(57)【要約】【課題】電気分解装置において析出したスケールが電気分解装置よりも下流側に設けられる水熱交換器に流れ込むのを抑制でき、しかも、構造が複雑になるのを抑制できるヒートポンプ給湯機を提供する。【解決手段】ヒートポンプ給湯機１１の制御部３３は、予め定められた条件に基づいて、スケール排出部４６を開状態にして容器４７内の水をスケール排出部４６から容器４７外に排出するとともに、水流路における水出口部４５とタンク１５の上部１５ａとの間の部分の水を容器４７側に逆流させることにより、ろ過部８０に付着しているスケールをろ過部８０から離脱させて水とともにスケール排出部４６から容器４７外に排出するろ過部洗浄モードを実行する。【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）、及び前記タンク（１５）の水を前記水熱交換器（２１）に送るとともに前記水熱交換器（２１）において加熱された水を前記タンク（１５）の上部（１５ａ）に戻す水流路（２７）を有する貯湯ユニット（１７）と、
前記水流路（２７）における前記水熱交換器（２１）よりも上流側の部分に設けられ、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ための電気分解装置（４１）と、
前記電気分解装置（４１）を制御する制御部（３３）と、を備え、
前記電気分解装置（４１）は、
水入口部（４３）、前記タンク（１５）の前記上部（１５ａ）よりも下方に位置する水出口部（４５）、及び開閉可能なスケール排出部（４６）を有する容器（４７）と、
前記容器（４７）内に収容された複数の電極（５１，５２）と、
電気分解により生じるスケールを前記水出口部（４５）において水から取り除くろ過部（８０）と、を備え、
前記制御部（３３）は、予め定められた条件に基づいて、前記スケール排出部（４６）を開状態にして前記容器（４７）内の水を前記スケール排出部（４６）から前記容器（４７）外に排出するとともに、前記水流路（２７）における前記水出口部（４５）と前記タンク（１５）の前記上部（１５ａ）との間の部分にある水を前記容器（４７）側に逆流させることにより、前記ろ過部（８０）に付着しているスケールを前記ろ過部（８０）から離脱させて水とともに前記スケール排出部（４６）から前記容器（４７）外に排出するろ過部洗浄モードを実行するヒートポンプ給湯機。
【請求項２】
前記制御部（３３）は、前記水熱交換器（２１）において加熱された水を前記タンクに貯留する沸上げ運転のスケジュールに基づいて、前記沸上げ運転の終了時、次回の沸上げ運転の開始時、又は前記終了時と前記開始時との間に、前記ろ過部洗浄モードを実行する、請求項１に記載のヒートポンプ給湯機。
【請求項３】
前記容器（４７）は、前記ろ過部洗浄モードにおいて容器（４７）内に空気を流入させるように構成された通気部（７０）をさらに有する、請求項１又は２に記載のヒートポンプ給湯機。
【請求項４】
前記複数の電極（５１，５２）は、板形状を有し、前記容器（４７）内において水が蛇行しながら流れる蛇行流路を形成しており、
前記水出口部（４５）は、前記複数の電極（５１，５２）よりも下流側に設けられており、
前記スケール排出部（４６）は、前記複数の電極（５１，５２）よりも下流側で、かつ前記水出口部（４５）の下方に設けられている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の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、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貯湯回路とを備えている。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。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。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】
このようなスケール成分は、例えば水熱交換器よりも上流に設けられた電気分解装置においてスケールとして析出させることによって水から除去することができる（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２３３５０３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、電気分解装置において析出するスケールの一部は、容器の底に沈殿する。容器の底に沈殿したスケールは、例えば容器の底に設けられる排水口から定期的に水とともに容器外に排出することができる。
【０００６】
ところが、電気分解装置において析出するスケールの他の一部は、電気分解装置の水出口部から水とともに流出し、これよりも下流側に設けられる水熱交換器に流れ込むことがある。その結果、スケールが水熱交換器の内部に付着し、水熱交換器において流動抵抗が増大する、伝熱性能が低下するなどの問題が生じる場合がある。また、ヒートポンプ給湯機は、水熱交換器よりも下流側に水（湯）を貯留するタンクをさらに備えており、このタンクにスケールが流れ込む場合がある。タンクにスケールが流れ込むと、タンクにスケールが蓄積する、タンクから供給される水（ユーザーが使用する水）にスケールが含まれるなどの問題が生じる場合がある。
【０００７】
特許文献１の給湯装置は、硬度成分析出手段と、ろ過手段とを備えている。この給湯装置では、硬度成分析出手段においてスケールを析出させた後、ろ過手段において物理的にスケールを除去している。ろ過手段のろ材に捕捉されたスケールは、逆洗浄運転が実行されることによりろ過手段から除去される。すなわち、この給湯装置では、ろ材を洗浄する際には、給水路から給水される水が逆洗浄流路、ろ過手段、排水流路の順に流れる逆洗浄運転が実行される（特許文献１の図１及び段落００４４）。
【０００８】
特許文献１の給湯装置では、通常の沸上げ運転時に水が流れる流路とは別に、ろ材を洗浄するための逆洗浄流路を設ける必要があるので、装置の構造が複雑になる。
【０００９】
本発明の目的は、電気分解装置において析出したスケールが電気分解装置よりも下流側に設けられる水熱交換器に流れ込むのを抑制でき、しかも、装置の構造が複雑になるのを抑制できるヒートポンプ給湯機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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）、及び前記タンク（１５）の水を前記水熱交換器（２１）に送るとともに前記水熱交換器（２１）において加熱された水を前記タンク（１５）の上部（１５ａ）に戻す水流路（２７）を有する貯湯ユニット（１７）と、前記水流路（２７）における前記水熱交換器（２１）よりも上流側の部分に設けられ、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ための電気分解装置（４１）と、前記電気分解装置（４１）を制御する制御部（３３）と、を備える。
【００１１】
前記電気分解装置（４１）は、水入口部（４３）、前記タンク（１５）の前記上部（１５ａ）よりも下方に位置する水出口部（４５）、及び開閉可能なスケール排出部（４６）を有する容器（４７）と、前記容器（４７）内に収容された複数の電極（５１，５２）と、電気分解により生じるスケールを前記水出口部（４５）において水から取り除くろ過部（８０）と、を備える。
【００１２】
前記制御部（３３）は、予め定められた条件に基づいて、前記スケール排出部（４６）を開状態にして前記容器（４７）内の水を前記スケール排出部（４６）から前記容器（４７）外に排出するとともに、前記水流路（２７）における前記水出口部（４５）と前記タンク（１５）の前記上部（１５ａ）との間の部分にある水を前記容器（４７）側に逆流させることにより、前記ろ過部（８０）に付着しているスケールを前記ろ過部（８０）から離脱させて水とともに前記スケール排出部（４６）から前記容器（４７）外に排出するろ過部洗浄モードを実行する。
【００１３】
この構成では、容器（４７）には、スケール排出部（４６）が設けられている。このスケール排出部（４６）は、例えば電気分解によって容器（４７）の底に沈殿したスケールを水とともに容器（４７）外に排出することができる。また、容器（４７）の水出口部（４５）にろ過部（８０）が設けられているので、容器（４７）の底に沈殿せずに水出口部（４５）側に水とともに流れたスケールは、ろ過部（８０）において捕捉される。
【００１４】
そして、制御部（３３）は、予め定められた条件に基づいて、スケール排出部（４６）を開状態にしてろ過部洗浄モードを実行する。このろ過部洗浄モードでは、水流路（２７）における水出口部（４５）とタンク（１５）の上部（１５ａ）との間の部分にある水と、水出口部（４５）とのヘッド差を利用して、当該水を容器（４７）側に逆流させる。これにより、ろ過部（８０）に付着しているスケールをろ過部（８０）から離脱させて水とともにスケール排出部（４６）から容器（４７）外に排出することができる。
【００１５】
ここで、ろ過部洗浄モードにおいて水が容器（４７）側に逆流する水流路（２７）は、沸上げ運転時に水が流れる流路である。すなわち、水流路（２７）における水出口部（４５）とタンク（１５）の上部（１５ａ）との間の部分は、沸上げ運転時の水流路として機能することに加え、ろ過部洗浄モードにおいて水が逆流する水流路として機能する。また、スケール排出部（４６）は、もともと、容器（４７）の底に沈殿したスケールを水とともに容器（４７）外に排出するために設けられたものであり、これに加え、水の逆流によってろ過部（８０）から離脱したスケールを水とともに容器（４７）外に排出する役割を担っている。したがって、この構成では、特許文献１のように沸上げ運転時に水が流れる流路とは別に逆洗浄流路や排水流路を設けるという構成を採用しなくても、ろ過部（８０）を洗浄することができる。しかも、ろ過部洗浄モードでは、ろ過部（８０）の洗浄を行うのと同時に、容器（４７）の底に沈殿しているスケールを容器（４７）外に排出することもできる。
【００１６】
よって、この構成では、電気分解装置（４１）において析出したスケールが電気分解装置（４１）よりも下流側に設けられる水熱交換器（２１）に流れ込むのを抑制でき、しかも、構造が複雑になるのを抑制できる。また、この構成では、容器（４７）の底に沈殿しているスケールを容器（４７）外に排出する処理と、ろ過部（８０）を洗浄する処理とを別々に行う場合に比べて、水を節約することができるとともに処理時間を節約することもできる。
【００１７】
前記ヒートポンプ給湯機において、前記制御部（３３）は、前記水熱交換器（２１）において加熱された水を前記タンクに貯留する沸上げ運転のスケジュールに基づいて、前記沸上げ運転の終了時、次回の沸上げ運転の開始時、又は前記終了時と前記開始時との間に、前記ろ過部洗浄モードを実行するのが好ましい。
【００１８】
この構成では、ろ過部洗浄モードが沸上げ運転の終了時、次回の沸上げ運転の開始時、又は前記終了時と前記開始時との間に実行される。したがって、ろ過部洗浄モードが沸上げ運転を中断させることがないので、沸上げ運転を効率よく行うことができる。
【００１９】
前記ヒートポンプ給湯機において、前記容器（４７）は、前記ろ過部洗浄モードにおいて容器（４７）内に空気を流入させるように構成された通気部（７０）をさらに有する場合には、ろ過部洗浄モードにおいてスケール排出部（４６）を通じた水及びスケールの排出がより円滑になる。
【００２０】
前記ヒートポンプ給湯機において、前記複数の電極（５１，５２）は、板形状を有し、前記容器（４７）内において水が蛇行しながら流れる蛇行流路を形成しており、前記水出口部（４５）は、前記複数の電極（５１，５２）よりも下流側に設けられており、前記スケール排出部（４６）は、前記複数の電極（５１，５２）よりも下流側で、かつ前記水出口部（４５）の下方に設けられているのが好ましい。
【００２１】
この構成では、水入口部（４３）から容器（４７）内に流入した水は上流側から下流側に向かって蛇行した経路を板形状の電極に沿って流れるので、電極と水との接触面積が大きくなり、スケール成分の除去効率をさらに向上させることができる。しかも、この構成では、水出口部（４５）及びスケール排出部（４６）がともに複数の電極（５１，５２）よりも下流側に設けられているので、ろ過部洗浄モードにおいては、水出口部（４５）からスケール排出部（４６）までの水の流れが円滑になる。すなわち、この構成では、ろ過部洗浄モードにおいて、水流路（２７）を容器（４７）側に逆流する水は、水出口部（４５）から容器（４７）内に流入し、蛇行流路を通過せずに容器（４７）内を流下してスケール排出部（４６）に到達し、スケール排出部（４６）から容器（４７）外に排出される。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明したように、本発明によれば、電気分解装置において析出したスケールが電気分解装置よりも下流側に設けられる水熱交換器に流れ込むのを抑制でき、しかも、装置の構造が複雑になるのを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【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電気分解装置を示す斜視図である。
【図３】（Ａ）は、前記電気分解装置を鉛直方向に平行な平面で切断したときの断面図であり、（Ｂ）は、前記電気分解装置を水平方向に平行な平面で切断したときの断面図である。
【図４】（Ａ），（Ｂ）は、前記電気分解装置における自動排気弁を示す概略図である。（Ａ）は、自動排気弁においてガスが排出されるときの状態を示し、（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している。
【図５】前記電気分解装置の変形例１を示す断面図である。
【図６】前記電気分解装置の変形例２を示す断面図である。
【図７】前記電気分解装置の変形例３を示す断面図である。
【図８】前記電気分解装置の変形例４を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
＜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に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。
【００２５】
貯湯ユニット１７は、水を貯留するタンク１５と、ポンプ３１と、水流路２７とを有する。タンク１５と水熱交換器２１とは、水流路２７により接続されている。水流路２７は、タンク１５の水を電気分解装置４１に送る第１水流路２７Ａと、電気分解装置４１から流出した水を水熱交換器２１に送る第２水流路２７Ｂと、水熱交換器２１を流出した水をタンク１５に送る第３水流路２７Ｃとを含む。水熱交換器２１に流入した水は、水熱交換器２１において冷媒と熱交換して加熱される。
【００２６】
水流路２７には、水を送液するためのポンプ３１が設けられている。本実施形態では、ポンプ３１は、第１水流路２７Ａに設けられており、電気分解装置４１よりも上流側に位置している。ポンプ３１は、通常の沸上げ運転において、タンク１５内の水を、タンク１５の下部から第１水流路２７Ａに流出させ、電気分解装置４１、第２水流路２７Ｂ、水熱交換器２１および第３水流路２７Ｃの順に送水し、タンク１５の上部１５ａ戻す。
【００２７】
図１に示すように、本実施形態では、第３水流路２７Ｃの下流側端部は、タンク１５の天面部に接続されているが、これに限定されない。第３水流路２７Ｃの下流側端部は、タンク１５の上部１５ａに接続されていればよい。タンク１５の上部１５ａとは、少なくともタンク１５の高さ方向の中央より上方に位置するタンク１５の側面部又は天面部のことをいう。第３水流路２７Ｃの下流側端部がタンク１５の上部１５ａに接続されていることにより、第３水流路２７Ｃと後述する電気分解装置４１の容器４７における水出口部４５との高低差を大きくすることが可能になる。
【００２８】
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水流路２７を含む。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
電気分解装置４１は、水流路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。
【００３２】
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、予め定められた条件に基づいて、後述するろ過部洗浄モードを実行する。
【００３３】
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内の低温の水が第１水流路２７Ａ及び第２水流路２７Ｂ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第３水流路２７Ｃを通じてタンク１５の上部１５ａ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。
【００３４】
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。
【００３５】
＜電気分解装置＞
図２は、電気分解装置４１を示す斜視図である。図３（Ａ）は、電気分解装置４１を鉛直方向に平行な平面で切断した断面図であり、図３（Ｂ）は、電気分解装置４１を水平方向に平行な平面で切断した断面図である。本実施形態に係る電気分解装置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ためのものである。電気分解装置４１は、水入口部４３、水出口部４５、スケール排出部４６、通気部７０及びろ過部８０を有する容器４７と、容器４７内に収容された複数の電極５１，５２とを備える。スケール排出部４６、通気部７０及びろ過部８０については後述する。
【００３６】
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。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。
【００３７】
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。
【００３８】
また、各電極は、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）などにより形成されている形態が例示できる。
【００３９】
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。複数の第１電極５１及び複数の第２電極５２は、隣り合う電極の一方が陽極として機能し、隣り合う電極の他方が陰極として機能するように電源５３に接続されている。電源５３としては、例えば直流電源が用いられる。隣り合う電極５１，５２は、電極対４９を構成している。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５３に対して並列に接続されているが、これに限定されない。
【００４０】
各電極の形状としては、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。また、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、互いに平行な姿勢で配置されており、電極の厚さ方向に配列されている。さらに、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、容器４７内において水が蛇行しながら流れる蛇行流路が形成されるように配置されている。具体的には次の通りである。
【００４１】
図２及び図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、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する。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を含む。
【００４２】
第１壁部４７１は、水の流れの上流側に位置し、第２壁部４７２は、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は、各第１電極５１及び各第２電極５２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。
【００４３】
本実施形態では、容器４７の水入口部４３は、第１壁部４７１の下部に設けられており、水出口部４５は、第４壁部４７４に設けられているが、これに限定されない。水入口部４３には第１水流路２７Ａの下流側端部が接続されており、水出口部４５には第２水流路２７Ｂの上流側端部が接続されている。
【００４４】
通常の沸上げ運転時には、ポンプ３１により第１水流路２７Ａを通じて電気分解装置４１に送られる水は、水入口部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、水出口部４５から容器４７外に流出し、第２水流路２７Ｂに流入する。
【００４５】
複数の電極５１，５２は、電極の厚み方向に互いに間隔をあけて水平方向に沿って配列されている。電極同士の隙間は、水が流れる流路として機能する。複数の電極５１，５２は、第５壁部４７５に接しているものと、第６壁部４７６に接しているものとが交互に並んでいる。具体的に、各第１電極５１は、第５壁部４７５に接しており、第６壁部４７６に向かって延びている。各第１電極５１と第６壁部４７６の内面との間には水が流通可能な隙間が設けられている。各第２電極５２は、第６壁部４７６に接しており、第５壁部４７５に向かって延びている。各第２電極５２と第５壁部４７５の内面との間には水が流通可能な隙間が設けられている。これにより、容器４７内には、図３（Ａ）に示すような左右方向（水平方向）に蛇行する蛇行流路が形成されている。
【００４６】
なお、本実施形態では、複数の電極５１，５２が容器４７内において左右方向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、複数の電極５１，５２が容器４７内において上下方向などの他の方向に蛇行する蛇行流路を形成する形態であってもよい。
【００４７】
次に、容器４７のスケール排出部４６、通気部７０及びろ過部８０について説明する。スケール排出部４６は、容器４７の下部に設けられている。本実施形態では、スケール排出部４６は、容器４７の底部（第３壁部４７３）に設けられている。スケール排出部４６及び水出口部４５は、複数の電極５１，５２よりも下流側に設けられている。スケール排出部４６は、水出口部４５の下方に設けられている。スケール排出部４６は、第３壁部４７３に接続された排水管４６１と、この排水管４６１を開閉可能な開閉弁４６２とを含む。制御部３３は、開閉弁４６２の開閉動作を制御する。
【００４８】
ろ過部８０は、水出口部４５に設けられている。ろ過部８０は、電気分解により生じるスケールを水から取り除き、スケールが水熱交換器２１及びタンク１５に流入するのを抑制するためのものである。水出口部４５は、タンク１５の上部１５ａよりも下方に位置している。水出口部４５は、タンク１５の上部１５ａに接続された第３水流路２７Ｃの下流側端部よりも下方に位置している。
【００４９】
本実施形態では、図３（Ａ）に示すように、水出口部４５は、継手４５１と延出部４５２とを含む。継手４５１は、容器４７の第４壁部４７４から突出する円柱状の部位である。継手４５１の外周面には雄ネジが形成されている。延出部４５２は、第４壁部４７４から容器４７の内部に延出された円柱状の部位である。
【００５０】
ろ過部８０は、継手４５１に接続されている。ろ過部８０は、筒部８１と、フィルタ８２とを含む。筒部８１の一端部（下端部）の内周面には継手４５１の雄ネジに螺合される雌ネジが形成されている。筒部８１の他端部（上端部）の内周面には第３水流路２７Ｃの上流側端部の外周面に形成された雄ネジに螺合される雌ネジが形成されている。
【００５１】
フィルタ８２は、筒部８１の内部に配置されている。フィルタ８２は、水が通過可能であり、水に含まれるスケールを捕捉可能である。通常の沸上げ運転時に容器４７内において水とともに水出口部４５側に流れるスケールは、フィルタ８２において捕捉される。フィルタ８２に捕捉されたスケールの量がある程度増加すると、水がフィルタ８２を通過する際の抵抗が大きくなるので、後述するろ過部洗浄モードが実行される。
【００５２】
図４（Ａ），（Ｂ）は、通気部７０の構造を示す概略図である。図４（Ａ）は、通気部７０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、図４（Ｂ）は、通気部７０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。この通気部７０は、容器４７内の水位が所定高さ以下の場合に容器４７からのガスの流出及び容器４７へのガスの流入を許容し、容器内の水位が所定高さを超えた場合に容器４７からのガスの流出及び容器４７へのガスの流入を阻止するとともに、容器４７からの水の流出を阻止する。
【００５３】
図４（Ａ）に示すように、通気部７０は、容器４７からのガスの流出流路及び容器４７へのガスの流入経路を形成する第１流路部材７１及び第２流路部材７８と、流出経路（流入経路）を開閉する開閉機構７３とを含む。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
図３（Ａ）に示すように、容器４７内の水位が第２流路部材７８の下端よりも低い位置Ｈ１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、通常の沸上げ運転時には、図４（Ａ）に二点鎖線で示すように、電気分解により生じたガスは、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、容器４７の外部に排出される。また、後述するろ過部洗浄モードにおいては、容器４７内の水がスケール排出部４６から排出されるのにともなって、ガスは、第１流路部材７１、弁本体７３１、フロートケース７３２及び第２流路部材７８の順に流れ、容器４７の内部に流入する。すなわち、ガスは、図４（Ａ）に二点鎖線で示す矢印とは反対方向に流れる。
【００５７】
次に、水位が図４（Ａ）に示す高さＨ２に達した場合、すなわち水位が第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、通気部７０を通じて容器４７外部へガスが排出されること、及び通気部７０を通じて容器４７内部へガスが流入することが阻止される。
【００５８】
また、水位がさらに高くなり、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４（Ｂ）に示すようにフロートケース７３２内の水位が所定の基準高さＨ３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。
【００５９】
＜動作＞
図３（Ａ）に示すように、沸上げ運転では、スケール排出部４６の開閉弁４６２は閉状態にされる。この沸上げ運転では、水入口部４３から容器４７内に流入した水が水出口部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隣り合う電極により構成される電極対の陰極にスケールとして析出する。析出したスケールの一部は、陰極に付着し、他の一部は、容器４７の底部（第３壁部４７３）に沈殿し、さらに他の一部は、水とともに水出口部４５側に流れる。陰極に付着したスケールは、例えば予め定められた条件に基づいて電極５１，５２の極性を反転させることにより、陰極から脱落させることができる。
【００６０】
次に、ろ過部洗浄モードについて説明する。前述したようにフィルタ８２に捕捉されたスケールの量がある程度増加すると、捕捉されたスケールをフィルタ８２から除去するために、ろ過部洗浄モードが実行される。具体的には次の通りである。
【００６１】
制御部３３は、予め定められた条件に基づいてろ過部洗浄モードを実行する。ろ過部洗浄モードでは、ポンプ３１が停止されるとともに、排水管４６１に設けられた開閉弁４６２が開状態とされることによりスケール排出部４６が開かれる。これにより、容器４７内の水がスケール排出部４６から容器４７外に流出する。一方、水流路２７における水出口部４５とタンク１５の上部１５ａとの間の部分にある水は、当該水の位置（当該水の高さ）と水出口部４５との間に高低差があるので、容器４７側に逆流する。ろ過部洗浄モードでは、水流路２７内の水と水出口部４５とのヘッド差を利用して水を逆流させている。
【００６２】
水流路２７における水出口部４５とタンク１５の上部１５ａとの間の部分にある水の水面高さは、例えばタンク１５内の水面高さと同程度になる。ろ過部洗浄モードにおいて容器４７側に逆流する水の最大量は、第２水流路２７Ｂに存在する水量と、水熱交換器２１に存在する水量と、第３水流路２７Ｃに存在する水量との合計である。
【００６３】
このように水が逆流することによって、ろ過部８０のフィルタ８２に付着しているスケールは、フィルタ８２から離脱し、水とともにスケール排出部４６から容器４７外に排出される。これにより、ろ過部８０の目詰まりを抑制できる。また、ろ過部洗浄モードでは、容器４７内の底部に沈殿していたスケールも水とともにスケール排出部４６から容器４７外に排出される。また、本実施形態では、通気部７０が設けられているので、ろ過部洗浄モードにおいて水がより円滑に逆流する。
【００６４】
ろ過部洗浄モードが実行される時期は、特に限定されないが、例えば沸上げ運転のスケジュールに基づいて実行されるのが好ましい。本実施形態では、メモリ３４は、水熱交換器２１において水を加熱する沸上げ運転のスケジュールを記憶しており、制御部３３は、沸上げ運転のスケジュールに基づいて、沸上げ運転の終了時、次回の沸上げ運転の開始時、又は前記終了時と前記開始時との間に、ろ過部洗浄モードを実行する。沸上げ運転のスケジュールとしては、例えば２２時から６時までの間の時間帯に沸上げ運転が実行される場合が挙げられる。また、沸上げ運転は、毎日実行されてもよく、例えば数日おきに実行されてもよい。
【００６５】
＜変形例１＞
図５は、電気分解装置４１の変形例１を示す断面図である。図５に示すように、この変形例１では、水入口部４３を開閉するための開閉弁４３１が設けられている点が図３（Ａ），（Ｂ）に示す実施形態と異なっている。開閉弁４３１は、制御部３３により制御される。制御部３３は、沸上げ運転時には開閉弁４３１を開状態とし、ろ過部洗浄モードにおいては図５に示すように開閉弁４３１を閉状態とする。これにより、ろ過部洗浄モードにおいて、第１水流路２７Ａから容器４７内に水が流入するのを防止できる。
【００６６】
＜変形例２＞
図６は、電気分解装置４１の変形例２を示す断面図である。図６に示すように、この変形例２は、水出口部４５が側壁部（第２壁部４７２）に設けられている点が図３（Ａ），（Ｂ）に示す実施形態と異なっている。また、この変形例２では、水出口部４５は、前記実施形態における延出部４５２を有していない。その他の構成は、前記実施形態と同様である。
【００６７】
＜変形例３＞
図７は、電気分解装置４１の変形例３を示す断面図である。図７に示すように、この変形例３は、通気部７０の構成が図３（Ａ），（Ｂ）に示す実施形態と異なっている。変形例３の通気部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。また、通気部７０は、容器４７外のガスを容器４７内に流入させることができる。
【００６８】
通気部７０は、容器４７からのガスの流路を形成する筒部６１と、筒部６１に設けられたガス透過部材６２と、筒部６１の端部に取り付けてガス透過部材６２を筒部６１に対して固定するキャップ６３とを含む。キャップ６３の中央には、筒部６１の貫通孔に連通する貫通孔が設けられている。
【００６９】
筒部６１は、円筒形状を有しており、第４壁部４７４に形成された貫通孔に挿入されている。キャップ６３の内周面には、筒部の上端部の外周面に設けられた雄ネジに螺合する雌ネジが形成されている。ガス透過部材６２は、筒部６１の上端と、キャップ６３との間に挟まれている。キャップ６３を取り外すことでガス透過部材６２を交換することができる。
【００７０】
ガス透過部材６２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６２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。
【００７１】
＜変形例４＞
図８は、電気分解装置４１の変形例４を示す概略図である。図８に示すように、この変形例４は、蛇行流路を有していない。具体的には、次の通りである。図８に示すように、この電気分解装置４１は、水入口部４３、水出口部４５、通気部７０、ろ過部８０及びスケール排出部４６を有する容器４７と、容器４７内に収容された第１電極５１及び第２電極５２とを備える。
【００７２】
この変形例４では、各電極の下端部は、容器４７の底面から離隔しており、各電極の上端部は、容器４７の上面から離隔しているので、上述したような蛇行流路を有していない。したがって、水入口部４３から容器４７に流入した水は、ある程度ランダムに水入口部４３から水出口部４５に向かって容器４７内を流れ、水出口部４５側に流れる途中で隣り合う電極間の隙間を通過する過程でスケール成分が除去される。
【００７３】
以上説明したように、図３（Ａ），（Ｂ）に示す実施形態及び各変形例では、容器４７には、スケール排出部４６が設けられている。このスケール排出部４６は、例えば電気分解によって容器４７の底に沈殿したスケールを水とともに容器４７外に排出することができる。また、容器４７の水出口部４５にろ過部８０が設けられているので、容器４７の底に沈殿せずに水出口部４５側に水とともに流れたスケールは、ろ過部８０において捕捉される。
【００７４】
そして、制御部３３は、予め定められた条件に基づいて、スケール排出部４６を開状態にしてろ過部洗浄モードを実行する。このろ過部洗浄モードでは、水流路２７における水出口部４５とタンク１５の上部１５ａとの間の部分にある水と、水出口部４５との高低差を利用して、当該水を容器４７側に逆流させる。これにより、ろ過部８０に付着しているスケールをろ過部８０から離脱させて水とともにスケール排出部４６から容器４７外に排出することができる。
【００７５】
ここで、ろ過部洗浄モードにおいて水が容器４７側に逆流する水流路２７は、沸上げ運転時に水が流れる流路である。しかも、スケール排出部４６は、容器４７の底に沈殿したスケールを水とともに容器４７外に排出するためのものである。したがって、この構成では、特許文献１のように沸上げ運転時に水が流れる流路とは別に逆洗浄流路や排水流路を設けるという構成を採用しなくても、ろ過部８０を洗浄することができる。しかも、ろ過部洗浄モードでは、ろ過部８０の洗浄を行うのと同時に、容器４７の底に沈殿しているスケールを容器４７外に排出することもできる。
【００７６】
よって、この構成では、電気分解装置４１において析出したスケールが電気分解装置４１よりも下流側に設けられる水熱交換器２１に流れ込むのを抑制でき、しかも、装置の構造が複雑になるのを抑制できる。また、この構成では、容器４７の底に沈殿しているスケールを容器４７外に排出する処理と、ろ過部を洗浄する処理とを別々に行う場合に比べて、水を節約することができるとともに処理時間を節約することもできる。
【００７７】
また、この構成では、ろ過部８０が水出口部４５に設けられているので、ろ過部洗浄モードにおいて逆流する水量を多くすることができる。すなわち、ろ過部８０に接続された水流路２７の流路長を長くすることができる。
【００７８】
図３（Ａ），（Ｂ）に示す実施形態及び各変形例では、ろ過部洗浄モードが沸上げ運転の終了時、次回の沸上げ運転の開始時、又は前記終了時と前記開始時との間に実行される。したがって、ろ過部洗浄モードが沸上げ運転を中断させることがないので、沸上げ運転を効率よく行うことができる。
【００７９】
図３（Ａ），（Ｂ）に示す実施形態及び各変形例では、容器４７は、ろ過部洗浄モードにおいて容器４７内に空気を流入させるための通気部７０をさらに有する。したがって、ろ過部洗浄モードにおいてスケール排出部４６を通じた水及びスケールの排出がより円滑になる。
【００８０】
図３（Ａ），（Ｂ）に示す実施形態及び変形例１〜３では、複数の電極５１，５２は、板形状を有し、容器４７内において水が蛇行しながら流れる蛇行流路を形成しており、水出口部４５は、複数の電極５１，５２よりも下流側に設けられており、スケール排出部４６は、複数の電極５１，５２よりも下流側で、かつ水出口部４５の下方に設けられている。
【００８１】
この構成では、水入口部４３から容器４７内に流入した水は上流側から下流側に向かって蛇行した経路を板形状の電極５１，５２に沿って流れるので、電極と水との接触面積が大きくなり、スケール成分の除去効率をさらに向上させることができる。しかも、この構成では、水出口部４５及びスケール排出部４６がともに複数の電極５１，５２よりも下流側に設けられているので、ろ過部洗浄モードにおいては、水出口部４５からスケール排出部４６までの水の流れが円滑になる。すなわち、この構成では、ろ過部洗浄モードにおいて、水流路２７を容器４７側に逆流する水は、水出口部４５から容器４７内に流入し、蛇行流路を通過せずに容器４７内を流下してスケール排出部４６に到達し、スケール排出部４６から容器４７外に排出される。
【００８２】
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。
【００８３】
前記実施形態では、水出口部４５が継手４５１と延出部４５２とを含む場合を例示したが、これに限定されない。継手４５１及び延出部４５２の一方又は両方を省略することもできる。継手４５１を有していない形態としては、例えば容器４７の壁部に、ろ過部８０が直接固定されている場合が挙げられる。この場合、水出口部４５は、容器４７の壁部に設けられた貫通孔を含み、この貫通孔にろ過部８０の流路が連通するようにろ過部８０が設けられる。
【００８４】
前記実施形態では、「予め定められた条件」が、ヒートポンプ給湯機１１における沸上げ運転のスケジュールに基づいて規定されている場合を例示したが、これに限定されない。例えば、ろ過部洗浄モードは、予め定められた所定時間毎に実行されてもよい。また、ろ過部洗浄モードは、スケールの付着度合いに関連するろ過部８０における圧力損失に基づいて実行されてもよい。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
前記実施形態では、浴槽などへ給湯するための用途でヒートポンプ給湯機１１が用いられる場合を例示したが、これに限定されない。ヒートポンプ給湯機１１は、タンク１５内に貯留された高温の水を暖房用途などに用いる場合にも適用できる。すなわち、ヒートポンプ給湯機１１は、水を湯に変えて供給する装置であって、ヒートポンプ式温水暖房機における給湯機として用いることができる。
【符号の説明】
【００８８】
１１  ヒートポンプ給湯機
１３  ヒートポンプユニット
１５  タンク
１７  貯湯ユニット
２１  水熱交換器
２７  水流路
２７Ａ  第１水流路
２７Ｂ  第２水流路
２７Ｃ  第３水流路
４１  電気分解装置
４３  水入口部
４５  水出口部
４６  スケール排出部
４７  容器
５１  第１電極
５２  第２電極
７０  通気部
８０  ろ過部
【図１】
2013210143.tif 000003
【図２】
2013210143.tif 000004
【図３】
2013210143.tif 000005
【図４】
2013210143.tif 000006
【図５】
2013210143.tif 000007
【図６】
2013210143.tif 000008
【図７】
2013210143.tif 000009
【図８】
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