(57)【要約】【課題】  給湯装置において、排ガスドレン水からホルムアルデヒドを除去処理して再利用可能な水を生成する。【解決手段】  二次熱交換器から集水されたドレン水を電解槽５１に導く。電解槽内に陽極５４，陰極５５を交互に配置し直流電源５６からの通電により電気分解によりホルムアルデヒドを酸化除去する。循環ポンプ５２ａを作動させて循環路５３を通して電解槽内を循環させる。循環ポンプを設定吐出流量になるように作動制御して、電極間を通過するドレン水の流速を増速させて除去反応速度を高める。所定の処理時間が経過するまで循環式でホルムアルデヒドの酸化除去を進行させた後、浴槽水又は中水等の再利用可能な水として浴槽等に流す。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼排ガスからの潜熱を回収する潜熱回収用熱交換器において発生するドレン水が被処理水として導かれる電解槽と、電解槽内を通過する被処理水の流速を制御する流速制御手段とを備え、
上記電解槽は、内部を通過する被処理水と接触するように対向配置された陽極及び陰極を備えて被処理水に含まれるホルムアルデヒドを電気分解により酸化除去するように構成され、上記流速制御手段は、上記被処理水の通過流速を設定流速以上に増速するように構成されている
ことを特徴とするホルムアルデヒド除去装置。
【請求項２】
請求項１に記載のホルムアルデヒド除去装置であって、
循環ポンプと、この循環ポンプの作動により上記電解槽内の陽極及び陰極の間に繰り返し被処理水が通されるように被処理水を循環させる循環路とをさらに備え、
上記流速制御手段は、上記循環ポンプと、この循環ポンプを作動制御することにより上記被処理水の通過流速を設定流速以上に増速するコントローラとで構成されている、ホルムアルデヒド除去装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のホルムアルデヒド除去装置であって、
流速制御手段は、陽極及び陰極の電極間隔を、上記被処理水の通過流速が設定流速以上に増速されることになる設定電極間隔に設定する電解槽内の配置構造により構成されている、ホルムアルデヒド除去装置。
【請求項４】
燃焼排ガスからの潜熱を回収する潜熱回収用熱交換器と、この潜熱回収用熱交換器において発生するドレン水を集水して処理するドレン水処理回路とを備えた給湯装置であって、
上記ドレン水処理回路は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載のホルムアルデヒド除去装置を含んで構成されている
ことを特徴とする給湯装置。
【請求項５】
請求項４に記載の給湯装置であって、
上記ドレン水処理回路は、ドレン水を中和させる中和処理槽をさらに備えている、給湯装置。
【請求項６】
請求項４又は請求項５に記載の給湯装置であって、
浴槽に連通する連通路を備えており、
上記ホルムアルデヒド除去装置によりホルムアルデヒド除去後の処理済み水が、上記連通路に流し込まれて浴槽に落とし込まれるように構成されている、給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、潜熱回収用熱交換器において発生するドレン水からホルムアルデヒドを除去して再利用可能な水を生成し得るホルムアルデヒド除去装置及びこれを備えた給湯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、主熱交換器に水を通しながら燃焼バーナからの燃焼熱との熱交換加熱によって加熱して給湯する給湯装置において、さらに潜熱回収用の二次熱交換器を設け主熱交換器に入水前に燃焼排ガスからの潜熱回収により予熱することが知られている。この場合、二次熱交換器と接触した燃焼排ガス中の水蒸気が結露して強酸性のドレン水（結露水）を生じるため、これのドレン水を集めて中和処理した上で、排出させることが行われている。かかる中和処理として、中和タンク内に充填した中和剤を用いて行うものの他に、電気分解を利用することが提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
又、この提案された電気分解法では、板状電極を用いているため、ドレン水との接触面積が小さくて中和処理の迅速化が図り得ない、あるいは、接触面積を拡大化させると装置の大型化を招くことになるとして、正極側の電極に板状電極ではなくて多数の粒状電極を用いることが提案されている（例えば特許文献２参照）。
【０００４】
さらに、ドレン水と電極との直接接触式に構成された電気分解槽では、電力消費が甚だしく、又、２本の電極を互いに近接配置にしているため中和処理の迅速化を図り得ないとして、正極の第１電極を配置した第１電極室と、負極の第２電極を配置した第２電極室とを互いに仕切って区画遮断し、第１電極室に電解質溶液を収容し、この第１電極室内の電解質溶液と第２電極室とを塩橋を介して電気的に接続させた上で、第２電極室にドレン水を通すようにしたものも提案されている（例えば特許文献３参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１３６０５８号公報
【特許文献２】特開２０００−５５４６６号公報
【特許文献３】特開２０００−３１２８８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記のドレン水は排ガスから窒素酸化物（ＮＯｘ）や硫黄酸化物（ＳＯｘ）を取り込んで強酸性となっているため、ｐＨを調整（つまり中和）した上で排水させる、すなわち排水するために中和処理を行うというのが従来のドレン水処理に対する考え方である。
【０００７】
これに対し、本願の発明者は水の再利用という観点より、ドレン水を如何に処理すれば再利用可能な水（例えばトイレ用中水や、浴槽水等）に変換させ得るかについて検討を加えた結果、上記の中和処理よりもドレン水中に高濃度（例えば１０〜１５ppm）に含有するホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）を除去することが重要であり、かつ困難な課題であるとの認識に至った。そこで、本願発明者らはドレン水中のホルムアルデヒドを除去するための最も効率的でかつ有効な処理は何かについて、活性炭吸着、煮沸処理、オゾンバブリング、オゾンランプや殺菌ランプの照射、及び、電気分解の各種処理について比較試験を実施したところ、電気分解処理がホルムアルデヒド除去に最も効率的であることを見出したものである。
【０００８】
一方、給湯装置における潜熱回収用熱交換器からは例えば７０〜１００mL／min程度のドレン水が発生するため、このドレン水の供給を受けてホルムアルデヒド除去を行うにはその除去効率（除去速度）を高める対策を付与する必要がある。
【０００９】
本発明は、このような考え方の下に創り出されたものであり、ホルムアルデヒド除去装置を提供し、さらに、給湯装置において、ドレン水からホルムアルデヒドを除去処理する上で、処理の迅速化及び最適化を実現させ得るようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、ホルムアルデヒド除去装置に係る第１の発明では、燃焼排ガスからの潜熱を回収する潜熱回収用熱交換器において発生するドレン水が被処理水として導かれる電解槽と、電解槽内を通過する被処理水の流速を制御する流速制御手段とを備えることとする。そして、上記電解槽として、内部を通過する被処理水と接触するように対向配置された陽極及び陰極を備えて被処理水に含まれるホルムアルデヒドを電気分解により酸化除去する構成とし、上記流速制御手段として、上記被処理水の通過流速を設定流速以上に増速する構成とした（請求項１）。
【００１１】
この発明の場合、電解槽においてドレン水に含まれるホルムアルデヒドが酸化されてギ酸となり、このギ酸がさらに酸化されて二酸化炭素と水とに分解される結果、ドレン水からホルムアルデヒドが除去されることになる。このため、ドレン水から再利用可能な水を生成することが可能になる。そして、上記のホルムアルデヒドの酸化除去の際に、電解槽内を通過する被処理水の流速が流速制御手段によって設定流速以上に増速されているため、ホルムアルデヒドの酸化除去の反応速度を被処理水の通過速度が増速されるほど高くすることが可能となり、ホルムアルデヒドの除去処理の効率向上が図られる。
【００１２】
本発明のホルムアルデヒド除去装置においては、循環ポンプと、この循環ポンプの作動により上記電解槽内の陽極及び陰極の間に繰り返し被処理水が通されるように被処理水を循環させる循環路とをさらに備え、上記流速制御手段として、上記循環ポンプと、この循環ポンプを作動制御することにより上記被処理水の通過流速を設定流速以上に増速するコントローラとで構成することができる（請求項２）。このようにすることにより、バッチ処理方式によりホルムアルデヒドの除去処理を行う際の被処理水の電解槽内の通過流速についての流速制御を容易にかつ確実に行い得ることになる。すなわち、循環ポンプの作動制御により循環流量を変更調整すれば、電解槽内の被処理水の通過流量の変更調整を行うことが可能になる。しかも、循環方式の採用によって、陽極及び陰極と被処理水との接触面積を小さいものに設定したとしても、被処理水が陽極及び陰極と繰り返し接触して酸化除去反応を進行させてホルムアルデヒドを除去させる得ることになる。従って、ホルムアルデヒドの酸化除去効率を落とすことなく装置全体のコンパクト化を図り得る。
【００１３】
又、本発明のホルムアルデヒド除去装置においては、流速制御手段として、陽極及び陰極の電極間隔を、上記被処理水の通過流速が設定流速以上に増速されることになる設定電極間隔に設定する電解槽内の配置構造により構成することもできる（請求項３）。すなわち、電極間隔をより狭くすることで電解槽内の内断面積も小さくなり、電解槽に対し同じ流速で被処理水が導かれたとしても、電解槽内ではそれよりも速い通過流速にすることが可能となる。これにより、流速を増速するための特別な機器を設置することなく、電極の配置構造によって被処理水を増速させることが可能となり、それによりホルムアルデヒドの酸化除去の反応速度の増大を図り得ることになる。なお、この場合、系外からホルムアルデヒド除去装置に導かれる際の被処理水の流速よりも電解槽内を通過する流速が増速され、電解槽を出れば元の流速に復元することになるため、ホルムアルデヒド除去処理として連続処理方式を適用することも可能になる。
【００１４】
一方、給湯装置に係る第２の発明では、燃焼排ガスからの潜熱を回収する潜熱回収用熱交換器と、この潜熱回収用熱交換器において発生するドレン水を集水して処理するドレン水処理回路とを備えた給湯装置を対象にして、上記ドレン水処理回路として、請求項１〜請求項３のいずれかに記載のホルムアルデヒド除去装置を含んで構成することとした（請求項４）。
【００１５】
この発明の場合、以上の如きホルムアルデヒド除去作用を発揮するホルムアルデヒド除去装置が組み込まれた給湯装置を形成することが可能となる。
【００１６】
そして、上記ドレン水処理回路に対し、ドレン水を中和させる中和処理槽をさらに備えることにより（請求項５）、給湯装置内の潜熱回収用熱交換器で発生したドレン水について、中和処理及びホルムアルデヒド除去処理の双方が給湯装置内で実現し、ドレン水を無害化してドレン水から再利用可能な水の生成が可能になる。このため、給湯装置から例えば入浴水として、あるいは、洗浄用の中水として、再利用先に再利用可能な水を供給することが可能となる。
【００１７】
又、浴槽に連通する連通路をさらに備え、上記ホルムアルデヒド除去装置によりホルムアルデヒド除去後の処理済み水が、上記連通路に流し込まれて浴槽に落とし込まれる構成とすることができる（請求項６）。このようにすることにより、ホルムアルデヒド除去後の水が浴槽で再利用可能となる上に、給湯装置からドレン水を排水するために従来設けられていた排水管路を省略し得ることになる。
【発明の効果】
【００１８】
以上、説明したように、請求項１〜請求項３のいずれかのホルムアルデヒド除去装置によれば、電解槽における電気分解による酸化反応によりホルムアルデヒドを酸化除去させることができ、ドレン水からホルムアルデヒドを除去して再利用可能な水を生成することができるようになる。加えて、ホルムアルデヒドの酸化除去の際に、電解槽内を通過する被処理水の流速が流速制御手段によって設定流速以上に増速されるため、ホルムアルデヒドの酸化除去の反応速度を被処理水の通過速度が増速されるほど高くすることができ、これり、ホルムアルデヒドの除去処理の効率向上を図ることができる。
【００１９】
特に、請求項２によれば、ホルムアルデヒドの除去処理をバッチ処理方式により行う際の電解槽内の被処理水の通過流速について循環ポンプの作動制御によって流速制御を容易にかつ確実に行うことができるようになる。しかも、電解槽に対し被処理水を循環させるようにすることにより、陽極及び陰極と被処理水との接触面積を小さいものに設定したとしても、ホルムアルデヒドの酸化除去効率を落とすことなく装置全体のコンパクト化を図ることができるようになる。
【００２０】
又、請求項３によれば、流速を増速するための特別な機器を設置することなく、電極の配置構造によって流速制御手段を構成して被処理水を増速させることができ、それによりホルムアルデヒドの酸化除去の反応速度の増大を図ることができるようになる。
【００２１】
又、請求項４〜請求項６のいずれかの給湯装置によれば、以上の如き効果を奏するホルムアルデヒド除去装置が組み込まれた給湯装置を提供することができるようになる。
【００２２】
特に、請求項５によれば、給湯装置内において、ドレン水の中和処理及びホルムアルデヒド除去処理の双方を行うことができ、ドレン水を無害化してドレン水から再利用可能な水を生成することができるようになる。
【００２３】
さらに、請求項６によれば、ホルムアルデヒド除去後の水が連通路を通して浴槽で再利用可能となる上に、給湯装置からドレン水を排水するために従来設けられていた排水管路を省略することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２５】
図１は、本発明の実施形態に係る給湯装置の要部を示し、１は潜熱回収用の二次熱交換器、２は浴槽、３は浴槽水の追い焚きを行うための追い焚き循環路、４は二次熱交換器１からのドレン水を中和処理する中和処理槽、５は中和処理槽４により中和処理された後の処理水からホルムアルデヒドを除去するホルムアルデヒド除去装置である。本実施形態では、上記二次熱交換器１で発生したドレン水を中和処理槽４において中和処理し、中和処理後の中和処理水を被処理水としてホルムアルデヒド除去装置５においてホルムアルデヒド除去処理を施した後に、その処理済み水を追い焚き循環路３に流入させることにより浴槽２内に流すようにしたものを示している。浴槽２に流された処理済み水は浴槽水として、あるいは浴槽洗浄用の中水として再利用されたり、そのまま排出孔から排水されたりというように、ユーザーの都合に応じて扱われる。
【００２６】
上記二次熱交換器１は、一側から他側に燃焼排ガスが流されるように構成された熱交換器ケース１１内に多管式等の熱交換器本体１２を内蔵したものである。そして、冷たい入水が通される熱交換器本体１２の外壁との接触により燃焼排ガスに含まれる水蒸気が結露し、その結露した水滴（ドレン水）がドレン受け部を構成する熱交換器ケース１１の底面１１ａに沿って集水され、集水されたドレン水がドレン水導出管１３を通して上記中和処理槽４に流入されるようになっている。
【００２７】
中和処理槽４は内部に中和材が充填されたものであり、中和処理槽４の入口から流入されたドレン水が出口まで流される間に中和材と接触することにより中和され、中和処理後の中和処理水が中和処理水導出管１４を通してホルムアルデヒド除去装置５に対し被処理水として供給されるようになっている。ホルムアルデヒド除去装置５は、被処理水を通す際に電気分解によりホルムアルデヒドの酸化除去を行う電解槽５１と、この電解槽５１に通される被処理水の流速を調整制御する流速制御手段５２とを備えて構成されたものである。
【００２８】
そして、ホルムアルデヒド除去装置５でホルムアルデヒドが除去された後の処理済み水が処理済み水導出管１５を通して追い焚き循環路３を構成する往き管３ａ・戻り管３ｂのいずれか又は双方（図１では戻り管３ｂに流入させる例を図示）に流入され、追い焚き循環路３を通して浴槽２内に流されるようになっている。上記の追い焚き循環路３を構成する往き管３ａ・戻り管３ｂのいずれか又は双方が浴槽２に連通する連通路を構成する。
【００２９】
上記ホルムアルデヒド除去装置５の詳細な説明に入る前に、図１の如き二次熱交換器１、中和処理槽４及びホルムアルデヒド除去装置５を適用した具体的な給湯装置の例について図２に基づいて簡単に説明する。
【００３０】
図２に例示する給湯装置は、給湯機能に加えて、温水循環式暖房機能、風呂追い焚き機能、風呂湯張り機能の各機能を併有する複合熱源機型に構成されたものであり、燃焼加熱部において顕熱に加え燃焼排ガスから潜熱回収を行うことにより高効率化を図る潜熱回収型のものを例示している。なお、本発明を実施する上では、少なくとも燃焼加熱部に対し潜熱回収用の二次熱交換器１を併設したものであれば適用することができ、又、ホルムアルデヒド除去後の処理水を再利用する対象として浴槽２まで延びる配管が併設されていればより好ましいものである。
【００３１】
同図において、符号２１は給湯機能を実現するための給湯回路、２２は温水循環式暖房機能を実現するための暖房回路、２３は風呂側循環回路として風呂追い焚き機能を実現するための追い焚き回路、２４は風呂湯張り機能を実現するための注湯回路であり、又、符号２５は潜熱回収用の二次熱交換器１で発生するドレン水を再利用可能にすべく処理するドレン水処理回路、２６はこれらの各回路の作動制御等を行うコントローラである。なお、この給湯装置における風呂追い焚きは、暖房回路２２の高温水を熱源として、追い焚き回路２３の浴槽水を液−液熱交換加熱することにより昇温させて追い焚き加熱を行うタイプのものであるが、これに限らず、追い焚き加熱のための燃焼加熱部(燃焼バーナ及びこの燃焼バーナの燃焼熱により熱交換加熱される熱交換器)を備えたもので追い焚きを行う構成にしてもよい。
【００３２】
上記給湯回路２１は、給湯用燃焼バーナ３１と、この燃焼バーナ３１の燃焼熱により入水を熱交換加熱する給湯用一次熱交換器３２とを燃焼加熱部として備え、入水路３３から水道水等が上記給湯用一次熱交換器３２において主として加熱され、加熱された後の湯が出湯路３４に出湯されるようになっている。この際、上記入水路３３からの入水は、一次熱交換器３２に入水される前に、上記二次熱交換器１を構成する給湯用熱交換部１ａに通されるようになっており、この二次熱交換器１の給湯用熱交換部１ａにおいて燃焼排ガスの潜熱回収により予熱された状態で一次熱交換器３２に入水されて主加熱されるようになっている。そして、所定温度まで加熱されて上記出湯路３４に出湯された湯が、台所や浴室等の給湯栓３５や上記注湯回路２４などの所定の給湯箇所に給湯されるようになっている。なお、図例では給湯栓３５として１つのみ図示しているが、通常は台所、洗面台、浴室等にそれぞれ配設されて複数ある。
【００３３】
上記暖房回路２２は、暖房用燃焼バーナ３６と、この燃焼バーナ３６の燃焼熱により循環温水を熱交換加熱する暖房用一次熱交換器３７とを燃焼加熱部として備え、この暖房用一次熱交換器３７に暖房用温水循環路３８が通されている。
【００３４】
上記温水循環路３８は、膨張タンク３９に戻されて貯留される低温水を暖房用循環ポンプ４０の作動により上記暖房用一次熱交換器３７の入口に送り、ここで燃焼バーナ３６により加熱された高温水を液−液熱交換器であるバスヒータ４１に熱源として供給したり、高温往きヘッダー４２を介して例えば浴室乾燥機等の高温用暖房端末４３に供給したりされるようになっている。又、上記の循環ポンプ４０の作動により、膨張タンク３９内の低温水を低温往きヘッダー４４を介して例えば床暖房機等の低温用暖房端末４５に供給し、全ての暖房端末４３，４５から放熱により低温になった低温水を戻りヘッダー４６を介して潜熱回収用の二次熱交換器１の暖房用熱交換部１ｂに通した上で膨張タンク３９に戻すというように、循環させるようになっている。上記の二次熱交換器１の暖房用熱交換部１ｂにおいて、暖房用燃焼バーナ３６の燃焼排ガスからの潜熱回収により低温水が予熱された状態で膨張タンク３９に戻されるようになっている。
【００３５】
追い焚き回路２３は、液−液熱交換式の加熱部としてのバスヒータ４１が、戻り管３ａ及び往き管３ｂからなる追い焚き循環路３に介装され、追い焚き用循環ポンプ４７の作動により浴槽２から戻り管３ａを通して取り出された浴槽水がバスヒータ４１に送られ、このバスヒータ４１において暖房回路２２側の高温水を熱源とする液−液熱交換により追い焚き加熱され、追い焚き加熱後の浴槽湯水が往き管３ｂを通して浴槽２に送られるようになっている。
【００３６】
注湯回路２４は、給湯回路２１から上流端が分岐して下流端が追い焚き循環路３に合流された注湯路４８と、開閉切換により注湯の実行と遮断とを切換える注湯電磁弁４９とを備えている。この注湯電磁弁４９がコントローラ２６により開閉制御され、注湯の実行により、出湯路３４の湯が注湯路４８，循環路３（戻り管３ａ）を経て浴槽２に注湯されて所定量の湯張りが行われるようになっている。
【００３７】
ドレン水処理回路２５は、二次熱交換器１（給湯用熱交換部１ａ及び暖房用熱交換部１ｂ）において燃焼排ガスが潜熱回収のための熱交換により冷やされて凝縮することにより生じたドレン水に対し、再利用可能水とするために中和処理及びホルムアルデヒド除去処理を加え、その上で再利用のために浴槽２に流すために設置された回路である。すなわち、ドレン水処理回路２５では、二次熱交換器１の下側位置に配設されたドレン受け部により集水・回収されたドレン水を、ドレン導出管１３を通して中和処理槽４に導き、中和処理槽４内に充填された中和材４ａと接触させることにより中和処理を施す。次に、中和処理を施した中和処理水を、中和処理水導出管１４を通してホルムアルデヒド除去装置５に導き、ホルムアルデヒド除去装置５においてホルムアルデヒドを除去し、ホルムアルデヒドが除去された処理済み水を、処理済み水導出管１５を通して追い焚き循環路３（図２では戻り管３ａを例示）に流入させることにより浴槽２内に流し込むようになっている。つまり、本実施形態ではドレン水を中和処理した後の中和処理水をホルムアルデヒド除去対象の被処理水としてホルムアルデヒド除去装置５においてホルムアルデヒドの除去処理を施すようになっている。以下、ホルムアルデヒド除去装置５に対しホルムアルデヒド除去のために導かれる対象のことを「被処理水」と表記して説明を続ける。
【００３８】
次に、ホルムアルデヒド除去装置５の具体的構成例について詳細に説明する。図３のホルムアルデヒド除去装置５は、バッチ処理方式を採用して被処理水の増速を可能とする構成を例示したものである。すなわち、図３のホルムアルデヒド除去装置５は、電気分解を行う電解槽５１と、循環ポンプ５２ａが介装された循環路５３とを備えており、循環ポンプ５２ａが被処理水の流速制御手段５２を構成している。上記電解槽５１には内部に陽極５４と陰極５５とが少なくとも一対（図３の例では３対）交互に配設されている。陽極５４及び陰極５５はそれぞれ板状電極により構成され、相対向して隣接する板状電極同士が所定間隔を隔てて配設されて、それぞれ直流電源５６に接続されている。そして、電解槽５１の入口５１１には被処理水を導入するための管路の下流端(図例では中和処理水導出管１４の下流端)が上流側開閉弁５７を介して接続され、電解槽５１の出口５１２から下流側開閉弁５８を介して処理済み水導出管１５の上流端が接続されている。上記循環路５３は上流端が電解槽５１の出口５１２と開閉弁５８との間から分岐し、下流端が電解槽の入口５１１と開閉弁５７との間に合流しており、循環ポンプ５２ａの作動により所定の循環流量にて電解槽５１の出口５１２から入口５１１にホルムアルデヒド除去対象の被処理水（本実施形態では中和処理水）を戻し、この被処理水を電解槽５１の陽極５４と陰極５５との両者間に区画形成される流路に繰り返し通過させるよう所定時間循環させるようになっている。
【００３９】
上記の陽極５４と陰極５５との間の流路はその流路断面積が電極の配置間隔により定まるため、循環ポンプ５２ａの吐出流量と、上記流路を通過する被処理水の流速との関係が定まることになる。従って、循環ポンプ５２ａの吐出流量を制御することにより、被処理水の流速を制御し得ることになる。かかる意味で循環ポンプ５２ａが電解槽５１内を通過する被処理水の流速を制御する流速制御手段５２を構成することになる。
【００４０】
上記の陽極５４及び陰極５５の構成の具体例を説明すると、例えばそれぞれ幅５０ｍｍ×長さ１２０ｍｍのサイズの板状電極にし、各板状電極を白金とイリジウムとの合金をコーティングしたチタンプレートにより構成すればよい。そして、このような板状電極により構成された陽極５４及び陰極５５を交互に３ｍｍピッチの間隔で合計６枚（陽極５４を３枚と、陰極５５を３枚との合計６枚）を電解槽５１の槽内に配設すればよい。つまり、被処理水の流れが陽極５４と陰極５５とが相対向する内幅３ｍｍの隙間を通過する間に電気分解によるホルムアルデヒドの酸化除去が進行するようにするのである。なお、上記の幅５０ｍｍが電解槽５０の幅方向に配置される。
【００４１】
ホルムアルデヒド除去運転は次のようにして行う。下流側開閉弁５８を閉じて上流側開閉弁５７を開けて所定量の被処理水を導入する。１回分の被処理水の導入が終了したら上流側開閉弁５７を閉じて、電解槽５１の入口５１１、電解槽５１内、出口５１２、循環路５３の循環経路で閉回路を形成する。そして、循環ポンプ５２ａを作動させて、導入された被処理水を循環路５３を通して電解槽５１の入口から出口の間で循環させながら、直流電源５６から所定電流値の定電流を通電し、電解槽５１内で電気分解反応を起こさせる。その際、循環ポンプ５２ａは、電解槽５１内を通過させる被処理水の流速として予め設定された設定流速に対応する設定吐出流量になるように作動制御する。この場合、循環ポンプ５２ａの吐出流量を制御することが被処理水の電解槽５１内の陽極５４及び陰極５５間の通過流速を直接制御することと同等になる。以上の開閉弁５７，５８の開又は閉切換作動、直流電源５６からの通電及び電流値制御、並びに、循環ポンプ５２ａの作動制御に基づく被処理水の流速制御等はコントローラ２６（図２参照）により作動制御されるようになっている。
【００４２】
電解槽５１内では電気分解により陽極５４の側で酸化反応が生じ陰極５５の側で還元反応が生じることになり、被処理水に含まれるホルムアルデヒドが酸化されて除去される。すなわち、ＨＣＨＯ（ホルムアルデヒド）→ＨＣＯＯＨ（ギ酸）→ＣＯ２，Ｈ２Ｏという経路で酸化される結果、ホルムアルデヒドが除去されることになる。上記の如く循環路５３を通して電解槽５１内に循環させる時間（処理時間）が経過するに従いホルムアルデヒドの酸化除去が進みホルムアルデヒドの含有濃度が低下する。上記の処理時間は次の基準に基づいて設定するようにすればよい。通常、ドレン水は１０−１５ppmという高濃度のホルムアルデヒドを含有しているため、例えば目標値として０．０１６ppm未満という極低濃度を設定し、この設定基準の目標値まで除去が進む処理時間を設定すればよい。ここで、０．０５ppm未満を目標値に設定し、０．０５ppmより低濃度になるまでホルムアルデヒドの除去を行った後の処理済み水を用いて入浴用の浴槽水としての適性について確認試験を行ったところ、人間の皮膚に対する刺激は無かった。このため、上記の設定基準により十分に再利用可能な水を生成することができると考えられる。
【００４３】
以上のホルムアルデヒド除去装置５によるホルムアルデヒド除去処理においては、循環ポンプ５２ａを作動させて処理水を循環させて電解槽５１の陽極５４及び陰極５５の間に繰り返し通過させて電気分解によるホルムアルデヒドの酸化除去を行うことにより、被処理水から有害なホルムアルデヒドを除去することができ、被処理水から再利用可能な水を生成することができる。又、単に電解槽５１に通して電気分解処理するだけではなくて、循環ポンプ５２ａ及び循環路５３を通して電解槽５１に対し処理水を循環させて処理水を陽極５４と陰極５５との間に繰り返し通過させるようにしているため、処理水を電気分解によるホルムアルデヒドの酸化除去作用を繰り返し受けさせるようにすることができる。この結果、陽極５４及び陰極５５の各電極面積をさほど大きくしなくても電気分解によるホルムアルデヒドの除去反応を効率よく進行させることができ、しかも電解槽５１をコンパクトなものにすることができる。なお、ホルムアルデヒドを酸化除去するための電気分解によって、他の有機物の分解除去の作用も併せて得ることができ、再利用する上でより好適な処理済み水の生成を行うことができる。
【００４４】
さらに、流速制御手段５２としての循環ポンプ５２ａの作動制御により電解槽５１内を被処理水が設定流速まで増速された流速で通過するようになるため、ホルムアルデヒドの酸化除去による除去速度を高めることができる。ここで、被処理水の流速が電解槽５１での電気分解によるホルムアルデヒドの除去速度に及ぼす影響を確認すべく比較試験を行った結果を、図４に示す。この比較試験は、それぞれ当初のホルムアルデヒド濃度が１０ppmの被処理水を５００mLずつ用い、直流電源５６からの通電電流を３Ａの定電流値に設定し、循環ポンプ５２ａの吐出流量として７０mL／min，２２０mL／min，３００mL／min，３７０mL／minの４ケースについて、処理を開始してからの経過時間(以下「処理時間」という)に対するホルムアルデヒド濃度（ppm）の変化について対比した。図４（ａ）はその結果の全体を、図４（ｂ）は図４（ａ）における低濃度域Ｓについて縦軸のホルムアルデヒド濃度目盛の縮尺を拡大した状態で結果をプロットした拡大図をそれぞれ示す
これによれば、特に図４（ｂ）を参照すると、吐出流量７０mL／minの場合はホルムアルデヒド目標濃度（０．０１６ppm未満）まで低下するのに６０分要したのに対し、吐出流量２２０mL／minの場合は４０分、吐出流量３００mL／minの場合は３０分、吐出流量３７０mL／minの場合は３０分というように短縮した。つまり、吐出流量を増大すれば（通過流速を増速すれば）、ホルムアルデヒド除去完了（上記のホルムアルデヒド目標濃度まで低下したこと：以下同様）までの必要処理時間を短縮することができ、ホルムアルデヒドの酸化除去の反応速度（効率）をより高めることができることが分かる。又、吐出流量３００mL／minと、３７０mL／minとではホルムアルデヒド除去完了までの必要処理時間は同じで変わらないため、吐出流量を吐出流量３００mL／min程度に設定することがホルムアルデヒドの除去効率上及び除去経済上において最適な設定値であることも分かる。
【００４５】
ここで、被処理水の通過流速を増速することによりホルムアルデヒドの酸化除去についての反応速度増大が得られるという現象について考察するに、本発明の電気分解によるホルムアルデヒドの酸化除去は陽極５４の電極表面の境界部での直接酸化反応によりホルムアルデヒドがＣＯ２やＨ２Ｏに変換されて除去されるものであり、除去反応速度に関連する因子としては、反応物の液内移動速度、電極反応速度、反応物・生成物の液内移動速度、電極の触媒活性等が考えられる。ところで、電極表面上での酸化反応の際に副生物として気泡が生じ、この気泡の存在によりホルムアルデヒドの電極表面に対する有効な接触が阻害され、その酸化反応を進行させる上での阻害要因となる。このため、被処理水の通過流速を増大（増速）させると、副生物である気泡が生じても、その生じた気泡は被処理水と共に即座に流されるため、ホルムアルデヒドが電極表面と接触する確率が上がりホルムアルデヒドが電極表面と接触する有効面積も増大し、この結果、ホルムアルデヒドの酸化除去の反応速度が増大することになると考えられる。
【００４６】
以上の結果、コントローラ２６（図２参照）による循環ポンプ５２ａの作動制御においては、３００mL／minを設定吐出流量（設定流速に対応する設定量）として設定し、この設定吐出流量になるように作動制御することにより、最も経済的かつ効率のよいホルムアルデヒド除去処理を行うことができることになる。なお、循環ポンプ５２ａとして、可変流量ポンプの他に、電解槽５１内の流路サイズ等の仕様が定まっている場合には所定の設定吐出流量の定流量ポンプを用いて構成するようにしてもよい。
【００４７】
さらに、電解槽５１の内部空間の断面積、及び、その内部空間に配設される陽極５４，陰極５５の電極間隔の変更設定により被処理水の通過流速の制御、つまり、増速が可能になる。陽極５４と陰極５５との電極ピッチを例えば図５（ａ）の電解槽５１ａから図５(ｂ)の電解槽５１ｂに、さらに図５(ｃ)の電解槽５１ｃに示すように順に狭くし、この電極ピッチの変更（狭く変更）に対応して電解槽５１ａ，５１ｂ，５１ｃの内断面積も小さくしていくと、各電解槽５１ａ，５１ｂ，５１ｃの入口５１１（図３参照）から流入される被処理水の流速は同じであっても、陽極５４と陰極５５との電極間を通過する被処理水の通過流速は電極ピッチを狭くするほど速くなる。一方、出口５１２から出れば入口５１１に流入したときの流速に復帰することになる。
【００４８】
図６（ａ）及び図６（ｂ）は、上記の電極ピッチ及び内断面積（同図には「セル断面積」と表示）と、被処理水の通過流速（同図には「セル通過流速」と表示）と、循環ポンプ５２ａの吐出流量（循環流量）との相互関係について、実測した結果を示す。これらは、図３の構成を用いて図５(ａ)，（ｂ），（ｃ）の如く電極ピッチ及び各電解槽５１ａ，５１ｂ，５１ｃの内断面積（図６には「セル断面積」と表示）を変化させたり、循環ポンプ５２ａの吐出流量を変化させたりしたときの実測結果である。図６（ａ）によれば、循環流量が一定のとき、電極ピッチを４ｍｍから３ｍｍへ、３ｍｍから２ｍｍへと小さくしていき、併せて内断面積も電極ピッチの変更に比例して小さく変更していけば、被処理水の通過流速はその変更に従い増速させ得ることが分かる。又、図６（ｂ）によれば、電極ピッチ及び内断面積をより小さく変更すれば、循環ポンプ５２ａの吐出流量を低減させても、同じ通過流速（２８６ｍｍ／min）を実現させ得ることが分かる。
【００４９】
従って、上述の循環ポンプ５２ａの作動制御上の３００mL／min程度という設定吐出流量の設定の最適化に加え、上記の陽極５４／陰極５５の電極ピッチ及び電解槽５１の内断面積の変更設定を行うことにより、被処理水のより一層の増速化や、あるいは、目標流速を実現させる上で循環ポンプ５２ａの作動エネルギーの削減化を図ることができることになる。組み合わせとしては、例えば被処理水の設定流速として２８６ｍｍ／minを設定することがホルムアルデヒドの酸化除去の反応速度として好ましいものを実現することができ、これを実現するためには循環ポンプ５２ａの設定吐出流量を３００mL／min程度に設定し、電極ピッチ（設定電極間隔）を３ｍｍ、電解槽５１の内断面積を１０５０ｍｍ２に設定すればよい。
【００５０】
＜他の実施形態＞
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の実施形態を包含するものである。すなわち、上記実施形態では、浴槽２での再利用を可能とするために処理済み水を浴槽２に対し流しているが、これに限らず、浴槽ではなくて装置外の再利用先に対し再利用水として供給したり、あるいは、無害化水として単に排水させたりしてももちろんよい。
【００５１】
又、上記実施形態では、給湯装置内（給湯装置のケース内）に設置した例について説明したが、これに限らず、ホルムアルデヒド除去装置５を上記のケースの外に給湯装置とは独立して設置し、処理対象の被処理水（二次熱交換器１からのドレン水又は中和処理槽４での中和処理を経た中和処理水）を上記のケース外のホルムアルデヒド除去装置まで導くように、二次熱交換器１又は中和処理槽４から管路等で接続するようにしてもよい。この場合には、ホルムアルデヒド除去装置として給湯装置のコントローラとは別のコントローラを含んで構成すればよい。
【００５２】
上記実施形態では、バッチ処理方式を採用した場合の構成について説明したが、連続処理方式を採用することも可能である。例えば、流速制御手段５２（図１参照）として所定容量の貯留槽と流量調整弁とで構成し、二次熱交換器１から直接に導いたドレン水又は中和処理槽４からの中和処理水を貯留槽に貯留し、流量調整弁を通して電解槽５１に対し一定流量でかつ連続して流入させるようにすればよい。この際、流量調整弁による流量調整に加えて、上記実施形態で説明した段階槽５２内の電極ピッチ及び内断面積の変更設定を行うことにより被処理水の増速制御をより幅広く行うことができるようになる。なお、中和処理槽４の内容量に余裕があれば、上記の貯留槽を省略することも可能である。
【００５３】
さらに、上記実施形態では、ドレン水を中和処理槽４で中和処理した後の中和処理水をホルムアルデヒド除去対象の被処理水としてホルムアルデヒド除去装置５に導いているが、これに限らず、二次熱交換器１で発生して集水されたドレン水をそのまま被処理水としてホルムアルデヒド除去装置５に導いてホルムアルデヒド除去処理を施すようにしてもよい。
【００５４】
なお、ホルムアルデヒドを酸化除去するための電気分解においては、ホルムアルデヒドに加えて他の有機物の分解除去の作用も併せて得ることができるため、本発明のホルムアルデヒド除去装置を用いて入浴後の浴槽水の浄化に利用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施形態の給湯装置の要部を示す模式図である。
【図２】図１の給湯装置を具体化したものの例を示す模式図である。
【図３】ホルムアルデヒド除去装置の例を示す説明図である。
【図４】図４（ａ）は被処理水の流速を変化させた場合の処理時間に対するホルムアルデヒド濃度変化を示す関係図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）の低濃度域Ｓをホルムアルデヒド濃度の目盛縮尺を拡大した状態で示す部分図である。
【図５】図３のＸ−Ｘ線からみた電解槽の断面説明図であり、図５(ａ)は電極ピッチが４ｍｍの場合の例を示し、図５(ｂ)は電極ピッチが３ｍｍの場合の例を示し、図５(ｃ)は電極ピッチが２ｍｍの場合の例を示す。
【図６】電極ピッチ及びセル断面積と、循環流量と、セル通過流速との関係について実測した結果を示し、図６（ａ）は循環流量を一定にして電極ピッチ及びセル断面積を変化させた場合を示し、図６（ｂ）は電極ピッチ及びセル断面積を変化させてもセル通過流速を一定に維持することになる循環流量を調べたものである。
【符号の説明】
【００５６】
１            二次熱交換器（潜熱回収用熱交換器）
２            浴槽
３            追い焚き循環路（連通路）
４            中和処理槽
５            ホルムアルデヒド除去装置
２５          ドレン水処理回路
２６          コントローラ
５１，５１ａ〜５１ｃ    電解槽
５２          流速制御手段
５２ａ        循環ポンプ（流速制御手段）
５３          循環路
５４          陽極
５５          陰極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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