JP2016506259A - 魔法瓶 - Google Patents

Abstract

本発明は、内壁と外壁との間に真空空間を有した真空容器と、バッテリに貯蔵された電気エネルギーを熱エネルギーに変換し、該変換された熱エネルギーを真空容器に入れられた内容物に伝達する蓋と、を含んだ魔法瓶を提供することによって、効率的に魔法瓶に入れられた内容物の温度を保存し、室外環境においても、真空容器に入れられた内容物の温度を変更することができる。

Description

本発明は、真空容器に保管された内容物の温度を一定に保持させるための蓋付き魔法瓶に関する。

一般的に、室温よりも熱いか、冷たい温度で内容物を保存するために魔法瓶が使われる。魔法瓶容器の内部と外部との間に形成された真空空間は、熱の伝導と対流などによる熱の移動を遮断して、魔法瓶容器の内部の内容物の温度を保存する。

また、蓋は、魔法瓶容器と密着されて熱の移動を防ぐことができる構造で製造されることが一般的である。但し、蓋は、魔法瓶容器と完全な密着が難しく、断熱が脆弱であって、魔法瓶の温度保存性能を阻害するという問題点がある。

併せて、携帯用魔法瓶の場合、追加的な熱エネルギーの供給がなければ、熱の移動が発生して、内容物の温度は、結局室温に収斂するという問題がある。

本発明は、熱電素子を用いて真空容器に保管された内容物の温度を一定に保持するための蓋を含んだ魔法瓶を提供する。

本発明の一実施形態の魔法瓶は、内壁と外壁との間に真空空間を有した真空容器と、電気エネルギーを熱エネルギーに変換して、真空容器に入れられた内容物に前記変換された熱エネルギーを伝達して、内容物の温度を一定に保持させる蓋と、を含む。

ここで、蓋は、電気エネルギーを貯蔵しているバッテリと、電気エネルギーを熱エネルギーに変換する熱電素子と、熱電素子の一面に付着されて、変換された熱エネルギーを内容物に伝達させる発熱板と、熱電素子に印加される電流の大きさ及び方向を制御して、熱電素子の熱エネルギー変換を制御する制御回路と、を含みうる。

また、蓋は、内容物の温度を検出するための温度センサーをさらに含み、制御回路は、検出された内容物の温度に基づいて、熱電素子に印加される電流の大きさ及び方向を決定することができる。

また、蓋は、内容物の温度、バッテリに貯蔵された電気エネルギーの残量のうち１つ以上の情報を表示するための表示部をさらに含みうる。

一方、蓋は、発熱板が付着された一面と他面とに付着されて、熱電素子の熱エネルギー伝達を遮断する断熱材を加えることができる。

また、蓋は、地面との傾きを検出するための重力センサーをさらに含み、制御回路は、検出された傾きに基づいて、発熱板が熱電素子の上部に位置した場合にのみ熱電素子に電流を印加することができる。

また、蓋は、真空容器との密着如何を検出する接触センサーをさらに含み、制御回路は、真空容器と密着されたと検出された場合にのみ熱電素子に電流を印加することができる。

本発明の一実施形態によれば、相対的に熱の遮蔽が難しい蓋を通じて、熱エネルギーを内容物に伝達することによって、魔法瓶に入れられた内容物の温度をさらに効率的に保存することができる。

併せて、内蔵されたバッテリに貯蔵された電気エネルギーを熱エネルギーに変換することによって、別途の電気設備がない室外環境でも、魔法瓶に入れられた内容物の温度を、ユーザが所望する温度に変更することができる。

本発明の一実施形態による魔法瓶の斜視図である。 本発明の一実施形態による魔法瓶の構成を説明する魔法瓶の断面図である。 本発明の一実施形態による魔法瓶の蓋の構成要素を説明するブロック図である。

本発明の一実施形態の魔法瓶は、内壁と外壁との間に真空空間を有した真空容器と、電気エネルギーを熱エネルギーに変換して、真空容器に入れられた内容物に前記変換された熱エネルギーを伝達して、内容物の温度を一定に保持させる蓋と、を含み、ここで、蓋は、電気エネルギーを貯蔵しているバッテリと、電気エネルギーを熱エネルギーに変換する熱電素子と、熱電素子の一面に付着されて、変換された熱エネルギーを内容物に伝達させる発熱板と、熱電素子に印加される電流の大きさ及び方向を制御して、熱電素子の熱エネルギー変換を制御する制御回路と、を含みうる。

前述した、そして、追加的な発明の態様は、後述する実施形態を通じて明らかになる。本明細書で使われる用語は、実施形態での機能を考慮して選択された用語であって、その用語の意味は、ユーザ、運用者の意図または慣例などによって変わりうる。したがって、後述する実施形態で使われた用語の意味は、本明細書に具体的に定義された場合には、その定義に従い、具体的な定義がない場合は、当業者が一般的に認識する意味として解釈されねばならない。

併せて、本明細書で選択的に記載された態様や選択的に記載された実施形態の構成は、たとえ図面で単一の統合された構成で示されたとしても、取り立てて記載がない限り、当業者に技術的に矛盾であることが明白ではなければ、相互間に自在に組み合わせられると理解しなければならない。

図１は、本発明の一実施形態による魔法瓶の斜視図である。

図１を参照すれば、魔法瓶１は、真空容器２０と真空容器２０と分離及び結合可能な蓋１０とで構成される。

蓋１０は、真空容器２０に入れられた内容物の温度を保存するために内蔵されたバッテリに貯蔵された電気エネルギーを熱エネルギーに変換して、真空容器に入れられた内容物に変換された熱エネルギーを伝達して、温度を保存するか、ユーザが入力した温度で真空容器に入れられた内容物の温度を変化させることができる。ここで、熱エネルギーは、物体の温度を変化させるためのエネルギーを言うものであって、真空容器２０に入れられた内容物を加熱または冷却するためのエネルギーである。また、蓋１０は、多様な情報を表示するための表示部を有し、ユーザから多様な設定を入力されるための入力部をさらに有しうる。

真空容器２０は、蓋１０と密着され、内部に入れられた内容物の温度を保存することができる構造からなっている。

図２は、本発明の一実施形態による魔法瓶用の蓋の構成を説明する魔法瓶の断面図である。

図２を参照すれば、魔法瓶は、真空容器と蓋とが結合され、示したように魔法瓶用の蓋が真空容器の下端に位置すれば、内容物が蓋に接触する。このように、真空容器の内部に入れられた内容物が発熱板に接触して、熱エネルギーを伝導（Ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ）の方式で伝達することによって、内容物を直接加熱することができる。

蓋は、発熱板１１０、熱電素子１２０、断熱材１３０、制御回路１４０、センサー１５０、バッテリ１６０、入力部１７０、表示部１８０を含む。

熱電素子１２０の一側面には、熱電素子１２０が変換した熱エネルギーを真空容器に入れられた内容物に伝達するための発熱板１１０が付着されている。この際、発熱板１１０は、伝導熱が高い銀を材料とする。一方、熱電素子１２０の他側面には、熱電素子１２０で変換した熱エネルギーを遮蔽するための断熱材１３０が付着されている。

併せて、制御回路１４０が熱電素子１２０を制御するために、必要な多様な情報を収集するためのさまざまなセンサー１５０を有しうる。また、多様な情報を表示するための表示部１８０をさらに有し、ユーザから多様な設定を入力されるための入力部１７０をさらに含みうる。

また、制御回路１４０は、入力部１７０から入力された温度で内容物の温度を変更するか、内容物の温度を保存するために、バッテリ１６０に貯蔵された電気エネルギーを熱電素子１２０が熱エネルギーに変換するように制御する。

この際、制御回路１４０は、真空容器と蓋との密着如何を接触センサー１５０ａを通じて検出して、真空容器と蓋とが完全に結合された場合にのみ熱電素子１２０が熱エネルギーを生成するように制御することができる。また、制御回路１４０は、重力センサー１５０ｂを通じて、蓋が真空容器の下端に位置した場合であるか否かを検出し、蓋が真空容器の下端に位置して、真空容器に入れられた内容物が発熱板１１０に接触された場合にのみ熱電素子１２０が熱エネルギーを生成するように制御することができる。また、制御回路１４０は、温度センサー１５０ｃによって検出された内容物の温度に基づいて、熱電素子１２０が生成する熱エネルギーの量を調節することができる。

蓋に内蔵されたバッテリ１６０は、充電が可能な２次電池であり、２次電池である場合、蓋は、バッテリ充電のために必要な構成（図示せず）をさらに含みうる。

真空容器は、外壁２１０、真空空間２２０、内壁２３０を含む。真空容器の内壁２３０は、円筒状であり得る。また、真空容器の内壁２３０は、蓋を密着させるための螺旋構造の溝を有しうる。また、蓋は、真空容器の螺旋構造の溝に密着されて真空容器と結合することができる。このために、蓋は、螺旋構造の溝を有しうる。

一方、図２は、蓋の各構成要素層が重畳されたものと表現されているが、これは、説明の便宜のためのものであって、各構成要素は、多様な形態で配置されるということを理解しなければならない。

図３は、本発明の一実施形態による魔法瓶用の蓋の構成要素を説明するブロック図である。

図１、図２を参照すれば、蓋は、バッテリに貯蔵された電気エネルギーを熱エネルギーに変換する。図３を参照して、蓋の各構成要素についてさらに詳しく説明する。

図３を参照すれば、蓋は、熱電素子１２０、バッテリ１６０、表示部１８０、入力部１７０、接触センサー１５０ａ、重力センサー１５０ｂ、温度センサー１５０ｃ、制御回路１４０を含みうる。

熱電素子１２０は、バッテリ１６０から提供された電気エネルギーを熱エネルギーに変換する。熱電素子１２０が変換する熱エネルギーの量は、バッテリ１６０から提供される電気エネルギーに比例し、熱電素子１２０に提供される電気エネルギーの量は、電流の大きさによって調節される。したがって、バッテリが提供する電流の大きさによって生成される熱エネルギーの量は調節される。一方、熱電素子１２０は、２つの導体が結合された形態のペルチェ素子であり得る。ペルチェ素子に電流が供給されれば、素子の一面は発熱して温度が上昇し、他面は吸熱して温度が低くなる。また、熱電素子１２０に電流の方向が変更されれば、発熱していた面が吸熱し、吸熱していた面が発熱することができる。

バッテリ１６０は、電気エネルギーに変換可能な形態の化学エネルギーを貯蔵している。したがって、バッテリ１６０は、化学エネルギー形態に保存された電気エネルギーを熱電素子１２０に提供することができる。この際、バッテリ１６０が熱電素子１２０に提供する電気エネルギーの量は、制御回路１４０によって調節される。一方、バッテリ１６０は、１次電池であり、充電によって再使用が可能な２次電池でもあり得る。例えば、バッテリ１６０は、リチウム（Ｌｉｔｈｉｕｍ）乾電池であり、充電による再使用が可能なリチウムポリマー（Ｌｉｔｈｉｕｍ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｂａｔｔｅｒｉｅｓ）電池でもあり得る。一方、バッテリ１６０が２次電池である場合、バッテリ１６０の充電のために充電回路（図示せず）を含みうる。

表示部１８０は、蓋についての多様な情報、及び内容物と関連した情報を表示する。例えば、表示部１８０は、内容物の温度、バッテリに貯蔵された電気エネルギーの残量のうち１つ以上の情報を表示することができる。一方、表示部は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅｓ）、ＯＬＥＤ（ＯｒｇａｎｉｃＬｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅｓ）、ＡＭＯＬＥＤ（Ａｃｔｉｖｅ Ｍａｔｒｉｘ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅｓ）、フレキシブルディスプレイ（ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｄｉｓｐｌａｙ）、３次元ディスプレイ（３Ｄ ｄｉｓｐｌａｙ）などの表現手段として具現可能であるだけではなく、今後の技術の発達につれて開発される多様な表現手段として具現可能である。また、表示部１８０がタッチスクリーン（Ｔｏｕｃｈｓｃｒｅｅｎ）として具現された場合、入力部１７０に該当する機能を同時に行うことができる。

入力部１７０は、ユーザ入力によって電気的信号を制御回路に伝達する。さらに具体的に、入力部１７０は、内容物の温度設定、内容物の加熱設定、内容物の冷却設定、内容物の温度保存設定のような多様なユーザ入力を電気的信号に変換して制御回路１４０に伝達する。

接触センサー１５０ａは、真空容器と蓋との密着如何を検出する。さらに具体的に、接触センサー１５０ａは、真空容器と蓋とが結合される部分に位置して、容器と蓋との密着如何を検出する。

重力センサー１５０ｂは、地面と傾きを検出する。すなわち、重力センサー１５０ｂは、真空容器の下端に蓋が位置して、熱電素子１２０に付着された発熱板を通じて、容器に入れられた内容物に熱エネルギーを伝達することができるか否かを検出する。

温度センサー１５０ｃは、内容物の温度を測定する。温度センサー１５０ｃは、容器に入れられた内容物に直接接触して、内容物の温度を直接測定することができる。一方、温度センサー１５０ｃが熱電素子１２０に接触して、熱電素子の温度を測定するか、熱電素子１２０に付着された発熱板に接触して、発熱板の温度を測定するように具現されることもある。このように間接的に温度を測定する場合、内容物の温度は、温度センサー１５０ｃによって測定された温度の補正を通じて算出される。

制御回路１４０は、バッテリ１６０から熱電素子に印加される電流の大きさ及び方向を調節して、熱電素子１２０が変換する熱エネルギーを制御する。さらに具体的に、制御回路１４０は、バッテリ１６０が熱電素子１２０に供給する電流の大きさを調節して、熱電素子１２０が発生させる熱エネルギーの量を制御することによって、真空容器に入れられた内容物の温度を保持または変更させる。この際、制御回路１４０は、温度センサー１５０ｃから検出された温度に基づいて、熱電素子１２０に供給される電流の大きさを決定することができる。

一方、制御回路１４０は、熱電素子１２０に供給される電流の方向を調節して、真空容器に入れられた内容物が加熱または冷却されるように制御する。この際、熱電素子１２０は、上述したように電流が流れれば、一接点では発熱し、他接点では吸熱する。したがって、制御回路１４０は、熱電素子１２０に供給される電流の方向を変更して、発熱板が付着された接点の吸熱または発熱を制御することができる。

また、制御回路１４０は、接触センサー１５０ａによって真空容器と魔法瓶用の蓋とが密着されたと検出された場合にのみ、熱電素子１２０に電流を供給するように制御して、不要なバッテリ１６０消費を防止することができる。

また、制御回路１４０は、重力センサー１５０ｂによって熱電素子に付着された発熱板が熱電素子１２０の上部に位置した場合のみ熱電素子１２０に電流を供給するように制御して、発熱板が真空容器に入れられた内容物に効率的に熱エネルギーを伝達させうる。

以上の説明は、本発明の技術思想を例示的に説明したものに過ぎず、当業者ならば、本発明の本質的な特性から外れない範囲内で多様な修正、変更及び置き換えが可能であろう。したがって、本発明に開示された実施形態及び添付図面は、本発明の技術思想を限定するためのものではなく、説明するためのものであり、このような実施形態及び添付図面によって、本発明の技術思想の範囲が限定されるものではない。本発明の保護範囲は、下記の特許請求の範囲によって解釈されねばならず、それと同等な範囲内にあるあらゆる技術思想は、本発明の権利範囲に含まれると解釈されねばならない。

Claims (5)

1. 内壁と外壁との間に真空空間を有した真空容器と、電気エネルギーを熱エネルギーに変換して、前記真空容器に入れられた内容物に前記変換された熱エネルギーを伝達して、前記内容物の温度を一定に保持させる蓋と、を含むが、
   前記蓋は、
   前記電気エネルギーを貯蔵しているバッテリと、
   前記電気エネルギーを前記熱エネルギーに変換する熱電素子と、
   前記熱電素子の一面に付着されて、前記変換された熱エネルギーを内容物に伝達させる発熱板と、
   前記熱電素子に印加される電流の大きさ及び方向を制御して、前記熱電素子の熱エネルギー変換を制御する制御回路と、
   を含むことを特徴とする魔法瓶。
2. 前記蓋は、
   前記内容物の温度を検出するための温度センサーをさらに含み、
   前記制御回路は、前記検出された内容物の温度に基づいて、前記熱電素子に印加される電流の大きさ及び方向を決定することを特徴とする請求項１に記載の魔法瓶。
3. 前記蓋は、
   前記発熱板が付着された一面と他面とに付着されて、前記熱電素子の熱エネルギー伝達を遮断する断熱材と、
   前記内容物の温度、前記バッテリに貯蔵された電気エネルギーの残量のうち１つ以上の情報を表示するための表示部と、
   をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の魔法瓶。
4. 前記蓋は、
   地面との傾きを検出するための重力センサーをさらに含み、
   前記制御回路は、前記検出された傾きに基づいて、前記発熱板が前記熱電素子の上部に位置した場合にのみ前記熱電素子に電流を印加することを特徴とする請求項１に記載の魔法瓶。
5. 前記蓋は、
   真空容器との密着如何を検出する接触センサーをさらに含み、
   前記制御回路は、前記真空容器と密着されたと検出された場合にのみ前記熱電素子に電流を印加することを特徴とする請求項１ないし請求項４のうち何れか一項に記載の魔法瓶。

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