JP2015062867A - 中和装置および潜熱回収式熱源機 - Google Patents

Abstract

【課題】酸性のドレンおよびドレンと異なるｐＨを有する雨水の両方を中和して排出することが可能な中和装置およびこれを備える潜熱回収式熱源機を提供する。【解決手段】中和装置１は、潜熱回収式熱源機で発生した酸性のドレンＤおよびドレンＤと異なるｐＨを有する雨水を中和する中和装置である。中和装置１は、平衡ｐＨがアルカリ性である中和剤１５が充填された中和槽１３と、中和槽１３の上流側に配置され、雨水のｐＨをドレンＤのｐＨに近づける貯留槽１１とを備えている。中和装置１は、ドレンＤおよび雨水が中和槽１３および貯留槽１１を通過して中和装置１から排出されるように構成されている。【選択図】図２

Description

本発明は、中和装置および潜熱回収式熱源機に関し、より特定的には、潜熱回収式熱源機で発生した酸性のドレンを中和する中和装置およびこれを備える潜熱回収式熱源機に関する。

熱源機の一例として、熱効率を高めるために燃焼排気ガスの顕熱および潜熱（燃焼排気ガス中の水蒸気が保有している潜熱）を回収する熱交換器を備えたものが実用化されている。この潜熱回収可能な熱交換器を用いた場合、燃焼排気ガス中の水蒸気は潜熱を奪われることにより凝縮して結露するため、熱交換器に多量のドレン（結露水）が発生する。燃焼排気ガス中には窒素酸化物などが含まれるため、これがドレンに溶け込んでドレンは酸性となる。この酸性のドレンを中和するために中和剤が用いられている。

たとえば特開平１１−１９６６２号公報（以下、特許文献１という）には、酸性のドレンを中和する中和装置として、平衡ｐＨがアルカリ性のマグネシウムが充填された処理層の下流側に平衡ｐＨがほぼ中性の炭酸カルシウムが充填された処理層が設けられた中和装置が提案されている。また、たとえば特開昭５８−２２４２５１号公報（以下、特許文献２という）には、酸性のドレンを中和する中和装置として、マグネシウムなどが配置された処理槽とリン酸塩ガラスなどが配置された処理槽とが設けられた中和装置が提案されている。また、特開平７−２５１１８４号公報（以下、特許文献３という）には、有機性排水の処理装置として、強アルカリ性液が配置された槽の下流側に弱アルカリ性液が配置された槽が設けられた処理装置が提案されている。

特開平１１−１９６６２号公報 特開昭５８−２２４２５１号公報 特開平７−２５１１８４号公報

上記特許文献１および２において提案されている中和装置では、熱源機で発生した酸性のドレンを中和して排出することが可能である。しかしこれらの中和装置では、雨水などのドレンと異なるｐＨを有する液体が排気口より装置内に流入した場合、ドレンおよび雨水の両方を中和して排出することが困難である。具体的には、酸性のドレン（ｐＨが約３）よりもｐＨが高い雨水（ｐＨが約５．８）が中和装置を通過するとアルカリ性が強くなり（ｐＨが約１０）、排出基準値（ｐＨ５．８〜８．６）を超えるという問題がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、酸性のドレンおよびドレンと異なるｐＨを有する液体の両方を中和して排出することが可能な中和装置およびこれを備える潜熱回収式熱源機を提供することである。

本発明に従った中和装置は、潜熱回収式熱源機で発生した酸性のドレンおよびドレンと異なるｐＨを有する液体を中和する中和装置である。この中和装置は、中和槽とｐＨ調整槽とを備えている。中和槽には、平衡ｐＨがアルカリ性である中和剤が充填されている。ｐＨ調整槽は、中和槽の上流側または下流側に配置され、上記液体のｐＨをドレンのｐＨに近づける。この中和装置は、ドレンおよび上記液体が中和槽およびｐＨ調整槽を通過して中和装置から排出されるように構成されている。

本発明に従った中和装置では、中和槽に充填された中和剤により酸性のドレンを中性化することができる。これにより、中性化されたドレンを中和装置から排出することができる。またこの中和装置では、中和槽の上流側または下流側に配置されたｐＨ調整槽において上記液体のｐＨをドレンのｐＨに近づけることができる。これにより、中和槽の通過前に上記液体のｐＨをドレンのｐＨに予め近づけておき、その後ドレンおよび上記液体の両方を中和槽において中性化することができる。または、中和槽の通過後に上記液体のｐＨを既に中性化されたドレンのｐＨに近づけることにより、ドレンおよび上記液体の両方を中性化することができる。したがって、本発明に従った中和装置によれば、酸性のドレンおよびドレンと異なるｐＨを有する液体の両方を中和して排出することが可能な中和装置を提供することができる。

上記中和装置において、ｐＨ調整槽は、中和槽の上流側に配置され、液体を酸性化する酸性化剤が充填された酸性化槽により構成されていてもよい。これにより、中和槽の通過前に上記液体を酸性化して上記液体のｐＨをドレンのｐＨに近づけることができる。そして、中和槽にてドレンおよび上記液体の両方を中性化した後に中和装置から排出することができる。

上記中和装置において、酸性化剤は、ゼオライトおよび固体酸の少なくともいずれかを含んでいてもよい。これにより、酸性化剤の充填量をより少なくすることが可能になり、また酸性化剤の寿命をより長くすることができる。

上記中和装置は、取込口と排出口とを有し、酸性化槽の内部に開口した取込口から上方へ延びた後に下方に延びて中和槽の内部に開口した排出口に達してサイフォンを構成する流路部材をさらに備えていてもよい。これにより、酸性化槽から中和槽へ一定量の液体を排出することができる。

上記中和装置において、中和槽は、排出口の下方に位置するとともに貫通孔を有する底面部を有していてもよい。またこの中和装置は、排出口から排出されたドレンおよび上記液体が中和剤の少なくとも一部の表面に沿って下方に流れた後に底面部の貫通孔を通じて底面部の下方へ流れ落ちるように構成されていてもよい。これにより、ドレンおよび上記液体が中和槽内に滞留しないようにすることができる。

上記中和装置において、ｐＨ調整槽は、中和槽よりも下流側に配置され、中和剤によりアルカリ性化された上記液体を中性化する中性化剤が充填された中性化槽から構成されていてもよい。これにより、中和槽の通過後にアルカリ性化された上記液体を中性化して上記液体のｐＨをドレンのｐＨに近づけることができる。そして、中和槽にて既に中性化されたドレンとともに上記液体を中和装置から排出することができる。

上記中和装置において、中性化剤は、硫酸カルシウムを含んでいてもよい。このように中和性能が高い硫酸カルシウムを中性化剤に用いることにより、流下処理により上記液体を中性化することができる。その結果、中和の処理時間をより短縮することができる。

上記中和装置は、中和槽よりも上流側に配置され、ドレンおよび上記液体を貯留する貯留槽と、取込口と排出口とを有し、貯留槽の内部に開口した取込口から上方へ延びた後に下方に延びて中和槽の内部に開口した排出口に達してサイフォンを構成する流路部材をさらに備えていてもよい。これにより、貯留槽から中和槽へ一定量のドレンおよび上記液体を排出することができる。

上記中和装置において、中性化槽は、中和槽側に開口部を有するとともに上記開口部とは反対側に排出部を有していてもよい。またこの中和装置は、上記開口部から中性化槽に供給されたドレンおよび上記液体が排出部より中性化槽から排出されるように構成されていてもよい。これにより、ドレンおよび上記液体が中性化槽内に滞留しないようにすることができる。

本発明に従った潜熱回収式熱源機は、上記本発明に従った中和装置を備えている。したがって、本発明に従った潜熱回収式熱源機によれば、酸性のドレンおよびドレンと異なるｐＨを有する液体の両方を中和して排出することが可能な中和装置を備える潜熱回収式熱源機を提供することができる。

以上の説明から明らかなように、本発明に従った中和装置および潜熱回収式熱源機によれば、酸性のドレンおよびドレンと異なるｐＨを有する液体の両方を中和して排出することが可能な中和装置およびこれを備える潜熱回収式熱源機を提供することができる。

本発明の実施の形態１に係る潜熱回収式熱源機の構成を示す概略図である。 本発明の実施の形態１に係る潜熱回収式熱源機の中和装置の構成を示す概略図である。 貯留槽における雨水のｐＨの時間変化を示すグラフである。 貯留槽におけるドレンのｐＨの時間変化を示すグラフである。 本発明の実施の形態１に係る潜熱回収式熱源機の中和装置においてドレンおよび雨水が中和される様子を示す概略図である。 本発明の実施の形態１に係る潜熱回収式熱源機の中和装置において中和剤が消耗した様子を示す概略図である。 本発明の実施の形態２に係る潜熱回収式熱源機の中和装置の構成を示す概略図である。 流下経路における雨水のｐＨの時間変化を示すグラフである。 本発明の実施の形態２に係る潜熱回収式熱源機の中和装置においてドレンおよび雨水が中和される様子を示す概略図である。 本発明の実施の形態２に係る潜熱回収式熱源機の中和装置において中和剤が消耗した様子を示す概略図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。

（実施の形態１）
はじめに、本発明の一実施の形態である実施の形態１について説明する。まず、本実施形態に係る潜熱回収式熱源機の構成について説明する。図１を参照して、本実施の形態に係る潜熱回収式熱源機は、熱源機で発生したドレンＤを回収し、排出可能に構成されている。潜熱回収式熱源機は、中和装置１と、ドレンタンク２と、水位検知手段７と、ドレン排出ポンプ４と、逆止弁５と、制御部６と、給湯側熱交換器２１と、風呂側熱交換器２２と、ドレン受け２３と、給湯配管２４ａと、給水配管２４ｂと、往き配管２５ａと、戻り配管２５ｂと、燃焼バーナ２６と、送風機２７とを主に有している。

中和装置１は、潜熱回収式熱源機で発生した酸性のドレンＤ（ｐＨが約３）、および排気口などから装置内に流入した雨水（ｐＨが約５．８）などドレンＤと異なるｐＨを有する液体を中和する。中和装置１は、ドレンタンク２およびドレン受け２３に接続されており、ドレン受け２３で受けられた酸性のドレンＤを中和させた後に、ドレンタンク２内に供給できるよう構成されている。また、中和装置１は、装置内に流入した雨水を中和させた後に、ドレンタンク２内に供給できるよう構成されている。中和装置１の詳細な構成については後述する。

ドレンタンク２は、潜熱回収式熱源機で発生したドレンＤを貯留するためのものである。また、ドレンタンク２は、中和装置１から排出された雨水も貯留可能となっている。水位検知手段７は、ドレンタンク２内におけるドレンＤや雨水の水位を検知するためのものである。水位検知手段７は、ドレンタンク２内におけるドレンＤや雨水の水位が少なくとも高位および低位のいずれかにあることを検知可能である。この水位検知手段７は、ドレンタンク２内の低水位（Ｌ：低位）を検知するための電極部Ｌと、高水位（Ｈ：高位）を検知するための電極部Ｈとを有している。

ドレン排出ポンプ４は、ドレンタンク２に貯留されたドレンＤや雨水を機外に排出するためのものである。ドレン排出ポンプ４はドレンタンク２に接続されている。ドレン排出ポンプ４の下流側に逆止弁５が接続されていてもよい。この逆止弁５は、逆止弁５の上流側から下流側へのドレンＤや雨水の流れを許容し、下流側から上流側へのドレンＤや雨水の流れを許容しないよう構成されている。またドレンＤや雨水の排出先は、たとえば浴室防水パンなどの排出部などである。

制御部６は、水位検知手段７、ドレン排出ポンプ４の各々に電気的に接続されている。制御部６は水位検知手段７からのドレンＤや雨水の水位が高位以上であることの信号に基づいて、ドレンＤや雨水の水位が低位であることの信号が入力されるまでドレン排出ポンプ４を駆動するよう制御可能に構成されている。

給湯側熱交換器２１および風呂側熱交換器２２のそれぞれは、潜熱回収型の熱交換器である。潜熱回収型の熱交換器では、従来排出していた熱交換後のガスが二次熱交換器へ通されることで二次熱交換器内の水が予熱される。この過程で燃焼ガスの温度が６０℃程度まで下がることで、燃焼ガス中に含まれる水分が凝縮して潜熱を得ることができる。このため給湯側熱交換器２１は、一次熱交換器２１ａと、二次熱交換器２１ｂとを有している。また風呂側熱交換器２２は、一次熱交換器２２ａと、二次熱交換器２２ｂとを有している。

給湯側熱交換器２１において、一次熱交換器２１ａの一方端と二次熱交換器２１ｂの一方端とは互いに接続されている。一次熱交換器２１ａの他方端には給湯配管２４ａが接続されており、二次熱交換器２１ｂの他方端には給水配管２４ｂが接続されている。一次熱交換器２１ａが二次熱交換器２１ｂよりも燃焼バーナ２６の近くに配置されている。

また風呂側熱交換器２２においても、一次熱交換器２２ａの一方端と二次熱交換器２２ｂの一方端とは互いに接続されている。一次熱交換器２２ａの他方端には往き配管２５ａが接続されており、二次熱交換器２２ｂの他方端には戻り配管２５ｂが接続されている。一次熱交換器２２ａが二次熱交換器２２ｂよりも燃焼バーナ２６の近くに配置されている。

燃焼バーナ２６は、給湯側熱交換器２１および風呂側熱交換器２２との間で熱交換を行なうための燃焼ガスを発生させるためのものである。送風機２７は燃焼バーナ２６に対して燃焼に必要な空気を供給するためのものである。

潜熱回収式の熱交換器では、上記のとおり燃焼ガスの水蒸気を凝縮させる構造上、凝縮した水（ドレン）が発生するためドレンの排水が必要である。このため、ドレン受け２３が、二次熱交換器２１ｂ、２２ｂのそれぞれの下側に配置されている。このドレン受け２３で受けられたドレンＤは、排気ガス中の窒素酸化物などが溶け込んでいるため、酸性となる。この酸性のドレンＤはドレン受け２３から中和装置１に供給される。

次に、本実施の形態に係る中和装置の構成について詳細に説明する。中和装置１は、潜熱回収式熱源機で発生した酸性のドレンＤおよびドレンＤと異なるｐＨを有する雨水（液体）を中和するためのものである。図１および図２を参照して、中和装置１は、貯留槽１１（ｐＨ調整槽、酸性化槽）と、流路部材１２と、中和槽１３と、排出槽１４と、中和剤１５とを備えている。中和装置１は、ドレンＤや雨水が貯留槽１１、中和槽１３および排出槽１４を順に通過して中和装置１から排出されるように構成されている。

貯留槽１１は中和槽１３の上流側に配置されている。貯留槽１１はドレン受け２３から供給された酸性のドレンＤ（ｐＨが約３）や排気口より装置内に流入した雨水（ｐＨが約５．８）を一時的に貯留するためのものである。貯留槽１１は内部の空間にドレンＤや雨水を貯留可能に構成されている。この内部の空間は、たとえば２０ｃｍ^３の容積を有している。

貯留槽１１の内部の空間には酸性化剤１６が充填されている。酸性化剤１６は、図２に示すように複数の粒状の材料から構成されている。酸性化剤１６はゼオライトおよびイオン交換能を有する固体酸剤の少なくともいずれかを含み、ゼオライト（平衡ｐＨが約４）およびイオン交換能を有する固体酸剤のいずれかにより構成されている。本実施の形態では、酸性化剤１６はゼオライトより構成されている。

ここで、貯留槽１１の内部の空間に酸性のドレンＤおよび雨水が貯留された場合のｐＨの変化について説明する。図３は、貯留槽１１の内部に貯留された雨水のｐＨの時間変化を示している（横軸：時間、縦軸：ｐＨ）。また、図４は、貯留槽１１の内部に貯留されたドレンＤのｐＨの時間変化を示している。図３を参照して、雨水は酸性化剤１６により酸性化されて一定時間経過後にｐＨ（約５．８）が酸性化剤１６の平衡ｐＨ（約４．０）にまで近づく。一方、図４を参照して、ドレンＤのｐＨは時間が経過しても大きく変化しない。そのため、貯留槽１１において雨水のｐＨをドレンのｐＨに近づけて、雨水のｐＨとドレンＤのｐＨとの差を小さくすることができる。

流路部材１２は、貯留槽１１から中和槽１３にドレンＤや雨水を排出するためのものである。流路部材１２は、取込口１２ａと排出口１２ｂとを有している。流路部材１２は、取込口１２ａから上方へ延びた後に下方に延びて排出口１２ｂに達してサイフォンを構成する。このため、流路部材１２は、取込口１２ａから貯留槽１１に貯留されたドレンＤや雨水を取り込んで、排出口１２ｂから一定量のドレンＤや雨水を中和槽１３に排出することができる。つまり、流路部材１２は排出口１２ｂから排出されるドレンＤや雨水の流速を一定化することができる。取込口１２ａは貯留槽１１の内部に開口するように配置されており、排出口１２ｂは中和槽１３の内部に開口するように配置されている。つまり、流路部材１２によって貯留槽１１と中和槽１３とは連通している。流路部材１２はサイフォンを構成するものであればよく、たとえば管であってもよく、また成形による流路を有するものであってもよい。この管としては、たとえば円筒状のものであってもよく、矩形状のものであってもよい。また、この成形による流路を有するものとしては、たとえば、板材をプレス成形したり、樹脂成形により形成された凹部が流路を構成するものであってもよい。

中和槽１３は、酸性のドレンＤおよび酸性化された雨水を中和剤１５によって中和するためのものである。中和槽１３は内部の空間に中和剤１５が充填されている。中和槽１３は、内部の空間において、酸性のドレンＤおよび酸性化された雨水が中和剤１５と反応することにより酸性のドレンＤおよび酸性化された雨水を中和するように構成されている。

この中和槽１３は底面部１３ａを有している。この底面部１３ａは貫通孔１３ｂを有している。この底面部１３ａは貫通孔１３ｂから中和剤１５が脱落しないように構成されていればよい。この底面部１３ａはたとえば網で構成されていてもよい。また、この底面部１３ａは排出口１２ｂの下方に配置されている。中和槽１３は、中和剤１５の内部に排出口１２ｂが配置されるように構成されている。

中和剤１５は平衡ｐＨがアルカリ性である。この中和剤１５は中和槽１３内に充填されている。中和剤１５は複数の粒状の材料から構成されていてもよい。この場合、複数の材料の粒径は、たとえば１ｍｍ以上３ｍｍ以下である。これにより、ドレンＤや雨水との接触効率を高めることができる。なお、中和剤１５は繊維状、塊状の材料から構成されていてもよい。また、中和剤１５は、ドレン流路部１５１と、ストック部１５２とを有している。このドレン流路部１５１はドレンＤや雨水と接触して反応するための部分である。このドレン流路部１５１はドレンＤや雨水が流れるように構成されている。このドレン流路部１５１は排出口１２ｂよりも下方に配置されている。

またストック部１５２は中和剤１５を保存するための部分である。このストック部１５２はドレンＤや雨水が流れないように構成されている。このストック部１５２はドレン流路部１５１の上方に配置されており、排出口１２ｂよりも上方に配置されている。したがってストック部１５２はドレンＤおよび雨水と接触しないためドレンＤおよび雨水と反応もしない
中和剤１５には、酸化マグネシウムを用いることができる。中和剤１５に酸化マグネシウムを用いた場合、潜熱回収式熱源機の寿命を考慮して、酸性のドレンＤと反応していない状態（初期状態）において、ドレン流路部１５１はたとえば１２８ｃｍ^３の体積を有しており、ストック部１５２はたとえば１５５ｃｍ^３の体積を有していることが好ましい。すなわち、出力２４号の潜熱回収式熱源機の寿命を１５年と設定すると、その間に発生するドレンの量はたとえば約９０００リットルとなる。このドレンを中和するのに必要な酸化マグネシウムの量は２７０ｇと見積もられる。ドレン流路の容積は１２８ｃｍ^３（幅８ｃｍ×奥行き４ｃｍ×高さ４ｃｍ）に設定しており、また酸化マグネシウムのかさ密度は１．７４ｇ／ｃｍ^３であるため、ドレン流路部１５１の酸化マグネシウムの量は２２２．７ｇとなる。したがって、必要な酸化マグネシウムの量は４９２．７ｇとなり、体積は合計で２８３ｃｍ^３となる。よって、ドレン流路部１５１の体積は１２８ｃｍ^３となり、ストック部１５２の体積は１５５ｃｍ^３となる。また、中和剤１５には、水酸化カルシウム、炭酸マグネシウムなども用いることが可能である。

中和装置１は、排出口１２ｂから排出されたドレンＤおよび雨水が中和剤１５の少なくとも一部の表面に沿って下方に流れた後に底面部１３ａの貫通孔１３ｂを通じて底面部１３ａの下方へ流れ落ちるように構成されている。また、貫通孔１３ｂを通じて底面部１３ａの下方に流れ落ちたドレンＤおよび雨水が中性になるように底面部１３ａと排出口１２ｂとの間に保持された中和剤１５の量が設定されている。

排出槽１４は内部の空間に貫通孔１３ｂから流れ落ちたドレンＤおよび雨水を収容可能に構成されており、またこのドレンＤおよび雨水をドレンタンク２に供給可能に構成されている。

次に、本実施の形態のドレンおよび雨水の排出動作について説明する。まず、ドレンの排出動作について説明する。図１および図５を参照して、潜熱回収式熱源機が運転している場合には、給湯側熱交換器２１および風呂側熱交換器２２で発生しドレン受け２３に受けられたドレンＤが中和装置１に供給される。

中和装置１では、まず貯留槽１１にドレン受け２３から供給された酸性のドレンＤが貯留される。貯留槽１１内においてドレンＤのｐＨ（約３）はほぼ変化しない（図４参照）。

貯留槽１１に貯留されたドレンＤの水位が上昇すると、取込口１２ａから流路部材１２内に酸性のドレンＤが取り込まれ、流路部材１２内を通って排出口１２ｂから排出される。このとき、流路部材１２がサイフォンを構成するため、一定量のドレンＤが排出口１２ｂから排出される。

また排出口１２ｂがドレン流路部１５１の上方に開口しているためドレン流路部１５１の上方から下方に向かってドレンＤが流れる。具体的には、ドレンＤは中和剤１５の表面に沿って下方に流れ、底面部１３ａの貫通孔１３ｂから流れ落ちる。この際、中和剤１５とドレンＤが接触して反応することによって、ドレンＤが中和される。中和剤１５によって中和され、貫通孔１３ｂから流れ落ちたドレンＤは、排出槽１４を経て中和装置１から排出される。このようにして、中性化されたドレンＤ（ｐＨが５．８〜８．６の範囲内）を中和装置１から排出することができる。

次に、雨水の排出動作について説明する。図５を参照して、排気口（図示しない）から流入した雨水が貯留槽１１に貯留される。貯留槽１１において雨水は酸性化剤１６により酸性化され、雨水のｐＨ（約５．８）が酸性化剤１６の平衡ｐＨ（約４）に近づく（図３参照）。その結果、雨水のｐＨがドレンＤのｐＨに近づく。

貯留槽１１に貯留された雨水の水位が上昇すると、取込口１２ａから流路部材１２内に酸性の雨水が取り込まれ、流路部材１２内を通って排出口１２ｂから排出される。このとき、流路部材１２がサイフォンを構成するため、一定量の雨水が排出口１２ｂから排出される。

また排出口１２ｂがドレン流路部１５１の上方に開口しているためドレン流路部１５１の上方から下方に向かって雨水が流れる。具体的には、雨水は中和剤１５の表面に沿って下方に流れ、底面部１３ａの貫通孔１３ｂから流れ落ちる。この際、中和剤１５と雨水が接触して反応することによって、雨水が中和される。中和剤１５によって中和され、貫通孔１３ｂから流れ落ちた雨水は、排出槽１４を経て中和装置１から排出される。このようにして、中性化された雨水（ｐＨ５．８〜８．６の範囲内）を中和装置１から排出することができる。

また、図５および図６を参照して、貯留槽１１に貯留された酸性のドレンＤおよび雨水が流路部材１２内を通って排出口１２ｂから排出されると、ドレン流路部１５１は酸性のドレンＤおよび雨水と反応することにより消耗する。これにより、ドレン流路部１５１にスペースが生じてドレン流路部１５１の体積が減少するが、ドレン流路部１５１の上方に位置するストック部１５２が自重により下方に移動して上記スペースが補填される。このようにして、酸性のドレンＤおよび雨水と接触して反応する部分の中和剤１５が自動的に補充される。これにより、ドレン流路部１５１の量を一定に保つことができるため、ドレンＤおよび雨水とドレン流路部１５１との反応量を一定に保つことができる。

次に、本実施の形態に係る中和装置１の作用効果について説明する。本実施の形態に係る中和装置１では、中和槽１３に充填された中和剤１５により酸性のドレンＤを中性化することができる。これにより、中性化されたドレンＤを中和装置１から排出することができる。またこの中和装置１では、中和槽１３の上流側に配置された貯留槽１１において雨水を酸性化して、雨水のｐＨをドレンＤのｐＨに近づけることができる。これにより、中和槽１３の通過前に雨水のｐＨをドレンＤのｐＨに予め近づけておき、その後ドレンＤおよび雨水の両方を中和槽１３において中性化することができる。したがって、本実施の形態に係る中和装置１によれば、酸性のドレンＤおよびドレンＤと異なるｐＨを有する雨水の両方を中和して排出することができる。そのため、装置側において雨水侵入対策などを施す必要をなくすことができる。

また、本実施の形態では貯留槽１１の内部の空間に酸性化剤１６が配置される場合について説明したが、この酸性化剤１６はドレン受け２３に配置されていてもよいし、ドレン受け２３よりもさらに上流の雨水と接触する箇所に配置されていてもよいし、またこれらの配置箇所（貯留槽１１、ドレン受け２３および上記接触する箇所）のうちの複数の箇所に配置されていてもよい。また、ゼオライトから構成されたイオン交換能を有する酸性化剤１６は雨水との反応により酸性化能が消費されるが、ドレンＤと反応することによりこれを回復させることができる。

（実施の形態２）
次に、本発明の他の実施の形態である実施の形態２について説明する。本実施の形態に係る潜熱回収式熱源機は、基本的には上記実施の形態１に係る潜熱回収式熱源機（図１）と同様の構成を備え、同様に動作する。しかし、本実施の形態に係る潜熱回収式熱源機は、中和装置の構成において上記実施の形態１の場合とは異なっている。

図７を参照して、本実施の形態に係る中和装置３は基本的には上記中和装置１と同様の構成を有しており、貯留槽３１と、流路部材３２と、中和槽３３と、排出槽３４と、中和剤３５（ドレン流路部３５１およびストック部３５２）とを主に有している。また、中和装置３は、上記構成に加えて中和槽３３および排出槽３４よりも下流側に配置される流下経路３７（中性化槽、ｐＨ調整槽）をさらに備えている。

図１および図７を参照して、貯留槽３１は中和槽３３よりも上流側に配置されている。貯留槽３１はドレン受け２３から供給された酸性のドレンＤおよび装置内に流入した雨水を一時的に貯留するためのものである。

流路部材３２は、取込口３２ａと排出口３２ｂとを有している。流路部材３２は、貯留槽３１の内部に開口した取込口３２ａから上方へ延びた後に下方に延びて中和槽３３の内部に開口した排出口３２ｂに達してサイフォンを構成する。

中和槽３３は内部の空間に中和剤３５が充填されている。この中和槽３３は底面部３３ａを有している。この底面部３３ａは貫通孔３３ｂを有している。

排出槽３４は内部の空間に貫通孔３３ｂから流れ落ちたドレンＤおよび雨水を収容可能に構成されており、またこのドレンＤおよび雨水を流下経路３７に供給可能に構成されている。

流下経路３７は、中和槽３３および排出槽３４よりも下流側に配置され、中性化剤３６が充填されている。中性化剤３６は硫酸カルシウムを含み、好ましくは硫酸カルシウムから構成されている。

ここで、中和剤３５により中性化されたドレンＤおよびアルカリ性化された雨水が流下経路３７を通過した場合のｐＨの変化について説明する。図８は、アルカリ性化された雨水が流下経路３７を通過した場合のｐＨの時間変化を示している（横軸：時間、縦軸：ｐＨ）。図８を参照して、雨水は流下経路３７に充填された中性化剤３６により中性化されて、ｐＨが中性域になる。一方、中和剤３５により既に中性化されたドレンＤは、流下経路３７を通過してもｐＨは中性域のままとなる。そのため、流下経路３７において雨水のｐＨをドレンＤのｐＨに近づけて、雨水のｐＨとドレンＤのｐＨとの差を小さくすることができる。

図７を参照して、流下経路３７は中和槽３３側に開口部３７ａを有する。この流下経路３７は開口部３７ａとは反対側に排出部３７ｂを有する。流下経路３７は開口部３７ａからドレンＤや雨水が供給されて排出部３７ｂから排出されるように構成されている。これにより、ドレンＤや雨水を流下経路３７において滞留させることなく排出することができる。

次に、本実施の形態のドレンおよび雨水の排出動作について説明する。まず、ドレンの排出動作について説明する。図１および図９を参照して、潜熱回収式熱源機が運転している場合には、給湯側熱交換器２１および風呂側熱交換器２２で発生しドレン受け２３に受けられたドレンＤが中和装置３に供給される。

貯留槽３１に貯留された酸性のドレンＤは取込口３２ａから取り込まれ、流路部材３２内を通って排出口３２ｂから中和槽３３内に排出される。そして、ドレン流路部３５１の上方から下方に向かってドレンＤが流れる。この際、中和剤３５とドレンＤとが接触して反応することによって、ドレンＤのｐＨが中性域（５．８〜８．６の範囲内）になる。

中和剤３５と反応したドレンＤは、排出槽３４を経て流下経路３７に供給される。ドレンＤはｐＨが上記中性域に維持された状態で中和装置３から排出される。

次に、雨水の排出動作について説明する。図９を参照して、排気口（図示しない）から流入した雨水が貯留槽３１に貯留される。貯留槽３１に貯留された雨水の水位が上昇すると、取込口３２ａから流路部材３２内に酸性の雨水が取り込まれ、流路部材３２内を通って排出口３２ｂから排出される。このとき、流路部材３２がサイフォンを構成するため、一定量の雨水が排出口３２ｂから排出される。

また排出口３２ｂがドレン流路部３５１の上方に開口しているためドレン流路部３５１の上方から下方に向かって雨水が流れる。具体的には、雨水は中和剤３５の表面に沿って下方に流れ、底面部３３ａの貫通孔３３ｂから流れ落ちる。この際、中和剤３５と雨水が接触して反応することによって、雨水のｐＨが約１０になる。

中和剤３５によってアルカリ性化され、貫通孔３３ｂから流れ落ちた雨水は、排出槽３４を経て流下経路３７に供給される。雨水は流下経路３７に充填された中性化剤３６により中性化されてｐＨが中性域（５．８〜８．６の範囲内）になる。そして、中性化された雨水が中和装置３から排出される。

また、図９および図１０を参照して、貯留槽３１に貯留された酸性のドレンＤおよび雨水が流路部材３２内を通って排出口３２ｂから排出されると、ドレン流路部３５１は酸性のドレンＤおよび雨水と反応することにより消耗する。これにより、ドレン流路部３５１にスペースが生じてドレン流路部３５１の体積が減少するが、ドレン流路部３５１の上方に位置するストック部３５２が自重により下方に移動して上記スペースが補填される。このようにして、酸性のドレンＤおよび雨水と接触して反応する部分の中和剤３５が自動的に補充される。これにより、ドレン流路部３５１の量を一定に保つことができるため、ドレンＤおよび雨水とドレン流路部３５１との反応量を一定に保つことができる。

次に、本実施の形態に係る中和装置３の作用効果について説明する。
本実施の形態に係る中和装置３では、中和槽３３に充填された中和剤３５により酸性のドレンＤを中性化することができる。これにより、中性化されたドレンＤを中和装置３から排出することができる。またこの中和装置３では、中和槽３３の下流側に配置された流下経路３７において雨水のｐＨをドレンＤのｐＨに近づけることができる。これにより、中和槽３３の通過後に雨水のｐＨを既に中性化されたドレンＤのｐＨに近づけ、その後ドレンＤおよび雨水の両方を中性化して排出することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の中和装置および潜熱回収式熱源機は、潜熱回収式熱源機で発生した酸性のドレンを中和する中和装置およびこれを備える潜熱回収式熱源機において、特に有利に適用され得る。

１，３ 中和装置、２ ドレンタンク、４ ドレン排出ポンプ、５ 逆止弁、６ 制御部、７ 水位検知手段、１１，３１ 貯留槽、１２，３２ 流路部材、１２ａ，３２ａ 取込口、１２ｂ，３２ｂ 排出口、１３，３３ 中和槽、１３ａ，３３ａ 底面部、１３ｂ，３３ｂ 貫通孔、１４，３４ 排出槽、１５，３５ 中和剤、１６ 酸性化剤、２１ 給湯側熱交換器、２１ａ，２２ａ 一次熱交換器、２１ｂ，２２ｂ 二次熱交換器、２２ 風呂側熱交換器、２３ ドレン受け、２４ａ 給湯配管、２４ｂ 給水配管、２５ａ 往き配管、２５ｂ 戻り配管、２６ 燃焼バーナ、２７ 送風機、３６ 中性化剤、３７ 流下経路、３７ａ 開口部、３７ｂ 排出部、１５１，３５１ ドレン流路部、１５２，３５２ ストック部、Ｄ ドレン、Ｈ，Ｌ 電極部。

Claims (10)

1. 潜熱回収式熱源機で発生した酸性のドレンおよび前記ドレンと異なるｐＨを有する液体を中和する中和装置であって、
   平衡ｐＨがアルカリ性である中和剤が充填された中和槽と、
   前記中和槽の上流側または下流側に配置され、前記液体のｐＨを前記ドレンのｐＨに近づけるｐＨ調整槽とを備え、
   前記ドレンおよび前記液体が前記中和槽および前記ｐＨ調整槽を通過して前記中和装置から排出されるように構成されている、中和装置。
2. 前記ｐＨ調整槽は、前記中和槽の上流側に配置され、前記液体を酸性化する酸性化剤が充填された酸性化槽により構成されている、請求項１に記載の中和装置。
3. 前記酸性化剤は、ゼオライトおよび固体酸の少なくともいずれかを含む、請求項２に記載の中和装置。
4. 取込口と排出口とを有し、前記酸性化槽の内部に開口した前記取込口から上方へ延びた後に下方に延びて前記中和槽の内部に開口した前記排出口に達してサイフォンを構成する流路部材をさらに備える、請求項２または３に記載の中和装置。
5. 前記中和槽は、前記排出口の下方に位置するとともに貫通孔を有する底面部を有し、
   前記排出口から排出された前記ドレンおよび前記液体が前記中和剤の少なくとも一部の表面に沿って下方に流れた後に前記底面部の前記貫通孔を通じて前記底面部の下方へ流れ落ちるように構成されている、請求項４に記載の中和装置。
6. 前記ｐＨ調整槽は、前記中和槽よりも下流側に配置され、前記中和剤によりアルカリ性化された前記液体を中性化する中性化剤が充填された中性化槽から構成されている、請求項１に記載の中和装置。
7. 前記中性化剤は、硫酸カルシウムを含む、請求項６に記載の中和装置。
8. 前記中和槽よりも上流側に配置され、前記ドレンおよび前記液体を貯留する貯留槽と、
   取込口と排出口とを有し、前記貯留槽の内部に開口した前記取込口から上方へ延びた後に下方に延びて前記中和槽の内部に開口した前記排出口に達してサイフォンを構成する流路部材をさらに備える、請求項６または７に記載の中和装置。
9. 前記中性化槽は、前記中和槽側に開口部を有するとともに前記開口部とは反対側に排出部を有し、
   前記開口部から前記中性化槽に供給された前記ドレンおよび前記液体が前記排出部より前記中性化槽から排出されるように構成されている、請求項６〜８のいずれか１項に記載の中和装置。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の中和装置を備える、潜熱回収式熱源機。

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