JP2017535315A

JP2017535315A - 熱電発電器を備える取り外し可能なハンドル

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Publication number: JP2017535315A
Application number: JP2017517342A
Authority: JP
Inventors: コンポージャン−ルイ
Original assignee: セブソシエテアノニム
Priority date: 2014-09-30
Filing date: 2015-09-28
Publication date: 2017-11-30
Also published as: US10646074B2; CN106714635A; EP3200662B1; ES2877631T3; KR20170066474A; FR3026287A1; EP3200662A1; US20170224175A1; WO2016051057A1; FR3026287B1

Abstract

本発明は、少なくとも１つの熱電発電器（３）を備える、料理用容器または蓋のためのハンドル（１）に関する。本発明は、このハンドル（１）が、解放可能なロッキングデバイス（４）を備え、そして熱電発電器（３）が、熱連結器（６）に熱的に接続される少なくとも１つの第１の接触面（５）を備え、ハンドル（１）の解放可能なロッキングデバイス（４）が料理用容器（２）または蓋におけるロック位置にあるとき、熱連結器（６）が、料理用容器（２）または蓋の部分（７）に圧力を受けて接触することを特徴とする。

Description

本発明は、料理用容器（容器とも称される）または単に蓋と称される料理用容器の蓋のための取り外し可能なハンドルの分野に関する。本発明は、より詳細には、熱電変換の原理に基づいて動作する、電子機能に電力を供給することを目的とする内蔵された電力供給デバイスを含む、取り外し可能なハンドルに関する。

ハンドル内に位置した電子温度インジケーションシステムに電力を供給するのに熱電発電器のような電力供給デバイスを使用するフライパンなどの料理用容器が、すでに存在している。フライパンが加熱されると、熱の流れが作り出される。熱電発電器は、この熱の流れを用いて電子インジケーションシステムを機能させるのに必要な電気を生成する。

取り外し可能なハンドルも存在しており、例えば料理用容器または蓋において使用される。取り外し可能なハンドルによってもたらされる利点のうちの１つは、取り外し可能なハンドルを容器または蓋から取り外すと、その料理用容器または蓋を簡単に収納することができるようになることである。他の利点は、複数の料理用容器または複数の蓋に必要なハンドルが１つだけで済むことである。

特許文献１には、鍋本体とハンドルを備えるフライパンが記載されている。ハンドルは、鍋本体にねじ込まれ、本体に対して固定されている。すなわち、使用者は、緩めるステップを行うだけでそれを鍋本体から取り外すことができ、そうしないと、彼はそれをまったく取り外すことができないということである。フライパンは、温度センサをさらに備え、その温度は、ハンドルに内蔵されたディスプレイに表示され得る。このセンサおよびディスプレイに電力を供給するために、フランパンは、センサおよびディスプレイを機能させるのに必要な電気を供給する熱電発電器を備える。発電のために、この熱電発電器は、２つの表面を備え、そのうちの第１の表面は、鍋本体に対して配置される。この配置により、熱電発電器と鍋本体との間において熱交換が確立されることを可能とする。特許文献１には、さらに、熱電発電器の第２の表面に連結される熱シンクが記載されている。熱シンクは、熱電発電器の冷却を促進するように設計され、それは、垂直方向に位置するフィンを備える金属ラジエータの形状をしている。

ＣＮ２０１０１５５３３

前述の特許文献１に記載されるようなハンドルの場合に直面する問題のうちの１つは、その構造から、それらが１つの料理用容器または１つの蓋だけに連結され、したがって、料理用容器または蓋の収納があまり簡単ではないことである。他の直面する問題は、ハンドルが何度も把持された後に、熱電発電器と料理用容器または蓋との間にいくらかの機械的な遊びができてしまい、その結果、これらの２つの構成要素間での熱交換が減少してしまうことである。この場合、熱電発電器の出力の損失が見られる。

本発明によって提案される１つの解決策は、料理用容器または蓋から取り外すことができ、追加の電子機能に対して、時間がたっても一定で信頼性の高いやり方で電気を供給することができる、ハンドルを提供することである。これを行うため、克服されるべき難点のうちの１つは、ハンドルが繰り返し使用される過程にわたってロックされるおよび／または取り外されるとき、熱電発電器と料理用容器または蓋との間の効果的な熱交換を有することから成ります。結果的に、信頼性の高いやり方で自給可能に電力が供給される電子機能を有することのできる１つだけの取り外し可能なハンドルができることになる。

この目的は、少なくとも１つの熱電発電器を備える、料理用容器または蓋のためのハンドルを用いて達成される。ハンドルは、解放可能なロッキングデバイスを備え、熱電発電器は、熱連結器（thermal coupler）に熱的に接続される少なくとも１つの第１の接触面を備え、熱連結器は、ハンドルの前記解放可能なロッキングデバイスが料理用容器または蓋におけるロック位置にあるとき、料理用容器または蓋のセクションに対して圧力を受けて配置されることを特徴とする。

本発明の一特徴によれば、熱電発電器は、連結部分に熱的に接続される第２の接触面を備える。

本発明の一特徴によれば、ハンドルは、連結部分、または熱電発電器の第２の接触面に、熱的に接続される熱シンクを備える。

第１の実施形態によれば、熱シンクは、ハンドルの長さよりも短い１つまたは複数のフィンからなる。

本発明の一特徴によれば、フィンは、熱伝導性材料で作られる。

一変形形態によれば、フィンは、ヒートパイプである。

ハンドルの第２の実施形態によれば、熱シンクは、対流冷却を得るように、垂直方向に、互いに平行に組み付けられる少なくとも２つのフィンを備えるラジエータからなる。

ハンドルの第３の実施形態によれば、熱シンクは、融点が５０℃から７０℃の間の固体本体からなる潜熱シンクである。

ハンドルの一実施形態の特徴によれば、前記ハンドルは、熱拡散器を備える。

本発明の一特徴によれば、ハンドルは、熱電発電器に接続される電子デバイスを備える。

本発明の一特徴によれば、電子デバイスは、電子ディスプレイまたは電子センサであってよい。

本発明の一特徴によれば、ハンドルは、換気のための横方向貫通穴および／または長手方向貫通穴を備える。

本発明の一特徴によれば、ハンドルは、熱電発電器に接続されるマイクロファンを備える。

本発明は、さらに、料理用容器または蓋のハンドルのための発電デバイスに関する。発電デバイスは、熱電発電器を備える。発電デバイスは、熱電発電器に熱的に接続される熱連結器と、熱電発電器に熱的に接続される熱シンクとを備える。発電デバイスは、ハンドルから取り外し可能である。

本発明の目的、態様および利点は、添付の図面を参照して、以下にある非限定的な例として挙げられる本発明の特定の実施形態の説明からより良く理解されよう。

第１の実施形態における料理用容器およびハンドルの斜視図である。第１の実施形態に示されるようなハンドルの斜視図である。第１の実施形態に示されるようなハンドルの一部の斜視図である。第２の実施形態におけるハンドルの斜視図である。第３の実施形態におけるハンドルの斜視図である。

図１に示されるように、料理用容器（２）（以降、単に容器（２）と称される）のための、または料理用容器の蓋（単に蓋と称される）のためのハンドル（１）は、解放可能なロッキングデバイス（４）を備える。解放可能なロッキングデバイス（４）は、少なくとも１つの締付部分（２５）の動きを開始するように設計される１つまたは複数の起動ボタン（２４）を備える。締付部分（２５）は、ハンドル（１）を容器（２）または蓋に取り付けるのに使用される。

容器（２）についていえば、それは、底部（２６）と、底部（２６）を囲繞する壁部（２７）と、壁部（２７）に取り付けられるハンドル（１）とを含む。容器（２）は、例えば、フライパンであってよいが、ソースパン、ストックポット、または底部（２６）から熱的に加熱されるように設計されるあらゆる他の金属の入れ物であってよい。容器（２）は、アルミニウムまたは任意の他の熱伝導性材料で作られ得る。

使用者がハンドル（１）を容器（２）にロックしたいとき、締付部分（２５）は、壁部（２７）の上側部分にある、容器（２）の壁部（２７）のセクション（７）をしっかりと握る。

解放可能なロッキングデバイス（４）の他の実施形態では、容器（２）は、蓋（図示せず）を備え、ロッキング部品（２５）は、蓋の一セクションをしっかりと握る。

容器（２）が加熱されると、セクション（７）が温まる。同じことは、ロッキング部品（２５）によって握られる蓋のセクションにも当てはまる。

図２に示されるように、ハンドル（１）は、本体（２３）を備える。非限定的なやり方では、この本体は、耐熱性（heat-stable）材料で作られる。本体（２３）は、熱伝導性（heat-conductive）材料ではない任意の他の材料で作られてもよい。

本体（２３）は、キャビティ（２８）を得るために、中心が、ハンドル（１）の長さに沿って中空になっている。このように、キャビティ（２８）は、本発明が機能するのに必要な、熱電発電器（３）、熱シンク（１０）および解放可能なロッキングデバイス（４）に関連する機構（２９）などの様々な構成要素を収容することができる。

キャビティ（２８）に収容される熱電発電器（３）は、ペルチェモジュールであってよい、少なくとも１つの熱電モジュールを備える。この場合、それは、２つの接触面（５、８）を有する。第１の接触面（５）は、「高温」と称され、熱源に接触して置かれ、その一方で、第２の接触面（８）は、「低温」と称され、冷熱源に接触して置かれる。

図３に示されるように、ハンドル（１）は、連結部分（９）をさらに備えることができる。熱電発電器（３）の第２の接触面（８）は、連結部分（９）に熱的に接続される。

用語「熱的に接続される」は、第２の接触面（８）と連結部分（９）との接触が、最小の熱抵抗を有することを意味する。

しかし、連結部分（９）は、以下に記載されるように、必須ではなく、他の変形形態では、ハンドル（１）は、連結部分（９）を備えない。

図１および図３に示されるように、ハンドル（１）は、連結器（６）と称される、熱連結器（６）をさらに備える。連結器（６）は、熱電発電器（３）の第１の接触面（５）に熱的に接続される。連結器（６）は、ハンドル（１）がロック位置にあるとき、換言すると、締付部分（２５）がハンドル（１）を容器（２）または蓋に取り付けるとき、容器（２）のセクション（７）に接触するように備え付けられる。連結器（６）は、締付部分（２５）に概ね対向して位置し、そしてハンドルが容器（２）または蓋に配置されるときに締付部分（２５）に対してセクション（７）の他方側にある。連結器（６）の機能および有用性は、以下に詳細に記載される。ハンドル（１）が壁部（２７）にロックされるとき、連結器（６）は、その圧力を受けて壁部（２７）のセクション（７）に接触する。

好ましくは、連結器（６）は、金属であり、アルミニウムか銅のどちらかで作られる。

ハンドル（１）は、図３に示されるように、熱シンク（１０）をさらに備える。図３に示されるハンドル（１）の第１の実施形態では、熱シンク（１０）は、ハンドル（１）のキャビティ（２８）に収容され、そして同様にハンドル（１）のキャビティ（２８）に収容される解放可能なロッキングデバイス（４）に関連する機構（２９）に干渉しない。熱シンク（１０）は、連結部分（９）に熱的に接続される。

一変形形態では、連結部分（９）はなく、熱シンク（１０）は、熱電発電器（３）の第２の接触面（８）に直接接続される。

さらにハンドルの第１の実施形態を参照すると、熱シンク（１０）は、ハンドル（１）のキャビティ（２８）に収容される２つのフィン（１１）からなる。それらは、長手方向に、ハンドル（１）の長さに沿って配向される。

これらのフィン（１１）は、互いに平行であり、それらの長さは、ハンドル（１）よりも短く、それらの寸法は、ハンドル（１）のサイズおよび所望の冷却に応じたものになる。

フィン（１１）を構成する材料は、金属であり、熱伝導性材料である。好ましくは、この材料は、アルミニウムか、さらには銅であってもよい。

一変形形態では、この材料は、ヒートパイプであってよい。

ハンドル（１）の第２の実施形態では、図４に示される熱シンク（１０）は、ラジエータ（１２）である。ラジエータ（１２）は、対流冷却を得るように垂直方向に組み付けられる少なくとも２つのフィン（１３）を備える。フィン（１３）は、互いに平行とされる。

ハンドル（１）の第３の実施形態では、図５に示される熱シンク（１０）は、潜熱シンク（潜熱利用型ヒートシンク）である。用語「潜熱シンク」は、熱シンクが、ある温度にそれが達すると相転移する材料で作られることを意味する。

ハンドル（１）の第３の実施形態によれば、それは、固体本体（１４）からなる。固体本体（１４）の融点は、５０℃から７０℃の間である。固体本体（１４）は、パラフィン系混合物である。

第３の実施形態では、ハンドル（１）は、熱拡散器（１６）をさらに備えることができる。後者は、連結部分（９）に熱的に接続される、または熱電発電器（３）の第２の接触面（８）に直接接続され得る。

熱拡散器（１６）は、ハンドル（１）内、より具体的には、固体本体（１４）内に長手方向に延在する。

ハンドル（１）の上記３つの実施形態では、ハンドルは、熱電発電器（３）に接続される電子デバイス（１７）をさらに備えることができる。電子デバイス（１７）は、電子ディスプレイ（１８）または電子センサ（１９）であってよい。

電子センサ（１９）は、非限定的な一例として、温度センサであってよい。

上述した第１の実施形態および第２の実施形態においてハンドル（１）からの放熱を促進するために、図１に示されるように、ハンドルに、換気のための横方向の（crosswise）貫通穴（２０）が複数追加され得る。

横方向貫通穴（２０）の数ならびにそれらの直径は、熱シンク（１０）の表面積または体積に比例して調整される。

熱シンクが２つのフィン（１１）からなる熱シンク（１０）の第１の実施形態では、横方向貫通穴（２０）は、空気を引き込む取り入れ穴（Ｅ１）、および空気を排出する放出穴（Ｅ２）を有する。全表面積Ｓ２は、空気が排出されるすべての放出穴（Ｅ２）の表面積の合計を示し、全表面積Ｓ１は、空気を引き込むすべての取り入れ穴（Ｅ１）の表面積の合計を示す。熱電発電器（３）の出力を最適にするについてこれらの穴の数およびサイズを決定するために、全表面積Ｓ２は、フィンの全長を示す長さＬの３倍に等しくなければならない。出力を最大にするさらなる努力において、全表面積Ｓ１は、全表面積Ｓ２よりも大きくなければならない。

横方向貫通穴（２０）のサイズに関して、同じ理論が、ハンドル（１）の第２の実施形態にも適用される。

他の解決策、または横方向貫通穴（２０）の補足として、換気のための長手方向貫通穴（図示せず）が追加されてもよい。横方向穴（２０）と同じように、これらの長手方向穴の数および直径は、熱シンク（１０）の表面積または体積に従って調整される。

第１の実施形態および第２の実施形態では、ハンドル（１）は、電気の供給を受けるために熱電発電器（３）に接続されるマイクロファン（２２）をさらに備えることができる。

ハンドル（１）が、ハンドル（１）の第１の実施形態および第２の実施形態に記載されるように機能する場合、本発明は、まず、熱電発電器（３）と容器（２）の壁部（２７）または蓋との間を効果的かつ繰り返し可能に熱的に結合することを確立することからなる。これは、アルミニウム連結器（６）により得られる。アルミニウム連結器（６）は、容器（２）の壁部（２７）または蓋との接触面積を最大にし、ハンドル（１）がロッキングデバイス（４）によって容器（２）または蓋にロックされるとき、この連結器（６）は、容器（２）の壁部（２７）のセクション（７）または蓋に、高い圧力を受けて配置される。

容器（２）が加熱される間、容器のアルミニウム壁部（２７）は、徐々に温められる。

ハンドル（１）が、第１の実施形態に記載されるように、すなわち、熱シンク（１０）が２つの金属フィン（１１）からなる場合、次いで、熱の流れが、壁部（２７）とフィン（１１）との間で確立される。フィンが温められると、今度は、周囲の空気の自然対流が、横方向貫通穴（２０）を通して、ハンドル（１）内で起こる。先に述べたように、横方向貫通穴（２０）によって、ハンドル（１）の内部の対流プロセスが促進され得る。この対流は、ハンドル（１）の長手方向に配置される、換気のための長手方向貫通穴によって加速され得る。

横方向貫通穴（２０）および長手方向貫通穴は、同時に、または一方だけが存在してよく、あるいはこれらの類の穴の他のものが存在してもよい。

これらの穴を通じたこの対流は、さらに、ハンドル（１）に配置されるマイクロファン（２２）の使用によって加速され得る。

この対流の目的は、ハンドル（１）、より具体的にはフィン（１１）が、熱を周囲の空気に放散することができるようにすることであり、それによって、容器（２）の壁部（２７）または蓋と周囲の空気との間における連続システム（continuous system）が確立される。

連続システムとして確立される熱流束は、こうして、連結器（６）によって熱電モジュールを通り、その両末端（terminals）に、熱流束に比例する電圧を生成する。

したがって、熱流束がゼロの場合、電圧もゼロとなり、これは、フィン（１１）が十分に放熱しないときに起こる。

容器（２）が３００Ｗの電力を出力するレンジ上面に置かれる場合、熱電モジュールを通る連続システム内で得られるその流束は、３Ｗ／ｃｍ²から６Ｗ／ｃｍ²になり、それは、１．５Ｖから２．７Ｖの範囲の電圧における７．２ｍＷから１４ｍＷの範囲の発電に相当する。

好ましくは、熱電モジュールを通る連続システム内で得られる平均流束は、約３Ｗ／ｃｍ²であり、その結果、１．５Ｖの電圧で７．２ｍＷの発電になる。

ハンドル（１）は、電子ディスプレイ（１８）、電子センサ（１９）またはマイクロファン（２２）など、熱電発電器（３）に接続される電子デバイス（１７）を備え、例えば、そのような発電は、これらの様々な電子デバイス（１７）に電力を供給するのに十分である。

また、ハンドル（１）が第２の実施形態に記載されるようなものの場合、つまり、それが対流冷却を得るように垂直方向に組み付けられる少なくとも２つのフィン（１３）を含むラジエータ（１２）からなるとき、その動作は、熱シンク（１０）が２つの長手方向フィン（１１）からなる第１の実施形態のハンドル（１）の場合と同じである。

また、ハンドル（１）が第３の実施形態に記載されるようなものの場合、つまり、それが固体本体（１４）からなる潜熱シンクからなり、その融点が５０℃から７０℃の間である場合、熱電発電器（３）のための冷熱源として、より具体的には、それが徐々に融解するときの固体本体（１４）に潜在する相転移エネルギーのための冷熱源として使用されるのは、固体本体（１４）である。その場合、固体本体（１４）は、一旦融解すると、製品が使用されていない間中この潜在しているエネルギーを環境に移すが、それは、家庭用品の使用サイクルから考えると、問題にならない。この例では、パラフィンである固体本体（１４）は、それが熱源から離されると、その固体状態が徐々に回復する。

ハンドル（１）が熱拡散器（１６）をさらに含む場合、熱拡散器は、熱をハンドル（１）の一方側から他方に放散させることができる。

この第３の実施形態では、ハンドル（１）は、冷却を加速させるために、上述したような横方向貫通穴（２０）および／または長手方向貫通穴をさらに含むことができる。

この第３の実施形態は、容器（２）が加熱されると、流れが、熱電発電器（３）を通して確立され、熱源（容器（２）の壁部（２７））から、固体本体（１４）および場合によっては熱拡散器（１６）からなる冷熱源の方に向かう、というように正確に動作する。まず、固体本体（１４）の温度が、室温からその融解温度（約５０℃）へと徐々に上昇する。次いで、約５０℃の温度の状態で固体本体（１４）が徐々に融解し、それによって、熱電発電器（３）を通る熱の流れが、一定のままにされ、同じことが発電にも当てはまる。この間、ハンドル（１）の温度は、従来のハンドルに比べて比較的低い状態のままである。固体本体（１４）の総量およびレンジ上面のパワーによって決まる、ある時間が経過した後、固体本体（１４）は、完全に融解し、ハンドル（１）の温度は、それが周囲空気と熱平衡状態に達するまで上昇し始める。容器（２）が出力３００Ｗのレンジ上面に置かれる標準的な場合、４０ｃｍ³のパラフィン系の固体本体（１４）を収容するハンドル（１）は、熱電発電器（３）を８５分間安定して機能させることができ、最大有効電力は２．５Ｖで２０ｍＷであり、一方、ハンドル（１）の外面温度は、６６℃のままである。

少なくとも連結器（６）、熱電発電器（３）および熱シンク（１０）は、発電デバイスを形成する。発電デバイスは、清浄化（cleaning）または不具合のある部品を取り替える目的で、ハンドル（１）から取り外され得る。この発電デバイスは、クリップ、磁化またはハンドル（１）内部側への摺動によって、ハンドル（１）の内部に取り付けられ得る。

当業者には明らかな様々な修正および／または改良が、本説明に記載の本発明の実施形態に加えられ、それでもそれらは添付の特許請求の範囲によって定められる本発明の範囲内にあると理解されよう。

Claims

少なくとも１つの熱電発電器（３）を備える、料理用容器（２）または蓋のためのハンドル（１）において、
解放可能なロッキングデバイス（４）を備え、前記熱電発電器（３）は、熱連結器（６）に熱的に接続される少なくとも第１の接触面（５）を備え、前記熱連結器（６）は、前記ハンドル（１）の前記解放可能なロッキングデバイス（４）が前記料理用容器（２）または蓋におけるロック位置にあるとき、前記料理用容器（２）または蓋のセクション（７）に圧力を受けて接触することを特徴とする料理用容器（２）または蓋のためのハンドル（１）。
前記熱電発電器（３）は、連結部分（９）に熱的に接続される第２の接触面（８）を備えることを特徴とする請求項１に記載の料理用容器（２）または蓋のためのハンドル（１）。
前記連結部分（９）に熱的に接続される、または前記熱電発電器（３）の前記第２の接触面（８）に直接接続される熱シンク（１０）を備えることを特徴とする請求項２に記載の料理用容器（２）または蓋のためのハンドル（１）。
前記熱シンク（１０）は、前記ハンドル（１）の長さよりも短い１つまたは複数のフィン（１１）からなることを特徴とする請求項３に記載の料理用容器（２）または蓋のためのハンドル（１）。
前記フィン（１１）は、熱伝導性材料で作られることを特徴とする請求項４に記載の料理用容器（２）または蓋のためのハンドル（１）。
前記フィン（１１）は、ヒートパイプであることを特徴とする請求項４に記載の料理用容器（２）または蓋のためのハンドル（１）。
前記熱シンク（１０）は、対流冷却を得るように、垂直方向に互いに平行に組み付けられる少なくとも２つのフィン（１３）を備えるラジエータ（１２）からなることを特徴とする請求項３に記載の料理用容器（２）または蓋のためのハンドル（１）。
前記熱シンク（１０）は、融点が５０℃から７０℃の間の固体本体（１４）からなる潜熱シンクであることを特徴とする請求項３に記載の料理用容器（２）または蓋のためのハンドル（１）。
前記ハンドル（１）は、熱拡散器（１６）を備えることを特徴とする請求項８に記載の料理用容器（２）または蓋のためのハンドル（１）。
前記ハンドル（１）は、前記熱電発電器（３）に接続される電子デバイス（１７）を備えることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の料理用容器（２）または蓋のためのハンドル（１）。
前記電子デバイス（１７）は、電子ディスプレイ（１８）または電子センサ（１９）であってよいことを特徴とする請求項１０に記載の料理用容器（２）または蓋のためのハンドル（１）。
前記ハンドル（１）は、換気のための横方向貫通穴（２０）および／または長手方向貫通穴を備えることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の料理用容器（２）または蓋のためのハンドル（１）。
前記ハンドル（１）は、前記熱電発電器（３）に接続されるマイクロファン（２２）を備えることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の料理用容器（２）または蓋のためのハンドル（１）。
料理用容器（２）または蓋のハンドル（１）のための発電デバイスであって、
この発電デバイスは熱電発電器を備え、前記発電デバイスは、前記熱電発電器（３）に熱的に接続される熱連結器（６）と、前記熱電発電器（３）に熱的に接続される熱シンク（１０）とを備え、前記発電デバイスは、前記ハンドル（１）から取り外し可能であることを特徴とする発電デバイス。