(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通水部の少なくとも１部をアルミニウム素材または鉄素材等の腐食電位の低い第１金属素材で形成した装置類と共に同一通水系内に配設される熱交換器であって、
該熱交換器の通水部が、前記第１金属素材よりも腐食電位の高い第２金属素材で形成されると共に、その水側伝熱面を、亜鉛を含むコーティング材で被覆して構成されていることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
請求項１に記載の熱交換器であって、
前記通水部が、亜鉛を含むコーティング材で被覆された管内面を有する、前記第２金属素材で形成される多数の金属管で構成されていることを特徴とする熱交換器。
【請求項３】
請求項１または２に記載の熱交換器であって、
前記第２金属素材は、銅合金またはチタンであることを特徴とする熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、特に、通水部の少なくとも１部をアルミニウム素材または鉄素材等の腐食電位の低い第１金属素材で形成した装置類（金属配管および機器等）と共に同一通水系内に配設される熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の通水系は、海水を用いて構成することができるが、この場合、熱交換器の腐食が課題となる。この課題は、熱交換器を、腐食電位のより高い金属素材で形成することで容易に解決することができるが、この種の通水系では、同一通水系内にアルミニウム素材または鉄素材等の腐食電位の低い第１金属素材で形成した装置類が有るので、熱交換器を、第１金属素材よりも腐食電位の高い第２金属素材で形成すると、熱交換器から溶出した第２金属成分が装置類の第１金属素材に直接付着し、該付着部分を強く腐食させることになるので、この熱交換器を、前記第２金属素材を用いて形成することができない。
【０００３】
そこで、前記通水系における従来の熱交換器は、アルミニウム素材で形成すると共に、その通水面にアルマイト処理による保護膜を形成することで構成するか、あるいは、鉄素材で形成すると共に、その通水面にメッキ処理による保護膜を形成することで構成されている。熱交換器の保護膜の形成は、コーティング材を流し込むか、あるいはコーティング材中に浸漬することによって行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、熱交換器の保護膜の形成は、平面への処理と異なり、露出部分の全く無い完全被覆が困難であるばかりでなく、膜厚均一な堅牢な保護膜の形成をも困難である。例えば、金属管の管内面をコーティング材で被覆する場合、管径が細くなればなるほど表面張力や粘性などの影響が大きくなり、これによりコーティング材が必要以上に管内に残留して膜厚が不均一になったり、ひび割れ等が発生するなど保護膜の品質にばらつきが出がちであった。このとき、保護膜で被覆されていない前記第１金属素材の露出部分は、露出面積が小さいほど腐食の度合いが強まる。
【０００５】
このため、前記通水系における従来の熱交換器は、同一通水系内の装置類に悪影響を及ぼすことが無いが、保護膜の形成にも拘わらず、腐食に起因する寿命の向上が安定して得られない、という課題を有している。
【０００６】
そこで、この発明は、同一通水系内の装置類を含めて、腐食に起因する寿命の向上が安定して得られる熱交換器を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１の発明は、通水部の少なくとも１部をアルミニウム素材または鉄素材等の腐食電位の低い第１金属素材で形成した装置類と共に同一通水系内に配設される熱交換器であって、
該熱交換器の通水部が、前記第１金属素材よりも腐食電位の高い第２金属素材で形成されると共に、その水側伝熱面を、亜鉛を含むコーティング材で被覆して構成されていることを特徴とする。
【０００８】
このため、請求項１の発明では、熱交換器の通水部は、腐食電位の高い第２金属素材で形成されることにより、熱交換器自体の腐食に起因する寿命を向上させることができる。
【０００９】
また、水側伝熱面は、亜鉛を含むコーティング材で第２金属素材を被覆して構成されるので、例え被覆が不完全で、第２金属素材の露出部分が発生したとしても、その露出部分の面積（第２金属素材が水に接触する面積）を極めて小さく抑制することができ、これによって水への第２金属素材の溶出量を極めて微量に抑制することができる。
【００１０】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の熱交換器であって、
前記通水部が、亜鉛を含むコーティング材で被覆された管内面を有する、前記第２金属素材で形成される多数の金属管で構成されていることを特徴とする。
【００１１】
このため、請求項２の発明では、熱交換器の通水部を構成する多数の金属管は、腐食電位の高い第２金属素材で形成されることにより、熱交換器自体の腐食に起因する寿命を向上させることができる。
【００１２】
また、通水面となる金属管の管内面が、亜鉛を含むコーティング材で被覆されているので、例え被覆が不完全で、管内面に露出部分が発生したとしても、その露出部分の面積（第２金属素材が水に接触する面積）を極めて小さく抑制することができ、これによって水への第２金属素材の溶出量を極めて微量に抑制することができる。
【００１３】
また、請求項３の発明は、請求項１または２に記載の熱交換器であって、
前記第２金属素材は、銅合金またはチタンであることを特徴とする。
【００１４】
このため、請求項３の発明では、亜鉛を含むコーティング材で被覆される第２金属素材が、銅合金またはチタンであるので、亜鉛成分の犠牲陽極作用により、第２金属素材の金属成分の水への溶出が抑制される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図１，図２に基づき説明する。
【００１８】
図１は、この発明の一実施形態としての熱交換器１が組み込まれた通水系１０を示し、図２は、各種金属素材の腐食電位を示す。
【００１９】
この通水系１０は、船に搭載され熱交換器１が船のエンジンの潤滑油を冷却するオイルクーラとして機能するように構成されており、通水部の少なくとも１部をアルミニウム素材または鉄素材等の腐食電位の低い第１金属素材Ｍ１（図２参照）で形成した装置類８を下流側に配設し、上流側に熱交換器１を配設して大略構成されている。通水部は、冷媒（あるいは熱媒）としての水が通過する箇所である。
【００２０】
熱交換器１は、その通水部が、第１金属素材Ｍ１よりも腐食電位の高い第２金属素材Ｍ２（図２参照）で形成されると共に、その水側伝熱面を、亜鉛を含むコーティング材で被覆して構成されている。
【００２１】
本実施形態では、熱交換器１は、その通水部が、亜鉛を含むコーティング材で被覆された管内面を有する、第２金属素材Ｍ２で形成される多数の金属管で構成されている、シェル・アンド・チューブ熱交換器である。
【００２２】
また、本実施形態では、装置類８は、機器２と、機器２と熱交換器１とを連結する第１排水管３と、機器２に基端部を連結し先端開口部を外部に解放した第２排水管４とで構成されている。このとき機器２は、例えば他の設備に付帯する冷却ジャケットである。
【００２３】
また、図１中、符号５はポンプ、符号６および７はポンプ５を介して連結する第１および第２吸水管であり、これらポンプ５、第１および第２吸水管６および７は、熱交換器１と同様に、第２金属素材Ｍ２で形成されると共に、その通水面を亜鉛を含むコーティング材で被覆して構成されている。
【００２４】
このように構成された通水系１０では、ポンプ５の駆動で、第１および第２吸水管６および７を介して汲み上げられた海水は、熱交換器１に供給された後、第１排水管３を経由して機器２にも供給され、その後第２排水管４を経由して外部に排水される。この海水の供給により、熱交換器１は、オイルクーラとしての機能を奏することができると共に、機器２は、自身を冷却する機能を奏することができる。
【００２５】
このとき熱交換器１は、その通水部を構成する多数の金属管が、腐食電位の高い第２金属素材Ｍ２で形成されることにより、熱交換器１自体の腐食に起因する寿命を向上させることができる。また、水側伝熱面となる金属管の管内面が、亜鉛を含むコーティング材で被覆されているので、例え被覆が不完全で、第２金属素材Ｍ２の露出部分が発生したとしても、その露出部分の面積（第２金属素材Ｍ２が海水に接触する面積）を極めて小さくすることができ、これによって海水への第２金属素材Ｍ２の溶出量を極めて微量に抑制することができ、ひいては通水系１０の下流側の装置類８の、第２金属素材Ｍ２の溶出金属成分に起因する相対的な腐食作用を軽減することができる。
【００２６】
また、ポンプ５、第１および第２吸水管６および７からの第２金属素材Ｍ２の溶出量も、同様な理由で極めて微量に抑制することができる。
【００２７】
このため、コーティング材による保護膜の形成状態の如何によらず、熱交換器１および装置類８の腐食に起因する寿命の向上が安定して得られる。
【００２８】
また、好ましくは、第２金属素材Ｍ２を、銅合金またはチタンとする。
【００２９】
この構成によれば、亜鉛を含むコーティング材で被覆される第２金属素材Ｍ２が、銅合金またはチタンであるので、亜鉛成分の犠牲陽極作用により、第２金属素材Ｍ２の金属成分の海水への溶出が極力抑制される。このため、通水系１０の下流側の装置類８の、第２金属素材Ｍ２の溶出金属成分に起因する相対的な腐食作用を一層確実に軽減することができる。
【００３０】
次に、熱交換器１の通水部を構成する金属管の管内面コーティング方法について説明する。
【００３１】
この管内面コーティング方法は、金属管を垂直に保持すると共に管内に、前記金属管の管内径より所定の膜厚分小径に形成したスクィーズ部材を通過させることにより、前記金属管の管内面に形成される硬化前のコーティング層の厚さを均すものである。
【００３２】
本実施形態では、図３に示すように、金属管１１とチャンバ１２の下端同士を可撓性チューブ１３で連結し、チャンバ１２に亜鉛を含むコーティング材１４を充填する。この充填は、コーティング材１４が金属管１１の上端に達したところで止められ、その後スクィーズ部材１５を金属管１１の上端に投入する。
【００３３】
次に、チャンバ１２をａ矢印方向に下げる等して金属管１１内のコーティング材１４を金属管１１の下端から抜き取る。この抜き取りで、スクィーズ部材１５は、自身の重力とコーティング材１４の吸着力により管内面をスクィーズしながら通過する。
【００３４】
そして、この通過によるスクィーズ部材１５と金属管１１の内面との隙間により、コーティング層１６の膜厚が均されて調整されることになり、余分のコーティング材１４は、金属管１１の下端から排出される。
【００３５】
このように、このコーティング方法によれば、金属管１１の管内にスクィーズ部材１５を通過させることにより、コーティング材１４が必要以上に管内に残留するのを防ぐことができるので、コーティング層１６の膜厚を略均一にすることができ、ひいてはコーティングの品質を大幅に向上させることができる。
【００３６】
また、このコーティング方法は、本実施形態ばかりでなく、コーティング材１４を抜き取った後、コーティング材１４が硬化する前にスクィーズ部材１５を自身の重力、空気圧、または押し棒などの機械力で押し通す方法でも良い。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明してきたように、請求項１の発明によれば、熱交換器の通水部を、腐食電位の高い第２金属素材で形成すると共に、その水側伝熱面を、亜鉛を含むコーティング材で第２金属素材を被覆して構成したので、第２金属素材が水に接触する面積を極めて小さく抑制することができ、これにより同一通水系内の装置類を含めて、腐食に起因する寿命の向上が安定して得られる熱交換器を提供することができる。
【００３８】
また、請求項２の発明によれば、熱交換器の通水部を、亜鉛を含むコーティング材で被覆された管内面を有する、第２金属素材で形成される多数の金属管で構成したので、これにより同一通水系内の装置類を含めて、腐食に起因する寿命の向上が安定して得られる熱交換器を提供することができる。
【００３９】
また、請求項３の発明によれば、第２金属素材を、銅合金またはチタンにしたので、亜鉛成分の犠牲陽極作用により、第２金属素材の金属成分の水への溶出が抑制され、これにより請求項１の発明の効果に加えて、同一通水系内の装置類の、第２金属素材の溶出金属成分に起因する相対的な腐食作用を一層確実に軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての熱交換器を組み込んだ通水系の概略図である。
【図２】金属素材の腐食電位を示すグラフである。
【図３】本発明の他の実施形態としての、熱交換器の管内面コーティング方法を説明する概略断面図である。
【符号の説明】
１  熱交換器
２  機器（装置類）
３  第１排水管（装置類）
４  第２排水管（装置類）
８  装置類
１０  通水系
１１  金属管
１４  コーティング材
１５  スクィーズ部材
１６  コーティング層
Ｍ１  第１金属素材
Ｍ２  第２金属素材
【図１】
0003766283.tif 000002
【図２】
0003766283.tif 000003
【図３】
0003766283.tif 000004