JP3175736B2 - 電気湯沸かし器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は水質改善材を備えた
電気湯沸かし器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の電気湯沸かし器には活性炭、天然
の麦飯石原石、貝殻や珊瑚の化石のような天然のミネラ
ル添加剤、セラミックボールや成型体等が水質改善材と
して提案あるいは実施されていた。

【０００３】

【発明が解決する課題】しかし、これらの水質改善材で
お茶や紅茶の色や味を損い、また汚れの原因となる銅や
鉄の除去に対して効果があって、お湯の味や臭いへの影
響、熱水による劣化、有機物やスケール成分の付着によ
る目詰まり、雑菌の繁殖等の問題が無く、電気湯沸かし
器で長期間安心して使用できるようなものは殆ど見られ
なかった。

【０００４】セラミックボールや成型体は２４時間風呂
や浄水器等で水質改善材として使用されており、お茶や
紅茶の色や味を損い、また汚れの原因となる鉄や銅の除
去に対して効果が見られるものがあったが、比較的に低
温で焼成された多孔質なものである為にセラミックボー
ルや成型体からの溶出が多くてお湯の味や臭いに影響が
有り、機械的な強度も小さく微粉の発生等の問題があっ
た。

【０００５】一方緻密なセラミックボールや成型体は浄
水器等に使用されているが、比表面積が少ない為に効果
が小さいという問題があった。

【０００６】また、麦飯石の原石は電気湯沸かし器でも
よく使用されているが、緻密なセラミックボールや成型
体同様に効果が少ないという問題があった。

【０００７】また、電気湯沸かし器では赤錆やスケール
が容器内やポンプに付着し、問題であったが、このよう
な場合にはクエン酸やスルファミン酸等を用いてスケー
ルを溶解する方法が効果的であった。

【０００８】しかし、上記の方法によって洗浄を行う際
には、従来の浄水部はクエン酸やスルファミン酸等に溶
けて水が濁ったり、クエン酸やスルファミン酸を多量に
吸着してお湯の味に影響する水質改善材が収納されてい
た為に電気湯沸かし器から取り外す必要があった。

【０００９】また、電気湯沸かし器では、水質改善材を
多く充填できるようなスペースを確保することが困難で
あり、効果的に使用する必要が求められていた。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の一つの手段は、ボデーの内側に設けた発熱体
を有する容器の下方部から容器の上方に連結する湯の循
環路に第一の浄水部を設け、前記第一の浄水部に石英斑
岩、長石及び粘土を含有し、見掛け気孔率が１０％以下
になるように１１００〜１３００℃の範囲で焼成したセ
ラミック成型体を収納し、かつ前記循環路で、容器内側
上方部付近に、第二の浄水部を設け、第二の浄水部には
貝殻や珊瑚の化石及び活性炭を収納したことによって、
長期間に渡り吸着作用等によりお茶や紅茶の味を損い、
また汚れの原因となる銅や鉄を除去できるようにしたも
のである。

【００１１】さらに、クエン酸やスルファミン酸を使用
して赤錆やスケールを除去する際に浄水部を取り外す手
間を省くと同時にセラミック成型体の表面に付着した銅
や鉄やスケールを取り除くことを可能にしたものであ
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】請求項１記載の発明は、ボデーの
内側に設けた発熱体を有する容器の下方部から容器の上
方に連結する湯の循環路に第一の浄水部を設け、前記第
一の浄水部に、石英斑岩、長石及び粘土を含有し、見掛
け気孔率が１０％以下になるように１１００〜１３００
℃の範囲で焼成したセラミック成型体を収納し、かつ前
記循環路で、容器内側上方部付近に、第二の浄水部を設
け、第二の浄水部には貝殻や珊瑚の化石及び活性炭を収
納したことで、お湯に殆ど溶解せず、耐熱水性及び機械
的な強度を保持しながらセラミック成型体の表面にお茶
や紅茶の味を損い、また汚れの原因になる銅や鉄を除去
できる効果を有する。

【００１３】また、石英斑岩、長石及び粘土を含有し、
見掛け気孔率が１０％以下になるように１１００〜１３
００℃の範囲で焼成したことで、クエン酸やスルファミ
ン酸等を使用しても、セラミック成型体が溶解すること
及びクエン酸やスルファミン酸を吸着してお湯の味に影
響することが防止できる。

【００１４】また、赤錆やスケールを除去する際に浄水
部を取り外す手間を省くと同時にセラミック成型体の表
面に付着した銅や鉄やスケールを取り除く効果を有す
る。

【００１５】請求項２記載の発明は、前記浄水部は２つ
に分割され、容器の下方部付近に設置される第一の浄水
部と、容器の上方部付近に設置される第二の浄水部とか
らなり、前記セラミック成型体を少なくともいずれか一
方の浄水部に収納したことで、収納できるスペースが拡
大されるので、複数の水質改善材の性能確保に必要な量
を収納できる効果を有する。

【００１６】

【実施例】（実施例１） 以下、本発明の実施例１について説明する。図１におい
て、１はステンレス板等で形成した容器である。容器１
の底面には電気ヒーター等からなる発熱体２と水の温度
を検知するサーミスタ等の感温素子３が装着されてい
る。

【００１７】容器１の下部からは出湯口４に至る出湯路
５を設けている。出湯路５の出湯口４の上流側には流路
切替え弁６を設けている。バイパス路７は流路切替え弁
６と容器１を連結している。

【００１８】流路切替え弁６は流路を出湯口４側または
容器１側へ選択的に切り替える。出湯路５の最上流には
容器１内の湯を導出するポンプ８を設けている。

【００１９】流路切替え弁６は通常流路を出湯口４側に
開となっていて、出湯路５とバイパス路７とで湯の循環
路９を構成している。循環路９にセラミック成型体１０
を２０ｇ収納する浄水部１１を設けている。

【００２０】尚、このセラミック成型体１０は次のよう
にして準備した。麦飯石、段戸石、シリカ、長石、粘土
を粉砕し、これらの粉砕品を混合して、φ５ｍｍの球状
に造粒して１１００〜１３００℃の範囲で焼結したもの
である。

【００２１】１２はボデーであり、容器１やポンプ８、
出湯路５、循環路９等を内蔵している。１３は蓋であ
り、容器１の上部を覆っている。蓋１３はボデー１２に
ヒンジ結合されており一部に入力操作部１４を備えてい
る。

【００２２】次に動作を説明する。容器１に水を入れ電
源に接続すると発熱体２により湯沸かしが始まる。所定
の水温に達したことを感熱素子３が検知するとマイコン
（図示せず）のプログラムによりポンプ８が動作を始
め、容器１内の湯が循環する。

【００２３】このとき湯は浄水部１１内のセラミック成
型体１０を押し上げたり揺動させたりする。感熱素子３
が高温側の所定温度を検知するとマイコンの指示により
ポンプ８の回転が止まり湯の循環が停止する。この後も
発熱体２で加熱を続け湯が沸騰点に達したあと短時間沸
騰してから保温モードに移行する。蓋１３の入力操作部
１４にある出湯キーを押すと、流路切替え弁６が出湯口
４側に開となりかつポンプ８が回転して湯が出湯口４よ
り出てくる。

【００２４】以下、このような構成の電気湯沸かし器の
銅及び鉄の除去性、耐久性、耐クエン酸性について評価
を行った。尚、セラミック成型体は見掛け気孔率が１
％、２．５％、５％、７．５％、１０％、１５％のもの
を用いた電気湯沸かし器をそれぞれ順番にＮＯ．１〜Ｎ
Ｏ．６とした。また、比較の為にセラミック成型体を用
いなかった電気湯沸かし器をＮＯ．７として同様に評価
を行った。

【００２５】銅及び鉄の除去性は保温モード直後のお湯
に含まれる銅及び鉄の濃度を測定し、除去率を求めるこ
とにより評価を行い、結果を（表１）に示した。また、
水道水中の銅イオン濃度を約１．０ｐｐｍ及び鉄イオン
濃度を約０．３ｐｐｍになるように予め調節し、それぞ
れの除去率を求めた。耐久性は、湯沸かしの繰り返し３
６５０回後にセラミック成型体に微粉が生じたか否かで
評価した。尚、微粉が全く無いものは○、微粉が生じた
ものは×とした。

【００２６】また、耐クエン酸性はクエン酸８０ｇと水
３．０Ｌを入れて湯沸かしを行ってから保温を４０分し
た後に、一度水を完全に入れ替えて水道水にて湯沸かし
を行い、次に水を完全に入れ替えて水道水にて湯沸かし
後のお湯の味に違和感がないか評価した。尚、違和感が
無いものは○、違和感があったものは×とした。

【００２７】

【表１】

【００２８】この結果から、見掛け気孔率が１０％以下
であるＮＯ．１〜ＮＯ．５が銅及び鉄の除去率、耐久性
及び耐クエン酸性に優れることが明らかになった。尚、
耐クエン酸性と同様に耐スルファミン酸に対しても同様
に優れた結果を示した。

【００２９】（実施例２） 以下、本発明の実施例２について説明する。図２におい
て、循環路２１で容器２２の下方部付近に粒状活性炭を
１０g及びセラミック成型体２３を１０ｇ収納する第一
の浄水部２４を設けている。

【００３０】循環路２１で容器２２内側上方部付近に粒
状活性炭１０ｇ及びセラミック成型体２３を１０ｇ収納
する第二の浄水部２５を設けている。尚、第二の浄水部
２５は着脱可能な構成としている。

【００３１】尚、このセラミック成型体２３は次のよう
にして準備した。麦飯石、長石、医王石、アルミナ、粘
土を粉砕し、これらの粉砕品を混合して、φ５ｍｍの球
状に造粒し、１２００℃で焼結したものである。以下、
実施例１と同様の構成を有している。

【００３２】このように浄水部を２つに分けて設ける構
成にすることで、セラミック成型体２３、粒状活性炭を
収納する浄水部を循環路２１に設置することができる。

【００３３】しかし、セラミック成型体２３、粒状活性
炭を循環路２１に一つの浄水部として構成した場合で
は、一箇所に大きな設置スペースが必要で電気湯沸かし
器の外観を犠牲にしたり、浄水部の大きさや設置場所を
限定して性能を犠牲にしなければならなかった。

【００３４】また、循環２１に２つの浄水部を設けるこ
とで、循環路２１内外の一箇所に大きな設置スペースを
設けるよりも、それぞれの浄水部がコンパクトになり、
水が効率よく行き渡ることで、セラミック成型体２３、
粒状活性炭のそれぞれの水質改善効果が大きくなった。

【００３５】尚、第一の浄水部２４と第二の浄水部２５
の設置場所は実施例２では、第一の浄水部２４を容器の
下方部付近に、第二の浄水部２５を容器２２内側の上方
部付近にしたが、循環路に２つの浄水部に分けることが
できればどこでもよいが、容器２２内の水量を確認する
ガラス管等の水位ゲージを循環路２１内に設けるには、
浄水部を容器２２の上方と下方に設置すると水量が少な
くてもあるいは水量が多くても確認できるような上下に
長く、浄水部が邪魔をしない確認し易い水位ゲージにで
きる。

【００３６】また、それぞれの浄水部に収納する水質改
善材は少なくともセラミック成型体２３をいずれか一方
の浄水部に収納すればよく、それ以外にどのようなもの
をどのように組み合わせて使用してもよい。

【００３７】しかし、少なくとも耐久性や性能の低下が
早く、定期的な交換が必要な水質改善材はどちらか一方
の浄水部に集めて収納することで、もう一方の浄水部に
耐久性や性能の低下が遅いあるいは殆どない水質改善材
を残すことができている為に経済的に水質改善材を使用
することができる。

【００３８】尚、実施例２では活性炭に粒状活性炭を用
いたが、フェルトやクロスの繊維状活性炭やセラミック
成型体と複合したようなものでもよい。

【００３９】また、水質改善材としてはセラミック成型
体２３の他に活性炭を用いたが、耐熱性があるような水
質改善材であれば用いることができる。

【００４０】尚、実施例１及び２ではセラミック成型体
１０及び２３の形状を球状としたが、球状が最も加工性
や摩耗性に優れていたが、どのような形状でも比表面積
を同じにすれば同様の効果を得ることができる。

【００４１】（実施例３） 以下、本発明の実施例３について説明する。図３におい
て、循環路３１で容器３２下方部付近に第一の浄水部３
３を設けている。循環路３１で容器３２内側上方部付近
に第二の浄水部３４を設けている。

【００４２】第一の浄水部３３及び第二の浄水部３４に
セラミック成型体３５と活性炭とをそれぞれ２０ｇずつ
を（表２）に示したＮＯ．８〜ＮＯ．１３のように収納
した。

【００４３】

【表２】

【００４４】尚、セラミック成型体３５は次のようにし
て準備した。麦飯石、長石、アルミナ、セピオライト、
粘土を粉砕し、この粉砕品を混合して造粒した後、φ４
ｍｍの球状に成型し１１５０℃で焼結したものである。
以下、実施例１及び２と同様の構成を有している。

【００４５】このように準備したＮＯ．８〜ＮＯ．１３
の電気湯沸かし器の遊離塩素、カビ臭、トリハロメタ
ン、銅及び鉄の除去性について評価を行った。

【００４６】尚、遊離塩素、カビ臭、トリハロメタン、
銅及び鉄の除去性は保温モード直後のお湯に含まれる各
成分の除去率を測定することにより評価を行い、結果を
（表３）に示した。

【００４７】

【表３】

【００４８】尚、水道水中の遊離塩素濃度を約１．０ｐ
ｐｍ、カビ臭として２−メチルイソボルネオール濃度を
約１００ｐｐｔ及びトリハロメタン濃度を約４０ｐｐｂ
になるように予め調節し、それぞれの除去を求めた。

【００４９】尚、銅イオン濃度を１．０ｐｐｍ及び鉄イ
オン濃度を０．３ｐｐｍになるように予め調節し、それ
ぞれの除去率を求めた。

【００５０】（表３）から明らかなように、セラミック
成型体３５と活性炭を異なる浄水部に収納したＮＯ．８
とＮＯ．１３とがすべての除去率に優れた結果を示し
た。

【００５１】尚、実施例２及び３では浄水部を２つとし
たが、収納しなければならない水質改善材が多い場合に
は２つ以上の浄水部を設けてもよいが、浄水部が増える
と電気湯沸かし器の構成が複雑になる為に粒度や耐久寿
命の近い水質改善材同士を一緒にして２つに分けて収納
するのが望ましい。

【００５２】尚、実施例１〜３の電気湯沸かし器では麦
飯石、段戸石、医王石の何れかを用いたが、珪酸塩鉱物
からなる上記以外の石英斑岩を用いることもできるが、
これらの岩石を用いることにより銅及び鉄の除去率が大
きくなった。

【００５３】（実施例４） 以下、本発明の実施例４について説明する。図４におい
て、循環路４１で容器４２下方部付近にセラミック成型
体４３を２０ｇ収納する第一の浄水部４４を設けてい
る。４５は貝殻や珊瑚の化石で４０ｇが第二の浄水部４
６に活性炭１０ｇと左右に隔てて収納されている。４７
は切替え弁であり、水を所定温度に達するまでは第二の
浄水部の活性炭側に所定温度に達した後は貝殻や珊瑚の
化石４５側に切替えられる。

【００５４】尚、このセラミック成型体４３は次のよう
にして準備した。麦飯石、長石、シリカ、アルミナ、粘
土を粉砕し、これらの粉砕品を混合して、φ５ｍｍの球
状に造粒し、１２００℃で焼結したものである。貝殻や
珊瑚の化石４５は大きさが約１．２ｍｍ程度を使用し
た。以下、実施例１、２及び３と同様の構成を有してい
る。

【００５５】次に動作を説明する。容器４２に水を入れ
電源に接続すると発熱体４８により湯沸かしが始まる。
低温側所定の水温に達したことを感熱素子４９が検知す
るとマイコン（図示せず）のプログラムによりポンプ５
０が動作を始め、容器４２内の湯が循環する。このとき
湯は第一の浄水部４４内のセラミック成型体１０及び第
二の浄水部４６の活性炭側に水を供給する。

【００５６】次に、所定の水温に達した時にマイコンの
指示により切替え弁４７を動かして第二の浄水部４６の
貝殻や珊瑚の化石４５側に水を供給する。さらに、高温
側所定温度にポンプ５０の回転が止まり湯の循環が停止
する。以下は実施例１と同様の動作を行う。

【００５７】このような構成の電気湯沸かし器をＮＯ．
１４とし、第二の浄水部４６に活性炭と貝殻の珊瑚の化
石４５を混合して収納し、それ以外の構成はＮＯ．１４
と同じ構成の電気湯沸かし器をＮＯ．１５とし、比較の
ために貝殻の珊瑚の化石４５を使用しなかった電気湯沸
かし器をＮＯ．１６として銅及び鉄の除去性及び重量変
化率を評価した結果を（表４）に示した。

【００５８】尚、銅及び鉄の除去率は保温モード直後の
お湯に含まれる銅及び鉄の除去率を測定することにより
評価を行った。

【００５９】尚、水道水中の銅イオン濃度を約１．０ｐ
ｐｍ及び鉄イオン濃度を約０．３ｐｐｍになるように予
め調節し、それぞれの除去率を求めた。重量変化率は、
湯沸かしの繰り返し７３０回後と初期の重量の減少率で
評価した。

【００６０】尚、ＮＯ．１４は、循環を始める温度を３
５℃、活性炭側から貝殻や珊瑚の化石側に切替えて供給
する温度を６５℃、循環を止める温度を９５℃とした。

【００６１】

【表４】

【００６２】（表４）から明らかなようにＮＯ．１４及
び１５はともにセラミック成型体４３と活性炭のみを使
用したＮＯ．１６より大きな除去率を示した。

【００６３】しかし、重量変化率は、ＮＯ．１５が６５
％でかなり変化し、貝殻や珊瑚の化石４５の表面が溶け
て徐々に小さくなり問題があった。

【００６４】一方、ＮＯ．１４は５％と殆ど変わらず、
７３０回程度は問題なく使用できることがわかった。

【００６５】上記の結果から貝殻や珊瑚の化石４５にも
銅や鉄の除去が可能であること、さらに所定の水温に達
した後に、水を供給することで溶解を防止できることが
明らかになった。

【００６６】尚、実施例４では貝殻や珊瑚の化石に水を
供給する温度として６５℃としたが、温度を上げること
で、さらに溶出を防ぐことができるようになる。

【００６７】尚、高温側所定温度で循環を止めた後に再
び保温中等にポンプ５０を動かして循環を行い、貝殻や
珊瑚の化石４５に水を供給することもできる。

【００６８】尚、所定の水温に達した後に、引き続き活
性炭に水を供給しながら貝殻や珊瑚の化石４５に水を供
給することもできる。

【００６９】尚、実施例４では銅及び鉄の除去を行うの
にセラミック成型体４３と貝殻や珊瑚の化石４５を併用
したが、セラミック成型体４３はクエン酸にて洗浄する
ことで再生することができるが、貝殻や珊瑚の化石４５
は同様の再生はできない為に１年程度で交換して使用す
るのが望ましい。

【００７０】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、お湯に殆
ど溶解せず、耐熱水性及び機械的な強度を保持しなが
ら、お茶や紅茶の味を損い、また汚れの原因になる銅や
鉄を除去する効果が得られる。また、クエン酸やスルフ
ァミン酸等を使用しても、セラミック成型体が溶解する
こと及びクエン酸やスルファミン酸を吸着してお湯の味
に影響することが防止できる。また、赤錆やスケールを
除去する際に浄水部を取り外す手間を省くと同時にセラ
ミック成型体の表面に付着した鉄や銅やスケールを取り
除く効果が得られる。

【００７１】請求項２記載の発明によれば、多孔質で、
主に炭酸カルシウムや炭酸マグネシウムからなる貝殻や
珊瑚の化石に所定温度まで水温を上げてから水を供給
し、貝殻や珊瑚の化石の溶解を防ぐことで、長期間に渡
り吸着作用等によりお茶や紅茶の味を損い、また汚れの
原因となる銅や鉄を除去できる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における電気湯沸かし器の要
部断面図

【図２】本発明の実施例２における電気湯沸かし器の要
部断面図

【図３】本発明の実施例３における電気湯沸かし器の要
部断面図

【図４】本発明の実施例４における電気湯沸かし器の要
部断面図

【図５】本発明の実施例４における第二の浄水部の断面
図

【符号の説明】

１、２２、３２、４２ 容器 ２、４８ 発熱体 ９、２１、３１、４１ 循環路 １０、２３、３５、４３ セラミック成型体 １１ 浄水部 １２ ボデー ２４、３３、４４ 第一の浄水部 ２５、３４、４６ 第二の浄水部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡田 和一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平10−14767（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−192171（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A47J 27/21 101

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ボデーの内側に設けた発熱体を有する容
   器の下方部から容器の上方に連結する湯の循環路に第一
   の浄水部を設け、前記第一の浄水部に石英斑岩、長石及
   び粘土を含有し、見掛け気孔率が１０％以下になるよう
   に１１００〜１３００℃の範囲で焼成したセラミック成
   型体を収納し、かつ前記循環路で、容器内側上方部付近
   に、第二の浄水部を設け、第二の浄水部には貝殻や珊瑚
   の化石及び活性炭を収納した電気湯沸かし器。
2. 【請求項２】 ボデーの内側に設けた発熱体を有する容
   器の下方部から容器の上方に連結する湯の循環路に浄水
   部を設け、前記浄水部に貝殻や珊瑚の化石を収納し、容
   器内の水温が所定温度に達した後に貝殻や珊瑚の化石に
   水が供給される制御手段を備えた電気湯沸かし器。