(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
不凍液中の腐食抑制剤であるトリルトリアゾールの濃度低下を検知するための不凍液劣化検知センサであって、
上記不凍液が循環される不凍液循環系に、上記不凍液に接するように設けられている一対の電極、これらの電極に接続され、上記不凍液を通して上記一対の電極間に一定電流を流す直流電源、及び上記一対の電極間の電圧を測定する電圧計を備え、
少なくともいずれか一方の上記電極の材料として、トリルトリアゾールと反応して表面に錯体皮膜が形成される銅が使用されていることを特徴とする不凍液劣化検知センサ。
【請求項２】
不凍液循環系を構成する配管の一部を一方の電極としたことを特徴とする請求項１記載の不凍液劣化検知センサ。
【請求項３】
不凍液循環系を構成する配管の他の部分を他方の電極とし、両電極間を電気的に絶縁したことを特徴とする請求項２記載の不凍液劣化検知センサ。
【請求項４】
他方の電極の材料として銀が使用されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の不凍液劣化検知センサ。
【請求項５】
他方の電極の材料として鉄が使用されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の不凍液劣化検知センサ。
【請求項６】
不凍液循環系の不凍液に一対の電極を接触させ、上記不凍液を通して上記一対の電極間に一定電流を流すとともに、通電時の上記一対の電極間の電圧を測定し、測定された電圧値から上記不凍液中の腐食抑制剤の濃度低下を検知することを特徴とする不凍液劣化検知方法。
【請求項７】
一対の電極間には、３μＡ/ｃｍ２以上の電流を通電することを特徴とする請求項６記載の不凍液劣化検知方法。
【請求項８】
少なくともいずれか一方の電極の材料として銅を使用し、銅用腐食抑制剤が添加された正常な不凍液中に上記電極を所定時間以上浸漬した後、一対の電極間に通電することを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の不凍液劣化検知方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、腐食抑制剤が添加された不凍液を循環させて使用する電気機器冷却システム又は床暖房システム等の不凍液循環系において、腐食抑制剤濃度の低下や不凍液の劣化による腐食性の変化を検知する不凍液劣化検知センサ及び不凍液劣化検知方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図８は従来の不凍液劣化検知センサの一例を示す構成図である。図において、１はホルダ、２はホルダ１に保持されている円筒状の参照電極、３は参照電極２の内側に固定されている円筒状の絶縁物、４は絶縁物３内に固定されている内部電極、５は絶縁物３の先端部に貼り付けられているとともに内部電極４に電気的に接続されている劣化検出電極であり、この劣化検出電極は５は、炭素粉と粘着材とからなる膜状電極により構成されている。６はリード線７ａ，７ｂを介して参照電極２及び劣化検出電極５に電気的に接続されている電圧計である。
【０００３】
次に、動作について説明する。例えば、床暖房システムの不凍液の劣化を検査する場合、まず床暖房システムから不凍液の一部を抜き取り、この抜き取った不凍液に参照電極２及び劣化検出電極５を浸漬する。この状態で、参照電極２及び劣化検出電極５間の電圧を電圧計６により測定する。即ち、参照電極２及び劣化検出電極５間の起電力を測定する。この起電力は、不凍液の分析により判定される劣化度と対応しているため、起電力の測定により不凍液の劣化を判定することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように構成された従来の床暖房システムにおける不凍液劣化検知センサにおいては、参照電極２を測定毎に洗浄し、また劣化検出電極５を新しいものと交換する必要があるため、床暖房システムに不凍液劣化検知センサを常時取り付けておくことができなかった。
【０００５】
この発明は、上記のような問題点を解決することを課題としてなされたものであり、不凍液循環系に取り付けたままで、不凍液の劣化を検知することができる不凍液劣化検知センサ及び不凍液劣化検知方法を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る不凍液劣化検知センサは、不凍液中の腐食抑制剤であるトリルトリアゾールの濃度低下を検知するためのものであって、腐食抑制剤が添加されている不凍液が循環される不凍液循環系に、上記不凍液に接するように設けられている一対の電極、これらの電極に接続され、不凍液を通して一対の電極間に一定電流を流す直流電源、及び一対の電極間の電圧を測定する電圧計を備え、少なくともいずれか一方の電極の材料として、トリルトリアゾールと反応して表面に錯体皮膜が形成される銅が使用されているものである。
また、不凍液循環系を構成する配管の一部を一方の電極としたものである。
また、不凍液循環系を構成する配管の他の部分を他方の電極とし、両電極間を電気的に絶縁したものである。
また、他方の電極の材料として銀が使用されているものである。
また、他方の電極の材料として鉄が使用されているものである。
【００１２】
この発明に係る不凍液劣化検知方法は、不凍液循環系の不凍液に一対の電極を接触させ、不凍液を通して一対の電極間に一定電流を流すとともに、通電時の一対の電極間の電圧を測定し、測定された電圧値から不凍液中の腐食抑制剤の濃度低下を検知するものである。
また、一対の電極間に、３μＡ/ｃｍ２以上の電流を通電するようにしたものである。
また、少なくともいずれか一方の電極の材料として銅を使用し、銅用腐食抑制剤が添加された正常な不凍液中に電極を所定時間以上浸漬した後、一対の電極間に通電するものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図について説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による不凍液劣化検知センサを示す構成図である。図において、１１は腐食抑制剤が添加された不凍液が流れる不凍液循環系の配管であり、この配管１１の側面には、センサ取付口１１ａが設けられている。１２はセンサ取付口１１ａに固定されているホルダである。
【００１６】
１３，１４は絶縁物１５を介してセンサ取付口１１ａ及びホルダ１２の内側に固定されている一対の電極であり、これらの電極１３，１４は、互いに平行に配置されている。また、電極１３，１４の先端部は、不凍液に接触するようにそれぞれ配管１１内に露出されている。１６はリード線１７ａ，１７ｂを介して電極１３，１４に電気的に接続されている直流電源、１８は通電時の電極１３，１４間の電圧を測定するための電圧計である。
【００１７】
次に、動作について説明する。不凍液の劣化判定を行う場合、直流電源１６からリード線１７ａ，１７ｂを通して電極１３，１４間に一定電流を流す。そして、電極１３，１４間の通電時電圧が電圧計６により測定され、不凍液の劣化が判定される。即ち、電圧測定値が予め設定された値よりも低い場合には、不凍液が劣化していると判定される。
【００１８】
このように、不凍液中に浸漬した一対の電極１３，１４間に一定電流を通電することにより、不凍液の腐食抑制効果によって発生する電圧を検出する方式としたため、判定毎に電極１３，１４の保守をする必要はなく、不凍液循環系に常時設置した状態で、不凍液の劣化を容易に判定することができる。
【００１９】
なお、不凍液の劣化を判定するためには、通電時の電流密度を３μＡ/ｃｍ2以上とするのが好ましく、３μＡ/ｃｍ2未満では、不凍液が劣化している場合と劣化していない場合との電圧の差が小さく、判定が困難になってしまう。
【００２０】
実施例１．
ここで、より具体的な実施例１について説明する。図２はこの発明の実施例１による電極間発生電圧測定結果を示す関係図である。この実施例１では、電極１３，１４として銅棒（直径３ｍｍ、長さ１４ｍｍ）を使用し、配管１１に劣化不凍液及び正常不凍液を流して、電極１３，１４間に１〜４５μＡの一定電流を通電した。
【００２１】
図２に示すように、４μＡ以上の一定電流を銅製の電極１３，１４に通電したときに電極１３，１４間に発生する電圧は、正常不凍液を流したときの方が劣化不凍液のときよりも大きい。ここで、正常不凍液は、プロピレングリコール（３０ｗｔ％）、腐食抑制剤（安息香酸ソーダ、コハク酸ソーダ、亜硝酸ソーダ及びトリルトリアゾール等）、及び染料等を含んだ水溶液であり、ｐＨが８．２であった。また、劣化不凍液は、トリルトリアゾールが２０ｐｐｍで、その他の成分は正常不凍液とほぼ同じ濃度であるが、ｐＨが６．８であり、銅が２０ｐｐｍ含まれていた。
【００２２】
実施例２，３．
次に、第１表はこの発明の実施例２，３による電極間発生電圧測定結果を示す表である。実施例２，３では、図１の電極の一つを同一寸法の銀（実施例２）又は鉄（炭素鋼）（実施例３）とし、腐食抑制剤を添加した試験液で３０μＡの一定電流を通電した。
【００２３】
【表１】
0004107459.tif 000002
【００２４】
第１表に示すように、銅用の腐食抑制剤であるトリルトリアゾールを含む試験液Ａでは、銅用腐食抑制剤を含まない試験液Ｂ及び水道水よりも、銀電極の発生電圧が高くなるため、腐食抑制剤の濃度低下を検知することができた。また、鉄用の腐食抑制剤である安息香酸ソーダ、コハク酸ソーダ、亜硝酸ソーダを含む試験液Ａ及びＢでは、鉄電極に対して腐食性のある水道水よりも、鉄電極の発生電圧が高くなるため、不凍液の劣化による腐食性を検知することができた。
【００２５】
実施の形態２．
次に、図３はこの発明の実施の形態２による不凍液劣化検知センサを示す構成図である。この例では、棒状の電極１３を１本のみ使用し、リード線１７ｂをセンサ取付口１１ａに接続したものである。即ち、配管１１を一方の電極として利用している。このような不凍液劣化検知センサによっても、不凍液循環系に常時設置した状態で、不凍液の劣化を容易に判定することができる。また、電極１３を１本のみとして、構成を簡略化することができる。
【００２６】
実施例４．
図３の構成において、電極１３として銅棒（直径３ｍｍ、長さ１４ｍｍ）を使用し、これを陽極として３０μＡの一定電流を通電し、電極間電圧、即ち電極１３と配管１１との間の電圧を測定した。その結果、電圧は、正常不凍液中で２．２Ｖ、劣化不凍液中では１．４Ｖであった。従って、不凍液の劣化の判定が可能であることがわかった。
【００２７】
実施例５，６．
次に、第２表はこの発明の実施例５，６による電極間発生電圧測定結果を示す表である。実施例５，６では、図３の電極１３を同一寸法の銀（実施例５）又は鉄（実施例６）とし、腐食抑制剤を添加した試験液で３０μＡの一定電流を通電した。
【００２８】
【表２】
0004107459.tif 000003
【００２９】
第２表に示すように、銅用の腐食抑制剤であるトリルトリアゾールを含む試験液Ａでは、銅用腐食抑制剤を含まない試験液Ｂ及び水道水よりも、銀電極の発生電圧が高くなるため、腐食抑制剤の濃度低下を検知することができた。また、鉄用の腐食抑制剤を含む試験液Ａ及びＢでは、鉄電極に対して腐食性のある水道水よりも、鉄電極の発生電圧が高くなるため、不凍液の劣化による腐食性を検知することができた。
【００３０】
実施の形態３．
次に、図４はこの発明の実施の形態３による不凍液劣化検知センサを示す構成図である。図において、２１〜２３はそれぞれ不凍液が流れる不凍液循環系の銅製の配管、２４，２５は配管２１，２２間と配管２２，２３間とにそれぞれ介在されている絶縁配管であり、これらの絶縁配管２４，２５により、配管２２が配管２１，２３に対して電気的に絶縁されている。２６は配管２１〜２３及び絶縁配管２４，２５を結合するための複数の結合体である。また、配管２２，２３には、リード線１７ａ，１７ｂがそれぞれ接続されている。
【００３１】
このような不凍液劣化検知センサでは、互いに電気的に絶縁された配管２２，２３が電極として作用するため、これらの配管２２，２３に一定電流を通電して発生電圧を測定することにより、不凍液の劣化を容易に判定することができる。また、特別な電極を用いずに済むため、構成を簡略化することができる。さらに、不凍液循環系の構成材料を電極としたので、不凍液の劣化による構成材料への影響を直接的に検知することができ、信頼性を向上させることができる。
【００３２】
実施例７．
図４の構成において、電極の働きをする配管２２として銅配管（長さ５０ｍｍ、直径１０ｍｍ、肉厚０．５ｍｍ）を使用し、配管２２を陽極として３０μＡの一定電流を通電し、電極間電圧、即ち配管２２，２３間の電圧を測定した。その結果、電圧は、正常不凍液中で２．５Ｖ、劣化不凍液中では１．８Ｖであった。従って、不凍液の劣化の判定が可能であることがわかった。
【００３３】
実施例８．
次に、第３表はこの発明の実施例８による電極間発生電圧測定結果を示す表である。実施例８は、図４の配管２２を同一寸法の鉄配管とし、腐食抑制剤を添加した試験液で２００μＡの一定電流を通電した。
【００３４】
【表３】
0004107459.tif 000004
【００３５】
第３表に示すように、鉄用の腐食抑制剤を含む試験液Ａ及びＢでは、鉄電極に対して腐食性のある水道水よりも、鉄電極の発生電圧が高くなるため、不凍液の劣化による腐食性を検知することができた。
【００３６】
実施例９．
次に、図５はこの発明の実施例９による電極間電圧測定結果を示す関係図である。実施例９では、図１の電極１３，１４に銀棒（直径３ｍｍ、長さ１４ｍｍ）を使用し、実施例１と同様にして、第１表の脚注に示したような試験液Ａ（ＴＴＡ：１０００ｐｐｍ）及び試験液Ｂ（ＴＴＡ：０ｐｐｍ）で電極１３，１４間に一定電流を通電した。その結果、図５に示すように、銀電極を用いた場合も、銅用腐食抑制剤であるトリルトリアゾール（ＴＴＡ）の添加により発生電圧が増大した。即ち、３μＡ以上の一定電流を通電することにより、銅用腐食抑制剤濃度の低下を判定することができることがわかった。
【００３７】
実施例１０．
次に、図６はこの発明の実施例１０による電極間電圧測定結果を示す関係図である。実施例１０では、図１の電極１３，１４に鉄棒（直径３ｍｍ、長さ１４ｍｍ）を使用し、実施例１と同様にして、第１表の脚注に示したような試験液、試験液Ｂ及び水道水で電極１３，１４間に一定電流を通電した。その結果、図６に示すように、鉄電極を用いた場合も、鉄用腐食抑制剤（安息香酸ソーダ、コハク酸ソーダ、亜硝酸ソーダ）を添加した不凍液では水道水より、発生電圧が増大した。即ち、３μＡ以上の一定電流を通電することにより、鉄用腐食抑制剤濃度の低下を判定することができることがわかった。
【００３８】
このように、電極材料として銅又は銀を使用した場合は、銅用腐食抑制剤（トリルトリアゾール）の濃度低下を検知するという特長があり、鉄（炭素鋼）を使用する場合には鉄用腐食抑制剤（安息香酸ソーダ、コハク酸ソーダ、亜硝酸ソーダ）の濃度低下を検知する特長があり、組み合わせて使用することにより、より信頼度の高い不凍液劣化検知センサが得られる。
【００３９】
実施例１１．
次に、図７はこの発明の実施例１１による電極間電圧測定結果を示す関係図である。実施例１１では、図１の電極１３を銀棒（直径３ｍｍ、長さ１４ｍｍ）、電極１４を銅棒（直径３ｍｍ、長さ１４ｍｍ）として、正常な不凍液（６０℃）中に電極１４を浸漬処理した後、試験液Ａ（第１表脚注参照）を用い、電極１３を＋極として３０μＡの電流を通電した。図７は３０ｓｅｃ後に測定される電極間電圧と浸漬処理時間との関係を示している。
【００４０】
図７に示すように、銅電極を１０分以上浸漬処理することにより、ほぼ一定の安定した発生電圧が得られた。なお、処理時間０分の実験はトリルトリアゾールを含まない溶液（試験液Ｂ）で実施した。このように、電極材料として銅を使用した場合、劣化していない不凍液中に銅電極を浸漬することにより、不凍液中の銅用腐食抑制剤（トリルトリアゾール）と銅電極とが反応し、銅電極の表面に錯体皮膜が形成され、安定した電圧が発生される。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の不凍液劣化検知センサは、それぞれ不凍液に接するように不凍液循環系に設けられている一対の電極、これらの電極に接続され、不凍液を通して一対の電極間に一定電流を流す直流電源、及び一対の電極間の電圧を測定する電圧計を備えたので、判定の度に電極の保守を行うことなく、不凍液循環系に取り付けたままで、不凍液の劣化を容易に検知することができる。
【００４２】
また、不凍液循環系を構成する配管の一部を一方の電極としたので、一方の電極を省略して構成を簡単にすることができ、製作を容易にすることができる。
【００４３】
また、不凍液循環系を構成する配管の他の部分を他方の電極とし、両電極間を電気的に絶縁したので、構成をさらに簡略化することができる。また、不凍液循環系の構成材料を電極としたので、不凍液の劣化による構成材料への影響を直接的に検知することができ、信頼性を向上させることができる。
【００４４】
また、少なくともいずれか一方の電極の材料として銅を使用したので、銅用腐食抑制剤の濃度低下を判定でき、銅製の熱交換器や配管部品を使用する不凍液循環系の防食に効果がある。
【００４５】
また、他方の電極の材料として銀を使用したので、トリルトリアゾール等の銅用腐食抑制剤の濃度低下を判定でき、銅製の熱交換器や配管部品を使用する不凍液循環系の防食に効果がある。また、銀は耐食性が優れていることから、安定なセンサを得ることができる。
【００４６】
また、他方の電極の材料として鉄を使用したので、鉄用腐食抑制剤の濃度低下を判定でき、鉄製の熱交換器や配管部品を使用するシステムの防食に効果がある。
【００４７】
この発明の不凍液劣化検知方法は、不凍液循環系の不凍液に一対の電極を接触させ、不凍液を通して一対の電極間に一定電流を流すとともに、通電時の一対の電極間の電圧を測定し、測定された電圧値から腐食抑制剤の濃度低下を検知するようにしたので、センサを不凍液循環系に取り付けたままで、不凍液の劣化を容易に検知することができる。
【００４８】
また、一対の電極間に、３μＡ/ｃｍ２以上の電流を通電するようにしたので、不凍液の劣化をより明確に判定することができる。
【００４９】
また、少なくともいずれか一方の電極の材料として銅を使用し、銅用腐食抑制剤が添加された正常な不凍液中に電極を所定時間以上浸漬した後、一対の電極間に通電するようにしたので、保管中の表面変化が少ない電極を得ることができるとともに、安定した電圧を発生させることができ、信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１による不凍液劣化検知センサを示す構成図である。
【図２】  この発明の実施例１による電極間発生電圧測定結果を示す関係図である。
【図３】  この発明の実施の形態２による不凍液劣化検知センサを示す構成図である。
【図４】  この発明の実施の形態３による不凍液劣化検知センサを示す構成図である。
【図５】  この発明の実施例９による電極間電圧測定結果を示す関係図である。
【図６】  この発明の実施例１０による電極間電圧測定結果を示す関係図である。
【図７】  この発明の実施例１１による電極間電圧測定結果を示す関係図である。
【図８】  従来の不凍液劣化検知センサの一例を示す構成図である。
【符号の説明】
１１  配管、１３，１４  電極、１６  直流電源、１７  電圧計。
【図１】
0004107459.tif 000005
【図２】
0004107459.tif 000006
【図３】
0004107459.tif 000007
【図４】
0004107459.tif 000008
【図５】
0004107459.tif 000009
【図６】
0004107459.tif 000010
【図７】
0004107459.tif 000011
【図８】
0004107459.tif 000012