JP2007003094A - 給湯装置および中和器 - Google Patents

Abstract

【課題】中和器に対する凝縮水流入のスムーズ化などを可能としつつ、凝縮水の排水経路などに詰まりを生じたときに凝縮水が中和器の外部に簡単に溢れ出ないようにし、凝縮水による給湯装置各部の汚染を適切に防止する。
【解決手段】熱交換器８を利用して燃焼ガスから熱回収を行なう際に発生する凝縮水を中和するための中和器Ａを備え、この中和器Ａは、中和剤１を収容する容器２と、この容器２内を外部と連通させる通気手段とを有している、給湯装置Ｂであって、前記通気手段は、内部に空気流路３１が一連に形成され、かつ基端部が容器２に繋がるとともに、先端部に開口部３１ａを有する通気管体部３を含んで構成されており、通気管体部３の少なくとも一部分が上方に向けて起立していることにより、空気流路３１は、前記基端部よりも上方に延びている。
【選択図】 図４

Description

本発明は、燃焼器により発生させた燃焼ガスから熱を回収することにより湯を生成するように構成された給湯装置、およびこのような給湯装置の構成要素として用いられ、かつ燃焼ガスからの熱回収に伴って発生する酸性の凝縮水を中和するのに用いられる中和器に関する。

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、炭酸カルシウムなどの中和剤を容器内に収容させた中和器を用いることにより、潜熱回収に伴って発生した凝縮水を中和する手段が用いられている（たとえば、特許文献１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、従来においては、次に述べるような問題点が生じていた。

すなわち、中和器を用いて中和された凝縮水は、中和器から給湯装置外部の適当な排水経路に導く必要がある。このための手段として、たとえば集合住宅においては、中和器の凝縮水排出口にポンプを接続し、中和処理を終えた凝縮水をポンプにより浴室の排水トラップに導くといった手段が採用される。ところが、このような手段を採用した場合、中和器よりも下流の凝縮水の排水経路途中に凝縮水が滞留するいわゆる先詰まりの状態になる場合がある。とくに、家屋の１階に給湯装置が設置され、かつ家屋の２階に浴室が設けられているなどして、浴室の排水トラップが中和器よりも高い位置にある場合には、そのような排水経路の先詰まり状態が発生し易い。従来において、このような排水経路の先詰まり状態が発生すると、中和器の容器内に存在する空気が外部に抜けないこととなって、凝縮水が中和器の凝縮水導入口から容器内にスムーズに流入し難くなる。

また、前記した具体例とは反対に、中和器が浴室の排水トラップよりも高い位置にある場合には、ポンプを利用して中和器の凝縮水を浴室の排水トラップに送り込むときに、サイフォン現象を生じる虞れがある。このサイフォン現象が生じると、ポンプの駆動停止後であっても、中和器内の凝縮水が排水経路に流出する。一方、中和器は、給湯装置の熱交換器から凝縮水を受けるように熱交換器と配管接続されており、この配管を介して燃焼ガスが中和器内に進入する場合がある。したがって、前記サイフォン現象が発生すると、前記燃焼ガスが凝縮水と一緒に中和器下流の排水経路に流出し、浴室の排水口から浴室内に進入する虞れも生じる。

本出願人は、中和器の一例として、特許文献２に記載のものを先に提案している。同文献に記載された中和器は、中和剤を収容した容器に通気孔が設けられた構成を有している。このような構成によれば、中和器下流の排水経路に詰まりを生じても、中和器の容器内の空気を前記通気孔から外部に逃がすことができるために、容器内に凝縮水をスムーズに流入させることが可能となる。また、中和器の容器内の気密状態が解消されるために、前記したようなサイフォン現象の発生が防止され、燃焼ガスが浴室に進入するといった不具合も適切に回避される。

ところが、前記特許文献２に記載された中和器の通気孔は、容器の上面壁に形成された単なる貫通孔として形成されているに過ぎない。このため、たとえば中和器下流の排水経路、あるいは中和器内に詰まりを生じて、容器内に凝縮水が順次溜まっていく事態が発生した場合、その水位が容器の上面壁の高さに達した以降は、前記通気孔から容器外部に凝縮水が簡単に溢れ出すこととなる。これでは、中和器の下方に配されている各種の装置類や機器類が、中和処理を終えていない凝縮水によって汚染される。したがって、このようなことも適切に防止し、または抑制することが望まれる。

特開２００１−３３６８２６号公報 特開２００３−３２０３８１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、中和器に対する凝縮水流入のスムーズ化、ならびに中和器から外部に凝縮水を排出する際のサイフォン現象の発生防止などを可能としつつ、凝縮水の排水経路などに詰まりを生じたようなときには凝縮水が中和器の外部に簡単に溢れ出ないようにし、凝縮水による汚染を適切に抑制することができる給湯装置、および中和器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給湯装置は、燃焼器と、この燃焼器により発生された燃焼ガスから熱回収を行なう熱交換器と、前記熱回収に伴って発生する凝縮水を中和するための中和器と、を備えており、前記中和器は、中和剤を内部に収容した容器を備え、かつこの容器には、前記凝縮水の導入口と、前記中和剤によって中和された凝縮水を外部に排出するための排出口と、前記容器内を容器外部に連通させる通気手段とが設けられている、給湯装置であって、前記通気手段は、内部に空気流路が一連に形成され、かつ基端部が前記中和器の容器に繋がるとともに、先端部に開口部を有する通気管体部を含んで構成されており、前記通気管体部の少なくとも一部分が上方に向けて起立していることにより、前記空気流路は、前記基端部よりも上方に延びていることを特徴としている。

このような構成によれば、中和器の容器内は通気管体部の空気流路を介して容器外部と連通しているために、容器内に凝縮水が流入する際には、容器内の空気が前記空気流路を介して外部に排出されることとなり、中和器の容器内への凝縮水の流入がスムーズに行なわれる。また、容器内の凝縮水を外部に排水させる際にサイフォン現象が発生することも防止される。その一方、前記通気管体部の少なくとも一部分は上方に向けて起立しており、この通気管体部の空気流路は、その基端部よりも上方に延びているために、たとえば中和器の容器内に詰まりを生じるなどして、容器内における凝縮水の水位が、仮に前記通気管体部の基端部の高さまで異常上昇したとしても、この凝縮水が直ちに前記通気管体部の先端開口部から容器外部に溢れ出ることはない。凝縮水の水位が前記空気流路の最も高い部分よりも上昇しない限り、凝縮水は前記先端開口部から容器外部に溢れ出ない。したがって、本発明によれば、中和器の容器内などに詰まりを生じた場合に、凝縮水が中和器外部に容易に溢れ出して給湯装置の各部が汚染されるといったことも適切に抑制される。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記中和器は、前記容器内の水位が所定高さ以上に異常上昇したときにこれを検出するための異常水位検出手段を備えており、前記空気流路は、前記所定高さよりも高い位置まで延びている。

このような構成によれば、中和器の容器内などに詰まりが生じて容器内の水位が異常上昇する事態が発生した場合、その水位が前記所定高さに達する以前の時期に、容器内の凝縮水が通気管体部の先端開口部から容器外部に溢れ出ることはない。したがって、異常水位検出手段によって異常水位が検出される前に、中和器下方の領域が中和器から溢れ出した凝縮水によって汚染されるという事態は生じない。異常水位検出があった際に直ちに適切な処置を採ることにより、凝縮水によって給湯装置の各部が汚染されることを適切に回避することが可能となる。また、本構成の場合とは異なり、仮に、凝縮水の水位が前記所定高さに達する以前に容器外部に溢れ出したのでは、たとえば容器内に凝縮水が流れ込んでいる場合であっても、この容器内における凝縮水の水位が適切に上昇せず、異常の旨が適切に検出されなくなる虞れがある。これに対し、前記構成によれば、そのような虞れも適切に解消される。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記熱交換器は、燃焼ガス用の給気口および排気口が形成されたケーシングと、このケーシング内に配された熱交換用の水管と、この水管から前記ケーシングの底部上に滴下した凝縮水を前記中和器に送るための配管部と、を備えており、前記空気流路は、前記熱交換器のケーシングの給気口および排気口の縁部のうち、最も高さが低い部分よりも高い位置まで延びている。

たとえば、中和器の容器内に詰まりを生じているにも拘わらず、これを放置して給湯装置を運転させた場合には、次のような事態を想定し得る。すなわち、容器内の凝縮水の水位が上昇して容器内が満杯になった以降は、熱交換器と中和器とを連結する配管内に凝縮水が溜まることとなり、さらには熱交換器のケーシング内にも凝縮水が溜まる。給湯装置を屋外に設置している場合には、雨水が熱交換器の排気口から熱交換器のケーシング内に進入する場合もある。本来ならば、この雨水は凝縮水と同様に、中和器を経て外部に排出されるべきところ、中和器の容器内に詰まりがあると、熱交換器のケーシング内に溜まる虞れがある。このように熱交換器のケーシング内に凝縮水や雨水などが溜まった場合、このケーシング内の水位がたとえばこのケーシングの給気口や排気口のうちの最も高さが低い部分を越えると、この部分から前記水がケーシングの外部に流出するが、そうでない限りは、ケーシング内に凝縮水を適切に留めておき、給湯装置の各部が凝縮水や雨水によって汚染されないようにすることが可能である。これに対し、前記構成によれば、そのようなケーシング外部への凝縮水などの流出阻止が図れている間は、通気管体部の先端開口部から凝縮水などが中和器外部に溢れ出すことはない。したがって、給湯装置が汚染されることをより適切に防止することが可能となる。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記通気管体部の先端寄り部分は屈曲しており、この通気管体部の先端部の開口部は、水平方向よりも下向きとなっている。

このような構成によれば、通気管体部の先端部の開口部内に塵などが進入し難くなる。前記開口部に塵などが進入すると、容器内に詰まりを生じ易くなるが、前記構成によれば、そのようなことが簡易な構成によって適切に防止される。

本発明の第２の側面により提供される中和器は、中和剤を内部に収容した容器を備えており、この容器には、凝縮水の導入口と、前記中和剤によって中和された凝縮水を外部に排出するための排出口と、この容器内を容器外部に連通させる通気手段とが設けられている、中和器であって、前記通気手段は、内部に空気流路が一連に形成され、かつ基端部が前記中和器の容器に繋がるとともに、先端部に開口部を有する通気管体部を含んで構成されており、前記通気管体部の少なくとも一部分が上方に向けて起立していることにより、前記空気流路は、前記基端部よりも上方に延びていることを特徴としている。

このような構成の中和器は、本発明の第１の側面により提供される給湯装置の中和器として適切に使用することができ、先に述べたのと同様な効果が得られる。

本発明の第３の側面により提供される給湯装置は、燃焼器と、この燃焼器により発生された燃焼ガスから熱回収を行なう熱交換器と、前記熱回収に伴って発生する凝縮水を中和するための中和器と、これら燃焼器、熱交換器および中和器を囲み込む外装ケースと、を備えており、前記中和器は、中和剤を内部に収容した容器を備え、かつこの容器には、前記凝縮水の導入口と、前記中和剤によって中和された凝縮水を外部に排出するための排出口と、前記容器内を容器外部に連通させる通気孔が設けられている、給湯装置であって、一端が前記中和器の通気孔に接続され、かつ他の一端が前記外装ケースの外部において大気開放状態とされた配管部を備えていることを特徴としている。

このような構成によれば、中和器の容器内は前記配管部を介して大気開放状態にあるために、容器内に凝縮水が流入する際のスムーズ化や、容器内の凝縮水を外部に排水する際にサイフォン現象が発生することの防止などが図られる。その一方、前記配管部は、外装ケースの外部においてその一端が大気開放した状態にあるために、仮に、中和器の容器内に詰まりが生じて凝縮水の水位が上昇し、凝縮水がこの配管部内に流入しても、凝縮水は外装ケースの外部に排出されることとなる。したがって、外装ケース内に配されている給湯装置の各部が凝縮水によって汚染されるといった不具合はない。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記中和器は、前記容器内の水位が所定高さ以上に異常上昇したときにこれを検出するための異常水位検出手段を備えており、前記配管部の少なくとも一部分は、前記所定高さよりも高い位置に配されている。

このような構成によれば、容器内に詰まりなどが生じて容器内の水位が異常上昇する事態が発生した場合、仮に凝縮水が前記配管部内に流入したとしても、この凝縮水の水位が前記所定高さ以上にならない限りは、前記配管部を通過して外部に排出されることはない。したがって、異常水位検出手段によって水位の異常上昇が検知される以前の段階において、容器内の凝縮水が前記配管部を介して外部に排出されることはなく、容器内の水位の異常上昇を適切に検出することが可能となる。

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、本実施形態の中和器Ａは、中和剤１を収容した容器２と、通気管体部３とを備えている。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、凝縮水用の導入口２１ならびに異常水位検出部５を有するヘッダ部Ｈ、中和剤収容室２２、および排出口２４が形成された補助室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には筒状部２１ａが起立形成されている。筒状部２１ａの開口が、凝縮水用の導入口２１である。筒状部２１ａは、凝縮水を供給してくる配管７６を嵌合させて接続するのに利用される。凝縮水が導入口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る。凝縮水は、その過程において中和され、その後排出口２４から容器２の外部に排出される。排出口２４には、後述するように、ポンプＰ１および逆止弁７９を有する配管７５が接続される。

異常水位検出部５は、容器２内の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部分であり、一対の電極５０を有している。これらの電極５０は、たとえば耐酸性を有するステンレス製のネジ体をヘッダ部Ｈの上壁部４０にねじ込んだ構成とされており、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内など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、凝縮水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５０に対する中和剤１の衝突を回避して、電極５０の保護を図る効果も期待できる。なお、図２によく表われているように、本実施形態においては、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、給湯装置内の屈曲した空間スペースを利用して、この中和器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可能である。もちろん、このオフセット寸法Ｌ２をゼロにしてもかまわない。

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と繋がっている。

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。導入口２１から上段部２２ａ内に導入された凝縮水は、矢印Ｎ１〜Ｎ４に示すように、まずヘッダ部Ｈの下方に進行してから仕切部４４ａの下方の隙間を通過した後に、起立壁４４ｂの上部を越えてから上段部２２ａの終端領域２２０に進み、その後下段部２２ｂを下向きに進むようになっている。なお、起立壁４４ｂの上流側（図１の左側）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。

下段部２２ｂは、上段部２２ａの終端領域２２０の底部から斜め下方に延びており、この部分にも中和剤１が収容されている。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。このことにより、上段部２２ａの下方に、補助室２３がスペース効率良く形成されている。

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、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。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。

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と同様であり、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よりも小さくされている。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や欠けを生じたり、あるいは酸性の凝縮水との接触によって痩せるために、一部の中和剤がスリット２８Ａを通過する場合もあるが、スリット２８Ａの開口幅ｓ２はさらに小さくされていることにより、そのような中和剤がこのスリット２８Ａを通過してさらに下流に流れていくことが適切に抑制される。

図１によく表われているように、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。このため、凝縮水は、矢印Ｎ５，Ｎ６に示すように進行し、スリット２８Ｂの下端よりも水位が高くなった場合にのみ凝縮水が第２空間部２３ｂに流入するようになっている。このような凝縮水の流れも、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。また、起立壁部４６は、凝縮水を塞き止める役割を果たすために、通常時においては、下段部２２ｂおよび第１空間部２３ａには、スリット２８Ｂの下端と同一高さ（仮想線Ｌａで示す高さ）の液面レベルに貯留される。このように凝縮水が貯留されると、導入口２１から容器２内に燃焼ガスが仮に流入しても、この燃焼ガスが補助室２３内に流入することを前記凝縮水の貯留部が阻止することとなる。なお、起立壁部４６の下部や、下段部２２ｂの底部には、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。したがって、通常時においては、これら補助排出口４９ａ，４９ｂから凝縮水が排出されないように、それらに接続された配管（図示略）の先端部は閉じられている。

通気管体部３は、補助室２３内を容器２の外部に連通させるための部分であり、補助室２３の上壁部またはその近傍の壁部に一体的に突設された筒状部３０に、容器２とは別体のパイプ３１を嵌合連結することにより構成されている。パイプ３１は、たとえば銅などの金属製である。この通気管体部３の内部には、空気流路３２が一連に形成されており、その基端部は、補助室２３内に連通している。通気管体部３は、上方に向けて起立しており、空気流路３２の最も高い部分の高さｈ１（より正確には、凝縮水が先端開口部３１ａから溢れ出ないように、凝縮水をこの空気流路３２内に塞き止めておくことが可能な高さ）は、異常水位検出部５の水位検出高さｈ２よりも高くされている。さらに、前記の高さｈ１は、後述する給湯装置Ｂの２次熱交換器８の所定部分よりも高く設定されている。パイプ３１の先端寄り部分は、略コ字状に屈曲しており、先端開口部３１ａは下向きとなっている。このような構成は、先端開口部３１ａ内に塵などが進入することを防止するのに役立つ。

凝縮水の排出口２４は、第２空間部２３ｂの底部から起立した壁部２３１に形成されている。排出口２４をこのような構成に設ければ、排出口２４が底部上面よりも高い位置において横向きに開口することとなり、この部分に夾雑物が詰まり難くなる。

補助室２３には、ポンプＰ１を駆動制御するための液面検出器６が取り付けられている。この液面検出器６は、長さが略同一の２本の電極６１ａ，６１ｂと、これらよりも短めの電極６１ｃと、これらの上端を支持するベース部材６２とを備えており、計３本の電極６１ａ〜６１ｃは、第２空間部２３ｂの上部の開口孔から下向きに差し込まれている。この液面検出器６においては、たとえば電極６１ｂがグランド接続されており、凝縮水の液面が図１に示す所定の高水位ＬＨまで上昇することにより、２本の電極６１ｂ，６１ｃがともに凝縮水に浸漬すると、これらの間が導通してその旨を検出可能である。この検出により、ポンプＰ１が駆動を開始し、凝縮水が配管７５に流出する。なお、その際には、電極６１ａも凝縮水に浸漬しており、電極６１ａ，６１ｂ間も導通している。その後、凝縮水の液面が所定の低水位ＬＬよりも下がり、電極６１ａ，６１ｂ間が非導通状態になると、その旨が検出され、ポンプＰ１の駆動は停止される。

図４は、前記した中和器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、給湯装置本体部Ｃと、外装ケース９９とを備えている。外装ケース９９は、給湯装置本体部Ｃ、中和器Ａ、および後述する各種の配管などを囲み込んでおり、これらを保護している。給湯装置本体部Ｃは、２つの給湯部９０Ａ，９０Ｂを合理的に組み合わせた構成を有している。より具体的には、給湯部９０Ａは、たとえば台所、洗面所、その他の一般給湯用の湯を生成するための部分であり、給湯部９０Ｂは、たとえば床暖房用の湯を生成するための部分である。これら給湯部９０Ａ，９０Ｂは、缶体９１内の２つの空間部９１ａ，９１ｂ内に、送風ファン９２ａ，９２ｂから供給される燃焼用空気を利用して都市ガスあるいは灯油などの燃料を燃焼させる２つの燃焼器９３ａ，９３ｂと、これらによって発生された燃焼ガスから顕熱を回収する２つの１次熱交換器９４ａ，９４ｂとが設けられた構成を有している。

缶体９１の上部には、１次熱交換器９４ａ，９４ｂを通過してきた燃焼ガスから潜熱を回収する２次熱交換器８が設けられている。この２次熱交換器８は、本発明でいう熱交換器の一例に相当するものであり、複数の水管８０がケーシング８１内に配された構成を有している。図６によく表われているように、ケーシング８１内には、仕切板８２が設けられており、この仕切板８２によって複数の水管８０は、上下２つのグループＧ１，Ｇ２に仕切られている。ケーシング８１の後壁８１ａおよび前壁８１ｂには、上下２つの給気口８２ａ，８２ｂ、および１つの排気口８３が設けられている。１次熱交換器９４ａを通過してきた燃焼ガスは、矢印Ｎ１０に示すように、上側の給気口８２ａからケーシング８１内の上部領域に流入するようになっている。次いで、この燃焼ガスは、グループＧ１の水管８０によって潜熱回収がなされた後に、排気口８３から流出する。一方、１次熱交換器９４ｂを通過してきた燃焼ガスは、矢印Ｎ１１に示すように、下側の給気口８２ｂからケーシング８１内の下部領域に流入する。次いで、この燃焼ガスは、グループＧ２の水管８０によって潜熱回収がなされた後に、排気口８３から流出する。外装ケース９９の前面壁には、排気口８３から流出した燃焼ガスを外装ケース９９の外部に排出するための排気口９９０が設けられている。

図４に示すように、２次熱交換器８には、複数の水管８０への通水を効率良く、かつ適切に行なわせるための複数のヘッダ部８４ａ〜８４ｆが設けられている。給湯部９０Ａでは、水道水などの水が適当な水圧で入水口７０ａに入水すると、この水は、配管７２ａを通過してから、２次熱交換器８のヘッダ部８４ａ〜８４ｃおよびグループＧ１の水管８０内を流通し、その後配管７２ｂを介して１次熱交換器９４ａに流れる。このような通水過程において加熱された湯水は、その後配管７２ｃを介して出湯口７１ａに到達し、台所などの所定の給湯先に供給される。一方、給湯部９０Ｂでは、床暖房装置の本体領域から湯水が入水口７０ｂに供給されると、この湯水は、配管７２ｄを通過してから、２次熱交換器８のヘッダ部８４ｄ〜８４ｆおよびグループＧ２の水管８０内を流通して加熱される。次いで、この湯水は、配管７２ｅを経由して貯留タンク７３に流入した後に、ポンプＰ２によって汲み上げられ、１次熱交換器９４ｂに送られて加熱され、その後配管７２ｆを介して出湯口７１ｂに到達して床暖房装置の本体領域に戻される。貯留タンク７３およびポンプＰ２は、床暖房用の湯水を循環させるための一手段である。この貯留タンク７３には入水用の配管７０ｃが接続され、また液面センサ（図示略）が設けられていることにより、この貯留タンク７３内には常に一定量以上の湯水が存在するように制御され、ポンプＰ２の空運転が防止されるようになっている。また、貯留タンク７３には、この貯留タンク７３内に負圧などが生じることを防止するための配管７４が接続されている。この配管７４の一端７４ａは、外装ケース９９の外部に直接または間接的に繋がり、かつ大気開放状態となっている。

２次熱交換器８のケーシング８１には、潜熱回収に伴って発生する凝縮水を排出するための排出口８６が設けられており、この排出口８６と中和器Ａの導入口２１とが配管７６によって接続されている。ケーシング８１の底部８１ｃは、複数の水管８０から滴下する凝縮水を受けて排出口８６にガイドする役割を果たし、排出口８６は、そのような凝縮水を効率良く排出し得るように底部８１ｃまたはその近傍に設けられている。好ましくは、底部８１ｃは、排出口８６に向けて凝縮水を流れ易くするように、その全体または一部が傾斜している。中和器Ａに接続された凝縮水排出用の配管７５は、外装ケース９９の排出口９９ａに接続されている。排出口９９ａには、凝縮水をたとえば浴室の排水用トラップに導くための配管７５Ａが接続されている。逆止弁７９は、配管７５Ａを高い位置に配置させた場合に、凝縮水がこの配管７５Ａ側から中和器Ａに向けて逆流することを防止する。

図４においては、中和器Ａが給湯装置本体部Ｃの一側方に配された構成に示されているが、この給湯装置Ｂは、実際には、図５に示すように、中和器Ａが給湯装置本体部Ｃの正面または背面に配されている。このような配置にすれば、給湯装置Ｂ全体の横幅を小さくし、全体の小型化を図るのに好適となる。また、通気管体部３の空気流路３２の前述した高さｈ１は、排気口８３および下側の給気口８２ｂの周縁部の最低高さｈ３よりも高くされている。なお、本実施形態においては、図６に示すように、排気口８３および給気口８２ｂのそれぞれの周縁部のうち、最も高さが低い部分ｎ１，ｎ２のそれぞれの高さｈ３は、同一に揃えられている。後述するように、凝縮水の排水経路に詰まりを生じるなどして、ケーシング８１の底部８１ｃ上に凝縮水あるいは雨水などの水が溜まっていく事態が万一発生した場合、その水位が前記した部分ｎ１，ｎ２の高さを超えると、前記水は排気口８３や吸気口８３からケーシング８１の外部に溢れ出すこととなる。給気口８３から缶体９１内に水が流入したのでは、燃焼器が汚染するといった不具合を生じるため、これを防止することが好ましく、そのためには給気口８２ｂの部分ｎ２を、排気口８３の部分ｎ１よりも高くすればよい。本発明では、そのような構成にしてもよく、またこれとは反対の高さ関係の構成としてもかまわない。

次に、前記した中和器Ａおよび給湯装置Ｂの作用について説明する。

まず、２次熱交換器８の潜熱回収に伴って発生した酸性の凝縮水は、ケーシング８１の底部８１ｃによって受けられてから、配管７６を介して中和器Ａに送られ、その導入口２１から容器２内に流入する。この凝縮水は、容器２内の中和剤１が充填されている部分を、図１の矢印Ｎ１〜Ｎ４に示す経路で流れ、その過程において中和される。中和された凝縮水は、矢印Ｎ５，Ｎ６に示すように、２つの細幅なスリット２８Ａ，２８Ｂを通過して補助室２３の第２空間部２３ｂに流入していくが、このような凝縮水の流入に伴い、第２空間部２３ｂに存在している空気は、通気管体部３を介して容器２の外部に排出される。したがって、第２空間部２３ｂ内への凝縮水の流入、ひいては容器２内への凝縮水の流入がスムーズとなる。

次いで、第２空間部２３ｂ内における凝縮水の貯留量が多くなり、その水位が所定の高水位ＬＨまで上昇すると、これが液面検出器６により検出される。すると、ポンプＰ１が駆動を開始し、補助室２３内の凝縮水が配管７５，７５Ａに送り出される。その後、前記凝縮水の液面レベルが低水位ＬＬ以下に低下すると、これが液面検出器６により検出されてポンプＰ１の駆動が停止する。このような凝縮水の排出時には、通気管体部３から第２空間部２３ｂ内に外部の空気が進入するために、ポンプＰ１の駆動に伴いサイフォン現象が発生するといったことも適切に回避される。サイフォン現象が生じた場合には、下段部２２ｂおよび第１空間部２３ｂ内に貯留している凝縮水の水封構造が破壊され、２次熱交換器８のケーシング８１から容器２内に流入している燃焼ガスが配管７５，７５Ａに流出する虞れがあるものの、本実施形態においては、このような虞れも適切に防止される。ポンプＰ１は、凝縮水の水位が所定の高水位ＬＨに上昇する都度、間欠運転されるが、このようにポンプＰ１を間欠運転させると、ポンプＰ１を長時間にわたって連続運転させる場合と比較すると、その寿命を長くすることが可能である。

中和器Ａを使用している場合、種々の事情に起因して、たとえば凝縮水の排出口２４や配管７５に詰まりを生じる可能性がある。このような詰まりを生じると、容器２内に凝縮水が溜まっていき、その水位が異常上昇する。水位が所定の高さｈ２になると、図１に示した異常水位検出部５によってその旨が検出され、給湯装置Ａに別途設けられている報知手段（図示略）により報知される。このことにより、ユーザは凝縮水の排水経路に詰まりが生じていることを察知し、適切な対応措置を採ることができる。一方、前記したような凝縮水の水位上昇は、通気管体部３の空気流路３１内においても生じるが、既述したとおり、この空気流路３１の上部の高さｈ１は、前記した高さｈ２よりも高い。したがって、異常水位検出部５によって水位の異常上昇が検出される以前の時期に、通気管体部３の先端開口部３１ａから凝縮水が外部に溢れ出すことはなく、中和器Ａの下方領域が凝縮水によって汚染されないようにすることができる。また、仮に、通気管体部３から凝縮水が早期に溢れ出したのでは、容器２内の水位が上昇しなくなり、あるいは上昇速度が鈍くなるため、異常水位検出部５によって容器２内に詰まりがある旨を迅速かつ的確に検出することが困難となるが、本実施形態によれば、そのようなことも適切に回避される。

前記したような水位の異常上昇が検出されたにも拘わらず、たとえばユーザがこれに対して適切な対応措置を採らずにその状態を放置したような場合には、凝縮水の水位が配管７６内を上昇し、２次熱交換器８のケーシング８１内に凝縮水が溜まりだすことが想定される。また、給湯装置Ｂを屋外に設置した場合には、外装ケース９９およびケーシング８１の排気口９９０，８３から雨水がケーシング８１内に進入し、ケーシング８１内の水位上昇がさらに促進されることも想定し得る。このような異常事態が万一発生した場合であっても、ケーシング８１内の水位が排気口８３または給気口８２ｂの縁部の高さが最も低い部分ｎ１，ｎ２よりも高くならない限りは、それら凝縮水などがケーシング８１の外部に流出することは阻止される。その一方、空気流路３１の高さｈ１は、前記の部分ｎ１，ｎ２よりも高いために、ケーシング８１内の水位が前記した部分ｎ１，ｎ２よりも下位にある限りは、通気管体部３の先端開口部３１ａから凝縮水などが中和器Ａの外部に溢れ出すことはなく、給湯装置Ｂの各部が汚染されないようにすることができる。

本実施形態の中和器Ａは、図１に示したように、容器２の上段部２２ａを凝縮水が進行する際には、上下方向に蛇行する。したがって、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。また、上段部２２ａを通過した凝縮水は、その後下段部２２ｂに流れ込み、この部分でも中和処理が促進される。このように、容器２内を上下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、容器２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、容器２内の容積を大きくして中和剤１の充填量を多くし、また容器２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用途に最適となる。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もできる。

図７および図８は、本発明に係る給湯装置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に示す給湯装置においては、中和器Ａの容器２の補助室２３に通気孔３４が形成されており、この通気孔３４が配管７７を介して配管７４の一部に接続されている。配管７４は、前記実施形態のものと同様に、その一端部７４ａが外装ケース９９の外部に繋がり、かつ大気開放状態にある。

本実施形態においては、容器２の補助室２３内は、配管７７，７４を介して容器２の外部と連通している。したがって、容器２内に凝縮水が流入する際、および補助室２３に溜まった凝縮水がポンプＰ１の駆動により配管７５に流出する際には、補助室２３から容器外部への空気の流出、あるいは容器外部から補助室２３内への空気の流入が生じる。その結果、容器２内に凝縮水をスムーズに流入させたり、ポンプＰ１の駆動に伴う不当なサイフォン現象の発生を阻止し得る効果が得られる。一方、たとえば凝縮水の排出口２４や配管７５に詰まりを生じて、容器２内の凝縮水の水位が通気孔３４の高さよりも上昇したときには、この通気孔３４から配管７７内に進入した凝縮水を、配管７７，７４を利用して外装ケース９９の外部に排出することができる。したがって、外装ケース９９内に設けられている給湯装置Ｂの各部が凝縮水によって汚染されることも適切に防止される。

図８に示す給湯装置においては、配管７７の一部が上方に立ち上がっている。このことにより、この配管７７の最上部７７ａの高さｈ４は、異常水位検出部５の水位検出高さｈ２よりも高くされている。

本実施形態においては、容器２内の凝縮水の水位が異常上昇する場合に、この水位が高さｈ４以下である限りは、凝縮水が配管７７から配管７４に流れていくことはない。したがって、凝縮水の水位が異常水位検出部５によって検出される以前に、容器２内の凝縮水が配管７７，７４を介して外部に排出されることはなく、凝縮水の排出口２４や配管７５などに詰まりが生じている場合には、確実に容器２内の水位が上昇することとなって、その旨を正確に検出することが可能となる。

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

本発明でいう通気管体部は、必ずしも容器とは別体のパイプを用いて構成する必要はなく、たとえば通気管体部の全体を容器と一体に樹脂成形してもかまわない。通気管体部の高さを高くするほど、凝縮水が通気管体部の先端開口部から溢れ難くすることが可能であり、好ましいが、その具体的な高さは種々の寸法に設定することが可能である。通気管体部を比較的短寸の筒状に形成した場合にも、本発明の技術的範囲に包摂される。

通気管体部は、その全体が上方に向けて起立していなくてもよく、少なくとも一部分が起立していればよい。起立方向は、鉛直方向に対して傾斜した方向であってもよい。また、通気管体部内への塵などの進入防止を図る観点からすれば、通気管体部の先端開口部が下向きとされていることが好ましいものの、やはりこれに限らず、たとえは上向きに開口していてもかまわない。本発明においては、中和器で中和処理された凝縮水を中和器外部に排出する手段として、ポンプを用いることなく、凝縮水を自然排出させる構成とすることもできる。このような場合、中和器には、凝縮水を貯留するための補助室が設けられていない構成とすることが可能であり、通気管体部については、中和器の容器のうち、中和剤が充填されている部分を容器外部に連通させるように設けることができる。上述した実施形態においては、中和器の容器が中和剤を上下２段に収容させる構造とされているが、やはり本発明はこれに限定されず、いわゆる１段構造としてもよい。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。

本発明において、中和器の容器に設けられた通気孔に配管接続を行ない、かつこの配管の一端を外装ケースの外部において大気開放状態とする手段を採用する場合、図７および図８に示した実施形態とは異なり、容器の通気孔に一端が接続された配管の他端を外装ケースの外部まで直接引き出すようにしてもかまわない。このような構成であっても、図７および図８に示した実施形態と同様な効果が得られる。一端が外装ケースの外部において大気開放状態とされた適当な配管が、外装ケース内に設けられている場合に、この配管を利用して中和器の容器の通気性を確保する構成と、この配管を利用することなく、これとは別の配管を利用して容器の通気性を確保する構成とのいずれを採用するかは任意に選択できる事項である。

本発明に係る給湯装置は、上述の実施形態とは異なり、２つの給湯部が組み合わされた構成とされていなくもよい。本発明に係る給湯装置は、瞬間式の一般給湯用の給湯装置、風呂給湯装置、床暖房用の給湯装置、あるいは融雪用の給湯装置など、種々の給湯装置として構成することが可能である。もちろん、燃焼ガスを燃焼器の上方に進行させる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することも可能である。

本発明に係る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。 本発明に係る給湯装置の一例を模式的に示す説明図である。 図４に示す給湯装置の概略正面断面図である。 図５のVI−VI断面図である。 本発明に係る給湯装置の他の例を示す概略正面断面図である。 本発明に係る給湯装置の他の例を示す概略正面断面図である。

符号の説明

Ａ 中和器
Ｂ 給湯装置
１ 中和剤
２ 容器
３ 通気管体部
５ 異常水位検出部
８ ２次熱交換器（熱交換器）
２１ 導入口
２４ 排出口
３１ 空気流路
７４，７７ 配管
８０ 水管
８１ ケーシング
８２ａ，８２ｂ 給気口
８３ 排気口
９３ａ，９３ｂ 燃焼器
９９ 外装ケース

Claims (7)

1. 燃焼器と、この燃焼器により発生された燃焼ガスから熱回収を行なう熱交換器と、前記熱回収に伴って発生する凝縮水を中和するための中和器と、を備えており、
   前記中和器は、中和剤を内部に収容した容器を備え、かつこの容器には、前記凝縮水の導入口と、前記中和剤によって中和された凝縮水を外部に排出するための排出口と、前記容器内を容器外部に連通させる通気手段とが設けられている、給湯装置であって、
   前記通気手段は、内部に空気流路が一連に形成され、かつ基端部が前記中和器の容器に繋がるとともに、先端部に開口部を有する通気管体部を含んで構成されており、
   前記通気管体部の少なくとも一部分が上方に向けて起立していることにより、前記空気流路は、前記基端部よりも上方に延びていることを特徴とする、給湯装置。
2. 前記中和器は、前記容器内の水位が所定高さ以上に異常上昇したときにこれを検出するための異常水位検出手段を備えており、
   前記空気流路は、前記所定高さよりも高い位置まで延びている、請求項１に記載の給湯装置。
3. 前記熱交換器は、燃焼ガス用の給気口および排気口が形成されたケーシングと、このケーシング内に配された熱交換用の水管と、この水管から前記ケーシングの底部上に滴下した凝縮水を前記中和器に送るための配管部と、を備えており、
   前記空気流路は、前記熱交換器のケーシングの給気口および排気口の縁部のうち、最も高さが低い部分よりも高い位置まで延びている、請求項１または２に記載の給湯装置。
4. 前記通気管体部の先端寄り部分は屈曲しており、この通気管体部の先端部の開口部は、水平方向よりも下向きとなっている、請求項１ないし３のいずれかに記載の給湯装置。
5. 中和剤を内部に収容した容器を備えており、
   この容器には、凝縮水の導入口と、前記中和剤によって中和された凝縮水を外部に排出するための排出口と、この容器内を容器外部に連通させる通気手段とが設けられている、中和器であって、
   前記通気手段は、内部に空気流路が一連に形成され、かつ基端部が前記中和器の容器に繋がるとともに、先端部に開口部を有する通気管体部を含んで構成されており、
   前記通気管体部の少なくとも一部分が上方に向けて起立していることにより、前記空気流路は、前記基端部よりも上方に延びていることを特徴とする、中和器。
6. 燃焼器と、この燃焼器により発生された燃焼ガスから熱回収を行なう熱交換器と、前記熱回収に伴って発生する凝縮水を中和するための中和器と、これら燃焼器、熱交換器および中和器を囲み込む外装ケースと、を備えており、
   前記中和器は、中和剤を内部に収容した容器を備え、かつこの容器には、前記凝縮水の導入口と、前記中和剤によって中和された凝縮水を外部に排出するための排出口と、前記容器内を容器外部に連通させる通気孔が設けられている、給湯装置であって、
   一端が前記中和器の通気孔に接続され、かつ他の一端が前記外装ケースの外部において大気開放状態とされた配管部を備えていることを特徴とする、給湯装置。
7. 前記中和器は、前記容器内の水位が所定高さ以上に異常上昇したときにこれを検出するための異常水位検出手段を備えており、
   前記配管部の少なくとも一部分は、前記所定高さよりも高い位置に配されている、請求項６に記載の給湯装置。

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