JP2003236565A - 潜熱回収式加熱装置における排気凝縮水中和装置 - Google Patents
潜熱回収式加熱装置における排気凝縮水中和装置Info
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Abstract
和させること。 【解決手段】 燃焼用バーナ4の燃焼排気における潜熱
にて被加熱流体を加熱するための潜熱回収熱交換器6が
備えられ、その潜熱回収熱交換器6にて燃焼排気を熱交
換させることにより発生する排気凝縮水を中和させる中
和手段13が設けられ、中和手段13が、排気凝縮水を
電気分解させることにより、排気凝縮水を中和させるよ
うに構成されている。
Description
焼排気における潜熱にて被加熱流体を加熱するための潜
熱回収熱交換器が備えられ、その潜熱回収熱交換器にて
前記燃焼排気を熱交換させることにより発生する排気凝
縮水を中和させる中和手段が設けられている潜熱回収式
加熱装置における排気凝縮水中和装置に関する。
潜熱回収熱交換器において、燃焼排気中の水分が結露す
るまで燃焼排気と給湯用の水などの被加熱流体とを熱交
換させることにより排気凝縮水が発生し、その排気凝縮
水は、硝酸などが含まれているので酸性となる。そし
て、酸性の排気凝縮水を酸性のまま排水すると、腐食な
どの問題を生じるので、排気凝縮水を中和させる中和手
段が設けられた排気凝縮水中和装置にて、排気凝縮水を
排水可能な程度まで中和させるようにしている。
凝縮水中和装置では、排気凝縮水を中和させる構成とし
て、例えば、下記の従来構成1および従来構成2があ
る。従来構成1は、導入口から排出口に排気凝縮水を通
流させる排気凝縮水通路を設け、その排気凝縮水通路中
に炭酸カルシウムなどの中和剤を充填し、導入口から排
気凝縮水を導入させて、排気凝縮水通路を排気凝縮水を
通流させることにより、排気凝縮水を中和剤にて中和す
るようにしている(例えば、特開2001−25267
6号公報)。従来構成2は、排気凝縮水を貯留する中和
タンク内に、アルミニウムなど水素イオンよりもイオン
化傾向の大きい金属から形成された第1電極と、チタン
など水素イオンよりもイオン化傾向の小さい金属から形
成された第2電極とを設け、中和タンクに排気凝縮水を
供給し、燃焼用バーナの燃焼中に、第1電極に正の電圧
を、第2電極に負の電圧を夫々印可することにより、第
1電極を形成している金属を排気凝縮水に溶出させて、
排気凝縮水を中和させるようにしている(例えば、特開
平8−136058号公報)。ちなみに、この従来構成
2では、燃焼用バーナの燃焼を停止させているときに、
燃焼用バーナの燃焼中とは逆に、第1電極に負の電圧
を、第2電極に正の電圧を夫々印可させて、第1電極を
形成している金属が排気凝縮水に溶出するのを防止して
いる。
回収式加熱装置における排気凝縮水中和装置では、中和
剤を排気凝縮水通路中に充填させているので、装置の重
量が重くなり、しかも、炭酸カルシウムなどの中和剤に
て排気凝縮水を中和させているために、排気凝縮水を中
和させるごとに中和剤を消耗していくことになるので、
比較的短時間で中和剤の交換作業が必要となり、その交
換作業が煩わしいものとなる。また、上記従来構成2の
潜熱回収式加熱装置における排気凝縮水中和装置では、
第1電極として形成されている金属を排気凝縮水に溶出
させることにより排気凝縮水を中和しているために、排
気凝縮水を中和させるごとに第1電極として形成されて
いる金属を消耗していくことになるので、比較的短時間
で第1電極の交換作業が必要となり、その交換作業が煩
わしいものとなる。
のであり、その目的は、煩わしい作業を必要とせず、排
気凝縮水を中和させることが可能となる潜熱回収式加熱
装置における排気凝縮水中和装置を提供する点にある。
に、請求項1に記載の発明によれば、燃焼用バーナの燃
焼排気における潜熱にて被加熱流体を加熱するための潜
熱回収熱交換器が備えられ、その潜熱回収熱交換器にて
前記燃焼排気を熱交換させることにより発生する排気凝
縮水を中和させる中和手段が設けられている潜熱回収式
加熱装置における排気凝縮水中和装置において、前記中
和手段が、前記排気凝縮水を電気分解させることによ
り、前記排気凝縮水を中和させるように構成されてい
る。
性の硝酸が含まれており、その硝酸が含まれた排気凝縮
水を中和手段にて電気分解させることにより、陰極から
は水素、陽極からは酸素、一酸化窒素や二酸化窒素など
の窒素酸化物が発生することになるので、排気凝縮水を
中和手段にて電気分解させることにより、排気凝縮水に
含まれた酸性の硝酸を除去させて、排気凝縮水を中和さ
せることが可能となる。したがって、排気凝縮水を中和
させるごとに消耗していく中和剤などの消耗品を必要と
せずに、排気凝縮水を中和させることが可能となるの
で、比較的短時間での交換作業の必要性をなくすことが
可能となって、煩わしい作業を必要とせず、排気凝縮水
を中和させることが可能となる潜熱回収式加熱装置にお
ける排気凝縮水中和装置を提供できるに至った。
酸など他の酸も含まれているが、それら他の酸について
は、硝酸に比べて十分pHへの寄与は小さいので、排気
凝縮水を電気分解させて、排気凝縮水に含まれた硝酸を
除去させることにより、排水可能な程度まで排気凝縮水
を中和させることが可能となる。
手段にて前記排気凝縮水を電気分解させることにより発
生する発生気体を、燃焼用気体として、前記燃焼用バー
ナに供給させる発生気体供給手段が設けられている。
分解させることにより、陽極からは水素、陰極からは酸
素、一酸化窒素や二酸化窒素などの窒素酸化物が発生気
体として発生することになるので、水素および窒素酸化
物を含む発生気体を、発生気体供給手段にて、燃焼用気
体として、燃焼用バーナに供給させることにより、水素
および窒素酸化物を含む発生気体がそのまま大気放出さ
れることを防止することが可能となる。
に供給される発生気体に含まれる水素および窒素酸化物
の濃度は、燃焼用バーナに供給される燃料ガスなどの濃
度に比べると、十分低濃度であるので、燃焼用バーナの
燃焼状態に与える影響は小さい。
気体供給手段が、前記燃焼用バーナに燃焼用空気を供給
するための給気ファンの作動により、前記発生気体を前
記燃焼用気体として前記燃焼用バーナに供給させるよう
に構成され、前記中和手段が、前記給気ファンの作動中
において、前記排気凝縮水を電気分解させるように構成
されている。
ンを作動させることにより、発生気体を燃焼用気体とし
て燃焼用バーナに供給させることが可能となるので、燃
焼用バーナに燃焼用空気を供給するために設けられる給
気ファンを利用して、発生気体を燃焼用気体として燃焼
用バーナに供給することが可能となり、発生気体供給手
段の構成の簡素化を図ることが可能となる。しかも、中
和手段が、給気ファンの作動中において、排気凝縮水を
電気分解させて、発生気体を発生させることが可能とな
るので、給気ファンの作動によって、発生気体を燃焼用
気体として燃焼用バーナに供給することが可能となり、
発生気体が燃焼用バーナへの供給経路途中などで滞留す
るのを防止することが可能となる。
手段が、前記燃焼用バーナの燃焼中において、前記排気
凝縮水を電気分解させるように構成されている。
焼用バーナの燃焼中であるので、中和手段が、燃焼用バ
ーナの燃焼中において、排気凝縮水を電気分解させるこ
とにより、発生する排気凝縮水を的確に中和させること
が可能となり、しかも、排気凝縮水を発生しない、燃焼
用バーナの燃焼停止中には、中和手段が、排気凝縮水を
電気分解させないようにすることが可能となり、水素や
窒素酸化物などの発生気体の発生を極力防止することが
可能となる。
置における排気凝縮水中和装置を潜熱回収式給湯装置に
適応した例について図面に基づいて説明する。この潜熱
回収式給湯装置は、図1に示すように、ケーシング1内
に給湯部2とともに排気凝縮水中和装置3が組み込まれ
て、排気凝縮水中和装置3が内蔵され、給湯部2および
排気凝縮水中和装置3の作動を制御する制御部Hなどを
備えて構成されている。
た燃焼用バーナ4と、その燃焼用バーナ4からの下向き
燃焼ガス経路において上下2段に配置した主熱交換器5
および潜熱回収熱交換器6などから構成され、燃焼用バ
ーナ4に燃焼用空気を供給する給気ファン7も設けられ
ている。そして、潜熱回収熱交換器6にて熱交換された
後の燃焼排ガスGは排気路8を通してケーシング1の外
部に排出されるように構成されている。
用の水道などから水が供給される入水路9が接続され、
前記主熱交換器5には、加熱後の湯水を出湯する出湯路
10が接続され、入水路9を通して供給される水が、潜
熱回収熱交換器6にて燃焼排ガスと熱交換された後、主
熱交換器5に供給されて燃焼排ガスと熱交換されて所望
の温度の湯水が出湯路10を通して供給されるように構
成されている。そして、主熱交換器5において燃焼用バ
ーナ4の燃焼排ガスと供給される水との間で熱交換さ
せ、潜熱回収熱交換器6において、主熱交換器5で水加
熱用に用いた後の燃焼排ガスと主熱交換器5に通水する
前の水との間で燃焼排ガス中水分の凝縮を伴う状態で熱
交換させて、燃焼排ガスにおける顕熱と潜熱とを回収す
るように構成されている。
熱回収熱交換器6にて燃焼排ガスと主熱交換器5に通水
する前の水とを熱交換させることにより発生する排気凝
縮水、すなわちドレンを受け止め回収するドレン回収部
11が設けられ、このドレン回収部11にて回収された
排気凝縮水をドレン供給路12を通して排気凝縮水中和
装置3に供給されるように構成されている。
ように、中和装置用ケーシング3a内に、ドレン供給路
12を通して供給される排気凝縮水を貯留する貯留部1
4、その貯留部14に貯留されている排気凝縮水を電気
分解させることにより、排気凝縮水を中和させる中和手
段13を備えて構成され、貯留部14に排気凝縮水を供
給する導入部15、中和手段13にて中和された排気凝
縮水を排出する排出部16などが設けられている。
燃焼排ガスと主熱交換器5に通水する前の水とを熱交換
させることにより発生する排気凝縮水には、主に硝酸が
含まれているので、その硝酸が含まれた排気凝縮水を、
中和手段13にて電気分解することにより、陰極13a
側から水素が発生し、陽極13b側から酸素、および、
一酸化窒素や二酸化窒素などの窒素酸化物が発生し、排
気凝縮水に含まれた硝酸を除去させて、排気凝縮水を中
和させるように構成されている。ちなみに、排気凝縮水
には、硝酸の他に炭酸などの他の酸も含まれているが、
それら他の酸については、硝酸に比べて十分pHへの寄
与は小さいので、排気凝縮水を電気分解させて、排気凝
縮水に含まれた硝酸を除去させることにより、排水可能
な程度まで排気凝縮水を中和させることが可能となる。
1貯留部14a、第2貯留部14b、第3貯留部14c
の3つが備えられ、導入部15から導入される排気凝縮
水は、第1貯留部14a、第2貯留部14b、第3貯留
部14cの順にオーバーフローにより供給されるように
構成されている。前記中和手段13は、第1貯留部14
a、第2貯留部14b、第3貯留部14cの夫々に、陽
極13aと陰極13bの一対の電極(例えば、炭素など
の非金属またはチタンなどの金属)を設け、一対の電極
13a,13bの夫々に通電させる通電部13cを設け
て、通電部13cにて一対の電極13a,13bの夫々
に通電させることにより、貯留部14に貯留している排
気凝縮水を電気分解させるように構成されている。
は、第1貯留部14aに供給されて、通電部13cによ
る一対の電極13a,13bへの通電により、電気分解
されたのち、第2貯留部14bに供給される。そして、
第2貯留部14bに供給された排気凝縮水は、通電部1
3cによる一対の電極13a,13bへの通電により、
電気分解されたのち、第3貯留部14cに供給され、そ
の第3貯留部14cにおいても、通電部13cによる一
対の電極13a,13bへの通電により、電気分解され
る。このようにして、第1貯留部14a、第2貯留部1
4b、第3貯留部14cの夫々において電気分解された
排気凝縮水は、排気部16から排気路20を通して排水
されるように構成されている。
気分解させることにより発生する発生気体は、水素およ
び窒素酸化物を含むのでそのまま大気放出させることは
好ましくないので、発生気体を、燃焼用気体として、燃
焼用バーナ4に供給させる発生気体供給手段17が設け
られている。前記発生気体供給手段17は、燃焼用バー
ナ4に燃焼用空気を供給するための給気ファン7の作動
により、発生気体を燃焼用気体として燃焼用バーナ4に
供給させるように構成されている。ちなみに、燃焼用気
体として燃焼用バーナ4に供給される発生気体に含まれ
る水素および窒素酸化物の濃度は、燃焼用バーナ4に供
給される燃料ガスの濃度に比べると、十分低濃度である
ので、燃焼用バーナの燃焼状態に与える影響は小さい。
用ケーシング3a内に燃焼用空気を供給させる第1給気
路18aと、中和装置用ケーシング3a内の発生気体と
第1給気路18aを通して中和装置用ケーシング3a内
に供給された燃焼用空気を給気ファン7の給気口7aに
供給させる第2給気路18bとが設けられている。そし
て、第1給気路18aと第2給気路18bとからなる給
気経路18は、ケーシング1の給気口19から給気ファ
ン7の給気口7aに連通し、その経路途中に、中和装置
用ケーシング3aを配設させるようにしている。このよ
うにして、給気ファン7の作動により、中和装置用ケー
シング3a内の発生気体を、ケーシング1の給気口19
から給気される燃焼用空気とともに、給気ファン7の給
気口7aに供給することにより、発生気体を燃焼用バー
ナ4に燃焼用気体として供給するように構成されてい
る。
和装置用ケーシング3a内の気体が給気ファン7の給気
口7aに供給されるので、燃焼用バーナ4の燃焼排ガス
が、ドレン供給路12を通して中和装置用ケーシング3
a内に供給されて、給気ファン7の作動に伴い、給気フ
ァン7の給気口7aに供給されるのを防止するために、
排気凝縮水を貯留部14に供給する導入部15は、水封
されている。
に基づいて、燃焼用バーナ4の燃焼状態を制御すること
により、給湯部2の作動を制御するとともに、給湯部2
の作動状態に基づいて、中和手段13における通電部1
3cによる一対の電極13a,13bの夫々への通電状
態を制御することにより、排気凝縮水中和装置3の作動
を制御するように構成されている。
て説明を加えると、制御部Hは、燃焼用バーナ4の燃焼
停止中に給湯開始が指令されると、給気ファン7の作動
を開始し、燃焼用バーナ4へ燃料ガスを供給して、図外
のイグナイタを作動させて、燃焼用バーナ4に点火させ
る点火動作を行う。そして、制御部Hは、燃焼用バーナ
4の燃焼中には、燃焼用バーナ4への燃料ガス供給量お
よび給気ファン7の回転速度を調整して燃焼用バーナ4
による加熱量を調整し、所望の温度の湯水を出湯路10
を通して供給するようにしている。また、制御部Hは、
燃焼用バーナ4の燃焼中に給湯停止が指令されると、燃
焼用バーナ4への燃料ガスの供給を停止し、燃焼用バー
ナ4の燃焼を停止させたのち、設定時間給気ファン7の
作動を継続させて、燃焼用バーナ4による燃焼排ガスを
排出するようにしている。
の制御について説明を加えると、制御部Hは、給気ファ
ン7の作動中において、通電部13cにて一対の電極1
3a,13bの夫々へ通電させることにより、中和手段
13が、給気ファン7の作動中において、排気凝縮水を
電気分解させるように構成されている。具体的には、制
御部Hは、燃焼用バーナ4の燃焼中には、給気ファン7
を作動させるので、燃焼用バーナ4の燃焼中において、
通電部13cにて一対の電極13a,13bの夫々へ通
電させることにより、中和手段13が、燃焼用バーナ4
の燃焼中において、排気凝縮水を電気分解させるように
構成されている。ちなみに、制御部Hは、通電部13c
による一対の電極13a,13bの夫々への通電量を調
整して、一対の電極13a,13bに1.4V+α(例
えば、2.0V)以上の電圧を印可させるようにしてい
る。
用バーナ4の燃焼停止中に給湯開始が指令されると、給
気ファン7の作動を開始し、燃焼用バーナ4へ燃料ガス
を供給して、図外のイグナイタを作動させる点火動作を
行い、図外のフレームロッドで燃焼用バーナ4の着火を
確認する。そして、制御部Hは、燃焼用バーナ4の着火
が確認されると、通電部13cによる一対の電極13
a,13bの夫々への通電を開始させ、その通電によっ
て排気凝縮水を電気分解させて、排気凝縮水を中和させ
るようにしている。このとき、中和手段13にて排気凝
縮水を電気分解することにより発生する発生気体は、給
気ファン7の作動により、ケーシング1の給気口19か
ら給気される燃焼用空気とともに、燃焼用気体として燃
焼用バーナ4に供給される。
中において、給気ファン7の回転速度に基づいて、発生
気体に含まれる水素および窒素酸化物の濃度が給気ファ
ン7の給気口7aに供給される気体の設定濃度を越えな
いように、通電部13cによる一対の電極13a,13
bの夫々への通電量を調整して、発生気体の発生量を調
整するように構成されている。
焼中に給湯停止が指令されると、燃焼用バーナ4への燃
料ガスの供給を停止し、燃焼用バーナ4の燃焼を停止さ
せるとともに、通電部13cによる一対の電極13a,
13bの夫々への通電を停止したのち、設定時間給気フ
ァン7の作動を継続させて、排気凝縮水を電気分解する
ことにより発生した発生気体を、燃焼用バーナ4による
燃焼排ガスとともに、排出するようにしている。
3のフローチャートに基づいて説明する。まず、制御部
Hは、燃焼用バーナ4の燃焼停止中に給湯開始が指令さ
れると、給気ファン7を作動させて燃焼用バーナ4に対
する点火動作を行い(ステップ1,2)、燃焼用バーナ
4の着火が確認されると、通電部13cによる一対の電
極13a,13bの夫々への通電を開始させる通電開始
動作を行う(ステップ3,4)。そして、燃焼用バーナ
4の燃焼中には、燃焼用バーナ4による加熱量が調整さ
せるとともに、給気ファン7の回転速度に基づいて、発
生気体に含まれる水素および窒素酸化物の濃度が給気フ
ァン7の給気口7aに供給される気体の設定濃度を越え
ないように、通電部13cによる一対の電極13a,1
3bの夫々への通電量を調整する加熱量・通電量調整動
作を行う(ステップ5)。
の加熱量・通電量調整動作を行い、給湯停止の指令があ
ると、燃焼用バーナ4への燃料ガスの供給を停止して、
燃焼用バーナ4の燃焼を停止するとともに、通電部13
cによる一対の電極13a,13bの夫々への通電を停
止させる燃焼・通電停止動作を行ったのち(ステップ
6,7)、設定時間給気ファン4の作動を継続させるパ
ージ動作を行う(ステップ8)。
て、給気経路18の経路途中に、中和装置用ケーシング
3aを配設させて、給気ファン7の作動により、中和手
段13にて排気凝縮水を電気分解させることにより発生
する発生気体を、燃焼用気体として、燃焼用バーナ4に
供給させるようにしているが、例えば、中和装置用ケー
シング3a内と給気ファン7の給気口7aとを連通する
連通路を、給気経路18とは別に設けて、給気ファン7
の作動により、中和手段13にて排気凝縮水を電気分解
させることにより発生する発生気体を、燃焼用気体とし
て、燃焼用バーナ4に供給させるようにすることも可能
である。また、給気ファン7を利用しなくても、発生気
体を燃焼用気体として燃焼用バーナ4に供給させること
も可能であり、発生気体供給手段17の構成について
は、発生気体を燃焼用気体として燃焼用バーナ4に供給
させるものであればよい。
設けられた潜熱回収式給湯装置において、中和手段13
が、給気ファン7の作動中において、排気凝縮水を電気
分解させるようにしているが、例えば、ファンを設けて
いない中圧ボイラーにおいては、中和手段13を、燃焼
用バーナ4の燃焼中において、排気凝縮水を電気分解さ
せるように構成させて実施することが可能である。
焼用バーナ4の燃焼中に、給気ファン7の回転速度に基
づいて、通電部13cによる一対の電極13a,13b
への通電量を調整するように構成しているが、例えば、
制御部Hは、燃焼用バーナ4の燃焼中に、通電部13c
による一対の電極13a,13bへの通電量を一定の設
定量として実施することも可能である。
つ設けて、それら3つの貯留部14の夫々において、排
気凝縮水を電気分解させるようにしているが、貯留部1
4の数については適宜変更が可能である。
装置3の中和装置用ケーシング3aを潜熱回収式給湯装
置のケーシング1内に収納するようにしているが、排気
凝縮水中和装置3の中和装置用ケーシング3aを潜熱回
収式給湯装置のケーシング1の外側面部に隣接する状態
で設けるなどして、中和装置用ケーシング3aとケーシ
ング1とを各別に設けるように構成することも可能であ
る。
装置として、燃料用バーナ4における燃焼部を下向きに
配置するように構成したが、燃焼用バーナ4における燃
焼部を上向きに配置して構成して実施することも可能で
あり、潜熱回収式の給湯装置であればよい。
装置として、潜熱回収式給湯装置に適応した例を示した
が、潜熱回収式ボイラーなど各種の潜熱回収式加熱装置
に適応することが可能である。
Claims (4)
- 【請求項1】 燃焼用バーナの燃焼排気における潜熱に
て被加熱流体を加熱するための潜熱回収熱交換器が備え
られ、その潜熱回収熱交換器にて前記燃焼排気を熱交換
させることにより発生する排気凝縮水を中和させる中和
手段が設けられている潜熱回収式加熱装置における排気
凝縮水中和装置であって、 前記中和手段が、前記排気凝縮水を電気分解させること
により、前記排気凝縮水を中和させるように構成されて
いる潜熱回収式加熱装置における排気凝縮水中和装置。 - 【請求項2】 前記中和手段にて前記排気凝縮水を電気
分解させることにより発生する発生気体を、燃焼用気体
として、前記燃焼用バーナに供給させる発生気体供給手
段が設けられている請求項1に記載の潜熱回収式加熱装
置における排気凝縮水中和装置。 - 【請求項3】 前記発生気体供給手段が、前記燃焼用バ
ーナに燃焼用空気を供給するための給気ファンの作動に
より、前記発生気体を前記燃焼用気体として前記燃焼用
バーナに供給させるように構成され、 前記中和手段が、前記給気ファンの作動中において、前
記排気凝縮水を電気分解させるように構成されている請
求項2に記載の潜熱回収式加熱装置における排気凝縮水
中和装置。 - 【請求項4】 前記中和手段が、前記燃焼用バーナの燃
焼中において、前記排気凝縮水を電気分解させるように
構成されている請求項1〜3のいずれか1項に記載の潜
熱回収式加熱装置における排気凝縮水中和装置。
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN107869846A (zh) * | 2016-09-27 | 2018-04-03 | 青岛经济技术开发区海尔热水器有限公司 | 一种冷凝式燃气采暖炉 |
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2002
- 2002-02-19 JP JP2002041341A patent/JP4169518B2/ja not_active Expired - Fee Related
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