JP2008523874A

JP2008523874A - 熱電冷却／加熱器具

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Publication number: JP2008523874A
Application number: JP2007546252A
Authority: JP
Inventors: グクル，ユスフ; オグズ，エムレ; メイダンリ，カン; ブユクカン，エルデム; イルハン，アリ・オグルカン; フィリネシ，リナルド; オズトゥルク，ウムド・イー
Original assignee: アルチュリク・アノニム・シルケチ
Priority date: 2004-12-15
Filing date: 2005-12-09
Publication date: 2008-07-10
Anticipated expiration: 2025-12-09
Also published as: TR200703485T1; JP4560550B2; CN101084402A; CN100592009C; WO2006064432A1

Abstract

熱損が最少で、冷却機能又は加熱機能の速度が高く、高効率の熱電冷却／加熱器具（１）を提供する。本発明の熱電冷却／加熱器具は、冷却又は加熱されるべき流体を入れる水差しややかん等の容器（３）と、この容器（３）が内部に置かれる冷却／加熱チャンバ（６）と、冷却機能又は加熱機能を提供する熱電ユニット（４）と、容器（３）及び熱電ユニット（４）が配置される本体（５）とを含む。

Description

本発明は、中に入れた飲料や食品を冷却し又は加熱する熱電冷却／加熱器具に関する。

特に自動車や野外で食品や飲料の冷却又は加熱を容易に行うため、熱電効果で機能するクーラー及び／又はヒータが使用されている。熱電装置は、占有空間が小さく、特に少量の食品や飲料の冷却又は加熱を行うため、又は冷却や加熱を短時間で行うのが望ましい場合のエネルギ消費が小さいため、望ましい。熱電装置の効率に悪影響を及ぼす要因は、環境への熱損、冷却又は加熱を行うように機能する熱電素子及び熱交換器の装置内での構造及び位置である。

米国特許第５，４６９，７０８号明細書には、卓上冷水器が記載されている。熱電装置が水を冷却する。この冷水器は、水のボトルを保持するのに適当な形状を備えており、ヒートシンクから断熱されている。熱電装置は、ヒートシンクとボトルの底との間に設けられる。好ましくは、これらの間に熱伝導ブロックが配置される。熱を除去するファンが設けられている。

米国特許第５，７２０，１７１号明細書においては、飲料加熱冷却装置は、チャンバを保持する取り外し自在の二つの飲料容器を備えている。各チャンバは、飲料容器を押圧するばね機構アッセンブリを有する。熱伝達部材に連結された熱電エレメントの作動を電子式制御装置が制御する。制御装置は、システムを過熱しないように保護する熱ヒューズを有する。自動車で使用した場合には、自動タイマーが冷却器を所定時間に従って制御する。

米国特許第５，９７０，７１９号明細書には、加熱／冷却液、医療用品、又は食品用の一つ又は二つの室を備えたポータブルの自蔵式加熱冷却アッセンブリが記載されている。熱電装置は、二つの室間で熱伝達を行う。一方の室から熱を奪うと同時に他方の室を加熱するのに役立つ。必要であれば、二つの室が一度に一つづつ選択的に機能してもよい。

米国特許第６，５９１，６１５号明細書には、二つの熱伝導チャンバを持つ熱伝導器を備えた器具が記載されている。二つの熱伝導チャンバの一方が他方の内側に設けられており、これらのチャンバ間に空隙が設けられている。この器具は、この構造の外側を断熱し、内側チャンバの外面に超伝導ライニングを設けることによって冷却を効率的に行う。この器具の一実施例では、熱電装置の放熱側で発生した熱エネルギを環境に放出するのに役立つファン及び熱伝導器が本体と一体に製造される。発明の別の実施例では、一方が他方の内側にある二つのチャンバで形成された本体が、二部品器具を形成する押圧プレートの上面の熱伝導プレートに配置される。

米国特許第４，８２３，５５４号明細書には、自動車で使用されるようになったポータブル熱電加熱冷却器具が記載されている。
米国特許第５，６６１，９７９号明細書には、内層がベースプレートに取り付けられた球状果物保存ユニットが記載されている。ベースの上に設けられた熱電素子によって冷却された空気を層内の空気経路を通して球の上部に送り、果物保存ユニットの内部に吹き込む。球状ユニットの一区分は、他の区分と重なるように形成されており、更に、キャビン内部を見ることができるように、及びドアのための余分の容積を形成することなくキャビンにアクセスできるように透明である。

米国特許第６，２９５、８２０号明細書には、新鮮な果物やその他の悪くなり易い食品を貯蔵するための熱電冷蔵庫の冷却空気循環システムが記載されている。空気の流路を最小にすることによって、冷却空気が均等に循環される。容器の下壁によって形成されたハウジングに空気流ダクトシステムが配置される。

米国特許第６，６２５，９９１号明細書には、強制空気流によって冷却が行われる果物用冷蔵庫が記載されている。ハウジングの１つの壁が、空気流ダクトを配置するように形成されており、ハウジングと空気流ダクトとの間の空気入口開口部及び空気出口開口部によって空気の循環が行われる。
米国特許第５，４６９，７０８号明細書米国特許第５，７２０，１７１号明細書米国特許第５，９７０，７１９号明細書米国特許第６，５９１，６１５号明細書米国特許第４，８２３，５５４号明細書米国特許第５，６６１，９７９号明細書米国特許第６，２９５，８２０号明細書米国特許第６，６２５，９９１号明細書

本発明の目的は、内部に置かれた食品及び飲料の冷却又は加熱速度を上昇する、効率的な熱電冷却／加熱器具を提供することである。

本発明の上述の目的を達成するための熱電冷却／加熱器具を添付図面に示す。
熱電冷却／加熱器具（１）は、冷却又は加熱されるべき流体が内部に入った水差しややかん等の容器（３）を含む。この容器は、熱伝導を行う容器接触面（２）を備えている。容器接触面は金属プレートでできており、容器の前側に配置されている。器具（１）は、更に、冷却機能又は加熱機能を提供するための熱電ユニット（４）と、容器（３）及び熱電ユニット（４）が配置される本体（５）を含む。

本体（５）は、容器（３）が内側に配置される冷却／加熱チャンバ（６）と、この冷却／加熱チャンバ（６）を閉鎖することにより、外部環境の影響を受けないようにチャンバを保護するカバー（７）と、熱電ユニット（４）が組み込まれた室（８）と、この室（８）を冷却／加熱チャンバ（６）から分離する室壁（９）と、室（８）及び冷却／加熱チャンバ（６）内を循環する低温の又は高温の空気を差し向けるのを補助する、好ましくは室壁（９）に配置された一つ以上の内部空気ダクト（１０）と、室（８）と外部環境との間を循環する空気を差し向けるのを補助する、好ましくは本体（５）の後壁に配置された一つ以上の外部空気ダクト（１１）とを備えている。

室壁（９）は、好ましくは、容器（３）を配置したときに完全に嵌まるように斜めに形成されており、容器接触面（２）の熱伝導表面積を増大する。本体（５）は、更に、水の沸騰等の機能を行うための抵抗器型の又は誘導子型のヒータ（１２）と、一つ又はそれ以上の磁石（１３）を備えている。磁石は、好ましくは、金属プレートとして形成された容器接触面（２）を持つ容器（３）の冷却／加熱チャンバ（６）での組み立てを可能にするため、室壁（９）に配置されている。

熱電ユニット（４）は、加えられた電流の方向に応じて一方の表面が高温表面として作用し、他方の表面が低温表面として作用する一つ又はそれ以上の熱電素子（１４）と、熱電素子（１４）が発生した冷却効果又は加熱効果を容器（３）に伝達する熱伝導プレート（１５）と、室（８）に向いた熱伝導プレート（１５）の表面上に配置された、熱電素子（１４）と接触することによって発生した熱を外部環境に伝達する主放熱器（１６）と、低温の又は高温の空気を冷却／加熱チャンバ（６）に、及びかくして容器（３）に伝達するのに使用される副放熱器（１７）と、空気を主放熱器（１６）に吹き付けることにより熱を外部環境に強制的に対流するファン（１８）と、空気を副放熱器（１７）に吹き付けることにより冷却／加熱チャンバ（６）を冷却し又は加熱するファン（２８）とを含む。

熱伝導プレート（１５）は、冷却／加熱チャンバ（６）内に開放した、容器（３）との直接的接触により容器を伝導で冷却し又は加熱する熱伝導面（１９）と、この熱伝導面（１９）と異なる平面に配置されていて、副放熱器（１７）と接触し、冷却／加熱チャンバ（６）及びかくして容器（３）の冷却又は加熱を熱対流によって、ファン（２８）の補助で行い、それにより熱伝導面（１９）が行う冷却及び加熱の速度を上昇する熱対流面（２０）と、熱伝導面（１９）及び熱対流面（２０）の反対側に配置されていて、熱電素子（１４）と接触する一つ又はそれ以上のプレート接触面（２１）と、を備えている。

熱電冷却／加熱器具（１）で冷却プロセスを行う場合には、冷却されるべき流体で容器（３）を一杯にし、容器接触面（２）が熱伝導プレート（１５）と接触するように容器を冷却／加熱チャンバ（６）に置く。熱電素子（１４）に直流を所定の方向で加え、冷却を誘導する。熱伝導プレート（１５）と接触した熱電素子（１４）の表面は、低温表面として作用し、主放熱器（１６）と接触した表面は、高温表面として作用する。熱伝導プレート（１５）は冷却を開始し、熱伝導面（１９）は熱を伝導することにより容器（３）を冷却する。熱電素子（１４）の高温表面は、主放熱器（１６）を加熱し、この主放熱器（１６）によって放散された高温の空気は、ファン（１８）及び外部空気ダクト（１１）によって外部環境に放出される。熱対流面（２０）の冷却効果は、副放熱器（１７）に伝達される。副放熱器（１７）から放散された低温の空気は、ファン（２８）及び内部空気ダクト（１０）によって冷却／加熱チャンバ（６）に送られる。冷却／加熱チャンバ（６）の冷却により、容器（３）の冷却速度をこのように上昇する。

熱電冷却／加熱器具（１）で加熱プロセスを行う場合には、加熱されるべき流体で容器（３）を一杯にし、容器接触面（２）が熱伝導プレート（１５）と接触するように容器を冷却／加熱チャンバ（６）に置く。熱電素子（１４）に直流を所定の方向で加え、加熱を誘導する。熱伝導プレート（１５）と接触した熱電素子（１４）の表面は、高温表面として作用し、主放熱器（１６）と接触した表面は、低温表面として作用する。熱伝導プレート（１５）は加熱を開始し、熱伝導面（１９）は熱を伝導することにより容器（３）を加熱する。熱電素子（１４）の低温表面は、主放熱器（１６）を冷却し、この主放熱器（１６）によって放散された低温の空気は、ファン（１８）及び外部空気ダクト（１１）によって外部環境に放出される。熱対流面（２０）の加熱効果は、副放熱器（１７）に伝達される。副放熱器（１７）から放散された高温の空気は、ファン（２８）及び内部空気ダクト（１０）によって冷却／加熱チャンバ（６）に送られる。冷却／加熱チャンバ（６）の加熱により、容器（３）の加熱速度をこのように上昇する。

本発明の好ましい実施例では、熱伝導プレート（１５）は、熱伝導面（１９）と熱対流面（２０）との間の角度（Ａ）が１８０°よりも大きいように曲げられる。このようにして、熱伝導面（１９）が容器（３）と接触しているとき、同じ側部に設けられた熱対流面（２０）を副放熱器（１７）と接触させるのが容易になる。この実施例では、プレート接触面（２１）は２つの平面を形成するように曲げられ、プレート接触面（２１）の内側平面間の角度（Ｂ）は１８０°よりも小さい。主放熱器（１６）は、プレート接触面（２１）全体と連通しており、熱伝導面（１９）及び熱対流面（２０）の両方の後側の熱電素子（１４）によって集合的に使用され、小型に製造できる。

本発明の別の実施例では、専ら、熱伝導面（１９）だけ、又は熱対流面（２０）だけに連結された熱電素子（１４）を作動でき、冷却又は加熱をゆっくりと行うように機能し、食品又は飲料を低温又は高温の待機状態に保持することができる。

本発明の熱電冷却／加熱器具（１）により、冷却／加熱チャンバ（６）内に配置された容器（３）内の流体の冷却及び加熱を、熱伝導プレート（１５）の熱伝導面（１９）と接触した容器接触面（２）によって行うことができ、進行中の冷却又は加熱プロセスの速度を、熱伝導プレート（１５）の熱対流面（２０）によって上昇する。更に、例えば冷却／加熱チャンバ（６）内に装着する上で適当な大きさの缶、壜、水差し、又はコップに入った食品又は飲料の冷却又は加熱に使用できる。

図１は、熱電冷却／加熱器具の概略図である。図２は、容器の概略図である。図３は、熱電冷却／加熱器具の概略側面図である。図４は、熱電冷却／加熱器具の本体の概略図である。図５は、熱電ユニットの概略図である。図６は、熱電ユニットの分解図である。図７は、熱電ユニットの概略側面図である。

符号の説明

１熱電冷却／加熱器具２容器接触面
３容器４熱電ユニット
５本体６冷却／加熱チャンバ
７カバー８室
９室壁１０内部空気ダクト
１１外部空気ダクト１２ヒータ
１３磁石１４熱電素子
１５熱伝導プレート１６主放熱器
１７副放熱器１８、２８ファン
１９熱伝導面２０熱対流面
２１プレート接触面

Claims

冷却又は加熱されるべき流体が内部に入った容器（３）と、冷却機能又は加熱機能を提供するための熱電ユニット（４）と、容器（３）及び熱電ユニット（４）が配置された本体（５）とを含む、熱電冷却／加熱器具（１）において、
前記熱電ユニット（４）は、
一つ又はそれ以上の熱電素子（１４）と、
発生した熱を外部環境に放出する、前記熱電素子（１４）と接触した主放熱器（１６）と、
低温又は高温の空気を前記容器（３）に伝達するのに使用される副放熱器（１７）と、
前記主放熱器（１６）又は前記副放熱器（１７）に空気を吹き付けて強制的に熱対流を発生する一つ又はそれ以上のファン（１８、２８）と、
前記熱電素子（１４）が発生した冷却効果及び加熱効果を前記容器（３）に伝達する、前記容器（３）と直接接触して前記容器の冷却又は加熱を伝導によって行う熱伝導面（１９）と、
前記熱伝導面（１９）と異なる平面に配置されていて、前記副放熱器（１７）と接触し、前記ファン（２８）の補助により前記容器（３）の冷却又は加熱を熱対流によって行う熱対流面（２０）を持つ熱伝導プレート（１５）と、
を備えることを特徴とする熱電冷却／加熱器具。
請求項１に記載の熱電冷却／加熱器具において、
前記熱電ユニット（４）は、前記熱電素子（１４）と接触した一つ又はそれ以上のプレート接触面（２１）を前記熱伝導面（１９）及び前記熱対流面（２０）とは反対側に備えた熱伝導プレート（１５）を有する、ことを特徴とする熱電冷却／加熱器具。
請求項１又は２に記載の熱電冷却／加熱器具において、
前記熱電ユニット（４）は、前記熱伝導面（１９）と前記熱対流面（２０）との間の角度（Ａ）が１８０°よりも大きい熱伝導プレート（１５）を有する、ことを特徴とする熱電冷却／加熱器具。
請求項１、２、又は３に記載の熱電冷却／加熱器具において、
前記熱電ユニット（４）は、二つの平面を形成するように曲げられたプレート接触面（２１）間の角度（Ｂ）が１８０°よりも小さい熱伝導プレート（１５）を有する、ことを特徴とする熱電冷却／加熱器具。
請求項１乃至４のうちのいずれか一項に記載の熱電冷却／加熱器具において、
容器（３）は、熱を伝導するための金属プレート製の熱伝導容器接触面（２）が前側に配置されている、ことを特徴とする熱電冷却／加熱器具。
請求項１乃至５のうちのいずれか一項に記載の熱電冷却／加熱器具において、
本体（５）は、
冷却／加熱チャンバ（６）と、
前記冷却／加熱チャンバ（６）を閉鎖することによって該チャンバを外部環境から影響を受けないように保護するカバー（７）と、
前記熱電ユニット（４）が組み立てられる室（８）と、
前記室（８）と前記冷却／加熱チャンバ（６）との間に位置決めされた室壁（９）と、
前記室（８）及び前記冷却／加熱チャンバ（６）内を循環する低温空気又は高温空気を差し向けるのを補助する一つ以上の内部空気ダクト（１０）と、
前記室（８）及び前記外部環境内を循環する空気を差し向けるのを補助する一つ以上の外部空気ダクト（１１）とを有する、ことを特徴とする熱電冷却／加熱器具。
請求項６に記載の熱電冷却／加熱器具において、
本体（５）は、前記容器（３）を配置したときに前記容器接触面（２）の熱伝導表面積を増大することによって、完全に嵌まるように斜めに形成された室壁（９）を有する、ことを特徴とする熱電冷却／加熱器具。
請求項６に記載の熱電冷却／加熱器具において、
本体（５）は、前記容器（３）を前記冷却／加熱チャンバ（６）に組み立てることを可能にする一つ又はそれ以上の磁石（１３）を有する、ことを特徴とする熱電冷却／加熱器具。
請求項６に記載の熱電冷却／加熱器具において、
前記本体（５）は、水の沸騰等の機能を行うのに役立つ抵抗器型の又は誘導子型のヒータ（１２）を備えている、ことを特徴とする熱電冷却／加熱器具。