JPS6057152A - 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】 産業上の利用分腎 本発明は、瞬間湯沸器、給湯器、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Ｉ’ｉｔ＋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、役
けたドラム１と把〜交換される水が通過する熱交換デユ
ープ２とドラム１の」二部に設けられた吸熱フィン３の
銅をｆＴＪ材金属とする伝熱部材より構成され、更にこ
の伝熱部材表面に鉛を主成分とする溶融金属メンキか施
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、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
ガス中に含寸れるＮＯｘ　、　ＳＯｘ、Ｃｏ、ＣＯ２、
水蒸気などが凝縮し酸となり、前記溶融金属メッキやｆ
ｆＪ−４」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ｌ７ｉ４食ト成物か多１１１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、３べ′ 熱交換効率を著しく低下させたりするとともに剥削して
粉状となって落下し、湯沸器が設置された周囲を汚染さ
せるため衛生−ヒ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、安全−Ｌも好ましくない。

発明の１」的 本発明ばかがる従来の問題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、信頼性の向上を図ること
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りなる銅
製伝熱部材表面に少なくとも１μｍ以」−の無電解Ｎｉ
メッキ層とこのＮ１メッキ層」−にポリイミドアミド樹
脂とポリイミド樹脂をブレンドしてバインダーとし、前
記バインダーに複類の耐熱性充填材を添加、前記耐熱性
充填材のうち１種かリーフィング性アルミニウム粉末を
用いて溶剤とともに分散、混合１〜だ塗料を塗布してコ
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か
生しても銅製伝熱部材表面に形成したコーティング層に
より、腐食を防止するこ七がてきるとともに腐食によっ
て１１℃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ｌＩｊ染を防止するこ々かできる
。

実施例の説明 以下、本発明の一実施例について第２図を用いて説明す
る。

同図において、４が燃焼室を内部に形成したドラム、吸
熱フィン及び熱交換チューブより々る銅製伝熱部拐であ
り、この表向に少なくとも１１１ｍ以上の無電解ニッケ
ルメンギ層５を形成し、更にこのメッキ層５０表曲にポ
リイミドアミド樹脂、ポリイミド樹脂全ブレンドしたバ
インダーａに複数の面ｔｉ性充填桐すを添加し、そのう
ち１　％ｌｉ類がリーフィング性アルミニウム粉末Ｃを
用い、溶剤と５　・ ともに分散、混合して得た塗料を塗布、加熱硬化させる
ことによりコーディング層６が形成されている。

この際、リーフィング性アルミニウム粉末Ｃは、コーテ
ィング層６の表層部に木の葉が重なるように配列されて
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ガスバーナ（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、燃怖排ガス中に含捷れるＮＯｘ　１Ｓ
Ｏｘ　、　Ｃ○、００２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とと
もに吸熱フィン３の先端部は２５０℃以上の高温に達す
る。

したがって熱交換器の伝熱部材は、このような熱、酸性
結露水、水蒸気、燃焼排ガスなどによりアタックを受け
るが無電解Ｎｉメッキ層５、コーティング層６によって
保護され腐食を完全に防ぐことができる。

特に、コーティング層６にに１リーフイシグ性アルミニ
ウム粉末Ｃが表層部に木の葉状に配列されているため塗
膜のピンポールなとも防止てき、寸だ酸や空気の進入を
防止する効果も大である。

本発明に於いて、バインダーａ中に複数の血１熱性充填
材すを添加しコーティング層６に均一に分散させている
が、例えば四フッ化エチレン微粉末を添加すればコーテ
ィング層６と酸性結露水との表面張力の差が大きくなり
強い撥水性を〒し、コーティング層６への酸性結露水の
進入も更になくすことができ、又、金属粉末などを用い
れば、熱伝導率も高めることができ熱交換器の伝熱部拐
表面を形成するコーティング層６にとっては一層好都合
となる。

したがって、腐食生成物の吸熱フィン３やドラム１の表
面へのＪ（ｆ積かなくなるので、それによる不完全燃焼
や汚染を防止でき、熱交換効率、熱交換器の耐久性、機
器の信頼性の向］−を図ることができる。

本発明に用いるバインダーａとしては、ポリイ７ベー゛ 三ドアミド樹脂、ポリイミド樹脂をブレンドしたものが
よい。ポリイミドアミド樹脂は耐酸性、耐スチーム性、
耐熱性、更に塗装作業性にすぐれているので熱交換器の
如き形状の複雑なもの、使用される環境々どから好都合
であるがスリップ抵抗力に欠は引っかき傷などが入りや
すい間頴がある。

このこ吉は耐久性の面で懸念されることであるがポリイ
ミド樹脂をブレンドしているため塗膜が硬く緻密になり
スＩＪ　’ｙプ抵抗力が大幅に向−１−シ、引っかき傷
や摩耗を皆無にするこ吉ができるものである。更に耐酸
性や耐スチーム性を低下させることなく耐熱性も一段と
高めることができる。

ポリイミドアミド樹脂とポリイミド樹脂とのブレンド比
に関しては、ポリイミドアミド樹脂１００部に対してポ
リイミド樹脂を１５部（重量比）混合すればその効果が
顕著となる。機器の能力や効率及びそれにともなう酸性
結露水の生成量などを助案し、適宜ブレンド比を決定す
ればよくここでは特に限定するものでは々い。

但し、ポリアミドイミド樹脂とポリイミド樹脂とのブレ
ンド比か逆転することは、特に塗装性の面、或いは塗膜
外観（平滑度）などの面で好寸しくない。

前述の通り、熱交換器の使用温度が高いところで２５０
℃以−１−にも達し、この温度ては伝熱部材である銅の
酸化が著しく促進され、この酸化被膜か非常にもろいと
いう欠点を有する。更に、吸熱フィン３の先端のエツジ
部ｄ−エツジ効果により塗料を塗布すると塗料のひげが
生じこの部分には塗膜が均一にのらずｍ材である銅が露
出することになる。

したがってこの部分から酸化され酸化被膜が形成しコー
ティング層６の密着性低−ド、剥離の原因につながるが
、銅製伝熱部材表面４には、銅との密着性、高温酸化性
の優れた無電Ｗ？Ｎｌメッキ層５が形成しであるためフ
ィン先端のエツジ部も完全に被覆され、塗料の塗布性か
改善され前述の処理上、実用−にの間頭もなくコーティ
ング層６の優れた密着性を実現できる。

熱交換器は形状も複雑であり、仝面均−に処理９　・°
−′ するためには電流が集中してバラツギが大きくなる電解
よりも無電解の方が望ましく、又、耐熱性、銅との密着
性、作業性、信頼性なとの観点からＮ１メッキが最適で
ある。

無電解Ｎ１メッキの厚みに関しては、極力ピンホールを
なくすことが望ましく、又基板となる銅製の伝熱部材４
は凹凸も当然あるため１μｍ以」二を確保した方がよい
。

耐久性の面で、１μ以上確保しておれば顕著々伝熱部材
４の酸化防止、コーティング層６との密着性々どの効果
を発揮することを確認した。

量産性、経済性、熱交換器としての信頼性などの面で無
電解Ｎｉメッキの厚みとしては５μｍまでで十分とおも
われる。

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
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
部材の表面に耐酸化性、密着性に優れたメッキ層と耐食
性、耐熱性、熱伝導性に優れたコーティング層を形成し
ているので、（１）銅製伝熱部イ」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。

（２）　ドラム、吸熱フィン部への腐食生成物の堆積か
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ｌ’ｉ’Ａビかなくなる。

（３）長期にわたり、初期の優れた熱交換効率を糺：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図は本発明の熱交換器の一実施例を示す要部断面
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名第１
図 ３ 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｃｌ）燃焼室を内部に形成したドラムとヤ（交換チュー
   ブと吸熱フィンなどの銅を母料金属とする伝熱部材表面
   に少々くとも１μｎ１以」−の無電解ニッケルメッキ層
   を有し、前記ニッケルメッキ層上に２種類の耐熱性樹脂
   をブレンドしてバインダーとし、前記バインダーに複数
   の耐熱性充填材を溶剤とともに分散しかつ前記耐熱性充
   填材のうち１種がリーフィング性アルミニウム粉末を用
   いた塗料でコーティング層を形成した熱交換器。 ｃ２）２種類の耐熱性樹脂かポリイミドアミド樹脂とポ
   リイミド樹脂である特許請求の範囲第１項記載の熱交換
   器。