(57)【要約】【課題】水道管が、管内面にエポキシライニングが施された、又は内面内張管からなる配管網において、外部電源から見て、広範囲に渡る配管網における配管の腐食を防止する。【解決手段】定電流源１と、定電流源１の陰極端子に電気的に接続される水道管３と、定電流源１の陽極端子に電気的に接続されると共に、水道管３内の管軸方向に、水道管３及び分岐管５と電気的絶縁が図られて配設された線電極４と、管内の管軸方向に電気的絶縁が図られて配設された線電極を有しない、水道管３から分岐管５を介して接続された水道管６と、を有することを特徴とする水道管の電気防食システムである。【選択図】図４
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
定電流源と、該定電流源の陰極端子に電気的に接続される水道管と、前記定電流源の陽極端子に電気的に接続されると共に、前記水道管内の管軸方向に、前記水道管と電気的絶縁が図られて配設された線電極と、管内の管軸方向に電気的絶縁が図られて配設される線電極を有しない、前記水道管から分岐された水道管と、を有することを特徴とする水道管の電気防食システム。 
【請求項２】
定電流源と、該定電流源の陰極端子に電気的に接続される水道管と、前記定電流源の陽極端子に電気的に接続されると共に、前記水道管内の管軸方向に、前記水道管及び後述する分岐管と電気的絶縁が図られて配設された線電極と、管内の管軸方向に電気的絶縁が図られて配設される線電極を有しない、前記分岐管から分岐された水道管と、を有することを特徴とする水道管の電気防食システム。
【請求項３】
前記分岐された水道管の他端は、曲管を介して他の水道管に接続され、前記曲管及び前記他の水道管は、管内の管軸方向に電気的絶縁が図られて配設された線電極を有しないことを特徴とする請求項２に記載の水道管の電気防食システム。
【請求項４】
前記水道管は、管内面にエポキシライニングが施工されていることを特徴とする請求項１に記載の水道管の電気防食システム。   
【請求項５】
前記水道管及び分岐管は、管内面にエポキシライニングが施工されていることを特徴とする請求項２に記載の水道管の電気防食システム。
【請求項６】
前記水道管、分岐管、前記分岐された水道管、前記曲管、及び前記他の水道管は、管内面にエポキシライニングが施工されていることを特徴とする請求項３に記載の水道管の電気防食システム。
【請求項７】
前記水道管は、管内面に樹脂被膜が内張されていることを特徴とする請求項１に記載の水道管の電気防食システム。
【請求項８】
前記水道管及び分岐管は、管内面に樹脂皮膜が内張されていることを特徴とする請求項２に記載の水道管の電気防食システム。
【請求項９】
前記水道管、分岐管、前記分岐された水道管、前記曲管、及び前記他の水道管は、管内面に樹脂皮膜が内張されていることを特徴とする請求項３に記載の水道管の電気防食システム。  
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、外部電源方式の水道管内面の電気防食システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、水道管には亜鉛メッキ鋼管が用いられていたため、配管内が腐食し、防食を施す必要があった。しかし、近年では、水道管に、亜鉛メッキ鋼管に代えて、硬質塩化ビニルライニング管（以下、内面内張管という。）が使用されるようになった。内面内張管は、鋼管に硬質塩化ビニル皮膜が内張りされているので、管内面に鋼材が露出することはない。しかし、内張りのない端面部分は鋼材が露出している。又、水道管は、継手で連結されて使用されるのが通常であるため、配管と継手との接合部分や、配管と曲管との接合部分は鋼材面が露出していた。そのため、内面内張管を使用した場合であっても、配管に防食を施す必要があった。
【０００３】
特許文献１には、従来技術に係る給水用配管内における防食技術が開示されている。この防食技術によれば、カルシウムイオン及びマグネシウムイオンを含む水の給水用の配管内に線状電極を配設し、線状電極を陽極、配管を陰極として外部電源から断続的に通電し、配管の内面にカルシウム及びマグネシウムを含む塩基性化合物の皮膜を形成させることにより、防食を行おうとするものである。
【特許文献１】特開２０００−２７３６６５号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来技術に係る防食技術によれば、外部電源として定電圧源が用いられているために、配管の内面にカルシウム及びマグネシウムを含む塩基性化合物の皮膜が形成されるに従って、外部電源から見た配管網が高抵抗化し、そのため通電電流が減少し、配管網を高範囲に亘って防食することができなかった。
本発明の目的は、上記の問題点に鑑みて成されたものであり、水道管の管内面にエポキシライニングが施されている配管網であっても、又、水道管が内面内張管からなる配管網であっても、外部電源から見て、広範囲に渡る配管網における防食を可能にした水道管の電気防食システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本考案は、上記の課題を解決するために、次のような手段を採用した。
第１の手段は、定電流源と、該定電流源の陰極端子に電気的に接続される水道管と、前記定電流源の陽極端子に電気的に接続されると共に、前記水道管内の管軸方向に、前記水道管と電気的絶縁が図られて配設された線電極と、管内の管軸方向に電気的絶縁が図られて配設される線電極を有しない、前記水道管から分岐された水道管と、を有することを特徴とする水道管の電気防食システムである。 
第２の手段は、定電流源と、該定電流源の陰極端子に電気的に接続される水道管と、前記定電流源の陽極端子に電気的に接続されると共に、前記水道管内の管軸方向に、前記水道管及び後述する分岐管と電気的絶縁が図られて配設された線電極と、管内の管軸方向に電気的絶縁が図られて配設される線電極を有しない、前記分岐管から分岐された水道管と、を有することを特徴とする水道管の電気防食システムである。
第３の手段は、第２の手段において、前記分岐された水道管の他端は、曲管を介して他の水道管に接続され、前記曲管及び前記他の水道管は、管内の管軸方向に電気的絶縁が図られて配設された線電極を有しないことを特徴とする水道管の電気防食システムである。
第４の手段は、第１の手段において、前記水道管は、管内面にエポキシライニングが施工されていることを特徴とする水道管の電気防食システムである。   
第５の手段は、第２の手段において、前記水道管及び分岐管は、管内面にエポキシライニングが施工されていることを特徴とする水道管の電気防食システムである。
第６の手段は、第３の手段において、前記水道管、分岐管、前記分岐された水道管、前記曲管、及び前記他の水道管は、管内面にエポキシライニングが施工されていることを特徴とする水道管の電気防食システムである。
第７の手段は、第１の手段において、前記水道管は、管内面に樹脂皮膜が内張されていることを特徴とする水道管の電気防食システムである。
第８の手段は、第２の手段において、前記水道管及び分岐管は、管内面に樹脂皮膜が内張されていることを特徴とする水道管の電気防食システムである。
第９の手段は、第３の手段において、前記水道管、分岐管、前記分岐された水道管、前記曲管、及び前記他の水道管は、管内面に樹脂皮膜が内張されていることを特徴とする水道管の電気防食システムである。
【考案の効果】
【０００６】
請求項１ないし請求項３に記載の考案によれば、定電流源の定電流性を利用して、線電極が敷設されている水道管のみならず、線電極が敷設されていない水道管を含む広範囲の配管網における水道管の電気防食を実現することができる。
また、請求項４ないし請求項６に記載の考案によれば、管内面にエポキシライニングが施工され、線電極が敷設されている水道管のみならず、線電極が敷設されていない水道管を含む広範囲の配管網における水道管の電気防食を実現することができる。
また、請求項７ないし請求項９に記載の考案によれば、管内面に樹脂皮膜が内張され、線電極が敷設されている水道管のみならず、線電極が敷設されていない水道管を含む広範囲の配管網における水道管の電気防食を実現することができる。
【考案を実施するための最良の形態】
【０００７】
本考案の第１の実施形態を図１ないし図４を用いて説明する。
図１は、本実施形態の考案に係る水道管の電気防食システムの構成の一部を示す断面図である。
同図において、１は本システムに使用される外部電源としての定電流源、２は絶縁性の線電極貫通具、３は管内面にエポキシライニングが施された水道管、４は水道管３内の管軸方向に配設されると共に、管内面との電気的接触を防止するための絶縁保護被覆が施された線電極、５は水道管３を分岐するための管内面にエポキシライニングが施された分岐管、６は分岐管５に結合され管内面にエポキシライニングが施された水道管、７は水道管６に結合され管内面にエポキシライニングが施された曲管、８は曲管７によって流動方向が曲げられ管内面にエポキシライニングが施された水道管である。
【０００８】
図２は、図１に示した定電流源１内の回路構成の一例を示す図である。
同図において、１２は出力端において基準電圧を発生する基準電圧部、１３は定電流源１から配管網に流れる電流を検出する電流検出部、１４は基準電圧部１２から出力された電圧と電流検出部１３で検出された電圧との電圧差を検出し、それに基づいて制御部１５に制御信号を送出する誤差増幅器、１５は誤差増幅器１４からの制御信号に基づいて供給電圧を制御する制御部である。
同図において、電流検出部１３は、所定の電流が流れているときは、電流検出部１３で検出された電流に基づく電圧降下と基準電圧部１２から出力される電圧とが同じになるので、誤差増幅器１４で検出される電圧はゼロであり、制御部１５は特に制御されることなく、所定の一定電流を流し続ける。一方、定電流源１から流れる電流が減少しようとすると、それに伴って電流検出部１３において検出された電圧が降下する。その結果、基準電圧部１２から出力される電圧と電流検出部１３で検出される電圧とに差電圧が生じる。誤差増幅器１４はこの差電圧を検出すると、制御部１５を制御して、制御部１５から出力される電圧を増大するように動作する。その結果、電流検出部１３に流れる電流が増大して、元の所定の一定電流になるまで増大するように制御され、定電流源１から配管網に流れる電流を一定に保持することができる。なお、実際は、定電流源１から一定の電流を流すために制御部１５から出力される電圧は無限大に増大しないように制御される。
【０００９】
図１に示すように、定電流電源１の正極側は、線電極貫通具２を貫通して線電極に電気的に接続され、定電流電源１の負極側は、水道管３と電気的に接続され、水道管３、分岐管５、水道管６、曲管７、及び水道管８は密着して結合されているので同電位に維持されている。
同図において、定電流電源１の正極側から流れ出した電流は、水道管３内に敷設された線電極４、水道管３内の水道水、及び水道管３を介して、定電流電源１の負極側に流れる。
その際、水道水中のイオン化されたカルシウム及びマグネシウムを含む塩基性化合物が水道管３及び分岐管５の内面に皮膜化されて形成され、管内面にエポキシライニングが施されている水道管３及び分岐管５の腐食を防止することができる。
【００１０】
図３は、図１に示した本考案の水道管の電気防食システムにおいて、通電開始後、電気防食がある程度進行した状態における水道管の電気防食システムの構成の一部を示す断面図である。
同図において、９は水道管３、６、分岐管５、及び曲管７の内面に形成された、カルシウムやマグネシウムを含む塩基性化合物からなる電気絶縁性の皮膜である。なお、その他の構成は、図１に示した同符号の構成に対応する。
同図に示すように、電気防食は、水道管３及び分岐管５の内面から進行し、水道管３及び分岐管５の内面に皮膜９が形成されるに従って、線電極４と水道管３及び分岐管５との間の電気抵抗が増大する。線電極４と水道管３及び分岐管５との間の電気抵抗が増大すると、線電極４を通って流れる電流は、より低抵抗を呈する線電極４と分岐管５に接続された水道管６を通って流れ、水道管６までも皮膜９が形成され、水道管６までも電気防食されていく。しかし、従来技術に係る電気防食技術においては、外部電源に定電圧源が用いられているため、水道管３、６及び分岐管５に形成される皮膜９によって、定電圧源から見た配管網の電気抵抗が高抵抗化し、線電極４に流れる電流が次第に減少し、例えば、定電圧源から見て遠い位置に配置されている配管網の電気防食を十分行うことができなかった。
【００１１】
図４は、図１に示した本考案の水道管の電気防食システムにおいて、図３に示した状態から電気防食が更に広範囲に配管網に進行した状態における水道管の電気防食システムの構成の一部を示す断面図である。
同図に示すように、本考案によれば、電気防食が次第に配管網に進行して、水道管３、６及び分岐管５に高電気抵抗を呈する皮膜９が形成され、定電流源１から見た配管網の電気抵抗が高抵抗化し、定電流源１を通る通電電流が次第に減少しようとするが、外部電源が定電流源１で構成されているので、定電流源１内の電流検出部１２において電流の減少が検出されると、制御部１４は高電圧を供給するように動作して、定電流源１から流れる電流を増大するように働き、結果として、電流が一定になるように保持される。そのため、例えば、定電流源１から見て遠い位置に配置されている配管、例えば、曲管７や水道管８の範囲まで電流が流れるようになり、曲管７や水道管８の範囲まで、電気防食を施すことができるようになる。即ち、本実施形態の考案に係る水道管の電気防食システムによれば、従来技術に係る水道管の電気防食システムと比べて、管内面にエポキシライニングが施された配管網において、定電流源１から見た遠く離れた広範囲の配管網までも電気防食が可能となる。
【００１２】
次に、本考案に係る第２の実施形態を図５ないし図７を用いて説明する。
図５は、本実施形態の考案に係る水道管の電気防食システムの構成の一部を示す断面図である。
同図において、３’は管内面に樹脂被膜１０が内張された水道管、５’は水道管３’を分岐するための管内面に樹脂被膜１０が内張された分岐管、６’は分岐管５’に結合され管内面に樹脂被膜１０が内張された水道管、７’は水道管６’に結合され管内面に樹脂被膜１０が内張された曲管、８’は曲管７’によって流動方向が曲げられた管内面に樹脂被膜１０が内張された水道管である。なお、その他の構成は、図１に示した同符号の構成に対応する。
【００１３】
図５に示すように、定電流電源１の正極側は、線電極貫通具２を貫通して線電極４に接続され、定電流電源１の負極側は、水道管３’と電気的に接続され、水道管３’、分岐管５’、水道管６’、曲管７’、及び水道管８’は密着して結合されているので同電位に維持されている。
同図において、定電流電源１の正極側から流れ出した電流は、水道管３’内に敷設された線電極４、水道管３’内の水道水、及び水道管３’を介して、定電流電源１の負極側に流れる。その際、水道水中のイオン化されたカルシウム及びマグネシウムを含む塩基性化合物が、水道管３、及び分岐管５の樹脂被膜１０の内張りのない鋼材が露出した端部面に被膜化されて形成され、管内面にエポキシライニングが施されている水道管３及び分岐管５を防食することができる。
【００１４】
図６は、図５に示した本考案の水道管の電気防食システムにおいて、通電開始後、電気防食がある程度進行した状態における水道管の電気防食システムの構成の一部を示す断面図である。
同図において、１１は水道管３’、６’、分岐管５’、及び曲管７’の樹脂被膜１０の内張りのない鋼材が露出した端部面に形成された、カルシウムやマグネシウムを含む塩基性化合物からなる電気絶縁性の皮膜である。なお、その他の構成は、図１に示した同符号の構成に対応する。
同図に示すように、電気防食は、水道管３’及び分岐管５’の樹脂被膜１０の内張りのない鋼材が露出した端部面から進行し、水道管３’及び分岐管５’の樹脂被膜１０の内張りのない鋼材が露出した端部面に皮膜１１が形成されるに従って、線電極４と水道管３’及び分岐管５’との間の電気抵抗が増大する。線電極４と水道管３’及び分岐管５’との間の電気抵抗が増大すると、線電極４を通って流れる電流は、より低抵抗を呈する線電極４と分岐管５’に接続された水道管６’を通って流れ、水道管６’の樹脂被膜１０の内張りのない鋼材が露出した端部面までも皮膜１１が形成され、水道管６’までも電気防食されていく。しかし、従来技術に係る電気防食技術においては、外部電源に定電圧源が用いられているため、水道管３’、６’及び分岐管５’の皮膜内張りのない鋼材が露出した端部面までも形成される皮膜１１によって、定電圧源から見た配管網の電気抵抗が高抵抗化し、線電極４に流れる電流が次第に減少し、例えば、定電圧源から見て遠い位置にある配管網の電気防食を十分行うことができなかった。
【００１５】
図７は、図５に示した本考案の水道管の電気防食システムにおいて、図６に示した状態から電気防食が更に広範囲に配管網に進行した状態における水道管の電気防食システムの構成の一部を示す断面図である。
同図に示すように、本考案によれば、電気防食が次第に配管網に進行して、水道管３’、６’及び分岐管５’の樹脂被膜１０の内張りのない鋼材が露出した端部面に高電気抵抗を呈する皮膜１１が形成され、定電流源１から見た配管網の電気抵抗が高抵抗化し、線電極４に流れる電流が次第に減少しようとするが、外部電源が定電流源１で構成され、定電流源１内の電流検出部１３が電流の減少を検出すると、制御部１５は高電圧を供給するように制御して、定電流源１から流れる電流を増大するように働き、結果として、電流が一定になるように保持される。そのため、例えば、定電流源１から見て遠い位置に配置される配管、例えば、曲管７’や水道管８’の樹脂被膜１０の内張りのない鋼材が露出した端部面の範囲まで電流が流れるようになり、曲管７’や水道管８’の範囲まで、電気防食を施すことができるようになる。即ち、本実施形態の考案に係る水道管の電気防食システムによれば、従来技術に係る水道管の電気防食システムに比べて、配管内に樹脂被膜１０の内張りが施された配管網において、定電流源１から見て遠く離れた広範囲の配管網までも電気防食が可能となる。
【００１６】
なお、第１及び第２の実施形態の考案に係る水道管の電気防食システムにおいては、分岐管を介して結合された水道管内の管軸方向に、前記水道管と電気的絶縁が図られた線電極が敷設されていない例について説明したが、本考案に係る水道管の電気防食システムは、このような構成に限定されず、水道管のみで構成され、該水道管のうち、線電極が敷設された水道管と線電極が敷設されていない水道管からなる構成にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の実施形態の考案に係る水道管の電気防食システムの構成の一部を示す断面図である。
【図２】図１に示した定電流源内の回路構成の一例を示す図である。
【図３】図１に示した本考案の水道管の電気防食システムにおいて、通電開始後、電気防食がある程度進行した状態における水道管の電気防食システムの構成の一部を示す断面図である。
【図４】図１に示した本考案の水道管の電気防食システムにおいて、図３に示した状態から電気防食が更に広範囲に配管網に進行した状態における水道管の電気防食システムの構成の一部を示す断面図である。
【図５】第２の実施形態の考案に係る水道管の電気防食システムの構成の一部を示す断面図である。
【図６】図５に示した本考案の水道管の電気防食システムにおいて、通電開始後、電気防食がある程度進行した状態における水道管の電気防食システムの構成の一部を示す断面図である。
【図７】図５に示した本考案の水道管の電気防食システムにおいて、図６に示した状態から電気防食が更に広範囲に配管網に進行した状態における水道管の電気防食システムの構成の一部を示す断面図である。
【符号の説明】
【００１８】
１  定電流源
１２  基準電圧部
１３  電流検出部
１４  誤差増幅器
１５  制御部
２  線電極貫通具
３  水道管
４  線電極
５  分岐管
６  水道管
７  曲管
８  水道管
９  皮膜
１０  樹脂被膜
１１  皮膜
３’  水道管
５’  分岐管
６’  水道管
７’  曲管
８’  水道管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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