(57)【要約】【課題】浴槽や浴室などの掃除の負担を著しく軽減することができる給湯機を提供する。【解決手段】銅製で水を加熱する水熱交換器１１と、水熱交換器１１に接続された配管２５ｂに流出する銅イオンが石けんと結合して銅石けんとして析出することを抑制する不溶性銅石けん除去装置３１を備えたもので、銅イオンが青色の銅石けんとして析出することを抑制でき、浴槽や浴室（図示しない）などの掃除の負担を著しく軽減することができる。【選択図】図１
2009115393.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水を加熱する加熱手段を備え、水回路の少なくとも一部に銅材料を用いた給湯機において、前記水回路内に流出する銅イオンが銅石けんとして析出することを抑制する不溶性銅石けん除去装置を備えた給湯機。
【請求項２】
加熱手段として、圧縮機と、水熱交換器と、空気熱交換器と、膨張弁が配管で接続され内部を冷媒が流動する冷媒回路と、水が流動する水回路から構成されたヒートポンプユニットを用いたことを特徴とする請求項１に記載の給湯機。
【請求項３】
不溶性銅石けん除去装置で、水回路内に微量のキレート剤を投入することを特徴とする請求項１又は２に記載の給湯機。
【請求項４】
不溶性銅石けん除去装置は、電源が印加される電極板を有し、電気的作用により水回路内の銅イオンを、前記電極板の金属表面に析出させ、保持することを特徴とする請求項１又は２に記載の給湯機。
【請求項５】
お湯を貯める貯湯タンクを備え、風呂と前記貯湯タンクを接続する水回路内に、不溶性銅石けん除去装置と、水の流動を検知する流動検知器を備え、前記不溶性銅石けん除去装置を、前記水回路内を水が流動した際に同期して作動させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の給湯機。
【請求項６】
お湯を貯める貯湯タンクを備え、不溶性銅石けん除去装置を、加熱手段と前記貯湯タンクを接続する水回路に設け、前記水回路内に設けたポンプの動作と同期して作動させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の給湯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプ給湯機に代表されるような銅製の水熱交換器や銅管の水回路を有する給湯機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来の給湯機について、図５を用いて説明する。図５は、従来の給湯機の構成図を示す。
【０００３】
図５において、従来の給湯機は、ヒートポンプユニット１１０と貯湯タンクユニット１２０が、配管１２４ｂ、１２５ｂで接続されている。
【０００４】
ヒートポンプユニット１１０は、圧縮機１１２と、空気熱交換器１１３と、膨張弁１１４と、水熱交換器１１１とこれをつなぐ配管１１０ａで構成されている。配管１１０ａ内には、冷媒が充填されており、その冷媒を、圧縮機１１２で圧縮し、高温になった冷媒を水熱交換器１１１に送り、水と熱交換した後、膨張弁１１４で膨張し、低温になった冷媒は、空気熱交換器１１２で大気の熱を吸熱し、再び圧縮機１１２に戻る。このようにヒートポンプユニット１１０は、この動作により水熱交換器１１１内で水を加熱するというものである。
【０００５】
一方、貯湯タンクユニット１２０は、貯湯タンク１２１と、ポンプ１３０と、これらを接続する配管１２４ａで構成されている。貯湯タンク１２１内の水は、貯湯タンク１２１の下部に接続した配管１２４ａと、ヒートポンプユニット１１０に接続する配管１２４ｂを通して、ポンプ１３０により、ヒートポンプユニット１１０に送られる。ヒートポンプユニット１１０に送られた水は、水熱交換器１１１内で、高温の冷媒と熱交換した後、高温の湯となり、配管１２５ｂを通り、再び貯湯タンク１２１の上部に戻る。
【０００６】
貯湯タンク１２１内の湯は、配管１２６と、低温の水道に接続された給水管１２２とが、混合弁１２９で混合され、所定の温度に調節された後、配管１２７よりＢ側に流出し、風呂や台所などで使用されるようになっている（特許文献１参照）。
【０００７】
しかしながら、水を加熱するための水熱交換器１１１は、熱伝導性の高い銅製が一般的で、水と接触することで水質によってはわずかな銅が溶出し、銅イオンとなって湯中に存在する。この銅イオンが、風呂で使用される石けんや皮脂汚れに含まれる脂肪酸などと反応して水に不溶な青色の銅石けんを生成し、浴槽やタイルの目地などに付着する。この青色の汚れを落とすのに、キレート剤を用いて洗浄する方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００７−８５６６８号公報
【特許文献２】特開昭６０−３１６００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の給湯機の構成では、上記のように、お湯と共に銅イオンが排出されるため、それが、石けんや皮脂汚れに含まれる脂肪酸などと反応して、不溶性の銅石けんを生成し、浴槽、蛇口、タイルの目地などに付着し、それをキレート剤などを用いて除去するのが容易でない、という課題を有していた。
【０００９】
また、貯湯タンクがステンレス製の場合、水に塩分が含んでいると塩素イオンの作用
によりステンレスを腐食させることがあり、これに銅イオンが加わることで、腐食が促進されるという課題も有していた。
【００１０】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、浴槽や浴室などの掃除の負担を著しく軽減することができる給湯機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記従来の課題を解決するために、本発明の給湯機は、水を加熱する加熱手段を備え、水回路の少なくとも一部に銅材料を用いた給湯機において、前記水回路内に流出する銅イオンが銅石けんとして析出することを抑制する不溶性銅石けん除去装置を備えたもので、銅イオンが青色の銅石けんとして析出することを抑制でき、浴槽や浴室などの掃除の負担を著しく軽減することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の給湯機は、水回路内に不溶性銅石けん除去装置を備えることで、銅イオンが青色の銅石けんとして析出することを抑制でき、浴槽や浴室などの掃除の負担を著しく軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
第１の発明は、水を加熱する加熱手段を備え、水回路の少なくとも一部に銅材料を用いた給湯機において、前記水回路内に流出する銅イオンが銅石けんとして析出することを抑制する不溶性銅石けん除去装置を備えたもので、銅イオンが青色の銅石けんとして析出することを抑制でき、浴槽や浴室などの掃除の負担を著しく軽減することができる。
【００１４】
第２の発明は、特に、第１の発明の加熱手段として、圧縮機と、水熱交換器と、空気熱交換器と、膨張弁が配管で接続され内部を冷媒が流動する冷媒回路と、水が流動する水回路から構成されたヒートポンプユニットを用いたもので、加熱部分の水熱交換器は比較的長い経路を必要とすることから、銅イオンが溶出しやすく、青色の銅石けんの析出もしやすい。そのため、不溶性銅石けん除去装置は、銅石けんの抑制については非常に有効で、浴槽や浴室などの掃除の負担を著しく軽減することができる。
【００１５】
第３の発明は、特に、第１又は、第２の発明の不溶性銅石けん除去装置で、水回路内に微量のキレート剤を投入するもので、不溶性の銅石けんが析出した際、キレート剤と化合し、水溶性の化合物に変化し、浴槽やタイルなどへの付着を防止でき、浴室の掃除の負担を著しく軽減することができる。
【００１６】
第４の発明は、特に、第１又は第２の発明の不溶性銅石けん除去装置は、電源が印加される電極板を有し、電気的作用により水回路内の銅イオンを、前記電極板の金属表面に析出させ、保持するもので、湯中の銅イオン濃度を低減させることができ、浴槽やタイルなどへの付着を防止でき、浴室などの掃除の負担を著しく軽減することができる。
【００１７】
第５の発明は、特に、第１〜４のいずれか一つの発明の給湯機は、お湯を貯める貯湯タンクを備え、風呂と前記貯湯タンクを接続する水回路内に、不溶性銅石けん除去装置と、水の流動を検知する流動検知器を備え、前記不溶性銅石けん除去装置を、前記水回路内を水が流動した際に同期して作動させるもので、風呂回路に限定し装置を作動させることができ、浴室の掃除の負担を著しく軽減すると共に、除去装置の使用期間を延長させることができる。
【００１８】
第６の発明は、特に、第１〜４のいずれか一つの発明の給湯機は、お湯を貯める貯湯タンクを備え、不溶性銅石けん除去装置を、加熱手段と前記貯湯タンクを接続する水回路
に設け、前記水回路内に設けたポンプの動作と同期して作動させるもので、浴室の掃除の負担を著しく軽減すると共に、除去装置の使用期間を延長させることができる。又、貯湯タンクに貯められるお湯は、銅イオンが除去されているので、貯湯タンクの腐食を低減することができる。
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２０】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１における給湯機について、ヒートポンプ給湯機を例に、図１〜図３を用いて説明する。
【００２１】
図１は、本実施の形態におけるヒートポンプ給湯機の構成を示す。
【００２２】
図１において、本実施の形態におけるヒートポンプ給湯機（以下、「給湯機」という）は、ヒートポンプユニット１０と、配管２４ｂ、２５ｂを介してヒートポンプユニット１０と接続された貯湯タンクユニット２０から構成され、ヒートポンプユニット１０は、圧縮機１２と、空気熱交換器１３と、膨張弁１４と、水熱交換器１１と、これらをつなぐ配管１０ａで構成されている。
【００２３】
また、貯湯タンクユニット２０は、貯湯タンク２１と、各部品を接続する配管２２〜２７と、給水弁２８と、混合弁２９と、ポンプ３０と、不溶性銅石けん除去装置３１を備えている。
【００２４】
図２は、キレート剤を投入する方式の不溶性銅石けん除去装置の概略図で、不溶性銅石けん除去装置３１は、キレート剤用容器４１と、流動検知器４２と、キレート剤投入用弁４３から構成され、Ｃ側に貯湯タンク２１、Ｄ側に風呂（図示せず）を配置し、配管２７で接続し、その配管２７にキレート剤投入口２７ａを設けている。キレート剤の投入は、流動検知器４２で、水の流動状態を検知し、配管２７内を湯が流れている際に、キレート剤投入用弁４３の開閉によりキレート剤を投入するようになっている。
【００２５】
図３は、電気めっき方式の不溶性銅石けん除去装置の概略図で、不溶性銅石けん除去装置５１は、流動検知器５２と、貯留器５３、貯留器５３内に配された電極板５４、５５とから構成され、Ｅ側に貯湯タンク２１、Ｆ側に風呂を配置し、配管５７aと配管５７ｂで接続し、その配管５７ａと５７ｂの間に貯留器５３を設けている。そして流動検知器５２で湯の流れを検出し、湯の流れと同期して二つの電極５４、５５間に電源５６にて電圧を加える。これにより、銅イオンは、負側の電極に析出し、湯中の銅イオンを除去することができる。
【００２６】
ヒートポンプユニット１０内の配管１０ａ内には、冷媒が充填されており、その冷媒を、圧縮機１２で圧縮し、高温になった冷媒を水熱交換器１１に送り、水と熱交換した後、膨張弁１４で膨張させ、低温になった冷媒は、空気熱交換器１３で大気の熱を吸熱し、再び圧縮機１２に戻る。このようにヒートポンプユニット１０は、この動作により水熱交換器１１内で水を加熱する加熱手段として使用する。
【００２７】
一方、貯湯タンクユニット２０は、Ａ側に水道管（図示せず）が接続され、給水弁２８を開くことで、貯湯タンク２１に水が供給される。貯められた水は、貯湯タンク２１の下部に接続した配管２４ａとヒートポンプユニット１０に接続する配管２４ｂを通り、ポンプ３０により、ヒートポンプユニット１０に送られる。ヒートポンプユニット１０に送られた水は、水熱交換器１１内で、高温の冷媒と熱交換した後、高温の湯となり、配管２５
ｂを通り、再び貯湯タンク２１の上部に戻る。この動作により、貯湯タンク２１内の水は沸き上げられ、高温の湯として貯められる。貯湯タンク２１内の湯は、配管２６と、低温の水道に接続された給水管２２とが、混合弁２９で混合され、所定の温度に調節された後、配管２７よりＢ側に流出し、風呂や台所などで使用される。
【００２８】
一般に、ヒートポンプユニット１０内の水熱交換器１１は、熱伝導率の高い銅で作られており、その銅が水や湯に接することで表面から銅が溶出し、湯中に銅イオンが存在することになる。数ヶ月が経過すると、次第に銅表面に亜酸化銅や塩基性炭酸銅などの酸化皮膜が形成され、銅イオンの溶出はほとんどなくなるのが一般的である。しかし、水質によっては酸化皮膜が形成しにくい場合があり、例えば若干酸性でｐＨが６前後の場合は、酸化皮膜が形成されず、銅が溶出し続ける。このような場合、貯湯タンク２１内には銅イオンを含んだ湯が貯められ、その湯が配管２７を通り、Ｂ側につながれた風呂で使用されることになる。
【００２９】
しかしながら本実施の形態では、キレート剤投入方式の不溶性銅石けん除去装置３１を設けているので、銅イオンの状態で風呂に流出することを抑制でき、風呂で使用される石けんや皮脂汚れに含まれる脂肪酸などと結びつくことがなく、青色の不溶性銅石けんとしての析出を抑制させることができる。また、不溶性銅石けん除去装置３１の動作を、流動検知器４２で配管２７内の湯の流れを検知し、それと同期させることで、キレート剤を投入する量を最小限に抑えることができ、キレート剤の使用量を最小限に抑えることができる。
【００３０】
また、電気めっき方式の不溶性銅石けん除去装置５１を使用することで、電極板５４、５５に銅イオンを付着させることで、配管５７ｂ内では、銅イオンを著しく減少させることができ、風呂で使用される石けんや皮脂汚れに含まれる脂肪酸などと結びつくことがなく、青色の不溶性銅石けんとしての析出を抑制することができる。
【００３１】
また、流動検知器５２で、配管５７ａ内の湯の流れを検知し、不溶性銅石けん除去装置５１の動作を同期させることで、電極板５４、５５に析出する銅イオンを最小限に抑えることができ、電極板５４、５５の交換や、消費電力を最小限に抑えることができる。また、必要以上の電流を流すと、水の電気分解を生じることがあり、その際、水素を発生させることがある。その水素が溜まることで爆発することもあり、湯の流れと同期させることで不要に電気を流すことがなく、水の電気分解を防止することができる。
【００３２】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２における給湯機の構成を示す図である。本実施の形態と上記実施の形態１との相違は、図４に示すように、不溶性銅石けん除去装置の取り付け位置が、水熱交換器１１と貯湯タンク２１の間にあるところである。これ以外の構成や、湯を沸かす動作などについては、上記実施の形態１と同じなので、同一部分については同一符号を付してその説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【００３３】
貯湯タンク２１内の水は、ポンプ３０で、水熱交換器１１に送られる。水が、水熱交換器１１を通過する際、高温の冷媒と熱交換し、高温の湯となり、不溶性銅石けん除去装置３１（又は５１）を経由し、貯湯タンク２１に戻る。水は、銅製の水熱交換器１１で加熱されるため、水質によっては湯中にわずかではあるが、銅が溶出する。溶出した銅イオンは、不溶性銅石けん除去装置３１（又は５１）を通過する際、銅イオンが除去され、貯湯タンク２１に戻る。
【００３４】
これにより貯湯タンク２１に貯められた湯は、風呂で使用されても、銅イオンが予め除去されているため、石けんや皮脂汚れに含まれる脂肪酸などと結びつくことがなく、青
色の不溶性銅石けんとしての析出を抑制することができる。また、不溶性銅石けん除去装置３１（又は５１）の動作を、流動検知器４２（又は５２）で配管２５ａ、２５ｂ内の湯の流れを検知し、それと同期させることで、不溶性銅石けん除去機能を最適に制御でき、長期間使用できる。また、電気めっき方式の不溶性銅石けん除去装置５１の場合、必要以上の電流を流すと水の電気分解を生じることがあり、その際、水素を発生させてしまうが、配管２５ａ、２５ｂ内の湯の流れを検知し、それと同期させることで、不要に電気を流すことがなく、水の電気分解を防止することができる。
【００３５】
また、貯湯タンク２１がステンレス製の場合、水に塩分が含んでいると塩素イオンの作用によりステンレスを腐食させることがあり、さらに銅イオンが加わることで、腐食が促進されるが、不溶性銅石けん除去装置３１（又は５１）を配管２５ａ、２６ｂ内に設けることで、銅イオンを除去した湯が貯湯タンク２１に貯められるため、銅イオンによるステンレスの腐食を抑制できる。
【００３６】
なお、上記実施の形態では、不溶性銅石けん除去装置３１（又は５１）を、流動検知器４２（又は５２）で水の流動を検知したときに動作させるようにしたが、水を流動させるポンプ３０の動作と同期して作動させるようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
以上のように、本発明に係る給湯機は、銅製の水熱交換器を備えた給湯機においても、銅イオンの流出を防ぎ、浴槽や浴室などの掃除の負担を著しく軽減することができるもので、ヒートポンプサイクルと給湯サイクルが一体に構成された一体型ヒートポンプ式給湯機、別体に構成された分離型ヒートポンプ式給湯機、給湯用熱交換器で加熱したお湯をそのまま出湯できる直接出湯型ヒートポンプ式給湯機などの各種ヒートポンプ給湯機の水熱交換器に適用できる。また、燃料電池などの加熱源を有し、水を加熱する機能を有する給湯機にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるヒートポンプ給湯機の構成図
【図２】キレート剤投入方式の不溶性銅石けん除去装置の構成図
【図３】電気めっき方式の不溶性銅石けん除去装置の構成図
【図４】本発明の第２の実施の形態における給湯機の構成図
【図５】従来の給湯機の構成図
【符号の説明】
【００３９】
１０  ヒートポンプユニット
１１  水熱交換器
１２  圧縮機
１３  空気熱交換器
１４  膨張弁
２０  貯湯タンクユニット
２１  貯湯タンク
２２〜２７  配管
２８  給水弁
２９  混合弁
３０  ポンプ
３１、５１  不溶性銅石けん除去装置
４１  キレート剤容器
４２、５２  流動検知器
４３  キレート剤投入用弁
５３  貯留器
５４、５５  電極
５６  電源
５７ａ、５７ｂ  配管
【図１】
2009115393.tif 000003
【図２】
2009115393.tif 000004
【図３】
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【図４】
2009115393.tif 000006
【図５】
2009115393.tif 000007