JP7183333B2 - Portable active temperature controller - Google Patents
Portable active temperature controller Download PDFInfo
- Publication number
- JP7183333B2 JP7183333B2 JP2021068158A JP2021068158A JP7183333B2 JP 7183333 B2 JP7183333 B2 JP 7183333B2 JP 2021068158 A JP2021068158 A JP 2021068158A JP 2021068158 A JP2021068158 A JP 2021068158A JP 7183333 B2 JP7183333 B2 JP 7183333B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- control unit
- main control
- active temperature
- control device
- insulating housing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
- H05B6/02—Induction heating
- H05B6/36—Coil arrangements
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47J—KITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
- A47J41/00—Thermally-insulated vessels, e.g. flasks, jugs, jars
- A47J41/0038—Thermally-insulated vessels, e.g. flasks, jugs, jars comprising additional heating or cooling means, i.e. use of thermal energy in addition to stored material
- A47J41/005—Thermally-insulated vessels, e.g. flasks, jugs, jars comprising additional heating or cooling means, i.e. use of thermal energy in addition to stored material comprising heat or cold producing means, i.e. energy transfer from outside the vessel
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47J—KITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
- A47J41/00—Thermally-insulated vessels, e.g. flasks, jugs, jars
- A47J41/0038—Thermally-insulated vessels, e.g. flasks, jugs, jars comprising additional heating or cooling means, i.e. use of thermal energy in addition to stored material
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47J—KITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
- A47J41/00—Thermally-insulated vessels, e.g. flasks, jugs, jars
- A47J41/02—Vacuum-jacket vessels, e.g. vacuum bottles
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
- A47J—KITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
- A47J41/00—Thermally-insulated vessels, e.g. flasks, jugs, jars
- A47J41/02—Vacuum-jacket vessels, e.g. vacuum bottles
- A47J41/022—Constructional details of the elements forming vacuum space
- A47J41/028—Constructional details of the elements forming vacuum space made of metal
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
- H05B6/02—Induction heating
- H05B6/06—Control, e.g. of temperature, of power
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
- H05B6/02—Induction heating
- H05B6/06—Control, e.g. of temperature, of power
- H05B6/062—Control, e.g. of temperature, of power for cooking plates or the like
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
- H05B6/02—Induction heating
- H05B6/10—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications
Description
本発明は、温度制御装置、特には、アクティブな加熱又は断熱が可能で容易に携帯可能な装置に関する。 The present invention relates to temperature control devices, and in particular to readily portable devices capable of active heating or insulation.
現在、様々な種類の携帯型断熱容器が入手可能である。しかしながら、これらの断熱容器は、効率が不十分である。2021年1月14日に香港消費者委員会が発行したChoiceMagazineのレポート(https://echoice.consumer.org.hk/article/531-thermal-food-flasks)によると、温かい食品の安全な保管温度は、摂氏60度より高い必要がある。断熱容器が安全な貯蔵温度として60℃以上で長時間維持する必要がある場合、通常、外部交流(AC)電源が動力断熱のために必要である。このタイプの携帯型断熱容器は、電力を消費し、AC電源コンセントが利用可能な状況に使用が限定される。したがって、現在入手可能な断熱容器は、実用的には、容易に携帯可能ではない。 Various types of portable insulated containers are currently available. However, these insulated containers are inefficient. According to a report by Choice Magazine (https://echoice.consumer.org.hk/article/531-thermal-food-flasks) published by the Hong Kong Consumer Commission on 14 January 2021, safe storage of hot food The temperature should be above 60 degrees Celsius. An external alternating current (AC) power supply is usually required for power insulation when the insulated container is required to be maintained at a safe storage temperature of 60° C. or higher for an extended period of time. This type of portable insulated container consumes power and is limited to use in situations where an AC power outlet is available. Therefore, currently available insulated containers are not practically readily portable.
このような欠点に対処するために、本発明の目的の1つは、低消費電力で、環境に優しく、安全性が高く、断熱性が維持される、非AC駆動のアクティブ温度制御装置を提供することである。 To address such shortcomings, one of the objectives of the present invention is to provide a non-AC driven active temperature control device with low power consumption, environmental friendliness, high safety and thermal insulation. It is to be.
本発明の一実施形態によると、ポータブルなアクティブ温度制御装置は、絶縁ハウジング、真空断熱層、貯蔵容器、トップカバー、及び加熱モジュールを含んでいる。絶縁ハウジングには、メインコントロールユニットが設けられている。メインコントロールユニットは、高周波ACを供給する。真空断熱層は、金属で構成され、断熱ハウジング内に配置されている。貯蔵容器は、絶縁ハウジング内に配置されている。トップカバーは、絶縁ハウジングを覆っている。加熱モジュールは、メインコントロールユニットに電気的に接続されている。加熱モジュールは、伝導コイル及び熱電対を含んでいる。伝導コイルは、メインコントロールユニットから高周波ACを受け取り、交流磁場を連続的に生成する。熱電対は、伝導コイル及び前記メインコントロールユニットに接続され、メインコントロールユニットに対して温度をフィードバックし、動作電圧を調節して、高周波ACを変更するために使用される。伝導コイルによって生成される交流磁場は、真空断熱層の金属が熱を発生し、貯蔵容器との熱交換を実行することを可能にする。 According to one embodiment of the invention, a portable active temperature control device includes an insulating housing, a vacuum insulation layer, a reservoir, a top cover, and a heating module. A main control unit is provided in the insulating housing. The main control unit supplies high frequency AC. The vacuum insulation layer is made of metal and is disposed within the insulation housing. A reservoir is disposed within the insulating housing. A top cover covers the insulating housing. The heating module is electrically connected to the main control unit. A heating module includes a conductive coil and a thermocouple. A conductive coil receives high frequency AC from the main control unit and continuously produces an alternating magnetic field. A thermocouple is connected to the conduction coil and said main control unit and is used to feed back the temperature to the main control unit and adjust the operating voltage to change the high frequency AC. The alternating magnetic field produced by the conductive coils allows the metal of the vacuum insulation layer to generate heat and carry out heat exchange with the storage vessel.
本発明の一実施形態によると、ポータブルなアクティブ温度制御装置は、内部絶縁ハウジングを更に含み、加熱モジュールは、内部絶縁ハウジングと真空断熱層との間に位置している。 According to one embodiment of the present invention, the portable active temperature control device further includes an inner insulating housing, the heating module being located between the inner insulating housing and the vacuum insulation layer.
本発明の一態様において、絶縁ハウジング、メインコントロールユニット、真空断熱層、内部絶縁ハウジング、及び加熱モジュールは、閉鎖系の空間内に配置されている。 In one aspect of the invention, the insulating housing, the main control unit, the vacuum insulation layer, the inner insulating housing, and the heating module are arranged in a closed system space.
本発明の一実施形態によると、伝導コイルの形状設計は、2次元平面円形形状設計を含んでいる。 According to one embodiment of the present invention, the conductive coil shape design includes a two-dimensional planar circular shape design.
本発明の一実施形態によると、伝導コイルの形状設計は、3次元対称形状設計を含んでいる。 According to one embodiment of the invention, the shape design of the conductive coil includes a three-dimensional symmetrical shape design.
本発明の一実施形態によると、伝導コイルは、本体部分と複数の突出部分とを更に含み、これらの突出部分は、本体部分に接続され、本体部分上に立っており、これらの突出部分は、ポータブルなアクティブ温度制御装置の中心軸に対して対称的に配置されている。 According to one embodiment of the present invention, the conductive coil further includes a body portion and a plurality of projecting portions connected to and standing on the body portion, the projecting portions comprising: , are arranged symmetrically about the central axis of the portable active temperature control device.
本発明の一実施形態によると、本体部分の形状は、円形形状を含んでいる。 According to one embodiment of the invention, the shape of the body portion comprises a circular shape.
本発明の一実施形態によると、突出部分の形状は、菱形形状、円形形状、砂時計形状、又は四辺形形状を含んでいる。 According to one embodiment of the present invention, the shape of the protruding portion includes rhombic shape, circular shape, hourglass shape or quadrilateral shape.
本発明の一実施形態によると、メインコントロールユニットは、電力源に接続され、メインコントロールユニットは、高周波AC/直流(DC)変換回路を備え、高周波AC/DC変換回路は、電力源からのDCを高周波ACへと変換するために使用される。 According to one embodiment of the present invention, the main control unit is connected to a power source, the main control unit comprises a high frequency AC/direct current (DC) conversion circuit, the high frequency AC/DC conversion circuit to high frequency AC.
本発明の一態様おいて、電力源は、モバイル電源、USB電源、又は、ポータブルなアクティブ温度制御装置に埋め込まれたバッテリーを含んでいる。 In one aspect of the invention, the power source includes a mobile power source, a USB power source, or a battery embedded in a portable active temperature control device.
上述したように、本発明の実施形態に係るポータブルなアクティブ温度制御装置では、真空断熱層内の金属と伝導コイルとの間に交流磁場を発生させて電磁誘導により熱を発生させ、金属と貯蔵容器とで熱交換を行って、貯蔵容器内の内容物の加熱又は断熱を実行する。熱電対は、温度をフィードバックして発熱量を調節し、操作上の安全性を改善する。加えて、伝導コイルの形状設計が3次元対称形状設計である場合、発熱領域の加熱均一性を効果的に向上させることができる。また、メインコントロールユニットには、DCを高周波ACに変換するための高周波AC/DC変換回路が設けられている。したがって、本発明の実施形態に係るポータブルなアクティブ温度制御装置は、ACを供給することができる状況での使用に限定される必要がなくなり、ユーザが種々の加熱又は持続的断熱の要求の状況に応じて装置を便利に運ぶことができるようになり、低消費電力で安全性の高いポータブルなアクティブ温度制御装置を実現することが可能となる。 As described above, in the portable active temperature control device according to the embodiment of the present invention, an alternating magnetic field is generated between the metal in the vacuum insulation layer and the conductive coil to generate heat by electromagnetic induction, and the metal and the storage are generated. It exchanges heat with the container to heat or insulate the contents within the storage container. Thermocouples provide temperature feedback to regulate heat output and improve operational safety. In addition, if the shape design of the conductive coil is a three-dimensional symmetrical shape design, the heating uniformity of the heat generating area can be effectively improved. The main control unit is also provided with a high frequency AC/DC conversion circuit for converting DC to high frequency AC. Therefore, the portable active temperature control device according to embodiments of the present invention need not be limited to use in situations where AC can be supplied, but rather allows the user to adapt to a variety of heating or sustained insulation demand situations. Accordingly, the device can be conveniently carried, and a portable active temperature control device with low power consumption and high safety can be realized.
本発明に関連する発明の貢献について、ポータブル断熱容器は、先行技術の技術的手段において提案されているが、ポータブル断熱容器の冷却/加熱の構成要素/システムは、本発明の誘導加熱のために提供される特定の用途及び構成を有していない。例えば、本特許出願において提供される少なくとも幾つかの技術的特徴について:「メインコントロールユニットに電気的に接続された加熱モジュールであって、加熱モジュールは、メインコントロールユニットから高周波ACを受け取り、交流磁場を連続的に生成する伝導コイルと;伝導コイル及びメインコントロールユニットに接続され、メインコントロールユニットに対して温度をフィードバックし、動作電圧を調節して、高周波ACを変更するために使用される熱電対と;を備え、伝導コイルによって生成される交流磁場は、真空断熱層の金属が熱を発生し、貯蔵容器との熱交換を実行することを可能にする」において、技術的特徴によって達成される技術的効果は、「伝導コイルによって生成される交流磁場は、真空断熱層の金属が熱を発生し、貯蔵容器との熱交換を実行することを可能にする」ことである。しかしながら、本発明における誘導発熱の代わりに、従来技術の技術的手段では、加熱フィラメント、抵抗ヒータ、又は、1つ若しくは複数のペルチェ素子を含む熱電システムが通常使用される。構造的には、本特許出願では、内部絶縁ハウジング又は真空断熱層の全体に誘導加熱が実行されるが、従来技術では、冷却/加熱の構成要素/システム自体が加熱/冷却され、部品から熱エネルギーが放射又は吸収される。したがって、従来の技術的手段と比較して、本特許出願によれば、ポータブルなアクティブ温度制御装置の低消費電力化及び安全性の向上を図ることができる。 Regarding the contribution of the invention related to the present invention, a portable insulated container has been proposed in the prior art technical means, but the cooling/heating components/systems of the portable insulated container are It does not have a specific application and configuration provided. For example, for at least some of the technical features provided in this patent application: "A heating module electrically connected to a main control unit, the heating module receiving a high frequency AC from the main control unit and an alternating magnetic field a thermocouple connected to the conduction coil and the main control unit and used to feed back the temperature to the main control unit and adjust the operating voltage to vary the high frequency AC and; the alternating magnetic field generated by the conductive coil enables the metal of the vacuum insulation layer to generate heat and carry out heat exchange with the storage vessel. The technical effect is that "the alternating magnetic field produced by the conductive coil allows the metal of the vacuum insulation layer to generate heat and carry out heat exchange with the storage vessel." However, instead of induction heating in the present invention, prior art technical solutions usually use a thermoelectric system including a heating filament, a resistance heater, or one or more Peltier elements. Structurally, in the present patent application, induction heating is performed across an internal insulating housing or vacuum insulation layer, whereas in the prior art, the cooling/heating components/systems themselves are heated/cooled and heat is removed from the parts. Energy is emitted or absorbed. Therefore, compared with the conventional technical means, according to the present patent application, it is possible to reduce the power consumption and improve the safety of the portable active temperature control device.
本発明の態様は、添付図面を参照して以下の詳細な説明を行うことにより、より理解しやすくなるであろう。なお、様々な特徴は、縮尺通りに描かれていないことがある。実際、様々な特徴のサイズは、説明を容易にするために任意に増減されている可能性がある。 Aspects of the present invention will be better understood with reference to the following detailed description with reference to the accompanying drawings. Various features may not be drawn to scale. In fact, the sizes of various features may be arbitrarily increased or decreased for ease of illustration.
本発明の実施形態は、添付の図面を参照して、以下で更に詳細に説明される。 Embodiments of the invention are described in more detail below with reference to the accompanying drawings.
以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。しかしながら、本発明によって提供される多くの応用可能な概念は、複数の特定の環境において実施され得ることを理解されたい。説明された特定の実施形態は、例示に過ぎず、本発明の範囲を限定するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, it should be appreciated that many of the applicable concepts provided by the present invention can be implemented in a number of specific environments. The specific embodiments described are exemplary only and do not limit the scope of the invention.
空間記述において、「上(up)」、「下(down)」、「の上(above)」、「左側(left side)」、「右側(right side)」、「の下(below)」、「頂(top)」、「底(bottom)」、「垂直(vertical)」、「水平(horizontal)」、「側(side)」、「比較的高い(relatively high)」、「比較的低い(relatively low)」、「上方(upper)」、「上に(on)」、「下に(under)」などの用語は、構成要素の平面、又は複数の構成要素によって形成されるグループによって定義される。構成要素の向きは、構成要素に対応する図に表示される場合がある。本明細書で使用される空間的記述は、単に記述のために使用され、実際には、記述された構造の発現は、任意の方向又は方法で空間に配置され得ることを理解されたい。 In the spatial description, "up", "down", "above", "left side", "right side", "below", "top", "bottom", "vertical", "horizontal", "side", "relatively high", "relatively low Terms such as "relatively low", "upper", "on", "under" are defined by a plane of components or groups formed by multiple components. be. The orientation of a component may be indicated on the drawing corresponding to the component. It should be understood that the spatial descriptions used herein are used for descriptive purposes only and, in fact, that the structural manifestations described can be arranged in space in any orientation or manner.
以下の説明では、幾つかの好ましい例を使用して、ポータブルなアクティブ温度制御装置を説明する。本発明の範囲及び精神から逸脱することなく、追加及び/又は置換を含む修正を行うことができることは、当業者にとって理解可能である。明確化ために、特定の詳細は省略され得る。しかしながら、本発明の実施形態は、当業者が過度の実験なしに本発明の実施形態の教示を実施することを可能にするものである。 In the following description, some preferred examples are used to describe the portable active temperature control device. It will be appreciated by those skilled in the art that modifications, including additions and/or substitutions, can be made without departing from the scope and spirit of the invention. Certain details may be omitted for the sake of clarity. However, embodiments of the present invention will enable those skilled in the art to implement the teachings of the embodiments of the present invention without undue experimentation.
図1及び図2を参照して、本発明の実施形態1において、ポータブルなアクティブ温度制御装置100は、絶縁ハウジング10と、真空断熱層20と、内部絶縁ハウジング30と、貯蔵容器40と、トップカバー50と、加熱モジュール60とを含んでいる。
1 and 2, in a first embodiment of the present invention, a portable active
絶縁ハウジング10には、メインコントロールユニット12が設けられている。メインコントロールユニット12は、電源(図示せず)に接続されている。電源は、例えば、DCを供給するために使用される。メインコントロールユニット12は、高周波AC/DC変換回路を備えており、電源からDCを受け取るのに適している。高周波AC/DC変換回路は、DCを高周波ACに変換する。幾つかの実施形態では、電源は、例えば、外部電源又は内部電源であり得る。外部電源は、例えば、外部モバイル電源又はUSB電源であり、内部電源は、例えば、ポータブルなアクティブ温度制御装置100に埋め込まれた電池である。しかしながら、本発明は、それに限定されない。絶縁ハウジング10の材料は、例えば、絶縁材料である。
A
真空断熱層20は、金属で構成され、断熱ハウジング10内に配置されている。
A
内部絶縁ハウジング30は、真空断熱層20内に配置されている。内部絶縁ハウジング30の材料は、例えば、絶縁材料である。内部絶縁ハウジング30は、主に加熱モジュール60の伝導コイルを覆っており、主要な加熱又は断熱構造の1つではない。
An inner insulating
貯蔵容器40は、内部絶縁ハウジング30内に配置され、貯蔵容器40は、内容物(図示せず)を収容するために使用される。内容物は、液体、固形食品、又は収容される他の異なる物質であり得る。本発明は、それに限定されない。
A
トップカバー50は、絶縁ハウジング10を覆っており、貯蔵容器40内の内容物を外部から隔離するために使用される。
A
加熱モジュール60は、内部断熱ハウジング30と真空断熱層20との間に配置されており(図1参照)、メインコントロールユニット12に電気的に接続されている(図2参照)。加熱モジュール60は、伝導コイル62及び熱電対64を含んでいる。図1及び図3を参照して、本発明の実施形態1では、伝導コイル62の形状設計は、2次元平面円形形状設計を含んでいる。具体的には、伝導コイル62は、同心包囲様式の導電性ワイヤによって形成される。図2及び図3に示すように、伝導コイル62の直径、電線径、及び巻数を算出した後 (メインコントロールユニット12に設定) 、伝導コイル62は、メインコントロールユニット12から高周波ACを受け取って、定常的に変化する交流磁場を連続的に発生させる。交流磁場は、真空断熱層20の金属が熱を発生することを可能にする。
The
別の態様では、熱電対64は、伝導コイル62及びメインコントロールユニット12に接続され、メインコントロールユニット12に対して温度をフィードバックし、動作電圧を調節して、伝導コイルにおける高周波ACを変更して、温度制御を行うために使用される。幾つかの実施形態では、メインコントロールユニット12の動作電圧は、3ボルトから12ボルトの範囲内にある。高周波ACは、1アンペアから3.5アンペアの範囲内にある。メインコントロールユニット12全体の出力の消費電力は、30ワット未満の範囲内で制御することができる。
Alternatively, the
伝導コイル62は、真空断熱層20、熱電対64、及び内部断熱ハウジング30の間に配置されているため、電磁誘導加熱の原理によって、真空断熱層20の金属は、伝導コイル62によって生成される交流磁場と相互作用して、熱エネルギーを発生することができる。この熱エネルギーにより、貯蔵容器40との熱交換を効果的に行うことができ、貯蔵容器40内の内容物の加熱や断熱性の向上を図ることができるため、能動的な放熱を用いることなく、低消費電力、低電圧、低電流、高安全性の温度制御を実現することができる。
更には、絶縁ハウジング10、メインコントロールユニット12、真空断熱層20、内部絶縁ハウジング30、及び加熱モジュール60は、閉鎖系の空間内に配置されて、防水機能を実現することもできる。
Moreover, the insulating
本発明の実施形態1の技術的効果をより明確に説明するために、比較実施形態がここで提供される。比較例のポータブルなアクティブ温度制御装置は、図1のポータブルなアクティブ温度制御装置100とほぼ同様であるが、図1に示す真空断熱層20を備えていない点が大きな相違点である。
In order to more clearly describe the technical effect of Embodiment 1 of the present invention, a comparative embodiment is provided here. The portable active temperature control device of the comparative example is substantially the same as the portable active
図4に示すように、比較例が8ワットの電源環境である場合、熱平衡温度(例えば約50度)に達するまでには、通常3時間を要する。図5の実施形態では、8ワットの電源を備えた同じ環境において、図1に示す実施形態では、熱平衡温度(例えば約90度)に達するまでには、通常1~2時間を要する。これにより、同じ加熱条件下において、比較実施形態の加熱速度は高くなく、高温にも到達できないことが分かる。図1の実施形態では、熱損失の程度が比較的小さいため、加熱速度が速く、比較的高温の環境を維持することができる。 As shown in FIG. 4, when the comparative example is an 8 watt power supply environment, it usually takes 3 hours to reach the thermal equilibrium temperature (for example, about 50 degrees). In the embodiment of FIG. 5, in the same environment with an 8 watt power supply, the embodiment shown in FIG. 1 typically takes 1-2 hours to reach thermal equilibrium temperature (eg, about 90 degrees). It can be seen from this that under the same heating conditions the heating rate of the comparative embodiment is not high and cannot reach high temperatures. In the embodiment of FIG. 1, the relatively small degree of heat loss allows for rapid heating rates and a relatively hot environment to be maintained.
図6は、本発明の実施形態1における、赤外線温度計を用いて測定した真空断熱層の温度分布図である。図6に示すように、真空断熱層の下部とやや上部との間の温度差は比較的大きく、加熱があまり均一ではないことが分かる。 FIG. 6 is a temperature distribution diagram of the vacuum heat insulating layer measured using an infrared thermometer in Embodiment 1 of the present invention. As shown in FIG. 6, the temperature difference between the lower part and slightly upper part of the vacuum insulation layer is relatively large, indicating that the heating is not very uniform.
図7及び図8を参照して、図7は、本発明の実施形態2によるポータブルなアクティブ温度制御装置の分解図である。図8は、本発明の実施形態2による3次元伝導コイルの異なる実施態様の概略展開図である。 7 and 8, FIG. 7 is an exploded view of a portable active temperature control device according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 8 is a schematic exploded view of a different embodiment of a three-dimensional conducting coil according to Embodiment 2 of the present invention;
図7に示されるように、本発明の実施形態2において、ポータブルなアクティブ温度制御装置100’は、図1に示されるポータブルなアクティブ温度制御装置100とほぼ同様である。主な違いは、ポータブルなアクティブ温度制御装置100’が、図8(a)の設計において、絶縁ハウジング10、真空断熱層20、貯蔵容器40、トップカバー50、加熱モジュール60’、及び伝導コイル62’を含んでいることである。伝導コイル62’は、図1における内部絶縁ハウジング30及び伝導コイル62(60)の代わりに使用される。加えて、伝導コイル62’の外観設計は、図1及び図3の伝導コイル62の外観設計とは異なっている。
As shown in FIG. 7, in a second embodiment of the present invention, portable active temperature control device 100' is substantially similar to portable active
具体的には、伝導コイル62’の形状設計は、3次元対称形状設計を含んでいる。図7を参照すると、伝導コイル62’は、本体部分62a’及び複数の突出部分62b’を含んでいる。これらの突出部分62b’は接続されて、本体部分62a’の上に立っている(図7参照)。これらの突出部分62b’は、ポータブルなアクティブ温度制御装置100’の中心軸Iに対して対称的に配置されている。本体部分62a’は、真空断熱層20の底に配置されており、2次元平面円形形状設計である。これらの突出部分62b’は、真空断熱層20の内面に沿って配置されている。この構成では、真空断熱層20上において、電磁誘導加熱領域がより広く分布している。
Specifically, the shape design of the conductive coil 62' includes a three-dimensional symmetrical shape design. Referring to FIG. 7, conductive coil 62' includes a
更に、図7及び図8(a)に示す実施態様において、突出部分62b’の形状は、菱形形状である。別の実施形態では、図7の伝導コイル62’の突出部分62b’の形状は、図8(b)に示されている円形形状である。一実施形態では、図7の伝導コイル62’の突出部分62b’の形状は、図8(c)に示されている砂時計形状である。更に別の実施形態では、図7の伝導コイル62’の突出部分62b’の形状は、図8(d)に示されている四辺形形状であり、例えば、台形形状である。本発明は、それに限定されない。図示されていない他の実施態様では、突出部分62b’は、他の異なる形状設計であり得る。本発明は、それに限定されない。3次元対称形状設計を有する伝導コイル62’は、真空断熱層20の形状に限定されない。異なる形状の上記突出部分62b’を使用して、突出部分62b’の周囲の発熱範囲を制御し、伝導コイル62’が真空断熱層20の異なる領域に温度分布を更に実行できるようにして、加熱効果を更に最適化することができる。本発明は、それに限定されない。
Further, in the embodiment shown in FIGS. 7 and 8(a), the shape of the protruding
図9は、本発明の実施形態2における、真空断熱層の温度分布図である。8ワットの電源を有する環境において、赤外線温度計を使用して、図7の真空断熱層20内の金属の異なる位置の温度を検出した。図9に示すように、底層、中層、及び高層の間の温度差は摂氏12度以内である。図6の本発明の実施形態1の真空断熱層20において、底層、中層、及び高層の間の温度差は、摂氏約20度である。ポータブルなアクティブ温度制御装置100の伝導コイル62’は、3次元対称形状設計を採用しているため、真空断熱層20の金属に対して伝導コイル62’によって生成される熱収支が効果的に改善され、底層、中層、及び高層において、ほぼ一定の温度を達成することができる。
FIG. 9 is a temperature distribution diagram of the vacuum heat insulating layer in Embodiment 2 of the present invention. An infrared thermometer was used to detect the temperature at different locations of the metal within the
加えて、伝導コイル62’は、図3に示される2次元平面円形形状設計から図7に示されるような3次元対称設計に変更されている。そのようなデザインは、これまで報告されていない。なお、伝導コイル62が2次元平面円形設計から3次元円形設計に変更される場合、必要な電力消費は非常に高く、12ワットの範囲を超える可能性があることに留意されたい。別の側面において、図3に示すような設計が3次元円形設計に変更されると、図8に示すような設計と比較して、伝導ワイヤ材料の消費は、30%を超えて増加する可能性がある。更に、図8(a)及び図7に示す設計において、伝導ワイヤ材料は、真空断熱層20の金属の底部及びその付近に巻かれる入口から始まり、(図7の点線で示すように)同じ平面位置から離れてもよく、配線を隠すスペースを減らし、メインコントロールユニット12との接続を容易にする。
Additionally, the conductive coil 62' has been changed from the two-dimensional planar circular shape design shown in FIG. 3 to a three-dimensional symmetrical design as shown in FIG. Such designs have not been previously reported. It should be noted that if the
図10は、本発明の電磁誘導加熱が従来の抵抗加熱方式に比べて優れていることを示すために、従来の抵抗加熱方式を用いた後に赤外線温度計を用いて測定した真空断熱層の温度分布図である。測定後、図10は、真空断熱層20の金属によって発生する熱が均一ではなく、真空断熱層20の金属の温度差が30℃を超えることを示している。言い換えれば、真空断熱層は、異なる位置で非常に不均一な加熱温度を有し、必要な電力消費も比較的高い。図9において、図10の抵抗加熱法と比較して、図2の実施形態では、真空断熱層は均一に加熱され、比較的低消費電力である。
In order to show that the electromagnetic induction heating of the present invention is superior to the conventional resistance heating method, FIG. 10 shows the temperature of the vacuum insulation layer measured using an infrared thermometer after using the conventional resistance heating method. It is a distribution map. After measurement, FIG. 10 shows that the heat generated by the metal of the
要約すると、本発明の実施形態では、ポータブルなアクティブ温度制御装置は、伝導コイルに印加される高周波ACを供給して、伝導コイルが交流磁場を生成できるようにし、交流磁場は、更に、真空断熱層の金属と相互作用して熱エネルギーを生成し、熱エネルギーの熱交換は、貯蔵容器を用いて効果的に実施され、貯蔵容器内の内容物の加熱又は断熱を実行することができる。更に、熱電対が温度をフィードバックして、メインコントロールユニットが電流の大きさを調整し、発熱電力を更に調節することを可能にしている。本発明の実施形態では、3次元対称伝導コイル設計が更に提案され、発熱の均一性を更に最適化している。また、メインコントロールユニットには高周波AC/DC変換回路を搭載しているため、DCを高周波ACに変換することができる。したがって、本発明は、ACを供給することができる状況での使用に限定される必要がなくなり、ユーザが種々の加熱又は持続的断熱の要求の状況に応じて装置を便利に運ぶことができるようになり、低消費電力で安全性の高いポータブルなアクティブ温度制御装置を実現することが可能となる。 In summary, in an embodiment of the present invention, a portable active temperature control device supplies a high frequency AC applied to a conductive coil to enable the conductive coil to generate an alternating magnetic field, which is also vacuum insulated. It interacts with the metal of the layer to produce thermal energy, and the heat exchange of thermal energy can be effectively performed with the storage vessel to perform heating or insulation of the contents within the storage vessel. Additionally, thermocouples provide temperature feedback, allowing the main control unit to adjust the magnitude of the current to further regulate the heating power. In embodiments of the present invention, a three-dimensional symmetric conduction coil design is further proposed to further optimize heat generation uniformity. In addition, since the main control unit is equipped with a high frequency AC/DC conversion circuit, DC can be converted into high frequency AC. Thus, the present invention need not be limited to use in situations where AC can be supplied, allowing the user to conveniently transport the device for a variety of heating or sustained insulation requirements. As a result, it is possible to realize a portable active temperature control device with low power consumption and high safety.
上で選択され説明された実施形態は、本発明の実施形態の原理及び実際の適用を明確に説明するために使用されるものである。当業者であれば、本発明の実施形態の様々な実施形態及び特定の目的に適した様々な修正を理解することができる。 The above selected and described embodiments are used to clearly explain the principles and practical applications of the embodiments of the present invention. Those skilled in the art will appreciate various embodiments of the embodiments of the present invention and various modifications suitable for particular purposes.
上述した本発明の実施形態は、本発明の原理及び概念を説明するためのものであり、本発明を網羅的に説明したり、本発明をここに記載された詳細に限定したりすることを意図するものではない。当業者は、添付の特許請求の範囲に定義された本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、均等物による種々の修正及び置換が可能であることを理解すべきである。添付の図面は、必ずしも原寸に比例して描かれているわけではない。製造プロセス及び公差の要因により、本発明の実施形態で提示されるプロセスと実際の装置との間には違いがあり得る。本発明の実施形態の他の実行については、ここでは詳細に説明されていないこともある。本明細書の記載及び添付の図面は、限定的なものではなく、記述的なものと見なす必要がある。特定の状況、材料、物質の組成、方法、又はプロセスに関して、本発明の目的、精神、及び範囲に適合させるために変更を加えることができる。これらの変更はすべて、本明細書の添付の特許請求の範囲に含まれる。本明細書に開示される方法は、特定の操作を特定の順序で実行することによって説明されている。しかしながら、これらの操作は、同等の方法を形成するために組み合わされ、細分され、又は再配置され得ることを理解されるべきであり、これは、本発明の教示から逸脱しない。したがって、特に明記されていない限り、これらの操作の順序及びグループは制限されない。
The above-described embodiments of the invention are intended to be illustrative of the principles and concepts of the invention and are not intended to be exhaustive or to limit the invention to the details set forth herein. not intended. Those skilled in the art should understand that various modifications and substitutions with equivalents are possible without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. The accompanying drawings are not necessarily drawn to scale. Due to manufacturing processes and tolerance factors, there may be differences between the processes presented in the embodiments of the present invention and actual devices. Other implementations of embodiments of the invention may not be described in detail here. The description and accompanying drawings in this specification are to be regarded in an illustrative rather than a restrictive sense. With respect to a particular situation, material, composition of matter, method or process, modifications may be made to adapt the objective, spirit and scope of the present invention. All of these modifications are within the scope of the claims appended hereto. The methods disclosed herein are described by performing certain operations in a certain order. However, it should be understood that these operations may be combined, subdivided, or rearranged to form equivalent methods without departing from the teachings of the present invention. Therefore, the order and grouping of these operations are not restricted unless otherwise stated.
Claims (7)
金属で構成され、前記絶縁ハウジング内に配置された真空断熱層と;
前記絶縁ハウジング内に配置された貯蔵容器と;
前記絶縁ハウジングを覆うトップカバーと;
前記メインコントロールユニットに電気的に接続された加熱モジュールであって、前記加熱モジュールは、
前記メインコントロールユニットから前記高周波ACを受け取り、交流磁場を連続的に生成する伝導コイルと、
前記伝導コイル及び前記メインコントロールユニットに接続され、前記メインコントロールユニットに対して温度をフィードバックし、動作電圧を調節して、前記高周波ACを変更するために使用される熱電対と、
を備えた加熱モジュールと;
を具備し、
前記伝導コイルによって生成される前記交流磁場は、前記真空断熱層の金属が熱を生成し、前記貯蔵容器との熱交換を実行することを可能にし、
前記伝導コイルの形状設計は、3次元対称形状設計を含んでおり、
前記伝導コイルは、
本体部分と;
前記本体部分に接続され、前記本体部分上に立っている複数の突出部分であって、前記複数の突出部分は、前記ポータブルなアクティブ温度制御装置の中心軸に対して対称的に配置されている、複数の突出部分と;
を更に備えている、
ポータブルなアクティブ温度制御装置。 an insulating housing with a main control unit, said main control unit supplying a high frequency AC;
a vacuum insulation layer composed of metal and disposed within said insulating housing ;
a reservoir disposed within said insulating housing;
a top cover covering the insulating housing;
A heating module electrically connected to the main control unit, the heating module comprising:
a conductive coil that receives the high frequency AC from the main control unit and continuously generates an alternating magnetic field;
a thermocouple connected to the conduction coil and the main control unit and used to feed back temperature to the main control unit and adjust operating voltage to vary the high frequency AC;
a heating module comprising;
and
the alternating magnetic field generated by the conductive coil enables the metal of the vacuum insulation layer to generate heat and carry out heat exchange with the storage vessel ;
The shape design of the conductive coil includes a three-dimensional symmetrical shape design,
The conductive coil is
a body portion;
a plurality of protrusions connected to and standing on the body portion, wherein the plurality of protrusions are symmetrically arranged with respect to a central axis of the portable active temperature control device; , a plurality of protrusions;
further comprising
Portable active temperature controller.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022186185A JP2023015361A (en) | 2020-04-15 | 2022-11-22 | Portable active temperature control device |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
HK32020005911.3 | 2020-04-15 | ||
HK32020005911 | 2020-04-15 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022186185A Division JP2023015361A (en) | 2020-04-15 | 2022-11-22 | Portable active temperature control device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021170530A JP2021170530A (en) | 2021-10-28 |
JP7183333B2 true JP7183333B2 (en) | 2022-12-05 |
Family
ID=75949567
Family Applications (3)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021068158A Active JP7183333B2 (en) | 2020-04-15 | 2021-04-14 | Portable active temperature controller |
JP2022186185A Pending JP2023015361A (en) | 2020-04-15 | 2022-11-22 | Portable active temperature control device |
JP2023001134U Active JP3242274U (en) | 2020-04-15 | 2023-04-06 | Portable active temperature controller |
Family Applications After (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022186185A Pending JP2023015361A (en) | 2020-04-15 | 2022-11-22 | Portable active temperature control device |
JP2023001134U Active JP3242274U (en) | 2020-04-15 | 2023-04-06 | Portable active temperature controller |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (3) | JP7183333B2 (en) |
CN (2) | CN113543394A (en) |
DE (1) | DE202021101972U1 (en) |
GB (1) | GB2595570B (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004321330A (en) | 2003-04-22 | 2004-11-18 | Toshiba Home Technology Corp | Boiling water device |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5919033U (en) * | 1982-07-30 | 1984-02-04 | 大陽酸素株式会社 | Heat retention kettle |
FR2650669B1 (en) * | 1989-08-04 | 1993-10-29 | Equipement Menager Cie Europ | TEMPERATURE MEASURING DEVICE FOR INDUCTION COOKING APPARATUS AND APPARATUS COMPRISING SUCH A DEVICE |
JP2001037631A (en) * | 1999-07-29 | 2001-02-13 | Zojirushi Corp | Vacuum cooking pan |
CN102894864B (en) * | 2012-07-04 | 2014-11-26 | 许长河 | Electromagnetic electric rice cooker with vacuum heat-preservation function |
-
2021
- 2021-04-09 CN CN202110383804.4A patent/CN113543394A/en active Pending
- 2021-04-09 CN CN202120728851.3U patent/CN215268780U/en active Active
- 2021-04-13 DE DE202021101972.7U patent/DE202021101972U1/en active Active
- 2021-04-13 GB GB2105230.3A patent/GB2595570B/en active Active
- 2021-04-14 JP JP2021068158A patent/JP7183333B2/en active Active
-
2022
- 2022-11-22 JP JP2022186185A patent/JP2023015361A/en active Pending
-
2023
- 2023-04-06 JP JP2023001134U patent/JP3242274U/en active Active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004321330A (en) | 2003-04-22 | 2004-11-18 | Toshiba Home Technology Corp | Boiling water device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB2595570A (en) | 2021-12-01 |
JP2023015361A (en) | 2023-01-31 |
GB2595570B (en) | 2022-08-24 |
GB202105230D0 (en) | 2021-05-26 |
JP3242274U (en) | 2023-06-05 |
DE202021101972U1 (en) | 2021-10-18 |
CN113543394A (en) | 2021-10-22 |
CN215268780U (en) | 2021-12-21 |
JP2021170530A (en) | 2021-10-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TW463209B (en) | Thermoelectric-cooling temperature control apparatus for semiconductor device fabrication facility | |
CN101558681B (en) | Cooling device for electromagnetic induction heating cooker | |
JP2004534378A (en) | ICP window heater or source power coil integrated with Faraday shield and floating electrode between ICP window | |
US20120061054A1 (en) | Distributed cooling of arrayed semi-conductor radiation emitting devices | |
JP4980461B1 (en) | Induction heating device | |
JP7183333B2 (en) | Portable active temperature controller | |
US11485053B2 (en) | Smart susceptor induction heating apparatus and methods having improved temperature control | |
CN109874185B (en) | Heating device and heating equipment | |
US8242415B2 (en) | Product warming apparatus | |
JP2022074017A (en) | Measuring device having electrothermal transducer for adjusting thermal resistance, and method of operating the same | |
US11440224B2 (en) | Smart susceptor induction heating apparatus and methods for forming parts with non-planar shapes | |
US11399416B2 (en) | Heating circuit layout for smart susceptor induction heating apparatus | |
EP3661324B1 (en) | Heating circuit layout for smart susceptor induction heating apparatus | |
Mei et al. | Simulation and optimization of temperature distribution in induction heating reactor | |
CN208692906U (en) | Cooking apparatus | |
JP5809858B2 (en) | Magnet assembly and method for temperature control of magnet assembly | |
JP2734572B2 (en) | Cooking device | |
Ajiwiguna et al. | Method for thermoelectric cooler utilization using manufacturer’s technical information | |
CN204765029U (en) | Integrative insulating pot of heating and cooling | |
CN211837823U (en) | Aerosol generating device | |
KR101749570B1 (en) | Inductive Heating Linear Evaporation Deposition Apparatus | |
US20220196285A1 (en) | Storage electric water heater | |
CN104233233A (en) | Reaction chamber and epitaxial growth equipment | |
JP5324533B2 (en) | High stabilization method for DC high voltage power supply device and DC high voltage power supply device | |
JP2004335428A (en) | Small-sized heating and warm keeping device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210526 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220616 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220616 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220907 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20221026 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20221122 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7183333 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |