JPH0515455A - 給湯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 容器内の湯を循環させることと球状の活性炭
を用いることによって、湯中の遊離塩素を除去し、さら
に湯中に活性炭の破片等が混入することが少ない給湯装
置を提供することを目的としている。 【構成】容器２と、この容器２内の水を加熱するヒータ
ー１４と、前記容器２内の水を揚水するポンプ７と、こ
の揚水経路に連結した注水口１２への経路と、容器２へ
の循環経路とを切り替える切り替え弁１１とを設け、前
記循環経路内に球状活性炭２２を設けた給湯装置とする
ものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、家庭や事務所などで飲
料用の湯を供給する給湯装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年の水道水には塩素消毒がされている
ために、多くの遊離塩素が含まれており、カルキ臭（塩
素臭）の多いものとなっている。そこで従来の給湯装置
では、沸騰を数分間持続することにより、水中の遊離塩
素を大気中に放出し水道水中のカルキ臭を除去してい
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし上記方法による
遊離塩素の除去には限界があり、十分にしかも短時間に
遊離塩素を除去することはできなかった。また、長時間
沸騰させると給湯装置より発生する蒸気によって、室内
の空気が湿ったり周辺部に置かれている器具類が変色す
るというような問題がある。

【０００４】本発明はこのような従来の構成が有してい
た課題を、活性炭を用いて解決しようとするものであ
り、活性炭の破片等が湯中に混入することが少く、しか
も湯中の遊離塩素をすばやく除去し、カルキ臭のしない
湯を供給できる給湯装置を提供することを第一の目的と
している。また、活性炭から発生する微粉等が湯中に混
入することが少く、しかも湯中の遊離塩素をすばやく除
去し、カルキ臭のしない湯を供給できる給湯装置を提供
することを第二の目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】第一の目的を達成するた
めの本発明の第一の手段は、容器と、この容器内の水を
加熱するヒーターと、前記容器内の水を揚水するポンプ
と、この揚水経路に連結した注水口への経路と、容器へ
の循環経路とを切り替える切り替え弁とを設け、前記循
環経路内に球状活性炭を設けた給湯装置とするものであ
る。

【０００６】また、第二の目的を達成するための本発明
の第二の手段は、容器と、この容器内の水を加熱するヒ
ーターと、前記容器内の水を揚水するポンプと、この揚
水経路に連結した注水口への経路と、容器への循環経路
とを切り替える切り替え弁とを設け、前記循環経路内に
合成樹脂を原料とした活性炭を設けた給湯装置とするも
のである。

【０００７】

【作用】上記したように本発明は、湯を給湯装置内で循
環させ、循環経路中の活性炭と湯を接触させることによ
り、活性炭の作用で湯中の遊離塩素が（化１）または
（化２）の様に反応し除去されるので、カルキ臭の少な
いおいしい湯を供給することが可能となるものである。

【０００８】

【化１】

【０００９】

【化２】

【００１０】またこれらの反応は高温ほど迅速に反応す
るので水温が高いときに循環させるほど有利である。

【００１１】また特に本発明の第一の手段によれば、さ
らに球状活性炭を使用することにより活性炭等の割れが
少なく、湯中に活性炭の破片の混入が少ない給湯装置が
できるのである。また本発明の第二の手段によれば、合
成樹脂原料の活性炭を使用することにより活性炭からの
微粉の発生が少なく、湯中に活性炭の微粉の混入が少な
い給湯装置ができるのである。

【００１２】

【実施例】

（実施例１）以下本発明の第一の手段の実施例につい
て、図面を参照しながら説明する。図１において１は給
湯装置の本体（以下単に本体１と称する）で、内部に湯
を貯湯する内径１５０mm、深さ２５０mmの容器２を有し
ている。３は容器２の口部を封じるように装着した中栓
である。また４は、本体１の上部を開閉可能に覆った上
蓋である。５は逆止弁であり、中栓３を貫通し容器２内
と連通しており、また大気とも連通している。６は本体
１と容器２との間の底部に設けたモータ、７はモータ６
により駆動されるポンプでその吸い込み口８は容器２の
底部と連通している。９はポンプ７の吐出口で、揚水径
路を構成する吐出パイプ１０に連通している。１１は前
記吐出パイプ１０による湯の揚水径路の途中に設けた切
換弁であり、湯は切換弁１１を通って抽出口１２からコ
ップ等へ注がれるか、あるいは貯湯用容器２内に循環す
る循環経路を構成する循環口１３を通って再び容器２内
に循環されるようになっている。循環口１３の付近には
活性炭層２２が取り付けてあり、循環口１３を通った湯
は活性炭層２２にふれるようになっている。１４は加熱
ヒータであり、貯湯用容器２の下部側面に装着されてい
る。１５はモータ６を駆動する起動スイッチと可変抵抗
体であり、押しボタン１６の押し動作によりロッド１７
を介して動作する。１８は圧縮形のスプリングで、この
スプリング１８は、常時ロッド１７を上方に押し上げる
ように付勢している。１９は切換弁１１を動作させるス
イッチであり、このスイッチの操作により切換弁１１が
抽出口１２側経路か、あるいは循環経路である活性炭層
２２側かに切り換わる。

【００１３】以下本実施例の動作を説明する。容器２内
に貯湯された湯を給湯する場合は、押しボタン１６を押
し下げる。即ち、押しボタン１６を押し下げる操作によ
って起動スイッチ１５がＯＮされ、更に押し下げること
により抵抗が可変されて供給電圧が変化し、モータ６に
通電される。モータ６が通電されることによってポンプ
が動作し、ポンプ７の吸い込み口８より容器２内に貯湯
されている湯を吸い込み、吐出口９より吐出パイプ１０
へ吐出する。この時スイッチ１９を操作して切換弁１１
を抽出口１２側経路に開いておけば、湯は抽出口１２か
ら外部に給湯される。またこの時循環経路側に弁を開い
ておけば、湯は循環口１３を通って活性炭層２２に注が
れる。活性炭層２２を通過中に湯は浄化され、容器２内
へ循環する。また、活性炭層２２に注がれた湯の一部
は、活性炭層２２の中を通らず、活性炭層２２の表面を
伝って再び容器２内へ循環する。このように本実施例
は、一部の湯が活性炭層２２の表面を伝って容器２内に
循環するようにしているため、たとえ活性炭層２２が水
垢等で目詰まりしたとしても、ポンプ等に余分な負荷が
かかることはない。従って、故障の少ない構造としてい
る。尚本実施例では、活性炭として球状活性炭を使用し
ているため活性炭の割れが少ないものである。つまり、
湯中に活性炭の破片が混入することが少ない給湯装置が
できるのである。

【００１４】「昭和６２年度大阪市水道局水質試験所調
査研究ならびに試験成績」によると市内３３カ所の採水
場所の年平均遊離塩素濃度の平均（ｘ）は０．６３ｐｐ
ｍ、偏差（σ）は０．１２である。ｘ＋３σ＝０．９９
であるので１．０ｐｐｍの遊離塩素は充分に高い濃度と
言える。

【００１５】また、遊離塩素のいき値について厚生省の
おいしい水研究会は０．４ｐｐｍ以下の残留塩素濃度で
は通常の人は気にならないとしている。そこで無臭水に
次亜塩素酸を添加し０．１、０．２、０．３、０．４ｐ
ｐｍの溶液をつくり、５人の人に官能試験を行った。そ
の結果カルキ臭を０．２ｐｐｍ以上で感じた人は２人い
たが０．１ｐｐｍで感じた人はいなかった。

【００１６】これらの結果より１．０ｐｐｍの遊離塩素
を含む水を０．１ｐｐｍ以下の濃度まで下げることがで
きると、大部分の人はカルキ臭を感じなくなるといえる
とした。今、水道水３０００ml中に、初期遊離塩素濃度
が1.0ppmとなるように次亜塩素酸ナトリウムの溶液を加
えて、容器２内に貯湯する。こうして本体１に通電し、
押しボタン１６を押し下げ、ポンプ７を作動させて、湯
を循環口１３を通して流量１２００ml/min.で循環させ
る。この時の湯中の遊離塩素濃度は、図２に示すように
変化した。この実験で、遊離塩素濃度は上水試験方法の
残留塩素項目、ＤＰＤ法に従い定量を行った。縦軸は遊
離塩素濃度であり、横軸は加熱時間である。図２のａは
通常の加熱だけによる遊離塩素の濃度変化を、ｂは湯温
が６３．５℃から９５℃までの約８分間、ｃは湯温が７
３．５℃から９５℃までの約５．５分間、ｄは８３．５
℃から９５℃までの約３．５分間循環させたときの遊離
塩素の濃度変化を示したものである。図２より明らかな
ように、高温からの循環ほど傾きが大きく遊離塩素の除
去性能が高い。換言すれば、高温で循環するほど短い時
間で遊離塩素が除去でき、効果的であるといえる。そし
て約８分の循環で、遊離塩素濃度１．０ｐｐｍの水を
０．１ｐｐｍ以下にできた。

【００１７】しかし、給湯装置に活性炭を使用する時に
は湯の中に活性炭の破片や活性炭の微粉が混入してしま
うことが考えられる。給湯装置では湯を飲用に使用する
ことが多いため、活性炭の欠けたものや微粉が湯に混じ
れば美観が悪く、お茶等を楽しむことができない。給湯
装置が輸送や持ち運びされる際に活性炭が擦り合うこと
が考えられる。図３ａで示すように、端が尖っている活
性炭は輸送中等に擦れあい、活性炭の端が容易に欠ける
がｂのような球状活性炭は欠けにくい。そこで以下の試
験を行った。

【００１８】図４ａに示すように、活性炭として球状に
成形した樹脂を賦活して作った球状炭３５と、ｂのよう
に円注型に成形した樹脂を賦活して作った活性炭３６
と、ｃのような石炭系の球状活性炭３７と、ｄのように
石炭系の破砕形活性炭３８を比較した。なお樹脂として
は、ここでは一次粒子が球状で自硬化性のあるフェノー
ル樹脂（鐘紡（株）製 ベルバール）を使用した。それ
ぞれの活性炭を１０ｇずつ、図１に示したように給湯装
置に取り付け、給湯装置を振幅１０ｃｍで１秒間に２往
復する震とう機に取り付け１０時間震とうさせた。溶液
としては超純水を用い、他は前記した遊離塩素除去能力
測定実験と同じ方法で湯を循環させた。循環後の湯は0.
4μｍの孔のメンブランフィルターで濾過し、濾過の前
後の重量変化で活性炭からの粉落ちを求めた。その結果
を（表１）に示す。

【００１９】

【表１】

【００２０】以上の結果より、同じ材質の活性炭では球
状のものほど活性炭の粉落ちは少ない。よって本実施例
のように給湯装置に使用する活性炭としては、球状のも
のが効果的である。

【００２１】（実施例２）次に本発明の第二の手段の実
施例について、説明する。本実施例の構成は、前記図１
で説明したものと同様であり、説明を省略する。但し本
実施例では、活性炭層２２に使用している活性炭は、合
成樹脂を原料としたものを使用している。

【００２２】以下本実施例の動作を説明する。容器２内
に貯湯された湯を給湯する場合は、押しボタン１６を押
し下げる。即ち、押しボタン１６を押し下げる操作によ
って起動スイッチ１５がＯＮされ、更に押し下げること
により抵抗が可変されて供給電圧が変化し、モータ６に
通電される。モータ６が通電されることによってポンプ
７が動作し、ポンプ７の吸い込み口８より容器２内に貯
湯されている湯を吸い込み、吐出口９より吐出パイプ１
０へ吐出する。この時スイッチ１９を操作して切換弁１
１を抽出口１２側経路に開いておけば、湯は抽出口１２
から外部に給湯される。またこの時循環経路側に弁を開
いておれば、湯は循環口１３を通って活性炭層２２に注
がれる。注がれた湯の大部分は活性炭層２２を通り、活
性炭層２２を通過中に浄化され、容器２内へ循環する。
また、活性炭層２２に注がれた湯の一部は、活性炭層２
２の中を通らず表面を伝って、再び容器２内へ循環す
る。このように一部の湯が活性炭層２２の表面を伝って
循環するようにすることによって、たとえ活性炭層２２
が水垢等で目詰まりしたとしても、ポンプ７等に余分な
負荷がかかることがなく、故障の少ない構造としてい
る。尚前記したように、本実施例では活性炭として合成
樹脂原料より作成した活性炭を使用した。

【００２３】「昭和６２年度大阪市水道局水質試験所調
査研究ならびに試験成績」によると市内３３カ所の採水
場所の年平均遊離塩素濃度の平均（ｘ）は０．６３ｐｐ
ｍ、偏差（σ）は０．１２である。ｘ＋３σ＝０．９９
であるので１．０ｐｐｍの遊離塩素は充分に高い濃度と
言える。

【００２４】また、遊離塩素のいき値について厚生省の
おいしい水研究会は０．４ｐｐｍ以下の残留塩素濃度で
は通常の人は気にならないとしている。そこで無臭水に
次亜塩素酸を添加し０．１、０．２、０．３、０．４ｐ
ｐｍの溶液をつくり、５人の人に官能試験を行った。そ
の結果カルキ臭を０．２ｐｐｍ以上で感じた人は２人い
たが０．１ｐｐｍで感じた人はいなかった。今、水道水
３０００ml中に、初期遊離塩素濃度が1.0ppmとなるよう
に次亜塩素酸ナトリウムの溶液を加えて、貯湯用容器２
内に貯湯する。給湯装置本体１に通電し、押しボタン１
６を押し下げ、ポンプ７を作動させて湯を循環口１３を
通して流量１２００ml/min.で循環させるとする。この
時の湯中の遊離塩素濃度は、図５に示すように変化し
た。この実験で、遊離塩素濃度は上水試験方法の残留塩
素項目、ＤＰＤ法に従い定量を行った。縦軸は遊離塩素
濃度であり、横軸は加熱時間である。図５のａは通常の
加熱だけによる遊離塩素の濃度変化を、ｂは湯温が６
３．５℃から９５℃までの約８分間、ｃは湯温が７３．
５℃から９５℃までの約５．５分間、ｄは８３．５℃か
ら９５℃までの約３．５分間循環させたときの遊離塩素
の濃度変化を示したものである。図５より明らかなよう
に、高温からの循環ほど傾きが大きく遊離塩素の除去性
能は高い。換言すれば、高温で循環するほど短時間で効
果的に遊離塩素を除去することができるものである。本
実験では、約８分の循環で、遊離塩素濃度1.0ｐｐｍの
水を0.1ｐｐｍ以下に低下させることができた。

【００２５】これらの結果より1.0ｐｐｍの遊離塩素を
含む水を0.1ｐｐｍ以下の濃度まで下げることができる
と、大部分の人はカルキ臭を感じなくなるといえるとし
た。

【００２６】次に、本実施例で使用した合成樹脂を原料
とした活性炭について、活性炭の破片や微粉の発生状況
についての実験結果について説明する。

【００２７】本実験では、図６ａに示した、球状に成形
した合成樹脂を賦活して作った球状炭４１と、ｂのよう
な円柱型に成形した合成樹脂を賦活して作った活性炭４
２と、ｃのような石炭系の球状活性炭４３と、ｄのよう
な石炭系の破砕形活性炭４４と、ｅのような椰子殻より
作成した破砕炭４５とを比較した。それぞれの活性炭を
１０ｇずつ、図５に示したように給湯装置に取り付け、
給湯装置を振幅１０ｃｍで１秒間に２往復する震とう機
に取り付け、１０時間震とうさせた。溶液としては超純
水を用い、他は前記した遊離塩素除去能力測定実験と、
同じ方法で湯を循環させた。循環後の湯は0.4μｍの孔
のメンブランフィルターで濾過し、濾過の前後の重量変
化で活性炭からの粉落ち量を求めた。その結果を（表
２）に示す。

【００２８】

【表２】

【００２９】表２より分かるように、合成樹脂から作成
した活性炭は粉落ち量は少ない。つまり、給湯装置に使
用する活性炭としては、合成樹脂を原料とする活性炭が
効果的である。

【００３０】

【発明の効果】以上の実施例から明らかなように、本発
明の第一の手段によれば、容器と、この容器内の水を加
熱するヒーターと、前記容器内の水を揚水するポンプ
と、この揚水経路に連結した注水口への経路と、容器へ
の循環経路とを切り替える切り替え弁とを設け、前記循
環経路内に球状活性炭を設けた給湯装置とすることで、
注出時に塩素分が少なく、また活性炭の割れた破片を含
むことが少ない給湯装置を実現できるのである。

【００３１】また本発明の第二の手段によれば、容器
と、この容器内の水を加熱するヒーターと、前記容器内
の水を揚水するポンプと、この揚水経路に連結した注水
口への経路と、容器への循環経路とを切り替える切り替
え弁とを設け、前記循環経路内に合成樹脂を原料とした
活性炭を設けた給湯装置とすることによって、注出時に
塩素分が少なく活性炭からの微粉を含むことが少ない給
湯装置を実現できるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の手段の実施例及び本発明の第二
の手段の実施例における給湯装置の縦断面図

【図２】本発明の第一の手段の実施例における給湯装置
内の水中の遊離塩素濃度の推移を示す特性図

【図３】同実施例における活性炭の擦れ合を示す図

【図４】同実施例における微粉テストに使用した活性炭
を示す図

【図５】同第二の手段の実施例における給湯装置内の水
中の遊離塩素濃度の推移を示す特性図

【図６】同微粉テストに使用した活性炭を示す図

【符号の説明】

２ 容器 ７ ポンプ ８ 切り替え弁 １３ 循環口 ２２ 球状活性炭 ３５ 合成樹脂原料球状活性炭 ３６ 合成樹脂原料円柱状活性炭 ４１ 合成樹脂原料球状活性炭 ４２ 合成樹脂原料円柱状活性炭

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 容器と、この容器内の水を加熱するヒー
   ターと、前記容器内の水を揚水するポンプと、この揚水
   経路に連結した注水口への経路と、容器への循環経路と
   を切り替える切り替え弁とを設け、前記循環経路内に球
   状活性炭を設けた給湯装置。
2. 【請求項２】 容器と、この容器内の水を加熱するヒー
   ターと、前記容器内の水を揚水するポンプと、この揚水
   経路に連結した注水口への経路と、容器への循環経路と
   を切り替える切り替え弁とを設け、前記循環経路内に合
   成樹脂を原料とした活性炭を設けた給湯装置。