(57)【要約】      （修正有）【課題】長距離の配線を要せず、充電をときに必要としてもその間隔を長くすることができ保守費用を低減させる。不快な振動を吸収する有効な副作用をもたらす。【解決手段】橋梁・エンジン・波浪等、構造体が環境や使用条件から与えられる振動を活用して発電させ、整流して直流電源を充電する。この電源をカソード防蝕法あるいはアノード防蝕法に活用し、鉄筋・軽合金等の腐蝕しやすい構造金属と犠牲電極との間に電位を維持させ構造金属の腐蝕を防止する。【選択図】図−２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造体の振動から発電された電気を整流し、これを電源として腐蝕されやすい金属と犠牲金属との間に電位を維持することを特徴とする電蝕防止法
【請求項２】
該振動発電機が電磁発電機であって構造体と該構造体に弾性体を介して支持される質量との相対運動により発電すること
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  コンクリートの鉄筋、移動体の軽合金等の腐蝕防止法に関わる。
【背景技術】
【０００２】  鉄、アルミ合金等の防蝕には該金属をマイナス極性に保ちイオン化を妨げるのが有効であり、その電源のプラス側には犠牲金属を接続するカソード防蝕法が知られている。【０００３】  当該技術分野の課題の一つは、その電源を遠隔地に配線する費用あるいは電池の長期にわたる維持管理に費用を要することであった。
【背景技術】
【０００４】
【０００５】
【特許文献１】米特許２，２７３，８９７Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  ａｎｄ  ｍｅａｎｓ  ｆｏｒ  ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  ｐｒｏｔｅｃｔｉｎｇ  ａｇａｉｎｓｔ  ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ  ｐａｒｔｉａｌｌｙ  ｓｕｂｍｅｒｇｅｄ  ｌｉｎｅａｒ  ｍｅｔａｌｌｉｃ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ．Ｆｅｂ２４，１９４２などでは海中の橋脚の防錆のために本体を陰極とし陽極に犠牲電極を設けるカソード防蝕法を公知の手法として述べている。これらの電源は商用交流電源を変換して直流電源とするのが最も一般的であるが、
【０００６】
【特許文献２】米特許５，３６６，６０４Ｓｏｌａｒ  ｐｏｗｅｒｅｄ  ｃａｔｈｏｄｉｃ  ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ  ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍ  Ｎｏｖ．２２，１９９４では配線費用の節約などの観点から太陽電池を用いている。しかし、夜間・曇天時に発電できないことにも触れている。
【０００７】
【特許文献３】米特許６，３４６，１８８  Ｂ１  Ｂａｔｔｅｒｙ  ｐｏｗｅｒｅｄ  ｃａｔｈｏｄｉｃ  ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｆｅｂ．１２，２００２では化学電池が用いられている。
【０００８】
【特許文献４】米特許４，５８８，０２２Ａｎｏｄｉｃ  ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  ｍｅｔｈｏｄ  Ｍａｙ１３，１９８６は不動態化する金属類を対象にアノード防蝕法と呼ばれる方法を公知とし、複雑な不動態化条件に適合させる制御法を述べている。この方式は精度の高い制御を要するが給電量が少なく運転費を低減するものとして評価されている。
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】    電池交換・充電の頻度を少なくし、保守点検費用を削減するため設置箇所の振動エネルギから発電し、該電源を充電することである。
【本発明が活用する現象】
【００１０】
【特許文献５】振動から発電させる考案は既に数多く出願されているが、道路橋、エンジン等の機械振動をエネルギ源とする振動発電機を電源とするものに例えば特開平１０−１４０５２３を挙げることができる。
【発明の概要】
【００１１】電蝕防止は建造物、特にコンクリートの鉄筋の腐蝕防止法として広く用いられている。その効果は実証されているが、適用箇所は限られている。その理由の一つが電源の確保である。構造物は広範に分布し、商用電源を配線する費用がかさむ。電池による方法は充電・保守費用がかゝる。太陽電池はその解決策として有用だが夜間・曇天に性能が落ちる。
【００１２】構造物のなかで道路・橋梁は走行する自動車・列車による振動が存在し、風による振動もかなりの大きさとなる。これらの振動エネルギを発電に供する考案はあるが、実用に到ったものはごく少ない。その目的を照明等とするには発電量が不足し、経済性に無理があった。
【００１３】電蝕防止に必要な電流はカソード法で土壌中０．０１Ａ〜０．０５／平方メートル、海水中で０．０１５Ａ〜０．１５Ａ／平方メートルとされ、アノード法で一旦不動態化した後の維持にはさらに少ない電流で効果を発揮する。電圧はイオン化に対抗するもので数ボルトであるから、これをまかなうに足る振動パワーは随所に存在する。橋梁では車両の通過時や風による振動、船舶では停止中であっても波浪の振動等が利用できる。
【本発明を実施する形態】
【００１４】対象箇所の振動部分に振動発電機を搭載して発電させ、その出力を整流して電池を充電する。カソード防蝕法ではその電池のプラス極を犠牲金属に、マイナス極を腐蝕を防止したい鉄筋あるいはアルミ金属に接続する。
【００１５】振動発電機として圧電を用いると構成は簡便であるが、高電圧小電流型となり、電蝕防止用として必要な低い電圧への変換装置を要する。
【実施例】
【００１６】汎用電磁回転発電機を用いる形態として図−１では、床４の上下振動１１はばね３で支持される質量１に振動が伝達される。この系は機械力学ではダイナミックダンパとして解析がなされており、床振動の数倍の上下振動が１に励起される。床４と質量１の相対運動はラック５を介して歯車６を回転させ、同軸の発電機２は揺動回転し発電する。電圧は交流なので整流回路９で整流し、電池１０を充電する。実際の回路は変動する交流電圧に対応して安定化させるなど複雑であるが、概念的な回路図としてある。【００１７】橋梁に振動発電機を装着した実施例図−２では橋桁４は上を走行する車両により振動１１が励起される。内蔵する振動発電機の出力のプラス側７は犠牲金属１３に接続し、マイナス側８を鉄筋１２に接続される。これにより腐蝕は犠牲金属にのみ発生し、鉄筋は保護される。【００１８】同様の構成は船舶では波浪による上下振動により発電させ、構造体金属をマイナスに、また犠牲金属にプラスを接続することによって防蝕効果を得る。【００１９】エンジン部はより高周波の振動を発生しており、この周波数に適合する振動発電機を装着して、構造体金属をマイナスに、また犠牲金属にプラスを接続すると小型の発電機で同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図−１】
１は慣性質量、２は発電機であり３、３’はコイルばねで１と主振動体４につながっている。５はラックで６のモータ軸直結の歯車とかみ合う。発電機２の出力端子は整流器９で整流され、電池１０に蓄えられる。７はプラス、８はマイナスの出力である。
【００２１】
【図−２】
４は主振動体であり、この図では橋梁の橋桁を例示している。発電機はその中に埋め込まれている。１１は車両走行に伴う主振動方向、１は振動発電機の質量である。その他の発電機要素は図−１に同じだが引き出し線は省略されている。１２は鉄筋で８のマイナス極と接続される。１３は犠牲電極で７のプラス極と接続される。
【００２２】
【図−３】
特許文献１米特許２，２７３，８９７の橋梁の鉄橋脚を防錆する構成図
【００２３】
【図−４】
特許文献２米特許５，３６６，６０４の一日の発電能力の推移を示す図
【図−１】
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【図−２】
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【図−３】
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【図−４】
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