JPH03294372A - 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ｌ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ｌ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
ガス中に含まれるＮＯＸ、ｓｏ、、ｃｏ、ｃｏ、水蒸気
などが凝縮結露して酸となる。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ことを防止す
るため、シリコン変性エポキシ系塗料を塗布している。

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、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、結露水の酸化が進む
。これらの結果、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を抑えきれずに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、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
。

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の表面に亜鉛の被覆層を設け、
さらにこの表面にポリボロシロキサン、もしくはポリチ
タノカルボシランにリン酸ガラスを含有させたファイン
セラミックス系塗料層を形成したものである。

作用 上記構成において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、さらに耐熱性を有するポリボロシロキ
サンもしくはポリチタノカルボシランにリン酸ガラスを
含有させたセラミックス系塗膜層を形成する。この塗膜
層は温度上昇によって有機物が分解しピンホールが増す
が、リン酸ガラスを含有するのでこの溶解成分によりほ
とんどピンホールのないち密な膜が形成される。

これにより、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。図示のとお
り、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、さらにその表面に昭和電線のポリボロシロキサンＳ
ＭＰ７０を１００重量分、もしくはポリカルボシランと
チタン化合物によって架橋結合された有機金属ポリマー
、ポリチタノカルホシランヲ１００重量分に、日本フェ
ロ−のリン酸ガラスＸＰＧ５Ｍを５０重量分含有させ、
シリカ、アルミナなどの酸化物系セラミック、あるいは
、炭化ケイ素、窒化ケイ素などの非酸化物系セラミック
微粉末のいずれか少なくとも一種の充填剤を５０重量分
添加し、溶剤とともにアトライターで混ぜ塗料化したも
のを塗布し、１００°ＣＴ：ｌＯ分乾燥後、５００°Ｃ
で１０分焼成したファインセラミックスコーティング層
を形成している。

この構成において、図に示す熱変換器のドラム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ｌ、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
面に結露が生し、燃焼排ガス中に含まれるＮ　ＯＸ　、
Ｓ　ＯＸ　、　ＣＯ！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ポロ
シロキサンもしくはポリチタノカルボシランにリン酸ガ
ラスを含有させたセラミックコーティング層は、４００
℃以上の高温下でも充分耐え得る優れた耐熱性と硝酸、
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、コーティング層内は、耐熱性、耐酸性に優れたシ
リカ、アルミナ、炭化ケイ素、窒化ケイ素微粉末などの
充填剤が均一に分散されており、コーティング層がち密
になっているので、酸性結露水の侵入を防くことができ
る。

もし、万一、長期間使用してこのコーティング層内が劣
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。

従って、アルミニウム伝熱部材は、二重の防食法により
腐食を防止できるとともに、腐食生成物の吸熱フィン３
やドラムｌの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することができ、熱交
換器としての耐久性、信鎖性を向上することができる。

また、コーティング層内ｌこ均一に分散している、シリ
カ、アルミナ、炭化ケイ素、窒化ケイ素などの微粉末の
充填剤は、熱伝導性に優れており、従来のような腐食に
よる熱効率の低下がなくなるので、長期に渡り、優れた
熱交換率を維持することができる。

次に、ＦＲＫ試験灯油断続燃焼試験１０００Ｈｒ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
ポキシ系と本発明のポリボロシロキサンにリン酸ガラス
を含有させたコーテイング材の耐食性を評価した結果、
従来品は著しい腐食が認められたのに対し、本発明のポ
リボロシロキサン＋リン酸ガラスはほとんど腐食が認め
られず耐食性に優れていることがわかった。また本発明
のポリチタノカルボシランにリン酸ガラスを含有させた
コーテイング材についても同様の結果が得られ、耐食性
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、被覆物である熱交換器の形状、コーテ
ィング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、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のある
亜鉛層を設け、さらに、その表面に密着性、耐腐食性、
耐熱性、耐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 ■　伝熱部材の腐食がなくなり、熱交換器としての耐久
性が大幅に向上する。

■　ドラム、吸熱フィン部への腐食生成物の堆積がなり
、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。

■　長期にわたり、初期の優れた熱交換率を維持するこ
とができる。

などの効果を有し、価値が極めて高いものである。

【図面の簡単な説明】

図は、従来および本発明の一実施例における熱交換器を
用いた瞬間湯沸器を示す外観斜視図である。 １・・・・・・ドラム、２・・・・・・熱交換チューブ
、３・・・・・・吸熱フィン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　燃焼ガスが接触するアルミニウムよりなる熱交換器の
   伝熱部材の表面に亜鉛の被覆層を設け、この被覆層の表
   面にポリボロシロキサンもしくはポリチタノカルボシラ
   ンにリン酸ガラスを含有したセラミック被膜を形成した
   熱交換器。