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技術 中和装置及びこの中和装置を備えた燃焼装置

出願人 株式会社ノーリツ
発明者 小西大輔
出願日 2015年11月25日 (5年2ヶ月経過) 出願番号 2015-229355
公開日 2017年6月1日 (3年8ヶ月経過) 公開番号 2017-094278
状態 特許登録済
技術分野 空気の供給 中和・改質 物理的水処理
主要キーワード 頂部位置 バイオフイルム ドレンタンク内 ドレン流路 中和槽内 殺菌性金属イオン 間欠照射 温水式暖房
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (3)

課題

中和槽における細菌の増殖を可及的に抑制又は防止し得るようにして、バイオフィルムの形成に起因する詰まりの発生を確実に防止し得る中和装置、及び、そのような中和装置を備えた燃焼装置を提供する。

解決手段

燃焼装置の二次熱交換器で発生するドレン導入部62から第1中和槽64aに導入する。容器本体61内を仕切り壁65a,65b,65cで仕切って中和槽64a,64b,…を区画形成し、底部又は頂部で折り返しを繰り返して上下方向に流れるドレン流路Pを構成する。第1中和槽64aの頂部に照射部66を設置し、照射部66からドレン流路Pの最も上流側である第1中和槽64aのドレンや中和剤Nに対し、紫外線を上から直接に照射可能とする。

概要

背景

従来、燃焼排ガスから潜熱回収して高効率の熱回収を図るという潜熱回収型燃焼装置が提供されている。かかる燃焼装置においては、潜熱回収の際に燃焼排ガスの凝縮に伴い強酸性のドレンが発生するため、このドレンを如何に処理して排水するかについて種々工夫が加えられてきた。特許文献1には、ドレンを中和処理し、中和処理した後のドレンをドレンタンクに溜め、ドレンタンク内のドレン貯留量が所定の基準レベルに到達した後に滅菌手段により滅菌すること、及び、滅菌手段は、紫外線LEDからの紫外線の供給を受けた光触媒シート分解機能により滅菌処理を行うものであること、が記載されている(例えば、同文献の段落0049等参照)。又、特許文献2には、細菌の増殖により中和容器内中和剤の粒間にバイオフィルムが形成される可能性のあること、及び、中和容器内で中和処理が進んだ下流側位置におけるドレンに対し、一対の電極電気分解により溶出する殺菌性金属イオンを溶解させて拡散させることで細菌を殺菌し細菌の増殖を抑制すること、が記載されている(例えば、同文献の段落006〜009等参照)。

概要

中和槽における細菌の増殖を可及的に抑制又は防止し得るようにして、バイオフィルムの形成に起因する詰まりの発生を確実に防止し得る中和装置、及び、そのような中和装置を備えた燃焼装置を提供する。 燃焼装置の二次熱交換器で発生するドレンを導入部62から第1中和槽64aに導入する。容器本体61内を仕切り壁65a,65b,65cで仕切って中和槽64a,64b,…を区画形成し、底部又は頂部で折り返しを繰り返して上下方向に流れるドレン流路Pを構成する。第1中和槽64aの頂部に照射部66を設置し、照射部66からドレン流路Pの最も上流側である第1中和槽64aのドレンや中和剤Nに対し、紫外線を上から直接に照射可能とする。

目的

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

中和剤を収容した容器本体と、この容器本体内にドレンを導入する導入部とを備え、前記中和剤によりドレンを中和する中和装置において、前記容器本体内に貯留されるドレンの表面に対し紫外線照射可能な照射部を備えている、ことを特徴とする中和装置。

請求項2

請求項1に記載の中和装置であって、前記照射部は、紫外線LEDを備えて構成されている、中和装置。

請求項3

中和剤を収容した容器本体と、この容器本体内にドレンを導入する導入部とを備え、前記中和剤によりドレンを中和する中和装置において、前記容器本体内に貯留されるドレンの表面に対し青色光を照射可能な照射部を備えている、ことを特徴とする中和装置。

請求項4

請求項3に記載の中和装置であって、前記照射部は、青色LEDを備えて構成されている、中和装置。

請求項5

請求項1〜請求項4のいずれかに記載の中和装置であって、前記照射部は、前記導入部の近傍位置に配置され、前記導入部から導入直後のドレンに対し照射可能に構成されている、中和装置。

請求項6

請求項1〜請求項4のいずれかに記載の中和装置であって、前記中和剤により中和されたドレンを排出する排出部を備え、前記容器本体内には、前記導入部と前記排出部との間に、中和剤が収容されてドレンが流されるドレン流路が区画形成されており、前記照射部は前記ドレン流路の最も上流側位置におけるドレンの表面に照射可能に配置されている、中和装置。

請求項7

請求項6に記載の中和装置であって、前記ドレン流路は、前記容器本体内が1以上の仕切り壁により仕切られて区画形成された2以上の中和槽により構成されている、中和装置。

請求項8

請求項1〜請求項7のいずれかに記載の中和装置を備えた燃焼装置

技術分野

0001

本発明は、例えば燃焼装置において燃焼排ガス凝縮により生じたドレン中和処理するための中和装置及びこの中和装置を備えた燃焼装置に係る。

背景技術

0002

従来、燃焼排ガスから潜熱回収して高効率の熱回収を図るという潜熱回収型の燃焼装置が提供されている。かかる燃焼装置においては、潜熱回収の際に燃焼排ガスの凝縮に伴い強酸性のドレンが発生するため、このドレンを如何に処理して排水するかについて種々工夫が加えられてきた。特許文献1には、ドレンを中和処理し、中和処理した後のドレンをドレンタンクに溜め、ドレンタンク内のドレン貯留量が所定の基準レベルに到達した後に滅菌手段により滅菌すること、及び、滅菌手段は、紫外線LEDからの紫外線の供給を受けた光触媒シート分解機能により滅菌処理を行うものであること、が記載されている(例えば、同文献の段落0049等参照)。又、特許文献2には、細菌の増殖により中和容器内中和剤の粒間にバイオフィルムが形成される可能性のあること、及び、中和容器内で中和処理が進んだ下流側位置におけるドレンに対し、一対の電極電気分解により溶出する殺菌性金属イオンを溶解させて拡散させることで細菌を殺菌し細菌の増殖を抑制すること、が記載されている(例えば、同文献の段落006〜009等参照)。

先行技術

0003

特許第4870982号公報
特許第4965514号公報

発明が解決しようとする課題

0004

ところで、ドレンの中和処理法として、固形の中和剤の塊又は粒と接触させることで中和させることが行われている。この接触式の中和処理法では、ドレンと中和剤との接触時間が長い程、中和処理が進むため、上下又は左右方向に折り返す流路を形成し、その流路に中和剤を充填させて中和槽を構成し、比較的長い流路に沿って中和剤間の隙間をゆっくりとした速度で通過させることが行われている。

0005

しかしながら、非燃焼時にはドレンは発生せず、中和槽内でドレンが常時流れている訳ではないため、中和槽内でドレンの滞留が生じる結果、細菌の増殖が促進されてしまうことになる。この場合、中和槽の入口側で既に細菌の増殖が始まってしまうため、従来法のドレンが基準レベルまで溜まってから行われる光触媒シートの分解機能による滅菌処理や、中和処理の下流側位置に対する殺菌性金属イオンの拡散による殺菌処理では対処が追い付かないことになる。この結果、バイオフイルムの形成や、バイオフイルムへのカビ定着を招き、新たなドレンが中和槽に供給されても、詰まりが生じて機能しなくなるおそれがある。

0006

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、中和槽における細菌の増殖を可及的に抑制又は防止し得るようにして、バイオフィルムの形成に起因する詰まりの発生を確実に防止し得る中和装置、及び、そのような中和装置を備えた燃焼装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0007

前記目的を達成するために、第1の発明では、中和剤を収容した容器本体と、この容器本体内にドレンを導入する導入部とを備え、前記中和剤によりドレンを中和する中和装置を対象にして次の技術的手段を講じた。すなわち、前記容器本体内に貯留されるドレンの表面に対し紫外線を照射可能な照射部を備えることとした(請求項1)。

0008

この発明の場合、紫外線照射により、ドレンにたとえ細菌が含まれていたとしても、その細菌を殺菌し、以後の細菌の増殖を抑制又は回避し得ることになる。この結果、細菌の増殖に伴い形成されるバイオフィルムの発生も防止することができ、バイオフィルムの発生に起因する詰まりの発生を確実に防止し得ることになる。この発明において、照射部を紫外線LEDを備えて構成することができる(請求項2)。このようにすることで、照射部をコンパクトに構成することが可能となる上に、紫外線を効果的に照射可能となる。

0009

又、第2の発明では、中和剤を収容した容器本体と、この容器本体内にドレンを導入する導入部とを備え、前記中和剤によりドレンを中和する中和装置を対象にして次の技術的手段を講じた。すなわち、前記容器本体内に貯留されるドレンの表面に対し青色光を照射可能な照射部を備えることとした(請求項3)。

0010

この発明の場合、青色光の照射により、ドレンにたとえ細菌が含まれていたとしても、その細菌を殺菌し、以後の細菌の増殖を抑制又は回避し得ることになる。この結果、細菌の増殖に伴い形成されるバイオフィルムの発生を防止することができ、バイオフィルムの発生に起因する詰まりの発生も確実に防止し得ることになる。この発明において、照射部を青色LEDを備えて構成することができる(請求項4)。このようにすることで、照射部をコンパクトに構成することが可能となる上に、所定の青色光を効果的に照射可能となる。

0011

前記の第1又は第2の発明の中和装置において、照射部として、導入部の近傍位置に配置して、導入部から導入直後のドレンに対し照射可能に構成することができる(請求項5)。このようにすることにより、中和処理のために導入部から中和装置内に導入された直後のドレンや、このドレンに触れた中和剤に対し、紫外線の照射が可能となる。このため、ドレンに細菌がたとえ含まれていたとしても、初期の段階で細菌を殺菌することが可能となり、細菌の増殖の進行を可及的かつ効果的に抑制又は阻止して、バイオフィルムの形成等を確実に未然に防止し得るようになる。これにより、バイオフィルム形成に起因する詰まり発生を可及的に防止することが可能となる。

0012

前記の第1又は第2の発明の中和装置において、中和剤により中和されたドレンを排出する排出部を備え、容器本体内に、導入部と排出部との間に、中和剤が収容されてドレンが流されるドレン流路区画形成し、照射部を、ドレン流路の最も上流側位置におけるドレンの表面に照射可能に配置することができる(請求項6)。このようにすることにより、ドレンに細菌がたとえ含まれていたとしても、初期の段階で細菌を殺菌することが可能となり、細菌の増殖の進行を可及的かつ効果的に抑制又は阻止して、バイオフィルムの形成等を確実に未然に防止することが可能となる。これにより、バイオフィルム形成に起因する詰まり発生を可及的に防止することが可能となる。このようなドレン流路としては、容器本体内を1以上の仕切り壁により仕切ることで区画形成した2以上の中和槽により構成することができる(請求項7)。このようにすることにより、容器本体のサイズに比してより長いドレン流路の形成が可能となり、中和剤との接触を十分に確保して中和処理の促進が図り得る。

0013

以上の中和装置を備えて燃焼装置を構成することができ(請求項8)、これにより、燃焼装置で生じたドレンの中和処理を、詰まりの発生を回避して確実に行うことが可能となる。

発明の効果

0014

以上、説明したように、第1の発明の中和装置によれば、紫外線照射により、ドレンにたとえ細菌が含まれていたとしても、その細菌を殺菌し、以後の細菌の増殖を抑制又は回避することができるようになる。この結果、細菌の増殖に伴い形成されるバイオフィルムの発生も防止することができ、バイオフィルムの発生に起因する詰まりの発生を確実に防止することができるようになる。そして、照射部を紫外線LEDを備えて構成することにより、照射部をコンパクトに構成することができる上に、紫外線を効果的に照射することができるようになる。

0015

又、第2の発明の中和装置によれば、青色光の照射により、ドレンにたとえ細菌が含まれていたとしても、その細菌を殺菌し、以後の細菌の増殖を抑制又は回避することができるようになる。この結果、細菌の増殖に伴い形成されるバイオフィルムの発生を防止することができ、バイオフィルムの発生に起因する詰まりの発生も確実に防止することができるようになる。そして、照射部を青色LEDを備えて構成することにより、照射部をコンパクトに構成することができる上に、所定の青色光を効果的に照射することができるようになる。

0016

特に、請求項5の中和装置によれば、照射部として、導入部の近傍位置に配置して、導入部から導入直後のドレンに対し照射可能に構成することにより、中和処理のために導入部から中和装置内に導入された直後のドレンや、このドレンに触れた中和剤に対し、紫外線を照射することができるようになる。このため、初期の段階で細菌を殺菌することができ、細菌の増殖の進行を可及的かつ効果的に抑制又は阻止して、バイオフィルムの形成等を確実に未然に防止することができるようになる。これにより、バイオフィルム形成に起因する詰まり発生を可及的に防止することができるようになる。

0017

又、請求項6の中和装置によれば、中和剤により中和されたドレンを排出する排出部を備え、容器本体内に、導入部と排出部との間に、中和剤が収容されてドレンが流されるドレン流路を区画形成し、照射部を、ドレン流路の最も上流側位置におけるドレンの表面に照射可能に配置することにより、ドレンに細菌がたとえ含まれていたとしても、初期の段階で細菌を殺菌することができ、細菌の増殖の進行を可及的かつ効果的に抑制又は阻止して、バイオフィルムの形成等を確実に未然に防止することができるようになる。これにより、バイオフィルム形成に起因する詰まり発生を可及的に防止することができるようになる。このようなドレン流路としては、容器本体内を1以上の仕切り壁により仕切ることで区画形成した2以上の中和槽により構成することにより、容器本体のサイズに比してより長いドレン流路を形成することができ、中和剤との接触を十分に確保して中和処理の促進を図ることができるようになる。

0018

さらに、請求項8の燃焼装置によれば、以上の中和装置を備えて燃焼装置を構成することにより、燃焼装置において生じたドレンの中和処理を、詰まりの発生を回避して確実に行うことができるようになる。

図面の簡単な説明

0019

本発明の実施形態に係る中和装置を備えた燃焼装置の模式図である。
図1の中和装置の拡大断面説明図である。

実施例

0020

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

0021

図1は、本発明の実施形態に係る中和装置6を備えた燃焼装置1を示す。この燃焼装置1は、燃焼ガス顕熱による熱交換加熱を受ける一次熱交換器24に加え、燃焼排ガスから潜熱をも回収する二次熱交換器25を備えることにより、高効率化を図る潜熱回収式に構成されたものである。二次熱交換器25を備える結果、燃焼排ガスが凝縮した強酸性のドレンが発生することになり、このドレンを中和装置6で中和処理する必要が生じる。本発明の燃焼装置としては、ドレン発生源を備えていれば、図例の如き給湯単機能タイプのものに限らず、給湯機能に加え、追い焚き機能、ふろ湯張り機能、温水式暖房機能等を併有した複合タイプのものとすることができる。

0022

燃焼装置1は、燃焼により給水を加熱して給湯するための缶体2と、缶体2で生じたドレンを中和処理するための中和装置6と、リモコン101からの各種設定情報操作指令を受けて作動制御を行うためのコントローラ10とを備えている。缶体2には燃焼バーナ23が下部に内蔵され、この燃焼バーナ23は送風ファン21からの燃焼用空気ガス供給系22からの燃焼用ガスとの供給を受けて燃焼するようになっている。加えて、燃焼バーナ23の燃焼熱(顕熱)により熱交換加熱される一次熱交換器24と、一次熱交換器24を通過した後の燃焼排ガスから潜熱を回収するための二次熱交換器25とが、缶体2の上部に内蔵されている。

0023

図示省略の水道管等に接続された給水路3からの入水は、先に二次熱交換器25に通され、この二次熱交換器25において燃焼排ガスからの潜熱回収により予熱された状態で一次熱交換器24に入水されて所定温度まで主加熱される。そして、出湯路4に出湯された湯が、機外一般給湯路を通して台所浴室等の給湯栓43などの所定の給湯箇所に給湯される。給水路3には、入水流量センサ31や、入水温度センサ32等が介装され、出湯路4には、流量制御弁41や、給湯温度センサ42が介装されている。

0024

二次熱交換器25においては、燃焼排ガスが潜熱回収のための熱交換により冷やされて凝縮することによりドレンが生じるため、このドレンを集水するために集水パン51が設置されている。この集水パン51により集水されたドレンが、ドレン導出路52を通して中和装置6まで導出されるようになっている。この中和装置6にて中和処理されたドレンは適宜又は所定のタイミングで機外に排水されるようになっている。

0025

中和装置6は、図2に詳細を示すように、容器本体61の一側位置に導入部62が形成され、他側に排出部63が形成され、導入部62と排出部63との間に粒状又は塊状の中和剤Nが充填された複数の中和槽64a,64b,…が区画形成されている。図例のものは、3つの仕切り壁65a,65b,65cにより4つの中和槽64a,64b,…が区画形成されている。これら仕切り壁65a,65b,65c及び中和槽64a,64b,…を導入部62側から順に第1,第2,…と呼ぶと、第1仕切り壁65aは底部に所定の大きさの貫通開口が形成され、第2仕切り壁65bは頂部に所定の大きさの貫通開口が形成され、第3仕切り壁65cは底部に所定の大きさの貫通開口が形成されている。これにより、第1中和槽64aは第2中和槽64bと底部で連通し、第2中和槽64bは第3中和槽64cと頂部で連通し,第3中和槽64cは第4中和槽64dと底部で連通し、第1中和槽64aから順に第4中和槽64dまでの間に、底部又は頂部で折り返しを繰り返して上下方向に流れるドレン流路Pが構成されている。

0026

導入部62の出口は、第1中和槽64aの一側端頂部位置に開口し、排出部63の入口は第4中和槽64dの頂部側の所定位置に開口している。このため、導入部62から導入されたドレンは第1中和槽64a及び底部で連通している第2中和槽64bの双方に溜まり、そのドレン水位H1が第2仕切り壁65bの頂部位置を超えると、仕切り壁65bの頂部を越流して第3中和槽64c及び底部で連通している第4中和槽64dに溜まっていき、その第3及び第4中和槽64c,64d内のドレン水位H2が排出部63の入口開口631の底辺位置を超えると、ドレンは排出部63から排出されることになる。

0027

第1中和槽64aの頂部には照射部66が設置されている。つまり、照射部66は導入部62の近傍位置に設置されている。この照射部66は、電源供給を受けて、第1中和槽64a内に溜まるドレンの表面に対し紫外線を上から直接照射し得るように配置されている。照射部66による紫外線照射は、燃焼装置の燃焼使用の有無に拘わらず常時照射したり、あるいは、燃焼使用と連動させて照射したり、することができる。燃焼使用と連動させる場合には、燃焼継続時間と対応させて所定時間に亘り照射させることができる。又、これらの場合の照射としては、連続点灯の他に短い周期点灯消灯を繰り返す間欠照射とすることができる。又、照射部66の照射制御はコントローラ10により実行され、常時点灯であれば燃焼装置に対する最初の電源ONにより開始し、連動照射であれば給湯制御部による給湯運転制御の開始を受けて開始するようにすることができる。

0028

前記の照射部66としては、1又は複数の紫外線LED(紫外線発光ダイオード)を用いて構成することができる。その他に、蛍光管を用いて紫外線を照射し得るようにしたり、低圧水銀ランプを用いたりして、照射部66を構成することもできるが、費用対効果の点で紫外線LEDを用いることが好ましい。特に、紫外線(例えば200〜400nmの波長領域)の内でも短波長領域(例えば200〜315nmの波長領域)の紫外線を照射することが細菌に対する殺菌効果の点で好ましく、中でも200〜280nmの波長領域の紫外線がより好ましく、特に260nm付近を中心とする波長領域を有する紫外線を照射することが細菌に対する殺菌効果を得る上で最も好ましい。このような殺菌効果の高い波長領域を有する紫外線の概念として概ね200〜350nmの波長領域を有するものといわれる深紫外線があり、この波長領域の紫外線を照射可能な深紫外線LEDを用いて照射部66を構成することができる。

0029

又、第1中和槽64aの頂部には、第1中和槽64a内にバイオフィルムが万一形成されて詰まりが生じるおそれのあることを検出するための詰まり検出部67が設けられている。この詰まり検出部67は、第1中和槽64aの頂部から所定位置まで下方に延ばされた一対の電極により構成され、細菌増殖に伴いバイオフィルムBfがドレン表面に万一形成されて盛り上がってきた場合に、一対の電極の両下端部がそのバイオフィルムBf又はドレン表面と接触して導通することで、検出し得るようになっている。検出信号はコントローラ10に送出され、コントローラ10では所定のエラー報知を例えばリモコン101を通じて実行するようになっている。

0030

以上の実施形態の場合、燃焼装置による給湯運転の開始に伴い燃焼バーナ23が燃焼作動されると、燃焼排ガスの凝縮により二次熱交換器25においてドレンが発生し、このドレンが集水パン51により集水された後、ドレン導出路52を通して中和装置6まで導出される。中和装置6においては、導入部62から第1中和槽64aにドレンが導入されて第1中和槽64a及び第2中和槽64bに貯留されていく。この際に照射部66により紫外線がドレン表面に対し上から直接に照射されるため、ドレンに細菌が含まれている場合や、その細菌が中和剤Nの表面に付着した場合であっても、その細菌を初期の段階において殺菌することができ、以後の細菌の増殖を未然に防止することができる。これにより、ドレン表面や中和剤Nの表面において、細菌の増殖に伴うバイオフィルムの形成も回避することができ、バイオフィルムの形成やバイオフィルムに定着するカビの発生等に起因する詰まり発生を未然に防止することができるようになる。

0031

特に、照射部66を第1中和槽64aの頂部に設け、導入部62から第1中和槽64aに導入されたドレンに対し、つまりドレン発生によりドレンパン51で集水されて中和処理のために中和装置6内に導入された直後のドレン(発生直後のドレン)や、このドレンに触れた中和剤Nに対し、紫外線を照射可能としている。言い換えると、仕切り壁65a,65b,…及び中和槽64a,64,…により区画形成された容器本体61内のドレン流路Pにおける最も上流側位置のドレンや中和剤Nに対し、照射部66による紫外線を照射し得るようにしている。このため、ドレンに細菌がたとえ含まれていたとしても、初期の段階で細菌を殺菌することができ、細菌の増殖の進行を可及的かつ効果的に抑制又は阻止して、バイオフィルムの形成等を確実に未然に防止することができる。これにより、バイオフィルム形成に起因する詰まり発生を可及的に防止することができるようになる。

0032

<他の実施形態>
以上の実施形態において、照射部66を次のような青色LED(青色発光ダイオード)を備えて構成することができる。すなわち、例えば400〜500nmの波長領域にある青色光による細菌の殺菌効果も期待でき、このような青色光を発する青色LEDを用いて照射部66を構成したり、紫外線LEDと組み合わせて照射部66を構成したりすることができる。

0033

前記の実施形態では第1中和槽64aと仕切り壁65aを隔てて隣接する第2中和槽64bとが底部の貫通開口を通して連通され、導入部62から導入されたドレンが第1中和槽64a及び第2中和槽64bの双方に貯留される構成としているが、これに限らず、第1中和槽と第2中和槽との間を仕切る仕切り壁を底部から立ち上がり頂部に貫通開口を有する構成とし、導入部62から導入されたドレンが当初は第1中和槽にのみ貯留される構成とすることができる。この場合、容器本体61内に導入された初期段階のドレンの全てに対し照射部66からの紫外線照射による殺菌処理を施すことができ、より効果的に殺菌を行うことができるようになる。又、仕切り壁がなくて単独の中和槽により中和装置を構成することもでき、仕切り壁を設けて複数の中和槽を区画形成する場合には、仕切り壁を少なくとも1つ形成して2つの中和槽を区画形成することができる。

0034

さらに、前記実施形態の中和装置6は、予め燃焼装置に組み入れて構成することができる他、既設の潜熱回収型の燃焼装置に対し後付け又は交換によって追加設置して組み入れることもできる。この後付けの場合には、中和装置6の照射部66に係る制御部分や、詰まり検出部67に基づくエラー処理に係る制御部分も燃焼装置のコントローラに対し併せて追加されることになる。

0035

1燃焼装置
6中和装置
61容器本体
62導入部
63 排出部
64a,64b,64c,64d中和槽
65a,65b,65c仕切り壁
66照射部
N中和剤
P ドレン流路

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