JP3446382B2 - 冷却機能付き電気湯沸し器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は冷却水を得ることができ
る冷却機能付き電気湯沸し器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、冷たい安全な飲料水を飲むために
は、水道水を浄水器等に通し、やかん等で沸かし沸騰さ
せた後、水道水によってある程度冷やし、荒熱を取った
後、冷蔵庫等で冷却するのが一般的であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような方
法によれば、水道水を沸かしたり、沸かした熱い湯の荒
熱を水道水で奪い取ったりする作業が面倒であった。ま
た、ある程度冷やした水を冷蔵庫で冷やす場合、冷蔵庫
での冷却時間は、例えば２リットルの荒熱をとった４０
℃の水を１０℃まで冷やすのに５〜６時間も要するな
ど、使い勝手と冷やす時間が長くかかるといった問題が
あった。

【０００４】そこで、本発明の冷却機能付き電気湯沸し
器は、これら従来の課題を解決するものであり、容器内
に水道水を入れて昇温循環させながら殺菌させると共に
水道水の不良成分を除去した後に冷却させて、冷たく安
全な水を提供するにあたり、液体を循環させる循環ポン
ブの結露を阻止させることを第一の目的とする。

【０００５】また、循環ポンプを構成するインペラの軸
受の寸法精度を向上させ循環ポンプの静音化と長寿命化
を図ることを第二の目的とする。

【０００６】また、循環ポンプを構成するインペラの形
状によって循環ポンプの長寿命化を図ることを第三の目
的とする。

【０００７】また、循環ポンプにおけるインペラが有す
るマグネットと他のマグネットとの配置関係を配慮する
ことによって循環ポンプの長寿命化を図ることを第四の
目的とする。

【０００８】さらに、循環ポンプにおけるインペラを支
持する支持軸の支持構成によって循環ポンプの静音化と
長寿命化を図ることを第五の目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記第一の目的を達成す
るための第一の発明は、液体を収容する容器と、この容
器内の液体を容器外に導き再度容器内に導くように循環
させる循環ポンプと、循環ポンプによる経路の途中に設
けた切替手段と、この切換手段の一方の循環経路に設け
た加熱手段と、加熱手段により加熱され容器内に導く液
体を浄化する浄化手段と、切替手段の他方の循環経路に
設けた冷却手段とを有し、切換手段の切換による、加熱
手段と浄化手段の循環経路により液体を循環させて昇温
浄化するとともに、冷却手段の循環経路により液体を循
環冷却する冷却機能を有し、循環ポンプの構成として
は、ブラシレスモータのアウタロータにマグネットを固
着してモータケースに取付け、このマグネットと磁気結
合すべくモータケースの壁を介して動力伝達体にマグネ
ットを固着し、動力伝達体にはさらに他のマグネットを
固着し、このマグネットと磁気結合すべくポンプケース
の内部にはマグネットを有するインペラを位置させ、か
つ動力伝達体が位置するモータケースとポンプケースと
の空間部を密閉してなる冷却機能付き電気湯沸し器とし
たものである。

【００１０】第二の目的を達成するための第二の発明
は、インペラの軸受として、同一形状の軸受部材を２個
対称的に合わせて構成した冷却機能付き電気湯沸し器と
するものである。

【００１１】第三の目的を達成するための第三の発明
は、インペラのブレードの一部に複数個の貫通孔、切り
欠きまたはスリットを設けた冷却機能付き電気湯沸し器
とするものである。

【００１２】第四の目的を達成するための第四の発明
は、インペラが有するマグネットと他のマグネットとの
配置において、他のマグネットをインペラが有するマグ
ネットよりモータ側に位置をずらしてなる冷却機能付き
電気湯沸し器とするものである。

【００１３】第五の目的を達成するための第五の発明
は、インペラを回転支持する支持軸をラジアル方向に対
して移動可能とした冷却機能付き電気湯沸し器とするも
のである。

【００１４】

【作用】上記第一の発明によれば、容器の中に水道水を
入れて、循環ポンプを作動させて容器内の水を加熱手段
で加熱し、浄化手段を循環して水道水に含まれている不
良成分を除去させながら沸騰させた湯ができる。そし
て、この沸騰した湯は、切替手段によって経路を切り替
えて、冷却手段を循環させることにより所定の温度に冷
却させ、冷たく不良成分の無いおいしい水を得ることが
でき、液体を冷却手段に循環させて所定の温度に冷却さ
せる際に、循環ポンプを構成するインペラに動力を伝達
するモータ側のマグネットをポンプケースとモータケー
スとによる密閉構造の空間部に配置することにより、空
間部の空気は流動しないのでポンプケースには結露を無
くすることができる。

【００１５】第二の発明によれば、同一形状の軸受部材
を２個対称的に合わせてインペラの軸受を構成している
ので、支持軸との接触部分を短かく成型加工でき成型時
の抜き勾配を必要とせず寸法精度が得られるので、支持
軸と軸受との寸法精度を確保でき、循環ポンプの静音化
がはかれる。

【００１６】第三の発明によれば、インペラのブレード
の一部に複数個の貫通孔、切り欠きまたはスリットを設
けることによって、インペラの回転時に生じる背圧によ
るインペラのスラスト方向に移動するのを抑えることが
でき、インペラの回転時にはインペラの軸受が無接触の
状態で回転するので循環ポンプの長寿命化がはかれる。

【００１７】第四の発明によれば、インペラが有するマ
グネットと他のマグネットとの配置において、他のマグ
ネットをインペラが有するマグネットよりモータ側に位
置をずらして設定させることによって、インペラの回転
時による背圧によって生じるスラスト方向への移動を抑
制してインペラが無接触で回転するので、循環ポンプの
長寿命化がはかれる。

【００１８】第五の発明によれば、インペラの支持軸を
ラジアル方向に対して移動可能としたことにより、回転
が偏心した状態でも支持軸と軸受との接触摩耗が無く、
循環ポンプの長寿命化がはかれる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て説明する。図１・図２において、１は電気湯沸し器の
外装本体で、内部の液体を収容する容器２を有してい
る。３は閉成時に容器２の開口部を封じるように設けた
上蓋で、外装本体１の上部を開閉するように構成してい
る。容器２はその外側面と下部底面全体に断熱材４が装
備され断熱構成となっている。また、外装本体１と容器
２との間の底部には、循環ポンプ５と出湯用ポンプ６が
設けられている。

【００２０】容器２内の液体は、循環ポンプ５により容
器２の底部から容器２外に導かれ、切替手段８の一方の
経路である、加熱ポイラーよりなる加熱手段９、浄化手
段１０に供給されて再び容器２内に導かれる循環経路を
循環し昇温浄化される。ここで、浄化手段１０には水中
のカルキ成分を除去する活性炭や金属酸化物などが充填
されている。次に、切替手段８の切換により、容器２内
の液体は、他方の経路であるペルチェ素子を有する冷却
手段１１を介しての循環経路を循環し循環冷却されなが
ら容器２の上方部から戻される。なお、各パイプ７、７
ａ〜７ｄは液体の循環経路を構成しているものである。

【００２１】また、容器２内の液体を取り出すには、出
湯用ポンプ６を駆動することにより、パイプ７ｅを通し
て注ぎ口７ｆから取り出すことができるものである。

【００２２】次に、循環ポンプ５の構成を説明する。図
３・図４において、１２はブラシレスモータで、アウタ
ロータ１２ａに環状のマグネット１２ｂを固着してモー
タケース１３に取付られている。そして、マグネット１
２ｂと磁気結合すべくモータケース１３の壁を介して有
底筒状の動力伝達体１４の底部にマグネット１４ａを固
着しており、動力伝達体１４の筒内壁にはマグネット１
４ｂが固着されている。そして、マグネット１４ｂと磁
気結合すべくポンプケース１５の内部には図４・図５に
示したようにマグネット１７ａを内臓したインペラ１７
が位置している。

【００２３】ここで、ポンプケース１８の一部に設けた
軸支持部１８ａと、ポンプケース１５の一部に設けた軸
支持部１５ａは支持軸１９を回り止めして支持するもの
である。この支持軸１９には、インペラ１７がこれと一
体化された軸受２０を介してスラスト方向に対して自由
な状態で回転自在に装備されている。そして、それぞれ
の軸支持部１５ａ、１８ａの孔径は、支持軸１９より大
きくして支持軸１９がラジアル方向に移動自在に動くこ
とができるようになっている。したがって、動力伝達体
１４の回転偏心があっても、動力伝達体１４の回転に応
じて支持軸１９と軸受２０とが相対的に移動して対応す
るので、支持軸１９と軸受２０との摺動摩耗が無くな
る。

【００２４】そして、前記軸受２０は、図７に示すよう
に同一形状の軸受部材を対称的に２個合わせてインペラ
１７の軸受２０として一体成型されている。したがっ
て、同一形状の軸受部材を対称的に合わせてインペラ１
７の軸受２０を構成できるので支持軸１９の接触部分を
短かく成型加工できる。すなわち、図７と同じ長さの軸
受を１個で加工成型する場合は、抜き勾配が必要となる
が、前記構成では１個のものより寸法精度が得られるの
で、支持軸１９と軸受２０との寸法精度を確保でき滑ら
かな回転が得られる。なお、軸受２０の内面には容器２
内の液体が潤滑液体として入り込んで溜まる溜部２０ａ
が構成されている。

【００２５】また、インペラ１７のブレード２１の一部
には複数個の貫通孔２２を設けることによって、インペ
ラ１７の回転時に生じる背圧によるインペラ１７のスラ
スト方向（上方向）に移動するのを抑えることができる
ものである。したがって、インペラ１７の回転時には、
インペラ１７の軸受２０とポンプケース１８とが無接触
状態で回転する。なお、貫通孔２２の代わりに、ブレー
ド２１に切り欠きを設けてもよく、またスリットにして
もよい。

【００２６】次に、マグネット１７ａとマグネット１４
ｂとの配置において、マグネット１４ｂをマグネット１
７ａより寸法ｔだけ下方（モータ側）に設定し、ポンプ
停止時には、インペラ１７が下向きに付勢されるように
設定している。マグネット１４ｂをマグネット１７ａよ
りモータ側に位置をずらして設定させることによって、
インペラ１７の回転時による背圧によって生じるスラス
ト方向への移動を抑制することができ、この手段によっ
ても、インペラ１７の軸受２０とポンプケース１８とが
無接触状態で回転する。

【００２７】２３は空気遮断用のパッキングで、ポンプ
ケース１５とモータケース１３間にあり、動力伝達体１
４は空気の流通のない密閉構造の空間部２５内に存在し
ている。空間部２５は密閉構造にして動力伝達体１４の
周囲を空気が流動しないので、ポンプケース１５の外壁
には結露を無くすることができる。２４は液体をシール
するためのパッキングで、ポンプケース１８とポンプケ
ース１５との間に存在している。２５はポンプの吸込口
で、２６は吐出口である。

【００２８】以下、上記構成の電気湯沸し器の動作を説
明する。容器２内に水道水を入れて電気湯沸し器を駆動
すると、まず循環ポンプ５が作動し、液体がパイプ７を
通って切替手段８から加熱手段９を通りここで加熱され
て、浄水手段１０に入って浄化され、再び容器２に戻さ
れる。このように容器２内の液体は循環しながら浄化し
昇温沸騰することにより水中に含まれるカルキ、遊離塩
素等を除去する。そして、所定の時間に達すると、切替
手段８が自動的に切り替わって、沸騰した液体を冷却手
段１１を通して循環させることにより冷やして一定温度
に保冷する。ここで冷却手段１１は複数個のペルチェ素
子を用いており、素子への通電により液体は熱交換され
て冷却されるものである。

【００２９】このように、循環ポンプ５は液体の加熱時
と冷却時共に常時作動するために、長寿命化と静かな運
転音が要求されるものであって、循環ポンプ５のインペ
ラ１７の軸受２０はラジアル方向、スラスト方向共に自
由に移動できて摺動接触する部分が無いので摺動音の発
生もなく長時間の連続運転ができる。

【００３０】また、この冷却機能付き電気湯沸し器によ
れば、２リットルの水道水を１００℃に沸騰させてから
１０℃まで冷却するのに、４０mm×４０mmペルチェ素子
２個で約３時間で冷却することができた。

【００３１】なお、実施例では図示していない制御手段
により、液体の沸騰から冷却までを自動的に得るように
制御したが、沸騰水のみを得るように制御することも、
また冷却水のみを得るように制御することも容易であ
る。また容器２内の沸騰水または冷却水のいずれも液体
の取り出しは、出湯用ポンプ６を駆動することにより、
パイプ７ｅを通して注ぎ口７ｆから取り出すことができ
るものである。

【００３２】

【発明の効果】以上のように第一の発明の冷却機能付き
電気湯沸し器によれば、水道水を加熱手段と浄化手段、
および冷却手段により浄化、沸騰、冷却を行わせること
ができ、水道水をより無害に、安全でおいしい水を得る
ことができ、液体を冷却させる際に、循環ポンプ構成を
ポンプケースとモータケースとによる空間部を密閉構造
にして動力伝達体の周囲を空気が流動しないようにした
ので、ポンプケースの外壁には結露を無くすることがで
き、循環ポンプの長寿命化がはかれる。

【００３３】第二の発明の冷却機能付き電気湯沸し器に
よれば、同一形状の軸受部材を対称的に合わせてインペ
ラの軸受を構成したので、支持軸との接触部分を短かく
成型加工でき成型時の抜き勾配を必要とせず寸法精度が
得られる。これにより、支持軸と軸受との寸法精度を確
保でき循環ポンプの静音化がはかれる。

【００３４】第三の発明の冷却機能付き電気湯沸し器に
よれば、インペラのブレードの一部に複数個の貫通孔、
切り欠きまたはスリットを設けたことによって、インペ
ラの回転時に生じる背圧によるインペラのスラスト方向
への移動を抑えることができ、インペラの回転時にはイ
ンペラの軸受自体が無接触で回転するので、長寿命の循
環ポンプを提供することができる。

【００３５】第四の発明の冷却機能付き電気湯沸し器に
よれば、インペラが有するマグネットと他のマグネット
との配置において、他のマグネットをインペラが有する
マグネットよりモータ側に位置をずらして設置したこと
によって、インペラの回転時による背圧によって生じる
スラスト方向への移動を抑制して長寿命の循環ポンプを
提供することができる。

【００３６】第五の発明の冷却機能付き電気湯沸し器に
よれば、支持軸をラジアル方向に対して移動可能とした
ことにより、インペラの回転バランスがずれた状態にお
いても、動力伝達体の回転に応じて支持軸が相対的に移
動するので、支持軸と軸受との摩耗が無く、長寿命の循
環ポンプを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である冷却機能付き電気湯沸
し器の縦断面図

【図２】同電気湯沸し器の上面断面図

【図３】同電気湯沸し器に装備した循環ポンプの上面図

【図４】同循環ポンプの縦断面図

【図５】同循環ポンプのインペラを示す上面図

【図６】同インペラの縦断面図

【図７】同インペラの軸受を示す縦断面図

【符号の説明】

２ 容器 ５ 循環ポンプ ８ 切替手段 ９ 加熱手段 １０ 浄化手段 １１ 冷却手段 １２ ブラシレスモータ １３ モータケース １４ 動力伝達体 １５ ポンプケース １７ インペラ １８ ポンプケース １９ 支持軸 ２０ 軸受 ２１ ブレード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前川 馨 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−285045（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−70850（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−154087（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−103724（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−74184（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−149288（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−10287（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A47J 27/21

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液体を収容する容器と、この容器内の液
   体を容器外に導き再度容器内に導くように循環させる循
   環ポンプと、循環ポンプによる経路の途中に設けた切替
   手段と、この切換手段の一方の循環経路に設けた加熱手
   段と、加熱手段により加熱され容器内に導く液体を浄化
   する浄化手段と、切替手段の他方の循環経路に設けた冷
   却手段とを有し、切換手段の切換による、加熱手段と浄
   化手段の循環経路により液体を循環させて昇温浄化する
   とともに、冷却手段の循環経路により液体を循環冷却す
   る冷却機能を有し、循環ポンプは、ブラシレスモータの
   アウタロータにマグネットを固着してモータケースに取
   付け、このマグネットと磁気結合すべくモータケースの
   壁を介して動力伝達体の底部にマグネットを固着し、動
   力伝達体にはさらに他のマグネットを固着し、このマグ
   ネットと磁気結合すべくポンプケースの内部にはマグネ
   ットを有するインペラを位置させ、かつ動力伝達体が位
   置するモータケースとポンプケースとの空間部を密閉し
   てなる冷却機能付き電気湯沸し器。
2. 【請求項２】 同一形状の軸受部材を２個対称的に合わ
   せてインペラの軸受とした請求項１記載の冷却機能付き
   電気湯沸し器。
3. 【請求項３】 インペラのブレードの一部に複数個の貫
   通孔、切り欠きまたはスリットを設けた請求項１記載の
   冷却機能付き電気湯沸し器。
4. 【請求項４】 インペラが有するマグネットと他のマグ
   ネットとの配置において、前記他のマグネットを前記イ
   ンペラが有するマグネットよりモータ側に位置をずらし
   てなる請求項１記載の冷却機能付き電気湯沸し器。
5. 【請求項５】 インペラを回転支持する支持軸をラジア
   ル方向に対して移動可能とした請求項１記載の冷却機能
   付き電気湯沸し器。