗値を調整し、前記直流電源を制御する制御部と、
を備える、腐食防止装置。
【請求項２】
前記導電性船体の現在位置に関する位置情報を取得する位置情報取得部を備え、
前記位置情報取得部によって取得された位置情報が特定領域であった場合に、前記制御部は、前記直流電源をオフからオンに切り替える、請求項１に記載の腐食防止装置。
【請求項３】
前記複数の犠牲電極は分散配置されており、
前記制御部は、前記複数の犠牲電極にそれぞれ接続されている前記可変抵抗器と、前記直流電源とを個別に制御する、請求項１または２に記載の腐食防止装置。
【請求項４】
前記導電性船体の周囲に発生するＵＥＰ（Underwater  Electric  Potential）の値を測定する電位差測定部を更に備え、
前記制御部は、前記電位差測定部の測定結果に応じて、前記可変抵抗器と前記直流電源とを制御する、請求項１から３のいずれか１項に記載の腐食防止装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記導電性船体の船舶情報に基づいて、前記可変抵抗器と、前記直流電源とを制御する、請求項１から３のいずれか１項に記載の腐食防止装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の腐食防止装置を備える、航行体。
【請求項７】
スクリュープロペラが設けられている導電性船体に配置された複数の犠牲電極に、前記導電性船体と、前記犠牲電極との間に設けられた可変抵抗器を介して直流電源によって電圧を与えるステップと、
前記可変抵抗器の抵抗値を調整するステップと、
前記直流電源のオンとオフとを切り替えるステップと、
を含む、腐食防止方法。
【請求項８】
請求項７に記載の腐食防止方法を含む、航行体の腐食防止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、腐食防止装置、航行体、腐食防止方法、および航行体の腐食防止方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
船舶において、ＵＥＰ（Underwater  Electric  Potential）に起因する導電性船体（塗装被覆を有する）の腐食を防止するために、前記導電性船体を構成する金属よりもイオン化傾向の大きい金属を犠牲電極として前記導電性船体に設置する技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２７３２４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の技術は、非導電性船質の船舶に対して、水中に露出する導電体と、船体の水中部分に設置した犠牲電極とを近接して短絡することで、漂流磁界の発生を阻止若しくは発生量を最小にしている。そのため、水中に露出する導電体が船体の一部に限定される場合を対象とする特許文献１では、導電性船質の船舶のＵＥＰの大きさを低減することを考慮していないので、ＵＥＰに起因する導電性を有する船底等の腐食も十分に防止できない問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、導電性船質のＵＥＰに起因する航行体の腐食を防止することのできる腐食防止装置、航行体、腐食防止方法、および航行体の腐食防止方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様の腐食防止装置は、スクリュープロペラが設けられている導電性船体（塗装被覆を有する）に配置された複数の犠牲電極と、前記導電性船体と、前記犠牲電極との間に設けられた可変抵抗器と、前記複数の犠牲電極に前記可変抵抗器を介して電圧を与える直流電源と、前記直流電源の陽極に接続された外部電源陽極と、前記可変抵抗器の抵抗値を調整し、前記直流電源を制御する制御部と、を備える。
【０００７】
この構造によれば、可変抵抗器の抵抗値と、直流電源の状態を切り替えることで、犠牲電極に供給される電流値や電圧値を制御することができる。したがって、航行体の周囲に発生するＵＥＰが低減されるので、航行体の腐食を防止することができる。また、直流電源の切り替えができるため、通常時では直流電源をオフにすることで、消費電力を低減させることが可能となり、コストの観点からも有利となる。
【０００８】
また、前記導電性船体の現在位置に関する位置情報を取得する位置情報取得部を備え、前記位置情報取得部によって取得された位置情報が特定領域であった場合に、前記制御部は、前記直流電源をオンにすることが好ましい。
【０００９】
この構造によれば、特定領域内を航行する場合に、自動的に直流電源がオン状態に切り替えることができる。したがって、例えば、機雷などが設置されている危険海域を航行する場合に、直流電源が自動的にオンとなりＵＥＰが低減されるので、危険海域であっても安全に航行することができる。
【００１０】
また、前記複数の犠牲電極は分散配置されており、前記制御部は、前記複数の犠牲電極にそれぞれ接続されている前記可変抵抗器と、前記直流電源とを個別に制御することが好ましい。
【００１１】
この構造によれば、各犠牲電極に接続されている可変抵抗器の抵抗値や、各犠牲電極に印加する電圧を個別に調整することができる。これにより、ＵＥＰの発生個所に応じて犠牲電極を配置したり、抵抗値や電圧値を制御したりできるので、航行体の腐食を防止することができる。また、危険海域であっても安全に航行することができる。
【００１２】
また、前記導電性船体の周囲に発生するＵＥＰ（Underwater  Electric  Potential）の値を測定する電位差測定部を更に備え、前記制御部は、前記電位差測定部の測定結果に応じて、前記可変抵抗器と前記直流電源とを制御することが好ましい。
【００１３】
この構造によれば、前記導電性船体の周囲に現に発生しているＵＥＰに基づいて、可変抵抗器の抵抗値や、直流電源の電圧値を調整することができる。これにより、ＵＥＰの大きさに応じて、可変抵抗器の抵抗値や、直流電源の電圧値を制御できるので、航行体の腐食を防止することができる。また、危険海域であっても安全に航行することができる。
【００１４】
また、前記制御部は、前記導電性船体の船舶情報に基づいて、前記可変抵抗器と、前記直流電源とを制御することが好ましい。
【００１５】
この構造によれば、航行体の大きさや、材質などに基づいて、可変抵抗器の抵抗値や、直流電源の電圧値を調整することができる。したがって、航行体の腐食を防止することができる。また、危険海域であっても安全に航行することができる。
【００１６】
本発明の第２の態様の航行体は、本発明の第１の態様の腐食防止装置を備える。
【００１７】
したがって、航行体の周囲に発生するＵＥＰが低減されるので、航行体の腐食を防止することができる。
【００１８】
本発明の第３の態様の腐食防止方法は、スクリュープロペラが設けられている導電性船体に配置された複数の犠牲電極に、前記導電性船体と、前記犠牲電極との間に設けられた可変抵抗器を介して電圧を与えるステップと、前記可変抵抗器の抵抗値を調整するステップと、前記直流電源のオンとオフとを切り替えるステップと、を含む。
【００１９】
この方法によれば、可変抵抗器の抵抗値と、直流電源の状態を切り替えることで、犠牲電極に供給される電流値や電圧値を制御することができる。したがって、航行体の周囲に発生するＵＥＰが低減される航行体の腐食を防止することができる。また、直流電源の切り替えができるため、通常時では直流電源をオフにすることで、消費電力を低減させることが可能となり、コストの観点からも有利となる。
【００２０】
本発明の第４の態様の航行体の腐食防止方法は、本発明の第３の態様の腐食防止方法を含む。
【００２１】
したがって、航行体の周囲に発生するＵＥＰが低減されるので、航行体の腐食を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る腐食防止装置の構成を示す図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態に係る腐食防止装置に犠牲電極を分散配置する一例を示す図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態に係る腐食防止装置の動作を説明するための図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態に係る腐食防止装置の動作の流れの一例を示すフローチャートである。
【図５】図５は、本発明の実施形態に係る腐食防止装置が位置情報を取得する方法の一例を説明するための図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態に係る腐食防止装置の位置情報に基づいた動作の流れの一例を示すフローチャートである。
【図７】図７は、本発明の実施形態に係る腐食防止装置がＵＥＰを測定する方法の一例を説明するための図である。
【図８】図８は、本発明の実施形態に係る腐食防止装置のＵＥＰに基づいた動作の流れの一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る腐食防止装置の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含む。
【００２４】
図１は、本発明の実施形態に係る腐食防止装置１００の構成を示す模式図である。図１に示すように、腐食防止装置１００は、例えば、推進器としてスクリュープロペラ３を有する船舶１の導電性船体２に搭載される。以下では、腐食防止装置１００を搭載する航行体として、水上を航行する船舶１などの水上航行体を例に説明するが、これは例示であり、本発明を限定するものではない。腐食防止装置１００は、水上航行体に限らず、水中を航行する水中航行体に搭載してもよい。すなわち、本発明において、航行体とは、水に接する航行体、具体的には、水上航行体と、水中航行体との両方を含む。
【００２５】
腐食防止装置１００は、第１犠牲電極１１１と、第２犠牲電極１１２と、可変抵抗器１２０と、直流電源１３０と、制御部１４０とを備える。
【００２６】
第１犠牲電極１１１と、第２犠牲電極１１２とは、導電性船体２の水中部分において、水中に露出するように設けられている。第１犠牲電極１１１と、第２犠牲電極１１２とは、導電性船体２や、スクリュープロペラ３よりもイオン化傾向の大きい金属で形成することができる。具体的には、導電性船体２が塗装された鋼材であり、スクリュープロペラ３が銅合金で形成されている場合、第１犠牲電極１１１と、第２犠牲電極１１２とは、例えば、亜鉛で形成することができる。直流電源１３０がオフの状態では、スクリュープロペラ３と、第１犠牲電極１１１との間には、第１防食電流１１が発生している。スクリュープロペラ３と、第２犠牲電極１１２との間には、第２防食電流１２とが発生している。導電性船体２と、第２犠牲電極１１２との間には、第３防食電流１３や、第４防食電流１４が発生している。導電性船体２と、第２犠牲電極１１２との間では、各所において防食電流が発生している。第１防食電流１１から第４防食電流１４の矢印の向きは、防食電流の流れる方向を示している。第１防食電流１１から第４防食電流１４が水中を流れることによって、導電性船体２の周囲にはＵＥＰが発生する。なお、図１では、第１犠牲電極１１１と、第２犠牲電極１１２との２つの犠牲電極が示されているが、これは例示であり、本発明を限定するものではない。
【００２７】
本実施形態において、犠牲電極は、分散して配置してもよい。図２は、本発明の実施形態に係る腐食防止装置に犠牲電極を分散配置する一例を示す上面図である。図２に示すように、導電性船体２には、例えば、第１犠牲電極１１１と、第２犠牲電極１１２と、第３犠牲電極１１３と、第４犠牲電極１１４と、第５犠牲電極１１５と、第６犠牲電極１１６と、第７犠牲電極１１７と、第８犠牲電極１１８とが設けられている。この場合、第１犠牲電極１１１から第８犠牲電極１１８には、それぞれ、可変抵抗器や、直流電源が独立に接続されている。この場合、本実施形態は、第１犠牲電極１１１から第８犠牲電極１１８に発生する防食電流の大きさに応じて各可変抵抗器の抵抗値や、各直流電源の電圧値を調整することができる。
【００２８】
可変抵抗器１２０は、導電性船体２と、第１犠牲電極１１１および第２犠牲電極１１２との間に設けられている。すなわち、第１犠牲電極１１１と、第２犠牲電極１１２とは、可変抵抗器１２０を介して、導電性船体２に設けられている。そのため、可変抵抗器１２０の抵抗値の変化に応じて、第１犠牲電極１１１と、第２犠牲電極１１２とから発生する防食電流の値も変化する。具体的には、可変抵抗器１２０の抵抗値が大きくなると、第１防食電流１１から第４防食電流１４が小さくなる。第１防食電流１１から第４防食電流１４を小さくすることによって、導電性船体２の周囲に発生するＵＥＰも小さくなる。
【００２９】
直流電源１３０は、導電性船体２と、水との間で防食電流を通電させる。直流電源１３０の陽極端子は、導電性船体２の水中部分において水中に露出するように設けられた外部電源陽極１３１に接続されている。直流電源１３０の陰極端子は、導電性船体２に接続されている。図１に示すように、直流電源１３０がオフの状態では、第１犠牲電極１１１および第２犠牲電極１１２と、導電性船体２またはスクリュープロペラ３との間で防食電流が発生している。ここで、直流電源１３０がオンの状態となると、導電性船体２と、スクリュープロペラ３と、第１犠牲電極１１１と、第２犠牲電極１１２とに電圧が印加され、カソード分極される。これにより、導電性船体２と、スクリュープロペラ３と、第１犠牲電極１１１と、第２犠牲電極１１２とは、電位が負の方向にずれるので、直流電源１３０の陽極端子が接続されている外部電源陽極１３１との関係ではそれぞれが負極として機能する。
【００３０】
図３を用いて、直流電源１３０がオンの状態の時の防食電流を説明する。図３は、腐食防止装置１００の動作を説明するための図である。
【００３１】
図３に示すように、直流電源１３０がオンの状態では、外部電源陽極１３１と、スクリュープロペラ３との間には、第５防食電流２１と、第６防食電流２２とが発生している。外部電源陽極１３１と、導電性船体２との間には、第７防食電流２３と、第８防食電流２４とが発生している。外部電源陽極１３１と、第１犠牲電極１１１との間には、第９防食電流２５が発生している。外部電源陽極１３１と、第２犠牲電極１１２との間には、第１０防食電流２６が発生している。第５防食電流２１から第１０防食電流２６の矢印の向きは、防食電流の流れる方向を示している。すなわち、直流電源１３０がオンの状態では、第５防食電流２１から第１０防食電流２６が水中を流れることによって、導電性船体２の周囲にはＵＥＰが発生する。この時、直流電源１３０の電圧値は、第５防食電流２１から第１０防食電流２６が、図１に図示の第１防食電流１１から第４防食電流１４よりも小さくなるように設定すればよい。これにより、導電性船体２に周囲に発生するＵＥＰが小さくなるので、導電性船体２およびスクリュープロペラ３の腐食が防止される。直流電源１３０がオンの状態では、可変抵抗器１２０の抵抗値に応じて、第５防食電流２１から第１０防食電流２６のそれぞれの値が変化する。すなわち、可変抵抗器１２０の抵抗値を大きくすることでも、第５防食電流２１から第１０防食電流２６を小さくすることができる。また、第５防食電流２１から第１０防食電流２６を小さくすることで、第５防食電流２１から第１０防食電流２６に由来する磁界の大きさも小さくなる。
【００３２】
制御部１４０は、可変抵抗器１２０と、直流電源１３０とに接続されている。制御部１４０は、可変抵抗器１２０の抵抗値と、直流電源１３０の電圧値とを制御する。具体的には、制御部１４０は、導電性船体２、スクリュープロペラ３、第１犠牲電極１１１、第２犠牲電極１１２、および外部電源陽極１３１の大きさや、材質など（以下、船舶情報とも呼ばれる）に基づいて、導電性船体２の周囲に発生するＵＥＰが最低となるように可変抵抗器１２０の抵抗値や、直流電源１３０の電圧値を制御することができる。また、制御部１４０は、例えば、航行中の船舶１が特定領域に入った場合に、直流電源１３０をオフの状態からオンの状態に切り替えることができる。特定領域とは、ＵＥＰを小さくすることが好ましい領域のことを意味しており、例えば、ＵＥＰに感応する機雷が設置されていたり、ＵＥＰに感応する魚雷による攻撃を受けたりする可能性のある危険海域である。
【００３３】
ここで、図４を用いて、制御部１４０の動作について説明する。図４は、制御部１４０の動作の流れを示すフローチャートである。
【００３４】
まず、制御部１４０は、導電性船体２の周囲に発生しているＵＥＰを低減するために、直流電源１３０をオンに切り替える（ステップＳ１０１）。次いで、制御部１４０は、導電性船体２の周囲に発生しているＵＥＰを最小にするために、可変抵抗器１２０の抵抗値を調整する（ステップＳ１０２）。そして、制御部１４０は、導電性船体２の周囲に発生しているＵＥＰを最小にするために、直流電源１３０の電圧値を調整する（ステップＳ１０３）。なお、可変抵抗器１２０の抵抗値と、直流電源１３０の電圧値との最適な組み合わせは、船舶１や、水中の状況などによって異なる。そのため、制御部１４０は、例えば、船舶情報に基づいて、可変抵抗器１２０の抵抗値と、直流電源１３０の電圧値とを調整すればよい。
【００３５】
図５を用いて、腐食防止装置１００が船舶１の現在位置を取得する方法の一例について説明する。図５は、腐食防止装置１００が船舶１の現在位置を取得する方法の一例を説明するための図である。
【００３６】
図５に示すように、腐食防止装置１００は、船舶１の現在位置を取得する位置情報取得部１５０を備えていてもよい。位置情報取得部１５０は、例えば、ＧＰＳ（Global  Positioning  System）受信機で実現することができる。この場合、制御部１４０は、位置情報取得部１５０が取得したＧＰＳ受信信号に基づいて、船舶１の現在位置を取得することができる。これにより、制御部１４０は、例えば、航行中の船舶１が特定領域に入った場合に、自動的に直流電源１３０をオフ状態からオン状態に切り替えて導電性船体２の周囲に発生するＵＥＰを小さくすることができる。また、位置情報取得部１５０が取得した現在位置が特定領域であった場合、手動で直流電源１３０をオフ状態からオン状態に切り替えてもよい。
【００３７】
ここで、図６を用いて、船舶１の位置情報に基づいた腐食防止装置１００の動作について説明する。図６は、船舶１の位置情報に基づいた腐食防止装置１００の動作の流れの一例を示すフローチャートである。
【００３８】
まず、制御部１４０は、位置情報取得部１５０が取得した位置情報に基づいて、船舶１の現在位置を取得する（ステップＳ２０１）。そして、制御部１４０は、ステップＳ２０２に進む。
【００３９】
現在位置が特定領域でなかった場合（ステップＳ２０２の「Ｎｏ」）、制御部１４０は、ステップＳ２０１に戻る。一方、現在位置が特定領域であった場合（ステップＳ２０２の「Ｙｅｓ」）、制御部１４０は、ステップＳ２０３に進む。
【００４０】
そして、制御部１４０は、直流電源１３０の状態をオフからオンに切り替える（ステップＳ２０３）。また、制御部１４０は、ステップＳ２０３の後、図４に図示のステップＳ１０２およびステップＳ１０３と同様に、可変抵抗器１２０の抵抗値と、直流電源１３０の電圧値とを調整してもよい。
【００４１】
腐食防止装置１００は、導電性船体２に周囲に発生したＵＥＰを測定する機能を有していていもよい。図７は、腐食防止装置１００がＵＥＰを測定する方法の一例を説明するための図である。
【００４２】
図７に示すように、腐食防止装置１００は、導電性船体２の周囲に発生したＵＥＰを測定するための電位差測定部１６０を備えていてもよい。電位差測定部１６０は、導電性船体２の水中部分の側壁に設けられ、導電性船体２の周囲に発生するＵＥＰの値を測定することができる。この場合、制御部１４０は、電位差測定部１６０によって測定されたＵＥＰの値に基づいて、可変抵抗器１２０の抵抗値や、直流電源１３０の電圧値を制御することができる。具体的には、制御部１４０は、船舶情報や水中環境をパラメータとして、電気映像法、境界要素法、有限要素法などの手法によって、ＵＥＰの値を小さくするように可変抵抗器１２０の抵抗値や、直流電源１３０の電圧値を制御する。また、腐食防止装置１００は、電位差測定部１６０によって測定されたＵＥＰの値を表示する表示部を備えていてもよい。この場合、表示部に表示されたＵＥＰの結果に基づいて、腐食防止装置１００の使用者が手動で可変抵抗器１２０の抵抗値や、直流電源１３０の電圧値を調整してもよい。
【００４３】
ここで、図８を用いて、腐食防止装置１００のＵＥＰに基づいた動作について説明する。図８は、腐食防止装置１００のＵＥＰに基づいた動作の流れの一例を示すフローチャートである。
【００４４】
まず、制御部１４０は、導電性船体２の周囲に発生しているＵＥＰを低減するために、直流電源１３０をオンに切り替える（ステップＳ３０１）。次いで、制御部１４０は、電位差測定部１６０から導電性船体２の周囲に発生しているＵＥＰを取得する（ステップＳ３０２）。次いで、制御部１４０は、取得したＵＥＰに基づいて、導電性船体２の周囲に発生しているＵＥＰを最小にするために、可変抵抗器１２０の抵抗値を調整する（ステップＳ３０３）。そして、制御部１４０は、取得したＵＥＰに基づいて、導電性船体２の周囲に発生しているＵＥＰを最小にするために、直流電源１３０の電圧値を調整する（ステップＳ３０４）。
【００４５】
上述のとおり、本実施形態では、犠牲電極は可変抵抗器に接続されており、可変抵抗器の抵抗値と、直流電源の電圧値とを調整することで、船舶の周囲に発生するＵＥＰを低減することができる。これにより、ＵＥＰに起因する船舶の腐食が防止され、かつ危険海域であっても安全に航行することができる。また、ＵＥＰを低減することで、ＵＥＰに由来する磁界の発生も低減することができる。
【００４６】
また、本実施形態では、現在位置が危険海域であった場合に、直流電源をオン状態にして、ＵＥＰを低減することができるので、危険海域を安全に航行することができる。また、危険海域以外では直流電源をオフの状態とすることで消費電力を低減させることができるので、コストの観点で有利となる。
【００４７】
また、本実施形態では、船舶の周囲に現に発生しているＵＥＰに基づいて、可変抵抗器の抵抗値や、直流電源の電圧値を調整することができる。これにより、周囲の状況に応じて、ＵＥＰを適切に低減することができる。
【００４８】
また、本実施形態では、船舶の船舶情報に基づいて、可変抵抗器の抵抗値や、直流電源の電圧値を調整することができる。これにより、船舶の状態に応じて、ＵＥＰを適切に低減することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１  船舶
２  導電性船体
３  スクリュープロペラ
１１  第１防食電流
１２  第２防食電流
１３  第３防食電流
１４  第４防食電流
２１  第５防食電流
２２  第６防食電流
２３  第７防食電流
２４  第８防食電流
２５  第９防食電流
２６  第１０防食電流
１００  腐食防止装置
１１１  第１犠牲電極
１１２  第２犠牲電極
１１３  第３犠牲電極
１１４  第４犠牲電極
１１５  第５犠牲電極
１１６  第６犠牲電極
１１７  第７犠牲電極
１１８  第８犠牲電極
１２０  可変抵抗器
１３０  直流電源
１４０  制御部
１５０  位置情報取得部
１６０  電位差測定部
【図１】
2019157174.tif 000003
【図２】
2019157174.tif 000004
【図３】
2019157174.tif 000005
【図４】
2019157174.tif 000006
【図５】
2019157174.tif 000007
【図６】
2019157174.tif 000008
【図７】
2019157174.tif 000009
【図８】
2019157174.tif 000010