JP5304916B1

JP5304916B1 - Electrolyzer and temperature-controlled water supply machine

Info

Publication number: JP5304916B1
Application number: JP2012079547A
Authority: JP
Inventors: かおり吉田; 豊柴田; 功藤波; 葉阿形
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2012-03-30
Filing date: 2012-03-30
Publication date: 2013-10-02
Anticipated expiration: 2032-03-30
Also published as: JP2013208529A

Abstract

【課題】電極材料に起因するコストアップを抑制しつつ、スケール成分の除去効率を高め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では、第１電極板５１、第２電極板５２及び第３電極板５３は、この順に電極板の厚さ方向に互いに隙間をあけて配列されている。容器４７内には、第１電極板５１と第２電極板５２との間の隙間であって水が第１方向Ｄ１に流れる第１流路Ｆ１と、第２電極板５２と第３電極板５３との間の隙間であって水が第１方向Ｄ１とは反対の第２方向Ｄ２に流れる第２流路Ｆ２と、第１流路Ｆ１の下流側端部と第２流路Ｆ２の上流側端部とを接続する折り返し部Ｔと、が形成されている。第２電極板５２は、第１流路Ｆ１を流れる水の一部を第１流路Ｆ１の下流側端部よりも上流側において第２流路Ｆ２に流入させるための少なくとも１つの連通部Ｃを有する。
【選択図】図６An electrolyzer capable of increasing the removal efficiency of a scale component while suppressing an increase in cost due to an electrode material, and a temperature-controlled water feeder provided with the same.
In an electrolysis apparatus 41, a first electrode plate 51, a second electrode plate 52, and a third electrode plate 53 are arranged in this order with a gap therebetween in the thickness direction of the electrode plate. In the container 47, there is a first flow path F1 through which water flows in the first direction D1 between the first electrode plate 51 and the second electrode plate 52, and the second electrode plate 52 and the third electrode plate. 53, a second flow path F2 in which water flows in a second direction D2 opposite to the first direction D1, a downstream end of the first flow path F1, and an upstream of the second flow path F2. A folded portion T that connects the side end portions is formed. The second electrode plate 52 has at least one communication part C for allowing a part of water flowing through the first flow path F1 to flow into the second flow path F2 upstream of the downstream end of the first flow path F1. Have
[Selection] Figure 6

Description

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。 The present invention relates to an electrolyzer and a temperature-controlled water supply device such as a heat pump water heater, a combustion type water heater, an electric water heater, and a cooling tower provided with the same.

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。 Generally, a heat pump water heater is a refrigerant circuit having a water heat exchanger that heats water by heat exchange with a refrigerant, and water stored in a tank is sent to the water heat exchanger, and the water heated in the water heat exchanger And a hot water storage circuit for returning the water to the tank. In this heat pump water heater, the water stored in the tank usually uses tap water or well water as a water supply source.

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場合がある。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。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。 Tap water and well water contain components such as calcium ions and magnesium ions that cause scales (hereinafter referred to as scale components). Therefore, scales such as calcium salt and magnesium salt are deposited in the heat pump water heater. In particular, groundwater such as well water may have a water quality in which the concentration of the scale component is higher than that of tap water and scale is likely to occur. Moreover, in a water heat exchanger, since water is heated and the temperature of water becomes high, a scale tends to precipitate especially. If the scale is deposited and deposited on the inner surface of the pipe in the water heat exchanger, there may be a problem that the heat transfer performance of the water heat exchanger is lowered or the flow path of the pipe is narrowed.

特許文献１には、スケールの生成を防止するための手段を備えた燃焼式の給湯機が開示されている。この給湯機は、複数の電極と、電極間に電流を印加する手段（電源）とを備える。そして、特許文献１には、電極材料として「Ｐｔ、Ｃ、Ａｌ、Ｉｒ、Ｔｉなど」の材料が利用可能である、と記載されている（特許文献１の段落０００９、００１１参照）。 Patent Document 1 discloses a combustion-type water heater provided with means for preventing scale generation. This water heater includes a plurality of electrodes and means (power source) for applying a current between the electrodes. Patent Document 1 describes that “Pt, C, Al, Ir, Ti, etc.” can be used as an electrode material (see paragraphs 0009 and 0011 of Patent Document 1).

特開２００１−３１７８１７号公報JP 2001-317817 A

ところで、電気分解装置においてスケール成分の除去効率を高めるための手段としては、電極の枚数を増やして水と接触する電極面積を大きくすることが挙げられる。しかし、不溶性電極に使用される金属、たとえば白金は、高価であるため、スケール成分の除去効率を高めるために電極の枚数を多くすると、コストアップにつながる。 By the way, as a means for increasing the removal efficiency of the scale component in the electrolysis apparatus, increasing the number of electrodes and increasing the electrode area in contact with water can be mentioned. However, since metals such as platinum used for insoluble electrodes are expensive, increasing the number of electrodes to increase the removal efficiency of scale components leads to an increase in cost.

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、電極材料に起因するコストアップを抑制しつつ、スケール成分の除去効率を高め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。 Therefore, the present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide an electrolysis apparatus capable of enhancing the removal efficiency of scale components while suppressing an increase in cost due to the electrode material. It is providing the temperature control water supply machine provided with this.

(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装置である。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）内に収容された第１電極板（５１）、第２電極板（５２）及び第３電極板（５３）と、を備える。前記第１電極板（５１）、前記第２電極板（５２）及び前記第３電極板（５３）は、この順に電極板の厚さ方向に互いに隙間をあけて配列されている。前記容器（４７）内には、前記第１電極板（５１）と前記第２電極板（５２）との間の隙間であって水が第１方向（Ｄ１）に流れる第１流路（Ｆ１）と、前記第２電極板（５２）と前記第３電極板（５３）との間の隙間であって水が前記第１方向（Ｄ１）とは反対の第２方向（Ｄ２）に流れる第２流路（Ｆ２）と、前記第１流路（Ｆ１）の下流側端部と前記第２流路（Ｆ２）の上流側端部とを接続する折り返し部（Ｔ）と、が形成されている。前記第２電極板（５２）は、前記第１流路（Ｆ１）を流れる水の一部を前記第１流路（Ｆ１）の前記下流側端部よりも上流側において前記第２流路（Ｆ２）に流入させるための少なくとも１つの連通部（Ｃ）を有する。 (1) The electrolysis apparatus of the present invention is an apparatus for removing scale components contained in water. The electrolyzer includes a container (47) having a water inlet (43) and a water outlet (45), and a first electrode plate (51) and a second electrode plate (52) accommodated in the container (47). And a third electrode plate (53). The first electrode plate (51), the second electrode plate (52), and the third electrode plate (53) are arranged in this order with a gap therebetween in the thickness direction of the electrode plate. In the container (47), a first flow path (F1) is a gap between the first electrode plate (51) and the second electrode plate (52), and water flows in the first direction (D1). ) And the second electrode plate (52) and the third electrode plate (53), and water flows in a second direction (D2) opposite to the first direction (D1). 2 flow paths (F2), and a folded portion (T) connecting the downstream end of the first flow path (F1) and the upstream end of the second flow path (F2) are formed. Yes. The second electrode plate (52) has a portion of the water flowing through the first flow path (F1) on the second flow path (upstream side of the downstream end of the first flow path (F1)). It has at least one communication part (C) for letting it flow into F2).

この構成では、第１流路（Ｆ１）を流れる水の一部が第１流路（Ｆ１）の下流側端部よりも上流側において連通部（Ｃ）を通じて第２流路（Ｆ２）に流入するので、流入した水と第２流路（Ｆ２）を流れる水とが混合される。このように水が混合されることにより、第２流路（Ｆ２）を流れる水の流れが乱される。よって、第２流路（Ｆ２）を形成する第２電極板（５２）及び第３電極板（５３）のうち陽極として機能する一方の電極板の近傍にスケール成分濃度の低い水が偏流するのを抑制できるので、第２電極板（５２）と第３電極板（５３）との間においてスケール成分の析出反応が促進される。 In this configuration, a part of the water flowing through the first flow path (F1) flows into the second flow path (F2) through the communication portion (C) upstream of the downstream end of the first flow path (F1). Therefore, the water that flows in and the water that flows through the second flow path (F2) are mixed. By mixing water in this way, the flow of water flowing through the second flow path (F2) is disturbed. Therefore, water having a low scale component concentration drifts in the vicinity of one of the second electrode plate (52) and the third electrode plate (53) forming the second flow path (F2) that functions as the anode. Therefore, the precipitation reaction of the scale component is promoted between the second electrode plate (52) and the third electrode plate (53).

また、上記のように第１流路（Ｆ１）を流れる水の一部が連通部（Ｃ）を通じて第１流路（Ｆ１）から流出する際には、第１流路（Ｆ１）においても連通部（Ｃ）の近傍を流れる水の流れが乱される。これにより、第１流路（Ｆ１）を形成する第１電極板（５１）及び第２電極板（５２）のうち陽極として機能する一方の電極板の近傍にスケール成分濃度の低い水が偏流するのを抑制できるので、第１電極板（５１）と第２電極板（５２）との間においてスケール成分の析出反応が促進される。 Further, when part of the water flowing through the first flow path (F1) flows out of the first flow path (F1) through the communication portion (C) as described above, the first flow path (F1) also communicates. The flow of water flowing in the vicinity of the part (C) is disturbed. As a result, water having a low scale component concentration drifts in the vicinity of one of the first electrode plate (51) and the second electrode plate (52) forming the first flow path (F1) that functions as the anode. Therefore, the precipitation reaction of the scale component is promoted between the first electrode plate (51) and the second electrode plate (52).

以上のことから、この構成では、電極板の枚数を増やして電極板の面積を大きくしなくても水中のスケール成分の除去効率を高めることができるので、電極材料に起因するコストアップを抑制しつつ、スケール成分の除去効率を高めることができる。 From the above, in this configuration, the removal efficiency of scale components in water can be increased without increasing the number of electrode plates to increase the area of the electrode plates, thereby suppressing an increase in cost due to the electrode material. Meanwhile, the removal efficiency of the scale component can be increased.

なお、この構成では、上述したように、水入口（４３）から容器（４７）内に流入した水は、第１流路（Ｆ１）を折り返し部（Ｔ）に向かって第１方向（Ｄ１）に流れ、折り返し部（Ｔ）において流れ方向を反転した後、第２流路（Ｆ２）を第２方向（Ｄ２）に流れる。このように水が第１流路（Ｆ１）、折り返し部（Ｔ）及び第２流路（Ｆ２）の順に流れるときには圧力損失が生じるため、第２流路（Ｆ２）における圧力は第１流路（Ｆ１）における圧力よりも小さくなる。これにより、連通部（Ｃ）を通じて第１流路（Ｆ１）から第２流路（Ｆ２）に水が流入する。 In this configuration, as described above, the water that has flowed into the container (47) from the water inlet (43) passes through the first flow path (F1) toward the folded portion (T) in the first direction (D1). Then, after the flow direction is reversed at the turn-back portion (T), the second flow path (F2) flows in the second direction (D2). As described above, since pressure loss occurs when water flows in the order of the first flow path (F1), the folded portion (T), and the second flow path (F2), the pressure in the second flow path (F2) is the first flow path. It becomes smaller than the pressure in (F1). Thereby, water flows into the 2nd channel (F2) from the 1st channel (F1) through a communicating part (C).

(2)前記電気分解装置において、前記第１電極板（５１）は、前記第１流路（Ｆ１）よりも上流側の流路を流れる水の一部を前記第１流路（Ｆ１）に流入させるための少なくとも１つの連通部（Ｃ）を有し、前記第３電極板（５１）は、前記第２流路（Ｆ２）を流れる水の一部を前記第２流路（Ｆ２）よりも下流側の流路に流入させるための少なくとも１つの連通部（Ｃ）を有するのが好ましい。 (2) In the electrolysis apparatus, the first electrode plate (51) causes a part of water flowing in a flow path upstream of the first flow path (F1) to be in the first flow path (F1). The third electrode plate (51) has a part of water flowing through the second flow path (F2) from the second flow path (F2). It is also preferable to have at least one communication part (C) for flowing into the downstream flow path.

この構成では、第２電極板（５２）だけでなく、第１電極板（５１）にも連通部（Ｃ）が設けられており、第３電極板（５３）にも連通部（Ｃ）が設けられているので、第１流路（Ｆ１）及び第２（Ｆ２）における水の混合（水の流れの乱れ）がより促進される。これにより、第１電極板（５１）と第２電極板（５２）との間においてスケール成分の析出反応がさらに促進され、第２電極板（５２）と第３電極板（５３）との間においてスケール成分の析出反応がさらに促進される。 In this configuration, not only the second electrode plate (52) but also the first electrode plate (51) is provided with a communicating portion (C), and the third electrode plate (53) is also provided with a communicating portion (C). Since it is provided, mixing of water (turbulence in water flow) in the first flow path (F1) and the second flow path (F2) is further promoted. Thereby, the precipitation reaction of the scale component is further promoted between the first electrode plate (51) and the second electrode plate (52), and between the second electrode plate (52) and the third electrode plate (53). In addition, the precipitation reaction of the scale component is further promoted.

(3)前記電気分解装置において、前記連通部（Ｃ）は、前記折り返し部（Ｔ）に隣接する前記第２電極板（５２）の縁部（Ｅ１）に設けられているのが好ましい。 (3) In the electrolysis apparatus, it is preferable that the communication part (C) is provided at an edge part (E1) of the second electrode plate (52) adjacent to the folded part (T).

この構成では、第２電極板（５２）の縁部（Ｅ１）に設けられた連通部（Ｃ）を通じて第１流路（Ｆ１）から第２流路（Ｆ２）に水が流入する。この水の流入により、第２電極板（５２）の縁部（Ｅ１）に隣接する折り返し部（Ｔ）における水の流れ、及び折り返し部（Ｔ）から第２流路（Ｆ２）に流入する水の流れが乱される。したがって、折り返し部（Ｔ）から第２流路（Ｆ２）に流入する水は、第２電極板５２側の領域におけるスケール成分の濃度と第３電極板５３側の領域におけるスケール成分の濃度との差が小さくなる。これにより、第２流路（Ｆ２）において第２電極板（５２）側及び第３電極板（５３）側にスケール成分濃度の低い水が偏流するのをさらに抑制できる。 In this configuration, water flows from the first flow path (F1) to the second flow path (F2) through the communication portion (C) provided at the edge (E1) of the second electrode plate (52). Due to the inflow of water, the water flows in the folded portion (T) adjacent to the edge (E1) of the second electrode plate (52), and the water flows into the second flow path (F2) from the folded portion (T). Is disturbed. Therefore, the water flowing into the second flow path (F2) from the folded portion (T) has a concentration of the scale component in the region on the second electrode plate 52 side and the concentration of the scale component in the region on the third electrode plate 53 side. The difference becomes smaller. Thereby, it can further suppress that water with low scale component concentration drifts to the 2nd electrode plate (52) side and the 3rd electrode plate (53) side in the 2nd channel (F2).

(4)前記電気分解装置において、前記第１電極板（５１）、前記第２電極板（５２）及び前記第３電極板（５３）のうちの少なくとも１つの電極板は、隣り合う電極板側に突出する複数の凸部（６２）及び隣り合う電極板とは反対側に凹む複数の凹部（６１）の少なくとも一方を有するのが好ましい。 (4) In the electrolysis apparatus, at least one of the first electrode plate (51), the second electrode plate (52) and the third electrode plate (53) is adjacent to the electrode plate side. It is preferable to have at least one of a plurality of convex portions (62) projecting to the side and a plurality of concave portions (61) recessed to the side opposite to the adjacent electrode plate.

この構成では、複数の凸部（６２）及び複数の凹部（６１）の少なくとも一方により、隣り合う電極板間の流路における水の流れが乱される。これにより、隣り合う電極板のうち陽極として機能する一方の電極の近傍にスケール成分濃度の低い水が偏流するのをさらに抑制できるので、電極板間においてスケール成分の析出反応がさらに促進される。 In this configuration, the flow of water in the flow path between adjacent electrode plates is disturbed by at least one of the plurality of convex portions (62) and the plurality of concave portions (61). Accordingly, it is possible to further suppress the drift of water having a low scale component concentration in the vicinity of one electrode functioning as an anode among the adjacent electrode plates, so that the precipitation reaction of the scale component is further promoted between the electrode plates.

(5)前記電気分解装置において、前記第１電極板（５１）は、第２電極板（５２）側に突出する前記複数の凸部（６２）を有し、これらの凸部（６２）の少なくとも一部は、第２流路（Ｆ２）への連通部（Ｃ）を通じた水の流入を促進させる位置に設けられているのが好ましい。 (5) In the electrolysis apparatus, the first electrode plate (51) includes the plurality of protrusions (62) protruding toward the second electrode plate (52), and the protrusions (62) It is preferable that at least a part is provided at a position that promotes the inflow of water through the communication portion (C) to the second flow path (F2).

この構成では、凸部（６２）によって第２流路（Ｆ２）への連通部（Ｃ）を通じた水の流入が促進されるので、第２流路（Ｆ２）における水の流れを乱す効果がさらに高められる。これにより、第２流路（Ｆ２）において第２電極板（５２）側及び第３電極板（５３）側にスケール成分濃度の低い水が偏流するのをさらに抑制できる。 In this configuration, since the inflow of water through the communication part (C) to the second flow path (F2) is promoted by the convex part (62), the effect of disturbing the flow of water in the second flow path (F2) is achieved. Further enhanced. Thereby, it can further suppress that water with low scale component concentration drifts to the 2nd electrode plate (52) side and the 3rd electrode plate (53) side in the 2nd channel (F2).

なお、第２流路（Ｆ２）への連通部（Ｃ）を通じた水の流入を促進させる位置としては、例えば、第１流路（Ｆ１）を流れる水が凸部（６２）に沿って流れることにより、第２電極板（５２）に設けられた連通部（Ｃ）に案内されるような凸部（６２）の位置が挙げられる。 In addition, as a position which accelerates | stimulates inflow of the water through the communication part (C) to a 2nd flow path (F2), the water which flows through a 1st flow path (F1) flows along a convex part (62), for example. Thereby, the position of the convex part (62) which is guided to the communication part (C) provided in the second electrode plate (52) can be mentioned.

(6)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。 (6) The temperature-controlled water supply machine of the present invention includes a water heat exchanger (21) for heating water, and the scale component for removing scale components contained in water sent to the water heat exchanger (21). An electrolysis device (41).

この構成では、上記のような電気分解装置（４１）を備える。したがって、電気分解装置（４１）において、電極材料に起因するコストアップを抑制しつつ、スケール成分の除去効率を高めることができる。これにより、水熱交換器（２１）においてスケールが析出するのを抑制することができる。 In this configuration, the electrolysis device (41) as described above is provided. Therefore, in the electrolysis apparatus (41), it is possible to increase the removal efficiency of the scale component while suppressing an increase in cost due to the electrode material. Thereby, it can suppress that a scale precipitates in a water heat exchanger (21).

以上説明したように、本発明によれば、電極材料に起因するコストアップを抑制しつつ、電気分解処理の効率を高めることができる電気分解装置を備えた温度調節水供給機を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a temperature-controlled water supply device including an electrolyzer that can increase the efficiency of electrolysis while suppressing an increase in cost caused by an electrode material. it can.

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。It is a lineblock diagram showing the heat pump water heater concerning one embodiment of the present invention. 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。It is a perspective view which shows the electrolyzer used for the said heat pump water heater. （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。(A) is sectional drawing when the said electrolyzer is cut | disconnected by the plane parallel to a perpendicular direction, (B) is sectional drawing when the said electrolyzer is cut | disconnected by the plane parallel to a horizontal direction. is there. （Ａ）は、前記電気分解装置の電極板を示す正面図であり、（Ｂ）は、電気分解装置の変形例１における電極板を示し、（Ｃ）は、電気分解装置の変形例２における電極板を示している。(A) is a front view which shows the electrode plate of the said electrolysis apparatus, (B) shows the electrode plate in the modification 1 of an electrolysis apparatus, (C) is in the modification 2 of an electrolysis apparatus. An electrode plate is shown. 前記電気分解装置における複数の電極板の配置及び水の流れを示す斜視図である。It is a perspective view which shows arrangement | positioning of several electrode plates in the said electrolyzer, and the flow of water. 前記電気分解装置における容器内の水の流れを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the flow of the water in the container in the said electrolyzer. 前記電気分解装置の変形例３における複数の電極板の配置及び水の流れを示す斜視図である。It is a perspective view which shows arrangement | positioning of several electrode plates and the flow of water in the modification 3 of the said electrolyzer. （Ａ）は、電気分解装置の変形例４における電極板を示す正面図であり、（Ｂ）は、電気分解装置の変形例５における電極板を示す正面図である。(A) is a front view which shows the electrode plate in the modification 4 of an electrolyzer, (B) is a front view which shows the electrode plate in the modification 5 of an electrolyzer. （Ａ）は、電気分解装置の変形例６における電極板を示す正面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）のＩＸＢ−ＩＸＢ線断面図である。(A) is a front view which shows the electrode plate in the modification 6 of an electrolyzer, (B) is the IXB-IXB sectional view taken on the line of (A). （Ａ）は、変形例６における容器内の水の流れをそれぞれ示す断面図であり、（Ｂ）は、変形例７における容器内の水の流れをそれぞれ示す断面図である。(A) is sectional drawing which shows the flow of the water in the container in the modification 6, respectively, (B) is sectional drawing which shows the flow of the water in the container in the modification 7, respectively. 前記電気分解装置の変形例８を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification 8 of the said electrolyzer. 前記電気分解装置を備えた冷却塔、燃焼式給湯機又は電気温水機の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the cooling tower provided with the said electrolyzer, a combustion type water heater, or an electric water heater.

＜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。 <Heat pump water heater>
Hereinafter, a heat pump water heater 11 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the heat pump water heater 11 according to this embodiment includes a heat pump unit 13, a hot water storage unit 17, an electrolyzer 41, and a controller 32 that controls them.

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。 The hot water storage unit 17 includes a tank 15 that stores water, a pump 31, and water conduits 27 and 29. The tank 15 and the water heat exchanger 21 are connected by water conduits 27 and 29. The water conduits 27 and 29 return the water that has been heated by exchanging heat with the water heat exchanger 21 and returning to the tank 15 with the incoming water pipe 27 having a feed-side flow path for sending water from the tank 15 to the water heat exchanger 21. And a hot water supply pipe 29 having a side flow path. The water intake pipe 27 is provided with a pump 31 for feeding water. The pump 31 causes the water in the tank 15 to flow out from the lower part of the tank 15 to the incoming water pipe 27, feeds water in the order of the incoming water pipe 27, the water heat exchanger 21 and the hot water outlet pipe 29, and returns it to the upper part of the tank 15.

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。 The heat pump water heater 11 includes a refrigerant circuit 10a and a hot water storage circuit 10b. The refrigerant circuit 10a includes a compressor 19, a water heat exchanger 21, an electric expansion valve 23 as an expansion mechanism, an air heat exchanger 25, and a refrigerant pipe connecting them. The hot water storage circuit 10b includes a tank 15, a pump 31, a water heat exchanger 21, an electrolyzer 41, and water conduits 27 and 29 that connect them.

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。 In the present embodiment, carbon dioxide is used as the refrigerant circulating in the refrigerant circuit 10a, but the present invention is not limited to this. The refrigerant circulating in the refrigerant circuit 10a exchanges heat with water circulating in the hot water storage circuit 10b in the water heat exchanger 21 to heat the water, and heat exchange with outside air in the air heat exchanger 25 absorbs heat from the outside air. To do.

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。 A water supply pipe 37 and a hot water supply pipe 35 are connected to the tank 15. The hot water supply pipe 35 is connected to the upper part of the tank 15. The hot water supply pipe 35 is for taking out hot water stored in the tank 15 and supplying hot water to a bathtub or the like. The water supply pipe 37 is connected to the bottom of the tank 15. The water supply pipe 37 is for supplying low-temperature water into the tank 15 from a water supply source. As a water supply source for supplying water to the tank 15, for example, tap water or ground water such as well water can be used. The water heater 11 of the present embodiment is a transient water heater that does not return the hot water supplied from the hot water supply pipe 35 to the tank 15.

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。 The electrolyzer 41 is provided at a position upstream of the water heat exchanger 21 in the water inlet pipe 27 at a position downstream of the pump 31. Details of the electrolyzer 41 will be described later.

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の電気回路に通電する電源５３などを制御する。電源５３としては、例えば直流電源が用いられる。 The controller 32 includes a control unit 33 and a memory (storage unit) 34. The controller 33 controls the boiling operation of boiling water in the tank 15 based on the boiling operation schedule stored in the memory 34. In addition, the control unit 33 controls a power source 53 that energizes an electric circuit of the electrolyzer 41 described later. As the power source 53, for example, a DC power source is used.

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。 Next, the operation of the heat pump water heater 11 will be described. In the boiling operation for boiling water in the tank 15, the control unit 33 drives the compressor 19 of the heat pump unit 13 to adjust the opening degree of the electric expansion valve 23 and drives the pump 31 of the hot water storage unit 17. . Thereby, as shown in FIG. 1, low-temperature water in the tank 15 is sent to the water heat exchanger 21 through the inlet pipe 27 from the water outlet provided at the bottom of the tank 15, and is heated in the water heat exchanger 21. The The heated high-temperature water is returned into the tank 15 from a water inlet provided in the upper part of the tank 15 through the hot water supply pipe 29. Thereby, hot water is stored in the tank 15 in order from the upper part. In this boiling operation, scale components contained in water are removed by the electrolyzer 41.

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。 The heat pump water heater 11 of the present embodiment is a transient water heater. In the transient hot water heater 11, the water (hot water) supplied from the hot water supply pipe 35 is used by the user and does not return to the tank 15. Accordingly, the same amount of water supplied from the tank 15 through the hot water supply pipe 35 is supplied to the tank 15 from the water supply source through the water supply pipe 37. That is, the tank 15 is frequently replenished with water containing scale components from a water supply source such as tap water or well water, and the amount of replenishment is also large. Therefore, in the case of a transient heat pump water heater, it is necessary to remove scale components more efficiently than a circulating cooling water circulation device or a circulating water heater.

＜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４３及び水出口４５を有する容器４７と、容器４７内に収容された複数の電極板５１〜５ｎとを備える。各電極板は、耐食性に優れた材料により形成されている。各電極板を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。 <Electrolysis device>
FIG. 2 is a perspective view showing the electrolyzer 41. 3A is a cross-sectional view of the electrolyzer 41 cut along a plane parallel to the vertical direction, and FIG. 3B is a cross-sectional view of the electrolyzer 41 cut along a plane parallel to the horizontal direction. is there. The electrolyzer 41 according to this embodiment is for removing scale components contained in the water sent to the water heat exchanger 21. The electrolyzer 41 includes a container 47 having a water inlet 43 and a water outlet 45, and a plurality of electrode plates 51 to 5n accommodated in the container 47. Each electrode plate is made of a material having excellent corrosion resistance. Examples of the material constituting each electrode plate include platinum and titanium. Specifically, it is as follows.

例えば、各電極板は、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。具体的に、各電極板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、各電極板が、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板本体と、この電極板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。電極板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。 For example, at least the surface of each electrode plate is formed of a material whose main component is platinum. Specifically, a form in which the entirety of each electrode plate is formed of a material mainly composed of platinum (a material such as platinum or a platinum alloy) can be exemplified. In addition, each electrode plate is made of a material having a higher ionization tendency than platinum (that is, a material that is more easily oxidized than platinum in water), and the surface of the electrode plate body is mainly composed of platinum. The form which has a coating layer formed with material (materials, such as platinum and a platinum alloy) can be illustrated. Examples of the material of the electrode plate main body include materials mainly composed of titanium (materials such as titanium and titanium alloys).

また、各電極板は、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。 In addition, each electrode plate is more easily oxidized than platinum in water, but has a relatively excellent corrosion resistance, such as a material mainly composed of titanium (a material such as titanium or titanium alloy). it can.

複数の電極板５１〜５ｎは、第１電極板５１、第２電極板５２、第３電極板５３、・・・、第ｎ電極板５ｎを含むｎ枚の電極板により構成されている。複数の電極板５１〜５ｎは、一方向（電極板の厚さ方向）に配列されている。複数の電極板５１〜５ｎは、隣り合う電極板の一方が陽極として機能し、隣り合う電極板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（図３（Ｂ）参照）。隣り合う電極板は、電極対４９を構成している。本実施形態では、複数の電極板５１〜５ｎ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。 The plurality of electrode plates 51 to 5n includes n electrode plates including a first electrode plate 51, a second electrode plate 52, a third electrode plate 53,..., An nth electrode plate 5n. The plurality of electrode plates 51 to 5n are arranged in one direction (the thickness direction of the electrode plate). The plurality of electrode plates 51 to 5n are connected to the power source 53 so that one of the adjacent electrode plates functions as an anode and the other of the adjacent electrode plates functions as a cathode (see FIG. 3B). Adjacent electrode plates constitute an electrode pair 49. In the present embodiment, the plurality of electrode plates 51 to 5n are connected in parallel to the power supply 53, but the present invention is not limited to this. As the power source 53, for example, a DC power source is used.

各電極板の形状としては、例えば平板形状、波板形状などの種々の板形状を採用することができる。これにより、各電極の表面積を大きくすることができる。本実施形態では平板形状を採用している。また、本実施形態では、複数の電極板５１〜５ｎは、互いに平行な姿勢で配置されている。 As the shape of each electrode plate, various plate shapes such as a flat plate shape and a corrugated plate shape can be employed. Thereby, the surface area of each electrode can be increased. In this embodiment, a flat plate shape is adopted. Moreover, in this embodiment, the several electrode plates 51-5n are arrange | positioned in the mutually parallel attitude | position.

容器４７内には、第１電極板５１と第２電極板５２との間の隙間であって水が第１方向Ｄ１に流れる第１流路Ｆ１と、第２電極板５２と第３電極板５３との間の隙間であって水が第１方向Ｄ１とは反対の第２方向Ｄ２に流れる第２流路Ｆ２と、第１流路Ｆ１の下流側端部と第２流路Ｆ２の上流側端部とを接続する折り返し部Ｔと、が形成されている。 In the container 47, there is a first flow path F1 through which water flows in the first direction D1 between the first electrode plate 51 and the second electrode plate 52, and the second electrode plate 52 and the third electrode plate. 53, a second flow path F2 in which water flows in a second direction D2 opposite to the first direction D1, a downstream end of the first flow path F1, and an upstream of the second flow path F2. A folded portion T that connects the side end portions is formed.

以下同様に、第ｋ電極板５ｋと第（ｋ＋１）電極板５（ｋ＋１）との間の隙間であって水が第２方向Ｄ２に流れる第ｋ流路Ｆｋと、第（ｋ＋１）電極板５（ｋ＋１）と第（ｋ＋２）電極板５（ｋ＋２）との隙間であって水が第１方向Ｄ１に流れる第（ｋ＋１）流路Ｆ（ｋ＋１）と、第ｋ流路Ｆｋの下流側端部と第（ｋ＋１）流路Ｆ（ｋ＋１）の上流側端部とを接続する折り返し部Ｔと、が形成されている。 Similarly, the k-th channel Fk that is a gap between the k-th electrode plate 5k and the (k + 1) -th electrode plate 5 (k + 1) and in which water flows in the second direction D2, and the (k + 1) -th electrode plate 5 The (k + 1) th flow path F (k + 1) and the downstream end of the kth flow path Fk between the (k + 1) th and (k + 2) th electrode plates 5 (k + 2) and in which water flows in the first direction D1 And a folded portion T that connects the upstream end of the (k + 1) th flow path F (k + 1).

なお、本実施形態では、折り返し部Ｔと流路Ｆｋの下流側端部との境界、及び折り返し部Ｔと流路Ｆ（ｋ＋１）の上流側端部との境界は、図６の断面図において一点鎖線Ｌで示す位置である。この一点鎖線Ｌは、電極板５（ｋ＋１）の端部（折り返し部Ｔに隣接する端部）を通り、この電極板５（ｋ＋１）の厚さ方向に平行な直線である。 In the present embodiment, the boundary between the folded portion T and the downstream end of the flow path Fk and the boundary between the folded portion T and the upstream end of the flow path F (k + 1) are shown in the cross-sectional view of FIG. This is the position indicated by the alternate long and short dash line L. This alternate long and short dash line L is a straight line that passes through the end of the electrode plate 5 (k + 1) (the end adjacent to the folded portion T) and is parallel to the thickness direction of the electrode plate 5 (k + 1).

本実施形態では、複数の電極板５１〜５ｎ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。 In the present embodiment, the plurality of electrode plates 51 to 5 n are arranged so that a meandering flow path in which water flows while meandering in the container 47 is formed. Specifically, it is as follows.

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。 As shown in FIGS. 2 and 3A and 3B, the container 47 has a substantially rectangular parallelepiped shape constituted by six wall portions. These wall portions form a water flow space through which water flows. The six wall parts include a first wall part 471, a second wall part 472, a third wall part 473, a fourth wall part 474, a fifth wall part 475, and a sixth wall part 476.

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電極板５１及び各第２電極板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。 The first wall portion 471 is located on the upstream side of the water flow, and the second wall portion 472 is located on the downstream side of the water flow in a posture parallel to the first wall portion 471. The first wall portion 471 and the second wall portion 472 are arranged in a posture parallel to the first electrode plates 51 and the second electrode plates 52. The third to sixth wall portions connect the peripheral portions of the first wall portion 471 and the second wall portion 472 to each other. The third wall portion 473 is positioned below, and the fourth wall portion 474 is positioned above in a posture parallel to the third wall portion 473. The fifth wall portion 475 is positioned on the right side toward the downstream side, and the sixth wall portion 476 is positioned on the left side toward the downstream side in a posture parallel to the fifth wall portion 475.

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、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が接続されており、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。 The water inlet 43 of the container 47 is provided in the lower part of the first wall part 471, and the water outlet 45 is provided in the upper part of the second wall part 472. The water inlet 43 is connected to the water inlet pipe 27 located on the pump 31 side, and the water outlet 45 is connected to the water inlet pipe 27 located on the water heat exchanger 21 side. Water sent to the electrolyzer 41 through the water inlet pipe 27 by the pump 31 flows into the water flow space inside the container 47 from the water inlet 43. The water that has flowed into the water flow space flows toward the downstream side of the water flow, and is discharged from the water outlet 45 to the outside of the container 47.

複数の電極板５１〜５ｎは、電極板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。電極板同士の隙間は、水が流れる流路Ｆ１〜Ｆ（ｎ−１）として機能する。複数の電極板５１〜５ｎは、第３壁部４７３に接しているものと、第４壁部４７４に接しているものとが交互に並んでいる。具体的に、前者の電極板５２，５４，・・・，５ｎは、第３壁部４７３に接しており、第４壁部４７４に向かって延びている。これらの電極板と第４壁部４７４の内面との間に水が流通可能な隙間が設けられることにより、折り返し部Ｔが形成されている。後者の電極板５１，５３，・・・，５（ｎ−１）は、第４壁部４７４に接しており、第３壁部４７３に向かって延びている。これらの電極板と第３壁部４７３の内面との間に水が流通可能な隙間が設けられることにより、折り返し部Ｔが形成されている。このように容器４７内には、図３（Ａ）に示すような蛇行流路が形成されている。 The plurality of electrode plates 51 to 5n are arranged along the horizontal direction at intervals in the thickness direction of the electrode plates. The gaps between the electrode plates function as flow paths F1 to F (n-1) through which water flows. The plurality of electrode plates 51 to 5 n are alternately in contact with the third wall portion 473 and in contact with the fourth wall portion 474. Specifically, the former electrode plates 52, 54,..., 5 n are in contact with the third wall portion 473 and extend toward the fourth wall portion 474. A folded portion T is formed by providing a gap through which water can flow between these electrode plates and the inner surface of the fourth wall portion 474. The latter electrode plates 51, 53,..., 5 (n−1) are in contact with the fourth wall portion 474 and extend toward the third wall portion 473. A folded portion T is formed by providing a gap through which water can flow between these electrode plates and the inner surface of the third wall portion 473. Thus, a meandering flow path as shown in FIG. 3A is formed in the container 47.

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隣り合う電極板により構成される電極対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。 In the electrolyzer 41 having the above-described structure, the scale component contained in the water is electrolyzed until the water flowing into the container 47 from the water inlet 43 flows out of the container 47 from the water outlet 45. It deposits as a scale on the cathode of the electrode pair 49 constituted by adjacent electrode plates. The scale adhering to the cathode is dropped from the cathode and deposited on the third wall portion 473 of the container 47 by, for example, periodically reversing the polarity of the electrode plate.

次に、図４（Ａ），（Ｂ）を参照して電極板についてさらに詳しく説明する。図４（Ａ）は、電気分解装置４１の電極板を示す正面図である。各電極板は、複数の連通部Ｃを有する。具体的には次の通りである。 Next, the electrode plate will be described in more detail with reference to FIGS. 4 (A) and 4 (B). FIG. 4A is a front view showing an electrode plate of the electrolyzer 41. Each electrode plate has a plurality of communication portions C. Specifically, it is as follows.

図４（Ａ）に示すように、例えば電極板５ｋは、複数の連通部Ｃを有する。各連通部Ｃは、電極板５ｋを厚さ方向に貫通する貫通孔である。各連通部Ｃは、円形の貫通孔に限定されず、例えば図４（Ｂ）に示す変形例１のような正方形や長方形であってもよく、図４（Ｃ）に示す変形例２のようなひし形であってよい。 As shown in FIG. 4A, for example, the electrode plate 5k has a plurality of communicating portions C. Each communication part C is a through-hole penetrating the electrode plate 5k in the thickness direction. Each communication portion C is not limited to a circular through-hole, and may be, for example, a square or a rectangle as in Modification 1 shown in FIG. 4 (B), as in Modification 2 shown in FIG. 4 (C). It may be a rhombus.

複数の連通部Ｃは、互いに間隔をあけて設けられている。隣り合う連通部Ｃ同士は、第１方向Ｄ１又はこれに交わる方向に互いに間隔をあけて設けられている。本実施形態では、複数の連通部Ｃは、電極板５ｋのほぼ全体に均等な間隔で設けられているが、これに限定されない。例えば、電極板５ｋにおいて、隣りの電極板５（ｋ＋１）と電極板の厚さ方向に対向する対向領域における連通部Ｃの個数や開口面積を、対向領域以外の領域における連通部Ｃの個数や開口面積よりも大きくしてもよい。 The plurality of communication portions C are provided at intervals. Adjacent communicating portions C are provided at intervals in the first direction D1 or the direction intersecting the first direction D1. In the present embodiment, the plurality of communication portions C are provided at almost equal intervals on the entire electrode plate 5k, but are not limited thereto. For example, in the electrode plate 5k, the number and the opening area of the communication portions C in the facing region facing the adjacent electrode plate 5 (k + 1) in the thickness direction of the electrode plate can be set as the number of the communication portions C in the regions other than the facing region. It may be larger than the opening area.

本実施形態では、複数の電極板５１〜５ｎにおいて、連通部Ｃの個数、連通部Ｃの大きさは同じであるが、これに限定されない。例えば、容器４７内の下流側では上流側に比べて水中に含まれるスケール成分の濃度が小さくなる傾向にあるので、上流側の電極板における連通部Ｃの個数よりも下流側の電極板における連通部Ｃの個数を多くしてもよい。また、上流側の電極板における連通部Ｃの開口面積よりも下流側の電極板における連通部Ｃの開口面積を大きくしてもよい。 In the present embodiment, in the plurality of electrode plates 51 to 5n, the number of communication portions C and the size of the communication portions C are the same, but are not limited thereto. For example, since the concentration of the scale component contained in the water tends to be lower at the downstream side in the container 47 than at the upstream side, the communication at the downstream electrode plate is more than the number of the communication portions C at the upstream electrode plate. The number of parts C may be increased. Further, the opening area of the communication portion C in the downstream electrode plate may be larger than the opening area of the communication portion C in the upstream electrode plate.

電極板５ｋに設けられる複数の連通部Ｃの個数、開口面積などは特に限定されない。電極板５ｋに設けられる複数の連通部Ｃの開口面積の総計は、電極板５ｋの一方の表面の面積（電極板５ｋに複数の連通部Ｃが設けられていないと仮定した場合の面積）の５％以下であるのが好ましい。これにより、各電極板の表面積が減少するのを抑制しつつ、電極板間の流路における水の流れを乱すことができる。また、連通部Ｃの開口面積の合計は、電極板５ｋの面積の１〜３％であるのがより好ましい。 There are no particular limitations on the number of communication portions C provided on the electrode plate 5k, the opening area, and the like. The total opening area of the plurality of communication portions C provided on the electrode plate 5k is the area of one surface of the electrode plate 5k (the area when it is assumed that the plurality of communication portions C are not provided on the electrode plate 5k). It is preferably 5% or less. Thereby, the flow of water in the flow path between the electrode plates can be disturbed while suppressing the surface area of each electrode plate from decreasing. Moreover, it is more preferable that the total opening area of the communication part C is 1 to 3% of the area of the electrode plate 5k.

図５は、容器４７内における複数の電極板の配置及び水の流れを示す斜視図であり、図６は、容器４７内の水の流れを示す断面図である。図５及び図６に示すように、流路Ｆ（ｋ−１）を第１方向Ｄ１（上方）に流れる水の一部は、電極板５ｋに設けられた連通部Ｃを通じて流路Ｆｋに流入し、流路Ｆｋを流れる主流と混合される。これにより、流路Ｆｋにおける水の流れが乱される。同様に、流路Ｆｋを第２方向Ｄ２（下方）に流れる水の一部は、電極板５（ｋ＋１）に設けられた連通部Ｃを通じて流路Ｆ（ｋ＋１）に流入し、流路Ｆ（ｋ＋１）を流れる主流と混合される。これにより、流路Ｆ（ｋ＋１）における水の流れが乱される。 FIG. 5 is a perspective view showing the arrangement of a plurality of electrode plates and the flow of water in the container 47, and FIG. 6 is a cross-sectional view showing the flow of water in the container 47. As shown in FIGS. 5 and 6, a part of the water flowing in the first direction D1 (upward) through the flow path F (k-1) flows into the flow path Fk through the communication portion C provided in the electrode plate 5k. And mixed with the main flow flowing through the flow path Fk. Thereby, the flow of water in the flow path Fk is disturbed. Similarly, a part of the water flowing in the second direction D2 (downward) through the flow path Fk flows into the flow path F (k + 1) through the communication portion C provided in the electrode plate 5 (k + 1), and flows into the flow path F (k mixed with the main stream flowing through k + 1). Thereby, the flow of water in the flow path F (k + 1) is disturbed.

本実施形態における電気分解時の運転条件の一例を挙げると次のようになる。水入口４３を通じて容器４７内に流入する水の流量は、例えば０．６〜１．２リットル／分程度に調節される。そして、容器４７内において蛇行流路を流れる水の流速は、６〜１３ｍｍ／秒程度に調節される。この場合、蛇行流路における水の流れにおいて、レイノルズ数が９０〜２００程度となるように流路の大きさ（流路の断面積）が調節される。これらの流量、流速及びレイノルズ数は、運転条件の一例を示したものであり、上記の範囲に限定されない。また、流速及びレイノルズ数は、蛇行流路における複数箇所で測定される値の平均値が上記範囲に調節される。なお、蛇行流路において流速分布を有する流れとなる場合には、最も流速が大きくなる電極板間の幅方向の中央部分を流れる水の流速は、電極板近傍を流れる水の流速のおおよそ２倍程度となる。 An example of operating conditions during electrolysis in the present embodiment is as follows. The flow rate of water flowing into the container 47 through the water inlet 43 is adjusted to, for example, about 0.6 to 1.2 liters / minute. And the flow rate of the water which flows through the meandering flow path in the container 47 is adjusted to about 6 to 13 mm / second. In this case, in the flow of water in the meandering flow path, the size of the flow path (the cross-sectional area of the flow path) is adjusted so that the Reynolds number is about 90 to 200. These flow rates, flow velocities, and Reynolds numbers are examples of operating conditions and are not limited to the above ranges. Further, the average value of the values measured at a plurality of locations in the meandering flow path is adjusted to the above range for the flow velocity and the Reynolds number. When the flow has a flow velocity distribution in the meandering flow path, the flow velocity of water flowing through the central portion in the width direction between the electrode plates where the flow velocity is the largest is approximately twice the flow velocity of water flowing in the vicinity of the electrode plates. It will be about.

本実施形態のように、容器４７内において蛇行流路を流れる水の流速が６〜１３ｍｍ／秒程度の低速である場合には、電極板の近傍を流れる水は、周囲の水と混ざり合いにくい。このような場合、電極板が複数の連通部Ｃを有していない従来の電気分解装置では、陽極として機能する一方の電極板の近傍にスケール成分濃度の低い水が偏流しやすくなる。一方、本実施形態では、このような低速であっても、陽極として機能する一方の電極板近傍にスケール成分濃度の低い水が偏流するのを抑制できるので、電極板間においてスケール成分の析出反応が促進される。 As in this embodiment, when the flow rate of the water flowing through the meandering channel in the container 47 is a low speed of about 6 to 13 mm / second, the water flowing in the vicinity of the electrode plate is unlikely to mix with the surrounding water. . In such a case, in a conventional electrolysis apparatus in which the electrode plate does not have a plurality of communication portions C, water with a low scale component concentration tends to drift near one electrode plate that functions as an anode. On the other hand, in this embodiment, even at such a low speed, it is possible to suppress the drift of water having a low scale component concentration in the vicinity of one of the electrode plates functioning as an anode. Is promoted.

なお、本実施形態では、複数の電極板５１〜５ｎが容器４７内において上下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、複数の電極板５１〜５ｎが容器４７内において水平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。 In the present embodiment, the case where the plurality of electrode plates 51 to 5n form a meandering channel that meanders in the vertical direction in the container 47 is illustrated, but the present invention is not limited to this. For example, a configuration in which the plurality of electrode plates 51 to 5n form a meandering flow path that meanders in another direction such as a horizontal direction in the container 47 may be employed.

水平方向に蛇行する蛇行流路とするには、例えば、図３（Ａ），（Ｂ）に示す電気分解装置４１を、第５壁部４７５が下方に位置し、第６壁部４７６が上方に位置するように配置すればよい。この場合、図７の変形例３に示すように、流路Ｆ（ｋ−１）を第１方向Ｄ１（右方）に流れる水の一部は、電極板５ｋに設けられた連通部Ｃを通じて流路Ｆｋに流入し、流路Ｆｋを流れる主流と混合される。これにより、流路Ｆｋにおける水の流れが乱される。同様に、流路Ｆｋを第２方向Ｄ２（左方）に流れる水の一部は、電極板５（ｋ＋１）に設けられた連通部Ｃを通じて流路Ｆ（ｋ＋１）に流入し、流路Ｆ（ｋ＋１）を流れる主流と混合される。これにより、流路Ｆ（ｋ＋１）における水の流れが乱される。 In order to obtain a meandering flow path meandering in the horizontal direction, for example, in the electrolysis apparatus 41 shown in FIGS. 3A and 3B, the fifth wall portion 475 is located below and the sixth wall portion 476 is located above. What is necessary is just to arrange | position so that it may be located in. In this case, as shown in Modification 3 of FIG. 7, a part of the water flowing in the first direction D1 (right side) through the flow path F (k-1) passes through the communication portion C provided in the electrode plate 5k. It flows into the flow path Fk and is mixed with the main flow that flows through the flow path Fk. Thereby, the flow of water in the flow path Fk is disturbed. Similarly, part of the water flowing in the second direction D2 (left side) through the flow path Fk flows into the flow path F (k + 1) through the communication portion C provided in the electrode plate 5 (k + 1), and the flow path F Mixed with the mainstream flowing through (k + 1). Thereby, the flow of water in the flow path F (k + 1) is disturbed.

図８（Ａ）は、電気分解装置４１の変形例４における電極板を示す正面図である。図８（Ａ）に示すように、この変形例４では、複数の連通部Ｃのうち一部の連通部Ｃ１は、折り返し部Ｔに隣接する電極板５ｋの縁部Ｅ１に設けられている。複数の連通部Ｃ１は、縁部Ｅ１に沿って互いに間隔をあけて設けられている。各連通部Ｃ１は、連通部Ｃのように開口部の周囲が閉じた貫通孔ではなく、開口部の一部が縁部Ｅ１において開口した貫通部である。 FIG. 8A is a front view showing an electrode plate in Modification 4 of the electrolyzer 41. As shown in FIG. 8A, in the fourth modification, a part of the communication portions C1 among the plurality of communication portions C is provided at the edge E1 of the electrode plate 5k adjacent to the folded portion T. The plurality of communication portions C1 are provided at intervals along the edge portion E1. Each communication part C1 is not a through hole whose periphery is closed like the communication part C, but is a through part in which a part of the opening is opened at the edge E1.

また、この変形例４では、複数の連通部Ｃのうち一部の連通部Ｃ２は、電極板５ｋの両サイドの縁部Ｅ２，Ｅ２に設けられている。複数の連通部Ｃ２は、縁部Ｅ２に沿って互いに間隔をあけて設けられている。各連通部Ｃ１は、連通部Ｃのように開口部の周囲が閉じた貫通孔ではなく、開口部の一部が縁部Ｅ２において開口した貫通部である。電極板ｋ以外の他の電極板も電極板ｋと同様の構成を有する。 Moreover, in this modification 4, some communication parts C2 among the some communication parts C are provided in edge part E2, E2 of the both sides of the electrode plate 5k. The plurality of communication portions C2 are provided at intervals along the edge portion E2. Each communication portion C1 is not a through hole whose periphery is closed like the communication portion C, but is a through portion in which a part of the opening is opened at the edge E2. Other electrode plates other than the electrode plate k have the same configuration as the electrode plate k.

図８（Ｂ）は、電気分解装置４１の変形例５における電極板を示す正面図である。この変形例５では、電極板５ｋは、複数のスリット（連通部）Ｃを有する。各スリットＣは、水の流れ方向Ｄ１又はＤ２に交わる方向に延びている。この変形例では、各スリットＣは、水の流れ方向Ｄ１又はＤ２に直交する方向に延びている。複数のスリットＣのうちの一部のスリットＣ２は、サイドに位置する縁部Ｅ２において開口している。電極板ｋ以外の他の電極板も電極板ｋと同様の構成を有する。 FIG. 8B is a front view showing an electrode plate in Modification 5 of the electrolyzer 41. In the fifth modification, the electrode plate 5k has a plurality of slits (communication portions) C. Each slit C extends in a direction crossing the water flow direction D1 or D2. In this modification, each slit C extends in a direction orthogonal to the water flow direction D1 or D2. Some slits C2 of the plurality of slits C are open at the edge E2 located on the side. Other electrode plates other than the electrode plate k have the same configuration as the electrode plate k.

図９（Ａ）は、電気分解装置４１の変形例６における電極板を示す正面図であり、図９（Ｂ）は、図９（Ａ）のＩＸＢ−ＩＸＢ線断面図である。図９（Ａ），（Ｂ）に示すように、この変形例６では、各電極板は、厚さ方向の一方に隣り合う電極板側に突出する複数の凸部６２及び厚さ方向の他方に隣り合う電極板とは反対側に凹む複数の凹部６１を有する。 FIG. 9A is a front view showing an electrode plate in Modification 6 of the electrolyzer 41, and FIG. 9B is a cross-sectional view taken along line IXB-IXB in FIG. 9A. As shown in FIGS. 9A and 9B, in this modified example 6, each electrode plate has a plurality of convex portions 62 protruding to the side of the electrode plate adjacent to one side in the thickness direction and the other in the thickness direction. Are provided with a plurality of recesses 61 that are recessed on the opposite side to the electrode plate adjacent to the electrode plate.

この変形例６では、複数の凹部６１及び複数の凸部６２は、金属板材の一方の面が凹むことにより他方の面が突出するように金属板材を板金加工することにより形成されている。各電極板に形成された複数の凹部６１と複数の凸部６２は、その電極板における互いに反対側の面の同じ位置に形成される。この変形例６では、各凹部６１の形状は、電極の厚さ方向に凹む半球状であり、各凸部６２の形状は、電極の厚さ方向に突出する半球状であるが、円柱状、角柱状などの他の形状であってもよい。 In this modified example 6, the plurality of concave portions 61 and the plurality of convex portions 62 are formed by sheet metal processing a metal plate material such that one surface of the metal plate material is recessed and the other surface protrudes. The plurality of concave portions 61 and the plurality of convex portions 62 formed on each electrode plate are formed at the same position on the opposite surfaces of the electrode plate. In this modified example 6, the shape of each concave portion 61 is a hemispherical shape recessed in the thickness direction of the electrode, and the shape of each convex portion 62 is a hemispherical shape protruding in the thickness direction of the electrode. Other shapes such as a prismatic shape may be used.

各電極板において、複数の凹部６１（複数の凸部６２）は、互いに間隔をあけて設けられている。変形例６では、複数の凹部６１（複数の凸部６２）は、電極面の全体に縦横に規則的に配列されているが、例えば他の領域よりも重点的に撹拌効果を高めたい領域が存在する場合には、領域ごとに凹部６１（凸部６２）の密集度合いを設定することもできる。 In each electrode plate, the plurality of concave portions 61 (the plurality of convex portions 62) are provided at intervals. In the modified example 6, the plurality of concave portions 61 (the plurality of convex portions 62) are regularly arranged in the vertical and horizontal directions on the entire electrode surface. For example, there is a region where the agitation effect is more important than other regions. If present, the degree of density of the concave portions 61 (the convex portions 62) can be set for each region.

図１０（Ａ）は、変形例６における容器４７内の水の流れを示す断面図である。図１０（Ａ）に示すように、この変形例６では、複数の凸部６２及び複数の凹部６１により、隣り合う電極板間の流路における水の流れが乱される。これにより、隣り合う電極板のうち陽極として機能する一方の電極の近傍にスケール成分濃度の低い水が偏流するのをさらに抑制できるので、電極板間においてスケール成分の析出反応がさらに促進される。 FIG. 10A is a cross-sectional view showing the flow of water in the container 47 in Modification 6. As shown in FIG. 10A, in the sixth modification, the plurality of convex portions 62 and the plurality of concave portions 61 disturb the water flow in the flow path between the adjacent electrode plates. Accordingly, it is possible to further suppress the drift of water having a low scale component concentration in the vicinity of one electrode functioning as an anode among the adjacent electrode plates, so that the precipitation reaction of the scale component is further promoted between the electrode plates.

また、この変形例６では、例えば電極板５（ｋ＋１）の凸部６２の一部又は全部は、電極板５ｋに設けられた連通部Ｃに対して電極板の厚さ方向に対向する位置に設けられているが、連通部Ｃに対して多少ずれていてもよい。各凸部６２は、上流側に位置する電極板側に突出している。この場合には、電極板５ｋに設けられた連通部Ｃを通じて流路Ｆｋに流入する水による水の流れを乱す効果と、その連通部Ｃに対向する位置にある凸部６２による水の流れを乱す効果との相乗効果によってさらに効果的に水の流れを乱すことができる。 Further, in this modified example 6, for example, a part or all of the convex portion 62 of the electrode plate 5 (k + 1) is located at a position facing the communicating portion C provided on the electrode plate 5k in the thickness direction of the electrode plate. Although provided, it may be slightly deviated from the communication portion C. Each protrusion 62 protrudes toward the electrode plate located on the upstream side. In this case, the effect of disturbing the flow of water due to the water flowing into the flow path Fk through the communication portion C provided on the electrode plate 5k and the flow of water due to the convex portion 62 at the position facing the communication portion C are as follows. The synergistic effect with the disturbing effect can more effectively disturb the water flow.

また、図１０（Ｂ）に示す変形例７のように、各凸部６２は、下流側に位置する電極板側に突出していてもよい。この変形例７では、例えば電極板５ｋにおける複数の凸部６２の少なくとも一部は、流路Ｆ（ｋ＋１）への連通部Ｃを通じた水の流入を促進させる位置に設けられている。具体的に、流路Ｆ（ｋ＋１）への連通部Ｃを通じた水の流入を促進させる位置としては、例えば図１０（Ｂ）に矢印Ｇによって示すように、流路Ｆｋを流れる水が凸部６２に沿って流れることにより、電極板５（ｋ＋１）に設けられた連通部Ｃに案内されるような凸部６２の位置が挙げられる。 Further, as in Modification 7 shown in FIG. 10B, each protrusion 62 may protrude toward the electrode plate located on the downstream side. In this modified example 7, for example, at least a part of the plurality of convex portions 62 in the electrode plate 5k is provided at a position that promotes the inflow of water through the communication portion C to the flow path F (k + 1). Specifically, as a position for promoting the inflow of water through the communication part C to the flow path F (k + 1), for example, as indicated by an arrow G in FIG. The position of the convex part 62 that is guided by the communication part C provided in the electrode plate 5 (k + 1) by flowing along 62 is given.

この変形例７では、例えば電極板５ｋの凸部６２の一部又は全部は、電極板５（ｋ＋１）に設けられた連通部Ｃに対して電極板の厚さ方向に対向する位置に設けられているが、連通部Ｃに対して多少ずれていてもよい。 In this modified example 7, for example, part or all of the convex portion 62 of the electrode plate 5k is provided at a position facing the communicating portion C provided in the electrode plate 5 (k + 1) in the thickness direction of the electrode plate. However, it may be slightly deviated from the communication part C.

図１１は、電気分解装置４１の変形例８を示す断面図である。この変形例８では、電気分解装置４１は、容器４７と、容器４７内に収容された第１電極板５１、第２電極板５２及び第３電極板５３と、電源５３とを備える。第１電極板５１、第２電極板５２及び第３電極板５３は、この順に電極板の厚さ方向に互いに隙間をあけて配列されている。容器４７内には、第１電極板５１と第２電極板５２との間の隙間であって水が第１方向Ｄ１に流れる第１流路Ｆ１と、第２電極板５２と第３電極板５３との間の隙間であって水が第１方向Ｄ１とは反対の第２方向Ｄ２に流れる第２流路Ｆ２と、第１流路Ｆ１の下流側端部と第２流路Ｆ２の上流側端部とを接続する折り返し部Ｔと、が形成されている。第２電極板５２は、第１流路Ｆ１を流れる水の一部を第１流路Ｆ１の下流側端部よりも上流側において第２流路Ｆ２に流入させるための複数の連通部Ｃを有する。その一方で、第１電極板５１及び第３電極板５３には、連通部Ｃが設けられていない。 FIG. 11 is a cross-sectional view showing Modification 8 of the electrolyzer 41. In this modified example 8, the electrolyzer 41 includes a container 47, a first electrode plate 51, a second electrode plate 52 and a third electrode plate 53 accommodated in the container 47, and a power supply 53. The first electrode plate 51, the second electrode plate 52, and the third electrode plate 53 are arranged in this order with a gap therebetween in the thickness direction of the electrode plate. In the container 47, there is a first flow path F1 through which water flows in the first direction D1 between the first electrode plate 51 and the second electrode plate 52, and the second electrode plate 52 and the third electrode plate. 53, a second flow path F2 in which water flows in a second direction D2 opposite to the first direction D1, a downstream end of the first flow path F1, and an upstream of the second flow path F2. A folded portion T that connects the side end portions is formed. The second electrode plate 52 has a plurality of communication portions C for allowing a part of the water flowing through the first flow path F1 to flow into the second flow path F2 upstream of the downstream end of the first flow path F1. Have. On the other hand, the first electrode plate 51 and the third electrode plate 53 are not provided with the communication portion C.

以上説明したように、本実施形態及び各変形例では、各電極板に複数の連通部Ｃが設けられているので、第１流路Ｆ１を流れる水の一部が第１流路Ｆ１の下流側端部よりも上流側において複数の連通部Ｃを通じて第２流路Ｆ２に流入する。これにより、流入した水と第２流路Ｆ２を流れる水とが複数箇所において混合される。このように複数箇所において水が混合されることにより、第２流路Ｆ２を流れる水の流れが広い範囲にわたって効果的に乱される。よって、第２流路Ｆ２を形成する第２電極板５２及び第３電極板５３のうち陽極として機能する一方の電極板の近傍にスケール成分濃度の低い水が偏流するのを効果的に抑制できるので、第２電極板５２と第３電極板５３との間においてスケール成分の析出反応が促進される。 As described above, in the present embodiment and each modified example, each electrode plate is provided with a plurality of communication portions C, so that a part of the water flowing through the first flow path F1 is downstream of the first flow path F1. It flows into the second flow path F2 through the plurality of communicating portions C on the upstream side of the side end portion. Thereby, the water which flowed in and the water which flows through the 2nd flow path F2 are mixed in several places. Thus, by mixing water in a plurality of places, the flow of water flowing through the second flow path F2 is effectively disturbed over a wide range. Therefore, it is possible to effectively suppress the drift of water having a low scale component concentration in the vicinity of one of the second electrode plate 52 and the third electrode plate 53 forming the second flow path F2 and functioning as the anode. Therefore, the precipitation reaction of the scale component is promoted between the second electrode plate 52 and the third electrode plate 53.

また、上記のように第１流路Ｆ１を流れる水の一部が複数の連通部Ｃを通じて第１流路Ｆ１から流出する際には、第１流路Ｆ１においても連通部Ｃの近傍を流れる水の流れが乱される。これにより、第１流路Ｆ１を形成する第１電極板５１及び第２電極板５２のうち陽極として機能する一方の電極板の近傍にスケール成分濃度の低い水が偏流するのを抑制できるので、第１電極板５１と第２電極板５２との間においてスケール成分の析出反応が促進される。 Further, when a part of the water flowing through the first flow path F1 flows out of the first flow path F1 through the plurality of communication portions C as described above, the first flow passage F1 also flows in the vicinity of the communication portion C. Water flow is disturbed. Thereby, since it can suppress that the water with a low scale component density | concentration flows near the one electrode plate which functions as an anode among the 1st electrode plate 51 and the 2nd electrode plate 52 which form the 1st flow path F1, The precipitation reaction of the scale component is promoted between the first electrode plate 51 and the second electrode plate 52.

なお、これらの構成では、上述したように、水入口４３から容器４７内に流入した水は、第１流路Ｆ１を折り返し部Ｔに向かって第１方向Ｄ１に流れ、折り返し部Ｔにおいて流れ方向を反転した後、第２流路Ｆ２を第２方向Ｄ２に流れる。このように水が第１流路Ｆ１、折り返し部Ｔ及び第２流路Ｆ２の順に流れるときには圧力損失が生じるため、第２流路Ｆ２における圧力は第１流路Ｆ１における圧力よりも小さくなる。これにより、各連通部Ｃを通じて第１流路Ｆ１から第２流路Ｆ２に水が流入する。 In these configurations, as described above, the water that flows into the container 47 from the water inlet 43 flows in the first direction D1 toward the folded portion T through the first flow path F1, and flows in the folded portion T. Is reversed, it flows through the second flow path F2 in the second direction D2. Thus, when water flows in the order of the first flow path F1, the turn-back portion T, and the second flow path F2, pressure loss occurs, so the pressure in the second flow path F2 is smaller than the pressure in the first flow path F1. Thereby, water flows into the 2nd flow path F2 from the 1st flow path F1 through each communicating part C. FIG.

また、本実施形態及び各変形例では、隣り合う連通部Ｃは、各電極板において第１方向Ｄ１又はこれに交わる方向に互いに間隔をあけて設けられている。この構成では、例えば第１流路Ｆ１を第１方向Ｄ１に流れる水の一部は、第１方向Ｄ１又はこれに交わる方向に互いに間隔をあけて設けられた複数の連通部Ｃを通じて第２流路Ｆ２に流入する。したがって、第２流路Ｆ２では、第１方向Ｄ１又はこれに交わる方向の広い範囲にわたって水の流れが効果的に乱される。 Moreover, in this embodiment and each modification, the adjacent communicating part C is provided in the 1st direction D1 or the direction which cross | intersects in each electrode board at intervals. In this configuration, for example, a part of the water flowing in the first direction D1 through the first flow path F1 flows through the second direction through the plurality of communication portions C that are spaced apart from each other in the first direction D1 or the direction intersecting the first direction D1. It flows into the path F2. Therefore, in the 2nd flow path F2, the flow of water is effectively disturbed over the wide range of the 1st direction D1 or the direction which cross | intersects this.

また、本実施形態及び変形例１〜７では、第２電極板５２だけでなく、他の電極板にも複数の連通部Ｃが設けられているので、各流路Ｆ１〜Ｆ（ｎ−１）における水の混合（水の流れの乱れ）がより促進される。 Moreover, in this embodiment and the modifications 1-7, since the some communication part C is provided not only in the 2nd electrode plate 52 but in another electrode plate, each flow path F1-F (n-1). ) Mixing of water (turbulence in water flow) is further promoted.

また、変形例４では、複数の連通部Ｃの一部は、折り返し部Ｔに隣接する電極板の縁部Ｅ１に設けられている。したがって、この構成では、電極板の縁部Ｅ１に設けられた連通部Ｃを通じて下流側の流路に水が流入する。この水の流入により、折り返し部Ｔにおける水の流れ、及び折り返し部Ｔからその下流の流路に流入する水の流れが乱される。したがって、折り返し部Ｔからその下流の流路に流入する水は、その流路を構成する一方の電極板側の領域におけるスケール成分の濃度と他方の電極板側の領域におけるスケール成分の濃度との差が小さくなる。すなわち、その流路の幅方向においてスケール成分の濃度差が小さくなる。これにより、その流路において一方の電極板側及び他方の電極板側にスケール成分濃度の低い水が偏流するのをさらに抑制できる。 In the fourth modification, a part of the plurality of communication portions C is provided at the edge E1 of the electrode plate adjacent to the folded portion T. Therefore, in this configuration, water flows into the downstream flow path through the communication portion C provided at the edge E1 of the electrode plate. Due to the inflow of water, the flow of water in the folded portion T and the flow of water flowing from the folded portion T to the downstream flow path are disturbed. Therefore, the water flowing into the downstream flow path from the turn-back portion T is the difference between the concentration of the scale component in the area on the one electrode plate side and the concentration of the scale component in the area on the other electrode plate side constituting the flow path. The difference becomes smaller. That is, the density difference of the scale component is reduced in the width direction of the flow path. Thereby, it can further suppress that water with a low scale component density | concentration drifts to the one electrode plate side and the other electrode plate side in the flow path.

また、変形例６，７では、各電極板は、隣り合う電極板側に突出する複数の凸部６２及び隣り合う電極板とは反対側に凹む複数の凹部６１を有する。この構成では、複数の凸部６２及び複数の凹部６１により、隣り合う電極板間の流路における水の流れが乱される。これにより、隣り合う電極板のうち陽極として機能する一方の電極の近傍にスケール成分濃度の低い水が偏流するのをさらに抑制できるので、電極板間においてスケール成分の析出反応がさらに促進される。 Moreover, in the modified examples 6 and 7, each electrode plate has the some convex part 62 which protrudes in the adjacent electrode plate side, and the some recessed part 61 dented in the opposite side to an adjacent electrode plate. In this configuration, the plurality of convex portions 62 and the plurality of concave portions 61 disturb the flow of water in the flow path between adjacent electrode plates. Accordingly, it is possible to further suppress the drift of water having a low scale component concentration in the vicinity of one electrode functioning as an anode among the adjacent electrode plates, so that the precipitation reaction of the scale component is further promoted between the electrode plates.

また、変形例７では、各凸部６２は、下流側に位置する電極板側に突出している。この変形例７では、電極板５ｋにおける複数の凸部６２の少なくとも一部は、流路Ｆ（ｋ＋１）への連通部Ｃを通じた水の流入を促進させる位置に設けられている。この構成では、凸部６２によって流路Ｆ（ｋ＋１）への連通部Ｃを通じた水の流入が促進されるので、流路Ｆ（ｋ＋１）における水の流れを乱す効果がさらに高められる。 Moreover, in the modification 7, each convex part 62 protrudes in the electrode plate side located in a downstream. In Modification 7, at least a part of the plurality of convex portions 62 in the electrode plate 5k is provided at a position that promotes the inflow of water through the communication portion C to the flow path F (k + 1). In this configuration, since the convex portion 62 promotes the inflow of water through the communication portion C to the flow path F (k + 1), the effect of disturbing the flow of water in the flow path F (k + 1) is further enhanced.

また、変形例５では、複数の連通部Ｃは、複数のスリットを含んでいる。この構成では、各スリットの長手方向の大きさを調節することにより、流路Ｆ２への連通部Ｃを通じた水の流入量を調節することができる。 Moreover, in the modification 5, the some communication part C contains the some slit. In this configuration, the amount of water flowing through the communication portion C to the flow path F2 can be adjusted by adjusting the size of each slit in the longitudinal direction.

また、変形例５では、各スリットは、前記水の流れ方向に交わる方向に延びている。この構成では、各スリットの長手方向が水の流れ方向に平行な方向に延びている場合に比べて、水の流れ方向に交わる方向におけるより広い範囲にわたって流路に水を流入させることができる。 Moreover, in the modification 5, each slit is extended in the direction which cross | intersects the flow direction of the said water. In this configuration, compared to the case where the longitudinal direction of each slit extends in a direction parallel to the water flow direction, water can be introduced into the flow path over a wider range in the direction intersecting the water flow direction.

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。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and improvements can be made without departing from the spirit of the present invention.

前記実施形態では、電極板に複数の連通部Ｃが設けられている場合を例示したが、電極板には少なくとも１つの連通部Ｃが設けられていればよい。 In the embodiment, the case where a plurality of communication portions C are provided on the electrode plate is illustrated, but it is sufficient that at least one communication portion C is provided on the electrode plate.

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。 In the said embodiment, the case where the electrolyzer 41 is provided in the inflow piping 27 located downstream from the pump 31 and upstream from the water heat exchanger 21 in the water flow path of the heat pump water heater 11 is given as an example. However, the present invention is not limited to this. The electrolyzer 41 may be provided upstream of the water heat exchanger 21 in the water flow path. Specifically, the electrolyzer 41 may be provided, for example, in the incoming water pipe 27 upstream of the pump 31, or may be provided in the water supply pipe 37 that supplies water to the tank 15 from the water supply source. Good.

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。 In the embodiment, the case where the container 47 has a substantially rectangular parallelepiped shape has been described as an example. However, the present invention is not limited to this. The container 47 may have a prismatic shape other than a rectangular parallelepiped or a cylindrical shape.

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。 Moreover, in the said embodiment, although the transient hot water heater was mentioned as an example and demonstrated, it is not limited to this. The present invention can also be applied to, for example, a water heater of a type in which a part of water (hot water) supplied from the hot water supply pipe 35 is returned to the tank 15 again.

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。 In the said embodiment, although the case where the heat pump water heater 11 was used for the use for supplying hot water to a bathtub etc. was illustrated, it is not limited to this. The heat pump water heater 11 can also be applied when high-temperature water stored in the tank 15 is used for heating purposes. That is, the heat pump water heater 11 is an apparatus that supplies water by changing it to hot water, and can be used as a hot water heater in a heat pump hot water heater.

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にも適用することができる。前記冷却塔は、例えば図１２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して水が加熱される。前記燃焼式の給湯機は、図１２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１２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、水熱交換部２１Ａにおいて電気エネルギーを用いて水が加熱される。 The electrolyzer of the present invention can also be applied to other applications where it is necessary to remove scale components, for example, temperature control water supply machines such as cooling towers, combustion-type water heaters, and electric water heaters. For example, as shown in FIG. 12, the cooling tower includes an electrolyzer 41 and a water heat exchanger 21 </ b> A provided on the downstream side of the electrolyzer 41. In the cooling tower, water is heated in the water heat exchanger 21A by exchanging heat with the fluid that has transported the heat generated in the other devices. As shown in FIG. 12, the combustion-type water heater includes an electrolyzer 41 and a water heat exchanger 21 </ b> A provided on the downstream side of the electrolyzer 41. In the combustion type water heater, water is heated using thermal energy obtained by burning fuel gas or the like in the water heat exchanger 21A. Further, as shown in FIG. 12, the electric water heater includes an electrolyzer 41 and a water heat exchanger 21A provided on the downstream side of the electrolyzer 41. In the electric water heater, water is heated using electric energy in the water heat exchanger 21A.

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入水配管
２９出湯配管
３５給湯配管
３７給水配管
４１電気分解装置
４３水入口
４５水出口
４７容器
５１〜５ｎ電極板
６１凹部
６２凸部
Ｃ連通部
Ｄ１，Ｄ２水の流れ方向
Ｅ１電極板の縁部
Ｆ１〜Ｆ（ｎ−１）水の流路
Ｔ折り返し部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Heat pump water heater 13 Heat pump unit 15 Tank 17 Hot water storage unit 21 Water heat exchanger 27 Intake piping 29 Outlet piping 35 Hot water supply piping 37 Water supply piping 41 Electrolyzer 43 Water inlet 45 Water outlet 47 Container 51-5n Electrode plate 61 Concave 62 Convex Part C Communication part D1, D2 Water flow direction E1 Edge of electrode plate F1-F (n-1) Water flow path T Folding part

Claims

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）内に収容された第１電極板（５１）、第２電極板（５２）及び第３電極板（５３）と、を備え、
前記第１電極板（５１）、前記第２電極板（５２）及び前記第３電極板（５３）は、この順に電極板の厚さ方向に互いに隙間をあけて配列され、
前記容器（４７）内には、前記第１電極板（５１）と前記第２電極板（５２）との間の隙間であって水が第１方向（Ｄ１）に流れる第１流路（Ｆ１）と、前記第２電極板（５２）と前記第３電極板（５３）との間の隙間であって水が前記第１方向（Ｄ１）とは反対の第２方向（Ｄ２）に流れる第２流路（Ｆ２）と、前記第１流路（Ｆ１）の下流側端部と前記第２流路（Ｆ２）の上流側端部とを接続する折り返し部（Ｔ）と、が形成され、
前記第２電極板（５２）は、前記第１流路（Ｆ１）を流れる水の一部を前記第１流路（Ｆ１）の前記下流側端部よりも上流側において前記第２流路（Ｆ２）に流入させるための少なくとも１つの連通部（Ｃ）を有する、電気分解装置。 An electrolysis device for removing scale components contained in water,
A container (47) having a water inlet (43) and a water outlet (45);
A first electrode plate (51), a second electrode plate (52) and a third electrode plate (53) accommodated in the container (47),
The first electrode plate (51), the second electrode plate (52), and the third electrode plate (53) are arranged in this order with a gap therebetween in the thickness direction of the electrode plate,
In the container (47), a first flow path (F1) is a gap between the first electrode plate (51) and the second electrode plate (52), and water flows in the first direction (D1). ) And the second electrode plate (52) and the third electrode plate (53), and water flows in a second direction (D2) opposite to the first direction (D1). Two flow paths (F2), and a folded portion (T) connecting the downstream end of the first flow path (F1) and the upstream end of the second flow path (F2), are formed,
The second electrode plate (52) has a portion of the water flowing through the first flow path (F1) on the second flow path (upstream side of the downstream end of the first flow path (F1)). An electrolyzer having at least one communication part (C) for flowing into F2).

前記第１電極板（５１）は、前記第１流路（Ｆ１）よりも上流側の流路を流れる水の一部を前記第１流路（Ｆ１）に流入させるための少なくとも１つの連通部（Ｃ）を有し、
前記第３電極板（５１）は、前記第２流路（Ｆ２）を流れる水の一部を前記第２流路（Ｆ２）よりも下流側の流路に流入させるための少なくとも１つの連通部（Ｃ）を有する、請求項１に記載の電気分解装置。 The first electrode plate (51) has at least one communication portion for allowing a part of water flowing in a flow path upstream of the first flow path (F1) to flow into the first flow path (F1). (C)
The third electrode plate (51) has at least one communication portion for allowing a part of the water flowing through the second flow path (F2) to flow into a flow path downstream of the second flow path (F2). The electrolyzer according to claim 1, comprising (C).

前記連通部（Ｃ）は、前記折り返し部（Ｔ）に隣接する前記第２電極板（５２）の縁部（Ｅ１）に設けられている、請求項１又は２に記載の電気分解装置。 The electrolysis apparatus according to claim 1 or 2, wherein the communication part (C) is provided at an edge (E1) of the second electrode plate (52) adjacent to the folded part (T).

前記第１電極板（５１）、前記第２電極板（５２）及び前記第３電極板（５３）のうちの少なくとも１つの電極板は、隣り合う電極板側に突出する複数の凸部（６２）及び隣り合う電極板とは反対側に凹む複数の凹部（６１）の少なくとも一方を有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気分解装置。 At least one of the first electrode plate (51), the second electrode plate (52), and the third electrode plate (53) has a plurality of protrusions (62) protruding toward the adjacent electrode plate. 4) and at least one of a plurality of recesses (61) recessed in the opposite side of the adjacent electrode plate.

前記第１電極板（５１）は、第２電極板（５２）側に突出する前記複数の凸部（６２）を有し、これらの凸部（６２）の少なくとも一部は、第２流路（Ｆ２）への連通部（Ｃ）を通じた水の流入を促進させる位置に設けられている、請求項４に記載の電気分解装置。 The first electrode plate (51) has the plurality of protrusions (62) protruding toward the second electrode plate (52), and at least a part of the protrusions (62) is a second flow path. The electrolyzer according to claim 4, wherein the electrolyzer is provided at a position that promotes inflow of water through the communication part (C) to (F2).

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１〜５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。 A water heat exchanger (21) for heating the water;
An electrolyzer (41) according to any one of claims 1 to 5 for removing scale components contained in water to be sent to the water heat exchanger (21). .