JP2013215712A - 中和装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構造で内部空間に排水トラップを形成することにより、低コストで製造可能であって、燃焼装置において好適に使用可能な中和装置を提供する。
【解決手段】本体部２３と蓋部２４とを有する中和装置１５において、蓋部２４に環状壁部２７を形成し、本体部２３の内部にドレンを貯留するための貯留部５１を形成する。これらは、蓋部２４が本体部２３を閉塞した状態では、環状壁部２７が蓋部本体２６から貯留部５１内へ突出するように形成される。さらに、蓋部２４が本体部２３を閉塞した状態では、貯留部５１にドレン等の液体を貯留し、環状壁部２７の一端が貯留した液体に浸った状態とすることで、環状壁部２７に囲繞された空間がドレン導入孔を除いて気密に封止されて排水トラップを形成するものとする。また、このとき、トラップ用空間の断面積は、ドレン導入孔の断面積よりも大きくなるように形成する。
【選択図】図１０

Description

本発明は、潜熱回収型の燃焼装置で燃焼ガスの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に関するものである。

近年、バーナで燃焼動作を実施した際に発生する熱の熱交換効率を向上するべく、燃焼ガスの顕熱だけでなく潜熱まで回収する潜熱回収型の燃焼装置が市場に普及している。この潜熱回収型の燃焼装置は、燃焼ガスの主に顕熱を回収する一次熱交換器に加え、潜熱を回収する二次熱交換器が具備されており、高い熱交換効率を有している。

このような燃焼装置では、バーナで燃焼動作を実施することで発生する燃焼ガスを二次熱交換器に導入して潜熱を回収するので、二次熱交換器に導入された燃焼ガス中の水蒸気が低温となって液化し、ドレンが発生してしまう。そして、発生したドレンは、燃焼ガスに晒されることで燃焼ガスから窒素酸化物（ＮＯｘ）や硫黄酸化物（ＳＯｘ）を取り込むので、強い酸性を呈することとなる。つまり、このような潜熱回収型の燃焼装置では、構造上、強い酸性を呈するドレンが発生してしまう。

この酸性のドレンは、処理を行うことなくそのまま外部に排水すると環境等に対して悪影響を及ぼす懸念がある。そのため、潜熱回収型の燃焼装置には、ドレンを外部に導くドレン排出系統を設け、そのドレン排出系統の中途に酸性のドレンを中和するための中和装置が備えられたものがある。この種の燃焼装置では、二次熱交換器で発生したドレンを中和装置で中和してから外部に排水しているため、環境等に対して悪影響を及ぼすことがない。

このような中和装置では、中和装置の内部空間に中和剤を配し、流入したドレンを内部空間に一旦貯留している。そして、ドレンが内部へ流入され続けることで、ドレンが中和装置の内部空間の貯留量を超え、ドレンが中和装置の外部へ排出される構造となっている。より詳細には、中和装置の内部は、仕切壁で複数の空間に区切られており、それぞれの空間に流入したドレンは、流入した空間で所定以上の水位になるまで他の空間へ流れ込まない構造となっている。したがって、所定の空間に流れ込んだドレンは、所定以上の水位となるまで貯留され、他の空間へ流れ込む。これを繰り返し、各空間を順に流れたドレンは、最後に排出口が設けられた空間に流入する。そして、最後に排出口が設けられた空間においても所定以上の水位となったとき、ドレンは排出口から外部へと排出される。このような構造によると、外部から流入したドレンを中和装置内に長く留まらせることができるので、強い酸性を呈するドレンを確実に中和することができる。

ところで、バーナで燃焼動作を実施することで発生する燃焼ガスの排気流路は、ドレン排出系統と連通した状態となっている。詳説すると、ドレンは、上記したように、燃焼ガスが二次熱交換器を通過するときに潜熱を回収されることで発生する。したがって、二次熱交換器には、バーナ側から流入した燃焼ガスが排気管側へと流れるための排気流路と、発生したドレンをドレン排出系統へ導入するためのドレン排出部とがそれぞれ形成されている。ところが、このような構造によると、本来排気筒側へと流れるべき燃焼ガスが、ドレン排出部からドレン排出系統側と流れ込んでしまうおそれがある。特に、屋内設置型の燃焼装置では、燃焼ガスがドレン排出系統へと流入してドレン排出系統から外部へと排出されてしまうと、居住空間である屋内へ燃焼ガスが排出されてしまうことになるので、居住者の安全性等の観点から好ましくない。

そこで、仮に燃焼ガスがドレン排出系統側へ流れ込んでしまった場合であっても、燃焼ガスがドレン排出系統を通過して外部へと排出されることがないように、ドレン排出系統の中途に位置する中和装置に排水トラップを形成する構造が知られている。
具体的に説明すると、このような構造では、中和装置の内部空間の少なくとも一部を水やドレン等によって満たし、中和装置内に所定の高さ以上の水位となる液溜りを形成している。すると、ドレン排出系統におけるドレンの流れ方向上流側と、ドレンの流れ方向下流側との間に常に液溜りが形成された状態となる。このことにより、仮に燃焼ガスがドレン排出系統へと流れ込んでしまっても、燃焼ガスは、形成された液溜りよりもドレンの流れ方向下流側へ流入することがない。したがって、燃焼ガスがドレン排出系統を通過して外部へと排出されることがない。

中和装置に排水トラップを形成する構造として、例えば、特許文献１に開示された構造がある。特許文献１に開示された中和装置（中和器）では、２つの隔壁によって内部空間を３つの空間に分割しており、ドレンの流れ方向上流側から順に第１の貯留槽、第２の貯留槽、第３の貯留槽となっている。そして、第１の貯留槽に所定の水位となるドレンの液溜りを形成し、燃焼ガスが第１の貯留槽側から第２の貯留層側へと流入しない構造となっている。

特開２００９−１５０５７６号公報

ところで、中和装置には、蓋部と本体部とによって形成されるものがある。このように本体部の開口部分を蓋部によって閉塞する中和装置では、本体部の開口部分の面積を広く形成することができる。そのため、中和装置の内部に中和剤を充填する作業等を実施する際の作業性を向上させることができる。

このような中和装置では、別途形成された蓋部と本体部との間を封止した状態で使用する。そして、この種の中和装置では、内部空間を複数の空間に分割し、その空間のうちの一つに液溜りを形成して排水トラップを設けている。このように排水トラップを設ける場合、蓋部を本体部に取り付けた状態において、本体部の開口部分全体の周端だけでなく、液溜りを形成する空間の開口部分の周端もまた封止する必要がある。即ち、蓋部と本体部との接触部分のうち、内部空間と外部との境界となる部分と、内部空間を分割して形成される１つの空間と他の空間との境界となる部分とをそれぞれ封止する必要がある。

詳説すると、蓋部を本体部に取り付けた状態では、中和装置の内部空間から外部への燃焼ガスやドレン等の漏れ出しを防止するために、本体部の開口部分全体の周端を封止した状態とする必要がある。
それに加えて、内部空間を分割して形成される空間のうちの１つに排水トラップを設ける場合、蓋部と本体部との間で形成される空間の一部を水封して排水トラップを形成するので、排水トラップを設ける空間は、液溜りが形成された状態では液体又は気体の導入口を除いて封止される必要がある。即ち、液溜りを形成した空間で導入口以外の部分が封止されていないとすると、液溜りを形成した空間から中和装置内部の他の空間へ液体や気体（ドレン等の液体や燃焼ガス）が漏れ出してしまうので、液溜りを形成した空間が排水トラップとして機能しなくなってしまう。また、液溜りを形成した空間から液体や気体（ドレン等の液体や燃焼ガス）が漏れ出してしまうと、これらが予期しない部分等から中和装置外部へと漏れ出してしまう可能性がある。このことは、上記したように、特に屋内設置型の燃焼装置において、居住空間である屋内へと燃焼ガスが排出されてしまうことに繋がるため好ましくない。
そのため、蓋部を本体部に取り付けた状態では、蓋部によって本体部の排水トラップを形成する空間を閉塞し、液体又は気体の導入口となる部分を除いて封止した状態にする必要がある。

しかしながら、蓋部と本体部の間に介在するシール材等により、本体部の開口部分全体の周端と、排水トラップを形成する空間の開口部分の周端とをそれぞれ封止すると、中和装置の製造コストが嵩んでしまうという問題があった。

具体的に説明すると、蓋部を本体部に取り付けた状態で使用する中和装置は、通常、リークテスト等によりその気密性を確認した後に出荷されている。ここで、中和装置の内部空間と外部との境界となる部分、即ち、本体部の開口部分全体の周端における気密性を確認する場合は、一般的な方法（例えば、内部空間に空気圧を加えるといった方法）で気密性を確認できるので、比較的容易に気密性の確認作業を実施できる。しかしながら、排水トラップを形成する空間の開口部分の周端における気密性を確認する場合、即ち、本体部の開口部分における所定の一部分のみの気密性を確認する場合、その気密性の確認作業が困難となる。このように気密性の確認作業が困難となると、それに伴って中和装置の製造における工数が増加してしまったり、確認作業のための専用の機器が必要となってしまうので、中和装置の製造コストが増加してしまうという問題である。

そこで本発明は、上記した従来技術の問題に鑑み、蓋部と本体部を一体に取り付けて使用する中和装置において、より簡易な構造で内部空間に排水トラップを形成可能とすることによって低コストで製造可能であって、燃焼装置において好適に使用可能な中和装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、バーナと、当該バーナの燃焼動作により生成した燃焼ガスの潜熱を回収する熱交換器を有する燃焼装置に備えられ、前記熱交換器で発生するドレンを中和して外部へ排出するための中和装置であって、本体部と蓋部とを有し、前記本体部は、少なくとも一部分が開放された箱体であり、内部にドレンを貯留するための貯留部が形成されており、前記蓋部は、蓋部本体と環状壁部とを備え、前記本体部に取り付けられて前記本体部の開放された部分を閉塞するものであり、前記環状壁部は、前記蓋部が前記本体部を閉塞した状態において、前記蓋部本体から前記貯留部内へと突出するものであり、前記蓋部本体には、前記貯留部にドレンを導入するためのドレン導入孔が形成されており、前記ドレン導入孔と、前記環状壁部によって囲繞された空間であるトラップ用空間とが連通しており、前記環状壁部の一端を前記貯留部に溜まったドレン等の液体に浸かった状態とすることにより、前記トラップ用空間が前記ドレン導入孔と連続する部分を除いて気密に封止された状態となり、前記トラップ用空間の断面積は、前記ドレン導入孔の断面積よりも大きくなっていることを特徴とする中和装置である。

本発明の中和装置は、蓋部と本体部を有しており、蓋部には環状壁部が形成され、本体部の内部にはドレンを貯留するための貯留部が形成されている。そして、蓋部が本体部に取り付けられると、環状壁部は蓋部本体から貯留部内へと突出した状態となり、環状壁部によって囲繞された空間であるトラップ用空間が貯留部内に位置することとなる。さらに、貯留部にドレンを導入するためのドレン導入孔と、トラップ用空間とは連通した状態となっている。これらのことから、環状壁部の一端を貯留部に溜まったドレン等の液体に浸かった状態とすると、トラップ用空間は、ドレン導入孔と連続する部分を除いて気密に封止された状態となる。
このように、本発明の中和装置では、蓋部を本体部に取り付けて貯留部にドレン等の液体を貯留するだけで、ドレン導入孔と連なるトラップ用空間がドレン導入孔と連続する部分を除いて気密に封止される。別言すると、蓋部の一部である環状壁部によってトラップ用空間が形成されており、この蓋部によって形成されたトラップ用空間の一端に位置する開放部分を本体部に貯留された液体で閉塞するだけで、中和装置の内部に排水トラップを形成することができる。このことから、本発明の中和装置では、蓋部と本体部との間で形成される空間の一部を水封して排水トラップを形成する従来の構造のように、蓋部と本体部の間をシール材等により封止することなく排水トラップを形成できる。したがって、本発明の中和装置では、蓋部と本体部全体との間の気密性、即ち、本体部の開口部分全体の周端部分における気密性のみを確認すればよく、排水トラップを形成する空間に対して個別に蓋部と本体部の間の気密性を確認する必要がない。このことにより、本発明の中和装置では、気密性の確認作業を簡易化できるため、中和装置の製造コストを低減できる。

さらに本発明の中和装置では、トラップ用空間の断面積がドレン導入孔の断面積よりも大きくなっている。即ち、トラップ用空間の容積が大きく確保された状態となっている。このように、トラップ用空間の容積が大きいと、形成した排水トラップの急激な水位の変化を防止できる。
具体的に説明すると、燃焼装置で燃焼ガスがドレン排出系統へと流入してしまうとき、燃焼ガスは成り行きに任せて流入することとなるので、中和装置内へ流入される燃焼ガスの量は不定量となる。つまり、中和装置内へ流入される燃焼ガスの量、中和装置内へ燃焼ガスが流入するときの流入継続時間は、中和装置内へ燃焼ガスが流入される度に異なることとなる。

ここで、トラップ用空間に排水トラップが形成された状態において、高流量の燃焼ガスが短時間だけ流入してしまった場合、即ち、単位時間当たりの流入量が比較的多い状態で燃焼ガスがトラップ用空間に流入し、その後すぐに燃焼ガスのトラップ用空間への流入が止まった場合について説明する。
この場合、トラップ用空間の容積が小さいと、排水トラップを形成する水面に対して燃焼ガスから瞬間的に強い圧力が加わるので、排水トラップを形成する水面が急激に押し下げられる。そして、このことにより、排水トラップを形成する空間に貯留されたドレン等の液体が他の空間へと押し出されてしまうため、排水トラップを形成する水面が急激に下がってしまう。
これに対して、本発明の中和装置では、トラップ用空間の容積が大きくなっているので、トラップ用空間へと流入した燃焼ガスがトラップ用空間内で広く拡散する。このことにより、排水トラップを形成する水面に対して加わる力が比較的弱くなる。つまり、トラップ用空間が、流入した燃焼ガスから排水トラップを形成する水面に対して加わる力を弱める干渉空間として作用するため、排水トラップを形成する水面が急激に下がってしまうことがない。
したがって、本発明の中和装置では、形成した排水トラップの水位が急激に変化することがなく、安定した状態で運用することができる。

請求項２に記載の発明は、前記貯留部に貯留したドレンの水位を検出可能な水位検出手段を有し、当該水位検出手段の少なくとも一部が前記トラップ用空間内に配されることを特徴とする請求項１に記載の中和装置である。

かかる構成によると、環状壁部によって囲繞された空間であるトラップ用空間の内部に、水位検出手段の少なくとも一部が位置している。換言すると、水位検出手段の少なくとも一部が環状壁部によって囲まれた状態となっている。そして、このことにより、水位検出手段が周囲に位置する環状壁部によって防護された状態となる。したがって、本発明の中和装置では、組み立て作業等を実施する場合において、水位検出手段が意図せず他の部材に引っかかってしまうといった、水位検出手段に不意に力が加わってしまうことに起因する水位検出手段の破損を防止できる。
加えて、本発明の中和装置では、上記したように、形成した排水トラップの水位が急激に変化することがないので、トラップ用空間に水位検出手段を設けた場合であっても、トラップ用空間の水位を誤検知してしまうことがない。具体的に説明すると、例えば、排水トラップを形成する水面が一時的に急激に押し下げられてしまう場合、一時的に急激に下がってしまった水位を水位検出手段が検知することにより、貯留部内にドレン等の液体がなくなってしまったものと誤って判定してしまうおそれがある。これに対して、本発明の中和装置では、形成した排水トラップの水位が急激に変化することがなく、トラップ用空間の水位を誤検知してしまうことがない。
即ち、本発明の中和装置では、水位検出手段の検知精度を低下させることなく、水位検出手段の防護が可能となっている。

本発明の中和装置は、前記水位検出手段が検知可能な最低水位は、前記蓋部が前記本体部を閉塞した状態における前記環状壁部の最下端部より高い位置となることが好ましい（請求項３）。

請求項４に記載の発明は、前記本体部の内部に複数の前記貯留部が形成されるものであり、複数の貯留部の少なくとも１つの貯留部に中和剤が充填されるものであって、内部に前記環状壁部が配される貯留部と、内部に中和剤が充填される貯留部とが別途設けられることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の中和装置である。

かかる構成によると、内部に環状壁部が配される貯留部、即ち、排水トラップが形成される貯留部には、中和剤が充填されないので、これらがドレンの排出口等に詰まってしまったりすることがない。そのため、ドレンが円滑に排出されず、形成した排水トラップの水位が必要以上に高くなってしまうといった問題の発生を抑制できるため、形成した排水トラップの維持が容易となる。

請求項５に記載の発明は、前記環状壁部が前記貯留部内に配された状態において、環状壁部の外周面と、内部に前記環状壁部が配される貯留部の内周面とが接触又はわずかに隙間を空けて近接した状態となることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の中和装置である。

かかる構成によると、環状壁部によって囲繞された空間であるトラップ用空間の容積をより大きくできるので、好ましい。また、環状壁部の外周面と貯留部の内周面とを接触させる場合は、中和装置の剛性を向上させることができる。

請求項６に記載の発明は、内部に前記環状壁部が配される貯留部と、当該貯留部とドレンの流れ方向下流側で隣接する位置に設けられる貯留部との境界部分に仕切壁部が形成されるものであり、前記仕切壁部には、２つの貯留部を連通する連通孔部が設けられるものであって、前記環状壁部が前記貯留部内に配された状態において、当該連通孔部の少なくとも一部が前記環状壁部の下端より上側に位置していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の中和装置である。

かかる構成によると、２つの貯留部を連通する連通孔部の少なくとも一部が環状壁部の下端より上側に位置しており、ドレンが流れ方向上流側の貯留部から下流側の貯留部へと流れるとき、高い位置で下流側の貯留部へ流れ込むことが可能となっている。このことにより、貯留部の底側（低い位置）に堆積した堆積物、即ち、経年使用することで貯留部に堆積するすすやゴミ、中和剤の粉等の堆積物がドレンの流れを阻害することがない。つまり、連通孔部を貯留部の底側（低い位置）にのみ形成した場合のように、堆積物によって連通孔部が完全に閉塞されてしまうおそれがない。このことから、堆積物による中和装置の内部流路のつまりをより確実に防止できる。

なお、本発明の中和装置は、上記したように、蓋部の一部である環状壁部によってトラップ用空間が形成されている。そして、この蓋部によって形成されたトラップ用空間の一端に位置する開放部分を本体部に貯留された液体で閉塞することで、中和装置の内部に排水トラップを形成することができる。つまり、本発明の中和装置では、貯留部内に突出する環状壁部の内側に排水トラップが形成され、貯留部と他の貯留部との境界部分となる仕切壁部は環状壁部の外側に位置している。このことにより、従来の中和装置のような構成、即ち、貯留部と蓋部とで囲まれた空間に排水トラップを形成する構成とは異なり、仕切壁部の高い位置（環状壁部の下端より上部）に連通孔部を形成した場合であってもトラップ用空間を広く確保することができる。

具体的に説明すると、従来のように貯留部と蓋部とで囲まれた空間に排水トラップを形成する構成では、中和装置の内部空間の一部である貯留部に液溜りを作ると共に、その貯留部の上部開口部分を蓋部で閉塞して排水トラップを形成している。ここで、排水トラップを形成する空間は、液溜りが形成された状態では液体又は気体の導入口を除いて封止される必要がある。しかしながら、貯留部と他の貯留部との境界となる仕切壁部の高い位置にドレンを流通させるための連通孔部を形成すると、連通孔部を形成した部分で外部と連通した状態となり、空間を封止できなくなってしまう。つまり、仕切壁部の高い位置に連通孔部を形成すると、排水トラップを形成するためには、高い位置にある連通孔部を閉塞できるように液溜りの水位を高くする必要がある。ところが、液溜りの水位を高くしてしまうと、蓋部裏面から液溜りの水面までの距離が短くなってしまう。すなわち、排水トラップを形成するための空間が狭くなってしまう。

これに対して、本発明の中和装置では、蓋部の一部である環状壁部が貯留部内に突出しており、環状壁部の内側に排水トラップが形成されている。そして、貯留部と他の貯留部との境界部分となる仕切壁部はこの環状壁部の外側に位置している。このことにより、仕切壁部の高い位置にドレンを流通させるための連通孔部を設けた場合であっても、液溜りの水位を高くすることなく排水トラップを形成することができる。すなわち、排水トラップを形成するためには、連通孔部よりも低い位置にある環状壁部の下端を閉塞すればよく、連通孔部の高さまで水位を高くする必要がない。このことにより、仕切壁部の高い位置（環状壁部の下端より上部）に連通孔部を形成した場合であってもトラップ用空間を広く確保することができる。

請求項７に記載の発明は、前記連通孔部の幅は、少なくとも１つの貯留部に充填される中和剤の最小粒径よりも小さいことを特徴とする請求項６に記載の中和装置である。

かかる構成によると、貯留部に充填した貯留部が誤って連通孔部を通過してしまい、他の貯留部へと流れ込んでしまうことがない。すなわち、本来中和剤を充填しない貯留部に対して誤って中和剤が入り込んでしまうことがない。

請求項８に記載の発明は、前記連通孔部が複数設けられることを特徴とする請求項６又は７に記載の中和装置である。

かかる構成によると、仮にいずれか一つの連通孔部が何らかの原因により閉塞された状態となっても、他の連通孔部を介して貯留部から他の貯留部へとドレンを流すことができるので、中和装置の内部流路のつまりをさらに確実に防止できる。

本発明の中和装置では、蓋部の一部である環状壁部によってトラップ用空間が形成されており、この蓋部によって形成されたトラップ用空間の一端に位置する開放部分を貯留された液体で閉塞するだけで、中和装置の内部に排水トラップを形成することができる。したがって、排水トラップを形成する空間に対して個別に気密性の確認作業を実施する必要がなく、気密性の確認作業を簡易化できるため、中和装置の製造コストを低減できるという効果がある。
また、本発明の中和装置では、トラップ用空間の断面積がドレン導入孔の断面積よりも大きくなっており、トラップ用空間の容積が大きくなっている。このことにより、形成した排水トラップの水位が急激に変化することがないので、燃焼装置に内蔵したときに燃焼装置の安定した運用が可能となるという効果がある。

本発明の実施形態に係る中和装置を内蔵した燃焼装置を示す構成図である。 本発明の実施形態に係る中和装置を示す斜視図である。 図２の中和装置の本体部を示す斜視図である。 図２の中和装置の本体部を示す平面図である。 図３の中和装置の本体部を示すＡ−Ａ断面図である。 図２の中和装置の蓋部を示す斜視図である。 図２の中和装置の蓋部を図６とは異なる方向からみた状態を示す斜視図である。 図６の中和装置の蓋部を示すＢ−Ｂ断面図であり、一部を拡大して示す。 図７の中和装置の蓋部の一部分を破断して示す一部破断斜視図である。 図２の中和装置を示す分解斜視図である。 本発明の実施形態に係る中和装置の内部構造を示す断面図であり、本体部の第１貯留空間に蓋部の環状壁部が挿入された状態を示す。 本発明の実施形態に係る中和装置の内部に排水トラップを形成する際の注水動作を示す説明図であり、（ａ）〜（ｃ）の順に注水されていく。 本発明の実施形態に係る中和装置で実施する水位検出動作を模式的に示す説明図であり、（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ第１貯留空間の水位が異なる高さとなっている状態を示す。 図５とは異なる実施形態に係る中和装置の本体部を示す断面図である。 図１４で示す中和装置の内部構造を示す断面図であり、本体部の第１貯留空間に蓋部の環状壁部が挿入された状態を示す。 図１４で示す中和装置の内部におけるドレンの流れを模式的に示す説明図であり、（ａ）は連通孔の下方が閉塞されていない状態を示し、（ｂ）は連通孔の下方が閉塞されてしまった状態を示す。 図５、図１４とは異なる実施形態に係る中和装置の本体部を示す断面図である。 図１７で示す中和装置の内部構造を示す断面図であり、本体部の第１貯留空間に蓋部の環状壁部が挿入された状態を示す。

以下、本発明の実施形態にかかる中和装置１５、並びにこの中和装置１５を内蔵する燃焼装置１について詳細に説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。また以下の説明において、前後上下左右の位置関係については特に断りのない限り通常の設置状態を基準として説明する。

燃焼装置１は、図１に示すように、筺体２の内部に燃焼部３と、主に顕熱を回収する一次熱交換器４と、主に潜熱を回収する二次熱交換器５（熱交換器）とを備えた所謂潜熱回収式と称される燃焼装置である。また、この燃焼装置１には、図示しない制御装置が内蔵されており、この制御装置が燃焼装置１を構成する各機器を制御することで、種々の運転動作を実施可能となっている。

燃焼部３は、所謂逆燃焼式と称されるものであり、灯油等の液体燃料を噴霧又は気化させて吐出し、図示しないバーナによって燃焼させることで、下方に向けて火炎を形成可能となっている。

また、燃焼装置１では、燃焼部３が筺体２の上端よりに位置しており、燃焼部３の下方に一次熱交換器４が位置している。さらに、一次熱交換器４の下方に二次熱交換器５を収納する収納ケース７があり、収納ケース７の上側であって一次熱交換器４の側方に消音部８が位置している。また、消音部８の上方には排気部９が設けられており、排気部９は筺体２の天面から上方に突出している。
そして、燃焼部３の内部から一次熱交換器４、収納ケース７、消音部８、排気部９の各内部を連通する空間が形成され、燃焼部３で発生した燃焼ガスが流動可能となっている。

したがって、この燃焼装置１を稼働すると、燃焼部３で発生した燃焼ガスが一次熱交換器４、収納ケース７、消音部８へと流れ、排気部９へと至る。そして、排気部９の上方に形成された排気口から外部へ放出される。その一方、外部から供給されてきた湯水が入水配管（図示せず）を介して二次熱交換器５へと供給される。そして湯水が二次熱交換器５を経て一次熱交換器４に流入する。このとき、二次熱交換器５及び一次熱交換器４で回収した燃焼ガスの熱によって湯水が加熱される。そして、加熱された湯水は一次熱交換器４の出水口から流出し、給湯先となるカランや浴槽等に向けて供給される。

ここで前記したように、二次熱交換器５は燃焼ガスの主に潜熱を回収するので、二次熱交換器５では燃焼ガスの温度が一定値以下に低下する。そのことにより、燃焼ガスに含まれる水蒸気が液化してドレンが発生する。そして発生したドレンは、燃焼ガスに晒されることにより、燃焼により生成された窒素酸化物や硫黄酸化物が溶け込んで酸性を呈する。

そこで、本実施形態の燃焼装置１は、発生したドレンを中和し、外部に排出するためのドレン排出系統６を備えた構成となっている。

ドレン排出系統６は、ドレンの流れ方向上流側から順番に、収納ケース７の底部に形成された図示しないドレン排出部と、ドレンホース１４と、中和装置１５と、下流側配管部材１６によって構成されている。

そして、ドレン排出系統６では、ドレン排出部（図示せず）から排出されたドレンが、ドレンホース１４を介して中和装置１５に流入する。

このとき、中和装置１５の内部空間は、仕切り壁によって複数の空間に区切られており、少なくとも１つ以上の空間に中和剤が充填されている。そして、流入したドレンは、この複数の空間を順次流れていく。このとき、各空間では、空間内に流れ込んだドレンが一旦留まり、一定以上の水位になると空間外へと流出する。即ち、中和装置１５内に流入したドレンは、中和装置１５内のそれぞれの空間に、所定時間留まった後で流出することになる。したがって、中和剤が充填された空間をドレンが通過するとき、時間をかけてゆっくりと通過する。また、ドレンは、空間内に留まっている間に中和剤と反応することで中和される。

つまり、中和装置１５に流入したドレンは、中和装置１５内に所定時間貯留され、貯留されている間に中和剤と反応して中和される。そして、中和されたドレンは、中和装置１５の排出口まで流れていき、中和装置１５の排出口から下流側配管部材１６を介して筺体２の外部へ排出される。

ここで本発明の特徴的構成部材たる、中和装置１５について詳細に説明する。

中和装置１５は、図２で示されるように、本体部２３と蓋部２４から形成される箱状の部材であり、内部に液体（ドレン）を貯留可能となっている。

本体部２３は、図３で示されるように、上部が開放された箱体であり、より詳細には、略直方体箱状の中和空間形成部３０と、この中和空間形成部３０から側方に張り出すように設けられた補水用空間形成部３１から形成されている。

中和空間形成部３０は、底面部３５と、底面部３５の縁部分から略垂直上方へ突出する側壁部３６，３７，３８，３９によって形成されている。そして底面部３５の周囲よりも高くなった部分にドレン排出部４２が設けられている。

ドレン排出部４２は、底面部３５から略垂直下方へ突出する管状部分である。そして、ドレン排出部４２は、下流側配管部材１６（図１参照）の内孔に挿入可能となっている。

補水用空間形成部３１は、中和空間形成部３０と連続する小箱状の部分である。この補水用空間形成部３１の内部には、略円筒状の有底空間である補水空間５０が形成されている。
なお、この補水空間５０は、中和装置１５に対して注水動作を実施する際に注水口となる部分と連通する空間となる。

次に、本体部２３の内部について説明する。
本体部２３の内部は、図４で示されるように、中和空間形成部３０の内部空間と、補水用空間形成部３１の内部空間である補水空間５０とが、円弧状に屈曲した補水空間仕切壁３２を介して連続している。具体的には、補水空間仕切壁３２には、上下方向に延びるスリットが複数設けられており、補水空間仕切壁３２の湾曲部分の周方向に沿って並列している。そして、このスリットを介して中和空間形成部３０の内部空間と、補水空間５０とが連通している。

また、中和空間形成部３０の内部空間は、第１仕切壁４５（仕切壁部）、第２仕切壁４６、第３仕切壁４７、第４仕切壁４８によって区切られている。このことにより、本体部２３の内部空間は、ドレンの流れ方向上流側から、第１貯留空間５１（貯留部）、第２貯留空間５２（貯留部）、第３貯留空間５３（貯留部）、第４貯留空間５４（貯留部）、第５貯留空間５５（貯留部）に区切られている。

第１貯留空間５１は、平面視が略「Ｌ」字状となる第１仕切壁４５と、側壁部３７とによって囲まれて形成される平面断面形状が略長方形状となる空間である。
ここで、図５で示されるように、第１仕切壁４５のうち、側壁部３７と対向する位置にあって第２貯留空間５２に面した部分には、その下端部よりもやや上方に、第１貯留空間５１と第２貯留空間５２とを連通する連通孔５７（連通孔部）が設けられている。具体的には、第１仕切壁４５には２つの連通孔５７が形成されており、これら２つの連通孔５７は、上下方向の位置が略同じであり、左右方向（上下方向に直交する方向）に間隔を空けて並列している。即ち、第１仕切壁４５には複数の連通孔５７が設けられ、それらが列状に配されている。

この連通孔５７は、左右方向（上下方向に直交する方向）に沿って延びる長孔となっており、開口縁の上側部分は波形となっている。即ち、この連通孔５７の内周面の上側部分には鋸歯状の段部が形成されている。別言すると、連通孔５７の開口縁の上方部分では複数の突起部分が並列した状態となっており、これらの突起部分は、それぞれ断面形状が略三角形であって、下方に丸みを帯びて凸となっている。

また、第２仕切壁４６、第３仕切壁４７、第４仕切壁４８には、それぞれ所定の位置にスリットや貫通孔が形成されている。そのため、第２貯留空間５２と第３貯留空間５３、第３貯留空間５３と第４貯留空間５４、第４貯留空間５４と第５貯留空間５５は、これらスリットや貫通孔によって連通した状態となっている。

また第５貯留空間５５には、図４で示されるように、排水用連通孔６０が設けられている。この排水用連通孔６０は、第５貯留空間５５の底面を貫通するものであり、上記した本体部２３のドレン排出部４２（図３参照）の内孔と連通する連通孔となっている。

次に蓋部２４について説明する。
蓋部２４は、図６、図７で示されるように、略Ｌ字板状の蓋部本体２６と、蓋部本体２６の下面から略垂直下方（図７では上方）へと突出する環状壁部２７によって形成されている。

蓋部本体２６には、図６で示されるように、ドレンホース１４（図１参照）を取付け可能なドレン導入管６１と、湯水供給管６２と、電極配置部６３とが形成されている。また、蓋部本体２６の縁部分には、縁部分に沿って設けられて蓋部本体２６の下方を環状に取り囲む蓋側壁部６４が設けられている。

ドレン導入管６１は、上下方向に沿って延びる円筒状の管体となっている。そして、図８で示されるように、上端が蓋部本体２６の天面より上方に位置しており、下端（基端）が蓋部本体２６の天面より下方に位置している。具体的には、ドレン導入管６１の周囲は下方に窪んだ状態となっており、この下方に窪んだ部分とドレン導入管６１の外周面によって、ドレン導入管６１を囲繞する環状溝部７４が形成されている。そして、ドレン導入管６１は、下方に窪んだ部分のうち最も低い部分から上方に突出している。そして、ドレン導入管６１の内孔６１ａは、蓋部本体２６を厚さ方向（上下方向）に貫通するドレン導入孔７５と連通した状態となっている。

ここで、蓋部本体２６の下面側に注目すると、図８、図９で示されるように、環状溝部７４が形成されている部分の裏側となる部分に、蓋部本体２６の下面から略垂直下方（図９では上方）へ向かって突出する、略トーラス状の円環突起７６が形成された状態となっている。そして、この円環突起７６の突出端に位置するドレン導入孔７５の開口部分が、ドレンを中和装置１５の内部に流入させるときの流入口となる。

湯水供給管６２は、図６で示されるように、横倒した姿勢をとる管体であって、一方端では側方が開放されており、他方端では側方が閉塞されると共に蓋部本体２６を厚さ方向（上下方向）に貫通する注水孔（図６では図示せず）と連通した状態となっている。また、この湯水供給管６２の一方端には、補水管２０（図１参照）を取付け可能となっている。
具体的に説明すると、本実施形態の燃焼装置１では、図１で示されるように、外部給水源から燃焼装置１内へ延びた入水管の中途部分に補水電磁弁１９が設けられており、補水電磁弁１９から延びる補水管２０（図１参照）が中和装置１５に接続された状態となる。このとき、補水管２０の中和装置１５側の端部は、中和装置１５の湯水供給管６２に接続された状態となる。即ち、湯水供給管６２は、入水管から延びる配管（補水管２０）の接続口となる部分である。

電極配置部６３には、図６で示されるように、蓋部本体２６を厚さ方向（上下方向）に貫通する電極取付孔７７が複数設けられており、これら複数の電極取付孔７７がそれぞれ間隔を空けて配されている。より具体的には、４つの電極取付孔７７が行列状に配された状態となっている。そして、電極取付孔７７には、それぞれ電極６５（水位検出手段）が挿通されている。なお、電極取付孔７７にそれぞれ挿通された４つの電極６５は、中和装置１５の内部に貯留されたドレン等の液体の水位を検出する水位検出手段として機能する（詳しくは後述する）。

ここで、図９で示されるように、４つの電極６５はそれぞれ長さが異なっており、長い方から順にグランド電極６５ａ、低水位側検知電極６５ｂ、高水位側検知電極６５ｃ、オーバーフロー電極６５ｄとなっている。そして、この４つの電極６５は、蓋部本体２６の下方側における露出部分の長さ、即ち、蓋部本体２６の下面からの突出長さが異なった状態となるように取り付けられている。

環状壁部２７は、図７で示されるように、蓋部本体２６の下面と略垂直に交わる４つの立壁部７８が環状に連続して形成されている。より具体的には、前後方向で間隔を空けて対向する２つの立壁部７８ａ、７８ｃと、左右方向で間隔を空けて対向する２つの立壁部７８ｂ、７８ｄとが、平面視が四角環状となるように連続して形成されている。つまり、４つの立壁部７８は、いずれか１つの立壁部７８（例えば立壁部７８ａ）が他の３つの立壁部７８（例えば立壁部７８ｂ，７８ｃ，７８ｄ）のうちの１つの立壁部７８（例えば立壁部７８ｃ）と間隔を空けて対向しており、他の２つの立壁部（例えば立壁部７８ｂ，７８ｄ）と幅方向（高さ方向及び厚さ方向と直交する方向）の両端部分でそれぞれ略垂直に交わっている。このように、４つの立壁部７８が連続することで、平面形状が略横長長方形状となる環状壁部２７が形成されている。

ここで、４つの立壁部７８は、いずれも蓋部本体２６の下面と一体に形成されており、いずれの立壁部７８（例えば立壁部７８ａ）も他の立壁部７８（例えば立壁部７８ｂ，７８ｄ）と隙間なく連続している。そのため、環状壁部２７によって囲まれた空間であるトラップ用空間７９は、図７、図８で示されるように、環状壁部２７の下端部分（図７では上端部分）と、ドレン導入孔７５（図８参照）と連続する部分が開放され、その他の部分が気密及び液密に閉塞された状態となっている。

このトラップ用空間７９は、図７、図８で示されるように、ドレン導入孔７５下方に形成された（図８参照）略直方体状の空間となっている。そして、このトラップ用空間７９の平面の断面積は、ドレン導入孔７５の断面積よりも大きくなっている。即ち、トラップ用空間７９は、ドレン導入孔７５下方に位置し、平面的に広範囲に広がるように設けられる空間となっている。また、トラップ用空間７９は、図８、図９で示されるように、円環突起７６と、４つの電極６５の蓋部本体２６の下面から下方に突出した部分とを内部に収容している。

次に、中和装置１５の組み立て構成について説明する。

本実施形態の中和装置１５は、燃焼装置１に内蔵して使用する際、図２で示されるように、本体部２３と蓋部２４とを一体に取り付けた状態で使用する。

より具体的には、図１０で示されるように、本体部２３と蓋部２４とが分離した状態において、本体部２３の内部空間に所定量の中和剤（図示せず）を充填する。なお、このとき、本体部２３の上側部分が広く開放されており、本体部２３の内部空間が露出しているので、本体部２３の内部空間への中和剤の充填作業を容易に実施可能となっている。

また、本実施形態では、第２貯留空間５２、第３貯留空間５３を中和剤を充填するための空間として使用し、第１貯留空間５１には中和剤を充填せずに使用する。即ち、本実施形態の本体部２３は、分割された内部空間のうちの所定の空間のみに中和剤が充填されるものである。別言すると、本体部２３は、ドレン等の液体を一時的に貯留する空間として、中和剤が充填される空間と、中和剤が充填されない空間のそれぞれが別途設けられた構成となっている。

そして、蓋部２４を本体部２３の上方に配し、これらを相対的に近づけていくことで、図２で示されるように、本体部２３の上側開放部分、即ち、本体部２３の内部空間の開口部分を蓋部２４によって閉塞した状態とする。この状態で、図示しないビス等の締結要素により蓋部２４と本体部２３とを一体に固定する。
なお、本明細書において「締結要素」とは、ネジ、釘、鋲等の上位概念であるものとして説明する。

ここで、図１０で示されるように、環状壁部２７の外周面は、第１貯留空間５１の内周面に沿う形状となっている。そして、環状壁部２７全体の前後方向の長さは第１貯留空間５１の前後方向の長さより短く、環状壁部２７全体の左右方向の長さは第１貯留空間５１の左右方向の長さより短くなっている。このため、環状壁部２７は第１貯留空間５１に挿通可能となっている。

そして、本体部２３に蓋部２４が取り付けられた状態では、図１０、図１１で示されるように、環状壁部２７が第１貯留空間５１内に挿通された状態となっている。

環状壁部２７が第１貯留空間５１内に挿通されると、図１１で示されるように、環状壁部２７の外周面と第１貯留空間５１の内周面とが隙間なく密着（又はわずかな隙間を介して近接）した状態となる。つまり、環状壁部２７と、第１貯留空間５１の縁部分となる第１仕切壁４５、側壁部３６、側壁部３７（図１１では図示せず図１０参照）とが隙間なく密着（又はわずかな隙間を介して近接）した状態となる。

さらに、本体部２３に蓋部２４が取り付けられた状態では、環状壁部２７の下端部分が連通孔５７よりも上側に位置している。より詳細には、環状壁部２７は、上記したように、蓋部本体２６の下面から略垂直下方へ突出しており、本体部２３に蓋部２４が取り付けられた状態では、第１貯留空間５１の内部へ向かって突出した状態となる。このとき、環状壁部２７の突出端、即ち、環状壁部２７の下端部分は、連通孔５７の上端よりもやや上側に位置している。別言すると、環状壁部２７は、本体部２３に蓋部２４が取り付けられた状態において、蓋部２４の下面から連通孔５７の上端よりもやや上側まで延びた状態となっている。

このことから、蓋部２４に形成されたドレン導入孔７５と、環状壁部２７の下端とは、上下方向で離れた位置に配された状態となっている。即ち、ドレン導入孔７５は、第１貯留空間５１の上端近傍の位置に配されており、環状壁部２７の下端は、第１貯留空間５１の下端と近接する位置に配されている。

また、このように環状壁部２７が第１貯留空間５１内に配されることにより、環状壁部２７に囲繞された空間であるトラップ用空間７９もまた、第１貯留空間５１内に配される。具体的には、環状壁部２７全体の外形は、第１貯留空間５１全体から下側の一部分を除いた部分の形状と相似形となっており、環状壁部２７全体の外形が第１貯留空間５１全体から下側の一部分を除いた部分の形状よりも一回り小さいため、環状壁部２７は第１貯留空間５１上側に丁度（略丁度）嵌り込んだ状態となっている。そして、トラップ用空間７９は、第１貯留空間５１の全体から下側の一部分を除いた部分の内側に位置している。

ここで環状壁部２７は、上記したように、蓋部本体２６の裏面側（下面側）に形成されるものであり、ドレン導入管６１の裏面側となる部分と電極配置部６３の裏面側となる部分とが環状壁部２７の内側に位置している。そのため、トラップ用空間７９の内部には、電極配置部６３に取り付けられた４つの電極６５（図９参照）が位置するものであり、より詳細には、４つの電極６５の蓋部本体２６の下面から突出した部分がトラップ用空間７９の内部に含まれた状態となっている。

ここで、４つの電極６５の下端部分は、いずれも環状壁部２７の下端よりも上側に位置している（図１１では２つの電極６５のみ図示し、他の２つの電極６５の図示を省略する）。より具体的には、４つの電極６５のうちで最も長いグランド電極６５ａの下端が環状壁部２７の下端よりもやや上側に位置した状態となっている。

次に、本実施形態の中和装置１５の内部に形成される排水トラップについて説明する。

本実施形態の中和装置１５を燃焼装置１に内蔵して使用するとき、上記したように、収納ケース７と中和装置１５の間にはドレンホース１４が介在しており（図１参照）、このドレンホース１４によって収納ケース７と中和装置１５とが連通した状態となっている。詳細に説明すると、ドレンホース１４の一端が収納ケース７に取り付けられ、他端が中和装置１５のドレン導入管６１（図２参照）に取り付けられた状態となっている。そして、収納ケース７から排出されたドレンがドレンホース１４内を流れ、ドレン導入管６１の内孔を通過し、中和装置１５内へと流入する構造となっている。
ここで、燃焼装置１によって湯水等を加熱するとき、燃焼ガスは二次熱交換器５を収納する収納ケース７を通過する。このとき、この燃焼ガスが収納ケース７からドレンホース１４へと流入してしまう場合がある。

そこで、本実施形態の中和装置１５では、燃焼ガスがドレンホース１４内を流れ、中和装置１５の内部へ流入してしまっても、中和装置１５の内部に流入した燃焼ガスがドレン排出系統６におけるドレンの流れ方向下流側、即ち、下流側配管部材１６（図１参照）側へと流れないように中和装置１５に排水トラップを形成可能となっている。

本実施形態の燃焼装置１では、運用開始時のように中和装置１５の内部に十分な量のドレンが貯留されてない場合、図示しない給水源から供給された湯水を中和装置１５の内部へ注水する注水動作を実施して排水トラップを形成し、その後に運転を開始する構成となっている。ここで、この注水動作、並びに、注水動作によって形成される排水トラップにつき、以下で詳細に説明する。

水位検出手段（詳しくは後述する）によって、第１貯留空間５１内の水位が排水トラップを形成するにたる水位でないことが確認されると、外部給水源から中和装置１５へと湯水が流入される。即ち、図１で示されるように、燃焼装置１内へ延びる入水管と、その入水管と連続する補水管２０と、補水管２０と連続する湯水供給管６２を介して中和装置１５内へ湯水が流入される。

より具体的には、図１２（ａ）で示されるように、湯水供給管６２を通過した湯水は、中和装置１５の内部の補水空間５０へと流入する。そして、補水空間５０へと流入した湯水は、補水空間仕切壁３２のスリット部分を通過して、第２貯留空間５２へと流入する。
つまり、補水空間５０は、注水動作において注水口となる部分と第２貯留空間５２（中和空間形成部３０の内部空間）とを分断するように設けられている。そして、注水口となる部分から流入された湯水は、補水空間５０を通過して第２貯留空間５２（中和空間形成部３０の内部空間）へと流れ込む。

そして、湯水が第２貯留空間５２へ流入され続け、第２貯留空間５２の水位が上昇していくと、図１２（ｂ）で示されるように、第２貯留空間５２の水位が第１仕切壁４５に形成された連通孔５７の高さに達する。すると、第２貯留空間５２に貯留された湯水が連通孔５７から第１貯留空間５１へと流入する。

さらに、湯水が第２貯留空間５２へ流入され続けていくと、第２貯留空間５２の水位と、第１貯留空間５１の水位が同じ高さとなり、そのまま第２貯留空間５２の水位と第１貯留空間５１の水位とが共に上昇していく。そして、図１２（ｃ）で示されるように、第１貯留空間５１の水位が排水トラップを形成するにたる所定の高さ（高水位側検知電極６５ｃの下端以上の高さ）となったことが確認されると、注水動作を終了する。

このように、第１貯留空間５１の水位が環状壁部２７の下端よりも高い状態となると、環状壁部２７の下方の開放された部分が第１貯留空間５１に貯留された湯水によって閉塞された状態となる。即ち、環状壁部２７に囲繞されたトラップ用空間７９の下方開放部分が湯水で閉塞された状態となる。この状態では、トラップ用空間７９は、蓋部本体２６の下面と、蓋部本体２６の下面と一体に形成された環状壁部２７と、湯水とによって囲まれている。そのため、トラップ用空間７９は、ドレン導入孔７５と連続する部分を除いて気密に閉塞された状態となっている。したがって、仮にドレン導入孔７５から第１貯留空間５１内に燃焼ガスが流入しても、トラップ用空間７９に滞留するので、中和装置１５の内部空間における第１貯留空間５１以外の部分や、中和装置１５の外部等へ燃焼ガスが流出することがない。

本実施形態の蓋部２４は、蓋部本体２６と環状壁部２７を一体に形成しており、蓋部本体２６と環状壁部２７とが連続する部分は蓋部２４は隙間なく連続している。そして、蓋部本体２６と、環状壁部２７と、第１貯留空間５１に貯留された湯水によって排水トラップを形成する構造となっている。即ち、蓋部２４の一部と貯留された湯水によって排水トラップを形成するため、本体部２３と蓋部２４との接合部分が排水トラップを形成する空間に面しない構造となっている。このような構造によると、本体部２３と蓋部２４との接合部分の気密性を確認しなくとも、排水トラップの気密性を確実に確保できるので、製造時にリークテスト等を実施する必要がなく、安価に製造可能となる。

ところで、排水トラップが形成された後に燃焼装置１の運用が開始されると、中和装置１５には発生したドレンが流入される。そして、中和装置１５に流入したドレンは中和された後に中和装置１５から排出される。即ち、燃焼装置１の運用が開始されると、ドレンの流入と排出が行われつつ、排水トラップを形成可能なように第１貯留空間５１の水位が維持されることとなる。

ここで、本実施形態の燃焼装置１では、水位検出手段によって第１貯留空間５１の水位を検知可能となっている。そして、第１貯留空間５１の水位が非常に低下したことが検知された際に注水動作を実施したり、第１貯留空間５１の水位が非常に高くなってしまったことが検知されたとき、燃焼運転を停止する安全動作を実施したりする構成となっている。

本実施形態の燃焼装置１の水位検出手段による第１貯留空間５１の水位の検知動作につき、中和装置１５の第１貯留空間５１を簡略化して示した図１３の図面を参照しつつ、詳細に説明する。

第１貯留空間５１の内部には、上記したように、長さの異なる４つの電極６５、即ち、長い方から順にグランド電極６５ａ、低水位側検知電極６５ｂ、高水位側検知電極６５ｃ、オーバーフロー電極６５ｄが配されている。そして、グランド電極６５ａとその他の電極６５（低水位側検知電極６５ｂ、高水位側検知電極６５ｃ、オーバーフロー電極６５ｄ）がドレン等の液体に浸った状態となることで、グランド電極６５ａとその他の電極６５（低水位側検知電極６５ｂ、高水位側検知電極６５ｃ、オーバーフロー電極６５ｄ）とがドレン等の液体を介して通電する。そして、グランド電極６５ａと通電した電極６５を特定することで、第１貯留空間５１の水位を検知する。

さらに具体的に説明すると、第１貯留空間５１で水位が上昇していくと、図１３（ａ）で示されるように、最も長いグランド電極６５ａがドレン等の液体に浸った状態となる。そして、そのまま水位が上昇することにより、図１３（ｂ）で示されるように、グランド電極６５ａと低水位側検知電極６５ｂがドレン等の液体に浸った状態となる。このとき、グランド電極６５ａと低水位側検知電極６５ｂが、このドレン等の液体を介して通電した状態となる。そして、そのことにより、第１貯留空間５１の水位が低水位側検知電極６５ｂの下端に至ったことが検知される。
以下同様に、第１貯留空間５１でさらに水位が上昇していき、図１３（ｃ）で示されるように、グランド電極６５ａと高水位側検知電極６５ｃとがドレン等の液体に浸った状態となると、第１貯留空間５１の水位が高水位側検知電極６５ｃの下端に至ったことが検知される。
また、図１３（ｄ）で示されるように、グランド電極６５ａとオーバーフロー電極６５ｄとがドレン等の液体に浸った状態となると、第１貯留空間５１の水位がオーバーフロー電極６５ｄの下端に至ったことが検知される。

なお、本実施形態の燃焼装置１では、運用開始後に第１貯留空間５１の水位がオーバーフロー電極６５ｄの下端に至ったことが検知されると、中和装置１５内の水位が何らかの原因により高くなりすぎてしまっているものとして、燃焼装置１の運転を中止する安全動作を実施している。
また、第１貯留空間５１で排水トラップが形成された後で水位が低下し、且つ、所定時間の経過及び／又は注水動作の実施により水位が上昇しないとき、安全動作を実施している。具体的には、第１貯留空間５１の水位が高水位側検知電極６５ｃの下端に達することで排水トラップが形成されたことが確認され、その後、第１貯留空間５１の水位が高水位側検知電極６５ｃの下端を下回ったことが検知された場合、水位が低下してしまったものと判定する。即ち、排水トラップの形成後、グランド電極６５ａと高水位側検知電極６５ｃの間で通電が確認されなくなってしまった場合、水位が低下してしまったものと判定する。そして、水位が低下したことが判定された後、所定時間の経過後に注水動作を実施しても高水位側検知電極６５ｃの下端まで水位が上昇しない場合、安全動作を実施している。
さらにまた、排水トラップが形成された後、水位が大きく低下してしまった場合も燃焼装置１の運転を中止する安全動作を実施している。即ち、排水トラップが形成された後、第１貯留空間５１の水位が低水位側検知電極６５ｂの下端を下回ったことが検知された場合、具体的には、グランド電極６５ａと低水位側検知電極６５ｂの間で通電が確認されなくなってしまった場合、安全動作を実施している。
つまり、本実施形態の燃焼装置１では、第１貯留空間５１の水位が低水位側検知電極６５ｂの下端付近の位置から高水位側検知電極６５ｃの下端付近の位置までの間を維持するように、注水等を行う水位維持動作を実施しつつ運用している。そして、第１貯留空間５１の水位が高くなりすぎてしまったり、低くなりすぎてしまったことが確認されると、運転を停止する安全動作を実施している。

ところで、本実施形態の燃焼装置１では、上記したように、トラップ用空間７９の平面の断面積がドレン導入孔７５の断面積よりも大きく、トラップ用空間７９は、平面的に広範囲に広がった状態となっている。このようにトラップ用空間７９の容積を大きく確保できる構成によると、燃焼装置１を運用したとき、排水トラップを形成する第１貯留空間５１の水位の急激な変化を防止できる。

具体的に説明すると、燃焼装置１で燃焼ガスがドレン排出系統６へと流入してしまうとき、燃焼ガスは無作為に流入するので、中和装置１５へ流入される燃焼ガスの量もまた不定量となる。つまり、中和装置１５へ流入される燃焼ガスの量、中和装置１５へ燃焼ガスが流入するときの流入継続時間は、中和装置１５へ燃焼ガスが流入される度に異なることとなる。

ここで、高流量の燃焼ガスが短時間だけ流入した場合、仮にトラップ用空間の容積が小さいと、排水トラップを形成する水面に対して燃焼ガスから瞬間的に強い圧力が加わってしまう。そして、このことにより、排水トラップを形成する水面が急激に押し下げられてしまう。これに対して、トラップ用空間７９の容積が大きいと、トラップ用空間７９へと流入した燃焼ガスがトラップ用空間７９内で広く拡散する。このことにより、燃焼ガスから排水トラップを形成する水面に対して加わる力が比較的弱くなる。即ち、トラップ用空間７９が、流入した燃焼ガスから排水トラップを形成する水面に対して加わる力を弱める干渉空間として作用するため、排水トラップを形成する水面が急激に下がってしまうことがない。

本実施形態では、このように形成した排水トラップの水位が急激に変化することがないので、第１貯留空間５１の水位維持動作を容易に実施可能となっている。また、排水トラップの水位が急激に変化することがないので、本実施形態のようにトラップ用空間７９内に水位検知用の４つの電極６５を配する構成であっても、水位検知手段が第１貯留空間５１の水位を誤検知してしまうことがない。
即ち、仮にトラップ用空間の容積が小さく、排水トラップの水位が急激に変化してしまう構成とすると、一時的に急激に下がってしまった水位を水位検出手段が検知することにより、第１貯留空間５１内にドレン等の液体がなくなってしまったものと判定してしまうおそれがある。このように誤った判定をしてしまうと、不必要な安全動作を実行してしまうことにつながるので、燃焼装置１を運用する上で好ましくない。
これに対して、本実施形態の燃焼装置１では、トラップ用空間７９の容積を広く確保することが可能な構成であるので、排水トラップの水位が急激に変化してしまうことがない。そのため、水位検出手段が第１貯留空間５１内の水位を誤検知することがない。

さらにまた、本実施形態の燃焼装置１は、上記したように、灯油等の液体燃料を噴霧又は気化させて吐出し、それを燃焼して火炎を形成する構成となっている。このような構成によると、噴霧又は気化させて吐出した液体燃料の一部が燃焼されず、そのまま一次熱交換器４や二次熱交換器５に付着してしまうことが考えられる。また、本実施形態の燃焼装置１のように、逆燃式と称される形式によると、液体燃料の液滴が燃焼部３から下方に位置する二次熱交換器５側へ向けて滴下してしまうことが考えられる。そして、そのような二次熱交換器５に付着した液体燃料や、二次熱交換器５へ滴下した液体燃料が、ドレン排出系統６を介して中和装置１５の内部へ入り込んでしまうおそれがある。

ここで、本実施形態の中和装置１５では、上記したように、トラップ用空間７９の容積を大きく確保できる構成となっている。そのことにより、仮に中和装置１５内に灯油等の液体燃料が入り込んでしまっても、水位検出手段の水位の検知動作に支障をきたすことのない構造となっている。このことにつき、以下で具体的に説明する。

灯油等の液体燃料が中和装置１５内に入り込んでしまうと、液体燃料は一般的に比重が軽いため、液体燃料が湯水やドレンに浮いてしまう状態となる。そして、貯留された湯水やドレンの上に液体燃料の層が形成されることとなる。ここで、仮にトラップ用空間の容積が小さい場合、わずかな液体燃料が流入してしまった場合であっても、形成される液体燃料の層が厚くなってしまう。これに対して、トラップ用空間７９の容積が大きいと、排水トラップを形成する水面の面積も広くなるので、トラップ用空間７９へと流入した液体燃料が広い水面の上を広がっていき、液体燃料の層が薄くなる。即ち、トラップ用空間７９の容積が大きいと、液体燃料の単位量あたりの貯留高さが低くなるので、液体燃料の層を薄くすることができる。

ところで、上記した４つの電極６５は、グランド電極６５ａとその他の電極６５（低水位側検知電極６５ｂ、高水位側検知電極６５ｃ、オーバーフロー電極６５ｄ）が液体燃料の層に浸った状態では通電しない。具体的には、例えば、グランド電極６５ａとオーバーフロー電極６５ｄとが、湯水やドレン等の液体の層と液体燃料の層からなる第１貯留空間５１の貯留水に浸った状態となったとする。このとき、オーバーフロー電極６５ｄが水面上部に位置する液体燃料の層にしか接触しない状態であれば、グランド電極６５ａとオーバーフロー電極６５ｄの間で通電が確認されない。そのため、第１貯留空間５１の水位がオーバーフロー電極６５ｄの下端に至ったことを検知することができない。

しかしながら、形成された液体燃料の層が薄い場合、第１貯留空間５１の水位がわずかに上昇するだけで、オーバーフロー電極６５ｄの下側部分が液体燃料の層を突き抜ける。そして、グランド電極６５ａとオーバーフロー電極６５ｄとが、湯水やドレン等の液体の層に共に浸った状態となる。このことにより、グランド電極６５ａとオーバーフロー電極６５ｄとが通電する。即ち、形成された液体燃料の層が薄い場合は、通常予測される誤差程度だけ第１貯留空間５１の水位が上昇すれば、水位検出手段は通常通りの検知動作を実施可能となる。

これに対して、形成された液体燃料の層が厚い場合、第１貯留空間５１の水位がわずかに上昇しただけでは、オーバーフロー電極６５ｄの下側部分が液体燃料の層を突き抜けることはない。したがって、グランド電極６５ａとオーバーフロー電極６５ｄとを通電させるためには、第１貯留空間５１の水位を大きく上昇させる必要がある。しかしながら、オーバーフロー電極６５ｄの下端と第１貯留空間５１に貯留された貯留水とが接触した状態から、第１貯留空間５１の水位を大きく上昇させると、中和装置１５から貯留水が漏れ出してしまう。

つまり、本実施形態の燃焼装置１では、液体燃料の層を除いた第１貯留空間５１の水位を検知可能となっている。したがって、形成された液体燃料の層が薄く、実際の第１貯留空間５１の水位と、液体燃料の層を除いた第１貯留空間５１の水位との差が僅かであれば、通常の誤差の範囲内であり、支障なく検知動作を実施できる。しかしながら、形成された液体燃料の層が厚く、実際の第１貯留空間５１の水位と、液体燃料の層を除いた第１貯留空間５１の水位との差が大きくなってしまうと、水位の検知動作やそれに基いて実施する安全動作等の各種動作が正常に実施できなくなってしまう。
本実施形態の燃焼装置１では、トラップ用空間７９の容積が大きくなっており、仮に灯油等の液体燃料が中和装置１５内に入り込んでしまっても、第１貯留空間５１に貯留された湯水やドレンの上に厚い液体燃料の層が形成されることがない。そのため、灯油等の液体燃料が入り込んでしまっても、水位検出手段の水位の検知動作に支障をきたすことがない。

また、本実施形態の燃焼装置１では、トラップ用空間７９の容積が大きくなっており、仮に灯油等の液体燃料が中和装置１５内に入り込んでしまっても、トラップ用空間７９の内側に比較的多くの液体燃料を留めておける構成となっている。さらに、本実施形態の燃焼装置１では、上記したように、排水トラップの水位が急激に変化してしまうことがない構成となっている。これらのことから、流入した液体燃料が第１貯留空間５１側から第２貯留空間５２側へと排出され難い構造となっている。即ち、本実施形態の燃焼装置１は、ドレン排出系統６から液体燃料が排出され難い構造となっている。

ここで、仮にトラップ用空間の容積が小さく、トラップ用空間の内側に液体燃料が留まった状態、即ち、排水トラップを形成する水面に液体燃料が浮いた状態で排水トラップの水面が急激に押し下げられてしまった場合について説明する。この場合、排水トラップの水面に浮いた液体燃料もまた押し下げられてしまうので、液体燃料が第１貯留空間５１の下端側に位置する連通孔５７側へと押し下げられてしまうこととなる。このことにより、液体燃料が連通孔５７から第２貯留空間５２側へと排出されてしまう。
これに対して、本実施形態の燃焼装置１では、排水トラップの水位が急激に変化してしまうことがなく、排水トラップの水面に浮いた液体燃料は、連通孔５７から離れた位置で貯留されることとなる。このことにより、液体燃料が第２貯留空間５２側へと排出され難く、ドレン排出系統６から液体燃料が排出され難い構造となっている。このような構造の中和装置１５によると、ドレン排出系統６から排出される液体による環境等への悪影響がない燃焼装置１を提供できるため、望ましい。

上記した実施形態では、トラップ用空間７９内に水位検知用の４つの電極６５を配する構成について説明したが、本発明の中和装置はこれに限るものではない。例えば、水位検知用の電極６５のうち、特定の電極６５のみトラップ用空間７９内に位置する構成であってもよい。例えば、第１貯留空間５１の水位が非常に低下したことを検知するための低水位側検知電極６５ｂと、第１貯留空間５１の水位が非常に高くなってしまったことを検知するためのオーバーフロー電極６５ｄのみがトラップ用空間７９内に位置する構成であってもよい。即ち、安全動作に係る水位検知動作を実施するための電極６５のみがトラップ用空間７９内に位置する構成であってもよい。しかしながら、トラップ用空間７９の容積を大きくするという観点から、トラップ用空間７９の外縁は第１貯留空間５１の内壁に沿うように設けられることが望ましく、それに伴ってすべての電極６５がトラップ用空間７９内に位置することが望ましい。

上記した実施形態では、中和装置１５に長さの異なる４つの電極６５、即ち、長い方から順にグランド電極６５ａ、低水位側検知電極６５ｂ、高水位側検知電極６５ｃ、オーバーフロー電極６５ｄを設けた例について説明したが、本発明の中和装置はこれに限るものではない。グランド電極と低水位側検知電極とは、同じ長さであってもよい。即ち、最も長い電極と他の電極のうちの１つは同じ長さであっても構わない。

上記した実施形態では、中和装置１５の内部空間を区画するように形成された第１仕切壁４５に対し、左右方向に沿って延びる連通孔５７を形成する例を示したが（図５参照）、本発明の中和装置はこれに限るものではない。例えば、図１４、図１５で示されるように、上下方向に沿って延びる縦長の連通孔１５６を並列して形成される連通孔群１５７（連通孔部）を設けてもよい。以下、連通孔群１５７を形成する場合の実施形態について詳細に説明する。

本実施形態では、図１４、図１５で示されるように、複数（本実施形態では２つ）の連通孔群１５７が左右方向に間隔を空けて配されている。そして、これら２つの連通孔群１５７は上下方向の位置が同一となっている。すなわち、一方の連通孔群１５７の下端の高さと他方の連通孔群１５７の下端の高さとが同一となっており、一方の連通孔群１５７の上端の高さと他方の連通孔群１５７の上端の高さとが同一となっている。

また、この連通孔群１５７は、左右方向に間隔を空けて並列する複数（本実施形態では４つ）の連通孔１５６によって形成されている。各連通孔１５６は、開口形状が略縦長長方形であり、上下方向に沿って延びている。この複数の連通孔１５６のそれぞれの下端はいずれも同一の高さとなっており、それぞれの上端もまた同一の高さとなっている。すなわち、連通孔群１５７は、同形の連通孔１５６が列状に配されて形成されている。

この連通孔１５６の幅Ｌ１は、第２貯留空間５２（図４等参照）に充填される中和剤の最小粒径よりも小さくなっている。より具体的には、第２貯留空間５２に充填する中和剤として最小粒径が６ｍｍの炭酸カルシウムを採用する場合、連通孔１５６の幅Ｌ１は、４．０ｍｍ乃至５．０ｍｍとしている。

そして、各連通孔１５６は、図１５で示されるように、下端側の一部が環状壁部２７の下端ｈ１よりも下方に位置しており、上側の多くの部分が環状壁部２７の下端ｈ１よりも上方に位置している。つまり、連通孔１５６の大半の部分は、環状壁部２７の下端ｈ１よりも上方に位置している。

このように、連通孔１５６の上端側の部分が高い位置、すなわち、環状壁部２７の下端ｈ１よりも高い位置に形成されると、連通孔１５６のつまりを確実に防止可能となる。
具体的に説明すると、図１６（ａ）で示されるように、連通孔１５６が上下方向に沿って延びている場合、ドレン導入管６１から第１貯留空間５１へと流入したドレンは、連通孔１５６の上側部分と下側部分のそれぞれから第２貯留空間５２へと流入する。
ここで、中和装置１１５を経年使用すると、図１６（ｂ）で示されるように、内部空間の底部分にすすやゴミ、中和剤の粉等の堆積物１００が溜まってしまうことが考えられる。そして、中和装置１１５の内部に堆積物１００が溜まってしまうと、連通孔１５６の底部分を閉塞してしまう。しかしながら、本実施形態では、連通孔１５６が上下方向に沿って延びており、連通孔１５６の上端が環状壁部２７の下端ｈ１よりも高い位置に形成されている。そのため、連通孔１５６の下方部分が堆積物１００で閉塞されてしまっても、連通孔１５６の上方部分を介して第２貯留空間５２へドレンを流入することができる。すなわち、連通孔１５６の下方が閉塞されただけでは、連通孔１５６の全体が詰まってしまうことのない構造となっている。

また、本実施形態では、図１６で示されるように、環状壁部２７に囲繞されたトラップ用空間７９の下方開放部分を湯水で閉塞して排水トラップを形成している。したがって、排水トラップを形成するための水面Ｄ１が、連通孔１５６の上端ｈ２より低い位置まで低下した場合であっても、排水トラップを形成した状態を維持できる。より具体的には、排水トラップを形成するための水面Ｄ１が環状壁部２７の下端ｈ１より高い位置であれば、排水トラップを形成した状態を維持できる。つまり、本実施形態によると、連通孔１５６の上端ｈ２を環状壁部２７の下端ｈ１より高い位置に形成しても、排水トラップを形成可能な水位の下限（環状壁部２７の下端ｈ１）が変わることはない。別言すると、第１仕切壁４５の高い位置に連通孔１５６を形成しても、排水トラップの最大高さ（蓋部の裏面から環状壁部２７の下端ｈ１までの長さ）が変化することはない。このことにより、本実施形態では、連通孔１５６を高い位置に形成しても、排水トラップの大きさが小さくなることはない。

本実施形態では、仕切壁部に形成される連通孔部として、縦長の連通孔１５６を並列して形成される連通孔群１５７を形成した例を示したが、本発明の連通孔部はこれに限るものではない。例えば、図１７、図１８で示されるように、開口形状が円形の連通孔２５５を上下方向で間隔を空けて並列させることで連通孔列２５６を形成し、この連通孔列２５６を水平方向（左右方向）で間隔を空けて並列させることで連通孔群２５７（連通孔部）を形成してもよい。この場合、図１８で示されるように、連通孔列２５６のうちの少なくとも１つの連通孔２５５が環状壁部２７の下端ｈ１より高い位置に形成されることが望ましい。
つまり、仕切壁部に形成される連通孔部は、１つの連通孔でもよく、複数の連通孔によって形成される連通孔群であってもよい。また、連通孔群を形成する場合、同形の連通孔を並列させてもよく、異なる形状の連通孔を並列させてもよい（図示せず）。連通孔群を形成する連通孔の形状や位置は適宜変更してもよい。少なくとも１つの連通孔、又は少なくとも１つの連通孔の一部が環状壁部２７の下端より上側に位置していればよい。

１ 燃焼装置
５ 二次熱交換器（熱交換器）
１５，１１５ 中和装置
２３ 本体部
２４ 蓋部
２６ 蓋部本体
２７ 環状壁部
４５ 第１仕切壁（仕切壁部）
５１ 第１貯留空間（貯留部）
５２ 第２貯留空間（貯留部）
５３ 第３貯留空間（貯留部）
５４ 第４貯留空間（貯留部）
５５ 第５貯留空間（貯留部）
５７ 連通孔（連通孔部）
６５ 電極（水位検出手段）
７５ ドレン導入孔
７９ トラップ用空間
１５７，２５７ 連通孔群（連通孔部）

Claims (8)

1. バーナと、当該バーナの燃焼動作により生成した燃焼ガスの潜熱を回収する熱交換器を有する燃焼装置に備えられ、前記熱交換器で発生するドレンを中和して外部へ排出するための中和装置であって、
   本体部と蓋部とを有し、
   前記本体部は、少なくとも一部分が開放された箱体であり、内部にドレンを貯留するための貯留部が形成されており、
   前記蓋部は、蓋部本体と環状壁部とを備え、前記本体部に取り付けられて前記本体部の開放された部分を閉塞するものであり、
   前記環状壁部は、前記蓋部が前記本体部を閉塞した状態において、前記蓋部本体から前記貯留部内へと突出するものであり、
   前記蓋部本体には、前記貯留部にドレンを導入するためのドレン導入孔が形成されており、前記ドレン導入孔と、前記環状壁部によって囲繞された空間であるトラップ用空間とが連通しており、
   前記環状壁部の一端を前記貯留部に溜まったドレン等の液体に浸かった状態とすることにより、前記トラップ用空間が前記ドレン導入孔と連続する部分を除いて気密に封止された状態となり、
   前記トラップ用空間の断面積は、前記ドレン導入孔の断面積よりも大きくなっていることを特徴とする中和装置。
2. 前記貯留部に貯留したドレンの水位を検出可能な水位検出手段を有し、当該水位検出手段の少なくとも一部が前記トラップ用空間内に配されることを特徴とする請求項１に記載の中和装置。
3. 前記水位検出手段が検知可能な最低水位は、前記蓋部が前記本体部を閉塞した状態における前記環状壁部の最下端部より高い位置となることを特徴とする請求項２に記載の中和装置。
4. 前記本体部の内部に複数の前記貯留部が形成されるものであり、複数の貯留部の少なくとも１つの貯留部に中和剤が充填されるものであって、
   内部に前記環状壁部が配される貯留部と、内部に中和剤が充填される貯留部とが別途設けられることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の中和装置。
5. 前記環状壁部が前記貯留部内に配された状態において、環状壁部の外周面と、内部に前記環状壁部が配される貯留部の内周面とが接触又はわずかに隙間を空けて近接した状態となることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の中和装置。
6. 内部に前記環状壁部が配される貯留部と、当該貯留部とドレンの流れ方向下流側で隣接する位置に設けられる貯留部との境界部分に仕切壁部が形成されるものであり、
   前記仕切壁部には、２つの貯留部を連通する連通孔部が設けられるものであって、
   前記環状壁部が前記貯留部内に配された状態において、当該連通孔部の少なくとも一部が前記環状壁部の下端より上側に位置していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の中和装置。
7. 前記連通孔部の幅は、少なくとも１つの貯留部に充填される中和剤の最小粒径よりも小さいことを特徴とする請求項６に記載の中和装置。
8. 前記連通孔部が複数設けられることを特徴とする請求項６又は７に記載の中和装置。

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