(57)【要約】【課題】電気分解時に生じるガスに起因して電気分解性能が低下するのを抑制することができる電気分解装置及びこれを備えた温度調節水供給機を提供する。【解決手段】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。電気分解装置４１は、水入口４３及び水出口４５を有する容器４７と、容器４７内に設けられた複数の電極５１，５２と、を備える。容器４７は、容器４７の上部に設けられたガス排出口５７と、容器４７内においてガスをガス排出口５７に誘導するガス誘導溝６０と、を有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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ための電気分解装置であって、
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、を備え、
前記容器（４７）は、
前記容器（４７）の上部に設けられたガス排出口（５７）と、
前記容器（４７）内においてガスを前記ガス排出口（５７）に誘導するガス誘導溝（６０）と、を有する電気分解装置。
【請求項２】
前記複数の電極（５１，５２）は、それぞれ板形状を呈し、上下方向に延びる姿勢で厚み方向に互いに間隔をあけて配列されており、
前記ガス誘導溝（６０）は、
前記電極（５１，５２）に沿う方向にそれぞれ延びる複数の主溝部（６１）と、
前記複数の主溝部（６１）をつなぐ連結溝部（６２）と、を含む、請求項１に記載の電気分解装置。
【請求項３】
各主溝部（６１）は、前記電極（５１，５２）間の間隙の真上に設けられている、請求項２に記載の電気分解装置。
【請求項４】
前記複数の電極（５１，５２）は、前記水入口（４３）から前記容器（４７）内に供給された水が蛇行しながら前記水出口（４５）側に案内される蛇行流路を形成しており、
前記複数の主溝部（６１）及び前記連結溝部（６２）が前記蛇行流路に沿って設けられている、請求項２又は３に記載の電気分解装置。
【請求項５】
全ての主溝部（６１）は、下流側に延びる一続きの前記連結溝部（６２）によって接続されている、請求項２〜４の何れか１項に記載の電気分解装置。
【請求項６】
各主溝部（６１）の幅は、前記電極（５１，５２）間の間隔よりも小さい、請求項２〜５の何れか１項に記載の電気分解装置。
【請求項７】
前記ガス排出口（５７）に接続され、前記容器（４７）内の水の排出を阻止しつつ前記容器（４７）内のガスを前記容器（４７）外に排出するガス排出部（７０）をさらに備える、請求項１〜６の何れか１項に記載の電気分解装置。
【請求項８】
前記ガス誘導溝（６０）の上端部は、前記電極（５１，５２）の上端部よりも上方に位置している、請求項１〜７の何れか１項に記載の電気分解装置。
【請求項９】
前記ガス誘導溝（６０）の下端部は、前記電極（５１，５２）の上端部と同じ高さ又は前記電極（５１，５２）の上端部よりも上方に位置している、請求項８に記載の電気分解装置。
【請求項１０】
前記容器（４７）内の水又は前記容器（４７）の前記水出口（４５）から流出した水を上流側に戻す循環機構（８０）をさらに備える、請求項１〜９の何れか１項に記載の電気分解装置。
【請求項１１】
前記循環機構（８０）は、前記水熱交換器（２１）に送られる主流の流量よりも上流側に戻される循環流量を多くする、請求項１０に記載の電気分解装置。
【請求項１２】
水を加熱する水熱交換器（２１）と、
前記水熱交換器（２１）に送る水に含まれるスケール成分を除去する請求項１〜１１のいずれか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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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、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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−７５９８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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では、水素、酸素、塩素などのガスが発生する。このガスが電気分解装置の容器内に留まると、容器内の水位が低下して水と電極との接触面積が減少するので、電気分解性能（スケール成分除去性能）が低下する。また、ガスが容器内に溜まると、水の流れが妨げられて電気分解性能が低下する原因となる。
【０００６】
本発明の目的は、電気分解時に生じるガスに起因して電気分解性能が低下するのを抑制することができる電気分解装置及びこれを備えた温度調節水供給機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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ためのものである。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、を備える。前記容器（４７）は、前記容器（４７）の上部に設けられたガス排出口（５７）と、前記容器（４７）内においてガスを前記ガス排出口（５７）に誘導するガス誘導溝（６０）と、を有する。
【０００８】
この構成では、電気分解時に電極表面において生じた小さなガスの気泡は、水中を上昇し、ガス誘導溝（６０）に収容され、他の気泡と合体し、その繰り返しでガス誘導溝（６０）内において次第に大きな気泡となる。そして、最終的に、ガス誘導溝（６０）内のガスは、ガス排出口５７まで連続したものとなり、ガス誘導溝６０に沿ってガス排出口５７まで順次誘導され、ガス排出口５７を通じて容器４７外にスムーズに排出される。これにより、容器（４７）内においてガスが気泡の状態で滞留することが抑制されるので、容器（４７）内にガスが溜まって容器（４７）内の水位が低下すること、及び水の流れが妨げられることが抑制される。その結果、電気分解時に生じるガスに起因して電気分解性能が低下するのを抑制することができる。
【０００９】
前記電気分解装置において、前記複数の電極（５１，５２）は、それぞれ板形状を呈し、上下方向に延びる姿勢で厚み方向に互いに間隔をあけて配列されており、前記ガス誘導溝（６０）は、前記電極（５１，５２）に沿う方向にそれぞれ延びる複数の主溝部（６１）と、前記複数の主溝部（６１）をつなぐ連結溝部（６２）と、を含んでいるのが好ましい。
【００１０】
この構成では、複数の主溝部（６１）のそれぞれは電極（５１，５２）に沿う方向に延びているので、電気分解時に電極表面において生じて水中を上昇するガスは複数の主溝部（６１）に効率よく収容される。また、複数の主溝部（６１）は連結溝部（６２）によってつながっているので、何れの主溝部（６１）に収容されたガスであっても最終的にはガス排出口（５７）に誘導される。
【００１１】
前記電気分解装置において、各主溝部（６１）は、前記電極（５１，５２）間の間隙の真上に設けられているのが好ましい。
【００１２】
電気分解時に電極表面において生じたガスは電極（５１，５２）間の間隙における水中を上昇する。したがって、本構成のように各主溝部（６１）が電極（５１，５２）間の間隙の真上に設けられている場合には、水中を上昇するガスは、主溝部（６１）に効率よく収容される。
【００１３】
前記電気分解装置において、前記複数の電極（５１，５２）は、前記水入口（４３）から前記容器（４７）内に供給された水が蛇行しながら前記水出口（４５）側に案内される蛇行流路を形成しており、前記複数の主溝部（６１）及び前記連結溝部（６２）が前記蛇行流路に沿って設けられているのが好ましい。
【００１４】
容器（４７）内の蛇行流路においてガスがガス排出口（５７）に到達するためには、ガスは蛇行流路に沿って蛇行しながらガス排出口（５７）に移動する必要がある。蛇行流路が形成された容器（４７）内の各所にはガスが滞留しやすい。本構成では、複数の主溝部（６１）及び連結溝部（６２）が蛇行流路に沿って設けられているので、蛇行流路に沿って流れる水の中を上昇するガスは、蛇行流路に沿った複数の主溝部（６１）及び連結溝部（６２）において効率よく収容され、ガス排出口（５７）に誘導される。また、この構成では、容器（４７）内に複数の電極（５１，５２）によって蛇行流路が形成されているので流路長を大きくすることができる。これにより、電気分解装置４１において水に含まれるスケール成分が効率よく除去される。
【００１５】
前記電気分解装置において、全ての主溝部（６１）は、下流側に延びる一続きの前記連結溝部（６２）によって接続されていてもよい。
【００１６】
この構成では、各主溝部（６１）に収容されたガスは、一続きの連結溝部（６２）に流入すると、この一続きの連結溝部（６２）に沿って効率よく下流側に誘導される。
【００１７】
前記電気分解装置において、各主溝部（６１）の幅は、前記電極（５１，５２）間の間隔よりも小さいことが好ましい。
【００１８】
この構成では、電気分解時に電極表面において生じ、電極（５１，５２）間の間隙における水中を上昇するガスは、その間隙の大きさ（電極間の間隔）よりも小さい幅を有する主溝部（６１）に集められる。このような幅の小さな主溝部（６１）に集められたガスの気泡は、他の気泡との距離が小さくなって互いに合体しやすくなる。したがって、この構成では、主溝部（６１）の幅が電極間の間隔と同じかそれより大きい場合に比べて、ガス誘導溝（６０）内のガスがガス排出口５７まで連続したものとなるまでの時間を短縮することができる。これにより、容器（４７）内のガスがよりスムーズに容器（４７）外に排出される。
【００１９】
前記電気分解装置は、前記ガス排出口（５７）に接続され、前記容器（４７）内の水の排出を阻止しつつ前記容器（４７）内のガスを前記容器（４７）外に排出するガス排出部（７０）をさらに備えるのが好ましい。
【００２０】
この構成では、ガス排出口（５７）から容器（４７）内の水が排出されるのを抑制できる。したがって、容器（４７）内の水は、ガス排出口（５７）を通じて排出されず、容器（４７）の水出口（４５）を通じて容器（４７）外に流出し、水熱交換器（２１）に適切に送られる。
【００２１】
前記電気分解装置において、前記ガス誘導溝（６０）の上端部が前記電極（５１，５２）の上端部よりも上方に位置している場合には、ガス誘導溝（６０）がガスを収容する空間の少なくとも一部は、電極（５１，５２）の上端部よりも上方に位置することになる。したがって、容器（４７）内のガスの少なくとも一部を、電極（５１，５２）の上端部よりも上方において収容することができる。これにより、水と電極（５１，５２）との接触面積の減少を効果的に抑制できる。
【００２２】
前記電気分解装置において、前記ガス誘導溝（６０）の下端部は、前記電極（５１，５２）の上端部と同じ高さ又は前記電極（５１，５２）の上端部よりも上方に位置しているのが好ましい。
【００２３】
この構成では、ガス誘導溝（６０）におけるガスを収容する空間全体が電極（５１，５２）の上端部よりも上方に位置することになるので、電極（５１，５２）の上端部よりも上方においてガスを収容する空間の容積をより大きくすることができる。これにより、容器（４７）内の水位が電極（５１，５２）の上端部よりも下方に低下することを抑制する効果を一段と高めることができ、水と電極（５１，５２）との接触面積の減少をさらに効果的に抑制できる。
【００２４】
前記電気分解装置において、前記容器（４７）内の水又は前記容器（４７）の前記水出口（４５）から流出した水を上流側に戻す循環機構（８０）をさらに備えるのが好ましい。
【００２５】
この構成では、このような循環機構（８０）によって容器（４７）内の水が循環することによって容器（４７）内の水を撹拌する効果が得られるので、電気分解の効率を高めることができる。また、循環機構（８０）によって容器（４７）内の水が撹拌されることにより、電気分解時に電極表面において生じたガスは、電極表面から離脱しやすくなる。電極表面にガスの気泡が留まっていると、分極の原因となり、電気分解効率の低下の原因となるが、本構成では、循環機構（８０）によって電極表面からのガスの離脱が促進されるので、電気分解効率の低下をさらに抑制できる。
【００２６】
ところで、循環機構（８０）によって循環する水にガスの気泡が含まれている場合には循環する水の流量がその分だけ低下するので、循環機構（８０）による上記撹拌効果が低減することがある。しかし、本構成では、ガス誘導溝（６０）によって容器（４７）内でのガスの滞留が抑制されるので、循環機構（８０）によって循環する水に含まれるガスの量を低減できる。したがって、循環機構（８０）による上記撹拌効果が低減するのを抑制できる。
【００２７】
前記電気分解装置において、前記循環機構（８０）は、前記水熱交換器（２１）に送られる主流の流量よりも上流側に戻される循環流量を多くすることが好ましい。
【００２８】
この構成では、循環機構（８０）による循環流量が主流の流量よりも多いので、容器（４７）内の水を撹拌する効果をより高めることができる。
【００２９】
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（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。
【００３０】
この構成では、上記のような電気分解装置（４１）を備えるので、水熱交換器（２１）においてスケールが析出するのを抑制できる。
【発明の効果】
【００３１】
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ガスに起因して電気分解装置の電気分解性能が低下するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態に係る温度調節水供給機の一例であるヒートポンプ給湯機を示す構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る電気分解装置を示す斜視図である。
【図３】（Ａ）は、図２に示す電気分解装置を矢印ＩＩＩＡの位置で矢印ＩＩＩＡの方向（水平方向）に切断したときの断面図であり、（Ｂ）は、図２に示す電気分解装置を矢印ＩＩＩＢの位置で矢印ＩＩＩＢの方向（水平方向）に切断したときの断面図である。
【図４】図２に示す電気分解装置を矢印ＩＶの位置で矢印ＩＶの方向（鉛直方向）に切断したときの断面図である。
【図５】前記電気分解装置の容器内の水流路の一部及びガス誘導溝のガス収容空間の一部を示す斜視図である。
【図６】（Ａ）は、前記電気分解装置の変形例１を示す断面図であり、（Ｂ）は、前記電気分解装置の変形例２を示す断面図であり、（Ｃ）は、前記電気分解装置の変形例３を示す断面図である。
【図７】前記電気分解装置に設けられたガス排出部（自動排気弁）を示す図であり、（Ａ）は、前記自動排気弁においてガスが排出されるときの状態を示す概略図であり、（Ｂ）は、前記自動排気弁において水の排出が阻止されるときの状態を示す概略図である。
【図８】（Ａ）は、前記電気分解装置の変形例４を示す断面図であり、（Ｂ）は、前記電気分解装置の変形例５を示す断面図であり、（Ｃ）は、前記電気分解装置の変形例６を示す断面図である。
【図９】（Ａ）は、前記電気分解装置の変形例７を示す断面図であり、（Ｂ）は、前記電気分解装置の変形例８を示す断面図であり、（Ｃ）は、前記電気分解装置の変形例９を示す断面図であり、（Ｄ）は、前記電気分解装置の変形例１０を示す断面図である。
【図１０】前記電気分解装置の変形例１１を示す概略図である。
【図１１】前記電気分解装置と、水熱交換器とを備える冷却塔、燃焼式給湯機又は電気温水機の構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
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、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、後述する電気分解装置と、水熱交換器とを備える。以下では主にヒートポンプ給湯機について説明する。
【００３４】
［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、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、制御部３２によって制御される。
【００３５】
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。
【００３６】
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、ポンプ３１の配設位置はこれに限定されない。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。
【００３７】
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。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。
【００３８】
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。
【００３９】
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、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経路２７Ａと、電気分解装置４１よりも下流側の下流側経路２７Ｂとを含む。電気分解装置４１の詳細については後述する。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
［電気分解装置］
次に、本発明の一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、本実施形態に係る電気分解装置４１を示す斜視図である。図３（Ａ）は、図２に示す電気分解装置を矢印ＩＩＩＡの位置で矢印ＩＩＩＡの方向（水平方向）に切断したときの断面図である。図３（Ｂ）は、図２に示す電気分解装置４１を矢印ＩＩＩＢの位置（後述する上壁部４７４の部位）で矢印ＩＩＩＢの方向（水平方向）に切断したときの断面図である。なお、図３（Ｂ）では、この断面上に現れない複数の電極５１，５２は破線で示されている。
【００４４】
図２，図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、電気分解装置４１は、水入口４３及び水出口４５を有する容器４７と、容器４７内に設けられた複数の電極５１，５２と、を備える。容器４７は、容器４７の上部に設けられたガス排出口５７と、容器４７内においてガスをガス排出口５７に誘導するガス誘導溝６０とを有する。容器４７の水入口４３には、図１に示すタンク１５側に位置する入水配管２７（上流側経路２７Ａ）が接続されている。容器４７の水出口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（下流側経路２７Ｂ）が接続されている。
【００４５】
図２に示すように、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内には、水が流れる水流路が設けられている。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。
【００４６】
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の右縁は前記右壁部４７５の下縁に接続され、下壁部４７３の左縁は前記左壁部４７６の下縁に接続されている。
【００４７】
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、容器４７の水出口４５は、第２壁部４７２に設けられているが、これに限られない。水出口４５は、他の壁部（例えば上壁部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。水出口４５は、ガス排出口５７よりも低い位置に設けられている。ガス排出口５７は、上壁部４７４に設けられているが、これに限られない。ガス誘導溝６０は、上壁部４７４の下部に設けられている。ガス誘導溝６０の詳細については後述する。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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の蛇行流路であるが、これに限られない。水流路は、例えば図１０に示す後述の変形例１１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。
【００５１】
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Ｇが蛇行流路の折り返し部Ｇ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Ｇが蛇行流路の折り返し部Ｇとして機能する。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
（ガス誘導溝の構成）
次に、ガス誘導溝６０の構成について具体的に説明する。図４は、図２に示す電気分解装置４１を矢印ＩＶの位置で矢印ＩＶの方向（鉛直方向）に切断したときの断面図である。図５は、電気分解装置４１の容器４７内の水流路の一部及びガス誘導溝６０のガス収容空間の一部を示す斜視図である。すなわち、図５は、第１〜第６壁部の図示を省略することによって容器４７の内部空間を図示したものである。
【００５６】
図３（Ｂ）に示すように、ガス誘導溝６０は、ガス排出口５７に接続されている。ガス誘導溝６０の上流側端部６０１は、容器４７の水出口４５よりも水入口４３に近い位置にあり、ガス誘導溝６０の下流側端部６０２は、容器４７の水入口４３よりも水出口４５に近い位置にある。ガス誘導溝６０は、容器４７内において水の流れの上流側から下流側に向かって延びる細長い形状を有する。
【００５７】
図３（Ｂ）に示す本実施形態では、ガス誘導溝６０の上流側端部６０１は、容器４７内における水の流れの最も上流側に配置された電極５１の端部５１１に隣接する位置にあり、ガス誘導溝６０の下流側端部６０２は、容器４７内における水の流れの最も下流側に配置された電極５２に隣接する位置においてガス排出口５７に接続されているが、これに限られない。
【００５８】
図４及び図５に示すように、ガス誘導溝６０は、その周辺の部位から上方に凹む断面形状を有する。このような凹部に容器４７内のガスが収容される。具体的に、図４に示す実施形態では、上壁部４７４の下部には、電極５１又は電極５２が接する下面４７Ｓ（電極接触面４７Ｓ）と、ガス誘導溝６０とが形成されている。ガス誘導溝６０は、その両サイドの電極接触面４７Ｓから上方に凹む部位である。
【００５９】
図４及び図５に示す実施形態のガス誘導溝６０の断面形状は、四角形状であるがこれに限られない。ガス誘導溝６０の断面形状は、例えば図６（Ａ）に示す変形例１のような円弧形状、図６（Ｂ）に示す変形例２のようなテーパー形状（例えば上に凸の三角形状）などであってもよい。
【００６０】
また、図４及び図５に示す実施形態では、ガス誘導溝６０は、上壁部４７４の下部に形成されていて、上壁部４７４の一部を構成しているが、これに限られない。例えば後述する図６（Ｃ）に示す変形例３のように、ガス誘導溝６０は、上壁部４７４とは別体の部材によって構成されていてもよい。この変形例３では、ガス誘導溝６０は、上板部６１１と、この上板部６１１の両端から下方に延びる一対の側板部６１２，６１２とを有する部材（例えば樋状の部材）によって形成されており、この部材の下部は開口している。
【００６１】
本実施形態では、電極接触面４７Ｓは絶縁材料によって形成されている。なお、上壁部４７４全体が絶縁材料によって形成されていてもよい。これと同様に、下壁部４７３のうち電極５１，５２が接する上面は絶縁材料によって形成されており、また、下壁部４７３全体が絶縁材料によって形成されていてもよい。
【００６２】
ガス誘導溝６０の主な特徴は上記の通りであるが、以下ではガス誘導溝６０のさらに具体的な構成について説明する。
【００６３】
図３（Ｂ）及び図５に示す本実施形態では、ガス誘導溝６０は、電極５１，５２に沿う方向にそれぞれ延びる複数の主溝部６１と、複数の主溝部６１をつなぐ連結溝部６２とを含む。本実施形態では、複数の主溝部６１及び複数の連結溝部６２が蛇行流路に沿って設けられている。このガス誘導溝６０は、図３（Ａ）に示す水の蛇行流路に沿って延びる一続きの蛇行した形状を有する。このように本実施形態では、ガス誘導溝６０は、途中で分岐していない１本の溝によって構成されているが、これに限られず、例えば図８（Ａ）〜（Ｃ）などの変形例のように途中で分岐する部位を有する溝によって構成されていてもよい。
【００６４】
図３（Ｂ）に示すように、本実施形態では、各主溝部６１は、電極５１，５２に平行に延びている。また、図３（Ｂ），図４に示すように、各主溝部６１は、電極５１，５２間の間隙の真上に設けられている。各連結溝部６２は、折り返し部Ｇの真上に設けられている。各連結溝部６２は、隣り合う主溝部６１，６１の端部同士を接続している。
【００６５】
図４に示す本実施形態では、各主溝部６１の幅Ｗ１は、電極５１，５２間の間隔Ｗ２よりも小さいが、これに限られない。また、本実施形態では、各主溝部６１の幅Ｗ１は、主溝部６１の長手方向において一定であるが、これに限られない。本実施形態では、各連結溝部６２の幅は、主溝部６１の幅Ｗ１と同じであるが、これに限られず、主溝部６１の幅Ｗ１よりも大きくてもよく、小さくてもよい。また、各主溝部６１の高さＤ（深さＤ）は、上壁部４７４の厚み、電気分解時に生じるガスの量などを考慮して設定される。
【００６６】
なお、各寸法として次のような具体例を挙げることができるが、各寸法は、以下の範囲に限定されるものではない。主溝部６１の幅Ｗ１（連結溝部６２の幅）は、例えば１〜１０ｍｍ程度（具体的には例えば２ｍｍ）であり、電極５１，５２間の間隔Ｗ２は、例えば３〜２０ｍｍ程度（具体的には例えば６ｍｍ）であり、主溝部６１の高さＤ（連結溝部６２の高さ）は、例えば１〜１０ｍｍ程度（具体的には例えば２ｍｍ）であり、電極の厚みは、例えば０．１〜３ｍｍ程度（具体的には例えば０．５ｍｍ）である場合が例示できる。
【００６７】
図４に示すように、ガス誘導溝６０の上端部６０Ｕ（主溝部６１の上端部及び連結溝部６２の上端部）は、電極５１，５２の上端部５１Ｕ，５２Ｕよりも上方に位置している。また、ガス誘導溝６０の下端部６０Ｄ（主溝部６１の下端部及び連結溝部の下端部）は、電極５１，５２の上端部５１Ｕ，５２Ｕと同じ高さに位置している。図４に示す実施形態では、電極接触面４７Ｓが平面であるので、ガス誘導溝６０の下端部６０Ｄの高さが電極５１，５２の上端部５１Ｕ，５２Ｕの高さと同じであるが、例えば電極接触面４７Ｓが下方に凸の凸面であり、電極５１，５２の上端部５１Ｕ，５２Ｕが凸面の頂部（凸面の下端）に接している場合には、ガス誘導溝６０の下端部６０Ｄを、電極５１，５２の上端部５１Ｕ，５２Ｕよりも上方に位置させることができる。
【００６８】
図４及び図６（Ａ），（Ｂ）に示すように、ガス誘導溝６０の下端部６０Ｄが電極５１，５２の上端部５１Ｕ，５２Ｕと同じ高さ又は電極５１，５２の上端部５１Ｕ，５２Ｕよりも上方に位置している形態では、水中を上昇したほぼ全てのガスが、幅Ｗ１のガス誘導溝６０内に収容される。
【００６９】
これに対し、図６（Ｃ）に示すように、ガス誘導溝６０が前記樋状の部材によって形成され、ガス誘導溝６０の下端部６０Ｄが電極５１，５２の上端部５１Ｕ，５２Ｕよりも下方に位置している形態では、水中を上昇したガスの一部は、ガス誘導溝６０の側板部６１２，６１２間の空間に収容され、水中を上昇したガスの残部は、ガス誘導溝６０の側板部６１２と電極５１との間の空間、及びガス誘導溝６０の側板部６１２と電極５２との間の空間に収容される。このように図６（Ｃ）に示す形態では、ガスは、ガス誘導溝６０の一対の側板部６１２，６１２の間のガス収容空間だけでなく、その両サイドの空間にも分散して収容される。
【００７０】
このように図４及び図６（Ａ），（Ｂ）に示す形態では、ガスが幅の狭い空間内（幅Ｗ１の空間内）に集められるので、図６（Ｃ）に示す形態に比べてガス誘導溝６０内においてガスの気泡同士が合体しやすくなり、これにより、ガス誘導溝（６０）内のガスがガス排出口５７まで連続したものとなるまでの時間を短縮することができる。
【００７１】
次に、タンク１５内の水を沸き上げる沸き上げ運転時における電気分解装置４１の動作について説明する。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
本実施形態では、水入口４３から容器４７内に流入した水は、例えば図３（Ａ）及び図５に示す水流路（蛇行流路）を水出口４５側に向かって流れる。図５では水の流れを符号Ｆによって示している。電気分解時に電極表面において発生したガスは、小さな気泡の状態で容器４７内の水流路の水中を上昇し、ガス誘導溝６０内に収容される。ガス誘導溝６０内には多数のガスの気泡が収容されるので、多数のガスの気泡は、他の気泡と合体し、その繰り返しでガス誘導溝６０内において次第に大きな気泡となる。そして、ガス誘導溝６０に収容されたガスの気泡は、ガス排出口５７まで連続した気泡となり、ガス誘導溝６０に沿ってガス排出口５７まで順次誘導され、ガス排出口５７を通じて容器４７外にスムーズに排出される。
【００７５】
（ガス排出部の構成）
図２及び図４に示すように、電気分解装置４１は、ガス排出口５７に接続されたガス排出部７０をさらに備える。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内のガスを容器４７外に排出する。ガス排出部７０としては、例えば図７（Ａ）に示すような自動排気弁を採用することができるが、これに限られない。
【００７６】
図７（Ａ）に示すガス排出部７０は、容器４７からのガスの排出流路を形成する第１流路部材７１及び第２流路部材７８と、前記排出流路を開閉する開閉機構７３とを含む。第２流路部材７８は、ガス排出口５７に接続されている。
【００７７】
開閉機構７３は、フロートケース７３２と、弁本体７３１と、フロート部７３３とを有している。フロートケース７３２は、第２流路部材７８を介して容器４７に連通している。弁本体７３１は、フロートケース７３２と第１流路部材７１とを接続する接続流路７３１ａを有している。フロート部７３３は、例えば、内部が中空の球状体である。フロート部７３３は、水よりも比重が小さいので水に浮かび、フロートケース７３２内の水位に応じてフロートケース７３２内を上下に移動する。
【００７８】
フロートケース７３２、弁本体７３１及びフロート部７３３は、ケース７７内に収容されている。ケース７７、開閉機構７３、第１流路部材７１及び第２流路部材７８は、一体化されており、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自動排気弁を構成している。
【００７９】
ガス排出部７０の動作は次の通りである。まず、水面が第２流路部材７８の下端よりも低い位置である場合には、第２流路部材７８の下端は水によって塞がれていない。したがって、図７（Ａ）に二点鎖線で示すようにガスは、第２流路部材７８、フロートケース７３２、弁本体７３１及び第１流路部材７１の順に流れ、ガス排出部７０の外部に排出される。
【００８０】
次に、水面が図７（Ａ）に示す高さＨ１に達した場合、すなわち水面が第２流路部材７８の下端に達した場合には、第２流路部材７８の下端が水によって塞がれるので、ガス排出部７０を通じて容器４７外部へガスが排出されるのが阻止される。
【００８１】
また、水面がさらに高くなり、水がフロートケース７３２内にも入り込むと、フロート部７３３がフロートケース７３２内において上方に移動する。そして、図７（Ｂ）に示すようにフロートケース７３２内において水面が所定の基準高さＨ２に達したときに、フロート部７３３は、接続流路７３１ａの開口端７３１ｂを塞ぐ。これにより、水が第１流路部材７１に流出するのが防止される。
【００８２】
なお、ガス排出部７０は、図７（Ａ）に示す自動排気弁に限られない。ガス排出部７０としては、例えばガス排出口５７に設けられた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。
【００８３】
（他の変形例）
図８（Ａ）は、電気分解装置４１の変形例４を示す断面図であり、図８（Ｂ）は、電気分解装置４１の変形例５を示す断面図であり、図８（Ｃ）は、電気分解装置４１の変形例６を示す断面図である。図８（Ａ）〜（Ｃ）のそれぞれは、電気分解装置４１を図２に示す矢印ＩＩＩＢの位置に相当する位置で矢印ＩＩＩＢの方向（水平方向）に切断したときの断面図である。図８（Ａ）〜（Ｃ）のそれぞれでは、当該断面上に現れない複数の電極５１，５２は破線で示されている。
【００８４】
これらの変形例４〜６に係る電気分解装置４１は、ガス誘導溝６０の構成が図３（Ａ）に示す前記実施形態の電気分解装置４１と相違しており、その他の構成については前記実施形態の電気分解装置４１と同様である。したがって、以下では、主に相違点について説明する。
【００８５】
図８（Ａ）に示す変形例４では、ガス誘導溝６０は、複数の主溝部６１と、複数の連結溝部６２（図例では一対の連結溝部６２）とを含み、各連結溝部６２は、全ての主溝部６１に接続されている。一対の連結溝部６２のうち、左壁部４７６よりも右壁部４７５に近い位置に設けられている一方の連結溝部６２を連結溝部６２Ａと称し、右壁部４７５よりも左壁部４７６に近い位置に設けられている他方の連結溝部６２を連結溝部６２Ｂと称する。
【００８６】
前記一方の連結溝部６２Ａは、右壁部４７５の内面に沿って直線状に延びている。前記一方の連結溝部６２Ａは、複数の主溝部６１における右壁部４７５側の端部を連結している。前記他方の連結溝部６２Ｂは、左壁部４７６の内面に沿って直線状に延びている。前記他方の連結溝部６２Ｂは、複数の主溝部６１における左壁部４７６側の端部を連結している。なお、各連結溝部は、直線状ではなく湾曲又は屈曲していてもよい。
【００８７】
変形例４では、各連結溝部６２は、主溝部６１の延びる方向に交差する方向に延びており、図例では主溝部６１の延びる方向に直交する方向に延びている。したがって、各連結溝部６２は、電極５１，５２に対して交わる方向（直交する方向）に延びている。
【００８８】
図８（Ａ）に示すように、複数の主溝部６１のそれぞれは、電極５１，５２に平行に延びている。最下流に位置する主溝部６１は、平面視で最下流に位置する電極５２と容器４７の壁部（第２壁部４７２）との間に位置しており、他の主溝部６１のそれぞれは、平面視で電極５１と電極５２との間に位置している。変形例４では、ガス排出口５７は、最下流に位置する主溝部６１の長手方向の中央に設けられているが、これに限られない。
【００８９】
この変形例４では、各主溝部６１に収容されたガスは、水の流れに沿って一方又は他方の連結溝部６２に誘導される。この変形例４では、連結溝部６２に到達したガスは、図３（Ｂ）に示す形態のように蛇行しながらガス排出口５７に至ることも可能であるが、当該連結溝部６２に沿って最下流の主溝部６１に到達し、この主溝部６１に沿ってガス排出口５７に至ることも可能である。したがって、変形例４では、図３（Ｂ）に示す形態に比べてガス誘導溝６０に収容されたガスがガス排出口５７に到達するまでの時間をさらに短縮することができる。
【００９０】
図８（Ｂ）に示す変形例５では、ガス誘導溝６０は、変形例４に比べてさらの多くの連結溝部６２を含む。図８（Ｂ）では、一対の連結溝部６２Ａ，６２Ｂの間に、さらに連結溝部６２Ｃ，６２Ｄが設けられている。各連結溝部６２は、主溝部６１の延びる方向に直交する方向に延びている。この変形例５では、変形例４に比べてガス誘導溝６０に収容されたガスがガス排出口５７に到達するまでの時間をさらに短縮することができる。
【００９１】
図８（Ｃ）に示す変形例６では、ガス誘導溝６０は、主溝部６１の延びる方向に対して傾斜する方向に延びる連結溝部６２Ｅ，６２Ｆを含む。連結溝部６２Ｅ，６２Ｆのそれぞれは、全ての主溝部６１をつなぐように直線状に延びている。図８（Ｃ）では、ガス誘導溝６０は、連結溝部６２Ｅ，６２Ｆだけでなく、図８（Ａ）の変形例４と同様の連結溝部６２Ａ，６２Ｂを含むが、変形例６ではこれらの連結溝部６２Ａ，６２Ｂは省略することもできる。また、各連結溝部は、直線状ではなく湾曲又は屈曲していてもよい。
【００９２】
図８（Ｃ）に示すように、変形例６では、連結溝部６２Ｅ，６２Ｆは、下流側（ガス排出口５７側）に向かうにつれて互いに近づくように形成されている。図８（Ｃ）では、連結溝部６２Ｅ，６２Ｆの下流側端部６２２，６２２は、ガス排出口５７に直接接続されているが、これに限られず、例えば最下流の主溝部６１に接続されていてもよい。
【００９３】
図９（Ａ）は、電気分解装置４１の変形例７を示す断面図であり、図９（Ｂ）は、電気分解装置４１の変形例８を示す断面図であり、図９（Ｃ）は、電気分解装置４１の変形例９を示す断面図であり、図９（Ｄ）は、電気分解装置４１の変形例１０を示す断面図である。これらの変形例７〜１０に係る電気分解装置４１は、循環機構８０をさらに備える点で図４に示す電気分解装置４１と相違しており、その他の構成については図４に示す実施形態と同様である。したがって、以下では、主に相違点について説明する。
【００９４】
循環機構８０は、容器４７内の水又は容器４７の水出口４５から流出した水を上流側に戻す機能を有する。循環機構８０は、循環路８１と、循環路８１に水を流す循環ポンプ８２とを含む。循環ポンプ８２は、循環路８１に設けられている。循環路８１は、水が循環路８１に流入する第１端部８１ａと、循環路８１を流れる水が循環路８１から流出する第２端部８１ｂとを有する。
【００９５】
図９（Ａ）に示す変形例７では、循環路８１の第１端部８１ａ及び第２端部８１ｂは、ともに電気分解装置４１の容器４７に接続されている。第２端部８１ｂは、容器４７における第１端部８１ａの接続部位よりも上流側の位置にある。
【００９６】
第１端部８１ａは、容器４７の下部に接続されている。図９（Ａ）では、第１端部８１ａは、下壁部４７３に接続されているが、これに限られず、例えば第２壁部４７２に接続されていてもよい。第１端部８１ａは、ガス排出口５７及び水出口４５よりも下方に設けられている。図９（Ａ）に示す具体例では、第１端部８１ａは、最下流の電極５２と第２壁部４７２との間の下流側スペースＳ１に配置されているが、これに限られず、例えば電極５１，５２の間のスペースに配置されていてもよい。
【００９７】
第２端部８１ｂは、容器４７の下部に接続されている。図９（Ａ）では、第２端部８１ｂは、下壁部４７３に接続されているが、これに限られず、例えば第１壁部４７１に接続されていてもよい。第２端部８１ｂは、ガス排出口５７及び水出口４５よりも下方に設けられている。図９（Ａ）に示す具体例では、第２端部８１ｂは、最上流の電極５１と第１壁部４７１との間の上流側スペースＳ２に配置されているが、これに限られず、例えば電極５１，５２の間のスペースに配置されていてもよい。
【００９８】
循環機構８０の循環ポンプ８２は、制御部３２によって制御される。容器４７内の水流路（蛇行流路）を通過して下流側スペースＳ１に到達した水の一部は、水出口４５を通じて容器４７から流出し、下流側スペースＳ１に到達した水の残部は、第１端部８１ａから循環路８１に流入し、循環路８１を通って第２端部８１ｂから容器４７内の上流側スペースＳ２に流出する。
【００９９】
制御部３２は、撹拌効果を高める観点で、水熱交換器２１に送られる主流の流量Ｇｗよりも上流側に戻される循環流量Ｇｃが多くなるように循環機構８０の循環ポンプ８２を制御するのが好ましい。例えば、循環流量Ｇｃが主流の流量Ｇｗの５倍以上に設定することができる。なお、循環流量Ｇｃは、主流の流量Ｇｗと同じであってもよく、主流の流量Ｇｗよりも少なくてもよい。主流の流量Ｇｗは、下流側経路２７Ｂを流れる水の流量である。循環流量Ｇｃは、循環路８１を流れる水の流量である。
【０１００】
図９（Ｂ）に示す変形例８では、循環路８１の第１端部８１ａは、容器４７に接続されている一方で、第２端部８１ｂは、容器４７の水入口４３に接続された配管（例えば入水配管２７の上流側経路２７Ａ）に接続されている。
【０１０１】
図９（Ｃ）に示す変形例９では、循環路８１の第１端部８１ａは、容器４７の水出口４５に接続された配管（例えば入水配管２７の下流側経路２７Ｂ）に接続されている一方で、第２端部８１ｂは、容器４７に接続されている。
【０１０２】
図９（Ｄ）に示す変形例１０では、循環路８１の第１端部８１ａは、容器４７の水出口４５に接続された配管（例えば入水配管２７の下流側経路２７Ｂ）に接続され、第２端部８１ｂは、容器４７の水入口４３に接続された配管（例えば入水配管２７の上流側経路２７Ａ）に接続されている。
【０１０３】
上記のような循環機構８０を備える電気分解装置４１では、水が循環することによって容器４７内の水を撹拌する効果を得ることができるので、電気分解の効率を高めることができる。また、容器４７内の水が撹拌されることによって、電極表面に付着している気泡は電極表面から離脱しやすくなる。そして、電気分解装置４１は、上述したガス誘導溝６０が設けられているので、容器４７内のガスがスムーズにガス排出口５７から容器４７外に排出される。これにより、容器４７内のガスの一部が循環機構８０の循環路８１に流入するのを抑制できるので、循環ポンプ８２によって循環される水量の低下を抑制するこができる。
【０１０４】
これに対し、ガス誘導溝６０を備えていない参考例の電気分解装置では、循環機構８０によって電気分解の効率を高める効果が変形例７〜１０に比べて低減する。具体例を挙げると次のようになる。
【０１０５】
図９（Ａ）に示す変形例７において、電極対４９に通電していない状態（ガスが発生しない状態）で循環ポンプ８２を運転したときの循環路８１を流れる循環流量に対し、電極対４９に通電している状態（ガスが発生している状態）で循環ポンプ８２を運転したときの循環路８１を流れる循環流量は、約１３％低下する。一方、ガス誘導溝６０を備えていない参考例の電気分解装置では、電極対４９に通電していない状態で循環ポンプ８２を運転したときの循環路８１を流れる循環流量に対し、電極対４９に通電している状態で循環ポンプ８２を運転したときの循環路８１を流れる循環流量は、約２２％低下する。このようにガス誘導溝６０が設けられている変形例７では、参考例に比べて循環流量の低下が抑制される。循環流量が多いほど電気分解の性能が向上するので、変形例７では、参考例と同じ循環ポンプを用いたとしても、参考例に比べて高い電気分解性能が得られる。また、変形例７では、参考例に比べて小さなポンプ（容量の小さいポンプ）を用いたとしても所定の目標性能を得ることができるので、コストダウン、小スペース化などを図ることができる。
【０１０６】
図１０は、電気分解装置４１の変形例１１を示す断面図である。図１０は、電気分解装置４１を図２に示す矢印ＩＩＩＢの位置に相当する位置で矢印ＩＩＩＢの方向（水平方向）に切断したときの断面図である。図１０では、当該断面上に現れない複数の電極５１，５２は破線で示されている。
【０１０７】
図１０に示す変形例１１に係る電気分解装置４１は、容器４７内の水流路が蛇行流路ではない点で前記実施形態と相違している。この変形例１１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。
【０１０８】
また、この変形例１１では、電気分解装置４１は、ガス排出口５７に接続されたガス誘導溝６０を有する。ガス誘導溝６０は、複数の主溝部６１と、１つの連結溝部６２とによって構成されている。各主溝部６１は、電極５１，５２に沿う方向にそれぞれ延びている。連結溝部６２は、複数の主溝部６１の下流側端部を連結している。全ての主溝部６１は、１つの連結溝部６２によって接続されている。ガス排出口５７は、連結溝部６２に接続されている。
【０１０９】
［実施形態のまとめ］
電気分解装置における電気分解時には、電極表面において生じるガスは、電気的な抵抗が大きくなる原因となり、電気分解効率低下の原因となる。また、容器内に溜まったガスは、容器内における水の流動抵抗の増加、容器内における水面位置の変動などの原因となり、これにより、電気分解効率の不均一を引き起こす原因となる。
【０１１０】
上述したようなガス誘導溝が設けられていない電気分解装置では、電気分解時に電極表面で生じたガスは、水中を上昇し、容器内の上部に気泡の状態で溜まる。そして、気泡は、他の気泡と接触することによって徐々に成長する。気泡の径が大きくなった気泡は、容器内の上面に沿ってガス排出口に到達し、ガス排出口から容器外に排出される。ただし、この電気分解装置では、容器内の気泡は、その径がかなり大きくならないと動かない。したがって、容器内の上部の複数箇所には比較的大きな径の気泡が分散して滞留することになり、圧力損失の変動等が生じて水の流れにも影響する。
【０１１１】
これに対し、ガス誘導溝６０が設けられている電気分解装置４１では、ガス誘導溝６０にガスが集められ、このガス誘導溝６０において気泡が他の気泡と接触し、ガス誘導溝６０に沿って成長する。そして、ガス誘導溝６０内のガスは、ガス誘導溝６０に沿ってガス排出口５７に誘導される。このようにガスが収容される溝状の狭い部位を設けることによって、そこにガスが集まったときには、気泡が他の気泡と接触しやすく、成長しやすい。また、ガス誘導溝６０にガスが収容されることによって、容器４７内のガスが水の流れに影響を与えにくくなる。具体的には以下の通りである。
【０１１２】
前記実施形態及び各変形例では、容器４７内においてガスをガス排出口５７に誘導するガス誘導溝６０が設けられている。電気分解時に電極表面において生じた小さなガスの気泡は、水中を上昇し、ガス誘導溝６０に収容され、他の気泡と合体し、その繰り返しでガス誘導溝６０内において次第に大きな気泡となる。そして、この気泡はガス誘導溝６０に沿ってガス排出口５７まで誘導され、容器４７外にスムーズに排出される。これにより、容器４７内でのガスの滞留を抑制できるので、容器４７内にガスが溜まって容器４７内の水位が低下することが抑制される。その結果、電気分解時に生じるガスに起因して電気分解性能が低下するのを抑制することができ、また、電気分解効率が不均一になるのを抑制できる。また、ガス誘導溝６０内のガスがガス排出口５７まで連続したものとなる場合には、容器内の上部において局所的にガス溜まりが生じる従来の電気分解装置に比べて、水の流動抵抗の上昇を抑えることができる。
【０１１３】
また、前記実施形態及び各変形例では、ガス誘導溝６０は、電極５１，５２に沿う方向にそれぞれ延びる複数の主溝部６１と、複数の主溝部６１をつなぐ連結溝部６２と、を含んでいる。この構成では、複数の主溝部６１のそれぞれは電極５１，５２に沿う方向に延びているので、電気分解時に電極表面において生じて水中を上昇するガスは複数の主溝部６１に効率よく収容される。また、複数の主溝部６１は連結溝部６２によってつながっているので、何れの主溝部６１に収容されたガスであっても最終的にはガス排出口５７に誘導される。
【０１１４】
また、前記実施形態及び各変形例では、各主溝部６１は、電極５１，５２間の間隙の真上に設けられている。この構成では、電気分解時に電極表面において生じたガスは電極５１，５２間の間隙における水中を上昇するので、各主溝部６１が電極５１，５２間の間隙の真上に設けられていることによって水中を上昇するガスが主溝部６１にさらに効率よく収容される。
【０１１５】
ここで、電気分解時に電極間で生じたガスは、容器４７内の水中を勢いよく上昇するのではなく、水の流れに沿って下流側に移動しながらゆっくりと水中を上昇する。流路長の大きい蛇行流路においても水中のガスは、蛇行流路における水の流れに沿ってゆっくりと水中を上昇するので、蛇行流路の全体に広く分布することになる。また、蛇行流路では、水の流れが反転する折り返し部が存在するので、蛇行流路が形成された容器４７内にはガスが滞留しやすい傾向にある。
【０１１６】
前記実施形態及び変形例１〜１０では、複数の電極５１，５２は、水入口４３から容器４７内に供給された水が蛇行しながら水出口４５側に案内される蛇行流路を形成しており、複数の主溝部６１及び連結溝部６２が前記蛇行流路に沿って設けられている。したがって、この構成では、蛇行流路に沿って流れる水の中を上昇するガスは、蛇行流路に沿った複数の主溝部６１及び連結溝部６２において効率よく収容される。
【０１１７】
また、この構成では、容器４７内に複数の電極５１，５２によって蛇行流路が形成されているので流路長を大きくすることができ、この蛇行流路に沿って流れる水に含まれるスケール成分は効率よく除去される。これにより、コンパクトでスケール成分の除去効率の良い電気分解装置４１を提供できる。
【０１１８】
また、変形例４〜６では、全ての主溝部６１は、下流側に延びる一続きの連結溝部６２によって接続されているので、各主溝部６１に収容されたガスは、一続きの連結溝部６２に流入すると、この一続きの連結溝部６２に沿って効率よく下流側に誘導される。
【０１１９】
前記実施形態及び各変形例では、各主溝部６１の幅は、電極５１，５２間の間隔よりも小さい。この構成では、電気分解時に電極表面において生じて電極５１，５２間の間隙における水中を上昇するガスは、その間隙の大きさ（電極間の間隔）よりも小さい幅を有する主溝部６１に集められる。このような幅の小さな主溝部６１に集められたガスの気泡は、他の気泡との距離が小さくなって互いに合体しやすくなる。したがって、この構成では、主溝部６１の幅が電極５１，５２間の間隔と同じかそれより大きい場合に比べて、多数の小さな気泡が集まって大きな気泡となるまでの時間を短縮することができる。これにより、ガスがガス誘導溝６０に沿ってガス排出口５７まで誘導されて容器４７外に排出されるまでの時間を短縮することができる。
【０１２０】
前記実施形態及び各変形例では、電気分解装置４１は、ガス排出口５７に接続され、容器４７内の水の排出を阻止しつつ容器４７内のガスを容器４７外に排出するガス排出部７０をさらに備える。この構成では、ガス排出口５７から容器４７内の水が排出されるのを抑制できる。したがって、容器４７内の水は、ガス排出口５７を通じて排出されず、容器４７の水出口４５を通じて容器４７外に流出し、水熱交換器２１に適切に送られる。
【０１２１】
前記実施形態では、ガス誘導溝６０の上端部は、電極５１，５２の上端部よりも上方に位置している。この構成では、ガス誘導溝６０がガスを収容する空間の少なくとも一部は、電極５１，５２の上端部よりも上方に位置し、電極５１，５２の上端部よりも上方においてガスを収容することができる。これにより、容器４７内の水位が電極５１，５２の上端部よりも下方に低下することを抑制する効果を高めることができ、水と電極５１，５２との接触面積の減少を効果的に抑制できる。
【０１２２】
前記実施形態及び変形例１，２，４−１１では、ガス誘導溝６０の下端部は、電極５１，５２の上端部と同じ高さ又は電極５１，５２の上端部よりも上方に位置している。この構成では、ガス誘導溝６０がガスを収容する空間全体が電極５１，５２の上端部よりも上方に位置するので、容器４７内の水位が電極５１，５２の上端部よりも下方に低下することを抑制する効果を一段と高めることができ、水と電極５１，５２との接触面積の減少をさらに効果的に抑制できる。
【０１２３】
変形例７〜１０では、容器４７内の水又は容器４７の水出口４５から流出した水を上流側に戻す循環機構８０をさらに備える。この構成では、このような循環機構８０が設けられていることによって、容器４７内の水を撹拌する効果が得られる。これにより、電気分解時に電極表面において生じたガスは、電極表面から離脱しやすくなる。電極表面にガスの気泡が留まっていると、分極の原因となり、電気分解効率の低下の原因となるが、本構成では、循環機構８０によって電極表面からのガスの離脱が促進されるので、電気分解効率の低下をさらに抑制できる。これにより、消費電力の上昇を抑制できる。
【０１２４】
また、循環機構８０によって循環する水にガスの気泡が多く含まれている場合には、水とともにガスも循環機構８０に吸い込まれて循環する水の流量が低下するので、循環機構８０による電気分解効率の低下抑制効果が低減することにつながる。本構成では、ガス誘導溝６０が設けられており、容器４７内でのガスの滞留が抑制されるので、循環機構８０によって循環する水に含まれるガスの量を低減できる。したがって、循環機構８０による電気分解効率の低下抑制効果が低減するのが抑制される。
【０１２５】
変形例７〜１０では、循環機構８０による循環流量が主流の流量よりも多い場合には、容器４７内の水を撹拌する効果をより高めることができる。
【０１２６】
［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。
【０１２７】
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、電気温水機、冷却塔などにも適用することができる。
【０１２８】
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。
【０１２９】
前記燃焼式の給湯機は、図１１に示すように、前記実施形態と同様の電気分解装置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。
【０１３０】
また、前記電気温水機は、図１１に示すように、前記実施形態と同様の電気分解装置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。
【０１３１】
前記冷却塔は、図１１に示すように、前記実施形態と同様の電気分解装置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。
【０１３２】
また、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、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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
前記実施形態では、全ての電極５１，５２の上端が上壁部４７４に接しているが、これに限られない。一部の電極５１，５２の上端が上壁部４７４に接する一方で残りの電極５１，５２の上端が上壁部４７４に接していない形態であってもよい。例えば上下方向に蛇行する蛇行流路を採用する場合には、上端が上壁部４７４に接する電極と、上端が上壁部４７４に接しない電極とが、交互に配置される。
【符号の説明】
【０１３６】
１１  ヒートポンプ給湯機
２１  水熱交換器
４１  電気分解装置
４３  水入口
４５  水出口
４７  容器
４９  電極対
５１，５２  電極
５７  ガス排出口
６０  ガス誘導溝
６０Ｄ  ガス誘導溝の下端部
６０Ｕ  ガス誘導溝の上端部
６１  主溝部
６２  連結溝部
７０  ガス排出部
８０  循環機構
８１  循環路
８２  循環ポンプ
【図１】
2014188402.tif 000003
【図２】
2014188402.tif 000004
【図３】
2014188402.tif 000005
【図４】
2014188402.tif 000006
【図５】
2014188402.tif 000007
【図６】
2014188402.tif 000008
【図７】
2014188402.tif 000009
【図８】
2014188402.tif 000010
【図９】
2014188402.tif 000011
【図１０】
2014188402.tif 000012
【図１１】
2014188402.tif 000013