JP5223731B2 - Water heater - Google Patents

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Description

本発明は、水に溶解しているイオンを吸脱着する水処理装置を備えた給湯機に関するものである。   The present invention relates to a water heater provided with a water treatment device that adsorbs and desorbs ions dissolved in water.

従来、この種の給湯機は、図2に示すような構成であった(例えば、特許文献1参照)。以下、その構成について説明する。   Conventionally, this type of water heater has a configuration as shown in FIG. 2 (see, for example, Patent Document 1). Hereinafter, the configuration will be described.

電気透析を行うための一対の電極23、24、陽イオン交換膜25、陰イオン交換膜26を有し、電極23が陰極、電極24が陽極となるように電圧が印加される。Cl-、NO3 -イオンをOH-イオンと交換する陰イオン交換樹脂27、Mg2+、Ca2+イオンをH+イオンと交換する陽イオン交換樹脂28、陽イオン交換樹脂28に吸着されなかったMg2+、Ca2+を濃縮した水を排出できる排出口29、セル内を分割するイオンが通過可能な隔膜30を配置している。 A pair of electrodes 23 and 24 for performing electrodialysis, a cation exchange membrane 25, and an anion exchange membrane 26 are provided, and a voltage is applied so that the electrode 23 serves as a cathode and the electrode 24 serves as an anode. It is not adsorbed by the anion exchange resin 27 that exchanges Cl , NO 3 ions with OH ions, the cation exchange resin 28 that exchanges Mg 2+ and Ca 2+ ions with H + ions, and the cation exchange resin 28. In addition, a discharge port 29 through which water enriched with Mg 2+ and Ca 2+ can be discharged, and a diaphragm 30 through which ions dividing the inside of the cell can pass are arranged.

上記の構成において、その動作を説明する。軟水化を行う際は、各イオン交換樹脂27、28によるイオン交換と、電気透析手段による電気透析作用とが同時に行われる。浴槽水wは吸水口31から循環ポンプ32により吸引され、流路33、34、35に分流される。   The operation of the above configuration will be described. When water softening is performed, ion exchange by the ion exchange resins 27 and 28 and electrodialysis by electrodialysis means are performed simultaneously. The bathtub water w is sucked by the circulation pump 32 from the water inlet 31 and is divided into the flow paths 33, 34, and 35.

まず、イオン交換による軟水化について説明する。流路34に分流された浴槽水wは、隔膜30でセル内を仕切られた希釈室36、37に分流される。希釈室37には陽イオン交換樹脂28が充填されており、陽イオン交換樹脂28により浴槽水w中の硬度成分であるCa2+やMg2+がH+にイオン交換される。 First, softening by ion exchange will be described. The bathtub water w divided into the flow path 34 is divided into dilution chambers 36 and 37 partitioned by the diaphragm 30 in the cell. The dilution chamber 37 is filled with a cation exchange resin 28, and Ca 2+ and Mg 2+ which are hardness components in the bath water w are ion-exchanged to H + by the cation exchange resin 28.

また、希釈室36には陰イオン交換樹脂27が充填されており、浴槽水w中の陰イオンであるCl-やNO3 -イオンがOH-にイオン交換され、樹脂を流出させない網38を通り、切替弁39および切替弁40を通って合流し、そして、イオン交換された浴槽水wは吐出口42より浴槽41に還流される。 The dilution chamber 36 is filled with an anion exchange resin 27, and Cl and NO 3 ions, which are anions in the bath water w, are ion-exchanged to OH and pass through a net 38 that does not allow the resin to flow out. The bathtub water w that merges through the switching valve 39 and the switching valve 40 and is ion-exchanged is returned to the bathtub 41 from the discharge port 42.

次に、電気透析による軟水化について説明する。陽イオン交換膜25を介して浴槽水w中の硬度成分であるCa2+やMg2+が電気透析力により濃縮室43に移動し、切替弁44を通って排出口29より排出される。また、陰イオン交換膜26を介して、浴槽水w中の陰イオンであるCl-、HClO3 -、SO4 2-等の陰イオンが濃縮室45に移動し、切替弁46を通って、排出口29より排出される。 Next, softening by electrodialysis will be described. Ca 2+ and Mg 2+, which are hardness components in the bath water w, move to the concentrating chamber 43 by the electrodialysis force through the cation exchange membrane 25, and are discharged from the discharge port 29 through the switching valve 44. Further, anions such as Cl , HClO 3 , SO 4 2−, etc. in the bath water w move to the concentration chamber 45 through the anion exchange membrane 26 and pass through the switching valve 46. It is discharged from the discharge port 29.

電気透析を利用した再生モードについて説明する。再生モードは、通常運転モードで軟水化が行われた後、切替弁44、46を切り替えて再生水路を形成し、電極24(陽極)で生成したH+を含む再生水は切替弁46を通って希釈室37内を逆方向に流して、陽イオン交換樹脂28の交換基と置換している硬度成分Ca2+やMg2+をH+と再置換して分離除去するものである。 A regeneration mode using electrodialysis will be described. In the regeneration mode, after the water softening is performed in the normal operation mode, the switching valves 44 and 46 are switched to form a regeneration water channel, and the regeneration water containing H + generated at the electrode 24 (anode) passes through the switching valve 46. By flowing in the reverse direction in the dilution chamber 37, the hardness components Ca 2+ and Mg 2+ substituting the exchange groups of the cation exchange resin 28 are replaced with H + to separate and remove them.

電極23(陰極)で生成したOH-は切替弁44を通って、再生水路を希釈室36の方へ逆方向に流して、陰イオン交換樹脂27に供給し、陰イオン交換樹脂27の交換基と置換しているCl-、HCO3 -、SO4 2-等のイオンとOH-とがイオン交換する。このとき切替弁39,40は閉止される。 The OH generated at the electrode 23 (cathode) flows through the switching valve 44 in the reverse direction toward the dilution chamber 36 and is supplied to the anion exchange resin 27. The ions such as Cl , HCO 3 , SO 4 2−, and the like substituted with OH undergo ion exchange. At this time, the switching valves 39 and 40 are closed.

このようにイオン交換された陽極再生水と陰極再生水は切替弁47を通って排出口29から排水される。
特開2001−340863号公報
The anode regenerated water and cathode regenerated water ion-exchanged in this way are discharged from the discharge port 29 through the switching valve 47.
JP 2001-340863 A

しかしながら、前記従来の構成では、イオン交換樹脂を再生する際、電極間に電圧を印加することにより水を電気分解してH+およびOH-を生成しているが、同時に水の電気分解ガスである水素ガスおよび酸素ガスが発生する。再生水に含まれるガスは、排出口から排出された際に溜まる可能性があり、排水口が排水管(下水道)に直接接続する等、水の分解ガスが蓄積することがあった。 However, in the conventional configuration, when the ion exchange resin is regenerated, water is electrolyzed by applying a voltage between the electrodes to generate H + and OH −. Some hydrogen gas and oxygen gas are generated. The gas contained in the reclaimed water may accumulate when discharged from the discharge port, and the decomposition gas of water may accumulate, for example, the drain port is directly connected to the drain pipe (sewer).

本発明は前記従来の課題を解決するもので、排水流路に含まれるガスを大気に開放し十分に希釈拡散できることから溜まることがない、使用性の高い水処理装置を備えた給湯機を提供することを目的とする。   The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and provides a hot water heater provided with a highly usable water treatment device that does not accumulate because the gas contained in the drainage flow path can be released into the atmosphere and sufficiently diluted and diffused. The purpose is to do.

前記従来の課題を解決するために、給湯機は、水に溶解しているイオンを吸着するイオン交換体、表裏に極性の異なる前記イオン交換体を配置し水を解離して前記イオン交換体に吸着したイオンを脱離するイオン交換膜、前記イオン交換膜に電圧を印加する少なくとも2つの電極、有する水処理装置と、前記水処理装置で処理した水を排水する排水流路と、大気撹拌手段と、を備え、前記排水流路に大気開放の開放口を設けるとともに、前記開放口近傍の大気を前記大気撹拌手段で撹拌する構成としたことを特徴とするもので、排水流路に含まれるガスは開放口で大気に開放されることから溜まる可能性がない。 In order to solve the conventional problem, the water heater is an ion exchanger that adsorbs ions dissolved in water, and the ion exchangers having different polarities are arranged on the front and back sides to dissociate the water into the ion exchanger. ion exchange membranes for desorbing adsorbed ions, wherein said at least two power poles for applying a voltage to the ion-exchange membrane, a water treatment apparatus having a drain passage for draining the water treated by the water treatment system, the air comprising a stirring means, a, characterized in that Rutotomoni provided opening port open to the atmosphere in the drainage channel, the air of the open opening neighborhood was configured to stir at the air stirring means, water discharge flow path Since the gas contained in is released to the atmosphere at the opening, there is no possibility of accumulation.

本発明によれば、排水流路に含まれるガスを大気に開放し十分に希釈拡散できることから溜まることがない、使用性の高い水処理装置を備えた給湯機を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, since the gas contained in a drainage channel is open | released to air | atmosphere and it can fully dilute and diffuse, it can provide the hot water heater provided with the water treatment apparatus with high usability which does not accumulate.

第1の発明は、給湯機が、水に溶解しているイオンを吸着するイオン交換体、表裏に極性の異なる前記イオン交換体を配置し水を解離して前記イオン交換体に吸着したイオンを脱離するイオン交換膜、前記イオン交換膜に電圧を印加する少なくとも2つの電極、有する水処理装置と、前記水処理装置で処理した水を排水する排水流路と、大気撹拌手段と、を備え、前記排水流路に大気開放の開放口を設けるとともに、前記開放口近傍の大気を前記大気撹拌手段で撹拌する構成としたことを特徴とするもので、排水流路に含まれるガスが大気に開放され十分に希釈拡散されることから、ガスが溜まる可能性がない。 A first aspect of the present invention is water heater, ion exchangers for adsorbing ions dissolved in water, placing the ion exchangers of different polarities on the front and rear dissociated water ions adsorbed on the ion exchanger ion-exchange membrane capable of leaving a water treatment apparatus having at least two power poles, and applies a voltage to the ion-exchange membrane, a drain passage for draining the water treated by the water treatment system, and the atmosphere stirring means, the provided, characterized in that Rutotomoni provided opening port open to the atmosphere in the drainage channel, the air of the open opening neighborhood was configured to stir at the air stirring means, gas contained in the drain passage Is released to the atmosphere and sufficiently diluted and diffused, there is no possibility of gas accumulation.

また、開放口から排出した排水が含むガスを迅速に撹拌することができることから、ガスをより確実に希釈拡散することができる。 Moreover, since the gas contained in the drainage discharged from the opening can be rapidly stirred, the gas can be more reliably diluted and diffused.

第2の発明は、特に、第1の発明において、前記開放口を前記大気撹拌手段により発生する空気流の下流側に配設したことを特徴とするもので、開放口から排出するガスが機械部品に触れることなく希釈拡散することができる。 A second invention is, in particular, in the first invention, the open mouth characterized in that disposed downstream of the air flow generated by the air stirring means, gas discharged from the open port machinery It can be diluted and diffused without touching the parts.

第3の発明は、特に、第1または2の発明において、送風手段を有する室外機を備え、前記大気撹拌手段を前記送風手段としたことを特徴とするもので、給湯機の構成を簡素化することができ、低コストで省スペースな商品を提供することができる。 A third invention is, in particular, in the invention of the first or 2, comprising the outdoor unit having a blowing means, said air stirring means characterized in that the said blowing means, simplify the configuration of the water heater It is possible to provide a low-cost and space-saving product.

第4の発明は、特に、第1〜第3のいずれかの発明において前記室外機は、発生した水を本体外へ排出する水流路を有し、前記水処理装置で処理した水を、前記開放口で排水した後、前記室外機の水流路に導く構成としたことを特徴とするもので、室外機の構成を簡素化することができるので、低コストで省スペースな商品を提供することができる。 A fourth invention is, in particular, in the first to third any one of the, the outdoor unit has a water passage for discharging the generated water to the outside, the treated water in the water treatment system, after draining at the open mouth, characterized in that it has a structure for guiding the water flow path of the outdoor unit, it is possible to simplify the outdoor unit configured to provide a space-saving products at low cost be able to.

また、室外機の排水が一体となっていることから、室外機の設置作業を簡素化することができるので設置時間を短縮することができる。   Moreover, since the drainage of the outdoor unit is integrated, the installation work of the outdoor unit can be simplified, so that the installation time can be shortened.

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、本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 present embodiment.

(実施の形態1)
図1は、本発明の第1の実施の形態における構成図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a configuration diagram according to the first embodiment of the present invention.

図1において、貯湯タンクユニット1は内部に水と製造した湯を蓄える貯湯タンク2を有し、水道水、工業用水、地下水等の水源から供給される原水ラインに原水流路3により接続している。   In FIG. 1, a hot water storage tank unit 1 has a hot water storage tank 2 for storing water and manufactured hot water inside, and is connected to a raw water line supplied from a water source such as tap water, industrial water, and groundwater by a raw water flow path 3. Yes.

原水流路3は、貯湯タンクへ通じるタンク流路4と、給水流路5に分岐している。水処理装置6は、貯湯タンク2の水が処理水流路7でポンプ8により圧送されている。室外機9は内部に、圧縮機(図示せず)、水を加熱する冷媒−水熱交換器10、減圧手段(図示せず)、大気から吸熱する大気−冷媒熱交換器11、大気−冷媒熱交換器11に大気から吸熱するために送風する送風手段(大気撹拌手段)12から構成されるヒートポンプサイクルを有している。   The raw water flow path 3 is branched into a tank flow path 4 that leads to a hot water storage tank and a water supply flow path 5. In the water treatment device 6, the water in the hot water storage tank 2 is pumped by the pump 8 through the treated water flow path 7. The outdoor unit 9 includes a compressor (not shown), a refrigerant-water heat exchanger 10 that heats water, a decompression unit (not shown), an air-refrigerant heat exchanger 11 that absorbs heat from the atmosphere, and an air-refrigerant. The heat exchanger 11 has a heat pump cycle composed of a blowing means (atmospheric stirring means) 12 for blowing air to absorb heat from the atmosphere.

また、下部に前記大気−冷媒熱交換器11に着霜して融けた水を室外機9外に排水するドレーン水流路13を設けている。送風手段12により大気を撹拌した際の大気の流れは破線矢印Aで示す。   In addition, a drain water flow path 13 is provided in the lower part for draining the water that has been frozen and melted in the air-refrigerant heat exchanger 11 to the outside of the outdoor unit 9. The flow of the atmosphere when the atmosphere is stirred by the blowing means 12 is indicated by a broken line arrow A.

切替弁14は、水処理装置6により処理した水を、冷媒−水熱交換器10に通じる熱交流路15と、排出する排水流路16とに分岐する。排水流路16は室外機9へ導かれ、送風手段12により生成した大気の流れの下流側に開放口17を有している。冷媒−水熱交換器10により生成した湯は、貯湯流路18により貯湯タンク2へ送られる。貯湯タンク2の湯は、給湯流路19により送られ、給水流路5の水と混合して出湯する。   The switching valve 14 branches the water treated by the water treatment device 6 into a thermal AC path 15 that leads to the refrigerant-water heat exchanger 10 and a drainage flow path 16 that discharges the water. The drainage channel 16 is led to the outdoor unit 9 and has an open port 17 on the downstream side of the air flow generated by the blowing means 12. Hot water generated by the refrigerant-water heat exchanger 10 is sent to the hot water storage tank 2 through the hot water storage passage 18. Hot water in the hot water storage tank 2 is sent through the hot water supply channel 19, mixed with the water in the water supply channel 5, and discharged.

水処理装置6の構成について、さらに詳しく説明する。水処理装置6は、対向する電極20a、20b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21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22とが、表裏に極性が異なるよう張り合わせたイオン交換膜から構成している。   The configuration of the water treatment device 6 will be described in more detail. The water treatment device 6 includes opposing electrodes 20a and 20b, a cation exchanger 21 that adsorbs cations dissolved in water, and an anion exchanger 22 that adsorbs anions dissolved in water. It consists of an ion exchange membrane that is bonded to the front and back so that the polarities are different.

イオン交換膜は、電極20間に複数枚積層しており、平板状の対向した電極20間に平面上にイオン交換膜を積層、また、半径の異なる同心円柱状の対向した電極20間に同心円状や螺旋状にイオン交換膜を積層してもよい。イオン交換体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16はスルホ基またはアクリル酸やメタクリル酸等のカルボキシル基を導入しており、陰イオン交換体17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。   A plurality of ion exchange membranes are laminated between the electrodes 20, ion exchange membranes are laminated on a flat surface between the flat opposing electrodes 20, and concentric circular shapes are formed between the concentric cylindrical opposing electrodes 20 having different radii. Alternatively, an ion exchange membrane may be laminated spirally. The ion exchanger has a polymer or copolymer polymer of styrene or divinylbenzene as a basic skeleton, and the cation exchanger 16 has a sulfo group or a carboxyl group such as acrylic acid or methacrylic acid introduced therein. Has introduced a quaternary ammonium group or a primary to tertiary amino group.

イオン交換体をイオン交換膜に成形する際、イオン交換体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、膜の成形性が向上することができる。表裏に極性が異なるようイオン交換体を張り合わせたイオン交換膜は、バイポーラ膜と呼ばれ、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、低電圧で効率良く水の解離を行うことができ、イオン交換体に吸着したイオンを水を解離して生成したH+およびOH-で効率的にイオン交換することができる。 When the ion exchanger is formed into an ion exchange membrane, the formability of the membrane can be improved by kneading and dispersing the ion exchanger in a thermoplastic resin such as polyethylene or polypropylene. An ion exchange membrane in which ion exchangers are bonded to each other so that the polarities are different from each other is called a bipolar membrane. Dissipation of water is promoted at the interface of the ion exchanger by applying a voltage. The ions adsorbed on the ion exchanger can be efficiently ion-exchanged with H + and OH generated by dissociating water.

以上のように構成した給湯機について、以下その動作、作用を説明する。   The operation and action of the water heater configured as described above will be described below.

通常、貯湯タンク2は湯および水で満たされており、原水ラインの水圧がかかっている
。給湯機から出湯する際は、給水流路5の水と、水がタンク流路4を通り貯湯タンクに流入することで貯湯タンク1から押し出した給湯経路19の湯とを、任意の温度になるよう混合し出湯する。
Usually, the hot water storage tank 2 is filled with hot water and water, and the water pressure of the raw water line is applied. When the hot water is discharged from the water heater, the water in the water supply flow path 5 and the hot water in the hot water supply path 19 pushed out from the hot water storage tank 1 by flowing water through the tank flow path 4 into the hot water storage tank reach an arbitrary temperature. Mix and pour out.

水処理装置6は、水中に溶解しているイオンをイオン交換体で吸着する際と、イオン交換体に吸着したイオンを脱離する際とで、動作が異なる。まず、水処理装置6が水中のイオンをイオン交換体で吸着する際について説明する。   The operation of the water treatment device 6 differs between when the ions dissolved in the water are adsorbed by the ion exchanger and when the ions adsorbed on the ion exchanger are desorbed. First, the case where the water treatment apparatus 6 adsorbs ions in water with an ion exchanger will be described.

水処理装置6が水中に溶解しているイオンを吸着する際は、ポンプ8を駆動し、貯湯タンク2内の水を処理水流路7により吸引し、水処理装置6へ圧送する。水処理装置6で処理された水は、切替弁14で熱交流路15に切換えられ、冷媒−水熱交換器10へ送られる。水処理装置6では、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21で水素イオンに、水中に溶解した陰イオンCl、炭酸、SOx、NOx等の各イオンは陰イオン交換体22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に吸着する。   When the water treatment device 6 adsorbs ions dissolved in water, the pump 8 is driven to suck the water in the hot water storage tank 2 through the treated water flow path 7 and pump it to the water treatment device 6. The water treated by the water treatment device 6 is switched to the heat exchange path 15 by the switching valve 14 and sent to the refrigerant-water heat exchanger 10. In the water treatment device 6, ions such as cations Ca, Mg, Na, Mn, and Fe dissolved in water are converted into hydrogen ions by the cation exchanger 21, and anions Cl, carbonic acid, SOx, NOx, etc. dissolved in water. These ions are ion-exchanged to hydroxide ions by the anion exchanger 22 to adsorb various ions dissolved in water to the ion exchanger.

イオン交換体がイオンを吸着する際、イオン交換膜の陽イオン交換体21側の電極20aを陽極、陰イオン交換体22側の電極20bを陰極となるよう電圧を印加することで、水処理装置6内のイオンがイオン交換体に移動するので、イオン交換体のイオン吸着速度を増加し、イオン交換量を増加させることができる。   When the ion exchanger adsorbs ions, a voltage is applied so that the electrode 20a on the cation exchanger 21 side of the ion exchange membrane serves as an anode and the electrode 20b on the anion exchanger 22 side serves as a cathode. Since the ions in 6 move to the ion exchanger, the ion adsorption rate of the ion exchanger can be increased and the amount of ion exchange can be increased.

水処理装置6で水に溶解しているイオンを吸着することで、加熱手段10で昇温する際、CaやMgの硬度成分が析出することによる加熱手段の閉塞や加熱効率の低下、陰イオンによる腐食の促進等を防止することができる。また、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、水処理装置6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。   By adsorbing ions dissolved in water by the water treatment device 6, when the heating means 10 raises the temperature, the heating means is blocked due to precipitation of hardness components of Ca and Mg, the heating efficiency is lowered, and anions It is possible to prevent the corrosion caused by the corrosion. Also, when water with a non-uniform pH is treated, it can be brought close to neutral water by exchanging the anion species with hydroxide ions when acidic and the cation species with hydrogen ions when basic. Therefore, the water treated by the water treatment device 6 can prevent corrosion due to pH.

なお、水処理装置6が水中に溶解しているイオンをイオン交換体で吸着する際に、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1.226V未満の電圧(0Vを含む)を印加することで、水が電気分解して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で吸着することができる。処理水は水の分解ガスを含有しないので、冷媒−水熱交換器10より加熱し気体の溶解度が低下した場合であっても、水の分解ガスを生成せず、貯湯タンクに蓄積することがない。   Note that when the water treatment device 6 adsorbs ions dissolved in water with an ion exchanger, the water is electrolyzed to generate hydrogen molecules and oxygen molecules. (Including 0 V), the ions dissolved in water can be adsorbed by the ion exchanger without electrolysis of water and generation of hydrogen gas and oxygen gas. Since treated water does not contain water decomposition gas, even if it is heated from the refrigerant-water heat exchanger 10 and the solubility of the gas is lowered, it does not generate water decomposition gas and accumulates in the hot water storage tank. Absent.

次に、水処理装置6がイオン交換体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 water treatment device 6 desorbs ions adsorbed on the ion exchanger will be described.

イオン交換体がイオンを脱離する際は、処理水流路7により水処理装置6へ導かれた水は、水処理装置6で処理された後、切替弁14で切換えられ排水流路16と通って室外機9に送られる。水処理装置6では、イオン交換膜の陽イオン交換体21側の電極20aを陰極、陰イオン交換体22側の電極20bを陽極となるよう電圧を印加する。   When the ion exchanger desorbs ions, the water guided to the water treatment device 6 by the treated water channel 7 is treated by the water treatment device 6 and then switched by the switching valve 14 and passes through the drain channel 16. Sent to the outdoor unit 9. In the water treatment device 6, a voltage is applied so that the electrode 20a on the cation exchanger 21 side of the ion exchange membrane serves as a cathode and the electrode 20b on the anion exchanger 22 side serves as 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膜の陽イオン交換体21と陰イオン交換体22の界面で水が解離し、イオン交換体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。排水流路16は、送風手段12により生成した大気の流れの下流側に開放口17で大気に開放し、排出する。   Since the theoretical dissociation voltage of water at which water molecules dissociate into hydrogen ions and hydroxide ions is 0.828 V, the cation exchanger 21 and the anion of the ion exchange membrane are applied by applying a voltage higher than the water dissociation voltage. Water is dissociated at the interface of the exchanger 22, exchanged with ions adsorbed on the ion exchanger, and desorbed to regenerate the ion exchanger. The drainage channel 16 is opened to the atmosphere through an opening 17 on the downstream side of the atmospheric flow generated by the blowing means 12 and is discharged.

水処理装置6のイオン交換体を短時間で効率よく再生するために水の理論分解電圧1.
226以上の十分な電圧を電極20間に印加すると、水の電気分解ガスが発生するが、水の分解ガスを含んだ排水は開放口17で大気に開放された際に直ちに大気と撹拌され、十分に希釈拡散される。
Theoretical decomposition voltage of water in order to regenerate the ion exchanger of the water treatment device 6 efficiently in a short time.
When a sufficient voltage of 226 or more is applied between the electrodes 20, an electrolysis gas of water is generated, but the waste water containing the decomposition gas of water is immediately stirred with the atmosphere when it is opened to the atmosphere through the opening 17; Fully diluted and diffused.

開放口17が送風手段12により生成する大気の流れの下流側に配置していることから、開放口17から排出された水の分解ガスは、送風手段12のモータや制御基板等の機械部品に触れることなく速やかに大気と撹拌され、十分に希釈拡散される。開放口17より排出した排水は、含有する水の電解ガスが十分に希釈拡散された後、室外機9のドレーン水流路によって安全に排出される。   Since the opening 17 is arranged on the downstream side of the air flow generated by the blower 12, the water decomposition gas discharged from the opening 17 is sent to mechanical parts such as a motor and a control board of the blower 12. Without being touched, it is quickly stirred with the atmosphere and fully diluted and diffused. The drainage discharged from the open port 17 is safely discharged through the drain water flow path of the outdoor unit 9 after the electrolyzed water contained therein is sufficiently diluted and diffused.

貯湯ユニット1に貯湯タンク2の膨張水を排出するドレーン流路が付属している場合があるが、水処理装置6の水の電解ガスを含んだ排水流路16を接続すること、また、室外機9のドレーン水流路13に接続することは好ましくない。   In some cases, the hot water storage unit 1 is provided with a drain flow path for discharging the expanded water of the hot water storage tank 2, but the drainage flow path 16 containing the water electrolysis gas of the water treatment device 6 is connected to the hot water storage unit 1. It is not preferable to connect to the drain water channel 13 of the machine 9.

貯湯ユニット1のドレーン流路および室外機9のドレーン水流路13は、給湯機を設置する際に、排水管(下水道)に直接接続される場合、水の分解ガスが排水管の中に溜まる可能性がある。また、水処理装置7の水の電解ガスを含んだ排水流路16を貯湯ユニット1のドレーン流路に接続した場合、排水溝で大気に開放しても、給湯機をマンション等に設置する場合のように、貯湯ユニット2がメーターボックスや納戸等の狭い空間に設置することがあるので、水処理装置7の排水流路16の水に含まれる水の電解ガスが十分に拡散希釈されない可能性がある。   When the drain flow path of the hot water storage unit 1 and the drain water flow path 13 of the outdoor unit 9 are directly connected to a drain pipe (sewer) when installing a water heater, water decomposition gas can accumulate in the drain pipe. There is sex. In addition, when the drainage channel 16 containing the water electrolysis gas of the water treatment device 7 is connected to the drain channel of the hot water storage unit 1, the water heater is installed in a condominium or the like even if the drainage channel is opened to the atmosphere. As described above, since the hot water storage unit 2 may be installed in a narrow space such as a meter box or a storage compartment, there is a possibility that the electrolytic gas of water contained in the water of the drainage flow path 16 of the water treatment device 7 is not sufficiently diffused and diluted. There is.

室外機9は、大気の熱を集めるために必ず外気に触れる場所に設置されるので、室外機9の送風手段12により大気を撹拌している環境に水処理装置7の水の電解ガスを含んだ排水流路16を導くことで、確実に拡散希釈することができる。   Since the outdoor unit 9 is always installed in a place where it is exposed to the outside air in order to collect the heat of the atmosphere, the environment where the air is stirred by the air blowing means 12 of the outdoor unit 9 contains the electrolytic gas of water of the water treatment device 7. By guiding the drainage flow path 16, diffusion dilution can be surely performed.

なお、本実施の形態では、ヒートポンプ式の給湯機の形態に基づいて構成を説明したが、大気開放の環境に設置する送風手段を有する燃料電池等の給湯機であっても、主要な構成は変わらず、同等の効果が得られる。   In the present embodiment, the configuration has been described based on the form of a heat pump type hot water heater, but the main configuration is also a hot water heater such as a fuel cell having an air blowing unit installed in an open atmosphere. The same effect can be obtained without change.

なお、水処理装置6が原水ラインの不溶物で閉塞しないよう、原水流路3、タンク流路4、処理水流路7のいずれかに粗ろ過手段を設置してもよい。水処理装置6は、水に溶解しているイオンをイオン交換体で確実に吸着するため、イオン交換膜が近接した状態で積層することが望ましが、イオン交換膜の間が僅少であるため、不溶物が堆積する可能性がある。粗ろ過手段の除去性能は、イオン交換膜の間隔と同様またはより細かな不溶物を除去することができるように目の細かさを設定することが望ましい。   In addition, you may install a coarse filtration means in any of the raw | natural water flow path 3, the tank flow path 4, and the treated water flow path 7 so that the water treatment apparatus 6 may not be obstruct | occluded with the insoluble matter of a raw | natural water line. The water treatment device 6 desirably adsorbs ions dissolved in water with an ion exchanger, so that the ion exchange membranes are desirably stacked in close proximity, but there is little space between the ion exchange membranes. Insoluble materials may accumulate. As for the removal performance of the coarse filtration means, it is desirable to set the fineness of the eyes so that insoluble matters can be removed in the same manner or finer than the interval of the ion exchange membrane.

粗ろ過手段は、糸巻きフィルタ、プリーツフィルタ、中空糸フィルタ等の精密ろ過(MF)により形成し、原水に含まれる砂や鉄さび等の不溶性物質をろ過除去する。配置場所は、給湯機の貯湯タンク2に導かれる水、および給湯機から出湯する湯の全てを処理することが可能な、原水流路3に設置することが最も望ましい。   The coarse filtration means is formed by microfiltration (MF) such as a thread wound filter, a pleated filter, and a hollow fiber filter, and removes insoluble substances such as sand and iron rust contained in the raw water by filtration. The location is most preferably installed in the raw water flow path 3 which can process all of the water led to the hot water storage tank 2 of the water heater and the hot water discharged from the water heater.

給湯機から出湯した先の流路や湯を取出す蛇口に不溶物が混入したり詰まったりすることがなく、また、貯湯タンク2内を清浄に保つことができる。原水に不溶物が多く含まれている場合、粗ろ過手段が短時間で閉塞してしまい洗浄や取替え等のメンテナンスが頻繁に発生するような場合は、粗ろ過手段を処理水流路7に設置してもよい。処理水流路7で水処理装置6に導かれる水のみを処理することで給湯機全体としてメンテナンスの頻度を減らすことができる。   Insoluble matter is not mixed or clogged in the flow path and hot water outlet from which the hot water is discharged from the water heater, and the hot water storage tank 2 can be kept clean. If the raw water contains a lot of insoluble matter, the rough filtration means will be clogged in a short time, and maintenance such as cleaning and replacement will occur frequently. May be. By treating only the water guided to the water treatment device 6 in the treated water flow path 7, the maintenance frequency of the water heater as a whole can be reduced.

なお、熱交流路15と排水流路16を切替えるために3方向に切替えが可能な切替弁1
4(3方弁)を用いているが、流路の切換えは三方弁に限定されることはなく、流路の開閉を行う電磁弁等を複数組み合わせても、流路の切換えを行うことができれば構わない。
In addition, in order to switch the heat exchange path 15 and the drainage flow path 16, the switching valve 1 which can be switched in three directions
4 (3-way valve) is used, however, the switching of the flow path is not limited to the three-way valve, and the flow path can be switched even if a plurality of electromagnetic valves for opening and closing the flow path are combined. It doesn't matter if you can.

以上のように、本発明にかかる水処理装置を備えた給湯機は、原水の溶解イオンを吸着除去することができ、また水の分解ガスが発生した際は迅速に拡散希釈することができることから、家庭用、産業用に制限されることなく、高硬度地域や井戸水等の機器に過酷な原水を処理する給湯機に適応することができる。   As described above, the water heater equipped with the water treatment apparatus according to the present invention can adsorb and remove dissolved ions of raw water, and can rapidly diffuse and dilute when water decomposition gas is generated. Without being restricted to household use and industrial use, the present invention can be applied to a hot water supply apparatus that treats harsh raw water to devices such as high hardness areas and well water.

本発明の実施の形態1における給湯機の構成図Configuration diagram of a water heater in Embodiment 1 of the present invention 従来の給湯機の構成図Configuration of a conventional water heater

1 貯湯ユニット
6 水処理装置
9 室外機
15 熱交流路
16 排水流路
17 開放口
20 電極
21 陽イオン交換体
22 陰イオン交換体

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hot water storage unit 6 Water treatment apparatus 9 Outdoor unit 15 Thermal alternating current path 16 Drainage flow path 17 Opening port 20 Electrode 21 Cation exchanger 22 Anion exchanger

Claims (4)

水に溶解しているイオンを吸着するイオン交換体、表裏に極性の異なる前記イオン交換体を配置し水を解離して前記イオン交換体に吸着したイオンを脱離するイオン交換膜、前記イオン交換膜に電圧を印加する少なくとも2つの電極、有する水処理装置と、
前記水処理装置で処理した水を排水する排水流路と
大気撹拌手段と、を備え、
前記排水流路に大気開放の開放口を設けるとともに、前記開放口近傍の大気を前記大気撹拌手段で撹拌する構成としたことを特徴とする給湯機。
Ion exchangers for adsorbing ions dissolved in water, the ion-exchange membrane capable of leaving the adsorbed ions in the ion exchanger to dissociate arranged differently the ion exchanger polar water on both sides, the ion-exchange a water treatment apparatus having at least two power poles, the applied voltage to the film,
A drainage channel for draining water treated by the water treatment device ;
Atmospheric stirring means ,
Water heater, characterized in that the drainage channel open port open to the atmosphere provided Rutotomoni, air of the open opening neighborhood was configured to stir at the air stirring means.
前記開放口を前記大気撹拌手段により発生する空気流の下流側に配設したことを特徴とする請求項1に記載の給湯機。 Water heater according to claim 1, characterized in that arranged the opening port on the downstream side of the air flow generated by the air agitation means. 送風手段を有する室外機を備え、前記大気撹拌手段を前記送風手段としたことを特徴とする請求項1または2に記載の給湯機。 The water heater according to claim 1 or 2 , further comprising an outdoor unit having a blowing unit, wherein the air stirring unit is the blowing unit. 前記室外機は、発生した水を本体外へ排出する水流路を有し、前記水処理装置で処理した水を、前記開放口で排水した後、前記室外機の水流路に導く構成としたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の給湯機。 The outdoor unit has a water passage for discharging the generated water to the outside, to the treated water in the water treatment device, after draining in the open mouth, and a structure for guiding the water flow path of the outdoor unit The water heater according to any one of claims 1 to 3 .
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