(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体回路を備えた、熱湯を用いて飲料又は他の食料を準備する装置であって、
水タンクと、
水を加熱するボイラと、
前記水を送るポンプと、
前記ボイラからの水を受け取る調合ユニットであって前記飲料を準備するための産物又は他の食料産物が入れられる調合ユニットとを有し、
当該装置は、前記流体回路におけるライムスケール堆積物の形成を削減するように水を処理する磁場発生体を前記ボイラの上流に含み、
前記ボイラの上流に、前記水を予め加熱する加熱デバイスを含み、
前記加熱デバイスは、前記磁場発生体と関連付けられて、磁場を通過する水が周囲温度よりも高い温度になるように設けられ、
前記加熱デバイスは、前記水が前記磁場を通って流れる間に前記水を加熱するように構成された、ことを特徴とする、装置。
【請求項２】
前記磁場発生体は、少なくとも１つの永久磁石を有することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記磁場発生体は、少なくとも１つの電磁石を有することを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記磁場発生体は、水流パイプに沿って設けられることを特徴とする、請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記磁場発生体は、互いに向き合って配置された一対の磁石を含む、請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記一対の磁石は、反対の極性をもって互いに向かい合って設けられることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記一対の磁石の間に水流パイプの一部を有することを特徴とする、請求項５又は請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記磁場発生体は、前記ボイラの上流の流体パイプに沿って配置されることを特徴とする、請求項１〜７のうちいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記磁場発生体は、前記ポンプと前記ボイラとの間に設けられることを特徴とする、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記加熱デバイスは、前記磁場発生体により発生された磁場内に少なくとも部分的に設けられることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
当該装置がコーヒーメーカであることを特徴とする、請求項１〜１０のうちいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
挽いたコーヒーを含めるための調合チャンバを含み、前記調合チャンバを介して、前記ボイラから送られた水の流れが通ることを特徴とする、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
飲料又は他の食料を準備する方法であって、
水を加熱するボイラにより、熱湯のフローを生成するステップと、
前記熱湯のフローが前記飲料又は他の食料を準備するために用いる食料物質を通過させるステップと、
カルシウム堆積物を削減するように少なくとも１つの磁場で水を処理するステップと、
前記磁場により処理する前に水を予め加熱し、前記磁場による処理の後に、前記磁場を通過する水が周囲温度よりも高い温度になるように前記水を加熱するステップであって、前記水が前記磁場を通って流れる間に前記水を加熱するステップと、
を有することを特徴とする、方法。
【請求項１４】
前記飲料はコーヒーであることを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
水は、前記磁場を横断する流体パイプに沿って通過することを特徴とする、請求項１３又は請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記磁場は、前記水を加熱するボイラの上流に発生されることを特徴とする、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
互いに向かい合って配置された少なくとも一対の磁石を用いて磁場を発生させ、前記一対の磁石の間に水が流れることを特徴とする、請求項１５又は請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記磁石は、相互に反対の極性をもって配置されることを特徴とする、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記磁場に少なくとも部分的に含まれたエリアの水を予め加熱することを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【請求項２０】
４０℃に等しいか又はこれよりも大きい温度で水を予め加熱することを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【請求項２１】
前記磁場は、０．１〜５テスラの範囲にある磁気誘導をもつことを特徴とする、請求項１３〜２０のうちいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
水を、７０ｇ／ｍｉｎと１５０ｇ／ｍｉｎとの間のフローレートで前記磁場を通って流すことを特徴とする、請求項１３〜２１のうちいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱湯を用いて、食料、特に飲料、更に特にコーヒーを準備するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
小型家庭用器具において、熱湯を入れることにより飲料を準備するための装置がますます頻繁に用いられている。典型的には、これらの装置において、自動、半自動又は手動のタイプでコーヒーを入れることを意図されるものが特に有名である。
【０００３】
このタイプの飲料を準備するための電気装置は、水のための容器と、フィードポンプ、ボイラ及び調合ユニット（brewing unit）を一般に有する流体回路（hydraulic circuit）とが一般的にある。調合ユニットにおいて、（粗引きのコーヒー、挽いたコーヒーの１回限りのカートリッジ、水で薄められるか又は溶かされるべきプロダクトのカートリッジ及び同様のもののような）食料産物が搭載される調合チャンバ（brewing chamber）が規定される。調合チャンバ内に搭載された食料産物から飲料の成分を抽出するために、加圧された熱湯が調合チャンバを通って供給される。
【０００４】
これらの装置の使用において直面する最も大きな欠点の１つは、石灰質堆積物（calcareous deposit）、特に炭酸カルシウム、及び、より小さく広がる炭酸マグネシウムの形成である。これらの堆積物は、通常、ボイラ内に形成されるが、熱湯が通過するパイプにも形成され、水の流れを徐々に妨害する。ボイラ内に形成される堆積物は、熱的に絶縁された層を実質的に形成するので、熱交換効率を低減させる。
【０００５】
ボイラ及び水管の壁に圧縮及び付着して形成される堆積物は、化学物質を用いて周期的に除去されなければならない。スケール除去動作は、ユーザにとって長くて面倒であり、高価な化学プロダクトを要し、スケール除去に用いられた化学プロダクトの残留物を除去するために、装置のその後の洗浄サイクル（再調整）が必要となる。実際、前記装置により生成された飲料におけるこれらのプロダクトの存在は、健康被害及び飲料の感覚的変化をもたらす。
【０００６】
また一方で、幾つかの場合においては、スケール除去サイクルの使用は、満足なものではなく、このタイプの装置の流体回路から炭酸塩の外被（incrustation）を効果的に除去することができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、前述した欠点を全体的又は部分的に克服する、熱湯を用いて飲料を準備するための装置、特にコーヒーメーカを提供することにある。
【０００８】
本発明の特定の実施形態の目的は、流体回路から除去することが困難な炭酸カルシウム及び炭酸マグネシウム堆積物並びに他の堆積物の形成が遅延され、抑制され、又は、幾つかの場合において削減される装置を提供することにある。
【０００９】
異なる態様によれば、本発明の目的は、飲料の感覚的特性を変えることなくライムスケール（limescale）堆積物の形成の削減を可能にし、及び、化学的スケール除去プロダクトを用いる必要性を排除し、又は、幾つかの場合においてこれらが用いられる頻度を削減する、温かい飲料、特にコーヒーを準備するための方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
実質的に、本発明の一実施形態によれば、流体回路を備えた、熱湯を用いて、飲料又は他の食料、特にコーヒーを準備するための装置であって、水タンクと、水を加熱するためのボイラと、水を送るためのポンプと、前記ボイラからの水を受ける調合ユニットであって前記飲料を準備するための産物又は他の食料産物が入れられる調合ユニットとを含む、装置が提供される。また、当該装置は、特徴として、前記流体回路におけるライムスケール堆積物の形成を低減する目的で水の処理を実行するために設けられた磁場発生体を有する。
【００１１】
炭酸カルシウム及び炭酸マグネシウムの沈殿状態（precipitation condition）に影響を与えるための磁場の使用は、有効性及び到達可能な結果に関しては相反する結果をもつ非常に多くの研究の対象であった。一般に、水の工業的処理、及び、沈澱による炭酸カルシウム及び炭酸マグネシウムの除去において磁場を用いるという試みが行われていた。
【００１２】
１８６５年の米国特許第５０，７７３号明細書では、ボイラ内のカルシウム堆積物の形成を低減させるために永久磁石により生成された磁場の使用について既に述べられた。米国特許第４２１６０９２号明細書及び米国特許第２，６５２，９２５号明細書は、水処理用の磁気デバイスについて述べている。これらのデバイスは、パイプを有し、このパイプ内に、カルシウム及びマグネシウムイオンを含む水が流れ、このパイプの内側又は外側には、熱交換器及びボイラの内側のカルシウム及びマグネシウム沈澱物（precipitate）の付着を低減させるという目的をもつ、一連の永久磁石がパイプに対して同軸位置に配置される。欧州特許第１００６０８３号明細書は、炭酸塩堆積物を低減させるために工業用水を処理するための同様のシステムについて述べている。磁場を用いて工業用水を処理するための他のデバイスが欧州特許第０３２５１８５号明細書に述べられている。
【００１３】
工業目的で水流を処理するための他の磁気システムが国際公開第２００６／０２９２０３号及び国際公開第０３／０００５９６号に述べられている。
【００１４】
しかしながら、磁場を用いて炭酸カルシウムおよび炭酸マグネシウムの沈殿状態に影響を与える可能性は、一世紀以上の間知られているが、今まで、この現象は、食料を準備するための装置、特に、コーヒーを準備するための装置の内部の炭酸塩堆積物の形成を阻止又は低減させるためのシステムとしては用いられなかったと思われる。
【００１５】
この状況は、前記で強調されたように、コーヒーを準備するための装置の流体回路における炭酸塩の沈殿及び付着から導出される大きな欠点を考慮すると、特に関連がある。
【００１６】
コーヒーメーカにおける外被の形成を低減させるために磁場を用いることは、以下の実質的な利点が得られる。
・ボイラの寿命の増大、及びその結果として、技術的な支援コストの削減。
・準備された食料の感覚的特性の向上。
・沈澱物の形成の対象となるエリアを洗浄するための化学剤の使用の排除、又は、これらの化学剤の使用の少なくとも大幅な削減。
・化学的スケール除去剤の使用後の装置の再調整のための洗浄サイクルの排除（又は少なくとも低減）。
・ライムスケールを防止する磁気デバイスを伴わない場合の同じ動作時間と比較した、ボイラ内に形成される沈澱物の厚さの削減による、ボイラ内の熱交換効率の減少を少なくすることによるエネルギの節約。
【００１７】
磁場発生デバイスは、１若しくはそれ以上の永久磁石若しくは１若しくはそれ以上の電磁石又は電磁石と永久磁石との組み合わせを有し得る。
【００１８】
一実施形態において、磁場発生体は、水タンクの内側に設けられてもよく、前記装置のボイラに送るためにポンプがタンクから水を吸い込む。
【００１９】
本発明の好ましい実施形態において、磁場発生デバイスは、前記装置の流体回路のパイプの１つに沿って配置される。一実施形態において、ポンプからボイラに流れる水に作用させるために、及び、水に適用された磁場の効果が除去困難なボイラ内部の堆積物の形成を低減することを保証するために、磁場発生体が、ボイラの上流の、ポンプとボイラとの間のパイプに沿って設けられる。一実施形態において、１又はそれ以上の永久磁石は、水流パイプに沿って、その外側に設けられる。
【００２０】
幾つかの実施形態において、ボイラは、コイル状に巻かれた電気抵抗要素の外側又は内側でおおよそ同軸に設けられた、水の通路のためのコイルを含むタイプのものであってもよい。他の実施形態において、ボイラは、内側に電気抵抗が設けられる、入口及び出口をもつ水容器又はタンクを有するタイプのものであってもよい。
【００２１】
一実施形態において、マグネットは、反対の極性をもって設けられる。例えば、一対の磁石が提供される場合に、これらは、パイプの外側に配置され、一方がＮ極（Ｎ）をもってパイプに面し、他方がＳ極をもってパイプに面する。パイプの周りに２つよりも多い磁石、例えば２組の磁石を設けることも可能であるだろう。一実施形態において、磁石は、水の流れの方向に沿ってＮ−Ｓ極を合わせるように設けられる。同じ位置に即ち互いに近接して設けられるか、又は、水が流れるパイプの長さに沿って合わせられる、１つの磁石、一対の磁石、又は、幾つかの組の磁石を用いることが可能である。
【００２２】
パイプは、好ましくは、食料との接触に適しており、パイプの外側に設けられた磁石の力線の通過を妨害しないような、テフロン、シリコン又は他の材料等のプラスチック材料から作られる。パイプの内側に磁石を設けることも可能であるだろう。
【００２３】
磁場が周囲温度よりも高い温度の水に作用する場合には、より大きな効果が得られることが見つけられた。特に、有益な結果は、磁場がおおよそ６０℃又は８０℃の温度の水に適用されるときに見られた。本発明の一実施形態によれば、それ故、水は、ボイラの上流で予め加熱され、周囲温度よりも既に高い温度、例えば、４０℃よりも大きく、好ましくは６０℃よりも大きく、及び、この値よりも上、例えば７０℃に等しいか又はこれよりも大きい温度で、磁場発生体により発生された磁場又は複数の磁場を介して流れる。炭酸塩の沈殿の問題を、前記装置のボイラからボイラの上流の流体回路の部分に動かすことを避けるために、好ましくは、例えば、磁場が作用するエリアの上流に石灰質沈澱物を形成させないように、磁場発生体に接近して電気抵抗要素を配置させることにより、水の予熱が流れている状態において生ずる、即ち、パイプを介して移動するときに水を加熱する。
【００２４】
取り得る実施形態において、用いられた磁場は、０．１から５テスラ（Ｔ）、好ましくは０．２から１．５Ｔ、及びより好ましくは、０．４から１．２Ｔの範囲の磁気誘導をもつ。一実施形態において、磁場又は複数の磁場が作用するパイプを通る水の流量は、９０ｇ／ｍｉｎ、概ね５０ｇ／ｍｉｎと２００ｇ／ｍｉｎとの間、好ましくは７０ｇ／ｍｉｎと１５０ｇ／ｍｉｎとの間の程度にある。
【００２５】
磁場の最も重要な効果の１つとして、非常に多くの研究の対象及び議論は、炭酸カルシウムの構造である。多角形の結晶化合物は、以下の３つの異なる手法で結晶化する。
１．カルサイト（calcite）：これは、六角形の結晶であり、CaCO3の最も熱力学的に安定であり、その上、自然界において最も一般的な鉱物の１つである。
２．バテライト（vaterite）：これは、六角形の結晶であり、安定でもあり、最も小さな安定した結晶の形である。
３．アラゴナイト（aragonite）：これは、低温で且つ大気圧で準安定な斜方晶系の結晶であり、狭い範囲の物理化学条件のソリューションにおいて沈殿し、おおよそ６０〜７０℃で沈殿し始める。
【００２６】
カルサイト結晶が抵抗外被（resistant incrustation）をもたらす一方で、針状の結晶の形で大抵存在するアラゴナイトの存在は、軟性、多孔質である堆積物の形の主な原因であり、より容易に除去されることが仮定され得る。その現象の本質は、依然として明確な科学的な説明を欠いたままであるが、これは、磁場が外被の堆積物に影響を与えるメカニズムであるべきである。
【００２７】
異なる態様によれば、本発明は、飲料又は他の食料を準備するための方法、特に、熱湯でコーヒーを入れることによりコーヒーを準備するための方法に関し、カルシウム堆積物の形成を低減又は除去するために、水が、少なくとも１つの磁場の効果に影響される。
【００２８】
特定の実施形態において、本方法は、ボイラに入る前の水の処理を提供する。本発明の改良された実施形態によれば、本方法は、水流が予め加熱され、少なくとも１つの磁場を通過し、その後、調合するのに有用な温度まで温度を上昇させるためにボイラに入るステップを提供する。
【００２９】
本発明の方法及び機械の更なる有利な特徴は、特許請求の範囲に記載される。
【００３０】
本発明は、本発明の非限定的な実際の実施形態を示す、以下の説明及び添付図面により良く理解されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明が適用され得る自動コーヒーメーカを示す。
【図２】本発明の理解に関連する図１の装置の部分の図を示す。
【図３】磁石の配置の詳細を示す。
【図４】テストサイクルで取得された実験結果を示す図を示す。
【図５】一対の永久磁石のＵ字状パイプへの適用の図を示す。
【図６】図５に示される磁石の配置を伴う他の実験結果を示す図である。
【図７Ａ】図５に示される磁石の配置を伴う他の実験結果を示す図である。
【図７Ｂ】図５に示される磁石の配置を伴う他の実験結果を示す図である。
【図８】本発明の改良された実施形態についての図２のものと類似する図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明は、自動コーヒーメーカに適用されて以下に説明されるが、これは、半自動若しくは手動の電気コーヒーメーカ、又は、一般的に熱湯を用いて飲料又は他の食料を準備するための装置に用いられてもよい。
【００３３】
図１は、それ自体は既知の自動タイプの調合（brewing）ユニット３を有するコーヒーメーカを１で示す。
【００３４】
図２の図は、以下に説明された態様において、装置１の後部エリアに通常配置されるタンク５から来る水が供給される自動調合ユニット３を再び示す。流量を測定するための流量計７（例えばタービン流量計）を介して、水は、ボイラ１１に供給するポンプ９によりタンク５から吸い込まれる。番号１３は、ポンプ９とボイラ１１とを接続するパイプを示し、番号１５は、ボイラ１１を調合ユニット３に接続するパイプを示す。ポンプ９は、ポンプ９からその入口に向かって供給される水の再循環を可能にする循環パイプ１７を備えてもよい。循環パイプ１７は、三方弁１９及び２１を介してポンプ９に接続される。
【００３５】
番号２３は、分注口２５又は一対の分注口２５で終わるコーヒーの供給パイプを示し、これらの下に、ユニット３において形成された調合チャンバの内側の調合から得られたコーヒーを収集するために１又は２つのカップＴが配置され得る。
【００３６】
本発明の一実施形態によれば、磁場発生体３１が導管１３に沿って設けられる。一実施形態において、発生体３１は、パイプ１３の周りに互いに向かい合って配置される、第１の永久磁石３３及び第２の永久磁石３５を含む。このパイプは、プラスチック材料、例えば、テフロン、シリコン、又は、食料接触に適した、即ち飲料を準備するために意図された水との接触に対して相性が良い他の材料から有利に作られる。パイプ１３を構成する材料は、２つの永久磁石３３及び３５により発生された磁場の力線の通過を妨げないようなものである。
【００３７】
一実施形態において、磁石３３及び３５は、反対の極性をもって設けられる。磁石３３は、パイプ１３に面してＮ極（Ｎ）をもって配置される一方で、磁石３５は、前記導管に面してＳ極（Ｓ）をもって配置される。
【００３８】
恒久的な炭酸カルシウムの沈殿物の形成を削減させる磁気システムの有効性を確認するために、一方では磁場発生体３１が存在し、他方では存在しないことを除いて同一である２つのコーヒーメーカで実験が行われた。装置を同じ時間の間オンにしたままにして、同じ数のコーヒーを生成し、同一の動作条件で同一の量のスチームを生成するために、同じ量の水を装置内で循環させた。ライムスケールの蓄積は、圧縮空気でブローして周囲温度で乾燥させることにより残留水を除去した後、２つの装置のボイラを分解してこれらを計量することにより評価された。時間的な重さの増大は、ボイラの壁の炭酸カルシウムの外被の形成に起因する。装置は、水管の曲折により囲まれたボリュームの内側に設けられた、コイルタイプのボイラ、水の通路用のらせん形パイプ、及び、らせん状に巻かれた抵抗要素を備えた。
【００３９】
装置は、堆積時間を加速させるため、それ故にボイラ内の関連する量のライムスケールを取得するために、多くのコーヒーを作って、大量の熱湯及びこれよりも少ない量のスチームを出すことにより集中的に用いるために、実験の期間の間、支配下に置かれた。用いられた水の全ての量が監視されて記録された。
【００４０】
図４は、これらの実験で得られた結果を示している。横軸は、実験の日数を示し、縦軸は、新品のボイラの重さに対する各計量でのボイラの重さの差分により与えられた炭酸カルシウム（CaCO3）のグラム量を示している。曲線Ｃ１は、磁場発生体を備えた装置で実行された測定ポイント間の補間曲線を形成し、その一方で、曲線Ｃ２は、比較用の装置で得られた結果の補間曲線である。以下の表は、実験の１１，１８及び４６日後にそれぞれ得られた実験データをまとめている。
【表１】
0005841724.tif 000002
【００４１】
図４のグラフ及び先の表において、磁場発生体３１の使用により、ライムスケールの形成の４０％オーダの削減が見られる。
【００４２】
テスト後のボイラの検査は、磁石を備えない制御ボイラ内のライムスケール沈澱物が非常に安定しており、コンパクトであり、大量に存在することを示した。走査型電子顕微鏡で得られた画像は、長尺プリズム型（elongated prismatic habitus）をもつ結晶の不均質な分布を示した。結晶の検査は、混合したカルシウム成分と注目に値するアラゴナイト成分を示した。これらの観察は、Ｘ線で実行された分析によっても確認された。
【００４３】
磁石を備えたボイラは、壁からの分離をもたらす如何なる特定の力を用いる必要なく容易に除去可能な構造をもつ堆積物の存在を示した。堆積物の量は、制御ボイラの場合に対して明らかに少なかった。顕微鏡検査は、制御ボイラの場合に対して小さな寸法の長尺プリズム型をもつ、均一な寸法分布の結晶を明らかにした。また、この場合において、Ｘ線で実行された分析も、アラゴナイト相の高頻度な存在を示した。さらに、磁石を備えたボイラにおいて得られた堆積物が、磁石を備えないボイラ内に形成されたものよりも高い度合いの空隙をもつことが観察された。
【００４４】
図５は、３３，３５で再び示された磁石の異なる構成を概略的に示しており、これは、この場合において、Ｃ又はＵ字形状であり、パイプ１３の曲線又はエルボに適用される。このタイプの形状は、４ｍｍの内径、７ｍｍの外径及び３０ｍｍの長さをもつスチール鋼管エルボの周りに適用された、円形状の０．１Ｔの強度をもつ磁石を用いる、実験の第２のサイクルに対して用いられた。図６は、図４のものと類似する曲線を示している。曲線Ｃ１及びＣ２は、（横軸上の日における）動作時間の関数として、グラム量（縦軸）の傾向を示している。曲線Ｃ１は、磁石を備えたボイラに関し、曲線Ｃ２は、磁石を備えないボイラ（制御ボイラ）に関する。
【００４５】
図７Ａは、ライムスケールの割合の削減率を時間の関数として表す曲線を示し、その一方で、図７Ｂは、磁石を備えたボイラ内のライムスケールの割合の削減率（縦軸）を、制御ボイラ内のライムスケールの蓄積の関数（横軸、グラム）として示している。
【００４６】
得られた顕著な実験結果をもたらし得る複雑な現象の如何なるタイプの物理化学的な説明にも制限されることなく、磁場の関連する効果は、水の化学平衡を変更する効果ではなく、胚（germ）の周りの過飽和（hypersaturation）のレベルで作用する結晶の核生成プロセスを妨げる効果であり、結晶化学相（crystallochemical phase）の変更をもたらす効果であることが観察される。前に示されたように、結晶構造中の炭酸カルシウムは、３つの異なる相で存在する。
１．３つの座標軸をもつ菱面体（rhombohedric）系の結晶体をもつカルサイト
２．１つの軸をもつひし形系の結晶体をもつアラゴナイト
３．球タイプの結晶体をもつバテライト
【００４７】
３つの構造のうち、周囲温度及び大気圧で１つの最も熱力学的にあり得るものは、カルサイトの安定した構造である。
【００４８】
熱回路において水を加熱するための通常のプロセスにおいて、炭酸塩種の形成を伴う後の分解における重炭酸カルシウムは、金属壁に強く付着するコンパクトな外被を形成する。カルサイトの展開及び形成の解釈は、炭素原子上の一対の電子の欠乏にあり、欠乏は、炭素原子が、ドナーキャパシティをもつ原子から一対の電子を得ることにより除去しようとすることである。この考え方は、共有され得る自由電子対を一般的に有する金属に特有である。
【００４９】
多くの場合において、この動作は、水との接触面によりもたらされ、これは、微視的な粗さにより、炭素をもつ一対の電子を共有することにより結晶胚の形成を促進し、結晶胚を安定的に壁に固定する金属炭素結合を形成し、前記胚は、絶え間なく成長するだろう。この成長は、結合を形成するために作用する原子上で見られるべきであり、この原子上に荷電残基（charge residues）が残り、これは、後に集まる他の分子の引力及び配向のポイントとして機能するトリガ双極子である。結晶化プロセスにおける分子間の結合は、無秩序には起こらないだろうが、既存の電子双極子、及び、電子により生成された磁場の配向に従って起こるだろう。分子の付着は、引力が大きく磁気妨害が低い方向に従って、空間的に配向されるだろう。
【００５０】
これらの電気化学的な側面に基づいて、外側から適用された磁場により及ぼされたいずれかの影響は、コンパウンドの溶解度に影響を与えないように、それ故に溶解プロダクトの価値を変えないように、化学的ではなく物理的な構造変更をもたらす。
【００５１】
磁場の強度の増大に比例して関連して増大するこの影響は、結晶発芽（crystalline germination）の進化及び発生を決定する。溶媒化の現象において、各金属イオンは、電子双極子の存在の結果として特定の数の水分子により囲まれ、電子双極子の帯電された両端は、イオンの静電引力に従って空間的に配向される。この水イオン複合体において、イオンは、中心の空洞を占有し、イオンの有効半径は、この双極子の配向に依存する。有効半径は、結晶学的半径よりも大きく、カチオンに対するものであり、外部の力が適用されないときには、この差は、０．１Ａである。
【００５２】
電子により生成された磁場をキャンセル可能な高強度の磁場の影響は、自由で高次の配向を防止する。双極子は、それ故、適用された磁場の力線に従って配向されるべきであり、この力が及ぼされた向きは、イオンの有効半径に影響するだろう。
【００５３】
カルシウムイオンの場合において、双極子のこの力が及ぼされた配向は、結晶学的半径に対する有効半径について顕著な増加をもたらし、この手法において、これは、ひし形であるが菱面体の系ではない結晶を生じさせる０．１Ａよりも大きいイオン半径をもつイオンのように振舞う。イオンのこの変形は、前記系によるエネルギの吸収に対応し、これは、アラゴナイト相、カルサイトのものよりも高いエネルギ容量をもつ準安定分子で構成される沈殿物に移される。しかしながら、アンチスケーリング効果は、恐らくは、カルサイト及びアラゴナイトによる形成の異なる結晶化学の形態だけで見られるのではなく、双方、特にカルサイトは、コンパクト集約及び堆積物を生じさせる。実際には、アラゴナイトの形成において、分子は、電子双極子の存在の結果として、磁場の力線に従って配向され、この変更は、これらに存在する電子双極子の引力のラインに従って空間的及び接合に自由に配向され得ず、結晶ネットワークの構造に対して立体的障害をもたらす。前記引力は、結晶の凝集をもたらす分子内力を形成する。これらの欠乏は、非晶質堆積物の形成をもたらし、これは、光及び一貫性のない粉末状のタルクを形成し、水の流体力学動作により容易に除去可能な非常に尖った形状を有する複数の微小な結晶で構成される。
【００５４】
前述したものに関連する結果が、図８に概略的に示される本発明の改良された実施形態で得られる。同一の番号は、図２の図のものと同一又は同等のパーツを示している。
【００５５】
図８の実施形態において、図２に参照して既に述べられた構成に加えて、磁場発生体３１と関連して、パイプ１３を介してボイラ１１に向かって流れる水を予め加熱するためのシステム４１が提供される。予熱システム４１は、パイプ１３の周りに巻かれた電気抵抗要素として概略的に表わされている。実際には、予熱システムは、例えば、磁場発生体３１の上流、又は、前記発生体が配置されたエリアの内側において、水の流れの予備加熱（flow-preheating）を直接可能にするために、金属材料又は他の熱伝導材料から作られたパイプ１３の一部で構成される。それ故、発生体３１の磁石により発生された磁場の動作と直接的に隣接するか又は一致するエリア内のボイラに向かう流れの間において、水を加熱することが可能となる。
【００５６】
この手法において、カルシウム堆積物の問題及び形成をボイラ１１から予備加熱システムに単純に移すという問題が回避される。同時に、部分的に加熱された水を磁気的に扱うことが可能となり、カルシウム堆積物の形成を防止することについて磁場のより鋭い効果を得る。適切な予備加熱温度の値は、４０℃から８０℃、好ましくは、５０℃から７０℃、又はそれよりも大きい範囲に及ぶ。
【００５７】
図面が、本発明の単なる実証として一例だけを示しているが、これは、本発明に基づく概念の範囲から逸脱することなく、その構造及び配置を変え得ることが理解される。特許請求の範囲における任意の参照符号は、明細書及び図面を参照して特許請求の範囲の読み取りを促進するために提供されるものであり、特許請求の範囲により表わされた保護の範囲を限定するものではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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