JP2005065915A - 電気湯沸かし器 - Google Patents

Abstract

【課題】 容器内面への水垢の付着力を低減させ、水垢に対して簡単にお手入れができる電気湯沸かし器を提供することを目的とする。
【解決手段】 水またはお湯を収容する容器１と、この容器１の水またはお湯を加熱する加熱部３と、前記水またはお湯の温度を検知する温度検知手段４と、この温度検知手段４の検知温度に応じて電気的動作を制御する制御部５と、前記水またはお湯の流動部に直接的または間接的に設置した磁石６とを有するものであり、磁石６により、水またはお湯を磁気処理することで、水垢の付着力を低減させ、容器１内面に水垢が付着しにくくした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、容器内面への水垢の付着力を低減させ、析出する水垢に対して簡単にお手入れができる電気湯沸かし器に関するものである。

従来、電気湯沸かし器では使用する水道水の硬度や使用期間、また使用方法によっては水垢が湯沸かし容器内面に付着し、著しく清潔感を損なうと共にお手入れに手間が掛かり、使い勝手の悪いものであった。このため、湯沸かし容器内面に水垢が付着しにくいようにフッ素コートを行ったり（例えば、特許文献１参照）、付着した水垢を簡単に除去するためクエン酸溶液を湯沸かし容器に注ぎ、湯沸かしにより水垢の除去を行ったりしている（例えば、特許文献２参照）。
特開平０９−１５４７３０号公報 特開平０６−３４０９８９号公報

しかし、従来のフッ素コートでは完全に水垢の付着を抑制することができず、高硬度水や長期間保温など使用方法によっては水垢の付着が著しく、水垢の定期的な手入れが必要であった。また、付着した水垢を除去するクエン酸溶液による手入れも水垢を除去した後に残存するクエン酸溶液の洗浄のため繰り返し水洗いを行う必要があり厄介であった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、容器内面への水垢の付着力を低減させ、水垢に対して簡単にお手入れができる電気湯沸かし器を提供することを目的とするものである。

前記従来の課題を解決するために、本発明の電気湯沸かし器は、水またはお湯の流動部に直接的または間接的に磁石を設置したものである。

これにより、水またはお湯が磁石処理され、水またはお湯に溶解している水垢成分のイオンが結合し結晶化がさらに促進されるため、容器内面への付着力が低減する。この結果、容器内側面に水垢が付着しにくくなり、結晶化した水垢が凝集し容器内底面に堆積する。しかし、容器内底面に堆積した水垢は、容器内底面に強固に付着していないため、すすぎ洗いや濡れたスポンジたわしによる擦り洗いなどの簡単な方法で除去することができ、お手入れが簡単にできる。

本発明の電気湯沸かし器は、磁気処理により水垢の付着力が低減し、容器内面に水垢が付着しにくくなり、お手入れが簡単にできる。

第１の発明は、水またはお湯を収容する容器と、この容器の水またはお湯を加熱する加熱部と、前記水またはお湯の温度を検知する温度検知手段と、この温度検知手段の検知温度に応じて電気的動作を制御する制御部と、前記水またはお湯の流動部に直接的または間接的に設置した磁石とを有する電気湯沸かし器とすることにより、水またはお湯が磁石処理され、水またはお湯に溶解している水垢成分のイオンが結合し結晶化がさらに促進されるため、容器内面への付着力が低減する。この結果、容器内側面に水垢が付着しにくくなり、結晶化した水垢が凝集し容器内底面に堆積する。しかし、容器内底面に堆積した水垢は、容器内底面に強固に付着していないため、すすぎ洗いや濡れたスポンジたわしによる擦り洗いなどの簡単な方法で除去することができ、お手入れが簡単にできる。

第２の発明は、特に、第１の発明の電気湯沸かし器において、容器内に、加熱による水またはお湯の上昇対流を集約する対流制御板を設置し、集約された上昇対流部に磁石を設置したことにより、温度が上昇した直後の水またはお湯を効率良く捕集し、磁気処理を行うことができるので、より効果的である。

第３の発明は、特に、第１の発明の電気湯沸かし器において、容器内の水またはお湯を循環させるための循環経路を有し、この循環経路に磁石を設置したことにより、容器内の水またはお湯を確実に磁石を通過させることができるため、磁気処理の効果が得られやすい。

第４の発明は、特に、第１の発明の電気湯沸かし器において、容器内の水またはお湯を循環させるための循環経路を有し、この循環経路の水またはお湯が容器内に還流する導入口に磁石を設置したことにより、第３の発明と同様、容器内の水またはお湯を確実に磁石を通過させることができるため、磁気処理の効果が得られやすい。

第５の発明は、特に、第１〜４のいずれか１つの発明において、容器内の水またはお湯の保温中に、水またはお湯の流動を、少なくとも１回以上行わせたことにより、保温中に析出する水垢についても、付着力を低減させた状態で析出させることができ、結果的に容器内面に水垢が付着しにくくなる。水垢の析出は保温中も含めて非常に長い時間かけて行われるので、保温中にも、随時お湯に磁気処理を行うことにより、容器壁面への水垢付着防止効果はより顕著になる。

第６の発明は、特に、第１〜５のいずれか１つの発明において、磁石は、水またはお湯が通過する流水経路を形成したことにより、磁気処理の効果がより顕著になる。

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。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における電気湯沸かし器を示すものである。

図に示すように、水またはお湯を収容する容器１は、外筐体２内に保持されている。容器１の外底面に設けられた加熱部３により、容器１内の水またはお湯を加熱するようになっている。容器１の外底部には、水またはお湯の温度を検知する温度検知手段４が設けられている。また、温度検知手段４の検知温度に応じて電気的動作を制御する制御部５が備えられている。

そして、前記水またはお湯の流動部には、直接的または間接的に磁石６が設置されている。この実施の形態においては、磁石６は、容器１内の水またはお湯中に設置されているものであり、磁石治具７により加熱部３の上方に位置している。磁石６は、曲面形状を有した２個の磁石６ａを、お互いのＮ極とＳ極が相対する向きに固定し、磁石６ａ間に流水経路６ｂを形成したものであり、これを２組、加熱部３の上方に設置している。ここでは磁石６として、希土類磁石を用いた。なお、磁石６の構成は、強力な磁力が発生するようになっていれば良く、例えば、２個以上の磁石をお互いに相対する位置に配置したもの、または円形や楕円形などの一体構成のものであってもよく、水またはお湯が通過する内部に磁力を発生させるようなものであればその構成は限定されるものではない。

また、容器１内の水またはお湯は、加熱部３により加熱されることにより、矢印に示すように流動するものであり、その流動部において磁石６と直接的に接触するものである。そして、これらの水またはお湯は、液体ポンプ８の駆動により、吐出口９から外筐体２外に取り出すことができるものである。

以上のように構成された、本実施の形態１における電気湯沸かし器では、加熱部３に通電すると、図１（ａ）に示すように、湯沸かし時の加熱および沸騰作用で、磁石６の下部からお湯が上昇し、流水経路６ｂに水またはお湯が流れる。

ここで、電気湯沸かし器の性能評価を行うために、容器１内に高硬度水（高度１５０の調整水）を満水まで注ぎ、加熱部３に通電し、お湯を沸かし、９８℃で２時間保温する。その後、容器１内の半分のお湯を液体ポンプ８により出湯し、新たに高硬度水を容器１内に注ぎ満水とした。このような操作を２０回繰り返し行い、容器１内面の水垢の付着状態を調べた。なお、比較のため、磁石６を使用しない電気湯沸かし器（比較例１）についても同様に性能評価を行った。この結果を（表１）に示した。

これから明らかなように、本実施の形態１における電気湯沸かし器では、２０回繰り返しても容器１の内側面には全く水垢の付着は見られなかった。しかし、容器１の内底面には大きく成長した水垢が見られたが、底面への付着力は弱く、すすぎ洗いで簡単に除去することができた。これに対して、磁石６を設置していない電気湯沸かし器では、容器１の内側面および内底面には水垢が付着し、すすぎ洗いはもとよりスポンジタワシによる擦り洗いでも除去することはできなかった。

一般的に、水垢成分として析出する物質は、炭酸カルシウムや炭酸マグネシウムが主成分である。これらの物質の水への溶解度は、水の温度が高くなるほど低下する。すなわち、水の状態では完全に溶解していた炭酸カルシウムや炭酸マグネシウムが、水の温度の上昇によって当初の濃度がその温度の溶解度（飽和濃度）を上回る場合がある。その上回った分が水垢として析出する。但し、炭酸カルシウムや炭酸マグネシウムの水溶液は、水温の上昇により濃度が溶解度を超えたとしても、すぐに固体として析出するのではなく、かなりの時間過飽和の状態を保つ。電気湯沸かし器において、お湯が沸騰してもすぐに水垢が析出せず、保温状態で長時間、場合によっては数日から数週間経ってから水垢の析出が確認されるのはこのためである。実際の溶解度や析出までに要する時間は、共存する陰イオンや他の成分の影響により大きく異なる。

また、水垢成分の析出は、容器１の側面や底面に接している部分から起こり始める。これは冷凍庫に入れた製氷皿の氷が、製氷皿に接した部分から凍り始めるのと同じ原理である。容器１壁面がいわゆる“結晶核”の働きをしているのである。そのため析出した水垢は容器１壁面に固着し、結果的に簡単に除去できないようになってしまう。

しかし、水またはお湯に磁気処理を施すことにより、水垢が容器１壁面に固着しにくくなる。その理由は次のように考えられる。過飽和の状態の水またはお湯に対して、磁石６から直接発生する強い磁力が照射されると、水またはお湯に溶解している水垢成分が、磁力の作用によりお互いが引きつけられ、水中で水垢成分が凝集・析出する。このように一旦、凝集・析出した水垢成分は、容器１壁面へ付着しようとする力は弱まっている。すなわち、容器１壁面に付着したように見えても、その付着力は非常に弱く、あるいは堆積しているだけであり、水垢を簡単に除去できるようになる。

また、特に加熱などにより温度が上昇した直後の水またはお湯は、過飽和状態の中でも最も不安定な状態、すなわち、溶解物質が析出しやすい状態にあるため、このタイミングで磁気処理を行うことでより、水垢成分の容器１内面への付着力低減などの効果が現れやすい。温度が上昇した直後の水またはお湯は、加熱部３の直上部に存在するので、この場所に磁石６を配置することにより、より効果が現れるものである。

以上のように、本実施の形態１における電気湯沸かし器では、水またはお湯が磁石６により磁気処理され、水垢の容器１面への付着力が低減されるため、水垢に対して簡単にお手入れができるようになる。

（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２における電気湯沸かし器を示すものである。実施の形態１と同一要素については、同一符号を付して説明を省略する。

実施の形態２においては、容器１内に、加熱による水またはお湯の上昇対流を集約する対流制御板１０を設置し、集約された上昇対流部に１組の磁石６を設置したものである。対流制御板１０は、容器１内をほぼ仕切り、かつ傾斜して設けられ、その上方部が上昇対流部となっているものであり、磁石６の保持治具も兼ねている。その他の構成は、実施の形態１と同様である。

以上のように構成された、本実施の形態２における電気湯沸かし器の性能評価を、実施例１と同様の方法で行ったところ、実施の形態１と同様に容器１の内側面には水垢がほとんど付着しなかった。このように簡単な対流制御板１０を用いることにより、温度が上昇した直後の水またはお湯を効率良く捕集し、磁気処理を行うことができるので、より効果的である。また、磁石６の量を半分にしても、すぐれた効果を得ることができた。

なお、本実施の形態２では、磁石６を対流制御板１０の端部近くの上昇対流部に配置するようにしたが、もちろんこれにこだわる必要はなく、容器１の中央部やその他任意の場所に配置しても同様の効果が得られることは言うまでもない。

（実施の形態３）
図３は、本発明の実施の形態３における電気湯沸かし器を示すものである。実施の形態１と同一要素については、同一符号を付して説明を省略する。

実施の形態３においては、容器１内の水またはお湯を循環させるための循環経路１１を有し、この循環経路１１に磁石６を設置したものである。前記循環経路１１は、その一部にガラス製の水位管などの管路１２を有しており、その管路１２を外側から挟むように相対して磁石６を設置しているものである。すなわち、磁石６が水またはお湯の流動部に間接的に設置されている。また、循環経路１１は、途中で容器１の上方に開口した導入口１３に繋がっており、液体ポンプ８の駆動により、水またはお湯を循環させるようになっている。また、循環経路１１は吐出口９にも繋がっており、弁の切り替えにより、吐出口９と導入口１３のいずれかが繋がるか、あるいは両者が同時に繋がるように切り替えられるようになっている。

以上のように構成された、本実施の形態３における電気湯沸かし器の性能評価を、実施の形態１と同様の方法で行ったところ、実施の形態１と同様の効果を得ることができた。また、このような構成にすることにより、容器１内の水またはお湯を確実に磁石６を通過させることができるため、磁気処理の効果が得られやすい。そして、容器１内部に磁石６などが配置されないので、使用に対して邪魔になるようなことはない。また磁石６を水またはお湯と接しない部分に設置できるので、磁石６と水またはお湯との接触よる不具合、例えば、磁石成分の溶出による水質や味・においの低下など、が起こらないという効果もある。

ここでは、ガラス製の水位管などの管路１２周囲に磁石６を配置する例について説明したが、これに限ることはなく、循環経路１１のいずれの箇所に配置しても同様の効果がある。特に、金属材料で構成されていない場所に設置するのが効果的である。これは金属以外の材料であれば、磁力の効果が、循環経路１１内の水またはお湯に直接作用されるからである。

通常、循環経路１１には容器１内の水量を示すガラス製の水管などが外部から見えるように設置されており、例えば、その水管を挟むように磁石６を設置すると、十分な磁気処理効果が得られるだけ出なく、お客様にも磁石６の設置をＰＲできるので、商品力も向上する。

また、一般的に、循環経路１１としては、容器１底部の加熱部３付近に入り口を設け、上部から容器１内に循環するような構成にすることが多く、この場合は、湯沸かし直後で溶解物質が析出しやすい状態の水またはお湯を磁石６設置の循環経路１１に導くことになるので、磁気処理の効果も得られやすくなる。

（実施の形態４）
図４は、本発明の実施の形態４における電気湯沸かし器を示すものである。実施の形態１、３と同一要素については、同一符号を付して説明を省略する。

実施の形態４においては、容器１内の水またはお湯を循環させるための循環経路１１を有し、この循環経路１１の水またはお湯が容器１内に還流する導入口１３に磁石６を設置したものである。具体的には、導入口１１に取り付け自在のフィルター１４に磁石６を内蔵したものである。フィルター１４は、図示していないが、磁石６以外に活性炭などの水質調整剤をも内蔵するものである。その他の構成は、実施の形態３と同様である。

以上のように構成された、本実施の形態４における電気湯沸かし器の性能評価を、実施の形態１と同様の方法で行ったところ、実施の形態１と同様の効果を得ることができた。また、このような構成にすることにより、容器１内の水またはお湯を確実に磁石６を通過させることができるため、磁気処理の効果が得られやすい。特に、容器１底部の加熱部３付近に入り口を設け、上部から容器１内に循環するような構成にすることが多く、この場合は、湯沸かし直後で溶解物質が析出しやすい状態の水またはお湯を磁石６設置の循環経路１１に導くことになるので、磁気処理の効果も得られやすくなる。また、循環経路１１を通して運ばれた水が導入口１３から容器１内上部へ放出されるので、その部分の水またはお湯はいわゆる乱流状態になっており、過飽和溶液を乱流状態にすると、より溶解成分が析出しやすい状態になるので、磁気処理による水垢成分の付着力低減効果をより発揮することができる。さらに、この構成ではフィルター１４の着脱により、磁石６の着脱が容易である上に、容器１内の手入れ性も実施の形態１または２における電気湯沸かし器よりも良好となる。

（実施の形態５）
次に、本発明の実施の形態５における電気湯沸かし器について説明する。

本実施の形態５においては、図３に示した実施の形態３と同様の構成を有する電気湯沸かし器において、容器１内の水またはお湯の保温中に、水またはお湯の流動を、少なくとも１回以上行わせたものである。具体的には、湯沸かし完了後の保温時間中に、定期的に液体ポンプ８を駆動するように設定したものである。液体ポンプ８の駆動時間は、例えば、１時間停止後、５分間駆動するパターンを繰り返すように設定している。

以上のように構成された、本実施の形態５における電気湯沸かし器の性能評価を、実施の形態１と同様の方法で行ったところ、実施の形態１と同様の効果を得ることができた。但し、湯沸かし後の９８℃保温の時間を２時間から２４時間に延長した。なお、比較のため、保温中は液体ポンプ８を駆動しない電気湯沸かし器（比較例２）についても同様に性能評価を行った。その結果を（表２）に示す。

これから明らかなように、比較例２の構成の電気湯沸かし器では、保温の時間が長くなったために、容器１内側面・内底面に水垢が少し付着した。これに対して、本実施の形態５における電気湯沸かし器では水垢の付着がなく、容器１内底面に堆積した水垢もすすぎ洗いにより簡単に除去することができた。このような構成にすることにより、保温中に析出する水垢についても、付着力を低減させた状態で析出させることができ、結果的に容器１内面に水垢が付着しにくくなる。水垢の析出は保温中も含めて非常に長い時間かけて行われるので、保温中にも、随時お湯に磁気処理を行うことにより、容器１壁面への水垢付着防止効果はより顕著になる。

水またはお湯の流動を間欠的に行うことにより、水垢固着防止に対する効果がより顕著に表れることについては次のように説明できる。沸騰直後のお湯は、水垢成分に対して過飽和の状態になっている。このまま静置すると、ミクロ的には過飽和状態を解消すべく水垢成分の結晶化が起こり始めるが、水垢成分の系ではこの変化は非常に遅いので、全体でみれば、しばらくは過飽和の状態を保っている。すなわち、この時点では容器１内面への水垢成分の固着は起こっていない。しかし、一定時間を過ぎると、容器１内面を核として結晶化が進んでいく。この容器１内面での結晶化が起こる前に、お湯を流動化させ磁石６を通すことにより磁気処理を施すと、液体内部での水垢成分の結晶化が促進されるため、結果的に水垢の容器１内面への付着力は低減する。ここでは、特にお湯の流動化前の静置が重要である。静置の間に、ミクロ的な結晶化が進行しているため、磁気処理の効果がより大きくなる。

なお、お湯を流動させる方法としては、加熱部３に通電を行い、加熱されたお湯の上昇および沸騰により流動させる方法や、先に説明したように液体ポンプ８を駆動させ、強制的に流動させる方法などがあるが、特にこれらに限るものではなく、磁石６に対してお湯を効果的に流動させる方法であればよい。また、静置の際は、お湯の温度保持のため、微弱な加熱が断続的に行われても、静置効果にはそれほど大きな影響はない。

なお、本実施の形態では、実施の形態３の構成における電気湯沸かし器にて説明したが、もちろんこれに限ることはなく、各実施の形態１、２、４のような構成の電気湯沸かし器においても有効であることは言うまでもない。

さらに、いずれの実施の形態においても、磁石６として、相対する極を向かい合わせた２個の磁石を一組として用いる場合について説明した。この構成では、磁石間に生じる磁力は非常に強くなり、その箇所に水またはお湯を流動させることにより、より処理の効果が顕著になる。しかしながら、磁石構成はこれに限ることはなく、磁石１個または３個以上の磁石を一組として用いても、同様な効果が得られる。また、磁石の形状や配置については、円形や楕円形などの一体構成のものであってもよく、磁石６間に流動する水やお湯が容易に流せる形状の方が、磁気処理の効果も得やすい。

また、いずれの実施の形態でも磁石６としては永久磁石を用いたが、もちろんこれに限ることはなく、電磁石などの機能を有するものを用いることができる。

以上のように、本発明にかかる電気湯沸かし器は、磁気処理により水垢の付着力が低減し、容器内面に水垢が付着しにくくなり、お手入れが簡単にできるので、一般家庭用はもちろんのこと業務用の電気湯沸かし器などとして有用である。

（ａ）本発明の実施の形態１における電気湯沸かし器の破断側面図（ｂ）（ａ）における容器内の上面図 （ａ）本発明の実施の形態２における電気湯沸かし器の破断側面図（ｂ）（ａ）における容器内の上面図 本発明の実施の形態３における電気湯沸かし器の破断側面図 本発明の実施の形態４における電気湯沸かし器の破断側面図

符号の説明

１ 容器
３ 加熱部
４ 温度検知手段
５ 制御部
６ 磁石
８ 液体ポンプ
１０ 対流制御板
１１ 循環経路
１３ 導入口

Claims (6)

1. 水またはお湯を収容する容器と、この容器の水またはお湯を加熱する加熱部と、前記水またはお湯の温度を検知する温度検知手段と、この温度検知手段の検知温度に応じて電気的動作を制御する制御部と、前記水またはお湯の流動部に直接的または間接的に設置した磁石とを有する電気湯沸かし器。
2. 容器内に、加熱による水またはお湯の上昇対流を集約する対流制御板を設置し、集約された上昇対流部に磁石を設置した請求項１に記載の電気湯沸かし器。
3. 容器内の水またはお湯を循環させるための循環経路を有し、この循環経路に磁石を設置した請求項１に記載の電気湯沸かし器。
4. 容器内の水またはお湯を循環させるための循環経路を有し、この循環経路の水またはお湯が容器内に還流する導入口に磁石を設置した請求項１に記載の電気湯沸かし器。
5. 容器内の水またはお湯の保温中に、水またはお湯の流動を、少なくとも１回以上行わせた請求項１〜４のいずれか１項に記載の電気湯沸かし器。
6. 磁石は、水またはお湯が通過する流水経路を形成した請求項１〜５のいずれか１項に記載の電気湯沸かし器。

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