特許 5778597 中和装置およびこれを有する給湯装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5778597

(24)【登録日】2015年7月17日

(45)【発行日】2015年9月16日

(54)【発明の名称】中和装置およびこれを有する給湯装置

(51)【国際特許分類】

   C02F 1/66 20060101AFI20150827BHJP

   F24H 9/00 20060101ALI20150827BHJP

   F24H 1/14 20060101ALI20150827BHJP

   F23L 17/14 20060101ALI20150827BHJP

   F23N 5/24 20060101ALI20150827BHJP

【ＦＩ】

   C02F1/66 530K

   C02F1/66 530B

   C02F1/66 521D

   C02F1/66 510Q

   F24H9/00 B

   F24H1/14 B

   F23L17/14 P

   F23N5/24 Z

【請求項の数】2

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2012-31742(P2012-31742)

(22)【出願日】2012年2月16日

(65)【公開番号】特開2013-166125(P2013-166125A)

(43)【公開日】2013年8月29日

【審査請求日】2014年7月22日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000538

【氏名又は名称】株式会社コロナ

(72)【発明者】

【氏名】阿部 進

(72)【発明者】

【氏名】小島 輝明

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 寿英

(72)【発明者】

【氏名】永井 裕明

(72)【発明者】

【氏名】田村 竹年

【審査官】 井上 能宏

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−２８６３９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２５９６５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２１５９０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１３０８３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０８７８２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−０２６２９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１２２６６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−３３６８２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−３２０３７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４２２７６４７（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４２８９７３０（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０２Ｆ １／００〜 １／７８

Ｆ２４Ｈ ９／００〜 ９／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃焼ガスが露点以下の温度となることにより生成されるドレンを、中和剤が充填された容器内を流通させることで中和するものであって、前記容器の上部にはドレンの導入口を設けると共に、底部には中和後のドレンを排水する排水口を設けた中和装置に於いて、前記容器内には、一点支持で微電流が流されている可動棒の自由端を、ドレン流入口近傍で中和剤の消耗が一番早い中和剤上に載置させて、該中和剤の減少に伴って下動しドレンと接触して導通することで、中和剤の消耗を検知して報知する量検知手段を備えた事を特徴とする中和装置。

【請求項2】

燃焼部と、該燃焼部の燃焼により発生した燃焼ガスと熱交換する熱交換器と、該熱交換器での熱交換によって生成されたドレンを中和する中和装置とを有する給湯装置であって、前記中和装置として、請求項１記載の中和装置を用いたことを特徴とする給湯装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、中和剤の消耗を検知する量検知手段を備えた中和装置およびこの中和装置を有する給湯装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来の給湯装置では、燃焼熱量と燃焼時間との積の積算値をもってドレン生成量を予測することで中和剤の消費量を予測し、積算値が所定の基準値に達すると、前記中和剤の交換或いは補充等のメンテナンスの時期が来たことを報知するものであった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第３６７５２２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところでこの従来の給湯装置では、中和剤の交換、補充の時期はあくまでも計算上のものであり、実際の使用状況では中和剤の消耗が速かったり逆に遅かったりして、計算上のメンテナンス時期と合わない場合もあり、消耗が速かった時には、強酸性のドレンが中和されることなく、そのまま排水されてしまうと言う極めて危険な状態を招いてしまうものであった。

【課題を解決するための手段】

【0005】

この発明は、上記課題を解決するために、特に請求項１ではその構成を、燃焼ガスが露点以下の温度となることにより生成されるドレンを、中和剤が充填された容器内を流通させることで中和するものであって、前記容器の上部にはドレンの導入口を設けると共に、底部には中和後のドレンを排水する排水口を設けた中和装置に於いて、前記容器内には、一点支持で微電流が流されている可動棒の自由端を、ドレン流入口近傍で中和剤の消耗が一番早い中和剤上に載置させて、該中和剤の減少に伴って下動しドレンと接触して導通することで、中和剤の消耗を検知して報知する量検知手段を備えたものである。

【0007】

また、請求項２では、燃焼部と、該燃焼部の燃焼により発生した燃焼ガスと熱交換する熱交換器と、該熱交換器での熱交換によって生成されたドレンを中和する中和装置とを有する給湯装置であって、前記中和装置として、請求項１の中和装置を用いるものとした。

【発明の効果】

【0008】

この発明の請求項１によれば、中和剤の消耗状態を量検知手段で、直接中和剤に接して機械的に検知するので、中和剤の消耗を確実に検知することができ、誤検知する心配がなく、常に的確に中和剤の消耗を使用者に報知することができるものであり、また、余裕を持たせるために多めに中和剤を充填する必要がないので、中和装置をコンパクトにしたり軽量化することが可能となるものである。
また、量検知手段は、ドレン流入口近傍の中和剤の消耗を検知するようにしたので、ドレンの流入口近傍で該ドレンの流通が激しく中和剤の消耗が一番速い所で検知することができ、検知の遅れがなく確実に中和剤の消耗を検知して、的確に使用者に知らせることができるものである。

【0010】

また、請求項２によれば、燃焼部と、該燃焼部の燃焼により発生した燃焼ガスと熱交換する熱交換器と、該熱交換器での熱交換によって生成されたドレンを中和する中和装置とを有する給湯装置であって、前記中和装置として、請求項１記載の中和装置を用いたことで、上述の効果を奏する中和装置を有した給湯装置を提供することができるものである。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】この発明の一実施形態の中和装置を有する給湯装置を示す概略構成図。

【図2】（イ）（ロ）（ハ）は同一実施形態の中和装置の量検知手段の説明図。

【図3】他の実施形態の中和装置の量検知手段の説明図。

【発明を実施するための形態】

【0012】

次にこの発明の一実施形態の給湯装置を図面に基づき説明する。
１は本実施形態の潜熱回収型の気化式石油給湯装置、２は石油等の燃油を気化する気化器、３は気化器２に備えられ燃油を気化可能な温度まで加熱する気化ヒータ、４は気化器２の温度を検出する気化温度センサ、５は気化器２と連通し気化器２で気化された気化ガスと一次空気とを予混合する混合室、６は混合室５底部に設けられ混合室５を加熱する混合室ヒータ、７は混合室５の温度を検出する混合室温度センサ、８は混合室５と連通し混合室５で予混合された予混合ガスを燃焼させる燃焼部としてのバーナ、９は気化器２の背面でバーナ８上に突出された複数個の吸熱フィンで、燃焼熱を気化器２にフィードバックして、気化ヒータ３および混合室ヒータ６の通電量を極力抑えるものである。

【0013】

１０は気化器２に燃油を噴霧するノズル、１１はノズル１０に送油管１２を介して燃油を圧送する電磁ポンプ、１３は燃焼ファンで送風路１４を介して気化器２の入口及びバーナ８とカバー枠１５との間の空気室１６とに連通し、吸込口１７より吸引した燃焼空気を気化器２には予混合用の一次空気として供給し、空気室１６には気化器２側方を通り混合室５の下方からバーナ８で燃焼される二次空気として供給するものである。

【0014】

１８は燃焼室１９内に収容された熱交換器で、この熱交換器１８は、バーナ８の燃焼により発生した燃焼ガスから顕熱を回収し一次受熱管２０を流通する水を加熱するフィンチューブ式の一次熱交換器２１と、一次熱交換器２１を通過した後の燃焼ガスから潜熱を回収し二次受熱管２２を流通する水を加熱する二次熱交換器２３から構成され、バーナ８の上方に一次熱交換器２１が配置され、一次熱交換器２１の上方に二次熱交換器２２が配置されているものであり、一次熱交換器２１、二次熱交換器２３の順に通過した燃焼ガスは排気口２４より給湯装置１外に排気されるものである。

【0015】

２５は燃焼ガス中の水蒸気が二次熱交換器２３の二次受熱管２２を流通する水と熱交換して露点以下の温度となることにより生成されるドレンを回収するドレン受けで、このドレン受け２５は、一次熱交換器２１の上方且つ二次熱交換器２３の下方に配置されているものであり、ここでは、二次熱交換器２３を構成する耐食性を有する筐体（図示せず）の底板がドレン受け２５となっているものである。また、２６はドレン受け２５で回収されたドレンを中和装置２７に導くドレン配管である。

【0016】

２８は給水源から供給される水を熱交換器１８に流通させる給水管、２９は熱交換器１８で加熱された湯を流通させ、所定箇所に設けられた給湯栓（図示せず）に湯を供給する給湯管、３０は給水管２８から分岐した給水バイパス管であり、一次受熱管２０と二次受熱管２２と給水管２８と給湯管２９と給水バイパス管３０とで水が流通する給湯回路を構成するものである。

【0017】

３１は給湯管２９と給水バイパス管３０との接続部に設けられ、給湯管２９からの湯と給水バイパス管３０からの水とを混合し、その混合比を可変できる混合弁、３２は給水管２８に設けられ給水温度を検出する給水温度センサ、３３は給水管２８に設けられ流量を検出する流量センサ、３４は給湯管２９に設けられ熱交換器１８で加熱された湯の温度を検出する熱交出口温度センサ、３５は給湯管２９に設けられ混合弁３１で混合された湯の温度を検出する給湯温度センサである。

【0018】

３６は潜熱回収型気化式石油給湯装置１内に内蔵され、マイクロコンピュータを主体としてこの潜熱回収型気化式石油給湯装置１の各センサの信号を受け、気化器ヒータ３や混合室ヒータ６や燃焼ファン１３等の各アクチュエータの駆動を制御する制御手段である。

【0019】

３７は前記制御手段３６と通信可能に接続され、潜熱回収型気化式石油給湯装置１の遠隔操作を行うリモコンで、このリモコン３７は潜熱回収型気化式石油給湯装置１の運転のオンオフを指示する運転スイッチ３８や、給湯温度を設定するための給湯温度設定スイッチなどからなる操作部３９を備えているものである。

【0020】

次に前記中和装置２７について説明すれば、４０は箱形の容器で、合成樹脂製のブロー成型品で構成されおり、容器４０内部は、複数の小穴からなるドレン流入口４１を形成した連通壁４２を中央に備え、この連通壁４２より上流側の水封部４３と、連通壁４２より下流側の中和部４４との２つに大別され、縦長の水封部４３側の上部にはドレン配管２６からのドレンを中和装置２７内に導入する導入口４５が設けられ、横長の中和部４４側の底部にはドレンを中和装置２７外に排出する排出口４６が設けられているものである。

【0021】

前記水封部４３は、水封部４３の天面から底面に向かって垂下壁４７が垂直に垂下しており、この垂下壁４７によって、水封部４３が垂下壁４７より上流側で導入口４５側の第１水封室４８と、垂下壁４７より下流側で一対の水封電極４９が垂下した第２水封室５０とに仕切られるものであり、垂下壁４７の下端側には第１水封室４８と第２水封室５０とを連通させる水封連通部５１が形成されるものである。

【0022】

前記中和部４４には、強酸性のドレンを中和するための炭酸カルシウム等の粒体からなる中和剤５２が充填されており、又この中和剤５２の消耗度合いを検知する量検知手段５３が備えられ、この量検知手段５３は、一点支持の微電流が流されている可動棒５４で、その自由端を中和剤５２上に載置されて消耗によって下動してドレンと接触することで、水封電極４９のマイナス側と導通して、中和剤５２がなくなったことをリモコン３７に備えた警報ランプ５５を点灯させて警報するものであり、更に量検知手段５３はドレン流入口４１近傍でその消耗度が一番激しい中和剤５２の消耗量を検知するようにしたものである。

【0023】

次にこの一実施形態の潜熱回収型気化式石油給湯装置１の動作について説明する。
前記リモコン３７の運転スイッチ３８がオンされると、前記制御手段３６は、気化温度センサ４の検出する温度に基づき気化器ヒータ３を制御すると共に、混合室温度センサ７の検出する温度に基づき混合室ヒータ６を制御し、気化器２および混合室５の予熱を行い、気化器２が燃油を気化可能な温度、例えば気化器２の温度が２２０℃〜２２５℃に維持され、混合室５の温度が１２５℃〜１３０℃に維持されるスタンバイ状態となる。このスタンバイ状態では、燃焼要求が発生した場合には素早くバーナ８を着火でき、必要最低限の温度を維持することでスタンバイ時の消費電力を低減することができるものである。

【0024】

前記スタンバイ状態に於いて、給湯栓が開栓され、流量センサ３３が最低作動流量以上の流量を検出して燃焼要求が発生したと前記制御手段３６が判断すると、気化器ヒータ３および混合室ヒータ６を強制的にオンして着火性を良くし、電磁ポンプ１１および燃焼ファン１３を駆動させて、気化器２で気化された気化ガスと一次空気とを混合室５で予混合し、予混合ガスをバーナ８より噴出して燃焼を開始させるものである。

【0025】

前記バーナ８の燃焼により発生した燃焼ガスは、一次熱交換器２１を流通し、一次熱交換器２１を通過した後、二次熱交換器２３を流通し、二次熱交換器２３を通過した後、排気口２４から潜熱回収型気化式石油給湯装置１外へ排出されるものである。また、給水源から供給された水は、給水管２８から二次受熱管２２に導びかれ、二次受熱管２２から一次受熱管２０へ順に流通して、ここで燃焼ガスとの熱交換により加熱され、そして、一次受熱管２０から給湯管２９へ導かれ、混合弁３１の開度調整によって給湯設定温度に温調された湯が最終的に給湯栓から給湯されるものである。

【0026】

この時、二次熱交換器２３に於いて、二次受熱管２２を流通する水と燃焼ガスとが熱交換され、燃焼ガス中の水蒸気が露点以下となることにより生成されたドレンは、ドレン受け２５で回収され、ドレン配管２６を介して導入口４５から中和装置２７内に流れ込むものである。

【0027】

そして、前記導入口４５から中和装置２７内に流れ込んだドレンは、水封部４３の第１水封室４８から水封連通部５１を通り第２水封室５０に流入し、ここで水封電極４９がドレンに没すれば、水封状態であり燃焼ガスが中和装置２７を介して室内に放出される危険がないことを確認できるものであり、更に水封状態の水面よりやや下方から始まる連通壁４２のドレン流入口４１よりドレンが、中和剤５２が充填されている中和部４４に流入し、強酸性のドレンが中和されて通常のドレンとしてドレン流出口４１とは反対側の排出口４６から排出されるものである。

【0028】

一方このドレンの中和により中和剤５２が消耗して減って行くので、これを直接量検知手段５３で検知し、なくなる前にはプラス極の可動棒５４がの先端の自由端がドレンと接することで、水封電極４９のマイナス極との間で導通し、この信号を制御手段３６が検知してリモコン３７の警報ランプ５５を点灯させることで、使用者に中和剤５２がなくなり中和剤５２の補充および中和装置２７自体の取り替えの報知を行うものであり、又中和剤５２がなくドレンの中和ができないので、燃焼もできないなよにロックをかけて安全性を向上させるものである。

【0029】

このように中和剤５２の消耗状態を量検知手段５３で、直接中和剤５２に接して機械的に検知するので、中和剤５２の消耗を確実に検知することができ、誤検知する心配がなく、常に的確に中和剤５２の消耗を使用者に報知することができるものであり、また、余裕を持たせるために多めに中和剤５２を充填する必要がないので、中和装置２７をコンパクトにしたり軽量化することが可能となるものである。

【0030】

又量検知手段５３は、ドレン流入口４１近傍の中和剤５２の消耗を検知するようにしたので、ドレンの流入口４１近傍で該ドレンの流通が激しく中和剤５２の消耗が一番速い所で検知することができ、検知の遅れがなく確実に中和剤５２の消耗を検知して、的確に使用者に知らせることができるものであり、しかもドレン流入口４１の反対側の排水口４６には少量の中和剤５２が残り安全性を確保されるものである。

【0031】

次に中和装置２７に備えられる量検知手段５３の他の実施形態を図３で説明すれば、量検知手段５３を上下の横長棒５６、５７を中央の垂直棒５８で連結し、上の横長棒５６には制御手段３６からの接続線が結線され、下の横長棒５７は中和部４４内のドレン流入口４１近傍の中和剤５２上に載置させ、中和剤５２の消耗でこの構造体全体が下動して、ドレンに接することで水封電極４９と導通し中和剤５２がなくなったことを検知するものである。これによれば、場所を取らず又中和剤５２に引っかかることもなく、確実に中和剤５２の消耗を検知することができるものである。

【符号の説明】

【0032】

２７ 中和装置
４０ 容器
４１ ドレン流入口
４３ 水封部
４４ 中和部
４５ 導入口
４６ 排水口
４７ 垂下壁
４８ 第１水封室
５０ 第２水封室
５１ 水封連通部
５２ 中和剤
５３ 量検知手段
５５ 警報ランプ

【図1】

【図2】

【図3】