ドレン排出方法、ドレン排出装置及び熱源装置
【課題】 ドレンの排水に関し、設備の簡略化とともに、効率的な排水を実現する。
【解決手段】 熱交換により熱交換器に生じるドレンのドレン排出方法であって、発生したドレン２を回収し、そのドレンをミスト１８に変換する処理と、ミストを外気に排出させる処理とを含む構成である。ドレン２の水面４に沿って気体（空気６）を流すとともに、特定箇所の水面に気体の通過域（スリット部１２）を設定し、高速化した気体を水面に接触させて通過域を通過させることにより、水面からドレンをミスト１８に変換する構成としている。
【解決手段】 熱交換により熱交換器に生じるドレンのドレン排出方法であって、発生したドレン２を回収し、そのドレンをミスト１８に変換する処理と、ミストを外気に排出させる処理とを含む構成である。ドレン２の水面４に沿って気体（空気６）を流すとともに、特定箇所の水面に気体の通過域（スリット部１２）を設定し、高速化した気体を水面に接触させて通過域を通過させることにより、水面からドレンをミスト１８に変換する構成としている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼排気から潜熱を吸収する２次熱交換器を備える熱源装置等の熱交換により生じたドレンの排出処理に関し、特に、ドレンをミスト化して排出の簡易化等に資するドレン排出方法、ドレン排出装置及び熱源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
１次熱交換器に燃焼排気を通過させて顕熱を吸収させた後、２次熱交換器に流して潜熱を吸収する熱源装置が普及しているが、熱交換の際、主として２次熱交換器に発生する多量のドレンは回収された後、中和されて排水されている。このドレンの排水には、通常、専用配管が用いられる等、排水設備を必要とされてきたが、専用配管を用いない排水形態も提案されている。
【０００３】
このようなドレン排水に関し、燃焼用ファンで空気が送り込まれる空気流路部に中和後のドレンを噴霧して排出する構成（特許文献１）や、燃焼用空気供給ファンの風力によりドレンを蒸発させて器具外に排出する構成（特許文献２）等がある。
【特許文献１】特開２００４−１３２６４２号公報（段落番号０００５、図１等）
【特許文献２】特開２００５−６１７９２号公報（段落番号００３４、００４０、図１等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
バーナの上流にドレンを噴霧する構成（特許文献１）では、ドレンをバーナに付着させると、バーナを劣化させる等のおそれがあるし、バーナが燃焼していない場合にはドレンの排出ができない。風力によりドレンを蒸発させる構成（特許文献２）では、外気の湿度が影響する等、蒸発効率がドレン排水に影響するという課題がある。ノズルを用いた場合、その噴射口がドレンに含まれる不純物で詰まることが予想され、清浄化のためのメンテナンスが不可欠であろう。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、ドレン排水に関し、設備の簡略化とともに、効率的な排水を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の第１の側面は、熱交換により熱交換器に生じるドレンのドレン排出方法であって、発生したドレンを回収し、そのドレンをミストに変換する処理と、前記ミストを外気に排出させる処理とを含む構成である。斯かる構成では、ドレンがミスト化されて排出されるので、外気に導く程度の管路を設置すればよく、ドレン排出設備が簡略化され、効率的なドレン排水が可能である。
【０００７】
上記目的を達成するためには、前記ドレン排出方法において、前記ドレンの水面に沿って気体を流すとともに、特定箇所の前記水面に前記気体の通過域を設定し、高速化した前記気体を前記水面に接触させて前記通過域を通過させることにより、前記水面から前記ドレンを前記ミストに変換する構成としてもよい。斯かる構成とすれば、ドレンのミスト化効率が高められる。
【０００８】
上記目的を達成するためには、前記ドレン排出方法において、前記ドレンに超音波を作用させて前記ミストに変換する処理を含む構成としてもよい。斯かる構成とすれば、ドレンに超音波を作用させてミスト化することができる。
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の第２の側面は、熱交換により熱交換器に生じたドレンを排出させるドレン排出装置であって、前記ドレンを溜める容器と、前記容器内の前記ドレンをミストに変換するミスト変換手段と、前記ミストを外気に導く排気部とを含む構成である。斯かる構成では、ドレンがミスト化されて排出されるので、外気に導く程度の管路を設置すればよく、ドレン排出設備が簡略化され、効率的なドレン排出ができる。
【００１０】
上記目的を達成するためには、前記ドレン排出装置において、前記ミスト変換手段は、前記ドレンの水面上に気体を流す気体供給手段と、前記水面上の特定箇所に前記気体を通過させる狭い通過域を設定し、高速化された前記気体を前記水面に接触させて通過させる通過域設定手段とを含み、前記水面の前記特定箇所からミストに変換する構成としてもよい。
【００１１】
上記目的を達成するためには、前記ドレン排出装置において、前記ミスト変換手段は、気体を供給する気体供給手段と、前記ドレンの水面上に立設して前記気体の通過を規制する仕切り板と、前記仕切り板と前記水面との間に前記気体の通過域を設定し、高速化された前記気体を前記水面に接触させて通過させるスリット部とを含み、前記水面の前記特定箇所からミストに変換する構成としてもよい。
【００１２】
上記目的を達成するためには、前記ドレン排出装置において、前記ミスト変換手段は、超音波振動子を備え、発生した超音波を前記ドレンに付与することにより、前記ドレンをミストに変換する構成としてもよい。
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明の第３の側面は、熱源装置であって、燃焼手段と、前記燃焼手段に生じる熱を熱交換に使用し、その熱交換によりドレンを生じる熱交換器と、前記ドレンを溜める容器と、前記容器内の前記ドレンをミストに変換するミスト変換手段と、前記ミスト変換手段により変換した前記ミストを前記燃焼手段の燃焼排気とともに、又は燃焼排気とは別個に外気に放出させる排気手段とを備えた構成である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、次の効果が得られる。
【００１５】
(1) ドレンのミスト化のための構成が簡略化されるとともに、メンテナンスが容易である。
【００１６】
(2) ミスト化されたドレンは機器外に容易に導くことができ、燃焼と無関係にドレンのミスト化及び排出を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
〔第１の実施の形態〕
【００１８】
本発明の第１の実施の形態について、図１を参照して説明する。図１は、第１の実施の形態に係るドレン排出方法及びドレンのミスト変換の原理を示す図である。
【００１９】
図１の（Ａ）に示すように、ドレン２の水面４に沿って気体として例えば、空気６を流す。気流を生じさせるための気体を供給する気体供給手段として例えば、空気供給部８が設置され、空気６は空気供給部８から供給される。この空気６が供給される水面４の特定箇所には、水面４上に任意の通過域を設定する通過域設定手段として仕切り板１０が備えられ、この仕切り板１０と水面４との間には、通過域としてスリット部１２が設定されている。このスリット部１２の間隔ｄは、供給される空気６を高速化し、スリット部１２で水面４に接触させ、閉空間部１４から自由空間部１６に流すに必要な間隔であればよい。閉空間部１４は例えば、一部に仕切り板１０を備えて供給される空気６を閉じ込めるとともに、スリット部１２から自由空間部１６に放出させるための空間部でもある。
【００２０】
斯かる構成とすれば、図１の（Ｂ）に示すように、空気供給部８から供給される空気６は、閉空間部１４からスリット部１２を通過し、自由空間部１６側に流れる。その際、スリット部１２では、閉空間部１４に比較して遙に狭い通過域を設定していることから、通過する空気６が高速化され、水面４に高速流が接触することになる。斯かる空気６がスリット部１２を通過する際に、風圧に応じて仕切り板１０の下側の水面４を押し下げ、その水面４に局所的に接触圧を生じる。この結果、スリット部１２の下面側の水面４の水粒子の活発化やキャビテーションを生じさせる。このような高速流を成す空気６と水面４との接触、また、水面４の表面張力、通過する空気６に対する抗力等により、ドレン２がミスト１８に変換される。発生したミスト１８は、通過する空気６で押し流され、自由空間部１６側に流れる。このミスト１８は、空気６が連続して供給されている限り、止まることなく、生じることになる。
【００２１】
このように、ドレン２をミスト化するための駆動手段に空気６等の気体を用いているので、ミスト化に必要な気流を生じさせるだけでよく、極めて簡単な構成でドレン２をミスト１８に変換し、ミスト１８により排出、廃棄することができる。
【００２２】
このドレン２のミスト化において、空気６の高速化や風圧、水面４との接触圧は、空気供給部８からの空気６の供給量やスリット部１２の間隔ｄに依存するので、空気６の供給能力、スリット部１２の間隔ｄを調整して所望のミスト量を達成することができる。
【００２３】
〔第２の実施の形態〕
【００２４】
本発明の第２の実施の形態について、図２を参照して説明する。図２は、第２の実施の形態に係るドレン排出装置の構成例を示す図である。図２において、図１と同一部分には同一符号を付してある。
【００２５】
このドレン排出装置２０は、ミスト化させるドレン２を溜めるドレンタンク２２を備え、このドレンタンク２２には仕切り板１０が設置されて１次室２６と２次室２８とが形成されている。１次室２６は既述の閉空間部１４を形成し、２次室２８は外気に開放された自由空間部１６を形成する。仕切り板１０と水面４との間には既述のスリット部１２が形成され、このスリット部１２が空気６の通過域としての通気路を構成する。ドレンタンク２２には、既述の間隔ｄを持つスリット部１２が形成されるようにドレン２が溜められ、その水位が維持される。
【００２６】
そこで、１次室２６には送風口３０が形成され、この送風口３０には空気供給部８を構成する送風ファン３２が設置され、送風ファン３２がモータ３４により駆動される。この送風ファン３２で発生させた空気６は、１次室２６の閉空間部１４に供給され、スリット部１２を通過して２次室２８側に流れる。２次室２８には、ミスト１８を外気に排出させる流出口３６が形成されている。
【００２７】
斯かる構成において、送風ファン３２を駆動することにより送風口３０から１次室２６に送り込まれた空気６は、１次室２６からスリット部１２を通り、２次室２８に流れる。その際、空気６はスリット部１２の水面４に高速で接触しながら、２次室２８に流れるとともに、水面４にキャビテーション等を生じさせ、ドレン２はミスト１８に変換される。即ち、仕切り板１０、送風ファン３２等によりミスト変換部が構成される。スリット部１２の下部及び２次室２８側で発生したミスト１８は２次室２８に流れる空気６で押し流され、空気６とともに２次室２８の流出口３６から大気中に放出される。送風ファン３２で発生させた空気６の流れは、ミスト１８の搬送手段を兼ねる。
【００２８】
ミスト１８が流出口３６に至る通気路を通過する際、粒子の大きなミスト１８は、水面４に落下したり、２次室２８の壁面に衝突しその壁面を伝って水面４に流れ落ちる。従って、流出口３６から放出するミスト１８は、小さな粒子のものとなる。
【００２９】
このように、このドレン排出装置２０によれば、簡単な構造で空気６を駆動手段に用いてミスト１８を発生させることができるとともに、空気６を用いてミスト１８を空気中に拡散させることができる。
【００３０】
〔第３の実施の形態〕
【００３１】
本発明の第３の実施の形態について、図３を参照して説明する。図３は、第３の実施の形態に係るドレン排出装置の構成例を示す図である。図３において、図２と同一部分には同一符号を付してある。
【００３２】
このドレン排出装置２０は、図３の（Ａ）に示すように、ミスト発生に伴う水面４の下降に応じて仕切り板１０の高さを調整可能にし（矢印ａ）、スリット部１２の間隔ｄを一定に維持するように構成したものである。仕切り板１０が昇降可能に１次室２６又は２次室２８に設置されるとともに、水面４の水位を検出する水位センサ５０が備えられ、この水位センサ５０の検出水位により昇降機構部５２で仕切り板１０を所定位置に昇降させて維持するものである。水位センサ５０は後述の水位電極５０Ｈ、５０Ｌ、５０ＣＯＭを備え（図５）、各電極の水没を以て水位を検出することができる。
【００３３】
斯かる構成とすれば、図３の（Ｂ）に示すように、水面４が下降すると、それに対応して仕切り板１０を矢印ｂで示す方向に下降させることにより、スリット部１２を一定の間隔ｄに維持することができる。従って、ドレン２をミスト１８に変換して排出することができる。
【００３４】
この場合、仕切り板１０の下面側に浮き等を設け、仕切り板１０を水面４上に浮かせる構成にし、スリット部１２の間隔ｄを一定に維持する構成としてもよい。
【００３５】
〔第４の実施の形態〕
【００３６】
本発明の第４の実施の形態について、図４を参照して説明する。図４は、第４の実施の形態に係るドレン排出装置の構成例を示す図である。図４において、図３と同一部分には同一符号を付してある。
【００３７】
このドレン排出装置２０は、図４の（Ａ）に示すように、ミスト発生に伴う水面４の下降に応じて仕切り板１０の角度θを調整可能にし（矢印ｃ、ｅ）、スリット部１２の間隔ｄを一定に維持するように構成したものである。仕切り板１０が角度変化により昇降可能に１次室２６又は２次室２８に設置されるとともに、水面４の水位を検出する水位センサ５０が備えられ、この水位センサ５０の検出水位により角度調整機構部５４で仕切り板１０を角度変化により所定位置に昇降させて維持するものである。水位センサ５０は後述の水位電極５０Ｈ、５０Ｌ、５０ＣＯＭを備え（図５）、各電極の水没を以て水位を検出することができる。
【００３８】
斯かる構成とすれば、図４の（Ｂ）に示すように、水面４が下降すると、それに対応して矢印ｅで示す方向に仕切り板１０を下降させ、スリット部１２を一定の間隔ｄに維持することができる。従って、ドレン２をミスト１８に変換して排出させることができる。
【００３９】
なお、この場合、仕切り板１０の自重と空気６による風圧によりスリット部１２の間隔ｄを決定する構成としてもよい。
【００４０】
〔第５の実施の形態〕
【００４１】
本発明の第５の実施の形態について、図５を参照して説明する。図５は、ドレン排出方法、ドレン排出装置を備えた熱源装置の構成例を示す図である。図５において、図２と同一部分には同一符号を付してある。
【００４２】
この熱源装置１００は、給湯装置や暖房装置の熱源であって、熱源部１１０とドレン排出部１２０とを備えており、ドレン排出部１２０は、既述のドレン排出装置２０（図２）を以て構成されている。
【００４３】
熱源部１１０のバーナ６０に供給された燃料ガスＧは、燃焼室６２に送風ファン６４により送り込まれた空気６６と混合されて燃焼する。燃焼排気６８は、燃焼室６２内に設置された１次熱交換器７０を通過し、２次熱交換器７２を経て排気部７５より機器外の大気中に排出される。１次熱交換器７０では、燃焼排気６８から顕熱を吸収して熱交換が行われ、２次熱交換器７２では、燃焼排気６８から潜熱を吸収して熱交換が行われる。通水管７４を通して水Ｗが２次熱交換器７２に循環し、２次熱交換器７２での熱交換により加熱された後、１次熱交換器７０に循環し、既述の熱交換により温水ＨＷとして給湯需要に対応する。
【００４４】
２次熱交換器７２の熱交換では、燃焼排気６８中の水蒸気が結露し、多量の酸性のドレン２を生じる。このドレン２はドレン受け７６で回収された後、ドレン回収路７８を通り、中和器８０に導かれて中和される。中和器８０には例えば炭酸カルシウム等の中和剤８２が用いられている。ドレン２の中和は、ドレン２のｐｈ（ペーハー）を中性に近づけるものであればいずれの方法でもよい。中和後のドレン２はドレン回路８４を通り、ドレン排出部１２０のドレンタンク２２に導かれて溜められる。
【００４５】
ドレンタンク２２に溜められたドレン２は、ミスト変換部であるドレン排出部１２０によってミスト１８に変換される。このミスト化については、既述した通りである。ミスト１８は、排気部７５に貫通配置されたミスト排出管８６を通して排気部７５の排気口部７７に導かれ、燃焼時には燃焼排気６８とともに、また、非燃焼時には送風ファン３２からの空気６とともに、外気に放出される。大粒のミスト１８はミスト排出管８６の内壁に付着する等してドレンタンク２２に戻され、気化ないし霧化したものだけが外気に放出される。
【００４６】
この場合、ドレンタンク２２にはドレン２の水位を検出するための水位センサ５０が設置され、この水位センサ５０では、上限水位を検出する上限水位電極５０Ｈ、下限水位を検出する下限水位電極５０Ｌ、共通電極５０ＣＯＭが備えられており、共通電極５０ＣＯＭと下限水位電極５０Ｌとが水没している場合には上限未満の水位Ｌ、共通電極５０ＣＯＭと上限水位電極５０Ｈとが水没している場合には上限水位Ｈを検出する。水位Ｈを越える場合には、ドレン２がオーバーフローし、オーバーフロー流路９０から排出される。
【００４７】
次に、この熱源装置１００の制御装置について、図６を参照して説明する。図６は、制御装置の構成例を示す図である。
【００４８】
制御装置１３０には制御部１３２が備えられ、この制御部１３２にはマイクロコンピュータ等のプロセッサ１３４、入出力（Ｉ／Ｏ）部１３６、記憶部１３８等が備えられている。Ｉ／Ｏ部１３６には水位センサ５０の下限水位電極５０Ｌ及び上限水位電極５０Ｈの検出信号等が加えられ、その検出信号は制御情報としてプロセッサ１３４に取り込まれる。プロセッサ１３４は、記憶部１３８に格納されている制御プログラムにより、燃焼制御、給湯・追焚き・暖房制御、送風制御等を実行する。そこで、Ｉ／Ｏ部１３６には、送風ファン３２、６４の各モータ等が接続され、送風ファン６４は燃焼時に駆動され、送風ファン３２はドレン２のミスト化処理の際に駆動される。燃焼制御や給湯・追焚き・暖房制御では、図示しない例えば流量センサ、湯温センサ、入水温センサ等からの検出信号も制御入力として取り込まれ、図示しない点火プラグや電磁弁、比例制御弁等の機能部品の制御が行われる。
【００４９】
次に、熱源装置１００の制御動作について、図７を参照して説明する。図７は、熱源装置１００の制御動作を示すフローチャートである。
【００５０】
この制御動作には、給湯・追焚き・暖房等の燃焼制御が含まれている。ドレンタンク２２の水位がＨ以上（水位センサ５０の上限水位電極５０ＨがＯＮ）か否かを確認する（ステップＳ１）。この水位Ｈ付近までが送風によるミスト化変換可能領域である。そこで、上限水位電極５０ＨがＯＮした場合、送風ファン３２を駆動することにより、ドレン２がミスト化され（ステップＳ２）、ミスト化されたドレン排出を行う。この場合、同時に送風ファン６４を駆動すれば、排気部７５から熱源部１１０へのミスト１８の逆流を防ぐことができるとともに、排気部７５の周辺における白煙現象を解消でき、ミスト１８を拡散させることができる。斯かる動作は上限水位電極５０ＨがＯＦＦするまで継続する。
【００５１】
ドレンタンク２２の水位がＨ未満の場合には、バーナ６０が燃焼中か否かを判断する（ステップＳ３）。バーナ６０が燃焼中か否かは炎検知センサ等の検出出力により判断可能であるが、同一制御手段が燃焼制御も行うため、その時点の動作モード等でも判断可能である。バーナ６０が燃焼している場合は、ドレンタンク２２の水位がＬ以上（下限水位電極５０ＬがＯＮ）の間（ステップＳ４）、送風ファン３２を駆動させ、ドレン２がミスト化され（ステップＳ５）、ドレン排出を行う。このとき、送風ファン６４は燃焼のために既に駆動している。
【００５２】
バーナ６０が燃焼していない場合、又はドレンタンク２２の水位がＬ未満（下限水位電極５０ＬがＯＦＦ）の場合、送風ファン３２を停止し、ドレン２のミスト化の停止（ステップＳ６）を行うが、これは、ステップＳ２及びステップＳ５によるドレン排出動作の終了及び、ドレンタンク２２内のドレン２のレベルが低下すると、送風によるミスト化変換能力が低下するので、ミスト化処理を停止する。
【００５３】
ドレン２のミスト化を行うのは、ドレンタンク２２の水位がＬ以上の場合であり、かつバーナ６０が燃焼中に行い、ドレンタンク２２の水位がＨに達するとバーナ６０の燃焼にかかわらずドレン２のミスト化を行う。バーナ６０の燃焼とともにドレン２のミスト化を行うと、ドレン２のミスト１８が、排気部７５に排出される燃焼排気６８とともに効率よく機器外に排出される。
【００５４】
〔第６の実施の形態〕
【００５５】
本発明の第６の実施の形態について、図８を参照して説明する。図８は、ドレン排出方法、ドレン排出装置を備えた熱源装置の構成例を示す図である。図８において、図５と同一部分には同一符号を付してある。
【００５６】
この熱源装置１００では、第５の実施の形態に係る熱源装置１００の送風ファン３２、６４を単一化して例えば、送風ファン６４のみで構成し、送風ファン６４とドレンタンク２２との間に送風回路９２を設置することにより、送風ファン６４からの送風をドレン２のミスト化の駆動手段に用いたものである。斯かる構成によっても、ドレン２のミスト化を図ることができる。
【００５７】
この熱源装置１００の制御装置については、図６に示した送風ファン３２を除いた構成とすればよい。斯かる構成とすれば、送風ファン６４を以て燃焼用及びミスト化用の送風が得られる。
【００５８】
次に、熱源装置１００の制御動作について、図９を参照して説明する。図９は、熱源装置の制御動作を示すフローチャートである。
【００５９】
この制御動作には、給湯・追焚き・暖房等の燃焼制御が含まれている。ドレンタンク２２の水位がＨ以上（水位センサ５０の上限水位電極５０ＨがＯＮ）か否かを確認する（ステップＳ１１）。この水位Ｈ付近までが送風によるミスト化変換可能領域である。そこで、上限水位電極５０ＨがＯＮした場合は、送風ファン６４を駆動し、ドレン２のミスト化を行い（ステップＳ１２）ドレン排出を行う。斯かる動作は上限水位電極５０ＨがＯＦＦするまで継続する。
【００６０】
ドレンタンク２２の水位がＨ未満の場合には、バーナ６０が燃焼中か否かを判断する（ステップＳ１３）。バーナ６０が燃焼中か否かは炎検知センサ等にて判断可能であるが、同一制御手段が燃焼制御も行うため、その時点の動作モード等にても判断可能である。バーナ６０が燃焼している場合は、送風ファン６４は燃焼のために駆動しているため、同時に送風回路９２を経由した送風によりドレン２のミスト化が行われ（ステップＳ１４）、ドレン排出を行う。ドレン２のミスト化は、ドレンタンク２２の水位がＬ以上（下限水位電極５０ＬがＯＮ）の場合、効率よく行われるため、送風回路９２に開閉手段を設け、ドレンタンク２２の水位がＬ以上の場合のみ送風回路９２を開放する構造にしてもよい。
【００６１】
バーナ６０が燃焼していない場合は、送風ファン６４を停止し、ドレン２のミスト化を停止させ（ステップＳ１５）、これは、燃焼に伴う事前、事後のファン動作を強制的に停止するものではなく、ステップＳ１２によるドレン排出動作の終了のためである。
【００６２】
ドレン２のミスト化はバーナ６０が燃焼中に行い、ドレンタンク２２の水位がＨに達すると、バーナ６０の燃焼にかかわらずドレン２のミスト化を行う。バーナ６０の燃焼とともにドレン２のミスト化を行うと、共通して使用する送風ファン６４の有効利用になる。また、ミスト１８が燃焼排気６８とともに効率よく外気に放出され、ドレン２の排出が行われる。
【００６３】
〔第７の実施の形態〕
【００６４】
本発明の第７の実施の形態について、図１０を参照して説明する。図１０は、超音波を用いたドレン排出方法、ドレン排出装置を備えた熱源装置の構成例を示す図である。図１０において、図５と同一部分には同一符号を付してある。
【００６５】
この熱源装置１００は、給湯装置や暖房装置の熱源であって、熱源部１１０とドレン排出部１２０とを備えており、ドレン排出部１２０には、超音波によるミスト化変換装置が用いられている。
【００６６】
この実施の形態の場合、単一又は複数の超音波振動子として、３組の超音波振動子１４０をドレンタンク２２の底面に設置してドレン２のミスト化を行う構成である。
【００６７】
ドレンタンク２２にはドレン２の水位を検出するための水位センサ５０が設置され、この水位センサ５０では、上限水位を検出する上限水位電極５０Ｈ、下限水位を検出する下限水位電極５０Ｌ、共通電極５０ＣＯＭが備えられており、共通電極５０ＣＯＭと下限水位電極５０Ｌとが水没している場合には上限未満の水位Ｌ、共通電極５０ＣＯＭと上限水位電極５０Ｈとが水没している場合には上限水位Ｈを検出する。この場合、下限水位電極５０Ｌは、超音波振動子１４０でドレン２をミスト化できる最低水位を基準に位置決めされ、上限水位電極５０Ｈは超音波振動子１４０でドレン２をミスト化できる最高水位を基準に位置決めされる。水位Ｈを越える場合にドレン２を流すため、超音波振動子１４０のミスト化変換可能領域の上限位置にオーバーフロー流路９０が設けられている。
【００６８】
ドレンタンク２２には燃焼室６２が空気配管１４２により連通され、この空気配管１４２を通して少量の空気６６が燃焼室６２よりドレンタンク２２に流れ込むように構成されている。このような空気６６をドレンタンク２２に供給するのは、ミスト１８をドレンタンク２２から排気部７５に押し出す駆動手段に空気６６を用いるためである。ミスト１８はミスト排出管８６を通じて排気部７５に導かれ、機器外に放出される。この場合、排気用ファンを独立して設置してもよい。
【００６９】
次に、この熱源装置１００の制御装置について、図１１を参照して説明する。図１１は、制御装置の構成例を示す図である。図１１において、図６と同一部分には同一符号を付してある。また、図１１において、図６に示す制御装置１３０と異なる点は、送風ファン６４とともに、超音波振動子１４０が設置された点である。その他の構成は、既述の制御装置１３０と同一であるので、その説明を省略する。
【００７０】
次に、熱源装置１００の制御動作について、図１２を参照して説明する。図１２は、熱源装置の制御動作を示すフローチャートである。
【００７１】
ドレンタンク２２の水位がＨ以上（水位センサ５０の上限水位電極５０ＨがＯＮ）か否かが判断され（ステップＳ２１）、この水位Ｈの付近までが超音波振動子１４０によるミスト化が可能であり、この水位Ｈを上回るとミスト化が低下する。従って、上限水位電極５０ＨがＯＮした場合は、送風ファン６４を駆動し（ステップＳ２２）、超音波振動子１４０を動作させ、ドレン２のミスト化を行い（ステップＳ２３）、このミスト化は、水位センサ５０がＯＦＦするまで継続する。
【００７２】
ドレンタンク２２の水位がＨ未満の場合には、バーナ６０が燃焼中か否かを判断し（ステップＳ２４）、バーナ６０が燃焼中か否かは炎検知センサ等にて検出される。同一制御手段が燃焼制御も行うため、その時点の動作モード等にても判断可能である。バーナ６０が燃焼している場合には、ドレンタンク２２の水位がＬ以上（下限水位電極５０ＬがＯＮ）の間（ステップＳ２５）、超音波振動子１４０を動作させ、ドレン２のミスト化を行い（ステップＳ２６）、ドレン排出を行う。このとき、送風ファン６４は燃焼のために既に駆動している。
【００７３】
バーナ６０が燃焼していない場合は、送風ファン６４を停止させる（ステップＳ２７）。これは燃焼に伴う事前、事後のファン動作を強制的に停止するものではなく、ステップＳ２２及びステップＳ２３によるドレン排出動作の終了のためである。続いて、超音波振動子１４０の停止を行い、ドレン２のミスト化を停止する（ステップＳ２８）。
【００７４】
なお、ドレンタンク２２の水位がＬ未満（下限水位電極ＬがＯＦＦ）の場合も、ドレン２のミスト化を停止するが、これは、ドレンタンク２２内のドレン２が減少しすぎると超音波振動子１４０にてミスト化ができなくなり、更に超音波振動子１４０の故障の原因となってしまうためである。
【００７５】
超音波によるミスト化は、白煙現象を呈する場合があるが、これは送風ファン等を用いて拡散させることにより、解消ないし軽減することができる。この拡散用ファンには大容量の風量を必要としないので、燃焼用の送風ファン６４を兼用すればよい。
【００７６】
ミスト１８の排出は、燃焼時、未燃焼時のいずれでもよいが、排気部７５からの逆流防止や騒音防止から、上記実施の形態では、一例として燃焼時にミスト排出を行っている。
【００７７】
〔その他の実施の形態等〕
【００７８】
(1) ドレン２のミスト化には例えば、図１３に示すように、ドレンタンク２２内に水車１４６が設置され、この水車１４６をモータにより回転させてミスト化することが可能である。その他の構成は、図１０に示す熱源装置１００と同一であるので、同一符号を付し、その説明を省略する。
【００７９】
(2) 上記実施の形態では、ドレン２を中和した後、ミスト化しているが、未中和のドレン２をミスト化してもよい。
【００８０】
(3) ミスト１８を排出するミスト排出管８６を設置すれば、大きなものは回収されるので、外部に結露を生じることがない。
【００８１】
(4) ドレン２の回収要因は２次熱交換器７２を用いることが主たるものであるが、他の要因、例えば排気口よりの雨水の浸入等によるドレンタンク２２の水位上昇が想定される場合にも、ドレンタンク２２の水位監視とともに、そのミスト化を行うので、ドレンタンク２２から不用水を排出することができる。
【００８２】
(5) 第５の実施の形態（図５）、第６の実施の形態（図８）では、排気部７５にミスト排出管８６を貫通させて排気部７５を通過する燃焼排気６８と、ミスト排出管８６を通過したミスト１８とを排気口部７７で合流させる構成としたが、図１４又は図１５に示すように、ミスト排出管８６と排気部７５とを合体させ、燃焼排気６８とともにミスト１８を排出する構成としても同様の効果が期待できる。
【００８３】
請求項に記載していない特徴事項について、上記実施の形態から抽出して列挙すれば、次の通りである。
【００８４】
ドレン排出方法において、
前記通過域を調整して前記ドレンの前記ミストへの変換率を調整することを特徴とするドレン排出方法。
【００８５】
ドレン排出装置において、
前記容器に前記ドレンを補充し、前記仕切り板と前記水面との間隔を所定間隔に維持させる補液手段を備えたことを特徴とするドレン排出装置。
【００８６】
ドレン排出装置において、
前記仕切り板を備えて前記スリット部を通して外気に開放された遮蔽空間を前記容器に備えることを特徴とするドレン排出装置。
【００８７】
ドレン排出装置において、
前記仕切り板と前記水面との間隔を所定間隔に維持するスリット調整手段を備えたことを特徴とするドレン排出装置。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明は、空気等の気体を駆動手段に用いてドレンをミストに変換し、それを空気中に拡散でき、ドレン排出の簡略化を図ることができ、有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】第１の実施の形態に係るドレン排出方法及びドレンのミスト化原理を示す図である。
【図２】第２の実施の形態に係るドレン排出装置の構成例を示す図である。
【図３】第３の実施の形態に係るドレン排出装置の構成例を示す図である。
【図４】第４の実施の形態に係るドレン排出装置の構成例を示す図である。
【図５】第５の実施の形態に係る熱源装置の構成例を示す図である。
【図６】制御装置の構成例を示す図である。
【図７】制御動作を示すフローチャートである。
【図８】第６の実施の形態に係る熱源装置の構成例を示す図である。
【図９】制御動作を示すフローチャートである。
【図１０】第７の実施の形態に係る超音波によるドレン排出方法、ドレン排出装置及び熱源装置の構成例を示す図である。
【図１１】制御装置の構成例を示す図である。
【図１２】制御動作を示すフローチャートである。
【図１３】その他のドレン排出方法、ドレン排出装置及び熱源装置の構成例を示す図である。
【図１４】他のドレン排出装置の構成例を示す図である。
【図１５】他のドレン排出装置の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００９０】
２ ドレン
４ 水面
６ 空気（気体）
８ 空気供給部（気体供給手段）
１０ 仕切り板（通過域設定手段）
１２ スリット部
１８ ミスト
２０ ドレン排出装置
２２ ドレンタンク（容器）
５２ 昇降機構部
５４ 角度調整機構部
７５ 排気部
８６ ミスト排出管
１００ 熱源装置
１１０ 熱源部
１２０ ドレン排出部
１４０ 超音波振動子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼排気から潜熱を吸収する２次熱交換器を備える熱源装置等の熱交換により生じたドレンの排出処理に関し、特に、ドレンをミスト化して排出の簡易化等に資するドレン排出方法、ドレン排出装置及び熱源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
１次熱交換器に燃焼排気を通過させて顕熱を吸収させた後、２次熱交換器に流して潜熱を吸収する熱源装置が普及しているが、熱交換の際、主として２次熱交換器に発生する多量のドレンは回収された後、中和されて排水されている。このドレンの排水には、通常、専用配管が用いられる等、排水設備を必要とされてきたが、専用配管を用いない排水形態も提案されている。
【０００３】
このようなドレン排水に関し、燃焼用ファンで空気が送り込まれる空気流路部に中和後のドレンを噴霧して排出する構成（特許文献１）や、燃焼用空気供給ファンの風力によりドレンを蒸発させて器具外に排出する構成（特許文献２）等がある。
【特許文献１】特開２００４−１３２６４２号公報（段落番号０００５、図１等）
【特許文献２】特開２００５−６１７９２号公報（段落番号００３４、００４０、図１等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
バーナの上流にドレンを噴霧する構成（特許文献１）では、ドレンをバーナに付着させると、バーナを劣化させる等のおそれがあるし、バーナが燃焼していない場合にはドレンの排出ができない。風力によりドレンを蒸発させる構成（特許文献２）では、外気の湿度が影響する等、蒸発効率がドレン排水に影響するという課題がある。ノズルを用いた場合、その噴射口がドレンに含まれる不純物で詰まることが予想され、清浄化のためのメンテナンスが不可欠であろう。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、ドレン排水に関し、設備の簡略化とともに、効率的な排水を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の第１の側面は、熱交換により熱交換器に生じるドレンのドレン排出方法であって、発生したドレンを回収し、そのドレンをミストに変換する処理と、前記ミストを外気に排出させる処理とを含む構成である。斯かる構成では、ドレンがミスト化されて排出されるので、外気に導く程度の管路を設置すればよく、ドレン排出設備が簡略化され、効率的なドレン排水が可能である。
【０００７】
上記目的を達成するためには、前記ドレン排出方法において、前記ドレンの水面に沿って気体を流すとともに、特定箇所の前記水面に前記気体の通過域を設定し、高速化した前記気体を前記水面に接触させて前記通過域を通過させることにより、前記水面から前記ドレンを前記ミストに変換する構成としてもよい。斯かる構成とすれば、ドレンのミスト化効率が高められる。
【０００８】
上記目的を達成するためには、前記ドレン排出方法において、前記ドレンに超音波を作用させて前記ミストに変換する処理を含む構成としてもよい。斯かる構成とすれば、ドレンに超音波を作用させてミスト化することができる。
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の第２の側面は、熱交換により熱交換器に生じたドレンを排出させるドレン排出装置であって、前記ドレンを溜める容器と、前記容器内の前記ドレンをミストに変換するミスト変換手段と、前記ミストを外気に導く排気部とを含む構成である。斯かる構成では、ドレンがミスト化されて排出されるので、外気に導く程度の管路を設置すればよく、ドレン排出設備が簡略化され、効率的なドレン排出ができる。
【００１０】
上記目的を達成するためには、前記ドレン排出装置において、前記ミスト変換手段は、前記ドレンの水面上に気体を流す気体供給手段と、前記水面上の特定箇所に前記気体を通過させる狭い通過域を設定し、高速化された前記気体を前記水面に接触させて通過させる通過域設定手段とを含み、前記水面の前記特定箇所からミストに変換する構成としてもよい。
【００１１】
上記目的を達成するためには、前記ドレン排出装置において、前記ミスト変換手段は、気体を供給する気体供給手段と、前記ドレンの水面上に立設して前記気体の通過を規制する仕切り板と、前記仕切り板と前記水面との間に前記気体の通過域を設定し、高速化された前記気体を前記水面に接触させて通過させるスリット部とを含み、前記水面の前記特定箇所からミストに変換する構成としてもよい。
【００１２】
上記目的を達成するためには、前記ドレン排出装置において、前記ミスト変換手段は、超音波振動子を備え、発生した超音波を前記ドレンに付与することにより、前記ドレンをミストに変換する構成としてもよい。
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明の第３の側面は、熱源装置であって、燃焼手段と、前記燃焼手段に生じる熱を熱交換に使用し、その熱交換によりドレンを生じる熱交換器と、前記ドレンを溜める容器と、前記容器内の前記ドレンをミストに変換するミスト変換手段と、前記ミスト変換手段により変換した前記ミストを前記燃焼手段の燃焼排気とともに、又は燃焼排気とは別個に外気に放出させる排気手段とを備えた構成である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、次の効果が得られる。
【００１５】
(1) ドレンのミスト化のための構成が簡略化されるとともに、メンテナンスが容易である。
【００１６】
(2) ミスト化されたドレンは機器外に容易に導くことができ、燃焼と無関係にドレンのミスト化及び排出を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
〔第１の実施の形態〕
【００１８】
本発明の第１の実施の形態について、図１を参照して説明する。図１は、第１の実施の形態に係るドレン排出方法及びドレンのミスト変換の原理を示す図である。
【００１９】
図１の（Ａ）に示すように、ドレン２の水面４に沿って気体として例えば、空気６を流す。気流を生じさせるための気体を供給する気体供給手段として例えば、空気供給部８が設置され、空気６は空気供給部８から供給される。この空気６が供給される水面４の特定箇所には、水面４上に任意の通過域を設定する通過域設定手段として仕切り板１０が備えられ、この仕切り板１０と水面４との間には、通過域としてスリット部１２が設定されている。このスリット部１２の間隔ｄは、供給される空気６を高速化し、スリット部１２で水面４に接触させ、閉空間部１４から自由空間部１６に流すに必要な間隔であればよい。閉空間部１４は例えば、一部に仕切り板１０を備えて供給される空気６を閉じ込めるとともに、スリット部１２から自由空間部１６に放出させるための空間部でもある。
【００２０】
斯かる構成とすれば、図１の（Ｂ）に示すように、空気供給部８から供給される空気６は、閉空間部１４からスリット部１２を通過し、自由空間部１６側に流れる。その際、スリット部１２では、閉空間部１４に比較して遙に狭い通過域を設定していることから、通過する空気６が高速化され、水面４に高速流が接触することになる。斯かる空気６がスリット部１２を通過する際に、風圧に応じて仕切り板１０の下側の水面４を押し下げ、その水面４に局所的に接触圧を生じる。この結果、スリット部１２の下面側の水面４の水粒子の活発化やキャビテーションを生じさせる。このような高速流を成す空気６と水面４との接触、また、水面４の表面張力、通過する空気６に対する抗力等により、ドレン２がミスト１８に変換される。発生したミスト１８は、通過する空気６で押し流され、自由空間部１６側に流れる。このミスト１８は、空気６が連続して供給されている限り、止まることなく、生じることになる。
【００２１】
このように、ドレン２をミスト化するための駆動手段に空気６等の気体を用いているので、ミスト化に必要な気流を生じさせるだけでよく、極めて簡単な構成でドレン２をミスト１８に変換し、ミスト１８により排出、廃棄することができる。
【００２２】
このドレン２のミスト化において、空気６の高速化や風圧、水面４との接触圧は、空気供給部８からの空気６の供給量やスリット部１２の間隔ｄに依存するので、空気６の供給能力、スリット部１２の間隔ｄを調整して所望のミスト量を達成することができる。
【００２３】
〔第２の実施の形態〕
【００２４】
本発明の第２の実施の形態について、図２を参照して説明する。図２は、第２の実施の形態に係るドレン排出装置の構成例を示す図である。図２において、図１と同一部分には同一符号を付してある。
【００２５】
このドレン排出装置２０は、ミスト化させるドレン２を溜めるドレンタンク２２を備え、このドレンタンク２２には仕切り板１０が設置されて１次室２６と２次室２８とが形成されている。１次室２６は既述の閉空間部１４を形成し、２次室２８は外気に開放された自由空間部１６を形成する。仕切り板１０と水面４との間には既述のスリット部１２が形成され、このスリット部１２が空気６の通過域としての通気路を構成する。ドレンタンク２２には、既述の間隔ｄを持つスリット部１２が形成されるようにドレン２が溜められ、その水位が維持される。
【００２６】
そこで、１次室２６には送風口３０が形成され、この送風口３０には空気供給部８を構成する送風ファン３２が設置され、送風ファン３２がモータ３４により駆動される。この送風ファン３２で発生させた空気６は、１次室２６の閉空間部１４に供給され、スリット部１２を通過して２次室２８側に流れる。２次室２８には、ミスト１８を外気に排出させる流出口３６が形成されている。
【００２７】
斯かる構成において、送風ファン３２を駆動することにより送風口３０から１次室２６に送り込まれた空気６は、１次室２６からスリット部１２を通り、２次室２８に流れる。その際、空気６はスリット部１２の水面４に高速で接触しながら、２次室２８に流れるとともに、水面４にキャビテーション等を生じさせ、ドレン２はミスト１８に変換される。即ち、仕切り板１０、送風ファン３２等によりミスト変換部が構成される。スリット部１２の下部及び２次室２８側で発生したミスト１８は２次室２８に流れる空気６で押し流され、空気６とともに２次室２８の流出口３６から大気中に放出される。送風ファン３２で発生させた空気６の流れは、ミスト１８の搬送手段を兼ねる。
【００２８】
ミスト１８が流出口３６に至る通気路を通過する際、粒子の大きなミスト１８は、水面４に落下したり、２次室２８の壁面に衝突しその壁面を伝って水面４に流れ落ちる。従って、流出口３６から放出するミスト１８は、小さな粒子のものとなる。
【００２９】
このように、このドレン排出装置２０によれば、簡単な構造で空気６を駆動手段に用いてミスト１８を発生させることができるとともに、空気６を用いてミスト１８を空気中に拡散させることができる。
【００３０】
〔第３の実施の形態〕
【００３１】
本発明の第３の実施の形態について、図３を参照して説明する。図３は、第３の実施の形態に係るドレン排出装置の構成例を示す図である。図３において、図２と同一部分には同一符号を付してある。
【００３２】
このドレン排出装置２０は、図３の（Ａ）に示すように、ミスト発生に伴う水面４の下降に応じて仕切り板１０の高さを調整可能にし（矢印ａ）、スリット部１２の間隔ｄを一定に維持するように構成したものである。仕切り板１０が昇降可能に１次室２６又は２次室２８に設置されるとともに、水面４の水位を検出する水位センサ５０が備えられ、この水位センサ５０の検出水位により昇降機構部５２で仕切り板１０を所定位置に昇降させて維持するものである。水位センサ５０は後述の水位電極５０Ｈ、５０Ｌ、５０ＣＯＭを備え（図５）、各電極の水没を以て水位を検出することができる。
【００３３】
斯かる構成とすれば、図３の（Ｂ）に示すように、水面４が下降すると、それに対応して仕切り板１０を矢印ｂで示す方向に下降させることにより、スリット部１２を一定の間隔ｄに維持することができる。従って、ドレン２をミスト１８に変換して排出することができる。
【００３４】
この場合、仕切り板１０の下面側に浮き等を設け、仕切り板１０を水面４上に浮かせる構成にし、スリット部１２の間隔ｄを一定に維持する構成としてもよい。
【００３５】
〔第４の実施の形態〕
【００３６】
本発明の第４の実施の形態について、図４を参照して説明する。図４は、第４の実施の形態に係るドレン排出装置の構成例を示す図である。図４において、図３と同一部分には同一符号を付してある。
【００３７】
このドレン排出装置２０は、図４の（Ａ）に示すように、ミスト発生に伴う水面４の下降に応じて仕切り板１０の角度θを調整可能にし（矢印ｃ、ｅ）、スリット部１２の間隔ｄを一定に維持するように構成したものである。仕切り板１０が角度変化により昇降可能に１次室２６又は２次室２８に設置されるとともに、水面４の水位を検出する水位センサ５０が備えられ、この水位センサ５０の検出水位により角度調整機構部５４で仕切り板１０を角度変化により所定位置に昇降させて維持するものである。水位センサ５０は後述の水位電極５０Ｈ、５０Ｌ、５０ＣＯＭを備え（図５）、各電極の水没を以て水位を検出することができる。
【００３８】
斯かる構成とすれば、図４の（Ｂ）に示すように、水面４が下降すると、それに対応して矢印ｅで示す方向に仕切り板１０を下降させ、スリット部１２を一定の間隔ｄに維持することができる。従って、ドレン２をミスト１８に変換して排出させることができる。
【００３９】
なお、この場合、仕切り板１０の自重と空気６による風圧によりスリット部１２の間隔ｄを決定する構成としてもよい。
【００４０】
〔第５の実施の形態〕
【００４１】
本発明の第５の実施の形態について、図５を参照して説明する。図５は、ドレン排出方法、ドレン排出装置を備えた熱源装置の構成例を示す図である。図５において、図２と同一部分には同一符号を付してある。
【００４２】
この熱源装置１００は、給湯装置や暖房装置の熱源であって、熱源部１１０とドレン排出部１２０とを備えており、ドレン排出部１２０は、既述のドレン排出装置２０（図２）を以て構成されている。
【００４３】
熱源部１１０のバーナ６０に供給された燃料ガスＧは、燃焼室６２に送風ファン６４により送り込まれた空気６６と混合されて燃焼する。燃焼排気６８は、燃焼室６２内に設置された１次熱交換器７０を通過し、２次熱交換器７２を経て排気部７５より機器外の大気中に排出される。１次熱交換器７０では、燃焼排気６８から顕熱を吸収して熱交換が行われ、２次熱交換器７２では、燃焼排気６８から潜熱を吸収して熱交換が行われる。通水管７４を通して水Ｗが２次熱交換器７２に循環し、２次熱交換器７２での熱交換により加熱された後、１次熱交換器７０に循環し、既述の熱交換により温水ＨＷとして給湯需要に対応する。
【００４４】
２次熱交換器７２の熱交換では、燃焼排気６８中の水蒸気が結露し、多量の酸性のドレン２を生じる。このドレン２はドレン受け７６で回収された後、ドレン回収路７８を通り、中和器８０に導かれて中和される。中和器８０には例えば炭酸カルシウム等の中和剤８２が用いられている。ドレン２の中和は、ドレン２のｐｈ（ペーハー）を中性に近づけるものであればいずれの方法でもよい。中和後のドレン２はドレン回路８４を通り、ドレン排出部１２０のドレンタンク２２に導かれて溜められる。
【００４５】
ドレンタンク２２に溜められたドレン２は、ミスト変換部であるドレン排出部１２０によってミスト１８に変換される。このミスト化については、既述した通りである。ミスト１８は、排気部７５に貫通配置されたミスト排出管８６を通して排気部７５の排気口部７７に導かれ、燃焼時には燃焼排気６８とともに、また、非燃焼時には送風ファン３２からの空気６とともに、外気に放出される。大粒のミスト１８はミスト排出管８６の内壁に付着する等してドレンタンク２２に戻され、気化ないし霧化したものだけが外気に放出される。
【００４６】
この場合、ドレンタンク２２にはドレン２の水位を検出するための水位センサ５０が設置され、この水位センサ５０では、上限水位を検出する上限水位電極５０Ｈ、下限水位を検出する下限水位電極５０Ｌ、共通電極５０ＣＯＭが備えられており、共通電極５０ＣＯＭと下限水位電極５０Ｌとが水没している場合には上限未満の水位Ｌ、共通電極５０ＣＯＭと上限水位電極５０Ｈとが水没している場合には上限水位Ｈを検出する。水位Ｈを越える場合には、ドレン２がオーバーフローし、オーバーフロー流路９０から排出される。
【００４７】
次に、この熱源装置１００の制御装置について、図６を参照して説明する。図６は、制御装置の構成例を示す図である。
【００４８】
制御装置１３０には制御部１３２が備えられ、この制御部１３２にはマイクロコンピュータ等のプロセッサ１３４、入出力（Ｉ／Ｏ）部１３６、記憶部１３８等が備えられている。Ｉ／Ｏ部１３６には水位センサ５０の下限水位電極５０Ｌ及び上限水位電極５０Ｈの検出信号等が加えられ、その検出信号は制御情報としてプロセッサ１３４に取り込まれる。プロセッサ１３４は、記憶部１３８に格納されている制御プログラムにより、燃焼制御、給湯・追焚き・暖房制御、送風制御等を実行する。そこで、Ｉ／Ｏ部１３６には、送風ファン３２、６４の各モータ等が接続され、送風ファン６４は燃焼時に駆動され、送風ファン３２はドレン２のミスト化処理の際に駆動される。燃焼制御や給湯・追焚き・暖房制御では、図示しない例えば流量センサ、湯温センサ、入水温センサ等からの検出信号も制御入力として取り込まれ、図示しない点火プラグや電磁弁、比例制御弁等の機能部品の制御が行われる。
【００４９】
次に、熱源装置１００の制御動作について、図７を参照して説明する。図７は、熱源装置１００の制御動作を示すフローチャートである。
【００５０】
この制御動作には、給湯・追焚き・暖房等の燃焼制御が含まれている。ドレンタンク２２の水位がＨ以上（水位センサ５０の上限水位電極５０ＨがＯＮ）か否かを確認する（ステップＳ１）。この水位Ｈ付近までが送風によるミスト化変換可能領域である。そこで、上限水位電極５０ＨがＯＮした場合、送風ファン３２を駆動することにより、ドレン２がミスト化され（ステップＳ２）、ミスト化されたドレン排出を行う。この場合、同時に送風ファン６４を駆動すれば、排気部７５から熱源部１１０へのミスト１８の逆流を防ぐことができるとともに、排気部７５の周辺における白煙現象を解消でき、ミスト１８を拡散させることができる。斯かる動作は上限水位電極５０ＨがＯＦＦするまで継続する。
【００５１】
ドレンタンク２２の水位がＨ未満の場合には、バーナ６０が燃焼中か否かを判断する（ステップＳ３）。バーナ６０が燃焼中か否かは炎検知センサ等の検出出力により判断可能であるが、同一制御手段が燃焼制御も行うため、その時点の動作モード等でも判断可能である。バーナ６０が燃焼している場合は、ドレンタンク２２の水位がＬ以上（下限水位電極５０ＬがＯＮ）の間（ステップＳ４）、送風ファン３２を駆動させ、ドレン２がミスト化され（ステップＳ５）、ドレン排出を行う。このとき、送風ファン６４は燃焼のために既に駆動している。
【００５２】
バーナ６０が燃焼していない場合、又はドレンタンク２２の水位がＬ未満（下限水位電極５０ＬがＯＦＦ）の場合、送風ファン３２を停止し、ドレン２のミスト化の停止（ステップＳ６）を行うが、これは、ステップＳ２及びステップＳ５によるドレン排出動作の終了及び、ドレンタンク２２内のドレン２のレベルが低下すると、送風によるミスト化変換能力が低下するので、ミスト化処理を停止する。
【００５３】
ドレン２のミスト化を行うのは、ドレンタンク２２の水位がＬ以上の場合であり、かつバーナ６０が燃焼中に行い、ドレンタンク２２の水位がＨに達するとバーナ６０の燃焼にかかわらずドレン２のミスト化を行う。バーナ６０の燃焼とともにドレン２のミスト化を行うと、ドレン２のミスト１８が、排気部７５に排出される燃焼排気６８とともに効率よく機器外に排出される。
【００５４】
〔第６の実施の形態〕
【００５５】
本発明の第６の実施の形態について、図８を参照して説明する。図８は、ドレン排出方法、ドレン排出装置を備えた熱源装置の構成例を示す図である。図８において、図５と同一部分には同一符号を付してある。
【００５６】
この熱源装置１００では、第５の実施の形態に係る熱源装置１００の送風ファン３２、６４を単一化して例えば、送風ファン６４のみで構成し、送風ファン６４とドレンタンク２２との間に送風回路９２を設置することにより、送風ファン６４からの送風をドレン２のミスト化の駆動手段に用いたものである。斯かる構成によっても、ドレン２のミスト化を図ることができる。
【００５７】
この熱源装置１００の制御装置については、図６に示した送風ファン３２を除いた構成とすればよい。斯かる構成とすれば、送風ファン６４を以て燃焼用及びミスト化用の送風が得られる。
【００５８】
次に、熱源装置１００の制御動作について、図９を参照して説明する。図９は、熱源装置の制御動作を示すフローチャートである。
【００５９】
この制御動作には、給湯・追焚き・暖房等の燃焼制御が含まれている。ドレンタンク２２の水位がＨ以上（水位センサ５０の上限水位電極５０ＨがＯＮ）か否かを確認する（ステップＳ１１）。この水位Ｈ付近までが送風によるミスト化変換可能領域である。そこで、上限水位電極５０ＨがＯＮした場合は、送風ファン６４を駆動し、ドレン２のミスト化を行い（ステップＳ１２）ドレン排出を行う。斯かる動作は上限水位電極５０ＨがＯＦＦするまで継続する。
【００６０】
ドレンタンク２２の水位がＨ未満の場合には、バーナ６０が燃焼中か否かを判断する（ステップＳ１３）。バーナ６０が燃焼中か否かは炎検知センサ等にて判断可能であるが、同一制御手段が燃焼制御も行うため、その時点の動作モード等にても判断可能である。バーナ６０が燃焼している場合は、送風ファン６４は燃焼のために駆動しているため、同時に送風回路９２を経由した送風によりドレン２のミスト化が行われ（ステップＳ１４）、ドレン排出を行う。ドレン２のミスト化は、ドレンタンク２２の水位がＬ以上（下限水位電極５０ＬがＯＮ）の場合、効率よく行われるため、送風回路９２に開閉手段を設け、ドレンタンク２２の水位がＬ以上の場合のみ送風回路９２を開放する構造にしてもよい。
【００６１】
バーナ６０が燃焼していない場合は、送風ファン６４を停止し、ドレン２のミスト化を停止させ（ステップＳ１５）、これは、燃焼に伴う事前、事後のファン動作を強制的に停止するものではなく、ステップＳ１２によるドレン排出動作の終了のためである。
【００６２】
ドレン２のミスト化はバーナ６０が燃焼中に行い、ドレンタンク２２の水位がＨに達すると、バーナ６０の燃焼にかかわらずドレン２のミスト化を行う。バーナ６０の燃焼とともにドレン２のミスト化を行うと、共通して使用する送風ファン６４の有効利用になる。また、ミスト１８が燃焼排気６８とともに効率よく外気に放出され、ドレン２の排出が行われる。
【００６３】
〔第７の実施の形態〕
【００６４】
本発明の第７の実施の形態について、図１０を参照して説明する。図１０は、超音波を用いたドレン排出方法、ドレン排出装置を備えた熱源装置の構成例を示す図である。図１０において、図５と同一部分には同一符号を付してある。
【００６５】
この熱源装置１００は、給湯装置や暖房装置の熱源であって、熱源部１１０とドレン排出部１２０とを備えており、ドレン排出部１２０には、超音波によるミスト化変換装置が用いられている。
【００６６】
この実施の形態の場合、単一又は複数の超音波振動子として、３組の超音波振動子１４０をドレンタンク２２の底面に設置してドレン２のミスト化を行う構成である。
【００６７】
ドレンタンク２２にはドレン２の水位を検出するための水位センサ５０が設置され、この水位センサ５０では、上限水位を検出する上限水位電極５０Ｈ、下限水位を検出する下限水位電極５０Ｌ、共通電極５０ＣＯＭが備えられており、共通電極５０ＣＯＭと下限水位電極５０Ｌとが水没している場合には上限未満の水位Ｌ、共通電極５０ＣＯＭと上限水位電極５０Ｈとが水没している場合には上限水位Ｈを検出する。この場合、下限水位電極５０Ｌは、超音波振動子１４０でドレン２をミスト化できる最低水位を基準に位置決めされ、上限水位電極５０Ｈは超音波振動子１４０でドレン２をミスト化できる最高水位を基準に位置決めされる。水位Ｈを越える場合にドレン２を流すため、超音波振動子１４０のミスト化変換可能領域の上限位置にオーバーフロー流路９０が設けられている。
【００６８】
ドレンタンク２２には燃焼室６２が空気配管１４２により連通され、この空気配管１４２を通して少量の空気６６が燃焼室６２よりドレンタンク２２に流れ込むように構成されている。このような空気６６をドレンタンク２２に供給するのは、ミスト１８をドレンタンク２２から排気部７５に押し出す駆動手段に空気６６を用いるためである。ミスト１８はミスト排出管８６を通じて排気部７５に導かれ、機器外に放出される。この場合、排気用ファンを独立して設置してもよい。
【００６９】
次に、この熱源装置１００の制御装置について、図１１を参照して説明する。図１１は、制御装置の構成例を示す図である。図１１において、図６と同一部分には同一符号を付してある。また、図１１において、図６に示す制御装置１３０と異なる点は、送風ファン６４とともに、超音波振動子１４０が設置された点である。その他の構成は、既述の制御装置１３０と同一であるので、その説明を省略する。
【００７０】
次に、熱源装置１００の制御動作について、図１２を参照して説明する。図１２は、熱源装置の制御動作を示すフローチャートである。
【００７１】
ドレンタンク２２の水位がＨ以上（水位センサ５０の上限水位電極５０ＨがＯＮ）か否かが判断され（ステップＳ２１）、この水位Ｈの付近までが超音波振動子１４０によるミスト化が可能であり、この水位Ｈを上回るとミスト化が低下する。従って、上限水位電極５０ＨがＯＮした場合は、送風ファン６４を駆動し（ステップＳ２２）、超音波振動子１４０を動作させ、ドレン２のミスト化を行い（ステップＳ２３）、このミスト化は、水位センサ５０がＯＦＦするまで継続する。
【００７２】
ドレンタンク２２の水位がＨ未満の場合には、バーナ６０が燃焼中か否かを判断し（ステップＳ２４）、バーナ６０が燃焼中か否かは炎検知センサ等にて検出される。同一制御手段が燃焼制御も行うため、その時点の動作モード等にても判断可能である。バーナ６０が燃焼している場合には、ドレンタンク２２の水位がＬ以上（下限水位電極５０ＬがＯＮ）の間（ステップＳ２５）、超音波振動子１４０を動作させ、ドレン２のミスト化を行い（ステップＳ２６）、ドレン排出を行う。このとき、送風ファン６４は燃焼のために既に駆動している。
【００７３】
バーナ６０が燃焼していない場合は、送風ファン６４を停止させる（ステップＳ２７）。これは燃焼に伴う事前、事後のファン動作を強制的に停止するものではなく、ステップＳ２２及びステップＳ２３によるドレン排出動作の終了のためである。続いて、超音波振動子１４０の停止を行い、ドレン２のミスト化を停止する（ステップＳ２８）。
【００７４】
なお、ドレンタンク２２の水位がＬ未満（下限水位電極ＬがＯＦＦ）の場合も、ドレン２のミスト化を停止するが、これは、ドレンタンク２２内のドレン２が減少しすぎると超音波振動子１４０にてミスト化ができなくなり、更に超音波振動子１４０の故障の原因となってしまうためである。
【００７５】
超音波によるミスト化は、白煙現象を呈する場合があるが、これは送風ファン等を用いて拡散させることにより、解消ないし軽減することができる。この拡散用ファンには大容量の風量を必要としないので、燃焼用の送風ファン６４を兼用すればよい。
【００７６】
ミスト１８の排出は、燃焼時、未燃焼時のいずれでもよいが、排気部７５からの逆流防止や騒音防止から、上記実施の形態では、一例として燃焼時にミスト排出を行っている。
【００７７】
〔その他の実施の形態等〕
【００７８】
(1) ドレン２のミスト化には例えば、図１３に示すように、ドレンタンク２２内に水車１４６が設置され、この水車１４６をモータにより回転させてミスト化することが可能である。その他の構成は、図１０に示す熱源装置１００と同一であるので、同一符号を付し、その説明を省略する。
【００７９】
(2) 上記実施の形態では、ドレン２を中和した後、ミスト化しているが、未中和のドレン２をミスト化してもよい。
【００８０】
(3) ミスト１８を排出するミスト排出管８６を設置すれば、大きなものは回収されるので、外部に結露を生じることがない。
【００８１】
(4) ドレン２の回収要因は２次熱交換器７２を用いることが主たるものであるが、他の要因、例えば排気口よりの雨水の浸入等によるドレンタンク２２の水位上昇が想定される場合にも、ドレンタンク２２の水位監視とともに、そのミスト化を行うので、ドレンタンク２２から不用水を排出することができる。
【００８２】
(5) 第５の実施の形態（図５）、第６の実施の形態（図８）では、排気部７５にミスト排出管８６を貫通させて排気部７５を通過する燃焼排気６８と、ミスト排出管８６を通過したミスト１８とを排気口部７７で合流させる構成としたが、図１４又は図１５に示すように、ミスト排出管８６と排気部７５とを合体させ、燃焼排気６８とともにミスト１８を排出する構成としても同様の効果が期待できる。
【００８３】
請求項に記載していない特徴事項について、上記実施の形態から抽出して列挙すれば、次の通りである。
【００８４】
ドレン排出方法において、
前記通過域を調整して前記ドレンの前記ミストへの変換率を調整することを特徴とするドレン排出方法。
【００８５】
ドレン排出装置において、
前記容器に前記ドレンを補充し、前記仕切り板と前記水面との間隔を所定間隔に維持させる補液手段を備えたことを特徴とするドレン排出装置。
【００８６】
ドレン排出装置において、
前記仕切り板を備えて前記スリット部を通して外気に開放された遮蔽空間を前記容器に備えることを特徴とするドレン排出装置。
【００８７】
ドレン排出装置において、
前記仕切り板と前記水面との間隔を所定間隔に維持するスリット調整手段を備えたことを特徴とするドレン排出装置。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明は、空気等の気体を駆動手段に用いてドレンをミストに変換し、それを空気中に拡散でき、ドレン排出の簡略化を図ることができ、有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】第１の実施の形態に係るドレン排出方法及びドレンのミスト化原理を示す図である。
【図２】第２の実施の形態に係るドレン排出装置の構成例を示す図である。
【図３】第３の実施の形態に係るドレン排出装置の構成例を示す図である。
【図４】第４の実施の形態に係るドレン排出装置の構成例を示す図である。
【図５】第５の実施の形態に係る熱源装置の構成例を示す図である。
【図６】制御装置の構成例を示す図である。
【図７】制御動作を示すフローチャートである。
【図８】第６の実施の形態に係る熱源装置の構成例を示す図である。
【図９】制御動作を示すフローチャートである。
【図１０】第７の実施の形態に係る超音波によるドレン排出方法、ドレン排出装置及び熱源装置の構成例を示す図である。
【図１１】制御装置の構成例を示す図である。
【図１２】制御動作を示すフローチャートである。
【図１３】その他のドレン排出方法、ドレン排出装置及び熱源装置の構成例を示す図である。
【図１４】他のドレン排出装置の構成例を示す図である。
【図１５】他のドレン排出装置の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００９０】
２ ドレン
４ 水面
６ 空気（気体）
８ 空気供給部（気体供給手段）
１０ 仕切り板（通過域設定手段）
１２ スリット部
１８ ミスト
２０ ドレン排出装置
２２ ドレンタンク（容器）
５２ 昇降機構部
５４ 角度調整機構部
７５ 排気部
８６ ミスト排出管
１００ 熱源装置
１１０ 熱源部
１２０ ドレン排出部
１４０ 超音波振動子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換により熱交換器に生じるドレンのドレン排出方法であって、
発生したドレンを回収し、そのドレンをミストに変換する処理と、
前記ミストを外気に排出させる処理と、
を含むことを特徴とするドレン排出方法。
【請求項２】
請求項１記載のドレン排出方法において、
前記ドレンの水面に沿って気体を流すとともに、特定箇所の前記水面に前記気体の通過域を設定し、高速化した前記気体を前記水面に接触させて前記通過域を通過させることにより、前記水面から前記ドレンを前記ミストに変換することを特徴とするドレン排出方法。
【請求項３】
請求項１記載のドレン排出方法において、
前記ドレンに超音波を作用させて前記ミストに変換する処理を含むことを特徴とするドレン排出方法。
【請求項４】
熱交換により熱交換器に生じたドレンを排出させるドレン排出装置であって、
前記ドレンを溜める容器と、
前記容器内の前記ドレンをミストに変換するミスト変換手段と、
前記ミストを外気に導く排気部と、
を含むことを特徴とするドレン排出装置。
【請求項５】
請求項４に記載のドレン排出装置において、
前記ミスト変換手段は、前記ドレンの水面上に気体を流す気体供給手段と、
前記水面上の特定箇所に前記気体を通過させる狭い通過域を設定し、高速化された前記気体を前記水面に接触させて通過させる通過域設定手段と、
を含み、前記水面の前記特定箇所からミストに変換する構成であることを特徴とするドレン排出装置。
【請求項６】
請求項４に記載のドレン排出装置において、
前記ミスト変換手段は、気体を供給する気体供給手段と、
前記ドレンの水面上に立設して前記気体の通過を規制する仕切り板と、
前記仕切り板と前記水面との間に前記気体の通過域を設定し、高速化された前記気体を前記水面に接触させて通過させるスリット部と、
を含み、前記水面の前記特定箇所からミストに変換する構成であることを特徴とするドレン排出装置。
【請求項７】
請求項４に記載のドレン排出装置において、
前記ミスト変換手段は、超音波振動子を備え、発生した超音波を前記ドレンに付与することにより、前記ドレンをミストに変換する構成であることを特徴とするドレン排出装置。
【請求項８】
燃焼手段と、
前記燃焼手段に生じる熱を熱交換に使用し、その熱交換によりドレンを生じる熱交換器と、
前記ドレンを溜める容器と、
前記容器内の前記ドレンをミストに変換するミスト変換手段と、
前記ミスト変換手段により変換した前記ミストを前記燃焼手段の燃焼排気とともに、又は燃焼排気とは別個に外気に放出させる排気手段と、
を備えたことを特徴とする熱源装置。
【請求項１】
熱交換により熱交換器に生じるドレンのドレン排出方法であって、
発生したドレンを回収し、そのドレンをミストに変換する処理と、
前記ミストを外気に排出させる処理と、
を含むことを特徴とするドレン排出方法。
【請求項２】
請求項１記載のドレン排出方法において、
前記ドレンの水面に沿って気体を流すとともに、特定箇所の前記水面に前記気体の通過域を設定し、高速化した前記気体を前記水面に接触させて前記通過域を通過させることにより、前記水面から前記ドレンを前記ミストに変換することを特徴とするドレン排出方法。
【請求項３】
請求項１記載のドレン排出方法において、
前記ドレンに超音波を作用させて前記ミストに変換する処理を含むことを特徴とするドレン排出方法。
【請求項４】
熱交換により熱交換器に生じたドレンを排出させるドレン排出装置であって、
前記ドレンを溜める容器と、
前記容器内の前記ドレンをミストに変換するミスト変換手段と、
前記ミストを外気に導く排気部と、
を含むことを特徴とするドレン排出装置。
【請求項５】
請求項４に記載のドレン排出装置において、
前記ミスト変換手段は、前記ドレンの水面上に気体を流す気体供給手段と、
前記水面上の特定箇所に前記気体を通過させる狭い通過域を設定し、高速化された前記気体を前記水面に接触させて通過させる通過域設定手段と、
を含み、前記水面の前記特定箇所からミストに変換する構成であることを特徴とするドレン排出装置。
【請求項６】
請求項４に記載のドレン排出装置において、
前記ミスト変換手段は、気体を供給する気体供給手段と、
前記ドレンの水面上に立設して前記気体の通過を規制する仕切り板と、
前記仕切り板と前記水面との間に前記気体の通過域を設定し、高速化された前記気体を前記水面に接触させて通過させるスリット部と、
を含み、前記水面の前記特定箇所からミストに変換する構成であることを特徴とするドレン排出装置。
【請求項７】
請求項４に記載のドレン排出装置において、
前記ミスト変換手段は、超音波振動子を備え、発生した超音波を前記ドレンに付与することにより、前記ドレンをミストに変換する構成であることを特徴とするドレン排出装置。
【請求項８】
燃焼手段と、
前記燃焼手段に生じる熱を熱交換に使用し、その熱交換によりドレンを生じる熱交換器と、
前記ドレンを溜める容器と、
前記容器内の前記ドレンをミストに変換するミスト変換手段と、
前記ミスト変換手段により変換した前記ミストを前記燃焼手段の燃焼排気とともに、又は燃焼排気とは別個に外気に放出させる排気手段と、
を備えたことを特徴とする熱源装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００７−４６８１３（Ｐ２００７−４６８１３Ａ）
【公開日】平成１９年２月２２日（２００７．２．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２２９９９２（Ｐ２００５−２２９９９２）
【出願日】平成１７年８月８日（２００５．８．８）
【出願人】（０００１７０１３０）高木産業株式会社 (87)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月２２日（２００７．２．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月８日（２００５．８．８）
【出願人】（０００１７０１３０）高木産業株式会社 (87)
【Ｆターム（参考）】
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