(57)【要約】【課題】本発明は、湯沸しタンクとは別に給水タンクを有する電気湯沸し器において、給水タンクの菌の繁殖を抑制することを目的とする。【解決手段】水を収納する給水タンク３３と、前記給水タンク３３内に少なくとも亜鉛イオンまたは銀イオンのいずれかを供給する金属イオン供給手段２５と、加熱手段１５が付設された湯沸しタンク２と、一端が前記給水タンク３３に連通し他端が前記湯沸しタンク２に連通接続する給水経路２９と、前記給水タンクから前記湯沸しンクへ水を供給するポンプ３４を備えた電気湯沸し器であり、殺菌に効果がある亜鉛タイオンまたは銀イオンを給水タンク内に供給することにより、貯水時の菌の繁殖抑制を効率よく行うことができるものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水を収納する給水タンクと、加熱手段が付設された湯沸しタンクと、一端が前記給水タンクに連通し他端が前記湯沸しタンクに連通接続する給水経路と、前記給水タンクから前記湯沸しタンクへ水を供給するポンプとを備え、少なくとも亜鉛イオンまたは銀イオンのうちのいずれかを供給する金属イオン供給手段を前記給水経路の途中に配した電気湯沸かし器。
【請求項２】
金属イオン供給手段より給水経路の下流側に切り替え弁と、給水タンク内に出水する出水口と、一端が前記切り替え弁に連通し他端が湯沸しタンクに連通接続する湯沸しタンク側給水経路と、一端が前記切り替え弁に連通し他端が前記出水口に連通接続する循環用経路とを備えた請求項１に記載の電気湯沸し器。
【請求項３】
タイマーと制御手段を有し、所定時間経過すると、金属イオン供給手段と、切り替え弁と、給水ポンプに通電するように制御する請求項２に記載の電気湯沸し器。
【請求項４】
金属イオン供給手段は、陽極および陰極が少なくとも亜鉛イオンまたは銀イオンのうちのいずれかを含有する電気分解装置である請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気湯沸し器。
【請求項５】
タイマーと制御手段を有し、電気分解装置に所定の時間通電されるよう制御する請求項４に記載の電気湯沸し器。
【請求項６】
金属イオン供給手段が、少なくとも亜鉛イオンまたは銀イオンのうちのいずれかを含有する金属または金属化合物の粒状体または板状体と、前記粒状体または板状体を収容するケーシングを有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気湯沸し器。
【請求項７】
金属イオン供給手段のケーシングが、ケーシングの側面上部またはケーシングの上部に流入口および流出口を備えた請求項６に記載の電気湯沸し器。
【請求項８】
金属イオン供給手段のケーシングが、炭酸カルシウムまたは炭酸マグネシウムのいずれかを含むミネラル添加剤を有する請求項６または７に記載の電気湯沸し器。
【請求項９】
金属イオン供給手段が空気抜き口を有する請求項１〜８のいずれか１項に記載の電気湯沸し器。
【請求項１０】
金属イオン供給手段の空気抜き口が、給水タンク内の満水位よりも上に配した請求項９に記載の電気湯沸し器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、湯沸しタンクとは別に水を貯水する給水タンクを備えた電気湯沸し器とその給水タンクの殺菌方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の装置としては、飲料自動販売機が知られており、水道水からの給水を貯留する水リザーバー内の接液部に、銀イオンを合成ゼオライトに結合させた無機系抗菌剤を混入した樹脂を用いたフィルムを接着し、菌の繁殖を抑制している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、飲料自動販売機の飲料水殺菌装置として、リザーバーに貯留された水道水に接触するように一対の電極が配置され、この電極に直流電源から通電されることにより、水道水に含まれる塩素イオンを電気分解により塩素に変換し、殺菌しているものもある（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特許第２６０４８０１号公報（第１−２頁、第１図）
【特許文献２】
特許第２５２００１５号公報（第１−２頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記の特許文献１の方法では、銀イオンは壁面からの自然溶解および拡散により供給されるのみであるため、水リザーバー内全体の水を殺菌するためには効率が悪いことが課題であった。また、前記の特許文献２の方法では、塩素を発生させるために、塩素特有の臭いが発生することが課題であった。本発明は、前記従来の課題を解決するもので、殺菌に効果がある亜鉛イオンまたは銀イオンを効率よく供給し、給水タンク内の菌の繁殖を抑制した電気湯沸し器を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、本発明の電気湯沸し器は、水を収納する給水タンクと、加熱手段が付設された湯沸しタンクと、一端が前記給水タンクに連通し他端が前記湯沸しタンクに連通接続する給水経路と、前記給水タンクから前記湯沸しタンクへ水を供給するポンプとを備え、少なくとも亜鉛イオンまたは銀イオンのうちのいずれかを供給する金属イオン供給手段を前記給水経路の途中に配したものであり、殺菌に効果がある亜鉛イオンまたは銀イオンを給水タンク内に供給することにより、貯水時の菌の繁殖抑制を効率よく行うことができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の本発明は、水を収納する給水タンクと、加熱手段が付設された湯沸しタンクと、一端が前記給水タンクに連通し他端が前記湯沸しタンクに連通接続する給水経路と、前記給水タンクから前記湯沸しタンクへ水を供給するポンプとを備え、少なくとも亜鉛イオンまたは銀イオンのうちのいずれかを供給する金属イオン供給手段を前記給水経路の途中に配した電気湯沸かし器であり、この構成により殺菌に効果がある亜鉛イオンまたは銀イオンを給水タンク内に供給することにより、貯水時の菌の繁殖抑制を効率よく行うことができる。
【０００８】
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の発明において、金属イオン供給手段より給水経路の下流側に切り替え弁と、給水タンク内に出水する出水口と、一端が前記切り替え弁に連通し他端が湯沸しタンクに連通接続する湯沸しタンク側給水経路と、一端が前記切り替え弁に連通し他端が前記出水口に連通接続する循環用経路とを備えた電気湯沸し器であり、この構成により、給水タンクから湯沸しタンクへ水を給水するポンプを利用して、給水タンク内に貯水された水を給水タンク内部で循環することができる。給水タンク内の水は、給水経路、金属イオン供給手段、循環用経路を経て出水パイプから給水タンク内に出水される順路で給水タンク内を循環し、その順路中、金属イオン供給手段により亜鉛イオンまたは銀イオンを添加され、殺菌効果のある水として給水タンク内に貯水される。金属イオン供給手段用に専用の給水経路およびポンプを設ける必要がなく、コンパクトになること、低コストであるというメリットもある。
【０００９】
請求項３に記載の本発明は、請求項２に記載の発明において、タイマーと制御手段を有し、所定の時間経過すると、金属イオン供給手段と、切り替え弁と、給水ポンプに通電するよう制御する電気湯沸し器であり、この構成により、あらかじめ設定した時間が経過し、給水タンク内に菌の繁殖が懸念される場合に、金属イオン供給手段により亜鉛イオンまたは銀イオンが給水タンク内に供給し、給水タンク内を殺菌することができる。
【００１０】
請求項４に記載の本発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の発明において、金属イオン供給手段が、陽極および陰極が少なくとも亜鉛イオンまたは銀イオンのうちのいずれかを含有する電気分解装置である電気湯沸し器であり、この構成により、電気分解により効率よく亜鉛イオンまたは銀イオンを供給することができる。また、電流や時間の制御により、生成する亜鉛イオンまたは銀イオンの濃度管理を容易に行うことができるため、必要な量を適切に供給することができる。
【００１１】
請求項５に記載の本発明は、請求項４に記載の発明において、タイマーと制御手段を有し、電気分解装置に所定の時間通電されるよう制御する電気湯沸し器であり、この構成により、通電時間を制御することにより発生する亜鉛イオンまたは銀イオンの濃度管理を行うことができる。亜鉛イオンや銀イオンは、高濃度でなければ人体にとって悪影響がないこと、また亜鉛については人体の必須元素として知られているが、水質基準の水道水が有すべき性状に関連する項目として、亜鉛濃度が１ｍｇ／Ｌ以下と定められていることから、この濃度以下になるように制御することが望ましい。このような適切な亜鉛イオンや銀イオンの濃度の調製も、通電時間を制御することにより可能となる。
【００１２】
請求項６に記載の本発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の発明において、金属イオン供給手段が、少なくとも亜鉛イオンまたは銀イオンのうちのいずれかを含有する金属または金属化合物の粒状体または板状体と、前記粒状体または板状体を収容するケーシングを有する電気湯沸し器であり、この構成により、自然溶解による亜鉛イオンまたは銀イオンの生成を利用することで、直流電源等を必用とせず、比較的簡便な装置で亜鉛イオンまたは銀イオンを供給することができる。
【００１３】
また、生成する亜鉛イオンまたは銀イオンの量は、飽和濃度により制限されるため、ケーシング内部の容積と、給水タンク内の容積とを考慮することにより濃度管理を行うこともできる。
【００１４】
請求項７に記載の本発明は、請求項６に記載の発明において、金属イオン供給手段のケーシングが、ケーシングの側面上部またはケーシングの上部に流入口および流出口を備えた電気湯沸し器であり、この構成により、ポンプの作動により、ケーシング内部に入った水がポンプ停止後においても流入口および流出口より抜けることがないため、金属イオン供給手段内部に水を貯水しておくことができる。これにより、金属または金属化合物の粒状体または板状体は常に水と接することができるため、速度が遅い自然溶解での亜鉛イオンまたは銀イオンの生成でも、必要な濃度を確保することができる。
【００１５】
請求項８に記載の本発明は、請求項６または７に記載の発明において、金属イオン供給手段のケーシングが、炭酸カルシウムまたは炭酸マグネシウムのいずれかを含むミネラル添加剤を有する電気湯沸し器であり、この構成により、人体に必要なミネラル分として、カルシウムイオンやマグネシウムイオンを添加することができる。
【００１６】
請求項９に記載の本発明は、請求項１〜８のいずれか１項に記載の発明において、金属イオン供給手段が空気抜き口を有する電気湯沸し器であり、この構成により、金属イオン供給手段への給水を円滑に行うことができる。また、金属イオンを生成する際に発生するガス（例えば亜鉛の電気分解時に発生する水素ガス）を外部に逃がすことができる。
【００１７】
請求項１０に記載の本発明は、請求項９に記載の発明において、金属イオン供給手段の空気抜き口が、給水タンク内の満水位よりも上に配した電気湯沸し器であり、この構成により、空気抜き口が水没することがないため、空気抜きやガス抜きとして機能することができる。また、金属イオン供給手段内部への水の流入または流出を防ぐことで、亜鉛イオンや銀イオン供給のタイミングや濃度管理を適切に行うことができる。
【００１８】
【実施例】
以下本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００１９】
（実施例１）
図１は、本発明の第一の実施例の電気湯沸し器の構成図を示すものである。１は電気湯沸し器の本体（以下単に本体１と称する）で、内部に湯を貯水する湯沸しタンク２と、前記湯沸しタンク２とは別に内部に水を貯水する給水タンク３３を有している。湯沸しタンク２の上部には開閉可能に覆った上蓋４を有している。５は蒸気口であり、湯沸しタンク２内より本体外部へと蒸気を抜くものである。８は給湯用のポンプで、湯沸しタンク２の底部からの湯を、揚水経路を構成する吐出パイプ１２に供給している。１４は前記吐出パイプ１２を通った湯を外部に注ぎ出すための出湯口であり、１１の弁を介して吐出パイプ１２と連通している。１５は加熱手段であるヒータであり、湯沸しタンク２の下部側面に装着されている。２２はフロートであり、ボール状で水に浮くため、水を入れたとき水位の高さで浮いている。２３は水位センサでありフロート２２の位置を検出するものである。
【００２０】
図２は給水タンク３３の内部のみを示した図である。給水タンク３３の内部には、モータ３５により駆動される給水用のポンプ３４があり、これを作動することにより、給水タンク３３内に貯水された水は、その吸い込み口３６より、給水経路２９を経て、金属イオン供給手段２５に供給される。４１は切り替え弁であり、湯沸しタンク側給水経路２９ａと循環経路２９ｂとに連通している。切り替え弁４１が、湯沸しタンク側給水経路２９ａ側へ開いている場合には、金属イオン供給手段２５を通過した水は湯沸しタンク側給水経路２９ａを通過し、弁２８を介して、湯沸しタンク２内に給水される（図中の黒色の矢印）。また、切り替え弁４１が、循環経路２９ｂ側へ開いている場合には、金属イオン供給手段２５を通過した水は循環経路２９ｂを通過し、４２の出水口より給水タンク３３内へ戻される（図中の白抜きの矢印）。
【００２１】
２５の金属イオン供給手段は、２６の満水位よりも上に位置しているため、給水タンク３３内の水に浸漬することがない。図示されていないが、金属イオン供給手段２５のケーシング上部には空気抜き口が備えられており、金属イオン供給手段２５内部の空気の抜け道、また、給水タンク３３から湯沸しタンク２へ給水する際の空気の抜け道となり、給水をスムーズにしている。
【００２２】
３１は制御手段であり、水位センサ２３、また図示されていない蒸気センサ、温度センサ等の信号を受けヒータ１５、弁１１、２８、切り替え弁４１、給水用のポンプ３４等を制御する。
【００２３】
本実施例の動作を説明する。初期において、弁１１、２８は閉じており、切り替え弁４１は、湯沸しタンク側給水経路２９ａの方に開いている。給水タンク３３内に水を供給した後、図示されていないスイッチを押すと、弁２８が開き、ポンプ３４が作動する。これにより給水タンク３３内の水が、吸い込み口３６より吸い込まれ、給水経路２９、金属イオン供給装置２５、切り替え弁４１、湯沸しタンク側給水経路２９ａを通過し、弁２８を介して湯沸しタンク２へと導かれる。ポンプ３４付近に設けられた図示されていない流用センサまたはフロート等により、給水タンク３３内の水が無くなったことを検知するか、またはフロート２２の位置をセンサ２３が満水であることを検知した場合にポンプ３４を停止し、弁２８を閉め初期状態に戻す。フロート２２の位置を水位センサ２３が検知することにより、湯沸しタンク２に水が入ったことを検知し、ヒータ１５への通電を開始する。
【００２４】
給水タンク３３内に水が給水されると、ポンプ３４付近に設けられた図示されていない流用センサまたはフロート等によりそれを検知し、図示されていないタイマーを作動させる。あらかじめ設定しておいた時間（たとえば１日）経過すると、金属イオン供給手段２５と、切り替え弁４１と、ポンプ３４に通電され、切り替え弁が循環経路２９ｂ側に開き、給水タンク３３内の水が、給水ポンプ３４により給水経路２９に給水され、金属イオン供給手段２５、循環用経路２９ｂを経て出水口４２から給水タンク３３内に出水される。あらかじめ設定して置いた時間ポンプ３４を作動させた後、停止し、切り替え弁４１湯沸しタンク側給水経路２９ａ側へ切り替え、初期状態に戻す。
【００２５】
湯を利用したい場合には、図示されていないボタンを押し、出湯口１４より注ぎ出す。湯を使用するとフロート２２の位置が低下し、センサ２３により検出され、あらかじめ設定しておいた検出下限値を下回った際には、ヒータ１５への通電が止まる。
【００２６】
湯を利用して、湯沸しタンク２内の湯が減り、給水タンク３３から再度給水を行いたい場合には、図示されていないスイッチを押すことにより、前述のように弁２８が開き、ポンプ３４が作動し、給水タンク３３内の水が湯沸しタンク２内に供給される。給水を途中で止めたい場合には、図示されていないスイッチを押すことにより、ポンプ３４を停止し、弁２８を閉め、初期状態に戻す。
【００２７】
（実施例２）
図３は、本発明の電気湯沸し器の金属イオン供給手段の第一の実施例を示すものである。２５は金属イオン供給手段の本体で、ケーシング５１の内部に陽極である亜鉛５２と陰極であるステンレス５３を有している。５７はケーシング上部に設けられた空気抜き口であり、金属イオン供給装置２５内部の空気の抜け道となり給水をスムーズにし、また、電気分解の際、陰極５３側から発生する水素を外部に逃がす。陽極５２は、３０ｍｍ×６０ｍｍ、厚さ１０ｍｍの板状の亜鉛純金属で、陰極５３は、３０ｍｍ×６０ｍｍ、厚さ５ｍｍのステンレス鋼板であり、陽極５２と陰極５３の距離は５ｍｍ確保されている。
【００２８】
陽極５２と陰極５３には低電流回路５４が繋がっており、陽極５２と陰極３の間に一定の電流が流れるように電圧を可変して加えることができる。５５は流入口、５６は流出口であり、給水タンクから給水された水は流入口５５よりケーシング５１内へ入り、流出口５６より出る。低電流回路により一定の電流が流れるように電圧を印加すると、電気分解による（化１）の反応により、陽極５２からは亜鉛が水酸化亜鉛の白色物質となって溶解し、陰極５３からは水素が発生する。
【００２９】
【化１】
2004290483.tif 000003
【００３０】
水酸化亜鉛は（化２）の反応により、亜鉛イオンとして溶解する。
【００３１】
【化２】
2004290483.tif 000004
【００３２】
目的の濃度の亜鉛イオンを供給するために必要な通電時間は、ファラデー定数９６５００（Ｃ／ｍｏｌ）、亜鉛の原子量６５．３７（ｇ／ｍｏｌ）を用いて、次の式によって求められる。
【００３３】
通電時間（秒）＝目的の濃度（ｍｇ／Ｌ）×９６５００（Ｃ／ｍｏｌ）×２×水量（Ｌ）÷電流（Ａ）÷６５．３７（ｇ／ｍｏｌ）÷１０００
本実施例の金属イオン供給手段に直流１０Ｖを印加すると０．０７Ａ流れた。本実施例の金属イオン供給手段を用いて、給水タンク内の１．５Ｌの水を亜鉛イオン濃度１ｍｇ／Ｌにするために必要な通電時間を、上記の式から求めると、６３秒であった。よって、本実施例の金属供給手段を用いれば１分程度の通電で菌の繁殖を抑制する亜鉛イオンの供給を行うことができることが分かった。
【００３４】
尚、本実施例では、陽極５２に亜鉛を用いたが、銀の場合も同様に通電時間の制御により目的の濃度の銀イオンの供給を行うことができ、銀の原子量１０７．８７（ｇ／ｍｏｌ）を用いて、次の式によって求められる。
【００３５】
通電時間（秒）＝目的の濃度（ｍｇ／Ｌ）×９６５００（Ｃ／ｍｏｌ）×水量（Ｌ）÷電流（Ａ）÷１０７．８７（ｇ／ｍｏｌ）÷１０００
（実施例３）
図４は、本発明の電気湯沸し器の金属イオン供給手段の第二の実施例を示すものである。２５は金属イオン供給手段の本体で、ケーシング６１の内部に金属の粒状体である亜鉛６２と炭酸カルシウムを含むミネラル添加剤６３を有している。６５、６６はケーシング６１の側面上部に設けられた流入口および流出口である。給水タンクからポンプにより給水された水は流入口６５よりケーシング６１内へ入り、流出口６６より出るが、ポンプを停止しても、流入口および流出口より下の水は抜けることがないため、金属イオン供給手段内部に水を貯水しておくことができる。これにより、亜鉛６２と炭酸カルシウム６３は常に水と接することができるため、自然溶解でも必要な濃度を確保することができる。６７はケーシング上部に設けられた空気抜き口であり、金属イオン供給装置２５内部の空気の抜け道となり給水をスムーズにしている。
【００３６】
ケーシング６１内で、亜鉛６２と炭酸カルシウム６３が水と接触し、自然溶解により亜鉛については亜鉛イオンまたは水酸化亜鉛、カルシウムイオンとなり溶解する。亜鉛イオンまたは水酸化亜鉛の飽和濃度は、亜鉛イオンとして換算すると７．９ｍｇ／Ｌであるので、金属イオン供給手段２５と給水タンク３３の容積の比が１：８程度で有れば、金属イオン供給手段２５内の溶液が給水タンク内で８倍程度希釈されることになり、１ｍｇ／Ｌ程度の亜鉛イオンが添加されることとなる。このようにケーシング６１内部の容積と、給水タンク３３内の容積とを考慮することにより濃度管理を行うこともできる。
【００３７】
尚、本実施例では、金属の粒状体として亜鉛を用いたが、亜鉛の化合物（酸化亜鉛、アルミン酸亜鉛、塩化亜鉛）であっても、同様の効果を示すものである。また、銀および銀の化合物（酸化銀、炭酸銀、塩化銀）であっても同様の効果を示すものである。
【００３８】
また、ミネラル添加剤として炭酸カルシウムを含むものを用いたが炭酸マグネシウム等を含むものであっても良い。また、それらの形状も粒状体だけではなく、板状のものであっても同様の効果を示すものである。
【００３９】
（実験例１）
本発明の第一の実施例である図１の電気給湯器を用いて、給水タンクに水道水を入れ、放置した場合について、菌数の測定を行った。金属イオン供給手段として、第二の実施例である図２を用いた。１日放置後に、金属イオン供給手段を作動させ、１分間電気分解を行い、金属イオン供給後（１日放置後）、３日放置後の給水タンクの水中の菌数を測定した。尚、比較のために、金属イオン供給手段を作動させない場合についても同様の測定を行った。金属イオン供給手段を作動させない場合については、１日後には７２個／ｍｌ、２日後には５００個／ｍｌに増加していたが、金属イオン供給手段を作動させた場合については、金属イオン供給後（１日放置後）には、３個／ｍｌ、３日放置後０個／ｍｌであった。この結果から、本発明の電気給湯器では、給水タンク内の菌の繁殖を防ぐことができることが確認された。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、金属イオン供給手段により、殺菌に効果がある亜鉛イオンまたは銀イオンを給水タンク内に適切に供給することができるので、貯水時の菌の繁殖抑制を効率よく行うことができるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における電気湯沸し器の構成図
【図２】本発明の実施例１における電気湯沸し器の給水タンクの内部を示す図
【図３】本発明の電気湯沸し器の金属イオン供給手段の第一の実施例を示す図
【図４】本発明の電気湯沸し器の金属イオン供給手段の第二の実施例を示す図
【符号の説明】
１  本体
２  湯沸しタンク
１５  加熱手段（ヒータ）
２５  金属イオン供給手段
２６  満水位
２９  給水経路
２９ａ  湯沸しタンク側給水経路
３０  空気抜き口
３３  給水タンク
３４  ポンプ
５２  陽極（亜鉛）
５３  陰極（ステンレス）
５７  空気抜き口
６１  ケーシング
６２  金属の粒状体（亜鉛）
６３  ミネラル添加剤
６５  流入口
６７  空気抜き口
【図１】
2004290483.tif 000005
【図２】
2004290483.tif 000006
【図３】
2004290483.tif 000007
【図４】
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