(57)【要約】  【課題】冷蔵庫等に用いられるフィンアンドチューブ型熱交換器の塗装において、苛酷な高腐食環境下に置かれた場合でも優れた密着性や防食効果を発揮することができる。  【解決手段】一定間隔をおいて平行に配置する多数のフィン１２と、フィン１２に直角に挿入された内部を流体が流動するＵ字状のチューブ１３と、Ｕ字状のチューブ１３同士を接続するリターンベンド１４とを備え、フィン１２、Ｕ字状のチューブ１３、リターンベンド１４の表面に熱硬化性樹脂であるウレタン変性エポキシ樹脂の塗装を施したことにより苛酷な高腐食環境下に置かれ、塗膜層内部に硫黄系やカルボン酸などの腐食性物質が徐々に侵入してきた場合でも、エポキシ樹脂本来の塗膜の耐水透過性を維持しつつ、ウレタン結合による塗膜中のＯＨ基（水酸基）の効果により素地との密着性を向上させて優れた防食効果を発揮することができ、冷凍システムとして長期間運転が維持できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定間隔をおいて平行に配置する多数のフィンと、前記フィンに直角に挿入された内部を流体が流動するチューブとから構成され、前記フィン及び前記チューブの表面に熱硬化性樹脂を塗装した熱交換器において、前記熱硬化性樹脂はウレタン変性エポキシ樹脂にしたフィンアンドチューブ型熱交換器。
【請求項２】
前記ウレタン変性エポキシ樹脂のエポキシ樹脂平均分子量を５０００〜１５０００にした請求項１に記載のフィンアンドチューブ型熱交換器。
【請求項３】
前記ウレタン変性エポキシ樹脂の塗膜のガラス転移点を８０〜１２０度にした請求項１に記載のフィンアンドチューブ型熱交換器。
【請求項４】
前記ウレタン変性エポキシ樹脂に防錆顔料を添加した請求項１に記載のフィンアンドチューブ型熱交換器。
【請求項５】
前記防錆顔料は亜鉛末を用いた請求項４に記載のフィンアンドチューブ型熱交換器。
【請求項６】
前記亜鉛末の添加量は塗膜の固形分重量比で５〜２０％にした請求項５に記載のフィンアンドチューブ型熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は冷蔵庫等に用いられるフィンアンドチューブ型熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に冷蔵庫用のフィンアンドチューブ型熱交換器（エバポレータ）は庫内雰囲気環境に曝された状態にあり、特に業務用冷蔵庫は庫内に腐食性の強いガスが発生するような食品を多量に保存し、家庭用冷蔵庫と比べると食品にラップなどをしていない場合が多いため腐食性の強いガスが発生しやすい。例えば、タマゴ、マヨネーズ、チーズ、魚介類などから硫黄系ガスが発生し、マヨネーズ、ソース、パン酵母菌などからカルボン酸（酢酸、蟻酸などの有機酸）が発生する。また食品が腐敗するとき、食品そのものがもつタンパク質及び脂肪質などの有機物が酸化分解や加水分解を起こし、硫黄系ガス、カルボン酸、アンモニアガス、エチレンガスが発生する。
【０００３】
最近では病原性大腸菌Ｏ−１５７の問題より漂白剤、殺菌剤または消毒用アルコールが使用される頻度が高くなってきている。漂白剤、殺菌剤は次亜塩素酸ナトリウムなどが使われ、塩素系ガスが発生する。消毒用アルコールは酸化分解よりカルボン酸が発生する。このように庫外から冷蔵庫の扉の開け閉めより庫内に腐食性ガスが進入してくる。
【０００４】
以上のような腐食環境下に庫内が曝されると冷蔵庫を冷却するときに発生する結露水に腐食媒である硫黄、蟻酸や酢酸などのカルボン酸、塩素などが溶け込み、さらにデフロストなどをすることにより乾湿の繰り返しが起こり、フィンやチューブ腐食が始まる。腐食が始まると白錆、黒錆、緑青などの腐食生成物が発生する。このような腐食生成物が発生するとファンからの風により腐食生成物が剥離して飛ばされ、庫内にある食品に付着して商品価値がなくなるという問題が起こる。さらに腐食が促進されるとチューブが腐食電池作用によって孔食され、ついには冷媒ガスリークに至り、冷えなくなるという致命的な欠陥に繋がるという問題があった。
【０００５】
従来、以上のようなフィンアンドチューブ型熱交換器の腐食を防止する技術としては熱交換器組立て後に熱交換器全面に防錆塗料を塗装することが主体で行われる（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
以下、図面を参照しながら従来の技術を説明する。
【０００７】
図３は従来のフィンアンドチューブ型熱交換器の概略構成図、図４は従来のフィンアンドチューブ型熱交換器の要部斜視図である。
【０００８】
図３、図４に示すように、従来のフィンアンドチューブ型熱交換器１は、一定間隔をおいて平行に配置する多数のフィン２と、フィン２に直角に挿入された内部を流体が流動するＵ字状のチューブ３と、Ｕ字状のチューブ３同士を接続するリターンベンド４と、を備え、Ｕ字状のチューブ３を拡管することにより、Ｕ字状のチューブ３とフィン２を密着させ、さらにＵ字状のチューブ３の先端とリターンベンド４を接続するために溶接し、流体が流動する回路を形成する。この従来のフィンアンドチューブ型熱交換器１を構成するフィン２とＵ字状のチューブ３、リターンベンド４の表面に熱硬化性樹脂を塗装した樹脂層５を施した構造を有している。
【０００９】
塗装はフィンアンドチューブ型熱交換器１を組立て後に熱交換器１全面に熱硬化性樹脂である防錆塗料を浸漬塗装方式またはスプレー塗装方式などの塗装方式で焼付け塗装を行い、樹脂層５を形成する。この樹脂層５の膜厚は５〜２５μｍ、１コート１ベークまたは２コート２ベークで焼付け塗装が行われる。また、熱硬化性樹脂である防錆塗料はポリエステル樹脂、アルキド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂の塗料が使われる。
【特許文献１】特開２００３−１３９４８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、アルキド樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂の塗装は一般環境下では防食効果はあるが、硫黄系やカルボン酸などの高腐食環境下では架橋した樹脂モノマー同士の架橋部が加水分解し、破壊され、腐食性物質を含んだ結露水を吸水し、防食効果が著しく低下するという問題がある。
【００１１】
一方、エポキシ樹脂の塗装はアルキド樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂の塗装に比べて耐水透過性が高いので、硫黄系やカルボン酸などの高腐食環境下でも架橋した樹脂モノマー同士の架橋部が加水分解しにくいので比較的防食効果は維持されるが、反面時間経過とともに密着性が低下していき、防食効果が低下する問題がある。エポキシ樹脂のガラス転移点を高くし、塗膜を硬くすると耐水透過性を高くなるが、反面もろくなり密着性が低下するので総合的にみると十分な防食効果が得られず、苛酷な腐食環境下になるとエポキシ樹脂の塗装でも十分な防食効果が得られないという課題がある。
【００１２】
また、近年ではホルムアルデヒドによるシックハウス問題が社会問題となっており、塗料も環境面で対応が求められている。ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂の熱硬化性の防錆塗料には硬化剤にメラミン樹脂やフェノール樹脂を用いるものが多く、この樹脂にはホルムアルデヒドが含まれるため、作業安全性の問題や焼付け乾燥炉の排気問題、またＶＯＣ（有機揮発性化合物）規制など一段と環境に対する対応が求められてきている。
【００１３】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、塗料の硬化剤にメラミン樹脂やフェノール樹脂を用いないのでホルムアルデヒドの含有がなく、環境に対応した塗料であると共に苛酷な高腐食環境下に置かれた場合でも塗膜の耐水透過性を維持しつつ、密着性を維持向上させることで優れた防食効果を発揮することができるフィンアンドチューブ型熱交換器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記従来の課題を解決するために、本発明のフィンアンドチューブ型熱交換器は、フィン及びチューブの表面に塗装する熱硬化性樹脂をウレタン変性エポキシ樹脂の塗装にしたものである。
【００１５】
これによって、ウレタン結合を用いてエポキシ樹脂を変性させることで塗膜中にＯＨ基（水酸基）が多くなり、素地との密着性を向上させることができるので苛酷な高腐食環境下に置かれた場合でも塗膜の耐水透過性を維持しつつ、密着性を維持向上させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のフィンアンドチューブ型熱交換器は、フィン及びチューブの表面に塗装する熱硬化性樹脂をウレタン変性エポキシ樹脂の塗装にしたことで、苛酷な高腐食環境下に置かれ、塗膜層内部に硫黄系やカルボン酸などの腐食性物質が徐々に侵入してきた場合でも、エポキシ樹脂本来の塗膜の耐水透過性を維持しつつ、ウレタン結合による塗膜中のＯＨ基（水酸基）の効果により素地との密着性を向上させることができるので、優れた防食効果を発揮することができ、冷凍システムとして長期間運転が維持できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
請求項１に記載の発明は、一定間隔をおいて平行に配置する多数のフィンと、前記フィンに直角に挿入された内部を流体が流動するチューブとから構成され、前記フィン及び前記チューブの表面に熱硬化性樹脂を塗装した熱交換器において、前記熱硬化性樹脂はウレタン変性エポキシ樹脂にしたものであり、苛酷な高腐食環境下に置かれた場合でも、エポキシ樹脂本来の塗膜の耐水透過性を維持しつつ、ウレタン結合による塗膜中のＯＨ基（水酸基）の効果により素地との密着性を向上させることができるので、優れた防食効果を発揮することができる。
【００１８】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記ウレタン変性エポキシ樹脂のエポキシ樹脂平均分子量を５０００〜１５０００にしたものであり、エポキシ樹脂平均分子量を高分子化することにより塗膜の耐水透過性を高めることができる。エポキシ樹脂平均分子量が１５０００越えると、塗料粘度が高くなり、強力溶剤しか塗料化できなくなり、浸漬用塗料としては適さなくなる。エポキシ樹脂平均分子量が５０００未満になると、塗膜の耐水透過性が低くなり、苛酷な高腐食環境下では防食効果は発揮できなくなる。
【００１９】
請求項３に記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記ウレタン変性エポキシ樹脂の塗膜のガラス転移点を８０〜１２０度にしたものであり、塗膜のガラス転移点を高くしたことにより塗膜が硬くなり、塗膜層内部に硫黄系やカルボン酸などの腐食性物質を含んだ水が浸入しにくくなり耐水透過性を高めることができる。ガラス転移点が１２０度を越えると塗膜が非常に硬くなるが反面もろく密着性が低下し、耐水透過性と密着性のバランスが崩れる。ガラス転移点が８０度未満になると塗膜層内部に硫黄系やカルボン酸などの腐食性物質を含んだ水が浸入しやすくなり、耐水透過性が低くなる。
【００２０】
請求項４に記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記ウレタン変性エポキシ樹脂に防錆顔料を添加したものであり、塗膜層内部に硫黄系やカルボン酸などの腐食性物質を含んだ水が浸入してきた場合、その水に溶け込み腐食進行を遅らせたり、顔料成分との反応によりフィン及びチューブが保護される効果があり、フィン及びチューブの腐食を防止でき、さらに防食効果を発揮することができる。
【００２１】
請求項５に記載の発明は、請求項４記載の発明において、前記防錆顔料は亜鉛末を用いたものであり、亜鉛末のガルバニック作用（犠牲陽極作用）によりフィン及びチューブを保護するとともに発生する腐食生成物により腐食進行を大幅に遅らせる効果があり、さらに防食効果が期待できる。
【００２２】
請求項６に記載の発明は、請求項５記載の発明において、前記亜鉛末の添加量は塗膜の固形分重量比で５〜２０％にしたものであり、亜鉛末のガルバニック作用の効果を発揮しながら、ウレタン変性エポキシ樹脂の耐水透過性、密着性を維持したまま、防食効果を発揮することができる。亜鉛末の添加量が２０％を越えるとウレタン変性エポキシ樹脂の耐水透過性、密着性を維持できなくなり、防食効果を発揮できなくなる。亜鉛末の添加量が５％未満になると亜鉛末のガルバニック作用の効果が十分発揮できなくなる。
【００２３】
以下、本発明によるフィンアンドチューブ型熱交換器の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。
【００２４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるフィンアンドチューブ型熱交換器の概略構成図、図２は、同実施の形態のフィンアンドチューブ型熱交換器の要部斜視図である。
【００２５】
図１、図２に示すように、フィンアンドチューブ型熱交換器１１は、一定間隔をおいて平行に配置する多数のフィン１２と、フィン１２に直角に挿入された内部を流体が流動するＵ字状のチューブ１３と、Ｕ字状のチューブ１３同士を接続するリターンベンド１４と、を備え、Ｕ字状のチューブ１３を拡管することにより、Ｕ字状のチューブ１３とフィン１２を密着させ、さらにＵ字状のチューブ１３の先端とリターンベンド１４を接続するために溶接し、流体が流動する回路を形成する。このフィンアンドチューブ型熱交換器１１を構成するフィン１２とＵ字状のチューブ１３、リターンベンド１４の表面に熱硬化性樹脂を塗装した樹脂層１５を施した構造を有している。
【００２６】
塗装はフィンアンドチューブ型熱交換器１１を組立て後に熱交換器１１全面に熱硬化性樹脂である防錆塗料を浸漬塗装方式またはスプレー塗装方式などの塗装方式で焼付け塗装を行い、樹脂層１５を形成する。この樹脂層１５の膜厚は５〜２５μｍ、１コート１ベークまたは２コート２ベークで焼付け塗装が行われる。この熱硬化性樹脂である防錆塗料はウレタン変性エポキシ樹脂の塗料が使われ、塗装された樹脂層１５はウレタン変性されたエポキシ樹脂が塗布されている。
【００２７】
以上のように、本実施の形態においては、フィン及びチューブの表面に塗装する熱硬化性樹脂をウレタン変性エポキシ樹脂の塗装にしたことで、苛酷な高腐食環境下に置かれ、塗膜層内部に硫黄系やカルボン酸などの腐食性物質が徐々に侵入してきた場合でも、エポキシ樹脂本来の塗膜の耐水透過性を維持しつつ、ウレタン結合による塗膜中のＯＨ基（水酸基）の効果により素地との密着性を向上させることができるので、優れた防食効果を発揮することができ、冷凍システムとして長期間運転が維持できる。
【００２８】
このウレタン変性エポキシ樹脂のエポキシ樹脂平均分子量を５０００〜１５０００にして樹脂を高分子化したことにより、塗膜の耐水透過性が高まり、基本的防食効果が高くなる。エポキシ樹脂平均分子量が１５０００越えると、塗料粘度が非常に高くなり、流動性がなくなり浸漬用の塗料化ができなくなる。エポキシ樹脂平均分子量が５０００未満になると、塗膜の耐水透過性が低くなり、苛酷な高腐食環境下では防食効果は発揮できなくなる（従来のエポキシ樹脂の平均分子量は５００〜３０００程度であり、苛酷な環境では塗膜の耐水透過性が十分ではなかった）。
【００２９】
また、ウレタン変性エポキシ樹脂の塗膜のガラス転移点を８０〜１２０度にして塗膜のガラス転移点を高くしたことにより、塗膜が硬くなり、塗膜層内部に硫黄系やカルボン酸などの腐食性物質を含んだ水が浸入しにくくなり耐水透過性が高まり、防食効果はさらに高くなる。塗膜が硬くなると反面密着性が低下するが、ウレタン結合の作用で密着性が大幅に向上することができるので塗膜硬化とともに密着性も向上させることが可能となる。ガラス転移点が１２０度を越えると塗膜が非常に硬くなるが反面もろく密着性が極端に低下し、ウレタン結合の密着性向上の効果も見られなくなり、耐水透過性と密着性のバランスが崩れる。ガラス転移点が８０度未満になると塗膜層内部に硫黄系やカルボン酸などの腐食性物質を含んだ水が浸入しやすくなり、耐水透過性が低くなる。
【００３０】
さらに、ウレタン変性エポキシ樹脂に防錆顔料を添加したことにより、塗膜層内部に硫黄系やカルボン酸などの腐食性物質を含んだ水が浸入してきた場合、その水に溶け込み腐食進行を遅らせたり、顔料成分との反応によりフィン及びチューブが保護される効果があり、フィン及びチューブの腐食を防止でき、さらに防食効果を発揮することができる。
【００３１】
この防錆顔料は亜鉛末を用いたことにより、亜鉛末のガルバニック作用（犠牲陽極作用）によりフィン及びチューブを保護するとともに発生する腐食生成物により腐食進行を大幅に遅らせる効果があり、さらに防食効果が期待できる。
【００３２】
この亜鉛末の添加量は塗膜の固形分重量比で５〜２０％にしたことにより、亜鉛末のガルバニック作用の効果を発揮しながら、ウレタン変性エポキシ樹脂の耐水透過性、密着性を維持したまま、防食効果を発揮することができる。亜鉛末の添加量が２０％を越えるとウレタン変性エポキシ樹脂の耐水透過性、密着性を維持できなくなり、防食効果を発揮できなくなる。亜鉛末の添加量が５％未満になると亜鉛末のガルバニック作用の効果が十分発揮できなくなる。
【００３３】
このウレタン変性エポキシ樹脂は塗料の硬化剤にホルムアルデヒドの含有があるメラミン樹脂やフェノール樹脂を用いないので、塗装作業者の安全性を確保でき、また焼付け乾燥炉の排気にホルムアルデヒドが含有することもなく、社会問題となっているシックハウス問題が起こる心配がない。環境面にも対応した塗料である。
【００３４】
尚、実施の形態を組み合わせて使用しても上記実施の形態と同じ効果が期待できる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
以上のように、本発明のフィンアンドチューブ型熱交換器は、フィン及びチューブの表面に塗装する熱硬化性樹脂をウレタン変性エポキシ樹脂の塗装にしたことで、苛酷な高腐食環境下に置かれ、塗膜層内部に硫黄系やカルボン酸などの腐食性物質が徐々に侵入してきた場合でも、エポキシ樹脂本来の塗膜の耐水透過性を維持しつつ、ウレタン結合による塗膜中のＯＨ基（水酸基）の効果により素地との密着性を向上させることができるので、優れた防食効果を発揮することができ、冷凍システムとして長期間運転が維持できる。
【００３６】
よって、冷凍冷蔵庫用、ショーケース等のフィンアンドチューブ型熱交換器として適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施の形態１におけるフィンアンドチューブ型熱交換器の概略構成図
【図２】同実施の形態のフィンアンドチューブ型熱交換器の要部斜視図
【図３】従来のフィンアンドチューブ型熱交換器の概略構成図
【図４】従来のフィンアンドチューブ型熱交換器の要部斜視図
【符号の説明】
【００３８】
１１  フィンアンドチューブ型熱交換器
１２  フィン
１３  Ｕ字状のチューブ
１４  リターンベンド
１５  樹脂層（塗膜）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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