JPS6242222B2 - - Google Patents

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JPS6242222B2
JPS6242222B2 JP57049154A JP4915482A JPS6242222B2 JP S6242222 B2 JPS6242222 B2 JP S6242222B2 JP 57049154 A JP57049154 A JP 57049154A JP 4915482 A JP4915482 A JP 4915482A JP S6242222 B2 JPS6242222 B2 JP S6242222B2
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JP
Japan
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water
heat exchanger
exhaust
combustion
drain
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JP57049154A
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English (en)
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JPS58168839A (ja
Inventor
Masanori Enomoto
Haruo Kawasaki
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GASUTAA KK
Original Assignee
GASUTAA KK
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Publication date
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Publication of JPS58168839A publication Critical patent/JPS58168839A/ja
Publication of JPS6242222B2 publication Critical patent/JPS6242222B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H8/00Fluid heaters characterised by means for extracting latent heat from flue gases by means of condensation
    • F24H8/006Means for removing condensate from the heater
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (AREA)
  • Details Of Fluid Heaters (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、排熱回収型熱交換器を付加すること
によつて、そこで発生する酸性度が高く、かつ鉛
や銅の有害物質を含むドレンの排水処理装置を備
えた省エネルギータイプの湯沸器に関するもので
ある。 省エネルギー化が叫ばれる今日、排熱回収型熱
交換器を付加して、その熱交換器の伝熱面の表面
温度を燃焼廃ガスの露点温度よりも抵くなるよう
にして、伝熱面の表面に燃焼ガス中の水蒸気を凝
縮させ、その水蒸気のもつ潜熱を直接伝熱面に吸
収させて熱効率の向上を図り、燃料の消費量を節
減させるようにした省エネルギータイプの湯沸器
が提案されている。 しかしながら、この種の湯沸器では、排熱回収
型熱交換器のところで多量のドレンが発生し、こ
のドレンに燃焼廃ガス中の硫黄化合物(以下SOx
という)や窒素酸化物(以下NOxという)など
の腐食性ガスが溶解してPHで2〜4程度の硫酸お
よび硝酸を含む酸性の希釈水溶液となり、これを
そのまま器外へ排出すると排出水路や建築構造
物、特にコンクリートなどを腐食させるおそれが
ある。 また、通常熱交換器には熱交換器材料として熱
伝導率が良好で加工性に富む銅素地が用いられ、
防食のために銅素地表面に鉛を主成分とし、若干
の錫を含む溶融合金めつきが施されているが、硫
酸や硝酸が熱交換器材料である銅素地や銅素地の
表面に施した溶融合金めつきを侵食させて、 2Cu+2H2SO4+O2→2CuSO4+2H2O 3Cu+8HNO3→3Cu(NO32+2NO+4H2O 3Pb+8HNO3→3Pb(NO32+2NO+4H2O と反応し、硫酸銅、硝酸銅および硝酸鉛をドレン
中に溶解させる。 ところで、公共用水域に排水される工場排水に
ついては、「排水基準を定める総理府令」の第一
条および別表第一,別表第二によつて排水基準の
許容限度が後述する表1のとおり規制されている
が、前述のような家庭用の省エネルギータイプの
湯沸器にあつては、この排水基準の規制対象外に
なつているものの、集合住宅などに数多く設置さ
れて、前述の酸性度が高く、かつ鉛や銅の有害物
質を含むドレンを大量に公共用水域に排出される
と、一つの公害問題に波及しかねない。
【表】 なお、酸性度の高いドレンを水質改善させるた
めの中和装置を付設した湯沸器が、特開昭56−
168054号および特開昭56−168055号の各公報で開
示されているが、これら各公報で開示された湯沸
器は、排熱回収型熱交換器などで発生するドレン
を前出の表1に示す排水基準の許容限度におい
て、(1)項の水素イオン濃度の許容限度が(ロ)で示す
ような海域に排出されるPH5.0以上9.0以下程度に
中和させるだけにすぎず、(2),(3)項に示す鉛や銅
の有害物質の除去については何ら対策がとられて
いない。 本発明は、かかる実情に鑑み、排熱回収型熱交
換器のところで発生する酸性度が高く、かつ鉛や
銅の有害物質を含むドレンを前記の表1に示す排
水基準を満足するように排水処理させたのち器外
へ排出させるようにした、極めて安全で公害防止
を考慮した省エネルギータイプの湯沸器を実用化
させようとするものである。 次に、本発明の一実施例を添付図面に基づいて
詳述する。第1図に示すように、上部にガスガバ
ナー、マニホールド、バーナ等の要素部品で形成
される燃焼部1、下部に水熱交換器2を配設し
て、内部を燃焼室3とした内胴4を前記燃焼部1
を包含する外胴5にて密閉状に囲んで前記内胴4
との間にそれをとり囲む送気路6を形成すると共
に、前記燃焼室3と送気路6とを前記内胴4の上
部で連通させ、前記送気路6の下部に送風機7を
配設し、前記水熱交換器2の下部に前記内胴4を
下方へ延長した排気室8を形成し、該排気室8内
に前記水熱交換器2と連通する排熱回収型熱交換
器9を配設し、さらに前記排気室8の下部にドレ
ン受部10aを有する排気筒10が気密状に取着
されている。11は前記ドレン受部10aに接続
された排出路12の途中に介装された排水処理装
置である。 前記排水処理装置11は、第2図に示すよう
に、器匣13内を、陽極15と陰極16が装着さ
れた電極セル14と、該電極セルからの溢水を濾
過する濾過紙が装着された湯沸器18とに区画さ
れ、前記陽極15と陰極16の両電極間には直流
電源が19が接続されている。20aは前記濾紙
17を交換するために濾過室18の上部に設けた
蓋、20bは陽極15の交換および電極セル内の
沈殿物の除去のために電極セル14の底部に設け
た蓋である。 なお、前記水熱交換器2および排熱回収型熱交
換器9の熱交換器材料としては、熱熱伝導率が良
好で加工性に富む銅で製作され、その銅素地表面
には防食のため鉛を主成分とし、若干の錫を含む
溶融合金めつきが施されている。さらに、前記排
気筒10には耐食性のある材料が用いられたり、
耐食性コーテイングが施されている。 また、21は前記水熱交換器2と排熱回収型熱
交換器9を接続する連通管、22は公知の水圧作
動装置、流水スイツチなどの制御装置(図示せ
ず)を介装した給水管で、23は前記水熱交換器
2から導出された給湯管で、その下流は適宜な場
所に配設された給湯栓に接続されている。24は
ガス弁25を介装したガス供給管で、前記燃焼部
1に連通されている。 次に、上述の構成よりなる湯沸器の作用につい
て説明する。 なお、湯沸器の作動原理および燃焼制御部の作
用については、通常の先止め式瞬間湯沸器と何ん
ら変わらないので、湯沸器の機構の説明は省略
し、燃焼部1への給気作用および燃焼廃ガスの排
気作用と、水熱交換器2と9の吸熱作用と排熱回
収型熱交換器9から発生するドレンの回収ならび
に排水処理の作用について述べる。 先ず、制御装置(図示せず)の指令に基づき送
風機7が回転すると、吸引された空気は内胴4を
冷却しながら送気路6を上昇し、一部は燃焼部1
への一次空気、他は同じく二次空気に供されてガ
スの燃焼に費消され、ガスと共に燃焼ガスとなつ
て燃焼室3内を下向強制通気燃焼し、水熱交換器
2の伝熱面を加熱したのち、燃焼廃ガスとなつて
排気室8を経て排気筒10に至るのであるが、こ
の排気室8を通過する際、排熱回収型熱交換器9
の伝熱面を加熱してから燃焼廃ガスは排気筒10
の出口から器外に排出される。 一方、給水管22から流入された水は排熱回収
型熱交換器9に流入される。この排熱回収型熱交
換器9では吸熱管内を冷水が通るので、その伝熱
面の表面温度は燃焼廃ガスの露点温度よりも低く
なり、燃焼廃ガス中の水蒸気をその伝熱面で凝縮
させ、その水蒸気のもつ潜熱を回収する。このと
き、排熱回収型熱交換器9の伝熱面から多量のド
レンが発生し、このドレンに燃焼廃ガス中に含ま
れるSOxやNOxの腐食性ガス溶解して硫酸や硝酸
の希釈水溶液となり、PH2〜4程度の酸性度の高
いドレンとなる。さらに、湯沸器を長期に亘つて
使用していると、ドレン中に含まれる硫酸や硝酸
が排熱回収型熱交換器9の銅素地の表面に施され
た鉛と錫の溶融合金めつきや銅素地そのものを侵
食せ、ドレン中に鉛や銅の有害物質が高濃度に含
まれ、前出の表1に示す排水基準の許容限度を越
えることになる。このようなドレンは排熱回収型
熱交換器9の伝熱面から重力による自然降下と、
強制排気による下降風力が相まつて排気筒10に
滴下し、ドレン受部10aで受容されたのち、重
力で排出路12を通つて排水処理装置11へ送ら
れる。この排水処理装置11では、器匣13の入
口から入つたドレンは電極セル14内の陽極15
と陰極16の間隙を上昇するうちに、直流電源1
9が両電極間に印加されることによつて生ずる電
極反応によつて、水素イオン濃度をPH5.8以上8.6
以下に水質改善すると共に、鉛や銅の有害物質を
分離させたのち、溢水させて濾過室18へ送出
し、濾紙17で水酸素銅や水酸化鉛などの浮遊性
有害物質を捕促させる。このように、本発明にお
いては、酸性度が高く、かつ鉛や銅の有害物質を
含むドレンから有害物質を電極セル内の沈澱物お
よび濾過室内の濾紙による捕促物として除去する
と共に中和し、その中和した水分を排出路12か
ら器外へ排出させるので、前記の表1に示す排水
基準の許容限度を満足させることができる。ま
た、濾紙12に捕促した有害物質や、電極セル1
4内に沈澱物としてたまつた有害物質は、それぞ
れ蓋20a,20bを開いて廃棄する。 次に排熱回収型熱交換器9で燃焼廃ガスのもつ
通常は損失となる潜熱を回収した水は、連通管2
1を経て水熱交換器2に入る。この水熱交換器2
では呼称出湯能力が出せる通常燃焼状態におい
て、その伝熱面の表面温度が燃焼廃ガスの露点温
度よりも高いので、燃焼廃ガス中の水蒸気は凝縮
されずに水蒸気のままで燃焼廃ガスと一緒に前記
排気筒10に流出される。従つて、連通管21か
ら流入された水は水熱交換器2で従来の瞬間湯沸
器と同様に燃焼ガスのもつ熱量の70〜80%を吸収
して、所望の出湯能力を確保して給湯管23へ流
出されたのち、適宜な場所へ給湯される。 なお、前記の実施例では、内胴4は第1図に示
すように送風機7による強制空冷式で説明した
が、これを従来の瞬間湯沸器のような水管を巻回
した水冷式にも適用できることは言うまでもな
い。 以上述べたように、本発明は、排熱回収型熱交
換器およびそこで発生するドレンの回収装置を備
えた湯沸器において、前記ドレンの回収装置下流
の排出路の途中に排水処理装置を付設し、かつ該
排水処理装置は、陽極と陰極とが装着された電極
セルと、該電極セルからの溢水を濾過する濾紙が
装着された濾過室とよりなり、その電極セルの底
部と濾過室の上部とにそれぞれ蓋を設けたので、
排熱回収型熱交換器9のところで発生する酸性度
が高く、かつ鉛や銅の有害物質を含むドレンか
ら、電極セル内の沈澱物および濾紙に捕促された
捕促物として有害物質を分離捕促すると共に排水
を中和し、かくして中和した排水円排出路12か
ら器外へ排出させることができ、また捕促した有
害物質は蓋を開いて別に廃棄することができ、こ
れにより、排出水路やコンクリートなどの建築構
造物を腐食させるおそれがなく、また、集合住宅
などにこの種の湯沸器が数多く設置されて公共用
水域に大量のドレンが排出されても、前述の「排
水基準を定める総理府令」を遵守することができ
る家庭の省エネルギータイプの湯沸器を実用化す
ることができる。 なお、第1図に示す実施例の場合には、前述の
排水処理する前の酸性度が高く、かつ鉛や銅の有
害物質を含むドレンは、重力による自然降下と強
制通気による下向き燃焼の下降運動が相まつてド
レン排出作用を促すと共に、排気筒10が燃焼廃
ガスの排出と、ドレン回収装置の働きを兼ねるた
め、極めて構造が簡単で製作費が安価な湯沸器が
得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の湯沸器の実施例の概要を示す
縦断正面図、第2図は本発明の湯沸器に付設され
た排水処理装置の実施例の概要を示す縦断正面図
である。 1…燃焼部、2…水熱交換器、3…燃焼室、4
…内胴、5…外胴、7…送風機、8…排気室、9
…排熱回収型熱交換器、10…排気筒、10a…
ドレン受部、11…排水処理装置、12…排出
路、13…器匣、14…電極セル、15…陽極、
16…陰極、17…濾紙、18…濾過室、19…
直流電源、20a,20b…蓋体。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 排熱回収型熱交換器およびそこで発生するド
    レンの回収装置を備えた湯沸器において、前記ド
    レンの回収装置下流の排出路の途中に排水処理装
    置を付設し、かつ該排水処理装置は、陽極と陰極
    とが装着された電極セルと、該電極セルからの溢
    水を濾過する濾紙が装着された濾過室とよりな
    り、その電極セルの底部と濾過室の上部とにそれ
    ぞれ蓋を設けたことを特徴とする湯沸器。
JP57049154A 1982-03-29 1982-03-29 湯沸器 Granted JPS58168839A (ja)

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JP57049154A JPS58168839A (ja) 1982-03-29 1982-03-29 湯沸器

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JP2010007980A (ja) * 2008-06-27 2010-01-14 Noritz Corp 潜熱回収熱源機
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JPS56168055A (en) * 1980-05-28 1981-12-24 Osaka Gas Co Ltd Hot water supplier

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