(57)【要約】【課題】  給湯装置において、排ガスドレン水からホルムアルデヒドを除去処理して再利用可能な水を生成する。【解決手段】  潜熱回収用の二次熱交換器１から集水されたドレン水を、ホルムアルデヒド除去装置５を構成する電解槽に導き、電気分解によりホルムアルデヒドを酸化除去する。ホルムアルデヒド除去後の処理済み水を浴槽２に対し浴槽水又は中水等の再利用可能な水として浴槽等に流す。二次熱交換器の熱交換器ケース１１の底板１１３を、燃焼排ガス流の下流側である流出口１１２から、上流側である流入口１１１に向かう下り勾配の傾斜面にしてドレン受け部１１ａとし、上流端側にドレン水導出管１３を開口させる。下流側で発生した多量のドレン水が上流側に流下することにより高温に熱せられる。【選択図】      図１
2008267734.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼排ガスからの潜熱を回収する潜熱回収用熱交換器と、この潜熱回収用熱交換器において発生するドレン水を集水して処理するドレン水処理回路とを備えた給湯装置であって、
上記潜熱回収用熱交換器は、熱交換器ケースと、この熱交換器ケース内に配設される熱交換器本体とを備え、燃焼排ガスが上記熱交換器ケースの一側位置の流入口から内部に流入し他側位置の流出口から流出するように流され、上記流入口から流出口に流れる間に上記熱交換器本体と接触して燃焼排ガスからの潜熱回収が行われる一方、燃焼排ガスが熱交換器本体に接触することで発生するドレン水を上記熱交換器ケースの底面側に配置されるドレン受け部に受けるように構成され、
上記ドレン水処理回路は、上記ドレン受け部により集水されるドレン水を導出するドレン水導出路と、このドレン水導出路により導出されたドレン水が被処理水として供給され被処理水に含まれるホルムアルデヒドを除去するホルムアルデヒド除去装置とを備え、
上記ドレン水導出路は、その上流端が上記ドレン受け部に対し熱交換器ケース内の燃焼排ガス流の上流端側位置に開口されて、燃焼排ガス流の下流側に位置する下流側領域のドレン受け部からのドレン水を燃焼排ガス流の上流側に位置する上流側領域のドレン受け部に導いて導出するように構成され、
上記ホルムアルデヒド除去装置は電解槽を備え、この電解槽は、被処理水と接触するように対向配置された陽極及び陰極を備えて被処理水に含まれるホルムアルデヒドを電気分解により酸化除去するように構成されている
ことを特徴とする給湯装置。
【請求項２】
請求項１に記載の給湯装置であって、
上記ドレン水処理回路は、ドレン水を中和させる中和処理槽をさらに備えている、給湯装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の給湯装置であって、
浴槽に連通する連通路を備えており、
上記ホルムアルデヒド除去装置によりホルムアルデヒド除去後の処理済み水が、上記連通路に流し込まれて浴槽に落とし込まれるように構成されている、給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、潜熱回収用熱交換器において発生するドレン水からホルムアルデヒドを除去して再利用可能な水を生成し得る給湯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、主熱交換器に水を通しながら燃焼バーナからの燃焼熱との熱交換加熱によって加熱して給湯する給湯装置において、さらに潜熱回収用の二次熱交換器を設け主熱交換器に入水前に燃焼排ガスからの潜熱回収により予熱することが知られている。この場合、二次熱交換器と接触した燃焼排ガス中の水蒸気が結露して強酸性のドレン水（結露水）を生じるため、これのドレン水を集めて中和処理した上で、排出させることが行われている（例えば特許文献１参照）。このものでは、燃焼排ガスを潜熱回収用熱交換器の一側位置の流入口から内部に流入させて他側位置の流出口から外部に排出させるようにし、燃焼排ガスが流入口側である上流側から流出口側である下流側まで流れる間に熱交換器本体と接触することにより発生するドレン水を燃焼排ガス流の下流端となる流出口側の底部から中和処理のために導出するようにしている。すなわち、例えば図４(ｂ)に示すように、潜熱回収用熱交換器１００の熱交換器ケース１１０の底面をドレン受け部１１０ａとし、燃焼排ガスが熱交換器本体１２に接触する最終位置となる燃焼排ガス流の下流端位置が最下位になるように、上記ドレン受け部１１０ａを流入口１１０１側(燃焼排ガス上流側)から流出口１１０２側(燃焼排ガス下流側)まで下り勾配の傾斜面に形成し、この傾斜面の最下位となる燃焼排ガス流の下流端位置にドレン水導出管１３０の上流端１３０１が開口して連通するように接続させている。
【０００３】
一方、上記の中和処理として、中和タンク内に充填した中和材を用いて行うものの他に、電気分解を利用することが提案されているものの（例えば特許文献２参照）。この電気分解法では、板状電極を用いているため、ドレン水との接触面積が小さくて中和処理の迅速化が図り得ない、あるいは、接触面積を拡大化させると装置の大型化を招くことになるとして、正極側の電極に板状電極ではなくて多数の粒状電極を用いることも提案されている（例えば特許文献３参照）。
【０００４】
さらに、ドレン水と電極との直接接触式に構成された電気分解槽では、電力消費が甚だしく、又、２本の電極を互いに近接配置にしているため中和処理の迅速化を図り得ないとして、正極の第１電極を配置した第１電極室と、負極の第２電極を配置した第２電極室とを互いに仕切って区画遮断し、第１電極室に電解質溶液を収容し、この第１電極室内の電解質溶液と第２電極室とを塩橋を介して電気的に接続させた上で、第２電極室にドレン水を通すようにしたものも提案されている（例えば特許文献４参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１１１１６２号公報
【特許文献２】特開平８−１３６０５８号公報
【特許文献３】特開２０００−５５４６６号公報
【特許文献４】特開２０００−３１２８８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記のドレン水は排ガスから窒素酸化物（ＮＯｘ）や硫黄酸化物（ＳＯｘ）を取り込んで強酸性となっているため、ｐＨを調整（つまり中和）した上で排水させる、すなわち排水するために中和処理を行うというのが従来のドレン水処理に対する考え方である。
【０００７】
これに対し、本願の発明者は水の再利用という観点より、ドレン水を如何に処理すれば再利用可能な水（例えばトイレ用中水や、浴槽水等）に変換させ得るかについて検討を加えた結果、上記の中和処理よりもドレン水中に高濃度（例えば１０〜１５ppm）に含有するホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）を除去することが重要であり、かつ困難な課題であるとの認識に至った。そこで、本願発明者らはドレン水中のホルムアルデヒドを除去するための最も効率的でかつ有効な処理は何かについて、活性炭吸着、煮沸処理、オゾンバブリング、オゾンランプや殺菌ランプの照射、及び、電気分解の各種処理について比較試験を実施したところ、電気分解処理がホルムアルデヒド除去に最も効率的であることを見出したものである。
【０００８】
さらに、本願発明者はホルムアルデヒドが水溶液中に含有されているときの状態に着目し、電気分解による酸化反応を促進してホルムアルデヒドの除去速度の促進を図るには、電気分解による処理対象であるドレン水の温度条件が重要であることを見出した。しかしながら、処理対象であるドレン水を昇温させるために電気ヒータ等の加熱手段を新設することは、機器自体のコストのみならず処理運転のためのエネルギーコストの負担も新たに発生してしまうことになる。
【０００９】
本発明は、このような考え方の下に創り出されたものであり、潜熱回収用熱交換器で発生するドレン水からホルムアルデヒドを除去処理することができ、しかも、新たな機器設置のためのコストや処理運転のためのエネルギーコスト等の負担を生じさせることなくホルムアルデヒド除去処理の迅速化を実現させ得る給湯装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明では、燃焼排ガスからの潜熱を回収する潜熱回収用熱交換器と、この潜熱回収用熱交換器において発生するドレン水を集水して処理するドレン水処理回路とを備えた給湯装置を対象にして次の特定事項を備えることとした。すなわち、上記潜熱回収用熱交換器として、熱交換器ケースと、この熱交換器ケース内に配設される熱交換器本体とを備え、燃焼排ガスが上記熱交換器ケースの一側位置の流入口から内部に流入し他側位置の流出口から流出するように流され、上記流入口から流出口に流れる間に上記熱交換器本体と接触して燃焼排ガスからの潜熱回収が行われる一方、燃焼排ガスが熱交換器本体に接触することで発生するドレン水を上記熱交換器ケースの底面側に配置されるドレン受け部に受ける構成にする。又、上記ドレン水処理回路として、上記ドレン受け部により集水されるドレン水を導出するドレン水導出路と、このドレン水導出路により導出されたドレン水が被処理水として供給され被処理水に含まれるホルムアルデヒドを除去するホルムアルデヒド除去装置とを備えたものとする。そして、上記ドレン水導出路として、その上流端が上記ドレン受け部に対し熱交換器ケース内の燃焼排ガス流の上流端側位置に開口されて、燃焼排ガス流の下流側に位置する下流側領域のドレン受け部からのドレン水を燃焼排ガス流の上流側に位置する上流側領域のドレン受け部に導いて導出する構成とし、上記ホルムアルデヒド除去装置として、電解槽を備え、この電解槽は、被処理水と接触するように対向配置された陽極及び陰極を備えて被処理水に含まれるホルムアルデヒドを電気分解により酸化除去する構成とした（請求項１）。
【００１１】
この発明の場合、電解槽においてドレン水に含まれるホルムアルデヒドが酸化されてギ酸となり、このギ酸がさらに酸化されて二酸化炭素と水とに分解される結果、ドレン水からホルムアルデヒドが除去されることになる。このため、ドレン水から再利用可能な水を生成することが可能になる。しかも、ドレン水導出路の上流端をドレン受け部に対し熱交換器ケース内の燃焼排ガス流の上流端側位置に開口させて、熱交換器ケース内の燃焼排ガス流の下流側領域からのドレン水を燃焼排ガスの上流側に導いて導出するようにしているため、上流側の高温の燃焼排ガスに曝されて熱せられた上流側領域のドレン受け部により昇温されて高温状態になったドレン水が導出され、このドレン水が被処理水として電解槽に供給されることになる。このため、電解槽でのホルムアルデヒド除去処理の反応速度を高めて処理時間の短縮化が図られる上に、被処理水を加熱・昇温させるための機器を新たに設置する必要もないため、機器コストや、加熱のための電気エネルギーコストの発生を伴うことなしに、上記の処理時間の短縮化等を実現させることが可能になる。
【００１２】
本発明におけるドレン水処理回路に対しては、ドレン水を中和させる中和処理槽をさらに備えることができる（請求項２）。このようにすることにより、給湯装置内の潜熱回収用熱交換器で発生したドレン水について、中和処理及びホルムアルデヒド除去処理の双方の処理が給湯装置内で実現し、ドレン水を無害化してドレン水から再利用可能な水の生成が可能になる。このため、給湯装置から例えば入浴水として、あるいは、洗浄用の中水として、再利用先に再利用可能な水を供給することが可能となる。
【００１３】
又、本発明においては、浴槽に連通する連通路をさらに備え、上記ホルムアルデヒド除去装置によりホルムアルデヒド除去後の処理済み水が、上記連通路に流し込まれて浴槽に落とし込まれる構成とすることができる（請求項３）。このようにすることにより、ホルムアルデヒド除去後の水が浴槽で再利用可能となる上に、給湯装置からドレン水を排水するために従来設けられていた排水管路を省略し得ることになる。
【発明の効果】
【００１４】
以上、説明したように、請求項１〜請求項３のいずれかの給湯装置によれば、電解槽における電気分解による酸化反応によりホルムアルデヒドを酸化除去させることができ、ドレン水からホルムアルデヒドを除去して再利用可能な水を生成することができるようになる。加えて、潜熱回収用熱交換器から導出するドレン水を燃焼排ガス流の下流側から上流側に集水した上で導出するようにしているため、高温状態のドレン水を被処理水として電解槽に対し供給することができ、これにより、ホルムアルデヒドの酸化除去の反応速度を高めて処理時間の短縮化を図ることができるようになる。しかも、その反応速度を高めて処理時間の短縮化を図ることを、電気ヒータ等の加熱手段の機器コストや作動エネルギーコストを新たに発生させることなく実現させることができる。
【００１５】
特に、請求項２によれば、給湯装置内において、ドレン水の中和処理及びホルムアルデヒド除去処理の双方を行うことができ、ドレン水を無害化してドレン水から再利用可能な水を生成することができるようになる。
【００１６】
さらに、請求項３によれば、ホルムアルデヒド除去後の水が連通路を通して浴槽で再利用可能となる上に、給湯装置からドレン水を排水するために従来設けられていた排水管路を省略することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１は、本発明の実施形態に係る給湯装置の要部を示し、１は潜熱回収用熱交換器としての二次熱交換器、２は浴槽、３は浴槽水の追い焚きを行うための追い焚き循環路、４は二次熱交換器１から導出したドレン水を中和処理する中和処理槽、５は中和処理槽４により中和処理された後の処理水からホルムアルデヒドを除去するホルムアルデヒド除去装置である。本実施形態では、上記二次熱交換器１で発生したドレン水を中和処理槽４において中和処理し、中和処理後の中和処理水を被処理水としてホルムアルデヒド除去装置５においてホルムアルデヒド除去処理を施した後に、その処理済み水を再利用可能な水として追い焚き循環路３に流入させることにより浴槽２内に流すようにしたものを示している。浴槽２に流された処理済み水は浴槽水として、あるいは浴槽洗浄用の中水として再利用されたり、そのまま排出孔から排水されたりというように、ユーザーの都合に応じて扱われる。
【００１９】
上記二次熱交換器１は、熱交換器ケース１１と、この熱交換器ケース１１内に配設された多管式等の熱交換器本体１２とを備えたものである。この二次熱交換器１に対し、燃焼排ガス通路１０を通して供給された燃焼排ガスが熱交換器ケース１１の一側位置（同図の左側位置）の流入口１１１から内部に流入し、他側位置（同図の右側位置）の流出口１１２に向けて流れた後に流出口１１２から外部に排出されるようになっている。そして、燃焼排ガスが上流側である流入口１１１側から下流側である流出口１１２側まで流れる間に、内部に冷たい入水が通される熱交換器本体１２の外壁と接触して燃焼排ガスに含まれる水蒸気が結露し、その結露した水滴（ドレン水）が熱交換器ケース１１の底板１１３内面により構成されるドレン受け部１１ａに沿って集水され、集水されたドレン水がドレン水導出路としてのドレン水導出管１３を通して上記中和処理槽４に流入されるようになっている。
【００２０】
上記ドレン受け部１１ａは下流側の流出口１１２側から上流側の流入口１１１側に向けて下り勾配となる傾斜面として形成され、この傾斜面の最下位の位置となる流入口１１１近傍の底板１１３に対しドレン水導出管１３の上流端が開口するように接続されている。これにより、ドレン受け部１１ａに熱交換器本体１２の外表面から落下等したドレン水が傾斜面に沿ってドレン水導出管１３の上流開口端１３１に重力作用によって導かれて集水されるようになっている。
【００２１】
中和処理槽４は内部に中和材が充填されたものであり、中和処理槽４の入口から流入されたドレン水が出口まで流される間に中和材と接触することにより中和され、中和処理後の中和処理水が中和処理水導出管１４を通してホルムアルデヒド除去装置５に供給されるようになっている。
【００２２】
そして、ホルムアルデヒド除去装置５でホルムアルデヒドが除去された後の処理済み水が処理済み水導出管１５を通して追い焚き循環路３を構成する往き管３ａ・戻り管３ｂのいずれか又は双方（図１では戻り管３ｂに流入させる例を図示）に流入され、追い焚き循環路３を通して浴槽２内に流されるようになっている。上記の追い焚き循環路３を構成する往き管３ａ・戻り管３ｂのいずれか又は双方が浴槽２に連通する連通路を構成する。
【００２３】
上記ホルムアルデヒド除去装置５の詳細な説明に入る前に、図１の如き二次熱交換器１、中和処理槽４及びホルムアルデヒド除去装置５を適用した具体的な給湯装置の例について図２に基づいて簡単に説明する。
【００２４】
図２に例示する給湯装置は、給湯機能に加えて、温水循環式暖房機能、風呂追い焚き機能、風呂湯張り機能の各機能を併有する複合熱源機型に構成されたものであり、燃焼加熱部において顕熱に加え燃焼排ガスから潜熱回収を行うことにより高効率化を図る潜熱回収型のものを例示している。なお、本発明を実施する上では、少なくとも燃焼加熱部に対し潜熱回収用の二次熱交換器１を併設したものであれば適用することができ、又、ホルムアルデヒド除去後の処理水を再利用する対象として浴槽２まで延びる配管が併設されていればより好ましいものである。
【００２５】
同図において、符号２１は給湯機能を実現するための給湯回路、２２は温水循環式暖房機能を実現するための暖房回路、２３は風呂側循環回路として風呂追い焚き機能を実現するための追い焚き回路、２４は風呂湯張り機能を実現するための注湯回路であり、又、符号２５は潜熱回収用の二次熱交換器１で発生するドレン水を再利用可能にすべく処理するドレン水処理回路、２６はこれらの各回路の作動制御等を行うコントローラである。なお、この給湯装置における風呂追い焚きは、暖房回路２２の高温水を熱源として、追い焚き回路２３の浴槽水を液−液熱交換加熱することにより昇温させて追い焚き加熱を行うタイプのものであるが、これに限らず、追い焚き加熱のための燃焼加熱部(燃焼バーナ及びこの燃焼バーナの燃焼熱により熱交換加熱される熱交換器)を備えたもので追い焚きを行う構成にしてもよい。
【００２６】
上記給湯回路２１は、給湯用燃焼バーナ３１と、この燃焼バーナ３１の燃焼熱により入水を熱交換加熱する給湯用一次熱交換器３２とを燃焼加熱部として備え、入水路３３から水道水等が上記給湯用一次熱交換器３２において主として加熱され、加熱された後の湯が出湯路３４に出湯されるようになっている。この際、上記入水路３３からの入水は、一次熱交換器３２に入水される前に、上記二次熱交換器１を構成する給湯用熱交換部１ａに通されるようになっており、この二次熱交換器１の給湯用熱交換部１ａにおいて燃焼排ガスの潜熱回収により予熱された状態で一次熱交換器３２に入水されて主加熱されるようになっている。そして、所定温度まで加熱されて上記出湯路３４に出湯された湯が、台所や浴室等の給湯栓３５や上記注湯回路２４などの所定の給湯箇所に給湯されるようになっている。なお、図例では給湯栓３５として１つのみ図示しているが、通常は台所、洗面台、浴室等にそれぞれ配設されて複数ある。
【００２７】
上記暖房回路２２は、暖房用燃焼バーナ３６と、この燃焼バーナ３６の燃焼熱により循環温水を熱交換加熱する暖房用一次熱交換器３７とを燃焼加熱部として備え、この暖房用一次熱交換器３７に暖房用温水循環路３８が通されている。
【００２８】
上記温水循環路３８は、膨張タンク３９に戻されて貯留される低温水を暖房用循環ポンプ４０の作動により上記暖房用一次熱交換器３７の入口に送り、ここで燃焼バーナ３６により加熱された高温水を液−液熱交換器であるバスヒータ４１に熱源として供給したり、高温往きヘッダー４２を介して例えば浴室乾燥機等の高温用暖房端末４３に供給したりされるようになっている。又、上記の循環ポンプ４０の作動により、膨張タンク３９内の低温水を低温往きヘッダー４４を介して例えば床暖房機等の低温用暖房端末４５に供給し、全ての暖房端末４３，４５から放熱により低温になった低温水を戻りヘッダー４６を介して潜熱回収用の二次熱交換器１の暖房用熱交換部１ｂに通した上で膨張タンク３９に戻すというように、循環させるようになっている。上記の二次熱交換器１の暖房用熱交換部１ｂにおいて、暖房用燃焼バーナ３６の燃焼排ガスからの潜熱回収により低温水が予熱された状態で膨張タンク３９に戻されるようになっている。
【００２９】
追い焚き回路２３は、液−液熱交換式の加熱部としてのバスヒータ４１が、戻り管３ａ及び往き管３ｂからなる追い焚き循環路３に介装され、追い焚き用循環ポンプ４７の作動により浴槽２から戻り管３ａを通して取り出された浴槽水がバスヒータ４１に送られ、このバスヒータ４１において暖房回路２２側の高温水を熱源とする液−液熱交換により追い焚き加熱され、追い焚き加熱後の浴槽湯水が往き管３ｂを通して浴槽２に送られるようになっている。
【００３０】
注湯回路２４は、給湯回路２１から上流端が分岐して下流端が追い焚き循環路３に合流された注湯路４８と、開閉切換により注湯の実行と遮断とを切換える注湯電磁弁４９とを備えている。この注湯電磁弁４９がコントローラ２６により開閉制御され、注湯の実行により、出湯路３４の湯が注湯路４８，循環路３（戻り管３ａ）を経て浴槽２に注湯されて所定量の湯張りが行われるようになっている。
【００３１】
ドレン水処理回路２５は、二次熱交換器１（給湯用熱交換部１ａ及び暖房用熱交換部１ｂ）において燃焼排ガスが潜熱回収のための熱交換により冷やされて凝縮することにより生じたドレン水に対し、再利用可能水とするために中和処理及びホルムアルデヒド除去処理を加え、その上で再利用のために浴槽２に流すために設置された回路である。すなわち、ドレン水処理回路２５では、二次熱交換器１の下側位置に配設されたドレン受け部により集水・回収されたドレン水を、ドレン導出管１３を通して中和処理槽４に導き、中和処理槽４内に充填された中和材４ａと接触させることにより中和処理を施す。次に、中和処理を施した中和処理水を、中和処理水導出管１４を通してホルムアルデヒド除去装置５に導き、ホルムアルデヒド除去装置５においてホルムアルデヒドを除去し、ホルムアルデヒドが除去された処理済み水を、処理済み水導出管１５を通して追い焚き循環路３（図２では戻り管３ａを例示）に流入させることにより浴槽２内に流し込むようになっている。つまり、本実施形態ではドレン水を中和処理した後の中和処理水をホルムアルデヒド除去対象の被処理水としてホルムアルデヒド除去装置においてホルムアルデヒドの除去処理を施すようになっている。以下、ホルムアルデヒド除去装置に対しホルムアルデヒド除去のために導かれる対象のことを「被処理水」と表記して説明を続ける。
【００３２】
次に、ホルムアルデヒド除去装置５について詳細に説明する。ホルムアルデヒド除去装置５は、図３に示すように電気分解を行う電解槽５１と、循環ポンプ５２が介装された循環路５３とを備えている。上記電解槽５１には内部に陽極５４と陰極５５とが少なくとも一対（図３の例では３対）交互に配設されている。陽極５４及び陰極５５はそれぞれ板状電極により構成され、相対向して隣接する板状電極同士が所定間隔を隔てて配設されて、それぞれ直流電源５６に接続されている。そして、電解槽５１の入口５１１には被処理水を導入するための管路の下流端(図例では中和処理水導出管１４の下流端)が上流側開閉弁５７を介して接続され、電解槽５１の出口５１２から下流側開閉弁５８を介して処理済み水導出管１５の上流端が接続されている。上記循環路５３は上流端が電解槽５１の出口５１２と開閉弁５８との間から分岐し、下流端が電解槽の入口５１１と開閉弁５７との間に合流しており、循環ポンプ５２の作動により所定の循環流量にて電解槽５１の出口５１２から入口５１１にホルムアルデヒド除去対象の被処理水（本実施形態では中和処理水）を戻し、この被処理水を電解槽５１の陽極５４と陰極５５との間の流路に繰り返し通過させるよう所定時間循環させるようになっている。
【００３３】
上記の陽極５４及び陰極５５の構成の具体例を説明すると、例えばそれぞれ幅５０ｍｍ×長さ１２０ｍｍのサイズの板状電極にし、各板状電極を白金とイリジウムとの合金をコーティングしたチタンプレートにより構成すればよい。そして、このような板状電極により構成された陽極５４及び陰極５５を交互に３ｍｍピッチの間隔で合計６枚（陽極５４を３枚と、陰極５５を３枚との合計６枚）を電解槽５１の槽内に配設すればよい。つまり、被処理水の流れが陽極５４と陰極５５とが相対向する内幅３ｍｍの隙間を通過する間に電気分解によるホルムアルデヒドの酸化除去が進行するようにするのである。
【００３４】
ホルムアルデヒド除去運転は次のようにして行う。下流側開閉弁５８を閉じて上流側開閉弁５７を開けて所定量の被処理水を導入する。循環ポンプ５２を作動させて導入した被処理水を循環路５３を通して電解槽５１の入口から出口の間で循環させながら、直流電源５６から所定電流値の定電流を通電し、電解槽５１内で電気分解反応を起こさせる。以上の開閉弁５７，５８の開又は閉切換作動、直流電源５６からの通電及び電流値制御、並びに、循環ポンプ５２の作動等はコントローラ２６（図２参照）により作動制御されるようになっている。
【００３５】
電解槽５１内では電気分解により陽極５４の側で酸化反応が生じ陰極５５の側で還元反応が生じることになり、被処理水に含まれるホルムアルデヒドが酸化されて除去される。すなわち、ＨＣＨＯ（ホルムアルデヒド）→ＨＣＯＯＨ（ギ酸）→ＣＯ２，Ｈ２Ｏという経路で酸化される結果、ホルムアルデヒドが除去されることになる。上記の如く循環路５３を通して電解槽５１内に循環させる時間（処理時間）が経過するに従いホルムアルデヒドの酸化除去が進みホルムアルデヒドの含有濃度が低下する。上記の処理時間は次の基準に基づいて設定するようにすればよい。通常、ドレン水は１０−１５ppmという高濃度のホルムアルデヒドを含有しているため、例えば目標値として０．０１６ppm未満という極低濃度を設定し、この設定基準の目標値まで除去が進む処理時間を設定すればよい。ここで、０．０５ppm未満を目標値に設定し、０．０５ppmより低濃度になるまでホルムアルデヒドの除去を行った後の処理済み水を用いて入浴用の浴槽水としての適性について確認試験を行ったところ、人間の皮膚に対する刺激は無かった。このため、上記の設定基準により十分に再利用可能な水を生成することができると考えられる。
【００３６】
以上のホルムアルデヒド除去装置５によるホルムアルデヒド除去処理においては、循環ポンプ５２を作動させて処理水を循環させて電解槽５１の陽極５４及び陰極５５の間に繰り返し通過させて電気分解によるホルムアルデヒドの酸化除去を行うことにより、処理水から有害なホルムアルデヒドを除去することができ、再利用する上で再利用可能な水を生成することができる。又、単に電解槽５１に通して電気分解処理するだけではなくて、循環ポンプ５２及び循環路５３を通して電解槽５１に対し処理水を循環させて処理水を陽極５４と陰極５５との間に繰り返し通過させるようにしているため、処理水を電気分解によるホルムアルデヒドの酸化除去作用を繰り返し受けさせるようにすることができる。この結果、陽極５４及び陰極５５の各電極面積をさほど大きくしなくても電気分解によるホルムアルデヒドの除去反応を効率よく進行させることができ、しかも電解槽５１をコンパクトなものにすることができる。なお、ホルムアルデヒドを酸化除去するための電気分解によって、他の有機物の分解除去の作用も併せて得ることができ、再利用する上でより好適な処理済み水の生成を行うことができる。
【００３７】
加えて、本実施形態では、二次熱交換器１からホルムアルデヒド除去装置５に対し高温状態の被処理水を供給して電解槽５１において酸化反応させることができるため、後述の図４（ｂ）の場合の如き従来構成の二次熱交換器１００から導出される相対的に低温のドレン水を被処理水として供給する場合と比べ、ホルムアルデヒドの酸化除去の反応速度を飛躍的に高めることができるようになる。すなわち、二次熱交換器１からドレン水導出管１３により導出されるドレン水を、従来の潜熱回収用熱交換器から導出されるそれよりも高温状態にすることができ、この結果、従来の潜熱回収用熱交換器から導出されたドレン水を被処理水としてホルムアルデヒド除去装置５にホルムアルデヒド除去のために供給する場合と比べ、ホルムアルデヒド除去のための酸化反応をより促進することができ、その反応速度を高めて処理の迅速化・処理時間の短縮化を図ることができる。
【００３８】
まず、二次熱交換器１から導出されるドレン水を従来のそれよりも高温状態にし得る点につき、図４を参照しつつ説明する。
【００３９】
本実施形態の構成を示す図４（ａ）の場合も、従来構成を示す図４（ｂ）の場合も、流入口１１１，１１０１から流入する燃焼排ガスは極めて高温（例えば２００℃）であり、この高温の燃焼排ガスが下流側の流出口１１２，１１０２まで流れる間に熱交換器本体１２と接触して潜熱が奪われる結果、流出口１１２，１１０２から排出される燃焼排ガスはかなり低温（例えば５０℃）まで温度が低下することになる。このような燃焼排ガスの流れに曝されることにより、両構成のいずれにおいても、熱交換器ケース１１，１１０を構成する底板１１３，１１０３の燃焼排ガス流の上流側領域（流入口１１１，１１０１側領域）１１３ａ，１１０３ａは高温状態の燃焼排ガスに曝されることになる。このため、両構成のいずれにおいても、燃焼排ガス流の上流側ではドレン水の発生量は相対的に少量になり、温度が下がる下流側では相対的に多量になる。
【００４０】
このような背景状況下において対比すると、従来構成を示す図４（ｂ）の場合には、燃焼排ガスの上流側の熱交換器ケース１１０内では底板１１０３の上流側領域１１０３ａが高温の燃焼排ガスに曝されて高温（例えば１００℃以上）に熱せられるため、少量のドレン水が発生して上記の上流側領域１１０３ａの上に滴下したとしても殆どが蒸発し、その際の蒸発音がユーザーにとっては騒音・異音として不快感を与えることにもなる。そして、主として下流側において発生したドレン水が下流側領域１１０３ｂの上に滴下して下流端位置からドレン水導出管１３０に集水されることになる。
【００４１】
これに対し、本実施形態の構成を示す図４（ａ）の場合には、図４（ｂ）の場合とは逆にドレン水導出管１３の上端開口１３１が熱交換器ケース１１内の燃焼排ガス流の上流端位置に開口するように接続され、その上端開口１３１に向けてドレン受け部１１ａが下流側から下り勾配となる傾斜面によって形成されているため、下流側で発生する比較的多量のドレン水がドレン受け部１１ａを構成する底板１１３上面の下流側領域１１３ｂから上流側領域１１３ａを通って上端開口１３１まで流下することになる。このため、底板１１３の上流側領域１１３ａは高温の燃焼排ガスに曝されはしても下流側から流下するドレン水により温度上昇が抑制される一方、上流側領域１１３ａと接触することにより下流側領域１１３ｂからのドレン水の温度が上昇する。これにより、従来の図４（ｂ）の場合よりもかなり高温状態に昇温したドレン水がドレン水導出管１３を通して導出されることになる。なお、底板１１３の上流側領域１１３ａの温度上昇が抑制されることから、上流側で生じたドレン水も蒸発することなくドレン水導出管１３に集水される結果、ドレン水導出管１３により集水・導出されるドレン水の総量も従来の図４（ｂ）の場合よりも増加すると考えられる。
【００４２】
次に、高温状態の被処理水を対象にすれば電解槽５１での電気分解によるホルムアルデヒド除去のための酸化反応速度を高めて処理の迅速化・処理時間の短縮化を図り得る点につき、図５を参照しつつ説明する。
【００４３】
図５は、要するに被処理水の温度がホルムアルデヒドの除去性能に与える影響についての比較試験結果を示すものである。すなわち、２５℃の未加熱の被処理水（同図の黒く塗りつぶした菱形マーク参照）と、７０℃に加熱した被処理水（黒く塗りつぶした正方形マーク参照）との２種類について、それぞれ５００mL（同図には「ドレン量」と表示）ずつ用い、循環ポンプ５２で循環流量を一定にし、かつ、直流電源５６の通電電流を３Ａの定電流値にして、循環式の電気分解を実施した場合の処理を開始してからの経過時間(以下「処理時間」という)に対するホルムアルデヒド濃度（ppm）の変化について対比したものが図５である。これによれば、２５℃の未加熱の被処理水（当初濃度はほぼ７．５ppm）の場合ではホルムアルデヒド目標濃度（０．０１６ppm未満）まで低下するのに９０分要したのに対し、７０℃に加熱した被処理水の場合では当初濃度が１０ppmであったにも拘わらず３０分の処理時間で上記と同様のホルムアルデヒド目標濃度まで低下した。つまり、被処理水が７０℃の高温状態であれば、ホルムアルデヒド除去完了（上記のホルムアルデヒド目標濃度まで低下したこと：以下同様）まで３０分という極めて短時間の処理時間で達成させることができたのであり、被処理水の温度を高くすれば、ホルムアルデヒドの酸化除去の反応速度（効率）を飛躍的に高めて処理時間の短縮化を図ることができることが分かる。
【００４４】
ここで、電解槽５１に導かれる被処理水の温度を高くすることにより、電解槽５１におけるホルムアルデヒドの酸化除去反応の効率（速度）を向上し得る点について、考察を加える。すなわち、ホルムアルデヒドの酸化除去は、ＨＣＨＯ→ＨＣＯＯＨ→ＣＯ２，Ｈ２Ｏという経路で酸化されるため、酸化反応を生じ易くさせて促進するにはホルムアルデヒド単体の状態であることが望ましい。しかるに、ホルムアルデヒドは水溶液中では重合してパラホルムアルデヒドとして存在しており、このパラホルムアルデヒドは加熱することによりホルムアルデヒド単体に戻るという特性を有している。従って、被処理水はその温度が高い方が重合体のパラホルムアルデヒドをホルムアルデヒド単体に戻し易く、これにより、酸化反応を生じ易くなるため、ホルムアルデヒドの酸化除去速度を高くすることができると考えられる。
【００４５】
以上より、本実施形態によれば、二次熱交換器１から高温状態のドレン水を導出することができ、そして、これを電解槽５１に対し被処理水として導くようにしているため、電気分解による酸化除去反応によりホルムアルデヒドの除去を行うことができる上に、そのホルムアルデヒドの除去反応速度を高めてホルムアルデヒド除去完了までの処理時間を短縮化させることができる。しかも、電気ヒータ等の加熱手段を新設することなく、二次熱交換器１におけるドレン受け部１１ａからのドレン水の導出構造を変更することで、ホルムアルデヒド除去装置５に供給される被処理水の温度を従来構造の場合よりも高温にすることができ、上記のホルムアルデヒドの除去反応速度を高めて処理時間の短縮化を新たな機器コストや加熱のための電気エネルギーコストの発生を伴うことなしに実現させることができる。
【００４６】
＜他の実施形態＞
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の実施形態を包含するものである。すなわち、上記実施形態では、浴槽２での再利用を可能とするために処理済み水を浴槽２に対し流しているが、これに限らず、浴槽ではなくて装置外の再利用先に対し再利用水として供給したり、あるいは、無害化水として単に排水させたりしてももちろんよい。
【００４７】
さらに、上記実施形態では、ドレン水を中和処理槽４で中和処理した後の中和処理水をホルムアルデヒド除去対象の被処理水としてホルムアルデヒド除去装置５に導いているが、これに限らず、二次熱交換器１で発生して集水されたドレン水をそのまま被処理水としてホルムアルデヒド除去装置５に導いてホルムアルデヒド除去処理を施すようにしてもよい。又、この場合には、ホルムアルデヒド除去後の処理済み水を中和処理槽に導いて中和処理を施すようにしてもよい。
【００４８】
又、例えば循環路５３に対し被処理水を加熱するための電気ヒータ等の加熱手段を介装して、二次熱交換器１から供給される高温状態の被処理水をさらに補助的に加熱作動させるようにしてもよく、この場合であっても、従来構成の二次熱交換器１００を用いて加熱手段だけで被処理水を加熱する場合と比べ、加熱作動のための電気エネルギーの省力化を図り得る。
【００４９】
上記実施形態におけるドレン受け部１１ａとしてはドレン水導出管１３の上流開口端１３１に向けて下り勾配の傾斜面になるように形成しているが、これに限らず、少なくとも逆勾配でなければよく、水平面になるように形成してもよい。水平面であれば、ドレン水が僅かでも溜まれば上流開口端１３１から導出可能だからである。
【００５０】
上記実施形態では、ドレン受け部１１ａを底板１１３の底面により構成し、その底板１３の底面を傾斜面としているが、これに限らず、ドレン受け部を底板とは別に熱交換器ケース１内に配設する場合には、底板を傾斜させる必要はなく、この底板の底面側に配設するドレン受け部の上面を傾斜面により構成すればよい。
【００５１】
なお、ホルムアルデヒドを酸化除去するための電気分解においては、ホルムアルデヒドに加えて他の有機物の分解除去の作用も併せて得ることができるため、本発明のホルムアルデヒド除去装置を用いて入浴後の浴槽水の浄化に利用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施形態の給湯装置の要部を示す模式図である。
【図２】図１の給湯装置を具体化したものの例を示す模式図である。
【図３】ホルムアルデヒド除去装置の例を示す説明図である。
【図４】二次熱交換器の構成を示す説明図であり、図４（ａ）は本実施形態の構成を示し、図４（ｂ）は従来構成を示す。
【図５】被処理水の温度を変化させた場合の処理時間に対するホルムアルデヒド濃度変化を示す関係図である。
【符号の説明】
【００５３】
１            二次熱交換器
２            浴槽
３            追い焚き循環路（連通路）
４            中和処理槽
５            ホルムアルデヒド除去装置
１１          熱交換器ケース
１１ａ        ドレン受け部
１２          熱交換器本体
１３          ドレン水導出管（ドレン水導出路）
５１          電解槽
５４          陽極
５５          陰極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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