特許 7191721 ドレン中和器

(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】

(24)【登録日】2022-12-09

(45)【発行日】2022-12-19

(54)【発明の名称】ドレン中和器

(51)【国際特許分類】

   F24H 9/16 20220101AFI20221212BHJP

   F24H 9/00 20220101ALN20221212BHJP

【ＦＩ】

F24H9/16 A

F24H9/00 B

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2019031736

(22)【出願日】2019-02-25

(65)【公開番号】P2020134090

(43)【公開日】2020-08-31

【審査請求日】2021-07-16

(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】小島 輝明

(72)【発明者】

【氏名】星野 健太

【審査官】古川 峻弘

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－１７５３０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０５６５６６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２４Ｈ １／００－１５／４９３

Ｃ０２Ｆ １／６６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

中和剤を収容する容器の上面にドレン導入口と、一対の満水電極を有し、
前記容器にドレン排出口を有し、
前記満水電極は前記ドレン導入口に近い第１電極と、該第１電極よりも遠い第２電極を、前記上面に略垂直に貫通して前記容器内に延設し、
前記ドレン導入口と前記第１電極との間に前記上面から前記容器内に向かって第１壁面を立設し、
前記第１電極と前記第２電極との間に前記上面から前記容器内に向かって第２壁面を立設し、
前記第１壁面の端部と、前記第２壁面の端部には前記容器の側壁との間に隙間を備えることを特徴とするドレン中和器。

【請求項2】

前記ドレン導入口は前記第１壁面で区画される前記上面の一端側に、
前記第２電極を前記第２壁面で区画される前記上面の他端側に、
前記第１電極を前記第１壁面と前記第２壁面で区画される前記上面に配置し、
前記第１壁面の第１隙間と、前記第２壁面の第２隙間は、前記ドレン導入口と前記第１電極と前記第２電極の並び方向と略垂直な水平方向で離れた位置に配置し、
前記第１電極と前記第２電極も、前記並び方向と略垂直な水平方向で離れた位置に配置することを特徴とする請求項１に記載のドレン中和器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、潜熱回収型給湯機に組み込まれるドレン中和器に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来例として、熱交換器で発生した強酸性のドレンの中和処理を行うドレン中和器において、その容器内の水位の異常な上昇を検知するための水位検知用の満水電極を備えたものが知られている。このドレン中和器では、容器内に中和剤を備え、この中和剤の中をドレンが通過することで中和され安全に排水できる。（例えば、特許文献１参照）

【0003】

また、従来例のドレン中和器内を図５の縦断面図と図６のBーB断面図で説明する。ドレン中和器の容器ａの上面ｂにドレン導入口ｃと満水電極ｄを、容器ａの側壁にドレン排水口ｅを有し、容器ａ内に中和剤ｆを備え、ドレン導入口ｃからのドレンの液垂れが上面ｂの内面を伝わることで満水電極ｄが導通し、給湯機の誤作動を防止するために、ドレン導入口ｃと満水電極ｄの間と、２本の満水電極ｄの間にそれぞれ上面ｂから下方に向かって壁面ｇを立設することで、ドレン導入口ｃからのドレンの液垂れを壁面ｇで遮断して給湯機の誤作動を防止していた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１６－２２３６５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

このようなドレン中和器ではドレン排水口ｅのゴミ詰まり等で満水が発生したとき、図５で示すように満水電極ｄの周囲に空気溜まりｈが発生し、この空気溜まりｈによって満水電極ｄ周囲のドレンの水面が変動することで満水電極ｄ間の抵抗が変動し、満水電極ｄの作動が安定しない問題がある。また、これを解消するために満水電極ｄを下側に長くすればコストアップを招くだけでなく、ドレンの通常の水位（図５の一点鎖線）との距離を充分に確保する必要があり、容器ａが大きくなることでコストアップが発生するものだった。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、本発明では、中和剤を収容する容器の上面にドレン導入口と、一対の満水電極を有し、
前記容器にドレン排出口を有し、
前記満水電極は前記ドレン導入口に近い第１電極と、該第１電極よりも遠い第２電極を、前記上面に略垂直に貫通して前記容器内に延設し、
前記ドレン導入口と前記第１電極との間に前記上面から前記容器内に向かって第１壁面を立設し、
前記第１電極と前記第２電極との間に前記上面から前記容器内に向かって第２壁面を立設し、
前記第１壁面の端部と、前記第２壁面の端部には前記容器の側壁との間に隙間を備えるものである。

【発明の効果】

【0007】

本発明では、ドレン導入口からのドレンの液垂れで満水電極の誤検知が発生することを防止すると共に、満水電極の周囲に空気溜まりが発生することを防止することで満水電極の作動を安定させることができる。また、コンパクトで廉価なドレン中和器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本実施形態における給湯機の概略説明図。

【図2】同中和器の縦断面図。

【図3】同図２のＡ－Ａ断面図。

【図4】同他の実施例のＡ－Ａ断面図。

【図5】従来例の縦断面図。

【図6】図５のＢ－Ｂ断面図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本発明の一実施形態のドレン中和器を図面に基づいて説明する。
１は本実施形態の潜熱回収型熱源機としての潜熱回収型給湯機、２は石油等の燃料を燃焼させるバーナ、３はバーナ２に燃焼用の空気を供給する送風機、４はバーナ２の上方に備えられた燃焼室、５は燃焼室４内に収容された熱交換部である。

【0010】

前記熱交換部５は、バーナ２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６を流通する被加熱流体としての水を加熱するフィンチューブ式の一次熱交換器７と、一次熱交換器７を通過した燃焼ガスから潜熱を回収し二次受熱管８を流通する被加熱流体としての水を加熱する二次熱交換器９とから構成されており、一次熱交換器７、二次熱交換器９の順に通過した燃焼ガスは排気口１０より潜熱回収型給湯機１外に排気される。

【0011】

１１は燃焼ガス中の水蒸気が二次熱交換器９の二次受熱管８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強酸性のドレンを回収するドレン受けで、二次熱交換器９の下方に配置されているものである。また、１２はドレン受け１１で回収されたドレンを中和器１３に導くドレン導入管である。

【0012】

１４は内部に炭酸カルシウムからなる中和剤１５を充填して収容する略直方体の容器で、この容器１４の上面１６には筒状のドレン導入口１７と一対の満水電極１８を有している。この満水電極１８はドレン導入口１７に近い第１電極１９と、第１電極１９よりも遠い第２電極２０を、上面１６に略垂直に貫通して容器１４内に延設することで、容器１４内のドレンの水位を検知し、ドレンが所定の水位に到達したときに容器１４から溢れること防止するために潜熱回収型給湯機１を停止する。

【0013】

２１はドレン導入口１７と第１電極１９との間に上面１６から容器１４内に向かって立設した第１壁面、２２は第１電極１９と第２電極２０との間に上面１６から容器１４内に向かって立設した第２壁面で、ドレン導入口１７からのドレンの液垂れが上面１６の内面を伝わることで第１電極１９と第２電極２０が導通し、給湯機１が誤って停止することを防止する。また、第１壁面２１の端部と、容器１４の側壁２３との間に隙間２１ａを形成する。また、第２壁面２２の端部と側壁２３との間に隙間２２ａを形成する。これらの隙間２１ａ・２２ａを備えることで、ドレンの満水時でも第１壁面２１と第２壁面２２の周囲に空気溜まりが発生することを防止することで、満水電極１８の作動を安定させることができる。

【0014】

２４は容器１４の一側壁２３に水平方向に延設された筒状のドレン排出口で、容器１４内に貯留され中和されたドレンを中和器１３外に排出させる。

【0015】

３２はドレン排出口２４に接続され中和器１３から排出される中和後のドレンを外部に排水するドレン排水管、３３は給水源から供給される水を熱交換器５に流通させる給水管、３４は熱交換器５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、３５は給水管３３から分岐した給水バイパス管である。

【0016】

３６は給湯管３４と給水バイパス管３５との接続部に設けられ、給湯管３４からの湯と給水バイパス管３５からの水とを混合し、その混合比を可変できる混合弁、３７は給水管３３に設けられ給水温度を検出する給水温度センサ、３８は給水管３３に設けられ流量を検出する流量センサ、３９は給湯管３４に設けられ熱交換器５で加熱された湯の温度を検出する熱交出口温度センサ、４０は混合弁３６より下流側の給湯管３４に設けられ混合弁３６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。

【0017】

４１は潜熱回収型給湯機１の操作指示を行うリモコンで、リモコン４１には、潜熱回収型給湯機１の運転のオンオフを指示する運転スイッチ４２と、給湯温度を設定するための給湯温度設定スイッチなどの操作部４３と、潜熱回収型給湯機１の状態や給湯設定温度などを表示する表示部４４を備えている。

【0018】

４５はマイクロコンピュータを主体として、この潜熱回収型給湯機１の満水電極１８、給水温度センサ３７、流量センサ３８、熱交出口温度センサ３９、給湯温度センサ４０の信号とリモコン４１からの信号を受け、送風機３、混合弁３６等の各アクチュエータの駆動を制御する制御手段であり、この制御手段４５は、潜熱回収型給湯機１の運転時間を積算して記憶するタイマ４６を有している。このタイマ４６が所定積算時間をカウントすることで、中和剤１５が消耗して無くなる前に表示部４４に中和剤１５の補充を促す表示を実施する。

【0019】

次に、この一実施形態の潜熱回収型給湯機１の動作について説明する。
前記リモコン４１の運転スイッチ４２がオン状態のときに、所定箇所に設けられた給湯栓（図示せず）が開栓され、流量センサ３８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制御手段４５が判断すると、送風機３および燃料ポンプ（図示せず）を駆動させバーナ２での燃焼を開始させるものである。

【0020】

前記バーナ２の燃焼により発生した燃焼ガスは、一次熱交換器７を流通し、一次熱交換器７を通過した後、二次熱交換器９を流通し、二次熱交換器９を通過した後、排気口１０から潜熱回収型給湯機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３３から供給され、給水管３３から二次受熱管８に導かれ、二次受熱管８から一次受熱管６へと順に流通して、二次熱交換器９および一次熱交換器７にて燃焼ガスとの熱交換により加熱される。そして、一次受熱管６から給湯管３４へ導かれ、混合弁３６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。

【0021】

この時、二次熱交換器９において、二次受熱管８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１１で回収されてドレン導入管１２を介して中和器１３のドレン導入口１７に流入する。ドレンはドレン導入口２１から容器１４内に落下し、容器１４内に備える中和剤１５によって中和され、容器１４の側壁２３に有するドレン排出口２４から中和器１３外に排出され、所定箇所の下水に排水される。また、ドレン中和器１３の中和剤１５はドレンの通過量に応じて徐々にドレンと反応して減少する。中和剤１５は給湯機１の使用状態によって数年から１０数年かけて減少し、無くなる前に補給するものである。

【0022】

前記中和器１３内のドレンの水位は、通常時には図２の一点鎖線で示したドレン排出口２４の水位を維持し、給湯機１の運転で新たに発生し、ドレン導入口２１から追加されたドレンの分量がドレン排出口２４から順次排水される。しかし、ドレンには燃焼空気に含まれる不純物が混入する、長年給湯機１が使用されることで、前記不純物の堆積等のゴミ２５がドレン排出口２４を塞いだときには、ドレンの水位が上昇する。ドレンの水位が上昇して満水電極１８まで到達した後、制御手段４５は第１電極１９と第２電極２０の間の抵抗値が所定値以下を検出すると給湯機１の運転を停止すると共に、表示部４４に中和器１３の異常で満水が発生していることを表示する。

【0023】

ドレンの水位が正常なときでも、ドレン導入口１７からのドレンの液垂れが上面１６の内面を伝わることで第１電極１９と第２電極２０が導通し、給湯機１が誤って停止することを防止するために、ドレン導入口１７と第１電極１９との間に第１壁面２１を、第１電極１９と第２電極２０との間に第２壁面２２を備えている。

【0024】

また、ドレン排出口２４にゴミ２５が溜まってドレンの異常水位が発生したときでも、第１壁面２１の端部と第２壁面２２の端部に隙間２１ａ・２２ａを備えることで、第１壁面２１と第２壁面２２の周囲に空気溜まりが発生することを防止することで、満水電極１８の作動を安定させることができる。

【0025】

中和器１３のメンテナンス時期到来の判定について説明すると、中和器１３に充填される中和剤１５の充填量は予め決められており、その充填量に対して中和可能な総ドレン量も中和剤（炭酸カルシウム）と水（ドレン）との化学反応式から容易に導出できる。本実施形態では、タイマ４６が所定積算時間（給湯機の運転積算時間）をカウントすることで、中和剤１５が消耗して無くなる前に表示部４４に中和剤１５の交換または補充、あるいは中和器１３自体の交換といった中和器１３のメンテナンス時期が到来したと判断し、その旨を報知するものである。

【0026】

図４の他の実施例について説明する、この実施例では第１壁面２１の第１隙間２１ａと、第２壁面２２の第２隙間２２ａを、ドレン導入口１７と第１電極１９と第２電極２０の並び方向と略垂直な方向で離れた位置にそれぞれ１箇所づつ配置している。また、第１電極１９と第２電極２０は、前記並び方向と略垂直な方向で離れた位置に交互に配置することで、ドレン導入口１７と第１電極１９の間の距離と、第１電極１９と第２電極２０の間の距離を大きくすることで、ドレンの液垂れによる給湯機１の誤停止の発生を、更に防止することができる。

【0027】

以上のように本発明によれば、ドレン導入口１７からのドレンの液垂れで満水電極１８の誤検知が発生することを防止すると共に、満水電極１８の周囲に空気溜まりが発生することを防止することで満水電極１８の作動を安定させることができる。また、コンパクトで廉価なドレン中和器を提供することができる。

【0028】

なお、本発明は先に説明した一実施形態に限定されるものでなく、本実施形態では、潜熱回収型給湯機１を例に挙げて説明したが、床暖房パネルやパネルコンベクタ等の放熱端末を有し、バーナで加熱した温水を循環させて暖房運転を行える潜熱回収型の温水暖房装置に適用してもよいものである。

【0029】

また、本実施形態で用いたその他の構成は一例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図しておらず、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0030】

１３ 中和器
１４ 容器
１５ 中和剤
１６ 上面
１７ ドレン導入口
１８ 満水電極
１９ 第１電極
２０ 第２電極
２１ 第１壁面
２１ａ 第１隙間
２２ 第２壁面
２２ａ 第２隙間
２４ ドレン排出口

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】