JPS604755A - 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、暖房機などに使用され
る銅製伝熱部材より成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と熱交換される水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の銅を器財
金属とする伝熱部材より構成され、更にこの伝熱部は表
面に鉛を主成分とする溶融金属メッキが施されている。

この構成に於いて、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、或いは吸熱フィン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　、５Ｏｘｃｏ、ｃｏ２、水蒸
気などが凝縮し酸となシ、前記溶融金属メッキや母は金
属である銅を腐食させるという問題があった。

このような腐食によって、炭酸鉛、硝酸鉛、塩基性炭酸
鉛、緑青などの腐食生成物が多量に生じ、これらの腐食
生成物が吸熱フィン３に堆積して排ガスの流を阻害して
不完全燃焼を引き起こしたり、熱交換効率を著しく低ト
させたりするとともに、剥離して粉状となって落「し、
湯沸器が設置された周囲を汚染させるため衛生Ｆも好ま
しいものではなかった。

又、腐食の進行によってドラム１や吸熱フィン３に穴が
あくなどの問題も発生し５、安全りも好捷しくない。

発明の目的 本発明はかかる従来の欠点を解消するもので燃焼排ガス
が溶解した酸性結露水による熱交換器の腐食を防止する
ことにより熱交換器の耐久性、信頼性の向Ｉ−、ヲ図る
ことを目的とする。

発明の構成 この目的を達成するために本発明は、燃焼室を内部に形
成したドラムと熱交換チューブと吸熱フィンよシなる銅
製伝熱部材表面に融点が３００℃以北のメッキ層とこの
メッキ層りにポリボロシロキサンを主成分とする有機ケ
イ素重合体と酸化アルミニウム、酸化ニッケル、炭化ケ
イ素、窒化ホウ素の微粉末の群から選択した１種以上、
の充てん財を溶剤とともに分散した塗料によりコーティ
ング層を形成したものである。

この構成によって、燃焼排ガスが溶解した酸性結露水が
生じても銅製伝熱部材表面に形成したコーチインク層に
より、腐食を防止することができるとともに腐食によっ
て起こる不完全燃焼、熱交換効率の低「、腐食生成物の
飛散、落Ｆによる汚染を防止することができる。

実施例の説明 以ｌ；、本発明の一実施例について第２図により説明す
る。

図において、４が燃焼室を内部に形成したドラム、吸熱
フィン、熱交換チューブよりなる銅製伝熱部材であり、
この表面に融点が３００℃以北のニッケルや鉛を主成分
とする金属などのメ・ツキ層５が形成され、更にこの丘
に、ポリボロシロキサンを主成分とする有機ケイ素重合
体をバインダーとし、これに酸化アルミニウム、酸化二
・ｙヶノペ炭化ケイ素、窒化ホウ素微粉末の少なくとも
１種以りの充てんｉｔ添加し、トルエンなどの溶剤とと
もに分散混合して得た塗料を塗布、加熱硬化させること
によりコーチインク層６が形成さルでいる。

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Ｆ部に配置されたガスノ（−す（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内を流れる水によって部分的に冷却されるためにこれ
らの表面が結露し、燃焼排ガス中に含まれるＮＯｘ、Ｓ
Ｏｘ、Ｃｏ、Ｃｏ２などが溶解し濃縮されて腐食性の強
い、例えば、硝酸、硫ｅなどの酸性結露水となるととも
に吸熱フィン３の先端部は２５０℃以北の高温に達する
。

コーティング層６に使用されるポリボロシロキサンを主
成分とする有機ケイ素重合体は３００℃以北の高温［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ｎた耐酸性を有するのでそれ自身の劣化はな
く、更に、コーティング層６内は耐熱性、耐酸性に優れ
た酸化アルミニウム微粉末などの充てんけが均一に分散
することにより、コーティング層６が緻密になっている
ので酸性結露水の浸入を防止できる。したがってメッキ
層５と銅製伝熱部材４の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、燃焼機器とし
ての信頼性の向上を図ることができる。

また、コーティング層６内に均一に分散している酸化ア
ルミニウム、酸化ニッケル、炭化ケイ素、窒化ホウ素微
粉末などの充てん［ｊ熱伝導性に優ｎでおり、しかも従
来のような腐食による熱交換効率の低［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
。

本実施例に用いる前記光てん材としては、酸化アルミニ
ウム、酸化ニッケル、炭化ケイ紫、窒化ホウ素微粉末が
挙げられ、これら単独でも混合物でも適用可能であり、
更にこれら充てん付の平均粒径はコーティング層６を一
層緻密化し、耐食性を向丘させるために１１ｔｍ以「が
好ましい。また、とルら充てん伺の添加量はポリボロシ
ロキサンを主成分とする有機ケイ素重合体のバインダー
ＶＣ７Ｊし、３０〜５０ｗｔ％の範囲がコーチインク層
６の密着性と熱伝導性の両立の点から好ましい。

一方、ポリボロシロキサンを主成分とする有機ケイ素重
合体は、伝熱部材である銅との密着性が著しく悪いこと
、また熱交換器の使用温度が高い所で２５０℃以４二に
なり、この温度では伝熱部材である銅の酸化が著しぐ促
進さｎ、この酸化被膜が非常に脆いことから、コーチイ
ンク層６の密着性低「の原因につながるが銅製伝熱部材
４の表面に前記有機ケイ素重合体との密着性に優れ、か
つ、耐酸化性の優れたメッキ層５を形成することにより
、前述の実用りの問題もｌくコーチインク層６の優′ｉ
″した密着性を実現できる。

本実施例に適用されるメッキ層５０は料は、熱交換器の
使用温度が高い所で２５０℃であることから、融点が３
００℃以北の金属が好ましく、更に銅製伝熱部材４の酸
化防止及びコーチインク層６との強固な密着性を必要と
すること、コスト、作業性の点から、特にニッケルもし
くは鉛を主成分とする金属が良い。

なお、メッキＮ５及びコーティング層６を形成する際の
メッキ組成、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、メッキ方法、コーチインク方法に
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 以北、説明したように本発明は燃焼室を内部に形成した
ドラムと吸熱フィンと熱交換チューブよりなる銅製伝熱
部付の表面に耐酸化性、密着性に優れたメッキ層と耐食
性、耐熱性、燃伝導性に優几たコーチインク層を形成し
ているので、（１）　銅製伝熱部材の腐食が２＜２υ、
熱交換器としての耐久性が大幅に向トする。

（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。

（ａ　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。

などの効果ヲ有し、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図は従来の瞬間湯沸器の熱交換器を示す外観斜視図
、第２図は本発明の一実施例の熱交換器金示す要部断面
図である。 ４・・・・・・銅製伝熱部材、５・・・・・・メッキ層
、６・・・・・・コーティング層。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名ｍ１
図 第２図 ６ ＜６

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　燃焼室を内部に設けたドラムと熱交換チューブ
   と吸熱フィンよシなる銅製伝熱部材表面に融点が３００
   ℃以上のメッキ層と、このメッキ層上にポリボロシロキ
   サンを主成分とする有機ケイ素重合体と酸化アルミニウ
   ム、酸化ニッケル、炭化ケイ素、窒化ホウ素の微粉末の
   群から選択された１種以との充てん材を溶剤とともに分
   散した塗料によりコーティング層を形成した熱交換器。
2. （２）融点が３００℃以とのメッキ層がニッケル、もし
   くは鉛を主成分とする金属からなる特許請求の範囲第１
   項記載の熱交換器。
3. （３）　酸化アルミニウム、酸化ニッケル、炭化ケイ素
   、窒化ホウ素微粉末の平均粒径が１μｍ以Ｆである特許
   請求の範囲第１項記載の熱交換器。