JP7160713B2 - ドレン中和器 - Google Patents

Description

本発明は、潜熱回収型給湯機に組み込まれるドレン中和器に関するものである。

従来例として、熱交換器で発生した強酸性のドレンの中和処理を行うドレン中和器において、その容器内の水位の異常な上昇を検知するための水位検知用の満水電極を備えたものが知られている。このドレン中和器では、給湯器の制御部へ繋がる一対の満水電極が容器内の上部に並設されており、ドレン排出経路の凍結や詰まり等によって容器内の水位がこれら両満水電極の配設部にまで達し、その下端が共にドレンに浸漬すると、電気的に導通するようになっている。（例えば、特許文献１参照）

また、従来例のドレン中和器内を図６－７で説明する。ドレン中和器の容器ａの上面にドレン導入口ｂと満水電極ｃを、容器ａの側面にドレン排水口ｄを有し、ドレン導入口ｂの下方の中和剤収容室ｅ内に中和剤ｆを備え、給湯機の輸送時等に中和剤ｆが満水電極ｃと接触することで給湯機の誤作動が発生することを防止するために、中和剤ｆと満水電極ｃの間に網状の中和剤押さえｇを備えている。

特開２００９－１８９９３１号公報

このようなドレン中和器は、ドレン導入口ｂから落下するドレンが網状の中和剤押さえｇに衝突する際に不特定な方向へ飛び跳ねる。そして、飛び跳ねた水滴が満水電極ｃに付着することによって満水電極ｃの誤検知が発生する恐れが有った。

上記課題を解決するために、本発明では、容器の上面にドレン導入口と満水電極を、前記容器の側面にドレン排水口を有し、
前記ドレン導入口の下方には中和剤収容室と、該中和剤収容室内に中和剤を備え、
前記中和剤と前記満水電極の間に中和剤押さえを備え、
前記ドレン導入口と前記満水電極は一方向に並べて配置し、
略垂直に立設して前記中和剤収容室内を区画する仕切壁と、
前記仕切壁によって区画された第１中和室と、
を備え、
前記第１中和室は前記ドレン導入口の下方に位置し、
前記中和剤押さえは前記一方向に直交する他方向に並べた複数の棒状部材で形成し、
前記棒状部材は第１中和室を囲む前記仕切壁の対向する一方の上端部から他方の上端部にわたって架設するように配置したものである。

本発明では、ドレン導入口と満水電極は一方向に並べて配置し、中和剤押さえは前記一方向に直交する他方向に並べた複数の棒状部材で形成することで、中和剤押さえから満水電極方向へのドレンの飛び跳ねを防止することができ、満水電極の誤検知を防止することができる。
また、棒状部材の他方向断面形状は、他方向に向かって傾斜する傾斜部を有することで、棒状部材表面の水はけをスムーズにし、更なる中和剤押さえから満水電極方向へのドレンの飛び跳ねを防止することができる。
また、中和剤押さえはドレン導入口に対向して中和剤収容室上部に架設して配置し、棒状部材の延設方向と直交する断面は円形状にすることで、中和剤押さえの取り付けを簡単にすることができる。

本実施形態における給湯機の概略説明図。 同中和器の展開斜視図。 同中和剤収容室の平面図。 同ドレンの飛び跳ねを説明する要部拡大斜視図。 同棒状部材の拡大断面図。 従来例の中和器の概略説明図。 同ドレンの飛び跳ねを説明する要部拡大斜視図。

本発明の一実施形態のドレン中和器を図１－４に基づいて説明する。
１は本実施形態の潜熱回収型熱源機としての潜熱回収型給湯機、２は石油等の燃料を燃焼させるバーナ、３はバーナ２に燃焼用の空気を供給する送風機、４はバーナ２の上方に備えられた燃焼室、５は燃焼室４内に収容された熱交換部である。

前記熱交換部５は、バーナ２の燃焼により発生した燃焼ガスから顕熱を回収し一次受熱管６を流通する被加熱流体としての水を加熱するフィンチューブ式の一次熱交換器７と、一次熱交換器７を通過した燃焼ガスから潜熱を回収し二次受熱管８を流通する被加熱流体としての水を加熱する二次熱交換器９とから構成されており、一次熱交換器７、二次熱交換器９の順に通過した燃焼ガスは排気口１０より潜熱回収型給湯機１外に排気される。

１１は燃焼ガス中の水蒸気が二次熱交換器９の二次受熱管８を流通する水と熱交換して露点以下の温度となることにより生成される強酸性のドレンを回収するドレン受けで、二次熱交換器９の下方に配置されているものである。また、１２はドレン受け１１で回収されたドレンを中和器１３に導くドレン導入管である。

前記中和器１３は、上面を開口した長方体の容器１４と、この容器１４の上面をパッキン１５を介して閉じる蓋１６を備えている。中和器１３内にはドレンの水位を検知する水位検知手段としての一対の満水電極１７を備えた水位検知室１８と、水位検知室１８と連通し炭酸カルシウムからなる中和剤１９が充填され二次熱交換器９で発生したドレンを貯留して中和する中和剤収容室２０とを有しいる。水位検知室１８の上壁にはドレン導入管１２からのドレンを水位検知室１８内に導入させる筒状のドレン導入口２１が形成される。中和剤収容室２０の一側壁には中和剤収容室２０内に貯留され中和されたドレンを中和器１３外に排出させる水平方向に延設された筒状のドレン排出口２２が形成されている。

前記中和剤収容室２０は、水位検知室１５の下方で、容器１４底面から略垂直に立設した仕切壁２３によって、ドレンの流れ方向として上流側に位置する第１中和室２４と、ドレンの流れ方向として下流側に位置する第２中和室２５と、第２中和室２５の更に下流に位置する第３中和室２６を区画され形成している。また、仕切壁２３の下端側には第１中和室２４と第２中和室２５とを連通する第１連通部２７と、第２中和室２５と第３中和室２６を連通する第２連通部２８を有する。また、第３中和室２６の一側壁に形成されたドレン排出口２２は、満水電極１７の下端の高さ位置よりも下側に位置する。

前記水位検知室１８にはドレン導入口２１と満水電極１７が並んで配置され、水位検知室１８の底面はパッキン１５に備える角穴１５ａで第１中和室２４の上面と連通している。そして、水位検知室１８と第１中和室２４の間に中和剤押さえ２９を備えている。この中和剤押さえ２９は給湯機の輸送時や設置の際に中和剤１９（直径約１５～２０ｍｍの炭酸カルシウムの塊）が満水電極１７と接触することを防止して給湯機の誤作動が発生することを防止する。また、中和剤押さえ２９は仕切壁２３の上端部２３ａに、角穴１５ａの長手方向（ドレン導入口２１と満水電極１７の並び方向と直交する方向）を横切る様に、多数の棒状部材３０を約１０ｍｍ間隔で平行に架設して配置している。

３１はドレン排出口２２に接続され中和器１３から排出される中和後のドレンを外部に排水するドレン排水管、３３は給水源から供給される水を熱交換器５に流通させる給水管、３４は熱交換器５で加熱された湯を流通させ、所定箇所に設けられた給湯栓（図示せず）に湯を供給する給湯管、３５は給水管３３から分岐した給水バイパス管である。

３６は給湯管３４と給水バイパス管３５との接続部に設けられ、給湯管３４からの湯と給水バイパス管３５からの水とを混合し、その混合比を可変できる混合弁、３７は給水管３３に設けられ給水温度を検出する給水温度センサ、３８は給水管３３に設けられ流量を検出する流量センサ、３９は給湯管３４に設けられ熱交換器５で加熱された湯の温度を検出する熱交出口温度センサ、４０は混合弁３６より下流側の給湯管３４に設けられ混合弁３６で混合された湯の温度を検出する給湯温度センサである。

４１は潜熱回収型給湯機１の操作指示を行うリモコンで、リモコン４１には、潜熱回収型給湯機１の運転のオンオフを指示する運転スイッチ４２や、給湯温度を設定するための給湯温度設定スイッチなどの操作部４３や、潜熱回収型給湯機１の状態や給湯設定温度などを表示する表示部４４を備えている。

４５はマイクロコンピュータを主体として、この潜熱回収型給湯機１の満水電極１７、給水温度センサ３７、流量センサ３８、熱交出口温度センサ３９、給湯温度センサ４０の信号やリモコン４１からの信号を受け、送風機３、混合弁３６等の各アクチュエータの駆動を制御する制御手段であり、前記制御手段４５は、潜熱回収型給湯機１の運転時間を積算して記憶するタイマ４６を有している。このタイマ４６が所定積算時間をカウントすることで、中和剤１９が消耗して無くなる前に表示部４４に中和剤１９の補充を促す表示を実施する。

次に、この一実施形態の潜熱回収型給湯機１の動作について説明する。
前記リモコン４１の運転スイッチ４２がオン状態のときに、所定箇所に設けられた給湯栓（図示せず）が開栓され、流量センサ３８が最低作動流量以上の流量を検出して燃焼要求が発生したと制御手段４５が判断すると、送風機３および燃料ポンプ（図示せず）を駆動させバーナ２での燃焼を開始させるものである。

前記バーナ２の燃焼により発生した燃焼ガスは、一次熱交換器７を流通し、一次熱交換器７を通過した後、二次熱交換器９を流通し、二次熱交換器９を通過した後、排気口１０から潜熱回収型給湯機１外へ排出されるものである。また、給水源から供給された水は、給水管３３から供給され、給水管３３から二次受熱管８に導かれ、二次受熱管８から一次受熱管６へと順に流通して、二次熱交換器９および一次熱交換器７にて燃焼ガスとの熱交換により加熱され、そして、一次受熱管６から給湯管３４へ導かれ、混合弁３６の開度調整によって給湯設定温度に温調された湯が最終的に給湯栓から給湯される。

この時、二次熱交換器９において、二次受熱管８を流通する水と燃焼ガスとが熱交換され、燃焼ガス中の水蒸気が露点以下となることにより生成されたドレンは、ドレン受け１１で回収されてドレン導入管１２を介して中和器１３のドレン導入口２１に流入する。ドレンはドレン導入口２１から水位検知室１８内を第１中和室２４に向かって落下する際に、中和剤押さえ２９の棒状部材３０に衝突して水跳ねが生じることがある。このとき、棒状部材３０はドレン導入口２１と満水電極１７の並び方向に水平に延長して配置し、かつ、棒状部材３０は前記並び方向に直交する他方向に多数並べて形成することで、棒状部材３０に衝突したドレンの飛び跳ねる方向は前記並び方向に直交する方向になり、ドレン導入口２１から満水電極１７方向へのドレンの飛び跳ねを防止することができる。そして、ドレンは第１中和室２４、第２中和室２５、第３中和室２６を通過する間に中和処理された後、ドレン排出口２２から中和器１３外に排出され、所定箇所の下水に排水される。

前記棒状部材３０の前記並び方向に直交断面形状は円形であるが（図５－１）、棒状部材３０の上面に傾斜部３０ａを備えることで（図５ー２、３）、満水電極１７方向へのドレンの飛び跳ねを更に防止することができる。

また、中和器１３のメンテナンス時期到来の判定について説明すると、中和器１３に充填される中和剤（炭酸カルシウム）の充填量は予め決められており、その充填量に対して中和可能な総ドレン量も中和剤（炭酸カルシウム）と水（ドレン）との化学反応式から容易に導出できる。本実施形態では、タイマ４６が所定積算時間（給湯機の運転積算時間）をカウントすることで、中和剤１９が消耗して無くなる前に表示部４４に中和剤１９の交換または補充、あるいは中和器１３自体の交換といった中和器１３のメンテナンス時期が到来したと判断し、その旨を報知するものである。

以上のように本発明によれば、ドレン導入口２１と満水電極１７は一方向に並べて配置し、中和剤押さえ２９は前記一方向に直交する他方向に並べた多数の棒状部材３０で形成することで、中和剤押さえ２９から満水電極１７方向へのドレンの飛び跳ねを防止することができる。
また、棒状部材３０の他方向断面形状は、他方向に向かって傾斜する傾斜部３０ａを有することで、棒状部材３０表面の水はけをスムーズにし、更なる中和剤押さえ２９から満水電極１７方向へのドレンの飛び跳ねを防止することができる。
また、中和剤押さえ２９はドレン導入口２１に対向して中和剤収容室２０上部に架設して配置し、棒状部材３０の延設方向と直交する断面は円形状にすることで、中和剤押さえ２９の取り付けを簡単にすることができる。

なお、本発明は先に説明した一実施形態に限定されるものでなく、本実施形態では、潜熱回収型給湯機１を例に挙げて説明したが、床暖房パネルやパネルコンベクタ等の放熱端末を有し、バーナで加熱した温水を循環させて暖房運転を行える潜熱回収型の温水暖房装置に適用してもよいものである。

また、本実施形態で用いたその他の構成は一例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図しておらず、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１３ 中和器
１４ 容器
１７ 満水電極
１８ 水位検知室
１９ 中和剤
２０ 中和剤収容室
２１ ドレン導入口
２２ ドレン排出口
２３ 仕切壁
２４ 第１中和室
２５ 第２中和室
２６ 第３中和室
２９ 中和剤押さえ
３０ 棒状部材
３０ａ 傾斜部

Claims (3)

1. 容器の上面にドレン導入口と満水電極を、前記容器の側面にドレン排水口を有し、
   前記ドレン導入口の下方には中和剤収容室と、該中和剤収容室内に中和剤を備え、
   前記中和剤と前記満水電極の間に中和剤押さえを備え、
   前記ドレン導入口と前記満水電極は一方向に並べて配置し、
   略垂直に立設して前記中和剤収容室内を区画する仕切壁と、
   前記仕切壁によって区画された第１中和室と、
   を備え、
   前記第１中和室は前記ドレン導入口の下方に位置し、
   前記中和剤押さえは前記一方向に直交する他方向に並べた複数の棒状部材で形成し、
   前記棒状部材は第１中和室を囲む前記仕切壁の対向する一方の上端部から他方の上端部にわたって架設するように配置したことを特徴とするドレン中和器。
2. 前記棒状部材の前記他方向の断面形状は、前記他方向に向かって傾斜する傾斜部を有することを特徴とする請求項１に記載のドレン中和器。
3. 前記中和剤押さえは前記ドレン導入口に対向して前記中和剤収容室上部に架設して配置し、
   前記棒状部材の延設方向と直交する断面は円形状であることを特徴とする請求項１に記載のドレン中和器。

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