JPH02122199A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、瞬間湯沸器、給湯機器、暖房機器などに使用
されるアルミニウム製伝熱部材よりなる熱交換器に関す
るものである。

従来の技術 従来の瞬間湯沸器に使用されている熱交換器を第１図に
示す。同図に示す通り熱交換器は、燃焼室を内部に設け
たドラム１と熱交換される流体が通過する熱交換チュー
ブ２とドラム１の上部に設けられた吸熱フィン３の伝熱
部材より構成されている。

この構成において、燃焼排ガス接触側、特にドラム１と
熱交換チューブ２との接触部、あるいは吸熱フィン３と
熱交換チューブ２との接触部などの低温部では、燃焼排
ガス中に含まれているＮＯＸ、ＳＯｘ、Ｃｏ、ＣＯｚ水
蒸気などが凝縮結露して酸になる。この酸により、前記
の伝熱部材を構成するアルミニウムが腐食するのを防止
するため、シリコン変成エポキシ系などの塗料を塗布し
たりしている。

発明が解決しようとする課題 最近の給湯機器は、より高効率化、コンパクト化を図る
ため、燃焼排ガス温度が低下し、熱交換器内の結露量が
増加している。さらに燃焼室負荷も大きくなってきてい
るので、高ＮＯｘ化することにより結露水の酸性化が進
んでいる。この結果、結露腐食が非常にしやすくなり、
従来のシリコン変性エポキシ系塗料では、熱的にも弱く
酸性結露水による腐食も抑えきれず、腐食生成物が発生
する。

これらの腐食生成物は、吸熱フィン３に堆積して排ガス
流を阻害して不完全燃焼を引き起こしたりして、熱交換
効率を著しく低下させるとともに、剥離した粉状の落下
物で、湯沸器が設置されている周囲を汚染させるため、
衛生上も好ましいものではなかった。

また、腐食の進行によってドラムｌや吸熱フィン３に穴
があくなどの問題も発生し、安全上も好ましくなかった
。

本発明は上記課題を解決し、腐食作用を抑えた熱交換器
を提供するものである。

課題を解決するための手段 本発明は、上記課題を解消するもので、燃焼室を内部に
形成したアルミニウム製ドラムと熱交換チューブと吸熱
フィンよりなる伝熱部材表面を亜鉛で被覆後さらに酸化
アルミニウムの１８０メッシ粉末とシリコン樹脂から成
るアルミニウムペーストでコーティング層を形成したも
のである。

作用 伝熱部材を構成するアルミニウムが腐食するのを防止す
るため、犠牲陽極による防食効果のある亜鉛メツキ後さ
らに耐熱性を有し、亜鉛被覆層を密着性のよいアルミニ
ウムペーストでコーティング層を形成することによって
、燃焼排ガスが溶解した酸性結露水が生じても、腐食を
防止することができる。この結果、腐食によっておこる
不完全燃焼、熱交換効率の低下、腐食生成物の飛散、落
下による汚染を防止することができる。

実施例 以下、本発明の一実施例について説明する。

第１図に示すアルミニウム製ドラム１、吸熱フィン３、
熱交換チューブ２よりなる伝熱部材表面上に電気亜鉛メ
ツキを行い、さらにその表面に１８０メッシの酸化アル
ミニウムの微粉末をシリコン樹脂に分散混合して得た塗
料を塗布、焼成させることにより、コーティング層が形
成されている。

この構成において、第１図に示す熱交換器のドラム１内
の燃焼室下部に配置されたバーナ（図示せず）が燃焼し
た際、ドラム１、吸熱フィン３が熱交換チューブ２内を
流れる流体によって部分的に冷却されるために、これら
の表面に結露が生じ、燃焼排ガス中に含まれるＮ　Ｏｘ
　、　Ｓ　Ｏｘ　、　ＣＯ２などが溶解し、濃縮されて
、腐食性の強い例えば、硝酸、硫酸などの酸性結露水と
なる、また吸熱フィン３の先端部は、２５０℃以上の高
温になっている。

アルミニウム伝熱部材面に被覆した亜鉛と密着性のよい
アルミペーストのコーティング層は、４００℃の高温下
でも充分耐え得る優れた耐熱性を硝酸、硫酸などの酸に
も耐え得る優れた耐腐食性を有する。さらに、このコー
ティング層内は、耐熱性、耐酸性に優れた酸化アルミニ
ウムの微分束が均一に分散されており、コーティング層
が緻密になっているので酸性結露水の侵入を防止できる
。もし、万一、長期間使用してこのコーティング層が劣
化しても、その時は下の亜鉛層が犠牲陽極として伝熱部
材のアルミニウムを防食するので、伝熱部材のアルミニ
ウムは腐食することがない。

したがって、アルミニウム伝熱部材は、２重の防食法に
より腐食を防止することができるとともに腐食生成物の
吸熱フィン３やドラム１０表面への堆積がなくなるので
、それが原因で起こる不完全燃焼や汚染を防止でき、熱
交換器としての耐久性、信頬性を向上することができる
。また、コーティング層内に均一に分散している酸化ア
ルミニウム微粉末の充填材は、熱伝導性に優れておりま
た従来のような腐食による熱効率の低下がなくなるので
長期にわたり、優れた熱交換効率を維持することができ
る。

次に、熱交換器の結露環境におけるアルミニウム伝熱部
材に対する従来のシリコン変性エポキシ系、ポリフェニ
レンサルファイド系、ポリエーテルサルホン系、アルミ
ペースト■系と本発明のアルミペースト■系コーティン
グ材の耐熱、耐食性を比較、評価した結果は、第２図の
表に示すとうりであり、密着性、耐熱性、耐結露腐食性
が従来に比べて優れていることがわかる。なお、この実
験の母材は、厚さ１．０ｍのＡ　３００３に電気亜鉛メ
ツキ（５〜１０μｍ）したものを使用したが、電気亜鉛
メツキをしない母材のものは、本発明のアルミペースト
でも密着性が悪かった。このことより、母材アルミニウ
ムの防食効果を示す亜鉛層は、アルミペーストとの密着
性もよくしていることがわかった。

さらに、充填材として、酸化アルミニウムの１８０メッ
シの微粉末を均一に分散させた本発明のアルミペースト
■は、従来の１２０メッシに比較して、すべての評価項
目で優れていることがわかる。この酸化アルミニウムの
微粉末は２００．２５０．３００、メッシでも同様に優
れていることがわかった。

なお、コーティング層を形成する際の塗料組成、膜厚塗
料粘度などは、被塗物である熱交換器の形状、コーティ
ング方法によって適宜選定することができ、限定される
ものではない。

発明の効果 以上、説明したように本発明は、燃焼室を内部に形成し
たアルミニウム製ドラムと吸熱フィンと熱交換チューブ
よりなる伝熱部材表面に犠牲陽極による防食効果がある
亜鉛層を設け、さらにその表面に密着性、耐腐食性、耐
熱性、熱伝導性に優れたコーティング層を形成して２重
の防食方式を採用しているので、 （１）伝熱部材の腐食がなくなり、熱交換器としての耐
久性が大巾に向上する。

（２）　　ドラム、吸熱フィン部への腐食生成物の堆積
がなくなり、不完全燃焼を防止することができるととも
に周囲への汚染がなくなる。

（３）長期にわたり　初期の優れた熱交換効率を維持す
ることができる。

などの効果を有し、実用的価値が極めて高いものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は瞬間湯沸器の熱交換器を示す外観斜視図、第２
図はコーテイング材の特性表である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）アルミニウム製熱交換器の燃焼ガスが接触する伝
   熱部材面を亜鉛で被覆後さらにその表面にアルミニウム
   ペーストでコーティングした熱交換器。
2. （２）請求項（１）記載のコーティングは酸化アルミニ
   ウムの１８０メッシ以上の粉体とシリコン樹脂を含むコ
   ーティング層で形成した熱交換器。