(57)【要約】【課題】電極間に隔膜を設けなくても容器の大型化及び消費電力の増大を抑制しつつ電気分解の効率化を図ることができる電気分解装置及びこれを備えたヒートポンプ給湯機を提供する。【解決手段】電気分解装置４１の容器４７内には、電極板５０に沿う方向である第１方向Ｄ１と第１方向Ｄ１とは反対の第２方向Ｄ２に蛇行する蛇行流路が形成されており、前記蛇行流路は、厚み方向Ｄ３に並ぶ複数の電極間流路Ｆにより構成される第１分岐流路Ｂを含み、第１方向Ｄ１側の容器４７の内面又は第２方向Ｄ２側の容器４７の内面と、第１分岐流路Ｂにおける複数の電極間流路Ｆとの間の端部領域Ｍ内の水がこれらの電極間流路Ｆに分流する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水を加熱するための水熱交換器（２１）を備えたヒートポンプ給湯機に用いられ、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）内に配置された複数の電極板（５０）と、を備え、
前記複数の電極板（５０）は、前記容器（４７）内において前記水入口（４３）側の領域から前記水出口（４５）側の領域に向かって電極板（５０）の厚み方向（Ｄ３）に配列され、陰極及び陽極の一方として機能する電極板（５０）とこれに隣り合い陰極及び陽極の他方として機能する電極板（５０）との間の隙間により構成される電極間流路（Ｆ）を複数形成しており、
前記容器（４７）内には、電極板（５０）に沿う方向である第１方向（Ｄ１）と前記第１方向（Ｄ１）とは反対の第２方向（Ｄ２）に蛇行する蛇行流路が形成されており、
前記蛇行流路は、前記厚み方向（Ｄ３）に並ぶ複数の電極間流路（Ｆ）により構成される第１分岐流路（Ｂ）を含み、
第１方向（Ｄ１）側の前記容器（４７）の内面又は第２方向（Ｄ２）側の前記容器（４７）の内面と、前記第１分岐流路（Ｂ）における複数の電極間流路（Ｆ）との間の端部領域（Ｍ）内の水がこれらの電極間流路（Ｆ）に分流する電気分解装置。
【請求項２】
前記蛇行流路は、前記第１分岐流路（Ｂ）よりも下流側に設けられた第２分岐流路（Ｂ）をさらに含み、
前記第２分岐流路（Ｂ）は、前記第１分岐流路（Ｂ）を構成する電極間流路（Ｆ）よりも下流側において前記厚み方向（Ｄ３）に並ぶ複数の電極間流路（Ｆ）により構成されている、請求項１に記載の電気分解装置。
【請求項３】
前記第１分岐流路（Ｂ）と前記第２分岐流路（Ｂ）とは、隣り合う位置に設けられており、これらの流路の一端同士は、前記端部領域（Ｍ）を介して接続されており、
前記端部領域（Ｍ）では、上流側の前記第１分岐流路（Ｂ）における複数の電極間流路（Ｆ）を通過した水が合流して混合され、
前記端部領域（Ｍ）において混合された水は、下流側の前記第２分岐流路（Ｂ）における複数の電極間流路（Ｆ）に分流する、請求項２に記載の電気分解装置。
【請求項４】
前記第１分岐流路（Ｂ）における電極間流路（Ｆ）の数は、前記第２分岐流路（Ｂ）における電極間流路（Ｆ）の数よりも多い、請求項２又は３に記載の電気分解装置。
【請求項５】
前記第１分岐流路（Ｂ）と前記第２分岐流路（Ｂ）とは、隣り合う位置に設けられており、一端同士が接続されているとともに、他端同士が電極板（５０）によって仕切られている、請求項２〜４のいずれか１項に記載の電気分解装置。
【請求項６】
前記第１分岐流路（Ｂ）と前記第２分岐流路（Ｂ）とは、隣り合う位置に設けられており、一端同士が接続されているとともに、他端同士が絶縁性の仕切り部材（６１）によって仕切られている、請求項２〜４のいずれか１項に記載の電気分解装置。
【請求項７】
前記蛇行流路は、前記水出口に接続された最下流流路（Ｄ）を含み、
前記最下流流路（Ｄ）は、分岐していない単一の流路である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の電気分解装置。
【請求項８】
水を加熱するための水熱交換器（２１）を有し、冷媒配管を通じて冷媒が循環するヒートポンプユニット（１３）と、
水が貯留されるタンク（１５）、前記タンク（１５）の水を前記水熱交換器（２１）に送る送り側流路、及び前記水熱交換器により加熱された水を前記タンク（１５）に戻す戻し側流路を有する貯湯ユニット（１７）と、
水に含まれるスケール成分を除去するための請求項１〜７のいずれか１項に記載の電気分解装置（４１）と、を備えるヒートポンプ給湯機。 
【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に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、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。
【０００３】
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、井戸水などの地下水は、水道水と比べて前記スケール成分の濃度が高く、スケールが生じやすい水質を有している。また、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、特にスケールが析出しやすい水質であることが多い。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。
【０００４】
例えば特許文献１には、給水口と熱交換器とを接続する給水側配管の途上に水路に面して対向して配置された複数の電極と、電極間に微弱電流を強制的に印加する手段とを備え、微弱電流の印加により一方の電極表面近傍の流水が給水ｐＨよりもアルカリ性を呈することを可能にするスケール形成防止給湯機が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３１７８１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、ヒートポンプ給湯機に設けられる電気分解装置において、容器を大型化させずに電気分解の効率化を図る手段としては、多数の電極板によって容器内に蛇行流路を形成して容器内の水流路を長くする方法が考えられる。
【０００７】
しかし、蛇行流路では、その流路面積（断面積）が小さくなるため、陰極と陽極との間を流れる水の流速が高くなる。水の流速が高くなると乱流になりやすいため、電気分解によってｐＨが高くなる陰極付近を流れる水と、ｐＨが低くなる陽極付近を流れる水とが混合しやすくなる。このような混合が顕著になると、両極間におけるｐＨの勾配が緩やかになって陰極付近の陽イオン濃度が低下し、陰極でのスケールの析出量が低下する。また、上記のような混合が顕著になると、陰極付近において析出したスケールを含む水が陽極付近に流れ込み、そのスケールが陽極付近において再溶解する可能性もある。
【０００８】
上記のようなスケール析出量の低下やスケールの再溶解を抑制するためには、両極間の間隔を広げ、蛇行流路の流路面積を大きくして水の流速を低下させる方法が考えられる。しかし、両極間の間隔を広げると消費電力が増大するとともに容器が大型化するという問題がある。また、電極間に隔膜を設けてｐＨを制御する方法もあるが、コストアップにつながるとともに隔膜のメンテナンスが必要になる。
【０００９】
そこで、本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、電極間に隔膜を設けなくても容器の大型化及び消費電力の増大を抑制しつつ電気分解の効率化を図ることができる電気分解装置及びこれを備えたヒートポンプ給湯機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
(1)  本発明の電気分解装置は、水を加熱するための水熱交換器（２１）を備えたヒートポンプ給湯機に用いられ、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）内に配置された複数の電極板（５０）と、を備える。
【００１１】
前記複数の電極板（５０）は、前記容器（４７）内において前記水入口（４３）側の領域から前記水出口（４５）側の領域に向かって電極板（５０）の厚み方向（Ｄ３）に配列され、陰極及び陽極の一方として機能する電極板（５０）とこれに隣り合い陰極及び陽極の他方として機能する電極板（５０）との間の隙間により構成される電極間流路（Ｆ）を複数形成している。
【００１２】
前記容器（４７）内には、電極板（５０）に沿う方向である第１方向（Ｄ１）と前記第１方向（Ｄ１）とは反対の第２方向（Ｄ２）に蛇行する蛇行流路が形成されている。前記蛇行流路は、前記厚み方向（Ｄ３）に並ぶ複数の電極間流路（Ｆ）により構成される第１分岐流路（Ｂ）を含む。第１方向（Ｄ１）側の前記容器（４７）の内面又は第２方向（Ｄ２）側の前記容器（４７）の内面と、前記第１分岐流路（Ｂ）における複数の電極間流路（Ｆ）との間の端部領域（Ｍ）内の水は、これらの電極間流路（Ｆ）に分流する。
【００１３】
この構成では、蛇行流路における分岐流路（Ｂ）は、厚み方向（Ｄ３）に並ぶ複数の電極間流路（Ｆ）により構成されており、端部領域（Ｍ）内の水がこれらの電極間流路（Ｆ）に分流する構造を有している。したがって、各電極間流路（Ｆ）の流路面積を大きくしなくても分岐流路（Ｂ）の各電極間流路（Ｆ）を流れる水の流速を低減することができる。これにより、分岐流路（Ｂ）の各電極間流路（Ｆ）を流れる水は、乱流になりにくく層流を維持しやすくなって、陰極付近を流れる水と陽極付近を流れる水との混合が抑制されるので、スケール析出量の低下及びスケールの再溶解を抑制できる。また、陰極と陽極との間隔を広げる必要がないので、消費電力の増大及び容器の大型化を抑制できる。よって、電極間に隔膜を設けなくても容器の大型化及び消費電力の増大を抑制しつつ、流路長が増大された蛇行流路による電気分解の効率化を図ることができる。
【００１４】
(2)  前記電気分解装置において、前記蛇行流路は、前記第１分岐流路（Ｂ）よりも下流側に設けられた第２分岐流路（Ｂ）をさらに含み、前記第２分岐流路（Ｂ）は、前記第１分岐流路（Ｂ）を構成する電極間流路（Ｆ）よりも下流側において前記厚み方向（Ｄ３）に並ぶ複数の電極間流路（Ｆ）により構成されているのが好ましい。
【００１５】
この構成では、蛇行流路には第１分岐流路（Ｂ）に加え、さらに第２分岐流路（Ｂ）が設けられているので、蛇行流路において水の流速を低減できる範囲をさらに拡大することができる。これにより、蛇行流路において、スケール析出量の低下及びスケールの再溶解をさらに抑制できる。
【００１６】
(3)  前記電気分解装置において、前記第１分岐流路（Ｂ）と前記第２分岐流路（Ｂ）とは、隣り合う位置に設けられており、これらの流路の一端同士は、前記端部領域（Ｍ）を介して接続されており、前記端部領域（Ｍ）では、上流側の前記第１分岐流路（Ｂ）における複数の電極間流路（Ｆ）を通過した水が合流して混合され、前記端部領域（Ｍ）において混合された水は、下流側の前記第２分岐流路（Ｂ）における複数の電極間流路（Ｆ）に分流するのが好ましい。
【００１７】
この構成では、上流側の第１分岐流路（Ｂ）の各電極間流路（Ｆ）を通過した水が、端部領域（Ｍ）において合流して混合される。したがって、例えば、上流側の第１分岐流路（Ｂ）において複数の電極間流路（Ｆ）を流れる水中のスケール成分濃度が均一にならずに電極間流路（Ｆ）間でばらつきが生じた場合であっても、複数の電極間流路（Ｆ）を流れる水は端部領域（Ｍ）において混合されてばらつきが解消される。そして、ばらつきが解消された端部領域（Ｍ）内の水が下流側の第２分岐流路（Ｂ）に分流するので、第２分岐流路（Ｂ）の各電極間流路（Ｆ）にはスケール成分濃度がある程度均一化された水が流入する。これにより、下流側の第２分岐流路（Ｂ）において水中のスケール成分濃度のばらつきに起因する電気分解の効率低下を抑制できる。また、端部領域（Ｍ）は、電極間流路ではないので、端部領域（Ｍ）において水が混合されても上述したスケール析出量の低下やスケールの再溶解の問題は生じない。
【００１８】
(4)  前記電気分解装置において、前記第１分岐流路（Ｂ）における電極間流路（Ｆ）の数は、前記第２分岐流路（Ｂ）における電極間流路（Ｆ）の数よりも多い場合には、上流側の第１分岐流路（Ｂ）の各電極間流路（Ｆ）を流れる水の流速を下流側の第２分岐流路（Ｂ）の各電極間流路（Ｆ）を流れる水の流速よりも低くすることができる。水中のスケール成分濃度は容器（４７）内の上流側の方が高い傾向にあるので、上流側の第１分岐流路（Ｂ）には、下流側の第２分岐流路（Ｂ）よりもスケール成分濃度の高い水が流れる。このような第１分岐流路（Ｂ）の各電極間流路（Ｆ）を流れる水の流速を上記のように低くすることにより、第１分岐流路（Ｂ）の各電極間流路（Ｆ）に流入した水が通過するまでの時間を長くすることができる。これにより、第１分岐流路（Ｂ）において電気分解によるスケール除去効率を高めることができ、その結果、蛇行流路全体の電気分解の効率化を図ることができる。
【００１９】
(5)  前記電気分解装置において、前記第１分岐流路（Ｂ）と前記第２分岐流路（Ｂ）とは、隣り合う位置に設けられており、一端同士が接続されているとともに、他端同士が電極板（５０）によって仕切られているのが好ましい。
【００２０】
この構成では、電極板（５０）自体が分岐流路（Ｂ）同士を仕切る役割を担っているので、仕切り部材として別の部材を容易する必要がない。これにより、部品点数が増加するのを抑制でき、コストアップを抑制できる。
【００２１】
(6)  前記電気分解装置において、前記第１分岐流路（Ｂ）と前記第２分岐流路（Ｂ）とは、隣り合う位置に設けられており、一端同士が接続されているとともに、他端同士が絶縁性の仕切り部材（６１）によって仕切られていてもよい。
【００２２】
この構成では、例えば電極板（５０）の材料として比較的腐食しやすいチタンなどの金属を用いる場合に、分岐流路（Ｂ）同士を仕切る役割を電極板（５０）に担わせるのではなく仕切り部材としての絶縁性の仕切り部材（６１）を用いることにより、電気分解時に仕切り部材（６１）が腐食するのを防ぐことができる。これにより、分岐流路（Ｂ）同士が仕切られた状態を長期にわたって維持することができる。
【００２３】
(7)  前記電気分解装置において、前記蛇行流路は、前記水出口に接続された最下流流路（Ｄ）を含み、前記最下流流路（Ｄ）は、分岐しない単一の流路であるのが好ましい。
【００２４】
この構成では、最下流流路（Ｄ）が単一の流路であるので、分岐流路（Ｂ）に比べて水の流速を高めることができる。これにより、最下流流路（Ｄ）に流入した水は、最下流流路（Ｄ）において高速で流れることにより乱流又はそれに近い流れとなって混合されやすくなる。これにより、容器（４７）から流出する水は、ｐＨなどの物性のばらつきが低減される。よって、ヒートポンプ給湯機における水熱交換器にｐＨの低い水が流れ込むようなことを抑制できる。
【００２５】
(8)  本発明のヒートポンプ給湯機は、水を加熱するための水熱交換器（２１）を有し、冷媒配管を通じて冷媒が循環するヒートポンプユニット（１３）と、水が貯留されるタンク（１５）、前記タンク（１５）の水を前記水熱交換器（２１）に送る送り側流路、及び前記水熱交換器により加熱された水を前記タンク（１５）に戻す戻し側流路を有する貯湯ユニット（１７）と、水に含まれるスケール成分を除去するための前記電気分解装置（４１）と、を備える。
【発明の効果】
【００２６】
以上説明したように、本発明の電気分解装置によれば、電極間に隔膜を設けなくても容器の大型化及び消費電力の増大を抑制しつつ電気分解の効率化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態にかかるヒートポンプ給湯機を示す構成図である。
【図２】前記ヒートポンプ給湯機に用いられる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のＩＩＩＡ−ＩＩＩＡ線断面図であり、（Ｂ）は、図２のＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線断面図である。
【図４】（Ａ），（Ｂ）は、前記電気分解装置の変形例１を示す断面図である。
【図５】前記電気分解装置の変形例２を示す断面図である。
【図６】前記電気分解装置の変形例３を示す断面図である。
【図７】前記電気分解装置の変形例４を示す断面図である。
【図８】前記電気分解装置の変形例５を示す断面図である。
【図９】前記電気分解装置の変形例６を示す断面図である。
【図１０】参考例の電気分解装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
＜ヒートポンプ給湯機＞
以下、本発明の一実施形態に係るヒートポンプ給湯機１１ついて図面を参照しながら説明する。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、ヒートポンプユニット１３と、貯湯ユニット１７と、電気分解装置４１と、これらを制御するコントローラ３２とを備えている。
【００２９】
貯湯ユニット１７は、水を貯留するタンク１５と、ポンプ３１と、導水路２７，２９とを有する。タンク１５と水熱交換器２１とは、導水路２７，２９により接続されている。導水路２７，２９は、タンク１５の水を水熱交換器２１に送る送り側流路を有する入水配管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に戻す戻し側流路を有する出湯配管２９とを含む。入水配管２７には、水を送液するためのポンプ３１が設けられている。ポンプ３１は、タンク１５内の水を、タンク１５の下部から入水配管２７に流出させ、入水配管２７、水熱交換器２１および出湯配管２９の順に送水し、タンク１５の上部に戻す。
【００３０】
また、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、水熱交換器２１、電気分解装置４１、及びこれらを接続する導水路２７，２９を含む。
【００３１】
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。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。
【００３２】
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のものである。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のものである。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。
【００３３】
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でポンプ３１の下流側の位置に設けられている。電気分解装置４１の詳細については後述する。
【００３４】
コントローラ３２は、制御部３３と、メモリ（記憶部）３４とを有している。制御部３３は、メモリ３４に記憶された沸上げ運転のスケジュールに基づいてタンク１５内の水を沸き上げる沸上げ運転を制御する。また、制御部３３は、後述する電気分解装置４１の各電極板５０に電源５３から通電する電流値を制御する。
【００３５】
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内の水を沸上げる沸上げ運転では、制御部３３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ていく。この沸上げ運転では、電気分解装置４１によって水に含まれるスケール成分が除去される。
【００３６】
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、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、循環式の前記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。
【００３７】
＜電気分解装置＞
図２は、本発明の一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のＩＩＩＡ−ＩＩＩＡ線断面図であり、図３（Ｂ）は、図２のＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線断面図である。図２及び図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、電気分解装置４１は、容器４７と、複数の電極板５０とを備えている。
【００３８】
本実施形態では、容器４７は、６つの壁部により構成された略直方体形状を有している。これらの壁部は、水が流れる水流空間を形成している。６つの壁部は、第１壁部４７１、第２壁部４７２、第３壁部４７３、第４壁部４７４、第５壁部４７５及び第６壁部４７６である。
【００３９】
第１壁部４７１は、水入口４３を有しており、水の流れの上流側に位置している。第２壁部４７２は、水出口４５を有しており、第１壁部４７１と平行な姿勢で水の流れの下流側に位置している。第１壁部４７１と第２壁部４７２とは、複数の電極板５０と平行な姿勢で配置されている。第３〜第６壁部は、第１壁部４７１と第２壁部４７２の周縁部同士をつないでいる。第３壁部４７３は、下方に位置し、第４壁部４７４は、第３壁部４７３と平行な姿勢で上方に位置している。第５壁部４７５は、下流側に向かって右側に位置し、第６壁部４７６は、第５壁部４７５と平行な姿勢で下流側に向かって左側に位置している。
【００４０】
容器４７の水入口４３は、第１壁部４７１の下部に設けられており、容器４７の水出口４５は、第２壁部４７２の上部に設けられている。水入口４３にはポンプ３１側に位置する入水配管２７が接続され、水出口４５には水熱交換器２１側に位置する入水配管２７が接続される。ポンプ３１により入水配管２７を通じて電気分解装置４１に送られる水は、水入口４３から容器４７の内部の水流空間に流入する。水流空間に流入した水は、水の流れの下流側に向かって流れ、水出口４５から容器４７の外部に排出される。
【００４１】
複数の電極板５０は、陰極及び陽極の一方として機能する複数の第１電極板５１と、陰極及び陽極の他方として機能する複数の第２電極板５２とを含む。各電極板５１，５２の材料としては、チタン、白金、ニッケル、炭素、黒鉛、銅、ガラス質炭素などが例示できる。
【００４２】
複数の電極板５１，５２は、電極板の厚み方向Ｄ３に互いに間隔をあけて配列されている。本実施形態では、複数の電極板５１，５２は、電極板の厚み方向Ｄ３が水平方向に向くように配列されている。具体的に、複数の電極板５１，５２は、容器４７内において水入口４３側の領域（上流側領域）から水出口４５側の領域（下流側領域）に向かって第１電極板５１と第２電極板５２とが電極板の厚み方向Ｄ３（電極板の配列方向Ｄ３）に交互に配列されることにより複数の電極対４９を構成している。各電極対４９は、隣り合う電極板５１，５２により構成される。電極板５１，５２の間の隙間は、水が流れる電極間流路Ｆとして機能する。すなわち、容器４７内には、複数の電極間流路Ｆが形成されている。
【００４３】
複数の第１電極板５１は、導線５３１を介して電源５３における一方の極に接続されており、複数の第２電極板５２は、導線５３２を介して電源５３における他方の極に接続されている。これにより、図３（Ｂ）に示すように、複数の電極対４９は、電源に対して並列に接続されている。
【００４４】
図３（Ｂ）に示すように、各電極板５０（５１，５２）は、水平方向Ｈの両サイドが第５壁部４７５と第６壁部４７６に当接又は近接している。本実施形態では、各電極板５０の両サイドが第５壁部４７５と第６壁部４７６に固定されている。
【００４５】
図３（Ａ）に示すように、複数の電極板５０は、下端部が第３壁部４７３の内面に当接又は近接する複数の仕切り電極板５０Ａと、上端部が第４壁部４７４の内面に当接又は近接する複数の仕切り電極板５０Ｂと、これらの仕切り電極板５０Ａ，５０Ｂ以外の電極板５０Ｃとを含む。仕切り電極板５０Ａの上端部と第４壁部４７４の内面との間には、水が流通可能な隙間Ｇ１が設けられている。仕切り電極板５０Ｂの下端部と第３壁部４７３の内面との間には、水が流通可能な隙間Ｇ２が設けられている。また、電極板５０Ｃの上端部と第４壁部４７４の内面との間には、水が流通可能な隙間Ｇ１が設けられており、電極板５０Ｃの下端部と第３壁部４７３の内面との間には、水が流通可能な隙間Ｇ２が設けられている。
【００４６】
仕切り電極板５０Ｂは、２つの仕切り電極板５０Ａの間に配置されており、また、仕切り電極板５０Ａは、２つの仕切り電極板５０Ｂの間に配置されている。そして、仕切り電極板５０Ａと仕切り電極板５０Ｂとの間には少なくとも一つの電極板５０Ｃが配置されている。本実施形態では、仕切り電極板５０Ａと仕切り電極板５０Ｂとの間には２つの電極板５０Ｃが配置されている。
【００４７】
各仕切り電極板５０Ａ，５０Ｂは、電極板５０Ｃよりも上下方向の長さが大きい。各仕切り電極板５０Ａは、容器４７内の下部に位置する後述の端部領域Ｍを区画している。一方、各仕切り電極板５０Ｂは、容器４７内の上部に位置する後述の端部領域Ｍを区画している。
【００４８】
容器４７内において上記のように各電極板５０が配置されることによって、容器４７内には図３（Ａ）に示すように上下方向Ｖに蛇行する蛇行流路が形成されている。この蛇行流路は、電極板５０に沿って第１方向としての上方Ｄ１に水が流れる複数の上方流路（第１流路）と、電極板５０に沿って第２方向としての下方Ｄ２に水が流れる複数の下方流路（第２流路）とを含む。上方流路と下方流路は、交互に配置されている。
【００４９】
具体的に、図３（Ａ）に示す電気分解装置４１では、蛇行流路は、４つの上方流路と、３つの下方流路とにより構成されている。４つの上方流路のうち最上流に位置する流路は、第１壁部４７１とこれに隣接された仕切り電極板５０Ａとの間の隙間により構成される最上流流路Ｕである。この最上流流路Ｕは、分岐していない単一の流路である。この最上流流路Ｕには水入口４３から水が流入する。
【００５０】
４つの上方流路のうち最下流に位置する流路は、第２壁部４７２とこれに隣接された仕切り電極板５０Ｂとの間の隙間により構成される最下流流路Ｄである。この最下流流路Ｄは、分岐していない単一の流路である。この最下流流路Ｄから水出口４５を通じて水が容器４７外に流出する。
【００５１】
４つの上方流路のうち、最上流流路Ｕと最下流流路Ｄとの間に位置する流路は、２つの分岐流路Ｂ（Ｂ２，Ｂ４）からなる。各分岐流路Ｂは、配列方向Ｄ３に並ぶ３つの電極間流路Ｆにより構成されている。各分岐流路Ｂ１に流入する水は、３つの電極間流路Ｆに分流される。
【００５２】
本実施形態では、３つの下方流路は、すべて分岐流路Ｂ（Ｂ１，Ｂ３，Ｂ５）である。各分岐流路Ｂは、配列方向Ｄ３に並ぶ３つの電極間流路Ｆにより構成されている。各分岐流路Ｂに流入する水は、３つの電極間流路Ｆに分流される。
【００５３】
隣り合う分岐流路Ｂと分岐流路Ｂの一端同士は、一方の分岐流路Ｂにおける複数の電極間流路Ｆを通過した水が合流して混合される端部領域Ｍを介して接続されている。端部領域Ｍは、上述した隙間Ｇ１又は隙間Ｇ２を含む空間である。端部領域Ｍにおいて混合された水は、他方の分岐流路Ｂにおける複数の電極間流路Ｆに分流する。
【００５４】
容器４７内の下部に位置する端部領域Ｍは、その上流側が水入口４３側（第１壁部４７１側）に位置する仕切り電極板５０Ａの下部により区画されており、その下流側が水出口４５側（第２壁部４７２側）に位置する仕切り電極板５０Ａの下部により区画されている。当該端部領域Ｍの右側は、第５壁部４７５の下部により区画されており、左側は、第６壁部４７６の下部により区画されている。
【００５５】
容器４７内の上部に位置する端部領域Ｍは、その上流側が水入口４３側（第１壁部４７１側）に位置する仕切り電極板５０Ｂの上部により区画されており、その下流側が水出口４５側（第２壁部４７２側）に位置する仕切り電極板５０Ｂの上部により区画されている。当該端部領域Ｍの右側は、第５壁部４７５の上部により区画されており、左側は、第６壁部４７６の上部により区画されている。
【００５６】
以上のような構造を有する電気分解装置４１では、水入口４３から容器４７内に流入した水が水出口４５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気分解によって各電極対４９の陰極にスケールとして析出する。陰極に付着したスケールは、例えば周期的に電極板５１，５２の極性を反転させることにより、陰極から脱落して容器４７の第３壁部４７３上に沈殿する。沈殿したスケールは、例えば容器４７に設けられる図略のスケール排出口から容器４７の外部に排出される。
【００５７】
（変形例１）
図４（Ａ），（Ｂ）は、電気分解装置４１の変形例１を示す断面図である。図３（Ａ），（Ｂ）に示す実施形態では、複数の電極板５１，５２が容器４７内において上下方向Ｖに蛇行する蛇行流路を形成している場合を例示したが、これに限定されない。例えば、図４（Ａ），（Ｂ）に示す変形例１のように複数の電極板５０が容器４７内において水平方向Ｈに蛇行する蛇行流路を形成する形態であってもよい。
【００５８】
この蛇行流路は、第１方向としての右方Ｄ１に水が流れる複数の右方流路（第１流路）と、第２方向としての左方Ｄ２に水が流れる複数の左方流路（第２流路）とを含む。右方流路と左方流路は、交互に配置されている。なお、他の構成については、図３（Ａ），（Ｂ）に示す電気分解装置４１と同様であるので、詳細な説明は省略する。また、図４以降の図面では、電源５３及び導線５３１，５３２の図示を省略している。
【００５９】
（変形例２）
図５は、電気分解装置４１の変形例２を示す断面図である。図５に示す変形例２では、蛇行流路は、複数の分岐流路Ｂ（Ｂ１〜Ｂ５）を有している。複数の分岐流路Ｂ１〜Ｂ５のうち、上流側に位置する複数の分岐流路Ｂ１〜Ｂ３は、下流側に位置する複数の分岐流路Ｂ４，Ｂ５に比べて電極間流路Ｆの数が多い。そして、下流側に位置する複数の分岐流路Ｂ４，Ｂ５よりもさらに下流側には、単一の電極間流路Ｆにより構成される流路（分岐していない流路）が位置している。
【００６０】
具体的に、容器４７内の上流側には、最上流流路Ｕにつづいて分岐流路Ｂ１、分岐流路Ｂ２及び分岐流路Ｂ３が下流側に向かってこの順に並んでいる。これら３つの分岐流路Ｂのそれぞれは、３つの電極間流路Ｆにより構成されている。これらの分岐流路Ｂのさらに下流側には、２つの分岐流路Ｂ４，Ｂ５が並んでいる。これら２つの分岐流路Ｂ４，Ｂ５のそれぞれは２つの電極間流路Ｆにより構成されている。
【００６１】
蛇行流路では、水中のスケール成分は、水が下流側に向かって流れるにつれて電気分解により陰極に付着して水中から次第に除去されるので、蛇行流路内の水中のスケール成分濃度は、上流側領域の方が下流側領域よりも高い傾向にある。すなわち、蛇行流路では、流路長が長くなることに加え、上流側領域の水と下流側領域の水とが混ざり合うことがないため、上流側と下流側とのスケール成分濃度差がつきやすい。
【００６２】
したがって、変形例２のように、スケール成分濃度の高い上流側に位置する分岐流路Ｂにおける分岐数を多くして水の流速を低くすることにより、水を分岐流路Ｂ内に長く存在させ、上流側において電気分解を効率よく行うことができる。その一方で、単一の電極間流路Ｆにより構成される流路では、これよりも上流側の分岐流路Ｂに比べて水の流速が高くなる。単一の電極間流路Ｆにより構成される流路は、その流路内において水の混合を促進させる機能を果たす。これにより、容器４７から流出する水は、ｐＨなどの物性のばらつきが低減される。よって、ヒートポンプ給湯機における水熱交換器にｐＨの低い水が流れ込むようなことを抑制できる。
【００６３】
以上の変形例２のように容器４７内の蛇行流路において、上流側領域、下流側領域、これらの間の領域などの場所毎に流路の分岐数（流路を形成する電極板の数）を変えることにより、各場所に適した流量、容器４７から流出する水の水質などの制御を行うことができる。
【００６４】
（変形例３）
図６は、電気分解装置４１の変形例３を示す断面図である。この変形例３のように分岐流路Ｂ２とこれよりも下流側に位置する分岐流路Ｂ３との間に高速流路Ｓを設けることもできる。この変形例３では、蛇行流路は、複数の分岐流路Ｂ１〜Ｂ５と、これらのうちの２つの分岐流路Ｂ２，Ｂ３の間に設けられ、これらの分岐流路Ｂ２，Ｂ３よりも電極間流路Ｆの数が少ない高速流路Ｓとを含む。この変形例３では、高速流路Ｓにおいては水の混合を促進させる一方で、この高速流路Ｓの上流側の分岐流路Ｂ１，Ｂ２及び下流側の分岐流路Ｂ３〜Ｂ５においては水の混合を抑制する。
【００６５】
高速流路Ｓは、各分岐流路Ｂよりも分岐数が少なく、１つの電極間流路Ｆによって構成されているので、各分岐流路Ｂよりも水の流速が高められている。この高速流路Ｓでは、その上流側の分岐流路Ｂを流れているときよりも水の流速が高まるので、これよりも上流側に位置する分岐流路Ｂの各電極間流路Ｆを通過した水は、高速流路Ｓにおいて合流し混合される。
【００６６】
したがって、例えば、上流側の分岐流路Ｂにおける複数の電極間流路Ｆの間で水中のスケール成分濃度にばらつきが生じた場合であっても、そのばらつきが高速流路Ｓにおける水の混合によって解消される。そして、高速流路Ｓを通過した水は、下流側の分岐流路Ｂに分流する。これにより、高速流路Ｓよりも下流側の分岐流路Ｂの各電極間流路Ｆにはスケール成分濃度がある程度平均化された水が流入する。これにより、下流側の分岐流路Ｂにおいて水中のスケール成分濃度のばらつきに起因する電気分解の効率低下を抑制できる。
【００６７】
（変形例４）
図７は、電気分解装置４１の変形例４を示す断面図である。この変形例４では、最上流流路Ｕと最下流流路Ｄとの間に、一方向に水が流れる単一の分岐流路Ｂが設けられている。この分岐流路Ｂは、多数の電極間流路Ｆにより構成されている。
【００６８】
この変形例４は、容器４７に流入する水の流量が多い場合に特に有効である。すなわち、分岐流路Ｂに流入する水は、多数の電極間流路Ｆに分流されるので、各電極間流路Ｆを流れる水の流速を上述した実施形態に比べてさらに効果的に低減することができる。
【００６９】
(変形例５)
図８は、電気分解装置４１の変形例５を示す断面図である。上述の各電気分解装置４１では、分岐流路Ｂが電極板５０により仕切られているが、この変形例５では、分岐流路Ｂ同士を仕切るための複数の仕切り部材６１が設けられている。図８に示す変形例５では、仕切り部材６１は、下端部が第３壁部４７３の内面に当接又は近接する複数の第１仕切り部材６１Ａと、上端部が第４壁部４７４の内面に当接又は近接する複数の第２仕切り部材６１Ｂとを含む。各仕切り部材６１は、絶縁性を有する材料（例えば絶縁性を有する合成樹脂など）により形成されている。
【００７０】
仕切り部材６１Ａの上端部と第４壁部４７４の内面との間には、水が流通可能な隙間Ｇ１が設けられている。仕切り部材６１Ｂの下端部と第３壁部４７３の内面との間には、水が流通可能な隙間Ｇ２が設けられている。
【００７１】
隣り合う仕切り部材６１の間には、複数の電極板５０が配置されている。隣り合う仕切り部材６１の間に配置される複数の電極板５０の枚数を変えることにより、分岐流路Ｂの分岐数を変えることができる。
【００７２】
（変形例６）
図９は、電気分解装置４１の変形例６を示す断面図である。図８に示す変形例５では、隣り合う流路を仕切る部位全体が仕切り部材６１により形成されている場合を例示したが、この変形例６は、隣り合う流路を仕切る部位の一部が仕切り部材６１Ｃにより形成されており、隣り合う流路を仕切る部位の残部は、仕切り電極板５０Ａ，５０Ｂにより形成されている。仕切り部材６１Ｃは、端部領域Ｍを区画する位置に設けられている。
【００７３】
以上説明したように、本実施形態では、蛇行流路における分岐流路Ｂは、厚み方向Ｄ３に並ぶ複数の電極間流路Ｆからなる流路群によって構成されており、蛇行流路を流れる水が複数の電極間流路Ｆに分流される構造を有している。すなわち、本実施形態では、複数の電極板５０により構成される各分岐流路Ｂが一方向に向かう流路として機能しており、各分岐流路Ｂの流路面積は、各電極間流路Ｆの流路面積よりも大きい。
【００７４】
したがって、各電極間流路Ｆの流路面積を大きくしなくても分岐流路Ｂの各電極間流路Ｆを流れる水の流速を低減することができる。これにより、陰極付近を流れる水と陽極付近を流れる水との混合が抑制されるので、スケール析出量の低下及びスケールの再溶解を抑制できる。また、陰極と陽極との間隔を広げる必要がないので、消費電力の増大及び容器の大型化を抑制できる。よって、電極間に隔膜を設けなくても容器の大型化及び消費電力の増大を抑制しつつ、流路長が増大された蛇行流路による電気分解の効率化を図ることができる。
【００７５】
これに対して、図１０に示す参考例に係る電気分解装置１４１では、分岐流路を備えておらず、蛇行流路は、分岐しない単一の流路が複数連結されて構成されているので、各流路の流速が高くなる。したがって、この参考例では、水の流速が高くなると、電気分解によってｐＨが高くなる陰極付近を流れる水と、ｐＨが低くなる陽極付近を流れる水とが混合しやすくなり、上述したようなスケール析出量の低下やスケールの再溶解などが生じる場合がある。
【００７６】
また、本実施形態では、蛇行流路には複数の分岐流路（Ｂ）が設けられているので、蛇行流路において水の流速を低減できる範囲をさらに拡大することができる。これにより、蛇行流路Ｂにおいて、スケール析出量の低下及びスケールの再溶解をさらに抑制できる。
【００７７】
また、本実施形態では、上流側の分岐流路Ｂと下流側の分岐流路Ｂとは、隣り合う位置に設けられており、これらの流路の一端同士は、上流側の分岐流路Ｂにおける複数の電極間流路Ｆを通過した水が合流して混合される端部領域Ｍを介して接続されており、端部領域Ｍにおいて混合された水は、下流側の分岐流路Ｂにおける複数の電極間流路Ｆに分流する。このように上流側の分岐流路Ｂの各電極間流路Ｆを通過した水が、端部領域Ｍにおいて合流して混合されるので、例えば、上流側の分岐流路Ｂにおける複数の電極間流路Ｆの間で水中のスケール成分濃度にばらつきが生じた場合であっても、そのばらつきが端部領域Ｍにおいて解消された後、端部領域Ｍの水は下流側の分岐流路Ｂに分流する。したがって、下流側の分岐流路Ｂの各電極間流路Ｆにはスケール成分濃度がある程度均一化された水が流入する。これにより、下流側の分岐流路Ｂにおいて水中のスケール成分濃度のばらつきに起因する電気分解の効率低下を抑制できる。また、端部領域Ｍは、電極間流路Ｆではないので、端部領域Ｍにおいて水が混合されても上述したスケール析出量の低下やスケールの再溶解の問題は生じない。
【００７８】
また、本実施形態の変形例２では、上流側の分岐流路Ｂにおける電極間流路Ｆの数が、これよりも下流側の分岐流路Ｂにおける電極間流路Ｆの数よりも多いので、上流側の分岐流路Ｂの各電極間流路Ｆを流れる水の流速を下流側の分岐流路Ｂの各電極間流路Ｆを流れる水の流速よりも低くすることができる。これにより、下流側の分岐流路Ｂよりも上流側に位置してスケール成分濃度の高い分岐流路Ｂにおいて電気分解にかける時間を長くすることができるので、蛇行流路全体としてのさらなる電気分解の効率化を図ることができる。
【００７９】
また、本実施形態では、分岐流路Ｂと分岐流路Ｂとは、隣り合う位置に設けられており、一端同士が接続されているとともに、他端同士が電極板５０によって仕切られている。すなわち、本実施形態では、電極板５０自体が分岐流路同士を仕切る役割を担っているので、仕切り部材として別の部材を容易する必要がない。これにより、部品点数が増加するのを抑制でき、コストアップを抑制できる。
【００８０】
また、本実施形態の変形例５及び変形例６では、隣り合う分岐流路Ｂの一端同士が接続されているとともに、他端同士が仕切り部材６１によって仕切られている。これらの変形例では、例えば電極板５０の材料として比較的腐食しやすいチタンなどの金属を用いる場合には、分岐流路同士を仕切る役割を電極板５０に担わせるのではなく絶縁性の仕切り部材６１を用いることにより、分岐流路Ｂ同士が仕切られた状態を長期にわたって維持することができる。
【００８１】
また、本実施形態の変形例４では、蛇行流路は、分岐流路Ｂと分岐流路Ｂとの間に、これらの分岐流路Ｂよりも電極間流路Ｆの数を少なくして水の流速を高めた高速流路Ｓをさらに含んでいる。この高速流路Ｓでは、上流側の分岐流路Ｂの各電極間流路Ｆを通過した水が、高速流路Ｓにおいて合流して混合される。したがって、例えば、上流側の分岐流路Ｂにおける複数の電極間流路Ｆの間で水中のスケール成分濃度にばらつきが生じた場合であっても、そのばらつきが高速流路Ｓにおいて解消された後、高速流路Ｓを通過した水は、それより下流側の分岐流路Ｂに分流する。したがって、下流側の分岐流路Ｂの各電極間流路Ｆにはスケール成分濃度がある程度均一化された水が流入する。これにより、下流側の分岐流路Ｂにおいて水中のスケール成分濃度のばらつきに起因する電気分解の効率低下を抑制できる。
【００８２】
本実施形態では、蛇行流路は、水出口４５に接続された最下流流路Ｄを含み、最下流流路Ｄは、分岐しない単一の流路である。したがって、分岐流路Ｂに比べて水の流速を高めることができる。これにより、最下流流路Ｄに流入した水は、最下流流路Ｄにおいて高速で流れることにより乱流となって混合されるので、容器４７から流出する水は、ｐＨなどの物性のばらつきが低減される。よって、ヒートポンプ給湯機における水熱交換器にｐＨの低い水が流れ込むようなことを抑制できる。
【００８３】
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。
【００８４】
前記実施形態及びその変形例において示した蛇行流路には、限定されない。例えば仕切り電極板５０Ａ，５０Ｂ又は絶縁性の仕切り部材６１Ａ，６１Ｂの位置を適宜変更することにより、蛇行流路における折り返し位置及び／又は折り返し回数を調節することができる。折り返し位置や折り返し回数は、容器４７内に流入する水の流量、スケール成分濃度などに基づいて調節することができる。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
また、前記実施形態では、一過式の給湯機を例に挙げて説明したが、これに限定されない。本発明は、例えば給湯配管３５から給湯された水（湯）の一部が再びタンク１５に戻されるタイプの給湯機にも適用することができる。
【符号の説明】
【００８８】
１１  ヒートポンプ給湯機
１５  タンク
２１  水熱交換器
３２  コントローラ
３３  制御部
４１  電気分解装置
４１ａ  電気回路
４３  水入口
４５  水出口
４７  容器
４７１〜４７６  第１〜第６壁部
４９  電極対
５０  電極板
５１  第１電極板
５２  第２電極板
６１  仕切り部材
Ｂ  分岐流路
Ｂ１〜Ｂ５  第１〜第５分岐流路
Ｄ  最下流流路
Ｆ  電極間流路
Ｍ  端部領域
Ｕ  最上流流路
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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