(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼ガスが露点以下になって発生したドレン水を中和するための中和剤を中空のケース内部に充填したドレン中和槽であって、
前記ケースの上部にドレン水導入口を設け、前記ケースの下部に処理水排出口を設け、前記ケースの天面から垂下された仕切り壁によって前記ケースの内部を互いに連通する複数の空間に仕切って仕切り壁の上流側に位置する空間を仕切り壁の下流側に位置する空間よりも大きくし、前記仕切り壁の下端に対向させて前記ケースの底面に凹部を設けると共に前記仕切り壁の下端を前記凹部の上端よりも低い位置に位置させることによって前記仕切り壁で仕切られた空間の間を水封するためのトラップを前記ケースに設け、前記トラップと前記処理水排出口との中間の位置において、前記ケース内部を大気に連通させるための通気孔を前記ケースに設けたことを特徴とするドレン中和槽。
【請求項２】
前記処理水排出口のケース内面側における開口は、前記ケースの底面に位置していることを特徴とする、請求項１に記載のドレン中和槽。
【請求項３】
前記ケースの内部は、一枚の仕切り壁によって２つの空間に仕切られていることを特徴とする、請求項１又は２に記載のドレン中和槽。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ドレン中和槽に関し、詳しくは、燃焼器で発生した燃焼排ガスからの熱を熱交換器によって回収する際に発生するドレン水を中和して排水に供するためのドレン中和槽に関する。
【０００２】
【背景技術】
給湯機や温水利用暖房装置などにおいては、従来より、燃焼排ガスの熱を高効率で回収することができるようになった燃焼器が用いられたものがある。このような高効率の燃焼器においては、強酸性のドレン水が発生するので、ドレン水を中和して排出するためのドレン中和槽が用いられている。
【０００３】
図１は従来のドレン中和槽１の構造を示す概略断面図であって、中空となったケース２内には炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）からなる中和剤３が充填されている。ケース２の流入側上面にはドレン水導入口４が設けられ、ケース２の流出側の側面上部には処理水排出口５が設けられている。中和剤３が納められているケース２の内部においては、ケース２の天井面から垂直に仕切り壁６が垂下されており、仕切り壁６の下端は、ケース２の底面との間にドレン水の通過できる通路を隔ててケース２の底面に対向している。
【０００４】
しかして、燃焼器で発生したドレン水がドレン水導入口４からドレン中和槽１内に導入されると、ドレン水導入口４から入ったドレン水は図１に矢印で示すように下方へ向けて流れ、仕切り壁６の下の通路を通過した後、上方へ向けて流れ、処理水排出口５から外部（例えば、排水溝など）へ排出される。このようにしてドレン中和槽１内を通過する経路においてドレン水は中和剤３と反応し、弱酸性ないし中性となった処理水が処理水排出口５から排出される。このような構造では、ドレン水が仕切り壁６を迂回するように流れるので、ドレン水が中和剤３を通過する経路を長くとることができ、ドレン水を十分に中和させることができる。
【０００５】
また、このドレン中和槽１では、処理水排出口５は仕切り壁６の下端よりも上方に位置しているので、上部の処理水排出口５よりも下方にドレン水が溜まり、ドレン水によってドレン中和槽１内が水封される。ドレン水導入口４からはドレン水と共に排ガスが送り込まれるが、ドレン中和槽１内を水封することで排ガスが処理水排出口５から流出するのを防止することができる。
【０００６】
しかし、このような構造のドレン中和槽１では、上部に処理水排出口５が設けられているので、ドレン中和槽１内のほぼ全体に常にドレン水が溜まった状態となっている。そのため、ドレン水と中和剤３との接触時間が長くなり、中和剤３の消耗が激しくなる問題があった。
【０００７】
さらに、このようなドレン中和槽１では、ドレン中和槽１内に中和されたドレン水が常に溜まっていて中和剤３が乾燥する機会がないので、ドレン中和槽１内に黴や藻のようなゼラチン状の異物がケース２内の下部に堆積し、仕切り壁６の下の通路などを詰まらせる恐れがあった。
【０００８】
本発明は上記の従来例の欠点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、中和剤の消耗が少なく、また、内部に黴や藻などの異物が堆積しにくいドレン中和槽を提供することにある。
【０００９】
【発明の開示】
本発明に係るドレン中和槽は、燃焼ガスが露点以下になって発生したドレン水を中和するための中和剤を中空のケース内部に充填したドレン中和槽であって、前記ケースの上部にドレン水導入口を設け、前記ケースの下部に処理水排出口を設け、前記ケースの天面から垂下された仕切り壁によって前記ケースの内部を互いに連通する複数の空間に仕切って仕切り壁の上流側に位置する空間を仕切り壁の下流側に位置する空間よりも大きくし、前記仕切り壁の下端に対向させて前記ケースの底面に凹部を設けると共に前記仕切り壁の下端を前記凹部の上端よりも低い位置に位置させることによって前記仕切り壁で仕切られた空間の間を水封するためのトラップを前記ケースに設け、前記トラップと前記処理水排出口との中間の位置において、前記ケース内部を大気に連通させるための通気孔を前記ケースに設けたことを特徴としている。ここで、処理水排出口の設けられているケースの下部とは、ケースの底面ないし側面下部（好ましくは、側面のほぼ下端部）を意味する。
【００１０】
本発明に係るドレン中和槽にあっては、中和剤を充填されたケースの上部にドレン水導入口を設け、ケースの下部に処理水排出口を設けているので、ドレン水導入口からドレン中和槽内に導入されたドレン水は、ドレン中和槽内で中和されると、ドレン中和槽内にほとんど滞留させられることなく、直ちに処理水排出口から排出される。このように、ドレン中和槽内にドレン水をほとんど溜めない構造となっているので、ドレン水と中和剤との接触時間が短くなり、中和剤の消耗を抑えることができる。この結果、中和剤の量を減らしてドレン中和槽の大きさを小さくすることができる。
【００１１】
さらに、本発明に係るドレン中和槽にあっては、ケースの天面から垂下された仕切り壁によってケースの内部を互いに連通する複数の空間に仕切り、仕切り壁の下端に対向させてケースの底面に凹部を設けると共に仕切り壁の下端を前記凹部の上端よりも低い位置に位置させることによって仕切り壁で仕切られた空間の間を水封するためのトラップをケースに設けているので、ドレン水と一緒にドレン中和槽内に流入した燃焼排ガスをトラップで止めることができ、処理水排出口から燃焼排ガスが漏れるのを防止することができる。また、本発明に係るドレン中和槽では、前記トラップと前記処理水排出口との中間において、前記ケース内部を大気に連通させるための通気孔を前記ケースに設けているので、トラップと処理水排出口との間の空間が負圧になる原因が生じても、通気孔が大気に通じているために当該空間が負圧になることがない。よって、トラップを小さくしても、トラップと処理水排出口との間の空間が負圧になってトラップの水封が破られる恐れが小さくなる。さらに、本発明に係るドレン中和槽では、仕切り壁によってケースの内部を互いに連通する複数の空間に仕切って仕切り壁の上流側に位置する空間を仕切り壁の下流側に位置する空間よりも大きくしているので、中和剤の消耗の激しい側の空間を大きくでき、仕切り壁の両側の空間の中の中和剤をほぼ均等に消耗させることができる。
【００１２】
本発明に係る中和槽の実施態様にあっては、前記処理水排出口のケース内面側における開口が前記ケースの底面に位置していることが望ましい。かかる実施態様によれば、ドレン水がドレン中和槽内に溜まらなくなる結果、ドレン水が流入していない時には中和剤が乾燥するので、黴や藻などの異物がドレン中和槽内に堆積しにくくなる。
【００１３】
また、本発明に係る中和槽の別な実施態様においては、前記ケースの内部が、一枚の仕切り壁によって２つの空間に仕切られていることが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
図２は、図３に示す本発明に係るドレン中和槽２１を備えた給湯機１１（燃焼器の一例）の概略構成図である。この給湯機１１にあっては、ガスバーナ（図示せず）での燃焼によって発生した燃焼排ガスは、第１熱交換器１３と第２熱交換器１２を通過して、排気口から外部へ排出される。上水道等の水源からの水は、入水管１４を通って第２熱交換器１２に流れると、そこで燃焼排ガスと熱交換して加熱され、さらに第１熱交換器１３に流れて、そこでも燃焼排ガスと熱交換して加熱される。第２熱交換器１２及び第１熱交換器１３で加熱された温水は、出湯管１５から出湯される。こうして第１熱交換器１３と第２熱交換器１２を用いることにより、燃焼排ガスに含まれる顕熱と潜熱を回収して水を加熱することができ、高効率の燃焼器を構成することができる。
【００１５】
第１熱交換器１３の下方に位置するガスバーナでの燃焼により発生した燃焼排ガスは、第１熱交換器１３と第２熱交換器１２とを通過する間に、その温度が露点以下になるまで低下し、結露水であるドレン水が第２熱交換器１２に生じる。このドレン水は強酸性であり、導出路１６を通ってドレン中和槽２１に導かれ、ドレン中和槽２１で中和された後、ドレン中和槽２１から排出路２２を経て、給湯機１１の外部に排出される。
【００１６】
図３は本発明に係る上記ドレン中和槽２１の構造を示す概略断面図である。ケース２３は、ポリプロピレン等の硬質樹脂からなる中空のブロー成型品である。ケース２３内には、粒径が１０ｍｍ程度の炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）からなる中和剤２４が充填されている。ケース２３の流入側上面又は流入側側面上部にはドレン水導入口２５が設けられ、ケース２３の流出側の底面又は側面下端には処理水排出口２６が設けられている。中和剤２４が納められているケース２３の内部においては、ケース２３の天井面から垂直に仕切り壁２７が垂下されており、ケース２３内は仕切り壁２７によってドレン水流入側に位置する第１室２８と処理水排出側に位置する第２室２９とに分離されており、仕切り壁２７の下端とケース２３の底面との間には、ドレン水の通過できる通路３０が形成されている。なお、ケース２３はブロー成型品であるので、仕切り壁２７はケース２３の両側面を押し潰すようにして密着させることにより形成されている。また、処理水排出口２６は、中和剤２４が流れ出ない大きさ又は形状に設計されている。
【００１７】
しかして、前記導出路１６を経て燃焼器のドレン水がドレン水導入口２５からドレン中和槽２１内に導入されると、ドレン水導入口２５から入ったドレン水は図３に矢印で示すように第１室２８を下方へ向けて流れ落ち、仕切り壁２７の下の通路３０を通過した後、第２室２９ではケース２３の底面に沿って流れ、処理水排出口２６から前記排出路２２へ排出され、さらに給湯機１１の外部（例えば、排水溝など）へ排出される。このようにしてドレン中和槽２１内を通過する経路においてドレン水は中和剤２４と反応し、弱酸性ないし中性となった処理水が処理水排出口２６から排出される。
【００１８】
中和剤２４がドレン水と反応すると消耗するので、ドレン水の流れる経路に沿って中和剤２４が減少してくるが、ケース２３の底面で中和剤２４の消耗が進むとケース２３の底面が空洞になるので、上から中和剤２４が降りてきて中和剤２４が補給される。また、第１室２８ではドレン水導入口２５の下方でも中和剤２４が消耗するが、この部分での消耗が大きくなると、横の中和剤２４が崩れてきて中和剤２４が補給される。
【００１９】
このようなドレン中和槽２１にあっては、ドレン中和槽１内に入ったドレン水はケース２３の底面ないし側面下端部に設けられた処理水排出口２６から排出されるので、ドレン中和槽２１内にドレン水が滞留しない。従って、ドレン水と中和剤２４との接触時間が短くなり、中和剤２４の消耗が抑えられ、その結果必要な中和剤２４の量を少なくでき、ドレン中和槽２１の小型化を図ることができる。一方、ドレン水導入口２５は、ケース２３の上部に設けられているので、ドレン水が逆流する恐れがない。
【００２０】
さらに、このようなドレン中和槽２１では、ドレン中和槽２１内にドレン水が滞留しないので、ドレン水が流れ込んでいないときには中和剤２４が乾燥させられる。そのため、ドレン中和槽２１内に黴や藻のようなゼラチン状の異物が堆積して、仕切り壁２７の下の通路３０や処理水排出口２６を詰まらせる恐れが少なくなる。
【００２１】
また、このような構造のドレン中和槽２１では、ドレン水導入口２５の真下にある中和剤２４は全体にわたって消耗されるが、他の部分ではケース２３内の底にある中和剤２４しか消耗しないので、第２室２９に比べて第１室２８の方が中和剤２４の消耗が激しい。そのため、第１室２８の容積を第２室２９の容積よりも大きくしている。すなわち、中和剤２４の消耗が大きい第１室２８の容積を大きくしているので、第１室２８内の中和剤２４と第２室２９内の中和剤２４がほぼ均等に消耗し、第１室２８内の中和剤２４の上面と第２室２９内の中和剤２４の上面がほぼ同じような高さを保ちながら消耗していく。
【００２２】
（第２の実施形態）
図４は本発明の別な実施形態によるドレン中和槽３１の構造を示す概略断面図である。このドレン中和槽３１にあっては、仕切り壁２７の下端に対向させてケース２３の底面に凹部３２を設け、仕切り壁の下端を凹部３２の上端よりも低い位置に位置させている。従って、凹部３２内には常にドレン水が溜まっており、仕切り壁２７の下端部は凹部３２内のドレン水に浸かっているので、凹部３２と仕切り壁２７の下端によってトラップ３３が構成されている。尚、図４における符号３４は、トラップ３３内に溜まっているドレン水の水面を示している。
【００２３】
導出路１６からドレン中和槽３１には、ドレン水と共に燃焼排ガス（以下、単に排ガスという。）も流れ込む。ドレン中和槽３１に流れ込んだドレン水は、仕切り壁２７の下端を迂回してトラップ３３を通過することができるが、トラップ３３がドレン水で水封されているので、排ガスはトラップ３３を通過することができない。よって、排ガスは第１室２８から第２室２９へ入り込むことができず、処理水排出口２６から排ガスが排出されるのを防止することができる。
【００２４】
（第３の実施形態）
上記第２の実施形態のような構成のドレン中和槽３１では、中和剤２４の消耗を低減し、また、黴や藻などの異物の発生を抑えるためには、トラップ３３はできるだけ小さくすることが望ましい。しかし、トラップ３３を小さくすると、ドレン中和槽３１内にドレン水が流れ込んでおらず、且つ、トラップ３３内にのみドレン水が溜まっているような状況で第２室２９に負圧が発生すると、サイホン現象により図５に示すように、トラップ３３内のドレン水が第２室２９側へ引き込まれて第１室２８の水位３４が低下するので、第１室２８の排ガス３５が第２室２９へ漏れ出し、さらに処理水排出口２６から漏れる恐れがある。なお、第２室２９内が負圧になる原因としては、処理水排出口２６又は排出路２２内をドレン水が勢いよく流れていて第２室２９内が引き抜かれるような状態となって第２室２９内が減圧される場合などがある。
【００２５】
図６は本発明のさらに別な実施形態によるドレン中和槽３６の構造を示す概略断面図であって、トラップ３３を小さくしていても排ガスがトラップ３３を通過して第２室２９側へ漏れにくくしたものである。すなわち、このドレン中和槽３６では、トラップ３３と処理水排出口２６との間において、ドレン中和槽３６の外部（大気）に通じる小さな通気孔３７をケース２３（好ましくは、ケース２３の上面）に開口させている。なお、通気孔３７は、ドレン中和槽３６内の水蒸気が通気孔３７から漏れて給湯機１１に影響を及ぼさない程度に小さなものとしておくのが望ましい。
【００２６】
このようなドレン中和槽３６によれば、処理水排出口２６側からの引抜き力などにより第２室２９内が負圧になろうとすると、通気孔３７から第２室２９内に空気が入り込んで負圧になるのを防止する。よって、トラップ３３内のドレン水が第２室２９側へ引き抜かれて第１室２８側のドレン水の水面が低下するのを防止することができ、小さなトラップ３３（あるいは、ドレン水の貯留量の少ないトラップ３３）でも、排ガスがトラップ３３を通過して処理水排出口２６から漏れるのをより確実に防止することができる。
【００２７】
なお、上記実施形態においては、ドレン中和槽内を仕切り壁によって２室に仕切っていたが、仕切り壁によってケースの内部を互いに連通した３室以上に仕切っていても差し支えない。
【００２８】
【発明の効果】
本発明のドレン中和槽は、内部にドレン水をほとんど溜めない構造となっているので、ドレン水と中和剤との接触時間が短くなり、中和剤の消耗を抑えることができる。この結果、中和剤の量を減らしてドレン中和槽の大きさを小さくすることができる。また、ドレン水がドレン中和槽内に溜まらなくなる結果、ドレン水が流入していない時には中和剤が乾燥するので、黴や藻などの異物がドレン中和槽内に堆積しにくくなる。
【００２９】
また、本発明に係るドレン中和槽にあっては、仕切り壁によって仕切られた空間の間を水封するためのトラップを前記ケースの底面に設けているので、ドレン水と一緒にドレン中和槽内に流入した燃焼排ガスをトラップで止めることができ、処理水排出口から燃焼排ガスが漏れるのを防止することができる。
【００３０】
また、本発明に係るドレン中和槽にあっては、トラップと処理水排出口との間でケース内部を大気に連通させるための通気孔をケースに設けているので、トラップを小さくしても、トラップと処理水排出口との間の空間が負圧になってトラップの水封が破られる恐れが小さくなる。さらに、本発明に係るドレン中和槽では、仕切り壁によってケースの内部を互いに連通する複数の空間に仕切って仕切り壁の上流側に位置する空間を仕切り壁の下流側に位置する空間よりも大きくしているので、中和剤の消耗の激しい側の空間を大きくでき、仕切り壁の両側の空間の中の中和剤をほぼ均等に消耗させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のドレン中和槽の構造を示す概略断面図である。
【図２】本発明に係るドレン中和槽を備えた給湯機の概略構成図である。
【図３】同上のドレン中和槽の構造を示す概略断面図である。
【図４】本発明の別な実施形態によるドレン中和槽の構造を示す概略断面図である。
【図５】同上のドレン中和槽に設けられているトラップが損なわれる様子を説明する概略図である。
【図６】本発明のさらに別な実施形態によるドレン中和槽の構造を示す概略断面図である。
【符号の説明】
２３  ケース
２４  中和剤
２５  ドレン水導入口
２６  処理水排出口
２７  仕切り壁
３３  トラップ
３７  通気孔
【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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【図６】
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