JP4169518B2

JP4169518B2 - Exhaust condensate neutralizer in latent heat recovery type heating device

Info

Publication number: JP4169518B2
Application number: JP2002041341A
Authority: JP
Inventors: 俊二岡田; 敏成百瀬
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 2002-02-19
Filing date: 2002-02-19
Publication date: 2008-10-22
Anticipated expiration: 2022-02-19
Also published as: JP2003236565A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記のような潜熱回収式加熱装置では、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。
【０００３】
この種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、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２００１−２５２６７６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。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来構成１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、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。
【０００５】
本発明は、かかる点に着目してなされたものであり、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。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、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、
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。
【０００７】
すなわち、一般的に、排気凝縮水には、酸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。
【０００８】
ちなみに、排気凝縮水には、硝酸の他に炭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。
【００１０】
又、請求項１に記載の発明によれば、中和手段にて排気凝縮水を電気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。
【００１１】
ちなみに、燃焼用気体として燃焼用バーナ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。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、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。
【００１３】
すなわち、発生気体供給手段は、給気ファ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。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、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。
【００１５】
すなわち、排気凝縮水が発生するのは、燃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。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明にかかる潜熱回収式加熱装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。
【００１７】
前記給湯部２は、燃焼部を下向きに配置した燃焼用バーナ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。
【００１８】
前記潜熱回収熱交換器６には、例えば家庭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。
【００１９】
また、潜熱回収熱交換器６の下方には、潜熱回収熱交換器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。
【００２０】
前記排気凝縮水中和装置３は、図２に示すように、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１４、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。
【００２１】
説明を加えると、潜熱回収熱交換器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。
【００２２】
具体的に説明をすると、貯留部１４は、第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１４ａ、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。
【００２３】
前記導入部１５から導入される排気凝縮水は、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１４ｂ、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。
【００２４】
そして、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。
【００２５】
説明を加えると、給気口１９から中和装置用ケーシング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。
【００２６】
ちなみに、給気ファン７の作動に伴い、中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３ａ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。
【００２７】
前記制御部Ｈは、図外の操作部などの指令に基づいて、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１３ｃ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。
【００２８】
前記制御部Ｈによる給湯部２の制御について説明を加えると、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。
【００２９】
前記制御部Ｈによる排気凝縮水中和装置３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１３ａ，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。
【００３０】
具体的に説明をすると、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１３ａ，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。
【００３１】
また、制御部Ｈは、燃焼用バーナ４の燃焼中において、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，１３ｂ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。
【００３２】
そして、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。
【００３３】
前記制御部Ｈによる制御動作について、図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，１３ｂ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）。
【００３４】
その後、給湯停止の指令があるまで、上述の加熱量・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１３ｃ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）。
【００３５】
〔別実施形態〕
（１）上記実施形態では、発生気体供給手段１７として、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。
【００３６】
（２）上記実施形態では、給気ファン７が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。
【００３７】
（３）上記実施形態では、制御部Ｈは、燃焼用バーナ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。
【００３８】
（４）上記実施形態では、貯留部１４を３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１４の数については適宜変更が可能である。
【００３９】
（５）上記実施形態では、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。
【００４０】
（６）上記実施形態では、潜熱回収式給湯装置として、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。
【００４１】
（７）上記実施形態では、潜熱回収式加熱装置として、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。
【図面の簡単な説明】
【図１】潜熱回収式給湯装置の概略構成図
【図２】排気凝縮水中和装置の概略構成図
【図３】制御動作を示すフローチャート
【符号の説明】
６潜熱回収熱交換器
７給気ファン
１３中和手段
１７発生気体供給手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention includes a latent heat recovery heat exchanger for heating a fluid to be heated with latent heat in combustion exhaust of a combustion burner, and is generated by heat exchange of the combustion exhaust with the latent heat recovery heat exchanger. The present invention relates to an exhaust condensed water neutralizing device in a latent heat recovery type heating device provided with neutralizing means for neutralizing exhaust condensed water.
[0002]
[Prior art]
In the latent heat recovery type heating apparatus as described above, in the latent heat recovery heat exchanger, the exhaust condensed water is exchanged by heat exchange between the combustion exhaust and a heated fluid such as water for hot water supply until moisture in the combustion exhaust is condensed. The exhaust condensate generated is acidic because it contains nitric acid and the like.
And, if acidic exhaust condensate is drained while being acidic, problems such as corrosion occur, so exhaust condensate can be drained with an exhaust condensate neutralizer equipped with neutralization means to neutralize exhaust condensate. Neutralize to a certain extent.
[0003]
In the exhaust condensate neutralizer in this type of latent heat recovery type heating device, there are, for example, the following conventional configuration 1 and conventional configuration 2 as configurations for neutralizing exhaust condensate.
Conventional configuration 1 is provided with an exhaust condensed water passage for allowing exhaust condensed water to flow from the inlet to the outlet, and the exhaust condensed water passage is filled with a neutralizing agent such as calcium carbonate. By introducing the exhaust condensed water passage through the exhaust condensed water passage, the exhaust condensed water is neutralized with a neutralizing agent (for example, JP-A-2001-252676).
Conventional configuration 2 is formed of a first electrode formed from a metal having a higher ionization tendency than hydrogen ions, such as aluminum, and a metal, such as titanium, having a lower ionization tendency than hydrogen ions, in a neutralization tank that stores exhaust condensate. By supplying exhaust condensate to the neutralization tank and applying a positive voltage to the first electrode and a negative voltage to the second electrode during combustion of the combustion burner, respectively. The metal forming the first electrode is eluted into the exhaust condensed water to neutralize the exhaust condensed water (for example, JP-A-8-136058).
Incidentally, in this conventional configuration 2, when the combustion of the combustion burner is stopped, a negative voltage is applied to the first electrode and a positive voltage is applied to the second electrode, respectively, contrary to the combustion of the combustion burner. The metal forming the first electrode is prevented from being eluted into the exhaust condensed water.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the exhaust condensate neutralizer in the latent heat recovery type heating device of the above-described conventional configuration 1, the neutralizer is filled in the exhaust condensate passage, so that the weight of the device becomes heavy and the neutralizer such as calcium carbonate is used. Since the exhaust condensate is neutralized in step 1, the neutralizer is consumed every time the exhaust condensate is neutralized, so it is necessary to replace the neutralizer in a relatively short time. The replacement work becomes troublesome.
Further, in the exhaust condensed water neutralizing device in the latent heat recovery type heating device of the conventional configuration 2, the exhaust condensed water is neutralized by eluting the metal formed as the first electrode into the exhaust condensed water. Since the metal formed as the first electrode is consumed every time the exhaust condensate is neutralized, it is necessary to replace the first electrode in a relatively short time, which is troublesome. Become.
[0005]
The present invention has been made paying attention to such a point, and an object thereof is to eliminate the troublesome work, and the exhaust condensed water neutralizing device in the latent heat recovery type heating device capable of neutralizing the exhaust condensed water. Is to provide
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this object, according to the first aspect of the present invention, there is provided a latent heat recovery heat exchanger for heating the heated fluid with latent heat in the combustion exhaust of the combustion burner, and the latent heat recovery heat is provided. In the exhaust condensed water neutralization device in the latent heat recovery type heating device provided with neutralizing means for neutralizing exhaust condensed water generated by heat exchange of the combustion exhaust gas in an exchanger,
The neutralizing means is configured to neutralize the exhaust condensed water by electrolyzing the exhaust condensed water ,
Generated gas supply means for supplying the generated gas generated by electrolyzing the exhaust condensed water by the neutralizing means to the combustion burner as combustion gas is provided.
[0007]
That is, in general, the exhaust condensate contains acidic nitric acid, and the exhaust condensate containing the nitric acid is electrolyzed by a neutralizing means, so that hydrogen from the cathode and from the anode Since nitrogen oxides such as oxygen, nitrogen monoxide and nitrogen dioxide are generated, the acidic condensed nitric acid contained in the exhaust condensate is removed by electrolyzing the exhaust condensate with the neutralization means. The exhaust condensed water can be neutralized.
Therefore, exhaust condensate can be neutralized without the need for consumables such as a neutralizing agent that is consumed every time the exhaust condensate is neutralized. Therefore, it has become possible to provide an exhaust condensate neutralizer in a latent heat recovery type heating device that can neutralize exhaust condensate without requiring troublesome work.
[0008]
Incidentally, exhaust condensate contains other acids such as carbonic acid in addition to nitric acid, but these other acids contribute less to pH compared to nitric acid, so the exhaust condensate is electrolyzed. By removing the nitric acid contained in the exhaust condensed water, the exhaust condensed water can be neutralized to such an extent that it can be drained.
[0010]
In addition, according to the invention described in claim 1, the exhaust condensed water is electrolyzed by the neutralizing means, so that hydrogen from the anode, oxygen from the cathode, and nitrogen oxides such as nitrogen monoxide and nitrogen dioxide. Since it is generated as generated gas, hydrogen and nitrogen oxides are generated by supplying the generated gas containing hydrogen and nitrogen oxide as combustion gas to the combustion burner by the generated gas supply means. It is possible to prevent the gas from being released into the atmosphere as it is.
[0011]
Incidentally, the concentration of hydrogen and nitrogen oxides contained in the generated gas supplied to the combustion burner as the combustion gas is sufficiently low compared to the concentration of fuel gas etc. supplied to the combustion burner, The influence on the combustion state of the combustion burner is small.
[0012]
According to a second aspect of the present invention, the generated gas supply means uses the generated gas as the combustion gas as the combustion gas by the operation of an air supply fan for supplying combustion air to the combustion burner. The neutralizing means is configured to electrolyze the exhaust condensed water during operation of the air supply fan.
[0013]
That is, the generated gas supply means is provided to supply the combustion air to the combustion burner because the generated gas can be supplied to the combustion burner as a combustion gas by operating the air supply fan. The generated gas can be supplied to the combustion burner as a combustion gas by using the supplied air fan, and the configuration of the generated gas supply means can be simplified.
Moreover, since the neutralizing means can electrolyze the exhaust condensed water and generate the generated gas during the operation of the air supply fan, the generated gas is converted into a combustion gas by the operation of the air supply fan. It becomes possible to supply to the combustion burner, and it is possible to prevent the generated gas from staying in the middle of the supply path to the combustion burner.
[0014]
According to a third aspect of the present invention, the neutralizing means is configured to electrolyze the exhaust condensed water during combustion of the combustion burner.
[0015]
That is, exhaust condensed water is generated during combustion of the combustion burner. Therefore, the neutralizing means electrolyzes the exhaust condensed water during combustion of the combustion burner, thereby generating the exhaust condensed water generated. It is possible to accurately neutralize the exhaust gas, and it is possible to prevent the neutralization means from electrolyzing the exhaust condensate while combustion of the combustion burner is stopped without generating exhaust condensate. And generation of gas such as nitrogen oxides can be prevented as much as possible.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An example in which the exhaust condensed water neutralizing device in the latent heat recovery type heating device according to the present invention is applied to a latent heat recovery type hot water supply device will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, this latent heat recovery type hot water supply device includes an exhaust condensed water neutralization device 3 together with a hot water supply portion 2 in a casing 1, an exhaust condensed water neutralization device 3, and a hot water supply portion 2 and exhaust condensation. A control unit H that controls the operation of the water neutralizer 3 is provided.
[0017]
The hot water supply section 2 includes a combustion burner 4 with the combustion section disposed downward, a main heat exchanger 5 and a latent heat recovery heat exchanger 6 disposed in two upper and lower stages in a downward combustion gas path from the combustion burner 4. An air supply fan 7 for supplying combustion air to the combustion burner 4 is also provided.
The combustion exhaust gas G after heat exchange in the latent heat recovery heat exchanger 6 is configured to be discharged to the outside of the casing 1 through the exhaust path 8.
[0018]
The latent heat recovery heat exchanger 6 is connected to a water inlet 9 through which water is supplied from, for example, a domestic water supply, and the main heat exchanger 5 is connected to a hot water outlet 10 for discharging hot water after heating. Then, the water supplied through the inlet 9 is heat-exchanged with the combustion exhaust gas in the latent heat recovery heat exchanger 6 and then supplied to the main heat exchanger 5 to exchange heat with the combustion exhaust gas so that the water has a desired temperature. Is supplied through the hot water outlet 10.
Then, heat is exchanged between the combustion exhaust gas of the combustion burner 4 and the supplied water in the main heat exchanger 5, and the latent heat recovery heat exchanger 6 is used for water heating in the main heat exchanger 5. It is configured to recover heat and latent heat in the combustion exhaust gas by exchanging heat between the combustion exhaust gas and the water before passing through the main heat exchanger 5 with condensation of moisture in the combustion exhaust gas. Yes.
[0019]
Below the latent heat recovery heat exchanger 6, exhaust condensed water generated by exchanging heat between the combustion exhaust gas and the water before passing through the main heat exchanger 5 in the latent heat recovery heat exchanger 6, that is, A drain recovery unit 11 that receives and recovers the drain is provided, and the exhaust condensate recovered by the drain recovery unit 11 is supplied to the exhaust condensate neutralizer 3 through the drain supply path 12.
[0020]
As shown in FIG. 2, the exhaust condensate neutralizer 3 is stored in a neutralizer casing 3 a in a reservoir 14 for storing exhaust condensate supplied through a drain supply path 12 and in the reservoir 14. The neutralized means 13 for neutralizing the exhausted condensed water is obtained by electrolyzing the exhausted condensed water. The introduction part 15 for supplying the exhausted condensed water to the storage part 14 and the neutralizing means 13 are used. A discharge unit 16 for discharging the combined exhaust condensed water is provided.
[0021]
In other words, in the latent heat recovery heat exchanger 6, the exhaust condensed water generated by heat exchange between the combustion exhaust gas and the water before passing through the main heat exchanger 5 mainly contains nitric acid. Therefore, the exhaust condensed water containing nitric acid is electrolyzed by the neutralizing means 13 to generate hydrogen from the cathode 13a side, oxygen from the anode 13b side, nitrogen monoxide, nitrogen dioxide, etc. The nitrogen oxide is generated, and nitric acid contained in the exhaust condensed water is removed to neutralize the exhaust condensed water.
By the way, exhaust condensate contains other acids such as carbonic acid in addition to nitric acid, but these other acids contribute less to pH than nitric acid. By decomposing and removing the nitric acid contained in the exhaust condensate, it becomes possible to neutralize the exhaust condensate to such an extent that it can be drained.
[0022]
If it demonstrates concretely, the storage part 14 will be provided with three, the 1st storage part 14a, the 2nd storage part 14b, and the 3rd storage part 14c, and the exhaust-gas condensed water introduce | transduced from the introduction part 15 is 1st storage. It is comprised so that it may be supplied by overflow in order of the part 14a, the 2nd storage part 14b, and the 3rd storage part 14c.
The neutralizing means 13 includes a pair of electrodes of an anode 13a and a cathode 13b (for example, a non-metal such as carbon or a metal such as titanium) in each of the first reservoir 14a, the second reservoir 14b, and the third reservoir 14c. ), An energizing portion 13c that energizes each of the pair of electrodes 13a and 13b, and an energizing portion 13c that energizes each of the pair of electrodes 13a and 13b, whereby the exhaust gas stored in the storage portion 14 is provided. It is configured to electrolyze the condensed water.
[0023]
The exhaust condensed water introduced from the introduction part 15 is supplied to the first storage part 14a, electrolyzed by energization of the pair of electrodes 13a and 13b by the energization part 13c, and then into the second storage part 14b. Supplied.
The exhaust condensate supplied to the second reservoir 14b is electrolyzed by energization of the pair of electrodes 13a and 13b by the energizing portion 13c, and then supplied to the third reservoir 14c, and the third reservoir. The part 14c is also electrolyzed by energizing the pair of electrodes 13a and 13b by the energizing part 13c.
Thus, the exhaust condensed water electrolyzed in each of the first storage part 14a, the second storage part 14b, and the third storage part 14c is configured to be drained from the exhaust part 16 through the exhaust path 20. Yes.
[0024]
And since the generated gas generated by electrolyzing the exhaust condensed water in the neutralizing means 13 contains hydrogen and nitrogen oxides, it is not preferable to release it to the atmosphere as it is. Therefore, the generated gas is used as a combustion gas. Generated gas supply means 17 to be supplied to the combustion burner 4 is provided.
The generated gas supply means 17 is configured to supply the generated gas as the combustion gas to the combustion burner 4 by the operation of the air supply fan 7 for supplying the combustion air to the combustion burner 4.
Incidentally, the concentration of hydrogen and nitrogen oxide contained in the generated gas supplied to the combustion burner 4 as the combustion gas is sufficiently low compared to the concentration of the fuel gas supplied to the combustion burner 4. The influence on the combustion state of the combustion burner is small.
[0025]
In other words, through the first air supply path 18a for supplying combustion air from the air supply port 19 into the neutralizer casing 3a, the generated gas in the neutralizer casing 3a and the first air supply path 18a. A second air supply path 18 b is provided for supplying the combustion air supplied into the neutralizer casing 3 a to the air supply port 7 a of the air supply fan 7.
And the air supply path 18 which consists of the 1st air supply path 18a and the 2nd air supply path 18b is connected from the air supply opening 19 of the casing 1 to the air supply opening 7a of the air supply fan 7, and in the middle of the path | route, A neutralizer casing 3a is provided.
In this way, by the operation of the air supply fan 7, the generated gas in the neutralizing device casing 3 a is combined with the combustion air supplied from the air supply port 19 of the casing 1 and the air supply port of the air supply fan 7. By supplying to 7a, it is comprised so that generated gas may be supplied to the combustion burner 4 as combustion gas.
[0026]
Incidentally, with the operation of the air supply fan 7, the gas in the neutralizing device casing 3 a is supplied to the air supply port 7 a of the air supply fan 7, so that the combustion exhaust gas of the combustion burner 4 passes through the drain supply path 12. In order to prevent being supplied into the neutralizing device casing 3 a and being supplied to the air supply port 7 a of the air supply fan 7 in accordance with the operation of the air supply fan 7, exhaust condensed water is supplied to the storage unit 14. The introduction part 15 is sealed with water.
[0027]
The control unit H controls the operation of the hot water supply unit 2 by controlling the combustion state of the combustion burner 4 based on a command from an operation unit (not shown), and based on the operation state of the hot water supply unit 2. The operation of the exhaust condensed water neutralizing device 3 is controlled by controlling the energization state of the pair of electrodes 13a and 13b by the energizing portion 13c in the neutralizing means 13.
[0028]
When the control of the hot water supply unit 2 by the control unit H is described, the control unit H starts the operation of the air supply fan 7 when the start of hot water supply is instructed while the combustion of the combustion burner 4 is stopped. The fuel gas is supplied to the burner 4 and the igniter (not shown) is operated to ignite the combustion burner 4.
The control unit H adjusts the amount of fuel gas supplied to the combustion burner 4 and the rotation speed of the air supply fan 7 during the combustion of the combustion burner 4 to adjust the amount of heating by the combustion burner 4, Hot water at a desired temperature is supplied through the outlet channel 10.
In addition, when the hot water supply stop command is given during the combustion of the combustion burner 4, the control unit H stops the supply of the fuel gas to the combustion burner 4, stops the combustion of the combustion burner 4, and then sets The operation of the hourly air supply fan 7 is continued to discharge the combustion exhaust gas from the combustion burner 4.
[0029]
When the control of the exhaust condensate neutralizer 3 by the control unit H is added, the control unit H causes the energization unit 13c to energize each of the pair of electrodes 13a and 13b while the air supply fan 7 is operating. Thus, the neutralizing means 13 is configured to electrolyze the exhaust condensed water during the operation of the air supply fan 7.
Specifically, since the control unit H operates the air supply fan 7 during combustion of the combustion burner 4, during the combustion of the combustion burner 4, the energization unit 13c causes the pair of electrodes 13a and 13b to The neutralization means 13 is configured to electrolyze the exhaust condensed water during combustion of the combustion burner 4 by energizing each of them.
Incidentally, the control unit H adjusts the energization amount to the pair of electrodes 13a and 13b by the energization unit 13c, and applies a voltage of 1.4V + α (for example, 2.0V) or more to the pair of electrodes 13a and 13b. I try to let them.
[0030]
More specifically, when the start of hot water supply is instructed while the combustion of the combustion burner 4 is stopped, the control unit H starts the operation of the air supply fan 7 and supplies fuel gas to the combustion burner 4. Then, an ignition operation for operating an igniter (not shown) is performed, and the ignition of the combustion burner 4 is confirmed with a frame rod (not shown).
Then, when the ignition of the combustion burner 4 is confirmed, the control unit H starts energization of each of the pair of electrodes 13a and 13b by the energization unit 13c, electrolyzes the exhaust condensed water by the energization, The exhaust condensed water is neutralized.
At this time, the generated gas generated by electrolyzing the exhaust condensed water in the neutralizing means 13 is combusted together with the combustion air supplied from the air supply port 19 of the casing 1 by the operation of the air supply fan 7. Is supplied to the combustion burner 4 as a working gas.
[0031]
In addition, during the combustion of the combustion burner 4, the control unit H determines the concentration of hydrogen and nitrogen oxide contained in the generated gas at the air supply port 7 a of the air supply fan 7 based on the rotation speed of the air supply fan 7. The amount of generated gas is adjusted by adjusting the energization amount of each of the pair of electrodes 13a and 13b by the energization portion 13c so as not to exceed the set concentration of the supplied gas.
[0032]
When the stop of hot water supply is instructed during combustion of the combustion burner 4, the control unit H stops the supply of fuel gas to the combustion burner 4, stops the combustion of the combustion burner 4, and After the energization of each of the pair of electrodes 13a and 13b by 13c is stopped, the operation of the air supply fan 7 is continued for a set time, and the generated gas generated by electrolyzing the exhaust condensed water is converted into the combustion burner 4 Along with the combustion exhaust gas produced by
[0033]
The control operation by the control unit H will be described based on the flowchart of FIG.
First, when the start of hot water supply is instructed while combustion of the combustion burner 4 is stopped, the control unit H operates the air supply fan 7 to perform an ignition operation on the combustion burner 4 (steps 1 and 2). When the ignition of the burner 4 is confirmed, an energization start operation for starting energization of each of the pair of electrodes 13a and 13b by the energization unit 13c is performed (steps 3 and 4).
During combustion of the combustion burner 4, the amount of heating by the combustion burner 4 is adjusted, and the concentrations of hydrogen and nitrogen oxides contained in the generated gas are supplied based on the rotational speed of the supply fan 7. A heating amount / energization amount adjusting operation for adjusting the energization amount of each of the pair of electrodes 13a, 13b by the energization portion 13c is performed so as not to exceed the set concentration of the gas supplied to the air supply port 7a of the fan 7 ( Step 5).
[0034]
Thereafter, the above-described heating amount / energization amount adjustment operation is performed until a hot water supply stop command is issued. When there is a hot water supply stop command, the supply of fuel gas to the combustion burner 4 is stopped, and the combustion burner 4 After stopping the combustion and performing the combustion / energization stop operation for stopping the energization of each of the pair of electrodes 13a, 13b by the energization part 13c (steps 6 and 7), the operation of the air supply fan 4 for a set time is continued. A purge operation is performed (step 8).
[0035]
[Another embodiment]
(1) In the above embodiment, as the generated gas supply means 17, the neutralizing device casing 3 a is disposed in the middle of the air supply path 18, and the air supply fan 7 is operated to neutralize the means 13. The generated gas generated by electrolyzing the exhaust condensed water is supplied to the combustion burner 4 as a combustion gas. For example, the inside of the neutralizer casing 3a and the supply air from the supply fan 7 A communication path communicating with the port 7a is provided separately from the air supply path 18, and the generated gas generated by electrolyzing the exhaust condensed water by the neutralizing means 13 by the operation of the air supply fan 7 is combusted. It is also possible to supply the combustion burner 4 as a working gas.
Further, it is possible to supply the generated gas as a combustion gas to the combustion burner 4 without using the air supply fan 7, and the configuration of the generated gas supply means 17 is that the generated gas is set as the combustion gas. What is necessary is just to supply to the burner 4 for combustion.
[0036]
(2) In the above embodiment, in the latent heat recovery type hot water supply apparatus provided with the air supply fan 7, the neutralizing means 13 electrolyzes the exhaust condensed water while the air supply fan 7 is operating. For example, in an intermediate pressure boiler that is not provided with a fan, the neutralizing means 13 can be configured to electrolyze exhaust condensed water during combustion of the combustion burner 4.
[0037]
(3) In the above embodiment, the control unit H adjusts the energization amount to the pair of electrodes 13a and 13b by the energization unit 13c based on the rotation speed of the supply fan 7 during the combustion of the combustion burner 4. For example, the control unit H can also implement the energization amount to the pair of electrodes 13a and 13b by the energization unit 13c as a constant set amount during the combustion of the combustion burner 4. is there.
[0038]
(4) In the above embodiment, three reservoirs 14 are provided, and the exhaust condensate is electrolyzed in each of the three reservoirs 14, but the number of reservoirs 14 is appropriately changed. Is possible.
[0039]
(5) In the above embodiment, the neutralizing device casing 3a of the exhaust condensate neutralizer 3 is housed in the casing 1 of the latent heat recovery hot water supply device. It is also possible to provide the neutralizing device casing 3a and the casing 1 separately, for example, by providing the casing 3a adjacent to the outer surface of the casing 1 of the latent heat recovery type hot water supply device.
[0040]
(6) In the above embodiment, the latent heat recovery type hot water supply apparatus is configured such that the combustion part in the fuel burner 4 is arranged downward, but the combustion part in the combustion burner 4 is arranged upward and implemented. It is also possible to use a hot water supply device of the latent heat recovery type.
[0041]
(7) In the above embodiment, an example in which the latent heat recovery type heating device is applied to a latent heat recovery type hot water supply device has been described. However, the latent heat recovery type heating device can be applied to various latent heat recovery type heating devices such as a latent heat recovery type boiler.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a latent heat recovery type hot water supply device. FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an exhaust condensed water neutralization device. FIG. 3 is a flowchart showing a control operation.
6 Latent heat recovery heat exchanger 7 Air supply fan 13 Neutralization means 17 Generated gas supply means

Claims

A latent heat recovery heat exchanger for heating the fluid to be heated with latent heat in the combustion exhaust of the combustion burner is provided, and exhaust condensed water generated by heat exchange of the combustion exhaust with the latent heat recovery heat exchanger is provided. An exhaust condensed water neutralizing device in a latent heat recovery type heating device provided with neutralizing means for neutralization,
The neutralizing means is configured to neutralize the exhaust condensed water by electrolyzing the exhaust condensed water ,
Exhaust gas in a latent heat recovery type heating apparatus provided with generated gas supply means for supplying the generated gas generated by electrolyzing the exhaust condensed water by the neutralizing means to the combustion burner as a combustion gas Condensate neutralizer.

The generated gas supply means is configured to supply the generated gas as the combustion gas to the combustion burner by operation of an air supply fan for supplying combustion air to the combustion burner,
2. The exhaust condensed water neutralizing device in a latent heat recovery type heating device according to claim 1, wherein the neutralizing means is configured to electrolyze the exhaust condensed water during operation of the air supply fan .

3. The exhaust condensed water neutralizing device in a latent heat recovery type heating device according to claim 1, wherein the neutralizing means is configured to electrolyze the exhaust condensed water during combustion of the combustion burner .