JP2009174812A - 中和装置、中和装置を備える燃焼装置及び中和方法 - Google Patents

Abstract

【課題】中和器等の中和装置が有しているドレンの収容能力を最大限に発揮させることができる中和装置、そのような中和装置を備える燃焼装置及び中和方法を提供すること。
【解決手段】燃焼部５３により加熱された温水を供給する配管系４４を備える燃焼装置に設けられ、燃焼部の燃焼に伴って発生する排気ガスの潜熱を回収する潜熱回収用熱交換器５６により潜熱を回収する際に発生するドレンを中和する中和装置であって、内部に中和剤を配置可能な構成となっている中和器本体７０と、ドレンを受容するドレン受容部５７と、ドレン受容部で受容されたドレンを中和器本体に導く導入部７５と、を有し、ドレン受容部に受容されたドレンがドレン受容部から溢れ出ることがない最大収容量情報１１０を有すると共に、ドレン受容部で受容されたドレン量が最大収容量を超えるか否かを判断する最大収容量判断部１０９を有する中和装置。
【選択図】図４

Description

本発明は、例えば、潜熱回収型の燃焼装置における潜熱回収にともなって発生するドレン（水）を中和する中和装置、中和装置を備える燃焼装置及び中和方法に関する。

近年、風呂の追焚き燃焼および／または給湯燃焼を行うにあたり、燃焼装置により加熱される一次熱交換器に加え、この一次熱交換器を加熱した燃焼排気の持つ潜熱を回収する二次熱交換器、すなわち潜熱回収用熱交換器を備えた給湯装置が開発されている（特許文献１参照）。

この特許文献１の給湯装置の図１では、一次熱交換器１２と二次熱交換器１３との間にドレン受けとしての受け皿１４が配置されている。この受け皿１４は、二次熱交換器１３による潜熱の回収の際に発生するドレン（水）を受けるものである。このドレンは燃焼排気中の水蒸気が凝結したものであり、ｐＨ２．５ないし３の酸性水であり、このまま排水すると、コンクリートを溶解したり、金属腐食の原因になったりする。

そこで、特許文献１では、受け皿１４に溜まるドレンをドレン配管１５を介して中和器３０に導くようにしている。
中和器３０内には中和剤が入っており、ドレンの中和処理がされる、中和されたドレンは残水などとともに、排水されるようになっている。
また、このような中和器には、例えば特許文献２の図４等に示すように、水位電極６４７を備え、中和器（特許文献２では、膨張タンク６４）内に溜まったドレンが外側に溢れ出ることを未然に防止する構成となっている。
図１１は、このような中和器の構成を示す概略図であるが、このような中和器１では、二次熱交換器１３の下側に配置された受け皿１４内に収容されたドレンが、ドレン配管３を介して中和器本体２内に導かれ、中和器本体２内で中和されたドレンが、ドレン排出口４から排出される構成となっている。
また、中和器本体２の上部には、図示するように液面センサ５が配置され、中和器本体２内にドレンが充満等した場合は、その液面等を液面センサ５が検知し、エラーとして給湯器の動作を停止する構成となっていた。

特開２００７−１２０８６９ 特開２００２−１３７５４

しかし、図１１に示す液面センサ５が中和器本体２内に溜まった液面を検知しても、それは、中和器本体２全体にドレンが溜まったのではなく、一時的に中和器本体２内のドレンの流れが悪くなったに過ぎない場合が多い。その場合は、暫く動作を継続していれば、ドレンの液面は低下し、液面センサ５にドレンの液面が接触しない状態となることが多い。
このような場合にも、液面センサ５が液面を検知し、その後、一定時間経過後にエラーを出し、燃焼装置の動作を停止すると、頻繁に燃焼装置が停止することとなり、利用者に大きな不便をもたらすことになるという問題があった。
また、一方、たとえ、図１１に示す中和器本体２内の全体にドレンが溜まっても、中和器本体２のドレンの上部にドレン配管３が接続されているため、このドレン配管３内にドレンが留まっている間は、外部にドレンが溢れ出すことがない。このため、中和器本体２内にドレンが充満した状態で、エラーを出し、燃焼装置を停止させることは不必要な停止であり、利用者にとって使い難い燃焼装置となるという問題もあった。

そこで、本発明は、中和器等の中和装置が有しているドレンの収容能力を最大限に発揮させることができる中和装置、そのような中和装置を備える燃焼装置及び中和方法を提供することを目的とする。

上記目的は、燃焼部により加熱された温水を供給する配管系を備える燃焼装置に設けられ、前記燃焼部の燃焼に伴って発生する排気ガスの潜熱を回収する潜熱回収用熱交換器により前記潜熱を回収する際に発生するドレンを中和する中和装置であって、内部に中和剤を配置可能な構成となっている中和器本体と、ドレンを受容するドレン受容部と、前記ドレン受容部で受容されたドレンを前記中和器本体に導く導入部と、を有し、前記ドレン受容部に受容されたドレンが前記ドレン受容部から溢れ出ることがない最大収容量情報を有すると共に、前記ドレン受容部で受容されたドレン量が前記最大収容量を超えるか否かを判断する最大収容量判断部を有することを特徴とする中和装置により達成される。

前記構成によれば、受容部に受容されたドレンが受容部から溢れ出ることがない最大収容量情報を有すると共に、ドレン受容部で受容されたドレン量が最大収容量を超えるか否かを判断する最大収容量判断部を有している。
中和装置においてドレンを収容できる最大収容量は、例えば、中和器本体及び導入部の双方等の内部にドレンが充満した場合である。したがって、前記構成では、ドレンが中和器本体内のみならず、導入部内においても充満したか否かを判断することができる。
この点、従来は、中和器本体内にドレンが充満すると液面センサがドレンの液面等を検知し、中和器本体内のドレンが外部に溢れ出すのを未然に防ぐため、燃焼装置の動作を停止等させていた。このため、頻繁に燃焼装置が停止し、使用者にとって使い勝手の悪くなる可能性があった。
しかし、前記構成では、中和器本体内のドレンが充満しただけでは、燃焼装置は停止等せず、燃焼装置の動作が停止するのは、例えば、中和器本体及び導入部の双方にドレンが充満した場合となるため、使用者にとって使い勝手のよい燃焼装置となっている。
また、ドレンが中和器本体内に充満し、その後、導入部内にドレンが収容されることがあっても、前記構成では、ドレンは外部に溢れ出ることを未然に防止することができる。
このように、中和装置の有しているドレンの収容能力を最大限に発揮することができる。

好ましくは、前記中和器本体は、前記中和器本体内にドレンが満ちたことを報知する報知部を有し、前記最大収容量情報が、前記導入部内にドレンを最大に収容できる導入部最大収容量情報であり、ドレンが前記導入部内に蓄積される単位時間あたりの蓄積量情報と、少なくとも、この単位時間あたりの蓄積量情報、時間情報及び前記報知部の充満情報に基づいて、経過時間におけるドレンの蓄積量である累積蓄積量情報を演算する累積蓄積量演算部と、を有し、前記最大収容量判断部が、少なくとも、前記導入部最大収容量情報及び前記累積蓄積量情報に基づいて判断することを特徴とする中和装置である。

前記構成によれば、単位時間あたりの蓄積量情報、時間情報及び報知部の充満情報に基づいて、経過時間におけるドレンの蓄積量である累積蓄積量情報を演算する累積蓄積量演算部とを有している。
このため、累積蓄積量演算部は、報知部の充満情報で中和器本体内にドレンが満ちたことを把握することができ、これは、中和器本体内に充満したドレンは、その後、導入部内に溜まることになる。
また、累積蓄積量演算部は、単位時間あたりの蓄積量情報及び時間情報から、当該経過時間において導入部にどの程度のドレンが蓄積されるか、すなわち、累積蓄積量情報を演算することができる。

そして、前記構成によれば、最大収容量判断部が、導入部最大収容量情報及び前記累積蓄積量情報に基づいて判断する構成となっている。
すなわち、導入部内にドレンが最大どの程度収容できるかは、導入部最大収容量情報に基づいて把握することができるので、この導入部最大収容量情報と上記累積蓄積量情報を比較し、累積蓄積量情報が導入部最大収容量情報を超えるか否かを判断し、超えた場合は、ドレンが導入部に充満していることになる。
したがって、このように超えた場合は、直ちに燃焼装置等の動作等を停止させることで受容部からドレンが溢れ出ることを未然に防ぐことができる。
このように前記構成では、最大収容量判断部が、導入部内にドレンが蓄積し始めたことと、導入部内にドレンが充満し、溢れ出るおそれがあるか否かを判断することができるので、効率よく、中和装置の有しているドレンの収容能力を最大限に発揮させることができる。

好ましくは、前記蓄積量演算部は、前記報知部からの充満情報が出力されないときは、前記累積蓄積量情報をリセットすることを特徴とする中和装置である。

前記構成によれば、蓄積量演算部は、報知部からの充満情報が出力されないときは、累積蓄積量情報をリセットする。
すなわち、報知部から充満情報が出力されない場合、排水が一時的に滞った等で中和器本体内に充満していたドレンが、正常に排出され始めたこと等を示す。この場合、ドレンは導入部へ蓄積されることがないため、蓄積演算部は累積蓄積量情報をリセットし、より効率良く中和装置の有しているドレンの収容能力を最大限に発揮させることができる。

好ましくは、前記蓄積量演算部が、前記燃焼部の燃焼状態情報の出力がないときは、前記累積蓄積量情報の演算を停止することを特徴とする中和装置である。

前記構成によれば、蓄積量演算部は、燃焼部の燃焼状態情報の出力がないとき、累積蓄積量情報の演算を停止する。
すなわち、燃焼部が燃焼状態でないときは、その間、ドレンが発生しないため、その間のドレンの時間当たりの蓄積量情報を演算しないことで、累積蓄積量情報を正確にすることができる構成となっている。

好ましくは、前記最大収容量情報が、前記導入部内にドレンを最大に収容できる導入部最大収容量情報であり、少なくとも、入水温度情報と出湯温度情報の差異温度情報及び流量情報に基づいて生成される前記燃焼部のエネルギーが湯に変換したことを示すアウトプット情報を基礎として、ドレンが前記導入部内に蓄積される増加蓄積量情報が生成され、少なくとも、前記増加蓄積量情報及び前記報知部の充満情報に基づいて、ドレンの蓄積量である累積増加蓄積量情報を演算する累積増加蓄積量情報演算部が備えられ、前記最大収容量判断部が、少なくとも、前記導入部最大収容量情報及び前記累積増加蓄積量情報に基づいて判断することを特徴とする中和装置である。

前記構成によれば、最大収容量判断部が、少なくとも、導入部最大収容量情報及び累積増加蓄積量情報に基づいて判断する。
つまり、実際に燃焼部のエネルギーが湯に変換したことを示すアウトプット情報に基づいてドレンの累積増加蓄積量情報が生成されるので、最大収容量判断部が、導入部内にドレンが蓄積し始めたことと、導入部内にドレンが充満し、溢れ出るおそれがあるか否かを正確に判断することができるので、効率よく、中和装置の有しているドレンの収容能力を最大限に発揮させることができる。

好ましくは、前記アウトプット情報に含まれる前記潜熱分の情報である潜熱分配情報に基づいて生成される潜熱アウトプット情報を有し、前記増加蓄積量情報が、少なくとも、前記アウトプット情報と、前記潜熱アウトプット情報に基づいて生成されることを特徴とする中和装置である。

前記構成によれば、前記増加蓄積量情報が、少なくとも、前記アウトプット情報と、前記潜熱アウトプット情報に基づいて生成されるので、ドレンの蓄積量である累積増加蓄積量情報をより正確に演算することができる。

上記目的は、燃焼部と、前記燃焼部により加熱された温水を供給する配管系と、前記燃焼部の燃焼に伴って発生する排気ガスの潜熱を回収する潜熱回収用熱交換器により前記潜熱を回収する際に発生するドレンを中和する中和装置と、を備える燃焼装置であって、内部に中和剤を配置可能な構成となっている中和器本体と、ドレンを受容するドレン受容部と、前記ドレン受容部で受容されたドレンを前記中和器本体に導く導入部と、を有し、前記ドレン受容部に受容されたドレンが前記ドレン受容部から溢れ出ることがない最大収容量情報を有すると共に、前記ドレン受容部で受容されたドレン量が前記最大収容量を超えるか否かを判断する最大収容量判断部を有することを特徴とする燃焼装置により達成される。

上記目的は、燃焼部により加熱された温水を供給する配管系を備える燃焼装置に設けられ、前記燃焼部の燃焼に伴って発生する排気ガスの潜熱を回収する潜熱回収用熱交換器により前記潜熱を回収する際に発生するドレンを中和する中和方法であって、前記中和装置は、内部に中和剤を配置可能な構成となっている中和器本体と、ドレンを受容するドレン受容部と、前記ドレン受容部で受容されたドレンを前記中和器本体に導く導入部と、を有し、前記ドレン受容部に受容されたドレンが前記ドレン受容部から溢れ出ることがない最大収容量情報を有し、最大収容量判断部が、前記ドレン受容部で受容されたドレン量が前記最大収容量を超えるか否かを判断することを特徴とする中和方法により達成される。

本発明は、中和器等の中和装置が有しているドレンの収容能力を最大限に発揮させることができる中和装置、そのような中和装置を備える燃焼装置及び中和方法を提供することができるという利点がある。

以下、この発明の好適な実施形態を添付図面を参照しながら、詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。

（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係る燃焼装置４０の主な構成を示す概略系統図である。
図１において、燃焼装置４０は機器ケース等でなる装置本体４１を有している。燃焼装置４０には、中和器７０が接続されており、この中和器７０は装置本体４１内に収容されている。なお、この中和器７０は、装置本体４１の外部に配置されていてもよい。
また、燃焼装置４０は、図１に示すように、水を導入すると共に、加熱された温水を排出（供給）する配管である例えば、配管４９を有している。

燃焼装置４０は、配管４４内の水を加熱するための燃焼室４３を有している。この燃焼室４３は、図１に示すように、燃焼部である例えば、バーナ５３が配置され、このバーナ５３の例えば上方には、一次熱交換器５４が配置されている。
この一次熱交換器５４は、配管４４の一部であると共に、熱交換のための多数のフィン（図示せず）が配管４４に設置されている。
一方、バーナ５３には、図１に示すように、ガス管５１が接続され、ガス比例弁５２を介して燃料ガスが供給されるようになっている。
このため、バーナ５３にガスが供給され、ガスが燃焼すると、その上方の一次熱交換器５４によって、熱交換が行われ、配管４４内の水が加熱され、温水となるようになっている。

また、燃焼室４３は、図１に示すように、二次熱交換器５６も有している。二次熱交換器５６は、一次熱交換器５４と同様に、配管４４の一部よりなり、熱交換のための凹凸形状のフィンを有している。
そして、この二次熱交換器５６は、一次熱交換器５４の後段に配置されると共に、図１の排気通路７５の前段に配置されている。このように、二次熱交換器５６は、バーナ５３の燃焼によって発生する排気ガスの潜熱を回収する構成となっている。
すなわち、二次熱交換器５６は、バーナ５３の燃焼により、一次熱交換器５４によって熱交換された後の燃焼排気と接触する位置に設けられており、潜僭熱回収熱交換器となっている。
これにより、二次熱交換器５６は、燃焼排気中の潜熱を熱交換により吸収し、配管４４内を流れる温水を加熱するようになっている。
なお、これら第１、第２の熱交換器は、フィンを備えないように構成することもできる。

ところで、このように二次熱交換器５６が、潜熱を交換する際、燃焼排気中に存在する水蒸気が温度の低い二次熱交換器５６表面で結露し、ドレン（水）が滴下することとなる。このように滴下したドレンは、窒素酸化物を含む、酸性のドレン水となっている。このため、このようなドレン水をそのまま燃焼装置４０に排出すると金属を錆びさせる等の可能性がある。
このため、本実施の形態の燃焼装置４０は、図１に示すように、二次熱交換器５６の直下に、ドレン水を受容する受容部である例えば、受け皿５７が配置されている。
そして、このドレン水は、図１の導入部である例えば、ドレン配管７６を介して中和器本体である例えば、中和器７０に導かれる構成となっている。図２は、図１の中和器７０等の構成を示す概略図である。
図２に示すように、中和器７０内には、ドレン水を中和処理するための中和剤９７が配置されている。この中和剤９７は、例えば、炭酸カルシウムの粒体が好ましい。
このように、中和器７０内に導かれたドレン水は、中和剤９７で中和処理された後、図２のドレン排水口９６から排出される。
中和器７０の詳細な構成は、後述する。

ここで、上述しなかった図１の配管４４の他の構成を中心に説明する。
配管４４は、図１の入水管４５から入った上水が先ず二次熱交換器５６に導かれ、潜熱回収により加熱され、昇温された温水は、さらに一次熱交換器５４に導かれる。この一次熱交換器５４により加熱された温水は、出湯管４７から、出湯栓４８を介して、所定の温度で出湯されるようになっている。
なお、入水管４５と出湯管４８にはバイパス管４６が設けられている。

次に、中和器７０の構成を図２を参照しつつ詳細に説明する。
中和器７０には、縦長または横長の容器状もしくはボックス状の本体９１を備え、例えば、ポリエチレンやポリプロピレン等の合成樹脂の成形品等により形成されており、設置される場所等に応じて、防水性と必要な耐熱性、機械的耐久性などを考慮して適宜の材料が選定される。
また、その内部に上述のような中和剤９７を収容し、ドレンを通すことにより十分な中和能力を発揮し得る容積を備えるようにされている。

中和器７０には、ドレン水を導入するドレン配管７６が接続されると共に、中和器７０の上部のドレン配管７６が接続される部分の近傍（又は隣接）には、水位センサ８０が配置されている。
この水位センサ８０は、中和器７０内に溜まったドレン水が、何らかの原因でドレン排水口９６から排出されず（又は排出され難く）、ドレン水が中和器７０内に充満した場合、ドレン水が充満したことを検知し、報知するための報知部の一例となっている。
すなわち、中和器７０内に溜まるドレン水は図２の斜線部分となっており、それ以上ドレン水が中和器７０内に溜まるときは、ドレン排水口９６等が詰まっていることになる。
このようにドレン水の水位の異常を検知することで、容易に異常事態を把握することができ、間違って、中和器７０内の未中和処理のドレン水が中和器７０外に排出されるのを防ぐ構成となっている。

また、中和器７０には、図２に示すように、中和器７０内を仕切る仕切り部７１が配置されている。これは、図１の排気通路７５と中和器７０は、受け皿５７及びドレン配管７６を介して連通しているため、排気圧力で中和器７０内のドレン水がドレン排水口９６から押し出されるおそれがある。
そこで、かかる排気圧力と対抗するため中和器７０内を水封する必要があり、この水封のため仕切り部７１が形成されている。

ところで、上述のように、図２の水位センサ８０は、中和器７０内にドレン水が充満したことを検知（報知）するために配置されるが、たとえ中和器７０内がドレン水で充満し、さらにドレン水が受け皿５７を介して供給されても、ドレン水は、直ぐにドレン配管系（受け皿５７からドレン排水の経路）から外部に漏れ出るわけではない。
すなわち、中和器７０がドレン水で充満すると、その後、ドレン水は、図２のドレン配管７６内に溜まる。そして、ドレン配管７６内がドレン水で充満した後、受け皿５７から溢れ、外部に漏出されることになる。

このため、本実施の形態では、中和器７０内にドレン水が充満した後、ドレン配管７６及び／又は受け皿５７に最大限、ドレン水を溜め、受け皿５７からドレン水が溢れ出る前に「エラー」信号を出し、燃焼装置４０の動作等を停止させる構成となっている。
したがって、従来のように、中和器７０内にドレン水が充満した段階では、「エラー」信号は出ないため、本実施の形態では、頻繁に燃焼装置が停止等せず、使用者にとって使い易い燃焼装置４０となる。

図３は、このような本実施の形態の燃焼装置４０における特徴的な構成を示す概略ブロック図ある。燃焼装置４０には、図１及び図２に示すバーナ５３や水位センサ８０以外に、計時装置である例えば、燃焼積算タイマ１００や、これらを制御等するためにＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等を備えるコンピュータが備えられている。
このため、図３は、燃焼装置４０のバーナ５３等の部品及びその動作をコンピュータ等で制御等する状態を示す概略ブロック図となっている。
また、図４は、本実施の形態の燃焼装置４０の主な動作等を示す概略フローチャートである。
以下、本実施の形態の燃焼装置４０の主な動作等を図４の概略フローチャートに従い説明しつつ、併せて図３の概略ブロック図の内容も説明する。

先ず、燃焼装置４０の利用者が燃焼装置４０を動作させると、図３の燃焼装置動作制御部１０１が動作し、バーナ５３を燃焼させる。
すると、図４のＳＴ１で、燃焼積算タイマ１００がリセットされる。すなわち、図４の燃焼積算タイマ制御部１０２の燃焼積算タイマプログラム等が動作し、燃焼積算タイマ１００を例えば、「０」にリセットする。このため、燃焼積算タイマ１００は、バーナ５３の燃焼時間を正確に積算することとなる。
次に図４のＳＴ２へ進む。ＳＴ２では、水位センサ８０がドレン水の水位を検知したか否かを判断する。具体的には、図３の水位センサ管理部１０３の水位センサ管理プログラム等が動作し、水位センサ８０が中和器７０内に充満したドレン水の液面を検知したか否かを判断する。
すなわち、図２の中和器７０の斜線部分を越えてドレン水が溜まり、そのドレン水の液面が水位センサ８０まで達しているときは、既に中和器７０内はドレン水で充満していることが分かる。
逆に、水位センサ８０が液面を検知していないときは、未だ、中和器７０内にドレン水を溜める余裕が残っていることが分かる。

ＳＴ２で、水位センサ８０がドレン水の水位を検知していないときは、積算ドレン量データ管理部１０４の積算ドレン量データ管理プログラム等が動作し、積算ドレン量データ１０５を参照し、積算ドレン量データ１０５が登録等されているか否かを判断する（ＳＴ３）。
そして、積算ドレン量データ１０５が既に登録等されているときは、積算ドレン量データ管理プログラム等が動作し、既に登録されている積算ドレン量データ１０５を削除し、リセットする（ＳＴ４）。
すなわち、積載ドレン量データ１０５は、累積蓄積量情報の一例であり、このデータは、図２のドレン配管７６内に溜まっているドレン水の量を示すものである。しかし、水位センサ８０が水位を検知していない場合は、ドレン水が中和器７０内に留まり、未だドレン配管７６内に達していないことを示すものである。
このため、ＳＴ４では、積算ドレン量データ１０５をリセットする。

次に、ＳＴ２で、水位センサ８０が、ドレン水の水位を検知したときは、ＳＴ５へ進む。この水位センサ８０が、報知部の一例であり、ドレン水の水位を検知した信号が、報知部の充満情報の一例となっている。
ＳＴ５では、図３のバーナ燃焼判断部１０６のバーナ燃焼判断プログラム等が動作し、バーナ５３が燃焼状態であるか否かを判断する。具体的には、例えば図１のガス比例弁５２が開いているか否かで判断する。
このようにバーナ５３が燃焼状態か否かを判断するのは、基本的には燃焼状態でなければ二次熱交換器５６からドレン水が滴下することが少ないためである。そして、燃焼状態でなければ、新たな積算ドレン量データ１０５の生成（演算）の工程を終了することで、精度の高い積算ドレン量データ１０５としている。
なお、本実施の形態では、上述のように、図１のガス比例弁５２が開いているか否かでで、ドレンの発生の有無を判断しているが、本発明は、これに限らず、燃焼停止後、所定時間内でドレンの発生する時間であるか否かで判断してもよい。なぜならば、ガス比例弁５２が閉じられた燃焼後であっても、燃焼室４３内の排気ガス中の水蒸気温度と二次熱交換器５６の表面温度の差によりドレンが発生し続けることがあるからである。

ＳＴ５で、バーナ５３が燃焼していると判断された場合は、ドレン水が受け皿５７に滴下する状態であるため、ＳＴ６に示すように図４の燃焼積算タイマ１００が動作し、カウントを開始する。具体的には、図３の燃焼積算タイマ制御部１０２の燃焼積算タイマ制御プログラム等が動作して、燃焼積算タイマ１００がカウントを開始する。

次に、ＳＴ７へ進む。ＳＴ７では、図２のドレン配管７６内に溜まっているドレン水の量を演算する工程となっている。すなわち、図３の積算ドレン量演算部１０７が、燃焼積算タイマのカウントデータ（時間情報の一例）と図３の単位時間当たりの増加ドレン量データ（例えば、３０ｍＬ／ｍｉｎ等）に基づいて、経過時間あたりのドレン配管７６内のドレン水の増加量の演算し、この演算で求めたドレン水の増加量を既に登録されている図３の積算ドレン量データ１０５に加えて新しい積算ドレン量データ１０５として登録する。
上記の単位時間あたりの増加ドレン量データ１０８が、単位時間あたりの蓄積量情報の一例となっている。

次に、ＳＴ８へ進む。ＳＴ８では、図２のドレン配管７６内にドレン水が充満したか否かを判断する。具体的には、積算ドレン量データ１０５に登録されているドレン量データが、図３の限界ドレン量データ１１０を超えているか否かを判断する。
すなわち、図３の限界ドレン量判断部１０９の限界ドレン量判断プログラム等が動作して判断する。図２のドレン配管７６内の容積は予め既知のデータであるため、このデータを限界ドレン量データ１１０として登録する。
したがって、実際にセンサ等をドレン配管７６に設置しなくても、演算することで、ドレン水がドレン配管７６内に充満しているか否かを精度良く判断することができる。

上記の限界ドレン量判断部１０９が、最大収容量判断部の一例であり、限界ドレン量データ１１０が、最大収容量情報の一例である。

ＳＴ８で、積算ドレン量データ１０５が限界ドレン量データ１１０を超えなければ、未だ、ドレン水は、ドレン配管７６内に充満していないと判断でき、燃焼装置４０の動作は継続される。このため、従来のように、中和器の水位センサがドレン水を検知しただけでは、燃焼装置全体の動作が停止されることがないので、使用者にとって使い易い燃焼装置１０となっている。
一方、積算ドレン量データ１０５が限界ドレン量データ１１０を超えた場合は、そのまま放置すると、ドレン水は受け皿５７内にも充満し、遂には、溢れ出し、機器の金属腐食等の悪影響を与えてしまう。そこで、この場合にはＳＴ９で燃焼装置４０を停止させ、ドレン水が中和処理されない状態で、燃焼装置４０の外側に排出されることを未然に防ぐ構成となっている。

次に図４の動作を、図５の例で説明する。図５は動作例を示す概略タイミングチャートである。図５の燃焼は、バーナ５３の燃焼であり、水位センサ検知は、水位センサ８０が中和器７０内でドレン水の水位を検知したことを示し、ドレン積算量は、図３の積算ドレン量データ１０５を示す。ここでは、仮に限界ドレン量データ１１０を「１０００ｍＬ」とする。
図５に示すように、水位センサ８０がドレン水の水位を検知しない間は、たとえバーナ５３が燃焼していても積算ドレン量演算部１０７が演算を実施しないため、ドレン積算量は「０」である。
その後、水位センサ８０が水位を検知すると、積算ドレン量演算部１０７が動作し、ドレン積算量、すなわち、積算ドレン量データ１０５が増加していく。
その後、水位センサ８０は、水位を検知していても、バーナ５３の燃焼が止まると、図５に示すように、ドレン積算量を増加させることはしない。しかし、水位センサ８０は「ＯＮ」のままなので、積算ドレン量をリセットせず、そのままの値で維持させる。
その後、再びバーナ５３が燃焼を開始すると、再び積算ドレン量を増加させ、限界ドレン量データ１１０である「１０００ｍｇ」を超えたところで、「エラー」として燃焼装置４０の動作を停止させることとしている。

次に、他の例について図６を参照して説明する。図６は、他の動作例を示す概略タイミングチャートである。図６では、図５と異なり水位センサ８０が途中で「ＯＦＦ」となっている。このように水位センサ８０が途中で「ＯＦＦ」となるときは、ドレンのヘッド水圧の増加などにより、中和器７０内に充満していたドレン水が、充満しなくなったことを示し、それは、ドレン水がドレン配管７６内には溜まらないことを示すため、一旦、ドレン積算量、すなわち、図３の積算ドレン量データ１０５をリセットし「０」とする。
このように、本実施の形態では、これら２つの例からも明らかなように、精度良くドレン配管７６内に充満するドレン水の量を演算し把握することができる。

（第２の実施の形態）
図７は、第２の実施の形態にかかる燃焼装置１４０の主な構成を示す概略系統図である。本実施の形態の燃焼装置１４０の多くの構成や動作等は、上述の第１の実施の形態の燃焼装置４０の構成等と共通するため、共通する構成等は同一符号等として説明を省略し、以下、相違点を中心に説明する。

図７に示すように、本実施の形態では、燃焼装置１４０の入水管４５に、入水される水の温度を計測する温度計測装置である例えば、入水サーミスタ（ＴＨ）１４１が配置されている。また、この入水管４５には、導入される水の量を計測する水量計測装置である例えば、流量センサ１４２も設けられている。
一方、配管４４の出湯側である出湯管４７には、出湯温度を計測する温度計測装置である出湯サーミスタ（ＴＨ）１４３が配置されている。

図８は、本実施の形態にかかる燃焼装置１４０における特徴的な構成を示す概略ブロック図あり、図９は、本実施の形態にかかる燃焼装置１４０の主な動作等を示す概略フローチャートである。
以下、本実施の形態の燃焼装置１４０の主な動作等を図９の概略フローチャートに従い説明しつつ、併せて図８の概略ブロック図の内容も説明する。
先ず、図９のＳＴ０及びＳＴ１が実行される。すなわち、先ず、ＳＴ０で、前回水位検知して運転停止したか否かが判断される。前回水位検知して運転停止していない場合は、ＳＴ１で、積算ドレン量がリセットされる。
具体的には、図８の積算ドレン量データ１０５が積算ドレン量データ管理部１０４によりリセットされる。
一方、ＳＴ０で、前回水位検知して運転停止した場合は、積算ドレン量データ１０５をリセットすることなく、ＳＴ２へ進む。ＳＴ２乃至ＳＴ６の動作は、上述の第１の実施の形態の図４と同様である。すなわちＳＴ５でバーナ５３が燃焼している場合は、ＳＴ６で燃焼積算タイマカウントが開始され、その後、図９のＳＴ１１乃至ＳＴ１３の工程が実行される。
但し、第１の実施の形態では、ＳＴ５でバーナ５３が燃焼していない場合は、そのまま終了したが（図４参照）、本実施の形態では、第１の実施の形態と異なり、ＳＴ５でバーナ５３が燃焼していない場合は、水位センサ８０がドレン水位を検出したことと、積算ドレン量データ１０５を記憶させる構成となっている。
これにより、図９のＳＴ０で、前回水位検知して運転停止したと判断された場合は、ＳＴ１の積算ドレン量リセットが実行されず、上述の記憶された積算ドレン量データ１０５を基礎に増加ドレン量データ１５０を積算することができ、ドレン量の溢れを適切に防止することができる構成となっている。
なお、本実施の形態と異なり、燃焼装置１４０の運転間隔を計測するタイマを設けてもよい。この場合は、運転間隔の想定時間（例えば、１０分）が経過したにもかかわらず、水位センサ８０による水位検知が継続されている場合は、エラーを表示装置に表示等して告知することで、適切にメンテナンスを使用者等に促すことができる。

このＳＴ１１乃至ＳＴ１３が、本発明の実施の形態の特徴的な部分である。すなわち、上述の第１の実施の形態では、ドレン配管７６内等に溜まるドレン量を図３に示すように、単位時間当たりの増加ドレン量データ１０８に基づいて演算している。つまり、バーナ５３の燃焼状態の程度に拘わらず一定の時間では、一定のドレン量が溜まるとの前提で増加するドレン量を定めている。
しかし、実際は、二次熱交換器５６における潜熱の交換で発生するドレン量は、バーナ５３の燃焼状態の変化により増減することとなる。
すなわち、バーナ５３の燃焼状態は、インプットであり、このインプットされた熱エネルギー（ｋｃａｌ／ｈ）が、図７の一次熱交換器５４及び二次熱交換器５６の熱交換で水を湯に変化させ、アウトプットされる。
このアウトプットのうち、二次熱交換器５６のアウトプット分が潜熱分、つまり、ドレン量の基礎となるものである。
そこで、本実施の形態では、二次熱交換器５６における潜熱の交換で発生するドレン量の変化を、上述のアウトプットに基づいて把握するものである。

以下、この増加するドレン量を把握する工程をＳＴ１１乃至ＳＴ１３を用いて、詳細に説明する。
先ず、ＳＴ１１では、図８の総合アウトプット演算部１４４が、燃焼積算タイマ１００のカウントデータ、入水ＴＨ１４１の入水温度データ、出湯ＴＨ１４３の出湯温度データ及び流量センサ１４２の流量データに基づき、１秒後の総合アウトプットデータ１４５を演算する。
すなわち、本実施の形態では、この総合アウトプットデータ１４５は、１秒毎に取得するため、図８の燃焼積算タイマ１００の１秒毎に、総合アウトプット演算部１４４が演算を実行する。
この演算は、例えば、以下の式が基本となる。すなわち、「総合アウトプット＝（出湯温度データ（°Ｃ）−入水温度データ（°Ｃ））×流量データ（Ｌ／ｍｉｎ）×水比重（４°Ｃ ｋｇ／ｋｇ）×水比熱（４．１８４×１０^−３ ＭＪ／ｋｇ・Ｋ）」である。
そして、本実施の形態では、総合アウトプットデータ１４５を、この式に基づき以下のように演算するが、その演算を数値例を用いて説明する。

数値例としては、出湯温度データを「４０°Ｃ」、入水温度データを「１０°Ｃ」、流量データを「１０Ｌ／ｍｉｎ」とする。
先ず、４０°Ｃ（出湯温度データ）から１０°Ｃ（入水温度データ）を減じることで、出湯温度と入水温度の差を求め、この温度差に、１０Ｌ／ｍｉｎという流量データを掛け、この結果に、所与の水比重や水比熱等を掛けることで、バーナ５３の熱であるインプットにより、一次熱交換器５４及び二次熱交換器５６で熱交換させられたお湯におけるアウトプット、すなわち、総合アウトプットデータ１４５が演算されることになる。
より具体的に説明すると、「（４０°Ｃ（出湯温度データ）−１０°Ｃ（入水温度データ））×１０Ｌ／ｍｉｎ（流量データ）×水比重（ｇ／ｋｇ）×水比熱（４．１８４ＭＪ／ｋｇ・Ｋ）」で、解は「３００（°C・ｋｇ／ｍｉｎ）」となる。
また、本実施の形態では、総合アウトプットデータ１４５を、「ｋｃａｌ／ｈ」とするため、この解「３００（°C・ｋｇ／ｍｉｎ）」に、１ｋｃａｌ／ｈに相当する水比熱（４．１８４×１０^−３ ＭＪ／ｋｇ・Ｋ）を掛けると、１８０００（°Ｃ・ｋｇ／ｈ）となる。そして、さらに、これに、１ｋｃａｌ／°Ｃ・ｋｇを掛けると、最終的には、１８０００ｋｃａｌ／ｈとなる。

このような、総合アウトプット演算部１４４の演算動作により、総合アウトプットデータ１４５である、例えば１８０００ｋｃａｌ／ｈが求まり、そのデータが図８に示すように登録される。
次に、図９のＳＴ１２へ進み、総合アウトプットデータ１４５と、図８の潜熱／顕熱分配マップデータ１４６から、潜熱アウトプットデータ１４８を求める。
すなわち、ＳＴ１１で求めた総合アウトプットデータ１４５は、本実施の形態で取得しようとする、二次熱交換器５６で熱交換された潜熱分のみならず、一次熱交換器５４で熱交換された顕熱分も含まれるため、このステップでは、全体のアウトプットから潜熱分のアウトプット分を抽出する工程となる。

図８の潜熱／顕熱分配マップデータ１４６は、具体的には、図１０のようなデータとなっている。すなわち、総合アウトプットデータ１４５における潜熱部分が、例えば、比率や他の数値で示されている。
図１０は、潜熱／顕熱分配マップデータ１４６を示す概略図である。
図１０を参照すると、総合アウトプットデータ１４５が、１８０００ｋｃａｌ／ｈの場合は、潜熱分が１０００ｋｃａｌ／ｈであることが分かる。
このように、総合アウトプットデータ１４５と、潜熱／顕熱分配マップデータ１４６により、総合アウトプットにおける潜熱分の潜熱アウトプットが迅速且つ適確に把握できる構成となっている。
このようなＳＴ１２の動作は、図８の潜熱アウトプット演算部１４７が実行し、その演算結果は、図８の潜熱アウトプットデータ１４８として、格納される。
上述の例では、潜熱アウトプットデータ１４８は、例えば、１０００ｋｃａｌ／ｈである。
なお、潜熱／顕熱分配マップデータ１４６が、潜熱分配情報の一例であり、潜熱アウトプットデータ１４９が、潜熱アウトプット情報の一例となっている。

次に、ＳＴ１３へ進む。ＳＴ１３では、図８の増加ドレン演算部が、ＳＴ１２で求めた潜熱アウトプットデータ１４８に基づいて、増加ドレン量データ１５０を演算する。
すなわち、ＳＴ１３では、図８の潜熱アウトプットデータ１４８から、実際に生じるドレン（水）の量を演算する。
具体的には、潜熱アウトプットデータ１４８を蒸発潜熱（ｋｃａｌ／ｋｇ）で割ることで、増加ドレン量を演算する。この蒸発潜熱は、入水管４５に設けられた入水ＴＨ１４１の温度である飽和温度における凝縮潜熱量で求められ、この飽和温度は変化することになる。
しかし、本実施の形態では、この飽和温度を５０°Ｃの固定値とすることで、凝縮潜熱量を２．３８２９ＭＪ／ｋｇとし、蒸発潜熱を５７０ｋｃａｌ／ｋｇとして演算する。
飽和温度に差があっても、凝縮潜熱量の差が小さいため、実際のドレン量の演算上、影響がないため、本実施の形態では、固定値とする。
したがって、図８のドレン量演算部１４９は、上述の例から、１０００ｋｃａｌ（潜熱アウトプットデータ１４８）を５７０ｋｃａｌ／ｋｇ（蒸発潜熱）で割ることで、１．７ｋｇ／ｈ、すなわち、１．７Ｌ／ｈの増加ドレン量となる。
このように算出された増加ドレン量は、図８の増加ドレン量データ１５０として格納される。
この増加ドレン量データ１５０が、増加蓄積量情報の一例となっている。

次に、ＳＴ１４で、図８の積算ドレン量演算部１０７が、増加ドレン量データ１５０に基づき積算ドレン量データ１０５を演算する。この演算は、第１の実施の形態の増加ドレン量データ１０５が、本実施の形態では、増加ドレン量データ１５０に変わるだけで、その他の処理は同様である。

このように、本実施の形態では、実際の総合アウトプットデータ１４５に基づいて、増加ドレン量データ１５０を演算し、そのときどきの総合アウトプットデータ１４５の変化に応じて増加ドレン量も正確に演算できるので、極めて精度良くドレン水が、ドレン配管７６内に充満しているか否かを判断することができることになる。

本発明は、上述の各実施形態に限定されるものではない。また、本実施の形態では、図９のＳＴ５で、バーナの燃焼がないときに、そのまま終了したが、これに限らず、実施形態で説明した構成の一部と、上記で説明しない他の構成と組み合わせてもよい。

第１の実施の形態に係る燃焼装置の主な構成を示す概略系統図である。 図１の中和器等の構成を示す概略図である。 第１の実施の形態の燃焼装置における特徴的な構成を示す概略ブロック図ある。 第１の実施の形態の燃焼装置の主な動作等を示す概略フローチャートである。 第１の実施の形態の動作例を示す概略タイミングチャートである。 第１の実施の形態の他の動作例を示す概略タイミングチャートである。 第２の実施の形態にかかる燃焼装置の主な構成を示す概略系統図である。 第２の実施の形態にかかる燃焼装置における特徴的な構成を示す概略ブロック図である。 第２の実施の形態にかかる燃焼装置の主な動作等を示す概略フローチャートである。 潜熱／顕熱分配マップデータを示す概略図である。 従来の中和器の構成を示す概略図である。

符号の説明

４０・・・燃焼装置、４１・・・装置本体、４３・・・燃焼室、４４、４９・・・配管、４５・・・入水管、４６・・・バイパス管、４７・・・出湯管、４８・・・出湯栓、５１・・・ガス管、５２・・・ガス比例弁、５４・・・一次熱交換器、５６・・・二次熱交換器、５７・・・受け皿、７０・・・中和器、７５・・・排気通路、７６・・・ドレン配管、８０・・・水位センサ、９６・・・ドレン排出口、９７・・・中和剤、１００・・・燃焼積算タイマ、１０１・・・燃焼装置動作制御部、１０２・・・燃焼積算タイマ制御部、１０３・・・水位センサ管理部、１０４・・・積算ドレン量データ管理部、１０５・・・積算ドレン量データ、１０６・・・バーナ燃焼判断部、１０７・・・積算ドレン量演算部、１０８・・・増加ドレン量データ、１０９・・・限界ドレン量判断部、１１０・・・限界ドレン量データ

Claims (8)

1. 燃焼部により加熱された温水を供給する配管系を備える燃焼装置に設けられ、前記燃焼部の燃焼に伴って発生する排気ガスの潜熱を回収する潜熱回収用熱交換器により前記潜熱を回収する際に発生するドレンを中和する中和装置であって、
   内部に中和剤を配置可能な構成となっている中和器本体と、
   ドレンを受容するドレン受容部と、
   前記ドレン受容部で受容されたドレンを前記中和器本体に導く導入部と、を有し、
   前記ドレン受容部に受容されたドレンが前記ドレン受容部から溢れ出ることがない最大収容量情報を有すると共に、前記ドレン受容部で受容されたドレン量が前記最大収容量を超えるか否かを判断する最大収容量判断部を有することを特徴とする中和装置。
2. 前記中和器本体は、前記中和器本体内にドレンが満ちたことを報知する報知部を有し、
   前記最大収容量情報が、前記導入部内にドレンを最大に収容できる導入部最大収容量情報であり、
   ドレンが前記導入部内に蓄積される単位時間あたりの蓄積量情報と、
   少なくとも、この単位時間あたりの蓄積量情報、時間情報及び前記報知部の充満情報に基づいて、経過時間におけるドレンの蓄積量である累積蓄積量情報を演算する累積蓄積量演算部と、を有し、
   前記最大収容量判断部が、少なくとも、前記導入部最大収容量情報及び前記累積蓄積量情報に基づいて判断することを特徴とする請求項１に記載の中和装置。
3. 前記蓄積量演算部は、前記報知部からの充満情報が出力されないときは、前記累積蓄積量情報をリセットすることを特徴とする請求項２に記載の中和装置。
4. 前記蓄積量演算部が、前記燃焼部の燃焼状態情報の出力がないときは、前記累積蓄積量情報の演算を停止することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の中和装置。
5. 前記最大収容量情報が、前記導入部内にドレンを最大に収容できる導入部最大収容量情報であり、
   少なくとも、入水温度情報と出湯温度情報の差異温度情報及び流量情報に基づいて生成される前記燃焼部のエネルギーが湯に変換したことを示すアウトプット情報を基礎として、ドレンが前記導入部内に蓄積される増加蓄積量情報が生成され、
   少なくとも、前記増加蓄積量情報及び前記報知部の充満情報に基づいて、ドレンの蓄積量である累積増加蓄積量情報を演算する累積増加蓄積量情報演算部が備えられ、
   前記最大収容量判断部が、少なくとも、前記導入部最大収容量情報及び前記累積増加蓄積量情報に基づいて判断することを特徴とする請求項１に記載の中和装置。
6. 前記アウトプット情報に含まれる前記潜熱分の情報である潜熱分配情報に基づいて生成される潜熱アウトプット情報を有し、
   前記増加蓄積量情報が、少なくとも、前記アウトプット情報と、前記潜熱アウトプット情報に基づいて生成されることを特徴とする請求項５に記載の中和装置。
7. 燃焼部と、
   前記燃焼部により加熱された温水を供給する配管系と、
   前記燃焼部の燃焼に伴って発生する排気ガスの潜熱を回収する潜熱回収用熱交換器により前記潜熱を回収する際に発生するドレンを中和する中和装置と、を備える燃焼装置であって、
   内部に中和剤を配置可能な構成となっている中和器本体と、
   ドレンを受容するドレン受容部と、
   前記ドレン受容部で受容されたドレンを前記中和器本体に導く導入部と、を有し、
   前記ドレン受容部に受容されたドレンが前記ドレン受容部から溢れ出ることがない最大収容量情報を有すると共に、前記ドレン受容部で受容されたドレン量が前記最大収容量を超えるか否かを判断する最大収容量判断部を有することを特徴とする燃焼装置。
8. 燃焼部により加熱された温水を供給する配管系を備える燃焼装置に設けられ、前記燃焼部の燃焼に伴って発生する排気ガスの潜熱を回収する潜熱回収用熱交換器により前記潜熱を回収する際に発生するドレンを中和する中和方法であって、
   前記中和装置は、内部に中和剤を配置可能な構成となっている中和器本体と、
   ドレンを受容するドレン受容部と、
   前記ドレン受容部で受容されたドレンを前記中和器本体に導く導入部と、を有し、
   前記ドレン受容部に受容されたドレンが前記ドレン受容部から溢れ出ることがない最大収容量情報を有し、
   最大収容量判断部が、前記ドレン受容部で受容されたドレン量が前記最大収容量を超えるか否かを判断することを特徴とする中和方法。

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