JPS6038555A - 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 本発明は湯沸器、給湯機、給湯暖房機などに使従来のｓ
ｆ！１１５器に使用される熟交換器全第１図に示す。熱
交換器は焼熱室を内部に設けたドラム１と熱交換される
水の通路である熱交換チューブ２と前記ドラム１の上部
に配置された吸熱フィン３の熱交換部材より構成され、
更に鉛を主成分とする溶融金属メッキ処理がなされてい
る。

この構成に於いて、燃焼排ガスの接触側、特にドラム１
の熱交換チューブ２と接触する（ｑ近や吸熱フィン３の
熱交換チューブ２接触付近などの低温部分では水蒸気が
凝縮し結露水が生成する。この結露水は、燃焼排ガス中
に含まれるＮ　Ｏｘ　、　Ｓ　Ｏｘ、Ｃｏ、　Ｃｏ２な
どが溶解しＰＨ３〜４程度の酸性結露水となる。昨今、
燃料側に流いては脱硫精製技術の進歩に工りＳ（硫黄分
）はほとんどなくなシ、結露水はＮＯｘの溶解による硝
酸酸性となる。

機器側に於いては、省エネルギー、省資源の観点から高
効率化が指向され、潜熱回収付の機器開発が活発と１９
一部商品化もなされている。

積極的に凝縮させて水蒸気潜熱を回収するものであって
同様に多量の硝酸酸性が生成する。

従来の熱交換器に使用される鉛は、硝酸、に対しては極
めて容易に溶解し、更に酸素の存在に於いてほこの現象
が一層促進される。

したがって、この硝酸酸性の結露水によ、！ｌｌ溶融金
属メッキや母材が激しく腐蝕するという問題が発生して
いる。

コノ腐蝕に工って、腐蝕生成物が多量に析出し吸熱フィ
ン３の部分に堆積し、排ガスの流れが阻害され不完全燃
焼を引起こしたり、熱交換効率全低下させだシ、又、腐
蝕生成物が粉状となって周囲に飛散し設置付近全汚染す
るなど衛生上も好１しＡものではなかった。

前述のｍ熱回収型機器の凝縮タイプの熱交換器に於いて
はこの現象が更に顕著であり機器の耐久性、信頼性に大
きな問題が発生している。効率を高めれば高めるほど結
露水は多量に生成し、この種の機器が設置される周囲が
コンクリートであればＰＨ３〜４の多量の結露水によっ
て溶解したり、排水基準などをクリアするため、別に中
和槽など全機器の中に組込んで対応じているのが実感で
ある。

この中和槽に、Ｃ９機器から出ているところでの結露水
は処理できるものの、熱交換器上には硝酸酸性の結露水
が付着するため熱交換器の耐蝕性、耐久性は何ら向上さ
せたものではなく、現状の使用環境にそぐわないもので
あった。

発明の目的 本発明に、かかる従来の欠点を解消するものであって燃
焼排ガス中の特にＮ　Ｏｘ；＋％耐溶解て生成する酸性
結露水にＪ：る熱交換器の腐蝕？防止することにエリ熱
交換器の耐久性の向上全図るとともに不完全燃焼、熱交
換効率の低下全防止し、燃焼機器とじての信頼性向上を
図ること全目的とする。

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、吸熱フィンなどの熱交
換部材におけるｕＪ桐金金属表面もしくは使用する母相
金属の相貫によっては、前記母材金属上に処理されたメ
ッキ層表面に、アルカリ金属珪酸塩ポリマー葡結合材と
し、ｉｉＪ記結合材に塩基性物質を前記結合材の固形分
に対して５ｗｔ％以上含以上含液覆面全形成したもので
あって、この構成によって、燃焼排ガスが溶解した酸性
結露戊が生じても伝熱部材表面に、結露水の中和能を有
する被覆面が形成されているため、結露水が付着すると
すみやかに中和されて中性となるため腐蝕は全くなくな
シ、腐蝕によっておこる吸熱フィン部への腐蝕生成物の
堆積による不完全燃焼や熱交換効率の低下、更に周囲の
汚染による衛生上の懸念も皆無となる。

又、機器によっては中和槽なども不要となるため、機器
内部の複雑化やコストアップも未然に防止することがで
きるものである。

実施例の説明 以下、本発明の一実施例について、第２図により説明す
る。第２図は、瞬間湯沸器用全熱交換器であり、特に熱
交換チューブが接触する付近のドラム部に於いてはこの
種の熱交換器でも水蒸気が凝縮し酸性の結露水が生成し
、結露水による前述の如き問題が発生していた。同図に
於いて、４が例えば銅などを母材金属としている伝熱部
材であって、その伝熱部材における母相金属表面もしく
は母材金属上に処理さｎたメッキ層５の表面に結露水の
中和能を有する被覆面６が設けられ、被覆面６は、アル
カリ金属珪酸塩ポリマーａｉ結合材とし、結合材中には
塩基性物質すが含有されている。

この構成に於いて、第１図に示す熱交換器のドラム１円
の燃焼室下部に配設されたバーナが燃焼した際に熱交換
チューブ２を流れる水によって、この付近のドラム１、
吸熱フィン３には水蒸気が凝縮し結露水が生成する。燃
焼排ガス中のＮＯｘやＳＯｘ、　ＣＯ２などが結露水中
に溶解し、濃縮されて腐蝕性の強い、例えばＰＨ３〜４
程度のＨＮＯ３などの酸性結露水となる。

この酸性結露水によって、熱交換器の伝熱部側は腐蝕を
受けていた訳であるが、本発明に於いては表面に、アル
カリ金属珪酸塩ポリマーａｉ結合材とし、この結合材中
に塩基性物質ｂ’６含何した被覆面６が形成しであるた
め生成、付着した結露水は付着すると同時に中和はれて
水性の水となり蒸発するため腐蝕は完全に防止でれる。

被覆面６の形成する面としては、その伝熱部材４に於げ
るｍｑｓ金属表面に処理することも可能であり、又、例
えば母材金属表面に処理された溶融金属メッキ（鉛、鉛
合金やスズ、スズ合金など）やＮｉメッキなどの表面に
処理することもできる。

燃焼量や機器のタイプ（潜熱回収型など）・などによ、
って、適用できるものである。

本発明に用いる結合材としてにアルカリ金属珪酸塩ポリ
マーがよい。これは、劇熱的であって、酸に対しては抵
抗力があり、塩基性物質全分散、含有きせる上でも好都
合である。

又、塩基性物質としては、塩基性を呈するものであれば
特に限定するものでぼｌく、炭酸塩、水酸化物や他のＣ
ａ塩、Ｎａ塩、Ｍｇ塩、Ａｌ塩、Ｋ塩などを任意に用い
ることができ、こルらの添加量とじては、結合材の固形
分、′ｆなわち溶剤などが飛散した後の加熱残分の５ｗ
ｔ％以上がよい。

ぐ　中和性能と被覆面としての表面処理信頼性の面で塩
基性物質の含有量は決定され、結合材の固形分（加熱残
分）に対して塩基性物質の含有量が６５％ｗｔ以上にな
ると表面処理とじての信頼性に影響が出るため、これ以
上は好葦しくない。熱交換器が＠を母材金属とする伝熱
部材に、ツバ（電解Ｎ１メッキ勿施し、この表面にアル
カリ金属珪酸塩ポリマーとして二液タイプの珪酸ナトリ
ウム系塗料を用い、更に塩基性物質として、Ｋ２　ＣＯ
３／Ｃａ　（ＯＨ）２−１／１で混合したものを珪酸ナ
トリウム系塗料の固形分に対して３６ｗ　ｔ％添加して
被覆面を形成し燃焼試験（５号タイプの瞬間湯沸器使用
）を実施したところ２ｍｎ０Ｎ／　２＋ｍ＋＋ＯＦ　Ｆ
の繰返し試験に於いて５００００回経過でも熱交換器の
腐蝕、その他の変化は全く認められず極めて良好であっ
た。

発明の効果 以上の通り、本発明は、伝熱部材表面に結露水の中和能
を倚する被覆面金形１」Ｚシているため、結露水による
母材金属や母材金属表面に処理された溶融金属メッキ層
の腐蝕が防止これ、熱交換器の耐久信頼性が大幅に向上
し、従来の課頓であった腐蝕生成物の堆積による不完全
燃焼やこれらの飛散や落下による衛生上の懸念も全くな
いものであり、経済的、実用的にもその価値は極めて大
なるものである。

【図面の簡単な説明】

＠１図は、一般的な瞬間湯沸器用の熱交換器を示す斜視
図、第２図は本発明の一実施例の熱交換器葡示す要部断
面図である。 １・・・・・ドラム、２・・・・・・熱交換千ユープ、
３・・・・・吸熱フィン、４・・・・伝熱部材、６　・
・・被覆面。 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 (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）燃焼室￥：内部に形成したドラムと、熱交換チュ
   ーブと、吸熱フィンなどの熱交換部材にかける母材金属
   表面もしくは前記母材金属上に処理されたメッキ層表面
   に結露水の中和能を有する被覆面を形成した熱交換器。
2. （２）　結露水の中和能を有する被覆面が、アルカリ金
   属珪酸塩ポリマーを結合材とし、前記結合４珂に塩基性
   物質をｉｉｌ記結合材の固形分（加熱残分）に対して少
   なくとも５ｗｔ％以上含有する特許請求の範囲第１項記
   載の熱交換器。