JP4460941B2 - Heat exchange mechanism with corrosion prevention function - Google Patents
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Description
本発明は、腐食防止機能を備える熱交換機構に関する。 The present invention relates to a heat exchange mechanism having a corrosion prevention function .
熱交換機構の一形式として、銅製パイプの外周に複数のアルミ製フィンを備えた熱交換機構(熱交換器)がある。当該熱交換器は、銅製パイプを流通する熱交換媒体と外気または内気間で熱交換を行うもので、冷蔵庫の庫内外、冷凍庫の庫外、空調装置の内部等に配設して使用される。 One type of heat exchange mechanism is a heat exchange mechanism (heat exchanger) having a plurality of aluminum fins on the outer periphery of a copper pipe. The heat exchanger performs heat exchange between a heat exchange medium flowing through a copper pipe and outside air or inside air, and is used by being placed inside or outside a refrigerator, outside a freezer, inside an air conditioner, or the like. .
このような使用態様が採られる当該熱交換器においては、冷蔵庫の庫内で発生する腐食性ガスに長期間曝される場合や、外気に含まれる腐食性ガスに長期間曝される場合には、熱交換器を構成する銅製パイプやアルミ製フィンが漸次腐食される。また、当該熱交換器においては、銅製パイプとアルミ製フィンとの組合せに起因する電位差によっても腐食が発生する。これらに起因する銅製パイプやアルミ製フィンの腐食の発生は、熱交換器が湿潤環境にある場合には顕著である。 In the heat exchanger in which such a usage mode is adopted, when exposed to a corrosive gas generated in the refrigerator, or when exposed to a corrosive gas contained in the outside air for a long period of time. The copper pipes and aluminum fins constituting the heat exchanger are gradually corroded. In the heat exchanger, corrosion also occurs due to a potential difference caused by the combination of the copper pipe and the aluminum fin. The occurrence of corrosion of copper pipes and aluminum fins due to these is significant when the heat exchanger is in a humid environment.
また、熱交換機構の他の一形式として、熱交換媒体を流通させる銅製パイプと、銅製パイプの外周に接触して同銅製パイプから伝達される熱を放熱するステンレス製の区画壁部を備える熱交換機構がある。当該形式の熱交換機構では、前記区画壁部にて区画された冷蔵室、冷凍室、または製氷室を直接冷却するものであるが、上記した熱交換器と同様の問題がある。 Further, as another form of the heat exchange mechanism, heat provided with a copper pipe for circulating a heat exchange medium and a stainless steel partition wall portion that contacts the outer periphery of the copper pipe and dissipates heat transmitted from the copper pipe. There is an exchange mechanism. The heat exchange mechanism of this type directly cools the refrigerator compartment, freezer compartment, or ice making compartment partitioned by the partition wall, but has the same problem as the heat exchanger described above.
従って、当該形式の熱交換機構においては、上記した腐食の発生を防止すべく、熱交換機構の外表面に樹脂成分を主要構成成分とする腐食防止剤を塗布して、熱交換機構の外表面を樹脂皮膜で覆うことが行われている。当該樹脂皮膜は、熱交換機構の外表面と腐食性ガスや湿気との接触を断って、熱交換機構における腐食の発生を防止すべく機能する(特許文献1参照)。 Therefore, in the heat exchange mechanism of this type, in order to prevent the occurrence of the above-mentioned corrosion, a corrosion inhibitor mainly comprising a resin component is applied to the outer surface of the heat exchange mechanism, and the outer surface of the heat exchange mechanism is applied. Is covered with a resin film. The resin film functions to prevent contact between the outer surface of the heat exchange mechanism and the corrosive gas or moisture to prevent the occurrence of corrosion in the heat exchange mechanism (see Patent Document 1).
しかしながら、当該形式の熱交換機構の外表面に形成される当該樹脂皮膜は、金属に比較して熱伝導性が悪くて、熱交換機構における熱交換効率を低下させる。このため、上記した特許文献1にて提案されている熱交換機構では、熱交換機構における熱交換効率の低下を防止すべく、当該樹脂皮膜の表面を凹凸形状とし、さらには、金属等の微粒子を付着させる手段をも採られている。また、上記した特許文献1に記載の発明で使用されている腐食防止剤が形成する樹脂皮膜は、過酷な腐食性ガスの雰囲気では、その腐食防止効果は十分とはいえない。
このように、当該形式の熱交換機構の腐食防止対策としては、基本的には、樹脂成分を主要構成成分とする腐食防止剤を熱交換機構の外表面に塗布して、熱交換機構の外表面に樹脂皮膜を形成する手段が採られ、これによって、熱交換機構における腐食の発生を防止する効果を得ている。 As described above, as a countermeasure for preventing corrosion of the heat exchange mechanism of this type, basically, a corrosion inhibitor mainly including a resin component is applied to the outer surface of the heat exchange mechanism to A means for forming a resin film on the surface is employed, thereby obtaining the effect of preventing the occurrence of corrosion in the heat exchange mechanism.
ところで、当該腐食防止対策を採る場合の最も肝要なことは、腐食防止剤の種類の選定と、熱交換機構における熱交換効率の低下を防止することにある。現在使用されている腐食防止剤は、ポリエステル系樹脂かポリアクリル系樹脂を主要構成成分とする樹脂塗料である。 By the way, the most important thing when taking the corrosion prevention measures is to select the type of the corrosion inhibitor and to prevent the heat exchange efficiency in the heat exchange mechanism from being lowered. The corrosion inhibitor currently used is a resin coating mainly composed of a polyester resin or a polyacrylic resin.
これらの樹脂塗料が形成する樹脂皮膜においては、硫化水素ガスや酢酸ガスの腐食性ガスを溶解した結露水が樹脂皮膜に浸透すると、樹脂皮膜を形成している樹脂における特定の分子結合の部位が切断される等の損傷を受けて劣化する。この結果、樹脂皮膜が局部的に破壊されたり、樹脂皮膜が熱交換機構の外表面から剥離して、熱交換機構の外表面の腐食性ガスや湿気に対する接触遮断機能が損なわれることになる。 In the resin film formed by these resin coatings, when condensed water in which a corrosive gas such as hydrogen sulfide gas or acetic acid gas dissolves penetrates into the resin film, specific molecular bonding sites in the resin forming the resin film are present. Deteriorated due to damage such as being cut. As a result, the resin film is locally broken or the resin film is peeled off from the outer surface of the heat exchange mechanism, and the contact blocking function against corrosive gas and moisture on the outer surface of the heat exchange mechanism is impaired.
また、従来の樹脂成分を主要構成成分とする腐食防止剤においては、その選定の問題とは別に、熱交換機構における熱交換効率の低下を防止することが肝要であって、熱交換機構の外表面に腐食防止剤を塗布してその外表面に樹脂皮膜を形成する手段とは別に、熱交換効率の低下を防止する何らかの手段を採る必要がある。 In addition, in the case of conventional corrosion inhibitors mainly composed of resin components, it is important to prevent a decrease in heat exchange efficiency in the heat exchange mechanism apart from the problem of selection. In addition to the means for applying a corrosion inhibitor on the surface and forming a resin film on the outer surface, it is necessary to take some means for preventing a decrease in heat exchange efficiency.
従って、本発明の目的は、熱交換機構の外表面に形成される樹脂皮膜が、腐食性ガスを溶解する結露水等によっても劣化し難く、かつ、熱交換機構における熱交換効率の低下を大幅に抑制し得る、腐食防止機能を備える熱交換機構を提供することにある。 Therefore, the object of the present invention is that the resin film formed on the outer surface of the heat exchange mechanism is not easily deteriorated even by condensed water that dissolves corrosive gas, and the heat exchange efficiency in the heat exchange mechanism is greatly reduced. It is an object of the present invention to provide a heat exchange mechanism having a corrosion prevention function that can be suppressed.
本発明は、腐食防止機能を備える熱交換機構に関する。本発明が適用対象とする熱交換機構は、熱交換媒体を流通させる銅製パイプと、前記銅製パイプに接触して同銅製パイプから伝達される熱を放熱する同銅製パイプとは異質の金属製の放熱部材を備えるとともに、前記銅製パイプおよび前記放熱部材の外表面が腐食防止皮膜で被覆されていて、腐食性ガスに曝される雰囲気が形成される冷蔵庫の庫内外、冷凍庫の庫外、製氷機構の機構内、または、空調装置の装置内に設置される形式の腐食防止機能を備える熱交換機構である。 The present invention relates to a heat exchange mechanism having a corrosion prevention function . The heat exchange mechanism to which the present invention is applied is made of a different metal from the copper pipe that circulates the heat exchange medium and the copper pipe that contacts the copper pipe and dissipates heat transmitted from the copper pipe. A heat dissipating member is provided, and the copper pipe and the heat dissipating member are coated with a corrosion-preventing film, and an atmosphere exposed to corrosive gas is formed inside / outside the refrigerator, outside the freezer, ice making mechanism It is a heat exchange mechanism provided with a corrosion prevention function of the type installed in the mechanism of the above or in the apparatus of the air conditioner .
しかして、本発明に係る腐食防止機能を備える熱交換機構においては、前記腐食防止皮膜は、フェノール変性エポキシ樹脂塗料、ベンゾトリアゾール、および、アルミニウム粉末を主要構成成分とし、アルミニウム粉末がベンゾトリアゾールとともに前記フェノール変性エポキシ樹脂塗料中に混在している腐食防止剤にて形成されていることを特徴とするものである。 Thus, in the heat exchange mechanism having a corrosion prevention function according to the present invention, the corrosion prevention film is mainly composed of a phenol-modified epoxy resin paint , benzotriazole, and aluminum powder , and the aluminum powder together with benzotriazole It is formed by a corrosion inhibitor mixed in the phenol-modified epoxy resin paint .
本発明に係る腐食防止機能を備える熱交換機構においては、前記腐食防止皮膜を形成する腐食防止剤として、界面活性剤として機能するアセチルアセトン金属塩を含有している腐食防止剤を採用することができる。 In the heat exchange mechanism having a corrosion prevention function according to the present invention, a corrosion inhibitor containing an acetylacetone metal salt that functions as a surfactant can be employed as the corrosion inhibitor that forms the corrosion prevention film. .
また、本発明に係る腐食防止機能を備える熱交換機構においては、熱交換媒体を流通させる銅製パイプと、前記銅製パイプの外周に設けられて同銅製パイプから伝達される熱を放熱する複数のアルミ製フィンを備える構成の熱交換機構を採用することができる。Further, in the heat exchange mechanism having a corrosion prevention function according to the present invention, a copper pipe that circulates the heat exchange medium, and a plurality of aluminum that is provided on the outer periphery of the copper pipe and dissipates heat transmitted from the copper pipe. A heat exchange mechanism having a structure including fins can be employed.
また、本発明に係る腐食防止機能を備える熱交換機構においては、熱交換媒体を流通させる銅製パイプと、前記銅製パイプの外周に接触して同銅製パイプから伝達される熱を放熱するステンレス製の区画壁部を備える構成の熱交換機構を採用することができる。Further, in the heat exchange mechanism having a corrosion prevention function according to the present invention, a copper pipe that circulates the heat exchange medium, and a stainless steel that dissipates heat transmitted from the copper pipe in contact with the outer periphery of the copper pipe. A heat exchange mechanism having a configuration including a partition wall can be employed.
本発明に係る腐食防止機能を備える熱交換機構の外表面を被覆する腐食防止皮膜は、フェノール変性エポキシ樹脂塗料、ベンゾトリアゾール、および、アルミニウム粉末を主要構成成分とし、アルミニウム粉末がベンゾトリアゾールとともに前記フェノール変性エポキシ樹脂塗料中に混在している腐食防止剤にて形成されている。このため、当該樹脂皮膜においては、フェノール変性エポキシ樹脂皮膜が熱交換機構の外表面に対する腐食性ガスや湿気の接触を遮断するとともに、特に、フェノール変性エポキシ樹脂の樹脂皮膜内に混在するアルミニウム粉末が、腐食成分を溶存する結露水等の当該樹脂皮膜内への浸入を阻止すべく機能する。 The corrosion prevention film for coating the outer surface of the heat exchange mechanism having a corrosion prevention function according to the present invention comprises a phenol-modified epoxy resin paint, benzotriazole, and aluminum powder as main components, and the aluminum powder together with benzotriazole is the phenol. It is formed with a corrosion inhibitor mixed in the modified epoxy resin paint. For this reason, in the resin film, the phenol-modified epoxy resin film blocks the contact of corrosive gas and moisture with the outer surface of the heat exchange mechanism, and in particular, aluminum powder mixed in the resin film of the phenol-modified epoxy resin. It functions to prevent the intrusion of condensed water, etc., in which corrosive components are dissolved, into the resin film.
また、当該腐食防止皮膜においては、フェノール変性エポキシ樹脂がアルミニウム粉末を配列状態に保持するバインダーとしても機能するが、フェノール変性エポキシ樹脂の分子構造の主鎖はエーテル結合が主体であって、エステル結合を含まない。エーテル結合は、エステル結合に比較して耐水性および耐薬品性に優れていて、硫化水素ガスや酢酸ガス等腐食性ガスの腐食成分によっては、分子結合の部位が切断される等の損傷を受けることが少ない。 In the corrosion-preventing film , the phenol-modified epoxy resin also functions as a binder for holding the aluminum powder in an aligned state, but the main chain of the molecular structure of the phenol-modified epoxy resin is mainly an ether bond, and an ester bond. Not included. The ether bond is superior in water resistance and chemical resistance compared to the ester bond, and depending on the corrosive component of the corrosive gas such as hydrogen sulfide gas and acetic acid gas, the bond of the molecular bond is damaged. There are few things.
また、当該腐食防止皮膜においては、樹脂皮膜中に無数に混在するアルミニウム粉末が、銅製パイプに対して電気的に犠牲陽極として機能するものと認められ、前記結露水等が樹脂皮膜内に浸入したとしても、銅製パイプの腐食の発生を防止し得るものと認められる。また、当該腐食防止被膜においては、特に、ベンゾトリアゾールを含有している。ベンゾトリアゾールは、銅パイプの腐食防止に極めて有効な化学物質であることから、一層の腐食防止効果を奏するものである。In addition, in the corrosion prevention film, it is recognized that the aluminum powder innumerably mixed in the resin film functions as a sacrificial anode electrically with respect to the copper pipe, and the condensed water and the like have entered the resin film. However, it is recognized that corrosion of copper pipes can be prevented. In addition, the corrosion-preventing film contains benzotriazole in particular. Since benzotriazole is an extremely effective chemical substance for preventing corrosion of copper pipes, it has a further effect of preventing corrosion.
このように、本発明に係る腐食防止機能を備える熱交換機構においては、その外表面を被覆する腐食防止皮膜は、熱交換機構の外表面に対する腐食性ガスや湿気の接触を遮断することは勿論であるが、腐食性ガスの腐食成分を溶存している水溶液の浸入および浸透を阻止し、樹脂皮膜の局部的な破壊や樹脂皮膜の剥離を防止する。かかる機能に加えて、アルミニウム粉末が当該樹脂皮膜の熱伝導を高めるべく機能し、熱交換機構の外表面に形成される腐食防止皮膜に起因する、熱交換機構における熱交換効率の低下を大幅に抑制することができる。As described above, in the heat exchange mechanism having a corrosion prevention function according to the present invention, the corrosion prevention film covering the outer surface of course blocks the contact of corrosive gas and moisture with the outer surface of the heat exchange mechanism. However, it prevents the penetration and penetration of the aqueous solution in which the corrosive component of the corrosive gas is dissolved, thereby preventing local destruction of the resin film and peeling of the resin film. In addition to this function, the aluminum powder functions to increase the heat conduction of the resin film, which greatly reduces the heat exchange efficiency in the heat exchange mechanism due to the corrosion prevention film formed on the outer surface of the heat exchange mechanism. Can be suppressed.
本発明は、外表面が腐食防止皮膜にて被覆されている、腐食防止機能を備える熱交換機構に関する。本発明に係る熱交換機構は、熱交換媒体を流通させる銅製パイプと、前記銅製パイプに接触して同銅製パイプから伝達される熱を放熱する同銅製パイプとは異質の金属製の放熱部材を備える熱交換機構であって、腐食性ガスに曝される雰囲気が形成される冷蔵庫の庫内外、冷凍庫の庫外、製氷機構の機構内、または、空調装置の装置内に設置される熱交換機構である。 The present invention relates to a heat exchange mechanism having a corrosion prevention function, in which an outer surface is coated with a corrosion prevention film. The heat exchange mechanism according to the present invention includes a copper pipe that circulates a heat exchange medium, and a metal heat radiating member that is different from the copper pipe that contacts the copper pipe and dissipates heat transmitted from the copper pipe. a heat exchanger structure comprising, the refrigerator inside and outside the atmosphere to be exposed to corrosive gases are formed, the refrigerator outside the freezer, the mechanism of the ice-making mechanism, or heat exchange system to be installed in the apparatus of the air conditioner It is.
図1には、本発明に係る熱交換機構の一形態である熱交換器を有する冷凍回路を示している。また、図2には、当該熱交換器を拡大して示している。当該熱交換器は、当該冷凍回路に介装された状態で、例えば冷蔵庫の庫内に冷却器として配設されて、庫内にて熱交換を行って庫内の空気を冷却すべく機能する。 FIG. 1 shows a refrigeration circuit having a heat exchanger which is an embodiment of the heat exchange mechanism according to the present invention. FIG. 2 shows the heat exchanger in an enlarged manner. The heat exchanger is disposed in the refrigerator circuit, for example, as a cooler in the refrigerator, and functions to cool the air in the refrigerator by exchanging heat in the refrigerator. .
当該冷凍回路10は、冷却媒体(冷媒)の循環管路11に、冷媒を圧縮する圧縮機12、圧縮機12で圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器13、および、凝縮器13で凝縮した冷媒を減圧または膨張させる減圧器14を備えるもので、当該冷凍回路10の循環管路11に熱交換器20が介装されている。
The refrigeration circuit 10 includes a
熱交換器20は、図2に示すように、複数の銅製パイプ21と、多数のアルミ製フィン22とからなるもので、各銅製パイプ21は、銅製のU字状ベント23をロウ付けされて互いに連結されていて、複数回屈曲する冷媒管路を形成している。各アルミ製フィン22は、各銅製パイプ21を貫通させた状態で、各銅製パイプ21を径外方に拡開することによって、各銅製パイプ21の外周に固定されている。当該熱交換器20は、冷却器として冷蔵庫の庫内の上方部位に配設されていて、庫内空気と各銅製パイプ21内を流通する冷媒間で熱交換を行い、庫内の空気を冷却して所定温度の冷気とする。
As shown in FIG. 2, the
当該熱交換器20においては、冷蔵庫の庫内に配設されている状態では、庫内に収納されている食材や食品から発生する種々の腐食性ガスに常に曝されることになる。例えば、ゆで卵や卵焼き等からは硫化水素等の硫黄を含む腐食性ガスが発生し、食酢、パン生地やマヨネーズ等からは酢酸ガス等の酢酸を含む腐食性ガスが発生する。
The
また、腐食性ガスが発生する環境下に設置される冷蔵庫や冷凍庫等では、例えば、温泉源である硫黄泉等から発生している硫化水素等の腐食性ガスが庫内に侵入し、また、酢製造所または同所の近傍に設置される冷蔵庫や冷凍庫等では、酢酸ガスが庫内に侵入するおそれがある。このため、庫内に設置されている当該熱交換器20は、庫内に侵入するこれらの腐食性ガスに曝されることになる。当該熱交換器20が庫本体の外部に設置されるタイプのものでは、腐食性ガスが含まれる外気に直接曝されることになる。
Also, in refrigerators and freezers installed in an environment where corrosive gas is generated, for example, corrosive gas such as hydrogen sulfide generated from a hot spring source such as sulfur springs enters the warehouse, In a refrigerator, a freezer, or the like installed near a vinegar factory or in the same place, there is a risk that acetic acid gas may enter the cabinet. For this reason, the said
当該熱交換器20においては、上記したように、種々の腐食性ガスに曝されると腐食の発生が漸次助長されて寿命が低下することから、熱交換器20の外周である各銅製パイプ21および各アルミ製フィン22の表面に腐食防止剤である樹脂塗料を塗布して、熱交換器20の外表面に樹脂皮膜を形成する手段が採られている。当該樹脂皮膜は、腐食防止皮膜であって、熱交換器20の外表面に対する庫内空気や外気の接触を遮断すべく機能する。これにより、当該熱交換器20の早期の腐食を防止し得て、耐用年数を向上させる。
In the
当該熱交換器20の腐食防止対策は、基本的には、樹脂成分を主要構成成分とする腐食防止剤を熱交換器20の外表面に塗布してその外表面に樹脂皮膜を形成する手段であり、本発明では、当該樹脂皮膜を腐食防止皮膜と規定している。従来は、ポリエステル系樹脂塗料やポリアクリル系樹脂塗料を主要構成成分とする腐食防止剤を採用している。当該腐食防止剤が形成する樹脂皮膜は、曝される腐食性ガスに対する耐久性に劣るという問題があり、また、当該樹脂皮膜が熱交換器の熱交換効率を低下させるという問題がある。本発明においては、腐食防止剤として、このように腐食性ガスの雰囲気に設置される当該熱交換器20の腐食防止に最適な腐食防止剤を選定して、当該熱交換器20の腐食防止に対処するものである。
The anti-corrosion measure for the
本発明における腐食防止対策では、選定された最適な腐食防止剤を、熱交換器20の外周に塗布する使用態様が採られ、当該腐食防止剤を熱交換器20の外表面に塗布することにより、熱交換器20の外表面に、腐食防止皮膜である樹脂皮膜を形成する。図4には、本発明において選定した最適な腐食防止剤が形成する樹脂皮膜を模式的に示している。また、図5には、従来から採用されている腐食防止剤が形成する樹脂皮膜を模式的に示している。これらの樹脂皮膜の構成、特性および機能等については後述する。
In the anti-corrosion measures in the present invention, a usage mode in which the selected optimum corrosion inhibitor is applied to the outer periphery of the
図3には、本発明が腐食防止の対象とする熱交換機構の他の一形態である冷却機構部を示している。図3は、冷蔵庫を構成する壁部の断面の一部を示すもので、冷却機構部30は当該壁部内にて構成されているものである。当該壁部は、ステンレス製の外装板31および内装板32、内装板32の裏面に接触して螺旋状に配設されている銅製パイプ33、外装板31および内装板32が形成する空間部に充填されている発泡ウレタン等の断熱材34にて構成されている。当該冷却機構部30は、銅製パイプ33とステンレス製内装板32とによって構成されている。
FIG. 3 shows a cooling mechanism that is another embodiment of the heat exchange mechanism that is the subject of the present invention to prevent corrosion. FIG. 3 shows a part of the cross section of the wall portion constituting the refrigerator, and the
当該冷却機構部30においては、銅製パイプ33に冷却媒体が導入されて循環流動し、この間、冷却媒体の熱が銅製パイプ33から内装板32に伝熱され、内装板32を介して冷蔵庫の冷蔵室内を冷却する。当該冷却機構部30においては、銅製パイプ33の外表面に樹脂成分を主要構成成分とする腐食防止剤を塗布して、その外表面に樹脂皮膜33aを形成する手段が採られている。なお、当該冷却機構部30にあっては、銅製パイプ33が接触する内装板32の裏面側にも腐食防止剤を塗布するようにしてもよい。当該腐食防止剤としては、本発明で選定した最適な腐食防止剤が採用される。
In the
本発明で選定した最適な腐食防止剤は、フェノール変性エポキシ樹脂塗料と、ベンゾトリアゾールと、アルミニウムフレークを主要構成成分とするもので、アルミニウム粉末がベンゾトリアゾールとともに、フェノール変性エポキシ樹脂塗料中に無数に混在しているものである。 The optimum corrosion inhibitor selected in the present invention is mainly composed of phenol-modified epoxy resin paint, benzotriazole, and aluminum flakes, and aluminum powder together with benzotriazole is innumerable in phenol-modified epoxy resin paint. It is a mixture.
本発明で選定した腐食防止剤の一例は、主剤としてのエポキシ樹脂70〜80部、硬化剤としてのフェノール樹脂20〜30部、アルミニウム粉末10〜30部、および、ベンゾトリアゾール0.1〜1.5部を組成とする1液加熱硬化型の防食性塗料であり、好ましくは、これらの成分の配合に、界面活性剤として機能するアセチルアセトン金属塩0.1〜1.5部を添加してなるものである。 An example of the corrosion inhibitor selected in the present invention includes 70 to 80 parts of an epoxy resin as a main agent, 20 to 30 parts of a phenol resin as a curing agent, 10 to 30 parts of aluminum powder , and 0.1 to 1 of benzotriazole. It is a one-component heat-curing anticorrosive paint having a composition of 5 parts , and preferably, 0.1 to 1.5 parts of an acetylacetone metal salt functioning as a surfactant is added to the blend of these components Is.
当該腐食防止剤の一成分あるフェノール変性エポキシ樹脂塗料としては、例えば、顔料を含有していないフェノール変性エポキシ樹脂クリア(オルガ1000Hクリア:日本ペイント株式会社製)を好適に採用することができる。また、当該腐食防止剤に一成分であるアルミニウム粉末は、平均粒径が数μm〜数10μmのものが好ましく、例えば、平均粒径5μmのフレーク状のアルミニウム(Al−S NO.22000:大和金属粉工業株式会社製)や、平均粒径33μmのフレーク状のアルミニウム(Al−S NO.600:大和金属粉工業株式会社製)を好適に採用することができる。 As the phenol-modified epoxy resin paint which is one component of the corrosion inhibitor , for example, a phenol-modified epoxy resin clear (Olga 1000H clear: manufactured by Nippon Paint Co., Ltd.) which does not contain a pigment can be suitably employed. The aluminum powder which is one component in the corrosion inhibitor preferably has an average particle diameter of several μm to several tens of μm, for example, flaky aluminum having an average particle diameter of 5 μm (Al-S NO. 22000: Yamato Metal). Flour Industries Co., Ltd.) and flaky aluminum having an average particle size of 33 μm (Al-S NO. 600: manufactured by Yamato Metal Powder Industries Co., Ltd.) can be suitably employed.
図4(a)は、本発明で選定した最適な腐食防止剤が熱交換器20の母材の外表面に形成している樹脂皮膜20aを示しており、同図(b)は、従来から使用している腐食防止剤が熱交換器20の母材の外表面に形成している樹脂皮膜20bを示している。樹脂皮膜20aは、フェノール変性エポキシ樹脂塗料を主体とする樹脂層a1と、樹脂層a1内に配列している一成分としての、無数のアルミニウム粉末(アルミニウムフレーク群a2)とによって形成されているものである。これに対して、樹脂皮膜20bは、従来の腐食防止剤であるフェノール変性エポキシ樹脂クリアを主体とする樹脂層bのみにて形成されているのである。本発明に係る各腐食防止剤の使用態様では、当該樹脂皮膜20aが熱交換器20の外表面の全てを被覆している。
FIGS. 4 (a) shows the
本発明に係る一実施形態の熱交換器20においては、その外表面に樹脂皮膜20aが形成されている。当該樹脂皮膜20aにおいては、樹脂層a1が熱交換器20の外表面に対する腐食性ガスや湿気の接触を遮断すべく機能するとともに、樹脂層a1内で配列する無数のアルミニウムフレーク群a2が、腐食性ガスの腐食成分を溶存する結露水等の樹脂層a1内への浸入を阻止すべく機能する。また、無数のアルミニウムフレーク群a2は、当該熱交換器20を構成する銅製パイプ21に対して犠牲陽極として機能するものと認められる。このため、仮に、腐食性成分を含有している前記結露水が樹脂層a1内に浸入しても、銅製パイプ21の腐食の発生は防止される。
In the
また、当該樹脂皮膜20aにおいては、樹脂層a1を形成している樹脂塗料がアルミニウムフレーク群a2を配列状態に保持するバインダーとしても機能するが、当該樹脂塗料においては、その分子構造の主鎖中にはエステル結合が存在せずに、これに代わるエーテル結合が存在している。分子構造の主鎖中のエーテル結合は、エステル結合に比較して耐水性および耐薬品性に優れていて、硫化水素ガスや酢酸ガス等腐食性ガスの腐食成分によって分子結合の部位が切断される等の損傷を受けることは少ない。
In the
従って、当該樹脂皮膜20aは、熱交換器20の外表面に対する腐食性ガスや湿気の接触を遮断することは勿論であるが、腐食性ガスの腐食成分を溶存している水溶液の浸入および浸透を阻止して、樹脂皮膜20aの局部的な破壊や樹脂皮膜20aの熱交換器20の外表面からの剥離を防止する。
Accordingly, the
当該樹脂皮膜20aにおいては、かかる機能に加えて、無数のアルミニウムフレーク群a2が擬似電極として機能してアルミ製フィン22の電位差に起因する腐食の発生を防止するとともに、樹脂皮膜20aの熱伝導を高めるべく機能し、熱交換器20の外表面上に樹脂皮膜20aを形成することに起因する、熱交換器20における熱交換効率の低下を大きく防止する。
In the
本発明で採用している腐食防止剤が形成する樹脂皮膜20aにおいては、樹脂層a1が第3の成分として、銅パイプ21の腐食防止に極めて有効なベンゾトリアゾールを含有していることから、当該熱交換器20に対する一層の腐食防止効果を奏することになる。
In the
上記した本発明で採用した腐食防止剤の機能の説明は、熱交換機構の一形態である熱交換器20を適用対象とするものであるが、本発明で採用した腐食防止剤は、熱交換機構の他の一形態である冷却機構部30に対しても、樹脂皮膜20aと同様の樹脂皮膜を形成し、同様の作用効果を奏する。
The description of the function of the corrosion inhibitor employed in the present invention described above applies to the
本実施例では、本発明で規定する腐食防止剤を使用した実験(実施例)と、これに併せて、本発明で規定する腐食防止剤に近似する同系統の腐食防止剤を使用した実験(比較例)、および、一般に使用されている従来の腐食防止剤を使用した実験(比較例)を試み、これらの腐食防止効果を確認した。各実験では、各腐食防止剤(供試剤)の樹脂皮膜(20a1…実施例,20a2…比較例,20b…比較例)にて外表面の全面を被覆してなる熱交換器20を、冷蔵庫の庫内の上方に設置し、庫内を所定濃度の腐食性ガスを含む空気雰囲気とした状態で当該冷蔵庫の冷却運転を長期間行って、冷却運転中における熱交換器20の腐食状態、および、ガス漏洩の確認を行った。得られた結果を表1に示す。
In this example, an experiment using the corrosion inhibitor defined in the present invention (Example) and an experiment using the same type of corrosion inhibitor similar to the corrosion inhibitor defined in the present invention (Example) Comparative Examples) and experiments (comparative examples) using conventional corrosion inhibitors that are generally used were tried, and their corrosion prevention effects were confirmed. In each experiment, a
(供試剤):供試剤1は、本発明で規定する腐食防止剤に近似する同系統のもので、フェノール変性エポキシ樹脂塗料70wt%と、アルミニウムフレーク30wt%を主要構成成分とする焼付け型塗料であり、これにアセチルアセトン金属塩1.5wt%を含有させている。 (Test agent): Test agent 1 is of the same type as that of the corrosion inhibitor defined in the present invention , and is a baking type mainly composed of 70 wt% phenol-modified epoxy resin paint and 30 wt% aluminum flakes. It is a paint and contains 1.5 wt% of acetylacetone metal salt.
供試剤2は、本発明で規定する腐食防止剤に該当するもので、フェノール変性エポキシ樹脂塗料70wt%と、アルミニウム粉末30wt%と、ベンゾトリアゾール1wt%を主要構成成分とする焼付け型塗料であり、これにアセチルアセトン金属塩1.5wt%を含有させている。 Specimen 2 corresponds to the corrosion inhibitor defined in the present invention , and is a baking type paint mainly composed of 70 wt% phenol-modified epoxy resin paint, 30 wt% aluminum powder, and 1 wt% benzotriazole. In this, 1.5 wt% of acetylacetone metal salt is contained.
供試剤3は、フェノール変性エポキシ樹脂クリアを主要構成成分とする従来使用している焼付け型塗料である。 The test agent 3 is a baking-type paint that has been used in the past, with a phenol-modified epoxy resin clear as a main constituent.
各供試剤1,2におけるフェノール変性エポキシ樹脂塗料は、日本ペイント株式会社製の「オルガ1000Hクリア」であって、エポキシ樹脂ワニス60.5wt%、エポキシ溶性フェノール樹脂ワニス31.7wt%、溶剤7.6wt%、添加剤0.2wt%からなる。また、溶剤は、トルエン(15〜20wt%)、n−ブチルアルコール(5〜10wt%)、イソブチルアルコール(5〜10wt%)、ジアセトンアルコール(15〜20wt%)からなる混合溶剤である。 The phenol-modified epoxy resin paint in each of the test agents 1 and 2 is “Olga 1000H Clear” manufactured by Nippon Paint Co., Ltd., having an epoxy resin varnish of 60.5 wt%, an epoxy-soluble phenol resin varnish of 31.7 wt%, and a solvent 7 .6 wt% and additive 0.2 wt%. Moreover, a solvent is a mixed solvent which consists of toluene (15-20 wt%), n-butyl alcohol (5-10 wt%), isobutyl alcohol (5-10 wt%), and diacetone alcohol (15-20 wt%).
また、各供試剤1,2におけるアルミニウム粉末は、大和金属粉工業株式会社製のアルミニウム粉末(Al−S NO.22000)である。当該アルミニウム粉末は、Al99.3wt%、(Fe+Si)0.7wt%、Cu0.1wt%、(Mn+Mg+Zn)0.15wt%の組成の純度で、平均粒径約5μmの鱗片状を呈するアルミニウムフレークである。なお、当該アルミニウム粉末に替えて、大和金属粉工業株式会社製のアルミニウム粉末(Al−S NO.600)を採用してもよい。当該アルミニウム粉末は、平均粒径約33μmの鱗片状を呈するアルミニウムフレークである。 The aluminum powder in each of the test agents 1 and 2 is an aluminum powder (Al-S NO. 22000) manufactured by Daiwa Metal Powder Industry Co., Ltd. The aluminum powder is aluminum flakes having a flake shape with an average particle diameter of about 5 μm with a purity of composition of Al 99.3 wt%, (Fe + Si) 0.7 wt%, Cu 0.1 wt%, (Mn + Mg + Zn) 0.15 wt%. . In addition, it may replace with the said aluminum powder and may employ | adopt the aluminum powder (Al-S NO.600) by Yamato Metal Powder Industry Co., Ltd. The aluminum powder is aluminum flakes having a scale shape with an average particle diameter of about 33 μm.
また、各供試剤1,2におけるアセチルアセトン金属塩はAl(C5H7O2)3であって、日本化学産業株式会社製のナーセムアルミニウムである。アセチルアセトン金属塩は、アルミニウム粉末の分散状態を安定させるため、アルミニウム粉末の約5.5wt%添加している。なお、当該アセチルアセトン金属塩の添加量は、例えば約1.0wt%まで減量してもよい。 Further, the acetylacetone metal salt in each of the test agents 1 and 2 is Al (C 5 H 7 O 2 ) 3 , which is nursem aluminum manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd. The acetylacetone metal salt is added in an amount of about 5.5 wt% of the aluminum powder in order to stabilize the dispersion state of the aluminum powder. In addition, you may reduce the addition amount of the said acetylacetone metal salt to about 1.0 wt%, for example.
(樹脂皮膜の形成):熱交換器20の外表面上での樹脂皮膜の形成は、対応する各供試剤を各熱交換器20の外表面に塗布して、焼付け手段(180℃で20分)を施すことによって行った。形成された樹脂皮膜を、供試剤1にて形成した樹脂皮膜を樹脂皮膜20a1(実施例)、供試剤2にて形成した樹脂皮膜を樹脂皮膜20a2(比較例)、供試剤3にて形成した樹脂皮膜を樹脂皮膜20b(比較例)と称する。各樹脂皮膜20a1,20a2,20bの膜厚は、30〜50μmの範囲とした。
(Formation of resin film): The resin film is formed on the outer surface of the
(冷蔵庫の運転条件):外表面に樹脂皮膜20a1、20a2、20bをそれぞれ形成した各熱交換器20を冷却器として、庫内に配設してなる各冷蔵庫を用意し、各冷蔵庫の庫内を腐食性ガスの雰囲気(硫化水素濃度約6ppm+酢酸濃度約1ppm)に形成した状態で、各冷蔵庫の冷却運転を長期間に渡って行った。
(Operating conditions of the refrigerator): Using each
腐食性ガス(硫化水素ガス+酢酸ガス)の雰囲気の形成には、腐食性ガス発生源である下記に示す2種類の水溶液を収容するそれぞれのビーカを使用し、両ビーカを同一の冷蔵庫の庫内に同時に収納した。但し、両ビーカは、約200時間の運転毎に、新しい水溶液を収容するビーカと交換した。なお、庫内を適度な湿度に保持するために、水100gを収容するビーカを、上記した両ビーカと併せて庫内に収納した。 To form an atmosphere of corrosive gas (hydrogen sulfide gas + acetic acid gas), each beaker containing the following two types of aqueous solutions that are corrosive gas generation sources is used, and both beakers are stored in the same refrigerator. Stored at the same time. However, both beakers were replaced with beakers containing new aqueous solutions every 200 hours of operation. In addition, in order to hold | maintain the inside of a store | chamber in moderate humidity, the beaker which accommodates 100g of water was accommodated in the store | warehouse | chamber together with both above-mentioned beakers.
硫化水素ガスは、ゆで卵や硫黄泉等から発生する腐食性ガスを想定したもので、容量500mLのビーカ中の水100gに硫化ナトリウム24gを溶解し、硫化ナトリウムが完全に溶解した状態の水溶液中にリン酸二水素カリウム5.44gを溶解して、硫化水素ガスの発生源を形成した。当該水溶液を収容するビーカを硫化水素ガス発生源とする。 Hydrogen sulfide gas is assumed to be corrosive gas generated from boiled eggs, sulfur springs, etc., in an aqueous solution in which 24 g of sodium sulfide is dissolved in 100 g of water in a 500 mL beaker and sodium sulfide is completely dissolved. Then, 5.44 g of potassium dihydrogen phosphate was dissolved to form a hydrogen sulfide gas generation source. A beaker containing the aqueous solution is used as a hydrogen sulfide gas generation source.
酢酸ガスは、食酢、パン生地、マヨネーズ等から発生する腐食性ガスを想定したもので、容量500mLのビーカ中の水90gに氷酢酸10gを完全に溶解して、酢酸ガスの発生源を形成した。当該水溶液を収容するビーカを酢酸ガス発生源とする。 Acetic acid gas was assumed to be corrosive gas generated from vinegar, bread dough, mayonnaise, etc., and 10 g of glacial acetic acid was completely dissolved in 90 g of water in a 500 mL beaker to form a source of acetic acid gas. A beaker containing the aqueous solution is used as an acetic acid gas generation source.
(実験での試験項目):各実験での試験項目を、熱交換器20の外観観察による腐食状態の確認、熱交換器20が冷却不良に達する期間の確認、熱交換器20がガス漏れに達する期間の確認の3項目とした。
(Test items in the experiment): The test items in each experiment were confirmed by confirming the corrosion state by observing the appearance of the
熱交換器20の外観観察は、冷蔵庫の冷却運転前、冷却運転開始後16日目、44日目、203日目の熱交換器を写真に撮って、撮った写真によって判定した。熱交換器20の冷却不良の確認は、冷却器および庫内の温度検知に基づいて判定した。熱交換器20のガス漏れの確認は、チェック液を塗布した熱交換器20の内部にガス圧1MPaの窒素ガスを付与し視認により確認した。なお、本実験の冷蔵庫の冷却運転では、熱交換器20に冷却不良やガス漏れが確認された冷蔵庫については、これらが確認された時点で、冷却運転を中止した。
Appearance observation of the
(実験結果):冷蔵庫の冷却運転では、庫内が過酷な腐食性ガスの雰囲気にあるため、各熱交換器20では共に腐食の発生が確認された。腐食の確認は、腐食の発生により生成される黒色状および緑青色状の付着物の有無、および、付着物の生成量に基づいて行った。腐食は、先端側のリターンベンド部およびデフロストヒータ部で発生し、腐食の部位は隣合うリターンベンド部に漸次拡がり、また、デフロストヒータ部にて漸次拡がり、冷却運転の終了時点では、ほぼ全てのリターンベンド、および、デフロストヒータ部の全ての部位に拡大している。
(Experimental result): In the cooling operation of the refrigerator, since the inside of the refrigerator was in a severe corrosive gas atmosphere, the occurrence of corrosion was confirmed in each
冷蔵庫の冷却運転では、各熱交換器20における腐食の発生の傾向はほぼ同様であるが、冷却運転の日数に対応する腐食の度合いは、各熱交換器20において差が認められる。本発明で規定する腐食防止剤に近似する防止剤により形成される樹脂被膜20a1、本発明で規定する腐食防止剤により形成された樹脂皮膜20a2を有する熱交換器20では、従来の腐食防止剤により形成された樹脂皮膜20bを有する熱交換器20に比較して、腐食の度合いは低いことが確認された。また、本発明で規定する腐食防止剤により形成される樹脂被膜20a2と、本発明で規定する腐食防止剤に近似する防止剤により形成される樹脂被膜20a1、との間では、腐食の度合いは前者の方が一層低いことが確認された。得られた結果の評価を表1に示す。
In the cooling operation of the refrigerator, the tendency of the occurrence of corrosion in each
但し、評価は、◎,○,△,×の4段階で行い、腐食の発生が認められない状態を◎とし、腐食の発生が認められるが局部的であるとともに局部的な腐食の程度が低い状態を○とし、腐食の発生が全体に達していて全体の腐食の度合いが中程度で熱交換器20からのガスの漏洩が発生する直前と想定し得る状態を△とし、腐食の発生が全体に達していて全体の腐食の度合いが高く熱交換器20からのガスの漏洩が発生しているものと想定し得る状態を×とした。
However, the evaluation is performed in four stages, ◎, ○, △, and ×, where ◎ is the state where no corrosion is observed, and the occurrence of corrosion is recognized, but it is local and the degree of local corrosion is low. The state is ◯, the state of corrosion that has reached the whole, the degree of overall corrosion is medium, and the state that can be assumed to be immediately before gas leakage from the
熱交換器20の冷却不良については、樹脂皮膜20a1を有する熱交換器20では、冷却運転開始後203日目に認められ、樹脂皮膜20bを有する熱交換器20では、冷却運転開始後44日目に認められた。また、樹脂皮膜20a2を有する熱交換器20では、冷却運転開始後203日目でも冷却不良は認められなかった。これらの結果は、表1に示す腐食の発生の確認結果にほぼ一致している。
Regarding the cooling failure of the
熱交換器20のガス漏れについては、樹脂皮膜20a1を有する熱交換器20では、冷却運転開始後203日目に認められ、樹脂皮膜20bを有する熱交換器20では、冷却運転開始後44日目に認められた。また、樹脂皮膜20a2を有する熱交換器20では、冷却運転開始後203日目でも冷却不良は認められなかった。これらの結果についても、表1に示す腐食の発生の確認結果にほぼ一致している。
Gas leakage from the
10…冷凍回路、11…循環管路、12…圧縮機、13…凝縮器、14…減圧器、20…熱交換器、21…銅製パイプ、22…アルミ製フィン、23…ベント、20a…樹脂皮膜、a1…樹脂層、a2…アルミニウムフレーク群、20b…樹脂皮膜、b…樹脂層、30…冷却機構部、31…外装板、32…内装板、33…銅製パイプ、33a…樹脂層、34…断熱材。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Refrigeration circuit, 11 ... Circulation line, 12 ... Compressor, 13 ... Condenser, 14 ... Depressurizer, 20 ... Heat exchanger, 21 ... Copper pipe, 22 ... Aluminum fin, 23 ... Vent, 20a ... Resin Coating, a1 ... resin layer, a2 ... aluminum flake group, 20b ... resin coating, b ... resin layer, 30 ... cooling mechanism, 31 ... exterior plate, 32 ... interior plate, 33 ... copper pipe, 33a ... resin layer, 34 ... insulation.
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