JP3786772B2 - Corrosion prevention device for heat exchanger - Google Patents

Corrosion prevention device for heat exchanger Download PDF

Info

Publication number
JP3786772B2
JP3786772B2 JP32376197A JP32376197A JP3786772B2 JP 3786772 B2 JP3786772 B2 JP 3786772B2 JP 32376197 A JP32376197 A JP 32376197A JP 32376197 A JP32376197 A JP 32376197A JP 3786772 B2 JP3786772 B2 JP 3786772B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat exchanger
water
water pipe
fin
anode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP32376197A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH11141997A (en
Inventor
正徳 榎本
Original Assignee
株式会社ガスター
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社ガスター filed Critical 株式会社ガスター
Priority to JP32376197A priority Critical patent/JP3786772B2/en
Publication of JPH11141997A publication Critical patent/JPH11141997A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3786772B2 publication Critical patent/JP3786772B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F19/00Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers
    • F28F19/004Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers by using protective electric currents, voltages, cathodes, anodes, electric short-circuits

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、燃焼ガス中に含まれる水蒸気の潜熱によって主に加熱されるタイプの熱交換器(以下、このタイプの熱交換器を潜熱型熱交換器という。)に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、潜熱型熱交換器は、例えば他の熱交換器において熱が回収された低温の燃焼ガスからさらに熱を回収して熱効率を向上させるために用いられるものであり、その表面温度は、水の気化温度より低くなっている。したがって、潜熱型熱交換器の使用中には、燃焼ガスに含まれる水蒸気が熱交換器を構成する水管およびフィンの表面上で凝結し、結露水となって付着する。
なお、潜熱型熱交換器を加熱する燃焼ガスは、低温であるものの熱交換器より高温である。したがって、燃焼ガスは、潜熱によって熱交換器を加熱するのみならず、燃焼ガスが相変化(水蒸気が水になるような相変化)することなく内部に有する熱(以下、顕熱という。)によっても熱交換器を加熱する。
【0003】
水管およびフィンに結露水が付着すると、燃焼ガス中の窒素酸化物(NOx)および硫黄酸化物(SOx)が結露水に溶解して、それぞれ硝酸、硫酸等の酸を生成する。これらの酸によって水管およびフィンが腐食される。そこで、従来の潜熱型熱交換器においては、水管およびフィンの表面にフッ素樹脂やエポキシ樹脂等の有機樹脂またはシリコン系樹脂等の無機樹脂をコーティングし、これによって水管およびフィンの腐食を防止するようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、樹脂をコーティングしてなる防食用の被覆層には、ピンホール(直径の小さい孔)が形成されることが不可避であり、このピンホールに臨む水管およびフィンの外面が腐食され、腐食部分が徐々に広がる。このため、被覆層を形成しても、水管およびフィンの腐食を確実に防止することは困難であるという問題があった。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記の問題を解決するために、請求項1に係る発明は、金属からなる水管と、この水管の外周に設けられた金属からなる多数のフィンとを有し、燃焼ガスに含まれる水蒸気が上記水管およびフィンの表面に接触して結露する際の潜熱によって主に加熱される熱交換器の上記水管および上記フィンの腐食を防止する装置であって、上記水管および上記フィンの表面に発生する結露水を介してそれらに電気的に接続されるように、上記水管または上記フィンに非接触状態で近接して配置された陽極と、この陽極に正の電極が接続され、上記水管または上記フィンに負の電極が接続された直流電源とを備え、上記水管または上記フィンと上記陽極との間に、通水性を有する絶縁体が配置されていることを特徴としている。
【0006】
この場合、上記多数のフィンに上記水管に沿って一列に並ぶ貫通孔を形成するとともに、上記陽極を棒状に形成し、この棒状をなす陽極を各フィンの上記貫通孔内に挿通状態で配置するのが望ましく、特に上記絶縁体を筒体とし、この筒体を上記貫通孔内に挿通状態に配置するとともに、筒体の内部に上記陽極を挿通するのが望ましい。上記筒体については、ガラス繊維を編んで形成するのが望ましい。上記水管および上記フィンの表面には防食用の被覆層を形成してもよい。
【0007】
腐食防止装置は、上記結露水の量が所定量以下であるか否かを検出する結露水量検出手段と、この結露水検出手段が上記結露水の量が所定量以下であると判断したときに、上記直流電源から上記陽極および上記水管または上記フィンへの通電を停止する通電停止手段とをさらに備えているのが望ましい。
この場合、上記直流電源を定電圧回路とし、上記結露水量検出手段を、上記定電圧回路に流れる電流が所定の大きさ以下であるか否かによって上記熱交換器の非被覆部に結露水が付着しているか否かを検出するものとしてもよく、あるいは上記直流電源を定電流回路とし、上記結露水検出手段が、上記定電流回路の電圧が所定の大きさ以上であるか否かによって上記熱交換器の非被覆部に結露水が付着しているか否かを検出するものとしてもよい。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に係る腐食防止装置をガス給湯装置の潜熱型熱交換器に適用した実施の形態について図1〜図5を参照して説明する。なお、この発明がガス給湯装置以外の他の燃焼装置に用いられる潜熱型熱交換器にも適用可能であることは勿論である。
【0009】
図1〜図4はこの発明に係るガス給湯装置の一実施の形態を示すものであり、図2はガス給湯装置全体の概略構成を示している。この図2に示すように、ガス給湯装置は、ハウジング1を備えており、その内部には、ガスバーナ2、主熱交換器3および副熱交換器(熱交換器)4がそれぞれ収容されている。
【0010】
ガスバーナ2は、ハウジング1のほぼ中央部に配置されており、ガス管4が接続されている。このガス管4には、元ガス電磁弁5および電磁比例弁6がそれぞれ設置されている。元ガス電磁弁5は、ガス管4を開閉してガスバーナ2へのガスの供給およびその停止を行う。一方、電磁比例弁6は、ガスバーナ2へのガスの供給量を調節する。また、ガスバーナ2は、二つの燃焼面を有しており、電磁弁7を開くと両方の燃焼面で燃焼し、電磁弁7を閉じると予め定められた一方の燃焼面だけで燃焼する。なお、符号8はガスバーナ2に燃焼空気を供給するための送風ファンである。
【0011】
主熱交換器3は、互いに平行に配置された複数の水管3a(図2には1本のみ図示)と、この水管3aに設けられた多数のフィン3bとを有している。水管3aおよびフィン3bは、金属製であり、通常は銅製である。各水管3aは、U字状をなすベント管(図示せず)によって互いに接続され、全体として1つの管を構成している。水管3aの入水口3cは後述する副熱交換器4の出水口4eに接続され、出湯口3dは出湯管9に接続されている。このように構成された主熱交換器3は、ガスバーナ2に近接してその真上に配置されており、ガスバーナ2で発生した高温の燃焼ガスによって加熱される。この場合、水管3aおよびフィン3bの表面温度は、100°C以上に加熱される。したがって、それらの表面には、結露が発生することがない。つまり、主熱交換器3は、燃焼ガスにより気体から液体に相変化することなく加熱される顕熱型熱交換器である。
【0012】
副熱交換器4は、潜熱型熱交換器であるが、図1、図3および図4に示すように、構造自体は顕在型熱交換器である主熱交換器3と同様である。すなわち、副熱交換器4は、互いに平行に配置された複数の水管4aと、この水管4aの外周面に互いに離れた状態で嵌合され、ろう付け等によって固定された多数のフィンとを有している。勿論、水管4aおよびフィン4bは金属製であり、通常は銅で形成される。各水管4aの端部どうしは、U字状をなすベント管4c(1つのみ図示)によって接続されている。したがって、各水管4aは全体として連続した一つのの管を構成しており、図2に示すように、入水口4dには給水管10が接続され、出水口4eは主熱交換器3の入水口3cに接続されている。
【0013】
副熱交換器4は、図1に示すように、ハウジング1の上部の排気通路1a中に設置されている。したがって、副熱交換器4は、主熱交換器3によって熱が奪われた比較的低温の燃焼ガスによって加熱される。この場合、副交換器4の水管4aおよびフィン4bの表面温度は、100°C未満である。したがって、それらの表面には、燃焼ガスに含まれる水蒸気が結露して付着する。この結露水に燃焼ガス中の窒素酸化物および硫黄酸化物が溶解して生成される硝酸および硫酸等の酸によって水管4aおよびフィン4bが腐食されるのを極力防止するために、水管4aおよびフィン4bの表面には、図4に示すように、防食用の被覆層11が形成されている。この被覆層11は、フッ素樹脂やエポキシ樹脂等の有機樹脂またはシリコン系樹脂等の無機樹脂をコーティングすることによって形成されている。
【0014】
なお、副熱交換器4の下側には、副熱交換器4から落下する結露水を受けるための結露水受け12が配置されており、結露水受け12によって受け止められた結露水は、ドレン管13を介して中和装置14へ至る。そして、この中和装置で中和された後、給湯装置の外部に排出される。
【0015】
上記構成において、出湯管9に接続された出湯栓(図示せず)を開くと、ガスバーナ2が点火され、給水管10を介して供給される水が、まず副熱交換器4で加熱され、その後主熱交換器3で加熱される。加熱された湯は、出湯管9を介して出湯栓に供給され、そこから出湯される。この場合、出湯温度は、制御ユニット19によって調節される。すなわち、制御ユニット19は、給水温センサ15によって検出された給水温度、水量センサ16によって検出された給水量(出湯量と同一)、出湯温センサ17によって検出された出湯温度、およびリモートコントローラ18によって設定された設定温度に基づいて、電磁比例弁6、電磁弁7および送風ファン8をフィードフォワード制御およびフィードバック制御し、出湯温度を設定温度に調節する。
【0016】
ここで、ガスバーナ2の燃焼中には、副熱交換器4の水管4aおよびフィン4bに結露水が付着する。そして、結露水に燃焼ガス中の窒素酸化物および硫黄酸化物が溶け込んで硝酸および硫酸等が酸が形成される。このため、被覆層11にピンホール11a(図4参照)が存在すると、水管4aおよびフィン4bがピンホール11aに面する箇所から腐食されるおそれがある。そこで、この副熱交換器4には、腐食防止装置20が設けられている。
【0017】
腐食防止装置20は、図1、図3および図4に示すように、筒体(絶縁体)21、陽極棒(陽極)22および直流電源23を備えている。これらは、次のようにして熱交換器4に設けられている。
【0018】
すなわち、各フィン4bには、4つの水管4aの間に位置する箇所に貫通孔24が形成されている。各フィン4bに形成された貫通孔24は、水管4aと平行に一列状に配置されたものが一組になっており、そのような組が複数組形成されている。各組の貫通孔24には、筒体21がそれぞれ挿通固定されている。各筒体21の内部には、陽極棒22がそれぞれ挿通されている。各陽極棒22には、直流電源23の正の電極が接続されている。直流電源23の負の電極は、いずれかの水管4aに接続されている。なお、各水管4aは、各フィン4bと接触することにより、各フィン4bに電気的に接続されるとともに、各フィン4bを介して他の水管4aにも電気的に接続されている。したがって、直流電源23の負の電極は、他の水管4aまたはいれかのフィン4bに接続してもよい。
【0019】
上記筒体21は、陽極棒22が水管4aまたはフィン4bに接触して電気的に短絡状態で接続されるのを防止するためのものである。そこで、筒体21は電気的な絶縁材で構成されている。しかも、筒体21は、フィン4bに付着した結露水が筒体21内に入り込むのを許容し、内部に入り込んだ結露水を介して陽極棒22とフィン4bと電気的に接続するためのものである。したがって、筒体21は、通水性を有するものであることが必要である。このような絶縁性と通水性とを備えたものとしては、例えば多孔質のセラミックからなる筒体があるが、ここでは、ガラス繊維を編んだ形成した筒体が用いられている。ガラス繊維は、電気的な絶縁性に富むのみならず、硝酸、硫酸等の酸に対する防食性に富み、しかもそれを編んだ場合には、編み目から結露水が内部に入り込むことができるからである。
【0020】
上記陽極棒22は、硝酸、硫酸等の酸に不溶性である材料によって形成される。例えば、炭素、白金、ステンレス鋼等によって形成される。また、陽極棒22は、この実施の形態では、筒体21の内径より小径に形成され、その両端部以外は筒体21に対して離れているが、陽極棒22を筒体21の内径とほぼ同径にし、陽極棒22の外周面を筒体21の内周面に接触させるようにしてもよい。そのようにした場合には、結露水の量が少ないときにも、陽極棒22とフィン4bとを結露水を介して確実に接続することができる。
【0021】
上記直流電源23としては、電池を用いてもよいが、定電圧回路または定電流回路を用いるのが望ましい。その理由は後述する。
【0022】
上記構成の腐食防止装置20を備えたガス給湯装置において、ガスバーナ2が燃焼して副熱交換器4の水管4aおよびフィン4bに結露水が付着すると、結露水が入り込んだピンホール11a内に水管4aまたはフィン4bを正極とする局部電池が形成され、この局部電池によって水管4aまたはフィン4bの表面が腐食される。しかるに、この腐食防止装置20では、水管4aおよびフィン4bに直流電源23の負の電極を接続しているので、局部電池の起電力が0になる。したがって、水管4aおよびフィン4bの腐食が防止される。なお、直流電源4aの電圧は、実験等により、局部電圧の起電力を0にすることができるような電圧に予め設定される。
【0023】
上記直流電源23としては、定電圧回路または定電流回路を用いるのが望ましい。
直流電源23として定電圧回路を用いた場合には、ガスバーナ2の燃焼が停止した後、結露水が乾燥して無くなると、定電圧回路23を流れる電流が徐々に減少し、最終的には0になる。そこで、定電圧回路23に流れる電流値を検出して、その検出値を制御ユニット19に出力する一方、制御ユニット19に所定の閾値を設定しておけば、電流値と閾値とを比較することにより、結露水が残っているか否かを判定することができる。しかも、制御ユニット19によって定電圧回路に対する通電を制御させるようにすれば、定電圧回路を流れる電流値が0ないしは極めて小さくなったときに、定電圧回路に対する通電を停止することができ、それによって省エネルギをなし得る。
【0024】
一方、直流電源23として定電流回路を用いた場合には、結露水が乾燥して無くなるのに伴って直流電源23の回路の電圧が高くなる。その電圧を検出して所定の大きさ以上になったら、結露水が無くなったものとすれば、電圧値を制御ユニット19に出力することにより、結露水が残っているか否かを検出することができる。また、定電流回路の電圧が所定の大きさ以上になったときに、制御ユニット19により定電流回路に対する通電を停止させることにより、省エネルギをなし得る。
【0025】
図5は、この発明に係る腐食防止装置の他の実施の形態を示すものであり、この実施の形態の腐食防止装置20′においては、貫通孔24が水管4aに接するようにしてその真下に配置形成されている。したがって、筒体21も水管4aの真下に接し、陽極棒22も水管4aの真下に配置されている。その他の構成は、上記実施の形態と同様である。
【0026】
水管4aの真下の部分は、副熱交換器4に付着した結露水がポストファン等によって乾燥していく過程で最後まで残る部分である。したがって、筒体21および陽極棒22を水管4aの真下に配置すると、他の箇所に配置した場合に比して、最も遅くまで陽極棒22と熱交換器4との間に電流を流すことができ、それによってピンホール11aにおける腐食を最後まで防止することができる。
【0027】
なお、この発明は、上記の実施の形態に限定されるものでなく、適宜変更可能である。
例えば、上記の実施の形態においては、筒体21および陽極棒22を複数設けているが、一つだけ設けてもよい。ただし、陽極棒22と水管4aまたはフィン4bの各部との間の電位差を極力一定にするために複数設けるのが望ましい。特に、この実施の形態のように、水管4aおよびフィン4bを被覆層11で被覆した場合には、同様の理由により複数設けるのが望ましい。
【0028】
また、貫通孔24に筒体21を挿通し、筒体21内に陽極棒22を挿通しているが、陽極棒22を副熱交換器4の外部に近接して配置してもよい。例えば、陽極棒22をフィン4bの下側にそれと近接して配置してもよい。その場合には、筒体21に代えて、フィン4bの下端面と陽極棒22との間に平板状をなす絶縁体を配置してもよい。ただし、貫通孔24内に筒体21を挿通し、筒体21内に陽極棒22を挿通すれば、陽極棒22を副熱交換器4の外部に配置する場合に比して、腐食防止装置20が占める空間を小さくすることができる。また、陽極棒22がフィン4bに確実に接触しないならば、絶縁体を設けなくともよい。
【0029】
さらに、水管4aおよびフィン4bの腐食を腐食防止装置20によって十分に防止することができるならば、被覆層11については形成しなくともよい。また、ガスバーナ2に代えて石油バーナを用いてもよい。
【0030】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1〜8に係る発明によれば、潜熱型熱交換器の水管およびフィンの腐食を防止することができるという効果が得られる。
請求項2に係る発明によれば、水管およびフィンの腐食をより一層確実に防止することができる。
請求項3に係る発明によれば、腐食防止装置が占める空間を極力小さくすることができるという効果が得られる。
請求項4に係る発明によれば、陽極が水管およびフィンに接触してそれらに短絡的に接続されるのを防止することができるという効果が得られる。
請求項5に係る発明によれば、腐食防止装置の耐久性を向上させることができるという効果が得られる。
請求項6に係る発明によれば、水管およびフィンの腐食をより一層確実に防止することができるという効果が得られる。
請求項7に係る発明によれば、省エネルギを達成することができるという効果が得られる。
請求項8,9に係る発明によれば、結露水が乾燥して無くなったことを検出することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る熱交換器の一実施の形態を示す斜視図である。
【図2】図1に示す熱交換器が用いられたガス給湯装置全体の概略構成を示す図である。
【図3】図1のX−X線に沿う一部省略拡大断面図である。
【図4】図3のY−Y線に沿う一部省略拡大断面図である。
【図5】この発明に係る腐食防止装置の他の実施の形態を示す図3と同様の断面図である。
【符号の説明】
4 副熱交換器(熱交換器)
4′ 副熱交換器(熱交換器)
4a 水管
4b フィン
11 被覆層
19 制御ユニット
20 腐食防止装置
21 筒体(絶縁体)
22 陽極棒(陽極)
23 直流電源
24 貫通孔
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a heat exchanger that is mainly heated by latent heat of water vapor contained in combustion gas (hereinafter, this type of heat exchanger is referred to as a latent heat type heat exchanger).
[0002]
[Prior art]
In general, a latent heat type heat exchanger is used to improve heat efficiency by further recovering heat from, for example, a low-temperature combustion gas from which heat has been recovered in another heat exchanger. Is lower than the vaporization temperature. Therefore, during use of the latent heat type heat exchanger, water vapor contained in the combustion gas condenses on the surfaces of the water pipes and fins constituting the heat exchanger and adheres as condensed water.
In addition, although the combustion gas which heats a latent heat type heat exchanger is low temperature, it is higher temperature than a heat exchanger. Therefore, the combustion gas not only heats the heat exchanger by latent heat, but also by the heat (hereinafter referred to as sensible heat) that the combustion gas has without undergoing a phase change (phase change such that water vapor becomes water). Even heat the heat exchanger.
[0003]
When condensed water adheres to the water pipe and the fin, nitrogen oxides (NOx) and sulfur oxides (SOx) in the combustion gas are dissolved in the condensed water to generate acids such as nitric acid and sulfuric acid, respectively. These acids corrode water tubes and fins. Therefore, in the conventional latent heat type heat exchanger, the surfaces of the water pipe and the fin are coated with an organic resin such as a fluororesin and an epoxy resin or an inorganic resin such as a silicon resin, thereby preventing the water pipe and the fin from being corroded. I have to.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, it is inevitable that pinholes (holes with a small diameter) are formed in the coating layer for anticorrosion formed by coating the resin, and the outer surface of the water pipe and the fin facing the pinhole is corroded, and the corroded portion. Gradually spread. For this reason, even if the coating layer is formed, there is a problem that it is difficult to reliably prevent corrosion of the water pipe and the fin.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, the invention according to claim 1 has a water pipe made of metal and a large number of fins made of metal provided on the outer periphery of the water pipe, and the water vapor contained in the combustion gas is the above. A device for preventing corrosion of the water pipe and the fin of the heat exchanger that is mainly heated by latent heat when the water pipe and the surface of the fin are in contact with condensation, and the condensation that occurs on the surface of the water pipe and the fin A positive electrode is connected to the anode disposed in close contact with the water pipe or the fin so as to be electrically connected to the water pipe or the fin, and a positive electrode is connected to the anode. And a DC power source to which a negative electrode is connected , and an insulator having water permeability is disposed between the water pipe or the fin and the anode .
[0006]
In this case, to form a through-hole arranged in along the water pipe to the fins of the upper Kio number one line, the anode is formed into a rod, in a inserted condition the anode forming the rod-like in the through holes of the fins In particular, it is desirable that the insulator be a cylindrical body, and that the cylindrical body be inserted into the through hole and that the anode be inserted into the cylindrical body. About the said cylinder, it is desirable to form by knitting glass fiber. An anticorrosion coating layer may be formed on the surfaces of the water tube and the fin.
[0007]
The corrosion prevention device includes a dew condensation water amount detection unit that detects whether or not the dew condensation water amount is a predetermined amount or less, and when the dew condensation water detection unit determines that the dew condensation water amount is a predetermined amount or less. It is desirable to further include energization stopping means for stopping energization from the DC power source to the anode and the water pipe or the fin.
In this case, the DC power source is a constant voltage circuit, and the dew condensation water amount detection means causes the dew condensation water to flow in the uncovered portion of the heat exchanger depending on whether or not the current flowing through the constant voltage circuit is equal to or less than a predetermined magnitude. The DC power supply may be a constant current circuit, and the dew condensation water detecting means may detect whether the voltage of the constant current circuit is equal to or higher than a predetermined level. It is good also as what detects whether dew condensation water has adhered to the non-coating part of a heat exchanger.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment in which a corrosion preventing apparatus according to the present invention is applied to a latent heat type heat exchanger of a gas hot water supply apparatus will be described with reference to FIGS. Needless to say, the present invention is also applicable to a latent heat type heat exchanger used in other combustion apparatuses other than the gas hot water supply apparatus.
[0009]
1 to 4 show an embodiment of a gas hot water supply apparatus according to the present invention, and FIG. 2 shows a schematic configuration of the entire gas hot water supply apparatus. As shown in FIG. 2, the gas hot water supply apparatus includes a housing 1, in which a gas burner 2, a main heat exchanger 3, and a sub heat exchanger (heat exchanger) 4 are accommodated. .
[0010]
The gas burner 2 is disposed at a substantially central portion of the housing 1 and is connected with a gas pipe 4. The gas pipe 4 is provided with an original gas electromagnetic valve 5 and an electromagnetic proportional valve 6. The original gas solenoid valve 5 opens and closes the gas pipe 4 to supply and stop the gas to the gas burner 2. On the other hand, the electromagnetic proportional valve 6 adjusts the amount of gas supplied to the gas burner 2. The gas burner 2 has two combustion surfaces. When the electromagnetic valve 7 is opened, the gas burner 2 burns on both combustion surfaces. When the electromagnetic valve 7 is closed, the gas burner 2 burns only on one predetermined combustion surface. Reference numeral 8 denotes a blower fan for supplying combustion air to the gas burner 2.
[0011]
The main heat exchanger 3 has a plurality of water pipes 3a (only one is shown in FIG. 2) arranged in parallel with each other, and a large number of fins 3b provided on the water pipe 3a. The water pipe 3a and the fin 3b are made of metal, and are usually made of copper. The water pipes 3a are connected to each other by a U-shaped vent pipe (not shown) to constitute one pipe as a whole. A water inlet 3 c of the water pipe 3 a is connected to a water outlet 4 e of a sub heat exchanger 4 described later, and a hot water outlet 3 d is connected to a hot water pipe 9. The main heat exchanger 3 configured as described above is disposed close to and directly above the gas burner 2 and is heated by the high-temperature combustion gas generated in the gas burner 2. In this case, the surface temperature of the water pipe 3a and the fin 3b is heated to 100 ° C. or higher. Therefore, no condensation occurs on those surfaces. That is, the main heat exchanger 3 is a sensible heat type heat exchanger that is heated by the combustion gas without phase change from gas to liquid.
[0012]
Although the auxiliary heat exchanger 4 is a latent heat type heat exchanger, as shown in FIGS. 1, 3 and 4, the structure itself is the same as that of the main heat exchanger 3 which is an actual heat exchanger. That is, the auxiliary heat exchanger 4 has a plurality of water pipes 4a arranged in parallel to each other and a large number of fins that are fitted to the outer peripheral surface of the water pipe 4a so as to be separated from each other and fixed by brazing or the like. is doing. Of course, the water pipe 4a and the fin 4b are made of metal and are usually formed of copper. The ends of each water pipe 4a are connected by a U-shaped vent pipe 4c (only one is shown). Therefore, each water pipe 4a constitutes one continuous pipe as a whole. As shown in FIG. 2, the water supply pipe 10 is connected to the water inlet 4d, and the water outlet 4e is connected to the main heat exchanger 3. It is connected to the water port 3c.
[0013]
As shown in FIG. 1, the auxiliary heat exchanger 4 is installed in the exhaust passage 1 a at the top of the housing 1. Therefore, the auxiliary heat exchanger 4 is heated by the relatively low-temperature combustion gas from which heat has been removed by the main heat exchanger 3. In this case, the surface temperature of the water pipe 4a and the fin 4b of the sub exchanger 4 is less than 100 ° C. Therefore, water vapor contained in the combustion gas is condensed and attached to these surfaces. In order to prevent the water pipe 4a and the fin 4b from being corroded by acid such as nitric acid and sulfuric acid generated by dissolving nitrogen oxide and sulfur oxide in the combustion gas in the condensed water, the water pipe 4a and the fin 4 As shown in FIG. 4, the anticorrosive coating layer 11 is formed on the surface of 4b. The covering layer 11 is formed by coating an organic resin such as a fluorine resin or an epoxy resin or an inorganic resin such as a silicon-based resin.
[0014]
In addition, a dew condensation water receiver 12 for receiving dew condensation water falling from the sub heat exchanger 4 is disposed below the sub heat exchanger 4, and the dew condensation water received by the dew condensation water receiver 12 is drained. It reaches the neutralization device 14 via the pipe 13. And after neutralizing with this neutralization apparatus, it is discharged | emitted outside the hot water supply apparatus.
[0015]
In the above configuration, when a hot water tap (not shown) connected to the hot water pipe 9 is opened, the gas burner 2 is ignited, and the water supplied through the water supply pipe 10 is first heated by the auxiliary heat exchanger 4. Thereafter, the main heat exchanger 3 is heated. The heated hot water is supplied to the hot water tap through the hot water discharge pipe 9 and discharged from there. In this case, the tapping temperature is adjusted by the control unit 19. That is, the control unit 19 uses the water supply temperature detected by the water supply temperature sensor 15, the water supply amount detected by the water amount sensor 16 (same as the amount of hot water), the hot water temperature detected by the hot water temperature sensor 17, and the remote controller 18. Based on the set temperature, the electromagnetic proportional valve 6, the solenoid valve 7 and the blower fan 8 are feedforward controlled and feedback controlled to adjust the tapping temperature to the set temperature.
[0016]
Here, during combustion of the gas burner 2, condensed water adheres to the water pipe 4 a and the fin 4 b of the auxiliary heat exchanger 4. Then, nitrogen oxides and sulfur oxides in the combustion gas dissolve in the condensed water, and nitric acid, sulfuric acid, and the like form acids. For this reason, when the pinhole 11a (refer FIG. 4) exists in the coating layer 11, there exists a possibility that the water pipe 4a and the fin 4b may be corroded from the location which faces the pinhole 11a. Therefore, the auxiliary heat exchanger 4 is provided with a corrosion prevention device 20.
[0017]
As shown in FIGS. 1, 3, and 4, the corrosion prevention device 20 includes a cylinder (insulator) 21, an anode rod (anode) 22, and a DC power source 23. These are provided in the heat exchanger 4 as follows.
[0018]
That is, in each fin 4b, a through hole 24 is formed at a position located between the four water pipes 4a. The through holes 24 formed in each fin 4b are a set of those arranged in a line in parallel with the water pipe 4a, and a plurality of such sets are formed. The cylinders 21 are inserted and fixed in the through holes 24 of each set. An anode rod 22 is inserted into each cylinder 21. A positive electrode of a DC power source 23 is connected to each anode rod 22. The negative electrode of the DC power supply 23 is connected to one of the water pipes 4a. Each water pipe 4a is electrically connected to each fin 4b by being in contact with each fin 4b, and is also electrically connected to another water pipe 4a via each fin 4b. Therefore, the negative electrode of the DC power supply 23 may be connected to another water pipe 4a or any one of the fins 4b.
[0019]
The cylinder 21 is for preventing the anode rod 22 from contacting the water pipe 4a or the fin 4b and being electrically connected in a short-circuited state. Therefore, the cylinder 21 is made of an electrical insulating material. Moreover, the cylindrical body 21 allows the condensed water adhering to the fins 4b to enter the cylindrical body 21, and electrically connects the anode rod 22 and the fins 4b via the condensed water that has entered the interior. It is. Therefore, the cylinder 21 needs to have water permeability. For example, a cylindrical body made of porous ceramic is used as the one having such insulating properties and water permeability. Here, a cylindrical body formed by knitting glass fibers is used. Glass fiber is not only rich in electrical insulation, but also has good anticorrosive properties against acids such as nitric acid and sulfuric acid, and when it is knitted, condensed water can enter the interior from the stitch. .
[0020]
The anode rod 22 is formed of a material that is insoluble in acids such as nitric acid and sulfuric acid. For example, it is formed of carbon, platinum, stainless steel or the like. Further, in this embodiment, the anode rod 22 is formed to have a smaller diameter than the inner diameter of the cylinder 21 and is separated from the cylinder 21 except for both ends thereof. The diameter may be substantially the same, and the outer peripheral surface of the anode rod 22 may be brought into contact with the inner peripheral surface of the cylindrical body 21. In such a case, even when the amount of condensed water is small, the anode rod 22 and the fin 4b can be reliably connected via the condensed water.
[0021]
Although the battery may be used as the DC power source 23, it is desirable to use a constant voltage circuit or a constant current circuit. The reason will be described later.
[0022]
In the gas hot water supply apparatus provided with the corrosion preventing apparatus 20 having the above-described configuration, when the gas burner 2 burns and the condensed water adheres to the water pipe 4a and the fin 4b of the auxiliary heat exchanger 4, the water pipe is inserted into the pinhole 11a into which the condensed water has entered. A local battery having the positive electrode 4a or the fin 4b is formed, and the surface of the water tube 4a or the fin 4b is corroded by the local battery. However, in this corrosion preventing apparatus 20, since the negative electrode of the DC power source 23 is connected to the water pipe 4a and the fin 4b, the electromotive force of the local battery becomes zero. Therefore, corrosion of the water pipe 4a and the fin 4b is prevented. Note that the voltage of the DC power supply 4a is set in advance to such a voltage that the electromotive force of the local voltage can be reduced to 0 by an experiment or the like.
[0023]
As the DC power source 23, it is desirable to use a constant voltage circuit or a constant current circuit.
In the case where a constant voltage circuit is used as the DC power source 23, when the condensed water is dried and disappears after the combustion of the gas burner 2 is stopped, the current flowing through the constant voltage circuit 23 gradually decreases and finally becomes 0. become. Therefore, the current value flowing through the constant voltage circuit 23 is detected and the detected value is output to the control unit 19. On the other hand, if a predetermined threshold value is set in the control unit 19, the current value is compared with the threshold value. Thus, it can be determined whether or not condensed water remains. In addition, if the control unit 19 controls the energization of the constant voltage circuit, the energization of the constant voltage circuit can be stopped when the value of the current flowing through the constant voltage circuit becomes 0 or extremely small. It can save energy.
[0024]
On the other hand, when a constant current circuit is used as the DC power supply 23, the voltage of the circuit of the DC power supply 23 increases as the dew condensation water dries out. When the voltage is detected and becomes equal to or greater than a predetermined magnitude, it is assumed that the condensed water has disappeared. By outputting the voltage value to the control unit 19, it is possible to detect whether or not the condensed water remains. it can. Further, when the voltage of the constant current circuit becomes equal to or higher than a predetermined level, the control unit 19 stops energization of the constant current circuit, thereby saving energy.
[0025]
FIG. 5 shows another embodiment of the corrosion preventing apparatus according to the present invention. In the corrosion preventing apparatus 20 ′ according to this embodiment, the through hole 24 is directly below the water pipe 4a so as to be in contact therewith. Arrangement is formed. Therefore, the cylindrical body 21 is also in contact with the water pipe 4a, and the anode rod 22 is also arranged directly under the water pipe 4a. Other configurations are the same as those in the above embodiment.
[0026]
The portion directly below the water pipe 4a is a portion that remains until the end in the process in which the condensed water adhering to the sub heat exchanger 4 is dried by a post fan or the like. Therefore, when the cylindrical body 21 and the anode rod 22 are arranged directly below the water pipe 4a, current can flow between the anode rod 22 and the heat exchanger 4 until the latest as compared with the case where the cylinder body 21 and the anode rod 22 are arranged elsewhere. Thus, corrosion in the pinhole 11a can be prevented to the end.
[0027]
In addition, this invention is not limited to said embodiment, It can change suitably.
For example, in the above embodiment, a plurality of cylinders 21 and anode rods 22 are provided, but only one may be provided. However, it is desirable to provide a plurality of potential differences in order to make the potential difference between the anode rod 22 and each part of the water pipe 4a or fin 4b as constant as possible. In particular, when the water pipe 4a and the fin 4b are covered with the covering layer 11 as in this embodiment, it is desirable to provide a plurality of pipes for the same reason.
[0028]
Further, although the cylindrical body 21 is inserted into the through hole 24 and the anode rod 22 is inserted into the cylindrical body 21, the anode rod 22 may be disposed close to the outside of the auxiliary heat exchanger 4. For example, the anode rod 22 may be disposed on the lower side of the fin 4b in close proximity thereto. In that case, it may replace with the cylinder 21 and may arrange | position the insulator which makes flat form between the lower end surface of the fin 4b, and the anode rod 22. FIG. However, if the cylindrical body 21 is inserted into the through-hole 24 and the anode rod 22 is inserted into the cylindrical body 21, the corrosion prevention device is compared with the case where the anode rod 22 is disposed outside the auxiliary heat exchanger 4. The space occupied by 20 can be reduced. Further, if the anode rod 22 does not reliably contact the fin 4b, it is not necessary to provide an insulator.
[0029]
Furthermore, if the corrosion of the water pipe 4a and the fin 4b can be sufficiently prevented by the corrosion prevention device 20, the coating layer 11 may not be formed. An oil burner may be used instead of the gas burner 2.
[0030]
【The invention's effect】
As described above, according to the inventions according to claims 1 to 8, there is an effect that the corrosion of the water pipe and the fin of the latent heat type heat exchanger can be prevented.
According to the invention which concerns on Claim 2, corrosion of a water pipe and a fin can be prevented still more reliably.
According to the invention which concerns on Claim 3, the effect that the space which a corrosion prevention apparatus occupies can be made as small as possible is acquired.
According to the invention which concerns on Claim 4, the effect that it can prevent that an anode contacts a water pipe and a fin and is short-circuited to them is acquired.
According to the invention which concerns on Claim 5, the effect that durability of a corrosion prevention apparatus can be improved is acquired.
According to the invention which concerns on Claim 6, the effect that corrosion of a water pipe and a fin can be prevented still more reliably is acquired.
According to the invention which concerns on Claim 7, the effect that energy saving can be achieved is acquired.
According to the invention which concerns on Claim 8, 9, the effect that it can detect that dew condensation water dried and was lose | eliminated is acquired.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a heat exchanger according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of the entire gas water heater in which the heat exchanger shown in FIG. 1 is used.
3 is a partially omitted enlarged sectional view taken along line XX of FIG.
4 is a partially omitted enlarged cross-sectional view taken along line YY in FIG. 3;
FIG. 5 is a cross-sectional view similar to FIG. 3 showing another embodiment of the corrosion preventing apparatus according to the present invention.
[Explanation of symbols]
4 Sub heat exchanger (heat exchanger)
4 'Sub heat exchanger (Heat exchanger)
4a Water pipe 4b Fin 11 Cover layer 19 Control unit 20 Corrosion prevention device 21 Tubular body (insulator)
22 Anode rod (anode)
23 DC power supply 24 Through hole

Claims (8)

金属からなる水管と、この水管の外周に設けられた金属からなる多数のフィンとを有し、燃焼ガスに含まれる水蒸気が上記水管およびフィンの表面に接触して結露する際の潜熱によって主に加熱される熱交換器の上記水管および上記フィンの腐食を防止する装置であって、上記水管および上記フィンの表面に発生する結露水を介してそれらに電気的に接続されるように、上記水管または上記フィンに非接触状態で近接して配置された陽極と、この陽極に正の電極が接続され、上記水管または上記フィンに負の電極が接続された直流電源とを備え、上記水管または上記フィンと上記陽極との間に、通水性を有する絶縁体が配置されていることを特徴とする熱交換器の腐食防止装置。It has a water pipe made of metal and a large number of fins made of metal provided on the outer periphery of the water pipe, and the water vapor contained in the combustion gas is mainly caused by latent heat generated when the water pipe contacts with the surface of the water pipe and the fins to condense. An apparatus for preventing corrosion of the water pipe and the fin of the heat exchanger to be heated, wherein the water pipe is electrically connected to the water pipe and the condensed water generated on the surface of the fin. or an anode disposed proximate a non-contact state to the fin, the anode a positive electrode connected to, a DC power supply negative electrode is connected to the water pipe or the fin, the water pipes or the An anti-corrosion device for a heat exchanger, wherein a water-permeable insulator is disposed between the fin and the anode . 上記多数のフィンに上記水管に沿って一列に並ぶ貫通孔を形成するとともに、上記陽極を棒状に形成し、この棒状をなす陽極を各フィンの上記貫通孔内に挿通状態で配置したことを特徴とする請求項に記載の熱交換器の腐食防止装置。The plurality of fins are formed with through-holes arranged in a line along the water pipe, the anode is formed in a rod shape, and the rod-shaped anode is arranged in an inserted state in the through-hole of each fin. The corrosion prevention device for a heat exchanger according to claim 1 . 上記絶縁体を筒体とし、この筒体を上記貫通孔内に挿通状態に配置するとともに、筒体の内部に上記陽極を挿通したことを特徴とする請求項に記載の熱交換器の腐食防止装置。The corrosion of the heat exchanger according to claim 2 , wherein the insulator is a cylinder, and the cylinder is disposed in the through hole and the anode is inserted into the cylinder. Prevention device. 上記筒体を、ガラス繊維を編んで形成したことを特徴とする請求項に記載の熱交換器の腐食防止装置。The corrosion prevention device for a heat exchanger according to claim 3 , wherein the cylindrical body is formed by knitting glass fibers. 上記水管および上記フィンの表面に防食用の被覆層を形成したことを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載の熱交換器の腐食防止装置。The corrosion prevention device for a heat exchanger according to any one of claims 1 to 4 , wherein a coating layer for anticorrosion is formed on the surface of the water pipe and the fin. 上記結露水の量が所定量以下であるか否かを検出する結露水量検出手段と、この結露水検出手段が上記結露水の量が所定量以下であると判断したときに、上記直流電源から上記陽極および上記水管または上記フィンへの通電を停止する通電停止手段とをさらに備えたことを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載の熱交換器の腐食防止装置。Condensed water amount detecting means for detecting whether or not the amount of condensed water is less than or equal to a predetermined amount; and when the condensed water detecting means determines that the amount of condensed water is less than or equal to a predetermined amount, The corrosion prevention device for a heat exchanger according to any one of claims 1 to 5 , further comprising energization stopping means for stopping energization of the anode and the water pipe or the fin. 上記直流電源が定電圧回路であり、上記結露水量検出手段が、上記定電圧回路に流れる電流が所定の大きさ以下であるか否かによって上記熱交換器の非被覆部に結露水が付着しているか否かを検出することを特徴とする請求項に記載の熱交換器の腐食防止装置。The DC power source is a constant voltage circuit, and the dew condensation water amount detection means causes the dew condensation water to adhere to the non-covered portion of the heat exchanger depending on whether or not the current flowing through the constant voltage circuit is a predetermined magnitude or less. It is detected whether it is, The corrosion prevention apparatus of the heat exchanger of Claim 6 characterized by the above-mentioned. 上記直流電源が定電流回路であり、上記結露水検出手段が、上記定電流回路の電圧が所定の大きさ以上であるか否かによって上記熱交換器の非被覆部に結露水が付着しているか否かを検出することを特徴とする請求項に記載の熱交換器の腐食防止装置。The DC power source is a constant current circuit, and the dew condensation water detection means causes the dew condensation water to adhere to the non-covered portion of the heat exchanger depending on whether the voltage of the constant current circuit is equal to or higher than a predetermined level. It is detected whether it exists, The corrosion prevention apparatus of the heat exchanger of Claim 6 characterized by the above-mentioned.
JP32376197A 1997-11-10 1997-11-10 Corrosion prevention device for heat exchanger Expired - Fee Related JP3786772B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP32376197A JP3786772B2 (en) 1997-11-10 1997-11-10 Corrosion prevention device for heat exchanger

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP32376197A JP3786772B2 (en) 1997-11-10 1997-11-10 Corrosion prevention device for heat exchanger

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH11141997A JPH11141997A (en) 1999-05-28
JP3786772B2 true JP3786772B2 (en) 2006-06-14

Family

ID=18158337

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP32376197A Expired - Fee Related JP3786772B2 (en) 1997-11-10 1997-11-10 Corrosion prevention device for heat exchanger

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3786772B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030027371A (en) * 2001-09-28 2003-04-07 엘지전자 주식회사 Device for preventing corrosion of heat exchanger in refrigerating and air-conditioning machine
KR20030030760A (en) * 2001-10-12 2003-04-18 주식회사 엘지이아이 Corrosion preventing apparatus of condenser radiating fin using secrificial anode
KR20030097213A (en) * 2002-06-20 2003-12-31 서울금속산업주식회사 Heat exchanger and the same producing method
NO338506B1 (en) * 2014-04-30 2016-08-29 Fmc Kongsberg Subsea As underwater cooler

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS554776Y2 (en) * 1975-10-30 1980-02-04
JPS5752746A (en) * 1980-09-13 1982-03-29 Sanden Corp Hot water reservoir type hot water supplier
JPS5896996A (en) * 1981-12-03 1983-06-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd Surface treatment material of heat exchanger
JPS5980636U (en) * 1982-11-25 1984-05-31 株式会社コロナ hot water boiler
JPS59151047A (en) * 1983-02-18 1984-08-29 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Trap analyzer
JPH08136058A (en) * 1994-11-14 1996-05-31 Gastar Corp Combustion equipment having heat exchanger for recovering latent heat
FR2728545B1 (en) * 1994-12-22 1997-01-24 Liotard Metallurg TANK PROVIDED WITH DEVICES FOR MONITORING THE GOOD CONDITION OF THE TANK

Also Published As

Publication number Publication date
JPH11141997A (en) 1999-05-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5786958B2 (en) Failure detection device for electrically heated catalyst
JP3786772B2 (en) Corrosion prevention device for heat exchanger
EP2041500A1 (en) Storage type boiler heat exchanging structure for preventing condensation
EP2084457A1 (en) Method for preventing coagulation in exhaust pipe of boiler
JP2008002701A (en) Water heater
WO2012029124A1 (en) Electrically heated catalyst
JP2003294675A (en) Control device for gas sensor with built-in heater
JP3880168B2 (en) Drain treatment device for latent heat type heat exchanger
JP2009092587A (en) Device for controlling gas sensor having built-in heater
JP3848765B2 (en) Heat exchanger, cathodic protection device, and cathodic protection method for heat exchanger
JPH03170747A (en) Hot-water supplier with scale constituent removing device
JP3935256B2 (en) Heat exchanger, cathodic protection device, and cathodic protection method for heat exchanger
KR100274997B1 (en) A gas boiler
JP2002039623A (en) Water heater
KR102157099B1 (en) Boiler using halogen heater
JP3844574B2 (en) Heat exchanger
JPH11148723A (en) Heat exchanger
JP2911014B2 (en) Method and apparatus for detecting contamination on contact heat transfer surface in combustion furnace
KR200144720Y1 (en) Spark Plugs for Gas Boilers
JP2008241182A (en) Boiler with electrode type water level detector
KR0169055B1 (en) Gas boiler control method for prohibiting the generation of condensing water
JP2009036083A (en) Exhaust emission control device for internal combustion engine
JP2526750Y2 (en) Liquid evaporator and liquid supply detecting device therefor
JPH02195244A (en) Method for lengthening service life of electronic device for controlling combustion
JPH0318834Y2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050531

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050705

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050826

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20060110

R155 Notification before disposition of declining of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R155

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20060322

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090331

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100331

Year of fee payment: 4

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees