(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼排気中の水蒸気の凝縮により生成されたドレンを中和する装置であって、前記ドレンの排出経路(11)に設けられ且つ通路断面積が前記排出経路(11)の断面積よりも大きいドレン容器(2)と、このドレン容器(2)の通路断面内に満たされるように収容され且つ前記ドレンを中和する為の中和剤(4)(4)群と、前記中和剤(4)(4)群の上流側の略全面に被せられ且つ複数の透孔が外周側に向って並設された多孔板とを具備し、
前記多孔板に於ける透孔の各々の周縁部には、ドレン容器内の上流側に向って突出する環状部が設けられているドレン中和装置。
【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たドレンを中和するドレン中和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(12)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。
【０００３】
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る。このドレンは、缶体(10)の底部から下方に延びる第１排出管(110) を介して、熱交換装置(1) から排出される。
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いるが、第１排出管(110) には、前記ドレンを中和する為のドレン中和装置(1a)が設けられている。
【０００４】
この従来のドレン中和装置(1a)は、略鉛直姿勢の筒体に形成されたドレン容器(2) と、このドレン容器(2) に収容され且つ前記ドレンを中和する為の中和剤(4)(4)群と、からなる。ドレン容器(2) は、その通路断面積が第１排出管(110) の断面積よりも大きい構成であり、中和剤(4)(4)群は、ドレン容器(2) の通路断面内に満たされると共に、上下方向に亙って満たされている。
【０００５】
このものでは、缶体(10)から第１排出管(110) に排出されたドレンは、ドレン容器(2) 内を通過するときに、中和剤(4)(4)群と接触する。この接触により、前記ドレンの酸性成分（例えば、ｐＨ３）が中和される。この中和後のドレンは、ドレン容器(2) の底部に接続された第２排出管(120) を介して、廃水溝（図示せず）に捨てられる。
【０００６】
【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、前記ドレンは、ドレン容器(2) の通路断面内の内周部を通過するから、前記通路断面内の外周部にある中和剤(4)(4)にはドレンが及びにくい。つまり、ドレン容器(2) 内には、前記中和に寄与しない中和剤(4)(4)があるものとなり、中和剤(4)(4)を効率的に使用できない。
【０００７】
本発明は、上記ドレン中和装置において、中和剤(4)(4)を効率的に使用できるようにすることを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本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たドレンを中和する装置であって、前記ドレンの排出経路(11)に設けられ且つ通路断面積が前記排出経路(11)の断面積よりも大きいドレン容器(2)と、このドレン容器(2)の通路断面内に満たされるように収容され且つ前記ドレンを中和する為の中和剤(4)(4)群と、前記中和剤(4)(4)群の上流側の略全面に被せられ且つ複数の透孔を備えた多孔板と、を具備する』ことを特徴とする。
【００１２】
このものでは、前記排出経路(11)から前記ドレン容器(2)内に流入したドレンは、前記多孔板に到達すると、前記多孔板に沿って、前記通路断面内に於ける前記多孔板への到達点から離れた部分に分散される。そして、この分散過程にて、前記ドレンは、前記多孔板の複数の透孔を介して下流側に通過し、前記中和剤(4)(4)群に到達する。そして、前記ドレンは、前記中和剤(4)(4)群と接触して中和されて、前記ドレン容器(2)の下流側に排出される。
又、多孔板(33)には、ドレンが吸水されないから、吸水部材(3)を用いたものに比べてドレンの通過速度を大きく設定し易い。従って、ドレン容器(2)内に流入するドレンの流量が大きい場合に、この多孔板(33)を用いたものが有効である。このものでは、多孔板(33)の表面のドレンの水位が環状部(35)(35)の端縁よりも高くなると、前記ドレンが透孔(34)(34)内に流入するが、環状部(35)(35)があることから、前記ドレンが環状部(35)(35)相互間を通って外周側に流れ易い。従って、上記したドレン分散が確実である。
【００１３】
【発明の効果】
本発明では、前記中和容器(2)に流入したドレンは、前記中和容器(2)の通路断面内にて分散され、この分散されたドレンが前記中和剤(4)(4)群に到達するから、前記中和剤(4)(4)群に対して前記ドレンの及ぶ範囲が大きくなる。従って、前記中和剤(4)(4)群の使用効率が向上する。
【００１６】
【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。
［参考例１］
図１は、参考例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ＩＩ−ＩＩ断面図である。
【００１７】
＊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)(13)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。
【００１８】
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、が接続されている。
更に、缶体(10)の底壁部は、ロート状に形成され、その下端部には、下方に延びる第１排出管(110) が接続されている。この第１排出管(110) の下流側には、後述のドレン中和装置(1a)が接続され、更にこのドレン中和装置(1a)の下流側には、第２排出管(120) が接続されている。
【００１９】
＊ドレン中和装置(1a)＊
ドレン中和装置(1a)は、略鉛直姿勢の両端閉塞の円筒体に形成され且つ第１・第２排出管(110)(120)に対して略同心状に配置されたドレン容器(2) と、このドレン容器(2) 内に収容された中和剤(4)(4)群と、この中和剤(4)(4)群の上流側に設けられた吸水シート(3a)と、からなる。
【００２０】
ドレン容器(2) の内部は、第１・第２排出管(110)(120)と連通しており、このドレン容器(2) の内径は、第１・第２排出管(110)(120)の内径よりも大きく設定されている。これにより、ドレン容器(2) の通路断面積が第１・第２排出管(110)(120)の断面積よりも大きくなっている。第１・第２排出管(110)(120)が既述請求項１に記載の排出経路(11)である。
【００２１】
中和剤(4)(4)は、酸化マグネシウムや炭酸カルシウム等の粒状体である。そして、中和剤(4)(4)は、ドレン容器(2)の通路断面内に満たされるように且つ上下方向に一定幅にて、収容されている。吸水シート(3a)は、綿布製であり、直径がドレン容器(2)の内径よりも僅かに小さい円形に形成されている。
【００２２】
中和剤(4)(4)群と吸水シート(3a)とから中和ユニット(6)が構成される。この中和ユニット(6)は、ドレン容器(2)内に於いて上下方向に複数設けられ、これら複数の中和ユニット(6)(6)相互は、上下方向に連続している。このものでは、缶体(10)から第１排出管(110)に排出されたドレンは、この第１排出管(110)よりも大径のドレン容器(2)内に流入する。このとき、ドレン容器(2)内の中和剤(4)(4)群の上流側には、中和剤(4)(4)群のほぼ全面を覆うように、吸水性及び透水性に富む綿布製の吸水シート(3a)が被せられているから、前記流入したドレンは、吸水シート(3a)に吸水される。そして、前記ドレンは、吸水シート(3a)内にて、ドレン容器(2)の通路断面内の外周側に分散される。この分散によって、前記ドレンは、吸水シート(3a)の下流側の面の略全域から流出する。この流出したドレンは、中和剤(4)(4)群に到達し、中和剤(4)(4)群との接触により中和される。
【００２３】
このものでは、吸水シート(3a)によって、前記ドレンが前記通路断面の外周側に分散されて吸水シート(3a)の略全体に行きわたるから、中和剤(4)(4)群に対して前記ドレンの及ぶ範囲が広くなり、中和剤(4)(4)群の使用効率が向上する。又、前記使用効率が向上する分、ドレン容器(2) 、つまり、ドレン中和装置(1a)が小型化される。
【００２４】
このものでは、中和剤(4)(4)群と吸水シート(3a)とからなる中和ユニット(6) が上下方向に複数設けられているから、ドレン容器(2) に流入したドレンは、最上位の吸水シート(3a)に達して上記のように分散され、その下の中和剤(4)(4)群を通過した後、次の吸水シート(3a)に達して更に分散され、その下の中和剤(4)(4)群を通過する。このように、前記分散が複数段階にて実行されるから、前記通路断面内の外周側に前記ドレンが確実に分散される。
【００２５】
更に、ドレン容器(2)内を通過して中和されたドレンは、ドレン容器(2)から第２排出管(120)に流出される。このものでは、吸水シート(3a)(3a)の上下方向の厚みが小さいから、これら吸水シート(3a)(3a)を収容するドレン容器(2)を小型化できる。
［参考例２］
図３は、参考例２の熱交換装置(1)のドレン中和装置(1a)の断面図である。
【００２６】
この参考例２のドレン中和装置(1a)は、同図に示すように、熱交換装置(1)（図示せず）に設けられた上記参考例１と同様の第１排出管(110)からのドレンを貯める貯留容器(5)と、この貯留容器(5)からドレンを排出するサイフォン(7)と、上記参考例１と同様の中和剤(4)(4)を収容したドレン容器(2)と、このドレン容器(2)から排出された中和済のドレンを一時的に貯留した後に排出する補助容器(8)と、からなる。
【００２７】
貯留容器(5) には、第１排出管(110) が上方から挿入された状態の封水室(51)と、この封水室(51)からオーバーフローしたドレンを貯める貯留室(52)と、が設けられている。
サイフォン(7) は、貯留室(52)の下端に対して連通孔(71a) を介して連通した空室(71)と、この空室(71)に上下方向に設けられたドレン排出管(72)と、からなる。そして、ドレン排出管(72)（例えば、直径６ｍｍ）と空室(71)の天板(73)との間には、ドレン排出管(72)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(73)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。尚、天板(73)は、封水室(51)から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。
【００２８】
ドレン容器(2) は、貯留室(52)及び空室(71)の下方で且つ封水室(51)の下半部の側方に設けられている。このドレン容器(2) の底壁(21)は、ロート状に形成され、底壁(21)の下端頂部は、封水室(51)側に偏った位置に設けられている。前記下端頂部には、このドレン容器(2) 内と補助容器(8) 内とを連通する孔部(22)が設けられている。このドレン容器(2) に収容された中和剤(4)(4)の上には、そのほぼ全面を覆うように、上記実施の形態１と同様の綿布製の吸水シート(3a)が設けられている。
【００２９】
補助容器(8) には、その底壁を貫通して上方に突出し且つ前記底壁から下方に延びる第２排出管(120) が設けられている。
このものでは、熱交換装置(1) の缶体(10)（図示せず）から排出されたドレンは、第１排出管(110) を介して封水室(51)に流入する。そして、この封水室(51)からオーバーフローしたドレンは、貯留室(52)に貯められ、この貯留室(52)のドレンの水位が上昇する。このとき、貯留室(52)に連通された空室(71)の水位も同様に上昇する。
【００３０】
そして、空室(71)内のドレンは、その水位がドレン排出管(72)の上端を越えると、前記上端と天板(73)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(72)の上端開口がドレンにより塞がれる（図３の状態）。この閉塞動作は、貯留室(52)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(52)のドレン水位が天板(73)と同じ高さに達すると、空室(71)内の圧力が所定圧力に達して、ドレン排出管(72)の閉塞状態が破れる。これにより、空室(71)内のドレンがドレン排出管(72)内に流入し、その吸引負圧によって、空室(71)及び貯留室(52)のドレンがドレン排出管(72)に流入し、ドレン容器(2) 内に流出する。そして、前記ドレン水位が連通孔(71a) に一致した時点で空室(71)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。
【００３１】
このようにして、一定量のドレンがドレン容器(2) 内に流入する。
このとき、ドレン排出管(72)の断面積は、ドレン容器(2) の通路断面積より大幅に小さく、ドレン排出管(72)の下端開口は、ドレン容器(2) に於ける封水室(51)の反対側の端部に臨んでいるが、吸水シート(3a)があることから、ドレン容器(2) 内に流入したドレンは、吸水シート(3a)に吸水されて封水室(51)側にも分散されて、吸水シート(3a)の全体に行きわたる。従って、前記ドレンは、吸水シート(3a)の通過によって、中和剤(4)(4)群のほぼ全てに接触するものとなり、中和剤(4)(4)群の使用効率が向上する。
【００３２】
前記ドレンは、中和剤(4)(4)群との接触により中和された後、孔部(22)を介して、補助容器(8)内に流出し、この補助容器(8)内にて一時的に貯留された後、第２排出管(120)の内部にオーバーフローにより流入して、この第２排出管(120)を介して廃水溝（図示せず）等に排出される。このものでは、第１排出管(110)、貯留容器(5)、サイフォン(7)、第２排出管(120)が、既述請求項１に記載の排出経路(11)に相当する。
尚、既述の吸水部材(3)は、上記した綿布製のものに限定されない。例えば、連続気泡のスポンジや、透水性を有する多孔質素材（例えば、セラミックス）でもよい。又、吸水部材(3)は、上記したシート状のものに限定されない。例えば、ブロック状でもよい。
【００３３】
〔本発明の実施形態〕
本発明の実施形態は、既述の参考例１のドレン中和装置(1a)の吸水部材(3)に替えて、図４及び図５に示すように、複数の透孔(34)(34)を備えた円形の多孔板(33)を用いたものである。同図のものでは、多孔板(33)に於ける透孔(34)(34)の各々の周縁部には、ドレン容器(2)内の上流側に向って突出する環状部(35)(35)が設けられている。
【００３４】
このものでは、ドレン容器(2)内に流入したドレンは、多孔板(33)の内周部に到達した後、この多孔板(33)に沿って、その外周側に流れて分散される。そして、この分散の過程にて、透孔(34)(34)を介して下流側に流れる。これにより、前記ドレンは、中和剤(4)(4)群に到達する。従って、参考例１、２と同様、中和剤(4)(4)群に於いて前記ドレンの到達する範囲が大きくなり、中和剤(4)(4)の使用効率が向上する。
【００３５】
又、多孔板(33)には、ドレンが吸水されないから、吸水部材(3) を用いたものに比べてドレンの通過速度を大きく設定し易い。従って、ドレン容器(2) 内に流入するドレンの流量が大きい場合に、この多孔板(33)を用いたものが有効である。
このものでは、多孔板(33)の表面のドレンの水位が環状部(35)(35)の端縁よりも高くなると、前記ドレンが透孔(34)(34)内に流入するが、環状部(35)(35)があることから、前記ドレンが環状部(35)(35)相互間を通って外周側に流れ易い。従って、上記したドレン分散が確実である。
【００３６】
尚、多孔板(33)の透孔(34)(34)を、その通過流量が多孔板(33)の外周側に向って大きくなるように配置しても、前記ドレンが外周側に流れ易くなる。具体的には、前記透孔(34)(34)の数と直径とで表されるドレンの通過面積を外周側に向って大きくなる構成とする。
尚、ドレン容器(2)は、ドレンを下方に通過させるものでなくてもよい。例えば、略水平方向にドレンを通過させるものでも、本願発明の構成が採用でき、同様の作用・効果を奏する。又、ポンプ等を用いて上方に通過するものでもよい。
【００３７】
また、本願発明のドレン中和装置(1a)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ものであるかぎり、熱交換装置(1)以外のものに用いられるものでもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  参考例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ＩＩ−ＩＩ断面図
【図３】  参考例２の熱交換装置(1)のドレン中和装置(1a)の断面図
【図４】  本発明の実施の形態のドレン中和装置(1a)の断面図
【図５】  図４のドレン中和装置(1a)の多孔板(33)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】
(11)・・・排出経路
(2) ・・・ドレン容器
(4) ・・・中和剤
(3) ・・・吸水部材
(6) ・・・中和ユニット
【図１】
0003732887.tif 000002
【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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