JP3055587U - 飲料を加熱又は冷却する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 飲料のような液体を加熱又は冷却する液体加
熱及び冷却装置を提供する。 【解決手段】 液体を充填するカップ型の容器と、ＤＣ
電力を熱デバイスに供給し、熱デバイスに供給されるＤ
Ｃ電流の方向を制御することにより液体の冷却又は加熱
を制御する容器の下端に着脱可能に取り付けられたベー
スとからなる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は液体を加熱又は冷却する装置に関し、更に詳細には飲料のような液体 を加熱又は冷却する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

机で働きながらリフレッシュするために飲物を飲むことは多くの人がおこなっ ているが、これは職場で問題を生ずる。第一の問題は飲料の準備である。冷たい 飲料が望まれるときに冷蔵庫、冷凍庫、又は氷の供給が必要となる。オフィスの レイアウトの問題によりそのような設備は従業員の机から便利にアクセス可能で あることはまれにしかない。茶やコーヒーのような熱い飲料が望まれるときに熱 湯やヒーター、又はストーブが必要である。同様にこれらはまたそのような飲料 を準備するために遠くの場所に行くことが必要であり、ほとんどの場合にアクセ スするのは容易ではない。第二に飲料を室温で机に置いておくときに飲料の温度 を維持するのは困難である。短時間の間に冷たい飲料は生温くなり、熱い飲料は 冷えてしまう。飲料を容易に所望の温度に保つことは非常に難しいことであり、 今日の技術的問題である。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

故に本考案の目的は使用者が机上の環境で設定可能な標的温度に飲料を加熱又 は冷却可能な装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

上記目的は、 （１） 下端と上部の開口とを有する液体を充填するためのカップ型の耐熱容器 と； （２） 液体を加熱又は冷却するために容器の下端に設けられた熱デバイスと； （３） ＤＣ（直流）電力を熱デバイスに供給し、熱デバイスに供給された該Ｄ Ｃ電流の向きを制御することにより液体の冷却又は加熱を制御する、容器の下端 を着脱可能に取り付けるベースとからなり、 ＤＣ電力は容器の下端がベースに取り付けられているときに熱デバイスに供給さ れ、容器が該ベースから除去されたときに供給が停止される構成とした液体を加 熱又は冷却する装置により達成される。

【０００５】

【考案の実施の形態】

図１、２を参照するに、図１は本考案による液体を冷却又は加熱する装置８の 分解斜視図である。図２は図１に示されるカップ型の容器１０の１−１に沿った 断面図である。装置８は上部に開口１３を有し、下部に注入された液体１１を有 するカップ型の耐熱性容器１０と、液体１１の温度を維持するために容器１０の 上部開口１３に取り付けられた着脱可能な耐熱性のふた１２と、液体１１を加熱 又は冷却するために容器１０の下端に設けられた熱デバイス３６と、熱デバイス ３６にＤＣ（直流）を給電し、この熱デバイスに供給されたＤＣ電力の方向を制 御することにより液体１１の冷却又は加熱を制御する容器１０の下端に取り付け られた着脱可能なベース１４と、ベース１４に電気的に接続されたＤＣアダプタ ー２８からなる。ＤＣアダプター２８はＡＣ（交流）電力をＤＣ電力に変換し、 ベース１４にＤＣ電力を供給するために用いられる。あるいはこの装置が車で使 用されるときに車のＤＣ電力供給器に接続するための電源プラグに変更してもよ い。

【０００６】 容器１０は熱デバイス３６と液体１１との間の熱交換を増加し、熱デバイス３ ６を液体１１から隔離するために熱デバイス３６と接触する容器１０の内側に設 けられたステンレススチールで作られた熱伝導層３０と、液体１１の温度を維持 するための熱伝導層３０の周りを包囲する外被とからなる。外被３４は液体１１ の熱の放散を防ぐために耐熱性材料３２で充填されたプラスチックで作られる。

【０００７】 ベース１４は容器１０の下端を受ける凹部２５からなる。容器の下端は着脱可 能であり、液体１１を加熱又は冷却するときに凹部２５に取り付けられる。ベー ス１４はまた装置８の動作を制御する制御回路５０（図７を参照）を含む。 ２つの溝２７はベース１４を固定（ラッチ）するために容器の下端の反対側に 相互に対向するよう設けられる。２つの突出したスタッド２１はラッチ手段２７ と係合して固定されるように画成され、凹部２５の反対側に相互に対向するよう 設けられる。容器１０のラッチ手段２７は着脱を可能にするよう設けられ、容器 １０の下端がベース１４の凹部２５に取り付けられたときにベース１４のラッチ 受容手段２１に固定される。

【０００８】 熱デバイス３６は台湾の台北市Ｆｕ Ｈｓｉｎｇ Ｎｏｒｔｈ Ｒｏａｄ ３ ４４の７ＦにあるＦｌｙｓｔｅｅｄ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ社から市販さ れている製品である。 それは長方形のチップと２つの電気的な端子からなる熱電気冷却モジュールで ある。デバイス３６の上下の面は熱交換に用いられる。電気的な端子を通してデ バイス３６にＤＣ電流を供給したときに熱はＤＣ電流の方向に依存して上面から 下面へ（液体１１を冷却するとき）又は下面から上面へ（液体１１を加熱すると き）のいずれかの方向に流れる。液体１１を冷却するときにデバイス３６の冷却 効率はデバイス３６の下面にわたり集積された熱が迅速に放散される場合に顕著 に増加する。液体１１を加熱するときにはデバイス３６の加熱効率は液体１１を 加熱するために必要とされる熱がデバイス３６の下面に迅速に供給される場合に 顕著に増加する。

【０００９】 熱デバイス３６は溝２７の一つの内側の容器１０の下端に設けられた電気的コ ネクタ３９に接続され、制御回路５０は熱デバイス３６の着脱可能なコネクタ３ ９を接続するよう対応するスタッド２１に設けられた対応するコネクタ２６に接 続される。熱デバイス３６と制御回路５０のコネクタ３９と２６は相互に接続さ れる。容器１０の下端がベース１４に取り付けられたときベース１４からのＤＣ 電力は熱デバイス１１に供給され、容器１０の下端がベース１４からはずされた ときベース１４からのＤＣ電力は熱デバイス１１に供給されない。

【００１０】 容器１０は液体１１の温度を検知するために容器１０の中央部分に設けられた 温度センサ３８からなる。センサ３８は他の溝２７の内側の容器１０の下端に設 けられた電気的コネクタ３７に接続される。ベース１４の制御回路５０はセンサ ３８のコネクタ３７を着脱可能に接続するよう対応するスタッド２１に設けられ たコネクタに接続される。センサ３８と制御回路５０のコネクタ３７と２４は容 器１０の下端がベース１４に取り付けられたときに相互に接続される。

【００１１】 ベース１４は装置８をオン又はオフする電源スイッチ２０と、センサ３８によ り検知された液体１１の温度を表示する温度表示器２２と、ユーザーにより標的 温度を設定する温度設定手段１８とを更に有し、それにより制御回路５０がセン サ３８と熱デバイス３６とを用いて液体を標的温度にするために加熱また冷却す る。

【００１２】 ヒートシンク４０は熱デバイス３６の熱交換効率を向上させるために容器１０ の下端に設けられた熱デバイス３６の下に取り付けられる。ベース１４の凹部２ ５に取り付けられたときにヒートシンク４０に対する換気をなすよう凹部２５の 一側に設けられた開口２３からなる。ベース１４はヒートシンク４０の熱放散能 力を増加するためにヒートシンク４０及び開口２３を通る空気の流れを形成する よう開口２３に対向する凹部２５の反対側の他の側に設けられた２つの電動ファ ン１６を更に含む。

【００１３】 図３を参照するに、これは図１に示される装置８の２−２に沿った断面であり 、ここで容器１０はベース１４に取り付けられている。容器１０の下端に設けら れた２つの溝２７及び凹部２５の内側の２つのスタッド２１はヒートシンク４０ をファン１６及び開口２３と整列させるための整列機構として用いられ、それに より空気がヒートシンク４０を容易に通過する。ヒートシンク４０は液体１１を 冷却するときに熱デバイス３６の底面に溜まった熱を除去するために用いられる 。液体１１を加熱する場合に、ヒートシンク４０は加熱速度を増加するために熱 デバイスの底面の空気からの熱を伝えるために用いられる。

【００１４】 図４を参照するに、これは本考案の他の実施例の液体冷却及び加熱装置６０の 斜視図である。装置６０は容器６２及び凹部６３を有するベース６１からなる。 図４に示された装置６０と図１に示された装置８との間の差は装置６０のヒート シンクはベース６１に配置され、容器６２の下部にはヒートシンクがないことで ある。故に容器６０は容器１０より軽く、より可搬性に富む。また一旦容器６０ がベース６１から離脱すると容器６２内の液体の温度は容器１０の液体１１より もより良く維持される。何故ならば容器６２の中の液体から熱を放散し、又はそ れへ熱を伝導する容器６２の下のヒートシンクが存在しないからである。

【００１５】 図５を参照するにこれは図４に示された装置６０の５−５に沿った断面図であ る。容器６２は取っ手７２と、容器６２の下端に設けられた熱デバイス３６と、 熱デバイス３６の下に取り付けられた容器６２の下端に設けられた熱伝導パッド ７０とからなる。ベース６１は容器の下端が凹部６３に取り付けられたときに熱 伝導パッド７０を通して熱デバイス３６から出る又はそれに入る熱を伝えるため に熱伝導パッドと接触する凹部６３に設けられたヒートシンク６４からなる。

【００１６】 ベース６１はベース６１のヒートシンク６４と容器６２の熱伝導パッド７０と の間の熱伝導を増加するよう容器６２の熱伝導パッド７０と接触するヒートシン ク６４の上端に固定された熱導伝性材料で作られた可撓性パッド６６を更に含む 。 容器６２がベース６１の凹部６４に取り付けられたときに、容器６２と液体１ １の重さが容器６２の熱伝導パッド７０を可撓性パッド６６に押圧する。容器６ ２の液体１１が多いほど熱伝導性パッド７０により可撓性パッド６６に加わる圧 力は高くなる。このように設計されているので熱伝導パッド７０とヒートシンク ６４との間の熱伝導は良好に維持される。容器６２をベース６１に固定又は装着 するために必要なものは他にはない。

【００１７】 図６を参照するに、これは図４に示されるベース６１の６−６に沿った断面図 である。ベース６１はヒートシンク６４を通して換気するためにベース６１の一 側に設けられた開口６５からなる。ベース６１はヒートシンク６４の熱放散能力 を増加するためにヒートシンク６４と開口６５を通る空気の流れを増加するよう 開口６５に対向するベース６１の他の側に設けられた２つの電動ファン１６を更 に有する。

【００１８】 図７を参照するに、これは本考案による図１及び４に示された装置８及び６０ の両方に使用される制御回路５０のブロック図である。制御回路７０は液体１１ の加熱又は冷却を制御する制御ユニット５１と、熱デバイス３６の加熱又は冷却 機能を開始するよう熱デバイス３６に可変の方向のＤＣ電力を供給するよう制御 ユニット５１により制御される双方向回路５２とからなる。温度センサ３８、温 度設定手段１８、温度表示器２２、電動ファン１６は全て制御ユニット５１に接 続され、それにより制御される。制御ユニット５１は温度設定手段１８を用いて ユーザーにより設定された標的温度を達成するよう液体１１の加熱又は冷却を制 御するために双方向回路５２、温度センサ３８、ファン１６を用いる。

【００１９】 図８を参照するに、これは制御ユニット５１により制御される図７に示された 双方向回路５２の回路図である。これは制御ユニット５１からの制御信号により 熱デバイス３６に供給されたＤＣ電流の方向を制御する。回路５２は４つの電力 スイッチ６０、６２、６４、６６を有し、４つのスイッチの各々は制御ユニット ５１により制御される。液体１１の加熱のために正のＤＣ電力を熱デバイス３６ の＋端子に供給するためにスイッチ６４と６６はオンされ、スイッチ６０と６２ はオフされなければならない。負のＤＣ電力が液体１１を冷却するために必要で ある場合にはスイッチ６４と６６はオフされ、スイッチ６０と６２はオンされな ければならない。全てのスイッチがオフされた場合には熱デバイス３６は停止さ れる。

【００２０】 図９を参照するに、これは本考案による制御回路５０により用いられるパルス 幅変調（ＰＷＭ）法を説明する波形図である。多くの方法が温度設定手段１８を 用いて標的温度の設定を達成するために液体の加熱又は冷却速度を制御するため に制御ユニット５１により用いられ得る。図９に示されるＰＷＭ方法は標的温度 を達成するために用いられる好ましい方法である。図９は加熱又は冷却速度を調 整するために熱デバイス３６に印加されるＤＣ電力の波形を示す。

【００２１】 各時間間隔でのパルス幅（標準のＤＣ電力のパーセンテージ）は液体の温度と 標的温度との間の差（＿Ｔ）により決定される。図９は温度差＿Ｔが１０゜Ｃ以 上の時にパルス幅は図９の間隔７０に示されるように標準のＤＣパワーの１００ ％に設定される。 ＿Ｔが１０゜Ｃから５゜Ｃの間の時はパルス幅は５０％に設定され、これは標準 の加熱又は冷却速度の５０％に熱デバイス３６の加熱又は冷却速度を減少する。 これは図９の領域７２に示される。 ＿Ｔが５゜Ｃから２゜Ｃの間の時は図９の領域７４に示されるようにパルス幅は １０％に設定される。 ＿Ｔが２゜Ｃから０゜Ｃの間の時にはＤＣ電力は印加されず、パルス幅は０％に 減少する。これは図９の７６に示される。熱デバイス３６の加熱又は冷却速度を 減少する理由は液体１１が過熱又は過冷却することを防止するためである。液体 １１の温度が標的温度に近接したときにＰＷＭ方法は熱デバイス３６の加熱又は 冷却速度を減少し、それにより液体１１は過熱又は過冷却されない。ファン１６ はまた同様のやり方で制御される。例えば制御ユニット５１は液体１１を加熱又 は冷却するときにファン１６をオンし、温度差が２゜Ｃから０゜Ｃの間の時にフ ァンをオフする。制御ユニット５１は＿Ｔが５゜Ｃ以上の時に再びファンをオン する。そのような設計はファン１６が一定にオン及びオフすることを防止する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による液体を冷却又は加熱する装置の分
解図である。

【図２】図１に示されるカップ型の容器１−１での断面
図である。

【図３】図１に示される装置の２−２での断面図であ
り、容器がベースに取り付けられている。

【図４】本考案による液体を冷却又は加熱する装置の他
の分解図である。

【図５】図４に示されるカップ型の容器５−５での断面
図である。

【図６】図４に示されるベースの６−６での断面図であ
る。

【図７】本考案による図１と図４に示される装置の両方
により用いられる制御回路のブロック図である。

【図８】図７に示される両方向電源の回路図である。

【図９】本考案による制御回路で用いられるパルス幅変
調方法を説明する波形を示す図である。

【符号の説明】

８ 装置 １０ 耐熱性容器 １１ 液体 １２ ふた １３、２３、６５ 開口 １４ ベース １６ 電動ファン １８ 温度設定手段 ２０ 電源スイッチ ２５ 凹部 ２７ 溝 ２１ スタッド ２２ 温度表示器 ２６、３９ コネクタ ２７ ラッチ手段 ２８ ＤＣアダプター ３０ 熱伝導層 ３２ 耐熱性材料 ３４ 外被 ３６ 熱デバイス ３８ 温度センサ ３７ コネクタ ４０ ヒートシンク ５０、５２ 回路 ６０ 装置 ６２ 容器 ６３ 凹部 ７０ 熱伝導パッド ６４ ヒートシンク ６６ 可撓性パッド

Claims (20)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】（１） 下端と上部の開口とを有する液体
   を充填するためのカップ型の耐熱容器と； （２） 液体を加熱又は冷却するために容器の下端に設
   けられた熱デバイスと； （３） ＤＣ（直流）電力を熱デバイスに供給し、熱デ
   バイスに供給された該ＤＣ電流の向きを制御することに
   より液体の冷却又は加熱を制御する、容器の下端を着脱
   可能に取り付けるベースとからなり、ＤＣ電力は容器の
   下端がベースに取り付けられているときに熱デバイスに
   供給され、容器が該ベースから除去されたときに供給が
   停止される構成とした液体を加熱又は冷却する装置。
2. 【請求項２】 ベースは凹部からなり、容器の下端は凹
   部に取り付けられ、着脱可能である請求項１記載の装
   置。
3. 【請求項３】 ヒートシンクが熱デバイスの熱交換効率
   を増加するよう容器の下端に設けられた熱デバイスの下
   に取り付けられている請求項２記載の装置。
4. 【請求項４】 ベースは容器の下端が凹部に取り付けら
   れたときにヒートシンクに対して換気をなすよう凹部の
   一側に設けられる開口を有する請求項３記載の装置。
5. 【請求項５】 ベースはヒートシンクの熱放散能力を増
   加するためにヒートシンクと開口を通る空気の流れを形
   成するよう開口に対向する凹部の他の側に設けられた電
   動ファンを更に含む請求項４記載の装置。
6. 【請求項６】 容器は容器の下端に設けられた熱デバイ
   スの下に取り付けられた熱伝導パッドを更に有し、ベー
   スは容器の下端が凹部に取り付けられているときに熱伝
   導パッドを通して熱デバイスの外に、又はその中に熱を
   伝導する熱伝導パッドと接触するよう設けられたヒート
   シンクを更に含む請求項２記載の装置。
7. 【請求項７】 ベースはベースのヒートシンクと容器の
   熱伝導パッドとの間の熱伝導を増加するよう容器の熱導
   伝パッドと接触するヒートシンクの上端に固定された熱
   導伝性材料で作られた可撓性パッドを更に有する請求項
   ６記載の装置。
8. 【請求項８】 ベースはヒートシンクを通して換気をな
   すようベースの一側に設けられる開口を有する請求項６
   記載の装置。
9. 【請求項９】 ベースはヒートシンクの熱放散能力を増
   加するためにヒートシンクと開口を通る空気の流れを形
   成するよう開口に対向するベースの他の側に設けられた
   電動ファンを更に含む請求項８記載の装置。
10. 【請求項１０】 容器は下端に設けられたラッチ手段か
    らなり、ベースはラッチ手段を受ける凹部に設けられた
    ラッチ受容手段を更に含み、容器のラッチ手段は容器の
    下端がベースの凹部に取り付けられたときにベースのラ
    ッチ受容手段に着脱可能にラッチされる請求項２記載の
    装置。
11. 【請求項１１】 容器は液体の温度を検知する温度セン
    サからなり、ベースは温度センサ及び熱デバイスに電気
    的に接続された制御回路を更に含み、容器の下端がベー
    スに取り付けられたときに液体の加熱又は冷却を制御す
    る請求項１記載の装置。
12. 【請求項１２】 センサは容器の下端に設けられた電気
    的コネクタを有し、制御回路はセンサのコネクタを着脱
    可能に接続する対応するコネクタを有し、センサのコネ
    クタ及び制御回路は容器の下端がベースに取り付けられ
    たときに相互に接続される請求項１１記載の装置。
13. 【請求項１３】 熱デバイスは容器の下端に設けられた
    電気的コネクタを有し、制御回路は熱デバイスのコネク
    タを着脱可能に接続する対応するコネクタを有し、熱デ
    バイスのコネクタ及び制御回路は容器の下端がベースに
    取り付けられたときに相互に接続される請求項１１記載
    の装置。
14. 【請求項１４】 制御回路は熱デバイスに方向の可変な
    ＤＣ電流を供給する双方向回路からなる請求項１１記載
    の装置。
15. 【請求項１５】 ベースはユーザーにより標的温度に設
    定される制御回路に電気的に接続された温度設定手段か
    らなり、制御回路は標的温度に到達するために液体の加
    熱又は冷却を制御するよう双方向回路と温度センサとを
    用いる請求項１４記載の装置。
16. 【請求項１６】 制御回路は標的温度に到達するよう熱
    デバイスへのＤＣ電力の供給を制御するためにパルス幅
    変調方法（ＰＷＭ）を用いる請求項１１記載の装置。
17. 【請求項１７】 ベースはセンサにより検知された液体
    の温度を表示するよう制御回路に電気的に接続された温
    度表示器からなる請求項１１記載の装置。
18. 【請求項１８】 容器は熱デバイスと液体との間の熱交
    換効率を増加し、また熱デバイスを液体から隔離するた
    めに熱デバイスと接触する容器の内側に設けられた熱伝
    導層からなる請求項１記載の装置。
19. 【請求項１９】 液体の温度を維持するよう容器の上部
    開口に着脱可能に取り付けられた耐熱性のふたを更に含
    む請求項１記載の装置。
20. 【請求項２０】 液体を加熱又は冷却するための液体冷
    却及び加熱装置である請求項１記載の装置。