(57)【要約】【課題】熱交換器の耐久性を延ばすことが可能で、廃棄されていた熱交換器を修理して再使用ができるようになる熱交換器の電蝕防止方法を提供する。【解決手段】熱交換器の電蝕防止方法において、冷却管１の端部に円柱状を成した合成樹脂製の栓体３を差し込む封止工程を備える。鏡板２上に配した合成樹脂製の堰板４で冷却管１の周囲を囲う囲繞工程を備える。堰板４の内側で冷却管１の端部上方まで含侵性硬化剤５を充填する充填工程を備える。含侵性硬化剤５が硬化後に冷却管１の端部から栓体３を抜き取る除去工程を備える。硬化した含侵性硬化剤５が破損した前記冷却管１の端部の代替として構成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
並列状態にある金属製冷却管の端部相互を、冷却管の材質と異なる金属製の鏡板で連結した熱交換器において、冷却管の端部に円柱状を成した合成樹脂製の栓体を差し込む封止工程と、冷却管の端部を上向きに設定し鏡板上に配した堰板で冷却管の周囲を囲う囲繞工程と、堰板の内側で冷却管の端部上方まで含侵性硬化剤を充填する充填工程と、含侵性硬化剤が硬化後に冷却管の端部から栓体を抜き取る除去工程とを有することを特徴とする熱交換器における冷却管の端部電蝕防止方法。
【請求項２】
前記封止工程において、前記栓体は前記冷却管の端部の破損部分から破損していない部分に至るまで差し込まれ、前記充填工程により充填された前記含侵性硬化剤が前記除去工程で硬化したときに、該硬化した含侵性硬化剤が破損した前記冷却管の端部の代替として構成される請求項１記載の熱交換器の電蝕防止方法。
【請求項３】
前記熱交換器は、海水を冷却水として使用するシェルアンドチューブ型熱交換器であり、前記含侵性硬化剤は、脂肪族ポリアミンを硬化剤とする二液性エポキシ樹脂とする請求項１又は２記載の熱交換器の電蝕防止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば海水を使用するシェルアンドチューブ型熱交換器における、異種金属材相互の接触部分に生じる電蝕作用を防止する電蝕防止方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数本の冷却管をバッフルプレートで固定したシェルアンドチューブ型熱交換器が使用されている。この熱交換器は、並列状態にある複数の冷却管の周囲を胴板で囲んで冷媒室を設けたもので、この冷却管に冷却水を通し、冷媒質に送り込んだオイルやフロン等を冷却する熱交換器として使用されている。
【０００３】
ところが、冷却水に海水を使用する場合は、この冷却管の端部を連結する鏡板の電蝕が激しくなることが知られている。すなわち、一般に冷却管は銅又は銅合金が使用され、これを連結する鏡板は鋼板が使用されているので、冷却管と鏡板との接合面に電位差による電蝕作用が生じている。また、海水を冷却水として使用した場合は、さらに電蝕作用による腐食が激しくなるので、冷媒室を隔離する鏡板と冷却管との接合部分の腐食が最も早く進行する。
【０００４】
そこで、当出願人は先に、熱交換器の電蝕防止方法を提案している（特許文献１参照）。この電蝕防止方法は、冷却管と鏡板との接触面に脂肪族ポリアミン性の防蝕剤を吹き付け又は塗布して防蝕剤をコーティングする方法にあった。
【０００５】
また、シェルアンドチューブ冷却器の防錆を図るシール面の構造が特許文献２に記載されている。この防錆構造によると、組立て接合部分のシール面を耐蝕性金属で覆うというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１３３１９５号公報
【特許文献２】実開平１−１３６０１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の如く、脂肪族ポリアミン性の防蝕剤を吹き付け又は塗布して防蝕剤をコーティングする電蝕防止方法では、電飾による腐食が進行してしまった部分を全て補修することは困難であった。すなわち、脂肪族ポリアミン性の防蝕剤がクラックや腐食による隙間内で硬化するとしても、このクラックや腐食による隙間が大きくなっている部分まで浸透させることはできなかった。そのため、施工後に冷却管の水圧によって腐食部分から水が染み出すこともあった。
【０００８】
しかも、防蝕剤を吹き付け又は塗布して防蝕剤をコーティングする電蝕防止方法によると、腐食が進行して冷却管の端部が欠けた状態になっていると、もはや修理することが不可能になっていた。
【０００９】
一方、特許文献２に記載されているシェルアンドチューブ冷却器の防錆を図るシール面の構造では、シール面の防錆は可能であるとしても、肝心の冷却管や鏡板等の腐食を防止し、あるいは腐食した部分を補修することはできない。
【００１０】
そこで、本発明は上述の課題を解消すべく創出されたもので、冷却管や鏡板等の腐食を防止すると共に、腐食が進行し欠けてしまった部分を含めて全て補修できるようにすることで、熱交換器の耐久性を延ばすことが可能になり、これまでは廃棄されていた熱交換器を修理して再使用ができるようにする熱交換器の電蝕防止方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述の課題を解決すべく本発明の第１の手段は、並列状態にある金属製冷却管の端部相互を、冷却管１の材質と異なる金属製の鏡板２で連結した熱交換器において、
冷却管１の端部に円柱状を成した合成樹脂製の栓体３を差し込む封止工程と、
冷却管１の端部を上向きに設定し鏡板２上に配した堰板４で冷却管１の周囲を囲う囲繞工程と、
堰板４の内側で冷却管１の端部上方まで含侵性硬化剤５を充填する充填工程と、
含侵性硬化剤５が硬化後に冷却管１の端部から栓体３を抜き取る除去工程と
を有する方法にある。
【００１２】
また、第２の手段は、前記封止工程において、前記栓体３は前記冷却管１の端部の破損部分から破損していない部分に至るまで差し込まれ、前記充填工程により充填された前記含侵性硬化剤５が前記除去工程で硬化したときに、該硬化した含侵性硬化剤５が破損した前記冷却管１の端部の代替として構成する方法にある。
【００１３】
更に、第３の手段において、前記熱交換器は、海水を冷却水として使用するシェルアンドチューブ型熱交換器であり、前記含侵性硬化剤５は、脂肪族ポリアミンを硬化剤とする二液性エポキシ樹脂とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の請求項１により、堰板４の内側で冷却管１の端部上方まで含侵性硬化剤５を充填して硬化させることにより、クラックや腐食による隙間が大きくなっている部分まで含侵性硬化剤５を浸透させることが可能になり、施工後に冷却管の水圧によって腐食部分から水が染み出すといった虞は解消された。
【００１５】
請求項２のように、硬化した含侵性硬化剤５が破損した前記冷却管１の端部の代替とすることで、たとえ腐食が進行し欠けてしまった部分でも、含侵性硬化剤５を立体的に使用することで補修を可能にしたものである。この結果、従来では補修が不可能とされていた腐食部分でも修理することが可能になり、熱交換器の耐久性を延ばすことができ、これまで廃棄されていた熱交換器を修理して再使用ができるようになったものである。
【００１６】
請求項３のごとく、熱交換器は、海水を冷却水として使用するシェルアンドチューブ型熱交換器であり、前記含侵性硬化剤５は、脂肪族ポリアミンを硬化剤とする二液性エポキシ樹脂とすることで、異種金属と海水とにより腐食が激しい部分の電蝕を防止することが可能である。この結果、鏡板２の耐久性を高めることができる。また、脂肪族ポリアミンを硬化剤とする二液性エポキシ樹脂を多量に使用して骨材とすることにより、これまでにない補修効果が得られるものである。
【００１７】
また、本発明電蝕防止方法は、既に腐食した熱交換器の補修として有効であるが、使用前の熱交換器に施すことで、熱交換器の電蝕防止効果を極めて高くすることができ、耐久年数を格段に延長することが可能になる。
【００１８】
このように、本発明によると、熱交換器の耐久性を延ばすことが可能で、廃棄されていた熱交換器を修理して再使用ができるようになるなどといった産業上、有益な種々の効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明電蝕防止方法を施す熱交換器の一実施例を示す断面図である。
【図２】本発明の電蝕防止方法の一例を示す要部断面図である。
【図３】図２で示す熱交換器の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態として、冷凍機の凝縮したフロンを冷却するシェルアンドチューブ型熱交換器Ｐに基づいて説明する。
【００２１】
図に示す符号１は、並列状態にある複数の冷却管であり、この冷却管１の両端部を鏡板２が連結し、この鏡板２が冷却管１の開口端部と、冷却管１の側面がわに設けた冷媒室Ｐ１とを隔離している（図１参照）。冷却管１の側面をシェル６が囲み、シェル６の側面に冷媒供給口７と冷媒排出口８とを設けている。さらに、このシェル６内部には、バッフルプレート９を配して各冷却管１を固定している（図２参照）。また、符号１０は、海水を給水する給水口、符号１１は排水口を示している。冷却管１の材質は、一般的に銅又は銅合金が使用されている。一方、鏡板２の材質は鋼材が使用されている。また、図示例では、シェルアンドチューブ型の熱交換器Ｐを示しているが、他の形式の熱交換器Ｐにおいても本発明電蝕防止方法を適用できることは言うまでもない。
【００２２】
冷却管１に生じる電蝕作用は、主に、この冷却管１の端部を連結する鏡板２と、冷却管１との接触部分及び、この接触部分から鏡板２の表面にかけて最も多くなる。そこで、腐食した部分に含侵性硬化剤５を含侵させるために、次の四つの工程を施すものである。
【００２３】
第１の工程は封止工程であり、冷却管１の端部に円柱状を成した合成樹脂製の栓体３を差し込むものである。栓体３は、含侵性硬化剤５が接着しない性質の材質であればよく、例えばポリプロピレン、ポリウレタン、シリコン合成材などである。既に冷却管１の端部に腐食が進んでいる場合は、この栓体３を、冷却管１端部の破損部分から破損していない部分に至るまで差し込むものである。
【００２４】
第２の工程は囲繞工程である。この工程では、冷却管１の端部を上向きに設定し、この状態で鏡板２上に堰板４を配し、堰板４で冷却管１の周囲を囲う工程となる。図示例の堰板４は、帯状のシールテープに切込を入れて堰部４Ａと接着部４Ｂとを形成したものである（図３参照）。そして、鏡板２に接着部４Ｂを接着させ、この接着部４Ｂから屈曲して立設した堰部４Ａで含侵性硬化剤５を堰止めする（図２参照）。この堰板４は、含侵性硬化剤５が硬化後、除去可能であるが、堰板４を外さずにそのまま使用することも可能である。また、封止工程の栓体３として使用したポリプロピレン、ポリウレタン、シリコン合成材などを堰板４として使用することもできる。尚、この囲繞工程と前述の封止工程との施工順はいずれが先でも良い。
【００２５】
第３の工程は充填工程である。この工程により、堰板４の内側で冷却管１の端部上方まで含侵性硬化剤５を充填する。このように多量の含侵性硬化剤５を充填することで、クラックや腐食による隙間が大きくなっている部分まで含侵性硬化剤５を充填させることができる。また、この充填工程により充填した含侵性硬化剤５が硬化したときに、該硬化した含侵性硬化剤５が破損した冷却管１の端部の代替として構成できるように充填することも可能である。
【００２６】
第４の工程は除去工程であり、含侵性硬化剤５が硬化後に冷却管１の端部から栓体３を抜き取る除去する工程である。含侵性硬化剤５が硬化すると、硬度が維持されるので、含侵性硬化剤５を充填した部分まで鏡板２や冷却管１と一体化させることができる。この結果、鏡板２や冷却管１に腐食による欠損やクラック等が生じていても、硬化した含侵性硬化剤５が新たな構成部材となり、熱交換器の耐久性を延ばし、廃棄されていた熱交換器を再使用できるようになる。このとき、硬化した含侵性硬化剤５が破損した冷却管１の端部の代替として構成することで、冷却管１端部が腐食により欠けている状態でも再び使用可能に修復するものである。
【００２７】
含侵性硬化剤５に使用する脂肪族ポリアミンは、二液性エポキシ樹脂で、硬化剤として脂肪族ポリアミンを使用している樹脂である。この樹脂の熱膨脹係数は、5.0×10-5／℃であり、防蝕性に優れ、しかも、浸透性があるので、わずかなクラックにも浸透させることができる。また、この脂肪族ポリアミンは、浸透後、クラックや腐食による隙間内で硬化することから、充填材としても有効である。但し、クラックや腐食による隙間が広い場合は、十分な量の含侵性硬化剤５を隙間の内部に充填する必要がある。
【００２８】
尚、熱交換器Ｐは、図示例の他、オイルクーラーや空気冷却器に使用する熱交換器Ｐでもよい。特に、この空気冷却器では、大気の水分が凝縮水として液化するとき、大気中の亜硫酸ガス等の酸化物が凝縮水に溶け込んでいると、ドレンが酸性化して電蝕が生じる。本発明の電蝕防止方法は、この種の電蝕を防止することも可能である。
【符号の説明】
【００２９】
Ｐ  熱交換器
Ｐ１  冷媒室
１  冷却管
２  鏡板
３  栓体
４  堰板
５  含侵性硬化剤
６  シェル
７  冷媒供給口
８  冷媒排出口
９  バッフルプレート
１０  給水口
１１  排水口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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