JP2008224153A - 燃焼機器 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、中和容器内や、燃焼機器本体と中和容器とを繋ぐ外部ドレン配管中でのドレン詰りを検出可能にして、長期間の使用においても、安定した燃焼性能を保つことが可能な燃焼機器を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、燃料ガスを燃焼するバーナと、このバーナで発生した燃焼ガスから顕熱を回収する一次熱交換器と、この一次熱交換器を通過した排気ガスから潜熱を回収する二次熱交換器と、この２次熱交換器で凝縮したドレン水を受けるドレン受け皿と、このドレン受け皿で受けたドレン水を中和容器に導くドレン配管と、このドレン水を中和して排出する中和容器を有する燃焼機器において、前記ドレン水の詰りを検出するドレン詰り検出部と、前記ドレン配管にドレン水とともに侵入する前記排気ガスを封鎖するトラップが、前記ドレン配管の途中に設けられ、前記ドレン詰り検出部が、前記トラップの上流側に設けられた燃焼機器である。
【選択図】図４

Description

本発明は、ドレン水のドレン詰りを早期に検出可能にした燃焼機器に関する。

近年、燃焼機器への高効率化の要求の高まりから、いわゆる潜熱回収型の燃焼機器が普及している。このような、潜熱回収型の燃焼機器は、燃焼ガスからの顕熱を回収する一次熱交換器と、排気ガスからの潜熱の回収を行う二次熱交換器とを備えるのが一般的である。

二次熱交換器では、排気ガスからの潜熱回収を行う際に、排気ガス中の硫黄成分等を含んだ強酸性のドレン水が発生する。このため、二次熱交換器で発生したドレン水は、ドレン受け皿で集められ、ドレン配管によって中和容器に導かれ、中和後に排出される。

しかし、二次熱交換器で発生したドレン水を受けるためのドレン受け皿は、燃焼機器の排気口近くに設けられるため、風の吹き込み等により、塵埃等がドレン水と一緒にドレン配管や中和容器にまで流れ込むことになり、夾雑物となって、ドレン水の詰り（以下、「ドレン詰り」と言う。）を生じることがある。このドレン詰りを生じると、ドレン水が燃焼機器内部であふれた場合は、内部の金属製部材を腐食させたり、燃焼不良を生じさせたりすることがあり、燃焼機器の外部に漏れた場合には、強酸のドレン水が建物を浸食したり、環境を汚染したりすることがある。

そこで、図１１に示すように、中和容器１の内部でドレン詰りが生じた場合には液面が上昇することから、中和容器１の内部に液面センサ２を設けて、ドレン詰りを検出するようにするものが知られている。また、図示しないが、中和容器の本体の上流側に隣接した箇所に、夾雑物を除くためのダストポットを設け、このダストポット内に液面センサを設けることによって、中和容器への夾雑物の流入を防ぐとともに、液面センサの正常な動作を確保したものが知られている（特許文献１）。
特開２０００−３２０３８０号公報

しかしながら、図１１に示す中和容器１の内部に液面センサ２を設ける方法や、ダストポットを設け、このダストポット内に液面センサを設ける方法（特許文献１）では、中和容器１の内部や中和容器１に隣接した箇所に液面センサ２を設置している。このため、中和容器１よりも上流、例えば、燃焼機器と中和容器とを繋ぐドレン水用の配管の途中で、ドレン詰りが発生した場合には、検出できない問題がある。

特に、潜熱回収型の燃焼機器の一種である、いわゆる壁貫通釜は、図４に示すように、浴室壁４の開口スペース５に燃焼機器の機能の大部分を収納しており、省スペース化が図れることを特徴としている。このため、中和容器１は燃焼機器本体３から分離して設けられることが多いので、中和容器１と、ドレン水用の配管の両方でのドレン詰りを検出する必要がある。

つまり、図４に示すように、壁貫通釜においては、二次熱交換器で発生したドレン水は、燃焼機器本体３の内部に備えられたドレン水用の配管（以下、「内部ドレン配管７」と言う。）を通った後、燃焼機器本体３の外部に備えられたドレン水用の配管（以下、「外部ドレン配管３６」と言う。）に導かれ、中和剤を充填した中和容器１で中和処理されてから排水される（以下、「内部ドレン配管」と「外部ドレン配管」を区別しない場合は、「ドレン水用の配管」と言う。）。

また、内部ドレン配管７と外部ドレン配管３６との接続は、燃焼機器本体３の外装に設けられた内部ドレン配管７と外部ドレン配管３６との接続部（以下、「ドレン配管接続部３２」と言う。）を介して行われる。このように、燃焼機器本体３と中和容器１とを繋ぐ外部ドレン配管３６が長くなるため、中和容器１の内部でのドレン詰りに加え、この外部ドレン配管３６でのドレン詰りを検出する必要がある。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、燃焼機器内部の内部ドレン配管中にドレン詰りを検出するドレン詰り検出部を設けることによって、ドレン水を中和する中和容器内でのドレン詰りに加え、燃焼機器本体と中和容器とを繋ぐ外部ドレン配管中でのドレン詰りを早期に検出可能にして、長期間の使用においても、安定した燃焼性能を保つことが可能な燃焼機器を提供することを目的とする。

本発明は、以下に関するものである。
（１） 燃料ガスを燃焼するバーナと、このバーナで発生した燃焼ガスから顕熱を回収する一次熱交換器と、この一次熱交換器を通過した排気ガスから潜熱を回収する二次熱交換器と、この２次熱交換器で凝縮したドレン水を受けるドレン受け皿と、このドレン受け皿で受けたドレン水を中和容器に導くドレン配管と、このドレン水を中和して排出する中和容器を有する燃焼機器において、前記ドレン水の詰りを検出するドレン詰り検出部と、前記ドレン配管にドレン水とともに侵入する前記排気ガスのトラップが、前記ドレン配管の途中に設けられ、前記ドレン詰り検出部が、前記トラップの上流側に設けられた燃焼機器。
（２） （１）において、中和容器が、燃焼機器本体の外部に設けられ、ドレン配管が、前記燃焼機器本体内でドレン水を導く内部ドレン配管と、前記燃焼機器本体からその外部の中和容器にドレン水を導く外部ドレン配管とを有し、ドレン詰り検出部及びトラップが、前記内部ドレン配管の途中に設けられた燃焼機器。
（３） （１）又は（２）において、トラップが、下り勾配を有するドレン配管の一部に上り勾配を設けることによって構成され、ドレン詰り検出部が、前記トラップを構成する下り勾配に設けられた燃焼機器。

本発明によれば、内部ドレン配管中にドレン詰りを検出するドレン詰り検出部を設けることにより、ドレン水を中和する中和容器内でのドレン詰りに加え、外部ドレン配管中でのドレン詰りを早期に検出可能にして、長期間の使用においても安定な燃焼性能を保つことが可能な燃焼機器を提供することができる。

本発明の対象となる燃焼機器は、潜熱回収用の二次熱交換器と、この二次熱交換器から排出されるドレン水を通すドレン水用の配管と、ドレン水を中和する中和容器とを備えるものであればよく、特に制限はない。例えば、図１に示すような燃焼機器本体３と中和容器１とが分離して設けられた燃焼機器、特に、図３、及び、図４に示すような壁貫通釜の場合は、ドレン水は壁貫通釜本体３内の内部ドレン配管７からドレン配管接続部３２と外部ドレン配管３６を介して中和容器１に到達するため、その経路が長くなるので、これらの経路中でのドレン詰りを考慮する必要がある。さらに、これらの経路の何れの位置でドレン詰りが発生しても、早期に検出できるように考慮する必要がある。これらの理由から、本発明は、壁貫通釜本体３と中和容器１とが分離して設けられた壁貫通釜に適用された場合に、特に優れた効果を奏する。

このため、以下は、主に壁貫通釜に本発明を適用する場合について説明するが、本発明は、壁貫通釜に限定されるものではなく、ドレン水用の配管を有する燃焼機器に広く適用できるものである。

図１に基づいて、本発明の燃焼機器の動作原理を説明する。まず、湯水の流れについて説明する。湯水が壁貫通釜本体３の給水配管接続部２７から給水なされ、水量センサ３３によって、この湯水が所定の流量に達したか否かが検知される。水量センサ３３を通った湯水は、二次熱交換器８に導かれ、この二次熱交換器８で排気ガスから潜熱を回収する。この潜熱を回収した湯水は、一次熱交換器１０に導かれ、この一次熱交換器で燃焼ガスからの顕熱を回収する。この顕熱を回収した湯水は、混合弁で所定の温度の湯水とされた後、給湯栓から使用される。

次に、燃料ガスの流れについて説明する。燃料ガスは、ガス配管接続部２９からバーナ１１へ供給されて燃焼し、高温の燃焼ガスを発生させる。その燃焼ガスは、まず、給湯一次熱交換器１０を通過し、その際に顕熱を放熱する。顕熱を放熱した後の低温の燃焼ガスは、排気ガスとなる。次に、この排気ガスは二次熱交換器８を通過し、その際に潜熱を放熱する。そして、潜熱を放熱した排気ガスは、大部分は排気口３４から器具外へ排気されるが、一部は以下に述べるドレン水９とともに、ドレン配管７、３６に侵入する。

次に、ドレン水９の流れについて説明する。二次熱交換器８で排気ガスから潜熱が回収されると、排気ガスの温度は、２００℃程度から約６０℃程度まで低下する。これとともに、排気ガスに含まれる水蒸気が凝縮し、二次熱交換器８には結露水が発生する。この結露水は排気ガス中の硫黄成分等を含んでＰＨ２程度の強酸性のドレン水９となる。このため、二次熱交換器８で発生したこのドレン水９は、それを回収するためのドレン受け皿３７にて回収され、内部ドレン配管７に流入する。そして、ドレン配管接続部３２を介して、外部ドレン配管３６を通った後、炭酸カルシウムを充填した中和容器１の入口部に流入する。中和容器１にて中和されたドレン水９は中和容器１のドレン水排出配管２６からＰＨ７程度となり排出される。

本発明で使用する燃焼機器の一つである壁貫通釜は、従来技術でも述べたように、ドレン水を排出する潜熱回収型の燃焼機器の一種である。図３は、この壁貫通釜本体３を在来工法の浴室に設置した浴室の設置例図であり、浴室洗い場側（浴槽６の長手面）からの見たときの透視図である。また、図４は、壁貫通釜本体３を在来工法の浴室に設置した浴室の設置例図であり、浴室洗い場側（浴槽６の短手面）からの見たときの透視図である。

壁貫通釜本体３に接続される配管としては、壁貫通釜本体３に水を供給する給水配管１２と、壁貫通釜で加熱された湯を浴室内に供給する給湯配管１３と、壁貫通釜に燃料を供給するガス配管１４と、浴槽水を循環加熱するための風呂往き配管１５と、風呂戻り配管１６と、外部ドレン配管３６が挙げられる。

外部ドレン配管３６は、壁貫通釜本体３から中和容器１に接続されている。一般に壁貫通釜本体３では、中和容器１を本体内に内蔵するのが難しい。このため、図３、及び、図４の例のように、ドレン水を中和するための中和容器１を外部に設けた場合は、外部ドレン配管３６によって、壁貫通釜本体３と外部の中和容器１が接続され、潜熱回収の際に凝縮した強酸性のドレン水９が中和容器１に導かれる。この図３、及び、図４の例のように、壁貫通釜本体３を設置した浴室壁と直交する浴室壁４に、中和容器１を設置した場合は、中和容器１内の炭酸カルシウムの残量の確認と補充作業を、エプロン１７を外すのみで行うことができ、利便性が増す。

図５はこの壁貫通釜本体３を正面から見た要部透視図を、図６は壁貫通釜本体３を左側面から見た要部透視図を示す。壁貫通釜本体３には、各種配管と接続するための接続部が設けられる。このような接続部としては、壁貫通釜本体３に水を供給する給水配管を接続する給水配管接続部２７と、壁貫通釜本体３で加熱された湯水を浴室内に供給する給湯配管を接続する給湯配管接続部２８と、壁貫通釜本体３に燃料を供給するガス配管を接続するためのガス配管接続部２９と、浴槽水を循環加熱するための風呂往き配管を接続するための風呂往き配管接続部３０と、風呂戻り配管を接続するための風呂戻り配管接続部３１と、外部ドレン配管３６を接続するためのドレン配管接続部３２が挙げられる。

図５、及び、図６に示すように、壁貫通釜本体３内には、二次熱交換器８で発生したドレン水９を受けたドレン受け皿３７からのドレン水９を導く内部ドレン配管７が設けられており、この内部ドレン配管７と外部ドレン配管３６とが、壁貫通釜本体３の前カバー２４に設けられたドレン配管接続部３２によって接続される。

ドレン配管７、３６は、１００℃以上の高温に耐え、ｐＨ２程度の強酸に対する耐食性を有する材質のものであれば特に限定はないが、耐熱性の点から金属製のものが望ましく、耐食性、加工性、コスト等の点から、特に、ＳＵＳ３１６製が望ましい。

図５、及び、図６に示すように、排気ガスのトラップ３８は、内部ドレン配管７の途中に設けられ、かつ、内部ドレン配管７自体によって構成される。つまり、内部ドレン配管７の途中に、内部ドレン配管７の配管内にドレン水９が充満することによって、二次熱交換器８からの排気ガスを通過させないように封鎖する液封部３９が生じるように、内部ドレン配管７の勾配を形成する。具体的には、内部ドレン配管７がドレン受け皿３７から前カバー２４に設けられたドレン配管接続部３２に向けて下り勾配を有するように設けられ、この下り勾配の途中に部分的に上り勾配を設けることによってトラップ３８を構成する。

図７は内部ドレン配管７の平面図を、図８は左側面図を、図９は正面図を示す。図７〜図９に示すように、内部ドレン配管７は、ドレン受け皿３７が上流に、ドレン配管接続部３２（中和容器１）が下流になるように、勾配が設けられる。また、図６〜図８に示すように、Ａ〜Ｅの各部分に分けられる。なお、Ａ〜Ｅの分類は、説明の便宜上のものであり、内部ドレン配管７は、このように各部分に分けられた部品を組み立てて構成されるものではなく、１本の配管かを加工して得られる一つの部品として構成するのが、部品数や組立工数低減の点から望ましい。まず、Ａは、ドレン受け皿３７との接続部であり、略垂直となる部分を有する。

Ｂは、ドレン受け皿３７のある壁貫通釜本体３の奥側から、ドレン配管接続部３２のある前カバー２４側までドレン水を導く部分であり、ＡとＣとを繋ぐ比較的緩やかな下り勾配を有する部分である。

Ｃは、やはり下り勾配を有するが、その勾配はＢよりも急勾配とすると、勾配が緩やかな場合に比べて、より少量のドレン水９が溜まっただけで液封部３９が形成されるので望ましい。また、ドレン配管７、３６の詰りを検出するためのドレン詰り検出部１８を、内部ドレン配管６に設けると、それよりも下流側の外部ドレン配管３６や中和容器１で生じた詰りの両者を検出することが可能となるが、このドレン詰り検出部１８を、急勾配の下り勾配を持たせたＣに設けることで、ドレン水９が滞留せず円滑に流れるため、誤検出が減るので望ましい。

Ｄは、上り勾配を有する部分であり、内部ドレン配管７の途中に、部分的にこの上り勾配を設けることでトラップが構成される。Ｅは、壁貫通釜本体３の前カバー２４に設けられたドレン配管接続部３２との接続部を有する部分であり、下り勾配を有し、その勾配はＣよりも緩やかとなっている。

ＤとＥとの境界部（上り勾配から下り勾配となる境界）における内部ドレン配管７の内壁の最下点の位置は、最も高い場合でも、ドレン詰り検出部１８よりも低い位置となるようにする。これにより、トラップ３８の液封部３９の液面が、ドレン詰り検出部１８よりも低くなるため、トラップ３８によって溜まったドレン水がドレン詰り検出部１８によって検知されることがないので、ドレン詰り検出部１８の誤検出を抑制することができる。また、最も低い場合でも、ＣとＤとの境界部（下り勾配から上り勾配となる境界）における内部ドレン配管７の内壁の最上点よりも高い位置とされる。

これにより、ドレン受け皿３７から内部ドレン配管７内をドレン水９が流下して中和容器１に導かれる際には、ＤとＥの境界部における内部ドレン配管７の内壁の最下点の高さに相当する高さまで、ドレン水９が溜まることになり、しかも、溜まったドレン水９の液面は、ＣとＤとの境界部における内部ドレン配管７の内壁の最上点よりも高いので、内部ドレン配管７内が全てドレン水９で満たされるため、液封部３９が形成される。そして、このように、液封部３９が形成されることで、二次熱交換器８からドレン水９とともに内部ドレン配管７に侵入してきた排気ガスをトラップすることが可能となり、これによって、内部ドレン配管７自体によってトラップ３８が構成される。

図４から図９に示すように、内部ドレン配管７の途中には、ドレン詰りを検出するドレン詰り検出部１８が設けられる。これにより、このドレン詰り検出部１８よりも下流側でドレン詰りが生じた場合は、何れの位置であっても検出することが可能となる。つまり、ドレン詰り検出部１８よりも下流の内部ドレン配管７、外部ドレン配管３６、及び、中和容器１内の何れの位置でドレン詰りが生じた場合でも検出可能となる。

さらに、図４から図９に示すように、ドレン水の詰りを検出するドレン詰り検出部１８、及び、内部ドレン配管７にドレン水とともに侵入する排気ガスを封鎖するトラップ３８は、何れも内部ドレン配管７の途中に設けられ、ドレン詰り検出部１８は、トラップ３８の上流側に設けられる。これにより、ドレン詰りが、ドレン詰り検出部１８から離れた下流の外部ドレン配管３６や中和容器１内で生じた場合でも、ドレン水がドレン詰りを生じた箇所から溜まることで、ドレン詰り検出部１８に達するまでドレン水の液面が上昇するのを待つ必要はなく、早期にドレン詰りを検出することが可能になる。

つまりトラップ３８を備えたことにより、ドレン詰りがトラップ３８の下流のどの位置で生じたとしても、ドレン詰りが生じた後で溜まったドレン水の分だけ、トラップ３８の液封部３９の液面からドレン水の液面が上昇する。このため、ドレン詰り検出部１８から離れたドレン詰りが生じた箇所から、ドレン水の液面がドレン詰り検出部１８まで上昇するのを待つ必要がなく、ドレン詰りが生じる前のトラップ３８の液封部３９の液面から、その上流側にあるドレン詰り検出部１８の高さまで、ドレン水の液面が上昇するだけで、ドレン詰りが検出される。このようにして、ドレン詰りがドレン検出部１８よりも下流側のどの位置で発生しても、ドレン詰りを早期に検出することが可能となる。

これは、以下の作用による。ドレン詰りがトラップ３８の下流で生じると、トラップ３８の液封部３９とその下流のドレン詰り箇所との間のドレン配管７、３６内には、空気が閉じ込められる。一方、ドレン水９が内部ドレン配管７に流入してくるが、この流入してくるドレン水９は、トラップ３８とその下流のドレン詰り箇所との間に閉じ込められた空気とは置換しない。このため、トラップ３８の液封部３９に溜まったドレン水９は、下流側が封鎖された状態となるため、ドレン詰りが生じる前の液封部３９の液面から上流側に向って液面が上昇する。

ドレン詰り検出部１８の構成は、ドレン詰りによるドレン水の液面上昇を検出できるものであれば、どのようなものでもよいが、図１０に示すように、内部ドレン配管７と連通しセンサー２０を備える円筒部１９と、この円筒部１９の側面から円筒部１９よりも上流の内部ドレン配管７に連通するバイパス管２１とを備え、ドレン詰り検出部１８の全体が内部ドレン配管７の傾斜部分２２に設けられるのが望ましい。これにより、円筒部１９に備えたセンサー２０によって、ドレン水の液面の上昇を検知することができる。

図１０に示すように、円筒部１９の側面から、上流の内部ドレン配管７に連通するバイパス管２１を設けることにより、ドレン水の液面が上昇した際のセンサー２０の動作を確保することができる。つまり、ドレン詰りが生じて内部ドレン配管７内のドレン水の液面が上昇すると、バイパス管２１は、円筒部１９内に溜まった空気を、内部ドレン配管７へ逃がす作用を有する。このため、円筒部１９内に残留した空気によって、センサー２０の検出部２３によるドレン水の検出が妨げられることがないため、センサー２０の安定な動作を確保することができる。

図１０に示すように、ドレン詰り検出部１８の全体が内部ドレン配管７の傾斜部分２２に設けられる。また、バイパス管２１が内部ドレン配管７と接続する位置は、円筒部１９よりも上流の内部ドレン配管７であって、必ず、円筒部１９と内部ドレン配管７との接続位置よりも上方となるようにする。これにより、ドレン詰りによって、円筒部１９内のセンサー２０の検出部２３に達するまで、ドレン水の液面が上昇しても、バイパス管２１と内部ドレン配管７の接続部までは、ドレン水が上昇していないため、バイパス管２１を通して、円筒部１９内の空気を確実に抜くことができる。

円筒部１９に取付けるセンサー２０としては、液面を検知可能なものであれば限定はなく、通常の電極を用いた液面センサーやサーミスタなどを使用することができる。取り付け構造が簡単で省スペース化を図れる点でサーミスタを使用するのが望ましい。サーミスタをセンサーとして使用した場合は、通電時の温度上昇の有無を検知することにより、ドレン水の液面を検知することができる。つまり、ドレン水が無い場合は、サーサーミスタへの通電によってサーミスタの温度上昇が検知されるが、ドレン水の液面が上昇してサーミスタがドレン水に漬かった状態になると、サーミスタに通電しても温度が上昇し難いため、所定の温度上昇が検知されない。このようにして、ドレン水の液面上昇の有無を検知することができる。

図１０に示すように、円筒部１９は、内部ドレン配管７の上面側と連通して上方に向かって設けられ、バイパス管２１は、円筒部１９の上流側の側面から、円筒部１９よりも上流の内部ドレン配管７の上面側に連通されるのが望ましい。これにより、ドレン詰りが生じると、ドレン水の液面は円筒部１９と内部ドレン配管７との連通箇所、つまり円筒部１９の下方から上昇することになり、センサー２０を円筒部１９の上部から下方に向けて設置した場合は、センサー２０の先端の検出部２３でドレン水の液面を検知することができる。センサー２０の長さを調整することで、ドレン詰りの有無を検知する液面を設定可能となる。

図１０に示すように、バイパス管２１が円筒部１９のセンサー２０の検出部２３よりも上方の上流側側面から円筒部１９よりも上流の内部ドレン配管７の上面側に連通されるのが望ましい。これにより、ドレン詰りが生じた場合、センサー２０の検出部２３にドレン水の液面が達するまで、円筒部１９内に溜まった空気を確実にバイパス管２１を通して抜くことができ、センサー２０による検知を安定化することができる。

図１０に示すように、バイパス管２１が水平よりも下向きで内部ドレン配管７に接続されるのが望ましい。これにより、内部ドレン配管７を流下してくるドレン水が、バイパス管２１に流れ込んで、円筒部１９内に到達し、センサー２０を誤検知させるのを防止できる。

以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。

図２は、本発明の一実施例である壁貫通釜本体３の正面図を示す。配管接続部は左側から給水配管接続部２７、給湯配管接続部２８、ガス配管接続部２９、風呂往き配管接続部３０、風呂戻り配管接続部３１、ドレン配管接続部３２である。

図３は、本発明の一実施例である壁貫通釜本体３を浴室に設置した浴室の設置例図であり、浴室洗い場側（浴槽６の長手面）からの見たときの透視図である。また、図４は、本発明の一実施例である壁貫通釜本体３を浴室に設置した浴室の設置例図であり、浴室洗い場側（浴槽６の短手面）からの見たときの透視図である。壁貫通釜本体３には各種配管が接続されている。これらの配管は、壁貫通釜本体３に水を供給する給水配管１２と、壁貫通釜本体３で加熱された湯を浴室内に供給する給湯配管１３と、壁貫通釜本体３に燃料を供給するガス配管１４と、浴槽水を循環加熱するための風呂往き配管１５と風呂戻り配管１６と、壁貫通釜本体３からのドレン水を中和容器１に導く外部ドレン配管３６とを備える。

風呂往き配管１５と風呂戻り配管１６は、浴槽６に取付けられた循環金具（図示しない）に接続されている。給湯配管１３は、浴槽６の上縁面に設置された水栓（図示しない）に接続される。浴槽６には、脱着可能なエプロン１７が取付けられている。

外部ドレン配管３６は、壁貫通釜本体３から中和容器１に接続されている。従来技術でも述べたように、一般に壁貫通釜本体３では、中和容器１を本体内に内蔵するのが難しい。このため、図３、及び、図４の例のように、ドレン水を中和するための中和容器１を外部に設けた場合は、外部ドレン配管３６によって、壁貫通釜本体３と外部の中和容器１が接続され、潜熱回収の際に凝縮した強酸性のドレン水９が中和容器１に導かれる。この図３、及び、図４の例のように、壁貫通釜本体３を設置した浴室壁と直交する浴室壁４に、中和容器１を設置した場合は、中和容器１内の炭酸カルシウムの残量の確認と補充作業を、エプロン１７を外すのみで行うことができ、利便性が増す。

図５、及び、図６に示すように、壁貫通釜本体３には、各種配管と接続するための接続部を設けた。即ち、接続部として、壁貫通釜本体３に水を供給する給水配管を接続する給水配管接続部２７と、壁貫通釜本体３で加熱された湯水を浴室内に供給する給湯配管を接続する給湯配管接続部２８と、壁貫通釜本体３に燃料を供給するガス配管を接続するためのガス配管接続部２９と、浴槽水を循環加熱するための風呂往き配管を接続するための風呂往き配管接続部３０と、風呂戻り配管を接続するための風呂戻り配管接続部３１と、外部ドレン配管３６を接続するためのドレン配管接続部３２を設けた。

図５、及び、図６に示すように、壁貫通釜本体３内には、二次熱交換器８で発生したドレン水９を受けたドレン受け皿３７からのドレン水９を導く内部ドレン配管７を設け、この内部ドレン配管７と外部ドレン配管３６とを、壁貫通釜本体３の前カバー２４に設けられたドレン配管接続部３２によって接続した。ドレン配管７、３６は、ＳＵＳ３１６製のものを使用した。

図５、及び、図６に示すように、排気ガスのトラップ３８は、内部ドレン配管７の途中に、内部ドレン配管７自体によって構成した。つまり、内部ドレン配管７の途中に、内部ドレン配管７の配管内にドレン水９が充満することによって、二次熱交換器８からの排気ガスを通過させないように封鎖する液封部３９が生じるように、内部ドレン配管７の勾配を形成した。具体的には、内部ドレン配管７をドレン受け皿３７から前カバー２４に設けられたドレン配管接続部３２に向けて下り勾配を有するように設け、この下り勾配の途中に部分的に上り勾配を設けることによってトラップ３８を構成した。

図７〜図９に示すように、内部ドレン配管７は、ドレン受け皿３７が上流に、ドレン配管接続部３２（中和容器１）が下流になるように、勾配を設けた。また、内部ドレン配管７は、１本の配管を加工して作製したが、説明の便宜上、図７〜図９に示すように、Ａ〜Ｅの各部分に分けて説明する。まず、Ａはドレン受け皿３７との接続部であり、ドレン受け皿３７との継手となる部分は、略垂直とした。

Ｂは、ドレン受け皿３７のある壁貫通釜本体３の奥側から、ドレン配管接続部３２のある前カバー２４側までドレン水を導く部分であり、ＡとＣとを繋ぎ、Ａ及びＣよりも緩やかな下り勾配を設けた。

Ｃは、やはり下り勾配を設けたが、その勾配はＢよりも急勾配とした。また、ドレン配管７、３６の詰りを検出するためのドレン詰り検出部１８を設けた。

Ｄには、上り勾配を設けた。Ｅには、壁貫通釜本体３の前カバー２４に設けられたドレン配管接続部３２との接続部を設け、下り勾配の勾配はＣよりも緩やかとした。

ＤとＥとの境界部（上り勾配から下り勾配となる境界）における内部ドレン配管７の内壁の最下点の位置は、ドレン詰り検出部１８よりも低い位置で、かつ、ＣとＤとの境界部（下り勾配から上り勾配となる境界）における内部ドレン配管７の内壁の最上点よりも高い位置とした。

これにより、ドレン受け皿３７から内部ドレン配管７内をドレン水９が流下して中和容器１に導かれる際には、ＤとＥの境界部における内部ドレン配管７の内壁の最下点の高さに相当する高さまで、ドレン水９が溜まることになり、しかも、溜まったドレン水９の液面は、ＣとＤとの境界部における内部ドレン配管７の内壁の最上点よりも高いので、内部ドレン配管７内が全てドレン水９で満たされるため、液封部３９が形成された。そして、このように、液封部３９が形成されることで、二次熱交換器８からドレン水９とともに内部ドレン配管７に侵入してきた排気ガスをトラップすることが可能となり、これによって、内部ドレン配管７自体によってトラップ３８が構成された。

図５から図９に示すように、ドレン水の詰りを検出するドレン詰り検出部１８、及び、内部ドレン配管７にドレン水とともに侵入する排気ガスを封鎖するトラップ３８は、何れも内部ドレン配管７の途中に設け、ドレン詰り検出部１８は、トラップ３８の上流側に設けた。これにより、ドレン詰りが、ドレン詰り検出部１８から離れた下流の外部ドレン配管３６や中和容器１内で生じた場合でも、ドレン水がドレン詰りを生じた箇所から溜まることで、ドレン詰り検出部１８に達するまでドレン水の液面が上昇するのを待つ必要はなく、早期にドレン詰りを検出することが可能になった。

つまりトラップ３８を備えたことにより、ドレン詰りがトラップ３８の下流のどの位置で生じたとしても、ドレン詰りが生じた後で溜まったドレン水の分だけ、トラップ３８の液封部３９の液面からドレン水の液面が上昇した。このため、ドレン詰り検出部１８から離れたドレン詰りが生じた箇所から、ドレン水の液面がドレン詰り検出部１８まで上昇するのを待つ必要がなく、ドレン詰りが生じる前のトラップ３８の液封部３９の液面から、その上流側にあるドレン詰り検出部１８の高さまで、ドレン水の液面が上昇するだけで、ドレン詰りが検出された。このようにして、ドレン詰りがドレン検出部１８よりも下流側のどの位置で発生しても、ドレン詰りを早期に検出することが可能となった。

ドレン詰り検出部１８の構成は、図１０に示すように、内部ドレン配管７と連通しセンサー２０を備える円筒部１９と、この円筒部１９の側面から円筒部１９よりも上流の内部ドレン配管７に連通するバイパス管２１とを備え、ドレン詰り検出部１８の全体が内部ドレン配管７の傾斜部分２２に設けた。センサー２０としては、取り付け構造が簡単で省スペース化を図れる点でサーミスタを使用した。

また、円筒部１９の側面から上流の内部ドレン配管７に連通するバイパス管２１を設けた。これにより、円筒部１９内に空気が溜まって、ドレン水の液面が上昇しているにも関わらず、センサー２０が検知できなくなるのを防止することができ、センサー２０の安定な動作を確保することができた。

図１０に示すように、ドレン詰り検出部１８の全体を内部ドレン配管７の傾斜部分２２に設けた。また、バイパス管２１が内部ドレン配管７と接続する位置は、円筒部１９よりも上流の内部ドレン配管７であって、必ず、円筒部１９と内部ドレン配管７との接続位置よりも上方となるようにした。これにより、ドレン詰りによって、円筒部１９内のセンサー２０の検出部２３に達するまで、ドレン水の液面が上昇しても、バイパス管２１と内部ドレン配管７の接続部までは、ドレン水が上昇していないため、バイパス管２１を通して、円筒部１９内の空気を確実に抜くことができた。

図１０に示すように、円筒部１９は、内部ドレン配管７の上面側と連通して設けられ、バイパス管２１を、円筒部１９の上流側側面から、円筒部１９よりも上流の内部ドレン配管７の上面側に連通させた。これにより、ドレン詰りが生じると、ドレン水は円筒部１９と内部ドレン配管７との連通箇所、つまり円筒部１９の下方から液面が上昇することになり、センサー２０を円筒部１９の上部から下方に向けて設置した場合は、センサー２０の先端の検出部２３でドレン水の液面を検知することができた。センサー２０の長さを調整することで、ドレン詰りの有無を検知する液面が設定可能であった。

図１０に示すように、バイパス管２１を円筒部１９のセンサー２０の検出部２３よりも上方の上流側の側面から円筒部１９よりも上流の内部ドレン配管７の上面側に連通させた。これにより、ドレン詰りが生じた場合、センサー２０の検出部２３にドレン水の液面が達するまで、円筒部１９内に溜まった空気を確実にバイパス管を通して抜くことができ、センサー２０の検知を安定化することができた。

バイパス管２１を水平よりも下向きで内部ドレン配管７に接続した。これにより、内部ドレン配管７を流下してくるドレン水が、バイパス管２１に流れ込んで、円筒部１９内に到達し、センサー２０を誤検知させるのを防止できた。

浴槽６は、浴室床面２５の上面に載置した際に、浴槽６の外側と浴室壁４との間に、浴槽上縁部を除いて、最も狭い箇所でも６０ｍｍ程度の隙間ができる形状のものとした。これにより、前カバー２４、及び中和容器１、各種の配管類（給水配管１２、給湯配管１３、ガス配管１４、風呂往き配管１５、風呂戻り配管１６、外部ドレン配管３６）をその空間に収納できた。また、その材質は、ＳＭＣを用いた繊維強化プラスチック成形品を用いた。

中和容器１のサイズは、その厚みを５０ｍｍ、高さを２００ｍｍ、幅を２５０ｍｍとした。これによって、浴室床面２５と浴槽６と浴室壁４との間隙に設置することができた。また、中和容器１を壁貫通釜本体３の中に内蔵しなくてもよいので、壁貫通釜本体３のサイズを拡大する必要がなく、省スペースである利点を生かすことができた。

中和容器１には、中和剤の寿命を十分に長くすることができるよう、内部に約２ｋｇの粒状炭酸カルシウムを封入した。これにより、メンテナンスの頻度を減らすことができた。また、中和容器１の材質はプラスチックを用い、中和容器１の上部には炭酸カルシウムを容器内へ入れるための開閉可能な蓋を設けた。これにより、メンテナンスの作業性が改善した。

中和容器１内や外部ドレン配管３６でドレン詰りを生じさせて、このドレン水の詰まりを検出可能か試験した結果、何れの場合も、ドレン詰り検出部１８の円筒部１９と内部ドレン配管７の連通箇所、つまり円筒部１９の下方から液面が上昇し、センサー２０の先端（検出部２３）に到達した後も、バイパス管２１に達するまで、ドレン液面が上昇し続けた。このように、円筒部１９内に溜まった空気によって、ドレン水の液面の上昇が妨げられることはなかった。また、ドレン水がバイパス管２１の方から円筒部１９に流れ込むことによって、センサー２０がドレン液面を誤検知することはなく、安定した動作を確保できた。

本発明の一実施例である燃焼機器の動作を表わす模式図である。 本発明の一実施例である壁貫通釜の正面図を示す。 本発明に用いる壁貫通釜を浴室に設置した浴室ユニットの設置例図であり、浴室洗い場側（浴槽長手面）からの見たときの透視図を示す。 本発明に用いる壁貫通釜を浴室に設置した浴室ユニットの設置例図であり、浴槽短手面から見たときの透視図を示す。 本発明の一実施例である壁貫通釜の本体を、浴槽の短手方向から見た透視図を示す。 本発明の一実施例である壁貫通釜の本体を、浴室洗い場側（浴槽長手面）から見た透視図を示す。 本発明の一実施例である壁貫通釜に用いた内部ドレン配管の平面図である。 本発明の一実施例である壁貫通釜に用いた内部ドレン配管の左側面図である。 本発明の一実施例である壁貫通釜に用いた内部ドレン配管の正面図である。 本発明の一実施例であるドレン詰り検出部の拡大図を示す。 従来のドレン液面を検出可能な中和容器の一例を示す。

符号の説明

１…中和容器、２．液面センサー、３…燃焼機器本体（壁貫通釜本体）、４…浴室壁、５…開口スペース、６…浴槽、７…内部ドレン配管、８…二次熱交換器、９…ドレン水、１０…一次熱交換器、１１…バーナ、１２…給水配管、１３…給湯配管、１４…ガス配管、１５…風呂往き配管、１６…風呂戻り配管、１７…エプロン、１８…ドレン詰り検出部、１９…本体、２０…センサー、２１…バイパス管、２２…傾斜部分、２３…検出部、２４…前カバー、２５…浴室床面、２６…ドレン水排出配管、２７…給水配管接続部、２８…給湯配管接続部、２９…ガス配管接続部、３０…風呂往き配管接続部、３１…風呂戻り配管接続部、３２…ドレン配管接続部、３３…水量センサ、３４…排気口、３５…配管接続位置、３６…外部ドレン配管、３７…ドレン受け皿、３８…トラップ、３９…液封部、

Claims (3)

1. 燃料ガスを燃焼するバーナと、
   このバーナで発生した燃焼ガスから顕熱を回収する一次熱交換器と、
   この一次熱交換器を通過した排気ガスから潜熱を回収する二次熱交換器と、
   この２次熱交換器で凝縮したドレン水を受けるドレン受け皿と、
   このドレン受け皿で受けたドレン水を中和容器に導くドレン配管と、
   このドレン水を中和して排出する中和容器を有する燃焼機器において、
   前記ドレン水の詰りを検出するドレン詰り検出部、及び、前記ドレン配管にドレン水とともに侵入する前記排気ガスのトラップが、前記ドレン配管の途中に設けられ、
   前記ドレン詰り検出部が、前記トラップの上流側に設けられた燃焼機器。
2. 請求項１において、
   中和容器が、燃焼機器本体の外部に設けられ、
   ドレン配管が、前記燃焼機器本体内でドレン水を導く内部ドレン配管と、前記燃焼機器本体からその外部の中和容器にドレン水を導く外部ドレン配管とを有し、
   ドレン詰り検出部及びトラップが、前記内部ドレン配管の途中に設けられた燃焼機器。
3. 請求項１又は請求項２において、
   トラップが、下り勾配を有するドレン配管の一部に上り勾配を設けることによって構成され、
   ドレン詰り検出部が、前記トラップを構成する下り勾配に設けられた燃焼機器。

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