JP5440863B2 - 中和装置、並びに、熱源機 - Google Patents
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なお、中和装置に使用される中和剤は、炭酸カルシウム等の弱アルカリ性のものが一般的である。そのため、中和装置で強酸のドレンを中和する場合は、十分に時間を掛ける必要がある。
例えば、特許文献1に記載の発明は、ブロー成形により形成された複数の容器部が接合されて形成された貯留容器を備えた構成である。具体的には、貯留容器は、接合された複数の容器部が1つの流路を形成するように直列に配置され、隣接する容器部同士を細い管状の接合部で一体的に接合された構成である。
また、特許文献2に記載の発明は、貯留容器内にドレンの流路を形成するため、別体の仕切板で複数の空間に仕切った構成とされている。
即ち、特許文献1,2に記載の発明は、双方とも、貯留容器内にドレンが導入されてから排出されるまでの実質的な長さを延長して、十分に中和できるための工夫がされている。
この理由には、中和装置を小型化した際に貯留容器の部材厚を薄肉化できないことに関係する。即ち、小型化すると貯留容器の容積が減縮するため、その容積を補うために貯留容器等の部材厚を薄くする必要があるが、特許文献1及び2では、貯留容器の部材厚を薄肉化すると強度が低下される。これは、貯留容器が、筐体を形成する部材のみで成形されているためである。そのため、貯留容器等の部材厚を薄くすると、ドレンが貯留された際に貯留容器の底面が撓み、貯留容器が破壊されてしまう問題が考えられる。
即ち、本発明によれば、中和装置を小型化にした際の容積低下を、貯留容器の部材厚を薄肉化して補うことができるため、ドレンが十分中和できる程度の流路長さを維持できる。これにより、小型化された熱源機に適応できる中和装置を提供できる。
また、連通孔の開口は貯留容器の底面と一定距離離反しているため、中和剤がドレンとの反応により流動体と化して貯留容器の底に蓄積しても、蓄積した中和剤がドレンの流れの妨げとならない。即ち、本発明によれば、貯留容器の底に蓄積された中和剤によって、ドレンが滞留して溢れる心配がない。
また、2つに分割された空間の双方に、中和剤が配される中和部がある。そして、排水部は、主仕切壁と仕切部材により囲繞され、その仕切部材に、排水側中和部に流れたドレンが排水口に至ることができる流入部が設けられているため、中和装置に導入されたドレンは導入側中和部で中和され、さらに排水側中和部でも確実に中和されて排水される。さらに、流入部は、仕切部材の上端側に設けられているため、排水側中和部に底面側から流れ込んだドレンは、仕切部材の上端側に押し上げられるまで排水されることがなくなり、実質的に排水されるまでの時間が延長される。即ち、貯留容器が小型化されても、ドレンが排水されるまでの実質的な流路を延長することができる。
そこで、上記した発明では、貯留容器は、中和装置を熱源機に装着した状態で、底面の位置が鉛直方向に異なる複数段構造であってもよい。
具体的な配置方法として、例えば、中和装置における他の底面壁より鉛直方向に高い位置にある底面壁の下部側に、中和装置に密接し得る機器等を配置させるようにすれば、部材間の配置の取り合い解消される。そして、前記機器が存在しないところから底面壁をできる限り鉛直方向に深い位置に配置させるような構成とすれば、貯留容器の容積を増加でき、ドレンが十分中和できるほどの流路長さを確保することが可能となる。
ここで、前記したように、二次熱交換器25は、燃焼ガスの主に潜熱を回収するため、二次熱交換器25においては、燃焼ガスの温度が一定値以下に低下して、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、そのドレンは、燃焼ガスに晒されることで、燃焼により生成された窒素酸化物が溶け込んで酸性を呈する。即ち、本実施形態では、二次熱交換器25の受熱管に耐腐食性が高いステンレス鋼が採用されている。
即ち、一次熱交換器20の入水口21と、二次熱交換器25の出水口26との間は接続管35によって接続されている。そして、一次熱交換器20の出水口22には、カランや浴槽といったような湯水の供給先に繋がる配管に接続されている。
本実施形態では、仕切壁16として、xz方向に延びる平面に平行な主仕切壁46と、yz方向に延びる平面に平行な深底仕切壁47が設けられている。
本体側導入部51は、蓋部15の蓋側導入部45と同じ位置にあり、蓋側導入部45を通過したドレンが導入される空間である。本体側導入部51は、図6に示すように、円弧部材70により形成されており、本体部13の側面壁50に一体的に接合されている。また、本体側導入部51は、円弧の一部を切り込んだスリット71(図7)を有している。スリット71は、z方向に延びた長方形状の開口であり、本体側導入部51に導入されたドレンは、このスリット71から導入側中和部23に流れる。
そして、堰形成板74は、本体部13の側面壁50と浅底面48と深底仕切壁47の側面に接合されており、第一排水側中和部76と、連通空間83に空間を分割している。
第一排水側中和部76は、中和剤Cが充填され、導入側中和部23を通過したドレンをさらに中和する機能を有する。
そのため、堰形成板74のz方向長さは、主仕切壁46に設けられた連通孔28の水平投影領域を覆う程度である。本実施形態では、堰形成板74のz方向長さは、主仕切壁46のz方向長さの3分の1以下としている。
また、連通空間83は、主仕切壁46における連通孔28の吐出側の空間を確保することができる。即ち、連通空間83は、連通孔28の吐出側が中和剤Cで閉鎖されることを防止する閉鎖防止機能が兼ね備えられている。
排水部59は、排水仕切壁54と本体部13の側面壁50と主仕切壁46に囲繞された空間で、排水仕切壁54に設けられた流入部60からのみ流れ込むことができる。また、排水部59には、底面に排水口59aが設けられており、排水口59aを介して、下流側ドレン配管部材38から排水される。
なお、排水口59aは、図5に示すように、本体部13の外部に突出した排水管部61に連通している。排水管部61は、上記した蓋側導入部45とほぼ同じ形状であり、段部61aとテーパ部61bを有している。即ち、排水管部61は、テーパ部61bにより下流側ドレン配管部材38を装着させやすく、段部61aにより下流側ドレン配管部材38が外れにくい
熱源機1は、例えば、図示しないカラン等が開かれて給湯の要求があると、入水配管34に湯水が流れ、入水配管34の中途に設けられた図示しない流量センサーが流量を検知することにより、燃焼部2が燃焼作動を開始する。そして、その燃焼作動に伴って発生した燃焼ガスは、燃焼ケース5を上方に向けて流れる。そして、その燃焼ガスは、一次熱交換器20が配置された領域に流入し、さらに下流の二次熱交換器25が配置された領域に導入される。そして、二次熱交換器25で熱交換された燃焼ガスは、排気口10から外部に排気される。
一方、初期状態から一定期間が経過すると、貯留容器12内がドレンで満たされる状態となる。即ち、常に一定水位までドレンが貯留された状態となる。本実施形態では、この状態においても、貯留容器12内にドレンが導入されると、上記したドレンの流れが発生し、流入部60に到達したドレンから順番に排水される。
また、本実施形態では、貯留容器12に導入されたドレンを、水平方向の移動に加えて、上下方向に移動させている。
即ち、貯留容器12に導入されたドレンは、導入側中和部23においては主仕切壁46の連通孔28に向かって水平方向に流れ、第一排水側中和部76においては深底面壁49側に向かって下方向に流れて、第二排水側中和部77においては深底仕切壁54の上端側の流入部60に向かって水位を上昇させて、流入部60に到達した分から排水部59から排水されるため、貯留容器12に導入されたドレンは十分時間を掛けて中和される。これらにより、中和装置11を小型化した場合であっても、限られた容積内でドレンを中和させる流路長を確保できる。換言すると、本実施形態によれば、小型化した中和装置11から排水されるドレンは、十分に中和されて排水される。
特に、第二排水側中和部77においては、深底面壁49側から導入されるドレンが水位を上昇させて排水部59に至らせる構成とされているため、ドレンを下方に向けて流すより滞留時間を延長することができる。
例えば、図10に示すように、底面壁を1段構造とし、第二排水側中和部77をさらに複数の空間に分割した本体部91を採用しても構わない。
また、図11に示すように、底面壁を3段構造とした本体部101を採用しても構わない。
7 ドレン排水系統
11 中和装置
12 貯留容器
16 仕切壁
17 浅底室
18 深底室
20 一次熱交換器
23 導入側中和部
25 二次熱交換器
28、66 連通孔
45 蓋側導入部(導入部)
46 主仕切壁(16に含まれる)
47 深底仕切壁(16に含まれる)
48 浅底面壁
49 深底面壁
50 側面壁
51 本体側導入部(導入部)
54 排水仕切壁(仕切部材)
59 排水部
60 流入部
67 切り欠き部
76 第一排水側中和部
77 第二排水側中和部
C 中和剤
Claims (2)
- 湯水又は熱媒体を加熱する熱源機に備えられ、主に燃焼ガスの潜熱を回収する熱交換器で発生するドレンが熱源機内から排出されるドレン排水系統の一部を形成する中和装置であって、
中和装置は、ドレンが貯留される貯留容器を有し、
貯留容器は、貯留容器と一体的に成形された複数の仕切壁を有し、当該仕切壁により複数の空間に分割され、少なくともいずれか1つの前記空間にはドレンを中和する中和剤が配されるものであって、
仕切壁の少なくとも一つには、隣接する空間同士を連通させる連通孔が設けられ、当該仕切壁の1つの側端部と底端部が、中和装置を熱源機に装着した状態で、貯留容器の1つの側面壁と底面壁に接合されると共に、当該仕切壁の他の1つの側端部が、貯留容器の他の1つの側面壁又は他の仕切壁の側面に接合され、
連通孔は、その開口の下端部が貯留容器の底面壁から一定距離離反した位置にあり、
貯留容器に導入されたドレンは、連通孔を通過して隣接する空間に流れるものであり、
少なくとも1つの仕切壁は、中和装置を熱源機に装着した状態で、貯留容器の1対の側面壁及び底面壁に接合された主仕切壁であって、
主仕切壁により分割された空間のうちの1つは、ドレンが導入され一時的に滞留可能な導入部と、導入部よりドレンの流れ方向下流側に位置し中和剤が配される導入側中和部が設けられ、
主仕切壁により分割されたもう一つの空間には、ドレンが排出される排水部と、排水部よりドレンの流れ方向上流側に位置し中和剤が配される排水側中和部が設けられ、
排水部は、主仕切壁と他の仕切部材により囲繞されており、当該他の仕切部材は、上端側に排水部に至る流入部が設けられ、
貯留容器に導入されたドレンは、排水側中和部から流入部に至ることを特徴とする中和装置。 - 燃料を燃焼する燃焼装置と、燃焼装置が作動して生成される燃焼ガスの主に顕熱を回収する一次熱交換器と、当該燃焼ガスの主に潜熱を回収する二次熱交換器と、前記二次熱交換器で発生したドレンを中和する請求項1に記載の中和装置を有し外部に排出するドレン排水系統を備えていることを特徴とする熱源機。
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