JPH05253068A - 給湯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は湯中の遊離塩素を除去し、さらに活
性炭の破片や活性炭の微粉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】 貯湯用容器２と、この貯湯用容器内２の水を
加熱するヒータ１３のある給湯装置で、湯の通り道や湯
の循環の通り道等の湯と接触する位置に活性炭層１２を
配置した給湯装置とするものである。さらに、活性炭層
１２としては表面をコーティングした活性炭を使用し、
湯中に活性炭からの微粉等をできるだけ混入しないよう
にしたものである。

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、沸騰を数分間持続させたり、また給湯装置に循環経
路を設け、ここに活性炭を配置することにより、水中の
遊離塩素やトリハロメタンを大気中に放出し、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、沸騰を持続さ
せることによる浄水方法では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も生ず
るものであった。また、浄水に活性炭を用いるには活性
炭の欠けや微粉の発生に多くの対策が必要であった。そ
のため従来のものは活性炭として合成樹脂を原料とした
硬い活性炭を使用し、さらに球状にしたものを使用して
いた。しかし、合成樹脂を原料として球状にしたものは
非常に多くの手間や技術が必要であった。

【０００４】本発明は、このような課題を解決しようと
するものであり、湯中の遊離塩素をすばやく除去してカ
ルキ臭がしない、また表面をコーティングした活性炭で
活性炭の破片や微粉末が湯中に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。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、貯湯用容器と、この貯湯用容器内の水を加
熱するヒータと、湯と接触する位置に設けた、表面をコ
ーティングした活性炭からなる活性炭層とを備えた給湯
装置とするものである。

【０００６】

【作用】本発明は湯と活性炭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、湯中の遊離塩素が除
去できるものである。これによって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。

【０００７】

【化１】

【０００８】

【化２】

【０００９】またこれらの反応は高温ほど迅速に反応す
るので、水温が高いときほど有利である。さらに、活性
炭の表面をコーティングすることにより活性炭が覆わ
れ、微粉が発生しにくくかつ固くなるので割れにくく、
湯中に破砕片や微粉がほとんど出ない給湯装置を提供で
きる。

【００１０】

【実施例】

（実施例１）以下本発明の第一の実施例を図に基づいて
説明する。図１において、１は給湯装置の本体（以下単
に本体と称する）で、内部に湯を貯湯する内径１５０m
m、深さ２５０mmの貯湯用容器２（以下単に容器２と称
する）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
して容器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、揚水経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を通った湯を注ぐ出湯
口であり、１２は出湯口１１に配置した活性炭層で、内
部に表面をコーティングした活性炭１２ａが収容されて
いる。１３は加熱用のヒータであり、容器２の下部に装
着されている。１４はモータ６を駆動する起動スイッチ
であり、可変抵抗体を有しており、押しボタン１５の押
し動作によりロッド１６を介して動作する。１７は圧縮
形のスプリングで、このスプリング１７は、常時ロッド
１６を上方に押し上げるように付勢している。

【００１１】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１５を
押し下げる。即ち、押しボタン１５を押し下げる操作に
よって起動スイッチ１４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
１０を通り、出湯口１１より活性炭層１２を通り出湯さ
れる。湯が活性炭層１２を通過する際、表面をコーティ
ングした活性炭１２ａと接触し、浄化される。

【００１２】なお本実施例では表面をコーティングした
活性炭１２ａとしては、石油ピッチ原料の球状活性炭
（呉羽化学（株）製）をオレフィン系の樹脂でコーティ
ングし、さらに抗菌処理として銀を添着したものを１５
０ｇ使用した。

【００１３】「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。正規分布と仮定する
と、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。

【００１４】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．
４ｐｐｍの溶液をつくり、５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。

【００１５】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。

【００１６】以下に実験の詳細について記述した。 実験例１． 実験水 ：水道水に塩素水を添加して遊離塩素濃度を
１．０ ppm とした。

【００１７】分析方法：上水試験法の残留塩素項目、Ｄ
ＰＤ法に従い測定した。 実験方法： （１）図１の装置から活性炭層１２の中の活性炭を取り
除き、これに実験水を３０００ｍｌ入れ加熱し、溶液が
１００℃に達した時、活性炭層１２から活性炭を取り除
き、出湯口１１より溶液をサンプリングし、直ちに濃度
を測定した。 （２）実験水を図１の装置に３０００ｍｌ入れ加熱し、
溶液が１００℃に達した時、出湯口１１より合成樹脂原
料の活性炭の詰まった活性炭層１２を通った溶液をサン
プリングし、直ちに濃度を測定した。

【００１８】実験例１の結果：実験例１の結果を（表
１）に示した。

【００１９】

【表１】

【００２０】このように表面をコーティングした活性炭
１２ａを用いたものは、湯中の遊離塩素成分を効率よく
除去することができた。

【００２１】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２（ａ）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
けるが図２（ｂ）で示すような球状活性炭は欠けにく
い。また、表面をコーティングした活性炭は表面が覆わ
れているため微紛の発生が少なく、また硬くなる。そこ
で以下の試験を行った。

【００２２】図３に示すように、活性炭として表面を樹
脂でコーティングした石油ピッチ系の球状活性炭２１
と、表面を樹脂でコーティングした石炭系球状炭２２
と、表面を樹脂でコーティングした石炭系破砕炭２３
と、表面をコーティングしない石油ピッチ系の球状活性
炭２４と、表面をコーティングしない石炭系球状炭２５
と、表面をコーティングしない石炭系破砕炭２６と、球
状に成形した合成樹脂を賦活して作った球状炭２７を比
較した。それぞれの活性炭を１５０ｇずつ図１に示した
給湯装置の活性炭層１２の部分に取り付け、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時間振とうさせた。活性炭の割れや微粉の測定
は、溶液としては超純水を用い、他は実験例１の実験方
法（２）と同じ方法で湯を沸騰させた後、２０００ｍｌ
サンプリングした。サンプリングした湯は０．４μｍの
孔のメンブランフィルターで濾過し、濾過の前後のフィ
ルターの重量変化で活性炭からの粉落ち重量を求めた。
その結果を（表２）に示す。

【００２３】

【表２】

【００２４】（表２）より分かるように、同じ形状の活
性炭で樹脂をコーティングしたものほど活性炭の粉落ち
は少ない。また形状は角の少ないものほど粉落ちは少な
い。樹脂をコーティングした活性炭は合成樹脂原料で作
られた球状活性炭と同等またはそれ以上に粉落ちが少な
かった。よって本実施例のように、給湯装置に使用する
活性炭としては表面を樹脂でコーティングした活性炭が
効果的である。 （実施例２）次に本発明の第二の実施例を図４に基づい
て説明する。３１は給湯装置の本体で、内部に湯を貯湯
する内径１５０mm、深さ２５０mmの容器３２を有してい
る。３３は容器３２の口部を封じるように装着した中栓
である。また３４は本体３１の上部を開閉可能に覆った
上蓋である。３５は逆止弁であり、中栓３３を貫通して
容器３２内と連通しており、また大気とも連通してい
る。３６は本体３１と容器３２との間の底部に設けたモ
ータ、３７はモータ３６により駆動されるポンプで、そ
の吸い込み口３８は容器３２の底部と連通している。４
２は活性炭層であり、容器３２に配置されており、内部
に表面をコーティングした活性炭４２ａを収容してい
る。３９はポンプ３７の吐出口で、揚水経路を構成する
吐出パイプ４０に連通している。４１は前記吐出パイプ
４０を通った湯を注ぐ出湯口である。４３は加熱用のヒ
ータであり、貯湯用容器３２の下部に装着されている。
４４はモータ３６を駆動する起動スイッチであり、可変
抵抗体を有しており、押しボタン４５の押し動作により
ロッド４６を介して動作する。４７は圧縮形のスプリン
グで、このスプリング４７は、常時ロッド４６を上方に
押し上げるようにしている。

【００２５】以下本実施例の動作を説明する。容器３２
内に貯湯された湯を給湯する場合は、押しボタン４５を
押し下げる。即ち、押しボタン４５を押し下げる操作に
よって起動スイッチ４４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３
６に通電される。モータ３６が通電されることによって
ポンプ３７が動作し、低部の吸い込み口３８より容器３
２内に貯湯されている湯を吸い込み、ポンプ３７の吸い
込み口３８と吐出口３９より吐出パイプ４０を通り、湯
は出湯口４１より出湯される。水を加熱する際、湯は容
器３２中で対流し、活性炭４２ａと接触し浄化される。
なお本実施例では表面をコーティングした活性炭４２ａ
としては、石油ピッチ原料の球状活性炭（呉羽化学
（株）製）をオレフィン系の樹脂でコーティングし、さ
らに抗菌処理として銀を添着したものを１５０ｇ使用し
た。

【００２６】以下に実験の詳細について記述した。 実験例２． 実験水 ：水道水に塩素水を添加して遊離塩素濃度が
１．０ ppm とした。

【００２７】分析方法：上水試験法の残留塩素項目、Ｄ
ＰＤ法に従い測定した。 実験方法： （１）図４の装置から活性炭層４２を取り除き、これに
実験水を３０００ｍｌ入れ加熱し、溶液が１００℃に達
した時、出湯口４１より溶液をサンプリングし直ちに濃
度を測定した。 （２）実験水を図４の装置に３０００ｍｌ入れ加熱し、
溶液が１００℃に達した時、出湯口４１を通して活性炭
層４２を通った溶液をサンプリングし直ちに濃度を測定
した。

【００２８】実験例２の結果：実験例２の結果を（表
３）に示した。

【００２９】

【表３】

【００３０】このように表面をコーティングした活性炭
を用いたものは、湯中の遊離塩素成分を効率よく除去す
ることができた。

【００３１】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２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
球状活性炭は欠けにくい。また、表面をコーティングし
た活性炭は表面が覆われているため微紛の発生が少な
く、また硬くなる。そこで以下の試験を行った。

【００３２】図３に示すように、活性炭として表面を樹
脂でコーティングした石油ピッチ系の球状活性炭２１
と、表面を樹脂でコーティングした石炭系球状炭２２
と、表面を樹脂でコーティングした石炭系破砕炭２３
と、表面をコーティングしない石油ピッチ系の球状活性
炭２４と、表面をコーティングしない石炭系球状炭２５
と、表面をコーティングしない石炭系破砕炭２６と球状
に成形した合成樹脂を賦活して作った球状炭２７を比較
した。それぞれの活性炭を１５０ｇずつ図４に示したよ
うに給湯装置の活性炭層４２の部分に取り付け、給湯装
置を振幅１０ｃｍで１秒間に２往復する振とう機に取り
付け１０時間震とうさせた。活性炭の割れや微粉の測定
は、溶液としては超純水を用い、他は実験例２の実験方
法（２）と同じ方法で湯を沸騰させた後、２０００ｍｌ
サンプリングした。サンプリングした湯は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
４）に示す。

【００３３】

【表４】

【００３４】（表４）より分かるように、同じ形状の活
性炭で樹脂をコーティングしたものほど活性炭の粉落ち
は少ない。また形状は角の少ないものほど粉落ちは少な
い。樹脂をコーティングした活性炭は合成樹脂原料で作
られた球状活性炭と同等またはそれ以上の粉落ちの少な
さであった。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樹脂をコーティングした活性炭が効
果的である。

【００３５】（実施例３）次に本発明の第三の実施例に
ついて、図５を参照しながら説明する。５１は給湯装置
の本体で、内部に湯を貯湯する内径１５０mm、深さ２５
０mmの容器５２を有している。５３は容器５２の口部を
封じるように装着した中栓である。また５４は本体５１
の上部を開閉可能に覆った上蓋である。５５は逆止弁で
あり、中栓５３を貫通して容器５２内と連通しており、
また大気とも連通している。５６は本体５１と容器５２
との間の底部に設けたモータである。５７はモータ５６
により駆動されるポンプで、その吸い込み口５８は容器
５２の底部と連通している。５９はポンプ５７の吐出口
で、揚水径路を構成する吐出パイプ６０に連通してい
る。６１は前記吐出パイプ６０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６１を通って出湯
口６２からコップ等へ注がれるか、あるいは容器５２内
に循環する循環経路を構成する循環口６３を通って再び
容器５２内に循環されるようになっている。循環口６３
には活性炭層７２が取り付けてあり、内部に表面をコー
ティングした活性炭７２ａを収容している。循環口６３
を通った湯は活性炭層７２の中を通るようになってい
る。６４は加熱用のヒータであり、容器５２の下部に装
着されている。６５はモータ５６を駆動する起動スイッ
チであり、可変抵抗体を有しており、押しボタン６６の
押し動作によりロッド６７を介して動作する。６８は圧
縮形のスプリングで、このスプリング６８は、常時ロッ
ド６７を上方に押し上げるように付勢している。６９は
切換弁６１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６１が出湯口６２側経路か、あるい
は循環経路である活性炭層７２側かに切り換わる。

【００３６】以下、本実施例の動作を説明する。容器５
２内に貯湯された湯を給湯する場合は、押しボタン６６
を押し下げる。即ち、押しボタン６６を押し下げる操作
によって起動スイッチ６５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
５６に通電される。モータ５６が通電されることによっ
てポンプ５７が動作し、ポンプ５７の吸い込み口５８よ
り容器５２内に貯湯されている湯を吸い込み、吐出口５
９より吐出パイプ６０へ吐出する。この時スイッチ６９
を操作して切換弁６１を出湯口６２側経路に開いておけ
ば、湯は出湯口６２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６３を通っ
て活性炭層７２に注ぎ込まれる。活性炭層７２に注がれ
た湯の大部分は活性炭層７２を通って容器５２内へ循環
する。この活性炭層７２を通過している間に、湯は浄化
される。また残りは活性炭層７２の表面を伝った後再び
容器５２内へ循環する。なお本実施例では表面をコーテ
ィングした活性炭７２ａとしては、石油ピッチ原料の球
状活性炭（呉羽化学（株）製）をオレフィン系の樹脂で
コーティングし、さらに抗菌処理として銀を添着したも
のを１０ｇ使用した。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、貯湯用容器２内に貯湯する。
給湯装置の本体５１に通電し、押しボタン６６を押し下
げ、ポンプ５７を作動させて湯を循環口６３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６に示すように変化した。この実
験で、遊離塩素濃度は浄水試験法の残留塩素項目、ＤＰ
Ｄ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６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９
５℃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。この図６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。
すなわち高温で循環させるほど短い時間で効果的である
といえる。そして約８分の循環で遊離塩素濃度１．０ｐ
ｐｍの水を０．１ｐｐｍ以下にできた。

【００３７】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２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
球状活性炭は欠けにくい。また、表面をコーティングし
た活性炭は表面が覆われているため微紛の発生が少な
く、また硬くなる。そこで以下の試験を行った。

【００３８】図３に示すように、活性炭として表面を樹
脂でコーティングした石油ピッチ系の球状活性炭２１
と、表面を樹脂でコーティングした石炭系球状炭２２
と、表面を樹脂でコーティングした石炭系破砕炭２３
と、表面をコーティングしない石油ピッチ系の球状活性
炭２４と、表面をコーティングしない石炭系球状炭２５
と、表面をコーティングしない石炭系破砕炭２６と、球
状に成形した合成樹脂を賦活して作った球状炭２７を比
較した。それぞれの活性炭を１０ｇづつ図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往復する振とう機に取り付け１０時間震とうさ
せた。活性炭の割れや微粉の測定は、溶液としては超純
水を用い、他は７．５分循環させる前記した遊離塩素測
定実験と同じ方法で湯を循環させた。サンプリングした
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５）に示す。

【００３９】

【表５】

【００４０】（表５）より分かるように、同じ形状の活
性炭で樹脂をコーティングしたものほど活性炭の粉落ち
は少ない。また形状は角の少ないものほど粉落ちは少な
い。樹脂をコーティングした活性炭は合成樹脂原料で作
られた球状活性炭と同等以上の粉落ちの少なさであっ
た。よって本実施例のように、給湯装置に使用する活性
炭としては表面を樹脂でコーティングした活性炭が効果
的である。

【００４１】

【発明の効果】本実施例から明らかなように本発明の給
湯装置は、容器と、この容器内の水を加熱するヒータ
と、表面をコーティングした活性炭からなる活性炭層と
を設けることによって、湯中の遊離塩素成分を効率よく
除去することができ、出湯時に塩素成分の少ないおいし
い湯を供給することができるものである。さらに、表面
をコーティングした活性炭は表面をコーティングしない
活性炭に比べ割れや微粉の発生が少なく、湯中に活性炭
の微粉等が混入することが少ないものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例における給湯装置の縦断
面図

【図２】本発明の各実施例における活性炭の擦れ合いを
示す図

【図３】同微粉テストに使用した活性炭を示す図

【図４】本発明の第二の実施例における給湯装置の縦断
面図

【図５】同第三の実施例における給湯装置の縦断面図

【図６】同水中の遊離塩素濃度の推移を示す特性図

【符号の説明】

２、３２、５２ 貯湯用容器 ７、３７、５７ ポンプ １２ａ、４８ａ、７２ａ 表面をコーティングした活性
炭 １３、４３、６４ ヒータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柴田 恒雄 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】貯湯用容器と、この貯湯用容器内の水を加
   熱するヒータと、湯と接触する位置に設けた、表面をコ
   ーティングした活性炭からなる活性炭層とを備えた給湯
   装置。