JP2018121896A - 水素・ケイ素生成機能付き電気ケトル - Google Patents

Abstract

【課題】沸騰させた液体中に還元水素を発生させつつ水溶性ケイ素を溶出させることが可能な水素・ケイ素生成機能付き電気ケトルを提供する。
【解決手段】本発明の水素・ケイ素生成機能付き電気ケトル１は、液体が注入される容器９と、容器９の開口部１０を開閉する蓋１１と、容器９と蓋１１を有するケトル本体３に電力を供給する給電部８と、容器９内に注入された液体を給電部８からの電力で加熱する加熱部１５と、容器９内の液体中に給電部８からの電力で電気分解による還元水素を発生する水素生成部２０と、蓋１１の裏面に着脱可能に取り付けられるカートリッジ２６を有し、このカートリッジ２６に収容されるセラミックス２７が容器９内の液体中に浸漬して水溶性ケイ素を溶出するケイ素生成部２５を備えて構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、沸騰させた液体中に還元水素を発生させつつ水溶性ケイ素を溶出させることが可能な水素・ケイ素生成機能付き電気ケトルに関する。

水素水は、体内に発生する活性酸素を除去し、酸化を防ぐことができる水として注目を集めており、このような水素水を生成する器具として、例えば特許文献１に記載の水素水生成器が知られている。この生成器は、ポット内に浄水部と電極板が収容されており、浄水部で浄化された原水の一部を電極板で電気分解し、水素ガスが溶解した水素水を生成するように構成されている。

また、ケイ素水は、皮膚や骨、毛髪などの再生を促し、新陳代謝を高めることができる水として注目を集めており、このようなケイ素水を生成する器具として、例えば特許文献２に記載のシリカ入り水素豊富水生成器が知られている。この生成器は、内部に水が出入り可能な筒状のケース内に、金属マグネシウムと水溶性シリカを充填した通水性の袋体が収容されており、容器内の水にシリカ成分が溶出した水素豊富水を生成するように構成されている。

実用新案登録第３１９３８３３号公報 実用新案登録第３２０４８８０号公報

ところで、特許文献１の生成器によると、ポット内の水を電気分解によって水素水に変えることができるものの、使用できる原液はあくまで水だけであって、例えば沸騰したお湯の中に水素を生成することはできない。また、特許文献２の生成器によると、容器内の水にシリカ成分を溶出させてケイ素水に変えることができるものの、同じく沸騰したお湯の中にケイ素を生成することはできず、しかも、ケースから袋体を取り出し、その袋体の中に水溶性シリカを充填しなければならないため、その交換作業が面倒であるという問題があった。

本発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、沸騰させた液体中に、簡単に還元水素を発生させつつ水溶性ケイ素を溶出させることが可能な水素・ケイ素生成機能付き電気ケトルを提供することにある。

前記の目的を達成するため、本発明の水素・ケイ素生成機能付き電気ケトルは、液体が注入される容器と、前記容器の開口部を開閉する蓋と、前記容器と前記蓋を有するケトル本体に電力を供給する給電部と、前記容器内に注入された液体を前記給電部からの電力で加熱する加熱部と、前記容器内の液体中に前記給電部からの電力で電気分解による還元水素を発生する水素生成部と、前記蓋の裏面に着脱可能に取り付けられるカートリッジを有し、このカートリッジに収容されるセラミックスが前記容器内の液体中に浸漬して水溶性ケイ素を溶出するケイ素生成部を備えたことを特徴とするものである。

また、本発明の水素・ケイ素生成機能付き電気ケトルにおいて、前記加熱部の電源が投入されてから所定時間経過後に加熱を停止するように制御する制御回路をさらに備えた構成を採用することができる。

本発明の水素・ケイ素生成機能付き電気ケトルは、手軽にお湯を沸かせる沸騰機能を備えつつ、全く異なる機能である水素生成機能とケイ素生成機能を併せ持つ電気ケトルであって、シンプルな回路基板と充電用電池を持たない電源方式を採用したことにより、沸騰した高温の液体中に、優れた効能を有する水素やケイ素を簡単かつ低コストで生成することができるという効果がある。

本発明の水素・ケイ素生成機能付き電気ケトルの外観を示す説明図。 本発明の水素・ケイ素生成機能付き電気ケトルの給電部の構造を示す説明図。 本発明の水素・ケイ素生成機能付き電気ケトルにおける水素生成部の詳細図。 本発明の水素・ケイ素生成機能付き電気ケトルにおけるケイ素生成部の詳細図。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の一実施形態を示すもので、本実施形態の水素・ケイ素生成機能付き電気ケトル１は、給電スタンド２と、この給電スタンド２に載置されるケトル本体３を備えて構成されている。

給電スタンド２は、図２に示すように、円盤状のスタンド本体４の上面に円形凸状の接続端子５が設けられており、電源コード６のプラグ７を商用電源のコンセント（図示略）に差し込むことにより、接続端子５から電力を供給可能な状態になる。他方、ケトル本体３の底面には、接続端子５に嵌合する円形凹状の給電部８が設けられており、ケトル本体３を給電スタンド２の上に載せると給電部８が接続端子５に接触し、給電部８を介してケトル本体３に電力が供給されるようになっている。

ケトル本体３は、図１に示すように、内部に液体が注入される金属製の容器９を有しており、容器９上面の開口部１０を開閉する蓋１１が取り外し可能に設けられている。この蓋１１は、容器９とは独立させることで注水しやすい構造としたものである。また、蓋１１の材質をステンレス製とすることで洗浄のしやすさと清潔感を持たせるとともに、樹脂製の接続部分を持つ開閉式の蓋に比べて経年劣化による破損等がなく、長期間の使用に耐える耐久性を持たせている。

ケトル本体３の上部には、容器９内の液体を取り出すための注ぎ口１２が設けられており、注ぎ口１２と容器９との間には液体中の異物を取り除くためのフィルター１３が着脱可能に取り付けられている。また、ケトル本体３の側面には、液体を注ぐ際の持ち手となるハンドル１４が一体に設けられている。

本実施形態では、ケトル本体３をステンレス製とすることで耐熱性と耐久性の向上を図り、洗浄時にスポンジ等で傷つきやすい樹脂製に比べて、洗いやすく、衛生面でも手入れが簡単で使い勝手を向上させてある。また、内容量を０．６〜０．８Ｌにコンパクト化することで、ステンレス製であっても本体の重量が重くならないように考慮している。さらに、ケトル本体３の容器９の表面部分には、ステンレス鋼の表面に耐熱塗装処理を施すことにより、使用時の衝撃や熱に対する耐久性を向上させ、長期間の使用において材質の損傷・劣化や経年変化に対して高い耐久性と安全性が付与されている。

なお、給電スタンド２のスタンド本体４の表面部分にも同様の耐熱塗装処理が施されており、スタンド本体４のサイズを容器９の底部とマッチする形状に設計することで、ケトル本体３とのバランスと高級感を持たせてある。

ケトル本体３の内部には、図３に示すように、容器９内の液体を加熱する加熱部１５が設けられている。この加熱部１５は、給電部８に電気的に接続された円形状のシーズヒーターからなり、給電部８から供給された電力により、容器９内に注入された液体を下方から加熱して沸騰させるようになっている。

加熱部１５の電源のＯＮ／ＯＦＦは、容器９の下部に設けられたレバー式の電源スイッチ１６を押して切り替えるようにし、新しい外観のデザインを損なわないように考慮している。なお、容器９はステンレス製で内部が見えないため、容器９の側面に目盛付きの水量確認窓１７を設け、内部の水量や沸騰する様子を目で見て確認できるようになっている。この水量確認窓１７は容器９の側面のどの箇所に設けられていてもよく、縦長の目盛が付いていることが望ましい。

ケトル本体３の上部には、容器９内の液体の沸騰を検知して加熱を停止する沸騰検知部１８が設けられている。この沸騰検知部１８は、例えばバイメタルを用いた温度センサからなり、容器９内の液体が沸騰して蒸気が発生すると、蒸気に触れたバイメタルが熱変形し、接点が開くように構成されている。これによりシーズヒーターの電源が切断され、ＯＮになっていた電源スイッチ１６がＯＦＦに切り替わる。

また、ケトル本体３には、図３に示すように、容器９内の液体中に還元水素を発生する水素生成部２０が設けられている。本実施形態における水素生成部２０は、容器９内の底部に設けられているシーズヒーターの直上に配置された、円盤状の水素生成パネルである。この水素生成パネルは、電気分解用の白金チタン電極２１と、白金チタン電極２１の全体を覆うようにチタン素材に白金コーティングを施した格子状または網目状の保護カバー２２からなり、給電部８から供給された電力により白金チタン電極２１の陽極２１ａと陰極２１ｂに電流が流れ、電気分解方式により液体中に−還元電位を持つ水素を生成する。

また、水素生成パネルの外周にはポリエチレン樹脂等の耐熱樹脂製のフレーム２３が装着されており、その表面全体には、複数の円形孔２４ａ，２４ａ，…を開けた同じく耐熱樹脂製のプレート２４が覆い被せられている。本実施形態では水素生成パネルを大型化して加熱部１５の直上に配置することにより、水素生成能力が大幅に向上し、電源を投入してから３分で加熱と水素生成を行い、約９０℃の熱湯水素水を生成することができる。

水素生成部２０の電源のＯＮ／ＯＦＦは、容器９の下部に設けられたレバー式の電源スイッチ１６を押して切り替えることができる。電源スイッチ１６を押して電源をＯＮにすると、電気分解による還元水素の生成が開始され、ＬＥＤランプ１９が点灯する。そして、タイマー機能により３分経過後に自動的に電源がＯＦＦになり、還元水素の生成が終了するとＬＥＤランプ１９が消灯する。すなわち、このＬＥＤランプ１９は動作確認用のランプであり、電源を投入することで点灯し、２色の色の変化により湯沸し機能と水素生成機能が稼働していることを知らせる役割を果たしている。

さらに、ケトル本体３には、容器９内の液体中に水溶性ケイ素を生成するケイ素生成部２５が設けられている。本実施形態におけるケイ素生成部２５は、蓋１１の裏面に着脱可能に取り付けられた円筒状のカートリッジ２６を有しており、このカートリッジ２６に収容された複数個のセラミックス２７，２７，…が容器９内の液体中に浸漬して水溶性ケイ素を溶出する。

図４に詳しく示したとおり、蓋１１は、つまみ部１１ａと天板部１１ｂからなり、天板部１１ｂの裏面中央に雌ねじ部１１ｃが一体に設けられている。これに対し、カートリッジ２６は、上面に開口部２６ａが設けられた格子状または網目状の収容部２６ｂを有しており、開口部２６ａから必要量のセラミックス２７を投入して収容部２６ｂ内に収容することができる。また、収容部２６ｂの上部には雄ねじ部２６ｃが一体に設けられており、雄ネジ部２６ｃの外径が雌ねじ部１１ｃの内径に対応しているため、蓋１１の裏面にカートリッジ２６をねじ止めして取り付けることができる。

蓋１１に取り付けられたカートリッジ２６は、収容部２６ｂ内に複数個のセラミックス２７，２７，…を収容した状態で容器９に充填された水の中に浸漬される。したがって、カートリッジ２６の長さは、容器９内の水が少ない状態でも水中にセラミックス２７が浸漬されるような長さに設計することが望ましい。なお、使用済みのセラミックス２７を取り換える際には、容器９の上に被せた蓋１１を取り外し、蓋１１からカートリッジ２６を取り外せば、容易に新しいセラミックス２７と交換することができる。

カートリッジ２６に収容されたセラミックス２７は、本実施形態では二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ナトリウム、酸化カリウムなどのシリカ成分を持った素材からなる球状のシリカ溶出セラミックスボールであり、高純度活性炭、化石サンゴ、バイオセラミックスなども含んだ成分で構成されている。このシリカ溶出セラミックスボールが水中に浸漬すると、カルシウムイオンが溶出し、天然ミネラルを豊富に含む水溶性ケイ素の特徴を有する良質のケイ素水が生成される。したがって、このケイ素水は、シリカ溶出セラミックスボールから溶出されるカルシウムイオンにより、水をアルカリ化させ、さらに、カルシウムイオンとセラミックスの作用により水の分子を小さくし活性化させることで、細胞への浸透効果を高め、まろやかな水を作ることができる。

本発明の水素・ケイ素生成機能付き電気ケトル１は以上のように構成されており、その使用方法は以下のとおりである。

まず、電源コード６のプラグ７を商用電源のコンセントに差し込み、給電スタンド２をセットしておく。これにより給電スタンド２は接続端子５から電力を供給可能なスタンバイ状態になる。

次に、ケトル本体３の蓋１１を取り外し、図４（ｂ）に示すように、カートリッジ２６の収容部２６ｂ内に適量のセラミックス２７，２７，…を充填した後、このカートリッジ２６を蓋１１にねじ止めして固定する。

他方、ケトル本体３の容器９内に必要な量の水を注入しておき、蓋１１に取り付けられたカートリッジ２６を図１のように開口部１０から挿入し、蓋１１を閉めた後、ケトル本体３を給電スタンド２の上に載せる。すると給電部８が接続端子５に接触し、給電スタンド２からケトル本体３に給電部８を介して電力が供給される。

続いて電源スイッチ１６を押し、加熱部１５の電源を投入する。これにより給電部８から加熱部１５のシーズヒーターに電力が供給されてＬＥＤランプ１９が点灯し、容器９内の水が加熱される。加熱によって容器９内の水が沸騰すると、沸騰検知部１８の空焚き防止機能により給電部８からシーズヒーターへの電力供給が遮断され、加熱部１５の運転が停止する。

次いで、給電部８から水素生成部２０に電力が供給されてＬＥＤランプ１９が異なる色で点灯し、白金チタン電極２１の陽極２１ａと陰極２１ｂに電流が流れ、電気分解により容器９内の沸騰したお湯に還元水素が生成される。その後、３分が経過すると水素生成部２０のタイマー機能により電源スイッチ１６がＯＦＦに切り替わり、給電部８から白金チタン電極２１への電力供給が遮断される。これにより水素生成部２０の運転が停止してＬＥＤランプ１９が消灯し、還元水素の生成が完了する。また、このとき容器９内では、ケイ素生成部２５において液体中に浸漬したセラミックス２７から水溶性ケイ素が溶出し、沸騰したお湯の中にケイ素が生成される。

本実施形態の電源スイッチ１６は２段階の機構を備えており、ケトル本体３に内蔵された制御回路は、定量の注水時には電源を投入してから約３分経過すると９０℃前後の水素水を生成して一時停止する。これは、水素は熱湯においても生成されて水素溶存を行うが、沸騰することで水素が空気中に一気に蒸散し、溶存量が確保できなくなる前に加熱を停止するための機構である。ここで、沸騰した熱湯が必要であれば、再度電源スイッチ１６を押すことで加熱部１５が再稼働し、制御回路は約２分で沸騰させた後、自動的に加熱停止して水素の電気分解のみを行い、沸騰により減少した水素を補うため約２〜３分間の水素生成を行い電源が切れるようになっている。

このように、本実施形態では、制御回路は沸騰後に減少した熱湯内の水素溶存量を復元させるための機能を有しており、還元水素が溶存し、かつ、水溶性ケイ素が溶出した熱湯状態の水素・ケイ素水を生成することができる。そして、この熱湯状態の水素・ケイ素水を取り出すには、ハンドル１４を握ってケトル本体３を給電スタンド２から持ち上げて、ケトル本体３を傾けることにより注ぎ口１２からその熱湯状態の水素・ケイ素水を注ぐことができる。これにより、天然ミネラルを豊富に含む良質な熱湯状態の水素・ケイ素水が含有されたお茶、紅茶、コーヒー等を気軽に楽しむことができる。

なお、上述した実施形態では水素・ケイ素生成機能付き電気ケトル１について、沸騰機能と水素・ケイ素生成機能の両方を使用し、沸騰したお湯に水素とケイ素を生成する例について説明したが、使用方法はこれに限られない。例えば、沸騰機能のみを使用して高温のお湯を沸かしたり、水素生成機能のみを使用して常温の水素水を生成したり、ケイ素生成機能のみを使用して常温のケイ素水を生成したりすることもできる。

１：水素・ケイ素生成機能付き電気ケトル
２：給電スタンド
３：ケトル本体
４：スタンド本体
５：接続端子
６：電源コード
７：プラグ
８：給電部
９：容器
１０：開口部
１１：蓋
１２：注ぎ口
１３：フィルター
１４：ハンドル
１５：加熱部
１６：電源スイッチ
１７：水量確認窓
１８：沸騰検知部
１９：ＬＥＤランプ
２０：水素生成部
２１：白金チタン電極
２２：保護カバー
２３：フレーム
２４：プレート
２５：ケイ素生成部
２６：カートリッジ
２７：セラミックス

Claims (2)

1. 液体が注入される容器と、
   前記容器の開口部を開閉する蓋と、
   前記容器と前記蓋を有するケトル本体に電力を供給する給電部と、
   前記容器内に注入された液体を前記給電部からの電力で加熱する加熱部と、
   前記容器内の液体中に前記給電部からの電力で電気分解による還元水素を発生する水素生成部と、
   前記蓋の裏面に着脱可能に取り付けられるカートリッジを有し、このカートリッジに収容されるセラミックスが前記容器内の液体中に浸漬して水溶性ケイ素を溶出するケイ素生成部を備えたことを特徴とする水素・ケイ素生成機能付き電気ケトル。
2. 前記加熱部の電源が投入されてから所定時間経過後に加熱を停止するように制御する制御回路をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の水素・ケイ素生成機能付き電気ケトル。