JP2005532528A - 省スペースフードチラー - Google Patents

Abstract

省スペースフルーツチラー（１４）は、覆われた又は水平な面の下に設けるためのもの、あるいはカウンターのコーナーに配置されるためのものである。容器内部（２４）は、ペルチェ熱電装置（１２）を利用して空気を強制的に流すことにより冷却され、容器の１つの壁（６、１０６）は、エアフローダクトシステムの壁を形成し、容器への空気入り口孔（４、１０４）及び容器（２）からダクトシステムへの空気出口孔（５、１０５）の両方を備えている。

Description

発明の背景

本発明は、生鮮果物及び他の生鮮食料品を冷却（ｃｈｉｌｌｉｎｇ）するための装置、より詳しくはペルチェ効果熱電装置（Ｐｅｌｔｉｅｒ ｅｆｆｅｃｔ ｔｈｅｒｍｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｄｅｖｉｃｅ）を利用した、アンダーカウンタータイプのフルーツチラー（ｕｎｄｅｒ−ｃｏｕｎｔｅｒ ｆｒｕｉｔ ｃｈｉｌｌｅｒ）の改良に関する。

よく知られているペルチェ効果によって機能する熱電装置は、長年、冷却/加熱装置として使用されてきた。このような熱電装置は、半導体の接合対を電気的には直列に、熱的には並列に接続し、配列して構成されている。半導体の接合対は、金属被覆された（ｍｅｔａｌｉｚｅｄ）セラミック基板にはさまれている。熱電装置に直流電流が直列に流れると、熱電装置は、低温側で熱が吸収されて冷却されるヒートポンプとして作用し、他方側では熱が放散する（ｄｉｓｓｉｐａｔｅｄ）。電流の向きを逆にすることにより、熱の流れる方向が逆になる。ヒートシンク及びコールドシンクを高温側及び低温側それぞれに取り付けることにより、熱電装置の効率を上げることができる。

ペルチェ効果装置は、食品の鮮度を保つための、あるいは食品を供するのに暖めるための冷却器及び／又は加熱器を提供するために長年利用されてきた。また、熱伝達を助けるために、強制空気対流を利用することも見い出され、よく知られている。典型的には、小型の電動ファンにより、コールドシンクを通過して、食品用の容器に入り、そして通過するように空気を循環させ、一方で、別のファンにより、ヒートシンクを横切って周囲の外気を移動させ、それから熱を放散させている。

生鮮果物及びその他の痛みやすい食料品用のチラーは当該技術の分野でよく知られているが、この種の装置の市場での成功には限界があった。市場で成功できないのには、多くの理由があるようだ。ひとつの理由は、ソリッドステート熱電モジュール（ｓｏｌｉｄ ｓｔａｔｅ ｔｈｅｒｍｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｍｏｄｕｌｅｓ）のコスト及び熱伝達効率である。加えて、最大の冷却効率を達成するために冷気を循環させる必要があり、これがダクトシステムを複雑化させ、典型的には成形プラスチック材料で形成されている容器のコストを実質的に増加させることになる。長い空気循環ダクトシステムはまた、熱損失（ｈｅａｔ ｌｏｓｓ）と圧力低下（ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｄｒｏｐ）を結果する。そして、そのいずれもが効率を低下させ、あるいは製造コストを増加させる。従来のフルーツチラーに伴う別の問題は、カウンタースペースの利用に関することである。現在の家では、利用できるカウンターのスペースには限界があるため、カウンター上に置く機器をさらに購入することが制限されることがある。本発明のフルーツチラーは、活用されていない（ｕｎｄｅｒｕｔｉｌｉｚｅｄ）キッチンスペースを活用するものである。

本発明によれば、生鮮果物又はその他の生鮮食料品用のチラーは、冷却空気の流れ（ｃｏｏｌｉｎｇ ａｉｒ ｆｌｏｗ）、したがって熱伝達効率を、製造コストも安価で比較的小型の熱電モジュールが使用できる容器構造を用いて、最適化する構成を利用している。米国特許第５，４４８，１０９号に開示されているような、効率を向上させた熱電モジュールは、特に本発明のフルーツチラーに利用するのに適している。

総合的な一実施の態様では、本発明のフードチラーは、キャビネット又はその他の張り出した（ｏｖｅｒｈａｎｇｉｎｇ）水平面の下に設けられるものであり、コールドシンク及びその向かい側のヒートシンクにはさまれたペルチェ効果熱電モジュールを設けるためのハウジングを備えている。このハウジングはまた、下向きのダクトシステム（ｄｏｗｎｗａｒｄ ｆａｃｉｎｇ ｄｕｃｔ ｓｙｓｔｅｍ）を形成し、この下向きのダクトシステムは、コールドシンクと熱伝達連絡する冷気供給ダクト、戻り空気ダクト（ｒｅｔｕｒｎ ａｉｒ ｄｕｃｔ）、及び冷却ダクトシステムに空気を循環させる冷却ダクトシステム内の冷気循環ファンとを備えている。

食品容器部は、ハウジングに隣接し、収容（ｅｎｃｌｏｓｉｎｇ）側壁を有していて、食品を取り出すためにハウジングに対して開くことができるようになっている（ｏｐｅｎａｂｌｅ）。食品容器部は、その中の壁部に、複数の入り口及び出口孔を有し、ダクトシステムは、これらの入り口及び出口孔で終了している。

一実施の態様では、食品容器は、スライド可能にハウジングに取り付けられている。そして、ハウジングに対して相対的にこの食品容器をスライドさせることにより、そこに収容されている食品に手が届くことになる。

別の実施の態様では、食品容器は、ハウジングにピボット回転するように取り付けられる。ハウジングから離れるように食品容器をピボット回転させることによって、そこに収容されている食品に手が届くことになる。

総合的な別の実施の態様では、本発明のフードチラーは、２枚の壁が交差するコーナーのカウンター表面に配置されるものであり、コールドシンク及び向かい側のヒートシンクにはさまれたペルチェ効果熱電モジュールを設けるためのハウジングを備えている。このハウジングもまた、横向きのダクトシステム（ｌａｔｅｒａｌ ｆａｃｉｎｇ ｄｕｃｔ ｓｙｓｔｅｍ）を形成し、この横向きのダクトシステムは、コールドシンクと熱伝達連絡する冷気供給ダクト、戻り空気ダクト、及び冷却ダクトシステムに空気を循環させる冷却ダクトシステム内の冷気循環ファンとを備えている。

食品容器部はこのハウジングに隣接し、収容側壁を有していて、食品を取り出すためにハウジングに対して開くことができるようになっている。食品容器部は、その中の壁部に、複数の入り口及び出口孔を有し、ダクトシステムは、これらの入り口及び出口孔で終了している。

食品容器部では、通常、冷却空気が連続的に再循環（ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｅｄ）するようになっている。しかしながら、一実施の態様では、周囲外気供給導管（ｏｕｔｓｉｄｅ ａｍｂｉｅｎｔ ａｉｒ ｓｕｐｐｌｙ ｃｏｎｄｕｉｔ）が、冷却ダクトシステムと連通していて、この周囲外気供給導管は、エチレンガス及び果物の熟成に伴う他の副産物を冷却ダクトシステムから一掃する一助とするために、外気の流れを制御して導くメータリング装置（ｍｅｔｅｒｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ）を有している。このメータリング装置は、ファンの上流でダクトシステムに接続された小径のチューブを備えることができる。

容器内部の温度の維持を補助するために、取り外し可能な絶縁スリーブ（ｉｎｓｕｌａｔｉｎｇ ｓｌｅｅｖｅ）を容器に挿入することができる。このスリーブは、収容側壁の内側に対応する形状をしている。取り外し可能な蓋（ｃｏｖｅｒ）もまた、絶縁ライナー（ｉｎｓｕｌａｔｉｎｇ ｌｉｎｅｒ）を有することができる。

隔壁をさまざまな配置で容器内に設け、区画の冷却空気の流れを変化させることにより、容器を異なる温度区画に分割することができる。このような隔壁は、容器底壁から上方へ延びるように垂直に配置されてもよく、あるいは、水平に配置され、例えばセントラルタワー（ｃｅｎｔｒａｌ ｔｏｗｅｒ）又は容器側壁に取り付けられてもよい。

本発明のアンダーカウンタータイプのフルーツチラーの概略的な構成を示す斜視図である。 図１のフルーツチラーを垂直に半分に切った斜視図であり、内部の構成要素を示す図である。 図１に示されたフルーツチラーの縦断面図である。 図３の断面の詳細図である。 図１のフルーツチラーの食品容器部分の斜視図である。 図１のフルーツチラーの斜視図であり、食品容器部分が食品/果物に手が届くように開けられている状態を示す図である。 別の実施の形態のフルーツチラーを垂直に半分に切った斜視図であり、内部の構成要素を示す図である。 図７の別の実施の形態のフルーツチラーの縦断面の詳細図である。 本発明のフルーツチラーであって、オンカウンタータイプ（ｏｎ−ｃｏｕｎｔｅｒ）の実施の形態の概略的な構成を示す斜視図である。 本発明のフルーツチラーを垂直に半分に切った別の斜視図であり、その概略的な構成を示す図である。 図９のフルーツチラーを垂直に半分に切った斜視図であり、内部の構成要素を示す図である。 図１０に示されたフルーツチラーの縦断面図である。 図１２の断面の詳細図である。 他の実施の形態のフルーツチラーを垂直に半分に切った斜視図であり、内部の構成要素を示す図である。 図１４の他の実施の形態のフルーツチラーの縦断面図である。

好ましい実施の形態の詳細な説明

図１には、本発明の一実施の形態によるフルーツチラー１４が示されている。このフルーツチラーは、キッチンの食器棚のような水平面の下に設ける（ｍｏｕｎｔｉｎｇ）ためのハウジング１を備えている。ハウジング１の内側には、冷却システムのさまざまな構成部品を収容するためのスペースが設けられているが、それについてはここで詳細に説明される。取り外し可能な容器２は、ハウジング１に隣接している。図６に示すように、スライドさせて食品容器部２を開けることにより、保存されている食品に手が届くようになる。あるいは、食品容器２は、ハウジング１にピボット回転可能に取り付けることもできる。図２から図４を参照すると、容器２には、容器内への冷気の流れを提供（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ）するための複数の孔４が設けられている。孔５は、この容器からの空気出口の戻り流路を提供している。孔５を通過するとただちに、空気は再び冷却されて、孔４を通って再循環（ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｅｄ）する。孔４及び孔５は図５に示されているが、食品容器２の上側壁部６に設けられている。 好ましい実施の形態はこうだが、空気の流れを逆にすること、したがって、孔５を容器への入口ポートとし、孔４を戻り空気ポートとして使用することもまた、可能である。ハウジング１及び容器２は、いずれもプラスチック材料で射出成形によって形成することができる。ハウジング１は不透明、容器２は透明であることが好ましい。

ハウジング１は、概略的には、ハウジング側壁１７、ハウジングバッフルプレート（ｈｏｕｓｉｎｇ ｂｕｆｆｌｅ ｐｌａｔｅ）１３及びキャビネット又は食器棚のハウジングが設けられる（ｍｏｕｎｔｅｄ）下側面によって画成される周囲空気チャンバ１６を構成する。スロット１５は、チャンバ１６への周囲冷却空気（ａｍｂｉｅｎｔ ｃｏｏｌｉｎｇ ａｉｒ）の入り口開口及びチャンバ１６の出口開口を構成している。

容器２及びそこに収容されている食料品は、周知のペルチェ効果を利用している熱電モジュール（ｔｈｅｒｍｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｍｏｄｕｌｅ）１２で冷却される。熱電モジュール１２は、ベースバッフルプレート１３に取り付けられ、バッフルプレート１３の平面内でほぼ水平に配置されている。直流電流をモジュールに流すことによって、熱は一方の面（この場合は１２の下側）で吸収され、これを冷却する。モジュールの他方の面（この場合は１２の上側）では、熱が放散（ｄｉｓｓｉｐａｔｅｄ）し、これを加熱する。従来技術でも周知であるが、コールドシンク（ｃｏｌｄ ｓｉｎｋ）１０が、モジュールの下側面に、ヒートシンク（ｈｅａｔ ｓｉｎｋ）１１が、モジュールの上側面に取り付けられている。コールドシンク１０は、典型的にはアルミニウム製で、フラットベース（ｆｌａｔ ｂａｓｅ）１８及び狭い間隔で配置された一連のフィン１９を有している。同様に、ヒートシンク１１は、アルミニウムベース（ａｌｕｍｉｎｕｍ ｂａｓｅ）２０及び一体型の狭い間隔で配置されたフィン２１を有している。熱電モジュール１２の作動によって排出（ｒｅｊｅｃｔｅｄ）された熱は、ヒートシンク１１で周囲空気チャンバ１６の周囲空気の流れにより放散する。

バッフルプレート１３と食品容器壁６の間のスペース８は、コールドシンク１０を有し、空気入り口孔４及び空気出口孔５を介して容器内部２４と流体連通する下向きダクトシステムを構成している。ファン９は、孔５を通して空気を吸い込む。ファン９の上部からその空気が排出されると、その空気はコールドシンク１０に沿って通過し、ダクトシステム８に入り、孔４を経由して再び容器内部２４に入る。このように、容器内部２４の中の空気は、再循環されて、冷却される。

果物の熟成が進むと、エチレンガス及び他の有機分解の副産物が発生することが知られている。容器内部２４内の再循環している冷却空気を規則的に又は定期的に入れ替えることによって、これらのガスを排出することが好ましいと思われる。特に図７及び図８を参照すると、小径のメータリングチューブを有する周囲空気導管（ａｍｂｉｅｎｔ ａｉｒ ｃｏｎｄｕｉｔ）２９が、食品容器の側壁を通って隣接する孔５まで延びていて、ここでは、コールドシンクファン９により、周囲外気が少量吸い込まれて流れ込み、再循環される冷却空気と混合される。図に示されているように、周囲空気導管２９は、ファン９への入口のすぐ上流で、孔５に隣接して開口している。しかしながら、この導管は、ここの他の場所でダクトシステムに接続できる、と考えられている。導管２９の入口側で、オプションのバルブ３０を用いて周囲空気の流入を調整してもよい。エチレン及び他のガス副産物に対応する排出を提供するために、容器２及びハウジング１の間で少量のリークを許容することが好ましいが、手動調節式のベントスロットもまた利用できる。このスロットは、ハウジング２の壁部又はハウジングバッフルプレート１３のいずれかに設けることができる。

図９では、本発明の別の実施の形態による、別の構成のフルーツチラー１１４が示されている。フルーツチラーは、２つの壁が交わる角で、カウンターに載せるためのハウジング１０１を備えている。ハウジング１０１の内側には、冷却システムのさまざまな構成部品のためのスペースが設けられていて、それについてはここで詳細に説明される。容器１０２は、ハウジング１０１に隣接して設けられている。ドア１０３を開けることにより、保存されている食品に手が届くようになる。図１０から図１３を参照すると、容器１０２には、容器内に冷気を流れ込ませるための複数の入り口孔１０４が形成されている。孔１０５は、容器から出ていく空気の戻り流路を提供している。孔１０５を通過するとただちに、空気は再び冷却されて孔１０４を通って放出される。孔１０４及び１０５は、図１２及び１３に示されているが、食品容器１０２の壁部に設けられている。好ましい実施の形態はこうだが、空気の流れを逆にすること、したがって、孔１０５を入り口ポートとし、孔１０４を出口空気ポートとして使用することもまた、可能である。ハウジング１０１及び容器１０２は全て、プラスチック材料で射出成形によって形成することができる。ハウジング１０１は不透明、容器１０２及びドア１０３は透明であることが好ましい。

ハウジング１０１は、概略的には、ハウジング側壁１１７及びハウジングバッフルプレート１１３によって画成される周囲空気チャンバ１１６を構成している。ハウジング１０１の脚部１１５は、底部に周囲冷却空気（ａｍｂｉｅｎｔ ｃｏｏｌｉｎｇ ａｉｒ）の入り口用の開放部を提供し、スロット１３５は、チャンバ１１６から出ていく周囲冷却空気の出口を提供している。

容器１０２及びそこに収容されている食料品は、周知のペルチェ効果を利用している熱電モジュール１１２を用いて冷却される。熱電モジュール１１２は、ベースバッフル（ｂａｓｅ ｂａｆｆｌｅ）１１３に取り付けられ、バッフル１１３の平面内でほぼ垂直に配置されている。直流電流をモジュールに流すことによって、熱は一方の面で吸収され、それを冷却する。モジュールの他方の面では、熱が放散し、それを加熱する。従来技術でも周知であるが、ヒートシンク１１１が、モジュールの加熱面に取り付けられ、コールドシンク１１０が、モジュールの冷却面に取り付けられている。コールドシンク１１０は、典型的にはアルミニウム製で、フラットベース及び狭い間隔で配置された一連のフィンを有している。同様に、ヒートシンク１１１もアルミニウム製のベース及び狭い間隔で配置された一体型のフィンを有している。熱電モジュール１１２の作動によって排出された熱は、ヒートシンク１１１で、周囲空気チャンバ１１６の周囲空気の流れにより放散する。

バッフル１１３と食品容器壁１０６との間のスペース１０８は、コールドシンク１１０を収容し、孔１０４及び１０５を介して容器内部１２４と流体連通する横向きダクトシステムを構成している。ファン１０９は、孔１０５を通して空気を吸い込む。ファン１０９からその空気が排出されると、その空気はコールドシンク１１０に沿って通過し、ダクトシステム１０８に入り、入り口孔１０４を経由して再び容器内部１２４に入る。このように、容器内部１２４の中の空気は、再循環（ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｅｄ）して、冷却される。

果物の熟成が進むと、エチレンガス及び他の有機分解の副産物が発生することが知られている。容器内部１２４の中の再循環している冷却空気を規則的に又は定期的に入れ替えることによって、これらのガスを排出することが好ましいと思われる。特に図１４及び図１５を参照すると、小径のメータリングチューブを有する周囲空気導管（ａｍｂｉｅｎｔ ａｉｒ ｃｏｎｄｕｉｔ）１２９は、食品容器側壁を通って隣接する孔１０５まで延びていて、ここでは、コールドシンクファン１０９により、周囲外気が少量吸い込まれて流れ込み、再循環される冷却空気と混合される。図に示されているように、周囲空気導管１２９は、ファン１０９への入口のすぐ上流で、孔１０５に隣接して開口している。しかしながら、この導管は、ここの他の場所でダクトシステムに接続される、と考えられている。導管１２９の入口側で、オプションのバルブ１３０を用いて周囲空気の流入を調整してもよい。エチレン及び他のガス副産物に対応する排出を提供するために、容器１０２及びドア１０３の間で少量のリークを許容することが好ましい。

前述のように、熱電モジュール１２は、通常、外面が冷たく、内面が熱くなるように構成される。熱電モジュールに供給される電流の極性を逆にすると熱の流れる方向も逆転するため、ここに記載されている実施の形態のいずれのフルーツチラーも、果物を暖めて、熟成を促進させ又は進行させるために利用することもできる。この別の構成では、熱電モジュール１２の内面が熱く、外面が冷たい。

ある種の果物は、しばしば緑の又は未熟な状態（ｉｎ ａ ｇｒｅｅｎ ｏｒ ｓｅｍｉ−ｒｉｐｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ）で購入されることがある。バナナはその一例であるが、バナナは、しばしばやや未熟な状態で購入され、外気にさらされて熟成する。熱電モジュール１１２に電流を逆に流すことによって、緑の又は未熟な果物を暖め、より急速に熟成させることができる。そして、熟したら、再び電流を逆にし、容器１２４に冷却空気を供給することにより、より長期間保存することができる。

一般に、温度制御は、果物の熟成を制御する、優れた、そして最良の手段である。上記に述べたように、緑の又は未熟な果物の熟成の進行や促進のために加温（ｗａｒｍｉｎｇ）を用いることができ、果物が熟した後は、冷却が、生物学上の（ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ）熟成過程を遅らせて、果物をより長期間保存するために利用可能な最良の手段である。

熱電モジュール１１２の熱伝達の方向は、上記したように逆転させることができる。暖め及び冷却のレベルはまた、供給される電流及び電圧のレベルをコントロールすることによって制御できる。このようにして、ユーザは、例えば、果物を希望の率で熟成させるための設定値を選択し、逆に、熟成した果物を最もおいしくすると思われる温度で維持するための冷却設定値を選択できる。また、ユーザによる手動設定あるいはプログラムされたマイクロプロセッサ制御を用いることによって、別の冷却又は加温ストラテジー（ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ）を利用することもできる。

Claims (10)

1. ベースウォールを有するハウジングと、
   前記ベースウォールに設けられ、このベースウォールの外面のコールドシンク及びこのベースウォールの内面のホットシンクに熱的に接続されたペルチェ効果熱電装置と、
   前記ハウジングのベースウォールと間隔をあけてほぼ平行に設けられた壁を有する食品容器であり、この容器の壁が前記ベースウォールとともに、このベースウォールとの間で前記コールドシンクを収容するダクトを形成している、前記ハウジングにサポートされた食品容器と、を備え、
   前記容器の壁には、前記容器内への空気入り口開口と、前記容器からの空気出口開口と、が設けられ、
   さらに、前記空気入り口開口及び空気出口開口の一方と、前記コールドシンクとの間で、前記ダクトの一端に設けられたファンを有し、
   前記空気入り口開口及び空気出口開口の他方は、前記ダクトの他端を形成している、ことを特徴とするフードチラー。
2. 前記容器は、取り外し可能に前記ハウジングに取り付けられている、ことを特徴とする請求項１記載の装置。
3. 前記容器は、前記ハウジングの下に吊り下げられていて、スライド可能にこのハウジングに取り付けられている、ことを特徴とする請求項２記載の装置。
4. 前記ダクトシステムを周囲外気に接続する導管をさらに備えている、ことを特徴とする請求項１記載の装置。
5. 前記導管は、周囲外気の流れを制御するためのバルブを有している、ことを特徴とする請求項４記載の装置。
6. 空気流の温度を制御するための、前記熱電装置の制御手段をさらに備えている、ことを特徴とする請求項１記載の装置。
7. 前記制御手段は、前記熱電装置に供給される電流の極性を逆にする手段を有している、ことを特徴とする請求項６記載の装置。
8. 前記制御手段は、前記熱電装置に供給される電流及び電圧の大きさを制御するための手段を有している、ことを特徴とする請求項６記載の装置。
9. 前記容器の内部からの排気ベントをさらに備えている、ことを特徴とする請求項１記載の装置。
10. 前記排気ベントは、前記容器の壁又は前記ハウジングのベースウォールの調節可能なスロットを有している、ことを特徴とする請求項９記載の装置。
    

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