(57)【要約】【課題】電気分解により容器内において析出するスケール又は電気分解により容器内において発生するガスを容器外に円滑に排出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、水に含まれるスケール成分を除去するためのものである。この電気分解装置４１は、水入口部４３、水出口部４５及びスケールを水とともに排出するための開閉可能なスケール排出部４６を有する容器４７と、容器４７内に収容された複数の電極５１，５２とを備える。スケール排出部４６は、容器４７の底部４７３に設けられており、底部４７３の少なくとも内面Ｓ１は撥水性材料により形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
水入口部（４３）、水出口部（４５）及びスケールを水とともに排出するための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、を備え、
前記スケール排出部（４６）は、前記容器（４７）の底部に設けられており、
前記底部の少なくとも内面は、撥水性材料により形成されている、電気分解装置。
【請求項２】
前記容器（４７）は、ガスを排出するガス排出部（７０）をさらに有し、
前記ガス排出部（７０）は、前記容器（４７）の天部に設けられており、
前記天部の少なくとも内面は、親水性材料により形成されている、請求項１に記載の電気分解装置。
【請求項３】
前記容器（４７）の側壁部の少なくとも内面は、親水性材料により形成されている、請求項２に記載の電気分解装置。
【請求項４】
前記容器（４７）の側壁部の少なくとも内面は、撥水性材料により形成されている、請求項１又は２に記載の電気分解装置。
【請求項５】
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、
水入口部（４３）、水出口部（４５）及びガスを排出するガス排出部（７０）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、を備え、
前記ガス排出部（７０）は、前記容器（４７）の天部に設けられており、
前記天部の少なくとも内面は、親水性材料により形成されている、電気分解装置。
【請求項６】
前記容器（４７）は、スケールを水とともに排出するための開閉可能なスケール排出部（４６）をさらに有し、
スケール排出部（４６）は、前記容器（４７）の底部に設けられており、
前記容器（４７）の側壁部の少なくとも内面は、撥水性材料により形成されている、請求項５に記載の電気分解装置。
【請求項７】
前記容器（４７）の側壁部の少なくとも内面は、親水性材料により形成されている、請求項５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）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、を備えた温度調節水供給機。
【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、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】
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、電気分解装置の容器内において析出したスケールは、何らかの方法により容器外に排出される。スケールを容器外に排出する方法としては、例えば容器の底部にスケール排出口を設け、このスケール排出口を通じて水とともにスケールを容器外に排出することが考えられる。しかしながら、単に底部にスケール排出口を設けるだけでは、底部の内面上に沈殿したスケールが円滑に排出されない場合がある。
【０００６】
また、電気分解により容器内においてガス（例えば水素、酸素、塩素など）が発生する場合には、このガスを容器外に排出する必要がある。容器内において発生するガスを容器外に排出する手段としては、例えば容器の天部にガス排出口を設け、このガス排出口を通じてガスを容器外に排出する方法が考えられる。しかしながら、単に天部にガス排出口を設けるだけでは、容器内の上部にガスが残存してガスが円滑に排出されない場合がある。
【０００７】
本発明の目的は、電気分解により容器内において析出するスケール又は電気分解により容器内において発生するガスを容器外に円滑に排出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にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
(1)  本発明の電気分解装置は、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。この電気分解装置は、水入口部（４３）、水出口部（４５）及びスケールを水とともに排出するための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、を備える。前記スケール排出部（４６）は、前記容器（４７）の底部に設けられており、前記底部の少なくとも内面（上面）は、撥水性材料により形成されている。
【０００９】
この構成では、容器（４７）の底部の内面が撥水性を有する。したがって、底部に設けられたスケール排出部（４６）から水とともにスケールを容器（４７）外に排出する際には、水が底部の内面上に残りにくくなるので、水とともに排出されるスケールも底部の内面上に残りにくくなる。よって、この構成では、電気分解により容器（４７）内において析出するスケールを容器（４７）外に円滑に排出することができる。
【００１０】
(2)  前記電気分解装置において、前記容器（４７）は、ガスを排出するガス排出部（７０）をさらに有し、前記ガス排出部（７０）は、前記容器（４７）の天部に設けられており、前記天部の少なくとも内面（下面）は、親水性材料により形成されているのが好ましい。
【００１１】
この構成では、容器（４７）の天部の内面が親水性を有する。したがって、天部に設けられたガス排出部からガスを容器（４７）外に排出する際には、ガスが天部の内面に残りにくくなる。よって、電気分解により容器（４７）内において発生するガスを容器（４７）外に円滑に排出することができる。
【００１２】
(3)  前記(2)に記載の電気分解装置において、前記容器（４７）の側壁部の少なくとも内面が親水性材料により形成されている場合には、容器（４７）内のガスが側壁部の内面にも残りにくくなるので、ガスを容器（４７）外にさらに円滑に排出することができる。
【００１３】
(4)  ここで、水入口部（４３）から容器（４７）内に供給される水におけるスケール成分の濃度が比較的高い場合（スケール傾向が高い場合）には、前記電気分解装置において、前記容器（４７）の側壁部の少なくとも内面は、撥水性材料により形成されているのが好ましい。
【００１４】
この構成では、容器（４７）内にスケール傾向の高い水が供給され、容器（４７）内において析出するスケールの量が多い場合であっても、容器（４７）の側壁部の内面が撥水性を有するので、底部に設けられたスケール排出部（４６）から水とともにスケールを容器（４７）外に排出する際には、底部の内面だけでなく側壁部の内面にも水が残りにくくなり、その結果、水とともに排出されるスケールも側壁部の内面上に残りにくくなる。よって、この構成では、スケールを容器（４７）外にさらに円滑に排出することができる。
【００１５】
(5)  本発明の他の電気分解装置は、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。この電気分解装置は、水入口部（４３）、水出口部（４５）及びガスを排出するガス排出部（７０）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、を備える。前記ガス排出部（７０）は、前記容器（４７）の天部に設けられており、前記天部の少なくとも内面は、親水性材料により形成されている。
【００１６】
この構成では、容器（４７）の天部の内面が親水性を有する。したがって、天部に設けられたガス排出部からガスを容器（４７）外に排出する際には、ガスが天部の内面に残りにくくなる。よって、電気分解により容器内において発生するガスを容器外に円滑に排出することができる。
【００１７】
(6)  ここで、水入口部（４３）から容器（４７）内に供給される水におけるスケール成分の濃度が比較的高い場合（スケール傾向が高い場合）には、前記電気分解装置において、前記容器（４７）は、スケールを水とともに排出するための開閉可能なスケール排出部（４６）をさらに有し、スケール排出部（４６）は、前記容器（４７）の底部に設けられており、前記容器（４７）の側壁部の少なくとも内面は、撥水性材料により形成されているのが好ましい。
【００１８】
この構成では、容器（４７）内にスケール傾向の高い水が供給され、容器（４７）内において析出するスケールの量が多い場合であっても、容器（４７）の側壁部の内面が撥水性を有するので、底部に設けられたスケール排出部（４６）から水とともにスケールを容器（４７）外に排出する際には、側壁部の内面に水が残りにくくなり、その結果、水とともに排出されるスケールも側壁部の内面上に残りにくくなる。よって、この構成では、スケールを容器（４７）外に円滑に排出することができる。
【００１９】
(7)  前記電気分解装置において、前記容器（４７）の側壁部の少なくとも内面が親水性材料により形成されている場合には、容器（４７）内のガスが天部の内面だけでなく側壁部の内面にも残りにくくなるので、ガスを容器（４７）外にさらに円滑に排出することができる。
【００２０】
(8)  本発明の温度調節水供給機は、水を加熱するための水熱交換器（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ための前記電気分解装置（４１）と、を備える。
【００２１】
この構成では、前記電気分解装置（４１）を備えるので、電気分解により容器内において析出するスケール又は電気分解により容器内において発生するガスを容器外に円滑に排出することができる。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明したように、本発明によれば、電気分解により容器内において析出するスケール又は電気分解により容器内において発生するガスを容器外に円滑に排出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態にかかる温度調節水供給機としてのヒートポンプ給湯機を示す構成図である。
【図２】（Ａ），（Ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る電気分解装置を示しており、（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３】（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４】（Ａ），（Ｂ）は、前記電気分解装置の変形例を示しており、（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５】本発明の第２実施形態に係る電気分解装置を示す断面図である。
【図６】前記電気分解装置の他の変形例を示す断面図である。
【図７】前記電気分解装置のさらに他の変形例を示す断面図である。
【図８】前記電気分解装置のさらに他の変形例を示す断面図である。
【図９】前記電気分解装置のさらに他の変形例を示す断面図である。
【図１０】前記電気分解装置を備えた温度調節水供給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】
【００２４】
＜ヒートポンプ給湯機＞
以下、本発明の一実施形態に係る温度調節水供給機としての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、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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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、電気分解装置４１を制御する。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
＜電気分解装置＞
図２（Ａ），（Ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る電気分解装置４１を示している。図２（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２（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及びガス排出部７０を有する容器４７と、容器４７内に収容された複数の第１電極５１及び複数の第２電極５２とを備える。スケール排出部４６及びガス排出部７０については後述する。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。隣り合う電極５１，５２は、電極対４９を構成している。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。具体的に、例えば第１電極５１が陽極として機能する場合には第２電極５２が陰極として機能し、第１電極５１が陰極として機能する場合には第２電極５２が陽極として機能する。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。電源５３としては、例えば直流電源が用いられる。
【００３８】
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。
【００３９】
図２（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。
【００４０】
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。
【００４１】
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２壁部４７２の上部に設けられている。水入口部４３にはポンプ３１側に位置する入水配管２７が接続されており、水出口部４５には水熱交換器２１側に位置する入水配管２７が接続されている。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の外部に排出される。
【００４２】
図２（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り、この継手４５１に入水配管２７が接続される。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。
【００４３】
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２（Ｂ）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。
【００４４】
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。
【００４５】
＜スケール及びガスの排出＞
次に、電気分解装置４１におけるスケール及びガスの排出について説明する。上述したように、電気分解装置４１の容器４７は、スケール排出部４６及びガス排出部７０を有する。スケール排出部４６は、電気分解により析出して容器４６の底部４７３（第３壁部４７３）に沈殿するスケールを容器４７の外部に排出するためのものである。ガス排出部７０は、電気分解により発生したガスを容器４７の外部に排出するためのものである。
【００４６】
図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、スケール排出部４６は、容器４７の底部４７３（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。
【００４７】
ガス排出部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からのガスの流出を阻止するとともに、容器４７からの水の流出を阻止する。
【００４８】
図３（Ａ）に示すように、ガス排出部７０は、容器４７の天部４７４（第４壁部４７４）に設けられている。ガス排出部７０は、複数の電極５１，５２よりも上流側に設けられている。ガス排出部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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
図２（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３（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。
【００５２】
次に、水位が図３（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、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。
【００５３】
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３（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。
【００５４】
次に、容器４７の底部４７３（第３壁部４７３）の特徴について説明する。本実施形態では、底部４７３の少なくとも内面Ｓ１（上面Ｓ１）は撥水性材料により形成されている。すなわち、底部４７３の内面Ｓ１において水の接触角は９０°以上となっている。また、内面Ｓ１は、水の接触角が１５０°以上である超撥水性を有していてもよい。
【００５５】
底部４７３の内面Ｓ１を撥水性にする第１の方法としては、底部４７３を撥水性材料によって形成する方法が挙げられる。また、底部４７３の内面Ｓ１を撥水性にする第２の方法としては、底部本体の表面に撥水性コーティングなどの撥水加工を施すことにより底部４７３を形成する方法が挙げられる。
【００５６】
第１の方法における撥水性材料としては、例えばポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素樹脂、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレンなどの材料が挙げられる。また、第２の方法における撥水性コーティングには、例えばフッ素コーティング剤、シリコーンコーティング剤などを用いることができる。前記底部本体を構成する材料は、特に限定されないが、例えば撥水性でない材料を用いることができる。
【００５７】
以上のようなヒートポンプ給湯機１１において、制御部３３は、スケール排出部４６の開閉弁４６２を閉状態にして沸上げ運転を実行する。この沸上げ運転では、電気分解装置４１の水入口部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は、電気分解によって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４７３の内面Ｓ１上に沈殿する。陰極に付着したスケールは、例えば周期的に電極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の内面Ｓ１上に沈殿する。また、沸上げ運転において、電気分解により発生したガス（例えば水素ガス、酸素ガス、塩素ガスなど）は、ガス排出部７０から容器４７の外部に排出される。
【００５８】
一方、制御部３３は、予め定められた条件に基づいて、容器４７内のスケールを水とともに容器４７外に排出するスケール排出モードを実行する。このスケール排出モードでは、制御部３３は、スケール排出部４６の開閉弁４６２を開状態に制御する。これにより、容器４７内の底部４７３の内面Ｓ１に沈殿しているスケールは、容器４７内の水とともに排水管４６１を通じて容器４７外に排出される。
【００５９】
本実施形態では、容器４７の底部４７３の内面Ｓ１が撥水性を有するので、水が底部４７３の内面Ｓ１上に残りにくくなるので、水とともに排出されるスケールも底部４７３の内面Ｓ１上に残りにくくなる。
【００６０】
スケール排出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、スケール排出モードを実行する。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。
【００６１】
図４（Ａ），（Ｂ）は、電気分解装置４１の変形例を示している。図４（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ときの断面図であり、図４（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ときの断面図である。この変形例は、ガス排出部７０が複数の電極５１，５２よりも下流側に設けられている点で図２（Ａ），（Ｂ）に示す実施形態と異なっている。この場合、発生したガスが、水の流れに伴われて下流側に移動し、ガス排出部７０から、よりスムーズに排出される。なお、この変形例の他の構成については、図２（Ａ），（Ｂ）に示す実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００６２】
図５は、本発明の第２実施形態に係る電気分解装置４１を示す断面図である。この第２実施形態に係る電気分解装置４１は、容器４７の天部４７４（第４壁部４７４）の内面Ｓ２が親水性を有する点で第１実施形態と異なっている。なお、以下において、第２実施形態の他の構成については、上述の第１実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００６３】
天部４７４の内面Ｓ２において水の接触角は４０°以下となっている。内面Ｓ２は、水の接触角が１０°以下である超親水性を有していてもよい。
【００６４】
天部４７４の内面Ｓ２を親水性にする第１の方法としては、天部４７４を親水性材料によって形成する方法が挙げられる。また、天部４７４の内面Ｓ２を親水性にする第２の方法としては、天部本体の表面に親水性コーティングなどの親水加工を施すことにより天部４７４を形成する方法が挙げられる。
【００６５】
第１の方法における親水性材料としては、例えばガラス系の材料などが挙げられる。また、第２の方法における親水性コーティングには、例えば表面が含水性を有するコーティング膜を形成できるもの、表面に親水基を有するコーティング膜を形成できるものなどが例示できる。含水性を有するコーティング膜は、例えばアクリル系、ポリウレタン系などの合成樹脂を主成分とするコーティング剤、セラミックコーティング剤などを用いることにより形成できる。親水基を有するコーティング膜は、例えばシリカ系コーティング剤、酸化チタン系コーティング剤などを用いることにより形成できる。前記天部本体を構成する材料は、特に限定されないが、例えば親水性でない材料を用いることができる。
【００６６】
この第２実施形態では、容器４７の天部４７４の内面Ｓ２が親水性を有する。したがって、天部４７４に設けられたガス排出部７０からガスを容器４７外に排出する際には、ガスが天部４７４の内面Ｓ２に残りにくくなる。よって、電気分解により容器４７内において発生するガスを容器４７外に円滑に排出することができる。
【００６７】
図６は、電気分解装置４１の他の変形例を示す断面図である。この変形例は、図２（Ａ），（Ｂ）に示す第１実施形態の特徴と、図５に示す第２実施形態の特徴とを兼ね備える。すなわち、図６に示すように、容器４７の底部４７３の内面Ｓ１は撥水性を有し、天部４７４の内面Ｓ２は親水性を有する。内面Ｓ１を撥水性にする方法及び内面Ｓ２を親水性にする方法は、上述した通りである。
【００６８】
図７は、電気分解装置４１のさらに他の変形例を示す断面図である。この変形例では、容器４７の側壁部の内面Ｓ３が撥水性又は親水性を有する点で、上述した各実施形態及び上述した各変形例と異なっている。
【００６９】
図７に示すように、この変形例では、４つの側壁部のうち第５壁部４７５の内面Ｓ３と第６壁部４７６の内面Ｓ３とが撥水性又は親水性を有しているが、これに限定されない。第１壁部４７１の内面及び第２壁部４７２の内面にも撥水性又は親水性を付与することもできる。
【００７０】
この変形例では、側壁部の内面Ｓ３に撥水性及び親水性のいずれの特性を付与するかについては、水入口部４３から容器４７内に供給される水の特性に基づいて決めることができる。具体的に、水入口部４３から容器４７内に供給される水におけるスケール成分の濃度が比較的高い場合（スケール傾向が高い場合）には、４つの側壁部のうちの一部又は全部の側壁部の内面Ｓ３が撥水性を有しているのが好ましい。これにより、容器４７内にスケール傾向の高い水が供給され、容器４７内において析出するスケールの量が多い場合であっても、容器４７の側壁部の内面が撥水性を有するので、底部４７３に設けられたスケール排出部４６から水とともにスケールを容器４７外に排出する際には、底部４７３の内面Ｓ１だけでなく側壁部の内面Ｓ３にも水が残りにくくなる。その結果、水とともに排出されるスケールが底部４７３の内面Ｓ１だけでなく、側壁部の内面Ｓ３にも残りにくくなる。
【００７１】
一方、水入口部４３から容器４７内に供給される水におけるスケール成分の濃度が比較的低い場合（スケール傾向が低い場合）には、４つの側壁部のうちの一部又は全部の側壁部の内面Ｓ３に親水性を付与してガス排出部７０からのガスの排出性を優先させればよい。
【００７２】
図８は、電気分解装置４１のさらに他の変形例を示す断面図である。図８に示すように、この変形例は、ガス排出部７０の構成が図２（Ａ），（Ｂ）に示す第１実施形態と異なっている。この変形例のガス排出部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。
【００７３】
ガス排出部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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
図９は、電気分解装置４１のさらに他の変形例を示す断面図である。図９に示すように、この変形例は、蛇行流路を有していない。具体的には、次の通りである。図９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、ガス排出部７０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。この変形例では、容器４７の底部４７３の内面Ｓ１が撥水性を有する。
【００７７】
この変形例では、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。
【００７８】
以上説明したように、第１実施形態及び各変形例では、容器４７の底部４７３の内面Ｓ１が撥水性を有する。したがって、底部に設けられたスケール排出部４６から水とともにスケールを容器４７外に排出する際には、水が底部の内面上に残りにくくなるので、水とともに排出されるスケールも底部の内面上に残りにくくなる。よって、電気分解により容器４７内において析出するスケールを容器４７外に円滑に排出することができる。
【００７９】
また、第２実施形態及び図６に示す変形例では、天部４７４の内面Ｓ２が親水性を有する。したがって、天部４７４に設けられたガス排出部７０からガスを容器４７外に排出する際には、ガスが天部４７４の内面Ｓ２に残りにくくなる。よって、電気分解により容器４７内において発生するガスを容器４７外に円滑に排出することができる。
【００８０】
また、図７に示す変形例において、容器４７の側壁部の内面Ｓ３が親水性を有する場合には、容器４７内のガスが側壁部の内面Ｓ３にも残りにくくなるので、ガスを容器４７外にさらに円滑に排出することができる。
【００８１】
また、図７に示す変形例において、容器４７の側壁部の内面Ｓ３が撥水性を有する場合には、容器４７内にスケール傾向の高い水が供給され、容器４７内において析出するスケールの量が多い場合であっても、底部４７３に設けられたスケール排出部４６から水とともにスケールを容器４７外に排出する際には、底部４７３の内面Ｓ１だけでなく側壁部の内面Ｓ３にも水が残りにくくなる。その結果、水とともに排出されるスケールも側壁部の内面Ｓ３上に残りにくくなる。
【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、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。
【００８４】
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、底部、天部及び側壁部を有する円柱形状であってもよい。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
また、本発明の電気分解装置は、スケール成分を除去する必要がある他の用途、例えば冷却塔、燃焼式の給湯機、電気温水機などの温度調節水供給機（温度調節された水を供給する装置）にも適用することができる。前記冷却塔は、例えば図１０に示すように、電気分解装置４１と、この電気分解装置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。前記燃焼式の給湯機は、図１０に示すように、電気分解装置４１と、この電気分解装置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。また、前記電気温水機は、図１０に示すように、電気分解装置４１と、この電気分解装置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。
【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
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
４６１  排水管
４６２  開閉弁
４７  容器
５１  第１電極
５２  第２電極
７０  ガス排出部
【図１】
2013208575.tif 000003
【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】
2013208575.tif 000008
【図７】
2013208575.tif 000009
【図８】
2013208575.tif 000010
【図９】
2013208575.tif 000011
【図１０】
2013208575.tif 000012