JP5612919B2 - 中和器及び熱源装置 - Google Patents

Description

本発明は、二次熱交換器等、燃焼ガスの潜熱を回収する際に生じるドレン処理に用いられる中和器に関し、例えば、中和剤を用いた中和器、その中和器をドレン処理に用いた熱源装置に関する。

一次熱交換器で顕熱を熱交換した燃焼ガスの潜熱を二次熱交換器で熱交換すると、ドレンが発生する。このドレンは、排気ガスの成分が溶け込んでいるため、強酸性を呈する。このため、その排水処理には中和処理が施され、ドレン排水路には中和剤が装填された中和器が設置される。

このようなドレンの中和処理に関し、中和剤を用いた中和器が知られ（特許文献１）、また、中和器の機能低下や機能停止に関し、センサにより間接的又は直接的に監視することが知られている（特許文献２）。

特開２００１−２４１６４９公報 特開２００１−３３６８３６公報

ところで、中和器では装填された中和剤にドレンを通過させ、排水させる構造が一般的である。斯かる構造の中和器ではドレンが滞留するため、器内に砂やごみ、空気中の微生物等の異物が入り、中和剤中に侵入すると、砂、ごみ、微生物による滞留層を生成させ、この滞留層が通水機能を妨げる。このような滞留層は中和剤に目詰まり状態を生じさせるため、中和剤に対するドレンの滲み込みを阻み、中和機能を低下させ、中和器の排水機能を低下させる。

また、滞留層がドレンの滲み込みを妨げると、中和器内のドレン収容量を低下させ、ドレンの水位を上昇させる。このため、中和器のドレンが異常レベルとなり、ドレンが溢れ出すという不都合がある。また、ドレンレベルを監視している中和器にあっては、異常アラームを頻発させる不都合もある。

そこで、本発明の目的は、斯かる課題に鑑み、ドレンの中和機能や排水機能の低下を防止することにある。

上記目的を達成するため、本発明の中和器は、ドレンを中和する中和器であって、中和剤が装填され、ドレンを入れる容器部と、前記中和剤に差し込まれ、前記ドレンを通過させる排水フィルタ部とを備え、前記排水フィルタ部は、前記容器部中に前記中和剤と分離された空間部を形成する筐体と、前記筐体に形成されて前記ドレンを通過させる複数の通水孔部と、前記筐体の前記空間部を外気に通じさせる通気孔部とを備える。

上記中和器において、好ましくは、更に、前記排水フィルタ部を前記容器部中の前記中和剤中に支持させる支持部材とを備えてもよい。

上記中和器において、好ましくは、更に、前記排水フィルタ部を前記容器部に着脱させる着脱機構部とを備えてもよい。

上記中和器において、好ましくは、前記筐体は、ヒンジ部で連結された第１の筐体部及び第２の筐体部を備え、これら第１及び第２の筐体部を開閉可能にしてもよい。

上記目的を達成するため、本発明の熱源装置は、ドレンを中和する中和器を備える熱源装置であって、前記中和器が、中和剤が装填されてドレンを入れる容器と、前記中和剤に差し込まれて前記ドレンを通過させる排水フィルタ部とを備え、前記排水フィルタ部は、前記容器部中に前記中和剤と分離された空間部を形成する筐体と、前記筐体に形成されて前記ドレンを通過させる複数の通水孔部と、前記筐体の前記空間部を外気に通じさせる通気孔部とを備える。

上記熱源装置において、好ましくは、前記中和器の構成を備えてもよい。

本発明の中和器又は熱源装置は、次の何れかの効果が得られる。

(1) 中和剤中に差し込まれた排水フィルタ部により、ドレンの通水路が形成され、ドレンを中和剤に接触させ、中和機能を維持することができる。

(2) ごみや異物の侵入で滞留層が形成されても、ドレンの通過機能が維持されるので、ドレンの排出機能の低下を抑制できる。

(3) ドレン排出性能を維持でき、ドレンの溢れ出しや、異常水位のアラーム発生を抑制できる。

第１の実施の形態に係る中和器の一例を示す断面図である。 中和器の蓋部を示す図である。 排水フィルタ部の機能を示す図である。 排水フィルタ部の機能を示す図である。 排水フィルタ部を示す図である。 開いた排水フィルタ部を示す図である。 排水フィルタ部の開閉機構を示す図である。 排水フィルタ部の支持及び着脱機構の一例を示す図である。 第２の実施の形態に係る給湯装置の一例を示す図である。 排水フィルタ部の変形例を示す図である。

〔第１の実施の形態〕

第１の実施の形態について、図１及び図２を参照する。図１は排水フィルタ部を備える中和器の一例を示し、図２は蓋部を示している。

この中和器２は、本発明の中和器の一例であって、例えば、熱交換で発生したドレン４を中和する手段であり、図１に示すように、ドレン４を入れる容器部６に排水フィルタ部８を備えている。

容器部６は、合成樹脂やステンレス等の耐酸性材料で形成され、例えば、有底角筒状容器である。この容器部６は上部開口側に蓋部１０（図２）を備えるとともに、容器部６を二分する隔壁１２を備えている。蓋部１０は、容器部６に着脱可能に取り付けられている。

隔壁１２は容器部６を二分する分離手段であって、容器部６は隔壁１２を以て第１室１４と第２室１６とに分離されている。隔壁１２の上縁は蓋部１０に当接されており、蓋部１０の内側に形成される気室も二分している。隔壁１２は、容器部６の底部まで到達しておらず、隔壁１２の下縁と容器部６の底部との間で第１室１４から第２室１６にドレン４が移動する。

容器部６の第１室１４及び第２室１６には中和剤が装填され、この実施の形態では、寒水石２０が装填され、この寒水石２０は第１室１４及び第２室１６の上部まで装填されている。

第１室１４側にはドレン導入口２２が形成され、第２室１６側にはドレン排出口２４が形成されているとともに、排水部２６が形成されている。ドレン導入口２２は容器部６を閉塞する蓋部１０に形成され、このドレン導入口２２には図示しない二次熱交換器からドレン４を導くドレンホース２８が接続されている。ドレン排出口２４は第２室１６から溢水するドレン４を排出する手段であって、このドレン排出口２４にはドレンホース３０が接続されている。ドレン導入口２２から第１室１４側に導入されたドレン４は寒水石２０の間を抜け、矢印Ｘで示すように第２室１６に流れ込み、第２室１６からドレン排出口２４へ流出する。

排水部２６には排水栓３２が設けられ、この排水栓３２を開けることにより、ドレン４を排水させることも可能である。

排水フィルタ部８は、容器部６に導入されるドレン４の排水機能を支援する手段であって、第１室１４側の寒水石２０中に差し込まれている。この排水フィルタ部８は中空体であって、その空間部３４が第１室１４側の寒水石２０の上層から下層に至る広範囲で排水空間（又は通水空間）を形成し、ドレン４の移動を支援する。また、排水フィルタ部８にはスリット状である複数の通水孔部３６が形成されており、この通水孔部３６は寒水石２０の進入を阻止するとともに、ドレン４を選択的に空間部３４に導くことができる。

蓋部１０は、容器部６の上部開口部を塞ぐ手段であって、容器部６と同様に合成樹脂やステンレス等の耐酸性材料で形成されている。この蓋部１０は、レベルセンサ３８を備えるとともに、図２に示すように、固定手段の一例である複数のねじ４０を用いて容器部６に固定されている。レベルセンサ３８は第１室１４側に設置され、このレベルセンサ３８は２つの電極４２、４４を備えている。各電極４２、４４間にドレン４が到達して接触し、ドレン４が電極４２、４４間を短絡すれば、容器部６内のドレンレベルを表す出力が得られる。

次に、排水フィルタ部８の排水機能について、図３及び図４を参照する。図３は排水フィルタ部の水平断面方向から見た排水状態を示し、図４は排水フィルタ部の垂直断面方向から見た排水状態を示している。

寒水石２０の層中に設置された排水フィルタ部８は、寒水石２０の層中に排水フィルタ部８の空間部３４が排水経路を形成する。図３に示すように、第１室１４に導入されたドレン４は排水フィルタ部８の空間部３４から通水孔部３６を通して寒水石２０側に流れ出る。

排水フィルタ部８の空間部３４にあるドレン４は、図４に矢印で示すように、寒水石２０の上層部から下層部の広範囲に亘って流れ、第１室１４に導入されたドレン４を第１室１４に滞留させることなく、第２室１６に導くことができる。

このように排水フィルタ部８によって排水機能が支援されるので、容器部６に侵入した砂、ごみ、微生物による滞留層が生成されても、その滞留層を排水フィルタ部８がバイパスするので、中和器２の中和機能、通水機能又は排水機能の低下を防止できる。

次に、排水フィルタ部８について、図５、図６及び図７を参照する。図５は排水フィルタ部の正面及び側面を示し、図６は開いた排水フィルタ部を示し、図７は排水フィルタ部の開閉機構を示している。

この排水フィルタ部８は、図５及び図６に示すように、円筒状の筐体４６を備え、この筐体４６は、容器部６中にある寒水石２０の層中に排水空間となる空間部３４を形成する手段である。筐体４６は、例えば、ステンレスの一体成形により形成すればよい。この筐体４６には、複数の通水孔部３６が形成され、各通水孔部３６は長径状であり、この開口幅Ｗ、開口長さＬ（図６）は、寒水石２０の大きさより小さく設定され、寒水石２０の空間部３４への侵入を阻止するとともに、ドレン４を空間部３４に導くフィルタ機能を備えている。

筐体４６は、第１の筐体部４８と、第２の筐体部５０とをヒンジ部５２で開閉可能に連結したものであり、筐体部４８、５０は着脱機構５４を備えている。この実施の形態では、筐体部４８は係合枠部５６を備え、筐体部５０は係合枠部５６に挿入されて固定される係合爪部５８を備えている。

また、筐体４６の上端部には通気孔部６０が形成され、この通気孔部６０の形状は、例えば、図７に示すように、十字形である。この通気孔部６０は、空間部３４を外気に通じさせる手段である。この通気孔部６０に対向する筐体４６の下端部には同形状の通水孔部６２が形成されている。この通水孔部６２も既述の通水孔部３６と同様に、ドレン４を通流させるための手段である。

このような排水フィルタ部８では、図７の（Ａ）に示すように、２つの筐体部４８、５０を連結させて維持させ、図７の（Ｂ）に示すように、両者を向かい合わせて接合し、係合枠部５６に係合爪部５８を挿入してロックさせ、単一の筐体４６に形成することができる。これにより、排水フィルタ部８が得られる。

また、係合枠部５６と係合爪部５８との結合を解除すれば、図７の（Ａ）に示す状態となり、２つの筐体部４８、５０に分離させることができる。これにより、断面半円状の各筐体部４８、５０に形成された空間部３４に生成される残留物や、その内壁面の付着物を洗浄することができる。

次に、排水フィルタ部８の支持及び着脱構造について、図８を参照する。図８は排水フィルタ部の支持及び着脱構造の一例を示している。

排水フィルタ部８の各筐体部４８、５０（図５）と、容器部６との間には、排水フィルタ部８の支持及び着脱機構６４が備えられている。排水フィルタ部８の筐体４６（図５）には、筐体４６の軸方向と直交方向に突出する一対の支持アーム６６が形成されている。容器部６の内壁部には、図８に示すように、各支持アーム６６を着脱させ且つ支持させる手段として複数の着脱溝部６８が形成されている。

斯かる構成によれば、着脱溝部６８を選択して支持アーム６６を係合させることにより、排水フィルタ部８の取付位置を変更できるとともに、排水フィルタ部８を着脱可能に着脱溝部６８に支持、固定することができる。そして、排水フィルタ部８の支持アーム６６に対応して着脱溝部６８の溝幅を設定すれば、着脱溝部６８により垂直又は所望の角度に設定することができる。

この実施の形態では着脱溝部６８を垂直方向に設置しているが、所定の角度を設定することにより、排水フィルタ部８に角度を設定することもできる。

上記実施の形態の効果を以下に列挙する。

(1) 中和剤中に差し込まれた排水フィルタ部８により、ドレン４の通水路が形成され、ドレンを中和剤に接触させ、中和機能を維持、助長することができる。

(2) ごみや異物の侵入で滞留層が形成されても、排水フィルタ部８の空間部３４でドレン４の通過機能が維持されるので、ドレン４の排出機能の低下を抑制できる。また、排水機能を高めることができる。

〔第２の実施の形態〕

第２の実施の形態について、図９を参照する。図９は排水フィルタ部を備える中和器を用いた給湯装置の一例を示している。図９において、図１と同一部分には同一符号を付してある。

この給湯装置７０は、熱源装置の一例であって、既述の中和器２を備えている。一次熱交換器７２ではバーナ７４で発生した燃焼ガス７６の顕熱を上水Ｗに熱交換し、二次熱交換器７８では一次熱交換後の燃焼ガス７６の潜熱を熱交換する。この二次熱交換で発生したドレン４は、ドレン受け８０に集水され、ドレンホース２８から中和器２に導かれ、中和される。中和されたドレン４は、ドレン排水口２４からドレンホース３０に導かれ、排出される。中和器２には既述の排水フィルタ部８を備えており、既述の排水機能が得られる。

このような中和器２を用いれば、給湯装置７０のように、二次熱交換器７８を備える高効率の熱交換を行うシステムにおいて、ドレン４の排出機能が維持され、信頼性の高い給湯機能を維持することができる。

この実施の形態においては、中和器２にあるレベルセンサ３８の検出出力を制御装置８２に入力して異常判定を行い、異常レベルを検出した場合には、浴室リモコン８４や台所リモコン８６にある表示部や音声発生部にアラームを生じさせてもよい。

このような場合にも、ドレン排出性能の低下を防止し且つ維持できるので、ドレン４の異常な溢れ出しや、異常水位のアラーム発生を抑制できる。

〔他の実施の形態〕

(1) 他の実施の形態について、図１０を参照する。図１０は排水フィルタ部の変形例を示している。図１０において、図１、図７と同一部分には同一符号を付してある。

上記実施の形態では、円柱状の排水フィルタ部８を例示したが、図１０の（Ａ）に示すように、角筒状でもよく、図１０の（Ｂ）に示すように、断面長円形でもよい。

上記実施の形態では、排水フィルタ部８に支持アーム部６６を備えているが、図１０の（Ｃ）に示すように、支持アーム部６６を備えていない構成としてもよい。

(2) 上記実施の形態では、燃焼ガスの熱交換で発生するドレンを例示したが、燃焼ガスに限定されるものではなく、排熱回収の際に発生するドレンの中和に広く利用することができる。

(3) 上記実施の形態では、中和器２の容器部６に隔壁１２で形成した第１室１４側に排水フィルタ部８を設置しているが、第２室１６側に設置してもよく、また、第１室１４及び第２室１６の双方に設置してもよい。また、第１室１４の排水フィルタ部８は、複数であってもよい。第２室１６についても同様である。

(4) 上記実施の形態の着脱機構６４では、排水フィルタ部８の筐体４６側に支持アーム６６を取り付けているが、容器部６の内壁部から支持アームを突出させ、これに対応する着脱溝部を排水フィルタ部８の筐体４６側に設け、この筐体４６側の着脱溝部に容器部６から突出させた支持アームを以て排水フィルタ部８を着脱させ、支持する構成であってもよい。

(5) 上記実施の形態では、中和剤として寒水石２０を例示しているが、他の中和材であってもよい。

〔実験結果〕

中和器２の排水フィルタ部８による排水性能の維持について、実験を行った。この実験は、ドレン４の通過し易さの確認であり、その確認方法は中和器２に水をそそぎ、あふれが発生する量を測定している。

確認結果として、排水フィルタ部８の設置前では、０．４２〔リットル／分〕、排水フィルタ部８の設置後では、０．６１〔リットル／分〕が得られた。

排水フィルタ部８を設置することにより、ドレン４が通過し易くなったことが確認できた。なお、最大ドレン発生量は約０．０７〔リットル／分〕である。

詰り難くなったことの確認として、小麦粉を流し込むことにより、中和器２を疑似的に詰まらせ、その状態において、排水フィルタ部８の設置前後の効果確認を行った。

排水フィルタ部８の設置前では、小麦粉が１５〔ｍｍ〕の厚さになったところ、詰りが発生し、排水フィルタ部８の設置後では、同量の小麦粉を流し込み、排水性能が得られた。その状態での排水量は、０．１３〔リットル／分〕であった。

排水フィルタ部８を設置した場合、小麦粉の厚さが１５〔ｍｍ〕では０．１３〔リットル／分〕の排水が可能であることが確認でき、２５〔ｍｍ〕の厚さで詰りの発生があった。斯かる実験により、排水フィルタ部８を設置すれば、詰りの発生を抑制でき、排水機能を維持できることが確認された。

以上説明したように、本発明の最も好ましい実施の形態等について説明したが、本発明は、上記記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載され、又は明細書に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能であることは勿論であり、斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。

本発明は、中和器の排水機能や中和機能の低下を防止する技術であって、二次熱交換等の潜熱を熱交換する際に発生するドレンの中和に広く利用できる。

２ 中和器
４ ドレン
６ 容器部
８ 排水フィルタ部
３４ 空間部
３６ 通水孔部
４６ 筐体
５４ 着脱機構
６０ 通気孔部
６４ 支持及び着脱機構
６６ 支持アーム
６８ 着脱溝部
７０ 給湯装置

Claims (6)

1. ドレンを中和する中和器であって、
   中和剤が装填され、ドレンを入れる容器部と、
   前記中和剤に差し込まれ、前記ドレンを通過させる排水フィルタ部と、
   を備え、
   前記排水フィルタ部は、前記容器部中に前記中和剤と分離された空間部を形成する筐体と、前記筐体に形成されて前記ドレンを通過させる複数の通水孔部と、前記筐体の前記空間部を外気に通じさせる通気孔部とを備えることを特徴とする中和器。
2. 更に、前記排水フィルタ部を前記容器部中の前記中和剤中に支持させる支持部材と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の中和器。
3. 更に、前記排水フィルタ部を前記容器部に着脱させる着脱機構部と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の中和器。
4. 前記筐体は、ヒンジ部で連結された第１の筐体部及び第２の筐体部を備え、これら第１及び第２の筐体部を開閉可能にしたことを特徴とする請求項１に記載の中和器。
5. ドレンを中和する中和器を備える熱源装置であって、
   前記中和器が、中和剤が装填されてドレンを入れる容器と、前記中和剤に差し込まれて前記ドレンを通過させる排水フィルタ部とを備え、
   前記排水フィルタ部は、前記容器部中に前記中和剤と分離された空間部を形成する筐体と、前記筐体に形成されて前記ドレンを通過させる複数の通水孔部と、前記筐体の前記空間部を外気に通じさせる通気孔部とを備えることを特徴とする熱源装置。
6. 前記中和器が請求項２、３又は４に記載の中和器であることを特徴とする請求項５に記載の熱源装置。

Images