JP5972594B2 - 耐食性被覆層を有する伝熱管、当該伝熱管を備えた熱交換器、当該伝熱管の製造方法 - Google Patents
耐食性被覆層を有する伝熱管、当該伝熱管を備えた熱交換器、当該伝熱管の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5972594B2 JP5972594B2 JP2012028808A JP2012028808A JP5972594B2 JP 5972594 B2 JP5972594 B2 JP 5972594B2 JP 2012028808 A JP2012028808 A JP 2012028808A JP 2012028808 A JP2012028808 A JP 2012028808A JP 5972594 B2 JP5972594 B2 JP 5972594B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat transfer
- transfer tube
- corrosion
- fluororesin
- coating layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
Description
特許文献1に記載の節炭器は、カーボンナノチューブ等の炭素樹脂を含む耐食性被覆層を有している。この耐食性被覆層は、電着性物質である合成高分子樹脂中に炭素樹脂を分散させた電着液を電着により金属管の表面に付着させた後、加熱硬化することにより、形成される。電着性の合成高分子樹脂として、アニオン性合成高分子樹脂を用いた場合には、トリメチルアミン、ジエチルアミン等の無機アルカリで中和して水に可溶化された状態、或いは水分散状態で電着に供される。また、カチオン性合成高分子樹脂を用いた場合には、ギ酸、酢酸等の酸で中和して、水に可溶化された状態、或いは水分散状態で電着に供される。
フッ素樹脂と、炭素繊維と、低融点合金(例えば、はんだ材料)とを含むフッ素樹脂混合物からなり、
前記フッ素樹脂、前記炭素繊維及び前記低融点合金が分散されていることを特徴とする。
また、炭素繊維、黒鉛及び低融点合金を含んでいるため、フッ素樹脂のみからなる耐食性被覆層よりも熱伝導率を高くすることができる。これにより優れた伝熱性を有することができる。さらに、フッ素樹脂、炭素繊維及び低融点合金は、金属の表面に分散された状態で付着している。これにより、金属の表面全体にわたって耐食性及び熱伝導率を均質にすることができる。
また、フッ素樹脂混合物は、フッ素樹脂に炭素繊維、低融点合金を混合するだけなので手間をかけることなく短時間で作成することができる。そして、長尺管への施工も容易となる。
前記低融点合金は、前記焼付け温度よりも低い融点を有することとしてもよい。
また、上述した耐食性被覆層を表面に有しているため、従来の耐食性被覆層よりも硫酸に対する耐食性が向上されており、従来の伝熱管よりも腐食を低減することができる。
また、上述した伝熱管を硫酸が発生する部位にのみ用いるため、上述した伝熱管を全ての部位に設けた場合に比べて安価に熱交換器を製作することができる。
そして、上述した伝熱管を備えているため、従来の熱交換器よりも熱回収率を向上させつつ、長期間使用することができる。
さらに、上述した伝熱管を備えているため、従来の熱回収率を高めるために大型化された熱交換器を小型化することができる。
また、硫酸露点温度以下でもボイラ等を運転することが可能となるため、ボイラの効率を向上させることができる。
ただし、本発明の範囲は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に記載がない限り、本発明の範囲をそれにのみ限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
図1に示すように、ボイラ1のバーナ2にて火炉4に供給された燃料は、空気ダクト6から供給された空気と混合し、火炉4内で高温の燃焼ガスを生成する。高温の燃焼ガスは、火炉4内や排ガス通路8内に設置された過熱器10、再熱器12及び節炭器14で熱回収される。燃焼ガスの温度は、過熱器10、再熱器12及び節炭器14を通過するにしたがって次第に低くなる。
また、高圧タービンで仕事をした水蒸気は再熱器12へ送給される。そして、再熱器12で加熱された水蒸気は中圧タービンへ供給される。
節炭器14の伝熱管24の周囲を通過する燃焼ガスと伝熱管24内のボイラ水とが熱交換することにより、伝熱管24内のボイラ水が加熱される。
例えば、節炭器14の上端付近を通過する燃焼ガスの温度は約373℃で、節炭器14を通過した後の燃焼ガスの温度は約163℃である。また、節炭器14に供給されるボイラ水の温度は約145℃とした。したがって、中段ブロック14b又は下段ブロック14c内では、硫酸露点温度(約160℃)以下となり、硫酸が生成される部位が発生する。硫酸が生成されると、伝熱管24は低温腐食を受ける。そこで、硫酸露点温度以下となる部位に、後述する本発明に係る耐食性被覆層を有する伝熱管24を配置する。配置箇所は、予め設計等により硫酸露点温度以下となる位置を算出することにより決定される。本実施形態では、例えば、下段ブロック14cの伝熱管24に本発明に係る耐食性被覆層を施した。したがって、上段ブロック14a及び中段ブロック14bは、一般的な伝熱管を配置した。
なお、本実施形態では、節炭器14の上端付近を通過する燃焼ガスの温度を約373℃、節炭器14を通過した後の燃焼ガスの温度を約163℃、節炭器14に供給されるボイラ水の温度を約145℃としたが、これらの値に限定されるものではない。
図2に示すように、伝熱管24は、円筒形の伝熱管本体26の外周面にフィン28が所定のピッチ間隔で固設されている。伝熱管本体26及びフィン28の表面は、本発明に係る耐食性被覆層40で覆われている。
図3に示すように、耐食性被覆層40はフッ素樹脂混合物から形成される。このフッ素樹脂混合物は、炭素繊維43、スズを含む低融点合金44、黒鉛45及び炭化ケイ素46をフッ素樹脂42に混合することにより形成される。フッ素樹脂42、炭素繊維43、低融点合金44、黒鉛45及び炭化ケイ素46は、全て粉末状、繊維状およびペースト状のものを用いる。
粉末状の黒鉛45を含むことによる熱伝導率への影響について検討した結果について以下で説明する。
図4に示すように、黒鉛45の配合量が異なる複数種の混合物を用いて、それぞれの熱伝導率を計測した。具体的には、黒鉛45とポリフェニレンサルファイド(PPS)樹脂42とを溶融して混合した混合物(以下、溶融混合物という)、粉末状の黒鉛45と粉末状のポリフェニレンサルファイド(PPS)樹脂42とを粉体状に混合した混合物(以下、粉体混合物という)、黒鉛45とポリフェニレンサルファイド(PPS)樹脂42とを溶液中で混合した混合物(以下、溶液混合物という)、黒鉛45とポリフェニレンサルファイド(PPS)樹脂42とをロールで加圧して混練した混合物(以下、ロール混練物という)を用いた。
図5に示すように、配合材料の異なる複数種類の耐食性被覆層(以下、試料という)を作成し、各試料の熱伝導率を計測した。なお、比較検討のために、一般的に実施されている配合材料からなる試料1〜5も作成した。最初に、一般的に実施されている試料1〜5について説明し、次に、本発明に係る配合材料からなる試料6〜8について説明する。
また、試料7の熱伝達率は13.9(W/mK)となり、今回の試料の中では2番目に高い熱伝達率を有している。
最後に、試料8の熱伝達率は28.5(W/mK)となり、今回の試料の中では最も高い熱伝達率を有している。
また、炭素繊維43を10〜40重量%、低融点合金44を10〜40重量%含んでいるため、フッ素樹脂42のみからなる耐食性被覆層40よりも熱伝導率を高くすることができる。そして、黒鉛45を0〜15重量%含んでいるため、熱伝導率を更に高くするとともに、耐食性を更に向上させることができる。
また、フッ素樹脂42、炭素繊維43及び低融点合金44は、伝熱管24の表面に分散された状態で付着している。これにより、伝熱管24の表面全体にわたって耐食性及び伝熱性を均質にすることができる。
そして、焼付け温度よりも低い融点を有する低融点合金44を用いるため、焼付けを実施する際に、低融点合金44が溶けてフッ素樹脂混合物を伝熱管24の表面に強固に付着させることができる。また、低融点合金44が溶融することにより高い熱伝導性を有する炭素繊維、炭化ケイ素などを結びつける作用により、伝熱管24の表面全体に広がる。これにより、伝熱管24の表面全体にわたって熱伝導率を均質にすることができる。
さらに、フッ素樹脂混合物は、フッ素樹脂42に炭素繊維43、低融点合金44等を混合するだけなので手間をかけることなく短時間で作成することができる。そして、長尺管への施工も容易となる。
そして、従来の耐食性被覆層よりも耐食性に優れた本発明に係る耐食性被覆層40を有しているため、硫酸に対する耐食性が向上されており、従来の伝熱管よりも腐食を低減することができる。
また、本発明に係る伝熱管24を硫酸が発生する部位にのみ用いるため、本発明に係る伝熱管24を全ての部位、例えば、上段ブロック14a、中段ブロック14b及び下段ブロック14cに設けた場合に比べて安価に節炭器14を製作することができる。
また、本発明に係る伝熱管24を備えているため、従来の節炭器よりも熱回収率を向上させつつ、長期間使用することができる。
さらに、本発明に係る伝熱管24を備えているため、従来の熱回収率を高めるために大型化された節炭器を小型化することができる。
また、硫酸露点温度以下でもボイラ1を運転することが可能となるため、ボイラ1の効率を向上させることができる。
2 バーナ
4 火炉
6 空気ダクト
8 排ガス通路
10 過熱器
12 再熱器
14 節炭器
14a 上段ブロック
14b 中段ブロック
14c 下段ブロック
16 汽水ドラム
22 給水ポンプ
24 伝熱管
26 伝熱管本体
28 フィン
32 給水口
40 耐食性被膜層
42 フッ素樹脂
43 炭素繊維
44 低融点合金
45 黒鉛
46 炭化ケイ素
Claims (4)
- 水分及び硫黄酸化物を含む燃焼ガス中で使用される伝熱管であって、
前記伝熱管の外表面には、耐食性被覆層が形成され、
前記耐食性被覆層は、
フッ素樹脂と、炭素繊維と、鉛フリーはんだ合金と、黒鉛と、炭化ケイ素とを含むフッ素樹脂混合物からなり、
前記フッ素樹脂、前記炭素繊維、前記鉛フリーはんだ合金、前記黒鉛、及び前記炭化ケイ素が分散された状態で前記耐腐食性被覆層内に存在し、且つ、分散された前記炭素繊維および前記黒鉛が、前記鉛フリーはんだ合金により線状に結びついた状態で前記耐腐食性被覆層内に存在していることを特徴とする伝熱管。 - 前記フッ素樹脂混合物は、前記フッ素樹脂を40〜60重量%、前記炭素繊維を10〜40重量%、前記鉛フリーはんだ合金を10〜40重量%、前記黒鉛を0〜15重量%(ただし、0重量%は除く)、前記炭化ケイ素を0〜15重量%(ただし、0重量%は除く)含むことを特徴とする請求項1に記載の伝熱管。
- 請求項1又は2に記載の伝熱管を、水分及び硫黄酸化物を含む燃焼ガスが冷却されて露点以下となり硫酸が発生する部位に備えることを特徴とする熱交換器。
- 請求項1又は2に記載の伝熱管の製造方法であって、
粉末状の前記フッ素樹脂、前記炭素繊維、前記鉛フリーはんだ合金、前記黒鉛、前記炭化ケイ素のそれぞれを粉体状に混合した混合物を前記伝熱管の外表面に粉体静電塗装した後、焼付けることにより、前記フッ素樹脂混合物を前記伝熱管の外表面に付着させる工程を備え、
前記鉛フリーはんだ合金は、前記焼付け温度よりも低い融点を有することを特徴とする伝熱管の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012028808A JP5972594B2 (ja) | 2012-02-13 | 2012-02-13 | 耐食性被覆層を有する伝熱管、当該伝熱管を備えた熱交換器、当該伝熱管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012028808A JP5972594B2 (ja) | 2012-02-13 | 2012-02-13 | 耐食性被覆層を有する伝熱管、当該伝熱管を備えた熱交換器、当該伝熱管の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013164247A JP2013164247A (ja) | 2013-08-22 |
JP5972594B2 true JP5972594B2 (ja) | 2016-08-17 |
Family
ID=49175696
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012028808A Active JP5972594B2 (ja) | 2012-02-13 | 2012-02-13 | 耐食性被覆層を有する伝熱管、当該伝熱管を備えた熱交換器、当該伝熱管の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5972594B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019244847A1 (ja) * | 2018-06-21 | 2019-12-26 | Agc株式会社 | 液状組成物、積層体、熱交換器及び耐食性被覆膜の製造方法 |
WO2021125049A1 (ja) * | 2019-12-18 | 2021-06-24 | Agc株式会社 | 被覆基材、熱交換器、被覆基材の製造方法及び液状組成物 |
CN112710035A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-04-27 | 宁波奥克斯电气股份有限公司 | 一种三联供系统 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS591948A (ja) * | 1982-06-24 | 1984-01-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 熱交換器等の表面処理方法 |
JPH0736097B2 (ja) * | 1985-04-04 | 1995-04-19 | 昭和電線電纜株式会社 | 複写機用定着ロ−ラ |
JPS61179880A (ja) * | 1985-12-10 | 1986-08-12 | Hitachi Cable Ltd | ラジエ−タ用フイン材の製造方法 |
JPH0740506A (ja) * | 1993-08-02 | 1995-02-10 | Nippon Futsuso Kogyo Kk | 金属表面の腐食防止コーティング構成と腐食防止コーティング方法 |
JPH1096600A (ja) * | 1996-09-20 | 1998-04-14 | Noritake Co Ltd | 耐熱衝撃性を有する耐食性熱交換器 |
JP3859845B2 (ja) * | 1997-11-19 | 2006-12-20 | 株式会社ガスター | 熱交換器 |
JP2002338882A (ja) * | 2001-05-11 | 2002-11-27 | Du Pont Toray Co Ltd | 化学プラント機器 |
JP2004283699A (ja) * | 2003-03-20 | 2004-10-14 | Osaka Gas Co Ltd | 高耐久性コーティングを施したガス使用設備用部材 |
JP4393854B2 (ja) * | 2003-09-01 | 2010-01-06 | 臼井国際産業株式会社 | フィン部材を外装した伝熱管 |
JP4653452B2 (ja) * | 2003-10-24 | 2011-03-16 | 株式会社リコー | 定着部材、定着装置、及び画像形成装置 |
JP2007071526A (ja) * | 2005-08-09 | 2007-03-22 | Kobelco & Materials Copper Tube Inc | 耐食性皮膜付き熱交換器及び潜熱回収型給湯器。 |
-
2012
- 2012-02-13 JP JP2012028808A patent/JP5972594B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013164247A (ja) | 2013-08-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103131274B (zh) | 一种氟树脂散热涂料及其制备方法 | |
JP6040308B2 (ja) | 耐食性に優れた熱交換器 | |
Cevallos et al. | Polymer heat exchangers—history, opportunities, and challenges | |
JP5972594B2 (ja) | 耐食性被覆層を有する伝熱管、当該伝熱管を備えた熱交換器、当該伝熱管の製造方法 | |
CN104501639B (zh) | 非中心对称h型翅片管及其翅片管换热管束 | |
CN201561677U (zh) | 耐腐蚀换热管和锅炉空气预热器 | |
JP5301121B2 (ja) | 放射冷暖房用合成樹脂管、及び、放射冷暖房用パネル | |
JP3982768B2 (ja) | 熱交換器及びその製造方法 | |
CN1084460C (zh) | 供焚化装置使用的废气处理装置 | |
JP2020026927A (ja) | 熱交換器、および熱交換器の防食方法 | |
JP2018028415A (ja) | 熱交換器用伝熱管、および伝熱管とこれを保持する保持部材とを備えてなる熱交換器 | |
CN104204712A (zh) | 带由碳和石墨材料制成的热交换器板或管的旋转热交换器 | |
CN106641580A (zh) | 一种防腐型管板换热器的连接装置及方法 | |
JP2019181457A5 (ja) | ||
EP1544566A2 (de) | Wärmeübertragungseinheit für einen Wärmetauscher | |
JP2016008755A (ja) | 熱交換器,防食方法 | |
CN110849202A (zh) | 一种包含改性导热液体的复合导热管及其生产方法 | |
CN105157208A (zh) | 一种防结垢的重油加热器 | |
JP7061297B2 (ja) | 炭素繊維含有塗料、および、炭素繊維含有塗料の塗膜形成方法 | |
JP7064551B2 (ja) | 熱交換器用伝熱管、および伝熱管とこれを保持する保持部材とを備えてなる熱交換器 | |
CN202432906U (zh) | 一种耐腐蚀翅片管 | |
CN104332211A (zh) | 镀锡磷铜线 | |
CN222505109U (zh) | 一种耐用且换热效率高的换热管 | |
JPH0282095A (ja) | 熱交換器 | |
CN202013132U (zh) | 一种节能防腐蚀的省煤器换热管 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140221 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20141020 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20141024 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20141222 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150529 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150723 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20151211 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160118 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160617 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160713 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5972594 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |