JPH06323779A

JPH06323779A - 加熱機器

Info

Publication number: JPH06323779A
Application number: JP5114595A
Authority: JP
Inventors: Kunihiro Tsuruta; 邦弘鶴田; Masao Maki; 正雄牧
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-05-17
Filing date: 1993-05-17
Publication date: 1994-11-25

Abstract

(57)【要約】【目的】給湯機器や暖房機器などの熱交換器を有する
加熱機器において、熱交換器が燃焼排ガスで生じる酸性
結露水によって腐食されることを防止し耐久性を高める
ことを目的とする。【構成】燃焼部３からの燃焼排ガスが流れる煙道４に
配設された第１の熱交換器５の外面に（１）フェノール
樹脂変性シリコン樹脂にカーボンを添加した塗料、
（２）ポリイミド樹脂を主成分とした塗料、（３）ポリ
アミドイミド樹脂を主成分とした塗料の１種以上からな
る耐蝕性耐熱塗料を塗布した構成により、第１の熱交換
器５が、酸性結露水で腐食されるのを防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、給湯機器や暖房機器な
どの熱交換器を有する加熱機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】以下に従来の加熱機器について説明す
る。

【０００３】図５に示すように、燃料供給部３１から供
給された燃料と、空気供給部３２から供給された空気
は、燃焼部３３において混合し燃焼する。そして、燃焼
部３３からの燃焼排ガスは、煙道３４から排出され、煙
道３４内に配置された熱交換器３５と接触する構成であ
る。熱交換器３５は銅製で管３６とその外面に固設した
複数の受熱板３７で構成され、燃焼排ガスから受熱した
熱を管３６の内部を流通する液体（例えば、給湯機器の
場合は水）と熱交換することにより、管３６の内部を流
通する液体が温められ、例えば給湯機器の場合は温水と
なる。熱交換器３５は、高温の燃焼排ガスによる腐食防
止のため表面に鉛メッキが施されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、熱交換器３５の表面の鉛メッキは、燃焼
排ガス中の水分が部分的に結露し、さらに窒素酸化物が
溶解して酸性水（例えば、ｐＨ２．６であり硝酸イオン
１００ppmが溶解）となった結露水により徐々に腐食さ
れて、最悪の場合は熱交換器３５の銅素地が腐食し、管
３６の内部を流通する液体が熱交換器３５の腐食部分か
ら漏洩して不安全であるという問題点を有していた。

【０００５】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、燃焼排ガスによる酸性結露水によって腐食されない
安全な熱交換器を備えた加熱機器を提供することを目的
とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の加熱機器は、燃焼部からの燃焼排ガスが流れ
る煙道に配設された熱交換器の外面もしくは内面または
煙道の内面に、（１）フェノール樹脂変性シリコン樹脂
にカーボンを添加した塗料、（２）ポリイミド樹脂を主
成分とした塗料、（３）ポリアミドイミド樹脂を主成分
とした塗料の１種以上からなる耐蝕性耐熱塗料を塗布し
た構成、また、加熱部からの熱を貯湯部に滞留させた液
体に供給する貯湯部内に配設された熱交換器の外面に上
述と同一の耐蝕性耐熱塗料を塗布した構成、また、液体
が流通する内管部を有する加熱部から熱を供給される熱
交換器の内面に上述と同一の耐蝕性耐熱塗料を塗布した
構成としたものである。

【０００７】

【作用】この構成において、２００℃で長期間使用して
も熱交換器における液体との接触部分に塗膜劣化や剥離
などを生じず、かつ、塗膜にピンホールなどの貫通孔が
存しないので硝酸イオンなどが含まれる酸性結露水によ
る熱交換器の腐食を防ぐこととなる。

【０００８】

【実施例】

（実施例１）以下本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。

【０００９】図１に示すように、燃料供給部１から供給
された燃料と、空気供給部２から矢印で示した方向に供
給された空気が、燃焼部３において混合されて燃焼し、
その燃焼排ガスが矢印で示した方向に煙道４から排出さ
れる。耐蝕性耐熱塗料を外面に塗布した第１の熱交換器
５は煙道４における２００℃未満の燃焼排ガスの雰囲気
下に配設され、耐蝕性耐熱塗料を塗布していない第２の
熱交換器６は煙道４における２００℃以上の燃焼排ガス
の雰囲気下に配設され、かつ、第１の熱交換器５の管７
と第２の熱交換器６の管８を連通させて接続し、管７，
８内を流通する液体（例えば、給湯機器の場合は水、温
水暖房の場合は熱媒）を第１の熱交換器５の管７側から
第２の熱交換器６の管８側の方向に流通させる構成とし
ている。

【００１０】第１，第２の熱交換器５，６は、管７，８
の外面に固設した複数の受熱板９，１０で構成されてい
て、複数の受熱板９，１０で効率よく受熱された熱を管
７，８の内部を流通する液体に効果的に熱交換できる。

【００１１】また、第１の熱交換器５を配設する煙道４
の雰囲気を２００℃未満としたのは、２００℃未満（特
に１５０℃未満）では燃焼排ガス中の水分が結露して、
燃焼排ガス中の潜熱が効果的に第１の熱交換器５に受熱
されるためである。しかしながら、結露水に燃焼排ガス
中の窒素酸化物が溶解してｐＨ２．６の酸性結露水（硝
酸イオン１００ppmが溶解）となり、第１の熱交換器５
を腐食させるという悪影響を及ぼすこととなる。この対
策として、第１の熱交換器５の外面に耐蝕性耐熱塗料を
塗布する。

【００１２】耐蝕性耐熱塗料は、（１）フェノール樹脂
変性シリコン樹脂にカーボンを添加した塗料、（２）ポ
リイミド樹脂を主成分とした塗料、（３）ポリアミドイ
ミド樹脂を主成分とした塗料の１種以上からなる構成で
ある。

【００１３】（１）フェノール樹脂変性シリコン樹脂に
カーボンを添加した塗料は、フェノール樹脂の優れた耐
熱性と耐薬品性を生かしつつ、やや多孔質な点をカーボ
ンを添加することで多孔質の部分を充填してピンホール
などの貫通孔を大幅に減少させ、さらにシリコン樹脂の
優れた撥水性を利用して貫通孔からの水の進入を低減さ
せるものである。また、カーボンが樹脂と比較して熱伝
導率が大きいので塗料の熱伝導がよくなり、しかもカー
ボンの黒色で熱吸収が高まり、第１の熱交換器５の熱効
率の向上が図れる。また、（２）ポリイミド樹脂を主成
分とした塗料は、ポリイミド樹脂の優れた耐熱性と耐薬
品性を利用するものであり、（３）ポリアミドイミド樹
脂を主成分とした塗料は、ポリアミドイミド樹脂の優れ
た耐熱性と耐薬品性を利用するものである。

【００１４】これらの塗料は、２００℃で長期間使用し
ても塗膜劣化や剥離などを生じない優れた耐熱性を有
し、しかも塗膜にピンホールなどの貫通孔がないため優
れた耐蝕性を有するので第１の熱交換器５の外面をこれ
ら耐蝕性耐熱塗料により保護すると、酸性結露水と第１
の熱交換器５との接触が回避できて、液体中に含まれる
硝酸イオンなどによる第１の熱交換器５の腐食が防止で
きる。また、第１の熱交換器５が１５０℃前後の酸性結
露水に長期間曝されても、これら耐蝕性耐熱塗料が分解
したり熱交換器の銅素地から剥離することがなく、優れ
た防蝕効果を長期間維持できる。

【００１５】耐蝕性耐熱塗料を塗布する厚みは、５〜５
０μｍとした。５μｍ以下の膜厚にすると塗膜にピンホ
ールなどの貫通孔が生じ、耐蝕性が維持できないが、５
μｍ以上の膜厚にすると塗膜のピンホールなどの貫通孔
はなくなり、充分な耐蝕性が維持できた。しかし、第１
の熱交換器５の熱効率は膜厚の増加とともに低下し、５
０μｍ以上の膜厚になると熱効率が２％以下となり大幅
に低下することが観察された。これは塗膜の熱伝導率が
第１の熱交換器５の銅素地と比較して小さいためであ
り、膜厚を増加させると断熱効果が顕著に表われるため
である。

【００１６】銅製の熱交換器の外面に、（１）フェノー
ル樹脂変性シリコン樹脂にカーボンを添加した塗料、
（２）ポリイミド樹脂を主成分とした塗料、（３）ポリ
アミドイミド樹脂を主成分とした塗料を２０〜３０μｍ
の膜厚で各々塗布し、これらの熱交換器を、ｐＨ２．６
の酸性水（硝酸イオン１００ppmが溶解）が約６００cc
／時の割合で結露する１５０℃前後の雰囲気下で１００
時間使用したが、耐蝕性耐熱塗料を塗布した面の腐食は
なく、耐蝕性耐熱塗料を塗布しない場合と比較して結露
水への銅イオン溶出は５０分の１ないし２０分の１に減
少した。また熱交換器の熱効率は、塗布した場合は８〜
１０％で、塗布しない場合の１１％と比較して僅かに低
下する程度であり、実用可能であった。

【００１７】第２の熱交換器６は煙道４における２００
℃以上の燃焼排ガスの雰囲気下に配設されるが、２００
℃以上の燃焼排ガスには結露水が発生しないので、耐蝕
性耐熱塗料を塗布しなくとも第２の熱交換器６は充分な
耐蝕性を維持できる。

【００１８】上記のように構成された加熱機器の動作を
説明する。第１の熱交換器５に流入した液体は、燃焼排
ガス中の潜熱を受熱して温められ、ついで第２の熱交換
器６に流入して、燃焼排ガス中の顕熱を受熱してさらに
高温まで温められる。したがって、第１の熱交換器５で
約１０％の熱交換率が得られ、加えて第２の熱交換器６
で約８０％の熱交換率が得られるので、あわせて約９０
％の高い熱交換率が得られる。

【００１９】上述のように本実施例による加熱機器は、
顕熱回収型の熱交換器のみによる従来の加熱機器の約８
０％の熱交換率よりも優れた熱交換率を有し、燃焼排ガ
スによる酸性結露水によって腐食されず安全性を高めら
れる。

【００２０】なお、酸性結露水が生じる第１の熱交換器
５の近辺の煙道４の内面に上述の耐蝕性耐熱塗料を塗布
したところ、煙道４の内面部の銅素地の腐食が抑制でき
た。

【００２１】（実施例２）以下本発明の第２の実施例に
ついて、図面を参照しながら説明する。

【００２２】図２に示すように、燃料供給部１から供給
された燃料と、空気供給部２から矢印で示した方向に供
給された空気が、燃焼部３において混合されて燃焼し、
その燃焼排ガスが矢印で示した方向に煙道１１から排出
される。煙道１１に配設された耐蝕性耐熱塗料を内面に
塗布した熱交換器１２の内部を流れる燃焼部３からの燃
焼排ガスの熱が、熱交換器１２の外部をファン１３によ
って白抜き矢印の方向にフィルタ１４を経て流れる室内
空気に熱交換され、室内空気は温められる構成である。

【００２３】アルミニウム製の熱交換器１２を２００℃
未満の燃焼排ガスの雰囲気下に配設し、酸性結露水が生
じる内面部に実施例１で説明した耐蝕性耐熱塗料を塗布
することにより、熱交換器１２の腐食が抑制できた。

【００２４】なお、熱交換器１２に塗布する耐蝕性耐熱
塗料の厚みは、実施例１で説明したように５〜５０μｍ
が適正である。

【００２５】（実施例３）以下本発明の第３の実施例に
ついて、図面を参照しながら説明する。

【００２６】図３に示すように、太陽熱温水器は、液体
（水または湯）を滞留させる貯湯部１６と、滞留させた
液体に太陽から受熱した熱を供給する加熱部１７と、加
熱部１７からの熱を滞留させた液体に供給するために貯
湯部１６内に配設されたシールされた銅管製の熱交換器
１８で構成されている。

【００２７】加熱部１７と熱交換器１８は内部が連通さ
れ、冷媒が充填されたヒートパイプを構成し、加熱部１
７内に充填されている冷媒は、太陽熱により加熱されて
熱交換器１８に移動し、熱交換器１８で貯湯部１６に滞
留している液体にその熱を供給して温めた後、再び加熱
部１７に戻るサイクルを取る。熱交換器１８は、貯湯部
１６内に複数個配置されており、複数個配置された加熱
部１７からの熱を貯湯部１６に滞留させた液体に効果的
に供給できる構成で、約２００リットルの室温の市水を
貯湯部１６に滞留させると半日後に約８０℃の温水が得
られる。

【００２８】熱交換器１８の外面に（１）フェノール樹
脂変性シリコン樹脂にカーボンを添加した塗料、（２）
ポリイミド樹脂を主成分とした塗料、（３）ポリアミド
イミド樹脂を主成分とした塗料の１種以上からなる耐蝕
性耐熱塗料を塗布した構成により、ｐＨ６の市水を用い
た場合の熱交換器１８から溶出する銅イオン量は、従来
の耐蝕性耐熱塗料を塗布しない熱交換器から溶出する銅
イオン量と比較して２０分の１ないし１０分の１に減少
させることができ、約８０℃の温水が得られる時間は、
従来の熱交換器と比較して大差なく、熱交換性能の差は
生じない。

【００２９】なお、熱交換器１８に塗布する耐蝕性耐熱
塗料の厚みは、実施例１で説明したように５〜５０μｍ
が適正である。

【００３０】（実施例４）以下本発明の第４の実施例に
ついて、図面を参照しながら説明する。

【００３１】図４に示すように、太陽熱を利用した冷媒
温水器は、内管部を液体（水または温水）が流通する蛇
管状の熱交換器１９と、熱交換器１９に熱を供給する蛇
管状の加熱部２０と、熱交換器１９の内管部と連通した
温めた液体を滞留させる貯湯部２１で構成されている。

【００３２】銅パイプの加熱部２０の内部に充填された
冷媒は、太陽熱の受熱部分２２により加熱され、ポンプ
２３により矢印で示したように加熱部２０に移動し、熱
交換器１９の内管部を流通する液体にその熱を供給して
温めた後、再び受熱部２２に戻るサイクルを取る。

【００３３】熱交換器１９と加熱部２０は互いに接触し
ており、加熱部２０の熱が効果的に熱交換器１９に伝達
され、貯湯部２１の滞留水はポンプ２４により矢印で示
したように熱交換器１９の内管部を流通し、加熱部２０
からの熱を受熱して徐々に水温が上昇する構成で、貯湯
部２１に約３００リットルの室温の市水を滞留させる
と、半日後に約６０℃の温水が得られる。

【００３４】熱交換器１９の内面に（１）フェノール樹
脂変性シリコン樹脂にカーボンを添加した塗料、（２）
ポリイミド樹脂を主成分とした塗料、（３）ポリアミド
イミド樹脂を主成分とした塗料の１種以上からなる耐蝕
性耐熱塗料を塗布した構成により、ｐＨ６の市水を用い
た場合の銅製の熱交換器１９から溶出する銅イオン量
は、従来の耐蝕性耐熱塗料を塗布しない熱交換器から溶
出する銅イオン量と比較して３０分の１ないし２０分の
１に減少させることができ、約６０℃の温水が得られる
時間は、従来の熱交換器と比較して大差なく、熱交換性
能の差は生じない。

【００３５】なお、熱交換器１９に塗布する耐蝕性耐熱
塗料の厚みは、実施例１で説明したように５〜５０μｍ
が適正である。

【００３６】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように本発明
は、燃焼部からの燃焼排ガスが流れる煙道に配設された
熱交換器の外面もしくは内面または煙道の内面に（１）
フェノール樹脂変性シリコン樹脂にカーボンを添加した
塗料、（２）ポリイミド樹脂を主成分とした塗料、
（３）ポリアミドイミド樹脂を主成分とした塗料の１種
以上からなる耐蝕性耐熱塗料を塗布した構成、また、加
熱部からの熱を貯湯部に滞留させた液体に供給する貯湯
部内に配設された熱交換器の外面に上述と同一の耐蝕性
耐熱塗料を塗布した構成、また、内管部を有する加熱部
からの熱を供給される熱交換器の内面に上述と同一の耐
蝕性耐熱塗料を塗布した構成により、燃焼排ガスによる
酸性結露水によって腐食されない安全な熱交換器を備え
た優れた加熱機器を実現できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の加熱機器の要部の概念を示
した断面略図

【図２】本発明の実施例２の加熱機器の要部の概念を示
した断面略図

【図３】本発明の実施例３の加熱機器の要部の概念を示
した断面略図

【図４】本発明の実施例４の加熱機器の１部を断面で示
した概略斜視図

【図５】従来の加熱機器の要部の概念を示した断面略図

【符号の説明】

１燃料供給部２空気供給部３燃焼部４煙道５第１の熱交換器６第２の熱交換器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃料を供給する燃料供給部と、空気を供
給する空気供給部と、燃料と空気の混合ガスを燃焼させ
る燃焼部と、前記燃焼部からの燃焼排ガスが流れる煙道
と、前記煙道に配設された熱交換器を備えた加熱機器で
あって、下記の３種の塗料の１種以上からなる耐蝕性耐
熱塗料を前記熱交換器の外面に塗布した構成の加熱機
器。（１）フェノール樹脂変性シリコン樹脂にカーボンを添
加した塗料（２）ポリイミド樹脂を主成分とした塗料（３）ポリアミドイミド樹脂を主成分とした塗料
【請求項２】耐蝕性耐熱塗料を熱交換器の内面に塗布
した構成の請求項１記載の加熱機器。
【請求項３】耐蝕性耐熱塗料を煙道の内面に塗布した
構成の請求項１記載の加熱機器。
【請求項４】液体が流通する管の外面に耐蝕性耐熱塗
料を塗布した第１の熱交換器を２００℃未満の燃焼排ガ
スが流れる煙道に配設し、かつ、液体が流通する管の外
面に耐蝕性耐熱塗料を塗布していない第２の熱交換器を
２００℃以上の燃焼排ガスが流れる煙道に配設し、前記
第１の熱交換器と前記第２の熱交換器を連通させた構成
とし、前記液体を前記第１の熱交換器から前記第２の熱
交換器の方向へ流通させるようにした請求項１記載の加
熱機器。
【請求項５】液体を滞留させる貯湯部と、滞留させた
液体に熱を供給する加熱部と、滞留させた液体に前記加
熱部からの熱を供給するように前記貯湯部内に配設した
熱交換器を備えた加熱機器であって、下記の３種の塗料
の１種以上からなる耐蝕性耐熱塗料を前記熱交換器の外
面に塗布した構成の加熱機器。（１）フェノール樹脂変性シリコン樹脂にカーボンを添
加した塗料（２）ポリイミド樹脂を主成分とした塗料（３）ポリアミドイミド樹脂を主成分とした塗料
【請求項６】液体が流通する内管部を有する熱交換器
と、前記熱交換器に熱を供給する加熱部と、前記熱交換
器の内管部と連通した前記液体を滞留させる貯湯部を備
えた加熱機器であって、下記の３種の塗料の１種以上か
らなる耐蝕性耐熱塗料を前記熱交換器の内面に塗布した
構成の加熱機器。（１）フェノール樹脂変性シリコン樹脂にカーボンを添
加した塗料（２）ポリイミド樹脂を主成分とした塗料（３）ポリアミドイミド樹脂を主成分とした塗料
【請求項７】熱交換器は耐蝕性耐熱塗料の膜厚が５〜
５０μｍである請求項１，２，３，４，５，６のいずれ
かに記載した加熱機器。