JP2017045675A

JP2017045675A - 温度制御システム

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Publication number: JP2017045675A
Application number: JP2015168892A
Authority: JP
Inventors: 松田　宏; Hiroshi Matsuda; 宏松田; 尚久太田; Naohisa Ota
Original assignee: Lixil Corp
Current assignee: Lixil Corp
Priority date: 2015-08-28
Filing date: 2015-08-28
Publication date: 2017-03-02
Anticipated expiration: 2035-08-28
Also published as: WO2017038153A1; JP6564281B2

Abstract

【課題】対象物を加熱又は冷却する温度制御装置の配置の自由度を高め、作業性の高い温度制御システムを提供する。
【解決手段】温度制御システム３０は、ワークトップ（天板）３の内側に設けられ、送電コイル７１を有する送電器７０と、ワークトップ３とは別体として構成され、送電コイル７１と共振する受電コイル６１を有する温度制御装置と、を備える。温度制御装置は、磁界共鳴によって送電コイル７１から受電コイル６１を通じて非接触給電されることにより、容器１２０を加熱又は容器１２０を冷却する。
【選択図】図３

Description

本発明は、対象物を加熱又は冷却する温度制御システムに関する。

従来から、調理した料理を加熱又は冷却する温度制御装置に非接触給電する技術が知られている。この種の技術を開示するものとして例えば特許文献１がある。特許文献１には、磁力発生コイルを設けた電磁誘導加熱調理器のプレートの上に設置される冷却装置に関して、冷却装置のエネルギー源を電磁誘導加熱調理器で発生する交番磁界から得る技術が開示されている。

特許第５０３０９７１号公報

ところで、調理後のスープやサラダ等を保温又は保冷した状態で一時的に別の場所に置きたいような場合がある。しかし、特許文献１に開示される技術では、電磁誘導加熱調理器のプレートの上に冷却装置を置く必要があるため、プレート以外の場所では冷却を行うことができなかった。また、電磁誘導加熱を利用する技術では、金属材料で構成されるものが加熱されてしまうため、金属製のボウルやナイフ等の調理器具を置くことができず、電磁誘導加熱が行われるエリアを作業スペースとして活用することができなかった。

本発明は、対象物を加熱又は冷却する温度制御装置の配置の自由度を高め、作業性が高い温度制御システムを提供することを目的とする。

本発明は、天板（例えば、後述のワークトップ３）の内側に設けられ、送電コイル（例えば、後述の送電コイル７１）を有する送電器（例えば、後述の送電器７０）と、前記天板とは別体として構成され、前記送電コイルと共振する受電コイル（例えば、後述の受電コイル６１）を有する温度制御装置（例えば、後述の温度制御装置４０）と、を備え、前記温度制御装置は、磁界共鳴によって前記送電コイルから前記受電コイルを通じて非接触給電されることにより、対象物（例えば、後述の容器１１０又は容器１２０）を加熱又は冷却する温度制御システム（例えば、後述の温度制御システム３０）に関する。

前記温度制御装置は、前記受電コイルを通じた通電により、前記対象物を加熱又は冷却するペルチェ素子（例えば、後述のペルチェ素子４５）と、前記ペルチェ素子に流れる電流の向きを切り替える切替器（例えば、後述の切替器５０）と、を有することが好ましい。

本発明の温度制御システムによれば、対象物を加熱又は冷却する温度制御装置の配置の自由度を高め、作業性を効果的に向上させることができる。

本発明の一実施形態に係る温度制御システムが適用されるシステムキッチンを示す図である。温度制御装置により容器が保温される様子を模式的に示す図である。温度制御装置により容器が保冷される様子を模式的に示す図である。温度制御装置が非接触給電される様子を示すブロック図である。

以下、本発明の温度制御システムの好ましい一実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る温度制御システム３０が適用されるシステムキッチン１を示す図である。

図１に示すように、システムキッチン１は、ベースキャビネット２と、ワークトップ３と、流し台１０と、電磁調理器１１と、温度制御システム３０と、を備える。

ベースキャビネット２は、フロアに設置される部分であり、このベースキャビネット２の上部に天板としてのワークトップ３が取り付けられる。本実施形態のワークトップ３は、アクリル樹脂やポリエステル樹脂を主成分とするいわゆる人工大理石で構成される。

流し台１０はワークトップ３の中央に配置され、この流し台１０を挟んで一側には電磁調理器１１が配置され、他側には作業スペース１２が形成される。作業スペース１２では、調理等の各種の作業が行われたり、包丁やまな板等の調理器具が一時的に置かれたりする。

温度制御システム３０は、加熱機能及び冷却機能を有する温度制御システムである。図２は、温度制御装置４０により容器１１０が保温される様子を模式的に示す図である。図３は、温度制御装置４０により容器１２０が保冷される様子を模式的に示す図である。図４は、温度制御装置４０が非接触給電される様子を示すブロック図である。

図２〜図４に示すように、温度制御システム３０は、作業スペース１２に載置される温度制御装置４０と、この温度制御装置４０に電力を供給する送電器７０と、を備える。

温度制御装置４０は、対象物としての容器１１０の加熱又は容器１２０の冷却を行う加熱・冷却装置である。加熱される容器１１０の内容物１１５としては、例えば、スープやパスタ等であり、保冷する容器１２０の内容物１２５としては、ジュースやビールである。

本実施形態の温度制御装置４０は、ワークトップ３とは別体として構成されており、作業スペース１２に自由に配置できる。作業スペース１２は、温度制御システム３０によって加熱又は冷却が行われる加熱冷却エリアとしても機能する。

温度制御装置４０の構成について説明する。図２及び図３に示すように、温度制御装置４０は、第１熱伝導板４１と、第２熱伝導板４２と、ペルチェ素子４５と、切替器５０と、受電器６０と、を備える。

第１熱伝導板４１は、温度制御装置４０におけるワークトップ３の上面に接触する部分であり、アルミ等の材料によりプレート状に形成される。

第２熱伝導板４２は、温度制御装置４０における加熱対象物（容器１１０）又は冷却対象物（容器１２０）に接触する部分であり、アルミ等の材料により下部が開放された蓋状に形成される。第２熱伝導板４２は、その外形が第１熱伝導板４１よりも大きいサイズで形成されており、第１熱伝導板４１の一部を覆っている。

また、第２熱伝導板４２は、そのサイズが温度制御システム３０に用いられる容器１２０のサイズを考慮して形成されている。本実施形態では、容器１１０の高台１１１の内側に収まるように第２熱伝導板４２のサイズが設定されている。

ペルチェ素子４５は、第１熱伝導板４１と第２熱伝導板４２の間に配置されており、ペルチェ効果を利用して第１熱伝導板４１と第２熱伝導板４２の間で熱を移動させる電子部品である。ペルチェ素子４５には受電器６０を介して外部から電力が供給される。

切替器５０は、加熱又は冷却を切り替えるスイッチである。本実施形態の切替器５０は、ペルチェ素子４５に供給される電流の向きを切り替えることにより、該ペルチェ素子４５による熱移動の向きを切り替える。

受電器６０は、ワークトップ３側に配置される送電器７０から受電した電力をペルチェ素子４５に供給する。

受電器６０について説明する。受電器６０は、第１熱伝導板４１の外側面を囲うように配置される受電コイル６１と、受電コイル６１を覆うゴム断熱材６５と、を備える。また、受電器６０は、受電コイル６１の他にコンデンサ及び整流回路（いずれも図示省略）等を有しており、後述する送電器７０に設定される共振周波数に基づいて受電コイル６１及びコンデンサの材料、形状及び容量等が選択されている。

ゴム断熱材６５は、受電コイル６１全体を覆っており、第１熱伝導板４１と第２熱伝導板４２の直接的な接触を妨げながら、第２熱伝導板４２に対する第１熱伝導板４１の位置を固定している。

本実施形態のゴム断熱材６５は、第１熱伝導板４１の外周面と第２熱伝導板４２の内周面の間に固定されている。温度制御装置４０がワークトップ３に置かれた状態で、ゴム断熱材６５（受電器６０）の下部が第１熱伝導板４１又は第２熱伝導板４２によって遮られることなく、ワークトップ３の上面に対面している。

次に、送電器７０による給電について説明する。送電器７０は、ワークトップ３の裏側に配置される送電コイル７１を有する送電側のＬＣ回路である。図４に示すように、送電器７０は、外部の電源５に接続されており、システムキッチン１側には送電器７０への電力の供給をＯＮ／ＯＦＦするための電源スイッチ６が配置されている。

送電コイル７１は、システムキッチン１の外形に応じて矩形状に折り曲げられたものがワークトップ３の裏側で固定される。送電器７０に設定される共振周波数は、温度制御装置４０の受電器６０の共振周波数に一致するように設定されている。

送電器７０に電力が供給されると、送電コイル７１と受電コイル６１が共振して磁界共鳴により、送電コイル７１から温度制御装置４０の受電コイル６１を通じて温度制御装置４０に電力が供給される。温度制御装置４０は、磁界共鳴を利用した非接触給電により供給された電力に基づいて加熱又は冷却を行う。

次に、本実施形態の温度制御システム３０を使用した対象物の加熱及び冷却の流れについて説明する。まず、使用者は、システムキッチン１の電源スイッチ６をＯＮし、温度制御装置４０の切替器５０を加熱又は冷却に切り換えてワークトップ３の作業スペース１２に温度制御装置４０を置く。

使用者が切替器５０により加熱を選択している場合は、ペルチェ素子４５における第２熱伝導板４２側が放熱側となり、ペルチェ素子４５における第１熱伝導板４１側が吸熱側となる。ペルチェ素子４５で生じた熱は、第２熱伝導板４２を通じて加熱対象が保温される。図２に示すように、温度制御装置４０が高台１１１の内側に収まるように容器１１０をセットすることにより、より効率的に容器１１０に熱を伝達することができる。

使用者が切替器５０により冷却を選択している場合は、ペルチェ素子４５における第２熱伝導板４２側が吸熱側となり、ペルチェ素子４５における第１熱伝導板４１側が放熱側となる。ペルチェ素子４５により第２熱伝導板４２を介して冷却対象の容器１２０から熱が吸収される。

放熱側の第１熱伝導板４１は、表面積の大きいワークトップ３に接触しているので、放熱量が大きいペルチェ素子４５を用いる場合であっても、ペルチェ素子４５の冷却にワークトップ３を放熱板として機能させることができるので、対象物の冷却を効率的に行うことができる。

図３に示すように、コップ等のように底面に高台１１１が無い容器１２０でも、容器１２０の内容物１２５を十分に保冷することができる。なお、冷却時においても、図３に示すような容器１１０を用いてサラダや刺身を保冷することができる。この場合、加熱時と同様に高台１１１の内側に温度制御装置４０を配置することで、より効率的に吸熱することができる。

このように、使用者の目的に応じて温度制御装置４０の加熱・冷却が切り替えられる。温度制御装置４０の加熱及び冷却時には、ペルチェ素子４５を介して第１熱伝導板４１と第２熱伝導板４２の間で熱移動が生じるが、本実施形態では第１熱伝導板４１と第２熱伝導板４２の間にゴム断熱材６５が配置されており、第１熱伝導板４１と第２熱伝導板４２が直接接触しない構造になっている。

従って、切替器５０で加熱が選択されている場合に吸熱により冷却された第１熱伝導板４１が第２熱伝導板４２の熱を奪う事態や、冷却が選択されている場合に放熱により加熱された第１熱伝導板４１の熱が第２熱伝導板４２に移動して保冷を妨げる事態が防止されている。

以上説明した本実施形態の温度制御システム３０によれば、以下のような効果を奏する。本実施形態の温度制御システム３０は、ワークトップ３の内側に設けられ、送電コイル７１を有する送電器７０と、ワークトップ３とは別体として構成され、送電コイル７１と共振する受電コイル６１を有する温度制御装置４０と、を備える。温度制御装置４０は、磁界共鳴によって送電コイル７１から受電コイル６１を通じて非接触給電されることにより、容器１１０を加熱又は容器１２０を冷却する。

これにより、磁界共鳴を利用して送電器７０から温度制御装置４０に非接触給電しているので、電磁誘導を利用して電力を供給する構成に比べ、送電器７０から離れた場所に温度制御装置４０を置くことができる。また、複数の温度制御装置４０に同時に給電し、加熱又は冷却をそれぞれ行わせることができる。

また、電磁誘導を利用した加熱ではないので、金属材料のスプーンやフォークをワークトップ３に置いたとしても使用者の意図に反して加熱されることもない。ワークトップ３における送電器７０が配置される部分に、まな板の他、金属製の包丁を置くこともでき、ワークトップ３の作業性を損なうこともない。

また、本実施形態の温度制御装置４０は、受電コイル６１を通じて供給される電流が通電されることにより、容器１１０，１２０を加熱又は冷却するペルチェ素子４５と、ペルチェ素子４５に流れる電流の向きを切り替える切替器５０と、を有する。

これにより、加熱又は冷却を切り替えるための構成をワークトップ３側に用意する必要がなく、送電側の構成をシンプルにすることができる。同時給電により、複数の温度制御装置４０を使用する場合でも、一方の温度制御装置４０でスープを保温するとともに、他方の温度制御装置４０でビールを保冷する機能をシンプルな回路構成で実現できる（図１参照）。

本実施形態では、第１熱伝導板４１と第２熱伝導板４２の間に隙間が形成されることに加え、この隙間にゴム断熱材６５が配置されることにより、ペルチェ素子４５を介することなく、第１熱伝導板４１と第２熱伝導板４２の間で直接的に熱移動が生じる事態が確実に防止されている。更に、ゴム断熱材６５は、弾性変形した状態で第１熱伝導板４１と第２熱伝導板４２の間に入っており、温度制御装置４０の内部への液体の侵入を防止するシール部材としても機能する。

本実施形態では、天板としてのワークトップ３は、金属以外の材料により形成されており、受電器６０とワークトップ３の間には金属材料が介在しないように温度制御装置４０が構成されている。これにより、送電コイル７１と受電コイル６１の間に金属が介在することにより、磁界共鳴を利用した給電が適切に行われない事態が防止されている。

以上、本発明の温度制御装置４０の好ましい一実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。

例えば、送電器７０は、１つの送電コイル７１により受電コイル６１に電力を給電する構成であるが、送電コイル７１を複数設けることもできる。送電コイル７１を矩形に折り曲げたものを２つ並列配置することもできる。また、矩形に折り曲げられた送電コイル７１に替えてリング状に曲げられた送電コイルを用いることができる。更に、送電コイルは、ワークトップ３の裏側ではなく、ワークトップ３の内部に組み込むこともできる。このように、送電コイルの配置方法は、送電器を配置する場所や加熱又は冷却対象等に応じて適宜変更することができる。

上記実施形態では、温度制御装置４０によって容器１１０を加熱又は容器１２０を冷却する構成であるが、この構成に限定されない。例えば、第２熱伝導板４２の外周に弾性を有するパッキン部材を配置し、容器１１０が高台１１１の内側でしっかり保持されるように構成することもできる。また、温度制御装置が内容物を収容する容器部を有する容器と温度制御装置が一体的に構成される温度制御装置とすることもできる。また、容器を介することなく、内容物を温度制御装置４０により直接加熱又は冷却する構成とすることもできる。

上記実施形態では、温度制御装置４０が加熱又は冷却を切り替えることができるように構成されているが、この機能を省略することもできる。即ち、温度制御装置を加熱のみを行う加熱装置又は冷却のみを行う冷却装置とすることもできる。また、加熱装置又は冷却装置としてペルチェ素子以外のものを使用することもできる。

上記実施形態では、システムキッチン１に送電器７０を配置しているが、送電器７０の配置場所は適宜変更できる。例えば、テーブルやバーカウンター等、種々の天板を有する場所に本発明の温度制御システムを適用することができる。

３ワークトップ（天板）
３０温度制御システム
４０温度制御装置
４５ペルチェ素子
５０切替器
６１受電コイル
７０送電器
７１送電コイル
１１０，１２０容器（対象物）

Claims

天板の内側に設けられ、送電コイルを有する送電器と、
前記天板とは別体として構成され、前記送電コイルと共振する受電コイルを有する温度制御装置と、
を備え、
前記温度制御装置は、磁界共鳴によって前記送電コイルから前記受電コイルを通じて非接触給電されることにより、対象物を加熱又は冷却する温度制御システム。
前記温度制御装置は、
前記受電コイルを通じた通電により、前記対象物を加熱又は冷却するペルチェ素子と、
前記ペルチェ素子に流れる電流の向きを切り替える切替器と、
を有する請求項１に記載の温度制御システム。