JPS59142394A - 熱交換器 - Google Patents
熱交換器Info
- Publication number
- JPS59142394A JPS59142394A JP1649483A JP1649483A JPS59142394A JP S59142394 A JPS59142394 A JP S59142394A JP 1649483 A JP1649483 A JP 1649483A JP 1649483 A JP1649483 A JP 1649483A JP S59142394 A JPS59142394 A JP S59142394A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- copper
- electrode potential
- water
- coating layer
- heat transfer
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F19/00—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers
- F28F19/02—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers by using coatings, e.g. vitreous or enamel coatings
- F28F19/06—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers by using coatings, e.g. vitreous or enamel coatings of metal
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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。
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
本発明はヒートパイプ式太陽熱温水器、給湯用温水器、
湯沸器などに使用され、銅製伝熱部材を有する熱交換器
に関するものである。
湯沸器などに使用され、銅製伝熱部材を有する熱交換器
に関するものである。
従来例の構成とその問題点
従来よりこの種の熱交換器の伝熱部材は加工性。
熱伝導性が良好で、かつ一般の水道水に対して耐食的で
ある銅を用いることが多い。しかしながら、地下水のよ
うにｐＨ（水素イオン濃度）−７以下で遊離炭酸（水中
に溶解した炭酸ガス）を多量に含有する水質環境下では
銅が溶解し、この銅イオンが石けんなどの脂肪酸塩と反
応して青色の銅の錯塩を形成する。この銅の錯塩が多量
に存在する場合には水そのものが青く発色し、少量であ
ってもタオルにそれが吸着されることにより、タオルか
青く変色するなどの問題があった。
ある銅を用いることが多い。しかしながら、地下水のよ
うにｐＨ（水素イオン濃度）−７以下で遊離炭酸（水中
に溶解した炭酸ガス）を多量に含有する水質環境下では
銅が溶解し、この銅イオンが石けんなどの脂肪酸塩と反
応して青色の銅の錯塩を形成する。この銅の錯塩が多量
に存在する場合には水そのものが青く発色し、少量であ
ってもタオルにそれが吸着されることにより、タオルか
青く変色するなどの問題があった。
銅の腐食を防止する方法として種々の提案がされており
、その一方法として、ケイ酸塩、リン酸塩のポリマーな
どの防錆剤を水に添加し、銅表面に前記防錆剤成分の保
護被膜を形成する方法がある。しかし、前記保護被膜は
経時的劣化による剥離が生じるため、防錆剤を定期的に
添加する必要があり１、一般家庭ではその管理が困難で
あるという欠点を有していた。
、その一方法として、ケイ酸塩、リン酸塩のポリマーな
どの防錆剤を水に添加し、銅表面に前記防錆剤成分の保
護被膜を形成する方法がある。しかし、前記保護被膜は
経時的劣化による剥離が生じるため、防錆剤を定期的に
添加する必要があり１、一般家庭ではその管理が困難で
あるという欠点を有していた。
捷だ、銅表面にニッケル、スズなどの金属メッキを施す
方法が挙げられるが、これらメッキはピンホールが数多
く存在することや電気メッキでは熱交換器の形状が複雑
になると電流密度か場所によって異なるため、メッキさ
れない部分が生じその部分から腐食が発生し、メッキ層
の剥離が起こり、その結果、銅が腐食し、銅イオンか溶
出するという問題かあった。
方法が挙げられるが、これらメッキはピンホールが数多
く存在することや電気メッキでは熱交換器の形状が複雑
になると電流密度か場所によって異なるため、メッキさ
れない部分が生じその部分から腐食が発生し、メッキ層
の剥離が起こり、その結果、銅が腐食し、銅イオンか溶
出するという問題かあった。
さらに銅表面に有機系及び無機系バインダーをコーティ
ングする方法があるが、熱交換器の場合、コーティング
層が絶縁体であるために熱交換効率の点からコーティン
グ層の膜厚を極力薄くする必要がある。ところが、薄膜
下ではコーティング層にピンホールが多数存在するため
にこのピンホールを介して銅が腐食し、銅イオンが溶出
するという問題かあ、っだ。
ングする方法があるが、熱交換器の場合、コーティング
層が絶縁体であるために熱交換効率の点からコーティン
グ層の膜厚を極力薄くする必要がある。ところが、薄膜
下ではコーティング層にピンホールが多数存在するため
にこのピンホールを介して銅が腐食し、銅イオンが溶出
するという問題かあ、っだ。
前述のタオルが青く変色するという問題は、特定の地域
ではあるが、銅イオンが数ｐｐｍ という微量でも使
用するタオルの種類、石けん種類によっては発生すると
いう事実もあり、前記メッキ層やバインダーによるコー
ディング層を設けても銅イオンが溶出する以上避けられ
々いものであった。
ではあるが、銅イオンが数ｐｐｍ という微量でも使
用するタオルの種類、石けん種類によっては発生すると
いう事実もあり、前記メッキ層やバインダーによるコー
ディング層を設けても銅イオンが溶出する以上避けられ
々いものであった。
発明の目的
本発明は、前述の欠点を解消するもので、地下水のよう
な水質環境下で使用される銅製伝熱部材を有する熱交換
器の腐食により、銅イオンが溶出し石けんなどの脂肪酸
塩と反応して、銅の錯体を生成し、これが水やタオルが
青くに色する・のを防止することを目的としている。
な水質環境下で使用される銅製伝熱部材を有する熱交換
器の腐食により、銅イオンが溶出し石けんなどの脂肪酸
塩と反応して、銅の錯体を生成し、これが水やタオルが
青くに色する・のを防止することを目的としている。
発明の構成
この目的を達成するために本発明は、銅製伝熱部材の水
と接触する側の表面に、有機系バインダーと前記鋼との
標準電極電位がＯＶ以下の金属粉末を主成分とするコー
ティング層を形成している。
と接触する側の表面に、有機系バインダーと前記鋼との
標準電極電位がＯＶ以下の金属粉末を主成分とするコー
ティング層を形成している。
この構成において、有機系バインダーをコーティングす
ることによって、基材である銅の全面腐食を防止し、ピ
ンホールを介して発生ずる銅イオンの溶出は、コーティ
ング層内に存在している標準電極電位がｏＶ以下の金属
粉末によって防止することができる。すなわち、銅は標
準電極電位かＯＶ以上であるので、ピンホールを介して
、伝−熱部材である銅が腐食し、銅イオンとなってもコ
ーティング層内に存在する標準電極電位がｏＶ以下の金
属と伝熱部材である銅との間で電池を形成し、銅がカソ
ード、標準電極電位がＯＶ以下の金属がアノードとなり
、カソードでは銅イオンか銅となる還元反応が起こり、
アノードにおいては標準電極電位がＯＶ以下の金属が金
属イオンとなる酸化反応か起こる。したがって、この構
成では前述の銅イオンは再び銅として析出するため、コ
ーティング層外へは標準電極電位が○■以下の金属ｌイ
オンが溶出することになり、銅イオンの溶出を防止する
ことができるというものである。
ることによって、基材である銅の全面腐食を防止し、ピ
ンホールを介して発生ずる銅イオンの溶出は、コーティ
ング層内に存在している標準電極電位がｏＶ以下の金属
粉末によって防止することができる。すなわち、銅は標
準電極電位かＯＶ以上であるので、ピンホールを介して
、伝−熱部材である銅が腐食し、銅イオンとなってもコ
ーティング層内に存在する標準電極電位がｏＶ以下の金
属と伝熱部材である銅との間で電池を形成し、銅がカソ
ード、標準電極電位がＯＶ以下の金属がアノードとなり
、カソードでは銅イオンか銅となる還元反応が起こり、
アノードにおいては標準電極電位がＯＶ以下の金属が金
属イオンとなる酸化反応か起こる。したがって、この構
成では前述の銅イオンは再び銅として析出するため、コ
ーティング層外へは標準電極電位が○■以下の金属ｌイ
オンが溶出することになり、銅イオンの溶出を防止する
ことができるというものである。
本発明のコーティング層の形成に用いる有機系バインダ
ーとしては、前述の標準電極電位がｏＶす、下の金属に
よる効果を長期間持続させるためにもコーティング層内
への電解質（水）の侵入の原因となるピンホールは極力
少ないこと、さら顛熱水環境下でも銅との密着性に優れ
ていなければならないという点から、メラミン、アクリ
ル樹脂か挙げられる。このメラミン、アクリル樹脂は、
ガラス転移点が低いため、コーティングした際のレベリ
ング（濡れ性）が良く、ピンホールの比較的少ないコー
ティング層が形成できるので、耐食性に優れており、さ
らに１５０〜１ｅｏ”Ｃという低温焼成が可能であるの
で、基材である銅表面の酸化が抑制され、コーティング
層と銅との間に脆い酸化被膜が形成されないから、密着
性゛に優れたコーティング層を得ることができる。
ーとしては、前述の標準電極電位がｏＶす、下の金属に
よる効果を長期間持続させるためにもコーティング層内
への電解質（水）の侵入の原因となるピンホールは極力
少ないこと、さら顛熱水環境下でも銅との密着性に優れ
ていなければならないという点から、メラミン、アクリ
ル樹脂か挙げられる。このメラミン、アクリル樹脂は、
ガラス転移点が低いため、コーティングした際のレベリ
ング（濡れ性）が良く、ピンホールの比較的少ないコー
ティング層が形成できるので、耐食性に優れており、さ
らに１５０〜１ｅｏ”Ｃという低温焼成が可能であるの
で、基材である銅表面の酸化が抑制され、コーティング
層と銅との間に脆い酸化被膜が形成されないから、密着
性゛に優れたコーティング層を得ることができる。
本発明に用いる標準電極電位がｏ’Ｖ以下の金属として
は、金属粉末としての安全性、経済性からアルミニウム
、鉄、亜鉛、−ニッケルが好ましい。
は、金属粉末としての安全性、経済性からアルミニウム
、鉄、亜鉛、−ニッケルが好ましい。
実施例の説明
以下、本発明の一実施例について説明する。
図は本発明の一実施例熱交換器の一部断面図である。図
において、１が銅からなる伝熱部材であり、この水側の
表面にコーティング層２が形成される。このコーティン
グ層ではメラミン、アクリル樹脂・などからなる有機系
バインダー２８とアルミニウム、亜鉛、ニッケル、鉄な
どの標準電極電位が○Ｖ以下の金属粉末２ｂとからなり
、金属粉末２ｂは図に示すよう顛、コーティング層２中
に均一分散させている。
において、１が銅からなる伝熱部材であり、この水側の
表面にコーティング層２が形成される。このコーティン
グ層ではメラミン、アクリル樹脂・などからなる有機系
バインダー２８とアルミニウム、亜鉛、ニッケル、鉄な
どの標準電極電位が○Ｖ以下の金属粉末２ｂとからなり
、金属粉末２ｂは図に示すよう顛、コーティング層２中
に均一分散させている。
次にその具体的な実験を説明する。
／
寸法、７５Ｘ１５０Ｘ０．４ｙｎ＋ｎのリン脱酸銅（Ｊ
ＩＳ−Ｃ１２２０Ｐ）をトリクレン脱脂した試験片を伝
熱部材として用い、桜宮化学（株）のメラミン。
ＩＳ−Ｃ１２２０Ｐ）をトリクレン脱脂した試験片を伝
熱部材として用い、桜宮化学（株）のメラミン。
アクリル樹脂［５Ｋ−８８００Ｊ （商品名）１０（１
に東洋アルミニウム（株）のアルミニウム粉末「アルペ
ースト１２０ｏＭ Ｊ （商品名）を２５ｇを添加し、
指定溶剤で混合分散に適した粘度に調整した後、スプレ
ーにより、仕上後膜厚が約３ｏμｒｎｌｆｃなるように
コーティング層を形成し、１５０°Ｃ２３０分の焼成を
実施した。
に東洋アルミニウム（株）のアルミニウム粉末「アルペ
ースト１２０ｏＭ Ｊ （商品名）を２５ｇを添加し、
指定溶剤で混合分散に適した粘度に調整した後、スプレ
ーにより、仕上後膜厚が約３ｏμｒｎｌｆｃなるように
コーティング層を形成し、１５０°Ｃ２３０分の焼成を
実施した。
このように作成した試験片について、遊離炭酸５０ｐｐ
ｍ 含有する水を腐食試験液として用い、５０’Ｃで浸
漬による腐食試験を実施し、銅イオンの溶出量を分析し
た。々お、比較のため、リン脱酸銅生地についても同様
に試験を行ない、腐食試験液は１１使用し、毎日とりか
えている。
ｍ 含有する水を腐食試験液として用い、５０’Ｃで浸
漬による腐食試験を実施し、銅イオンの溶出量を分析し
た。々お、比較のため、リン脱酸銅生地についても同様
に試験を行ない、腐食試験液は１１使用し、毎日とりか
えている。
その結果を下記表に示す。
以下余白
表、銅イオン溶出量
苦１．銅イオンの分析は原子吸光光度計を使用した。
−Ｘ−２，（試験片浸漬面積／腐食試験液量）＝１ｏｏ
ｃＡ／１以上の結果にみるように本発明によるコーティ
ング層を銅表面に形成することにより、銅イオンの溶出
、を防止することができる。また、実施例において、腐
食試験後の溶液中のアルミニウムについても分析したと
ころ、アルミニウムを検出しており、コーティング層内
に存在するアルミニウム粉末が選択的に溶出したものと
考えられる。
ｃＡ／１以上の結果にみるように本発明によるコーティ
ング層を銅表面に形成することにより、銅イオンの溶出
、を防止することができる。また、実施例において、腐
食試験後の溶液中のアルミニウムについても分析したと
ころ、アルミニウムを検出しており、コーティング層内
に存在するアルミニウム粉末が選択的に溶出したものと
考えられる。
次に、実施例によるコーティング層を形成した試験片に
ついて、８０′Ｃの水道水中に１５００時間の浸漬試験
を実施し、その後、コーティング層の密着性を確認する
ために［ＩＳ Ｋ−５４００塗料一般試験方法」に定め
る基盤目試験、′屈曲試験を実施したが、いづれもコー
ティング層の割れ、剥離はみられず良好な結果を得た。
ついて、８０′Ｃの水道水中に１５００時間の浸漬試験
を実施し、その後、コーティング層の密着性を確認する
ために［ＩＳ Ｋ−５４００塗料一般試験方法」に定め
る基盤目試験、′屈曲試験を実施したが、いづれもコー
ティング層の割れ、剥離はみられず良好な結果を得た。
・発明の効果
本発明の熱交換器によれば、伝熱部材である銅の腐食を
抑制し、銅イオンの溶出を防止することができるので、
銅イオンの溶出が原因で起きる水やタオルの青色化を防
止することができるとともに銅の腐食が防止できるとい
う点からは、熱交換器としての大幅な耐久性の向上が期
待できるものである。
抑制し、銅イオンの溶出を防止することができるので、
銅イオンの溶出が原因で起きる水やタオルの青色化を防
止することができるとともに銅の腐食が防止できるとい
う点からは、熱交換器としての大幅な耐久性の向上が期
待できるものである。
また、コーティング層に金属粉末を含有するため、膜厚
を厚くしても熱交換効率を損なうことがない。
を厚くしても熱交換効率を損なうことがない。
図は本発明の熱交換器を示す一部断面図である。
２・・・・コーティング層、２ａ・・・・・・有機系）
（インダー、２ｂ・・・・・・金属粉末。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名２ｂ
’ ２゜
（インダー、２ｂ・・・・・・金属粉末。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名２ｂ
’ ２゜
Claims (1)
- 銅製伝熱部材の水と接触する側の表面に、有機系バイン
ダーと前記録との標準電極電位が０■以下の金属粉末を
主成分とするコーティング層を形成した熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1649483A JPS59142394A (ja) | 1983-02-03 | 1983-02-03 | 熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1649483A JPS59142394A (ja) | 1983-02-03 | 1983-02-03 | 熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59142394A true JPS59142394A (ja) | 1984-08-15 |
Family
ID=11917834
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1649483A Pending JPS59142394A (ja) | 1983-02-03 | 1983-02-03 | 熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59142394A (ja) |
-
1983
- 1983-02-03 JP JP1649483A patent/JPS59142394A/ja active Pending
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