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発明の名称 中和剤ユニット及び中和装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−99494(P2001−99494A)
公開日 平成13年4月13日(2001.4.13)
出願番号 特願平11−274514
出願日 平成11年9月28日(1999.9.28)
代理人 【識別番号】100094019
【弁理士】
【氏名又は名称】中野 雅房
【テーマコード(参考)】
3L036
【Fターム(参考)】
3L036 AA14 AA46 
発明者 三木 俊一
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 バーナーの燃焼排気から回収された凝結水を中和するための中和剤を、通水性を有する容器に閉じ込めたことを特徴とする中和剤ユニット。
【請求項2】 請求項1に記載した中和剤ユニットを交換可能に納めるユニット収納室を備え、バーナーの燃焼排気から回収された凝結水をユニット収納室に流通させるようにした中和装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、中和剤ユニット及び中和装置に関し、特に潜熱回収機能を備えた高効率の燃焼装置に用いられる中和剤ユニットと中和装置に関する。
【0002】
【従来の技術】給湯装置等の燃焼装置では、一般に、顕熱を利用して水を加熱するだけであるが、燃焼によって発生した燃焼排気中の潜熱を回収することによって加熱効率を向上させるようにした高効率の燃焼装置が知られている。このような潜熱回収機能を備えた燃焼装置では、潜熱回収に伴って強酸性のドレン水(凝結水)が発生するので、ドレン水を中和処理してから外部へ排出する必要がある。
【0003】潜熱回収機能を備えた燃焼装置において、従来より用いられている中和装置は、プラスチック製の中和槽の内部を隔壁によって仕切り、隔壁によって仕切られた各室に炭酸カルシウム等の中和剤を投入したものである。中和槽の一端に設けられたドレン水導入口からドレン水が流入すると、ドレン水は中和槽内の各室を流れながら中和剤と反応することによって中和処理され、ほぼ中性(pH7程度)に中和されたドレン水が排出口から排水される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このような中和剤はドレン水と反応するから、徐々に消費される。また、中和剤は粒状をしているが、細かなものはドレン水と共に外部へ流出してしまう。このため、適宜中和装置に中和剤を補充する必要がある。中和剤を補充するには、中和槽の蓋を開き、その中に例えばカップやスコップ等で中和剤をすくって中和槽内に充填する必要がある。
【0005】しかし、このような中和剤の充填作業には、中和槽内に付着している古い中和剤の清掃や微粉化した中和剤の飛散などを伴い、けっこう煩わしい作業である。そのため、実際には、中和槽内の中和剤を消費してしまった場合には、中和槽ごと取替える仕様となっていた。
【0006】このため、中和槽がゴミとして廃棄されることになり、ゴミが増すばかりでなく、その素材(難燃性プラスチックなど)によっては回収処理などが問題となる。また、燃焼装置の出荷時には、中和剤を入れた中和槽を燃焼装置内にセットした状態で出荷されるため、運搬途中で中和剤が粉になり易かった。
【0007】本発明は、上記の従来例の問題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、上記のような中和剤の補充や取り扱いを容易に行えるようにすることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の中和剤ユニットは、バーナーの燃焼排気から回収された凝結水を中和するための中和剤を、通水性を有する容器に閉じ込めたことを特徴としている。
【0009】通水性を有する容器とは、和紙や不織布のように容器の素材自体が水を通すものでもよく、素材自体は水を通さないが、孔をあけることによって容器に通水性を持たせたものでもよい。
【0010】請求項2に記載の中和装置は、請求項1に記載した中和剤ユニットを交換可能に納めるユニット収納室を備え、バーナーの燃焼排気から回収された凝結水をユニット収納室に流通させるようにしたことを特徴としている。
【0011】中和装置内に納める中和剤ユニットは、1つでもよく、複数でもよい。
【0012】
【作用】請求項1に記載の中和剤ユニット及び請求項2に記載の中和装置にあっては、通水性を有する容器内に中和剤を閉じ込めているので、中和剤を容器に納めたまま中和槽内に納めることができる。中和剤ユニットを中和槽内に納めてあると、中和槽内に流入した凝結水は容器を通って中和剤ユニット内に入り、内部の中和剤と反応して中和処理される。
【0013】このように中和剤を、通水性を有する容器内に納めていると、中和剤の取り扱いが容易になる。すなわち、中和槽内に残った中和剤も容器ごと簡単に取り出すことができる。また中和剤を入れる場合も、中和剤の入った中和剤ユニットを中和槽内に納めるだけでよいので、一定量の中和剤を簡単に中和槽内に納めることができる。
【0014】また、中和剤は容器内に納められているので、凝結水に流されて例えば下流側に偏ったりすることもない。
【0015】
【発明の実施の形態】(第1の実施形態)以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。図1は本発明の一実施形態にかかる燃焼装置(給湯器)1を示す正面図、図2はその内部構造を示す概略断面図である。図2に示すように、燃焼装置1の外装ケース2内には燃焼室3が設けられており、燃焼室3内の下部にはバーナ4が設けられ、燃焼室3の底面にはバーナ4に燃焼用空気を供給するための送風機5が設けられている。さらに、燃焼室3内においては、バーナ4の上方空間に顕熱回収用の第1熱交換器6と潜熱回収用の第2熱交換器7とが配設されている。顕熱回収用の第1熱交換器6は、熱交換用フィンを有する配管によって構成されており、潜熱回収用の第2熱交換器7はフィンのない配管を比較的緻密に配置して構成されている。第2熱交換器7の下方には、第2熱交換器7で発生したドレン水を回収する樋状のドレン部8が設けられている。ドレン部8は、第2熱交換器7から落ちてきたドレン水を受けて排水口9から排出できるよう、排水口9に向けて下り傾斜している。
【0016】また、外装ケース2内には、中和装置10が納められている。中和装置10は柔軟なパイプ11によって排水口9と接続されており、ドレン部8で回収されたドレン水を受け入れて中和処理を行う。外装ケース2の前面はフロントカバー12となっており、このフロントカバー12を固定しているネジを緩めフロントカバー12を外すことにより容易に中和装置10のメンテナンスを行うことができるように構成されている。前記外装ケース2には、給湯のための入水管路13と、熱交換加熱された温水の給湯管路14と、バーナ4への燃料供給管路15とが接続されている。
【0017】図3は上記第1熱交換器6と第2熱交換器7の構造を具体的に表した図である。この図により、この燃焼装置1による給湯原理を説明する。外部の上水道等から入水管路13に水が供給されると、この水は第1熱交換器6、第2熱交換器7を順次通過し、両熱交換器6、7で加熱された湯は給湯管路14から外部へ出湯される。
【0018】一方、燃料供給管路15から燃料、例えばガスが供給され、バーナ4で燃焼されると、燃焼排気は第1熱交換器6、第2熱交換器7を通過する間に自己が保有する顕熱、潜熱を熱交換器6、7に与え、これによって熱交換器6、7内を通る水が加熱され、温水となって給湯管路14から出湯される。第2熱交換器7を経た排ガスは排気口16から外部に排気される。
【0019】このようにバーナ4で発生した燃焼排気は、第1熱交換器6を通過した後、矢符ア〜オで示すように流れ、第2熱交換器7の管群間をすり抜けて流れる時に第2熱交換器7と露点以下になるまで熱交換し、その潜熱を第2熱交換器7に与えると同時に、温度が低くなった燃焼排気は潜熱を放出して凝縮し、第2熱交換器7の付近でドレン水を発生させる。このドレン水はドレン部8に落ち、ドレン部8を伝って排水口9から中和装置10に流れ込む。
【0020】また、機種によっては、第2熱交換器7の付近に洗浄ノズル17を設けておき、適当な時期に洗浄ノズル17から洗浄水を噴出して第2熱交換器7を洗浄し、第2熱交換器7に付着している凝結水を洗い流せるようにすることもある。
【0021】図4は上記中和装置10の構造を示す断面図、図5はその一部破断した斜視図である。中和装置10は、中和槽21の内部に複数の中和剤ユニット31を納めたものである。中和槽21はプラスチック成型品であって、その内部には隔壁23a、23bによって仕切られた複数のユニット収納室22が設けられている。隔壁23aと隔壁23bは交互に配列されており、隔壁23bの下端は中和槽21の底面に達し、隔壁23aの上端は隔壁23bの上端よりも少し上に飛び出ている。また、中和槽21の底部にはドレン水を転流させるための空間26が形成されており、該空間26とユニット収納室22の間は仕切り板24によって仕切られており、仕切り板24にはドレン水を通過させるための孔25が複数開口されている。中和槽21の一方側面にはドレン水導入口27が設けられ、他方側面には排出口28が設けられており、中和槽21の上面は蓋29で覆われている。
【0022】中和剤ユニット31は、中和槽21の各ユニット収納室22内に収まる大きさのスティック状に形成されており、中和槽21の蓋29を開いて上方からユニット収納室22内に挿入され仕切り板24により支持される。例えば総量5キログラムの中和剤34が中和装置10内に納められる。中和剤ユニット31は、図6に示すように通水性を有する容器32内に粒状ないし塊状の中和剤34を一定量納めたものである。中和剤34としては、炭酸カルシウムのように反応が遅く、定常状態ではドレン水が強アルカリまで呈しないようなものが好ましい。図示例では、不溶性の容器32に多数の通孔33をあけることによって通水性を持たせているが、和紙や不織布のように容器32の素材自体が通水性を持つものであってもよい。したがって、この中和剤ユニット31がドレン水に浸かると、ドレン水は容器32を通過して内部に侵入し、内部の中和剤34と反応して徐々に中和される。
【0023】中和槽21内には、このような中和剤ユニット31を複数納めてあり、ドレン水導入口27からドレン水が流入すると、ドレン水はユニット収納室22内に納められた中和剤ユニット31内を流れて中和処理される。また、図4に矢符で示すように、ドレン水は、仕切り板24の孔25と空間26を通って隣接するユニット収納室22の中和剤ユニット31内を流れ、あるいは隔壁23bの上端を越えて隣接するユニット収納室22の中和剤ユニット31内を流れる。こうして中和処理されたドレン水は、排出口28から地面の排水溝などに排出される。
【0024】こうして中和処理が進むと、中和剤ユニット31内の中和剤34が消耗する。中和剤34が消耗した場合には、燃焼装置1のフロントカバー12を開き、内部に納められた中和装置10の蓋29を開いて空になった中和剤ユニット31(容器32)を取り出してゴミとして廃棄し、新しい中和剤ユニット31を中和装置10内に補填する。
【0025】中和剤ユニット31は、燃焼装置1を出荷する場合にも中和装置10内に納めず、好ましくは中和装置10とは別梱包で輸送する。しかし、図6に示したような中和剤ユニット31では、中和装置10と分離して運搬する場合でも、振動によって微粉化は起きるので、通孔33から外部へこぼれて周囲を汚すおそれがある。また、湿気等によって内部の中和剤34が変質したり、固形化したりするおそれもある。そのような場合には、図7に示すように、運搬形態あるいは販売形態としては、中和剤ユニット31をセロファン紙や樹脂フィルム等の包装素材35で包装しておき、この包装素材35を剥がしてユニット収納室22に納めるようにすればよい。この包装素材35は、開封テープ36等によって剥がし易くしておくのが望ましい。包装素材が水や酸に溶ける場合には、そのままユニット収納室22内に入れてもよい。
【0026】新しい中和剤ユニット31を中和槽21内に入れ終わったら、中和槽21の蓋29を取り付け、フロントカバー12を閉めてネジ止めする。
【0027】(別な実施形態)図8は中和装置10の別な実施形態を示す断面図である。この実施形態では、2種類の中和剤ユニット31a、31bを用いている。一方の中和剤ユニット31aには、反応速度の遅い中和剤34を閉じ込めてあり、他方の中和剤ユニット31bには、反応速度の速い中和剤37を閉じ込めている。反応速度の遅い中和剤34としては、上記のような炭酸カルシウムがある。また、反応速度の速い中和剤37としては、反応が早くて強アルカリを示す酸化マグネシウムがある。酸化マグネシウムのような反応速度の速い中和剤37を納めた中和剤ユニット31bは、中和槽21内の最終段(最下流)のユニット収納室22に納められ、ドレン水が滞留しないように構成されており、炭酸カルシウムのような反応速度の遅い中和剤34を納めた中和剤ユニット31aはそれ以外の(ドレン水の流れが無い時にはドレン水が滞留する)ユニット収納室22に納められている。尚、この場合、中和剤ユニット31aと中和剤ユニット31bはその大きさ、あるいは形状を異ならせ、それぞれを納めるユニット収納室22の大きさ、あるいは形状をそれに合わせることにより、組み間違いが無いようにすることが望ましい。
【0028】このように2種の中和剤ユニット31a、31bを用いることにより、主として炭酸カルシウムのような中和剤34によってドレン水を中和し、この中和剤34で十分に中和できなかったドレン水は最終段階で酸化マグネシウムのような中和剤37によって中和でき、酸度の高いドレン水にも酸度の低いドレン水にもバランスよく対応できる。
【0029】
【発明の効果】請求項1に記載の中和剤ユニット及び請求項2に記載の中和装置によれば、中和剤の取り扱いが容易になる。すなわち、中和槽内に残った中和剤も容器ごと簡単に取り出すことができる。また中和剤を入れる場合も、中和剤の入った中和剤をユニットを中和槽内に納めるだけでよいので、一定量の中和剤を簡単に中和槽内に納めることができる。
【0030】この結果、潜熱回収機能を備えた燃焼装置を設置する場合も、現場で中和剤ユニットを中和槽内に納めて簡単に中和装置を組み立てることができる。また、実用上も、中和剤ユニットを燃焼装置とは別に運搬して現場で中和装置を組み立てることができるようになるので、運搬中の振動で中和剤が砕けて粉になりにくくなる。また、使用後には、容器だけを廃棄することになるので、処理槽毎廃棄する場合と比較すると、地球環境上からも好ましい。
【0031】また、中和剤は容器内に納められているので、凝結水に流されて例えば下流側に偏ったりすることもなく、目詰まりを起こしにくくなる。




 

 


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