JP4701755B2 - 凝縮水中和器およびこれを備えた給湯装置 - Google Patents

Description

本発明は、燃焼ガスの温度が露点以下となることにより発生する酸性の凝縮水を中和剤を用いて中和処理するための凝縮水中和器、およびこれを備えた給湯装置に関する。

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、その配管に腐食などが生じる他、水質汚染などの環境悪化を招く。

そこで、従来においては、中和剤を内部に収容した中和器を給湯装置に組み付けて、給湯装置において発生した凝縮水を前記中和器を利用して中和させる手段が用いられている（たとえば、特許文献１，２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、前記従来技術においては、次に述べるような問題点が生じていた。

すなわち、前記中和器は、合成樹脂製などの容器内に、粒状の中和剤が充填された構造を有しており、前記容器には、中和剤によって中和処理された凝縮水を容器外部に排出させるための排出口が形成されている。前記中和剤としては、たとえば粒状の炭酸カルシウムが用いられる。このような構造の中和器においては、前記中和剤が前記排出口に入り込むことを防止することが望まれる。中和剤が排出口に入り込むと、排出口に詰まりを生じて凝縮水のスムーズな排出が困難となり、また多くの中和剤が外部に流出することも好ましくないからである。とくに、排出口にポンプを配管接続し、このポンプによって凝縮水を強制排出させるようにした場合、中和剤の流出は、ポンプを故障させる原因にもなる。

これに対し、従来では、そのようなことを簡易な構造により適切に防止し得る手段は提案されていないのが実情であった。従来においては、中和剤が排出口に詰まることを防止するための手段として、容器の中和剤収容部分と排出口との間の部分に、凝縮水を通過させるためのスリットを形成したものがある。このスリットの開口幅は、中和剤のサイズよりも小寸法とされており、本来ならば、中和剤は前記スリットを通過しないはずである。ところが、前記中和剤は、容器内に投入される際の衝撃などに起因して割れや欠けを生じ、そのサイズが前記スリットの開口幅よりも小さくなる場合がある。また、前記中和剤は、中和器が長期間使用されて酸性の凝縮水との接触頻度が多くなるにしたがって徐々に痩せていくため、このことに起因して前記スリットの開口幅よりも小さくなる場合もある。従来においては、このような事態が生じると、中和剤がスリットを通過し、凝縮水と一緒に排出口に入り込む問題を生じていた。また、中和剤が排出口に入り込む現象は、中和器を使用しているときに限らず、運搬中の振動などに起因して生じる場合もあった。

なお、従来においては、たとえば特許文献３に記載された中和器もある。同文献に記載された中和器は、サイフォン管を備えており、中和器内に貯留された凝縮水をサイフォンの原理を利用して外部に排出させるようにしたものである。このサイフォン管の上端開口部は、中和器の底部と比較すると、かなり高い位置にあるために、この上端開口部に対しては中和剤が進入し難くなる。ところが、このような手段において、サイフォンの原理を利用して凝縮水の排出を行なわせるには、容器内に貯留される凝縮水の水位をサイフォン管の上端高さ以上まで上昇させる必要がある。また、中和器内部を略完全な気密状態に維持することも要求される。したがって、前記手段を採用して凝縮水の排出を適切に行なわせるためには、中和器の設計、製作に際して、かなり多くの制約を受けることとなり、前記手段を簡易に採用することは難しい。そして、前記手段では、排出口に相当するサイフォン管の上端開口部が非常に高い高さにあるために、たとえば気密性が悪いなどの理由からサイフォン原理がうまく作用しない場合には、容器内の凝縮水を外部に排出することが全くできなくなる。

特開２００１−３３６８２６号公報 特開２００３−３２０３８０号公報 特開平９−２６２８５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、凝縮水の中和処理に利用される中和剤が凝縮水用の排出口に入り込んで詰まりを生じるといった不具合を適切に解消することが可能な凝縮水中和器、およびこれを備えた給湯装置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凝縮水中和器は、燃焼ガスの温度低下によって発生する凝縮水が内部に導入され、かつ前記凝縮水を中和するための粒状の中和剤が収容された中和剤収容室を内部に形成している容器と、この容器に設けられており、かつ前記中和剤収容室を通過した凝縮水を前記容器の外部に排出させるための排出口と、前記中和剤収容室の凝縮水流れ方向終端に位置する終端壁の下部寄りに設けられている凝縮水通過用のスリットと、このスリットを通過した凝縮水が流入するように前記中和剤収容室よりも凝縮水流れ方向下流部分に形成され、かつ前記排出口が連通して設けられている補助室と、を備えている、凝縮水中和器であって、前記補助室のうち、前記排出口よりも凝縮水流れ方向上流に設けられ、かつ前記中和剤が前記スリットを通過して前記補助室の上流部分の底部上に流入したときにこの中和剤が前記底部から前記排出口に向けて移動することを抑制するように、前記底部から上向きに起立している起立壁部をさらに備え、この起立壁部は、前記底部から前記補助室の上壁部にわたって形成されて、前記補助室は、前記終端壁寄りの第１空間部と、この第１空間部よりも凝縮水流れ方向下流の第２空間部とに仕切られており、前記起立壁部には、前記中和剤の通過を抑制しつつ、前記第１空間部から前記第２空間部への凝縮水の通過を可能とし、かつ下端が前記終端壁のスリットの上端よりも高い高さとされた追加のスリットが設けられ、前記終端壁のうち、前記終端壁のスリットよりも高い位置には、前記補助室と前記中和剤収容室とを連通させる連通孔が設けられ、前記中和剤収容室の凝縮水が前記終端壁のスリットを通過して前記第１空間部に流れ込む際には前記第１空間部の空気が前記連通孔を通過して前記中和剤収容室に流入し、かつ前記終端壁のスリット形成箇所が凍結したときには、前記中和剤収容室の凝縮水を前記連通孔に通過させて前記補助室の第１空間部および第２空間部に順次流入させることが可能な構成とされていることを特徴としている。

このような構成によれば、容器の中和剤収容室に収容されている中和剤が、その中和剤収容室の終端壁のスリットを通過して、補助室の上流部分の底部上に流入したとしても、この補助室には、前記底部から上向きに起立した起立壁部が設けられており、この起立壁部が前記中和剤をそれ以上下流側に流れないようにする作用を発揮することとなる。中和剤としては、たとえば炭酸カルシウムが使用されるが、この炭酸カルシウムは凝縮水よりも比重が大きいために、この中和剤が補助室内に流入した凝縮水の水面に浮くなどして前記起立壁部を容易に越えることもない。このように、本発明によれば、仮に中和剤が中和剤収容室の終端壁のスリットを通過したとしても、この中和剤が起立壁部の下流側に移動することは適切に抑制され、排出口に向けて進行しないようにすることができる。その結果、中和剤に割れや欠けが発生した場合、あるいは長期使用により中和剤が痩せてそのサイズが小さくなった場合などであっても、これら中和剤が排出口に入り込んで詰まりを生じたり、あるいは外部に排出されるといった不具合を生じないようにすることが可能となる。
さらに、本発明によれば、次のような効果も得られる。
中和剤が中和剤収容室の終端壁のスリットを通過すると、この中和剤は補助室の第１空間部に流入することとなるが、この中和剤は、起立壁部に設けられている追加のスリットを通過しない限りは、それよりも下流の第２空間部内には進行せず、かつ排出口に向けて進行しないこととなる。したがって、排出口に中和剤が入り込む可能性をより少なくすることができる。
中和剤が終端壁のスリットの上端近傍を通過した場合であっても、前記追加のスリットの下端はそれよりも高い位置にあるため、前記中和剤は前記追加のスリットの形成箇所に到達し難い。したがって、中和剤が追加のスリットを通過することをより確実に防止することが可能となる。
容器の中和剤収容室から補助室に凝縮水が流れる際に、前記連通孔を利用して前記補助室内の空気を中和剤収容室に流入させることができる。このようにすると、補助室内が完全に気密状態にされている場合とは異なり、補助室への凝縮水の流入がスムーズに行なわれ、凝縮水の排出処理もスムーズとなる。また、この凝縮水中和器が寒冷地において使用されているときには、中和剤収容室内の底部に残存している凝縮水が凍結し、かつこの凍結状態のまま凝縮水中和器が使用される場合がある。このような場合において、前記凍結部分が前記連通孔よりも下方領域であれば、中和剤収容室内の凝縮水を前記連通孔から補助室に流出させることが可能となる。このように、前記連通孔については、凍結時における凝縮水流通口として機能させることもできる。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記追加のスリットは、前記終端壁のスリットよりも開口幅が小さくされている。ここで、前記開口幅とは、スリットの短手方向の開口幅の意である。

このような構成によれば、中和剤が終端壁のスリットの開口幅よりも小さいサイズであって、この終端壁のスリットを通過したとしても、その下流に位置する追加のスリットは、その開口幅がさらに小さくなっているために、前記中和剤はこの追加のスリットを通過し難くなる。したがって、排出口に中和剤が入り込むことがより徹底的に防止される。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記容器は、ブロー成形品であり、かつ前記終端壁および前記起立壁部は、ともに前記容器の互いに対向する一対の側壁部の一部分どうしを接近させるように屈曲させていることによって形成されており、それら一部分どうしの間に隙間を形成することによって前記終端壁のスリットおよび前記追加のスリットが形成されている。

ブロー成型の手法を用いて容器を製造すれば、その製造コストを廉価にするのに好適となり、前記構成によれば、そのような効果が得られる。また、前記構成によれば、そのようなブロー成型の手法を用いながらも、スリットを備えた終端壁、および追加のスリットを有する起立壁部のそれぞれを容易かつ適切に形成することが可能である。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記補助室は、前記排出口にポンプを備えた配管が接続され、かつ前記ポンプによって凝縮水の流れが止められているときに、この補助室に流入してきた凝縮水を貯留可能であり、かつこの貯留された凝縮水の液面レベル検出手段を備えている。

このような構成によれば、中和処理を終えた凝縮水が補助室に一定量貯留されると、これが前記液面レベル検出手段により検出されてポンプが駆動し、前記凝縮水が強制排出されるといった構造が実現可能となる。この場合、ポンプは間欠運転されることとなるため、ポンプを連続運転させる場合と比較すると、その寿命をかなり長くすることができる。

本発明の第２の側面により提供される給湯装置は、燃焼器と、この燃焼器によって発生された燃焼ガスとの熱交換を行なうための水管を有する熱交換器と、前記熱交換により発生する凝縮水を中和するための凝縮水中和器と、を備えている、給湯装置であって、前記凝縮水中和器として、本発明の第１の側面により提供される凝縮水中和器が用いられていることを特徴としている。

このような構成によれば、本発明の第１の側面により提供される凝縮水中和器について述べたのと同様な効果が得られる。

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、本発明に係る凝縮水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、本実施形態の凝縮水中和器Ａは、中和剤１を収容した容器２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、２つの凝縮水用の導入口２１を有するヘッダ部Ｈ、中和剤収容室２２、補助室２３、この補助室２３に取り付けられた液面検出器５１、および補助室２３に連通して設けられた凝縮水用の排出口２４を備えている。

ヘッダ部Ｈは、容器２の上部に設けられており、その上壁部４０には２つの筒状部２１ａが起立形成されている。各筒状部２１ａの開口が、凝縮水の導入口２１である。２つの導入口２１は、後述するように、給湯装置Ｂの２箇所で発生された凝縮水をこの容器２内に導くのに利用される。筒状部２１ａは、凝縮水を供給してくるパイプを嵌合させて接続するのに利用される。凝縮水が各導入口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容器２内を一定の経路で流通し、その過程において中和され、最終的に排出口２４から容器２の外部に排出される。

ヘッダ部Ｈには、凝縮水の液面の異常上昇を検出するための一対の電極５０も設けられている。これらの電極５０は、たとえばステンレス製のネジ体をヘッダ部Ｈの上壁部４０にねじ込むことにより設けられており、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。これら一対の電極５０は、容器２内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５に対する中和剤１の衝突を回避して、電極５の保護を図ることもできる。

図１に示すように、中和剤収容室２２は、上下２段に形成されている。上段部２２ａは、前記したヘッダ部Ｈに連設されており、その上部には中和剤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内には、適当な高さの２つの仕切部４４ａ，４４ｂが設けられている。仕切部４４ａは、その下端と上段部２２ａの底壁部４５ａとの間、およびその上端と上壁部４５ｂとの間に、それぞれ隙間を形成するように設けられている。仕切部４４ｂは、仕切部４４ａよりも凝縮水流れ方向下流において底壁部４５ａから上向きに起立している。ヘッダ部Ｈから矢印Ｎ１に示す下向きに進行した凝縮水は、その後矢印Ｎ２，Ｎ３に示すように、仕切部４４ａの下方の隙間を通過した後に、仕切部４４ｂの上端を越えてから上段部２２ａの終端領域２２０に進むようになっている。

中和剤収容室２２の下段部２２ｂは、上段部２２ａの終端領域２２０の下部に繋がっており、この終端領域２２０から斜め下方に向けて延びている。補助室２３は、下段部２２ｂに繋がり、かつ上段部２２ｂの下方に位置するように設けられている。ただし、本実施形態では、図２によく表われているように、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有効に利用して、この凝縮水中和器Ａを効率良く配置することが可能となる。もちろん、オフセットの寸法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できる。

容器２の下段部分には、中和剤収容室２２の凝縮水流れ方向終端を規定する終端壁２６が設けられている。この終端壁２６は、容器２の底部２７ａから上方に起立しており、その下部寄り領域には、凝縮水を通過させるためのスリット２８Ａが形成されている。図３（ａ），（ｂ）に示すように、終端壁２６は、容器２の下段部分において容器２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、そのように互いに接近している部分２５b'が接触しないように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および後述する連通孔２９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。ただし、この中和剤１は、割れ、欠け、消耗などを生じることにより、スリット２８Ａを通過する場合がある。

終端壁２６の最上部には、連通孔２９が形成されている。この連通孔２９は、後述するように、凝縮水の排出をスムーズにするなどの役割を果たすものであり、スリット２８Ａと同様な手法により形成されている。また、この連通孔２９は、その開口幅がスリット２８Ａの開口幅ｓ１と略同一、またはそれよりも小さくされており、中和剤１が通過困難なサイズである。

補助室２３は、起立壁部４６によって第１空間部２３ａと第２空間部２３ｂとに仕切られている。起立壁部４６は、終端壁２６とは間隔を隔てるようにして容器２の底部２７ａから上向きに起立し、その上端は補助室２３の上壁部２３０に繋がっている。この起立壁部４６と終端壁２６との間の部分が第１空間部２３ａであり、この起立壁部４６よりも凝縮水流れ方向下流側（図１の左方）が第２空間部２３ｂである。凝縮水の排出口２４は、この第２空間部２３ｂの底部に形成されている。なお、起立壁部４６の下部寄り領域や、底部２７ａのうち中和剤収容室２２の直下部分には、補助排出口４９ａ，４９ｂが設けられているが、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。通常時においては、これら補助排出口４９ａ，４９ｂから凝縮水の排出はなされず、それらの先端部、またはそれらに接続された配管の先端部分は、閉じられている。これらが開かれるのは稀である。このようなことから、排出口２４とは異なり、それら補助排出口４９ａ，４９ｂについては、中和剤１の詰まりを防止するための手段は設けられておらす、また設けられていなくてもさほど大きな不具合は生じ難い。

起立壁部４６の上部寄りの位置には、スリット２８Ｂが形成されている。このスリット２８Ｂは、本発明でいう追加のスリットの一例に相当し、このスリット２８Ｂおよび起立壁部４６の形成方法は、前述したスリット２８Ａおよび終端壁２６と同様である。すなわち、図３に示すように、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、中和剤１の通過がより困難となっている。開口幅ｓ２は、このスリット２８Ｂの上下方向の全長域において一定である。また、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。この構造も、後述するように、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。

液面検出器５１は、第２空間部２３ｂに設けられている。この液面検出器５１は、長さが相違する一対の電極５１ａ，５１ｂと、これらの上端を支持するベース部材５１ｃとを備えており、一対の電極５１ａ，５１ｂは、第２空間部２３ｂの上部の開口孔４７から下向きに差し込まれている。ベース部材５１は、開口孔４７を塞ぐようにして容器２の外面部分に取り付けられている。図面には示されていないが、この液面検出器５１には、凝縮水に対して直接または間接的に導電接続されたアース用電極がさらに設けられており、電極５１ａ，５１ｂが補助室２３内に貯留された凝縮水に浸漬すると、それら電極５１ａ，５１ｂには電流が流れるようになっている。電極５１ａ，５１ｂの先端高さには、高低差Ｌ４が設けられており、電極５１ａは高位液面レベルを、また電極５１ｂは低位液面レベルをそれぞれ検出するためのものである。これらの液面レベル検出の信号は、後述するように、凝縮水の強制排出を行なうポンプＰの駆動制御を行なうのに利用される。

図４は、前記した凝縮水中和器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、２つの給湯装置本体部９（９Ａ，９Ｂ）を備えている。給湯装置本体部９（９Ａ）は、たとえば台所や浴室などへの給湯を行なういわゆる一般給湯用であるのに対し、給湯装置本体部９（９Ｂ）は、たとえば床暖房に利用されるものである。これら給湯装置本体部９Ａ，９Ｂの基本構造は共通しており、各給湯装置本体部９は、上部に排気口９９を有する缶体９０内の下部に設けられた燃焼器９１と、この燃焼器９１の下方から燃焼用空気を上向きに送り込む送風ブロア９２と、水管９３ａを有する熱交換器９３と、これら全体を覆う外装ケース９４とを備えている。燃焼器９１は、都市ガスや灯油などの気体または液体の燃料を燃焼させて燃焼ガスを発生させるものである。熱交換器９３は、前記燃焼ガスから顕熱を回収可能な１次熱交換部９３Ａと、前記燃焼ガスから潜熱を回収可能な２次熱交換部９３Ｂとを有している。水管９３ａの入水口９３０に供給された水は、２次熱交換部９３Ｂおよび１次熱交換部９３Ａを通過して加熱された後に出湯口９３１から所定の給湯先に供給される。２次熱交換部９３Ｂの下方には、潜熱回収に伴って発生する凝縮水を受ける受け部材９５が設けられている。

凝縮水中和器Ａは、２つの給湯装置本体部９と同様に、外装ケース９４内の適当な箇所に配されて取り付けられており、この凝縮水中和器Ａの一対の導入口２１と２つの受け部材９５の排出口とは２本の配管９６ａを介して接続されている。凝縮水中和器Ａの排出口２４には、配管９６ｂを介してポンプＰおよび逆止弁９７が接続されており、凝縮水中和器Ａによって中和処理された凝縮水は、ポンプＰの駆動により配管９６ｂを介して外装ケース９４の外部に強制的に排出されるようになっている。この凝縮水は、たとえば浴室の排水用トラップに送られる。

次に、前記した凝縮水中和器Ａおよび給湯装置Ｂの作用について説明する。

まず、２つの給湯装置本体部９の２次熱交換部９３Ｂにおいて発生した酸性の凝縮水は、受け部材９５によって受けられてから配管９６ａを介して凝縮水中和器Ａの２つの導入口２１にそれぞれ導かれ、容器２内に流入する。次いで、この凝縮水は、中和剤収容室２２の上段部２２ａを、図１の矢印Ｎ１〜Ｎ３で示した経路で流通し、この上段部２２ａの終端領域２２０に到達する。その際、凝縮水は上下方向に蛇行するため、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。その後、凝縮水は、矢印Ｎ４のように終端領域２２０から中和剤収容室２２の下段部２２ｂに流れ込む。このように、中和剤収容室２２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、中和剤収容室２２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厚みを小さくした場合であっても、中和剤収容室２２の容積を大きくして中和剤１の充填量を多くすることができる。また、中和剤収容室２２内における凝縮水の流路長も長くとることができる。したがって、容器２の全体の厚みを薄くしながらも、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ような用途に最適となる。

凝縮水は、中和剤収容室２２の下段部２２ｂに流れ込んだ後には、矢印Ｎ５に示すようにスリット２８Ａを通過し、補助室２３の第１空間部２３ａに流れ込む。本実施形態とは異なり、たとえば図５に示すように、スリット２８Ａが終端壁２６の高さ方向の全長域にわたって形成されているような場合には、凝縮水が底部２７ａに到達する以前に、矢印Ｎａに示すとおりスリット２８Ａの上部を通過して第１空間部２３ａに流れ込む現象を生じる。これでは、下段部２２ｂの底部２７ａ近くの中和剤１を利用した中和処理が十分になされない。これに対し、本実施形態では、スリット２８Ａが終端壁２６の下部寄りの一部分のみに設けられているために、凝縮水はスリット２８Ａを通過する前に下段部２３ａの底部２７ａまで到達する。したがって、凝縮水の中和処理が効率良く行なわれる。

補助室２３の第１空間部２３ａに流入した凝縮水は、その後その水位がスリット２８Ｂの下端を超えると、矢印Ｎ６に示すとおり、このスリット２８Ｂを通過して第２空間部２３ｂに流入し、排出口２４に向かう。ただし、ポンプＰは、通常時は運転オフ状態にあり、排出口２４から凝縮水が排出されることは阻止されている。このため、第２空間部２３ｂ内には凝縮水が貯留されていく。そして、その液面が、電極５１ａの先端高さまで上昇すると、これが液面検出器５１を利用して検出されることにより、ポンプＰの駆動が開始されて、凝縮水が排出口２４から外部に強制的に排出される。その後、凝縮水の液面レベルが電極５１ｂの先端高さまで下降すると、やはりその旨が液面検出器５１を利用して検出され、その時点でポンプＰの駆動が停止される。したがって、ポンプＰを利用した凝縮水の排出は、補助室２３内に凝縮水が一定量貯留する都度、間欠的に行なわれることとなる。ポンプＰを連続運転させた場合にはその寿命が短くなり易いが、本実施形態のようにポンプＰを間欠運転させれば、その寿命を長くすることが可能である。また、凝縮水の液面レベルが電極５１ａの先端高さに貯留される場合、この凝縮水は、補助室２３の第２空間部２３ｂに加えて、第１空間部２３ａ、および中和剤収容室２２の一部にも同一液面レベルで貯留されることとなり、その貯留量は多い。このように貯留量を多くすると、ポンプＰの１回の運転によって排出される凝縮水の量も多くなるため、ポンプＰの間欠運転回数を少なくし、その使用寿命を長くするのにより好適となる。

一方、中和剤１は、容器２内に投入された際の衝撃や、その後の運搬時の衝撃などによって割れや欠けを生じ、またこの凝縮水中和器Ａが長期使用されて痩せることなどに起因して、そのサイズが小さくなる場合がある。このような中和剤１は、スリット２８Ａを通過して補助室２３の第１空間部２３ａに流入する虞れがある。これに対し、中和剤１が第１空間部２３ａよりもさらに下流に進行することは、起立壁部４６によって適切に阻まれる。中和剤１は、スリット２８Ｂを通過すると、第２空間部２３ｂに進行することとなるが、このスリット２８Ｂは、スリット２８Ａよりも開口幅が小さいために、仮にスリット２８Ａを通過した中和剤１であっても、スリット２８Ｂよりも大きなサイズの中和剤１についてはその通過は阻止される。また、スリット２８Ｂは、スリット２８Ａの上端よりも高い位置に形成されており、スリット２８Ａを通過した中和剤１は、第１空間部２３ａにおいて上方に浮き上がらない限りは、スリット２８Ｂの形成箇所に到達しない。これに対し、炭酸カルシウムの中和剤１は、凝縮水よりも比重が大きい。したがって、中和剤１がスリット２８Ｂを通過して第２空間部２３ｂに流入することは、より確実に防止される。その結果、中和剤１が排出口２４に流れ込まないようにし、またポンプＰが中和剤１の進入に起因して故障するといったことも適切に回避される。

凝縮水が、中和剤収容室２２の下段部２２ｂからスリット２８Ａを通過して第１空間部２３ａに流れ込む際には、これとは反対に、第１空間部２３ａ内の空気が連通孔２９を通過して下段部２２ｂ内に流入する。このようにすれば、第１空間部２３ａのいわゆるエア抜き作用により、中和剤収容室２２から第１空間部２３ａ内への凝縮水の流入が円滑となる。排出口２４にポンプＰや逆止弁９７が設けられていると、補助室２３内が気密状態となって、凝縮水が中和剤収容室２２から補助室２３に流入し難くなる虞れがあるが、前記構成によれば、そのような虞れが適切に解消される。連通孔２９は、電極５１ａの先端部よりも高い高さに形成されており、容器２内に貯留される凝縮水がこの連通孔２９を塞ぐ前のタイミングでポンプＰが駆動して凝縮水の強制排出がなされるようになっているために、通常の適正な使用状態時において、連通孔２９が凝縮水中に浸漬して前記したエア抜き作用が得られなくなるといったこともない。

また、給湯装置Ｂを寒冷地に設置しているような場合には、容器２内に残留している凝縮水が凍結する場合がある。この場合、スリット２８Ａの形成箇所あるいはその近傍部分が凍結していると、凝縮水がこのスリット２８Ａを通過しないために、本来ならば、凝縮水を外部に排出することは困難である。ところが、本実施形態においては、連通孔２９およびその近傍部分が凍結していなければ、中和剤収容室２２内の凝縮水はこの連通孔２９を通過して補助室２３に流入することとなる。したがって、前記したような凍結があったときであっても、この凝縮水中和器Ａを適切に使用することが可能であり、便利である。

以上述べたように、本実施形態の凝縮水中和器Ａにおいては、中和剤１が排出口２４に入り込むことは、スリット２８Ｂを備えた起立壁部４６の作用により適切に防止され、ポンプＰに中和剤１が流入して故障するといった事故も生じないようにすることができる。また、排出口２４に中和剤１が詰まって、凝縮水の排出が困難になるといったことも防止される。排出口２４への中和剤１の詰まり防止効果は、この凝縮水中和器Ａの通常の使用時のみならず、運搬時においても得られる。すなわち、運搬時の容器２の揺れなどに起因して、中和剤１が中和剤収容室２２から排出口２４まで移動するといったことも適切に防止される。その一方、容器２はブロー成形品であり、２つのスリット２８Ａ，２８Ｂや、これを備えた終端壁２６や起立壁部４６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ができる利点も得られる。

図６〜図９は、凝縮水中和器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６に示す構成においては、容器２の底部２７ａから上方に起立する起立壁部４６が形成されている。ただし、この起立壁部４６は、前記実施形態とは異なり、補助室２３の下流寄りの底部２７ｂの高さしかなく、補助室２３を２つの空間部に仕切る構成にはなっていない。もちろん、起立壁部４６には、スリット２８Ｂに相当するスリットも形成されていない。本実施形態においては、中和剤１がスリット２８Ａを通過して補助室２３の底部上に流れてきた場合に、この中和剤１がそれ以上下流に流れることは、起立壁部４６によってやはり適切に阻止される。中和剤１がこの起立壁部４６を越えると、排出口２４に進入することとなるが、従来技術と比較すると、排出口２４に中和剤１が入り込み難くなる。

図７に示す構成においては、容器２の中和剤収容室２２が上下２段に形成されていない。中和剤収容室２２は、たとえばその内部を第１領域２２ｃと第２領域２２ｄとに仕切る仕切り部４４を備え、この仕切り部４４を利用して凝縮水を上下方向に蛇行させるように形成されている。補助室２３は、この中和剤収容室２２の横にこれと略同一高さのサイズで連設されており、その基本的な構成は、図１〜図３で示した補助室２３と同様となっている。

図８に示す構成においては、補助室２３が、中和剤収容室２２よりもかなり小サイズに形成されている。ただし、その基本的な構成は、図１〜図３で示した補助室２３と同様となっている。

図９に示す構成においては、容器２の上部に設けられた導入口２１に凝縮水が導入されると、この凝縮水は、中和剤収容室２２内をその上部から下方に向けて進行し、そのままこの中和剤収容室２２の底部のスリット２８Ａを通過するようになっている。中和剤収容室２２の下方には、スリット２８Ａを通過した凝縮水が貯留される補助室２３が設けられており、この補助室２３は、やはり図１〜図３で示した補助室２３の構成と同様であり、スリット２８Ｂを有する起立壁部４６を備えている。

これら図７〜図９に示すいずれの実施形態においても、排出口２４に中和剤１が入り込むことを適切に防止することができる。本発明では、図７に示したように、容器２の中和剤収容室２２を上下２段にしなくてもよく、また図８に示したように、補助室２３は中和剤収容室２２に比較してかなり小サイズに形成することも可能であり、その具体的なサイズは限定されない。

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

本発明に係る凝縮水中和器では、ポンプを利用して凝縮水を強制排出しなくてもよく、凝縮水を排出口から自然排出させるようにしてもよい。この場合には、ポンプの運転制御を行なうための液面検出器は不要である。また、補助室に凝縮水を貯留させる必要もないため、補助室の容積をさほど大きくする必要もない。

凝縮水の導入口は、２つではなく、１つとすることもでき、また３以上に増やすこともできる。また、導入口は、容器に筒状部を形成することにより設けられている必要もなく、たとえば容器の壁部に孔が開けられただけの簡易な構成とすることもできる。これは、凝縮水の排出口についても同様である。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。本発明に係る凝縮水中和器は、燃焼ガスの温度低下により発生する凝縮水を中和処理する用途であれば種々の用途に用いることが可能であり、たとえば給湯装置とは異なる燃焼装置に組み込んで使用することもできる。

本発明に係る給湯装置は、前記したように、２つの給湯装置本体を備えたものとして構成されていなくてもよい。また、瞬間式給湯器以外として、風呂給湯、床暖房用の給湯、あるいは融雪用の給湯など、種々の給湯装置として構成することができる。もちろん、図４に示した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して構成するといったことも可能である。

本発明に係る凝縮水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。 図１の凝縮水中和器を備えた給湯装置の一例を模式的に示す説明図である。 凝縮水中和器の他の例を示す要部断面図である。 凝縮水中和器の他の例を示す要部断面図である。 凝縮水中和器の他の例を示す概略説明図である。 凝縮水中和器の他の例を示す概略説明図である。 凝縮水中和器の他の例を示す概略説明図である。

符号の説明

Ａ 凝縮水中和器
Ｂ 給湯装置
１ 中和剤
２ 容器
２１ 導入口
２２ 中和剤収容室
２３ 補助室
２４ 排出口
２３ａ 第１空間部（補助室の）
２３ｂ 第２空間部（補助室の）
２６ 終端壁
２７ａ 底部
２８Ｂ スリット（追加のスリット）
２９ 連通孔
９１ 燃焼器
９３ 熱交換器

Claims (5)

1. 燃焼ガスの温度低下によって発生する凝縮水が内部に導入され、かつ前記凝縮水を中和するための粒状の中和剤が収容された中和剤収容室を内部に形成している容器と、
   この容器に設けられており、かつ前記中和剤収容室を通過した凝縮水を前記容器の外部に排出させるための排出口と、
   前記中和剤収容室の凝縮水流れ方向終端に位置する終端壁の下部寄りに設けられている凝縮水通過用のスリットと、
   このスリットを通過した凝縮水が流入するように前記中和剤収容室よりも凝縮水流れ方向下流部分に形成され、かつ前記排出口が連通して設けられている補助室と、
   を備えている、凝縮水中和器であって、
   前記補助室のうち、前記排出口よりも凝縮水流れ方向上流に設けられ、かつ前記中和剤が前記スリットを通過して前記補助室の上流部分の底部上に流入したときにこの中和剤が前記底部から前記排出口に向けて移動することを抑制するように、前記底部から上向きに起立している起立壁部をさらに備え、
   この起立壁部は、前記底部から前記補助室の上壁部にわたって形成されて、前記補助室は、前記終端壁寄りの第１空間部と、この第１空間部よりも凝縮水流れ方向下流の第２空間部とに仕切られており、
   前記起立壁部には、前記中和剤の通過を抑制しつつ、前記第１空間部から前記第２空間部への凝縮水の通過を可能とし、かつ下端が前記終端壁のスリットの上端よりも高い高さとされた追加のスリットが設けられ、
   前記終端壁のうち、前記終端壁のスリットよりも高い位置には、前記補助室と前記中和剤収容室とを連通させる連通孔が設けられ、前記中和剤収容室の凝縮水が前記終端壁のスリットを通過して前記第１空間部に流れ込む際には前記第１空間部の空気が前記連通孔を通過して前記中和剤収容室に流入し、かつ前記終端壁のスリット形成箇所が凍結したときには、前記中和剤収容室の凝縮水を前記連通孔に通過させて前記補助室の第１空間部および第２空間部に順次流入させることが可能な構成とされていることを特徴とする、凝縮水中和器。
2. 前記追加のスリットは、前記終端壁のスリットよりも開口幅が小さくされている、請求項１に記載の凝縮水中和器。
3. 前記容器は、ブロー成形品であり、かつ前記終端壁および前記起立壁部は、ともに前記容器の互いに対向する一対の側壁部の一部分どうしを接近させるように屈曲させていることによって形成されており、それら一部分どうしの間に隙間を形成することによって前記終端壁のスリットおよび前記追加のスリットが形成されている、請求項１または２に記載の凝縮水中和器。
4. 前記補助室は、前記排出口にポンプを備えた配管が接続され、かつ前記ポンプによって凝縮水の流れが止められているときに、この補助室に流入してきた凝縮水を貯留可能であり、かつこの貯留された凝縮水の液面レベル検出手段を備えている、請求項１ないし３のいずれかに記載の凝縮水中和器。
5. 燃焼器と、この燃焼器によって発生された燃焼ガスとの熱交換を行なうための水管を有する熱交換器と、前記熱交換により発生する凝縮水を中和するための凝縮水中和器と、を備えている、給湯装置であって、
   前記凝縮水中和器として、請求項１ないし４のいずれかに記載の凝縮水中和器が用いられていることを特徴とする、給湯装置。

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