(57)【要約】【課題】ゴミ等による詰まりを適切に防止することができる中和装置と、そのような中和装置を備える燃焼装置を提供すること。【解決手段】燃焼手段と、該燃焼手段により加熱された流体を供給する配管を備える燃焼装置に設けられ、前記燃焼手段の燃焼にともなって発生する排気ガスの潜熱を回収する潜熱回収用熱交換器により該潜熱を回収する際に発生するドレンを中和する中和装置７０において、ドレンを受け止めるドレン受け部５７と、内部に中和剤を収容し、前記ドレンを導いて中和するための中和器９０と、該中和器とドレン受け部の間に配置されており、前記中和器に入る前の前記ドレン中のゴミを除去するためのゴミ除去器８０とを備える。【選択図】図２
2009172535.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼手段と、該燃焼手段により加熱された流体を供給する配管を備える燃焼装置に設けられ、前記燃焼手段の燃焼にともなって発生する排気ガスの潜熱を回収する潜熱回収用熱交換器により該潜熱を回収する際に発生するドレンを中和する中和装置において、
ドレンを受け止めるドレン受け部と、
内部に中和剤を収容し、前記ドレンを導いて中和するための中和器と、
該中和器とドレン受け部の間に配置されており、前記中和器に入る前の前記ドレン中のゴミを除去するためのゴミ除去器と
を備えることを特徴とする中和装置。
【請求項２】
前記ゴミ除去器は、ドレン受け部からの排気ガスがゴミ除去器の下流に通過しないように、水封構造を形成したことを特徴とする請求項１に記載の中和装置。
【請求項３】
前記ゴミ除去器には、ドレン水に混入したドレン水よりも重いゴミと軽いゴミのそれぞれを優先して捕捉する構造が含まれていることを特徴とする請求項１または２に記載の中和装置。
【請求項４】
前記水封構造の下流側空間に連通して空気抜き孔を設け、かつ前記中和器の上部に空気抜き孔を設けることにより、前記ゴミ除去器から前記中和器へのドレン水が流れやすくしたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の中和装置。
【請求項５】
燃焼手段と、該燃焼手段により加熱された流体を供給する配管を備える燃焼装置において、
前記燃焼手段の燃焼により加熱される一次熱交換器と、
該一次熱交換器に入る前の流体を導き、前記燃焼手段の燃焼にともなって発生する排気ガスの潜熱を回収するための二次熱交換器である潜熱回収用熱交換器と、
該潜熱回収用熱交換器により潜熱を回収する際に発生するドレンを導き、該ドレンを中和する中和装置と
を備えており、
前記中和装置が、
内部に中和剤を収容し、前記ドレンを導いて中和するための中和器と、
該中和器の前段に配置されており、前記中和器に送る前の前記ドレン中のゴミを除去するためのゴミ除去器と
を備えることを特徴とする燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、潜熱回収型の給湯装置における潜熱回収にともなって発生するドレン（水）を中和する中和装置および中和装置を備える燃焼装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、風呂の追焚き燃焼および／または給湯燃焼を行うにあたり、燃焼装置により加熱される一次熱交換器に加え、この一次熱交換器を加熱した燃焼排気の持つ潜熱を回収する二次熱交換器、すなわち潜熱回収用熱交換器を備えた給湯装置が開発されている（特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献１の給湯装置では、一次熱交換器１２と二次熱交換器１３との間にドレン受けとしての受け皿１４が配置されている。この受け皿１４は、二次熱交換器１３による潜熱の回収の際に発生するドレン（水）を受けるものである。このドレンは燃焼排気中の水蒸気が凝縮したもので、ｐＨ２．５ないし３の酸性水であり、このまま排水すると、コンクリートを溶解したり、あるいは金属腐食の原因になったりする。
【０００４】
そこで、特許文献１では、受け皿１４に溜まるドレンをドレン配管１５を介して中和器３０に導くようにしている。
中和器３０内には中和剤が入っており、ドレンの中和処理がされて排水されるようになっている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１２０８６９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図３は特許文献１のような潜熱回収型給湯装置の中和器３０の一例を示す説明図である。
受け皿１４からのドレンはドレン配管１５を通って中和器３０内に導かれるが、中和器３０内には、中和剤としての炭酸カルシウム３１の粒子が多数充填されている。なお、使用される炭酸カルシウムは、実際には図示の粒径よりもはるかに小さくてもよい。
そして、中和器３０内に導かれたドレンは、炭酸カルシウム粒子３１の間を通過する過程で中和されるようになっている。
【０００７】
ところで、ドレンには、風などの影響により器具の排気口から侵入したゴミや埃が混入することがある。このゴミがドレンとともに中和器３０に運ばれると、炭酸カルシウム３１の隙間を埋めてしまい、中和器３０内でドレンの流れが阻害されることが考えられる。この結果、ドレン配管中に配置されたセンサ部で検知されエラー表示されることになる。
また、一旦、炭酸カルシウムの粒子間に詰まったゴミ等を除去することは容易ではない。
そこで、本出願人は炭酸カルシウムの粒径等、種々の検討を加えているが、決定的な解決方法がみいだせなかった。
【０００８】
この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、ゴミ等による詰まりを適切に防止することができる中和装置と、そのような中和装置を備える燃焼装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的は、第１の発明にあっては、燃焼手段と、該燃焼手段により加熱された流体を供給する配管を備える燃焼装置に設けられ、前記燃焼手段の燃焼にともなって発生する排気ガスの潜熱を回収する潜熱回収用熱交換器により該潜熱を回収する際に発生するドレンを中和する中和装置において、ドレンを受け止めるドレン受け部と、内部に中和剤を収容し、前記ドレンを導いて中和するための中和器と、該中和器とドレン受け部の間に配置されており、前記中和器に入る前の前記ドレン中のゴミを除去するためのゴミ除去器とを備える中和装置により、達成される。
【００１０】
上記構成によれば、中和器より前段にゴミ除去器を配置したことにより、ドレンに混入したゴミが中和器にもたらされることがなく、中和器が詰まるという事態を有効に回避することができる。
特に、中和剤が収容された中和器とは別体にゴミ除去器を設けるようにしたから、中和器にゴミが入り込むことがないように工夫されている。そして、ゴミ除去器は、適宜溜まったゴミを捨てることができ、メンテナンスも容易である。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明の構成において、前記ゴミ除去器は、ドレン受け部からの排気ガスがゴミ除去器の下流に通過しないように、水封構造を形成したことを特徴とする。
上記構成によれば、ゴミ除去器の本体内に水封構造を設けたので、ゴミはゴミ除去器内で確実に保持される。また、排気ガスがドレン配管をとおって下流に漏れ出すこともなくなる。
【００１２】
第３の発明は、第１または２の発明の構成において、前記ゴミ除去器には、ドレン水に混入したドレン水よりも重いゴミと軽いゴミのそれぞれを優先して捕捉する構造が含まれていることを特徴とする。
上記構成によれば、ゴミを分別して処理する捕捉構造を備えているので、耐久上の観点からも優れている。
【００１３】
第４の発明は、第１ないし３のいずれかの発明の構成において、前記水封構造の下流側空間に連通して空気抜き孔を設け、かつ前記中和器の上部に空気抜き孔を設けることにより、前記ゴミ除去器から前記中和器へのドレン水が流れやすくしたことを特徴とする。
上記構成によれば、ドレン配管の抵抗が増すことがなくなり適切にドレンが排水される。
【００１４】
また、上記目的は、第５の発明にあっては、燃焼手段と、該燃焼手段により加熱された流体を供給する配管を備える燃焼装置において、前記燃焼手段の燃焼により加熱される一次熱交換器と、該一次熱交換器に入る前の流体を導き、前記燃焼手段の燃焼にともなって発生する排気ガスの潜熱を回収するための二次熱交換器である潜熱回収用熱交換器と、該潜熱回収用熱交換器により潜熱を回収する際に発生するドレンを導き、該ドレンを中和する中和装置とを備えており、前記中和装置が、内部に中和剤を収容し、前記ドレンを導いて中和するための中和器と、該中和器の前段に配置されており、前記中和器に送る前の前記ドレン中のゴミを除去するためのゴミ除去器とを備える燃焼装置により、達成される。
上記構成によれば、第１の発明で説明したように、ドレンに混入したゴミが中和器にもたらされることがなく、中和器が詰まるという事態を有効に回避することができ、適切にドレン排水することができる潜熱回収型燃焼装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、この発明の好適な実施形態を添付図面を参照しながら、詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００１６】
図において、燃焼装置４０は、この実施形態では、給湯装置であり、該燃焼装置４０は、機器ケース等でなる本体４１を有している。燃焼装置４０には浴槽４２と中和装置７０が接続されており、中和装置７０は本体４１内に収容されていても、本体４１の外部に配置されていてもよい。
燃焼装置４０の燃焼室４３内には、バーナ５３、一次熱交換器５４、二次熱交換器（潜熱回収用熱交換器）５６が収容されており、二次熱交換器５６の直下には、ドレン受け部としての受け皿５７が配置されている。
バーナ５３には、ガス管５１が接続されており、ガス比例弁５２を介して燃料ガスが供給されるようになっている。
【００１７】
一次熱交換器５４には、給湯配管４４と、追焚き管路５８とが設けられており、熱交換のための多数のフィン５４ａがこれら配管に取付けられている。一次熱交換器５４は、バーナ５３により加熱された燃焼ガスの顕熱を吸収して配管の中の流体を加熱するようになっている。
二次熱交換器５６は、潜熱回収用の熱交換器であり、バーナ５３の燃焼により一次熱交換器５４が熱交換された後の、燃焼排気と接触する位置に設けられており、例えば、この実施形態では、一次熱交換器５４の真上で、排気通路７５の前段に位置されている。二次熱交換器５６も多数のフィン５６ａを備えている。
これにより、二次熱交換器５６は、燃焼排気中の潜熱を熱交換により吸収し、給湯配管４４内を流れる温水を加熱するようになっている。
なお、これら第１、第２の熱交換器は、フィンを備えないように構成することもできる。
【００１８】
二次熱交換器５６直下の受け皿５７には、燃焼排気中に存在する水蒸気が温度の低い二次熱交換器５６表面で結露し、滴下したドレン（水）が溜まるようになっている。このドレンは窒素酸化物を含み、酸性のドレン水となっている。このドレンはドレン配管７６を介して中和装置７０に導かれ、該中和装置７０で中和処理されて図示しない排水手段に導かれて環境に害を与えることなく廃棄される。
中和装置７０の詳しい構成は後で説明する。
【００１９】
給湯配管４４は、入水管４５から入った上水が先ず二次熱交換器５６に導かれ、潜熱回収により加熱され、昇温された温水は、さらに一次熱交換器５４に導かれる。この一次熱交換器５４により加熱された温水は、出湯管４７から、出湯栓４８を介して、所定の温度で出湯されるようになっている。
なお、入水管４５と出湯管４８にはバイパス管４６が設けられており、加熱温水と上水がミキシングされることにより、所定の温度に調整されて出湯されるようにされている。
【００２０】
追焚き管路５８は、一次熱交換器５４で加熱された温水が浴槽４２に向かう往き管５８ｂと、浴槽４２から器具への戻り管５８ａを含んだ循環管路であり、戻り管５８ａには風呂サーミスタ７４および循環ポンプ７１が設けられている。これにより、循環ポンプ７１を駆動して、浴槽４２の残水を引き込み、浴槽温度を制御することができるようになっている。
【００２１】
本実施形態の燃焼装置４０は以上のように構成されており、次に、中和装置７０の実施形態について、図２を参照しながら説明する。
中和装置７０は、酸性のドレンを中和する中和器９０と、該中和器９０の前段に設けられたゴミ除去器８０とを備えている。この中和装置７０は全部またはその一部が燃焼装置４０の本体４１内に収容されていてもよい。あるいは屋外や一部屋外に露出した燃焼装置本体４１と接続されて、中和装置７０全体が、屋内の浴室内などに配置されてもよい。
【００２２】
先ず、中和器９０について説明する。
中和器９０は、縦長または横長の容器状もしくはボックス状の本体９１を備えている。該本体９１は、例えば、ポリエチレン等の合成樹脂の成形品等により形成されており、設置される場所等に応じて、防水性と必要な耐熱性、機械的耐久性などを考慮して適宜の材料が選定される。
また、本体９１は、内部に中和剤を収容し、ドレンを十分に中和できる容積を備えている。
【００２３】
この実施形態では、本体９１は、縦長の中空なプラスチック容器を使用している。
中和器９０の本体９１の上端付近には、後述するゴミ除去器８０から延びるドレン配管９２が接続されたドレン導入口９３が設けられている。
このドレン導入口９３と高い位置には通気口９５が設けられており、通気口９５はドレン導入口９３と対向する箇所に形成されたり、中和剤充填口９９やその近傍に設けている。
また、ドレン導入口９３よりもやや低い位置にドレン排出口９６が形成されている。
これにより、ドレン導入口９３から本体９１内に導入されたドレンは、図示するように、ドレン排出口９６より低い位置で中和器９０内に溜まる水封構造を実現するようにされている。
【００２４】
本体９１内には、そのほぼ中央部に縦方向に延びて、図において左右の領域を区分する邪魔板９８が設けられている。邪魔板９８の下端を開放している。つまり邪魔板９８の下方には空間９８ａを設けている。これにより、ドレンは邪魔板９８を迂回してこの邪魔板９８の下方の空間９８ａを通過するようにされており、本体９１内におけるドレンの通過経路の経路長をできるだけ長くするようにされている。これにより、本体９１内に中和剤９７を充填すれば、ドレン導入口９３から本体９１内に導かれたドレンは、中和剤９７の隙間を通過しつつ長い経路を進む間に中和剤に所定時間接触して、中和反応が進行する。
ここで、中和剤９７としては炭酸カルシウムの粒体が好ましい。
【００２５】
また、邪魔板９８の上方領域９４は開放されており、ドレン導入口９３からドレンとともに本体９１内に入り込む空気が、通気口９５から容易に抜けるようにされている。さらに、本体９１の上端には中和剤充填口９９が設けられることにより、使用の過程で減少した中和剤９７が容易に追加できるようにされている。
なお、邪魔板９８の上方領域９４が開放されていると、中和剤充填口９９から入れた中和剤９７を本体９１内に偏りなく充填する上で便利である。
【００２６】
本実施形態の中和装置７０は、この中和器９０よりも前段に、ゴミ除去器８０を設けている。
すなわち、燃焼装置の二次熱交換器５６のドレンを受ける受け皿５７に溜まるドレンを導くドレン配管７６は、ゴミ除去器８０に接続され、該ゴミ除去器８０で、ゴミの除去が行われたドレンが上記した中和器９０に導かれるようになっている。
【００２７】
ゴミ除去器８０は、縦長または横長の容器状もしくはボックス状の本体８１を備えている。該本体８１は、例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリプロピレン等の合成樹脂の成形品等により形成されており、設置される場所等に応じて、防水性と必要な耐熱性、機械的耐久性などを考慮して適宜の材料が選定される。
また、本体８１は、内部にドレンを通し、例えば図１の燃焼室４３内で燃焼排気の影響等により生じて、ドレンに混入したゴミや埃等を本体８１内に残留させて除去するのに十分な容積を備えるようにされている。
【００２８】
この実施形態では、本体８１は、横長の中空なプラスチック容器を使用している。
ゴミ除去器８０の本体８１の上端付近であって、図において右端部には、ドレン配管７６もしくはその延長部が接続されたドレン導入口８８が設けられている。
本体８１のドレン導入口８８とは反対の端部であって、該本体８１の高さ寸法の中間付近にはドレン排出口８７が形成されている。これにより、ドレン導入口８８から本体８１内に導入されたドレンは、図示するように、ドレン排出口８７より低い位置で本体８１内に溜まる水封構造を実現するようにされている。
【００２９】
横長の本体８１の中央部において、該本体８１の横寸法の中央部もしくは中央部よりもやや左寄りの位置に、第１の邪魔板８２が、底部から起立して縦方向に延びるように形成されており、上端部より上の領域８２ｂは開放もしくは連通されている。これにより、第１の邪魔板８２は本体８１内において、該第１の邪魔板８２を境界として左右の空間に仕切る壁とされており、右側の空間は、第１のトラップ８２ａとされている。
【００３０】
第１の邪魔板８２よりも左よりの位置には、本体８１の上端から下方へ垂下されて垂直に延びる隔壁状の第２の邪魔板８３が設けられており、その下方の領域８３ｂは開放もしくは連通している。
第２の邪魔板８３よりも左よりの位置には、本体８１の底部から起立して縦方向に延びる隔壁状の第３の邪魔板８４が設けられており、その上方の領域８４ｂは開放もしくは連通している。
第１の邪魔板８２と第３の邪魔板８４間Ｓ１で水封構造を実現するとともに、第２のトラップを形成している。
【００３１】
本体８１の上端付近、すなわち、本体８１内の水封構造により形成される水位よりも高い位置に検知センサ８５が設けられている。
検知センサ８５は、例えば、本体８１の上端付近に並列的に露出した２つの接点を有する電極により形成されており、本体８１内でドレン水位が上昇し、これら２つの接点がドレン中に没すると、通電して所定の水位であることを検知する。これにより、例えば、図１の燃焼装置４０において、エラー表示がされ、あるいは所定の警報などによる報知がされるようになっている。
【００３２】
なお、検知センサ８５は、本実施形態のように中和器９０側でなく、それより前段にあるゴミ除去器８０側に形成することにより、ドレンの中和処理において、上記エラー表示などがされるまでより多くのドレンを中和装置７０内に送ることができる。
また、本体８１の上端には通気口８６が、例えば上方に向けて開口するように設けられている。
なお、必要により、例えば、図２のＴ１およびＴ２の箇所に着脱手段を設けて、ゴミ除去器８０を手入れできるようにすることができる。
あるいは、本体８１に着脱自在の蓋を設けて、内部に溜まったゴミを除くことができるようにしてもよい。
【００３３】
本実施形態は以上のように構成されており、中和装置７０において、中和器９０の前段にゴミ除去器を配置したことにより、ドレンに混入したゴミが中和器９０にもたらされることがなく、中和器９０が詰まるという事態を有効に回避することができる。
特に、中和剤９７が収容された中和器９０とは別体にゴミ除去器８０を設けるようにしたから、入り込むと除去できない中和剤の隙間にゴミが入ることがないように工夫されている。そして、ゴミ除去器８０は、適宜溜まったゴミを捨てることができ、メンテナンスも容易である。
【００３４】
上記したように、ゴミ除去器８０は、本体８１内にトラップを設けたので、ゴミはゴミ除去器８０内で確実にトラップに保持されて、該ゴミ除去器８０内に止まり、後段の中和器９０に運ばれることがない。
しかも、このトラップは、第１のトラップ８２ａとこの第１のトラップ８２ａと連通した第２のトラップ８３ａとを有し、この第１のトラップ８２ａは第２のトラップ８３ａよりも大きな空間を備えるようにしている。つまり、トラップを２段階のトラップとすることにより、ゴミの捕獲機能に優れている。
そして、第１のトラップ８２ａ下部では、ドレン水よりも重いゴミが捕獲保持されるが、この第１のトラップ８２ａ上部と続く第２のトラップ８３ａ上部は、ドレン水よりも軽いゴミを捕獲しやすい。
【００３５】
図３は、中和装置７０に含まれるゴミ除去器の変形例を示す図である。
この各図では、邪魔板８２と邪魔板８３の高さの違いによる水位と水面面積の違いに着目している。
これらの図において、図２のゴミ除去器８０と同一の符合を付した個所は共通する構成であるから、重複する説明は省略し、以下、相違点を中心に説明する。
第１の変形例である図３（ａ）のゴミ除去器８０−１では、第１の邪魔板８２−１が第３の邪魔板８４−１よりも高い（大きい）。このため、第１のトラップ８２ａは、重いゴミ△のとらえる量が増大できる方法となる。
この変形例では、第１の邪魔板８２−２より後段の箇所Ｓ２が水封構造とされている。
【００３６】
第２の変形例である図３（ｂ）は、本体の喫水面を決定するドレン排出口８７の高さよりも、邪魔板８２と邪魔板８３の高さが低い事例である。このゴミ除去器８０−２では、第１の邪魔板８２−２が第３の邪魔板８４−２よりも低い（小さい）。しかも第３の邪魔板８４−２は、ドレン排出口８７よりも低い。ドレン水よりも軽いゴミ○のたまる面積は、８３−２までの面積をとることができ、軽いゴミ○の収容量を多くできる。邪魔板８３の高さが低いため第１のトラップ８２ａであふれ出した重いゴミ△は、第１の邪魔板８２−２を挟んでその前段と後段に広がることとなる。この変形例では、ドレン排出口８７よりもそれぞれの邪魔板の高さを低くしたが、邪魔板８３をドレン排出孔８７よりも高くすると、その高さが水面高さとなり、重いゴミ△の補足量を多くすることができ最適な図２の実施例となる。
この変形例では、全体の範囲Ｓ３が水封構造とされている。
【００３７】
第３の変形例である図３（ｃ）のゴミ除去器８０−３では、第３の邪魔板８４−３がドレン排出口８７の高さ位置よりも高くなるようにされており、かつ、第３の邪魔板８４−３よりも第１の邪魔板８２−３の方が高く（大きく）なるようにされている。
これにより、第１のトラップ８２ａの水位が高くなり、第２のトラップ８３ａも比較的深い水位となっている。このため、第１のトラップ８２ａと第二のトラップ８３ａとで重いゴミ△の捕らえる量が最大となる。また、軽いゴミも浮力の関係から邪魔板８３−３の下をくぐって通過しにくくなるメリットがある。
この変形例では、第１の邪魔板８２−２と第３の邪魔板８４−３の間の範囲Ｓ４が水封構造とされている。
【００３８】
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。
ゴミ除去器や中和器の形状は適宜変更することができる。また、中和装置７０は、燃焼装置４０のケースである本体４１内にその全体が収容されていてもよいし、ゴミ除去器８０と一体で収容されていてもよいし、中和装置７０だけケース外に存在してゴミ除去器だけ本体４１内に収容されてもよい。
ゴミ除去器８０内には、より多くのトラップを形成してもよい。また、ドレンの入口は上部でなく、側面の下部または中間位置に設けても良い。この場合は、重いゴミが邪魔板８２にぶつかり邪魔板を越えないようにすることが望ましい。流入角度を変えて、ドレン水が旋回するようにして、軽いゴミや重いゴミが回転することで中央部にまとまるようにし邪魔板８２を越えにくくすることも可能である。また、内部に中和剤を設けて、中和機能を適宜向上させたり、耐久時間を延長することも可能である。
さらには、実施形態で説明した構成の一部と、上記で説明しない他の構成と組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の燃焼装置の実施形態を示す系統図。
【図２】図１の給湯装置に用いる中和装置の実施形態を示す説明図。
【図３】ゴミ除去器の変形例を示す図。
【図４】従来の中和器の一例を示す説明図。
【符号の説明】
【００４０】
４０・・・燃焼装置、４４・・・給湯配管、５４・・・一次熱交換器、５６・・・二次熱交換器、５７・・・受け部（受け皿）、７０・・・中和装置、７６・・・ドレン配管、８０・・・ゴミ除去器、８１・・・本体、８２ａ・・・第１のトラップ、８３ａ・・・第２のトラップ、９０・・・中和器、９７・・・中和剤、９８・・・邪魔板
【図１】
2009172535.tif 000003
【図２】
2009172535.tif 000004
【図３】
2009172535.tif 000005
【図４】
2009172535.tif 000006