JPH06209854A - 沸騰水供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 沸騰水供給装置を提供する。 【構成】 断熱性で耐圧性の貯水槽と大気圧下で沸点以
上の温度まで前記貯水槽内の水を加熱することができる
能力を有する電気加熱部材と、それを調整する温度制御
部と、水道管に接続され、装置の流出量に少なくとも等
しい流入量を供給する水入口流路と、前記貯水槽に直接
接続され、前記貯水槽の頂部に接続された沸騰水の排出
導管とを備え、前記水入口流路が前記電気加熱部材より
も下方または下面に接して終端している沸騰水供給装置
において、排出弁が前記貯水槽の上に、または前記貯水
槽の排出口に可能な限り接近した位置に取りつけられて
いることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、沸騰水供給装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】温水供給装置の分野における技術は、こ
れまでかなり広く研究されている。従来技術において、
一方では温水の小出し装置が、また一方では沸騰水の供
給装置が開発されている。

【０００３】これらの装置のうち第一のグループは家庭
用ボイラーであって、内部の水は大気圧下の沸点には決
して達することがないように構成されており、特にサー
モスタットによって水温が、例えば８５℃以上に上がる
ことはなく、いかなる場合にも水の沸点には達しない。
このようなボイラー内の水は通常の水道管の水圧下にあ
り、ボイラー及びそれに接続されている排出導管は完全
に水で満たされているので、水の流出は水道管の水圧に
よって生じ、水の取り出しに際して、初めの水流は常に
ボイラー内の水の温度より低い温度となる。沸点近くの
温度までボイラー内の水が加熱されている間、圧力の増
加が予想され、家庭用ボイラー内の水量は比較的多く、
また、沸点近くでの沈殿物の形成が予想されるので、大
気圧下で水の沸点近傍の温度に加熱することは上記のよ
うな装置においては慎重に回避されている。

【０００４】コーヒーや紅茶を少量作ったり、料理のた
めに少量の湯を準備したりする家庭内での作業、または
実験への使用その他のために、少量の沸騰水が即座に使
えることが望まれる。ここで、一方では沸騰水、他方で
は温水ではあっても沸騰していない水であり、両者はな
かんずく重要な物理的相違があることをここに明記す
る。なぜならば、沸騰中または完全に沸騰した水は二酸
化炭素を全く含まないからである。

【０００５】次に、圧力をかけずに操作される、いわゆ
る流通装置（ｔｈｒｏｕｇｈ−ｆｌｏｗ ｄｅｖｉｃｅ
ｓ）が知られている。これは、加熱される水の圧力が大
気圧であって、その水は外に出されるまでは大気圧下で
の沸点まで加熱されない。

【０００６】また、沸騰水装置が知られている。これ
は、貯水槽内部において超大気圧温度より高い温度が保
たれ、サーモスタットが大気圧下の水の沸点以上の温度
に設定されるものである。この沸騰水槽値においては、
装置における圧力が上がり過ぎたり、低温水と高温水と
が混合する場合を恐れて、しばしば込み入った構成が要
請される。以下、従来技術の進歩を４つの特許明細書に
従って説明する。

【０００７】英国特許明細書７０６８６６号において
は、前述の沸騰水装置を開示している。これによると、
低温の流入する水が、残りの水に接触する前に所望の温
度まで加熱されるように、水の流入量を制限する入口手
段が備えられている。このような装置において、低温水
の流入量は貯水槽の温度まで加熱されるように少量に保
たれており、水は、加熱部材に沿って流れ、底部に近接
して設置された出口を通って貯水槽から出る。貯水槽に
供給された高温水は、水の流入量を制限する入口から流
入するよりも多くの水が回収される単位時間ごとに、速
やかに排出される。この場合は、排出圧力はボイラー内
の水の蒸気圧によって決まるが、それは比較的低く、ま
た一定ではない。貯水槽の容量を最大限利用するために
は、排出導管は貯水槽の可能な限り低い位置に接続され
なければならない。その上、水の比熱は大きく、所定量
の水を大気圧下の沸点以上の温度に加熱するのに高いエ
ネルギーが必要であるために、このような装置では入口
の流入量は厳しく制限されなければならない。

【０００８】米国特許明細書２７８６１２６号において
は、上記英国特許７０６８６６号を改良しているが、こ
の発明では特別な制御弁が入口流路に使用されているの
で、流入する水は貯えられた水を所望の温度以下に冷却
することができない。水入口と水出口の両方が加熱部材
の近傍で終端していることが注目すべきであるが、意図
した目的からは理解できることである。

【０００９】米国特許明細書２８５２６５６号において
は、流入量を制限する入口手段がなく、沸騰水を排出す
る手段は貯水槽の頂部、即ち加熱部材に近接しない場所
に接続されている。しかしながら、本発明の明細書で
は、貯水槽に既にある水の温度に可能な限り速やかに調
整するために、また流入する水によって貯水槽に既にあ
る水を冷却しないために、流入する水を加熱部材に直接
沿わせて流通させている。

【００１０】最後に、米国特許明細書２８９４１０９号
は、これもまた流入する冷水が貯水槽に既にある水を冷
却しないように構成されているが、やはり水の流入量を
制限する水入口流路の使用に頼っており、これはこのた
めに設計された制御弁によって達成されている。一方、
水入口と水出口は加熱部材に近接して終端している。

【００１１】これまでに述べた装置は、おそらくはその
構造が複雑なことや、装置に関する問題が使用時に生じ
るため、今まで実際的な利用に供されたことはない。

【００１２】オランダ特許明細書１７２５８９号に記載
された発明は、流入する水が貯水槽内部を冷却するとい
う問題は実際には生じない。しかも特別な処置を必要と
せずに、冷水と温水とを確実に分離する構成を有してい
る。

【００１３】上記特許明細書に述べられている装置は、
米国特許明細書２８５２６５６号に述べられている形式
のものである。これは、断熱性で耐圧性の貯水槽と、大
気圧下の沸点以上の温度まで前記貯水槽内の水を加熱す
ることができる電気加熱部材と、前記貯水槽内の水温を
大気圧下の沸点以上に調整する温度制御部と、水道管に
接続され、装置の流出量に少なくとも等しい流入量を供
給する水入口流路と、前記貯水槽に直接接続され、かつ
前記貯水槽の頂部に接続された沸騰水の排出手段とを備
えている。

【００１４】この装置においては、水入口流路は加熱部
材の下方または下面に接して終端しており、一方、貯水
槽の水入口付近に流入する冷水と貯水槽に既にある温水
とが混合することを防止する水分離板（ｗａｔｅｒ ｄ
ｉｖｉｄｅｒ）を設置することが望ましい。

【００１５】この特許明細書に述べられているように、
この装置においては、貯水槽内の水の８０％以上がその
水の温度を大気圧下の沸点より低下させることなく、排
出できるように、低温と高温の分離が維持される。この
特許明細書ではこれは驚くべきことであり、その上、上
記装置は、特に家庭用に供される傾向にあり、比較的少
量、特に１０リットル以下の容積、さらに特別な場合に
は５リットル程度の容積であるので、このような装置で
は混合が十分に行われると予想される。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】オランダ特許明細書１
７２５８９号に記載の装置は実際にその利点を証明した
が、まだ未解決の多くの問題を抱えており、未だ一般的
に使用に供されていない。

【００１７】これらの問題のうちの一つは、少なくとも
沸騰していない冷水の流れ初めの流量を可能な限り制限
するために、沸騰水の排出導管を可能な限り短くしなけ
ればならないということである。実際には、排出オリフ
ィスは、例えばシンクなどの作業面よりも充分上に配置
されておらず、排水オリフィスの下には狭いスペースし
か空いていないので、水差しやポットなどをおくことが
できないという問題が生じる。さらに、短い排出導管が
必要なために、この装置はシンクの頂板などの下に直接
設置されなければならない。実際、これはいつでも可能
であるとはいえない。

【００１８】これまで知られた装置では、排出導管から
排出される水が、２０倍の蒸気の体積に膨張することに
より、強く加速されないように、排出弁は排出導管の出
口に設置される。さらに、前述したように、出口オリフ
ィスからスプレーのように水が噴出することを避けるた
めに、この排出弁は特別な構造を有していなければなら
ない。

【００１９】実際には、この排出弁の存在は二つの重要
な不利な状況を招く。排出弁を装備した装置全体に水が
貯まるので、この装置を使用することによって流れ初め
に冷水を含むことは避けられない。この装置は、例えば
少量の紅茶やコーヒーなどの少量の沸騰水を供給するた
めに使用されるので、出始めの低温水は使用する側にと
って全く不要である。その上、当然ながら、排出導管の
出口に設置されたタップからは、多量の水が滴下する。

【００２０】本発明の目的は上記の問題点を解決するこ
とである。

【００２１】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明による沸
騰水供給装置は前述したオランダ特許明細書１７２５８
９号に記載の沸騰水供給装置を改良したものである。こ
の沸騰水供給装置において、排出弁は直接貯水槽に設置
されるか、または排出導管の貯水槽の出口に可能な限り
近い位置に設置される。好ましくは、排出弁は排出導管
の出口オリフィスよりも低い位置で、特に貯水槽の出口
からの立上り部分に取り付けられることが望ましい。

【００２２】この構成によって、ある一定の水が排出さ
れた後、排出導管の排出弁よりも下流側にはほとんど水
は残らないことが見出されたことは、驚くべきことであ
る。なぜならば、導管のその部分では速やかに温度が下
がり、その中に残った水と蒸気の混合物が完全に凝縮す
るからである。

【００２３】本発明は、排出導管の長さや形状が、ある
一定の制限のもとに自由に選択できるように装置を構成
できる。従って、この沸騰水供給装置はより広く一般に
使用できるのみならず、可能な排出導管の長さの点で、
前記オランダ特許明細書に記載の装置を取り付けるのに
はふさわしくないような、取付け方法の制限されたスペ
ースにも取り付けることが可能である。

【００２４】本発明による沸騰水供給装置の重要な特長
は、流れ初めに冷水が全く流れ出ないということであ
る。また、排出導管からの水の滴下の問題も未然に防が
れた。特に、出口部材が、立下がり部分に終端する立上
り部分を包含するので、排出口タップからの水の滴下が
全く回避できるということが見出された。

【００２５】さらに、本発明による沸騰水供給装置で
は、排出弁の下流側での圧力は少なくとも実際の大気圧
であって、このことは従来の装置よりも構造的に自由度
を許容する。

【００２６】本発明による沸騰水供給装置の排出弁の内
面はプラスチックなどの断熱材を被覆することが望まし
い。

【００２７】流れ始めに温水を貯えた装置に冷水が流れ
込むという問題点、及び排出弁から水が滴下するという
問題点を本明細書で示し示したが、これらの問題点を解
決する手段が提案されている。例えば、フランス特許明
細書１４８２１９９号は、温水ではあるが沸騰していな
い、大気圧下での温水供給装置を開示している。これに
よれば、排出導管につながる膨張容器が貯水槽内部と熱
的に接触するように設置されている。ある一定量の温水
が排出されたあと、排出導管に残留する水は膨張容器に
吸い取られる。しかしながらこの発明は、問題点の中
に、導管内に残る水と蒸気の混合物を凝縮することを含
めていない。

【００２８】アメリカ特許明細書３５８１０５７号にお
いては、大気圧下での温水供給装置が開示されている。
これによれば、膨張室が設けられ、排出弁が装置へつな
がる冷水用パイプに設置されている。排出している間
に、ベンチュリー管の作用により、この膨張室から水が
吸出され貯水槽へ流れ込み、また、膨張室の上部には空
気が入る。弁を閉じると、重力の作用で、水は膨張室の
排出口から戻り、水の滴下と、冷水の流れ込みが回避さ
れる。

【００２９】本発明による沸騰水供給装置の沸騰水の貯
水槽内の温度は大気圧下の水の沸点より高い温度に保た
れる。そのためには、大気圧下での沸点以上の温度に調
整され、その制御幅が貯水槽内の温度が大気圧下での沸
点以下に下がらないように、それ自体一般的なサーモス
タットを使用することが可能である。このように、水は
沸騰していない状態で、排出されてもその水は最低１０
０℃であるような温度で貯えられる。この温度は１００
℃から１２０℃の間が好ましい。

【００３０】排出された水が直ちに沸騰し始めるので、
それが気化する様子は視聴覚的に観測できる。サーモス
タットの設定値によって任意に調整できる蒸気の生成に
よって、その水の温度を知ることができる。このよう
に、使用する者が、例えばすぐに紅茶やコーヒーを作り
たい時など、どんな時にでも、水が連続的に沸騰を続け
ているときたえず起こる騒音に邪魔されずに、沸騰水を
使用できる。１．５気圧以上の水を得るためには、サー
モスタットは１１０℃以上の温度に設定することが望ま
しい。

【００３１】一般的に、逆止弁は主管に接続されるが、
このことによって、貯水槽の容積が最大１０リットル、
特別な場合には５リットル程度と、寸法が小さいことを
考慮する必要はない。このように貯水槽の寸法が小さい
ことにより、ボイラーは頑丈な構造とすることができ、
価格を低くおさえられる。しかも、少量の電力使用で充
分であり、装置の占有面積も小さいという利点がある。

【００３２】これまでは、１１０℃程度の蒸気を必要と
するような、自動的に温かい飲料を供給する装置におい
て、前述のような流通型の過熱装置が用いられてきた。
これには、比較的重量のある電気加熱部材を使用してお
り、水は流量を制御されて加熱体を通って吸い上げられ
る。また、流れ始めにはいつも冷水を含むということの
ほかに、電力の主管からは大きなうねりを伴う電流が供
給され、さらに、適量を定量して供給することができな
かった。

【００３３】本発明による沸騰水供給装置は、例えば自
動販売機等で使用されている公知の定量手段を有してい
てもよい。代わりに、貯水槽と熱的に接触した定量室を
設け、この定量室を第一の遮断弁を介して出口の導管に
接続し、第二の遮断弁を介して貯水槽に接続してもよ
く、これら２個の遮断弁を例えば電気的な制御のもと
に、時間的に関連性を持たせて交互に開くことにより、
任意の計量を確実にすることができる。

【００３４】本発明による沸騰水供給装置において、排
出弁または遮断弁は一般によく知られた構造をしてお
り、直接、あるいはケーブルまたはロッドを介して、あ
るいは電気的に制御される。水が排出されるときに、強
い圧力や不規則な気化の際の膨張により、水が弁から噴
出することを避けるため、弁は排出される蒸気と水とを
分離するような構造を選ぶことが望ましい。弁は非常時
の安全手段となるように、スプリング押圧型であること
が望ましい。

【００３５】本発明による沸騰水供給装置においては、
一般に、水と蒸気の流出は排水導管の終端で減速されて
いることが望ましい。これを達成するために、出口オリ
フィスで一つまたは複数の穿孔板、あるいは一つまたは
複数のワイヤメッシュ層、あるいは一つまたは複数の案
内仕切部材、あるいはこれらの手段を組み合わせた手段
を備えることができる。これらの手段は、遮断弁が全開
の時に、流路全体の抵抗が充分な送り出し流量を確保で
きる抵抗となるように選択される。

【００３６】

【実施例】以下、本発明による沸騰水供給装置につい
て、具体的に実施例をあげて、図を参照しながら詳細に
説明する。図１は、本発明の一実施例による沸騰水供給
装置の軸方向概略断面図である。沸騰水供給装置の容積
は１０リットル以下、特別な場合には５リットル程度の
ものであって、シンク頂板２の下部あるいはその付近に
設置され、かつ水道管３に直接接続され、貯水槽５の頂
部に取付けられた排出弁７が、シンク頂板２の上方に位
置している。

【００３７】水は水道管３から、好ましくは安全弁とし
ての逆止弁４を介して貯水槽５に通じ、貯水槽５はでき
る限り短い導管６を介して排出弁７及び回転可能な出口
部材８へ接続されている。貯水槽５及び排出手段６、７
は、断熱部材９によって被覆されていることが望まし
く、また、出口部材８の内面は断熱部材１０で同様に被
覆されていることが望ましい。

【００３８】接続部１２を有する電気加熱部材１１が貯
水槽５内部に延在し、また温度設定用スイッチ１４を有
するサーモスタット１３が設置され、さらに温度設定用
スイッチ１４は外部からの温度設定ができる。

【００３９】貯水槽５中の水は、例えば１．５から３気
圧で、パイプ３の水圧と同じである。このことは、内部
の水は１３０℃から１５５℃の間で沸騰し始めるという
ことを意味する。

【００４０】サーモスタット１３が温度設定用スイッチ
１４によって１１０℃に設定されると、通常の水圧のも
とでは水は沸騰せず、排出弁７を開にすると、水は瞬間
的な気化のもとに流れ出す。これは視聴覚的に観測可能
である。蒸気が出ない場合は、水温が低すぎることを示
し、蒸気が即座に出るときは、二酸化炭素と臭気が水中
から消失した可能性が強いことを示す。この水は、１０
０℃以上でも沸騰しないので、水中の有害な沈殿物質は
最小限に抑えられる。

【００４１】水分離板（ｗａｔｅｒ ｄｉｖｉｄｅｒ）
１５が貯水槽５の底部に近接して設置され、一般的には
源水の入り口に近接して設置される。非自己設定型の温
度安定装置１６を、サーモスタット１３が破損したとき
に貯水槽５が過熱するのを抑えるように設置することが
可能である。ねじ付きワイヤ１７または差し込み接続部
または任意のアダプターなどを使用することによって、
出口オリフィス１８の緩衝手段としての付属品を、また
はこれらを組合せたものを、沸騰水供給装置に接続する
ことが可能である。

【００４２】図２は、本発明の他の実施例による沸騰水
供給装置の断面図である。本実施例においては、貯水槽
５はその上に排出弁７が取り付けられ、かつシンク棚の
中またはそれに類する空間に据え付けられ手いる。出口
部材８はホース１９等で排出弁７に接続され、一方排出
弁７はシンクの頂板またはその付近の上方で回転つまみ
２０によって、ロッド２１を介して操作される。

【００４３】図３は、本発明のさらに他の実施例による
沸騰水供給装置の断面図である。本実施例においては、
排出弁７はシンクの頂板の上方に設置され、断熱導管２
２を介して貯水槽５に接続されている。

【００４４】図４は、本発明のさらに他の実施例による
沸騰水供給装置の図であって、貯水槽５の頂部に設置さ
れた定量室２３と、それぞれ貯水槽５及び出口部材８に
接続された入口弁２４及び出口弁２５とを有する。定量
室２３の頂部には、充填部材によって量を調節できるよ
うにカバー２６が設置されている。

【００４５】

【発明の効果】本発明によれば、流れ初めに冷水が全く
流れず、排出口タップからの水の滴下が全く回避でき
る。

【００４６】また、排出導管の長さや形状が、ある一定
の制限のもとに自由に選択できるように装置を構成で
き、取付け方法の制限されたスペースにも取り付けるこ
とが可能となる。

【００４７】さらに、貯水槽の寸法が小さくてもよいた
め、装置の構造は頑丈にすることができ、少量の電力使
用で充分であり、装置の占有面積も小さくでき、価格を
低くおさえられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による沸騰水供給装置の概略
断面図である

【図２】本発明の他の実施例による沸騰水供給装置の概
略断面図である

【図３】本発明のさらに他の実施例による沸騰水供給装
置の概略断面図である

【図４】本発明による沸騰水供給装置に定量装置を付設
した概略断面図を示す

【符号の説明】

３ 水道管 ４ 逆止弁 ５ 貯水槽 ６ 導管 ７ 排出弁 ９ 断熱部材 １０ 断熱部材 １１ 電気加熱部材 １３ サーモスタット １４ 温度設定用スイッチ １５ 水分離板 １６ 温度安定装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ニールズ セオドーア ペテリ オランダ国、3021 アーアール ロッテル ダム、 エッセンバーグシンゲル 44ベー

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 断熱性で耐圧性の貯水槽と、大気圧下の
   沸点以上の温度まで前記貯水槽内の水を加熱することが
   できる電気加熱部材と、前記貯水槽内の水温を大気圧下
   での沸点以上に調整する温度制御部と、水道管に接続さ
   れ、装置の流出量に少なくとも等しい流入量を供給する
   水入口流路と、前記貯水槽に直接接続され、かつ前記貯
   水槽の頂部に接続された沸騰水の排出導管とを備え、前
   記水入口流路が前記電気加熱部材よりも下方または下面
   に接して終端している沸騰水供給装置において、排出弁
   が前記貯水槽の上に直接に、または前記貯水槽の排出口
   に近接した位置に取り付けられていることを特徴とする
   沸騰水供給装置。
2. 【請求項２】 前記排出弁が排出導管の排出オリフィス
   よりも下の位置に設置されていることを特徴とする請求
   項１記載の沸騰水供給装置。
3. 【請求項３】 前記排出導管がＵ字形をしており、前記
   排出弁は装置の排出口側からみた立上り部分に設置され
   ていることを特徴とする請求項１または２のうちいずれ
   か一項に記載の沸騰水供給装置。
4. 【請求項４】 前記排出導管の内面に被覆材を配したこ
   とを特徴とする請求項１から３のうちいずれか一項に記
   載の沸騰水供給装置。
5. 【請求項５】 水分離板が前記貯水槽の水入口付近また
   は流入してくる水の付近に設置されていることを特徴と
   する請求項１から４のうちいずれか一項に記載の沸騰水
   供給装置。
6. 【請求項６】 前記排出導管の出口オリフィス付近に水
   や蒸気の流出を減速する緩衝手段を備えることを特徴と
   する請求項１から５のうちいずれか一項に記載の沸騰水
   供給装置。
7. 【請求項７】 前記緩衝手段は、一つまたは複数の穿孔
   板、あるいは一つまたは複数のワイヤメッシュ層、ある
   いは一つまたは複数の案内仕切部材、あるいはこれらの
   手段を組合せた手段であることを特徴とする請求項６記
   載の沸騰水供給装置。
8. 【請求項８】 前記貯水槽の容積が約１０リットルであ
   り、特別な場合は５リットルよりも小さいことを特徴と
   する請求項１から７のうちいずれか一項に記載の沸騰水
   供給装置。
9. 【請求項９】 前記排出弁が定量装置を有することを特
   徴とする請求項１から８のうちいずれか一項に記載の沸
   騰水供給装置。
10. 【請求項１０】 前記定量装置は前記貯水槽と熱的接触
    関係にある定量室よりなることを特徴とする請求項１か
    ら９のうちいずれか一項に記載の沸騰水供給装置。
11. 【請求項１１】 前記定量室は第一の遮断弁を介して前
    記貯水槽の頂部に接続可能であり、前記定量室の下部は
    第二の遮断弁を介して前記排出口に連通可能であること
    を特徴とする請求項１０記載の沸騰水供給装置。