JP2006247497A - 凝縮水中和器およびこれを備えた給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】容器の幅や厚みを小さくした場合であっても、優れた中和処理性能をもたせることが可能な凝縮水中和器を提供する。
【解決手段】凝縮水中和器Ａの中和剤収容室２２は、幅方向の一端寄り領域に導入口２１が形成されている上段部２２ａと、この上段部２２ａの下方に位置する下段部２２ｂとを有し、この下段部２２ｂは、上段部２２ａ内を前記幅方向の一端寄り領域から他端寄り領域２２０に進行した凝縮水がその後下向きに進行するように、他端寄り領域２２０に繋がってこの領域２２０から下向きに延びた部分を有している。
【選択図】 図１

Description

本発明は、燃焼ガスの温度が露点以下となることにより発生する酸性の凝縮水を、中和剤を用いて中和処理するための凝縮水中和器、およびこれを備えた給湯装置に関する。

給湯装置としては、いわゆる潜熱回収型の熱交換器を備えたものがある。このタイプの給湯装置においては、燃焼器によって発生された燃焼ガスの顕熱が熱交換器によって回収されることに加え、燃焼ガスの潜熱（より正確には、燃焼ガス中の水蒸気の潜熱）も回収される。したがって、潜熱回収を行なわないものと比較すると、熱交換効率を高くすることができる。前記した潜熱回収がなされると、燃焼ガス中の水蒸気が凝縮し、多量の凝縮水が発生するが、一般的に、この凝縮水は、燃焼ガス中の硫黄酸化物や窒素酸化物などを吸収したＰＨ３程度の強酸性となる。凝縮水を強酸性のまま一般配管中に排水させたのでは、その配管に腐食などが生じる他、水質汚染などの環境悪化を招く。

そこで、従来においては、中和剤を内部に収容した中和器を給湯装置に組み付けて、給湯装置において発生した凝縮水を前記中和器を利用して中和させる手段が用いられている（たとえば、特許文献１，２を参照）。このような手段によれば、凝縮水が強酸性のまま廃棄されないようにすることができる。

しかしながら、前記従来技術においては、次に述べるような問題点が生じていた。

すなわち、給湯装置は、一般的には、熱交換器や燃焼器などの主要構成要素を外装ケースの中に収容し、それら主要構成要素が風雨や日光などに直接晒されないように保護された構造とされている。中和器を設ける場合においても、この中和器の保護を図り、また装置全体の見栄えを良好にする観点からすると、外装ケースの内部に設けることが望まれる。ただし、このように給湯装置の外装ケース内に中和器を設置しようとしても、給湯装置を構成する他の装置・機器類、およびこれらに付属する配管などのサイズや配置の条件によって、中和器の設置スペースを大きくとることが難しい場合がある。このような場合、中和器の小型化あるいは薄型化が要請される。

ところが、従来の中和器は、直方体状などに形成された容器内に中和剤が充填された構造を有しているに過ぎず、その小型化や薄型化を図りつつ、中和剤の収容量を多くするための工夫はとくに施されていないのが実情であった。従来においては、中和器の幅や厚みを小さくするなどしてその小型化を図ろうとすると、容器の容積が小さくなるために、中和剤の収容量が少なくなっていた。これでは、中和処理性能が劣ることとなる。

給湯装置としては、たとえば一般給湯用の給湯機と床暖房用の給湯機との２つの給湯機を組み合わせて、これらを１つの外装ケース内に収容させたものもあるが、このような給湯装置では、多量の凝縮水が発生する。したがって、これらに用いる中和器としては、その中和処理性能を、通常よりも高くする必要がある。ところが、そのような給湯装置は、外装ケース内にかなり多くの装置・機器類や配管類が詰め込まれた構造となるために、中和器を設置するためのスペースを大きく確保することはより難しく、中和器の小型化または薄型化を図る必要性が大きい。これに対し、従来では、既述したとおり、中和器を小型化または薄型化すると、中和処理性能が劣化するために、前記したように多量の凝縮水が発生する用途には、到底不向きなものとなっていた。

なお、本出願人は、複数の中和器を接続して使用する手段を先に提案している（特許文献３，４を参照）。このような手段によれば、複数の中和器のそれぞれについては、小型化を図りつつ、全体の中和処理性能を高めることが可能である。ところが、このような手段においては、複数の中和器を用いるために、中和器を１つだけ用いる場合と比較すると、それら全体のコストは高くなる。とくに、それらを配管接続するための配管部品のコスト、およびその配管作業に要するコストが余分に必要となるため、そのコストはより高価となる。また、前記手段は、複数の中和器を接続するための配管スペースも必要であるため、狭いスペースに設置する用途にはあまり適するものではない。

特開２００１−３３６８２６号公報 特開２００３−３２０３８０号公報 特開２００１−３０４６８６号公報 特開２００１−５４７９４号公報

本発明は、前記した事情のもとで考え出されたものであって、容器の幅や厚みを小さくした場合であっても、優れた中和処理性能をもたせることが可能な凝縮水中和器、およびこれを備えた給湯装置を提供することを、その課題としている。

上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。

本発明の第１の側面により提供される凝縮水中和器は、燃焼ガスの温度低下によって発生する凝縮水を中和するための中和剤と、この中和剤が収容される中和剤収容室および前記凝縮水を内部に導入させるための導入口を有している容器と、を備えている、凝縮水中和器であって、前記中和剤収容室は、幅方向の一端寄り領域に前記導入口が形成されている上段部と、この上段部の下方に位置する下段部とを有し、前記下段部は、前記上段部内を前記幅方向の一端寄り領域から他端寄り領域に進行した凝縮水がその後下向きに進行するように、前記他端寄り領域に繋がってこの領域から下向きに延びた部分を有していることを特徴としている。

このような構成によれば、容器の内部に形成されている中和剤収容室が、上段部と下段部とを有する上下２段構造とされているために、容器全体の幅および厚みのそれぞれの寸法を小さくしつつ、中和剤収容室の容積を確保し、この中和剤収容室内に多くの中和剤を収容することが可能となる。とくに、本発明では、導入口から容器内に導入された凝縮水は、中和剤収容室の上段部の一端寄り領域から他端寄り領域に向けて進行した後に、この他端寄り領域から下段部に流入して下向きに進行することとなるが、このように下向きに進行する過程においても中和剤との接触によって効率良く中和処理を行なうことが可能である。このようなことから、本発明によれば、中和器の全体の幅および厚みを小さくしつつ、中和処理性能を優れたものにすることができる。その結果、設置スペースが狭く、かつ多量の凝縮水の中和処理を行なわねばならない用途に最適となる。

さらに重要な効果として、本発明では、１つの容器に上段部と下段部とを設けている。したがって、複数の容器を用いる場合とは異なり、中和器の製造コストを廉価にし、また複数の容器どうしを配管接続するための部品、作業、およびスペースも不要にできるという利点も得られる。また、本発明では、中和剤収容室が上段部と下段部とを有しているが故に、たとえば後述するように、これら上段部と下段部とをオフセットさせるといったことも簡易に実現できることとなる。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記上段部には、この上段部の底部から上向きに起立して前記幅方向の他端寄り領域とこの他端領域よりも凝縮水流れ方向上流領域とを仕切る起立壁が設けられており、前記上段部に導入された凝縮水は、前記起立壁の上端を越えることにより前記他端寄り領域に進入するように構成されている。

このような構成によれば、この起立壁よりも凝縮水流れ方向上流領域には、一定量の凝縮水がせき止められて貯留されることとなる。このように凝縮水をせき止めると、この凝縮水中に多くの中和剤を浸漬させた状態とすることができ、凝縮水の中和処理が促進される。また、凝縮水は、前記起立壁の上端を越えた後には、いきなり下段部に進入するのではなく、それ以前において、上段部の幅方向の他端寄り領域をその上部から下部にかけて進行する。したがって、前記他端寄り領域に収容されている中和剤を利用した中和処理も効率良く行なわれる。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記上段部と前記下段部とは、それらの厚み方向において互いにオフセットされている。

このような構成によれば、凝縮水中和器用の設置スペースが、屈曲した形状であったとしても、そのスペースに合うように容器を配置させて、凝縮水中和器を設置することが可能となる。もちろん、上段部と下段部とのオフセット量は、設置対象となるスペースに対応して適宜選択することができる。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記下段部は、前記上段部の幅方向の一端寄り領域の下方には形成されておらず、前記一端寄り領域の下方には、凝縮水用の排出口を備え、かつ前記下段部を通過してきた凝縮水を一時的に貯留させるための補助室が設けられている。

このような構成によれば、中和処理を終えた凝縮水を前記補助室に貯留させておくことできるために、たとえばこの補助室に適当量の凝縮水が貯留される都度、ポンプを利用して前記凝縮水を強制的に外部に排出させるといったことが可能となる。一方、前記補助室は、上段部の下方にスペース効率良く設けられており、たとえばこの補助室が上段部よりも容器の幅方向に大きく突出するといったこともないようにすることができる。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記下段部は、複数の水平板部と複数の起立板部とが１つずつ交互に繋がって階段状をなす壁部を備えている。

このような構成によれば、凝縮水が下段部内に進入したときに、この凝縮水を前記階段状の壁部に沿って進行させると、この凝縮水はそれら階段状の壁部近辺の中和剤に接触しつつ、前記壁部の階段を１段ずつ降りるようにして、時間をかけて順次下降していく。したがって、下段部内の中和剤に対して凝縮水を効率良く接触させることができ、中和処理の効率を高めるのに一層好適となる。

本発明の第２の側面により提供される給湯装置は、燃焼器と、この燃焼器によって発生された燃焼ガスとの熱交換を行なうための水管を有する熱交換器と、前記熱交換により発生する凝縮水を中和するための凝縮水中和器と、を備えている、給湯装置であって、前記凝縮水中和器として、本発明の第１の側面により提供される凝縮水中和器が用いられていることを特徴としている。

このような構成によれば、本発明の第１の側面により提供される凝縮水中和器について述べたのと同様な効果が得られる。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。

以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。

図１〜図３は、本発明に係る凝縮水中和器の一実施形態を示している。図１によく表われているように、本実施形態の凝縮水中和器Ａは、中和剤１を収容した容器２を備えている。中和剤１は、たとえば粒状の炭酸カルシウムである。

容器２は、ポリプロピレンあるいはその他の合成樹脂製のブロー成形品である。この容器２は、２つの凝縮水用の導入口２１を有するヘッダ部Ｈ、中和剤収容室２２、および排出口２４を有する補助室２３を備えている。中和剤収容室２２は、上段部２２ａと、この上段部２２ａに繋がってその下方に位置する下段部２２ｂとを有している。

ヘッダ部Ｈは、上段部２２ａの幅方向（図１の左右方向）の一端領域の上部に設けられており、その上壁部４０には２つの筒状部２１ａが起立形成されている。各筒状部２１ａの開口が、凝縮水の導入口２１である。２つの導入口２１は、後述するように、給湯装置Ｂの２箇所で発生された凝縮水を容器２内に導くのに利用される。筒状部２１ａは、凝縮水を供給してくるパイプを嵌合させて接続するのに利用される。凝縮水が各導入口２１ａから容器２内に流入すると、この凝縮水は中和剤１どうしの隙間を通過しつつ、後述する一定の経路で流れ、その過程において中和される。そして、排出口２４から容器２の外部に排出される。

ヘッダ部Ｈには、凝縮水の液面が異常上昇したときにこれを検出するための一対の電極５０も設けられている。これらの電極５０は、たとえばステンレス製のネジ体をヘッダ部Ｈの上壁部４０にねじ込むなどして設けられており、これらの電極５０の下端先端部は上壁部４０よりも下方に突出している。図面には示されていないが、これら一対の電極５０の上部には、電圧が印加された一対の配線コードが接続されている。一対の電極５０は、容器２内に詰まりのない正常時には凝縮水に浸漬しておらず、これらの間は電気的に非導通状態にある。これに対し、容器２内に詰まりが生じ、その液面レベルが異常上昇すると、それら一対の電極５０の先端部がともに凝縮水に浸漬して電気的に導通する。このことにより、所定の信号出力がなされ、異常の旨を判別することが可能となる。

ヘッダ部Ｈのうち、上壁部４０の下方の電極５０が突出している部分、およびその周辺部分は、中和剤１の進入が規制された空間部４１として形成されている。図２（ｂ）によく表われているように、容器２の上部の両側壁部２５ａの互いに対向する一部分２５a'どうしは接近しており、細い幅Ｌ1に絞られたスリット部４２が形成されている。このスリット部４２は、その幅Ｌ１がたとえば後述するスリット２８Ａの開口幅ｓ１と略同一であり、空間部４１と中和剤収容室２２との間において凝縮水は通過させるものの、中和剤収容室２２から空間部４１への中和剤１の通過は阻止する。空間部４１に中和剤１が存在したのでは、電極５０と中和剤１とが接触してそれらの間が導通し、凝縮水の水位が本来の異常水位ではないにも拘わらず、異常水位であると誤検出される虞れを生じるが、本実施形態によれば、そのような虞れが回避される。また、電極５に対する中和剤１の衝突を回避して、電極５の保護を図る効果も期待できる。

図１に示すように、中和剤収容室２２の上段部２２ａの上部には、中和剤１用の投入口４３が設けられている。この投入口４３は、常時は蓋４３ａによって閉塞されている。上段部２２ａは、底壁部４５ａ、上壁部４５ｂ、およびこれらに繋がった複数の側壁部を有しており、中和剤１を内部に収容保持可能である。ただし、この上段部２２ａにおける凝縮水流れ方向の終端領域２２０については、底壁部４５ａが設けられておらず、その底部は開口し、下段部２２ｂと連通している。この終端領域２２０は、本発明でいう「上段部の幅方向の他端領域」の一例に相当する。

上段部２２ａ内には、仕切部４４ａおよび起立壁４４ｂが設けられている。仕切部４４ａは、投入口４３の下方に位置し、かつ上下方向に適当な高さで延びている。この仕切部４４ａの下端と底壁部４５ａとの間には、凝縮水を通過させるための隙間４８ａが形成されている。また、仕切部４４ａの上端と上壁部４５ｂとの間には、投入口４３から中和剤１を投入するときに、この中和剤１を仕切部４４ａの左右に振り分けるための隙間４８ｂが形成されている。起立壁４４ｂは、上段部２２ａの終端領域２２０とそれよりも凝縮水流れ方向上流側の領域とを仕切るように形成されており、底壁部４５ａの一端に繋がり、かつこの一端から上方に起立している。

上段部２２ａが前記した構成とされているために、ヘッダ部Ｈから矢印Ｎ１に示す下向きに進行した凝縮水は、その後矢印Ｎ２，Ｎ３に示すように、仕切部４４ａの下方の隙間４８ａを通過した後に、起立壁４４ｂの上端を越えてから上段部２２ａの終端領域２２０に進むようになっている。なお、起立壁４４ｂの上流側には、この起立壁４４ｂの上端と同一高さの水位で凝縮水が貯留されることとなる。また、上段部２２ａの終端領域２２０の上方に位置する上壁部４５b'は、図面右方になるほど高さが低くなるように傾斜している。このように上壁部４５b'を傾斜させれば、上段部２２ａの終端領域２２０の上方部分のコンパクト化が図られる。また、終端領域２２０のうち、起立壁４４ｂの上端よりも高い部分には、殆ど凝縮水が進行しないため、この部分の容積を減らして中和剤１が多く充填されないようにすれば、凝縮水と接触しない中和剤１が多く発生することもなくなる。

下段部２２ｂは、上段部２２ａの終端領域２２０の底部から下方に延びている。ただし、この下段部２２ｂの高さ方向中間部分は、高さが低くなるほど容器２の幅方向中央寄りとなる斜め方向(後述する凝縮水の流れ方向である矢印４の方向）に延びている。この下段部２２ｂは、上段部２２ａの下方全域には設けられておらず、たとえば終端領域２２０の下方およびその近傍部分に限定的に設けられている。下段部２２ｂの底部２７ａに繋がっている側壁２７ｂは、略水平な複数の水平板部２７０と略鉛直方向に起立した複数の起立板部２７１とが１つずつ交互に繋がった階段状に形成されている。

補助室２３は、下段部２２ｂを通過してきた凝縮水を適当量だけ一時的に貯留させるための部分である。この補助室２３は、下段部２２ｂの終端壁２６に繋がって形成されており、かつ上段部２２ｂの幅方向一端寄り領域およびその近傍部分の下方に位置している。ただし、本実施形態では、図２によく表われているように、下段部２２ｂおよび補助室２３は、上段部２２ｂに対して適当な寸法Ｌ２だけ容器２の厚み方向にオフセットされている。このような構成によれば、後述するように、給湯装置内の屈曲した空間スペースを利用して、この凝縮水中和器Ａを適切に設置することが可能となる。オフセット寸法Ｌ２は、実際の空間スペースの屈曲形状に対応するように適宜選択することができる。

図１に示すように、補助室２３は、底部２７ａから上壁部２３０にわたって起立した起立壁部４６によって、終端壁２６寄りの第１空間部２３ａと、これとは反対寄りの第２空間部２３ｂとに仕切られている。凝縮水の排出口２４は、第２空間部２３ｂの底部に形成されている。終端壁２６および起立壁部４６には、凝縮水を通過させるためのスリット２８Ａ，２８Ｂが設けられている。下段部２２ｂの下部に進行した凝縮水は、これらのスリット２８Ａ，２８Ｂを通過することによって、第１空間部２３ａから第２空間部２３ｂに順次流入するようになっている。

スリット２８Ａ，２８Ｂは、中和剤１の通過を抑制するように構成されている。この構成をより詳細に説明すると、図３（ａ），（ｂ）に示すように、スリット２８Ａが形成されている終端壁２６は、容器２の下段部分の厚み方向に対向する一対の側壁部２５ｂのそれぞれの一部２５b'が、容器２の厚み方向内方寄りに接近していることにより形成されている。同図（ａ）に示すように、スリット２８Ａは、前記した部分２５b'どうしが接触せず、隙間を隔てていることにより形成されている。終端壁２６のうち、スリット２８Ａおよび後述する連通孔２９の形成箇所以外においては、同図（ｂ）に示すように、前記の部分２５b'どうしが互いに接触して接合されている。スリット２８Ａの開口幅ｓ１は、たとえば４ｍｍであり、このスリット２８Ａの上下方向の全長域において一定幅である。なお、中和剤１としては、開口幅ｓ１よりも大きなサイズ（たとえば、４ｍｍ角の透孔を有するメッシュ部材（篩）を用いて選別作業を行なった場合に、その透孔を通過しないサイズ）のものが用いられている。ただし、この中和剤１は、容器２内への投入時や容器２の運搬時の衝撃などに起因して割れ、欠けを生じたり、あるいは酸性の凝縮水との接触によって痩せるために、スリット２８Ａを通過する場合がある。

スリット２８Ｂおよび起立壁部４６の形成方法も、前述したスリット２８Ａおよび終端壁２６と同様である。すなわち、図３に示すように、起立壁部４６は、容器２の一対の側壁部２５ｂのそれぞれの一部２５b”が容器２の厚み方向内方寄りに接近していることにより形成されている。それらが互いに接近してはいるものの、互いに隙間を介して接合されていない部分が、スリット２８Ｂである。このスリット２８Ｂの開口幅ｓ２は、たとえば３ｍｍであり、スリット２８Ａの開口幅ｓ１よりも小さくされ、中和剤１の通過がより困難となっている。開口幅ｓ２は、このスリット２８Ｂの上下方向の全長域において一定である。また、スリット２８Ｂの下端は、スリット２８Ａの上端よりも、適当な寸法Ｌ３だけ高くなるように設けられている。この構造も、中和剤１がスリット２８Ｂを通過することを困難とするのに役立つ。

図１に示すように、終端壁２６の最上部には、連通孔２９が形成されている。この連通孔２９は、後述するように、凝縮水の排出をスムーズにするなどの役割を果たすものであり、スリット２８Ａと同様な手法により形成されている。また、この連通孔２９は、その開口幅がスリット２８Ａの開口幅ｓ１と略同一、またはそれよりも小さくされており、中和剤１が通過困難なサイズである。

起立壁部４６の下部寄り領域や、底部２７ａのうち中和剤収容室２２の直下部分には、補助排出口４９ａ，４９ｂが設けられている。これらは、たとえば凝縮水の凍結防止を目的として、第１空間部２３ａや中和剤収容室２２内に溜まっている凝縮水を抜くためのものである。通常時においては、これら補助排出口４９ａ，４９ｂから凝縮水の排出はなされず、それらの先端部、またはそれらに接続された配管の先端部分は、閉じられている。

補助室２３には、液面検出器５１が取り付けられている。この液面検出器５１は、長さが相違する一対の電極５１ａ，５１ｂと、これらの上端を支持するベース部材５１ｃとを備えており、一対の電極５１ａ，５１ｂは、第２空間部２３ｂの上部の開口孔４７から下向きに差し込まれている。ベース部材５１は、開口孔４７を塞ぐようにして容器２の外面部分に取り付けられている。図面には示されていないが、この液面検出器５１には、凝縮水に対して直接または間接的に導電接続されたアース用電極がさらに設けられており、電極５１ａ，５１ｂが補助室２３内に貯留された凝縮水に浸漬すると、それら電極５１ａ，５１ｂには電流が流れるようになっている。電極５１ａ，５１ｂの先端高さには、高低差Ｌ４が設けられており、電極５１ａは高位液面レベルを、また電極５１ｂは低位液面レベルをそれぞれ検出するためのものである。これらの液面レベル検出の信号は、後述するように、凝縮水の強制排出を行なうポンプＰの駆動制御を行なうのに利用される。なお、液面検出器５１は、図２に示されているように、第２空間部２３ｂの上壁部２３０が傾斜しているので斜め方向に傾いている。

図４は、前記した凝縮水中和器Ａを備えた給湯装置の一例を模式的に示している。

同図に示す給湯装置Ｂは、２つの給湯装置本体部９（９Ａ，９Ｂ）を備えている。給湯装置本体部９（９Ａ）は、たとえば台所や浴室などへの給湯を行なういわゆる一般給湯用であるのに対し、給湯装置本体部９（９Ｂ）は、たとえば床暖房に利用されるものである。これら給湯装置本体部９Ａ，９Ｂの基本構造は共通しており、各給湯装置本体部９は、上部に排気口９９を有する缶体９０内の下部に設けられた燃焼器９１と、この燃焼器９１の下方から燃焼用空気を上向きに送り込む送風ブロア９２と、水管９３ａを有する熱交換器９３と、これら全体を覆う外装ケース９４とを備えている。燃焼器９１は、都市ガスや灯油などの気体または液体の燃料を燃焼させて燃焼ガスを発生させるものである。熱交換器９３は、前記燃焼ガスから顕熱を回収可能な１次熱交換部９３Ａと、前記燃焼ガスから潜熱を回収可能な２次熱交換部９３Ｂとを有している。水管９３ａの入水口９３０に供給された水は、２次熱交換部９３Ｂおよび１次熱交換部９３Ａを通過して加熱された後に出湯口９３１から所定の給湯先に供給される。２次熱交換部９３Ｂの下方には、潜熱回収に伴って発生する凝縮水を受ける受け部材９５が設けられている。

凝縮水中和器Ａは、２つの給湯装置本体部９と同様に、外装ケース９４内に設置されている。図４は模式的な図であり、凝縮水中和器Ａが２つの給湯装置本体部９よりも低い位置に設けられているが、実際には、たとえば図５に示すような設置が可能である。すなわち、同図においては、給湯装置本体部９と外装ケース９４の側壁９４ａとの間に、凝縮水中和器Ａが配されている。側壁９４ａと凝縮水中和器Ａの上段部２２ａとの間には、たとえば複数の配管９８ａが配置され、また給湯装置本体部９と凝縮水中和器Ａの下段部２２ｂとの間には、たとえば給湯装置本体部９の各部を制御するための制御用基盤９８ｂが配置されている。図５に示す構造では、凝縮水中和器Ａを配置するためのスペースが上下方向に真っ直ぐには延びておらず、一部が屈曲した形状となっているが、これに対して、凝縮水中和器Ａは上段部２２ａと下段部２２ｂとがオフセットされているために、そのようなスペースにも好適に設置することが可能である。図４において、凝縮水中和器Ａの一対の導入口２１と２つの受け部材９５の排出口とは２本の配管９６ａを介して接続されている。凝縮水中和器Ａの排出口２４には、配管９６ｂを介してポンプＰおよび逆止弁９７が接続されており、凝縮水中和器Ａによって中和処理された凝縮水は、ポンプＰの駆動により配管９６ｂを介して外装ケース９４の外部に強制的に排出されるようになっている。この凝縮水は、たとえば浴室の排水用トラップに送られる。

次に、前記した凝縮水中和器Ａおよび給湯装置Ｂの作用について説明する。

まず、２つの給湯装置本体部９の２次熱交換部９３Ｂにおいて発生した酸性の凝縮水は、受け部材９５によって受けられてから配管９６ａを介して凝縮水中和器Ａの２つの導入口２１にそれぞれ導かれ、容器２内に流入する。次いで、この凝縮水は、中和剤収容室２２の上段部２２ａを、図１の矢印Ｎ１〜Ｎ３で示した経路で流通し、この上段部２２ａの終端領域２２０に到達する。上段部２２ａにおいて、凝縮水は上下方向に蛇行するため、凝縮水の流路長を長くして、凝縮水と中和剤１との接触頻度を高めるのに好適となる。その後、凝縮水は、終端領域２２０から中和剤収容室２２の下段部２２ｂに流れ込み、矢印Ｎ４に示す方向に進む。このように、中和剤収容室２２を上下２段に分けてその上段から下段に凝縮水が流れ込むようにすれば、中和剤収容室２２の水平方向の幅（図１の左右方向の幅）、およびそれと直交する方向の厚みを小さくした場合であっても、中和剤収容室２２の容積を大きくし、中和剤収容室２２内における凝縮水の流路長を長くとることができる。したがって、容器２の全体の幅および厚みを小さくしながらも、処理すべき凝縮水の量が多く、多量の凝縮水に対して優れた中和処理性能が要求されるような用途に最適となる。

凝縮水が上段部２２ａから下段部２２ｂに流れ込む場合、その一部は矢印Ｎ４’方向に進行し、最上段の水平板部２７０上に到達する。この凝縮水は、その後矢印Ｎ４”に示すように、その水平板部２７０に繋がった起立板部２７１に沿って下方に流れてから次の水平板部２７０上に到達するといったふうに、側壁２７ｂの階段形状に沿って順次下方へ流れていく。このように凝縮水が流れると、多くの中和剤１に対して凝縮水が時間をかけて効率良く接触していくこととなり、中和処理が促進される。また、本実施形態では、下段部２２ｂの側壁２７ｂが階段状に形成されていることにより、この下段部２２ｂの上下高さ方向の各所の横幅（図１の左右方向の幅）が、終端領域２２０の横幅と比較して極端に大きくなったり、あるいは小さくならないようになっている。このようにすると、下段部２２ｂの各所の中和剤１に対して凝縮水を大きな偏りを生じないように進行させていくのに好適となる。さらに、下段部２２ｂの一部は、階段状に窪んだ形状となるため、容器２の一層の小型化も図られる。

凝縮水は、下段部２２ｂの底部近傍に流れ込んだ後には、矢印Ｎ５に示すようにスリット２８Ａを通過し、補助室２３の第１空間部２３ａに流れ込む。本実施形態とは異なり、たとえば図６に示すように、スリット２８Ａが終端壁２６の高さ方向の全長域にわたって形成されているような場合には、凝縮水が底部２７ａに到達する以前に、矢印Ｎａに示すとおりスリット２８Ａの上部を通過して第１空間部２３ａに流れ込む現象を生じる。これでは、下段部２２ｂの底部２７ａ近くの中和剤１を利用した中和処理が十分になされない虞れが生じる。これに対し、本実施形態では、スリット２８Ａが終端壁２６の下部寄りの一部分のみに設けられているために、凝縮水はスリット２８Ａを通過する前に下段部２３ａの底部２７ａまで確実に到達する。このことにより、凝縮水の中和処理がより効率良く行なわれる。ただし、本発明では、スリット２８Ａを図６に示したような構成に形成してもよいことは勿論である。

第１空間部２３ａに流入した凝縮水は、その後その水位がスリット２８Ｂの下端よりも高くなると、矢印Ｎ６に示すとおり、このスリット２８Ｂを通過して第２空間部２３ｂに流入し、排出口２４に向かう。ただし、ポンプＰは、通常時は運転オフ状態にあり、排出口２４から凝縮水が排出されることは阻止されている。このため、第２空間部２３ｂ内には凝縮水が貯留されていく。そして、その液面が、電極５１ａの先端高さまで上昇すると、これが液面検出器５１を利用して検出されることにより、ポンプＰの駆動が開始されて、凝縮水が排出口２４から外部に強制的に排出される。その後、凝縮水の液面レベルが電極５１ｂの先端高さまで下降すると、やはりその旨が液面検出器５１を利用して検出され、その時点でポンプＰの駆動が停止される。したがって、ポンプＰを利用した凝縮水の排出は、補助室２３内に凝縮水が一定量貯留する都度、間欠的に行なわれることとなる。ポンプＰを連続運転させた場合にはその寿命が短くなり易いが、本実施形態のようにポンプＰを間欠運転させれば、その寿命を長くすることが可能である。また、凝縮水の液面レベルが電極５１ａの先端高さに貯留される場合、この凝縮水は、補助室２３の第２空間部２３ｂに加えて、第１空間部２３ａ、および中和剤収容室２２の一部にも同一液面レベルで貯留されることとなり、その貯留量は多い。このように貯留量を多くすると、ポンプＰの１回の運転によって排出される凝縮水の量も多くなるため、ポンプＰの間欠運転回数を少なくし、その使用寿命を長くするのにより好適となる。

一方、中和剤１は、既述したとおり、容器２内に投入された際の衝撃や、運搬時の衝撃などによって割れや欠けを生じるなどして、そのサイズが小さくなっていることに起因して、スリット２８Ａを通過し、第１空間部２３ａに流入する場合がある。これに対し、中和剤１がそれよりもさらに下流に進行することは、起立壁部４６によって適切に阻まれる。起立壁部４６のスリット２８Ｂは、スリット２８Ａよりも開口幅が小さいために、仮にスリット２８Ａを通過した中和剤１であっても、スリット２８Ｂよりも大きなサイズの中和剤１についてはその通過は阻止される。また、スリット２８Ｂは、スリット２８Ａの上端よりも高い位置に形成されており、スリット２８Ａを通過した中和剤１は、第１空間部２３ａにおいて上方に浮き上がらない限りは、スリット２８Ｂの形成箇所に到達しない。これに対し、炭酸カルシウムの中和剤１は、凝縮水よりも比重が大きい。したがって、中和剤１がスリット２８Ｂを通過して第２空間部２３ｂに流入することは、より確実に防止される。その結果、中和剤１が排出口２４に流れ込まないようにし、またポンプＰが中和剤１の進入に起因して故障するといったことも適切に回避される。

連通孔２９は、凝縮水が下段部２２ｂからスリット２８Ａを通過して第１空間部２３ａに流れ込む際に、第１空間部２３ａ内の空気を下段部２２ｂ内に流入させるいわゆるエア抜きの作用を生じさせる。このような作用が生じると、中和剤収容室２２から第１空間部２３ａ内への凝縮水の流入が円滑となる。排出口２４にポンプＰや逆止弁９７が設けられていると、補助室２３内が気密状態となって、凝縮水が中和剤収容室２２から補助室２３に流入し難くなる虞れがあるが、前記構成によれば、そのような虞れが適切に解消される。連通孔２９は、電極５１ａの先端部よりも高い高さに形成されており、容器２内に貯留される凝縮水がこの連通孔２９を塞ぐ前のタイミングでポンプＰが駆動して凝縮水の強制排出がなされるようになっているために、通常の適正な使用状態時において、連通孔２９が凝縮水中に浸漬して前記したエア抜き作用が得られなくなるといったこともない。

また、給湯装置Ｂを寒冷地に設置しているような場合には、容器２内に残留している凝縮水が凍結する場合がある。この場合、スリット２８Ａの形成箇所あるいはその近傍部分が凍結していると、凝縮水がこのスリット２８Ａを通過しないために、本来ならば、凝縮水を外部に排出することは困難である。ところが、本実施形態においては、連通孔２９およびその近傍部分が凍結していなければ、中和剤収容室２２内の凝縮水はこの連通孔２９を通過して補助室２３に流入することとなる。したがって、前記したような凍結があったときであっても、この凝縮水中和器Ａを適切に使用することが可能であり、便利である。

以上述べたように、本実施形態の凝縮水中和器Ａにおいては、中和剤１が収容されている容器２の中和剤収容室２２を上下２段に形成することにより、容器２の横幅および厚みを小さくしつつ、中和剤１の充填量を多くし、またこれら中和剤１に接触しながら凝縮水が流通する流路長を長くとり、優れた中和処理性能を得ることができる。また、補助室２３は、既述したとおり、ポンプＰを用いて凝縮水を間欠的に強制排出するのに役立つが、この補助室２３は、下段部２２ｂに並ぶようにして上段部２２ａの下方にスペース効率良く設けられており、この補助室２３の存在によって容器２の横幅が大きく嵩張ってしまうという不具合もない。一方、容器２はブロー成形品であり、中和剤収容室２２の上段部２２ａならびに下段部２２ｂ、および補助室２３なども容器２のブロー成形時に適切に形成可能である。このため、容器２を容易かつ廉価に製造することができる利点も得られる。

図７および図８は、本発明に係る凝縮水中和器の他の実施形態を示している。これらの図において、前記実施形態と同一または類似の要素には、前記実施形態と同一の符号を付している。

図７に示す構成においては、容器２の中和剤収容室２２の上段部２２ａの下方には、排出口２４を備えた下段部２２ｂのみが形成されている。本実施形態では、前記実施形態の補助室２３に相当する部分は設けられていない。凝縮水の排出にポンプを用いず、凝縮水を自然排出させるような場合には、本実施形態のように構成してもかまわない。

図８に示す構成においては、容器２の中和剤収容室２２の上段部２２ａの下方の略全域にわたって下段部２２ｂを形成している。このような構成によれば、中和剤１の収容量をより多くし、また凝縮水の流路長をより長くすることができるために、凝縮水の中和処理性能を一層高めることが可能である。本実施形態のように、下段部２２ｂが上段部２２ａと同等サイズに形成され、上段部２２ａから下段部２２ｂに中和剤１を移動投入させることが難しい場合には、下段部２２ｂにそれ専用の中和剤投入口（図示略）を設けてもかまわない。

本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係る凝縮水中和器、および給湯装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

本発明では、容器の中和剤収容室が上段部と下段部とを有しているが、これらの具体的な形状やサイズは、とくに限定されるものではない。上段部は、要は、幅方向の一端寄り領域に凝縮水用の導入口が形成されていればよい。また、下段部は、上段部の幅方向の他端寄り領域に繋がってこの領域から下向きに延びた部分を有していればよい。上段部や下段部内には、それらの内部において凝縮水を蛇行させるための仕切手段を適宜設けることが好ましいものの、仕切手段は必ずしも設けられていなくてもよい。図１〜図３に示す実施形態では、上段部と下段部とをそれらの厚み方向においてオフセットさせているが、このようなオフセットを行なわせることなく、これらを上下方向に真直に並ばせた構成としてもよいことは勿論である。

凝縮水の導入口は、２つではなく、１つとすることもでき、また３以上に増やすこともできる。さらに、導入口は、容器に筒状部を形成することにより設けられている必要もなく、たとえば容器の壁部に孔が開けられただけの簡易な構成とすることもできる。これは、凝縮水の排出口についても同様である。中和剤としては、炭酸カルシウム以外の物質を用いることが可能である。本発明に係る凝縮水中和器は、燃焼ガスの温度低下により発生する凝縮水を中和処理する用途であれば種々の用途に用いることが可能であり、たとえば給湯装置とは異なる燃焼装置に組み込んで使用することもできる。

本発明に係る給湯装置は、前記したように、２つの給湯装置本体を備えたものとして構成されていなくてもよい。また、瞬間式給湯器以外として、風呂給湯、床暖房用の給湯、あるいは融雪用の給湯など、種々の給湯装置として構成することができる。もちろん、図４に示したいわゆる正燃方式のものに代えて、たとえば燃焼ガスを下向きに進行させながら熱交換を行なういわゆる逆燃方式のものとして構成するといったことも可能である。

本発明に係る凝縮水中和器の一例を示す要部断面図である。 （ａ）は、図１の左側面図であり、（ｂ）は、その一部断面側面図である。 （ａ）は、図１のIIIａ−IIIａ断面図であり、（ｂ）は、図１のIIIｂ−IIIｂ断面図である。 図１の凝縮水中和器を備えた給湯装置の一例を模式的に示す説明図である。 図４に示す給湯装置における凝縮水中和器の設置箇所および周辺部分の一例を示す要部説明図である。 本発明に係る凝縮水中和器の他の例を示す要部断面図である。 本発明に係る凝縮水中和器の他の例を示す概略断面図である。 本発明に係る凝縮水中和器の他の例を示す概略断面図である。

符号の説明

Ａ 凝縮水中和器
Ｂ 給湯装置
１ 中和剤
２ 容器
２１ 導入口
２２ 中和剤収容室
２２ａ 上段部（中和剤収容室の）
２２ｂ 下段部（中和剤収容室の）
２３ 補助室
２４ 排出口
４４ｂ 起立壁
９１ 燃焼器
９３ 熱交換器
２２０ 終端領域（上段部の幅方向の他端領域）

Claims (6)

1. 燃焼ガスの温度低下によって発生する凝縮水を中和するための中和剤と、
   この中和剤が収容される中和剤収容室および前記凝縮水を内部に導入させるための導入口を有している容器と、
   を備えている、凝縮水中和器であって、
   前記中和剤収容室は、幅方向の一端寄り領域に前記導入口が形成されている上段部と、この上段部の下方に位置する下段部とを有し、
   前記下段部は、前記上段部内を前記幅方向の一端寄り領域から他端寄り領域に進行した凝縮水がその後下向きに進行するように、前記他端寄り領域に繋がってこの領域から下向きに延びた部分を有していることを特徴とする、凝縮水中和器。
2. 前記上段部には、この上段部の底部から上向きに起立して前記幅方向の他端寄り領域とこの他端領域よりも凝縮水流れ方向上流領域とを仕切る起立壁が設けられており、
   前記上段部に導入された凝縮水は、前記起立壁の上端を越えることにより前記他端寄り領域に進入するように構成されている、請求項１に記載の凝縮水中和器。
3. 前記上段部と前記下段部とは、それらの厚み方向において互いにオフセットされている、請求項１または２に記載の凝縮水中和器。
4. 前記下段部は、前記上段部の幅方向の一端寄り領域の下方には形成されておらず、
   前記一端寄り領域の下方には、凝縮水用の排出口を備え、かつ前記下段部を通過してきた凝縮水を一時的に貯留させるための補助室が設けられている、請求項１ないし３のいずれかに記載の凝縮水中和器。
5. 前記下段部は、複数の水平板部と複数の起立板部とが１つずつ交互に繋がって階段状をなす壁部を備えている、請求項１ないし４のいずれかに記載の凝縮水中和器。
6. 燃焼器と、この燃焼器によって発生された燃焼ガスとの熱交換を行なうための水管を有する熱交換器と、前記熱交換により発生する凝縮水を中和するための凝縮水中和器と、を備えている、給湯装置であって、
   前記凝縮水中和器として、請求項１ないし５のいずれかに記載の凝縮水中和器が用いられていることを特徴とする、給湯装置。

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