JPS6220875B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、石油給湯機、ガス湯沸機等に於いて
潜熱交換を行う際に発生する酸性結露水の中和処
理機構に関するものである。

近年、省エネルギーの観点より高効率な石油給
湯機、ガス湯沸機等の燃焼機器が必要とされ、燃
焼排ガス中に含まれる潜熱を回収する熱交換器を
有した燃焼機器が開発されてきた。しかしなが
ら、この潜熱回収用熱交換器の表面では、燃焼排
ガス中の二酸化炭素や窒素酸化物等を溶かしこん
だ酸性結露水が発生し、この酸性結露水をそのま
ま排出した場合、配管の腐食やコンクリートを溶
かす等の問題が起こるため、化学的に中和する中
和処理機構が必要となつてきた。

従来の中和処理機構は、単数又は複数の処理槽
に塩基性物質を設置し、順次に結露水を流して化
学処理するものであり、第１図に示す中和処理機
構が使用されていた。この中和処理機構は、ボデ
イー１に円板状の塩基性物質２を設置した処理槽
３を複数個設けたものであり、酸性結露水は結露
水入口４より流入し塩基性物質２と接触しながら
順次下流側へ流れを形成し、中和処理された水は
結露水出口５より排出されていた。この中和処理
機構において、処理槽３は複数個ずつ直列に傾斜
させて並べられ、この列が数段である構成であつ
た。このような処理槽における第１の問題点は処
理液の流れ方による中和能力の変動の問題であつ
た。すなわち従来の処理槽においては、堰堤流出
端に於いて酸性結露水の表面張力による水塊が発
生し、この水塊が表面張力と自重のバランスが崩
れた時急速に次槽に流入するため、将棋倒し的流
れが発生していた。そのため、定常的酸性結露水
の流入に対して間欠的流れを形成し、充分な反応
時間を保ためままに流れることから、酸度の高い
まま処理水出口部５より排出される幣害があつ
た。また、機構の取扱い時や輸送時等に塩基性物
質２が処理槽３から外れたりしないようにするた
め上壁６を設けてあるため、酸性結露水が正しく
滴下されるべき次段の最初の処理槽に入らず、上
壁を伝つて途中で滴下したり、そのまま次々段ま
で上壁を伝つて流れてしまうため、所定の処理が
されないまま酸度の高い結露水が排出される弊害
があつた。第２の問題点は塩基性物質２が、円板
状であるために酸性結露水と反応して溶解すると
表面積が小さくなり、溶解するにつれて中和能力
が低下していた。しかも酸性結露水の酸度が高い
注入口側の塩基性物質の反応量が出口側の塩基性
物質の反応量より大となり、注入口側の塩基性物
質の消耗が激しく、消滅するに至る。酸性結露水
の処理にはその酸度と流量に応じて必要とされる
処理段数Ｎおよび滞留時間を必要とすることか
ら、前段が消滅した分だけ後段に余分な段数をあ
らかじめ準備して、その必要段数を確保する必要
が生じ、所定の処理量の処理を実現するには必要
とされる処理段数Ｎだけ余分の段数を準備する必
要があり塩基性物質の量を必要以上に使用しなけ
ればならぬ無駄があると共に、機構を必要以上に
大きくする欠点があつた。又前述の反応におい
て、酸性結露水の処理が完了に必要とされる処理
段数Ｎ以後の段においては反応に寄与することな
しに塩基性物質が溶出する無駄も加わつて無駄の
大きいものであつた。第３の問題点は従来の中和
処理機構を石油給湯機、ガス湯沸機等に取り付け
て使用すると熱交換器の腐食生成物や空気中の塵
埃等の不溶性異物の混入により目詰りを起し中和
能力が低下し易いことであつた。これは塩基性物
質２が処理槽３と線接触、ボデイ１とは面接触し
ているためであつた。そのため、不溶性異物を混
入した結露水は、塩基性物質２と処理槽３および
ボデイ１の接触部にあたり、ここに不溶性異物が
堆積すると目詰まりをして流れなくなり中和能力
が低下していた。

本発明はかかる従来の問題点を解決した酸性結
露水の中和処理機構を提供するものである。すな
わち、本発明の目的は、(1)酸性結露水が酸度の高
いまま排出されることをなくし、確実に塩基性物
質と反応して常に中和処理されて排出されるこ
と、(2)塩基性物質が酸性結露水と反応して溶解
し、表面積が小さくなることによる中和能力の低
下を少なくすること、(3)熱交換器の腐食生成物や
空気中の塵埃等の不溶性異物による流路の目詰ま
りを起こしにくくし、中和能力が低下しにくくす
ること、である。

この目的を達成するために、本発明は、堰堤を
有する処理槽内に筒状塩基性物質を隙間を設けて
配置し、酸性結露水を上記塩基性物質の内管部へ
導き、内管部から外管部へ流して該塩基性物質と
接触させたのち、処理槽の堰堤より溢れて流出さ
せるような酸性結露水の流れを形成している。こ
の構成によつて、酸性結露水は、筒状塩基性物質
の内管部および外管部、底面部と接触して反応し
常に中和処理されて排出させる。一方、筒状塩基
性物質の内管部および外管部は酸性結露水と反応
して溶解するが、内管部は溶解するにつれて管内
径は増大し、外管部は溶解するにつれて管外径は
減少するため酸性結露水との接触面積の変化が少
なく、塩基性物質の溶解による中和能力の低下が
少ない。また、熱交換器の腐食生成物や空気中の
塵埃等の不溶性異物は、酸性結露水が筒状塩基性
物質の内管部より外管部へと流れるようにするた
めに設けた処理槽と筒状塩基性物質との隙間に堆
積するため、隙間を充分に確保することにより流
路の目詰まりは起こりにくくなる。

以下、本発明の実施例を第２図、第３図、第４
図を用いて説明する。

処理槽７内に配置した筒状塩基性物質８の内管
部９に酸性結露水が導かれるように流れが形成さ
れている。一方、処理槽７と筒状塩基性物質８と
に隙間を設けるために、処理槽７の大きさを筒状
塩基性物質８の大きさよりも大とし、かつ処理槽
７の底部に設けた突起１０により筒状塩基性物質
８を処理槽７より浮いた状態にした。これによ
り、酸性結露水は筒状塩基性物質８の内管部９ａ
より外管部９ｂへと流れる。さらに、処理槽７に
は堰堤１１が設けられ、堰堤１１の高さを筒状塩
基性物質８の底面部の高さより高くしたため、酸
性結露水は筒状塩基性物質８と接触したのち堰堤
１１より溢れて流出する。このような流れにより
酸性結露水は筒状塩基性物質８と接触して反応
し、中和処理されて排水される。

筒状塩基性物質８を設置した処理槽７はボデイ
ー１２に３個設けられ、処理槽７の前流には沈殿
槽１３が設けられている。入口１４より流入した
酸性結露水は、沈殿槽１３へ導かれ、熱交換器の
腐食生成物や空気中の塵埃等の不溶性異物を沈殿
させる。沈殿槽より溢れて酸性結露水は案内溝１
５（第３図参照）を経由して自然落下し、処理槽
７内に設置した筒状塩基性物質８の内管部９ａへ
滴下する。内管部９ａより処理槽７に流入した酸
性結露水は、堰堤１１の高さになるまで滞留し、
筒状塩基性物質８の内管部９ａより外管部９ｂへ
と流れを形成して反応したのち、堰堤１１より溢
れて流出し、次の処理槽に配置した筒状塩基性物
質の内管部へ滴下する。以下、この繰り返しによ
つて酸性結露水は筒状塩基性物質と接触して反応
し、中和処理され出口１６より排出される。

沈殿槽１３と複数の処理槽は垂直方向に千鳥状
並んでおり、その配置を、槽より溢れた酸性結露
水が次の処理槽内に配置した筒状塩基性物質の内
管部に導かれるようにしている。また、バイパス
流路１７を設け、沈殿槽１３と処理槽７との間の
通路や処理槽間の通路が目詰まりした場合でも酸
性結露水が流れるようにするため、互に連通させ
その上部に排孔１８を設けた。排孔１８は出口１
６が目詰まりをした場合の通路である。

上記構成にすることにより、(1)酸性結露水は確
実に塩基性物質と接触し常に一定の酸性度の処理
水を排出する。(2)筒状塩基性物質が溶解するとそ
の管外径は減少するが管内径は増加するため、酸
性結露水との接触面積の変化が少なく、中和能力
の低下が少なくなるとともに余分な塩基性物質を
準備する必要がなくなり、中和処理機構も小型に
なる。(3)筒状塩基性物質を突起により処理槽より
浮かした状態とし、かつ処理槽の大きさを簡状塩
基性物質の大きさより大として両者の間に隙間を
設けて酸性結露水が筒状塩基性物質の内管部より
外管部へ流れるようにしているため、熱交換器の
腐食生成物や空気中の塵埃等の不溶性異物は処理
槽の底に堆積し、流路の目詰まりが起こりにく
い。なお、実施例では沈殿槽を設けて、不溶性異
物による目詰り防止を確実にしている。

一方、塩基性物質は、Mg、Al等の金属やNa、
Ｋ、Li、Mg、Ca等の酸化物、炭酸塩、水酸化物
であり、これらは単一成分もしくは複数成分で用
いられる。

本発明の効果を、Mgを用いた中和処理機構で
判定した。

中和処理機構は、高さ123mm、幅38mm、厚さ32
mmのアクリル樹脂ケース（板厚３mm）の中に、処
理槽を１槽配置したものであり、この内に外径φ
20mm、内径12mm、高さ90mm、重さ31ｇの筒状マグ
ネシウム（Mg96％、Al3％、Zn1％）を配置し
た。筒状マグネシウムは、突起により処理槽の底
部より５mmの高さで浮いた状態にあり、処理槽と
筒状マグネシウムとの隙間が最大７mmとなるよう
に両者の間に隙間を設けて長方体の処理槽に配置
した。

堰堤は、筒状マグネシウムの底面部より22mmの
高さにある。酸性結露水は、筒状マグネシウムの
内管部より流入し、内管部から外管部へと流れを
形成してマグネシウムと反応した後、堰堤より溢
れ外部へ排出される。

この中和処理機構を、潜熱回収用熱交換器（表
面にスズメツキを施したもの）を有するガス湯沸
機に取付け、潜熱回収用熱交換器の表面に発生す
る酸性結露水を導いて中和処理を行なつた。酸性
結露水は、PH＝3.0、水温30℃であり、60ml/hの
流量で中和処理機構へ流入していた。ガス湯沸機
を屋外で連続した結果を第５図に示す。酸性結露
水は長期間安定して中和処理され、酸度の高いま
ま排出されることはなかつた。また、Mgは3000
時間経過すると2.3ｇ溶解していたが、その表面
積は目視による比較ではほとんど初期と同一であ
つた。さらに、熱交換器の腐食生成物や空気中の
塵埃等の不溶性異物が処理槽の底に堆積していた
が、これらの不溶性異物は流路の目詰まりを起こ
さなかつた。

以上のように本発明の酸性結露水の中和処理機
構によれば次の効果が得られる。

(1) 酸性結露水が、筒状塩基性物質の内管部より
流入して外管部へと流れて筒状塩基性物質と反
応したのち、処理槽の堰堤より溢れて流出して
いるため、確実に塩基性物質と反応して中和処
理され、酸度の高いまま排出されることがな
い。

(2) 筒状塩基性物質であるため、酸性結露水と反
応して溶解する表面積の減少割合が少ないの
で、中和能力の低下が少ない。

(3) 筒状塩基性物質と処理槽との隙間を設け、酸
性結露水を筒状塩基性物質の内管部から外管部
へと流しているため、熱交換器の腐食生成物や
空気中の塵埃等の不溶性異物による流路の目詰
まりが起こりにくい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の中和処理装置の正断面図、第２
図は本発明の一実施例における酸性結露水の中和
処理装置を示す正断面図、第３図は第２図のＡ―
A′線断面図、第４図は第２図Ｂ―B′線切欠斜視
図、第５図は本発明の装置の特性図である。 ７……処理槽、８……筒状塩基性物質、９ａ…
…内管部、９ｂ……外管部、１１……堰堤。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 筒状塩基性物質を堰堤を有する処理槽内に隙
   間を設けて配置し、酸性結露水を上記筒状塩基性
   物質の内管部から外管部へと流し堰堤から溢れて
   流出させる酸性結露水の中和処理装置。