JPH09287728A - ドレン中和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ドレン中和装置において、中和剤を効率的に
使用できるようにすること。 【解決手段】 燃焼排気中の水蒸気の凝縮により生成さ
れるドレンを中和する装置であって、前記生成されたド
レンが流入するように設けられ且つ中和剤を収容した中
和容器(3) と、この中和容器(3) に設けられ且つ前記中
和容器(3) から前記ドレンを流出させる孔部(4) と、を
具備し、前記孔部(4) の大きさは、少なくとも前記流入
の初期に於いて前記流出の流量が前記流入の流量よりも
小さくなるように設定されること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ドレン中和装
置、特に、燃焼排気中の水蒸気の凝縮により生成される
ドレンを中和する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図６は、従来の技術に於ける熱交換装置
(1) のドレン中和装置(1a)の説明図である。同図に示す
ように、熱交換装置(1) は、缶体(10)内に主熱交換器(1
2)及び副熱交換器(13)を収容した構成である。この熱交
換装置(1) では、主・副熱交換器(12)(13)によって、バ
ーナ(14)からの燃焼排気が露点以下となるまで吸熱され
る。従って、この熱交換装置(1) の熱交換効率が高いも
のとなっている。そして、缶体(10)内では、前記吸熱に
より、前記燃焼排気中の水蒸気が凝縮してドレンとな
り、このドレンは、缶体(10)に接続されたドレン排出経
路(11)により熱交換装置(1) から排出される。

【０００３】前記ドレンには、前記燃焼排気中に含まれ
る窒素酸化物等の酸性成分が溶け込んでおり、このドレ
ンを中和する為のドレン中和装置(1a)がドレン排出経路
(11)に挿入されている。このドレン中和装置(1a)は、ド
レン排出経路(11)の構成配管よりも大径の略鉛直姿勢の
筒体に形成された中和容器(3) に、中和剤を収容した構
成となっている。

【０００４】このものでは、熱交換装置(1) からのドレ
ンが中和容器(3) を通過する際に、中和剤と接触し、前
記ドレンの酸性成分（例えば、ｐＨ３）が中和される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この従来の
技術では、熱交換装置(1) からのドレンは、中和容器
(3) 内に於ける前記ドレンの到達した内周部を下方に通
過するから、中和容器(3)の外周部に位置する中和剤に
はドレンが及びにくい。従って、中和容器(3) 内には、
前記中和に寄与しない中和剤があることとなり、中和容
器(3) 内の中和剤が効率的に使用されない。

【０００６】請求項１の発明は、上記ドレン中和装置に
おいて、中和剤を効率的に使用できるようにすることを
課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の課題解
決手段は、『燃焼排気中の水蒸気の凝縮により生成され
るドレンを中和する装置であって、前記生成されたドレ
ンが流入するように設けられ且つ中和剤を収容した中和
容器(3) と、この中和容器(3) に設けられ且つ前記中和
容器(3) から前記ドレンを流出させる孔部(4) と、を具
備し、前記孔部(4) の大きさは、少なくとも前記流入の
初期にて前記流出の流量が前記流入の流量よりも小さく
なるように設定される』ことを特徴とする。

【０００８】このものでは、前記生成されたドレンは、
前記中和容器(3) に流入し、この中和容器(3) の孔部
(4) から流出する。このとき、前記孔部(4) の大きさ
は、少なくとも前記流入の初期に於いて前記孔部(4) か
らの流出の流量が前記中和容器(3) への流入の流量より
も小さくなるように設定されているから、前記中和容器
(3) に前記ドレンが貯められる。これにより、前記中和
容器(3) 内の中和剤がドレンに浸った状態となる。この
状態で、前記ドレンが前記中和剤により中和されて、前
記中和容器(3) から排出される。

【０００９】ここで、請求項２の発明のように、『前記
生成されたドレンを貯めるドレン貯留部(2) と、このド
レン貯留部(2) のドレン貯留量が所定量となった時点で
前記ドレン貯留部(2) から一定量のドレンを前記中和容
器(3) に流入させるドレン供給手段(2a)と、を具備す
る』ものでもよい。このものでは、前記生成されたドレ
ンは、前記ドレン貯留部(2) に貯められる。そして、こ
のドレン貯留部(2) でのドレン貯留量が所定量となった
時点で、前記ドレン供給手段(2a)によって、前記ドレン
貯留部(2) から一定量のドレンが前記中和容器(3) に流
入する。これにより、前記一定量のドレンが前記中和容
器(3) に一時的に貯められた状態となり、前記ドレン
は、徐々に前記孔部(4) から排出される。

【００１０】又、これら請求項１、２の発明において、
請求項３の発明のように、『前記中和容器(3) の底部
は、前記孔部(4) 側に向って下るように形成される』も
のでは、前記中和容器(3) に流入したドレンは、この中
和容器(3) 内を前記孔部(4) に向って流れるものとな
る。更に、請求項１の発明において、請求項４の発明の
ように、『前記中和容器(3) の壁部(6) には、上下方向
に所定間隔にて複数の前記孔部(4)(4)が設けられ、前記
中和容器(3) の底部は、前記孔部(4)(4)側に向って下る
ように形成される』ものでもよい。

【００１１】このものでは、前記中和容器(3) に流入し
たドレンは、この中和容器(3) 内をその壁部(6) に設け
られた前記孔部(4)(4)側に向って流れ、前記孔部(4)(4)
から流出する。前記ドレンは、前記中和容器(3) 内にあ
るときに、前記中和剤と接触して中和される。このもの
では、前記中和容器(3) に流入するドレンの流量が変化
すると、その変化に基いて前記中和容器(3) でのドレン
の水位が変化する。このとき、前記複数の孔部(4)(4)が
上下方向に所定間隔で設けられているから、前記水位が
低い場合には、下位の前記孔部(4) のみから前記ドレン
が排出され、前記水位が高い場合には、前記下位から上
位までの前記孔部(4)(4)から前記ドレンが排出される。
従って、前記中和容器(3) へのドレンの流入流量の増減
に対応するように、前記ドレンの前記中和剤に対する接
触の範囲が増減されると共に、前記接触の時間がほぼ均
一化される。

【００１２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明で
は、中和剤がドレンに浸った状態となるから、この浸っ
た状態の中和剤の全てにドレンが接触するものとなり、
前記中和剤が効率的に使用できる。請求項２の発明で
は、前記中和容器(3) に、一定量のドレンが一時に流入
するから、前記中和剤が確実に前記ドレンに浸った状態
となる。これにより、前記した中和剤の使用効率がより
一層向上する。又、前記ドレンと中和剤との中和反応が
常時、一定条件下で実行されるから、前記中和反応後の
ｐＨのバラツキが抑えられる。

【００１３】請求項３の発明では、前記中和容器(3) に
流入したドレンが前記孔部(4) 側に向って流れるから、
前記孔部(4) からのドレンの排出がスムーズである。
又、前記中和容器(3) の底部にドレンが滞留しないもの
となる。請求項４の発明では、前記中和容器(3) に流入
するドレンの量の増減に対応して前記中和剤との接触の
範囲も増減されると共に、前記接触の時間がほぼ均一化
されるから、前記ドレンの中和反応に過不足が生じにく
く、中和反応後のｐＨ値のバラツキが抑えられる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本願発明の実施の形態を、
図面に基づいて説明する。 ［実施の形態１］図１は、本願発明の実施の形態１の熱
交換装置(1) のドレン中和装置(1a)の説明図である。図
２は、図１のドレン中和装置(1a)の拡大説明図であり、
図３は、図２のドレン中和装置(1a)のＩＩＩーＩＩＩ断
面図である。又、図４は、図１のドレン中和装置(1a)の
動作説明図である。

【００１５】＊熱交換装置(1) ＊ 同図に示すように、熱交換装置(1) は、缶体(10)に、バ
ーナ(14)と、その下方に位置する主・副熱交換器(12)(1
3)とを内蔵すると共に、缶体(10)の上端にバーナ(14)に
燃焼用の空気を供給する為のファン(15)が連設された構
成となっている。主熱交換器(12)は、副熱交換器(13)よ
りもバーナ(14)側にあり、しかも、主熱交換器(12)の通
水管は、副熱交換器(13)の通水管の下流側に接続されて
いる。従って、バーナ(14)からの燃焼排気は、まず主熱
交換器(12)を通過する。このとき、主熱交換器(12)によ
って前記燃焼排気から顕熱が吸収される。この後、副熱
交換器(13)を通過するときには、この副熱交換器(13)に
よって前記燃焼排気から潜熱が吸収される。この潜熱吸
収によって、前記燃焼排気が露点以下に冷やされ、主に
副熱交換器(13)にドレンが生じる。このドレンには、前
記燃焼排気に含まれる窒素酸化物等の酸性の腐食成分が
溶け込んでいる。

【００１６】又、缶体(10)には、バーナ(14)にガスを供
給する為のガス供給経路(14a) と、前記潜熱吸収後の燃
焼排気を外部に排出する為の排気通路(16)と、前記ドレ
ンを外部に排出する為のドレン排出経路(11)が接続され
ている。ドレン排出経路(11)には、後述のドレン中和装
置(1a)が挿入されている。 ＊ドレン中和装置(1a)＊ このドレン中和装置(1a)は、全体として、矩形箱状に形
成されている。そして、このドレン中和装置(1a)は、ド
レン排出経路(11)に接続されたドレン流入管(220) を上
方から挿入した封水室(22)と、この封水室(22)の上半部
に連続し且つ前記封水室(22)からオーバーフローしたド
レンを貯める貯留室(23)と、この貯留室(23)に於ける前
記封水室(22)の反対側に連続するサイフォン(21)と、貯
留室(23)及びサイフォン(21)の下方に配置される中和容
器(3) と、この中和容器(3) の下方に配置された補助室
(5) と、からなる。

【００１７】サイフォン(21)は、貯留室(23)の下端に対
して連通孔(25a) を介して連通した空室(25)と、この空
室(25)内に鉛直姿勢にて設けられ且つ中和容器(3) 内に
連通したドレン排出管(26)と、からなり、ドレン排出管
(26)（例えば、直径６ｍｍ）と空室(25)の天板(27)との
間には、ドレン排出管(26)の径及びドレンの表面張力と
ドレンの水位上昇スピードを考慮して、水位上昇時に天
板(27)の下方に空気溜りを生じさせない程度の間隙（例
えば、５ｍｍ）が設けられている。又、天板(27)は、封
水室(22)のオーバーフロー水位よりも僅かに低位に設け
られている。

【００１８】このサイフォン(21)の作動によって、後述
のように、空室(25)及び貯留室(23)から中和容器(3) に
一定量のドレンが流入する。この中和容器(3) の容量
は、中和容器(3) に流入する前記流入するドレンの量よ
りも大きく設定されている。中和容器(3) 内には、酸化
マグネシウムや炭酸カルシウム等の粒体からなる中和剤
(30)(30)が収容されている。そして、この中和容器(3)
の底壁(31)は、封水室(22)側がサイフォン(21)側よりも
下位にあるように傾斜した構成であり、サイフォン(21)
から排出されたドレンがこの底壁(31)に沿って封水室(2
2)側に流れる。そして、底壁(31)に於いて前記ドレンの
流下方向に対して直角な断面は、略Ｖ字状に形成されて
おり、底壁(31)に於ける封水室(22)側の端部で且つ前記
断面の中央の水平部(311) には、この中和容器(3) 内の
ドレンを補助室(5) に流出させる孔部(4) が設けられて
いる。

【００１９】この孔部(4) の大きさは、サイフォン(21)
から中和容器(3) への一定量のドレンの流入開始から流
入終了までの間、中和容器(3) からのドレンの流出流量
が前記流入の流量よりも小さくなるように設定されてい
る。従って、前記流入によって、貯留ドレンの水頭によ
る圧力が大きくなり、孔部(4) からの流出の速度、つま
り、前記流出流量が大きくなっても、前記流入終了まで
は、中和容器(3) 内のドレンの水位が上昇するものとな
る。これにより、中和容器(3) 内の中和剤のほぼ全てが
前記ドレンにより浸かる。

【００２０】又、孔部(4) の大きさは、サイフォン(21)
の作動後に次のサイフォン(21)の作動までに中和容器
(3) 内のドレンが全て排出されるようにも設定されてい
る。尚、孔部(4) の大きさは、前記流入の途中で、中和
容器(3) 内の貯留ドレンが所定の水位に達したとき、前
記貯留ドレンの水頭による圧力が大きくなり、前記流出
流量が前記流入流量よりも大きくなるように、設定され
るものでもよい。

【００２１】補助室(5) は、その底壁(52)から上方に突
出すると共に底壁(52)から下方に延びる排出管(51)を具
備する構成であり、この排出管(51)は、下流側のドレン
排出経路(11)に接続されている。 ＊ドレン中和装置(1a)の動作について＊ 上記構成の熱交換装置(1) が運転状態となると、上記し
たように、副熱交換器(13)にドレンが生じる。このドレ
ンは、ドレン排出経路(11)によって缶体(10)から排出さ
れ、ドレン流入管(220) を介して封水室(22)に流入す
る。このとき、ドレン流入管(220) は、封水室(22)内の
ドレンに没入しているから、熱交換装置(1) 内の燃焼排
気が、このドレン中和装置(1a)に流入する不都合が防止
されている。

【００２２】封水室(22)内のドレンは、この封水室(22)
からオーバーフローして貯留室(23)内に流入し、この貯
留室(23)に貯められる。このとき、貯留室(23)と空室(2
5)とがその下端の連通孔(25a) にて連通されていること
から、これら貯留室(23)及び空室(25)のドレンの水位が
同時に上昇する。そして、空室(25)内のドレンは、その
水位がドレン排出管(26)の上端を越えると、前記上端と
天板(27)との間に表面張力により空気溜りのない状態で
介在される。これにより、ドレン排出管(26)の上端開口
がドレンにより塞がれる（図４−ａの状態）。この閉塞
動作は、貯留室(23)のドレン水位の上昇よりも僅かに先
行する。この後、貯留室(23)のドレン水位が天板(27)と
同じ高さに達すると、空室(25)内の圧力が所定圧力に達
して、ドレン排出管(26)の閉塞状態が破れる。これによ
り、空室(25)内のドレンがドレン排出管(26)内に流入
し、その吸引負圧によって、空室(25)及び貯留室(23)の
ドレンがドレン排出管(26)に流入し、中和容器(3) 内に
流出する。そして、前記ドレン水位が連通孔(25a) に一
致した時点で、連通孔(25a) を介して空室(25)内に空気
が入って前記吸引負圧が消失し、ドレン排出が終了する
（図４−ｂの状態）。

【００２３】このものでは、サイフォン(21)の作動する
最高水位とサイフォン(21)によるドレン排出の終了する
最低水位とが一定であるから、サイフォン(21)により排
出されるドレン量が一定となる。このとき、上記したよ
うに、サイフォン(21)から中和容器(3) への一定量のド
レンの流入開始から流入終了までの間、中和容器(3) か
らのドレンの流出流量が前記流入の流量よりも小さくな
るように設定されているから、前記一定量のドレンは、
中和容器(3) にて一時的に貯められて、中和容器(3) 内
のほぼ全ての中和剤を浸けた状態となる。これにより、
前記中和剤のほぼ全てにドレンが接触し、前記中和剤が
効率的に使用されるものとなる。

【００２４】又、このものでは、サイフォン(21)によっ
て、一定量のドレンが中和容器(3)に流入し、前記ドレ
ンと中和剤との中和反応が、サイフォン(21)の排出動作
毎に、一定条件下で実行されることから、前記排出動作
毎のｐＨのバラツキが抑えられる。そして、中和容器
(3) 内のドレンは、孔部(4) を介して補助室(5) に徐々
に流出する。そして、この補助室(5) の底壁(52)から排
出管(51)が突出していることから、前記ドレンは、この
補助室(5) 内に一時的に貯められた後、排出管(51)の内
部にオーバーフローにより流入し、この排出管(51)を介
して、ドレン排出経路(11)の下流側に排出される。

【００２５】このものでは、中和容器(3) に貯められた
状態から徐々に流出するドレンのｐＨが、前記流出の開
始から終了までの間に経時的に変化しても、補助室(5)
内に貯留されている間にｐＨ値の高いドレンとｐＨ値の
低いドレンとが混合され、排出管(51)から流出するドレ
ンのｐＨ値の高低差が抑えられる。又、中和容器(3) の
底壁(31)が、孔部(4) に向って下方に傾斜した構成とな
っているから、中和容器(3) 内に流入したドレンは、孔
部(4) に向って流れるものとなる。これにより、孔部
(4) からのドレンの排出がスムーズとなっている。又、
中和容器(3) にドレンが滞留しない。

【００２６】このものでは、貯留室(23)が既述請求項２
に記載のドレン貯留部(2) であり、サイフォン(21)が既
述請求項２に記載のドレン供給手段(2a)である。 ［実施の形態２］図５は、実施の形態２のドレン中和装
置(1a)の断面図である。同図に示すように、ドレン中和
装置(1a)は、熱交換装置(1) （図示せず）のドレン排出
経路(11)に直接、接続された中和容器(3) と、この中和
容器(3) の下流側に連設されたカバー体(3a)と、中和容
器(3) に収容された上記実施の形態１と同様の中和剤(3
0)(30)と、からなる。このものでは、ドレン排出経路(1
1)と中和容器(3) とが直接接続されていることから、熱
交換装置(1) の出力が調節されると、中和容器(3) への
ドレン流入流量が変化する。

【００２７】中和容器(3) の底壁(31)は、その下流側が
上流側よりも下位となるように傾斜した構成であり、熱
交換装置(1) から中和容器(3) に流入したドレンは、底
壁(31)に沿って斜め下方に流れる。又、この中和容器
(3) の下流側端部の鉛直な壁部(6) には、第１〜第４孔
部(41)(42)(43)(44)がこの順序にて上方に向って一定ピ
ッチにて設けられている。又、カバー体(3a)は、前記の
孔部から流出したドレンを下方に導くように前記壁部
(6) の全体を下流側から包囲する構成となっている。

【００２８】最下位の第１孔部(41)は、底壁(31)に連続
するように設けられ、最上位の第４孔部(44)は、この中
和容器(3) の天壁(32)に連続するように設けられてい
る。そして、第１孔部(41)の大きさは、第２孔部(42)に
中和容器(3) のドレン水位が達するまでは、第１孔部(4
1)からのドレンの流出流量が中和容器(3) へのドレンの
流入流量よりも小さくなるように設定されている。第２
孔部(42)の大きさは、第３孔部(42)に中和容器(3) のド
レン水位が達するまでは、第１・第２孔部(41)(42)から
の前記流出流量が前記流入流量よりも小さくなるように
設定されている。第３・第４孔部(43)(44)の大きさも同
様に設定されている。尚、最上位の第４孔部(44)は、中
和容器(3) 内にドレンが満されたときに、前記ドレンを
オーバーフローさせるように機能する。

【００２９】このものでは、熱交換装置(1) からのドレ
ンが中和容器(3) に流入すると、前記ドレンは、中和容
器(3) 内にて一時的に貯留された後、前記した孔部から
流出する。そして、前記ドレンは、中和容器(3) 内にあ
る間に前記中和剤により中和される。そして、熱交換装
置(1) の出力調節によって、中和容器(3) へのドレンの
流入流量が少流量で、図５ーａに示すように、中和容器
(3) 内のドレンの水位が第２孔部(42)よりも低位である
ときには、第１孔部(41)のみから前記ドレンが流出す
る。又、前記流入流量が中流量で、図５ーｂに示すよう
に、前記水位が第２孔部(42)よりも高位で且つ第３孔部
(43)よりも低位であるときには、第１・第２孔部(41)(4
2)から前記ドレンが流出する。更に、前記流入流量が大
流量で、図５−ｃに示すように、前記水位が第４孔部(4
4)よりも高位にあるときには、第１〜第４孔部(41)(42)
(43)(44)の全てから前記ドレンが流出する。

【００３０】これにより、前記流入流量の増減に対応す
るように、前記ドレンの前記中和剤に対する接触の範囲
が増減されると共に、前記中和剤に接触する時間が均一
化される。従って、前記ドレンの中和反応に過不足が生
じにくく、ｐＨ値のバラツキが抑えられる。又、このも
のでも、中和容器(3) 内の中和剤が前記ドレンに浸かっ
た状態となるから、前記中和剤が効率的に使用できる。

【００３１】尚、燃焼排気から生成されるドレンを中和
するものであるかぎり、熱交換装置(1) 以外にも実施可
能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の実施の形態１の熱交換装置(1) のド
レン中和装置(1a)の説明図

【図２】図１のドレン中和装置(1a)の拡大説明図

【図３】図２のドレン中和装置(1a)のＩＩＩーＩＩＩ断
面図

【図４】図１のドレン中和装置(1a)の動作説明図

【図５】実施の形態２のドレン中和装置(1a)の断面図

【図６】従来の技術に於ける熱交換装置(1) のドレン中
和装置(1a)の説明図

【符号の説明】

(3) ・・・中和容器 (4) ・・・孔部 (2) ・・・ドレン貯留部 (2a)・・・ドレン供給手段 (6) ・・・壁部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤峰 祐子 名古屋市中川区福住町２番26号 リンナイ 株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃焼排気中の水蒸気の凝縮により生成さ
   れるドレンを中和する装置であって、前記生成されたド
   レンが流入するように設けられ且つ中和剤を収容した中
   和容器(3) と、この中和容器(3) に設けられ且つ前記中
   和容器(3) から前記ドレンを流出させる孔部(4) と、を
   具備し、前記孔部(4) の大きさは、少なくとも前記流入
   の初期にて前記流出の流量が前記流入の流量よりも小さ
   くなるように設定されるドレン中和装置。
2. 【請求項２】 前記生成されたドレンを貯めるドレン貯
   留部(2) と、このドレン貯留部(2) のドレン貯留量が所
   定量となった時点で前記ドレン貯留部(2) から一定量の
   ドレンを前記中和容器(3) に流入させるドレン供給手段
   (2a)と、を具備する請求項１に記載のドレン中和装置。
3. 【請求項３】 前記中和容器(3) の底部は、前記孔部
   (4) 側に向って下るように形成される請求項１又は２に
   記載のドレン中和装置。
4. 【請求項４】 前記中和容器(3) の壁部(6) には、上下
   方向に所定間隔にて複数の前記孔部(4)(4)が設けられ、
   前記中和容器(3) の底部は、前記孔部(4)(4)側に向って
   下るように形成される請求項１に記載のドレン中和装
   置。