JP2012061421A - Water supply device, and water heater having the same - Google Patents

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岐宏 島
Katsuhiko Uno
克彦 宇野
Shigeru Sasabe
笹部  茂
Takaaki Shimado
孝明 島戸
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a water supply device which is usable for a long period of time without requiring the maintenance of a corrosion-inhibiting component removal apparatus.SOLUTION: The water supply device comprises: a corrosion-inhibiting component addition apparatus for dissolving corrosion-inhibiting components into introduced water; and a corrosion-inhibiting component removal apparatus 15 placed on a downstream side of the corrosion-inhibiting component addition apparatus, formed of a pair of opposed electrode (16a, 16b), a cation exchanger 17, and an anion exchanger 18, and having an ion exchanger 20 arranged between the electrodes (16a, 16b), wherein the corrosion-inhibiting components flowing into the corrosion-inhibiting component removal apparatus 15 are removed from the introduced water by an ion exchange reaction and then discharged.

Description

本発明は、給水設備、給湯設備等の水供給装置に係り、特に、腐食抑制成分除去装置のメンテナンスを必要とせず、長期にわたって使用可能な水供給装置に関するものである。   The present invention relates to a water supply device such as a water supply facility or a hot water supply facility, and more particularly to a water supply device that does not require maintenance of a corrosion inhibiting component removing device and can be used for a long period of time.

従来この種の装置では、目的の成分を含む材料を水中に溶解させ、配管の腐食を抑制するために用いてきた(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, in this type of apparatus, a material containing a target component has been used in water to suppress corrosion of piping (for example, see Patent Document 1).

図7は、前記特許文献1に記載された従来の水供給装置を示すものである。図7に示すように、水回路10に、腐食抑制成分添加装置14と、腐食抑制成分添加装置14の下流側に配設された腐食抑制成分除去装置15とから構成されている。   FIG. 7 shows a conventional water supply apparatus described in Patent Document 1. In FIG. As shown in FIG. 7, the water circuit 10 includes a corrosion inhibiting component adding device 14 and a corrosion inhibiting component removing device 15 disposed on the downstream side of the corrosion inhibiting component adding device 14.

特開2005−120700号公報JP 2005-120700 A

前記従来の構成では、腐食抑制成分除去装置として陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂の2段処理による除去手法、もしくは逆浸透膜による除去手法を用いている。しかしながら、このうち陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂の2段処理による除去手法は、イオン交換容量により除去能力が制限される。腐食抑制成分の添加量が、イオン交換容量を超えた場合、腐食抑制成分は除去されず、水使用箇所から排出される。   In the conventional configuration, the removal method by the two-stage treatment of the cation exchange resin and the anion exchange resin or the removal method by the reverse osmosis membrane is used as the corrosion inhibiting component removing device. However, the removal capability of the cation exchange resin and the anion exchange resin by the two-stage treatment is limited by the ion exchange capacity. When the addition amount of the corrosion inhibiting component exceeds the ion exchange capacity, the corrosion inhibiting component is not removed and is discharged from the water use location.

このため、イオン交換容量に応じて、定期的にイオン交換体を交換するか、塩化ナトリウムを投入して再生処理を実施する必要がある。前者の場合、使用頻度により交換期間が異なるため、使用量を計測、表示する手段が必要となる。後者の場合、再生処理後、高濃度の塩化ナトリウム水が排出されるため、配管を腐食し装置寿命が短くなる。   For this reason, it is necessary to periodically replace the ion exchanger according to the ion exchange capacity or to carry out the regeneration process by adding sodium chloride. In the former case, since the exchange period varies depending on the frequency of use, a means for measuring and displaying the amount used is required. In the latter case, high-concentration sodium chloride water is discharged after the regeneration treatment, which corrodes the piping and shortens the device life.

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、腐食抑制成分除去装置のメンテナンスを必要とせず、長期にわたって使用可能な水供給装置を提供することを目的とする。   This invention solves the said conventional subject, and it aims at providing the water supply apparatus which can be used over a long term, without requiring the maintenance of a corrosion inhibitor component removal apparatus.

前記従来の課題を解決するために、本発明の水供給装置は、導入水に腐食抑制成分を溶解させる腐食抑制成分添加装置と、前記腐食抑制成分添加装置の下流側に配設され、一対の対向する電極、陽イオン交換体と陰イオン交換体とから形成され、前記電極間に配されたイオン交換体を有する腐食抑制成分除去装置とを備え、前記腐食抑制成分除去装置に流入した前記腐食抑制成分は、イオン交換反応により前記導入水から除去させた後、排出されることを特徴とするものである。   In order to solve the above-described conventional problems, a water supply device of the present invention is disposed on a downstream side of a corrosion-inhibiting component addition device that dissolves a corrosion-inhibiting component in introduced water, and a pair of corrosion-inhibiting component addition devices. The corrosion that is formed from the opposing electrodes, the cation exchanger and the anion exchanger, and has a corrosion inhibiting component removing device having an ion exchanger disposed between the electrodes, and flows into the corrosion inhibiting component removing device The inhibitory component is discharged after being removed from the introduced water by an ion exchange reaction.

これによって、電極に電圧を印加することにより、イオン交換体に吸着した腐食抑制成分を腐食抑制成分除去装置から排出することが可能である。従って、イオン交換体の交換、もしくは、塩化ナトリウム投入を省略でき、メンテナンス回数を低減するとともに、装置の長寿命化を実現することができる。   Thus, by applying a voltage to the electrode, it is possible to discharge the corrosion inhibiting component adsorbed on the ion exchanger from the corrosion inhibiting component removing device. Accordingly, the replacement of the ion exchanger or the addition of sodium chloride can be omitted, the number of maintenance can be reduced, and the life of the apparatus can be extended.

本発明によれば、腐食抑制成分除去装置のメンテナンスを必要とせず、長期にわたって
使用可能な水供給装置を提供できる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the maintenance of a corrosion inhibitor component removal apparatus is not required, but the water supply apparatus which can be used over a long term can be provided.

本発明の実施の形態1における水供給装置の構成図The block diagram of the water supply apparatus in Embodiment 1 of this invention 同腐食抑制成分添加装置の構成図Configuration diagram of the corrosion inhibitor addition equipment 同腐食抑制成分除去装置の構成図Configuration diagram of the corrosion inhibitor removal device 本発明の実施の形態2における腐食抑制成分添加装置の構成図The block diagram of the corrosion suppression component addition apparatus in Embodiment 2 of this invention 本発明の実施の形態3における給湯装置の構成図The block diagram of the hot-water supply apparatus in Embodiment 3 of this invention 本本発明の実施の形態4における焼結多孔質体の構成図Configuration diagram of sintered porous body in Embodiment 4 of the present invention 従来の水供給装置の構成図Configuration diagram of a conventional water supply device

第1の発明は、導入水に腐食抑制成分を溶解させる腐食抑制成分添加装置と、前記腐食抑制成分添加装置の下流側に配設され、一対の対向する電極、陽イオン交換体と陰イオン交換体とから形成され、前記電極間に配されたイオン交換体を有する腐食抑制成分除去装置とを備え、前記腐食抑制成分除去装置に流入した前記腐食抑制成分は、イオン交換反応により前記導入水から除去させた後、排出されることを特徴とする水供給装置である。   The first invention is a corrosion inhibiting component addition device for dissolving a corrosion inhibiting component in introduced water, and a pair of opposed electrodes, a cation exchanger and an anion exchange which are disposed on the downstream side of the corrosion inhibiting component addition device. A corrosion-inhibiting component removing device having an ion exchanger disposed between the electrodes, and the corrosion-inhibiting component flowing into the corrosion-inhibiting component removing device is removed from the introduced water by an ion exchange reaction. The water supply device is characterized by being discharged after being removed.

これによって、電極に電圧を印加することにより、イオン交換体に吸着した腐食抑制成分を腐食抑制成分除去装置から排出することが可能である。従って、イオン交換体の交換、もしくは、塩化ナトリウム投入を省略でき、メンテナンス回数を低減するとともに、装置の長寿命化を実現することができる。   Thus, by applying a voltage to the electrode, it is possible to discharge the corrosion inhibiting component adsorbed on the ion exchanger from the corrosion inhibiting component removing device. Accordingly, the replacement of the ion exchanger or the addition of sodium chloride can be omitted, the number of maintenance can be reduced, and the life of the apparatus can be extended.

第2の発明は、特に、第1の発明の水供給装置において、前記陽イオン交換体及び前記陰イオン交換体は、イオン交換樹脂を熱可塑性樹脂粒子と混合し形成した多孔質体であることを特徴とするものである。   In a second aspect of the present invention, in particular, in the water supply device of the first aspect, the cation exchanger and the anion exchanger are porous bodies formed by mixing an ion exchange resin with thermoplastic resin particles. It is characterized by.

これによって、通水時の圧力損失を低減することが可能となり、単位時間当たりの処理量を増加することが可能となる。同時に、導入水が、焼結体表面に露出していないイオン交換樹脂粒子にも接触するため、腐食抑制成分除去効率を向上できる。   This makes it possible to reduce pressure loss during water flow and increase the amount of treatment per unit time. At the same time, since the introduced water also comes into contact with the ion exchange resin particles that are not exposed on the surface of the sintered body, the corrosion-inhibiting component removal efficiency can be improved.

第3の発明は、特に、第2の発明のイオン交換体において、陽イオン交換体を形成したイオン交換樹脂は、弱酸性イオン交換樹脂で、陰イオン交換体を形成したイオン交換樹脂は、弱塩基性イオン交換樹脂であることを特徴とするものである。   In the third invention, in particular, in the ion exchanger of the second invention, the ion exchange resin in which the cation exchanger is formed is a weakly acidic ion exchange resin, and the ion exchange resin in which the anion exchanger is formed is weak. It is a basic ion exchange resin.

これによって、イオン交換体の再生時のpHを4より酸性にすることで、再生時の陽イオン吸着作用を抑制し、陽イオン交換体の再生を早く完了することができる。   Thereby, by making the pH at the time of regeneration of the ion exchanger more acidic than 4, the cation adsorption action at the time of regeneration can be suppressed, and the regeneration of the cation exchanger can be completed quickly.

第4の発明は、特に、第1〜3のいずれかの発明の水供給装置において、水分解イオン交換膜の再生時にのみに、腐食抑制成分を水に溶解させることを特徴とするものである。   The fourth invention is characterized in that, in the water supply device of any one of the first to third inventions, the corrosion inhibiting component is dissolved in water only at the time of regeneration of the water-splitting ion exchange membrane. .

これによって、腐食抑制成分処理水を口等に含むことに、嫌悪感を抱く可能性があることを考慮し、水使用箇所への腐食防止成分流入を防止できる。   Accordingly, in consideration of the possibility of having an aversion to including the corrosion-inhibiting component-treated water in the mouth or the like, it is possible to prevent the corrosion-inhibiting component from flowing into the water use location.

第5の発明は、特に、第1〜4のいずれかの発明の水供給装置を、浴槽へ注湯する浴槽水注湯回路に配設したことを特徴とする給湯機である。   The fifth invention is a water heater characterized in that, in particular, the water supply device according to any one of the first to fourth inventions is arranged in a bathtub water pouring circuit for pouring water into the bathtub.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

(実施の形態1)
図1は、第1の実施の形態における水供給装置を示すものである。また、図2は、腐食抑制成分添加装置14の構造図を示すもので、図3は、腐食抑制成分除去装置15の構造図を示すものである。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a water supply apparatus according to the first embodiment. FIG. 2 shows a structural diagram of the corrosion inhibiting component adding device 14, and FIG. 3 shows a structural diagram of the corrosion inhibiting component removing device 15.

図1に示すように、水回路10に、腐食抑制成分添加装置14と、前記腐食抑制成分添加装置14の下流側に腐食抑制成分除去装置15と、前記腐食抑制成分除去装置15に配設された排水流路13とから構成されている。   As shown in FIG. 1, the water circuit 10 is provided with a corrosion inhibiting component adding device 14, a corrosion inhibiting component removing device 15 on the downstream side of the corrosion inhibiting component adding device 14, and the corrosion inhibiting component removing device 15. And a drainage flow path 13.

図2において、ポリリン酸ナトリウムである腐食抑制成分11は、粉末状または顆粒状、あるいは、粉末状と顆粒状との混合物であり、腐食抑制成分収納容器(無機化合物収納手段)12に収納される。腐食抑制成分11は、水に対して溶解性を持つ。図2中の腐食抑制成分11は径が異なる顆粒状のものであり、これを多層状となるように構成すると、腐食抑制成分収納容器12内には多孔質の空間が形成される。腐食抑制成分収納容器12は、水回路10によって連通され、腐食抑制成分添加装置14を構成する。   In FIG. 2, the corrosion inhibiting component 11 that is sodium polyphosphate is in the form of powder or granules, or a mixture of powder and granules, and is accommodated in a corrosion inhibiting component storage container (inorganic compound storage means) 12. . The corrosion inhibiting component 11 is soluble in water. The corrosion-inhibiting component 11 in FIG. 2 is in the form of granules having different diameters, and when this is configured to be multilayered, a porous space is formed in the corrosion-inhibiting component storage container 12. The corrosion-inhibiting component storage container 12 is communicated by the water circuit 10 and constitutes a corrosion-inhibiting component adding device 14.

以上のように構成された腐食抑制成分添加装置14について、以下その動作、作用を説明する。   The operation and action of the corrosion inhibiting component addition apparatus 14 configured as described above will be described below.

水回路10から腐食抑制成分添加装置14に流入する水は、腐食抑制成分収納容器12に形成される多孔質の空間を通過する。水には粘性があるため、多孔質の空間を通過する際に腐食抑制成分11の表面から表面近傍の領域には速度境界層が生成される。腐食抑制成分11の表面近傍の速度境界層の流速は小さく、多孔質空間の中心部を通過する流速は大きい分布となる。   Water flowing from the water circuit 10 into the corrosion inhibiting component adding device 14 passes through a porous space formed in the corrosion inhibiting component storage container 12. Since water has viscosity, a velocity boundary layer is generated in a region near the surface from the surface of the corrosion inhibiting component 11 when passing through the porous space. The flow velocity of the velocity boundary layer near the surface of the corrosion inhibiting component 11 is small, and the flow velocity passing through the central portion of the porous space has a large distribution.

腐食抑制成分11は水に対して溶解性を持つため、腐食抑制成分11の表面近傍の腐食抑制成分11の表面分子は、表面近傍の水に溶解し、水の溶解濃度が上昇する。表面近傍の水は流速が小さいため、溶解濃度は高い値となる。これに対して流速の大きい多孔質空間の中心部の流れる水の溶解濃度は低い。   Since the corrosion inhibiting component 11 is soluble in water, the surface molecules of the corrosion inhibiting component 11 in the vicinity of the surface of the corrosion inhibiting component 11 are dissolved in the water in the vicinity of the surface, and the dissolved concentration of water is increased. Since the water near the surface has a low flow rate, the dissolved concentration has a high value. On the other hand, the dissolved concentration of water flowing in the center of the porous space having a high flow rate is low.

このとき、水中に溶解する無機化合物の濃度差が生じた場合は、濃度差に応じて高い方から低い物質が移動する(フィックの法則)ため、表面近傍の水に溶解した無機化合物は濃度の低い中心の水に移動する。この物質拡散の原理を利用することで、腐食抑制成分11を多孔質空間内の水に溶解させることができる。   At this time, if there is a difference in the concentration of the inorganic compound dissolved in water, the lower substance moves from the higher one according to the concentration difference (Fick's law), so the inorganic compound dissolved in the water near the surface Move to low center water. By utilizing this principle of substance diffusion, the corrosion inhibiting component 11 can be dissolved in water in the porous space.

溶解した腐食抑制成分11は、ナトリウムイオンとポリリン酸イオンに各々イオン化する。ポリリン酸イオンは、導入水中のカルシウムイオン、マグネシウムイオン等2価の陽イオンとキレート結合し、これらの陽イオンをコロイド化する。このコロイド粒子がカソード部に吸着し、皮膜を形成する。   The dissolved corrosion inhibiting component 11 is ionized into sodium ions and polyphosphate ions, respectively. Polyphosphate ions chelate with divalent cations such as calcium ions and magnesium ions in the introduced water, and colloidalize these cations. The colloidal particles are adsorbed on the cathode part to form a film.

この形成された皮膜は、炭酸カルシウム結晶がスケールとして配管表面への固着することを防ぐ効果を有する。また、炭酸カルシウム結晶に吸着し、菱面体から球形の核に変化させることによりコロイド化させ、炭酸カルシウム結晶がスケールとして配管表面への固着することを防ぐ効果を有する。   This formed film has an effect of preventing calcium carbonate crystals from adhering to the pipe surface as a scale. Moreover, it adsorb | sucks to a calcium carbonate crystal, makes it colloid by changing from a rhombohedral to a spherical nucleus, and has an effect which prevents that a calcium carbonate crystal adheres to the piping surface as a scale.

ここで、図3に基づいて、腐食抑制成分除去装置15の構成について、詳しく説明する。   Here, based on FIG. 3, the structure of the corrosion suppression component removal apparatus 15 is demonstrated in detail.

腐食抑制成分除去装置15は、対向する1組の第1の電極16a、第2の電極16bと、水に溶解している陽イオンを吸着する陽イオン交換体17と水に溶解している陰イオン
を吸着する陰イオン交換体18とが、表裏に極性が異なるよう張り合わせたイオン交換体20とから構成されている。
The corrosion inhibiting component removing device 15 includes a pair of first electrode 16a and second electrode 16b facing each other, a cation exchanger 17 that adsorbs cations dissolved in water, and a negative electrode dissolved in water. An anion exchanger 18 that adsorbs ions is composed of an ion exchanger 20 bonded to the front and back so as to have different polarities.

イオン交換体20は、電極16間に複数枚積層されており、平板状の対向した電極16間に平面上にイオン交換体20を積層、また、半径の異なる同心円柱状の対向した電極16間に同心円状や螺旋状にイオン交換体20を積層してもよい。   A plurality of ion exchangers 20 are stacked between the electrodes 16, the ion exchangers 20 are stacked on a flat surface between the flat opposing electrodes 16, and between the concentric cylindrical opposing electrodes 16 having different radii. The ion exchanger 20 may be stacked concentrically or spirally.

イオン交換体20は、スチレンまたはジビニルベンゼンの重合体または共重合体高分子を基本骨格とし、陽イオン交換体17には、スルホン酸基またはアクリル酸やメタクリル酸等のカルボン酸基を導入しており、陰イオン交換体18には、第4級アンモニウム基または第1〜3級アミノ基を導入している。   The ion exchanger 20 has a polymer or copolymer polymer of styrene or divinylbenzene as a basic skeleton, and a sulfonic acid group or a carboxylic acid group such as acrylic acid or methacrylic acid is introduced into the cation exchanger 17. The anion exchanger 18 is introduced with a quaternary ammonium group or a primary to tertiary amino group.

イオン交換体20を成形する際、ポリエチレン等のイオン交換樹脂をポリエチレンやポリプロピレン等の熱可塑性樹脂に混練分散させることで、膜の成形性を向上することができる。表裏に極性が異なるよう張り合わせたイオン交換体20は、水分解イオン交換膜と呼ばれ、電圧を印加することでイオン交換体の界面で水の解離が促進されるので、低電圧で水の解離を行うことができる。   When the ion exchanger 20 is molded, the moldability of the membrane can be improved by kneading and dispersing an ion exchange resin such as polyethylene in a thermoplastic resin such as polyethylene or polypropylene. The ion exchanger 20 bonded to the front and back so as to have different polarities is called a water-splitting ion exchange membrane. Dissociation of water is promoted at a low voltage because dissociation of water is promoted at the interface of the ion exchanger by applying a voltage. It can be performed.

腐食抑制成分除去装置15は、水中に溶解しているイオンをイオン交換体20で吸着する際と、イオン交換体20に吸着したイオンを脱離する際とで、動作が異なるので、まず、腐食抑制成分除去装置15が水中のイオンをイオン交換体20で吸着する際について説明する。   Since the operation of the corrosion inhibiting component removing device 15 is different between when the ions dissolved in the water are adsorbed by the ion exchanger 20 and when the ions adsorbed on the ion exchanger 20 are desorbed, first, the corrosion is suppressed. The case where the suppression component removal apparatus 15 adsorb | sucks the ion in water with the ion exchanger 20 is demonstrated.

腐食抑制成分除去装置15が水中に溶解している腐食抑制成分11を吸着する際は、水中に溶解した陽イオンCa、Mg、Na、Mn、Fe等の各イオンは陽イオン交換体17で水素イオンに、水中に溶解した陰イオンポリリン酸、Cl、炭酸、硫酸、硝酸等の各イオンは、陰イオン交換体18で水酸化物イオンにイオン交換することで、水中に溶解している各種イオンをイオン交換体20に吸着する。   When the corrosion inhibiting component removing device 15 adsorbs the corrosion inhibiting component 11 dissolved in water, each ion such as cation Ca, Mg, Na, Mn, Fe dissolved in water is hydrogenated by the cation exchanger 17. Each ion such as anion polyphosphoric acid, Cl, carbonic acid, sulfuric acid, nitric acid, etc. dissolved in water is ion-exchanged to hydroxide ions in the anion exchanger 18 so that various ions dissolved in water. Is adsorbed to the ion exchanger 20.

イオン交換体20がイオンを吸着する際、イオン交換体20の陽イオン交換体17側の第1の電極16aを陽極、陰イオン交換体18側の第2の電極16bを陰極となるよう電圧を印加することで、腐食抑制成分除去装置15内のイオンがイオン交換体20に移動するので、イオン交換体のイオン吸着速度を増加させることができる。   When the ion exchanger 20 adsorbs ions, a voltage is applied so that the first electrode 16a on the cation exchanger 17 side of the ion exchanger 20 becomes an anode and the second electrode 16b on the anion exchanger 18 side becomes a cathode. By applying, the ions in the corrosion inhibiting component removing device 15 move to the ion exchanger 20, so that the ion adsorption rate of the ion exchanger can be increased.

その際、水分子が電気分解し水素分子と酸素分子を生成する水の理論分解電圧は1.226Vであるので、水の分解電圧未満の電圧を印加することで、水素ガスおよび酸素ガスが発生することなく水に溶解しているイオンを、イオン交換体20で効率的に吸着することができる。   At that time, since the theoretical decomposition voltage of water in which water molecules are electrolyzed to generate hydrogen molecules and oxygen molecules is 1.226 V, hydrogen gas and oxygen gas are generated by applying a voltage lower than the water decomposition voltage. Ions that are dissolved in water without being absorbed can be efficiently adsorbed by the ion exchanger 20.

腐食抑制成分除去装置15で水に溶解しているイオンを吸着することで、pHの偏った水を処理した場合は、酸性の場合はアニオン種を水酸化物イオンに、塩基性の場合はカチオン種を水素イオンに交換することで中性の水に近づけることができるので、腐食抑制成分除去装置15により処理した水は、pHによる腐食を防止することができる。   In the case of treating water with a biased pH by adsorbing ions dissolved in water by the corrosion inhibiting component removing device 15, anionic species are converted to hydroxide ions when acidic, and cations when basic. Since water can be brought close to neutral water by exchanging the species with hydrogen ions, the water treated by the corrosion inhibiting component removing device 15 can prevent corrosion due to pH.

また、水の分解電圧未満の電圧を印加していることで、処理水は水の分解ガスを含有しておらず、加熱手段より加熱され気体の溶解度が低下した場合であっても、水の分解ガスは生成せず、貯湯タンクおよび流路に蓄積することがない。   In addition, by applying a voltage lower than the decomposition voltage of water, the treated water does not contain the decomposition gas of water, and even when the solubility of the gas is reduced by heating by the heating means, The cracked gas is not generated and does not accumulate in the hot water storage tank and flow path.

なお、腐食抑制成分除去装置15で水に溶解しているイオンを吸着する際に、電極16間に電圧を印加しなくてもよい。イオン交換体20が水に溶解しているイオンを吸着する
作用に変わりはなく、処理水に水の分解ガスを含有しない効果も変わらない。
Note that, when the corrosion-inhibiting component removing device 15 adsorbs ions dissolved in water, it is not necessary to apply a voltage between the electrodes 16. The effect of the ion exchanger 20 adsorbing ions dissolved in water remains the same, and the effect of not containing the water decomposition gas in the treated water is also unchanged.

次に、腐食抑制成分除去装置15がイオン交換体20に吸着したイオンを脱離する際の動作、作用を説明する。   Next, the operation and action when the corrosion inhibiting component removing device 15 desorbs ions adsorbed on the ion exchanger 20 will be described.

イオン交換体20がイオンを脱離する際は、水回路10により腐食抑制成分除去装置15に導かれた水は、腐食抑制成分除去装置15で処理された後、三方弁19で切換えられ排水流路13と通って水供給装置から排出される。腐食抑制成分除去装置15では、イオン交換体20の陽イオン交換体17側の第1の電極16aを陰極、陰イオン交換体18側の第2の電極16bを陽極となるよう電圧を印加する。   When the ion exchanger 20 desorbs ions, the water guided to the corrosion inhibiting component removing device 15 by the water circuit 10 is processed by the corrosion inhibiting component removing device 15 and then switched by the three-way valve 19 and the drainage flow. The water is discharged from the water supply device through the passage 13. In the corrosion inhibiting component removing device 15, a voltage is applied so that the first electrode 16a on the cation exchanger 17 side of the ion exchanger 20 becomes a cathode and the second electrode 16b on the anion exchanger 18 side becomes an anode.

水分子が水素イオンと水酸化物イオンに解離する水の理論解離電圧は0.828Vであるので、水の解離電圧以上の電圧を印加することでイオン交換体20の陽イオン交換体17と陰イオン交換体18界面で水が解離し、イオン交換体20に吸着したイオンと交換し脱離することでイオン交換体が再生する。   Since the theoretical dissociation voltage of water at which water molecules dissociate into hydrogen ions and hydroxide ions is 0.828 V, applying a voltage higher than the water dissociation voltage causes the cation exchanger 17 of the ion exchanger 20 and the negative ion to be negatively charged. Water is dissociated at the interface of the ion exchanger 18, exchanged with ions adsorbed on the ion exchanger 20, and desorbed to regenerate the ion exchanger.

印加電圧を水の分解電圧未満にすれば、処理水は水の分解ガスを含有しないので、水供給装置から排出する間の排水流路13に、溶存ガスが成長して気泡となり溜まることを防止することができる。   If the applied voltage is less than the decomposition voltage of water, the treated water does not contain the decomposition gas of water, so that dissolved gas is prevented from growing and accumulating in the drainage flow path 13 during discharge from the water supply device. can do.

なお、印加電圧を水の分解電圧以上にした場合は、排水流路13の配管径を細くし、排水流路13の流速を十分に増加させ、排水流路13内に気泡が滞留しないようにすることで、水の分解ガスが排水流路13に溜まることを防止することができる。   In addition, when the applied voltage is equal to or higher than the water decomposition voltage, the pipe diameter of the drainage channel 13 is narrowed to sufficiently increase the flow rate of the drainage channel 13 so that bubbles do not stay in the drainage channel 13. By doing so, it is possible to prevent water decomposition gas from accumulating in the drainage flow path 13.

水の分解ガスを確実に給湯機から排出できることから、水を解離しイオン交換体を再生するのに十分な電流を与えることができ、再生効率を向上することができるので、再生時間を短縮、再生排水を低減することができる。   Since the water decomposition gas can be reliably discharged from the water heater, sufficient current can be given to dissociate the water and regenerate the ion exchanger, improving the regeneration efficiency, shortening the regeneration time, Regeneration waste water can be reduced.

(実施の形態2)
図4は、本発明の実施の第2の形態における腐食抑制成分添加装置14の構造図を示すものである。
(Embodiment 2)
FIG. 4 shows a structural diagram of the corrosion inhibiting component adding apparatus 14 in the second embodiment of the present invention.

図4において、腐食抑制成分添加装置14の入口と出口は、浴槽水注湯回路39に接続されている。腐食抑制成分11を収納する腐食抑制成分収納容器12の相当直径d1、浴槽水注湯回路39の相当直径d2とした場合、図4においてそれぞれをd1>d2となる大きさなるように決定した。   In FIG. 4, the inlet and outlet of the corrosion inhibiting component addition device 14 are connected to a bathtub water pouring circuit 39. When the equivalent diameter d1 of the corrosion-inhibiting component storage container 12 for storing the corrosion-inhibiting component 11 and the equivalent diameter d2 of the bathtub water pouring circuit 39 are set, in FIG. 4, each is determined to have a size that satisfies d1> d2.

以上のように構成された水供給装置について、以下その動作、作用を説明する。水回路10に対して、腐食抑制成分11を収納した腐食抑制成分収納容器12、ロ過手段を設けたので、腐食抑制成分添加装置14を水が通過する際に、圧力損失が生じる。圧力損失が生じると、浴槽42へ供給する水の流量が低下する。   About the water supply apparatus comprised as mentioned above, the operation | movement and an effect | action are demonstrated below. Since the corrosion inhibiting component storage container 12 containing the corrosion inhibiting component 11 and the filtration means are provided for the water circuit 10, a pressure loss occurs when water passes through the corrosion inhibiting component adding device 14. When pressure loss occurs, the flow rate of water supplied to the bathtub 42 decreases.

ここで、腐食抑制成分収納容器12の相当直径d1を、浴槽水注湯回路39の相当直径d2に対して、d1>d2となる大きさとすると、腐食抑制成分収納容器12の平均流速u1は、浴槽水注湯回路39の平均流速u2より小さくなる。水回路10の流体の圧力損失は、流体の平均流速の2乗に比例するため、腐食抑制成分添加装置14を通過する際の圧力損失の増加を低減させることができる。   Here, assuming that the equivalent diameter d1 of the corrosion inhibiting component storage container 12 is such that d1> d2 with respect to the equivalent diameter d2 of the bathtub water pouring circuit 39, the average flow velocity u1 of the corrosion inhibiting component storage container 12 is It becomes smaller than the average flow velocity u2 of the bathtub water pouring circuit 39. Since the pressure loss of the fluid in the water circuit 10 is proportional to the square of the average flow velocity of the fluid, an increase in the pressure loss when passing through the corrosion inhibiting component adding device 14 can be reduced.

以上のように、本実施の形態においては、腐食抑制成分収納容器の相当直径を、溶解装置を接続する浴槽水注湯回路の相当直径よりも大とすることにより、腐食抑制成分を通過
する水流による圧力損失を低減し、浴槽への湯はり時間を早く完了することができる。
As described above, in the present embodiment, the water flow that passes through the corrosion-inhibiting component is obtained by making the equivalent diameter of the corrosion-inhibiting component storage container larger than the equivalent diameter of the bathtub water pouring circuit that connects the melting device. The pressure loss due to can be reduced, and the hot water filling time to the bathtub can be completed quickly.

(実施の形態3)
図5は、本発明の第3の実施の形態における給湯装置の構成図を示すものである。
(Embodiment 3)
FIG. 5 shows a block diagram of a hot water supply apparatus in the third embodiment of the present invention.

図5において、圧縮機22、給湯熱交換器23、減圧手段24、蒸発器25を冷媒回路26で順に環状に接続してヒートポンプユニット21を構成している。貯湯ユニット27の貯湯タンク28には水が貯留されており、出湯回路30は貯湯タンク28、給湯水ポンプ29、給湯熱交換器23、貯湯タンク28を順に接続する回路である。   In FIG. 5, a heat pump unit 21 is configured by connecting a compressor 22, a hot water supply heat exchanger 23, a decompression unit 24, and an evaporator 25 in an annular manner in order by a refrigerant circuit 26. Water is stored in a hot water storage tank 28 of the hot water storage unit 27, and a hot water discharge circuit 30 is a circuit that connects the hot water storage tank 28, a hot water supply pump 29, a hot water supply heat exchanger 23, and a hot water storage tank 28 in this order.

浴槽水加熱回路35は、貯湯タンク28、風呂熱交換器33、加熱ポンプ34、貯湯タンク28を順に接続する回路であり、風呂熱交換器33の他方の回路には浴槽42が接続されている。浴槽水循環回路41は、浴槽42、浴槽水を搬送する浴槽水ポンプ40、風呂熱交換器33を順に接続する回路である。浴槽水注湯回路39は、貯湯タンク28の水を、浴槽水循環回路41を経由して浴槽42へ注湯する回路である。   The bathtub water heating circuit 35 is a circuit that connects the hot water storage tank 28, the bath heat exchanger 33, the heating pump 34, and the hot water storage tank 28 in order, and the bathtub 42 is connected to the other circuit of the bath heat exchanger 33. . The bathtub water circulation circuit 41 is a circuit which connects the bathtub 42, the bathtub water pump 40 which conveys bathtub water, and the bath heat exchanger 33 in order. The bathtub water pouring circuit 39 is a circuit for pouring the water in the hot water storage tank 28 to the bathtub 42 via the bathtub water circulation circuit 41.

この回路には貯湯タンク28の高温の水と水道水を混合する浴槽水混合弁36、注湯する水温を検知する温度検知手段37、浴槽水注湯回路39の回路の開閉を行う浴槽水注湯弁38を順に備える。腐食抑制成分添加装置14は浴槽水注湯弁38の下流側の浴槽水注湯回路39に本体の筐体に収納するように設けた。   In this circuit, a bath water mixing valve 36 for mixing hot water in the hot water storage tank 28 and tap water, temperature detecting means 37 for detecting the temperature of the pouring water, and bath water pouring for opening and closing the bath water pouring circuit 39. The hot water valve 38 is provided in order. The corrosion inhibiting component adding device 14 is provided in the bathtub water pouring circuit 39 on the downstream side of the bath water pouring valve 38 so as to be housed in the housing of the main body.

ヒートポンプユニット21で貯湯タンク28に貯留された水を加熱する運転は、以下のような動作となる。貯湯タンク28の水は、給湯水ポンプ29によって給湯熱交換器23へ搬送され、ヒートポンプサイクル動作によって加熱される。給湯水ポンプ29は給湯熱交換器23で加熱された給湯水の温度が予め決定した温度になる様に、出湯回路30の流量を制御する。   The operation of heating the water stored in the hot water storage tank 28 by the heat pump unit 21 is as follows. The water in the hot water storage tank 28 is conveyed to the hot water supply heat exchanger 23 by the hot water supply water pump 29 and heated by the heat pump cycle operation. The hot water supply pump 29 controls the flow rate of the hot water supply circuit 30 so that the temperature of the hot water heated by the hot water supply heat exchanger 23 becomes a predetermined temperature.

浴槽42への湯張り、並びに、浴槽水の加熱は以下のような動作となる。浴槽水注湯回路39の浴槽水混合弁36は、温度検知手段37で検知する注湯温度がリモコン等(図示せず)で予め設定された温度となるように、高温の湯と水道水の混合割合を調整する。所定温度となった浴槽水は、浴槽水注湯回路39、浴槽水循環回路41を順に経由して浴槽42へ流出する。   The filling of the bathtub 42 and the heating of the bathtub water are as follows. The bathtub water mixing valve 36 of the bathtub water pouring circuit 39 has a hot water and tap water so that the pouring temperature detected by the temperature detecting means 37 becomes a temperature preset by a remote controller or the like (not shown). Adjust the mixing ratio. The bathtub water having a predetermined temperature flows out into the bathtub 42 through the bathtub water pouring circuit 39 and the bathtub water circulation circuit 41 in this order.

一方、浴槽42の浴槽水を加熱する場合は、貯湯タンク28に貯留された高温の湯を、浴槽水加熱ポンプ34によって風呂熱交換器33へ搬送し、浴槽水ポンプ40より搬送された浴槽水を加熱する。風呂熱交換器33で浴槽水を加熱して温度が下がった給湯水は、給湯水下部回路31が接続する貯湯タンク28の下部より内部へ流入する。   On the other hand, when heating the bathtub water in the bathtub 42, the hot water stored in the hot water storage tank 28 is conveyed to the bath heat exchanger 33 by the bathtub water heating pump 34, and the bathtub water conveyed from the bathtub water pump 40. Heat. Hot-water supply water whose temperature has been lowered by heating the bath water in the bath heat exchanger 33 flows into the interior from the lower part of the hot-water storage tank 28 to which the hot-water supply lower circuit 31 is connected.

以上のように構成された給湯装置について、以下その動作、作用を説明する。利用者が浴槽42へ湯はりを行う場合は、リモコン等で湯はり動作の指示操作を行う。リモコン操作後、予め設定された温度に浴槽水混合弁36で調整された水が、浴槽水注湯弁38を閉から開に制御した場合に、腐食抑制成分添加装置14、腐食抑制成分除去装置15、浴槽水循環回路41を経由して浴槽42に流出する。水が腐食抑制成分添加装置14を通過する際に、腐食抑制成分11が水に溶解するものの、腐食抑制成分除去装置15において腐食抑制成分11を除去するので、浴槽42に腐食抑制成分11を溶解させた水が浴槽42に流入することはない。   About the hot water supply apparatus comprised as mentioned above, the operation | movement and an effect | action are demonstrated below. When the user hot waters the bathtub 42, the remote controller or the like performs a hot water operation instruction operation. After the remote control operation, when the water adjusted by the bathtub water mixing valve 36 to a preset temperature controls the bathtub water pouring valve 38 from closed to open, the corrosion inhibiting component adding device 14 and the corrosion inhibiting component removing device 15. It flows out into the bathtub 42 via the bathtub water circulation circuit 41. When water passes through the corrosion inhibiting component adding device 14, the corrosion inhibiting component 11 is dissolved in water, but the corrosion inhibiting component 11 is removed by the corrosion inhibiting component removing device 15, so the corrosion inhibiting component 11 is dissolved in the bathtub 42. The water made to flow does not flow into the bathtub 42.

腐食抑制成分添加装置14は、浴槽水注湯弁38の下流側としたが、浴槽水注湯弁38が開から閉へ制御された場合は、ウォーターハンマー現象が発生し、上流側の回路に設けている、浴槽水混合弁36、貯湯タンク28等は水道圧以上の水圧負荷を与える。下流側
に設けることによって、腐食抑制成分添加装置14への水圧負荷が掛からない。
Although the corrosion inhibiting component adding device 14 is located downstream of the bathtub water pouring valve 38, when the bathtub water pouring valve 38 is controlled from opening to closing, a water hammer phenomenon occurs, and the upstream circuit enters the upstream circuit. The bathtub water mixing valve 36, the hot water storage tank 28, etc. which are provided give a water pressure load higher than the water pressure. By providing it on the downstream side, a hydraulic load is not applied to the corrosion inhibiting component adding device 14.

以上のように、本実施の形態においては、浴槽水注湯回路39と、浴槽水注湯弁38とを備え、浴槽水注湯弁38、腐食抑制成分添加装置14、腐食抑制成分除去装置15の順に、これらを浴槽水注湯回路39に配設した給湯装置とした。   As described above, the present embodiment includes the bathtub water pouring circuit 39 and the bathtub water pouring valve 38, and includes the bathtub water pouring valve 38, the corrosion inhibiting component adding device 14, and the corrosion inhibiting component removing device 15. These were used as the hot water supply apparatus arranged in the bathtub water pouring circuit 39 in this order.

これにより、溶解装置は浴槽への湯はり停止時などに生じるウォーターハンマー現象(浴槽水注湯回路等の水圧上昇)の影響を受けないため、溶解装置の耐圧構造を簡素化することができる。さらに、浴槽への湯はりの水流を利用するため、湯はりと同時に無機化合物を溶解させた水を浴槽へ供給できるので、利便性が向上する。   Thereby, since the melting device is not affected by the water hammer phenomenon (water pressure increase in the bathtub water pouring circuit or the like) that occurs when hot water to the bathtub is stopped, the pressure resistance structure of the melting device can be simplified. Furthermore, since the water flow of the hot water to the bathtub is used, the water in which the inorganic compound is dissolved can be supplied to the bathtub at the same time as the hot water, thereby improving convenience.

本発明において、腐食抑制成分添加装置14と腐食抑制成分除去装置15とは給湯機の本体筐体に収納し、浴槽水注湯回路39としているが、浴槽水循環回路41に設けても、同様の効果を得ることができる。   In the present invention, the corrosion inhibiting component adding device 14 and the corrosion inhibiting component removing device 15 are housed in the main body housing of the water heater and are used as the bathtub water pouring circuit 39. An effect can be obtained.

また、本体筐体外部の浴槽水循環回路41に設けることも可能であるが、本体筐体内部の雰囲気温度は、低外気温時であっても貯湯タンク28からの放熱により、筐体内部の雰囲気は常時加温されるため、腐食抑制成分添加装置14の凍結防止などの断熱が不要、または簡素化できる。   Although it is possible to provide in the bathtub water circulation circuit 41 outside the main body casing, the atmospheric temperature inside the main body casing is reduced by heat radiation from the hot water storage tank 28 even at a low outside temperature. Is always heated, so that it is not necessary or simple to provide heat insulation such as freezing prevention of the corrosion inhibiting component adding device 14.

また、給湯機を貯湯式給湯機とした場合、貯湯タンクには高温の湯を貯湯するので、この高温の湯を腐食抑制成分添加装置14と腐食抑制成分除去装置15とへ供給することによって機器の殺菌、滅菌を行うことができる。   Further, when the hot water heater is a hot water storage type hot water heater, since hot water is stored in the hot water storage tank, the hot water is supplied to the corrosion inhibiting component adding device 14 and the corrosion inhibiting component removing device 15 to provide equipment. Can be sterilized and sterilized.

(実施の形態4)
本発明のイオン交換体20である水分解イオン交換膜の、陽イオン交換体17や陰イオン交換体18は、イオン交換樹脂51を、ポリエチレン粒子52と混合した後、焼結して得た多孔質体であるが、図6はその構造図を示すものである。これらの多孔質体は以下の方法によって得た。
(Embodiment 4)
The cation exchanger 17 and the anion exchanger 18 of the water-splitting ion exchange membrane, which is the ion exchanger 20 of the present invention, were obtained by mixing the ion exchange resin 51 with the polyethylene particles 52 and then sintering the mixture. FIG. 6 shows the structure of the material. These porous bodies were obtained by the following method.

平均粒子径50ミクロン以上300ミクロン以下で、合成樹脂の流動性の指数であるMFRが3g/10min以下のポリエチレン粒子と、平均粒子径が30ミクロン以上、かつ、ポリエチレンの平均粒子径以下のイオン交換樹脂とをブレンダーを用いて均一に混合した。   Polyethylene particles having an average particle size of 50 to 300 microns and an MFR of 3 g / 10 min or less, which is an index of fluidity of the synthetic resin, and an ion exchange having an average particle size of 30 microns and less than the average particle size of polyethylene The resin was uniformly mixed using a blender.

このとき全体に占めるイオン交換樹脂の重量濃度を、5重量%以上60重量%以下とした。得られた混合粉を金型に充填し、雰囲気温度がポリエチレン樹脂の融点+50度未満の槽内に5分以上放置して多孔質体53を得た。得られた多孔質体53は気孔54を有し、この気孔54を導入水が通過することで、大量の導入水を通水しても圧力損失を低くできる。   At this time, the weight concentration of the ion exchange resin in the whole was set to 5 wt% or more and 60 wt% or less. The obtained mixed powder was filled in a mold and left to stand in a tank having an atmospheric temperature of the melting point of polyethylene resin + less than 50 degrees for 5 minutes or more to obtain a porous body 53. The obtained porous body 53 has pores 54, and the introduced water passes through the pores 54, so that pressure loss can be reduced even if a large amount of introduced water is passed.

以上のように、本発明にかかる水供給装置は、信頼性向上、運転効率向上に繋がり、貯湯式給湯機の他、ガス熱源の給湯機等にも利用できる。   As described above, the water supply apparatus according to the present invention leads to improvement in reliability and improvement in operation efficiency, and can be used for a hot water storage hot water heater, a gas heat source hot water heater, and the like.

10 水回路
11 腐食抑制成分
12 腐食抑制成分収納容器
13 排水流路
14 腐食抑制成分添加装置
15 腐食抑制成分除去装置
16a 第1の電極
16b 第2の電極
17 陽イオン交換体
18 陰イオン交換体
20 イオン交換体(水分解イオン交換膜)
21 ヒートポンプユニット
27 貯湯ユニット
28 貯湯タンク
36 浴槽水混合弁
37 温度検知手段
38 浴槽水注湯弁
39 浴槽水注湯回路
42 浴槽
51 イオン交換樹脂
52 ポリエチレン粒子
53 多孔質体
54 気孔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Water circuit 11 Corrosion suppression component 12 Corrosion suppression component storage container 13 Drain flow path 14 Corrosion suppression component addition apparatus 15 Corrosion suppression component removal apparatus 16a 1st electrode 16b 2nd electrode 17 Cation exchanger 18 Anion exchanger 20 Ion exchanger (water splitting ion exchange membrane)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 Heat pump unit 27 Hot water storage unit 28 Hot water storage tank 36 Bath water mixing valve 37 Temperature detection means 38 Bath water pouring valve 39 Bath water pouring circuit 42 Tub 51 Ion exchange resin 52 Polyethylene particle 53 Porous body 54 Pore

Claims (5)

導入水に腐食抑制成分を溶解させる腐食抑制成分添加装置と、前記腐食抑制成分添加装置の下流側に配設され、一対の対向する電極、陽イオン交換体と陰イオン交換体とから形成され、前記電極間に配されたイオン交換体を有する腐食抑制成分除去装置とを備え、前記腐食抑制成分除去装置に流入した前記腐食抑制成分は、イオン交換反応により前記導入水から除去させた後、排出されることを特徴とする水供給装置。 A corrosion-inhibiting component addition device for dissolving a corrosion-inhibiting component in the introduced water, disposed on the downstream side of the corrosion-inhibiting component addition device, and formed from a pair of opposed electrodes, a cation exchanger and an anion exchanger, A corrosion inhibiting component removing device having an ion exchanger disposed between the electrodes, and the corrosion inhibiting component flowing into the corrosion inhibiting component removing device is removed from the introduced water by an ion exchange reaction and then discharged. A water supply device. 前記陽イオン交換体及び前記陰イオン交換体は、イオン交換樹脂を熱可塑性樹脂粒子と混合し形成した多孔質体であることを特徴とする請求項1に記載の水供給装置。 The water supply apparatus according to claim 1, wherein the cation exchanger and the anion exchanger are porous bodies formed by mixing an ion exchange resin with thermoplastic resin particles. 前記陽イオン交換体を形成したイオン交換樹脂は、弱酸性イオン交換樹脂で、前記陰イオン交換体を形成したイオン交換樹脂は、弱塩基性イオン交換樹脂であることを特徴とする請求項2に記載の水供給装置。 3. The ion exchange resin that forms the cation exchanger is a weakly acidic ion exchange resin, and the ion exchange resin that forms the anion exchanger is a weakly basic ion exchange resin. The water supply device described. 前記水分解イオン交換膜の再生時にのみに、前記腐食抑制成分を水に溶解させることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の水供給装置。 The water supply apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the corrosion inhibiting component is dissolved in water only at the time of regeneration of the water-splitting ion exchange membrane. 前記請求項1〜4のいずれか1項に記載の水供給装置を、浴槽へ注湯する浴槽水注湯回路に配設したことを特徴とする給湯機。 A water heater, wherein the water supply device according to any one of claims 1 to 4 is disposed in a bathtub water pouring circuit for pouring water into the bathtub.
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