JPS6115044A - 熱交換器 - Google Patents

熱交換器

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Publication number
JPS6115044A
JPS6115044A JP59134250A JP13425084A JPS6115044A JP S6115044 A JPS6115044 A JP S6115044A JP 59134250 A JP59134250 A JP 59134250A JP 13425084 A JP13425084 A JP 13425084A JP S6115044 A JPS6115044 A JP S6115044A
Authority
JP
Japan
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resin
heat
silver
heat exchanger
corrosion
Prior art date
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Pending
Application number
JP59134250A
Other languages
English (en)
Inventor
Yu Fukuda
祐 福田
Yasunori Kaneko
金子 康典
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP59134250A priority Critical patent/JPS6115044A/ja
Publication of JPS6115044A publication Critical patent/JPS6115044A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/22Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating
    • F24H1/40Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water tube or tubes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H8/00Fluid heaters characterised by means for extracting latent heat from flue gases by means of condensation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]

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  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (AREA)
  • Details Of Fluid Heaters (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は給湯あるいは暖房用の燃焼装置に使用される熱
交換器に関するものである。
従来例の構成とその問題点 最近、給湯あるいは暖房を行なう燃焼装置において、省
エネlレヤーの観点から高性能化の指向が強くなシ熱効
率の向上を図るため燃焼排ガス中の水蒸気を積極的に凝
縮させ、潜熱を回収する機能を付加した熱交換器の開発
が活発に行なわれており、一部実用化されているものも
ある。
燃焼排ガス中には多量の窒素酸化物、炭酸ガス、水蒸気
と微量のイオウ酸化物などが含まれており、前述のよう
に潜熱を回収するため水蒸気を凝縮させると燃焼排ガス
が溶解したpH2〜4の酸性の結露水が多量に生成する
。従来より熱交換器の表面処理材としては鉛を主成分と
した鉛−スズの合金を溶融メッキ処理したものが一般的
であった。
しかし、この鉛−スズの合金メッキを潜熱回収機能を付
加した熱交換器に適用した場合、鉛自身が前述の酸性結
露水に対する抵抗がないため極めて短期間で腐食すると
ともに、熱交換器素材である銅をも腐食させ、熱交換器
の性能を低下させたシ穴がおいて水洩れなどの原因とな
り、耐久性、信頼性を著しく損なうという問題があった
また、前記酸性結露水は機器よシ排水されるが下水道の
排水基準に、鉛がlppm、以下鋼が3ppm以下と定
められており、前述の腐食が発生すると酸性結露水中に
多量の鉛、銅が溶解するため前記排水基準を満足できな
いという問題があった。
一方、顕熱を熱交換する部分においては高温下での水蒸
気酸化や燃焼を停止した際の冷却時に一部結露現象が起
きることによる腐食が発生し、吸熱フィン間に腐食生成
物が堆積し、排ガスの流れが阻害され不完全燃焼を起こ
したり、熱伝導が悪くなるために熱効率を低下させたり
などの問題があった。
発明の目的 本発明はかかる従来の問題を解消するもので熱交換器の
燃焼排ガスが溶解した酸性結露水による腐食や高温酸化
による腐食を防止することによシ熱交換器の耐久性の向
上を図るとともに、不完全燃焼や熱効率の低下を防止し
、燃焼装置としての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、バーナと燃焼室の
下部に配置され、吸熱フィンと水管の銅製伝熱部材より
なる主熱交換部と潜熱回収用熱交換部を一体化した構成
とし、前記主熱交換部と潜熱回収用熱交換部の銅製伝熱
部材表面に、アンチモント銀、ビスマスと銀、アンチモ
ンとビスマス、スズと銀のいずれか1種の合金よシなる
メッキ層と、前記潜熱回収用熱交換部の前記メッキ層上
にポリボロシロキサン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、シ
リコン樹脂、フン素樹脂、メラミン・アクリル樹脂のい
ずれか1種よシなる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、燃焼中に潜熱回収用熱交換部におい
て多量の酸性結露水が生成しても銅製伝熱部材に形成し
ているメッキ層とコーティング層が腐食因子の侵入を防
ぐとともに耐食性に優れているので、前記銅製伝熱部材
の腐食を著しく防止することができる。また、主熱交換
部においては前記銅製伝熱部材に形成しているメッキ層
が優れた耐熱性と耐食性を有するので高温酸化や燃焼停
止時に生ずる結露現象による腐食を防止できる。
実施例の説明 以下、本発明の一実施例について第1図、第2図によシ
説明する。
第1図は本発明の熱交換器を搭載した燃焼装置の断面図
であシ、1はバーナ、2は燃焼室、3は熱交換器、4は
吸熱フィン、5は水管である。熱交換器3は燃焼室2の
下部に配置され、主熱交換部Aと潜熱回収用熱交換部B
が一体化された構成となっている。第2図は本発明を示
す熱交換器の要部断面図であり、(a)は主熱交換部A
、(b)は潜熱回収用熱交換部Bの構成を示す。6は吸
熱フィン、水管を構成する銅製伝熱部材、7はアンチモ
ンと銀、ビスマスト銀、アンチモンとビスマス、スズと
銀のいずれか1種の合金よシなるメッキ層、8はポリボ
ロシロキサン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、シリコン樹
脂、フッ素樹脂、メラミン・アクリル樹脂のいずれか1
種よりなるコーティング層である。前記メッキ層7は主
熱交換部Aと潜熱回収用熱交換部Bの両方に形成され、
前記コーティング層8は潜熱回収用熱交換部Bのメッキ
層70表面に形成される。
前記メッキ層7の形成手段としては複雑な形状でも均一
な膜厚が得られるように前述の合金を溶融し、これに銅
製伝熱部材を浸漬し引上げる方法すなわち溶融メッキ法
が適用される。またコーティング層8は前記樹脂に溶剤
を加えて適当な粘度に調整したのち、スプレー法または
浸漬法によう塗、布し、加熱硬化処理によシ形成される
この構成において、第1図に示す燃焼装置を用いて燃焼
させた際、主熱交換部Aにおいてはバーナからの燃焼熱
によシ加熱され250〜300℃の高温になり、しかも
高温下で水蒸気、燃焼排ガスによるアタックを受けると
ともに燃焼を停止した際には、冷却されることによシ吸
熱フィン4と水管5の接触部にわずかであるが酸性の結
露水が生成する。しかし、吸熱フィン4や水管5を構成
する銅製伝熱部材6に耐熱性、耐食性に優れた合金のメ
ッキ層7を形成している。ので熱による劣化を防止でき
るとともに高温酸化や結露現象による腐食を防止するこ
とができ、吸熱フィン4と水管5への腐食生成物の堆積
を著しく抑制することができる、。
一方、潜熱回収用熱交換部Bは熱交換器の設計。
上、燃焼中は常に露点以下となシ水蒸気が凝縮しこれに
燃焼排ガスが溶融しpHが3程度の酸性結露水が多量に
生成する環境となるが、潜熱回収用熱交換部Bの銅製伝
熱部材6の表面には、耐食性に優れている合金のメッキ
層7と有機系樹脂によるコーティング層8の2層を設け
ており、前記コーティング層8はポリボロシロキサン樹
脂、ポリアミドイミド樹脂、フン素樹脂、シリコン樹脂
、メラミン・アクリル樹脂などの耐酸性に優れた樹脂の
みの構成となっているため、コーティング層のピンホー
pが極めて少なく、前記酸性結露水の成分である硝酸、
炭酸などの腐食因子の侵入を著しく防止できる。さらに
コーティング層8の下には耐食性に優れたアンチモンと
銀、ビスマスと銀、アンチモンとビスマス、スズと銀な
どの合金のメッキ層7を設けているので、前記コーティ
ング層8にわずかに存在するピンホールを介して、前記
腐食因子が侵入しても銅製伝熱部材6の腐食は完全に防
止されるため、銅イオンとして酸性結露水中へ溶出する
こともない。
したがって、銅製伝熱部材6の表面にメッキ層7、及び
コーティング層8を形成することによシ優れた耐食性と
耐熱性を実現することができるので、銅製伝熱部材6へ
の腐食生成物の堆積がなくな、す、不完全燃焼、熱効率
の低下、周囲の汚染を防止することができるとともに酸
性結露水中へ銅イオンが溶出しないので、下水道へ排出
しても銅イオンの下水道排水基準値を充分満足すること
ができ、熱交換器としての耐久性、信頼性を著しく向上
させることができる。
次に本発明の具体的効果を表わす実験結果を説明する。
実験例1 伝熱部材として寸法30X30X0.4mmの銅板を用
い、第1表記載の合金によるメッキ層7とこのメッキ層
上に第1表記載の樹脂によるコーティング層8を形成し
た試料遅1〜9のテストピースを作成した。
なお、試料尚1′〜9°のメッキ層7は第1表記載の金
属を各組成比(重量比)で溶融させて合金化し、これに
前記銅板を浸漬処理して膜厚10〜20h−となるよう
に形成した。一方、試料N5〜9のコーティング層8は
、第1表記載の各有機樹脂を各々の適性溶剤で適当な粘
度に調整した後、各々のメッキ層7を形成したテストピ
ース上にスプレーによシ焼成後の膜厚が約10μmとな
るように塗布し形成した。
以上のように作成したテストピースについて、第1図に
示す燃焼装置を燃焼させた際に生成する酸性結露水を採
取し、この酸性結露水を用いて6.0℃で100時間の
浸漬による腐食試験を実施し、腐食減量で耐食性を評価
した。なお、耐食性比較のため、前述の銅板に従来の鉛
99wt%−ヌズ1wt%の溶融メッキを施したものに
ついても同様に試験を実施した。その結果を第2表に示
す。
※鉛−スズの合金メッキ 第2表で明らかなように銅板メッキ層7及びコーティン
グ層8を形成した試料NQ5〜9のテストピースは良好
な耐食性を示すことが確認された。
また、メッキ層7のみ形成した試料歯1〜4についても
従来の鉛−スズのメッキと比較すると良好な耐食性を示
し、潜熱回収用熱交換部Bのように常時酸性結露水中に
さらされない主熱交換部Aへの適用は充分可能といえる
また、腐食試験後の試験液について銅イオンを原子吸光
光度計により分析したが、試料歯1〜9ともに銅イオン
は検出されなかった。
実験例2 次に、第1図で示す燃焼装置と熱交換器を用いこの熱交
換器は第2図で示すように主熱交換部Aに、実験例1で
述べた試料歯2のメッキ層7、潜熱回収用熱交換部Bに
試料歯6のメッキ層7及びコーティング層8を設けた構
成として、1、分間燃焼、1分間消火の繰返し耐久試験
を5万サイクル実施した結果、メッキ層7にわずかに腐
食生成物が認められたものの不完全燃焼を起こしだシ、
熱ていることが確認された。
なお、実験例1で示した他のメッキ層7とコーティング
層8についても実験例2と同様な結果が得られておシ、
本発明の熱交換器が耐久性、信頼性に優れていることが
確認された。
発明の効果 以上のように本発明の熱交換器によれば次の効果を得る
ことができる。
(1)、伝熱部材の腐食を著しく抑制できるので吸熱フ
ィン間に腐食生成物の堆積がなくなり、燃焼排ガスの流
れが阻害されないだめ不完全燃焼の発生を防止すること
ができる。
(2>  伝熱部材の腐食による穴あきや脱落がなくな
り、熱交換器としての耐久性が大幅に向上し、燃焼装置
としての信頼性が向上する。
(3)腐食を著しく防止できることから、初期9優れた
熱効率を長期にわたり維持することができる。
4)酸性結露水を下水道へ排出しても銅イオンが含まれ
ないため、下水道の排水基準値を満足することができる
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明が適用される燃焼装置を示す断面図、第
2図(、)、伽)は本発明の一実施例の熱交換器を示す
要部断面図である。 3・・・・・・熱交換器、4・・・・・・吸熱フィン、
5・・・・・・水管、6・・・・・・銅製伝熱部材、7
・・・・・・メッキ層、8・・・・・・コーティング層
、A・・・・・・主熱交換部、B・・・・・・潜熱回収
用熱交換部。 、代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第
1図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. バーナと燃焼室の下部に配置され、吸熱フィンと水管の
    銅製伝熱部材よりなる主熱交換部と、潜熱回収用熱交換
    部を一体化した構成とし、前記主熱交換部と潜熱回収用
    熱交換部の銅製伝熱部材表面に、アンチモンと銀、ビス
    マスと銀、アンチモンとビスマス、スズと銀のいずれか
    1種の合金よりなるメッキ層と、前記潜熱回収用熱交換
    部の前記メッキ層上にポリボロシロキサン樹脂、ポリア
    ミドイミド樹脂、シリコン樹脂、フッ素樹脂、メラミン
    、アクリル樹脂のいずれか1種よりなるコーティング層
    を形成した熱交換器。
JP59134250A 1984-06-28 1984-06-28 熱交換器 Pending JPS6115044A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59134250A JPS6115044A (ja) 1984-06-28 1984-06-28 熱交換器

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JP59134250A JPS6115044A (ja) 1984-06-28 1984-06-28 熱交換器

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JPS6115044A true JPS6115044A (ja) 1986-01-23

Family

ID=15123901

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JP59134250A Pending JPS6115044A (ja) 1984-06-28 1984-06-28 熱交換器

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07167586A (ja) * 1993-12-13 1995-07-04 Rinnai Corp 熱交換装置
EP3002527A1 (en) * 2014-09-27 2016-04-06 Vaillant GmbH Heat exchanger and gas water heating appliance using the same

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07167586A (ja) * 1993-12-13 1995-07-04 Rinnai Corp 熱交換装置
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