中和装置、並びに、燃焼装置
【課題】中和装置に対する給水配管の位置を確定させることができ、配管を安定させることができる中和装置を開発する。
【解決手段】中和装置１１は、本体部４０と、蓋部４１によって構成されている。天面部４５には、給水部５０と、ドレン導入口５１と、４つの電極挿通孔５２〜５５と、配管位置決め手段６１，６２が設けられている。配管位置決め手段６１，６２の先端部分には、管固定部６３が設けられている。管固定部６３には給水管３０が固定される。配管位置決め手段６１，６２は、配管位置決め手段６１が最も高く、次に配管位置決め手段６２が高く、給水部５０が最も低いので、給水管３０は適度の流れ勾配が確保される。
【解決手段】中和装置１１は、本体部４０と、蓋部４１によって構成されている。天面部４５には、給水部５０と、ドレン導入口５１と、４つの電極挿通孔５２〜５５と、配管位置決め手段６１，６２が設けられている。配管位置決め手段６１，６２の先端部分には、管固定部６３が設けられている。管固定部６３には給水管３０が固定される。配管位置決め手段６１，６２は、配管位置決め手段６１が最も高く、次に配管位置決め手段６２が高く、給水部５０が最も低いので、給水管３０は適度の流れ勾配が確保される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼ガスの潜熱を回収する際に発生するドレンを中和する中和装置に関するものである。また、その中和装置を備えた燃焼装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、バーナを燃焼させた際に発生する熱の熱交換効率を向上するべく、燃焼ガスの潜熱までも回収する潜熱回収型の燃焼装置が市場に普及している。この潜熱回収型の燃焼装置は、主に燃焼ガス中の水蒸気が液化する際に発生する熱を回収するものであるため、潜熱回収を行う熱交換器（二次熱交換器）では、多量のドレンが発生する。そして、このドレンは、燃焼時に生成された窒素酸化物が溶け込んで、酸性を呈することが知られている。
【０００３】
そのため、この種の燃焼装置は、ドレンを外部に導くドレン排出系統を有し、その流路の中途に酸性のドレンを中和する中和装置が備えられた構成とされている。すなわち、二次熱交換器において発生した酸性のドレンは、その酸性を維持したまま外部に排出されることはなく、中和装置で中和されてから外部に排出されるため、環境に悪影響を及ぼすというおそれはない。
【０００４】
ところが、ドレン排出系統と、燃焼ガスの排気流路は連通した関係であるため、本来、燃焼装置の排気筒を介して外部に排出されるべき燃焼ガスが、ドレン排出系統を介して、外部に排出されてしまう懸念があった。特に、屋内設置型の燃焼装置では、ドレン排出系統から燃焼ガスが排出されると、居住空間内である屋内に燃焼ガスが排出されてしまうため、居住者の安全性等の観点からすれば、このような不具合は避けるべき事項の１つであった。
【０００５】
そこで、この対策として、中和装置の容器内の燃焼ガスが通過し得る部分を、ドレンで満たして水封構造を形成し、ドレン排出系統を介した燃焼ガスの流通を強制的に阻止する方策が一般的に採用されている。
【０００６】
しかしながら、このドレンによる水封構造は、容器内に所定量以上のドレンが貯留されている場合に限られるため、容器内に十分なドレンが貯留されていないとき等には有効に機能しない場合がある。例えば、新規に中和装置を設置した場合や、ドレンの凍結防止あるいはメンテナンスのために人為的に中和装置の容器内のドレンが抜き取られた場合等においては、容器内にそもそもドレンが存在しないため、水封構造は形成されない。また、中和装置の容器内にドレンが存在する場合であっても、何らかの原因によって水位が低下し、水封構造が形成されない場合もあり得る。このように、燃焼に伴って発生するドレンのみに依存する水封構造は、ドレン排出系統において燃焼ガスが通過し得る流路を確保してしまう場合があり、燃焼ガスの流通を有効的に阻止することができなかった。
【０００７】
そこで、特許文献１には、確実な水封構造の形成を目的として、容器内のドレンの水位に応じて、強制的に給水される中和装置を備えた燃焼装置の技術が開示されている。すなわち、特許文献１の燃焼装置は、電極によって、中和装置の容器内が基準水位以上であるか否かを監視し、基準水位より水位が低下すれば、容器内に強制的に給水し、容器内の水位を基準水位以上に調整する構成である。特許文献１では、中和装置の容器内に確実に水封構造が形成されるため、燃焼ガスがドレン排出系統を通じて外部に排出されることは起こり得ない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−１５０５７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前記した様な強制的に給水する機能を備えた燃焼装置では、容器に給水するための給水配管が必要である。
【００１０】
ところで、近年、狭い場所に設置可能な燃焼装置が市場から望まれており、そのような要求に応えるべく小型化された燃焼装置が開発されている。このような燃焼装置では、燃焼装置の内部空間が実質的に狭くなるため、中和装置の設置位置の周辺に広い空間が確保できなくなってしまう。すると、中和装置を燃焼装置内部に取付けるとき、作業者が作業するためのスペースが確保できなくなってしまう。
そのため小型化された燃焼装置では、前記した中和装置に対する給水配管のレイアウト設計に苦慮することとなる。
そのため従来技術においては、中和装置に対する給水配管をチューブやホースで構成し、これらチューブやホースを燃焼装置内部の隙間に押し込んでいるのが現状である。
また銅管等の固形の配管を使用し、当該配管を中ぶらり状態で燃焼装置内部に収納したり、結束具等によって他の配管等に沿わせて設置しているのが現状である。
この様に従来技術の燃焼装置では、給水配管が安定しないという問題がある。
【００１１】
そのため工場で燃焼装置を組み立てる際に中和装置を設置する場合や、これに前記した給水配管を接続する場合に、配管が折れ曲がる場合がある。
同様に、メンテナンスを目的として中和装置を取り外したり、中和装置を再度装着したりする場合にも配管が折れ曲がる場合がある。
またメンテナンスを行うために、中和装置の近傍の部材を動かした際、動かした部材等が給水配管に当たり、配管を曲げてしまったり、配管を外してしまう場合もある。
【００１２】
そこで本発明は、従来技術の上記した問題点に注目し、中和装置に対する給水配管の位置を確定させることができ、配管を安定させることができる中和装置及び燃焼装置の開発を課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、水又は熱媒体を加熱する燃焼装置に備えられ、主に燃焼ガスの潜熱を回収する際に発生するドレンを中和して排出する中和装置であって、ドレンが貯留される貯留部と、貯留部内にドレンを導入するドレン導入口と、貯留部からドレンを排出するドレン排出口と、貯留部内に水を導入する給水部を有する中和装置において、天面部を有し、当該天面部に前記給水部があり、さらに天面部に配管位置決め手段が一体的に形成されていることを特徴とする中和装置である。
【００１４】
本発明の中和装置では、天面部を有し、当該天面部に配管位置決め手段が一体的に形成されている。そのため給水配管を位置決め手段で位置決めすることができ、配管を安定させることができる。
また配管位置決め手段は、天面部に設けられているから、配管を天面部に沿った位置や、天面部の近傍に配置することができる。そのため給水管が他の配管等と干渉することが少ない。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、配管位置決め手段の位置及び高さは、前記配管位置決め手段で給水管が位置決めされて当該給水管の先端が前記給水部に接続されたとき、前記給水管が給水部に向かって傾斜する姿勢となる位置及び高さであることを特徴とする請求項１に記載の中和装置である。
【００１６】
本発明は、給水配管内に水が滞留することを防止することを目的としている。
すなわち寒冷地において、給水配管内に水が滞留すると、給水配管内の水が凍結してしまう場合がある。
すなわち寒冷地においては、中和装置内のドレンの凍結を防ぐ目的から、人為的に中和装置内の水を抜く場合がある。そして人為的に中和装置内の水を抜いた際に、給水配管に水が残っており、給水配管内の水が凍結すると、燃焼装置を起動しようとしたときに、給水配管が氷で詰まって中和装置に注水できず、燃焼装置を使用することができなくなってしまう。
給水配管による通水は、寒冷地において行われる場合が多いので、給水配管内に水が滞留することは避けるべきである。
ここで請求項２に記載の発明によると、配管位置決め手段で給水管が位置決めされた状態で、当該給水管の先端が前記給水部に接続されたとき、前記給水管が給水部に向かって傾斜する姿勢となる。そのため給水配管には、給水部に向かう流れ勾配が付き、配管内に水が滞ることはない。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、配管位置決め手段は、配管を固定する管固定部を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の中和装置である。
【００１８】
本発明の中和装置では、配管位置決め手段自体が、配管を固定する管固定部を備えている。そのため給水配管は、中和装置に固定され、安定する。
【００１９】
管固定部は、一部が切れたリング状部を有することが推奨される（請求項４）。
【００２０】
また管固定部は、支持しようとする配管の外径と同等またはそれよりも大きい配管配置部と、配管配置部に配管を導入するための配管導入口を有し、前記配管導入口は前記配管の外径よりも狭いことが望ましい（請求項５）
【００２１】
本発明によると、配管を強制的に管固定部に固定することができる。また配管導入口は前記配管の外径よりも狭いので、装着された配管が外れにくい。
【００２２】
請求項６に記載の発明は、燃料を燃焼する燃焼部と、燃焼部で生成される燃焼ガスの主に顕熱を回収する一次熱交換器と、当該燃焼ガスの主に潜熱を回収する二次熱交換器と、当該二次熱交換器で発生したドレンを外部に排出するドレン排出系統を有し、前記ドレン排出系統の一部を形成する請求項１乃至５のいずれかに記載の中和装置を備え、前記中和装置に給水する給水系統を有し、当該給水系統は、給水弁と、給水配管とを有し、当該給水配管は給水弁と前記中和装置の給水部とを接続するものであり、前記給水配管の中途部分が前記配管位置決め手段で位置決めされていることを特徴とする燃焼装置である。
【００２３】
本発明の燃焼装置では、中和装置に対する給水配管が安定し、組み立てやメンテナンスが容易である。また本発明の燃焼装置は、給水配管に関する故障が少ない。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の中和装置、並びに、燃焼装置は、中和装置に対する給水配管の位置を確定させることができ、配管を安定させることができる。そのため組み立てやメンテナンスが容易である。また本発明の燃焼装置は、給水配管に関する故障が少ない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態に係る燃焼装置の筐体内部を示す構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る中和装置を示す斜視図である。
【図３】図１の中和装置の分解斜視図である。
【図４】図１の中和装置の蓋部を裏面側から観察した斜視図である。
【図５】図１の中和装置を別の角度から見た斜視図である。
【図６】図１の中和装置の本体部を示す平面図である。
【図７】図１の中和装置の貯留部の断面斜視図である。
【図８】給水系統の全体を示す斜視図である。
【図９】給水配管を装着した状態における中和装置の平面図である。
【図１０】給水配管を装着した状態における中和装置の上面部分の正面図である。
【図１１】配管位置決め手段の斜視図である。
【図１２】（ａ）（ｂ）（ｃ）は、配管位置決め手段に給水管を装着する際の挙動を時間を追って示す説明図である。
【図１３】配管位置決め手段の変形例を示す斜視図である。
【図１４】図１３の配管位置決め手段に給水配管を取り付けた状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に、本発明の実施形態に係る燃焼装置１、並びに、中和装置１１について説明する。
本実施形態の中和装置１１は、燃焼装置１に内蔵されるものである。燃焼装置１は、灯油等の液体燃料を噴霧又は気化させて下方に向けて燃焼させる所謂逆燃式の燃焼部２を備え、その燃焼部２で生成される燃焼ガスの潜熱までも回収可能な潜熱回収型の燃焼装置１であり、本実施形態の中和装置１１は、この種の燃焼装置１に好適である。
【００２７】
まず、燃焼装置１について説明する。
燃焼装置１は、図１に示すように、筐体３のほぼ中央に燃焼ケース５が配置され、その燃焼ケース５に燃焼部２と、一次熱交換器２０と、二次熱交換器２５とが内蔵されている。具体的には、燃焼ケース５は、バーナ側ケース４と、高さ方向（上下方向）に長いほぼ直方体状の縦長ケース６と、幅方向（左右方向）に長い横長ケース７とが内部で連通するように連結されて形成されたもので、バーナ側ケース４に燃焼部が配され、縦長ケース６に一次熱交換器２０が配され、横長ケース７に二次熱交換器２５が配されている。
また、燃焼装置１の筐体３の左側には、燃焼ガスを外部に排気する排気筒１０が配されている。具体的には、その排気筒１０は、燃焼装置１の筐体３の内外に渡るように配置されると共に、横長ケース７の上部左側に接続された配置である。
【００２８】
すなわち、燃焼部２で燃焼ガスが生成されると、その燃焼ガスは、まず、下方に向けて進行し、一次熱交換器２０を通過して、二次熱交換器２５に流入する。そして、二次熱交換器２５に流入した燃焼ガスは、燃焼ガスの流れ方向を下方向から上方向に方向変換し、排気筒１０を通過して、外部に排気される。
なお、本実施形態の燃焼装置１は、図示しない送風機を有し、その送風機によって、燃焼に必要な空気が供給され、さらに燃焼部２で生成された燃焼ガスを下方に向けて流している。
【００２９】
また、一次熱交換器２０と二次熱交換器２５は、それぞれ燃焼ガスと熱交換する上水が流れる図示しない受熱管を有し、それらの受熱管と、図示しない入水側配管及び出湯側配管とが、燃焼装置１の筐体３内で一連した流路を形成している。具体的には、上水の流れ方向上流側から、入水側配管、二次熱交換器２５、一次熱交換器２０、出湯側配管の順に直列的に接続されている。すなわち、燃焼装置１では、入水側配管を通過した上水は、二次熱交換器２５を流れた後、一次熱交換器２０内を流れることによって、順次熱交換され、その後、出湯側配管を介して給湯先に向けて供給される。
【００３０】
また、燃焼ケース５であって、横長ケース７の内部には、二次熱交換器２５の潜熱回収時に発生するドレンを回収する回収部（図示しない）が設けられ、当該回収部から燃焼装置１の下部側に向けてドレンを流すドレン排出系統１２が接続されている。すなわち、このドレン排出系統１２は、横長ケース７よりも筐体３の下方側に位置するもので、中和装置１１と、横長ケース７と中和装置１１とを繋ぐドレン導入側配管１３と、中和装置１１で中和されたドレンを外部に導くドレン外部排出配管１４とによって構成されている。
また、本実施形態の中和装置１１は、装置内の水封構造を確実なものとするべく、
給水源から供給される上水が通過する給水管３０が接続されている。
【００３１】
すなわち本実施形態の燃焼装置１は、中和装置１１に上水を注水する給水系統３１を有している。
給水系統３１は、図１、図８の様に外部の給水源（図示せず）に接続されて上水を筺体３内部に引き込む主管部３２から分配弁３３を介して分配された保水パイプ３５と、電磁弁（開閉弁）３６、及び給水管３０によって構成されている。
そして保水パイプ３５と給水管３０が電磁弁３６を介して接続されている。
従って電磁弁３６が開かれると、給水管３０に通水が生じ、中和装置１１に上水が注入される。
本実施形態では、図１の様に電磁弁３６は、排気筒１０の反対側であって、二次熱交換器２５の側面部分に配置されている。
【００３２】
続いて、特徴的構成を備えた中和装置１１について詳細に説明する。
なお、以下の説明においては、上下左右の位置関係については、特に断りのない限り、図１に示す通常の設置状態を基準として説明する。
本実施形態の中和装置１１は、前記したように、装置内の水封構造を確実なものとするべく、給水管３０が接続されており、所定の条件が満足すると、図示しない給水源から供給された上水が給水管３０を介して導入される構成とされている。
具体的には、中和装置１１は、図２に示すように、外観がほぼ「Ｌ」字型の容器であり、本体部４０と、蓋部４１によって構成されている。
ここで本体部４０は、ドレン導入側配管１３を通過したドレンが一時的に貯留される貯留部１５と、給水管３０を流れた上水が通過する有底空間１６とを有する容器である。蓋部４１は、本体部４０の上部に着脱可能に設けられるものであり、中和装置１１全体の天面部４５を構成する。
【００３３】
蓋部４１は、樹脂製であり、射出成形によって各部材が一体的に成形されたものである。
蓋部４１は、図３に示すように、平面視形状がほぼ「Ｌ」字型の天面部４５と、その天面部４５の縁端を囲繞する共に天面部４５に対して垂直下方に向けて立設した側面壁４６と、本体部４０の上部が嵌り込む嵌合溝４７（図４）とを有する構成である。
【００３４】
天面部４５には、給水部５０と、ドレン導入口５１と、４つの電極挿通孔５２〜５５が設けられている。
給水部５０は、給水管３０を通過した上水を本体部４０の有底空間１６に導入するべく、天面部４５の厚み方向に貫通した配管継ぎ手部である。具体的には、給水部５０は、天面部４５の「Ｌ」の張り出し長さが短い側の領域５７にある。給水部５０は、裏面側の給水口５８（図４）に連通している。
給水部５０の位置は、天面部４５の一方の角部であると言える。
本実施形態では、給水部５０に対して、水平方向（天面部４５に沿う方向）に延びた補助継ぎ手６０が装着されている。そして、その補助継ぎ手６０は、内径が、給水管３０の外径とほぼ同一のサイズに設定されている。すなわち、給水管３０は、補助継ぎ手６０の内径側に沿って挿着されて接続される。
【００３５】
また天面部４５には、配管位置決め手段６１，６２が射出成形時に一体的に成形されている。配管位置決め手段６１，６２は、向きと高さが異なるものの、外観形状は同一である。配管位置決め手段６１，６２は、図１１の様に、板壁部８６を有し、天面部４５から垂直に突出している。また天面部４５と板壁部８６との間には補強リブ８７がある。
また配管位置決め手段６１，６２の先端部分に管固定部６３が設けられている。
管固定部６３は、一部に欠落部６４を有するリングであり、円状の配管配置部６９を有している。配管配置部６９の直径は、給水管３０の外径よりもやや大きい。
欠落部６４は、配管導入口として機能する。配管導入口たる欠落部６４の隙間間隔（配管導入口の広さ）は、給水管３０の外径よりも狭い。また板壁部８６の欠落部６４近傍は、一面側が削られた形状をしており、板壁部８６の突端部８８は傾斜面となっている。
管固定部６３の中心の高さＨは、後記する様に配管位置決め手段６１と配管位置決め手段６２とで相違するが、概ね給水配管３０の直径の１倍から３倍程度であり、低い。
【００３６】
一方の配管位置決め手段６１の位置及び向きは、図２，３，５，８，９の通りである。すなわち配管位置決め手段６１の蓋部長手方向の位置は、図１、図８の様に、電磁弁３６側に寄った位置である。
すなわち配管位置決め手段６１の蓋部短手方向の位置は、図２，３，５，８，９の様に、給水部５０から離れた側の辺に近い。
配管位置決め手段６１の位置は、天面部４５の一つの角部であるとも言える。すなわち配管位置決め手段６１は、給水部５０に対して対角の角にあると言える。
そして配管位置決め手段６１の向きは、管固定部６３の中心軸線（仮想線）が、蓋部長手方向と平行になっている。
【００３７】
もう一つの配管位置決め手段６２の位置及び向きは、図２，３，５，８，９の通りである。すなわち配管位置決め手段６２の蓋部長手方向の位置は、図２，３，５，８，９の様に、配管位置決め手段６１と給水部５０の間である。より詳細には、管固定部６３の蓋部長手方向の位置は、蓋部４１の中心近傍である。
また配管位置決め手段６２の蓋部長手方向の位置は、図の様に、配管位置決め手段６１と給水部５０の間である。より詳細には、配管位置決め手段６２の蓋部長手方向の位置は、蓋部４１の中心近傍である。
そして配管位置決め手段６２の向きは、管固定部６３の中心軸線が、蓋部長手方向に対して傾斜した姿勢となっている。
【００３８】
次に配管位置決め手段６１，６２及び給水部５０の高さ関係について説明する。前記した三者は、図１０の様に配管位置決め手段６１，配管位置決め手段６２、給水部５０の順に高い。すなわち配管位置決め手段６１が最も高く、次に配管位置決め手段６２が高く、給水部５０が最も低い。
より正確には、配管位置決め手段６１の管固定部６３の中心と、配管位置決め手段６２の管固定部６３の中心と、給水部５０の開口中心は、この順序に高い。言い換えれば、これらの部材に給水管３０を接続したと仮定したとき、配管位置決め手段６１の位置が最も高く、配管位置決め手段６２の位置が次に高く、給水部５０の位置が最も低い状態となる。
【００３９】
ドレン導入口５１は、天面部４５の一つの角の位置にある。すなわち、ドレン導入口５１は、給水部５０と配管位置決め手段６１の関係で三角形を形成する位置にある。ドレン導入口５１は、ドレン導入側配管１３を通過したドレンを、本体部４０の貯留部１５に導入するべく、天面部４５の厚み方向に貫通した配管継ぎ手部である。ドレン導入側配管１３は、ドレン導入口５１の外径側に沿って、嵌め込むようにして接続される。
【００４０】
４つの電極挿通孔５２〜５５は、図３に示すように、ドレン導入口５１に隣接した位置にあり、天面部４５の厚み方向に貫通した孔で、後述する電極６５〜６８を挿通できる程度の大きさに設定されている。
【００４１】
ここで、電極挿通孔５２〜５５に挿通される４つの電極６５〜６８について説明する。 本実施形態の電極６５〜６８は、貯留部１５内の水位を検出するための公知の水位検出手段である。具体的には、電極６５はグランド電極であり、その他の電極６６〜６８は、それぞれ、オーバーフロー電極、給水制御電極、異常燃焼検知電極である。すなわち、この水位検出手段は、貯留部１５内において、グランド電極６５と、その他の電極６６〜６８のいずれかがドレン内に浸かった状態となれば、グランド電極６５とその他の電極との間で通電状態となり、貯留部１５内の水位がいかなるものであるかを判断することができるものである。
なお、オーバーフロー電極６６は、貯留部１５内のドレンの水位の異常上昇を検出するもので、給水制御電極６７は、ドレン排出系統１２内の燃焼ガスの流通を阻止可能な水位が維持できているか否かを検出するもので、異常燃焼検知電極６８は、貯留部１５内の水位が異常に大きく低下して、ドレン排出系統１２内の燃焼ガスの流通を阻止できない水位であることを検出するものである。
以上が、本実施形態で採用された電極６５〜６８の説明である。
【００４２】
嵌合溝４７は、天面部４５の下面側、つまり側面壁４６が立設する側に設けられている。なお、本実施形態では、蓋部４１は、嵌合溝４７に図示しないパッキンを嵌め込み、その状態で本体部４０に取り付ける構成とされている。
【００４３】
一方、本体部４０は、図３に示すように、上部側が開放された外観がほぼ「Ｌ」字型の容器であり、底面と側面を覆う外壁７０を有している。そして、本体部４０の容器の内部には、貯留部１５と有底空間１６が設けられている。さらに本体部４０の端部には、貯留部１５からドレンを排出するドレン排出口８０が設けられている。
【００４４】
本体部４０の貯留部１５は、図６、図７に示すように、ドレンを一時的に貯留して中和するラビリンス構造を有した貯留空間であり、主仕切壁７１及び補助仕切壁７２，７３，７４によって、複数の部屋に分割されている。すなわち、貯留部１５は、主仕切壁７１及び補助仕切壁７２，７３，７４によって、ドレン導入室７５と、第一中和室７６と、第二中和室７７に分割されている。また第二中和室７７はさらに３室の小部屋７７ａ，７７ｂ，７７ｃに分割されている。
【００４５】
ドレン導入室７５は、蓋部４１を本体部４０に取り付けた状態において、ドレン導入口５１及び電極挿通孔５２〜５５の直下に位置する部屋であり、貯留部１５に導入されたドレンが、最初に入る空間である。具体的には、ドレン導入室７５は、図６に示すように、平面視が「Ｌ」状の主仕切壁７１と、外壁７０の内側とで囲まれた、平面視形状がほぼ長方形の部屋である。ドレン導入室７５を仕切る主仕切壁７１は、蓋部４１と接している。
【００４６】
第一中和室７６は、ドレン導入室７５を通過したドレンが、導入されて中和される部屋であり、ドレン導入室７５と、主仕切壁７１の一辺を隔てて隣接した空間である。第一中和室７６には、所定量の中和剤が充填されており、本実施形態では、中和剤として、最小粒径が６ｍｍの炭酸カルシウムが採用されている。
【００４７】
そして、第一中和室７６とドレン導入室７５とは、図７に示すように、主仕切壁７１の高さ方向下部側に設けられた、ドレンを下流側に流すための開口（以下、ドレン上流側開口という）７８ａ，７８ｂによって連通している。すなわち、ドレン導入室７５に導入されたドレンは、主仕切壁７１のの下部側に設けられた２つのドレン上流側開口７８ａ，７８ｂから第一中和室７６に流入する。
【００４８】
第二中和室７７は、第一中和室７６で中和されたドレンを、さらに中和して下流側のドレン排出口８０から排出する部屋であり、第一中和室７６と同様の中和剤が所定量充填されている。
そして、第二中和室７７は、第一中和室７６と第一補助仕切壁７２を隔てて隣接すると共に、ドレン導入室７５とは主仕切壁７１の一部を隔てて隣接した空間である。
【００４９】
そして、第二中和室７７と第一中和室７６とは、第一補助仕切壁７２の高さ方向上方側で連通している。すなわち、第一補助仕切壁７２には、切欠き部８１が設けられているため、当該切欠き部８１で連通している。したがって、第一中和室７６に導入されたドレンは、主に第一補助仕切壁７２の上部側に設けられた切欠き部８１を越えて第二中和室７７に流入する。逆に言えば、ドレン導入室７５と第一中和室７６には常時切欠き部８１の高さまでドレンで満ちており、ドレン導入室７５と第一中和室７６とは、ドレン水中に開口するドレン上流側開口７８ａ，７８ｂでのみ連通するから、当該部分で水封構造を形成する。すなわちドレン導入室７５を仕切る主仕切壁７１は、蓋部４１と接しており、上部側においては、ドレン導入室７５と第一中和室７６の間で気密性が保たれている。また下部の連通部分（ドレン上流側開口７８ａ，７８ｂ）は、常時ドレンで満たされている。そのためドレン導入室７５と第一中和室７６の間は、気体の通過を許さない。
【００５０】
また、第二中和室７７内部は、さらに補助仕切壁７３，７４によって、３室の小部屋７７ａ，７７ｂ，７７ｃに分割され、ドレンが蛇行して下流に流れる流路構造とされている。第二中和室７７の末端は、ドレン排出口８０に繋がっている。
【００５１】
有底空間１６は、給水源から供給される上水が通過する部屋であり、図３、６に示すように、貯留部１５から張り出すように配された空間である。具体的には、有底空間１６は、貯留部１５の第一中和室７６と隣接した位置であると共に、その第一中和室７６を挟んで、ドレン導入室７５と対向する位置に配されている。そして、有底空間１６は、貯留部１５との境界近傍に、平面視形状が円弧状の隔壁８３が設けられて、有底空間１６と貯留部１５との境界が決定されている。すなわち、有底空間１６は、隔壁８３に囲まれたほぼ円形状の空間である。
【００５２】
また、隔壁８３は、頂部から下方に向けて切り欠いた湯水吐出用のスリット部（以下、湯水用スリットという）８５が設けられており、当該湯水用スリット部８５を介して、上水が貯留部１５側に吐出する構成である。
【００５３】
次に、中和装置１１における各部分における位置関係について説明する。
中和装置１１は、本体部４０の上部に蓋部４１が装着されている。すなわち、蓋部４１の嵌合溝４７に、本体部４０の開放端（外壁７０の突端部）が嵌合し、本体部４０の開放側の面が蓋部４１によって閉塞されている。
【００５４】
またこの状態において、蓋部４１に設けられたドレン導入口５１及び電極挿通孔５２〜５５は、ドレン導入室７５の直上に位置し、蓋部４１における給水部５０は、有底空間１６の直上に位置する。特に、給水部５０は、有底空間１６の内部側において、有底空間底面壁１７のほぼ真ん中に位置し、有底空間１６を形成する側面壁１８、底面壁１７、隔
壁８３に対して、それぞれ一定距離（本実施形態では２５ｍｍ）以上離された配置とされている。
そして、電極挿通孔５２〜５５には、各電極６５〜６８が挿着されている。
【００５５】
次に中和装置１１の外部配管について説明する。本実施形態では、中和装置１１にはドレン導入側配管１３と給水管３０が接続されている。
すなわち横長ケース７の最下部と、中和装置１１のドレン導入口５１との間がドレン導入側配管１３によって接続されている。
【００５６】
また二次熱交換器２５の側面部分に配置された電磁弁３６と、中和装置１１の給水部５０との間が給水管３０で接続されている。
ここで給水管３０は、銅管を曲げ加工して作られたものであり、電磁弁３６から立ち下がった立ち下げ部３７と、傾斜部３８とに分かれている。立ち下げ部３７は、急峻な角度で立ち下がった配管であり、傾斜部３８は立ち下げ部３７よりも緩い角度で傾斜する配管である。
そして傾斜部３８の一部が、前記した配管位置決め手段６１，６２に固定されている。すなわち配管位置決め手段６１，６２は、天面部４５上にあり、いずれも管固定部６３を有している。給水管３０は、この管固定部６３に固定されている。
【００５７】
すなわち管固定部６３は、一部に欠落部６４を有するリングである。そして図１２（ａ）の様に、給水管３０を、欠落部６４に押しつけると、樹脂の弾性によって欠落部６４が開き、給水管３０は管固定部６３に嵌合する。
また欠落部６４は、給水管３０の外径よりも狭いので、給水管３０は容易には管固定部６３から脱落しない。
【００５８】
また配管位置決め手段６１，６２は、天面部４５の角部と中央部に設けられ、さらに中央部に設けられた配管位置決め手段６２は斜め方向を向いているから、給水管３０は、蓋部４１の一方の角部の近傍で配管位置決め手段６１に固定され、中央部の配管位置決め手段６２で斜め方向に支持され、他方の角に設けられた給水部５０に導かれる。
さらに配管位置決め手段６１，６２は、前記した様に配管位置決め手段６１が最も高く、次に配管位置決め手段６２が高く、給水部５０が最も低いので、給水管３０は適度の流れ勾配が確保される。
【００５９】
次に、本実施形態の燃焼装置１の動作について説明する。
本実施形態の燃焼装置１は、中和装置１１内に形成される水封構造を維持するべく、中和装置１１に給水する中和器給水機能が備えられている。すなわち、貯留部１５は、配置された電極６５〜６８によって、水位が監視されている。そして、それらの電極６５〜６８（特に給水制御電極６７）によって、貯留部１５における水位が所定値以上であることが確認されなければ、中和器給水機能が働いて、貯留部１５に強制的に上水が給水される。
【００６０】
中和器給水機能による貯留部１５への給水は、電極６５〜６８の信号に基づいて、電磁弁３６を開き、給水源から上水が供給され、給水管３０及び給水部５０を介して、有底空間１６内に導入される。ここで、給水管３０は、立ち下げ部３７と、傾斜部３８とに分かれ、傾斜部３８は、前記した様に配管位置決め手段６１，６２によって流れ勾配が確保されている。そのため電磁弁３６から給水部５０に至る間は、常に下り勾配となり、上り勾配の部位は無い。従って、電磁弁３６を閉じた際に、給水管３０内に水が滞ることはない。
【００６１】
次に、中和装置１１を筐体３内に装着する際の手順について説明する。
推奨される手順は、筐体３外で、予め中和装置１１の蓋部４１に給水管３０を取り付け、この状態で、筐体３内に挿入することである。
すなわち筐体３外で、蓋部４１の給水部５０に給水管３０の先端を接続し、給水管３０の傾斜部３８を配管位置決め手段６１，６２に固定する。そしてこの状態で、中和装置１１を筐体３に入れ、所定の位置に固定する。そしてその後に、給水管３０の他端を電磁弁３６に接続する。
【００６２】
本実施形態では、給水管３０は、給水部５０と、配管位置決め手段６２、配管位置決め手段６１の三箇所で、中和装置１１に固定されているから、外力が加わっても外れにくく、また容易には変形しない。
特に本実施形態では、配管位置決め手段６１は、給水部５０に対して対角の位置にある。そのため給水管３０は、長い領域で中和装置１１に固定されることとなり、外力が加わっても外れにくく、また容易には変形しない。
【００６３】
また給水管３０は、天面部４５に近い位置で保持されているので、他の部材との干渉が少ない。
【００６４】
以上説明した実施形態では、中和装置１１の天面部４５に配管位置決め手段６１，６２を２個設けたが、配管位置決め手段の個数は任意である。もちろん只一つの配管位置決め手段６１を持つものであっても構わない。
ただし給水配管３０は、なるべく長い領域で中和装置１１の上面に沿わせることが望ましいので、配管位置決め手段の一つを給水部５０に対して対角の位置や、給水部５０に対して反対側の端部近傍に設けることが望ましい。
またいずれの個数であっても、各配管位置決め手段に、適度の高さ変化を設け、給水管３０に給水部５０側に向かう勾配が形成される様に設計することが推奨される。
勾配は、１／１００以上であることが推奨され、より望ましい勾配は、１／２０以上である。
【００６５】
以上説明した実施形態では、配管位置決め手段６１，６２の管固定部６３は、上方に開口（欠落部６４）を有し、給水管３０を上方から装着するものであったが、本発明は、この構成に限定されるものではなく、例えば、図１３，１４に示すような構造のものであってもよい。
すなわち図１３，１４に示す配管位置決め手段８９は、柱部９０を有し、その側面に管固定部９１が設けられている。管固定部９１は、弾性を有する素材で作られた断面形状が「Ｃ」状の短管であり、側面側に開口９２がある。
そのため、給水管３０は、図１４の様に、柱部９０の横に保持される。
【符号の説明】
【００６６】
１ 燃焼装置
３ 筐体
１１ 中和装置
１２ ドレン排出系統
１５ 貯留部
３０ 給水管
３１ 給水系統
３５ 保水パイプ
３６ 電磁弁
４０ 本体部
４１ 蓋部
４５ 天面部
５０ 給水部
６０ 補助継ぎ手
６１，６２ 配管位置決め手段
６３ 管固定部
６４ 欠落部
６９ 配管配置部
８９ 配管位置決め手段
９０ 柱部
９１ 管固定部
９２ 開口
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼ガスの潜熱を回収する際に発生するドレンを中和する中和装置に関するものである。また、その中和装置を備えた燃焼装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、バーナを燃焼させた際に発生する熱の熱交換効率を向上するべく、燃焼ガスの潜熱までも回収する潜熱回収型の燃焼装置が市場に普及している。この潜熱回収型の燃焼装置は、主に燃焼ガス中の水蒸気が液化する際に発生する熱を回収するものであるため、潜熱回収を行う熱交換器（二次熱交換器）では、多量のドレンが発生する。そして、このドレンは、燃焼時に生成された窒素酸化物が溶け込んで、酸性を呈することが知られている。
【０００３】
そのため、この種の燃焼装置は、ドレンを外部に導くドレン排出系統を有し、その流路の中途に酸性のドレンを中和する中和装置が備えられた構成とされている。すなわち、二次熱交換器において発生した酸性のドレンは、その酸性を維持したまま外部に排出されることはなく、中和装置で中和されてから外部に排出されるため、環境に悪影響を及ぼすというおそれはない。
【０００４】
ところが、ドレン排出系統と、燃焼ガスの排気流路は連通した関係であるため、本来、燃焼装置の排気筒を介して外部に排出されるべき燃焼ガスが、ドレン排出系統を介して、外部に排出されてしまう懸念があった。特に、屋内設置型の燃焼装置では、ドレン排出系統から燃焼ガスが排出されると、居住空間内である屋内に燃焼ガスが排出されてしまうため、居住者の安全性等の観点からすれば、このような不具合は避けるべき事項の１つであった。
【０００５】
そこで、この対策として、中和装置の容器内の燃焼ガスが通過し得る部分を、ドレンで満たして水封構造を形成し、ドレン排出系統を介した燃焼ガスの流通を強制的に阻止する方策が一般的に採用されている。
【０００６】
しかしながら、このドレンによる水封構造は、容器内に所定量以上のドレンが貯留されている場合に限られるため、容器内に十分なドレンが貯留されていないとき等には有効に機能しない場合がある。例えば、新規に中和装置を設置した場合や、ドレンの凍結防止あるいはメンテナンスのために人為的に中和装置の容器内のドレンが抜き取られた場合等においては、容器内にそもそもドレンが存在しないため、水封構造は形成されない。また、中和装置の容器内にドレンが存在する場合であっても、何らかの原因によって水位が低下し、水封構造が形成されない場合もあり得る。このように、燃焼に伴って発生するドレンのみに依存する水封構造は、ドレン排出系統において燃焼ガスが通過し得る流路を確保してしまう場合があり、燃焼ガスの流通を有効的に阻止することができなかった。
【０００７】
そこで、特許文献１には、確実な水封構造の形成を目的として、容器内のドレンの水位に応じて、強制的に給水される中和装置を備えた燃焼装置の技術が開示されている。すなわち、特許文献１の燃焼装置は、電極によって、中和装置の容器内が基準水位以上であるか否かを監視し、基準水位より水位が低下すれば、容器内に強制的に給水し、容器内の水位を基準水位以上に調整する構成である。特許文献１では、中和装置の容器内に確実に水封構造が形成されるため、燃焼ガスがドレン排出系統を通じて外部に排出されることは起こり得ない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−１５０５７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前記した様な強制的に給水する機能を備えた燃焼装置では、容器に給水するための給水配管が必要である。
【００１０】
ところで、近年、狭い場所に設置可能な燃焼装置が市場から望まれており、そのような要求に応えるべく小型化された燃焼装置が開発されている。このような燃焼装置では、燃焼装置の内部空間が実質的に狭くなるため、中和装置の設置位置の周辺に広い空間が確保できなくなってしまう。すると、中和装置を燃焼装置内部に取付けるとき、作業者が作業するためのスペースが確保できなくなってしまう。
そのため小型化された燃焼装置では、前記した中和装置に対する給水配管のレイアウト設計に苦慮することとなる。
そのため従来技術においては、中和装置に対する給水配管をチューブやホースで構成し、これらチューブやホースを燃焼装置内部の隙間に押し込んでいるのが現状である。
また銅管等の固形の配管を使用し、当該配管を中ぶらり状態で燃焼装置内部に収納したり、結束具等によって他の配管等に沿わせて設置しているのが現状である。
この様に従来技術の燃焼装置では、給水配管が安定しないという問題がある。
【００１１】
そのため工場で燃焼装置を組み立てる際に中和装置を設置する場合や、これに前記した給水配管を接続する場合に、配管が折れ曲がる場合がある。
同様に、メンテナンスを目的として中和装置を取り外したり、中和装置を再度装着したりする場合にも配管が折れ曲がる場合がある。
またメンテナンスを行うために、中和装置の近傍の部材を動かした際、動かした部材等が給水配管に当たり、配管を曲げてしまったり、配管を外してしまう場合もある。
【００１２】
そこで本発明は、従来技術の上記した問題点に注目し、中和装置に対する給水配管の位置を確定させることができ、配管を安定させることができる中和装置及び燃焼装置の開発を課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、水又は熱媒体を加熱する燃焼装置に備えられ、主に燃焼ガスの潜熱を回収する際に発生するドレンを中和して排出する中和装置であって、ドレンが貯留される貯留部と、貯留部内にドレンを導入するドレン導入口と、貯留部からドレンを排出するドレン排出口と、貯留部内に水を導入する給水部を有する中和装置において、天面部を有し、当該天面部に前記給水部があり、さらに天面部に配管位置決め手段が一体的に形成されていることを特徴とする中和装置である。
【００１４】
本発明の中和装置では、天面部を有し、当該天面部に配管位置決め手段が一体的に形成されている。そのため給水配管を位置決め手段で位置決めすることができ、配管を安定させることができる。
また配管位置決め手段は、天面部に設けられているから、配管を天面部に沿った位置や、天面部の近傍に配置することができる。そのため給水管が他の配管等と干渉することが少ない。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、配管位置決め手段の位置及び高さは、前記配管位置決め手段で給水管が位置決めされて当該給水管の先端が前記給水部に接続されたとき、前記給水管が給水部に向かって傾斜する姿勢となる位置及び高さであることを特徴とする請求項１に記載の中和装置である。
【００１６】
本発明は、給水配管内に水が滞留することを防止することを目的としている。
すなわち寒冷地において、給水配管内に水が滞留すると、給水配管内の水が凍結してしまう場合がある。
すなわち寒冷地においては、中和装置内のドレンの凍結を防ぐ目的から、人為的に中和装置内の水を抜く場合がある。そして人為的に中和装置内の水を抜いた際に、給水配管に水が残っており、給水配管内の水が凍結すると、燃焼装置を起動しようとしたときに、給水配管が氷で詰まって中和装置に注水できず、燃焼装置を使用することができなくなってしまう。
給水配管による通水は、寒冷地において行われる場合が多いので、給水配管内に水が滞留することは避けるべきである。
ここで請求項２に記載の発明によると、配管位置決め手段で給水管が位置決めされた状態で、当該給水管の先端が前記給水部に接続されたとき、前記給水管が給水部に向かって傾斜する姿勢となる。そのため給水配管には、給水部に向かう流れ勾配が付き、配管内に水が滞ることはない。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、配管位置決め手段は、配管を固定する管固定部を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の中和装置である。
【００１８】
本発明の中和装置では、配管位置決め手段自体が、配管を固定する管固定部を備えている。そのため給水配管は、中和装置に固定され、安定する。
【００１９】
管固定部は、一部が切れたリング状部を有することが推奨される（請求項４）。
【００２０】
また管固定部は、支持しようとする配管の外径と同等またはそれよりも大きい配管配置部と、配管配置部に配管を導入するための配管導入口を有し、前記配管導入口は前記配管の外径よりも狭いことが望ましい（請求項５）
【００２１】
本発明によると、配管を強制的に管固定部に固定することができる。また配管導入口は前記配管の外径よりも狭いので、装着された配管が外れにくい。
【００２２】
請求項６に記載の発明は、燃料を燃焼する燃焼部と、燃焼部で生成される燃焼ガスの主に顕熱を回収する一次熱交換器と、当該燃焼ガスの主に潜熱を回収する二次熱交換器と、当該二次熱交換器で発生したドレンを外部に排出するドレン排出系統を有し、前記ドレン排出系統の一部を形成する請求項１乃至５のいずれかに記載の中和装置を備え、前記中和装置に給水する給水系統を有し、当該給水系統は、給水弁と、給水配管とを有し、当該給水配管は給水弁と前記中和装置の給水部とを接続するものであり、前記給水配管の中途部分が前記配管位置決め手段で位置決めされていることを特徴とする燃焼装置である。
【００２３】
本発明の燃焼装置では、中和装置に対する給水配管が安定し、組み立てやメンテナンスが容易である。また本発明の燃焼装置は、給水配管に関する故障が少ない。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の中和装置、並びに、燃焼装置は、中和装置に対する給水配管の位置を確定させることができ、配管を安定させることができる。そのため組み立てやメンテナンスが容易である。また本発明の燃焼装置は、給水配管に関する故障が少ない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態に係る燃焼装置の筐体内部を示す構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る中和装置を示す斜視図である。
【図３】図１の中和装置の分解斜視図である。
【図４】図１の中和装置の蓋部を裏面側から観察した斜視図である。
【図５】図１の中和装置を別の角度から見た斜視図である。
【図６】図１の中和装置の本体部を示す平面図である。
【図７】図１の中和装置の貯留部の断面斜視図である。
【図８】給水系統の全体を示す斜視図である。
【図９】給水配管を装着した状態における中和装置の平面図である。
【図１０】給水配管を装着した状態における中和装置の上面部分の正面図である。
【図１１】配管位置決め手段の斜視図である。
【図１２】（ａ）（ｂ）（ｃ）は、配管位置決め手段に給水管を装着する際の挙動を時間を追って示す説明図である。
【図１３】配管位置決め手段の変形例を示す斜視図である。
【図１４】図１３の配管位置決め手段に給水配管を取り付けた状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に、本発明の実施形態に係る燃焼装置１、並びに、中和装置１１について説明する。
本実施形態の中和装置１１は、燃焼装置１に内蔵されるものである。燃焼装置１は、灯油等の液体燃料を噴霧又は気化させて下方に向けて燃焼させる所謂逆燃式の燃焼部２を備え、その燃焼部２で生成される燃焼ガスの潜熱までも回収可能な潜熱回収型の燃焼装置１であり、本実施形態の中和装置１１は、この種の燃焼装置１に好適である。
【００２７】
まず、燃焼装置１について説明する。
燃焼装置１は、図１に示すように、筐体３のほぼ中央に燃焼ケース５が配置され、その燃焼ケース５に燃焼部２と、一次熱交換器２０と、二次熱交換器２５とが内蔵されている。具体的には、燃焼ケース５は、バーナ側ケース４と、高さ方向（上下方向）に長いほぼ直方体状の縦長ケース６と、幅方向（左右方向）に長い横長ケース７とが内部で連通するように連結されて形成されたもので、バーナ側ケース４に燃焼部が配され、縦長ケース６に一次熱交換器２０が配され、横長ケース７に二次熱交換器２５が配されている。
また、燃焼装置１の筐体３の左側には、燃焼ガスを外部に排気する排気筒１０が配されている。具体的には、その排気筒１０は、燃焼装置１の筐体３の内外に渡るように配置されると共に、横長ケース７の上部左側に接続された配置である。
【００２８】
すなわち、燃焼部２で燃焼ガスが生成されると、その燃焼ガスは、まず、下方に向けて進行し、一次熱交換器２０を通過して、二次熱交換器２５に流入する。そして、二次熱交換器２５に流入した燃焼ガスは、燃焼ガスの流れ方向を下方向から上方向に方向変換し、排気筒１０を通過して、外部に排気される。
なお、本実施形態の燃焼装置１は、図示しない送風機を有し、その送風機によって、燃焼に必要な空気が供給され、さらに燃焼部２で生成された燃焼ガスを下方に向けて流している。
【００２９】
また、一次熱交換器２０と二次熱交換器２５は、それぞれ燃焼ガスと熱交換する上水が流れる図示しない受熱管を有し、それらの受熱管と、図示しない入水側配管及び出湯側配管とが、燃焼装置１の筐体３内で一連した流路を形成している。具体的には、上水の流れ方向上流側から、入水側配管、二次熱交換器２５、一次熱交換器２０、出湯側配管の順に直列的に接続されている。すなわち、燃焼装置１では、入水側配管を通過した上水は、二次熱交換器２５を流れた後、一次熱交換器２０内を流れることによって、順次熱交換され、その後、出湯側配管を介して給湯先に向けて供給される。
【００３０】
また、燃焼ケース５であって、横長ケース７の内部には、二次熱交換器２５の潜熱回収時に発生するドレンを回収する回収部（図示しない）が設けられ、当該回収部から燃焼装置１の下部側に向けてドレンを流すドレン排出系統１２が接続されている。すなわち、このドレン排出系統１２は、横長ケース７よりも筐体３の下方側に位置するもので、中和装置１１と、横長ケース７と中和装置１１とを繋ぐドレン導入側配管１３と、中和装置１１で中和されたドレンを外部に導くドレン外部排出配管１４とによって構成されている。
また、本実施形態の中和装置１１は、装置内の水封構造を確実なものとするべく、
給水源から供給される上水が通過する給水管３０が接続されている。
【００３１】
すなわち本実施形態の燃焼装置１は、中和装置１１に上水を注水する給水系統３１を有している。
給水系統３１は、図１、図８の様に外部の給水源（図示せず）に接続されて上水を筺体３内部に引き込む主管部３２から分配弁３３を介して分配された保水パイプ３５と、電磁弁（開閉弁）３６、及び給水管３０によって構成されている。
そして保水パイプ３５と給水管３０が電磁弁３６を介して接続されている。
従って電磁弁３６が開かれると、給水管３０に通水が生じ、中和装置１１に上水が注入される。
本実施形態では、図１の様に電磁弁３６は、排気筒１０の反対側であって、二次熱交換器２５の側面部分に配置されている。
【００３２】
続いて、特徴的構成を備えた中和装置１１について詳細に説明する。
なお、以下の説明においては、上下左右の位置関係については、特に断りのない限り、図１に示す通常の設置状態を基準として説明する。
本実施形態の中和装置１１は、前記したように、装置内の水封構造を確実なものとするべく、給水管３０が接続されており、所定の条件が満足すると、図示しない給水源から供給された上水が給水管３０を介して導入される構成とされている。
具体的には、中和装置１１は、図２に示すように、外観がほぼ「Ｌ」字型の容器であり、本体部４０と、蓋部４１によって構成されている。
ここで本体部４０は、ドレン導入側配管１３を通過したドレンが一時的に貯留される貯留部１５と、給水管３０を流れた上水が通過する有底空間１６とを有する容器である。蓋部４１は、本体部４０の上部に着脱可能に設けられるものであり、中和装置１１全体の天面部４５を構成する。
【００３３】
蓋部４１は、樹脂製であり、射出成形によって各部材が一体的に成形されたものである。
蓋部４１は、図３に示すように、平面視形状がほぼ「Ｌ」字型の天面部４５と、その天面部４５の縁端を囲繞する共に天面部４５に対して垂直下方に向けて立設した側面壁４６と、本体部４０の上部が嵌り込む嵌合溝４７（図４）とを有する構成である。
【００３４】
天面部４５には、給水部５０と、ドレン導入口５１と、４つの電極挿通孔５２〜５５が設けられている。
給水部５０は、給水管３０を通過した上水を本体部４０の有底空間１６に導入するべく、天面部４５の厚み方向に貫通した配管継ぎ手部である。具体的には、給水部５０は、天面部４５の「Ｌ」の張り出し長さが短い側の領域５７にある。給水部５０は、裏面側の給水口５８（図４）に連通している。
給水部５０の位置は、天面部４５の一方の角部であると言える。
本実施形態では、給水部５０に対して、水平方向（天面部４５に沿う方向）に延びた補助継ぎ手６０が装着されている。そして、その補助継ぎ手６０は、内径が、給水管３０の外径とほぼ同一のサイズに設定されている。すなわち、給水管３０は、補助継ぎ手６０の内径側に沿って挿着されて接続される。
【００３５】
また天面部４５には、配管位置決め手段６１，６２が射出成形時に一体的に成形されている。配管位置決め手段６１，６２は、向きと高さが異なるものの、外観形状は同一である。配管位置決め手段６１，６２は、図１１の様に、板壁部８６を有し、天面部４５から垂直に突出している。また天面部４５と板壁部８６との間には補強リブ８７がある。
また配管位置決め手段６１，６２の先端部分に管固定部６３が設けられている。
管固定部６３は、一部に欠落部６４を有するリングであり、円状の配管配置部６９を有している。配管配置部６９の直径は、給水管３０の外径よりもやや大きい。
欠落部６４は、配管導入口として機能する。配管導入口たる欠落部６４の隙間間隔（配管導入口の広さ）は、給水管３０の外径よりも狭い。また板壁部８６の欠落部６４近傍は、一面側が削られた形状をしており、板壁部８６の突端部８８は傾斜面となっている。
管固定部６３の中心の高さＨは、後記する様に配管位置決め手段６１と配管位置決め手段６２とで相違するが、概ね給水配管３０の直径の１倍から３倍程度であり、低い。
【００３６】
一方の配管位置決め手段６１の位置及び向きは、図２，３，５，８，９の通りである。すなわち配管位置決め手段６１の蓋部長手方向の位置は、図１、図８の様に、電磁弁３６側に寄った位置である。
すなわち配管位置決め手段６１の蓋部短手方向の位置は、図２，３，５，８，９の様に、給水部５０から離れた側の辺に近い。
配管位置決め手段６１の位置は、天面部４５の一つの角部であるとも言える。すなわち配管位置決め手段６１は、給水部５０に対して対角の角にあると言える。
そして配管位置決め手段６１の向きは、管固定部６３の中心軸線（仮想線）が、蓋部長手方向と平行になっている。
【００３７】
もう一つの配管位置決め手段６２の位置及び向きは、図２，３，５，８，９の通りである。すなわち配管位置決め手段６２の蓋部長手方向の位置は、図２，３，５，８，９の様に、配管位置決め手段６１と給水部５０の間である。より詳細には、管固定部６３の蓋部長手方向の位置は、蓋部４１の中心近傍である。
また配管位置決め手段６２の蓋部長手方向の位置は、図の様に、配管位置決め手段６１と給水部５０の間である。より詳細には、配管位置決め手段６２の蓋部長手方向の位置は、蓋部４１の中心近傍である。
そして配管位置決め手段６２の向きは、管固定部６３の中心軸線が、蓋部長手方向に対して傾斜した姿勢となっている。
【００３８】
次に配管位置決め手段６１，６２及び給水部５０の高さ関係について説明する。前記した三者は、図１０の様に配管位置決め手段６１，配管位置決め手段６２、給水部５０の順に高い。すなわち配管位置決め手段６１が最も高く、次に配管位置決め手段６２が高く、給水部５０が最も低い。
より正確には、配管位置決め手段６１の管固定部６３の中心と、配管位置決め手段６２の管固定部６３の中心と、給水部５０の開口中心は、この順序に高い。言い換えれば、これらの部材に給水管３０を接続したと仮定したとき、配管位置決め手段６１の位置が最も高く、配管位置決め手段６２の位置が次に高く、給水部５０の位置が最も低い状態となる。
【００３９】
ドレン導入口５１は、天面部４５の一つの角の位置にある。すなわち、ドレン導入口５１は、給水部５０と配管位置決め手段６１の関係で三角形を形成する位置にある。ドレン導入口５１は、ドレン導入側配管１３を通過したドレンを、本体部４０の貯留部１５に導入するべく、天面部４５の厚み方向に貫通した配管継ぎ手部である。ドレン導入側配管１３は、ドレン導入口５１の外径側に沿って、嵌め込むようにして接続される。
【００４０】
４つの電極挿通孔５２〜５５は、図３に示すように、ドレン導入口５１に隣接した位置にあり、天面部４５の厚み方向に貫通した孔で、後述する電極６５〜６８を挿通できる程度の大きさに設定されている。
【００４１】
ここで、電極挿通孔５２〜５５に挿通される４つの電極６５〜６８について説明する。 本実施形態の電極６５〜６８は、貯留部１５内の水位を検出するための公知の水位検出手段である。具体的には、電極６５はグランド電極であり、その他の電極６６〜６８は、それぞれ、オーバーフロー電極、給水制御電極、異常燃焼検知電極である。すなわち、この水位検出手段は、貯留部１５内において、グランド電極６５と、その他の電極６６〜６８のいずれかがドレン内に浸かった状態となれば、グランド電極６５とその他の電極との間で通電状態となり、貯留部１５内の水位がいかなるものであるかを判断することができるものである。
なお、オーバーフロー電極６６は、貯留部１５内のドレンの水位の異常上昇を検出するもので、給水制御電極６７は、ドレン排出系統１２内の燃焼ガスの流通を阻止可能な水位が維持できているか否かを検出するもので、異常燃焼検知電極６８は、貯留部１５内の水位が異常に大きく低下して、ドレン排出系統１２内の燃焼ガスの流通を阻止できない水位であることを検出するものである。
以上が、本実施形態で採用された電極６５〜６８の説明である。
【００４２】
嵌合溝４７は、天面部４５の下面側、つまり側面壁４６が立設する側に設けられている。なお、本実施形態では、蓋部４１は、嵌合溝４７に図示しないパッキンを嵌め込み、その状態で本体部４０に取り付ける構成とされている。
【００４３】
一方、本体部４０は、図３に示すように、上部側が開放された外観がほぼ「Ｌ」字型の容器であり、底面と側面を覆う外壁７０を有している。そして、本体部４０の容器の内部には、貯留部１５と有底空間１６が設けられている。さらに本体部４０の端部には、貯留部１５からドレンを排出するドレン排出口８０が設けられている。
【００４４】
本体部４０の貯留部１５は、図６、図７に示すように、ドレンを一時的に貯留して中和するラビリンス構造を有した貯留空間であり、主仕切壁７１及び補助仕切壁７２，７３，７４によって、複数の部屋に分割されている。すなわち、貯留部１５は、主仕切壁７１及び補助仕切壁７２，７３，７４によって、ドレン導入室７５と、第一中和室７６と、第二中和室７７に分割されている。また第二中和室７７はさらに３室の小部屋７７ａ，７７ｂ，７７ｃに分割されている。
【００４５】
ドレン導入室７５は、蓋部４１を本体部４０に取り付けた状態において、ドレン導入口５１及び電極挿通孔５２〜５５の直下に位置する部屋であり、貯留部１５に導入されたドレンが、最初に入る空間である。具体的には、ドレン導入室７５は、図６に示すように、平面視が「Ｌ」状の主仕切壁７１と、外壁７０の内側とで囲まれた、平面視形状がほぼ長方形の部屋である。ドレン導入室７５を仕切る主仕切壁７１は、蓋部４１と接している。
【００４６】
第一中和室７６は、ドレン導入室７５を通過したドレンが、導入されて中和される部屋であり、ドレン導入室７５と、主仕切壁７１の一辺を隔てて隣接した空間である。第一中和室７６には、所定量の中和剤が充填されており、本実施形態では、中和剤として、最小粒径が６ｍｍの炭酸カルシウムが採用されている。
【００４７】
そして、第一中和室７６とドレン導入室７５とは、図７に示すように、主仕切壁７１の高さ方向下部側に設けられた、ドレンを下流側に流すための開口（以下、ドレン上流側開口という）７８ａ，７８ｂによって連通している。すなわち、ドレン導入室７５に導入されたドレンは、主仕切壁７１のの下部側に設けられた２つのドレン上流側開口７８ａ，７８ｂから第一中和室７６に流入する。
【００４８】
第二中和室７７は、第一中和室７６で中和されたドレンを、さらに中和して下流側のドレン排出口８０から排出する部屋であり、第一中和室７６と同様の中和剤が所定量充填されている。
そして、第二中和室７７は、第一中和室７６と第一補助仕切壁７２を隔てて隣接すると共に、ドレン導入室７５とは主仕切壁７１の一部を隔てて隣接した空間である。
【００４９】
そして、第二中和室７７と第一中和室７６とは、第一補助仕切壁７２の高さ方向上方側で連通している。すなわち、第一補助仕切壁７２には、切欠き部８１が設けられているため、当該切欠き部８１で連通している。したがって、第一中和室７６に導入されたドレンは、主に第一補助仕切壁７２の上部側に設けられた切欠き部８１を越えて第二中和室７７に流入する。逆に言えば、ドレン導入室７５と第一中和室７６には常時切欠き部８１の高さまでドレンで満ちており、ドレン導入室７５と第一中和室７６とは、ドレン水中に開口するドレン上流側開口７８ａ，７８ｂでのみ連通するから、当該部分で水封構造を形成する。すなわちドレン導入室７５を仕切る主仕切壁７１は、蓋部４１と接しており、上部側においては、ドレン導入室７５と第一中和室７６の間で気密性が保たれている。また下部の連通部分（ドレン上流側開口７８ａ，７８ｂ）は、常時ドレンで満たされている。そのためドレン導入室７５と第一中和室７６の間は、気体の通過を許さない。
【００５０】
また、第二中和室７７内部は、さらに補助仕切壁７３，７４によって、３室の小部屋７７ａ，７７ｂ，７７ｃに分割され、ドレンが蛇行して下流に流れる流路構造とされている。第二中和室７７の末端は、ドレン排出口８０に繋がっている。
【００５１】
有底空間１６は、給水源から供給される上水が通過する部屋であり、図３、６に示すように、貯留部１５から張り出すように配された空間である。具体的には、有底空間１６は、貯留部１５の第一中和室７６と隣接した位置であると共に、その第一中和室７６を挟んで、ドレン導入室７５と対向する位置に配されている。そして、有底空間１６は、貯留部１５との境界近傍に、平面視形状が円弧状の隔壁８３が設けられて、有底空間１６と貯留部１５との境界が決定されている。すなわち、有底空間１６は、隔壁８３に囲まれたほぼ円形状の空間である。
【００５２】
また、隔壁８３は、頂部から下方に向けて切り欠いた湯水吐出用のスリット部（以下、湯水用スリットという）８５が設けられており、当該湯水用スリット部８５を介して、上水が貯留部１５側に吐出する構成である。
【００５３】
次に、中和装置１１における各部分における位置関係について説明する。
中和装置１１は、本体部４０の上部に蓋部４１が装着されている。すなわち、蓋部４１の嵌合溝４７に、本体部４０の開放端（外壁７０の突端部）が嵌合し、本体部４０の開放側の面が蓋部４１によって閉塞されている。
【００５４】
またこの状態において、蓋部４１に設けられたドレン導入口５１及び電極挿通孔５２〜５５は、ドレン導入室７５の直上に位置し、蓋部４１における給水部５０は、有底空間１６の直上に位置する。特に、給水部５０は、有底空間１６の内部側において、有底空間底面壁１７のほぼ真ん中に位置し、有底空間１６を形成する側面壁１８、底面壁１７、隔
壁８３に対して、それぞれ一定距離（本実施形態では２５ｍｍ）以上離された配置とされている。
そして、電極挿通孔５２〜５５には、各電極６５〜６８が挿着されている。
【００５５】
次に中和装置１１の外部配管について説明する。本実施形態では、中和装置１１にはドレン導入側配管１３と給水管３０が接続されている。
すなわち横長ケース７の最下部と、中和装置１１のドレン導入口５１との間がドレン導入側配管１３によって接続されている。
【００５６】
また二次熱交換器２５の側面部分に配置された電磁弁３６と、中和装置１１の給水部５０との間が給水管３０で接続されている。
ここで給水管３０は、銅管を曲げ加工して作られたものであり、電磁弁３６から立ち下がった立ち下げ部３７と、傾斜部３８とに分かれている。立ち下げ部３７は、急峻な角度で立ち下がった配管であり、傾斜部３８は立ち下げ部３７よりも緩い角度で傾斜する配管である。
そして傾斜部３８の一部が、前記した配管位置決め手段６１，６２に固定されている。すなわち配管位置決め手段６１，６２は、天面部４５上にあり、いずれも管固定部６３を有している。給水管３０は、この管固定部６３に固定されている。
【００５７】
すなわち管固定部６３は、一部に欠落部６４を有するリングである。そして図１２（ａ）の様に、給水管３０を、欠落部６４に押しつけると、樹脂の弾性によって欠落部６４が開き、給水管３０は管固定部６３に嵌合する。
また欠落部６４は、給水管３０の外径よりも狭いので、給水管３０は容易には管固定部６３から脱落しない。
【００５８】
また配管位置決め手段６１，６２は、天面部４５の角部と中央部に設けられ、さらに中央部に設けられた配管位置決め手段６２は斜め方向を向いているから、給水管３０は、蓋部４１の一方の角部の近傍で配管位置決め手段６１に固定され、中央部の配管位置決め手段６２で斜め方向に支持され、他方の角に設けられた給水部５０に導かれる。
さらに配管位置決め手段６１，６２は、前記した様に配管位置決め手段６１が最も高く、次に配管位置決め手段６２が高く、給水部５０が最も低いので、給水管３０は適度の流れ勾配が確保される。
【００５９】
次に、本実施形態の燃焼装置１の動作について説明する。
本実施形態の燃焼装置１は、中和装置１１内に形成される水封構造を維持するべく、中和装置１１に給水する中和器給水機能が備えられている。すなわち、貯留部１５は、配置された電極６５〜６８によって、水位が監視されている。そして、それらの電極６５〜６８（特に給水制御電極６７）によって、貯留部１５における水位が所定値以上であることが確認されなければ、中和器給水機能が働いて、貯留部１５に強制的に上水が給水される。
【００６０】
中和器給水機能による貯留部１５への給水は、電極６５〜６８の信号に基づいて、電磁弁３６を開き、給水源から上水が供給され、給水管３０及び給水部５０を介して、有底空間１６内に導入される。ここで、給水管３０は、立ち下げ部３７と、傾斜部３８とに分かれ、傾斜部３８は、前記した様に配管位置決め手段６１，６２によって流れ勾配が確保されている。そのため電磁弁３６から給水部５０に至る間は、常に下り勾配となり、上り勾配の部位は無い。従って、電磁弁３６を閉じた際に、給水管３０内に水が滞ることはない。
【００６１】
次に、中和装置１１を筐体３内に装着する際の手順について説明する。
推奨される手順は、筐体３外で、予め中和装置１１の蓋部４１に給水管３０を取り付け、この状態で、筐体３内に挿入することである。
すなわち筐体３外で、蓋部４１の給水部５０に給水管３０の先端を接続し、給水管３０の傾斜部３８を配管位置決め手段６１，６２に固定する。そしてこの状態で、中和装置１１を筐体３に入れ、所定の位置に固定する。そしてその後に、給水管３０の他端を電磁弁３６に接続する。
【００６２】
本実施形態では、給水管３０は、給水部５０と、配管位置決め手段６２、配管位置決め手段６１の三箇所で、中和装置１１に固定されているから、外力が加わっても外れにくく、また容易には変形しない。
特に本実施形態では、配管位置決め手段６１は、給水部５０に対して対角の位置にある。そのため給水管３０は、長い領域で中和装置１１に固定されることとなり、外力が加わっても外れにくく、また容易には変形しない。
【００６３】
また給水管３０は、天面部４５に近い位置で保持されているので、他の部材との干渉が少ない。
【００６４】
以上説明した実施形態では、中和装置１１の天面部４５に配管位置決め手段６１，６２を２個設けたが、配管位置決め手段の個数は任意である。もちろん只一つの配管位置決め手段６１を持つものであっても構わない。
ただし給水配管３０は、なるべく長い領域で中和装置１１の上面に沿わせることが望ましいので、配管位置決め手段の一つを給水部５０に対して対角の位置や、給水部５０に対して反対側の端部近傍に設けることが望ましい。
またいずれの個数であっても、各配管位置決め手段に、適度の高さ変化を設け、給水管３０に給水部５０側に向かう勾配が形成される様に設計することが推奨される。
勾配は、１／１００以上であることが推奨され、より望ましい勾配は、１／２０以上である。
【００６５】
以上説明した実施形態では、配管位置決め手段６１，６２の管固定部６３は、上方に開口（欠落部６４）を有し、給水管３０を上方から装着するものであったが、本発明は、この構成に限定されるものではなく、例えば、図１３，１４に示すような構造のものであってもよい。
すなわち図１３，１４に示す配管位置決め手段８９は、柱部９０を有し、その側面に管固定部９１が設けられている。管固定部９１は、弾性を有する素材で作られた断面形状が「Ｃ」状の短管であり、側面側に開口９２がある。
そのため、給水管３０は、図１４の様に、柱部９０の横に保持される。
【符号の説明】
【００６６】
１ 燃焼装置
３ 筐体
１１ 中和装置
１２ ドレン排出系統
１５ 貯留部
３０ 給水管
３１ 給水系統
３５ 保水パイプ
３６ 電磁弁
４０ 本体部
４１ 蓋部
４５ 天面部
５０ 給水部
６０ 補助継ぎ手
６１，６２ 配管位置決め手段
６３ 管固定部
６４ 欠落部
６９ 配管配置部
８９ 配管位置決め手段
９０ 柱部
９１ 管固定部
９２ 開口
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水又は熱媒体を加熱する燃焼装置に備えられ、主に燃焼ガスの潜熱を回収する際に発生するドレンを中和して排出する中和装置であって、ドレンが貯留される貯留部と、貯留部内にドレンを導入するドレン導入口と、貯留部からドレンを排出するドレン排出口と、貯留部内に水を導入する給水部を有する中和装置において、
天面部を有し、当該天面部に前記給水部があり、さらに天面部に配管位置決め手段が一体的に形成されていることを特徴とする中和装置。
【請求項２】
配管位置決め手段の位置及び高さは、前記配管位置決め手段で給水管が位置決めされて当該給水管の先端が前記給水部に接続されたとき、前記給水管が給水部に向かって傾斜する姿勢となる位置及び高さであることを特徴とする請求項１に記載の中和装置。
【請求項３】
配管位置決め手段は、配管を固定する管固定部を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の中和装置。
【請求項４】
管固定部は、一部が切れたリング状部を有することを特徴とする請求項３に記載の中和装置。
【請求項５】
管固定部は、支持しようとする配管の外径と同等またはそれよりも大きい配管配置部と、配管配置部に配管を導入するための配管導入口を有し、前記配管導入口は前記配管の外径よりも狭いことを特徴とする請求項３又は４に記載の中和装置。
【請求項６】
燃料を燃焼する燃焼部と、燃焼部で生成される燃焼ガスの主に顕熱を回収する一次熱交換器と、当該燃焼ガスの主に潜熱を回収する二次熱交換器と、当該二次熱交換器で発生したドレンを外部に排出するドレン排出系統を有し、前記ドレン排出系統の一部を形成する請求項１乃至５のいずれかに記載の中和装置を備え、前記中和装置に給水する給水系統を有し、当該給水系統は、給水弁と、給水配管とを有し、当該給水配管は給水弁と前記中和装置の給水部とを接続するものであり、前記給水配管の中途部分が前記配管位置決め手段で位置決めされていることを特徴とする燃焼装置。
【請求項１】
水又は熱媒体を加熱する燃焼装置に備えられ、主に燃焼ガスの潜熱を回収する際に発生するドレンを中和して排出する中和装置であって、ドレンが貯留される貯留部と、貯留部内にドレンを導入するドレン導入口と、貯留部からドレンを排出するドレン排出口と、貯留部内に水を導入する給水部を有する中和装置において、
天面部を有し、当該天面部に前記給水部があり、さらに天面部に配管位置決め手段が一体的に形成されていることを特徴とする中和装置。
【請求項２】
配管位置決め手段の位置及び高さは、前記配管位置決め手段で給水管が位置決めされて当該給水管の先端が前記給水部に接続されたとき、前記給水管が給水部に向かって傾斜する姿勢となる位置及び高さであることを特徴とする請求項１に記載の中和装置。
【請求項３】
配管位置決め手段は、配管を固定する管固定部を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の中和装置。
【請求項４】
管固定部は、一部が切れたリング状部を有することを特徴とする請求項３に記載の中和装置。
【請求項５】
管固定部は、支持しようとする配管の外径と同等またはそれよりも大きい配管配置部と、配管配置部に配管を導入するための配管導入口を有し、前記配管導入口は前記配管の外径よりも狭いことを特徴とする請求項３又は４に記載の中和装置。
【請求項６】
燃料を燃焼する燃焼部と、燃焼部で生成される燃焼ガスの主に顕熱を回収する一次熱交換器と、当該燃焼ガスの主に潜熱を回収する二次熱交換器と、当該二次熱交換器で発生したドレンを外部に排出するドレン排出系統を有し、前記ドレン排出系統の一部を形成する請求項１乃至５のいずれかに記載の中和装置を備え、前記中和装置に給水する給水系統を有し、当該給水系統は、給水弁と、給水配管とを有し、当該給水配管は給水弁と前記中和装置の給水部とを接続するものであり、前記給水配管の中途部分が前記配管位置決め手段で位置決めされていることを特徴とする燃焼装置。
【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】
【公開番号】特開２０１３−７１１１４（Ｐ２０１３−７１１１４Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１４７３１（Ｐ２０１１−２１４７３１）
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【出願人】（０００００４７０９）株式会社ノーリツ (1,293)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【出願人】（０００００４７０９）株式会社ノーリツ (1,293)
【Ｆターム（参考）】
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