JP7072219B2 - ペットボトル用ヒーター - Google Patents

Description

本発明はペットボトルの中身の液体を温めるのに使用するヒーターに関するものである。

地震発生等の災害時に、電気関係では、先ず、避難所となる施設の照明を確保することが求められているが、その施設が一晩限りの避難所ではなく、継続して生活の場所となる場合には、乳児用のミルクを作りたい、温かいものを食したい、暖を取りたい等の要求にも応えられるべきである。
しかしながら、災害時に商用電源の供給が停止した場合に利用できる外部電源は限られており、ミルクを作るのに必要最小限の湯は提供できても、その他は、冷めた弁当や菓子パンを提供したり、毛布を提供したりするのが精々である。

特許第５８８７４５１号公報

ところで、容器詰め飲料としてペットボトルは殆どの備蓄倉庫で優先的に備蓄されており、災害時には飲料として被災者に配給できるように準備されている。
また、カーボンナノチューブが熱伝導に優れていることから、最近では、カーボンナノチューブを分散した状態で塗布したシートが、特許文献１に記載のように、発熱シートとして認知されている。
本発明は上記従来の問題点に着目して為されたものであり、上記した発熱シートを利用してペットボトルの中身の液体、通常は飲料を省電力で温めることができるようペットボトル用に特化した工夫が凝らされた、ペットボトル用ヒーターを提供することを、その目的とする。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、請求項１の発明は、織物と、前記織物に取り付けられた一対の電極と、前記織物に塗布されたカーボンナノチューブと、前記織物の両面にコーティングされたプラスチックフィルムとで構成された可撓性のシート状本体と、前記シート状本体でペットボトルを包囲させる包囲手段と、前記シート状本体に取り付けて前記一対の電極とそれぞれ導通させた発熱電流印加用の一対の端子部と、前記一対の端子部に接続されたコードと、前記コードを電源に接続するためのコネクタとで構成された通電部とを備え、前記通電部からの通電により前記カーボンナノチューブを発熱させて遠赤外線の放出によりペットボトルの中身の液体を温めることを特徴とするペットボトル用ヒーターである。

請求項２の発明は、請求項１に記載したペットボトル用ヒーターにおいて、包囲手段は、筒状枠体で構成されており、筒状に丸めたシート状本体を前記筒状枠体内に収め、その中にペットボトルを入れることで前記ペットボトルを包囲させることを特徴とするヒーターである。

請求項３の発明は、請求項１または２に記載したペットボトル用ヒーターにおいて、包囲手段は、シート状本体に取り付けた雌雄一対の面ファスナーで構成されており、ペットボトルに対して筒状に巻き付けて雌雄係合することで前記ペットボトルを包囲させることを特徴とするヒーターである。

請求項４の発明は、請求項１から３のいずれかに記載したペットボトル用ヒーターにおいて、一対の電極は、織物に糸として織り込まれて取り付けられていることを特徴とするヒーターである。

請求項５の発明は、請求項１から４のいずれかに記載したペットボトル用ヒーターにおいて、コネクタは、１００Ｖの商用交流電源、または直流電源に接続する電源プラグで構成されていることを特徴とするヒーターである。

本発明のペットボトル用ヒーターによれば、ペットボトルの中身の液体、通常は飲料を省電力で温めることができる。

本発明の第１の実施の形態に係るペットボトル用ヒーターの分解斜視図である。 図１のペットボトル用ヒーターの展開状態の表面図である。 図２のペットボトル用ヒーターの裏面図である。 図２のペットボトル用ヒーターの使用状態を示す斜視図である。 図４とは別の使用状態を示す斜視図である。 図４、図５とは別の使用状態を示す斜視図である。 本発明の第２の実施の形態に係るペットボトル用ヒーターの概略図である。 本発明の第３の実施の形態に係るペットボトル用ヒーターの概略図である。 本発明の第４の実施の形態に係るペットボトル用ヒーターのシート状本体の表面図と、角筒状枠体の斜視図である。 図９のペットボトル用ヒーターの使用方法の説明図である。

請求項２の発明は、請求項１に記載したペットボトル用ヒーターにおいて、包囲手段は、筒状枠体で構成されており、ペットボトルに巻き付けて筒状に丸めたシート状本体を前記筒状枠体内に収めることで前記ペットボトルを包囲させることを特徴とするヒーターである。

この織物５は、横長の長方形になっており、市販されている種々のサイズのうち、飲料としては最大の２Ｌ容量のペットボトルに巻き付けたときにも、殆どの周面を覆うことができるように寸法設定されている。

この織物５には、対向する長縁側にそれぞれ、銅（Ｃｕ）線７が経糸（たていと）として織り込まれている。この銅線７は隣り合って１５～１８本織り込まれているが、銅線７、７、……どうしは接触していない。この銅線７、７、……は、全体として横長の帯状体をなしている。この帯状体が帯状電極９として利用される。
帯状電極９は、織物５の表面、裏面の両面に表出している。
織物５には、このように、一対の帯状電極９、９が左右両側に平行に取り付けられた状態になっている。

織物５に発熱材としてカーボンナノチューブ１１が塗布されている。具体的には、カーボンナノチューブ１１を含有する塗料に織物５をドブ浸けして含侵させている。
発熱材料には、金属系、金属酸化物系、カーボン系があるが、カーボン系、特にカーボンナノチューブが、カーボン系に共通する薄膜化が可能な上に、導電性が良好で、且つ柔軟性が高く、曲げに強い。更に、半導体型カーボンナノチューブは、通電されて発熱すると遠赤外線を効率良く発生させる。そのため、ペットボトルの中身の水分の分子と共振して熱エネルギーを生むことができることから、特に、省エネによる加熱が可能となる。
従って、本発明では、特殊半導体塗料と呼ばれる、半導体型カーボンナノチューブを含む塗料の使用が推奨される。
カーボンナノチューブ１１は、上記した帯状電極９から電流供給を受けて発熱するようになっている。

一対の帯状電極９、９にはそれぞれ一対の金属端子１３、１３が接続されている。
金属端子１３は、長方形の薄板を本体１５とし、その長手方向の中間部分で二つ折りするようになっている。折り部には折り曲げ易いように切込み１７が形成され、折り片の一方側にはＶ字状に切り込まれて３つの三角形状の係止爪１９、１９、１９が形成されている。図１で左側に見える金属端子１３では、２つの係止爪１９、１９は右方から左方に向かって切り込まれ、その間では１つの係止爪１９が左方から右方に向かって切り込まれている。折り片の他方側には、３つの小さい長方形状の挿通孔２１、２１、２１が形成されており、係止爪１９、１９、１９を垂直に起こしたときに、挿通できるように位置決めされている。なお、左右の金属端子１３、１３は対称になるように係止爪１９、１９、１９、挿通孔２１、２１、２１が形成されている。

金属端子１３は、電源コード２３のリード線２５と共に、帯状電極９が織り込まれた織物５をその長辺縁から挟み込みながら二つ折りされており、起こされた係止爪１９、１９、１９が織物５を貫通し、挿通孔２１、２１、２１に挿通された上で、倒伏されている。これにより、金属端子１３を介して、帯状電極９と電源コード２３が導通している。
金属端子１３、１３はそれぞれ織物５の同じ長辺縁側に取り付けられており、そこからそれぞれ電源コード２３、２３が延びているが、途中で一体化して太い電源コード２７になっており、その先端部には１００Ｖの商用交流電源用の電源プラグ２９が取り付けられている。

織物５の表裏両面には、金属端子１３、１３と共に、プラスチックフィルム３１が貼り付けられて保護されている。このプラスチックフィルム３１は、織物５の三方の辺縁よりは僅かにはみ出しているが、金属端子１３が取り付けられた辺縁側ははみ出ておらず、殆ど揃っている。
プラスチックフィルム３１の素材は、ポリエチレン、またはポリウレタンが好ましい。いずれも、絶縁性が良好で、且つ柔軟性が高く、曲げに強いからである。

電源コード２３、２３は、上記したように、プラスチックフィルム３１からはみ出ている。一方の電源コード２３は他方の電源コード２３より長くなっており、織物５の長辺縁に沿って当該他方の電源コード２３まで延びており、金属端子１３の近傍で一体化して太い電源コード２７になっている。この長辺縁の保護にはゴムテープ３３が利用されており、長辺縁に沿って延びた電源コード２３と共に、表裏両面のプラスチックフィルム３１に二つ折り状態で接着して保護している。なお、ゴムテープ３３は長辺縁だけでなく、その両側の角隅部にも接着して保護している。

シート状本体３はペットボトルに筒状に巻き付けられるように、雌雄一対の面ファスナー３５、３７が取り付けられている。雄側の面ファスナー３５は、一方の短辺縁側の裏面に取り付けられており、雌側の面ファスナー３７は、他方側の短辺縁側の表面に取り付けられている。面ファスナー３５、３７は幅寸法が広く設定されており、それぞれシート状本体３からはみ出しており、ファスナーの係合位置を調整することができる。図２では、雌側の面ファスナー３７の雌面が表出しており、図３では、雄側の面ファスナー３５の雄面が表出している。
面ファスナー３５、３７が雄雌係合すると、シート状本体３が裏面側を内面とする筒状になるが、ファスナーの係合位置を調整することで、この筒状体のサイズ、すなわち径を変更可能になっている。

ペットボトル用ヒーター１は、上記のように構成されて、カーボンナノチューブ１１の塗布量を調整することにより所定の温度まで温めることができるようになっており、電源回路などの電子部品は使用することなく、構成が簡易なものとなっていることから、安価な製作コストを実現できる。また、シート状本体３は展開状態では扁平になっているので、備蓄倉庫で効率良く積み重ねることができる。
更に、遠赤外線を効率よく利用できるので、省エネでペットボトルの中身の液体を温めることができる。

ペットボトル用ヒーター１は、シート状本体３の可撓性を利用して、ペットボトルに巻き付けて使用する。
図４では、５００ｍＬ容量のペットボトルＢ１に巻き付けた例が示されており、図５では、５００ｍＬ容量のペットボトルＢ１に二重に巻き付ける例が示されている。図５では二重に巻き付けることで、一方のシート状本体３のカーボンナノチューブ１１と他方のシート状本体３のカーボンナノチューブ１１との共鳴効果が得られ、中身の液体をより高い温度まで温めることができる。
図６では、２Ｌ容量のペットボトルＢ２に上下で２つ巻き付けた例が示されている。このように、サイズの異なるペットボトルにも対応できる。

また、ペットボトルＢ１、Ｂ２を衛生的に温めることができるので、中身の液体をそのまま飲料としても使用できるし、湯であれば粉ミルクを溶かすのにも使用できる。また、湯たんぽとしても使用できる。更に、ペットボトルＢ１、Ｂ２は繰り返し使用することができる。

本発明の第２の実施の形態に係るペットボトル用ヒーター３９を、図７にしたがって説明する。
このペットボトル用ヒーター３９では、電源コード２７の先端部には直流１２Ｖ電源用の電源プラグ４１が取り付けられている点だけが異なっている。この電源プラグ４１は車のシガーソケットに差し込んで接続できるようになっている。車のバッテリーを利用できるので、避難所に向かう途中でもペットボトルを温めることができる。

本発明の第３の実施の形態に係るペットボトル用ヒーター４３を、図８にしたがって説明する。
このペットボトル用ヒーター４３では、コントローラ４５が電源コード２７に介挿されており、このコントローラ４５のダイヤル４７の操作により温度が設定できるようになっている。
コントローラ４５を利用すれば構成は少し複雑化するが、用途毎に所望温度が異なる場合にも複数の用途に応じた使い分けが可能となっている。
更に、温度で色が変わるＬＥＤ（シール）を貼り付けて、設定温度に達したかを視覚的に分かるようにしてもよい。

本発明の第４の実施の形態に係るペットボトル用ヒーター４９を、図９にしたがって説明する。
このペットボトル用ヒーター４９のシート状本体５１は、第１の実施の形態に係るペットボトル用ヒーター１のシート状本体３と同様に、カーボンナノチューブが含侵された綿製の織物に帯状電極が織り込まれており、プラスチックフィルムで両面が被覆されて保護されている。このシート状本体５１の大きさは、２Ｌ容量のペットボトルＢ２に対応したものとなっている。
そして、４つの辺縁部はゴムテープ５３が貼着されている。帯状電極に接続された金属端子には電源コード５５のリード線が接続されており、その電源コード５５はゴムテープ５３の間から引き出されている。

電源コード５５はシート状本体５１の短辺縁側の中間から引き出されており、その先端部には、２４Ｖの直流電源用の電源プラグ５７が取り付けられている。
この電源プラグ５７は商用電源と接続されたＡＣ／ＤＣコンバータのコネクタに接続されて、直流電源を供給されるようになっている。
引き出された電源コード５５はスパイラルガード５９で保護されている。

符号６１は角筒状枠体を示し、この角筒状枠体６１は上下方向の断面が正方形で、有底になっている。
角筒状枠体６１の素材は、ある程度の保形性や耐熱性があれば良く、廃棄し易さを考慮してこの場合は段ボール製になっており、ガムテープ６３で角部が接合されているが、発泡スチロール製にすることも考えられる。

図１０に示すように、シート状本体５１をペットボトルＢ２に巻き付け、角筒状枠体６１の中に収める。シート状本体５１は筒状に保形されるので、ペットボトルＢ２を安定的に包囲した状態となる。
ペットボトルＢ２の取り出しは、面ファスナーを利用した場合のペットボトルＢ２への巻き付けおよび温めた後の取り外しよりも容易であり、複数のペットボトルＢ２を順次温めるには使い勝手が良い。また、シート状本体５１を角筒状枠体６１の中に収めることで使用中だけでなく、使用後も保護することができる。

なお、このシート状本体５１は、２Ｌ容量のペットボトルＢ２用になっており、角筒状枠体６１に収める関係から、５００ｍＬ容量のペットボトルＢ１について使用する場合には、別途、その大きさに対応したシート状本体を用意することになる。

以上、本発明の実施の形態について詳述してきたが、具体的構成は、この実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計の変更などがあっても発明に含まれる。

本発明者は、先に、停電時電源切替システム（特開２０１５－４７０３８号公報）を出願しているが、そこでは、限られた外部電源を電源コンセントからも利用できるものが提案されている。本発明のペットボトル用ヒーターは格段の省エネ効果をもってペットボトルの中身の液体を温めることができ、しかも、ペットボトルは災害用に優先的に備蓄されているものであることから、先の停電時電源切替システムと併用することで、有効な災害対策が図れるものと期待される。

１…ペットボトル用ヒーター（第１の実施の形態）
３…シート状本体 ５…織物 ７…銅線 ９…帯状電極
１１…カーボンナノチューブ １３…金属端子 １５…本体 １７…切込み
１９…係止爪 ２１…挿通孔 ２３…電源コード ２５…リード線
２７…電源コード ２９…電源プラグ ３１…プラスチックフィルム
３３…ゴムテープ ３５、３７…面ファスナー
３９…ペットボトル用ヒーター（第２の実施の形態）
４１…電源プラグ
４３…ペットボトル用ヒーター（第３の実施の形態）
４５…コントローラ ４７…ダイヤル
４９…ペットボトル用ヒーター（第４の実施の形態）
５１…シート状本体 ５３…ゴムテープ ５５…電源コード ５７…電源プラグ
５９…スパイラルガード ６１…角筒状枠体 ６３…ガムテープ
Ｂ１、Ｂ２…ペットボトル

Claims (5)

1. 織物と、前記織物に取り付けられた一対の電極と、前記織物に塗布されたカーボンナノチューブと、前記織物の両面にコーティングされたプラスチックフィルムとで構成された可撓性のシート状本体と、前記シート状本体でペットボトルを包囲させる包囲手段と、前記シート状本体に取り付けて前記一対の電極とそれぞれ導通させた発熱電流印加用の一対の端子部と、前記一対の端子部に接続されたコードと、前記コードを電源に接続するためのコネクタとで構成された通電部とを備え、
   前記通電部からの通電により前記カーボンナノチューブを発熱させて遠赤外線の放出によりペットボトルの中身の液体を温めることを特徴とするペットボトル用ヒーター。
2. 請求項１に記載したペットボトル用ヒーターにおいて、
   包囲手段は、筒状枠体で構成されており、ペットボトルに巻き付けて筒状に丸めたシート状本体を前記筒状枠体内に収めることで前記ペットボトルを包囲させることを特徴とするヒーター。
3. 請求項１または２に記載したペットボトル用ヒーターにおいて、
   包囲手段は、シート状本体に取り付けた雌雄一対の面ファスナーで構成されており、ペットボトルに対して筒状に巻き付けて雌雄係合することで前記ペットボトルを包囲させることを特徴とするヒーター。
4. 請求項１から３のいずれかに記載したペットボトル用ヒーターにおいて、
   一対の電極は、織物に糸として織り込まれて取り付けられていることを特徴とするヒーター。
5. 請求項１から４のいずれかに記載したペットボトル用ヒーターにおいて、
   コネクタは、１００Ｖの商用交流電源、または直流電源に接続する電源プラグで構成されていることを特徴とするヒーター。

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