JP2016125083A - 腐食抑制装置 - Google Patents

Abstract

【課題】接続用の配管、水熱交換器の配管などの配管に対して電気防食を施す場合において、腐食を抑制する対象となる配管を限定することができる腐食抑制装置を提供する。【解決手段】腐食抑制装置（１）は、第１配管（Ｐ１）と第２配管（Ｐ２）の間に介在する継手部材（２）と、第１配管（Ｐ１）及び第２配管（Ｐ２）の少なくとも一方に接続される負極と、継手部材（２）の流路内の水に接する電極部（７）に接続される正極とを有する電源（６）と、を備える。継手部材（２）は第１配管（Ｐ１）と第２配管（Ｐ２）とを絶縁している。【選択図】図２

Description

本発明は、配管の腐食を抑制するための腐食抑制装置に関するものである。

従来、例えばヒートポンプ給湯機、燃焼式給湯機、電気給湯機、温水暖房機などの機器は水熱交換器を備えている。水熱交換器は、水流路を有する配管を備え、この配管の水流路を流れる水は、冷媒との熱交換、燃料の燃焼エネルギー、電気エネルギーなどによって加熱される。また、水熱交換器の配管は、水流路を有する接続用の配管によって、例えば水を貯留するタンクなどの他の部品と接続されている。

水熱交換器の配管、接続用の配管などの配管は、例えば銅などの金属によって形成されており、その水流路を水が流れるので、腐食することがある。特に、腐食傾向の高い水が用いられた場合には、配管の腐食が進行しやすい。腐食傾向の高い水としては、例えば遊離炭酸濃度、塩化物イオン濃度、硫酸イオン濃度、電気伝導率などが高い水、ｐＨの低い水などを例示することができる。

一般に、金属の腐食対策としてインヒビタ（防食剤）が使用されることがあるが、給湯機の場合、温水をユーザーが使用するので、インヒビタが水中に含まれることは許容し難い。また、給湯機は、通常、ユーザー側に供給された温水が再度給湯機に戻されることのない一過式である。したがって、給湯機においては、インヒビタの使用自体が困難である。

特許文献１には、多方管継手によって一対の配水管を連結し、これらの配水管の連結に使用しない連結端にアノードを差し込む構造が開示されている。この特許文献１の構造では、防食電圧・電流制御機構からのプラス線がアノードに接続され、この制御機構からのマイナス線が一方の配水管に取り付けられる。

実用新案登録第３０５８９４４号

しかしながら、特許文献１では、一対の配水管は、多方管継手によって互いに電気的に接続されており、互いに絶縁されていないので、多方管継手につながる両側の配水管が必ず腐食抑制対象となる。

本発明の目的は、接続用の配管、水熱交換器の配管などの配管に対して電気防食を施す場合において、腐食を抑制する対象となる配管を限定することができる腐食抑制装置を提供することである。

本発明の腐食抑制装置は、第１配管（Ｐ１）と第２配管（Ｐ２）の間に介在する継手部材（２）と、前記第１配管（Ｐ１）及び前記第２配管（Ｐ２）の少なくとも一方に接続される負極と、前記継手部材（２）の流路内の水に接する電極部（７）に接続される正極とを有する電源（６）と、を備え、前記継手部材（２）が前記第１配管（Ｐ１）と前記第２配管（Ｐ２）との間を絶縁している。

本発明の腐食抑制装置は、継手部材（２）が第１配管（Ｐ１）と第２配管（Ｐ２）を互いに絶縁しているので、第１配管（Ｐ１）及び第２配管（Ｐ２）のうち、負極を接続した配管に腐食抑制対象を限定することができる。

前記腐食抑制装置において、前記電極部（７）の少なくとも表面は、チタン及び白金の少なくとも一方を主成分とする材料によって形成されているのが好ましい。

この構成では、電極部（７）における表面の耐食性及び耐久性が高くなるので、電極部の表面が水中に溶出するのが抑制され、長期間使用することができる。

前記腐食抑制装置において、前記電極部（７）は前記継手部材（２）の内周面に沿った筒形状を有しているのが好ましい。

この構成では、電極部（７）を継手部材（２）の内周面に沿って筒形状に形成することによって電極部（７）の表面積を大きくしつつ、継手部材（２）の流路内の水に接するように設けられた電極部（７）が水の流れを妨げるのを抑制できる。

前記腐食抑制装置において、前記電極部（７）は平板形状を有していてもよい。

この構成では、既製の板材を、例えば円筒形状などに加工することなく電極部（７）として使用することができる。

前記腐食抑制装置において、前記電極部（７）が平板形状を有している場合には、前記電極部（７）における水流方向の上流側の縁は、前記水流方向に対して傾斜しているのが好ましい。

この構成では、電極部（７）における水流方向の上流側の縁が水流方向に対して傾斜しているので、水が上流側の縁に沿って流れやすくなり、電極部（７）を設けることに起因する水流の抵抗が増加するのを抑制できる。

前記腐食抑制装置において、前記電極部（７）の一部が前記継手部材（２）の外に位置していてもよい。

この構成では、継手部材（２）の外に位置している電極部（７）の一部に対して、電源（６）の正極を容易に接続することができる。

前記腐食抑制装置において、前記電源（６）が乾電池であってもよい。

この構成では、ユーザーの入手が容易で比較的安価な乾電池を電源（６）として用いることができる。

前記腐食抑制装置において、電源（６）が乾電池である場合には、前記腐食抑制装置における電気回路（１０）中に抵抗（１２）が設けられていてもよい。

この構成では、電気回路（１０）中に抵抗（１２）を設けることにより、電源（６）が乾電池であっても、電位を調節することができる。

前記腐食抑制装置において、前記乾電池の蓄電量が太陽電池（１１）によって補われるように構成されていてもよい。

この構成では、乾電池の蓄電量が太陽電池（１１）によって補われるので、乾電池を長期間交換しなくても、連続して使用することができる。

本発明によれば、接続用の配管、水熱交換器の配管などの配管に対して電気防食を施す場合において、腐食を抑制する対象となる配管を限定することができる。

本発明の実施形態に係る腐食抑制装置を備えたヒートポンプ給湯機（熱交換システムの一例）を示す概略の構成図である。 （Ａ）は、本発明の実施形態に係る腐食抑制装置を示す断面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）におけるＩＩＢ−ＩＩＢ線断面図である。 前記腐食抑制装置における継手部材の一例を示す断面図である。 （Ａ）は、実施形態の変形例１に係る腐食抑制装置を示す断面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）におけるＩＶＢ−ＩＶＢ線断面図である。 （Ａ）は、実施形態の変形例２に係る腐食抑制装置を示す断面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）の断面に対して垂直な方向の断面図である。 （Ａ）は、実施形態の変形例３に係る腐食抑制装置を示す断面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）の断面に対して垂直な方向の断面図である。 （Ａ）は、実施形態の変形例４に係る腐食抑制装置を示す断面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）におけるＶＩＩＢ−ＶＩＩＢ線断面図である。 （Ａ）は、実施形態の変形例５に係る腐食抑制装置を示す断面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）におけるＶＩＩＩＢ−ＶＩＩＩＢ線断面図である。 実施形態の変形例６に係る腐食抑制装置を示す断面図である。 実施形態の変形例７に係る腐食抑制装置を示す断面図である。 （Ａ）〜（Ｄ）は、実施形態の腐食抑制装置において、腐食抑制対象の配管を選択するいくつかのパターンを説明するための断面図である。 実施形態に係る腐食抑制構造を備えた熱交換システムの他の例を示す概略図である。

以下、本発明の実施形態に係る腐食抑制装置及びこれを備えた熱交換システムについて図面を参照しながら説明する。

熱交換システムは、水と他の流体（例えば冷媒、外気など）との間で熱交換したり、水に対して燃料の燃焼エネルギーを付与したり、水に対して電気エネルギーを付与したりすることによって水を加熱又は冷却する水熱交換器を備えている。水熱交換器は水流路を有する配管を備えている。水熱交換器の配管は、水流路を有する接続用の配管によって、熱交換システムを構成する他の部品（例えば水を貯留するタンクなど）と接続されている。水熱交換器の配管、接続用の配管などの配管は、例えば銅などの金属によって形成されており、その水流路を水が流れるので、腐食することがある。

本実施形態では、熱交換システムは、配管の腐食を抑制するために腐食抑制装置（例えば後述する図２（Ａ），（Ｂ）の腐食抑制装置１）を備えている。本実施形態の腐食抑制装置は、外部電源（直流電源）を用いた電気防食を行うことにより、配管の腐食を抑制することができ、これにより、配管からの水漏れなどの不具合が生じるのを抑制することができる。

熱交換システムとしては、給湯機、温水暖房機、冷却塔などの種々の機器を例示することができる。給湯機としては、ヒートポンプ給湯機、燃焼エネルギーを利用した燃焼式給湯機、電気エネルギーを利用した電気式給湯機などを例示することができる。温水暖房機としては、ヒートポンプ温水暖房機、燃焼エネルギーを利用した燃焼式温水暖房機、電気エネルギーを利用した電気式温水暖房機などを例示することができる。本実施形態の腐食抑制装置１は、これらの種々の機器に対して適用することができる。以下では、本実施形態の腐食抑制装置１をヒートポンプ給湯機に用いた場合について説明する。

［ヒートポンプ給湯機］
図１は、本実施形態の腐食抑制装置１を備えたヒートポンプ給湯機８０を示す構成図である。図１に示すように、ヒートポンプ給湯機８０は、冷媒回路８１と、貯湯回路８２とを備えている。冷媒回路８１は、圧縮機８６、水熱交換器８７、膨張機構としての膨張弁８８、空気熱交換器８９、及びこれらを接続する冷媒配管を含む。貯湯回路８２は、タンク８４、ポンプ９３、水熱交換器８７、及びこれらを接続する送水配管９１，９２を含む。水熱交換器８７は、２つの流路を有し、一方の流路は、冷媒回路８１に含まれており、他方の流路は、貯湯回路８２に含まれている。冷媒回路８１及び貯湯回路８２の運転は、制御手段としての制御部９４によって制御される。

圧縮機８６、水熱交換器８７、膨張弁８８及び空気熱交換器８９はヒートポンプユニット８３内に設けられている。タンク８４及びポンプ９３は、貯湯ユニット８５内に設けられている。送水配管９１，９２は、タンク８４の水を水熱交換器８７に送る上流側送水配管９１と、水熱交換器８７と熱交換して加熱された水をタンク８４に戻す下流側送水配管９２とを含む。

ポンプ９３は、貯湯回路８２において水を送るためのものであり、本実施形態では送水配管９１に設けられているが、ポンプ９３の配設位置はこれに限定されない。ポンプ９３の運転により、タンク８４内の水は、タンク８４の下部から流出し、送水配管９１、水熱交換器８７および送水配管９２の順に送られて、タンク８４の上部に戻る。

本実施形態では、冷媒回路８１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８１では、冷媒の高圧圧力が超臨界圧力になるように圧縮機８６で圧縮される。つまり、冷媒回路８１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８１を循環する冷媒は、水熱交換器８７において貯湯回路８２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８９において外気と熱交換して外気から熱を吸収する。

タンク８４には給水配管９５と給湯配管９６とが接続されている。給水配管９５は、タンク８４の底部に接続されている。この給水配管９５は、給水源からタンク８４内に低温の水を給水するために設けられている。タンク８４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。給湯配管９６は、タンク８４の上部に接続されている。この給湯配管９６は、タンク８４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。本実施形態のヒートポンプ給湯機８０は、給湯配管９６から給湯された水をタンク８４に戻さない一過式の給湯機であるが、これに限定されず、給湯配管９６から給湯された水の一部をタンク８４に戻すタイプの給湯機であってもよい。

図１に示すように、本実施形態では、腐食抑制装置１は、貯湯回路８２において水熱交換器８７よりも上流側に設けられているが、図１に示す位置以外の位置に設けられていてもよい。具体的に、腐食抑制装置１は、貯湯回路８２において水熱交換器８７よりも上流側の送水配管９１に設けられている。また、腐食抑制装置１は、ポンプ９３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。腐食抑制装置１の詳細については後述する。

制御部９４は、中央演算処理装置９４Ａ、メモリ９４Ｂなどを有する。制御部９４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９４Ｂには、タンク８４内の水を沸上げるための沸上げ運転のスケジュールなどが記憶されている。制御部９４は、そのスケジュールに基づいて沸上げ運転を実行する。なお、沸上げ運転は、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。

次に、ヒートポンプ給湯機８０の動作について説明する。タンク８４内の水を沸上げる沸上げ運転では、制御部９４は、ヒートポンプユニット８３の圧縮機８６を駆動させ、膨張弁８８の開度を調節するとともに、貯湯ユニット８５のポンプ９３を駆動させる。これにより、図１に示すように、タンク８４の底部に設けられた出水口からタンク８４内の低温の水が送水配管９１を通じて水熱交換器８７に送られ、水熱交換器８７において冷媒によって加熱される。加熱された高温の水は送水配管９２を通じてタンク８４の上部に設けられた入水口からタンク８４内に戻される。これにより、タンク８４内には、その上部から順に高温の水が貯湯される。

［腐食抑制装置］
次に、本発明の実施形態に係る腐食抑制装置１について具体的に説明する。図２（Ａ）は、本発明の実施形態に係る腐食抑制装置を示す断面図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）におけるＩＩＢ−ＩＩＢ線断面図である。図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、
腐食抑制装置１は、継手部材２と、電源６（直流電源）と、電極部７とを備える。

（継手部材）
継手部材２は、第１配管Ｐ１と第２配管Ｐ２の間に介在してこれらを接続する機能と、第１配管Ｐ１と第２配管Ｐ２との間に介在してこれらの間を電気的に絶縁する機能とを備えている。すなわち、継手部材２は、継手部材２を介した第１配管Ｐ１と第２配管Ｐ２との間の導通を阻止している。

継手部材２は、全体が絶縁性の材料によって形成されていてもよく、一部が絶縁性の材料によって形成され、残りの部位が導電性の材料によって形成されていてもよい。ただし、後者の場合であっても、第１配管Ｐ１と第２配管Ｐ２との間を電気的に絶縁可能な部位に絶縁性の材料が設けられている必要がある。絶縁性の材料としては、絶縁性を有する合成樹脂、ゴム、セラミックスなどを例示できる。

継手部材２によって互いに絶縁される第１配管Ｐ１及び第２配管Ｐ２は、導電性を有する金属によって形成されている。これらの配管Ｐ１，Ｐ２は、同じ材料によって形成されていてもよく、互いに異なる材料によって形成されていてもよい。配管Ｐ１，Ｐ２の材料としては、銅、鉄などを例示できるが、これらに限られない。

本実施形態では、第１配管Ｐ１は、銅製の水配管であり、送水配管９１の一部を構成している。また、第２配管Ｐ２は、銅製の水配管であり、水熱交換器８７における水流路を形成する配管の一部又は全部を構成している。ただし、第１配管Ｐ１及び第２配管Ｐ２は、上記の部位に用いられるものに限られず、水が流れる配管であって他の部位に用いられるものでもよい。

継手部材２は、第１配管Ｐ１の水流路と第２配管Ｐ２の水流路とを連通させるための水流路が内部に形成された管状の部材である。継手部材２は、水漏れが生じない状態で２つの配管を接続できるものであればよく、その具体的な接続構造は特に限定されるものではない。継手部材２としては、例えば図３に示すような接続構造を有するものを用いることができる。図３は、腐食抑制装置１における継手部材２の一例を示す断面図である。

図３に示す継手部材２は、継手本体２０と、第１ナット２１と、第２ナット２２とを備える。継手本体２０の一端部側の外周面には、第１ナット２１の内周面に形成された雌ネジが螺合される雄ネジが形成されており、継手本体２０の他端部側の外周面には、第２ナット２２の内周面に形成された雌ネジが螺合される雄ネジが形成されている。第１ナット２１及び第２ナット２２は、第１配管Ｐ１及び第２配管Ｐ２がそれぞれ挿入される挿通孔を有する。第１配管Ｐ１は、第１ナット２１の挿通孔から挿通され、第１配管Ｐ１の先端部が継手本体２０の一端部に対向するように配置される。同様に、第２配管Ｐ２は、第２ナット２２の挿通孔から挿通され、第２配管Ｐ２の先端部が継手本体２０の他端部に対向するように配置される。

この状態で、第１ナット２１が締め付けられると、継手本体２０の一端部と第１配管Ｐ１との間に介在するくさび状（テーパー状）の第１リング部材２３が第１ナット２１によって内側（第２ナット２２側）に押されて、継手本体２０の一端部と第１配管Ｐ１との間に押し込まれる。これにより、継手本体２０の一端部と第１配管Ｐ１との間がシールされるとともに、第１リング部材２３の締め付け力によって第１配管Ｐ１が継手本体２０に対して固定される。

同様に、第２ナット２２が締め付けられると、継手本体２０の他端部と第２配管Ｐ２との間に介在するくさび状（テーパー状）の第２リング部材２４が第２ナット２２によって内側（第１ナット２１側）に押されて、継手本体２０の他端部と第２配管Ｐ２との間に押し込まれる。これにより、継手本体２０の他端部と第２配管Ｐ２との間がシールされるとともに、第２リング部材２４の締め付け力によって第２配管Ｐ２が継手本体２０に対して固定される。

図３に示すような構造を有する継手部材２の場合には、少なくとも継手本体２０が絶縁性の材料によって形成されており、この継手本体２０に電極部７が設けられる。第１ナット２１及び第１部材２３と、第２ナット２２及び第２部材２４とは、継手本体２０によって絶縁されている。したがって、第１ナット２１、第１部材２３、第２ナット２２及び第２部材２４は、絶縁性の材料によって形成されていてもよく、導電性の材料によって形成されていてもよい。

なお、第１ナット２１及び第２ナット２２がフレアナットであってもよい。この場合には、第１配管Ｐ１の先端部及び第２配管Ｐ２の先端部は、フレアナットのフレア形状に沿って拡径された形状を有し、継手本体２０の一端部及び他端部は、フレアナットのフレア形状に沿ったテーパー形状を有する。

（電極部）
電極部７は、例えば配線８を介して電源７の正極に接続されている。電極部７は、腐食抑制対象の配管（第１配管Ｐ１及び第２配管Ｐ２の少なくとも一方の配管）との間で絶縁されるように配置され、且つ、継手部材２の流路内の水に接するように配置されている。本実施形態では、電極部７の表面の少なくとも一部が継手部材２の流路内の露出するように継手部材２に設けられている。このような状態で電極部７を継手部材２に設ける方法としては、例えば、電極部７を継手部材２の内周面に固定する方法、電極部７の一部を継手部材２に埋め込む方法などの種々の方法が挙げられるが、これらの方法に限られない。

図２（Ａ）に示すように本実施形態では、配線８の一端部が継手部材２内に挿入されて電極部７に接続されているが、これに限られず、後述する変形例のように電極部７の一部を継手部材２の外に配置して、その部分に配線８の一端部を接続してもよい。

図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、本実施形態では、電極部７は、継手部材２の内周面に沿った筒形状を有している。具体的に、電極部７は円筒形状を有している。ただし、電極部７は、断面が円形の円筒形状でなくてもよく、断面が楕円形の筒形状であってもよく、断面が多角形の筒形状であってもよい。

電極部７は、耐食性及び耐久性を有している。電極部７の少なくとも表面７Ｓは、チタン及び白金の少なくとも一方を主成分とする材料によって形成されている。具体的に、電極部７の全体がチタン又は白金を主成分とする材料（チタン、チタン合金、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、電極部７が、チタン又は白金よりもイオン化傾向の大きい材料（すなわち、水中においてチタン又は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チタン又は白金を主成分とする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。また、電極本体の材料としてチタンを主成分とする材料を用いて、その電極本体の表面に白金を主成分とする材料により形成されたコーティング層を形成してもよい。なお、後述する図４〜図１２における腐食抑制装置１においても電極部７に関する上記の特徴が備わっている。

（電源）
電源６は、第１配管Ｐ１及び第２配管Ｐ２の少なくとも一方に接続される負極と、継手部材２の流路内の水に接する電極部７に接続される正極とを有する。本実施形態では、電源６の正極は、配線８を介して電極部７に接続され、電源６の負極は、配線９を介して第１配管Ｐ１及び第２配管Ｐ２の少なくとも一方に接続される。これにより、腐食抑制装置１には、電源６、配線８、電極部７、水流路内の水、腐食抑制対象の配管（第１配管Ｐ１及び第２配管Ｐ２の少なくとも一方の配管）、及び配線９の順に電流が流れる電気回路１０が形成されている。

腐食抑制対象の配管に電源６の負極を接続するための配線９の一端部は、腐食抑制対象の配管に対して電気的に接続することができればよく、その接続方法は特に限定されるものではない。例えば、配線９の一端部を腐食抑制対象の配管の外周面に固定するだけでもよい。また、配線９の一端部を腐食抑制対象の配管に埋め込むように配置してもよい。

本実施形態では、電源６は乾電池である。乾電池は、ユーザーの入手が容易で比較的安価である。乾電池としては、使い捨ての乾電池（一次電池）を用いることもできるが、充電式の乾電池（二次電池）を用いることもできる。また、電源６は、乾電池に限られるものではなく、湿電池を用いることもできる。また、電源６は、乾電池及び湿電池以外のものであってもよく、例えば熱交換間システム８０（本実施形態では、ヒートポンプ給湯機８０）を運転する電源を用いることもできる。

（動作）
次に、腐食抑制装置１の動作について説明する。制御部９４は、腐食抑制装置１において電極部７と、腐食抑制対象の配管（図２では、第２配管Ｐ２）との間に電位差が生じるように電源６を制御する腐食抑制運転を行う。例えば、電源６が乾電池、湿電池などの場合には、電気回路１０に設けられた図略のスイッチをＯＮ状態に切り換えることにより、電極部７と、腐食抑制対象の配管との間に電位差が生じる。腐食抑制運転は、ヒートポンプ給湯機８０においてタンク８４内の水を沸上げる沸上げ運転時に行われてもよく、沸上げ運転以外のときに行われてもよく、常時行われてもよい。

腐食抑制運転が行われることにより、腐食抑制対象の配管（本実施形態では、水熱交換器８７の配管Ｐ２）の腐食を抑制することができる。また、本実施形態の腐食抑制装置１では、継手部材２が第１配管Ｐ１と第２配管Ｐ２とを絶縁しているので、第１配管Ｐ１及び第２配管Ｐ２のうち、負極を接続した配管（本実施形態では、水熱交換器８７の配管Ｐ２）に腐食抑制対象を限定することができる。

［変形例１］
図４（Ａ）は、実施形態の変形例１に係る腐食抑制装置１を示す断面図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）におけるＩＶＢ−ＩＶＢ線断面図である。この変形例１では、電極部７の一部７ａ（図４（Ａ）及び図４（Ｂ）では、電極部７の上端部７ａ）が継手部材２の外に位置している。また、この変形例１では、電極部７の一部７ａ以外の部分は、継手部材２の内部と継手部材２内の水流路に位置している。

変形例１では、電源６の正極に接続された配線８の一端部を継手部材２の外に位置している電極部７の一部７ａに簡単に接続することができる。上記以外の構成については、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示す実施形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。

［変形例２］
図５（Ａ）は、実施形態の変形例２に係る腐食抑制装置１を示す断面図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）の断面に対して垂直な方向の断面図である。この変形例２では、電極部７は平板形状を有する電極板である。図５（Ａ）及び図５（Ｂ）において、第１配管Ｐ１、継手部材２及び第２配管Ｐ２の水流路の水は矢印の方向に流れる。電極部７は、継手部材２の水流路の水流方向におおよそ平行な姿勢で配置されている。すなわち、電極部７の主面は、継手部材２の水流路と平行である。

この変形例２では、既製の板材を、例えば円筒形状などに加工することなく電極部７として使用することができる。また、電極部７は、継手部材２の水流路の水流方向におおよそ平行な姿勢で配置されているので、電極部７を設けることに起因する水流の抵抗が増加するのを抑制できる。上記以外の構成については、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示す実施形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。

［変形例３］
図６（Ａ）は、実施形態の変形例３に係る腐食抑制装置１を示す断面図であり、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）の断面に対して垂直な方向の断面図である。この変形例３では、電極部７の一部７ａ（図６（Ａ）では、電極部７の上端部７ａ）が継手部材２の外に位置している。また、この変形例３では、電極部７の一部７ａ以外の部分は、継手部材２の内部と継手部材２内の水流路に位置している。変形例１と同様に、この変形例３では、電源６の正極に接続された配線８の一端部を継手部材２の外に位置している電極部７の一部７ａに簡単に接続することができる。

また、電極部７は平板形状を有する電極板であり、継手部材２の水流路の水流方向におおよそ平行な姿勢で配置されている。したがって、変形例２と同様に、この変形例３では、既製の板材を、例えば円筒形状などに加工することなく電極部７として使用することができる。また、電極部７は、継手部材２の水流路の水流方向におおよそ平行な姿勢で配置されているので、電極部７を設けることに起因する水流の抵抗が増加するのを抑制できる。

上記以外の構成については、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示す実施形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。

［変形例４］
図７（Ａ）は、実施形態の変形例４に係る腐食抑制装置１を示す断面図であり、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）におけるＶＩＩＢ−ＶＩＩＢ線断面図である。この変形例４では、電極部７は平板形状を有する電極板であり、継手部材２の水流路の水流方向におおよそ平行な姿勢で配置されている。しかも、電極部７における水流方向の上流側の縁７ｂが水流方向に対して傾斜している。したがって、この変形例４では、水が上流側の縁７ｂに沿って流れやすくなるので、電極部７を設けることに起因する水流の抵抗が増加するのをより効果的に抑制できる。

上記以外の構成については、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示す実施形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。

［変形例５］
図８（Ａ）は、実施形態の変形例５に係る腐食抑制装置を示す断面図であり、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）におけるＶＩＩＩＢ−ＶＩＩＩＢ線断面図である。この変形例５は、電極部７の一部７ａ（８（Ａ）及び図８（Ｂ）では、電極部７の上端部７ａ）が継手部材２の外に位置しており、電源６の正極に接続された配線８の一端部を継手部材２の外に位置している電極部７の一部７ａに簡単に接続することができるという特徴以外は、変形例４及び図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示す実施形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。

［変形例６］
図９（Ａ）は、実施形態の変形例６に係る腐食抑制装置を示す断面図である。この変形例６では、電源６が充電可能な乾電池であり、電気回路１０中に抵抗１２が設けられている。このように電気回路１０中に抵抗１２を設けることにより、電源６が乾電池であっても電位を所望の値に調節することができる。

また、変形例６では、電源６である乾電池の蓄電量が太陽電池１１によって補われるように構成されている。したがって、乾電池の蓄電量が太陽電池１１によって補われるので、乾電池を長期間交換しなくても、連続して使用することができる。

上記以外の構成については、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示す実施形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。なお、変形例６では、抵抗１２及び太陽電池１１の一方を省略することもできる。

［変形例７］
図１０は、実施形態の変形例７に係る腐食抑制装置１を示す断面図である。変形例７の腐食抑制装置１は、継手部材２の構成が図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示す実施形態及び変形例１〜６とは異なっている。

変形例７では、継手部材２は複数の部材から構成されている。具体的に、継手部材２は、一対の継手２Ａ，２Ｂと、これらの継手２Ａ，２Ｂの間に介在する配管部２Ｃとを有する。配管部２Ｃは、絶縁性を有する部材である。一対の継手２Ａ，２Ｂは、絶縁性であってもよく、導電性であってもよい。電極部７は、配管部２Ｃに設けられており、電極部７の少なくとも一部が継手部材２の水流路を流れる水に接している。一方の継手２Ａには、第１配管Ｐ１が接続され、他方の継手２Ｂには、第２配管Ｐ２が接続されている。

上記以外の構成については、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示す実施形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。

［腐食抑制対象の選択例］
図１１（Ａ）〜（Ｄ）は、実施形態の腐食抑制装置１において、腐食抑制対象の配管を選択するいくつかのパターンを説明するための断面図である。

図１１（Ａ）は、第１配管Ｐ１及び第２配管Ｐ２のうち、第２配管Ｐ１に電源６の負極を接続した状態を示しており、第２配管Ｐ２が腐食抑制対象となる一方で、第１配管Ｐ１は腐食抑制対象とはならない。

図１１（Ｂ）は、第１配管Ｐ１及び第２配管Ｐ２のうち、第１配管Ｐ１に電源６の負極を接続した状態を示しており、第１配管Ｐ１が腐食抑制対象となる一方で、第２配管Ｐ２は腐食抑制対象とはならない。

図１１（Ｃ）は、第１配管Ｐ１及び第２配管Ｐ２の両方に電源６の負極を接続した状態を示しており、この場合には、両方の配管Ｐ１，Ｐ２が腐食抑制対象となる。図１１（Ｃ）では、電源６の負極は２つに分岐した配線９，９が第１配管Ｐ１と第２配管Ｐ２に接続されている。

このように本実施形態では、負極を接続する配管を選択することによって腐食を抑制する対象となる配管を限定することができる。これにより、第１配管Ｐ１及び第２配管Ｐ２のうち、一方の配管のみに対策を施せばよい場合にはその配管に対して選択的に腐食抑制対策を施すことができるので、消費電力を抑制することができる。また、例えば腐食傾向の高い水が第１配管Ｐ１及び第２配管Ｐ２内を流れる場合には、両方の配管に対して腐食抑制対策を施すといった対応が可能になる。このような腐食抑制対象の選択は、腐食抑制装置１が設置される現場において行われてもよく、製造現場において行われてもよい。

図１１（Ｄ）は、図１１（Ｃ）と同様に、第１配管Ｐ１及び第２配管Ｐ２の両方に電源６の負極を接続したものであるが、電源６の負極に接続された２つの配線９，９にスイッチＳＷ１，ＳＷ２が設けられている点で、図１１（Ｃ）の接続例とは異なっている。

図１１（Ｄ）では、スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ２のオンとオフを切り換えることによって、図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）に示した接続パターンの選択が可能になる。

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。

前記実施形態では、上記の説明では、腐食抑制装置１をヒートポンプ給湯機８０に適用する場合を例に挙げたが、本実施形態の腐食抑制装置１は、他の熱交換システム８０にも適用可能である。

図１２は、実施形態に係る腐食抑制構造１を備えた熱交換システム８０の他の例を示す概略図である。図１２に示す熱交換システム８０としては、給湯機、温水暖房機、冷却塔などの種々の機器を例示することができる。給湯機としては、燃焼エネルギーを利用した燃焼式給湯機、電気エネルギーを利用した電気式給湯機などを例示することができる。温水暖房機としては、ヒートポンプ温水暖房機、燃焼エネルギーを利用した燃焼式温水暖房機、電気エネルギーを利用した電気式温水暖房機などを例示することができる。

これらの熱交換システム８０はそれぞれ、水熱交換器８７と、図２〜図１１に示すような腐食抑制装置１とを備えている。そして、腐食抑制装置１の絶縁継手２は、第１配管Ｐ１と第２配管Ｐ２との間に介在するとともに、これらの配管Ｐ１，Ｐ２を絶縁している。そして、電源６の正極は継手部材２の流路内の水に接する電極部７に接続され、電源６の負極は第１配管Ｐ１及び第２配管Ｐ２の少なくとも一方に接続される。

１ 腐食抑制装置
２ 継手部材
６ 電源
７ 電極部
８ 配線
９ 配線
１０ 電気回路
１１ 太陽電池
１２ 抵抗
Ｐ１ 第１配管
Ｐ２ 第２配管
８０ ヒートポンプ給湯機（熱交換システムの一例）
８７ 水熱交換器

Claims (9)

1. 第１配管（Ｐ１）と第２配管（Ｐ２）の間に介在する継手部材（２）と、
   前記第１配管（Ｐ１）及び前記第２配管（Ｐ２）の少なくとも一方に接続される負極と、前記継手部材（２）の流路内の水に接する電極部（７）に接続される正極とを有する電源（６）と、を備え、
   前記継手部材（２）が前記第１配管（Ｐ１）と前記第２配管（Ｐ２）との間を絶縁している腐食抑制装置。
2. 前記電極部（７）の少なくとも表面は、チタン及び白金の少なくとも一方を主成分とする材料によって形成されている、請求項１に記載の腐食抑制装置。
3. 前記電極部（７）は前記継手部材（２）の内周面に沿った筒形状を有する、請求項１又は２に記載の腐食抑制装置。
4. 前記電極部（７）は平板形状を有する、請求項１又は２に記載の腐食抑制装置。
5. 前記電極部（７）における水流方向の上流側の縁は、前記水流方向に対して傾斜している、請求項４に記載の腐食抑制装置。
6. 前記電極部（７）の一部が前記継手部材（２）の外に位置している、請求項１〜５の何れか一項に記載の腐食抑制装置。
7. 前記電源（６）が乾電池である、請求項１〜６の何れか１項に記載の腐食抑制装置。
8. 前記腐食抑制装置における電気回路（１０）中に抵抗（１２）が設けられている、請求項７に記載の腐食抑制装置。
9. 前記乾電池の蓄電量が太陽電池（１１）によって補われるように構成されている、請求項７又は８に記載の腐食抑制装置。

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