JPH11159877A - 熱交換器、電気防食装置および熱交換器の電気防食方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】凝縮水が結露している間だけ電気防食を施すこ
とにより、給水管の孔食を防ぎ、かつ感電等に対する安
全性を向上させた熱交換器、電気防食装置および熱交換
器の電気防食方法を提供する。 【解決手段】熱交換器５０のうち凝縮水による腐食から
保護すべき防食箇所の近傍に電極５４を配置し、電極５
４が陽電極に防食箇所が陰電極になるようにこれらの間
に定電圧電源７１から所定の電圧を印加し、凝縮水を通
じて電極５４と防食箇所との間に流れる電流を電流検知
器７２で検知し、電流が所定値以下に低下したとき電圧
印加制御部７３は、定電圧電源７１による電圧の印加を
停止させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料を燃焼させた
際に生じる排気の熱を吸収して受熱管の中を流れる被加
熱流体を加熱する金属製の熱交換器を前記排気の潜熱を
吸収することで結露する凝縮水による腐食から保護する
電気防食装置、当該電気防食装置を付加した熱交換器お
よび電気防食方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】メタン、プロパン、ブタン、石油、灯油
などの燃料を燃焼させた際に生じる熱を吸収して、給水
等の被加熱流体を加熱する熱交換器では、排気の潜熱を
吸収する際に生じる凝縮水が熱交換器の表面に生じるこ
とがある。この凝縮水は、燃焼空気が高温で酸化して生
成された窒素酸化物（ＮＯｘ）やガス漏れ検知のために
燃焼ガスに添加された付臭剤が酸化することで生成され
た硫黄酸化物（ＳＯｘ）等が溶解し、硝酸と硫酸との溶
融したｐＨ２〜３の酸性の水滴になっている。

【０００３】このような結露した酸性の凝縮水によって
熱交換器が腐食され、内部の流体が漏れ出るような事態
を防止するために、従来の熱交換器では、その表面を耐
酸性の塗料などで被覆したり、熱交換器の近傍に電極を
配置し、当該電極が陽電極に、熱交換器自身が陰電極に
なるように電圧を常時かけて電気防食するなどの対策を
施していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、耐酸性
の塗膜にピンホールなどの欠落部分が生じたり、長年の
使用によって塗膜が劣化して欠落部分が生じることがあ
り、被膜で被覆したのみでは、熱交換器を凝縮水による
腐食から十分に保護することができなかった。

【０００５】また、電気防食を施すものでは、凝縮水が
結露しているか否かにかかわらず、電極と熱交換器の間
に、常時、電圧を印加しているので、陰電極となる熱交
換器の受熱管から管内の給水に電子が流れ出し、これが
給水管を酸化させ、場合によっては、地中に埋めてある
部分で給水管に穴が空いてしまう等の問題があった。ま
た常時、電圧を印加しているので、感電などに対する安
全性を十分に確保することが難しかった。

【０００６】本発明は、このような従来の技術が有する
問題点に着目してなされたもので、凝縮水が結露してい
る間だけ電気防食を施すことにより、給水管の孔食を防
ぎ、かつ感電等に対する安全性を向上させた熱交換器、
電気防食装置および熱交換器の電気防食方法を提供する
ことを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めの本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存
する。 ［１］燃料を燃焼させた際に生じる排気の熱を吸収して
受熱管（５１）の中を流れる被加熱流体を加熱する金属
製の熱交換器（５０）を前記排気の潜熱を吸収すること
で結露する凝縮水による腐食から保護する熱交換器（５
０）の電気防食装置において、前記熱交換器（５０）の
うち前記凝縮水による腐食から保護すべき防食箇所の近
傍に配置された電極（５４）と、前記電極（５４）と前
記防食箇所の間に所定の電圧を印加するための定電圧電
源（７１）と、結露した凝縮水を通じて前記電極（５
４）と前記防食箇所の間に流れる電流を検知する電流検
知手段（７２）と、前記定電圧電源（７１）から前記電
極（５４）と前記防食箇所の間に電圧を印加するか否か
を切り替える電圧印加制御手段（７３）とを備え、前記
定電圧電源（７１）は、前記電極（５４）が陽電極（５
４）に前記防食箇所が陰電極（５４）になるように接続
され、前記電圧印加制御手段（７３）は、前記電流検知
手段（７２）によって検知される電流が所定値以下に低
下したとき、前記定電圧電源（７１）による電圧の印加
を停止させることを特徴とする熱交換器（５０）の電気
防食装置。

【０００８】［２］燃料を燃焼させた際に生じる排気の
熱を吸収して受熱管（５１）の中を流れる被加熱流体を
加熱する金属製の熱交換器（５０）であって前記排気の
潜熱を吸収することで結露する凝縮水による腐食から保
護するための電気防食装置を付加したものにおいて、前
記熱交換器（５０）のうち前記凝縮水による腐食から保
護すべき防食箇所の近傍に配置された電極（５４）と、
前記電極（５４）と前記防食箇所の間に所定の電圧を印
加するための定電圧電源（７１）と、結露した凝縮水を
通じて前記電極（５４）と前記防食箇所との間に流れる
電流を検知する電流検知手段（７２）と、前記定電圧電
源（７１）から前記電極（５４）と前記防食箇所の間に
電圧を印加するか否かを切り替える電圧印加制御手段
（７３）とを備え、前記定電圧電源（７１）は、前記電
極（５４）が陽電極（５４）に前記防食箇所が陰電極
（５４）になるように接続され、前記電圧印加制御手段
（７３）は、前記電流検知手段（７２）によって検知さ
れる電流が所定値以下に低下したとき、前記定電圧電源
（７１）による電圧の印加を停止させることを特徴とす
る熱交換器（５０）。

【０００９】［３］燃料を燃焼させた際に生じる排気の
熱を吸収して受熱管（５１）の中を流れる被加熱流体を
加熱する金属製の熱交換器（５０）であって前記排気の
潜熱を吸収することで結露する凝縮水による腐食を防止
するための電気防食装置を付加したものにおいて、前記
熱交換器（５０）のうち前記凝縮水による腐食から保護
すべき防食箇所の近傍に配置された電極（５４）と、前
記電極（５４）と前記防食箇所の間に所定の電圧を印加
するための定電圧電源（７１）と、結露した凝縮水を通
じて前記電極（５４）と前記防食箇所との間に流れる電
流を検知する電流検知手段（７２）と、前記定電圧電源
（７１）から前記電極（５４）と前記防食箇所の間に電
圧を印加するか否かを切り替える電圧印加制御手段（７
３）とを備え、前記防食箇所を前記凝縮水による腐食か
ら保護するための電気的絶縁性を有する被膜（５３）で
被覆し、前記定電圧電源（７１）は、前記電極（５４）
が陽電極（５４）に前記防食箇所が陰電極（５４）にな
るように接続され、前記電圧印加制御手段（７３）は、
前記電流検知手段（７２）によって検知される前記被膜
（５３）の欠落部分を通じて前記電極（５４）と前記防
食箇所との間に流れる電流が所定値以下に低下したと
き、前記定電圧電源（７１）による電圧の印加を停止さ
せることを特徴とする熱交換器（５０）。

【００１０】［４］前記電圧印加制御手段（７３）は、
前記燃料を燃焼させて前記熱交換器（５０）の加熱が開
始されたとき前記定電圧電源（７１）から前記電圧の印
加を開始し、燃焼停止後に前記電流検知手段（７２）の
検知する電流が所定値以下に低下したとき、前記電圧の
印加を停止することを特徴とする［１］記載の電気防食
装置または［２］、［３］記載の熱交換器（５０）。

【００１１】［５］前記電極（５４）を、前記凝縮水の
通過し得る絶縁性の膜で覆い、前記電極（５４）と前記
防食箇所とが直接接触して導通することを防止したこと
を特徴とする［１］、［４］記載の電気防食装置または
［２］、［３］、［４］記載の熱交換器（５０）。

【００１２】［６］前記電極（５４）は、少なくともそ
の表面が耐食性を有する金属で形成されていることを特
徴とする［１］、［４］、［５］記載の電気防食装置ま
たは［２］、［３］、［４］、［５］記載の熱交換器
（５０）。

【００１３】［７］前記熱交換器は、排気の顕熱を主と
して吸収する顕熱回収用の熱交換器（４０）とこれより
も排気通路の下流側に配置され排気の潜熱を主として吸
収する潜熱回収用の熱交換器（５０）との双方を有する
ものにおける前記潜熱回収用の熱交換器（５０）である
ことを特徴とする［１］、［４］、［５］、［６］記載
の電気防食装置または［２］、［３］、［４］、
［５］、［６］記載の熱交換器（５０）。

【００１４】［８］燃料を燃焼させた際に生じる排気の
熱を吸収して受熱管（５１）の中を流れる被加熱流体を
加熱する金属製の熱交換器（５０）を前記排気の潜熱を
吸収することで結露した凝縮水による腐食から保護する
熱交換器（５０）の電気防食方法において、前記熱交換
器（５０）のうち前記凝縮水による腐食から保護すべき
防食箇所の近傍に電極（５４）を配置し、前記電極（５
４）が陽電極（５４）になり前記防食箇所が陰電極（５
４）になるように定電圧電源（７１）から所定の電圧を
これらの間に印加するとともに、結露した凝縮水を通じ
て前記電極（５４）と前記防食箇所との間に流れる電流
を検知し、検知される電流が所定値以下に低下したと
き、前記定電圧電源（７１）による電圧の印加を停止さ
せることを特徴とする熱交換器（５０）の電気防食方
法。

【００１５】前記本発明は次のように作用する。熱交換
器（５０）のうち凝縮水による腐食から保護すべき防食
箇所の近傍に配置された電極（５４）と、防食箇所との
間に定電圧電源（７１）から、電極（５４）が陽電極
（５４）に、防食箇所が陰電極（５４）になるように所
定の電圧をこれらの間に印加することで、熱交換器（５
０）の電気防食が行われる。電圧印加制御手段（７３）
は、電流検知手段（７２）によって検知される電流が所
定値以下に低下したとき、たとえば、電流が流れなくな
ったとき、定電圧電源（７１）による電圧の印加を停止
し、電気防食を止める。

【００１６】凝縮水が結露している間は、当該凝縮水を
通じて電子が移動するので、電流検知手段（７２）によ
って電流が検知される。一方、燃焼が停止し、結露した
凝縮水が蒸発等して無くなると、熱交換器（５０）の防
食箇所と電極（５４）との間に電流が流れなくなる。し
たがって、電流検知手段（７２）によって電流が検知さ
れなくなったとき、定電圧電源（７１）による電圧の印
加を停止させることで、結露した凝縮水が無くなった後
に電圧が印加されなくなり、給水等に電子が流れ出て給
水管等が孔食されることが防止される。また凝縮水が無
くなった以後通電を止めるので、感電等に対する安全性
を向上させることができる。

【００１７】また、熱交換器（５０）の防食箇所を凝縮
水による腐食から保護するための電気的絶縁性を有する
被膜（５３）で被覆しているので、当該被膜（５３）で
覆われている部分については被膜（５３）によって凝縮
水による腐食から保護することができ、ピンホールなど
被膜（５３）に欠落のある部分については電気防食によ
って保護することができる。このように被膜（５３）の
欠落部分だけを電気防食で保護することにより、定電圧
電源（７１）から供給すべき電流量が少なくなって電源
の小型化を図ることができるとともに、より一層効果的
に電気防食を行うことができる。

【００１８】電圧印加制御手段（７３）は、燃料を燃焼
させて熱交換器（５０）の加熱が開始されたとき、定電
圧電源（７１）から電圧の印加を開始し、燃焼停止後に
電流検知手段（７２）の検知する電流が所定値以下に低
下したとき、電圧の印加を停止する。電流が検知されな
くなった後は、電圧の印加を停止しているので、再び電
流が流れ始めることをもって電圧の印加を開始するよう
な制御はできない。

【００１９】そこで、燃料を燃焼させて熱交換器（５
０）の加熱を開始した時点から、電圧を印加すること
で、凝縮水の結露し始めるタイミングに合わせて電圧の
印加を行うことができる。また、燃焼停止後に、電流が
検知されなくなったとき、はじめて電圧の印加を停止す
るので、燃焼開始後、結露が生じるまでの間に電圧の印
加が停止したり、燃焼中に電極（５４）近傍の凝縮水が
一時的に無くなったような場合に、電圧の印加が停止し
てしまうようなことがない。

【００２０】さらに、電極（５４）を、凝縮水の通過し
得る絶縁性の膜で覆う。これにより、電極（５４）と防
食箇所とが直接接触して導通し、電気防食の効果が失わ
れたり、大電流がいつまでも流れ続けるような事態が防
止される。

【００２１】また電極（５４）を、少なくともその表面
が凝縮水に対して耐食性を備えた金属で形成する。たと
えば、チタンの棒を白金でメッキした電極（５４）やス
テンレス系の材料で形成した電極（５４）を用いる。こ
れにより、防食の効果を長期間に渡って維持することが
できる。

【００２２】なお、排気の顕熱を主として吸収する顕熱
回収用の熱交換器（４０）とこれよりも排気通路の下流
側に配置され排気の潜熱を主として吸収する潜熱回収用
の熱交換器（５０）の双方から構成される熱交換器にお
いては、潜熱回収用の熱交換器（５０）側に多量の凝縮
水が発生するので、先に述べた電気防食を、当該潜熱回
収用の熱交換器（５０）側に施すようにすればよい。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の一実
施の形態を説明する。各図は、本発明の一実施の形態を
示している。本実施の形態は、本発明にかかる熱交換器
を給湯器１０に適用したものである。図２に示すよう
に、給湯器１０は、排気中の顕熱を主として吸収する顕
熱回収用熱交換器４０と、これよりも排気の流れで下流
側に配置され、主として排気の潜熱を吸収する潜熱回収
用熱交換器５０とを備えている。このうち外部電源によ
る電気防食は潜熱回収用熱交換器５０側に施される。

【００２４】給湯器１０は、燃焼室１１を備えており、
当該燃焼室１１の下部には、バーナー１２が配置されて
いる。バーナー１２の上方には、顕熱回収用熱交換器４
０が、さらに上方には潜熱回収用熱交換器５０が配置さ
れている。顕熱回収用熱交換器４０と潜熱回収用熱交換
器５０の間には、潜熱回収用熱交換器５０に生成する凝
縮水を受け止め、凝縮水が顕熱回収用熱交換器４０に落
下するのを防止するための受け皿１３が取り付けられて
いる。

【００２５】受け皿１３は、燃焼室１１を右端の一部を
除いて上下に仕切るものであり、顕熱回収用熱交換器４
０を経由した後の排気は、受け皿１３が無い燃焼室１１
右端の開口部１４を通じて潜熱回収用熱交換器５０の配
置されている排気通路部１５に流れるようになってい
る。

【００２６】受け皿１３は、開口部１４側から燃焼室１
１の左端側に向けて下り傾斜しており、傾斜の下端部分
には、受け皿１３によって回収された凝縮水を一時的に
溜めるドレン受け１６が設けられている。ドレン受け１
６の底部には、凝縮水の排出通路１７が接続され、当該
排出通路１７の途中には、酸性の凝縮水を中和するため
の中和処理器１８が取り付けられている。

【００２７】潜熱回収用熱交換器５０の入側には給水の
流入する給水水管２１が接続され、潜熱回収用熱交換器
５０の出側は、連結水管２２によって顕熱回収用熱交換
器４０の入側と接続されている。顕熱回収用熱交換器４
０の出側には、加熱後の給水の流れ出る給湯水管２３が
接続されている。

【００２８】給水水管２１の入口部近傍には、供給され
る給水の温度を検知するための入水サーミスタ２４が、
またその下流側には、通水の有無や通水量を検知するた
めの水量センサー２５が取り付けられている。給湯水管
２３には、その出口部近傍に、出湯される湯の温度を検
知するための出湯サーミスタ２６が、またその下流側に
は、出湯される湯の流量を制限するための水量制御弁２
７が設けられている。

【００２９】燃焼室１１の左下方には、給気をバーナー
１２に向けて送り込むための燃焼ファン２８が配置され
ている。またバーナー１２に燃焼ガスを送り込むガス供
給管３１の途中には、燃焼ガスの供給をオンオフ制御す
るガス電磁弁３２、元ガス電磁弁３３と、バーナー１２
へ供給する燃焼ガスの供給量を調整するガス比例弁３４
が取り付けられている。

【００３０】給湯器１０は、給湯器１０の動作を統括制
御する回路部品を収めた電装基板３５を有し、当該電装
基板３５には、たとえば、台所等に配置され、湯温の設
定操作等の受け付けや、各種の状態表示を行うリモコン
３６が接続されている。なお、電気防食を行うための回
路部分は電装基板３５に搭載されている。

【００３１】図３は、顕熱回収用熱交換器４０および潜
熱回収用熱交換器５０をより詳細に示したものである。
顕熱回収用熱交換器４０は、加熱すべき給水の通る上下
２段に配置された顕熱受熱管４１と、排気の熱の回収効
率を高めるためのフィン４２とを備えている。顕熱回収
用熱交換器４０の顕熱受熱管４１およびフィン４２は、
ともに熱伝導率の良好な銅で形成されている。なお、こ
れらをステンレス鋼（ＳＵＳ）、アルミニウムまたはこ
れらの合金で形成してもよい。また、顕熱回収用熱交換
器４０での熱交換効率は、フィン４２等の大きさや枚数
により、約７５〜８０パーセント程度に設定されてい
る。

【００３２】潜熱回収用熱交換器５０は、加熱すべき給
水の通る上下２段に配置された受熱管５１と、排気から
の熱の回収効率を高めるための多数のフィン５２とを備
えている。ここでは、受熱管５１およびフィン５２を、
それぞれ銅で形成している。このほか受熱管５１やフィ
ン５２を、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、アルミニウムまた
はこれらの合金で形成してもよい。なお、潜熱回収用熱
交換器５０側での熱交換効率は、約１５パーセントに設
定されている。

【００３３】受熱管５１およびフィン５２は、排気と触
れる表面部（防食箇所）を耐酸性を有し、かつ電気的に
絶縁性のある被膜５３でコーティングしてある。被膜５
３として、エポキシ、テフロン、アクリル等の有機塗料
またはシリコンセラミックなどを用いることができる。

【００３４】上段の受熱管５１ａと下段の受熱管５１ｂ
の間には、棒状の電極部５４が各受熱管５１の延びる方
向に沿うように配置されている。電極部５４は、チタン
を白金でメッキした電極棒５４ａと、電極棒５４ａの周
囲を覆うガラス繊維膜５４ｂとから構成されている。電
極棒５４ａは、酸性の凝縮水によって腐食の生じ難い金
属であれば良く、たとえばステンレス系の材料で形成し
てもよい。ガラス繊維膜５４ｂは、電極棒５４ａが直接
フィン５２と電気的に接触して導通してしまうことを防
止する機能を果たすものである。ガラス繊維膜５４ｂ
は、網目状になっており、網目の隙間を通じて凝縮水が
電極棒５４ａと接触し得るようになっている。

【００３５】図１は、顕熱回収用熱交換器４０およびこ
れに接続する電気防食回路を示している。電気防食回路
は、直流１ボルトの定電圧を発生する定電圧電源７１
と、電流検知器７２と、電圧印加制御部７３とから構成
されている。定電圧電源７１の負極側は受熱管５１に接
続され、正極側は各電極棒５４ａと接続されている。酸
性の凝縮水が受熱管５１やフィン５２と電極棒５４ａと
の間に結露したとき、当該凝縮水を介してフィン５２等
と電極棒５４ａとの間が導通し、閉回路が形成され、定
電圧電源７１から電流が流れることになる。

【００３６】電流検知器７２は、凝縮水を介して形成さ
れる閉回路に流れる電流を検出するようになっている。
電圧印加制御部７３は、定電圧電源７１から電圧を印加
するか否かを切り替える制御回路である。電圧印加制御
部７３は、燃焼信号７４を基にしてバーナー１２が燃焼
中か否かを判別し、燃焼を開始した時点から、燃焼終了
後に電流検知器７２によって電流が検知されなくなるま
での間、定電圧電源７１によって電圧を印加するように
なっている。

【００３７】次に作用を説明する。図４は、電気防食を
行う際の動作の流れを示している。バーナー１２の燃焼
が開始されると（ステップＳ１０１；Ｙ）、電圧印加制
御部７３はこれを燃焼信号７４によって認識し、定電圧
電源７１は、電圧印加制御部７３からの指示に基づいて
電極棒５４ａと受熱管５１との間に一定の電圧を印加す
る（ステップＳ１０２）。この電圧は約１ボルトに設定
されている。

【００３８】バーナー１２からの熱は、まず、バーナー
１２の近傍に配置された顕熱回収用熱交換器４０によっ
て吸収される。この際、顕熱回収用熱交換器４０の熱交
換効率が約７５〜８０パーセント程度に抑えられている
ので、顕熱回収用熱交換器４０ではほとんど結露が生じ
ない。顕熱回収用熱交換器４０によって顕熱の回収され
た排気は、開口部１４を通って潜熱回収用熱交換器５０
に到達する。

【００３９】潜熱回収用熱交換器５０に到達した排気
は、２００℃〜２８０℃程度までその温度が低下してい
るので、潜熱回収用熱交換器５０は、主として排気の潜
熱を回収し、多量（毎分５０ｍｌほど）の凝縮水が潜熱
回収用熱交換器５０に結露する。この凝縮水は、燃焼空
気が高温で酸化して生成された窒素酸化物（ＮＯｘ）や
ガス漏れ検知のために燃焼ガスに添加された付臭剤が酸
化することで生成された硫黄酸化物（ＳＯｘ）等が溶解
し、硝酸と硫酸の溶融したｐＨ２〜３の酸性の水滴にな
っている。

【００４０】結露した凝縮水は、潜熱回収用熱交換器５
０から落下して受け皿１３に受け止められ、ドレン受け
１６、排出通路１７、中和処理器１８を通じて排出され
る。潜熱回収用熱交換器５０に結露した凝縮水を受け皿
１３によって受け止めるので、顕熱回収用熱交換器４０
の上に凝縮水が落下せず、自身で結露しないことと相ま
って、顕熱回収用熱交換器４０が凝縮水によって腐食さ
れることはほとんどない。

【００４１】一方、潜熱回収用熱交換器５０の受熱管５
１やフィン５２は、被膜５３によって被覆されているの
で、当該被膜５３にピンホール等の欠落部分が無い限
り、酸性の凝縮水によって腐食されることはない。ま
た、バーナー１２の燃焼が開始された以後は、受熱管５
１と電極棒５４ａとの間に、定電圧電源７１から一定の
電圧が印加されているので、被膜５３に欠落部分があっ
ても、電気防食が働き、被膜５３の欠落部分から腐食す
ることはない。

【００４２】すなわち、受熱管５１やフィン５２のうち
被膜５３の欠落部分と電極棒５４ａとの間に凝縮水が結
露しているときは、受熱管５１やフィン５２が陰電極に
なっているので、当該陰電極側で凝縮水中の水素イオン
と電子とが結合して水素ガスが発生する反応が起きる。
したがって、水素イオンによって受熱管５１やフィン５
２が酸化され腐食することはない。一方、受熱管５１や
フィン５２の陰電極から凝縮水中に流れ出た電子あるい
は、凝縮水中の硝酸イオンなどの陰イオンは、陽電極で
ある電極棒５４ａ側に集まり、その電子が奪われる等し
て電極棒５４ａから定電圧電源７１側へと流れ込む。こ
のようにして、凝縮水を通じて電子、あるいは陰イオン
が移動して閉回路が形成されるので、凝縮水が結露して
いる間は、電流検知器７２によって電流が検知される。

【００４３】バーナー１２の燃焼が終了すると（ステッ
プＳ１０３；Ｙ）、その後、あらたな凝縮水の結露はほ
とんど起こらなくなるとともに、潜熱回収用熱交換器５
０に付着している凝縮水も次第に蒸発等して減少する。
そして、被膜５３の欠落部分と電極棒５４ａとの間に凝
縮水が無くなると、電流検知器７２によって電流が検知
されなくなる。

【００４４】電圧印加制御部７３は、燃焼停止後に電流
検知器７２によって電流が検知されなくなると（ステッ
プＳ１０４；Ｎ）、定電圧電源７１による電圧の印加を
停止させる（ステップＳ１０５）。これにより、凝縮水
が付着していない状態になった以後は、電気防食のため
の電圧が印加されなくなり、給水管等の孔食が防止され
るとともに、電圧が印加されないので、感電等に対する
安全性が向上される。

【００４５】なお、燃料を燃焼させて顕熱回収用熱交換
器４０および潜熱回収用熱交換器５０の加熱を開始した
時点から、電圧を印加するようにしたので、凝縮水の結
露し始めるタイミングから適切に電圧の印加を行うこと
ができる。また、燃焼中は、電流が検知されなくなって
も電圧の印加を止めず、燃焼停止後に電流が検知されな
くなったときはじめて電圧の印加を停止するので、燃焼
開始後、結露が生じるまでの間に電圧の印加が停止した
り、燃焼中に電極棒５４ａの近傍の凝縮水が一時的に無
くなった場合でも、電圧の印加が停止してしまうことが
ない。これにより、凝縮水が無くなるまで、確実に電圧
の印加を継続することができる。

【００４６】さらに、電極棒５４ａを電気的絶縁性を備
えたガラス繊維膜５４ｂで覆っているので、電極棒５４
ａがフィン５２と直接接触して導通してしまうことが回
避されている。なお、ガラス繊維膜５４ｂは、網目状の
ガラス繊維で形成されており、その隙間を通して凝縮水
が電極棒５４ａと接触し得るようになっている。

【００４７】ここで、定電流電源を用いずに、定電圧電
源７１を用いているので、凝縮水の減少に従って電流値
が変化し、当該電流値によって凝縮水の有無を的確に判
別することができる。また、潜熱回収用熱交換器５０の
防食箇所を耐酸性であって電気的絶縁性を有する被膜５
３で被覆しているので、当該被膜５３の欠落箇所にのみ
電流が流れ、定電圧電源７１の容量を小さくすることが
できる。また、被膜５３を施さない場合には、電極棒５
４ａに近い部分で電流が多く流れ、電極棒５４ａから遠
方の箇所を適切に防食することが難しくなるが、被膜５
３で被覆したので、その欠落箇所のみに電流が流れるよ
うになり、効果的に電気防食を行うことができる。

【００４８】また電極棒５４ａとして、チタンの棒を白
金でメッキした電極やステンレス系の材料で形成した電
極を用い、少なくともその表面が凝縮水に対して耐食性
を有するようにしたので、電極が腐食されず、電気防食
を長期間に渡って行うことができる。

【００４９】以上説明した実施の形態では、顕熱回収用
熱交換器４０と潜熱回収用熱交換器５０の双方を備え、
このうちの潜熱回収用熱交換器５０に電気防食を施すよ
うにしたが、たとえば、熱交換器を１つだけ備え、これ
によって排気の顕熱と潜熱の双方を回収するものに、電
気防食を施すようにしても良い。

【００５０】また、電流検知器７２よって電流が検知さ
れなくなったとき、電圧の印加を停止するようにした
が、予め定めた微少値（凝縮水がほとんど存在しなくな
る状態での電流値）以下に低下したときに、電圧の印加
を停止するようにしてもよい。なお、定電圧電源７１か
ら印加する電圧は１ボルトに限られず、それ以下あるい
はそれ以上であっても良いが、電気防食に必要とされる
電圧に抑えることが望ましい。

【００５１】このほか、定電圧電源に替えて定電流電源
を用い、電流を検知することに替えて電極５４ａと防食
箇所の間に加わる電圧を検知し、当該電圧が一定値以上
に上昇したとき、定電流電源をオフするようにしてもよ
い。なお、燃料として燃焼ガスを用いたが、石油や灯油
などの液体燃焼を燃焼させるものであってもよい。

【００５２】

【発明の効果】本発明にかかる熱交換器、電気防食装置
および熱交換器の電気防食方法によれば、熱交換器の防
食箇所と電極との間に所定の電圧を印加し、その際、流
れる電流が所定値以下に低下したとき、これらの間への
電圧の印加を停止するので、凝縮水が無くなった後も電
圧が印加されることがなく、地中等で給水管が孔食され
ることが防止され、また感電等の面で安全性を向上させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る熱交換器を示す説
明図である。

【図２】本発明の一実施の形態に係る熱交換器を適用し
た給湯器を示す説明図である。

【図３】顕熱回収用熱交換器および潜熱回収用熱交換器
を示す説明図である。

【図４】電気防食を行う際の動作の流れを示す流れ図で
ある。

【符号の説明】

１２…バーナー ３５…電装基板 ４０…顕熱回収用熱交換器 ４１…顕熱受熱管 ４２、５２…フィン ５０…潜熱回収用熱交換器 ５１…受熱管 ５３…被膜 ５４…電極部 ５４ａ…電極棒 ５４ｂ…ガラス繊維膜 ７１…定電圧電源 ７２…電流検知器 ７３…電圧印加制御部 ７４…燃焼信号

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燃料を燃焼させた際に生じる排気の熱を吸
   収して受熱管の中を流れる被加熱流体を加熱する金属製
   の熱交換器を前記排気の潜熱を吸収することで結露する
   凝縮水による腐食から保護する熱交換器の電気防食装置
   において、 前記熱交換器のうち前記凝縮水による腐食から保護すべ
   き防食箇所の近傍に配置された電極と、前記電極と前記
   防食箇所の間に所定の電圧を印加するための定電圧電源
   と、結露した凝縮水を通じて前記電極と前記防食箇所の
   間に流れる電流を検知する電流検知手段と、前記定電圧
   電源から前記電極と前記防食箇所の間に電圧を印加する
   か否かを切り替える電圧印加制御手段とを備え、 前記定電圧電源は、前記電極が陽電極に前記防食箇所が
   陰電極になるように接続され、 前記電圧印加制御手段は、前記電流検知手段によって検
   知される電流が所定値以下に低下したとき、前記定電圧
   電源による電圧の印加を停止させることを特徴とする熱
   交換器の電気防食装置。
2. 【請求項２】燃料を燃焼させた際に生じる排気の熱を吸
   収して受熱管の中を流れる被加熱流体を加熱する金属製
   の熱交換器であって前記排気の潜熱を吸収することで結
   露する凝縮水による腐食から保護するための電気防食装
   置を付加したものにおいて、 前記熱交換器のうち前記凝縮水による腐食から保護すべ
   き防食箇所の近傍に配置された電極と、前記電極と前記
   防食箇所の間に所定の電圧を印加するための定電圧電源
   と、結露した凝縮水を通じて前記電極と前記防食箇所と
   の間に流れる電流を検知する電流検知手段と、前記定電
   圧電源から前記電極と前記防食箇所の間に電圧を印加す
   るか否かを切り替える電圧印加制御手段とを備え、 前記定電圧電源は、前記電極が陽電極に前記防食箇所が
   陰電極になるように接続され、 前記電圧印加制御手段は、前記電流検知手段によって検
   知される電流が所定値以下に低下したとき、前記定電圧
   電源による電圧の印加を停止させることを特徴とする熱
   交換器。
3. 【請求項３】燃料を燃焼させた際に生じる排気の熱を吸
   収して受熱管の中を流れる被加熱流体を加熱する金属製
   の熱交換器であって前記排気の潜熱を吸収することで結
   露する凝縮水による腐食から保護するための電気防食装
   置を付加したものにおいて、 前記熱交換器のうち前記凝縮水による腐食から保護すべ
   き防食箇所の近傍に配置された電極と、前記電極と前記
   防食箇所の間に所定の電圧を印加するための定電圧電源
   と、結露した凝縮水を通じて前記電極と前記防食箇所と
   の間に流れる電流を検知する電流検知手段と、前記定電
   圧電源から前記電極と前記防食箇所の間に電圧を印加す
   るか否かを切り替える電圧印加制御手段とを備え、 前記防食箇所を前記凝縮水による腐食から保護するため
   の電気的絶縁性を有する被膜で被覆し、 前記定電圧電源は、前記電極が陽電極に前記防食箇所が
   陰電極になるように接続され、 前記電圧印加制御手段は、前記電流検知手段によって検
   知される前記被膜の欠落部分を通じて前記電極と前記防
   食箇所との間に流れる電流が所定値以下に低下したと
   き、前記定電圧電源による電圧の印加を停止させること
   を特徴とする熱交換器。
4. 【請求項４】前記電圧印加制御手段は、前記燃料を燃焼
   させて前記熱交換器の加熱が開始されたとき前記定電圧
   電源から前記電圧の印加を開始し、燃焼停止後に前記電
   流検知手段の検知する電流が所定値以下に低下したと
   き、前記電圧の印加を停止することを特徴とする請求項
   １記載の電気防食装置または請求項２、３記載の熱交換
   器。
5. 【請求項５】前記電極を、前記凝縮水の通過し得る絶縁
   性の膜で覆い、前記電極と前記防食箇所とが直接接触し
   て導通することを防止したことを特徴とする請求項１、
   ４記載の電気防食装置または請求項２、３、４記載の熱
   交換器。
6. 【請求項６】前記電極は、少なくともその表面が耐食性
   を有する金属で形成されていることを特徴とする請求項
   １、４、５記載の電気防食装置または請求項２、３、
   ４、５記載の熱交換器。
7. 【請求項７】前記熱交換器は、排気の顕熱を主として吸
   収する顕熱回収用の熱交換器とこれよりも排気通路の下
   流側に配置され排気の潜熱を主として吸収する潜熱回収
   用の熱交換器との双方を有するものにおける前記潜熱回
   収用の熱交換器であることを特徴とする請求項１、４、
   ５、６記載の電気防食装置または請求項２、３、４、
   ５、６記載の熱交換器。
8. 【請求項８】燃料を燃焼させた際に生じる排気の熱を吸
   収して受熱管の中を流れる被加熱流体を加熱する金属製
   の熱交換器を前記排気の潜熱を吸収することで結露した
   凝縮水による腐食から保護する熱交換器の電気防食方法
   において、 前記熱交換器のうち前記凝縮水による腐食から保護すべ
   き防食箇所の近傍に電極を配置し、 前記電極が陽電極になり前記防食箇所が陰電極になるよ
   うに定電圧電源から所定の電圧をこれらの間に印加する
   とともに、結露した凝縮水を通じて前記電極と前記防食
   箇所との間に流れる電流を検知し、 検知される電流が所定値以下に低下したとき、前記定電
   圧電源による電圧の印加を停止させることを特徴とする
   熱交換器の電気防食方法。