JPS6080055A - 熱交換器 - Google Patents

熱交換器

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JPS6080055A
JPS6080055A JP58187884A JP18788483A JPS6080055A JP S6080055 A JPS6080055 A JP S6080055A JP 58187884 A JP58187884 A JP 58187884A JP 18788483 A JP18788483 A JP 18788483A JP S6080055 A JPS6080055 A JP S6080055A
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JP
Japan
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heat exchanger
coating layer
heat
transfer member
corrosion
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JP58187884A
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English (en)
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JPS6345025B2 (ja
Inventor
Yu Fukuda
祐 福田
Yasunori Kaneko
金子 康典
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6345025B2 publication Critical patent/JPS6345025B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F19/00Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers
    • F28F19/02Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers by using coatings, e.g. vitreous or enamel coatings
    • F28F19/06Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers by using coatings, e.g. vitreous or enamel coatings of metal

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Details Of Fluid Heaters (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 本発明は瞬間湯沸器、給湯機器、暖房機器などに使用さ
れる銅製伝熱部材よりな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 従来のガス瞬間湯沸器に使用されている熱交換器を第1
図に示す。同図に示す如く熱交換器は燃2 ミーう゛ 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
る熱交換チー−ブ2と前記ドラム1の上部に設けられた
吸熱フィン3の銅製伝熱部材より構成され、さらにこの
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
この構成において、燃焼排ガスの接触する部分、特にド
ラム1と熱交換チー−ブ2との接触部や熱交換チー−ブ
2と吸熱フィン3との接触部の低温部分では燃焼排ガス
中に含まれるN OX、S OX。
CO、CO2、水蒸気などが凝縮して酸性の結露・ 水
を生成し、これが前記溶融金属メッキや母材である銅を
激しく腐食させるという問題が発生している。
このような腐食が起こると炭酸鉛、硝酸鉛、緑青などの
腐食生成物が多量に生成するためにこれらが吸熱フィン
3やドラム1の部分に堆積し、排ガスの流れが阻害され
不完全燃焼を引き起こしたり、熱交換チー−ブ2中を通
過する水への熱伝導が悪くなるために熱交換効率が著し
く低下するとともに、前記腐食生成物が粉状に剥離し周
囲を汚3ベーン 染するなど安全衛生上好ましいものではなかった。
さらに、腐食が進行するとドラム1や吸熱フィン3など
の部材に穴があくなどの問題も発生し、機器としての耐
久性にも欠けるという問題点があった。
また、前記溶融金属メッキの耐食性を改善するために有
機系、無機系の塗料をコーティングする方法も試みられ
たが、シリコン樹脂、ポリイシド樹脂などをバインダー
とする有機系塗料は耐熱性が低いために、長時間の使用
に耐え難く、ケイ酸塩系、リン酸塩系などの無機系塗料
は、コーティング層にピンホールが多数存在するために
耐食性が悪く、前記問題を解決できるものではなかった
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、熱交換器の耐久性の向上を図るとともに、
不完全燃焼や熱交換効率の低下を防止し、機器としての
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、銅製伝熱部材表面
に金属からなるメッキ層を形成し、さらに前記メッキ層
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
体をバインダーとし、前記バインダーにマイカ粉末、ガ
ラス粉末、炭化ケイ素粉末の無機充てん材を分散混合し
た塗料でコーティング層を形成したものであり、前記コ
ーティング層が耐熱性に優れ、かつ緻密な膜となってい
るので熱によるコーティング層の劣化は無く、燃焼排ガ
スが溶解した結露水を生じてもコーティング層中への前
記結露水の浸入を防止することができ、銅製伝熱部材や
メッキ層の腐食が無くなるので前述の腐食生成物の堆積
により生ずる不完全燃焼や腐食生成物の飛散、落下によ
る周囲の汚染、熱交換効率の低下を防止することができ
る。
実施例の説明 以下、本発明の一実施例について第2図により説明する
図において4は燃焼室を内部に形成したドラム5ベーレ
゛ 吸熱フィン、熱交換チー−ブよりなる熱交換器の要部断
面した銅製伝熱部材であり、この表面に無電解、電解、
溶融のいずれかの手段により、ニッケル、鉛、アルミニ
ウムのいずれか1種を主成分とする金属からなるメッキ
層5が形成され、さらにこの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6aをバインダーとし、
これにマイカ粉末6b、ガラス粉末6c、炭化ケイ素粉
末6dの無機充てん材を添加し、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
ことによりコーティング層6が形成される。
このコーティング層6は第2図に示す如く、マイカ粉末
6bが表面近くにその多くが木の葉状に重なり合いメッ
キ層5に対し平行配列し、ガラス粉末6cと炭化ケイ素
粉末6dが均一に分散した塗膜となっている。
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バーナが燃焼した際、ドラム
1及び吸熱フィン3が熱交換チー6 目′ −ブ2内を流れる水によって冷却され、水蒸気の凝縮に
より結露水が生成し、燃焼排ガス中のNOx。
SOX、CO2などが前記結露水中に溶解し、濃縮され
て腐食性の強いPH3〜4の酸となるとともに吸熱フィ
ン3の先端部は250”C以上の高温に達し極めて厳し
い環境となる。
本発明のコーティング層6に用いるバインダーはケイ素
、炭素、ホウ素、酸素を骨格としたポリボロシロキサン
を主成分とする有機ケイ素重合体であるので300℃以
上の優れた耐熱性を有し、前述の熱交換器使用温度には
充分耐え得るものである。しかし、コーティング層6の
加熱硬化の際、前記バインダーの有機成分の一部が分解
するため膜としてはポーラスでピンホールが多く存在し
、前記バインダー単独で用いた場合にはこのピンポール
を介して前記酸性結露水が侵入し、メッキ層5と銅製伝
熱部材4を腐食させる。
本発明では、コーティング層6にマイカ粉末6bを適用
することにより、前述の腐食問題を解決することができ
た。即ち、粒子形状がフレーク7・°−〕゛ 状であるマイカ粉末6bがコーティング層6の表面近傍
に木の葉状に重なり合いながら多く存在するのでコーテ
ィング層6表面のバリア性が高くなり、しかもマイカ粉
末6bはコーティング層6中に存在するピンホールを塞
ぐ効果を有するので前記酸性結露水の侵入が無くなりメ
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
るとともにマイカ粉末6bが耐酸性に優れた材料である
ので長期にわたり、優れた耐食性を実現することができ
る。したがって、従来のように吸熱フィン3やドラム1
の表面に腐食生成物の堆積が無くなり、不完全燃焼や周
囲への汚染を防止でき、燃焼機器としての安全性が大幅
に向上する。
また、コーティング層6に二酸化ケイ素を主成分とする
ガラス粉末6Cが均一に分散することによりコーティン
グ層6は非常に硬くしかも機械的衝撃に対して強くなる
ので熱交換器の運搬や取り付けの際に落下したり、ドラ
イバーなどの工具が接触してもコーティング層6の剥離
や傷の発生を防止できる。
特開昭Go−80055(3) さらに、コーティング層6中には熱伝導性に優れた炭化
ケイ素粉末6dを分散させているのでコーティング層6
が存在しても従来の熱交換器と熱交換効率の差は無く、
しかも従来のように腐食による熱交換効率の低下が無く
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。
また、マイカ粉末6b、ガラス粉末6c、炭化ケイ素粉
末6dの総添加量はバインダーである有機ケイ素重合体
6aの加熱残分(固形分)に対し重量比で10%以下に
なると有機ケイ素重合体6aの性質に支配されてくるの
でコーティング層6の表面がポーラスでピンホールが多
くなるために耐食性が悪くなり、40%以上になると充
てん材が多すぎるため、有機ケイ素重合体6aの接着力
が低下し、コーティング層6aの密着性が悪くなること
から、10〜40%の範囲であることが望ましい。
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6aは伝熱部材である銅との密着性が著しく悪く、
銅製伝熱部材4の表面に直接ツー9ベジ ティング層6を形成することができなかったが、これは
前記銅製伝熱部材4の表面に耐酸化性の優れたニッケル
、鉛、アルミニウムのいずれか1種を主成分とする金属
よりなるメッキ層5を設けることにより、コーティング
層6との優れた密着性が実現することを見い出した。
次に本実施例の効果を表わす実験結果について説明する
第1図に示す銅製伝熱部材よりなる熱交換器に第1表に
示すメッキ層を形成し、さらにこのメッキ層上に第1表
に示す材料をボールミルで24時間分散混合した塗料を
用いて、膜厚が10〜20μmになるようにスプレー塗
装し、300℃1時間の焼成を行ないコーティング層を
形成した。
10” 11 パージ 以上記載した本発明の実施品である熱交換器A〜Cにつ
いて、ガス瞬間湯沸器(5号タイプ)に組み込み、2分
間燃焼、2分間消火の繰返し燃焼実験を実施した。なお
、比較のため、従来の熱交換器(銅製伝熱部材表面に鉛
の溶融メッキを施したもの)についても同条件の試験を
実施した。
その結果を第2表に示す。
第2表、繰返し燃焼試験結果 以上の結果にみられるように、従来の熱交換器は激しい
腐食が発生したが、本発明の実施品である熱交換器A−
Cは腐食の発生は無く、優れた耐特開昭GO−8005
5(4) 食性を示した。
また、本発明の熱交換器A−Cの熱交換効率は従来の熱
交換器と同等の熱交換効率を示し、コーティング層を設
けることによる熱伝導性の低下がほとんど無いことを確
認した。
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0)銅製伝熱部材の腐食がなくなり、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。
(3)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。
などの効果を有し、実用的価値が極めて高いものである
13 ページ
【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、6a・・・有機ケイ素重合体、6b・・
・マイカ粉末、6c・・・ガラス粉末、6d・・・炭化
ケイ素粉末。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 銅製伝熱部材表面にニッケル、鉛、アルミニウムのいず
    れか1種を主成分とした金属からなるメッキ層を形成し
    、さらに前記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をバインダーとし、前記バイン
    ダーにマイカ粉末、ガラス粉末、炭化ケイ素粉末の無機
    充てん材を分散混合した塗料でコーティング層を形成し
    た熱交換器。
JP58187884A 1983-10-06 1983-10-06 熱交換器 Granted JPS6080055A (ja)

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JP58187884A JPS6080055A (ja) 1983-10-06 1983-10-06 熱交換器

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JP58187884A JPS6080055A (ja) 1983-10-06 1983-10-06 熱交換器

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JPS6080055A true JPS6080055A (ja) 1985-05-07
JPS6345025B2 JPS6345025B2 (ja) 1988-09-07

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ID=16213882

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008088465A1 (en) * 2007-01-17 2008-07-24 Dow Corning Corporation Wear resistant materials in the direct process

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008088465A1 (en) * 2007-01-17 2008-07-24 Dow Corning Corporation Wear resistant materials in the direct process
JP2010516990A (ja) * 2007-01-17 2010-05-20 ダウ・コーニング・コーポレイション 直接法における耐摩耗性材料

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