JP2011226697A - Water heater - Google Patents

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章志 宮下
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a water heater suppressing attachment of scale to the inner face of a pipe.SOLUTION: The water heater includes a heating source for heating water to obtain the water of high temperature, and a scale removing device 28 disposed on the way of a flow channel of the water of high temperature flowing out of the heating source. The scale removing device 28 has a scale precipitating member 29 having shape-memory effect for recovering the prescribed memorized shape at a temperature higher than the prescribed shape recovery temperature which is higher than the temperature of the water of high temperature flowing out of the heating source, a temperature rising means for rising the temperature of the scale precipitating member 29 to a temperature higher than the shape recovery temperature, and a scale accumulating part 35 for accumulating the scale S precipitated and attached to a surface of the scale precipitating member 29 when the temperature of the scale precipitating member 29 rises, and separating from the scale precipitating member 29 when the temperature rise stops and the scale precipitating member 29 deforms into the shape other than the memorized shape.

Description

本発明は、スケール除去装置を備えた給湯機に関する。   The present invention relates to a water heater provided with a scale removing device.

給湯機においては、温水に含まれる硬度成分が炭酸カルシウムなどの固形成分として配管の内面に析出して付着する。一般に、このような析出付着物は、スケールと呼ばれる。このスケールが蓄積し、配管の内径が縮径することにより、出湯効率が悪化するという問題がある。   In the water heater, the hardness component contained in the hot water is deposited and adhered to the inner surface of the pipe as a solid component such as calcium carbonate. Generally, such deposit deposits are called scales. There is a problem in that the scale is accumulated and the inner diameter of the piping is reduced, so that the hot water efficiency is deteriorated.

特開平11−153373号公報には、製氷機における製氷面に形状記憶板を配設し、温度を変化させて形状記憶板を変形させることにより、形成された氷層を剥離させる技術が開示されている。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-153373 discloses a technique in which a shape memory plate is disposed on an ice making surface in an ice making machine, and the formed ice layer is peeled by changing the temperature to deform the shape memory plate. ing.

特開平11−153373号公報JP-A-11-153373

給湯機の配管内面へのスケールの付着を防止する方法は、十分に確立されておらず、有効な方法の開発が望まれている。   The method for preventing the scale from adhering to the inner surface of the pipe of the water heater has not been sufficiently established, and the development of an effective method is desired.

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、配管内面へのスケールの付着を抑制することのできる給湯機を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a water heater that can suppress the adhesion of scale to the inner surface of a pipe.

本発明に係る給湯機は、水を加熱して高温水とする加熱源と、加熱源から流出する高温水の流路の途中に設けられたスケール除去装置とを備えた給湯機であって、スケール除去装置は、加熱源から流出する高温水の温度より高い温度である所定の形状回復温度以上になったときに所定の記憶形状に回復する形状記憶効果を有するスケール析出部材と、スケール析出部材の温度を形状回復温度以上の温度に昇温させる昇温手段と、スケール析出部材が昇温手段によって昇温されているときにスケール析出部材の表面に析出して付着し、昇温手段による昇温が停止されてスケール析出部材が記憶形状以外の形状に変形することによってスケール析出部材から剥離したスケールを溜めるスケール集積部とを有するものである。   A water heater according to the present invention is a water heater provided with a heating source that heats water to form high-temperature water, and a scale removing device that is provided in the middle of a flow path of high-temperature water flowing out from the heating source, The scale removing device includes a scale depositing member having a shape memory effect that recovers to a predetermined memory shape when the temperature is higher than a predetermined shape recovery temperature that is higher than the temperature of the high-temperature water flowing out from the heating source, and the scale depositing member. A temperature raising means for raising the temperature of the material to a temperature equal to or higher than the shape recovery temperature, and when the scale depositing member is heated by the temperature raising means, it is deposited and adhered to the surface of the scale depositing member. And a scale accumulating unit that accumulates the scales separated from the scale depositing member when the temperature is stopped and the scale depositing member is deformed into a shape other than the memory shape.

本発明によれば、加熱源から流出する高温水中の硬度成分を効率良く除去することができ、配管内面へのスケールの付着を抑制することが可能となる。   According to the present invention, the hardness component in the high-temperature water flowing out from the heating source can be efficiently removed, and the scale can be prevented from adhering to the inner surface of the pipe.

本発明の給湯機の実施の形態1を示す回路構成図である。It is a circuit block diagram which shows Embodiment 1 of the water heater of this invention. 本発明の実施の形態1におけるスケール除去装置の断面図である。It is sectional drawing of the scale removal apparatus in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1におけるスケール除去装置の断面図である。It is sectional drawing of the scale removal apparatus in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態2におけるスケール除去装置の断面図である。It is sectional drawing of the scale removal apparatus in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2におけるスケール除去装置の断面図である。It is sectional drawing of the scale removal apparatus in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3におけるスケール除去装置の断面図である。It is sectional drawing of the scale removal apparatus in Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態3におけるスケール除去装置の断面図である。It is sectional drawing of the scale removal apparatus in Embodiment 3 of this invention.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において共通する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the element which is common in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

実施の形態1.
図1は、本発明の給湯機の実施の形態1を示す回路構成図である。図1は、本発明をヒートポンプ給湯装置に適用した場合の例を示している。本実施形態のヒートポンプ給湯装置は、ヒートポンプユニット1とタンクユニット2とを備えている。ヒートポンプユニット1は、圧縮機3、放熱器4、膨張弁5および蒸発器6を順に配管7で接続して構成されたヒートポンプサイクルを有している。放熱器4は、圧縮機3で圧縮された高温の冷媒によって水を加熱して高温水とする加熱源として機能する。このヒートポンプユニット1は、自然冷媒である二酸化炭素を冷媒として用い、高圧側では臨界圧を越える状態で運転することが好ましい。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing Embodiment 1 of a water heater according to the present invention. FIG. 1 shows an example in which the present invention is applied to a heat pump hot water supply apparatus. The heat pump hot water supply apparatus according to the present embodiment includes a heat pump unit 1 and a tank unit 2. The heat pump unit 1 has a heat pump cycle configured by connecting a compressor 3, a radiator 4, an expansion valve 5 and an evaporator 6 in order by a pipe 7. The radiator 4 functions as a heating source that heats water with the high-temperature refrigerant compressed by the compressor 3 to form high-temperature water. The heat pump unit 1 preferably uses carbon dioxide, which is a natural refrigerant, as a refrigerant, and operates on a high pressure side in a state exceeding the critical pressure.

タンクユニット2は、貯湯タンク10と、風呂追いだき用の熱交換器11とを内蔵している。貯湯タンク10は、その内部に高温水と低温水とが上層と下層とに分かれて貯留される積層式貯湯タンクである。貯湯タンク10の内部は、上層の高温水と下層の低温水とで常に満水状態に維持される。   The tank unit 2 includes a hot water storage tank 10 and a heat exchanger 11 for bathing. The hot water storage tank 10 is a stacked hot water storage tank in which high temperature water and low temperature water are separately stored in an upper layer and a lower layer. The inside of the hot water storage tank 10 is always maintained in a full water state by the upper layer high temperature water and the lower layer low temperature water.

貯湯タンク10には、上部に高温水導出口101および高温水導入口103が、下部に低温水導入口102および低温水導出口104が、それぞれ設けられている。貯湯タンク10の下部の低温水導出口104から導出された低温水は、配管20を通って沸き上げ用送水ポンプ19によりヒートポンプユニット1の放熱器4に送られ、放熱器4で加熱されて高温水となる。放熱器4を出た高温水は、配管21を通って、貯湯タンク10の上部の高温水導入口103から貯湯タンク10内に戻され、貯留される。沸き上げ用送水ポンプ19、配管20、放熱器4および配管21により、加熱循環回路が構成される。放熱器4を出た高温水が流れる配管21の途中であって、ヒートポンプユニット1の内部には、後述するスケール除去装置28が設置されている。   The hot water storage tank 10 is provided with a high temperature water outlet 101 and a high temperature water inlet 103 at the top, and a low temperature water inlet 102 and a low temperature water outlet 104 at the bottom. The low temperature water derived from the low temperature water outlet 104 at the lower part of the hot water storage tank 10 is sent to the radiator 4 of the heat pump unit 1 by the boiling water pump 19 through the pipe 20 and is heated by the radiator 4 to a high temperature. It becomes water. The high temperature water that has exited the radiator 4 passes through the pipe 21 and is returned to the hot water storage tank 10 from the high temperature water inlet 103 at the top of the hot water storage tank 10 and stored. A heating circulation circuit is configured by the water pump 19 for boiling, the pipe 20, the radiator 4 and the pipe 21. A scale removing device 28 to be described later is installed in the heat pump unit 1 in the middle of the pipe 21 through which the high-temperature water exiting the radiator 4 flows.

混合弁23および混合弁24は、高温水導出口101から出湯された高温水と、水道(市水)等の水源から供給される低温水との混合比を制御して、使用者により設定された給湯温度の温水を作り出すように構成されている。混合弁23で作り出された温水は、注水配管26、浴槽戻り配管17、浴槽往き配管18を通って、浴槽15に供給される。混合弁24で作り出された温水は、蛇口等の給湯口27へ供給される。貯湯タンク10内の高温水が上部の高温水導出口101から出湯されると、水源から供給される同量の低温水が下部の低温水導入口102から貯湯タンク10内に導入される。   The mixing valve 23 and the mixing valve 24 are set by the user by controlling the mixing ratio between the hot water discharged from the hot water outlet 101 and the low-temperature water supplied from a water source such as tap water (city water). It is configured to produce hot water at a hot water temperature. The hot water produced by the mixing valve 23 is supplied to the bathtub 15 through the water injection pipe 26, the bathtub return pipe 17, and the bathtub outlet pipe 18. The hot water produced by the mixing valve 24 is supplied to a hot water supply port 27 such as a faucet. When hot water in the hot water storage tank 10 is discharged from the upper high temperature water outlet 101, the same amount of low temperature water supplied from the water source is introduced into the hot water storage tank 10 from the lower low temperature water inlet 102.

熱交換器11は、水流が対向して流れる水−水熱交換器であり、上部にタンク側入口111および風呂側出口114が、下部にタンク側出口112および風呂側入口113がそれぞれ設けられている。熱交換器11の上部のタンク側入口111には、貯湯タンク10の上部の高温水導出口101から配管12を通って高温水が供給される。この高温水は、熱交換器11で浴槽水と熱交換して中温水となり、下部のタンク側出口112から排出される。この排出された中温水は、タンク側送水ポンプ13により配管14を通って貯湯タンク10内に戻される。熱交換器11の下部の風呂側入口113には、浴槽15からの浴槽水が風呂側送水ポンプ16により浴槽戻り配管17を通って供給され、熱交換器11で熱交換して加温される。上部の風呂側出口114から排出された加温後の浴槽水は、浴槽往き配管18を通って浴槽15内に戻される。   The heat exchanger 11 is a water-water heat exchanger in which a water flow is opposed to each other. A tank side inlet 111 and a bath side outlet 114 are provided in the upper part, and a tank side outlet 112 and a bath side inlet 113 are provided in the lower part. Yes. High temperature water is supplied to the tank side inlet 111 at the top of the heat exchanger 11 from the high temperature water outlet 101 at the top of the hot water storage tank 10 through the pipe 12. This high-temperature water exchanges heat with bathtub water in the heat exchanger 11 to become medium-temperature water, and is discharged from the lower tank side outlet 112. The discharged medium temperature water is returned to the hot water storage tank 10 through the pipe 14 by the tank-side water supply pump 13. Bath water from the bathtub 15 is supplied to the bath-side inlet 113 at the lower part of the heat exchanger 11 through the bathtub return pipe 17 by the bath-side water supply pump 16, and heat is exchanged by the heat exchanger 11 to be heated. . The heated bathtub water discharged from the upper bath-side outlet 114 is returned to the bathtub 15 through the bathtub outlet pipe 18.

図2および図3は、本発明の実施の形態1におけるスケール除去装置28の断面図である。図2は、ヒートポンプユニット1が運転され、放熱器4からの高温水が配管21に流れているとき(以下、「沸き上げ運転」と称する)の状態を示している。放熱器4からの高温水は、配管21の途中に設置されたスケール除去装置28内を通過する。図2に示すように、本実施形態におけるスケール除去装置28は、配管21の途中に挿入される流路36の内部に設置されたスケール析出部材29を有している。このスケール析出部材29は、形状記憶効果を有する材料で構成されており、所定の記憶形状が記憶されている。形状記憶効果を有する材料としては、例えば、Ni−Ti系合金、Cu−Zn−Al系合金、Fe−Mn−Si系合金等の形状記憶合金を用いることができる。   2 and 3 are cross-sectional views of scale removing device 28 according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 shows a state when the heat pump unit 1 is operated and high-temperature water from the radiator 4 is flowing in the pipe 21 (hereinafter referred to as “boiling operation”). The high-temperature water from the radiator 4 passes through the scale removing device 28 installed in the middle of the pipe 21. As shown in FIG. 2, the scale removing device 28 in the present embodiment includes a scale depositing member 29 installed inside a flow path 36 inserted in the middle of the pipe 21. The scale depositing member 29 is made of a material having a shape memory effect, and stores a predetermined memory shape. As a material having a shape memory effect, for example, a shape memory alloy such as a Ni—Ti alloy, a Cu—Zn—Al alloy, or a Fe—Mn—Si alloy can be used.

本実施形態におけるスケール析出部材29は、帯板状の波型形状をなしており、図2に示す伸びた形状が記憶形状とされている。スケール析出部材29は、低温時に変形した後、その温度が所定の形状回復温度(変態温度)以上になると、自発的に上記記憶形状に回復する。スケール析出部材29の形状回復温度は、放熱器4から流出する高温水の温度(例えば65℃〜90℃)より高い温度(例えば5度程度高い温度)に設定されている。本実施形態では、複数のスケール析出部材29が並べて設置されている。   The scale depositing member 29 in the present embodiment has a strip-like corrugated shape, and the elongated shape shown in FIG. 2 is a memory shape. After the scale depositing member 29 is deformed at a low temperature, when the temperature becomes equal to or higher than a predetermined shape recovery temperature (transformation temperature), the scale precipitation member 29 spontaneously recovers to the memory shape. The shape recovery temperature of the scale depositing member 29 is set to a temperature (for example, a temperature higher by about 5 degrees) than the temperature of the high-temperature water flowing out from the radiator 4 (for example, 65 ° C. to 90 ° C.). In the present embodiment, a plurality of scale deposition members 29 are installed side by side.

なお、スケール析出部材29の形状は、図示のような波型形状に限定されるものではなく、例えばコイル形状などであってもよい。また、板状の部材ではなく網状の部材でスケール析出部材29を構成してもよい。   In addition, the shape of the scale depositing member 29 is not limited to the corrugated shape as illustrated, and may be, for example, a coil shape. Further, the scale depositing member 29 may be constituted by a net-like member instead of a plate-like member.

スケール析出部材29の近傍には、スケール析出部材29を昇温させる昇温手段としてのヒーター30が備えられている。沸き上げ運転中は、ヒーター30により、スケール析出部材29が形状回復温度以上まで加熱される。高温水に含まれる硬度成分は、温度が高いほど、析出し易い。このため、図2に示すように、沸き上げ運転中、流路36を流れる高温水に含まれる炭酸カルシウム、マグネシウムなどの硬度成分は、温度の高いスケール析出部材29の表面に選択的に析出して付着し、スケールSを形成する。   In the vicinity of the scale depositing member 29, a heater 30 is provided as a temperature raising means for raising the temperature of the scale depositing member 29. During the boiling operation, the scale depositing member 29 is heated to the shape recovery temperature or higher by the heater 30. The hardness component contained in the high-temperature water is more likely to precipitate as the temperature is higher. For this reason, as shown in FIG. 2, during the boiling operation, hardness components such as calcium carbonate and magnesium contained in the high-temperature water flowing through the flow path 36 are selectively deposited on the surface of the scale deposition member 29 having a high temperature. To form a scale S.

スケール析出部材29の下方には、空間を形成するスケール集積部35が設けられており、スケール集積部35内では流れが淀んでいる。スケール集積部35の入口には、支持部材37が設置されている。スケール析出部材29の下端部は、支持部材37に支持されている。支持部材37は、スケール析出部材29から剥離したスケールSが通り抜けられる隙間を有する形状(例えば格子状)とされている。   Below the scale depositing member 29, a scale accumulating portion 35 that forms a space is provided, and the flow is stagnant in the scale accumulating portion 35. A support member 37 is installed at the entrance of the scale accumulating unit 35. The lower end portion of the scale depositing member 29 is supported by the support member 37. The support member 37 has a shape (for example, a lattice shape) having a gap through which the scale S peeled from the scale deposition member 29 can pass.

スケール析出部材29の上部には、スケール析出部材29を変形させる変形手段としてのおもり(錘)31が設置されている。このおもり31の重さは、形状回復温度以上になったときにスケール析出部材29が発揮する形状回復力よりは弱い力であって、且つ、形状回復温度より低い温度のときにはスケール析出部材29を変形させることができるような大きさの力をスケール析出部材29に加えるように設定されている。上述したように、沸き上げ運転中は、スケール析出部材29は、ヒーター30により形状回復温度以上まで加温されている。このため、スケール析出部材29の形状回復力がおもり31の重さに打ち勝ち、スケール析出部材29は記憶形状(伸びた形状)を保持する。   A weight (weight) 31 as a deformation means for deforming the scale depositing member 29 is installed on the scale depositing member 29. The weight of the weight 31 is weaker than the shape recovery force exerted by the scale depositing member 29 when the weight becomes equal to or higher than the shape recovery temperature, and when the temperature is lower than the shape recovery temperature, the scale depositing member 29 is removed. It is set so that a force of a magnitude that can be deformed is applied to the scale depositing member 29. As described above, during the boiling operation, the scale depositing member 29 is heated to the shape recovery temperature or higher by the heater 30. For this reason, the shape recovery force of the scale precipitating member 29 overcomes the weight of the weight 31, and the scale precipitating member 29 retains the memory shape (extended shape).

図3は、沸き上げ運転を停止した後の状態を示している。沸き上げ運転が停止され、配管21を含む加熱循環回路の水の循環が停止されると、ヒーター30による加温も停止される。すると、流路36内の高温水の温度が次第に低下し、スケール析出部材29の温度も次第に低下する。スケール析出部材29の温度が形状回復温度より低い温度まで低下すると、図3に示すように、スケール析出部材29は、おもり31の重さに耐えて記憶形状(伸びた形状)を保持することができなくなり、おもり31によって上から押されて、折れ曲がり縮んだ形状へと変形する。この変形による機械的(物理的)な作用により、スケール析出部材29の表面からスケールSが剥離する。剥離したスケールSは、下方へ沈んでいき、支持部材37の隙間を通って、スケール集積部35の底部に集積する。   FIG. 3 shows a state after the boiling operation is stopped. When the boiling operation is stopped and the circulation of water in the heating circuit including the pipe 21 is stopped, the heating by the heater 30 is also stopped. Then, the temperature of the high temperature water in the flow path 36 gradually decreases, and the temperature of the scale depositing member 29 also gradually decreases. When the temperature of the scale depositing member 29 is lowered to a temperature lower than the shape recovery temperature, the scale depositing member 29 can withstand the weight of the weight 31 and retain the memory shape (the elongated shape), as shown in FIG. It becomes impossible to be pushed from above by the weight 31 and deformed into a bent shape. The scale S is peeled off from the surface of the scale depositing member 29 by a mechanical (physical) action due to this deformation. The peeled scale S sinks downward and accumulates at the bottom of the scale accumulating portion 35 through the gap between the support members 37.

図3に示す状態から、沸き上げ運転が開始され、ヒーター30によってスケール析出部材29が形状回復温度以上に加温されると、スケール析出部材29の形状回復力がおもり31の重さに打ち勝ち、スケール析出部材29は、図2に示す記憶形状(伸びた形状)に戻る。なお、沸き上げ運転中に高温水が流路36を流れているときでもスケール集積部35の内部は流れが淀んでいるので、スケール集積部35の底部に集積された、剥離後のスケールSがスケール除去装置28の下流側の配管21へ流れ出すことはない。   When the boiling operation is started from the state shown in FIG. 3 and the scale depositing member 29 is heated to the shape recovery temperature or higher by the heater 30, the shape recovery force of the scale depositing member 29 overcomes the weight of the weight 31; The scale depositing member 29 returns to the memory shape (extended shape) shown in FIG. Even when high-temperature water is flowing through the flow path 36 during the boiling operation, since the flow is stagnant inside the scale accumulating unit 35, the scale S after peeling that is accumulated at the bottom of the scale accumulating unit 35 is generated. There is no flow out to the pipe 21 on the downstream side of the scale removing device 28.

以上説明したようなスケール除去装置28によれば、放熱器4から流出する高温水に含まれる硬度成分を効率良く除去することができる。このため、配管21や貯湯タンク10などの内面にスケールが付着することを確実に抑制することができる。   According to the scale removing device 28 as described above, the hardness component contained in the high-temperature water flowing out from the radiator 4 can be efficiently removed. For this reason, it can suppress reliably that a scale adheres to inner surfaces, such as the piping 21 and the hot water storage tank 10. FIG.

また、本実施形態のスケール除去装置28によれば、スケール析出部材29の温度が低下したときにおもり31の重さによって自動的にスケール析出部材29を変形させて、スケールSを剥離させることができる。このため、スケール析出部材29を変形させるためのアクチュエータなどが不要であり、機構が簡単で、動作が確実であり、製造コストも低い。   Further, according to the scale removing device 28 of the present embodiment, the scale depositing member 29 is automatically deformed by the weight of the weight 31 when the temperature of the scale depositing member 29 is lowered, and the scale S is peeled off. it can. Therefore, an actuator for deforming the scale depositing member 29 is unnecessary, the mechanism is simple, the operation is reliable, and the manufacturing cost is low.

スケール除去装置28においては、流路36の表面などに、スケールの付着を防止する機能を有する材料(例えば、PTFE:ポリテトラフロオロエチレンなど)で構成された被覆層を設けることが好ましく、スケール析出部材29の表面にはそのような被覆層を設けないようにすることが好ましい。スケール析出部材29以外の表面を上記被覆層で覆うことにより、スケール析出部材29の表面のみにスケールSをより選択的に析出、付着させることができる。上記被覆層は、おもり31や支持部材37の表面、スケール集積部35の表面にも設けることが好ましい。   In the scale removing device 28, it is preferable to provide a coating layer made of a material (for example, PTFE: polytetrafluoroethylene) having a function of preventing adhesion of scale on the surface of the flow path 36, etc. It is preferable not to provide such a coating layer on the surface of the precipitation member 29. By covering the surface other than the scale depositing member 29 with the coating layer, the scale S can be deposited and adhered more selectively only on the surface of the scale depositing member 29. The covering layer is preferably provided also on the surfaces of the weight 31 and the support member 37 and the surface of the scale accumulating portion 35.

また、本実施形態では、スケール析出部材29の温度が低下したときにおもり31の重さによってスケール析出部材29を変形させるようにしているが、高温時の記憶形状(第1の記憶形状)とは異なる第2の記憶形状を低温時の記憶形状としてスケール析出部材29に記憶させ、低温時にはスケール析出部材29が上記第1の記憶形状から上記第2の記憶形状へ自発的に変形し、高温時にはスケール析出部材29が上記第2の記憶形状から上記第1の記憶形状へ自発的に変形するように構成してもよい。このように構成した場合には、おもり31のような変形手段は不要となる。   In the present embodiment, the scale depositing member 29 is deformed by the weight of the weight 31 when the temperature of the scale depositing member 29 decreases. However, the memory shape at the time of high temperature (first memory shape) and Is stored in the scale depositing member 29 as a memory shape at a low temperature, and the scale depositing member 29 spontaneously deforms from the first memory shape to the second memory shape at a low temperature. Sometimes, the scale depositing member 29 may be configured to spontaneously deform from the second memory shape to the first memory shape. In such a configuration, a deformation means such as the weight 31 is not necessary.

実施の形態2.
次に、図4および図5を参照して、本発明の実施の形態2について説明するが、上述した実施の形態1との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分は同一符号を付し説明を省略する。
Embodiment 2. FIG.
Next, the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4 and FIG. 5. The description will focus on the differences from the first embodiment described above, and the same or corresponding parts will be denoted by the same reference numerals. The description is omitted.

図4および図5は、実施の形態2におけるスケール除去装置28の断面図である。図4は、沸き上げ運転中の状態を示している。図4に示すように、本実施形態のスケール除去装置28では、スケール析出部材29の上端部には、接続部材38が設置されている。接続部材38の上部には、スケール析出部材29と同数の金属製のバネ32の下端部が固定されている。バネ32の上端部は、流路36の天井部に固定されている。各スケール析出部材29と各バネ32とは、接続部材38の内部で電気的に接続されている。図中の4本のバネ32のうち、最も左側のバネ32の上端部と最も右側のバネ32の上端部には、通電手段としての電流印加電線34が接続されている。また、中央の2本のバネ32の上端部同士は電気的に接続されている。更に、図中の4本のスケール析出部材29のうち、左側の2本のスケール析出部材29の下端部同士は電気的に接続され、右側の2本のスケール析出部材29の下端部同士は電気的に接続されている。このような構成により、電流印加電線34によって電流が印加されると、スケール析出部材29およびバネ32に電流が流れる。電流が流れることにより、スケール析出部材29およびバネ32はジュール熱によって自ら発熱し、スケール析出部材29の形状回復温度以上の温度であって、放熱器4から流出する高温水の温度よりも例えば10度程度高い温度にまで昇温する。   4 and 5 are cross-sectional views of the scale removing device 28 according to the second embodiment. FIG. 4 shows a state during the boiling operation. As shown in FIG. 4, in the scale removing device 28 of the present embodiment, a connecting member 38 is installed at the upper end portion of the scale depositing member 29. On the upper part of the connecting member 38, the lower ends of the same number of metal springs 32 as the scale depositing members 29 are fixed. The upper end of the spring 32 is fixed to the ceiling of the flow path 36. Each scale depositing member 29 and each spring 32 are electrically connected inside the connecting member 38. Of the four springs 32 in the figure, a current applying electric wire 34 as an energizing means is connected to the upper end of the leftmost spring 32 and the upper end of the rightmost spring 32. Further, the upper ends of the two springs 32 at the center are electrically connected to each other. Further, among the four scale depositing members 29 in the figure, the lower ends of the two left scale depositing members 29 are electrically connected, and the lower ends of the two right scale depositing members 29 are electrically connected. Connected. With such a configuration, when a current is applied by the current application wire 34, a current flows through the scale depositing member 29 and the spring 32. When the current flows, the scale depositing member 29 and the spring 32 themselves generate heat due to Joule heat, and the temperature is higher than the shape recovery temperature of the scale depositing member 29 and is, for example, 10 times higher than the temperature of the high-temperature water flowing out of the radiator 4. The temperature is raised to a high temperature.

高温水中の硬度成分は、温度の高いスケール析出部材29およびバネ32の表面に選択的に析出し、スケールSとなって付着する。スケール析出部材29およびバネ32の表面以外のスケール除去装置28の内面には、PTFE等の被覆層が設けられていることが好ましい。これにより、スケール析出部材29およびバネ32の表面に、より選択的にスケールSを付着させることができる。   The hardness component in the high temperature water is selectively deposited on the surface of the scale depositing member 29 and the spring 32 having a high temperature, and adheres as the scale S. A coating layer such as PTFE is preferably provided on the inner surface of the scale removing device 28 other than the surfaces of the scale depositing member 29 and the spring 32. Thereby, the scale S can be more selectively attached to the surfaces of the scale depositing member 29 and the spring 32.

バネ32の付勢力は、形状回復温度以上になったときにスケール析出部材29が発揮する形状回復力よりは弱い力であって、且つ、形状回復温度より低い温度のときにはスケール析出部材29を変形させることができるような大きさの力をスケール析出部材29に加えるように設定されている。沸き上げ運転中は、スケール析出部材29が形状回復温度以上まで昇温しているので、スケール析出部材29の形状回復力がバネ32の付勢力に打ち勝つ。このため、スケール析出部材29は、記憶形状(伸びた形状)を保持する。その一方で、バネ32は、圧縮された状態となっている。   The urging force of the spring 32 is a force weaker than the shape recovery force exhibited by the scale depositing member 29 when the temperature becomes equal to or higher than the shape recovery temperature, and deforms the scale depositing member 29 when the temperature is lower than the shape recovery temperature. It is set so that a force of such a magnitude that can be applied to the scale depositing member 29 is applied. During the boiling operation, the scale depositing member 29 is heated to the shape recovery temperature or higher, so that the shape recovery force of the scale depositing member 29 overcomes the biasing force of the spring 32. For this reason, the scale depositing member 29 retains a memory shape (extended shape). On the other hand, the spring 32 is in a compressed state.

図5は、沸き上げ運転を停止した後の状態を示している。沸き上げ運転が停止されると、電流印加電線34による電流の印加も停止される。これにより、スケール析出部材29の温度が低下する。スケール析出部材29の温度が形状回復温度より低い温度まで低下すると、図5に示すように、スケール析出部材29は、バネ32の付勢力に耐えて記憶形状(伸びた形状)を保持することができなくなり、バネ32によって上から押されて、折れ曲がり縮んだ形状へと変形する。その一方で、バネ32は、圧縮された状態から伸びた状態へ変形する。これらの変形による機械的(物理的)な作用により、スケール析出部材29およびバネ32の表面からスケールSが剥離する。剥離したスケールSは、下方へ沈んでいき、支持部材37の隙間を通って、スケール集積部35の底部に集積する。   FIG. 5 shows a state after the boiling operation is stopped. When the boiling operation is stopped, the application of current by the current application wire 34 is also stopped. Thereby, the temperature of the scale depositing member 29 falls. When the temperature of the scale depositing member 29 is lowered to a temperature lower than the shape recovery temperature, the scale depositing member 29 can withstand the urging force of the spring 32 and retain the memory shape (elongated shape) as shown in FIG. It can no longer be performed and is pushed from above by the spring 32 and deformed into a bent shape. On the other hand, the spring 32 is deformed from a compressed state to an extended state. Due to the mechanical (physical) action caused by these deformations, the scale S is peeled off from the surfaces of the scale depositing member 29 and the spring 32. The peeled scale S sinks downward and accumulates at the bottom of the scale accumulating portion 35 through the gap between the support members 37.

以上説明した実施の形態2によれば、前述した実施の形態1と同様の効果が得られる。また、本実施形態では、スケール析出部材29に通電し、スケール析出部材29自身を発熱させることによってスケール析出部材29を直接的に加熱し、形状回復温度以上に昇温させることができる。このため、少ないエネルギーでスケール析出部材29を確実に昇温することができる。   According to the second embodiment described above, the same effect as in the first embodiment described above can be obtained. Further, in the present embodiment, the scale depositing member 29 can be heated by heating the scale depositing member 29 directly by energizing the scale depositing member 29 and causing the scale depositing member 29 itself to generate heat. For this reason, it is possible to reliably raise the temperature of the scale depositing member 29 with less energy.

実施の形態3.
次に、図6および図7を参照して、本発明の実施の形態3について説明するが、上述した実施の形態との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分は同一符号を付し説明を省略する。
Embodiment 3 FIG.
Next, the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 6 and FIG. 7. The difference from the above-described embodiment will be mainly described, and the same parts or corresponding parts will be denoted by the same reference numerals. The description is omitted.

図6および図7に示すように、本実施形態では、流路36を構成する部材に対し、ハウジング40が例えばボルト等により着脱可能に設置されている。このハウジング40によってスケール集積部35が形成されている。スケール集積部35には、金属メッシュ33が設置されている。また、ハウジング40には、金属メッシュ33を加熱可能なヒーター39が設置されている。   As shown in FIGS. 6 and 7, in the present embodiment, the housing 40 is detachably attached to the members constituting the flow path 36 by, for example, bolts or the like. A scale accumulation portion 35 is formed by the housing 40. The scale accumulating unit 35 is provided with a metal mesh 33. The housing 40 is provided with a heater 39 capable of heating the metal mesh 33.

沸き上げ運転中は、金属メッシュ33は、ヒーター39によって、放熱器4から流出する高温水の温度よりも高い温度に昇温される。このため、高温水に含まれる硬度成分は、温度の高い金属メッシュ33に優先的に析出し、スケールSとして付着する。   During the boiling operation, the metal mesh 33 is heated to a temperature higher than the temperature of the high-temperature water flowing out from the radiator 4 by the heater 39. For this reason, the hardness component contained in the high-temperature water is preferentially deposited on the high-temperature metal mesh 33 and adheres as the scale S.

長期間の使用により金属メッシュ33にスケールSが多量に付着した場合には、図7に示すようにしてハウジング40を取り外すことにより、金属メッシュ33を新しいものに交換することができる。また、流路36内に設置されたスケール析出部材29(図中省略)を着脱可能に構成した場合には、ハウジング40を取り外すことにより、スケール析出部材29を交換することも可能となる。   When a large amount of scale S adheres to the metal mesh 33 due to long-term use, the metal mesh 33 can be replaced with a new one by removing the housing 40 as shown in FIG. Further, when the scale depositing member 29 (not shown) installed in the flow path 36 is configured to be detachable, the scale depositing member 29 can be exchanged by removing the housing 40.

以上説明したように、本実施形態では、スケール集積部35に設置された金属メッシュ33によって硬度成分を除去することができる。なお、金属メッシュ33に代えて、板状の部材や、円筒状の部材を使用してもよい。   As described above, in the present embodiment, the hardness component can be removed by the metal mesh 33 installed in the scale accumulation unit 35. Instead of the metal mesh 33, a plate-like member or a cylindrical member may be used.

28 スケール除去装置
29 スケール析出部材
30 ヒーター
31 おもり
32 バネ
33 金属メッシュ
34 電流印加電線
35 スケール集積部
36 流路
39 ヒーター
40 ハウジング
28 Scale removing device 29 Scale depositing member 30 Heater 31 Weight 32 Spring 33 Metal mesh 34 Current application wire 35 Scale accumulating portion 36 Flow path 39 Heater 40 Housing

Claims (7)

水を加熱して高温水とする加熱源と、前記加熱源から流出する高温水の流路の途中に設けられたスケール除去装置とを備えた給湯機であって、
前記スケール除去装置は、
前記加熱源から流出する高温水の温度より高い温度である所定の形状回復温度以上になったときに所定の記憶形状に回復する形状記憶効果を有するスケール析出部材と、
前記スケール析出部材の温度を前記形状回復温度以上の温度に昇温させる昇温手段と、
前記スケール析出部材が前記昇温手段によって昇温されているときに前記スケール析出部材の表面に析出して付着し、前記昇温手段による昇温が停止されて前記スケール析出部材が前記記憶形状以外の形状に変形することによって前記スケール析出部材から剥離したスケールを溜めるスケール集積部と、
を有することを特徴とする給湯機。
A water heater provided with a heating source for heating water to form high-temperature water, and a scale removing device provided in the middle of a flow path of high-temperature water flowing out from the heating source,
The scale removing device includes:
A scale depositing member having a shape memory effect that recovers to a predetermined memory shape when the temperature is higher than a predetermined shape recovery temperature that is higher than the temperature of the high-temperature water flowing out of the heating source;
A temperature raising means for raising the temperature of the scale deposition member to a temperature equal to or higher than the shape recovery temperature;
When the scale depositing member is heated by the temperature raising means, the scale depositing member is deposited and adhered to the surface of the scale depositing member, the temperature raising by the temperature raising means is stopped, and the scale depositing member is other than the memory shape. A scale accumulating unit for storing scales separated from the scale depositing member by deforming into the shape of
A water heater characterized by comprising:
前記昇温手段による昇温が停止されて前記スケール析出部材の温度が前記形状回復温度より低くなったときに前記スケール析出部材が前記記憶形状以外の形状に変形するように前記スケール析出部材に力を加える変形手段を備えることを特徴とする請求項1記載の給湯機。   When the temperature raising by the temperature raising means is stopped and the temperature of the scale depositing member becomes lower than the shape recovery temperature, the scale depositing member is forced to deform into a shape other than the memory shape. The hot water heater according to claim 1, further comprising deformation means for adding 前記変形手段は、おもりの重さによって前記力を発生することを特徴とする請求項2記載の給湯機。   The hot water heater according to claim 2, wherein the deforming means generates the force according to a weight of a weight. 前記変形手段は、バネの付勢力によって前記力を発生することを特徴とする請求項2記載の給湯機。   The hot water heater according to claim 2, wherein the deformation means generates the force by a biasing force of a spring. 前記昇温手段は、前記スケール析出部材に通電することによって前記スケール析出部材自身を発熱させる通電手段を含むことを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項記載の給湯機。   5. The water heater according to claim 1, wherein the temperature raising unit includes an energizing unit configured to energize the scale depositing member itself by energizing the scale depositing member. 前記スケール除去装置内の水の流路の表面の全部または一部には、スケールの付着を防止する機能を有する材料からなる被覆層が設けられており、
前記スケール析出部材の表面には、前記被覆層が設けられていないことを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項記載の給湯機。
All or part of the surface of the water flow path in the scale removing device is provided with a coating layer made of a material having a function of preventing adhesion of the scale,
The hot water heater according to any one of claims 1 to 5, wherein the coating layer is not provided on a surface of the scale depositing member.
前記スケール集積部と前記スケール析出部材との一方または両方が着脱可能に構成されていることを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項記載の給湯機。   The hot water heater according to any one of claims 1 to 6, wherein one or both of the scale accumulating unit and the scale depositing member are detachable.
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