JP2015047578A - Electrolyzer and temperature adjustment water feeder provided with the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気分解装置、及びこれを備えたヒートポンプ給湯機、ヒートポンプ温水暖房機、燃焼式給湯機、燃焼式温水暖房機、電気温水機、冷却塔などの温度調節水供給機に関するものである。 The present invention relates to an electrolyzer, and a heat pump water heater, a heat pump hot water heater, a combustion hot water heater, a combustion hot water heater, an electric water heater, a cooling tower, and the like that are equipped with the electrolysis apparatus. .
従来、ヒートポンプ給湯機は、水を貯留するタンクと、冷媒との熱交換により水を加熱する水熱交換器を有する冷媒回路と、タンクに貯留された水を水熱交換器に送り、水熱交換器において加熱された水をタンクに戻す導水路とを備えている。このヒートポンプ給湯機では、タンクに貯留される水は、通常、水道水や井戸水などを給水源としている。水道水や井戸水には、スケールの発生原因となるカルシウムイオン、マグネシウムイオンなどの成分(以下、スケール成分という。)が含まれている。したがって、ヒートポンプ給湯機においては、カルシウム塩、マグネシウム塩などのスケールが析出する。特に、水熱交換器では、水が加熱されて水の温度が高くなるのでスケールが析出しやすい。スケールが水熱交換器における管の内面に析出して堆積すると、水熱交換器の伝熱性能が低下する、管の流路が狭くなるなどの問題が生じることがある。 Conventionally, a heat pump water heater has a tank for storing water, a refrigerant circuit having a water heat exchanger that heats water by heat exchange with the refrigerant, and water stored in the tank is sent to the water heat exchanger to And a conduit for returning water heated in the exchanger to the tank. In this heat pump water heater, the water stored in the tank usually uses tap water or well water as a water supply source. Tap water and well water contain components such as calcium ions and magnesium ions that cause scales (hereinafter referred to as scale components). Therefore, scales such as calcium salt and magnesium salt are deposited in the heat pump water heater. In particular, in the water heat exchanger, water is heated to increase the temperature of the water, so that scale is likely to precipitate. If the scale is deposited and deposited on the inner surface of the pipe in the water heat exchanger, there may be a problem that the heat transfer performance of the water heat exchanger is lowered or the flow path of the pipe is narrowed.
特許文献1には、水熱交換器に送る水に含まれるスケール成分を除去するための電気分解装置を備えるヒートポンプ給湯機が提案されている。このヒートポンプ給湯機では、電気分解装置において水中のスケール成分の一部が除去されるので、水熱交換器におけるスケールの析出が抑制される。
ところで、上記のように電気分解を利用してスケール成分を除去する過程において容器内に析出するスケールを容器外に排出する方法としては、例えば容器の底部に接続されたスケール排出流路を設け、このスケール排出流路を通じて水とともにスケールを排出する方法が考えられる。 By the way, as a method of discharging the scale deposited in the container in the process of removing scale components using electrolysis as described above to the outside of the container, for example, a scale discharge channel connected to the bottom of the container is provided, A method of discharging the scale together with water through the scale discharge channel is conceivable.
しかしながら、容器内のスケールを水とともに重力による作用を利用して排出するだけでは、スケールが十分に排出されずに容器内の底面に残留し、その結果、容器内の底面にスケールが蓄積してしまうことが考えられる。 However, if the scale in the container is simply discharged together with water using the action of gravity, the scale will not be fully discharged and will remain on the bottom surface of the container, and as a result, the scale will accumulate on the bottom surface of the container. It is possible to end up.
本発明の目的は、電気分解時に生じるスケールの排出を促進し、スケールが容器内の底面に残留するのを抑制することである。 An object of the present invention is to promote the discharge of the scale that occurs during electrolysis and to prevent the scale from remaining on the bottom surface in the container.
本発明の電気分解装置は、水熱交換器(21)に送る水に含まれるスケール成分を除去する。前記電気分解装置は、水入口(43)及び水出口(45)を有する容器(47)と、前記容器(47)内に設けられた複数の電極(51,52)と、前記容器(47)内のスケールを水とともに前記容器(47)外に排出するスケール排出手段(60)と、前記スケール排出手段(60)によってスケールを水とともに前記容器(47)外に排出する際に、前記容器(47)内の水中においてスケールを浮遊させた状態を維持するように前記容器(47)内において水の流れを形成するスケール排出運転を行う制御手段(32)と、を備える。 The electrolyzer of this invention removes the scale component contained in the water sent to the water heat exchanger (21). The electrolyzer includes a container (47) having a water inlet (43) and a water outlet (45), a plurality of electrodes (51, 52) provided in the container (47), and the container (47). When the scale is discharged out of the container (47) together with water by the scale discharge means (60) for discharging the scale inside the container (47) together with water, the container ( 47) a control means (32) for performing a scale discharging operation for forming a flow of water in the container (47) so as to maintain a state in which the scale is suspended in the water in the water.
本発明では、スケール排出手段(60)によってスケールを水とともに容器(47)外に排出するスケール排出運転において、容器(47)内の水中においてスケールを浮遊させた状態を維持するように容器(47)内において水の流れを形成する。従来のように容器内のスケールを水とともに重力による作用を利用して排出する場合には、スケール排出時にスケールが容器内の底面に沈殿し、底面との摩擦によってスケールが底面に付着した状態になり、その結果、スケールが十分に排出されずに容器内の底面に残留することがある。一方、本発明では、スケール排出の際に、容器(47)内の水中においてスケールを浮遊させた状態を維持するように容器(47)内において水の流れを形成する運転を行う。したがって、スケール排出時にスケールが容器(47)内の底面に沈殿して付着した状態になるのを従来に比べて抑制し、スケールの排出を促進することができる。これにより、スケールが容器(47)内の底面に残留するのを抑制できる。 In the present invention, in the scale discharging operation in which the scale is discharged out of the container (47) together with water by the scale discharging means (60), the container (47) is maintained so that the scale is suspended in the water in the container (47). ) To form a flow of water. When discharging the scale in the container together with water using the action of gravity as before, the scale settles on the bottom surface of the container when the scale is discharged, and the scale adheres to the bottom surface by friction with the bottom surface. As a result, the scale may not be sufficiently discharged and may remain on the bottom surface in the container. On the other hand, in the present invention, when the scale is discharged, an operation of forming a flow of water in the container (47) is performed so as to maintain a state in which the scale is suspended in the water in the container (47). Therefore, when the scale is discharged, it is possible to suppress the scale from being deposited and adhered to the bottom surface in the container (47) as compared with the conventional case, and promote the discharge of the scale. Thereby, it can suppress that a scale remains on the bottom face in a container (47).
前記電気分解装置において、前記制御手段(32)は、前記スケール排出運転において、前記容器(47)内において水の流れが形成されるように前記容器(47)内に水を流入させる制御を行うのが好ましい。 In the electrolysis apparatus, the control means (32) performs control of flowing water into the container (47) so that a flow of water is formed in the container (47) in the scale discharging operation. Is preferred.
この構成では、容器(47)内に水を流入させることによって容器(47)内において水の流れを形成し、それと同時にスケール排出手段(60)によって容器(47)外に水とともにスケールを排出する。これにより、スケール排出時にスケールが容器(47)内の底面に沈殿するのを抑制できる。 In this configuration, a flow of water is formed in the container (47) by allowing water to flow into the container (47), and at the same time, the scale is discharged together with water out of the container (47) by the scale discharging means (60). . Thereby, it can suppress that a scale settles on the bottom face in a container (47) at the time of scale discharge.
前記電気分解装置は、前記容器(47)内の電極(51,52)間を通過した水の一部を上流側に戻す循環手段(80)を備え、前記制御手段(32)は、前記スケール排出運転において、前記循環手段(80)によって上流側に戻された水を前記容器(47)内に流入させる制御を行ってもよい。 The electrolyzer includes a circulation means (80) for returning a part of the water that has passed between the electrodes (51, 52) in the container (47) to the upstream side, and the control means (32) includes the scale In the discharge operation, control may be performed so that the water returned to the upstream side by the circulation means (80) flows into the container (47).
この構成では、循環手段(80)によって上流側に戻された水を容器(47)内に流入させることによって容器(47)内において水の流れを形成し、またそれと同時にスケール排出手段(60)によって容器(47)外に水とともにスケールを排出する。これにより、スケール排出時にスケールが容器(47)内の底面に沈殿するのを抑制できる。この構成では、スケール排出時に、容器(47)内の水を利用し、その水を循環させて水の流れを形成するので、容器(47)内に水入口(43)から水を流入させる場合のように容器(47)内の水量が増加するということを避けることができる。これにより、スケール排出運転において容器47内の水を排出するのに要する時間が長くなるのを抑制できる。
In this configuration, the water returned to the upstream side by the circulation means (80) flows into the container (47) to form a flow of water in the container (47), and at the same time, the scale discharge means (60). To discharge the scale together with water out of the container (47). Thereby, it can suppress that a scale settles on the bottom face in a container (47) at the time of scale discharge. In this configuration, when the scale is discharged, the water in the container (47) is used, and the water is circulated to form a flow of water. Therefore, when water flows into the container (47) from the water inlet (43) Thus, it is possible to avoid an increase in the amount of water in the container (47). Thereby, it can suppress that time required to discharge | emit the water in the
前記電気分解装置において、前記制御手段(32)は、前記スケール排出運転において、前記水入口(43)から前記容器(47)内に水を流入させる制御を行ってもよい。 In the electrolysis apparatus, the control means (32) may perform control of flowing water from the water inlet (43) into the container (47) in the scale discharging operation.
この構成では、水入口(43)から容器(47)内に水を流入させて容器(47)内において水の流れを形成し、それと同時にスケール排出手段(60)によって容器(47)外に水とともにスケールを排出する。すなわち、この構成では、スケール排出運転の際に水の流れを形成するための手段として、例えば上記のような循環手段(80)を設ける必要がない。水入口(43)は、例えばヒートポンプ給湯機(11)の場合、沸き上げ運転時にタンク(15)からの水が容器(47)に流入する流入口として機能するものである。この水入口(43)が、スケール排出運転において容器(47)内に水の流れを形成するために用いられる。 In this configuration, water is caused to flow from the water inlet (43) into the container (47) to form a flow of water in the container (47), and at the same time, water is discharged outside the container (47) by the scale discharging means (60). At the same time, the scale is discharged. That is, in this configuration, it is not necessary to provide, for example, the circulation means (80) as described above as means for forming a flow of water during the scale discharging operation. For example, in the case of the heat pump water heater (11), the water inlet (43) functions as an inlet through which water from the tank (15) flows into the container (47) during the boiling operation. This water inlet (43) is used to form a flow of water in the vessel (47) in the scale discharge operation.
前記電気分解装置において、前記制御手段(32)は、前記スケール排出運転において、前記水出口(45)から前記容器(47)外に水が流出するのを阻止する制御を行う場合には、容器(47)内の水中に浮遊しているスケールが水とともに水熱交換器(21)に送られるのを阻止することができる。 In the electrolysis apparatus, when the control means (32) performs control to prevent water from flowing out of the container (47) from the water outlet (45) in the scale discharging operation, The scale floating in the water in (47) can be prevented from being sent to the water heat exchanger (21) together with water.
前記電気分解装置において、前記スケール排出運転において前記水出口(45)から前記容器(47)外に流出する水に含まれるスケールを捕捉するフィルター(65)を備えている場合には、容器(47)内の水中に浮遊しているスケールが水とともに水出口(45)から容器(47)外に流出したとしても、そのスケールはフィルター(65)によって捕捉され、水熱交換器(21)に送られるのが阻止される。 When the electrolysis apparatus includes a filter (65) for capturing scale contained in water flowing out of the container (47) from the water outlet (45) in the scale discharging operation, the container (47 ) Even if the scale floating in the water flows out of the container (47) from the water outlet (45) with the water, the scale is captured by the filter (65) and sent to the water heat exchanger (21). Is prevented.
前記電気分解装置において、前記複数の電極(51,52)は、それぞれ板形状を有し、前記容器(47)内において厚み方向に互いに間隔をあけて配列されることによって蛇行流路を形成しているのが好ましい。 In the electrolysis apparatus, each of the plurality of electrodes (51, 52) has a plate shape and is arranged in the container (47) at intervals in the thickness direction to form a meandering flow path. It is preferable.
この構成では、電気分解装置(41)が蛇行流路を有しているので、水流路の流路長を大きくして電気分解の効率を高めることができる。 In this configuration, since the electrolysis device (41) has the meandering flow path, the flow path length of the water flow path can be increased to increase the electrolysis efficiency.
本発明の温度調節水供給機は、水を加熱する水熱交換器(21)と、前記電気分解装置と、を備え、前記水熱交換器(21)において温度調節された水を供給する。 The temperature-controlled water supply machine of the present invention includes a water heat exchanger (21) for heating water and the electrolyzer, and supplies water whose temperature is adjusted in the water heat exchanger (21).
この構成では、電気分解装置(41)の容器(47)内の水中においてスケールを浮遊させた状態を維持するように容器(47)内において水の流れを形成するので、スケール排出時にスケールが容器(47)内の底面に沈殿して付着した状態になるのを従来に比べて抑制し、スケールの排出を促進することができる。これにより、スケールが容器(47)内の底面に残留するのを抑制できる。 In this configuration, since the flow of water is formed in the container (47) so as to maintain the state in which the scale is suspended in the water in the container (47) of the electrolyzer (41), the scale is placed in the container when the scale is discharged. (47) It is possible to suppress the precipitation and adherence to the bottom surface in the inner surface, and to promote the discharge of the scale. Thereby, it can suppress that a scale remains on the bottom face in a container (47).
以上説明したように、本発明によれば、電気分解時に生じるスケールの排出を促進し、スケールが容器内の底面に残留するのを抑制することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to promote the discharge of the scale generated during the electrolysis and to suppress the scale from remaining on the bottom surface in the container.
以下、本発明の実施形態に係る電気分解装置及びこれを備える温度調節水供給機について図面を参照しながら説明する。温度調節水供給機は、温度調節された水を供給する装置である。温度調節水供給機としては、ヒートポンプ給湯機、ヒートポンプ温水暖房機、燃焼式給湯機、燃焼式温水暖房機、電気温水機、冷却塔などが例示できる。これらの温度調節水供給機のそれぞれは、後述する実施形態に係る電気分解装置41と、水熱交換器とを備える。以下では、温度調節水供給機の一例として、主にヒートポンプ給湯機について説明する。
Hereinafter, an electrolyzer according to an embodiment of the present invention and a temperature-controlled water supply device including the same will be described with reference to the drawings. The temperature-controlled water feeder is a device that supplies temperature-controlled water. Examples of the temperature control water supply machine include a heat pump water heater, a heat pump hot water heater, a combustion hot water heater, a combustion hot water heater, an electric water heater, and a cooling tower. Each of these temperature-controlled water feeders includes an
[ヒートポンプ給湯機]
図1は、本発明の一実施形態に係るヒートポンプ給湯機11を示す構成図である。図1に示すように、本実施形態に係るヒートポンプ給湯機11は、冷媒回路10aと、貯湯回路10bとを備えている。冷媒回路10aは、圧縮機19、水熱交換器21、膨張機構としての電動膨張弁23、空気熱交換器25、及びこれらを接続する冷媒配管を含む。貯湯回路10bは、タンク15、メインポンプ31、電気分解装置41、水熱交換器21、及びこれらを接続する導水路27,29を含む。水熱交換器21は、2つの流路を有し、一方の流路は、冷媒回路10aに含まれており、他方の流路は、貯湯回路10bに含まれている。冷媒回路10a及び貯湯回路10bの運転は、制御手段としての制御部32によって制御される。
[Heat pump water heater]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a heat
圧縮機19、水熱交換器21、電動膨張弁23及び空気熱交換器25はヒートポンプユニット13内に設けられている。タンク15及びメインポンプ31は、貯湯ユニット17内に設けられている。導水路27,29は、タンク15の水を水熱交換器21に送る入水配管27と、水熱交換器21と熱交換して加熱された水をタンク15に戻す出湯配管29とを含む。
The
メインポンプ31は、貯湯回路10bにおいて水を送るためのものであり、本実施形態では入水配管27に設けられているが、メインポンプ31の配設位置はこれに限定されない。メインポンプ31の運転により、タンク15内の水は、タンク15の下部から流出し、入水配管27、水熱交換器21および出湯配管29の順に送られて、タンク15の上部に戻る。
The
本実施形態では、冷媒回路10aを循環する冷媒として二酸化炭素を用いているが、これに限定されない。この冷媒回路10aでは、冷媒の高圧圧力が超臨界圧力になるように圧縮機19で圧縮される。つまり、冷媒回路10aでは、高圧圧力が超臨界圧力になる冷凍サイクルが行われる。冷媒回路10aを循環する冷媒は、水熱交換器21において貯湯回路10bを循環する水と熱交換してこの水を加熱し、空気熱交換器25において外気と熱交換して外気から熱を吸収する。
In the present embodiment, carbon dioxide is used as the refrigerant circulating in the
タンク15には給水配管37と給湯配管35とが接続されている。給湯配管35は、タンク15の上部に接続されている。この給湯配管35は、タンク15内に貯留された高温の水を取り出して浴槽などへ給湯するために設けられている。給水配管37は、タンク15の底部に接続されている。この給水配管37は、給水源からタンク15内に低温の水を給水するために設けられている。タンク15へ水を給水する給水源としては、例えば水道水や、井戸水などの地下水を利用することができる。本実施形態の給湯機11は、給湯配管35から給湯された水をタンク15に戻さない一過式の給湯機であるが、これに限定されない。
A
電気分解装置41は、水熱交換器21に送る水に含まれるスケール成分を除去する機能を有する。電気分解装置41は、入水配管27における水熱交換器21よりも上流側の位置に設けられている。また、電気分解装置41は、メインポンプ31よりも下流側の位置に設けられているが、これに限られない。入水配管27は、電気分解装置41よりも上流側の上流側流路27Aと、電気分解装置41よりも下流側の下流側流路27Bとを含む。電気分解装置41の詳細については後述する。
The
制御部32は、中央演算処理装置33やメモリ34などを有する。制御部32は、例えばマイクロコンピュータによって構成されている。メモリ34には、タンク15内の水を沸き上げるための沸き上げ運転のスケジュールなどが記憶されている。制御部32は、そのスケジュールに基づいて沸き上げ運転を実行する。なお、沸き上げ運転は、スケジュールされた時期以外の時期においても必要に応じて実行される場合もある。沸き上げ運転は、例えば水使用量の少ない夜間の時間帯、電気料金が低い時間帯などに実行されるようにスケジュールされているのが好ましいが、これに限定されない。
The
本実施形態のヒートポンプ給湯機11は、一過式の給湯機である。この一過式の給湯機11では、給湯配管35から給湯された水(湯)は、ユーザーによって使用され、タンク15には戻らない。したがって、タンク15から給湯配管35を通じて給湯された水量とほぼ同じ量の水が給水源から給水配管37を通じてタンク15に給水される。すなわち、一過式のヒートポンプ給湯機におけるタンク15には、水道水や井戸水などの給水源からスケール成分を含む水がタンク15に補充される頻度が高く、補充される量も多い。したがって、一過式のヒートポンプ給湯機の場合には、循環式の冷却水循環装置や循環式の給湯機に比べて、効率よくスケール成分を除去する必要がある。
The heat
次に、ヒートポンプ給湯機11の動作について説明する。タンク15内の水を沸き上げる沸き上げ運転では、制御部32は、ヒートポンプユニット13の圧縮機19を駆動させ、電動膨張弁23の開度を調節するとともに、貯湯ユニット17のメインポンプ31を駆動させる。これにより、図1に示すように、タンク15の底部に設けられた出水口からタンク15内の低温の水が入水配管27を通じて水熱交換器21に送られ、水熱交換器21において加熱される。加熱された高温の水は出湯配管29を通じてタンク15の上部に設けられた入水口からタンク15内に戻される。これにより、タンク15内には、その上部から順に高温の水が貯湯される。
Next, the operation of the heat
[電気分解装置]
次に、本発明の実施形態に係る電気分解装置41について具体的に説明するが、電気分解装置41は、以下の実施形態に限定されない。図2は、本実施形態の電気分解装置41を示す概略の斜視図である。図3(A)は、図2のIIIA−IIIA線断面図であり、図3(B)は、図2のIIIB−IIIB線断面図であり、図3(C)は、図2のIIIC−IIIC線断面図であり、図3(D)は、図2の電気分解装置の平面図である。図2及び図3(A)−(D)に示すように、電気分解装置41は、容器47と、複数の電極51,52と、スケール排出手段60とを備える。複数の電極51,52は、容器47内に設けられている。
[Electrolysis device]
Next, although the
本実施形態では、容器47は略直方体形状を有するが、これに限定されない。容器47は、互いに対向する第1壁部471及び第2壁部472を有する。また、容器47は、第1壁部471と第2壁部472をつなぐ側壁部を有する。本実施形態では、側壁部は、下壁を構成する第3壁部(下壁部)473と、上壁を構成する第4壁部(上壁部)474と、右壁を構成する第5壁部(右壁部)475と、左壁を構成する第6壁部(左壁部)476とを含むが、これに限られない。
In the present embodiment, the
右壁部475は、上壁部474の右縁に接続され、この右縁から下方に延びている。左壁部476は、上壁部474の左縁に接続され、この左縁から下方に延びている。下壁部473は、上壁部474に対して間隔をあけて上下方向に対向する位置にある。下壁部473の右縁は右壁部475の下縁に接続され、下壁部473の左縁は左壁部476の下縁に接続されている。
The
容器47は、水入口43及び水出口45を有する。水入口43には、図1に示すタンク15側に位置する入水配管27(上流側流路27A)が接続されている。水出口45には、図1に示す水熱交換器21側に位置する入水配管27(下流側流路27B)が接続されている。容器47の内部は、水入口43から容器47内に流入した水が水出口45まで流れる水流空間として機能する。
The
本実施形態では、容器47の水入口43は第1壁部471に設けられているが、これに限られない。水入口43は、他の壁部(例えば下壁部473、上壁部474、右壁部475、左壁部476などの壁部)に設けられていてもよい。また、本実施形態では、水出口45は水出口管46に設けられているが、これに限られない。水出口45は、第2壁部472、前記側壁部などに設けられていてもよい。
In this embodiment, although the
水出口管46は、上壁部474に設けられた貫通孔に挿通されており、最下流の電極52と第2壁部472との間に配置されている。水出口管46は、容器47の外側に位置する外側筒状部46aと、容器47の内側に位置する内側筒状部46bとを含む。内側筒状部46bは、上壁部474から下方に延びている。水出口45は、内側筒状部46bの下端に位置する開口部である。
The
本実施形態では、水出口管46は、上壁部474に設けられているが、これに限られない。水出口管46は、他の壁部(例えば第2壁部472、右壁部475、左壁部476などの壁部)に設けられていてもよい。また、水出口管46を省略することもでき、この場合、水出口45は、上壁部474、第2壁部472、右壁部475、左壁部476などの壁部に設けられた貫通孔などによって構成される。
In the present embodiment, the
電極51,52の形状としては、例えば板形状、棒形状などの種々の形状を採用することができるが、本実施形態では板形状を採用している。これにより、各電極の表面積を大きくすることができる。
As the shapes of the
複数の電極51,52は、複数の第1電極51と複数の第2電極52とを含む。複数の第1電極51及び複数の第2電極52は、第1電極51と第2電極52が交互に配置されるように、一方向(電極の厚さ方向)に配列されている。本実施形態では、各電極は、鉛直方向に平行な姿勢(第1壁部471に平行な姿勢)で配置されているが、これに限定されない。
The plurality of
容器47内には、複数の電極51,52によって水流路が形成されている。電極51,52同士の隙間は、水が流れる流路として機能する。本実施形態では、水流路は、複数の電極51,52によって形成された一続き蛇行流路であるが、これに限られない。水流路は、例えば図8(A),(B)に示す後述の変形例のように蛇行流路でない流路であってもよい。また、本実施形態における蛇行流路は、図3(A)に示すように水平方向(左右方向)に蛇行しているが、これに限られない。蛇行流路は、例えば上下方向に蛇行していてもよい。
A water flow path is formed in the
本実施形態では、図3(B),(C)に示すように、電極51,52の上端は上壁部474に接している。また、図3(A)に示すように、各第1電極51は、第6壁部476から第5壁部475側に向かって延びている。具体的に、各第1電極51の一方の側縁(左縁)は、第6壁部476に接しており、第6壁部476との間に隙間が設けられていない。各第1電極51の他方の側縁(右縁)は、第5壁部475に接しておらず、第5壁部475との間に隙間Gが設けられている。この隙間が蛇行流路の折り返し部として機能する。各第2電極52は、第5壁部475から第6壁部476側に向かって延びている。具体的に、各第2電極52の一方の側縁(右縁)は、第5壁部475に接しており、第5壁部475との間に隙間が設けられていない。各第2電極52の他方の側縁(左縁)は、第6壁部476に接しておらず、第6壁部476との間に隙間Gが設けられている。この隙間が蛇行流路の折り返し部として機能する。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 3B and 3C, the upper ends of the
図3(A)に示す水平方向の蛇行流路では、水入口43を通じて容器47内に流入した水は、電極51,52間の水流路を例えば第5壁部475側から第6壁部476側に向かって流れ、第6壁部476と電極52との隙間の折り返し部Gにおいて折り返し、電極52,51間の水流路を第5壁部475側に向かって流れる。そして、その水は、第5壁部475と電極51との隙間の折り返し部Gにおいて折り返し、電極51,52間の水流路を第6壁部476側に向かって流れる。以下、同様にして水は折り返しを繰り返した後、水出口45を通じて容器47外に流出する。なお、上下方向の蛇行流路では、容器47内の下部と上部に折り返し部が設けられ、下部の折り返し部は、第3壁部473と電極との隙間によって構成され、上部の折り返し部は、第4壁部474と電極との隙間によって構成される。
In the horizontal meandering channel shown in FIG. 3A, the water that has flowed into the
隣り合う電極51,52は、電極対49を構成している。電極対49の一方の電極が陽極として機能し、他方の電極が陰極として機能するように、複数の電極51,52が電源53(図3(A))に接続される。電源としては、例えば直流電源が用いられる。本実施形態では、複数の第1電極51及び複数の第2電極52は、電源に対して並列に接続されているが、これに限定されない。
各電極は、耐食性に優れた材料により形成されている。各電極を主に構成する材料としては、白金、チタンなどが例示できる。具体的には次の通りである。例えば、各電極は、少なくとも表面が白金を主成分とする材料により形成されているのが好ましい。具体的に、各電極の全体が白金を主成分とする材料(白金、白金合金などの材料)により形成されている形態が例示できる。また、各電極が、白金よりもイオン化傾向の大きい材料(すなわち、水中において白金よりも酸化されやすい材料)により形成された電極本体と、この電極本体の表面に白金を主成分とする材料(白金、白金合金などの材料)により形成されたコーティング層とを有する形態が例示できる。電極本体の材料としては、例えばチタンを主成分とする材料(チタン、チタン合金などの材料)などが例示できる。また、水中において白金よりも酸化されやすいものの比較的耐食性に優れた材料として例えばチタンを主成分とする材料(チタン、チタン合金などの材料)などによって各電極が形成されていてもよい。 Each electrode is formed of a material excellent in corrosion resistance. Examples of the material mainly constituting each electrode include platinum and titanium. Specifically, it is as follows. For example, it is preferable that at least the surface of each electrode is formed of a material whose main component is platinum. Specifically, a mode in which the entirety of each electrode is formed of a material mainly composed of platinum (a material such as platinum or a platinum alloy) can be exemplified. Each electrode is made of an electrode body made of a material having a higher ionization tendency than platinum (that is, a material that is more easily oxidized than platinum in water), and a material mainly containing platinum on the surface of the electrode body (platinum) And a coating layer formed of a material such as a platinum alloy. Examples of the material for the electrode main body include materials mainly composed of titanium (materials such as titanium and titanium alloys). In addition, each electrode may be formed of, for example, a material mainly composed of titanium (a material such as titanium or a titanium alloy) as a material that is more easily oxidized than platinum but relatively excellent in corrosion resistance.
また、本実施形態の電気分解装置41は、電気分解によって生じる容器47内のガスを容器47外に排出するガス排出部70を備える。ガス排出部70は、容器47内の水の排出を阻止しつつ容器47内に溜まったガスを容器47外に排出する。ガス排出部70は、例えば上壁部474に設けられている。ガス排出部70は、省略することもできる。
In addition, the
ガス排出部70としては、例えば、ケースと、このケース内に設けられたフロートとを有する自動排気弁などを例示できる。フロートは、ケース内において水位に応じて上下に移動し、これにより、水の排出を阻止しつつ水位に応じてガスの排出可否を自動で切り換える。また、ガス排出部70は、図略のガス透過部材によって構成されていてもよい。ガス透過部材としては、水の透過を阻止しつつガスを透過させる膜、水の透過を阻止しつつガスを透過させるフィルタなどを用いることができる。具体的に、ガス透過部材としては、例えば中空糸膜を用いることができる。中空糸膜を用いる場合、例えば中空糸の内径、中空糸に設けられている多数の孔の開口径などを適宜調節することにより、中空糸膜に水の透過を阻止しつつガスを透過させる特性を付与することができる。
Examples of the
タンク15内の水を沸き上げる沸き上げ運転時には、電気分解装置41の電極対49に電圧が印加される。電気分解装置41の電気分解条件としては、電極対49に予め定められた電流値の電流を流す条件、電極対49に予め定められた電圧が印加される条件、これらの条件を組み合わせた条件などが例示できるが、これらに限定されない。
A voltage is applied to the
沸き上げ運転時には、水入口43及び水出口45の一方から容器47内に流入した水が水入口43及び水出口45の他方から容器47外に流出するまでの間に、水に含まれるスケール成分が電極対49の陰極にスケールとして析出する。これにより、電気分解装置41においてスケール成分濃度が低減された水を水熱交換器21に送ることができる。容器47内において析出したスケールは、以下において説明するスケール排出手段60を用いたスケール排出運転によって容器47外に排出される。
During the boiling operation, the scale component contained in the water until the water flowing into the
(スケール排出手段)
本実施形態のヒートポンプ給湯機11では、スケール排出手段60を用いて後述するスケール排出運転が行われる。
(Scale discharging means)
In the heat
図3(B),(C)に示すように、スケール排出手段60は、ポンプ61と、このポンプ61が設けられ、電極51,52間を通過した水の一部を流入させる吸引流路62とを含む。図3(B),(C)に示す実施形態における吸引流路62には、開閉弁63が設けられているが、この開閉弁63は省略することもできる。
As shown in FIGS. 3 (B) and 3 (C), the
本実施形態では、容器47には、スケール排出口として機能する流出口55が設けられている。吸引流路62の上流側の端部は、流出口55に接続されている。
In the present embodiment, the
本実施形態では、流出口55は、容器47の底部(下壁部473)に設けられているが、これに限られない。スケール排出口として機能する流出口55は、必ずしも容器47の底部に設けられていなくてもよく、例えば壁部471、壁部472、壁部475、壁部476などの壁部の下部に設けられていてもよい。
In the present embodiment, the
図3(B)に示す本実施形態では、流出口55は、電極の真下の位置に設けられているが、これに限られない。言い換えると、流出口55は、1つ又は複数の電極に対して上下方向に対向する位置に配置されているが、これに限られない。流出口55は、例えば後述する図4(B)に示す変形例や図5(B)に示す変形例のように容器47内の下流側スペースS1の真下に設けられていてもよい。下流側スペースS1は、水の流れの最も下流側に位置する電極とこの電極に対向する壁部(本実施形態では第2壁部472)との間のスペースである。容器47内において析出したスケールは、容器47内の水の流速が比較的大きい場合にはその水の流れによって下流側スペースS1に流される傾向にある。したがって、この場合には、流出口55が下流側スペースS1の真下に設けられていることにより、下流側スペースS1に集められたスケールを、流出口55を通じて効率的に排出することができる。同様の理由から、流出口55は、上流側スペースS2の真下に設けられているよりも下流側スペースS1の真下に設けられている方が好ましい。上流側スペースS2は、水の流れの最も上流側に位置する電極とこの電極に対向する壁部(本実施形態では第1壁部471)との間のスペースである。
In the present embodiment shown in FIG. 3B, the
開閉弁63としては、例えば電磁弁などの流路を開閉可能な弁、電動弁などの開度調節可能な弁などを用いることができるが、これらに限られない。
As the on-off
(スケール排出運転の制御)
本実施形態では、制御部32は、スケール排出手段60によってスケールを水とともに容器47外に排出する際に、容器47内の水中においてスケールを浮遊させた状態を維持するように容器47内において水の流れを形成するスケール排出運転を行う。スケール排出運転は、沸き上げ運転(通常運転)において電気分解によって容器47内に析出したスケールを水とともに容器47外に排出するための運転である。スケール排出運転は、例えば沸き上げ運転の終了後、沸き上げ運転の開始前などに行われるが、これに限られない。
(Control of scale discharge operation)
In the present embodiment, when the scale is discharged out of the
スケール排出運転において、浮遊状態維持手段(容器47内の水中においてスケールを浮遊させた状態を維持するように容器47内において水の流れを形成する手段)としては、例えばメインポンプ31を運転して水入口43から容器47内に水を流入させるという方法が挙げられる。ただし、浮遊状態維持手段は、メインポンプ31による水入口43からの容器47内への水の流入に限られない。浮遊状態維持手段としては、例えば後述する図6(A),(B)に示すように循環手段80を用いる方法、図7(A),(B)に示すように撹拌手段を用いる方法などの他の方法を用いることもできる。
In the scale discharge operation, as the floating state maintaining means (means for forming a flow of water in the
図3(B),(C)に示す本実施形態におけるスケール排出運転について、具体的に説明する。本実施形態では、スケール排出運転において、制御部32は、水入口43から容器47内に水が流入するようにメインポンプ31を制御し、開閉弁63が開状態となるように開閉弁63を制御し、容器47内の水が流出口55を通じて吸引流路62に吸引されるようにポンプ61を制御する。このスケール排出運転では、電極51,52間に電圧は印加されない。
The scale discharging operation in this embodiment shown in FIGS. 3B and 3C will be specifically described. In the present embodiment, in the scale discharge operation, the
ポンプ61の運転が開始されると、容器47内の水は、流出口55を通じて吸引流路62に吸引されるので、容器47内の水位は次第に低下する。仮に、スケール排出の際に水入口43から容器47内に水を流入させない運転(参考例の運転)を行う場合には、容器47内の水は、主に、水位が低下する方向すなわち下方向へ動く挙動を示す。したがって、容器47内の底面に沈殿しているスケールは、底面に付着した状態を維持し、水中を浮遊する状態に変化しにくい。
When the operation of the
一方、本実施形態では、スケール排出の際に水入口43から容器47内に水を流入させる運転を行う。水入口43から容器47内に水が流入すると、水入口43が設けられている高さ位置における水の流速は、水入口43が設けられていない高さ位置における水の流速よりも高くなる。すなわち、本実施形態では、高さ方向において水の流速差が生じるので、前記参考例の運転に比べて、容器47内の水がかき乱される。したがって、容器47内の底面に沈殿しているスケールの一部又は全部は、かき乱された水の流れによって浮遊した状態になる。
On the other hand, in the present embodiment, an operation for flowing water into the
図3(B)に示す本実施形態では、水入口43は、下壁部473から上方に起立した壁部(具体的には第1壁部471)の下部に設けられている。すなわち、水入口43は、その壁部(第1壁部471)において、上壁部474よりも下壁部473に近い高さ位置に設けられている。そして、本実施形態では、容器47の底面に沿う方向(略水平方向)に水入口43から水が容器47内に流れ込む。したがって、本実施形態では、容器47内の底面に近いところにおいて、相対的に流速の大きい水の流れを形成しやすい。これにより、容器47内の底面に沈殿しているスケールを浮遊させる効果をより高めることができる。特に、本実施形態では、水入口43は、第1壁部471の最下部に設けられており、水入口43の高さ位置は、容器47内の底面(下壁部473の上面)の高さ位置にほぼ一致しているので、スケールを浮遊させる効果をさらに高めることができる。ただし、水入口43の高さ位置は、図3(B)に示す高さ位置に限られない。
In the present embodiment shown in FIG. 3B, the
スケールの排出が完了すると、制御部32は、ポンプ61及びメインポンプ31を停止する制御を行い、開閉弁63を閉状態とする制御を行う。
When the discharge of the scale is completed, the
なお、スケール排出運転においては、水出口45から容器47外に水が流出するのを阻止する制御が行われるのが好ましい。スケール排出運転において、水出口45から容器47外に水を流出させないようにするためには、制御部32は、例えば吸引流路62を通じて排出される水の流量が水入口43を通じて容器47内に流入する水の流量よりも大きくなるように、ポンプ61とメインポンプ31を制御する。また、水出口45から容器47外に水を確実に流出させないようにするためには、後述する図4(A),(B)に示す変形例1,2のような構成を採用するのが好ましい。
In the scale discharge operation, it is preferable to perform control to prevent water from flowing out of the
また、スケール排出運転において、水出口45から容器47外に水を流出させつつ、流出口55から容器47外にスケールを水とともに排出してもよく、この場合には、後述する図5(A),(B)に示す変形例3,4のような構成を採用するのが好ましい。
Further, in the scale discharge operation, the scale may be discharged from the
[変形例1]
図4(A)は、電気分解装置41の変形例1を示す断面図である。この変形例1では、水出口45から容器47外に水が流出するのを阻止することができる開閉弁64が設けられている。開閉弁64は、水出口45と水熱交換器21との間の水流路に設けられていればよく、配設位置は特に限定されない。図4(A)に示す変形例1では、開閉弁64は、水出口45に接続されている下流側流路27Bに設けられている。
[Modification 1]
FIG. 4A is a cross-sectional view showing a first modification of the
(スケール排出運転の制御)
図4(A)に示す変形例1では、スケール排出運転において、制御部32は、水入口43から容器47内に水が流入するようにメインポンプ31を制御し、開閉弁63が開状態となり、開閉弁64が閉状態となるように開閉弁63,64を制御し、容器47内の水が流出口55を通じて吸引流路62に吸引されるようにポンプ61を制御する。スケールの排出が完了すると、制御部32は、ポンプ61及びメインポンプ31を停止する制御を行い、開閉弁63を閉状態とし、開閉弁64を開状態とする制御を行う。スケール排出運転においては、制御部32は、吸引流路62を通じて排出される水の流量が水入口43を通じて容器47内に流入する水の流量よりも大きくなるように、ポンプ61とメインポンプ31を制御する。
(Control of scale discharge operation)
4A, in the scale discharging operation, the
[変形例2]
図4(B)は、電気分解装置41の変形例2を示す断面図である。この変形例2は、流出口55が、容器47内の下流側スペースS1の真下に設けられている点で、図4(A)に示す変形例1と異なっている。容器47内において析出したスケールは、容器47内の水の流速が比較的大きい場合にはその水の流れによって下流側スペースS1に流される傾向にあるので、変形例2のように流出口55が下流側スペースS1の真下に設けられているのが好ましい。
[Modification 2]
FIG. 4B is a cross-sectional view showing a second modification of the
[変形例3]
図5(A)は、電気分解装置41の変形例3を示す断面図である。この変形例3では、スケール排出運転において、水入口43から容器47内に水を流入させるとともに水出口45から容器47外に水を流出させながら、流出口55から容器47外にスケールを水とともに排出する。この変形例3では、スケール排出運転において水出口45から容器47外に流出する水に含まれるスケールを捕捉するフィルター65が設けられている。
[Modification 3]
FIG. 5A is a cross-sectional view showing a third modification of the
フィルター65は、水出口45と水熱交換器21との間の水流路に設けられていればよく、配設位置は特に限定されない。図5(A)に示す変形例3では、フィルター65は、水出口45に接続されている下流側流路27Bに設けられている。
The
(スケール排出運転の制御)
図5(A)に示す変形例3では、スケール排出運転において、制御部32は、水入口43から容器47内に水が流入するようにメインポンプ31を制御し、開閉弁63が開状態となるように開閉弁63を制御し、容器47内の水が流出口55を通じて吸引流路62に吸引されるようにポンプ61を制御する。この変形例3では、流出口55から容器47内のスケールが水とともに排出されるスケール排出運転において、水入口43から水出口45に向かう水の流れが形成されることによって、容器47内の水の流れがかき乱されるので、容器47内の水中においてスケールを浮遊させた状態が維持されている。
(Control of scale discharge operation)
5A, in the scale discharge operation, the
水出口45から容器47外に流出する水にはスケールが含まれているが、このスケールは、フィルター65によって捕捉されるので水熱交換器21に送られるのが阻止される。スケールの排出が完了すると、制御部32は、ポンプ61及びメインポンプ31を停止する制御を行い、開閉弁63を閉状態とする制御を行う。
The water flowing out from the
変形例3のスケール排出運転においては、吸引流路62を通じて排出される水の流量は、水入口43を通じて容器47内に流入する水の流量よりも大きくてもよく、同じでもよく、水入口43を通じて容器47内に流入する水の流量よりも小さくてもよい。
In the scale discharge operation of the third modification, the flow rate of water discharged through the
[変形例4]
図5(B)は、電気分解装置41の変形例4を示す断面図である。この変形例4は、流出口55が、容器47内の下流側スペースS1の真下に設けられている点で、図5(A)に示す変形例3と異なっている。容器47内において析出したスケールは、容器47内の水の流速が比較的大きい場合にはその水の流れによって下流側スペースS1に流される傾向にあるので、変形例4のように流出口55が下流側スペースS1の真下に設けられているのが好ましい。
[Modification 4]
FIG. 5B is a cross-sectional view showing a fourth modification of the
[変形例5]
図6(A)は、電気分解装置41の変形例5を示す断面図である。この変形例5の電気分解装置41は、容器47内の電極51,52間を通過した水の一部を上流側に戻す循環手段80(浮遊状態維持手段)を備える。そして、制御部32は、スケール排出運転において、スケール排出手段60によってスケールを水とともに容器47外に排出しつつ、循環手段80によって上流側に戻された水を容器47内に流入させる制御を行う。すなわち、変形例5では、スケール排出運転において、循環手段80が、容器47内の水中においてスケールを浮遊させた状態を維持するように容器47内において水の流れを形成する。
[Modification 5]
FIG. 6A is a cross-sectional view showing a fifth modification of the
図6(A)に示す変形例5では、循環手段80は、循環流路82と、循環流路82に設けられた循環ポンプ81とを備える。そして、容器47には、流出口54と、流入口56とが設けられている。循環流路82の上流側の端部は、流出口54に接続されており、循環流路82の下流側の端部は、流入口56に接続されている。変形例5では、流出口54は、スケール排出運転において容器47内の水の一部が流出する循環流の流出口として機能し、流入口56は、スケール排出運転において循環流路82を流れる水を容器47に再流入させるための機能を有する。
In Modification 5 shown in FIG. 6A, the circulation means 80 includes a
図6に示す変形例5では、流出口54及び流入口56は、容器47の底部(下壁部473)に設けられているが、これに限られない。流出口54は、例えば第2壁部472に設けられていてもよく、後述する図6(B)に示す変形例6のように下流側流路27Bに設けられていてもよい。循環流の流入口として機能する流入口56は、例えば第1壁部471に設けられていてもよく、後述する図6(B)に示す変形例6のように上流側流路27Aに設けられていてもよい。
In the fifth modification shown in FIG. 6, the
変形例5では、循環流路82の上流側端部は、吸引流路62の上流側端部よりも容器47内における水の流れの下流側に位置しているが、これに限られず、上流側に位置していてもよい。言い換えると、循環流の流出口として機能する流出口54は、スケール排出口として機能する流出口55よりも容器47内における水の流れの下流側に位置しているが、これに限られず、上流側に位置していてもよい。循環流路82の下流側端部は、循環流路82の上流側端部及び吸引流路62の上流側端部よりも容器47内における水の流れの上流側に位置している。言い換えると、循環流の流入口56は、流出口54,55よりも容器47内における水の流れの上流側に位置している。
In the modified example 5, the upstream end of the
より具体的には、図6(A)に示す変形例5では、流出口54は、容器47内の下流側スペースS1の真下に設けられているが、これに限られない。ただし、流出口54が下流側スペースS1に設けられていることにより、全ての電極51,52間の流路を通過した後の水の一部を循環させることができる。また、図6(A)に示す変形例5では、流入口56は、容器47内の上流側スペースS2の真下に設けられているが、これに限られない。また、図6(A)に示す変形例5では、流出口55は、電極の真下の位置に設けられているが、これに限られない。言い換えると、流出口55は、1つ又は複数の電極に対して上下方向に対向する位置に配置されているが、これに限られない。流出口55は、例えば容器47内の下流側スペースS1の真下に設けられていてもよい。
More specifically, in the modified example 5 shown in FIG. 6A, the
(スケール排出運転の制御)
図6(A)に示す変形例5では、スケール排出運転において、制御部32は、循環手段80によって容器47内に水が流入するように循環ポンプ81を制御し、開閉弁63が開状態となるように開閉弁63を制御し、容器47内の水が流出口55を通じて吸引流路62に吸引されるようにポンプ61を制御する。
(Control of scale discharge operation)
In the modified example 5 shown in FIG. 6A, in the scale discharge operation, the
このように変形例5では、スケール排出の際に、循環手段80によって容器47内に水を流入させる運転を行う。流入口56から容器47内に流入する水(循環流)は、容器47内の水の流れをかき乱す。したがって、容器47内の底面に沈殿しているスケールの一部又は全部は、かき乱された水の流れによって浮遊した状態になる。
As described above, in the fifth modified example, when the scale is discharged, the operation of causing water to flow into the
変形例5では、流入口56は、容器47の下部に設けられているのが好ましい。すなわち、流入口56は、上壁部474よりも下壁部473に近い高さ位置に設けられているのが好ましい。この場合には、流入口56から容器47内に流入した循環流が、容器47内の底面に近いところにおいて、相対的に流速の大きい水の流れを形成することができる。これにより、容器47内の底面に沈殿しているスケールを浮遊させる効果をより高めることができる。
In the modified example 5, the
特に、図6(A)に示す変形例5では、流入口56が下壁部473に設けられているので、循環流は、流入口56から容器47内に上方に流れ込む。したがって、容器47内において部分的に上方の水の流れが形成されるので、容器47内の底面に沈殿しているスケールを浮遊させる効果をより高めることができる。ただし、流入口56が設けられる位置は、図6(A)に示す位置に限られない。
In particular, in Modification 5 shown in FIG. 6A, since the
スケールの排出が完了すると、制御部32は、ポンプ61及び循環ポンプ81を停止する制御を行い、開閉弁63を閉状態とする制御を行う。
When the discharging of the scale is completed, the
スケール排出運転においては、循環流路82を流れる循環流の流量は、特に限定されるものではないが、吸引流路62を通じて排出される水の流量よりも大きくするのが好ましい。循環流の流量が吸引流路62を通じて排出される水の流量よりも大きい場合には、循環流によって容器47内の水の流れをかき乱す効果を高めることができるので、容器47内の水中においてスケールを浮遊させる効果を高めることができる。
In the scale discharge operation, the flow rate of the circulation flow that flows through the
[変形例6]
図6(B)は、前記電気分解装置の変形例6を示す断面図である。図6(B)に示す変形例6は、循環流の流出口として機能する流出口54が容器47ではなく、下流側流路27Bに設けられ、循環流の流入口として機能する流入口56が容器47ではなく、上流側流路27Aに設けられている点で、図6(A)に示す変形例5と異なっており、それ以外の構成は変形例5と同様である。変形例6では、スケール排出運転の制御は、変形例5と同様であるので、説明を省略する。
[Modification 6]
FIG. 6B is a cross-sectional view showing a sixth modification of the electrolyzer. In Modification 6 shown in FIG. 6B, an
[変形例7]
図7(A)は、電気分解装置41の変形例7を示す断面図である。図7(A)に示すように、変形例7の電気分解装置41は、浮遊状態維持手段としての撹拌手段90を備える点で、図3(B)に示す電気分解装置41と異なっており、それ以外の構成は、図3(B)に示す電気分解装置41と同様である。
[Modification 7]
FIG. 7A is a cross-sectional view showing a seventh modification of the
撹拌手段90は、スケール排出運転において、容器47内の水中においてスケールを浮遊させた状態を維持するように容器47内において水の流れを形成する。撹拌手段90は、羽根車91と、この羽根車91を回転させるモータ92とを含む。羽根車91は、例えば容器47の壁部に設けることができる。モータ92は、制御部32によって制御される。図7(A)に示す変形例7では、羽根車91は、側壁部(例えば右壁部475、左壁部476など)に設けられており、電極51と電極52との間に位置している。したがって、羽根車91が回転すると、容器47内の電極51,52間の水流路において、容器47内の底面に沿った方向(略水平方向)の水の流れが形成されるので、容器47内の底面に沈殿しているスケールが水中に浮遊しやすくなる。
The agitation means 90 forms a flow of water in the
(スケール排出運転の制御)
図7(A)に示す変形例7では、スケール排出運転において、制御部32は、羽根車91が回転するようにモータ92を制御し、開閉弁63が開状態となるように開閉弁63を制御し、容器47内の水が流出口55を通じて吸引流路62に吸引されるようにポンプ61を制御する。スケールの排出が完了すると、制御部32は、ポンプ61及びモータ92を停止する制御を行い、開閉弁63を閉状態とする制御を行う。
(Control of scale discharge operation)
In the modified example 7 shown in FIG. 7A, in the scale discharging operation, the
[変形例8]
図7(B)は、電気分解装置41の変形例8を示す断面図である。この変形例8は、撹拌手段90が設けられている位置が図7(A)に示す変形例7と異なっている。変形例8では、撹拌手段90は、容器47の底部に設けられている。具体的に、撹拌手段90の羽根車91は、容器47の下壁部473に設けられており、電極51と電極52との間に位置している。したがって、羽根車91が回転すると、容器47内の電極51,52間の水流路において、上方の水の流れが形成されるので、容器47内の底面に沈殿しているスケールが水中に浮遊しやすくなる。
[Modification 8]
FIG. 7B is a cross-sectional
[変形例9]
上述した電気分解装置41は蛇行流路を有しているが、水流路は、必ずしも蛇行流路でなくてもよい。図8(A),(B)は、電気分解装置41の変形例9を示している。図8(A)は、変形例9の電気分解装置41を示す平面図であり、図8(B)は、図8(A)のB−B線断面図である。この変形例9では、複数の電極51,52は、水入口43側から水出口45側に向かう方向にほぼ平行な姿勢で配置されており、水入口43側から水出口45側に向かう方向にほぼ平行な(電極に平行な)複数の水流路を形成している。
[Modification 9]
Although the
この変形例9においても、図3(A),(B)〜図7(A),(B)に示したようなスケール排出手段60が設けられており、上述したようなスケール排出運転が行われる。
Also in this modified example 9, the
[実施形態のまとめ]
前記実施形態及び各変形例では、スケール排出手段60によってスケールを水とともに容器47外に排出するスケール排出運転において、容器47内の水中においてスケールを浮遊させた状態を維持するように容器47内において水の流れを形成する。従来のように容器内のスケールを水とともに重力による作用を利用して排出する場合には、スケール排出時にスケールが容器内の底面に沈殿し、底面との摩擦によってスケールが底面に付着した状態になり、その結果、スケールが十分に排出されずに容器内の底面に残留することがある。一方、本発明では、容器47内の水中においてスケールを浮遊させた状態を維持するように容器47内において水の流れを形成するので、スケール排出時にスケールが容器47内の底面に沈殿して付着した状態になるのを従来に比べて抑制し、スケールの排出を促進することができる。これにより、スケールが容器47内の底面に残留するのを抑制できる。
[Summary of Embodiment]
In the embodiment and each modification, in the scale discharge operation in which the scale is discharged out of the
前記実施形態及び変形例1〜6,9では、制御部32は、スケール排出運転において、容器47内において水の流れが形成されるように容器47内に水を流入させる制御を行う。この構成では、容器47内に水を流入させて容器47内において水の流れを形成しつつ、スケール排出手段60によって容器47外に水とともにスケールを排出する。これにより、スケール排出時にスケールが容器47内の底面に沈殿するのを抑制できる。
In the embodiment and the first to sixth and ninth modified examples, the
前記変形例5,6では、電気分解装置41は、容器47内の電極51,52間を通過した水の一部を上流側に戻す循環手段80を備え、制御部32は、スケール排出運転において、循環手段80によって上流側に戻された水を容器47内に流入させる制御を行う。この構成では、循環手段80によって上流側に戻された水を容器47内に流入させて容器47内において水の流れを形成しつつ、スケール排出手段60によって容器47外に水とともにスケールを排出する。これにより、スケール排出時にスケールが容器47内の底面に沈殿するのを抑制できる。この構成では、スケール排出時に、容器47内の水を利用し、その水を循環させて水の流れを形成するので、容器47内に水入口43から水を流入させる場合のように容器47内の水量が増加するということを避けることができる。これにより、スケール排出運転に要する時間が長くなるのを抑制できる。
In the modified examples 5 and 6, the
前記実施形態及び変形例1−4,9では、制御部32は、スケール排出運転において、水入口43から容器47内に水を流入させる制御を行う。この構成では、水入口43から容器47内に水を流入させて容器47内において水の流れを形成しつつ、スケール排出手段60によって容器47外に水とともにスケールを排出する。これにより、スケール排出時にスケールが容器47内の底面に沈殿するのを抑制できる。
In the embodiment and the modified examples 1 to 4 and 9, the
前記実施形態及び変形例1,2では、制御部32は、スケール排出運転において、水出口45から容器47外に水が流出するのを阻止する制御を行う。この構成では、容器47内の水中に浮遊しているスケールが水とともに水熱交換器21に送られるのを阻止することができる。
In the embodiment and the first and second modifications, the
前記変形例3,4では、スケール排出運転において水出口45から容器47外に流出する水に含まれるスケールを捕捉するフィルター65を備えている。この構成では、容器47内の水中に浮遊しているスケールが水とともに水出口45から容器47外に流出したとしても、そのスケールはフィルター65によって捕捉され、水熱交換器21に送られるのが阻止される。
In the said modification 3, 4, the
前記実施形態及び変形例1〜8では、複数の電極51,52は、それぞれ板形状を有し、容器47内において厚み方向に互いに間隔をあけて配列されることによって蛇行流路を形成している。この構成では、電気分解装置41が蛇行流路を有しているので、水流路の流路長を大きくして電気分解の効率を高めることができる。
In the embodiment and the first to eighth modifications, each of the plurality of
[他の変形例]
なお、本発明は、前記実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。
[Other variations]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and improvements can be made without departing from the spirit of the present invention.
前記電気分解装置41における電極51,52は、例えば図9(A)に示す電極51,52の変形例のような形態であってもよい。この変形例では、電気分解装置41は、厚み方向に貫通する複数の通水孔C1が設けられた電極51,52を有する。この変形例では、容器47内の蛇行流路などの水流路において、電極51,52間の水流路(第1水流路)を流れる水の一部が、その隣の水流路(電極51,52の第2水流路)に、複数の通水孔C1を通じて流入するので、第2水流路を流れる水を撹拌する効果をさらに高めることができる。したがって、スケール排出手段60によってスケールを水とともに容器47外に排出する際に、容器47内の電極51,52間の水流路において水の流れが乱され、これにより、容器47内の水中においてスケールを浮遊させた状態を維持する効果をさらに高めることができる。
The
また、電気分解装置41における電極51,52は、例えば図9(B)に示す電極51,52の変形例のような形態であってもよい。図9(B)に示す変形例では、電極51,52に、複数の凹部C2及び複数の凸部C3の少なくとも一方が設けられている。この変形例では、複数の凹部C2及び複数の凸部C3によって電極51,52間の水流路を流れる水が撹拌される。したがって、スケール排出手段60によってスケールを水とともに容器47外に排出する際に、容器47内の電極51,52間の水流路において水の流れが乱され、これにより、容器47内の水中においてスケールを浮遊させた状態を維持する効果をさらに高めることができる。
Further, the
前記実施形態では、温度調節水供給機がヒートポンプ給湯機11である場合を例示したが、これに限定されない。温度調節水供給機としては、スケール成分を除去する必要がある他の用途、例えばヒートポンプ温水暖房機、燃焼式給湯機、燃焼式温水暖房機、電気温水機、冷却塔などにも適用することができる。
In the said embodiment, although the case where the temperature control water supply machine was the heat
前記ヒートポンプ温水暖房機では、例えば図1に示す構成図において、タンク15内に貯留された高温の水が暖房用途などに用いられる。
In the heat pump hot water heater, for example, in the configuration diagram shown in FIG. 1, high-temperature water stored in the
前記燃焼式の給湯機及び燃焼式の温水暖房機は、図10に示すように、上述したような電気分解装置41と、電気分解装置41よりも下流側に設けられる水熱交換器21Aとを備える。燃焼式の給湯機及び燃焼式の温水暖房機では、水熱交換器21Aにおいて燃料用のガスなどを燃焼させることにより得られる熱エネルギーを用いて水が加熱される。
As shown in FIG. 10, the combustion type hot water heater and the combustion type hot water heater include an
また、前記電気温水機は、図10に示すように、上述したような電気分解装置41と、電気分解装置41よりも下流側に設けられる水熱交換器21Aとを備える。前記電気温水機では、水熱交換器21Aにおいて電気エネルギーを用いて水が加熱される。
Further, as shown in FIG. 10, the electric water heater includes an
前記冷却塔は、例えば図10に示すように、上述したような電気分解装置41と、電気分解装置41よりも下流側に設けられる水熱交換器21Aとを備える。前記冷却塔では、水熱交換器21Aにおいて、他の装置で発生した熱を搬送してきた流体と熱交換することにより水が加熱される。
For example, as shown in FIG. 10, the cooling tower includes an
前記実施形態では、ヒートポンプ給湯機11の水の流路において、メインポンプ31よりも下流側で水熱交換器21よりも上流側に位置する入水配管27に電気分解装置41を設ける場合を例に挙げて説明したが、これに限定されない。電気分解装置41は、水の流路において水熱交換器21よりも上流側に設けられていればよい。具体的に、電気分解装置41は、例えばメインポンプ31よりも上流側の入水配管27に設けられていてもよく、また、給水源からタンク15に水を供給する給水配管37に設けられていてもよい。
In the embodiment, in the flow path of the water of the heat
前記実施形態では、容器47が略直方体の形状を有している場合を例に挙げて説明したが、これに限定されない。容器47は、直方体以外の角柱形状であってもよく、円柱形状であってもよい。
In the above-described embodiment, the case where the
また、前記実施形態では、一過式の給湯機を例に挙げて説明したが、これに限定されない。本発明は、例えば給湯配管35から給湯された水(湯)の一部が再びタンク15に戻されるタイプの給湯機にも適用することができる。
Moreover, in the said embodiment, although the transient hot water heater was mentioned as an example and demonstrated, it is not limited to this. The present invention can also be applied to, for example, a water heater of a type in which a part of water (hot water) supplied from the hot
11 ヒートポンプ給湯機
15 タンク
21 水熱交換器
27 入水配管
27A 上流側流路
27B 下流側流路
31 メインポンプ
32 制御部
41 電気分解装置
43 水入口
45 水出口
46 水出口管
47 容器
49 電極対
51,52 電極
54,55 流出口
56 流入口
60 スケール排出手段
61 ポンプ
62 吸引流路
63,64 開閉弁
65 フィルター
80 循環手段
81 循環ポンプ
82 循環流路
90 撹拌手段
91 羽根車
92 モータ
DESCRIPTION OF
Claims (8)
水入口(43)及び水出口(45)を有する容器(47)と、
前記容器(47)内に設けられた複数の電極(51,52)と、
前記容器(47)内のスケールを水とともに前記容器(47)外に排出するスケール排出手段(60)と、
前記スケール排出手段(60)によってスケールを水とともに前記容器(47)外に排出する際に、前記容器(47)内の水中においてスケールを浮遊させた状態を維持するように前記容器(47)内において水の流れを形成するスケール排出運転を行う制御手段(32)と、を備える電気分解装置。 An electrolyzer for removing scale components contained in water sent to the water heat exchanger (21),
A container (47) having a water inlet (43) and a water outlet (45);
A plurality of electrodes (51, 52) provided in the container (47);
Scale discharging means (60) for discharging the scale in the container (47) together with water to the outside of the container (47);
When discharging the scale together with water to the outside of the container (47) by the scale discharging means (60), the inside of the container (47) is maintained so that the scale is suspended in the water in the container (47). And a control means (32) for performing a scale discharging operation for forming a flow of water.
前記制御手段(32)は、前記スケール排出運転において、前記循環手段(80)によって上流側に戻された水を前記容器(47)内に流入させる制御を行う、請求項2に記載の電気分解装置。 A circulation means (80) for returning a part of the water that has passed between the electrodes (51, 52) in the container (47) to the upstream side;
The electrolysis according to claim 2, wherein the control means (32) performs control for causing the water returned to the upstream side by the circulation means (80) to flow into the container (47) in the scale discharging operation. apparatus.
請求項1〜7の何れか1項に記載の電気分解装置(41)と、を備え、前記水熱交換器(21)において温度調節された水を供給する温度調節水供給機。 A water heat exchanger (21) for heating the water;
An electrolyzer (41) according to any one of claims 1 to 7, and a temperature-adjusted water supply device for supplying water whose temperature is adjusted in the water heat exchanger (21).
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