(57)【要約】【課題】容易に実現できる、効率の良いペットボトル温水器を提供する。【解決手段】ペットボトル１４の口部にジョイントキャップ１２を装着し、注水用ホース１６から注水を行い、出水用ホース１８から温水を放出する。ジョイントキャップ１２は、ペットボトル１４の口部３０に対して着脱自在であって、水道蛇口用ホースに接続可能な注水口２４と出水口２６を有する。また、注水口２４には、注水される水をペットボトル１４内部の水と分離した状態でペットボトル１４の底近くに導く注水路２８が接続されている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽熱で内部の水を加温するペットボトル温水器の頭部に装着されるペットボトル温水器用ジョイントキャップであって、
ペットボトルの口部に対して着脱自在に装着される装着部と、
水道蛇口用ホースに接続可能であって、給水源からの水をペットボトルに注水するための注水口と、
注水される水をペットボトル内部の水と分離した状態でペットボトルの底部近くに導く注水路と、
注水口に接続された水道蛇口用ホースと同径のホースに接続可能であって、注水により置換されるペットボトル内部の水を外部に出すための出水口と、
を有することを特徴とするペットボトル温水器用ジョイントキャップ。
【請求項２】
請求項１に記載のペットボトル温水器用ジョイントキャップであって、
装着部は、ペットボトルの口部と螺合可能な螺合部を有することを特徴とするペットボトル温水器用ジョイントキャップ。
【請求項３】
請求項２に記載のペットボトル温水器用ジョイントキャップであって、
装着部は、ペットボトルの口部に接するシール部材を有することを特徴とするペットボトル温水器用ジョイントキャップ。
【請求項４】
太陽熱でペットボトルに貯水された水を加温するペットボトル温水器であって、
給水源から供給される水を貯めるペットボトルと、
ペットボトルの口部に装着されるジョイントキャップと、
を有し、
前記ジョイントキャップは、
ペットボトルの口部に対して着脱自在に装着される装着部と、
水道蛇口用ホースに接続可能であって、給水源からの水をペットボトルに注水するための注水口と、
注水される水をペットボトル内部の水と分離した状態でペットボトルの底近くに導く注水路と、
注水口に接続された水道蛇口用ホースと同径のホースに接続可能であって、注水により置換されるペットボトル内部の水を外部に出すための出水口と、
を有することを特徴とするペットボトル温水器。
【請求項５】
請求項４に記載のペットボトル温水器を少なくとも２以上配設するペットボトル温水器であって、
基端のペットボトルに接続されるジョイントキャップの注水口は、水道蛇口用ホースにより給水源に連結され、
他のジョイントキャップの注水口は、水道蛇口用ホースにより隣接するジョイントキャップの出水口に連結されること特徴とするペットボトル温水器。
【請求項６】
請求項４又は５に記載のペットボトル温水器であって、さらに、
給水源からの給水を調整する給水調整手段と、
加温された温水を保温して貯めるための貯湯タンクと、
ペットボトル内部の水温を検出する温度検出手段と、
貯湯タンク内の温水の水量を検出する水量検出手段と、
検出された水温と水量に基づいて給水調整手段を制御する制御装置と、
を有することを特徴とするペットボトル温水器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ペットボトルに貯水された水を太陽熱で加温するペットボトル温水器とこれに装着されるジョイントキャップに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、種々の太陽熱を利用した太陽熱温水器が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、集熱容器に貯水し、これを太陽熱で加温する太陽熱温水器が開示されている。集熱容器は保温のために真空層を介してガラス部材で覆われた魔法瓶構造となっている。また、集熱容器の頭部には、分岐部材が固着されている。分岐部材は、注水のための注水口と出水のための出水口が設けられており、それぞれ専用パイプに接続されている。また、注水口には、給水源側の専用パイプから注水された水を集熱容器の底面に導くための注水路が接続されている。専用パイプから供給される水は、注水口から注水路を通じて集熱容器の底面に導かれる。そして、注水されると集熱容器内の加温された温水の一部が出水口から専用パイプに放出される。このとき、注水された水と放出される温水は注水路により分離されているため、温水と冷水が混ざりにくくなっている。そのため、放出される温水の温度低下を防ぐことができる。そして、このような集熱容器を接続パイプで複数連結することにより、より多量の温水を効率よく得ることができる。
【０００４】
また、特許文献２には、ペットボトルを利用した太陽熱温水器が開示されている。これは、角パイプに複数の開口部を設け、この開口部にアタッチメントを介してペットボトルを取り付けたものである。角パイプの両端には水道蛇口用ホースが取り付けられており、給水源から給水される水は、水道蛇口用ホースを介して角パイプの一端に送られ、ペットボトルに至る。その際、ペットボトル内の加温された温水は、角パイプの他端に押し出され、他端に接続された水道蛇口用ホースを通って放出される。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−２４９５２１号公報
【特許文献２】
特開２０００−２８３５６７公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に開示される温水器は、専用部材のみから構成されているため、製造コストが高くなるという問題がある。そのため、一般家庭などで容易に実現することができない。また、保温のためのガラス部材および分岐部材は、本体である集熱容器に固着されている。そのため一部、例えばガラス部材のみが破損した場合であっても、全てを交換しなければならないという問題がある。
【０００７】
一方、特許文献２に開示される温水器は、ペットボトルや水道蛇口用ホースを利用しており、安価に実現可能である。しかしながら、この温水器は、ペットボトルの上部に角パイプの通路が形成されているだけのため、注水された水と加温された水との置換がうまくいかず、効率よく温水を得ることができないという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明では、容易に実現できる、効率の良いペットボトル温水器およびこれに接続されるペットボトル温水器用ジョイントキャップを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るペットボトル温水器用ジョイントキャップは、太陽熱で内部の水を加温するペットボトル温水器の頭部に装着されるペットボトル温水器用ジョイントキャップであって、ペットボトルの口部に対して着脱自在に装着される装着部と、水道蛇口用ホースに接続可能であって、給水源からの水をペットボトルに注水するための注水口と、注水される水をペットボトル内部の水と分離した状態でペットボトルの底部近くに導く注水路と、注水口に接続された水道蛇口用ホースと同径のホースに接続可能であって、注水により置換されるペットボトル内部の水を外部に出すための出水口と、を有することを特徴とする。
【００１０】
これにより、ペットボトルや水道蛇口用ホースなどを用いて安価で温水器を構成することが可能となる。また、注水される水をペットボトルの底部近くに導く注水路を設けているため、注水される水と排出される温水とが混ざることなく、温度低下を抑えた温水を得ることができる。したがって、効率のよい太陽熱温水器を容易に実現することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は、本発明の実施形態であるペットボトル温水器１０の斜視図である。これは、水で満たされたペットボトル１４、ペットボトル１４の口部３０に装着されるジョイントキャップ１２、及び、ジョイントキャップ１２に接続されるホース１６、１８から構成されている。このペットボトル温水器１０は、日当たりのよい場所に設置し、太陽熱によりペットボトル１４内部の水を加温することにより温水を得るものである。
【００１３】
ペットボトル１４は、市販の飲料用ペットボトルである。これは、温水器として利用する場合は、例えば、内容飲料の消費されたものを回収し、内部の洗浄、外部パッケージの除去などの処理を行う。また、太陽熱の吸収を高めるために全体を黒色に塗装してもよい。
【００１４】
後に詳述するジョイントキャップ１２は、ペットボトル１４の口部３０に装着される。ジョイントキャップ１２には、垂直方向に伸びる注水口２４と水平方向に伸びる出水口２６が形成されており、それぞれに注水用ホース１６、出水用ホース１８が接続されている。また、注水口２４には、ペットボトル１４の底近くまで伸びる注水路２８が接続されている。なお、ジョイントキャップ１２の材質は、熱可塑性の樹脂であり、耐候性に優れたものが特に好適である。例えば、ポリカーボネイドやポリプロピレンなどが望ましいが、他の材質であってもよい。
【００１５】
注水用ホース１６の他端は、給水源である水道の蛇口（図示せず）に接続されており、蛇口からの水をペットボトル１４に案内する。したがって、注水用ホース１６の内径は、水道の蛇口とほぼ同径となる。出水用ホース１８も、水道の蛇口に接続可能な内径を有しており、その先端から、出水口２６を介してペットボトル１４内部で加温された温水が放出される。そのため、出水用ホース１８の先端は、例えば、浴槽などの温水を必要とする場所に設置される。また、例えば、保温効果のある貯水タンクに配置し、温水を貯水してもよい。この注水用ホース１６と出水用ホース１８は、可撓性を有する市販の家庭用の水道蛇口用ホースである。また、本実施の形態においては内径１６ミリであり、その長さは、ペットボトル温水器１０の設置場所などにより適宜調整される。
【００１６】
次に、図２を用いてジョイントキャップ１２について説明する。図２にジョイントキャップ１２の縦断面図を示す。ジョイントキャップ１２は、ペットボトル１４に対して着脱自在に装着できる装着部２０と装着部の上側に形成される分岐部２２から構成されている。
【００１７】
装着部２０は、ペットボトル１４の口部３０の外径より大きい外径を有する円筒形状となっている。その内側には、口部３０外周に形成されたネジ部３０ａに螺合可能な螺合部３２が形成されている。また、ペットボトル１４を装着した際に、口部３０の内周に接するシール部３４も設けられている。このシール部は、口部３０の内径より僅かに大きい外径を有する円筒形状であり、その先端は、口部３０の内周に入り込みやすいようにテ−パが形成されている。ジョイントキャップ１２を螺合によりペットボトル１４を装着した場合、このシール部３４は、僅かに弾性変形し、口部３０内周に密着して口部３０とシール部３４の間から水が漏れるのを防ぐ。シール部３４の高さは、ジョイントキャップ１２を約半周回して装着を緩めた場合でも、シール部３４と口部３０とが接するように形成されている。つまり、ジョイントキャップ１２の装着を緩めても水の漏れを生じないようになっている。そのため、後述する出水口２６の方向を自由に設定することができる。
【００１８】
分岐部２２は、装着部２０より小さい外径を有する円筒形状であり、上面に注水口２４、側面に出水口２６が形成されている。注水口２４は、中空の円筒形状であり、その外径は、注水用ホース１６の内径とほぼ同じになっている。また、その先端には、注水用ホース１６を挿入しやすくし、かつ、抜けにくくするためのテ−パ２４ａが形成されている。注水口２４の中空部分には、注水された水をペットボトル１４の底近傍に導くための注水路２８が挿入されている。
【００１９】
注水路２８は、ポリエチレン製のチューブであり、その上端に注水口２４の縁に引っ掛けるための張り出し部２８ａを有している。注水路２８の外径は注水口２４の内径とほぼ同じか若干小さく、その長さは、ペットボトル１４の高さに合わせて調整される。すなわち、注水路２８を注水口２４に取りつけた際に、注水路２８の下端がペットボトル１４の底近くになるように調整されている。なお、本実施の形態においては、注水路２８を注水口２４と着脱自在の別部材で構成しているが、注水口２４と一体型にしてもよい。
【００２０】
分岐部２２の側面に設けられた出水口２６は、水平に伸びて出水用ホース１８に接続される。したがって、出水口２６の外径は出水用ホース１８の内径と同じである。すなわち、注水用ホース１６と出水用ホース１８の内径は同じであるため、注水口２４と出水口２６の外径も同じとなる。出水口２６の先端には、注水口２４と同様に出水用ホース１８の挿入と抜け防止のためのテ−パ２６ａが形成されている。この出水口２６に、分岐部２２の内周と注水路２８との隙間２２ａを通ってきた温水が導かれる。
【００２１】
このジョイントキャップ１２を用いたペットボトル温水器１０の水の流れについて図３を用いて説明する。図３は、ペットボトル温水器１０の縦断面図であり、図中の矢印は水の流れを示している。
【００２２】
給水源である水道の蛇口から送られた水は、注水用ホース１６を介して、注水口２４に送られる。そして、注水路２８により、ペットボトル１４の底近くに導かれ、ペットボトル１４に注水が行われる。注水された水は、図注の矢印で示すように注水路２８の下端からペットボトル１４の底近くに至り、既に加温されている周囲の水を押しのける。そして、既に加温されたペットボトル１４内部の水は、注水された水と置換されて、分岐部２２と注水路２８の隙間２２ａを通り、出水口２６を介して出水用ホース１８に放出される。このとき、放出される温水と注水される水は、注水路２８により分離されるため混ざりにくくなっている。また、注水される水はペットボトル１４の底近傍から抽出されるため、ペットボトル１４の上方に存在する温水も水と混ざりにくくなっている。そのため、温度低下を抑えた温水を得ることができる。
【００２３】
以上、本実施の形態においては、ペットボトルに装着可能で、市販の水道蛇口用ホースに接続可能なジョイントキャップを用いることにより、容易にペットボトル温水器を実現することができる。また、注水路により注水された水をペットボトルの底近傍に導くため、放出される温水の温度低下を抑えた効率の良いペットボトル温水器を実現することができる。
【００２４】
次に、温水の発生能力をより向上させたペットボトル温水器について図４を用いて説明する。図４は、上述のペットボトル温水器を複数連結させたペットボトルボトル温水器３６の側面図である。このペットボトル温水器３６は、複数のペットボトルを連結ホース３８により連結している。この連結ホース３８は、市販の水道蛇口用ホースであり、各ペットボトル１４に装着されたジョイントキャップ１２の出水口２６とこれに隣接するペットボトル１４の注水口２４とに接続される。また、最も給水源に近い基端のペットボトル１４ａに装着されたジョイントキャップ１２ａの注水口２４ａには、注水用ホース１６が接続されている。注水用ホース１６の他端は、給水源である水道の蛇口に接続される。一方、末端のペットボトル１４ｂに装着されたジョイントキャップ１２ｂの出水口２６ｂには、出水用ホース１８が接続されている。これら、注水用ホース１６、出水用ホース１８、連結ホース３８の内径はいずれも同径となっている。
【００２５】
給水源から供給された水は、注水用ホース１６、注水口２４ａ、注水路２８ａを経由して、ペットボトル１４ａの底近くに導かれる。そして、注水された水と置換されて、加温された温水が出水口２６ａから放出される。放出された温水は、連結ホース３８を介して、隣接するペットボトル１４の注水口２４に導かれる。
【００２６】
そして、このペットボトル１４内部においても、基端のペットボトル１４と同様に、注水された水（温水）とペットボトル１４内部で加温された温水の置換がなされ、置換された温水が出水口２６から放出される。この流れが各ペットボトル１４で行われ、最終的に末端のペットボトル１４ｂの出水口２６ｂから、全てのペットボトル１４を循環して十分に加温された温水が放出される。
【００２７】
このように、複数のペットボトルを連結して、水を循環させてから放出されるようになっているため、温水を継続的に使用した場合などであっても、注水された水による温度低下を抑えることができる。また、複数のペットボトルを使用する場合であっても、ジョイントキャップを水道蛇口用ホースで接続することにより容易にその能力を向上させることができる。
【００２８】
なお、本実施の形態では、連結されるペットボトルは４つであるが、設置場所や温水の使用量に応じて自由に変更してよい。また、直列にのみ連結しているが、他の並び方で連結してもよい。
【００２９】
次に、より安定して適温の温水が得られる温水器４０のブロック図を図５に示す。この温水器は、給水ユニット４２、温水発生ユニット４４、貯湯ユニット４６、および、制御装置４８から構成される。給水ユニット４６は、給水源である水道５０と電磁弁バルブ５２からなる。水道５０には、電磁弁バルブ５２が取り付けられており、後述する制御装置４８によりその開閉が制御されている。
【００３０】
給水ユニット４２から供給される水は、水道蛇口用ホースを介して温水発生ユニット４４に接続される。温水発生ユニット４４は、上述したペットボトル温水器１０と水温計５４から構成される。ペットボトル温水器１０で使用されるペットボトルは、単一又は複数のいずれでもよい。このペットボトル内部には、ペットボトル内部の水温を計測するための水温計５４が取り付けられている。水温計５４は、ペットボトルが複数の場合は、最も末端のペットボトル内部に取り付けられていることが望ましいが、他のペットボトルに取り付けられていてもよい。また、複数のペットボトルに複数取り付けられていてもよい。この水温計５４で計測された温度は制御装置４８に送られる。
【００３１】
一方、ペットボトル温水器１０で生成された温水は、給水ユニット４２から水が供給されることにより、貯湯タンク５８に放出される。貯湯タンク５８は、温水を保温して貯めておけるように、魔法瓶構造になっていることが望ましい。貯湯タンク５８には、貯められた温水の水量を計測するためのレベラー５６が設けられている。このレベラ−５６で計測された水量も制御装置４８に送られる。
【００３２】
制御装置４８は、ユーザが設定を行うための操作パネルと後述する制御を行うためのマイコンを有している。ユーザは、操作パネルを操作し、所望の温度を事前に設定しておくことができる。制御装置は、水温計５４から送られた温水器内の水温、及び、レベラー５６から送られる貯湯タンク５８の水量に基づいて電磁弁バルブ５２の開閉を制御する。すなわち、水温が設定値より低い場合、又は、水量が一定量より多い場合には、電磁バルブ５２を閉じて、注水を停止させる。一方、それ以外の場合は、電磁弁バルブ５２を開き、貯湯タンク５８に温水が貯湯されるように制御する。このように、温水の水温および温水の水量にもとづいて自動的に注水の制御を行うため、一定の温度の温水を大量に温水を得ることができる。そのため、例えば、昼間などの太陽熱を得られる時間帯に、大量に温水を生成し、貯湯しておくことにより、夜間でも温水を得ることができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、ペットボトルや水道蛇口用ホースなどを用いているため安価で温水器を構成することが可能となる。さらに、注水される水をペットボトルの底部近くに導く注水路を設けているため、注水される水と排出される温水とが混ざることなく、温度低下を抑えた温水を得ることができる。したがって、効率のよい太陽熱温水器を容易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態であるペットボトル温水器の斜視図である。
【図２】ジョイントキャップの断面図である。
【図３】ペットボトルボトル温水器の断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態であるペットボトル温水器の側面図である。
【図５】本発明の他の実施形態であるペットボトル温水器のブロック図である。
【符号の説明】
１０  ペットボトル温水器、１２  ジョイントキャップ、１４  ペットボトル、１６  注水用ホース、１８  出水用ホース、２４  出水口２６  出水口、３２螺合部、３４  シール部。
【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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