JP7303735B2

JP7303735B2 - ドレン中和器

Info

Publication number: JP7303735B2
Application number: JP2019223777A
Authority: JP
Inventors: 輝明小島; 健太星野
Original assignee: Corona Corp
Current assignee: Corona Corp
Priority date: 2019-12-11
Filing date: 2019-12-11
Publication date: 2023-07-05
Anticipated expiration: 2039-12-11
Also published as: JP2021090922A

Description

この発明は、潜熱回収型給湯器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、容器内に中和剤を備え、この中和剤の中をドレンが通過することで中和され安全に排水できる。（例えば、特許文献１参照）

特開２０１６－２２３６５３号公報

このドレン中和器の前記満水電極の近傍にはドレン導入口が配置されており、前記満水電極はねじ形状を有する電極部にリード線部を友締めする構造であり、また、前記ドレン導入口はクイックファスナなどの金属製の留め具でドレン導入管を接続し固定する構造となっている。

ドレン中和器内の中和剤の量は有限であるため、中和剤が消耗すると、中和剤の交換または補充を行うか、あるいはドレン中和器自体の交換が必要になる。また、ドレン中和器内に堆積した不純物がドレン中和器の異常水位の原因となってしまうため、不純物の除去のためにドレン中和器を清掃するかあるいはドレン中和器自体の交換が必要になる。

ドレン中和器の交換を行う場合は、前記電極部と前記リード線部とを有する前記満水電極と、ドレン導入口に固定したドレン導入管と留め具を、それぞれドレン中和器から外し、新しいドレン中和器へ交換のあと、前記満水電極を新しいドレン中和器へ固定し、ドレン導入管を留め具にてドレン導入口へ固定する作業を行う必要がある。
この時、前記満水電極と前記金属製の留め具が接触し短絡してしまうと、誤作動を起こすなどの満水電極の作動が安定しない問題となる。

本発明は、上記の課題を解決すべく検討なされたもので、その目的は留め具と満水電極の接触を防止して、メンテナンス性を向上できるドレン中和器を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明の請求項１では、ドレン導入管を固定するための金属製の留め具と、前記留め具が固定可能であるドレン導入口と第１満水電極と第２満水電極を容器の上面に有し、ドレン排出口を前記容器の側壁に有したドレン中和器において、前記ドレン導入口、前記第１満水電極、前記第２満水電極の順で、これらを一方向に並べて配置し、前記第１満水電極と前記留め具は互いの金属部分が接触する距離にあり、前記ドレン導入口の下方には中和室と、該中和室内に中和剤とを備え、前記ドレン導入口と前記第１満水電極の間に前記容器の外方向に向けて起立する第１起立壁を設け、前記容器の上面を基点にした前記第１起立壁の外方向への高さは、前記ドレン導入口と前記第１満水電極のいずれの高さより高くしたことを特徴とするものである。

また、請求項２では、前記第１満水電極と前記第２満水電極の間に前記容器の外方向に向けて起立する第２起立壁を備え、前記容器の上面を基点にした前記第２起立壁の外方向への高さは、前記第１満水電極と前記第２満水電極のいずれの高さより高くしたことを特徴とするものである。

本発明の請求項１によれば、前記ドレン導入口と前記第１満水電極の間に容器の外方向に向けて起立する第１起立壁を設けたので、メンテナンスなどでドレン中和器を交換する場合に、クイックファスナなどの留め具を取り付ける際や、前記第１満水電極を取り付ける際に、前記留め具と前記第１満水電極との電気的な接触を防止でき、従って接触による誤作動を防止することができ、メンテナンス性を向上させることができる。

本発明の請求項２によれば、前記第１満水電極と前記第２満水電極の間に容器の外方向に向けて起立する第２起立壁を設けたので、メンテナンスなどでドレン中和器を交換する場合に、前記第１満水電極および前記第２満水電極を容器に固定する場合に、前記第１満水電極と前記第２満水電極との電気的な接触を防止でき、従って接触による誤作動を防止することができ、メンテナンス性を向上させることができる。

本発明の実施形態１における給湯器の概略説明図本発明の実施形態１におけるドレン中和器の縦断面図本発明の実施形態１におけるドレン中和器の上面の斜視図本発明の実施形態１におけるドレン中和器の平面図

以下に、本発明に係るドレン中和器の実施の形態を図面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。

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ドレン中和器１３に導くドレン導入管である。

１４は内部に炭酸カルシウムからなる中和剤１５を充填して収容する略直方体の容器で、この容器１４の上面１４ａには筒状のドレン導入口１７と一対の満水電極１８を有している。
この満水電極１８はドレン導入口１７に近い第１満水電極１９と、第１満水電極１９よりも遠い第２満水電極２０を、上面１４ａに略垂直に貫通して容器１４内に延設することで、容器１４内のドレンの水位を検知し、ドレンが所定の水位に到達したときに容器１４から溢れること防止するために潜熱回収型給湯機１を停止する。

ここで、図２に基づいて、留め具１００の固定について説明する。
クイックファスナなどの金属製の留め具１００は、ドレン導入口１７とドレン導入管１２との接続位置に上面１４ａの面に対して水平方向に差し込んで固定する。
具体的には、ドレン導入口１７の上端にフランジ部を、ドレン導入管１２の端部付近に鍔部をそれぞれ設けてあり、フランジ部の下側と鍔部の上側とを留め具１００で押えて軸方向への抜けを防止する。

次に、図３に基づいて満水電極の構成を説明する。
第１満水電極１９は、ねじ頭部１９ｂとねじ形状のねじ部１９ｃを有する電極部１９ａと、リード線被覆部１９ｅと金属製のリード線端子部１９ｆを有するリード線部１９ｄとを備え、ねじ部１９ｃを上面１４ａの外側から内側へねじ込み固定する。
第２満水電極２０についても第１満水電極１９に準じた構成となる。

図４は、第１満水電極１９と留め具１００を固定した一実施例である。
第１満水電極１９を上面１４ａへ固定すると、金属部分であるリード線端子部１９ｆの位置は、電極部１９ａを締めきった位置で決定される。

これにより、第１満水電極１９の金属部分であるリード線端子部１９ｆと、金属製の留め具１００は、接近して配置されており、それぞれの固定のありようによっては互いの金属部分が接触する距離にある。

しかし、本発明では、ドレン導入口１７と第１満水電極１９の間に容器１４の外方向に向けて起立する第１起立壁９１を設けてあり、容器１４の上面１４ａを基点にした第１起立壁９１の外方向への高さは、ドレン導入口１７と第１満水電極１９のいずれの高さより高くした。
また、第１起立壁９１の長さは、ねじ部１９ｃの軸中心から、リード線被覆部１９ｅとリード線端子部１９ｆの境目までの長さの倍程度の長さを有している。

このため、ドレン中和器１３を交換した場合で、ドレン導入管１２を固定するクイックファスナなどの留め具１００をドレン導入口１７に固定し、第１満水電極１９を容器１４に固定した際に、留め具１００と第１満水電極１９のリード線端子部１９ｆとの接触を防止でき、従ってこれらの接触による誤作動を防止することができ、メンテナンス性を向上させることができる。

また、第１満水電極１９と第２満水電極２０との間に容器１４の外方向に向けて起立する第２起立壁９２を設けてあり、容器１４の上面１４ａを基点にした第２起立壁９２の外方向への高さは、第１満水電極１９と第２満水電極２０のいずれの高さより高くした。
また、第２起立壁９２の長さは、第１起立壁９１の長さに準じた長さとしている。
このため、ドレン中和器１３を交換する場合で、第１満水電極１９および第２満水電極２０を容器１４に固定する際に、第１満水電極１９のリード線端子部と第２満水電極２０のリード線端子部との接触を防止でき、従ってこれらの接触による誤作動を防止することができ、メンテナンス性を向上させることができる。

３１は容器１４の一側壁２３に水平方向に延設された筒状のドレン排出口で、容器１４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。

３２はドレン排出口３１に接続されドレン中和器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部５に流通させる給水管、３４は熱交換部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に設けられ熱交換部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と、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と、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１８、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の信号とリモコン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、この制御手段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１５が消耗して無くなる前に表示部４４に中和剤１５の交換または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。
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。

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る。
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を介してドレン中和器１３のドレン導入口１７に流入する。
ドレンはドレン導入口１７から容器１４内に落下し、容器１４内に備える中和剤１５によって中和され、容器１４の側壁２３に有するドレン排出口３１からドレン中和器１３外に排出され、所定箇所の下水に排水される。
また、ドレン中和器１３の中和剤１５はドレンの通過量に応じて徐々にドレンと反応して減少する。中和剤１５は給湯機１の使用状態によって数年から１０数年かけて減少し、無くなる前に中和剤１５を補給するかドレン中和器１３自体を交換するものである。

ドレン中和器１３内のドレンの水位は、通常時には図２の一点鎖線で示したドレン排出口３１の水位を維持し、給湯機１の運転で新たに発生し、ドレン導入口１７から追加された分量のドレンがドレン排出口３１から順次排水される。
しかし、ドレンには燃焼空気に含まれる不純物が混入するため、長年にわたり給湯機１が使用されることで、前記不純物の堆積等のゴミ２９がドレン排出口３１を塞いだときには、ドレンの水位が上昇する。ドレンの水位が上昇して満水電極１８まで到達した後、制御手段４５は第１満水電極１９と第２満水電極２０の間の抵抗値が所定値以下を検出すると給湯機１の運転を停止すると共に、表示部４４にドレン中和器１３の異常で満水が発生していることを表示する。

ドレン中和器１３のメンテナンス時期到来の判定について説明する。
ドレン中和器１３に充填される中和剤１５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１５が消耗して無くなる前に表示部４４に中和剤１５の交換または補充、あるいはドレン中和器１３自体の交換といったドレン中和器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。

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。

１２ドレン導入管
１３ドレン中和器
１４容器
１４ａ上面
１５中和剤
１７ドレン導入口
１９第１満水電極
２０第２満水電極
２３側壁
３１ドレン排出口
５０中和室
９１第１起立壁
９２第２起立壁
１００留め具

Claims

ドレン導入管を固定するための金属製の留め具と、
前記留め具が固定可能であるドレン導入口と第１満水電極と第２満水電極を容器の上面に有し、ドレン排出口を前記容器の側壁に有したドレン中和器において、
前記ドレン導入口、前記第１満水電極、前記第２満水電極の順で、これらを一方向に並べて配置し、
前記第１満水電極と前記留め具は互いの金属部分が接触する距離にあり、
前記ドレン導入口の下方には中和室と、該中和室内に中和剤とを備え、
前記ドレン導入口と前記第１満水電極の間に前記容器の外方向に向けて起立する第１起立壁を設け、
前記容器の上面を基点にした前記第１起立壁の外方向への高さは、前記ドレン導入口と前記第１満水電極のいずれの高さより高くしたことを特徴とするドレン中和器。
前記第１満水電極と前記第２満水電極の間に前記容器の外方向に向けて起立する第２起立壁を備え、
前記容器の上面を基点にした前記第２起立壁の外方向への高さは、前記第１満水電極と前記第２満水電極のいずれの高さより高くしたことを特徴とする請求項１に記載のドレン中和器。